一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.如图所示,MN间电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P处于a端时,电流表示数为0.25安;当滑片P处于ab中点时,电流表示数为0.40安,则MN间的电压是
A.6伏 【答案】D 【解析】 【详解】
B.5伏 C.4伏 D.3伏
R1与滑动变阻器R2并联,设MN间的电压为U,根据并联电路的电流关系, 则
UU??0.25A……………….① R2R1UU??0.4A………………② 1R2R12联立①②,将R2=20Ω代入,解得 U=3V。故D正确为答案.
2.额定电压均为6V的甲、乙两灯的I﹣U图线如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大 B.甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为2∶3 D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1∶9 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系;
(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流,根据P?UI求出甲、乙两灯的额定功率之比;
(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压均为2V,根据图像读出通过的电流,根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比;
(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V,根据图像读出符合要求的电流和电压,根据P?UI求出两灯泡的实际功率之比。 【详解】
A.由图像可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、6V时,通过甲的电流依次为0.3A、0.6A,通过乙的电流依次为0.2A、0.3A,由I?UU的变形式R?可知,甲灯泡的电阻依RI次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω,所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,则A正确,不符合题意;
B.甲、乙两灯的额定电压均为6V,通过的电流I甲额=0.6A,I乙额=0.3A,则甲、乙两灯的额定功率之比:
P甲额P乙额则B正确,不符合题意;
?U甲额I甲额U乙额I乙额?6V?0.6A2?,
6V?0.3A1C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压均为2V,由图像可知,通过的电流分别为I甲=0.3A,I乙=0.2A,此时两灯泡的电阻之比:
U甲R甲I甲I乙0.2A2????, R乙U乙I甲0.3A3I乙则C正确,不符合题意;
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于
?=2V、U乙?=6V时符合,则两灯泡的实8V,由图像可知,当电路中的电流I?=0.3A、U甲际功率之比:
?I?2V?0.3A1U甲P甲???,
??PUI6V?0.3A3乙乙则D错误,符合题意; 故选D。
3.如图甲所示的电路中,电源电压恒定,灯泡L的电阻随温度变化而变化,R0为定值电阻,滑动变阻器Rx的规格为 “20Ω 2.5A”闭合开关S,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,移动滑动变阻器的滑片P从A端至B端,U2与U1的关系如图乙所示当滑片P滑到B端时,灯L恰好正常发光。下列结果中正确的是( ) ①电路中最小电流为1A
②定值电阻R0的阻值为6Ω ③灯L正常发光时的电阻为12Ω ④灯L的额定功率为48W
A.只有①正确 C.只有①③正确 【答案】A 【解析】 【详解】
B.只有②③正确 D.①②③④都正确
由图知灯泡L、定值电阻R0、滑动变阻器串联,电压表V1测量定值电阻R0两端的电压,电压表V2测量灯泡L和定值电阻R0两端的总电压,当滑片P滑到B端时,此时电路的总电阻最小,总电流最大,两电压表的示数都达到了最大,即两电压表的示数为36V和24V;当滑动变阻器的滑片P在A端时,总电阻最大,电路中的总电流最小,两电压表的示数为16V和12V;
(1)当滑片在B端时,电压表V2的示数为36V,则电源电压为36V,此时灯L恰好正常发光;
当滑动变阻器的滑片P在A端时,滑动变阻器的电阻最大,电路中的总电流最小,此时滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U﹣U2=36V﹣16V=20V,
则此时电路的最小电流为:
'U滑20VI最小===1A,
R滑20Ω故①正确; 定值电阻R0的阻值:
R0?故②错误;
U012V==12Ω, I1A(2)当滑片在B端时,滑动变阻器的电阻为零,电路的电流最大,此时灯L恰好正常发光,定值电阻两端的电压为24V, 此时电路的最大电流为:
U0'24VI大===2A,
R012Ω灯泡两端的额定电压为:
UL=U2﹣U1=36V﹣24V=12V;