一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1.右图是电阻甲和乙的I?U图像,小明对图像信息做出的判断,正确的是 ( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A B.当乙两端电压为2.5V时,其电阻值为10Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V D.将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A. 由I-U图象可知,A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误. B. 当乙两端电压为2.5V时,通过乙的电流为0.5A,所以此时乙的阻值为
R?故B错误.
U2.5V??5? I0.5AC. 将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压:
U=U甲+U乙=1.5V+0.5V=2 V,
故C正确为答案.
D.将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流:
I =I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A,
故D错误.
2.在如图所示的电路中,电源电压保持U不变。电路中定值电阻R大于R0。闭合开关,将滑动变阻器滑片向下滑动,电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为?U1、?U2、
?U3,电流表A示数变化量的绝对值为的?I,则( )
A.电流表A的示数增大 B.电压表V2的示数不变 C.?U2等于?I·R0 D.?U1小于?U2 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
A.原电路中,R0与滑动变阻器串联后再与R串联,电流表测电路的电流,电压表V3测变阻器的电压,V1测R的电压,电压表V2测滑动变阻器与R的总电压,将滑动变阻器滑片向下滑动,变阻器连入电路的电阻变小,由电阻的串联规律,电路的总电阻变小,由欧姆定律|I?U,电流表示数变大,故A正确; RB.根据U=IR,故V3示数变大,由串联电路电压的规律,V2示数变小,B错误; C.由串联电路电压的规律,?U2等于电压表V3的示数变化,由欧姆定律,电压表V3的示数变化量
?U3?I'R0?IR0??I'?I?R0??I?R0
故C正确;
D.?U2等于电压表V3的示数变化?U3,由C知
?U3??I?R0①
而V1示数的变化量为
?U1?I'R?IR??I'?I?R??I?R②
因定值电阻R大于R0,由①②得
?U1大于?U2
故D错误。 故选AC。
3.如图所示电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后将滑片P向右移动时,下列说法中正确的是(灯丝电阻变化忽略不计)( )
A.电路消耗的总功率变小
B.小灯泡两端电压变化量和V2示数变化量相当 C.电压表V1示数和电压表V2示数之和不变
D.电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变 【答案】ABD
【解析】 【分析】 【详解】
设灯泡电阻为RL,由电路图可知,开关S闭合后,R0、R1、RL串联,V1测R1和RL两端电压之和,V2测R0和R1两端电压之和,A测电路电流;滑片P移动前,RL、R0、R1两端电压分别为UL、U0、U1,电路电流为I1,滑片P移动后,RL、R0、R1两端电压分别为UL、U0、
''U1',电路电流为I2;将滑片P向右移动时,R1接入电路电阻变大,电路总电阻变大,电源
电压恒定,由欧姆定律I?U可知,电路电流变小。 RA.由P=UI可知,电源电压恒定,电路电流变小,电路总功率变小,故A正确;
U可知,RL和R0分压R变小,由串联电路分压规律可知,R1分压变大。则RL两端电压变化量
B.将滑片P向右移动时,电路电流变小,RL和R0阻值一定,由I?'?UL=UL-UL
V2示数变化量
''?UV2??U0?U1'???U0?U1???U?UL???U?UL??UL?UL'
则
?UL=?UV2
所以小灯泡两端电压变化量和V2示数变化量相当,故B正确; C.滑片P移动前,电压表V1示数和电压表V2示数之和为
UL?U1?U0?U1?U?U1
滑片P移动后,电压表V1示数和电压表V2示数之和为
''UL?U1'?U0?U1'?U?U1'
因为R1分压变大,所以电压表V1示数和电压表V2示数之和变大。故C错误; D.根据串联电路分压规律,总电压等于各部分电压之和,所以,电压表V1示数变化量
?UV1=(U?I2R0)?(U?I1R0)?(I1?I2)R0??IR0
所以
?UV1?I故选ABD。
?R0
即电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变,故D正确。
4.如图所示是A、 B两定值电阻的U-I图像,由图像中的信息可知
A.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则A两端的电压大 B.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B的功率大 C.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则通过A的电流大 D.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则A的功率小 【答案】AD 【解析】 【详解】
由图像可以看出,当电压一定时,通过A的电流较小,由I?知,RA>RB;
A.若将RA、RB两电阻串联在某电源两端,因串联电路中各处的电流相等,且RA>RB,所以,由I?UU的变形公式R?可RIU的变形式U?IR可知,RA两端的电压大,故A符合题意; RB.由公式P?I2R可知,RA的实际功率大,故B不符合题意;
C.若将RA、RB两电阻并联在某电源两端,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I?U可知,通过RB的电流大,故C不符合题意; RD.若将RA、RB两电阻并联在某电源两端,因并联电路中各支路两端的电压相等,由
U2可知,RA的实际功率小,故D符合题意。 P?R
5.在图甲所示电路中,R0、R2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表。滑动变阻器R1的滑片由一端移到另一端,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化。两电压表示数随电流表示数的变化图线如图乙所示。则下列判断中正确的是( )
A.电阻R0为2Ω C.电源电压为14V 【答案】AD
B.V2示数变化图线为b
D.滑动变阻器R1的阻值最大为9Ω
【解析】 【分析】
由电路图可知,滑动变阻器R1、电阻R2、电阻R0串联在电路中,电压表V1测量R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小,由此可知图象中上半部分b为电压表V1示数变化图线,下半部分a为电压表V2示数变化图线;
(2)由图像可知:当电压表V1的示数(R1和R2两端的电压)为10V时,此时电压表V2的示数(R2两端的电压)为1V,电路中的电流为1A,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,再根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值,最后利用电阻的串联表示出电源的电压;
(3)由图像可知:当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,此时电路中的总电阻最小,电路中的电流最大为4A,此时两电压表的示数都为4V,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,根据电源的电压不变得出等式即可求出R0和电源电压。 【详解】
由电路图可知,滑动变阻器R1、电阻R2、电阻R0串联在电路中,电压表V1测量R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
B.当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小,据此判断:图像中上半部分b为电压表V1示数变化图线,下半部分a为电压表V2示数变化图线,故B错误;
D.由图像可知:当R1和R2两端的电压为10V时,R2两端的电压为1V,电路中的电流为1A,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压:
U1?U12?U2?10V?1V?9V,
根据欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的阻值:
R1?故D正确;
U19V??9Ω, I1AAC.根据串联电路的总电压等于各分电压之和,有电源的电压:
U?U1?U0?10V?IR0?10V?1A?R0------①
当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R1两端的电压,示数都为4V,电路中的电流最大为4A,电源的电压:
??U0??4V?ImaxR0?4V?4A?R0------② U?U2联立①②式,解得:R0=2Ω,U=12V,故A正确、C错误。 【点睛】
本题综合考查欧姆定律在串联电路中的应用,要求学生对电学知识掌握全面且熟练,通过