一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.如图,电源的电压U保持6V不变,R=5Ω,当开关S闭合前后,通过电灯的电流变化了0.2A,则灯泡的电阻是( )
A.5Ω 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
如图所示,当开关S闭合时,电路中只有电灯,此时电路中的电流为
B.10Ω
C.15Ω
D.25Ω
I1?U6V= R灯R灯当开关S未闭合,电灯和电阻R串联,此时电路中的电流为
I2?U6V=
R?R灯5Ω?R灯6V6V?=0.2A R灯5Ω?R灯因为开关S闭合前后,通过电灯的电流变化了0.2A,所以
I1?I2?解之得R灯=10Ω。 故选B。
2.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑片P置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,在10s内定值电阻R1产生的热量为36J;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V。下列结果正确的是( )
A.R1先后两次消耗的电功率之比为9∶16 B.滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω C.电源电压为12V D.R1的阻值为10Ω
【答案】ABCD 【解析】 【分析】 【详解】
由电路分析可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以当滑片滑到B端时,电路中电流为
I1?U16V? R2R2因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电源电压为
U?I1R1?U1?6V?R1?6V R2当滑片滑到中点时,R2接入电路的电阻变小,电压表示数应减小,即滑片滑到中点时,滑动变阻器两端电压为
U2?U1??U?6V?2V?4V
此时电路中的电流为
I2?则电源电压为
U22U22?4V8V???R2R2R2R2 28V?R1?4V R2U?I2R1?U2?因电源的电压不变,则
6V8V?R1?6V??R1?4V R2R2解得:R1=R2,则电源的电压为
U?I1R1?U1?6V6V?R1?6V??R1?6V?12V R2R1当滑片滑到B点时,R1两端电压为
U3?U?U1?12V?6V?6V
U2t可得,R1的阻值为 由Q?RU32(6V)2R1?t??10s?10Ω
Q36J因R1=R2,故R2的最大阻值为10Ω,滑片在B点时和滑片在中点时,电路中的电流之比为
6VI1R3?2? I28V4
R2
R1先后两次消耗的电功率之比为
PI12R1I391?2?(1)2?()2? P2I2R1I2416故选ABCD。
3.如图,电阻丝R1、R2的材料和长度均相同,阻值R1∶R2=2∶1,甲、乙为电表(电流表或电压表),开关S处于闭合状态,R1、R2均接入电路中。以下说法中,正确的有:( )
A.R1的横截面积比R2的大 C.R1、R2上的电压之比为2∶1 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A.导体的电阻跟导体的横截面积有关,长度相同的同种材料的导体,横截面积越大,电阻越小。因为电阻丝R1、R2的材料和长度均相同,阻值R1∶R2=2∶1,所以R1的横截面积比R2的小,故A错误;
B.若甲为电流表,乙为电压表,开关S处于闭合状态时,R1、R2并联接入电路中,甲测通过R1的电流,乙测电源电压,故B正确;
C.因为R 1、R2并联,故R1、R2上的电压之比为1∶1,故C错误; D.因为R 1、R2并联,根据欧姆定律,R1、R2中的电流之比
B.甲为电流表,乙为电压表 D.R1、R2中的电流之比为1∶2
I∶1I2?故D正确。 故选BD。
UU∶?R2∶R1?1∶2 R1R2
4.定值电阻R1标有“10Ω 2A”,R2标有“20Ω 1.5A”的字样。则以下说法正确的是( ) A.若将两只电阻串联使用,则允许通过电阻的最大电流为2A B.若将两只电阻串联使用,允许加在它们两端总电压的最大值是45V C.若将两只电阻并联使用,则干路允许通过的电流最大值是3A D.若将两只电阻并联使用,电路允许的总电功率最大值是60W 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
A.定值电阻R1允许通过的最大电流为2A,R2允许通过的最大电流为1.5A,根据串联电路中电流处处相等,为不损坏定值电阻,则允许通过电阻的最大电流为1.5A,故A错误; B.由A解析知,允许通过电阻的最大电流为1.5A,根据I=的最大值为
U可得加在它们两端总电压RU大=I大?R总=1.5A?(10Ω+20Ω)=45V
故B正确;
C.由定值电阻R1、R2的铭牌可知,加在它们两端的最大电压分别为
U1=I1?R1=2A?10Ω=20V,U2=I2?R2=1.5A?20Ω=30V
根据并联电路中各用电器两端电压相等,可知它们两端的电压最大为20V,则通过定值电阻R1的电流为2A,通过定值电阻R2的电流为
U120VI2===1A
R220Ω'干路允许通过的电流最大值为
I并大=2A+1A=3A
故C正确;
D.若将两只电阻并联使用,电路允许的总电功率最大值为
P大=U1I并大=20V?3A=60W
故D正确。 故选BCD。
5.小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5 Ω,电路各部分均接触良好.物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离.开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5 V和0.2 A.由此可知
A.电阻丝的总电阻为7.5 Ω
B.当电压表示数为2 V时,物体M向左移动了5 cm C.当电压表示数为1 V时,物体M向左移动了5 m
D.若开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,可测量的最大距离30 cm 【答案】BD 【解析】 【分析】
滑片移动时,电阻丝接入电路的电阻不变,一直等于其总电阻,所以电流表示数保持0.2A
不变,但由于与电压表并联的那部分电阻丝的长度变化,所以电压表的示数改变,滑片向左移动时,电压表示数变大,向右移动时,示数变小。 【详解】
A.滑片在中点时,电压表测量的是一半电阻丝分得的电压,其阻值为
R'?U1.5V??7.5? I0.2A则电阻丝的总电阻为15Ω,所以A错;
B.当电压表示数为2 V时,比滑片在中点时增大了0.5V,则与电压表并联的电阻增大了
R1?电阻丝的长度增加了
U10.5V?=2.5Ω I0.2A2.5Ω=5cm
0.5Ω/cm?l=所以物体M向左移动了5 cm,B对;
C.当电压表示数为1 V时,比滑片在中点时减小了0.5V,则与电压表并联的电阻减小了
2.5?,电阻丝的长度减小了5cm,所以物体M向右移动了5 cm,C错;
D.若开始测量前,如果将金属滑片P置于电阻丝的左端,电压表测的是整根电阻丝的电压,所以可测量的最大距离是
lmax=D对。 故选BD。
15Ω=30cm
0.5Ω/cm
6.灯泡L标有“6V”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用图甲所示的电路进行实验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30Ω、1A”。闭合开关后,将变动变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动,直到电压表示数达到6V时为止。图乙是用获得的实验数据作出的U-1图像,下列判断正确的是( )
A.闭合开关,在移动滑片P的过程中,灯L的最小电阻为10Ω B.变阻器的滑片P移到b端时,灯L正常发光的额定功率为3.6W
C.灯L与5Ω的定值电阻R1,并联接人电压为6V电路,电路的总功率为7.2W D.灯L与10Ω的定值电阻R2串联接人电压为9V的电路,R2每秒消耗电能为2.5J