一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,滑片P从A点向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V示数变大,电流表A1示数不变 B.电流表A1示数变大,电流表A2示数不变 C.电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变 D.电压表V示数与电流表A1示数的比值变小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.由电路图可知,R0与R1并联,电流表A1测R0支路的电流,电流表A2测R1支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源两端的电压。滑片P从A点向右移动的过程中,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R0的电流不变,电流表A1示数不变,电源电压不变,所以电压表V的示数不变,故A错误;
B.电源电压不变,通过R0的电流不变,电流表A1的示数不变,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,由I?U可知,通过R1的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之R和,所以,干路电流变小,即电流表A2的示数变小,故B错误;
CD.电压表V的示数不变,电流表A1的示数不变,故电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变、电压表V示数与电流表A1示数的比值不变,故C正确、D错误。 故选C。
2.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。
3.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
4.如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5 V且保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300 Ω的定值电阻,Rt是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。若闭合开关S,则( )
A.环境温度为40 ℃时,热敏电阻阻值是150 Ω B.电压表V示数越小,环境温度越高 C.电压表的最小示数是1.5 V
D.此电路允许的最高环境温度为60 ℃ 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由甲图可知,R0、R1串联,电压表测R0两端电压
A.由图乙可知,环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是200Ω,故A不符合题意; B.因串联电路中各处的电流相等,由I=越小,由R=U可知,当电压表V示数越小时,电路中的电流RU可知,电路中的总电阻越大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所I以,热敏电阻的阻值越大,由图乙可知,环境的温度越低,故B不符合题意;
C.由图象可知,温度每升高20℃,R1的阻值减小50Ω,所以温度为0℃时,热敏电阻的阻值最大R1大=300Ω,由串联电路的分压原理可知,此时电压表的示数最小,此时电路中的电流
I最小=
电压表的最小示数
U0最小=I最小R0=0.0075A×300Ω=2.25V
故C不符合题意;
D.当电压表的示数最大,即U0=3V时,电路允许测量的温度最高,此时电路中的电流
UR1最大?R0=4.5V=0.0075A
300Ω?300ΩU03V=I==0.01A R0300Ω电路中的总电阻
R=
热敏电阻连入的阻值
R1=R-R0=450Ω-300Ω=150Ω
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为60℃,故D符合题意。 故选D。
U4.5V==450Ω I0.01A
5.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而增大,滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是( )
A.体重越大电流表示数越小 B.身高越高通过R0的电流越大 C.身高越高电压表示数越小 D.体重越大电路消耗总功率越大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
A.当体重增大时,压敏电阻的阻值增大,而电源电压不变,因此电流表的示数变小,故A正确;
B.身高增大影响与电压表并联的电阻值变化,但不能影响变阻器阻值的大小,电源电压不变,因此通过R0的电流不变,故B错误;
C.身高越高,电压表并联部分的电阻越大,根据串联电路电压规律可知,电压表示数增大,故C错误;
D.当体重增大时,压敏电阻的电流变小,而变阻器的电流不变,根据并联电路电流特点可知,电路的总电流变小;根据P?UI可知电路消耗的总功率变小,故D错误。 故选A。
6.如图所示,电源电压保持不变,当变阻器滑片P滑到A端时,闭合开关S1和S2,灯泡L恰好正常发光,以下说法正确的是( )
A.滑片P仍在A端,开关S1断开,S2闭合,灯泡L仍正常发光 B.滑片P仍在A端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光 C.滑片P滑到B端,同时闭合开关S1和S2,灯泡L仍正常发光 D.滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光 【答案】B 【解析】