一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示电路,电源电压恒为6V,定值电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6 A则( )A.电压表测量的是电阻R1两端的电压B.当变阻器R2的滑片P向左移动时,电压表的示数变小C.为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R2接入电路的阻值范围是2~10ΩD.当变阻器R2接入电路中的阻值是8Ω时,通电1min电阻R1产生的热量是53.3J【答案】C【解析】【分析】(1)根据电压表的正确使用判断所测的电路元件;(2)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变化;(3)比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中最大阻值,从而得出答案;(4)当变阻器R2接入电路中的阻值是8Ω时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据求出1min电阻R1产生的热量。
详解】A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,故A错误;B.由电路图可知,滑动变阻器滑片右侧接入电路,当变阻器R2的滑片P像左移动时,接入电路的电阻增加,电压表的示数变大,故B错误;C.因为滑动变阻器R2的规格为“20Ω0.5A”,所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5A,电路的最小电阻是滑动变阻器接入电路中的最小电阻当电压表的最大测量值为3V时,滑动变阻器接入的电阻最大,为10Ω,故C正确;D.当变阻器R2接人电路中的阻值是8Ω时,电路的总电阻此时电路中的电流通电1min电阻R1产生的热量故D错误2.把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中,各电表选择的量程如图所示,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )A.在滑动变阻器滑片向左移动的过程中,电流表示数变大,电压表示数变小B.电路的总功率最大值为10.8WC.小灯泡的电功率最小值为0.75WD.滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω【答案】ACD【解析】【分析】分析实物图可知:灯泡与滑动变阻器是串联关系;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V)。
1)滑片向左移动时,根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化;再判定总电阻的变化,根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况;(2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻,确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻,利用求电路的总功率最大值;(3)为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V,此时滑动变阻器连入的电阻最大,利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压;再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻;最后利用求小灯泡的电功率最小值;(4)由(2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围详解】A.由图知道,由实物电路图可知:灯泡与滑动变阻器串联;电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A),电压表测量滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V),当滑片向左移动时,则滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由于电源电压不变,由知道,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;滑动变阻器连入电路的电阻变小、分压变小,所以电压表示数的变小,故A正确;B.由可知,当灯正常发光时的电流由于电路中的最大电流是0.5A,则滑动变阻器连入电路的最小电阻此时电路中电功率最大故B错误;C.由可知,灯泡的电阻由图知道,为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V,此时滑动变阻器连入的电阻最大,由串联电路电压特点可知,小灯泡两端的最小电压是此时电路中的电流所以滑动变阻器连入的最大电阻此时小灯泡的最小电功率故C正确;D.由以上计算知道,滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω,故D正确。
故选ACD3.在图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中,电压表与电流表示数的变化规律如图乙所示下列说法正确的是( )A.电源电压为4.0VB.定值电阻R0的阻值为8ΩC.滑动变阻器的调节范围为0﹣20ΩD.当滑片P位于b端时,电路的总功率最大【答案】C【解析】【分析】【详解】电路为定值电阻与滑动变阻器串联电路,电压表测量滑动变阻器两端电压,当滑片P位于a端时,滑动变阻器接入阻值为0Ω,电路为定值电阻简单电路,则电压表示数为0V,由乙图可知此时电流为0.6A,则由欧姆定律可求电源电压为U=I1R0=0.6A×R0当滑片P位于b端时,滑动变阻器全部接入电路,由串联分压可知此时对应电压最大,由乙图可知此时电压表示数为4V,电流表示数为0.2A,则可求滑动变阻器最大阻值及电源电压为U=U0+U滑=0.2A×R0+4V联立求解可得电源电压为6V,电阻R0阻值为10Ω,由于电源电压不变,则由 可知,当电路电阻最小时,电路总功率最大,即滑片位于a端,综合可知,故选C4.如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片在滑动过程中,电压表V1、数的变化量的大小分别为和,那么( )A.B.C.D.因为无具体数据,故无法比较【答案】B【解析】【详解】滑动变阻器R与电阻并联,再与、串联,电压表V1测并联部分电路两端的电压;V2测中间定值电阻两端的电压;当滑动变阻器滑片由B向A移动时,滑动变阻器的阻值减小,引起并联电路部分的总电阻变小,即电压表V1的示数变小,变化量为,根据串联电路的电阻分压特点可知,定值电阻、两端的电压变大;因为:所以:故:故B项符合题意、ACD项不符合题意;5.小明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器R3电阻的大小,依次记录的电压表和电流表的读数如表所示,分析表格中实验数据,可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个( )电压表示数U/V0.600.700.800.901.001.10电流表示数I/A0.180.210.240.270.300.33A. B.C. D.【答案】B【解析】【分析】由表中数据可知,当电压表的示数增大时,电流表的示数也增大,再分析四个电路图,当滑片向上移动时的电压表和电流表的变化得出答案。
详解】A.电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,三电阻串联,当滑片上移时连入电阻变小,电路中的电阻变小,电流变大,电流表的示数变大;滑动变阻器分压变小,电压表的示数变小,故A不符合题意;B.电压表测量电阻R1两端的电压,三电阻串联,当滑片上移时连入电阻变小,电路中的电阻变小,电流变大,电流表的示数变大;电压表的示数也变大,故B符合题意;CD.都是测量下面电阻和滑动变阻器两端的电压,三电阻串联,当滑片上移时连入电阻变小,电路中的电阻变小,电流变大,电流表的示数变大;电阻和滑动变阻器串联后两端的电压变小,电压表的示数变小,故CD不符合题意点睛】解决此类电路图连接问题,要结合题意实际要求去分析,不可盲目猜测6.如图所示,电源电压保持不变闭合开关S后,当移动滑动变阻器R2滑片P的位置时电流表A1示数与电流表A2示数的比值变大,则( )A.电压表V示数与电流表A1示数的比值变小B.只有电压表V的示数不发生变化C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变小D.电压表V示数与电流表A2示数的乘积变小【答案】D【解析】【详解】从图中可以看到,这是一个并联电路,当移动滑动变阻器R2滑片P的位置时,电阻R1两端的电压大小等于电源电压,大小不变,电阻阻值不变,那么根据可知,流过电阻R1的电流大小不变,即电流表A1示数不变,而电流表A1示数与电流表A2示数的比值变大,这说明了电流表A2示数在变小,根据可知,电阻R2的阻值在变大;A.电压表V示数等于电源电压大小,即示数大小不变,由上述可知电流表A1示数不变,那么电压表V示数与电流表A1示数的比值也不变,A项不合题意;B.由上述可知,电压表V示数不变,电流表A1示数也不变,B项不合题意;C.电压表V示数不变,电流表A2示数在变小,那么电压表V示数与电流表A2示数的比值在变大,C项不合题意;D.电压表V示数不变,电流表A2示数在变小,那么电压表V示数与电流表A2示数的乘积在变小,选项D符合题意。
7.小明设计了一种输液提示器,能让护士在护士站通过观察电压表的示数知道药液量的多少,并且当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小下列电路图中符合要求的是A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】A.电压表测滑动变阻器电压,电压表的读数始终都不变,故A不符合题意;B.电压表测滑动变阻器下部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之增大,故B不符合题意;C.电压表测滑动变阻器上部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小,故C符合题意;D.电压表测电源电压,当袋中药液量减少时,电压表示数不变,故D不符合题意8.如图所示的电路中,当开关闭合,将滑动变阻器的滑片慢慢向右滑动的过程中,电流表与电压表的示数变化府况,下列说法正确的是A.电流表Al的示数变大B.电流表A2的示数变小C.电压表示数与电流表Al的示数的比值变小D.电压表示数与电流表A2的示数的比值变小、【答案】D【解析】【详解】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1测定值电阻支路的电流,电流表A2测变阻器支路的电流,电压表测电源两端的电压AC.因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻的电流不变,即电流表A1的示数不变,所以电压表示数与电流表A1示数的比值也不变,故AC错误;B.将滑动变阻器滑片慢慢向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变小,由可知,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A2的示数变大,故B错误;D.电压表示数不变而电流表A2示数变大,所以电压表示数与电流表A2示数的比值变小,故D正确。
9.如图甲所示的电路,电源电压U=10V(恒定不变),R2=8Ω,闭合开关S后,V2表的示数为7V,把甲电路中的两个电压表换成两个电流表,如图乙所示,闭合开关S后,A1表的示数为1.75A,下列说法正确的是( )A.甲电路中V1表的示数为3V B.乙电路中A2表的示数为2.25AC.R1=12Ω D.乙电路中R3的电流为0.5A【答案】CD【解析】【详解】A.图甲中R1、R2和R3串联,V1表的测量电阻R1和R2的电压,V2表的测量电阻R2和R3的电压,电源电压U=10V,闭合开关S后,V2表的示数为7V,根据串联电路电压规律,R1两端电压为:10V-7V=3V。