一、初中物理欧姆定律问题1.在如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则A.电流表A示数与电流表A1示数的差值变大B.电流表A示数与电流表A1示数的差值变小C.电流表A示数与电流表A1示数的比值变大D.电流表A示数与电流表A1示数的比值变小【答案】C【解析】【分析】【详解】AB. 滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,接入电路电阻变大,通过的电流变小,即电流表A1示数变小,但通过定值电阻R2的电流不变,电流表A示数与电流表A1示数的差值就等于通过定值电阻R2的电流,所以电流表A示数与电流表A1示数的差值不变,故A、B错误;CD.根据欧姆定律可知,I11UR=;干路电流IUR总=,电流表A示数与电流表A1示数的比值为1112121212+==+R R R RIR RI R RR R=总,因为R1在变大,所以比值变大,故C正确;D错误.2.灯泡L的电流随电压变化关系如图甲所示,现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,电路中电源的电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列判断正确的是A.电路消耗的总功率保持不变B.电压表与电流表示数的比值变小C.电流表的示数增大,电压表的示数减小D.灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量【答案】D【解析】【分析】【详解】AC.灯与R串联,电压表测L的电压,电流表测电路的电流,滑动变阻器的滑片P向左滑动时,变阻器连入的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律,电路的电流变大,根据P UI,电路消耗的总功率变大;通过灯的电流变大,灯的电压变大,故AC错误;B.由欧姆定律,电压表与电流表示数的比值即灯的电阻,如下所示,通过灯的电流随电压变大而变大,而且电压的增大量大于电流的增大量,由欧姆定律,灯的电阻变大,即电压表与电流表示数的比值变大,B错误;D.电路的总电阻变小,故灯泡电阻的增大量小于滑动变阻器接入电路电阻的减小量,即灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量,D正确。
故选D。
3.在图所示的电路中,电源电压U保持不变。
现有如下两种操作:①用电压为2U的电源替换原来的电源;②将滑动变阻器滑片向右移。
其中可以使电流表A1示数与A2示数的比值变大的操作有A.只有①可行B.只有②可行C.①②都不行D.①②都可行【答案】B【解析】【详解】由图可知,R1和R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R2的电流,用电压为2U的电源替换原来的电源,两电阻不变,由I=UR可知电流表A1示数与A2示数大小不变,两电表示数之比也不变,不可行;并联电路中各个用电器两端的电压相等,由并联电路电流的特点和欧姆定律可知,电流表A1示数与A2示数的比值1211222212111U I I I R R I U I I I R R +==+=+=+,将滑动变阻器滑片向右移,接入电路中的电阻变大,即R 2的阻值变大,R 1的阻值不变,21R R 变大,2I I 变大,电流表A 1示数与A 2示数的比值变大,②可行,故选B 。
4.如图a 所示是电阻甲和乙的I —U 图像,下列说法不正确的是( )A .电阻甲为定值电阻,电阻乙的阻值随着温度的升高而减小B .当电阻甲两端电压为1V 时,R 甲=5Ω,此时甲的实际电功率为0.2WC .如图b 所示,当开关闭合,电路电流为0.5A 时,电路总电阻是10ΩD .如图c 所示,当开关闭合,电源电压为2V 时,电路总功率为0.8W 【答案】D 【解析】 【分析】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,据此结合图像分析甲、乙电阻是否变化,再根据乙电阻热功率与阻值的关系分析作答;(2)由图像可知,当甲两端的电压为1V 时对应的电流,根据欧姆定律求出R 甲,根据P UI =求出此时甲的实际电功率;(3)甲和乙串联,由图b 读出电路电流为0.5A 时甲和乙电阻两端的电压,利用欧姆定律可求出R 乙,根据串联电路的电阻特点可得总电阻;(4)甲和乙并联,由图c 读出电源电压为2V 时甲和乙电阻对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出总电流,再根据P UI =求出此时电路的总功率。
【详解】A .由图a 可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变;随着电压的增加,乙电阻的热功率增加,温度升高,其阻值变小,故A 正确,不符合题意;B .由图a 可知,当甲两端的电压为1V 时,通过的电流为0.2A ,根据欧姆定律可得1V052AΩ.U R I ===甲甲甲此时甲的实际电功率1V 0.2A 0.2W P U I ==⨯=甲甲甲故B 正确,不符合题意;C .如图b 所示,甲、乙串联,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.5A 时,由图a 可知,甲和乙两端的电压均为2.5V ,根据UR I=可知,此时甲乙的阻值相同,则电路总电阻 5Ω5Ω10ΩR R R =+=+=甲乙故C 正确,不符合题意;D .如图c 所示,甲、乙并联,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V 时,由图a 可知0.4A I =甲,0.2A I =乙根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流0.4A 0.2A 0.6A I I I =+=+=甲乙则此时电路的总功率2V 0.6A 1.2W P UI ==⨯=故D 错误,符合题意。
故选D 。
5.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 从最上端向下端滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I 、U 1、U 2、U 3表示,电表示数变化量的大小分别用I ∆、1U ∆、2U ∆和3U ∆表示,电阻R 1、R 2、R 3(R 2>R 1+R 3)消耗的电功率分别用P 1、P 2、P 3表示,下列判断不正确的是( )A .1U I不变,1U I ∆∆不变B .2U I变大,2U I ∆∆不变C .3U I 变大,3U I∆∆变大D .滑动变阻器的滑片向下滑动时,P 1变小,P 2先变大后变小,P 3变小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A .从图中可以看到,电压表V 1测的是电阻R 1的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R 1的电流大小,可知11R U I =,电阻R 1的阻值大小不变,那么1U I不变;滑片P 从最上端向下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是I 、'I ,电压表V 1的示数前后分别是1U 、'1U ,可知11U IR =、''11U I R =,那么()''111--U U I I R =变换可得'1111'--U U U R I I I∆==∆ 由于电阻R 1的阻值大小不变,那么1U I ∆∆不变;综上所述,1U I不变,1U I ∆∆不变;A 正确,不合题意;B .从图中可以看到,电压表V 2测的是变阻器R 2的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R 2的电流大小,可知22U R I=,电阻R 2的阻值在变大,那么2UI 变大;滑片P 从最上端向下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是I 、'I ,那么电阻R 1和R 3的电压之和在变小,电源电压大小不变,变阻器R 2的电压在变大,那么前后的电压大小'22U U <,这个电压变化量'22-U U 大小等于电阻R 1和R 3的电压之和变化量,即''131322--U U U U =这个电流变化量I ∆也等于电阻R 1和R 3的电流变化量,可知道''1313222''----U U U U U I I I I I ∆==∆ 根据U IR =可知()1313U I R R =+()''1313U I R R =+两式相减可得()()''131313--U U I I R R =+变换可得'131313'--U U R R I I+= 由上述可知'1313213'--U U U R R I I I∆+==∆ 由于电阻R 1和R 3的阻值大小不变,那么2U I ∆∆的大小不变;综上所述,2UI 变大,2U I∆∆的大小不变;B 正确,不合题意;C .从图中可以看到,电压表V 3测的是电阻R 1和R 2的电压之和,电流表的示数大小等于流过电阻R 1和R 2的电流大小,可知312U R R I+=,因为电阻R 1和R 2的阻值之和在变大,那么3U I在变大;由上述可知,电路中的电流在变小,电阻R 3的电压在变小,电阻R 1和R 2的电压之和在变大,前后的电压大小'33U U <,这个电压变化量'33-U U 大小等于电阻R 3的电压变化量,即33''33R R --U U U U = 这个电流变化量I ∆也等于电阻R 3的电流变化量,可知道33''R R 333''----U U U U U I I I I I∆==∆ 根据U IR =可知3R 3U IR =3''R 3U I R = 两式相减可得()33''R R 3--U U I I R = 变换可得33'R R3'--U U R I I=由上述可知33'R R33'--U U U R I I I∆==∆ 由于电阻R 3的阻值大小不变,那么3U I∆∆的大小不变;综上所述,3U I 变大,3U I ∆∆不变,C 错误,符合题意;D .由上述可知,电流在变小,根据2P I R =可知,电阻R 1和R 3的电功率在变小,即P 1、P 3在变小;而变阻器的功率()22222221231322U U P I R R R R R R R R R ⎛⎫=== ⎪++++⎝⎭ 让电阻R 1和R 3串联的电阻是R 13,那么上式可转化为()()2222213213213222-4U U P R R R R R R R R ==++由上式可知,当213R R =时,分母部分最小,电功率P 2最大,所以当滑动变阻器的滑片向下滑动,当213R R =时,功率最大,电功率P 2先变大后变小;D 正确,不合题意。
故选C 。
6.如图是一款外出购物好帮手电子秤,它的工作原理如图甲,其中E 为干电池;电子秤示数表盘由电流表A 改装而成;R 是一根长为6cm 阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a 端时,电流表示数为0.6A ;在b 端时,电流表示数为0.15A .C 是一根弹簧,其所受压力F 与压缩量△L 的关系如图乙所示.(挂钩的重力不计,g 取10N/㎏,不称重物时滑片P 刚好在电阻丝的a 端,所称物重最大时P 在b 端).下列说法正确的是()A .该电子秤中R 0阻值为0.5ΩB .闭合开关,不称重物时电阻R 0两端电压为6VC .电子称工作时电路中电阻R 0消耗的电功率范围是0.1125W ~1.8WD .当电路中的电流为0.3A 时,电子称称重示数为4kg 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】滑片在a 端时,电路为R 0的简单电路,电路中的电流I a =0.6A , 由I=可得,电源的电压: U=I a R 0=0.6A×R 0,滑片在b 端时,R 与R 0串联,电路中的电流I b =0.15A , 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电源的电压:U=I b (R+R 0)=0.15A×(15Ω+R 0), 因电源的电压不变,所以,0.6A×R 0=0.15A×(15Ω+R 0), 解得:R 0=5Ω,A 错误; 则电源电压U=I a R 0=0.6A×5Ω=3V ,所以,不称量重物时R 0两端的电压为3V ,B 错误; 当滑片在a 端时,电阻R 0消耗的电功率最大,则 P 最大=I a 2R 0=(0.6A )2×5Ω=1.8W , 在b 端时,电阻R 0消耗的电功率最小,则P 最小=I b 2R 0=(0.15A )2×5Ω=0.1125W ,所以,电子称工作时电路中电阻R 0消耗的电功率范围是0.1125W ~1.8W ,C 正确; 当电路中的电流为O.3A 处时,电路中的总电阻: R 总===10Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,滑动变阻器连入电路的阻值: R′=R 总﹣R 0=10Ω﹣5Ω=5Ω, 由题意可知,此时弹簧的压缩量: L=×5Ω=2cm ,由图象可知,此时弹簧所受压力为20N ,即G=F=20N , 由G=mg 可得,物体的质量: m===2kg ,故D 错误. 故选C .7.小梦将定值电阻R 1与滑动变阻器R 2接入电源电压不变的电路中,如图所示.闭合开关S ,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向右滑动到一定位置过程中,电流表、电压表V 1和V 2示数变化量分别为ΔI 、ΔU 1、ΔU 2.下列说法正确的是A .V 1示数不变,V 2示数变大B .V 1示数变小,V 1示数和电流表示数之比变小C .V 2示数变大,ΔU 1>ΔU 2D .电流表示数变小,1U I∆∆ 不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由图知:定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V 1测量定值电阻两端电压,电压表V 2测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流。