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.如图所示的电路中,电源电压为 6V且保持不变,滑动变阻器R 的规格为“40Ω 1A”,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”。
只闭合开关 S、S2,当滑动变阻器R 的滑片 P分别在B 端和中点时,R 消耗的功率之比为 8:9。
则下列判断正确的是()① 只闭合开关 S 、S 1,将 R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变② 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围是 2Ω~40Ω ③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,定值电阻 R 1 的功率变化范围是 0.144W~0.9 W ④ 定值电阻 R 2 的阻值是10Ω A .① ② B .① ③C .② ④D .① ④【答案】B 【解析】 【详解】① 从图中可以看到,当只闭合开关 S 、S 1时,R 1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R 1的电压,将R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,由U IR =可知,两次电压表的读数分别是111U I R =、221U I R =,两式相减,可得到121121--U U I R I R =即1U IR ∆=∆,可得到1UR I∆=∆,由于R 1是定值电阻,所以电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变,① 正确;② 滑动变阻器R 的规格为“40Ω 1A ”,表示R 的最大电阻是40Ω,允许通过的最大电流是1A ,定值电阻R 1的规格是“10Ω 0.5A ”,表示R 1的电阻是10Ω,允许通过的最大电流是0.5A ,由串联电路电流的规律可知,电路的最大电流只能是0.5A ,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V ,由串联电路电压的规律可知,变阻器的最小电压是6V-3V 3V =由分压原理可知,变阻器连入电路的最小电阻110ΩR =,电路是串联的,根据欧姆定律可知此时电路的电流是'6V0.3A 0.5A 10Ω10ΩI ==<+变阻器R 连入电路的电阻越大,电压表的示数越小,电路的电流越小,所以变阻器R 连入电路的最大电阻是40Ω,故只闭合开关S 、S 1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;③ 只闭合开关 S 、S 1,为保证电路安全,根据2U P R=可知,当1R 的电压最小时,其功率也最小,当1R 的电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器R 接入电路的阻值范围是40Ω时,电压表的示数最小,由分压原理可知,此时R 的电压为1R 电压的4倍,由串联电路电压规律可知,1R 的最小电压是1min 16V 1.2V 5U =⨯=这时定值电阻1R 的最小功率是()221min1min1 1.2V 0.144W 10ΩU P R === 电压表的示数最大为3V ,这时定值电阻1R 的最大功率是()22V1max13V 0.9W 10ΩU P R === 所以定值电阻1R 的功率变化范围是0.144W~0.9 W ,③ 正确;④ 只闭合开关 S 、S 2,则2R 与变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测2R 的电压,滑动变阻器的滑片分别在B 端和中点时,R 消耗的功率之比为8:9,根据2P I R =可知()2212892R I R I ⎛⎫=⎪⎝⎭:: 解得122:3I I =:;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知22122R R I R I R +=+解得220ΩR =,④ 错误。
故选B 。
3.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R 1为定值电阻。
闭合开关S 后,将滑动变阻器R 2的滑片P 从最右端移到中间某个位置,R 1、R 2两端电压和电路中电流的示数分别变化了△U 1、△U 2和△I (皆绝对值),则△U 1______△U 2(选填“大于”、“小于”或“等于”),再向左移动,△U 2和△I 的比值将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
( )A .大于 减小B .大于 不变C .小于 增大D .小于 不变【答案】D 【解析】 【详解】由电路图可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,设滑片移动前后电路中的电流分别为I 1、I 2,则:△I =I 2-I 1,由欧姆定律可得,电路中的电流为I 1时,此时的电压分别为:U 1=I 1R 1, U 2=U -U 1-U L =U -I 1R 1-I 1R L ,电路中的电流为I 2时,电压分别为:U 1′=I 2R 1,U 2′=U -U 1′- U L =U -I 2R 1-I 2R L ,那么:△U 1=U 1′-U 1 =I 2R 1-I 1R 1=(I 2-I 1)R 1=△IR 1,即:11R U I=∆∆, 所以,△U 1和△I 的比值不变;△U 2=U 2′-U 2=( I 1-I 2)( R 1+R L )=△IR 1+△IR L =△U 1+△IR L ,则△U 1<△U 2; 故选D 。
4.如图甲所示,电源电压恒定,R 1是定值电阻,R 2是滑动变阻器,闭合开关S ,移动滑动变阻器的滑片P 从B 端至A 端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U -I 图像如图乙所示,则A .电源电压为20VB .EF 是V 1表示数随A 表示数变化的图像C .滑动变阻器的最大阻值为10ΩD .整个电路的最大功率为14.4W 【答案】D 【解析】 【详解】AB .由图甲可知,R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表V 1测R 1两端的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测串联电路的电流。
滑片P从B端至A端的过程中,R2变小,根据串联分压原理,V2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V1示数变大。
因此图乙中EF是V2表示数随A表示数变化的图像,图线MN是V1表示数随A表示数变化的图像;当滑片P 在A点时,V1示数最大为电源电压,则电源电压U=12V,故AB错误;C.当滑片在B端时,由图乙可知,R2两端电压U2=8V,此时对应的电流I=0.4A,由欧姆定律可得,R2=28V0.4AUI==20Ω故C错误;D.电源电压一定,当电路中电流最大I=1.2A时,电路的总功率最大P=UI=12V×1.2A=14.4W,故D正确;故选D。
5.如图是小成测量未知电阻R x的实验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知的定值电阻.当开关S、S1闭合,开关S2断开时,电流表示数为I1;当开关S、S2闭合,开关S1断开时,电流表示数为I2.则下列四个选项中,R x的表达式正确的是()A.R x=212I II-R0B.R x=201I RIC.R x=2012I RI I-D.R x=121II I-R0【答案】C【解析】【分析】【详解】由电路图可知,当开关S、S1闭合,开关S2断开时,R0与R x并联,电流表测干路的电流,记为I1,当开关S、S2闭合,开关S1断开时,R0与R x并联,电流表测R0支路电流,示数为I2,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R x的电流:I x=I1-I2,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源的电压:U=I2R0,,则R x的阻值:R x=2012I RI I-故选C。
6.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P 向左滑动,下列说法正确的是()A.电压表V1与电压表V2的示数之和不变B.电压表V2与电流表A的示数之比不变C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大D.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变【答案】D【解析】【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
根据电源的电压可知电压表V1示数的变化,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R2两端的电压变化,然后判断电压表V1与电压表V2的示数之和、电压表V2与电流表A的示数之比的变化。
【详解】C.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
因电源电压保持不变,所以滑片移动时,电压表V1的示数不变,故C错误;D.将滑动变阻器R2的滑片P向左滑动,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由UIR=可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,故D正确;A.由U IR=可知,R1两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大;由电压表V1的示数不变、电压表V2的示数变大可知,电压表V1与电压表V2的示数之和变大,故A错误;B.由电压表V2的示数变大、电流表A的示数变小可知,电压表V2与电流表A的示数之比变大,故B错误。
【点睛】此题为一道经典的动态电路综合性题,重点考察电路的动态分析及欧姆定律的应用,均为中考物理电学部分的重难点,需要学生熟练掌握相关知识,并进行综合应用分析。
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。
A .在串联电路中,电阻具有分压作用。