一、欧姆定律选择题
1.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的一个图像相符的是 〔 〕
A. 电阻一定时,电流随着电压的增大而增大 B. 电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C. 电压一定时,电流随着电阻的增大而减小 D. 电压一定时,电阻随着电流的增大而减小 【答案】 C
【解析】点拨:从图中可以看出,当电阻增大时,电流在减小,电流与电阻成反比例函数,结合欧姆定律可以知道这个前提是电阻两端的电压一定。并且是因为电阻的变化而导致电流发生变化,所以应该是电流随着电阻的变化而变化。
全解;C
回味:在电路中是因为电阻变化使电流随着变化,电阻是因,电流是果。在物理上这种因果关系不能颠倒,如在光学中光的反射定律中只能讲反射光线与入射光线的关系。
2.如图甲所示,粗细均匀的电阻丝AB通过滑片连入电路(电阻丝的阻值不随温度变化),小灯泡的额定电压为6V.闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U图象关系如图乙所示.则下列计算结果正确的是( )
A. 电源电压为9V B. 小灯泡的额定功率为3W
C. 电阻丝AB的最大阻值为6Ω D. 滑片P在A、B两端时小灯泡的电功率之比为1:8 【答案】D
【解析】【解答】解:(1)由图甲可知,当滑片位于B端时,电路为L的简单电路,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,通过灯泡的电流为1A,灯泡两端的电压为6V,即电源的电压U=6V,故A错误;
灯泡的额定功率PL=ULIL=6V×1A=6W,故B错误;(2)当滑片P在最左端A时,电阻丝AB完全接入电路中,电路中的电流最小,
由图乙可知,通过小灯泡的电流为I=0.5A,灯泡两端电压UL′=1.5V, 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,电阻丝AB两端电压: UAB=U﹣UL′=6V﹣1.5V=4.5V, 因串联电路中各处的电流相等, 所以,由I= 可得,电阻丝AB的阻值: RAB=
=
=9Ω,故C错误,
灯泡的电功率:
PL′=UL′I=1.5V×0.5A=0.75W,
则滑片P在A、B两端时小灯泡的电功率之比: PL′:PL=0.75W:6W=1:8,故D正确. 故选D.
【分析】(1)由图甲可知,当滑片位于B端时,电路为L的简单电路,此时电路中的电流最大,根据图乙可知通过灯泡的电流以及两端的电压即为电源的电压,根据P=UI求出灯泡的额定功率;(2)滑片P在最左端A时,电阻丝AB完全接入电路中,电路中的电流最小,根据图乙读出灯泡两端的电压和通过的电流,根据串联电路的电压特点求出AB两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电阻丝AB的阻值,根据P=UI求出灯泡的电功率,然后得出滑片P在A、B两端时小灯泡的电功率之比.
3.如甲图所示的电路中,电源电压为8V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列判断错误的是( )
A. R0的阻值是5Ω B. 电路的最大总功率12.8W C. R0的最小功率是1.6W
D. 滑动变阻器最大阻值是35Ω 【答案】 C
【解析】【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,此时电路的总功率最大, 由乙图可知,电路中的最大电流I大=1.6A, 由I=可得,R0的阻值: R0=
==5Ω,A符合题意;
电路的最大总功率:
P大=UI大=8V×1.6A=12.8W,B符合题意;(2)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表的示数最大,电流表的示数最小,R0的功率最小,
由乙图可知,电路中的最小电流I小=0.2A,变阻器R两端的电压UR=7V, 则R0的最小功率:
P0小=I小2R0=(0.2A)2×5Ω=0.2W,C不符合题意; 滑动变阻器的最大阻值: R大=
=
=35Ω,D符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路中的电流最大,此时电路的功率最大,根据图象读出电路中的最大电流,根据欧姆定律求出R0的阻值,利用P=UI求出电路的最大功率;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表的示数最大,电流表的示数最小,R0的功率最小,根据图象读出电路的最小电流和变阻器两端的电压,根据P=UI=I2R求出R0的最小功率,再利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值.
4.如图所示电路(电源电压保持不变),闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右端移动时,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数不变,电流表示数变大 B. 电压表示数变大,电流表示数变小 C. 电压表示数变小,电流表示数变小 D. 电压表示数变大,电阻R1的电功率变大 【答案】 D
【解析】【解答】由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,当滑动变阻器的滑片向右移动
时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻减小,而电源电压一定,由 知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据 的电压也增大,根据 意。 故答案为:D
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路中的电阻的变化并结合欧姆定律电压表和电流表示数的变化及功率变化.
、电功率计算公式
,电阻R1的电流增大,两端
知,电阻R1的电功率变大,可见ABC不符合题意、D符合题
分析
5.如图所示的电路中,当只闭合开关S1时,电流表、电压表的示数分别为I1、U1 , 当开关S1、S2都闭合时,电流表、电压表的示数分别为I2、U2 , 则下列关系式正确的是( )
A. I2=I1、U2<U1 B. I2>I1、U2=U1 C. I2>I1、U2>U1 D. I2<I1、U2<U1 【答案】C
【解析】【解答】解:当只闭合开关S1时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压U1 , 电流表测电路中的电流I1;
当开关S1、S2都闭合时,电路为R2的简单电路,电压表测R2两端的电压U2 , 电流表测电路中的电流I2;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电路中的总电阻变小,
由I= 可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,则I2>I1 , 故AD错误; 由U=IR可知,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,则U2>U1 , 故B错误、C正确. 故选C.
【分析】当只闭合开关S1时,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;当开关S1、S2都闭合时,电路为R2的简单电路,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联判断电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化,然后得出答案.
6.如题图所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如题图所示,下列说法不正确的是( )
A. 电源电压是9V B. 定值电阻R的阻值是6Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω D. 若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V 【答案】C
【解析】【解答】当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,由图象可知,电路中的最大电流1.5A时,电压表的示数为9V,即电源的电压为9V;由阻值:
可得,定值电阻R的
;当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值
串联,由图象可知,电路中的最小电流I1=0.5A,此时定值电阻两端的电压U=3V,滑动变阻器分得电压为U2=U-U1=9V-3V=6V,所以滑动变阻器的最大阻值:Rmax==串联在电路中,所以电流表示数为0,电压表示数为9V。 故答案为:C。
【分析】当滑片在a端时,电路中只有定值电阻,此时电流最大,电压表的示数就是电源电压,利用欧姆定律求得定值电阻阻值;当滑片在b端时,电路中电阻最大,电流最小,此时电压表的示数为定值电阻两端的电压,根据分压关系可知滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律解滑动变阻器的最大值;定值电阻R出现接触不良时,电路出现断路,电路中的电流为0,电压表的示数为电源电压。
=12Ω,滑
动变阻器的阻值范围是0~12Ω。若定值电阻R出现接触不良时,电路出现断路,电压表被
7.如图所示的电路中,电源电压不变,开关s闭合,滑片P移动到b点时,R1消耗的功率为P1;滑片P移到小中点时,R1消耗的功率为 的功率之比为( )
=2:9,滑片P在b点和在中点时,R2消耗
A. 1:2 B. 2:5 C. 2:9 D. 4:9 【答案】D
【解析】【解答】设滑片P移到变阻器b点和中点时电路中的电流分别为I1、I2;已知
P1:P′1=2:9,由P=I2R可得: ,设滑动变阻器R2的最大阻值为R,滑片P在
中点和在b端时,R2消耗的功率之比: 故答案为:D.
×
,
【分析】根据电路图可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流,结合电功率的计算方法P=I2R即可求得比值.
8.如图所示的电路中,闭合开关,滑动变阻器滑片向右滑动的过程中( )
A. 灯泡L1变亮、L2亮度不变 B. 灯泡L1变亮、L2变暗 C. 灯泡L1亮度不变、L2变亮 D. 灯泡L1变暗、L2变亮 【答案】 D
【解析】【解答】由图可知是混联电路图,当滑动变阻器的滑片向右滑动时电阻变大,滑动变阻器和灯泡并联,此处的总电阻变大,分压变大,灯泡L2变亮,灯泡L1分压减小,变暗,D符合题意,ABC不符合题意。 故答案为:D.
【分析】根据混联电路的特点,并联处电阻变大分压变大,串联时,分压互相影响。
9.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断错误的是( )
A. 电源电压为6V B. 图乙中C点表示滑片位于中点时的状态 C. R2消耗的电功率先变大后变小 D. 电路的最大总功率为3.6 W 【答案】B
【解析】【解答】由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.当滑片位于a端时,接入电路的电阻为0Ω,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,由图象可知,Ia=0.6A,由I= 可得,电源的电压U=IaR1=0.6A×R1 , 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图象可知,Ib=0.2A,Ub=4V,
则滑动变阻器的最大阻值:R2= 和,
所以,电源的电压U=IbR1+Ub=0.2A×R1+4V,因电源的电压不变,所以,0.6A×R1=0.2A×R1+4V,解得:R1=10Ω,电源的电压U=IaR1=0.6A×10Ω=6V,A符合题意,不符合题意;电路的最大总功率:P
最大
=20Ω,因串联电路中总电压等于各分电压之
=UIa=6V×0.6A=3.6W,D符合题意,不符合题意;(2)因
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的电阻一半时,电路
中的电流:I中=
题意;(3)电路中的电流:I=
=0.3A由图象可知,对应与D点,B不正确,符合
,滑动变阻器消耗的电功率:
P2=I2R2= P2max=
=0.9W,
. 当R2=10Ω时,
当R2=0Ω时,Pa=0W,当R2=20Ω时,Pb= 故答案为:B.
=0.8W,综上可
知,滑片P从a端移动到bR2消耗的电功率先变大后变小,C符合题意,不符合题意. 【分析】两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于a端时,接入电路的电阻为0Ω,电路为R1的简单电路,电路中的电流最
大,根据欧姆定律表示出电源的电压;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变求出R1的阻值和电源的电压,根据P=UI求出电路的最大总功率; (2)根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻一半时电路中的电流,然后结合图象判断对应的点;
(3)根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率,进一步判断R2消耗的电功率变化.
10.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断错误的是( )
A. 电源的电压为6V B. 电路的最大总功率为3.6W
C. R2的电功率一直变大 D. 图乙中D点是滑片位于中点时的状态 【答案】 C
【解析】【解答】 A、由于U-I图线可知,当滑片从a端移动到b端,滑动变阻器两端的电压增大了4V,定值电阻两端的电压减小了4V,电流也减小了0.4A,
. 电源电压
B、当电流为0.6A时,电路的最大功率为
,不合题意;
,不合题意 ;
C、滑动变阻器全部接入分得4V电压,是电阻的2倍,根据串联分压,最大阻值是定值电阻的2倍 . 当滑片处在中点,接入电路的阻值和定值电阻相等,分得电压应该是3V,符合题意; D、电阻
D点滑片位于中点 ,不合题意 . 故答案为:C .
【分析】A、从图乙读出定值电阻电压和电流的变化量,根据欧姆定律的变形公式算电阻出定值电阻R1的阻值,再利用欧姆定律的变形公式U=IR计算电源电压; B、根据电源电压和电路中的最大电流,利用公式P=UI计算电路的最大功率; C、根据串联分压的原理分析R2阻值的变化情况;
计
, 在D点时,它的阻值
, 所以,图中
D、利用欧姆定律的变形公式较得出结论 .
计算出R2的最大阻值,再计算滑片在D点时的阻值,比
11.将两个阻值不等的电阻R1和R2按如图(甲)、(乙)所示的方式接入电路中。已知电源电压相同,R1小于R2 , 则下列判断中正确的是( )
A. 电压表V1的示数等于V2的示数 B. 电流表A1的示数小于A2的示数
C. 电压表V1与电流表A1的比值等于电压表V2与电流表A2的比值 D. 电压表V1与电流表A1的比值大于电压表V2与电流表A2的比值 【答案】B
【解析】【解答】(1)由甲电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电流表A1测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表A1的示数:
,电压表V1的示数:
电压
表V1与电流表A1的比值 (2)由乙电路图可知,R1与R2并联,电压表V2测电
源两端的电压,电流表A2测R2支路的电流,则电压表V2的示数UV2=U,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电流表A2的示数:
,电压表V2与电流表A2的比值
综上可知:A.由 不符合题意; B.由
可知,IA1<IA2 , 即电流表A1的示数小于A2的示数,B符合题意;
,即电压表V1与电流表A1的比值小于电压表V2与电流
可知,
,即电压表V1的示数小于V2的示数,A
CD.由R1小于R2可知, 表A2的比值,CD不符合题意。 故答案为:B。
【分析】利用欧姆定律的电流和电阻分析电压,结合串联电路和并联电路中电流规律分析.
12.如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω0.5A”字样:滑动变阻器R2标
有“20Ω1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关S,下列做法能够保证电路安全的是( )
A. 电路中电流不超过 B. 两端电压不超过3V
范围内变化
C. 滑动变阻器连入电路的阻值在 D. 电路的总功率在 【答案】 D
范围内变化
【解析】【解答】解: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。(1)当电压表的示数U2=3V时,电路中的电流, Imin= =
=
=0.3A,
因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故最大电流为0.5A,A不符合题意; R1两端电压最大:U1大=I大R1=0.5A×10Ω=5V,B不符合题意 所以,电路中的最大电流I总功率最大, 电路中的总电阻:R=
=
=12Ω,
大
=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值: R2小=R-R1=12Ω-10Ω=2Ω,
当电压表的示数U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大为: R滑=
=
=10Ω,
则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围可以为2Ω~10Ω,C不符合题意; 电路消耗的最大功率:
P大=UI大=6V×0.5A=3W;(2)当电压表的示数U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小, 电路消耗的最小功率: P小=UI小=6V×0.3A=1.8W,
所以,电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流,然后与定值电阻允许通过的最大电流、滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,R1消耗的电功率最大,电路消耗的总功率最大,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,根据P=UI求出电路消耗的最大功率;同理,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=UI求出电路消耗的最小功率.
13.在如图甲所示的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R0的变化情况如图乙所示,下列说法正确的( )
A. 电阻R1的阻值为20Ω B. 滑片P移到b端时,R2两端的电压为6V C. 滑片P移到a端时,R1消耗的功率为0.2W D. 当滑片P移到中点时,通过R1的电流为0.3A 【答案】 D
【解析】【解答】图像是串联电路,根据乙图,当滑片在b端时,电压表示数最大为6V,则电源电压为6V,电压表测量R1的电压,R2两端电压为0,B不符合题意;当滑片在a端,电压表示数最小,此时电压表为2V,滑动变阻器分压4V,滑变电阻为最大,电阻为20Ω,根据U1:U2=R1:R2 , R1的阻值为10Ω,A不符合题意;滑片P在a端时,R1分压最
小,为2V,此时R1的电功率为时,电阻为10Ω,此时电路中的电流为 故答案为:D.
, C不符合题意;滑片P在中点
, D符合题意。
【分析】结合电压和滑动变阻器变化的图像,分析在不同电阻时对应不同电压,利用欧姆定律可以计算电流的大小,根据电压和电阻计算电功率的大小。
14.额定电压均为6V的甲、乙两灯,I-U图线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B. 甲、乙两灯的额定功率之比为4:1
C. 甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为3:2 D. 甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1:3
【答案】 D
【解析】【解答】解:A.由甲、乙曲线图可知,灯泡的电阻随电压的增大而增大。A不符合题意;
B.由于甲、乙两灯的额定电压均为6V,由图象可知:I甲额=0.6A,I乙额=0.3A, 则:
=
=
=
= ,B不符合题意;
可得
C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时,由图象可知:I甲=0.3A,I乙=0.2A,根据I=
电阻之比; = = =
= ,C不符合题意;
D.把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时,通过它们的电流相等,且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和,由图象可知,当电路中的电流为0.3A,甲灯的实际电压为2V,乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V,所以实际功率之比:P6V=1:3,D符合题意。 故答案为:D
【分析】结合I-U图像,读出对应的数据,利用电功率计算公式及欧姆定律逐项计算即可.
甲
:P
乙
=U
甲
I:U
乙
I=2V:
15.在如图所示的实物电路中,电源电压恒为3V,滑动变阻器的规格为“100 1A”,灯泡上标有2.5V 1W”的字样,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡正常发光时的电阻为2.50 B. 向右移动滑片时,电压表V1的示数变小,小灯泡亮度变暗
C. 向右移动滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比不变 D. 让小灯泡正常发光1min,滑动变阻器产生的电热为12J 【答案】D
【解析】【解答】根据R= =6.25 ,A不符合题意;由图可知滑动变阻器、
灯泡、电流表组成串联电路,当向右移动滑片时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压变小,即V2示数变小,而灯泡两端的电压变大,即V1示数变大,小灯泡变亮,B不符合题意;电压表V2与电流表A的示数之即滑动变阻器连入电路的电阻值,所以向右移动滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比变小,C不符合题意;D.小灯泡正常发光时电路中的电流,I= 的电压U滑=3V-2.5V=0.5V,滑动变阻器连入的电阻R滑= 阻器产生的电热为Q=I2Rt=0.4A 故答案为:D
【分析】灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测量小灯泡电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中电流.
(1)根据P=变形可求小灯泡正常发光时的电阻;
(2)根据串联电路的电流特点可知,滑动变阻器向右移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据串联分压的原理,滑动变阻器分配的电压减小,即电压表V2示数减小,小灯泡两端电压变大,小灯泡变亮;
(3)电压表V2与电流表A的示数之比等于滑动变阻器的阻值;
(4)由灯泡上标有“2.5V 1W”,根据P=UI可求小灯泡的额定电流,再根据串联电路电压的特点,求出滑动变阻器两端的电压,根据Q=UIt求出小灯泡正常发光1min,滑动变阻器产生的电热.
此时滑动变阻器两端
1min滑动变
,D符合题意。
16.如图所示,电源电压恒为3V,灯泡L标有“3V 1.5W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R最大阻值为30Ω,电压表量程“0﹣3V”,电流表量程为“0﹣0.6A”。在电路安全的情况下,下列判断正确的是( )
A. 灯泡L正常发光时的电阻为10Ω B. 只闭合开关S,滑动变阻器的取值范围只能是0﹣10Ω
C. 只闭合开关S,该电路的最大功率是2.5W D. 将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1 , 电流表示数为0.6A 【答案】D
【解析】【解答】A、根据
可得,灯泡正常发光时的电阻:
,A不符合题意;
B、C、只闭合开关S时,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑片位于左端时,此时电压表的示数为零,灯泡两端的电压等于电源电压3V, 通过灯泡的电流,即最大电流为:
电路的最大功率为灯泡的额定功率0.5W,C不符合题意;
当变阻器接入电路中的阻值变大时,电流变小,电压表示数增大,但不会超过电源电压3V,两电表都是安全的,所以,滑动变阻器的取值范围是0~30Ω,B不符合题意; D、将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1 , 滑动变阻器R的最大阻值与灯泡L并联,两端电压都为电源电压3V,电流表测干路中的电流。 灯正常工作,通过小灯泡的电流为0.5A; 通过滑动变阻器的电流: 故干路电流,即电流表的示数: 故答案为:D。
【分析】根据P=UI=求出灯泡正常发光时的电阻;只闭合开关S时,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻为零时电路中的电流,然后与电流表的量程相比较判断出灯泡可以正常发光,根据P=UI可求最大功率;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灯泡两端的电压,根据电源电压为3V变阻器接入电路中的最大阻值,然后得出滑动变阻器的取值范围;将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1 , 滑动变阻器R与灯泡L并联,电压表测导线两端的电压,电流表测干路中的电流,由欧姆定律可求电流.
;
,D符合题意; ,
17.小海设计了一种测定油箱内油量的模拟装置,如图所示,其中电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而引起电流表的示数发生变化。下列说法中正确的是( )
A. 电流表示数变小时,表明油箱中的油量减少
B. 电流表示数变小时,电阻R0两端电压变大 C. 当油箱中的油量减少时,电流表示数变大
D. 当油箱中的油量减少时,变阻器R连入电路的电阻变小 【答案】A
【解析】【解答】如图,定值电阻R0与滑动变阻器R串联在电路中,电流表测量电路中电流。
A. C. D 当油箱中的油量减少时,浮子下降,带动滑片上升,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据
可知,电路中电流变小,所以电流表示数变小时,表明
知,电阻R0两端电压变小,B
油箱中的油量减少,A符合题意,CD不符合题意; B. 电流表示数变小时,即通过R0的电流变小,根据 不符合题意; 故答案为:A。
【分析】滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,根据油量的变化可知浮子的变化,在杠杆的作用下可知滑片P移动的方向,从而得出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电阻R0两端电压的变化.
18.为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示。R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次 B. 绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等 C. 绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍 D. 绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍 【答案】D
【解析】【解答】解(1)当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1电阻变大,计数器会计数一次,信号处理系统记录的是AB间每一时刻的电压(AB间的电压即R2两端的电压),因为R1、R2串联,根据串联电路的分压原理可知,此时R2两端的电压较低,所以应该是AB两端电压为2V时,跳绳自动计数器会计数一次,A不符合题意;因为电源电压12V,所以此时R1两端电压是12V-2V=10V,根据串联电路电流处处相等:
,解得R1=5R2 , B不
符合题意;由乙图可以看出,当没有挡住射向R1的激光, U2'=UAB'=6V,由串联电路的分压原理可知此时两电阻相等,C不符合题意;且R1=5R1',即绳子挡住了射向R1的红外线
时,R1的阻值会变为原来的5倍,D符合题意。 故答案为:D。
【分析】两电阻串联,AB间电压为R2两端电压,射向R1的激光被挡时它的电阻变化,由串联电路分压原理,结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系从而解题.
19.如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,A1 , A2为实验室用电流表(接线柱上标有“﹣”,“0.6”,“3”),闭合开关后,调节滑片P.使两电流表指针所指位置相同。下列说法正确的是( )
A. 电流表A1与A2的示数之比为1:4 B. 通过R0与R1的电流之比为4:1 C. R0与R1两端的电压之比为1:4 D. R0与R1的阻值之比为4:1 【答案】D
【解析】【解答】A. 如图电路,两电阻并联,电流表A1测量R0的电流,电流表A2测量干路电流。
因为干路电流一定大于支路电流,且电流表的两个量程为5倍的关系,所以两电流表指针所指位置相同时,干路电流为R0电流的5倍,即电流表A1与A2的示数之比为1:5,A不符合题意; B. 得:
,则
即通过R0与R1的电流之比为1:4,B不符合题意; C. 两电阻并联,电压相等,C不符合题意; D. R0与R1的阻值之比为:
,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】R0与R1并联,电流表A1测R0中电流,电流表A2测干路电流,根据并联电路的电流特点结合两电流表指针所指位置相同可知两电流表的量程,根据指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍可知两者的大小关系,根据并联电路的电流关系可知两电阻中电流的关系,根据并联电路的分流特点可知两电阻的关系,再根据欧姆定律求出两电阻的电压关系.
20.如图所示的电路中,电流表A1的示数为0.5A,A2的示数为0.3A,电阻R2的阻值为10Ω.下列说法正确的是( )
A. 通过电阻R1的电流为0.5A B. 电源电压为5V
C. 电阻R1的阻值为15Ω D. 若断开开关S2 , 电流表A1示数变大 【答案】C
【解析】【解答】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路的电流;开关S1控制整个电路,开关S2控制电阻R1;因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻R1的电流:
,A不符
合题意;又因为并联电路中各支路两端的电压相等,故根据欧姆定律可得,电源的电压:
,B不符合题意;电阻R1的阻值:
,C符合题意。若断开开关S2 , 电流表A1只测量R2的电流,电
流表A1示数变小,D不符合题意。 故答案为:C。
【分析】根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,结合欧姆定律计算电路中的电压和电阻.
21.如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=4:1;当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为( )
A. 4:3 B. 3:2 C. 3:4 D. 3:l 【答案】C
【解析】【解答】由电路图知道,当S1、S2 闭合时,若甲乙两表为电压表,则两电阻串联,并且甲测电源的电压,乙测R2 两端的电压,由串联电路电流特点和I=U/R知道:U
甲
/R1+R2=U乙/R2 , 又因为U甲:U乙=4:1,所以两电阻之比是:R1/R2=3/1,即R1 =3R2;当开关S1闭合、S2断开时,若甲、乙两表均为电流表,则两电阻并联,并且甲测R2支路的电流,乙测干路电流,由并联电路中各支路两端的电压特点和I=U/R知道,两电流表的示数
之比是:
,
故答案为:C。
【分析】当S1、S2闭合,甲乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,根据串联电路电流的规律和欧姆定律表示出电阻之比;当开关S1闭合、S2断开,甲乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2支路的电流,乙测干路电流,根据并联电路电压规律和欧姆定律表示出两支路的电流之比,根据两电阻的关系即可求出两表示数比值.
22.如图所示的电路,电源电压U=12V保持不变,滑动变阻器R0标有“100Ω 1A”字样,灯泡L标有“6V 6W”字样(灯丝电阻不随温度而变化),电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V. 为了确保测量准确,要求电表的示数不小于其最大测量值的1/3,要使测量准确并确保电路安全,下列判断正确的是( )
A. 灯泡L消耗的最小功率是0.24W B. 正常发光时灯丝的电阻是12Ω C. 电路中电流的变化范围是0.11A~0.6A D. 滑动变阻器阻值的变化范围是14Ω~48Ω 【答案】A
【解析】【解答】灯泡灯丝的电阻P 电表示数要求,电流表的示数为I1=
,代入数据可得R=6Ω,B不符合题意;考虑到 =0.2A时,电路中电流最小,灯泡L消耗的功率
最小,这时P=I2R=(0.2A)2×6Ω=0.24W,A符合题意;当灯泡正常发光时,电路中电流最大,Imax=
=1A,因电流表量程为0~0.6A,所以电路中电流的变化范围是0.2A~
=60Ω,这时
0.6A,C不符合题意;当电路中电流最小时,电路中总电阻为R1=
滑动变阻器连入电路的阻值为R01=R1-R=60Ω-6Ω=54Ω,当电路中电流最时大,电路中的总电阻为R2=
=20Ω,这时滑动变阻器连入电路的阻值为R02=R2-R=20Ω-
6Ω=14Ω,当滑动变阻器的阻值在14Ω~54Ω范围内变动时,电压表的示数符合要求,所以滑动变阻器的阻值变化范围为14Ω~54Ω,D不符合题意。 故答案为:A。
【分析】灯泡L与滑动变阻器R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流. (1)根据P=UI=求出正常发光时灯丝的电阻;
(2)根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流,根据串联电路的电流特点结合电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出此时电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
(3)由题意可知,电表的示数不小于其最大测量值的 , 据此求出电流表的最小示数,根据欧姆定律求出此时灯泡灯泡两端的电压,利用串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值,再利用P=UI求出灯泡L消耗的最小功率.
23.如图所示,电源电压为12V,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,L1和L2分别标有“6V 3W”和“6V 9W”的字样,闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下(不考虑温度对灯丝的影响),下列说法正确的是( )
A. L2能正常发光 B. 滑动变阻器接入电路的最小阻值是8Ω C. 电流表示数的变化范围是0~0.5A D. 电路消耗的最大功率是12W 【答案】 B
【解析】【解答】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡L1、L2串联,电流表测电路中的电流。A.由P=UI可得,灯泡的额定电流分别为:
,
,滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,因串联电路中各处的电
流相等,所以,电路中的最大电流为I最大=I额1=0.5A,则L1能正常发光;A不符合题意; B.此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据
,灯泡的电阻分别为:
因串联电路的总电阻等于各电阻之和,所以变阻器接入电路中的
最小阻值:R滑小=R总小-R1-R2=24Ω-12Ω-4Ω=8Ω,B符合题意;C.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,则R总大=R滑+R1+R2=50Ω+12Ω+4Ω=66Ω; 电路中的最小电流:
,所以,电流表示数的变化范围是
=UI
=12V×0.5A=6W,D不符合 可得,最小总电阻:
,C不符合题意;D.电路消耗的最大功率:P
最大最大
题意。 故答案为:B
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据P=UI求出灯泡的额定电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻,比较灯泡的额定电流和、滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据串联电路的电压特点求出数滑动变阻器两端的最小电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的最小电流;根据P=UI求出电路消耗的最大电功率.
24.如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P从最左端向中心移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A1和电流表A2的示数都变大 B. 电路总功率变大,电压表的V的示数不变
C. 电路总功率变小,电压表V的示数不变 D. 电流表A2和电压表V的示数都保持不变 【答案】 B
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流.
因电源电压不变,
所以,滑片移动时,电压表V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R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,故A错误; 在滑片P从最左端向中心移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变小, 由I= 可知,通过变阻器的电流变大, 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变大,即电流表A2的示数变大,故D错误; 由P=UI可知,电路总功率变大,故B正确、C错误. 故选B.
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流.根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1电流的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过变阻器电流的变化,根据并联电路的电
流特点可知干路电流的变化,利用P=UI可知电路总功率的变化.本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,分析电路的串并联和电表所测的电路元件是关键.
25.根据欧姆定律公式I=U/R,可变形得到R=U/I、U=IR下列说法中正确的是( ) A. 由U=IR可得:导体两端的电压与通过导体的电流成正比,与导体的电阻成反比 B. 由R=U/I可得:某段导体两端电压为0时,导体电阻为0
C. 由R=U/I可得:导体两端的电压跟通过导体电流的比值等于这段导体的电阻 D. 由R=U/I可得:导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比 【答案】 C
【解析】【解答】解:A、电压是产生电流的原因,没有电压不会产生电流,因此根据欧姆定律的内容正确的说法为:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,A不符合题意;
BD、电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关;某段导体两端电压为0时,导体的电阻不为0,BD不符合题意; C、由欧姆定律的变形公式R= 可知,导体电阻大小等于导体两端的电压跟通过导体电流的比值,C符合题意。 故答案为:C。
【分析】(1)欧姆定律的内容:一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。(2)电阻是导体本身的一种属性,与材料、长度、横截面积、温度有关,与导体两端的电压和通过的电流无关。
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