一、欧姆定律选择题
1.现有R1、R2两个电阻,它们的U﹣I关系图象分别如图甲、图乙所示。将这两个电阻串联后接入电压为6V的电源两端,下列说法正确的是( )
A. 该电路中电阻R1的阻值是电阻R2阻值的2倍 B. 通过电阻R1的电流是通过电阻R2电流的2倍
C. 电阻R1两端的电压与电阻R2两端的电压相等 D. 电阻R1与电阻R2的电功率相等 【答案】 A
【解析】【解答】解:因串联电路中各处的电流相等,
所以,将这两个电阻串联后接入电压为6V的电源两端时,通过它们的电流相等,B不正确;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由图象可知,当电路中的电流I=0.2A,U1=4V,U2=2V时符合, 则 = = ,C不正确; 由I= 可得,两电阻的阻值之比:
= = = ,A符合题意; 由P=UI可得,两电阻的电功率之比: =
= = ,D不正确。
故答案为:A。
【分析】两电阻串联时通过它们的电流相等,且它们两端的电压之和等于电源的电压,根据两个图象找出符合的电压和电流值;然后根据欧姆定律判断电路中两电阻的阻值关系,根据P=UI判断两电阻的电功率之间的关系。
2.如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R0的最大电阻是50Ω.当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,R1的功率是P1;当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U1′,R2和
R3的功率之和是3.2W;当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P1′;已知R2:R3=3:1,U1:U1′=3:2,P1:P1′=1:36。 下列结论正确的是( )
A. 电源电压是12V B. R2的阻值是30Ω
C. 电流表的最大示数是2.1A D. 该电路的最大功率是W 【答案】 C
【解析】【解答】解:第一过程:当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R1和滑动变阻器R0的全部串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1 , 如图甲。第二过程:当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1′,如图乙。已知R2:R3=3:1,串联电路中功率比等于电阻比,所以P2:P3=3:1,R2和R3的功率之和是3.2W,P2+P3=3.2W,所以,P2=2.4W,P3=0.8W,第三过程:当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3并联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是电源电压U,电流表测量R1、R2的总电流,如图丙。
甲图,电压表示数是U1 , R1的电压是U1 , R1的功率是P1;丙图中电压表示数是U,R1的电压是U,R1的功率是P1′;P1:P1′=1:36,对于同一导体,
,所以,
R1=10Ω。
,因为,R1和滑动变阻器R0的全
部串联在电路中,所以U0=56U,因为,R0=50Ω,串联电路中电压比等于电阻比,所以甲图,电压表示数是U1 , R1的电压是U1 , 乙图,电压表示数是U1′,R1的电压是U1′,
U1:U1′=3:2,又因为 ,所以,U1′= U,所以,乙图中
,R1、R2、R3串联在电路中,串联电路中电压比等
于电阻比,R1=10Ω,R2+R3=80Ω,已知R2:R3=3:1,所以,R2=60Ω,R3=20Ω,又因为P2=2.4W,P3=0.8W,
所以,
,解得:U2′=12V,同理解得U3′=4V,所以
U2′+U3′=12V+4V=16V,又因为 U=U1′+U2′+U3′=2V+16V=18V。
,所以U1′=2V,所以电源电压为:
A、电源电压是18V,B、R2=60Ω,C、甲乙都是串联电路,电阻大,电流小,丙是并联电路,电流大,电流表测量R1、R2的电流,
=1.8A,
=0.3A,
=0.9Ω,电流表测量R1、R2的电流,所以,电流表示数最大为:
I'=I1+I2=1.8A+0.3A=2.1A,D、电路中并联电路电阻最小,电流最大,最大电流为:I=I1+I2+I3=1.8A+0.3A+0.9A=3A,所以电路最大功率为:P=UI=18V×3A=54W, 故答案为:C。
【分析】结合题意,画出等效电路图,得出电压比例关系和电阻比例关系,求出三个定则电阻的阻值,再根据功率关系导出电压值,求出电源电压,进一步逐项计算即可.
3.如图所示电路,电源电压恒为4.5V,定值电阻R0的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为30Ω,电阻箱Rx最大阻值为999.9Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.闭合开关S,下列说法正确的是( )
A. S1、S2均向左闭合,Rx允许接入电路的最大阻值为20Ω B. S1、S2均向右闭合,电路允许消耗的最大功率为2.7W C. S1向左、S2向右闭合,Rx允许接入电路的最大阻值为60Ω
D. S1向右、S2向左闭合,只调Rx使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的2倍 【答案】 D
【解析】【解答】解:⑴闭合开关S,S1、S2均向左闭合时,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数Ux=3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,R0和滑动变阻器两端的电压之和: U0滑=U﹣Ux=4.5V﹣3V=1.5V, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电路中的电流: I1=
=
=0.0375A,
Rx允许接入电路的最大阻值: Rx大= =
=80Ω,A不符合题意;
⑵闭合开关S,S1、S2均向右闭合时,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,
当电压表的示数U0=3V时,电路中的电流: I2= =
=0.3A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A, 所以,电路中的最大电流为0.3A, 则电路允许消耗的最大功率:
P大=UI2=4.5V×0.3A=1.35W,B不符合题意;
⑶闭合开关S,S1向左、S2向右闭合时,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测R0和Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数U0x=3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大,
此时滑动变阻器两端的电压: U滑=U﹣U0x=4.5V﹣3V=1.5V, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电路中的电流: I3=
=
=0.05A,
则R0和Rx的最大总阻值: R总=
=
=60Ω,
所以,Rx允许接入电路的最大阻值:
Rx大′=R总﹣R0=60Ω﹣10Ω=50Ω,C不符合题意;
⑷闭合开关S,S1向右、S2向左闭合,R0、Rx、滑动变阻器串联,电压表被短路,电流表测电路中的电流,
设此时电路的总电阻为R总′=Rx+R0+R滑 , 即Rx=R总′﹣R0﹣R滑 ,
只调Rx使电流表示数减半时,电路的总电阻R总″=Rx′+R0+R滑 , 即Rx′=R总″﹣R0﹣R滑 , 由R= 可知,只调Rx使电流表示数减半时,电路的总电阻R总″=2(Rx+R0+R滑), 则Rx′﹣Rx=(R
总
″﹣R0﹣R
滑
)﹣(R
总
′﹣R0﹣R
滑
)=R
总
″﹣R
总
′=2(Rx+R0+R
滑
)﹣
(Rx+R0+R滑)=Rx+R0+R滑>Rx ,
所以,Rx′>2Rx , 即只调Rx使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的2倍,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合电路图,理清开关处于不同状态时元件额连接方式及电表的测量对象,A.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数Ux=3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R0和滑动变阻器两端的电压之和,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出Rx允许接入电路的最大阻值; B.根据欧姆定律求出电压表的示数U0=3V时电路中的电流,然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流,利用P=UI求出电路允许消耗的最大功率.
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数U0x=3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R0和Rx的最大总阻值,利用电阻的串联求出R允许接入电路的最大阻值.
D.根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的总电阻,同理表示出只调Rx使电流表示数减半时电路的总电阻,根据欧姆定律可知两种情况下电路的总电阻关系.
4.如图所示,电源电压不变,下列说法正确的是( )
A. 只闭合S1 , 将P向左移动,电流表示数变小,电压表示数变大 B. 闭合S1、S2 , 断开S3 , 将P向左移动,R1消耗的功率增大 C. 开关都闭合,将P向左移动,电压表的示数为零,电流表示数变小 D. 开关都闭合,将P向左移动,L消耗的功率不变,R2消耗的功率变小 【答案】B
【解析】【解答】解A只闭合S1 , R1、R2串联,电压表测R2电压, P向左移动,R2电阻变小,总电阻变小,电流变大,根据串联电路的分压规律知电压表示数变小,A不符合题意;(2)闭合S1、S2 , 断开S3 , R1与灯并联后与R2串联,将P左移,R2电阻变小,根据分压原理,R2的电压变小,根据串联电路电压的规律,并联部分的电压变大,根据P= ,R1消耗的功率增大,B符合题意;(3)(4)开关都闭合,R2短路,所以滑片移动对电路无影响CD不符合题意。 故答案为:B.
【分析】分析开关在不同状态下电路结构,结合串联电路特点和欧姆定律分析判断将P向左移动时两电表变化量比值的变化情况;由并联电路特点、欧姆定律和电功率公式分析判断电表示数及两者功率变化.
5.如图所示电路中,当滑片P向右滑动时( )
A. 电压表示数增大,灯泡变暗 B. 电压表示数增大,灯泡变亮 C. 电压表示数减小,灯泡变暗 D. 电流表示数增大,灯泡变亮 【答案】 A
【解析】【解答】由图可知,滑动变阻器与灯泡是串联,电压表测量的是滑动变阻器两端电压,电流表测量的是整个电路中的电流,
当滑片向右滑动时,滑动变阻器的电阻变大,则电路的总电阻变大, 又知:电源电压保持不变,
∴根据欧姆定律I= 可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小; 又∵灯泡的阻值不变,
∴根据U灯=IR灯可知灯泡两端电压变小; 又∵灯泡的电阻不变,电流变小,
由公式P灯=I2R灯可知:灯泡的实际功率变小, ∴灯泡变暗; 又∵U滑=U﹣U灯 , ∴可判断U滑变大. 故答案为:A。
【分析】本题考查学生对利用欧姆定律和串并联规律来解决电学题的能力。(1)会分析电路是串联还是并联。(2)利用串并联规律,找到每个用电器的电流,电压,电阻等物理量。(3)利用公式求解。
6.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光,灯L的电阻会随电流变化,如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动,电压表的示数和灯正常发光时示数相同,则下列说法中正确的是( )
A. 灯L变暗,灯两端电压变小 B. 灯L变暗,灯的实际功率变小 C. 灯L变亮,灯两端电压变大 D. 灯L变亮,灯的实际功率变大 【答案】A
【解析】【解答】将滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大;根据 由
故答案为:A
【分析】灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路的电流;根据滑片的移动判断接入电路电阻的变化和电路总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端电压的变化,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化和灯泡亮暗的变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化.
可知,电路中的电流变小;根据
可知,灯泡两端的电压变小,
可知,灯泡的实际功率变小,故灯泡变暗。
7.如图所示的四个电路中,电源电压都相同且不变,电阻R的阻值均相等 . 闭合电键S后,电流表示数最小的是( )
A. B. C. D.
【答案】 A
【解析】【解答】A图中电流表与一个电阻串联后又与开关并联,所以开关闭合后将其短路,电流表的示数为零;
B图中开关闭合后,两电阻并联,电流表测量干路电流,示数为: ; C图中两电阻串联,开关闭合后,电流表示数为: ; D图中两电阻并联,电流表测量一个支路的电流,示数为: . 所以A图中电流表示数最小, 故答案为:A .
【分析】A、开关闭合后,为上面的电阻的简单电路,电流表与下面的电路被短路,电流表示数为零;
BCD、开关闭合后,根据电路的连接方式,利用欧姆定律分别列出电流的表达式,再比较大小 .
8.如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω1A”,小灯泡L标有“2.5V1.25W”(灯丝电阻不变)。在保证小灯泡L电流不超出额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是
①小灯泡的额定电流是0.6A
②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω ③电压表示数变化范围是0~3V ④电流表示数变化范围是0.3~0.5A( )
A. 只有②、④正确 B. 只有②、③正确 C. 只有①、④正确 D. 只有①、③正确 【答案】 A
【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压。
灯泡正常发光时的电压为2.5V,功率为1.25W,根据P=UI可得,灯泡正常发光时电路中的电流: I=IL= =
=0.5A,故①错误;
=5Ω,
灯泡的电阻:RL= =
串联电路中电流处处相等,灯泡的额定电流为0.5A,电流表量程为“0~0.6A”,所以,为使电路安全,电路中的最大电流:I最大=IL=0.5A;
电压表示数最大为3V时,根据串联电路电压的规律,此时灯泡电压最小为UL′=U﹣UV=4.5V﹣3V=1.5V,此时电流中电流最小, 由欧姆定律可得,电路中的最小电流:I最小=
=
=0.3A,
所以电流表的示数范围为0.3A~0.5A,故④正确;
电路中电流最小时,总电阻最大,滑动变阻器有最大值,根据串联电阻的规律, R变最大=R总最大﹣RL=
﹣RL=
﹣5Ω=10Ω;
电路中电流最大时,总电阻最小,滑动变阻器有最小值, 则R变最小=R总最小﹣RL=
﹣RL=
﹣5Ω=4Ω,
所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω,故②正确。
因变阻器允许连入电路中最小电阻为4Ω,所以电压表示数不可能为0,故③错误。 综合分析只有②④正确。 故答案为:A。
【分析】结合小灯泡的铭牌,根据P=UI可得灯泡正常发光时电路中的电流.根据串联电路的电流特点确定电路的最大电流;当电压表示数最大3V,根据串联电路电压的规律,此时
灯泡电压最小,此时电流中电流最小,由欧姆定律求出电路的最小电流;根据欧姆定律和串联电路的规律求出变阻器连入电路中电阻的范围;根据变阻器的取值范围可确定变阻器的电压能否为0.
9.张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法不正确的是( )
A. 当在导体乙的两端加上1 V的电压时,通过导体乙的电流为0.1 A B. 将甲、乙两导体并联后接到电压为3 V的电源上时,干路中的电流为0.9 A C. 通过导体甲的电流与其两端的电压成正比 D. 导体甲的电阻大于导体乙的电阻 【答案】 D
【解析】【解答】A.根据图像,当乙的电压为1V,电流为0.1A,A不符合题意; B.当甲乙并联电压为3V时,甲的电流为0.6A,乙的电流为0.3A,干路电流为0.6A+0.3A=0.9A,B不符合题意;
C.根据甲的图像是过原点的直线,说明电压和电流成正比,C不符合题意; D.在图像中,导体甲乙电流相等时,甲的电压小,甲的电阻小,D符合题意。 故答案为:D.
【分析】结合电流和电压的关系图像,分析不同的电流对应的电压,结合电压和电流的大小分析电阻的大小关系。
10.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.
11.图甲是某电子秤的原理示意图,R 1的阻值为100 Ω,托盘下方的电阻R2为压敏电阻, 其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系如图乙所示,电源电压为6 V保持不变,则( )
A. R2的阻值变化范围为0~1000 Ω B. 电路中电流的变化范围为0.1 A~0.6 A C. 电路中电流为0.02 A时,托盘内物体的质量为600 g D. 托盘内物体质量为400 g时,电流表的示数为0.01 A沿此线折叠 【答案】C
【解析】【解答】A. 由图乙可知,压敏电阻R2的阻值变化范围为0∼500Ω,A不符合题意;
B. 当托盘内物体的质量为零时,压敏电阻R2=500Ω,则电路总电阻:R=R1+R2=100Ω+500Ω=600Ω,此时电路中的电流:I=
=0.01A,当托盘内物体的质量为1000g时,压敏
电阻阻值是0Ω,则电路总电阻:R′=R1+R′2=100Ω+0Ω=100Ω,此时电路中的电流:I′=
=0.06A,所以,电路中电流的变化范围为0.01A∼0.06A,B不符合题意;
C. 当电路中电流I1=0.02A时,电路总电阻:R总= 值:R2=R
总
=300Ω,则压敏电阻R2的阻
−R1=300Ω−100Ω=200Ω,由图乙可知,当R2=200Ω时,托盘内物体的质量为
600g,C符合题意;
D. 当托盘内物体质量为400g时,由图乙可知,R2″=300Ω时,则电路总电阻:R′总=R1+R2″=100Ω+300Ω=400Ω,此时电路中的电流:I2= 故答案为:C。
【分析】电阻R1、R2串联电流表测电路中的电流,由图乙可知,压敏电阻R2的阻值变化范围;根据串联电路电阻特点和欧姆定律求出电路中电流的变化范围;再根据欧姆定律、串联电路电阻特点求出托盘内物体的质量和电流表的示数.
=0.015A,D不符合题意。
12.如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图象,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两元件的电流与电压都成正比 B. 乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C. 甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路的总电流为0.3A D. 甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,甲的功率为0.6W 【答案】 C 【解析】【解答】解:
AB、由图象可知,乙元件中电流与两端电压图象不是过原点直线,说明乙元件的电流与电压不成正比,即乙的电阻不是定值,故A、B错误; C、甲、乙并联在2V电源时,甲和乙电压都为2V,
由图象可知,I甲=0.1A,I乙=0.2A,故干路电流I=I甲+I乙=0.1A+0.2A=0.3A,故C正确; D、甲、乙串联在电路中时,当电路电流为0.2A时,甲和乙电流都为0.2A,由图可知U=4V,
甲
所以甲的功率P甲=U甲I甲=4V×0.2A=0.8W,故D错误. 故选C.
【分析】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与两端的电压成正比,据此分析图象甲乙电阻的变化;
(2)根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出干路电流;
(3)根据串联电路的电流特点读出图象中对应的电压,根据P=UI计算甲的功率.
13.如图所示,N是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B是螺线管。闭合开关S,待弹簧测力计示数稳定后,将变阻器尺的滑片缓慢向右滑动,在此过程中下列说法正确的是( )
A. V表示数变大,A表示数变大 B. V表示数变大,A表示数变小 C. 弹簧测力计示数变小 D. 弹簧测力计示数变大 【答案】 C
【解析】【解答】A、由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,将变阻器R的滑片缓慢向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小由I=U/R 可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,A不符合题意;
B、由U=IR可知,R0两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端的电压变小,即电压表的示数变小,B不符合题意;
C、由图可知,电流由螺线管的下方流入,则由右手螺旋定则可知螺线管上端为N极,下端为S极,因螺线管的上端与磁铁的下端为同名磁极,相互排斥,且电路中的电流增大,所以,螺线管与磁铁之间的斥力增大,弹簧测力计示数变小,C符合题意; D、由C的分析可知,D不符合题意; 故答案为:C
【分析】(1)当变阻器R的滑片缓慢向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律和串联电路电压的特点可知电路电流表和电压表示数的变化;
(2)影响电磁铁磁性强弱的因素有:电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯.线圈的匝数一定,电流越大磁性越强;
(3)运用安培定则判断通电螺线管的极性;
(4)磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
14.在如图所示的电路中,电源电压为4.5V保持不变,电压表量程0~3V,电流表量程0﹣0.6A,滑动变阻器R的规格是“10Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 0.5A”字样,若闭合开关S,两电表示数均不超过所选的量程,灯泡两端电压不允许超过额定电压,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变化范围0.3A~0.6A B. 灯泡消耗的最小功率为0.9W
C. 电路消耗的最大总功率为2.7W D. 滑动变阻器允许调节的阻值范围是4Ω~10Ω 【答案】 D
【解析】【解答】灯泡和滑动变阻器是并联的,电流表测量整个电路电流,电压表测量灯泡的电压。 灯泡电阻:RL
则会烧坏最小电流的用电器。 ①当滑动变阻器电阻最小时,
电流表示数:0.5A(照顾元件中最小的电流值)
电压表示数为:2.5V(当电流为0.5A时,灯泡正常工作,电压表测量灯泡电压,故电压表示数为2.5V) 此时滑动变阻器电阻:R ②当滑动变阻器电阻最大时,
电路电流最小电流表不会被烧坏,电压表示数也变小也不会被烧坏,所以滑动变阻器可以取最大值10Ω 电路电流为:I总
电压表示数为:U'L=I总RL=0.3A×5Ω=1.5V 滑动变阻器可以取最大值:10Ω。 ③综合上面的①②得,
A、电流表的示数变化范围0.3A~0.5A,A不符合题意。
B、灯泡的最小电流为0.3A,最小电压是1.5V,灯泡消耗的最小功率:P'=UI总=1.5V×0.3A=0.45W,B不符合题意。
C、电源电压是4.5V,最大电流是0.5A,电路最大功率:P=UI=4.5V×0.5A=2.25W.C不符合题意。
D、滑动变阻器的电阻变化范围是4Ω﹣﹣10Ω,D符合题意。
0.3A
4Ω
5Ω
当滑动变阻器向左移动时,电路中最大电流为0.5A,因为要照顾元件中最小的电流值,否
故答案为:D。
【分析】结合电路图,理清依据的连接方式及电表的测量对象,利用欧姆定律求得灯泡的电阻;当滑动变阻器向左移动到最小值时,电路在电阻最小时,电流最大,最大电流不能超过各元件中最小的电流值,此时计算电流表、电压表和的变阻器的阻值;当滑动变阻器向右移动到最大值时,电路在电阻最大,电流最小,此时计算电流表、电压表和的变阻器的阻值.
15.如图所示的电路,电源电压保持不变,电路中各元件连接正确且均完好,闭合电键S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中( )
A. 电流表A的示数变大 B. 电压表V的示数变大
C. 电压表V与电流表A的示数的比值变大 D. 电压表V与电流表A的示数的乘积变小 【答案】D
【解析】【解答】A. 此电路为串联电路,电压表测量电阻R1两端的电压,电流表测电路电流,当闭合电键S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,滑动变阻器的电阻增大,电路的总电阻增大,根据欧姆定律,电路中的电流变小,即电流表的示数变小, A不符合题意他.
B. 根据串联电阻分压关系,滑动变阻器的电阻增大,分压将增大,根据串联电路电压特点,所以电阻R1两端的电压减小,即电压表示数变小,B不符合题意.
C. 电压表V与电流表A的示数的比值即为电阻R1的阻值,应不变,C不符合题意. D. 因电压表与电流表的示数都变小,所以乘积将变小,D符合题意.、 故答案为:D.
【分析】R1与R2串联,电压表V测R1的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知电路中电流的变化分析.
16.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是( )
A. 滑片向左滑动,电流表示数增大,电压表示数减小 B. 滑片向左滑动,电流表、电压表示数都增大
C. 滑片向右滑动,电流表、电压表示数都增大 D. 滑片向右滑动,电流表示数减小,电压表示数增大 【答案】 B
【解析】【解答】串联电路,且电压表测量灯泡电压,则当滑片向左滑动时总电阻变小,电流变大,灯泡分得电压变大,则电流表示数变大,电压表示数变大;反之,当滑片向右滑动时,电流表示数变小,电压表示数变小。 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,根据串联电路的分压特点可知灯泡两端的电压变化.
17.在如右图所示的实验电路中,电源电压为3伏,L1、L2发光时的电阻均为5欧,下列说法错误的是( )
A. 灯 L1、L2 是串联的 B. 电流表的量程应选0~3A C. 电压表的量程应选0~3V D. 电压表测的是灯 L1两端的电压 【答案】B
【解析】【解答】根据电路图可以看出灯 L1、L2 是串联的,A不符合题意;电压表并联在L1两端,测的是灯 L1两端的电压,D不符合题意;因为电源电压为3伏,所以电压表的量程应选0~3V,C不符合题意;因为L1、L2发光时的电阻均为5欧,串联在一起,总电阻
,根据
故答案为:B
【分析】根据电路中的电源电压和总电阻,利用欧姆定律计算电流的大小.
,电流表的量程应选0~0.6A,B符合题意。
18.如图所示,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,电路中( )
A. 电流表的示数变大,小灯泡变亮 B. 电流表的示数变小,小灯泡变亮 C. 电压表的示数变小,小灯泡不亮 D. 电压表的示数变大,小灯泡不亮 【答案】D
【解析】【解答】解: 当开关S断开时,灯L与电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
S闭合时,L短路,灯不亮,电路中只有R,此时电压表测电源电压,电流表测电路中的电流;
根据串联电路电压的规律,故电压表示数变大,
根据串联电阻的规律,S闭合时电阻变小,根据欧姆定律I= 可知,电路中电流变大,电流表示数变大;
综上所述,只有D正确,ABC错误. 故选D.
【分析】分析当开关S由断开到闭合时电路的变化,根据串联电路的规律和欧姆定律确定正确答案.
19.用电器甲和乙,其电流与其两端电压关系如图所示,其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压关系图。下列说法正确的是( )
A. 用电器甲电阻不变,大小为0.1Ω
B. 用电器乙电阻随着电流增大而变大,最大值10Ω
C. 如果把这两个用电器串联接在6V的电源上,干路中的电流是0.43A D. 如果把这两个用电器并联接在4V的电源上,干路中的电流是0.65A 【答案】 D
【解析】【解答】A.由图像可知,用电器甲电阻的I-U图像为过原点的倾斜直线,则用电器甲的电阻不变,由图像可知,当U甲=5V时通过的电流I甲=0.5A,由 甲的电阻
可得,用电器
,A不符合题意;B.由图像可知,当用电器乙可得的
电压分别为1.5V、2.5V、4V、4.5V、5V时,对应的电流分别为0.05A、0.1A、0.25A、0.35A、0.5A,由
可得,对应的电阻分别为30Ω、25Ω、16Ω、12.9Ω、10Ω,所以,用
电器乙的电阻随着电流增大而变小,B不符合题意;C.如果把这两个用电器串联且电路中的电流为0.43A时,用电器甲电阻两端的电压
=0.43A×10Ω=4.3V,由图像可知,
用电器乙两端的电压大于4.5V,则电源的电压大于4.3V+4.5V=8.8V,所以,如果把这两个用电器串联接在6V的电源上,电路中的电流不可能是0.43A,C不符合题意;D.因并联
电路中各支路两端的电压相等,所以,如果把这两个用电器并联接在4V的电源上时,它们两端的电压均为4V,由图像可知,通过两电阻的电流分别为I甲′=0.4A、I乙′=0.25A,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I′=I符合题意。 故答案为:D
【分析】由图象可知,通过用电器甲电阻的电流与两端的电压成正比例函数,则其为定值电阻,从图象中读出任意一种电流和电压值,利用欧姆定律求出其电阻.
同理,根据图象读出用电器乙几组电流与电压值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后判断其阻值的变化以及最大阻值.
如果把这两个用电器串联且电路中的电流为0.43A时,根据欧姆定律求出用电器甲两端的电压,根据图象读出用电器乙两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,然后比较判断.
如果把这两个用电器并联接在4V的电源上时它们两端的电压相等,根据图象读出通过两电阻的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流.
甲
′+I
乙
′=0.4A+0.25A=0.65A,D
20.如图所示是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电流表有明显示数,电压表示数为零,若故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是( )
A. 灯L断路 B. 灯L短路 C. 变阻器R断路 D. 变阻器R短路 【答案】B
【解析】【解答】A. 灯L断路时,电压表串联在电路中,会有示数,而电压表的电阻很大,所以电流表无示数,A不符合题意;
B. 灯L短路时,电压表同时被短路,不会有示数,此时电路是通路,所以电流表会有示数,B符合题意;
C. 变阻器R断路时,整个电路是断路状态,两电表都不会有示数,C不符合题意; D. 变阻器R短路时,只有灯连接在电路中,电压表和电流表都应该有示数,D不符合题意; 故答案为:B。
【分析】本题利用了串联电路的电流特点分析电路故障,小灯泡不发光说明灯泡短路或电路中电流过小或电路某处断路.
21.如图所示,电源电压恒为15V,定值电阻R的阻值为20Ω,闭合开关后,使变阻器的阻值减小5Ω,电流表示数变化了0.1A,则下列说法正确的是( )
A. 电流表示数减小了0.1A B. 电压表示数减小了0.5V C. 定值电阻的电功率增大了0.2W D. 电路总功率增大了1.5W 【答案】D
【解析】【解答】由图可知,变阻器R
变
与R串联在电路中,电压表测滑动变阻器两端电
压,电流表测电路中电流;A、使变阻器的阻值减小5Ω,根据串联电路的电阻特点可知总电阻变小,由于电源电压不变,根据I= 可知电路中电流变大,所以电流表示数变化了0.1A,应是增大0.1A,A不符合题意;
B、设原来变阻器接入电路的阻值为R变 , 变阻器的阻值减小5Ω后,此时变阻器接入电路的阻值为R
-5Ω,由题意可知:△I=I2-I1=0.1A,即:
=
变
0.1A,所以: 去),所以,I1=
=0.1A,解得:R变=10Ω,R变=-45Ω(舍 =0.5A,I2=
=0.6A,则电压表示数变化量:△U变=I2(R变-5Ω)-I1R变=0.6A×(10Ω-5Ω)-0.5A×10Ω=-2V,所以电压表示数减小了2V;B不符合题意;
C、定值电阻电功率的增大量:△P1=I22R-I12R=(0.6A)2×20Ω-(0.5A)2×20Ω=2.2W,C不符合题意;
D、总功率的增大量:△P=UI2-UI1=15V×0.6A-15V×0.5A=1.5W,D符合题意。 故答案为:D。
【分析】根据电路中电流的变化和总电阻的变化计算电阻的大小,利用电源电压和电阻计算总电流,结合电流和电阻计算用电器的电功率.
22.如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自中点向b端移动的过程中,下列关于电表示数变化情况判断正确的是( )
A. 电流表A1 变小,A2变小,电压表V不变 B. 电流表A1变小,A2不变,电压表V不变 C. 电流表A1变小,A2变小,电压表V变大 D. 电流表A1不变,A2变大,电压表V变小
【答案】 B
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测R1支路的电流。 因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,CD不符合题意; 因并联电路中各支路工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变, 当滑动变阻器滑片P向右移动的过程中,接入电路中的电阻变大,
由I= 可知,该支路的电流变小,即电流表A1的示数变小,B符合题意,A不符合题意。 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,根据电源的电压可知滑片移动时电压表的示数不变,根据并联电路中各支路工作、互不影响可知通过R1的电流不变,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I= 可知该支路电流的变化情况.
23.通过初中物理的学习,同学们知道了一些物理学家以及他们的研究成果,以下叙述错误的是( )
A. 牛顿第一定律是牛顿直接从自己做的实验中得出的结论
B. 欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确的结论 C. 焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系” D. 奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象 【答案】A
【解析】【解答】解:A、“一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态”牛顿第一定律.由于没有不受力的物体,所以牛顿第一定律无法用实验直接验证.故A错误;
B、欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确结论,欧姆定律就是欧姆得出的.故B正确;
C、焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”,即焦耳定律,故C正确;
D、奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象.故D正确. 故选A.
【分析】(1)牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的论证而得出的.不能用实验直接验证,但经受了实践的检验,是大家公认的力学基本定律之一.(2)欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究;(3)焦耳得出了焦耳定律.(4)奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象.
24.在如图所示的电路中,电源电压恒定,R1为一定值电阻,R2为滑动变阻器.开关S闭
合后,当滑动变阻器的滑片P在a、b之间滑动的过程中,电压表的示数最大为4 V,电阻R1的电功率变化范围是0.8 W~0.2 W,则电源电压是()
A. 4V B. 6V C. 8V D. 10V 【答案】 C
【解析】【解答】当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路电流最大,电阻R1的电功率最大为0.8W,
P=U2 /R1即U2/ R1 =0.8W①
当滑动变阻器接入电路的电阻最大0时,电路电流最小,电阻R1的电功率最小为0.2W, P′=(U-UP)2 /R1即(U-4V)2/ R1 =0.2W② ①②构成方程组解得
U=8V,所以A,B,D错误,C正确. 故选C.
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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