一、初中物理欧姆定律问题
1.如图所示,MN间电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P处于a端时,电流表示数为0.25安;当滑片P处于ab中点时,电流表示数为0.40安,则MN间的电压是
A.6伏 【答案】D 【解析】 【详解】
B.5伏 C.4伏 D.3伏
R1与滑动变阻器R2并联,设MN间的电压为U,根据并联电路的电流关系, 则
UU??0.25A……………….① R2R1UU??0.4A………………② 1R2R12联立①②,将R2=20Ω代入,解得 U=3V。故D正确为答案.
2.小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5 Ω,电路各部分均接触良好.物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离.开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5 V和0.2 A.由此可知
A.电阻丝的总电阻为7.5 Ω
B.当电压表示数为2 V时,物体M向左移动了5 cm C.当电压表示数为1 V时,物体M向左移动了5 m
D.若开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,可测量的最大距离30 cm 【答案】BD 【解析】 【分析】
滑片移动时,电阻丝接入电路的电阻不变,一直等于其总电阻,所以电流表示数保持0.2A不变,但由于与电压表并联的那部分电阻丝的长度变化,所以电压表的示数改变,滑片向左移动时,电压表示数变大,向右移动时,示数变小。 【详解】
A.滑片在中点时,电压表测量的是一半电阻丝分得的电压,其阻值为
R'?U1.5V??7.5? I0.2A则电阻丝的总电阻为15Ω,所以A错;
B.当电压表示数为2 V时,比滑片在中点时增大了0.5V,则与电压表并联的电阻增大了
R1?电阻丝的长度增加了
U10.5V?=2.5Ω I0.2A2.5Ω=5cm
0.5Ω/cm?l=所以物体M向左移动了5 cm,B对;
C.当电压表示数为1 V时,比滑片在中点时减小了0.5V,则与电压表并联的电阻减小了
2.5?,电阻丝的长度减小了5cm,所以物体M向右移动了5 cm,C错;
D.若开始测量前,如果将金属滑片P置于电阻丝的左端,电压表测的是整根电阻丝的电压,所以可测量的最大距离是
lmax=D对。 故选BD。
15Ω=30cm
0.5Ω/cm
3.如图所示,电源电压不变,P置于中点,a为电流表或电压表。任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是( )
A.a是电压表
B.只闭合S1,P向右滑动,a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值变小 C.闭合S1、S3,断开S2,A1的示数大于A2的示数 D.闭合S1、S2、S3,P向左滑动,A1的示数减小 【答案】AC 【解析】
【分析】 【详解】
A.由电路图可知,当S1与S2闭合时,电表a与电源串联,若a为电流表,会造成电源短路,故a不是电流表;此时电路是安全的,说明a是电压表,故A正确;
B.只闭合S1,R1和滑动变阻器串联,电压表a测滑动变阻器两端的电压,两电流表测电路中的电流,设P向右滑动前后电路中的电流分别为I1、I2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由I=
U可得,电压表a示数的变化量 RΔU2=U滑﹣U滑′=(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)=(I2﹣I1)R1=ΔIR1
则
?U2=R1,即a的示数的变化量与A2示数的变化量的比值不变,故B错误; ?IC.闭合S1、S3,断开S2,R2与滑动变阻器并联后再与R1串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测变阻器支路的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表A1的示数大于支路电流表A2的示数,故C正确;
D.闭合S1、S2、S3时,R2与滑动变阻器并联,R1和A1被短路,A1示数为0,滑片移动时电流表A1的示数仍然为0,即示数不变,故D错误。 故选AC。
4.定值电阻R1、R2和滑动变阻器R3接入如图电路中,电源电压不变。当开关S1闭合,S2
1,电流表的示数断开,滑片P位于a点时,电压表V1和V2的示数之比U1:U2?2:5 。当开关S1断I1=1A;滑片P位于最右端时,电压表V1和V2的示数之比U1?:U2??2:'''':,通过开关的闭合与断开及调开,S2闭合,两个电压表V1和V2的示数之比U1:U2?31节滑动变阻器的滑片,使电路消耗的功率最小为9W。下列说法正确的是( )
A.电源的电压为24V
B.滑动变阻器的最大阻值是24Ω
C.当开关S1断开,S2闭合,电路消耗的功率为32W
D.当开关S1合,S2断开,调节滑片P位置,R3消耗的最大功率为9W 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A.当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于a点时等效电路为图1所示:
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当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于最右端时等效电路为图2所示:
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当开关S1断开,S2闭合的等效电路如图3所示:
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在可能得到的各种电路中,只有当开关S1、S2都断开,并且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路的总电阻最大,消耗的电功率最小,此时的等效电路如图4所示:
;
1,根据I?图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且U1:U2?2:U可得 RU1R1IU2?1?1? RaU2U21I1所以
Ra?1R1 2根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电源电压
13U?I1(R1?Ra)?1A?(R1?R1)?1A?R1…①
22图2中:根据I?U可得 R