一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1.如图所示,电源电压不变,L1、L2两个灯泡的规格相同。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中,关于两灯的亮度情况,说法正确的是( )
A.L1逐渐变亮 C.L2逐渐变暗 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
B.L1先变亮再逐渐变暗 D.L2逐渐变亮
左图为串联电路,滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动,阻值变大,电流变小,L1变暗。 右图中定值电阻和滑动变阻器串联,当滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动,滑动变阻器分得的电压变大,因为灯泡L2和滑动变阻器并联,故L2两端电压也变大,根据公式
U2知,灯泡实际功率变大,亮度也变亮。 P?R故选D。
2.如图所示,电源电压不变,a、b为电流表或电压表,滑片P在滑动变阻器R3的中点,电路在工作时均安全。只闭合S1时,a、b均有示数;先闭合S1,再闭合S2,b示数有变化。下列判断正确的是( )
A.a是电压表
B.先闭合S1,再闭合S2,b示数可能变大
C.只闭合S1,滑片P向右滑动,b示数的变化量大于a示数的变化量
D.若将b换成另一种电表,开关均闭合,滑片P向左滑动,a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于R2?R3
【答案】AC 【解析】 【分析】
【详解】
A.若a是电流表,当S1闭合后,电源短路,所以a是电压表,故A正确;
B.只闭合S1,电路为串联电路,三电阻串联,再闭合S2,R1被短路,如果b是电流表,因为R1和R2一直被短路,电路总电阻不变,b的读数不变。如果b是电压表,R1被短路后,电压表测量的阻值变小,分得电压变小,读数变小,由题意可得,b示数有变化,所以b是电压表,示数一定变小,故B错误;
C.只闭合S1,电路为串联电路,a测量R2和滑动变阻器两端电压,b测R1和R2两端电压,滑片P向右滑动,阻值变小,则
?Ub?I?R1?R2?R1?R2=? ?Ua?I?R2?RP?R2?RP分子不变,分母变小,所以?Ub:?Ua越来越大,所以b示数的变化量大于a示数的变化量,故C正确;
D.若将b换成另一种电表,即换成电流表,则R1和R2均被短路,a测量滑动变阻器两端电压,b测通过滑动变阻器的电流,所以ab的比值为滑动变阻器的阻值,故D错误。 故选AC。
3.如图所示电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后将滑片P向右移动时,下列说法中正确的是(灯丝电阻变化忽略不计)( )
A.电路消耗的总功率变小
B.小灯泡两端电压变化量和V2示数变化量相当 C.电压表V1示数和电压表V2示数之和不变
D.电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】
设灯泡电阻为RL,由电路图可知,开关S闭合后,R0、R1、RL串联,V1测R1和RL两端电压之和,V2测R0和R1两端电压之和,A测电路电流;滑片P移动前,RL、R0、R1两端电压分
别为UL、U0、U1,电路电流为I1,滑片P移动后,RL、R0、R1两端电压分别为UL、U0、
''U1',电路电流为I2;将滑片P向右移动时,R1接入电路电阻变大,电路总电阻变大,电源
电压恒定,由欧姆定律I?U可知,电路电流变小。 RU可知,RL和R0分压RA.由P=UI可知,电源电压恒定,电路电流变小,电路总功率变小,故A正确; B.将滑片P向右移动时,电路电流变小,RL和R0阻值一定,由I?变小,由串联电路分压规律可知,R1分压变大。则RL两端电压变化量
'?UL=UL-UL
V2示数变化量
''?UV2??U0?U1'???U0?U1???U?UL???U?UL??UL?UL'
则
?UL=?UV2
所以小灯泡两端电压变化量和V2示数变化量相当,故B正确; C.滑片P移动前,电压表V1示数和电压表V2示数之和为
UL?U1?U0?U1?U?U1
滑片P移动后,电压表V1示数和电压表V2示数之和为
''UL?U1'?U0?U1'?U?U1'
因为R1分压变大,所以电压表V1示数和电压表V2示数之和变大。故C错误; D.根据串联电路分压规律,总电压等于各部分电压之和,所以,电压表V1示数变化量
?UV1=(U?I2R0)?(U?I1R0)?(I1?I2)R0??IR0
所以
?UV1?I故选ABD。
?R0
即电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量之比不变,故D正确。
4.如图,电源电压恒定,电阻R1=10Ω,R2=15Ω,R阻值一定但未知。当单刀双掷开关S掷向a(同时与b断开)时,电压表示数为2.0V。若掷向b(同时与a断开),电压表示数可能为( )
A.3.0V B.2.5V C.2.2V D.1.5V
【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
由图S接b时,R2与R串联,由欧姆定律知,此时电压表测R2两端电压为
U??I?R2?U?15Ω--------------①
R?15ΩU?10Ω------------②
R?10ΩS接a时,R1与R串联,此时电压表测R1两端电压,示数为2V,则有
2V?IR1?①÷②可得
U?3?R?10Ω?? 2V2?R?15Ω?所以
U??3V?因为
R?10 R?15R?10?1 R?15所以
U??3V
R1、R2分别与R串联,R2>R1,根据串联电路的分压原是可知,R与R2串联时比R1与R串联时分压多,即S接b时电压表示数大于2V;综上可知
2V?U??3V
故选BC。
5.两个小灯泡L1和L2,规格分别是“6V,3W”和“3V,3W”,分别如图甲乙所示接入电路,闭合开关S,两灯泡发光,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.甲电路中,当电源电压为9V时,两个小灯泡都正常发光 B.甲电路中允许最大的电流为0.5A
C.乙电路中,当L2正常发光时,干路电流为1.25A D.乙电路中,电路消耗的最大功率为3W