一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.如图所示,用弹簧挂一条形磁铁放在螺线管的正上方,闭合开关,待弹簧稳定后,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动.下列说法正确的是()A.电压表示数变大,电流表示数也变大B.电压表示数变小,电流表示数也变小C.螺线管上端是S极,弹簧缩短D.螺线管上端是N极,弹簧伸长【答案】C【解析】【分析】【详解】如图滑动变阻器与螺线管串联,将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,此时螺线管的磁性会增强;根据串联电路分压特点111222UIRRUIRR,滑动变阻器接入电路的电阻变小,分得的电压变小,所以电压表示数变小,电流表示数变大;根据安培定则可知螺线管上端是S极,由于同名磁极相互排斥,所以弹簧会缩短。2.如图所示的四个电路图中,电源电压不变,R0为已知阻值的定值电阻,图中可实现测量Rx阻值的正确电路图是()A.B.C.D.【答案】ACD【解析】【分析】【详解】A.由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时R0、Rx并联,电流表测干路电流,因通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过Rx的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律即可求出Rx的阻值,故A正确;B.由电路图可知,无论开关闭合还是断开,电压表始终测电源的电压,即无法测出或间接的得出Rx两端的电压,故此电路图不能测出Rx的阻值,故B不正确;C.开关S闭合时,电压表测量电源电压;开关S断开时,电压表测量Rx两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据0UIR求出通过定值电阻的电流,根据串联电路电流处处相等,通过Rx电流等于通过定值电阻电流,即0xII,根据xxxURI求出Rx的阻值,故C正确;D.由电路图可知,当开关S闭合时,电路为Rx的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压1xUIR当开关S断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电源电压20xUIRR由于120xxIRIRR求出Rx的阻值,故D正确。故选ACD。3.在如图所示的电路中,电源电压保持U不变。电路中定值电阻R大于R0。闭合开关,将滑动变阻器滑片向下滑动,电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3,电流表A示数变化量的绝对值为的I,则()A.电流表A的示数增大B.电压表V2的示数不变C.U2等于I·R0D.U1小于U2【答案】AC【解析】【分析】【详解】A.原电路中,R0与滑动变阻器串联后再与R串联,电流表测电路的电流,电压表V3测变阻器的电压,V1测R的电压,电压表V2测滑动变阻器与R的总电压,将滑动变阻器滑片向下滑动,变阻器连入电路的电阻变小,由电阻的串联规律,电路的总电阻变小,由欧姆定律|UIR,电流表示数变大,故A正确;B.根据U=IR,故V3示数变大,由串联电路电压的规律,V2示数变小,B错误;C.由串联电路电压的规律,U2等于电压表V3的示数变化,由欧姆定律,电压表V3的示数变化量''30000UIRIRIIRIR故C正确;D.U2等于电压表V3的示数变化U3,由C知30UIR①而V1示数的变化量为''1UIRIRIIRIR②因定值电阻R大于R0,由①②得U1大于U2故D错误。故选AC。4.如图,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电源电压保持不变。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中,电压表V1的示数从10V变化到20V,电压表V2的示数从14V变化到34V,则下列说法中正确的是()A.电源电压为34VB.电阻R1的阻值为12ΩC.电路中最小电流为1AD.灯L的阻值始终是4Ω【答案】AC【解析】【分析】【详解】由图可知灯泡L、定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1两端的电压,电压表V2测灯泡L与定值电阻R1两端的电压,所以灯泡两端电压等于电压表V2的示数减去电压表V1的示数。A.当滑动变阻器的滑片处于最右端时,此时滑动变阻器没有接入电路,电压表V2的示数即为电源电压是34V,故A项正确;BC.当滑动变阻器的滑片处于最左端时,此时滑动变阻器以最大阻值20Ω接入电路,此时通过电路电流最小,电压表V1的示数是10V,电压表V2的示数是14V,根据串联分压的特点可知滑动变阻器两端分得的电压为R2234V14V20VUUU由UIR可得通过电路最小电流R2220V1A20ΩUIR小由UIR可得定值电阻R1的阻值1110V10Ω1AURI小故B项错误,C项正确;D.当滑动变阻器的滑片处于最左端时,此时滑动变阻器以最大阻值20Ω接入电路,此时通过电路电流最小为1A,电压表V1的示数是10V,电压表V2的示数是14V,则灯泡两端电压为L2114V10V4VUUU由UIR可得此时灯泡L的电阻LL4V4Ω1AURI小当滑动变阻器的滑片处于最右端时,此时滑动变阻器没有接入电路,此时通过电路电流最大,电压表V1的示数是20V,电压表V2的示数是34V,则灯泡两端电压为L2134V20V14VUUU由UIR可得此时电路电流1120V2A10ΩUIR大则由UIR可得此时灯泡L的电阻LL14V7Ω2AURI大电路通过电流最大、最小时灯泡L的阻值不同,故D项错误。故选AC。5.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'LU、'0U、'1U,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UIR可知,电路电流变小。A.由=PUI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UIR可知,RL和R0分压变小,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'LLL=-UUUV2示数变化量2''''V0101LLLLUUUUUUUUUUU则2VL=UU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L1011UUUUUU滑片P移动后,电压表V1示数和电压表V2示数之和为'''''L1011UUUUUU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1V20101200=()()()UUIRUIRIIRIR所以1V0URI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。故选ABD。6.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.3.0VB.2.5VC.2.2VD.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215Ω15ΩUIRRU--------------①S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12V10Ω10ΩIRRU------------②①÷②可得310Ω2V215ΩRUR所以103V15RUR因为10115RR所以3VUR1、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2V3VU故选BC。7.小华连接了如图甲所示的电路,电流表的量程为0~3A,两滑动变阻器的最大阻值相等,闭合开关S、S1,将变阻器R2滑片置于最下端,将变阻器R1滑片从最下端向最上端移动;闭合开关S、S2,将变阻器R2滑片由最下端逐渐向上移动至最上端。两种情况电流表示数与电压表示数变化情况如图乙,下列说法正确的是()A.电源电压为6VB.定值电阻R0的阻值为10ΩC.电路中消耗的最大功率为3.6WD.同时闭合三开关,将变阻器R2滑片置于最上端,滑动变阻器R1的取值范围为2.5Ω~20Ω【答案】ABD【解析】【分析】【详解】A.闭合开关S、S1,1R与2R串联,电流表测电路中的电流,电压表测1R两端的电压,将变阻器R2滑片置于最下端,则是将2R的最大阻值连入了电路,将变阻器R1滑片从最下端向最上端移动,1R连入电路的电阻变小,则电路的总电阻变小,电源电压不变,电路中电流变大,根据I=UR可知2R两端电压变大,则电压表示数变小,由图乙电压随电流增大而减小的图像知,1R阻值最大时,分压最大为3V,因两滑动变阻器的最大阻值相等,所以电源电压为U电源=3V+3V=6V由图像可知1R阻值为0时,此时电路中的电流最大为0.3A,两滑动变阻器的最大阻值相等,1R与2R的最大阻值为1R大=6V0.30A=20Ω故A正确;B.闭合开关S、S2,0R与2R串联,电流表测电路中的电流,电压表测0R两端的电压,将变阻器R2滑片由最下端逐渐向上移动至最上端,2R连入电路的电阻变小,则电路的总电阻变小,电源电压不变,电路中电流变大,根据I=UR可知0R两端电压变大,即电压表示数变小,由图乙电压随电流增大而增大的图像知,2R阻值为0时,电路中电流最大为0.6A,0R两端电压最大为电源电压6V,所以0R的阻值为0R=UI大=6V0.6A=10Ω故B正确。C.只闭合开关S、S2时,电路的最大功率为P大=UI大=6V0.6A=3.6W当闭合开关S、1S、2S时,用电器并联,电路总电阻减小,电流增大,总功率肯定比3.6W大,故C错误;D.同时闭合三开关,将变阻器R2滑片置于最上端,0R与1R并联,通过0R的电流0.6A不变,电流表的量程为0~3A,通过1R的最大电流3A-0.6A=2.4A1R允许连入电路的最小电阻为1R小=6V2.4A=2.5Ω由A解析可知1R的最大电阻为20Ω,电阻越大电流越小,电流表不会损坏,所以同时闭合三个开关,将变阻器R2滑片置于最上端,滑动变阻器R1的取值范围为2.5Ω~20Ω,故D正确。故选ABD。8.光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小.如图所示,是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,1R为光敏电阻,2R为滑动变阻器,A、B间接监控装置.则()A.当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压升高B.当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压减小C.图中2R的滑动头向下移动时,通过1R的电流变大D.图中2R的滑动头向上移动时,可提高A、B间电压【答案】B【解析】【详解】由电路图可知,两电阻串联,监控装置与2R并联.由题知,光敏电阻1R的特点是有光照射它时阻值变小;AB.当有人通过通道而遮蔽光线时,1R阻值变大,电路中的总电阻变大;根据UIR可知,电路中的电流变小,根据UIR可知,2R阻值不变时,其两端的电压变小,即A、B间电压降低,故B项符合题意;A项不符合题意;C.2R的滑动头向下移动时,2R连入电路中的阻值变大,电路中的电阻变大;根据UIR可知,电路中的电流变小,故C项不符合题意