备战中考物理培优之欧姆定律的计算问题及答案.docx

一、欧姆定律的计算问题难题易错题1 两灯 L12和 L 规格分別为“ 6V， 3W”和“ 3V， 3W”，忽略灯丝电阻变化，则下列说法正确的是（）A两灯 L1和 L2 灯丝电阻之比为2： 1B两灯串联，电路两端允许加的最大电压为9VC两灯并联，当一盏灯正常发光时，通过另一盏灯的电流为1.0AD两灯并联在 3V 电压下，灯 L和 L 消耗的实际功率之比为1： 412【答案】 D【解析】【分析】【详解】A根据 PU212灯丝电阻之比是可知，两灯L和 LR22226V3VR1 : R2U 1: U 2:4 :1P1P23W3W两灯 L12灯丝电阻之比是4 :1 ，A错误；和 LB两灯串联，假设电路两端允许加的最大电压为9V，根据上述可知，灯L1 的电压是U 14 9V 7.2V5灯 L2 的电压是U 219V 1.8V5灯 L1 的电压已经超过其自身的额定电压，这样不符合安全要求，所以两灯串联，电路两端允许加的最大电压不能是 9V， B 错误；C两灯并联，当一盏灯正常发光时，假设是灯L1正常发光，那么电源电压是6V ，灯 L2 的电压是 6V，这已经超过灯L2 的额定电压，灯L2 会被烧坏；假设是灯L2 正常发光，那么电源电压是 3V，灯 L1的电压是3V，由题意可知，灯1L 的电阻大小是6V2R1123W那么流过灯L1 的电流大小是3VI10.25A12C 错误；DPU23V电压下，灯L1和L2消耗的实际功率之比是根据可知，两灯并联在RU 2U 211P : P:1: 412R2R1R2R1实际功率之比为1： 4；D 正确。故选 D。2 已知 R1 :R2=2:3，开关 S 由断开到闭合，图中电流表先后示数之比为2:5 的电路是（）ABCD【答案】 AD【解析】【详解】A从图中可以看到，开关 S 断开时，电阻 R1 和 R2 串联在一起，根据欧姆定律可知，电路中的电流大小是I UUR1R25R当开关 S 闭合时，只有电阻R1 接入电路中，根据欧姆定律可知，电路中的电流大小是I UUR12R所以电流表先后示数之比是I : I U : U2 : 55R2R选项 A 符合题意；B从图中可以看到，开关 S 断开时，电阻R1 和 R2 串联在一起，电路中的电流大小是I UUR1R25R当开关 S 闭合时，只有电阻R2 接入电路，电路中的电流大小是I UUR23R所以电流表先后示数之比是I : I U: U3: 55R3RB 项不合题意；C从图中可以看到，开关S 断开时，只有电阻R1 接入电路中，电路中的电流大小是I UUR12R当开关 S 闭合时，电阻R1 和 R2 并联在一起，电路中的总电阻大小是R1R26RR总R1R25电路中的电流大小是I U5UR总6R所以电流表先后示数之比是I : I U: 5U3: 52R6RC 项不合题意；D从图中可以看到，开关S 断开时，只有电阻R2 接入电路，电路中的电流大小是I UUR23R当开关 S 闭合时，电阻R1 和 R2 并联在一起，电路中的总电阻大小是R总6R ，电路中的5电流大小是I U5UR总6R所以电流表先后示数之比是I : I U : 5U2 : 53R6R选项 D 符合题意3 如图甲所示，两个电压表的量程都是015V，电流表的量程是00.6A，小灯泡两端的电压不许超过额定电压，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A；闭合开关，为了保证所有元件都安全。滑动变阻器的滑片只能在阻值最大端和a 点间滑动，当滑片在这两点间滑动时，得到了图乙所示的两个电压表的示数与电路中电流关系的图像AB 和BC，下列说法正确的是（）A电源电压为 6VB滑动变阻器的取值范围为 12 55C该电路功率范围为 2.4W 6WD小灯泡正常发光时的电流为0.6A【答案】 BC【解析】【详解】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2 测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑片位于a 点时，电路中的电流最大，由小灯泡两端的电压不许超过额定电压可知，此时灯泡正常发光，由图乙可知，此时电路中的电流 I=0.5A，故 D 错误；灯泡两端的电压UL=6V，变阻器两端的电压 U a 6V ，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压UU LU a6V+6V=12VU可得，滑动变阻器接入电路中的最小阻值由 IRRaU a6V=12I0.5A电路的最大功率P大UI12V 0.5A6W当滑片位于右端时，变阻器接入电路中电阻最大，电路中的电流最小，电路的功率最小，由图乙可知，电路的最小电流I =0.2A，变阻器两端的电压U 右 11V ，滑动变阻器接入电路中的最大阻值R大U 右11V=55I0.2A则滑动变阻器的取值范围为12 55，电路的最小功率P小UI 小12V0.2A2.4W则该电路功率范围为2.4W 6W。故选 BC。4 如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S 为激光源， R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2 为定值电阻， a、b 间接电压表，电压表示数如下，水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S 与 R1 之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若传送带上的产品为均匀正方体，电压随时间变化如图乙所示。已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻 R2的阻值为 400，则（）A有光照射时光敏电阻R1 的阻值为 800B有光照和无光时保护电阻R2 两端的电压之比为1: 2C有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1: 4D每 1h 通过 S与 R1之间的产品个数为6000 个【答案】 CD【解析】【分析】【详解】A R1 与 R2 串联，有激光照R1 时，其阻值较小，由图象可得U1 2V根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得U2 U- U1 6V-2V 4V所以，根据串联电路的电流处处相等可得U 24VI I 20.01AR2400根据欧姆定律可得U 12VR1200I0.01A故 A 错误；B R1 无激光照时，阻值较大，由图象可得U1 =4V根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得U2=U- U1 =6V4V=2V-则有光照和无光时保护电阻R2 两端的电压之比为U2 U2 =4V 2V=21故 B 错误；C R1 无激光照时I I U 2V0.005A22R2400根据欧姆定律可得此时电阻R1 的阻值RU 4V=80011I 0.005A有光照射和无光照射时光敏电阻R1 的光敏电阻的阻值之比为R1 R1200 ：800 1：4故 C 正确；D由图象可知：每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置，则每1h 通过 S 与 R1 之间的产品个数为3600s60000.6s故 D 正确。故选 CD。5 如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P 置于变阻器的B 端时，电压表的示数为 6V，在 10s 内定值电阻R1 产生的热量为 36J ；当滑片 P 置于变阻器的中点时，电压表的示数变化了2V。下列结果正确的是（）A R1 先后两次消耗的电功率之比为9 16B滑动变阻器R2 的最大阻值为 10C电源电压为12VD R1 的阻值为 10【答案】 ABCD【解析】【分析】【详解】由电路分析可知，定值电阻R1 与滑动变阻器R2 串联，电压表测R2 两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，所以当滑片滑到B 端时，电路中电流为U 16VI1R2R2因串联电路中总电压等于各分电压之和，则电源电压为U I1 R1 U 16V6VR1R2当滑片滑到中点时， R2 接入电路的电阻变小，电压表示数应减小，即滑片滑到中点时，滑动变阻器两端电压为U 2U 1U6V2V4V此时电路中的电流为I 2U 22U 224V8VR2R2R2R22则电源电压为UI 2 R1U 28VR14VR2因电源的电压不变，则6VR16V8VR14VR2R2解得： R12=R ，则电源的电压为UI1 R1U 16VR16V6VR1 6V 12VR2R1当滑片滑到 B 点时， R1两端电压为U 3UU 112V6V6V由QU 21Rt 可得， R 的阻值为R1U 32t(6V) 210s10Q36J因 R1=R2，故 R2 的最大阻值为10，滑片在 B 点时和滑片在中点时，电路中的电流之比为6VI1R23I 28V4R2R1 先后两次消耗的电功率之比为P1I12 R1( I 1)2( 3) 29P2I 22 R1I 2416故选 ABCD。6 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 ，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7.5B当电压表示数为2 V时，物体M 向左移动了5 cmC当电压表示数为1 V时，物体M 向左移动了5 mD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 U1.5V7.5I0.2A则电阻丝的总电阻为15，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R1U 10.5V=2.5I0.2A电阻丝的长度增加了l =2.5 =5cm0.5/cm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l max =15=30cm0.5/cmD 对。故选 BD。7 灯泡 L 标有“ 6V”字样，为探究其工作时的特点，小刚利用图甲所示的电路进行实验，其中电源电压保持不变，滑动变阻器的规格为“30、 1A”。闭合开关后，将变动变阻器的滑片 P 从 a 端向右缓慢移动，直到电压表示数达到6V 时为止。图乙是用获得的实验数据作出的U-1 图像，下列判断正确的是（）A闭合开关，在移动滑片P 的过程中，灯L 的最小电阻为10B变阻器的滑片P 移到 b 端时，灯 L 正常发光的额定功率为3.6WC灯 L 与 5的定值电阻R1，并联接人电压为6V 电路，电路的总功率为7.2WD灯 L 与 10的定值电阻 R2 串联接人电压为 9V 的电路， R2 每秒消耗电能为 2.5J 【答案】 D【解析】【分析】【详解】A由图乙可知，当电压表示数为1V 时，灯泡的电流为0.2A，此时其阻值最小RminU1V5=I0.2A故 A 错误；B当滑片 P 在 a 端时，连入阻值最大，为30。由图乙得，此时电路中电流为0.2A，小灯泡电压为1V，滑动变阻器两端的电压为U 滑 =RI300.2A=6V电源电压为UU LU 滑 =1V+6V=7V当滑片 P 移动到 b 端时，滑变接入电路阻值为0，灯泡两端电压为7V，超过了额定电压，灯泡不能正常发光，可能烧坏。故B 错误；C灯 L 与5的定值电阻 R1，并联接人电压为6V电路，此时灯泡与定值电阻两端的电压均为 6V，电路的总功率2P总 =PLP1 6V?0.6A+6V=10.8W5故 C 错误；D灯 L 与10的定值电阻 R 串联接人电压为9V 的电路，假设R每秒消耗电能为 2.5J，22根据电功计算公式可得WU 2t= U 221s=2.5JR10解得 R2 两端的电压 U2=5V；则根据串联电路分压规律可知灯泡两端的电压为4V，电路中的电流为 0.5A，灯泡的电阻为U=4VR=8I0.5A此时灯泡与定值电阻电压之比等于电阻之比，符合题意，故假设成立，故D 正确。故选 D。8 如图所示的电路中， 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 的变化关系如图所示，根据图像信息，下列判断正确的是（）A电源电压是6VB定值电阻R1 的阻值是152C滑动变阻 R 的最大阻值是 20D滑片移到中点时，电路中的电流是0.3A【答案】 D【解析】【详解】由电路图可知，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；C当滑动变阻器接入电路中的电阻为0 时，电路中的电流最大，由图2 可知， I1=0.6A，由欧姆定律可得，电源的电压：UI1 R10.6A 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，由图2 可知， I2=0.2A，U2=3V，由欧姆定律得，滑动变阻器的最大阻值：R2U 23V = 15，I 20.2A故 C 错误；B串联电路中总电压等于各分电压之和，电源的电压：U I 2 R1U 20.2A R13V ，电源的电压不变，0.6AR10.2A R13V ，解得： R1=7.5 ，故 B 错误；A电源的电压：U0.6AR10.6A7.54.5V ，故 A 错误；D滑片移到中点时，电路中的电流是：IU4.5V0.3A ，1 R27.5 1R11522故 D 正确；故选 D。9 学校的科技小组设计了一种自动计数器，可以自动记录跳绳的次数，其简化电路如图甲所示。其中R1 是光敏元件，每当绳子挡住了射向R1 的红外线时， R1 的电阻会变大，这时自动计数器会计数一次。 R2 是定值电阻，信号处理系统能记录 AB 间每时刻的电压。已知电源电压为 12 V，某时段 AB 间的电压随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法正确的是A AB 两端电压为2 V 时，跳绳自动计数器会计数一次B绳子挡住了射向R 的红外线时， R 和 R 的阻值相等112C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 的阻值是 R2 的 5 倍【答案】 AD【解析】【分析】【详解】A由题知，当射向R的激光被挡时， R 阻值变大，根据串联电路的分压原理知，R分得111电压增大， R2分得电压减小，由图乙知，此时2=UAB1的电阻变大，自动计数U=2V，因为 R器会计数一次，即AB 间电压为 2V 计数一次，故A 项正确；B由串联分压的特点可知U 1 UU 2IR1R1，U 2U 2IR2R2即R112V-2V= 5，R22V1所以 R1=5R2，故 B 项错误；C当射向 R1 的激光没有被挡时， R1 阻值变小， R1 分得电压减小， R2 分得电压增大，由图乙知，此时U2=UAB=6V，由串联电路的分压原理有：U 1 U U 2I R1R1 ，U 2U 2I R2R2即R112V-6V = 1，R26V1所以 R1R2 ，故 C 项错误；，即绳子挡住了射向R112D结合 BC项， R1 5R1的红外线时， R 的阻值是R 的 5 倍，故D 项正确。10 如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1=2R2，闭合 S、 S1，断开 S2 时，电压表示数为 5V，闭合 S、S2，断开 S1 时，电压表示数为7V，则 R： R2 为（ ）A3 2B 2 3C 75D 5 7【答案】 A【解析】【分析】【详解】当闭合 S、 S121与 R 串联，电压表测R 两端的电压；当闭合21，断开 S时， RS、 S，断开 S时， R2 与 R 串联，电压表测R 两端的电压；由 IU可得，两种情况下的电流之比RI 1: I 2= U R : U R =U R: U R =5V : 7V=5 :7R R因电源的电压一定时，电流与电阻成反比，所以I1: I 2 = R2 +R : R1+R = R2 +R : 2R2 +R =5: 7整理可得R: R2 =3: 2故选 A。11 如图甲所示，电源电压恒定，R1 是定值电阻， R2 是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P 从 B 端至 A 端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U-I 图像如图乙所示，则A电源电压为20VB EF是 V1 表示数随A 表示数变化的图像C滑动变阻器的最大阻值为10D整个电路的最大功率为14.4W【答案】 D【解析】【详解】AB由图甲可知， R 与滑动变阻器R 串联，电压表 V 测 R 两端的电压，电压表V 测 R121122两端的电压，电流表测串联电路的电流。滑片P 从 B 端至 A 端的过程中， R2 变小，根据串联分压原理， V2 示数变小，又根据串联电路的电压规律，V1 示数变大。因此图乙中EF是V2 表示数随 A 表示数变化的图像，图线MN 是 V1 表示数随 A 表示数变化的图像；当滑片P在 A 点时， V1 示数最大为电源电压，则电源电压U=12V，故 AB 错误；C当滑片在 B 端时，由图乙可知，R2 两端电压 U2=8V，此时对应的电流 I=0.4A，由欧姆定律可得，2=U28VRI=20 0.4A故 C 错误；D电源电压一定，当电路中电流最大I=1.2A 时，电路的总功率最大P=UI=12V 1.2A=14.4W，故 D 正确；故选 D。12 如图所示，电源电压保持12V 不变，小灯泡L 上标有“ 6V 3W”字样，滑动变阻器最大电阻值 R=48，闭合开关，若不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（）A要使电压表的示数增大 1V，小灯泡L 两端的电压就会减小1VB当滑片 P 移到最右端时，通电 100s滑动变阻器消耗的电能是192JC当滑片 P 移到变阻器的中点时，小灯泡L 正常发光D当滑片 P 移到变阻器的中点时，电阻 R 的实际功率是 3.6W 【答案】 B【解析】【分析】【详解】A从图中可以看到，这是一个串联电路，电压表测的是小灯泡L 两端的电压，所以电压表的示数增大1V，小灯泡 L 两端的电压也会增大1V，A 错误；B可知，小灯泡 L 的电阻是U L22RL6VPL123W这是一个串联电路，电路中的电流大小是U12VI0.2ARRL 48 12通电 100s 滑动变阻器消耗的电能是W I 2 Rt0.2A248 100s 192JB 正确；C当滑片P 移到变阻器的中点时，电路中的电流大小是I 1U12V1 AR RL24 1232小灯泡 L 的电压是U LI RL1 A 12 4V3小灯泡不会正常发光， C 错误；D当滑片 P 移到变阻器的中点时，电路中的电流大小是1，变阻器接入电路的电阻大A3小是 24，则滑动变阻器R 的实际功率是12PI 21RA24 2.7W23D 错误；故选 B。13 如图所示为一种电子显示的握力计和它的工作原理示意图。电源电压不变。握力显示表是由电流表改装而成，定值电阻R2 起保护电路作用，其电阻值为5，不施加力时弹簧一端的滑片P 在电阻 R1 的最上端，移动到最下端时施加的力最大（弹簧的电阻不计）。电路中电流变化的范围为0.10.6A。则下列说法正确的是（）A施加的力最大时电路中电流为0.6AB R1 连入电路阻值变化范围是030 C电路消耗的总功率变化范围是0.3W1.5WD R1 消耗的最大功率为0.45W【答案】 D【解析】【分析】【详解】A两个电阻串联在电路中，不施加力时弹簧一端的滑片 P 在电阻 R1 的最上端，此时电路电阻最小，电流最大为 0.6A，可得电源电压为 3V，移动到最下端时电路电阻最大，电流最小为0.1A，故A 错误；B由电路图可知，滑动变阻器接入电路的阻值最小为零时，只有R2 接入电路，电路中电阻最小，电流最大为0.6A，电源电压U=U2=I 最大 R2=0.6A 5 =3V滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路中电流最小为0.1A，总电阻R 总 =U= 3V=30 I 最小0.1A滑动变阻器最大阻值R1=R 总-R2=30 -5 =25 故 B 错误；C电路消耗的总功率最大为P 大 =UI 大=3V0.6A=1.8W电路消耗的总功率最小为P 小 =UI 小=3V0.1A=0.3W可得电路消耗的总功率变化范围是0.3W1.8W ，故 C 错误；D由电功率公式P1 (U)2 R1(U5)2 R1U 210(3V) 2R1R2R1(R15 )2( R1 5 ) 2 10R1R1可知当 R1 为 5时，消耗的功率最大为0.45W ，故 D 正确。故选 D。14 如图甲所示的电路中，R0、R1 是定值电阻，R2 是滑动变阻器，电源电压不变，移动滑动变阻器的滑片，使其从阻值最大处移动到图甲中所示a 点处，在此过程中两电压表的示数随电流变化的图线分别画在图乙所示的坐标系中根据以上条件可知（）A R 的阻值为 10B电源电压为 6V0C滑片在 a 点时，滑动变阻器的阻值为15D R1 的阻值为 10