2020-2021物理一模试题分类汇编——欧姆定律的计算问题综合附答案解析.docx

一、欧姆定律的计算问题难题易错题1 如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1 212=2R，闭合 S、 S ，断开 S 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。SP从b端向中点滑动的过程2 如图，电源电压保持不变，闭合开关。将滑动变阻器滑片中，电流表和电压表都有示数。下列说法正确的是（）A电流表的示数变小B R1 的功率变大C R1 的电流变化量小于滑动变阻器的电流变化量D电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变【答案】 BCD【解析】【分析】【详解】由电路图知，滑动变阻器与电阻R2并联后，再与电阻 R1 串联，电流表测的是干路的电流，电压表测的滑动变阻器和电阻R2 两端的电压；当滑片从b 端向中点滑动时，并联后的总电阻减小，整个电路中的电阻减小。A由欧姆定律 IU知，整个电路中的电流将增大，即电流表的示数变大，故错误；RB由串联电路的分压的规律知，电压表的示数减小，电阻R1 分压的电压增大，因通过 R1的电流增大，由 PUI 知， R1的功率变大，故 B 正确；C R1 的电流变化量，即为干路电流变化量，等于R2 电流的减小量与滑动变阻器电流的增加量之和，故C 正确；D电压表示数变化量与电流表示数变化量之比为UR1I因电阻 R1的阻值不变，即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变，故D 正确。故选 BCD。3 已知 R1 22:5 的电路是:R =2:3，开关 S 由断开到闭合，图中电流表先后示数之比为（）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 UUR1 2R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 UR2UR15R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R总R1R26RR1R25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 R12并联在一起，电路中的总电阻大小是6R，电路中的和 RR总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4 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U I 2 R1 U 28V4VR1R2因电源的电压不变，则6V6V8V4VR1R1R2R2解得： R1=R2，则电源的电压为UI1 R1 U 16V6V6VR1 6V 12VR1R1R2当滑片滑到 B 点时， R1 两端电压为U 3U U 112V6V6V由U 21的阻值为Qt 可得， RR22R1U 3 t (6V)10s10Q 36J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PI2 RI123 29111()( 4)P2I 22 R1I 216故选 ABCD。5 如图所示的电路中，电阻R2 的阻值为 15。当开关S1、 S2 闭合时，电流表A1 的示数为0.5A，电流表 A2 的示数为0.2A。下列说法正确的是（）A电阻 R1 的阻值为 10B S1、 S2 闭合时，通过电阻R1 的电流为0.5AC S1、 S2 闭合时，电流表A1 测量的是通过R1 的电流D开关 S2 断开时，电流表A2 示数为 0.2A【答案】 AD【解析】【分析】【详解】ABC把实物图转化为电路图，如下图所示从电路图可以看到，电流表A1 测量的是总电流，电流表A2 测量的是 R2 的电流，从题中条件可知， R2 的电压是U 2I 2R20.2A 15 3V这个电压大小等于电源电压的大小，根据并联电路电流规律可知，通过电阻R1 的电流是I1I总 - I 20.5A - 0.2A0.3A并且可知电阻 R1 的阻值是R1U 13VI1100.3AA 正确， B、C 错误；D开关 S2 断开时，只有电阻R2 接在电路中，电流表 A2 示数是I 2U 23VR20.2A15D 正确。故选 AD。6 如图，电阻丝R1、R2 的材料和长度均相同，阻值R1 R2=2 1，甲、乙为电表（电流表或电压表），开关S 处于闭合状态，R1、 R2 均接入电路中。以下说法中，正确的有：（）A R1 的横截面积比R2 的大B甲为电流表，乙为电压表C R1、R2 上的电压之比为2 1D R1、 R2 中的电流之比为1 2【答案】 BD【解析】【分析】【详解】A 导体的电阻跟导体的横截面积有关，长度相同的同种材料的导体，横截面积越大，电阻越小。因为电阻丝 R1、 R2 的材料和长度均相同，阻值 R1 R2=2 1，所以 R1 的横截面积比 R2 的小，故 A 错误；B 若甲为电流表，乙为电压表，开关 S 处于闭合状态时， R1、 R2 并联接入电路中，甲测通过 R1 的电流，乙测电源电压，故 B 正确；C 因为 R 1、 R2 并联，故 R1、R2 上的电压之比为 1 1，故 C 错误；D 因为 R1、 R2 并联，根据欧姆定律， R1 、R2 中的电流之比I I12U UR1R2R R 2 112故 D 正确。故选BD。7 把标有“ 6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中，各电表选择的量程如图所示，要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（灯丝电阻不变），下列说法正确的是（）A在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，电流表示数变大，电压表示数变小B电路的总功率最大值为10.8WC小灯泡的电功率最小值为0.75WD滑动变阻器允许调节的范围是24 60【答案】 ACD【解析】【分析】分析实物图可知：灯泡与滑动变阻器是串联关系；电流表测量串联电路的电流（所选量程为00.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为015V）。(1)滑片向左移动时，根据滑动变阻器的变阻原理判定连入电路的电阻的变化；再判定总电阻的变化，根据欧姆定律和串联电路的电压关系判定电流表和电压表示数的变化情况；(2)由灯的铭牌求出灯正常发光时的电流和灯丝电阻，确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的最小电阻，利用PUI 求电路的总功率最大值；(3)为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，利用串联电路的电压关系求出此时加在灯两端的电压；再利用欧姆定律求出此时电路中的最小电流和滑动变阻器连入的电阻；最后利用PUI 求小灯泡的电功率最小值；(4)由 (2)(3)得出滑动变阻器允许调节的范围。【详解】A由图知道，由实物电路图可知：灯泡与滑动变阻器串联；电流表测量串联电路的电流（所选量程为00.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为015V）， 当滑片向左移动时，则滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由于电源电压不变，由 IU知道，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；滑动变阻器连入电路的电R阻变小、分压变小，所以电压表示数的变小，故A 正确；B由 PUI 可知，当灯正常发光时的电流I 额P额3WU 额0.5A6V由于电路中的最大电流是0.5A，则滑动变阻器连入电路的最小电阻U U 额18V 6VRminI max240.5A此时电路中电功率最大PmaxUI max18V 0.5A 9W故 B 错误；C由 PU2可知，灯泡的电阻RRLU 额2(6V) 2P额123W由图知道，为保护电压表，滑动变阻器两端的最大电压为15V，此时滑动变阻器连入的电阻最大，由串联电路电压特点可知，小灯泡两端的最小电压是U LUU R18V15V3V此时电路中的电流II RU L3VI L0.25ARL12所以滑动变阻器连入的最大电阻RmaxU R15VI R600.25A此时小灯泡的最小电功率PminU L I L 3V0.25A 0.75W故 C 正确；D由以上计算知道，滑动变阻器允许调节的范围为24 60 ，故 D 正确。故选 ACD。8 某同学做“调节灯泡亮度”的实验，电路图如图所示，电源电压恒定为4.5V，电压表量程为“ 0-3V”，电流表量程为“ 0-0.6A”，滑动变阻器标有“ 20 1A”，灯泡标有“ 3V 1.5W ”字样（忽略灯丝电阻受温度的影响），为保证电路安全，小灯泡两端电压不超过额定电压，两电表的示数均不超过所选量程。则以下判断不正确的是（）A变阻器滑片向右滑动时，电压表示数变大，电流表示数变小B灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值为3C当电压表示数为3V 时，电路消耗的总功率最大D当滑动变阻器连入电路的阻值为9时，灯泡的功率为0.54W【答案】 C【解析】【分析】【详解】电路为串联电路，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流。A变阻器滑片向右滑动时，滑动变阻器接入阻值变大，由欧姆定律以及串联分压的特点可知滑动变阻器两端电压变大，即电压表示数变大，通过电路电流变小，即电流表示数变小，故 A 正确，不符合题意；B灯泡正常发光时，由 P=UI 可得电路电流为PL1.5WI I L0.5AU L3V根据串联分压可知此时滑动变阻器两端电压为U 滑UU L4.5V3V1.5V由 IU可得滑动变阻器接入阻值RR滑U 滑1.5VI30.5A故 B 正确，不符合题意；C根据 P=UI 可知，要想电路消耗的总功率最大，则电路电流应该最大，考虑电路安全，电路最大电流应该为0.6A，由 PU2可得灯泡的阻值RU L23V36RLPL1.5W此时由 IU可得灯泡两端电压RU LI RL0.6A6 3.6V根据串联分压可知此时滑动变阻器两端电压为U 滑U U L4.5V 3.6V 0.9V即电压表示数为 0.9V时，电路消耗的总功率最大，故C 错误，符合题意；D当滑动变阻器连入电路的阻值为9时，电路总电阻R96 15此时电路电流U4.5VI0.3AR15由 IU可得灯泡两端电压RU LI RL0.3A61.8V则灯泡的功率PLI U L0.3A1.8V0.54W故 D 正确，不符合题意。故选 C。9 如图甲，电源电压保持不变， R1 为定值电阻，滑动变阻器 R2 的最大阻值为 50，电压表的量程为 015V。闭合开关 S。移动滑动变阻器的滑片，得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图象，如图乙所示。下列说法中正确的是（）A电源电压为18VB R1 的阻值为5C R1 的最小功率为0.9WD为保证电压表安全，R1 的阻值与R2 接入电路的最小阻值之比为6 1【答案】 AC【解析】【分析】由电路图可知，R1 与 R2 串联，电压表测R1 两端的电压；由图乙可知，当R2 的阻值为10和 20 时电压表的示数，根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出 R1 的阻值，进一步求出电源的电压；当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最大电流，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，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；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，电压表的示数最小，据此得出滑动变阻器接入电路中的阻值范围；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，R1 消耗的功率最小，根据欧姆定律和P=I2R 求出 R1 的最小功率。【详解】由电路图可知， R1 与 R2 串联，电压表测 R1 两端的电压；AB由图乙可知，当 R2=10 时 U1 =9V，当 R220时 U 16V ，因串联电路中各处的电流相等，则电路中的电流分别为U 19VU 16VI，IR1R1R1R1因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，则电源的电压U I R1R2 I R1R29VR1 106V R120R1R1解得： R1=10，电源的电压U I R1R29V10 10 18V10故 A 正确， B 错误；C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，R1 消耗的功率最小U218V2P小I 小2 R1R110 0.9WR1R2大10 50故 C 正确；D当电压表的示数 U 1 15V 时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的电流U 115VI 大1.5AR110此时滑动变阻器两端的电压U 2小UU118V15V3V则滑动变阻器接入电路中的最小阻值R2 小U 2小3VI 大21.5A则 R1 的阻值与R2 接入电路的最小阻值之比为R1 : R2 小10: 25 :1故 D 错误。故选 AC。10 如图所示，电源电压为18V，R0 60，滑动变阻器的规格为“1002A”，电流表的量程为“ 00.6A”，小灯泡上标有“ 12V 6W ”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则 ( )A S、 S1、 S2都闭合，电路消耗的总功率最小值为5.4WB S、 S1、 S2都闭合，当电路消耗的总功率最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是30C S 闭合， S1、 S2 都断开，滑动变阻器接入电路的阻值范围是6100D S 闭合， S 、 S 都断开，调节滑动变阻器，灯泡的功率变化范围是0.56W12【答案】 D【解析】【分析】【详解】A S、 S1、 S2 都闭合，灯被短路，滑动变阻器与R0 并联，电流表测干路电流，通过定值电阻的电流I 0U18V =0.3AR060当滑动变阻器接入电路阻值最大时，通过滑动变阻器的最小电流U18VI min=0.18AR滑100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II 0I min0.3A+0.18A=0.48A电路消耗的总功率最小值P小UI18V0.48A=8.64W故 A 错误；B由电流表的量程可知，干路中的最大电流为0.6A，此时通过滑动变阻器的最大电流I 滑 II 00.6A-0.3A=0.3A滑动变阻器接入电路中的最小阻值R滑U18V =60I 滑0.3A故 B 错误；C S 闭合， S 、 S 都断开，滑动变阻器与L 串联，电流表测电路中的电流，由P= UI 可12得，灯泡的额定电流I LPL6W =0.5AU L12V因串联电路中各处的电流相等，且滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，电流表的量程为0 0.6A 所以，电路中的最大电流I 大0.5A由 IU可得，灯泡的电阻和电路中的最小总电阻分别为RU L12VRL24I L0.5AU18VR36I 大0.5A因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值R滑小RRL362412因此滑动变阻器接入电路的阻值范围是12 100 ，故 C 错误 ;D当变阻器的最大电阻连入电路中时，电路中电流最小，灯的实际功率最小，串联电阻的规律R总RLR滑24100124由欧姆定律，电路小的最小电流I 最小U18V= 9 AR总124 62灯的最小功率P灯I 最2小RL9 A240.5W62故灯泡的功率变化范围是0.5 6W，故 D 正确。故选 D。11 如图所示，电源电压恒为 9V，电压表的量程为 03V，电流表的量程为 00.6A，滑动变阻器的规格为“ 24 0.8A”，灯泡标有“ 3V 1.5W”字样。闭合开关，在电路安全的情况下（不考虑灯丝电阻的变化），则下列说法中正确的是（）A滑动变阻器的电阻允许调节的范围是024 B电流表示数的变化范围是0.1A0.5AC电压表示数的变化范围是1V3VD灯泡的最小功率是0.54W【答案】 D【解析】【详解】从图中可以看到，灯泡和滑动变阻器串联，根据电功率公式P UI 可知灯的额定电流是PL 额1.5W0.5AI L额3VU L 额还可知道灯泡的电阻是U L额3V6RL0.5AI L 额因为电压表的量程是0 到 3V ，所以当灯泡两端的电压是3V ，电路中的电流最大，大小是I maxI L 额 0.5A由此可计算得电路中的最小总电阻是R总 minU9VI max180.5A那么滑动变阻器接入电路的最小阻值是R滑 minR总min - RL18 - 612而当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，灯泡两端的电压最小，电流也是最小的，电路是安全的，所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是1224； 电路中的最大总电阻是R总 maxRLR62430电路中的最小电流是U9VI min0.3AR总 max30所以电流表示数的变化范围是0.3A0.5A；也可知道灯泡两端的电压最小值是U LminI min RL0.3A61.8V所以电压表示数的变化范围是1.8V3V；当电路中电流最小时，灯泡的电功率最小，大小是PLmin I min22RL0.3A6 0.54W故选 D 。12 如图电路，电源电压恒定，R1 12， R2 6， R3 是定值电阻，闭合开关S1，单刀双掷开关S2 接 a 时电流表的示数为 0.4A，接 b 时电流表的示数可能为（）A0.2AB 0.4AC 0.6AD 0.8A【答案】 C【解析】【分析】由电路图可知，闭合开关S1213串联，电流表测电路中的，单刀双掷开关S接 a 时， R与 R电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压；当闭合开关S1，单刀双掷开关S2 接接 b 时， R2 与 R3 串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电流表的示数，然后结合 R3 0、 R3 得出电流表示数的变化范围，即可得出答案。【详解】由电路图可知，闭合开关S1，单刀双掷开关S2 接 a 时， R1 与 R3 串联，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以由可得，电源的电压：，当闭合开关 S1，单刀双掷开关S2 接接 b 时， R2 与 R3 串联，电流表测电路中的电流，则电流表的示数：，当 R3 0 时，当 R3时，由 R3是定值电阻可知，则 C 正确；故选 C。13 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 R0 的阻值为 10B电源电压为6VC滑片在 a 点时，滑动变阻器的阻值为15D R1 的阻值为 10【答案】 B【解析】【分析】【详解】由图可知，开关闭合， R0121122测、 R、R 串联，电压表V测 R 、 R 串联的总电压，电压表VR 的电压，电流表测电路中的电流滑动变阻器的滑片从阻值最大处移动到图甲中所示a1点处，电压表 V1示数随串联总阻值的减小而减小，电压表2示数增大，据图，1的电压VR为 0.5V 时，对应的电流为0.1A，则 R1 的阻值为：R1=5;=由题知，电压表V1 的示数变化电压等于R0 两端的电压变化量，则：R0=5;滑片在 a 点时，电压表V1 的示数为4.5V，电压表 V2 的示数为1.5V，则滑动变阻器两端的电压为：U =UV1U =4.5V1.5V=3V，2V2滑动变阻器的阻值为:Ra=10 ;电源电压：U=I2(R1+Ra+R0)=0.3A（ 5 +10 +5）=6V故 B 正确，符合题意14 如图，电源电压保持不变，两根均匀的相同电阻丝ae 和 bf 平行放置，其他导线电阻不计， c、 d 两环始终与电阻丝接触良好。闭合开关，当cd 处于图中位置时，电压表的示数为 6V；当电阻R 与 cd 段导线一起向右移动一段距离后，电压表的示数变为5V；若电阻R 与 cd 段导线一起由图中位置向左移动一段相同距离后，电压表的示数变为（）A6.5VB 7VC 7.5VD 8V【答案】 C【解析】【分析】【详解】设 RacRbdR1 ，则在如图的电压可表示为UU 1 2R1RR当电阻 R 与 cd 段导线一起向右移动一段距离后，电源电压可表为UU 2 2R 2 R RR1当电阻 R 与 cd 段导线一起向左移动一段相同距离后，电源电压可表为UU 32R12 RRR由得2R1RURUR， R660代入得U 37.5V故选 C。15 在如图所示的两电路中，电源