一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.如图甲所示电路中,电源电压8V且保持不变,标有“8V,8W”小灯泡与滑动变阻器串联,当滑片P由A端滑到B端过程中,根据两电压表与电流表示数绘制出的U-I图像,两图像交于Q点,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.Q点处滑动变阻器两端电压U?4V C.Q点处整个电路总功率P?4W 【答案】D 【解析】 【详解】
B.Q点处流过小灯泡的电流I?0.5A D.Q点处小灯泡实际功率P灯?2W
由甲可知,该电路是灯泡与电阻器串联,电压表V1测灯泡L电压,电压表V2测变阻器R的电压,二者电流相等,电流表测电流I。对甲电路进行动态分析可得,当滑片往A移动,滑动变阻器R电阻变小,电路电流变大,电压表V1示数变大,电压表V2示数变小。 A. 从图中可以获得信息,Q点为二者的交点,Q点表示二者此刻的电流、电压都相等即
IR=IL,UR=UL
灯泡与变阻器串联,所以二者电压之和等于电源电压,即
UL+UR=8V
所以
UR = UL =4V
故A错误;
B. 设灯泡正常发光时的灯丝电阻为RL1,灯泡两端电压为4V的时候灯丝电阻为RL2,
RL1=
2U额P额8V=??8W2=8Ω
灯泡L的电阻在变化,随着电压增大,灯丝的温度变高,电阻变大。电压减少时,灯丝温度较低,电阻较小,即:RL1>RL2,则:RL2<8Ω。Q点为二者的交点,Q点表示二者此刻的电流、电压都相等。所以Q点时电流,
U?4V4VIQ==>=0.5A RL2RL28Ω故B错误;
C. 由于IQ>0.5A,所以此时电路总功率
PQ=UIQ>8V×0.5A=4W
故C错误; D. 灯泡的实际功率
PLS=UIL2=4V×IL2>4V×0.5A=2W
故D正确。 故选D。
2.如图所示电路中,电源电压不变,灯泡的额定电压等于电源电压,灯泡电阻不变,下列说法正确的是( )
A.开关都闭合,P向右滑动,电流表的示数变小 B.只闭合S1、S2,P滑到a端,灯泡正常发光
C.只闭合S3,P向右滑动,电压表示数变化量与电流表示数的变化量的比值不变 D.先闭合S3,再闭合S2,滑片P不动,电压表的示数变小 【答案】ABC 【解析】 【分析】
【详解】
A.开关都闭合,灯泡、电阻R2被短路,电流表与滑动变阻器串联在电路中,P向右滑动,电路有效电阻变大,电流表的示数变小,故A正确;
B.只闭合S1、S2,灯泡与电阻R2并联,P滑到a端滑动变阻器阻值为零,灯泡两端为电源电压,因灯泡的额定电压等于电源电压,能正常发光,故B正确;
C.只闭合S3,灯泡、电阻R2与滑动变阻器串联在电路中,电压表测量滑动变阻器两端电压,P向右滑动,电压表示数变化量?U与电流表示数的变化量?I的比值为
?U(R1?R2)?I??R1?R2 ?I?I保持不变,故C正确;
D.先闭合S3,灯泡、电阻R2与滑动变阻器串联在电路中,再闭合S2,灯泡被短路,滑片P不动时电路总电阻变小,电流变大,电压表的示数变大,故D错误。 故选ABC。
3.如图甲所示的电路中,电源电压为12V保持不变,R2是定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R1的滑片从最左端向右滑动直到小灯泡L正常发光。图乙是这一过程中两电压表与电流表示数变化关系的图像。下列说法正确的是( )
A.定值电阻R2的阻值是20Ω
C.小灯泡正常发光时,R1的阻值为5Ω 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
B.小灯泡的额定功率为1.8W D.滑动变阻器R1的最大阻值为35Ω
由电路图可知,滑动变阻器R1、R2和灯泡L串联在电路中,电压表V1测量滑动变阻器R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。当滑片P从最左端向右滑动时,滑动变阻器连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据I=
U可知,电路中的电流变大;由U=IR可知,灯泡L和R2两端的电压变大,因串联电路R中总电压等于各分电压之和,R1和R2两端的总电压变小,由此可知:图像中上半部分为电压表V1示数变化图线,下半部分为电压表V2示数变化图线;
A.由图像可知,当灯泡L正常发光时电路中的电流最大,为0.3A,此时电压表V1的示数为滑动变阻器R1和R2两端的总电压UV1=6V,电压表V2的示数为R2两端的电压U2=4.5V,根据I=
U可得 RU24.5VR2===15Ω
I最大0.3A故A错误;
B.因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡L正常发光时灯泡两端的电压
UL=U﹣UV1=12V﹣6V=6V
所以
P额=PL=ULI最大=6V×0.3A=1.8W
故B正确;
C.因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡L正常发光时R1两端的电压
U1=UV1﹣U2=6V﹣4.5V=1.5V
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