一、初中物理欧姆定律问题
1.实验中,某同学认为在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0也可以测量未知电阻Rx的阻值,并设计了电路图,下列图中不可以实现测量Rx阻值的电路图是()
A. B.
C. D.
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.当开关闭合时,R0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U1;当开关断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端的电压为U1-U2;根据串联电路电流处处相等可列出等式
U1?U2U2? R0RXRx可求出,故此电路可以测出Rx阻值;故A不符合题意;
B.当开关闭合时,Rx被短路,电压表测电源电压,当开关断开时,RX与R0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过Rx的电流,故此电路不能测出Rx阻值;故B符合题意; C.当开关掷到1档时,只有RX接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2档时,Rx与R0串联,电压表测Rx的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端电压为U1-U2,根据串联电路电流处处相等可列出等式
U2U1?U2? RXR0可求出出Rx,故此电路可以测出RX阻值;故C不符合题意;
D.当开关掷到1档时,只有R0接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2档时,Rx与R0串联,电压表测R0的电压,设此时示数为U2,则此时RX两端电压为U1-U2,根据串联电路电流处处相等可列出等式
U2U1?U2? RXR0可求出出Rx,故此电路可以测出Rx阻值;故D不符合题意。 故选B。
2.如图电路,电源电压不变,闭合S,当滑片P从a端向b端滑动时( )
A.电压表V1示数与电流表A示数比值不变 B.电流表A示数变大,电压表V2不变 C.电压表V1示数与电流表A示数的乘积增大 D.电压表V2示数与电流表A示数的乘积不变 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表A测电路中的电流,电压表V1示数与电流表A示数比值为定值电阻R1的阻值,所以其比值不变,故A正确;
B.当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,R2接入电路中的电阻变小,所以分得的电压变小,即V2示数变小;电路中的总电阻变小,所以电路中的电流变大,即A示数变大,故B错误;
C.当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,R2接入电路中的电阻变小,V2示数变小,所以V1示数变大,电流表A的示数也变大,所以电压表V1示数与电流表A示数的乘积增大,故C正确;
D.电压表V2示数与电流表A示数的乘积为滑动变阻器R2的功率
UU2U22P?IR?()R2?2?RR1R1?R2 2?2R1?R2(1?R2)?4R1R2R22由上式可知,R2的电功率随着R2阻值的变化而变化,当R2与R1阻值相等时,R2功率最大,故D错误。 故选AC。
3.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6V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω C.电路中消耗的最大功率为3. 6W
D.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,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,将变阻器R2滑片置于最下端,则是将R2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,R1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=
U可知R2两端电压变大,则电压表示数变小,由图乙电压随电流增大而R减小的图像知,R1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R1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,R1与R2的最大阻值为
R1大=
故A正确;
6V=20Ω 0.30AB.闭合开关S、S2,R0与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压,将变阻器R2滑片由最下端逐渐向上移动至最上端,R2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=
U可知R0两端电压变大,即电压表示R数变小,由图乙电压随电流增大而增大的图像知,R2阻值为0时,电路中电流最大为
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