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欧姆定律解析
欧姆定律解析
【示范题2】(2014?
北京)如图所示的电路中,电源两端的电压不变,定值电阻R的阻值为R0.闭合开关S,当滑动变阻器接入电路中的电阻值为10Ω时,电压表的示数为U0.断开开关S,把电阻R换成阻值为3R0的另一定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置使电压表的示数仍为U0,则此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为 30 Ω.
考点:
欧姆定律的应用.
专题:
欧姆定律.
分析:
由电路图可知,两电阻串联,电压表测R两端的电压,根据串联电路的电流特点列出等式即可求得此时滑动变阻器接入电路中的电阻值.
解答:
解:
设电源电压为U,此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R,
由“当滑动变阻器接入电路中的电阻值为10Ω时,电压表的示数为U0.”根据串联电路电流处处相等可得,
﹣﹣﹣﹣①,
当“电阻R换成阻值为3R0的另一定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置使电压表的示数仍为U0,”
则
=
﹣﹣﹣﹣②,
由①②解得R=30Ω.
故答案为:
30.
点评:
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据电压表的示数和电源的电压不变建立方程进行解答.
(2014?
达州)如图所示,电源电压恒为8V,电压表量程为0~3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“6V 3W”字样.若闭合开关,两电表示数均不超过所选量程,灯泡两端的电压不超过额定值,不考虑灯丝电阻变化,则下列说法正确的是( )
A.
电流表的量程应选0~3A
B.
电压表示数的变化范围0~3V
C.
滑动变阻器的阻值变化范围4Ω~7.2Ω
D.
滑动变阻器的最大功率为1W
考点:
欧姆定律的应用.
专题:
电路和欧姆定律.
分析:
从图中可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量灯泡电流;
(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流,利用串联电路电压特点确定电压表的最小示数,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流;
(2)电压表示数不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定电压,即电压表示数低于2V;
(3)确定电路中的最大电流后,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
因为电压表量程为0~3V,则滑动变阻器两端电压不允许超过3V,根据串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压,根据欧姆定律求出最小电流,则即可求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值;
(4)根据P=UI求出该电路的最大功率.
解答:
解:
从图中可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量灯泡电流;
根据P=UI得:
IL=
=
=0.5A,由欧姆定律得:
灯泡的电阻:
RL=
=
=12Ω;
∵电流表测量灯泡的电流,灯泡两端电压不允许超过额定值,也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流,即电路中的最大电流Imax=IL=0.5A;则电流表的量程应选0~0.6A,故A错误;
由于滑动变阻器与灯泡串联,滑动变阻器两端电压的最小电压为URmin=U﹣Umax=8V﹣6V=2V,
由欧姆定律得:
滑动变阻器接入电路中的最小阻值Rmin=
=
=4Ω;
由于电压表量程为0~3V,所以当电压表示数为3V时,
根据串联电路的电压特点可知:
灯泡两端的电压ULmin=U﹣URmax=8V﹣3V=5V,
∴电路中的电流为Imin=
=
=
A,
滑动变阻器接入电路中的最大电阻Rmax=
=
=7.2Ω<20Ω;
∵滑动变阻器的规格为“20Ω1A”,
滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4~7.2Ω,故C正确;
则电压表示数的变化范围2~3V,故B错误;
电路的最大功率:
Pmax=UImax=8V×0.5A=4W,故D错误;
故选C.
点评:
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据灯泡的额定电压、额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流以及电压表的最大示数,对于选择题并不一定完全解答选项,只要有不正确的地方,本选项即为不正确.
19.(2分)(2014?
临沂)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P从中点向右端滑动的过程中( )
A.
电流表A的示数变小
B.
电压表V1的示数变大
C.
电压表V2的示数变小
D.
灯泡L变亮
考点:
电路的动态分析.
专题:
欧姆定律.
分析:
分析清楚电路结构,根据滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,然后应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式分析答题.
解答:
解:
由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端电压,V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路电流;
A、当滑动变阻器R的滑片P从中点向右端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流减小,电流表所示变小,故A正确;
B、滑动变阻器接入电路的阻值增大,滑动变阻器分压增大,电压表V2的示数增大,灯泡两端电压减小,电压表V1的示数变小,故BC错误;
D、电路电流减小,灯泡两端电压减小,由P=UI可知,灯泡实际功率减小,灯泡变暗,故D错误;
故选A.
点评:
本题是一道闭合电路的动态分析题,分析清楚电路结构、应用串联电路特点与欧姆定律、电功率公式即可正确解题.
(2014?
济宁)小梦将定值电阻R1与滑动变阻器R2接入电压为U的电路中,如图所示,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片由某位置调到另一位置时,R1上的电压变化△U1=|U1﹣U1′|,滑动变阻器上的电压变化△U2=|U2﹣U2′|,关于△U1与△U2的大小比较,下列判断正确的是( )
A.
△U1>△U2
B.
△U1=△U2
C.
△U1<△U2
D.
无法比较
考点:
电路的动态分析.
专题:
电路变化分析综合题.
分析:
先分析电路的连接方式,然后根据串联电路中电压的特点,以及定值电阻和滑动变阻器两端电压的变化进行比较△U1与△U2的大小.
解答:
解:
该电路为串联电路,因为R1为定值电阻,而当滑动变阻器从一端移至另一端时,定值电阻两端的电压变化为△U1=|U1﹣U1′|,滑动变阻器两端的电压变化为△U2=|U2﹣U2′|,串联电路中,总电压等于用电器两端的电压之和,定值电阻两端变化增大(或减小)的电压就等于滑动变阻器两端减小(或增大)的电压,即△U1=△U2.
故选B.
点评:
解答本题需要掌握:
正确识别电路;串联电路中电压和电流的特点,欧姆定律的应用.
(2014?
兰州)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,向右移动滑片P.下列说法中正确的是( )
A.
电压表的示数变大
B.
电压表的示数变小
C.
电流表A的示数变大
D.
电流表A1的示数变小
考点:
电路的动态分析.
专题:
电路变化分析综合题.
分析:
分析电路,定值电阻与R2并联,电流表测量电路中的总电流,电压表测量电路中的总电压,A1测量变阻器的电流,根据电源电压不变及欧姆定律分析即可.
解答:
解:
由图知,定值电阻与R2并联,所以定值电阻、滑动变阻器两端的电压总等于电源电压,滑片移动,电压表的示数不变,AB错误;
电流表测量电路中的总电流,A1测量变阻器的电流,当滑片P向右移动时,变阻器的阻值变大,所以变阻器的电流减小,A1示数减小,D正确;
定值电阻的电流不变,干路电流等于各支路电流之和,所以A的示数减小,C错误.
故选D.
点评:
此题是有关动态电路的分析,能够判断出两支路两端的电压不变是解决问题的关
键.
(2014?
南京)如图所示,电源电压恒定,R1=20Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表示数是0.3A;若再闭合S1,发现电流表示数变化了0.2A,则电源电压为 6 V,R2的阻值为 30 Ω.
考点:
欧姆定律的应用.
专题:
电路和欧姆定律.
分析:
(1)闭合S,断开S1时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)若再闭合S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电流特点可知电流表示数的变化即为R2支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值.
解答:
解:
(1)闭合S,断开S1时,电路为R1的简单电路;由I=
可知,电源的电压:
U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
(2)若再闭合S1时,两电阻并联,则U2=U=6V,电流表示数的变化量即为R2支路的电流,则I2=0.2A;
由I=
可知,R2=
=
=30Ω.
故答案为:
6;30.
点评:
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活运用,关键是能判断出开关S1时电流表示数的变化即为通过R2支路的电流.
(2014?
达州)在探究“电流与电阻的关系”的实验中有如下实验器材:
电源(4.5V),电流表、电压表各一只,开关一个,三个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω),滑动变阻器R1“20Ω 1A”,滑动变阻器R2“50Ω 1A”,导线若干.
(1)小明连接电路如图,请在图中用笔画线代替导线帮他将实验电路连接完整;
(2)电路连接完整后,小明闭合开关,发现电流表有示数,电压表指针超过量程.小明操作中的错误是 滑片没有置于阻值最大处 ;
(3)纠正错误后,小明先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关,移动滑片,使电压表的示数为1.5V,并记下电流值;再分别改接10Ω、15Ω的电阻,重复上述实验,得到了表中的实验数据;
电阻
5
10
15
电流(A)
0.3
0.15
0.1
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 右 (选填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为 1.5 V时,才能记录电流表示数;
(5)实验中小明应选择的滑动变阻器是 R2 (选填“R1”或“R2”),多次移动滑动变阻器滑片的目的是 测出多组实验数据,得出普遍结论 .
(6)通过上述实验得出的结论是 在电压一定时,电流与电阻成反比 .
考点:
探究电流与电压、电阻的关系实验.
专题:
探究型实验综合题.
分析:
(1)根据实验原理与实验目的连接实物电路图.
(2)根据实验注意事与电路现象分析答题.
(4)根据控制变量法的要求分析答题.
(5)根据串并联电路特点求出滑动变阻器的最小阻值,然后选择滑动变阻器;为得出普遍结论,应进行多次实验.
(6)分析表中实验数据然后得出结论.
解答:
解:
(1)电流表选择0~0.6A量程,把电流表串联接入电路,实物电路图如图所示:
(2)闭合开关,电流表有示数,电压表超过其量程,说明电阻两端电压太大,滑动变阻器分压太小,这是由于滑片没有置于阻值最大处造成的.
(4)将5Ω电阻换成10Ω电阻后,定值电阻两端分压变大,大于1.5V,滑动变阻器分压减小,为保持电阻两端电压不变,应向右移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值增大,减小定值电阻分析,知道电压表示数为1.5V为止.
(5)由表中实验数据可知,当定值定值阻值为15Ω时,电路电流为0.1A,此时滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑=
=
=30Ω,因此滑动变阻器应选R2.
(6)由表中实验数据可知,在电压一定时,电流与电阻的乘积是定值,即电流与电阻成反比.
故答案为:
(1)电路图如图所示;
(2)滑片没有置于阻值最大处;(4)右,1.5;(5)R2;测出多组实验数据,得出普遍结论;(6)在电压一定时,电流与电阻成反比.
点评:
本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、实验器材选择、实验操作、实验数据分析等问题;探究电流与电阻关系实验时,要控制电阻两端电压保持不变,为得出普遍结论,应进行多次实验,测出多组实验数据.
(2014?
泰安)在电学实验中,往往认为电压表对测量的电路没有影响,事实上电压表有大的电阻值(简称内阻Rv),在电路中有很小的电流通过电压表,电压表的示数就是这很小的电流与其内阻Rv的乘积.现在要测量一个未知电阻Rx(大约2KΩ~3KΩ)的阻值,物理实验室中已有实验器材:
2节干电池(电压未知)、未知电阻Rx、开关多个、导线若干.
另外,提供可选择的实验器材有3个:
a.电流表A1(O~0.6A,分度值0.02A)
b.电流表A2(O~5mA,分度值0.1mA)
c.电压表V(0~3V,Rv=3KΩ)
请你利用已有实验器材,参与题目中给出的信息,再从提供可选择的3个实验器材中选择2个或者1个器材设计两个实验方案,准确测量未知
电阻Rx的阻值.
Ⅰ方案一:
(1)选择的2个实验器材:
b、c (填器材的序号).
(2)在方框1中画出实验电路图(实验中不拆接仪器).
(3)按照电路图连接
电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量.
(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx= Rx=
.
Ⅱ方案二:
(1)选择的1个实验器材:
c (填器材的序号).
(2)在方框2中画出实验电路图(实验中不拆接仪器).
(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量.
(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx=
.
考点:
中考集萃;控制变量法与探究性实验方案.菁优网版权所有
解答:
解:
方案一:
(1)由“在电路中有很小的电流通过电压表”可选b.电流表A2(O~5mA,分度值0.1mA)
由“2节干电池”,可选电压表V(0~3V,Rv=3KΩ);
(2)电流从正极出发开始分支,一支经电压表,另一支经Rx,电流表在干路上,如下图所示:
(3)按照电路图连接电路,闭合开关,记下电流表的示数I和电压表的示数U;
(4)Rx=
方案二:
(1)如果只选择的1个实验器材,那么选择c电压表V(0~3V,Rv=3KΩ),且再加一个开关在支路上,控制电压表;
(2)将电压表和Rx串联,开关S2并联在R
x的两端,电路图如下图所示:
(3)按照电路图连接电路,闭合开关S1、断开开关S2,记下电压表的示数U1;同时闭合开关S1、S2,记下电压表的示数U2.
(4)根据
=
得,
Rx=
.
故答案为:
方案一
(1)b、c;
(2)见下图:
[来源:
学科网]
(3)记下电流表的示数I和电压表的示数U;
(4)
.
方案二:
(1)c;
(2)电路图如图所示:
(3)按照电路图连接电路,闭合开关S1、断开开关S2,记下电压表的示数U1;同时闭合开关S1、S2,记下电压表的示数U2.
(4)
.
点评:
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,关键是理解等效代替的思想能把电压表看成定值电阻和纯电压表并联.
(2014福州)小明在探究,’电流大小与哪些因素有关”的实验中,
(1)连接电
路时,开关应_。
请用笔画线代替导线,根据图26将图27所示的实物电路连接完整。
(2)闭合开关前.图27中滑动变阻器的滑片P应位于(选填"A”或“B")端,可以起到_作用。
[来源:
Zxxk.Com]
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数.故障的原因可能是:
①;②_。
(写出两种)
(4)排除故障后.小明通过实验得到数据如右表
(一)所示,其中第1次实验的电流表示数如图28所示.为_A,所用电阻R的值是_欧姆,根据表
(一)的数据,可得出的结论是:
__。
(5)小明继续探究电流与电阻的关系,将电阻R先后更换为5欧姆和15欧姆的电阻进行实验,得到数据如右表
(二)所示。
通过分析表
(二)的数据,可知小明在操作过程中存在的错误是:
。
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