一、欧姆定律的计算问题难题易错题
1.如图电路,电源电压恒定,R1=12Ω,R2=6Ω,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()
A.0.2A B.0.4A C.0.6A D.0.8A
【答案】C
【解析】
【分析】
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,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。
2.如图所示,电源电压保持不变,只闭合开关S1时,电压表V的示数为U1,电阻R1消耗的功率P1为1.8W;只闭合开关S2、S3时,电压表V的示数为U2,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2;所有开关都闭合时,电流表A2的示数比I2增加了0.9A;已知
12:1:3U U =,12:4:1I I =,则( )
A .电阻R 2和R 3的比值为4:1
B .电阻R 1的阻值为20Ω
C .电源电压为20V
D .电流表A 1示数I 1为2.4A 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
只闭合开关S 1时,等效电路图如图甲所示:
;
只闭合开关S 2、S 3时,等效电路图如图乙所示:
;
所有开关都闭合时,等效电路图如图丙所示:
;
A .由图乙可知
23231232
4 1U U R R R R I U I R R +
+===
所以
233
1
R R =…① 故A 不符合题意;
BC .由图乙可知电压表测的是电源的电压,因为12:1:3U U =,所以由图甲可得
11231 3
R R R R =++ 即
1232R R R =+…②
由①②两式可得132R R =,所以
2
2111123
(
1.8)W U
P I R R R R R ===++
即
2116.2U R =…③
由图乙、丙可知
220.9A I I '=+
即
1
0.9A U
R =…④ 由③④两式可得R 1=20Ω,代入④式可得U =18V ;故B 符合题意,C 不符合题意; D .由图乙可得:电路的总电阻
2333311233333313
34428
R R R R R R R R R R R R ?=
===?=++
所以
111880.9A 2.4A
333
8
U U U I R R R =
==?=?= 故D 符合题意; 故选BD 。
3.已知R 1:R 2=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( )
A .
B .
C .
D .
【答案】AD 【解析】 【详解】
A .从图中可以看到,开关S 断开时,电阻R 1和R 2串联在一起,根据欧姆定律可知,电路中的电流大小是
'125U U
I R R R =
=+
当开关S 闭合时,只有电阻R 1接入电路中,根据欧姆定律可知,电路中的电流大小是
''12U U I R R
=
= 所以电流表先后示数之比是
'''::2:552U U I I R R
=
= 选项A 符合题意;
B .从图中可以看到,开关S 断开时,电阻R 1和R 2串联在一起,电路中的电流大小是
'125U U
I R R R =
=+
当开关S 闭合时,只有电阻R 2接入电路,电路中的电流大小是
''23U U I R R
=
= 所以电流表先后示数之比是
'''::3:553U U I I R R
=
= B 项不合题意;
C .从图中可以看到,开关S 断开时,只有电阻R 1接入电路中,电路中的电流大小是
'12U U I R R
=
= 当开关S 闭合时,电阻R 1和R 2并联在一起,电路中的总电阻大小是
121265
R R R
R R R =
=+总
电路中的电流大小是
''56U U
I R R
=
=总 所以电流表先后示数之比是
'''5::3:526U U I I R R
=
= C 项不合题意;
D .从图中可以看到,开关S 断开时,只有电阻R 2接入电路,电路中的电流大小是
'23U U I R R
=
= 当开关S 闭合时,电阻R 1和R 2并联在一起,电路中的总电阻大小是65
R
R =总,电路中的电流大小是
''56U U I R R
=
=总 所以电流表先后示数之比是
'''5::2:536U U I I R R
=
= 选项D 符合题意
4.如图所示的电路中,S 1 闭合 S 2 断开时,甲、乙是电流表,I 甲︰I 乙=1︰4,此时电路的总功率为 P 1;当 S 1、S 2 都闭合时,甲、乙是电压表,此时电路的总功率为 P 2,则下列说法正确的是( )
A .电阻大小之比 R 1︰R 2=3︰1
B .当 S 1 闭合、S 2 断开时,通过 R 1 和 R 2 电流之比为 I 1︰I 2=3︰1
C .S 1、S 2 闭合时,甲乙电压表示数之比 U 甲︰U 乙=3︰1
D .总功率之比 P 1︰P 2=16︰3 【答案】BD 【解析】 【详解】
由图可知,当S 1闭合、S 2断开时,甲、乙是电流表,R 1、R 2并联,甲电流表测的是R 2支路电流,乙电流表测的是干路电流,则I 甲=I 2,I 乙=I 1+I 2,由题知I 甲:I 乙=1:4,即
21214I I I +=:():
解得I 1:I 2=3:1,故B 正确;
并联电路各支路两端的电压相等,即12U U U ==,根据欧姆定律可得电阻之比
122112
13U U
R R I I I I =
==:::: 故A 错误;
当S 1、S 2都闭合时,甲、乙两表都是电压表,R 1、R 2串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R 2两端的电压,串联电路中电流处处相等,根据欧姆定律得,甲电压表的示数
12U I R R '=+甲()
乙电压表的示数:2U IR '=乙,所以
12212213343U U I R R IR R R R ''=+=+=+=甲乙:():():()::
故C 错误;
前后两次的总功率分别为
22121=
R P U U R + 2
212
U P R R =+
所以
22222
1212121212
1313163U U U P P R R R R R R R R =
+=+=+?=+:():():():():
故D 正确。 故选BD 。
5.如图所示,电源电压为18V ,R 0=60Ω,滑动变阻器的规格为“100Ω 2A ”,电流表的量程为“0~0.6A ”,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 、S 1、S 2都闭合,电路消耗的总功率最小值为5.4W
B .S 、S 1、S 2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30Ω
C .S 闭合,S 1、S 2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6~100Ω
D .S 闭合,S 1、S 2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是0.5~6W 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .S 、S 1、S 2都闭合,灯被短路,滑动变阻器与R 0并联,电流表测干路电流,通过定值电阻的电流
0018V =0.3A 60Ω
U I R =
= 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
min 18V =0.18A 100Ω
U I R =
=滑 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
0min 0.3A+0.18A=0.48A I I I =+=
电路消耗的总功率最小值
18V 0.48A=8.64W P UI ==?小
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
00.6A-0.3A=0.3A I I I ''=-=滑
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
18V
=60Ω0.3A
U R I '
'=
=滑滑 故B 错误;
C .S 闭合,S 1、S 2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
得,灯泡的额定电流
L L L 6W =0.5A 12V
P I U =
= 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
0.5A I =大
由U
I R
=
可得,灯泡的电阻和电路中的最小总电阻分别为 L L L 12V
240.5A
U R I =
==Ω 18V 360.5A
U R I =
==Ω大 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
L 362412R R R =-=Ω-Ω=Ω滑小
因此滑动变阻器接入电路的阻值范围是12 ~ 100Ω,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
L 24100124R R R =+=Ω+Ω=Ω滑总
由欧姆定律,电路小的最小电流
18V 9=A 124Ω62
U I R =
=最小总 灯的最小功率
2
L 9A 240.5W 62P I R ??=?=?Ω≈ ???
灯最小
故灯泡的功率变化范围是0.5~ 6W ,故D 正确。 故选D 。
6.某同学想用一只“1.5V 、5Ω”的小灯泡制作一个简易手电筒,采用电压为6V 的蓄电池作电源。为了保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁,该同学又从实验室里找到了一捆标有“1Ω/cm 0.2A ”的电阻线。该同学应如何利用这捆电阻线才能保证小灯泡正常发光( )
A .应并联一段15cm 长的电阻线
B .应串联一段20cm 长的电阻线
C .二段30cm 长的电阻线并联后与灯串联
D .应串联一段15cm 长的电阻线
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .电源电压6V ,小灯泡额定电压1.5V ,根据串并联电路电压规律,应串联一段合适长度的电阻线进行分压,才能保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁,A 选项不符合题意;
BCD .串联电路中电流值处处相等,由题可知电阻线允许通过的最大电流为0.2A ,小灯泡的额定电流
1.5V 0.3A 5Ω
U I R
=
== 由于灯的额定电流大于电阻线允许通过的最大电流,故单纯将电阻线与灯泡串联不能保证灯泡正常发光,需将电阻线并联分流后再与灯泡串联。又由串联电路电源电压等于各部分用电器两端电压之和。则串联上的电阻线部分两端电压
总灯-6V-1.5V 4.5V U U U ===
根据串联分压
灯灯
R U
R U = 有
4.5V
5Ω
1.5V
R
=
解得电阻线并联后总阻值并15
ΩR =。 电阻线规格为“1Ω/cm 0.2A ”,则30cm 长的电阻线的阻值
R =L ?1Ω/cm =30cm ?1Ω/cm=30Ω
两根30cm 长的电阻线并联后总电阻
12并1215Ω2
R R R
R R R =
==+
BD 不符合题意,C 符合题意。 故选C 。
7.小亮同学用如图所示的电路进行实验,已知电源电压U =12V ,灯泡L 标有“6V 、3W ”字样(不计灯丝电阻随温度的变化),滑动变阻器R 0标有“60Ω 1A ”字样,电流表量程为0~0.6A ,电压表量程为0~15V 。在实验中,为了确保测量准确,要求电表所测值不小于其量程的
1
3
。要使测量准确并确保电路安全,下列说法正确的是( )
A .电路总功率的变化范围为2W~7.2W
B .电压表示数变化范围为5V~9.6V
C .灯泡L 正常工作时,滑动变阻器接入的阻值为10Ω
D .灯泡L 消耗的最小功率为0.48W 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由电路图可知,电阻与灯泡串联在电路中,电压表测量变阻器接入阻值的两端电压,根据功率变形公式可知小灯泡的阻值为
22(6V)12Ω3W
U R P ===
小灯泡额定电流为
6V 0.5A 12Ω
U I R =
== 电表所测值不小于其量程的
1
3
,在未考虑电路安全情况下,则电流表可用量程应为0.2~0.6A ,电压表可用量程为5~15V :
A .由功率公式P=UI 可知,电源电压不变时,电路电流越小则功率越小,当电流为0.2A 时
P min =UI min =12V ?0.2A=2.4W
此时变阻器两端电压为
U R =R 1I min =60Ω?0.2A=12V
满足电压表的测量与安全要求,故A 错误;
B .电压表测量变阻器接入阻值的两端电压,由串联电阻分压特点,其电阻接入越小则分压越小,当其示数最低值为5V 时,电路电流为
12V-5V
0.75A 12Ω
R U U I R -=
== 此时电路电流已超出电流表最大量程,故B 错误;
C .灯泡L 正常工作时,其两端电压为6V ,则由串联电阻分压特点可知变阻器两端电压也为6V ,则接入的变阻器阻值与灯泡阻值相同即12Ω,故C 错误;
D .由功率计算公式
2P UI I R ==
可知,当电路电流最小为0.2A 时灯泡L 消耗功率最小
2min (0.2A)12Ω0.48W P =?=
由选项A 中可知此时电压表满足题意要求,故D 正确。 故选D 。
8.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S 1、S 2都闭合时,电流表的示数为0.3A ,电压表的示数为3V ;将电压表、电流表的位置互换,当开关S 1断开、S 2闭合,电流表的示数为0.2A ,则错误的是( )
A .电压表、电流表的位置互换前R 1、R 2并联
B .电源电压3V
C .电阻R 1的阻值为10Ω
D .电阻R 2的阻值为15Ω
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .电压表、电流表的位置互换前,从图中可以看到,电流从电源正极流出,流过开关S 1,然后分成两部分电流,一部分电流流过电阻R 1,流过电流表、开关S 2,最后回负极,另一部分电流流过电阻R 2,流过开关S 2,最后回负极;可知R 1、R 2是并联的,A 正确,不合题意;
B .由题意可知,电压表、电流表的位置互换前,这是一个并联电路,电压表并联在电阻R 1的两端,电压表的示数是3V ,根据并联电路中电压的规律可知,电源电压的大小是3V ,B 正确,不合题意;
C .由题意可知,电压表的示数是3V ,即电阻R 1的电压是3V ,流过电阻R 1的电流大小是0.3A ,根据U
R I
=
可知,电阻R 1的阻值大小 1113V 10Ω0.3A
U R I =
== 电阻R 1的阻值大小是10Ω,C 正确,不合题意;
D .将电压表、电流表的位置互换,当开关S 1断开、S 2闭合,两电阻串联在电路中,电流表测串联电路的电流,根据U
R I =
可知,电路中的总电阻大小是 3V 15Ω0.2A
U R I =
==总 两电阻串联,电阻R 2的阻值大小是
21-15Ω-10Ω5ΩR R R ===总
电阻R 2的阻值大小是5Ω,D 错误,符合题意。 故选D 。
9.如图甲,电源电压保持不变,R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2的最大阻值为50Ω,电压表的量程为0~15V 。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18V
B .R 1的阻值为5Ω
C .R 1的最小功率为0.9W
D .为保证电压表安全,R 1的阻值与R 2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,R 1与R 2串联,电压表测R 1两端的电压;由图乙可知,当R 2的阻值为10Ω和20Ω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R 1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,R 1消耗的功率最小,根据欧姆定律和P=I 2R 求出R 1的最小功率。 【详解】
由电路图可知,R 1与R 2串联,电压表测R 1两端的电压;
AB .由图乙可知,当R 2=10Ω时U 1=9V ,当220ΩR '=时16V U '=,因串联电路中各处的电流相等,则电路中的电流分别为
111
9V
U I R R =
=,1116V U I R R ''== 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
()()1212U I R R I R R =+='+'
()()1111
9V 6V
1020R R R R +Ω=+Ω 解得:R 1=10Ω,电源的电压
()()129V
10Ω10Ω18V 10Ω
U I R R =+=
?+= 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
12
2
2
1
12
18V
10Ω0.9W 10
Ω50Ω
U
P R
I R
R R
??
==
?
=
?
?
++
??
??
=?
?
?
小
小
大
故C正确;
D.当电压表的示数
1
15V
U''=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
1
1
15V
1.5A
10Ω
U
I
R
''
===
大
此时滑动变阻器两端的电压
21
18V15V3V
U U U
=-=-
'=
'
小
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
2
2
3V
2Ω
1.5A
U
R
I
===
小
小
大
则R1的阻值与R2接入电路的最小阻值之比为
2
1
10Ω2Ω51
:::
R R==
小
故D错误。
故选AC。
10.如图所示的电路,将A、B两端接入10V电源,电压表示数为4V;拆去A、B两端电源,再将C、D两端接入20V 电源,电压表示数为12V,则R1∶R3的值为()
A.3∶2 B.1∶1 C.9∶4 D.4∶9
【答案】C
【解析】
【详解】
当将A、B两端接入10V电源,电压表示数为4V,即R2两端的电压是4V,根据串联电路
电压规律可知,R 1两端的电压是
12-10V -4V 6V U U U ===
根据串联电路电流规律可知
12
6V 4V
I R R =
=
可得123
2
R R =
;拆去A 、B 两端电源,再将C 、D 两端接入20V 电源,电压表示数为12V ,即R 2两端的电压是12 V ,可知R 3两端的电压是
'''
3220V 12V 8V U U U =-=-=
可知
'23
12V 8V
I R R =
= 可得322
3
R R =
;那么 213232
::9:423
R R R R =
= 故选C 。
11.如图甲所示,电源电压恒定,R 1是定值电阻,R 2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20V
B .EF 是V 1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10Ω
D .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 1与滑动变阻器R 2串联,电压表V 1测R 1两端的电压,电压表V 2测R 2两端的电压,电流表测串联电路的电流。滑片P 从B 端至A 端的过程中,R 2变小,根据串联分压原理,V 2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V 1示数变大。因此图乙中EF 是V 2表示数随A 表示数变化的图像,图线MN 是V 1表示数随A 表示数变化的图像;当滑片P 在A 点时,V 1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,R 2两端电压U 2=8V ,此时对应的电流I =0.4A ,由欧姆定律可得,
R 2=
28V
0.4A
U I ==20Ω 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 =48Ω,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1V
B .当滑片P 移到最右端时,通电100s 滑动变阻器消耗的电能是192J
C .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
()2
2
L
L L 6V 12Ω3W
U R P ==
= 这是一个串联电路,电路中的电流大小是
L 12V 0.2A 48Ω12Ω
U I R R =
==++ 通电100s 滑动变阻器消耗的电能是
()2
20.2A 48Ω100s 192J W I Rt ==??=
B 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
'L 12V 1
A
1
24Ω
12Ω32
U I R R =
=
=++
小灯泡L 的电压是
'
'L L 1A 12Ω4V 3
U I R ==?=
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
A 3
,变阻器接入电路的电阻大
小是24Ω,则滑动变阻器R 的实际功率是
()
2
2
'11A 24Ω 2.7W 23P I
R ????
==?≈ ? ?????
D 错误; 故选B 。
13.如右图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 从右端滑到左端的过程中,R 1、R 2的I-U 关系图象如图乙所示。则下列判断不正确的是
A .电源电压为18V
B .R 1的阻值是20Ω
C .滑动变阻器R 2的最大阻值为30Ω
D .图线A 与图线B 相交处电流是0.45A 【答案】C 【解析】 【详解】
如图甲所示,闭合开关,R 1与R 2串联,V 1测R 1两端的电压,V 2测R 2两端的电压,当滑动变阻器的滑片P 从右端滑到左端,R 2的阻值减小,通过的电路电流增大,根据U=IR 可知V 1的示数变大,根据串联分压的特点V 2的示数减小,结合图乙可得:A 是R 2的I-U 关系图象,B 是R 1的I-U 关系图象。
A .当滑动变阻器的滑片在最左端时,没有接入电路,只有R 1的简单电路,电路电流最大为I 大=0.9A ,此时V 1的示数即为电源电压U=U 1=18V ,故A 项正确,不符合题意;
B.R1是定值电阻,当通过R1的电流I大=0.9A时,R1两端的电压U=U1=18V,根据
U
I
R
=得
R1的阻值是:
1
1
18V
20Ω
0.9A
U
R
I
===
大
,
故B项正确,不符合题意;
C.当滑动变阻器的滑片在最右端时,R1与R2串联,R2的阻值最大,电路电流最小,由图乙可知I小=0.2A,此时V2的示数,即R2两端的电压U2=14V,根据
U
I
R
=得R2的最大阻值是:
2
2
14V
70Ω
0.2A
U
R
I
===
小
,
故C项错误,符合题意;
D.图线A与图线B相交处,此时R2接入的阻值
21
20Ω
R R
'==,
则电路电流为:
12
18V
0.45A
20Ω20Ω
U
I
R R
'===
+
'
+
,
故D项正确,不符合题意。
14.如图,电源电压为12V,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,L1和L2分别标有“6V
3W”和“6V 9W”的字样。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下(不考虑温度对灯丝电阻的影响),下列说法不正确的是()
A.L2不能正常发光
B.滑动变阻器连入电路的最小阻值是8Ω
C.电流表示数的变化范围是0~0.5A
D.电路消耗的最大功率是6W
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A .由电路图可知,两个灯泡和滑动变阻器串联,根据
P UI =
可知L 1和L 2额定电流分别为
1
113W 0.5A 6V
P I U =
== 2229W 1.5A 6V
P I U =
== 在保证电路安全的情况下,电路电流不能大于L 1的额定电流,故L 2不能正常发光,故A 正确,A 不符合题意; B .L 1和L 2电阻分别为
1116V 12Ω0.5A U R I === 2226V 4Ω1.5A
U R I =
== 电路电流不应超出L 1的额定电流时,此时滑动变阻器连入电路的最小,即
12V 24Ω0.5A
U R I =
==总 则
1224Ω12Ω4Ω8ΩR R R R =--=--=滑总
故B 正确,B 不符合题意;
C .滑动变阻器阻值达到最大时,电流表示数最小,为
1212V
0.18A 50Ω12Ω4Ω
U I R R R '=
==++++
故C 错误,C 符合题意;
D .电路消耗的最大功率是为
12V 0.5A 6W P UI ==?=
故D 正确,D 不符合题意。 故选C 。
15.如图所示电路,电源电压不变,电压表量程是0~3V ,电流表量程是0~0.6A 。只闭合S 、S 1,在滑动变阻器R 1的滑片从最右端向左滑至a 点的过程中,灯泡、R 1的I-U 图像如图乙所示,滑片在a 点时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5.5V
B.只闭合S、S1时,整个电路的最大功率为2.7W
C.只闭合S、S1时,灯泡2s内最少消耗2.4J电能
D.只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R2允许连入电路的阻值范围是1.5Ω~12Ω
【答案】D
【解析】
【详解】
A.分析乙图可知在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,滑动变阻器阻值逐渐减小,电压减小,回路中电流增大,故左侧的图像为小灯泡的I-U图像,刚开始时小灯泡两端电压为0.5V,滑动变阻器两端电压为4V,设电源电压为0
U,则有
0R L 4V0.5V=4.5V
U U U
=+=+
故A错误;
B.只闭合S、S1时,当电流最大时,整个电路的功率最大,设最大功率为m P,则有
m0m 4.5V0.5A 2.25W
P U I
==?=
故B错误;
C.只闭合S、S1时,灯泡最小功率为刚开始时的功率,设为P小,则有
0.5V0.3A0.15W
P U I
==?=
小小小
设2s内最少消耗电能为W,则有
0.15W2s0.3J
W P t
==?=
小
故C错误;
D.滑片在a点1R的电阻为
1 1
1
3V
6 0.5A
U
R
I
===Ω
只闭合S、S2,1R与2R串联,设R2允许连入电路的阻值最大电阻为2R,此时电压表示数达到最大,设为2
U,由欧姆定律可得此时电路中的电流为
0221- 4.5V-3V
==0.25A 6U U I R =
Ω
则滑动变动器最大阻值
2223V
=
==120.25A
U R I Ω 设滑动变阻器最小电阻为3R ,此时电流数示数达到最大值,设为3I ,则有
03133
4.5V
=
==0.6A +6+U I R R R Ω 解得3=1.5R Ω。故R 2允许连入电路的阻值范围是1.5Ω~12Ω,故D 正确。 故选D 。
16.如图的电路图,电源电压恒为30V ,定值电阻R 2=40Ω,R 3=30Ω,滑动变阻器R 1的规格为“80Ω 1A”,电流表A 1的量程为0-3A ,电流表A 2的量程为0-0.6A ,电压表的量程为0-15V ,下列说法不正确的是
A .只闭合开关S ,R 1和R 3串联,将滑片P 从a 端滑至中点,电路中电流变大
B .只闭合开关S 、S 3,调节滑片P 的位置并保证电路安全,则R 1两端电压的范围是12V~15V
C .只闭合开关S 、S 1、S 2,调节滑片P 的位置并保证电路安全,则R 1接入电路的阻值范围是30Ω~80Ω
D .只闭合开关S 、S 1、S 2,调节滑片P 在R 1的a 端,此时电流表A 1的示数为1.125A 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .只闭合开关S ,R 1和R 3串联,将滑片P 从a 端滑至中点,变阻器连入电路的电阻变小,总电阻变小,由I =
U
R
可知电路中电流变大,故A 正确,不符合题意; B .只闭合开关S 、S 3,R 1和R 3串联,电压表测量R 1两端的电压,电流表A 1和A 2测量电路中的电流,电流表A 1的量程为0-3A ,电流表A 2的量程为0-0.6A ,滑动变阻器R 1的规格为“80Ω1A”,由串联电路电流的规律可知通过电路的最大电流为0.6A ,R 3两端的电压