【物理】物理-欧姆定律的专项-培优-易错-难题练习题及答案解析

一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1．如图中R0为定值电阻，R1为酒精气体传感器的电阻是随着酒精气体浓度的增大而减小，如果测试时要求酒精浓度增大时，仪表示数增大，则下列符合要求的电路是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】【分析】【详解】因为酒精气体传感器和定值电阻需要串联在电路中，酒精气体传感器的电阻是随着酒精气体浓度的增大而减小，所以测试时酒精浓度增大时，酒精气体传感器的电阻减小，电路中的电流变大，根据欧姆定律可知：定值电阻两端的电压变大，根据串联电路的电压特点，酒精气体传感器两端的电压减小，所以电压表应测定值电阻两端的电压。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。2．学校的科技小组设计了一种自动计数器，可以自动记录跳绳的次数，其简化电路如图甲所示。其中R1是光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，这时自动计数器会计数一次。R2是定值电阻，信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。已知电源电压为12V，某时段AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法正确的是A．AB两端电压为2V时，跳绳自动计数器会计数一次B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的5倍【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．由题知，当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，根据串联电路的分压原理知，R1分得电压增大，R2分得电压减小，由图乙知，此时U2=UAB=2V，因为R1的电阻变大，自动计数器会计数一次，即AB间电压为2V计数一次，故A项正确；B．由串联分压的特点可知，即，所以R1=5R2，故B项错误；C．当射向R1的激光没有被挡时，R1阻值变小，R1分得电压减小，R2分得电压增大，由图乙知，此时U2'=UAB'=6V，由串联电路的分压原理有：，即，所以，故C项错误；D．结合BC项，，即绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的5倍，故D项正确。3．如图所示是A、B两定值电阻的U-I图像，由图像中的信息可知A．若将A、B两电阻串联在某电源两端，则A两端的电压大B．若将A、B两电阻串联在某电源两端，则B的功率大C．若将A、B两电阻并联在某电源两端，则通过A的电流大D．若将A、B两电阻并联在某电源两端，则A的功率小【答案】AD【解析】【详解】由图像可以看出，当电压一定时，通过A的电流较小，由的变形公式可知，RA>RB；A．若将RA、RB两电阻串联在某电源两端，因串联电路中各处的电流相等，且RA>RB，所以，由的变形式可知，RA两端的电压大，故A符合题意；B．由公式可知，RA的实际功率大，故B不符合题意；C．若将RA、RB两电阻并联在某电源两端，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可知，通过RB的电流大，故C不符合题意；D．若将RA、RB两电阻并联在某电源两端，因并联电路中各支路两端的电压相等，由可知，RA的实际功率小，故D符合题意。4．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，下列说法正确的是（）A．只闭合开关S1，变阻器滑片向左移动时，电压表V1无示数，电压表V2与电流表A示数的比值不变B．只闭合开关S3，移动变阻器滑片，电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变C．只闭合开关S2，移动变阻器滑片，电压表V1示数的变化量等于电压表V2的示数的变化量D．若不考虑电表量程等元件安全问题，当闭合开关S1、S3，变阻器滑片置于最左端时，R1消耗的功率最大【答案】BD【解析】只闭合开关S1，R1和V1没有接入电路，电压表V1无示数；R2、R3串联，电压表V2测变阻器R3的电压，电流表测电路中的电流；由欧姆定律可知，电压表V2与电流表A示数的比值即为变阻器连入电路中的电阻大小，故当滑片向左移动时，该比值变小，A错误；只闭合开关S3，R1、R3串联，电压表V1测R1的电压，电流表测电路中的电流，由I=U/R可得，前后两次电阻R1的大小：R1=U1/I1=U2/I2，由合分比定理可得R1=U1−U2/I1−I2，即电压表V1示数变化量与电流表A示数变化量的比值不变，B正确；只闭合开关S2，R1、R2、R3串联，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R3的电压；根据串联电路电压的规律，移动变阻器滑片，R3的电压变化量等于R1、R2的电压变化量之和，即电压表V1示数的变化量小于电压表V2的示数的变化量，故C错误；若不考虑电表量程等元件安全问题，当闭合开关S1、S3，变阻器滑片置于最左端时，变阻器连入电路中的电阻为0，此时R1与R2并联，R1的电压等于电源电压最大，根据P=UI=U2/R可知，R1消耗的功率最大，故D正确，故选BD．5．光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小．如图所示，是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻，为滑动变阻器，A、B间接监控装置．则（）A．当有人通过通道而遮蔽光线时，A、B间电压升高B．当有人通过通道而遮蔽光线时，A、B间电压减小C．图中的滑动头向下移动时，通过的电流变大D．图中的滑动头向上移动时，可提高A、B间电压【答案】B【解析】【详解】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与并联．由题知，光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小；AB．当有人通过通道而遮蔽光线时，阻值变大，电路中的总电阻变大；根据可知，电路中的电流变小，根据可知，阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故B项符合题意；A项不符合题意；C．的滑动头向下移动时，连入电路中的阻值变大，电路中的电阻变大；根据可知，电路中的电流变小，故C项不符合题意；D．的滑动头向上移动时，连入电路中的阻值变小，电路中的电阻变小；根据可知，电路中的电流变大，根据可知，阻值不变时，其两端的电压变大，根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，两端的电压变小，即A、B间电压降低，故D项不符合题意；6．甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知所用的输电线每千米的电阻为0.2Ω.现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表、定值电阻R0和电源接成如图所示电路进行测量．当电压表的示数为3.0V，电流表的示数为0.5A，则短路位置离甲地的距离为A．7.5km B．15km C．25km D．30km【答案】B【解析】【详解】当电压表的示数为3.0V，电流表的示数为0.5A，线路总电阻R为：输电线每千米的电阻为0.2Ω．所以输电线的长为：，又因为是两条输电线，故短路点距甲地为：，选B．7．某同学在探究“电阻上电流跟两端电压的关系”时，利用图甲所示电路，在a、b两点分别接入定值电阻R1，R2，通过调节滑动变阻器测得多组数据，并根据数据绘制了两个电阻的U﹣I关系图象，如图乙所示，若将R1，R2组成并联电路，当通过R1的电流为1A时，通过R2的电流为（）A．0.5A B．1A C．2A D．3A【答案】A【解析】【分析】【详解】由图中U-I关系图像可见，当R1、R2两端电压相同（等效于并联）时，通过R2的电流是通过R1的电流的一半，若将R1，R2组成并联电路，当通过R1的电流为1A时，通过R2的电流为0.5A。8．右图是电阻甲和乙的图像，小明对图像信息做出的判断，正确的是（）A．当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3AB．当乙两端电压为2.5V时，其电阻值为10ΩC．将甲和乙串联，若电流为0.3A，则它们两端的电压为2VD．将甲和乙并联，若电压为1V，则它们的干路电流为0.4A【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由I-U图象可知，A.当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.1A，故A错误．B．当乙两端电压为2.5V时，通过乙的电流为0.5A，所以此时乙的阻值为故B错误．C．将甲和乙串联，若电流为0.3A，则它们两端的电压：U=U甲+U乙=1.5V+0.5V=2V，故C正确为答案．D．将甲和乙并联，若电压为1V，则它们的干路电流：I=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A，故D错误．9．如图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。其中，电源电压恒为6V，保护电阻R0=20Ω是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒，总长为40cm，其接入电路的电阻与接人电路的棒长成正比；金属棒cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。小明用该测量仪对甲、乙和丙三位同学的身高进行了测量，其数据见下表，若已知乙同学测量时，滑片恰在电阻棒的中点位置，则根据题中提供的信息可知甲同学乙同学丙同学电流表读数I/A0.20.150.12电压表读数U/V233.6身高h/m1.6A．电阻棒的总电阻是40Ω B．甲的身高是1.7m，丙的身高是1.5mC．甲的身高是1.5m，丙的身高是1.8m D．从理论上分析，该测量仪的身高测量范围是1.4~1.8m【答案】AD【解析】【详解】由电路图可知，滑动变阻器与电阻R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压；A．乙测量时，滑片恰在电阻棒ab的中点位置，两电表的示数分别为：U=3V，I=0.15A，则电阻棒的总电阻：，故A符合题意；BC．已知电阻棒总长为40cm，其总电阻为40Ω，所以电阻棒上1cm的电阻为1Ω，由表格数据可得，甲测量身高时，变阻器接入电路的电阻为，则电阻棒接入电路的长度为10cm，所以甲的身高是；丙测量身高时，变阻器接入电路的电阻为，则电阻棒接入电路的长度为30cm，所以丙的身高是，故B、C不符合题意；D．当滑片在a点时，滑动变阻器全部接入电路，所以测量范围最大是，当滑片在b点时，滑动变阻器接入电路电阻为0，所以测量范围最小是，即从理论上分析，该测量仪的身高测量范围是1.4～1.8m，故D符合题意。10．所示电路中，电源两端电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由B端向A端滑动一段距离，电压表、示数的变化量分别为、，电流表示数的变化量为。下列判断中正确的是（）A．定值电阻的阻值为B．电阻消耗的电功率增大了C．电压表示数变大，电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数与电流表示数的比值不变【答案】A【解析】【分析】【详解】A．由题图可知，两电阻与滑动变阻器串联，电压表测量与滑动变阻器两端的电压，电压表测量两端的电压，两端的电压是所以故故A正确；B．滑片由B端向A端滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以电路电流减小，由可知，电阻消耗的电功率减小，而不是增大，故B错误；C．将滑动变阻器的滑片P由B端向A端滑动一段距离，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小即电流表的示数变小，所以两端的电压变小即电压表的示数变小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以和滑动变阻器两端的电压之和变大即电压表的示数变大，故C错误；D．由于电压表的示数变大，电流表的示数变小，所以电压表示数与电流表示数的比值变大，故D错误。故选A。11．在如图（a）、（b）所示的电路中，所有元件均完好，电源电压相等且保持不变。已知R1、R2、R3为定值电阻，R4为滑动变阻器（滑片在中点附近某位置），现有两个电流表的示数相同，则下列判断正确的是（）①A1与A2示数相同，R1＜R2②A1与A3示数相同，R1＝R2③A2与A4示数相同，R2＞R3④A3与A4示数相同，R2＝R3A．①和② B．②和③ C．③和④ D．①和④【答案】B【解析】【详解】①②从图(a)可以看到，这是一个并联电路，A2测的是干路电流，A1测的是R1的电流，根据并联电路电流规律可知，A1与A2示数不可能相同，①错误；假设A1与A3示数相同，根据欧姆定律的变换式可知，R1和R2两端电压相等，那么R1＝R2，②正确；③由于电源电压相等，假设A2与A4示数相同，根据欧姆定律的变换式可知，图(a)中的总电阻是等于图(b)中的总电阻，即，而图(a)中的总电阻图(b)中的总电阻即化简可得那么可知，③正确；④由题意可知，图(a)中R2两端的电压是等于图(b)中的电源电压，并且A3与A4示数相同，根据欧姆定律的变换式可知那么，④错误；故选B。12．小丽用光敏电阻设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图所示。照明灯L标有“220V40w”字样，在天暗时L自动点亮，天亮时L自动熄灭。以下有关描述正确的是（）A．导线B应连接家庭电路中的火线B．小丽选择的光敏电阻阻值大小应随着光照强度的增强而变大C．闭合开关S后，电磁铁的上端为N极D．要减少夜间的照明时间，应将滑动变阻器的滑片P向b端移动【答案】D【解析】【分析】【详解】A．根据安全用电的原则可知，当灯泡不工作时其两端应无电，所以A是火线，B是零线，故A错误；B．天暗时灯自动亮，说明此时照明电路闭合即衔铁断开，由图可知此时电磁铁的磁性减弱即电路中的电流变小，根据可知电路中的电阻变大即此时光敏电阻的阻值变大；反之天亮时光敏电阻的阻值变小，所以她选择的光敏电阻阻值大小应随着光照强度的增强而变小，故B错误；C．闭合开关S后，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可判断电磁铁的上端为S极，下端为N极，故C错误；D．要减少夜间的照明时间，可通过增加电磁铁的磁性来实现，电磁铁通过的电流越大，磁性越大；根据可知可以减小电路的阻值，可将滑动变阻器的滑片P向b端移动，故D正确。故选D。13．如图甲所示的电路中，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电源电压恒定不变，（不计温度对电阻的影响），在滑片P滑动过程中，电压表与电流表的示数变化如图乙所示，则根据图像信息，下列说法不正确的是（）A．R0阻值是5Ω B．滑动变阻器的最大阻值是35ΩC．电源电压为9V D．当滑片P在最右端时，R0两端的电压是1V【答案】C【解析】【分析】【详解】AC．由甲图知，定值电阻与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路的电流。由乙图知，当电压表的示数为7V时，变阻器接入电路的阻值最大，此时电路电流为0.2A，设电源电压为U总，据串联电路的特点得U总-7V=0.2A⋅R0此为①式，当电压表的示数为0时，变阻器接入电路的阻值为零，此时电路电流为1.6A，那么U总=1.6A⋅R0此为②式，解①②两式得U总=8V，R0=5Ω故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；B．由题意知，变阻器的最大阻值故B正确，不符合题意；D．当滑片P在最右端时，R0两端的电压U0=U总-U1=8V-7V=1V故D正确，不符合题意。故选C。14．如图所示，电源电压不变，L1、L2两个灯泡的规格相同。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中，关于两灯的亮度情况，说法正确的是（）A．L1逐渐变亮 B．L1先变亮再逐渐变暗C．L2逐渐变暗 D．L2逐渐变亮【答案】D【解析】【分析】【详解】左图为串联电路，滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动，阻值变大，电流变小，L1变暗。右图中定值电阻和滑动变阻器串联，当滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动，滑动变阻器分得的电压变大，因为灯泡L2和滑动变阻器并联，故L2两端电压也变大，根据公式知，灯泡实际功率变大，亮度也变亮。故选D。15．如图所示电路中闭合S2，断开S1和S3，两个电表均有示数，再断开S2，闭合S1和S3，则下面判断正确的是()A．电流表示数变小，电压表示数变大B．电流表示数变大，电压表示数不变C．电压表示数和电流表示数的比值变小D．电压表示数和电流表示数的乘积变小【答案】C【解析】【详解】AB．由题中的电路图可知，闭合S2、断开S1和S3时，两电阻串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流；再断开S2同时闭合S1和S3时，两电阻并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路中的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，并联电路中各支路两端的电压等于电源电压，所以电压表的示数由测串联电路中两端的电压变为测电源两端的电压，所以电压表的示数变大；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以两电阻并联时的总电阻小于串联时的总电阻，由欧姆定律可知，电路中的总电流变大，即电流表的示数变大，故AB项错误；C．由欧姆定律可知，电压表示数和电流表示数的比值原来等于的阻值、现在等于两电阻并联后的总电阻，所以电压表示数和电流表示数的比值变小，故C项正确；D．当闭合S2，断开S1和S3时，电压表示数和电流表示数的乘积表示消耗的电功率；断开S2，闭合S1和S3时，电压表示数和电流表示数的乘积表示电路消耗的电功率，所以电压表示数和电流表示数的乘积变大；故D项错误；16．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从b端移动到a端的过程中，定值电阻R0两端的电压随滑动变阻器R1接入电路的阻值变化情况如图乙所示，下列说法错误的是（）A．电源电压为6VB．定值电阻R0的阻值为10ΩC．当滑片P在b端时，通过R0的电流为0.6AD．当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，R0消耗的电功率为0.4W【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由图乙可知，当滑动变阻器R1接入电路的阻值为0时，定值电阻R0两端的电压为6V，此时定值电阻R0两端的电压等于电源电压，故A项正确，不符合题意；BC．当滑片P在b端时，由图乙可知，滑动变阻器R1接入电路的阻值最大为50Ω，此时定值电阻R0两端的电压为1V，根据串联分压的特点可知滑动变阻器两端的电压为因为串联电路电流处处相等，则通过R0的电流为根据可得定值电阻R0的阻值故B项正确，不符合题意，C项错误，符合题意；D．当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，由图乙可知，此时定值电阻R0两端的电压为2V，根据可得R0消耗的电功率故D项正确，不符合题意。故选C。17．小明同学将定值电阻R与滑动变阻器接入电源电压不变的电路中，如图所示闭合开关S，各表均有一定示数，滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置过程中，电流表、电压表的示数变化量分别为△I、△U1、△U2．下列说法正确的是A．V1示数不变，V2示数变大 B．V1示数变小，V1示数和电流表示数之比变小C．电流表示数变小，△U1和△I之比不变 D．电流表示数变小，△U2和△I之比变小【答案】C【解析】【详解】A．在串联电路中，电阻具有分压作用。滑动变阻器滑片向右移动过程中，滑动变阻器接入电路电阻增大，根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知，滑动变阻器两端电压增大，即电压表V2示数增大，而电源电压一定，所以电压表V1示数减小。此选项错误；B．由A知，电压表V1示数减小，但定值电阻阻值一定，所以V1示数和电流表示数之比不变，此选项错误；C．定值电阻阻值不变，滑动变阻器滑片向右移动过程中，滑动变阻器接入电路电阻增大，电路总电阻增大，电源电压一定，由欧姆定律知，电路电流减小，所以电流表示数减小。滑片在不同位置时，定值电阻两端电压变化量与通过的电流变化量之比为R1，而R1是定值电阻，所以不变，此选项正确；D．由C可知，电流表示数减小。滑片在不同位置时，其两端电压变化量与通过的电流变化量之比为R2，滑动变阻器滑片向右移动过程中，滑动变阻器接入电路电阻增大，所以△U2和△I之比变大；此选项错误。18．如图所示热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，它在温度为80℃和100℃时的阻值分别为240Ω和200Ω；阻值不计的报警器在电流达到12mA时开始报警，超过25mA时将损坏；相关器材规格已在图中标明．当电路开始报警温度为100℃时，滑动变阻器接入电路的阻值和电路的最高报警温度分别用和表示，则A．将P向左移，可降低该电路开始报警时的温度B．能求得的值C．利用此电路，可将开始报警时的温度设定为80℃D．不能求得的值【答案