内容正文:
专题训练
15.欧姆定律的综合计算
第十七章 欧姆定律
1.[2023·临汾期末]如图所示的为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象,若有6只这种灯泡串联接在电压为6 V的电源上,通过灯泡的电流为______A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6 V的电源上,总电流为1.5 A,则该电阻的阻值为______Ω。
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0.2
6
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2.[多角度设问]如图所示的是灯泡L1与L2的电流与电压的关系图象,两灯泡的额定电压均为6 V,根据图象回答问题。
(1)灯泡L1正常发光时的电阻为________Ω,
灯泡L2正常发光时的电阻为________Ω。
(2)将灯泡L1与L2并联接在电压为4 V的电源两端,
则干路中的电流为________A。
(3)将灯泡L1与L2串联接在电路中,为使其中一只灯泡正常发光,则电源电压为______V,此时灯泡L1的阻值为________Ω。
6
12
1.2
8
4
3.[2022·内江]如图甲所示的电路中,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则________(填“AB”或“BC”)段是电压表V2示数变化的图象,电源电压为________V。
BC
12
【点拨】由电路图可知,三个电阻串联,电压表V1测R2、R3的总电压,电压表V2测定值电阻R2的电压,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,滑动变阻器连入电路的阻值变大,电路中电流变小,电阻R2两端的电压也变小,则BC段是电压表V2示数变化的图象。当滑片在a端时,电源电压为U=4.8 V+0.6 A×R1①;当滑片在b端时,电源电压为U=9.6 V+0.2 A×R1②;联立①②得U=12 V。
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4.[多选][2022·日照]按图甲所示连接好电路后,闭合开关,电路正常工作,电压表V1和V2的示数均如图乙所示,已知R1的阻值为5 Ω。下列判断正确的是( )
A.电源电压为6 V
B.R2的阻值为20 Ω
C.将图甲电路改接成图丙电路,R2两端的电压为5 V
D.将图甲电路改接成图丙电路,经过R1和R2的
电流之比为1:4
BC
【点拨】由甲图可知,R1、R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2表测电源电压。由于电压表V1和V2的示数均如图乙所示,所以V1表接的是小量程,分度值为0.1 V,示数为1 V,即电阻R1两端的电压为1 V;V2表接的是大量程,分度值为0.5 V,示数为5 V,由于V2表测电源电压,所以电源电压为5 V,故A错误;由A分析可知,R1两端的电压为1 V,R1的阻值为5 Ω,所以电路中电流为I= =0.2 A。
根据串联电路电压特点可知,电阻R2两端的电压为U2=U-U1=5 V-1 V=4 V,所以电阻R2的阻值为R2= =20 Ω,故B正确;将甲图改为丙图,丙图中,R1、R2并联,电源电压不变,根据并联电路电压特点可知,R2两端的电压等于电源电压,为5 V,故C正确;丙图中,根据并联电路中电压特点可得,I1R1=I2R2,带入数值并变形得
,所以,经过R1和R2的电流之比为4:1,故D错误。故选BC。
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5.如图所示,电源电压为6 V,小灯泡上标有“2.5 V 0.5 A”字样,假设小灯泡的电阻保持不变,求:
(1)小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值。
解:小灯泡正常发光时,通过的电流为I=0.5 A,由于小灯泡与滑动变阻器串联,则通过变阻器的电流为0.5 A,滑动变阻器两端的电压UR=6 V-2.5 V=3.5 V。即滑动变阻器接入电路的阻值R=
5.如图所示,电源电压为6 V,小灯泡上标有“2.5 V 0.5 A”字样,假设小灯泡的电阻保持不变,求:
(2)当电流表的示数为0.1 A时,滑动变阻器两端的电压。
小灯泡的电阻为RL= =5 Ω。当电流表示数为I1=0.1 A时,小灯泡两端的电压UL1=I1RL=0.1 A×5 Ω=0.5 V,电源电压保持不变,由串联电路电压规律得,变阻器两端的电压UR1=U-UL1=6 V-0.5 V=5.5 V。
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6.[多选][2022·沈阳]如图甲所示的电路图中,电源电压6 V保持不变,闭合开关S1和S2,断开开关S3,电流表A和电流表A1指针偏转角度相同,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.通过R1的电流是0.3 A
B.R2的阻值是5 Ω
C.断开S1和S2,闭合S3,通过R1和R2的电流之比为1:1
D.断开S1和S2,闭合S3,R1和R2两端的电压之比为1:4
ABC
【点拨】闭合开关S1和S2,断开开关S3时,R1与R2并联,电流表A测干路中电流,所以用大量程读数,电流表A1测R1所在支路的电流,所以用小量程读数,则通过R1的电流是0.3 A,故A正确;通过R1的电流是0.3 A,干路中电流为1.5 A,所以通过R2的电流是1.2 A,电源电压6 V保持不变,由欧姆定律可得,R2的阻值是R2= =5 Ω,故B正确;断开S1和S2,闭合S3,R1与R2串联,串联电路中电流处处相等,则通过R1和R2的电流之比为1:1,故C正确;由A可得R1= =20 Ω,R2的阻值是5 Ω,断开S1和S2,闭合S3,R1与R2串联,R1和R2两端的电压之比为4:1,故D错误。故选ABC。
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7.在如图所示的电路中,电源电压不变,R1=10 Ω,R2=5 Ω。
(1)当只闭合开关S2,断开S1、S3时,电流表的示数为0.4 A,求电源电压;
解:(1)已知R1=10 Ω,R2=5 Ω,当只闭合开关S2,断开S1、S3时,R1和R2串联,则R总=R1+R2=10 Ω+5 Ω=15 Ω,此时电流表的示数为0.4 A,电源电压为U=IR总=0.4 A×15 Ω=6 V。
(2)当闭合开关S1、S3,断开S2时,求电流表的示数。
当闭合开关S1、S3,断开S2时,R1和R2并联,因为U=6 V,R1=10 Ω,那么通过R1的电流I1= =0.6 A,通过R2的电流I2= =1.2 A,电流表测干路电路电流,则电流表的示数I′=I1+I2=0.6 A+1.2 A=1.8 A。
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8.[难题拆解][2022·滨州改编]如图所示的是某物理兴趣小组设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6 V,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器R1标有“15 Ω 1 A”,滑片P每移动1 cm,R1的电阻变化0.5 Ω,定值电阻R2=15 Ω。求:
(1)某同学测试时,从最左端推动滑片P
向右移动20 cm,此时电压表的示数。
[拆解思路]
①R1与R2_____联,电压表测______两端电压,电源电压为________。
②R1接入电路的阻值为多少?
③电压表的示数为多少?
串
R1
6 V
某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20 cm,滑动变阻器接入的阻值为R滑1=0.5 Ω/cm×20 cm=10 Ω。
此时电路中的总电阻为R总=R滑1+R2=10 Ω+15 Ω=25 Ω,电流为I= =0.24 A。电压表的示数U1=IR滑1=0.24 A×10 Ω=2.4 V。
(2)电路中电流表示数的变化范围。
[拆解思路 ]
①当滑片P置于最左端时,R1的阻值最小,此时电路中电流最大,此时电流表的示数为多少?判断示数是否超量程。
当滑片P位于最左端时,只有R2接入电路,电流表的示数I2= =0.4 A<0.6 A。所以电流表的最大示数为0.4 A。
②当滑片P置于最右端时,R1阻值最大,电路中电流最小,求此时电流表的示数为多少?判断此时电压表示数是否超量程。
当滑片P位于最右端时,此时滑动变阻器全部接入电路中,此时总电阻为R总1=R1+R2=15 Ω+15 Ω=30 Ω,电流表的示数I′=
=0.2 A。此时电压表的示数U1=I′R1=0.2 A×15 Ω=3 V,不超电压表量程,所以,电流表的最小示数为0.2 A。故电路中电流的变化范围为0.2~0.4 A。
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=
=
==7 Ω。
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=
=
=
=
=
=
$$