初中物理欧姆定律的应用试题

某物理学习小组为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的实验电路。他们在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为 $3V$的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻各一个，滑动变阻器“ $20\Omega 1A$”一个，导线若干。实验时连接的电路如图乙所示。

（1）连接电路前，开关应　       　（选填“断开”或“闭合”）；

（2）实验中，改变滑动变阻器阻值的目的是使定值电阻两端的电压　       　；

（3）将 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$的定值电阻分别接入电路中，每一次都控制定值电阻两端的电压为 $2.5V$；当拆下 $5\Omega$的定值电阻换成 $10\Omega$的定值电阻接入电路时，如果保持滑动变阻器滑片的位置不变，会发现电压表的示数　       　（选填“大”或“小”）于 $2.5V$，接下来应该移动滑片，使电压表示数回到 $2.5V$，读出电流表的示数并记录数据 $\dots \dots$通过多次实验测得多组数据，并利用这些数据得到如图丙所示的电流 $I$随电阻 $R$变化的图像，由数据和图像可以得到的结论是　                                  　；

（4）以上几次实验中记录电表示数时，当定值电阻消耗的电功率最小时，滑动变阻器接入电路的阻值为　      　 $\Omega$。

如图所示，是检查酒驾的电路原理图，图中酒精传感器的电阻 $R_m$与酒精气体的浓度成反比。测量时，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．当驾驶员吹出的气体酒精浓度升高时，电压表 $V_1$的示数减小

B．当驾驶员吹出的气体酒精浓度升高时，电压表 $V_2$的示数减小

C．当驾驶员吹出的气体酒精浓度升高时，电流表 $A$的示数减小

D．以上结果都不对

我们在实验室常用如图，测量待测电阻 $R$的电阻值。小丽同学说：在电路中，电压表可以当成断路，电流表可以当成短路，根据欧姆定律得到 $R=\frac{U}{I}$，正确读出两个表的读数，就可以精确测量出待测电阻 $R$的电阻值。你认为这种说法是否正确？如果不正确，请判断测量值比真实值偏大还是偏小？通过学过的知识，解释偏大、偏小的原因。

如图所示是一个灯泡和一个定值电阻的 $I-U$图象，根据图象所给信息计算：

（1）如果将灯泡和定值电阻并联，接在恒定电压为 $6V$的电源两端，求此时灯泡的电阻和定值电阻的阻值；

（2）如果将灯泡和定值电阻串联，接在恒定电压为 $6V$的电源两端，求此时灯泡两端电压以及此时灯泡的电阻。

如图1所示，电路图由电流表及 $\mathit{PQ}$部分组成，电源电压恒定不变。两个定值电阻 $R_1$和 $R_2$，且 $R_2$大于 $R_1$，按照下面四种不同接法分别接在电路图中的 $\mathit{PQ}$两端，当开关闭合后，以下说法正确的是 $($　　 $)$

A．甲图接入电路后，电流表示数最大

B．乙图接入电路后，电流表示数最大

C．丙图接入电路后， $R_2$消耗的功率最小

D．丁图接入电路后， $R_1$消耗的功率最小

某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器，其内部简化电路如图甲。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒定 $U=6V)$、开关 $S_0$、电磁铁（线圈电阻 $R_0=20\Omega )$、热敏电阻 $R$组成。 $R$阻值随温度的变化图象如图乙。工作电路 $R_1=44\Omega$， $R_2=956\Omega$．当开关 $S_0$和 $S$均闭合时，电热水器开始加热 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)\right]$。

（1）当温度达到 ${50}^{°}\text{C}$时，衔铁会被吸下，电热水器停止加热。求控制电路中的电流。

（2）电热水器将水箱中 $2\mathit{kg}$的水从 ${17}^{°}\text{C}$加热到 ${50}^{°}\text{C}$，用时 $5\mathit{min}$。求此过程水吸收的热量及电热水器的加热效率。

（3）用电高峰期，电热水器两端实际电压为 $200V$，当电热水器处于保温状态时电热水器工作多长时间会消耗 $1.8\times {10}^{4}J$的电能？

将“ $6V1.5W$”的灯泡 $L_1$和“ $6V3W$”的灯泡 $L_2$，按图甲电路连接，闭合开关， $L_1$和 $L_2$均正常发光，则电路的总电阻 $R=$　      　 $\Omega$．若改接在图乙电路中，闭合开关， $L_1$正常发光，则电源2的电压 $U=$　      　 $V$，如果通电 $2\mathit{min}$，灯泡 $L_2$产生的热量 $Q=$　      　 $J$（假设灯丝电阻不变）。

在图甲电路中，电源电压不变， $R_0$为定值电阻， $R$为滑动变阻器。在滑片 $P$从最右端向最左端滑动过程中，电压表与电流表的示数变化关系如图乙。则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电源电压为 $5V$B． $R_0$消耗的最小功率为 $0.4W$

C．定值电阻 $R_0$为 $8\Omega$D．滑片 $P$在中点时，电流为 $0.4A$

图甲是身高测量仪，体检者站在绝缘平台上，能自动显示身高，电路原理如图乙。 $R_0$为定值电阻，滑动变阻器 $R$的滑片 $P$随身高的增高而上滑。下列有关分析，正确的是 $($　　 $)$

A．电流表示数显示身高，身高越高示数越大

B．电压表示数显示身高，身高越高示数越大

C．身高越高， $R_0$消耗的电功率越小

D．身高越高，电路消耗的总功率越大

如图所示是一种烟雾报警器的电路图，开关 $S$处于闭合状态， $R_0$是定值电阻， $R$为感光电阻，光照越强，阻值越小。烟雾浓度增大时射向 $R$的光被遮挡， $R$受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时，下列判断正确的是 $($　　 $)$

A．电流表的示数变大

B．电压表的示数变小

C．电压表与电流表的示数之比不变

D．电压表与电流表的示数之比变大

物理兴趣小组为了“测量液体的密度”，设计了如图甲所示的实验装置。特制容器底部是一个压敏电阻 $R$（厚度不计），通过导线与电路相连。电源电压恒为 $12V$，定值电阻 $R_0=20\Omega$，电流表的量程 $0~0.6A$．压敏电阻 $R$上表面涂有绝缘漆，其阻值随所受液体压强的大小变化关系如图乙所示。工作时容器底部始终保持水平。 $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）闭合开关，电流表示数为 $0.08A$．缓慢向容器内注水，电流表示数将　   　（填“变大”、“变小”或“不变”） ，注入深度为 $50\mathit{cm}$的水时，水对压敏电阻的压强是　    　 $\mathit{Pa}$，电流表示数为　    　 $A$。

（2）断开开关，将水倒出，擦干容器，置于水平操作台上。注入深度为 $50\mathit{cm}$的待测液体，闭合开关，电流表示数为 $0.24A$．则待测液体的密度　      　水的密度，该液体的密度是　     　 $\mathit{kg}/m^3$。

（3）若注入待测液体时俯视读数，该液体密度的测量值　    　真实值。

如图所示电路，电源电压不变，滑片移至最大阻值处，闭合开关，电流表示数为 $0.2A$，小灯泡的功率为 $0.4W$．移动滑片，将滑动变阻器最大阻值的 $\frac{1}{4}$接入电路时，电流表示数为 $0.4A$，小灯泡恰好正常发光，消耗的功率为 $2W$．下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电源电压 $8V$

B．小灯泡正常发光时电阻为 $10\Omega$

C．滑动变阻器的最大阻值 $20\Omega$

D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率为 $4.8W$

如图甲所示，闭合开关 $S$，调节滑动变阻器的滑片，滑片从最右端滑至最左端时，小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．电源电压为 $9V$

B．滑动变阻器的最大阻值为 $14\Omega$

C．小灯泡的额定功率为 $8W$

D．电路总功率的变化范围为 $8W~12W$

某建筑工地需要架设临时供电线路，实现照明和电加热功能，其简化电路如图所示，供电处电压 $U$不变，从供电处到工地用长导线（有电阻）连接。闭合开关 $S_1$、 $S_2$时，加热器和照明灯同时工作。断开 $S_2$后与断开 $S_2$前相比较，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．照明灯亮度不变

B．照明灯亮度变暗

C．相同时间内长导线上消耗的电能不变

D．相同时间内整个供电线路消耗的电能减少

如图所示，灯泡上标有“ $9V5.4W$”的字样（假设灯丝电阻不变），只闭合 $S_1$，当滑动变阻器滑动到某处时，电流表 $A_2$读数为 $0.2A$．电压表 $V$读数为 $9V$；两个开关全部闭合，滑动变阻器滑动到最左端时，灯泡恰好正常发光，电流表 $A_2$读数为 $1.0A$，则：

（1）只闭合 $S_1$，电流表 $A_2$读数为 $0.2A$时，滑动变阻器接入电路的电阻值；

（2）电阻 $R_1$的电阻值；

（3）滑动变阻器从左向右滑动过程中，滑动变阻器的最大功率。