1、欧姆定律及其应用(限时:40分钟)一、选择题1.2019自贡如图K21-1所示，已知电源电压不变，为了比较电阻R1和R2的大小，四位同学分别设计了如下的电路，其中不可行的是()图K21-12.2019达州图K21-2是物理兴趣小组设计的四个测量身高的电路图，身高仪都由电压表改装而成。能实现身高越高身高仪示数越大且刻度均匀的电路是()图K21-23.2019连云港如图K21-3所示，电源电压U恒定，闭合开关S1和S2，在滑动变阻器滑片向上移动过程中()图K21-3A.灯泡L的亮度不变B.R2两端的电压变大C.电流表A1的示数变大D.电流表A2的示数变大4.2019娄底如图K21-4所示，电源电压
2、保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是()图K21-4A.通过滑动变阻器的电流变小B.电路中的总电流不变C.电流表和电压表的示数都逐渐变大D.电压表示数与电流表示数的比值不变5.如图K21-5所示是一种风速测定装置，其中风速表是由电压表改装而成的，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞，活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连，开关S闭合后，当风速增大时()图K21-5A.活塞上方气压变大，活塞向下运动，风速表的示数变大B.活塞上方气压不变，活塞静止不动，风速表的示数不变C.活塞上方气压变小，活塞向上运动，风速表的示
3、数变大D.活塞向上运动，电路消耗的总功率变小6.2019泰州如图K21-6所示，R1R2，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左滑动，电压表V1示数变化量的绝对值为U1，电压表V2示数变化量的绝对值为U2，滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为U3，下列说法正确的是()图K21-6A.电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大B.电压表V1的示数变大，U1U2C.电压表V2的示数不变，U1=U3D.电压表V2的示数变大，U1300空气质量等级优良轻度污染中度污染重度污染严重污染(1)通过计算，判断电压表示数为10V时对应的空气质量等级。(2)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围，若要使电压表满偏时对
4、应的空气质量指数A=400，则更换后的定值电阻R0的阻值应为多大?图K21-2020.2019衡阳如图K21-21甲所示的装置，电源电压U=10V保持不变，R2=12。导电性能良好的金属弹簧和金属指针P的电阻和重力均不计，金属块A的重力G1=10N。R1是一根水平放置的粗细均匀、总长L=1m的金属棒，其电阻随长度均匀变化，总电阻为8，两端都被固定在绝缘支架上，它对指针P无压力，且接触良好。绝缘板B重G2=20N，当它从金属块A和地面间被抽出时，它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力为f1和f2，且均为接触面间压力的0.2倍。当P置于金属棒左端a点时，弹簧恰好处于原长。(1)当P置于金属棒的
5、左端a点时，求电流表的示数I示。(2)用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出，当金属块A保持静止时，求弹簧拉力F1和水平拉力F的大小。(3)用水平向右的拉力拉动金属块A，使指针P逐渐从左端a点向右移动，直至运动到右端b点，试求出电流表的示数I和指针P移动的距离x之间的关系式，并在图乙中完成1I-x的图像。图K21-21【参考答案】1.D解析A选项图中两个电阻串联，电压表V1测量电源电压，电压表V2测量电阻R1两端的电压，根据串联电路电压的规律，电阻R2两端的电压等于电压表V1和V2的示数之差，由于通过两电阻的电流相等，则根据电阻两端的电压的大小就可以比较电阻的大小。B选项图中两个电阻串联，两个
6、电压表分别测量两个电阻两端的电压，由于通过两电阻的电流相等，则根据电阻两端的电压的大小就可以比较电阻的大小。C选项图中开关S1、S2闭合时电路为R1的简单电路，开关S2断开时两电阻串联，电流表测电路中的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律分别表示出电源的电压，利用电源的电压不变建立等式，通过比较电流之间的关系可得出电阻的大小关系。D选项图中两电阻并联，电压表测电源电压，电流表测量干路电流，只能测出电路的总电阻，不能求出电阻R1、R2的阻值，因此无法比较两电阻阻值的大小。故选D。2.A3.A解析由电路图可知，闭合两开关S1、S2，定值电阻R2被短路，滑动变阻器R1与灯泡L并联，电流表A1测量干路电
7、流，电流表A2测量通过灯泡L的电流。当滑动变阻器滑片向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，由于并联电路中各支路用电器独立工作，互不影响，所以滑片滑动时，灯泡亮度不变，故A正确；由于R2被短路，所以R2两端的电压一直为0，故B错误；灯泡L的电阻不变，滑动变阻器接入电路的电阻增大，所以总电阻增大，电源电压不变，总电阻增大，由I=UR可知干路电流减小，即电流表A1示数变小，故C错误；电流表A2测量通过灯泡L的电流，由于灯泡L的电阻和两端电压不变，由I=UR可知通过灯泡L的电流不变，即电流表A2的示数不变，故D错误。4.A解析由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电流表A测滑动变阻器所在支路的电流，
8、电压表V测电源电压。当滑动变阻器的滑片P向左移动时，其接入电路中的电阻变大，由I=UR可知，通过滑动变阻器的电流变小，故A正确；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过灯泡的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电路中的总电流变小，故B错误；通过滑动变阻器的电流变小，即电流表A的示数变小，因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故C错误；根据R=UI可知，电压表V的示数跟电流表A的示数的比值为滑动变阻器接入电路中的电阻，由于其接入电路中的电阻变大，所以，电压表V的示数跟电流表A的示数的比值变大，故D错误。5.C6.D解析分析电路可知，电阻R1、R2、滑动
9、变阻器串联，电压表V1测量R1两端电压，电压表V2测量R2两端电压，滑动变阻器滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中电流变大，电阻R1、R2两端电压均增大，所以电压表V1、V2的示数都变大，故A、C错误；移动滑片的过程中，电路中电流的变化量为I，根据欧姆定律可知U1=IR1，U2=IR2，而R1R2，所以U1U2，故B错误；电源电压不变，所以滑动变阻器两端减小的电压与电阻R1、R2两端增加的电压之和相等，即U3=U1+U2，则U1U3，故D正确。7.A8.A解析只闭合开关S、S1时，电表b与滑动变阻器R串联，电表a与电阻R2串联，且滑片P向左移动时，电表b的示数有变化，则b一定是
10、电流表，若a为电流表，则测通过R2的电流，由于R2的阻值和两端的电压均不变，滑片P向左移动，a的示数不变；若a为电压表，则测电源电压，其示数也不变，由此可知a可能是电流表，也可能是电压表，故A正确。若a为电压表，只闭合开关S、S2，此时R1与R串联，电压表a测R两端的电压，电流表b测电路中的电流，则有U=（U-I1R1）-（U-I2R1）=I2R1-I1R1=（I2-I1）R1=IR1，即R1=UI，即a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于R1；若a为电流表，只闭合S、S2，R、R2被短路，电路为R1的简单电路，a、b两表均测电路中电流，移动滑片P，a、b两表的示数变化量均为0，故B错误。将
11、b换成电压表且a为电压表时，只闭合S、S2，R1、R2与R串联，滑片P向右移动，R接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，电流变大，根据P=I2R可知，R2消耗的功率变大；若将b换成电压表且a为电流表时，只闭合S、S2，R被短路，R1、R2串联，滑片P向右移动，R1、R2电阻不变，电路总电阻不变，电流不变，根据P=I2R可知，R2消耗的功率不变，故C错误。若a为电压表，且将a与b的位置互换时，只闭合S、S2，R被短路，R1、R2串联，电流表b测电路中的电流，电压表a测R2两端的电压，则a的示数与b的示数的比值为R2；若a为电流表，且将a与b的位置互换时，只闭合S、S2，R、R2被短路，电路为R1的
12、简单电路，两电流表a、b的示数相等，其比值为1，故D错误。9.D解析在探究电流与电压关系的实验中，必须控制电阻不变，改变定值电阻两端的电压。方案甲：用多节干电池串联接入MN可以改变电源电压，即改变定值电阻两端的电压；方案乙：电池与滑动变阻器串联后接入MN，也可以改变定值电阻两端的电压；方案丙：电池先后与不同定值电阻R串联接入MN，同样也可以改变定值电阻两端的电压。所以三种方案都是可行的。故D符合题意，A、B、C不符合题意。10.B解析由图可知，该电路可等效为R与虚线框中电阻组成的并联电路。当R=4时，通过R的电流I1=UR=2V4=0.5A，则通过虚线框内电阻的总电流I2=I-I1=1A-0.
13、5A=0.5A；用一个2的定值电阻替换R后，通过2电阻的电流I3=UR=2V2=1A，并联电路各支路互不影响，则通过虚线框的电流不变，则电流表示数将变为I总=I2+I3=0.5A+1A=1.5A，故选B。11.D12.C13.变大变小R0解析由图示电路图可知，当油箱内油面下降时，滑片向上移动，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，电路中的电流变小；当油箱内油面升高时，滑片向下移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，定值电阻R0两端电压变大，若将电压表并联在R0两端，油面升高时，电压表示数变大。14
14、.104解析由图甲可知，当R两端的电压为U=3V时，通过它的电流为I=0.3A，则R的阻值R=UI=3V0.3A=10；图乙中，R与L串联，通过它们的电流相等，且为I1=0.3A，由图甲可知，灯泡L两端的电压为1V，电阻R两端电压为3V，则电源电压U总=UL+U=1V+3V=4V。15.小大16.90.717.0.610解析R为定值电阻，R为滑动变阻器，电压表V1测R两端电压，电压表V2测R两端电压，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从a端逐渐滑动到b端，电压表V1示数为6V时，R接入电路的阻值为0，R两端电压即电源电压，可得电源电压U=6V，滑动变阻器的滑片在a端时，电流表示数为0.2A，电压表
15、V1示数为2V，由I=UR可得，R=U1I=2V0.2A=10。滑动变阻器的滑片滑动到b端时，R接入电路阻值为0，电路总电阻为R，此时电流I=UR=6V10=0.6A。18.解：（1）根据I=UR可得，电阻R1阻值R1=UI=4.5V0.45A=10。（2）由电路图可知，电阻R1与R0并联，电流表测干路电流，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即干路电流I=I0+I1=UR0+UR1，代入数据得UR0+U10=0.5A，当用30的电阻R2替换R1，电流表的示数变为I=I0+I2=UR0+UR2，代入数据得UR0+U30=0.3A，联立解得电源电压U=3V。19.解：（1）由电路图可知，定值电
16、阻R0与气敏电阻R串联，电压表测R0两端电压，当电压表示数为10V时，电路中电流I=U0R0=10V100=0.1A，气敏电阻两端的电压UR=U-U0=18V-10V=8V，根据欧姆定律可知，气敏电阻的阻值R=URI=8V0.1A=80，由R=6A103可得A=610380=75，所以对应的空气质量等级为良。（2）当A=400时，由R=6A103可得，气敏电阻阻值R=6400103=15，若使电压表示数达到满偏，则其示数为15V，即R0两端电压U0=15V，气敏电阻两端的电压UR=U-U0=18V-15V=3V，根据欧姆定律可知，电路中的电流为I=URR=3V15=0.2A，更换后的定值电阻的
17、阻值为R0=U0I=15V0.2A=75。20.解：（1）当P置于金属棒的左端a点时，电流表的示数I示=UR1+R2=10V8+12=0.5A。（2）将绝缘板B匀速从金属块A与地面间抽出且金属块A保持静止时，A受水平向左的弹簧的拉力和水平向右的摩擦力f1，且两力大小相等，由题知B受到A的摩擦力f1与A受到B的摩擦力f1大小相等，所以弹簧拉力F1=f1=f1=0.2G1=0.210N=2N。绝缘板B被匀速抽出时，处于平衡状态，受平衡力作用，受水平向右的拉力F，水平向左的摩擦力f1与f2，则F=f1+f2=0.2G1+0.2（G2+G1）=0.210N+0.2（20N+10N）=8N。（3）因R1
18、是一根粗细均匀、总长L=1m的金属棒，当滑片P移动的距离为xm时，R1接入电路的阻值为R1=1m-xm1m8=8-8x，则电路电流为I=UR1+R2=10V8-8x+12=10V20-8x。当x1=0时，I1=10V20-80=0.5A，1I1=2A-1；当x2=0.2时，I2=10V20-80.2=11.84A，1I2=1.84A-1；当x3=0.4时，I3=10V20-80.4=11.68A，1I3=1.68A-1；当x4=0.6时，I4=10V20-80.6=11.52A，1I4=1.52A-1；当x5=0.8时，I5=10V20-80.8=11.36A，1I5=1.36A-1；当x6=1时，I6=10V20-81=11.2A，1I6=1.2A-1。根据描点法，1I-x的图像如图所示：