秋人教版物理九年级上册同步第十六章电压电阻 专题训练七拔高选用.docx
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秋人教版物理九年级上册同步第十六章电压电阻专题训练七拔高选用
专题训练(七)(拔高选用)
[欧姆定律的综合计算]
欧姆定律的综合计算是中考中电学的重点,也是难点。
往往利用欧姆定律公式I=
和变形公式U=IR、R=
及串、并联电路中电流、电压的规律进行解答。
涉及的类型包括动态电路中欧姆定律的相关计算、和图象结合的欧姆定律的相关计算、与生活实际联系的欧姆定律的相关计算。
►类型一 开关引起的动态电路的计算
1.如图Z-7-1所示,电源电压不变,R1=6Ω,R2=4Ω。
图Z-7-1
(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A,此时电路是一个________(选填“串联”或“并联”)电路,电路总电阻是________Ω,电源电压为________V。
(2)当开关S1、S2和S3都闭合时,电流表示数为1.5A,此时电路是一个________(选填“串联”或“并联”)电路,通过L的电流是________A。
2.如图Z-7-2所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20Ω。
当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电流表的示数为0.5A;当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电流表的示数为0.9A。
求:
(1)电阻R2的阻值。
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,加在电阻R1两端的电压。
图Z-7-2
►类型二 滑动变阻器引起的动态电路的计算
3.如图Z-7-3所示,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~20Ω,当滑片P移到R的最左端时,电流表的示数为0.6A,则当滑片P移到R的最右端时,电流表的示数是________,电压表的示数是________。
图Z-7-3
4.如图Z-7-4所示电路,R1标有“5Ω 2A”字样,R2标有“20Ω 0.5A”字样,电源电压为4V且保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,闭合开关,为了不损坏电路元件,电路中允许通过的最大电流是________A,滑动变阻器的阻值变化范围是______________Ω。
图Z-7-4
5.如图Z-7-5所示,设电源电压保持不变,R0=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点c时,电流表的示数为0.3A,移动滑片P至b端时,电流表的示数为0.2A。
则电源电压U与滑动变阻器的最大阻值R分别是多少?
图Z-7-5
►类型三 和图象结合的欧姆定律的相关计算
6.2018·广东改编如图Z-7-6甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,下列说法错误的是( )
图Z-7-6
A.电源电压是9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V
7.如图Z-7-7所示为小艺同学通过实验获得的定值电阻A和小灯泡B的I-U图象,根据图象提供的信息,完成下列问题。
(1)小艺认为小灯泡的电阻是变化的,你认为他的观点对吗?
请说明理由。
(2)电阻A的阻值为多大?
(3)若将它们并联接在5V的电源上,电路中的总电流为多大?
(4)若将它们串联接在某电源上,电路中的电流为0.15A,电源电压是多大?
图Z-7-7
8.在图Z-7-8甲所示的电路中,当开关S从接2转换到接1时,根据电流表和电压表对应的示数,在U-I坐标系中描绘了相对应的坐标点,如图乙所示。
求:
图Z-7-8
(1)电源电压。
(2)电阻R1的阻值。
(3)电阻R2的阻值。
9.如图Z-7-9甲所示电路,电源电压保持不变,R1=10Ω。
当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系如图乙中线段AB所示。
求:
图Z-7-9
(1)电源电压。
(2)滑片P滑到ab中点时电压表的示数。
►类型四 与生活实际联系的欧姆定律的相关计算
10.2017·德州如图Z-7-10甲所示,实验小组的同学设计了一种测量温度的电路。
已知电源电压为6V且保持不变,R0是定值电阻,Rt是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示。
电流表选用“0~0.3A”的量程。
(1)当环境温度是40℃时,电流表的示数为0.2A,求R0的电阻值。
(2)该电路能测量的最高温度是多少?
图Z-7-10
11.如图Z-7-11甲所示为一个超声波加湿器,如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图。
已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V。
湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示,其阻值最大为120Ω(图中未画出)。
则在电路安全工作的前提下,请计算出:
图Z-7-11
(1)当电流表的示数为0.2A时,R接入电路中的阻值。
(2)当电压表示数为9V时,通过R0的电流。
(3)装置能监测湿度的最大值。
12.2017·广东模拟如图Z-7-12甲所示为某型号电子秤,其结构原理如图乙所示,R0是定值电阻,R是压敏电阻,其阻值R随所受压力F变化的关系如图丙所示,改写电流表(量程为0~0.6A)的表盘数值后可直接读出所称物体的质量。
设踏板的质量为5kg,电源电压保持12V不变,g取10N/kg。
图Z-7-12
(1)根据图象可知,当被称物体的质量增加时,压敏电阻R的阻值________,电流表的示数________。
(均选填“变大”或“变小”)
(2)空载时,电流表的示数为0.048A,则R0的阻值为________Ω。
(3)该电子秤的最大测量值是________kg。
(4)若身边没有电流表只有电压表,试问还能制作电子秤吗?
若不能,请说明理由;若能,电压表应怎样连入电路?
答:
________,____________。
教师详解详析
1.
(1)串联 10 6
(2)并联 0.5
[解析]
(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,R1与R2组成串联电路,则电路中的总电阻为R总=R1+R2=6Ω+4Ω=10Ω;由欧姆定律公式I=
变形可得U=IR,则电源电压:
U=IR总=0.6A×10Ω=6V。
(2)当开关S1、S2和S3都闭合时,R2短路,R1与L组成并联电路,电流表测干路的电流;由并联电路的电路特点和I=
可得:
I1=
=
=1A,则通过L的电流为IL=I′-I1=1.5A-1A=0.5A。
2.
(1)当S1和S2断开,S3闭合时,电路为R1的简单电路,通过电阻R1的电流为I1=0.5A,
电源电压:
U=I1R1=0.5A×20Ω=10V;
当S2断开,S1和S3闭合时,R1和R2并联,
通过R2的电流:
I2=I-I1=0.9A-0.5A=0.4A,
则R2=
=
=25Ω。
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,R1和R2串联,电路中电流:
I′=
,
R1两端的电压:
U1=I′R1=
=
≈4.4V。
3.0.2A 4V [解析]当滑片P移到R的最左端时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
由欧姆定律I=
变形可得电源的电压:
U=I1R1=0.6A×10Ω=6V。
当滑片P移到R的最右端时,R1与R串联,电压表测R两端的电压,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,电路中电流表的示数:
I2=
=
=0.2A;电压表的示数:
UR=I2R=0.2A×20Ω=4V。
4.0.5 3~15 [解析]由电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压。
由题意可知,R1允许通过的最大电流为2A,R2允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中允许通过的最大电流I大=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由欧姆定律公式I=
变形可得此时电路中的总电阻:
R=
=
=8Ω,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:
R2小=R-R1=8Ω-5Ω=3Ω。
当电压表的示数最大为U2大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压:
U1=U-U2大=4V-3V=1V,此时电路中的电流:
I小=
=
=0.2A,则R2大=
=
=15Ω,所以,滑动变阻器的阻值变化范围是3~15Ω。
5.闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点c时,电阻R0和滑动变阻器(一半阻值)串联;
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
根据欧姆定律可得,电路中的电流:
I=
=
=0.3A①
移动滑片P至b端时,电阻R0和滑动变阻器(最大阻值)串联;
此时电路中的电流:
I′=
=
=0.2A②
由①②两式可得:
U=6V,R=20Ω。
6.C
7.
(1)对,由图象可知小灯泡B的I-U图象是一条曲线,根据欧姆定律可知小灯泡的电阻随着电压的增大而变大(小灯泡两端电压越大,灯丝的温度越高,灯丝的电阻越大)。
(2)电阻A的I-U图象是一条过原点的直线,故电阻A为定值电阻,当UA=5V时,IA=0.25A,由欧姆定律公式I=
变形可得RA=
=
=20Ω。
(3)当电阻A和灯泡B并联接在5V的电源上时,因并联电路中各支路两端的电压和电源电压相等,所以由图象可知,通过它们的电流都为0.25A,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:
I总=IA+IB=0.25A+0.25A=0.5A。
(4)当A、B串联接在某电源上时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过A、B的电流均为0.15A,由图象可知,UA′=3V,UB′=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压:
U=UA′+UB′=3V+2V=5V。
8.
(1)由图可知,当开关S接1时,电路中电流最大,电流表示数最大,为0.6A,电压表示数最大,为6V,此时电压表测电源电压,所以电源电压为6V。
(2)R1=
=
=10Ω。
(3)当开关S接2时,电路中电流最小,电流表示数最小,为0.2A,电压表示数最小,为2V,此时电压表测R1两端电压,所以电阻R2=
=
=20Ω。
9.
(1)由电路图可知,当滑片P在b端时,只有R1接入电路,此时电路中电流最大,由U-I图象可知,电路中最大电流为0.6A,由I=
变形可知,电源电压:
U=U1=IR1=0.6A×10Ω=6V。
(2)由电路图可知,当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由U-I图象可知,此时电路中电流:
I′=0.2A,滑动变阻器两端电压:
U滑=4V,由I=
变形可知,滑动变阻器最大阻值:
R2=
=
=20Ω。
滑片在ab中点时电路中电流:
I″=
=
=0.3A,由I=
变形可知,电压表示数:
U滑′=I″×
=0.3A×10Ω=3V。
10.
(1)由图甲知,两电阻串联,电流表测电路中的电流。
当环境温度是40℃时,由图乙知,热敏电阻的阻值为Rt=25Ω,此时电流表的示数为I=0.2A,根据欧姆定律可得,电路的总电阻:
R=
=
=30Ω,根据串联电路的电阻规律可得,R0的电阻值:
R0=R-Rt=30Ω-25Ω=5Ω。
(2)电流表选用“0~0.3A”的量程,故电路中最大电流为0.3A,
根据欧姆定律可得,串联电路的最小总电阻:
R小=
=
=20Ω,
根据串联电路的电阻规律可得,热敏电阻的最小阻值:
Rt小=R小-R0=20Ω-5Ω=15Ω,由图乙知,对应的最高温度为90℃。
11.由图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流。
(1)当电流表的示数为0.2A时,由欧姆定律公式I=
变形可得此时电路总电阻:
R总=
=
=60Ω,因串联电路总电阻等于各分电阻之和,则此时R接入电路中的阻值为R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω。
(2)当电压表示数为9V时,由串联电路的电压特点可得,R0两端的电压:
U0=U-UR=12V-9V=3V,此时通过R0的电流:
I′=
=
=0.1A。
(3)由图丙可知,湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大,由串联电路的分压规律可知,湿敏电阻两端的电压也越大(即电压表示数越大),由于电压表量程为0~9V,所以湿敏电阻R两端的电压最大为9V时,此时监测的湿度最大;由
(2)可知,湿敏电阻R两端的电压最大为9V,电路中的电流:
I最小=I′=0.1A,根据欧姆定律可知,R的最大电阻为R最大=
=
=90Ω;由图丙可知,装置能监测湿度的最大值为80%。
12.
(1)变小 变大
(2)10 (3)115 (4)能
并联在R0两端
[解析]
(1)当被称物体的质量增加时,压敏电阻受到的压力增大;由R-F图象可知,压力增大时,压敏电阻的阻值减小,电路总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大。
(2)空载时,踏板对压敏电阻的压力:
F=G踏板=m踏板g=5kg×10N/kg=50N,根据图丙可知,压力F=50N时,压敏电阻的阻值R=240Ω;此时电路的总电阻:
R总=
=
=250Ω,由串联电路的电阻特点可得,R0的阻值:
R0=R总-R=250Ω-240Ω=10Ω。
(3)由题意可知,电子秤是由电流表改装而成的,且当电子秤所测质量最大时,对应的电流表示数达到最大值;所以,此时电路中的电流:
I最大=0.6A,则定值电阻两端的电压:
U0=I最大R0=0.6A×10Ω=6V,压敏电阻两端的电压:
UR=U-U0=12V-6V=6V,压敏电阻的阻值:
R′=
=
=10Ω;由图丙可知,此时压敏电阻受到的压力为1200N,因为F′=G踏板+G物,则所测物体的最大重力:
G物最大=F′-G踏板=1200N-50N=1150N,由G=mg可得,该电子秤的最大测量值:
m物最大=
=
=115kg。
(4)根据串联分压的规律可知,当压力增大时,压敏电阻的阻值减小,压敏电阻两端的电压也减小,则定值电阻R0两端的电压变大,故可以把电压表并联在R0两端,反映物体质量的变化情况,所以能利用电压表制作电子秤,如图所示。
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