欧姆定律计算拔高练习含详解

1、一计算题（共8小题）1如图所示，某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受撞击力进行测试。测试时如图（甲），该材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数I随时间t变化的图象如图（乙），压力传感器的电阻R随压力F变化的过程如图（丙）。电源电压24V，定值电阻R0=10求：（1）重物在下落过程中，压力传感器的电阻为多大？（2）在撞击过程中，样品承受的最大撞击力为多少？（3）聪明的小红想继续利用此装置测量下落重物的密度，她将重为600N装满水的烧杯直接放在压力传感器上，将重物放入烧杯中浸没，

2、待示数稳定后，电流表示数为1A则重物密度为？2如图，电源电压为10V，滑动变阻器R1的最大值为200，灯泡R3阻值为40、额定功率为3.6W电流表量程00.6A，电压表量程05V。（1）闭合开关S、S2，电流表示数为0.2A，则R2阻值是多少？（2）所有开关都闭合时，电路的总功率为15W，则R1连入电路的阻值多大？（3）闭合开关S、S3，保证各元件安全使用，则R1连入电路的最小值是多少？（4）更换电源，将灯泡R3换成定值电阻R4，使电压表测量滑动变阻器R1两端的电压。仍闭合开关S、S3，移动滑片使电压表示数分别为10V、12V，对应的电流表示数分别为0.5A和0.3A，则新电源电压和R4阻值各

3、是多大？3图甲是小明所设计的电路图，其中标有“2.7V”字样小灯泡L的电流与电压关系如图乙所示。定值电阻R1=10，R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成（总长度为35cm），其中有一段是铜导体，其电阻可忽略不计，导体GH每1cm的电阻为1，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S1时，电流表示数I与滑片P向左移动距离x的关系如图丙所示，求：（1）小灯泡正常发光时电阻；（2）电源电压与R2的最大阻值；（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的最大值。4如图所示装置是重庆一中初三某物理兴趣小组设计的“电子浮力秤”原理图，其结构由浮力

4、秤和电路两部分组成，并将电流表改装成“电子浮力秤”仪表。圆柱形浮筒A底面积为50cm2高为20cm，薄壁柱形容器置于水平地面上（其底面积为200cm2），装有足够深的水。P为金属滑片，固定在托盘下面（滑片质量和滑片受到摩擦力均忽略不计，托盘不导电），并可随托盘一起自由滑动，浮筒A与托盘用弹簧相连（弹簧只能在竖直方向向上运动），定值电阻R0=9，YZ是一根长为20cm的均匀电阻丝，其阻值为20，电源电压恒为6V，L为电阻不计的LED工作指示灯，电流表量程为00.6A，电压表量程为03V当托盘不放物体时，P位于R最上端（Y端），此时浮筒浸入水中5cm深（称量过程中水未溢出）。【已知弹簧的形变与受到

5、的外力成正比，且弹簧受到1N的外力时形变量为1cm；托盘和弹簧的质量不计。】求：（1）浮筒A的质量（2）当开关S断开时，在托盘中放入质量为200g的物体，则浮筒A排开水的体积是多少？（3）若要保证整个电路设计安全可靠，则“电子浮力秤”的最大称量为多少？5干电池本身有一定的电，可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个定值电阻联而成，将n节干电池串联成如图所示的电源。使用该电源组成如图所示的电路，闭合电键S，在变阻器滑片P从A端滑到B端的全过程中，电路中部分物理量的变化规律分别如图（a）、（b）、（c）所示，其中图（a）为电压表示数与电流表示数的对应关系图线，图（b）为电池组输出电功率与电压表示数

6、的关系图线，图（c）为电池组输出电能的效率与变阻器接入电路电阻的关系图线。若电表均为理想电表。（1）求定值电阻阻值。（2）求图（a）中经过x点的一条虚线、一条实线与坐标轴围成的三角形面积。6如图所示电路中，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W求：（1）当滑片P在某一端点时，电压表的示数；（2）小灯泡正常发光时的电阻；（3）电源电压。7我们在做物理电学实验时，使用的大量程电流表是由小量程电流计改装而成的。如图，G是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大

7、电流）Ig=2mA的电流表，其电阻Rg=25。（1）如果把它当成一个小量程的电压表，量程是多少？（2）如图是小刚同学改装后的电流表电路图，已知R1=1.50，R2为定值电阻，如果使用A和C两个接线柱时，电表的量程为3mA，求R2的阻值；（3）如果使用A和B两个接线柱时，求电表的量程。8在实际电路中电流表、电压表的内阻不能忽略。某同学用伏安法测量一个未知电阻Rx，他先将电压表、电流表按图a所示的方法连接在电源电压恒定的电路中，测得电压表、电流表的示数分别为3.0V、3.0mA接着在同一电路中，他又将同一电压表、电流表按图b所示的方法连接，测得电压表、电流表的示数分别为2.9V、4.0mA。（1）

8、求出电流表的内阻RA；（2）求出待测电阻Rx的真实值；（3）如果忽略不计电流表的内阻，且电压表的内阻不是无限大。请分析说明题中利用哪种接法测量电阻Rx更准确？欧姆定律计算拔高练习参考答案与试题解析一计算题（共8小题）1如图所示，某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受撞击力进行测试。测试时如图（甲），该材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数I随时间t变化的图象如图（乙），压力传感器的电阻R随压力F变化的过程如图（丙）。电源电压24V，定值电阻R0=10求：（1）重物在下落过程中，

9、压力传感器的电阻为多大？（2）在撞击过程中，样品承受的最大撞击力为多少？（3）聪明的小红想继续利用此装置测量下落重物的密度，她将重为600N装满水的烧杯直接放在压力传感器上，将重物放入烧杯中浸没，待示数稳定后，电流表示数为1A则重物密度为？【解答】解：（1）在重物下落的过程中，压力传感器受到的压力最小且保持不变，总电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，此时的电流I=0.2A，由I=可得，电路中的总电阻：R总=120，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，压力传感器R的阻值：R=R总R0=12010=110；（2）在测试过程中，样品受到的撞击力最大时，压敏电阻的阻值最小，电路中的电流最大，

10、由图乙可知，电路中的最大电流I=0.8A，此时电路中的总电阻：R总=30，则此时压力传感器R的阻值：R=R总R0=3010=20，由图丙可知，样品受到的最大撞击力为600N；（3）当重物在样品上静止时，重物对样品的压力大小等于重物的重力大小；此时与撞击过程相比，压力减小，电阻变大，电流减小；由图乙可知，此时的电流为I2=0.4A，根据欧姆定律，此时电路的总电阻R总=60，根据串联电路电阻的规律可得，此时压力传感器的电阻：R=R总R0=6010=50，由丙图可知，此时的压力F=400N，所以物体的重力为400N，由G=mg得，物体质量：m=40kg，当电流为1A时，由欧姆定律可得，R总=24，此

11、时压力传感器的电阻：R=R总R0=2410=14，由丙图可知，此时的压力F=800N，根据题意可知，F=G杯水+G物G排，所以物体受到的浮力：F浮=G排=G杯水+G物F=600N+400N800N=200N，由F浮=水gV排得：物体的体积：V=V排=200×104 m3，物体的密度：物=2×103kg/m3。答：（1）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是110；（2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是600N；（3）重物密度为2×103kg/m3。2如图，电源电压为10V，滑动变阻器R1的最大值为200，灯泡R3阻值为40、额定功率为3.6W电流表量程00.6

12、A，电压表量程05V。（1）闭合开关S、S2，电流表示数为0.2A，则R2阻值是多少？（2）所有开关都闭合时，电路的总功率为15W，则R1连入电路的阻值多大？（3）闭合开关S、S3，保证各元件安全使用，则R1连入电路的最小值是多少？（4）更换电源，将灯泡R3换成定值电阻R4，使电压表测量滑动变阻器R1两端的电压。仍闭合开关S、S3，移动滑片使电压表示数分别为10V、12V，对应的电流表示数分别为0.5A和0.3A，则新电源电压和R4阻值各是多大？【解答】解：（1）闭合开关S、S2时，R2与R3串联，电流表测电路中的电流，由I=可得，电路中的总电阻：R=50，因串联电路中总电阻等于各分电压之和，

13、所以，R2阻值：R2=RR3=5040=10；（2）所有开关都闭合时，R1与R2并联，电路的总功率为15W，由P=UI=可得，电路的总电阻：R=，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，=+，即=+，解得：R1=20；（3）闭合开关S、S3时，R1与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，由P=UI=可得，灯泡的额定电压：U3=12V，因电压表量程为05V，所以，R3两端的最大电压U3=5V，此时电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I=0.125A，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

14、：U1=UU3=10V5V=5V，则R1接入电路中的最小阻值：R1小=40；（4）更换电源，将灯泡R3换成定值电阻R4，使电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，仍闭合开关S、S3，R1与R4串联，电压表测R1两端的电压，由串联电路的分压特点可知，R1接入电路中的电阻越大时电压表的示数越大、电路中的电流越小，则电路中的电流I1=0.3A时，R1两端的电压U1=12V；电路中的电流I2=0.5A时，R1两端的电压U1=10V，因电源的电压不变，所以，电源的电压：U=U1+I1R4=U1+I2R4，即12V+0.3A×R4=10V+0.5A×R4，解得：R4=10，电源的电压U=U

15、1+I1R4=12V+0.3A×10=15V。答：（1）R2阻值是10；（2）所有开关都闭合时，电路的总功率为15W，则R1连入电路的阻值为20；（3）闭合开关S、S3，保证各元件安全使用，则R1连入电路的最小值是40；（4）新电源电压为15V，R4阻值是10。3图甲是小明所设计的电路图，其中标有“2.7V”字样小灯泡L的电流与电压关系如图乙所示。定值电阻R1=10，R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成（总长度为35cm），其中有一段是铜导体，其电阻可忽略不计，导体GH每1cm的电阻为1，P是与R2接触良好并能移动的滑动触头。只闭合S、S1时，电流表示

16、数I与滑片P向左移动距离x的关系如图丙所示，求：（1）小灯泡正常发光时电阻；（2）电源电压与R2的最大阻值；（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的最大值。【解答】解：（1）由图乙知当灯泡两端的电压为2.7V时的电流为0.3A，灯泡的电阻为：R=9；（2）只闭合S、S1时，R1与R2串联，由图丙可知当滑片在E处时，电流最大为I=0.6A，所以电源电压U=IR=0.6×10=6V；只闭合S、S1，电流为I=0.2A时，滑片位于H处，滑动变阻器连入的电阻最大，R1与R2串联，根据欧姆定律可得，电路总电阻R总=30，R2的最大阻值R2=R总R1=3010=20；（

17、3）只闭合S、S1时灯泡与R2串联，当灯正常发光时，灯两端电压为2.7V，所以滑动变阻器U2=UUL=6V2.7V=3.3V，滑动变阻器连入电路的最小电阻为：R2=11；滑片P从H端移到E端时出现拐点，由图象丙可知：GH=15cm，FG=25cm15cm=10cm，EF=35cm25cm=10cm中间一段电流无变化，故FG是铜导线由图象可知，当滑片P位于F点时，电路中电流 I=0.4A，则总电阻为 R总=15，则EF段电阻为 REF=R总R1=1510=5，GH导体的电阻 RGH=REHREF=205=15，REF=5，RGH=15，所以GH段接入电路电阻为115=6，未接入电路部分电阻为9，

18、由GH=15cm、RGH=15知，GH部分每1cm长电阻为1，故x9cm。答：（1）小灯泡正常发光时电阻9；（2）当x=20cm时，电路消耗的电功率2.4W；导体GH间电阻15（3）若只闭合S与S2，为确保灯丝不被烧坏，滑片P向左移动距离x的最大值是9cm。4如图所示装置是重庆一中初三某物理兴趣小组设计的“电子浮力秤”原理图，其结构由浮力秤和电路两部分组成，并将电流表改装成“电子浮力秤”仪表。圆柱形浮筒A底面积为50cm2高为20cm，薄壁柱形容器置于水平地面上（其底面积为200cm2），装有足够深的水。P为金属滑片，固定在托盘下面（滑片质量和滑片受到摩擦力均忽略不计，托盘不导电），并可随托盘

19、一起自由滑动，浮筒A与托盘用弹簧相连（弹簧只能在竖直方向向上运动），定值电阻R0=9，YZ是一根长为20cm的均匀电阻丝，其阻值为20，电源电压恒为6V，L为电阻不计的LED工作指示灯，电流表量程为00.6A，电压表量程为03V当托盘不放物体时，P位于R最上端（Y端），此时浮筒浸入水中5cm深（称量过程中水未溢出）。【已知弹簧的形变与受到的外力成正比，且弹簧受到1N的外力时形变量为1cm；托盘和弹簧的质量不计。】求：（1）浮筒A的质量（2）当开关S断开时，在托盘中放入质量为200g的物体，则浮筒A排开水的体积是多少？（3）若要保证整个电路设计安全可靠，则“电子浮力秤”的最大称量为多少？【解答】

20、解：（1）当托盘不放物体时，浮筒受到的浮力：F浮=水gV排=水gS浮筒h浸=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×104m2×0.05m=2.5N；因为浮筒漂浮，且托盘和弹簧的质量不计，所以浮筒A的重力：G=F浮=2.5N，由G=mg得，浮筒A的质量：mA=0.25kg；（2）当开关S断开，在托盘中放入质量为200g的物体时，物体和浮筒的总质量：m总=m物+m筒=0.2kg+0.25kg=0.45kg，物体和浮筒的总重力：G总=m总g=0.45kg×10N/kg=4.5N，因为浮筒和物体的整体漂浮，所以此时浮筒受到的浮力：F浮

21、=G总=4.5N，由阿基米德原理可得，此时浮筒A排开水的体积：V排=4.5×104m3。（3）当秤盘上放的物体越重时，滑片下移得越多，变阻器接入电路的阻值越小，电路的总电阻越小，电流越大，由U=IR可知，R0两端的电压越大，即电压表示数越大；由题知，电压表量程为03V，电流表量程为00.6A，当电压表示数为3V时，电路中的电流：I=I0=A0.6A，所以为了保证电路的安全，则电路的最大电流为A，由欧姆定律可得，电路的最小总电阻为：R总小=18，由电阻的串联可得，滑动变阻器的最小电阻为：R小=R总小R0=189=9。由题知，YZ是一根长为20cm的均匀电阻丝，其阻值为20，即1cm长的

22、电阻丝的阻值为1，所以，变阻器接入电路的电阻最小为9时，其接入电路的电阻丝长度L=9cm，此时滑片下移的距离：d0=20cm9cm=11cm，秤盘上放置物体后，弹簧会缩短；当滑片下移11cm时，设弹簧缩短了xcm，由题意可知此时弹簧的弹力为xN，因托盘和弹簧的质量不计，且此时被测物体处于静止状态，则所测物体的重力G物=F弹=xN；滑片下移11cm时，弹簧缩短了xcm，则浮筒向下移动的距离d=（11x）cm，如图乙所示，由下面图丁可知，浮筒浸入水中深度的增加量：h浸=h+d，根据V排的两种计算方法可得：V排=S容器h=S浮筒h浸，即：S容器h=S浮筒（h+d），化简可得，水面上升的高度：h=&#

23、215;（11x）cm= cm，则浮筒排开水的体积变化量：V排=S容器h=200cm2× cm=（11x）cm3，秤盘上放置物体前后，浮筒都处于漂浮状态，则由漂浮条件可得，被测物体的重力等于增加的浮力，所以G物=F浮，即：x N=水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×（11x）×106m3，解得x=4.4，则被测物体的最大重力为4.4N，由G=mg得，“电子浮力秤”的最大称量：m=0.44kg=440g。答：（1）浮筒A的质量0.25kg；（2）当开关S断开时，在托盘中放入质量为200g的物体，则浮筒A排开水的体积是4.5×

24、;104m3。（3）若要保证整个电路设计安全可靠，则“电子浮力秤”的最大称量为440g。5干电池本身有一定的电，可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个定值电阻联而成，将n节干电池串联成如图所示的电源。使用该电源组成如图所示的电路，闭合电键S，在变阻器滑片P从A端滑到B端的全过程中，电路中部分物理量的变化规律分别如图（a）、（b）、（c）所示，其中图（a）为电压表示数与电流表示数的对应关系图线，图（b）为电池组输出电功率与电压表示数的关系图线，图（c）为电池组输出电能的效率与变阻器接入电路电阻的关系图线。若电表均为理想电表。（1）求定值电阻阻值。（2）求图（a）中经过x点的一条虚线、一条实线与

25、坐标轴围成的三角形面积。【解答】解：（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路为电源内阻nr的简单电路，由图象可知，电路中的电流为1.5A，由I=可得，电池的电压：U=Inr=1.5A×nr，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当R=nr时，电路中的电流：I=0.75A，滑动变阻器的实际电功率：PR=（I）2R=（0.75A）2×nr=2.25W，解得：nr=4；（2）由图（c）可知，干电池输出电能的最大效率为60%，则=×100%=×100%=×100%=60%，解得，滑动变阻器的最大阻值：Rmax=1.5r总=1.5×4

26、=6；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，则Imin=0.6A，两端电压：Umax=E=×6V=3.6V，则图（a）中经过x点的虚线、实线与坐标轴围成三角形面积。S=P=1.62W。答：（1）定值电阻为4；（2）图（a）中经过x点的一条虚线、一条实线与坐标轴围成的三角形面积为1.62W。6如图所示电路中，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W求：（1）当滑片P在某一端点时，电压表的示数；（2）小灯泡正常发光时的电阻；（3）电

27、源电压。【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）由P=UI可得，当变阻器滑片P在某一端点时，电压表的示数：UL=3V；（2）当变阻器滑片P在中点时，电压表示数变化了2V，可能为1V或5V，因此时灯泡的功率为2W，大于0.9W，所以，此时电压表示数为5V，即灯泡两端的电压为5V，由P=UI=可得，小灯泡正常发光时的电阻：RL=12.5；（3）灯泡正常发光时的电流：I=0.4A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当滑片P移至中点时，电源的电压：U=UL+I×=5V+0.4A×，当变阻器滑片P在某一端点时，即滑片

28、在最右端时，电源的电压：U=UL+IR=3V+0.3A×R，因电源的电压不变，所以，5V+0.4A×=3V+0.3A×R，解得：R=20，电源的电压U=UL+IR=3V+0.3A×20=9V。答：（1）当滑片P在某一端点时，电压表的示数为3V；（2）小灯泡正常发光时的电阻为12.5；（3）电源电压为9V。7我们在做物理电学实验时，使用的大量程电流表是由小量程电流计改装而成的。如图，G是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大电流）Ig=2mA的电流表，其电阻Rg=25。（1）如果把它当成一个小量程的电压表，量程是多少？（2）如图是小刚同学改装后的电流表电路

29、图，已知R1=1.50，R2为定值电阻，如果使用A和C两个接线柱时，电表的量程为3mA，求R2的阻值；（3）如果使用A和B两个接线柱时，求电表的量程。【解答】解：（1）由I=可得，该电流表两端的最大电压：Ug=IgRg=2×103A×25=0.05V，如把它当成一个小量程的电压表，其量程是00.05V；（2）使用A和C连个接线柱时，R1与R2串联后再与Rg并联，此时电表的量程为3mA，即干路电流最大为3mA，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表满偏时通过R1、R2支路的电流：I12=IIg=3mA2mA=1mA；因并联电路中各支路两端的电压相等，由I=可得，串联支路的总电阻：R=50，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2=RR1=501.5=48.5；（3）使用A和B两个接线柱时，Rg与R2串联后再与R1并联，则电流表满偏时并联部分的电压：U并=Ig（Rg+R2）=2×103A×（25+