北师大版初中九年级物理专项素养巩固训练卷(五)欧姆定律及电功率有关计算课件

欧姆定律及电功率有关计算专项素养综合全练(五)类型一简单计算1.(2024北京海淀月考,25,★☆☆)如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持

不变,电阻R1的阻值是10Ω,闭合开关S后,电压表的示数为2V。求:

(1)电阻R2的阻值;(2)电阻R1消耗的电功率。解析由电路图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压。(1)串联电路总电压

等于各部分电压之和,所以电阻R1两端的电压:U1=U-U2=6V-2V=4V,串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流:I=

=

=0.4A,电阻R2的阻值:R2=

=

=5Ω;(2)电阻R1消耗的电功率:P=U1I=4V×0.4A=1.6W。2.(2024河南郑州中原期末,21,★★☆)小阳设计了一种测定

油箱内油量的模拟装置,如图所示。R0是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑

动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一

个浮子,当油箱中的油量变化时,电流表的示数随之变化,电源电压为12V且保持

不变,滑片P在R的两端之间滑动,电流表示数的变化范围为0.3~0.5A。求:

(1)滑片P在最上端时,通过R0的电流;(2)R0的阻值;(3)当电流表示数变小时,油箱中的油量如何变化?并说明理由。课标模型建构解析

(1)由图可知,滑动变阻器的电阻片R与定值电阻R0串联,电流表测量电路

中的电流,当滑片P在最上端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流

最小,由题意可知通过定值电阻R0的电流:I小=0.3A;(2)当滑片在最下端时,滑动变

阻器接入电路的电阻为0,电路为R0的简单电路,电路中电流最大,为I大=0.5A,根

据欧姆定律可得定值电阻阻值:R0=

=

=24Ω;(3)当电流表示数变小时,电源电压不变,电路中的电阻变大,即滑动变阻器接入电路的电阻变大,由图可知滑片

向上滑动,浮子下沉,油箱中的油量减少。类型二图像类3.(2024河北廊坊期末,28,★★☆)酒后不开车是每个司机

必须遵守的交通法规。图甲是酒精测试仪工作电路原理图,电源电压U=9V;R1

为气敏电阻,它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化,如图乙所示。呼出气体

中酒精含量大于或等于20mg/100mL且小于80mg/100mL为酒驾;达到或者超

过80mg/100mL为醉驾。使用前通过调零旋钮(即滑动变阻器R2的滑片)对测试

仪进行调零,调零后电压表示数为U1=5V,调零后R2的滑片位置保持不变。课标安全与健康(1)进行调零后,气体中酒精含量为0mg/100mL时,通过R1的电流是多少?(2)进行调零后,R2接入电路中的阻值是多少?(3)某次检测,电流表示数为0.18A,请通过计算,判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾?R

2=R-R1=90Ω-50Ω=40Ω;(3)电流表示数为0.18A,根据欧姆定律及串联电路的总

电阻等于各部分电阻之和,可得电路的总电阻R总=

=

=50Ω,气敏电阻R1的电阻R1'=R总-R2=50Ω-40Ω=10Ω,由题图乙可知,当R1'=10Ω时,对应的酒精含量为

80mg/100mL,根据达到或者超过80mg/100mL为醉驾,可判断此驾驶员属于醉驾。解析由电路图可知,气敏电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,

电流表测电路中的电流。(1)根据题意可知,当气体中酒精含量为0mg/100mL

时,电压表示数为U1=5V,由题图乙可知,气体中酒精含量为0mg/100mL时,气敏

电阻的阻值R1=50Ω,则通过R1的电流:I1=

=

=0.1A;(2)当气体中酒精含量为0mg/100mL时,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的总电阻:R=

=

=90Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R2接入电路中的阻值:4.(2024河北任丘八中期末,33,★★☆)在创客比赛中,亮亮设计了一个暖箱温度

显示器,如图甲所示,其原理是利用电压表的示数表示暖箱内的温度,已知电源电

压恒定为4V,R0的阻值为150Ω,R1是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图乙所示,则:

(1)当电压表的示数为3V时,求通过R0的电流I。(2)当暖箱内温度为20℃时,此时热敏电阻R1的阻值是多少?若此时电路中电流为

10mA,求电压表的示数。(3)若电压表的量程为0~3V,求暖箱内可以测量的最高温度。解析由电路图可知,热敏电阻R1与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压。

(1)当电压表的示数为3V时,通过R0的电流:I=

=

=0.02A;(2)由题图乙知,当暖箱内温度为20℃时,热敏电阻R1的阻值为250Ω;若此时电路中电流为10

mA,由欧姆定律得R0两端的电压:U0'=I'R0=10×1

A×150Ω=1.5V,即电压表的示数为1.5V;(3)由题图乙可知,当温度升高时,热敏电阻R1的阻值减小,电路的总电

阻减小,由I=

可知,电路中的电流变大,电压表的示数变大,所以当电压表的示数为3V时,暖箱内的温度达到最高测量值,因串联电路中各处的电流相等,所以此

时电路中的电流:I″=I=0.02A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以热

敏电阻R1两端的电压:U1=U-

=4V-3V=1V,此时热敏电阻的阻值:R1'=

=

=50Ω,由题图乙可知,暖箱内可以测量的最高温度是100℃。5.(2022广西贺州中考,30,★★★)贺州市水利资源丰富,小明设计了如图甲所示

的水文站测量桂江水位的原理图。电源电压U=3V,定值电阻R0=10Ω,滑动变阻

器R长20cm,最大阻值20Ω。且滑动变阻器的阻值随滑片P从最上端C位置移动

到最下端D位置的过程中均匀变化(滑片P移动过程中摩擦不计)。弹簧下端悬

挂一重50N的物体AB,其底面积为0.01m2、长为0.3m。弹簧伸长量与它受到拉

力的关系如图乙所示(不计弹簧质量,连接弹簧两端的绝缘细绳不可伸长,g=10N

/kg)。求:

甲

乙(1)当物体AB上表面与水面相平时,物体AB受到的浮力大小;(2)当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中,弹簧伸

长了多少厘米;(3)闭合开关S后,当水面在物体AB上表面时,滑片刚好在滑动变阻器R的最上端C

位置,水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时,电压表的示数是

多少。解析

(1)当物体AB上表面与水面相平时,物体AB刚好浸没水中,V排=V物=Sh=0.01

m2×0.3m=3×10-3m3,物体AB所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3

m3=30N。(2)水面与物体AB上表面相平时,弹簧对物体的拉力F弹=G物-F浮=50N-3

0N=20N,水面下降至与物体AB下表面相平时,弹簧对物体的拉力F弹'=G物=50N,

水面从物体AB上表面逐渐下降至与下表面相平过程中,弹簧拉力的变化量ΔF弹=F弹'-F弹=50N-20N=30N,由题图乙可知

=

=2N/cm,物体刚好离开水面时,由

=

得弹簧伸长的长度ΔL'=

=15cm。(3)水面从物体AB上表面逐渐下降至与下表面相平时,弹簧伸长15cm,即滑片下移15cm,接入电路的电阻变

化量ΔR=

×15cm=15Ω,此时滑动变阻器接入电路中的电阻R'=R-ΔR=20Ω-15Ω=5Ω,滑动变阻器与R0串联,通过滑动变阻器的电流I=I总=

=

=0.2A,所以电压表的示数U'=IR'=0.2A×5Ω=1V。类型三比例类6.(★★☆)如图所示的电路中,L1标有“6V

3W”字样,L2标有“3V

3W”

字样,闭合开关后,两灯均发光,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法错误的是

(

)

A.两电压表示数之比为U1∶U2=1∶5B.两灯泡L1、L2的电阻之比R1∶R2=4∶1C.两灯泡L1、L2额定功率之比P1∶P2=1∶1D.通过两灯的电流之比I1∶I2=1∶1A解析

A闭合开关后,两灯泡串联,电压表V2测L2两端的电压,电压表V1测电源

电压;由两灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定功率相等,均为3W,所以两灯泡L1、L2

的额定功率之比P1∶P2=1∶1,C正确;由P=UI=

可知,L1、L2的阻值分别为R1=

=12Ω,R2=

=3Ω,忽略温度对灯丝电阻的影响,则两灯泡L1、L2的电阻之比为R1∶R2=12Ω∶3Ω=4∶1,B正确;由串联电路的电流特点可知,通过两灯泡

的电流相等,所以通过两灯的电流之比I1∶I2=1∶1,D正确;由串联电路的电流、

电阻特点和欧姆定律可知,两电压表示数之比

=

=

=

=

,A错误。故选A。7.(2024河北张北期末,9,★★☆)已知电阻R1=2Ω,R2=3Ω,琳琳同学分别按照图

甲和图乙两种方式将电阻连接在一起,下列说法正确的是

(

)

A.图甲中通过R1与R2的电流之比为2∶3B.图乙中R1与R2两端的电压之比为3∶2C.图甲中电阻R1、R2的功率之比为2∶3D.图甲与图乙的总功率之比为25∶6C解析

C图甲中,根据串联电路的电流规律可知,通过两个电阻的电流相等,即

通过R1与R2的电流之比I1∶I2=1∶1,A错误;图乙中,根据并联电路的电压规律可

知,两个电阻两端的电压相等,即R1与R2两端的电压之比U1∶U2=1∶1,B错误;题图

甲中通过两个电阻的电流相等,电阻R1、R2的功率之比为P1∶P2=I2R1∶I2R2=2

Ω∶3Ω=2∶3,C正确;题图甲中的总电阻为R=R1+R2=2Ω+3Ω=5Ω,题图乙中的总

电阻为R'=

=

=1.2Ω,题图甲与题图乙的总功率之比

=

=

=

=

,D错误。故选C。8.(2024河北景县期末,27,★★★)如图所示的电路,电源电压恒定不变,已知R2的

阻值为R0,闭合开关S和S1后,V2表的示数为U0;为探究电表接法对电路的影响,把

电路中的电压表V1、V2分别换成电流表A1、A2,闭合开关S、断开开关S1后,A1表

的示数为I0,求:(1)换表前电路中V1表的示数;(2)换表前电路消耗的总功率;(3)换表前后电路中R1消耗的功率的比值。

解析

(1)由电路图可知,换表前(S、S1均闭合),电阻R1和R2串联,电压表V1测R1和

R2两端的总电压,即电源电压,V2测R2两端电压;换表后(S闭合,S1断开),电阻R1和R2

并联,电流表A1测通过R2的电流,由欧姆定律可知,换表后R2两端电压:

=I2R2=I0R0,因并联电路中各支路电压相等且等于电源电压,故电源电压:U=

=I0R0,换表前,电压表V1测电源电压,而电源电压U恒定不变,所以电压表V1示数可表示为I0R

0;(2)换表前电路中的电流:I串=I2=

,换表前电路消耗的总功率:P=UI串=I0R0·

=I0U0;(3)换表前R1消耗的功率:

=U1I串=(I0R0-U0)·

,换表后R1消耗的电功率:

=UI1=I0R0·

=I0R0·(

-R0)=I0R0·