2020人教版九年级上学期单元专题大培优欧姆定律应用计算专题训练

九年级上学期同步单元专题大培优：欧姆定律应用计算专题训练1.如图甲所示，足够高的柱形容器的底面积为100cm2，里面装有24cm深的水，上方用一足够长的细绳吊着质量为0.9kg的长方体物体，其底面积为50cm2，高为20cm。现将细绳挂在弹簧测力计下，初始状态时，物体的下表面恰好与水面接触。容器底部是一个压敏电阻R（上表面与水接触并涂有绝缘漆，其阻值与受到的水的压力的关系如图丙所示）。R所在的电路放在了容器底部，电路图如图乙所示，电流表的量程0～0.6A，电压表的量程0～15V，小灯泡上标有“6V3W”的字样，且电阻不随温度的变化而变化。若在初始状态下，小灯泡恰好正常发光，求：

（1）初始状态下，压敏电阻的阻值；

（2）手拿弹簧测力计将物体缓慢向下移动，使得物体浸在水中的深度为8cm，稳定后电路中的电流；

（3）在（2）的基础上，保持弹簧测力计的位置不动，往容器中加水，为了保证电路的安全，则最多往容器中加入多少kg的水？（弹簧测力计拉力每变化1N，长度变化1cm）。2.如图甲是一个风力测试仪装置的原理图。迎风板与一压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向，有风时，迎风板向左运动，当挤压压敏电阻时，压敏电阻的阻值会发生变化，已知电源电压恒为18V，定值电阻R0=15Ω，电压表的量程为0～15V，电流表量程0～3A，压敏电阻Rx能通过的最大电流0.9A，阻值与迎风板承受风力F的关系如图乙所示。试求：

（1）无风时，求电压表和电流表的示数；

（2）当通过压敏电阻电流为0.6A，压敏电阻Rx消耗的功率；

（3）在满足所有元件均安全使用的条件下，此装置能测量风力最大是多少？3.巴川中学某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，如图甲是其原理图。放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R2接触良好且不计摩擦）。已知物体A的质量为100kg，定值电阻R1=10Ω，R2是一根长为6cm的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），标有“30Ω0.5A”字样。电源电压为6V，电流表的量程为0～0.6A，当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧伸长的长度△L与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示，问：

（1）要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？

（2）闭合开关，当电流表示数为0.3A时，R2接入电路中的电阻为多少？

（3）在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是多少？4.小平同学爱好锻炼身体，在学校科技创新大赛中，他利用所学物理知识设计了一个电子拉力计（通过仪表读数显示拉力的大小），图甲是原理图，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计）。定值电阻R0是10Ω．ab是一根长度10cm的均匀电阻丝，阻值R1是20Ω，电源电压U是3V，电压表的量程为03V。

（1）作用在拉环上拉力的大小可以通过电压表示数的大小来反映，当作用在拉环上的力增大时，电压表的示数将（填“增大”“减小”或“不变”）；

（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数为V；

（3）已知该弹簧伸长的长度△L与所受的拉力F间的关系如图乙所示，通过计算，说明开关S闭合后，当电压表指针指在2V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多少？5.如图甲所示为某自动恒温箱内部的工作电路简图。恒温箱内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，控制电路中电源两端的电压恒为15V，定值电阻R1的阻值为10kΩ，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，R2的阻值随温度变化的图象如图乙所示，电压鉴别器可通过内部装置控制加热电路中开关S的通断，当a、b间的电压Uab小于5V时，开关S接通，恒温箱内的电热丝通电发热，箱内温度升高；当Uab大于6V时，开关S断开，电热丝停止加热。求：

（1）当a、b间的电压Uab等于5V时，通过定值电阻R1的电流大小。

（2）该恒温箱的温度将保持在什么范围？

（3）若想使此恒温箱的最高温度升高到50℃，在不更换电源、鉴别器、R1和R2的情况下，只需在电路中增加一个电阻，请通过计算说明应使用多大的电阻？如何连接？

6.某自助餐厅有一个电子秤，其电路原理如图甲所示，R1是一个定值电阻。经过多次实验，电阻R2与盘中食物的质量关系如图乙所示。已知电源电压为12V且保持不变。求：

（1）当盘中无食物时，电阻R2=Ω；

（2）当盘中无食物时，电流表示数为I1=0.02A，求R1的阻值；

（3）当盘中有食物时，电流表示数为I2=0.04A，求食物质量。

（4）若用电压表取代电流表显示电子秤示数，想达到相同的效果，请问此时电压表应并联在两端（选填R1或R2）7.如图所示装置是育才物理兴趣小组设计的“测体仪”的原理图，该仪器可以用来测量物体的体积。已知电源电压恒为6V，R0为定值电阻且大小为5Ω，R是一根长10cm、阻值为10Ω的均匀电阻丝。一托盘固定在弹簧上，该弹簧受力变化1N，弹簧长度就变化1cm。底面积为200cm2的圆柱形容器放在托盘内，装有10cm深的水。托盘外固定一根轻质硬杆CDE，C端悬挂一根足够长的细线。托盘与弹簧的连接处通过硬杆与滑片P连接在一起。测量物体体积时，将其悬挂在细线的末端，浸没在水中（物体浸没后水未溢出），且不与容器底接触。当细线末端不悬挂物体时，滑片P恰好在a端。求：

（1）细线末端不悬挂物体时，容器底部所受水的压力；

（2）当细线末端悬挂一物体时，电流表示数变化了0.1A，则待测物体体积为多少？

（3）当待测物体体积为多少时，R消耗的电功率有最大值，且最大值为多少？8.小平同学爱好锻炼身体，在学校科技创新大赛中，他利用所学物理知识设计了一个电子拉力计（通过仪表读数显示拉力的大小），图甲是原理图，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），定值电阻Ro=10Ω，ab是一根长度10cm的均匀电阻丝，阻值R1=20Ω，电源电压U=3V，电压表的量程为0～3V。

（1）作用在拉环上拉力的大小可以通过电压表示数的大小来反映，当作用在拉环上的力增大时，电压表的示数将。（填“增大”“减小”或“不变”）

（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数是多少？

（3）已知该弹簧伸长的长度△L与所受的拉力F间的关系如图乙所示，通过计算，说明开关S闭合后，当电压表指针指在2V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多少牛？9.某研究性实验小组为了研究球形物体所受空气阻力（风力）的大小，设计了如图所示的实验，其中CD是一段水平放置的长为40cm的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值为20欧，一质量和电阻均不计的足够长的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无风时细金属丝处于竖直位置，恰与电阻丝在C点接触，OC长为20cm；当风从球右侧水平吹来时，细金属丝将偏离竖直方向与竖直方向成一夹角，与电阻丝相交于一点A（如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触），此时电压表有读数。已知电源电压为4V，电压表两接线柱分别与O点与C点相连，所用量程为3V，球P的重力为10N。

（1）当细金属丝与竖直方向夹角为45度角时，水平风力大小为多少？此时电压表示数为多少？

（2）利用该装置能够测量的水平风力大小在哪个范围？

（3）当风力大小不变，方向向下发生一定偏转时（偏转角度小于90度），电压表的示数将。（填“变大”、“变小”或“不变”）10.随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一，热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0～0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω0.3A”字样。Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压保持不变。请完成下列小题：

（1）将此电路放入温度为20℃的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω，此时电流表的读数为0.01A，求电源电压；

（2）若环境温度为40℃时，要保证整个电路元件的安全，求滑动变阻器接入电路中的最小阻值；

（3）此电路能测量的最高环境温度为多少？九年级上学期同步单元专题大培优：欧姆定律应用计算专题训练答案1.如图甲所示，足够高的柱形容器的底面积为100cm2，里面装有24cm深的水，上方用一足够长的细绳吊着质量为0.9kg的长方体物体，其底面积为50cm2，高为20cm。现将细绳挂在弹簧测力计下，初始状态时，物体的下表面恰好与水面接触。容器底部是一个压敏电阻R（上表面与水接触并涂有绝缘漆，其阻值与受到的水的压力的关系如图丙所示）。R所在的电路放在了容器底部，电路图如图乙所示，电流表的量程0～0.6A，电压表的量程0～15V，小灯泡上标有“6V3W”的字样，且电阻不随温度的变化而变化。若在初始状态下，小灯泡恰好正常发光，求：

（1）初始状态下，压敏电阻的阻值；

（2）手拿弹簧测力计将物体缓慢向下移动，使得物体浸在水中的深度为8cm，稳定后电路中的电流；

（3）在（2）的基础上，保持弹簧测力计的位置不动，往容器中加水，为了保证电路的安全，则最多往容器中加入多少kg的水？（弹簧测力计拉力每变化1N，长度变化1cm）。答案：（1）初始状态下，压敏电阻的阻值为24Ω；

（2）手拿弹簧测力计将物体缓慢向下移动，使得物体浸在水中的深度为8cm，稳定后电路中的电流为0.45A；

（3）在（2）的基础上，保持弹簧测力计的位置不动，往容器中加水，为了保证电路的安全，则最多往容器中加入2.7kg的水。2.如图甲是一个风力测试仪装置的原理图。迎风板与一压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向，有风时，迎风板向左运动，当挤压压敏电阻时，压敏电阻的阻值会发生变化，已知电源电压恒为18V，定值电阻R0=15Ω，电压表的量程为0～15V，电流表量程0～3A，压敏电阻Rx能通过的最大电流0.9A，阻值与迎风板承受风力F的关系如图乙所示。试求：

（1）无风时，求电压表和电流表的示数；

（2）当通过压敏电阻电流为0.6A，压敏电阻Rx消耗的功率；

（3）在满足所有元件均安全使用的条件下，此装置能测量风力最大是多少？答案：（1）无风时，电压表的示数为5.4V，电流表的示数为0.36A；

（2）当通过压敏电阻电流为0.6A，压敏电阻Rx消耗的功率为5.4W；

（3）在满足所有元件均安全使用的条件下，此装置能测量风力最大是720N。3.巴川中学某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，如图甲是其原理图。放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R2接触良好且不计摩擦）。已知物体A的质量为100kg，定值电阻R1=10Ω，R2是一根长为6cm的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），标有“30Ω0.5A”字样。电源电压为6V，电流表的量程为0～0.6A，当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧伸长的长度△L与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示，问：

（1）要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？

（2）闭合开关，当电流表示数为0.3A时，R2接入电路中的电阻为多少？

（3）在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是多少？答案：（1）要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的0.15A处；

（2）闭合开关，当电流表示数为0.3A时，R2接入电路中的电阻为10Ω；

（3）在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是440N～1000N。4.小平同学爱好锻炼身体，在学校科技创新大赛中，他利用所学物理知识设计了一个电子拉力计（通过仪表读数显示拉力的大小），图甲是原理图，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计）。定值电阻R0是10Ω．ab是一根长度10cm的均匀电阻丝，阻值R1是20Ω，电源电压U是3V，电压表的量程为03V。

（1）作用在拉环上拉力的大小可以通过电压表示数的大小来反映，当作用在拉环上的力增大时，电压表的示数将（填“增大”“减小”或“不变”）；

（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数为V；

（3）已知该弹簧伸长的长度△L与所受的拉力F间的关系如图乙所示，通过计算，说明开关S闭合后，当电压表指针指在2V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多少？答案：（1）增大；（2）1；（3）当电压表指针指在2V处，作用在拉环上水平向右的拉力为375N。5.如图甲所示为某自动恒温箱内部的工作电路简图。恒温箱内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，控制电路中电源两端的电压恒为15V，定值电阻R1的阻值为10kΩ，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，R2的阻值随温度变化的图象如图乙所示，电压鉴别器可通过内部装置控制加热电路中开关S的通断，当a、b间的电压Uab小于5V时，开关S接通，恒温箱内的电热丝通电发热，箱内温度升高；当Uab大于6V时，开关S断开，电热丝停止加热。求：

（1）当a、b间的电压Uab等于5V时，通过定值电阻R1的电流大小。

（2）该恒温箱的温度将保持在什么范围？

（3）若想使此恒温箱的最高温度升高到50℃，在不更换电源、鉴别器、R1和R2的情况下，只需在电路中增加一个电阻，请通过计算说明应使用多大的电阻？如何连接？

答案：（1）当a、b间的电压Uab等于5V时，通过定值电阻R1的电流为5×104A。

（2）该恒温箱的温度将保持在25℃～35℃之间；

（3）若想使此恒温箱的最高温度升高到50℃，在不更换电源、鉴别器、R1和R2的情况下，需给R1并联一个20kΩ的电阻。6.某自助餐厅有一个电子秤，其电路原理如图甲所示，R1是一个定值电阻。经过多次实验，电阻R2与盘中食物的质量关系如图乙所示。已知电源电压为12V且保持不变。求：

（1）当盘中无食物时，电阻R2=Ω；

（2）当盘中无食物时，电流表示数为I1=0.02A，求R1的阻值；

（3）当盘中有食物时，电流表示数为I2=0.04A，求食物质量。

（4）若用电压表取代电流表显示电子秤示数，想达到相同的效果，请问此时电压表应并联在两端（选填R1或R2）答案：（1）500；（2）R1的阻值为100Ω；（3）食物质量为600g；（4）R1。7.如图所示装置是育才物理兴趣小组设计的“测体仪”的原理图，该仪器可以用来测量物体的体积。已知电源电压恒为6V，R0为定值电阻且大小为5Ω，R是一根长10cm、阻值为10Ω的均匀电阻丝。一托盘固定在弹簧上，该弹簧受力变化1N，弹簧长度就变化1cm。底面积为200cm2的圆柱形容器放在托盘内，装有10cm深的水。托盘外固定一根轻质硬杆CDE，C端悬挂一根足够长的细线。托盘与弹簧的连接处通过硬杆与滑片P连接在一起。测量物体体积时，将其悬挂在细线的末端，浸没在水中（物体浸没后水未溢出），且不与容器底接触。当细线末端不悬挂物体时，滑片P恰好在a端。求：

（1）细线末端不悬挂物体时，容器底部所受水的压力；

（2）当细线末端悬挂一物体时，电流表示数变化了0.1A，则待测物体体积为多少？

（3）当待测物体体积为多少时，R消耗的电功率有最大值，且最大值为多少？答案：（1）细线末端不悬挂物体时，容器底部所受水的压力为20N；

（2）当细线末端悬挂一物体时，电流表示数变化了0.1A，则待测物体体积为3×104m3；

（3）当待测物体体积为5×104m3时，R消耗的电功率有最大值，且最大值为1.8W。8.小平同学爱好锻炼身体，在学校科技创新大赛中，他利用所学物理知识设计了一个电子拉力计（通过仪表读数显示拉力的大小），图甲是原理图，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），定值电阻Ro=10Ω，ab是一根长度10cm的均匀电阻丝，阻值R1=20Ω，电源电压U=3V，电压表的量程为0～3V。

（1）作用在拉环上拉力的大小可以通过电压表示数的大小来反映，当作用在拉环上的力增大时，电压表的示数将。（填“增大”“减小”或“不变”）

（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数是多少？

（3）已知该弹簧伸长的长度△L与所受的拉力F间的关系如图乙所示，通过计算，说明开关S闭合后，当电压表指针指在2V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多少牛？答案：（1）增大；（2）拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数是1V；（3）当电压表指针指在2V处，作用在拉环上水平向右的拉力为375N；9.某研究性实验小组为了研究球形物体所受空气阻力（风力）的大小，设计了如图所示的实验，其中CD是一段水平放置的长为40cm的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值为20欧，一质量和电阻均不计的足够长的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂小球P，无风时细金属丝处于竖直位置，恰与电阻丝在C点接触，OC长为20cm；当风从球右侧水平吹来时，细