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文档简介
专题07欧姆定律计算问题
•知己知彼
1.内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。公式:
2.电阻串联时相当于增加了导体的长度,因此总电阻比任何一个串联电阻都大。
电阻并联时相当于增大了导体的横截面积,因此总电阻比任何一个并联电阻都小。
3.串联电路分压:在串联电路中各电阻分得的电压与它们的电阻成正比,表达式:
并联电路分流:在并联电路中各支路分得的电流与它们的电阻成反比,表达式:£=言。
4.串、并联电路中电流、电压、电阻的特点:
电流电压电阻分配规律
串联电路I=h=hU=U1+U2R=RI+R2分压.—
刀庄•U2R2
1__1_J_分流.旦=史
并联电路7=71+72U=Ui=lhR=R?+RZ刀利.12R1
rZ真题回顾
卜
1.(2023•吉林)在如图所示的电路中,R1的阻值是300,闭合开关S,电流表Ai的示数是0.2A,
电流表A的示数是0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
2.(2023•雅安)随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。
为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理
简化电路图,电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻Ro=15C,电压表量程为OWV,Rp是阻值
随水深度变化的电阻,其变化关系图象如图丙所示,Rp允许通过的最大电流为0.24A。求:
rf甲c乙内
(1)深度表在水面上时,电路中的电流(计算结果保留1位小数);
(2)电压表示数为2V时,潜水员下潜的深度;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。
3.(2023•青岛)如图所示电路,电阻Ri、R2并联接到电压为U的电源两端。闭合开关S后,通过
电阻Ri、R2的电流分别为11、12,电路的总电流为I。
111
(1)Ri、R2并联后相当于一个电阻R,请推导证明:一=一+一o
RRiR2
(2)若电路中RI=20。,R2=30O,电源电压为3V。求:电路的总电流I。
4.(2023•内蒙古)“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一。图甲是某女生测试示意图。图乙
是学习小组设计的测试仪电路原理图,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0〜3V,定值电阻Ro
=10。,滑动变阻器Ri由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为IQ/cm,允许通过的
最大电流为0.3A。为保护电路安全,滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处。
测试时,通过推动塑料挡板带动滑片P从起始位置A向右移动,并通过电压表的示数反映学生的
测试结果。下表是初三女生测试等级与滑片P移动距离L的关系。
初三女生测试等级标准不合格合格良好优秀
滑片移动距离L/cm<3,73.7WLC16.716.7WLV20.1,20.1
(1)滑片P在起始位置A点时,闭合开关S,通过Ro的电流为0.3A,请计算此时Ro两端电压
大小。
(2)请推导出电压表示数U测与滑片移动距离L之间的关系式;为保护电路安全,说明滑片移动
的范围。
(3)该测试仪不能测出表中所有的等级,在保证电路各元件安全的情况下,通过替换Ro来实现
最大程度增加测试范围,请计算替换电阻R2的最小值。
5.(2022•贺州)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Ro=lOQ,滑动变阻器R长20cm,最大阻值20。。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)。弹簧下端悬挂一重为50N的物体AB,其底面积为O.Oln?、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)。求
/////
(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cm?
(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?
6.(2022•济宁)长征二号F遥十三运载火箭于2021年10月16日0时23分按预定时间精准点火发
射,搭载的神舟十三号载人飞船被成功送入太空。发射前,检验飞船舱体的气密性至关重要。某
兴趣小组用封闭容器代替飞船舱体置于真空室中,设计了如图所示的电路,模拟检验飞船舱体的
气密性。若密闭容器不漏气,则密闭容器与真空室中的气压不发生变化;若密闭容器漏气,则密
闭容器中的气压减小,真空室中的气压增大。密闭容器中的正常环境气压为1.0Xl()5pa,电源电
压U=12V,定值电阻Ro=18Q;Ri和R2是两个相同的压敏电阻,其阻值随环境气压的变化如表
中所示。
环境气压/00.20.40.60.81.0
(X
105Pa)
压敏电阻阻362212632
值/Q
按要求回答下列问题:
(1)当开关S接a时,若电压表的示数为10.8V,请通过计算判断密闭容器是否漏气;
(2)若密闭容器漏气,开关S接b时,电流表的示数为0.3A,求此时真空室中的环境气压。
7.(2023•青秀区校级模拟)创建生态文明城市需要我们共同关注环境。空气质量指数是环境监测的
重要指标,空气质量等级是按照空气质量指数划分的,如表所示。
空气质量指数0-5051-100101-151-201->300
A150200300
空气质量等级优良轻度污中度污重度污严重污
染染染染
某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图甲所示,
已知电源电压U=18V,Ro是定值电阻,气敏电阻阻值R与A的关系如图乙所示(R与A成反
比),当空气质量指数A为100时,电压表示数为12V。求:
(1)定值电阻Ro的阻值;
(2)判断电压表示数为9V时对应的空气质量等级。
8.(2023•威远县校级一模)如图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Ro的阻值为20C,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120。(图中未画出)。在电路安全工作的前提下,求:
(1)当电流表的示数为0.2A时,R接入电路中的阻值是多少?
(2)当电压表示数为8V时,通过Ro的电流是多少?
(3)当空气的湿度达到50%时,电压表的示数是多少?
9.(2023•安徽三模)如图甲中,电源电压和定值电阻R2阻值保持不变,在变阻器滑片从一端移到
另一端的过程中,记录了两个瞬间的电流和电压值并描出图乙中的A、B两点,其中有一个瞬间
滑片位于变阻器的一端。请计算:
(1)滑动变阻器的最大阻值R1;
(2)电源电压U和定值电阻R2的阻值。
10.(2023•青秀区校级二模)某课外活动小组的同学设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变
化的电路,如图甲所示。电源电压不变,定值电阻Ro=2O。,Ri是热敏电阻,其阻值随温度变化
的图象如图乙所示。闭合开关S后,求:
乙
(1)当环境温度为20℃时,电压表示数为2V,电源电压是多大?
(2)当电压表示数为4V时,求热敏电阻Ri的阻值。
(3)如果将Ro、Ri并联接在该电路两端,当干路中的电流为0.5A时,环境温度是多少?
H.(2023•泰和县模拟)如图甲所示的电路中,电源电压保持14V不变。先闭合开关Si,再闭合开
关S2,两电流表的指针均如图乙所示。
(1)开关S2由断开到闭合的过程中,请分析电压表和电流表Ai的示数如何变化。
(2)求闭合开关Si、S2时通过灯Li的电流。
(3)求灯L2的电阻。
12.(2023•台儿庄区一模)甲醛对人体的危害非常大,因此装修房屋时检测甲醛污染指数很重要。
如图甲是一款甲醛检测仪的工作原理图。电源电压恒为3V,R是阻值为10。的定值电阻,Ro为
可以感知甲醛污染浓度的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图象如图乙所示。当污染指数
在50以下为轻度污染,50-100之间为中度污染,100以上为重度污染。问:
(1)当污染指数为50时,可变电阻Ro的阻值为500
(2)当污染指数为50时,电路中的电流为多大?
(3)通过计算说明:当电压表示数为IV时,是否属于重度污染?
甲乙
13.(2023•喀什地区模拟)创建生态文明城市需要我们共同关注环境,我区某科技兴趣小组为了检
测空气质量的指数,设计了如图“甲所示的检测电路,R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量
指数的关系如图乙所示,已知电源电压为12V保持不变,Ro=lOn,当电压表示数为8V时,求:
(1)通过Ro的电流;
(2)气敏电阻R的阻值;
(3)此时空气质量指数。
14.(2023•武夷山市校级模拟)新冠肺炎疫情期间,体温检测成为社区、商场等公共场所一种重要
的防控手段。如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图,测温仪探头内有一热敏电阻Rt,其阻值
随温度变化关系如图乙所示。R1为阻值可调的电阻箱,其最大电阻为30011,允许通过的最大电
流为0.02A,电流表的量程。〜0.6A,电压表的量程是0-3V,电源电压恒定。某次测试时,将电
阻箱的阻值调为R,发现电流表示数为0.01A,此时Rt两端电压为4V。
甲乙
(1)此时电路中Rt的电阻是多少?
(2)当电流表示数为0.01A时,环境温度是多少?
(3)当环境温度为30℃,将电阻箱的阻值调为0.5R时,发现电流表示数为0.015A,求电源电压
是多少?
(4)若温度为40℃,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少?
15.(2023•阜宁县二模)图甲是某品牌身高、体重测量仪,学校物理兴趣小组的同学根据该测量仪
的工作情况,设计了其电路原理图,如图乙所示。电源UA的电压大小未知,电压表量程为0〜
15V,电流表Ai量程为0〜0.6A,滑动变阻器R2是竖直固定放置的电阻棒,其滑片P可以随身
高的变化竖直上下移动;电源UB的电压为3V,脚踏板下方有一压敏电阻R3,其阻值随压力F大
小变化规律如图丙所示,同时闭合开关Si、S2,身高hi=175cm的小明站在踏板上时,电流表A2
的示数为0.25A,此时滑片恰好在R2中点,电压表示数为14.4V,电流表Ai的示数为0.30A;身
高h2=140cm的小红站在踏板上时,电压表示数为12V,电流表Ai的示数为0.6A,求:
(1)小明的重力G;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)定值电阻R1的阻值及电源UA的电压。
16.(2023•昌平区二模)如图所示,电源两端电压保持不变,电阻R2阻值为30。。只闭合开关S、
Si时,电流表示数为0.2A;只闭合开关S、S2时,电流表示数为0.5A。求:
(1)电源两端电压。
(2)电阻Ri的阻值。
17.(2023•南安市模拟)2022年入夏以来,我国部分地区发生洪涝灾害,实践小组为了减轻巡堤人
员的工作量,设计了水位自动监测装置。其原理如图所示,电源电压恒定,Ro是压敏电阻,所受
压力每增加10N,电阻减小50。R是长1m、电阻100。的电阻丝,其连入电路的电阻与长度成
正比。电流表量程为0〜0.6A,其示数反映水位变化。Ro下方固定一个轻质绝缘形硬杆。
轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动,PQ下方通过轻质绝缘杆与重100N、高4m的圆
柱体M固定在一起。当水位上升时,PQ随圆柱体M向上移动且保持水平。(整个装置接触良好
33
且无摩擦,PQ和EF的电阻不计)其中,重力加速度g取lOm/s2,pm=1.0X10kg/mo
(1)闭合开关,当PQ恰好位于R最下端时,为警戒水位。电流表示数为0.06A。此时M漂浮,
有工体积浸在水中,求M所受的浮力为?
4
(2)当水位继续上升。PQ开始通过杆对Ro产生压力;当达到二级预警时,电流表示数为
0.15A;水位再上升0.4
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