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人教版(2024)九年级全册第2节 欧姆定律同步训练题
展开这是一份人教版(2024)九年级全册第2节 欧姆定律同步训练题,共25页。试卷主要包含了其他情况,具体问题具体分析,5V时,通过它的电流为0,0V,此时电路中的电流等内容,欢迎下载使用。
专题17.6 《欧姆定律》单元含图像的电学计算问题(拓展)
中考电学压轴之图像问题
1.一般情况下,在I-U图象中,找一点读出对应的电流和电压,根据欧姆定律R=U/I求出元件A、B的电阻;根据串联分压及并联分流的原理求解即可.
2.根据R的阻值随压力F的大小变化的图象可知电阻与压力成一次函数关系,利用待定系数法可确定函数关系式,进一步深入分析,能知道当R的阻值为某一值时,可以求解R上受到的压力和物体的质量。
3.其他情况,具体问题具体分析。
强化知识点的达标问题精练
1. (2022黑龙江绥化)图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是( )
A. 图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
B. 当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C. 电源电压是6V
D. 定值电阻阻值是10Ω
2. (2022四川自贡)如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为___________。电源电压为___________V。
3. (2022浙江宁波)老师给小宁一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路(电源电压不变)进行实验:在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知:
(1)电源电压U为______V。
(2)RMN为______。
(3)图乙中曲线______(填“A”或“B”)是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。
(4)老师告诉小宁,暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻:一个阻值为R0(R0值已知),另一个阻值未知,假设为Rx。求Rx的值。( )(用R0、RMN表示)
4.如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,小明对图象信息作出判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
5. (2022湖南张家界)如图所示,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用图乙中线段AB表示,则电源电压的大小和滑动变阻器的最大值分别
为( )
A. 4V 10Ω B. 4V 20Ω C. 6V 10Ω D. 6V 20Ω
6. (2022黑龙江龙东)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录电表示数;图乙是电路中电流与变阻器两端电压关系的图像,下列说法正确的是( )
A. 定值电阻的阻值是
B. 电源电压为
C. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是
D. 当滑动变阻器的滑片移至中点时,电流表的示数是
7. (2022湖北天门)某兴趣小组用“伏安法”对小灯泡和定值电阻的阻值进行了测量,根据实验数据作出它们的U-I图像,如图所示。以下是小组成员的交流内容,其中正确的是( )
A. 图甲是定值电阻的图像
B. 对R1、R2的电阻值分别取平均值可以使测量结果更准确
C. 将R1和R2并联时,R1、R2的电功率可能相等
D. 将R1和R2串联接在5V电源两端,R1、 R2的电阻之比为3 :2
8.如图所示,在甲图中,闭合S,调节滑片P,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图乙所示,电源电压为 ____ V,R1的阻值为 _______ Ω。
9.如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V.则电源电压U= V,R2= Ω。
10. 如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为 。
11.(2021广东省)如图甲电路,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时,R0的电功率和电流的P−I关系图象如图乙所示,求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的最大阻值。
12.如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从a端滑到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R1的电阻;
(3)电源电压。
13.如图甲所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“4V 0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器R1的最大阻值20Ω,R2为定值电阻。若只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片,得到电流表和电压表示数关系如图乙所示。若只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡L的U-I图像如图丙所示,根据上述条件求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)只闭合开关S和S2,在保证电路安全的前提下,滑动变阻器允许的取值范围。
14.小灯泡的I﹣U图像如图甲所示,将它与定值电阻R并联,如图乙所示,闭合开关S1,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S2,电流表的示数变为0.45A,求:
(1)此时流过灯泡的电流;
(2)此时灯泡的电阻;
(3)定值电阻R的阻值。
15.已知A灯标着“6V 0.5A”,B灯标着“6V 1A”,滑动变阻器R规格“50Ω 2A”。A灯 和B灯中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示。则:
(1)求A灯正常发光时的电阻;
(2)将A、B两灯并联接在6V电源两端,求干路电流和电路总电阻;
(3)将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端,如图乙所示。调节滑动变阻器,当滑动变阻器的电压是A灯电压的2倍时,求滑动变阻器此时的电阻。
16.如图甲所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“3V 0.3A”的字样,闭合S和S1,滑动变阻器滑片从a端滑向b端过程中,描出它的I﹣U图像,如图乙所示。
(1)求灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大电阻。
(2)求电源电压和R0的阻值。
(3)断开S1,闭合S2,为了让L能正常发光,求电阻R的取值范围。
17.在综合实践活动课上,小明设计了一个如图所示的调光灯电路。已知电源电压不变,灯泡L标有“6V0.5A”字样,定值电阻R1的阻值为6Ω,闭合开关,将滑动变阻R2的滑片P从最右端逐渐滑至最左端,记下多组对应的电压表和电流表示数,描绘出的I﹣U图线如图乙所示。求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻;
(2)电源电压;
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,灯泡两端的电压。
18.如图甲所示为一个超声波加湿器,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,电流表的量程为,电压表的量程为,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示。在电路安全工作的前提下,求:
(1)湿度为时,R的阻值。
(2)电流表示数为时,电压表的示数。
(3)该装置能监测的湿度最大值。
19.图甲为超声波加湿器,图乙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。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求:
(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值;
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数;
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度。
2023-2024学年度物理九年级全一册同步(拓展)学讲练测大讲义(人教版通用)
第十七章 欧姆定律
专题17.6 《欧姆定律》单元含图像的电学计算问题(拓展)
中考电学压轴之图像问题
1.一般情况下,在I-U图象中,找一点读出对应的电流和电压,根据欧姆定律R=U/I求出元件A、B的电阻;根据串联分压及并联分流的原理求解即可.
2.根据R的阻值随压力F的大小变化的图象可知电阻与压力成一次函数关系,利用待定系数法可确定函数关系式,进一步深入分析,能知道当R的阻值为某一值时,可以求解R上受到的压力和物体的质量。
3.其他情况,具体问题具体分析。
强化知识点的达标问题精练
1. (2022黑龙江绥化)图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是( )
A. 图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
B. 当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C. 电源电压是6V
D. 定值电阻阻值是10Ω
【答案】ACD
【解析】A.通过定值电阻的电流与定值电阻两端电压成正比,所以图线b是对应的是定值电阻,a对应滑动变阻器。由甲图可知,电压表V1测定值电阻两端电压,故A正确;
BD.定值电阻的阻值
滑动变阻器的最大阻值
当电压表V1、V2的示数相等时,即滑动变阻器的最值等于定值电阻的阻值,此时滑动变阻器的阻值
故B错误,D正确;
C.当电流为0.1A时,V1和V2的示数分别为1V和5V,串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,故电源电压为6V,故C正确。故选ACD。
2. (2022四川自贡)如图甲所示,电源电压恒定,定值电阻的阻值为8Ω。将滑动变阻器的滑片从a端滑到中点的过程中,电压表示数U与电流表示数I之间的关系图象如图乙所示。滑动变阻器R的最大阻值为___________。电源电压为___________V。
【答案】 8 12
【解析】由图甲知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联在电路中,电压表测变阻器R两端的电压。电流表测电路中的电流。滑片由a端滑至中点的过程中,变阻器接入电路的阻值变小,电压表两端的电压变小。由图乙知,当滑片滑至中点时,电压表示数为4.0V,此时电路中的电流
据串联电路的特点有
当滑片置于a端时,变阻器接入电路的阻值最大,据串联电路的特点有
解以上两式得,电源电压及变阻器的最大阻值分别为
U=12V,R=8Ω
3. (2022浙江宁波)老师给小宁一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路(电源电压不变)进行实验:在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知:
(1)电源电压U为______V。
(2)RMN为______。
(3)图乙中曲线______(填“A”或“B”)是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。
(4)老师告诉小宁,暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻:一个阻值为R0(R0值已知),另一个阻值未知,假设为Rx。求Rx的值。( )(用R0、RMN表示)
【答案】 (1)6 (2)10Ω (3) B (4)
【解析】(1)(2)(3)当开关S、S1闭合时,RMN短路,只有R1接入电路,电流表测电流,R1两端电压等于电源电压;当开关S闭合,S1断开时,RMN与R1串联。由图乙得,B曲线当R1为30欧时,电流为0.2A,A曲线当R1为20欧时,电流为0.2A,根据串联总电阻关系,B曲线为开关S、S1闭合,A曲线为开关S闭合,S1断开。电源电压为
解得
(4)暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻,一个阻值为R0,则另一电阻为
4.如图是电阻甲和乙的I﹣U图象,小明对图象信息作出判断,正确的是( )
A.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
B.当乙两端电压为2.5V,其电阻值为10Ω
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则它们两端的电压为2V
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
【答案】C
【解析】(1)根据图象读出甲两端电压为0.5V时通过的电流;
(2)根据图象读出乙两端电压为2.5V时通过的电流,根据欧姆定律求出其电阻值;
(3)将甲和乙串联,通过两电阻的电流相等,根据图象读出两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出它们两端的电压;
(4)将甲和乙并联,它们两端的电压相等,根据图象读出通过两电阻的电流,根据并联电路的电流特点求出干路的电流。
A.由图象可知,当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.1A,故A错误;
B.由图象可知,当乙两端电压为2.5V时,通过的电流为0.5A,
由I=可得,乙的阻值R乙===5Ω,故B错误;
C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,则通过两电阻的电流均为0.3A,
由图象可知此时U甲′=1.5V、U乙′=0.5V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,它们两端的电压:
U=U甲′+U乙′=1.5V+0.5V=2V,故C正确;
D.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们两端的电压均为1V,
由图象可知此时I甲′=0.2A、I乙′=0.4A,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流:
I=I甲′+I乙′=0.2A+0.4A=0.6A,故D错误。
5. (2022湖南张家界)如图所示,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用图乙中线段AB表示,则电源电压的大小和滑动变阻器的最大值分别
为( )
A. 4V 10Ω B. 4V 20Ω C. 6V 10Ω D. 6V 20Ω
【答案】D
【解析】由电路图知道,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片位于b端时,接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,由图乙知道,电路中的电流Ib=0.6A,由知道,电源的电压
U=IbR1=0.6A×10Ω=6V
当滑片位于a端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图乙知道,电路中的最小电流Ia=0.2A,电压表的示数U2=4V,由知道,滑动变阻器的最大阻值
故D符合题意。故选D。
6. (2022黑龙江龙东)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录电表示数;图乙是电路中电流与变阻器两端电压关系的图像,下列说法正确的是( )
A. 定值电阻的阻值是
B. 电源电压为
C. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是
D. 当滑动变阻器的滑片移至中点时,电流表的示数是
【答案】BD
【解析】AB.由乙图可知,当电路电流为0.6A时,滑动变阻器接入电路阻值为0,当电路电流为0.2A时,滑动变阻器两端电压为3V,则电源电压
解得
故A错误,B正确;
C.当电路电流为0.6A时,滑动变阻器接入电路阻值为0,当电路电流为0.2A时,滑动变阻器接入电路阻值
则滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是0~15Ω,故C错误;
D.当滑动变阻器的滑片移至中点时,滑动变阻器接入电路阻值
电流表的示数
故D正确。故选BD。
7. (2022湖北天门)某兴趣小组用“伏安法”对小灯泡和定值电阻的阻值进行了测量,根据实验数据作出它们的U-I图像,如图所示。以下是小组成员的交流内容,其中正确的是( )
A. 图甲是定值电阻的图像
B. 对R1、R2的电阻值分别取平均值可以使测量结果更准确
C. 将R1和R2并联时,R1、R2的电功率可能相等
D. 将R1和R2串联接在5V电源两端,R1、 R2的电阻之比为3 :2
【答案】ACD
【解析】A.由图甲可知,通过电阻的电流与导体两端的电压成正比
图甲是定值电阻R1的图像,故A正确;
B.图甲是定值电阻的图像, 对R1的电阻值取平均值可以使测量结果更准确;由图乙可知,R2两端的电压为1V时,电阻值为
R2两端的电压为2V时,电阻值为
R2两端的电压为4V时,电阻值为
R2的阻值随两端所加电压的变化而变化,不是定值电阻,对R2的电阻值取平均值没有意义,故B错误;
C.通过图像可知,将R1和R2并联接在4V的电源上时,通过R1、R2的电流相等,根据可知,通过两个电阻的电功率相等,故C正确;
D.将R1和R2串联接在5V的电源两端,由图像可知,R1两端的电压为3V,R2两端的电压为2V,此时通过R1、 R2的电流均为0.15A,由计算可知,电阻R1的阻值
电阻R1的阻值
电阻之比为
故D正确。
故选ACD。
8.如图所示,在甲图中,闭合S,调节滑片P,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图乙所示,电源电压为 ____ V,R1的阻值为 _______ Ω。
【答案】6 10
【解析】由甲电路图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电压表V2被短路示数为0,此时电路为R1的简单电路,电压表V1测电源的电压,电路中的电阻最小,电路中的电流最小,由图乙可知,两电压表的最大示数为6V,即电源的电压为6V,此时电路中的电流为0.6A,由可得,电阻R1的阻值
9.如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图象。当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V;当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V.则电源电压U= V,R2= Ω。
【答案】8;5
【解析】(1)由电路图可知,当只闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,
由图象知,灯泡两端电压为2V时的电流为0.6A,串联电路中电流处处相等,即通过R1的电流也为0.6A,R1的电流为0.2A时,电压为2V,R1的电流与电压成正比,所以R1的电流为0.6A,它两端电压为6V,所以电源电压U=UL+U1=2V+6V=8V;
(2)当只闭合S2、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,
灯泡两端电压为4V,由图象知,此时通过灯泡的电流为0.8A,
由串联电路特点可知,I2=IL=0.8A,
U2=U﹣UL=8V﹣4V=4V,
由欧姆定律可得R2的阻值:
R2=U2/I2=4V/0.8A=5Ω。
10. 如图为某种灯泡的电流I与电压U的关系图象。若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上,通过灯泡的电流为 A;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上,总电流为1.5A,则该电阻的阻值为 。
【答案】0.2;6。
【解析】(1)若有6只这种灯泡串联接在电压为6V的电源上时,
因灯泡的电阻相等且通过的电流相等,
所以,由I=的变形式U=IR可知,每只灯泡两端的电压相等,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,每只灯泡两端的电压U=1V,
由图象可知,通过灯泡的电流为0.2A;
(2)若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为6V的电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由图象可知,通过灯泡的电流IL=0.5A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻的电流:
IR=I﹣IL=1.5A﹣0.5A=1A,
则该电阻的阻值:
R===6Ω。
11.(2021广东省)如图甲电路,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时,R0的电功率和电流的P−I关系图象如图乙所示,求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1)电源电压为9V;
(2)滑动变阻器的最大阻值为72Ω。
【解析】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于b端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,R0的电功率最大,
由图乙可知,电路中的最大电流I大=0.5A,R0的最大电功率P0大=4.5W,
由P=UI可得,此时R0两端的电压即电源的电压:U=U0大=P0大I大=;
(2)由I=UR可得,定值电阻R0的阻值:R0=U0大I大=9V0.5A=18Ω,
当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.1A,
此时电路的总电阻:R总=UI小=9V0.1A=90Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器的最大阻值:R大=R总−R0=90Ω−18Ω=72Ω。
12.如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从a端滑到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R1的电阻;
(3)电源电压。
【答案】(1)10Ω;(2)5Ω;(3)3V
【解析】(1)当滑动变阻器滑片P在b端时,由图乙可知,电路中的电流为0.2A,滑动变阻器两端的电压为2V,则滑动变阻器的阻值为
(2)(3)定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器接入电路部分两端电压,当滑片在a端时,只有定值电阻接入电路,此时的电流最大,由图乙可知电流为I1=0.6A;由欧姆定律可知
①
当滑片在b端时,滑动变阻器的最大值和电阻R1接入电路,电路中的电流最小,由图乙可知电流为I2=0.2A,电压表示数为U2=2V,根据串联电路电压规律和欧姆定律可知
②
由①②得
,
13.如图甲所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“4V 0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器R1的最大阻值20Ω,R2为定值电阻。若只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片,得到电流表和电压表示数关系如图乙所示。若只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡L的U-I图像如图丙所示,根据上述条件求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)只闭合开关S和S2,在保证电路安全的前提下,滑动变阻器允许的取值范围。
【答案】(1)5V;(2)10Ω;(3)2Ω~7.5Ω
【解析】(1)由电路图可知,只闭合S、S1时,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,电流表测电路中电流,电压表测滑动变阻器两端电压,由图乙可知,当电路中电流为I0=0.2A时,此时滑动变阻器两端分压为U0=3V,当电路中电流为I1=0.4A时,此时滑动变阻器两端分压为U1=1V,设电源电压为U,定值电阻阻值为R2,则由欧姆定律有
联立解得,电源电压为U=5V,定值电阻阻值为R2=10。
(2)由(1)中可知,R2的阻值为10。
(3)由电路图可知,只闭合S、S2时,滑动变阻器R1与小灯泡L串联,电流表测电路中电流,电压表测滑动变阻器R1两端电压,由电压表量程可知,滑动变阻器两端电压最大值为U1max=3V,故此时小灯泡两端电压为
由图丙可知,此时电路中电流为,故由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最大为
由小灯泡规格可知,电路中的最大电流为,由图丙可知,此时小灯泡两端分压为,故此时滑动变阻器两端分压为
故由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路中的最小电阻为
解得在保证电路安全的前提下,滑动变阻器允许的取值范围为2~7.5。
14.小灯泡的I﹣U图像如图甲所示,将它与定值电阻R并联,如图乙所示,闭合开关S1,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S2,电流表的示数变为0.45A,求:
(1)此时流过灯泡的电流;
(2)此时灯泡的电阻;
(3)定值电阻R的阻值。
【答案】(1)0.25A;(2)8Ω;(3)10Ω
【解析】(1)根据题意,如图乙,R与L是并联,闭合开关S1,电流表的示数为0.2A即,再闭合开关S2,电流表的示数变为0.45A即总电流为,由并联电路电流的规律可得L的电流为
(2)如图甲,当时,,由欧姆定律可得L的电阻为
(3)根据题意,如图甲,R与L是并联, ,,由欧姆定律可得R的电阻为
15.已知A灯标着“6V 0.5A”,B灯标着“6V 1A”,滑动变阻器R规格“50Ω 2A”。A灯 和B灯中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示。则:
(1)求A灯正常发光时的电阻;
(2)将A、B两灯并联接在6V电源两端,求干路电流和电路总电阻;
(3)将A灯与滑动变阻器R串联接在12V电源两端,如图乙所示。调节滑动变阻器,当滑动变阻器的电压是A灯电压的2倍时,求滑动变阻器此时的电阻。
【答案】(1)12Ω;(2)1.5A,4Ω;(3)20Ω
【解析】(1)A灯正常发光时的电阻
(2)将A、B两灯并联接在6V电源两端,A灯泡的电流为0.5A,B灯泡的电流为1A,干路电流
电路总电阻
(3)调节滑动变阻器,当滑动变阻器的电压是A灯电压的2倍时,而电源电压为12V,则滑动变阻器的电压为
小灯泡两端的电压为
根据图甲可知,此时的电流为0.4A,则滑动变阻器的电阻为
16.如图甲所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“3V 0.3A”的字样,闭合S和S1,滑动变阻器滑片从a端滑向b端过程中,描出它的I﹣U图像,如图乙所示。
(1)求灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大电阻。
(2)求电源电压和R0的阻值。
(3)断开S1,闭合S2,为了让L能正常发光,求电阻R的取值范围。
【答案】(1)0.9W;25Ω;(2)12V;15Ω;(3)5~30Ω
【解析】(1)灯泡的额定功率为
闭合S和S1,R0与滑动变阻器串联,由图像可知,滑动变阻器的阻值最大时,其两端的电压为7.5V,通过的电流为0.3A,则滑动变阻器的最大电阻为
(2)闭合S和S1,滑动变阻器滑片在a端时,只有R0工作,电路中的电流I2=0.8A,电源电压为
----①
闭合S和S1,滑动变阻器滑片在b端时,R0与滑动变阻器串联,此时滑动变阻器的阻值最大,电流I1=0.3A,则电源电压为
----②
由以上①②两式可得
(3)断开S1,闭合S2,滑动变阻器、R、L串联,L正常发光,则电路中的电流为
L正常发光的电阻为
此时电路中的总电阻
串联电路的总电阻等于各电阻之和,所以可17
根据滑动变阻器的阻值变化范围为0~25Ω,所以R的取值范围为5~30Ω。
17.在综合实践活动课上,小明设计了一个如图所示的调光灯电路。已知电源电压不变,灯泡L标有“6V0.5A”字样,定值电阻R1的阻值为6Ω,闭合开关,将滑动变阻R2的滑片P从最右端逐渐滑至最左端,记下多组对应的电压表和电流表示数,描绘出的I﹣U图线如图乙所示。求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻;
(2)电源电压;
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,灯泡两端的电压。
【答案】(1)12Ω;(2)9V;(3)3.6V
【解析】(1)由欧姆定律得,灯泡L正常发光时的电阻
(2)由图得,灯泡、电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器R2的电压, 当电压表示数为0V时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电路中只有灯泡L与电阻R1串联,电流表的示数为0.5A,电源电压为
(3)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,滑动变阻器R2接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大为6V,此时电路中的电流为0.3A,灯泡两端的电压
18.如图甲所示为一个超声波加湿器,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,电流表的量程为,电压表的量程为,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示。在电路安全工作的前提下,求:
(1)湿度为时,R的阻值。
(2)电流表示数为时,电压表的示数。
(3)该装置能监测的湿度最大值。
【答案】(1);(2)8V;(3)
【解析】由图可知,定值电阻与湿敏电阻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)由图丙知湿度为时R的阻值为。
(2)当电流表的示数为时,根据欧姆定律知,此时定值电阻两端的电压为
根据串联电路电压的规律知湿敏电阻R两端的电压为
即电压表的示数为8V。
(3)当电压表示数为9V时,由串联电路的电压特点可得,两端的电压
此时通过的电流
由图丙可知,湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大,由串联分压规律可知,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,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;当湿敏电阻R两端的电压最大为9V,电路中的电流
根据欧姆定律可知,R的最大电阻为
由图丙可知,装置能监测湿度的最大值为。
19.图甲为超声波加湿器,图乙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。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求:
(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值;
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数;
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度。
【答案】(1);(2);(3)20%
【解析】(1)由图丙可知,当空气中的湿度为90%时,
(2)根据串联电路的分压规律可得R0两端的电压
电路中的电流
(3)电流表的示数为0.2A时电路的电阻为
此时湿敏电阻R的阻值
由图丙可知当时,空气中的湿度大约为20%
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