2020-2021学年九年级物理18欧姆定律计算提升训练同步专题剖析含解析新版教科版

2020-2021学年九年级物理18欧姆定律计算提升训练同步专题剖析含解析新版教科版

专题18 欧姆定律计算提升训练 ‎1.如图甲所示，电源电压恒定不变，为定值电阻，为滑动变阻器。闭合开关，将滑片从最右端逐步移到最左端，记录电流表、电压表的示数，并根据记录的数据作出和的“”关系图象如图乙所示。则下列正确的是　　‎ A.图Ⅱ为的“”图象 ‎ B.当时，电流的大小为 ‎ C.电源电压为 ‎ D.的阻值为 ‎【解析】、两电阻串联，电压表测的电压，电压表测的电压，滑片在最左端时，接入电路的阻值为零，因此此时电压表示数为零，由图象可得，图线反映电压表示数（即的电压）随电流的变化，则图Ⅱ为的“”图象，故错误；‎ ‎、串联电路各处的电流相等，当时，由，则两电阻的电压相同，由图乙知，即为两图线的交点，可知电流为，错误；‎ ‎、由图知，当电流为时，两电压表示数均，因电路的电压等于两电压表示数之和，即电源电压；，正确；‎ ‎、当滑片移动到最左端时，电路中只有，电压表示数为0，电路的电流为，由欧姆定律，‎ 19‎ ‎，错误。‎ 故选：。‎ ‎2.将电阻和灯泡接在图甲所示的电路中，电源电压保持不变。图乙为电阻和灯泡的图象。闭合开关，电流表示数为，则电源电压和电阻的大小分别是　　‎ A. B. C. D.‎ ‎【解析】（1）电阻为定值，故电流随电压的变化关系为一直线，根据图象，由可得，电阻的阻值：‎ ‎；‎ ‎（2）由电路图可知，电阻和灯泡串联，电流表测电路中的电流，‎ 串联电路中各处的电流相等，由图象可知，电流时，，，‎ 则电源电压：；‎ 故选：。‎ ‎3.如图所示电路，当闭合后，电压表的示数为，电压表的示数为，电流表的示数为，将、对换位置后，、、三只表的示数均不变，则　　‎ A.通过三只电阻、、的电流之和是 ‎ B.的电阻值是 ‎ C.电源电压 ‎ 19‎ D.两端的电压为 ‎【解析】、因为三个电阻串联，电流表测电路的电流，故电路中电流的都相等，通过、、的电流均为；故选项错误；‎ ‎、测、的电压，测、的电压，由欧姆定律和串联的规律：‎ ‎，‎ ‎，‎ 将和对换位置后，电流表、电压表示数均不变，说明：，则，；错误；‎ ‎、由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：‎ ‎；错误；‎ ‎、由欧姆定律，两端的电压：.正确。‎ 故选：。‎ ‎4.如图所示，是一种常见的身高体重测量仪，其中质量的测量是利用传感器输出电压与作用在其上的压力成正比的原理，质量为的测重台置于压力传感器上，当测重台没有站人时，输出电压为.某同学站上测重台时，输出电压为，则该同学的质量为　　‎ A. B. ‎ C. D.‎ ‎【解析】‎ 因物体对水平面的压力和自身的重力相等，‎ 19‎ 所以，质量为的测重台置于压力传感器上时，传感器受到的压力，传感器输出电压为，‎ 输出电压为时，该同学的质量为，则传感器受到的压力，‎ 因传感器输出电压与作用在其上的压力成正比，‎ 所以，，即，‎ 解得：。‎ 故选：。‎ ‎5.如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片由中点向右端移动，当滑片移至右端，为使此时电流表示数与电流表示数的比值，跟原先滑片置于中点时的比值一致，需用电阻来替换，则　　‎ A. B. ‎ C. D.以上三种情况都有可能 ‎【解析】由电路图可知，与并联，电压表测电源的电压，电流表测支路的电流，电流表测干路电流。‎ 当滑片移至右端，此时电流表示数与电流表示数的比值为：‎ ‎；‎ 当电阻来替换后，电流表示数与电流表示数的比值与原先滑片置于中点时的比值一致，‎ 19‎ 即；‎ 解得：，故正确。‎ 故选：。‎ ‎6.如图所示电阻的阻值为，电源电压不变。当、开、闭合时，电流表的示数为；断开，、闭合时，电流表示数为，下列说法正确的是　　‎ A.电源电压是 ‎ B.、断开闭合时，电流表的示数是 ‎ C.的阻值是 ‎ D.、闭合断开时，电流表的示数是 ‎【解析】.当、断开，闭合时，电路为的简单电路，电流表测通过的电流，‎ 由可得，电源电压为，故错误；‎ ‎.当断开，、闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，‎ 因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以此时通过的电流仍为不变，‎ 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为，‎ 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以电阻的阻值，故正确；‎ ‎.当、断开，闭合时，两电阻串联，电流表测电路中的电流，‎ 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中电流表的示数，故错误；‎ ‎.当、闭合断开时，电路为的简单电路，电流表测通过的电流，‎ 19‎ 则电流表的示数，故错误。‎ 故选：。‎ ‎7.在如图所示的电路中，当闭合开关后，两个电流表指针偏转均为图所示，则电阻和中的电流及电阻分别为　　‎ A. B. C. D.‎ ‎【解析】由电路图可知，两灯泡并联，电流表测干路电流，测支路的电流；‎ 因并联电路干路电流大于各支路电流之和，且两指针的位置相同，‎ 所以，的量程为，分度值为，干路电流，‎ 的量程为，分度值为，通过支路的电流，‎ 则通过的电流：；所以；故错误；‎ 根据可知，电压相同，电流越大，电阻越小，通过的电流为通过电流的4倍，则的电阻为电阻的四分之一，即，故正确，错误。‎ 故选：。‎ ‎8.如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关、都闭合时，电流表的示数为，电压表的示数为；将电压表、电流表的位置互换，当开关断开、闭合，电流表的示数为，则错误的是　　‎ A.电压表、电流表的位置互换前、并联 ‎ B.电源电压 ‎ 19‎ C.电阻的阻值为 ‎ D.电阻的阻值为 ‎【解析】、当开关、都闭合时，两电阻并联，电流表测的电流，电压表测电源电压，电流表的示数为，电压表的示数为，由欧姆定律，；、、正确；‎ ‎、将电压表、电流表的位置互换，当开关断开、闭合，两电阻串联，电压表测电源电压，故电压表示数为，电流表的示数为，由欧姆定律和串联电阻的规律：‎ ‎，错误。‎ 故选：。‎ ‎9.如图是小明和小丽设计的拉力健身器示意图，在拉环处加拉力时，滑杆可随之自由滑动（导线对滑杆滑动无影响）。当拉环受到的拉力为0牛时，滑片刚好在端，且拉环受到的拉力增大，电压表示数增大，下列四个方案中最合理的是　　‎ A. B. C.D.‎ ‎【解析】.由电路图可知，电路为滑动变阻器的简单电路，电压表测滑片左侧电阻丝两端的电压，电流表测电路中的电流，当拉环受到的拉力为0牛时，滑片刚好在端，会造成电源短路，故不符合题意；‎ ‎.由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，当拉环受到的拉力增大时，变阻器接入电路中的电阻变小，由串联电路的分压特点可知，变阻器两端的电压减小，即电压表的示数减小，故不符合题意；‎ ‎.由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测电源两端的电压，电流表测电路中的电流，当拉环受到的拉力增大时，电压表的示数不变，故不符合题意；‎ ‎.‎ 19‎ 由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑片左侧电阻丝两端的电压，当拉环受到的拉力增大时，变阻器接入电路中的电阻变大，由串联电路的分压特点可知，变阻器两端的电压增大，即电压表的示数增大，故符合题意。‎ 故选：。‎ ‎10.小明利用如图所示的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”，电源电压保持不变，更换阻值不同的电阻，通过调节滑动变阻器接入电路的电阻，正确完成实验，记录各次实验中电压表示数和电流表示数.描点画出下列四幅图，其中最接近实际的是　　‎ A.B. C.D.‎ ‎【解析】‎ ‎、由图知，、、电流表串联在电路中，电流表测电路中的电流；电压表测两端电压，因电压不变时，导体中电流跟电阻的关系成反比，故错误；‎ ‎、探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制两端电压保持不变，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压也不变，由分压原理，两电阻之比为一定值，故图象为过原点的直线（或延长线过原点），故正确；‎ ‎、由知，随的增大而变大，由电阻的串联和欧姆定律，当增大时，电路中的电流变小，故错误；‎ ‎、由控制变量法知，探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制两端电压保持不变，故错误。‎ 故选：。‎ ‎11.将两个不同规格的电阻和先后串联和并联接在相同电源的两端（电源电压恒定），如图甲、乙所示，闭合开关，下列说法中正确的是　　‎ 19‎ A.图甲中通过、的电流一定相等 ‎ B.图乙中两端的电压与两端的电压一定相等 ‎ C.图甲中通过的电流大于图乙中通过的电流 ‎ D.图甲中两端的电压等于图乙中两端的电压 ‎【解析】由图知，甲中两电阻并联，乙中两电阻串联。‎ ‎、由并联电路的电压特点知，，电阻和的规格不同，即它们的电阻不同，由可知，通过它们的电流不相等，故错误；‎ ‎、由串联电路的电流特点知，通过两电阻的电流相等，因为两电阻的阻值不等，由可知，两端的电压与两端的电压不相等，故错误；‎ ‎、甲中通过的电流，乙中通过的电流，由串联电路的电压特点知，，所以，故正确；‎ ‎、甲中两端的电压，由串联电路的电压特点知，乙中两端的电压，所以，故错误。‎ 故选：。‎ ‎12.如图所示，电源电压保持不变，是标有“”字样的灯泡，电流表、的量程均为，将滑动变阻器滑片滑至最右端，断开，闭合，电压表示数为，电流表的示数为；闭合、，电流表的示数为（假设灯丝电阻不变），则下列说法中不正确的是　　‎ 19‎ A.滑动变阻器的最大阻值为 ‎ B.的阻值为 ‎ C.断开，由闭合到断开时，电压表的示数会变大 ‎ D.断开、，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为 ‎【解析】‎ ‎.将滑动变阻器滑片滑至最右端，断开，闭合，电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路，电压表测电源两端的电压，电流表测电路中的电流，‎ 由可得，滑动变阻器的最大阻值，故正确；‎ ‎.闭合、时，与滑动变阻器并联，电流表测支路的电流，‎ 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以的阻值，故正确；‎ ‎.当闭合时，电路为滑动变阻器的简单电路，电压表测电源两端的电压，‎ 当断开时，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，‎ 由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，电压表的示数变小，故不正确；‎ ‎.当断开、时，滑动变阻器与灯泡串联，电流表测电路中的电流，‎ 由可得，灯泡正常发光时的电流，‎ 因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为，‎ 所以，电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，‎ 此时滑动变阻器两端的电压，‎ 则滑动变阻器接入电路中的最小阻值，故正确。‎ 本题选不正确的，故选：。‎ ‎13.有两只电阻，，，若把它们串联后接到电压为的电源上，这两只电阻两端的电压之比为　　，电流之比为=　　。若将它们并联后接到同一电源上，则通过它们的电流强度之比为=　　，两只电阻两端的电压之比为　　。‎ 19‎ ‎【解析】（1）两电阻串联时，流过它们的电流相等，即电流之比为，‎ 电阻两端的电压之比为；‎ ‎（2）两电阻并联时，电阻两端的电压相等，即，‎ 通过电阻的电流强度之比。‎ 故答案为：；；；。‎ ‎14.如图所示电路中，电源电压为，电阻为，略大于，滑动变阻器的阻值变化范围为.求：‎ ‎（1）当滑动变阻器的滑片从最左端滑向最右端时，两端电压、电流的变化范围分别是多少？‎ ‎（2）当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电流表的示数为，电流表的示数为，则电阻的阻值为多大？‎ ‎【解析】（1）当滑动变阻器的滑片最左端时，短路，所以，；‎ 当滑动变阻器的滑片在最右端时，、与并联在电路中，所以，；‎ ‎；‎ 所以，两端电压的变化范围是，电流的变化范围是；‎ ‎（2）当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，与并联，电流表与分别测量、的电流，‎ 根据并联电路各支路两端的电压相等和可得，并联支路两端的电压：‎ ‎；‎ 则电阻的阻值：‎ 19‎ ‎。‎ 答：（1）当滑动变阻器的滑片从最左端滑向最右端时，两端电压的变化范围是，电流的变化范围是；‎ ‎（2）电阻的阻值为。‎ ‎15.如图所示，电源电压保持不变，，滑动变阻器的规格为“”‎ ‎（1）闭合开关，断开开关、，电流表示数为，求电源电压。‎ ‎（2）闭合开关、，断开开关，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为，求的阻值。‎ ‎【解析】（1）闭合开关，断开开关、，为的简单电路，电流表示数为，‎ 根据欧姆定律可得，电源电压：‎ ‎；‎ ‎（2）闭合开关、，断开开关，、先串联，再和并联，当滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表（测变阻器的电压）的示数为，则电路中的电流：‎ ‎，‎ 根据串联电路的规律和欧姆定律可得，的阻值：‎ ‎；‎ 答：（1）闭合开关，断开开关、，电流表示数为，电源电压为；‎ ‎（2）闭合开关、，断开开关，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为，的阻值为。‎ ‎16.如图所示，电源电压可调，小灯泡上标有“”的字样（设灯泡电阻不变），电流表量程，电压表量程，滑动变阻器的规格为“”。求：‎ 19‎ ‎（1）电源电压调至，闭合，断开，电流表的示数为时，的阻值；‎ ‎（2）电源电压调至，断开，闭合，为保证电路安全，求滑动变阻器的阻值变化范围；‎ ‎（3）当断开，闭合时，为保证电路安全且通过调节滑动变阻器能使灯泡正常发光，求电源电压的调节范围。‎ ‎【解析】‎ ‎（1）电源电压调至，闭合，断开，电路为的简单电路，电流表测电路中的电流，‎ 由可得，的阻值：‎ ‎；‎ ‎（2）电源电压调至，断开，闭合时，灯泡与变阻器串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流，‎ 由可得，灯泡的额定电流：‎ ‎，‎ 由欧姆定律得，灯泡的电阻：‎ ‎，‎ 因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程，滑动变阻器允许通过的最大电流为，‎ 所以，电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，‎ 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，‎ 所以变阻器接入电路中的最小阻值：‎ ‎，‎ 当电压表的示数时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，‎ 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以灯泡两端的电压：‎ 19‎ ‎，‎ 由串联电路中各处的电流相等可得，电路中的电流：，即：，‎ 解得：，‎ 所以，滑动变阻器的阻值变化范围为；‎ ‎（3）当断开，闭合时，灯泡与变阻器串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流，‎ 由题意可知，保证电路安全且通过调节滑动变阻器能使灯泡正常发光，‎ 则当滑动变阻器接入电路中的电阻为零且灯泡正常发光时，电源的电压最小，即，‎ 当灯泡正常发光且电压表的示数最大时，电源的电压最大，即，‎ 所以，电源电压的调节范围为。‎ 答：（1）电源电压调至，闭合，断开，电流表的示数为时，的阻值为；‎ ‎（2）电源电压调至，断开，闭合，为保证电路安全，滑动变阻器的阻值变化范围为；‎ ‎（3）当断开，闭合时，为保证电路安全且通过调节滑动变阻器能使灯泡正常发光，电源电压的调节范围为。‎ ‎17.电压表也存在很大电阻。图甲所示为常用的“伏安法测电阻”实验电路的一部分，它主要用于电压表的电阻远大于的阻值时测算该电阻值。利用此电路，由于流经电压表的电流很小，我们仅根据电压表和电流表数值算出的阻值，其实只是实际阻值的一种近似。若电压表的内阻为，如图甲所示电路可以等效成图乙所示电路。‎ ‎（1）则根据该等效方法，当电压表读数为，电流表读数为时，的实际阻值应为多少？‎ ‎（2）利用所学知识证明当时，测量值最接近的真实值。‎ ‎【解析】‎ 19‎ ‎（1）图甲相当于电压表的电阻和并联，电压表测并联部分的电压，电流表测干路电流；‎ 因为并联电路中各支路两端的电压相等，‎ 所以根据欧姆定律可得，通过电压表的电流：‎ ‎，‎ 因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，‎ 所以通过待测电阻里的电流：‎ ‎，‎ 待测电阻的阻值：‎ ‎；‎ ‎（2）电压表与并联，当电压表的电阻远大于的阻值时，电压表分流很小，电流表的示数接近于通过的电流，误差较小，使测量值最接近的真实值。‎ 答：（1）的实际阻值应为；‎ ‎（2）电压表并联，当电压表的电阻远大于的阻值时，电压表分流很小，电流表的示数接近于通过的电流，误差较小。‎ ‎18.某物理兴趣小组设计了一个探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图甲所示，已知电源电压为，为定值电阻，滑动变阻器的阻值随弹簧的拉力变化关系如图乙所示，为容器的阀门。某次探测时，水下机器人潜入深的湖底取出矿石样品，返回实验室后，将矿石样品悬挂于点放入容器中并保持静止，打开阀门随着水缓慢注入容器，电压表示数随容器中水的深度变化关系如图丙中的实线所示，在电压表示的数从变为的过程中，电流表的示数从变为（弹簧电阻忽略不计，矿石不吸水，湖水密度与水相同）。求：‎ 19‎ ‎（1）水下机器人在深的湖底取样时受到水的压强；‎ ‎（2）定值电阻的阻值；‎ ‎（3）矿石浸没时受到的浮力；‎ ‎（4）矿石的密度。‎ ‎【解析】（1）水下机器人在深的湖底取样时受到水的压强：‎ ‎；‎ ‎（2）由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流，‎ 由串联电路的电压特点知，两端电压由变成时，则△，‎ 电流表的示数从变为，则△，‎ 为定值电阻，由欧姆定律可得，；‎ 解得：；‎ ‎（3）当电压表示数为，电路中的电流：，‎ 滑动变阻器接入电路中的电阻：，‎ 由图乙可知，此时拉力，‎ 当电压表示数为时，电路中的电流：，‎ 滑动变阻器接入电路中的电阻：‎ ‎，‎ 由图乙可知，此时拉力，‎ 由于是往容器中缓慢注水，结合图丙可知：‎ ‎①当容器内水的深度在时，矿石没有浸在水中，不受浮力，此时弹簧的拉力与重力平衡，拉力最大；‎ ‎②当容器内水的深度在时，矿石浸在水中受浮力的作用，水的深度增加，浮力增大，拉力减小；‎ ‎③当容器内水的深度大于时，矿石浸没在水中，浮力最大且不变，此时拉力最小。‎ 结合上述分析可知：矿石的重，矿石浸没在水中时拉力为；‎ 19‎ 根据称量法测浮力可知，矿石浸没在水中时受到的浮力：；‎ ‎（4）根据可得矿石的体积：‎ ‎，‎ 矿石的密度：。‎ 答：（1）水下机器人在深的湖底取样时受到水的压强为；‎ ‎（2）定值电阻的阻值为 ‎（3）矿石浸没时受到的浮力为；‎ ‎（4）矿石的密度为。‎ ‎19.小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。为水平杠杆，长，为支点，，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻的阻值为，压力传感器固定放置，的阻值随所受压力变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。‎ ‎（1）当电池组电压，平板上物体所受重力分别是和时，闭合开关，分别求出电流表的读数。‎ ‎（2）电池组用久后电压变小为，这时平板上物体重时，电流表读数为，求的大小。‎ ‎（3）在第（2）问情况中，电池组电压大小为，要求平板上重为的物体对应的电流表读数和电池组电压的情况下相同，小明采取了两种解决办法：‎ ‎①其它条件不变，只更换电阻，试求出更换后的的大小。‎ ‎②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点的位置，试判断并计算触点应向哪个方向移动？移动多少厘米？‎ 19‎ ‎【解析】‎ ‎（1）平板上物体所受重力、时，对平板的压力、，‎ 由杠杆平衡条件可得：‎ ‎、‎ 由题知，，则，‎ ‎、‎ 平板点受到的压力：‎ ‎，‎ ‎，‎ 由于力的作用是相互的，压力传感器受到的压力分别为、，‎ 由的阻值随所受压力变化关系图象得，、，‎ 由欧姆定律得：‎ ‎，‎ ‎；‎ ‎（2）由（1）的计算可知，平板上物体重时，压力传感器受到的压力为，压力传感器的电阻，‎ 此时电池组电压：‎ ‎；‎ ‎（3）①其它条件不变，只更换电阻为，由题意得 解得：‎ ‎；‎ ‎②电池组用久后电压变小，电路中电流变小，要增大电路中电流，需减小压力传感器的电阻，就要增大压力传感器受到的压力，其它条件不变，由杠杆平衡条件可知，需向左调节触点，设调节距离为 19‎ ‎，此时压力传感器阻值为，‎ 解得，‎ 从图象可知传感器受到的压力为，‎ 由于力的作用是相互的，‎ 杠杆点受到的压力：‎ ‎，‎ 由杠杆平衡条件可得：‎ 解得：‎ ‎。‎ 答：（1）当电池组电压，平板上物体所受重力分别是和时，闭合开关，电流表的读数分别为、；‎ ‎（2）的大小为；‎ ‎（3）①其它条件不变，只更换电阻，更换后的的大小为；‎ ‎②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点的位置，触点应向左移动，移动。‎ 19‎