拔高学习9欧姆定律图像相关计算 习题课件 2023-2024学年北师大版物理九年级上学期

典例提分法 拔高学习9　欧姆定律图像相关计算 例1[2023·成都期中]如图所示，小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中，两者的I-­U关系图像如图乙所示， 典例讲解 2 下列说法正确的是(　　) A．图乙中曲线A表示定值电阻R的I­-U关系图像 B．电阻R的阻值为20 Ω C．当电源电压为4 V时，通过小灯泡L的电流为0.4 A D．当电流表示数为0.25 A时，电源电压为2 V 典例讲解 3 典例讲解 由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联，当电源电压为4 V时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以它们两端的电压均为4 V，由图像可知通过小灯泡L的电流为0.3 A，故C错误； 典例讲解 由图甲可知，电流表测量干路电流，根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和且各支路两端电压相等可知，在图乙中找到电压相等时，电流之和等于0.25 A之处即可，发现当电压等于2 V时，通过小灯泡L的电流为0.2 A，通过电阻R的电流为0.05 A，干路电流为0.2 A＋0.05 A＝0.25 A，符合题意，故D正确。 【答案】D 典例讲解 例2如图甲所示，电路中的电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，在滑动变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中，电流表示数与电压表示数的关系图像如图乙所示。 典例讲解 7 下列说法正确的是(　　) A．将电流表与电压表互换位置后闭合开关S，两表均无示数 B．定值电阻R1的阻值为20 Ω C．电源电压为3 V D．滑动变阻器R2的最大阻值为50 Ω 典例讲解 8 【点拨】由图甲可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。将电流表与电压表互换位置后闭合开关S，滑动变阻器被短路，电压表串联接入电路，电压表测电源电压，所以电压表有示数，电压表电阻很大，电路相当于断路，所以电流表无示数，故 A错误。 典例讲解 典例讲解 串联电路总电压等于各部分电压之和，由欧姆定律可知，电源电压U＝U1＋U2b＝IbR1＋U2b＝0.1 A× R1＋2 V①；当滑动变阻器的滑片在a端时，电路为定值电阻的简单电路，电压表的示数U2a＝0 V，电流表的示数Ia＝0.3 A，由欧姆定律可知，电源电压U＝IaR1＝0.3 A×R1②；由①②解得R1＝10 Ω，U＝3 V，故B错误，C正确。 【答案】C 方法针对练 1.图甲是小灯泡L和定值电阻R的I­-U图像。将L和R接入图乙所示的电路中，只闭合S1时，电流表的示数为0.5 A。 方法针对练 12 电源为稳压电源，下列说法中正确的是(　　) A．只闭合S1时，小灯泡L的电阻为20 Ω B．再闭合S2后，通过电阻的电流为0.3 A C．闭合S1、S2后，电流表的示数为0.7 A D．若电源电压为6 V，通过灯的电流为0.75 A 方法针对练 13 方法针对练 【答案】C 方法针对练 2.[2023·哈尔滨期中改编]利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3 V不变，分别将5 Ω、 10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定 值电阻的电流，描绘 出如图乙所示的图像， 方法针对练 16 则下列判断正确的是(　　) A．实验中电压表的示数保持3 V不变 B．当R的阻值为10 Ω时，通过R的电流为0.2 A C．将R从5 Ω换成10 Ω后，应将滑片向左移 D．滑动变阻器连入电路的阻值范围为1～5 Ω 方法针对练 17 【思路引导】提取信息：电路图，I-­R图像，探究电流和电阻的关系，电源电压保持3 V不变 信息转化：①定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻两端的电压；②替换定值电阻，电压表示数保持不变 分析解答：U不变→UR不变→U滑不变；R变化→I变化 方法针对练 方法针对练 将R从5 Ω换成10 Ω后，为保证电压表示数为2.5 V不变，根据串联分压原理，应将滑动变阻器阻值调大，滑片向右移，故C错误； 方法针对练 【答案】D 方法针对练 3.[多选]如图甲所示，两个灯泡串联在电路中，电源电压为6 V，L1的额定电压为3 V，L2的额定电压为2 V，两个灯泡的U­-I图像如图乙所示。闭合开关后，在保证电路安全的前提下，将滑 动变阻器的滑片滑至 中点时，其中有一个 灯泡正常发光。 方法针对练 22 下列说法正确的是(　　) A．正常发光的灯泡是L1 B．正常发光的灯泡是L2 C．此时滑动变阻器两端的电压为3 V D．此时滑动变阻器接入电路的电阻为10 Ω 方法针对练 23 【点拨】由图甲可知，闭合开关后，两个灯泡和滑动变阻器串联，由图乙可知，当L1两端的电压为3 V时，通过它的电流为0.15 A；当L2两端的电压为2 V时，通过它的电流大于0.15 A，即L1的额定电流小于L2的额定电流；因串联电路中各处的电流相等，且其中一个灯泡正常发光，电路安全，所以电路中的最大电流为0.15 A，能正常发光的灯泡是L1，故 A正确，B错误。 方法针对练 【答案】AD 方法针对练 4.如图甲所示，电源电压保持不变，R0、R1均为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到某一位置的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示，则下列说法错误的是(　　) A．电源电压是6 V　 B．a表示的电压值是5 V C．R1＝8 Ω D．R0＝4 Ω 方法针对练 【点拨】由电路图可知，闭合开关，定值电阻R0、R1与滑动变阻器R2串联，电压表 V1测滑动变阻器两端的电压，电压表 V2测定值电阻R1与滑动变阻器两端的总电压，电流表测量电路电流。由串联电路的电压规律可知，电流相等时电压表V2示数大于V1示数，故图乙中上方图线为电压表V2示数变化图线，下方图线为电压表V1示数变化图线。 方法针对练 方法针对练 【答案】D 方法针对练 5.如图甲所示，R0是定值电阻，RP是滑动变阻器。闭合开关S，RP的滑片在两端之间自由调节时，灯泡L始终处于安全状态。 方法针对练 某实验小组记录了将滑片从一端移到另一端时电流表的示数和两电压表的示数，并将其变化关系绘制成了如图乙所示图像。则图线__________ (选填“a”或“b”)对应电压表V1的 变化情况，R0＝________Ω， RP的最大阻值为________Ω。 b 10 76 方法针对练 【点拨】由图甲可知，闭合开关S时，R0、RP和L串联，电流表测电路中的电流，电压表 V1测RP和L两端的电压，电压表V2测L两端的电压。滑动变阻器接入电路的电阻变小时，电路中电流变大，由串联分压原理可知，滑动变阻器两端的电压减小，而灯泡和R0两端的电压都会增大，由此可知图线a是灯泡的I­-U图像，即图线a对应电压表 V2的变化情况，图线b对应电压表V1的变化情况。 方法针对练 当滑动变阻器接入电路的电阻为零时， V1示数与 V2示数相等，均为灯泡L两端的电压，由图乙可知，此时灯泡L两端的电压UL＝3 V，电路中的电流I1＝ 0.6 A，则电源电压U＝U0＋UL＝I1R0＋UL＝ 0.6 A×R0＋3 V①；当电路中的电流I2＝0.1 A时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电压表 V1的示数即滑动变阻器与灯泡L两端的总电压U1＝8 V，电源电压U＝U0′＋U1＝I2R0＋U1＝0.1 A×R0＋8 V②，联立①②， 方法针对练 方法针对练 【点拨】由欧姆定律可知，通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比，即定值电阻R的I­U关系图像是一条直线，所以直线B表示定值电阻R的I­U关系图像，故 A错误；由图乙可知，电阻R＝＝＝40 Ω，故B错误； 在滑片P从a端滑到b端的过程中，滑动变阻器R2接入电路中的电阻变大，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小；由图乙可知，当滑动变阻器的滑片在b端时，电压表的示数U2b＝2 V，电流表的示数Ib＝0.1 A，由欧姆定律可知，滑动变阻器的最大阻值R2＝＝＝20 Ω，故D错误。 【点拨】由电路图可知，只闭合S1时，电路中只有L工作，电流表测量通过L的电流，电流表的示数为0.5 A，此时L两端的电压UL＝U＝4 V，则L的电阻RL＝＝＝8 Ω，A错误；再闭合S2后，L与R并联，电流表测量干路电流。根据并联电路电压规律可知UR＝UL＝ U＝4 V，通过电阻的电流为0.2 A，电流表的示数，即干路电流I＝IL＋IR＝0.5 A＋0.2 A＝0.7 A，B错误，C正确； 若L电阻保持8 Ω不变，电源电压为6 V，通过L的电流I′＝＝＝0.75 A，由于L电阻随温度的升高而增大，若电源电压为6 V，通过L的电流小于0.75 A，D错误。 【点拨】在图乙中，当电流为0.5 A时，电阻为5 Ω，利用欧姆定律可得U＝IR＝0.5 A×5 Ω＝2.5 V，实验中电压表的示数保持2.5 V不变，故A错误；当R的阻值为10 Ω时，通过R的电流I′＝＝＝0.25 A，故B错误； 电源电压为3 V，定值电阻两端电压为2.5 V，则滑动变阻器两端电压为0.5 V，根据串联分压原理可知＝＝＝，即R滑＝R定，分别将5 Ω、10 Ω、 15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻R接入电路时，R滑的范围为1～5 Ω，故D正确。 当L1正常发光时，L1两端的电压为3 V，电路中的电流为0.15 A，由图乙可知，此时L2两端的电压为1.5 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压U滑＝U－U1－U2＝6 V－3 V－1.5 V＝1.5 V，故C错误。由欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路的电阻R滑＝＝＝10 Ω，故D正确。 由图乙可知，通过电路的最小电流为0.3 A，此时 UV2＝5.4 V，UV1＝3 V，所以定值电阻R1两端的电压U1＝UV2－UV1＝5.4 V－3 V＝2.4 V，由欧姆定律可得，定值电阻R1＝＝＝8 Ω，故C正确。因串联电路各处电流相等，则定值电阻R0的阻值可表示为 R0＝＝①； 由图乙可知，当通过电路的电流为0.5 A时，a对应的电压值为UV2′，UV1′＝1 V，此时定值电阻R1两端的电压U1′＝I2R1＝0.5 A×8 Ω＝4 V，由串联电路的电压规律可知，UV2′＝UV1′＋U1′＝1 V＋4 V＝5 V，即a表示的电压值为UV2′＝5 V，此时定值电阻R0的阻值可表示为R0＝＝②，联立①②，解得U＝6 V，R0＝2 Ω，故AB正确，D错误。 解得R0＝10 Ω，U＝9 V；电压表 V2的示数U2＝0.4 V，则滑动变阻器两端的电压U滑＝U1－U2＝8 V－0.4 V＝7.6 V，RP的最大阻值RP＝＝＝76 Ω。 $$