专题十二 欧姆定律动态电路计算（作业课件）-【原创新课堂】2023-2024学年九年级物理上册（人教版 广东专用）

专题十二　欧姆定律动态电路计算 物理 九年级全册 人教版 原创新课堂 类型一　开关动作型 1．(2022·南海区期中)如图所示电路中，电阻R1的值为20 Ω，电源电压不变。当S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.3 A；当S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为0.45 A。求： (1)电源电压。 (2)R2的电阻值。 (3)S2、S3断开，S1闭合时，R1两端的电压。 解：(1)当S1、S2断开，S3闭合时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，由I＝ eq \f(U,R) 可得电源的电压U＝I1R1＝0.3 A×20 Ω＝6 V　 当S1断开，S2、S3闭合时，两电阻并联，电流表测干路的电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1的电流不变，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流I2＝I－I1＝0.45 A－0.3 A＝0.15 A，因并联电路中各支路两端的电压与电源电压相等，所以，R2的阻值R2＝ eq \f(U,I2) ＝ eq \f(6 V,0.15 A) ＝40 Ω　 (3)当S1闭合，S2、S3断开时，两电阻串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，R总＝R1＋R2＝20 Ω＋40 Ω＝60 Ω，所以，电路中的电流I′＝ eq \f(U,R总) ＝ eq \f(6 V,60 Ω) ＝0.1 A，电阻R1两端的电压U1＝I′R1＝0.1 A×20 Ω＝2 V 2．如图所示电路图中，电灯L1的阻值为10 Ω；当S1接C时，S2接B时，电流表的读数是0.3 A。求： (1)通过灯L1、L2的电流各是多少？ (2)电源电压是多少？ (3)S1接C，S2接A时，电流表的 示数是0.5 A，求电灯L2的阻值？ 解：(1)(2)由图知，当开关S1接C，S2接B时，电流从电源正极出发，经过电流表、灯泡L1、开关S1回到负极，而灯泡L2被短路，则通过L2的电流是0；电流表的读数是0.3 A，则通过L1的电流是0.3 A；由欧姆定律I＝ eq \f(U,R) 得，电源电压U＝I1R1＝0.3 A×10 Ω＝3 V　 (3)当开关S1接C，S2接A时，电流从电源正极出发，经过电流表后分别流入灯泡L1、L2回到负极，则电流表测量干路电流，由于L1两端电压不变(仍等于电源电压)，则通过L1的电流仍是0.3 A；因并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过L2的电流I2＝I－I1＝0.5 A－0.3 A＝0.2 A，电灯L2的阻值R2＝ eq \f(U,I2) ＝ eq \f(3 V,0.2 A) ＝15 Ω 类型二　滑动变阻器滑片动作型 3．(2022·江门模拟)如图所示，将滑动变阻器的滑片P移到M端，闭合开关S，电流表的示数为1 A，电压表的示数为6 V；将滑动变阻器的滑片P移到N端，电压表的示数为1.2 V。求： (1)电源的电压。 (2)电阻R0的阻值。 (3)滑动变阻器的最大阻值。 解：(1)滑片P移到M端时，电路为R0的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，则电源的电压U＝6 V　 由I＝ eq \f(U,R) 可得，电阻R0的阻值R0＝ eq \f(U,I) ＝ eq \f(6 V,1.0 A) ＝6 Ω　 (3)滑片P移到N端时，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，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UR＝U－U0＝6 V－1.2 V＝4.8 V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流I′＝ eq \f(UR,R) ＝ eq \f(U0,R0) ，即 eq \f(4.8 V,R) ＝ eq \f(1.2 V,6 Ω) ，解得R＝24 Ω 4．在如图所示的电路中，电源电压U＝4 V，电阻R1＝20 Ω。闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P移至某处时，电流表A的示数为0.6 A。求： (1)电流表A1的示数。 (2)通过滑动变阻器R2的电流。 (3)滑动变阻器连入电路的阻值。 解：由电路图可知，R1、R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流。 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电流表A1的示数I1＝ eq \f(U,R1) ＝ eq \f(4 V,20 Ω) ＝0.2 A　 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流I2＝I－I1＝0.6 A－0.2 A＝0.4 A　 (3)滑动变阻器连入电路的阻值R2＝ eq \f(U,I2) ＝ eq \f(4 V,0.4 A) ＝10 Ω 5．如图所示电路，电源电压保持不变，已知定值电阻R2的阻值为10 Ω，滑动变阻器R3上标有“30 Ω　1 A”字样。当滑动变阻器R3的滑片P调到最左端，闭合开关S1、S2时，电压表的示数为3 V，电流表的示数为0.5 A。求： (1)定值电阻R1的阻值是多少？ (2)只闭合开关S1，滑动变阻器R3的滑片P调到最右端时，电压表的示数是多少？ (3)只闭合开关S2，电路中最大电流是多少？ 解：(1)当滑动变阻器R3的滑片P调到最左端，闭合开关S1、S2时，电阻R1、R2并联，电压表测量电源电压，即电源电压为3 V，电流表测量干路的电流；因为并联电路各支路电压相等且等于电源电压，所以U1＝U2＝U＝3 V，定值电阻R2的电流I2＝ eq \f(U2,R2) ＝ eq \f(3 V,10 Ω) ＝0.3 A，根据并联电路干路电流等于各支路电流的和可知，定值电阻R1的电流I1＝I－I2＝0.5 A－0.3 A＝0.2 A，定值电阻R1的阻值R1＝ eq \f(U1,I1) ＝ eq \f(3 V,0.2 A) ＝15 Ω　 只闭合开关S1，滑动变阻器R3的滑片P调到最右端时，R1与R3的最大电阻串联，电压表测R1两端的电压，此时电路的电流I′＝ eq \f(U,R1＋R3) ＝ eq \f(3 V,15 Ω＋30 Ω) ＝ eq \f(1,15) A，R1两端的电压U1′＝I′R1＝ eq \f(1,15) A×15 Ω＝1 V，即电压表的示数为1 V　 (3)只闭合开关S2，R2与R3串联，当滑动变阻器的电阻最小为0时，电路的电流最大，最大电流I最大＝ eq \f(U,R2) ＝ eq \f(3 V,10 Ω) ＝0.3 A 类型三　敏感电阻型 6．(2022·深圳模拟)如图甲所示为一个超声波加湿器，它可以对干燥的房间进行加湿，给人们创设舒适的生活环境，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12 V，定值电阻R0＝20 Ω，湿敏电阻R的阻值随湿度(RH)变化的关系图象如图丙所示。在电路安全工作的前提下，电流表的示数范围为0～0.2 A，电压表的示数范围为0～9 V，求： (1)当电流表示数为0.2 A时，电压表的示数。 (2)当湿度为50%时，电路中电流表的示数。 (3)请通过计算说明该装置能否监测到90%的湿度值。 解：(1)当电流表的示数为0.2 A时，根据欧姆定律I＝ eq \f(U,R) 知此时定值电阻R0两端的电压U0＝IR0＝0.2 A×20 Ω＝4 V，根据串联电路电压的规律知湿敏电阻R两端的电压UR＝U－U0＝12 V－4 V＝8 V，即电压表的示数为8 V　 由图丙知湿度为50%时R的阻值为60 Ω，根据串联电路电阻的规律和欧姆定律知电路中的电流I′＝ eq \f(U,R＋R0) ＝ eq \f(12 V,60 Ω＋20 Ω) ＝0.15 A，即当湿度为50%时电路中电流表的示数为0.15 A　 (3)当电压表示数为9 V时，由串联电路的电压特点可得，R0两端的电压U0′＝U－UR′＝12 V－9 V＝3 V，此时通过R0的电流I′＝ eq \f(U0′,R0) ＝ eq \f(3 V,20 Ω) ＝0.15 A，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0～9 V，所以湿敏电阻R两端的电压最大为9 V时，此时监测的湿度最大；当湿敏电阻R两端的电压最大为9 V，电路中的电流I最小＝I′＝0.15 A，根据欧姆定律可知，R的最大电阻R最大＝ eq \f(UR最大,I最小) ＝ eq \f(9 V,0.15 A) ＝60 Ω；由图丙可知，装置能监测湿度的最大值为50%，所以该装置不能监测到90%的湿度值 $$