第十七章 欧姆定律 专项提升练习：欧姆定律的计算及其应用 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

专项提升练习：欧姆定律的计算及其应用 一、欧姆定律的简单计算 1．在如图所示的电路中，电源两端的电压恒为3V，电阻R2=5Ω。闭合开关S后电压表的示数为2V。求： （1）电阻R2两端电压； （2）通过R2的电流； （3）电阻R1的阻值。 2．如图所示，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻，R1=30Ω。当只闭合开关S1，流过R1的电流为0.3A，再闭合S2，通过R1的电流变为0.5A，求： （1）电源电压U； （2）R2的大小 3．如图所示，电路中电源电压恒定，定值电阻R1＝20Ω，只闭合开关S1，电流表示数为0.3A 求： （1）求电源电压； （2）同时闭合开关S1、S2，电流表示数为0. 5A，求R2的阻值。 4．如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20欧。闭合开关S，电流表A1的示数为0.3安，电流表A2的示数为0.2安。求： （1）通过R1的电流； （2）电源电压U； （3）电阻R2的阻值。 二、欧姆定律在动态电路中的计算 5．如图所示的电路中电源电压保持不变，R1＝40Ω，R2＝R3＝20Ω，当Sl、S2都断开，电流表示数是0.2A，求： （1）电源电压； （2）S1、S2都闭合时，电流表示数是多少？ 6．如图所示，R2的阻值为5Ω，电源两端的电压U保持不变。闭合开关S、S1，电压表示数为10V；闭合开关S，断开开关S1，电压表示数为2V。求： （1）开关S、S1闭合时，电流表的示数是多少A？ （2）电阻R1的阻值。 7．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为30Ω，电源电压不变。当S1，S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.5A；S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为1.5A，求： （1）电源电压为多少？ （2）R2的阻值为多少？ （3）S2、S3断开，S1闭合时，加在电阻R1两端的电压为多少？ 8．如图所示，电源两端电压恒为6V，定值电阻 R1为10Ω，滑动变阻器的阻值变化范围是0～50Ω。开关闭合，在移动滑动变阻器的过程中，求： （1）通过定值电阻R1的最大电流； （2）定值电阻R1两端的最小电压。 9．在如图（a）所示的电路中，电源电压U＝4V，电阻R1＝20Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移至某处时，电路中电流表A的示数如图（b）所示。求： （1）电流表A1的示数。 （2）滑动变阻器连入电路的阻值。 10．如图所示电路，电源电压恒定不变，R1为15Ω的定值电阻，电流表量程为“”，R2为滑动变阻器，铬牌上标有“50Ω 2A”字样；当开关S闭合、S1断开时，电流表示数为0.4A。求： （1）电源电压； （2）为保证电路安全，当开关S、S1均闭合时，电流表的示数变化范围。 11．如图所示的电路中，电源电压为6V且不变，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”的字样，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电流表A1、A2的示数分别为0.8A和0.6A。（两电表均选用0-3A量程） 求： （1）电阻R1的阻值； （2）在移动滑片P的过程中，电流表A1中的最小电流； （3）为了保证电路安全，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值。 12．如图所示的电路中，电阻R1＝36Ω，滑动变阻器R2标有“100Ω 2A”字样，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V．闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片处于某一位置时，电压表的示数为6V，电流表的示数为0. 5A。求： （1）此时滑动变阻器R2接入电路的阻值； （2）电源电压； （3）为了保证两个电表都能正常工作，滑动变阻器R2接入电路的阻值范围。 三、欧姆定律的应用 13．小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示；其中，电源两端电压恒定不变，定值电阻R0=20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，求： （1）当环境温度为20℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？ （2）当环境温度为20℃时，电压表示数为2V，电源电压是多少？ 14．如图甲所示是某电子秤原理图，托盘与弹簧相连，滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动，R是一根长为10cm的均匀电阻丝；空盘时，滑片P位于R的最上端，称量最大值时，滑片P位于R的最下端，R最大阻值为40Ω，电源电压恒为3V。请完成以下问题： （1）空盘时，闭合开关S，若电路中的电流为0.3A，求R0的阻值。 （2）当电路中电流为0.1A时，求托盘内物体的质量。（g=10N/kg） 15．如图甲为湿度表的简化工作原理图，电源电压恒为6V，定值电阻R0=5Ω；R为湿敏电阻，其阻值随环境湿度的变化如图乙所示，电压表量程为“0~3V”；电流表量程为“0~0.6A”。闭合开关S，在保证两表安全的情况下： （1）环境湿度增加，电流表的示数如何变化，说明理由。 （2）当电路中电流表的示数为400mA时，电阻R的阻值为多少？ （3）环境湿度为60%时，电压表的示数为多少？ 16．2022年北京冬奥会上使用创可贴大小的体温计（如图1所示），运动员只需要把体温计“创可贴”贴在皮肤上，体温会自动测量、上报，一旦超过安全值，防疫人员将第一时间处理，某物理兴趣小组受此启发，设计了一个皮肤温度检测装置，当检测到温度≥37℃时，电压表的示数≤3V发出报警；如图2所示为该装置的感温区电路图，电源电压恒定不变，为定值电阻，R为热敏电阻，R的阻值与温度t的关系如表所示，电流表量程为0~10mA，数字式电压表量程为0~4V；当检测温度为33℃时，电压表示数为3.6V，求： t/℃ 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 R/Ω 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 （1）当电压表示数为3V恰好报警时，电流表的示数； （2）电源电压和定值电阻R0的阻值； （3）在保证电路各元件安全的情况下，该装置能测量的温度范围。 17．空气质量指数是环境监测的重要指标，下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路图如图。已知电源电压，电压表量程为，定值电阻的阻值为，气敏电阻阻值R与A的关系为，求： （1）电压表示数为时，通过气敏电阻R的电流； （2）通过计算，判断电压表示数为时对应的空气质量等级； （3）更换定值电阻可改变检测仪的测量范围，若要使电压表满偏时对应的空气质量指数，则更换后的定值电阻的阻值应为多大？ 空气质量指数A 0~50 50~100 101~150 151~200 201~300 >300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 参考答案 1．【答案】（1）解：由图可知，两个电阻串联，电压表测量R1两端的电压，由串联电路电压的规律可知电阻R2两端电压 答：电阻R2两端电压是1V； （2）解：通过R2的电流 答：通过R2的电流是0.2A （3）解：由串联电路电流的规律可知通过R1的电流为 电阻R1的阻值 答：电阻R1的阻值是10Ω。 2．【答案】（1）解：由图可知，当开始S1、S2全部闭合时，电路中只有R1接入电路，此时R1两端电压即为电源电压，由欧姆定律可得 答：电源电压为15V； （2）解：当只闭合S1时，R1与R2串联在电路中，由欧姆定律可得此时电路中的总电阻为 则R2的阻值为 答：R2的阻值为20Ω。 3．【答案】（1）解：电路中电源电压恒定，定值电阻R1=20Ω，只闭合开关S1，为R1的简单电路，又因为电流表示数为0.3A，由欧姆定律 知道，电源电压为U=I1R1=0.3A×20Ω=6V 答：电源电压是6V； （2）解：同时闭合开关S1、S2，两灯并联，电流表测干路的电流，电流表示数为0.5A，由并联电路各支路互不影响，通过R1的电流不变，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流为I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A 由欧姆定律知道，R2的阻值 答：R2的阻值30Ω。 4．【答案】（1）解：并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1的电流 答：通过电阻R2的电流为0.1A； （2）解：并联电路中各支路两端的电压相等，由可得电源电压 答：电源电压为2V； （3）解：由可得电阻R2的阻值 答：电阻R2的阻值为10Ω。 5．【答案】（1）解：当S1、S2都断开时，R1与R2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，由 可得，电源的电压 答：电源电压为12V； （2）解：当S1、S2都闭合时，R1与R3并联，电流表测干路电流，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻 则干路电流表的示数 答：S1、S2都闭合时，电流表示数是0.9A。 6．【答案】（1）解：由图可知，当闭合开关S、S1，只有R2接入电路中，R1被短路，电压表测R2两端电压，即电源两端的电压；已知电压表示数为10V，即电源电压 电路中电流为 即为电流表的示数为2A。 答：开关S、S1闭合时，电流表的示数是2A； （2）当闭合开关S，断开开关S1，两电阻串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流；已知电压表示数为2V，即R2两端的电压为 通过R2的电流为 电路中的电流为 由串联电路的电压特点可知R1两端的电压为 则R1的阻值为 答：电阻R1的阻值为20Ω。 7．【答案】（1）解：当S1、S2断开，S3闭合时，只有R1工作，此时R1两端的电压即电源电压U=IR1=0.5A×30Ω=15V 答：电源电压为15V； （2）解：当S1断开，S2、S3闭合时，R1与R2并联，电流表所测电流是干路上的电流I2=I-I1=1.5A-0.5A=1A 由 知道，R2的阻值 答：R2的阻值为15Ω； （3）解： S2、S3断开，S1闭合时，则R1与R2串联，此时电路的总电阻R总=R1+R2=30Ω+15Ω=45Ω 由 知道，此时电路的电流 加在电阻R1两端的电压U1=IR1=30Ω× A=10V 答：S2、S3断开，S1闭合时，加在电阻R1两端的电压为10V。 8．【答案】（1）解：当滑动变阻器阻值最小为0时，电路总电阻最小，通过电路的总电流最大，通过定值电阻R1的最大电流 答：通过定值电阻R1的最大电流为0.6A； （2）解：当滑动变阻器阻值最大为50Ω时，电路的总电阻最大，通过电路的总电流最小，通过定值电阻的最小电流 通过定值电阻R1的最小电压U最小=I最小R1=0.1A×10Ω=1V 答：定值电阻R1两端的最小电压为1V。 9．【答案】（1）解： R1、R2并联，电流表A1测通过电阻R1的电流U1＝U2＝U＝4V I1＝ ＝ ＝0.2A 答：电流表A1的示数是0.2A； （2）因为电流表A串联在干路上测总电流、电流表A1与R1串联测通过R1的电流，所以电流表A的示数大于电流表A1的示数，即I总要大于0.2A．结合图（b）可判断出I总可能是0.4A，也可能是2A。 若I总＝0.4A，则I2＝I总﹣I1＝0.4A﹣0.2A＝0.2A R2＝ ＝ ＝20Ω 若I总＝2A，则I2＝I总﹣I1＝2A﹣0.2A＝1.8A R2＝ ＝ ＝2.22Ω 答：变阻器连入电路的阻值为20Ω或2.22Ω。 10．【答案】（1）解：当开关S闭合，S1断开时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，则根据欧姆定律可得，电源电压为 答：电源电压为6V； （2）解：当开关S、S1均闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，由于电流表量程为“”，为保证电路安全，则电流表的最大示数为 因并联电路各支路独立工作、互不影响，所以，通过R1的电流不变，当滑动变阻器接入电路在的电阻最大时通过滑动变阻器的电流最小，干路电流也最小，为 则电流表的最小示数为 所以，电流表的示数变化范围为。 答：为保证电路安全，当开关S、S1均闭合时，电流表的示数变化范围为。 11．【答案】（1）解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路的电流。 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流I1=I-I2=0.8A-0.6A=0.2A 因并联电路中各支路两端的电压相等，所以电阻R1的阻值 答：电阻的阻值为30Ω （2）解：当R2接入电路中的电阻最大时，R2支路的电流最小，干路电流最小，即电流表A1的示数最小，则通过R2支路的最小电流 所以，电流表A1中的最小电流I小=I1+I2小=0.2A+0.3A=0.5A 答：在移动滑片P的过程中，电流表A1中的最小电流为0.5A； （3）解：由滑动变阻器的铭牌可知允许通过的最大电流为2A，此时干路电流I大=I1+I2大=0.2A+2A=2.2A<3A 所以，R2允许通过的最大电流为2A，此时变阻器接入电路中的电阻最小，则变阻器接入电路的最小阻值 答：为了保证电路安全，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值是3Ω。 12．【答案】（1）解：由图示可知，两个电阻是串联的，在串联电路中电流处处相等，所以通过变阻器的电流也是0.5A，所以此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为 答：此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为12Ω； （2）解：电阻R1两端的电压为U1=I1R1=36Ω×0.5A=18V 串联电路的总电压等于各部分电压之和，所以电源电压为U=U1+U2=18V+6V=24V 答：电源电压为24V； （3）解：当电流表的示数为最大值0.6A时，滑动变阻器连入的电阻最小，此时电路中的总电阻为 串联电路总电阻等于各分电阻之和，变阻器的最小电阻为R2小=R-R1=40Ω-36Ω=4Ω 当电压表的示数为最大值15V时，变阻器连入的电阻最大，此时电路中的电流为 变阻器的最大电阻为 则滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为4Ω~60Ω。 答：为了保证两个电表都能正常工作，滑动变阻器R2接入电路的阻值范围为4Ω~60Ω。 13．【答案】（1）解：由图乙可知，当环境温度为20℃时，热敏电阻R1的阻值是40Ω； 答：当环境温度为20℃时，热敏电阻R1的阻值是40Ω； （2）由电路图可知，R0与R1串联，因串联电路中各处的电流相等，则电路中的电流I＝＝＝0.1A R1两端的电压U1＝IR1＝0.1A×40Ω＝4V 因串联电路中总电压等于各部分电路两端的电压之和，则电源电压 U＝U0+U1＝2V+4V＝6V 答：当环境温度为20℃时，电压表示数为2V，电源电压是6V。 14．【答案】（1）解：空盘时，电路为R0的简单电路，则R0的阻值 答：R0的阻值是10Ω； （2）解：当电路中电流为0.1A时，电路中的总电阻 滑动变阻器接入电路中的电阻 R是一根长为10cm的均匀电阻丝，且最大阻值为40Ω，弹簧的压缩量 由图乙可知托盘受到的压力F=25N，则物体的质量 答：托盘内物体的质量是2.5kg。 15．【答案】（1）解：由电路图可知，闭合开关，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当环境的湿度增加时，R的阻值减小，串联电路总电阻等于各分电阻之和，则串联电路的总电阻减小，由可知电路中电流增大，即电流表示数变大。 答：环境湿度增加，电流表的示数变大。 （2）当电路中电流表的示数为400mA时电路的总电阻为 由串联电路电阻的规律知电阻R的阻值为R=R总-R0=15Ω-5Ω=10Ω 答：当电路中电流表的示数为400mA时，电阻R的阻值为10Ω； （3）由图知当环境湿度为60%时湿敏电阻为7.5Ω，此时电路的电流为 R0两端的电压为U0=I′R0=0.48A×5Ω=2.4V 即电压表的示数为2.4V。 答：环境湿度为60%时，电压表的示数为2.4V。 16．【答案】（1）解：由图2可知，闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测热敏电阻两端的电压，电流表测通过电路的电流，由表格可知当检测温度为37℃时，热敏电阻的阻值为400Ω，由题意可知此时电压表示数为3V，根据欧姆定律可得，此时通过电路的电流为 答：当电压表示数为3V恰好报警报警时，电流表的示数为0.0075A； （2）解： 由表格可知当检测温度为33℃时，热敏电阻的阻值为600Ω，根据欧姆定律可得，此时通过电路的电流为 串联电路各处电流相等，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得，定值电阻的阻值为 解得：U=6V，R0=400Ω。 答：电源电压为6V，定值电阻R0的阻值为400Ω； （3）解：电流表量程为0~10mA，当通过电路的电流最大为10mA=0.01A时，根据U=IR可知定值电阻两端的电压最大，根据串联电路电压规律可知电压表示数最小，此时定值电阻两端的电压为U0=IR0=0.01A×400Ω=4V 热敏电阻两端的两端电压为UR=U-U0=6V-4V=2V 根据欧姆定律可得，此时热敏电阻的阻值为 由表格可知此时的温度为41℃；电压表量程为0~4V，当电压表示数最大为4V时，定值电阻两端的电压最小为 此时通过电路的电流为 此时热敏电阻的阻值为 由表格可知此时的温度为29℃，所以该装置能测量的温度范围为29℃~41℃。 答：在保证电路各元件安全的情况下，该装置能测量的温度范围为29℃~41℃。 17．【答案】（1）解： 电压表示数为时，通过气敏电阻R的电流 答：电压表示数为时，通过气敏电阻R的电流是0.1A。 （2）解：气敏电阻两端的电压 因为，所以空气质量为良。 答：电压表示数为时对应的空气质量为良。 （3）解： 时 答：若要使电压表满偏时对应的空气质量指数，则更换后的定值电阻的阻值应为。 学科网（北京）股份有限公司 $$