课时训练(20)　欧姆定律在实际中的应用及综合计算 2025年中考物理一轮复习（河北专版）

课时训练(二十)　欧姆定律在实际中的应用及综合计算 A 基础过关 一、选择题 1.(2024广州)如图K20-1所示是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时 (　　) 图K20-1 A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小 C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小 2.(2024武汉)如图K20-2所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,油箱内油量变化时,滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是 (　　) 图K20-2 A.定值电阻R0和滑动变阻器是串联的 B.油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大 C.油量增加时,电流表示数变大 D.油箱中没有油时,电流表示数为零 3.(2024临沂)如图K20-3所示电路,电源电压为9 V,电流表使用0~0.6 A量程,电压表使用0~3 V量程,阻值为10 Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5 A。闭合开关,为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于 (　　) 图K20-3 A.20 Ω B.10 Ω C.8 Ω D.5 Ω 二、填空及简答题 4.将标有“4 V　0.25 A”的小灯泡和“20 Ω　1 A”的滑动变阻器连接在如图K20-4所示的电路中,电源电压为6 V,电流表量程为“0~0.6 A”,电压表量程为“0~3 V”。不考虑温度对灯丝电阻的影响,小灯泡的电阻为　　　　Ω。为确保电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在　　　　Ω。  图K20-4 5.跨学科实践 (2024湖南)超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。如图K20-5甲所示是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为3 V,定值电阻R0规格可选,电压表(选0~3 V量程),力敏电阻R的阻值随所受压力F的变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10 N/kg) 图K20-5 (1)若货车模型总质量为1.5 kg,则其所受重力为　　　　N。  (2)如果用如图甲所示的电路检测,当定值电阻R0阻值一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越　　　　。  (3)小枫将电压表改接到定值电阻R0两端后,如图丙所示,且将电压表2 V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,超过此刻度线代表超载。如果设定检测的货车模型总质量不超过2 kg,则R0的阻值应为　　　　Ω。  三、计算应用题 6.(2024广西)公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图K20-6甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程为0~0.6 A)等组成,R的阻值与所受压力F的大小关系如图乙所示。电源电压为12 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω。求:(g取10 N/kg) (1)当R的阻值为35 Ω时,电路中的电流。 (2)当电路中的电流为0.4 A时,地磅的测量值。 (3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。 图K20-6 B 拓展提升 7.(2024保定一模)如图K20-7甲所示,电源电压不变,定值电阻R1=10 Ω,滑动变阻器R0标有“50 Ω　1.5 A”的字样,电流表的量程均为0~3 A,电压表的量程为0~15 V。电压表和电流表的表盘如图乙所示。 图K20-7 (1)闭合开关S1、S2,调节滑片P,当A2的示数为1.2 A时,A1的指针刚好偏转到最大刻度线处,求电源电压。 (2)用另一电阻R2替换R1。只闭合开关S3,在保证电路安全的情况下,调节滑片,通过电路的最大电流与最小电流之比为3∶1,求R2的可能值。 【参考答案】 1.A　[解析]由题图可知,两电阻串联,电流表测电路中电流,电压表测变阻器滑片P上部分两端的电压。闭合开关S,车辆总质量越大时,滑片P向下滑动,变阻器连入电路的电阻不变,电路的总电阻不变,根据欧姆定律,电路中电流不变,因此电流表示数不变;跟电压表并联的那部分电阻变大,根据欧姆定律,跟电压表并联的那部分电阻的两端电压变大,电压表示数变大。 2.D　[解析]定值电阻和滑动变阻器是串联的,A不符合题意;油量减少时,浮子向下移动,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,B不符合题意;油量增加时,浮子向上移动,滑片向下移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,即电流表示数变大,C不符合题意;油箱中没有油时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,不为零,D符合题意。 3.A　[解析]由图可知,电阻R和滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,最大示数为3 V;当电压表示数最大为3 V时,电路中的电流为I==0.3 A<0.5 A;滑动变阻器两端的最小电压为UP=U-RR=9 V-3 V=6 V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,为RP==20 Ω,则滑动变阻器的最大阻值应大于20 Ω。 4.16　8~16 [解析]由电路图可知,闭合开关,滑动变阻器与灯泡L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。不考虑温度对灯丝电阻的影响,根据欧姆定律可得灯泡的电阻为RL==16 Ω。因灯泡的额定电流为0.25 A,电流表的量程为0~0.6 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,所以,电路中的最大电流为I大= 0.25 A,此时电路中的总电阻:R总==24 Ω,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小=R总-RL=24 Ω-16 Ω= 8 Ω。已知电压表量程为“0~3 V”,则当电压表的示数U滑大=3 V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡两端的电压:UL'=U-U滑大=6 V-3 V=3 V,电路中的电流:I小= A,根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑大==16 Ω,所以,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在8~16 Ω。 5.(1)15　 (2)小 (3)1000 [解析](1)货车模型总质量为1.5 kg,则其所受重力为G=mg=1.5 kg×10 N/kg=15 N。 (2)由图甲可知,R0与R串联,电压表测R两端电压,货车模型总质量越大,总重力越大,对绝缘平板的压力越大,由图乙可知,力敏电阻R的阻值越小,则电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中电流越大,则R0两端的电压越大,根据串联分压可知,力敏电阻R两端的电压越小,所以电压表的示数越小。 (3)由图丙可知,R0与R串联,电压表测R0两端电压,当货车模型总质量为2 kg时,其所受重力为G1=m1g=2 kg× 10 N/kg=20 N;由图乙可知,此时力敏电阻R的电阻为500 Ω,由题意知,将电压表2 V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,根据串联分压可得,则R0=×R=2×500 Ω=1000 Ω。 6.解:(1)由图可知:压力传感器R和定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流,当R的阻值为35 Ω时,电路中的电流:I==0.3 A。　 (2)当电路中的电流为0.4 A时,电路的总电阻: R总==30 Ω; R的阻值:R'=R总-R0=30 Ω-5 Ω=25 Ω; 由图乙可知此时压力是1×104 N,地磅的测量值:m==1000 kg。 (3)电流表的示数最大为0.6 A时,电路的总电阻:R总'==20 Ω; 为了增加地磅的最大测量值,即压力增大,R的阻值减小,电路总电阻不变,所以需要增大R0的阻值。(其他方案合理均可) 7.解:(1)闭合开关S1、S2,R0与R1并联,A1测干路电流,A2测R0所在支路电流。当A2的示数为1.2 A时,A1的指针刚好偏转到最大刻度线处,干路电流比支路大,A1的示数为3 A, 通过R1的电流:I1=I-I2=3 A-1.2 A=1.8 A, 电源电压:U=U1=I1R1=1.8 A×10 Ω=18 V。 (2)用R2替换R1,只闭合开关S3时,R0与R2串联。 电路中的最大电流有两种可能: I最大=1.5 A或I最大<1.5 A。 当I最大=1.5 A时,I最小=I最大=×1.5 A=0.5 A,　 当电流最小时,U最大0=15 V,U最小2=U-U最大0=18 V-15 V=3 V,R2==6 Ω。 当I最大<1.5 A时,R0接入电阻的阻值为0 Ω,I最大=,　 当电流最小时,R0接入电路的阻值最大, 则I最小=,　 电路的最大电流与最小电流之比为3∶1, 则=3∶1, 解得R2=25Ω,I最大=0.72 A<1.5 A,符合要求。综上所述,R2可能为6 Ω或25 Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $$