内容正文:
2025年中考物理二轮复习重难点提分专训(三)欧姆定律的综合计算
一、计算题
1.如图所示,电源电压为10V,闭合开关S后,电流表、电压表的示数分别为O.5A和6V.求:(1) R1的电阻是多少?(2)R2的阻值是多少?
2.如图所示,电阻R2=5Ω,电源电压保持6V不变,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5V,求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)电阻R2的电功率。
3.烟尘浓度监测仪可以在风、雨、雷电、粉尘、高低温度等恶劣环境下长期连续不间断地监测污染源的烟尘排放情况。以N型光敏电阻为主要元件的烟尘浓度监测仪工作原理如图甲所示,电源电压保持12V不变,为的定值电阻,R为光敏电阻,其阻值与烟尘浓度的关系如图乙所示。求:
(1)在使用烟尘浓度检测前需要进行校准。校准时,需要改变光敏电阻所处环境使电压表示数达到8V,此时电流表示数是多少?
(2)电压表示数达到8V时,光敏电阻R的阻值是多少?
(3)当烟尘浓度为,空气质量合格,此时电压表示数是多少?
4.图甲所示实物图中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关,将R2滑片从左端1位置向右移到2位置,(位置1、2不是滑片在最左端或最右端的特殊位置)根据两表示数画出的U﹣I图像,如图乙中AB所示。其中A点的数据与滑片在位置1时对应。求:
(1)电阻R1的阻值?
(2)电源电压是多少?
5.为了监测嘉陵江水位,科技小组设计了水位监测装置。其原理如图所示,电源电压恒定,R0是压敏电阻,所受压力每增加10N,电阻减小5Ω。R是长1m、电阻100Ω的电阻丝,其电阻与长度成正比。电流表量程为0~0.6A,R0下方固定一个轻质绝缘“丄” 形硬杆。轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动,PQ下方通过轻质绝缘杆与重100N、高4m的圆柱体M固定在一起。当水位上升时,PQ随圆柱体M向上移动且保持水平。闭合开关,当PQ恰好位于R最下端时,为警戒水位,电流表示数为0.06A,此时M漂浮,有体积浸在水中。(整个装置接触良好且无摩擦,PQ和EF的电阻不计, 河水=1.0×103kg/m3)求:
(1)警戒水位时,M所受的浮力?
(2)当水位上升,PQ向上移动R的最上端,刚好与“丄”形杆接触,且对杆无压力时, 电流表示数为0.12A,则电源电压为多少?
(3)当水位继续上升,PQ开始通过“丄”杆对R0产生压力;在保证电路安全的情况下,此装置能测量的最高水位高于警戒水位多少米?
6.标有“10Ω 1A”和“150Ω 0.6A”的两个电阻串联时,电路中的电流最大时多少?电路两端允许加的电压时多少?
7.如图所示的电路,R1=30Ω,R2=10Ω,开关S闭合后,电流表A的示数为0.4A,求:
(1)电源电压U;
(2)通过R2的电流;
(3)整个电路的电阻。
8.在图所示的电路中,电源电压保持不变。电阻R1的阻值为20欧,现将两个电流表A1、A2分别串联在电路中,向左移动滑动变阻器R2的滑片P,每次移动滑片P,均使变阻器R2接入电路的电阻减少相同的阻值,两个电流表的示数如下表所示。
滑片P移动的次序
电流表A1的示数
电流表A2的示数
1
0.6安
0.9安
2
0.6安
1.0安
3
0.6安
1.2安
4
0.6安
1.8安
(1)求电源电压U;
(2)若变阻器R2连入电路中的阻值为50欧时,求干路的电流I;
(3)请通过计算说明电流表A2串联在电路中的位置。
9.如图所示的电路中,电源电压为6V,且保持不变。电阻R1与R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,其阻值变化范围是0~20Ω。
(1)当S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,电压表的示数为2伏,求电流表的示数;
(2)当S1、S2都闭合,滑片P滑到a端时,电流表的示数为1.0安,求R2的阻值。
10.如图所示电路,R1=6Ω,闭合开关S时,电流表A1示数为0.5A,电流表A2示数为0.3A。求:
(1)电压表示数;
(2)R2的阻值。
11.如图所示,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为5欧,R2的阻值为20欧,闭合开关后R1两端的电压为2伏。求:
(1)通过电阻R1的电流I1。
(2)电路的总电阻R。
12.如图所示,电阻R1为8Ω,电源两端的电压恒为12V,闭合开关S,当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为30Ω时,求通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I。
13.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。
14.如图所示,若经开关闭合,电流表A1的读数为1.2A,电流表A2的读数为0.4A,
(1)求通过L2的电流;
(2)若电压表示数为2.9V,求L1支路的支路电压.
15.如图所示,是一照明系统模拟控制电路.已知电源电压 U=4.5V,定值电阻R1=5Ω,滑动变阻器 R2上标有“25Ω 1A”字样,R3为光敏电阻,其阻值与光照度E的大小遵循某函数规律,部分数据如下表所示(相同条件下,光越强,光照度越大,光照度单位为勒克斯,符号为lx,白天光照度大于3lx).当 R1两端电压(即控制开关自动启动电压)低至0.5V时,控制开关自动启动照明系统(不考虑控制开关对虚线框内电路的影响).利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时,照明系统内照明灯自动工作,求:
(1)当控制开关启动照明系统时,电路中的电流;
(2)闭合开关S,将滑片P移至b端,当控制开关自动启动照明系统时,E0为多少 lx;
(3)为节约电能,有时要求使E0=0.5lx,在不更换电源、滑动变阻器 R2、R3和不改变控制开关自动启动电压的情况下,若 R1可更换成其他阻值的定值电阻,求定值电阻R1可更换的阻值范围.
16.如图所示的电路中,R1为定值电阻,R2为0~50Ω的滑动变阻器,闭合开关,当滑片P位于最右端时,电流表的示数为0.2A,电压表示数为2V。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)电源电压U;
(3)如果电流表使用的量程是0~0.6A,电压表使用的量程是0~15V,为了不使电流表和电压表受损坏,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是多少?
17.如图,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R1=15Ω,电流表的量程为0﹣3A,滑动变阻器R3标有“50Ω,0.5A”字样。只闭合开关S1,电流表的示数为0.6A;再闭合开关S2、S3,电流表的示数变为1.5A。求:
(1)电源电压有多大;
(2)开关S1、S2、S3都闭合时,R2的阻值为多大;
(3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片,变阻器R3接入电路的阻值范围;
(4)只闭合开关S1、S2,移动变阻器滑片时,电流表的示数范围。
18.2023年10月26日,神舟十七号载人飞船发射成功。小江同学通过查阅资料了解到,飞船在发射前,科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路,电源电压保持不变,R0为50Ω的定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随环境气压变化的规律如图乙所示。将R置于舱体中,舱体置于真空室中,闭合开关S,舱体不漏气时,电压表的示数为10V,舱体内气压为1.0×105Pa。求:
(1)舱体不漏气时,通过R0的电流;
(2)电源电压;
(3)当电压表示数为8V时,舱内的气压值。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.12欧 8欧
【详解】:(1) R1的电阻是6V/0.5A=12Ω
(2)R2两端的电压是10V-6V=4V
R2的阻值是4V/0.5A=8Ω
2.(1)15Ω;(2)0.45W
【详解】解:(1)由电路图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流
串联电路中总电压等于各分电压之和,R1两端的电压
则电阻R1的阻值
(2)电阻R2的电功率
答:(1)电阻R1的阻值是15Ω;
(2)电阻R2的电功率是0.45W。
3.(1)0.16A
(2)25Ω
(3)3V
【详解】(1)光敏电阻R和定值电阻串联,由可知,此时电路中的电流为
(2)光敏电阻R两端的电压
此时光敏电阻的阻值为
(3)根据图表可知,当烟尘浓度为时,此时光敏电阻的阻值为,此时电路的电流
电压表测两端电压,所以
4.(1)5
(2)2.5V
【详解】(1)由图乙可知,当电压表示数为2V时,电路中电流为0.1A;当电压表示数为1V时,电路中电流为0.3A。因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以由欧姆定律可知,当滑片在位置1处时,电源电压为
U=U1+U2=0.1A×R1+2V
当滑片在位置2处时,电源电压为
联立可得
R1=5Ω
(2)由图乙可知,当电压表示数为2V时,电路中电流为0.1A;当电压表示数为1V时,电路中电流为0.3A。因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以由欧姆定律可知,当滑片在位置1处时,电源电压为
U=U1+U2=0.1A×R1+2V
当滑片在位置2处时,电源电压为
联立可得
U=2.5V
5.(1)100N;(2)12V;(3)2.6m
【详解】(1)M漂浮,浮力等于重力,所以M所受的浮力为
(2)闭合开关,当PQ恰好位于R最下端时,为警戒水位,电流表示数为0.06A;此时电源电压为
……①
PQ上升到R的最上端,即升高1m,刚好与“丄”形杆接触,且对杆无压力时,电流表的示数为0.12A,此时电源电压为
……②
联立①②可得
(3)在保证电路安全的情况下,为保证电流表不能超量程,电路中最大电流为0.6A,假设此时电流已经达到最大0.6A,此时压敏电阻
由题意可得
当R压=20Ω时,可得F压=160N。
由(1)可知,M漂浮,有体积浸在水中时
解得
根据
可得
则相当于警戒水位的高度应再加上电阻R的长度所以
答:(1)警戒水位时,M所受的浮力为100N。
(2)电源电压为12V。
(3)此装置能测量的最高水位高于警戒水位2.6米。
6.0.6A;96V
【详解】解:因为串联电路中总电阻等于分电阻之和,所以两只定值电阻串联时,电路中的总电阻
R=R1+R2=10+150=160Ω
因为串联电路中各处的电流相等,所以串联电路允许通过的最大电流
I=0.6A
根据欧姆定律知道,电路两端允许加的最大电压
答:两个电阻串联时,电路中的电流最大是0.6A;电路两端允许加的电压是96V。
7.(1)12V;(2)1.2A;(3)7.5Ω
【详解】解:(1)由电路图可知R1与R2并联,电流表测R1支路的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,电源的电压为
U=I1R1=0.4A×30Ω=12V
(2)通过R2的电流
(3)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路中的电流为
I=I1+I2=0.4A+1.2A=1.6A
电路的总电阻为
答:(1)电源电压为12V;
(2)通过R2的电流为1.2A;
(3)整个电路的电阻为7.5Ω。
8.(1)12V
(2)0.84A
(3)见解析
【详解】(1)开关闭合,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,故二者互不影响;由表格中数据分析可知,电流表A1测通过R1的电流,则电源电压为
(2)若变阻器R2连入电路中的阻值为50欧时,则通过变阻器的电流为
则干路电流为
(3)假设电流表A2与R2串联,由得,滑动变阻器对应的电阻值分别为
所以,不符合“变阻器R2连入电路的电阻减少相同的阻值”,则电流表A2应在干路中。
9.(1)0.2A;(2)15Ω
【详解】(1)当S1闭合、S2断开,滑片P滑到b端时,R1与R3的最大阻值串联,电压表测R1两端的电压,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,R3两端的电压为
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中电流表的示数为
(2)R1的阻值为
当S1、S2都闭合,滑片P滑到a端时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流为
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流为
则R2的阻值为
答:(1)电流表的示数为0.2A;
(2)R2的阻值为15Ω。
10.(1)1.2V;(2)4
【分析】根据并联电路电流、电压特点及欧姆定律进行解题即可。
【详解】解:(1)由图可知,闭合开关后,两电阻并联在电路中,电流表A2测量通过R2的电流,A1表测量干路中电流,电压表测量电源电压,根据并联电路电流特点可得
则电压表示数为
(2)由欧姆定律公式变形可得
答:(1)电压表示数为1.2V;
(2)R2的阻值为4Ω。
11.(1) 0.4安 (2)25欧
【详解】(1)闭合开关后R1两端的电压为2V,电阻R1的阻值为,根据欧姆定律可知通过电阻R1的电流是
(2)串联电路的总电阻等于各元件电阻之和,即
答:(1)通过电阻R1的电流是;(2)电路的总电阻是。
12.1.5A;1.9A
【详解】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过电阻R1和滑动变阻器的电流分别为
I1===1.5A,I2===0.4A
通过电阻R1为1.5A。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路的总电流
I=I1+I2=1.5A+0.4A=1.9A
电路的总电流为1.9A。
答:通过电阻R1的电流为1.5A,电路的总电流为1.9A。
13.(1)0.1A;(2)2V;(3)10Ω
【详解】解:(1)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
(2)并联电路中各支路两端的电压相等,由可得电源电压
(3)由可得电阻R2的阻值
答:(1)通过电阻R2的电流为0.1A;
(2)电源电压为2V;
(3)电阻R2的阻值为10Ω。
14.(1)通过L2的电流为0.8A;
(2)L1支路的电压为2.9V.
【详解】解:
由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L1支路的电流,电压表测电源的电压.
(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过L2的电流:
I2=I﹣I1=1.2A﹣0.4A=0.8A;
(2)因并联电路中各支路两端的电压都相等,
所以,L1支路的电压U1=U=2.9V.
答:(1)通过L2的电流为0.8A;
(2)L1支路的电压为2.9V.
【点评】本题考查了并联电路电压和电流特点的应用,是一道较为简单的应用题.
15.(1)0.1A;(2)2lx;(3)7.5~10Ω.
【详解】试题分析:
(1)闭合开关S,将滑片P移至b端,变阻器接入电路中的电阻最大,当R1两端电压低至0.5 V时,控制开关自动启动照明系统,根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出电路中的电流;
(2)再根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R3的阻值,然后根据表格数据得出E0的值;
(3)由表格数据可知E0=0.51x时光敏电阻R3阻值,然后根据 R2的最大和最小值求出R1可更换的阻值范围.
试题解析:
(1)闭合开关S,将滑片P移至b端,变阻器接入电路中的电阻最大,由题可知,当R1两端电压低至0.5 V时,控制开关自动启动照明系统,因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:.
(2)电路中的总电阻:.
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,
.
由表格数据可知,当R3=15 Ω时,E0的值为2lx.
(3)由表格数据可知,E0=0.5lx时光敏电阻R3阻值为60 Ω,在不更换电源、滑动变阻器 R2、R3和不改变控制开关自动启动电压的情况下;
当R2接入电路的电阻为0时,,
解得:R1min=7.5 Ω.
当R2接入电路的电阻为最大20 Ω时,.
解得:Rmax=10 Ω.
定值电阻R1可更换的阻值范围为7.5~10 Ω.
点睛:本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的综合应用等,从题干和表格中获取有用的信息是关键.
16.(1)10Ω;(2)12V;(3)10Ω~50Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路电流,R1的阻值
(2)当滑片P位于最右端时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,则此时电路中的总电阻
R=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω
电源电压
U=I1R=0.2A×60Ω=12V
(3)已知电压表量程是0~15V,则电源电压大于电压表的最大示数,根据串联电路的分压特点可知,当电压表的示数最大时电路中的电流最大,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小;则电路允许通过的最大电流为
已知电流表量程是0~0.6A,则电路中的最大电流为0.6A时各元件是安全的;因串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和,所以此时滑动变阻器两端的电压为
U2小=U-U1大=12V-0.6A×10Ω=6V
变阻器连入电路的最小阻值
故为了不使电表损坏,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是10Ω~50Ω。
答:(1)电阻R1的阻值为10Ω;
(2)电源电压U为12V;
(3)为了不使电表损坏,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是10Ω~50Ω。
17.(1)9V;(2)10Ω;(3)3~50Ω;(4)0.75-1.1A
【详解】解:(1)只闭合开关S1,只有R1接入电路,电流表的示数为0.6A,则电源电压为
(2)只闭合开关S1,再闭合开关S2、S3,电流表的示数变为1.5A,R1与R2并联,通过R2的阻值的电流为
R2的阻值为
(3)只闭合开关S3,R1与滑动变阻器串联,根据滑动变阻器可知,电路中的最大电流为
移动变阻器滑片,变阻器R3接入电路最小值为
当滑动变阻器全部接入时,电流最小,电流表是安全的,故滑动变阻器接入的最大值为50Ω;
(4)只闭合开关S1、S2,R1与R3串联,这个整体与R1并联,电流表测量干路电流,电源电压不变,定值电阻R1的阻值不变,故通过R1的电流不变,为0.6A,当滑动变阻器全部接入时,滑动变阻器所在的支路电流最小,此时电流表的示数最小,滑动变阻器所在的支路电流最小电流为
电流表的最小值为
根据滑动变阻器R3标有“50Ω,0.5A”字样,可知通过滑动变阻器的最大电流为0.5A,则电流表的最大示数为
答:(1)电源电压有9V;
(2)R2的阻值为10Ω;
(3)变阻器R3接入电路的范围为3~50Ω;
(4)只闭合开关S1、S2,移动变阻器滑片时,电流表的示数范围为0.75-1.1A。
18.(1)0.2A;(2)12V;(3)6×104Pa
【详解】解:(1)由图甲可知,定值电阻R0与压敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压,舱体不漏气时,通过R0的电流为
(2)由图乙可知,舱体内气压为1.0×105Pa时,压敏电阻R的阻值为10Ω,此时电路中的总电阻为
此时电路中的电流为
电源电压为
(3)当电压表示数为8V时,电路中的电流为
此时电路中的总电阻为
压敏电阻的阻值为
由图乙可知,此时舱内的气压值为
答:(1)舱体不漏气时,通过R0的电流为0.2A;
(2)电源电压为12V;
(3)当电压表示数为8V时,舱内的气压值为6×104Pa。
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