小专题（八）欧姆定律应用中的图像问题 -2025-2026学年物理教科版九年级上册

第5章　欧姆定律 小专题（八）　欧姆定律应用中的图像问题 类型一　利用图像信息直接进行相关计算 典例1　（2025·成都模拟）如图是电阻甲和乙的U-I图像。下列根据图像信息作出的判断，正确的是（　C　） C A. 当甲两端电压为0.5V时，通过它的电流为0.3A B. 当乙两端电压为2.5V时，其电阻为10Ω C. 将甲和乙串联，若电流为0.3A，则甲、乙两端的电压之和为2V D. 将甲和乙并联，若电压为1V，则它们的干路电流为0.4A 变式1如图甲所示，有两个电路元件A、B串联在电路中，通过改变滑动变阻器滑片P的位置，改变通过它们的电流，根据多次测量的数据画出了通过两元件的电流I与其两端的电压U的关系图像如图乙所示。若将A、B串联后直接接在另一个两端电压保持不变的电源上，闭合开关后，测得通过A的电流为0.1A；若将A、B两元件并联后直接接在这个电源上，则（　D　） D A. 此时电路两端的电压为2V B. 此时元件B的电阻为40Ω C. 此时元件B中的电流为0.1A D. 此时电路中的总电流为0.6A 类型二　利用图像信息进行动态电路相关计算 典例2　如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表的示数I与电压表的示数U的变化关系如图乙所示。求： （1） R2的最大电阻。 解：（1） 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图乙可知I2＝0.2A，U2＝2V，则滑动变阻器的最大阻值R2＝＝＝10Ω （2） R1的电阻和电源电压U。 解：（2） 因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压U＝I2R1＋U2＝0.2A×R1＋2V，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知I1＝0.6A，此时电路为R1的简单电路，由I＝可得，电源的电压U＝I1R1＝0.6A×R1，因为电源电压不变，所以0.6A×R1＝0.2A×R1＋2V，解得R1＝5Ω，电源电压U＝I1R1＝0.6A×5Ω＝3V 变式2如图甲所示电路中，电源电压不变，闭合开关后，滑片P由b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示，则可判断电源电压是 　9　V，定值电阻R的阻值是 　6　Ω，滑动变阻器的最大阻值为 　12　Ω。 9　 6　 12　 典例3　（2023·鄂州）如图甲所示，电源电压恒定，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端移至灯正常发光的位置，此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　B　） B 曲线a是电流表示数与电压表V2 示数的关系图像 B. 电源电压为11V C. 灯的额定电流为0.2A D. 滑动变阻器的最大阻值为15Ω 变式3（2023·南充）在综合实践活动课上，小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至小灯泡正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。小灯泡正常发光时的电阻为 　5　Ω；如果R2的滑片可任意滑动，为了保证小灯泡的安全，那么电路中至少再串联一个 　1.5　Ω的电阻。 5　 1.5　 类型三　利用图像信息解答欧姆定律在实际生活中的应用问题 典例4　（2024·成都段考）如图甲所示的电路，电源电压U＝4.5V保持不变，电压表量程为0～3V。R0是300Ω的定值电阻，Rt是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。 （1） 求环境温度为40℃时，电压表的示数。 解：（1） 由电路图可知，R0与Rt串联，电压表测R0两端的电压。由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻Rt的阻值为200Ω，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流I＝＝＝0.009A，则电压表的示数U0＝IR0＝0.009A×300Ω＝2.7V （2） 电压表的示数达到最大时，环境温度是多少摄氏度？ 解：（2） 当电压表的示数最大为3V时电路中的电流I'＝＝＝0.01A，由串联电路电压的规律知热敏电阻两端的电压Ut＝U－U0大＝4.5V－3V＝1.5V；此时热敏电阻的阻值Rt'＝＝＝150Ω，由图乙可知，热敏电阻的阻值为150Ω时对应温度为60℃，即环境温度为60℃ 变式4（2024·眉山东坡期中）如图甲所示是某电子秤的原理示意图，R1为定值电阻，托盘下方的电阻R2为压敏电阻，其电阻大小与托盘中所放物体质量m大小的关系图像如图乙所示。已知托盘中未放入任何物体时，电流表示数I＝0.01A，且电源电压为8V保持不变。 （1） 求定值电阻R1的阻值。 解：（1） 由图甲可知，定值电阻R1与压敏电阻R2串联，电流表测电路中的电流。当托盘中未放入任何物体，即物体质量为0时，由图乙可知R2的阻值R2＝500Ω，根据欧姆定律可得，电路的总电阻R＝＝＝800Ω，根据串联电路的电阻规律可知，R1的阻值R1＝R－R2＝800Ω－500Ω＝300Ω （2） 若托盘中放入某物体后，电流表示数I'＝0.02A，求该物体的质量大小。 解：（2） 托盘中放入某物体后，电路的总电阻R'＝＝＝400Ω，此时R2的阻值R2'＝R'－R1＝400Ω－300Ω＝100Ω，根据图乙可知，该物体的质量为800g （3） 求放入0.6kg物体后，定值电阻R1两端的电压。 解：（3） 当放入0.6kg，即600g的物体后，由图乙可知此时R2的阻值R2″＝200Ω，根据串联电路的电阻规律可知，电路的总电阻R″＝R1＋R2″＝300Ω＋200Ω＝500Ω，则电路中的电流I″＝＝＝0.016A，R1两端的电压U1＝I″R1＝0.016A×300Ω＝4.8V 类型一　利用图像信息直接进行相关计算 1. （2024·成都校级期中）将定值电阻R和灯泡L接在图甲所示的电路中，电源电压为8V并保持不变。图乙为电阻R和灯泡L的I-U图像。闭合开关S后，电流表示数和电阻R的阻值大小分别是（　C　） A. 0.3A　6.67Ω B. 0.6A　20Ω C. 0.3A　20Ω D. 0.6A　10Ω C 1 2 3 4 5 6 7 2. （2024·成都青羊校级段考）如图，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，下列说法中正确的是（　D　） 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20Ω C. 当电源电压为4V时，小灯泡的电流为0.4A D. 当电流表示数为0.25A时，电源电压为2V D 1 2 3 4 5 6 7 类型二　利用图像信息进行动态电路相关计算 3. 如图甲所示电路，电源电压保持不变，在滑片P由b端移到a端过程中，电压表示数U随滑动变阻器R2接入电路电阻的变化情况如图乙所示，则电源电压为 　6　V；电阻R1的阻值为 　10　Ω；当滑片P移到a端时，通过R1的电流为 　0.2　A。 6　 10　 0.2　 1 2 3 4 5 6 7 4. 如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，R1、R2的U-I关系图像如图乙所示。下列判断错误的是（　B　） A. 电源电压为18V B. 滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω C. R1的阻值是20Ω D. 电路中电流是0.4A时，R2两端电压为10V B 1 2 3 4 5 6 7 5. （2024·成都武侯校级期中）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变。通过灯泡L的电流I随其两端电压U的变化关系如图乙所示。已知：定值电阻R1＝90Ω。R2为标有“100Ω　0.5A”的滑动变阻器。请回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 （1） 只闭合开关S2、S5，电流表的示数为0.2A，求电源电压。 解：（1） 18V （2） 若将滑动变阻器的滑片移至中点，只闭合开关S2、S3、S5，求此时电流表的示数。 解：（2） 0.56A （3） 只闭合开关S1、S3、S4，若灯泡两端电压不能超过6V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，为了保护电路的安全，求滑动变阻器R2接入电路的阻值范围。 解：（3） 30～50Ω 1 2 3 4 5 6 7 类型三　利用图像信息解答欧姆定律在实际生活中的应用问题 6. （2025·成都武侯校级段考）图甲为一种测量压力的装置原理图，电路中电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为20Ω，电压表的量程为0～3V，压力检测板M与可变电阻R相连。R的阻值与压力F的关系如图乙所示，闭合开关S后，下列说法正确的是（　C　） A. 检测板不受压力时，电压表的示数为6V B. 当检测板所受压力增大时，电压表的示数减小 C. 该装置所能测量的最大压力为6×103N D. 若将R0换成10Ω的电阻，则该装置所能测量的最大压力将减小 C 1 2 3 4 5 6 7 7. （2024·成都新都期末）很多电子测量设备都应用了滑动变阻器以及半导体材料。如图甲是体检中心身高体重测量仪，其电路原理如图乙所示。已知电源UA的电压为18V保持不变，电压表量程为0～15V，电流表A1量程为0～0.6A，分度值为0.02A。滑动变阻器R2是竖直固定放置的电阻棒，总长为50cm，其阻值与长度成正比，滑片P可以随身高的变化竖直上下移动。电源UB的电压为3V保持不变，脚踏板下方有一压敏电阻R3，其阻值随压力F大小的变化规律如图丙所示。R3上表面为测量时站立的踏板，与R2电阻棒下端b点的竖直距离为1.5m。闭合开关S1、S2，身高h2＝155cm的小吴站在踏板上时，电流表A2的示数为0.25A，电压表示数为9V，电流表A1的示数为0.45A。 1 2 3 4 5 6 7 （1） 求小吴的重力。 解：（1） 400N （2） 求R2的最大阻值和电路安全前提下 本仪器的身高测量范围。 解：（2） 200Ω　152.5～175cm （3） 小吴觉得该仪器身高测量范围太小，提出 用电阻R0替换R1，使得滑片P可以滑至a点、b点 都能保证电路安全，求R0的取值范围。 1 2 3 4 5 6 7 解：（3） 滑片移至a点，电压表示数为15V，滑动变阻器连入电路的阻值最大，为200Ω，此时定值电阻两端的电压为3V，根据串联电路分压特点可得＝，解得R0＝40Ω；电路中电流最大为0.6A，滑片在b点时，滑动变阻器连入电路的阻值为0，此时定值电阻的最小阻值R0min＝＝＝30Ω，所以定值电阻R0的阻值要大于等于40Ω；电流表小量程的分度值为0.02A，所以电路中最小电流为0.02A，当滑动变阻器以最大阻值连入电路时，其两端电压为U2'＝IminR2max＝0.02A×200Ω＝4V，定值电阻的阻值R0'＝＝＝＝700Ω；所以定值电阻的取值范围为40～700Ω 1 2 3 4 5 6 7 $$