内容正文:
第十七章 欧姆定律
专项训练 12 欧姆定律之图像问题
方法指导
(1)观察图像的横、纵坐标,明确物理量之间的关系。
(2)比较电阻大小时,根据R=,可以取电压相等,比较电
流,电流较小的电阻较大;也可以取电流相等,比较电压,电
压较大的电阻较大。
(3)对于定值电阻,可以直接计算出其阻值,对于电阻变化
的情况,如灯泡的电阻,常选择特殊点进行“凑数据”。
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类型1 定值电阻图像的分析
1. 两个定值电阻的I-U图像如图所示,下列说法正确的是
( C )
A. 甲电阻的阻值大于乙电阻的阻值
B. 甲电阻的阻值为0.1 Ω
C. 将这两个电阻串联接入电路中,甲电阻
两端的电压比乙电阻两端的电压小
D. 将这两个电阻并联接入电路中,通过甲
电阻的电流比通过乙电阻的电流小
C
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2. A、B两个定值电阻的I-U图像如图所示。
(1)若把A、B两个电阻串联在同一电路中,则A、B两个电阻
两端的电压之比为 。
(2)若把A、B两个电阻并联在某电源两端,干路电流为0.9
A,则电源电压为 V。
1∶2
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3. 如图甲所示的电路,电源电压不变,当闭合开关S,滑片P
从b端滑到中点时,电流表的示数变化了0.2 A,电压表示数U
和电流表示数I的关系图像如图乙所示。求:
(1)定值电阻R0的阻值;
(2)电源电压和滑动变阻器的最大阻值。
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解: (1)由题图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0和滑动变阻
器串联,当滑片P在中点时,由题图乙可知,定值电阻R0两端
的电压U0=3 V,通过定值电阻R0的电流I0=0.5 A,定值电阻
R0的阻值R0===6 Ω
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(2)当滑片P在b端时,电路中的总电阻最大,电路中的电流
最小,此时电路中的电流Ib=I0-ΔI=0.5 A-0.2 A=0.3 A
根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得,电源电压
U=Ib(R0+R)=I0(R0+R)
即0.3 A×(6 Ω+R)=0.5 A×(6 Ω+R)
解得滑动变阻器的最大阻值R=24 Ω,电源电压U=9 V
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类型2 小灯泡图像的分析
4. 电阻R和灯泡L的I-U图像如图所示,若电阻R和灯泡L并联
在某一电源上时,干路中的电流为0.9 A,则电源电压为
V;若将电阻R和灯泡L串联在电压为9 V的电源上时,灯泡L的
电阻为 Ω。
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变式 由上图可知,若将电阻R和灯泡L并联在电源电压为3 V的
电路中,则灯泡L和电阻R的阻值之比为 。
1∶2
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5. A、B两只灯泡正常工作时的电压分别为3 V、6 V,它们的I
-U图像如图所示。将两只灯泡并联接入电路中,若一只灯泡
正常工作,另一只灯泡没有被烧坏,则干路电流为 A,
灯泡B的电阻为 Ω;将它们串联接入另一电源电压恒定
的电路中时,若其中一只灯泡正常发光,另一只灯泡没有被烧
坏,则电源电压为 V。
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类型3 传感器类图像的分析
6. (跨学科实践)工厂产品计数装置的示意图如图甲所示,S为激光源,R1为光敏电阻(有光照射时,阻值变小),a、b两端接“示波器”(示波器对电路无影响),定值电阻R2阻值为400 Ω,电源电压为6 V。水平传送带匀速运动,每当传送带上的产品通过激光束时,激光束会被产品挡住,示波器荧光屏上显示的R1两端电压与时间的关系图像如图乙所示,则( C )
C
A. 激光照射R1时,R1的阻值是800 Ω.
B. 激光未照射R1时,R1的阻值是400 Ω
C. 工作过程中,电路中的最大电流是10 mA
D. 从t=0时起,1 min时间内,共可以检
查50个零件
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7. 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,其电路图如图甲所示,其中,电源电压 U=4 V(保持不
变),电压表的测量范围为0~3 V,R1是热敏电阻,其电阻随
环境温度变化的关系如图乙所示,R2是定值电阻,闭合开关S
后,问:
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(3)若定值电阻R2的阻值变为原来的,为确保电压表两端的
电压不超过其最大测量值,则此电路所允许的最高环境温度是
多少?
(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40 ℃时,电压表的示数是2.4 V,定值电阻
R2的阻值是多少?
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电源电压 U=4 V(保持不变),电压表的测量范围为0~3 V
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解: 由题图甲可知,两电阻串联,电压表测电阻R2两端的
电压。
(1)由题图乙可知,当环境温度为20 ℃时,热敏电阻R1的阻
值R1=250 Ω
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(2)由题图乙可知,当环境温度为40 ℃时,热敏电阻R1的
阻值R1'=200 Ω
由串联电路的电压规律可得,热敏电阻R1两端的电压
U1=U-U2=4 V-2.4 V=1.6 V
由欧姆定律可得,通过热敏电阻R1的电流I1===
0.008 A
由串联电路的电流规律可得,通过定值电阻R2的电流I2=I1
=0.008 A
由I=可得,定值电阻R2的阻值R2===300 Ω
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(3)电压表两端的电压不能超过3 V,当定值电阻R2两端的电
压U2'=3 V时,由串联电路的电压规律可得,热敏电阻R1两端
的电压
U1'=U-U2'=4 V-3 V=1 V
通过热敏电阻R1的电流
I1'=I2'===0.02 A
此时热敏电阻R1的阻值R1″===50 Ω
由题图乙可知,当热敏电阻R1的阻值为50 Ω时,环境温度为
100 ℃,因此电路所允许的最高环境温度是100 ℃。
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谢谢观看
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