内容正文:
小专题(七) 欧姆定律应用中的图像问题
第十四章 欧姆定律
类型一 定值电阻、灯泡的U-I(或I-U)图像问题
1. (2025·合肥庐阳校级一模)在“探究电流与电压的关系”实验中,小军分别画出了电阻R1和R2的I-U图像,如图所示,下列说法正确的是( B )
A. 当R1与R2两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B. 用不同的电阻探究电流与电压的关系得出的结论一样
C. 在电阻一定时,导体两端的电压与通过导体的电流成正比
D. R1与R2的阻值之比为2∶1
B
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2. 如图是导体甲和乙的U-I图像,小阳对图像信息作出的判断中正确的是( C )
A. 导体乙中的电流跟它两端的电压成正比
B. 当导体甲两端电压为0时,其电阻值为0
C. 将甲和乙串联,若电流为0.4A,则它们两端的总电压为3V
D. 将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
C
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类型二 静态电路中的U-I(或I-U)图像问题
3. 小明通过查资料知道了电阻R和灯泡L的I-U图像(如图甲),灯泡L正常工作时电压为6V。他将电阻R和灯泡L接在图乙所示的电路中(电源电压保持不变)。闭合开关S,灯泡L正常发光,则电阻R两端电压和电阻R的大小分别为( B )
A. 18V 0.05Ω B. 12V 20Ω
C. 18V 20Ω D. 12V 0.05Ω
B
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4. 图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。电源为稳压电源,下列说法中正确的是( C )
A. 只闭合S1时,小灯泡L的电阻为20Ω
B. 闭合S1、S2,通过电阻的电流为0.3A
C. 闭合S1、S2,电流表的示数为0.7A
D. 若电源电压为6V,闭合S1后,通过灯的电流为0.75A
C
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类型三 动态(含变阻器)电路中的图像问题
5. (2025·阜阳一模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的阻值不变,滑动变阻器R的规格为“100Ω 1A”。闭合开关,在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像,如图乙所示,则电源电压为 12 V。
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6. 图甲是小明设计的调光电路,电源电压恒定,R0=5Ω。闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片由最右端移动至灯泡L正常发光的过程中,电流表A的示数与两电压表V1、V2(V2未画出)示数的关系如图乙所示,则电源电压为 6 V。要使滑片可任意移动且电路安全,还需要串联一个 7.5 Ω的电阻。
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7. 如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从B端滑到A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. 图线MN是电阻R1的U-I关系图像
B. R1的阻值为20Ω
C. 电源电压为12V
D. 滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω
B
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类型四 含有敏感电阻电路的图像问题
8. (2024·西宁)控制大气污染物浓度是确保空气质量,实现碧水蓝天的重要措施。如图甲是物理学习小组设计的大气污染物浓度监测简化电路。当污染物浓度增大时,污染物浓度监测表的示数增大;R为气敏电阻,其阻值随污染物浓度变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( B )
A. 当污染物浓度增大时,气敏电阻的阻值增大
B. 当污染物浓度增大时,电流表示数增大
C. 当污染物浓度增大时,电压表示数增大
D. 污染物浓度监测表是由电压表改装而成的
B
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9. (跨学科实践·日常生活)超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小华设计的模拟地磅原理的简化电路图,该电路图设定当电压表示数达到2V时触发超载警报。电源电压恒为3V,定值电阻R0的阻值为1kΩ,电压表量程为0~3V,力敏电阻R的阻值随所受压力F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。有关该地磅报警电路图,下列说法正确的是(g取10N/kg)( D )
D
A. 力敏电阻R的阻值随压力的增大而增大
B. 货车模型质量越大,电压表示数越小
C. 触发超载警报时,货车模型的质量为20kg
D. 当电压表示数为2.4V时,货车模型超载2kg
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类型一 伏阻法测电阻
1. 关于测量定值电阻阻值的实验:
【方案一】 运用一只电压表、一个阻值
为R0的固定电阻,测量定值电阻Rx的阻值。
器材:一只电压表、一个阻值为R0的固定电阻
、电源、开关和导线若干。
按如下实验步骤操作。
步骤一:按照图甲的电路图,连接电路。
步骤二:将电压表 并联 在Rx两端,闭合开关,读出电压表的示数Ux。
步骤三:将电压表 并联 在R0两端,闭合开关,读出电压表的示数U0。
根据已知量和所测得的物理量,写出Rx的表达式: Rx= (用字母表示)。
并联
并联
Rx=
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【方案二】 运用一只电压表、一个已知最大阻值为R的滑动变阻器,测量定值电阻Rx的阻值。
器材:一只电压表、一个已知最大阻值为R的滑动变阻器、电源、开关和导线若干。
按如下实验步骤操作。
步骤一:按照图乙的电路图,连接电路。
步骤二:将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合开关,读出电压表的示数Ux。
步骤三:将 滑动变阻器滑片滑到最右端 ,闭合开关,读出电压表的示数U。
根据已知量和所测得的物理量,写出Rx的表达式: Rx=·R (用符号表示)。
【评估交流】 从实验操作角度看,以上两个方案中,方案 二 更好,好在 和方案一相比,不需要把电压表从电路中拆下后再接入电路中,操作较为方便(合理即可) (写出一条即可)。
滑动变阻器滑片滑到最右端
Rx=·R
二
和方案
一相比,不需要把电压表从电路中拆下后再接入电路中,操作较为方便(合理即
可)
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2. 为测量一个阻值约为数百欧的电阻Rx,提供的器材如下:电源(电压U恒为3V)、电流表(量程为0~0.6A)、电压表(量程为0~3V)、滑动变阻器R1(100Ω 2A)、电阻箱R2(0~9999Ω 5A)、定值电阻R3(阻值为300Ω)各一个,开关、导线若干。现利用提供的器材设计两种测量方案,请完成相关实验过程。
【方案甲】 装置如图甲所示:
该方案不能用伏安法测量Rx的阻值,原因是 电路中的最大电流小于电流表的分度值 。如将滑片P移到最右端,读出电压表的示数为U1,也可测出Rx的阻值,其表达式为Rx= (用U1和已知数值表示)。
电路中的最大电流小于电流表的分
度值
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【方案乙】 装置如图乙所示:
闭合开关S,将S1与a连接,调节R1的滑片,读出电压表的示数为U1';保持R1的滑片位置不变,再将S1与b连接,读出电压表的示数为U2,则Rx表达式为Rx= (用U1'、U2和已知数值表示)。
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类型二 安阻法测电阻
3. 某实验小组进行实验时不慎将电压表损坏,他们利用一个阻值已知的定值电阻R0、一个电流表、若干开关和导线,设计了如图所示的电路,也测出了待测电阻Rx的阻值(电流表量程符合要求,电源电压未知)。请将他们的实验步骤填写完整。
(1) 正确连接电路,只闭合开关S、S1,记录电流表的示数为I1。
(2) 只闭合开关 S、S2 ,记录电流表的示数为I2。
(3) 待测电阻阻值的表达式为Rx= R0 (用I1、I2、R0表示)。
S、S2
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4. 某同学利用如图实验电路,测量待测电阻Rx的阻值,R0为定值电阻。实验步骤如下:
(1) 闭合开关S1、S2,记录电流表的示数I1。
(2) 断开开关 S2 ,记录电流表的示数I2。
(3) 待测电阻的阻值Rx= (用R0、I1、I2表示)。
S2
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5. 在测量未知电阻的阻值实验过程中,电压表已损坏,老师从实验室拿来一只标有“R”字样的滑动变阻器,并设计了如图甲、乙所示的两个实验电路,分别按如下步骤进行实验:
(1) 闭合开关S,调节滑片至最左端时,读出电流表的示数为I1。
(2) 闭合开关S,调节滑片至最右端时,读出电流表的示数为I2。
(3) 未知电阻的阻值:按照图甲方案,Rx= ;按照图乙方案,Rx= 。(两空均用I1、I2、R表示)
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类型三 等效替代法测电阻
6. 小明利用如图所示的实验器材测量电阻Rx的阻值,实验过程如下:(R2为电阻箱)
(1) 对照电路图,连接实物电路,将滑动变阻器的滑片移到最 右 (选填“左”或“右”)端。
(2) 闭合开关S、S1,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3V。
(3) 断开开关S1,闭合开关S、S2, 不调节 (选填“调节”或“不调节”)滑动变阻器的滑片,调节电阻箱,使电压表的示数为3V,读出电阻箱的示数为25Ω。
(4) 待测电阻Rx的阻值为 25 Ω。
右
不调节
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7. 用如图所示的电路可以估测灯泡的阻值,
实验按下列步骤进行:(R为电阻箱)
(1) 第一步:按电路图正确连接电路。
(2) 第二步:断开开关S2,闭合开关S1、S3,适当调节滑动
变阻器的滑片,观察到电流表的示数为0.3A。
(3) 第三步:断开开关 S3 ,闭合开关 S1、S2 ,调节电阻箱连入电路中的阻值,使电流表的示数仍为0.3A。
(4) 某同学在第三步操作中发现:当电阻箱的阻值调为19Ω时,电流表的示数略大于0.3A;当电阻箱的阻值调为20Ω时,电流表的示数略小于0.3A。在这种情况下, 不应该 (选填“应该”或“不应该”)调节滑动变阻器,以使电流表的示数恰好为0.3A。由该同学的实验,可判断所测灯泡的阻值约为 19.5(19~20之间均可) Ω。
S3
S1、S2
不
应该
19.5(19~20之间均可)
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