(11)与欧姆定律相关的安全问题2025-2026学年九年级物理上册高分专题训练

九物上高分专题第②遍 11与欧姆定律相关的安全问题 1.如图所示，电源电压为6V保持不变，定值电阻R1标有1020.5A"字样，滑动变阻器R2 标有“2021A"字样，电流表和电压表选择的测量范围分别为0~0.6A和0~3V，闭合开关 S，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是( A.电路中的最大电流为0.6A B.R2两端的最大电压为4V C.R1两端的最小电压为3V D.滑动变阻器接入电路的最大值为152 2.如图所示，电源电压恒为18V，定值电阻R1=202,滑动变阻器R2标有“4020.5A"字 样，电流表A的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围均为0~15V,现闭合开关S，在 保证电路安全的前提下移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是() S A.电流表的示数变化范围是0.15~0.5A B.电压表V1的示数变化范围是3~15V C.若想使电压表V2的示数达到满偏，可以把R2替换为“9520.5A"的滑动变阻器 D.若想使电压表V2的示数达到满偏，可以换用电压在22.5~25V之间的电源 40/51 九物上高分专题第②遍 3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，直至灯泡L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)示数变化的关系图像如图乙所示。灯泡正常 发光时的电阻为Ω；若R2的滑片可任意滑动，为了保证灯泡的安全，电路中至少再串联一 个2的电阻。 ↑I/A 0.6 S 0.4 0.2 R R2 00.511.522.533.5UV 甲 乙 4为了测量邕江江面的风速，某项目小组设计了如图所示的风速测量仪，弹簧左端固定，右端 连接有滑块，并套在光滑水平杆AB上。当风速为零时，滑片P恰好位于M端。电阻丝MN 总电阻为1002，阻值与其长度成正比；电源电压恒定，R的阻值为202，电压表测量范 围为0~15V，电压表的示数U与电流I和风速v的关系为U=kv2(化为定值)。当闭合开关， 电压表示数为4V时，电路中的电流为0.25A,测得风速为6m/s。 挡风板 风 Aw册奥 N M Ro 41/51 九物上高分专题第②遍 (1)求R0两端的电压； (2)求当电压表示数为9V时的风速； (3)为了保证电路安全，需将，更换为至少多大的定值电阻，并计算出风速测量仪的最大测 量值。 5.如图所示，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R标有“1A152”的字样。当滑动变 阻器的滑片P在最右端时，闭合开关S,通过灯泡的电流为04A,移动滑动变阻器的滑片P, 在电路安全工作的情况下，下列说法正确的是（) A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮 P R B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A S C.R接入电路的阻值变化范围是5~152 D.电路总电阻的最大值为52 & 42/51 九物上高分专题第②遍 6.如图所示，滑动变阻器R1的最大阻值为1002，电流表A1的测量范围为0~0.6A,A2的 测量范围为0~3A,电阻R2=7.22,电源电压恒定为18V。闭合开关后，为了保证两个 电流表都能正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻范围为 D 7.如图甲所示，电源电压不变，第一次闭合开关S1、S4,断开S2、S3,滑动变阻器R2的滑片置 于最右端，R1的滑片从最左端滑至最右端；第二次闭合开关S2、S3,断开S1、S4,将滑动变阻 器R2的滑片从最右端移到使小灯泡正常发光处。两次过程中电压表与电流表示数的变化关系 如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法不正确的是() 0.5 R 0.16- 0 1.64 6 8 U/V 甲 A.电源电压为8V B.R1的最大阻值为402 C.小灯泡正常发光时的电阻为102 D.闭合开关S2、S3,断开S1、S4,保证电路安全的前提下，R2的阻值变化范围为4~402 43/51 九物上高分专题第②遍 8.如图所示，电流表有0~0.6A和0~3A两个测量范围可以根据实际情况选择，电压表测量 范围选0~15V，电阻R1=602,R2=302,滑动变阻器上标有“12022A"字样，电源 两端电压恒定。 (1)当只闭合S,滑片P滑到b端时，电流表示数为0.16A,求电源电压。 (2)求当只闭合S，电流表的示数为0.5A时，滑动变阻器接入电路的阻值。 (3)当闭合S、S1、S2时，求电流表的示数。 (4)当只闭合S时，电流表选0~0.6A测量范围，在保证电流表、电压表、滑动变阻器都安 全的前提下，求滑动变阻器连入电路的阻值的变化范围。 R R2 S 44/51九物上高分专题第②遍 11与欧姆定律相关的安全问题 1.如图所示，电源电压为6V保持不变，定值电阻R1标有1020.5A"字样，滑动变阻器R2 标有“2021A"字样，电流表和电压表选择的测量范围分别为0~0.6A和0~3V，闭合开关 S,在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是( A.电路中的最大电流为0.6A B.R2两端的最大电压为4V C.R1两端的最小电压为3V D.滑动变阻器接入电路的最大值为152 D R2 S 答案：C 解析：由电路图可知，闭合开关S,R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路 中的电流；R1标有“1020.5A"字样，R2标有“2021A"字样，电流表选择的测量范围 为0~0.6A,通过分析电路图可知，电阻R1、R2和电流表是串联的，电路中允许通过的最大 电流为0.5A,故A错误；当滑动变阻器的最大阻值接入电路时，电路中的电流1三R,48,三 0n+20n=0.2A,此时滑动变阻器两端的电压U2=IR2=0.2A×200=4V>3V,但由于 电压表选择的测量范围为0~3V,所以，滑动变阻器R2两端的最大电压为3V，故B错误； 根据串联电路中电压的规律可知，电源电压不变，当滑动变阻器R2两端的电压达到最大电压 3V时，定值电阻R1两端的电压最小，R1两端的最小压U1小=U-U2大=6V-3V=3V, 故C正确；当滑动变阻器两端的电压最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电路中 61/81 九物上高分专题第②遍 一品-=03A由1-岩可得，滑动变阳器接入电路的最大阻值R:最大 的电流1最小=R 2六二3A100,故D错误。 2.如图所示，电源电压恒为18V,定值电阻R1=202,滑动变阻器R2标有“40Ω0.5A"字 样，电流表A的测量范围为0~0.6A,电压表的测量范围均为0~15V,现闭合开关S,在 保证电路安全的前提下移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是( ） S A.电流表的示数变化范围是0.15~0.5A B.电压表V1的示数变化范围是3~15V C.若想使电压表V2的示数达到满偏，可以把R2替换为“95Ω0.5A"的滑动变阻器 D.若想使电压表V2的示数达到满偏，可以换用电压在22.5~25V之间的电源 答案：D 解析：由图可知，闭合开关，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两 端的电压，电流表A测电路中的电流。R2允许通过的最大电流为0.5A,电流表A的测量范 围为0~0.6A,所以，电路的最大电流1大=0.5A,此时R1两端的电压最大，滑动变阻器接 入电路的电阻最小，R1两端的最大电压U1大=1大R1=0.5A×20D=10V;当将滑动变阻 器的最大电阻接入电路时，电路中的电流最小，电压表V2的示数最大，电路中的最小电流1小= =4,=00D=0,3A,则电流表A的示数变化范围为0.3~0.5A,故A错误；电压 表V1的最小示数U1小=1小R1=0.3A×202=6V，则电压表V1的示数变化范围 为6~10V,故B错误；电压表的测量范围均为0~15V,若想使电压表V2的示数达到满偏， 62/81 九物上高分专题第②遍 即U2大=15V,在电源电压不变的条件下，则此时R1两端的电压U1=U-U2大=18V- 3V根据串联分压原理可得=R2大R1=罗×20Q 由此可知滑动变阻器的最大电阻至少为100Ω，故C错误；在滑动变阻器R2阻值不变的条件 下，则根据串联分压原理可得一瓷，所以一是大器 ×15V=7.5V,则电源电 R2 压U'=U1+V2大=7.5V+15V=22.5V,结合上述分析，电压最大为25V,所以可以换 用电压在22.5~25V之间的电源，故D正确。 3.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，直至灯泡L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)示数变化的关系图像如图乙所示。灯泡正常 发光时的电阻为；若R2的滑片可任意滑动，为了保证灯泡的安全，电路中至少再串联一 个2的电阻。 ↑IIA 0.6 A 0.4 P 0.2 ② R R, 00.511.522.533.5U/V 甲 乙 答案：5,1.5 解析：由图甲得，闭合开关，灯泡、定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，电压表V1测量灯泡 两端的电压。灯泡两端的电压越大，电流越大，则图线①为灯泡的1一U图像。由图乙得，灯 泡的额定电压为2.5V,额定电流为05A，由欧姆定律得，灯泡正常发光时的电阻R=先= 5y=5①；由图乙得，图线2表示电流值随电压值变大而减小，则电压表V2可能测量定值 0.5 电阻R1和滑动变阻器R2的总电压或者测量滑动变阻器R2两端的电压。若电压表V2测量定值 电阻R1和滑动变阻器R2的总电压，则电压表V1与电压表V2的示数之和不变，等于电源电压， 63/81 九物上高分专题第②遍 由图得，不同电流下，电压表V1与电压表V2的示数之和改变，则侧电压表V2测量滑动变阻器R2 两端的电压，由欧姆定律得，A1的阻值R1=尝=5455v25y=2.5n,利用串 0.5A-0.2A 联电路的电压规律可知电源电压U=U1+U2+U=0.2A×2.52+3.5V+0.5V=4.5V; 当电路中电流最大为05A时，电路总电阻R%=号==9n,若此时滑动变阻器接入电 路中的电阻为0，电路中串联的电阻阻值最小，为R=R总-R1-R=92-2.52-52= 1.52。 4为了测量邕江江面的风速，某项目小组设计了如图所示的风速测量仪，弹簧左端固定，右端 连接有滑块，并套在光滑水平杆AB上。当风速为零时，滑片P恰好位于M端。电阻丝MN 总电阻为1002，阻值与其长度成正比；电源电压恒定，Ro的阻值为202，电压表测量范 围为0~15V,电压表的示数U与电流I和风速v的关系为U=kIv(k为定值)。当闭合开关， 电压表示数为4V时，电路中的电流为0.25A,测得风速为6m/s。 挡风板 AA滑块 B N M Ro (1)求R。两端的电压； 解：闭合开关，两电阻串联接入电路，电阻丝接入电路的阻值不变，根据欧姆定律可知电路中 电流不变。根据欧姆定律可得R,两端的电压Uo=1R,=0.25A×202=5V。 (2)求当电压表示数为9V时的风速； 解：电压表的示数U与电流I和风速v的关系为U=k1v,当闭合开关，电压表示数为4V时， 电路中的电流为0.25A,测得风速为6m/s,即4V=k×0.25A×(6m/s)2,解方程可得k= 64/81 九物上高分专题第②遍 号V/A(m/s)],当电压表示数为9V时，代入数据可得 9V=。V/[A·(m/s)]×0.25A×v2,解方程可得风速v=9m/s。 (3)为了保证电路安全，需将，更换为至少多大的定值电阻，并计算出风速测量仪的最大测 量值。 解：串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得电源电压U=I(Ro+RMN)= 0.25A×(202+1002)=30V,电压表测电阻丝滑片右侧部分的电压，电压表测量范围为 0~15V,若要电压表示数为15V时，滑片位于MN最左端，根据欧姆定律可得此时通过电 路的电流=”=015A,根据率联电路电压规律结合政姆定律可得定值电阻的阻值 R。="-丛=30v5y=100n,风速测量仪的测量风速最大时通过电路的电流为0.15A,电 0.15A 压表示数为15V，即15V=号V/A,(m/s)2×0.15A×2,解方程可得v'=15m/s。 5.如图所示，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R标有“1A152”的字样。当滑动变 阻器的滑片P在最右端时，闭合开关S,通过灯泡的电流为0.4A,移动滑动变阻器的滑片P, 在电路安全工作的情况下，下列说法正确的是（) A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮 B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A C.R接入电路的阻值变化范围是5~152 D.电路总电阻的最大值为52 L 65/81 九物上高分专题第②遍 答案：D 解析：由电路图可知，闭合开关，滑动变阻器与灯泡并联，由于并联电路各支路独立工作、 互不影响，所以滑片的移动不能改变灯泡的亮暗，故A错误；当滑片位于最右端时，滑动变 阻器接入电路中的电阻最大，由于并联电路中各支路两端的电压相等，则通过滑动变阻器的最 小电流4m=名=品=02A,则千路的电流1m=4+h=04A+02A=06A, 故B错误；由滑动变阻器的铭牌可知，所在支路允许通过的最大电流为1A,根据欧姆定律 可得涓动变阻器连入电路的晨小电阻R咖一产一兴-3n,所以R接入电路的阻值变化范 围是315Ω，故C错误；由于当滑动变阻器接入电路的电阻最大时电路的总电阻最大， 干路电流最小，根据欧姆定律可得电路总电阻最大为R装m三=。6三5，故D正确。 故选D。 6.如图所示，滑动变阻器R1的最大阻值为1002，电流表A1的测量范围为0~0.6A,A2的 测量范围为0~3A,电阻R2=7.22，电源电压恒定为18V。闭合开关后，为了保证两个 电流表都能正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻范围为. 。 答案：36~100 解析：由图知，闭合开关，两电阻并联，电流表A1测量通过滑动变阻器的电流，电流表A2测 量干路的电流，滑动变阻器滑片在移动的过程中通过定值电阻，的电流不变，=号=器 2.5A,因为电流表A2的测量范围为0~3A,所以通过滑动变阻器的最大电流L1大=1-12= 66/81 九物上高分专题第②遍 3A-2.5A=0.5A<0.6A,所以电流表A1示数的最大值为0.5A，此时滑动变阻器接入电 路的最小值R小一头-360，所以为了保证两个电流表祁能正常工作，洞动安粗器 接入电路的电阻范围为36~1002。 7.如图甲所示，电源电压不变，第一次闭合开关S1、S4,断开S2、S3,滑动变阻器R2的滑片置 于最右端，R1的滑片从最左端滑至最右端；第二次闭合开关S2、S3,断开S1、S4,将滑动变阻 器R2的滑片从最右端移到使小灯泡正常发光处。两次过程中电压表与电流表示数的变化关系 如图乙所示。在保证电路安全的前提下，下列说法不正确的是() 0.5 0.16- 0 1.6 46 8U/八W 甲 乙 A.电源电压为8V B.R的最大阻值为402 C.小灯泡正常发光时的电阻为102 D.闭合开关S2、S3,断开S1、S4,保证电路安全的前提下，R2的阻值变化范围为4~402 答案：C 解析：第一次闭合开关S1、S4,断开S2、S3,此时R1、R2串联，电压表V1测R1和R2两滑片间 的总电压，电流表测通过电路的电流。滑动变阻器R2的滑片置于最右端，故R2接入电路的阻 值为其最大阻值，根据欧姆定律可知，R1的滑片从最左端滑至最右端，电流表示数不变，电 压表V1的示数会逐渐变小，故此时电压表V1与电流表示数的变化关系如图乙中水平线段所示； 当R1的滑片在最右端时，电压表V1测量R2两端的电压，示数为4V;当R1的滑片在最左端时， 67/81 九物上高分专题第②遍 电压表V1测量电源电压，示数为8V,故电源电压为8V,故A正确。串联电路总电压等于各 部分电压之和，当R1的滑片在最右端时，R1两端的电压为8V-4V=4V, R1两端的电压等于R2两端的电压，串联电路各处电流相等，根据欧姆定律变形式R-”可 知，R1=R2。第二次闭合开关S2、S3,断开S1、S4,灯泡和R2串联，电压表V2测量灯泡两端 的电压，电流表测通过电路的电流。将滑动变阻器R2的滑片从最右端移到使小灯泡正常发光 处，电压表V2与电流表示数的变化关系如图乙中曲线所示，由图乙可知，灯泡正常发光时U= 6V,电流L=0,5A,灯泡正常发光时的电阻R,-朵=%=120故C错误，当滑动变阻器R2 的滑片在阻值最大处时，电路中电流最小为0.16A,此时灯泡两端的电压为1.6V;根据串联电 路电压规律可得，滑动变阻器R2两端的电压U2=U-U'=8V-1.6V=6.4V, 根据欧姆定律可得，滑动变阻器R2的最大阻值R2==64=400,则R1=R2=40n 1小0.16A 故B正确。灯泡正常发光时滑动变阻器R2两端的电压U2'=U-U=8V-6V=2V,滑动 变阻器R,接入电路的电阻最小即R小=先=器=4Q:滑动变阻器R,接入电路的电阻 越大，电压表V2示数越小，所以滑动变阻器R2接入电路的阻值变化范围为4~40Ω，故D 正确。 8.如图所示，电流表有0~06A和0~3A两个测量范围可以根据实际情况选择，电压表测量 范围选0~15V，电阻R1=602,R2=302,滑动变阻器上标有“12022A"字样，电源 两端电压恒定。 68/81 九物上高分专题第②遍 S (1)当只闭合S,滑片P滑到b端时，电流表示数为0.16A,求电源电压。 解：当只闭合S,滑片P滑到b端时，滑动变阻器和定值电阻R2串联接入电路，滑动变阻器 此时接入电路的阻值为最大阻值，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流， 电流表示数为016A，串联电路总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得电源电压U= I(R2+R3)=0.16A×(302+1202)=24V。 (2)求当只闭合S,电流表的示数为0.5A时，滑动变阻器接入电路的阻值。 解：当只闭合S,电流表的示数为0.5A时，根据欧姆定律可知，此时电路总电阻R-号 482,此时滑动变阻器接入电路的阻值R3'=R-R2=482-302=182。 (3)当闭合S、S1、S2时，求电流表的示数。 解：当闭合S、S1、S2时，两定值电阻并联接入电路，电流表测干路电流，并联电路干路电流 等于各支路电流之和，根据欧姆定律可得，电流表的示数”=”+”=4"+24 -=1.2A。 R1R26030 (4)当只闭合S时，电流表选0~0.6A测量范围，在保证电流表、电压表、滑动变阻器都安 全的前提下，求滑动变阻器连入电路的阻值的变化范围。 解：当只闭合S时，电流表选0~06A测量范围，根据串联电路电流规律可得通过电路的总 电流最大为0.6A,此时电路总电阻R=”=4y=400,根据串联电路的电阻规律可知， 1+0.6A 69/81 九物上高分专题第②遍 此时滑动变阻器接入电路的电阻R3小=R'-R2=402-302=102,电压表测量范围选 0~15V,根据串联分压原理可知电压表示数为15V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大， 串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，则定值电阻R2两端的电压U2=U-U3= 24V-15V=9V,此时通过电路的电流L小=号=0。=03A,此时滑动安阻器接入电路 的阳值风，大-学-：-500，所以在保证电流表、电压表、滑动变阻器都安全的前提下， 滑动变阻器连入电路的阻值的变化范围为10~502。 70/81