专题特训8 欧姆定律在实际生活中的应用-【通成学典】2026-2027学年九年级全一册物理拔尖特训(人教版·新教材)

拔尖特训·物理（人教版）九年级全一册 专题特训八欧姆定律在实际生活中的应用 雪等画 类型一基于坐标图像信息的应用■画 1.舒情境环保意识[2025苏州]某科技小组要设计冬季植物大棚控温系统。 【任务与要求】当环境温度t≤20℃，加热设备开启工作；温度t≥ ↑R/Q 60 30℃，停止工作，大棚内的温度维持在一定范围。 500 【设计与实施】①器材有：电压为6V的电源、定值电阻、可控加热 400 300 设备、热敏电阻（阻值随温度变化的关系如图甲所示）等。②设计的 200 电路如图乙所示，加热设备是否工作由其两端的电压UB来控制， 100 0 当UAB≥4V时，加热设备开启工作，当UAB≤U。时，加热设备不工 15202530354045t/℃ 甲 作。（不考虑加热设备对电路的影响） 【分析与思考】 加热设备 (1)电路中的 (填“R,”或“R2”)是热敏电阻。 (2)定值电阻的阻值为 2。 (3)U。= V。 (第1题图) (4)长时间使用后，电源电压降低，系统控制的最高温度将 豆豆国 类型二基于表格信息的应用■。■ 2.小伟在乘飞机时了解到，经济舱乘客免费托运行李的最大质量为20kg,商务舱乘 费托运行李的最大质量更大。如图所示为小伟设计的模拟飞机行李超重的检测装 杠杆OP始终处于水平位置，电源电压恒为15V,R。是阻值为62的定值电阻，R 力敏电阻，它的阻值随压力变化的关系如表所示。当电压表的示数U。≥3V时，检测装置会自动 报警。 托盘 模拟行李 支架、P R 压力F/N 50 100 150 200 250 300 R,=6Q R.的阻值/Q 50 30 24 20 17 16 U=15V ① U。=3V (第2题图) (1)小伟把检测装置恰好报警时的电学物理量标在图中，由此计算出此时R,的电阻为 (2)如图所示，杠杆上有两个行李托盘，A、B是杠杆上的两个承重点，已知AP=0.3m,OB= 0.6m。小伟闭合开关，将20kg的模拟行李放在某一个托盘上时，检测装置恰好报警，当他将商 务舱乘客的模拟行李放在另一个托盘上时，检测装置也恰好报警。商务舱乘客的模拟行李的质 量为 kg。(杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计，g取10N/kg) (3)检测装置长期使用后，电源电压会变小，若要使乘客免费托运行李的最大质量不变，在不更换 电源及R,的情况下，则应将托盘适当向 移动 第十七章欧姆定律 类型三基于关系式信息的应用 ■■■ 3.如图所示为某款由电流表改装而成的可显示拉力大小的测力计的原理图，电 为0~0.6A,R。=42,R1的最大阻值为162，且ab的长度L=10cm,其阻 成正比。滑片P的上端固定在拉杆的O点，当弹簧处于原长时，滑片P位 右端)，闭合开关，此时电流表的示数为0.3A。电源电压保持恒定，P与R 擦，弹簧的电阻忽略不计，发生弹性形变时，弹簧的伸长量x与所受拉力F成正比，即F=kx(k 为常数)，题中弹簧发生的形变都是弹性形变，k=5000N/m。 (1)求电源电压U。 拉环 弹簧 (2)为了保证电路安全，求R,接入电路的最小阻值。 入 (3)去掉图中的电流表，用电压表（量程为0~3V)与R。并联，利用电压 表显示拉力的大小，则电压表所能显示的最大拉力为多少？ (第3题图) 了司夏雪 类型四 坐标和表格综合承载信息的应用 房期等 4.舒青境环保意识创建生态文明城市需要我们共同关注环境。空气质量指数是环境监测的重要指 标，空气质量等级是按照空气质量指数划分的，如表所示： 空气质量指数A 050 51~100 101-150 151~~200 201300 >300 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，电路原理图如图甲所示，已知 电源电压U=18V,R。是定值电阻，气敏电阻阻值R与A的关系如图乙所示。闭合开关，当空气 质量指数A为100时，电压表示数为12V。 (1)由图像可知，气敏电阻的阻值随空气质量指数的增大而 (2)求定值电阻R。的阻值。 (3)当电压表示数为9V时，对应的空气质量等级是什么？ 1201R/ 100 0 气敏电阻 60 40 20 0 50100150200250300A 乙 (第4题图) ●“答案与解析”见P33 73的电流，电流表的示数为0.5A,由图甲可知，此时灯泡两 端的电压U,=4V,即电源电压U=4V;再闭合S,灯泡L 与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路干路电流等 于各支路电流之和可知电流表的示数变大；根据并联电路 各支路互不影响的特点可知通过灯泡的电流不变，则小灯 泡的亮度不变，故A错误；由于总电流变大，电源电压不 变，由R-号知电路的总电阻变小，故B箱误：根据并联电 路干路电流等于各支路电流之和可知电流表示数的变化 量等于通过R的电流；由于并联电路各支路两端的电压相 等，由图甲可知，此时通过电阻的电流为0.2A,即电流表 的示数变化0,2A,故C正确：若通过灯泡L的电流为 0.2A,由图可知此时灯泡两端的电压U'=1V,R两端的 电压UR=4V,则电源电压U'=U'+UR=1V+4V= 5V,满足题意，所以若将I和R串联在5V的电源上，电 流表示数为0.2A,故D错误。 2.解：(1)由欧姆定律可知，灯泡正常发光时的电阻R. U._6V Q.5A=12Q(2)由图甲可知，灯泡与滑动变阻器 R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，电流表测 量电路中的电流，电路中的电流为0.5A时，小灯泡刚好正 常发光，根据小灯泡规格可知，小灯泡两端的电压为6V, 根据串联电路的特点可知，电源电压U=U.十UR=6V十 2V=8V(3)当电路中的电流为0.5A,滑动变阻器接人 电路的阻值为0时，电源电压最小，此时的最小电源电压 Umn=U1.=6V;当电路中的电流为0.2A,滑动变阻器接 入电路的阻值最大时，由欧姆定律可知，滑动变阻器两端 的电压UR'=ImnR=0.2A×502=10V<15V,由图乙可 知，此时灯泡两端的电压U,.'=1V,此时电源电压最大，根 据串联电路的特点可知，最大电源电压Ux=U'十U'= 1V+10V=11V,所以电源电压的取值范围是611V 3.D由电路图知道，闭合开关S后，R,与R2串联，电压 表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙知 道，当变阻器接入电路中的电阻R2=40时，其两端的电 压U2=12V,因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电 路中的电流1，一是-治器A3Λ，根据申联电后中后电 J 压等于各分电压之和以及I一发知道，电源电压U一 I,R,十U2=0.3AXR,+12V①，当变阻器接入电路中 的电阻R2'=702时，其两端的电压U2'=14V,此时电路 _U,-14Y=0.2A,则电源电压U=1,R,+ 中的电流I2=Rg=70Q U2'=0.2A×R,+14V②，由①②可得U=18V,R, 202,故A、B错误；当滑动变阻器两端的电压为15V时， 接入电路的电阻最大，则电路中的总电阻最大，由欧姆定 律知，电路中的电流最小，此时R,两端的电压U,=U一 U U*=18V-15V=3V,电路中的最小电流1小= 3V 200,5A,由串联分压原理知道，R二，即 202_3V R大5V·解得滑动变阻器接入电路的最大电阻R大 100Ω，当电路中的电流为0.6A时，接入电路的电阻最小， 此时电路的后电阻尺：一=片一-器=动Q侧精减交阻器 接人电路的最小电阻R2小=R总一R,=302-202=102, 所以，为保证电路的安全，滑动变阻器的取值范围是10~ 100Ω，电流表示数的变化范围是0.15~0.6A,故C猎误， D正确。 4.解：(1)R,与R2串联，电压表测量R,的电压；R,为 15k2,电压表读数U1=0.75V,根据串联电路的特点知， R2的电压U2=U-U,=3V-0.75V=2.25V;串联电路 的电流处处相等，根据U=IR知，电压之比等于电阻之比， U2:U1=R2:R1:代人数据有：2.25V:0.75V=R2 15k2:解得：R2=45k2;根据图像知，此时的照度大小是 3Iux(2)电源电压最大时，每个电阻的电压最大，故电 压表满偏，当R1最小时，分得的电压最小，即R,'=10k2: 当7Lux的照度时，R2'=15k2,U,'=3V;U2'=U U,'=U一3V;串联电路的电流处处相等，根据U=IR知， 电压之比等于电阻之比，U2′：U,′=R2':R,';代入数据 有：(U'-3V):3V=15k2：10k2;解得U'=7.5V 5.解：(1)根据图像知，完成每次仰卧起坐的时间为1.2s: 及1min内完成仰卧起坐的个数n=02=50(2)R, 阻值随光照强度的减小而增大，当射向R,的红外线被遮 挡时，电阻变大，根据串联分压规律知，此时R2两端的电 压增大，R,两端的电压达到设定值，为5.0V,根据图丙 知，对应的电流为0.1A,故触发计数时，光敏电阻R2的阻 U2_5V 值R:=70.入500(3)根据串联电路的特点和欧 姆定律知，电源电压U=U,十U2=IR,十U2;计数时，U= 0.1AXR,+5V:不计数时，UU=0.3AXR,十3V:解得 R,=102:U=6V 专题特训八欧姆定律在实际生活中的应用 1.(1)R(2)80(3)3(4)降低 〔解析)(1)由图乙可知，R,与R2串联，加热设备并联在 R,两端。由图甲可知，当温度降低时，热敏电阻的阻值变 大，根据串联电路的分压关系可知，热敏电阻两端的电压 变大，当温度降低到一定程度时，AB两端的电压增大到一 定程度，此时加热设备要开启工作，故电路中的R,是热敏 电阻。(2)由图甲可知，当t=20℃时，热敏电阻的阻值 R,=1602,此时Us=4V,根据串联电路的电压规律可 得，定值电阻两端的电压U,=U一UB=6V一4V=2V, 根据串联电路的分压关系可得，定值电阻的阻值R?一 XR-代X1600=800,(3)由图甲可知，当 UAB 30℃时，热敏电阻的阻值R,′=802=R2,根据串联电路 的电阻规律和欧姆定律可得，电路中的电流I一R,十R。 6 V 80Q十800=0.0375A,此时AB两端的电压U,-UB'= IR,'=0.0375A×802=3V。(4)长时间使用后，电源电 压降低，而加热设备不工作时的电压UAB不变，根据串联 电路的电压规律可知，定值电阻两端的电压U2变小，根据 =XR2可知，在U和R一定时，U,变小，系统 R1=U2 控制的最高温度对应热敏电阻R,的阻值变大，则由图甲 可知，系统控制的最高温度降低。 2.(1)240(2)30(3)左 〔解析)(1)由图可知，R。、R,串联，电压表测量R。两瑞的 电压，电流表测量电路中的电流；检测装置恰好报警时电 学物理量如图所示，由串联电路的电流特点和欧姆定律可 知，报雪时适过尼的电流1，-1，受-名器05A由 串联电路的电压特点可知，此时R,两端的电压U=U U U,=15V-3V=12V,报警时R的阻值R,= 12V 0.5A=240。(2)由题意知，经济舱乘客行李的最大重力 G,=m1g=20kg×10N/kg=200N,图中杠杆的支点为 O,行李对水平托盘的压力等于行李的重力大小，由杠杆平 衡条件可得Fplp=G行l行，在支持力Fp、支持力的力臂lp 一定时，G行越大，l行就要越小，由装置图示可知，A托盘 离支点远，则行李的重力应较小，以A为经济舱乘客的 行李托盘，而B托盘离支点近，B为商务舱乘客的行李托 盘：由表中数据可知，报警时(R,=24)P处杠杆对R的 压力为150N,由力作用的相互性可知，P处受到的支持力 Fp=150N,当两次杠杆水平平衡时Fp·OP=G,·OA, Fp·OP=GB·OB,即150NX(0.3m+0.6m十AB)= 200N×(0.6m+AB)①，150N×(0.3m+0.6m+ AB)=GBX0.6m②，由①②两式可得AB=0.3m, G=300N,所以商务舱乘客的模拟行李的最大质量m'= G=300N=30kg。(3)检测装置长期使用后，电源电 g 10N/kg 压会变小，若要使乘客免费托运行李的最大质量不变，在 不更换电源及R,的情况下，若自动报警时电压表示数U。 不变，则R,两端电压应减小，由串联分压原理可知R的 阻值减小，由表中数据可知受到的压力增大，若要使乘客 免费托运行李的最大质量不变，由杠杆平衡条件可得 Fplr=G行l行，在支持力Fp增大，支持力的力臂lp一定 时，G行不变，行就要增大，应将托盘适当向左移动。 3.解：(1)由图可知，定值电阻R。与滑动变阻器R,串联 后接入电路，电流表测量电路中的电流，当滑片P在α瑞 时，滑动变阻器接人电路的阻值最大，电路中的总电阻 Ra=R,十R。=162+42=202,由滑片P位于a端，电 流表的示数为0.3A,得电源电压U=IRa=0.3A× 202=6V(2)由于电流表的量程是0~0.6A,所以电 路中的最大电流为0.6A,当电路中的电流为0.6A时，滑 动变阻器R,接人电路的阻值最小，此时电路中的总电阻 R,'号--100，滑动变阻器R夜人电路的录小 阻值R1mn=R总'-R,=102-4Q=6n(3)去掉图中的 电流表，用电压表（量程为0~3V)与R。并联，当滑动变阻 器接人电路的阻值变小，根据串联电路的电阻规律可知电 路中的总电阻变小，根据一只可知电路中电流变大，根据 U。一IR。可知定值电阻R。两端的电压变大，由电压表的 量程是0~3V可知，定值电阻R。两端的最大电压为3V, 当电压表的示数为3V时，滑动变阻器R,接人电路的阻 值最小，此时滑动变阻器R,两端的电压U,=U一U,'= 6V-3V=3V,通过滑动变阻器的电流I:=1。'=R 3V 0=0,75A,滑动变阻器接人电路中的阻值R, 0.75A=4n,R,的最大阻值为160，且ab的长度L 3V 10cm,根据滑动变阻器的阻值与长度成正比可知，Pb段的 度L%=4号=25cm,Pa段的长度Lm=L一Lw三 10 cm 10cm一2.5cm=7.5cm,根据弹簧的伸长量与所受拉力成 正比，即F=kx(k为常数)，题中弹簧发生的形变都是弹性 形变，k=5000N/m可知，拉力F=5000N/mXx,所以当 x=Lra=7.5cm时，拉力F=5000N/m×7.5×102m= 375N 4.解：(1)减小(2)由电路图可知，定值电阻R。和气敏 电阻R串联，电压表测量R。两端的电压。由图乙可知，当 空气质量指数A为100时，R的阻值为602，因为串联电 路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，所以此时 R两端的电压UR=U一U。=18V一12V=6V,因为串联 ! 电路中各处的电流相等，所以电路中的电流I。=I 紧-名器A1A定应电阻R,的位风一受X UR 6V 1202(3)当电压表示数为9V时，R两端的电压UR'= U-U,'=18V-9V=9V=U。',根据U=IR可知串联电 压之比等于电阻之比，此时R的阻值R'=R。=1202,由 图乙可知，此时的空气质量指数为50，由表中数据可知，此 时的空气质量等级为优 专题特训九“非常规”测电阻 1.C当闭合开关S、S2,电阻箱R被短路，只有R,接入 电路，此时电流表的示数为I;根据欧姆定律可得电源电 压U=I,R;保持开关S,闭合，断开开关S2,R与R串 联，此时电流表的示数为I2。电源电压U=I2(R,十R), I,R 即U=1R,=I,(R,+R),解得：R,,。故C符合 题意，A、B、D不符合题意。 2.(1)如图所示(2)15 (第2题图) 〔解析)(1)根据图甲可知，未知电阻R与R。并联，未知 电阻R与A串联，A2测干路电流，实物图如图所示。 (2)由题意可知，两表均选用0一0.6A量程，分度值为 0.02A,则A1、A的示数分别为I1=0.32A,I2=0.48A。 根据并联电路电流的规律，通过定值电阻R,的电流I。= 12一I1=0.48A一0.32A=0.16A,由并联电路的电压规 律和欧姆定律可得，R,两端的电压U=U,=IR。= 0.16A×302=4.8V,由欧姆定律可得，未知电阻的阻值 R=光-X-15n 3.(1)如图所示(3)2.8(4)10(5)将R,更换为阻 值较小的定值电阻（或选一个定值电阻与R。并联） (第3题图) 〔解析)(4)闭合S和S,断开S时，电压表测灯泡两端电 压，调节滑片P使电压表示数为2.0V,此时灯泡正常发 光。保特滑片P位置不变，断开S,闭合S后，灯泡与R。 串联，电压表测两者总电压，示数为2.8V,则R。两端电压 U。=2.8V一2.0V=0.8V。根据串联电路电流处处相 等，此时电路中的电流I-党-08-2A,那么小灯 _U_2.0V 泡正常发光时的电阻R=了一0.2V-10n。(5)已知电 源电压为3V,若在以上(2)中，无论怎样调节滑片P,电压 表的示数始终小于2.0V,即变阻器接入电路的电阻为0 时，电压表示数仍小于2.0V,说明定值电阻分得的电压始 终大于1V,由串联分压的规律可知所用定值电阻R。的阻 值较大；为了顺利进行实验，根据现有的器材提出的解决 措施为：将R。更换为阻值较小的定值电阻（使定值电阻分 得的电压小于1V),或者选一个定值电阻与R,并联（二者 并联后相当于一个阻值较小的定值电阻，也能使定值电阻 分得的电压小于1V)。 4.(1)②将S,拨到2的位置，调节滑动变阻器的滑片到 适当位置③将S2拨到1的位置，保持滑动变阻器的滑 片位置不变，调节电阻箱R的阻值(2)R 5.ABD闭合S,、S时，电路是只有R。的基本电路，电流 表测量通过R。的电流I;闭合S、断开S2,两电阻串联， 电流表测电路中电流I;根据电源电压不变列式I(R。十 R)=I,R,可求出R,的阻值，故A可行。根据图可知， 闭合S、S2,电路为R,的简单电路，电压表测量电源的电 压U;只闭合开关S1,两只电阻串联，电压表测量R,两瑞 电压为U;根据串联电路的电压关系可知，定值电阻两端 的电压U=U一U,:此时电路中的电流1=尼，根据申联 电路的电流关系可知，通过R,的电流I一尺 ,则根据R 两端的电压和电流可以求出R阻值，故B可行；由电路图 可知，S接1或2时，通过电压表的电流的方向会发生变 化，电压表的指针会反向偏转，无法读取电压表的示数，故 C不可行；S拨到上端，移动变阻器滑片，使电压表示数为 一定值：保持滑片位置不动，S拨到下端，改变电阻箱连入 电路的电阻，使电压表示数不变，由等效替代法可知，R 的阻值等于电阻箱连人电路的电阻大小，故D可行。 6.(1)2.68(2)D 〔解析)(1)由电路图可知，变阻器与未知电阻R串联，电 压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，当 电流表的示数为0.1A时，电压表的示数为1.8V;根据申联 电路的总电压等于各用电器两端的电压之和与欧姆定律可 得，电源电压U=IR,十U#=0.1A×R+1.8V①，当电 流表的示数为0.2A时，电压表的示数为1V,同理可得，