第十七章《欧姆定律》计算题专题突破-2026-2027学年人教版物理九年级全一册
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内容正文:
第十七章《欧姆定律》计算题专题突破-2026-2027学年人教版物理九年级上学期
一、基础单状态计算(入门必练)
【题型特征】 电路状态单一,已知 2 个物理量,直接套用欧姆定律求第三个量,常结合单位换算考查。 【核心公式】
欧姆定律:I=U/R
变形公式:U=IR、R=UI
单位要求:电流I→安(A),电压U→伏(V),电阻R→欧(Ω)
【典型例题】电学实验中的电流表是由灵敏电流计G改装而成,其改装电路如图甲所示,图乙为灵敏电流计的表盘,已知灵敏电流计的内阻为Rg=10Ω,满偏电流为Ig=3mA。
(1)要想使改装后的电流表的量程为3A,则的值为多大?
(2)由于灵敏电流计的表盘刻度是均匀的,若将灵敏电流计的表盘刻度改标为电流表的表盘刻度,需要通过干路电流I′与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。请证明:通过干路电流I′与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。
【答案】(1)999;(2)见解析
【详解】解:(1)改装后的电流表的量程为3A,则根据并联电路干路电流等于各支路电流的之和可得,通过R0的电流为
I0=I﹣Ig=3×103mA﹣3mA=2997mA
因并联电路各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可得
(2)通过灵敏电流计的电流为Ig',根据欧姆定律可得电流计两端的电压为
Ug=Ig'Rg
根据并联电路各支路两端的电压相等可知
U0=Ug=Ig'Rg
则
干路电流为
由于Rg、R0是定值,则I′与Ig'成正比。
答:(1)的值为999;
(2)见详解。
【知识迁移】如图所示的电路中,电源电压保持不变,当断开开关S,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比I甲:I乙=2:5,当开关S闭合,甲、乙两表均是电压表时,两表的示数之比U甲:U乙为( )
A.3:5 B.3:2 C.5:2 D.5:3
【答案】D
【详解】当断开开关S,甲、乙两表均为电流表时,R1、R2并联,甲电流表测通过R2的电流,即I甲=I2
乙电流表测通过干路的电流,即I乙=I
即I2:I=I甲:I乙=2:5
根据并联电路电流规律可知I1:I2=3:2
再根据并联电路电流与电阻成反比可知R1:R2=2:3
当开关S闭合,甲、乙两表均是电压表时,R1、R2串联,甲电压表测电源电压,即U甲=U
乙电压表测R2两端的电压,即U乙=U2
即U甲:U乙=U:U2
根据串联电路电压与电阻成正比,可知U1:U2=R1:R2=2:3
再根据串联电路电压规律可知U甲:U乙=U:U2=5:3
故选D。
二、串联电路欧姆定律计算
【题型特征】 2 个及以上电阻串联,结合串联电路电流、电压规律求解电阻、电压、电流。
【核心规律 + 公式】
电流:I=I1=I2=In(各处电流相等)
电压:U=U_1+U_2+\dots+U_n(总电压等于各部分电压之和)
电阻:R总=R1+R2+…+Rn
分压原理:U1/U2 =R1/R2
【典型例题】如图所示电路,电源电压保持不变, 的最大阻值为50Ω,电流表选用量程为0~0.6A。当滑片在中点位置时,电流表示数为0.2A。
(1)求滑片在中点时,R2两端的电压。
(2)求电源电压。
(3)该电路中电流表选择的量程是否合适?请通过计算说明。
【答案】(1)5V
(2)
(3)不合适
【详解】(1)由图可知,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,滑片在中点位置时,R2接入电路的阻值
电流表示数为0.2 A,即电路电流为0.2 A,则R2两端的电压
(2)R1两端的电压
电源电压
(3)当R2接入电路的阻值为零时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,最大电流
,故电流表量程选择的不合理。
【知识迁移】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。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,工作原理电路图如图甲所示,已知电源电压,是定值电阻,气敏电阻阻值与的关系如图乙所示,当为100时,电压表示数为。求:
空气质量指数
0~50
51~100
101~150
151~200
201~300
>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
(1)空气质量指数由50上升至100的过程中,气敏电阻的阻值___________,电压表示数___________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)定值电阻的阻值。
(3)判断电压表示数为时对应的空气质量等级。
【答案】(1) 变小 变大
(2)
(3)优
【详解】(1)由图乙可知,气敏电阻的阻值R随空气质量指数A的增大而减小。因此,当空气质量指数由50上升至100的过程中,气敏电阻的阻值变小。根据电路图甲,定值电阻与气敏电阻R串联。当R的阻值变小时,电路的总电阻变小。电源电压U不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流I变大。电压表测量两端的电压,根据,由于是定值电阻,I变大,所以电压表示数变大。
(2)由题意可知,当空气质量指数A=100时,电压表示数。由图乙可知,当A=100时,气敏电阻R = 60Ω。两个电阻串联,则气敏电阻R两端的电压为
根据串联电路中电流处处相等,电路中的电流为
定值电阻的阻值为
(3)当电压表示数为9V时,电路中的电流为
此时气敏电阻R两端的电压为
此时气敏电阻的阻值为
由图乙可知,当气敏电阻R' = 120Ω时,对应的空气质量指数A=50。查阅表格可知,当空气质量指数为50时,对应的空气质量等级为优。
三、并联电路欧姆定律计算
【题型特征】 2 个及以上电阻并联,结合并联电路电压、电流规律求解支路电流、电阻、总电阻。 【核心规律 + 公式】
电压:U=U1=U2=…=Un(各支路电压相等,等于电源电压)
电流:I=I1+I2+…+In(干路电流等于各支路电流之和)
电阻:1/R总=1/R1+1/R2
分流原理:I1/I2=R2/R1
【典型例题】在如图所示的电路中,电源电压可以调节,调节电源电压为4V,闭合开关S,电流表A、A1的示数分别为1.2A和0.4A。
(1)求此时通过电阻R2的电流;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)重新调节电源电压后,闭合开关S,电流表A1的示数为0.6A,求此时的电源电压和电流表A的示数。
【答案】(1)0.8A;(2)5Ω;(3)6V,1.8A
【详解】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,此时通过电阻R2的电流
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由可得,电阻R2的阻值
(3)电阻R1的阻值
重新调节电源电压后,闭合开关S,电流表A1的示数为0.6A,则电源的电压
通过R2的电流
电流表A的示数
答:(1)此时通过电阻R2的电流为0.8A;
(2)电阻R2的阻值为5Ω;
(3)此时的电源电压和电流表A的示数分别为6V和1.8A。
【知识迁移】将阻值为10Ω的电阻与另一电阻接入电源电压恒定的电路,如图所示。闭合开关S,电流表的示数为0.45A,电流表的示数为0.3A。求:
(1)通过的电流;
(2)电源电压。
【答案】(1)0.15A; (2)3V
【详解】解:(1)如图所示,电阻R1和R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1的电流通过R2的电流,通过R2的电流为
(2)电源电压等于R1两端电压
答:(1)通过R2的电流为0.15A;
(2)电源电压为3V。
四、动态电路计算
【题型特征】 电路状态随开关通断、滑动变阻器滑片移动发生变化,需分状态分析计算。 【解题核心】 先画每种状态的等效电路图,确定连接方式,再分别代入公式计算。
类型 1:开关通断型
【典型例题】如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20Ω 。当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电流表的示数为0.50A;当断开开关S2,闭合开关S1、S3是,电流表的示数为0.90A。求:
(1)电阻R2的阻值。
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,加载电R1两端的电压。
【答案】(1)25Ω;(2)4.4V
【详解】(1)当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电路中只有电阻R1,而I1=0.50A,R1=20Ω,所以电源电压为
U=I1R1=0.50A×20Ω=10V
断开开关S2,闭合开关S1和S3时,电阻R1和R2并联,电流表测量的是干路中的总电流,而I=0.90A,所以通过电阻R2的电流为
I2=I﹣I1=0.90A﹣0.50A=0.40A
电阻R2的阻值为
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,电阻R1和R2串联,因为R1=20Ω,R2=25Ω,所以电路中的总电阻为
R=R1+R2=20Ω+25Ω=45Ω
电路中的电流为
则电阻R1两端的电压为
U1=I串R1=0.22A×20Ω≈4.4V
【变式训练】 如图所示的电路中电源电压保持不变,R1=40Ω,R2=R3=20Ω,当Sl、S2都断开,电流表
示数是0.2A,求:
(1)电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数是多少?
【答案】(1)12V; (2)0.9A
【详解】解:(1)当S1、S2都断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由 可得,电源的电压
(2)当S1、S2都闭合时,R1与R3并联,电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻
则干路电流表的示数
答:(1)电源电压为12V;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数是0.9A。
类型 2:滑动变阻器型
【典型例题】如图所示的电路中,电源电压为18V保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“50Ω,1A”字样,电流表所选的量程为0~3A。闭合开关S后,电流表的示数为0.8A。求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化范围。
【答案】(1)8V;(2)12.5Ω;(3)8V~15V
【详解】解:(1)由图可知,电阻R1和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流,依题意电流表的示数为0.8A,由串联电路各处电流相等可知,此时电路中的电路为
已知R1=10Ω,由可得,电阻R1两端的电压为
(2)由串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和可知,此时滑动变阻器两端电压为
由可得,此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为
(3)由滑动变阻器的规格可知,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~3A,则电路中的最大电流为
当电路中的电流最大时,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,由串联分压原理可知,此时滑动变阻器两端的电压最小,所以此时电压表的示数最小,电压表示数的最小值为
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,最小电流为
当电路中的电流最小时,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,由串联分压原理可知,此时滑动变阻器两端的电压最大,所以此时电压表的示数最大,电压表示数的最大值为
故电压表示数的变化范围为8V~15V。
答:(1)电阻R1两端的电压为8V;
(2)此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为12.5Ω;
(3)在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化范围为8V~15V。
【变式训练】如图甲所示为一个超声波加湿器,图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图;已知电源电压为12V,定值电阻,电压表的量程为0~9V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示;在电路安全工作的前提下,求:
(1)湿度为30%时,R的阻值;
(2)电流表示数为0.3A时,电压表的示数;
(3)该装置能监测的湿度最大值。
【答案】(1)40Ω;(2)6V;(3)50%
【详解】解:(1)由图丙知,温度为30%时,R的阻值为40Ω;
(2)由图乙知,定值电阻与湿敏电阻R串联在电路中,电压表测湿敏电阻两端的电压,电流表测电路中的电流.当电流表的示数为0.3A时,定值电阻两端的电压
湿敏电阻两端的电压,即电压表的示数
(3)由题意知,电压表的量程为0~9V,则湿敏电阻的电压,此时定值电阻两端的电压
根据串联电路的电流特点有
则湿敏电阻的最大阻值
由图丙知,当湿敏电阻的最大阻值,该装置能监测的温度最大值为50%。
答:(1)湿度为30%时,R的阻值40Ω;
(2)电流表示数为0.3A时,电压表的示数6V;
(3)该装置能监测的湿度最大值50%。
五、极值与范围类计算(安全电路)
【题型特征】 结合电表量程、元件额定值,求电阻、电流、电压的取值范围,是高频难点题型。
【解题核心】 找出所有限制条件,分别计算最大、最小边界值。 常见限制:电流表量程、电压表量程、滑动变阻器最大阻值、用电器额定电流 / 电压。
【典型例题】如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
【答案】(1)8V(2)50Ω(3)40Ω~100Ω
【详解】(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电路为只有R1的简单电路,此时I=0.4A,则电源电压:U=IR1=0.4A20Ω=8V;
(2) 闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2和R3串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,即U滑=4V,滑动变阻器滑片置于中点位置时,R2==50Ω,此时电路中的电流为:I’===0.08A, R3两端电压为U3=U-U滑=8V-4V=4V,则R3的阻值为:R3===50Ω;
(3)闭合开关S1、S2和S3,R1和R3并联,电流表的量程为0~0.6A,因此电路中最大电流为0.6A,由(1)知,通过R1的电流为0.4A,则通过R2的电流为I2=Imax-I1=0.6A-0.4A=0.2A,
则滑动变阻器R2的最小取值为:Rmin===40Ω, 滑动变阻器滑到最大值时,电流表和电压表都是安全的,因此滑动变阻器R2的阻值取值范围为40Ω~100Ω.
【变式训练】如图所示电路中,电源电压U=6V,电阻R1=30Ω,滑动变阻器R2标有“100Ω,0.5A”。闭合开关S,当滑动变阻器滑片P滑至某处位置时,电路中的电流表示数为0.3A。求:
(1)通过R1的电流;
(2)此时滑动变阻器R2接入的阻值;
(3)若电流表量程为,则R2能调节的阻值范围。
【答案】(1)0.2A;(2)60Ω;(3)
【详解】解:由电路图可知,闭合开关,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流;
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过的电流为
(2)并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过的电流为
滑动变阻器连入电路的阻值为
(3)电流表量程为,所以通过干路的最大电流为,通过滑动变阻器的最大电流为
滑动变阻器接入电路的最小阻值为
滑动变阻器接入电路的阻值越大,通过电路的电流越小,所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为。
答:(1)通过的电流为;
(2)滑动变阻器连入电路的阻值为;
(3)若电流表量程为,能调节的阻值范围。
六、图像类计算(I-U / U-I 图像)
【题型特征】 给出电阻的 I-U 或 U-I 图像,从图像提取数据,结合欧姆定律和电路规律计算。
【解题关键】 从图像中取清晰的坐标点,先计算电阻,再结合串并联规律求解。
【典型例题】如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图所示。求:
(1)电源电压是多少伏?
(2)则电阻R1的阻值为多少欧姆?
(3)滑动变阻器R2的最大阻值。
【答案】(1)3V;(2)10Ω;(3)
【详解】(1)由题意可知,滑片P滑至b点时电压表示数,由图象可知电源电压为3V。
(2)由图像可知,电阻R1的阻值
(3)当滑片滑至a点时,电路总电阻最大
根据串联电路电阻规律,变阻器最大值R2为
答:(1)电源电压是3V。
(2)电阻R1的阻值为10Ω。
(3)滑动变阻器R2的最大阻值20Ω。
【变式训练】
1.半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,其电阻受温度影响较大,现有一个利用某种半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化的关系图像如图甲所示。某物理兴趣小组的同学利用这个热敏电阻设计了如图乙所示的电路,用来测量某一环境的温度,已知定值电阻,电源两端的电压保持不变。
(1)当环境温度为时,电流表的示数为,求电源两端的电压U;
(2)当电流表的示数为时,则此时热敏电阻所检测出的温度是多少?
【答案】(1);(2)40℃
【详解】(1)当t=20℃时,由图象知半导体的电阻R=50,电路电流I=0.2A,根据
得
电源电压U为
(2)当I'=0.4A时,定值电阻电压U'1
此时半导体两端电压为
此时半导体电阻为
当半导体电阻阻值是20Ω时,由图象知环境温度是40℃。
答:(1)电源电压是12V。
(2)电流表的示数为0.4A时,当时的环境温度是40℃。
七、综合应用计算(实际场景)
【题型特征】 结合生活实际(如温控电路、档位用电器),综合运用串并联规律和欧姆定律。
【解题思路】
1.拆分电路,分清串联、并联部分;
2.从已知量最多的部分入手,逐步推导未知量;
3.抓住隐含条件:电源电压不变、定值电阻阻值不变。
【典型例题】电源电压恒为5V,小灯泡正常发光时通过的电流为0.4A,电阻为10Ω,滑动变阻器标牌标有“2A 20Ω”。在学习使用滑动变阻器的课堂中,小明按课本要求连成图甲的电路,小夏不小心连成了图乙的电路,他们发现都可以改变小灯泡的亮度!
(1)图甲中,要使小灯泡正常发光,滑动变阻器的接入电路中的电阻是多大?
(2)图乙中,当滑动变阻器的滑片在最左端,最右端时,电流表的示数各是多大?(忽略小灯泡电阻的变化)
【答案】(1)2.5Ω
(2)0.25A;0.75A
【详解】(1)由图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,小灯泡正常发光时通过的电流为0.4A,电阻为10Ω,要使小灯泡正常发光,电路中的电流应为0.4A,则小灯泡两端的电压U灯=IR灯=0.4A×10Ω=4V
电源电压恒为5V,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端的电压U1=U-U灯=5V-4V=1V
变阻器的接入电路中的电阻
(2)乙图中,当变阻器的滑片在最左端,小灯泡被短路,滑动变阻器的最大阻值接入电路中,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流
乙图中,当变阻器的滑片在最右端,小灯泡和滑动变阻器的最大阻值并联,电流表测电路中的总电流,此时通过滑动变阻器的电流
通过小灯泡的电流
根据并联电路电流规律可知,电路中的总电流I=I1+I2=0.25A+0.5A=0.75A
【变式训练】如图甲所示,是某力传感器的原理图,,电流表的量程为是标有“”的力敏电阻,其阻值与力的线性关系如下表。当力传感器示数为0时,电流表示数为。现将该力传感器固定在一轻质细杆上端,细杆下端与物块M连接,如图乙所示。力传感器的示数与加入容器中水的深度关系如图丙所示。求:
0
5
10
15
20
30
25
20
(1)电源电压;
(2)物块的下方刚接触水面时,容器底部受到水的压强;
(3)物块M浸没时受到的浮力;
(4)根据此力传感器的原理图,求该传感器测的范围。
【答案】(1)6V
(2)500Pa
(3)10N
(4)
【详解】(1)由图可知,和串联,由表中数据可知,当时,,此时电流表示数为,则电源电压
(2)由图丙可知,当时,物体下方刚接触水面,则容器底部受到水的压强
(3)由图丙可知,当水的深度为5cm时,物体下表面接触水面,再加水时,物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、拉力,加入的水到一定深度时,物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力相等,不再受竖直向上的拉力,即此时物体处于漂浮状态,再加水时,物体受到竖直向下的重力、细杆的推力和竖直向上的浮力,当物体浸没时,力传感器对物体的竖直向下的力为6N,则此时物体所受浮力
(4)因为电流表的量程为,允许通过的最大电流为,所以电路中的最大电流为,则电路中的最小总电阻为
则接入电路的最小阻值为
由表中数据得,当F增大5N,电阻减少,则该传感器所测的最大力
所以该传感器测的范围为。
通用解题口诀
先看电路串并联,再找已知物理量; 单位统一再代入,公式对应不变形; 动态电路分状态,安全范围找边界; 图像问题取坐标,综合拆分一步步。
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第十七章《欧姆定律》计算题专题突破-2026-2027学年人教版物理九年级上学期
一、基础单状态计算(入门必练)
【题型特征】 电路状态单一,已知 2 个物理量,直接套用欧姆定律求第三个量,常结合单位换算考查。 【核心公式】
欧姆定律:I=U/R
变形公式:U=IR、R=UI
单位要求:电流I→安(A),电压U→伏(V),电阻R→欧(Ω)
【典型例题】电学实验中的电流表是由灵敏电流计G改装而成,其改装电路如图甲所示,图乙为灵敏电流计的表盘,已知灵敏电流计的内阻为Rg=10Ω,满偏电流为Ig=3mA。
(1)要想使改装后的电流表的量程为3A,则的值为多大?
(2)由于灵敏电流计的表盘刻度是均匀的,若将灵敏电流计的表盘刻度改标为电流表的表盘刻度,需要通过干路电流I′与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。请证明:通过干路电流I′与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。
【知识迁移】如图所示的电路中,电源电压保持不变,当断开开关S,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比I甲:I乙=2:5,当开关S闭合,甲、乙两表均是电压表时,两表的示数之比U甲:U乙为( )
A.3:5 B.3:2 C.5:2 D.5:3
二、串联电路欧姆定律计算
【题型特征】 2 个及以上电阻串联,结合串联电路电流、电压规律求解电阻、电压、电流。
【核心规律 + 公式】
电流:I=I1=I2=In(各处电流相等)
电压:U=U_1+U_2+\dots+U_n(总电压等于各部分电压之和)
电阻:R总=R1+R2+…+Rn
分压原理:U1/U2 =R1/R2
【典型例题】如图所示电路,电源电压保持不变, 的最大阻值为50Ω,电流表选用量程为0~0.6A。当滑片在中点位置时,电流表示数为0.2A。
(1)求滑片在中点时,R2两端的电压。
(2)求电源电压。
(3)该电路中电流表选择的量程是否合适?请通过计算说明。
【知识迁移】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。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,工作原理电路图如图甲所示,已知电源电压,是定值电阻,气敏电阻阻值与的关系如图乙所示,当为100时,电压表示数为。求:
空气质量指数
0~50
51~100
101~150
151~200
201~300
>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
(1)空气质量指数由50上升至100的过程中,气敏电阻的阻值___________,电压表示数___________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)定值电阻的阻值。
(3)判断电压表示数为时对应的空气质量等级。
三、并联电路欧姆定律计算
【题型特征】 2 个及以上电阻并联,结合并联电路电压、电流规律求解支路电流、电阻、总电阻。 【核心规律 + 公式】
电压:U=U1=U2=…=Un(各支路电压相等,等于电源电压)
电流:I=I1+I2+…+In(干路电流等于各支路电流之和)
电阻:1/R总=1/R1+1/R2
分流原理:I1/I2=R2/R1
【典型例题】在如图所示的电路中,电源电压可以调节,调节电源电压为4V,闭合开关S,电流表A、A1的示数分别为1.2A和0.4A。
(1)求此时通过电阻R2的电流;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)重新调节电源电压后,闭合开关S,电流表A1的示数为0.6A,求此时的电源电压和电流表A的示数。
【知识迁移】将阻值为10Ω的电阻与另一电阻接入电源电压恒定的电路,如图所示。闭合开关S,电流表的示数为0.45A,电流表的示数为0.3A。求:
(1)通过的电流;
(2)电源电压。
四、动态电路计算
【题型特征】 电路状态随开关通断、滑动变阻器滑片移动发生变化,需分状态分析计算。 【解题核心】 先画每种状态的等效电路图,确定连接方式,再分别代入公式计算。
类型 1:开关通断型
【典型例题】如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20Ω 。当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电流表的示数为0.50A;当断开开关S2,闭合开关S1、S3是,电流表的示数为0.90A。求:
(1)电阻R2的阻值。
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,加载电R1两端的电压。
【变式训练】 如图所示的电路中电源电压保持不变,R1=40Ω,R2=R3=20Ω,当Sl、S2都断开,电流表
示数是0.2A,求:
(1)电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数是多少?
类型 2:滑动变阻器型
【典型例题】如图所示的电路中,电源电压为18V保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“50Ω,1A”字样,电流表所选的量程为0~3A。闭合开关S后,电流表的示数为0.8A。求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化范围。
【变式训练】如图甲所示为一个超声波加湿器,图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图;已知电源电压为12V,定值电阻,电压表的量程为0~9V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示;在电路安全工作的前提下,求:
(1)湿度为30%时,R的阻值;
(2)电流表示数为0.3A时,电压表的示数;
(3)该装置能监测的湿度最大值。
五、极值与范围类计算(安全电路)
【题型特征】 结合电表量程、元件额定值,求电阻、电流、电压的取值范围,是高频难点题型。
【解题核心】 找出所有限制条件,分别计算最大、最小边界值。 常见限制:电流表量程、电压表量程、滑动变阻器最大阻值、用电器额定电流 / 电压。
【典型例题】如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1=20Ω,滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4V,求R3的阻值;
(3)闭合开关S1、S2和S3,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
【变式训练】如图所示电路中,电源电压U=6V,电阻R1=30Ω,滑动变阻器R2标有“100Ω,0.5A”。闭合开关S,当滑动变阻器滑片P滑至某处位置时,电路中的电流表示数为0.3A。求:
(1)通过R1的电流;
(2)此时滑动变阻器R2接入的阻值;
(3)若电流表量程为,则R2能调节的阻值范围。
六、图像类计算(I-U / U-I 图像)
【题型特征】 给出电阻的 I-U 或 U-I 图像,从图像提取数据,结合欧姆定律和电路规律计算。
【解题关键】 从图像中取清晰的坐标点,先计算电阻,再结合串并联规律求解。
【典型例题】如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图所示。求:
(1)电源电压是多少伏?
(2)则电阻R1的阻值为多少欧姆?
(3)滑动变阻器R2的最大阻值。
【变式训练】
1.半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,其电阻受温度影响较大,现有一个利用某种半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化的关系图像如图甲所示。某物理兴趣小组的同学利用这个热敏电阻设计了如图乙所示的电路,用来测量某一环境的温度,已知定值电阻,电源两端的电压保持不变。
(1)当环境温度为时,电流表的示数为,求电源两端的电压U;
(2)当电流表的示数为时,则此时热敏电阻所检测出的温度是多少?
七、综合应用计算(实际场景)
【题型特征】 结合生活实际(如温控电路、档位用电器),综合运用串并联规律和欧姆定律。
【解题思路】
1.拆分电路,分清串联、并联部分;
2.从已知量最多的部分入手,逐步推导未知量;
3.抓住隐含条件:电源电压不变、定值电阻阻值不变。
【典型例题】电源电压恒为5V,小灯泡正常发光时通过的电流为0.4A,电阻为10Ω,滑动变阻器标牌标有“2A 20Ω”。在学习使用滑动变阻器的课堂中,小明按课本要求连成图甲的电路,小夏不小心连成了图乙的电路,他们发现都可以改变小灯泡的亮度!
(1)图甲中,要使小灯泡正常发光,滑动变阻器的接入电路中的电阻是多大?
(2)图乙中,当滑动变阻器的滑片在最左端,最右端时,电流表的示数各是多大?(忽略小灯泡电阻的变化)
【变式训练】如图甲所示,是某力传感器的原理图,,电流表的量程为是标有“”的力敏电阻,其阻值与力的线性关系如下表。当力传感器示数为0时,电流表示数为。现将该力传感器固定在一轻质细杆上端,细杆下端与物块M连接,如图乙所示。力传感器的示数与加入容器中水的深度关系如图丙所示。求:
0
5
10
15
20
30
25
20
(1)电源电压;
(2)物块的下方刚接触水面时,容器底部受到水的压强;
(3)物块M浸没时受到的浮力;
(4)根据此力传感器的原理图,求该传感器测的范围。
通用解题口诀
先看电路串并联,再找已知物理量; 单位统一再代入,公式对应不变形; 动态电路分状态,安全范围找边界; 图像问题取坐标,综合拆分一步步。
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