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专题 07 欧姆定律计算问题
1. 内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。公式:I=。
2. 电阻串联时相当于增加了导体的长度,因此总电阻比任何一个串联电阻都大。
电阻并联时相当于增大了导体的横截面积,因此总电阻比任何一个并联电阻都小。
3. 串联电路分压:在串联电路中各电阻分得的电压与它们的电阻成正比,表达式:=;
并联电路分流:在并联电路中各支路分得的电流与它们的电阻成反比,表达式:=。
4. 串、并联电路中电流、电压、电阻的特点:
电 流 电 压 电 阻 分配规律
串联电路 I=I=I U=U+U R=R+R 分压:=
1 2 1 2 1 2
并联电路 I=I+I U=U=U =+ 分流:=
1 2 1 2
1.(2023•吉林)在如图所示的电路中,R 的阻值是 30 ,闭合开关 S,电流表 A 的示数是
1 1
0.2A,电流表A的示数是0.5A。求: Ω
(1)电源电压;
(2)电阻R 的阻值。
2
2.(2023•雅安)随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好
者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工
作原理简化电路图,电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻R
0
=15 ,电压表量程为0∼3V,
R 是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图象如图丙所示,RΩ允许通过的最大电流为
p p
0.24A。求:
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(1)深度表在水面上时,电路中的电流(计算结果保留1位小数);
(2)电压表示数为2V时,潜水员下潜的深度;
(3)在保证电路安全的情况下,该深度表能浸入水中的最大深度。
3.(2023•青岛)如图所示电路,电阻R 、R 并联接到电压为U的电源两端。闭合开关S后,通
1 2
过电阻R 、R 的电流分别为I 、I ,电路的总电流为I。
1 2 1 2
1 1 1
(1)R 、R 并联后相当于一个电阻R,请推导证明: = + 。
1 2 R R R
1 2
(2)若电路中R =20 ,R =30 ,电源电压为3V。求:电路的总电流I。
1 2
Ω Ω
4.(2023•内蒙古)“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一。图甲是某女生测试示意图。图
乙是学习小组设计的测试仪电路原理图,电源电压恒为 4.5V,电压表量程为0~3V,定值电阻
R =10 ,滑动变阻器R 由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为1 /cm,允许通过
0 1
的最大Ω电流为0.3A。为保护电路安全,滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒Ω最左端O点5cm
处。测试时,通过推动塑料挡板带动滑片P从起始位置A向右移动,并通过电压表的示数反映
学生的测试结果。下表是初三女生测试等级与滑片P移动距离L的关系。
初三女生测试等级标准 不合格 合格 良好 优秀
滑片移动距离L/cm <3.7 3.7≤L<16.7 16.7≤L<20.1 ≥20.1
(1)滑片P在起始位置A点时,闭合开关S,通过R 的电流为0.3A,请计算此时R 两端电压
0 0
大小。
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(2)请推导出电压表示数U测 与滑片移动距离L之间的关系式;为保护电路安全,说明滑片移
动的范围。
(3)该测试仪不能测出表中所有的等级,在保证电路各元件安全的情况下,通过替换R 来实现
0
最大程度增加测试范围,请计算替换电阻R 的最小值。
2
5.(2022•贺州)贺州市水利资源丰富,小明设计了如图甲所示的水文站测量桂江水位的原理图。
电源电压U=3V,定值电阻R =10 ,滑动变阻器R长20cm,最大阻值20 。且滑动变阻器的
0
阻值随滑片P从最上端C位置移动到Ω最下端D位置的过程中均匀变化(滑片ΩP移动过程中摩擦
不计)。弹簧下端悬挂一重为50N的物体AB,其底面积为0.01m2、长为0.3m。弹簧伸长量与
它受到拉力的关系如图乙所示(不计弹簧质量,连接弹簧两端的绝缘细绳不可伸长)。求
(1)当物体AB上表面与水面相平时,物体AB受到的浮力大小;
(2)当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中,弹簧伸长了多少
cm?
(3)闭合开关S后,当水面在物体AB上表面时,滑片刚好在滑动变阻器R的最上端C位置,
水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时,电压表的示数是多少?
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6.(2022•济宁)长征二号F遥十三运载火箭于2021年10月16日0时23分按预定时间精准点火
发射,搭载的神舟十三号载人飞船被成功送入太空。发射前,检验飞船舱体的气密性至关重要。
某兴趣小组用封闭容器代替飞船舱体置于真空室中,设计了如图所示的电路,模拟检验飞船舱
体的气密性。若密闭容器不漏气,则密闭容器与真空室中的气压不发生变化;若密闭容器漏气,
则密闭容器中的气压减小,真空室中的气压增大。密闭容器中的正常环境气压为1.0×105Pa,电
源电压U=12V,定值电阻R =18 ;R 和R 是两个相同的压敏电阻,其阻值随环境气压的变
0 1 2
化如表中所示。 Ω
环境气 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
压/
(×105Pa)
压敏电阻阻 36 22 12 6 3 2
值/
按要求回Ω答下列问题:
(1)当开关S接a时,若电压表的示数为10.8V,请通过计算判断密闭容器是否漏气;
(2)若密闭容器漏气,开关S接b时,电流表的示数为0.3A,求此时真空室中的环境气压。
7.(2023•青秀区校级模拟)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 0﹣50 51﹣100 101﹣150151﹣200 201﹣ >300
A 300
空气质量等级 优 良 轻度污染中度污染 重度污 严重污
染 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,工作原理电路图如图甲所示,
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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(R与A成反
0
比),当空气质量指数A为100时,电压表示数为12V。求:
(1)定值电阻R 的阻值;
0
(2)判断电压表示数为9V时对应的空气质量等级。
8.(2023•威远县校级一模)如图甲所示为一个超声波加湿器,如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R 的阻值为20 ,湿敏电阻R的阻值随湿度RH
0
变化的关系图象如图丙所示,其阻值最大为 120 (图中未画出Ω)。在电路安全工作的前提下,
求: Ω
(1)当电流表的示数为0.2A时,R接入电路中的阻值是多少?
(2)当电压表示数为8V时,通过R 的电流是多少?
0
(3)当空气的湿度达到50%时,电压表的示数是多少?
9.(2023•安徽三模)如图甲中,电源电压和定值电阻 R 阻值保持不变,在变阻器滑片从一端移
2
到另一端的过程中,记录了两个瞬间的电流和电压值并描出图乙中的A、B两点,其中有一个瞬
间滑片位于变阻器的一端。请计算:
(1)滑动变阻器的最大阻值R ;
1
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(2)电源电压U和定值电阻R 的阻值。
2
10.(2023•青秀区校级二模)某课外活动小组的同学设计了一个用电压表的变化来反映环境温度
变化的电路,如图甲所示。电源电压不变,定值电阻 R =20 ,R 是热敏电阻,其阻值随温度
0 1
变化的图象如图乙所示。闭合开关S后,求: Ω
(1)当环境温度为20℃时,电压表示数为2V,电源电压是多大?
(2)当电压表示数为4V时,求热敏电阻R 的阻值。
1
(3)如果将R 、R 并联接在该电路两端,当干路中的电流为0.5A时,环境温度是多少?
0 1
11.(2023•泰和县模拟)如图甲所示的电路中,电源电压保持 14V不变。先闭合开关S ,再闭合
1
开关S ,两电流表的指针均如图乙所示。
2
(1)开关S 由断开到闭合的过程中,请分析电压表和电流表A 的示数如何变化。
2 1
(2)求闭合开关S 、S 时通过灯L 的电流。
1 2 1
(3)求灯L 的电阻。
2
12.(2023•台儿庄区一模)甲醛对人体的危害非常大,因此装修房屋时检测甲醛污染指数很重要。
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如图甲是一款甲醛检测仪的工作原理图。电源电压恒为3V,R是阻值为10 的定值电阻,R 为
0
可以感知甲醛污染浓度的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图象如图Ω乙所示。当污染指
数在50以下为轻度污染,50﹣100之间为中度污染,100以上为重度污染。问:
(1)当污染指数为50时,可变电阻R 的阻值为 5 0 。
0
(2)当污染指数为50时,电路中的电流为多大? Ω
(3)通过计算说明:当电压表示数为1V时,是否属于重度污染?
13.(2023•喀什地区模拟)创建生态文明城市需要我们共同关注环境,我区某科技兴趣小组为了
检测空气质量的指数,设计了如图“甲所示的检测电路,R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质
量指数的关系如图乙所示,已知电源电压为12V保持不变,R =10 ,当电压表示数为8V时,
0
求: Ω
(1)通过R 的电流;
0
(2)气敏电阻R的阻值;
(3)此时空气质量指数。
14.(2023•武夷山市校级模拟)新冠肺炎疫情期间,体温检测成为社区、商场等公共场所一种重
要的防控手段。如图甲为某电子测温仪的内部简化电路图,测温仪探头内有一热敏电阻 R,其
t
阻值随温度变化关系如图乙所示。R 为阻值可调的电阻箱,其最大电阻为300 ,允许通过的最
1
大电流为0.02A,电流表的量程0~0.6A,电压表的量程是0﹣3V,电源电压恒Ω定。某次测试时,
将电阻箱的阻值调为R,发现电流表示数为0.01A,此时R 两端电压为4V。
t
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(1)此时电路中R 的电阻是多少?
t
(2)当电流表示数为0.01A时,环境温度是多少?
(3)当环境温度为30℃,将电阻箱的阻值调为0.5R时,发现电流表示数为0.015A,求电源电
压是多少?
(4)若温度为40℃,则电阻箱允许接入电路的阻值调节范围是多少?
15.(2023•阜宁县二模)图甲是某品牌身高、体重测量仪,学校物理兴趣小组的同学根据该测量
仪的工作情况,设计了其电路原理图,如图乙所示。电源 U 的电压大小未知,电压表量程为0
A
~15V,电流表A 量程为0~0.6A,滑动变阻器R 是竖直固定放置的电阻棒,其滑片P可以随
1 2
身高的变化竖直上下移动;电源U 的电压为3V,脚踏板下方有一压敏电阻R ,其阻值随压力F
B 3
大小变化规律如图丙所示,同时闭合开关S 、S ,身高h =175cm的小明站在踏板上时,电流
1 2 1
表A 的示数为0.25A,此时滑片恰好在R 中点,电压表示数为 14.4V,电流表A 的示数为
2 2 1
0.30A;身高h =140cm的小红站在踏板上时,电压表示数为12V,电流表A 的示数为0.6A,求:
2 1
(1)小明的重力G;
(2)滑动变阻器R 的最大阻值;
2
(3)定值电阻R 的阻值及电源U 的电压。
1 A
16.(2023•昌平区二模)如图所示,电源两端电压保持不变,电阻R 阻值为30 。只闭合开关
2
Ω
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S、S 时,电流表示数为0.2A;只闭合开关S、S 时,电流表示数为0.5A。求:
1 2
(1)电源两端电压。
(2)电阻R 的阻值。
1
17.(2023•南安市模拟)2022年入夏以来,我国部分地区发生洪涝灾害,实践小组为了减轻巡堤
人员的工作量,设计了水位自动监测装置。其原理如图所示,电源电压恒定,R 是压敏电阻,
0
所受压力每增加10N,电阻减小5 。R是长1m、电阻100 的电阻丝,其连入电路的电阻与长
度成正比。电流表量程为0~0.6A,Ω其示数反映水位变化。ΩR 下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬
0
杆。轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动,PQ下方通过轻质绝缘杆与重100N、高4m
的圆柱体M固定在一起。当水位上升时,PQ随圆柱体M向上移动且保持水平。(整个装置接
触良好且无摩擦,PQ和EF的电阻不计)其中,重力加速度g取10m/s2,
河水
=1.0×103kg/m3。
(1)闭合开关,当PQ恰好位于R最下端时,为警戒水位。电流表示数为ρ 0.06A。此时M漂浮,
1
有 体积浸在水中,求M所受的浮力为?
4
(2)当水位继续上升。PQ开始通过“⊥”杆对R 产生压力;当达到二级预警时,电流表示数
0
为0.15A;水位再上升0.4m,达到一级预警时,电流表示数为0.20A,求电源电压为?(PQ上
升到R的最上端,刚好与“⊥”形杆接触,且对杆无压力时,为三级预警。)
(3)在保证电路安全的情况下,此装置能测量的最高水位高于警戒水位多远?
(4)若将水位对警戒线上升的高度标记在电流表对应的刻度线上,即把电流表改装成水位计,
水位计的刻度是否均匀?通过计算说明。
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18.(2023•娄底三模)如图1所示是一款用于锻炼握力的握力器,它的工作原理如图 2所示,其
中电源电压U恒定,U=6V;力量计由电流表A改装而成;小灯泡上标有“6V,0.5A”的字样
(忽略温度对灯丝电阻的影响),R是一根长为9cm,阻值为18 的均匀电阻丝,滑片在a端时,
力量计的示数为0N;C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量ΔLΩ的关系为:F=kΔL,k=60N/
cm。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)当力量计的示数为0N时,电路中的电流;
(3)当电压表的示数为3.6V时,力量计的示数为多少N?
10