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专题 07 欧姆定律计算问题
【知识储备】
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
【专题突破】
1.如图所示电路,电源电压保持不变,电阻 R =5 ,R =40 。当开关S闭合,S、S 都断开时,
1 3 l 2
电流表示数为0.2A,电压表示数为3V。求: Ω Ω
(1)电阻R 的阻值为多少?
2
(2)电源电压为多少?
(3)开关S、S、S 都闭合时,电流表示数为多少?
l 2
2.图甲是某电子秤工作原理的模拟电路。用灵敏电流表显示托盘内物体的质量,灵敏电流表量程
是0~0.1A,定值电阻R =50 ,电源电压恒为12V。压敏电阻R 相当于压力传感器,其电阻大
1 2
小与托盘内所放物体质量m大Ω小的关系如下表:R / 550 487 428 370 310 250 200 150 100 70 40 20
2
m/gΩ 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
求:
(1)闭合开关,托盘中不放物体时,电路中的电流;
(2)这架电子秤能称量的最大质量;
(3)装有液体的烧杯放在电子秤托盘上,质量显示为500g;现用细线悬挂一个体积为2.5×10﹣
4m3的金属块浸没在液体中,如图乙所示,稳定时质量显示为 700g。求金属块受到的浮力和液体
的密度。
3.物理兴趣小组设计了一个便携式水压测量仪,如图甲所示,它主要是由探头 A和控制盒B构成,
A、B之间用有绝缘皮的细导线相连。探头A是一个装配有压敏电阻R 的圆柱体,压敏电阻R
x x
所受压力等于圆柱体底部所受压力。圆柱体底面积为1×10﹣3m2、高0.05m、重3N,工作时底部
始终与水平面相平。A、B之间的电路连接如图乙所示,电源电压恒为 11.2V,当压敏电阻R 受
x到的压力达到最大值800N时,电压表的示数为8.96V,电路中的电流为11.2mA,报警器(电阻
不计)开始报警。正常工作时,压敏电阻R 阻值随压力F的变化规律如图丙所示。(不考虑大
x
气压强的影响,细导线重力与体积均不计)。求:
(1)为保证压敏电阻R 受到的压力达到最大值时报警器能正常报警,定值电阻R 阻值为多大?
x 0
(2)报警器报警时,压敏电阻R 的阻值是多少?
x
(3)小组同学将该装置带到湖面进行测量,当探头A在细导线的牵引下,下沉到湖中某深度处
时 , 电 压 表 示 数 是 8V , 求 此 处 探 头 A 受 到 的 压 力 。
4.在如图所示的部分电路中,R 为定值电阻,R 为滑动变阻器,电流表的量程为0~0.6A,电压
1 2
表的量程为0~3V。电源电压恒定为3V,若将a、b分别接在电源两端,电流表的示数为0.2A。求:
(1)R 的阻值。
1
(2)只将b、c分别接在电源两端,当滑片P滑至最右端时,电流表的示数为0.1A,求R 的最
2
大阻值。
(3)将b接在电源的一端,a、c连接后接在电源的另一端,让滑片P由最右端逐渐向左滑动,
求R 允许接入电路的最小阻值。
2
5.灵敏电流计可以测量小电流,在电路图中的符号为 G,在电路中可看作一个能测量电流大小的
定值电阻R 。如图所示,R =160 、R =250 ,当只闭合S 时,灵敏电流计的示数为15mA,
g 1 2 1
当只闭合S 时,灵敏电流计的示数Ω为10mA,求Ω电源电压和灵敏电流计电阻R 。
2 g
6.如图甲,对汽车落水安全装置进行试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙电路中a、b间的电压来控制,压敏电阻R 水平安装在汽车底部A处,R 接触水的面
1 1
积为15cm2,R 的阻值随其表面水的压力的变化如图丙。某次试验时,汽车入水前把 R 的滑片
1 2
P调到合适位置不动,闭合开关S,电压表的示数为3V,再把汽车吊入足够高的长方体水池中
缓慢下沉,直到a、b间的电压等于或大于3V时,气囊就充气打开,使汽车漂浮在水中。汽车
漂浮时,测得水池的水位比汽车入水前上升了9cm。图乙中电源电压为4.5V,水池底面积为
20m2。求:
(1)汽车入水前,电路中的电流和R 的阻值;
2
(2)汽车漂浮时受到的浮力;
( 3 ) 气 囊 充 气 打 开 时 , 汽 车 A 处 浸 入 水 中 的 深 度 。
7.如图所示,把两个定值电阻R 、R 并联接入电压恒定的电路中,闭合开关,通过干路的电流为
1 2
I。
(1)请你利用所学知识分析推导通过电阻R 的电流I R I。
1 1= 2
R +R
1 2
(2)如果R 、R 的阻值分别是5 和10 ,通过干路中的电流为0.9A,则通过R 的电流是多少?
1 2 1
Ω Ω8.某同学利用恒压电源、定值电阻R 和滑动变阻器R ,先后连接了如图甲、乙所示电路。在图甲
1 2
电路中,该同学将滑片P置于最右端后闭合开关,此时电流表、电压表的示数分别为0.30A、
15.0V;再将滑片P移至某一位置时,电流表、电压表的示数分别为 0.50A、9.0V。在图乙电路
中,该同学将滑动变阻器R 的滑片P移至阻值为40 位置后闭合开关。求:
2
(1)R 2 的最大阻值; Ω
(2)R 的阻值和电源电压;
1
(3)图乙电路中干路部分电流的大小。
9.图甲为一款电子液体密度计的简化原理图,其中电源电压6V,R为力敏电阻(受到的拉力F与
电阻R的关系如图乙所示),电流表量程为0~0.6A,配有玻璃砝码重0.25N,体积10﹣5m3。使
用时将玻璃砝码浸没在被测液体中,并悬挂在力敏电阻R的下方,通过电流表示数即可推算测
得被测液体的密度。求:(1)玻璃砝码的密度。
(2)该电路中,R允许的最大拉力。
(3)请推导出电流I与所测液体密度
液
的关系式(推导过程各物理量采用国际单位,关系式中
不用再书写单位)。 ρ
1 1 1 1
10.已知 s=1 + + + + +⋯是一个有限量,求解的一个方法如下所述: s=1
2 22 23 24
1 1 1 1 1 1 1 1
+ + + + +⋯=1+ (1+ + + +⋯)。等号右边括号内的求和数列右侧无穷远处
2 22 23 24 2 2 22 23
虽然比等号左边求和数列少了一项,但该项趋于零,在极限意义下两个求和数列结构相同,故
1 1 1 1 1
有s=1 + + + + +⋯= 1+ s,即可解得s=2。请借鉴此种求解s的方法,解答下述两小
2 22 23 24 2
问。
(1)无限梯形电阻网络如图甲所示。试求AB间的等效电阻,并参考上文,写出求解过程。
(2)无限梯形电阻网络如图乙所示。试求AB间的等效电阻,并参考上文,写出求解过程。
11.南宁某中学物理科技小组设计了一个如图甲所示的电子身高测量仪,用粗细均匀的电阻丝代替
滑动变阻器,将电压表改装成身高显示仪,电压表示数随身高变化的规律如图乙所示。已知电
阻丝R足够长,每1cm的阻值大小为0.1 ,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~
3A”,身高为 170cm 的同学站上去后Ω电压表示数为 9V,电流表示数为 1A。求:(1)该测量仪可测量的身高最小值h ;
0
(2)电源电压U和定值电阻R 的大小;
0
(3)科技小组成员在调试身高测量仪的过程中发现,被测者身高改变时电流表和电压表的示数
均会发生改变,但两电表示数的乘积却可能不变;若身高不同的小南和小开站上该测量仪后,
均能使两电表示数乘积为9,求小南和小开的身高差。
12.小明设计了如图所示的实验装置,通过电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大
小。将物体放置在水平的长木板上,导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器R 滑片P相
1
连(不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦)滑动变阻器长18cm,其阻值随长度均匀变化;弹簧
处于原长时,指针正好指在a端。探究过程中,滑片P始终在a、b间,弹簧的左端固定在墙壁
上。R =5 ,电源电压为3V。问:
0
(1)用F 1Ω=10N的力向右拉动长木板,当指针P稳定时,指在变阻器离b端15cm处,此时物
体A受到的摩擦力为9N,电流表的示数为0.1A,求变阻器R 的最大电阻。
1
(2)将物体B放在长木板上,用F =20N的力向右拉动长木板,当指针P稳定时,指在变阻器
2
离b端13cm处,B物体所受的摩擦力是多少?
13.如图甲,电源电压恒为6V,柱体A与B经细线绕过定滑轮(不计绳重及摩擦)相连,G =
A
80N,G =60N,A置于力敏电阻R 上,B的上端与容器上端相平,力敏电阻R 阻值随压力F
B x x
的变化关系如图乙,容器内无水时,电流表示数0.15A,电路的总功率为P ,向容器中注水至加
1满,此时电路的总功率为P ,若P :P =3:4,求:
2 1 2
(1)定值电阻R 的阻值;
0
(2)加满水时电路的电流I ;
2
(3)注水至加满后,力敏电阻R 的阻值;
x
(4)注水至加满后,物体B所受浮力。
14.在图(a)所示电路中,R 是定值电阻,滑动变阻器R 标有“20欧1安”字样。
1 2
①若电源电压为6伏,电阻R 的阻值为10欧,闭合开关S,通过R 的电流为0.4安,求:电阻
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R 两端的电压U 和滑动变阻器R 的阻值。
1 1 2
②若再分别按图(b)和(c)连接电路,则发现图(b)中电流的最小值恰好等于图(a)中电
流的最大值,图(c)中电流表示数的最小值恰好等于图(b)中电流的最大值。若电源电压保
持不变,求:电源电压U和电阻R 的阻值。
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