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1、第十五讲 欧姆定律课时1 欧姆定律的理解及相关计算命题点1 1. (2011长沙32题6分)如图所示为我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图其中定值电阻R16 ，电源电压恒为4.5 V，R2的规格为“15 0.5 A”，电压表量程为3 V，电流表量程为0.6 A，闭合S：第1题图(1)当被测身高变矮时，电流表的示数_(选填“变大”“变小”或“不变”)(2)当R2接入电路中的电阻为9 时，电压表的示数是_V.(3)为了保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是_2. 2008长沙39(1)(2)(3)题6分小红同学自制了一个卡通福娃，她想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛她选用
2、规格为“6 V3 W”的红灯和“6 V6 W”的绿灯及“18 1.5 A”的滑动变阻器等元件设计了如下电路当闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光(电源电压不变)问：(1)电源电压为多少伏？(2)两灯都正常发光时电流表的示数为多少？(3)S、S2闭合、S1断开，电流表示数为0.25 A时，滑动变阻器连入电路的电阻为多少？第2题图3. (2009长沙39题8分)某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，图甲是其原理图放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连，弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R2接触良好且不计摩擦)已知物体A的质量为100
3、kg，定值电阻R16 ，R2是一根长为6 cm的均匀电阻线(阻值与其长度成正比)，其最大阻值为24 ，电源电压为6 V，电流表的量程为00.6 A当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端已知该弹簧伸长的长度l与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示，问：(1)要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？(2)闭合开关，当电流表示数为0.6 A时，R2接入电路中的电阻为多少？(3)在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是多少？(取g10 N/kg)第3题图4. (2012长沙39题8分)投入使用才17年的长沙浏阳河大桥由于严重损坏于今年年初被拆除重建导致大桥
4、损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载新桥建设现已开始，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理如图甲为该超载记录器原理图Rx为压敏电阻，当车辆驶入被监测路段时，其阻值随它受到的压力变化而变化，变化关系如图乙所示当电压表示数达到或超过4 V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆已知电源电压U10 V，电压表量程为05 V，线圈电阻R05 ，保护电阻R110 ，问：(取g10 N/kg)第4题图(1)若某车质量为15 t，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.3 m2，则静止时该车对路面的压强为多少？(2)第(1)
5、问中该车辆过桥时，电压表的示数是多少？(3)该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？5. 2016长沙39(4)题2分科技小组设计了一个给工件镀膜的电路模型，通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度如图所示，电源电压恒定，R0为定值电阻，在压敏电阻Rx上放有托盘，托盘上放有容器(不计托盘和容器的质量)，容器内装有40 N的水闭合开关，用轻质硬杆连接不吸水圆柱体工件，将工件两次浸入水中(均未浸没且不触底，水未溢出)，第一次工件下表面距水面2 cm，电压表示数为6 V，杆的作用力为10 N；第二次工件下表面距水面6 cm，电压表示数为4 V，杆的作用力为6 N压敏电阻上表面的受力面积为2
6、0 cm2，其电阻值Rx随压力F的变化关系如下表g取10 N/kg，水1.0103 kg/m3，求：(4)在原设计电路中，如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6 000 Pa，该电路的电源电压第5题图F/N424446486264Rx/2822181698考向拓展1. 如图所示电路，电源电压恒为9 V，电阻R1阻值为10 .开关S1闭合、S2断开，当滑动变阻器的滑片移到中点时，电流表的示数为0.36 A，滑动变阻器的最大阻值为_，若滑动变阻器的滑片向左移，电流表的示数将_(选填“变大”“变小”或“不变”)将电压表和电流表的位置调换后，滑动变阻器的滑片滑至最右端，同时闭合开关S1、S2
7、，则通过R1、R2的总电流为_A.考向拓展1图2. 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示，则R1的阻值为_；R2两端的最大电压为_V，当电路中的电流为0.2 A时，R1与R2消耗的电功率之比为_考向拓展2图3. (2017长沙中考黑白卷)现在许多家用电器都实现了多挡位可调节功能小明也设计了一个多挡位可调节电路，如图所示电源电压恒定不变，定值电阻R18 ，滑动变阻器R2的最大阻值为20 ，小灯泡L标有“6 V1.5 W”字样，电流表量程为00.6 A，电压表量程为03 V求：(1)断开开关S2、闭合开关S1、S3，
8、10 s内电流通过R1产生的热量为45 J，求电源电压和流过R1的电流；(2)闭合开关S1、S2、S3，求这时电路的总电阻及电压表的示数；(3)断开开关S2、S3，只闭合开关S1，求当电路处于安全工作状态时滑动变阻器R2的功率取值范围考向拓展3图命题点2 考向拓展4. 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关后，当滑片P向左移动时(小灯泡灯丝电阻不随温度变化)，下列说法正确的是 ()考向拓展4图A. 电流表示数变小，电压表示数不变B. 电流表示数变小，电压表示数不变C. 电流表示数变大，小灯泡的亮度不变D. 电压表示数与电流表示数的比值不变5. (2014郴州)在如图所示的电路中，闭合开关S后，当
9、滑动变阻器的滑片向右端b滑动的过程中，正确的是 ()考向拓展5图A. 电流表的示数增大，电灯L变亮B. 电压表的示数增大，电灯L变暗C. 电流表的示数不变，电灯L变亮D. 电压表的示数减小，电灯L变暗答案1. (1)变大(2)2.7(3)3 12 【解析】(1)电子身高测量仪电路中用到了滑动变阻器，当身高变矮时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，所以电流表的示数变大；(2)当变阻器R2的阻值为9 时，电路中的总电阻为15 ，由串联电路规律得U22.7 V；(3)为了保证电路安全，当电压表的示数达到最大值3 V时，此时R2maxR1R12R112 ，当电路电流达到最大值0.5 A时
10、，电路中的总电阻为R9 ，所以变阻器的连入电路的电阻为R2max3 .故变阻器接入电路的阻值范围是3 12 .2. 解：(1)当S、S1、S2都闭合，滑片P在b端时，两灯并联，R10 ，因为两灯都正常发光，所以电源电压为UUL6 V(2)两灯泡正常发光时电路中的电流为总电流II红I绿0.5 A1 A1.5 A(3)当S、S2都闭合、S1断开时，变阻器R1和L绿串联，R绿6 总电阻R24 滑动变阻器连入电路的阻值R1RR绿24 6 18 3. 解：(1)当不拉拉环时，R224 ，由欧姆定律知，电路中电流I0.2 A，故拉力计的零刻度线应标在电流表表盘上示数为0.2 A处(2)闭合开关，拉动拉环，
11、当电流表示数为0.6 A时，由欧姆定律I得，总电阻R10 ，而RR1R2，故R2RR110 6 4 .(3)由题意要保证电路的安全，则电路中最大电流不能超过0.6 A，当电流为0.6 A时，拉环上拉力最大由第(2)问知R24 ，又R2的阻值与长度成正比，故此时连入电路中的电阻线长度为l1 cm，而弹簧伸长的长度ll0l6 cm1 cm5 cm.据乙图知，此时拉环拉力最大为Fmax750 N如解图示，A受重力G、支持力FN和拉环拉力F拉平衡，由平衡知识得F拉FNG，当F拉Fmax时，地面对A的支持力FN最小，已知A物体的质量是100 kg故Gmg100 kg10 N/kg1 000 N，其值为F
12、NGFmax1 000 N750 N250 N.当F拉0时，地面对A的支持力FN最大，其值为FNG1 000 N1000N由作用力与反作用力大小相等可得物体A对地面的压力F压FN.故A对地面的压力F压的范围为250 N1 000 N.4. 解：(1)车的重量Gmg15103 kg10 N/kg1.5105 N 车对地面的压力FG1.5105 N车对地面的压强p5105 Pa(2)由车对地面的压力F1.5105 N观察题图乙可知Rx的阻值为25 电路中的电流I0.25 A电压表的示数U1IR10.25 A10 2.5 V(3)当电压表的示数最大时，电路中电流I0.5 AR0两端电压U0IR00.
13、5 A5 2.5 VRx的电阻为Rx5 由题图乙可得最大压力为5.5105 N则过桥车辆的最大质量为m5.5104 kg55 t.5. (4)由压敏电阻所受压力F压G水F浮得：F浮F压pS6 000 Pa0.002 m212 N由杆的作用力第二次小于第一次可知，第一次杆的作用力F1方向向上，若第二次杆的作用力F2方向向上，如解图1，则F浮1GF1，F浮2GF2得F浮F浮2F浮1F1F210 N6 N4 N12 N，不符合题意 第5题解图1 第5题解图2若第二次杆的作用力后方向向下，如解图2，则F浮1GF1，F浮2GF2得F浮F浮2F浮1F1F210 N6 N16 N12 N，符合题意方法一：F
14、浮F浮2F浮1水gV排2水gV排1水gSh2水gSh1代入数值，得S0.04 m2则：F浮1水gV排11103 kg/m310 N/kg0.04 m20.02 m8 NF浮2水gV排21103 kg/m310 N/kg0.04 m20.06 m24 N方法二：由h12 cm、h26 cm及F浮水gV排水gSh可知F浮23F浮1F浮16 N3F浮1F浮12F浮1即得F浮18 N，F浮224 N此时U16 V，Rx116 F压2G水F浮240 N24 N64 N此时U24 V，Rx28 UU1R0UU2R0代入数值，得U12 V【考向拓展】1. 30变大1.2【解析】当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，电压表测电源电压，电流表测电路的总电流，此时电路总电阻R25 ，
