初中科学浙教版八年级上册 欧姆定律综合应用之计算专题

欧姆定律综合应用之计算专题1.为锻炼身体，小明利用物理知识设计了一个电子拉力计，图甲是原理图。

硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计）。

定值电阻R0＝5Ω，a、b是一根长为5cm 的均匀电阻丝，电阻R1最大阻值为25Ω，电源电压U＝3V，电流表的量程为0～0.6A。

则：（1）小明在电路中连入R0的目的是________。

（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，求此时闭合开关后电流表的示数。

（3）已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。

闭合开关后，若电流表指针在0.3A处，求作用在拉环上水平向右的拉力大小。

2.如图甲是一个电子拉力计原理图。

硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计）。

电压表量程为0～3伏，a、b是一根长为6厘米的均匀电阻丝，阻值R1＝30欧，电源电压U＝6伏。

（1）要保证电压表能正常工作，电路中R0至少应为________。

（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数为________伏。

（3）已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R0＝45欧，通过计算说明，开关S闭合后，当电压表指针指在0.8伏处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大？此拉力器的量程为多少？3.如图所示电路中，电源电压U＝12V恒定不变，R1＝20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，小灯泡L的额定电压为5V，电流表的量程（0～0.6A或0～3A）。

只闭合S3，且变阻器连入电路的电阻为30Ω时，电流表的示数为0.3A。

（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求：（1）灯丝电阻。

（2）只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，变阻器R2连入电路的阻值。

（3）闭合S1、S2、S3，为保证不损坏电流表，变阻器R2的阻值可调范围和电流表的变化范围。

4.如图甲所示为某实验室的自动恒温箱，该恒温箱工作环境的温度为15℃左右，恒温箱内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，简化后的电路图如图乙所示。

控制电路中的电源两端电压为12V，定值电阻R1的阻值为5kΩ，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，如图32丙所示为R2阻值随温度变化的图像。

电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间。

当热敏电阻R2的阻值发生变化时，A、B间的电压U AB随之发生变化。

电压鉴别器可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断。

当U AB小于2V时，鉴别器将使加热电路中开关S闭合，使加热电路的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当U AB大于3V时，鉴别器将使开关S断开，停止加热。

在分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路。

求：（1）恒温箱内部的温度为20℃时，通过热敏电阻R2的电流；（2）该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围；（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，通过计算说明可采取怎样的措施？5.小华同学为探究水流对不同形状物体的冲击力，设计了一个实验装置，如图甲所示。

电源电压保持3V不变，电流表量程为0～1A，电阻不计，粗细均匀的电阻丝MN全长12cm，总电阻为9Ω，它的阻值与其接入电路的长度成正比。

水平光滑杆AB上套有弹簧，弹簧弹力与其伸长量x的关系如图乙所示，弹簧左端固定，右端连接有滑块，滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连。

滑片与电阻丝始终保持良好接触，水流冲击力为零时，滑片P刚好与电阻丝左端相接触，此时电流表满偏。

测量时，滑块稳定后，小华通过电流表示数可计算出物体受到的水流冲击力大小。

（1）电阻R o的阻值为多少？（2）当电流表读数为0.5A时，物体所受的冲击力大小为多少？6.如图是小明设计的一个简易“电子身高测量仪”的示意图。

其中，电源电压恒为6V，保护电阻R0=20Ω；R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为40cm，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比；金属杆cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。

小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量，其数据见下表。

若已知小英测量时，滑片恰在电阻棒ab的中点位置．根据题中提供的信息，解决下列问题：物理量小聪小英小亮A表示数I/A 0.20 0.15 0.12V表示数U/V 2.0 3.0 3.6身高h/m * 1.6 *①电阻棒的总电阻有多大？②通过计算求出小聪或者小亮的身高；③如果要简化该原理图，只保留电压表或电流表，简化后在保留表的表盘上刻画出对应的身高值，并且要求表的示数变大时对应的身高值增加．分析说明，应该保留哪个表？通过计算说明该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表的那个刻度值上？最大量程值是多少？7.学习了电学相关知识后,学校举办了一次综合实践活动，活动的主题是利用电流表或电压表制作一个简易电子秤。

如图是小红设计的电子秤原理图，其中E为干电池(2节)；A是电流表（电子秤示数表盘)；R0是定值电阻(5Ω)；R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝。

C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量△L的关系如图所示(塑料盘的重力不计，g取10N／kg,制作时,调整弹簧的长度，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。

（1）该电子秤的最大称量是________；（2）当电流表的指针指在0.3A处时,所称重物的质量是多少？（3）从理论上说明该方案的二处最大不足是________；并画出你设计的原理电路图。

8.在图甲所示的电路中，电源电压6V保持不变，R1的阻值为10Ω。

闭合开关S，电压表的示数如图乙所示。

（1）求通过电阻R1的电流；（2）求电阻R2的阻值；（3）现有阻值分别为2Ω、10Ω、50Ω、100Ω的四个定值电阻，请选择其中一个定值电阻替换电路中的电阻R2，要求：电压表选择合适的量程后，闭合开关S，能使电压表指针偏离到图乙所示指针位置的一半。

请判断：所提供的四个定值电阻是否符合要求，若有符合，请具体说明是哪个电阻，并指出电压表所选用的量程；若不符合，请说明理由。

9.如图所示的电路中，电源电压为18V且不变，电阻R1的阻值为6Ω，滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样。

闭合电键S后，电压表V1的示数为6伏。

求：（1）通过电阻R1的电流；（2）滑动变阻器接入电路的阻值；（3）若电压表V1、V2所接的量程均为0～15伏，在保证电路安全工作的情况下，计算滑动变阻器R2允许接入电路的电阻范围。

10.如图是水果自动筛选装置，原理如下：传送带上的水果经过检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化，AB间的电压也随之发生改变，当R0两端电压小于一定值时，机械装置启动，将质量较小的水果推出传送带，实现自动筛选功能。

已知：电源电压为12 伏，R0=20 欧姆，压敏电阻R的阻值随压力变化关系如下表所示。

压力（牛）0 1 2 3 4 5R的大小（欧） 100 60 43 30 22 20（1）根据压敏电阻R的阻值随压力变化关系，当0.3千克的水果经过检测点时压敏电阻的阻值是________。

（2）当检测点上没有水果时，电路的电流是多大？（3）筛选不同等级的水果，质量标准是不同的。

当质量小于0.3千克水果经过压力监测点时，R0两端电压小于3伏，此时机械装置启动，将0.3千克以下的水果推出传送带，实现自动筛选。

请你分析上述电路是否符合要求？若符合要求，请写出判断的结果；若不符合要求，你认为对电路可进行如何改进？11.小明通过查阅资料了解到，航天科研人员采用如下方法进行检验“天宫二号”舱体的气密性。

将待检验的舱体M置于一个集气空腔N中，如图所示。

为了模拟飞船飞行时的环境，先对舱体M充入压强为1.0×105帕的空气。

再把集气空腔N抽成真空(集气空腔N不漏气)。

若舱体漏气，经过一段时间便会有气体从舱体M进入集气空腔N中，舱体M中的气压将减小，集气空腔N中的气压将增大。

为了测量舱体M和集气空腔N中的气压，设计了如图所示的电路。

其中R M、R N是两个完全相同的可变电阻，其电阻值会随气体压强大小发生变化。

己知舱体舱门的面积是0.6m2，整个过程温度不变。

电路中岛的阻值为10欧，电源电压恒为9伏。

可变电阻R M、R N的阻值随气体压强变化关系如表格所示。

可变电阻受到的气压（x105帕）0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0可变电阻对应的电阻值（欧）50 40 30 22 15 12 10 8 6 5 4回答下列问题：（1）若舱体不漏气，当单刀双掷开关S接a时，电流表的示数为________(保留2位小数)：（2）若舱体漏气，当开关S接b时，电压表的示数将________ (填“逐渐变大”、“逐渐变小”、“不变”)：（3）在检验过程中的某一时刻，当开关S接a时，电压表的示数为4.5伏，当开关S接b时，电流表的示数为0.18安，此时舱门受到的内外压力差是多少牛?(列出计算过程)12.如图所示，甲为电路的连接情况，R1＝20欧，R2为滑动变阻器，乙为R3的I－U图像，电源电压保持不变。

当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为0.6安；若滑片P在b端，则电压表示数为8伏。

求：（1）电源电压；（2）滑动变阻器R2的最大阻值；（3）当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数。

参考答案1.（1）保护电路（2）当滑片P在a端时，R0与R ab串联，此时电流表的示数为：；（3）当电流为0.3A时串联电路的总电阻为：；变阻器连入电路中的电阻为：R ab′=R'总-R0=10Ω-5Ω=5Ω；连入电路中的电阻线长度：；则弹簧的伸长量：△L=5cm-1cm=4cm，根据图乙可知，拉力：F=400N。

【解析】（1）当滑片P在b端时R ab=0，如果没有定值电阻R0将会造成电源短路；（2）当滑片P在a端时，R0与R ab串联，利用欧姆定律求此时电路中的电流；（3）当电流为0.3A时，利用欧姆定律求出总电阻，然后根据R ab′=R'总-R0求出变阻器接入电阻值，接下来根据电阻和长度成正比计算连入电路中的电阻线长度，再根据伸长量=电阻线长度-接入长度求出弹簧的伸长量，再由乙图得出拉力大小。

2.（1）30欧（2）0（3）解：I＝＝＝0.08安R ap＝＝10欧L ap＝×6厘米＝2厘米由图乙知此时拉力F＝200牛R0＝45欧时，R1两端电压为2.4伏，即电压表最大示数为2.4伏，不会超过量程，所以P滑到b端时拉力器示数最大，此时Δl＝6厘米F max＝600牛，即拉力器量程为0～600牛。

【解析】（1）根据串联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值；电压表示数为3V时，电路电流：I===0.1A，此时电阻R0的阻值：R0====30Ω；（2）根据电路图分析答题；由图示可知，滑片在a端时，电压表所测电压为零，电压表示数为0V；（3）由串联电路特点与欧姆定律求出与电压表并联的电阻阻值，然后求出弹簧的伸长量，再求出拉力大小；最后由图象求出拉力器的量程。