【单元练】内蒙古呼伦贝尔市九年级物理第十七章【欧姆定律】测试(含解析)

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一、选择题
1.根据欧姆定律可导出公式
U
R
I
=,依此可测定导体的电阻,下列说法中正确的是
()
A.导体的电阻与导体两端的电压成正比
B.导体的电阻与本身的材料和属性有关,与电压、电流无关C.当导体被均匀拉长至原来的二倍时,它的电阻减小为原来的一半D.导体通电时有电阻,不通电时没有电阻B
解析:B
ABD.公式
U
R
I
=说明,导体电阻的大小等于导体两端的电压与通过导体的电流大小的比
值;但电阻是导体本身的一种性质,其大小决定于导体的长度、材料和横截面积,与它两端的电压和通过的电流无关,与通电不通电无关,故B正确,AD错误;
C.当导体被均匀拉长至原来的二倍时,长度增加,横截面积减小,电阻会变大,故C错误。

故选B。

2.如图所示是电阻R A和R B的I-U图象,分析可知下列说法中正确的是()
A.当R A两端电压为0V时,R A的阻值是0Ω
B.当R B两端电压为2V时,通过R B的电流为0.1A
C.当两电阻并联时,通过R A和R B的电流之比为1∶2
D.当两电阻串联时,R A和R B两端的电压之比为2∶1B
解析:B
A.由图可知,R A的阻值
A A
A
6V
=10Ω0.6A
U
R
I
==
导体的电阻是导体的属性,与它的材料、长度、粗细有关,与其两端电压和通过它的电流无关,所以,当R A两端电压为0V时,R A的阻值仍是10Ω,故A错误;
B.由图可知,当R B两端电压为2V时,通过R B的电流为0.1A,故B正确;
C.电阻R B的阻值
B B
B
6V
=20Ω0.3A
U
R
I
==
根据并联电路分流关系可知,当两电阻并联时,电压相等,则通过R A和R B的电流之比为2∶1,故C错误;
D.根据串联电路分压关系可知,当两电阻串联时,电压之比等于电阻之比,所以R A和R B 两端的电压之比为1∶2,故D错误。

故选B。

3.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P 向右滑动的过程中,下列说法正确的是()
A.电压表V1与电压表V2的示数之和不变
B.电压表V2与电流表A的示数之比不变
C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
D.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大C
解析:C
A.闭合开关S后,两电阻串联,电压表V1测量变阻器R2的两端电压,电压表V2测量电源电压,将滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中电压表V1的示数在变化,则电压表V1与电压表V2的示数之和变化,故A错误;
B.电压表V2与电流表A的示数之比为电路中的总电阻,将变大,故B错误;
CD.电路中的电阻变大,则电流表A的示数变小,根据串联分压可知电压表V1的示数变大,电压表V2的示数不变,故C正确、D错误。

故选C。

4.为了预防厨房天然气泄露,大家都自觉安装了天然气泄漏报警装置,如图所示是它部分电路的原理图,电源电压不变,R0为定值电阻,R是一个气敏电阻,其电阻值会随天然气浓度的升高而变小,闭合开关S,若厨房出现天然气泄漏浓度升高,则下列判断正确的是()
A.气敏电阻R的阻值变大B.通过电阻R0的电流变小
C.电压表的示数变小D.定值电阻R0两端电压变小C
解析:C
在电路图中,气敏电阻与定值电阻R0串联在电路中,电压表测气敏电阻的电压,当天然气泄漏时,其浓度会升高,则气敏电阻的阻值会变小,则电路中的总电阻变小,据欧姆定律知,电路中的电流变大,据串联电路的分压特点知,气敏电阻两端的电压变小,则定值电阻两端的电压会变大。

故选C。

5.如图所示,电路中R0为已知电阻,图中不能测量出电阻R的电阻值的电路是()A.B.
C.
D. D
解析:D
A.由图可知,电路中R0与R串联,电流相等,电压表可以分别测出电路中R0与R两端的电压,先根据欧姆定律计算R0的电流,R的电流与R0的电流相等,再根据欧姆定律可计算出R的电阻值,故A不符合题意;
B.由图可知,电路中R0与R并联,电压相等,电流表可以分别测出电路中R0与R的电流,先根据欧姆定律计算R0的电压,R的电流与R0的电压相等,再根据欧姆定律可计算出R的电阻值,故B不符合题意;
C.由图可知,可知直接测出R两端的电压和电流,可直接利用欧姆定律可计算出R的电阻值,故C不符合题意;
D.由图可知,电路中R0与R并联,电流表测量两个电阻的总电流,无法测量或计算出R 的电流和电压,所以无法测量R的电阻值,故D符合题意。

故选D。

6.如图所示是电阻A和电阻B的I—U图像,下列说法正确的是()
A.若把A、B串联起来,当电路中的电流为0.2A时,电源电压为2V
B.若把A、B并联起来,当电源电压为3V时,电路中的总电流为1.2A
C.电阻B是定值电阻
D.当电阻A两端的电压为1.5V时,通过它的电流为0.4A B
解析:B
A.若把A、B串联起来,当电路中的电流为0.2A时,由I-U图像可知,U A=1V,U B=2V。

所以电源电压
U=U A+U B=1V+2V=3V,
故A错误;
B.若把A、B并联起来,当电源电压为3V时,由I-U图像可知,I A =I B =0.6A,所以,电路中的总电流
I=I A+I B=0.6A+0.6A=1.2A。

故B正确;
C.电阻B的I-U图像是曲线,所以B不是定值电阻,故C错误;
D..当电阻A两端的电压为1.5V时,通过它的电流为0.3A,故D错误。

故选B。

7.如图,是R1和R2两个电阻中的电流随它们两端的电压变化的I-U图像。

从图像可知:()
A.R1>R2B.R1<R2C.R1=R2D.R2=0B
解析:B
由图像可知,当R1和R2的电流相等时,R1的电压小于R2的电压,根据公式
U
R
I
得R1
的电阻小于R2电阻。

故选B。

8.如图所示的电路中,电阻阻值R1>R2。

闭合开关S后,两块电流表A1、A2的示数分别
为I 1、I 2,R 1和R 2的两端电压分别为U 1、U 2。

下列判断中正确的是( )
A .U 1 > U 2
B .U 1< U 2
C .(I 1‒I 2)> I 2
D .(I 1‒I 2)< I 2D
解析:D AB .由图知道,电阻R 1、R 2并联在电路中,电流表A 1测干路电流,电流表A 2测R 2所在支路的电流,由于并联电路中各支路电压与电源电压相等,即U 1= U 2,故AB 错误; CD .由于并联电路中各支路地理之和等于干路的电流,所以,R 1所在支路的电流是
12I I I =- 由U I R =知道,R 1、R 2所在的电流分别是 1121
=U I I I R =- 222
U I R =
又因为电阻阻值R 1>R 2,所以 1212212
=
U U I I I R R -<= 即122I I I -<,故C 错误,D 正确。

故选D 。

9.如图所示的电路,电源电压恒定,闭合开关S ,将滑动变阻器R 的滑片P 向左移动,此过程中( )
A .电压表V 1示数变小,电压表V 2示数变大,电流表A 示数变小
B .电压表V 1示数变小,电压表V 2示数变小,电流表A 示数变小
C .电压表V 1示数变大,电压表V 2示数变小,电流表A 示数变小
D .电压表V 1示数不变,电压表V 2示数变大,电流表A 示数变大A
解析:A
由电路图知,灯泡和滑动变阻器串联在电路中,电压表V1测灯泡两端的电压,V2测变阻器两端的电压,当滑片P向左移动时,变阻器接入电路的阻值变大,则电路的总电阻变大,据欧姆定律知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小。

据串联电路的分压特点知,变阻器的电阻变大,则分去的电压变大,即V2的示数变大,而灯泡两端的电压变小,即V1的示数变小,故A符合题意,BCD不符合题意。

故选A。

10.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,下列说法正确的是()
A.电压表V示数不变,电流表A1、A2示数均变大
B.电流表A2示数变小,电压表V、电流表A1示数均不变
C.电压表V示数不变,电压表V与电流表A1示数的比值变大
D.电压表V示数变大,电压表V与电流表A2示数的乘积变小C
解析:C
变阻器R1与定值电阻R2并联,电压表测电源电压,A1测通过变阻器R1的电流,A2测并联电路的总电流;
AD.因电源电压不变,则滑片移动时电压表V示数不变,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,A1变小,故AD错误;
BC.将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,变阻器连入电路的电阻变大,即电压表V与
电流表A1示数的比值变大;由
U
I
R
可知,通过变阻器的电流变小,即A1示数变小,故
B错误、C正确。

故选C。

二、填空题
11.如下图为一种测量体重的装置,其中体重示数计是由______(选填“电流”或“电压”)表改装成的,当没有测体重时,绝缘体AB使电路处于______(选填“断开”或“接通”)状态。

所测体重越重,R1两端电压就越______(选填“大”或“小”)。

电流断开大
解析:电流 断开 大
[1]由电路图可知,体重示数计串联在电路中,所以体重示数计是用电流表改装成的。

[2]当没有测体重时,滑片位于绝缘部分,使电路断开,体重示数计无示数。

[3]所测体重越重,R 2接入的电阻越小,通过的电流越大,根据U IR =可知,R 1两端电压越大。

12.当某导体两端电压是3V 时,通过它的电流是0.3A ,则该导体的电阻是
___________Ω;当它两端电压为0V 时,该导体的电阻为___________Ω。

10 解析:10
[1]由题意知,该导体的电阻
3V 10Ω0.3A
U R I === [2]电阻是导体本身的一种属性,不会随其两端的电压变化而变化,那么该导体的电阻还是10Ω。

13.将两个定值电阻R 1=10Ω,R 2=20Ω,串联接在电压为6V 的电路中,通过R 2的电流是0.2A ,则R 1和R 2两端的电压比为_____,通过R 1和R 2的电流之比为_____。

1∶21∶1
【分析】由题意可知定值电阻R1R2串联根据串联电路的电流特点得出通过R1和R2的电流之比根据欧姆定律求出R1和R2两端的电压比
解析:1∶2 1∶1
【分析】
由题意可知,定值电阻R 1、R 2串联,根据串联电路的电流特点得出通过R 1和R 2的电流之比,根据欧姆定律求出R 1和R 2两端的电压比。

[1][2]由题意可知,定值电阻R 1、R 2串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过R 1和R 2的电流之比为
1211
I I =∶∶ 由U I R
=可得,R 1和R 2两端的电压比 1111222210Ω120Ω2
U I R R U I R R ==== 14.为了测量R x 的阻值,某同学设计了如图甲所示的电路.已知R 0=5Ω,当S 1断开、S 2闭合时,电压表的示数为6V ;当S 2断开、S 1闭合时,电压表的示数如图乙所示,由此可知R 0两端的电压为______V ,R x 的阻值为______Ω。

475
解析:4 7.5
[1]当S 2断开、S 1闭合时,电压表测R 0两端电压,示数如图乙所示为2.4V ,R 0两端的电压为2.4V 。

[2]电路中的电流为 00 2.4V 0.48A 5Ω
U I R =
== R x 两端的电压为 U x =U -U 0=6V-2.4V=3.6V
R x 的阻值为
3.6V 7.5Ω0.48A x x U R I === 15.在如图电路中,电源电压不变,R 1=R 2=R 3=6Ω,某同学误将一电流表并联在R 1两端,闭合开关后,读得电流表示数为0.6A ,则电源电压U =______V ;发现错误后,该同学将图中电流表换成了电压表,则此时电压表的示数是______V 。

224
解析:2 2.4
[1]当电流表并联在R 1两端时,等效电路图如下图所示:
电源的电压
U =I (R 2+R 3)=0.6A×(6Ω+6Ω)=7.2V
[2]电流表换成了电压表时,则电路图如下所示:
电路中的电流
I ′=1237.2V 6+6+6U R R R =++ΩΩΩ
=0.4A 电压表的示数
U 1=I ′R 1=0.4A×6Ω=2.4V
16.将一只标有“30Ω,0.3A ”的定值电阻和一只标有“20Ω ,0.6A ”的定值电阻并联接入电路中,在保证所有电路元件安全的前提下,它们两端允许加的最大电压为______V ,此时干路中电流为______A .若两定值电阻串联在电路中,它们两端允许加的最大电压为______V 。

07515
解析:0.75 15
[1] [2]定值电阻两端允许加的最大电压分别为
1110.3A 30Ω=9V U I R ⨯==
2220.6A 20Ω=12V U I R ==⨯
所以并联电路两端最大电压为9V ,此时干路中电流为
1129V 0.3A 0.75A 20Ω
U I I R =+=+= [3]若两定值电阻串联在电路中,因为串联电路处处电流相等,所以电路中的最大电流为0.3A ,它们两端允许加的最大电压为
()()1120.3A 30Ω+20Ω15V U I R R =+=⨯=
17.小华设计了如图压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。

其中R ′是滑动变阻器,R 是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际是个电压表。

当金属片受到的压力减小时,变阻器的阻值______,压力表示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

变小变小
解析:变小 变小
[1][2]由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,压力表测滑动变阻器两端的电压,金属片受到的压力减小时,滑片上移,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变
小,由U I R
=
得,电路中的电流变大;根据U =IR 得,定值电阻两端的电压变大;串联电路总电压等于各分电压之和,故滑动变阻器两端的电压变小,即压力表示数变小。

18.如图所示,为某种灯泡的电流I 与电压U 的关系图像。

若有6只这种灯泡串联接在电压为6V 的电源上,通过灯泡的电流为___________A ;若把一只这种灯泡与一电阻并联接在电压为3V 的电源上,总电流为0.6A ,则该电阻的阻值为___________Ω。

215
解析:2 15
[1]由题意知,6只相同的灯泡串联接在电压为6V 的电源上,则每只灯泡两端的电压为1V ,由图象知,此时电路中的电流为0.2A 。

[2]据并联电路的特点,此时灯泡两端的电压为3V ,由图象知,通过灯泡的电流为0.4A 。

则通过电阻的电流
I =0.6A-0.4A=0.2A
该电阻的阻值 3V 15Ω0.2A
U R I === 19.如图是灯泡L 和电阻R 的电流随电压变化图像,电阻R 的阻值为______,若将他们串联接在电压为5.5V 的电源两端,则此时灯的电功率为______。

20Ω03W
解析:20Ω 0.3W
[1][2]由图可知,电阻R 为定值电阻,阻值为
4V 20Ω0.2A
U R I === 若将他们串联接在电压为5.5V 的电源两端,电路中的电流相同,根据串联分压可知电路中的电流为0.2A ,灯两端电压为1.5V ,则灯的电功率为
L L L 1.5V 0.2A 0.3W P U I ==⨯=
20.将电阻R 1与R 2并联后接在电源两端时,通过它们的电流之比是3:2,则R 1:R 2=______;若把它们串联起来接在电路中,则通过它们的电流之比为I 1:I 2=______;电压之比U 1:U 2=______。

2:31:12:3
解析:2:3 1:1 2:3
[1]将电阻R 1与R 2并联后接在电源两端时,通过它们的电流之比是3:2,由于并联电路中
各支路两端的电压相等,所以,由U I R =知道,两电阻的阻值之比 112212
23
R R R R U
R I I U R I I === [2]若把两电阻串联起来接在电路中,由于串联电路中各处的电流相等,所以,通过它们的电流之比 I 1∶I 2=1∶1
[3]串联时两电阻两端的电压之比
1111222223
U I R R U I R R === 三、解答题
21.如图所示电路,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“30 Ω 1 A ”。

在 A 、B 间接入规格为“12V 12 W ”的灯泡L ,闭合开关,当变阻器连入电路的阻值为6 Ω。

时,灯泡正常发光。

求∶
(1)灯泡L 正常工作时电阻。

(2)电源电压。

(3)取下灯泡 L ,在A 、B 间接入一个电阻R 0,要求R 0接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器 R 能使电流表示数达到 0.4 A ,求 R 0的取值范围。

解析:(1) 12Ω;(2)18V ;(3)15Ω~45Ω
(1)由2
U P R
=知道,灯泡L 正常工作时电阻 ()22
12V =1212W L U R P ==Ω额额
(2)当变阻器连入电路的阻值为6Ω时,灯泡正常发光,由于串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI 知道,电路中的电流
12V =1A 12Ω
L U I R ==额
又因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U=U L +IR =12V+1A×6Ω=18V
(3)取下灯泡L ,在A 、B 间接入一个电阻R 0后,调节滑动变阻器R 能使电流表示数达到0.4A ,此时电路中的总电阻
18V 450.4A
U R I ===Ω'总 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,R 0的阻值最大,此时其阻值
R 0=R 总=45Ω 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R 0的阻值最小,此时其阻值
R 0=R 总-R 大=45Ω-30Ω=15Ω
则R 0的取值范围为15Ω~45Ω。

答:(1)灯泡L 正常工作时电阻为12Ω;
(2)电源电压为18V ;
(3)R 0的取值范围为15Ω~45Ω。

22.在图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电阻2R 的阻值为40Ω,开关S 闭合、1S 断开时,电流表的示数为0.3A ;开关S 、1S 均闭合时,电流表的示数如图乙所示。

求:
(1)电源电压U ;
(2)通过电阻1R 的电流1I ;
(3)开关S 、1S 均闭合时电路的总电阻R 。

解析:(1)12V ;(2)0.9A ;(3)10Ω
解:(1)开关S 闭合、S 1断开时,电路为R 2的简单电路,电流表测电路中的电流,电流表的示数为0.3A ,电源电压
220.3A 4012V U I R ==⨯Ω=
(2)开关S 、1S 均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,因R 2两端的电压和电阻保持不变,由欧姆定律可知,通过R 2的电流仍为0.3A 不变,根据并联电路电流的规律,此时电流表的示数应大于0.3A ;由图乙可知,若电流表选用小量程,分度值为0.02A ,示数为0.24A ,小于0.4A ,故电流表只能选用大量程,此时分度值为0.1A ,示数为1.2A ,由并联电路电流的规律可知,通过电阻R 1的电流
12 1.2A 0.3A 0.9A I I I =-=-=总
(3)开关S 、1S 均闭合时电路的总电阻
12V 10Ω1.2A
I U R =
==总 答:(1)电源电压是12V ;
(2)通过电阻1R 的电流是0.9A ; (3)开关S 、1S 均闭合时电路的总电阻是10Ω。

23.如图所示,电源电压不变,R 1=5Ω,R 3=10Ω,当S 1、S 2均断开时,电压表的示数为4V ,求:
(1) 电源电压为多少?
(2)闭合开关S 1、S 2,电流表示数为1.5A ,电阻器R 2的阻值是多少?
(3)闭合开关S 2、断开S 1时,电压表的示数是多少?
解析:(1)6V ;(2)20Ω;(3) 0
解:(1) 当S 1、S 2均断开时,R 3、R 1串联,R 3两端的电压为U 3=4V,电路中的电流
I =33U R =4V 10Ω
=0.4A 电源电压
U =I (R 3+R 1)=0.4A (10Ω+5Ω)=6V
(2)闭合开关S 1、S 2,R 3被短路,R 1、R 2并联,电流表在干路,则通过R 1的电流
I 1=1U R =6V 5Ω
=1.2A 通过R 2的电流
I 2=I -I 1=1.5A -1.2A=0.3A
电阻器R 2的阻值
R 2=2U I =6V 0.3A
=20Ω (3) 闭合开关S 2、断开S 1时,电路中只有R 1,R 3被短路,电压表被短路,所以电压表的读数为0。

答:(1) 电源电压为6V ;
(2)闭合开关S 1、S 2,电流表示数为1.5A ,电阻器R 2的阻值是20Ω;
(3)闭合开关S 2、断开S 1时,电压表的示数是0。

24.如图所示并联电路,三个开关都闭合,当开关S 2由闭合到断开,电路中的总电阻变____,干路中的电流变_______,实际连接电路时发现灯泡L 1的亮度并不是不变,而是变亮,据此判断灯泡L 1两端的电压和通过的电流_______。

(均选填“变小”、“不变”或“变大”,假设灯泡的电阻不随温度的变化而变化)
解析:大小变大
[1][2]三个开关都闭合后,两个灯泡并联,电路中的总电阻小于任一灯泡的电阻;当开关S2由闭合到断开,只有灯L1接入电路,电路中的总电阻变大,电源电压不变,则干路中的电流变小。

[3]实际连接电路时发现灯泡L1的亮度并不是不变,而是变亮,与实际功率实际功率P=UI
有关,灯泡的电阻不随温度的变化而变化,由
U
R
I
=可知灯泡L1两端的电压和通过的电流
变大。

25.如图所示,电源电压恒为9V,R1的阻值80Ω,闭合开关后,电压表的示数为1V。

求:
(1)电路中的电流是多少?
(2)R2的阻值是多少?
解析:(1)0.1A;(2)10Ω
解:(1)由电路图知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,R1两端的电压为
U1=U-U2=9V-1V=8V
通过R1的电流
1 1
18V
0.1A 80Ω
U
I
R
===
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流为
I=I1=I2=0.1A (2)R2的阻值为
2 2
2
1V
10Ω0.1A
U
R
I
===
答:(1)电路中的电流是0.1A ;
(2)R 2的阻值是10Ω。

26.如图所示,已知电阻R 1阻值为10Ω。

闭合开关S 后,电流表A 的示数为1.2A ,电流表A 1的示数为0.9A ,求:
(1)通过R 2的电流;
(2)电源电压;
(3)电阻R 2的阻值。

解析:(1) 0.3A ;(2) 9V ;(3) 30Ω
(1)由图可知,R 1与R 2并联,电流表A 测量干路电流,电流表A 1测量通过R 1的电流;因并联电路中干路电流等于支路电流之和,所以通过R 2的电流
21 1.2A 0.9A 0.3A I I I =-=-=
(2)由于并联电各支路两端的电压相等,由欧姆定律可得电源电压
1110.9A 10Ω9V U U I R ===⨯=
(3)由欧姆定律可得R 2的阻值
229V 30Ω0.3A
U R I =
== 答:(1)通过R 2的电流为0.3A ;
(2)电源电压为9V ;
(3)电阻R 2的阻值为30Ω。

27.如图所示,120ΩR =,2R 为滑动变阻器,310ΩR =,电源电压保持不变。

当1S 闭合,2S 断开时,若滑片P 在a 端,则电流表示数为0.6A ;若滑片P 在b 端,则电压表示数为10V 。

求:
(1)电源电压。

(2)滑动变阻器2R 的最大阻值。

(3)当1S 、2S 均闭合,且滑片P 在a 端时,求电路的总电流。

解析:(1) 12V ;(2) 100Ω;(3) 1.8A
(1)当1S 闭合,2S 断开时,若滑片P 在a 端时,电路中只有电阻1R 接入电路,电流表测电路中的电流,由U I R
=可得,电源电压为 A 10.6A 20Ω12V U I R ==⨯=
(2) 当1S 闭合,2S 断开时,滑片P 在b 端,1R 与2R 的最大阻值串联,电压表测2R 两端的电压,电流表测电路中的电流,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,
1R 两端的电压为
12-12V -10V 2V U U U ===
电路中电流为
112V 0.1A 20Ω
U I R =
== 则2R 的最大阻值为 2210V 100Ω0.1A
U R I === (3) 当1S 、2S 均闭合,且滑片P 在a 端时,1R 与3R 并联,电流表测干路中的电流, 通过1R 的电流为
10.6A R A I I ==
通过3R 的电流为
3R 312V 1.2A 10Ω
U I R =
== 电路的总电流位 13R R 0.6A 1.2A 1.8A I I I =+=+=总
答:(1)电源电压为12V 。

(2)滑动变阻器2R 的最大阻值为100Ω。

(3)当1S 、2S 均闭合,且滑片P 在a 端时,电路的总电流为1.8A 。

28.某人设计了一种简易的电子拉力计,如图甲是其原理图,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R 2接触良好且不计摩擦)。

已知物体A 的质量为100kg ,定值电阻R 1=6Ω,R 2是一根长为6cm 的均匀电阻线(阻值与其长度成正比),其最大阻值为24Ω,电源电压为6V ,电流表的量程为0~0.6A 。

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ΔL 与所受竖直向上的拉力F 间的关系如图乙所示,问:
(1)闭合开关,当电流表示数为0.3A 时,R 2接入电路中的电阻为多少?
(2)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(即金属滑片P 刚好处于a 端时)应标在电流表表盘的何处(即电流为多少)?
(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g =10N/kg )
解析:(1)14Ω;(2)0.2A 处应标零刻度;(3)250N~1000N 。

(1)R 1与R 2串联,当电流表示数为0.3A 时,由欧姆定律U I R
=得定值电阻R 1两端的电压 110.3A 6 1.8V U IR ==⨯Ω=,
由串联电路的电压规律12U U U =+得R 2两端的电压
216V 1.8V 4.2V U U U =-=-=, 由欧姆定律U I R
=可得R 2接入电路中的电阻 22 4.2V 140.3A
U R I ===Ω; (2)金属滑片P 刚好处于a 端时,R 2阻值最大,此时
R 2=24Ω,
与R 1串联。

此时电路中的总电阻
R =R 1+R 2=6Ω+24Ω=30Ω,
则由欧姆定律可得此时电路中的电流
6V 0.2A 30U I R ===Ω
, 所以电流表上0.2A 处应标零刻度;
(3)由(2)可知电流表示数最小为0.2A ,此时A 上拉力为零;所以对地面的压力最大为
N 100kg 10N/kg 1000N F G mg ===⨯=,
为了保证电路安全,电路中的电流最大不能超过电流表的最大值,所以最大电流
I m =0.6A ,
此时R 1两端的电压
1m 10.6A 6 3.6V m U I R ==⨯Ω=,
由串联电路的电压规律可得R 2两端的电压
2'6V 3.6V=2.4V m U U U =-=-,
所以R 2此时的阻值为
22' 2.4V '40.6A
m U R I ===Ω, 因为R 2阻值与其长度成正比,设此时R 2接入电路中的长度为L ',则
2
2L L R R ''= 即
6cm 424Ω
L '=Ω 解得
1cm L '=,
弹簧伸长的长度
6cm-1cm=5cm L L L '∆=-=,
由乙图可知此时拉环处拉力
F =750N ,
对A 进行受力分析如图所示:

N F F G +=,
所以
N 100kg 10N/kg 750250N F G F mg F N =-=-=⨯-=,
因为地面对A 的支持力F N 与A 对地面的压力是一对相互作用力,所以物块对A 的压力也为250N 。

综上可知,A 对地面的压力范围是250N~1000N 。

答:(1)闭合开关,当电流表示数为0.3A 时,R 2接入电路中的电阻为14Ω;
(2)拉力计的零刻度应标在电流表表盘上示数为0.2A 处;
(3)在保证电路安全的条件下,物块A 对地面的压力范围是250N~1000N 。

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