初中物理欧姆定律的应用解答题

现要测量电阻 $R_x$ 的阻值，提供的实验器材有：待测电阻 $R_x$ （约 $5\Omega )$ 、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干 $°$

（1）用笔画线代替导线，将图1中的实物图连接完整，要求滑动变阻器的滑片 $P$ 向接线柱 $D$ 移动时接入电路的阻值变小。

（2）正确连线后，闭合开关，移动滑片 $P$ ，电流表示数几乎为零，电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障，可判断该故障是 　　。

（3）排除故障继续实验，某次测量，电流表的示数为 $0.50A$ ，电压表的示数如图2，该示数为 　　 $V$ ，则 $R_x=$ 　　 $\Omega$ 。

（4）某同学利用电源（电压未知）、电阻箱 $(0~999.9\Omega )$ 和电流表（指针能正常偏转，但刻度盘示数模糊不清）等器材，测电阻 $R_x$ 的阻值，设计的电路如图3．完成下列实验步骤：

①正确连接电路，断开 $S_1$ 、 $S_2$ ，将电阻箱 $R$ 阻值调至最大；

② 　　；

③ 　　；

④电阻 $R_x=$ 　　。（用测得量的符号表示）

如图所示的电路中，电源电压恒定，灯泡 $L_1$标有“ $3V1.5W$ “，灯泡 $L_2$标有“ $6V6W$”，滑动变阻器 $R$的最大阻值为 $10\Omega$．开关 $S_1$闭合， $S_2$断开，滑动变阻器的滑片 $P$置于 $b$端时，电流表的示数为 $0.5A$．设灯泡的电阻不变

（1）闭合 $S_1$，断开 $S_2$调节滑片 $P$使 $L_2$正常发光，求此时滑动变阻器接入电路的阻值；

（2）闭合 $S_1$、 $S_2$，调节滑片 $P$使 $L_1$正常发光，求此时 $L_2$的实际功率。

如图的电路中，电源电压恒定，灯泡 $L$ 标有" $3V1.5W$ "。开关 $S_1$ 闭合、 $S_2$ 断开时，灯泡 $L$ 正常发光；开关 $S_1$ 、 $S_2$ 均闭合时，电流表的示数为 $1.5A$ ；求：

（1）灯泡 $L$ 正常发光时的电流；

（2）电阻 $R$ 的阻值；

（3）开关 $S_1$ 、 $S_2$ 均闭合时电路的总功率。

用"伏安法"测量电阻 $\mathit{Rx}$ 的阻值，提供的实验器材有：待测电阻 $\mathit{Rx}$ 、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线

（1）根据图甲的电路图，用笔断线代替导线将图乙中的实物图连接完整。

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数较大且几乎不变，电流表示数始终为零，电路故障可能是 　    　。

（3）排除故障后，测得多组实验数据。各组数据对应的点已描在图丙中，请在图中画出 $\mathit{Rx}$ 的 $I-U$ 图线。由图可得 $R_x=$ 　　 $\Omega$ ．（结果保留一位小数）

（4）电流表的电阻虽然很小，但也会影响本实验中 $R$ 的测量结果。用图丁的电路进行测量可消除这个影响，

$R_0$ 为定值电阻。实验步骤如下：

①按照图丁的电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处；

②闭合开关 $S_1$ ， $S_2$ ，移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数 $U_1$ 和电流表的示数 $I_1$ ，

③ 　　，移动滑动变阻器滑片，读出电压表的示数 $U_2$ 和电流表的示数 $I_2$ ；

④可得待测电阻 $R_x=$ 　　（用 $U_1$ 、 $I_1$ 、 $U_2$ 和 $I_2$ 表示）

如图所示， $L$ 是" $12V36W$ "的灯泡， $R_1$ 是阻值为 $30\Omega$ 的定值电阻， $R_2$ 是最大阻值为 $20\Omega$ 的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变，求：

（1）灯泡的阻值；

（2）开关 $S$ 、 $S_1$ 均闭合，滑片 $P$ 移到最左端时，灯泡恰好正常发光，求此时通过 $R_1$ 的电流；

（3）闭合开关 $S$ ，断开开关 $S_1$ ，求在滑片 $P$ 移到最右端，电路消耗的总功率及通电 $1\mathit{min}$ 灯泡消耗的电能。

在如图所示的电路中，电源电压恒定， $R_1$ 为定值电阻， $R_2$ 为滑动变阻器 $(a$ 、 $b$ 为其两端点）。开关 $S$ 闭合后，当滑动变阻器的滑片 $P$ 在 $a$ 、 $b$ 之间滑动的过程中，电压表的示数变化了 $3V$ ，电阻 $R_1$ 的电功率变化范围是 $1.2W~2.7W$ ，则电源电压为 　 　 $V$ ，滑动变阻器 $R_2$ 的最大阻值为 　　 $\Omega$

如图甲所示的电路中，电源电压为 $24V$，电阻 $R_2=20\Omega$，电压表的量程为 $0~15V$．闭合 $S$后，调节滑片 $P$使电压表示数为 $8V$。

（1）电路中的电流为多少？

（2） $R_1$消耗的电功率为多少？

（3）撤去图甲中的 $R_1$、 $R_2$，现有定值电阻 $R_3=10\Omega$，两个滑动变阻器 $R_4$、 $R_5$（最大阻值分别为 $20\Omega$和 $50\Omega )$，请将 $R_4$、 $R_5$其中之一和 $R_3$填入图乙所示的虚线框内。要求：

①闭合 $S$，自由移动滑片 $P$时电压表安全工作且示数不为零， $R_3$两端电压有最大的变化范围。

②按要求完成图乙的电路图。

②求 $R_3$两端电压的变化范围。

小宸利用如图甲所示的电路研究电流随电压变化的情况。其中电源电压为 $U$， $R_t$是热敏电阻，其阻值与温度有关，二者关系为 $R_t=\mathit{kt}+b(k>0,b>0)$。

（1）本实验要保持 $R_t$阻值不变，也就是保持 $R_t$的　 　不变。

（2）使用电流表和电压表前，要检查其指针是否对准　　刻度线；接入电路的电流表，应使电流从其　　（选填“ $+$”或“ $-$” $)$接线柱流入。

（3）图乙是某次测量时电压表的示数，其读数为　　 $V$，如果要使电压表示数变大，应将滑动变阻器滑片 $P$向　　端（选填“ $a$”或“ $b$” $)$移动；图丙是小宸根据实验数据画出的 $I-U$图，经分析可得出结论：在电阻不变时，通过电阻的电流与它两端的电压成　　比。

（4）接下来，小宸按如下步骤操作，尝试把电流表改装成温度表。

①将滑动变阻器滑片 $P$移到 $b$端，用开关 $S_2$替换电压表（电路如图丁所示）。闭合 $S_1$、 $S_2$，调节滑片 $P$使电流表满偏后，保持滑片 $P$位置不再移动，设此时电路总电阻为 $R$，断开 $S_1$、 $S_2$。

②往容器中倒入适量 ${100}^{°}\text{C}$的开水，观察温度计，温度计示数每下降 $5^{°}\text{C}$（水温不再降低时，加入冰块直到水温降到 $0^{°}\text{C})$，就闭合 $S_1$，并记录此时温度 $t$和对应的电流 $I$，然后断开 $S_1$．请用给定的字母写出电流与温度的关系式 $I=$　　。

③根据记录的 $t$和 $I$，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表。请在图戊中大致画出此温度表表盘的刻度线。（要求画出 $0~{100}^{°}\text{C}$每间隔 ${20}^{°}\text{C}$对应的共6条刻度线）

如图所示， $R_0$是阻值为 $10\Omega$的定值电阻， $R$为滑动变阻器，灯泡上标有“ $4V2W$ “字样，且小灯泡的阻值始终保持不变。当断开 $S_2$，闭合 $S$、 $S_1$时，灯泡恰好正常发光，电压表示数为 $U_1$；断开 $S_1$，闭合 $S$、 $S_2$，将滑动变阻器的滑片 $P$置于中点时，电压表数为 $U_2$，已知 $U_2$与 $U_1$相差 $1V$，求：

（1）灯泡的额定电流；

（2）电源的电压；

（3）滑动变阻器最大阻值；

（4）该电路消耗的最小电功率。

如图甲是定值电阻 $R_0$和有“ $6V6W$”灯泡 $L$的信息图象。将它们接入图乙所示的电路，其中电源电压不变，滑动变阻器 $R$最大阻值为 $8\Omega$，当只闭合开关 $S$、 $S_1$，滑片 $P$位于 $R$最右端时，灯泡 $L$的实际功率为 $\mathit{lW}$．求：

（1） $R_0$的阻值；

（2）灯泡正常发光 $100s$，电流通过灯泡产生的热量；

（3）电源电压；

（4）电路消耗的最大电功率。

如图所示，滑动变阻器 $R_2$最大阻值为 $10\Omega$，将其滑片移到 $b$端，只闭合开关 $S$，电流表的示数为 $0.3A$，小灯泡的实际功率为 $0.9W$；闭合开关 $S$、 $S_1$，将滑动变阻器滑片移到 $a$端，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为 $1A$．不考虑灯丝电阻的变化。求：

（1）电源电压；

（2） $R_1$的阻值；

（3）小灯泡的额定功率。

如图所示，电源电压恒定， $R_1$的阻值为 $20\Omega$， $R_2$的阻值为 $10\Omega$．当 $S$闭合， $S_1$、 $S_2$断开时，电流表的示数为 $0.5A$．求

（1）电源电压；

（2）通电 $10s$内电路消耗的总电能；

（3）当 $S$、 $S_1$、 $S_2$都闭合时，电流表的示数变化了 $0.4A$．则 $R_3$的阻值是多大？

如图所示，电源电压保持不变， $R_1$和 $R_2$为定值电阻，电压表接在 $R_1$两端， $R_2=6\Omega$， $A$、 $B$是接线柱，其他元件可以从 $A$、 $B$连入电路。现先把电流表接在 $A$、 $B$连入电路，看到其示数为 $1.5A$；然后，拆除电流表，把定值电阻 $R$接在 $A$、 $B$连入电路，这时电压表的示数为 $4V$，整个电路消耗的电功率为 $15W$．设温度对电阻的影响可以不计，求：

（1）定值电阻 $R$的阻值是多少？

（2）若把标有“ $10\Omega 2A$”字样的滑动变阻器接在 $A$、 $B$连入电路，在保证电路安全的情况下，电路消耗的总功率范围是多少？

无人驾驶飞机简称"无人机"，中国近年来在无人机制造方面进展神速。无人机的飞行控制系统简称"飞控"。无人机悬停还是飞行、向哪个方向飞行、上升还是下降等飞行指令都由"飞控"下达。"飞控"主要由感知飞行姿态的陀螺仪（控制飞行姿态）、 $\mathit{GPS}$ 定位模块（与地面传递信息）超声波传感器（探测障碍物）、气压传感器（获取气压获知高度）等各种功能的传感器及控制电路组成。如图是我国制造的"翼龙"多用途无人机，该机表面采用的复合材料受力不易形变，飞机外形采用流线型设计，可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空对地打击武器，广泛应用于如灾情监视、军事活动等领域。

（1）请从短文描述中找出蕴含的物理知识。（至少二条，知识点不能重复）

举例：超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是利用声波能够传递信息。

① 　　

② 　　

（2）经查阅资料获知，"翼龙"无人机机身质量 $1.1t$ ，最大载荷质量 $200\mathit{kg}$ 。当该机以最大载荷质量停在水平跑道上时，无人机轮胎与地面接触的总面积为 $0.05m^2$ ．求此时无人机对水平跑道的压强。 $(g=10N/\mathit{kg})$

（3）飞机利用超声波传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值 $R_1$ 与离地高度 $h$ 的关系如图甲所示，图乙是检测电路（电源电压不变），要使高度表（实质是电流表或电压表）示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应该选用 　　（选填"电流表或电压表" $)$ ，应安装在 　　（选填"1或2或3" $)$ 位置，判断依据是： 　　。

在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，电阻 $R_2$ 的阻值为 $30\Omega$ ，电键 $S$ 闭合、电键 $S_1$ 断开时，电流表的示数为 $0.4A$ ；电键 $S$ 、 $S_1$ 均闭合时，电流表的示数如图（b）所示。求：

（1）电源电压 $U$

（2）通过电阻 $R_1$ 的电流 $I_1$

（3）电键 $S$ 、 $S_1$ 均闭合时电路的总电阻 $R$