初中物理欧姆定律的应用解答题

如图所示电路，电源电压保持 $6V$ 不变， $R_1$ 是定值电阻， $R_2$ 是最大阻值为 $50\Omega$ 的滑动变阻器。闭合开关，当 $R_2$ 的滑片位于最左端时，电路中的电流为 $0.6A$ ．求：

（1）电阻 $R_1$ 的阻值；

（2）滑片从最左端移动到最右端的过程中，滑动变阻器的最大功率。

某小组同学准备探究"通过导体的电流与电压、电阻的关系"实验器材有：干电池2节，滑动变阻器（20Ω，1A）、电流表、电压表、开关各一个，不同阻值的定值电阻及导线若干，图甲是他们连接的实验电路。

（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到 　　（选填"A"或"B"）端

（2）闭合开关后，他们移动滑动变阻器的滑片至某一位置，电压表示数为0.7V，电流表示数如图乙所示，接着继续探究，把所测数据填在了下表中

实验次数	1	2	3	4	5
电压U/V	0.7	1	1.1	1.5	1.7
电流I/A		0.18	0.20	0.26	0.30

①图乙中电流的示数为 　　A。

②图丙是以电流Ⅰ为纵坐标、电压U为横坐标建立的平面直角坐标系，请根据他们所测数据、在坐标系中描点，画出I﹣U图象，并标记为a。

（3）图丙中b、c、d三条I﹣U图象，是其他组同学选择5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，按图甲电路测量数据所画。

①单独分析图丙中每条I﹣U图象，可以得到的结论是 　　。

②该小组同学发现，分析图丙中的I﹣U图象，还能得到："当导体两端电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比"这一规律。请写出分析方法： 　　。

③验证②中的规律，该小组的同学选择了5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，准备分别接入图甲电路，测量电流进行探究，有同学提议：既然探究时需要保持电阻两端电压不变，图甲中可以不用连接滑动变阻器和电压表。他们按照提议分别将三只电阻由小到大接入电路，闭合开关后，读出电流表示数分别为0.42A，0.24A，0.13A，发现无法验证②中的规律。于是他们计划仍按图甲进行探究，分析测量数据后，选定准备加在电阻两端的电压值U．为确保完成验证，则这个电压值U的范围为 　　。

A.1.5V＜U≤3V

B.1.3V＜U＜2.1V

C.1.3V＜U≤2.6V

D.2.1V＜U＜2.6V

如图甲是"电子技师"学生社团所使用的迷你电烙铁，铭牌标有" $6V12W$ "。社团小组对其改进，使电烙铁温度可调，图乙为小组设计的电路简图。闭合开关，当滑动变阻器（铭牌标有" $15\Omega 2A$ " $)$ 接入电路的电阻为 $6\Omega$ 时，电烙铁刚好正常工作。不考虑温度对电阻的影响，求：

（1）当电烙铁正常工作时，通过电烙铁的电流和电烙铁的电阻。

（2）该电路两端的电源电压。

（3）该电路中电烙铁的最小实际功率。

在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，如图甲所示，电源电压恒为16V，R ₀为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其I﹣U关系的部分数据如图乙所示，AB为长14cm、阻值60Ω粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比），OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2N的圆球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F方向始终水平向右，已知OA为10cm，OP始终与AB接触良好且无摩擦；求：

（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为 　　Ω；

（2）无风时R ₀消耗的电功率。

（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力。

某同学设计的电饭锅具有煮饭和保温两种功能，电路如图所示，闭合开关S ₁、S ₂，刚开始触点D与E接触，随着锅内温度升高，热敏电阻R阻值减小，继电器内电流增大，当锅内温度达到103℃时电磁铁吸合衔铁，使触点D脱开E改与F接触；当锅内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点D再次与E接触。已知电饭锅工作电压为220V，R ₁＝44Ω，R ₀为定值电阻，控制电路消耗的功率忽略不计。求：

（1）电饭锅煮饭时消耗的电功率；

（2）要在保温时保持锅内温度不变，假设此时电饭锅散热功率恒为110W，则电路中R ₂的阻值应为多大；

（3）要给电路加一个保温工作指示灯，则指示灯应该放在图中甲或乙的哪个位置，该指示灯电阻的阻值应具备怎样的特点。

（一）小明发现：漆黑夜间上洗手间，很难摸到墙上开关，于是动手自制夜间照明电路。

器材：6V新蓄电池、规格为"2.5V0.5A"的新灯泡L、定值电阻R ₀、开关S、导线若干。

（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。要求：夜晚闭合开关S，电压表显示电源电压，灯泡正常发光；白天断开开关S，电压表指针指零，灯泡熄灭。

（2）定值电阻R ₀＝ 　　Ω

（3）灯泡的规格也可标记为"2.5V 　　W"

（二）数月后，小明发现：闭合开关S，灯泡发光，亮度有所下降

小明猜想：可能是长期使用，蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低

（4）闭合开关，如图乙所示，电压表显示旧蓄电池的输出电压为 　　V

小明还猜想：可能是长期使用，灯泡自身发生了变化。因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。

（5）灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生 　　

A．先升华后凝华     B．先汽化后液化     C．先熔化后凝固     D．先升华后凝固

（三）小明用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I﹣U图象

（6）请在图丙中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于A端。

（7）请根据图丁将实验⑥的电流表示数填入表格。

实验序号	①	②	③	④	⑤	⑥
U/V	0	0.5	1	1.5	2	2.5
I/A	0	0.18	0.28	0.34	0.38

（8）请在图戊中画出旧灯泡的I﹣U图象

（9）小明发现旧灯泡的I﹣U图象不是正比例函数图象，原因是： 　　。

由第⑥组数据可知，长时间使用后，同样在2.5V额定电压下，旧灯泡的电阻 　　（大于/等于/小于）新灯泡的电阻。

如图所示， $R_1=20\Omega$ ，闭合开关，电压表和电流表的示数分别为 $6V$ 和 $0.5A$ ．求

（1）通过电阻 $R_1$ 的电流；

（2）电阻 $R_2$ 的阻值。

将两个电阻，串联接在电压恒为的电源上，电阻．，闭合开关。

求：（1）通过电路的电流。

（2）电阻消耗的电功率。

小林在做测量小灯泡功率的实验时，连接了如图甲所示电路，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为 $2.5V$ ．闭合开关后，将滑动变阻器滑片 $P$ 从最右端开始向左滑动到某一位置的过程中，电流表示数与电压表示数的闭合曲线如图乙所示。求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻；

（2）当电压表示数为 $1V$ 时，小灯泡在 $1\mathit{min}$ 中内消耗的电能；

（3）灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值是其最大阻值的五分之一。求电源电压。

如图所示的电路中， $R_1$ 的阻值为 $15\Omega$ ，闭合开关 $S$ ，电流表 $A_1$ 的示数为 $0.5A$ ，电流表 $A_2$ 的示数为 $0.3A$ ，求：

（1）电源电压为多少？

（2） $R_2$ 的阻值为多大？

图甲是智能怀旧灯，与灯串联的调光旋钮实质是滑动变阻器，图乙是简化的电路原理图。灯 $L$ 标有" $6V1.2W$ "字样，当滑动变阻器的滑片 $P$ 在 $a$ 点时，灯正常发光， $\mathit{AB}$ 两端电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响。问：

（1）灯丝的电阻和 $\mathit{AB}$ 两端电压 $U$ 是多少？

（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻是 $10\Omega$ 时，灯消耗的实际功率是多少？

（3）当滑片 $P$ 位于中点 $b$ 和右端 $c$ 时，灯两端电压之比是 $5:4$ ，则滑动变阻器的最大阻值是多少？

实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的。图中 $G$ 是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大电流） $I_g=1\mathit{mA}$ 的电流表，其电阻 $R_g=100\Omega$ ，图为某同学改装后的电流表电路图， $R_1$ 、 $R_2$ 为定值电阻。若使用 $a$ 和 $b$ 两个接线柱时，电表的量程为 $3\mathit{mA}$ ；若使用 $a$ 和 $c$ 两个接线柱时，电表的量程为 $10\mathit{mA}$ ，求 $R_1$ ， $R_2$ 的阻值。

如图所示，电源两端电压 $U$ 保持不变，电阻 $R_1$ 的阻值为 $6\Omega$ ，电阻 $R_2$ 的阻值为 $18\Omega$ ．当开关 $S$ 闭合时，电压表示数为 $3V$ ．求：

（1）电流表的示数 $I$ ；

（2）电源两端的电压 $U$ 。