欧姆定律练习题一.docx
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欧姆定律练习题一.docx
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欧姆定律练习题一
第17章欧姆定律练习一
一、计算题
1.空气污染指数(API﹣﹣AirPollutionIndex的英文缩写)是一种反映和评价空气质量的方法,便于直观表征空气质量状况和空气污染的程度.某兴趣小组为了检测空气质量的指数,设计了如图甲所示的检测电路.R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示,已知电源电压12V保持不变,R0=5Ω,当电压表示数为4V时,
求:
(1)通过R0的电流;
(2)2min内R0消耗的电能;
(3)此时空气质量指数.
2.如图是家庭装修用的加热与搅拌一体化用电器简易工作原理图.工作时,先在室温下把某种液体倒入容器中,只闭合温控开关S1,加热电热丝R1开始加热,此时电路消耗功率为2000W.当液体达到既定温度时,温控开关S1断开,温控开关S2接通,电动机与保温电热丝R2同时正常工作,倒入固体粉末,在容器中保温并搅拌均匀,此时电路消耗总功率为1210W.已知电动机额定功率为1000W,忽略温度对电阻的影响.求:
(1)只闭合温控开关S1时,电路正常工作5分钟,该过程中加热电热丝R1产生的热量;
(2)只闭合温控开关S2时,经过电动机的电流IM的值.
3.在图(a)所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器标有“50Ω1Α”字样.闭合电键S后,电流表A的示数如图(b)所示.
①求电阻R1两端的电压U1.
②求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值.
③在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量△U最大,求该最大变化量△U最大.
4.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R2=30Ω,通过R1的电流随它的两端电压变化关系如图所示,求:
(1)R1的阻值大小;
(2)当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为0.5A,电源电压;
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数为0.25A,R3的电阻.(两电阻并联时,可等效成是一个电阻.)
5.某水果自动筛选装置如图1所示,它能将质量小于一定标准的水果自动剔除.其原理如下:
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变化.当UAB≤3V时,机械装置启动,将质量不达标的小水果推出传送带,实现自动筛选功能.已知:
电源电压为15V.R0=20Ω,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图2所示.求:
(1)当检测点上没有水果时,电路中的电流是多大?
(2)当机械装置启动时,水果对压敏电阻的压力小于多少时,水果将被推出传送带?
6.随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行得到广泛的应用,其中热敏电阻就是其中之一,热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变.如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A”字样.Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变.请完成下列小题:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω,此时电流表的读数为0.01A,求电源电压;
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
(3)此电路能测量的最高环境温度为多少?
【章节训练】第17章欧姆定律-2
参考答案与试题解析
一、计算题(共8小题)(选答题,不自动判卷)
1.(2016•怀柔区一模)空气污染指数(API﹣﹣AirPollutionIndex的英文缩写)是一种反映和评价空气质量的方法,便于直观表征空气质量状况和空气污染的程度.某兴趣小组为了检测空气质量的指数,设计了如图甲所示的检测电路.R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示,已知电源电压12V保持不变,R0=5Ω,当电压表示数为4V时,
求:
(1)通过R0的电流;
(2)2min内R0消耗的电能;
(3)此时空气质量指数.
【分析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压.
(1)根据欧姆定律求出当电压表示数为4V时通过R0的电流;
(2)根据W=UIt求出2min内R0消耗的电能;
(3)根据串联电路的电压特点求出R两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R的阻值,然后求出
,根据图乙可知此时空气质量指数.
【解答】解:
由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压.
(1)当电压表示数为4V时,通过电阻R0的电流:
I0=
=
=0.8A;
(2)2min内R0消耗的电能:
W0=U0I0t=4V×0.8A×120s=384J;
(3)因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R两端的电压:
UR=U﹣U0=12V﹣4V=8V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,R的阻值:
R=
=
=
=10Ω,
则
=
=0.1Ω﹣1,由图乙可知,空气质量指数为25.
答:
(1)通过R0的电流为0.8A;
(2)2min内R0消耗的电能为384J;
(3)此时空气质量指数为25.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象读出有用的信息.
2.(2016•织金县校级二模)如图是家庭装修用的加热与搅拌一体化用电器简易工作原理图.工作时,先在室温下把某种液体倒入容器中,只闭合温控开关S1,加热电热丝R1开始加热,此时电路消耗功率为2000W.当液体达到既定温度时,温控开关S1断开,温控开关S2接通,电动机与保温电热丝R2同时正常工作,倒入固体粉末,在容器中保温并搅拌均匀,此时电路消耗总功率为1210W.已知电动机额定功率为1000W,忽略温度对电阻的影响.求:
(1)只闭合温控开关S1时,电路正常工作5分钟,该过程中加热电热丝R1产生的热量;
(2)只闭合温控开关S2时,经过电动机的电流IM的值.
【分析】
(1)只闭合温控开关S1时,加热电热丝正常工作时的功率为2000W,根据Q=W=Pt求出加热电热丝R1正常工作5分钟产生的热量;
(2)温控开关S1断开,温控开关S2接通时,电动机与保温电热丝R2同时正常工作,根据电动机的额定功率利用P=UI求出电动机的电流IM的值.
【解答】解:
(1)只闭合温控开关S1时,加热电热丝R1正常工作时的功率为2000W,
则电路正常工作5分加热电热丝R1产生的热量:
Q1=W1=P1t=2000W×5×60s=6×105J;
(2)只闭合温控开关S2时,电动机与保温电热丝R2并联且同时正常工作,
由题意可知,电动机的额定功率PM=1000W,
由P=UI可得,经过电动机的电流:
IM=
=
≈4.55A.
答:
(1)只闭合温控开关S1时,电路正常工作5分钟,该过程中加热电热丝R1产生的热量为6×105J;
(2)只闭合温控开关S2时,经过电动机的电流IM的值为4.55A.
【点评】本题考查了电功公式和电功率公式以及并联电路的电压特点,关键是开关闭合、断路时电路的连接方式和工作的电路元件,要注意用电器正常工作时的功率和额定功率相等.
3.(2016•虹口区二模)在图(a)所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器标有“50Ω1Α”字样.闭合电键S后,电流表A的示数如图(b)所示.
①求电阻R1两端的电压U1.
②求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值.
③在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量△U最大,求该最大变化量△U最大.
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)根据图b的量程和分度值读出电路中的电流,根据欧姆定律求出电阻R1两端的电压;
(2)根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据欧姆定律求出此时滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程相比较确定电路中的最大电流,此时电压表的示数最小,根据串联电路的特点和欧姆定律得出电压表的最小示数,根据电阻的串联和欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流,根据欧姆定律求出变阻器两端的电压,然后确定电压表的最大示数,然后得出答案.
【解答】解:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
①由图b可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.02A,电路中的电流I=0.8A,
由I=
可得,电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.8A×10Ω=8V;
②因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压:
U2=U﹣U1=18V﹣8V=10V,
R2连入电路的阻值:
R2=
=
=12.5Ω;
③滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~3A,
则电路中的最大电流I大=1A,此时电压表的示数最小,
所以,U2小=U﹣U1大=U﹣I大R1=18V﹣1A×10Ω=8V,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流:
I′=
=
=0.3A,
R2两端的电压:
U2′=I′R2大=0.3A×50Ω=15V,
即电压表的最大示数U2大=15V,
则△U2最大=U2大﹣U2小=15V﹣8V=7V.
答:
①电阻R1两端的电压为8V;
②此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为12.5Ω;
③在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量△U最大为7V.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,会判断电压表的最大和最小示数是关键.
4.(2016•庐阳区二模)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R2=30Ω,通过R1的电流随它的两端电压变化关系如图所示,求:
(1)R1的阻值大小;
(2)当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为0.5A,电源电压;
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数为0.25A,R3的电阻.(两电阻并联时,可等效成是一个电阻.)
【分析】
(1)横坐标对应电压值,纵坐标对应电流值,从图象中,任意找出一组电压值和电流值,根据R=
就可以算出电阻;
(2)当S1、S2、S3均闭合时,电阻R3短路,电阻R1和R2并联,电流表测干路电流,算出总电阻,根据U=IR计算出电源电压;
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,电阻R1和R2并联,再和R3串联,电流表测电路电流,根据R=
求出电路总电阻,减去R1和R2并联后的总电阻即为R3的电阻.
【解答】解:
(1)任意找出一组电压值和电流值,R1=
=
=20Ω;
(2)S1、S2、S3均闭合时,电阻R3短路,电阻R1和R2并联,电流表测干路电流,
根据并联电阻的特点,电路总电阻为R=
=
=12Ω,
由I=
得:
电源电压:
U=IR=0.5A×12Ω=6V;
(3)当S1、S2闭合,S3断开时,电阻R1和R2并联,再和R3串联,电流表测电路电流,
电路总电阻:
R总=
=
=24Ω,
R3的电阻:
R3=R总﹣R=24Ω﹣12Ω=12Ω.
答:
(1)R1的阻值大小20Ω;
(2)电源电压6V;
(3)R3的电阻12Ω.
【点评】本题比较复杂,尤其是开关的闭合或断开时电路结构的变化,是中学生出错最多的问题,解此类题目可以先把原图用铅笔画出,开关变化时,把断路和短路的部分用橡皮擦掉,分析剩余的电路,一般就会比较直观明了.
7.(2016•鄂州模拟)某水果自动筛选装置如图1所示,它能将质量小于一定标准的水果自动剔除.其原理如下:
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变化.当UAB≤3V时,机械装置启动,将质量不达标的小水果推出传送带,实现自动筛选功能.已知:
电源电压为15V.R0=20Ω,压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图2所示.求:
(1)当检测点上没有水果时,电路中的电流是多大?
(2)当机械装置启动时,水果对压敏电阻的压力小于多少时,水果将被推出传送带?
【分析】
(1)由图2可知,当检测点上没有水果时压敏电阻的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流;
(2)根据欧姆定律求出当UAB=3V时电路中的电流,利用串联电路的电压特点求出R两端的电压,利用欧姆定律求出R的阻值,由图乙得出对应水果的压力;
(3)根据水平面上物体的压力和自身的重力相等以及G=mg求出250g水果的压力,根据图乙读出对应压敏电阻的阻值,此时通过电磁继电器的电流I≥0.15A,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出AB之间的阻值即可得出答案.
【解答】解:
(1)由图2可知,当检测点上没有水果时,R=100Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I=
=
=0.125A;
(2)当U0=3V时,电路中的电流:
I′=
=
=0.15A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,压敏电阻两端的电压:
U1=U﹣U0=15V﹣3V=12V,
压敏电阻的阻值:
R′=
=
=80Ω,
查图表得F=0.5N,
即水果对压敏电阻的压力小于0.5N时,水果将被推出传送带;
答:
(1)当检测点上没有水果时,电路中的电流是0.125A;
(2)当机械装置启动时,水果对压敏电阻的压力小于0.5N时,水果将被推出传送带.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据题意得出剔除水果时R0两端的电压和从图象中得出相关的信息.
8.(2016•云南模拟)随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行得到广泛的应用,其中热敏电阻就是其中之一,热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变.如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A”字样.Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变.请完成下列小题:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω,此时电流表的读数为0.01A,求电源电压;
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
(3)此电路能测量的最高环境温度为多少?
【分析】
(1)分析清楚电路结构,由图示图象求出热敏电阻阻值,然后由欧姆定律求出电源电压.
(2)由图示图象求出热敏电阻阻值,然后应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器的最小阻值.
(3)小量程电流表A允许通过的电流最大时,电路中的电阻最小,随着温度的升高热敏电阻Rt逐渐减小,当滑动变阻器达到最大阻值时,热敏电阻达到最小阻值,此时热敏电阻正常工作的环境温度达到最高值.
【解答】解:
(1)由图示电路图可知,滑动变阻器与热敏电阻串联,电流表测电路电流,
由图乙所示图象可知,温度为20℃时,热敏电阻阻值为400Ω,
由I=
可知,电源电压:
U=I(Rt+R)=0.01A×(400Ω+100Ω)=5V;
(2)由图乙所示图象可知,温度为40℃时,热敏电阻阻值为200Ω,电路最大电流为0.02A;
由I=
可知,电路最小电阻:
R最小=
=
=250Ω,
根据串联电路总电阻等于各电阻之和可知:
滑动变阻器的最小阻值:
R滑最小=R最小﹣Rt=250Ω﹣200Ω=50Ω;
(3)热敏电阻阻值越小,环境温度最高,电路电流最大为0.02A时,由I=
可知,
R总=
=
=250Ω,
根据串联电路总电阻等于各电阻之和可知:
Rt小=R总﹣R滑最大=250Ω﹣150Ω=100Ω,
由图乙可知其工作的最高环境温度50℃.
答:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω,此时电流表的读数为0.01A,电源电压为5V;
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是50Ω;
(3)此电路能测量的最高环境温度为50℃.
【点评】本题是一道关于图象分析和利用欧姆定律进行计算的综合题,能否根据图象分析热敏电阻的变化趋势和正确判断变阻器所处状态跟正常工作的最高环境温度之间的关系是本题的解题关键所在.
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