粤沪版物理九年级上册同步提优训练：第十四章 探究欧姆定律 专题训练　图像问题（Word有答案）

专题训练 图像问题 　　　　　　　　　　 　　　　 　　　
类型1　用图像描述相关物理量的变化
1.中能正确反映通过某一定值电阻的电流与它两端电压关系的图像是 (　　)
2.在如图图图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,多次记录电压表示数U和对应的电流表示数I,则如图图图所示的U-I关系图像中正确的是(　　)
3.如图图图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器上标有“20 Ω　2 A”字样。如图图图所示,能正确表示当开关S闭合后,通过小灯泡L的电流I与滑动变阻器连入电路的电阻R的关系的是(　　)
4.如图图图所示,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,闭合开关,在滑动变阻器的滑片P移动过程中,电表读数与变阻器连入电路的阻值R之间的关系可能符合中的(　　)
规律方法
两个电阻串联的电路中,其中的一个电阻变大,它分得的电压就变大,但分得的电压不可能等于或大于电源电压;电阻变大,电路中电流减小,但不可能减小到零。
注:同一灯泡,通过它的电流或加在它两端的电压越大,它就越亮,灯丝的温度越高,其电阻越大。
类型2　与图像相关的计算
5.[2020·荆门] 将电阻R和灯泡L接在如图图甲所示的电路中,电源电压保持不变。图乙为电阻R和灯泡L的I-U图像。闭合开关S,电流表的示数为0.3 A,则电源电压和电阻R的大小分别是 (　　)
A.8 V　6.67 Ω B.12 V　20 Ω
C.8 V　20 Ω D.12 V　10 Ω
6.如图图甲所示电路,电源电压不变。闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图图图乙所示,则可判断电源电压是　　　V,定值电阻R的阻值是　　　Ω,滑动变阻器的最大阻值为　　　Ω。
7.如图图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R0、R2均为定值电阻,电源电压保持不变。闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,两电压表的示数随电流表示数变化的关系如图图图乙中a、b图线所示。根据以上条件可知,电阻R0的阻值为　　　　Ω。
8.[2020·镇江] 测温模拟电路如图图甲所示,温度表由量程为0~3 V的电压表改装而成,电源电压U为6 V,R的阻值为40 Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图图图乙所示。则当开关S闭合后,下列说法正确的是 (　　)
A.电路可测量的最高温度为50 ℃
B.温度表的0 ℃应标在电压表零刻度线处
C.若增大U,电路可测量的最高温度将增大
D.若U增大3 V,R增大45 Ω,电路可测量的最高温度将增大
9.为了改善路况,专家研究出一种新型材料用于制作井盖,大大提高了井盖的抗压能力。某同学为了测试该材料的抗压能力,取来一小块样品进行抗压力测试,如图图甲所示,该材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,经过多次压力实验,压力传感器R的电阻随压力F变化的关系如图图图乙所示。已知电源电压为24 V且保持不变,定值电阻R0=20 Ω。
(1)压力为零时,求电流表的示数。
(2)经过多次实验,发现当电流表的示数为0.6 A时,该材料将要破损,求该材料能承受的最大压力。
(3)小红想将此装置改装为磅秤,如图图果电流表的量程为“0~1 A”,求该磅秤能测量的最大质量。(g取10 N/kg)
10.亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,其电路原理如图图甲所示。已知电源电压U=4 V(恒定不变),电压表的量程为0~3 V,R0是定值电阻,其阻值为300 Ω,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度t变化的关系如图图图乙所示。闭合开关S后,问:
(1)当环境温度为40 ℃时,热敏电阻R1的阻值是多少
(2)当环境温度为40 ℃时,电压表的示数是多少
(3)R0两端电压不能超过电压表的最大测量值,则此电路所允许的最高环境温度是多少
规律方法
　　根据同一图像中两个电阻的电流或电压的变化,可利用串、并联电路的电流或电压规律,计算干路中的电流或电源电压。　　　　　　　　　　 　　　　 　　
答案
1.C　解： 电阻一定时,通过电阻的电流与它两端的电压成正比,C图线为正比例函数图线,符合题意。
2.A　解： 由图知,变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。设电源电压为U总,变阻器两端的电压为U,则U=U总-IR1,R1为定值,U总为定值,故U与I是一次函数关系,且电流I越大,变阻器两端的电压U越小,故C、D错误;一次函数图像为直线,所以B不正确,只有图像A能反映上述关系。
3.D　解： 由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,通过小灯泡L的电流:I=,由表达式可知,通过灯泡的电流与变阻器接入电路中的电阻R有关,故A错误;当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为灯泡的简单电路,此时电路中的电流最大,故B错误;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大即R=20 Ω时,电路中的总电阻最大,通过灯泡的电流最小,但不为零,故C错误、D正确。
4.A
5.C　解： 电阻R的阻值为定值,故电流随电压的变化关系为一直线,根据图像,电阻R的阻值:R===20 Ω;由电路图可知,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路中的电流,串联电路中各处的电流相等,由图乙可知,电流为0.3 A时,UL=2 V,UR=6 V,则电源电压:U=UL+UR=2 V+6 V=8 V。
6.9　6　12
7.4　解： 电压表V1测量滑动变阻器R1和电阻R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,分析可知,a为电压表V1的示数随电流变化的图线,b为电压表V2的示数随电流变化的图线。由图线a可知,当U1=10 V时,I1=0.5 A;U2=4 V时,I2=2 A。电源电压不变,故可得等式:10 V+0.5 A×R0=4 V+2 A×R0,解得:R0=4 Ω。
8.D　解： 由图甲可知,R、Rt串联,电压表测Rt两端电压,当电压表的示数最大,即Ut=3 V时,电路允许测量的温度最高,定值电阻R两端的电压:UR=U-Ut=6 V-3 V=3 V,则电路中的电流:I===0.075 A,热敏电阻的阻值:Rt===40 Ω,由图乙可知,此电路可测量的最高环境温度为30 ℃,A错误;当环境温度为0 ℃时,热敏电阻Rt的阻值不为零,根据串联电路的分压规律知,热敏电阻Rt两端的电压不为零,电压表的示数不为零,故温度表的0 ℃不会标在电压表的零刻线上,B错误;若增大电源电压U,电压表的量程仍为0~3 V,根据串联电路的分压规律知,定值电阻两端的分压增大,电路的电流增大,热敏电阻Rt的阻值减小,电路可测量的最高温度减小,C错误;若U增大3 V,即电源电压为U'=3 V+6 V=9 V,R增大45 Ω,此时电压表的量程仍为0~3 V,当电压表的示数最大,即Ut=3 V时,电路允许测量的温度最高,根据串联电路的分压规律知,定值电阻两端的电压变为UR'=U'-3 V=9 V-3 V=6 V,此时电路的电流为I'=== A,热敏电阻Rt的阻值为Rt' = = =42.5 Ω,由图乙知此时电路可测量的最高温度大于30 ℃,即电路可测量的最高温度将增大,D正确。
9.由电路图可知,定值电阻与压力传感器串联,电流表测量电路电流。
(1)由图乙可知,当压力为0时,压力传感器的电阻R=100 Ω,电流表的示数:I====0.2 A。
(2)当电流表的示数为0.6 A时,电路的总阻值:R总'===40 Ω,
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以压力传感器的阻值:R'=R总'-R0=40 Ω-20 Ω=20 Ω,
由图乙可知,当压力传感器的阻值为20 Ω时,压力大小为6×103 N,即该材料能承受的最大压力为6×103 N。
(3)根据电流表的量程可知,电路中的最大电流为1 A,此时电路的总电阻:R总″===24 Ω,
压力传感器的阻值:R″=R总″-R0=24 Ω-20 Ω=4 Ω,
由图乙可知,此时磅秤受到的压力为104 N,即能测量的最大物体重力为104 N,
由G=mg可知,测量物体的最大质量:mmax===103 kg。
10.(1)由图乙可知,环境温度为40 ℃时,对应的R1的阻值为200 Ω。
(2)环境温度为40 ℃时,电路总电阻:
R总=R0+R1=300 Ω+200 Ω=500 Ω,则电路中电流:I===0.008 A,故R0两端的电压,即电压表的示数:U0=IR0=0.008 A×300 Ω=2.4 V。
(3)由题意可知,电压表最大示数为3 V,此时电路所处的环境温度最高,电路中电流:I'===0.01 A,则U1'=U-U0'=4 V-3 V=1 V,故热敏电阻的阻值:R1'===100 Ω;根据图乙可知,热敏电阻的阻值为100 Ω时,对应的环境温度为80 ℃,即此电路允许的最高环境温度为80 ℃。