专题（九）欧姆定律的实际应用
典例1.老师给小苏一个暗箱，其表面有两个接线柱、，它们之间电阻值恒定不变小苏利用如图甲所示电路电源电压不变进行实验：在开关、都闭合和开关闭合、断开两种情况下，改变电阻箱的阻值，读取电流表示数，绘制了如图乙所示的电流表示数随变化的曲线由上述信息可知：电源电压为___，为____；老师告诉小苏，暗箱的、之间只接有两个定值电阻：一个阻值为值已知，另一个阻值未知，假设为若，则____用、表示
【答案】；；
【解析】解：在开关、都闭合时，电路为的简单电路，此时两端的电压即为电源电压，开关闭合、断开时，与串联，
由图乙可知，当电流为时，两种情况的电压分别为：
，
，
因为串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和，
所以电源电压；
开关闭合、断开时，与串联，此时两端电压为：
，
所以；
由可知，开关、都闭合，且电流为时，的阻值为，所以图乙中曲线是根据开关、都闭合时测得的实验数据绘制的；
因为暗箱的、之间只接有两个定值电阻和，串联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要大，并联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要小，
若，则和应串联，，所以。
故答案为：；；。
在开关、都闭合时，电路为的简单电路，两端的电压即为电源电压，开关闭合、断开时，与串联，分析图乙中两种情况，即可求出电源电压；
开关闭合、断开时，与串联，根据串联电路电压规律和欧姆定律可求出的值；
结合分析可知开关、都闭合时测得的实验数据绘制的曲线；
暗箱的、之间只接有两个定值电阻，两个电阻有串、并联两种连接方式，根据串并联电路电阻规律分别讨论求出的值。
本题主要考查串并联电路的特点及欧姆定律的应用，灵活运用公式是解题的关键。
针对训练
1.如图甲所示，是某款手持式电子测温仪。图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻为保护电阻，显示仪是由电压表改装而成。在测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是( )
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大
C. 被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大
D. 将更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
【答案】B
【解析】解：
A、由图可知，与串联，因显示仪与热敏电阻并联，故显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B、当被测者体温较高时，显示仪的示数也会变大，由串联电路电压的规律，热敏电阻的电压变大，由分压原理，热敏电阻的电阻变大，即热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大，故B正确；
C、被测者体温越高，越大，由欧姆定律可知，电路的电流越小，根据可知，电路消耗的电功率越小；故C错误；
D、温度相同时热敏电阻的阻值不变，将更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知，两端分得的电压变大，根据串联电路的电压特点可知，两端的电压越小，因此显示仪示数会变小，故D错误。
故选：。
分析电路的连接，根据电压表与热敏电阻并联分析；
当被测者体温较高时，显示仪的示数也会变大，由串联电路电压的规律和分压原理分析；
被测者体温越高，越大，由欧姆定律分析电路的电流变化，根据确定电路消耗的电功率变化；
当温度相同时，热敏电阻的阻值不变，若将更换为阻值更大的电阻，由串联电路分压特点可知显示仪示数的变化；
本题结合当前的热点问题，考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，要掌握。
2.利用如图所示的装置可以制作一个电子秤，关于该电子秤的相关知识，下列说法正确的是( )
A. 称得的重物越重时，电压表读数与电流表读数的比值越大
B. 称得的重物越重时，两端的电压越大
C. 电压表改装成电子秤的表盘，表盘刻度是均匀的
D. 将电压表和电流表位置互换，电子称仍能正常使用
【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电流表和电压表的正确使用以及电路的动态分析，是一道较为简单的应用题。
由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。
称得的重物越重时，滑片下移，接入电路中的电阻越大，明确电压表读数与电流表读数的比值就是电阻的阻值，据此可判断；
电路中的总电阻越大，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和两端电压的变化；
根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中电流表的示数，然后分析电流表示数与的阻值关系，判断电流表改装成电子秤的表盘时刻度是否均匀；
将电压表和电流表位置互换后，电压表串联在电路中测电源的电压，据此判断电子称是否能正常使用。
【解答】
由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。
A.称得的重物越重时，滑片下移，接入电路中的电阻越大，而电压表读数与电流表读数的比值就是电阻的阻值，则电压表读数与电流表读数的比值越大，故A正确；
B.越大，则电路中的总电阻越大，由可知，电路中的电流越小，由可知，两端的电压越小，故B错误；
C.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中电流表的示数，因与不成正比，所以，电流表改装成电子秤的表盘，表盘刻度是不均匀的，故C错误；
D.将电压表和电流表位置互换后，电压表串联在电路中测电源的电压，称量物体质量时，电压表和电流表的示数不变，电子称不能正常使用，故D错误。
故选A。
3.在某次科技比赛中，小梦设计一个暖箱温度显示器，如图甲所示，其原理是利用电压表的示数表示暖箱内的温度，已知电源电压恒定为，的阻值为，是热敏电阻，图乙是它的阻值温度关系图象，电压表的量程为，下列说法正确的是( )
A. 当暖箱内温度升高时，电压表示数减小
B. 暖箱内能达到的最高温度是
C. 当暖箱内温度为时，电压表的示数是
D. 若将换用阻值更大的电阻，则暖箱内能达到的最高温度将升高
【答案】C
【解析】【分析】
由电路图可知，与串联，电压表测两端的电压。
由图象可知，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，根据串联电路分压的特点可知两端电压变化，再利用串联电路电压规律可知电压表示数的变化；
由图象可知，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，电压表的示数变大，当电压表的示数最大时暖箱内的温度最高，根据欧姆定律求出电路中的电流，利用电阻的串联求出两端的电压，再根据欧姆定律求出的阻值，从图象中读出对应的温度；
由图象可知，当暖箱内温度为时热敏电阻的阻值，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数；
暖箱内的温度最高时，两端的电压不变，热敏电阻两端的电压也不变，将换用阻值更大的电阻时，电路中的电流变小，热敏电阻的阻值变大，据此结合图象得出答案。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，从图象中获取有用的信息是关键。
【解答】
A、由图象可知，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，而串联电路起分压作用，所以两端电压减小；
由于电源电压不变，并且串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以两端电压变大，即电压表示数变大，故A错误；
B、由图象可知，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，电路中的电流变大，电压表的示数变大，所以当电压表的示数为时，暖箱内的温度最高；
因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电流：，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，热敏电阻两端的电压：，
此时热敏电阻的阻值：，
由图象可知，暖箱内的最高温度是，故B错误；
C、由图象可知，当暖箱内温度为时，，
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：，由可得，电压表的示数：，故C正确；
D、暖箱内的温度最高时，两端的电压为不变，电源电压恒定为，则热敏电阻两端的电压为也不变，将换用阻值更大的电阻时，通过的电流变小，通过热敏电阻的电流也变小，由可知，热敏电阻的阻值变大，由图象可知，暖箱内能达到的最高温度将降低，故D错误。
故选C。
4.如图所示的电路中，电源电压保持不变，为定值电阻。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端移到中间某个位置，电压表和电流表的示数分别变化了和下列分析正确的是( )
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 先变小后变大
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了欧姆定律的应用，要注意利用可以计算定值电阻的阻值。
由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流，设滑片移动前后电路中的电流，根据欧姆定律表示出电压表示数的变化，然后得出答案。
【解答】
由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流，
设滑片移动前后电路中的电流分别为、，则，
由可得，电压表的示数分别为：
，，
电压表示数的变化量：
，
即，
所以，不变；
故ABD不正确，C正确。
故选C。
5.科技小组的同学制作了一个利用电压表测物体重力的装置，如图所示，电源电压为不变，滑动变阻器最大阻值为，电压表量程为，物重每增加，至之间的电阻刚好增加。
当秤盘不放任何重物时，滑片恰好处于点；当放上一重物时滑片恰好在点，此时电压表示数刚好为。则物体重为 ，电阻的阻值为 ；
小丽把电压表改装成了“重力表”，为了使读数更精确，小丽同学换用一电压恒为 的电源，当物重为时电压表读数恰好为。
【答案】
【解析】解：由电路可知，与串联，
物重每增加，至之间的电阻刚好增加。放上重物后，滑片从滑动到点，阻值增加，
则物体的重力为：，
当滑片滑动到点时，滑动变阻器两端的电压为，由于是串联电路，
则电路中的电流为：，
电源电压为，则两端的电压为：，
两端的电阻为：；
当物重为时电压表读数恰好为，
电路中的电流为：，
由可知，，电路为串联电路，
电路的总电阻为：
电路中的总电压为
即要更换为的电源。
故答案为：；；。
由电路可知，与串联，根据滑动变阻器的最大阻值和物重每增加，至之间的电阻刚好增加，确定电压表示数刚好为时的物重；根据串联电路特点和欧姆定律计算阻值；
当物重为为时电压表读数恰好为，计算电路中的电流和总电阻，根据欧姆定律计算总电压。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律的灵活运用，难度适中。
6.如图是某物理兴趣小组，设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图．在测试中，测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩．电源电压恒为，电压表量程，电流表量程，滑动变阻器标有“”，滑片每移动，的电阻变化，定值电阻求：
当滑片位于最左端时，电流表的示数；
某同学测试时，从最左端推动滑片向右移动，此时电压表的示数．
若既能保证电路各元件的安全，又能使滑片移动到最右端，则选取时，其阻值不能小于多少？
【答案】
【解析】当滑片位于最左端时，只有接入电路，电流表的示数 ．
某同学测试时，从最左端推动滑片向右移动，滑动变阻器接入的阻值为 ， 此时总电阻为 ， 电路中的电流为 ， 电压表的示数为 ．
若既能保证电路各元件的安全，要求滑片移动到最右端，此时滑动变阻器接入的阻值最大，最大值为，根据串联分压，电阻越大，其两端的电压也越大，而根据电压表的量程可知，电压表的最大示数为，则电阻最小分担，根据串联分压，此时两端的电压是最小值，那么的阻值也是最小值，故电阻的最小值为．
7.国家质量监督检验检疫局发布的车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验规定，饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于，小于的驾驶行为。醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于的驾驶行为。如图所示的电路，是信阳交警使用的一型号酒精测试仪的工作原理图。电源电压为，且保持不变，定值电阻为，酒精气体传感器的电阻值随血液中酒精含量吹气变化如表中所示。
血液中酒精含量
传感器的阻值
已知酒精测试仪是电压表改装的，则呼出酒精越多，电压表其示数_____以上空均选填“越小”“越大”或“不变”饮酒驾驶吹气时，_____
吹气显示血液中的酒精含量达到饮酒驾驶程度时，通过的电流是多少？
醉酒驾车的驾驶员吹气时，电压表的示数至少是多少？
【答案】解：由电路图可知，闭合开关时，定值电阻与酒精气体传感器电阻串联，电压表测两端的电压。
由表格提供的数据可知，则呼出酒精越多，越小，根据欧姆定律，电压表的示数越大，饮酒驾驶吹气时，
由表格数据可知，当血液中酒精含量为时，酒精气体传感器电阻，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过的电流：，
由表格数据可知，当血液中酒精含量为时，酒精气体传感器电阻，
此时通过的电流：，
醉酒驾车的驾驶员吹气时，酒精气体传感器的电阻值最大为，电路电流最小为，
则电压表的最小示数：，即电压表的示数至少为。
答：越大；越大；吹气显示血液中的酒精含量为零时，电压表的示数是；
吹气显示血液中的酒精含量达到饮酒驾驶程度时，通过的电流为；
醉酒驾车的驾驶员吹气时，电压表的示数至少为。
【解析】由电路图可知，闭合开关时，定值电阻与酒精气体传感器电阻串联，电压表测两端的电压。
根据表格数据读出吹气显示血液中的酒精含量为零时酒精气体传感器电阻的阻值，则呼出酒精越多，越小电压表其示数越大；饮酒驾驶吹气时，
根据表格数据读出血液中酒精含量为酒精气体传感器电阻，根据串联电路的特点和欧姆定律求出电路中的电流即为通过的电流，然后得出答案；
根据的解答可知醉酒驾车的驾驶员吹气时酒精气体传感器的电阻值最大值和电路电流的最小值，根据欧姆定律求出电压表的示数即可得出答案。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，从表格中获取有用的信息是关键。
8.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．其电路原理如图甲所示．其中电源两端电压恒为电压表量程为，是定值电阻，，是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示．问：
当环境温度为时，热敏电阻的阻值是多少？
当环境温度为时，电压表的示数是多少？
电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？
【答案】；；
【解析】解：根据图乙可读出环境温度为时，对应的阻值为．
环境温度为时，，
则，
两端电压．
因，最大时，最小，
此时电路能够测量的温度最高，，
，
此时热敏电阻的阻值，
由图乙可查得对应温度为，即最高温度为．
9.如图所示，电源电压保持不变，电流表使用的量程，电压表使用的量程，定值电阻，灯泡电阻，滑动变阻器的最大阻值。
开关断开，闭合，电流表示数为，电压表示数为，求电源的电压和滑动变阻器接入电路的电阻值；
将开关闭合，断开，移动滑动变阻器的滑片，为了保证电流表和电压表不超过其量程，滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化？
【答案】解：开关断开，闭合时，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流，
由可得，变阻器连入电路的电阻：
，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：；
将开关闭合，断开时，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流，
电流表量程，电路中的电流最大为，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
，
所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为，
电压表量程，滑动变阻器全部接入电路中电阻最大，
电路中的电流：
，
滑动变阻器全部接入电路中的最大值：，
变阻器的电阻变化范围是：。
答：电源电压是，滑动变阻器接入电路中的电阻值是；
滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围是。
【解析】开关断开，闭合时，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
将开关闭合，断开时，与串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻为时电路中的电流，然后与电流表的量程相比较判断滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
根据电阻的串联和欧姆定律求出电压表求数最大时，电路中电流，由此求出滑动变阻器接入电路中的电阻最大值。
本题关键是要弄清开关的断开、闭合是电路的连接形式发生的变化，根据欧姆定律求出电路中的最大电流即变阻器连入阻值最小和电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中电阻是解决变阻器连入电路阻值大小的突破口。
/专题（九）欧姆定律的实际应用
典例1.老师给小苏一个暗箱，其表面有两个接线柱、，它们之间电阻值恒定不变小苏利用如图甲所示电路电源电压不变进行实验：在开关、都闭合和开关闭合、断开两种情况下，改变电阻箱的阻值，读取电流表示数，绘制了如图乙所示的电流表示数随变化的曲线由上述信息可知：电源电压为___，为____；老师告诉小苏，暗箱的、之间只接有两个定值电阻：一个阻值为值已知，另一个阻值未知，假设为若，则____用、表示
针对训练
1.如图甲所示，是某款手持式电子测温仪。图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻为保护电阻，显示仪是由电压表改装而成。在测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是( )
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大
C. 被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大
D. 将更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
2.利用如图所示的装置可以制作一个电子秤，关于该电子秤的相关知识，下列说法正确的是( )
A. 称得的重物越重时，电压表读数与电流表读数的比值越大
B. 称得的重物越重时，两端的电压越大
C. 电压表改装成电子秤的表盘，表盘刻度是均匀的
D. 将电压表和电流表位置互换，电子称仍能正常使用
3.在某次科技比赛中，小梦设计一个暖箱温度显示器，如图甲所示，其原理是利用电压表的示数表示暖箱内的温度，已知电源电压恒定为，的阻值为，是热敏电阻，图乙是它的阻值温度关系图象，电压表的量程为，下列说法正确的是( )
A. 当暖箱内温度升高时，电压表示数减小
B. 暖箱内能达到的最高温度是
C. 当暖箱内温度为时，电压表的示数是
D. 若将换用阻值更大的电阻，则暖箱内能达到的最高温度将升高
4.如图所示的电路中，电源电压保持不变，为定值电阻。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端移到中间某个位置，电压表和电流表的示数分别变化了和下列分析正确的是( )
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 先变小后变大
5.科技小组的同学制作了一个利用电压表测物体重力的装置，如图所示，电源电压为不变，滑动变阻器最大阻值为，电压表量程为，物重每增加，至之间的电阻刚好增加。
当秤盘不放任何重物时，滑片恰好处于点；当放上一重物时滑片恰好在点，此时电压表示数刚好为。则物体重为 ，电阻的阻值为 ；
小丽把电压表改装成了“重力表”，为了使读数更精确，小丽同学换用一电压恒为 的电源，当物重为时电压表读数恰好为。
6.如图是某物理兴趣小组，设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图．在测试中，测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数用来反映被测试者的成绩．电源电压恒为，电压表量程，电流表量程，滑动变阻器标有“”，滑片每移动，的电阻变化，定值电阻求：
当滑片位于最左端时，电流表的示数；
某同学测试时，从最左端推动滑片向右移动，此时电压表的示数．
若既能保证电路各元件的安全，又能使滑片移动到最右端，则选取时，其阻值不能小于多少？
7.国家质量监督检验检疫局发布的车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验规定，饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于，小于的驾驶行为。醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于的驾驶行为。如图所示的电路，是信阳交警使用的一型号酒精测试仪的工作原理图。电源电压为，且保持不变，定值电阻为，酒精气体传感器的电阻值随血液中酒精含量吹气变化如表中所示。
血液中酒精含量
传感器的阻值
已知酒精测试仪是电压表改装的，则呼出酒精越多，电压表其示数_____以上空均选填“越小”“越大”或“不变”饮酒驾驶吹气时，_____
吹气显示血液中的酒精含量达到饮酒驾驶程度时，通过的电流是多少？
醉酒驾车的驾驶员吹气时，电压表的示数至少是多少？
8.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．其电路原理如图甲所示．其中电源两端电压恒为电压表量程为，是定值电阻，，是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示．问：
当环境温度为时，热敏电阻的阻值是多少？
当环境温度为时，电压表的示数是多少？
电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？
9.如图所示，电源电压保持不变，电流表使用的量程，电压表使用的量程，定值电阻，灯泡电阻，滑动变阻器的最大阻值。
开关断开，闭合，电流表示数为，电压表示数为，求电源的电压和滑动变阻器接入电路的电阻值；
将开关闭合，断开，移动滑动变阻器的滑片，为了保证电流表和电压表不超过其量程，滑动变阻器接入电路的电阻值只能在什么范围内变化？
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