华师大版初中科学八年级下45欧姆定理欧姆定律在实际生活中的应用.docx

1、华师大版初中科学八年级下45欧姆定理欧姆定律在实际生活中的应用华师大版初中科学八年级下4.5欧姆定理欧姆定律在实际生活中的应用一、解答题（共13题；共127分）1.图甲为某小汽车测定油箱内油量的电路原理图。其中：Rx为压力传感器，它的电阻值随受到压力的变化而变化，阻值随压力变化的关系，如图乙所示。表A为油量表，它实质是一只电流表，油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示出来；R0是阻值为5的定值电阻，电源电压恒为15 V，油箱位于压力传感器Rx上，空油箱重50N。若电流表的量程为00.6A，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度。求：此时，R0两端的电压是多少？Rx的阻值是多少？油箱最多能储油多

2、少升？(1 L1 dm3 ， 汽油0.7103 kg/m3) 2.如图是小明设计的一个简易“电子身高测量仪”的示意图。其中，电源电压恒为6V，保护电阻R0=20；R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为40cm，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比；金属杆cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量，其数据见下表。若已知小英测量时，滑片恰在电阻棒ab的中点位置根据题中提供的信息，解决下列问题：物理量小聪小英小亮A表示数I/A0.200.150.12V表示数U/V2.03.03.6身高h/m*1.6*电阻棒的总电阻有多大？通过计算求出

3、小聪或者小亮的身高；如果要简化该原理图，只保留电压表或电流表，简化后在保留表的表盘上刻画出对应的身高值，并且要求表的示数变大时对应的身高值增加分析说明，应该保留哪个表？通过计算说明该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表的那个刻度值上？最大量程值是多少？ 3.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00.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150 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

4、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R100，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？ 4.科技小组的同学们没计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温，控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R为阻值可以调节的可变电阻。R 为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻50欧姆。（1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？ （2）已知当控制电路的电流达到

5、0.04 安时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到 0.036 安时，衔铁会被释放。当调节 R=350 欧时，恒温箱内可获得最高温度为 100的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为 50的“恒温”，则应将 R的阻值调为多大？ （3）使用该恒温箱，获得最低温度为 50的“恒温”，与获得最高温度为 100的“恒温”，相比较，哪一个的温度波动范围更小？为什么？ 5.某研究性实验小组为了研究球形物体所受空气阻力（风力）的大小，设计了如图所示的实验，其中CD是一段水平放置的长为40cm的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值为20欧，一质量和电阻均不计的足够长的细长金属丝一端固定于O点，另一端

6、悬挂小球P ， 无风时细金属丝处于竖直位置，恰与电阻丝在C点接触，OC长为20cm；当风从球右侧水平吹来时，细金属丝将偏离竖直方向与竖直方向成一夹角，与电阻丝相交于一点A（如图中虚线所示，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触），此时电压表有读数。已知电源电压为4V，电压表两接线柱分别与O点与C点相连，所用量程为3V，球P的重力为10N。（1）当细金属丝与竖直方向夹角为45度角时，水平风力大小为多少？此时电压表示数为多少？ （2）利用该装置能够测量的水平风力大小在哪个范围？ （3）当风力大小不变，方向向下发生一定偏转时（偏转角度小于90度），电压表的示数将_。（填“变大”、“变小”或“不变”）

7、 6.电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U6伏，保护电阻R1100欧，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。（1）正常工作时，电磁铁的上端为_极。 （2）当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值_（填“增大”“减小”或“不变”，下同），控制电路中的电流_，从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时，触点K与触点_接触，电铃发出警报声。 （3）当电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载。(g取10

8、牛/千克） 7.小明自制了一个测定水箱水面高度的装置，如图甲所示。R是滑动变阻器，当水面在A处时，水面高60cm，滑动变阻器的滑片P恰好在最下端；当水面在B处时，水面高10cm，滑片P在最上端，从水位表（由电流表改装而成）指针所指刻度，可知水箱内水面高度。电流I和水面高h关系的图象如图乙所示，已知浮标体积为610-4m3 ， 电源电压12V不变。求： （1）当浮标体积的1/3露出水面时，浮标所受的浮力是多少？ （2）R1的阻值是多少？ （3）当滑动变阻器连入电路的阻值为40时，水面高度是多少？ 8.（2015丽水）小科同学发现圣诞树上小彩灯的连接方式为串联，当其中一个小彩灯的灯丝熔断后，其余的

9、小彩灯还能继续发光，这是为什么？他请教了科技人员，得到以下信息：小彩灯规格是“2.5V 0.25A”，小彩灯的构造如图甲所示，细金属丝表面涂有绝缘物质，在正常（低压）时不导通，若加上较高电压（如220伏）时，细金属丝表面的绝缘层被击穿取一只完好的小彩灯，按如图乙电路进行实验，电源电压为7.5伏。（1）小彩灯正常工作时，连入电路中的滑动变阻器阻值为多少欧？（2）当连入电路的滑动变阻器阻值逐渐变小的过程中，小彩灯灯丝突然熔断而不发光，电压表的示数如图丙，读数为 伏。（3）依据小彩灯结构及实验现象，请推测彩灯串中一只小彩灯的灯丝熔断而其他小彩灯仍能发光的原因是 。 9.在公园有一种测量瞬间打击力的游

10、戏机，其原理示意图如图甲所示，游人手戴拳击手套， 击打可水平移动的 A 装置，A 通过压杆与压力传感器接触，压力传感器的电阻值 R 会随所受压力大小发生变化。电压表的示数可反映出打击力的大小。已知电阻 R0120，压力传感器表面能承受的最大压力为 4000N。压力传感器的电阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。若在某次游戏过程中，游人用 2000N 的力击中装置 A，此时电压表的示数为 1.5V。设电源电压恒定不变。（1）电源电压是多少? （2）当装置 A 不受打击力作用时，电压表的示数是多少? 10.如图甲所示电路，滑动变阻器电阻R2的滑片P从下端往上端滑动过程中，电压表与电流表的示数呈图乙所

11、示的规律。求：（1）当电流表的示数为0.2 A时，滑动变阻器R2接入电路的阻值。 （2）滑动变阻器R2接入电路的阻值变化范围。 （3）电源电压和电阻R1各是多大？ 11.如图是同学们自己发明的电子握力器的模拟电路。电源电压6V不变，滑动变阻器R的最大值为50，b端固定在绝缘底座上，手柄A与变阻器滑片固定在一起，握力为零时，滑片处于a端，R0为定值电阻。力量计由一个电流表（量程为00.6A）改装而成。使用时，先闭合开关S，再用手握住手柄A向下运动压缩弹簧，握力就显示在力量计表盘上。（1）R0 的作用是_。 （2）当握力增加时，力量计的示数也随之增大，请结合图分析其原因：_。 （3）当握力器的握力

12、最大时，力量计示数为最大值（即电流表达到最大值），求力量计的零刻度线对应原电流表的示数。 （4）改装设计：用电压表代替电流表做力量计，乙图已画出部分电路，请在乙图中补充完成电路的设计。要求：当握力为零时，力量计(电压表)的示数为零。12.（2015温州）某兴趣小组在研究“串联电路特点”的活动中，将一个阻值约为10欧的普通小灯泡L和一个LED灯串联后接入电路（如图甲），闭合开关S1 ， 发现LED灯亮而小灯泡L不亮，针对这种现象，同学们提出了以下猜想：猜想一：小灯泡L处发生短路猜想二：LED灯电阻很大导致电路电流很小为了验证猜想，小组同学进行如下实验：实验一：将一根导线并联在图甲电路中LED灯的

13、两端，根据观察到的现象否定了猜想一，实验二：利用电流表和电压表，按图乙所示的电路对LED灯的电阻进行测量，闭合开关，依次移动滑动变阻器的滑片，获得多组数据如下表，经分析，结果支持猜想二。实验次数电压（伏）电流（毫安）电阻（欧）11.412116.721.614114.331.816112.5（1）实验一中观察到的现象是 。（2）实验二中，某次测量时电压表示数如图丙所示，此时电压表示数为 伏。（3）在实验二测定LED灯电阻的过程中，滑动变阻器的滑片向 端移动。 13.（2015杭州）实验室购买了一捆长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2

14、， 查得此类导线每1m的电阻为1.7102，再利用图甲所示电路测出整捆铜导线的电阻Rx ， 从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表（00.6A）、电压表（03V）、滑动变阻器R1（“5，1A”）、滑动变阻器R2（25，1A）、电源（电压6V）、开关、导线若干。回答下列问题：（1）实验中滑动变阻器应选（选填“R1”或“R2”），闭合开关S前应将滑片移至a端（选填“a”或“b”）。（2）请在图甲中用笔画线代替导线完成剩余部分的连接。（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读 V。（4）导线实际长度为m。（保留1位小数） 二、综合题（共5题；共57分）14

15、.小楠想探究某电阻的阻值R，与温度t的关系，设计了如下图所示的电路，其中，定值电阻R020欧，电源电压U3伏。他把该电阻放在不同的温度下做实验，得到了不同温度下该电阻的阻值(如下表)。（1）由表中数据得出，该电阻的阻值Rt与温度t的数学关系式为 _； （2）通过计算说明，当温度为0时，小楠观察到实验中电压表的示数为多少伏？ （3）在实验过程中，小明发现：温度较高时，随温度的上升，电压表示数变化不明显。经检查，电路连接正常，各元件没有损坏。你认为小明发现的情况可能是什么原因造成的？ 15.如图甲所示，在2015年某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品(不

16、计质量)平放在压力传感器上，闭合开关S，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示。电源的电压=24V，定值电阻R0=10；求：（1）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少? （2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少? 16.如图甲所示，在2015年某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试在测试时将材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关s，由静止自由释放重物，经撞击后样品材料仍完好无损从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，

17、电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示电源的电压=24V，定值电阻R0=10求：（1）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少？ （2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少？ 17.如图甲所示为某实验室的自动恒温箱，该恒温箱工作环境的温度为15左右，恒温箱内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，简化后的电路图如图乙所示。控制电路中的电源两端电压为12V，定值电阻R1的阻值为5k，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，如图32丙所示为R2阻值随温度变化的图像。电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间。当热敏电阻R2的阻值发生变化时，A、B间的电压U

18、AB随之发生变化。电压鉴别器可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断。当UAB小于2V时，鉴别器将使加热电路中开关S闭合，使加热电路的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当UAB大于3V时，鉴别器将使开关S断开，停止加热。在分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路。求：（1）恒温箱内部的温度为20时，通过热敏电阻R2的电流； （2）该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围； （3）若想使此恒温箱内的最高温度升高到45，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，通过计算说明可采取怎样的措施？ 18. （2016宁波）如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图，电源电压18V保持不变，电压表量程015

19、V，电流表量程03A，R0是阻值为10的定值电阻，R1是长20cm、阻值为20的电阻丝，滑片P把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起圆柱体M长80cm，底面积为200cm2 当水位处于最高处时，M刚好浸没在水中，滑片P恰好在R1的最上端轻质弹簧阻值不计，M全部露出水面前，弹簧的伸长长度L始终与受到的拉力F成正比，如图乙所示（1）当水位下降时，电路中示数会随之减小的电表是_ （2）当水位处于最高处时，电压表的示数为多少？ （3）当水位下降，圆柱体露出水面部分的长度为50cm时，电流表示数为多少？（g取10N/kg） 答案解析部分一、解答题1.【答案】油箱加满油时，电路中的电流I0.6A，根据欧姆定律可

20、知，R0两端的电压为U0IR00.6A5 3V，加满油时，电路中的总电阻为R总 25 ，则RxR总R025520；由图像可知，Rx20 时，传感器受到的压力F400 N，油的重力为G油GG油箱FG油箱400 N50 N350 N，由Gmg和 可得油的体积为 0.05 m350 L。答案 此时，R0两端的电压是3 V，Rx的阻值是20；油箱最多能储油50L。 【考点】密度公式的应用，欧姆定律的应用，电路的动态分析 【解析】【分析】（1）油箱加满油时，电流表指针恰好指示最大刻度即电路中的电流为0.6A，根据欧姆定律求出R0两端的电压；根据欧姆定律求出加满油时电路中的总电阻，再根据电阻的串联求出Rx

21、的阻值；（2）由图象读出传感器受到的压力即为油箱和油的重力，然后减去空油箱重即为油重，根据G=mg求出质量，再根据密度公式求出储油的体积。【解答】油箱加满油时，电路中的电流I0.6A，根据欧姆定律可知，R0两端的电压为U0IR00.6A5 3V，加满油时，电路中的总电阻为R总 25 ，则RxR总R025520；由图像可知，Rx20 时，传感器受到的压力F400 N，油的重力为G油GG油箱FG油箱400 N50 N350 N，由Gmg和 可得油的体积为 0.05 m350 L。答案 此时，R0两端的电压是3 V，Rx的阻值是20；油箱最多能储油50L。2.【答案】解：由电路图可知，滑动变阻器与电

22、阻R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压由表中数据可知，当P在中点时，U中=3V，I中=0.15A，根据欧姆定律可得： ，电阻棒的总电阻：R总=2R总=220=40；小聪量身高时接入电路的电阻： ，接入电路的长度为10cm，小聪的身高是160cm-20cm+10cm=150cm；小亮量身高时接入电路的电阻： ，接入电路的长度为30cm，所以小亮的身高是160cm-20cm+30cm=170cm；当身高增加时，滑动变阻器连入电路的电阻变大，电路中的总电阻变大， ，电路中的电流变小即电流表的示数变小，定值电阻R0两端的电压变小，串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源的电压不

23、变，电阻棒两端的电压变大，即电压表的示数变大，故应保留电压表；串联电路中总电阻等于各分电阻之和，当达到最大量程时，电路中的电流： ，电压表的示数：U=IR=0.1A40=4V，即该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表4V的刻度值上；当滑片在a点时，滑动变阻器全部接入电路，测量范围最大是160cm-20cm+40cm=180cm答：电阻棒的总电阻有40；小聪或者小亮的身高分别为：150cm、170cm；当身高增加时，滑动变阻器连入电路的电阻变大，当电源电源一定时，电流表的示数变小，而电压表的示数变大，所以应保留电压表；该“电子身高测量仪”的最大量程值应该刻画在表4V的刻度值上，最大量程值是

24、180cm 【考点】欧姆定律的应用，电路的动态分析 【解析】【分析】由电路图可知，滑动变阻器与电阻R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压由表格数据可知小英测量滑片恰在电阻棒ab的中点位置时电表的示数，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中一半时的阻值，进一步求出电阻棒的总电阻；根据欧姆定律分别求出小聪和小亮对应接入电路的电阻和电阻丝的长度，进一步求出两者的高度以及a点、b点的高度即该测量仪的身高测量范围；根据身高的变化判断电阻棒接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律确定电路中电流的变化和定值电阻两端电压的变化，根据串联电路的电压特点确定电压表示数的变化，从确定保留的电表；当最大

25、称量时，电阻棒接入电路的电阻最大，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律表示出电路中的电流，利用欧姆定律求出电压表的示数即可得出应该刻画在表的哪个刻度值上，再利用（2）的办法求出最大量程值本题考查通过计算电阻的大小得出人的身高，关键是计算出滑动变阻器接入电路的长度，要知道电流表和电压表分别测量哪部分的电流和电压，要学会从题目所给信息中找到有用的数据3.【答案】（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400，由I 可知，电源电压：UI（RtR）0.01A（400100）5V（2）由图乙所示图象可知，温度为40时，热敏电阻阻值为

26、200，电路最大电流为0.02A；由I 可知，电路最小电阻：R最小 250，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Rt25020050；（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 250，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250150100，由图乙可知其工作的最高环境温度50。 【考点】欧姆定律的应用 【解析】【分析】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。（1）分析清楚

27、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。4.【答案】（1）加热状态（2）由图乙得当温度为 100时，热敏电阻的阻值为 500，则电源电压 U电=I1R总=0.04A（50+500+350）=36V当温度为 50时，热敏电阻 R1的阻值为 900，电路总阻值 R总= =1000R=1000-900

28、0-50=50（3）获得最低温度为 50的“恒温”温度波动范围更小。因为在 50附近，热敏电阻的阻值随温度的变化更显著 【考点】欧姆定律的应用 【解析】【分析】本题考查了判断电路的工作状态、求电阻阻值等问题，分析清楚电路结构、由图示图象求出温度对应的电阻阻值是正确解题的前提与关键，应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题。（1）分析图示电路，根据电路结构分析答题；（2）由图示图示求出热敏电阻阻值，然后由欧姆定律求出电源电压，再由欧姆定律求出滑动变阻器的阻值；（3）根据图乙所示图象分析答题。【解答】（1）由图甲所示电路可知，工作电路是通路，加热器处于加热状态；（2）由图乙所示图象可知，温度为100

29、摄氏度时，热敏电阻阻值为500欧姆，由可知，电源电压：U=I1（R0+R+R）=0.04A（50+500+350）=36V，由图乙所示图象可知，当温度为50摄氏度时，热敏电阻阻值为900欧姆，此时，滑动变阻器阻值：；（3）由图乙所示图象可知，在50附近，热敏电阻阻值随温度变化量较大，电阻阻值变化显著，因此获得最低温度为50的：“恒温”温度波动范围更小。故答案为：（1）如图甲所示状态，加热器处于加热状态；（2）应将R的限值调为50欧姆；（3）使用该恒温箱，获得最低温度为50的“恒温”的温度波动范围更小，因为在50附近，热敏电阻阻值随温度变化显著。5.【答案】（1）做出杠杆的五要素，当角度为45度

30、时，l1=l2 ， 根据杠杆的平衡条件Fl2=Gl2 ， 可得F=G=10N此时，CA=OC=20cm，所以电阻为10欧，所以电压表示数为2V（2）当电压表示数最大为3V时，可测风力到达最大值，此时，CA=30cm，l1：l2=OC：CA=20cm：30cm=2:3根据杠杆的平衡条件Fl2=Gl2 ， 可得F=15N，故水平风力的范围为015N。（3）变小 【考点】欧姆定律的应用 【解析】【分析】本题是一道电学和力学的综合题，知道风力变化时电路中的电阻不变是关键，难点是找出电阻与角度的数量关系以及风力与角度的关系。（1）由图可知，风力变化时不能改变电路中的总电阻，电压表测滑片右侧部分电阻两端的电压，对物体受力分析后利用平衡条件求出水平风力的大小；根据欧姆定律求出电路中的电流，根据三角函数关系得出OP右侧部分电阻丝的长度