初中物理欧姆定律解答题

如图所示， $R_0$是阻值为 $10\Omega$的定值电阻， $R$为滑动变阻器，灯泡上标有“ $4V2W$ “字样，且小灯泡的阻值始终保持不变。当断开 $S_2$，闭合 $S$、 $S_1$时，灯泡恰好正常发光，电压表示数为 $U_1$；断开 $S_1$，闭合 $S$、 $S_2$，将滑动变阻器的滑片 $P$置于中点时，电压表数为 $U_2$，已知 $U_2$与 $U_1$相差 $1V$，求：

（1）灯泡的额定电流；

（2）电源的电压；

（3）滑动变阻器最大阻值；

（4）该电路消耗的最小电功率。

如图甲是定值电阻 $R_0$和有“ $6V6W$”灯泡 $L$的信息图象。将它们接入图乙所示的电路，其中电源电压不变，滑动变阻器 $R$最大阻值为 $8\Omega$，当只闭合开关 $S$、 $S_1$，滑片 $P$位于 $R$最右端时，灯泡 $L$的实际功率为 $\mathit{lW}$．求：

（1） $R_0$的阻值；

（2）灯泡正常发光 $100s$，电流通过灯泡产生的热量；

（3）电源电压；

（4）电路消耗的最大电功率。

在测量小灯泡的电阻的实验中，小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）为了测量更精确。电压表应选择的量程是 $0~$　 （选填“3”或“15” $)V$。

（2）小明按图甲连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮，电流表有示数，电压表无示数。则故障原因可能是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$

（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 $2.5V$，此时电流表的示数如图乙所示，为　　 $A$。

（4）接着调节滑动变阻器滑片，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，小灯泡变暗直至完全不发光，测量数据如下表所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
电压 $U/V$	2.5	2.1	1.7	1.3	0.9	0.5	0.1
电流 $I/A$		0.26	0.24	0.21	0.19	0.16	0.05

综合分析可知，实验中滑动变阻器的滑片逐渐向　　（选填“左”或“右“ $)$端滑动：随着灯丝温度降低，小灯泡的电阻值变　　（选填“大”或“小” $)$。

（5）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器 $R_1$的最大阻值为 $R_0$，小灯泡的额定电压为 $U_{额}$．请完成下列实验步骤：

①闭合开关 $S$， $S_1$，调节 $R_1$的滑片，使电压表的示数为 $U_{额}$；

②接着　　；

③调节 $R_1$的滑片调至最左端，记下电压表示数 $U_1$；将 $R_1$的滑片调至最右端，记下电压表示数为 $U_2$，小灯泡额定功率的表达式： $P=$　　（用 $R_0$、 $U_{额}$， $U_1$、 $U_2$表示）

用笔画线代替导线将图中的电灯、开关接入家庭电路。

如图所示，滑动变阻器 $R_2$最大阻值为 $10\Omega$，将其滑片移到 $b$端，只闭合开关 $S$，电流表的示数为 $0.3A$，小灯泡的实际功率为 $0.9W$；闭合开关 $S$、 $S_1$，将滑动变阻器滑片移到 $a$端，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为 $1A$．不考虑灯丝电阻的变化。求：

（1）电源电压；

（2） $R_1$的阻值；

（3）小灯泡的额定功率。

小梅测量额定电压为 $2.5V$的小灯泡在不同电压下工作时的电阻，所用电源电压恒为 $4.5V$，她设计的电路如图甲所示。

（1）小梅记录了小灯泡在不同电压下工作时的电流，当小灯泡两端电压为　 　 $V$时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，读出电流为　　 $A$，此时小灯泡电阻为　　 $\Omega$（结果保留一位小数）。

（2）实验中小梅发现，不管怎么样移动滑动变阻器的滑片，都无法使小灯泡两端电压足够小。于是她向老师请教，老师告诉她在原来的电路图上增加一条导线即可，如图丙中 $a$所示。请你用笔在图丁中将增加的导线 $a$补画上去。

（3）小梅发现用图丙的电路可以使小灯泡两端电压的变化范围为　　 $V$到 $4.5V$，为保证电路安全，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于　　端（选填“左”或“右” $)$。

（4）小梅用丙的电路测出了不同电压下小灯泡的工作电流，并作出小灯泡的 $U-I$图线如图戊所示，由图可知小灯泡的电阻是　　（选填“变化”或“不变化” $)$。小刚注意到电压在 $0.5V~2.5V$变化时， $U-I$图线几乎是一条直线，他认为在这个电压范围内小灯泡的电阻是不变的。你赞同谁的观点？（请回答并说明理由）　　。

如图所示，电源电压恒定， $R_1$的阻值为 $20\Omega$， $R_2$的阻值为 $10\Omega$．当 $S$闭合， $S_1$、 $S_2$断开时，电流表的示数为 $0.5A$．求

（1）电源电压；

（2）通电 $10s$内电路消耗的总电能；

（3）当 $S$、 $S_1$、 $S_2$都闭合时，电流表的示数变化了 $0.4A$．则 $R_3$的阻值是多大？

如图所示，电源电压保持不变， $R_1$和 $R_2$为定值电阻，电压表接在 $R_1$两端， $R_2=6\Omega$， $A$、 $B$是接线柱，其他元件可以从 $A$、 $B$连入电路。现先把电流表接在 $A$、 $B$连入电路，看到其示数为 $1.5A$；然后，拆除电流表，把定值电阻 $R$接在 $A$、 $B$连入电路，这时电压表的示数为 $4V$，整个电路消耗的电功率为 $15W$．设温度对电阻的影响可以不计，求：

（1）定值电阻 $R$的阻值是多少？

（2）若把标有“ $10\Omega 2A$”字样的滑动变阻器接在 $A$、 $B$连入电路，在保证电路安全的情况下，电路消耗的总功率范围是多少？

如图所示是“探究电流的大小与哪些因素有关”的电路图。

（1）连接电路前，开关必须　　。

（2）请根据图1所示的电路图用笔画线代替导线将图2所示的实物连接成完整电路（导线不允许交叉）。

（3）实验开始时，滑动变阻器的作用是　　。在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，应保持　　不变，此时滑动变阻器的作用是　　；在探究通过导体的电流与导体电阻关系时，此时应保持　　不变。

（4）在探究通过导体的电流与导体电阻关系时，得到实验数据记录如下表：

实验次数	1	2	3	4
电阻 $R/\Omega$	5	10	15	20
电流 $I/A$	0.6	0.3	0.2	0.15

根据上表的实验数据，请在图3中画出电流随电阻变化的图象。

如图一所示，所测物体的长度是　　 $\mathit{cm}$．如图二所示，电流表的示数为　　 $A$，电压表的示数为　　 $V$。

请将图中的“光控开关”、“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，设计出只有在光线很暗且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路，同时安装一个不受开关控制的三孔插座。

"创新"小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图是加热电路原理图，电源电压 $100V$ ，加热电阻 $R_1$ 与 $R_2$ 阻值均为 $100\Omega$ ，电路低温挡除雾，高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜 $1\mathit{min}$ ，用温度传感器测得其温度升高了 $6^{°}\text{C}$ ．求：

（1）除霜模式下，电路中的电流；

（2）除霜模式下，电路的加热效率。 $[$ 查资料得：后视镜玻璃质量约 $0.5\mathit{kg}$ ，玻璃的比热容约 $0.8\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

无人驾驶飞机简称"无人机"，中国近年来在无人机制造方面进展神速。无人机的飞行控制系统简称"飞控"。无人机悬停还是飞行、向哪个方向飞行、上升还是下降等飞行指令都由"飞控"下达。"飞控"主要由感知飞行姿态的陀螺仪（控制飞行姿态）、 $\mathit{GPS}$ 定位模块（与地面传递信息）超声波传感器（探测障碍物）、气压传感器（获取气压获知高度）等各种功能的传感器及控制电路组成。如图是我国制造的"翼龙"多用途无人机，该机表面采用的复合材料受力不易形变，飞机外形采用流线型设计，可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空对地打击武器，广泛应用于如灾情监视、军事活动等领域。

（1）请从短文描述中找出蕴含的物理知识。（至少二条，知识点不能重复）

举例：超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是利用声波能够传递信息。

① 　　

② 　　

（2）经查阅资料获知，"翼龙"无人机机身质量 $1.1t$ ，最大载荷质量 $200\mathit{kg}$ 。当该机以最大载荷质量停在水平跑道上时，无人机轮胎与地面接触的总面积为 $0.05m^2$ ．求此时无人机对水平跑道的压强。 $(g=10N/\mathit{kg})$

（3）飞机利用超声波传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值 $R_1$ 与离地高度 $h$ 的关系如图甲所示，图乙是检测电路（电源电压不变），要使高度表（实质是电流表或电压表）示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应该选用 　　（选填"电流表或电压表" $)$ ，应安装在 　　（选填"1或2或3" $)$ 位置，判断依据是： 　　。

在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，电阻 $R_2$ 的阻值为 $30\Omega$ ，电键 $S$ 闭合、电键 $S_1$ 断开时，电流表的示数为 $0.4A$ ；电键 $S$ 、 $S_1$ 均闭合时，电流表的示数如图（b）所示。求：

（1）电源电压 $U$

（2）通过电阻 $R_1$ 的电流 $I_1$

（3）电键 $S$ 、 $S_1$ 均闭合时电路的总电阻 $R$

如图1所示是一种测量体重大小的电子体重计。秤盘 $\mathit{M}$ 通过绝缘体与一金属杆相连， $\mathit{R}$ 相当于滑动变阻器，从体重计仪表指针所指的刻度就可以知道人的体重大小。电源电压恒定不变。

（1） ${\mathit{R}}_{\mathbf{0}}$ 的作用是 　 　；此体重计仪表是 　　（选填"电流表"或电压表"）改装而成的。

（2）小华认为图1这种体重计的设计不合理；请说明不合理的原因，并在图2中画出合理的电路图（不增减任何器材）