专题10 欧姆定律的图像型计算-2021-2022学年九年级物理上学期专题练习（人教版）试卷

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 专题10 欧姆定律的图像型计算（解析版） ◎核心考点1  I-U图像(或U-I图像)【例1】如图是电阻甲和乙的图像．小明依图像信息作出的判断，正确的是      A. 当甲两端电压为时，通过它的电流为
B. 当乙两端电压为时，其电阻为
C. 将甲和乙串联，若电流为，则甲、乙两端的电压之和为
D. 将甲和乙并联，若电压为，则它们的干路电流为
 【答案】C【解析】解：由题图可得，当甲两端电压为时，通过甲的电流是，A错误；当乙两端电压为时，通过它的电流是，所以乙的电阻是，B错误；串联电路电流处处相等，将甲、乙串联，如果电流是，则甲、乙两端电压分别是、，所以它们两端的总电压是，C正确；并联电路各支路的电压相等，如果将甲、乙并联，电压是，则通过甲、乙的电流分别是、，所以干路电流是，D错误．
  ◎解题技巧   (1)常见的三类I-U图像(2)图甲，R1<R2,简记为：越靠近U轴，电阻越大。(3)隐含条件：①“串联”：电流相等，作U轴平行线，对应电压之和等于电源电压；②“并联”：电压相等，作I轴平行线，电流之和等于干路电流。(4)图中任何一点的坐标之比等于R,即◎对点训练1.两个定值电阻的图像如图所示，下列说法正确的是A. 电阻甲的阻值为
B. 电阻乙的阻值为
C. 将这两个电阻串联接入电路中，甲电阻两端的电压比乙小
D. 将这两个电阻并联接入电路中，通过甲电阻的电流比乙小
 【答案】C【解析】解：A、由图可知，当甲两端的电压为时，通过甲的电流为，则甲的电阻，故A错误；
B、由图可知，当乙两端的电压为2V时，通过乙的电流为，则甲的电，故B错误；
C、这两个电阻串联接入电路中，则通过甲乙两电阻的电流相等。根据可得，因为，所以，故C正确；
D、这两个电阻并联接入电路中，则甲乙两电阻的电压相同，根据可得，因为，所以，故D错误。
故选：C。
    由图像读出一组电流值和电压值，根据欧姆定律可计算电阻，这两个电阻串联接入电路中，串联电路各处电流都相等，则通过甲乙两电阻的电流相等，这两个电阻并联接入电路中，并联电路各并联支路则两端电压都相等，甲乙两电阻的电压相同。
2.如图所示的是一个定值电阻和一个小灯泡的图像，下列说法中正确的是A. 甲为定值电阻
B. 乙的电阻为
C. 若把甲和乙并联，当电源电压为2V时，电路中的总电流为
D. 若把甲和乙串联，当电路中的电流为时，电路中的总电阻为【答案】D【解析】【分析】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律的灵活运用，关键是根据图象得出相关的信息。
根据欧姆定律可知，电阻一定时，通过电阻电阻的电流与两端两端的电压成正比，据此分析图象甲乙电阻的变化； 
由图象可知，当乙两端电压为2V时对应的电流，根据欧姆定律求出的阻值；
根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流，再根据并联电路的电流特点得出干路电流； 
根据串联电路的电流特点读出图象中对应的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压。
【解答】
A.甲对应的电流与电压不成正比，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值变化，故A错误；
B.乙对应的电流与电压成正比，根据欧姆定律可知乙电阻的阻值不变，当电压为2V时，电流为，故电阻为，故B错误；
C.因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，甲、乙并联在2V电源时，两电阻两端的电压均为2V，由图象可知，，，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流，故C错误；
C.甲、乙串联在电路中，当电路电流为时，通过甲、乙的电流均为，
由图象可知，，，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时电源的电压：，
总电阻为，故D正确。
故选D。   3.如图所示电路，电源电压不变，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，当滑片P从a点滑到b点过程中，电流表的示数从变为下列各图中，能表示这一过程中电压表示数U与电流表示数I之间关系的是A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】
由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。根据串联单路的电压特点和欧姆定律得出电流表与电压表的示数关系，然后判断出对应的图象，再根据滑片位于a点时电流表和电压表的示数关系得出答案。
【解答】
由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由可得，电压表示数U与电流表示数I的关系：
，
据此可知，图象是一次函数图象，故CD错误；
当滑片位于a点时，变阻器接入电路中的电阻较小，电路中的电流较大，
由可知，电压表的示数较小，故A错误、B正确。
故选B。   4.如图电路，电源电压不变，为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端移动到最左端的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示，滑动变阻器的最大阻值是_____；滑动变阻器的滑片P在中点时，电流表的示数为_____A.【答案】10；【解析】由电路图可知，当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入，与串联，则电路中电流最小，由图象可知此时电路中的电流，两端的电压，由可得：；当滑动变阻器的滑片P在中点时，则滑动变阻器连入电路的阻值为：，则有：解得，所以，电源电压；所以，滑动变阻器的滑片P在中点时电流表的示数为：。
故答案为：10；   5.如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流的变化的图像如图所示，根据图像的信息可知：________________选填“甲”或“乙”是电压表示数变化的图像，电源电压为__________________V，滑动变组器最大阻值是_____________【答案】乙【解析】【分析】由图可知，和串朕，电压表测两端的申压，电压表测两端的电压，根据欧姆定律分析两电压表示数的变化特点；当电压表的示数为零时，电压表的示数最大，为电源电压；由图乙可知，当电压表的示数最大为4V时，电流是，接入阻值最大，根据欧姆定律计算R2的最大电阻阻值。
【解答】根据电路图可知，、串联，电压表测量两端的电压，电压表测量滑动变阻器两端的电压；是定值电阻，由可知，电压表的示数随电流的增大而增大，电圧表的示数随电流的增大而減小，所以，乙是电压表示数変化的图像；当电压表的示数为零时，电压表的示数最大为6V，就是电源电压；
由b图乙可知：，，则滑动变阻器的最大阻值：.故答案为：乙；6；20。
 6.如图甲所示，，为滑动变阻器，图乙为的图像，电源电压保持不变。当闭合、断开时，若滑片P在a端，则电流表示数为；若滑片P在b端，则电压表示数为。求：电源电压。滑动变阻器的最大阻值。当、均闭合，且滑片P在a端时，电流表的示数。【答案】解：当闭合，断开时，滑片P在a端，电路为的简单电路，电流表测电路中的电流，
由可得，电源电压：；
当闭合，断开时，滑片P在b端，接入电路的电阻最大，电压表测两端的电压，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两端的电压：，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：，即，解得：；
当、均闭合，且滑片P在a端时，与并联，电流表测干路电流，
由图乙可知，当两端的电压时，通过的电流，
则的阻值：，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：，
干路电流表的示数：。
答：电源电压为12V；
滑动变阻器的最大阻值为；
当、均闭合，且滑片P在a端时，电流表的示数为。【解析】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用，分清电路的连接方式和从图象中获取一组数据求出R3的阻值是关键。
当闭合，断开时，滑片P在a端，变阻器接入电路中的电阻为零，电路为的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；
当闭合，断开时，滑片P在b端，接入电路中的电阻最大，电压表测两端的电压，根据串联电路的电压特点求出两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器的最大阻值；
根据图乙读出任意一组电流和电压值，根据欧姆定律求出的阻值，当、均闭合，且滑片P在a端时，与并联，电流表测干路电流，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，利用欧姆定律求出干路电流。◎核心考点2  I-R图像【例2】在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中，老师提供的器材有：电源电压恒为，电流表、电压表和开关各一个，四个定值电阻、、、，两个滑动变阻器规格分别是“”、“”、“”，导线若干。
 在连接电路时，要求先将开关、滑动变阻器分别处于______ 的位置。填字母
A.断开、阻值最小处
B.断开、阻值最小处
C.断开、阻值任意
D.断开、阻值最大处

实验时，先在ab间接接入电阻，移动滑P，使电压表示数为3V，并记录相应的电流值；再改接的电阻，此时滑片P应向______ 选填“c”或“d”端移动，这样移动滑片的目的是：______ 。
本实验需在ab间先后接入上述四个定值电阻，为完成整个实验，应该选取规格为______ 的滑动变阻器。
通过实验获救数据，得到如图乙所示导体的电流I随电阻R变化的图像，由图像可得出结论：______ 。
小明想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，他的实验方案______ 选填“可行”或“不可行”，理由是______ 。【答案】D  c  控制电阻的电压不变    电压不变时，电流与电阻成反比  不可行  灯的电阻随温度的变化而变化【解析】解：在连接电路时，为保护电路，开关应断开，滑动变阻器的滑片处于阻值最大处，选D；
先在ab间接接入电阻，移动滑P，使电压表示数为3V，并记录相应的电流值；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由改接成的电阻，电阻变小，其分得的电压变小；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向c端移动，使电压表的示数为3V，这样移动滑片的目的是控制电阻的电压不变；
由图乙知，电阻两端的电压始终保持：----------，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
，变阻器分得的电压为电压表示数的倍，根据分压原理，当接入电阻的定值电阻时，对应的变阻器连入电路的电阻为：
，为完成整个实验，应该选取规格为的滑动变阻器；
根据，因电阻的电压为一定值，故由图像可得出结论：电压不变时，电流与电阻成反比；
将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系，他的实验方案不可行，探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化。
故答案为：；；控制电阻的电压不变；；电压不变时，电流与电阻成反比；不可行；灯的电阻随温度的变化而变化。
在连接电路时，为保护电路，开关应断开，滑动变阻器处于阻值最大处；
根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上小电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
由图乙得出电阻两端的电压，根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压，根据分压原理，求出当接入电阻的定值电阻时对应的变阻器连入电路的电阻，据此分析；
根据电阻的电压为一定值分析；
探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变。◎对点训练7.“探究导体的电流跟电阻的关系”实验【提出问题】一段导体中电流与该段导体电阻有什么关系？【实验器材】已知电源电压为且保持不变，实验依次用到的电阻阻值分别为、、、、，可以选用的滑动变阻器有  、  、  ．【设计并进行实验】小明利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系．
 该实验用到的实验方法是________________．实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像．【分析论证】分析图像可得：________________________________________．【交流评估】在上述实验中，滑动变阻器选用的是________填“”“”或“”小明测量通过阻值为电阻的电流后，要改测通过阻值为电阻的电流，他应该进行的操作是________，将阻值为的电阻换成阻值为的电阻接入电路中后，眼睛看________表，手移动滑动变阻器滑片，当该表满足要求后再读取另一电表示数．【拓展应用】小明想利用上面的器材来探究电流与电压的关系，他的想法________填“可行”或“不可行”；探究电流与电压的关系实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有________________．【答案】【设计并进行实验】控制变量法 
【分析论证】当电压一定时，电流与电阻成反比 
【交流评估】  断开开关  电压 
【拓展应用】可行  改变定值电阻两端的电压【解析】【交流评估】根据控制变量法，在探究电流与导体电阻的关系时，应控制电阻两端电压不变；由题图乙可知，电阻两端电压为，故滑动变阻器两端电压为，当电阻阻值最大为时，根据串联分压规律可知，，故，实验中滑动变阻器选用的是．
8.现利用图甲所示电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将、、、、的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流，描绘出图乙所示的图像。则下列判断正确的是A. 实验中电压表示数保持2V不变
B. 当R的阻值是时，通过R的电流为
C. 滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围为
D. 将R从换成后，应将滑片P向右移【答案】D【解析】A、探究电流和电阻的关系时，需保持定值电阻两端电压不变；
根据图乙可知，当电阻为时，电路中的电流为；
由可得，电压表的示数：，故A错误；
B、根据图乙可知，当时，通过的电流为，故B错误；
C、当时，电路电流为；因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压：，
根据图乙可知，当时，电路电流为，滑动变阻器两端电压仍为，
由可得，；；
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围；故C错误；
D、由于串联电路起分压作用，电阻越大，分得的电压越大，所以将R从换成后，电阻分得的电压会变大，为了保证定值电阻R两端电压不变，需减小定值电阻两端电压，可增大滑动变阻器接入电路的电阻来实现，即将滑片向右移动，故D正确。
故选：D。
 9.某同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒为，更换5个定值电阻，得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是    A. 该同学研究的是电流和电压的关系
B. 实验中电压表的示数保持不变
C. 将从换成后，应将滑片P向右移
D. 滑动变阻器阻值变化范围为【答案】C【解析】本题结合图象主要考查串联电路的规律和欧姆定律及控制变量法的运用，能正确分析电路并能灵活运用欧姆定律的公式进行计算是解题的关键。研究电流和电压的关系时，要控制电阻不变；由图乙求出电流与电阻之积分析；根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；由图乙知，电流为时，对应的电阻为；电流为时，对应的电阻为，根据欧姆定律和串联电路的规律求出变阻器连入电路中的电阻变化范围。【解答】
A.研究电流和电压的关系时，要控制电阻不变，由图乙知，电阻是变化的，故A错误；
B.由题意和图象可知，该同学研究的是电流和电阻的关系，实验中要控制两端的电压不变即电压表示数不变；
由图乙知，电流与电阻之积即两端的电压：-----，即电压表保持伏不变，故B错误；
C.根据串联分压原理可知，将定值电阻由改接成的电阻，电阻增大，其分得的电压增大大于；
探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压使电压表的示数减小为，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，故C正确；
D.由图乙知，电流最大为时，对应的电阻为，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路中的电阻：
；
由图乙知，电流最小为时，对应的电阻为，根据欧姆定律和串联电路的规律，变阻器连入电路中的电阻：
，所以，滑动变阻器阻值变化范围为，故D错误。 ◎核心考点3  其他图像【例3】如图甲所示的电路，电源电压不变，为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度变化情况如图乙所示．闭合开关S，当监控区的温度升高时，下列表示通过热敏电阻R的电流、电流表的示数随温度t变化关系图线中，可能正确的是      A.  B.
C.  D. 【答案】D◎对点训练10.某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路．如图甲所示，电源电压不变，定值电阻，是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示，闭合开关S后，则：当环境温度为时，电压表示数为，电源电压多大？如果将R、并联在该电路两端，当干路电流为时，环境温度是多少？【答案】电压表的示数为时电路中的电流，由图乙知，当环境温度为时，的阻值为，则两端的电压，电源的电压  如果将R、并联在该电路两端，通过R的电流，通过电阻的电流，电阻的阻值，则环境温度是 11.双选如下图是暖箱温度显示器的原理图，已知电源电压恒为，是热敏电阻。如图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像，定值电阻的阻值为。暖箱工作时，下列说法正确的是A. 暖箱内温度升高时，电压表的示数变小
B. 当暖箱内温度为时，电压表的示数是
C. 若电压表的量程为，则暖箱内的最高温度是
D. 若将换成阻值更大的电阻，则暖箱内能达到的最高温度将降低【答案】CD【解析】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。
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，电路的总电阻减小，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，据此分析电压表的示数；
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；
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；
暖箱内的温度最高时，两端的电压3V不变，热敏电阻两端的电压1V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。
【解答】
由电路图可知，热敏电阻与定值电阻串联，电压表测两端的电压。
A.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，由可知，电路中的电流变大，电压表的示数变大，故A错误；
B.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：
，
电压表的示数：
，故B错误；
C.由可知，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3V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C正确；
D.暖箱内的温度最高时，两端的电压为3V不变，电源电压恒定为4V，则热敏电阻两端的电压为1V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正确。   12.如图甲所示，某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料能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，电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示．电源电压，定值电阻求：

在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少？

在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少？【答案】解：在重物下落的过程中，压力传感器受到的压力不变，电阻不变，电路中的电流不变，
由图乙可知，电路中的电流，
由可得，电路中的总电阻：
，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，压力传感器R的阻值：
；
在测试过程中，样品受到的撞击力最大时，压敏电阻的阻值最小，电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的最大电流，
此时电路中的总电阻：
，
则压力传感器R的阻值：
，
由图丙可知，样品受到的最大撞击力为600N。
答：在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是；
在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是600N。【解析】本题是一道信息给予题，由图示图象求出电流、力与电阻的对应关系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。
在重物下落的过程中，压力传感器受到的压力不变，电阻不变，电路中的电流不变，由图乙可知，重物下落过程电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出压力传感器R的阻值；
在撞击过程中，样品受到的撞击力最大时，压敏电阻的阻值最小，电路中的电流最大，根据图乙可知电路中的最大电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出压敏电阻的阻值，然后根据图丙得出样品受到的最大撞击力。