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欧姆定律应用（综合拓展题汇）
1、半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的．因此，利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途．
(1)一个由某半导体材料制成的加热器，通电后，加热器在发热的同时，也在向外界放热．图甲为发热功率（P发热）和散热功率（P散热）与温度t之间关系的图象．

由图象可知．加热器工作时的稳定温度为 ________ ℃，当温度稍高于稳定温度时，P发热_______P散热（填“>”，“=”或“<”）；此时发热功率继续减小，可推知，元件的电阻在继续______________  ．（选填“增大”、“减小”或“不变”）
(2)如图乙是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像，若用该电阻R与电源(电压为3 V)、电流表(量程为0～5 mA)、电阻R’串联起来，连接成如图丙所示的电路．用该电阻R做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，得到一个简单的“金属电阻温度计”，电流刻度较大处对应的温度刻度较______________（选填“高”或“低”）；请通过计算说明，若R’=450Ω，则图丁中指针所指处对应的温度数值为 ______________  ℃．

2、阅读短文，完成下列问题：
热电阻温度计
热电阻温度计是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。 电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造。它是利用金属导体的电阻值随温度的改变而改变这一特性来进行温度测量的。电阻的主要类型有：1)普通型电阻 2)端面电阻 3)隔爆型电阻等。
某兴趣小组测出了一组关于热电阻R与温度t的数据(见表)，并利用该电阻制作了一个简单的“金属电阻温度计”。 他们将该热电阻与电压为1.5V的电池、电流表(量程为0～6mA)、阻值是150Ω定值电阻R′串联起来，连接成如图所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度。
温度t/℃
0
20
40
60
80
100
电阻R/Ω
50
70
90
110
130
150

(1)该金属材料的电阻随温度升高而______________(选填“增加”或“减小”)；
(2)电流刻度较大处对应的温度刻度______________ ；   
A．较大            B．较小           C．不能确定   
(3)该温度计能测量的最低温度是_____________________ ．
(4)将电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，温度刻度是否均匀？简要说明理由．

3、在如图所示的电路中，R2为0～50Ω的变阻器，合上开关后，V的示数为6V，A表的示数为2A，A1的示数为0.5A，求：（1）电阻R1的阻值；（2）变阻器R2连入电路部分的阻值；（3）如果A表的量程为0～3A，A1表的量程为0～0.6A，为了不使电表损坏，变阻器连入电路的阻值应在什么范围内？

4、我们知道，电源两极间存在电压。实验表明：不接用电器时，电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的，物理学中用“电动势”表征电源这一特性，即电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，用符号“E”表示，实际上由于电源内部有电阻，所以当电路中有电流通过时，电源的电阻也分得一定的电压。
如图（甲）所示，设闭合电路中的电流为I，外部电路的等效电阻为R，电源内部电阻为r（r为定值），电源电动势为E，根据串联电路电压特点有。
现有如图（乙）所示的电路，当变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数与电流表读数的变化情况，如图（丙）中AC、BC两直线所示。
（1）电压表、的示数与电流表的示数的变化图线分别为（丙）图中的哪一条？请加以说明。
（2）请你计算出定值电阻R0、变阻器的总电阻R分别为多少？

（甲）               （乙） （丙）

5、图甲表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表（实际上是量程为0-0.6 A的电流表改装而成），滑动变阻器R的最大值为60 Ω，金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度．电源电压为24 V，R0为定值电阻，

（1）R0的作用是                         ，当油箱油面下降时，油量表的示数将变      。
（2）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值（即电流表达到最大值,此时，滑动变阻器的触头在某一端），求R0的阻值．
（3）当油箱中的汽油用完时（此时滑动变阻器的触头在另一端），电路中的电流为多少？
（4）改装设计：用电压表代替电流表做油量表，图15中的乙图已画出部分电路，请在乙图中完成电路的设计。
   要求：当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零。
6、现有一个电阻元件Z，可能是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，也可能是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小。现用图示电路对其进行测试，其中R为定值电阻，电源电压可调，实验中从0开始逐渐增大电源电压，测得通过Z的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：

U/V
0.0
0.2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.000
0.050
0.100
0.150
0.180
0.195
0.200
0.205
利用这些数据绘出Z的I－U曲线如图所示。请根据表中数据和图线解决下列问题：
（1）Z是由        (金属/半导体) 材料制成的。当Z两端电压为1.5V时，Z消耗的电功率       W；
（2）当电源电压为U=3.5V时，电流表的读数为0.20A，求定值电阻R的阻值；
（3）在Z的I－U坐标图中作出电阻R的曲线图，并根据电阻元件Z和定值电阻R的图像分析，当电源电压调到某一适当值时，元件Z与定值电阻R消耗的电功率相等，求此时的电源电压。

Z的I－U曲线图

7、我市新区的亮化工程初见成效，每到夜晚，五光十色的小彩灯、霓虹灯将城区装扮得绚丽多彩，如下图左所示.小明和小华准备探究小彩灯的发光情况，通过观察发现，每个小彩灯上标有“2.5V 0.25A”的字样.
（1）要使小彩灯正常发光，应将　 　个这样的小彩灯　 　联在家庭电路的供电线路上.
（2他们发现，当其中一个小彩灯的灯丝断了，其余的小彩灯还能发光，这是为什么呢？他们找来一个小彩灯，砸破玻璃外壳，发现灯丝（设阻值为R1）上并联了一不发光的电阻R2，如下图右所示.关于R1 与R2的大小，通过查阅资料，他们了解到彩灯有两种：一种是R2比R1小很多，灯丝R1发光时，由于R2与R1的接触处有一薄的绝缘层，电流只能从R1中通过.当某一只小彩灯的灯丝断了，电路电压将击穿绝缘层，R2相当于导线，使电路导通，其余小彩灯还能发光，但亮度与原来相比　　　（不变/变亮/变暗），原因是电路中的电流　　，灯丝R1的实际功率　　（不变/变大/变小），若R1的实际功率大于1W时，灯丝就会熔断，则最多允许     盏小彩灯的灯丝断去，其余的小彩灯还能发光.
一种是R2比R1大很多，灯丝R1发光时流过R2的电流可以忽略不计，当灯丝R1断了，R使电路导通，其余小彩灯还能发光，但亮度与原来相比　　（不变/变亮/变暗）.若R2＝15R1，且R1的实际功率小于0.1W时，灯丝R1就不能发光,则最多允许    盏小彩灯的灯丝断去，其余的小彩灯还能发光.

8、如图所示，闭合开关S，滑动变阻器取四个不同阻值时，可以得出电流表和电压表的四组对应的值。这四组对应的值在图乙的U-I坐标中分别用a、b、c、D四个点表示（坐标原点表示的电压值和电流值均为零）。由这四个点作出的U-I图象为一条直线，延长直线交纵轴U轴）于E点，交横轴（I轴）于F点，若电源电压为U0，定值电阻的阻值为R0，据此分析：（1）E点表示的电流表、电压表的示数为为多少？此时电路处于什么状态？（2）F点表示的电压表、电流表的示数各是多少？此时电路处于什么状态？

9、甲烷气体(CH4)无色、无臭，是沼气的主要成份．甲烷气体在空气中的浓度在一定范围内，遇到明火会发生爆炸．由此，阳湖中学综合实践活动小组的同学就甲烷气体的浓度测量展开探究活动．小组同学通过上网查询，知道用二氧化锡制成的电阻阻值随空气中甲烷气体浓度(甲烷气体在空气中的体积分数)的增大而减小．他们从物理实验室借来一只二氧化锡电阻Rx，并从产品说明书上获取相关参数，如下表所示．
甲烷气体浓度／％
O
20
40
60
80
100
Rx／Ω
25
20
15
lO
7
5
(1)请在下图中作出二氧化锡电阻阻值Rx与甲烷气体浓度的关系图像．

(2)小组同学利用电压为6V的电源、阻值为15Ω的定值电阻R0、量程为“0～0.6A”及“0～3A”的电流表和二氧化锡电阻Rx制作成甲烷气体浓度检测仪，其电路图如图17所示．当甲烷气体浓度增大时，电流表的示数将          (变大／变小／不变)．为使读数更为准确，电流表的量程应选         A．
(3)甲烷气体浓度在5%～15％范围内，遇到明火会发生爆炸．如果某绿色农场利用该甲烷气体浓度检测仪检测沼气池中甲烷气体的浓度，当电流表的示数为0.16A时，请求出该沼气池中的甲烷气体浓度大约是多少?一旦遇到明火，是否会发生爆炸?

10、法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应，荣获了诺贝尔物理学奖。小明所在的“杰出”小组设计了如图所示的电路，来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答：
(1)断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示。由此可知，无磁场时GMR的电阻大小为    ▲  Ω；
实验序号
1
2
3
4
U／V
1.00
1.25
2.00
2.50
I／mA
2
2．5
4
5
(2)再闭合S1和S2，保持R1滑片位置不变，移动滑动变阻器R2的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示，可计算出有磁场时GMR的电阻大小；
实验序号
1
2
3
4
U／V
0.45
0.91
1.50
1.79
I／mA
0.3
0.6
1
1.2
通过上述实验，得出的结论是                                        ；
(3)得出结论后，激发了同学们的探究热情，他们利用刚才设计的电路并保持原有器材不变，进一步探究“巨磁电阻大小与磁场强弱是否有关”他们接着应进行的操作是：
                                                                 。
11、如图19所示电路，电源电压U0不变，初始时滑动变阻器的滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后滑片P向左滑过一段距离后电流表才有读数。且电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系如图20所示，则
（1）根据图象可知：断点位置在x等于      cm处，电源电压U0等于     V；
（2）电阻R等于多少欧姆？
（3）从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化
为多少欧姆？该滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是多少欧姆？
12、有一种“压力测量仪”，其测量部分的原理如图所示，由压敏电阻R(电阻值随所受压力变化而变化)、数字式仪表P(电阻可忽略不计)、滑动变阻器、电池等组成电路。压敏电阻R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如下表所示，R0为滑动变阻器用作仪表P的调零。台板部分的质量忽略不计，电源电压为12V。
（1）在图乙坐标中作出压敏电阻的电阻值与压力的关系图线。（2）由图线求压敏电阻为192Ω时，所受的压力是多大?
（3）台板上无物体，仪表P示数为零时R0为100Ω，电路中的电流是多大?由于某种测量需要，在台板上放置一块重250N的垫板，调整R0使仪表P示数为零，求此时调零电阻R0消耗的功率。

欧姆定律综合题（2017汇编）~ 7 ~