内容正文:
专题训练(十) 图像综合计算
类型1 简单图像问题
1.如图1甲所示的电路,电源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
图1
2.[2020·牡丹江] 张华同学在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理绘出了如图2所示的图像,根据图像,下列说法错误的是 ( )
A.当在导体乙的两端加上1 V的电压时,通过导体乙的电流为0.1 A
B.将甲、乙两导体并联后接到电压为3 V的电源上时,干路中的电流为0.9 A
C.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
D.导体甲的电阻大于导体乙的电阻
图2 图3
3.[2019·呼和浩特] 用电器甲和乙,其电流与其两端电压的关系如图3所示,其中直线表示用电器甲的电流与其两端电压的关系图像。下列说法中正确的是 ( )
A.用电器甲的电阻不变,大小为0.1 Ω
B.用电器乙的电阻随着电流增大而变大,最大值为10 Ω
C.如果把这两个用电器串联接在6 V的电源上,电路中的电流是0.43 A
D.如果把这两个用电器并联接在4 V的电源上,干路中的电流是0.65 A
4.[2020·桂林] 如图4①所示的电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U-I”关系图像如图②所示,则下列判断正确的是( )
图4
A.电源电压为10 V
B.定值电阻R1的阻值为20 Ω
C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10 Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3 A
规律方法
解决图像问题的一般流程:
类型2 多图像问题
5.如图5甲所示的电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S后,在移动滑片P的过程中,电流表的示数I与R的阻值关系图像如图乙所示,电压表的示数U与R的阻值关系图像如图丙所示,则R0的阻值为 Ω,电源电压为 V。
图5
6.如图6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。在某次测试时将材料样品(不计重力)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。已知电源电压U=24 V,定值电阻R0=10 Ω,求:
(1)在重物下落的过程中压力传感器的电阻。
(2)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力。
图6
规律方法
解决多图像问题的核心思路:
类型3 跨板块图像问题
7.[2020·贵港] 小亮设计了一个水位监测报警装置,其电路如图7甲所示,电源电压为3 V不变,报警器(电阻不计)中通过的电流达到或超过10 mA时会报警。监测头是一个放置于水底的压敏电阻,受力面积为2 cm2,其阻值R随压力F的变化规律如图乙所示。监测头在压力超过28 N时不能正常工作,该装置能监测的最大水深是 m。若要该装置在水深达到11 m时开始报警,则电阻箱接入电路的阻值应为 Ω。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
图7
8.[2020·泰安] 小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置,他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置,其工作原理如图8甲所示。OAB为水平杠杆,OB长1 m,O为支点,OA∶AB=1∶4,平板上物体所受重力的大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10 Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
图8
(1)当电池组电压U0=12 V,平板上物体所受重力分别是80 N和100 N时,闭合开关S,分别求出电流表的读数。
(2)电池组用久后电压变小为U1,这时平板上物体重100 N时,电流表读数为0.3 A,求U1的大小。
(3)在第(2)问情况中,电池组电压大小为U1,要求平板上重为100 N的物体对应的电流表读数和电池组电压U0=12 V的情况下相同,小明采取了两种解决办法:
①其他条件不变,只更换电阻R0,试求出更换后的R0'的大小。
②其他条件不变,只水平调节杠杆上触点A的位置,试判断并计算触点A应向哪个方向移动?移动多少厘米?
答案
1.12 16
2.D
3.D [解析] 由图像可知,用电器甲电流与其两端电压的图像为过原点的直线,则用电器甲的电阻不变,