专题17 电学计算压轴培优专题训练-2022-2023学年九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练（人教版）

专题17 电学计算压轴培优专题训练（解析版） 1．如图所示，R1＝25Ω，小灯泡L的规格为“2.5V0.3A”，电源电压保持不变。（小灯泡的电阻不变）求： （1）小灯泡的电阻。 （2）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压。 （3）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的阻值。 【解答】解：（1）由I＝可得，小灯泡的电阻： RL＝＝＝Ω≈8.3Ω； （2）S1、S2都断开时，R1与L串联， 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光， 所以，电源的电压： U＝I（R1+RL）＝IL（R1+RL）＝0.3A×（25Ω+Ω）＝10V； （3）S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流， 则电路中的总电阻： R＝＝＝， 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以，＝+，即＝+， 解得：R2＝50Ω。 答：（1）小灯泡的电阻为8.3Ω； （2）电源的电压为10V； （3）R2的阻值为50Ω。 2．如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1＝10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，灯泡电阻不随温度变化。闭合开关S，当开关S1S2都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，电流表的读数为0.4A；当开关S1S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时，电流表的示数为0.9A，求： （1）电源电压为多少？ （2）小灯泡的电阻是多少？ 【解答】解：（1）闭合开关S，当开关S1S2都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，R1与R2阻值的一半串联，电流表测电路中的电流， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，由I＝可得，电源的电压： U＝I（R1+）＝0.4A×（10Ω+）＝8V； （2）当闭合开关S，闭合开关S1、S2时，灯泡L与R2的最大阻值并联，电表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，通过R2的电流： I2＝＝＝0.4A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，通过灯泡L的电流： IL＝I′﹣I2＝0.9A﹣0.4A＝0.5A， 则灯泡的电阻： RL＝＝＝16Ω。 答：（1）电源电压为8V； （2）小灯泡的电阻是16Ω。 3．有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）．其中AO：BO＝5：1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示。 压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 … 设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V．请回答： （1）踏板空载时，电流表读数是多少mA？ （2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10﹣4m2，则该秤的最大称量值是多少？ （3）为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘，我们需要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系。请你写出这个关系式。 【解答】解：（1）由表格数据可知，踏板空载时R＝300Ω， 则电流表读数： I＝＝＝0.016A＝16mA； （2）由p＝可得，压力传感器R表面能承受的最大压力： F＝pS＝2×106Pa×2×10﹣4m2＝400N， 由F×AO＝F′×BO得，该秤的最大称量值： F′＝F×＝400N×＝2000N； （3）由F×AO＝F′×BO得，人的体重G作用在压力传感器R表面上的压力： F＝G×＝， 由表格数据可得，压力传感器R的电阻与所受压力的关系： R＝300﹣F， 故此时对应的电阻为300﹣， 所以此时电流表的示数： I＝×1000（mA）＝（mA）。 答：（1）踏板空载时电流表读数为16mA； （2）该秤的最大称量值为2000N； （3）踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系为（mA）。 4．如图所示的电路，R2的阻值为20Ω，滑动变阻器R1上标有“2A”字样，两电流表量程均为0～3A。闭合开关S，电流表A1、A的示数分别为0.8A、1.2A。 （1）求R2两端电压U2。 （2）更换电源，用10Ω和30Ω的定值电阻先后替换R2，闭合开关S，在电路安全工作的情况下，移动滑片P，某个电流表示数的最大变化量分别为0.8A和1.6A，其中一次变阻器的电流达不到2A。 ①试分析变阻器的电流达不到2A的原因。 ②求变阻器的最大阻值R1max。 【解答】解：（1）闭合开关S，两电阻并联接入电路，电流表A1测通过R1的电流，电流表A测干路电流，两表的示数分别为0.8A、1.2A， 由于并联电路干路电流等于各支路电流之