内容正文:
专题十 动态电路的计算
类型一 开关类
1.如图所示电路,电源电压恒定,已知R0的阻值为40 Ω,R的阻值为5 Ω,S1、S2都闭合时,电压表示数为9 V。若只闭合S1,电压表示数为( )
A.9V B.8V C.5V D.1V
2.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比U甲∶U乙=5∶4,则R1∶R2= ;当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲∶I乙= 。
3.在如图所示的电路中,电阻R1=6 Ω,R2=8 Ω,电源电压不变,R为定值电阻。当开关S接位置1时,电流表的示数为0.4 A,则此时R1两端的电压是 V;当开关S接位置2时,定值电阻R两端电压 (选填“变大”“不变”“变小”或“无法判断”)。
4.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为40 Ω.当开关S、S1均闭合时,电压表的示数是12 V.当开关S闭合、S1断开时,电压表的示数是4 V.问:
(1)电源电压有多大?
(2)电阻R2的阻值为多少?
类型二 滑动变阻器类
5.如图所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R的阻值为10 Ω,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从某位置向右滑动一段距离,使滑动变阻器阻值增加5 Ω,电流表示数减小了0.08 A,则电压表示数的变化是( )
A.增大0.4 V B.减小0.4 V
C.增大0.8 V D.减小0.8 V
6.如图所示两个电阻R1、R2,当R1接入的阻值为一半时,电压表的示数为6 V;当R1全部接入电路时,电压表的示数为10 V,则电源的电压为 V;如果R2的阻值是40 Ω,则R1的最大阻值为 Ω。
7.如图所示的电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。当闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P滑到最左端时,电压表V1的示数为3 V,电压表V2的示数为12 V。电源电压为 V;当滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,电压表V1的示数为1.5 V,电压表V2的示数为6 V,则电路中的电流为 A,电阻R2的阻值为 Ω。
8.如图所示,闭合开关,当滑片P移动到最左端A处时,电压表示数为6 V,电流表示数为0.6 A;当滑片P移动到最右端B处时,电压表示数为2 V.电源电压保持恒定,求:
(1)电源的电压。
(2)R的阻值。
(3)滑动变阻器的最大阻值。
类型三 实际应用类
9. 如图甲所示,电源电压恒为6 V,R为热敏电阻,其阻值随温度变化的关系图像如图乙所示,R0是阻值为10 Ω 的定值电阻。闭合开关S后,温度开始升高,电压表的示数会 (填“变大”“不变”或“变小”);温度为40 ℃ 时,电流表的示数为 A。
10.如图甲所示电路,R是定值电阻,Rt是半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示。小越按照图甲所示连接好电路并闭合开关,已知电源由两节新铅蓄电池串联而成,电压表示数此时为1 V,电流表示数0.2 A,此时热敏电阻阻值为 Ω;往Rt上擦一些酒精,则电压表示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.为防止酒驾,酒精测试仪被广泛使用。有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增大时,酒精气体传感器的阻值降低,其阻值R1随酒精气体浓度变化的关系图像如图甲所示。当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60 Ω。在图乙所示工作电路中,电源电压恒为8 V,定值电阻R2 = 20 Ω,则:
(1)当被检测者呼出酒精气体的浓度为0时,电压表的示数是多少?
(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2 mg/mL≤酒精气体浓度<0.8 mg/mL,当电流表的示数为0.2 A时,试通过计算判断被检测者是否酒驾。
(3)如果你是这个仪器的设计者,根据学习物理的体验,你认为该仪器最好通过什么现象来显示酒精浓度,说出你的理由。
参考答案
1.D
2.1∶4 1∶5
3.2.4 变小
4.解:(1)当S、S1均闭合时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,则电源的电压U=12 V。
(2)当S闭合、S1断开时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压。由欧姆定律可知,通过R1的电流I1===0.1 A;
因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的总电阻
R====120 Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R2的阻值
R2=R-R1=120 Ω-40 Ω=80 Ω。
5.C
6.30 20
7.15 0.375 16
8.解:
(1)由图知,当滑片P在A端时,只有R连接入电路,电压表测R两端电压,即电源电压,所以电源的电压U=6V。
(2)滑片P在A端时,电压表示数为6V,电流表示数为0.6A,由欧姆定律可得,R的阻值R===10Ω。
(3)由图知,当滑片P在B端时,R与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流。由串联电路特点和欧姆定律可得,
此时电路中的电流I'=I滑=IR===0.2A,
此时滑动变阻器两端的电压U滑=U-UR=6V-2V=4V,
所以滑动变阻器的最大阻值R滑===20Ω。
9.变小 0.2
10.15 变小
11.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端电压,电流表测电路中的电流。
(1)由当酒精气体的浓度为0时,R1=60 Ω,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可得,电路中的电流I===0.1 A,
则电压表的示数U1=IR1=0.1 A×60 Ω=6 V。
(2)当电流表的示数为0.2 A时,电路的总电阻R===40 Ω,
此时酒精气体传感器的电阻R1′=R-R2=40 Ω-20 Ω=20 Ω,
由图甲可知,对应的酒精含量是0.3 mg/mL,
由酒驾标准0.2 mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8 mg/mL可知,此人酒驾。
(3)由题意知,当接触到的酒精气体浓度增大时,酒精气体传感器的阻值降低,电路的总电阻减小,则电路中的电流变大,电流表示数变大;由U=IR知定值电阻两端的电压变大,则酒精气体传感器两端的电压变小,即电压表示数变小。为使酒精气体浓度增大时,仪表示数也增大,最好用电流表的示数来显示酒精气体浓度。
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