专项14 综合计算题-北师大版（北京）九年级全一册期末专项（初中物理）

原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 专项 综合计算题 1.如图所示电路，电源电压不变，电阻R1的阻值为 10Ω，电阻R2的阻值为 15Ω，当开关S1 闭合时，电流表的示数为 0.3A。试求： (1)电源电压是多少？ (2)当开关S1和S2都闭合时，电流表的示数是多少？ 2.如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R1 = 10 Ω.闭合开关 S，滑动变阻器滑片 P从 a 端移动到 b端，两电表示数变化关系如图乙中的线段 AB所示．求： (1)当滑动变阻器滑片 P在 a端时，电压表的示数； 考点 1 纯电路类计算 考点 2 多挡位电路计算 考点 3 实际应用类综合计算 模块导航 考点 1 纯电路类计算 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 (2)电源电压； (3)滑片 P滑到 ab中点时电压表的示数． 3.有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示。电源电压为 15V，灯泡 L的正常工作 电压为 12V，通过灯泡 L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示。求： (1)小灯泡正常工作时，小灯泡的电阻； (2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率； (3)移动滑片，使通过灯的电流为 0.6A，此时滑动变阻器 R连入电路的阻值是多少？ 4.如图所示电路中，小灯泡 L标有“6V3W”字样，R2为 3Ω，当S1、S2都闭合时，电流表示 数为 0.7A，这时小灯泡 L正常发光。灯的电阻不变，求： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 (1)电源电压 U； (2)电阻R1的阻值； (3)当S1、S2都断开时，小灯泡 L消耗的功率。 5.如图所示，电源电压保持不变，小灯泡规格是“3V 1.5W”，R1 = 10Ω，滑动变阻器R2 上标有“20Ω 1A”，电压表选用 3V量程。断开S2，闭合 S和S1，当滑片 P移到变阻器中 点时，小灯泡正常发光。求： (1)小灯泡正常发光时的电流； (2)电源电压； (3)断开S1，闭合 S和S2，在保证电路元件安全前提下，电路消耗的最大功率是多少。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 4 6.如图所示，电源电压恒为 4.5 V，灯泡 L上标有“3 V 1.5 W”字样，滑动变阻器R2上标有“ 15 Ω 1 A”字样，定值电阻R1阻值为 10 Ω，电流表量程为 0—3 A，电压表量程为 0—3 V， 不计温度对灯丝电阻的影响。求： (1)灯泡正常工作时电阻为多大； (2)当开关 S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为多大； (3)当开关 S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范 围。 7.如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压为 220V。R1和R2均为电熨斗底板中 的加热元件，R2的阻值为 66Ω，只闭合S1时为低温挡，电功率为 440W。同时闭合S1和S2时为 高温挡，试求： 考点 2 多挡位电路计算 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 5 (1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？ (2)电阻R1的阻值是多少？ (3)高温挡的电功率是多少？ 8.如图甲为某一款多挡位电热水器，内部简化电路如图乙所示，电热水器的加热功率可以实现 低挡位、中挡位、高挡位三个挡位工作，已知 U = 220V、R1 = 44Ω，R2 = 88Ω、c水 = 4.2 × 10 3J/ (kg ⋅℃)。 (1)将 50kg的水从 20℃加热到 60℃，水吸收的热量是多少； (2)求该电热水器低挡位工作时的功率是多少？ (3)当电热水器用高挡位加热，将 50kg的水从 20℃加热到 60℃用时 1.5h，求电热水器此挡位 的加热效率。(保留一位小数) 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 6 9.如图甲所示是创客实践活动中常用到 3D打印笔。塑胶在笔中加热，热熔后被挤出，然后在 空气中迅速冷却，最后固化成稳定的形状，此打印笔有快慢两挡，其内部加热部分的简化电路 如图乙所示，R1、R2是用于发热的定值电阻，其中R1为 1595Ω。该 3D打印笔快挡功率为 80W， 打印 2min刚好将 15g的塑胶从 20℃加热到 260℃，塑胶的比热容为 2 × 103J/(kg ⋅℃)。求： (1)塑胶吸收的热量； (2)用打印笔快挡打印时的热效率； (3)该打印笔慢挡时的打印功率。 10.如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和 口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其 中S2有 A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当S1闭合，S2连接 触点 A时，处于高温挡，高温功率 1100W。已知 R1 = 55Ω，问： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 7 (1)处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是多大？ (2)求电阻R2的阻值。 (3)当S1断开，S2连接触点 B时，处于低温挡，求此时电路的总功率。 (4)如图丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗 的电能。 11.如图甲所示为一个超声波加湿器，如图乙所示为其内部湿度监测装置的简化电路图，已知 电源电压为 12V，定值电阻R0的阻值为 30Ω，电流表的量程为 0～200mA，电压表的量程为 0～9V.湿敏电阻 R的阻值随湿度RH变化的关系图象如图丙所示，其阻值最大为 120Ω(图中未 画出)。在电路安全工作的前提下，求： (1)当电流表的示数为 0.2A时，R接入电路中的阻值是多少Ω？ (2)当电压表示数为 7.5V时，通过Ro的电流是多少 mA？ (3)装置能监测湿度的最大值多少？ 考点 3 实际应用类综合计算 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 12.酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。如图甲是酒精测试仪工作电路原理图，电源 电压 U = 6V；R1为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化，如图乙所示。气体 中酒精含量大于 0且小于 80mg/100mL为酒驾，达到或者超过 80mg/100mL为醉驾。使用前 通过调零旋钮(即滑动变阻器R2的滑片)对测试仪进行调零，此时电压表示数为U1 = 5V，调零 后R2的滑片位置保持不变。 (1)当电压表示数为U1 = 5V时，求R1消耗的电功率； (2)当电压表示数为U1 = 5V时，求R2接入电路中的阻值； (3)某次检测中，电流表示数I1′ = 0.4A，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。 13.如图甲是物理兴趣小组设计的身高体重测量仪的原理图。电源UA的电压为 3V，电源UB电 压恒定，R2为定值电阻。水平脚踏板下方有压敏电阻R1，其阻值随压力 F大小变化图像如图乙 所示。滑动变阻器 R是竖直固定放置的电阻棒，其滑片 P可以随身高的变化竖直上下移动。 同时闭合开关S1、S2，小华站在踏板上时，电流表A1的示数为 0.15A，A2的示数为 0.3A，此时 滑片恰好在 R的中点，电压表示数为 3V；小明站在踏板上时，电压表示数为 3.6V，电流表A2 的示数为 0.24A。问： 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 9 (1)小华和小明的身高更高的是？ (2)小华的体重是多少？ (3)滑动变阻器 R的最大阻值是多大？ (4)电源UB的电压和R2的阻值分别是多大？ 14.小岩利用热敏电阻设计了一个温度可自动控制的孵化小鸡装置，如图甲所示。控制电路中 热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，电磁铁线圈可看作阻值为 20Ω的纯电阻R0， G为理想电流表，电源电压U1恒定，热敏电阻R1和一只标有“220V 1100W”的电阻丝 R安装 在恒温箱内，当电磁铁线圈中的电流大于或等于 40mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断 开；当线圈中的电流小于或等于 20mA时，继电器的衔铁被释放，工作电路闭合。求： (1)电阻丝正常工作时的电流。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 10 (2)若恒温箱的最高温度不得高于 40℃，则电源电压U1至少多大？在此电压下，恒温箱的最低 温度是多少？ 15．小龙设计了一个自动注水喷淋系统，电路原理如图甲所示。控制电路的电源电压 1 18VU  ， 0R 为定值电阻，圆柱体水箱底面积 20.45mS  ， NR 为压敏电阻置于水箱底部，阻值随水位变化 关系如图乙。工作电路包括注水系统和喷淋系统，电源电压 2 220VU  。电磁铁线圈电阻忽略不 计。 ①当水箱内的水位上升到 2m 时，通过电磁铁线图的电流 0.2AI  ，衔铁恰好被吸下，注水系统 停止工作，此时电流表示数 1 1AI  ； ②当水位下降到 1m 时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始工作，此时电流表示数 2 2AI  。 求： （1）当水箱内水位达到 2m 时，控制电路中压敏电阻 NR 的电功率； （2）定值电阻 0R 的阻值； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 11 （3）已知喷淋系统一直喷水，每秒钟喷水恒为 30.001m ，注水系统工作时，每秒钟给水箱注水 恒为 30.004m ，水箱注满一次水，工作电路消耗的电能。 16．如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如 图乙所示。当室温上升至 28℃时冷却系统开始工作，当室温降至 23℃时停止工作。Rt为热敏 电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为 0.15A 时，衔铁刚好被吸下，控制 电路电源电压恒为 3V。定值电阻 R0为 100Ω，线圈电阻忽略不计。求： （1）受控电路 30min 内消耗的电能； （2）受控电路工作时，通过电阻 R0的电流； （3）热敏电阻 Rt的变化范围。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 12 17.“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一。图甲是某女生测试示意图。图乙是学习小 组设计的测试仪电路原理图，电压表量程为 0～3V，滑动变阻器R1由长为 30cm、粗细均匀的 电阻棒改装而成，规格为 1Ω/cm，允许通过的最大电流为 0.45A。测试时，通过推动塑料挡 板带动滑片 P从最左端向右移动，并通过电压表的示数反映学生的测试结果。小丽推出滑片的 距离为 L = 12.5cm时，电压表的示数为 2.5V。小红推出滑片的距离为 L = 8cm时，电压表的 示数为 2V。表格是初三女生测试等级与滑片 P移动距离 L的关系。 初三女生测试等级标准 不合格 合格 良好 优秀 滑片移动距离 L/cm < 8.7 8.7 ≤ L < 21.7 21.7 ≤ L < 25.1 ≥ 25.1 求：(1)小丽推出滑片的距离为 L = 12.5cm时，通过电路中电流为多少； (2)电源电压 U； (3)为保护电路安全，滑片能够移动的范围； (4)该测试仪不能测出表中所有的等级，在保证电路各元件安全的情况下，你有什么方法可以 扩大它的测试范围？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 专项 综合计算题 1.解：(1)当只闭合开关 S时，电路是R1的简单电路，由 I = U R 可得电源电压为： U = I1R1 = 0.3A × 10Ω = 3V； (2)当开关 S、S1都闭合时，两电阻并联，电流表测量干路的电流， 通过R2的电流：I2 = U R2 = 3V 15Ω = 0.2A， 因并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以电流表的示数： I = I1 + I2 = 0.3A + 0.2A = 0.5A； 答：(1)电源电压是 3V； (2)当开关S1和S2都闭合时，电流表的示数是 0.5A。 2.解：(1)开关 S闭合后，滑动变阻器R2与定值电阻R1串联，电流表测电路中的电流，电压表 测滑动变阻器R2连入电路部分 Pb两端的电压，当滑动变阻器滑片在 a端时，变阻器连入电 路中的电阻最大，根据欧姆定律，电路中电流最小，从题图乙知，此时电路中电流 I = 0.2 A， 电压表示数为 4 V； (2)滑动变阻器滑片 P在 a端时，定值电阻R1两端的电压U1 = IR1 = 0.2 A × 10 Ω = 2 V， 根据串联电路中电压的规律：电源电压 U = U1 + U2 = 2 V + 4 V = 6 V； (3)由(1)知，滑动变阻器的最大阻值R2 = U2 I = 4V 0.2A = 20Ω．P在 ab中点时，滑动变阻器连 入电路中的电阻R ′2 = 10Ω，电路中的电流 I ′ = U R1+R ′ 2 = 6V 10Ω+10Ω = 0.3A， 电压表的示数U ′2 = I ′R ′2 = 0.3A × 10Ω = 3V． 3.解：(1)当灯泡 L正常发光时，其两端的电压UL = 12V，由图乙可知通过的电流IL = 0.8A； 由欧姆定律可得灯泡正常工作时的电阻：RL = UL IL = 12V 0.8A = 15Ω； (2)串联电路总电压等于各部分电压之和，所以变阻器两端的电压：UR = U − UL = 15V − 12V = 3V， 串联电路各处电流都相等，滑动变阻器消耗的电功率：PR = URI = 3V × 0.8A = 2.4W； (3)移动滑片，使通过灯的电流为 0.6A，由图乙知，此时灯两端的电压为 6V， 串联电路总电压等于各部分电压之和，所以变阻器两端的电压：UR′ = U − UL′ = 15V − 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 6V = 9V， 串联电路各处电流都相等，故此时变阻器连入电路的阻值：R = UR′ I′ = 9V 0.6A = 15Ω。 答：(1)小灯泡正常工作时，小灯泡的电阻为 15Ω； (2)小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为 2.4W； (3)移动滑片，使通过灯的电流为 0.6A，此时滑动变阻器 R连入电路的阻值是 15Ω。 4.解：(1)当S1、S2都闭合时，R1与 L并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光， 所以，电源的电压 U = UL = 6V； (2)由 P = UI可得，灯泡正常发光时通过灯泡的电流：IL = PL UL = 3W 6V = 0.5A， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流：I1 = I − IL = 0.7A − 0.5A = 0.2A， 由 I = U R 可得，电阻R1和灯泡 L的阻值分别为：R1 = U I1 = 6V 0.2A = 30Ω，RL = U IL = 6V 0.5A = 12Ω； (3)当S1、S2都断开时，L与R2串联， 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：I′ = U RL+R2 = 6V 12Ω+3Ω = 0.4A， 小灯泡 L消耗的功率：PL = (I′)2RL = (0.4A)2 × 12Ω = 1.92W。 答：(1)电源电压为 6V； (2)电阻R1为 30Ω； (3)当S1、S2都断开时，小灯泡 L消耗的功率为 1.92W。 5.解：(1)根据 P = UI得小灯泡正常发光时的电流为： I = PL UL = 1.5W 3V = 0.5A； (2)断开S2，闭合 S和S1，小灯泡和滑动变阻器串联，当滑片 P移到变阻器中点时，小灯泡 正常发光，电路中的电流为 I = 0.5A，滑动变阻器两端的电压为：U滑 = I × 1 2 R滑大 = 0.5A × 1 2 × 20Ω = 5V， 根据串联电路电压的规律知电源电压为：U = UL + U滑 = 3V + 5V = 8V； (3)断开S1，闭合 S和S2，电路为R1和R2的串联电路，电压表测R1两端的电压，当电压表示 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 数为 3V时，电路中的电流最大，电路的总功率最大； 电路中的最大电流为：I大 = UV R1 = 3V 10Ω = 0.3A， 电路的最大功率为：P大 = UI大 = 8V × 0.3A = 2.4W。 答：(1)小灯泡正常发光时的电流为 0.5A； (2)电源电压为 8V； (3)断开S1，闭合 S和S2，在保证电路元件安全前提下，电路消耗的最大功率是 2.4W。 6.解：(1)根据 P = U 2 R 得，灯泡正常工作时电阻：RL = U 额 2 P 额 = (3V) 2 1.5W = 6Ω； (2)当开关 S、S1、S2 闭合，S3 断开时，灯泡 L被短路，定值电阻 R1与滑动变阻器R2 并 联， 当滑动变阻器R2的阻值最大为 15Ω时，电路总电流最小，电路总功率最小，通过 R1的电 流：I1 = U R1 = 4.5V 10Ω = 0.45A，通过滑动变阻器R2的电流：I2 = U R2 = 4.5V 15Ω = 0.3A， 电路最小总功率：P最小 = U × (I1 + I2) = 4.5V × (0.45A + 0.3A) = 3.375W； (3)当开关 S、S3闭合，S1、S2 断开时，R1断路，灯泡 L与滑动变阻器R2串联，电压表测滑 动变阻器R2两端电压灯泡的额定电流：I额 = P 额 U 额 = 1.5W 3V = 0.5A； 因为灯泡额定电流I额 = 0.5A，电流表量程为 0～3A，滑动变阻器标有“15Ω 1A”字样， 所以，在确保电路元件安全的情况下，电路中最大电流为 I最大 = I额 = 0.5A，此时滑动变 阻器 R2阻值最小， 则电路最小总电阻：R最小 = U I 最大 = 4.5V 0.5A = 9Ω 滑动变阻器R2最小阻值：R2最小 = R最小 − RL = 9Ω − 6Ω = 3Ω； 因为电压表量程为 0～3V，所以在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器两端电压最大 为 U2 = 3V 时，此时滑动变阻器阻值最大，此时电路中电流：I最小 = U−U2 RL = 4.5V−3V 6Ω = 0.25A， 滑动变阻器R2最大阻值：R2最大 = U2 I 最小 = 3V 0.25A = 12Ω，综上所述滑动变阻器的阻值范围 为 3Ω～12Ω。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 4 答：(1)灯泡正常工作时电阻为 6Ω； (2)当开关 S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为 3.375W； (3)当开关 S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值 范围为 3Ω～12Ω。 7.解：(1)只闭合S1时为低温挡，电功率为 440W，由 P = UI可得，电路中的电流： I = P 低 U = 440W 220V = 2A； (2)只闭合S1时，R1与R2串联，电熨斗处于低温挡，由 I = U R 可得，电路的总电阻： R = U I = 220V 2A = 110Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R1的阻值： R1 = R − R2 = 110Ω − 66Ω = 44Ω； (3)同时闭合S1和S2时，电路为R1的简单电路，电熨斗处于高温挡，则高温挡的电功率： P高 = U2 R1 = (220V) 2 44Ω = 1100W。 答：(1)低温挡工作时，电路中的电流是 2A； (2)电阻R1的阻值是 44Ω； (3)高温挡的电功率是 1100W。 8.解：(1)水吸收的热量： Q吸 = c水m(t − t0) = 4.2 × 10 3J/(kg ⋅℃) × 50kg × (60℃ − 20℃) = 8.4 × 106J； (2)已知R1 < R2，当电路中只有R2时，电路的电阻最大，由 P = U2 R 可知电路的电功率最小， 即低挡位； 则低挡位工作时的功率为：P低 = U2 R2 = (220V) 2 88Ω = 550W； (3)由图可知，当S1和S2均闭合时，R1和R2并联，由并联电路的电阻特点可知，此时电路总 电阻最小，由 P = U 2 R 可知此时电功率最大，即高挡位； 高挡位的电路总电阻：R = R1R2 R1+R2 = 44Ω×88Ω 44Ω+88Ω = 88 3 Ω， 则高挡位的功率为：P高 = U2 R = (220V) 2 88 3Ω = 1650W， 高挡位工作 1.5h消耗的电能为：W = p高t′ = 1650W × 1.5 × 3600s = 8.91 × 10 6J； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 5 由(1)知水吸收的热量：Q吸 = 8.4 × 10 6J， 则电热水器此挡位的加热效率：η = Q 吸 W × 100% = 8.4×10 6J 8.91×106J × 100% ≈ 94.3%。 答：(1)将 50kg的水从 20℃加热到 60℃，水吸收的热量是 8.4 × 106J； (2)该电热水器低挡位工作时的功率是 550W； (3)当电热水器用高挡位加热，将 50kg的水从 20℃加热到 60℃用时 1.5h，电热水器此挡位 的加热效率为 94.3%。 9.解：(1)塑胶吸收的热量： Q吸 = cm(t − t0) = 2 × 10 3J/(kg ⋅℃) × 15 × 10−3kg × (260℃ − 20℃) = 7.2 × 103J； (2)由 P = W t 可知，快挡打印时消耗的电能：W = P快t′ = 80W × 2 × 60s = 9.6 × 10 3J， 用打印笔快挡打印时的热效率：η = Q 吸 W × 100% = 7.2×10 3J 9.6×103J × 100% = 75%； (3)由图乙可知，当开关 S接 1时，只有R2工作，当开关 S接 2时，R1、R2串联； 根据串联电路的电阻特点可知，当开关 S接 2时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，由 P = U2 R 可知，电路中的电功率最大，打印笔处于快挡状态； 由 P = U 2 R 可知，R2的阻值：R2 = U2 P 快 = (220V) 2 80W = 605Ω， 当开关 S接 1时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻：R = R1 + R2 = 1595Ω+ 605Ω = 2200Ω，该打印笔慢挡时的打印功率：P慢 = U2 R = (220V) 2 2200Ω = 22W。 答：(1)塑胶吸收的热量为 7.2 × 103J； (2)用打印笔快挡打印时的热效率为 75%； (3)该打印笔慢挡时的打印功率为 22W。 10.解：(1)高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流：I = P 高 U = 1100W 220V = 5A； (2)由电路图知，当 S1闭合， S2连接触点 A时，处于高温挡，电阻 R1、 R2并联， 通过 R1的电流：I1 = U R1 = 220V 55Ω = 4A， 通过 R2的电流 ：I2 = I − I1 = 5A − 4A = 1A，R2的阻值：R2 = U I2 = 220V 1A = 220Ω； (3) 由电路图知，当 S1断开， S2连接触点 B时，处于低温挡，电阻 R1和 R2串联， 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 6 电路的总电阻：R总 = R1 + R2 = 55Ω+ 220Ω = 275Ω， 此时电路消耗的功率：P低 = U2 R 总 = (220V) 2 275Ω = 176W； (4) 由电路图知，只闭合开关 S1时，只有电阻 R1接入电路，处于中温挡。 此时电路消耗的功率：P中 = U2 R1 = (220V) 2 55Ω = 880W， 结合丙图，电饭煲煮一次饭消耗的总电能： W = W1 +W2 +W3 = P高t1 + P中t2 + P低t3 ​ = 1100W × 10 × 60s + 880W × 15 × 60s + 176W × 5 × 60s = 1.5048 × 106J。 答：(1)处于高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流是 5A；(2)电阻 R2的阻值是 220Ω； (3)此时电路的总功率为 176W；(4)本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能是 1.5048 × 106J。 11.解：由图可知，定值电阻R0与湿敏电阻 R串联，电压表测量湿敏电阻 R两端的电压，电 流表测量电路中的电流； (1)当电流表的示数为 0.2A时，由 I = U R 可得此时的总电阻：R总 = U I = 12V 0.2A = 60Ω， 因串联电路总电阻等于各电阻之和，所以此时 R 接入电路中的阻值为：R = R总 − R0 = 60Ω − 30Ω = 30Ω； (2)当电压表示数为 7.5V时，由串联电路的电压特点可得，R0两端的电压： U0 = U − UR = 12V − 7.5V = 4.5V， 此时通过R0的电流：I′ = U0 R0 = 4.5V 30Ω = 0.15A = 150mA； (3)由图丙可知，湿度越大，湿敏电阻 R的阻值越大，由串联分压规律可知，湿敏电阻两端 的电压也越大(即电压表示数越大)，因为电压表量程为 0～9V，所以湿敏电阻 R两端的电 压最大为 9V时，此时监测的湿度最大；根据串联电路总电压等于各电阻两端的电压之和可 知，R0两端的最小电压： U0最小 = U − UR最大 = 12V − 9V = 3V， 则电路中的最小电流：I最小 = U0小 R0 = 3V 30Ω = 0.1A， 根据欧姆定律可知，R接入电路的最大阻值：R最大 = UR最大 I 最小 = 9V 0.1A = 90Ω；由图乙可知能监 测湿度的最大值为 80%。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 7 答：(1)当电流表的示数为 0.2A时，R接入电路中的阻值为 30Ω； (2)当电压表示数为 9V时，通过R0的电流为 150mA； (3)装置能监测湿度最大值为 80%。 12.解：(1)由电路图可知，气敏电阻R1与变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表 测电路中的电流， 由图象可知，气体中酒精含量为 0mg/100mL时，气敏电阻的阻值R1 = 50Ω， R1消耗的电功率：P1 = U1 2 R1 = (5V) 2 50Ω = 0.5W； (2)此时R2两端的电压：U2 = U − U1 = 6V − 5V = 1V， 根据串联电路的分压规律可得： U1 U2 = R1 R2 ，即： 5V 1V = 50Ω R2 ，解得R2接入电路中的阻值：R2 = 10Ω； (3)某次检测中，电流表示数I1′ = 0.4A，根据欧姆定律可得，此时电路的总电阻： R总 = U I1′ = 6V 0.4A = 15Ω，由电阻的串联可得，此时气敏电阻R1的阻值：R1′ = R总 − R2 = 15Ω − 10Ω = 5Ω， 由图象可知，R1′ = 5Ω时，气体中酒精含量大于 80mg/100mL，则此驾驶员属于醉驾。 答：(1)R1消耗的电功率为 0.5W； (2)R2接入电路的阻值为 10Ω； (3)此驾驶员为醉驾。 13.解：(1)由图甲知，升高越高，滑动变阻器的电阻越大，根据 I = U R 知在电压一定时，电流 越小，电流表A2的示数越小，所以小明的身高更高； (2)根据右图电路可知，电路为R1的简单电路，电流表测量电路电流，小华站在踏板上时， 电流表A1的示数为 0.15A，根据 I = U R 知R1的电阻为：R1 = UA I1 = 3V 0.15A = 20Ω， 由图乙知此时的压力 F = 500N，由于压力等于重力，所以小华的重力：G = F = 500N； (3)根据左图电路可知，滑动变阻器与R2串联，电流表A2测量电路电流，电压表测量滑动变 阻器两端电压，小华站在踏板上时，电流表A2的示数为 0.3A，此时滑片恰好在 R的中点， 电压表示数为 3V， 根据 I = U R 知滑动变阻器一半的电阻为：R2 = U I2 = 3V 0.3A = 10Ω， 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 滑动变阻器的最大电阻为：R2大 = 2R2 = 2 × 10Ω = 20Ω； (4)小华站在上面时，A2的示数为 0.3A，B的电源电压为：UB = 0.3A × (10Ω+ R2)-----① 小明站在踏板上时，电压表示数为 3.6V，电流表A2的示数为 0.24A，B的电源电压为：UB = 3.6V + 0.24A × R2--------② 由①②知UB = 6V，R2 = 10Ω。 答：(1)小明的身高更高；(2)小华的体重是 500N；(3)滑动变阻器 R的最大阻值是 20Ω； (4)电源UB的电压为 6V、R2的阻值为 10Ω。 14.解：(1)电阻丝 R标有“220V1100W”，根据 P = UI可得： 电阻丝正常工作时的电流为：I = P 额 U 额 = 1100W 220V = 5A； (2)当温度为 40℃时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开；此时线圈的电流为 I = 40mA = 0.04A， 由图乙可知，当温度为 40℃时，R1 = 280Ω，则总电阻：R总 = R1 + R0 = 280Ω + 20Ω = 300Ω， 由 I = U R 可得电源电压：U = IR总 = 0.04A × 300Ω = 12V； 当线圈中的电流 I′ = 20mA = 0.02A时，继电器的衔铁被释放，工作电路闭合，此时恒温 箱的温度最低， 由 I = U R 可得，此时的总电阻：R总′ = U I′ = 12V 0.02A = 600Ω， 则R1′ = R总′− R0 = 600Ω − 20Ω = 580Ω，由图象可得对应的温度为 34℃。 答：(1)电阻丝正常工作时的电流为 5A。 (2)若恒温箱的最高温度不得高于 40℃，电源电压U1至少 12V；在此电压下，恒温箱的最低 温度是 34℃。 15.（1）2.4W；（2）30Ω；（3）6.6×10 4 J 解：（1）由甲图知，控制电路中 0R 和 NR 串联，由乙图可知，当水箱内水位达到 2m 时 60ΩNR  控制电路中电流 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 9 0.2AI  所以 NR 的功率  22 0.2A 60Ω 2.4WNP UI I R      （2）当水位为 2m 时，根据串联电路特点和欧姆定律可得 0R 的阻值，由 UI R  得 18V 90Ω 0.2A UR I    0 90Ω 60Ω 30ΩNR R R     （3）由工作电路可知，注水和喷淋系统是并联的，都工作时干路电流 2 2AI  注水系统从水位 1m 开始注水到 2m，注水的总体积  2 3Δ 0.45m 2m 1m 0.45mV S h    总 注水的同时喷淋系统一直工作，所以注水时间 3 3 3 0.45m 150s 0.004m / s 0.001m / s t    工作电路消耗的电能 4220V 2A 150s 6.6 10 JW UIt      答：（1）当水箱内水位达到 2m 时，控制电路中压敏电阻 RN的电功率为 2.4W； （2）定值电阻 R0的阻值为 30Ω； （3）已知喷淋系统一直喷水，每秒钟喷水恒为 0.001m 3 ，注水系统工作时，每秒钟给水箱 注水恒为 0.004m 3 ，水箱注满一次水，工作电路消耗的电能为 6.6×10 4 J。 16.（1）1.44×10 6 J；（2）0.03A；（3）20Ω≤Rt＜25Ω 解：（1）由图像可知，受控电路 30min 内工作了 20min 消耗的电能为 W＝Pt＝1200W×20×60s＝1.44×106J （2）衔铁被吸下时，受控电路工作，此时控制电路中 R0与 Rt并联，由并联电路中电压的规 律知，R0两端的电压为 U0＝U＝3V 通过电阻 R0的电流为 0 0 0 3V 0.03A 100Ω UI R    （3）当室温上升至 28℃时冷却系统开始工作前，控制电路只有热敏电阻接入电路，此时 0R 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 10 断路，此时经过热敏电阻的电流最大为 0.15A，电阻最小时恰好衔铁被吸下，因此可以求出 Rt的最小值 ma min x 3V 20Ω 0.15At t UR I    衔铁被下瞬间，冷却系统开始工作，温度不再上升，而是下降，电阻 Rt开始变大，但由于 衔铁被吸下后定值电阻 0R 被接入电路， 0R 与 tR 并联，当电路中的总电流小到 0.15A 时，衔 铁才会被弹回，此时经过 tR 的电流为 It＝I－I0＝0.15A－0.03A＝0.12A 此时 Rt的阻值最大为 3V 25Ω 0.12At t UR I    因为 Rt的阻值随温度的升高而减小，若 Rt的阻值继续减小， 电路中的电流变大， 衔铁被 吸下，冷却系统开始工作，温度降低，此时 Rt的阻值会减小，故 Rt的阻值最大为 25Ω，故 热敏电阻 Rt的变化范围为 20Ω≤Rt＜25Ω。 答：（1）受控电路 30min 内消耗的电能为 1.44×10 6 J； （2）受控电路工作时，通过电阻 R0的电流为 0.03 A； （3）热敏电阻 Rt的变化范围为 20Ω≤Rt＜25Ω。 17.解：(1)由图乙可知，开关闭合时，R0与R1串联，电压表测变阻器R1两端的电压， 推出滑片的距离为 L = 12.5cm时，变阻器接入电路的阻值R1 = 1Ω/cm × 12.5cm = 12.5Ω， 此时电压表的示数为 2.5V，则电路中的电流：I1 = U1 R1 = 2.5V 12.5Ω = 0.2A； (2)推出滑片的距离为 L = 12.5cm时，由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压： U = U1 + U0 = 2.5V + I1R0 = 2.5V + 0.2A × R0--------① 推出滑片的距离为 L = 8cm时，变阻器接入电路的阻值R1′ = 1Ω/cm × 8cm = 8Ω； 此时电压表的示数为 2V，则电路中的电流：I2 = U2 R1′ = 2V 8Ω = 0.25A， 由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压：U = U2 + U0 = 2V + I2R0 = 2V + 0.25A × R0---------② 联立①②解得R0 = 10Ω，U = 4.5V； (3)电阻棒允许通过的最大电流为 0.45A，此时电路中的总电阻最小， 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 11 则电路的最小总电阻：R总小 = U I 大 = 4.5V 0.45A = 10Ω， 由串联电路的电阻特点可知，电阻棒接入电路的最小电阻为：R滑小 = 10Ω − 10Ω = 0Ω， 则对应的距离为 0cm； 由串联分压的规律可知，当电压表的示数最大为 3V，电阻棒接入电路中的电阻最大， 此时R0两端的电压：U0小 = U − UV大 = 4.5V − 3V = 1.5V， 则电路中的最小电流：I小 = U0小 R0 = 1.5V 10Ω = 0.15A， 电阻棒接入电路的最大电阻：R滑大 = UV大 I 小 = 3V 0.15A = 20Ω，此时滑片移动的距离为 L′ = 20Ω 1Ω/cm = 20cm； 所以，为保护电路安全，滑片能够移动的范围为 0～20cm； (4)要扩大它的测试范围，即增大电阻棒接入电路的阻值，因电压表的量程较小，若其它条 件不变，可换用量程更大的电压表；若电压表的量程不变，要增大电阻棒接入电路的阻值， 根据串联分压的规律可知，可以减小电源电压，或者换用阻值较大的定值电阻。 答：(1)小丽推出滑片的距离为 L = 12.5cm时，通过电路中电流为 0.2A； (2)电源电压为 4.5V； (3)为保护电路安全，滑片能够移动的范围为 0～20cm； (4)在保证电路各元件安全的情况下，要扩大它的测试范围，可以减小电源电压(或者换用阻 值较大的定值电阻，换用量程更大的电压表)。