2025年中考物理复习专题——欧姆定律的综合计算
2025-01-24
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2025年中考物理复习专题——欧姆定律的综合计算
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、计算题
1.在图所示的电路中,电源电压为24伏保持不变,电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1.5A”字样。闭合电键S后,电流表A的示数为1安。试求:
(1)求电阻R1两端的电压U₁;
(2)求此时滑动变阻器R2的阻值;
(3)在电路安全工作的情况下,移动变阻器R2的滑片,请你通过计算求出电流表示数的最大变化量ΔI最大。
2.在图甲所示电路中,R0、R2为定值电阻,改变滑动变阻器R1的滑片位置,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化。两电压表示数随电流变化的图线如图乙所示。
求:(1)电阻R2为多少欧?
(2)电阻R0电阻和电源电压分别为多少?
3.在图所示的电路中,电源电压为9伏且保持不变,电阻R2为10欧。闭合开关S后,电流表的示数为1.2安,求:
(1)通过电阻R2的电流I2。
(2)电阻R1的阻值。
(3)根据并联电路电流、电压的特点及欧姆定律,推导出并联电路电阻的规律:=+。
4.如图所示,电阻R2的阻值为20Ω,当只闭合开关S1、S2时,电流表示数为0.3A;当只闭合开关S2时,电流表示数为0.2A:当只闭合开关S3时,电流表示数为0.1A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R1的阻值;
(3)开关均闭合时电流表的示数。
5.某同学设计了一个测量身高和体重的电路,其原理如图甲所示。设定数据如下:电源电压24V保持不变;R0为滑动变阻器,总长为100cm,1cm的R0对应阻值2Ω;R压为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙所示;R1=40Ω,电流表量程为0~0.6A作为显示仪表,0.6A对应身高200cm的人,测体重电路的电压表量程选择0~15V,也作为显示仪表,R2阻值为280Ω。(计算保留一位小数)请回答下列问题:
(1)通过计算说明,当电流表示数为0.3A时,对应的人的身高是多大?
(2)人的体重90kg时,对应的电压表示数多大?
(3)电流表上的刻度与身高是否成正比?
(4)请说出该电路设计的一个缺点。
6.如图所示电路中,R1的阻值为20Ω,R2的阻值为30Ω,当开关S1闭合、S2断开时,电流表读数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S1、S2都闭合时电流表示数。
7.如图a所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时,测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流的变化关系如图b所示。
求:(1)R1的阻值;
(2)电源的电压;
(3)变阻器的最大阻值?
8.某科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计,图甲是其原理图。放在水平地面上的物体A通过轻质弹簧与拉环相连。弹簧上端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R2接触良好且不计摩擦)。已知物体A的质量100kg,定值电阻R1为6Ω,R2是一根长为6cm的均匀电阻线(阻值与其长度成正比),其最大阻值为24Ω,电源电压为6V。电流表的量程为0~0.6A.当不拉拉环时,金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示,问:
(1)当不拉拉环时电流表示数是多少?
(2)闭合开关,当电流表示数为0.6A时,R2接入电路中的电阻为多少?
(3)在保证电路安全的条件下,物块A对地面的最小的压力是多少?
9.图甲是一个超声波加湿器,图乙是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变化关系是R=(100RH+10)Ω如表所示,其阻值最大为120Ω(图中未画出)。在电路安全工作的前提下:
湿度RH/%
0
20
40
60
80
…
湿敏电阻R/Ω
10
30
50
70
90
…
(1)当电流表的示数为0.2A时,R接入电路中的阻值为多少?
(2)当湿度为60%时,电压表示数为多少?
(3)该装置能监测湿度的范围为多少?
(4)若要使该内部湿度监测装置的最小测量值为10%,可将电源电压调为多少?
10.如图所示,电源电压不变,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~15V,定值电阻阻值为,滑动变阻器的规格是“ 1A”,将滑片P移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.3A。
(1)求电源电压;
(2)为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值;
(3)若用电阻来替换,不改变电表的量程,确保电路所有元件均安全使用的情况下,在移动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,求定值电阻的可能值。
11.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2分别为30Ω和45Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电源电压;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数。
12.如图所示,电路的电源电压恒定不变,灯泡L标有“10V 10W”字样,R1是滑动变阻器,变阻范围为,定值电阻R2的阻值为40Ω。求:
(1)灯泡L正常发光10min消耗的电能;
(2)闭合开关S2、S3,调节滑片使滑动变阻器R1连入电路的阻值为14Ω时,灯泡L恰好正常发光,电路的电源电压;
(3)当同时闭合S1、S2、S3,仍然要使灯泡L正常发光,滑动变阻器R1连入电路的阻值。
13.某同学做“用电压表、电流表测电阻”实验,现只有电源(电压保持不变)、待测电阻Rx、电流表、滑动变阻器Rˊ(20Ω 2A)、电键及导线若干,电路图如图所示。他经过思考,进行了二次实验,滑动变阻器的滑片移至a端时,电流表示数如图(a)所示,滑片移至b端时,电流表示数如图(b)所示。请根据相关信息计算(需写出主要计算过程,计算电压或电阻时,精确到0.1伏和0.1欧)
(1)电源电压U。
(2)待测电阻Rx的阻值。
14.如图是电子秤的内部电路,杠杆ABO始终处于水平位置,B是杠杆的中点,电源电压恒为15V,R2是阻值为6Ω的定值电阻,R1是压敏电阻,它的阻值随压力变化关系如表,当电压表的示数等于或大于3V时,电子秤会自动发出报警声。(杠杆、支架及托盘的重均忽略不计)
压力F/N
50
100
150
200
250
300
阻值R1/Ω
50
30
24
20
17
16
(1)当该电子秤恰好报警时,托盘所放物体的质量为多少?
(2)已知杠杆OA的长为40cm,欲使在托盘上所放物体的质量为50kg才报警。则托盘的支撑点B应向左还是向右移?移动的距离为多少?
15.如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为,滑动变阻器的规格为“100Ω 1A”。
(1)闭合开关,断开开关,电流表示数为0.4A,求电源电压;
(2)闭合开关:,断开开关,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为5V,求的阻值;
(3)闭合开关和,在不损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器,连入电路的阻值取值范围。
(4)在保证电路安全的情况下,通过调整开关状态和移动滑片,电流表A示数的最大值与最小值的比。
16.如图甲所示的电路中,电源电压可调,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电压表接0~15V的量程,电流表接0~0.6A量程。将电源电压调为某一定值时,滑片从一个端点开始移动,移动过程中电压表和电流表示数变化如图乙所示。求:
(1)定值电阻R0的大小;
(2)改变电源电压,当一个电表达满刻度时,另一电表为满刻度的三分之一,求:此时的电源电压。
(3)电流表改接0~3A量程,若使滑动变阻器可任意调节(从0调到最大阻值),且使电流表指针示数不低于满刻度的六分之一,则电源电压的可变范围。
17.在创客比赛中,亮亮设计了一个暖箱温度显示器,如图甲所示,其原理是利用电压表的示数表示暖箱内的温度,已知电源电压恒定为4V,R0阻值为150Ω,R1是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图乙所示,则:
(1)当电压表的示数为3V时,求通过R0的电流I;
(2)当暖箱内温度为20℃时,此时热敏电阻R1的阻值是多少?若此时电路中电流为10mA,求电压表的示数;
(3)若电压表的量程为0~3V,求暖箱内可以测量的最高温度。
18.某校老师和实验小组的同学,想用实验室中的一卷涂有绝缘层的电阻丝自制一台电烘箱。要求电烘箱在家庭电路(电压为U)中使用,且通过电阻丝的电流为I。制作前需要知道电阻丝的长度。实验小组的同学截取了一小段电阻丝并刮去两端的绝缘层,测量出可连入电路的长度为(阻值约为,用“ ”表示)。实验室可供选择的器材有:电压约为6V的电源(电源电压不变),阻值为的定值电阻,一个量程为0~0.6A的电流表,一个量程为0~15V的电压表,开关和导线若干。
请你合理选择器材设计实验方案,确定出制作电烘箱的电阻丝长度L。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出电阻丝长度L的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理复习专题——欧姆定律的综合计算》参考答案
1.(1)10V;(2)14Ω;(3)0.6A
【详解】解:(1)由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,电阻R1两端的电压
U1=IR1=1A×10Ω=10V
(2)由串联电路电压的规律可知变阻器R2两端的电压
U2=U-U1=24V-10V=14V
由串联电路电流的规律可知通过变阻器的电流为1A,此时滑动变阻器R2的阻值
(3)闭合电键S后,电流表A的示数为1A,电流表选择0~3A的量程,通过变阻器的最大电流是1.5A,电路中最大电流是1.5A,由(2)可知变阻器R2两端的电压是14V,电压表选择0~15V的量程,当电压表的示数最大是15V,变阻器连入电路的电阻最大,电路的总电阻最大,由可知通过电路的电流最小,最小电流
电流表示数的最大变化量
ΔI最大=I大-I小=1.5A-0.9A=0.6A
答:(1)电阻R1两端的电压是10V;
(2)此时滑动变阻器R2的阻值是14Ω;
(3)在电路安全工作的情况下,移动变阻器R2的滑片,请你通过计算求出电流表示数的最大变化量是0.6A。
2.(1)1Ω;(2)2Ω,12V
【详解】解:由图甲可知,R1、R2和R0串联,电压表V1测R1和R2两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图甲可知,当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1接入电路的电阻变小,由串联电路的电阻规律可知,此时电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大;由欧姆定律可知,R0两端的电压变大,R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小,因此图线a代表V2的示数与电流变化的图像,而图线b代表V1的示数与电流变化的图像。
由图线a可知,当R2两端的电压为4V时,通过R2的电流为4A,由欧姆定律可知,电阻R2的阻值为
(2)由图乙可知,当电路中的电流I2=1A时,V1的示数为10V,即R1、R2两端的总电压U12=10V,由串联电路的电压规律和欧姆定律可知,电源电压为
U=U12+U0=10V+I1R0=10V+1A×R0……①
当电路中的电流I2=4A时,V1的示数为4V,即R1、R2两端的总电压,由串联电路的电压规律和欧姆定律可知,电源电压为
U=U12′+U0′=4V+I2R0=4V+4A×R0……②
联立①②可解得
R0=2Ω,U=12V
答:(1)电阻R2为1Ω;
(2)电阻R0的电阻为2Ω,电源电压为12V。
3.(1)0.9安;(2)30欧;(3)见解析
【详解】解:(1)电路为R1、R2并联,R2两端电压为9V,通过电阻R2的电流
(2)电阻R1的电流
电阻R1的阻值
(3)根据欧姆定律
因为并联电路电流关系
所以
又因为
所以
=+
答:(1)通过电阻R2的电流0.9A;
(2)电阻R1的阻值30欧。
4.(1)6V;(2)10Ω;(3)0.42A
【详解】解:(1)由图知道,只闭合开关S1、S2时,只有R2接入电路中,根据欧姆定律知道,电源电压为
U=I1R2=0.3A×20Ω=6V
(2)当只闭合开关S2时,R1、R2串联接入电路中,根据欧姆定律知道
U=I2(R1+R2)
即
6V=0.2A×(R1+20Ω)
解得R1=10Ω。
(3)当只闭合开关S3时,R1、R3串联接入电路中,根据欧姆定律知道
U=I3(R1+R3)
即
6V=0.1A×(10Ω+R3)
解得
R3=50Ω
开关都闭合时,R2、R3串联接入电路中,电流表测量干路中的电流,根据欧姆定律和并联电路中的电流规律可知,电流表示数为
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R1的阻值为10Ω;
(3)开关均闭合时电流表的示数为0.42A。
5.(1)180cm;(2)14V;(3)不成正比;(4)见解析
【详解】解:(1)由图甲可知R1、R0串联,电流表测电路中的电流,电流表量程为0~0.6A,0.6A对应身高200cm的人,通过电路的电流为0.6A时,测高电路的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的电阻
R0′=R′﹣R1=40Ω﹣40Ω=0Ω
即滑片在R0的最上端,当电流表为0.3A时,根据欧姆定律可得
滑动变阻器接入电路的阻值
R0″=R″﹣R1=80Ω﹣40Ω=40Ω
1cm的R0对应阻值2Ω,则滑动变阻器接入电路的电阻丝的长度为
则对应的人的身高是
h=200cm﹣20cm=180cm
(2)由图甲可知R2、R压串联,电压表测R2两端的电压,体重90kg的人的重力
G=m1g=90kg×10N/kg=900N
压敏电阻受到的压力等于人的重力,由图可知此时压敏电阻接入电路的阻值为200Ω,此时通过测重电路的电流
此时电压表的示数
U2′=I2R2=0.05A×280Ω=14V
(3)设人的身高为h,则
整理可得此时滑动变阻器接入电路的电阻
R0=400Ω﹣2hΩ/cm
根据串联的电阻规律结合欧姆定律可得此时通过电路的电流
该函数不是正比函数,所以电流表上的刻度与身高不成正比。
(4)设压敏电阻接入电路的阻值与所受压力的函数关系为R压=kF+b,由图可知压力为150N时,压敏电阻的阻值为300Ω,压力为300N时,压敏电阻的阻值为280Ω,
代入数据可得
300N=150Ω×k+b
280N=300Ω×k+b
解方程组可得,b=320Ω。所以压敏电阻接入电路的阻值与所受压力的函数关系为
根据F=G=mg可得压敏电阻接入电路的阻值与人的质量的函数关系
通过测重力电路的电流
电压表的示数
分析函数关系可知电压表示数与人的质量不成正比,所以这个身高体重仪的设计原理的缺点是电流表上的刻度与身高不成正比,电压表上的刻度与人的质量不成正比。
答:(1)当电流表示数为0.3A时,对应的人的身高为180cm;
(2)人的体重90kg时,对应的电压表示数为14V;
(3)电流表上的刻度与身高不成正比;
(4)这个身高体重仪的设计原理的缺点是电流表上的刻度与身高不成正比,电压表上的刻度与人的质量不成正比。
6.(1)6V;(2)0.5A
【详解】解:(1)当开关S1闭合、S2断开时,该电路为R1的简单电路,电流表测电路的电流,电流表示数为0.3A,根据欧姆定律,R1两端的电压等于电源电压,因此有
(2)当开关S1、S2都闭合时,两电阻并联,通过R2的电流为
根据并联电路各支路可独立工作、互不影响,故通过R1的电流保持不变,根据并联电路电流的规律,干路的电流为
即此时电流表示数为0.5A。
答:(1)电源电压为3V;
(2)当开关S1、S2都闭合时电流表示数为0.5A。
7.(1);(2)12V;(3)
【详解】解:(1)分析电路可知,、串联,电压表测电压,电压表测电压,电流表测电路电流。由图b可知,当的电压为12V时,电流为1.5A,则的阻值为
(2)闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P移动到A端时,,此时电路中只有,此时电流最大,由图b可知,此时的电压为12V,则电源电压为12V。
(3)由图b可知,电流最小为0.5A,此时变阻器的阻值最大,此时总电阻为
则变阻器的最大阻值为
答:(1)R1的阻值为;
(2)电源的电压为12V;
(3)变阻器的最大阻值为。
8.(1)0.2A;(2)4Ω;(3)250N
【详解】解:(1)当不拉拉环时,R1与R2串联,R2=24Ω,则总电阻
R=R1+R2=6Ω+24Ω=30Ω
所以电路中电流
即电流表示数为0.2A。
(2)闭合开关,拉动拉环,当电流表示数为0.6A时,由欧姆定律得总电阻
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得R2接入电路的电阻
R2'=R'-R1=10Ω-6Ω=4Ω
(3)由题意要保证电路的安全,则电路中最大电流不能超过0.6A,当电流为0.6A时,拉环上拉力最大。由第(2)问知R2'=4Ω;又因为R2的阻值与其长度成正比,所以弹簧伸长的长度
据乙图知,此时拉环拉力最大为Fmax=750N。物体A的受重力G、支持力FN和拉环拉力F拉,如图所示:
则由平衡知识得
F拉+FN=G
当F拉=Fmax时,地面对A的支持力FN最小,其值为
FN=G-Fmax=mg-Fmax=100kg×10N/kg-750N=250N
由作用力与反作用力大小相等可得,物块A对地面的最小的压力
F压=FN=250N
答:(1)当不拉拉环时电流表示数是0.2A;
(2)闭合开关,当电流表示数为0.6A时,R2接入电路中的电阻为4Ω;
(3)在保证电路安全的条件下,物块A对地面的最小的压力是250N。
9.(1)30Ω;(2)8.4V;(3)20%~80%;(4)10V
【详解】
解:(1)由图乙可知,R和R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压;已知电流表示数为0.2A,即电路中的电流为I=0.2A,由可知电路总电阻为
由串联电路的电阻特点可知R接入电路的阻值为
R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω
(2)由表格可知,当湿度为60%时,湿敏电阻的阻值R′=70Ω,由串联电路的电阻特点可知总电阻为
R总′=R′+R0=70Ω+30Ω=100Ω
则电路中的电流为
则湿敏电阻两端的电压为
UR=I′R′=0.12A×70Ω=8.4V
即电压表示数为8.4V。
(3)由表格可知湿度最低时,湿敏电阻阻值最小,电路总电阻最小,由欧姆定律可知此时电路的电流最大;已知电流表的量程0~200mA,则电路中的最大电流为
I大=200mA=0.2A
此时电路总电阻最小为
由串联电路的电阻特点可知湿敏电阻的阻值最小为
R小=R总小﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω
由表格可知此时湿度最小为20%;当湿度最高时,湿敏电阻阻值最大,由串联电路的分压规律可知此时湿敏电阻两端的电压最大,已知电压表量程为0~9V,则湿敏电阻两端的最大电压为
UR大=9V
由串联电路的电压特点可知R0两端的电压为
U0小=U﹣UR大=12V-9V=3V
此时电路中的最小电流为
则湿敏电阻的阻值最大为
由表格可知此时湿度最大为80%;由上述分析可知该装置能监测湿度的范围为20%~80%。
(4)当监测装置的最小测量值为10%时,湿敏电阻的阻值最小为
R″=100Ω×10%+10Ω=20Ω
电路总电阻为
R总″=R″+R0=20Ω+30Ω=50Ω
此时电路中的电流最大I大=0.2A,由可知电源电压为
U′=I大R总″=0.2A×50Ω=10V
答:(1)R接入电路中的阻值为30Ω;
(2)当湿度为60%时,电压表示数为8.4V;
(3)该装置能监测湿度的范围为20%~80%;
(4)可将电源电压调为10V。
10.(1)18V
(2)8Ω
(3)9Ω或25Ω
【详解】(1)将滑片P移到最右端,闭合开关S,R1与滑动变阻器R2串联,且R2接入阻值为50Ω,电压表测R2两端电压,电流表测电流,示数为0.3A,电源电压为
(2)为保证电路安全,当滑动变阻器接入电路的阻值最小时,电流最大,为1A,此时R1两端电压为
滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器接入电路的阻值为
(3)用电阻R0来替换R1后,由滑动变阻器的铭牌知道,允许通过的最大电流为1A,则电路中的最大电流可能为1A,可能为
(即变阻器接入阻值为0时)
电路的最小电流可能为
(即变阻器接入阻值最大为50Ω时)
则
(即电压表满偏时,R0的电压最小,电流最小)
电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,则有以下几种情况:
①电路中的最大电流为1A,最小电流为
则有
解得
则电压表的最大示数
故此种情况不可能。
②电路中的最大电流为1A,最小电流为
则有
解得
则电压表的最大示数
此种情况可能。
③电路中的最大电流为
最小电流为
则有
解得
电路中的最大电流和最小电流分别
则电压表的最大示数
此种情况可能。
④电路中的最大电流为
最小电流为
则
此种情况不可能。
综上可知,R0的阻值为9Ω或25Ω。
11.(1)9V;(2)0.5A
【详解】解:(1)只闭合开关S1,电路为电阻R1的简单电路,由欧姆定律可得电源电压
U=I1R1=0.3A×30Ω=9V
(2)S1、S2均闭合时,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,并联电路各支路两端电压相等,由欧姆定律可得通过电阻R2的电流
并联电路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)电源电压为9V;
(2)S1、S2均闭合时,电流表的示数为0.5A。
12.(1)6000J;(2)24V;(3)11.2Ω
【详解】解:(1)灯泡L正常发光时的功率为10W,则灯泡正常发光10min消耗的电能
(2)闭合开关S2、S3,灯泡与滑动变阻器串联,灯泡正常发光,此时通过灯泡的电流(即电路的电流)
滑动变阻器R1两端的电压
电路的电源电压
(3)当同时闭合S1、S2、S3,灯泡与L1并联,然后再与滑动变阻器串联,灯泡正常发光,灯泡两端的电压为10V,通过灯泡的电流为1A;通过R2的电流
干路电流,即通过滑动变阻器的电流
滑动变阻器R1连入电路的阻值
(1)灯泡L正常发光10min消耗的电能为6000J;
(2)电路的电源电压为10V;
(3)当同时闭合S1、S2、S3,仍然要使灯泡L正常发光,滑动变阻器R1连入电路的阻值为11.2Ω。
13.(1)3V或2.1V或15V
(2)10Ω或1.4Ω
【详解】(1)当滑动变阻器的滑片移至a端时,只有电阻Rx接入电路;图(a):若选用0~0.6A量程,则示数为:0.3A,若选用0~3A量程,则示数为:1.5A,由欧姆定律得
①
②
若滑片P移动到b端,则滑动变阻器全部接入电路;图(b):若选用0~0.6A量程,则示数为:0.1A,若选用0~3A量程,则示数为:0.5A,由串联电路的特点和欧姆定律可得
③
④
当图(a)中电流为0.3A时,图(b)中电流只能为0.1A,不可能为0.5A,所以④式舍去;将①式代入③式得:
由①式此时电源电压为
当图(a)中电流为1.5A时,将②式代入③式得
由②式此时电源电压为
将②式代入④式得
由②式此时电源电压为
故电源电压为3V或2.1V或15V。
(2)由小问1得待测电阻Rx的阻值为10Ω或1.4Ω。
14.(1)30kg;(2)向右移,8cm
【详解】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,当电压表的示数等于或大于3V时,电子秤会自动发出报警声,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
串联电路总电压等于各部分电压之和,此时力敏电阻两端的电压
U1=U﹣U2=15V﹣3V=12V
此时力敏电阻接入电路的阻值
由表格可知力敏电阻受到的压力为150N,根据杠杆平衡条件可得
F×OA=G×OB
则托盘则物体是重力
托盘所放物体的质量
(2)托盘上所放物体的重力
G′=m′g=50kg×10N/kg=500N
根据杠杆平衡条件可得
F×OA=G′×OB′
则
则托盘的支撑点B应向右移
答:(1)当该电子秤恰好报警时,托盘所放物体的质量为30kg;
(2)托盘的支撑点B应向右移,移动的距离为8cm。
15.(1)8V
(2)30Ω
(3)40~100Ω
(4)39:4
【详解】(1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电路中只有R1连入电路,电路电流I=0.4A,则电源电压
(2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,R2与R3串联,电压表并联在R2两端,R2两端电压U2=5V,R3两端电压
根据串联分压有
代入数据,解得:R3=30Ω。
(3)闭合开关S1、S2和S3 ,R1和R2并联,电源电压为8V,据并联电路的特点,此时电压表测的是电源电压,而电压表的量程为0~15V,所以电压表不会出现损坏。电流表的量程为0~0.6A,因此电路中最大电流为0.6A,由(1)知,通过R1的电流为0.4A,则通过R2的电流为
则滑动变阻器R2的最小取值为
滑动变阻器滑到最大值时,电流表和电压表都是安全的,因此滑动变阻器R2的阻值取值范图为40Ω~100Ω。
(4)电流表的量程为0~0.6A,则电流表最大电大电流为0.6A,当电路电阻最大时,电流表示数最小,根据串联电路电阻关系以及题干三个电阻大小,可知当闭合开关,断开开关,电阻与滑动变阻器最大值串联时,电路电流最小,为
则电流表A示数的最大值与最小值的比
16.(1)10
(2)11V
(3)17.5~21V
【详解】(1)电路为定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器的电压,当滑动变阻器的电阻最大时,电流最小为0.24A,滑动变阻器的电阻最大值为
电源电压为
①
当电流最大为0.6A时,电源电压为
②
联立①②解得
(2)当一个电表达满刻度时,另一电表为满刻度的三分之一,如果电压表满偏,U''=15V,电流表为满刻度的三分之一,I''=0.2A;此时滑动变阻器的阻值为
R''=75Ω,大于滑动变阻器的最大阻值,不可能调到,故排除;
如果电流表满偏I'''=0.6A,电压表为满刻度的三分之一,即U'''=5V;滑动变阻器的阻值为
小于滑动变阻器的最大阻值,可能调到,此时电源电压
此时电路的总功率
(3)由题知道,电流表改接0~3A量程,若使滑动变阻器可任意调节(从0调到最大阻值),且使电流表指针示数不低于满刻度的六分之一,当滑动变阻器接入电路的电阻最大为25Ω时,若电路中电流最小,则电源电压最小,由题意知道,最小电流为
则最小电源电压为
此时电压表的示数
电压表是安全的;
当变阻器接入电路的电阻最小为0时,电路中的最大电流为
符合要求,所以最小电源电压为17.5V;
当滑动变阻器接入电路的电阻最大为25Ω时,由串联分压的规律知道,此时变阻器两端的电压最大,电压表接0~15V的量程,若变阻器两端的电压最大为15V,则此时电源电压最大,此时电路中的电流
符合要求,最大电源电压为
当变阻器接入电路的电阻最小为0时,电路中的最大电流为
也符合要求,所以最大电源电压为21V,综上可知,电源电压的可变范围17.5V~21V。
17.(1)0.02A;(2)250Ω;1.5V;(3)100℃
【详解】解:由电路图知道,热敏电阻R1与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压。
(1)当电压表的示数为3V时,通过R0的电流为
(2)由图乙知道,当暖箱内温度为20℃时热敏电阻R1的阻值为250Ω,若此时电路中电流为10mA,由欧姆定律得R0两端的电压为
即电压表的示数为1.5V。
(3)由图像知道,当温度升高时,热敏电阻R1的阻值减小,电路的总电阻减小,由知道,电路中的电流变大,电压表的示数变大,所以当电压表的示数为3V时,暖箱内的温度最高,因串联电路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流
I′=0.02A
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,热敏电阻R1两端的电压
此时热敏电阻的阻值
由图像知道,暖箱内的最高温度是100℃。
答:(1)当电压表的示数为3V时,通过R0的电流I为0.02A;
(2)当暖箱内温度为20℃时,此时热敏电阻R1的阻值是250Ω,若此时电路中电流为10mA,电压表的示数为1.5V;
(3)若电压表的量程为0~3V,暖箱内可以测量的最高温度是100℃。
18.(1)图见解析;(2)见解析;(3)或
【详解】解:(1)由欧姆定律可知,若将电阻丝样品与定值电阻R0串联接在电源上电路中的最小电流
最大电流
1.2A>0.6A,所以第二种方法电路中不能使用电流表。
方法一:
(1)电路图如图所示
(2)①按照电路图连接电路;
②闭合开关S,读出电压表的示数U1;电流表的示数为I1
(3)当开关S闭合,,R0和R(待测电阻丝)串联,此时电压表测量R两端的电压;电阻丝长度与电阻关系式,要求所需电阻丝长度,同样材料的电阻丝,ρ和S都相同,只需要知道电阻R的值就可求得,即
所以电阻丝长度
方法二
当电路中不能使用电流表时
(1)电路图如图所示
(2)①按照电路图连接电路;
②闭合开关S1,读出电压表的示数U1;
③再闭合开关S2,读出电压表的示数U2。
(3)当开关S1闭合,S2断开时,R0和R(待测电阻丝)串联,此时电压表测量R0两端的电压;当再闭合开关S2时,电阻R被短路,此时只有R0接入电路,电压表的示数即为电源电压;根据串联电路电压的特点可得R两端的电压为
U电阻丝=U2-U1
电阻丝长度与电阻关系式,要求所需电阻丝长度,同样材料的电阻丝,ρ和S都相同,只需要知道电阻R的值就可求得,即
所以电阻丝长度
答:方法一
(1)
(2))①按照电路图连接电路;
②闭合开关S,读出电压表的示数U1;电流表的示数为I1。
(3)电阻丝长度。
方法二
(1)
(2)①按照电路图连接电路;
②闭合开关S1,读出电压表的示数U1;
③再闭合开关S2,读出电压表的示数U2。
(3)电阻丝长度。
答案第1页,共2页
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