第16单元 小专题培优5 敏感电阻引起的动态电路计算(课件PPT)-【众相原创·赋能中考】2025年中考物理课堂精讲册（云南专用）

2025云南 物 理 课堂精讲册 1 立足教材过基础 小专题培优5 敏感电阻引起的动态电路计算[2024.23(3)] 2 1.（2021云南25题8分）交通安全要求广大司机“开车不喝酒，喝酒不开车”， 酒后驾驶存在许多安全隐患。 某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检 测仪，其电路原理如图甲所示，电源电压为， 是气敏电阻，其阻值 随呼气酒精浓度的变化关系如图乙所示， 为滑动变阻器。 检测前对检 测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为 ，调零后变阻 器滑片位置保持不变，查阅到相关资料如下： 信息窗 血液酒精浓度呼气酒精浓度 非酒驾 酒 驾 醉 驾 3 第1题图 （1）求“调零”后变阻器 接入电路的阻值； 解：测量前呼气酒精浓度为0，由图线可知此时 , 电路总电阻 ， 的电阻值 ； 4 第1题图 （2）检测前工作 消耗的电能； 解： 两端的电压 ， 消耗的电能 ； 5 （3）对某司机进行检测时，电流表示数为 ，依据信息窗资料，通过计算判断该司机 属于非酒驾、酒驾还是醉驾。 解：电路总电阻 ， 此时 ， 由图像知此时呼气酒精浓度 ， 血液酒精浓度 ， 因为 ，所以司机属 于酒驾。 6 第2题图 2.（2024广西）公路部门往往通过地 磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科 学习团队设计的可视化地磅的电路原 理图，主要由踏板（重力不计）、压 力传感器 、显示承重的仪表 （实质为电流表，量程 ）等 组成，的阻值与所受压力大小关系如图乙所示。电源电压为 ，定值 电阻的阻值为 。求： 7 第2题图 （1）当的阻值为 时，电路的 电流； 解：由图可知：压力传感器 和定值 电阻 串联，电流表测量电路中的 电流。当的阻值为 时，电路 的电流 ； 8 第2题图 （2）当通过电路的电流为 时，地磅的测量 值；取 解：当通过电路的电流为 时，电路的总电阻 ， 的阻值 ， 由图乙可知，此时压力为 ，地磅的测量 值 ； 9 第2题图 （3）为了增加地磅的最大测量值，请你写出 一种可行的方案，并列出关系式进行说明。 解：电流表的示数最大为 ，电源电压不 变，此时电路的总电阻为 ， 的阻值为 ， 为了增加地磅的最大测量值，即压力增大，则 需要减小的阻值，所以需要增大 的阻值。 10 3.（2024兰州）小明家所在的小区要修建一个景观池，景观池的造型是一 个底面积大小为 的长方体水槽，图甲是小明为小区景观池设计 的自动补水系统示意图，其中控制电路的电源电压恒为， 为保护电 阻， 是一个固定于景观池底部的压敏电阻，它在水中的有效受力面积为 。在最高、最低水位设计深度变化范围内，压敏电阻 的阻值 与其所受压力的大小变化关系如图乙所示。 甲 乙 11 当控制电路中的电流 时，弹簧将衔铁拉起，工作电路接通，水泵 开始为景观池供水；当控制电路中的电流 时，电磁铁将衔铁吸合， 工作电路断开，水泵停止为景观池供水， 计算时不考虑电磁铁线圈的阻 值和压敏电阻的厚度，,取 求： 甲 乙 第3题图 12 （1）保护电阻 的阻值; 甲 乙 解：由题可知，当水位最高时，工作电路断开，水泵停止为景观池供水， 此时压敏电阻受到的压力最大，电阻最小，为 ，此时控制电路中的电 流等于 ，则有 ， 可解得 ； 13 （2）景观池最低水位设计深度; 甲 乙 解：由图得水位最低时，压敏 电阻受到的压力为 ， 则压敏电阻受到的压强为 ， 由液体压强公式可知最低水位设计深度 ； 14 （3）景观池每次补水的最大质量。 甲 乙 解：当水位最高时，压敏电阻受到 的压力为 ，则压敏电阻受到的 压强 ， 最高水位设计深度 ， 从最低水位到最高水位，补水的体积 ， 每次补水的最大质量 。 15 第4题图 4.（2024云南23题9分）我国制造的新型 材料、 可制成热敏电阻，现已打 破国外技术垄断，被广泛应用于新能源 汽车、电热器等多种电子产品。如图甲 所示为、 热敏电阻阻值随温度变 化关系的图像。如图乙所示的电路，电 源电压恒为，电压表量程，滑动变阻器 的阻值范围为 ，的位置可接入或 热敏电阻。 16 第4题图 （1）由图甲可知，在 之间 热敏电阻的阻值随温度升高的变化 情况是________________； 先减小，后增大 17 第4题图 （2）热敏电阻温度为时阻值为 ， 将其接入图乙中的 位置，闭合开关，移动滑片， 使电压表示数为，求通过 热敏电阻的电 流和通电 它所消耗的电能； 解：通过 热敏电阻的电流 ； 通电, 热敏电阻所消耗的电能 。 18 第4题图 （3）现有和 热敏电阻各一个，请任选其一接 入图乙中的位置，在热敏电阻温度为 时移动 滑片，使电压表示数为 ，然后保持滑片位置不变。 为保证电路安全，求所选热敏电阻允许降到的最低温 度。（计算过程中若有近似，请用分数代入计算） 19 第4题图 解：在热敏电阻温度为 时，两曲 线相交，无论是还是 热敏电阻 接入电路，阻值均为 ，此时电压表 示数为，则 两端的电压 ， 串联电路电压比等于电阻比，故 连入 电路的阻值 第4题图 21 第4题图 ，解得 。 电压表最大测量值为，此时和 两端的电压相同，串联电路电流处处相 等，所以和的阻值相等，为 。 由图甲可知，若将 接入电路，最低 温度为；若将 接入电路，最低 温度为 。 22 第5题图 5.（2024官渡区二模）某款可自动调温灯暖型浴霸的 简易电路如图甲所示。控制电路电压恒为 ，电 磁铁线圈的电阻 ，热敏电阻 的阻值随温 度变化的曲线如图乙所示；工作电路电压为 ，灯泡 、均标有“， ”字样。当电磁铁线圈中 电流 时，继电器的衔铁被吸合，工作电路 断开；当线圈中的电流 时，继电器的衔铁 被释放，工作电路闭合。求： 23 第5题图 （1）两灯正常工作时的总电流。 解：两个灯泡并联，一个灯泡正常工作时的电流 ； 两灯正常工作时的总电流 ； 24 第5题图 （2）若工作电路的实际电压为 ，每个灯泡的实 际功率（灯泡电阻不变）。 解：每个灯泡的电阻 ； 若工作电路的实际电压为 ，则每个灯泡的实际 功率实 ; 25 第5题图 （3）将此装置放在浴室内，温度可控制的范围。 解：当电磁铁线圈中电流 时，继电器的衔 铁被吸合，此时控制电路中的总电阻 ， 热敏电阻的电阻 ，根据图乙， 此时对应的温度为 ； 26 第5题图 当线圈中的电流 时，继电器的衔铁被释放， 工作电路闭合，此时控制电路中的总电阻 ， 此时热敏电阻的阻值 ，根据图乙， 此时对应的温度为 。 所以此装置放在浴室内，温度可控制的范围是 。 27 6.（2024五华区三模）某实验小组在实验室设计了一个模拟“汽车超载报警 电路”，原理图如图甲所示。其中杠杆组件质量忽略不计， 为支点， 点为汽车重力承压点，端的压杆作用于压敏电阻， 。在 测量电路中， 为压敏电阻，阻值随压力变化的关系如下表所示。灯泡电 压 是发红光的报警点，灯泡电流随电压变化的曲线如图乙所示， 电源电压恒为 。求： 28 压力 0 6 12 18 24 30 36 … 压敏电阻 65 62 59 56 53 50 47 … 第6题图 29 第6题图 （1）无汽车通过时电流 ，此 时电路在 内消耗的电能； 解：电路的电流 ， 工作时间 ， 电路消耗的电能 ； 30 第6题图 （2）系统恰好报警时小灯泡的功率； 解：由图甲可知，与 串联，由乙图可 得，报警时，灯泡电压 ， ， 小灯泡的功率 ； 31 （3）若要使汽车的总重力达到 时电路报警。若电源电压可调，其他 条件不变，则将电源电压调为多少 ？ 第6题图 32 第6题图 解：当车重 时，因为 ，则 ， 根据杠杆平衡的条件可得 ，则 ， 由表中数据可知，压敏电阻与压力的关系为 ,则当 时， ，报警时，， ，则 33 第6题图 ， 压敏电阻两端电压 ， 电源电压 。 34 第7题图 7.物理微项目化学习小组将弹簧测 力计改装成简易的电子测力计。如 图甲所示，利用该电子测力计拉着 浸没在水中的金属球 处于静止状 态，拉力 的大小通过电子显示屏 读取。图乙是电子测力计原理图， 弹簧下端位置不动，测力计受到拉力时，弹簧伸长的长度与拉力 间的 关系如图丙所示。为定值电阻，是一根长为 的均匀电阻线 35 （阻值与其长度成正比），标有 “ ”字样。电流表的量程为 。弹簧的电阻不计，滑片 与 接触良好且不计摩擦。当测 力计拉力为零时，金属滑片 刚好 处于端，电流表示数为 。已 知金属球所受重力为 ，电子 测力计显示拉力为 ，此时电 流表示数为 。已知水的密度为 ，取 ，电 子测力计重力忽略不计，求： 第7题图 第7题图 （1）金属球 密度； 解：已知金属球 所受重力为 ，电子测 力计显示拉力为，则金属球 受到的浮力 ， 金属球浸没水中，的体积等于 排开水的体积 ， 金属球的质量 ， 金属球 的密度 ； 37 第7题图 （2）电源电压和 阻值； 解：由图乙可知，滑动变阻器和定值电阻串 联接入电路，当不拉拉环时， ， 则由欧姆定律可得电源电压 ， 38 第7题图 由图丙可知电子测力计显示拉力为 时， 弹簧被拉伸，是一根长为 的均匀 电阻线（阻值与其长度成正比），最大电阻 为 ，所以此时滑动变阻器接入电路的阻 值 ， 电源电压 ， 解得 ， ； 39 （3）若在保证电路安全的条件下，电子测力计承受拉力 的最大值； 第7题图 40 第7题图 解：上标有“ ”字样，电流表的量 程为 ，要保证电路的安全，此时拉环 上拉力最大，由欧姆定律得，此时电路总电阻 ， 此时 接入电路的阻值 最小 ， 故此时变阻器连入电路的长度 41 第7题图 ， 弹簧伸长的长度 ， 根据如图丙所示弹簧伸长的长度 与所受 竖直向上的拉力 间的关系，可知此时拉环 拉力 ; 42 第7题图 （4）若在保证电路安全的条件下，更换相 同材料的体积较大的金属球，改变拉力 大小，金属球 的体积最大是多少？ 解：设金属球体积最大为 ，则其在水中 受到的浮力 ， 即，故最大时 最大，代入 数值计算得 。 43 44 $$