加练12 动态电路综合应用题-【一战成名新中考】2025河南中考物理中考必考知识点专题特训

加练12 动态电路综合应用题 类型1 敏感电阻动态电路综合应用题 1.图甲是大型机械厂用来称重的电子吊秤.某物理小组设计了“吊秤”的模拟电路（图乙）， 电路中电源电压恒为6V，R1为拉力敏感电阻，R0为定值电阻，拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系如表所示. 第1题图 拉力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻R1/Ω 300 270 240 210 180 150 120 … （1）当拉力为0时，电流表示数为15mA，求R0的阻值. （2）当拉力敏感电阻受到250N的拉力时，电流表的示数为多少mA？ （3）若将电流表改装成“吊秤”刻度盘，其刻度线分布是否均匀？请简要说明理由. 2.随着我国经济的发展，人民生活水平日益提高，我国出现了越来越多的潜水爱好者.为了保障安全，潜水员潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表.图乙是某深度表的工作原理简化电路图，电源电压U=6V且恒定不变，定值电阻R0=15Ω，电压表量程为0∼3V，Rp是阻值随水深度变化的电阻，其变化关系图像如图丙所示，Rp允许通过的最大电流为0.24A.求： 第2题图 （1）深度表在水面上时，电路中的电流（计算结果保留1位小数）； （2）电压表示数为2V时，潜水员下潜的深度； （3）在保证电路安全的情况下，该深度表能浸入水中的最大深度. 3.一力敏电阻通过轻质细杆与圆柱形物体A连接，力敏电阻所在电路图如图甲虚线框所示，其中电源电压为10V.R2为定值电阻，研究所得力敏电阻R1的阻值与所受力大小之间的关系如图乙所示.现将物体A缓慢放入高15cm，底面积为40cm2的圆柱形容器中，容器内装有深度为9cm的水.还未进入水中时，电流表示数I0=0.2A.当物体A一半体积浸入液体中时，电流为I1＝0.4A，在物体缓慢下降到完全浸没过程中，发现电流先增大后减小，且此过程中电流表最大示数为I2=0.5A（整个过程水未溢出，细杆足够长，g取10N/kg）.求： 第3题图 （1）未放入物体时，水对容器底的压强； （2）R2的阻值； （3）物体A的密度. 4.随着科技的进步，智能设备逐步走入千家万户，某科研小组对自动储水装置进行研究.图甲的储水容器底有一个质量0.5千克、底面积100平方厘米的长方体浮桶，桶上端通过轻质弹簧与紧贴力敏电阻的轻质绝缘片A相连，距容器底0.4米处的侧壁有排水双控阀门.控制电路如图乙所示，其电源电压U为12伏，此时滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，当电流表示数为0.6安，且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水.力敏电阻R与它所受压力F的对应关系如表所示（弹簧均在弹性限度内）. 第4题图 压力F/牛 2 4 …… 12 15 电阻R/欧 110 70 …… 16 10 （1）未加水时，力敏电阻所受压力为2牛，电流表的示数是多少安？ （2）当双控阀门打开排水时，此时容器内水面距底部的距离为多少米？ （3）若要增加该装置的储水量，应如何调节控制电路中的滑动变阻器？并说明理由　　 . 5.如图甲所示是某实验小组设计的电子秤装置，其中R0为定值电阻，Rx是力敏电阻，其阻值随压力变化的图象如图乙所示.在电子秤托盘内放一薄壁容器（托盘的质量忽略不计，电源电压保持不变），容器的重力为8N，底面积为4×10﹣2m2.往容器中加入4N的水时，电压表的示数为3V；往容器中加入16N的水时，电压表的示数为1.8V.求； 第5题图 （1）当往容器中加入4N的水时，托盘受到的压强； （2）电源电压和定值电阻R0的阻值； （3）往容器中加入16N的水后，再将一个体积为6.4×10﹣3m3、底面积为3.6×10﹣2m2、密度大于水的物体放入水中并且完全浸没，此时，容器对托盘的压强刚好等于水对容器底部压强的1.2倍，求此时电压表的示数。 6.无人自动售货机内部具有硬币直径、硬币质量、硬币材质等检测模块.其质量检测模块简化后，原理示意图如图甲所示，自动售货机开机时，开关S呈闭合状态.OAB为一轻质杠杆，O为支点，A点下方压杆质量可忽略不计.OA与OB的长度之比为LOA：LOB＝1：10；电源电压恒定，R0为定值电阻，电压表和电流表经改造后，电压表量程为0～12V，电流表量程为0～1A，电阻R为力敏电阻，其阻值与所受压力的关系如图乙所示.使用该售货机购买一件商品可以多次投入硬币，但一次只能投入一枚硬币，投入的硬币沿着斜面平稳、缓慢地滑入储币盒内（储币盒质量不计）.当硬币投入储币盒后，售货机会根据R0两端的电压值，分析硬币的总质量，结合其他检测模块，判断投入硬币的面值、数量.若1枚1角硬币的质量为3g，1枚5角硬币的质量为4g，1枚1元硬币的质量为6g，g取10N/kg，请求解下列问题： 第6题图 （1）若投入1枚1元硬币和1枚5角硬币后，求力敏电阻R受到的压力； （2）若投入1枚1元硬币和1枚5角硬币，电压表示数为8V；若投入4枚1元硬币和2枚1角硬币，电压表示数为10V。求定值电阻R0的阻值和电源电压； （3）保证电路安全的前提下，求最多能投入硬币的总金额是多少元。 类型2 类滑片动态电路综合应用题 1.某量水仪的内部简化结构如图甲所示，木块A（底面积为0.01m2）通过一轻质绝缘细杆与轻质滑片P固定在一起。在检测量水仪时，发现滑动变阻器有一段金属丝发生短路，滑动变阻器的电功率P、电压表示数U与水深H的关系分别如图乙和丙所示。已知电源电压U0恒定不变，R2为定值电阻，R1的阻值与金属丝长度成正比（g取10N/kg，容器足够高，不计绝缘细杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦）.求： 第1题图 （1）当水深H＝5cm时，水对容器底的压强； （2）木块A的重力； （3）图乙、丙中对应H0的值. 2.如图甲是南开中学某兴趣小组设计的身高、体重测量仪的工作电路图.电源U1为4.5V恒 压电源，电流表A1的量程为0～0.6A，R1为踏板下方的压敏电阻，其阻值R1随压力F的变化 规律如图乙所示；电源U2电压大小未知，电压表量程为0～15V，电流表A2量程为0～0.6A， 滑动变阻器R2为竖直固定放置的变阻器，其滑片P可竖直上下移动，接入电路的阻值与接 入电路的长度成正比，R3为20Ω定值电阻。闭合开关S1、S2，身高140cm的小侨站上踏板时， 电流表A1示数为0.15A，电流表A2示数为0.45A，此时滑片刚好在距R2下端五分之二位置； 身高180cm的小江站上踏板时，电流表A2示数为0.3A，滑片刚好在距R2下端五分之四位置. 求： 第2题图 （1）小侨的重力； （2）电源U2的电压； （3）保证电路安全的前提下，该身高测量仪的身高测量范围. 类型3电磁继电器动态电路综合应用题 1.国产新能源汽车“比亚迪•汉EV”深受消费者青睐，盈盈家也购买了一辆，如图甲所示， 同时安装了充电桩把交流电转换为直流电给车充电。相比其他新能源车，它具有续航里程长、充电速度快的优点。在2023年4月30日，盈盈的妈妈驾驶该车在昆磨高速路上以108km/h的速度匀速行驶了5km，所受到的阻力为2700N，求：（不计电磁铁线圈的阻值，g取10N/kg） 第1题图 落地式充电桩 额定输入电压：220V交流 额定输出电压：500V直流 额定输入电流：100A交流 额定输出电流：40A直流 防护等级：IPS4 使用环境：室外 （1）当该电车在平直公路上以30m/s的速度匀速直线行驶时，其牵引力做功的功率大小. （2）该小汽车电池的容量为80kW•h，从完全没电到充电至70%的电量，在额定状态下工作需要多长时间？ （3）为了使用安全，只有充电插头和插座间的压力大于或等于F0时，充电电路才能接通。其原理如图乙所示：控制电路中电流I≥50mA时，衔铁吸下，充电电路接通。电阻箱接入电路的电阻R=90Ω，图丙是压敏电阻阻值随压力变化的关系图像，若电池电压E=5V，则F0为多大？ 2.如图1是某科技创新小组设计的电梯电路，控制电路的电源电压恒定，电阻箱R1阻值为 195Ω，R2是安装在电梯水平地面上的力敏电阻，用砝码模拟“乘客”，将它放置于力敏电阻R2之上，R2阻值随压力变化的图线如图2.当电流表示数≥0.02A时，电磁铁将衔铁吸合，电动机拉动电梯上行.电梯匀速上行过程中，力敏电阻受到“乘客”的压力为5N，受力面积为5cm2，此时电流表示数为0.03A，不计线圈电阻及其能量损耗. 第2题图 （1） 力敏电阻受到“乘客”的压强是多少？ （2）控制电路电源电压是多少？ （3）测试时发现原设定的最大载重量存在安全隐患，现将R1调为285Ω，最大载重量降低。调整后，若将满载的“乘客”匀速提升0.5m，电动机消耗电能5J，此时电流表示数为0.02A，则此过程电梯的效率为多少？ 3.某科技小组利用热敏电阻为电暖箱设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示，控制电路中电源电压U1恒定为12V，热敏电阻R₁的阻值随温度变化的曲线如图乙所示，电磁铁线圈可看成阻值为30Ω的纯电阻R0，“电暖箱”共安装有2个标有“220V 440W”的发热电阻R，当电磁铁线圈中电流大于或等于60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下，使“电暖箱”工作电路断开；当线圈中的电流小于或等于50mA时，电磁继电器的衔铁被释放，使“电暖箱”工作电路闭合.求： 第3题图 （1）发热电阻R的阻值； （2）电暖箱中的最高温度为50℃时，滑动变阻器R2两端电压； （3）当滑动变阻器R2阻值调节为10Ω时，则电暖箱温度变化的范围？ 4.图甲是一款奶牛饮水自控模型装置的工作原理图.其中蓄水池和饮水池高均为120cm.柱形“浮力柱”重50N，底面积500cm2，下端与蓄水池底部接触但没有弹力，高115cm，上端通过轻质连杆与力传感器RF相连（固定在一起）.已知滑动变阻器R的规格为“30Ω 0.5A”，电流表量程0-0.3A，力传感器受到的力F与阻值RF的变化关系如图乙.控制电路电源电压U=6V，当电磁铁线圈中的电流I＞0.1A时，衔铁K被吸上，注水系统开始注水；当电磁铁线圈中的电流I≤0.1A时，衔铁K断开，停止注水.（电磁铁线圈的电阻忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 第4题图 （1）给蓄水池注水的过程中，电流表示数的变化是 　　. （2）当蓄水池没有水时，为保护电路安全，滑动变阻器的阻值至少是 　　Ω. （3）当滑动变阻器阻值为20Ω时，求该装置所能注水的最大深度.（写出必要的文字说明、表达式及最后结果） 5.（2024福建）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图.R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻.温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中.烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W.测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进水保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃.求： 第5题图 （1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流； （2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值； （3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t,写出R与t关系的表达式. 学科网（北京）股份有限公司 $$ 参考答案 加练12 动态电路综合应用题 类型1 敏感电阻动态电路综合应用题 1.解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流，电流表示数为15mA，根据欧姆定律可得电路的总电阻：R400Ω， 由表格数据可知：当F＝0N时，R1＝300Ω， 根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得，R0的阻值： R0＝R﹣R1＝400Ω﹣300Ω＝100Ω； （2）由表格数据可知，当拉力为250N时，R1′＝150Ω， 此时电路的总电阻为：R′＝R1′+R0＝150Ω+100Ω＝250Ω， 此时电流表示数：I′0.024A＝24mA； （3）由表格数据可知：拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系式为R1＝300﹣0.6F（Ω）， 根据串联电路电阻规律和欧姆定律可得电流表示数与拉力之间的关系式为： I， 分析函数关系可知电流表示数与拉力不成正比，所以，刻度线分布不均匀. 2.解：（1）由图乙可知，该电路为R0和RP的串联电路，电压表测R0两端的电压； 深度表在海面上时，即h＝0m时，由图丙可知，此时RP=40Ω， 由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电路中的电流：I0.1A； （2）已知电压表示数为2V时，即R0两端的电压为U0=2V， 通过R0的电流为I0A，即电路中的电流为I′＝I0A， 由串联电路的电压特点可知RP两端的电压：UP＝U﹣U0＝6V﹣2V＝4V， 则此时RP的阻值：RP′30Ω， 由图丙可知，此时潜水员下潜的深度为h′=10m； （3）当电路中电流最大时，由U=IR可知R0两端的电压最大， 由电压表量程可知R0两端的电压最大：U0大＝3V， 由此可知电路中电流最大：I大0.2A＜0.24A， 为保护电路，电路中允许通过的最大电流为0.2A， 此时电路总电阻：R总30Ω， 由串联电路的电阻特点可知压敏电阻RP的阻值：RP＝R总﹣R0＝30Ω﹣15Ω＝15Ω， 由图丙可知，此时下潜的深度为40m，即该深度表能测量的最大深度为40m. 3.解：（1）未放入物体时，水深为9cm，水对容器底的压强为：； （2）由电流先增大后减小可知，当GA＝F浮时，杆子受到的力F＝0，由图乙可知，此时R1的阻值最小为10Ω， 由图甲可知，R1、R2串联，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最大：I2＝0.5A， 由I可知，R1、R2的总阻值：R20Ω， 根据串联电路特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝20Ω﹣10Ω＝10Ω； （3）还未进入水中时，A的重力等于杆子的受到的力，此时I0＝0.2A，此时R1的阻值为， 由图乙可知，此时A的重力为GA＝F＝1.2N， 当I1＝0.4A时，此时R1的阻值为， 由图乙可知，此时杆子受到的力为F1＝0.2N， 若此时杆给的力F1为向下的拉力，则物体的重力和拉力之和等于浮力， 即， 则A的体积：， 物体和水的总体积：， 依题意， 因为640cm3＞600cm3，所以A的体积不为280cm3。 若此时杆给的力F1为向上的压力，则物体的重力等于压力与浮力之和， 即， 则A的体积为， 物体和水的总体积为， 依题意，因为560cm3＜600cm3，所以A的体积为， 物体A的密度为。 4.解：（1）由表格数据知，力敏电阻所受压力为2N时，力敏电阻的阻值为110Ω，电路的总电阻：R总＝R0+R＝10Ω+110Ω＝120Ω； 电流表的示数为：I0.1A； （2）浮桶的重力：G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N； 当电流表示数为0.6A，且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水， 此时电路中的总电阻：R总′20Ω， 此时力敏电阻的阻值：R′＝R总′﹣R0＝20Ω﹣10Ω＝10Ω， 由表格数据知，此时力敏电阻所受压力为15N，根据物体间力的作用是相互的，所以弹簧给浮桶向下的压力也是15N， 浮桶受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力，这三个力平衡， 则此时浮桶受到的浮力：F浮＝G+F＝5N+15N＝20N， 浮桶排开水的体积：V排2.0×10﹣3m3＝2000cm3， 则浮桶浸入水中的深度为：h120cm＝0.20m， 当电流表示数为0.6A，且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水， 所以此时容器内水的深度：h＝h1+h2＝0.20m+0.4m＝0.60m； （3）水的压力越大时，压敏电阻的阻值越小，电路的总电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流越大；当电流表的示数最大时，该装置测量的压力最大，由电流表的量程一定可知，最大测量时的示数一定，由R可知，最大测量时电路的总电阻一定，要增加该装置的储水量，压敏电阻的阻值越小，则滑动变阻器的阻值越大，所以滑片应向下移动。 5.解：（1）当往容器中加入4N的水时，托盘受到的压力： F＝G容+G水＝8N+4N＝12N， 托盘受到的压强：p300Pa； （2）往容器中加入4N的水时，托盘受到的压力为12N， 由图乙可知，力敏电阻的阻值Rx＝12Ω，此时电压表的示数为3V， 设电源电压为U，由串联电路的分压定律可得：① 往容器中加入16N的水时，托盘受到的压力为24N， 由图乙可知，力敏电阻的阻值Rx′＝24Ω，此时电压表的示数为1.8V， 同理由串联电路的分压特点可得：② 联立①②解得：U＝9V，R0＝6Ω； （3）由G＝mg＝ρVg可得，16N水的体积： V水1.6×10﹣3m3， 物体在水中浸没，则排开水的体积：V排＝V＝6.4×10﹣3m3， 容器内水的深度：h0.2m， 容器内水对容器底部的压强： p水＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa， 因容器对地面的压强刚好等于水对容器底部压强的1.2倍， 所以，p′1.2×2000Pa， 解得：GA＝72N， 此时托盘受到的总压力：F′＝G容+G水+GA＝8N+16N+72N＝96N， 由图乙可知，此时力敏电阻的阻值Rx″＝96Ω， 由分压特点可求此时电压表的示数： U09V≈0.53V。 6.解：（1）已知1枚5角硬币的质量为4g，1枚1元硬币的质量为6g，则投入1枚1元硬币和1枚5角硬币后，储币盒里硬币的总质量m总＝6g+4g＝10g＝0.01kg， 硬币的重力G总＝m总g＝0.01kg×10N/kg＝0.1N， 对于轻质杠杆OAB，由杠杆的平衡条件可得：FA×LOA＝G总×LOB， 所以，力敏电阻R受到的压力：FAG总0.1N＝1N； （2）由图甲可知：R0与力敏电阻R串联，电压表测量两端的电压， 投入1枚1元硬币和1枚5角硬币时，由图乙可知此时力敏电阻的阻值为R1＝15Ω， 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压： U＝I1R1+U01R1+U0115Ω+8V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 投入4枚1元硬币和2枚1角硬币时，则总质量m总′＝6g×4+3g×2＝30g＝0.03kg，重力G总′＝m总′g＝0.03kg×10N/kg＝0.3N， 由杠杆的平衡条件可得：FA′×LOA＝G总′×LOB， 所以，力敏电阻R受到的压力：FA′G总′0.3N＝3N； 由图乙可知此时力敏电阻的阻值为R2＝9Ω， 根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压： U＝I2R2+U02R2+U029Ω+10V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 解①②可得：R0＝15Ω，U＝16V； （3）当电压表的示数U0大＝12V时，电路中的电流最大，压敏电阻的阻值最小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，此时压敏电阻两端的电压：UR小＝U﹣U0大＝16V﹣12V＝4V， 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流： I′，即：，解得：R小＝5Ω， 由图乙可知，压敏电阻受到的最大压力FA大＝6N， 由杠杆的平衡条件可得：FA大×LOA＝G大×LOB， 所以，储币盒内硬币的最大总重：G大FA大6N＝0.6N， 储币盒内硬币的最大总质量：m大0.06kg＝60g， 因1枚1角硬币的质量为3g，1枚5角硬币的质量为4g，1枚1元硬币的质量为6g， 所以，要使投入硬币的面值最大，则需要投入10枚1元硬币，最大面值为10元。 类型2 类滑片动态电路综合应用题 1.解：（1）根据液体压强公式p＝ρgh可得当水深H＝5cm时，水对容器底的压强： p＝ρ水gH＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣2m＝500Pa； （2） 根据图丙可知，当水深超过5cm时，电压表开始有示数，表明此时木块A刚好开始离开容器底，处于漂浮状态，根据物体沉浮条件可知木块A的重力： G＝F浮＝ρ水gV排＝ρ水gHS＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣2m×0.01m2＝5N； （3）由图丙可知，当R1两端电压U1＝1.5V时，功率为P1＝1.125W，由P＝UI可知此时电路中的电流：I10.75A， 则电源电压：U＝U1+I1R2＝1.5V+0.75A×R2……①， 当R1两端电压U2＝3.0V时，功率为P2＝1.8W，由P＝UI可知此时的电流：I20.6A， 则电源电压为：U＝U2+I2R2＝3.0V+0.6A×R2……②， 联立①②可得：U＝9V，R2＝10Ω， 当水深为10cm时，R1接入的电阻为：R15Ω， 此时滑片向上移动的距离：d＝10cm﹣5cm＝5cm， 则滑动变阻器每1cm的电阻为1Ω； 当水位到达H0后，电压表示数不再增加，表明此时滑片处于最上端即最大阻值处，此时的R1的功率也为1.8W，则： P2＝I2R大R大R大＝1.8W， 解方程可得：R大＝5Ω或20Ω， 因为当水深为10cm时，R1接入的电阻为5Ω，则滑动变阻器最大阻值应为20Ω， 对应的电阻丝的长度为：L＝1cm/Ω×20Ω＝20cm， 由图丙可知，当水位在10～13cm时，电压表示数不变，表明接入电阻不变， 即短路部分的长度为：l＝13cm﹣10cm＝3cm， 所以图丙中对应H0的值为：H0＝H+L+l＝5cm+20cm+3cm＝28cm。 2.解：（1）由图甲可知，体重测量电路为压敏电阻R1的简单电路，电流表A1测该电路中的电流，身高140cm的小侨站上踏板时，电流表A1示数为0.15A，则体重测量电路中的电阻R1的阻值：30Ω； 由乙图可知，R1电阻为30Ω时，对应的压力为500N，小侨对电阻R1的压力等于重力，因此小侨的重力为500N。 （2）由图甲可知，左侧电路（身高测量电路）中R2、R3串联，电压表测R2两端的电压，电流表A2测该电路中的电流，身高140cm的小侨站上踏板时，电流表A2示数为0.45A，变阻器接入电路的电阻为R2，则由串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压： ① 身高180cm的小江站上踏板时，电流表A2示数为0.3A，变阻器接入电路的电阻为R2， 同理可得该电路的电源电压：② 由①②解得：U2＝18V，R2＝50Ω； （3）由已知条件（两次测量的结果）可知身高增加40cm，变阻器接入电路的阻值增大， 则身高每增加20cm，变阻器接入电路的阻值增大， 保证电路安全的前提下，当滑动变阻器滑到顶端时，该身高测量仪测量的是最高身高，此时对应的R2的电阻为50Ω，根据接入电路的阻值与接入电路的长度成正比可知，滑片在最顶端时对应的最高身高为180cm+20cm＝200cm； 当滑片在最顶端时对应的最高身高为200cm，此时电压表两端的电压： ， 12.9V不超过电压表的最大量程，因此电路安全； 根据电流表A2的量程为0～0.6A可知，左侧电路中最大电流为0.6A，此时对应的R2的电阻：， 因R2′＝10ΩR2，且所测身高为140cm时，变阻器接入电路的阻值为R2，则能测量的最小身高为140cm﹣20cm＝120cm， 所以，在保证电路安全的前提下，该身高测量仪的身高测量范围为120～200cm。 类型3电磁继电器动态电路综合应用题 1.解：（1）因为电车在平直公路上匀速直线行驶，受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，所以牵引力F＝f＝2700N， 牵引力做功的功率：P＝Fv＝2700×30m/s＝8.1×104W＝81kW； （2）由表格数据可知，充电桩的输出功率P'＝UI＝500V×40A＝2×104W＝20kW， 从完全没电到充电至70%的电量：W′=W×70%=80kW•h×70%=56kW•h， 需要的充电时间t2.8h； （3）充电时，控制电路最大总电阻R总100Ω， 压敏电阻R0＝R总﹣R＝100Ω﹣90Ω＝10Ω； 由图丙知，压敏电阻为10Ω时，对应压力F0＝6N。 2.解：（1）由题知力敏电阻受到“乘客”的压力为F＝5N， 受力面积为S＝5cm2＝5×10﹣4m2， 力敏电阻受到“乘客”的压强：P104Pa； （1） 闭合开关，控制电路中两电阻串联接入电路，电流表测通过电路的电流， 由图2知力敏电阻R2受到的压力为5N时，阻值为105Ω，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得U＝I（R1+R2）＝0.03A×（195Ω+105Ω）＝9V； （3）电源电压不变，由欧姆定律可得此时的总电阻R′450Ω； 此时力敏电阻接入电路的阻值：R2′＝R′﹣R1′＝450Ω﹣285Ω＝165Ω； 由图2和数学知识知可得105Ω＝5N×k+5Ω，解得k＝20Ω/N，则力敏电阻接入电路的阻值与所受压力的函数关系为R2＝20Ω/N×F+5Ω； 代入数据可得165Ω＝20Ω/N×F′+5Ω；解得：F′＝8N； 此过程电梯的效率η100%100%100%＝80%； 3.解：（1）由P＝UI可得，发热电阻R的阻值：； （2）当开关S闭合时，控制电路R0、R1和R2串联， 由图乙可知t＝50℃时，R1＝140Ω， 电暖箱中的最高温度为48℃，此时控制电路的电流为I＝60mA＝0.06A， 由I得，电路的总电阻：； 根据串联电路的总电阻等于各用电器的阻值之和可得， 变阻器接入电路的阻值：R2′＝R总﹣R0﹣R1＝200Ω﹣30Ω﹣140Ω＝30Ω； 由I得，滑动变阻器R2两端电压：U2＝IR2＝0.06A×30Ω＝1.8V； （3）当控制电路的电流Imin＝50mA＝0.05A时，电暖箱温度最低， 由I得，电路的总电阻：， 根据串联电路的总电阻等于各用电器的阻值之和可得， 热敏电阻的阻值：R1′＝R′总﹣R0﹣R2＝240Ω﹣30Ω﹣10Ω＝200Ω， 由图乙可知此时t＝30℃； 当控制电路的电流：Imax＝60mA＝0.06A，电暖箱温度为最高， 由I得，电路的总电阻：R总″200Ω， 根据串联电路的总电阻等于各用电器的阻值之和可得， 热敏电阻的阻值：R1″＝R总﹣R0﹣R2＝200Ω﹣30Ω﹣10Ω＝160Ω， 由图乙可知此时t′＝40℃， 综上可知，电暖箱温度变化的范围为30℃～40℃。 4.解：由图甲可知：控制电路中电磁铁、滑动变阻器R与压敏电阻RF串联，电流表测量电路中电流； （1）注水过程浮力柱受到的浮力增大，对压敏电阻的向下的拉力先减小，后向上的作用力增大，根据图像可知压敏电阻阻值一直变大，根据串联电路的电阻特点和根据欧姆定律I知，电路中电流变小； （2）在蓄水池没有水时，由于浮力柱的下端与蓄水池底部接触但没有弹力，则力传感器RF上受到向下的拉力为50N，即浮力柱的重力G＝50N，由图象可知此时RF＝5Ω， 由于电流表的量程为0～0.3A，为保护电路安全，则电路中最大电流为：I大＝0.3A， 根据欧姆定律可得此时电路中的最小总电阻：R总小20Ω， 此时滑动变阻器R接入电路中的最小电阻：R小＝R总小﹣RF＝20Ω﹣5Ω＝15Ω； （3）当滑动变阻器阻值为R2＝20时，停止注水时电磁铁线圈中的电流为I＝0.1A， 根据欧姆定律可得此时总电阻：R总60Ω， 此时压敏电阻的阻值：RF2＝R总﹣R2＝60Ω﹣20Ω＝40Ω； 由图乙可知，压敏电阻的阻值增大5Ω，压力增大50N，压敏电阻的阻值为40Ω时力传感器受到的力为：F2＝300N，则浮力柱受到轻质杆向下压力为F＝F2＝300N， 此时浮力柱受到竖直向下的压力、重力和竖直向上水的压力作用， 根据力的平衡条件可知，浮力柱底部受到水的压力：F压＝G+F＝50N+300N＝350N， 浮力柱的底面积S＝500cm2＝0.05m2， 则水对浮力柱底部的压强：p′7000Pa； 根据p＝ρgh可得水的深度：h水0.7m. 5.解：（1）由图可知，烧制炉处于加热状态时，加热电路为R1的简单电路， 通过R1的电流：I15A； （2）烧制炉处于保温状态时，加热电路中R1与R2串联， 电路的总电阻：R总242Ω， R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝242Ω﹣44Ω＝198Ω； （3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即有：U温差＝k（t﹣t0）， 由图可知，控制电路中，R与R0串联，则有：U温差＝I（R+R0）， 故有：k（t﹣t0）＝I（R+R0）……① 第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进水保温状态时，测得炉内温度t为400℃， 第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃， 且t0＝20℃，I＝0.01A， 把数据代入①式可得： k×（400℃﹣20℃）＝I×（1Ω+R0）……② k×（1000℃﹣20℃）＝I×（4Ω+R0）……③ 联立②③解得：R0＝0.9Ω，k＝5×10﹣5V/℃， 则R与t的关系式为：R＝（5×10﹣3t﹣1）Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $$