专项03 动态电路与欧姆定律综合计算（重难点训练）物理沪粤版2024九年级上册

专项03 动态电路与综合计算 一、含变阻器的动态电路（共12小题） 二、结合图像的动态电路分析（共12小题） 三、含敏感电阻的动态电路（共11小题） 四、动态电路计算（共10小题） 一、含变阻器的动态电路（共12小题） 1．坐位体前屈体质测试原理如图所示，电源电压恒定不变，电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表示数为0.05A；挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。挡板P由B端向A端滑动时，电流表示数______，电压表示数与电流表示数之比______。（均填变化情况） 2．如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，杠杆的右端是滑动变阻器的滑片，杠杆左端固定着一个浮子，油箱内油量变化时，滑片就在电阻片R两端之间滑动，两电表示数均有变化，下列说法错误的是（　　） A．油位越高，乙表示数越大 B．油越多的时候油量表示数越大，则油量表是由甲表改装的 C．甲表示数有可能为0，但是乙表示数不可能为0 D．甲表示数变大时，乙表示数变小 3．如图所示电路中电源电压不变，当S闭合，且滑片P向右滑动时，各电表示数的变化情况是（　　） A．表读数不变，表读数变大，V表读数不变 B．表读数不变，表读数变小，V表读数不变 C．表读数变小，表读数变大，V表读数变大 D．表读数不变，表读数变小，V表读数变小 4．图为小安设计的坐位体前屈测量仪的模拟电路，其中为定值电阻。闭合开关，当推动塑料挡板使滑动变阻器的滑片P向右移动时（　　） A．电流表示数变大 B．电压表示数变小 C．电压表示数与电流表示数的比值变大 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小 5．如图所示是同学们自制的简易调光小台灯的电路原理图，电源电压恒定不变，为半圆弧电阻的圆心，金属滑片长度与该圆半径相等且与半圆弧接触良好，接入电路的电阻与指针旋转角度成正比。滑片的阻值忽略不计，忽略温度对灯丝阻值的影响，闭合开关S后，下列说法正确的是（　　） A．调节变大时，灯泡变暗，电压表示数与电流表示数都变大 B．调节变大时，电压表的示数与电流表的示数比值保持不变 C．调节时，电压表示数变化量与电流表示数变化量比值变大 D．调节时，电压表示数变化量与电流表示数变化量比值不变 6．某科技小组设计了一种自动控制传感器，其工作原理电路如图所示。物体M在导轨上左右移动时，可带动与之相连的滑动变阻器滑片P左右移动，通过电压表示数变化可反映出物体M移动的距离。当物体M向左移动时（    ） A．电流表示数不变，电压表示数变大 B．电流表示数变小，电压表示数变小 C．电压表示数和电流表示数的比值变小 D．电压表示数和电流表示数的比值不变 7．智慧科创小组的同学设计了一款由电压表改装的简易汽车油量表，其工作原理如图所示。电源电压为18V，R1是定值电阻，R2是转动式的变阻器，其规格是“55Ω，2A”，电压表的量程是0-15V。如表是研究R2连入电路的阻值与油的体积大小规律时测得的数据。 R2连入电路的阻值/Ω 55 40 30 20 15 10 5 0 油的体积V/L 1.20 2.00 2.5 3.00 3.25 3.50 3.7 4.0 (1)电路中R1的作用是______。 (2)闭合开关，向油箱中加油，当油箱中的油达到最低油量时，电压表的示数为U0；继续向油箱内加油，当油量达到2L时，观察到电压表的示数为，则R1的阻值为______Ω，U0的值为______V。 (3)继续往油箱中加入体积为V1的油，重新闭合开关S后，观察到电压表示数为4U0。继续往油箱中注入体积为V2的油，再闭合开关S，发现在不损坏电路元件的情况下油量已到达最大值。请通过计算比较两次注入的油体积的大小________。（写出必要的文字描述、表达式以及最终结果） 8．小明在课外实践活动中设计了一款台秤，其显示端由电压表表盘改装而成，电路设计如图所示。闭合开关S，关于该台秤的分析正确的是（    ） A．保持R2阻值不变，被测物体质量变小时，电路中电流变大 B．保持R2阻值不变，被测物体质量变小时，电路中电流变小 C．保持R2阻值不变，被测物体质量变大时，电压表示数变大 D．保持R2阻值不变，被测物体质量变大时，电压表示数变小 9．如图所示电路，电源电压不变，为定值电阻，R是滑动变阻器，闭合开关，将滑片P向b端移动过程中，电压表示数________，电压表与电流表A的示数的比值_______（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 10．如图是一个简易身高测量仪的工作电路示意图。电源电压6V保持不变，电压表的量程为“0～3V”，R1=20Ω，R2是一根长为80cm的均匀电阻丝（规格为0.5Ω/cm，A、B为R2的两个端点）。滑片P可在竖直放置的R2上滑动，被测者身高不同电压表示数也会不同，在电压表的刻度盘上标注相应的身高值，改装完成后，便可测量身高。下列说法正确的是（　　） A．正常工作时，被测者的身高越高，电压表的示数越大 B．正常工作时，被测者的身高越矮，电路中的电流越小 C．如果用量程为“0～0.6A”的电流表替代电压表，身高的测量范围会变大 D．用电压表和电流表改装的身高刻度盘，刻度值都是均匀的 11．如图所示的电路中，电源电压不变。闭合开关，滑片向右滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电压表的示数变小 C．电压表示数与示数的比值变大 D．电流表示数的变化量大于电流表示数的变化量 12．阅读短文，回答问题。 跨学科实践——设计并制作简易油量表 【生活调查】小明发现家里新买的三轮摩托车的仪表盘没有油量表（如图甲）。 【任务要求】用所学的知识设计并制作一个简易的油量表，用来实时监测油量情况。 【知识储备】小明在查阅资料时，发现图丙是一种用于自动测量油箱内油量的装置（简称“油量表”）简化图，其最大测量容量为50L。请你帮助小明完成以下问题： (1)油箱装满油时，油的质量为______kg（已知油的密度为）； (2)如图乙所示，是油箱盖杠杆结构原理图。开启油箱盖时，在B点施加一个向下的力，弹簧会在A点产生一个向上的力，从而打开油箱盖。油箱盖打开后，可以闻到很浓的气味，这是因为______；从图乙可以看出，油箱盖杠杆结构OAB相当于一个______（填“省力”或“费力”）杠杆。假设，，，若在B点施加一个力打开油箱盖，则这个力的最小值为______N； (3)小明根据图丙制作简易的油量表，其中油量表是由______表改装而成的，的作用是______，若电源电压为6V，变阻器R的最大阻值为200Ω，当油箱内装满油时，金属滑片在R的最下端，电路中电流为60mA，则值为______Ω；当油箱内没有油时，金属滑片在R的最上端，此时电路中电流为______mA；若电阻R随油箱中油量V的变化如图丁所示，当电路中的电流为40mA时，油量为______L； 【设计优化】为科学评价学生的制作作品，老师设置了如下评价量表。 自制油量表评价量表（部分节选） 指标 优秀 合格 待改进 正相关性 油面越高 油量表示数越大 油面越高 油量表示数越小 油量表无法反映 油面高低 刻度 油量表刻度线均匀，零刻度对应油量为零 油量表刻度线均匀，零刻度对应油量不为零 油量表刻度线不均匀，零刻度对应油量不为零 (4)小深和团队设计了如图戊所示的油量表电路图，请根据评价量表选择一个维度对该设计进行评价并说明理由______。 二、结合图像的动态电路分析（共12小题） 1．如图甲是导体a、b、c的图像，现把它们分别接入图乙中MN之间，电源电压恒为7V，则闭合开关后电流表示数最小的是（　　） A．导体a B．导体b C．导体c D．一样大 2．如图甲所示的电路，闭合开关S，先将滑动变阻器R1滑片P从最右端移动到最左端，图乙是这一过程中电流表和电压表V1示数的关系图像，保持滑片P位置不动，在对热敏电阻R2加热时，小灯泡逐渐变亮直至正常发光，此时电压表V2示数为1V，图丙是这一过程中电流表示数随热敏电阻R2阻值变化的关系图像。分析可知：该热敏电阻的阻值随着温度升高将______（选填“变大”、“不变”或“变小”），小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。 3．定值电阻R和小灯泡L接在如图甲的电路中，其两者的图像如图乙所示，当电流表示数为0.4A时，小灯泡L的电阻为___________Ω。 4．如图甲所示的电路图中，电源电压保持不变，，为滑动变阻器。闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，则电源电压为______V；滑片滑到中点时，电流表的示数为______A。 5．控制大气污染物浓度是确保空气质量，实现碧水蓝天的重要措施。如图甲所示是物理学习小组设计的大气污染物浓度监测简化电路，R为气敏电阻，其阻值随污染物浓度变化的关系如图乙所示。当污染物浓度增大时，污染物浓度监测表的示数增大。当污染物浓度增大时，下列说法正确的是（    ） A．气敏电阻的阻值增大 B．电流表示数增大 C．电压表示数增大 D．污染物浓度监测表是电压表改装而成的 6．老师给小宁一个暗箱，其表面有两个接线柱M、N，它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路（电源电压不变）进行实验：在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下，改变电阻箱R1的阻值，读取电流表示数，绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知，电源电压U为______V，RMN为______Ω，图乙中曲线______（填“A”或“B”）是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。 7．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P分别位于最右端a和其上某处b（图中未标出），记录两电表数据并标于图乙中M、N两点处。则滑动变阻器的最大阻值为_________Ω，电源电压是_________V，电阻R1的阻值为_________Ω。 8．如图甲为灯泡L和定值电阻R的I-U图像，灯泡正常发光时两端电压为6V，将L和R接入如图乙所示电路中，灯泡正常发光时，电流表示数为________A；若将L和R串联在电源电压为9V的电路中，此时灯泡电阻为________Ω。 9．如图甲所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图乙所示，根据图像的信息可知：______（选填“a”或“b”）是电压表V1示数变化的图像，电源电压为______V，滑动变阻器R2的最大阻值为______Ω。 10．现如今，清洁高效的天然气已走进千家万户，所以安全使用天然气非常重要。下表所示的是空气中天然气含量指数与泄漏等级的划分。如图甲所示的是某天然气监测仪的简化电路原理图，已知电源电压恒为3V，定值电阻，R为气敏电阻，其阻值与天然气含量指数的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） 天然气含量指数 0~50 51~99 100及以上 天然气泄漏等级 安全 轻微泄漏 危险 A．R的阻值随天然气含量指数的增大而增大 B．天然气含量指数越大，电压表的示数越大 C．当电压表的示数为2V时，天然气泄漏等级为安全 D．当天然气含量指数为50时，电压表的示数为1.5V 11．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关、，断开，滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动到某点时，小灯泡正常发光；保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合开关、，断开，再将滑动变阻器的滑片继续向左滑动到最左端；两次电流表示数与电压表示数关系图像如图乙所示。则图乙中______选填“”或“线表示闭合开关、，断开，滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动到某点到小灯泡正常发光的过程的图像；由题可知，滑动变阻器最大阻值是______。 12．图甲是小明设计的电子体重秤的简化电路图。R0为定值电阻，压力传感器踏板受到压力后，其阻值R随所受压力F的变化而改变，如图乙所示，并导致电路中的电流发生改变，通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量。闭合开关S，小明站上踏板并最终静止在踏板上，电流表的示数Ⅰ随时间t变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=12V，定值电阻R0=10Ω，踏板的质量忽略不计。 (1)0~1s时间内，小明尚未站上踏板，图丙中I1的大小为______A； (2)小明的质量为______kg； (3)电流表表盘上0.5A刻度线应标为______kg，改写后电流表表盘上的刻度是______（选填“均匀”或“不均匀”）。 三、含敏感电阻的动态电路（共11小题） 1．某种用于检测大件货物质量的装置，其简化电路如图甲所示。电源电压为12V，电路中允许通过的最大电流为30mA。定值电阻有100Ω和200Ω两种规格，R为力敏电阻，其阻值与压力F的关系如图乙所示。R上方有一质量不计的绝缘平板，检测时将货物置于其上。下列说法正确的是（   ） A．当货物质量增大时，电路中的电流增大 B．当为100Ω时，最大能检测1000kg的货物 C．当为200Ω时，最大能检测900kg的货物 D．若电路允许通过的最大电流变为24mA，装置选用两种规格的均能检测700kg的货物 2．如图所示是某食堂安装的烟雾报警装置的简化原理图。图中电源电压保持不变，为定值电阻，R为光敏电阻且阻值随光照强度的增大而减小，当电路中的电流减小至某一数值时，报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变小，电压表的示数不变 B．电流表的示数变小，电压表的示数变大 C．电流表的示数变大，电压表的示数变大 D．电流表的示数变大，电压表的示数变小 3．应变片是一种检测物体形变的器件，其结构如图甲所示。将它接入图乙的电路，电源电压不变，R为定值电阻。闭合开关S，当被检测物体发生拉伸形变时，应变片内的金属丝会被拉长变细，则（　　） A．应变片内的金属丝电阻变小 B．电流表示数变大 C．电压表示数变小 D．电压表与电流表示数之比变大 4．小明设计了一个汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，如图所示。电源两端电压保持不变，R0为定值电阻、R为压敏电阻，将压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随压力增大而减小。将电压表并联在定值电阻或压敏电阻两端，当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警。电压表示数为U时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（    ） A．电压表应并联在定值电阻两端 B．当油箱的油量减少时，电路中的电流变小 C．若要使警戒油量变大一些，可换用阻值更小的定值电阻 D．若要使警戒油量变大一些，可换用电源更小的电源 5．如图甲所示，RG是光敏电阻，R是阻值为10kΩ 的定值电阻，电源电压U＝9V，光敏电阻RG的阻值与光的照度（光照越强，照度越大，单位为Lux）关系如图乙所示。将量程为0～3V的电压表接入图甲电路中，将其改装成照度表，为使光的照度增大时电压表的示数也增大，则下列说法正确的是（　　） A．当照度增大时，RG的阻值将增大 B．该电压表应并联在RG两端 C．所改装的照度表能够测量的最大照度为1.2Lux D．改装完成后，若将电源换为电压可调电源（调节范围为12～15V），且将R换为可调电阻（调节范围为5～20kΩ），则该装置所能测量的最大照度为1.6Lux 6．手机屏幕能随光照强度的变化自动调节亮度，如图所示是它的电路原理图，光敏电阻R的阻值随光照强度的变大而减小。保持电源电压不变，闭合开关S，当光照强度变大时，说法正确的是（　　） A．灯泡L变暗 B．电压表示数变大 C．电流表示数变小 D．电压表与电流表示数的比值变小 7．沙坡头旱苹果，色泽鲜艳、脆甜多汁、营养丰富。果农经常用石墨烯制成的甜敏电阻检测苹果的含糖量，甜敏电阻的阻值随含糖量的升高而增大。如图所示是检测苹果含糖量的电路，电源电压不变。将甜敏电阻R附着在切开的苹果上，当苹果含糖量升高时( ) A．电流表示数增大，电压表的示数减小 B．电流表示数、电压表的示数都减小 C．电流表示数减小，电压表示数增大 D．电流表示数、电压表示数都增大 理由：___________。 8．小华为果农设计的芒果自动筛选装置，如图甲所示。其简化电路图如图乙所示，电源电压恒为12V，定值电阻的阻值为，压敏电阻R的阻值随压力F变化关系如图丙。当电路电流小于时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求： (1)当电流为0.15A时，R0两端的电压； (2)当电流为0.15A时，压敏电阻R的阻值； (3)若想筛选重力至少为4N的芒果，你的解决方案是什么？请通过计算做出判断。 9．电子体重计是健身达人必备的工具。某体重计电路原理如图甲所示，电源电压恒定，电压表量程为，定值电阻为，压敏电阻的阻值随平板受到压力大小的变化关系如图乙，平板质量不计。若该体重计空载时电压表的示数为，下列有关说法错误的是（   ） A．闭合开关，电路中与串联 B．电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大 C．电源电压为 D．该体重计的最大测量值为 10．如图是创新小组为学校食堂设计的可自动注水的储水池简化装置，其中电源电压一定。控制电路中，为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，为可变电阻。闭合开关、，调到一定的阻值，储水池开始注水，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置开始注水。下列分析正确的是（　　） A．水位上升时，电磁铁磁性变弱 B．水位上升时，的电阻变大 C．水位下降时，两端电压变小 D．将调小，每次注入储水池中的水增多 11．某电子体重秤的原理如图甲所示，电源电压为6V，用于显示体重的仪表由电压表改装而成，量程为0~3V，定值电阻R0的阻值为60Ω，压敏电阻R上方放置一轻质绝缘踏板：R的阻值与它所受压力的关系如图乙所示。闭合开关S后，求： (1)空载时，已知电压表示数为1.2V，电路中的电流是多少； (2)该装置所能测量的最大压力； (3)为使体重秤最大可测量的质量达到115kg，在保持R0的阻值和电压表量程不变的前提下，请设计一种可行的方案，并通过计算进行说明。（g取10N/kg） 四、动态电路计算（共10小题） 1．如图所示的电路中，电源电压恒定不变，，为滑动变阻器，当滑片P在中点时，电流表示数为0.6A，电压表示数为6V，当滑片P在b端时，电路中的电流为_________A。 2．数理小组设计的电子量角器，可用电压表示数反映角度，其原理如图所示。用两端电压为6V的电源、圆弧形电阻丝、金属杆OC、定值电阻R0、电压表（量程0~3V）和开关等组成电路。已知电阻丝接入电路中的阻值R＝kθ，其中k为常量、θ为OC与OA的夹角。使用时发现该量角器测量范围是0~150°，请通过分析说明为能满足测量0～180°的要求，应将R0更换为更大的电阻还是更小的？ 3．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R、显示承重的仪表（实质为电流表，量程0~0.6A）等组成，R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为9V，定值电阻R0的阻值为10Ω。求： (1)由图乙可知压力传感器R的阻值随压力的增大而______；（选填“增大”或“减小”） (2)当R的阻值为20Ω时，电路的电流？ (3)此地磅能检测的最大压力？ (4)为了增加地磅的最大检测值，在不改变压力传感器R的情况下，请你写出一种可行的方案。（简要的文字说明） 4．如图甲所示，坐位体前屈是中学生体质健康测试项目之一、图乙是小亮同学为其设计的工作原理图，电源电压恒为，定值电阻，为一根长的均匀电阻丝（阻值跟长度成正比），其最大阻值为，挡板未受推力时，滑片P位于电阻丝的端，在挡板处施加推力时，滑片P可自由滑动。某同学的成绩是时，电流表的示数为___________，电压表的示数是___________。 5．为确保道路交通安全，高速公路均设有限速规定，机动车最低车速不得低于60km/h，最高车速不得高于120km/h。某科技小组基于此设计了一个车速报警装置，其简化电路如图甲所示。当系统检测到车辆行驶在高速公路上时闭合开关，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为20Ω；可变电阻RV的阻值随车速变化关系如图乙所示。当电流表或电压表示数超过设定值时，会触发报警。 (1)当车速为60km/h时，电压表的示数为8V，求通过RV的电流。 (2)为满足高速公路限速要求，求电流表和电压表的报警设定值。 (3)保持报警设定值不变，若车速高于100km/h时就开始报警，提出改进方案，并通过计算说明。 6．坐位体前屈是国家学生体质健康标准的测试项目之一。图甲是测试示意图，图乙是测试仪电路原理图，电源电压恒定，电压表量程为0~3V，定值电阻，滑动变阻器由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成，规格为。为保护电路安全，滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处，此时通过的电流为0.3A；测试时，人通过推动挡板使滑片P从起始位置A向右移动距离x，电压表的示数可反映学生的测试结果，下表格是初三女生测试等级与滑片移动距离x的关系。求： 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x/cm           (1)电源电压； (2)某女生测试时的电压表示数为2.5V，该女生测试等级是否合格； (3)该测量仪的测量范围； (4)为了增大测量仪的测量范围，同时不损坏其它器材，请你写出一种可行的方案。 7．如题图所示，电源电压恒定不变，，R2=12Ω，滑动变阻器R的滑片滑到中点。当开关都闭合时，电流表A的示数为3A；当开关闭合，都断开时，电流表A的示数为0.6A。求： (1)电源电压。 (2)滑动变阻器R的最大阻值。 (3)当闭合，断开时，电流表的示数。 8．如图甲所示，电源电压保持不变，为定值电阻。闭合开关S，在将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动的过程中，电压表和电流表的示数变化关系图像如图乙所示。 (1)求滑动变阻器的最大阻值。 (2)求电源电压和定值电阻的阻值。 (3)当滑动变阻器的滑片P在中点时，求两个电表的示数。 9．科技小组设计了一种测量风速大小的装置，主要结构如图甲所示，从电流表指针的刻度就可以知道风速的大小。电源电压恒为6V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，，电流表量程为0~0.6A。“T”型管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞A，A和的滑片相连，当风速变大时，活塞上方的气压变小，活塞向上移动，的阻值随风速变化的关系如图乙所示． (1)当风速为时，滑片位于的最下端，此时电路中的电流是多少安？ (2)某次测量时，电流表示数为0.3A，此时的风速是多大？ (3)若利用电压表（量程为0~3V）示数来显示风速的大小，其它条件不变，要求风速越大，电压表示数也越大．在图丙中接入电压表后与原装置相比，该装置所能测量风速的最大值________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (4)若要增大该装置所能测量风速的最大值，请对电路提出两种改进措施：①________；②________。 10．小明同学设计了一个能测量物体重力的装置如图甲，所需材料有恒压电源，开关，导线，电流表（量程为0-0.6A）、开关、导线、定值电阻R0、压力传感器R、杠杆等，小明了解到压力传感器R的电阻值与压力关系如图乙，OAB为水平杠杆，将平板下方触点垂直压在杠杆上的A点，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示，压力传感器R固定放置，其电阻值与压力关系如图乙所示。当平板中不放物体时电流表示数为0.2A，平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。 (1)当平板中放物体重力越大时，电流表示数将________； (2)小明将重力80N的物体放入平板时，闭合开关S，电流表示数为0.4A，则此时R的阻值为________Ω；取出物体，小亮将另一物体放入平板中，电流表示数为0.32A，此物体的重力为________N； (3)同学们想提高此装置的测量范围，仅利用现有器材，应如何操作________。 试卷第2页，共44页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专项03 动态电路与综合计算 一、含变阻器的动态电路（共12小题） 二、结合图像的动态电路分析（共12小题） 三、含敏感电阻的动态电路（共11小题） 四、动态电路计算（共10小题） 一、含变阻器的动态电路（共12小题） 1．坐位体前屈体质测试原理如图所示，电源电压恒定不变，电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表示数为0.05A；挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。挡板P由B端向A端滑动时，电流表示数______，电压表示数与电流表示数之比______。（均填变化情况） 【答案】 不变 变大 【详解】[1]闭合开关，R1和R2串联，电压表测量与R2并联部分两端的电压，电流表测量电路电流，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，挡板P由B端向A端滑动时，电阻丝R2接入电路的电阻不变，电压表并联部分的电阻变大，由欧姆定律可知挡板移动过程中，电路中电流不变，即电流表示数不变。 [2]挡板P由B端向A端滑动时，与电压表并联部分的电阻变大，根据欧姆定律可知电压表示数与电流表示数之比即与电压表并联部分的电阻，故电压表示数与电流表示数之比变大。 2．如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，杠杆的右端是滑动变阻器的滑片，杠杆左端固定着一个浮子，油箱内油量变化时，滑片就在电阻片R两端之间滑动，两电表示数均有变化，下列说法错误的是（　　） A．油位越高，乙表示数越大 B．油越多的时候油量表示数越大，则油量表是由甲表改装的 C．甲表示数有可能为0，但是乙表示数不可能为0 D．甲表示数变大时，乙表示数变小 【答案】B 【详解】A．由电路图可知，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，乙表串联在电路中，为电流表，电流表测电路中的电流；甲并联在电路中，为电压表，电压表测R两端电压。当油箱中的油量越多时，油面越高，浮子上升，在杠杆的作用下滑片下移，变阻器R连入电路的电阻越小，电路中的总电阻越小，由可知，电路中的电流越大，即电流表的示数越大；由U＝IR可知，R0两端的电压变大，根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压变小，电压表的示数变小，所以油越多的时候油量表示数越大，则油量表是由乙表改装的，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； C．当油量最大时，滑片在最下端，滑动变阻器接入电路的电阻为零，由U＝IR知电压表的示数为零，但电路中的电流不可能为零，即甲表示数有可能为0，乙表示数不可能为0，故C正确，不符合题意； D．由上面的分析知当油箱中的油量变多时，电流表示数变大，电压表的示数变小，则油量变少时，电压表示数变大时，电流表示数变小，即甲表示数变大时，乙表示数变小，故D正确，不符合题意。 故选B 。 3．如图所示电路中电源电压不变，当S闭合，且滑片P向右滑动时，各电表示数的变化情况是（　　） A．表读数不变，表读数变大，V表读数不变 B．表读数不变，表读数变小，V表读数不变 C．表读数变小，表读数变大，V表读数变大 D．表读数不变，表读数变小，V表读数变小 【答案】B 【详解】分析电路图可知，灯与R2串联后再与R1并联，电流表测R1的电流，电流表测干路的总电流，电压表测R1的电压，始终为电源电压保持不变，根据欧姆定律，通过R1的电流大小不变，即的示数不变；当S闭合，且滑片P向右滑动时， R2的阻值变大，则灯与R2串联的总电阻变大，则灯泡所在支路的电流变小，由并联电路中，干路电流等于各支路电流之和可知，干路的总电流变小，即示数变小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．图为小安设计的坐位体前屈测量仪的模拟电路，其中为定值电阻。闭合开关，当推动塑料挡板使滑动变阻器的滑片P向右移动时（　　） A．电流表示数变大 B．电压表示数变小 C．电压表示数与电流表示数的比值变大 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小 【答案】C 【详解】ABC．由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中电流，当推动绝缘柄使滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器电阻变大，电路总电阻变大，电源电压不变，由得，电路中电流变小，电流表示数变小；由于滑动变阻器电阻变大，根据串联电路分压关系可知，滑动变阻器两端电压变大，则电压表示数变大，而电流表示数变小，所以，电压表示数与电流表示数的比值变大，故AB不符合题意，故C符合题意； D．根据串联电路的电压特点，滑动变阻器两端电压变大时，R0两端电压变小，且变化量相同，即电压表示数变化量等于R0两端电压的变化量，R0的电流变化量是，R0两端电压的变化量是 比值是 所以电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变，故D不符合题意。 故选C。 5．如图所示是同学们自制的简易调光小台灯的电路原理图，电源电压恒定不变，为半圆弧电阻的圆心，金属滑片长度与该圆半径相等且与半圆弧接触良好，接入电路的电阻与指针旋转角度成正比。滑片的阻值忽略不计，忽略温度对灯丝阻值的影响，闭合开关S后，下列说法正确的是（　　） A．调节变大时，灯泡变暗，电压表示数与电流表示数都变大 B．调节变大时，电压表的示数与电流表的示数比值保持不变 C．调节时，电压表示数变化量与电流表示数变化量比值变大 D．调节时，电压表示数变化量与电流表示数变化量比值不变 【答案】D 【详解】AB．如图所示，灯泡与电阻串联，电压表测电阻两端的电压，电流表测电路电流。调节变大时，接入电路的的阻值变大，根据串联电路的电阻特点，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路的电流变小，灯泡变暗，根据串联电路分压原理，两端的电压变大，则电压表的示数与电流表的示数比值变大，故AB错误； CD．调节时，根据串联电路的电压规律可知，灯泡两端的电压变化量等于滑动变阻器两端的电压变化量，则电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值为灯泡的阻值，由于忽略温度对灯丝阻值的影响，所以灯泡的阻值不变，则电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变，故C错误，D正确。 故选D。 6．某科技小组设计了一种自动控制传感器，其工作原理电路如图所示。物体M在导轨上左右移动时，可带动与之相连的滑动变阻器滑片P左右移动，通过电压表示数变化可反映出物体M移动的距离。当物体M向左移动时（    ） A．电流表示数不变，电压表示数变大 B．电流表示数变小，电压表示数变小 C．电压表示数和电流表示数的比值变小 D．电压表示数和电流表示数的比值不变 【答案】C 【详解】由题图可知，电流表串联接入电路中，电压表测量R左边部分电阻两端的电压。 AB．当物体M向左移动时，电阻上的滑片左移，但是R接入电路的电阻不变，根据欧姆定律知道，电路中的电流不变，电流表示数不变；滑片P左侧部分变短，左侧电阻变小，根据U=IR知道，电压表示数变小，故AB不符合题意； CD．电压表示数变小，电流表示数不变，电压表示数和电流表示数比值变小，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 7．智慧科创小组的同学设计了一款由电压表改装的简易汽车油量表，其工作原理如图所示。电源电压为18V，R1是定值电阻，R2是转动式的变阻器，其规格是“55Ω，2A”，电压表的量程是0-15V。如表是研究R2连入电路的阻值与油的体积大小规律时测得的数据。 R2连入电路的阻值/Ω 55 40 30 20 15 10 5 0 油的体积V/L 1.20 2.00 2.5 3.00 3.25 3.50 3.7 4.0 (1)电路中R1的作用是______。 (2)闭合开关，向油箱中加油，当油箱中的油达到最低油量时，电压表的示数为U0；继续向油箱内加油，当油量达到2L时，观察到电压表的示数为，则R1的阻值为______Ω，U0的值为______V。 (3)继续往油箱中加入体积为V1的油，重新闭合开关S后，观察到电压表示数为4U0。继续往油箱中注入体积为V2的油，再闭合开关S，发现在不损坏电路元件的情况下油量已到达最大值。请通过计算比较两次注入的油体积的大小________。（写出必要的文字描述、表达式以及最终结果） 【答案】(1)保护电路 (2) 5 1.5 (3)两次注入的油的体积关系为V2＜V1 【详解】（1）闭合开关，R1、R2串联，电压表测量R1两端的电压。 油量较大时，R2接入的阻值较小，总电阻较小，根据欧姆定律可知电路电流可能过大，电路中R1的作用是保护电路。 （2）闭合开关，向油箱中加油，当油箱中的油达到最低油量时，电压表的示数为U0； 电源电压，根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知 \继续向油箱内加油，当油量达到2L时，观察到电压表的示数为 ，根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压 联立两式可得R1=5Ω，U0=1.5V。 （3）继续往油箱中加入体积为V1的油，重新闭合开关S后，观察到电压表示数为4U0。 根据欧姆定律可知电路电流 滑动变阻器接入电路的阻值 继续往油箱中注入体积为V2的油，再闭合开关S，发现在不损坏电路元件的情况下油量已到达最大值，根据题目信息可知电路电流最大值为I′=2A， 根据欧姆定律可知电压表示数 根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知滑动变阻器接入电路的阻值 由表中信息可知时，当R2=40Ω时，油的体积为2L， 当R2′=10Ω时，油的体积为3.50L，则第一次注入油的体积：V1=3.50L-2L=1.5L 当R2″=4Ω时，油的体积小于4L，则第二次注入油的体积：V2＜4L-3.50L=0.50L 由此可知V2＜V1。 8．小明在课外实践活动中设计了一款台秤，其显示端由电压表表盘改装而成，电路设计如图所示。闭合开关S，关于该台秤的分析正确的是（    ） A．保持R2阻值不变，被测物体质量变小时，电路中电流变大 B．保持R2阻值不变，被测物体质量变小时，电路中电流变小 C．保持R2阻值不变，被测物体质量变大时，电压表示数变大 D．保持R2阻值不变，被测物体质量变大时，电压表示数变小 【答案】C 【分析】分析电路可知，闭合开关S后，R1、R2串联，电压表测R1上半段电阻丝分得的电压。 【详解】AB．闭合开关S，由题图可知，保持R2阻值不变，被测物体质量变小时，滑片向上移动，此时移动滑片也不会改变R1连入电路的阻值，由于电源电压不变，连入电路的阻值不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流不变，故AB错误； CD．保持R2阻值不变，被测物体质量变大时，滑片向下移动，电压表所测上半段电阻丝的电阻变大，电路中电流不变，由U=IR，此时电压表的示数变大，故C正确，D错误。 故选C。 9．如图所示电路，电源电压不变，为定值电阻，R是滑动变阻器，闭合开关，将滑片P向b端移动过程中，电压表示数________，电压表与电流表A的示数的比值_______（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 变小 变大 【详解】[1][2]由图分析可知，电阻R和R0串联，电流表A测电路中的电流，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测R两端的电压。闭合开关，将滑片P向b端移动过程中，R阻值增大，根据串联分压与阻值成正比的关系，R两端的电压UR增大，又根据串联电路中电压特点U=U0+UR，电源电压U不变，则R0两端的电压减小，所以电压表V1示数变小；电压表V2与电流表A的示数的比值是电阻R的阻值，由于R阻值增大，所以电压表V2与电流表A的示数的比值变大。 10．如图是一个简易身高测量仪的工作电路示意图。电源电压6V保持不变，电压表的量程为“0～3V”，R1=20Ω，R2是一根长为80cm的均匀电阻丝（规格为0.5Ω/cm，A、B为R2的两个端点）。滑片P可在竖直放置的R2上滑动，被测者身高不同电压表示数也会不同，在电压表的刻度盘上标注相应的身高值，改装完成后，便可测量身高。下列说法正确的是（　　） A．正常工作时，被测者的身高越高，电压表的示数越大 B．正常工作时，被测者的身高越矮，电路中的电流越小 C．如果用量程为“0～0.6A”的电流表替代电压表，身高的测量范围会变大 D．用电压表和电流表改装的身高刻度盘，刻度值都是均匀的 【答案】AC 【详解】由电路图可知，定值电阻R1和变阻器R2串联，电压表测量滑片下方电阻丝两端的电压，因电压表在电路中相当于开路，则可知变阻器始终以最大电阻接入电路，电阻丝R2接入电路的阻值 因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，且R2始终以最大电阻接入电路，所以电路中的电流 AB．身高测量仪正常工作时，测量者的身高越矮，滑片下方的电阻丝长度越短，但电路的总电阻不变，且电源电压不变，所以根据欧姆定律可知电路中的电流不变；身高测量仪正常工作时，测量者的身高越高，滑片下方的电阻丝长度越长，即滑片下方电阻丝的阻值越大，同理可知电路中的电流不变（总电阻和电源电压不变），则由可知，电压表所测量电阻丝两端的电压越大，即电压表的示数越大，故A正确，B错误； C．电压表的量程为“0∼3V”，当电压表示数最大为3V时，滑片P与B端之间电阻丝的阻值最大，所测身高最高，由可得，滑片P与B端之间电阻丝的最大阻值 则滑片P与B端之间的最大距离 如果用量程为“0～0.6A”的电流表替代电压表，定值电阻与变阻器串联，电流表测串联电路中的电流，当滑片在最上端A时，变阻器被短路，则电路中的最大电流 此时滑片P与B端之间距离为80cm＞60cm，由此可知，用电流表替代电压表后，身高的测量范围会变大，故C正确； D．若用电流表改装成身高刻度盘，即用电流表替代电压表，此时电路中的电流，且R2接入电路的阻值是变化的，I与R2不成正比，也不成一次函数关系，所以此时身高刻度盘的刻度值不均匀；若用电压表改装成身高刻度盘，因电路中的电流不变，则根据可知，电压表的示数与滑片下方电阻丝的阻值成正比，所以电压表示数变化是均匀的，即刻度值是均匀的，故D错误。 故选AC。 11．如图所示的电路中，电源电压不变。闭合开关，滑片向右滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变大 B．电压表的示数变小 C．电压表示数与示数的比值变大 D．电流表示数的变化量大于电流表示数的变化量 【答案】C 【详解】由电路图可知，与并联，电流表测支路的电流，电流表测干路电流，电压表测电源的电压。 B．根据并联电路的特点可知，电压表示数始终为电源电压，保持不变；故B错误； AC．当滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流减小，即电流表的示数变小；由于并联电路互不影响，所以通过支路的电流保持不变；根据并联电路的电流的特点可知，干路中的电流等于各支路电流的和，所以干路中的电流会变小，即电流表的示数变小；由于电压表示数不变，电流表的示数变小，所以电压表示数与示数的比值变大，故A错误，C正确； D．由于电流表的示数减小，通过定值电阻的电流不变，所以电流表示数的变化量等于电流表示数的变化量，故D错误。 故选。 12．阅读短文，回答问题。 跨学科实践——设计并制作简易油量表 【生活调查】小明发现家里新买的三轮摩托车的仪表盘没有油量表（如图甲）。 【任务要求】用所学的知识设计并制作一个简易的油量表，用来实时监测油量情况。 【知识储备】小明在查阅资料时，发现图丙是一种用于自动测量油箱内油量的装置（简称“油量表”）简化图，其最大测量容量为50L。请你帮助小明完成以下问题： (1)油箱装满油时，油的质量为______kg（已知油的密度为）； (2)如图乙所示，是油箱盖杠杆结构原理图。开启油箱盖时，在B点施加一个向下的力，弹簧会在A点产生一个向上的力，从而打开油箱盖。油箱盖打开后，可以闻到很浓的气味，这是因为______；从图乙可以看出，油箱盖杠杆结构OAB相当于一个______（填“省力”或“费力”）杠杆。假设，，，若在B点施加一个力打开油箱盖，则这个力的最小值为______N； (3)小明根据图丙制作简易的油量表，其中油量表是由______表改装而成的，的作用是______，若电源电压为6V，变阻器R的最大阻值为200Ω，当油箱内装满油时，金属滑片在R的最下端，电路中电流为60mA，则值为______Ω；当油箱内没有油时，金属滑片在R的最上端，此时电路中电流为______mA；若电阻R随油箱中油量V的变化如图丁所示，当电路中的电流为40mA时，油量为______L； 【设计优化】为科学评价学生的制作作品，老师设置了如下评价量表。 自制油量表评价量表（部分节选） 指标 优秀 合格 待改进 正相关性 油面越高 油量表示数越大 油面越高 油量表示数越小 油量表无法反映 油面高低 刻度 油量表刻度线均匀，零刻度对应油量为零 油量表刻度线均匀，零刻度对应油量不为零 油量表刻度线不均匀，零刻度对应油量不为零 (4)小深和团队设计了如图戊所示的油量表电路图，请根据评价量表选择一个维度对该设计进行评价并说明理由______。 【答案】(1)40 (2) 分子不停地做无规则运动 省力 5 (3) 电流 保护电路 100 20 37.5 (4)见解析 【详解】（1）油箱最大容量为50L，则装满油时，油的质量 （2）[1]油箱盖打开后，可以闻到很浓的气味，这是扩散现象，是分子不停地做无规则运动形成的。 [2]开启油箱盖时，在B点施加一个向下的力，弹簧会在A点产生一个向上的力，从而打开油箱盖。则O点为支点，动力臂大于阻力臂，所以油箱盖杠杆结构OAB相当于一个省力杠杆。 [3]在B点施加一个最小的力，由杠杆平衡条件可知，阻力与阻力臂的大小不变，则动力臂最大时，动力最小，所以以OB为动力臂时，动力臂最大，动力最小，所以这个力的最小值为 （3）[1]由图丙可知，油量表串联接入电路，根据电流表和电压表的使用方法可知，电流表串联在电路中使用，所以油量表是由电流表改装而成的。 [2]由图丙可知，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，若无R0，电路短路，电路中的电流过大，会烧坏电流表，因此电路中串联接入一个定值电阻R0，对电路起保护作用。 [3]已知电源电压为6V，当油箱内装满油时，R的金属滑片在最下端，阻值为0，电路中电流为60mA，根据欧姆定律可得R0阻值 [4]当油箱内没有油时，金属滑片在R的最上端，R全部接入电路，R=200Ω，此时电流最小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得最小电流为 [5]由图丁可知，电阻R与油箱中油量V成正比关系。当R=0时，V=50L；当R=200Ω时，V=0L。由数学知识可得V与R之间的关系为 当电路中的电流为40mA时，此时滑动变阻器接入电路的电阻 此时油量为 （4）图戊中R与R0串联，电流表测串联电路中的电流。滑动变阻器接入电路的阻值随油量的增大而减小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知，通过电路的电流变大，电流表的示数越大。即油量越高，油量表示数越大，则自制油量表的正相关性为优秀；油量为零时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据可知，电流不为0，且电流与油量为非线性关系，油量表刻度线不均匀，故自制油量表的刻度评价为待改进。 二、结合图像的动态电路分析（共12小题） 1．如图甲是导体a、b、c的图像，现把它们分别接入图乙中MN之间，电源电压恒为7V，则闭合开关后电流表示数最小的是（　　） A．导体a B．导体b C．导体c D．一样大 【答案】A 【详解】由图甲知在电压为2V时，导体a的电流最小，导体b的电流次之，导体c的电流最大，由知导体a的电阻最大，导体b的电阻次之，导体c的电阻最小；当电源电压恒为7V，仍然是导体a的电阻最大，导体b的电阻次之，导体c的电阻最小，所以电流表示数仍是导体a的电流最小，导体b的电流次之，导体c的电流最大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．如图甲所示的电路，闭合开关S，先将滑动变阻器R1滑片P从最右端移动到最左端，图乙是这一过程中电流表和电压表V1示数的关系图像，保持滑片P位置不动，在对热敏电阻R2加热时，小灯泡逐渐变亮直至正常发光，此时电压表V2示数为1V，图丙是这一过程中电流表示数随热敏电阻R2阻值变化的关系图像。分析可知：该热敏电阻的阻值随着温度升高将______（选填“变大”、“不变”或“变小”），小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。 【答案】 变小 12 【详解】[1]在对热敏电阻R2加热时，热敏电阻的温度升高，小灯泡逐渐变亮直至正常发光，说明电路中的电流逐渐变大，同一个电路，电源电压不变，滑动变阻器R2的阻值不变，说明总电阻逐渐变小，热敏电阻的阻值变小，故该热敏电阻的阻值随着温度升高将变小。 [2]如图甲所示，热敏电阻、灯泡、滑动变阻器R1串联，电压表V1测量热敏电阻、灯泡、滑动变阻器的滑片P左边，电压表V2测量热敏电阻，闭合开关S，先将滑动变阻器R1滑片P在最右端时，电压表V1测量总电压，故电源电压为12V，当滑动变阻器的滑片在最左端时，电压表V1测量热敏电阻R2、灯泡两端的总电压，此时电压表的示数为9V，此时电路中的电流为0.3A，则滑动变阻器R1两端的电压为 滑动变阻器R1的阻值为 小灯泡逐渐变亮，说明通过小灯泡的电流从0.3A慢慢增大，变为了0.5A，当小灯泡正常发光时，电压表V1的示数为1V，电路中的电流为0.5A，滑动变阻器全部接入，滑动变阻器两端的电压为 则小灯泡的两端的电压为 小灯泡正常发光时的电阻为 3．定值电阻R和小灯泡L接在如图甲的电路中，其两者的图像如图乙所示，当电流表示数为0.4A时，小灯泡L的电阻为___________Ω。 【答案】15 【详解】分析图乙可知，图线A是定值电阻R的图像，图像B是灯泡的图像。由图甲可知，定值电阻和灯泡并联，电流表在干路上测干路电流，由图乙可知，当电压为1.5V时，通过定值电阻的电流为0.3A，通过灯泡的电流为0.1A，此时干路的电流为I=IR+IL=0.3A+0.1A=0.4A 因此此时灯泡的电阻为 4．如图甲所示的电路图中，电源电压保持不变，，为滑动变阻器。闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，则电源电压为______V；滑片滑到中点时，电流表的示数为______A。 【答案】 6 0.3 【详解】[1]分析电路可知，、串联，电流表测电路电流，电压表测电压。P在a端时，阻值为0，此时电路中电流最大，由图乙可知此时电流为0.6A，则电源电压为 [2]P在b端时，滑动变阻器阻值最大，此时电路中电流最小为0.2A，电压表示数为4V，则滑动变阻器最大阻值为 则当滑片滑到中点时，电流表的示数为 5．控制大气污染物浓度是确保空气质量，实现碧水蓝天的重要措施。如图甲所示是物理学习小组设计的大气污染物浓度监测简化电路，R为气敏电阻，其阻值随污染物浓度变化的关系如图乙所示。当污染物浓度增大时，污染物浓度监测表的示数增大。当污染物浓度增大时，下列说法正确的是（    ） A．气敏电阻的阻值增大 B．电流表示数增大 C．电压表示数增大 D．污染物浓度监测表是电压表改装而成的 【答案】B 【详解】由图甲可知，电阻R0与气敏电阻R串联，电流表测串联电路的电流，电压表测气敏电阻两端的电压。 ABC．根据图像知，当污染物浓度增大时，气敏电阻的阻值减小，总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律 可知，总电阻减小，电路中电流增大，即电流表示数增大，根据可知，电阻R0两端的电压增大，由串联电路电压的关系可知，气敏电阻两端的电压减小，即电压表示数减小，故AC错误，B正确； D．要求当污染物浓度增大时，污染物浓度监测表的示数增大，根据以上分析，电流表示数增大，所以污染物浓度监测表是电流表改装而成的，故D错误。 故选B。 6．老师给小宁一个暗箱，其表面有两个接线柱M、N，它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路（电源电压不变）进行实验：在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下，改变电阻箱R1的阻值，读取电流表示数，绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知，电源电压U为______V，RMN为______Ω，图乙中曲线______（填“A”或“B”）是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的。 【答案】 6 10 B 【详解】[1][3]据甲图可知，电路是串联的，乙图中A、B图像电流相同时，B中的R1阻值大为30Ω，说明B图像对应的是开关S、S1都闭合时，此时电路为R1单独串联，A图线是开关S闭合、S1断开时的图像，可得电源电压U为 [2]当开关S闭合、S1断开时，电路为R1和RMN串联，电路中的电流为0.2A，R1阻值大为20Ω，此时电路中的总电阻为 RMN的阻值为 7．如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P分别位于最右端a和其上某处b（图中未标出），记录两电表数据并标于图乙中M、N两点处。则滑动变阻器的最大阻值为_________Ω，电源电压是_________V，电阻R1的阻值为_________Ω。 【答案】 20 6 10 【详解】如图所示，R1与R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电流； [1][2][3]滑片在a端时，R2接入阻值最大，电流最小，对应M点，电源电压可表示为 滑片在b处时，对应N点，电源电压可表示为 联立两式，可解得， 滑片在a端时，R2接入阻值最大，R2的最大阻值为 8．如图甲为灯泡L和定值电阻R的I-U图像，灯泡正常发光时两端电压为6V，将L和R接入如图乙所示电路中，灯泡正常发光时，电流表示数为________A；若将L和R串联在电源电压为9V的电路中，此时灯泡电阻为________Ω。 【答案】 0.9 7.5 【详解】[1]由图乙可知，灯泡和定值电阻并联，并联电路中各支路两端电压相等且等于电源电压，此时灯泡正常发光，故灯泡和定值电阻两端电压都为6V，电流表测干路总电流，根据图甲可得，电流表的示数为 [2]若将L和R串联在电源电压为9V的电路中，由图甲可知，此时电路中电流为0.4A，灯泡两端电压为3V，则此时灯泡电阻为 9．如图甲所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中，两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图乙所示，根据图像的信息可知：______（选填“a”或“b”）是电压表V1示数变化的图像，电源电压为______V，滑动变阻器R2的最大阻值为______Ω。 【答案】 a 6 40 【详解】[1]由电路图可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表V1测定值电阻R1两端电压，电压表V2测滑动变阻器R2两端电压，电流表测电路中电流，变阻器滑片P从右端移到左端的过程中，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，则电路中总电阻变小，由欧姆定律可得，电路中电流变大，由串联分压可知，定值电阻R1两端电压变大，滑动变阻器R2两端电压变小，即电压表V1的示数随电流的增大而增大，电压表V2的示数随电流的增大而减小，故a是电压表V1示数变化的图像。 [2][3]由图中可知，电路中的最大电流为I大=0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的阻值为0，电压表V1两端电压为6V，故可知电源电压为U=6V。由欧姆定律可得，定值电阻R1的阻值为 电路中的最小电流为I小=0.1A，此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值最大，由欧姆定律可得，此时电路中的总电阻为 由串联电路的电阻规律可得，滑动变阻器R2最大阻值为R2=R总-R1=60Ω-20Ω=40Ω 10．现如今，清洁高效的天然气已走进千家万户，所以安全使用天然气非常重要。下表所示的是空气中天然气含量指数与泄漏等级的划分。如图甲所示的是某天然气监测仪的简化电路原理图，已知电源电压恒为3V，定值电阻，R为气敏电阻，其阻值与天然气含量指数的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） 天然气含量指数 0~50 51~99 100及以上 天然气泄漏等级 安全 轻微泄漏 危险 A．R的阻值随天然气含量指数的增大而增大 B．天然气含量指数越大，电压表的示数越大 C．当电压表的示数为2V时，天然气泄漏等级为安全 D．当天然气含量指数为50时，电压表的示数为1.5V 【答案】BD 【详解】A．由图乙可知，气敏电阻R的阻值随天然气含量指数的增大而减小，故A错误； B．由图甲可知，定值电阻和气敏电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压，当天然气含量指数越大时，气敏电阻R的阻值越小，电路的总电阻越小，电源电压恒定，由欧姆定律可知，电路中电流越大，定值电阻两端的电压越大，即电压表的示数越大，故B正确； C．当电压表的示数为2V时，电路中的电流，根据可得，电路中的总电阻，则气敏电阻R的阻值，由图乙可知，此时天然气含量指数为100，根据表格中数据可知，此时天然气泄漏等级为危险，故C错误； D．当天然气含量指数为50时，由图乙可知，气敏电阻的阻值为5Ω，此时电路中的电流，由欧姆定律可得，此时两端的电压，即电压表的示数是1.5V，故D正确。 故选BD。 11．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关、，断开，滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动到某点时，小灯泡正常发光；保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合开关、，断开，再将滑动变阻器的滑片继续向左滑动到最左端；两次电流表示数与电压表示数关系图像如图乙所示。则图乙中______选填“”或“线表示闭合开关、，断开，滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动到某点到小灯泡正常发光的过程的图像；由题可知，滑动变阻器最大阻值是______。 【答案】 a 25 【详解】[1]闭合开关、，断开，滑动变阻器和串联，电压表测量定值电阻的电压，电流表测量电路中的电流，根据定值电阻的阻值不变，电流与电压成正比，图像是右侧的直线。闭合开关、，断开，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量电路中的电流，而灯泡的电阻受温度影响，电流与电压不成正比，图像是曲线。 [2]根据定值电阻的阻值不变，电流与电压成正比，图像是右侧的直线，由图像和由欧姆定律可得，此时 再将滑动变阻器的滑片继续向左滑动到最左端，只有接入电路，此时电流最大，为，则电源电压 滑动变阻器的滑片在最右端时，灯泡的电压为，此时滑动变阻器两端电压为 电流，滑动变阻器的最大值为 12．图甲是小明设计的电子体重秤的简化电路图。R0为定值电阻，压力传感器踏板受到压力后，其阻值R随所受压力F的变化而改变，如图乙所示，并导致电路中的电流发生改变，通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量。闭合开关S，小明站上踏板并最终静止在踏板上，电流表的示数Ⅰ随时间t变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=12V，定值电阻R0=10Ω，踏板的质量忽略不计。 (1)0~1s时间内，小明尚未站上踏板，图丙中I1的大小为______A； (2)小明的质量为______kg； (3)电流表表盘上0.5A刻度线应标为______kg，改写后电流表表盘上的刻度是______（选填“均匀”或“不均匀”）。 【答案】(1)0.1 (2)50 (3) 80 不均匀 【详解】（1）由图乙可知，压力为零时压力传感器电阻的阻值为110Ω；串联电路总电阻等于各部分电阻之和，此时电路中的总电阻 由欧姆定律可知，此时电路中的电流 （2）由图乙可知，压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系为……① 当R=110Ω时，F=0N，当R'=50Ω时，F'=500N，代入①解得k=-0.12Ω/N，b=110Ω，因此有R=-0.12Ω/N×F+110Ω 由图乙可知，小明静止在踏板上的电路中的电流为0.2A，由欧姆定律可知，此时电路中的电阻 由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值为 即 解得F小明=500N，因此小明的重力G小明=F小明=500N 由，可知小明的质量为 （3）由欧姆定律可知，电流表表盘上0.5A时，根据欧姆定律可得电路中的电阻为 由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值为 即 解得F'=800N，此时传感器上物体的重力为G'=F'=800N 物体的质量 根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得通过电路的电流 分析函数关系可知电流表的示数与R不成正比，所以改写后它的刻度是不均匀的。 三、含敏感电阻的动态电路（共11小题） 1．某种用于检测大件货物质量的装置，其简化电路如图甲所示。电源电压为12V，电路中允许通过的最大电流为30mA。定值电阻有100Ω和200Ω两种规格，R为力敏电阻，其阻值与压力F的关系如图乙所示。R上方有一质量不计的绝缘平板，检测时将货物置于其上。下列说法正确的是（   ） A．当货物质量增大时，电路中的电流增大 B．当为100Ω时，最大能检测1000kg的货物 C．当为200Ω时，最大能检测900kg的货物 D．若电路允许通过的最大电流变为24mA，装置选用两种规格的均能检测700kg的货物 【答案】ACD 【分析】因为电源电压为12V，电路中允许通过的最大电流为30mA，故电路中最小总电阻，又因为由图乙可知压力越大，R阻值越小，即可通过R0的大小来判断R的大小，从而判断所能检测的货物的最大质量。 【详解】A．当货物质量增大时，R所受压力增大，由图乙可知R阻值变小，电路中的电流增大，故A正确； B．当R0为100Ω时，R的最小值为400Ω-100Ω=300Ω，由图乙可知最大能检测的货物重力为8000N，即800kg的货物，故B错误； C．当R0为200Ω时，R的最小值为400Ω-200Ω=200Ω，由图乙可知最大能检测的货物重力为9000N，即900kg的货物，故C正确； D．当电路允许通过的最大电流为24mA，电路中最小总电阻，由图乙，700k的货物置于该装置时，R为400Ω，故此时两种规格的R0均能满足总电阻不小于500Ω的要求，故D正确。 故选ACD。 2．如图所示是某食堂安装的烟雾报警装置的简化原理图。图中电源电压保持不变，为定值电阻，R为光敏电阻且阻值随光照强度的增大而减小，当电路中的电流减小至某一数值时，报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变小，电压表的示数不变 B．电流表的示数变小，电压表的示数变大 C．电流表的示数变大，电压表的示数变大 D．电流表的示数变大，电压表的示数变小 【答案】B 【详解】据图可知，电路是串联的，电压表测R两端电压，电流表测电路中的电流，已知光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小，当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，光照强度会减弱，光敏电阻的阻值会变大，电路中的总电阻变大，根据可知，电路中的电流会变小，电流表的示数会变小；根据串联分压原理可知，光敏电阻两端电压会变大，即电压表的示数会变大，故B正确，ACD错误。 故选B。 3．应变片是一种检测物体形变的器件，其结构如图甲所示。将它接入图乙的电路，电源电压不变，R为定值电阻。闭合开关S，当被检测物体发生拉伸形变时，应变片内的金属丝会被拉长变细，则（　　） A．应变片内的金属丝电阻变小 B．电流表示数变大 C．电压表示数变小 D．电压表与电流表示数之比变大 【答案】D 【详解】由图乙可知，应变片与定值电阻R串联，电流表测电路中的电流，电压表测应变片两端的电压； AD．因电压表测应变片两端的电压，电流表测电路中的电流，则由欧姆定律可知电压表和电流表示数的比值等于应变片中金属丝的电阻，因为应变片塑料中的金属丝会被拉长变细时，其电阻会变大，所以电压表和电流表示数的比值变大，故A不符合题意，D符合题意； BC．闭合开关S，当应变片随被检测物体发生拉伸形变时，金属丝会被拉长变细，导致其电阻变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；应变片的电阻变大，根据串联电路的分压规律可知，应变片分得的电压变大，即电压表示数变大，故BC不符合题意。 故选D。 4．小明设计了一个汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，如图所示。电源两端电压保持不变，R0为定值电阻、R为压敏电阻，将压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随压力增大而减小。将电压表并联在定值电阻或压敏电阻两端，当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警。电压表示数为U时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（    ） A．电压表应并联在定值电阻两端 B．当油箱的油量减少时，电路中的电流变小 C．若要使警戒油量变大一些，可换用阻值更小的定值电阻 D．若要使警戒油量变大一些，可换用电源更小的电源 【答案】BC 【详解】A．由图可知， R0与 R 串联。当油箱油量减少时，油对压敏电阻的压力减小，压敏电阻 R 的阻值增大，根据串联电路的分压原理 ， R 两端电压增大， R0两端电压减小。因为当电压表示数大于某一值 U 时触发报警，若电压表并联在 R 两端，油量减少时电压表示数增大，符合报警要求；若并联在R0两端，油量减少时电压表示数减小，不符合报警要求，所以电压表应并联在压敏电阻 R 两端，故A 错误； B．当油箱的油量减少时，压敏电阻 R 的阻值增大，根据串联电路总电阻 ，总电阻增大。由欧姆定律，电源电压不变，总电阻增大，所以电路中的电流变小，故B 正确； C．设电源电压为U总 ，当电压表示数为 U （报警电压）时触发报警。根据串联电路电流相等 ，可得 。若要使警戒油量变大一些，即压敏电阻受到的压力增大，压敏电阻 R 的阻值减小。由 ，在 U 和 U总 不变的情况下， R0 减小， R 也会减小，所以可换用阻值更小的定值电阻，故C 正确； D．由 ，若换用电源电压更小的电源，在 U 和R0 不变的情况下， U总减小， R 会增大，意味着压敏电阻受到的压力减小，油量减少，警戒油量变小，故D 错误。 故选BC 。 5．如图甲所示，RG是光敏电阻，R是阻值为10kΩ 的定值电阻，电源电压U＝9V，光敏电阻RG的阻值与光的照度（光照越强，照度越大，单位为Lux）关系如图乙所示。将量程为0～3V的电压表接入图甲电路中，将其改装成照度表，为使光的照度增大时电压表的示数也增大，则下列说法正确的是（　　） A．当照度增大时，RG的阻值将增大 B．该电压表应并联在RG两端 C．所改装的照度表能够测量的最大照度为1.2Lux D．改装完成后，若将电源换为电压可调电源（调节范围为12～15V），且将R换为可调电阻（调节范围为5～20kΩ），则该装置所能测量的最大照度为1.6Lux 【答案】C 【详解】A.由图乙可知，光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小，所以，当照度增大时，RG的阻值将变小，故A错误； B.由图甲可知，两电阻串联。根据串联电路的分压原理可知，当光的照度增大时，RG的阻值将变小，RG两端的电压变小，根据串联电路的电压规律可知，R两端的电压增大，为使光的照度增大时电压表的示数也增大，应将电压表并联在定值电阻R的两端；故B错误； C.光的照度增大时电压表的示数也增大，故当电压表示数达到3V时，光的照度最大。 根据串联分压规律知，R:RG＝UV:（U﹣UV） 代入数据有10kΩ:RG＝3V:（9V﹣3V） 解得：RG＝20kΩ，由图乙可知，此时光的最大照度为1.2Lux；故C正确； D.根据题意，换成可调电源和可调电阻后，要想使照度增大，则RG的对应阻值应变小，根据串联电路的分压原理可知，应选择较小的电源电压和较小的定值电阻，当电源电压为12V，电阻调至5kΩ时，电压表仍并联在可调电阻的两端，当电压表示数达到3V时，光的照度最大。根据串联分压规律知，R':R'G＝UV:（U﹣UV） 代入数据有5kΩ：RG＝3V:（12V﹣3V） 解得RG＝15kΩ，由图乙可知，此时光的最大照度为1.4Lux，故D错误。 故选C。 6．手机屏幕能随光照强度的变化自动调节亮度，如图所示是它的电路原理图，光敏电阻R的阻值随光照强度的变大而减小。保持电源电压不变，闭合开关S，当光照强度变大时，说法正确的是（　　） A．灯泡L变暗 B．电压表示数变大 C．电流表示数变小 D．电压表与电流表示数的比值变小 【答案】D 【详解】AC．由图可知，光敏电阻与灯泡串联接入电路，电流表测电路中的电流，电压表测光敏电阻两端的电压，光敏电阻R的阻值随光照强度的变大而减小，当光照强度变大时，光敏电阻的阻值减小，则电路的总阻值减小，而电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路的电流增大，电流表示数变大，通过灯泡的电流增大，其亮度变亮，故AC错误； B．定值电阻两端的电压不变，电路的电流增大，由可知，定值电阻两端的电压增大，由串联电路电压的特点可知，光敏电阻两端的电压减小，所以电压表的示数减小，故B错误； D．电压表与电流表示数的比值等于光敏电阻的阻值，光敏电阻的阻值减小，所以电压表与电流表示数的比值变小，故D正确。 故选D。 7．沙坡头旱苹果，色泽鲜艳、脆甜多汁、营养丰富。果农经常用石墨烯制成的甜敏电阻检测苹果的含糖量，甜敏电阻的阻值随含糖量的升高而增大。如图所示是检测苹果含糖量的电路，电源电压不变。将甜敏电阻R附着在切开的苹果上，当苹果含糖量升高时( ) A．电流表示数增大，电压表的示数减小 B．电流表示数、电压表的示数都减小 C．电流表示数减小，电压表示数增大 D．电流表示数、电压表示数都增大 理由：___________。 【答案】 B 见解析 【详解】[1]由电路图可知，R1与R串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。当苹果含糖量升高时，甜敏电阻R的阻值增大，电路的总电阻增大。根据欧姆定律（电源电压U不变），电路中的电流减小，即电流表示数减小。R1的阻值不变，根据U1=IR1，电流I减小，所以R1两端的电压减小，即电压表示数减小。 综上所述，电流表示数、电压表的示数都减小。 故选B。 [2]当苹果含糖量升高时，甜敏电阻R阻值增大，电路总电阻增大，由可知，电路中电流减小（电流表示数减小）；再由U=IR可知，R1两端电压减小（电压表示数减小）。 8．小华为果农设计的芒果自动筛选装置，如图甲所示。其简化电路图如图乙所示，电源电压恒为12V，定值电阻的阻值为，压敏电阻R的阻值随压力F变化关系如图丙。当电路电流小于时，不达标的芒果将被推离传送带，达标芒果继续被传送到指定位置，实现自动筛选。求： (1)当电流为0.15A时，R0两端的电压； (2)当电流为0.15A时，压敏电阻R的阻值； (3)若想筛选重力至少为4N的芒果，你的解决方案是什么？请通过计算做出判断。 【答案】(1)3V (2)60Ω (3)见解析 【详解】（1）由图乙可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流；当电流为时，两端的电压为 （2）当电流为时，压敏电阻R两端的电压为 压敏电阻R的阻值为 （3）由图丙可知，压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小，当压力为4N时，压敏电阻的阻值为；当电路中电流为0.15A时，电路中总电阻 由串联电路的电阻特点可知，为了筛选出重力至少为4N的芒果，的阻值为 因此适当增加的阻值可以让重力小于4N的芒果被推离传送带，将重力至少为4N的芒果继续被传送到指定位置。 9．电子体重计是健身达人必备的工具。某体重计电路原理如图甲所示，电源电压恒定，电压表量程为，定值电阻为，压敏电阻的阻值随平板受到压力大小的变化关系如图乙，平板质量不计。若该体重计空载时电压表的示数为，下列有关说法错误的是（   ） A．闭合开关，电路中与串联 B．电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大 C．电源电压为 D．该体重计的最大测量值为 【答案】D 【详解】A．由图可知，当闭合开关，电路中与串联，故A正确，不符合题意； B．人体质量的增大，对体重秤平板压力增大，由乙图可知，电阻减小，总电阻减小，由可知，电流增大，由可知，电压表测定值电阻两端电压增大，故B正确，不符合题意； C．该体重计空载时，压力为0，由乙图可知，，电压表的示数为，则电源电压为 故C正确，不符合题意； D．当电压表示数达到最大即时，阻值最小值为 由乙图可知，压力最大值即该体重计的最大测量值为，故D错误，符合题意。 故选D。 10．如图是创新小组为学校食堂设计的可自动注水的储水池简化装置，其中电源电压一定。控制电路中，为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，为可变电阻。闭合开关、，调到一定的阻值，储水池开始注水，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置开始注水。下列分析正确的是（　　） A．水位上升时，电磁铁磁性变弱 B．水位上升时，的电阻变大 C．水位下降时，两端电压变小 D．将调小，每次注入储水池中的水增多 【答案】ABD 【详解】AB. 当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，说明水位上升，压敏电阻所受压力增大，压敏电阻阻值增大，电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁弹起，触点断开，停止加水。故A正确，B正确； C. 池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置开始注水。这说明水位下降，压敏电阻所受压力减小，压敏电阻阻值减小，电流增大，电磁铁磁性变强，衔铁吸下，触点接通，开始注水。此时电流变大，所以R0两端的电压变大。故C错误； D.假设停止注水时，将调小，电路总电阻变小，电路中电流变大，电磁铁磁性会变强，衔铁会被吸引而将触点接通，再次开始注水，水位再次上升，压力增大，RN阻值变大，电流变小，当水位再上升到一定程度，电流小到一定程度，衔铁又弹起，触点又断开，又停止注水，可见，将调小，每次注入储水池中的水增多，故D正确。 故选ABD。 11．某电子体重秤的原理如图甲所示，电源电压为6V，用于显示体重的仪表由电压表改装而成，量程为0~3V，定值电阻R0的阻值为60Ω，压敏电阻R上方放置一轻质绝缘踏板：R的阻值与它所受压力的关系如图乙所示。闭合开关S后，求： (1)空载时，已知电压表示数为1.2V，电路中的电流是多少； (2)该装置所能测量的最大压力； (3)为使体重秤最大可测量的质量达到115kg，在保持R0的阻值和电压表量程不变的前提下，请设计一种可行的方案，并通过计算进行说明。（g取10N/kg） 【答案】(1)0.02A (2)900N (3)见解析 【详解】（1）由图甲可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，则空载时电流为 （2）由图乙可知，压力最大时，R的阻值最小，由串联电路电压的规律可知R0两端的电压最大，当电压表示数最大，即时，电路中的电流最大，则电路最大电流 此时压敏电阻两端的电压 此时压敏电阻阻值 由图乙知，此时踏板受到的最大压力900N。 （3）要使最大测量质量为115kg，则此时最大压力 由乙图，此时压敏电阻 因为10Ω˂60Ω，如保持电源电压不变，则可在电路中串联一个电阻。 此时电路的总电阻 串联的电阻阻值 所以可通过在电路中串联一个50Ω的电阻使最大测量的质量为115kg。 四、动态电路计算（共10小题） 1．如图所示的电路中，电源电压恒定不变，，为滑动变阻器，当滑片P在中点时，电流表示数为0.6A，电压表示数为6V，当滑片P在b端时，电路中的电流为_________A。 【答案】0.4 【详解】由题意可知，定值电阻R1与滑动变阻器R滑串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压（串联电路中电流处处相等，总电压等于各用电器两端电压之和）。当滑片在中点时，滑动变阻器接入电路的电阻为最大阻值的一半，滑动变阻器两端电压为，电流，由可得 定值电阻，此时电路总电阻 由可得，电源电压 滑动变阻器的最大阻值为 当滑片在b端时，滑动变阻器接入最大阻值，此时电路总电阻 则电路中的电流为 2．数理小组设计的电子量角器，可用电压表示数反映角度，其原理如图所示。用两端电压为6V的电源、圆弧形电阻丝、金属杆OC、定值电阻R0、电压表（量程0~3V）和开关等组成电路。已知电阻丝接入电路中的阻值R＝kθ，其中k为常量、θ为OC与OA的夹角。使用时发现该量角器测量范围是0~150°，请通过分析说明为能满足测量0～180°的要求，应将R0更换为更大的电阻还是更小的？ 【答案】见详解 【详解】圆弧形电阻丝与R0串联，电压表测量圆弧形电阻丝的电压，圆弧形电阻丝的电压为 为电源电压，即 将代入上式，解得 为圆弧形电阻丝两端电压，当时，量角器的角度为，现要使电压保持的情况下，变大到，根据 可知，要使变大，其中为常量，为不变，则要将更换为更大的电阻。 3．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R、显示承重的仪表（实质为电流表，量程0~0.6A）等组成，R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为9V，定值电阻R0的阻值为10Ω。求： (1)由图乙可知压力传感器R的阻值随压力的增大而______；（选填“增大”或“减小”） (2)当R的阻值为20Ω时，电路的电流？ (3)此地磅能检测的最大压力？ (4)为了增加地磅的最大检测值，在不改变压力传感器R的情况下，请你写出一种可行的方案。（简要的文字说明） 【答案】(1)减小 (2)0.3A (3) (4)见解析 【详解】（1）由图乙可知压力传感器R的阻值随压力的增大而减小。 （2）由图可知，压力传感器R和定值电阻R0串联，电流表测量电路中的电流，当R的阻值为20Ω时，电路的电流 （3）通过电路的最大电流为时，两端最大电压 R和串联，R两端最小电压 R最小阻值 由图乙可知最大压力是。 （4）方案一：增大电流表量程。原因：当压力增大时，传感器R阻值变小，电源电压不变，所以总电流变大，所以可以增大电流表量程； 方案二：减小电源电压。原因：当压力增大时，传感器R阻值变小，根据欧姆定律可知，若要使总电流不变，则需减小电源电压； 方案三：增大。原因：当压力增大时，传感器R阻值变小，若总电流不变，传感器R两端电压变小，电源电压不变，则两端电压变大，增大。 4．如图甲所示，坐位体前屈是中学生体质健康测试项目之一、图乙是小亮同学为其设计的工作原理图，电源电压恒为，定值电阻，为一根长的均匀电阻丝（阻值跟长度成正比），其最大阻值为，挡板未受推力时，滑片P位于电阻丝的端，在挡板处施加推力时，滑片P可自由滑动。某同学的成绩是时，电流表的示数为___________，电压表的示数是___________。 【答案】 0.15 1.5 【解析】【小题1】[1][2]当某同学成绩是 20cm 时，此时电阻丝接入电路的长度为10cm，因为电阻丝阻值跟长度成正比，所以此时 R2接入电路的阻值为10Ω，所以电流表的示数 电压表示数 5．为确保道路交通安全，高速公路均设有限速规定，机动车最低车速不得低于60km/h，最高车速不得高于120km/h。某科技小组基于此设计了一个车速报警装置，其简化电路如图甲所示。当系统检测到车辆行驶在高速公路上时闭合开关，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为20Ω；可变电阻RV的阻值随车速变化关系如图乙所示。当电流表或电压表示数超过设定值时，会触发报警。 (1)当车速为60km/h时，电压表的示数为8V，求通过RV的电流。 (2)为满足高速公路限速要求，求电流表和电压表的报警设定值。 (3)保持报警设定值不变，若车速高于100km/h时就开始报警，提出改进方案，并通过计算说明。 【答案】(1)0.2A (2)见解析 (3)将定值电阻换为10Ω或40Ω，见解析 【详解】（1）由图甲可知，R与RV串联，电压表测RV两端的电压，电流表测电路中的电流；当车速为60km/h时，由图乙可知此时RV1＝40Ω，由欧姆定律可知通过RV的电流 （2）由图乙可知，当速度减小时，RV增大，电路总电阻增大，电路电流减小，电流表示数减小，定值电阻R两端电压减小，由串联电压规律知RV两端电压增大，即电压表的示数增大；所以当车速等于60km/h时，电压表增大达到8V，电流表减小到0.2A时开始低速报警。 当车速为60km/h时，电路中电流I1＝IV＝0.2A 电阻R两端的电压UR＝I1R＝0.2A×20Ω＝4V 则电源电压U＝UR+UV1＝4V+8V＝12V 由图乙知，当速度增大时，RV减小，电路总电阻减小，电路中的电流增大，即电流表示数增大，定值电阻R两端电压增大，由串联电路的电压规律知RV两端的电压减小，即电压表的示数减小； 由图乙可知，当车速v＝120km/h时，RV2＝10Ω，此时电路中的电流 此时电压表示数UV2＝I2×RV2＝0.4A×10Ω＝4V 此时开始高速报警； 综上所述，低速报警时电流表设定值为低于或等于0.2A，或电压表报警设定值为高于或等于8V。 高速报警时电流表设定值为高于或等于0.4A，或电压表报警设定值为低于或等于4V。 （3）若车速高于100km/h就开始报警，说明在车速还未达到120km/h时，电流或电压就达到了报警设定值。 由图像可知，可变电阻与速度的关系为RV=kv+b，则 40Ω=k×60km/h+b① 10Ω=k×120km/h+b② 解得 设车速为100km/h时刚好报警，由图乙可知此时 方案一：若以电流达到报警设定值0.4A为准，定值电阻R的阻值 此时验证电压 会先触发电压低速报警，不合理，所以低速报警值取电流0.2A。即当车速为100km/h时，将定值电阻换成10Ω，电流等于或高于0.4A报警，报警值不变，当车速为低速60km/h时，电流等于或低于0.2A报警，报警值不变。 方案二：若以电压达到报警设定值4V为准，此时定值电阻两端的电压为 由串联分压原理知 已知RV=20Ω，则定值电阻R的阻值R''=40Ω。此时验证电流 会先触发电流低速报警，不合理，所以低速报警值取电压8V。即当车速为100km/h时，将定值电阻换成40Ω，电压等于或低于4V报警，报警值不变，当车速为低速60km/h时，电压等于或高于8V报警，报警值不变。 6．坐位体前屈是国家学生体质健康标准的测试项目之一。图甲是测试示意图，图乙是测试仪电路原理图，电源电压恒定，电压表量程为0~3V，定值电阻，滑动变阻器由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成，规格为。为保护电路安全，滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处，此时通过的电流为0.3A；测试时，人通过推动挡板使滑片P从起始位置A向右移动距离x，电压表的示数可反映学生的测试结果，下表格是初三女生测试等级与滑片移动距离x的关系。求： 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x/cm           (1)电源电压； (2)某女生测试时的电压表示数为2.5V，该女生测试等级是否合格； (3)该测量仪的测量范围； (4)为了增大测量仪的测量范围，同时不损坏其它器材，请你写出一种可行的方案。 【答案】(1)4.5V (2)合格 (3)0~15cm (4)见解析 【详解】（1）由图乙知，开关闭合时，与串联，电压表测两端电压，滑片P在起始位置A点时， 滑动变阻器接入电路的阻值 电源电压 （2）某女生测试时，的两端电压 电路中电流 滑动变阻器接入电路的阻值 此时滑动变阻器滑片移动的距离 与表格中数据比较可知，测试等级为合格。 （3）滑动变阻器接入电路阻值变大，电压表的示数变大，由题意可知，电压表的最大示数为3V，即滑动变阻器两端最大电压，此时滑动变阻器阻值最大，滑片移动的距离最远，测量仪的测量值最大。电压表的最大示数为3V时，的两端电压 电路中电流 滑动变阻器接入电路的阻值 此时滑动变阻器滑片移动的距离 由此可知滑片移动的范围为0~15cm。 （4）如果想增大测量范围，由图乙知，滑片往右移动距离越大，则滑动变阻器连入电路的阻值越大，由于电压表示数不能超过3V，根据串联电路的分压特点可知，可以换一个阻值更大的定值电阻。 7．如题图所示，电源电压恒定不变，，R2=12Ω，滑动变阻器R的滑片滑到中点。当开关都闭合时，电流表A的示数为3A；当开关闭合，都断开时，电流表A的示数为0.6A。求： (1)电源电压。 (2)滑动变阻器R的最大阻值。 (3)当闭合，断开时，电流表的示数。 【答案】(1)12V (2) (3)2A 【详解】（1）开关都闭合时，滑动变阻器R被短路，电阻与并联，电路的总电阻 电源电压 （2）开关闭合，都断开时，与滑动变阻器R串联，两端电压 R两端电压 滑动变阻器连入电路中的电阻 滑动变阻器的最大阻值 （3）S1、S3闭合，断开时，只有接在电路中，则电流表的示数 8．如图甲所示，电源电压保持不变，为定值电阻。闭合开关S，在将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动的过程中，电压表和电流表的示数变化关系图像如图乙所示。 (1)求滑动变阻器的最大阻值。 (2)求电源电压和定值电阻的阻值。 (3)当滑动变阻器的滑片P在中点时，求两个电表的示数。 【答案】(1) (2)； (3)； 【解析】【小题1】由图甲知，定值电阻与滑动变阻器串联在电路中，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。 滑片置于a端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，两端的电压最大。由图乙可知，滑动变阻器的最大阻值。 【小题2】由图乙知，当电路中的电流为0.6A时，滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω。滑片P位于a端时，电路中的电流为0.2A。根据欧姆定律及串联电路的特点有，，解得电源电压，定值电阻。 【小题3】当滑动变阻器的滑片置于中点时，滑动变阻器接入电路的阻值，电路中的电流，即电流表的示数为0.3A，电压表的示数。 9．科技小组设计了一种测量风速大小的装置，主要结构如图甲所示，从电流表指针的刻度就可以知道风速的大小。电源电压恒为6V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，，电流表量程为0~0.6A。“T”型管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞A，A和的滑片相连，当风速变大时，活塞上方的气压变小，活塞向上移动，的阻值随风速变化的关系如图乙所示． (1)当风速为时，滑片位于的最下端，此时电路中的电流是多少安？ (2)某次测量时，电流表示数为0.3A，此时的风速是多大？ (3)若利用电压表（量程为0~3V）示数来显示风速的大小，其它条件不变，要求风速越大，电压表示数也越大．在图丙中接入电压表后与原装置相比，该装置所能测量风速的最大值________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (4)若要增大该装置所能测量风速的最大值，请对电路提出两种改进措施：①________；②________。 【答案】(1)0.24A (2)3m/s (3)不变 (4) 见解析 见解析 【详解】（1）当风速为0m/s时，滑片位于R1的最下端，R1=20Ω，R2=5Ω，两者串联，此时电路中的电流 （2）当电流为0.3A，根据欧姆定律和串联电路的特点知，电源电压U=I'(R1'+R2) 即6V=0.3A×(R1'+5Ω) 解得R1'=15Ω；根据图像知，风速为3m/s。 （3）若利用电压表（量程为0~3V）示数来显示风速的大小，其它条件不变，要求风速越大，电压表示数也越大，由于风速增大，滑动变阻器的电阻减小，分得的电压减小，故电压表并联在定值电阻两端，当电压表示数最大时，电流 与电流表的量程相同，故该装置所能测量风速的最大值不变。 （4）[1][2]要增大该装置所能测量风速的最大值，即R1的大小变小，结合电路中的电流不变分析，由于电压表的量程不变，如果定值电阻不变，则电路的总电阻不变，可以在电路中串联一个定值电阻，也可以减小电源电压。 10．小明同学设计了一个能测量物体重力的装置如图甲，所需材料有恒压电源，开关，导线，电流表（量程为0-0.6A）、开关、导线、定值电阻R0、压力传感器R、杠杆等，小明了解到压力传感器R的电阻值与压力关系如图乙，OAB为水平杠杆，将平板下方触点垂直压在杠杆上的A点，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示，压力传感器R固定放置，其电阻值与压力关系如图乙所示。当平板中不放物体时电流表示数为0.2A，平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。 (1)当平板中放物体重力越大时，电流表示数将________； (2)小明将重力80N的物体放入平板时，闭合开关S，电流表示数为0.4A，则此时R的阻值为________Ω；取出物体，小亮将另一物体放入平板中，电流表示数为0.32A，此物体的重力为________N； (3)同学们想提高此装置的测量范围，仅利用现有器材，应如何操作________。 【答案】(1)变大 (2) 30 60 (3)将平板压在杠杆上位置移到A点右侧 【详解】（1）OAB为水平杠杆，当平板中放物体重力越大时，根据杠杆平衡条件可知，压力传感器受到的压力变大，由图乙可知，压力传感器R阻值变小；因压力传感器与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律可知，电流表示数将变大。 （2）[1][2]当平板中不放物体时，由图乙可知，压力传感器R的阻值为，此时电流表示数为，则电源电压为① 将平板下方触点垂直压在杠杆上的A点，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，小明将重力的物体放入平板时，根据杠杆平衡条件可知 即 解得 由图乙可知，此时压力传感器R的阻值为30Ω，则电源电压为② 联立①②解得， 小亮将另一物体放入平板中，电流表示数为0.32A，电路的总电阻为 此时压力传感器R的阻值为 由图乙可知，电阻的最大值为70Ω，所以归纳得电阻R随压力F变化的函数关系式为 则 解得 根据杠杆平衡条件可知， 即 解得 （3）要想提高此装置的测量范围，即测量的最大物重变大，因测量的最大物重时通过电路的最大电流不变，仅利用现有器材，可以通过水平调节杠杆上触点A的位置来增大测量范围；因压力传感器受到的最大压力不变，即阻力不变，由于阻力臂不变，要使测量的最大物重变大，根据杠杆平衡条件可知，可以减小动力臂，即适当向右水平调节杠杆上触点A的位置，即将平板压在杠杆上位置移到A点右侧。 试卷第2页，共44页 / 学科网（北京）股份有限公司 $