第17章欧姆定律能力培优卷-2025-2026学年物理九年级全一册人教版(2024)
2025-09-10
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内容正文:
第17章欧姆定律能力培优卷-2025-2026学年物理九年级全一册人教版(2024)
一、单选题
1.下面关于物理研究方法的描述,错误的是( )
A.两个5Ω的电阻串联,其作用效果相当于一个10Ω的电阻——转换法
B.真空不能传声——实验加科学推理法
C.研究光现象时引入光线——物理模型法
D.学习电流时,用水流做比较——类比法
2.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
3.电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度,其原理是:光照增强,光敏电阻的阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃的透明度下降,反之玻璃的透明度上升,若电源电压不变,是定值电阻,如图所示的电路图中符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
4.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
5.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
6.如图所示的电路中电源电压不变,a、b为同种电表(电流表或电压表)。闭合S1和S2,a、b两表示数分别为3和1(单位为A或V);将a、b换为另一种电表,闭合S1、断开S2,a表示数为0.4(单位为A或V)。则( )
A.R1的电阻为5Ω B.R2的电阻为9.5Ω
C.前一种情况中a表的示数为3V D.后一种情况中b表的示数为1.2A
7.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
8.在研究通过导体的电流随导体的两端电压变化规律的实验时,根据实验数据作出金属导体、的电流和电压关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.由图像可知两个电阻的阻值随着电压的变化而变化
B.由图像可知两个电阻的阻值不变,R1:R2=1:3
C.若两个电阻串联,则通过R1的电流大于通过R2的电流
D.若两个电阻并联,则通过R1的电流小于通过R2的电流
9.根据图像特点对实验结果作出解释是一种重要的科学探究能力,下列对如图所示图像的描述正确的是( )
A.甲图中,温度和压强一定时,某物质的密度与其体积的关系
B.乙图中,晶体的熔化过程持续了12分钟
C.丙图中,电压一定时,导体电阻和电流成反比
D.丁图中,甲、乙两种燃料热值的关系是
10.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
二、填空题
11.如图所示,电阻,闭合、断开时,电流表的示数为0.4A;闭合和时,电流表的示数为0.5A。则电源两端的电压为 V,电阻的阻值为 。
12.通过定值电阻、的电流与其两端电压的关系图像如图所示,则 (选填“>”“=”或“<”)。如果、串联的总电阻为R,则R的图像在 (选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域。
13.如图所示,电源电压保持不变,先闭合开关S1,再闭合S2,电压表的示数将 ,电流表的示数将 。
14.小明用如图所示的电路图来测量电阻R的大小,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右滑动,则电压表示数 ,他移动滑片多次测量求R的平均值是为了 。
15.如图甲所示的电路, R为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移到a端的过程中,电压表示数与电流表示数的关系图像如图乙所示(不计温度对灯丝电阻的影响),R的最大电阻 Ω,电源电压为 V。
16.在图所示的电路中,电源电压未知但保持不变。电路是否存在故障也未知,若存在故障,只发生在电阻R1或R2中一个。闭合开关S,电流表、电压表示数均大于零。
(1)电阻R1和R2的情况可能是 。
(2)现用一个完好的电阻R替换R1(R<R1)。根据替换前后 示数变化情况能确定电阻R1和R2的情况(选填“电压表”“电流表”或“任意一个电表”),请写出他的判断方法。
三、实验题
17. 在综合实践活动中,小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪,如图甲所示,测试仪的内部电路图如图乙所示,电源电压恒为10V,,电阻丝粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0cm,此时电流表示数为0.1A;挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。
(1)使用坐位体前屈项目测试仪时,电压表示数越大,代表坐位体前屈成绩越 (选填“好”、“差”);
(2)挡板P由B端向A端滑动的过程中,电流表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)当推动挡板P至A端时,电压表示数是 V。
18.小明选用电源(电压恒为4.5V)、定值电阻(若干)、滑动变阻器(20Ω2A)、电流表、电压表、开关及导线,探究电流与电压的关系。
(1)如图甲所示,小明选取阻值为10Ω的电阻进行实验。用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)将滑动变阻器的滑片移至最右端。闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,为 A;
(3)小明测得多组数据,分析得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。为验证结论是否具有普遍性,小明应更换 重复上述实验;
(4)第(2)问中,若预先未将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关时, 可能损坏;
(5)另一组的小华记录的数据比较杂乱,如图丙所示。请指出小华操作中存在的问题: 。
19.在探究“电流与电阻的关系”实验中,某同学利用如图所示的电路进行实验,电源电压为3V且保持不变,实验中所用电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω。
(1)实验中,将5Ω的电阻接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V,并记录此时电流表的示数。
(2)将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数仍为1.5V,这样做的目的是 。
(3)实验中,该同学记录了三组数据,分析数据可得出的结论是:在 一定时,电流与电阻成 比。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.3
2
10
0.15
3
15
0.1
20.某学习小组采用“伏安法”探究某热敏电阻(阻值约为几十欧姆)的阻值随温度变化的规律,并利用其制作成一个简易的高温报警装置。主要实验器材如下:学生电源(电压为6V),热敏电阻、滑动变阻器、电阻箱、温控装置、警报器、电压表、电流表、开关、导线若干。测量热敏电阻阻值的实验电路图如图甲所示。主要实验步骤如下:
(1)按照如图甲所示的电路连接实物。请用笔画线代替导线,在相应位置将实物图正确连接;
(2)设定温控装置内的温度为20℃,闭合开关后发现电压表的示数过小;应将图乙中滑动变阻器的滑片向 移动,移动后电压表的指针位置如图丙所示,则电压表的示数为 V,根据电压表和电流表的示数计算出此温度下热敏电阻的阻值;
(3)依次升高温控装置内的温度,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,根据电流表和电压表的示数,依次计算出热敏电阻的阻值,作出热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图丁所示,由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是 ;
(4)学习小组利用热敏电阻,设计的高温报警装置的电路图如图戊所示,已知图中电源电压为6V,警报器两端的电压超过4V就发出声音报警。要想让该高温报警装置在温度超过30℃时报警,须将警报器并联到图戊中 (选填“”“”或“”)两端,并设置电阻箱接入电路的阻值为 。
四、计算题
21.如图所示,小鸟双脚站立在某高压输电线的同一根导线上。高压输电线每千米的电阻为0.3,通过输电线的电流是300A。如果小鸟两爪间的距离是4cm,小鸟身体的电阻为1000,求:
(1)输电线上的小鸟两爪间的电压;
(2)通过小鸟的电流。
22.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。
试卷第1页,共3页
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《第17章欧姆定律能力培优卷-2025-2026学年物理九年级全一册人教版(2024)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
C
A
C
C
D
B
A
B
1.A
【详解】A.在电路中,一个10Ω电阻的效果与两个5Ω电阻串联的效果相同,是等效替代法,故A错误,符合题意;
B.从真空罩逐渐向外抽气,听到真空罩内闹铃的声音变小,推理真空不能传声,在实验的基础上使用科学推理法,故B正确,不符合题意;
C.光是真实存在的,光线是不存在的,引入光线为了研究光现象,运用了物理模型法,故C正确,不符合题意;
D.水流和电流都是存在,电流无法直接观察,但两者的作用有共同之处,以水流来解释电流,采用的是类比法,故D正确,不符合题意。
故选A。
2.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。
3.C
【详解】AC.由选项A、C电路图图知道,光敏电阻Rx与定值电阻R0串联连接,根据串联电路的分压原理知道,阻值变小,分得的电压也变小;光敏电阻Rx的阻值随光照的增强会变小,所以在光照增强时,电路中的光敏电阻Rx两端的电压变小,定值电阻R0两端的电压变大;而光照增强时,应使玻璃透明度下降;玻璃透明度在玻璃两端的电压降低时会下降;所以玻璃应与两端电压变小的电阻并联,即玻璃应与光敏电阻Rx并联,故C符合题意,A不符合题意;
BD.两个电路图中玻璃与电源两端直接相联,所以光照强度变化,光敏电阻的阻值变化,玻璃两端的电压不变,玻璃的透明度不变,故BD不符合题意。
故选C。
4.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。
5.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。
6.C
【详解】BC.当a、b同为电流表时,闭合S1和S2,电路被短路,不符合题意;当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,电压表a测量R1和R2的总电压为3V,电路的总电压为3V,电压表b测量R2的电压为1V,R1两端的电压为U1==U-U2=3V-1V=2V
将a、b换为另一种电流表,闭合S1、断开S2,两电阻并联,电流表b测量干路的总电流,电流表a测量流过R2的电流为0.4A,则电阻R2的阻值为
故B不符合题意,C符合题意;
A.当a、b同为电压表时,闭合S1和S2,两电阻串联,电路中电流为
R1的电阻为
故A不符合题意;
D.后一种情况中,电流表a测量流过R2的电流为0.4A,流过R1电流为
电流表b测干路电流,b表的示数为
故D不符合题意。
故选C。
7.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。
8.B
【详解】A.由图像可知,当两个电阻两端的电压变化时,通过电阻的电流也随之变化,但电压与电流的比值不变,即两导体的阻值不变,故两个电阻的阻值不随电压的变化而变化,故A错误;
B.由图像可知,R1的阻值为
R2的阻值为
故
故B正确;
C.串联电路中电流处处相等,故若两个电阻串联,则通过R1的电流等于通过R2的电流,故C错误;
D.根据并联电路的电压规律可知,若两个电阻并联,则两个电阻两端的电压相同,由于R1的阻值小于R2的阻值,根据可知,通过R1的电流大于通过R2的电流,故D错误。
故选B。
9.A
【详解】A.温度和压强一定时,某物质的密度与其体积无关,则甲图可以表示温度和压强一定时,某物质的密度与其体积的关系,故A正确;
B.乙图中,晶体6min开始熔化,12min熔化结束,熔化过程持续了,故B错误;
C.丙图中,电压一定时,导体电流和电阻成反比;而导体的电阻与电压、电流无关,故C错误;
D.丁图中,甲、乙质量相同时,甲乙完全燃烧释放的热量
由得,甲、乙两种燃料热值的关系是,故D错误。
故选A。
10.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。
11. 12 120
【详解】[1]闭合、断开时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为0.4A,则通过R1的电流为0.4A,则电源电压
[2]闭合和时,两电阻并联,电流表测干路中的电流,由于R1两端的电压不变,流过R1的电流不变,仍为0.4A;电流表的示数为0.5A,则通过R2的电流
由并联电路中电压关系可知,电阻R2两端的电压为电源电压12V,则电阻的阻值
12. > Ⅰ
【详解】[1]在U—I图像中,取相同电流值时,对应的电压大于对应的电压,由可知,。
[2]串联电路总电阻
总电阻大于任一串联电阻。在U—I图像中,电阻越大,图像斜率越大,越靠近U轴。因此,R的U—I图像斜率比更大,位于区域Ⅰ。
13. 变大 变大
【详解】[1][2]先闭合开关S1,电阻、串联,电压表V测两端的电压,电流表测串联电路的电流,再闭合S2时,电阻短路,电路中只有电阻,电压表V测两端的电压,也是电源电压U,所以电压表的示数变大。此时电路中总电阻变小,根据欧姆定律,电路中电流变大,即电流表示数也将变大。
14. 变小 减小误差
【详解】[1]由图可知,闭合开关S,电阻R与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端电压,滑动变阻器的滑片P向右滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压可知,电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小。
[2]测量电阻R阻值的实验中,多次改变R两端电压和通过R的电流的目的是为了多次测量取平均值从而减小误差。
15. 20 6
【详解】[1]由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流; 滑片P在b端时,滑动变阻器两端的电压为4V时,电路中的电流I=0.2A,此时接入了最大阻值,即R的最大电阻
[2]不计温度对灯丝电阻的影响,由图乙可知,当滑动变阻器两端的电压为0时,电路中的电流最大为I大=0.6A,根据欧姆定律可知,电源电压为U=RLI大=RL×0.6A……①
当滑动变阻器两端的电压为4V时,电路中的电流I=0.2A,根据串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压U=U滑+I RL = 4V+0.2A× RL……②
联立①②解得电源电压U=6V。
16.(1)R1短路R2完好或R1和R2均完好
(2) 任意一个电表 见解析
【详解】(1)第一种情况——电路存在故障
电路中、串联,电流表测总电流,电压表测两端电压。闭合开关后两表示数均大于零,说明电路为通路,则故障仅可能为短路:
若短路:电路电阻减小,电流增大;两端电压等于电源电压,符合题意。
若短路:电路电阻减小,电流增大;电压表被短接,电压表无示数,不符合题意。
第二种情况——电路无故障
若电路无故障,此时、均正常:电流表测串联电流,电压表测两端电压,也符合题意。
(2)[1][2]替换电阻后的判断方法
用替换,分析两种情况的电表示数变化:
情况 1:(短路): 替换前,总电阻为,电压表示数; 替换后,总电阻为,电流减小,电压表示数减小。
情况 2:(、均正常): 替换前,总电阻为,电压表示数; 替换后,总电阻为,总电阻变小,电流增大,电压表示数增大。
由此可知两种情况下电压表和电流表皆有不同的变化可作为判断依据,故可选“任意一个电表”。
17.(1)好
(2)不变
(3)6
【详解】(1)如图乙,电压表相当于断路,所以R1与R2串联,电压表测量R2上PB部分两端电压;坐位体前屈成绩越好,挡板P向A端滑动距离越大,PB部分越长,电阻越大(因R2粗细均匀,电阻与长度成正比);根据串联分压原理,电阻越大,其两端电压(电压表示数)越大;因此,电压表示数越大,成绩越好。
(2)电流表测量电路电流,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,电路的总电阻不变,由欧姆定律可知,挡板移动过程中,电路中的电流不变,即电流表示数不变。
(3)当推动挡板P至A端时,电压表测整个R2两端电压,此时电路中的电流为0.1A,根据欧姆定律可知,R1两端电压为U1=IR1=0.1A×40Ω=4V
根据串联电路电压规律可知,R2两端电压为U2=U-U1=10V-4V=6V
即电压表示数为6V。
18.(1)
(2)0.2
(3)阻值不同的定值电阻
(4)电压表
(5)没有记录数据单位
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流,如图所示:
(2)图乙中电流表的分度值为0.02A,示数为0.2A。
(3)为验证结论是否具有普遍性,小明应更换阻值不同的定值电阻重复上述实验,避免实验结论的偶然性。
(4)电源电压由3节干电池串联组成,电源电压为4.5V,定值电阻的阻值为10Ω,电路最大电流为
小于电流表的最大测量值,则电流表不会损坏;电压表的最大示数为电源电压的电压值,为4.5V,超过电压表的最大测量值3V,则第(2)问中,若预先未将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关时,电压表可能会损坏。
(5)物理量的大小由数值与单位组成,由图丙得,小华没有记录数据单位。
19. 右 控制电阻两端电压不变 电压 反
【详解】[1][2]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应控制电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知,应增大滑动变阻器分的电压,根据分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动。
[3][4]由表中实验数据可知,
即电流与电阻的乘积是定值,且电流与电阻成反比,所以可得结论为:在电压一定时,电流与电阻成反比。
20.(1)
(2) 右 1.7
(3)热敏电阻的阻值随温度升高而减小
(4) 50
【详解】(1)电流表应与定值电阻串联,电压表与热敏电阻并联,连接实物图如下:
(2)[1]闭合开关后发现电压表的示数过小,根据串联电压规律可知滑动变阻器的电压过大,根据串联分压原理可知变阻器阻值过大,所以应向右移动滑动变阻器的滑片,减小变阻器的阻值。
[2]由图乙可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,则图丙所示电压表的示数为1.7V。
(3)由图丁可知,温度越高,热敏电阻的阻值越小,则该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是:热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(4)[1][2]图戊中,热敏电阻和电阻箱串联。温度越高,热敏电阻的阻值越小,根据串联分压原理可知热敏电阻两端电压越小,则电阻箱两端电压越大。所以要想让该高温报警装置在温度超过30℃时报警,须将警报器并联到图戊中两端。温度30℃时,热敏电阻阻值为,两端即电阻箱两端电压为4V,根据串联分压原理则有
解得此时电阻箱接入电路的阻值。
21.(1)3.6×10−3V
(2)3.6×10−6A
【详解】(1)已知输电线每千米电阻为 0.3Ω,即每米电阻为0.3×10−3Ω。小鸟两爪间距离为4cm=0.04m,因此这段导线的电阻为R线=0.3×10−3Ω/m×0.04m=1.2×10−5Ω
输电线中的电流为300A,因此输电线上的小鸟两爪间的电压U=IR线=300A×1.2×10−5Ω=3.6×10−3V
(2)小鸟与输电线两爪间并联,因此小鸟两端的电压与输电线两爪间电压相同,即U鸟=U=3.6×10−3V
小鸟身体的电阻为R鸟=1000Ω,则通过小鸟的电流为
22.(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。
答案第1页,共2页
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