8 欧姆定律实际应用题-2025-2026学年浙教版八年级上册科学
2025-11-25
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普通
摘要:
该初中科学讲义围绕“欧姆定律的应用”单元,通过框架图梳理核心公式及电路分析步骤,结合表格呈现传感器电阻与质量、温度等物理量的关系,构建“公式应用-电路动态分析-实际问题解决”的知识脉络,突出电路计算与实际情境的关联。
讲义亮点在于“情境化问题链”设计,如水流冲击力实验题需结合电阻丝长度与弹簧伸长量关系,构建电路与力学模型,培养科学思维与探究实践素养。基础题强化电流、电压计算,提升题引导方案改进(如光盘仪剩余质量调整),助力分层提升,教师可据此实施精准复习。
内容正文:
欧姆定律实际应用题
1、兴趣小组设计了如图所示的坐位体前屈测试仪。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为4.5V,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器R1标有“20Ω,1A”,滑片P每移动1cm,R1的电阻变化1Ω,定值电阻R2=10Ω。求:
(1)当滑片P位于最右端时,电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动5cm,此时电压表的示数为多少?
【答案】(1)0.15A(2)1.5V
【解析】(1)当滑片P位于最右端时,滑动变阻器以最大电阻接入电路,此时电路为R1,R2串联,电流表测电路中的电流,电路中的总电阻为
电流表的示数为
(2)当从最左端推动滑片P向右移动5cm,滑动变阻器接入电路中的电阻为,此时电路中的总电阻为
电路中电流为
电压表测滑动变阻器两端电压为
答:(1)当滑片P位于最右端时,电流表的示数为;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动5cm,此时电压表的示数为。
2、为了反对浪费,响应“光盘行动”的号召,小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”。餐盘放在载盘台上,若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值,人一旦离开餐桌,提示器会发出提示音,其原理如图所示其中,空餐盘质量为100g。电源电压恒为3V,提示器的电阻R0恒定值,传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示:
载盘台所载质量m/g
100
110
120
130
140
150
160
传感器R1/Ω
100
90
80
70
60
50
40
(1)开关闭合后,当载盘台的总质量是100g时,此时电路中电流达0.02A,则提示器R0电阻阻值是多少?
(2)当电路中的电流达到0.03A时,提示器会发出提示音,此时盘内剩余食物的质量是多少?
(3)小明想在原有的设计上进行改进,在提示音的电流仍为0.03A时发出提示音,但可以减少盘内剩余食物质量,请你帮他想一些方法。
【答案】(1)50Ω(2)50g(3)增大电源的电压或减小R0的阻值
【解析】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,根据表中数据可知,当载盘台所载质量是100g时,R1的阻值为100Ω,根据欧姆定律可得,R1两端的电压
串联电路总电压等于各部分电压之和,则提示器两端的电压
根据欧姆定律可得,提示器R0电阻阻值
(2)当电路中的电流达到0.03A,根据欧姆定律可得,电路总电阻
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,故此时R1的阻值
查表可知,载盘台所载质量为150g,则剩余食物的质量为
(3)由表格数据可知,传感器R1的阻值随载盘台所载质量的增大而减小,空餐盘质量不变,当盘内剩余食物的质量减小时,载盘台所载总质量减小,R1的阻值增大,根据欧姆定律可知电路中的电流减小;要使在提示音的电流仍为0.03A时发出提示音,此时应增大电路中的电流,由可知,增大电路中电流的方法有:增大电源的电压,或减小R0的阻值。
答:(1)提示器R0电阻阻值为50Ω;
(2)当电路中的电流达到0.03A时,提示器会发出提示音,此时盘内剩余食物的质量是50g;
(3)增大电源的电压或减小R0的阻值。
3、小雷同学为探究水流对不同形状物体的冲击力,设计了一个实验装置,如图甲所示。电源电压保持3V不变,电流表量程为0~0.6A.粗细均匀的电阻丝MN全长10cm,总电阻为10Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比,水平光滑杆AB上套有弹簧,弹簧每受到1N的拉力伸长1cm,弹簧左端固定,右端连接有滑块,滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连,且滑块滑至B点则刚好被挡住,此时滑片P刚好与N端相接。滑片与电阻丝始终保持良好接触,弹簧始终在弹性限度内。水流冲击力为零时,滑片P刚好与电阻丝M端相接触,此时电流表刚好满偏。求:
(1)电阻R0的阻值。
(2)当电流表读数为0.3A时,水流冲击力为多少N。
(3)小明把电流表改装成能直接读出水流冲击力的“冲力表”,请分析电路,说明“冲力表”的刻度是否均匀?为什么?
【答案】(1)5Ω(2)5N(3)通过电路的电流和水流冲击力不成正比,所以“冲力表”的刻度不均匀。
【解析】(1)水流冲击力为零时,滑片P刚好与电阻丝左端M相接触,此时只有R0接入电路,电流表测通过电路的电流,电流表量程为0~0.6A,因电流表满偏,所以通过电路的电流I=0.6A,由欧姆定律可得电阻R0的阻值
(2)由图知,电阻丝与R0串联,电流表测通过电路的电流,通过电路的电流为I'=0.3A时,由串联电路的规律及欧姆定律可得电阻丝接入电路的电阻因为粗细均匀的电阻丝MN全长10cm,总电阻为10Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比,1Ω的电阻丝长1cm,故电阻丝接入电路的长度为5cm,因弹簧每受到1N的拉力伸长1cm,故水流冲击力为5N。
(3)由题意可知水流冲击力为F(N)时,弹簧伸长的长度为F(cm),电阻丝接入电路的阻值为F(Ω),根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得此时通过电路的电流
分析函数关系式可知通过电路的电流和水流冲击力不成正比,所以“冲力表”的刻度不均匀。
答:(1)电阻R0的阻值为5Ω;
(2)当电流表读数为0.3A时,水流冲击力为5N;
(3)通过电路的电流和水流冲击力不成正比,所以“冲力表”的刻度不均匀。
4、小林发现市场上所用的“电子秤”,实际上是压力测量仪,其原理结构如图甲所示。图甲中La为金属片,Lb为金属板,所称物体质量与电阻R1的关系如图乙所示。定值电阻R2=12Ω。闭合开关后,称量物体A时,电压表示数为3.6V,称量物体B时,电压表示数为6V,两次滑动变阻器连入电路中的阻值比为1:2。已知滑动变阻器R1的最大值为“100Ω 0.5A”。求:
(1)电源电压;
(2)物体B的质量;
(3)若电压表所接量程为0~15V,电子秤称量物体的质量范围。
【答案】(1)18V(2)1.2kg(3)0~12kg
【解析】(1)由电路图可知,两电阻串联接入电路,电压表与滑动变阻器R1并联,电压表测滑动变阻器两端的电压;称量物体A时,电压表示数为3.6V,称量物体B时,电压表示数为6V,两次滑动变阻器连入电路中的阻值比为1:2,设电压表示数为3.6V时,滑动变阻器接入电路的阻值为R,电源电压不变,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压
称量物体B时,电压表示数为6V,有
解以上两式可得R=3Ω,电源电压U=18V。
(2)称量物体B时,滑动变阻器接入电路的电阻为RB=2R=2×3Ω=6Ω由图乙可知物体的质量与滑动变阻器接入电路的电阻成正比,设m=kR,代入数据可得4kg=k×20Ω
解得k=0.2kg/Ω。则物体B的质量为m=0.2kg/Ω×6Ω=1.2kg
(3)电压表的量程为0~15V,根据串联分压原理可知电压表示数最大时,滑动变阻器接入电路最大阻值,由图乙可知此时电子秤称量物体的质量最大,此时定值电阻两端的电压
U2=U-U1=18V-15V=3V
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
此时滑动变阻器接入电路的阻值
由图乙可知电子秤称量物体的质量最大为12kg,所以电子秤称量物体的质量范围为0~12kg。
答:(1)电源电压为18V;
(2)物体B的质量为1.2kg;
(3)电子秤称量物体的质量范围为0~12kg。
5、小华设计了一个环境温度监测仪,其工作电路如图甲所示,电压表的示数反映环境温度。电源电压恒为18V不变,电压表量程为0~15V,R0为定值电阻,R1为热敏电阻,其阻值随环境温度t变化的关系图像如图乙所示。已知当环境温度为60℃时,电压表的示数为13.5V,电压表示数为15V时,所监测的温度为最高环境监测温度。求:
(1)环境温度为60℃时,电路中的电流;
(2)当监测温度为20℃时,热敏电阻R1两端的电压。(结果保留两位小数)
【答案】(1)0.03A(2)6.43V
【解析】(1)由图甲可知R0和R1串联,电压表测R0两端的电压;由图乙可知,环境温度为60℃时,热敏电阻R1的阻值为150Ω;电压表示数为13.5V,即R0两端的电压为U0=13.5V,由串联电路的电压特点可知R1两端的电压为U1=U﹣U0=18V﹣13.5V=4.5V此时电路中的电流为
(2)R0的阻值为当监测温度为20℃时,热敏电阻R1的阻值为250Ω;此时电路总电阻为
此时电路中电流为
热敏电阻R1两端的电压为
答:(1)环境温度为60℃时,电路中的电流为0.03A;
(2)当监测温度为20℃时,热敏电阻R1两端的电压为6.43V。
6、如图1所示是一款用于锻炼握力的握力器,它的工作原理如图2所示,其中电源电压U恒定,U=6V;力量计由电流表A改装而成;小灯泡上标有“6V 0.5A”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),R是一根长为9cm,阻值为18Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,力量计的示数为0N;C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量ΔL的关系为:F=kΔL,k=60N/cm。求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)当力量计的示数为0N时,电路中的电流。
(3)当力量计的示数为300N时,电压表的读数。
【答案】(1)12Ω(2)0.2A(3)3.6V
【解析】(1)小灯泡上标有“6V 0.5A”的字样,可知U额=6V,I额=0.5A,根据可得灯泡的电阻为
(2)由图2可知,灯泡L与变阻器R串联,力量计即电流表测电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压,当力量计的示数为0N时,变阻器R接入的电阻最大,R=18Ω,根据串联电路的电阻规律可知,电路的总电阻为R总=RL+R=12Ω+18Ω=30Ω
由欧姆定律可得电路中的电流为
(3)当力量计的示数为300N时,弹簧受到的压力F=300N,由F=kΔL可得,弹簧的压缩量为,R是一根长为9cm,阻值为18Ω的均匀电阻丝,所以变阻器接入电阻值为
由串联电路的电阻规律可得,电路的总电阻为
由欧姆定律可得电路中的电流为
则电压表的示数即灯泡两端的电压为
答:(1)小灯泡的电阻是12Ω;
(2)当力量计的示数为0N时,电路中的电流为0.2A;
(3)当力量计的示数为300N时,电压表的读数是3.6V。
7、如图甲为汽车油箱内测油量的电路原理图,Rx为压力传感器,它的电阻值随它受到压力的变化关系如图乙所示,电流表为油量表(实质是一只量程为0~0.6A的电流表),油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示出来,定值电阻R0=5Ω,电源电压恒为15V,油箱位于压力传感器上,空油箱重50N,油箱加满油时指针恰好指示最大刻度;(已知汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3,g取10N/kg)请问
(1)加满油时,R0两端的电压是多少;
(2)加满油时,Rx的阻值是多少;
(3)油箱最多能储油多少升?
【答案】(1)3V(2)20Ω(3)50升
【解析】(1)由甲图可知,开关闭合后,R0与Rx串联,电流表测电路中的电流,油箱加满油时指针恰好指示最大刻度,由电流表的量程为0~0.6A可知,此时电路中的电流I=0.6A,定值电阻R0=5Ω,,由可知R0两端的电压
(2)电源电压恒为15V,由可知,油箱加满油时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时压力传感器的电阻
(3)由图乙可知,压力传感器的电阻Rx=20Ω时压力传感器受到的压力F=400N,因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,油箱最多能储油的重力由可得,油箱最多能储油的体积
答:(1)油箱加满油时,R0两端的电压为3V;
(2)油箱加满油时指针恰好指示最大刻度,此时Rx的阻值是20Ω;
(3)油箱最多能储油50升。
8、热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上有“150Ω;0.3A”字样。Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列小题:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω,此时电流表的读数为0.01A,求电源电压;
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器的变化范围;
(3)此电路能测量的最高环境温度为多少?
【答案】(1)5V(2)50~150Ω(3)50℃
【解析】(1)由电路图可知,滑动变阻器与热敏电阻串联,电流表测电路电流,由图乙所示图像可知,温度为20℃时,热敏电阻的阻值为400Ω,由电阻的串联和欧姆定律可知,电源电压
(2)由图乙所示图像可知,温度为40℃时,热敏电阻的阻值为200Ω,电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω0.3A”字样,则为了保证电路的安全,电路中的最大电流为0.02A,由欧姆定律可知,电路的最小总电阻
滑动变阻器的最小阻值,则滑动变阻器阻值的变化范围为50~150Ω。
(3)热敏电阻阻值越小,环境温度最高,电路电流最大为0.02A时,根据串联电路总电阻等于各电阻之和可知,由图乙可知其工作的最高环境温度50℃。
答:(1)电源电压为5V;
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,滑动变阻器阻值的变化范围是50~150Ω;
(3)此电路能测量的最高环境温度为50℃。
9、“喝酒不开车,开车不喝酒” ,但还是有不少人心存侥幸,最终酿成大祸!为此,某 市交通警察直播查酒驾活动,以此来提醒广大司机朋友们。如图甲为男子袁某吹气检测截图,图乙为酒驾检测装置。图丙所示为酒驾检测装置的简化电路图,电源电压保持不变,其中R0为定值电阻、R为酒精气敏电阻,图丁为R阻值随呼出气体中酒精浓度β(mg/mL)的变化曲线。已知当酒精浓度在0.08~1.6mg/mL范围内变化时,电流表示数变化范围是0.12~0.6A,当袁某吹气检测时电路的电流变为0.4A 。求:
(1)当酒精浓度为0.08mg/mL时,酒精气敏电阻R的阻值;
(2)该酒驾检测装置的电源电压和定值电阻R0的阻值;
(4)请通过计算说明袁某是否饮酒驾驶,如果是饮酒驾驶,那么是酒驾还是醉驾?根据《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》(GB19522 - 2022 , 以下简称“国标”)规定,车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于0.2mg/mL小于0.8mg/mL的驾驶行为属于饮 酒驾驶,车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于0.8mg/mL 的驾驶行为属于醉酒驾驶。
【答案】(1)90Ω(2)12V,10Ω(3)酒驾
【解析】(1) 闭合开关,定值电阻R0与气敏电阻R是串联,电流表测通过电路的电流,由丁图可知酒精浓度越大,气敏电阻R的阻值越小,电路中的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的总电流越大,所以当酒精浓度为0.08mg/mL时,气敏电阻R的阻值为90Ω。
(2)当酒精浓度为0.08mg/mL时,串联电路的总电阻为
此时电路中的电流为I=0.12A,根据欧姆定律可得,电源电压为 ①
当酒精浓度为1.6mg/mL 时,气敏电阻的阻值为10Ω,此时电路中的总电阻为
电路中的电流I′=0.6A ,根据欧姆定律可得,电源电压为 ②
联立①②解得:U=12V ,R0=10Ω。
(3) 当电流I″=0.4A时,由欧姆定律可得,此时电路总电阻为
此时气敏电阻接入电路的阻值为由图丁可知:当气敏电阻的阻值为20Ω时,酒精的浓度为0.6mg/mL,车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于0.2mg/mL小于0.8mg/mL的驾驶行为属于饮酒驾驶,车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于0.8mg/mL的驾驶行为属于醉酒驾驶,所以袁某是酒驾。
答:(1)当酒精浓度为0.08mg/mL时,酒精气敏电阻R的阻值90Ω;
(2)该酒驾检测装置的电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为10Ω;
(3)袁某是酒驾。
10、学完《欧姆定律》后,张老师布置了实践性作业:利用所学电学知识,设计一个电子身高测量仪。图中是小芳设计的电路,电源电压为6V,定值电阻R0为20Ω,测试过程中发现电压表的示数与身高的关系如表所示:
身高h/cm
160
165
170
175
180
电压表示数U/V
0
2
3
3.6
4
(1)电路中的最大电流是多少?
(2)身高180cm的同学站立时,此时滑动变阻器接入电路的电阻值多大?
【答案】(1)0.3A(2)40Ω
【解析】(1)当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路中的电流最大,电路中的最大电流
(2)根据表中数据读出身高180cm的同学站立时电压表的示数为4V,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以此时定值电阻两端电压
则此时电路电流
由可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻值
答:(1)电路中的最大电流是0.3A。
(2)身高180cm的同学站立时,此时滑动变阻器接入电路的电阻值为40Ω。
1、为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为10V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω。使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器R1的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为6V。
(1)电压表示数为6V时,电流表示数为多少?
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?
(3)调零后,R1的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL,试通过计算判断被检测者是否酒驾。此时电压表的示数为多少?
【答案】(1)0.1A(2)40Ω(3)是,2V
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω,此时电压表的示数为6V,因为串联电路中各处的电流相等,故根据欧姆定律可得,电流表的示数
(2)因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时R1两端的电压故滑动变阻器R1的电阻值
(3)调零后,R1的电阻保持不变,此时变阻器两端的电压
所以电压表的示数此时R2的电阻为由图甲可知,当电阻R2的电阻为10Ω,酒精的浓度为0.8mg/mL,达到酒驾标准。
答:(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为;
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为;
(3)若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为。
2、空气质量指数是环境监测的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图所示。已知电源电压U=15V,电压表量程为0~12V,定值电阻R0的阻值为100Ω,气敏电阻阻值R与A的关系为R=×103Ω
空气质量指数A
0〜50
51〜100
101〜150
151〜200
201〜300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)当电压表示数为6V时,电路中的电流;
(2)通过计算,判断电压表示数为6V时对应的空气质量等级.
(3)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏12V时对应的空气质量指数A=400,则更换后的定值电阻R0′的阻值应为多大?
【答案】(1)0.06A (2)优 (3)60Ω
【解析】(1)当电压为6V时,=100,则电路中的电流为:I===0.06A;
(2)当电压表的示数为6V时,R两端的电压为:UR=15V6V=9V
R的电阻为:R===150
由气敏电阻阻值R与A的关系为R= ×103Ω可得:150=即:A=40;由表格知空气质量指数A=40时,空气质量等级是优;
(3) 当A=400时,R==15=15V12V=3V,I===0.2A,则===60。
答:(1) 当电压表示数为6V时,电路中的电流为0.06A;
(2) 电压表示数为6V时对应的空气质量等级为优;
(3) 更换后的定值电阻R0′的阻值应为60。
3、如图为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为12V,R0为定值电阻。A为油量表(实际是一只量程为0﹣0.6A的电流表),Rx为压敏电阻(其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小)。压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示:(汽油的密度为0.71×103kg/m3)
Rx所受汽油的压强值/Pa
0
426
852
1278
Rx对应的电阻值/Ω
90
50
30
10
(1)该汽车油箱是长方体形容器,底面积为0.3m2,油箱内汽油高度达到18cm时,油箱即装满,求油箱装满时汽油对油箱底部的压强;
(2)油箱装满时,油量表的示数如图甲所示,求定值电阻R0的值;
(3)为了测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300km的路程,油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,图乙所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L?
【答案】(1)1278Pa(2)10Ω(3)6L
【解析】(1)油箱装满时汽油对油箱底部的压强p=ρgh=0.71×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1278Pa
(2)查表得,装满油时压敏电阻的阻值Rx=10Ω,电流表的示数为0.6A,此时电路中的总电阻为R===20Ω;定值电阻R0与Rx串联,则R0的阻值R0=R-Rx=20Ω-10Ω=10Ω
(3)行驶300km的路程时油量表的指针偏转到“E”,电路电阻为RE===40Ω
压敏电阻的阻值为R′x=RE-R0=40Ω-10Ω=30Ω;查表得,压敏电阻受到的压强为p′=852Pa,则汽油的深度为h′===0.12m,汽油减少的体积为V=S(h-h′)=0.3m2×(0.18m-0.12m)=0.018m3=18L;汽车行驶100km耗油体积应为行驶300km耗油体积的,则行驶100km耗油体积为V0=V=×18L=6L。
答:(1)油箱装满时汽油对油箱底部的压强为1278Pa;
(2)定值电阻R0为10Ω;
(3)该汽车每行驶100km消耗6L汽油。
4、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,图乙是学习小组设计的测试仪电路原理图,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V,定值电阻R0=10Ω。滑动变阻器R1由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为1Ω/cm。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R0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
<3.7
3.7≤x<16.6
16.6≤x<20
≥20
(1)滑片P在起始位置A点时,定值电阻R0两端电压大小;
(2)女生小红测试时的电压表示数为3V,请通过计算判断小红的测试等级;
(3)试用时,学习小组发现该测试仪不能测出表中所有的等级,于是在保证电路各元件安全的情况下,通过替换R0来实现最大程度增加测试范围,请计算替换电阻R2的最小值。
【答案】(1)3V(2)合格,计算见解析(3)15Ω
【解析】(1)由图乙可知,开关闭合时,R0与R1串联,P在起始位置A点时,根据串联电路的电流特点,此时;由得定值电阻R0两端电压。
(2)当电压表的示数为3V时,定值电阻R0两端电压为
通过变阻器R1的电流
变阻器R1接入电路中的电阻为
变阻器R1接入电路中的长度
P从起始位置向右移动;由表格可知,小红同学测试等级为合格。
(3)由表格和电路可知,滑片越往右移动,测试等级越高,但同时电压表示数也会逐渐增大甚至超出量程造成电路不安全。所以在最大程度增加测试等级范围且保证电路各元件安全的情况下,即滑片P移到最右端时取最大值,电压表示数不能超过3V。此时滑动变阻器的最大阻值
此时通过R1的电流为
替换电阻的最小值。
通过替换R0来实现最大程度增加测试范围时,算得R2最小值是15Ω。
答:(1)滑片P在起始位置时,R0两端电压大小为3V;
(2)小红同学测试等级为合格;
(3)替换电阻R2的最小值是15Ω。
5、如图是小红设计的身高、体重测量仪的原理图。电源UA的电压为3V,电源UB的电压大小未知,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A;压敏电阻R1阻值随压力F大小变化如表格所示。滑动变阻器R接入电路的阻值与接入电路的长度成正比,滑片P随身高的变化上下移动。闭合开关S1、S2,身高h1=160cm的小红站在踏板上时,电流表A1的示数为0.15A,此时滑片恰好在R中点,电压表示数为14.4V,电流表A2的示数为0.36A;若身高h2=140cm的小明站在踏板上时,电压表示数为12V,电流表A2的示数为0.6A。求:
F/N
0
100
200
300
400
500
600
700
……
R1/Ω
40
36
32
28
24
20
16
12
……
(1)小红的重力;
(2)电源UB和R2的大小;
(3)在电路安全的前提下,此身高测量仪的测量范围。
【答案】(1)500N(2)18V 10Ω(3)120cm~170cm
【解析】(1)小红站在踏板上时,由可知,R1的阻值;根据表格数据可知,当R1=20Ω时,F=500N,由于压力等于重力,所以小红的重力。
(2)图中左边电路图:因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以由可得
……①
……②联立①②可得:,。
(3)小红站在踏板上时,因串联电路处处电流相等,所以由可得滑动变阻器接入电路的阻值
则滑动变阻器的最大阻值
已知小红身高,小明身高,则此时滑片是下移,移动距离为
小明站在踏板上时,由可得滑动变阻器接入电路的阻值
小红站在踏板上时,滑动变阻器R2接入电路的阻值,则两次测量之间,滑片移动后,滑动变阻器的阻值变化为;所以滑动变阻器R的总长度为
因为电流表的量程是0~3A,所以电路中允许通过的最大电流为3A,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路中的电流符合题目条件,由图可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,滑片的位置在b端,则最小测量值由于电压表量程为0~15V,当电压表示数最大为15V,根据串联电路两端电压等于各部分电压之和可知
此时最小电流为
滑动变阻器R接入电路的阻值则
则最大测量值为。
因此身高测量仪的测量范围为120cm~170cm。
答:(1)小红的重力为500N;
(2)电源UB的电压为18V,R2的阻值为10Ω;
(3)在电路安全的前提下,此身高测量仪的测量范围120cm~170cm。
6、LED灯发光的颜色与两端的电压之间的关系如表所示。小科用一个150Ω的电阻与LED灯串联,接在电压为6V的电源上,成功的让LED灯发出了蓝光,如图所示。
灯两端电压(V)
2
2.4
3
发光的颜色
红
绿
蓝
(1)定值电阻R1两端的电压是多少?
(2)通过定值电阻R1的电流是多少?
(3)若LED灯使用过程中电阻值始终不变,如果要使LED灯发红光,应再串联一个多大阻值的电阻?
【答案】(1)3V(2)0.02A(3)150Ω
【解析】(1)由数据表可知,LED灯发出蓝光时两端的电压为3V,根据串联电路的分压原理可得定值电阻R1两端的电压
(2)由得通过定值电阻R1的电流为
(3)串联电路中的电流处处相等,由知,LED灯的电阻为
若LED灯发红光,由数据表可知,LED灯两端的电压为2V,此时流过LED灯的电流为
则此时R1两端的电压为
需要串联的电阻两端的电压为
由知,需要串联的电阻为。
答:(1)定值电阻R1两端的电压是6V。
(2)通过定值电阻R1的电流是0.02A。
(3)若LED灯使用过程中电阻值始终不变,如果要使LED灯发红光,应再串联一个150Ω的电阻。
7、如图甲所示,是小华家汽车上自动测定油箱内油量的装置,R是滑动变阻器(规格为“50Ω,1A”),油量表由电流表改装而成,油箱无油时,滑片在一端;油箱装满时,滑片在另一端。小华想知道R′的阻值,她拆下油量表,另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2、电压表、电流表和开关等器材,组成如图乙所示的电路进行测量,调节R1大小,当电流表示数为0.6A时,油量表的指针指向满刻度,继续调节R1大小,得到如下表所示的数据。
电压表示数/V
0.5
1
1.5
2
2.5
3
油量表示数/L
0
10
20
30
45
60
求:(1)油量表示数为45L时,电压表的示数是多少?
(2)电阻R2的阻值是多少?
(3)油量表的0刻度对应的电流值是多少?
(4)图甲中电阻R′的阻值是多少?
【答案】(1)2.5V(2)5Ω(3)0.1A(4)10Ω
【解析】(1)由图乙可知,油量表与滑动变阻器R1、定值电阻R2串联,电压表测量定值电阻R2两端的电压;根据表中数据可知,油量表示数为45L时,电压表的示数是2.5V;
(2)根据表格信息可知当油量表有最大读数时,电压表的示数为U2=3V此时乙图中的最大电流Imax=0.6A根据串联电路电流规律可知通过定值电阻R2的电流I2=Imax=0.6A由可得R2的阻值
(3)当油量表的读数为0时,电压表的示数为0.5V,则此时电路电流
(4)由图甲可知,当油箱装满时,滑片P在下端,电路为电阻R′的简单电路,此时电路中的电流Imax=0.6A,根据有U= Imax R′①
当油箱无油时,滑片在上端,电阻R′与R的最大值串联,此时电路电流Imin=0.1A
电源电压不变,根据串联电路电流、电压规律,结合可知有U= Imin(R′+R)②
联立①②,带入数据解得R′=10Ω
答:(1)油量表示数为45L时,电压表的示数是2.5V;
(2)电阻R2的阻值是5Ω;
(3)油量表的0刻度对应的电流值是0.1A;
(4)图甲中电阻R′的阻值是10Ω。
8、图甲为某型号电子秤,其原理结构如图乙所示,R0为定值电阻;R是压敏电阻,其阻值随所受压力变化的关系如图丙所示。改写电压表(量程为3V)的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量,设踏板的质量为5kg,电源电压保持9V不变。(g取10N/kg)
(1)空载时,电压表的示数为1V,求R0的阻值。
(2)所称量物体的质量为45kg时电压表的示数为多少?
(3)该电子秤的最大称量值是多少千克?
【答案】(1)30Ω(2)1.5V(3)90kg
【解析】(1)踏板的质量为5kg,踏板的重力为由丙图可知,此时压敏电阻的阻值两电阻串联,电压表测定值电阻的电压,电压表的示数为1V。串联电路中总电压等于各分电压之和,所以压敏电阻两端的电压
由于串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得,电路中的电流R0的阻值
(2)当电子秤称量物体的质量为45kg时,物体的重力
压敏电阻受到的压力为
由图丙可知压敏电阻
由电阻的串联和欧姆定律,此时电路中的电流
由欧姆定律,电压表示数为
(3)电子秤的质量越大,压力越大,压敏电阻小,由压原理可知,压敏电阻的电压越小,由串联电路电压的规律,电压表示数越大,故质量最大时对应的电压表最大值,此时定值电阻两端的电压为3V,此时电路中的电流
压敏电阻两端分得的电压
压敏电阻的阻值由丙图可知,此时压敏电阻受到的压力为950N,该电子秤的量程
答:(1)空载时,电压表的示数为1V,R0的阻值为30Ω;
(2)所称量物体的质量为45kg时电压表的示数为1.5V;
(3)该电子秤的最大称量值是90kg。
9、图甲为超声波加湿器,图乙为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。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求:
(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值;
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数;
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度。
【答案】(1);(2);(3)20%
【解析】(1)由图丙可知,当空气中的湿度为90%时,
(2)根据串联电路的分压规律可得R0两端的电压
电路中的电流
(3)电流表的示数为0.2A时电路的电阻为
此时湿敏电阻R的阻值,由图丙可知当时,空气中的湿度大约为20%
答:(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值是。
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数是0.1A。
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度是20%。
10、某款水位测量仪原理如图甲,电源电压恒为15V,是阻值为的定值电阻,为竖直固定的光滑均匀金属棒,总电阻为,总长度为40cm。滑片P一端与无摩擦良好接触,另一端固定在轻质弹簧下端,中间部分与可伸缩的轻质导线M相连,弹簧的伸长量与所受的拉力关系如图乙所示。某次测试时,当弹簧下端不挂物体时,滑片P位于的最上端,当弹簧下端挂边长为20cm的立方体A时,滑片P位于的最下端,此时物体A的下端距容器底的距离,往容器中加水,物体A会上升,当电压表的示数为时停止加水,。求:
(1)物体A的重力;
(2)停止加水后物体A所受的浮力;
(3)停止加水后物体A底部所受液体压强;
(4)停止加水后容器底部所受液体压强。
【答案】(1)80N;(2)20N;(3)500Pa;(4)2500Pa
【解析】(1)为竖直固定的光滑均匀金属棒,总电阻为,总长度为40cm,当弹簧下端不挂物体时,滑片P位于的最上端,当弹簧下端挂边长为20cm的立方体A时,滑片P位于的最下端,即弹簧的形变量为40cm,由乙可知弹簧受到的拉力为80N,则物体A的重力。
(2)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑片以上部分电阻两端的电压,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得通过电路的电流
串联电路各处电流相等,滑片以下部分的电阻
则滑片移动的距离为
弹簧的形变量为
由乙可知弹簧受到的拉力为60N,则物体受到的浮力为
(3)物体浸入水中的体积
物体浸入水中的深度
停止加水后物体A底部所受液体压强
(4)滑片P位于的最下端时物体A的下端距容器底的距离
停止加水后容器底部所受液体压强。
答:(1)物体A的重力为80N;
(2)停止加水后物体A所受的浮力为20N;
(3)停止加水后物体A底部所受液体压强为500Pa;
(4)停止加水后容器底部所受液体压强为2500Pa。
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欧姆定律实际应用题
1、兴趣小组设计了如图所示的坐位体前屈测试仪。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为4.5V,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器R1标有“20Ω,1A”,滑片P每移动1cm,R1的电阻变化1Ω,定值电阻R2=10Ω。求:
(1)当滑片P位于最右端时,电流表的示数;
(2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动5cm,此时电压表的示数为多少?
2、为了反对浪费,响应“光盘行动”的号召,小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”。餐盘放在载盘台上,若盘内剩余食物的质量达到或超过规定值,人一旦离开餐桌,提示器会发出提示音,其原理如图所示其中,空餐盘质量为100g。电源电压恒为3V,提示器的电阻R0恒定值,传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如下表所示:
载盘台所载质量m/g
100
110
120
130
140
150
160
传感器R1/Ω
100
90
80
70
60
50
40
(1)开关闭合后,当载盘台的总质量是100g时,此时电路中电流达0.02A,则提示器R0电阻阻值是多少?
(2)当电路中的电流达到0.03A时,提示器会发出提示音,此时盘内剩余食物的质量是多少?
(3)小明想在原有的设计上进行改进,在提示音的电流仍为0.03A时发出提示音,但可以减少盘内剩余食物质量,请你帮他想一些方法。
3、小雷同学为探究水流对不同形状物体的冲击力,设计了一个实验装置,如图甲所示。电源电压保持3V不变,电流表量程为0~0.6A.粗细均匀的电阻丝MN全长10cm,总电阻为10Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比,水平光滑杆AB上套有弹簧,弹簧每受到1N的拉力伸长1cm,弹簧左端固定,右端连接有滑块,滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连,且滑块滑至B点则刚好被挡住,此时滑片P刚好与N端相接。滑片与电阻丝始终保持良好接触,弹簧始终在弹性限度内。水流冲击力为零时,滑片P刚好与电阻丝M端相接触,此时电流表刚好满偏。求:
(1)电阻R0的阻值。
(2)当电流表读数为0.3A时,水流冲击力为多少N。
(3)小明把电流表改装成能直接读出水流冲击力的“冲力表”,请分析电路,说明“冲力表”的刻度是否均匀?为什么?
4、小林发现市场上所用的“电子秤”,实际上是压力测量仪,其原理结构如图甲所示。图甲中La为金属片,Lb为金属板,所称物体质量与电阻R1的关系如图乙所示。定值电阻R2=12Ω。闭合开关后,称量物体A时,电压表示数为3.6V,称量物体B时,电压表示数为6V,两次滑动变阻器连入电路中的阻值比为1:2。已知滑动变阻器R1的最大值为“100Ω 0.5A”。求:
(1)电源电压;
(2)物体B的质量;
(3)若电压表所接量程为0~15V,电子秤称量物体的质量范围。
5、小华设计了一个环境温度监测仪,其工作电路如图甲所示,电压表的示数反映环境温度。电源电压恒为18V不变,电压表量程为0~15V,R0为定值电阻,R1为热敏电阻,其阻值随环境温度t变化的关系图像如图乙所示。已知当环境温度为60℃时,电压表的示数为13.5V,电压表示数为15V时,所监测的温度为最高环境监测温度。求:
(1)环境温度为60℃时,电路中的电流;
(2)当监测温度为20℃时,热敏电阻R1两端的电压。(结果保留两位小数)
6、如图1所示是一款用于锻炼握力的握力器,它的工作原理如图2所示,其中电源电压U恒定,U=6V;力量计由电流表A改装而成;小灯泡上标有“6V 0.5A”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),R是一根长为9cm,阻值为18Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,力量计的示数为0N;C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量ΔL的关系为:F=kΔL,k=60N/cm。求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)当力量计的示数为0N时,电路中的电流。
(3)当力量计的示数为300N时,电压表的读数。
7、如图甲为汽车油箱内测油量的电路原理图,Rx为压力传感器,它的电阻值随它受到压力的变化关系如图乙所示,电流表为油量表(实质是一只量程为0~0.6A的电流表),油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示出来,定值电阻R0=5Ω,电源电压恒为15V,油箱位于压力传感器上,空油箱重50N,油箱加满油时指针恰好指示最大刻度;(已知汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3,g取10N/kg)请问
(1)加满油时,R0两端的电压是多少;
(2)加满油时,Rx的阻值是多少;
(3)油箱最多能储油多少升?
8、热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电路中电流表的量程为0~0.02A,滑动变阻器R的铭牌上有“150Ω;0.3A”字样。Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列小题:
(1)将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S,调节滑片P,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω,此时电流表的读数为0.01A,求电源电压;
(2)若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器的变化范围;
(3)此电路能测量的最高环境温度为多少?
9、“喝酒不开车,开车不喝酒” ,但还是有不少人心存侥幸,最终酿成大祸!为此,某 市交通警察直播查酒驾活动,以此来提醒广大司机朋友们。如图甲为男子袁某吹气检测截图,图乙为酒驾检测装置。图丙所示为酒驾检测装置的简化电路图,电源电压保持不变,其中R0为定值电阻、R为酒精气敏电阻,图丁为R阻值随呼出气体中酒精浓度β(mg/mL)的变化曲线。已知当酒精浓度在0.08~1.6mg/mL范围内变化时,电流表示数变化范围是0.12~0.6A,当袁某吹气检测时电路的电流变为0.4A 。求:
(1)当酒精浓度为0.08mg/mL时,酒精气敏电阻R的阻值;
(2)该酒驾检测装置的电源电压和定值电阻R0的阻值;
(4)请通过计算说明袁某是否饮酒驾驶,如果是饮酒驾驶,那么是酒驾还是醉驾?根据《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》(GB19522 - 2022 , 以下简称“国标”)规定,车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于0.2mg/mL小于0.8mg/mL的驾驶行为属于饮 酒驾驶,车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于0.8mg/mL 的驾驶行为属于醉酒驾驶。
10、学完《欧姆定律》后,张老师布置了实践性作业:利用所学电学知识,设计一个电子身高测量仪。图中是小芳设计的电路,电源电压为6V,定值电阻R0为20Ω,测试过程中发现电压表的示数与身高的关系如表所示:
身高h/cm
160
165
170
175
180
电压表示数U/V
0
2
3
3.6
4
(1)电路中的最大电流是多少?
(2)身高180cm的同学站立时,此时滑动变阻器接入电路的电阻值多大?
1、为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为10V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω。使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器R1的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为6V。
(1)电压表示数为6V时,电流表示数为多少?
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?
(3)调零后,R1的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8mg/mL,试通过计算判断被检测者是否酒驾。此时电压表的示数为多少?
2、空气质量指数是环境监测的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图所示。已知电源电压U=15V,电压表量程为0~12V,定值电阻R0的阻值为100Ω,气敏电阻阻值R与A的关系为R=×103Ω
空气质量指数A
0〜50
51〜100
101〜150
151〜200
201〜300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
(1)当电压表示数为6V时,电路中的电流;
(2)通过计算,判断电压表示数为6V时对应的空气质量等级.
(3)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏12V时对应的空气质量指数A=400,则更换后的定值电阻R0′的阻值应为多大?
3、如图为某汽车公司自动测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为12V,R0为定值电阻。A为油量表(实际是一只量程为0﹣0.6A的电流表),Rx为压敏电阻(其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小)。压敏电阻Rx的阻值与所受汽油压强的关系如下表所示:(汽油的密度为0.71×103kg/m3)
Rx所受汽油的压强值/Pa
0
426
852
1278
Rx对应的电阻值/Ω
90
50
30
10
(1)该汽车油箱是长方体形容器,底面积为0.3m2,油箱内汽油高度达到18cm时,油箱即装满,求油箱装满时汽油对油箱底部的压强;
(2)油箱装满时,油量表的示数如图甲所示,求定值电阻R0的值;
(3)为了测试该汽车的油耗,将汽车油箱装满后,沿高速公路行驶300km的路程,油量表的指针向左逐渐偏转到“E”,图乙所示,问该汽车每行驶100km消耗汽油多少L?
4、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,图乙是学习小组设计的测试仪电路原理图,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V,定值电阻R0=10Ω。滑动变阻器R1由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为1Ω/cm。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R0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
<3.7
3.7≤x<16.6
16.6≤x<20
≥20
(1)滑片P在起始位置A点时,定值电阻R0两端电压大小;
(2)女生小红测试时的电压表示数为3V,请通过计算判断小红的测试等级;
(3)试用时,学习小组发现该测试仪不能测出表中所有的等级,于是在保证电路各元件安全的情况下,通过替换R0来实现最大程度增加测试范围,请计算替换电阻R2的最小值。
5、如图是小红设计的身高、体重测量仪的原理图。电源UA的电压为3V,电源UB的电压大小未知,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A;压敏电阻R1阻值随压力F大小变化如表格所示。滑动变阻器R接入电路的阻值与接入电路的长度成正比,滑片P随身高的变化上下移动。闭合开关S1、S2,身高h1=160cm的小红站在踏板上时,电流表A1的示数为0.15A,此时滑片恰好在R中点,电压表示数为14.4V,电流表A2的示数为0.36A;若身高h2=140cm的小明站在踏板上时,电压表示数为12V,电流表A2的示数为0.6A。求:
F/N
0
100
200
300
400
500
600
700
……
R1/Ω
40
36
32
28
24
20
16
12
……
(1)小红的重力;
(2)电源UB和R2的大小;
(3)在电路安全的前提下,此身高测量仪的测量范围。
6、LED灯发光的颜色与两端的电压之间的关系如表所示。小科用一个150Ω的电阻与LED灯串联,接在电压为6V的电源上,成功的让LED灯发出了蓝光,如图所示。
灯两端电压(V)
2
2.4
3
发光的颜色
红
绿
蓝
(1)定值电阻R1两端的电压是多少?
(2)通过定值电阻R1的电流是多少?
(3)若LED灯使用过程中电阻值始终不变,如果要使LED灯发红光,应再串联一个多大阻值的电阻?
7、如图甲所示,是小华家汽车上自动测定油箱内油量的装置,R是滑动变阻器(规格为“50Ω,1A”),油量表由电流表改装而成,油箱无油时,滑片在一端;油箱装满时,滑片在另一端。小华想知道R′的阻值,她拆下油量表,另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2、电压表、电流表和开关等器材,组成如图乙所示的电路进行测量,调节R1大小,当电流表示数为0.6A时,油量表的指针指向满刻度,继续调节R1大小,得到如下表所示的数据。
电压表示数/V
0.5
1
1.5
2
2.5
3
油量表示数/L
0
10
20
30
45
60
求:(1)油量表示数为45L时,电压表的示数是多少?
(2)电阻R2的阻值是多少?
(3)油量表的0刻度对应的电流值是多少?
(4)图甲中电阻R′的阻值是多少?
8、图甲为某型号电子秤,其原理结构如图乙所示,R0为定值电阻;R是压敏电阻,其阻值随所受压力变化的关系如图丙所示。改写电压表(量程为3V)的表盘数值后可直接读出所称量物体的质量,设踏板的质量为5kg,电源电压保持9V不变。(g取10N/kg)
(1)空载时,电压表的示数为1V,求R0的阻值。
(2)所称量物体的质量为45kg时电压表的示数为多少?
(3)该电子秤的最大称量值是多少千克?
9、图甲为超声波加湿器,图乙为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。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求:
(1)当空气中的湿度为90%时,湿敏电阻R的阻值;
(2)电压表的示数为9V时,电流表的示数;
(3)电流表的示数为0.2A时,空气中大约的湿度。
10、某款水位测量仪原理如图甲,电源电压恒为15V,是阻值为的定值电阻,为竖直固定的光滑均匀金属棒,总电阻为,总长度为40cm。滑片P一端与无摩擦良好接触,另一端固定在轻质弹簧下端,中间部分与可伸缩的轻质导线M相连,弹簧的伸长量与所受的拉力关系如图乙所示。某次测试时,当弹簧下端不挂物体时,滑片P位于的最上端,当弹簧下端挂边长为20cm的立方体A时,滑片P位于的最下端,此时物体A的下端距容器底的距离,往容器中加水,物体A会上升,当电压表的示数为时停止加水,。求:
(1)物体A的重力;
(2)停止加水后物体A所受的浮力;
(3)停止加水后物体A底部所受液体压强;
(4)停止加水后容器底部所受液体压强。
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