第十八章电功率 恒流电源问题 专项练习--------2025-2026学年人教版物理九年级

电功率-恒流电源问题 一、填空题 1．如图所示，电源是恒流电源，能持续输出大小为0.9A的恒定电流，R1是阻值为6Ω的定值电阻，滑动变阻器R2上标有“20Ω、1A”，电流表的量程是“0～0.6A”，电压表的量程是“0～3V”。移动滑片，当电压表示数为2.4V时，R2接入电阻为 Ω；在保证电路各元件安全的前提下，电路总功率的最小值是 W。 【答案】 4.8 1.62 【详解】[1]由图可知，R1与R2并联，电压表测电源电压（或并联电路两端电压），电流表测R2支路的电流。根据欧姆定律，R1支路的电流，已知电压表示数U=2.4V，R1=6Ω，则 因为电源输出恒定电流I=0.9A，根据并联电路电流规律I=I1+I2，所以R2支路的电流 由可知，R2接入电阻为 [2]要使电路总功率最小，根据P=UI（I恒定），需使电压U最小。电压表量程为0～3V，R1两端电压最大为3V，此时R1支路的电流 电流表量程为0～0.6A，所以R2支路的最大电流I2max=0.6A。根据并联电路电流规律，此时总电流 但电源输出恒定电流为0.9A，所以实际I1+I2=0.9A。当U最小时，I1最小，I2最大（不超过电流表量程0.6A），则 此时 电路总功率的最小值 2．如图所示，电源是恒流电源，能持续输出大小始终为1A的恒定电流，R1是阻值为4Ω的定值电阻，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”，电流表的量程是“0~0.6A”，电压表的量程是“0~3V”。移动滑片，当电流表示数为0.5A时，电压表示数为 V；保证电路各元件安全的前提下，电路总功率的范围是 W。    【答案】 2 1.6~3 【详解】[1]分析电路图发现，R1与滑动变阻器R2并联，电流表测量滑动变阻器R2的电流，电压表测量并联电路的电压，移动滑片，当电流表示数为0.5A时，电源能持续输出大小始终为1A的恒定电流，由并联电路中电流特点可知，通过R1的电流 I1=1A-0.5A=0.5A 则R1的电压 U=I1R1=0.5A×4Ω=2V 所以电压表示数为2V。 [2]保证电路各元件安全的前提下，电流表的量程是“0~0.6A”，通过滑动变阻器R2的电流最大为0.6A，则通过R1的电流 I2=1A-0.6A=0.4A 则R1的电压 U1=I2R1=0.4A×4Ω=1.6V 则电源电压为1.6V，电源能持续输出大小始终为1A的恒定电流，则电路总功率 P1=U1I2=1.6V×1A=1.6W 电压表的量程是“0~3V”，则通过R1的电流 通过滑动变阻器R2的电流 I4=1A-0.75A=0.25A 则电流表安全，电源电压为3V，所以电路总功率 P2=U3I2=3V×1A=3W 则电路总功率的范围是1.6~3W。 3．如图所示，电源是恒流电源，能持续输出大小为1A的恒定电流，是阻值为4Ω的定值电阻，滑动变阻器上标有“20Ω、1A”，电流表的量程是“”，电压表的量程是“0~3V”。移动滑片，当电流表示数为0.4A时，电压表示数为 V。保证电路各元件安全的前提下，电路总功率的最大值和最小值的差是 W。 【答案】 2.4 1.4 【详解】[1]根据电路图可知，与并联，电流表测通过的电流，电压表测、两端的电压。由并联电路的电流特点可知，通过的电流 由欧姆定律可知，两端的电压 因此电压表的示数为2.4V。 [2]由P=UI可知，电流I一定时，电源电压越小，电路的总功率越小，由并联电路的电流特点和欧姆定律可知，电源电压 当通过的电流最大时，电源电压U最小，由题意可知，电流表允许通过的最大最大电流为0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由串联电路的电流特点可知，此时通过滑动变阻器的最大电流为0.6A，则电源电压的最小值 则电压表安全，由欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻 符合条件，则电路总功率的最小值 由并联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻 则电路总功率 因此当接入电路的电阻最大时，电路的总功率最大，此时电路中的总电阻 由欧姆定律可知，此时电源电压 超过了电压表的量程因此为了电路安全，电源电压最大只能为3V， 此时通过通过的电流 则通过的电流 则电流表安全，则电路总功率的最大值 因此保证电路各元件安全的前提下，电路总功率的范围是1.6~3W，电路总功率的最大值和最小值的差是 4．图甲为自动气象站中的测温装置，它的测温电路可简化为图乙，其中的“恒流源”是一个电压可变、输出电流恒定的电源，当电阻R的阻值随温度变化时通过R的电流保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示，通过电压表的示数可反映环境的温度。求： (1)每升高，R的阻值增大了多少？ (2)某次环境温度从上升到，电压表的示数变化了多少V? (3)当环境温度为时，电压表的示数为V? 【答案】(1)0.4Ω(2)0.8V(3)24V 【详解】（1）据乙图可知，电路为串联电路，电压表测R两端电压；由图丙可知，温度每升高20℃，电阻增大，则每升高1℃，R的阻值增大 （2）已知电流恒为，图丙可知，当环境温度为20℃时，R的阻值为108Ω，此时电压表的示数为 当环境温度为，此时R的阻值为 此时电压表的示数为 可得电压表示数的变化了 （3）已知0℃时，R的阻值为100Ω，当℃时，电阻R的阻值为 电压表的示数为 5．如图所示，是一个可设置恒压直流输出，也可设为恒流直流输出的电源，当把它设置为0.5A的恒流直流输出电源时（电源正极流出的电流大小保持0.5A不变）： (1)仅在电路中接一只R=5Ω的电阻，如图甲所示，忽略导线的电阻，求此时电阻两端的电压 及电功率 ； (2)不改变电源输出设置，若使的电阻与R1并联、如图乙所示，则两端的电压与(1)中两端的电压相比，将 （选填“变大”、“不变”或“变小”），请你写出分析过程： 。 【答案】 25V 12.5W 变小 见解析所示 【详解】(1)[1]由题意知，根据欧姆定律知 [2]根据电功率公式知 (2)[3][4]由题意知(1)中的R1两端的电压为 若不改变电源输出设置，若使的电阻与R1并联，由并联电路电流的特点知，R1两端的电流，由欧姆定律知 所以两端的电压与(1)中两端的电压相比将变小。 二、单选题 6．如图电路，恒流电源输出电流大小不变，电流表示数为I，电压表的示数为U，电路总电阻为R总，电路消耗的总功率为P总，下列关系图线中，可能正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】D 【详解】由图可知R1与R2并联，电压表测电源电压，电流表测R1支路的电流。若电源提供的电流恒定为I总： A．当滑动变阻器R1接入电路的电阻变大时，电路中的总电阻变大，因为电源提供的电流恒定，由U＝IR可知，电源电压变大，因为并联电路各支路两端电压相等，等于电源电压，所以电阻R2两端的电压变大，定值电阻R2阻值不变，由可知通过定值电阻R2的电流变大，由 I＝I总﹣I2 可知，通过滑动变阻器的电流减小，即滑动变阻器R1接入电路的电阻变大时，通过它的电流变小，故A错误； B．由并联电路的电阻关系可知 因为为定值电阻，所以与是不从原点开始的正比例函数，故B错误； C．由题意可知，U＝I总R总，所以 因为为定值，所以与是不从原点开始的正比例函数，故C错误； D．由题意可知，，所以 因为为定值，所以与是不从原点开始的正比例函数，故D正确。 故选D。 7．如图所示，为定值电阻，电源为恒流电源（指能始终大小恒定电流的电源），移动滑动变阻器R的滑片P，则下列表示电压表示数U，电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是（　　） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】D 【详解】设电源电流为I总，则定值电阻和滑动变阻器并联，电压表测定值电阻，设通过滑动变阻器的电流为I，则电压表的示数为 从图像可知，是一次函数，随着电流变大，电压变小，故②正确； 那么总功率为 总电流是定值，定值电阻阻值一定，由表达式可知，其为一次函数，故④正确。 故选D。 三、计算题 8．如图1所示，是一个可设置恒压直流输出，也可设置为恒流直流输出的电源，当把它设置为0.5A的恒流直流输出电源时（电源正极流出的电流大小保持0.5A不变）。 （1）如图2所示，在电路中接一只阻值为50Ω的定值电阻R1，忽略导线的电阻，请计算： ①闭合开关时电阻两端的电压为多少？ ②定值电阻R1工作20s消耗多少电能？ （2）如图3所示，再将阻值为50Ω的定值电阻R2与R1并联，请计算： ①闭合开关时流经定值电阻R1与R2的电流之比； ②闭合开关时电路的总功率。 【答案】（1）①25V；②250J；（2）①1：1；②6.25W 【详解】解：（1）如图2电路中只接入R1，由于恒流直流输出的电源设置为0.5A的恒流直流，所以 I1=I=0.5A ①由欧姆定律得电阻两端的电压 U1=I1R1=0.5A×50Ω=25V ②定值电阻R1工作20s消耗电能 W=U1I1t=25V×0.5A×20s=250J （2）①如图3可知R1与R2并联，电阻R2与R1的阻值相等，并联电路各支路两端电压相等，由欧姆定律可知通过两电阻的电流相等，所以闭合开关时流经定值电阻R1与R2的电流之比为1：1。 ②由于恒流直流输出的电源，所以干路电流不变，仍为I=0.5A，并联电路总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和，所以该电路的总电阻为 闭合开关时电路的总功率 P=I2R=(0.5A）2×25Ω=6.25W 答：（1）①闭合开关时电阻两端的电压为25V； ②定值电阻R1工作20s消耗电能250J； （2）①闭合开关时流经定值电阻R1与R2的电流之比为1：1； ②闭合开关时电路的总功率为6.25W。 9．电学实验室有一种恒流电源，将电源接入电路工作时，该电源输出恒定的电流，而电源两端的电压会随着外电路的电阻变化而变化。小浩在一次实验时， 将恒流电源接入如图所示的电路中，其中、均为定值电阻。只闭合开关S1时，电压表示数，此时电阻消耗的电功率。 (1)求该恒流电源输出的恒定电流； (2)若同时闭合开关S1、S2时，电压表示数变为，求定值电阻的阻值； (3)若同时闭合开关S1、S2，通电1min，求电阻产生的热能。 【答案】(1) 0.6A； (2) 20Ω；(3) 48J 【详解】(1)设恒流电源的恒定电流为I，当只闭合S1时，电路中只有接入电路，由功率公式可得 (2)只闭合S1时，由欧姆定律可得的阻值 同时闭合两个开关，电阻、并联，则通过的电流为 根据并联电路分流的特点知 则的阻值为 (3)由焦耳定律可得电阻产生的热能 答：(1)该恒流电源输出的恒定电流为0.6A； (2)定值电阻的阻值为20Ω； (3)电阻产生的热能为48J。 10．如图甲所示，为某科技公司研发的机械手，该机械手具有触觉感知系统。工程师在机器人的手指接触面上安装力敏电阻阵列，当机器人与物体接触时，不同位置的感知单元的力敏电阻因受到不同程度的压力而改变阻值，通过电路将电阻值的变化转化为电压的变化（如图乙，是一个触觉感知单元的简化电路），将电阻阵列的电压变化结合计算机算法便可感知物体形状、硬度等信息。已知每个力敏电阻都由恒流电源（对电路输出的电流大小始终不变）供电，R的电阻变化如表所示（，其中k为力敏电阻的应变常数），某次测试中，当力敏电阻受力从5N变为30N时，电压表示数变化了0.1V，求： F/N 5 10 15 20 25 30 35 R/Ω 4 6 8 10 12 14 16 (1)恒流电源提供的电流大小； (2)若电压表最大测量值为3V，求触觉感知单元中的力敏电阻的最大受力； (3)当压力F变化相同值，电压变化越明显时，触觉感知越灵敏。若想将感知单元的灵敏度提高一倍，可以通过两种方案：①只改变恒流电源提供的电流大小，②只更换应变常数不同的力敏电阻。请选择其中一种方案，计算所需物理量的大小。 【答案】(1)0.01A(2)745N (3)方案一：恒流电源提供的电流增大一倍，I变为0.02A；方案二：更换应变常数增大一倍的力敏电阻，k变为0.8Ω/N。 【详解】（1）当受力为5N时，电阻两端的电压 当受力为30N时，电阻两端电压 由题意的 即 解得 故恒流电源提供的电流大小为0.01A （2）由表格可知，当受力为5N时，电阻阻值为，有① 当受力为30N时，电阻阻值为，有② 联立①②解得、 当电压表为最大测量值时，电阻 由得到则此时压力的大小 即最大受力为745N。 （3）假设当力的大小为Fa时，电阻为Ra，其两端电压为Ua，此时有，两端的电压 假设当力的大小为Fb时，电阻为Rb，其两端电压为Ub，此时有 两端的电压 电阻的变化量 所以电压的变化量与力的变化量之间的关系为 则有③ 方案一：只改变恒流电源提供的电流大小 因为当压力F变化相同值，电压变化越明显时，触觉感知越灵敏。所以想将感知单元的灵敏度提高一倍，就是在、相同时，变为，即③式可变为 即在压力的变化相同、应变常数相同时，恒流电源提供的电流变为原来的两倍，电压的变化就变大一倍，感知单元的灵敏度就提高一倍。 方案二：只更换应变常数不同的力敏电阻 因为当压力F变化相同值，电压变化越明显时，触觉感知越灵敏。所以想将感知单元的灵敏度提高一倍，就是在、相同时，变为，即③式可变为 即在压力的变化相同、恒流电源提供的电流大小相同时，更换应变常数增大一倍的力敏电阻，电压的变化就变大一倍，感知单元的灵敏度就提高一倍。 11．如图甲，是可以实时测量风速的杯式风速仪，图乙为内部电路图，即能始终提供大小恒定的电流。电流表量程为0~0.6A，R0为10Ω的定值电阻，R1为压敏电阻，其阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示，迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1，迎风板为轻质薄板，迎风板受到的压力与风速的关系如表。记录电表示数，发现风速增大，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。求： 风速v/（m·s-1） 压力F/N 2 0.5 4 4 6 6 10 14 12 20 16 30 24 72 （1）恒流电源的电流大小； （2）当迎风板受到的压力为6N时，该电路消耗的功率； （3）该装置能测量的最大风速。 【答案】（1）1.2A；（2）9.6W；（3）12m/s 【详解】解：（1）由图乙可知，定值电阻R0和传感器R1并联，电压表测并联电路两端的电压，电流表测R1支路的电流，调节风速，使电流表示数为0.4A，电压表示数为8V，根据欧姆定律可得，此时传感器R1的阻值为 定值电阻R0的通过电流为 由并联电路的电流特点可得总电流为 I恒＝I+I0＝0.4A+0.8A＝1.2A （2）当迎风板受到的压力为6N时，由图像可知此时传感器的阻值R1=20Ω，则此时电压表示数为8V，该电路消耗的功率为 P=UI恒=8V×1.2A=9.6W （3）分析可知，电流越大，电阻越小，压力越大，风速越大，电流表量程为0～0.6A，所以通过R1最大电流为0.6A，定值电阻R0的通过电流为 I0'=I恒-Imax=1.2A-0.6A=0.6A定值电阻R0的两端电压为 U0'=I0'R0=0.6A×10Ω=6V压敏电阻为 由图像可知阻值10Ω，F为20N，查表可知风速为12m/s。 答：（1）恒流电源的电流大小为1.2A； （2）当迎风板受到的压力为6N时，该电路消耗的功率为9.6W； （3）该装置能测量的最大风速为12m/s。 12．2025年2月，我国望宇登月服进入初样研制阶段，望宇登月服主体由多层结构组成。某科技小组为检测模拟登月服的气密性，设计了气压检测装置，其电路如图甲，的阻值为30Ω，恒流电源输出电流恒为1A，当气压时，压敏电阻的阻值随气压的变化关系如图乙（为方便计算，图象已作近似处理）。测试时，如图丙，将充满空气的模拟登月服M和检测装置放入空腔N中，将N抽成真空后密封（不计此过程中M漏气）。启动检测装置，请回答： (1)M漏气过程中，电流表示数将 。 (2)开始计时后，经过4h电流表示数为0.6A，此时N内的气压值。 (3)思考（2）的检测过程，为使电流表示数变化范围最大，可改变的阻值。设真空时电流表示数为，经过4h电流表示数为，要使与的差值最大，则的电阻值多大。 【答案】(1)减小(2)875Pa(3)60Ω 【详解】（1）模拟登月服M漏气，会导致空腔N内的气压p增大。根据图乙可知，压敏电阻Rg的阻值随气压p的增大而减小。在图甲所示的并联电路中，R0和Rg并联，恒流电源提供1A的恒定总电流。当Rg的阻值减小时，通过Rg的电流Ig会增大。由于总电流保持不变，Ig增大，则通过R0的电流I0（即电流表示数）必然减小。 （2）通过R0的电流为I0，通过Rg的电流为Ig，并联电路两端的电压为U，则通过Rg的电流 并联电路两端的电压为 此时压敏电阻Rg的阻值为 由图乙可知，Rg与p的关系是一次函数，设其关系式为，将点(0，80Ω)和点(，30Ω)代入关系式，可得 联立两式，解得Rg与p的关系式为 将Rg=45Ω代入上式 解得p =875Pa。 （3）真空时p=0，由图乙可知，对应的压敏电阻Rg=80Ω，I0是真空时的电流，由并联分流可得 恒流电源输出电流恒为1A，则 即； I1是经过4h后的电流，由第（2）问可知，此时对应的压敏电阻Rg=45Ω，由并联分流可得 则 即。 所以电流表示数变化范围 故当R0=60Ω时，与的差值最大。 四、综合题 13．“遥遥”生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃，并且在20~30℃之间需满足一定的湿度要求。“领先”科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源（使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”），完全相同的防水热敏电阻、的阻值随温度的变化规律如图乙所示。 （1）小组将“预先设定的电流”设置为后进行报警触发设置。 温度报警触发设置：30℃时两端电压为，将该电压设为温度报警触发值U，当两端实际电压时，触发温度报警。 湿度报警触发设置：用一端浸在水中的湿纱布敷在上。由于湿纱布中的水 ，使温度降低，导致两端电压与两端电压产生电压差。环境越干燥，与的温差越大，也越大，因此可用表示湿度状况。当时需要湿度报警，将时的电压差设为湿度报警触发值，记为。请计算 （写出必要的文字说明、表达式及最后结果）； （2）现根据实际需要改变“预先设定的电流”，使装置在且湿度报警触发值比增大时触发湿度报警。重新调节后的温度报警触发值U为 。 【答案】 汽化吸热 2.4 【详解】（1）[1]由于湿纱布中的水汽化吸热，使温度降低。 [2]根据30℃时，R1两端的电压为3.6V，电流为2×10-3A，则30℃时R1的阻值为 每降低1℃，电阻阻值增加量为 初始两个电阻阻值相同，电压相同，均为3.6V，随着R2上的湿纱布水的汽化吸热，R2阻值增大，当Δt=5℃时，R2的增加量为 ΔR2=5℃×75Ω/℃=375Ω 故电压增加量为 ΔU=I·ΔR=2×10-3A×375Ω=0.75V 故ΔU0=0.75V。 （2）[3]增加后的 当Δt=8℃时，电阻增加量为 ΔR2′=8℃×75Ω/℃=600Ω 此时电流为 当温度为30℃时，电阻R1两端电压为 14．小明同学为了制作一个温度报警装置设计了如图甲所示电路，R1为热敏电阻，它的阻值随温度的变化图像如图乙所示，当温度是40℃时，电压表示数为10.8V；温度为60℃时电压表示数为12V。R0是定值电阻，电源电压保持不变。 (1)甲电路中，温度越高电压表示数越 ； (2)请通过计算求出小明所选用的定值电阻是多少Ω，电源电压为多少V？（写出必要的文字说明及表达式和最终结果）； (3)小魏同学用原有热敏电阻和恒流电源设计了如图丙所示电路，其中的“恒流源”是一个特殊电源，电流大小由电源内部结构决定，当电阻R1变化时，通过R1的电流大小保持不变。通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从：20℃上升到30℃，电压表的示数变化了10mV。当环境温度为40℃时，电压表示数为 mV。当温度的变化值相同时，电压表示数的变化值越大，该测温装置的灵敏度越高。若要增大该测温装置的灵敏度，可换一个电流值更 的恒流源。 【答案】(1)大(2)300Ω，18V(3) 80 大 【详解】（1）由图甲可知，两个电阻串联，电压表测量R0两端的电压，由图乙可知，温度越高，R1的阻值越小，由电阻的串联可知电路中的总电阻越小，由可知电路中的电流越大，由U=IR可知R0两端的电压越大。 （2）由图乙可知，当温度是40℃时，R1的阻值是200Ω，电压表的示数为10.8V，根据欧姆定律得到 ① 由图乙可知，当温度是60℃时，R1的阻值是150Ω，电压表的示数为12V，根据欧姆定律得到 ② 由①和②得到 R0=300Ω，U=18V （3）根据图乙可知，温度上升80℃，对应电阻减小 250Ω-50Ω=200Ω 故每升高1℃，R1的阻值减小值为 根据可知在恒定电流状态下，U与R成正比，故电压变化量ΔU与电阻变化量ΔR成正比，即，两者的比值即为恒定电流的值。从20℃到30℃，电阻减小量为 2.5×10Ω=25Ω 故恒定电流值为 当环境温度为40℃时，电阻为200Ω，电流不变仍为0.4mA，故电压 U1=IR″1=0.4mA×200Ω=80mV [2]为了增大改装置的灵敏度，应该在温度变化量相同时，变化更大的电压，根据欧姆定律变形公式U=IR可知，恒流状态下，电流I越大，电压U变化量越大，装置更灵敏，故应该换一个电流更大的恒流源。 五、实验题 15．测量电阻实践活动，实验器材：恒流电源（输出电流恒为），电流表，定值电阻，待测电阻（约）、开关一个，请你完成设计。 (1)请在方框内完成电路设计； (2)根据设计的电路，测得电流表示数为时，则待测电阻 ； (3)用该电路对不同电阻进行测量时，电路总功率不会超过 W； (4)推算该电路可测电阻的最小值为 ； (5)如果要降低可测电阻的最小值，你的改进方法是 。（写出一种即可） 【答案】(1)(2)115(3)90(4)40(5)增大电流表量程 【详解】（1）根据并联分流原理结合电流表设计电路图如下： （2）由设计的电路图可知，闭合开关S后，和并联，电流表测电流。恒流电源输出电流恒为，测得电流表示数为时，根据并联分流原理则有 解得待测电阻。 （3）和并联，阻值越大，则总电阻越大，在恒流电源输出电流恒为不变的情况下，根据，电路总功率最大。总电阻最大为 所以电路总功率最大为 （4）根据并联分流原理则有 可得 所以电流表示数越大，阻值越小。电流表量程为，则当电流表示数最大为0.6A时，阻值最小，此时将代入上式，即可得该电路可测电阻的最小值。 （5）根据可知，电流表示数越大，阻值越小，所以要降低可测电阻的最小值，可以增大电流表量程，或者减小阻值，也可以减小恒流电源输出电流的大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 电功率-恒流电源问题 一、填空题 1．如图所示，电源是恒流电源，能持续输出大小为0.9A的恒定电流，R1是阻值为6Ω的定值电阻，滑动变阻器R2上标有“20Ω、1A”，电流表的量程是“0～0.6A”，电压表的量程是“0～3V”。移动滑片，当电压表示数为2.4V时，R2接入电阻为 Ω；在保证电路各元件安全的前提下，电路总功率的最小值是 W。 2．如图所示，电源是恒流电源，能持续输出大小始终为1A的恒定电流，R1是阻值为4Ω的定值电阻，滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”，电流表的量程是“0~0.6A”，电压表的量程是“0~3V”。移动滑片，当电流表示数为0.5A时，电压表示数为 V；保证电路各元件安全的前提下，电路总功率的范围是 W。    3．如图所示，电源是恒流电源，能持续输出大小为1A的恒定电流，是阻值为4Ω的定值电阻，滑动变阻器上标有“20Ω、1A”，电流表的量程是“”，电压表的量程是“0~3V”。移动滑片，当电流表示数为0.4A时，电压表示数为 V。保证电路各元件安全的前提下，电路总功率的最大值和最小值的差是 W。 4．图甲为自动气象站中的测温装置，它的测温电路可简化为图乙，其中的“恒流源”是一个电压可变、输出电流恒定的电源，当电阻R的阻值随温度变化时通过R的电流保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示，通过电压表的示数可反映环境的温度。求： (1)每升高，R的阻值增大了多少？ (2)某次环境温度从上升到，电压表的示数变化了多少V? (3)当环境温度为时，电压表的示数为V? 5．如图所示，是一个可设置恒压直流输出，也可设为恒流直流输出的电源，当把它设置为0.5A的恒流直流输出电源时（电源正极流出的电流大小保持0.5A不变）： (1)仅在电路中接一只R=5Ω的电阻，如图甲所示，忽略导线的电阻，求此时电阻两端的电压 及电功率 ； (2)不改变电源输出设置，若使的电阻与R1并联、如图乙所示，则两端的电压与(1)中两端的电压相比，将 （选填“变大”、“不变”或“变小”），请你写出分析过程： 。 二、单选题 6．如图电路，恒流电源输出电流大小不变，电流表示数为I，电压表的示数为U，电路总电阻为R总，电路消耗的总功率为P总，下列关系图线中，可能正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   7．如图所示，为定值电阻，电源为恒流电源（指能始终大小恒定电流的电源），移动滑动变阻器R的滑片P，则下列表示电压表示数U，电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是（　　） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 三、计算题 8．如图1所示，是一个可设置恒压直流输出，也可设置为恒流直流输出的电源，当把它设置为0.5A的恒流直流输出电源时（电源正极流出的电流大小保持0.5A不变）。 （1）如图2所示，在电路中接一只阻值为50Ω的定值电阻R1，忽略导线的电阻，请计算： ①闭合开关时电阻两端的电压为多少？ ②定值电阻R1工作20s消耗多少电能？ （2）如图3所示，再将阻值为50Ω的定值电阻R2与R1并联，请计算： ①闭合开关时流经定值电阻R1与R2的电流之比； ②闭合开关时电路的总功率。 9．电学实验室有一种恒流电源，将电源接入电路工作时，该电源输出恒定的电流，而电源两端的电压会随着外电路的电阻变化而变化。小浩在一次实验时， 将恒流电源接入如图所示的电路中，其中、均为定值电阻。只闭合开关S1时，电压表示数，此时电阻消耗的电功率。 (1)求该恒流电源输出的恒定电流； (2)若同时闭合开关S1、S2时，电压表示数变为，求定值电阻的阻值； (3)若同时闭合开关S1、S2，通电1min，求电阻产生的热能。 10．如图甲所示，为某科技公司研发的机械手，该机械手具有触觉感知系统。工程师在机器人的手指接触面上安装力敏电阻阵列，当机器人与物体接触时，不同位置的感知单元的力敏电阻因受到不同程度的压力而改变阻值，通过电路将电阻值的变化转化为电压的变化（如图乙，是一个触觉感知单元的简化电路），将电阻阵列的电压变化结合计算机算法便可感知物体形状、硬度等信息。已知每个力敏电阻都由恒流电源（对电路输出的电流大小始终不变）供电，R的电阻变化如表所示（，其中k为力敏电阻的应变常数），某次测试中，当力敏电阻受力从5N变为30N时，电压表示数变化了0.1V，求： F/N 5 10 15 20 25 30 35 R/Ω 4 6 8 10 12 14 16 (1)恒流电源提供的电流大小； (2)若电压表最大测量值为3V，求触觉感知单元中的力敏电阻的最大受力； (3)当压力F变化相同值，电压变化越明显时，触觉感知越灵敏。若想将感知单元的灵敏度提高一倍，可以通过两种方案：①只改变恒流电源提供的电流大小，②只更换应变常数不同的力敏电阻。请选择其中一种方案，计算所需物理量的大小。 11．如图甲，是可以实时测量风速的杯式风速仪，图乙为内部电路图，即能始终提供大小恒定的电流。电流表量程为0~0.6A，R0为10Ω的定值电阻，R1为压敏电阻，其阻值随压力F大小变化的关系如图丙所示，迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1，迎风板为轻质薄板，迎风板受到的压力与风速的关系如表。记录电表示数，发现风速增大，读出简易风速仪中电流表示数为0.4A，电压表示数为8V。求： 风速v/（m·s-1） 压力F/N 2 0.5 4 4 6 6 10 14 12 20 16 30 24 72 （1）恒流电源的电流大小； （2）当迎风板受到的压力为6N时，该电路消耗的功率； （3）该装置能测量的最大风速。 12．2025年2月，我国望宇登月服进入初样研制阶段，望宇登月服主体由多层结构组成。某科技小组为检测模拟登月服的气密性，设计了气压检测装置，其电路如图甲，的阻值为30Ω，恒流电源输出电流恒为1A，当气压时，压敏电阻的阻值随气压的变化关系如图乙（为方便计算，图象已作近似处理）。测试时，如图丙，将充满空气的模拟登月服M和检测装置放入空腔N中，将N抽成真空后密封（不计此过程中M漏气）。启动检测装置，请回答： (1)M漏气过程中，电流表示数将 。 (2)开始计时后，经过4h电流表示数为0.6A，此时N内的气压值。 (3)思考（2）的检测过程，为使电流表示数变化范围最大，可改变的阻值。设真空时电流表示数为，经过4h电流表示数为，要使与的差值最大，则的电阻值多大。 四、综合题 13．“遥遥”生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃，并且在20~30℃之间需满足一定的湿度要求。“领先”科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源（使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”），完全相同的防水热敏电阻、的阻值随温度的变化规律如图乙所示。 （1）小组将“预先设定的电流”设置为后进行报警触发设置。温度报警触发设置：30℃时两端电压为，将该电压设为温度报警触发值U，当两端实际电压时，触发温度报警。 湿度报警触发设置：用一端浸在水中的湿纱布敷在上。由于湿纱布中的水 ，使温度降低，导致两端电压与两端电压产生电压差。环境越干燥，与的温差越大，也越大，因此可用表示湿度状况。当时需要湿度报警，将时的电压差设为湿度报警触发值，记为。请计算 （2）现根据实际需要改变“预先设定的电流”，使装置在且湿度报警触发值比增大时触发湿度报警。重新调节后的温度报警触发值U为 。 14．小明同学为了制作一个温度报警装置设计了如图甲所示电路，R1为热敏电阻，它的阻值随温度的变化图像如图乙所示，当温度是40℃时，电压表示数为10.8V；温度为60℃时电压表示数为12V。R0是定值电阻，电源电压保持不变。 (1)甲电路中，温度越高电压表示数越 ； (2)请通过计算求出小明所选用的定值电阻是多少Ω，电源电压为多少V？（写出必要的文字说明及表达式和最终结果）； (3)小魏同学用原有热敏电阻和恒流电源设计了如图丙所示电路，其中的“恒流源”是一个特殊电源，电流大小由电源内部结构决定，当电阻R1变化时，通过R1的电流大小保持不变。通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从：20℃上升到30℃，电压表的示数变化了10mV。当环境温度为40℃时，电压表示数为 mV。当温度的变化值相同时，电压表示数的变化值越大，该测温装置的灵敏度越高。若要增大该测温装置的灵敏度，可换一个电流值更 的恒流源。 五、实验题 15．测量电阻实践活动，实验器材：恒流电源（输出电流恒为），电流表，定值电阻，待测电阻（约）、开关一个，请你完成设计。 (1)请在方框内完成电路设计； (2)根据设计的电路，测得电流表示数为时，则待测电阻 ； (3)用该电路对不同电阻进行测量时，电路总功率不会超过 W； (4)推算该电路可测电阻的最小值为 ； (5)如果要降低可测电阻的最小值，你的改进方法是 。（写出一种即可） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $