内容正文:
2025-2026学年人教版九年级上册物理期末综合提升训练
一、单选题
1.某型号的半导体收音机里有一个分压电阻,其两端电压是2V, 通过的电流0.01A, 则该分压电阻的阻值是( )
A.0.02 Ω B.1.99 Ω
C.2.01 Ω D.200 Ω
2.小张在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,根据记录的实验数据得到了如图所示的图像,下列说法错误的是( )
A.导体甲的电阻小于导体乙的电阻
B.通过导体甲的电流与其两端的电压成正比
C.将甲、乙并联接到3V的电源上,干路电流为0.6A
D.当导体乙两端电压为1V时,通过乙的电流为0.1A
3.如图(a)所示的电路中,当闭合电键S后,两个电压表指针偏转均如图(b)所示,则电阻R1和R2阻值之比是( )
A.4:1 B.5:1 C.1:4 D.1:5
4.图为甲、乙两个电阻的电流随电压变化的图像,下列说法正确的是
A.甲电阻的阻值比乙电阻的阻值大
B.将甲、乙串联在电路中,甲两端的电压大
C.将甲、乙串联在电路中,通过甲的电流大
D.将甲、乙并联在电路中,通过甲的电流大
5.下图为一只“6V 1.5W”小灯泡的电流随电压变化的关系图像.若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,则此时每只灯泡的电阻及实际功率为( )
A.24Ω 0.67W B.20Ω 0.8W C.24Ω 0.96W D.20Ω 0.67W
6.如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的阻值不变,滑动变阻器R的规格是“50Ω1A”。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,最大范围内移动滑片,绘制通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.电源电压为5V
B.小灯泡的电阻为10Ω
C.小灯泡的额定电压为3V
D.整个电路电功率最大时,10s内滑动变阻器消耗的电能为9J
7.在如图 8.119 所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键 ,当滑片 置于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为 ; 当滑片置于滑动变阻器的 端时,电压表的示数变化了 ,此后 内定值电阻 产生的热量为 。下列结果正确的是( )。
A.电源电压为
B. 的阻值为
C.滑动变阻器 的最大阻值为
D. 先后两次消耗的电功率之比为
二、多选题
8.某创客小组自制肺活量比较装置,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是( )
A.总电阻变大 B.V示数变大
C.A示数变大 D.电路总功率变大
9.利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小雨选择了满足实验要求的器材,电源电压保持不变,并连接了如图所示实验电路。闭合开关S1,断开开关S2,电压表的示数为U1;闭合开关S1和S2,电压表的示数为U2,则下列四个选项中正确的是( )
A.实验过程中,通过R0的电流始终相同
B.如果在S1和电源之间接入滑动变阻器,可实现多次电阻测量
C.Rx的表达式可以为
D.若将开关S2与电压表互换位置,其他不变,也能测量出Rx的阻值
10.如图所示的甲、乙两个电热器,其电源电压相同,电阻丝R1、R2的阻值不变,相同的托盘上方有质量相同的石蜡。当闭合开关S时,下列说法正确的是( )
A.电加热器是将电能转化为内能后,再与石蜡发生热传递
B.甲电热器中通过R1的电流大于乙电热器中通过R1的电流
C.甲电热器中R2两端的电压小于乙电热器中R2两端的电压
D.要使两块石蜡均完全熔化,则乙电热器的通电时间需更长
11.如图所示,电源电压恒为4V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样(灯丝电阻不变)。在电路安全的情况下,移动滑动变阻器滑片,下列说法正确的是( )
A.电压表的变化范围是1.5V~3V
B.滑动变阻器的消耗的电功率变化范围是0.6W~0.75W
C.小灯泡的实际电功率的变化范围是0.2W~1.25W
D.滑动变阻器连入电路的阻值的变化范围是10Ω~20Ω
12.如图所示四个电路中,电阻R的阻值和电源电压已知,根据已知条件和电表的示数不能测出电阻Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
13.如图所示的电路,电源电压恒为3V,小灯泡L上标有“2V 1W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”。闭合开关S。在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是( )
A.电路中最大电流为0.5A
B.电路的最大功率为2.25W
C.电压表示数变化范围为0.5~2V
D.滑动变阻器阻值变化范围为2~20Ω
14.如图所示,电源电压不变,a为电流表或电压表,任意闭合开关时,电路都是安全的。滑动变阻器的最大阻值与R1的阻值均为R,当只有开关S1闭合时,电路中电流为I0。则下列说法错误的是( )
A.a是电压表
B.只闭合开关S2,当P从中点向左滑动,电表a的示数与电流表A示数的比值变大
C.只闭合开关S1、S3,滑片P处于最左端时,整个电路的电功率为2I02R
D.闭合开关S1、S2、S3,P向左滑动,灯泡的电功率变小
15.如图所示,为测量未知电阻Rx的阻值,某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变(电压值未知),R0是已知阻值的定值电阻,各电表均符合实验要求。在不拆改电路的情况下,能够测出Rx阻值的电路是( )
A. B.
C. D.
16.如图所示,电源电压为6V且保持不变,R0=30Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为“0-0.6 A”,小灯泡上标有“3V1.5W”字样,不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则( )
A.当S闭合,S1,S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6 Ω-20 Ω
B.当S闭合,S1,S2都新开时,电路消耗最大功率是3.6 W
C.当S,S1,S2,都闭合时,电路消耗的总功率最小值为 3W
D.当S,S1,S2,都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是 15Ω
三、填空题
17.如图是自动测定油量装置的示意图,O为杠杆支点,为定值电阻,是滑动变阻器。闭合开关S,当油箱中的汽油减少时,电压表的示数 ;电压表的示数与测量表的示数之比 ;汽油的热值 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
18.物理学的发展离不开物理学家们的贡献,比如阿基米德原理阐明了物体所受浮力大小与排开液体重力的关系。请仿照示例完成以下问题: 原理(或定律)阐明了 的关系。
19. 题图是自动测定油量装置的示意图,O为杠杆支点,为定值电阻,是滑动变阻器。闭合开关S,当油箱中的汽油减少时,电压表的示数 ;电压表的示数与油量表的示数之比 ;汽油的热值 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
20.已知定值电阻与的大小之比是。将它们接在如图所示的电路中,电源电压为,闭合开关S后,则它们两端的电压之比是 ;通过它们的电流之比是 。
21.如图所示的电路,闭合开关S,滑动变阻器滑片向左移动时,灯泡亮度会 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”),电压表示数会 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器R1,发现电流表示数从0.1A变为0.3A,电压表示数改变了2V。由此可判断在这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值 (填“变大”或“变小”),定值电阻R的电功率变化了 W。
23.如图(甲)是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像,将它们按图(乙)所示接入电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为1W;再闭合开关S1,电流表示数变化了 A,若将R与标有“50Ω 0.5A”的滑动变阻器串联后接到电压为6V的电源上,则滑动变阻器消耗的最大电功率是 W。
四、计算题
24.在下图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,滑动变阻器标有“20欧 ; 2安”将滑动变阻器的滑片P移到最右端,闭合开关S,电流表示数为0.4安。求:
(1)通过变阻器的电流;
(2)电路中的总电阻R的阻值。
25.如图所示电路中,电源电压恒为6V,灯泡标有“6V”字样,额定功率字迹不清,灯泡标有“4V 1.6W”字样,滑动变阻器的最大阻值为,电流表量程为0~0.6A。闭合开关S、、,滑动变阻器滑片位于最右端时,电流表示数为0.42A,不考虑灯泡电阻变化。
(1)求灯泡的额定功率。
(2)只闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,在确保电路安全的前提下,求电流表示数变化范围。
五、作图题
26.(1)如下图为探究欧姆定律实验电路图。请用笔画线代替导线将实物电路连接完整 。要求:向右移动滑动变阻器的滑片P时,电流表的示数变大。
(2)请在右图方框内画出与实物图对应的电路图 。
六、实验探究题
27.小明用如图所示的电路“探究电流与电阻的关系”,电源电压不变,电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。
(1)他连接完电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压。为了找出故障,小明把导线M的一端从接线柱a移开,分别连到接线柱b和c上,发现两表指针位置均和之前一样,通过进一步检查,发现电流表完好,则电路的故障是
A.ab间导线断路 B.bc间电阻断路 C.cd间导线断路 D.bc间电阻短路
(2)排除故障后,小明又将不同阻值的电阻分别接入电路,移动滑片,记录的数据如下表。分析表中数据,实验中电阻两端的电压为 V,实验得出的结论是 。
实验次数
1
2
3
4
电阻/Ω
5
10
15
20
电流/A
0.40
0.20
0.13
0.10
七、综合题
28.物理兴趣小组设计了有加湿功能的电暖气,它的防干烧装置电路图如图所示。其原理是当水箱内水位下降到一定程度时,控制电路(图中未画出)能够自动切断加热器,防止干烧。电路的电压恒定,R0=10Ω,R是压敏电阻,下方固定一个T形轻质绝缘细杆,水箱注水后圆柱形浮子A上浮,并通过细杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加0.1N,阻值减小5Ω。底部装有铅块的浮子A的横截面积为5cm2。兴趣小组对设计的模型进行测试:
(1)水箱内水量达到最高水位时,水深22cm,电流表示数为0.3A,此时R0的电功率为 W。
(2)水位下降时,压敏电阻的阻值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。当水深18cm时,电流表示数为0.24A,则此时压敏电阻R阻值是 Ω。
(3)水位继续下降至最低水位时,浮子A依然竖直漂浮,压敏电阻的阻值为70Ω,控制电路自动切断加热器,求此时液体对容器底部的压强。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
答案解析部分
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】D
5.【答案】B
【解析】【解答】三只完全相同的灯泡串联,灯泡的电阻相等,通过的电流相等,根据欧姆定律可知,三只灯泡两端的电压相等,把这种规格的三只灯泡串联接在12V的电源两端,每只灯泡两端的电压都为4V,从图像上可以看出,当电压是4V时,通过灯泡的电流为0.2A,
所以每只灯泡的实际电阻:
每只灯泡的实际功率:P=UI=4V×0.2A=0.8W.
故答案为:B.
【分析】三只完全相同的灯泡串联,每只灯泡两端的电压相同都是4V,读出此时电路中的电流,利用欧姆定律的变形公式计算灯泡的电阻;用P=UI计算实际电功率 .
6.【答案】A
7.【答案】C
【解析】【解答】当滑片在中点时由欧姆定律可知,电路中电流:
I1=,
则滑动变阻器两端的电压:
U1=I1×=×4V-------①
由题意知,当滑片滑到b处时因R的接入电阻变大,故电压表示数应增大,即滑片滑到b点时,滑动变阻器两端电压为U2=4V+2V=6V;
同理得:×R=6V---------②
由①②可得:解得:R=R1--------------③
将③代入②式可得:×R1=6V,
解得:U=12V,故A错误;
根据串联电路的分压原理可知:当滑片滑到b点时,其接入电路中的电阻最大,
R1两端电压与R两端电压相等,U1'=U=×12V=6V,
由Q=I2Rt=可得R1的电阻:,故B错误;
R滑大=R1=9Ω,故C正确;
由题可知,滑片至中点时R1两端电压:U1=12V-4V=8V,由P=UI=可得,
R1先后两次消耗的电功率之比:,故D错误。
故选C。
【分析】由电路分析可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;由滑片的移动和电压表示数变化可知滑片滑到b点时电压表的示数,则由欧姆定律可表示出滑片在不同位置时滑动变阻器两端的电压与电源电压电阻间的关系,联立可解得R1与R最大值之间的关系及电源的电压; 由功率公式可求得R1的阻值,则可求得R的最大阻值;最后由功率公式分别求得R1先后两次消耗的电功率,即可求得比值
8.【答案】C,D
9.【答案】C,D
【解析】【解答】A、 闭合开关S1,断开开关S2, R0 和Rx串联,电压表测量定值电阻电压 U1 ,当 闭合开关S1和S2 ,Rx短路,此时电压表测量电源电压 U2 ,电路电压不变,电阻降低,所以通过 R0的电流增加,A错误
B、 如果在S1和电源之间接入滑动变阻器,由于未知电阻的电压无法测量,所以不可实现多次电阻测量 ,B错误
C、未知电阻电压为 U2- U1,电路电流U1/R0,所以Rx的表达式可以为 ,C正确
D、 若将开关S2与电压表互换位置,其他不变,闭合开关S1,断开开关S2 ,R0 和Rx串联,电压表测量待测电阻电压 U1,当 闭合开关S1和S2 ,R0短路,此时电压表测量电源电压 U2,定值电阻电压为U2-U1,电路电流为(U2-U1)/R0,根据欧姆定律计算待测电阻电压,D正确
综上选CD
【分析】根据串并联判识选项
1、电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,所以闭合开关S1,断开开关S2, R0 和Rx串联,电压表测量定值电阻电压 U1 ,当 闭合开关S1和S2 ,Rx短路,此时电压表测量电源电压 U2
2、欧姆定律:公式为U=IR,未知电阻电压为 U2- U1,电路电流U1/R0,所以Rx的表达式可以为
10.【答案】A,B,D
11.【答案】A,C
【解析】【解答】A.小灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样,因此电压表至少要分1.5V电压,而电压表的量程为0~3V,故电压表的变化范围是1.5V~3V,A符合题意;
B.滑动变阻器的功率
因电路中的电压范围是0.2A-0.5A,所以当I=0.4A时,滑动变阻器消耗的功率最大,为0.8W,当I=0.2A时,滑动变阻器的功率最小,为
B不符合题意。
CD. 此时灯泡正常发光,即灯泡的最大实际功率为1.25W,由 可得,灯泡正常发光时的电流
此时为电路中最大电流,则滑动变阻器接入电路最小电阻为
D不符合题意;
根据公式 ,可算出灯泡电阻为
当电压表为3V时,电路中的电流最小,灯泡实际功率最小,灯泡的最小电压为
电路中最小电流为
灯泡最小功率为
所以小灯泡实际功率变化范围是0.2W~1.25W,C符合题意;
故答案为:AC。
【分析】分析电路结构,小灯泡和滑动变阻器是串联关系,明确电流表和电压表的测量对象,滑动变阻器接入电路中的电阻越大,电路中的电流越小,分得的电压越大,小灯泡分得的电压越小,整个电路的功率越小,结合欧姆定律求解电路中的电流和电压变化范围,利用功率公式P=UI求解功率即可。
12.【答案】A,B,C
【解析】【解答】A.两个电阻并联,电压表的示数即为它们的电压,但无法测出通过Rx的电流,所以不能测出Rx的阻值,A符合题意;
B.Rx被电流表短路,所以不能测出Rx的阻值,B符合题意;
C.两个电阻是并联的,已知电源电压,由并联电路的特点可知Rx的电压等于R两端的电压,电流表测电阻R的电流,但无法测出通过Rx的电流,所以不能测出Rx的阻值,C符合题意;
D.两个电阻是串联的,电压表测Rx的电压,而电源电压已知,根据串联电路电压的规律,可求出电阻R的电压,利用欧姆定律可以求出通过它们的电流,然后再利用公式 可求出Rx的阻值, D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】利用电压表和定值电阻测量未知电阻时,定值电阻和未知电阻串联连接;利用电流表和定值电阻测量未知电阻时,未知电阻和定值电阻并联,且电流表能测量多处电流。
13.【答案】A,C,D
14.【答案】B,D
15.【答案】A,C
16.【答案】A,C,D
【解析】【解答】A.当S闭合,S1,S2都断开时,滑动变阻器与灯泡串联,由 知道,小灯泡电阻
由 知道,小灯泡正常发光时的电流
所以,当灯泡正常发光时电路中电流最大为I最大=IL=0.5A,此时总电阻最小,根据欧姆定律可得,总电阻为
则根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得,滑动变阻器接入电路的最小阻值R小=R总最小-RL=12Ω-6Ω═6Ω
滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,则最大阻值R大=20Ω,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω~20Ω,A符合题意;
B.当S闭合,S1,S2都新开时,滑动变阻器与L串联,当灯泡正常发光时电路中电流最大,则电路消耗最大功率P最大=UI最大=6V×0.5A=3W
B不符合题意;
C.当S,S1,S2,都闭合时,滑动变阻器与R0并联,通过R0的电流
则干路上的电流I最小=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A
电路消耗的总功率最小值P最小=UI最小=6V×0.5A=3W
C符合题意;
D.当S,S1,S2,都闭合时,由电流表的量程知道,干路中的最大电流为0.6A,由并联电路干路电流等于各支路电流之和知道,通过滑动变阻器的最大电流为I滑最大=I-I1=0.6A-0.2A=0.4A
由欧姆定律知道,滑动变阻器的最小值
D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据灯泡的规格结合电功率公式简单灯泡的电阻,根据欧姆定律计算小灯泡正常发光时的电流,此时电路电流最大,根据欧姆定律计算电路总电阻,根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器接入电路的最小阻值,根据滑动变阻器的规格进一步确定滑动变阻器接入电路的阻值范围,根据P=UI求得电路消耗最大功率;要使电路消耗的总功率最小,则滑动变阻器的阻值最大,据此求得流经滑动变阻器的电流,与R0的支路上的电流之和为干路上的电流,然后利用P=UI求得电路消耗的总功率最小值。
当电路消耗的总功率最大时,根据电流表的量程确定干路中的电流,利用欧姆定律求得电路中的总电阻,然后可求滑动变阻器接入电路的阻值。
17.【答案】变小;不变;不变
【解析】【解答】(1)分析题意可知,当油箱中的汽油减少时,滑动变阻器的滑片向上移动,此时滑动变阻器的阻值增大,根据串联电路的分压关系可知,R0两端的电压减小,电压表的示数变小;
(2)分析题意可知,电压表与电流表的示数比值表示定值电阻R0的电阻,可知其比值不变;
(3)燃料的热值与燃料的质量无关,因此在汽油减少的过程中汽油的热值不变。
【分析】分析该电路图可知,当油箱中的汽油减少时,滑动变阻器的滑片向上移动,滑动变阻器的阻值增大,此时电路中的电流减小,根据欧姆定律可知电压表与电流表的比值始终表示定值电阻R0的电阻,而燃料的热值表示单位体积或单位质量的某种燃料完全燃烧释放的热量,燃料的热值与质量无关。
18.【答案】欧姆;电流与电阻和电压
【解析】【解答】德国物理学家对电流跟电阻和电压之间的关系进行了大量实验研究。欧姆定律阐明了电流与电阻和电压的关系。
【分析】欧姆探究了电流和电阻、电压的关系;焦耳探究了电流产生的热量和电流、电阻、时间的关系。
19.【答案】变小;不变;不变
【解析】【解答】R0、Rx油量表串联,则油量表为电流表,测电路中电流,电压表测R0电压。闭合开关S,当油箱中的汽油减少时,浮标下沉,则滑动变阻器Rx的滑片上移,Rx阻值变大,则总电阻变大,根据欧姆定律,电路中电流变小,根据U=IR可知定值电阻R0的电压变小,即电压表的示数变小;电压表的示数与油量表的示数之比即为R0阻值,所以电压表的示数与油量表的示数之比不变。热值是燃料的一种属性,与质量、体积无关,所以当油箱中的汽油减少时,汽油的热值不变。
【分析】 热值又称卡值或发热量,是指某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,是一种物质特定的性质。热值反映了燃料燃烧特性,即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。
20.【答案】1︰1;4︰3
21.【答案】变暗;变大
【解析】【解答】由图知,灯泡与变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当滑片向左移动时,变阻器的阻值变大,电路中的电流变小,灯泡两端的电压变小,根据P=UI,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗;由于灯泡两端的电压变小,总电压不变,所以滑动变阻器两端的电压变大。
故答案为:变暗;变大。
【分析】分析电路,灯泡与变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,判断滑片移动时,变阻器阻值的变化,得出灯泡的亮暗变化,根据欧姆定律判断变阻器两端的电压的变化。
22.【答案】变小;0.8
23.【答案】0.2;0.9
24.【答案】(1)0.6A
(2)20Ω
25.【答案】(1)解:闭合开关S、 、 ,灯泡 与滑动变阻器 并联, ,灯泡 正常发光
通过滑动变阻器的电流
通过灯泡 的电流
灯泡 的额定功率
(2)解: 闭合开关S时,灯泡 与滑动变阻器 串联
灯泡 的电阻 灯泡 的额定电流
当滑动变阻器接入电路阻值为0时
所以电路中最大电流
当滑动变阻器的电阻 时,电路中电流最小
电流表示数变化范围:0.1A~0.4A
【解析】【分析】(1)闭合开关S、S1 、S2,灯泡L1与滑动变阻器并联。此时灯泡L1的电压等于电源电压,即此时灯泡正常发光。根据 计算出通过变阻器的电流,再根据并联电路的电流特点I1=I总-I计算出通过灯泡L1的额定电流。最后根据P1=U1I1计算L1的额定功率。
(2)闭合开关S时,灯泡L2与滑动变阻器RP串联。根据 计算灯泡L2的电阻,根据 计算灯泡L2的额定电流。当滑动变阻器接入电路阻值为0时,此时只有R2自己,根据 计算出此时通过电路的电流,再与灯泡的额定电流进行比较,从而确定电路中的最大电流。当变阻器的阻值最大时,总电阻最大而总电流最小,根据 计算电流表的最小示数。
26.【答案】;
27.【答案】C;2;电压一定时,导体中的电流与电阻成反比
28.【答案】(1)0.9
(2)变大;40
(3)当水深为18cm时,
当水位最低时, ,压敏电阻增大了ΔR=30Ω
h=12cm.水深h=18cm-12cm=6cm
所以.
【解析】【解答】(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0.3A时R0的电功率:P0=I2R0=(0.3A)2×10Ω=0.9W;
(2)①压敏电阻所受压力每增加0.1N,阻值减小5Ω,所以压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。
压敏电阻受到的压力等于浮子A受到的浮力与重力之差,水位下降时,浮子A受到的浮力减小,则压敏电阻受到的压力变小,压敏电阻的阻值变大;
②当水深18cm时,浮子A排开水的体积的变化量为ΔV=SΔh=5×10-4m2×(22-18)×10-2m=2×10-5m3,
浮力的变化量:ΔF=ρ水gΔV=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N,
压敏电阻受到的压力变化量等于浮子受到的浮力变化量,
则压敏电阻的阻值增大量:,
根据U=IR可得电源电压:U=I(R0+R),
代入数据可得0.3A×(10Ω+R)=0.24A×(10Ω+R+10Ω),
解得:R=30Ω,
则此时压敏电阻的阻值是:R+ΔR=30Ω+10Ω=40Ω;
(3)压敏电阻的阻值为70Ω,压敏电阻的阻值增大:ΔR′=70Ω-40Ω=30Ω,
则压力减小;
浮子底部受到的压强变化量:,
水的深度的变化量:,
压敏电阻的阻值增大,浮子受到的浮力变小,水面下降,此时水的深度h=18cm-12cm=6cm=0.06m,
此时液体对容器底部的压强:p=ρ水gΔV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa。
【分析】(1)根据P=I2R计算R0的电功率;
(2)①根据题目的描述分析压敏电阻的阻值随压力的变化规律。压敏电阻受到的压力等于浮子A受到的浮力与重力之差,水位下降时,浮子A受到的浮力减小,则压敏电阻受到的压力变小,进一步判断压敏电阻的阻值变化;
②当水深18cm时,根据体积公式计算浮子A排开水的体积的变化量,根据阿基米德原理计算浮力的变化量,压敏电阻受到的压力变化量等于浮子受到的浮力变化量,进一步计算压敏电阻的阻值增大量,
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律表示电源电压,代入数据解方程可得水深22cm时R的值,进一步计算此时压敏电阻的阻值;
(3)首先计算压敏电阻的阻值为70Ω时压敏电阻的阻值增大量,进一步计算压力的变化量,根据压强公式计算浮子底部受到的压强变化量,根据液体压强公式计算水的深度的变化量,压敏电阻的阻值增大,浮子受到的浮力变小,水面下降,据此计算此时水的深度,根据液体压强公式计算此时液体对容器底部的压强。
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