专题12 动态电路分析与计算(专项训练,北京专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
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内容正文:
主题三 电 电磁
专题12 动态电路分析与计算
目 录
1
11
11
考点一 滑动变阻器引起的电路变化 11
考点二 敏感电阻引起的电路变化 15
考点三 多开关通断引起的电路变化 20
考点四 纯电路图类计算 22
考点五 电路图结合图像类计算 25
28
45
45
47
1.风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量,如图甲所示的是简易风速仪的原理图。其中“恒流源”是一个特殊电源,它始终提供大小恒定的电流,为定值电阻,为压敏电阻,当风速变化时,迎风板会受到不同大小的风压,的阻值就会发生变化,随压力F变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.当压力变大时,电压表示数增大
B.当压力变大时,电流表示数增大
C.当压力变小时,电路总电阻变小
D.当压力变小时,电流增加量大于电流减小量
2.如图甲所示,为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能——当眼睛距离屏幕太近时,会进行提醒。其工作原理如图乙所示,为定值电阻,R为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越大,其阻值越小,当电表示数小于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A.图乙中的电表,是用电流表改装的
B.眼睛距离屏幕越近,电表示数越大
C.眼睛距离屏幕越远,电路电流越小
D.要增大提醒距离,应更换阻值更小的
3.小明同学用如图甲所示的电路进行实验,并根据测量数据画出了通过小灯泡电流与其两端电压关系的图像如图乙,小灯泡的额定电压为。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至B端
B.闭合开关后,小灯泡不亮,但电流表有示数,应立即更换小灯泡
C.闭合开关后,向右移动滑片,电流表的示数变大,电压表的示数变大
D.利用图甲所示电路和实验器材可以探究电流与电压的关系
4.为了检测汽车尾气中一氧化碳的含量,检测人员需要用到尾气检测仪,如图所示是小明设计的这种检测仪的简化电路图,电源电压不变, 为气敏电阻,其阻值随一氧化碳浓度的增大而减小, 是定值电阻。下列说法正确的是( )
A.浓度表是由电压表改装而成的
B.定值电阻R₂在电路中没有作用,可以去掉
C.当尾气中一氧化碳的浓度增大时,浓度表的指针偏转角度减小
D.当尾气中一氧化碳的浓度增大时,电路的总功率增大
5.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
6.图甲是科技小组设计的简易电子秤的原理图。电源电压恒为36V不变,电流表量程为0~0.6A,定值电阻;R是长6cm、阻值为150的均匀电阻丝;金属弹簧所受压力F与压缩量的关系如图乙所示,不称重物时滑片P刚好在R的最上端,所有摩擦都不计,g取10N/kg。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.称重计是由电流表改装而成的
B.称量的物体质量越大,称重计的示数越小
C.当电路中电流为0.2A时,称重计的示数为4kg
D.定值电阻最小可更换为60的电阻
7.2025年初国家卫健委提倡实施“体重管理年”3年行动,为了积极响应行动号召,某科技小组设计制作了一款“简易体重秤”,其原理如图甲所示,体重的大小对应电流表示数的大小。其中为压力传感器,其电阻与所受压力的关系如图乙所示。电源电压为,,电流表的量程为。下列说法正确的是( )
A.压力传感器的电阻随压力的增大而增大
B.人的体重越重,电流表的示数越小
C.当没有称重时,电流表的示数为
D.体重秤的最大称量质量为
8.在如图所示的电路中,R1大于R2,开关S、S'均处于闭合状态。下列操作中,能使电压表示数与电流表示数的比值比原先大的是( )
A.断开开关S'
B.增大电源电压
C.断开开关S'的同时,用电阻R3替换R1(R3小于R1)
D.断开开关S'的同时,互换R1与R2的连接位置
9. “饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器组装一个酒精测试仪,此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。图乙为测试仪的电路图,电源电压恒为4V,电压表量程为0-3V,定值电阻R=10Ω用于保护电路。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”,下列说法正确的是( )
A.当酒精浓度为0.2mg/mL时,电压表示数为1V
B.Rx的阻值随酒精气体浓度的升高而增大
C.当酒精浓度升高时,电压表示数会减小
D.若用电流表显示酒精浓度,当酒精浓度升高时,电流表示数会减小
10.小明根据所学的知识设计了一个电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,半圆弧电阻MN的总电阻为30Ω,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6V,R0为电阻箱,此时电阻调节为10Ω。下列说法正确的是( )
A.所测角度θ越大,电流表示数越小,电压表示数越小
B.当电压表示数为2V时,量角器所测角度θ为40°
C.为保证电路安全,此量角器所测角度θ的范围为0~60°
D.将电压表表盘改装为角度指示盘,为满足测量角度范围最大,且精度最高,变阻箱R0的阻值应调节为60Ω
11.利用气压传感器设计一款电子天平,结构简图如下。将物体放于秤盘,秤盘通过细绳拉动活塞右移,改变密闭气缸内气压,影响传感器电阻。通过观察电流表示数读出物体质量。已知传感器电阻与气缸内气压的关系。不计秤盘、细绳与活塞的重力和摩擦。电源电压,定值电阻。活塞横截面积为,此时大气压强为取。则说法错误的是( )
A.秤盘中物体质量的增加,电流表示数减小
B.当电子电流表示数为时,秤盘中物体的质量为
C.电表示数I与物体质量的关系式
D.长时间使用后电源电压降低,引起所测物体质量偏大
12.小明有一个可以显示水温的“智能水杯”。为了研究“智能水杯”内部的电路,老师准备了恒压电源、开关、导线若干、定值电阻R1、热敏电阻R2、电流表和电压表,小明在其中选择部分器材设计了如图甲所示的电路来模拟“智能水杯”的功能。其中热敏电阻R2的阻值随温度变化关系如图乙所示,图中电表的示数可以反映温度的高低。开关闭合后,关于这个电路的说法错误的是( )
A.定值电阻R1起保护电路的作用
B.图中电表是电流表
C.热敏电阻温度越高,图中电表的示数越大
D.热敏电阻温度越高,R1两端的电压越小
考点一 滑动变阻器引起的电路变化
1.(2025·北京师大附中实验·三模)如图甲所示电路,电源电压不变,将一个定值电阻接入虚线框处,并将一只电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录,将记录的数据绘制成如图乙所示的图像。下列分析中正确的是( )
A.电源电压为
B.图线b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的
C.定值电阻和小灯泡两端的电压在小于1V时,小灯泡的电阻较小
D.接入小灯泡后,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
2.(2024·北京西城·一模)某校科技兴趣小组的同学们为检测水流速度变化的情况,设计了检测水流速度变化的模拟电路,如图所示。已知电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,机翼状探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动(注:水流速度越大,探头上下表面的压力差越大)。则下列分析中正确的是( )
A.水流速度越小,电压表与电流表的示数之比越小
B.水流速度越小,电路的总电阻越小
C.水流速度越大,电压表的示数越大
D.水流速度越大,电流表的示数越大
3.(2025·北京昌平·二模)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数不变
B.电压表V2的示数变小
C.电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变
D.电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值变小
4.(2025·北京海淀·期中)如图所示的电路,电源电压恒为6V,R1为定值电阻,小明逐渐改变滑动变阻器R2接入电路的阻值大小,依次记录电流表和某个电压表的示数如下表所示。下列说法正确的是( )
实验序号
1
2
3
4
5
6
U/V
4.8
4.4
4.0
3.6
3.2
2.8
I/A
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
A.电压表V1的示数始终为6.0V
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.在实验过程中,滑动变阻器R2接入电路的阻值逐渐变大
D.在第4次实验时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω
5.(2025·北京十三中·期中)如图所示,R1、R2为定值电阻,R0为滑动变阻器,在滑动变阻器R0的滑动头P向右滑动的过程中,电流表A1和A2的示数( )
A.A1变小,A2变小 B.A1变大,A2变小
C.A1变小,A2变大 D.A1变大,A2变大
考点二 敏感电阻引起的电路变化
6.(2025·北京顺义·二模)2024年6月,国家卫健委等16个部门启动“体重管理年”三年行动。为响应国家号召,监测自己的体重情况,某科技小组同学利用所学知识做了一台简易体重计,其电路图如图甲所示。已知电源两端电压为12V,定值电阻R0=10Ω,RS为力敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.测量的体重越大,电流表示数越小
B.该体重计所能测量的最大质量为120kg
C.当体重计测量的质量为60kg时,电路中电流为0.4A
D.若想使体重计的量程增大,R0应选用更小阻值的电阻
7.(2025·北京石景山·二模)为了监测学生的体重情况,小石同学设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,脚踏板重力忽略不计。将该体重计水平放置在竖直上升的电梯内,某质量m=55kg的同学站在体重计上进行监测。电梯从t=0时刻由静止开始上升,先加速,再匀速,最后减速至停止。体重计示数m的变化如图丙所示,(g=10N/kg)则:( )
A.闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0A
B.电流表示数为0.3A时,电梯运行时间是在2s~5s时间段内
C.若用电压表改装体重计,且体重增加时示数增大,电压表应并联在R两端
D.若用量程为0~3V的电压表并联在R0上进行改装,则最大称量值是140kg
8.(2025·北京市八一教育集团&十九中·零模)如图甲所示是一种电子测温仪,图乙是其内部简化电路图。测温仪探头内有一热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图丙所示。R为最大电阻的电阻箱,允许通过的最大电流为,电流表的量程为,电压表量程为,电流表示数大小对应被测量的温度,电源电压恒为6V。以下分析正确的是( )
A.若R以最大阻值接入电路,则被测环境温度越低,电路总功率越大
B.若要使该仪器能够测量更低的温度,为保证电路元件安全,需要把R的阻值调小
C.若R接入电路的阻值为,则该表能够测量的最高温度是
D.若使用一段时间后该装置的电源电压有所降低,为保证电流表仍准确显示所测温度,则需要把电阻箱R的阻值适当调小
9.(2024·北京市丰台区·二模)燃气管道漏气会带来极大的危险。小明用气敏电阻设计了如图甲所示的电路,检测燃气管道是否漏气。电源电压保持不变,R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是气敏电阻。气敏电阻的阻值随燃气浓度的变化关系如图乙所示,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,燃气浓度为警戒浓度。下列说法正确的是( )
A.R1是气敏电阻
B.燃气浓度越高,电路中电流越小
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒浓度将变小
D.若换用电压更大的电源,警戒浓度将变大
10.(2024·北京海淀·二模)如图是一种湿度测试仪的电路,R0为定值电阻,R为湿敏元件(阻值随湿度增大而减小,电路图符号)。电源两端的电压保持不变,闭合开关 S,当环境湿度增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数增大
B.电流表A2与电流表A1的示数之差不变
C.电压表与电流表A1的示数之比不变
D.电路的总功率变小
考点三 多开关通断引起的电路变化
11.(2025·北京·北师大附中统练)如图所示的电路中,电源电压不变。开关S由断开到闭合,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大 B.电压表的示数变小
C.电压表的示数不变 D.与一直都亮
12.(2024·北京八十中·期中)如图所示的电路,电源两端电压不变,为定值电阻。只闭合开关时,电流表示数为,电压表示数为,电路总电阻为;再闭合开关时,电流表示数为,电压表示数为,电路总电阻为。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
13.(2025·河南周口·两校联考二模)如图所示的电路中,电源电压不变,开关S1闭合,开关S2由断开到闭合的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数不变 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表和电流表示数的比值不变 D.电路消耗的总功率变小
14.如图所示,闭合开关、断开开关,电流表和电压表均有示数。若同时闭合开关和,则对比只闭合开关时( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B.电流表的示数变大,电压表的示数变大
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.电流表的示数变小,电压表的示数变大
考点四 纯电路图类计算
15.(2024·北京房山·二模)如图所示是称重计的模拟装置图。放在支持面上的物体重力越大,弹簧压缩量越大,带动滑片P向下运动越多,R0是定值电阻,电源两端电压保持不变。下列说法正确的是( )
A.待测物体重力越大,电路中的总电阻值越小
B.待测物体重力越大,定值电阻R0两端的电压越大
C.待测物体重力越小,通过定值电阻R0的电流越小
D.待测物体重力越小,称重表的示数就越小
16.(2025·北京首师大附中·月考)如图所示是测量水流冲击力的装置,其中电源电压恒为,电阻丝MN长,总电阻为,其阻值与接入电路的长度成正比;弹簧左端固定,右端连接有滑块,并套在光滑水平杆AB上。水流冲击力为零时,滑片与M端接触,电流表的示数为,弹簧受到的作用力每增加时会伸长(水流的冲击力未使弹簧超出弹性限度),电压表的表盘改装为“冲力表”。下列说法正确的是( )
①电路中的电流恒为0.1A
②水流冲击力增大时电压表示数变小
③水流冲击力增大时电流表示数变大
④水流冲击力增大时电阻丝MN接入阻值不变
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
17.(2024·北京顺义区·期中)如图所示电路,已知电源两端电压为6V且保持不变,电流表量程为0—0.6A,电压表量程为0—3V,电阻R的阻值为,滑动变阻器的规格为“ 0.5A”。将开关S闭合后,为保证电路中各元件正常工作,则以下说法中正确的是( )
A.电流表示数最小为0.1A
B.电压表示数变化范围是6V—2V
C.通过电阻R的电流最大值为0.4A
D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为
考点五 电路图结合图像类计算
18.(2024·北京铁路二中·月考)图甲是一种握力计,图乙为它的工作原理图。电源两端电压为3V保持不变,握力显示表是由电流表改装而成,R1是一根长度为6cm的电阻丝(该电阻丝阻值大小与长度成正比),定值电阻R2起保护电路作用。不施加力时弹簧一端的滑片P在R1的最上端,当施加的力最大时滑片P移动到R1的最下端(弹簧的电阻不计),施加的力F与弹簧压缩量△L的关系如图丙所示。握力计测量范围为0~60N,电路中电流表变化范围0.1~0.6A,则下列说法正确的是( )
A.握力60N时电路中电流为0.6A
B.R2电阻为20Ω
C.R1连入电路阻值变化的范围是0~30Ω
D.当电流表示数为0.3A时,握力大小为12N
19.(2024·北京东直门中学·期中)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑到a点过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。滑片在b点和a点时的接入阻值分别为和,则下列说法正确的是( )
A.的电阻为
B.电源电压是10V
C.定值电阻的阻值是
D.图乙中线段dc表示电压表随电流表示数变化的图像
20.(2024·北京101中学·期中)如图甲所示,灯泡L标有“6V 0.5A”的字样,意思是灯泡两端电压是6V时,灯正常发光,通过灯的电流为0.5A,电源电压及灯丝电阻保持不变,滑动变阻器最大阻值为100Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,只闭合开关S、S2,移动滑片P的过程中,电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示,当滑片P在某一位置时,电流表的示数为I1,电压表示数为3V;只闭合开关S、S1,滑片P移动到另一位置时,电流表示数比I1减小了0.2A,滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻R0阻值的倍,则下列说法正确的是( )
A.灯泡正常工作时的电阻是60Ω
B.电源电压9V
C.只闭合开关S、S1,在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下,滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围是24Ω-60Ω
D.只闭合开关S、S1,在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下,电压表的变化范围是6V-15V
1.(2025·北京通州·一模)生物学习小组在参观完食用菌试验示范棚后,设计了一个家庭食用菌观赏箱,如图甲所示。食用菌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。物理小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图乙所示。电源为可调恒流电源,即能够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、,阻值随温度的变化规律如图丙所示。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3.6V,将该电压设为温度报警触发值U。湿度报警触发设置:用一端浸在水中的湿纱布敷在上,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,湿纱布中水蒸发的越快,使温度降低的越多,与温差越大,也越大,当时触发湿度报警。下列说法错误的是( )
A.当两端实际电压时,触发温度报警
B.每升高1℃,的阻值减小
C.若使装置在且为0.8V时触发湿度报警,需要减小“预先设定的电流”
D.当湿度报警触发时,为0.8V
2.(2024·北京人大附中·一模)某科技小组设计了一个监测水位变化的装置,其原理如图所示。电路中电源电压保持不变,为定值电阻,R是竖直放置的长条形电阻片,浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动,AP与R接触良好,当电流表的示数达到某一数值I时,报警器发出响声,提醒监测员水位达到警戒值。下列说法正确的是( )
A.当水位升高时,电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.当水位升高时,电压表示数与电流表示数的比值变大
C.雨季降雨量大,为了提前预警,警戒水位值会调小。为了适应新的需求,可以增大电源电压
D.雨季降雨量大,为了提前预警,警戒水位值会调小。为了适应新的需求,可以增大定值电阻的阻值
3.(2024·北京人大附中朝阳·一模)某同学设计了一款弹力秤,用来监测鱼缸储水量。其原理模型如图甲所示,电源电压恒为6V,压杆与压敏电阻R固定放置,且压敏电阻R的阻值与所受压力F变化的关系,如图乙所示。当鱼缸水位低于临界水位,电流表示数高于某一数值时,就会触发报警﹔轻质水平杠杆OAB以О为支点,AB∶AO=1∶1,且一直处于水平状态;C是一个质量为600g、边长为10cm的实心正方体物块;鱼缸的底面积为300cm2;弹簧原长为10cm,且每受到1N的力长度变化0.5cm。当鱼缸里没有水,且物块静止时,物块下表面距离鱼缸底部4cm处,弹簧、压杆和杠杆的质量及压杆的大小均忽略不计,鱼缸里水的密度为1g/cm3。下列判断正确的是( )
A.鱼缸储水量越大,电路中电流做功越来越快
B.当电流表的示数为0.2A时,鱼缸内水的深度为12.25cm
C.当鱼缸内水深10cm时,电流表示数0.15A
D.若将杠杠与压杆的接触位置A适当远离О点,则鱼缸水位更高时触发报警
4.(2025·北京东城·二模)某同学制作了一个“电子量角器”,测量斜面与水平面之间的夹角。把粗细均匀由同种材料制成的电阻丝MN弯成半圆形(O为圆心),固定在平直木板上,电阻丝MN的总阻值为并保持不变,且电阻大小与其长度成正比。阻值不计的金属指针OP安装在木板上的O点并能绕O点转动。木板水平放置时,金属指针OP与过O点的直线重合;木板放置在斜面上时,指针一直处于竖直状态,其偏离的夹角与斜面倾角相等,P点始终与电阻丝接触良好,如图甲所示。用导线将M、O、N分别与图乙电路中的、、对应连接,电源电压大小为9V并保持不变。下列说法正确的是( )
A.当图甲中斜面的倾角时,电压表示数为0
B.当电压表示数为时,图甲中斜面的倾角
C.若图甲中斜面的倾角增大1°,则电压表示数减小0.05V
D.若图甲中斜面的倾角增大1°,则电流表示数减小0.02A
5.(2024·北京通州·期末)图甲是某品牌的身高、体重测量仪。学校物理兴趣小组的同学根据该测量仪的工作情况,设计了其电路原理图,如图乙所示。电源UA的电压大小未知,电压表量程为0~15 V(可用来显示身高),电流表A1量程为0~0.6A,滑动变阻器R2是竖直固定放置的电阻棒,其滑片P可以随身高的变化竖直上下移动,其接入电路的阻值与接入电路的长度成正比。电源UB的电压为3.2V,脚踏板下方有一压力敏感电阻R3,其阻值随压力F大小变化规律如图丙所示。同时闭合开关S1、S2,身高h1=160cm的晓彤站在踏板上时,电流表 A2的示数为0.2A,电流表A1的示数为0.36 A,电压表示数为14.4 V,此时滑片恰好在R2中点。身高h2=140cm的晓舟站在踏板上时,电压表的示数为12 V,电流表A1的示数为0.6A。则下列说法正确的是(g取 10 N/ kg)( )
A.晓彤的质量为 60 kg
B.电源UA 的电压为18 V
C.在电路安全前提下,身高测量仪的测量范围是140 cm~165 cm
D.若想提高测量身高的范围,可适当减少定值电阻R1
6.(24-25九上·北京二十中·期中)如图甲所示的电路中,电源电压为9V且保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数Ⅰ与电压表示数U的关系图像如图乙所示,下列判断中正确的是( )
A.R1两端电压的最小值为1V
B.电路电阻最大时,电路中的电流为0.1A
C.R1的阻值为15Ω
D.R2的最大阻值为75Ω
7.(2025·北京人大附中·三模)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,R2为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1与R2阻值之比为
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时电路中电流之比为
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时R1的阻值之比为
8.(2025·北京·三帆中学·期中)如图所示的电路,电源两端电压保持不变。只闭合开关S1和S3时,电流表的示数为I1; 只闭合开关S1、S4时,电流表的示数为I2,电压表示数为3V; 已知, 则( )
A.
B.电源两端电压为6V
C.通过各开关的断开与闭合,在不同状态下,电压表的最大、最小示数之比为8∶3
D.通过各开关的断开与闭合,在不同状态下,电流表的最大、最小示数之比为38∶3
9.(2024·北京平谷·二模)如图所示,同学们课外活动时设计的电子身高测量仪的电路简图,绝缘板A与滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,且同步上下移动。已知电源电压恒为20V,定值电阻R1的阻值为30Ω,滑动变阻器的规格为“100Ω;1A”,电压表的量程为0-15V,电流表的量程为0-3A。下表为R2接入电路的阻值与被测者身高的对应关系。下列说法正确的是( )
身高(cm)
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
190
R2(Ω)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
A.测量时电流表的示数为0.4A,则被测同学身高为165cm
B.站在测量仪上的同学身高越高,电压表的示数越大
C.为保证电路安全工作,此测量仪测量的身高最多不能超过190cm
D.要提高测量仪的测量身高值,可以把R1换成阻值更大的定值电阻
10.(2025·北京二中教育集团·中考模拟)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?
11.(2025·北京西城·二模)小安设计了一种测量身高的电路装置,她用导线将电源、保护电阻R0、开关S、一根电阻为R的均匀直金属杆ab和电流表连接成图甲所示电路,金属杆ab竖直放置,电路中的MN部分可以按照人的身高上下移动。电源两端电压为U且保持不变,在电流表的表盘上刻上相应的高度,将其改装成“身高表”。忽略电路中的MN部分的电阻,请你尝试分析:
(1)如图乙所示,如果电流表表盘上所标c、d为身高刻度,则c点的身高刻度 (选填“大于”“等于”或“小于”)d点的身高刻度。
(2)小安用他设计的装置分别测量了两位同学的身高,发现两位同学的身高有差值,但对应的“身高表”的变化太小,即电流表示数的变化太小。小安想提高“身高表”的灵敏度,请你运用所学知识给小安提出改进意见,并分析说明理由。
12.(2025·北京丰台·一模)压力传感器是电子秤中的测力装置,可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器,探究其阻值与所受压力大小(不超过)的关系。如图所示是小刚设计的实验电路图,电源电压恒定,为定值电阻,为压力传感器。
(1)电路中的作用是 ;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,电路出现的故障是 ;
(3)排除故障后,逐渐增大受到的压力,闭合开关,读出电流表和电压表的示数,计算出对应的的阻值,记录如下表所示。第5次测量时,电压表示数为,电流表示数为,此时的阻值为 ;
0
50
100
150
200
250
60
50
40
30
10
(4)请根据表中的数据在图中画出随F变化的关系图像;
(5)通过实验探究可归纳出,的阻值随压力F大小变化的规律,当的阻值为时,上受到的压力是 N。
13.(2024·北京人大附中中考·一模)小明用实验室的器材设计了一个测定风速大小的装置如图所示,探头、金属杆与滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动(摩擦不计),为定值电阻,电源电压一定。当电压表示数增大时,请通过计算分析说明此时的风速如何变化。
15.(2025·北京顺义·二模)图甲所示电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。求:
(1)电源两端电压U源;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)滑动变阻器RP的最大阻值。
16.(2025·北京房山·一模)小阳设计了一个测定油箱内油量的模拟装置,如图甲所示。其中电源电压为6V且保持不变,R0是定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使滑片向上移动。当油箱清空时,滑片滑至电阻片的最上端;当油箱内的油量达到最大值时,滑片滑至电阻片的最下端。小阳为了将电流表上的示数改为油量值,通过测量绘制出R接入电路中的阻值随油箱内油量变化的关系图像如图乙所示。已知油箱清空时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)R0的阻值。
(2)电流表表盘的刻度为0.2A时对应标的油量值。
17.(2025·北京·十一学校·三模)小一连接电路如图所示,和是定值电阻,电源电压保持不变。他先将滑动变阻器的滑片移到端,闭合开关读出两个电压表的示数分别为和;他又将滑动变阻器的滑片移到端,闭合开关读出两个电压表的示数为和。小一发现电压表示数的变化量大于电压表示数的变化量,请你分析并判断和的大小关系。(可以画等效电路图进行辅助说明)
1.(2024·北京·中考)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”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变。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8mV。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。下列说法正确的是( )
A.每升高1℃,R的阻值增大1.65Ω
B.通过R的电流为20mA
C.环境温度为20℃时,电压表的示数为216mV
D.若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更小的恒流源
2.(2023·北京·中考)如图所示,是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,电阻R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,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.R1为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变小
D.若换用电压更大的电源,警戒油量将变大
1.(2025·福建·中考)光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.R的阻值随光照强度增大而增大
B.增大R0阻值可增大警戒光照强度
C.R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D.R0一定时,光照强度越大,电流表示数越小
2.(2025·苏州·真题)如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A.电流表A示数变小
B.电压表示数不变
C.电压表示数与电流表A示数之比变大
D.电压表示数与电流表A示数之比变小
3.(2025·四川巴中·中考)如图所示,是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随人的身高上下平移,人身高越高时,两电表示数变化情况正确的是( )
A.电流表示数变小 电压表示数变大 B.电流表示数变大 电压表示数变小
C.电流表示数变大 电压表示数变大 D.电流表示数变小 电压表示数变小
4.(2025·日照市·中考)某同学利用如图所示的电路探究热敏电阻的特性。电源电压恒定,Rt为某种热敏电阻,R为定值电阻。闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.热敏电阻Rt的阻值变大
B.电流表A2的示数变大
C.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大
D.电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小
5.(2025·江苏南通·中考)冬天,为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3V,R1是热敏电阻,R0选用3kΩ或5kΩ的定值电阻。闭合开关S,当R1两端电压U≥2V时,开启加热系统;当U≤1.8V时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A.R1的阻值与温度成反比
B.选用3kΩ的定值电阻能够满足设计的要求
C.R1和R0的功率可能相等
D.增大电源电压使开启加热系统的温度变低
6.(2025·江苏宿迁·中考)噪声是污染环境的公害之一,某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是( )
A.阻值为20Ω
B.电源电压为24V
C.电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D.当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
7.(2025·安徽·中考)如图所示的电路中,电源电压保持不变,为滑动变阻器,和为定值电阻。闭合开关。在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由端移至端,电压表、电压表、电流表示数变化量的绝对值分别为、、。则( )
A.电流表A的示数变小 B.电压表的示数变大
C.与的比值等于的阻值 D.与的比值等于的阻值
8.(2025·四川省遂宁市·中考)在如图所示的电路中,电源电压,滑动变阻器标有“50Ω 2A”,定值电阻,电流表A的量程为0~3A,电流表的量程为0~0.6A.闭合开关,在保证电路安全的情况下,的滑片只能在a、b两点(图中未标出)间滑动。当的滑片由a点滑至b点时,电流表A的示数由I变为,的示数由变为,下列结论正确的是( )
A.小于
B.的滑片在a点时
C.的最小值为12Ω
D.的功率变化范围为0.72W~3.6W
9.(2025·重庆·中考)科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果,灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为,电压表量程为“”,电流表量程为“”。闭合开关S,在确保电路安全的情况下,最大范围移动变阻器的滑片P,观察灯泡的L亮暗,绘出灯泡L的图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.灯泡正常发光时电阻值为
B.灯泡随滑片P向端移动而变亮
C.变阻器接入的阻值范围为
D.电路消耗的最大电功率为0.625W
10.(2025·山东滨州·中考)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变小 B.电流表与电流表的示数相等
C.电流表的示数变大 D.电压表V与电流表示数的比值变大
11.(2025·山东省德州市·中考)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V
②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W
④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
12.(2025·甘肃省兰州市·中考)在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA∶OC=1∶4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B.电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C.若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D.若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
13.(2025·四川省乐山市·真题)爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
14.(2025·江苏扬州·中考)如图,电源电压U可调,是阻值为5Ω的定值电阻,为敏感元件,其阻值随电流增大而减小。电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大。当电流为0.3A时,两端电压为1.5V。的功率为,的功率为。则( )
A.时,可能等于 B.时,一定小于
C.时,一定等于 D.时,一定小于
15.(2025·湖南省长沙市·真题)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A.水对箱底的压强变小 B.R接入电路的电阻变小
C.电路中的电流变小 D.电压表的示数变大
16.(2025·齐齐哈尔&黑河&大兴安岭·中考)如图所示的电路中,电源电压为且保持不变,定值电阻的阻值为,滑动变阻器上标有“”的字样,电压表所接量程均为,正常使用时元件完好。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器滑片的过程中,下列说法正确的是( )
A.滑片向右移动时,电压表的示数变大
B.电压表示数的最大值为
C.滑动变阻器接入电路的最小阻值为
D.该电路总功率的最小值为
17.(2025·江西·中考)在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.仅闭合,将滑片P向右移动,A的示数变小,V的示数变大
B.仅闭合,将滑片P向左移动,A的示数变大,V的示数变大
C.先闭合,保持滑片P位置不动,再闭合时,A的示数变大
D.闭合和,将滑片P向右适当移动的过程中,V的示数不变
18.(2025·云南·中考)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
19.(2025·四川泸州·中考)物理应用无处不在。如图甲、乙所示是拳击训练中为测量击打力大小而设计的电路,电源电压恒为6V,为20Ω的定值电阻,电流表量程为0~0.6A,为压敏电阻,其电阻值与击打力的关系如图丙所示。下列说法中正确的是( )
A.用甲电路测试,当击打力为1000N时,电流表的示数0.12A
B.用乙电路测试,当电流表示数为0.50A时,击打力为2000N
C.甲、乙两电路相比,甲电路的击打力测量范围较小
D.乙电路中可增大的阻值来增大击打力测量范围
20.(2025·天津·中考)图所示电路电源电压不变,将定值电阻和滑动变阻器中的一个接在A、B间,另一个接在C、D间。滑动变阻器的滑片位于某一位置,闭合开关S,电流表示数为I0,A、B间电压为U1,C、D间电压为U2(U1≠U2);移动滑片至另一位置,电流表示数变大,A、B间电压减小了ΔU。则( )
A.C、D间应接滑动变阻器
B.定值电阻的阻值为
C.移动滑片前后,电路中电流的变化量为
D.移动滑片前后,电路消耗总功率的比值为
21.(2025·四川巴中·中考)如图甲是一台放置在水平地面的智能体重秤,图乙是它的电路结构图,为阻值100Ω的定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随人对秤盘压力的变化关系如图丙所示,已知电源电压为3V且保持不变(g取10N/kg)。求:
(1)当秤盘为空时,R的阻值;
(2)某同学站在体重秤上时,电压表示数为2V,该同学的质量。
22.(2025·江苏盐城·中考)图甲为科技小组设计的模拟电路,用于测量仰卧起坐次数。电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度的减小而增大。当射向R2的红外线被遮挡时,R2两端的电压达到设定值,触发计数系统计数。测试过程中,R2两端电压与时间的关系图像如图乙所示,电流表示数与时间的关系图像如图丙所示,且完成每次仰卧起坐的时间相同。
(1)求1min内完成仰卧起坐的个数。
(2)求触发计数时,光敏电阻R2的阻值。
(3)求电路中的电源电压。
23.(2025·山东泰安·中考)2025年3月6日,我国首批自主研发的某型号120吨级纯电动矿用卡车(图甲)在国内露天矿山领域开始规模化应用,实现了环保效益和经济效益双赢。g取10N/kg,请解答下列问题:
(1)该型卡车某次运输时以18km/h的速度,在平直路面上匀速行驶0.25h,车载电池的输出电能有转化为机械能。求该卡车在此条件下行驶的距离和牵引力的大小;
(2)物理兴趣小组自制卡车模型,并设计了防超载系统,其工作原理如图乙所示。为定值电阻,货物对压敏电阻。产生压力,阻值与压力F大小的关系如图丙所示。调试过程如下:闭合开关S,当载重(承载货物的质量)为2.5kg时,电压表示数为;当载重为10kg时,控制电路中电流达到临界值,磁性开关动触片被电磁铁吸引断开,电动机停止工作,电压表示数为,且;控制电路中电流小于临界值时,磁性开关动触片回弹闭合,电动机正常工作。控制电路电源电压,水平放置的货架重力和电磁铁线圈的阻值均忽略不计,求的阻值和的大小;
(3)若图乙中电压表量程为0~3V,不变、触发电动机停止工作的条件不变,在保证电路安全的情况下,通过更换定值电阻,能否使触发电动机停止工作时的载重达到12kg?请结合(2)中有关数据计算说明。
24.(2025·河北省·中考)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器标有“”,小灯泡标有“”字样。闭合开关,当滑片在某一位置时,电压表示数为,电流表示数为,小灯泡的图象如图所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程,电压表量程。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片,发现通过小灯泡L的电流都可以在之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
25.(2025·四川成都·中考)教室灯光改造需要检测室内光照强度(简称照度,单位为Lx)。小成利用身边器材设计了一个测量照度的电路,如图甲所示。电源电压取值范围0~12V;电压表量程0~3V;R1为阻值范围10kΩ~30kΩ的电阻箱;R2为光敏电阻,其阻值随光照度变化的规律如图乙所示。
(1)若电源电压为3V,为15kΩ,电压表读数为0.75V,求此时的照度大小。
(2)调节阻值,使电路能测量7Lx的照度,求电源电压的最大值。
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主题三 电 电磁
专题12 动态电路分析与计算
目 录
1
11
11
考点一 滑动变阻器引起的电路变化 11
考点二 敏感电阻引起的电路变化 15
考点三 多开关通断引起的电路变化 20
考点四 纯电路图类计算 22
考点五 电路图结合图像类计算 25
28
45
45
47
1.风速是气象观测中的重要参数,常用风速仪测量,如图甲所示的是简易风速仪的原理图。其中“恒流源”是一个特殊电源,它始终提供大小恒定的电流,为定值电阻,为压敏电阻,当风速变化时,迎风板会受到不同大小的风压,的阻值就会发生变化,随压力F变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.当压力变大时,电压表示数增大
B.当压力变大时,电流表示数增大
C.当压力变小时,电路总电阻变小
D.当压力变小时,电流增加量大于电流减小量
【答案】B
【解析】AB.电路中定值电阻和压敏电阻并联,电压表测量各个支路电压。由图乙可知当压力增大时,压敏电阻的阻值变小,根据并联电路总电阻的特点,整个电路的总电阻也变小;再由恒流源的特点,总电流不变,由可得压敏电阻两端的电压变小;因并联电路各个支路电压相等,定值电阻两端的电压也减小,即电压表示数减小,根据欧姆定律得,通过的电流减小,总电流I不变,由可知,压敏电阻所在支路的电流增大,即电流表示数增大,故A错误,B正确;
CD.当压力变小时,压敏电阻的阻值变大,则整个电路总电阻变大;由可知、两端电压变大,即电压表示数变大,由得通过的电流也变大,而总电流I不变,则电流增加量与电流减小量相等,所以 CD错误。故选B。
2.如图甲所示,为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能——当眼睛距离屏幕太近时,会进行提醒。其工作原理如图乙所示,为定值电阻,R为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越大,其阻值越小,当电表示数小于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A.图乙中的电表,是用电流表改装的
B.眼睛距离屏幕越近,电表示数越大
C.眼睛距离屏幕越远,电路电流越小
D.要增大提醒距离,应更换阻值更小的
【答案】D
【解析】根据电路图可知,R与串联,显示仪与并联
A.电流表使用时串联在所处电路中测量电路中的电流,电压表使用时并联在所处电路的两端测量电路两端的电压;图乙中显示仪并联在定值电阻的两端,所以图乙的显示仪相当于电压表,故A错误;
B.眼睛与电子屏幕的距离越近,R的阻值越大,电路的总电阻越大,根据可知,总电压一定时,电路中的电流越小,由知,定值电阻的两端的电压越小,即电表示数越小,故B错误;
C.眼睛与电子屏幕的距离越远,R的阻值越小,电路的总电阻越小,由可知,总电压一定时,电路中的电流越大,故C错误;
D.要增大提醒距离,即眼睛与电子屏幕的距离增大,传感器R的电阻越小,电路的总电阻变小,由可知,总电压一定时,电路中的电流越大,由可知,定值电阻两端的电压变大,所以应更换阻值更小的来减小两端的电压,故D正确。故选D。
3.小明同学用如图甲所示的电路进行实验,并根据测量数据画出了通过小灯泡电流与其两端电压关系的图像如图乙,小灯泡的额定电压为。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至B端
B.闭合开关后,小灯泡不亮,但电流表有示数,应立即更换小灯泡
C.闭合开关后,向右移动滑片,电流表的示数变大,电压表的示数变大
D.利用图甲所示电路和实验器材可以探究电流与电压的关系
【答案】C
【解析】A.由图甲可知,灯泡和变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流,闭合开关前应将滑动变阻器调至阻值最大端,故滑动变阻器的滑片应调至A端,故A错误;
B.闭合开关后,小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮可能是实际功率太小,应先调节滑动变阻器观察灯泡是否发光,而不是立即更换,故B错误;
C.闭合开关后,向右移动滑片时,滑动变阻器的电阻变小,由电阻的串联可知电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,即电流表示数变大,电压表测小灯泡两端电压,根据分压原理可知滑动变阻器两端电压变小,由串联电路电压的规律可知小灯泡两端的电压变大,即电压表示数变大,故C正确;
D.探究电流与电压的关系需控制电阻不变,但小灯泡的电阻随温度变化而变化,因此不能直接探究电流与电压关系,故D错误。故选C。
4.为了检测汽车尾气中一氧化碳的含量,检测人员需要用到尾气检测仪,如图所示是小明设计的这种检测仪的简化电路图,电源电压不变, 为气敏电阻,其阻值随一氧化碳浓度的增大而减小, 是定值电阻。下列说法正确的是( )
A.浓度表是由电压表改装而成的
B.定值电阻R₂在电路中没有作用,可以去掉
C.当尾气中一氧化碳的浓度增大时,浓度表的指针偏转角度减小
D.当尾气中一氧化碳的浓度增大时,电路的总功率增大
【答案】D
【解析】A.浓度表串联在电路中,是由电流表改装而成,故A错误;
B.定值电阻起保护电路作用,不能去掉,故B错误;
C.一氧化碳浓度增大,阻值减小,电路总电阻减小,电源电压不变,由可知电流增大,浓度表指针偏转角度增大,故C错误;
D.一氧化碳浓度增大,电流增大,电源电压不变,由可知电路总功率增大,故D正确。故选D。
5.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
【解析】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。
6.图甲是科技小组设计的简易电子秤的原理图。电源电压恒为36V不变,电流表量程为0~0.6A,定值电阻;R是长6cm、阻值为150的均匀电阻丝;金属弹簧所受压力F与压缩量的关系如图乙所示,不称重物时滑片P刚好在R的最上端,所有摩擦都不计,g取10N/kg。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.称重计是由电流表改装而成的
B.称量的物体质量越大,称重计的示数越小
C.当电路中电流为0.2A时,称重计的示数为4kg
D.定值电阻最小可更换为60的电阻
【答案】D
【解析】AB.由图甲可知,称重计并联在R两端,故称重计是由电压表改装而成的,测量R两端电压,称量的物体质量越大,滑动变阻器R接入电路中的阻值越大,根据串联分压可知,滑动变阻器R两端电压越大,故电压表的示数越大,即称重计的示数越大,故AB错误;
C.当称重计的示数为4kg时,金属弹簧所受压力
由图乙可知,此时弹簧的压缩量;当电路中电流为0.2A时,电路中的总电阻为
则滑动变阻器R接入电路的阻值为
滑动变阻器R是长6cm、阻值为150的均匀电阻丝,故滑动变阻器R接入电路中的长度,即弹簧的压缩量为
故称重计的示数小于4kg,故C错误;
D.电流表量程为0~0.6A,故电路中允许通过的最大电流为0.6A,此时电路中的总电阻最小为
则当滑动变阻器接入阻值为0时,定值电阻的最小阻值为60Ω,故D正确。故选D。
7.2025年初国家卫健委提倡实施“体重管理年”3年行动,为了积极响应行动号召,某科技小组设计制作了一款“简易体重秤”,其原理如图甲所示,体重的大小对应电流表示数的大小。其中为压力传感器,其电阻与所受压力的关系如图乙所示。电源电压为,,电流表的量程为。下列说法正确的是( )
A.压力传感器的电阻随压力的增大而增大
B.人的体重越重,电流表的示数越小
C.当没有称重时,电流表的示数为
D.体重秤的最大称量质量为
【答案】D
【解析】A.由图乙可知,压力传感器的电阻随压力的增大而减小,故A错误;
B.由图甲可知,两电阻串联,R为定值电阻,电源电压为24V不变,人的体重越重,对压力传感器的压力越大,电阻越小,电路总阻值越小,根据可知,电流越大,即电流表的示数越大,故B错误;
C.由图乙可知,当没有称重时,即压力为0时,此时,电流表的示数为
故C错误;
D.电流表的量程为0∼0.6A ,即电路允许的最大电流为0.6A ,电路的最小电阻为
压力传感器的最小电阻为
由图乙可知,此时允许的最大压力为800N,则体重秤的最大称量质量为
故D正确。故选D。
8.在如图所示的电路中,R1大于R2,开关S、S'均处于闭合状态。下列操作中,能使电压表示数与电流表示数的比值比原先大的是( )
A.断开开关S'
B.增大电源电压
C.断开开关S'的同时,用电阻R3替换R1(R3小于R1)
D.断开开关S'的同时,互换R1与R2的连接位置
【答案】D
【解析】开关S、S'均处于闭合状态,只有R2工作,电压表测R2两端的电压,电流表测电路的电流,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值。
A.断开开关S'时,R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值,即该比值不变,故A不符合题意;
B.开关S、S'均处于闭合状态,只有R2工作,增大电源电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值,即该比值不变,故B不符合题意;
C.断开开关S'的同时,用电阻R3替换R1,此时R3、R2串联,电压表测R2两端的电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值,即该比值不变,故C不符合题意;
D.断开开关S'的同时,互换R1与R2的连接位置,R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R1的阻值,即该比值变大,故D符合题意。故选D。
9. “饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器组装一个酒精测试仪,此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。图乙为测试仪的电路图,电源电压恒为4V,电压表量程为0-3V,定值电阻R=10Ω用于保护电路。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”,下列说法正确的是( )
A.当酒精浓度为0.2mg/mL时,电压表示数为1V
B.Rx的阻值随酒精气体浓度的升高而增大
C.当酒精浓度升高时,电压表示数会减小
D.若用电流表显示酒精浓度,当酒精浓度升高时,电流表示数会减小
【答案】A
【解析】由电路图可知,传感器和定值电阻串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.从图甲中直接可以看出,当酒精浓度为0.2mg/mL时传感器电阻的阻值为,由串联电路电阻的规律和欧姆定律得电路中的电流为
定值电阻R两端的电压为
故A正确;
BCD.由图甲可知,当酒精浓度增大时,传感器的阻值会减小,由欧姆定律可得电路中电流增加,即电流表示数增大;由可知,定值电阻R两端的电压会增大,即电压表的示数会变大,故BCD错误。故选A。
10.小明根据所学的知识设计了一个电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,半圆弧电阻MN的总电阻为30Ω,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6V,R0为电阻箱,此时电阻调节为10Ω。下列说法正确的是( )
A.所测角度θ越大,电流表示数越小,电压表示数越小
B.当电压表示数为2V时,量角器所测角度θ为40°
C.为保证电路安全,此量角器所测角度θ的范围为0~60°
D.将电压表表盘改装为角度指示盘,为满足测量角度范围最大,且精度最高,变阻箱R0的阻值应调节为60Ω
【答案】C
【解析】A.由图可知,变阻器接入的有效电阻为MP,变阻器与定值电阻串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;角度θ越大时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则电路中电流变小,电流表的示数减小,根据串联分压可知,滑动变阻器接入电路中的阻值越大,分压越大,故电压表示数变大,故A错误;
B.当电压表示数为2V时,R0两端电压为
此时电路中电流为
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
半圆弧电阻MN的总电阻为30Ω,故此时量角器所测角度为
故B错误;
C.电流表的量程为0~0.6A,故电路中最大电流为0.6A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为0,即量角器测量的角度最小,为0;已知所测角度越大,电压表示数越大,电压表的量程为0~3V,故电压表最大示数为3V,此时电路中的电流为
此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,为
此时量角器所测角度最大,为
故此量角器所测角度θ的范围为0~60°,故C正确;
D.根据串联电路的分压作用可知,不改变电压表量程,要使该装置测量角度的范围是0~180°,即需要电阻RMP全部接入,故需要增大R0的阻值,根据串联分压可得,即,解得;故D错误。故选C。
11.利用气压传感器设计一款电子天平,结构简图如下。将物体放于秤盘,秤盘通过细绳拉动活塞右移,改变密闭气缸内气压,影响传感器电阻。通过观察电流表示数读出物体质量。已知传感器电阻与气缸内气压的关系。不计秤盘、细绳与活塞的重力和摩擦。电源电压,定值电阻。活塞横截面积为,此时大气压强为取。则说法错误的是( )
A.秤盘中物体质量的增加,电流表示数减小
B.当电子电流表示数为时,秤盘中物体的质量为
C.电表示数I与物体质量的关系式
D.长时间使用后电源电压降低,引起所测物体质量偏大
【答案】D
【解析】A.由图可知定值电阻R0与气压传感器R串电阻联,电流表测量电路中的电流,随着秤盘中物体质量的增加,气缸内的气压p减小,根据传感器电阻R与气缸内气压p的关系可知传感器电阻R的阻值增大,由串联电路电阻规律可知电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电流表示数减小,故A正确,不符合题意;
B.电流表示数I=1mA=0.001A,由欧姆定律可得,电路的总电阻为,根据串联电路电阻规律可得传感器电阻的阻值为,由传感器电阻R与气缸内气压p的关系可得,气缸内的气压有解得;此时大气压强为,压强差为,则,解得,故B正确,不符合题意;
C.当物体的质量为m,有,即压强差为p''=1000m;此时盒内压强为1.0×105Pa-1000m;;总电阻;电路中的电流,故C正确,不符合题意;
D.电源电压降低,根据欧姆定律可得电路中的电流变小,而物体的质量越大,电流表示数越小,故会偏大,故D错误,符合题意。故选D。
12.小明有一个可以显示水温的“智能水杯”。为了研究“智能水杯”内部的电路,老师准备了恒压电源、开关、导线若干、定值电阻R1、热敏电阻R2、电流表和电压表,小明在其中选择部分器材设计了如图甲所示的电路来模拟“智能水杯”的功能。其中热敏电阻R2的阻值随温度变化关系如图乙所示,图中电表的示数可以反映温度的高低。开关闭合后,关于这个电路的说法错误的是( )
A.定值电阻R1起保护电路的作用
B.图中电表是电流表
C.热敏电阻温度越高,图中电表的示数越大
D.热敏电阻温度越高,R1两端的电压越小
【答案】D
【解析】AB.由甲图可知,电阻R1和R2串联接入电路,该电路中的电表串联接入电路,所以该电表是电流表,若热敏电阻的阻值较小时,R1串联接入电路中,可以起到保护电路的作用,故AB均正确,不符合题意;
C.由图乙可知,热敏电阻温度越高,热敏电阻R2的阻值越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,电流表示数越大,故C正确,不符合题意;
D.由图乙可知,热敏电阻温度越高,R2的阻值越小,根据串联电路电压规律和串联分压特点可知,R2两端的电压越小,则R1两端的电压越大,故D错误,符合题意。故选D。
考点一 滑动变阻器引起的电路变化
1.(2025·北京师大附中实验·三模)如图甲所示电路,电源电压不变,将一个定值电阻接入虚线框处,并将一只电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录,将记录的数据绘制成如图乙所示的图像。下列分析中正确的是( )
A.电源电压为
B.图线b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的
C.定值电阻和小灯泡两端的电压在小于1V时,小灯泡的电阻较小
D.接入小灯泡后,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
【答案】C
【解析】B.闭合开关,定值电阻或灯泡和滑动变阻器串联接入电路,根据可知定值电阻或灯泡两端的电压随电流的增大而增大,串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压随电流的增大而减小,由乙图可知电压表与滑动变阻器并联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,所以图线a是接入定值电阻时记录的数据绘制得到的,图线b是接入灯泡时记录的数据绘制得到的,故B错误;
A.定值电阻和滑动变阻器串联时,当滑动变阻器两端的电压为时,通过电路的电流为,则电源电压为 ①
当滑动变阻器两端的电压为时,通过电路的电流为,则电源电压为 ②
联立①②,解得定值电阻,电源电压,故A错误;
C.定值电阻和灯泡两端的电压小于1V时,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压大于,由乙图可知此时通过定值电阻的电流小于通过灯泡的电流,根据可知灯泡的电阻较小,故C正确;
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联分压原理可知电压表的示数将变小,故D错误。故选C。
2.(2024·北京西城·一模)某校科技兴趣小组的同学们为检测水流速度变化的情况,设计了检测水流速度变化的模拟电路,如图所示。已知电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,机翼状探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动(注:水流速度越大,探头上下表面的压力差越大)。则下列分析中正确的是( )
A.水流速度越小,电压表与电流表的示数之比越小
B.水流速度越小,电路的总电阻越小
C.水流速度越大,电压表的示数越大
D.水流速度越大,电流表的示数越大
【答案】D
【解析】AB.由电路图可知,R0与R串联,电流表测电路中电流,电压表测R两端电压,探头的上表面水的流速大,压强小,下表面水的流速小,压强大,会产生向上的压力差,使得滑片上移,水流速度越小,则压力差小,滑动变阻器接入电路中的电阻越大,则电压表与电流表示数之比越大,电路中的总电阻也越大,故AB错误;
CD.当水的流速越大时,滑动变阻器连入电路中的阻值越小,则电路的总电阻越小,由欧姆定律可知,电路中的电流越大,即电流表示数越大,由串联电路电阻等比例分压可知,R两端电压越小,即电压表的示数越小。故C错误,故D正确。故选D。
3.(2025·北京昌平·二模)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数不变
B.电压表V2的示数变小
C.电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变
D.电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值变小
【答案】C
【解析】AB.据图可知,电路为定值电阻和变阻器串联,电压表V1测定值电阻R1两端电压,电压表V2测变阻器两端电压,滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,变阻器接入电路中的阻值变大,由串联分压原理可知,变阻器两端电压变大,即电压表V2的示数变大,电源电压不变,则定值电阻两端电压变小,即电压表V1的示数变小,故AB错误;
CD.电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值等于R1,R1为定值电阻,故其比值不变,因为,所以电压表V1示数的变化量等于电压表V2示数的变化量,电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值也不变,故C正确,D错误。故选C。
4.(2025·北京海淀·期中)如图所示的电路,电源电压恒为6V,R1为定值电阻,小明逐渐改变滑动变阻器R2接入电路的阻值大小,依次记录电流表和某个电压表的示数如下表所示。下列说法正确的是( )
实验序号
1
2
3
4
5
6
U/V
4.8
4.4
4.0
3.6
3.2
2.8
I/A
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
A.电压表V1的示数始终为6.0V
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.在实验过程中,滑动变阻器R2接入电路的阻值逐渐变大
D.在第4次实验时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为50Ω
【答案】B
【解析】A.分析电路可知,、串联,电压表测电压,电压表测电源电压,电流表测电路电流。改变滑动变阻器R2接入电路的阻值大小,根据串联分压原理,电压改变,则电压表示数改变。电源电压不变,则电压表示数不变。所以表中记录的是电压表和电流表的示数。故A错误;
BD.由表可知,在第4次实验时,电压表示数为3.6V,电流表示数为0.12A,根据串联电压规律,定值电阻电压为
则定值电阻R1的阻值为
此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为
故B正确,D错误;
C.由表可知,在实验过程中,电路电流变大,根据可知总电阻变小,则滑动变阻器R2接入电路的阻值逐渐变小。故C错误。故选B。
5.(2025·北京十三中·期中)如图所示,R1、R2为定值电阻,R0为滑动变阻器,在滑动变阻器R0的滑动头P向右滑动的过程中,电流表A1和A2的示数( )
A.A1变小,A2变小 B.A1变大,A2变小
C.A1变小,A2变大 D.A1变大,A2变大
【答案】C
【解析】由图可知,R0与R2并联,再与R1串联。电流表A1测干路中的电流,电流表A2测R2的电流。当滑动变阻器向右滑动时,阻值变大,电路中的总电阻变大。根据欧姆定律可知,干路中的电流变小,即通过R1的电流变小,电流表A1的示数变小。R1为定值电阻,电流变小时,R1两端的电压也变小。电源电压一定,根据串联电路中电压的特点,此时并联电路部分两端的电压变大。并联电路中,各支路的电压相等,故R2两端的电压变大。R2为定值电阻,电压变大时,通过R2的电流变大,即电流表A2的示数变大。故选C。
考点二 敏感电阻引起的电路变化
6.(2025·北京顺义·二模)2024年6月,国家卫健委等16个部门启动“体重管理年”三年行动。为响应国家号召,监测自己的体重情况,某科技小组同学利用所学知识做了一台简易体重计,其电路图如图甲所示。已知电源两端电压为12V,定值电阻R0=10Ω,RS为力敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.测量的体重越大,电流表示数越小
B.该体重计所能测量的最大质量为120kg
C.当体重计测量的质量为60kg时,电路中电流为0.4A
D.若想使体重计的量程增大,R0应选用更小阻值的电阻
【答案】B
【解析】A.由图乙可知,测量的体重越大,力敏电阻的阻值越小,电路总电阻变小,电流表示数变大,故A错误;
B.电源两端电压为12V,电流表量程为0~0.6A,此时电路总电阻
此时力敏电阻的阻值
由图像可知,此时力敏电阻所受压力为1200N,该体重计所能测量的最大质量为。故B正确;
C.当体重计测量的质量为60kg时,力敏电阻所示压力
由图像可知,此时力敏电阻的阻值为30Ω,电路中电流为。故C错误;
D.若想使体重计的量程增大,力敏电阻所示压力增大,力敏电阻的阻值会更小,受电流表量程的限制,R0应选用更大阻值的电阻,故D错误。故选B。
7.(2025·北京石景山·二模)为了监测学生的体重情况,小石同学设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,脚踏板重力忽略不计。将该体重计水平放置在竖直上升的电梯内,某质量m=55kg的同学站在体重计上进行监测。电梯从t=0时刻由静止开始上升,先加速,再匀速,最后减速至停止。体重计示数m的变化如图丙所示,(g=10N/kg)则:( )
A.闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0A
B.电流表示数为0.3A时,电梯运行时间是在2s~5s时间段内
C.若用电压表改装体重计,且体重增加时示数增大,电压表应并联在R两端
D.若用量程为0~3V的电压表并联在R0上进行改装,则最大称量值是140kg
【答案】D
【解析】A.由图甲可知,闭合开关S,R和 R0串联,当体重计空载时,由乙图可知,此时电阻R=45Ω,则电路中的电流为
故A不符合题意;
B.电流表示数为0.3A时,压敏电阻的阻值为
由乙图可知,此时体重计受到的压力为600N,则此时体重计的示数为
由丙图可知,此时电梯运行时间是在0s~2s时间段内,故B不符合题意;
C.由乙图可知,当体重增加时,体重计受到的压力增大,压敏电阻R的阻值减小,串联电阻总电阻减小,总电压不变,根据可知,电路中电流增大,因为定值电阻R0的阻值不变,根据可知,定值电阻R0两端电压增大,又因为电源电压不变,根据串联电路电压规律可知,压敏电阻R两端电压减小,若用电压表改装体重计,且体重增加时示数增大,电压表应并联在定值电阻R0两端,故C不符合题意;
D.若用量程为0~3V的电压表并联在R0上进行改装,则R0两端的最大电压为3V,电路中的最大电流为
此时压敏电阻的最小阻值为
由乙图可知此时体重计受到的最大压力为1400N,则最大称量值是
故D符合题意。故选D。
8.(2025·北京市八一教育集团&十九中·零模)如图甲所示是一种电子测温仪,图乙是其内部简化电路图。测温仪探头内有一热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图丙所示。R为最大电阻的电阻箱,允许通过的最大电流为,电流表的量程为,电压表量程为,电流表示数大小对应被测量的温度,电源电压恒为6V。以下分析正确的是( )
A.若R以最大阻值接入电路,则被测环境温度越低,电路总功率越大
B.若要使该仪器能够测量更低的温度,为保证电路元件安全,需要把R的阻值调小
C.若R接入电路的阻值为,则该表能够测量的最高温度是
D.若使用一段时间后该装置的电源电压有所降低,为保证电流表仍准确显示所测温度,则需要把电阻箱R的阻值适当调小
【答案】D
【解析】A.闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测热敏电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流,由图丙可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,被测环境温度越低,热敏电阻接入电路的阻值越大,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻越大,根据欧姆定律可知通过电路的电流越小,根据可知电路总功率越小,故A错误;
B.温度越低,热敏电阻越大,电路总电阻越大,电路中电流越小,根据串联电路分压规律可知,热敏电阻两端电压越大,为保证电压表不超过量程,应使R分担更多电压,根据串联电路分压规律可知,需增大R的阻值,故B错误;
C.由题意可知通过电路的最大电流为,根据欧姆定律可知此时电路总电阻最大为
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则热敏电阻接入电路的阻值最大为
由图丙可得该表能够测量的最高温度是,故C错误;
D.若使用一段时间后该装置的电源电压有所降低,为保证所测温度仍准确正常,即电路中的电流不变,根据欧姆定律可知则需要把电阻箱R的阻值适当调小一些,故D正确。故选D。
9.(2024·北京市丰台区·二模)燃气管道漏气会带来极大的危险。小明用气敏电阻设计了如图甲所示的电路,检测燃气管道是否漏气。电源电压保持不变,R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是气敏电阻。气敏电阻的阻值随燃气浓度的变化关系如图乙所示,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,燃气浓度为警戒浓度。下列说法正确的是( )
A.R1是气敏电阻
B.燃气浓度越高,电路中电流越小
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒浓度将变小
D.若换用电压更大的电源,警戒浓度将变大
【答案】C
【解析】A.由图乙得,当电压表示数大于某一值U时,就会触发报警。由图甲得,R1、R2串联,电压表测量R1电压。由图乙得,燃气浓度增大,气敏电阻的阻值变小,若R1为气敏电阻,燃气浓度增大,电压表示数变小,则燃气浓度达到为警戒浓度时,无法触发报警,则R2是气敏电阻,故A错误;
B.燃气浓度越高,R2电阻越小,电路中电阻变小,由欧姆定律得,电路中电流越大,故B错误;
C.若换用阻值更大的定值电阻,当电压表示数达到U时,电路电流变小,此时气敏电阻的报警电压不变,由欧姆定律得,报警时气敏电阻的阻值变大,则警戒浓度将变小,故C正确;
D.若换用电压更大的电源,电压表示数为U时,报警电流不变,气敏电阻的报警电压变大,由欧姆定律得,报警时气敏电阻的阻值变大,则警戒浓度将变小,故D错误。故选C。
10.(2024·北京海淀·二模)如图是一种湿度测试仪的电路,R0为定值电阻,R为湿敏元件(阻值随湿度增大而减小,电路图符号)。电源两端的电压保持不变,闭合开关 S,当环境湿度增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数增大
B.电流表A2与电流表A1的示数之差不变
C.电压表与电流表A1的示数之比不变
D.电路的总功率变小
【答案】B
【解析】由电路图知道,定值电阻R0与湿敏电阻R并联,电流表A测湿敏电阻的电流,电流表A2测量干路的电流,电压表测量电源电压;
A.因为电源电压不变,所以电压表示数的不变,故A错误;
B.电流表A2与电流表A1的示数之差等于通过定值电阻R0的电流,由于并联电路各个支路互不影响,所以当环境湿度增大时,通过R0的电流不变,所以电流表A2与电流表A1的示数之差不变,故B正确;
C.电压表与电流表A1的示数之比等于湿敏电阻的阻值;由题意知湿敏电阻的阻值随湿度增大而减小,所以当环境湿度增大时湿敏电阻R的阻值变小,所以电压表与电流表A1的示数之比变小,故C错误;
D.由于湿敏电阻的阻值随湿度增大而减小可知当环境湿度增大时湿敏电阻R的阻值减小,电路中总电阻变小,由知道,电路中的总电流变大,由P=UI知道,电路的总功率变大,故D错误。故选B。
考点三 多开关通断引起的电路变化
11.(2025·北京·北师大附中统练)如图所示的电路中,电源电压不变。开关S由断开到闭合,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大 B.电压表的示数变小
C.电压表的示数不变 D.与一直都亮
【答案】A
【解析】开关S断开时,、串联,均发光,电压表测电压;开关S闭合时,被短路,不发光,单独接入电路,只有发光,此时电压表测电源电压,电压表的示数变大。故A正确,BCD错误。故选A。
12.(2024·北京八十中·期中)如图所示的电路,电源两端电压不变,为定值电阻。只闭合开关时,电流表示数为,电压表示数为,电路总电阻为;再闭合开关时,电流表示数为,电压表示数为,电路总电阻为。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.只闭合开关时,两个电阻串联,此时电路中总电阻为
电流表示数为
再闭合开关时,只有R1接入,电流表示数为
故
故A错误;
B.只闭合开关时,两个电阻串联,此时电路中总电阻为
再闭合开关时,只有R1接入电路总电阻为
电路总电阻为
故B错误;
CD.只闭合开关时,两个电阻串联,电压表测量定值电阻R2两端的电压,再闭合开关时,只有R1接入,电压表测量导线电压,无示数,所以
故C错误,D正确。故选D。
13.(2025·河南周口·两校联考二模)如图所示的电路中,电源电压不变,开关S1闭合,开关S2由断开到闭合的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数不变 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表和电流表示数的比值不变 D.电路消耗的总功率变小
【答案】C
【解析】AB.分析电路图可知,开关S1闭合,开关S2断开时,R1与R2串联,电流表测量串联电路中电流,电压表测量R1两端电压;开关S1闭合,开关S2闭合时,R2被短路,电路中只有R1,电流表测量R1的电流,由于电路中总电阻变小,所以电流表示数变大;电压表测量电源两端电压,则电压表示数变大,故AB错误;
C.由于电压表始终测量R1两端电压,电流表始终测量通过R1的电流,由可知,电压表和电流表示数的比值等于R1的阻值,所以电压表和电流表示数的比值不变,故C正确;
D.由于电源电压不变,电路中总电阻变小,电路中电流增大,由可知,电路消耗的总功率变大,故D错误。故选C。
14.如图所示,闭合开关、断开开关,电流表和电压表均有示数。若同时闭合开关和,则对比只闭合开关时( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B.电流表的示数变大,电压表的示数变大
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.电流表的示数变小,电压表的示数变大
【答案】B
【解析】闭合开关S1、断开开关S2,L1和L2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量L1两端的电压;若同时闭合开关S1和S2,L2被短路,电路为L1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压,根据串联电路的电压规律,可知电压表示数变大。L1、L2串联的总电阻大于L1的电阻,根据欧姆定律,可知电路中的电流变大,即电流表示数变大。故选B。
考点四 纯电路图类计算
15.(2024·北京房山·二模)如图所示是称重计的模拟装置图。放在支持面上的物体重力越大,弹簧压缩量越大,带动滑片P向下运动越多,R0是定值电阻,电源两端电压保持不变。下列说法正确的是( )
A.待测物体重力越大,电路中的总电阻值越小
B.待测物体重力越大,定值电阻R0两端的电压越大
C.待测物体重力越小,通过定值电阻R0的电流越小
D.待测物体重力越小,称重表的示数就越小
【答案】D
【解析】分析电路可知,变阻器和定值电阻串联,称重表与变阻器并联,所以称重表是电压表,测变阻器电压。
AB.待测物体重力越大,滑片越靠下,变阻器阻值越大,电路中的总电阻值越大,根据串联分压原理,变阻器的电压越大,根据串联分压规律,则定值电阻R0两端的电压越小,故AB错误;
CD.待测物体重力越小,变阻器阻值越小,根据串联分压原理,则变阻器电压越小,则称重表的示数就越小,电路中的总电阻值也越小,根据可知通过定值电阻R0的电流越大,故C错误,D正确。故选D。
16.(2025·北京首师大附中·月考)如图所示是测量水流冲击力的装置,其中电源电压恒为,电阻丝MN长,总电阻为,其阻值与接入电路的长度成正比;弹簧左端固定,右端连接有滑块,并套在光滑水平杆AB上。水流冲击力为零时,滑片与M端接触,电流表的示数为,弹簧受到的作用力每增加时会伸长(水流的冲击力未使弹簧超出弹性限度),电压表的表盘改装为“冲力表”。下列说法正确的是( )
①电路中的电流恒为0.1A
②水流冲击力增大时电压表示数变小
③水流冲击力增大时电流表示数变大
④水流冲击力增大时电阻丝MN接入阻值不变
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
【答案】A
【解析】①图中,定值电阻与电阻丝串联,电流表测电路的电流,电压表测P以左电阻丝的电压,因电压表接在变阻器的滑片上,故无论P如何移动,电流要流经变阻器的全部电阻丝,即变阻器的最大电阻20Ω始终连入电路中,根据串联电阻的规律,电路的总电阻保持不变,由欧姆定律可知,电路的电流不变,已知滑片P与M端接触,电流表的示数为0.1A,故电路中的电流恒为0.1A,故①说法正确;
②水流冲击力增大时,弹簧被拉长,滑片P向右移动,电压表所测的左侧电阻丝长度增加。由于电阻丝的阻值与长度成正比,左侧电阻丝的阻值增大;又因为电路电流I恒定,根据U=IR,增大时,电压表示数变大,故②说法错误;
③电路总电阻恒定,电源电压恒定,根据欧姆定律,电流表示数始终不变,故③说法错误;
④无论滑片P如何移动,电流都要经过整个电阻丝MN,因此电阻丝MN的接入阻值始终为20Ω,保持不变,故④说法正确。
综合上述分析只有①④正确,故A正确,BCD错误。故选A。
17.(2024·北京顺义区·期中)如图所示电路,已知电源两端电压为6V且保持不变,电流表量程为0—0.6A,电压表量程为0—3V,电阻R的阻值为,滑动变阻器的规格为“ 0.5A”。将开关S闭合后,为保证电路中各元件正常工作,则以下说法中正确的是( )
A.电流表示数最小为0.1A
B.电压表示数变化范围是6V—2V
C.通过电阻R的电流最大值为0.4A
D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为
【答案】D
【解析】A.当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的额电流最小,此时电路中的总电阻为
电路中的电流为
故A错误;
B.图中电压表测定值电阻两端电压,当电路中电流最小时,定值电阻两端电压最小为
根据电压表的量程可知,最大电压为3V,因此电压表的示数变化范围是2V-3V,故B错误;
C.由于电压表的最大值为3V,此时定值电阻允许通过的电流最大,电流为
综合电流表和滑动变阻器的规格可知,该电路允许通过的最大电流为0.3A,故C错误;
D.当电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,根据上述分析可知最大电流为,则滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的阻值为
故D正确。故选D。
考点五 电路图结合图像类计算
18.(2024·北京铁路二中·月考)图甲是一种握力计,图乙为它的工作原理图。电源两端电压为3V保持不变,握力显示表是由电流表改装而成,R1是一根长度为6cm的电阻丝(该电阻丝阻值大小与长度成正比),定值电阻R2起保护电路作用。不施加力时弹簧一端的滑片P在R1的最上端,当施加的力最大时滑片P移动到R1的最下端(弹簧的电阻不计),施加的力F与弹簧压缩量△L的关系如图丙所示。握力计测量范围为0~60N,电路中电流表变化范围0.1~0.6A,则下列说法正确的是( )
A.握力60N时电路中电流为0.6A
B.R2电阻为20Ω
C.R1连入电路阻值变化的范围是0~30Ω
D.当电流表示数为0.3A时,握力大小为12N
【答案】D
【解析】A.分析电路可知,、串联,电流表测电路电流。握力增大时,滑片下移,阻值变大,则总电阻变大,根据可知电流表示数变小,所以握力60N时电路中电流为0.1A,故A错误;
B.电路中电流表变化范围0.1~0.6A,不施加力时弹簧一端的滑片P在R1的最上端,此时电流最大为0.6A,单独工作,则R2电阻为
故B错误;
C.R1连入电路阻值最大时,握力最大,此时总电阻为
则R1连入电路阻值最大为
所以R1连入电路阻值变化的范围是0~25Ω,故C错误;
D.当电流表示数为0.3A时,总电阻为
此时R1连入电路阻值为
则弹簧压缩量为
由图丙可知,力F与弹簧压缩量△L成正比,握力为60N时,弹簧压缩量为6cm,则有
解得当电流表示数为0.3A时,握力,故D正确。故选D。
19.(2024·北京东直门中学·期中)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑到a点过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。滑片在b点和a点时的接入阻值分别为和,则下列说法正确的是( )
A.的电阻为
B.电源电压是10V
C.定值电阻的阻值是
D.图乙中线段dc表示电压表随电流表示数变化的图像
【答案】A
【解析】AD.由图甲可知,R0与滑动变阻器串联,电压表V1测量R0两端电压,电压表V2测量滑动变阻器两端电压,滑片从b点滑到a点过程中,滑动变阻器阻值变小,则电路电流增大,根据串联分压的特点可知,V1示数变大,V2示数变小,结合图乙可知,ec段表示电压表V1示数的变化情况,dc段表示电压表V2示数的变化情况,d点表示滑动变阻器滑片位于b点时滑动变阻器两端电压和电路中电流,故Rb的电阻为
故A正确,D错误;
B.由图乙可知,滑动变阻器滑片位于b点时,滑动变阻器两端电压为10V,R0两端电压为2V,则电源电压为
故B错误;
C.由图乙可知,定值电阻R0两端电压为2V时,通过R0的电流为1A,故定值电阻R0的阻值为
故C错误。故选A。
20.(2024·北京101中学·期中)如图甲所示,灯泡L标有“6V 0.5A”的字样,意思是灯泡两端电压是6V时,灯正常发光,通过灯的电流为0.5A,电源电压及灯丝电阻保持不变,滑动变阻器最大阻值为100Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,只闭合开关S、S2,移动滑片P的过程中,电流表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系如图乙所示,当滑片P在某一位置时,电流表的示数为I1,电压表示数为3V;只闭合开关S、S1,滑片P移动到另一位置时,电流表示数比I1减小了0.2A,滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻R0阻值的倍,则下列说法正确的是( )
A.灯泡正常工作时的电阻是60Ω
B.电源电压9V
C.只闭合开关S、S1,在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下,滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围是24Ω-60Ω
D.只闭合开关S、S1,在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下,电压表的变化范围是6V-15V
【答案】C
【解析】A.灯泡正常工作时的电阻为
故A错误;
B.只闭合开关S、S2,变阻器和串联,电流表测电路中电流,电压表测变阻器电压。当滑片P在某一位置时,电流表的示数为I1,由图乙可知,此时变阻器,电压表示数为3V,则电流为
则电源电压为
①
只闭合开关S、S1,此时变阻器和灯泡串联,电流表测电路中电流,电压表测变阻器电压。滑片P移动到另一位置时,电流表示数比I1减小了0.2A,滑动变阻器连入电路的阻值是定值电阻R0阻值的倍,则此时电流为0.3A,滑动变阻器连入电路的阻值为,则电源电压为
②
联立①②,解得,电源电压。故B错误;
CD.只闭合开关S、S1,变阻器和灯泡串联,电流表测电路中电流,电压表测变阻器电压。灯泡L额定电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,则电路中电流最大为0.5A,此时电压表示数最小为
此时变阻器阻值最小为
电压表的量程为0~15V,当电压表示数最大为15V时,电路中电流最小为
此时变阻器阻值最大为
所以在保证电流表、电压表和灯泡都安全的情况下,滑动变阻器连入电路中的阻值变化范围是24Ω-60Ω,电压表的变化范围是12V-15V,故C正确,D错误。故选C。
1.(2025·北京通州·一模)生物学习小组在参观完食用菌试验示范棚后,设计了一个家庭食用菌观赏箱,如图甲所示。食用菌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。物理小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图乙所示。电源为可调恒流电源,即能够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、,阻值随温度的变化规律如图丙所示。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3.6V,将该电压设为温度报警触发值U。湿度报警触发设置:用一端浸在水中的湿纱布敷在上,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,湿纱布中水蒸发的越快,使温度降低的越多,与温差越大,也越大,当时触发湿度报警。下列说法错误的是( )
A.当两端实际电压时,触发温度报警
B.每升高1℃,的阻值减小
C.若使装置在且为0.8V时触发湿度报警,需要减小“预先设定的电流”
D.当湿度报警触发时,为0.8V
【答案】D
【解析】A.电路中电流不变,根据图像可知,温度升高,电阻减小,根据U=IR可知,故R1两端实际电压减小,即R1两端实际电压时,触发温度报警,故A正确,不符合题意;
B.根据30℃时R1两端电压为3.6V,以及“预先设定的电流”设置为,得到30℃时R1的阻值为
故每升高1℃,电阻阻值减小量为
故B正确,不符合题意;
C.当时,,电阻增加量为
此时电流为
因此可知若使装置在且为0.8V时触发湿度报警,需要减小“预先设定的电流”,故C正确,不符合题意;
D.初始两个电阻阻值相同,电压相同,均为3.6V,随着上的湿纱布水的蒸发吸热,的阻值增大,当时,的阻值增加量为
故其电压增加量
故D错误,符合题意。故选D。
2.(2024·北京人大附中·一模)某科技小组设计了一个监测水位变化的装置,其原理如图所示。电路中电源电压保持不变,为定值电阻,R是竖直放置的长条形电阻片,浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动,AP与R接触良好,当电流表的示数达到某一数值I时,报警器发出响声,提醒监测员水位达到警戒值。下列说法正确的是( )
A.当水位升高时,电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.当水位升高时,电压表示数与电流表示数的比值变大
C.雨季降雨量大,为了提前预警,警戒水位值会调小。为了适应新的需求,可以增大电源电压
D.雨季降雨量大,为了提前预警,警戒水位值会调小。为了适应新的需求,可以增大定值电阻的阻值
【答案】C
【解析】A.由图示知,长条形电阻片R与定值电阻R0串联在电路中,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,水位升高时,金属滑杆向上移动,R接入电路的阻值变小,据串联电路的分压特点知,R两端的电压变小,电压表示数变小,电路的总阻值变小,电路的电流变大,电流表示数变大,故A错误;
B.电压表示数与电流表示数的比值为R接入电路的阻值,水位升高时,R接入电路的阻值变小,所以两电表示数的比值变小,故B错误;
CD.警戒水位值调小,则金属滑杆AP向下移动,变阻器接入电路的阻值变大,而报警器发出响声时的电流值不变,则可增大电源电压或减小定值R0的阻值,故C正确,D错误。故选C。
3.(2024·北京人大附中朝阳·一模)某同学设计了一款弹力秤,用来监测鱼缸储水量。其原理模型如图甲所示,电源电压恒为6V,压杆与压敏电阻R固定放置,且压敏电阻R的阻值与所受压力F变化的关系,如图乙所示。当鱼缸水位低于临界水位,电流表示数高于某一数值时,就会触发报警﹔轻质水平杠杆OAB以О为支点,AB∶AO=1∶1,且一直处于水平状态;C是一个质量为600g、边长为10cm的实心正方体物块;鱼缸的底面积为300cm2;弹簧原长为10cm,且每受到1N的力长度变化0.5cm。当鱼缸里没有水,且物块静止时,物块下表面距离鱼缸底部4cm处,弹簧、压杆和杠杆的质量及压杆的大小均忽略不计,鱼缸里水的密度为1g/cm3。下列判断正确的是( )
A.鱼缸储水量越大,电路中电流做功越来越快
B.当电流表的示数为0.2A时,鱼缸内水的深度为12.25cm
C.当鱼缸内水深10cm时,电流表示数0.15A
D.若将杠杠与压杆的接触位置A适当远离О点,则鱼缸水位更高时触发报警
【答案】B
【解析】A.鱼缸储水量越大,物块浸没在水中的体积变大,物块受到的浮力变大,根据力的作用是相互的和力的平衡可知,在B端竖直向下的拉力大小等于重物对弹簧的拉力大小,即
物体的重力不变,浮力变大,则拉力变小,根据杠杆平衡可知,对压敏电阻的压力也变小,其接入电路中的电阻变大,电流变小,根据功率可知,单位时间内电流做的功就变慢,故A错误;
B.当电流表的示数为0.2A时,压敏电阻的阻值
由图乙可知,此时压杆压力为1N,根据杠杆平衡条件可知
所以杠杆OAB的B点所受的拉力
已知弹簧每受到1N的力时长度变化0.5cm,则此时弹簧的伸长量
弹簧恰好处于自然状态时长度为10 cm,弹簧每受到1N的力时长度变化0.5cm,物块的重力为
则挂上物块后的伸长量
故加水后物块底面上升的高度
则物块所受的浮力
物块排开水的体积
物块浸在水中的深度
鱼缸内水的深度为
故B正确;
C.当电流表示数0.15A时,由欧姆定律可得此时压敏电阻的阻值为
由图乙可知,此时压敏电阻受到的压力为0N,则压杆对杠杆没有支持力,弹簧对B端的拉力为0N,说明此时弹簧处于自然状态,即此时物块C处于漂浮状态,由漂浮条件可知,此时物块C受到的浮力为
F浮′=G=6N
由阿基米德原理可得此时物块C排开水的体积为
此时C浸入水的深度为
此时与鱼缸里没有水相比,弹簧拉力的减小量为
则根据题意可知此时弹簧长度的减小量为
即物块C向上移动了3cm,此时鱼缸中水的深度为
由此可知,当鱼缸内水深13cm时,电流表示数才为0.15A,故C错误;
D.若将杠杠与压杆的接触位置A适当远离О点,则阻力臂变大。由于报警电流未变,则阻力不变,动力臂不变,需要的动力更大,物块的浮力变小,鱼缸水位更低时就会触发报警,故D错误。故选B。
4.(2025·北京东城·二模)某同学制作了一个“电子量角器”,测量斜面与水平面之间的夹角。把粗细均匀由同种材料制成的电阻丝MN弯成半圆形(O为圆心),固定在平直木板上,电阻丝MN的总阻值为并保持不变,且电阻大小与其长度成正比。阻值不计的金属指针OP安装在木板上的O点并能绕O点转动。木板水平放置时,金属指针OP与过O点的直线重合;木板放置在斜面上时,指针一直处于竖直状态,其偏离的夹角与斜面倾角相等,P点始终与电阻丝接触良好,如图甲所示。用导线将M、O、N分别与图乙电路中的、、对应连接,电源电压大小为9V并保持不变。下列说法正确的是( )
A.当图甲中斜面的倾角时,电压表示数为0
B.当电压表示数为时,图甲中斜面的倾角
C.若图甲中斜面的倾角增大1°,则电压表示数减小0.05V
D.若图甲中斜面的倾角增大1°,则电流表示数减小0.02A
【答案】BC
【解析】A.由图乙可知,电阻丝M'N'全部接入电路,电流表测电路电流,电压表测M'P'部分电阻丝的电压。因电阻丝阻值与其长度成正比,且为半圆形(圆心角),总阻值,则每对应的电阻为
电路中电流(电阻丝全部接入,总电阻不变,电流恒定)
当时,指针OP与重合,电压表测量M'O'部分电阻电压。因电路通路且有电阻接入,根据,电压表示数不为,故A错误;
B.电压表示数,可知电压表所测的电阻为
因电阻与圆心角成正比,占总电阻的,对应圆心角为
指针偏离的夹角为,故斜面倾角,故B正确;
C.斜面倾角增大,电压表所测电阻对应的圆心角减小,电阻减小量为 ,电压减小量为,故C正确;
D.因电阻丝全部接入电路,总电阻不变,电源电压恒定,根据,电流表示数不变,故D错误。故选BC。
5.(2024·北京通州·期末)图甲是某品牌的身高、体重测量仪。学校物理兴趣小组的同学根据该测量仪的工作情况,设计了其电路原理图,如图乙所示。电源UA的电压大小未知,电压表量程为0~15 V(可用来显示身高),电流表A1量程为0~0.6A,滑动变阻器R2是竖直固定放置的电阻棒,其滑片P可以随身高的变化竖直上下移动,其接入电路的阻值与接入电路的长度成正比。电源UB的电压为3.2V,脚踏板下方有一压力敏感电阻R3,其阻值随压力F大小变化规律如图丙所示。同时闭合开关S1、S2,身高h1=160cm的晓彤站在踏板上时,电流表 A2的示数为0.2A,电流表A1的示数为0.36 A,电压表示数为14.4 V,此时滑片恰好在R2中点。身高h2=140cm的晓舟站在踏板上时,电压表的示数为12 V,电流表A1的示数为0.6A。则下列说法正确的是(g取 10 N/ kg)( )
A.晓彤的质量为 60 kg
B.电源UA 的电压为18 V
C.在电路安全前提下,身高测量仪的测量范围是140 cm~165 cm
D.若想提高测量身高的范围,可适当减少定值电阻R1
【答案】AB
【解析】左侧电路中,、串联,电压表测电压,电流表测电路中电流;右侧电路中,单独工作,电流表测电路中电流;
A.晓彤站在踏板上时,电流表 A2的示数为0.2A,则阻值为
由丙图可知,压力,则晓彤的质量为
故A正确;
BC.身高h1=160cm的晓彤站在踏板上时,电流表A1的示数为0.36 A,电压表示数为14.4 V,此时滑片恰好在R2中点,则此时阻值为
左侧电路电源电压为 ①
身高h2=140cm的晓舟站在踏板上时,电压表的示数为12 V,电流表A1的示数为0.6A,则此时阻值为
则左侧电路电源电压为 ②
联立①②,解得,。
电压表量程为0~15 V,则当电压表示数最大为15V时,阻值最大,根据串联分压原理则有
解得,则身高测量仪的最大测量值为
电流表A1量程为0~0.6A,则身高测量仪的测量范围是140 cm~170cm,故B正确,C错误;
D.若想提高测量身高的范围,在电源电压不变时,应减小的电压,根据串联分压原理,应增大分得的电压,则应增大阻值,故D错误。故选AB。
6.(24-25九上·北京二十中·期中)如图甲所示的电路中,电源电压为9V且保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数Ⅰ与电压表示数U的关系图像如图乙所示,下列判断中正确的是( )
A.R1两端电压的最小值为1V
B.电路电阻最大时,电路中的电流为0.1A
C.R1的阻值为15Ω
D.R2的最大阻值为75Ω
【答案】BCD
【解析】A.由电路图可知R1和R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路电流,总电压是9V,由图乙可知,当R2两端电压为7.5V时,根据串联电路电压的特点可知,R1两端的电压最小是1.5V,故A错误;
B.根据串联分压,由图乙可知,当R2两端电压为7.5V时,R2接入的电阻最大,此电路的总电阻最大,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,为0.1A,故B正确;
CD.当滑片在B端时,R2的电阻最大,由图像可知,R2最大阻值是
当滑片在A端时,R2接入的电阻为0,此时电路中只有电阻R1,由图像可知,此时电路中的电流为0.6A,则R1的阻值为
故CD正确。故选BCD。
7.(2025·北京人大附中·三模)如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变,R2为定值电阻,某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.AB两端电压为6V时,计数器会计数一次
B.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1与R2阻值之比为
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时电路中电流之比为
D.绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时R1的阻值之比为
【答案】BD
【解析】由图甲可知,与串联,之间电压为两端的电压。
A.当绳子挡住了射向的红外线时,的电阻会变大,自动计数器会计数一次。根据串联电路分压原理可知,分得的电压变大,两端电压减小,由图乙可知,此时
即两端电压为时,计数器会计数一次,故A错误;
B.绳子没有挡住射向的红外线时,阻值较小,两端电压较大,由图乙可知,此时,根据串联分压的原理可得,与阻值之比
故B正确;
C.绳子没有挡住射向的红外线时,电路中电流为
当绳子挡住射向的红外线时,,由串联电路分压原理可知
即。电路中的电流
因此绳子没有挡住射向的红外线时和挡住射向的红外线时电路中电流之比为
故C错误;
D.绳子没有挡住射向的红外线时和挡住射向的红外线时的阻值之比为
故D正确。故选 BD。
8.(2025·北京·三帆中学·期中)如图所示的电路,电源两端电压保持不变。只闭合开关S1和S3时,电流表的示数为I1; 只闭合开关S1、S4时,电流表的示数为I2,电压表示数为3V; 已知, 则( )
A.
B.电源两端电压为6V
C.通过各开关的断开与闭合,在不同状态下,电压表的最大、最小示数之比为8∶3
D.通过各开关的断开与闭合,在不同状态下,电流表的最大、最小示数之比为38∶3
【答案】BD
【难度】0.4
【来源】北京市三帆中学2024-2025学年九年级上学期期中物理测试题
【知识点】含有变阻器电路的动态计算、串联电路的电阻与电压的比值关系及计算、欧姆定律的简单计算
【解析】根据题意可知,只闭合开关S1和S3时,电路中只有R1,此时
U=I1R1①
只闭合开关S1、S4时,电阻R1、R2和R3串联接入电路,电压表测量的是R2两端的电压为3V,此时
U=I2(R1+R2+R3)=3V+I2(R1 +R3)②
3V= I2R2③
AB.已知
R1∶R2=3∶4
I1∶I2=8∶3
结合①②③,解得
R2∶R3=4∶1
U=6V
故A不符合题意,B符合题意;
C.电压表测量值最大时,只闭合开关S2和S3,电压表测量的是电源电压为6V,只闭合开关S1、S4时,电阻R1、R2和R3串联接入电路,电压表测量的是R2两端的电压,最小示数为3V,通过各开关的断开与闭合,在不同状态下,电压表的最大、最小示数之比为2∶1,故C不符合题意;
D.由
R1∶R2=3∶4
R2∶R3=4∶1
可得
R1∶R2∶R3=3∶4∶1④
当开关S1、S2、S3、S4都闭合时,电路中的总电流最大为
只闭合开关S1、S4时,电阻R1、R2和R3串联接入电路,此时电流表的示数最小为
由式子④⑤⑥可得
Imax∶I2=38∶3
故D符合题意。故选BD。
9.(2024·北京平谷·二模)如图所示,同学们课外活动时设计的电子身高测量仪的电路简图,绝缘板A与滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,且同步上下移动。已知电源电压恒为20V,定值电阻R1的阻值为30Ω,滑动变阻器的规格为“100Ω;1A”,电压表的量程为0-15V,电流表的量程为0-3A。下表为R2接入电路的阻值与被测者身高的对应关系。下列说法正确的是( )
身高(cm)
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
190
R2(Ω)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
A.测量时电流表的示数为0.4A,则被测同学身高为165cm
B.站在测量仪上的同学身高越高,电压表的示数越大
C.为保证电路安全工作,此测量仪测量的身高最多不能超过190cm
D.要提高测量仪的测量身高值,可以把R1换成阻值更大的定值电阻
【答案】BD
【解析】A.测量时电流表的示数为0.4A,由可得,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的电阻
R2=R−R1=50Ω−30Ω=20Ω
由表格数据可知,被测同学的身高为150cm,故A错误;
B.站在测量仪上的同学身高越高,滑片向上移动,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,定值电阻两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数越大,故B正确;
C.当电压表的示数为15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,此时定值电阻两端的电压
U1=U−U2=20 V−15 V=5 V
电路中的电流
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
由表格数据可知,此测量仪最多能测量身高为185cm的同学,故C错误;
D.要提高测量仪的测量身高值,应使滑动变阻器接入电路中的电阻变大,可以把R1换成阻值更大的定值电阻,此时R1分得的电压变大,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器的电压,由分压原理,应加长变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向上移动,即提高测量仪的测量身高值,故D正确。 故选BD。
10.(2025·北京二中教育集团·中考模拟)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
【解析】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。
11.(2025·北京西城·二模)小安设计了一种测量身高的电路装置,她用导线将电源、保护电阻R0、开关S、一根电阻为R的均匀直金属杆ab和电流表连接成图甲所示电路,金属杆ab竖直放置,电路中的MN部分可以按照人的身高上下移动。电源两端电压为U且保持不变,在电流表的表盘上刻上相应的高度,将其改装成“身高表”。忽略电路中的MN部分的电阻,请你尝试分析:
(1)如图乙所示,如果电流表表盘上所标c、d为身高刻度,则c点的身高刻度 (选填“大于”“等于”或“小于”)d点的身高刻度。
(2)小安用他设计的装置分别测量了两位同学的身高,发现两位同学的身高有差值,但对应的“身高表”的变化太小,即电流表示数的变化太小。小安想提高“身高表”的灵敏度,请你运用所学知识给小安提出改进意见,并分析说明理由。
【答案】(1)大于 (2)见解析
【解析】(1)由图甲可知,金属杆ab与保护电阻R0串联,电流表测电路中的电流。根据,电源电压U不变。当身高越高时,MN向上移动,金属杆接入电路的电阻越大,电路总电阻越大,电流I越小。观察图乙电流表,c点对应的电流小于d点对应的电流,所以c点对应的身高更高,即c点的身高刻度大于d点的身高刻度。
(2)根据欧姆定律,在电源电压U不变时,换用阻值更大的金属杆,在身高变化导致金属杆接入电路电阻变化相同时,电路总电阻变化量更大,电流变化量也就更大;换用阻值更小的保护电阻R0 ,在金属杆接入电路电阻变化时,电路总电阻受金属杆电阻变化的影响更显著,总电阻变化量更大,从而电流变化量更大。这样在身高有差值时,电流表示数变化更明显,能提高 “身高表” 的灵敏度。理由如下:
设高、矮两位同学测量身高时,金属杆ab接入电路的电阻分别为、。因为金属杆ab与保护电阻R0串联,R总=R1+R0、R′总=R2+R0
所以ΔI=I′-I=
当R1、R2、(R1-R2)一定,若增大U或减小R0,则ΔI增大,即提高了“身高表”的灵敏度。
12.(2025·北京丰台·一模)压力传感器是电子秤中的测力装置,可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废旧电子秤上拆下一个压力传感器,探究其阻值与所受压力大小(不超过)的关系。如图所示是小刚设计的实验电路图,电源电压恒定,为定值电阻,为压力传感器。
(1)电路中的作用是 ;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,电路出现的故障是 ;
(3)排除故障后,逐渐增大受到的压力,闭合开关,读出电流表和电压表的示数,计算出对应的的阻值,记录如下表所示。第5次测量时,电压表示数为,电流表示数为,此时的阻值为 ;
0
50
100
150
200
250
60
50
40
30
10
(4)请根据表中的数据在图中画出随F变化的关系图像;
(5)通过实验探究可归纳出,的阻值随压力F大小变化的规律,当的阻值为时,上受到的压力是 N。
【答案】(1)保护电路
(2)断路
(3)20
(4)
(5)125
【解析】(1)因为串联电阻的总电阻较大,可以防止电流过大,所以电路中串联电阻R0是为了保护电路。
(2)闭合开关,电流表无示数,可能电路发生断路,电压表等于电源电压,可能与电压表并联的电阻R1断路。
(3)第5次电阻值为
(4)把压力大小作为横坐标,把电阻大小作为纵坐标,在坐标系中描点连线即可得压敏电阻R1的阻值随压力F的大小变化的图象,如图:
(5)根据R1的阻值随压力F的大小变化的图象可知,压敏电阻R1的阻值与压力F成一次函数关系,设它们的关系式为R1=kF+b①
把F=50N,R1=50Ω和F=100N,R1′=40Ω代入①式可得50Ω=50N·k+b②
40Ω=100N·k+b③
联立方程②③可得k=-0.2Ω/N,b=60Ω,所以它们的关系式为R1=60Ω-0.2Ω/N·F
当的阻值为时,得到35Ω=60Ω-0.2Ω/N·F
上受到的压力F=125N。
13.(2024·北京人大附中中考·一模)小明用实验室的器材设计了一个测定风速大小的装置如图所示,探头、金属杆与滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动(摩擦不计),为定值电阻,电源电压一定。当电压表示数增大时,请通过计算分析说明此时的风速如何变化。
【答案】风速变小
【解析】当有风吹过探头时,上表面空气流速比下表面快,根据流速大的地方压强小,则上表面的气压小于下表面的气压,探头将受到一向上的合力;电源电压记为U,的电压从增加为,与串联时,两端的电压为,电流;与串联时,两端的电压为,电流;U、不变,,所以,,,,所以,因此电压增大时,阻值增加,滑片P向下移动,探头受向上的合力变小,即风速变小。
15.(2025·北京顺义·二模)图甲所示电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。求:
(1)电源两端电压U源;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)滑动变阻器RP的最大阻值。
【答案】(1)4.5V (2)5Ω (3)10Ω
【解析】(1)滑片P在a端时电压表的示数等于电源两端电压U源=4.5V
(2)定值电阻R的阻值为
(3)滑片P在b端时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,滑片P在b端时滑动变阻器两端电压
由图像可知,此时电流为I1=0.3A,滑动变阻器最大阻值
16.(2025·北京房山·一模)小阳设计了一个测定油箱内油量的模拟装置,如图甲所示。其中电源电压为6V且保持不变,R0是定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使滑片向上移动。当油箱清空时,滑片滑至电阻片的最上端;当油箱内的油量达到最大值时,滑片滑至电阻片的最下端。小阳为了将电流表上的示数改为油量值,通过测量绘制出R接入电路中的阻值随油箱内油量变化的关系图像如图乙所示。已知油箱清空时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)R0的阻值。
(2)电流表表盘的刻度为0.2A时对应标的油量值。
【答案】(1)10Ω (2)600cm3
【解析】(1)由图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流,油箱清空时,即油量为零时,滑片P在最上端时,滑动变阻器接入电阻最大,由图乙可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为50Ω,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知此时电路中的电流最小为0.1A,则电路中的总电阻为
R0的阻值为R0=R总1-R大=60Ω-50Ω=10Ω
(2)当电流表的表盘刻度为0.2A时,电路的总电阻为
此时滑动变阻器接入电路中的阻值
由图乙可知,此时的油量值为600cm3。
17.(2025·北京·十一学校·三模)小一连接电路如图所示,和是定值电阻,电源电压保持不变。他先将滑动变阻器的滑片移到端,闭合开关读出两个电压表的示数分别为和;他又将滑动变阻器的滑片移到端,闭合开关读出两个电压表的示数为和。小一发现电压表示数的变化量大于电压表示数的变化量,请你分析并判断和的大小关系。(可以画等效电路图进行辅助说明)
【答案】(分析过程见解析)
【解析】当滑片P移到a端时,电路为和串联,电压表测的电压,电压表测的电压,设电源电压为U,根据欧姆定律及串联电路的电压规律可得,两端的电压①
两端的电压②
当滑片P移到b端时,电路为、R和串联,电压表测、R的电压,电压表测、R的电压,设电源电压为U,根据欧姆定律及串联电路的电压规律可得,电压表V1的示数③
电压表V2的示数④
联立①③可得
联立②④可得
因为
即
化简可知
1.(2024·北京·中考)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”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变。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8mV。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。下列说法正确的是( )
A.每升高1℃,R的阻值增大1.65Ω
B.通过R的电流为20mA
C.环境温度为20℃时,电压表的示数为216mV
D.若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更小的恒流源
【答案】C
【解析】A.由图丙可知,温度升高20℃,电阻增大8Ω,则每升高1℃,R的阻值增大
故A错误;
BC.由图丙可知,当时,,由欧姆定律可知,通过R的电流
当时
则通过R的电流为
由题意可知,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变,环境温度从20℃上升到30℃,电阻变大,由可知,电压表的示数会增大,因电压表的示数变化了8mV,即
因电流不变,则,即
解得
故B错误,C正确;
D.由可知,阻值变化量相同时,电流越大,电压表示数变化值越大,因此若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更大的恒流源。故D错误。故选C。
2.(2023·北京·中考)如图所示,是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路,电源两端电压保持不变,电阻R1、R2中的一个是定值电阻,另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部,其阻值随油箱中油量的减少而增大,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.R1为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少,通过定值电阻的电流变大
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒油量将变小
D.若换用电压更大的电源,警戒油量将变大
【答案】ACD
【解析】A.依题意得,当邮箱中的油量不足时,电压表示数会大于某一值U时,就会触发报警。由图得,两电阻串联,电压表测量电阻R1的电压。依题意得,压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大,由串联电路电压特点得,随着油量减小,压敏电阻的电压增大,定值电阻电压减小,因此与电压表并联的电阻时压敏电阻,故A正确;
B.随着油箱的油量减少,电路中的总电阻变大,电路中电流减小,则通过定值电阻的电流变小,故B错误;
C.若换用阻值更大的定值电阻,触发警报时,电路中电流更小,压敏电阻的阻值更大,警戒油量将变小,故C正确;
D.若换用电压更大的电源,触发警报时,定值电阻两端的电压增大,电路中电流增大,压敏电阻的阻值减小,警戒油量将变大,故D正确。故选ACD。
1.(2025·福建·中考)光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.R的阻值随光照强度增大而增大
B.增大R0阻值可增大警戒光照强度
C.R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D.R0一定时,光照强度越大,电流表示数越小
【答案】B
【解析】由图可知,定值电阻R0和光敏电阻R并联,电流表测干路电路的电流
A.题目提到R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙所示,可以看出光照强度增大时阻值减小,故A错误;
B.警戒光照强度是电流达到I0时的光照强度。增大R0阻值会导致通过R0支路的电流减小,因此光敏电阻阻值需减小才能让电流重新达到I0。此时需要更强的光照,所以警戒光照强度增大,故B正确;
C.定值电阻R0和光敏电阻R并联,互不影响,R0一定时,电压不变则通过R0的电流不变,故C错误;
D.R0一定时,电压不变,通过R0的电流不变。光照强度越大,光敏电阻R的阻值减小,根据可知通过光敏电阻R这条支路的电流增大,电流表测干路电流,等于各支路电流之和,一条支路电流不变,另一条支路电流增大,故电流表示数增大,故D错误。故选B。
2.(2025·苏州·真题)如图所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,则( )
A.电流表A示数变小
B.电压表示数不变
C.电压表示数与电流表A示数之比变大
D.电压表示数与电流表A示数之比变小
【答案】D
【解析】AB.由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量变阻器两端的电压,闭合开关S后,当滑片P向右移动时,变阻器R2连入电路的电阻变小,由电阻的串联可知电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,由U=IR可知电阻R1两端的电压变大,即电压表示数变大,故AB不符合题意;
C.由可知电压表示数与电流表A示数之比等于R1的阻值,R1的阻值不变,所以电压表示数与电流表A示数之比不变,故C不符合题意;
D.由可知电压表示数与电流表A示数之比等于R2的阻值,R2的阻值变小,所以电压表示数与电流表A示数之比变小,故D符合题意。故选D。
3.(2025·四川巴中·中考)如图所示,是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随人的身高上下平移,人身高越高时,两电表示数变化情况正确的是( )
A.电流表示数变小 电压表示数变大 B.电流表示数变大 电压表示数变小
C.电流表示数变大 电压表示数变大 D.电流表示数变小 电压表示数变小
【答案】A
【解析】分析电路可知,定值电阻R0与滑动变阻器R,串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压。人身高越高时,滑片上移,滑动变阻器阻值变大,根据串联分压,滑动变阻器两端的电压变大,故电压表示数变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,电路中的电流变小,故电流表示数变小。故BCD不符合题意,A符合题意。故选A。
4.(2025·日照市·中考)某同学利用如图所示的电路探究热敏电阻的特性。电源电压恒定,Rt为某种热敏电阻,R为定值电阻。闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A.热敏电阻Rt的阻值变大
B.电流表A2的示数变大
C.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大
D.电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小
【答案】D
【解析】由图可知,热敏电阻Rt与定值电阻R并联,电流表A1在热敏电阻所在的支路,测通过热敏电阻的电流,电流表A2在定值电阻所在的支路,测通过定值电阻的电流,电流表A3在干路上测干路电流,电压表测电源电压。由题意知,闭合开关S1加热热敏电阻Rt,该同学发现电流表A1的示数变大,说明热敏电阻的阻值变小;根据并联电路电压的特点可知,定值电阻所在支路两端的电压不变,定值电阻的阻值不变,根据欧姆定律可知,该支路电流不变,即电流表A2的示数不变;电压表V的示数与电流表A2的示数的比值等于定值电阻的阻值,因此不变;由于电流表A1的示数变大,电流表A2的示数不变,根据并联电路电流的特点可知,电流表A3的示数变大,因此电压表V的示数与电流表A3的示数的比值变小。故D正确,ABC错误。故选D。
5.(2025·江苏南通·中考)冬天,为控制蔬菜大棚的温度在20~28℃,同学们设计了如图所示的控制电路。电源电压3V,R1是热敏电阻,R0选用3kΩ或5kΩ的定值电阻。闭合开关S,当R1两端电压U≥2V时,开启加热系统;当U≤1.8V时,关闭加热系统。热敏电阻R1在不同温度时的阻值如下表。下列说法正确的是( )
温度/℃
4.1
9.0
14.3
20.0
28.0
38.2
45.5
阻值/kΩ
22
16
10
6
4.5
3
2.5
A.R1的阻值与温度成反比
B.选用3kΩ的定值电阻能够满足设计的要求
C.R1和R0的功率可能相等
D.增大电源电压使开启加热系统的温度变低
【答案】B
【解析】A.由表中数据可知,热敏电阻阻值虽随温度升高而减小,但并非与温度成严格的“反比”关系,故A错误;
B.R1与R0串联,若R0=3kΩ,当R1两端电压U1=2V时,则U0=U-U1=3V-2V=1V
串联电路电流相等,则
即
对应温度20℃,开启加热系统; 当R1两端电压U1=1.8V时,则
串联电路电流相等,则
即
对应温度28℃,关闭加热系统;符合要求,故B正确;
C.R1与R0串联,功率相等时,I02R0=I12R1,R1=R0,若R0=3kΩ,R1=3kΩ,对应的温度是38.2℃,超过了温度在20~28℃范围,故C错误;
D.增大电源电压,若R0=3kΩ,R1两端电压U1=2V时,U0=U-U1=6V-2V=4V
串联电路电流相等
即
由表中数据可知,温度高于45.5℃,使开启加热系统的温度变高,故D错误。故选B。
6.(2025·江苏宿迁·中考)噪声是污染环境的公害之一,某科技小组为了监测噪声的强弱,用学生电源、电压表、定值电阻、声敏电阻R等实验器材进行探究,设计如图甲所示电路。其中R的阻值随声音强弱变化如图乙所示。某次测试中,当噪声为70dB时,电压表示数为6V;当噪声为40dB时,电压表示数为3V。下列说法正确的是( )
A.阻值为20Ω
B.电源电压为24V
C.电路中电压表示数随声音强弱增大而减小
D.当电压表示数为4.5V时,噪声强度为50dB
【答案】D
【解析】AB.由图甲可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻的电压,噪声为70dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R=20Ω,噪声为40dB时,由图乙可知,此时声敏电阻的阻值为R'=50Ω,根据串联电路的电压之比等于电阻之比,故有R0∶R=U0∶(U-U0)
则得R0∶20Ω=6V∶(U-6V)①
则得R0∶50Ω=3V∶(U-3V)②
解得U=18V,R0=10Ω,故AB错误;
C.由图乙可知,当声音强度增大时,声敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路电流增大,根据U=IR可知R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故C错误;
D.当电压表示数为4.5V时,根据R0∶R″=U0∶(U-U0)
得到10Ω∶R″=4.5V∶(18V-4.5V)
解得R″=30Ω,根据乙图可知,噪声强度为50dB,故D正确。故选D。
7.(2025·安徽·中考)如图所示的电路中,电源电压保持不变,为滑动变阻器,和为定值电阻。闭合开关。在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由端移至端,电压表、电压表、电流表示数变化量的绝对值分别为、、。则( )
A.电流表A的示数变小 B.电压表的示数变大
C.与的比值等于的阻值 D.与的比值等于的阻值
【答案】D
【解析】AB.由图可知电路为串联电路,电流表测电路中电流,电压表测和两端电压,电压表测两端电压,将滑动变阻器的滑片由端移至端,滑动变阻器接入电阻变小,电路总电阻变小,由欧姆定律可知电流中电流变大,即电流表示数变大;滑动变阻器接入电阻变小,则和 的总电阻变小,根据串联分压原理可知和 两端总电压减小,即电压表的示数变小,故AB错误;
C.滑动变阻器接入电阻变小,根据串联分压原理可知电压表示数减小,即滑动变阻器两端电压的减小量,根据串联电路电压特点可知减小多少,和 两端总电压增加多少,串联电路电流处处相等,是电路中电流的变化量,则与的比值等于和 两电阻的阻值之和,故C错误;
D.根据串联电路电压特点可知减小多少,两端电压增加多少,是电路中电流的变化量,则,故D正确。故选D。
8.(2025·四川省遂宁市·中考)在如图所示的电路中,电源电压,滑动变阻器标有“50Ω 2A”,定值电阻,电流表A的量程为0~3A,电流表的量程为0~0.6A.闭合开关,在保证电路安全的情况下,的滑片只能在a、b两点(图中未标出)间滑动。当的滑片由a点滑至b点时,电流表A的示数由I变为,的示数由变为,下列结论正确的是( )
A.小于
B.的滑片在a点时
C.的最小值为12Ω
D.的功率变化范围为0.72W~3.6W
【答案】C
【解析】如图,为并联电路,电流表A1测通过R1的电流,电流表A测干路电路。
A.根据并联电路电压特点
由欧姆定律,通过的电流,,且为定值电阻,,,即
那么,故A错误;
B.因并联电路各支路电压相等,由欧姆定律可得
则,故B错误;
C.由于电流表A量程为0∼3A,通过的最大电流
则的最小值为,故C正确;
D.的最小功率
的最大功率
的功率变化范围为0.72W~3W,故D错误。故选C。
9.(2025·重庆·中考)科技小组的同学按图甲所示的电路研究自制小台灯的调光效果,灯泡L标有“2.5V”字样,电源电压恒为,电压表量程为“”,电流表量程为“”。闭合开关S,在确保电路安全的情况下,最大范围移动变阻器的滑片P,观察灯泡的L亮暗,绘出灯泡L的图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.灯泡正常发光时电阻值为
B.灯泡随滑片P向端移动而变亮
C.变阻器接入的阻值范围为
D.电路消耗的最大电功率为0.625W
【答案】C
【解析】A.由图乙可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.25A,则灯泡正常发光时电阻值为
故A错误;
B.分析电路可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡电压,电流表测电路电流。滑片P向端移动时,变阻器阻值变大,则总电阻变大,根据,电路中电流变小,由图乙可知,灯泡电压变小,根据,灯泡实际功率变小,灯泡变暗,故B错误;
C.由图乙可知,灯泡电压为2.5V时,电流最大为0.25A,此时变阻器阻值最小为
灯泡电压为0.5V时,电流最小为0.1A,此时变阻器阻值最大为
所以变阻器接入的阻值范围为,故C正确;
D.电流最大为0.25A,则电路消耗的最大电功率为
故D错误。故选C。
10.(2025·山东滨州·中考)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变小 B.电流表与电流表的示数相等
C.电流表的示数变大 D.电压表V与电流表示数的比值变大
【答案】C
【解析】ABC.由图得,闭合开关S,并联,电流表测量电流,电流表测量干路电流,所以电流表的示数大于电流表的示数,电压表测量电源电压,则电压等于电源电压;滑动变阻器滑片P从最上端向中点移动过程中,R接入电路中电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,则电压表示数不变,由欧姆定律得,R电流变大,电路总电流变大,则电流表示数变大,示数不变,故A、B错误,C正确;
D.由于电压表V的示数不变,电流表示数不变,则电压表V的示数与电流表示数的比值不变,故D错误。故选C。
11.(2025·山东省德州市·中考)如图甲所示,电源电压恒定,电压表V1量程为0~15V,电压表V2量程为0~3V,电流表A量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。在保证电路元件安全的前提下,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,某一电压表示数与电流表示数关系图像如图乙所示。则下列说法正确的有( )
①电源电压为4.5V
②定值电阻R1的阻值为2.5Ω
③定值电阻R1的最小电功率为0.45W
④滑动变阻器的调节范围2.5~20Ω
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【解析】①②闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测量电源电压,示数不变,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,示数变化,如图乙;滑动变阻器接入电路的阻值较小时,总电阻较小,根据欧姆定律可知,电路电流较大,从图中可知为0.6A,此时变阻器两端的电压为1.5V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
滑动变阻器接入电路的阻值较大时,总电阻较大,根据欧姆定律可知,电路电流较小,从图中可知为0.3A,此时变阻器两端的电压为3V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知,电源电压
联立两式解得,,故①正确,②错误;
④根据欧姆定律可知变阻器接入电路的阻值分别为
则滑动变阻器的调节范围2.5~10Ω,故④错误;
③定值电阻R1的最小电功率为,故③正确;
综上可知,①③正确,②④错误,则正确的有2个,故B正确,ACD错误。故选B。
12.(2025·甘肃省兰州市·中考)在课外实践制作活动中,小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤,原理如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为60Ω,压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点,托盘固定在A点,OA∶OC=1∶4,托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A.增大托盘里被测物体的质量,电压表的示数会变小
B.电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处
C.若R0的阻值为120Ω,则电子秤能测量的最大质量为120kg
D.若只将托盘的固定点从A移至B,则电子秤的量程变大
【答案】C
【解析】A.增大托盘里被测物体的质量,F2变大,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l 2可知,力臂不变的情况下,F1变大,即C端对压敏电阻的压力变大,由图乙可知,压敏电阻阻值R变小,由串联电路的分压规律可知,电压表示数U0变大,故A错误;
B.当电子秤的示数为0kg时,C点对压敏电阻的压力为0,此时压敏电阻的阻值为300Ω,由串联电路的电压分配规律可得
解得U0=1V
故B错误;
C.电子秤测量最大质量时,电压表示数最大,由串联电路的分压规律可得
解得R′=120Ω,由图乙可知此时电子秤受到的压力F1=300N,由杠杆的平衡条件可得物体的重力
所以此时称量的最大质量;故C正确;
D.由杠杆的平衡条件可知,在动力和动力臂的乘积不变时,将托盘的固定点从A移至B,将增大阻力臂l2,则阻力F2将变小,即称量的物体的重力变小,由公式可知质量变小,所以电子秤的量程将变小。故D错误。故选C。
13.(2025·四川省乐山市·真题)爱思考的小金设计了一个能检测水流速度变化的装置,已知电源电压保持不变,是定值电阻,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动。下列能实现水流速度越大,电表示数越大的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向上凸起,机翼上方的水流速度较快,机翼上方受到的竖直向下的压强小于机翼下方受到的竖直向上的压强,机翼获得竖直向上的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,电路电阻越小,电路电流越大,则电流表的示数越大,故A符合题意;
B.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量变阻器R的电压。水流速度越大,机翼获得竖直向上的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越小,由串联电路中电阻越小分到的电压越小得,电压表的示数变小,故B不符合题意;
C.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电流表串联在电路中;机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,则电流表的示数越小,故C不符合题意;
D.图中定值电阻R0与变阻器R串联,电压表测量定值电阻R0的电压。机翼向下凸起,机翼下方的水流速度较快,机翼下方受到的竖直向上的压强小于机翼上方受到的竖直向下的压强,机翼获得竖直向下的压力差,水流速度越大,机翼获得竖直向下的压力差越大,变阻器接入电路中的电阻越大,电路电阻越大,电路电流越小,由欧姆定律得,定值电阻R0的电压变小,故电压表的示数变小,故D不符合题意。故选A。
14.(2025·江苏扬州·中考)如图,电源电压U可调,是阻值为5Ω的定值电阻,为敏感元件,其阻值随电流增大而减小。电源电压从零增大,电路中电流逐渐增大。当电流为0.3A时,两端电压为1.5V。的功率为,的功率为。则( )
A.时,可能等于 B.时,一定小于
C.时,一定等于 D.时,一定小于
【答案】B
【解析】当电流为0.3A时,分析电路,此时两端电压为1.5V。由欧姆定律可得
是阻值为5Ω的定值电阻,因此总电阻
此时电源电压为
此时两电阻阻值相等,串联电路电流相等,根据功率计算公式 可得
当时
A.时,电源电压小于3V,电路中总电流减小,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小;反之,其阻值随电流减小而增大。则此时的阻值大于5Ω,故,两电阻阻值不相等,电流相等,则,P1不可能等于P2,故A不符合题意;
B.时,电源电压小于3V,电路中总电流减小,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小;反之,其阻值随电流减小而增大。则此时的阻值大于5Ω,故,则两电阻阻值不相等,电流相等,则,P1一定小于P2,故B符合题意;
C.时,电源电压大于3V,电路中总电流增大,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小,则此时的阻值小于5Ω,故,电流相等,则,P1一定大于P2,不可能相等,故C不符合题意;
D.时,电源电压大于3V,电路中总电流增大,因R为敏感元件,阻值随电流增大而减小,则此时的阻值小于5Ω,故,电流相等,则,P1一定大于P2,故D不符合题意。故选B。
15.(2025·湖南省长沙市·真题)如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑片跟滑杆相连,滑杆可以绕着O点转动,另一端固定着浮子。电源电压保持不变,当水箱内水位上升时( )
A.水对箱底的压强变小 B.R接入电路的电阻变小
C.电路中的电流变小 D.电压表的示数变大
【答案】BD
【解析】A.当水箱内水位上升时,由p=ρgh可知水对箱底的压强变大,故A不符合题意;
BCD.由图可知,变阻器和电阻R0串联,电压表测量电阻R0两端的电压,当水箱内水位上升时,滑动变阻器的滑片下移,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由U=IR可知电阻R0两端的电压变大,即电压表的示数变大,故BD符合题意,C不符合题意。故选BD。
16.(2025·齐齐哈尔&黑河&大兴安岭·中考)如图所示的电路中,电源电压为且保持不变,定值电阻的阻值为,滑动变阻器上标有“”的字样,电压表所接量程均为,正常使用时元件完好。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器滑片的过程中,下列说法正确的是( )
A.滑片向右移动时,电压表的示数变大
B.电压表示数的最大值为
C.滑动变阻器接入电路的最小阻值为
D.该电路总功率的最小值为
【答案】ACD
【解析】A.分析电路可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测电压,电压表测电压。滑片向右移动时,滑动变阻器阻值变大,根据串联分压原理,电压表的示数变大,故A正确;
BC.滑动变阻器上标有“”的字样,则电路最大电流为2A。定值电阻的阻值为,则电压表示数的最大值为
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小为
故B错误,C正确;
D.电压表所接量程均为,滑动变阻器阻值变大时,根据串联分压原理,电压表的示数变大,所以当电压表示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联分压原理则有
解得滑动变阻器接入电路的阻值最大值,所以该电路总功率的最小值为
故D正确。故选ACD。
17.(2025·江西·中考)在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.仅闭合,将滑片P向右移动,A的示数变小,V的示数变大
B.仅闭合,将滑片P向左移动,A的示数变大,V的示数变大
C.先闭合,保持滑片P位置不动,再闭合时,A的示数变大
D.闭合和,将滑片P向右适当移动的过程中,V的示数不变
【答案】BCD
【解析】A.由图可知,仅闭合,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,将滑片P向右移动,变阻器R2连入电路的电阻变大,由电阻的串联可知,电路的总电阻变大,由可知电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,由U1=IR1可知电阻R1两端的电压变小,V的示数变小,故A错误;
B.由图可知,仅闭合,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,将滑片P向左移动,变阻器R2连入电路的电阻变小,由电阻的串联可知,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,由U1=IR1可知电阻R1两端的电压变大,V的示数变大,故B正确;
C.由图可知,先闭合,保持滑片P位置不动,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,再闭合时,变阻器R2被短路,是电阻R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故C正确;
D.闭合和,变阻器R2被短路,只有电阻R1的简单电路,电压表V测量电源电压,将滑片P向右适当移动的过程中,V的示数不变,故D正确。故选BCD。
18.(2025·云南·中考)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
【解析】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。
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,700kg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。
19.(2025·四川泸州·中考)物理应用无处不在。如图甲、乙所示是拳击训练中为测量击打力大小而设计的电路,电源电压恒为6V,为20Ω的定值电阻,电流表量程为0~0.6A,为压敏电阻,其电阻值与击打力的关系如图丙所示。下列说法中正确的是( )
A.用甲电路测试,当击打力为1000N时,电流表的示数0.12A
B.用乙电路测试,当电流表示数为0.50A时,击打力为2000N
C.甲、乙两电路相比,甲电路的击打力测量范围较小
D.乙电路中可增大的阻值来增大击打力测量范围
【答案】AD
【解析】A.在甲电路中,与串联。由图丙可知,当击打力时,压敏电阻。此时
电流表的示数为
故A 正确;
B.在乙电路中,与并联。当电流表示数时,通过的电流
通过压敏电阻的电流
由此时压敏电阻的阻值
由图丙可知,此时击打力为,故B错误;
C.对于甲电路,当电流表的示数时,由可得
因为为,则压敏电阻的阻值可以为0,由图丙可知对应的击打力可达到4000N。
对于乙电路,当电流表的示数时,通过的电流
通过压敏电阻的最大电流
可得压敏电阻的最小阻值
由图丙可知此时对应的击打力最大为2000N。
所以甲电路的击打力测量范围较大,故C 错误;
D.在乙电路中,与并联。电流表测干路电流。根据欧姆定律,增大的阻值,通过的电流变小。当电流表量程不变时,通过压敏电阻的最大电流增大,由欧姆定律可知,压敏电阻的最小阻值减小,由图丙可知,击打力测量范围会增大,故D正确。故选AD。
20.(2025·天津·中考)图所示电路电源电压不变,将定值电阻和滑动变阻器中的一个接在A、B间,另一个接在C、D间。滑动变阻器的滑片位于某一位置,闭合开关S,电流表示数为I0,A、B间电压为U1,C、D间电压为U2(U1≠U2);移动滑片至另一位置,电流表示数变大,A、B间电压减小了ΔU。则( )
A.C、D间应接滑动变阻器
B.定值电阻的阻值为
C.移动滑片前后,电路中电流的变化量为
D.移动滑片前后,电路消耗总功率的比值为
【答案】BC
【解析】A.依题意可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路中电流。根据,电流表示数变大时,定值电阻的电压也变大,所以A、B间应接滑动变阻器,C、D间应接定值电阻,故A不符合题意;
B.C、D间接定值电阻,根据欧姆定律,定值电阻的阻值为,故B符合题意;
CD.移动滑片至另一位置,电流表示数变大,A、B间电压减小了ΔU,根据串联电压规律,C、D间电压增大了ΔU,根据,移动滑片前后,电路中电流的变化量为
根据,电压不变时,电功率和电流成正比,移动滑片前后,电源电压不变,则电路消耗总功率的比值为
故C符合题意,D不符合题意。故选BC。
21.(2025·四川巴中·中考)如图甲是一台放置在水平地面的智能体重秤,图乙是它的电路结构图,为阻值100Ω的定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随人对秤盘压力的变化关系如图丙所示,已知电源电压为3V且保持不变(g取10N/kg)。求:
(1)当秤盘为空时,R的阻值;
(2)某同学站在体重秤上时,电压表示数为2V,该同学的质量。
【答案】(1)400 Ω (2)60kg
【解析】(1)当秤盘为空时,秤盘受到的压力为0N,如图丙所示,此时压敏电阻R=400 Ω
(2)由图乙可知,两个电阻串联,电压表测压敏电阻两端电压。
电压表示数为2 V,则定值电阻两端电压
电路中电流为
压敏电阻的阻值为
由图丙可知,此时对应的压力F=600 N
该同学质量
22.(2025·江苏盐城·中考)图甲为科技小组设计的模拟电路,用于测量仰卧起坐次数。电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值随光照强度的减小而增大。当射向R2的红外线被遮挡时,R2两端的电压达到设定值,触发计数系统计数。测试过程中,R2两端电压与时间的关系图像如图乙所示,电流表示数与时间的关系图像如图丙所示,且完成每次仰卧起坐的时间相同。
(1)求1min内完成仰卧起坐的个数。
(2)求触发计数时,光敏电阻R2的阻值。
(3)求电路中的电源电压。
【答案】(1)50个 (2)50Ω (3)6V
【解析】(1)由图乙可知,在0 ~ 2.4s 时间内电压出现两次达5V 的触发过程,说明2.4 s 内完成了2 次仰卧起坐,因此每次所用时间为1.2 s;则1 min 内可完成的个数为
(2)由图甲可知,R1与R2串联,当射向R2的红外线被遮挡时,触发计数,此时R2的阻值随光照强度的减小而增大,根据串联电路分压规律可知R2两端的电压最大;由图乙可知,触发计数时,光敏电阻R2两端电压U2 = 5.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.1A,此时光敏电阻R2的阻值为
(3)触发计数时,由图乙可知光敏电阻R2两端电压U2 = 5.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.1 A,由图甲可知两个电阻串联,则电源电压为 ①
未触发计数时,由图乙可知光敏电阻R2两端电压U2 = 3.0 V,由图丙可知此时电路中电流I = 0.3 A,则电源电压为 ②
解①②得,
(2)答案不完整 需要补充由图甲可知,R1与R2串联,R2的阻值随光照强度的减小而增大,触发计数时,射向R2的红外线被遮挡,则此时R2的阻值最大,根据串联电路分压规律可知R2两端的电压最大。
23.(2025·山东泰安·中考)2025年3月6日,我国首批自主研发的某型号120吨级纯电动矿用卡车(图甲)在国内露天矿山领域开始规模化应用,实现了环保效益和经济效益双赢。g取10N/kg,请解答下列问题:
(1)该型卡车某次运输时以18km/h的速度,在平直路面上匀速行驶0.25h,车载电池的输出电能有转化为机械能。求该卡车在此条件下行驶的距离和牵引力的大小;
(2)物理兴趣小组自制卡车模型,并设计了防超载系统,其工作原理如图乙所示。为定值电阻,货物对压敏电阻。产生压力,阻值与压力F大小的关系如图丙所示。调试过程如下:闭合开关S,当载重(承载货物的质量)为2.5kg时,电压表示数为;当载重为10kg时,控制电路中电流达到临界值,磁性开关动触片被电磁铁吸引断开,电动机停止工作,电压表示数为,且;控制电路中电流小于临界值时,磁性开关动触片回弹闭合,电动机正常工作。控制电路电源电压,水平放置的货架重力和电磁铁线圈的阻值均忽略不计,求的阻值和的大小;
(3)若图乙中电压表量程为0~3V,不变、触发电动机停止工作的条件不变,在保证电路安全的情况下,通过更换定值电阻,能否使触发电动机停止工作时的载重达到12kg?请结合(2)中有关数据计算说明。
【答案】(1),
(2),
(3)能,见解析
【解析】(1)该卡车在此条件下行驶的距离s=vt=18km/h×0.25h=4.5km
车载电池的输出电能有转化为机械能,牵引力做的功W=2.7×108J,牵引力的大小
(2)由图乙可知,定值电阻R0与压敏电阻RF串联,电压表测量R0两端的电压,当载重为2.5 kg时,RF受到的压力F1=G1=m1g=2.5kg×10N/kg=25N
由图丙可知,RF的阻值RF1=300Ω,则控制电路的电压
即①
当载重为10 kg时,RF受到的压力F2=G2=m2g=10kg×10N/kg=100N
由图丙可知,RF的阻值RF2=150Ω,则控制电路的电压
即②
已知③
由①②③得到U2=1.5V,R0=50Ω,控制电路中电流达到临界值
(3)由图丙可知,设RF和压力F的关系式为RF=kF+b
当RF1=300Ω,F1=25N,带入上面关系式300Ω=25N×k+b④
当RF2=150Ω,F2=100N,带入上面关系式150Ω=100N×k+b⑤
由④和⑤得到k=-2Ω/N,b=350Ω,RF和压力F的关系式为RF=-2FΩ/N+350Ω
当载重达到12kg,压敏电阻受到的压力F3=G3=m3g=12kg×10N/kg=120N
则压敏电阻的阻值RF3=-2×120Ω+350Ω=110Ω
控制电路中电流达到临界值I2=0.03A,控制电路的总电阻
更换后的定值电阻的阻值R′0=R总-RF3=200Ω-110Ω=90Ω
此时电源电压U0=I2R′0=0.03A×90Ω=2.7V<3V
所以使触发电动机停止工作时的载重达到12kg。
24.(2025·河北省·中考)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器标有“”,小灯泡标有“”字样。闭合开关,当滑片在某一位置时,电压表示数为,电流表示数为,小灯泡的图象如图所示。
(1)求小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)求电源电压;
(3)将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程,电压表量程。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片,发现通过小灯泡L的电流都可以在之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
【答案】(1)12Ω (2)8V (3)6~11V
【解析】(1)小灯泡L正常发光时的电阻
(2)由电路图可知,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,由图像可知,当灯泡两端的电压是6V时,通过灯泡的电流是0.5A,灯泡的额定电流是0.5A,此时灯泡正常发光,所以灯泡的电压是6V,电源电压U=UL+UR=6V+2V=8V
(3)当电路中的电流最大是0.5A,变阻器连入电路的电阻为零,电源电压最小,最小电源电压Umin=UL=6V
当电路中的最小电流是0.2A,变阻器连入电路的电阻为最大值50Ω,变阻器两端的电压UR1=IminR大=0.2A×50Ω=10V<15V
此时电源电压最大,最大电源电压Umax=UL1+UR1=1V+10V=11V
电源电压的取值范围是6~11V。
25.(2025·四川成都·中考)教室灯光改造需要检测室内光照强度(简称照度,单位为Lx)。小成利用身边器材设计了一个测量照度的电路,如图甲所示。电源电压取值范围0~12V;电压表量程0~3V;R1为阻值范围10kΩ~30kΩ的电阻箱;R2为光敏电阻,其阻值随光照度变化的规律如图乙所示。
(1)若电源电压为3V,为15kΩ,电压表读数为0.75V,求此时的照度大小。
(2)调节阻值,使电路能测量7Lx的照度,求电源电压的最大值。
【答案】(1)3Lx (2)7.5V
【解析】(1)由图甲可知两个电阻串联,电压表测量两端电压,电路中电流为
根据串联电路电压特点和欧姆定律可得R2的阻值为
由图乙可知此时光照强度为3Lx。
(2)电路能测量7Lx的照度,由图乙可知R2的阻值为,电压表量程0~3V,电压表示数最大为3V,R1为阻值范围10kΩ~30kΩ的电阻箱,根据串联分压原理有
即
由于为3V、为且都为定值,则当阻值最小时,电源电压最大,即的阻值为10kΩ,则电路中电流为
最大电源电压为
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