期末专题:欧姆定律在串、并联电路中的应用计算题2025-2026学年人教版九年级物理全一 册
2026-01-23
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内容正文:
期末专题:欧姆定律在串、并联电路中的应用计算题
1.随着网购的兴起,物流快递员根本忙不过来,于是就出现了快递小哥暴力卸货的现象,个别快递员将货物直接从物流车上扔下来。怪不得有些快递拆开就是坏的。于是李伟就设计了一个简易电子秤来测试从一米五左右的高度扔到地上时货物对地面的最大压力。其工作电路图如图甲所示,电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R0=10Ω,压力传感器踏板(不计质量)受到压力后,其阻值R随所受压力F的变化而改变(如图丙所示)。闭合开关S,李伟将30kg的装沙子的纸箱从一定高度丢向踏板并最终静止在踏板上,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示。已知电源电压U=18V,g取10N/kg。求:
(1)没有受到压力时,压力传感器的电阻是多大?
(2)乙图中I0的值是多大?(结果保留两位小数)
(3)李伟此次在测试过程中,扔出的货物对踏板的最大压力是多大?
2.如图所示电路,电源电压U=6V,定值电阻R1=10Ω。
(1)当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器R2的滑片位于a端时,电流表的示数为0.2A。求定值电阻R3的电阻大小。
(2)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器R2的滑片位于中点时,电流表的示数为0.3A。求滑动变阻器R2的最大电阻值。
(3)当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器R2的滑片从a端移至b端的过程中,求电压表示数的变化范围。
3.如图为水果筛选装置,重力不同的水果经过传送带上压力检测点时,检测点下方的力敏电阻R0阻值发生变化,AB间电压U1也随之改变,且压力每增加1N,R0的阻值减小4Ω;当压力F大于等于4N时,R0阻值保持2Ω不变。均匀电阻丝R1的规格为“2Ω/cm”。当重力小于一定值的水果经压力检测点,使AB间电压U1小于6V时,机械装置启动,将重力不达标的水果推出传送带,实现自动筛选。
(1)当压力检测点不受压力时,力敏电阻R0的阻值为 Ω,当水果重力小于4N时,经过压力检测点的水果重力越大,电路中的电流 ;
(2)该装置可以调节筛选水果的重力,将滑片P置于电阻丝R1的最顶端,闭合开关S,当压力检测点不受压力时,AB间的电压U1为5V;保持滑片P位置不变,启动机械装置,质量小于1.5N的水果筛除,为实现将小于2.5N的水果筛除,需要将滑片P从最顶端向下移动多少?(写出必要的文字说明、表达式及最后的结果)
4.将阻值为10Ω的电阻R2与另一电阻R1接入电源电压恒定的电路,如图所示。仅闭合开关S时,电流表A的示数为0.3A;同时闭合S、S1时,电流表A的示数为0.45A。求:
(1)电源电压;
(2)开关S、S1全部闭合时,通过R1的电流及R1的阻值。
5.将规格为“3V 0.5A”的灯泡L和标有“20Ω 1A”的滑动变阻器,串联在如图甲所示电路中,电压表的量程为0-3V,电流表的量程为0-0.6A,小灯泡工作时电压与电流的关系如图乙所示。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片移到合适位置时,测得电流表示数为0.3A,电压表示数为2.5V。求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻;
(2)电源电压的大小;
(3)在电路安全工作的情况下,滑动变阻器的取值范围。
6.秋实同学设计了一个用电表示数变化反映环境温度变化的电路,其电路原理如图甲所示,电源电压保持不变,是定值电阻,阻值为,是热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系图像如图乙所示。闭合开关S后,当环境温度为40℃时,此时电压表的示数为3V。求:
(1)通过的电流;
(2)电源电压。
7.如图,电源电压恒定,、是定值电阻,,滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”字样。只闭合开关,电流表的示数为0.8A;再闭合开关、,电流表的示数变化了0.4A。求:
(1)电源电压;
(2)开关、、都闭合时,求的阻值;
(3)只闭合开关,移动变阻器滑片,在保证电路安全的情况下,求滑动变阻器接入电路中的阻值允许范围。
8.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为。闭合开关S,滑动变阻器的滑片置于中点时,电流表A的示数为0.5A,电流表的示数为0.2A。求:
(1)通过的电流;
(2)电源电压;
(3)滑动变阻器的滑片置于最右端时,电流表的示数。
9.小明购买了一个电子体重秤,如图甲所示,小明通过查询资料了解电子体重秤简化电路图如图乙所示。为定值电阻,为压敏电阻,电压表的量程为0~3V,电压表满偏时,电流表示数为0.06A,压敏电阻大小与质量的关系如表所示。求:
质量m/kg
210
180
150
120
90
60
30
电阻
70
60
50
40
30
20
10
(1)质量为的小明站到体重秤上,电压表示数为2V,此时电流表的示数;
(2)该电子体重秤能测量的最大质量;
(3)电子秤的电源电压和定值电阻的阻值;
(4)小明想在原有电路的基础上,不改变电表量程前提下,把电子秤的最大测量值变为,小明的想法可行吗?若可行,请你通过计算说明为小明提出一种改进方案。
10.学校开展了防溺水安全教育后,科技小组的同学设计了一种防溺水装置,其简化电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为20Ω,RP是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值RP随水深h变化的图像。该装置未浸入水中时,电流表示数是0.1A;当浸入水下深度h大于等于2.5m时,装置中由电压表改装而成的报警器开始报警。求:
(1)该电路的电源电压;
(2)报警器刚开始报警时,RP两端的电压;
(3)为了防溺水的需要,如果把报警水位调整到1m,请你写出一种可行的方案,并结合计算进行说明。
11.如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻的阻值为20Ω。滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样,电流表、电压表的测量范围分别为0~3A、0~15V。闭合开关S后,移动滑片P至变阻器的中点,电压表示数为6V。
(1)求此时通过滑动变阻器的电流;
(2)求电源电压;
(3)若用一个新的电源替换原来的电源,移动滑片P至任意位置均能保证电路安全,求可替换的电源电压最大值。
(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
12.如图所示电路中,定值电阻。当闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片移到最左端时,电流表A1的示数为0.6A,A的示数为0.9A。求:
(1)电源电压U是多少?
(2)R2的阻值是多少?
(3)若将S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片移到最右端时,电流表A的示数为0.15A,则滑动变阻器的最大阻值是多少?
13.如图甲所示,是年轻人追捧的高颜值实用性加热杯垫,可以随时加热咖啡茶饮,还可以加热面包等小零食,其等效电路结构如图乙所示。电路中电源两端电压保持12V不变,R1的阻值为8Ω,R2的阻值为12Ω。求:
(1)只闭合开关S,通过R1的电流;
(2)闭合开关S1、S2电路中的总电流;
(3)整个电路的总电阻。
14.如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω、R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0-15V,V2的量程为0-3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,通过R2的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路中的电流保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求:R0接入电路的阻值范围。
15.如图,是某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受撞击力进行测试。测试时如图(甲),该材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击后样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数随时间变化的图像如图(乙),压力传感器的电阻随压力变化的过程如图(丙)。电源电压为24 V,定值电阻。取,求:
(1)重物在下落过程中,压力传感器的电阻为多大;
(2)在撞击过程中,样品承受的最大撞击力为多少;
(3)重物的质量是多少?
16.一款燃料电池型酒精测试仪的工作电路如图所示,定值电阻的阻值为。燃料电池两端的电压与进入电池的酒精浓度的关系如下表所示。酒精浓度表示每100mL气体中含有的酒精质量。(说明:为饮酒驾驶,为醉酒驾驶。)求:
0
10
30
40
50
60
90
0
0.5
1.5
2.0
2.5
3.0
4.5
(1)当用该测试仪对一司机检测时,若图中电流表的示数为0.1A,请计算电阻两端电压U是多少?
(2)分析该司机是否为饮酒驾驶?
(3)若司机被检测为醉酒驾驶,则燃料电池两端的电压U至少是多少?图中电流表的示数至少为多少?
17.物理兴趣小组利用热敏电阻制作了高温报警器,当环境温度达到或超过某一温度时,报警器报警。其电路图如图所示,其中电源电压,定值电阻,热敏电阻R1的阻值随环境温度T变化的情况如表格所示,当报警器两端电压达到或超过6V时,报警器报警。求:
环境温度T/℃
5
10
20
30
40
50
60
70
热敏电阻R1/Ω
60
44
28
18
12
8
7
5
(1)环境温度为20℃时,热敏电阻的阻值为多少?
(2)当报警器两端电压达到6V时,报警温度为多少;
(3)如果要将报警温度设置为50℃,在不改变报警电压的前提下,还可以采取什么措施?请通过计算说明。
18.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的示数分别为0.5A和0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻的电流;
(3)的阻值。
19.体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,小阳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。已知电源电压恒定,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,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少?
(2)当体重计示数为600N时,电流表示数为多少?
(3)为了增加地磅的最大测量值,电源电压不变,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。
20.如图所示,电源电压为3V,,。求:
(1)只闭合开关时,电流表的示数;
(2)只闭合开关时,与两端电压之比;
(3)闭合开关、,断开时,电流表与的示数之比。
试卷第1页,共3页
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《期末专题:欧姆定律在串、并联电路中的应用计算题(专项训练)2025-2026学年人教版九年级物理全一册》参考答案
1.(1)170Ω
(2)0.13A
(3)1200N
【详解】(1)由图丙可知,压力越大,压力传感器的阻值越小,所以没有受到压力时,压力传感器的电阻最大,由可知,此时电路中电流最小,由图乙可知,最小电流为0.1A,则根据欧姆定律和串联电路的电阻特点可得此时压力传感器的电阻为
(2)电流最终为I0并保持不变,说明此时货物处于静止状态,压力等于重力G=mg=30kg×10N/kg=300N
由图丙可知,此时压敏传感器的阻值为130Ω,由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻为R总=R+R0=130Ω+10Ω=140Ω
此时电路中的电流为
(3)由图乙可知,电路中最大电流为0.6A,此时压力传感器的阻值为
由图丙可知,此时压力传感器受到的压力为1200N。
2.(1)
20Ω
(2)
20Ω
(3)
0 ~ 4V
【详解】(1)当开关S1闭合、S2断开,定值电阻R1、定值电阻R3和滑动变阻器R2串联,滑片位于a端时,滑动变阻器阻值为0,根据串联电路中电阻的特点,此时电路中的总电阻等于定值电阻R1和定值电阻R3阻值的和,电源电压U为6V,电流表的示数为0.2A,根据欧姆定律可得
定值电阻R1=10Ω,故
(2)当开关S1、S2都闭合,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,定值电阻R3短路,滑动变阻器R2的滑片位于中点时,电流表的示数为0.3A,根据串联电路中电阻的特点,此时电路中的总电阻
电源电压U为6V,电流表的示数为0.3A,根据欧姆定律可得
定值电阻R1=10Ω,故
(3)当开关S1、S2都闭合,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,定值电阻R3短路,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,当滑片位于a端时,滑动变阻器阻值为0,此时电压表的示数为0;当滑片位于b端时,滑动变阻器阻值最大为,根据欧姆定律此时电路中的电流
滑动变阻器R2两端的电压
所以电压表的示数变化范围为
3.(1)
18
越大
(2)
需要将滑片P从最顶端向下移动3cm
【详解】(1)[1]根据题意,当压力时,,且压力每增加1N,的阻值减小4Ω。可以推断,当压力从4N减小到0时,压力减小了4N,则的阻值应增加
所以,当不受压力时,力敏电阻的阻值为
[2]当水果重力小于4N时,水果重力越大,即对检测点的压力F越大,力敏电阻的阻值越小。根据串联电路的电阻特点,电路总电阻
随的减小而减小。电源电压U保持不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大。
(2)由图可知,电路为串联电路,当压力检测点不受压力时,AB间的电压,此时,电源电压可表示为①
保持滑片P位置不变,质量小于150g的水果筛除,即机械装置启动,AB间电压,根据(2)此时压力等于水果重力,
则此时,电源电压可表示为②
联立①②两式,解得,。若要将质量小于250g的水果筛除,即当质量为250g时
即传送带启动。此时,则为
根据串联分压规律
可知,
则滑动变阻器减小了
根据均匀电阻丝的规格为2Ω/cm可知,滑片P需要向下移动3cm。
4.(1)
(2)0.15A,20Ω
【详解】(1)由图可知,当仅闭合开关S时,电路为只有电阻接入的简单电路,电流表测量R2通过的电流,由欧姆定律可得,电源电压
(2)当同时闭合开关S和时,电阻与并联,电流表测量干路的总电流,根据并联电路的电压特点,各支路两端的电压均等于电源电压,即
并联电路中各支路独立工作,互不影响,所以通过的电流不变,仍为,根据并联电路的电流特点,干路电流等于各支路电流之和,则通过的电流
由欧姆定律可得,的阻值为
5.(1)
6Ω
(2)
4V
(3)
2Ω-12Ω
【详解】(1)由灯泡的规格可知,灯泡正常发光时的电阻
(2)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。测得电流表示数为0.3A,电压表示数为2.5V。由图乙可知,当通过灯泡的电流为0.3A时,灯泡两端的电压UL=1.5V。根据串联电路的电压特点可知电源电压
(3)为保证电路安全,电路中的电流不能超过灯泡的额定电流0.5A和电流表的量程0.6A,故电路中的最大电流Imax=0.5A。根据欧姆定律可知总电阻
根据电阻串联的特点可知变阻器接入电路的最小值
为保证电路安全,电压表的示数不能超过其量程3V。当滑动变阻器两端电压最大时,其接入电路的电阻最大,根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压
由图乙可知,当灯泡两端电压为1V时,电路中的电流I小=0.25A
滑动变阻器接入电路的最大阻值
故滑动变阻器R的取值范围为2Ω-12Ω。
6.(1)
0.3A
(2)
6V
【详解】(1)由电路图甲可知,定值电阻与热敏电阻串联,电压表测量两端的电压。由图像乙可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻的阻值为10Ω。此时电压表的示数为3V,根据欧姆定律,通过的电流为
由于与热敏电阻是串联连接,串联电路中电流处处相等,所以通过的电流即为电路中的总电流。
(2)电路中的总电流
定值电阻两端的电压
根据串联电路的电压特点,电源电压等于各部分电路两端电压之和,所以电源电压为
7.(1)8V
(2)20Ω
(3)6Ω~20Ω
【详解】(1)当只闭合开关时,电路为的简单电路,电流表测通过的电流。根据欧姆定律可得,电源电压
(2)当开关、、都闭合时,电阻、并联,滑动变阻器被短路,电流表测干路电流。因为并联电路中各支路互不影响,所以再闭合、后,通过的电流不变,仍为0.8A,电流表示数的变化量即为通过的电流,所以,由于两端的电压等于电源电压,根据欧姆定律可得,的阻值
(3)当只闭合开关时,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路中的总电流,滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”,表示其最大阻值为20Ω,允许通过的最大电流为0.5A。为保证电路安全,电路中的最大电流不能超过0.5A,当电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律,有
解得
滑动变阻器的最大阻值为20Ω,所以其接入电路的最大电阻为20Ω,因此,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器接入电路中的阻值允许范围是6Ω ≤ ≤ 20Ω
8.(1)0.3A
(2)6V
(3)0.1A
【详解】(1)由电路图可知,电阻与滑动变阻器并联,电流表A测干路电流,电流表A1测滑动变阻器的电流。
通过电阻的电流为
(2)由得,电阻两端电压为
电阻与滑动变阻器并联,所以电源电压为
(3)滑动变阻器的滑片置于中点时,电流表A1的示数为0.2A,此时滑动变阻器的阻值为
当滑动变阻器的滑片置于最右端时,滑动变阻器的阻值为
电流表的示数为
9.(1)0.10A
(2)150kg
(3)4.5V,25Ω
(4)见解析
【详解】(1)当质量m=60kg时,由表格可知压敏电阻Rx1=20Ω,此时电压表示数Ux1=2V。由可知,此时电路中的电流即电流表的示数为
(2)电压表量程为 0~3 V,当电压表满偏3V时,电流表示数为 0.06A。据此可得
由表可知Rx=50Ω 对应的质量为150kg,因此该秤最大可测量150kg。
(3)当m=60kg时,Rx1=20Ω,电流I1=0.1A,根据串联电路电压规律U=Ux1+I1R0,即U=2V+0.1A×R0 ①
当电压表满偏时,Ux2=3V,电流I2=0.06A,同理可得U=3V+0.06A×R0②
联立①②,解得R0=25Ω,U=4.5V。
(4)质量m=180kg时,由表格知Rx3=60Ω。要使电压表满偏Ux3=3V,此时电路电流
定值电阻两端电压
则定值电阻阻值
原来R0=25Ω,所以可行的改进方案是:将定值电阻R0更换为30Ω的电阻。
10.(1)6V
(2)3V
(3)一种可行的方案:将定值电阻R0换成阻值为30Ω的定值电阻;计算见解析。
【详解】(1)由图甲可知,定值电阻R0与压敏电阻RP串联,装置未浸入水中时,压敏电阻RP的阻值RP=40Ω
此时电路中总电阻
电路中电流
则电源电压
(2)当水深h=2.5m时,报警器开始报警,由图乙可知此时压敏电阻的阻RP’=20Ω
此时电路中总电阻
电路中的电流
压敏电阻RP两端的电压
(3)触发报警器开始报警时R0两端电压
由图乙可知报警器水位h=1m时,压敏电阻的阻值R1P=30Ω
若此时报警器报警,压敏电阻两端的电压
通过压敏电阻的电流
此时定值电阻R0的阻值
故如果把报警水位调整到1m,可将定值电阻R0换成阻值为30Ω的定值电阻。
11.(1)
0.6A
(2)
18V
(3)
30V
【详解】(1)由题意可知,当滑片P移至变阻器R2的中点时,滑动变阻器接入电路的电阻为
此时电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,示数为
根据欧姆定律,通过滑动变阻器R2的电流为
(2)电路为R1和R2的串联电路,电流表测量电路中的总电流。根据串联电路中电流处处相等的特点,电路中的总电流
定值电阻R1两端的电压为
根据串联电路中总电压等于各部分电压之和的特点,电源电压为
(3)为了保证电路安全,电路中的电流不能超过电流表量程3A和滑动变阻器允许的最大电流2A,故电路中的最大电流
电压表的示数不能超过其量程15V,即滑动变阻器两端的电压
设可替换的电源电压为U新。
①当滑动变阻器滑片P移到阻值最小端0Ω时,电路中电流最大。为保证安全,电路电流应不大于
根据欧姆定律,有,则
②当滑动变阻器滑片P移到阻值最大端20Ω时,其两端分得的电压最大。为保证安全,电压表示数应不大于
此时电路中的总电阻
电路中的电流
滑动变阻器两端的电压
因为U2≤15V,所以,得U新≤30V。综合①和②两种情况,要保证滑片P在任意位置时电路都安全,电源电压必须同时满足两个条件,故应取其中较小的值。所以,可替换的电源电压最大值为30V。
12.(1)6V
(2)20Ω
(3)30Ω
【详解】(1)当闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片移到最左端时,电阻R1和R2并联,滑动变阻器R3接入电路的电阻为0。
电流表A1测量通过R1的电流,即,根据并联电路电压规律可知,电源电压U等于R1两端的电压U1,即
(2)在上述并联电路中,电流表A测量干路电流,即,根据并联电路的电流特点,通过R2的电流I2为
根据并联电路电压规律可知,R2两端的电压等于电源电压,即
根据欧姆定律,R2的阻值为
(3)当S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片移到最右端时,电阻R1与滑动变阻器的最大阻值R3串联,此时电流表A的示数为,电路的总电阻为
根据串联电路的电阻特点,滑动变阻器的最大阻值为
13.(1)0
(2)2.5A
(3)4.8Ω
【详解】(1)由图可知,当只闭合开关S时,电阻所在的支路为断路,没有电流通过。因此,通过电阻的电流为0A。
(2)当闭合开关S1、S2时,电阻和电阻并联,电源电压。
根据欧姆定律,通过电阻的电流
通过电阻R₂的电流:
根据并联电路的电流特点,电路中的总电流
(3)由(2)可知,电路中的总电流为2.5A,根据欧姆定律可得总电阻
14.(1)0.2A
(2)18V
(3)10~20Ω
【详解】(1)由图可知,、和串联,电压表测和两端总电压,电压表测两端电压;闭合开关,滑动变阻器的滑片置于某一位置时,电压表的示数为14V,的示数为2V,根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知,通过的电流为:
(2)两端电压为:
则电源电压为:
(3)当电压表满偏时,即,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律可知,两端电压为
此时电路中的电流为:
两端电压为:
滑动变阻器两端电压为:
则滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
当电压表满偏时,即,滑动变阻器接入电路的阻值最小;
此时电路中的电流为:
电路的总电阻为:
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为:
故在替换前的阻值变化范围为;
用最大阻值为的滑动变阻器替换电阻,要使电路中的电流最大,当电压表满偏时,电路中的电流最大,此时电路中的电流为,电路的总电阻为;
根据电阻的串联可知,
即
因仅可以在替换前的范围内变化,当时,;
当电压表满偏时,根据串联分压原理可知,
代入数据
即
因
解得。
故接入电路的阻值范围为。
15.(1)
(2)600N
(3)
【详解】(1)由电路图(甲)可知,压力传感器电阻R与定值电阻R₀串联,电流表测量电路中的电流。
由图像(乙)可知,重物在下落过程中(未撞击样品时),电路中的电流I1= 0.2A。
根据欧姆定律,此时电路的总电阻为
根据串联电路电阻的特点,压力传感器的电阻为
(2)在撞击过程中,样品承受的撞击力最大时,压力传感器的电阻最小,电路中的电流最大。
由图像(乙)可知,电路中的最大电流Imax = 0.8A。此时电路的总电阻为
此时压力传感器的电阻为
由图像(丙)可知,当压力传感器的电阻为20Ω时,其承受的压力为600N,即样品承受的最大撞击力Fmax = 600N。
(3)当重物静止在样品上时,样品承受的压力等于重物的重力。由图像(乙)可知,重物静止时,电路中的电流I₂ = 0.4A。此时电路的总电阻为
此时压力传感器的电阻为
由图像(丙)可知,当压力传感器的电阻为50Ω时,其承受的压力为400N。所以重物的重力G = 400N。根据G = mg,重物的质量为
16.(1)电阻两端电压是0.5V
(2)该司机不属于饮酒驾驶。
(3)燃料电池两端的电压U至少是4.0V,图中电流表的示数至少为0.8A
【详解】(1)根据电路图可知,燃料电池与定值电阻R串联,电流表测量电路中的电流。根据欧姆定律,电阻R两端的电压为
燃料电池两端的电压U,即为电阻R两端的电压为0.5V。
(2)由第(1)问可知,燃料电池两端的电压
查阅表格数据可知,当电压时,对应的酒精浓度n = 10mg/100mL
根据题意,饮酒驾驶的标准为
因为
所以该司机不属于饮酒驾驶。
(3)根据题意,醉酒驾驶的酒精浓度,因此被检测为醉酒驾驶的最低酒精浓度为,分析表格中的数据可知,电压U与酒精浓度n成正比关系。从表中任取一组数据,如时,,其比值为
因此,当酒精浓度为时,燃料电池两端的最低电压为
此时,电路中的最小电流(即电流表的最小示数)为
17.(1)28Ω
(2)40℃
(3)将原来的定值电阻更换成阻值为8Ω的定值电阻
【详解】(1)由表格数据可知,环境温度为20℃时,热敏电阻的阻值为28Ω。
(2)由电路图可知,定值电阻与热敏电阻串联,报警器与并联,因此报警器两端的电压等于两端的电压。当报警器报警时,两端的电压
根据欧姆定律,此时电路中的电流为
根据串联电路的电压规律,热敏电阻两端的电压为
此时热敏电阻的阻值为
查阅表格可知,当热敏电阻的阻值为12Ω时,对应的环境温度为40℃,所以报警温度为40℃。
(3)要将报警温度设置为50℃,此时报警器报警,报警器两端的电压(即定值电阻两端的电压)仍为6V。当环境温度为50℃时,查表可知热敏电阻的阻值
此时定值电阻两端的电压
根据串联电路的电压规律,热敏电阻两端的电压
此时电路中的电流为
则此时定值电阻的阻值应为
因此,可以将原来的定值电阻更换成阻值为8Ω的定值电阻。
18.(1)6V
(2)0.2A
(3)
【详解】(1)由图分析可知,电阻R1和R2并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量通过R1的支路电流。根据并联电路的电流特点可知,干路电流为0.5A,通过R1的支路电流为0.3A。根据并联电路电压特点可知,电源电压等于R1两端的电压,即
(2)根据并联电路的电流规律,干路电流等于各支路电流之和,则通过电阻R2的电流为
(3)根据并联电路电压规律,可知R2两端的电压等于电源电压为6V,则R2的阻值为
19.(1)6V
(2)0.3A
(3)应增大R0的电阻;电流表的量程和电源电压不变时,由欧姆定律 可知,电路的总电阻不变,由图乙可知,若要增大地磅的测量值,需要减小压敏电阻R的阻值,根据串联电路电阻的特点 可知,应增大R0的电阻。
【详解】(1)由图甲可知,压敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流。当体重计空载时,即压力,由图乙可知,此时压敏电阻的阻值,电路的总电阻
根据欧姆定律可得,电源电压为
(2)当体重计示数为600N时,即压力,由图乙可知,此时压敏电阻的阻值,此时电路的总电阻
此时电流表的示数为
(3)在电流表的量程和电源电压不变时,由欧姆定律可知,电路的总电阻不变,由图乙可知,若要增大地磅的测量值,需要减小压敏电阻R的阻值,根据串联电路电阻的特点可知,应增大R0的电阻。
20.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)只闭合开关时, 电路为的简单电路。由欧姆定律 ,代入电源电压 ,得
(2)
只闭合开关时,与串联。串联电路中,电压分配与电阻成正比即,代入 ,得
(3)闭合,断开时,与并联。电流表测干路电流,测支路电流。
支路电流:由 ,得
干路电流:并联电路干路电流等于各支路电流之和,即
电流表示数比
答案第1页,共2页
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