2026年中考物理二轮实验专题 含敏感电阻的动态分析
2026-06-03
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电阻 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.83 MB |
| 发布时间 | 2026-06-03 |
| 更新时间 | 2026-06-03 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58192062.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦敏感电阻动态分析,以实验探究为载体,系统整合转换法、串联规律等方法,构建从特性研究到实际应用的知识逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础探究|5题(题1-5)|转换法(电流表示数反映电阻)、控制变量法|敏感电阻特性(随温度/压力变化)→欧姆定律应用→实验数据处理|
|应用拓展|5题(题6-10)|串联分压原理、故障分析(断路判断)|特性曲线解读→电路动态分析→报警器/检测仪设计|
|综合创新|5题(题11-15)|图像法(I-U关系)、临界值计算|传感器原理→复杂电路调控→实际问题解决(如孵化箱温控)|
内容正文:
2026年中考物理二轮实验专题 含敏感电阻的动态分析
1.热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系呢?物理兴趣小组在实验室找来如图甲所示的热敏电阻进行探究:
(1)同学们组装了如图乙所示的装置进行实验,实验中通过_____________反映电阻的大小。
(2)实验中,有水和煤油两种液体,则烧杯中选择的液体为___________更佳。
(3)点燃酒精灯,闭合开关,小深同学发现灯泡几乎不亮,且电流表偏转很小,则他接下来的操作是( )
A.更换小灯泡
B.断开开关,重新连接电路
C.更换电源
D.等待一段时间,观察灯泡的亮度和电流表示数有无变化
(4)电源电压不变,记录的数据如表所示。分析实验数据可知该热敏电阻的阻值随温度变化关系图像应该是丙图中的_______(选填“①”、“②”、“③”或“④”)
温度t/oC
10
20
30
40
50
60
70
电流I/A
0.13
0.16
0.21
0.27
0.34
0.43
0.55
(5)小亮觉得原来的电路有点复杂,想去掉小灯泡,你认同他的观点吗?请说明理由。________
2.热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变,小明同学用图甲所示的电路来探究某热敏电阻Rr的阻值与温度的关系.已知M为控温器,电源电压恒为12V,R为电阻箱。
(1)小明在控温器中应该加入的液体是______(选填“煤油”“食盐水溶液”)原因是__________;
(2)当控温器中液体温度为75℃,电阻箱阻值为100时,电流表的示数为0.1A。则该温度下热敏电阻的阻值为______;电阻箱两端的电压为_________V;
(3)依次改变控温器中的液体温度,同时改变电阻箱的阻值,使电流表的示数始终保持在0.1A.得到相关数据记录如表:
温度t(oC)
70
60
50
40
30
20
10
….
电阻箱R()
98
92
85
76
64
47
26
…...
由数据可知:此热敏电阻的阻值随着温度的降低而______(选填“增大”、“不变”或“减小”)。这种变化关系图像应该是乙图中的_________(选填“①”、“②”、“③”或“④”);
(4)用该热敏电阻和电压表制成一温度计,要求电压表示数随温度的升高而增大,则在丙图中电压表应接在_________(选填“ab”、“bc”或“ac”)两点。
3.小明设计了如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.15
0.20
0.25
电阻R/Ω
(1)实验原理是________
(2)连接电路前,发现电流表指针位于零刻线左侧,则下一步的操作是________
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至最________(选填“左”或“右”)端;
(4)排除故障后,进行实验,实验数据如表所示,多次测量的目的是________计算可得Rx=________Ω;
(5)善于探究的小明还设计了简易温控报警器。报警器的部分电路如图乙所示,有一个电压表未画出,电源电压为U,其中R1为热敏电阻,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。当环境温度上升到报警温度时,电压表的示数增大到U0时触发报警器(图中未画出)开始报警。请你用已知条件U、U0、R2表示出热敏电阻的阻值R1=________。若想要升高该报警器的报警温度,你采取的办法是________
4.小龙同学用伏安法测量一个定值电阻Rx的阻值,进行了如下实验。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。要求滑片P向右移动时,电路中的电流变大,
(2)正确连接电路后,闭合开关,小龙发现调节滑动变阻器滑片P的过程中,电压表有示数且几乎不变,电流表没有示数,则电路中存在的故障可能是:两个接线柱____(选填“a与b”或“c与d”)间发生了断路。
(3)电路故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某一位置时,电流表的示数如图乙所示,此时的电流为____A;改变滑动变阻器滑片的位置进行多次测量,并根据所测数据绘制的电流与电压关系的图像如图丙所示,则被测电阻的阻值为___Ω。
(4)小娜利用测出的定值电阻和气敏电阻设计了天然气浓度检测仪,其电路图如图丁所示,电源电压为6V,气敏电阻阻值随天然气浓度变化规律如图戊所示。当电压表示数低至3V时,启动报警系统,图丁中______(选填“R1”或“R2”)是气敏电阻;当电压表示数为4V时,天然气的浓度为____%。若要在天然气浓度更低时启动报警系统,需更换阻值更____(选填“大”或“小”)的定值电阻。
5.物理学习小组在探究压敏电阻阻值随压力变化的关系时,设计了如图甲所示的电路图,电源电压恒为12V,R是滑动变阻器。回答下列问题:
(1)小组成员选择合适的测量范围,按电路图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_________(填“a”或“b”)端。
(2)滑动变阻器的滑片置于正确的位置后,闭合开关S发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,则故障可能是_________。
(3)排除故障后,闭合开关S,该压敏电阻在无压力情况下,调节滑动变阻器,电流表与电压表的指针稳定后如图乙所示,此时压敏电阻的阻值为_________Ω。
(4)闭合开关S,改变压力F的大小,调节滑动变阻器,直到电流表的示数与图乙中电流表示数相同,记录下此时电压表测得的电压U,描绘出不同压力下的图,如图丙,结合图像可知,该压敏电阻的阻值随压力的增大而_________(填“增大”或“减小”),其中压力F较小时的敏感程度更_________(填“高”或“低”)。
(5)实验后,小组同学利用该压敏电阻阻值随压力变化的关系,将它与电阻丝熔断器、电源组成串联电路,如图丁所示。已知电源电压恒为12V,电阻丝熔断器的熔断电流为0.8A。若要该压敏电阻受到的压力增加到10N时熔断器的电阻丝熔断,则熔断器的阻值应设计为_________Ω。
6.如图是苹果自动筛选装置。原理是:传送带上苹果经过压力检测点时,使压敏电阻R的阻值发生变化,AB间的电压也随之发生改变,当质量小于一定值的苹果经过压力监测点,使两端电压小于5V时,推出机械启动,将质量不达标的苹果推出传送带(推出机械图中未画出),实现自动筛选。已知电源电压恒为15V,,压敏电阻R的阻值随压力F的变化关系如图表所示,g取10N/kg,问:
(1)当检测点上没有苹果时,1min内整个电路消耗的电能多大______;
(2)被推出机械推出的苹果对压力检测点的压力不超过______;
(3)为了使该装置能够满足对不同质量标准的苹果进行筛选的要求,小红设计了两种方案,用以提高筛选出的苹果的质量:
方案一:改变机械装置启动的电压,使其______(变大/变小);
方案二:保持机械装置启动的电压不变,将R0换成阻值______(更大/更小)的定值电阻。
7.学校“水培种植小屋”的蔬菜适宜生长的温度在10~30℃,项目式学习小组利用热敏电阻和电阻箱设计温度报警电路,电阻箱是可以调节并显示阻值的变阻器。
(1)利用图甲所示的电路探究热敏电阻的阻值随环境温度t变化的规律。
①连接电路前,将电阻箱的阻值调至最大,起到________的作用。
②将热敏电阻置于0℃的环境中,闭合断开,记录电流表示数;然后________(描述开关状态),调节电阻箱直至电流表示数为________,此时。
③将热敏电阻置于不同温度的环境中,测得的实验数据如下表所示。
温度t/℃
0
10
20
30
40
热敏电阻
2800
1800
1200
800
600
分析表中实验数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而________。
(2)根据上述探究结果,设计报警电路。实验器材:电源(12V)、热敏电阻、电阻箱、数字电压表V(时报警)、数字电流表mA(时报警)、开关一个、导线若干。设计要求:小屋温度或时都有一个电表报警。
①虚线框中的电路图(图乙)是学习小组设计的报警电路,但它不能完全满足要求,请你根据设计要求将电路图补画完整________。
②设计的电路中,电阻箱应调为________Ω。当温度降低到10℃时电路报警,此时数字电流表的示数为________mA。
8.小娜同学设计了如图甲所示的电路图,来测量未知电阻的阻值。已知定值电阻的阻值为,电源电压低于。
(1)电流表的量程应选___________,电流表的量程应选___________(两空均选填“”或“”)。
(2)图甲中闭合开关后,将滑动变阻器的滑片调到适当位置,小娜发现电流表的指针不偏转,电流表的指针有明显偏转,电路可能出现的故障是___________(选填“”或“”)断路。
(3)故障排除后进行测量,其中一个电流表的读数为,另一个电流表指针位置如图乙所示,其示数为___________,则待测电阻的阻值为___________。
(4)小娜利用测出的定值电阻设计了天然气浓度检测仪,其电路图如图丙所示,电源电压为,气敏电阻阻值随天然气浓度变化规律如图丁所示。当电压表示数低至时,启动报警系统,图丙中___________(选填“”或“”)是气敏电阻:当电压表示数为时,天然气的浓度为___________。若要在天然气浓度更低时启动报警系统,需更换阻值更___________(选填“大”或“小”)的定值电阻。
9.物理兴趣小组的同学在学习《电阻》时发现,有的电阻会随温度、压力等外界因素的改变而发生变化。那么热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系呢?为此他们在实验室找来如图甲所示的热敏电阻进行探究:
(1)热敏电阻由__________(选填“导体”、“超导体”或“半导体”)材料制成。经过讨论,同学们组装了如图乙所示的装置进行实验,实验中通过__________反映电阻的大小;为了使现象更明显,烧杯中的液体应该选择__________(选填“食盐水”或“煤油”);
(2)点燃酒精灯,闭合开关进行实验,电源电压不变,记录的数据如下表所示。分析实验数据可知该热敏电阻的阻值随温度升高而__________(选填“增大”或“减小”);
温度t/℃
10
20
30
40
50
60
70
电流I/A
0.13
0.16
0.21
0.27
0.34
0.43
0.55
(4)为了得到这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,实验还需要增加的器材是__________;
(5)实验结束后,大家一起动手用这个热敏电阻和一个电压表改装成了一个指针式温度计,设计的电路如图丙所示,若要使电压表示数随温度升高而增大,则应在图中__________(选填“ab”、“bc”或“ac”)两端接入电压表,定值电阻的作用是__________。
10.小明发现:有的电阻阻值会随温度、压力等外界因素的改变而改变,那么热敏电阻的阻值与温度有什么关系呢?为此他找来如图甲的若干热敏电阻,利用乙图装置进行探究。
(1)热敏电阻是由________(选“导体”“超导体”或“半导体”)材料制成的。
(2)该实验通过________来反映电阻大小,烧杯中液体你建议选择________(选“食用油”或“矿泉水”),理由是:_________。
(3)分析实验数据可知该热敏电阻的阻值随温度升高而________(选“增大”或“减小”)。
温度t/℃
10
20
30
40
50
60
70
电流I/A
0.13
0.16
0.21
0.27
0.34
0.43
0.55
(4)实验小组用这个热敏电阻和电压表改装成指针式温度计,设计电路如图丙。若使电压表示数随温度升高而增大,现有恒压电源A和恒流电源B,应选用电源_______(选“A”或“B”),并将电压表并联在_________(选“ab”、“bc”或“ac”)两端。
(5)小华将A、B、C三个电阻替换烧杯内的热敏电阻,分别接入图乙电路,获得图丁所示的三个电阻“温度与电流”的图像,则用电阻________制作的温度传感器更灵敏。
11.由于用金属制成的电阻阻值会随着温度的升高而增大,因此用金属丝制作的感温电阻叫作热电阻,可用来做温度传感器。热电阻大都由纯金属材料制成,应用最多的是铂和铜。市面上有一种铜热电阻温度传感器Cu50(如图甲所示),铜热电阻封装在传感器的探头内。某物理兴趣小组查到了热电阻Cu50的阻值随温度变化的一些信息,并绘制出了如图乙所示图像。该小组想利用这种传感器制作一个温度计。他们准备的实验器材如下:电源(电压为1.5V)、灵敏电流表(量程为0~25mA)、滑动变阻器R1、开关、导线若干。
(1)铜热电阻温度传感器Cu50是用______(选填“导体”或“超导体”)材料制成的,利用了电阻随______的升高而增大的原理;
(2)在1个标准大气压下,将铜热电阻温度传感器Cu50放入冰水混合物中时,其阻值是______Ω;
(3)若直接将电源、开关、电流表、铜热电阻温度传感器Cu50串接在一个电路作为测温装置,如图丙所示,其中R为铜热电阻,则闭合开关后,当温度升高时,电流表的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”),该电路能测的最低温度为______℃;
(4)该实验小组为了使温度从(0℃开始测量,又设计了如图丁所示的电路图,其中R为铜热电阻,为滑动变阻器,并进行了如下操作:a.将传感器探头放入冰水混合物中,过一段时间后闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表指针指在满刻度;b.保持滑动变阻器的阻值不变,把传感器探头放入热水中,过一段时间后闭合开关,发现灵敏电流表的读数为20mA,则热水的温度为______℃。
12.在“人工孵蛋”实践活动中,同学们需要制作一个孵化箱,为鸡蛋的孵化提供合适的温度环境。同学们从老旧的电吹风中,截取了部分电热丝用于制作发热电阻。
任务一:测量自制电热丝R0的阻值
(1)请用笔画线代替导线把图1电路连接完整。
(2)闭合开关,发现电流表无示数,电压表有明显示数,出现该故障的原因可能是电热丝______。
(3)排除故障后,向左移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表示数如图2所示,同时读出此时电流大小为0.44A,则电热丝______。
任务二:调整电热丝发热功率
(4)如图3所示,将电热丝放入孵化箱中(虚线部分),并用温度传感器检测孵化箱温度。当孵化箱温度过低时,滑动变阻器的滑片应该向______侧移动,以提高孵化箱温度。
(5)若将学生电源电压调到最大值,滑动变阻器阻值调到最小,加热功率仍然不够。为增大加热功率,在不改变电路连接的方式下,只利用图3提供的器材进行改动,请写出具体的改动方法______。
任务三:改进与提升
(6)温度过高会导致鸡蛋失去活力而无法孵化,同学们在孵化箱中装了自制高温报警装置。阻值不计的报警器在电流达到某一值时开始报警,电路图如图4所示,电源电压保持不变,为指示灯,为热敏电阻,其阻值随温度变化的函数关系是。当箱内温度升高时,灯的亮度变______(选填“亮”或“暗”)。
(7)通过向左侧调节滑动变阻器的滑片,可以______(选填“升高”或“降低”)报警温度。
13.在生活中传感器的应用越来越广泛。小明想可不可以利用压力传感器和初中所学的物理知识来设计一个可以直接测量压力大小的“压力计”呢?他找到一个压力传感器,知道它的阻值R与受压力大小F的对应关系图像如图甲所示,当0≤F≤200N时图像为直线。下面他设计的“压力计”电路图如图乙所示。已知电源电压为12V,电流表的量程为50mA。
(1)请根据电路图完善图丙的实物连接,要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时R1接入电路的阻值变大;
(2)连接电路时,开关应处于 _______ 状态,闭合开关前,R1的滑片应置于 _________ 处;
(3)电路正确连接后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,产生此现象的原因是 __________ 断路;
(4)排除故障后,正确连接好电路,重新闭合开关S,不施加压力,调节滑动变阻器R1,当电流表指针指在中间刻度线时,电压表读数为2.5V,可知R0= ________ Ω;
(5)此后小明在保持滑动变阻器阻值不变的前提下,逐渐对传感器施加压力,将对应压力值标记到电流表上,制成一个简易压力计。当压力传感器上施加的压力增大时,电压表的示数将 _______ (选填“变大”、“变小”或“不变”);当F=160N时,电流表对应的示数为 _______ mA。
14.小明利用实验室器材来测量小灯泡工作时的电阻。电源电压保持3V不变,灯泡标有“”字样。
(1)请你在图甲中,用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)将滑片调至最左端后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,经检查,所用电源、电表和导线均正常,则故障是___________;
(3)排除故障后重新实验,当电压表的示数达到1.5V时,电流表的示数如图乙所示,为使灯泡正常发光,应将滑片向___________(选填“左”或“右”)移动,同时眼睛注视___________(选填“电流表”或“电压表”);
(4)根据测得的数据绘制了灯泡的I-U关系图像如图丙所示。根据图像提供的信息,可计算出灯泡正常工作时的电阻是___________Ω,其额定功率为___________W。小明还发现通过灯泡的电流和灯泡两端的电压不成正比,原因是灯泡的电阻受到___________影响;
(5)除了(4)中的因素对电阻阻值产生影响外,压力大小、光照强度等因素也有可能影响电阻阻值。小明得知该信息后,利用光敏电阻设计了一款烟雾报警器,如图丁所示,电源电压可调,R为光敏电阻,光照越强,其阻值越小。当电流表示数≤0.2A时,烟雾报警器将报警,此时的电流称为“报警电流”。
①某次实验中,保持电源电压不变,滑片不动,当室内烟雾浓度升高时,电压表的示数将会___________(选填“变大”“变小”或“不变”);
②小明希望该电路在烟雾浓度更低的情况下报警,他采取的措施可以有:___________。(写出一条即可)
15.在生活中传感器的应用越来越广泛。小明想可不可以利用压力传感器和初中所学的物理知识来设计一个可以直接测量压力大小的“压力计”呢?他找到一个压力传感器,知道它的阻值R与受压力大小F的对应关系图像如图甲所示,当时图像为直线。下面他设计的“压力计”电路图如图乙所示。已知电源电压为12V,电流表的量程为50mA。
(1)请根据电路图完善图丙的实物连接,要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时接入电路的阻值变大;
(2)闭合开关S,不施加压力,调节滑动变阻器,当电流表指针指在中刻线时电压表读数为,可知______;
(3)此后小明在保持滑动变阻器阻值不变的前提下,逐渐对传感器施加压力,将对应压力值标记到电流表上,制成一个简易压力计。若此“压力计”测得的时,电流表对应的示数为______ mA;
(4)闭合开关S,不施加压力,在电路安全的情况下,滑动变阻器的最小取值为______。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理二轮实验专题 含敏感电阻的动态分析》参考答案
1.(1)电流表示数
(2)煤油
(3)D
(4)④
(5)不认同,见解析
【详解】(1)根据转换法可知,实验中通过电流表示数反映电阻的大小,电流表示数越大,电阻越小,电流表示数越小,电阻越大。
(2)为了使现象更明显,吸收热量相同,相同质量需升温更快,应该用比热容较小的物质,水的比热容大于煤油,所以烧杯中的液体应该选择煤油。
(3)电流表偏转很小,说明电路中有电流,而灯泡几乎不亮,可能是小灯泡的实际功率较小,而电路是正常的,接下来可以等一段时间,观察灯泡的亮度和电流表示数有无变化。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)由表格数据可知,当温度升高时,电路中电流增大,根据得,电源电压一定时,热敏电阻阻值减小,故①②③不满足题意,④满足题意。
故选④。
(5)不认同,灯泡是用电器,在电路中起到保护电路的作用,不能去掉。
2. 煤油 煤油是绝缘体 20 10 增大 ④ ab
【详解】(1)[1][2]探究某热敏电阻的阻值与温度的关系,需要通过控温箱的物质的温度来改变热敏电阻的温度,在控温器中应该加入的液体是煤油,因为煤油是绝缘体。
(2)[3][4]因为电源电压为12V,电阻箱R阻值为100Ω,电流表示数为0.1A,所以电路中总电阻
由于电路为串联电路,故
电阻箱两端的电压
U=IR=0.1A×100Ω=10V
(3)[5][6]由表格中数据,当电流表示数始终保持0.1A时,由(2)知电路中总电阻为120Ω,当温度降低时,电阻箱电阻逐渐变小,因为R总=Rr+R,故Rr阻值逐渐变大。故热敏电阻阻值随着温度的降低而增大,温度由高到低且每降低10∘C,电阻箱的阻值也逐渐降低,但降低的越来越大,故热敏电阻的阻值与温度变化成反比,故变化关系图如图乙中的④。
(4)[7]由(3)知当温度升高时,热敏电阻阻值降低,所以当Rr与定值电阻串联,Rr阻值降低时,分压也减少,所以要求温度升高,电压表示数增大,故电压表应并联在ab两点间。
3.(1)
(2)电流表调零
(3)右
(4) 求平均值,减小实验误差 10
(5) 减小电源电压U/减小定值电阻R2
【详解】(1)要求解电阻的阻值,需要知道电阻两端的电压和通过电阻的电流,所以测量未知电阻的实验原理是。
(2)连接电路前,电流表的指针位于零刻度线的左侧,说明电流表没有调零,故下一步的操作是电流表调零。
(3)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的阻值应该调到最大。由图甲可知,当滑动变阻器的滑片位于最右端时阻值最大。
(4)[1]在测量实验中,多次实验的目的是为了求平均值,减小实验误差。
[2]第一组实验中Rx的阻值
第二组实验中Rx的阻值
第三组实验中Rx的阻值
则未知电阻的阻值
(5)[1]热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小,当环境上升到报警温度时,电压表示数增大到U0,由此可知,电压表并联在了电阻R2两端。
根据串联电路中电压的分配规律得
则热敏电阻的阻值
[2]报警温度升高,对应的热敏电阻的阻值要减小,因为热敏电阻报警时的阻值,故可以减小电源电压U或者减小定值电阻R2。
4.(1)
(2)c与d
(3) 0.26 10
(4) R1 0.5 大
【详解】(1)滑片P向右移动时电流变大,说明滑动变阻器接入电路的电阻要变小,因此应接右下接线柱。 将电源的负接线柱连接到滑动变阻器的右下接线柱即可。
(2)电流表无示数说明电路断路,电压表有示数且几乎不变,说明电压表两端能接到电源两极,因此故障在电压表所测部分,即c与d间(定值电阻)断路。
(3)电流表用的是 0~0.6A量程,分度值0.02A,指针指向0.26A,所以电流为0.26A。
由图丙的I-U图像,取点,,根据
(4)根据图丁可知电阻R1和R2串联,电压表测量R1两端电压。当天然气浓度升高时,气敏电阻阻值减小,电路电流增大,定值电阻两端电压升高。题目中 “电压表示数低至 3V 时报警”,说明浓度越高、电压越低,因此电压表测的是气敏电阻两端的电压,即R1是气敏电阻。
当电压表示数为4V时,电路电流
气敏电阻
对照图戊,对应的天然气浓度为 0.5%。
要在天然气浓度更低时报警,需要更换阻值更大的定值电阻,这样在气敏电阻阻值更大、电路电流更小时,定值电阻仍能分到足够的电压,使气敏电阻的电压降到报警值。
5.(1)b
(2)压敏电阻断路
(3)35
(4) 减小 高
(5)5
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处。图中滑动变阻器接入电路的是“上接线柱和左下接线柱”,滑片移到b端时,接入的电阻丝最长,阻值最大。
(2)电压表示数接近电源电压、电流表无示数,说明电路断路且电压表能连通电源两端,故障为压敏电阻断路(压敏电阻断路后,电压表测电源电压,电流几乎为0)。
(3)电流表选0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.3A;电压表选0~15V量程,分度值0.5V,示数为10.5V。此时压敏电阻的阻值为
(4)[1]保持电流不变(电路总电阻不变),由丙图可知:压力增大时,压敏电阻的电压U减小,根据,阻值减小。
[2]压力F较小时,电压U变化更明显(阻值变化更显著),故敏感程度高。
(5)由图丙可知,压力为10N时,压敏电阻的阻值为
电阻丝熔断器的熔断时电路总电阻
根据串联电路电阻的规律
熔断器的阻值应设计为
6. 90J 2N 变大 更小
【详解】(1)[1] 由表中数据可知,当检测点上没有水果时,压敏电阻的阻值R=120Ω,电路电流
1min内整个电路消耗的电能
(2)[2] 当质量小于一定值的苹果经过压力监测点,R0两端电压小于5V,则R两端电压大于10V,因为R0=30Ω,当R0两端电压小于5V,则R两端电压大于10V,据串联电路中得,R的阻值应大于60Ω,据图乙知此时压力小于2N。
(3)[3] 用以提高筛选出的苹果的质量,则临界压力要求大于2N,据图乙知压力大于2N,则R的阻值应小于60Ω,则R在串联电路中分得的电压变小,则要求R0启动的电压变大。
[4] 用以提高筛选出的苹果的质量,则临界压力要求大于2N,据图乙知压力大于2N,则R的阻值应小于60Ω,则R在串联电路中分得的电压变小,若保持机械装置启动的电压不变,串联电路中得,则R0换成阻值更小的电阻。
7.(1) 保护电路 断开、闭合 减小
(2) 1200 4
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路的过程中,应将开关断开,闭合开关前,应将电阻箱的阻值调至最大;
[2][3]由欧姆定律及图甲可知,电源电压一定时,断开,闭合,调节电阻箱直至电流表示数为;
[4]由表中实验数据可得:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小;
(2)[1]根据设计要求,可知,温度时,热敏电阻的阻值减小,由欧姆定律可知,此时电路中的电流增大,会引起数字电流表mA报警;当时,热敏电阻的阻值增大,由串联电路的分压原理可知,热敏电阻两端的电压变大,为了让另一个电表报警,应将电压表并联在热敏电阻两端,电路图如下所示:
[2][3]由表中数据可知,温度和时,热敏电阻的阻值分别为800Ω和1800Ω;
由题意可知,当温度,数字电流表mA刚好报警时,电路中的电流
由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻
由串联电路的电阻特点可知,电阻箱接入电路的阻值
当温度降低到10℃时,电路中的总电阻
此时电路中的电流
由欧姆定律可知,此时热敏电阻两端的电压
数字电压表报警,符合题意,故当温度降低到10℃时电路报警,此时数字电流表的示数为4mA。
8.(1)
(2)
(3) 0.4 10
(4) 0.5 大
【详解】(1)[1]由图甲可知,电流表A1测量R0的电流,电流表A1的示数
电流表A1的量程应选0~0.6A。
[2]电流表A2测量R0与Rx的总电流,电流表A2的量程应为0~3A。
(2)图甲中闭合开关后,将滑动变阻器的滑片调到适当位置,电流表指针几乎不偏转,电流表A2的指针有明显偏转,说明Rx支路与电源连接,Rx并联电路之外电路不存在断路,则与Rx并联的定值电阻R0断路。
(3)[1][2]故障排除后进行测量,其中一个电流表的读数为,说明该电流表的量程为0~3A,该电流表是A2,另一个电流表指针位置如图乙所示,该电流表的量程为0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A;由并联电路电流的规律可知通过Rx的电流
Rx两端的电压
待测电阻的阻值为
(4)[1]由图丙可知,两个电阻串联,电压表测量R1两端的电压,当电压表示数低至3V时,启动报警系统。说明当天然气浓度增大时,电压表示数减小,根据串联分压原理,R1的阻值减小,由图丁可知,气敏电阻阻值随天然气浓度增大而减小,所以是R1气敏电阻,R2为定值电阻。
[2]电源电压为6V,当电压表示数低至3V时,启动报警系统,此时R1、R2电压相同,均为3V,根据串联分压原理,则此时R1、R2阻值相同,均为10Ω。当电压表示数为4V时,根据串联分压原理则有
解得此时气敏电阻R1阻值为20Ω,由图丁可知,此时天然气的浓度为0.5%。
[3]若要在天然气浓度更低时,气敏电阻的阻值变大,当电压表示数低至3V时,启动报警系统,根据串联电路的电压分配关系,需更换阻值更大的定值电阻。
9. 半导体 电流表示数 煤油 减小 电压表 ab 保护电路
【详解】(1)[1][2][3]热敏电阻的阻值随着外界温度的变化而变化,它是由半导体材料制成的;根据转换法可知,实验中通过电流表示数反映电阻的大小;实验中,液体吸收相同的热量时,液体的温差变化较大,热敏电阻阻值变化较大,电流表示数变化明显,根据Q=cmΔt可知,质量相同的食盐水和煤油,吸收相同的热量,煤油的比热容较小,温度升高的较大,实验中应该选用比热容较小的煤油。
(2)[4]根据表格中的数据可知,温度升高时,通过热敏电阻的电流变大,热敏电阻的阻值变小,所以热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(3)[5]因为电路中已经有一个电流表,想知道这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,由欧姆定律可知需要测量电阻两端的电压,需要增加一个电压表。
(4)[6][7]由前面分析可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以温度升高时,电流增大,定值电阻两端的电压变大,热敏电阻两端的电压变小,要使电压表的示数增大,因此电压表应该并联在定值电阻两端,即ab两端;定值电阻的作用是保护电路。
10.(1)半导体
(2) 电流表示数 食用油 食用油是绝缘体,避免因液体导电影响实验
(3)减小
(4) A ab
(5)A
【详解】(1)热敏电阻是由半导体材料制成的,其电阻值会随温度显著变化。
(2)[1][2][3]实验采用转换法,通过电流表示数反映电阻大小(电流越小,电阻越大)。选择食用油是因为它是绝缘体,能防止液体导电干扰实验。
(3)由表格数据可知,温度升高时,电流增大。根据电阻对电流的阻碍作用可知,电流增大则电阻减小,故热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(4)[1][2]若用恒流电源 B,电路中电流恒定。热敏电阻阻值随温度升高而减小,根据U = IR,定值电阻两端电压不变,热敏电阻(bc 段)两端电压会减小,不符合要求;换恒压电源 A,电路中总电阻随热敏电阻减小而减小,电流增大,定值电阻(ab 段)两端电压U = IR增大,因此选用电源 A,电压表并联在ab两端。
(5)灵敏度由温度变化时电流的变化幅度决定。图丁中 A 的电流随温度变化最明显,因此用电阻 A 制作的温度传感器更灵敏。
11.(1) 导体 温度
(2)50
(3) 变小 50
(4)75
【详解】(1)[1]由于铜是良好的导体,铜热电阻温度传感器Cu50是用金属铜,所以铜热电阻温度传感器Cu50是用导体材料制成的。
[2]由于导体的电阻与温度有关,所以铜热电阻温度传感器Cu50利用了电阻随温度的升高而增大的原理。
(2)在1个标准大气压下,冰水混合物的温度为0℃,由乙图可知,温度为0℃时,铜热电阻温度传感器Cu50阻值是50Ω。
(3)[1]由图丙可知,闭合开关后,当温度升高时,由乙图可知,铜热电阻的阻值增大,电流表的示数变小。
[2]灵敏电流表的量程为0~25mA,则电路中的最大电流为25mA,则铜热电阻的最小阻值
由图像可知,电阻随温度的变化规律
解得最低温度
t=50℃
(4)将传感器探头放入冰水混合物中,此时温度为0℃,由图像可得,此时热电阻热电阻Cu50的阻值
R热=50Ω
过一段时间后闭合开关,调节滑动变阻器R1,使毫安表指针满偏,此时滑动变阻器阻值
当电流为20 mA时,热电阻的阻值
所以此时温度
12.(1)
(2)断路
(3)5
(4)左
(5)将电热丝剪掉一小段
(6)亮
(7)降低
【详解】(1)一节干电池的电压约1.5V,电源由两节干电池组成,电源电压是3V,测量电阻丝的电阻,电压表并联在电阻丝两端,电压表选用量程,连接实物图如下:
(2)闭合开关S,电流表无示数,可能电路断路,电压表有明显示数,电压表两个接线柱到电源通路,由此可知可能的故障原因是电阻丝R0断路。
(3)由图2可知,电压表接入电路中的量程是,分度值是0.1V,电压表的示数是2.2V,电热丝R0电阻
(4)当孵化箱温度过低时,要产生更多的电热,需要电路中电流增大,本电路为串联电路,由可知,要减小电路中的总电阻,就要减小变阻器连入电路的电阻,故滑片应该向左侧移动。
(5)若将学生电源电压调到最大值,滑动变阻器阻值调到最小,加热功率仍然不够。根据可知,利用图3中现有器材,可以将电阻丝剪掉一小段,即减小电阻解决问题。
(6)根据
当箱内温度升高时,减小,根据欧姆定律可知,电路电流增大,所以灯的亮度变亮。
(7)向左侧调节滑动变阻器,滑动变阻器接入的电阻变小,报警装置的报警电流一定,电源电压一定,报警时电路中的电阻一定,热敏电阻
热敏电阻变大,由热敏电阻
可知,电阻变大,温度降低。
13.(1)
(2) 断开 阻值最大
(3)滑动变阻器
(4)100
(5) 变小 30
【详解】(1)实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量电路电流。由于闭合开关后,滑动变阻器的滑片向右滑动时R1接入电路的阻值变大,所以滑动变阻器选择左侧下接线柱接入电路,实物连接如图所示:
(2)[1][2]连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,R1的滑片应置于阻值最大处。
(3)电路正确连接后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,则电压表和电流表都未和电源接通,产生此现象的原因是滑动变阻器断路。
(4)当电流表指针指在中间刻度线时,读数为
此时电压表读数为U0=2.5V
由欧姆定律得
(5)[1]闭合开关,R、R1串联,电流表测量电路电流,电压表测R两端的电压,当压力传感器上施加的压力增大时,R的阻值变小;根据串联分压特点可知,R两端的电压变小,故电压表的示数将变小。
[2]当电流0.025A,滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器接入电路部分的电阻
由图甲可知R与F的关系式为
再将时,和时,分别代入得,
联立方程得,
即R与F的关系式
将代入上式得
此时电路中总电阻
由欧姆定律得,电路中电流表的示数
14.(1)
(2)灯泡断路
(3) 右 电压表
(4) 6.25 1 温度
(5) 变小 减小电源电压U
【详解】(1)在“测定额定电压为小灯泡的电阻”的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表应并联在灯泡两端。如图所示:
(2)闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路为断路;电压表有示数,说明与电压表并联部分断路,经检查,所用电源、电表和导线均正常,故电路故障为小灯泡断路。
(3)[1][2]当电压表的示数达到时,由于电压表示数小于灯泡额定电压,为使灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向右移动;移动过程中,眼睛注视电压表,直到电压表示数等于。
(4)[1]由图丙可知,当小灯泡的额定电压为时,流过小灯泡的额定电流为,则灯泡的电阻
[2]根据电功率公式,可得灯泡的额定功率
[3]灯泡的电阻与温度有关,当灯泡的电压改变,电流改变,电功率就改变,引起灯泡的温度就改变,从而灯泡的电阻发生会改变,通过灯泡的电流和灯泡两端的电压不成正比。
(5)[1]由图可知,和变阻器串联,电压表测量两端的电压,电流表测量电路中的电流,某次实验中,保持电源电压不变,滑片不动,当室内烟雾浓度升高时,光照越弱,阻值越大,由串联分压可知两端的电压变大,由串联电路电压的规律可知两端的电压变小。
[2]为了让烟雾报警器在烟雾浓度更低时报警,即光敏电阻的阻值更小时报警,而报警时电路中的电流不变,由可知,可以采取的方法是:减小电源电压U,或增大阻值、的滑片向左移动等。
15.(1)见解析
(2)100
(3)30
(4)140
【详解】(1)由于闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时接入电路的阻值变大,所以滑动变阻器选择左侧下接线柱接入电路,实物连接如图所示
(2)当电流表指针指在中刻线时,读数为时,电压表读数为,则
(3)当电流,滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器接入电路部分的电阻
由图甲可知R与F的关系式为,再将时,和时,分别代入得:,,即R与F的关系式为
将代入上式得,,此时电路中总电阻
由欧姆定律得电路中电流表的示数
(4)不施加压力,,此时最大电流
电路的总电阻最小为
在电路安全的情况下,滑动变阻器的最小取值为
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