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1、最近十年初中应用物理学问竞赛题分类解析专题17-欧姆定律一选择题1. 2021全国初中应用物理学问竞赛题某测量仪器与其限制电路如图5所示。仪器的等效内阻为100,正常工作电流为100300mA,电源电压为30V。限制电路由两个滑动变阻器组成,为了快速精确地调整仪器的工作电流,应选用哪一组变阻器? A.R1=100,R2=10 B.R1=200,R2=20 C.R1=100,R2=100 D.R1=200,R2=200答案:B解析:由欧姆定律可知,调整部分电阻为20080,所以应当选用R1=200,R2=20的一组,选项B正确。22021全国初中物理竞赛预赛在图7所示的电路中,电源电压不变。闭合
2、开关S,电路正常工作,一段时间后,发觉其中一个电压表示数变大,那么以下说法正确的选项是【 】A、灯L可能变亮 B、灯L亮度可能不变C、电阻R可能断路 D、电阻R可能短路答案:C 解析:发觉其中一个电压表示数变大,可能是电阻R断路,也可能灯L断路,选项C正确。3第三届志向杯初二物理竞赛题如下图,滑动变阻器M的总电阻为10欧,滑动变阻器N的总电阻为200欧电阻R的阻值约为20欧为了使电压表的示数略微增大,应当 ( ) A把N的滑片向左移一小段间隔 ;B把M的滑片向左移一小段间隔 ; C把N的滑片向右移一小段间隔 ;D把M的滑片向右移一小段间隔 3.答案:A解析:为了使电压表的示数略微增大,须要使R
3、中电流略微增大,两个滑动变阻器的并联电阻略微减小,应当把总电阻大的滑动变阻器接入电路部分电阻略微减小,所以应当把N的滑片向左移一小段间隔 ,选项A正确。4.2021上海初中物理竞赛题在图24-14所示的电路中,电源电压保持不变。以下关于电路故障的推断,正确的选项是A假设R1断路,电流表示数变小,电压表示数为零。B假设R2断路,电流表示数变小,电压表示数变大。C假设R3断路,电流表示数为零,电压表示数变小。D假设R4短路,电流表示数变小,电压表示数变大。4.答案;D解析:假设R1断路,电流表示数变大,电压表示数等于电源电压,选项A错误;假设R2断路,电流表示数变大,电压表示数变大,选项B错误;假
4、设R3断路,电流表示数为零,电压表示数变大,选项C错误;假设R4短路,电流表示数变小,电压表示数变大,选项D正确。52021全国初中应用物理学问竞赛初赛如下图电路是由十二个不同的电阻组成的,R112,其余电阻阻值未知,测得A、B总电阻为6,今将R1换成6的电阻,那么A、B间的总电阻为 A6 B4 C3 D2 5.答案:B解析:由并联电阻等效电阻公式可知,其余电阻的等效电阻为12。将R1换成6的电阻,那么为6和12电阻并联,由并联电阻等效电阻公式可知,那么A、B间的总电阻为4xyzR62021株洲初中物理竞赛题假如利用题图所示的电路来测量一个电阻R的阻值,那么x、y、z应分别代表 A电流表、电压
5、表、滑动变阻器B电压表、电流表、滑动变阻器C滑动变阻器、电流表、电压表D电压表、滑动变阻器、电流表6. 答案:B解析:测量电阻与电阻串联的是电流表,并联在电阻两端的是电压表,与电源相连的是滑动变阻器,x、y、z应分别代表电压表、电流表、滑动变阻器,选项B正确。图37第三届志向杯初二物理竞赛题阻值不同的两个电阻的电流强度随电压改变的IU图线如图3所示从图中得出的以下结论中正确的选项是 ( ) AR1R2;BRl、R2串联后的总电阻的IU图线在区域;CR1、R2并联后的总电阻的IU图线在区域;DRl、R2并联后的总电阻的IU图线在区域I.解析:由欧姆定律可知,电流强度随电压改变的IU图线斜率的倒数
6、表示电阻,斜率越大,其电阻越小,所以电阻R1R2;,选项A错误;Rl、R2串联后的总电阻肯定大于R2, Rl、R2串联后的总电阻的IU图线在区域III,选项B错误;Rl、R2并联后的总电阻肯定小于Rl, Rl、R2并联后的总电阻的IU图线在区域I.,选项C错误D正确。【答案】D【名师点评】表示电阻伏安特性曲线的图象有两种,一种是电流强度随电压改变的IU图线,其图线上一点的横纵坐标的比值表示电阻;一种是电压随电流强度改变的UI图线,其图线上一点的纵横坐标的比值表示电阻。对于图线为直线的,也可根据图线斜率推断电阻大小。IU图线,其斜率的倒数表示电阻,斜率越大,其电阻越小;UI图线,其斜率的表示电阻
7、,斜率越大,其电阻越大。8.2021全国初中应用物理学问竞赛初赛如图4所示,R0=R1=R2=R3=Rn=R2021=3,Ra=2。A、B间电压为6V,那么通过R2021的电流大小是 A. 1A B. A C. A D. A解析:三个串联的Ra等效电阻为6,由并联电阻公式可得R2021和三个串联的Ra并联后的电阻为2。依此类推AB之间的等效电阻为6。通过左边第1个Ra的电流为1A。根据并联电阻分流原理,通过R0的电流为A,通过左边第2个Ra的电流为A。同理,通过R1的电流为A,通过左边第3个Ra的电流为A。通过R2的电流为2A,通过左边第4个Ra的电流为A。依此类推,通过R2021的电流为A
8、,选项C正确。【答案】C【名师点评】解答此题须要根据电路特征,找寻规律,依此类推,意在考察敏捷运用串并联电路相关学问实力和推理实力。92006年上海初中物理竞赛题在如图6所示的电路中,总电流I为1.2安,R1=R2=2R3。那么以下对通过R2电流的推断正确的选项是 ( ) A大小为0.6安,方向向右 B大小为0.6安,方向向左 C大小为0.3安,方向向右 D大小为0.3安,方向向左【解析】:画出等效电路图,三个电阻并联,根据并联电路电流安排规律,通过R2的电流是总电流的1/4,所以通过R2的电流是大小为0.3安,方向向左,选项D正确。【答案】D【名师点评】对于不简单看出串并联关系的电路,可先在
9、电路中同一点标上一样的字母同一根导线可看作同一点,然后把这些字母根据依次排列,把电路中各个电阻根据原来的位置标在这些字母间,最终整理即可得到可以明显看出串并联关系的等效电路,再根据串并联电路规律解答。10第三届志向杯初二物理竞赛题如图7所示电路,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑动头自a向b挪动过程中,各电表示数改变的状况是 ( ) AA1、A2变大,V变小 BAl、V变大,A2变小CA2、V变小,A1变大 DA1、V变小,A2变大【解析】当滑动变阻器的滑动头自a向b挪动过程中,R2接入电路部分电阻增大,电流表A2示数变小,电流表A1示数变大。由于R2接入电路部分电阻增大,导致R3中电流减小,
10、R3两端电压降低,电压表V示数减小,所以选项C正确。【答案】C【名师点评】此题的电路是一混联电路,电路中任一个电阻增大,电路总电阻增大,电源输出电流减小,干路上定值电阻两端电压减小。11. 2006重庆初二物理竞赛题如下图,电流表示数为I,电压表示数为U,不考虑温度对定值电阻的影响,那么正确的选项是A U=0,R=0B U变大时,U/I变大C I变大时,U/I变小D U变大时,U/I不变答案:D解析:不考虑温度对定值电阻的影响,电压电流改变时,U/I不变,选项D正确。二、试验探究题12021河南初中物理竞赛题如图是小强试验小组选用的测量小灯泡电阻所需的电路元件,小灯泡的额定电压约为3.8V,估
11、计小灯泡的电阻小于15。(1)根据所示的试验电路,用笔画线代替导线,将以下图中的电路元件连接完好。 (2)当闭合开关后,假设出现了如下不正常的现象,请你从以下选项中选择可能的缘由填入表格中右列的空格中。A电路中ab断路B电路中ab短路C电压表并联在滑动变阻器两端依次现 象可能缘由灯泡亮度电流表读数/A电压表读数/V甲不亮0乙不亮0丙渐渐变亮渐渐增加渐渐削减 (3)根据正确的试验数据描绘出的小灯泡伏安特性曲线并非是直线,其缘由是 。1答案:(1)电路连线图如下图。(2)所填表格如下依次现象可能缘由灯泡亮度电流表读数/A电压表读数/V甲不亮0电路中ab短路乙不亮0电路中ab断路丙渐渐变亮渐渐增加渐
12、渐削减电压表并联在滑动变阻器两端(3) 小灯泡的电阻随温度的上升而增大。2.2005高州学科联赛物理某同学用电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和假设干导线,测定电阻RX的阻值,全部元件均完好,电流表有03A两档,电压表有03V和015V两档,电源电压为3.0V且不变,滑动变阻器标有“10,2A字样,电路连接正确。闭合开关,该同学在挪动滑动变阻器滑片的过程中,发觉电流表示数改变范围在0.21A0.58A之间,当滑片挪动到某个位置时,电流表和电压表的指针恰好同时指向刻度盘的正中央,请在下表中补上试验数据表格的有关栏目,根据该同学的试验器材与视察到的现象,将有关数据填入表格内,并算出RX9分 物
13、理量试验序号2.答案: 物理量试验序号电压V电流A电阻RX的阻值123解析:根据题述“当滑片挪动到某个位置时,电流表和电压表的指针恰好同时指向刻度盘的正中央,可知电流表示数为0.3A,电压表示数为1.5V,由欧姆定律计算可得电阻为5.0。当滑动变阻器接入电路部分电阻为零时,电压表读数为3V,电流表读数为0.58A,由欧姆定律计算可得电阻为5.2。当滑动变阻器接入电路部分电阻最大接近10时,电流表读数为0.21A,滑动变阻器分压接近0.21V,电压表读数为0.9V1.0V,由欧姆定律计算可得电阻为4.84.3。求得平均值即为RX的阻值。3.(2006年重庆初二物理竞赛题)小明和小亮利用以下图所示
14、的电路测量未知电阻的阻值。(1)根据他们连接的试验电路可知,电表甲应是_表。(2)试验中他们检查电路无误后闭合开关,视察了两电表的示数(如上图),计算出被测电阻R=_。(3)完成了上步计算后小明认为试验就完成了,小亮那么认为,仅这样就得出电阻的阻值不够牢靠。缘由是_。(4)为了得到更牢靠的结果,你认为接下去他们的详细操作应是_。3.答案:1电压表 210 3没有屡次测量取平均值 4挪动滑动变阻器的滑片,读取几组电压值和电流值,算出每次测量得到的电阻值,再求出平均值接近真值。解析:因为甲表与电阻并联,所以甲表是电压表。电压表示数为2.4V,电流表示数为0.24A,由欧姆定律计算得出R=10。4.
15、2007株洲长鸿杯竞赛题某同学利用图8所示电路测量小彩灯的电阻不考虑温度对电阻的影响,图中连接电压表的线未画出。试验时,闭合开关,挪动滑动变阻器的滑片,得到电流表和电压表的示数如下表所示。根据表中数据解答以下问题。3A图8315V电流表示数/A 电压表示数/V 1在试验过程中该同学是向 挪动滑动变阻器的滑片的。2请将电压表连入电路。3试求电源电压以与小彩灯的电阻。4.答案:1右 2如图2所示。3设电源电压为U,小彩灯的电阻为RL,电流表和电压表的两次示数分别为I1、I2和U1、U2。那么 U = I1RLU1 ,U = I2RLU2 将表中随意两组数据代入得U =6V, RL=105.2004
16、第十四届全国初中应用物理学问竞赛复赛题用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响,而将其视为“志向电表即认为电流表的内阻为零,电压标的内阻为无限大。事实上,电流表和电压表都有肯定的电阻值,因此我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的自身阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以,把电流表或电压表接入待测电路时,就相当于在待测电路中串联或并联一个电阻。这样,电流表两端就要有肯定的电压,电压表中就要通过肯定的电流,因此事实上很难同时精确的测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?
17、假设不能,请说明理由。假设能,请说明用它能测量的最大电压值。2现要精确测量一个阻值约为8的电阻Rx,试验室供应以下器材。电流表A1:量程为100mA,内电阻r1=4电流表A2:量程为50A,内电阻r2=750电压表V: 量程为10V,内电阻r3=10K变阻器R0:阻值约10定值电阻R1:阻值约10K开关S、导线假设干选出你测量时所需的适当器材,并在虚线方框中画出电路图。须要测量那些物理量?根据所测量物理量,写出被测电阻Rx的表达式。5.答案: 2 电路图如右图所示通过两电流表A1、A2的电流I1、I2,电流表A2的内电阻为r2。 由并联电路规律,(I1I2)Rx=I2r2解得 Rx=I2r2/
18、(I1I2)6.2006第十六届届全国初中应用物理学问竞赛复赛题育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表,图3中所示为其中两个量程的测试电路,G为灵敏电流表,其内阻Ro=100 、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100A,R为可调电阻,阻值改变范围为05 k,Rl和R2为定值电阻,R1=15,R2=ll k,E为1.5V干电池,S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上干脆读出待测电阻的阻值,需在表盘上重新标注示数。请答复:(1)在指针满偏处,盘面应标注的示数是多少(2)当A、B连续开时,指针所指的位置处,盘面应标注的示
19、数是多少(3)开关分别置于1和2位置时,在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少请简要说明理由。(4)该欧姆表表盘上的刻度是否匀称请从电路原理上说明理由。6.答案:1A、B两端干脆连接在一起时RAB = 0,调整滑动变阻器使灵敏电流表指针满偏,那么指针所指处盘面上应标注的示数为0。 2当A、B断开时,电阻应为无穷大,这时指针所指位置的示数应标。3开关置于2时,且将A、B短接时表针满偏,那么R + Rg + R2 = 1.5V/100A = 15k,假设在A、B间接一电阻Rx,且刚好使表针指在表盘中间位置,这时电路中的电流为满偏时的一半,电路中的总电阻为满偏时的2倍,即Rx = R + Rg +
20、R2=15k,所以该档位表盘中间示数应为15k。 开关置于1时,且将A、B短接时表针满偏,这时电路中总电阻为R1(R + Rg + R2)/(R1+ R + Rg + R2)=1515000/(15+15000) = 15 ,同理假设在A、B间接一电阻Rx,且刚好使表针指在表盘中间位置,这时电路中的电流为满偏时的一半,电路中的总电阻为满偏时的2倍,即Rx= R1(R + Rg + R2)/(R1+ R + Rg + R2)=15 ,所以该档位表盘中间示数应为15。 3欧姆表表盘上的刻度是不匀称的。理由:用R0表示A、B短接时电路中总电阻,测量电阻Rx时,电路中电流 I=U/(R0+Rx,可见I
21、与Rx不成正比,所以欧姆表表盘上的刻度是不匀称的。72021全国初中物理竞赛预赛某爱好小组的同学进展电学试验过程中发觉一个好玩的元件有a、b两部分,被封闭在一个透亮的玻璃壳内,A、B、C是三个外露的接线柱,如图15所示。 1他们理解到a是一个定值电阻,要用“伏安法探讨其电流与电压的关系,请用笔画线代替导线将图15的电路连接成所需的电路。2根据试验测得的数据,在U-I图中描绘出电压和电流的关系如图16所示,那么电阻Ra=_。3b是一种由特别金属制成的导体,它的额定电压是4.5V。为进一步理解b的特征,他们运用相像的步骤,描绘出的该元件的电压与电流的关系图像如图17所示。由图可知元件b的电阻随电压
22、的增大而_,其额定功率约为_W。答案:1如图3所示 4分210 2分3增大 1.801.824分解析:由描绘出电压和电流的关系图象可得电阻Ra0.40W=1.82W。8、2021年“志英杯物理竞赛在测定额定电压为3.8V小灯泡电阻的试验中:1如图甲所示是没有连接完好的试验电路,请你用笔画线代替导线将所缺的导线补上。2在连接电路时,开关必需断开,且应将滑动变阻器的滑片移至最 端填“左或“右。3连接好电路后,闭合开关,发觉电流表和电压表指针的转向状况如图乙所示,那么可能的缘由是:电流表 。4当小灯泡正常工作,如图丙所示,电流表示数为 A,此时小灯泡灯丝的电阻为 。8.答案:1如图2右;3正负接线柱
23、接反40.24 典例12021全国初中物理竞赛预赛在一次风暴中,甲、乙两地之间的两根输电线在某处发生了短路,如图3所示,为了确定短路的详细位置,电力工人在甲地把这两根输电线的接头接到电压为3V的电池两端,测出了这时输电线中的电流为30mA。输电线每米长度的电阻为0.01欧,那么发生短路处离甲地_m。测出的电流越大,说明短路处离甲地越_。解析:设发生短路处离甲地xm,输电线每米长度的电阻为R0=0.01欧,在甲地把这两根输电线的接头接到电压为3V的电池两端,由欧姆定律I=U/2xR0,解得x=5000m。测出的电流越大,说明短路处离甲地之间的导线电阻小,短路处离甲地越近。答案:5000 近典例4
24、.2004年第十四届全国初中应用物理学问竞赛复赛题用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响,而将其视为“志向仪表,即认为电流表的内阻为零,电压表的内电阻为无限大。事实上,电流表和电压表都有肯定的电阻值,因此我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小、其阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小、其阻值很大的电阻。所以,把电流表或电压表接入待测电路时,就相当于在待测电路中串联一个电阻或并联一个电阻。这样,电流表两端就要有肯定的电压,电压表中就要通过肯定的电流,因此事实上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。1、现有一个是量程
25、为0.6A,内电阻为0.13欧的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?假设不能,请说明理由,假设能,请说明用它能测量的最大电压值。2、现要精确测量一个阻值约为8欧的电阻Rx,试验室供应以下器材。电流表A1:量程100mA,内电阻r1=4欧电流表A2:量程500,内电阻r2=750欧电压表V:量程10V,内电阻r3=10k欧,变阻器R0:阻值约为10欧定值电阻R1:阻值约10k欧电池E:两端电压约1.5V,开关S,导线假设干选出你测量时所需的适当器材,并画出电路图须要测量哪些物理量?根据所测物理量,写出被测电阻Rx的表达式。解析:1由于电流表可以看成一个能显示通过自身电流大小、其阻值很小的电阻,
26、所以可以用电流表测量某电路两端的电压;它能测量的最大电压值为量程乘以电流表内阻。2将内阻的电流表A2作为电压表,其量程只有500750=0.375V,采纳电流表外接,滑动变阻器分压接法电路。须要测量的物理量有通过两电流表A1、A2的电流I1、I2,设电流表A2的内电阻为r2,由I2 r2=I1- I2Rx,解得Rx,=.=0.078V。2. 电路图如右图所示。须要测量的物理量为:通过两电流表A1、A2的电流I1、I2,被测电阻Rx的表达式为: Rx=.。【名师点评】此题采纳内阻的电流表A2作为电压表,要考虑电流表的分流作用,应用并联电路规律列方程解答。三、综合运用题1.2000第十届届全国初中
27、应用物理学问竞赛复赛题一、某同学在木板上安装如下图的三只灯泡,灯泡L1和L3的电阻分别为R1=10欧,R3=25欧连好电路后要测电源电压时,发觉连接电压表的导线长度不够,于是他用电压表接在A、C两点时发觉读数为1 5伏,接在B、D两点时读数为20伏那么此时电源电压为多少伏(有不能整除的地方保存一位小数)1.解:A、C间的电流为:IAC=,B、D间的电流为:IBD=,根据串联电路中电流相等IAC=IBD,那么=, 解之:R2=35(欧) 又电路中的电流为:I=IAC=A=A=1/3(安),R总= R1+ R2+ R3=10欧+35欧+25欧=70欧,所以电源电压为:U=IR总=1/3安70欧23
28、3伏。2.2005第十五届届全国初中应用物理学问竞赛题AB和CD是完全一样的两条带有绝缘皮的导线,它们并行地埋设在相距2 km的甲、乙两地之间。由于两导线之间某处的绝缘外皮受到损伤,而发生了漏电现象(即相当于两根导线之间在漏电处连接了一个电阻)。为了确定漏电处的位置,修理人员做了以下测量: (1)在甲地将两端电压恒为90 V的电源的两极分别接在A、C两端,此时在乙地用内电阻很大的电压表测得B、D两端电压为72V。 (2)在乙地将两端电压恒为100V的电源的两极分别接在B、D两端,此时在甲地用同一型号的电压表测得A、C两端的电压为50V。 假如AB和CD导线每千米电阻值为2,请你根据以上测量结果
29、计算漏电处距甲地多远绝缘皮破损处的漏电电阻是多大2.解:1根据题述可画出电路图,设漏电电阻为R0,甲地距漏电处导线电阻为R1,乙地距漏电处导线电阻为R2,当在甲地接90V电源时,此时相当于R1和R0串联,由串联电阻分压原理得:, 同理在乙地接100V电源时有 , 由式得:。因长度与电阻成正比,而L1L22km,联立解得: L1400m。R1=2 L12/km20.4,绝缘皮破损处的漏电电阻R0R2=4R1.。3.2006第十六届初中应用物理学问竞赛复赛育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表,图3中所示为其中两个量程的测试电路,G为灵敏电流表,其内阻RG=100 、电流灵敏度(即
30、指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100A,R为可调电阻,阻值改变范围为05 k,Rl和R2为定值电阻,R1=15 ,R2=ll k,E为1.5V干电池,S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上干脆读出待测电阻的阻值,需在表盘上重新标注示数。请答复: (1)在指针满偏处,盘面应标注的示数是多少 (2)当A、B连续开时,指针所指的位置处,盘面应标注的示数是多少 (3)开关分别置于1和2位置时,在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少请简要说明理由。 (4)该欧姆表表盘上的刻度是否匀称请从电路原理上说明理由。3.答案:1A、B两端干脆连接在一起时RAB
31、= 0,调整滑动变阻器使灵敏电流表指针满偏,那么指针所指处盘面上应标注的示数为0。2当A、B断开时,电阻应为无穷大,这时指针所指位置的示数应标。3开关置于2时,且将A、B短接时表针满偏,那么R + RG + R2 = 1.5V/100A = 15k,假设在A、B间接一电阻Rx,且刚好使表针指在表盘中间位置,这时电路中的电流为满偏时的一半,电路中的总电阻为满偏时的2倍,即Rx = R + RG + R2 = 15k,所以该档位表盘中间示数应为15k。 开关置于1时,且将A、B短接时表针满偏,这时电路中总电阻为 = 15 ,同理假设在A、B间接一电阻Rx,且刚好使表针指在表盘中间位置,这时电路中的
32、电流为满偏时的一半,电路中的总电阻为满偏时的2倍,即Rx= = 15 ,所以该档位表盘中间示数应为15。 3欧姆表表盘上的刻度是不匀称的。理由:用R0表示A、B短接时电路中总电阻,测量电阻Rx时,电路中电流 I = U/(R0+Rx),可见I与Rx不成正比,所以欧姆表表盘上的刻度是不匀称的。42000第十届初中应用物理学问竞赛复赛某同学在木板上安装如下图的三只灯泡,灯泡L1和L3的电阻分别为R1=10欧,R3=25欧连好电路后要测电源电压时,发觉连接电压表的导线长度不够,于是他用电压表接在A、C两点时发觉读数为15伏,接在B、D两点时读数为20伏那么此时电源电压为多少伏(有不能整除的地方保存一
33、位小数):A、C间的电流为:B、D间的电流为:根据串联电路中电流相等IAC=IBD, 联立解得:R2=35(欧)又电路中的电流为:I=IAC=1/3(安),所以电源电压为:U=IR总233(伏)5.2021年“志英杯物理竞赛有一种测量人的体重和身高的电子秤,其测体重部分的原理如图中的虚线框所示,它主要由三部分构成:踏板和压力杠杆ABO,压力传感器R电阻值会随所受压力大小发生改变的可变电阻,显示体重大小的仪表A本质是电流表。其中AO:BO5:1,压力传感器R外表能承受的最大压强为2106Pa,且压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。压力F/N050100150200250300电阻R/3
34、00270240210180150120设踏板和杠杆组件的质量可以忽视不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8V。请答复:1踏板空载时,电流表读数是多少A?2假设压杆与压力传感器之间的接触面积是2104m2,那么该秤的最大称量值是多少?3为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘,我们须要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系。请你写出这个关系式 =0.016A 2分2压力传感器受到的最大压力为F=PS=2106Pa210-4m2=400N,那么踏板上受到的最大称量为GLBO=FLAO,即:G/F=LOA/LOB,G/400N=5/1,解得G=2000N。 2分3设电路中电流为I时,那么
35、此时其电阻为R=U/I=4.8/I,因为表格中压力与电阻是呈线性关系,所以F/300-R=50/300-270=5/3,故F/300-4.8/I=5/3,所以F=500-8/I 2分而根据GLBO=FLAO可知G/F=LOA/LOB=5/1,即G=5F将代入得:G=2500-40/I。 图26.为防止酒驾事故的出现,酒精测试仪被广泛应用。有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图2甲所示。当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60 。在图21乙所示的工作电路中,电源电压恒为8V,定值电阻R2=20。求:(1) 当被检测者的酒精气体的浓度为0时,电压表的示数是多少;酒精气体浓度0.8mg/ml,当电流表的示数为0.2A时,试通过计算推断被检测者是否酒驾。解析:1当被检测者的酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60 。由欧姆定律可得酒精气体传感器中电流I=A, 电压表的示数是U1=IR1=0.1A60=6V。2当电流表的示数为时, 由欧姆定律I=得R1=R2=20=20。由甲图可知,R1阻值20对应的酒精气体浓度为 mg/ml,即被检测者呼气的酒精气体浓度为 mg/ml。0.mg/ml0.mg/ml0.mg/ml,属于国际公认的酒驾标准,所以被检测者属于酒驾。
限制150内