第十四章歐姆定律題型專項(xiàng)練習(xí)：動(dòng)態(tài)電路計(jì)算（敏感電阻類） 2024-2025學(xué)年蘇科版九年級(jí)上冊(cè)物理h49479202

九年級(jí)物理題型專項(xiàng)練習(xí)：歐姆定律---動(dòng)態(tài)電路計(jì)算（敏感電阻類）1．室內(nèi)空調(diào)和電冰箱等家用電器中的溫度傳感器，是利用熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性工作的。如圖甲是用熱敏電阻測量環(huán)境溫度的電路，電路中電流表的量程為0~0.02A，滑動(dòng)變阻器R的銘牌上標(biāo)有“150Ω3A”字樣。Rt為熱敏電阻，其阻值隨環(huán)境溫度變化關(guān)系如圖乙所示，電源電壓為5V(1)將此電路放入溫度為30℃的環(huán)境中，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R=100Ω，求電流表的示數(shù)；(2)若環(huán)境溫度為40℃時(shí)，要保證整個(gè)電路元件的安全，求滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值；(3)求此電路能測量的最高環(huán)境溫度為多少？2．電梯超載時(shí)，報(bào)警器會(huì)發(fā)出警報(bào)聲提醒后面進(jìn)入的乘客退出電梯。某實(shí)驗(yàn)小組用電源、開關(guān)、導(dǎo)線、壓敏電阻、報(bào)警器、滑動(dòng)變阻器（2A50Ω）等模擬電梯的報(bào)警電路，如圖所示。閉合開關(guān)S和，滑動(dòng)變阻器的滑片位于最左端，電流表示數(shù)為I=0.5A。已知電源電壓U保持不變，壓敏電阻R的阻值隨壓力F變化的規(guī)律如圖乙所示，報(bào)警器相當(dāng)于一個(gè)定值電阻，阻值，當(dāng)電流表的示數(shù)為300mA時(shí)報(bào)警器剛好報(bào)警。電流表“0~0.6A”的量程連入電路，通過向托盤里加減物品改變壓敏電阻受到的壓力大小，托盤下表面是絕緣材質(zhì)，不考慮電流表對(duì)電路的影響；(1)求電源電壓U；(2)閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)，滑動(dòng)變阻器的滑片位于最左端，求報(bào)警器剛要報(bào)警時(shí)，壓敏電阻受到的壓力F的大??；(3)讓壓敏電阻承受的壓力為34N時(shí)報(bào)警器才報(bào)警，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值應(yīng)調(diào)為多少？3．如圖是一個(gè)檢測空氣質(zhì)量指數(shù)的電路，其中R為氣敏電阻，允許通過的最大電流為0.2A，其電阻與空氣質(zhì)量指數(shù)的關(guān)系如圖乙所示。已知電源電壓恒定不變，定值電阻為10Ω，當(dāng)閉合開關(guān)S后，電流表的示數(shù)為0.1A時(shí)，空氣質(zhì)量指數(shù)為30，求：(1)此時(shí)電阻消耗的電功率；(2)電源電壓；(3)小強(qiáng)認(rèn)為該電路能測量的空氣質(zhì)量最大指數(shù)太低，他想使該電路能測量的空氣質(zhì)量最大指數(shù)為70，于是他提出的方案是減小電源電壓；同組的小明同學(xué)提出的方案是減小的阻值，請(qǐng)通過計(jì)算說明誰的方案可行。4．某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)壓力報(bào)警裝置，工作原理如圖所示。ABO為一水平杠桿，OA長120cm，O為支點(diǎn)，AB∶OB=4∶1；已知報(bào)警器R0的阻值恒為10Ω，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如表所示。閉合開關(guān)S，水平踏板空載時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V；當(dāng)水平踏板所受壓力增大，電壓表示數(shù)達(dá)到5V時(shí)，報(bào)警器R0開始發(fā)出報(bào)警信號(hào)。踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)。求：F/N051015202530......R/Ω3528221814128.....(1)電源電壓為多少？(2)當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，踏板設(shè)定的最大壓力值為多少？(3)若將報(bào)警器設(shè)定為水平踏板上承受25N壓力時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，應(yīng)將電源電壓調(diào)為多少伏？此時(shí)電路總功率是多大？5．空氣質(zhì)量指數(shù)是環(huán)境監(jiān)測的重要指標(biāo)，下表的空氣質(zhì)量等級(jí)是按照空氣質(zhì)量指數(shù)A劃分的。某興趣小組自制了空氣質(zhì)量監(jiān)測儀，用電壓表顯示空氣質(zhì)量指數(shù)，工作原理電路如圖所示。已知電源電壓U=18V，電壓表的量程為0~15V，定值電阻R0的阻值為100Ω，氣敏電阻阻值R與空氣質(zhì)量指數(shù)A的關(guān)系為；空氣質(zhì)量指數(shù)A0~5051~100101~150151~200201~300>300空氣質(zhì)量等級(jí)優(yōu)良輕度污染中度污染重度污染嚴(yán)重污染(1)當(dāng)通過氣敏電阻的電流為0.05A時(shí)，此電路通電10s消耗多少電能；(2)通過計(jì)算，判斷電壓表示數(shù)為10V時(shí)對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量等級(jí)；(3)更換定值電阻R0可改變監(jiān)測儀的測量范圍，若要使電壓表滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量指數(shù)A=400，則更換后的定值電阻的阻值應(yīng)為多大？6．近期流感多發(fā)，學(xué)校利用過氧乙酸對(duì)教室內(nèi)的空氣進(jìn)行熏蒸消毒。某學(xué)習(xí)小組為了測量教室空氣中過氧乙酸的氣體濃度，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的檢測儀。已知電源電壓為6V定值電阻R0標(biāo)有“2.5Ω，0.4A”字樣，過氧乙酸氣體傳感器Rt的阻值隨過氧乙酸氣體濃度ρ變化的關(guān)系如圖所示，當(dāng)過氧乙酸氣體濃度ρ為0.45g/m3時(shí)，Rt阻值為5歐姆。電壓表的量程為0﹣3V，電壓表不同的示數(shù)對(duì)應(yīng)不同的過氧乙酸氣體濃度，請(qǐng)回答下列問題：(1)按要求ρ＞0.1g/m3才能達(dá)到消毒要求。當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.75V時(shí)，教室內(nèi)過氧乙酸氣體的濃度是否達(dá)到消毒要求？(2)若該檢測儀處在所能測量的最大ρ值狀態(tài)下工作了9min，R0消耗的電能是多少？(3)若檢測儀所能測量的最大值調(diào)整為0.45g/m3，此時(shí)電壓表剛好偏轉(zhuǎn)到最大刻度，則需要重新選擇哪種規(guī)格的定值電阻。7．圖甲所示，是某研究小組設(shè)計(jì)的一套測量物體重力的模擬裝置，為水平杠桿，OB長1m，O為支點(diǎn)，，電源電壓保持不變，電流表的量程為0~0.6A，定值電阻的阻值為，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨其所受壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)平板空載時(shí)（即壓力F大小為O），閉合開關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.3A。（平板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)）求：(1)電源電壓；(2)在電路安全的情況下，緩慢增加平板上的物體的重力過程中，當(dāng)電路消耗的總功率達(dá)到最大時(shí)，電流通過壓力傳感器R在1min時(shí)間內(nèi)所做的功；(3)當(dāng)平板上物體重為200N，此時(shí)電路不安全，若可移動(dòng)A點(diǎn)使電路安全，則A點(diǎn)移動(dòng)的方向和A點(diǎn)移動(dòng)的最小距離。8．如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的溫度報(bào)警電路，電壓U恒為12V，電阻R1、R2中，一只為熱敏電阻，另一只是阻值為0.4kΩ的定值電阻，其中熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關(guān)系圖線如圖所示。輸出電壓隨溫度的升高而增大；當(dāng)輸出電壓達(dá)到4V時(shí)報(bào)警，求此時(shí)：(1)R2兩端的電壓；(2)電路中的電流；(3)報(bào)警溫度。9．如圖甲為某商場安裝的扶梯自動(dòng)計(jì)效器簡化電路圖。已知電源電壓U=12V，R1為光敏電阻，R2=20Ω，當(dāng)有光照射時(shí)R1=20Ω；當(dāng)扶梯上有顧客經(jīng)過，擋住射向R1的光線時(shí)，R1的阻值增大，計(jì)數(shù)器就計(jì)數(shù)一次。圖乙為某段時(shí)間內(nèi)R1兩端的電壓Uab隨時(shí)間t變化的圖像。（1）當(dāng)有光照射時(shí)，電路中的電流為多大？（2）當(dāng)扶梯上有顧客經(jīng)過時(shí)，R2的電壓為多大？（3）這2.4s時(shí)間內(nèi)電路消耗的電能是多少？10．如圖所示是一種煙霧報(bào)警器的電路圖，電源電壓為2.4V，是定值電阻，阻值為6Ω。R為光敏電阻。煙霧濃度增大時(shí)射向R的光被遮擋，R受到的光照變?nèi)?。?dāng)報(bào)警儀表的示數(shù)等于或小于100mA時(shí)報(bào)警，光敏電阻R的阻值隨著光強(qiáng)的關(guān)系如表所示。［“光強(qiáng)E”表示光強(qiáng)弱程度的物理量，單位為坎德拉（cd）］。光強(qiáng)E/cd123456光敏電阻R/Ω36181297.26（1）煙霧報(bào)警器待機(jī)狀態(tài)下，若電路中電流為150mA，通電10min消耗的電能為多少?（2）正常情況下，當(dāng)R受到的光照強(qiáng)度為3cd時(shí)，報(bào)警儀表是否會(huì)報(bào)警?（3）由于長時(shí)向工作電源電壓降低為2V，導(dǎo)致煙霧報(bào)警器在正常的煙霧濃度下誤報(bào)警。為使煙霧報(bào)警器正常報(bào)警，在不更換電源的情況下，應(yīng)將更換阻值比原來大的?還是更換比原來小的電阻?請(qǐng)通過計(jì)算說明。參考答案：1．(1)0.0125A；(2)50Ω；(3)50℃【詳解】（1）解：由電路圖可知，R與Rt串聯(lián)，電流表測電路中的電流。由圖乙可知，溫度為30℃時(shí)，Rt的為阻值為，串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中電流表的示數(shù)（2）由圖乙所示圖象可知，溫度為40℃時(shí)，Rt的為阻值為，由電路中電流表的量程可知，電路中的最大電流0.02A則滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值為（3）由圖象可知，熱敏電阻的阻值越小，溫度越高，結(jié)合2小題可知，當(dāng)電路中電流最大為0.02A且滑動(dòng)變阻器取最大阻值時(shí)，熱敏電阻的阻值最小，則由圖乙可知其工作的最高環(huán)境溫度50℃。2．(1)15V(2)12N(3)【詳解】（1）由圖知閉合開關(guān)S和S1，滑動(dòng)變阻器的滑片位于最左端，電路中只有定值電阻R0接入電路，電源電壓為U=IR0=0.5A×30Ω=15V（2）閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1，滑動(dòng)變阻器的滑片位于最左端，定值電阻R0和壓敏電阻串聯(lián)，報(bào)警器剛要報(bào)警時(shí)，電路中的總電阻為由串聯(lián)電路電阻的規(guī)律知此時(shí)壓敏電阻的阻值為R′=R總-R0=50Ω-30Ω=20Ω由圖知此時(shí)壓敏電阻受到的壓力F的大小為12N。（3）壓力為34N時(shí)，從圖像可以得出此時(shí)壓敏電阻，報(bào)警器剛要報(bào)警時(shí)，電路中的總電阻為由串聯(lián)電路電阻的規(guī)律知此時(shí)壓敏電阻的阻值為R′′=R總-R0-R2=50Ω-30Ω-8Ω==12Ω3．(1)0.1W(2)6V(3)小強(qiáng)的方案【詳解】（1）此時(shí)電阻消耗的電功率為（2）由乙圖可知，空氣質(zhì)量指數(shù)為30時(shí)，氣敏電阻的阻值，由電路圖可知，與R串聯(lián)，則電路的總電阻為根據(jù)歐姆定律可得，電源電壓為（3）由圖乙可知，當(dāng)空氣質(zhì)量指數(shù)為70時(shí)，此時(shí)氣敏電阻的阻值，此時(shí)電路中的總電阻為為保護(hù)電路，電路中允許通過的最大電流為0.2A，此時(shí)電源電壓應(yīng)為故應(yīng)減小電源電壓，小強(qiáng)的方案可行。當(dāng)電源電壓不變時(shí)，電路中允許通過的最大電流為0.2A，此時(shí)電路中的總電阻為由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電阻的阻值為故應(yīng)增大的阻值，小明的方案不可行。4．(1)9V(2)150N(3)19V；9.5W【詳解】（1）閉合開關(guān)S，水平踏板空載時(shí)，R受到的壓力為0，由表可知，R=35Ω；電壓表的示數(shù)為2V，電路電流為電源電壓為（2）電壓表示數(shù)達(dá)到5V時(shí)，報(bào)警器R0開始發(fā)出報(bào)警信號(hào)，此時(shí)電路電流為電路總電阻為則R連入電路的電阻為由表可知，此時(shí)壓力傳感器受到的壓力為30N。已知AB∶OB=4∶1則OA∶OB=5∶1根據(jù)杠桿的平衡條件可得則踏板設(shè)定的最大壓力值為（3）水平踏板上承受25N壓力時(shí)，根據(jù)杠桿的平衡條件可得則壓力傳感器受到的壓力由表可知，R的阻值為28Ω。則電源電壓為此時(shí)電路總功率是5．(1)9J(2)良(3)75Ω【詳解】（1）電路通電10s消耗的電能（2）電路中的電流氣敏電阻R兩端的電壓氣敏電阻的阻值此時(shí)的空氣質(zhì)量指數(shù)由表格可知指數(shù)在51~100，此時(shí)空氣質(zhì)量等級(jí)為良。（3）空氣質(zhì)量指數(shù)時(shí)，氣敏電阻的阻值由題意可知，此時(shí)電壓表的示數(shù)氣敏電阻兩端的電壓電路中的電流更換后的定值電阻的阻值6．(1)能達(dá)到(2)216J(3)“5Ω0.7A”【詳解】（1）由圖甲可知，定值電阻R0與過氧乙酸氣體傳感器Rt串聯(lián)接入電路，電壓表測量定值電阻R0兩端的電壓，由圖乙可知，過氧乙酸氣體傳感器Rt的阻值越小，根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，定值電阻R0兩端的電壓變大。當(dāng)電壓表的示數(shù)為U0＝0.75V時(shí)，通過電阻R0的電流電路中的電流I＝I0＝0.3A電路中的總電阻傳感器的阻值Rt＝R-R0＝20Ω-2.5Ω＝17.5Ω由圖乙知，此時(shí)過氧乙酸氣體濃度大于0.1g/m3，故教室內(nèi)達(dá)到了消毒要求。（2）定值電阻R0規(guī)格為“2.5Ω，0.4A”，定值電阻R0能承受的最大電壓U0max＝I0maxR0＝0.4A×2.5Ω＝1V＜3V所以電路中最大電流為0.4A，此時(shí)傳感器Rt的阻值最小，檢測儀處在所能測量的最大ρ值狀態(tài)下工作9min，R0消耗的電能W0max＝U0maxI0maxt0＝1V×0.4A×9×60s＝216J（3）由題知，若檢測儀所能測量的最大ρ值調(diào)整為0.45g/m3時(shí)，傳感器Rt的阻值為5Ω，電壓表的量程為0～3V，即此時(shí)電壓表示數(shù)為3V，所以過氧乙酸氣體傳感器Rt兩端的電壓Ut′＝U-U0′＝6V-3V＝3V此時(shí)通過氧乙酸氣體傳感器Rt的電流通過定值電阻的電流I0′＝It′＝0.6A定值電阻的阻值故需重新選用“5Ω,0.6A”的定值電阻。7．(1)18V(2)432J(3)0.1m【詳解】（1）當(dāng)平板空載時(shí)（即壓力F大小為0），閉合開關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.3A，由乙圖可知，壓力傳感器阻值為R=50Ω，電源電壓為U=I1(R0+R)=0.3A×(10Ω+50Ω)=18V（2）為保護(hù)電路安全，電路中最大電流為0.6A，此時(shí)電路中電功率最大，R0兩端電壓為U0=I大R0=0.6A×10Ω=6VR兩端電壓為UR=U-U0=18V-6V=12V電流通過壓力傳感器做的功為W1=URI大t=12V×0.6A×1×60s=432J（3）為使電路安全，電路中最大電流為0.6A，根據(jù)歐姆定律得，此時(shí)壓敏電阻的阻值為由乙圖可知，當(dāng)壓敏電阻為20Ω時(shí)，B點(diǎn)最大壓力為30N，所以根據(jù)杠桿平衡條件得到FB×OB=FA×OAA點(diǎn)最大物重為當(dāng)平板上物體重為200N，此時(shí)電路不安全，需要移動(dòng)A點(diǎn)使電路安全；根據(jù)杠桿平衡條件OB長為1m，則OA'為移動(dòng)的距離為x=OA-OA'=0.25m-0.15m=0.1m移動(dòng)方向向右。8．(1)8V(2)0.01A(3)28℃【詳解】（1）圖中兩個(gè)電阻串聯(lián)，R1的電壓是4V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知，R2兩端的電壓U2=U-U1=12V-4V=8V（2）根據(jù)圖像知，因?yàn)楫?dāng)溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值減小，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比的關(guān)系，則熱敏電阻兩端的電壓也減?。划?dāng)輸出電壓達(dá)到或超過4V時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警器（未畫出）報(bào)警，說明只有達(dá)到一定電壓才報(bào)警，所以圖中的R2是熱敏電阻；若將電阻箱調(diào)至R1=0.4kΩ=400Ω則電路中的電流為（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得熱敏電阻的阻值由圖象可知開始報(bào)警的溫度為28℃。9．（1）0.3A；（2）2V；（3）7.68J【詳解】解：（1）當(dāng)有光照射時(shí)，電路中的電流為（2）當(dāng)扶梯上有顧客經(jīng)過，擋住射向R1的光線時(shí)，R1的阻值增大，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，則R2的電壓變小，R1的電壓變大，根據(jù)題圖可知，此時(shí)加在R1兩端的電壓為1