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1、120222022 年电学计算典型题（三）年电学计算典型题（三）变阻器组成的动态电路变阻器组成的动态电路 2 2五变阻器五变阻器+坐标图坐标图+实际应用：实际应用：1.图甲是某种压力秤的电路原理示意图，电压表（量程为 03V）可对应显示压力的大小。已知 R0=100，电源电压 U=4.5V 保持不变，压力传感器 R 的阻值随所受的压力变化的图像如图乙。（设踏板的重力忽略不计）（1）当一个重力大小为 600N 的中学生站在压力秤上时，电压表的示数为多少伏特？（2）此时电路所消耗的总功率为多少瓦特？(3)压力秤最大能秤量重的物体？2.在课外活动中,同学们设计了一种物品自动筛选器,可将质量小于一定标
2、准的物品自动剔除,其原理如图 1 所示：放在水平轻质传送带上的物品,经过装有压敏电阻R的检测区时,使R的阻值发生变化,其阻值随压力F变化的关系如图 2 所示。已知电源电压为 12V,R0 为定值电阻，当电路中电压表示数小于 2.4V时，机械装罝启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能.g取l0N/kg.试问：2(1)当物品随传送带匀速运动时,物品_(选填“受”或“不受”)摩擦力。(2)当检测区上没有物品时,电压表的示数为 2V,R0 的阻值为多少?(3)当压敏电阻的电功率最大时，电路中的电流为多少?此时在检测区上物品的质量是多少?(4)电路中的电池使用一段时间后,电源电压会降低,能
3、通过检测区物品的最小质量将_(选填“增大”或“减小“).3、测量体重的电子秤，其测量部分的原理如图 16 中的虚线框所示，它主要由压力传感器 R（电阻值会随所受压力的大小而发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表 A（实质上是电流表）组成。压力传感器表面能承受的最大压强为 l107Pa，且已知压力传感器 R 的电阻值与所受压力的关系如下表所示。设踏板和压杆的质量忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为 48V，取g=10Nkg。请通过计算回答：（1）当压力为 0 时电流表的示数是多少？（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表的示数为 002A，这个人的体重有多少？（3）若压杆与压力传感器之间
4、的接触面积是 2cm2，则该秤的仪表（电流表）能够测量的最大电流是多少？（4）从表中数据分析可以得出什么规律？34.如图所示是酒精浓度检测仪及其原理图，它实际上是由一节干电池（电压不变）、一个气敏电阻 R2（相当于阻值随酒精气体浓度变化的变阻器，酒精浓度越大阻值越小）与定值电阻 R1及一个电压表组成。驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，则（）A气敏电阻 R2的阻值越大，电压表示数越大B通过电阻 R2的电流越小，电压表示数越大C通过电阻 R1的电流越大，电阻 R2两端电压越小D气敏电阻 R2的阻值越大，通过电阻 R1的电流越大5.如图甲所示，是酒精检测仪的简化电路，其中，定值电阻 R0=10，电源电压
5、为 3V，R 为气敏电阻，它的阻值与酒精气体含量的关系如图乙所示如果通过检测仪检测到驾驶员的血液中酒精含量为 12%时，电流表的示数为多少 mA？如果用电压表作为显示装置，而且电压表读数越大时，代表酒精浓度越高，那么电压表应该并联在哪个电阻上？46.011 年 5 月 1 日开始实施的刑法修正案(八)，对“饮酒驾车”和“醉酒驾车”制定了严格的界定标准，如下表所示。饮酒驾车 20mg/100mL血液中的酒精含量 80mg/100mL醉酒驾车 血液中的酒精含量 80mg/l00mL沭阳交警在某次安全行车检查中，检测到某驾驶员 100mL 的血液中酒精含量为 66mg，那么，该驾驶员属于。如图甲所示
6、，是酒精检测仪的简化电路。其中，定值电阻 R0=10，电源电压为 3V；R 为气敏电阻，它的阻值与酒精气体含量的关系如图乙所示。如果通过检测仪检测到驾驶员的血液中酒精含量为 12%时，电流表的示数为A。7.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5阻值降低,如图甲所示。当酒精气体的浓度为 0 时,R1 的电阻为 60.在图乙所示的工作电路中,电源电压恒为 8V,定值电阻R2=20.求：(1)图甲可知,当酒精气体的浓度为 0 时,R1 的阻值为_(2)当被检测者的酒精气体的浓度为 0 时，电压的示数是多少；(3)现
7、在国际公认的酒驾标准是 0.2mg/mL酒精气体浓度0.8mg/mL，当电流表的示数为 0.2A时，试通过计算判断被检测者是否酒驾。8.有一种半导体材料的电阻值随着温度的变化而明显改变，用这种材料制作的电阻称为热敏电阻。图 1 是某热敏电阻的阻值随温度变化的图像，小马同学用该热敏电阻和电压表设计了一只测量范围为 0100的水温表，图 2 是这个水温表的原理图，图中的电压表量程为 03V；定值电阻 R0的阻值为 l00。当水温达到 100时，要求电压表的示数达到最大值。（1）根据图像回答该热敏电阻在 100时的电阻值为多大?（2）小马同学将电压表的刻度盘改画为指示温度的刻度盘，如果每10画一条刻
8、度线，这个刻度盘的刻度是否均匀?（3）通过计算说明改画的水温表刻度盘上的 0应该与电压表刻度盘的什么位置对应?69.某品牌家用电熨斗的电路如图甲所示，额定电压为 220V、最大功率为 440W，发热部分由调温电阻 R 和定值电阻 R0 组成，调温电阻 R是可变电阻，其最大阻值为 110。电阻值均不受温度影响。（1）定值电阻 R0 的阻值是多大？（2）该电熨斗工作时的最小功率多大？此时通过电路的电流是多大？（3）假设电熨斗每秒钟散发的热量 Q 跟电熨斗温度 t 的关系如图乙所示，请分析得出电熨斗工作时温度的调节范围。10.图甲和图乙是利用热敏电阻来测量温度的原理图。热敏电阻 R 的阻值随温度的变
9、化关系如下表所示,电源电压均为 20V 且保持不变，定值7电阻 R0的阻值为 30。则：(1)在图丙坐标中作出热敏电阻的电阻值与温度的关系图线。(2)图甲中电流表的示数为 0.4A 时，热敏电阻两端的电压和消耗的功率分别是多少？(3)图乙中电压表的量程为 015V，试求此电路能测量的最高温度。11.PTC 是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高PTC 有一个人为设定的温度，当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大如图(a)所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料它的工作电路如图(b)所示，R0是定值电阻，其阻值不受温度的影
10、响 RT是 PTC的电阻，RT的电阻值与温度的关系如图(c)所示温度 t/020406080100热敏电阻值 R/10055352012.57.58(1)PTC 在人为设定的温度状态下工作时，其电阻为多大？(2)若该电热水壶中的 RT在人为设定的温度状态下工作时，电路消耗的总功率为 1100W，则 R0的阻值为多少？(3)当 RT的温度为 130时，电路中 RT消耗的实际功率为多少？12.如图甲所示,在 2015 年某工厂要研发一种新型材料,要求对该材料的承受的撞击力进行测试。在测试时将材料样品(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
11、始下落到撞击样品的这个过程中,电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示。电源的电压=24V,定值电阻R0=10.求：(1)在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少?(2)在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少?913.小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻 R 安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压 U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻 R0为 30。当线圈中的电流大于等
12、于 50mA 时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。（1）由图乙可知，当环境温度为 40时，热敏电阻阻值为_。当环境温度升高时，热敏电阻阻值将_，继电器的磁性将_（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）图甲中警铃的接线柱 C 应与接线柱_相连，指示灯的接线柱 D 应与接线柱_ 相连（均选填“A”或“B”）。（3）图甲中线圈下端 P 的磁极是_ 极（选填“N”或“S”）。（4）请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃报警。1014.某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示“控制电路”中的热敏电阻
13、 R1 的阻值随温度变化的曲线如图乙所示电磁铁线圈可看成阻值为 20的纯电阻 R0，“浴霸”共安装有 2 盏标有“220V，440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于 50mA 时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于 40mA 时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合求（1）工作电路正常工作时，每盏灯泡在 1min 内产生的热量是多少？（2）若浴室中的温度不得超过 40，则控制电路的电源电压 U1 最小值是多少？（3）若电源 U1 电压恒定为 12V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在多大范围内？15.某工厂产品计数装置的示意图如图 7 甲所示。P 为
14、激光源，R1 为光敏电阻(有光照 射时，阻值变小)，a、b 两端接“示波器”(示波器对电路无影响)，定值电阻 R2 为 400，电源电压为 6V。水平传送带匀速运动，每当传送带上的产品通过激光束时，激光束会被产品挡住，示波器荧光屏上显示的R1两端电压与时间的关系图象如图7乙所示。试求：11(1)激光照射 R1 时，R1 的阻值是多少?(2)激光被产品挡住时，R1、R2 消耗的总功率是多少?(3)从 0 时开始计时，经过 1min，传送带上通过计数装置的产品是多少个?16.图 22 甲为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压为24V，R0为定值电阻，A为油量指示表(一只量
15、程为00.6A 的电流表)；Rx 为压敏电阻（厚度不计），它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图 22 乙所示油箱的横截面积为 20dm2，油箱加满汽油时深度为 0.4m，油量指示表的示数在最大值处（已知：汽油的密度=0.7103kg/m3，g 取 10N/kg，汽油的热值 q3.01010Jm3）请解答下列问题：（1）当油箱装满汽油时，压敏电阻 Rx 上表面受到的压力是多大？（2）当油箱装满汽油时，定值电阻 R0 的阻值是多大？当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？（3）当该车匀速行驶 1h 消耗 10L（1L=1dm3）汽油时，汽油完全燃烧放出的热量有 30%转化成汽车的有用功，则汽车在这段时间的功率是多少？