2022中考物理综合复习专项练习 专项3动态电路的分析与计算

专项3　动态电路的分析与计算

1．如图1是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图。电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片P与挂钩固定在一起。不挂物体时，滑片P在R2的最上端；挂上物体时，滑片P随挂钩向下移动。则不挂物体时，电压表示数为________(选填“0”或“电源电压”)；在电子秤量程范围内，所挂物体质量增加时，电压表示数________，电流表示数________，电压表示数与电流表示数之比________。(后三空均选填“变大”“变小”或“不变”)

图1

2．(2021宁夏改编)图2是一款雾霾浓度检测仪的检测原理图，R0是定值电阻，传感器R1的电阻随雾霾浓度的增大而减小。闭合开关S，当雾霾浓度增大时，电压表示数________，电流表示数________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

图2

3．(2021百色)如图3所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时，电流表A1的示数将________，电压表V的示数与电流表A2的示数之比将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

图3

4．图4是某简易煤气检测电路，其中R为定值电阻Q为气敏电阻，其阻值随煤气浓度的升高而减小。闭合开关S，当煤气浓度升高时，要求仪表的示数增大。若选用电压表作为输出信号的仪表，电压表应该接在__________(选填“ab”“bc”或“ac”)之间，无煤气时电路中的电流最________(选填“大”或“小”)。

图4

5．(2021洛阳模拟)如图5甲所示是一种流水线上应用的计数器的简化电路，电源电压恒为12 V，R1是一种光敏元件，当流水线上的物品挡住射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，R2是定值电阻，检测器相当于一个电压表。如图乙是某时段AB两端的电压随时间变化的图像。红外线是__________(选填“可见光”或“不可见光”)。当AB两端的电压为__________V时，检测器会计数一次。有红外线照射和无红外线照射时，光敏电阻R1的阻值之比为__________。

图5

6．将光敏电阻R1、定值电阻R2、电流表和电压表连成如图6所示的电路，接在电压为9 V的电源上。其中R2＝12 Ω，光敏电阻R1的阻值随光强度的变化关系如下表[光强度单位：坎德拉(cd)]。闭合开关，当光强度不断减弱时，光敏电阻R1的阻值将________，电压表的示数将________(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”)；当光强度为3 cd时，电流表的示数为________A，这时电压表的示数是________V；当电流表的示数是0.45 A时，光强度为________cd。

图6

7．图7甲是某身高、体重测量仪的电路原理图。其中电压表、电流表分别测量身高和体重的大小，压敏电阻R的阻值随压力增大而增大，滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是(　　)

图7

A．身高越高，电压表示数越小  B．身高越高，通过R0的电流越大

C．体重越大，电流表示数越大  D．体重越大，电源电压与干路电流之积越小

8．如图8甲所示的电路图是某同学设计的空气质量监测仪原理图。电源电压恒为3 V，R0是阻值为10 Ω的定值电阻，R为可以感知空气污染指数的可变电阻，其阻值随污染指数变化的情况如图乙所示。污染指数在50以下为空气质量优，50～100为空气质量良，101～150为轻微污染，151～200为轻度污染，201～250为中度污染，250以上为重度污染。以下分析正确的是(　　)

图8

A.污染指数越小，电压表的示数越大

B．当电压表的示数为1 V时，属于空气质量良

C．污染指数为50时，电压表的示数为2.5 V

D．污染指数越大，电路中的电流越大

9．(2021淮安改编)如图9甲所示，电源电压恒为6 V，滑动变阻器最大阻值为50 Ω，电流在0.1～0.4 A之间时电子元件均能正常工作，通过电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示。电子元件正常工作时(　　)

图9

A．通过电子元件的电流与其两端的电压成正比 

B．当电流为0.1 A时，电子元件的阻值为10 Ω

C．滑动变阻器允许接入电路的最大阻值为20 Ω 

D．滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为5 Ω

10．(双选)如图10甲是暖箱温度显示器的原理图，已知电源电压恒为4 V，R1是热敏电阻。如图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图像，定值电阻R2的阻值为150 Ω。暖箱工作时，下列说法正确的是(　　)

图10

A．暖箱内温度升高时，电压表的示数变小

B．当暖箱内温度为60 ℃时，电压表的示数是1 V

C.若电压表的量程为0～3 V，则暖箱内的最高温度是100 ℃

D．若将R2换成阻值更大的电阻，则暖箱内能达到的最高温度将降低

11．(双选)如图11为一种测量环境湿度仪器的简化工作原理图。电源电压U恒为6 V，定值电阻R为15 Ω，R0为湿敏电阻，其阻值随环境湿度的增加而减小，阻值范围为10～20 Ω，电压表量程为0～3 V，电流表量程为0～0.6 A。闭合开关S，当环境湿度增加时，在保证两电表安全的情况下，下列说法中正确的是(　　)

图11

A．电流表示数变大，湿敏电阻R0两端的电压变大

B．电压表示数与电流表示数的比值不变

C．通过湿敏电阻R0的最大电流为0.24 A

D．湿敏电阻R0在电路中的最小阻值为15 Ω

12．(双选)电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图12所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行，下列说法正确的是(　　)

图12

A．压力增大时，电磁铁的磁性减小

B．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力的增大而减小

C．压力增大时，控制电路中的电流减小

D．若需要将电梯的限重调低，应适当减小电阻R2的阻值

13. (2021衡阳)某兴趣小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图13甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2 m2，均匀电阻丝AB长为30 cm，阻值为15 Ω，电源电压U恒为9 V，保护电阻R0为3 Ω，电压表量程为0～3 V。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处；有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅如表数据可知风级。

图13

(1)无风时，求通过R0的电流；

(2)为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级。

14．(2021南宁改编)学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度，设计了如图14甲所示的检测仪。已知电源电压为6 V，定值电阻R0标有“2.5 Ω　0.4 A”字样，过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度的变化关系如图乙所示。电压表的量程为0～3 V，电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度，请通过计算说明：

图14

(1)按要求，ρ>0.1 g/m3才能达到消毒要求。当电压表的示数为0.75 V时，教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求；

(2)若该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作，R0两端的电压为多少？

(3)若检测仪所能测量的最大值调整为0.45 g/m3，此时电压表指针刚好偏转到最大刻度，则需重新选用哪种规格的定值电阻。

15．(2021衢州改编)图15甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3 V且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2的滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03 A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警。(电磁铁线圈的阻值忽略不计)

图15

(1)使用燃气的场所都应安装燃气报警器，安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷)，则报警器应安装在厨房的__________(选填“上方”或“下方”)区域；小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与__________灯并联；

(2)该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器R2应接入电路的电阻值；

(3)若使报警器在天然气浓度更低时报警，应将滑动变阻器R2的滑片P向________(选填“上”或“下”)调节。

答案：

1．0　变大　变小　变大　2.变大　变大

3．不变　变大　4.ab　小

5．不可见光　2　1∶5　6.变大　变大　0.5　3　2.25

7．D　8.D　9.D　10.CD　11.BD　12.BD

13．解：(1)无论有无风，滑动变阻器接入电路的阻值均为15 Ω

电流I＝＝＝0.5 A

(2)由题图甲可知，风力越大，电压表测量部分电阻越长，电压表示数越大，电压表最大电压Umax＝3 V

滑动变阻器分到电压UP＝IRP＝0.5 A×15 Ω＝7.5 V

当电压表示数最大时，滑片移动距离

L＝LAB＝×30 cm＝12 cm

由题图乙可得，弹簧产生的弹力F弹＝6 N

此时的风压p＝＝＝＝30 Pa

查表可知，此时风力等级为四级。

14．解：(1)当电压表的示数为0.75 V时，传感器的电压

U1＝6 V－0.75 V＝5.25 V

此时传感器的阻值R1＝×2.5 Ω＝17.5 Ω

由题图乙知，过氧乙酸气体浓度大于0.1 g/m3，故教室内过氧乙酸气体的浓度达到了消毒要求。

(2)检测仪处在所能测量的最大ρ值时，电路中的电流Imax＝0.4 A

此时R0两端的电压U0＝ImaxR0＝0.4 A×2.5 Ω＝1 V＜3 V

(3)由题图乙知，若检测仪所能测量的最大值调整为0.45 g/m3，传感器R1的阻值为5 Ω

电压表示数为3 V，电源电压为6 V，则传感器R1两端的电压也为3 V，根据串联电路的分压规律可知，定值电阻的阻值等于此时传感器R1的阻值，即R0′＝5 Ω

电路中的最大电流I′＝＝＝0.6 A

故需重新选用规格为“5 Ω　0.6 A”的定值电阻。

15．解：(1)上方　L2

(2)当燃气浓度达到4%时，R1＝40 Ω，此时控制电路中的电流为0.03 A，电路的总电阻R＝＝＝100 Ω

滑动变阻器接入电路的电阻R2＝R－R1＝100 Ω－40 Ω＝60 Ω

(3)下