2022年中考物理计算专题-电学计算（一）动态电路

2022年中考物理计算专题-电学计算（一）动态电路

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一．课堂训练

1．亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映被测温度变化的电路。其电路原理图如图甲所示。电压表量程为0～3V，R0是定值电阻，R0＝300Ω，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后，当环境温度为40℃时，电压表的示数为2.4V，求：

（1）当环境温度为40℃时，通过R0的电流；

（2）电源电压；

（3）当被测温度为80℃时，电压表的示数。

2．如图所示，电源的电压恒定不变，R1、R2和R3都是定值电阻，其中R1＝10Ω，R2＝30Ω，S1为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。闭合S1，将，2掷于1端，电流表的示数为0.6A；闭合S1，将S2掷于2端，电流表的示数为0.5A。求：

（1）电源电压U的大小；

（2）电阻R3的阻值。

3．综合实践活动中，同学们设计了一款可用电压表示数显示拉力大小的测力计模型，电压表示数随拉力的增大而增大，模型电路如图甲所示，ab为长15cm、阻值20Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。滑片P左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端，电源电压恒为4V，R0为12Ω，其余部分电阻不计，电压表量程为0～3V。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。

（1）虚线框内接线柱“1”应与 　   　（选填“2”或“3”）连接。

（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，电压表示数是多少？

（3）弹簧的伸长量与所受拉力F之间的关系如图乙所示，在保证电路安全的前提下拉环上能施加的最大拉力是多少？

4．如图甲所示，电源两端电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0～15V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。求：

（1）电源两端的电压；

（2）定值电阻R1的阻值；

（3）闭合开关S后，在保证电路各元件安全的条件下，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值。

二、课后练习

5．如图所示的电路中，电源电压U＝4.5V，滑动变阻器R2的最大阻值为750Ω，当滑片P滑到b端时，电流表示数为0.015A。

（1）求电阻R1的阻值；

（2）若滑动变阻器接入电路中的电阻RaP＝500Ω，求电流表的示数。

6．电梯为居民出入带来很大的便利。小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触。闭合开关S，电动机正常工作。当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知控制电路的直流电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2阻值随压力F大小变化如图乙所示。电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。（g取10N/kg）

（1）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为10mA，则此时电梯载重为多少kg？

（2）若该电梯安装在家庭电路中，电动机的功率为11kW，那么它工作时的电流为多少？

（3）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声，表示该电梯已经超载。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？

7．如图所示，将滑动变阻器的滑片P移到M端，闭合开关S，电流表的示数为1A，电压表的示数为6V；将滑动变阻器的滑片P移到N端，电压表的示数为1.2V。求：

（1）电源的电压；

（2）电阻R0的阻值；

（3）滑动变阻器的最大阻值。

8．实际测量中所使用的电压表是由小量程电流计改装而成的。图甲中G是满偏电流（即小量程电流表允许通过的最大电流）Ig＝3mA的电流计，其电阻Rg＝20Ω，要把它改装为一个量程为15V的电压表（如图乙）。

（1）求电阻R0的阻值；

（2）用改装后的电压表测量定值电阻Rx的阻值，设计的电路图如图丙所示。闭合开关，移动滑片，当电压表示数为12V时，电流表示数为0.42A，求电阻Rx的阻值是多少Ω？（计算结果保留一位小数）

（3）请解释为什么电压表内阻越大越好？

2022年中考物理计算专题-电学计算（一）动态电路

参考答案与试题解析

一．计算题（共8小题）

1．【解答】解：由甲电路图可知，R1与R0串联，电压表测R0两端电压。

（1）环境温度为40℃时电压表的示数为2.4V，根据欧姆定律可得通过R0的电流：I0＝＝＝0.008A；

（2）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻R1＝200Ω，

串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可得此时R1两端的电压：U1＝IR1＝0.008A×200Ω＝1.6V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝U0+U1＝2.4V+1.6V＝4V；

（3）由图乙可知，环境温度80℃时，R1的阻值为100Ω，

串联电路总电阻等于各部分电阻之和，

根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I′＝＝＝0.01A，

此时电压表的示数为：U1′＝I′R0＝0.01×300Ω＝3V。

答：（1）当环境温度为40℃时，通过R0的电流为0.008A；

（2）电源电压为4V；

（3）当被测温度为80℃时，电压表的示数为3V。

2．【解答】解：（1）闭合S1，将S2掷于1端，电路为R1的简单电路，电流表测通过电路的电流，

由欧姆定律可得电源电压：U＝I1R1＝0.6A×10Ω＝6V；

（2）闭合S1，将S2切换到2端，R2、R3并联接入电路，电流表测通过电路的电流，

并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得通过R2的电流：I2＝＝＝0.2A，

并联电路干路电流等于各支路电流之和，则通过R3的电流：I3＝I﹣I2＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，

根据欧姆定律可得R3的阻值：R3＝＝＝20Ω。

答：（1）电源电压为6V；

（2）电阻R3的阻值为20Ω。

3．【解答】解：（1）由I＝的变形式R＝可知，当电流表的示数增大时，电路的总电阻减小，

由图甲可知，拉力增大时，滑片下移，

因电流表示数随拉力的增大而增大，

所以，拉力增大时，电阻丝接入电路中的电阻应减小，则虚线框内接线柱“1”应与“3”连接；

（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，电阻丝接入电路中的电阻最大，即Rab＝20Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电路中的电流：

I＝＝＝＝0.125A，

R0两端的电压为：

U0＝IR0＝0.125A×12Ω＝1.5V，即电压表示数是1.5V；

（3）当电压表的示数为最大值3V时，拉力最大，

此时电路中的电流为：

I′＝＝＝0.25A，

根据串联电路电压的规律知此时滑动变阻器两端的电压为：

U滑＝U﹣Umax＝4V﹣3V＝1V，

滑动变阻器的电阻为：

R滑＝＝＝4Ω，

电阻丝接入电路的长度为：

L＝×4Ω＝3cm，

弹簧的伸长量：ΔL＝Lab﹣L＝15cm﹣3cm＝12cm，

由图可知此时的拉力为400N。

答：（1）3；

（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，电压表示数是1.5V；

（3）弹簧的伸长量与所受拉力F之间的关系如图乙所示，在保证电路安全的前提下拉环上能施加的最大拉力是400N。

4．【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压。

（1）（2）由图乙可知，R2＝10Ω时电压表的示数U1＝12V，R2′＝20Ω时电压表的示数U1′＝8V，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流分别为：I＝＝，I′＝＝，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，

所以，电源的电压：U＝I（R1+R2）＝I′（R1+R2′），即×（R1+10Ω）＝×（R1+20Ω），

解得：R1＝10Ω，

电源的电压：U＝I（R1+R2）＝×（10Ω+10Ω）＝24V；

（2）当电压表的示数U1″＝15V时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，

此时电路中的电流：I″＝＝＝1.5A，

此时滑动变阻器两端的电压：U2＝U﹣U1″＝24V﹣15V＝9V，

则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小＝＝＝6Ω。

答：（1）电源两端的电压为24V；

（2）定值电阻R1的阻值为10Ω；

（3）闭合开关S后，在保证电路各元件安全的条件下，滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为6Ω。

5．【解答】解：（1）闭合开关，当滑片P滑到b端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，此时两电阻并联接入电路，电流表测干路电流，

并联电路各支路两端电压相等，由欧姆定律可得通过滑动变阻器的电流：I2＝＝＝0.006A，

并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过定值电阻的电流：I1＝I﹣I2＝0.015A﹣0.006A＝0.009A，

则定值电阻的阻值：R1＝＝＝500Ω；

（2）若滑动变阻器接入电路中的电阻RaP＝500Ω，此时RaP和R1并联后再和RbP串联接入电路，

RaP和R1并联的总电阻：R并＝＝＝250Ω，

Rbp＝R2﹣Rap＝750Ω﹣500Ω＝250Ω，

电路的总电阻：R＝R并+Rbp＝250Ω+250Ω＝500Ω，

由欧姆定律可得此时电流表示数：I′＝＝＝0.009A。

答：（1）电阻R1的阻值为500Ω；

（2）若滑动变阻器接入电路中的电阻RaP＝500Ω，电流表的示数为0.009A。

6．【解答】解：（1）通过电磁铁线圈的电流为I＝10mA＝0.01A，

根据欧姆定律I＝得电路总电阻：

R＝＝＝600Ω；

根据串联电路电阻特点可知，此时压敏电阻的阻值：

R2＝R﹣R1＝600Ω﹣100Ω＝500Ω；

由图乙可知此时压敏电阻所受的压力为F1＝6×103N，故此时电梯载重为6×103N；

根据G＝mg知此时电梯的质量为：

m＝＝＝600kg；

（2）根据P＝UI知它工作时的电流为：

I＝＝＝50A；

（3）电梯厢内站立总质量为 1000kg的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，

即 F2＝G'＝mg＝1000 kg×10 N/kg＝104N；

由题图乙可知，当压力 F2＝104N 时，对应的压敏电阻阻值 R2'＝100Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则控制电路中的电流；

I'＝＝＝0.03A＝30mA；

因 30mA＞20mA，所以此时电梯超载。

答：（1）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为10mA，则此时电梯载重为600kg；

（2）若该电梯安装在家庭电路中，电动机的功率为11kW，那么它工作时的电流为50A；

（3）电梯超载。

7．【解答】解：（1）（2）滑片P移到M端时，电路为R0的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，

则电源的电压U＝6V，

由I＝可得，电阻R0的阻值：

R0＝＝＝6Ω；

（2）滑片P移到N端时，滑动变阻器R与定值电阻R0串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，滑动变阻器两端的电压：

UR＝U﹣U0＝6V﹣1.2V＝4.8V，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流：

I′＝＝，即，

解得：R＝24Ω。

答：（1）电源的电压为6V；

（2）电阻R0的阻值为6Ω；

（3）滑动变阻器的最大阻值为24Ω。

8．【解答】解：（1）电流计改装为量程为15V的电压表，即当电压表两端的电压为315时通过电流计的电流为最大，即为：Ig＝3mA＝3×10﹣3A：

由I＝可得电路的总电阻：

RV＝＝＝5000Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R0的阻值：R0＝RV﹣Rg＝5000Ω﹣20Ω＝4980Ω；

（2）测电阻的实验中，已知当电压表示数为12V时，电流表示数为0.42A，

由图丙可知：电压表与Rx并联后与电流表串联，

通过电压表的电流为：

IV＝＝＝0.0024A，

根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知：

实际上通过Rx的电流：Ix＝I﹣IV＝0.42A﹣0.0024A＝0.4176A，

根据I＝可得Rx的实际值：

Rx实＝＝≈28.7Ω；

（3）电压表与电阻并联，电压表的内阻越大，电压表分流越小，通过待测电阻的电流在总电流中占的比例越大，即通过待测电阻的电流越接近电流表的示数，误差越小。

答：（1）电阻R0的阻值为4980Ω；

（2）电阻Rx的阻值是28.7Ω；

 （3）电压表内阻越大，流过电压表的电流越小，相对通过待测电阻的电流越接近电流表的示数，误差越小。

声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2022/5/10 10:23:44；用户：何宗阳；邮箱：orFmNt4UeLbGJfqM-Odm5FOLP_wQ@weixin.jyeoo.com；学号：40565513