研究表明,有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化,物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计,它可以用来测量很高的温度,其原理如图所示。图中电流表量程为0~15mA(不计其电阻),电源的电压恒为3V,R′为滑动变阻器,金属电阻作为温度计的测温探头,在t≥0℃时其阻值Rt随温度t的变化关系为Rt=100+0.5t(单位为Ω)。
(1)若要把Rt放入温度为0℃处进行测量,使电流表恰好达到满量程电流15mA,则这时滑动变阻器R′接入电路的阻值为多大?
(2)保持(1)中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变,当把测温探头Rt放到某待测温度处,电流表的示数恰为10mA,则此时Rt的阻值为多大?对应的温度为多高?
(3)保持(1)中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变,当被测温度为600℃时,电路消耗的电功率为多大?
(4)若把电流表的电流刻度盘换为对应的温度刻度盘,则温度刻度的特点是什么?
有一种半导体材料的电阻值随着光照射强度的变化而明显改变,用这种材料制作的电阻称为光敏电阻.物理学上用“光强”这个物理量来表示光强弱的程度,符号为E,国际单位为坎德拉(cd),某光敏电阻的阻值R与光强E之间的一组实验数据如下表所示:
(1)分析上表数据,根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律,填,写表格空格处的电阻,并归纳出光敏电阻的阻值R随光强E变化的关系式为R= Q.
(2)小明将该光敏电阻R、电流表(量程为0~0.6A)、电压表(量程为0~3V)、开关、滑动变阻器R。(最大阻值为50)和电压恒为6V的电源组成如图所示的电路,闭合开关,调节滑动变阻器使电流表的示数为0.4A时,电压表的示数为3.6V,此时,光敏电阻所在处的光强为多大?
(3)在上述电路中,随着电阻的变化,电流可能会超过电流表的量程,滑动变阻器两端的电压可能会超过电压表的量程.若光敏电阻处的光强在2.0 cd至4.5cd范围内,为保证不超过电表量程,求出滑动变阻器允许连入电路的阻值范围.
(4)若用该光敏电阻制作成如图所示的电磁继电器来控制路灯L,要求当光照减弱到一定光强时,电磁继电器能接通路灯L,则路灯L所在电路的M、N触点应安装在衔铁的 (上方/下方).
小陆拆开收音机发现有一块电路板,其上面有许多元件和电阻联成网络,如果不拆下电阻,而要测量其中一只电阻的大小(如图所示的Rx),在给定干电池一节.电流表.电压表及导线若干的条件下,是否可以?如可以的话,请在图上画出其测量的电路图.
如图甲所示为测量血压的压力传感器在工作时的示意图,薄金属片P固定有4个电阻R1、R2、R3、R4,如图乙,左边是它的侧面图,这4个电阻连接成电路如图丙所示,试回答下列问题:
(1)开始时,金属片中央O点未加任何压力,欲使电压表无示数,则4个电阻应满足怎样的关系?并证明之。
(2)当O点加一个压力F后发生形变,这时4个电阻也随之发生形变,形变后各电阻大小如何变化?
(3)电阻变化后,电路A、B两点中哪点电势较高?它为什么能测血压?
现有电压为6V并保持不变的电池组一组,“6V 2A”的小灯泡一只,0~10的滑动变阻器一只,开关一只,若干导线,连接成一个小灯泡亮度可以调节的电路。画出满足上述要求的可能电路图,并分析所设计的小灯泡调光电路在使用时的优点和缺点,说明理由。
干电池本身有一定的电阻,因此,实际干电池可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个阻值一定的电阻相串联而成。如图所示,电源由几个相同的干电池组成。合上开关S,变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中,电路中的一些物理量的变化,如图甲、乙、丙所示,图甲为电压表示数与电流表示数关系,图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系,图丙为干电池输出电能的效率与变阻器接入电路电阻大小的关系,不计电表、导线对电路的影响,
求:(1)串联的干电池个数。
(2)变阻器的总电阻。
(3)甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标。
某学生为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k),如图所示。测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为零;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个,开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上)。 请在如图所示的方框内完成对该物体质量的测量。
(1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路图。
(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m。
(3)请设想实验中可能会出现的一个问题。
(14分)如图所示电路,已知电源电压为U并保持不变,阻值为R0的定值电阻,滑动变阻器的最大电阻为R,变阻器的总匝数为N。则:
(1)变阻器允许通过的最大电流不得小于多少?
(2)要使变阻器滑片P移动过程中电路的电流最小变化值不大于电路电流的,则变阻器的匝数N不得小于多少?
(12分)某同学在科学实践活动中,对一个电路元件A进行了探究。他将元件A与电源、开关、变阻器、电流表串联成电路,在元件A两端并联—个电压表,研究通过元件A的电流跟电压的关系,得到如下表所示的数据:
电压/伏 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
电流/安 |
0 |
0 |
2 |
4 |
6 |
(1)请在图甲中画出元件A的电流跟电压的关系图线。
(2)然后,该同学在电路中去掉变阻器、电流表、电压表,再连接一个电阻R,如图乙所示。若电源电压为5伏并保持不变,元件A消耗的功率超过4瓦时将被烧坏。
①串联电阻R至少要多大才不会烧坏电路元件A?
②在保证不致烧坏电路元件A的条件下,R值为多大时,输入给R的功率达到最大,此最大功率值为多大?
例:如图所示,电源电压恒定,R1和R2阻值不随温度变化,当S1闭合后,S2、S3断开时,电流表示数为3A;当闭合S1、S2,断开S3时,电流表的示数为5A。当闭合S3断开S1、S2时,电路的总电阻与R1的比值是多少?电路消耗的总功率与R1上消耗的功率之比是多少?
如图所示的电路,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右移动,各电表的示数变化情况是( )
A.V1增大,V2减小,A减小 | B.V1增大,V2减小,A增大 |
C.V1减小,V2增大,A增大 | D.V1减小,V2增大,A减小 |
如图所示电路,设电源电压恒定,滑动变阻器的最大阻值为16度变化。当开关K在接点1位置时,滑动变阻器滑片P位于中点,
求:(1)电源电压。
(2)开关K在接点2时,滑动变阻器连入电路的电阻。
(3)题中所述前后两种情况下,滑动变阻器所消耗的电功率之比。
如图所示,电阻R1=2Ω,某同学在实验中只记录了三只电表的读数,但漏记了这些数据所对应的单位.记下的一组数据是1、2、3(电流单位是A,电压单位是V),则这位同学所用的电源的电压是 V,R2消耗的电功率为 W。