初中物理欧姆定律的应用综合题

如图所示，黑匣子上有A、B、C三个接线柱，内部只有一个电压恒为6V的电源和两个定值电阻R₁、R₂（R₁>R₂）．当电流表分别连接到接线柱AB、AC、BC时，电流表示数如下表所示：

（1）请将上表填写完整：     、     ．
（2）第3次实验时，电流为零，说明BC之间     （有／没有）电源．
（3）若用导线同时把AB、AC连接起来，电路可能消耗的总功率为     ．

在如图所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电阻R₁的阻值为10欧，滑动变阻器R₂上标有“50欧  2安”字样，闭合电键S后，电流表A的示数为0.3安，
①求电阻R₁两端的电压U₁；
②求此时变阻器R₂两端的电压U₂及消耗的电功率P₂；
③现有阻值分别为R、2R的定值电阻，最大阻值分别为4R、10R的滑动变阻器，请选择定值电阻、变阻器各一个分别替换R₁、R₂，要求：在移动变阻器滑片P的过程中，电流表示数的变化量最大．选择：阻值为　_________　的定值电阻、最大阻值为　　的滑动变阻器．求出电流表示数的最大变化量△I．

小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如左图所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，二者的关系如右图所示。闭合开关S，当继电器线圈中电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。

⑴车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断灯________ (选填“L₁”或“L₂”)是红灯。
⑵某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少?（g取10N/kg）
⑶在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少？

如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，且受定位挡板限制只能在电阻上滑动，当油面在A处时，滑动变阻器的滑 片恰好在最下端；当油面在B处时，滑动变阻器的滑片在最上端．从油量表（由电流表改装而成，电流表的量程是0～0.6A.）指针所指的刻度，可以知道油箱内油面的高度。现已知电源电压是6V，定值电阻R^/的阻值是12Ω．

（1）电阻R^/的作用是              。
（2）已知电流增大时，电流表指针向右偏转，则油面   （选“上升”或“下降”）。
（3）当油面处在A处时，电流表示数为多少？
（4）当油量表指针指在刻度盘的中央时，求滑动变阻器R两端的电压多大？

如图所示电路，电源电压不变，R₁=12Ω，小灯泡标有“6V12W”（设其电阻不变）。求：

(1)只闭合S_l时，电流表示数为0．8A，则电源电压为多大？
(2)当S_l、S₂、S₃都闭合时，将滑片P移动到b端，电流表的示数为1．2A，则滑动变阻器的最大阻值是多少？
(3)只闭合S₂时，从左向右移运滑片P，请用物理规律及公式分析：或进行相关计算，大致判断滑动变阻器的电功率的变化情况。

如图甲所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置，其中R。为定值电阻，R为压敏电阻，其阻值隧所受压力变化的图像如图乙所示．油量表由量程为0～3V的电压表改装而成。已知油箱重80N，压敏电阻R能够承受的最大压力为800N。电源电压保持6V不变．(g取10N／kg)


(1)若压敏电阻与油箱的接触面积是4×10^－4m2，则压敏电阻能承受的最大压强为多大?
(2)若油箱内油的密度为0.8×lO³kg／m³，则此油箱最多可装多少立方米的油?
(3)若压敏电阻受到最大压力时，电压表的示数达到最大值，则定值电阻R。的阻值为多大?
(4)为了判断此油量表的刻度是否均匀，需了解R₀两端电压U₀与油量V的关系，请推导此关系式．
 
 
 
 

小明根据所学的电学知识，想设计一个汽车超载自动报警电路．他查阅了相关资料了解到压敏电阻是阻值随压力变化而变化的元件，并了解到压敏电阻在生活中的一种应用——压力传感器．压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大，用它可以称量汽车的重．某压力传感器输出电压与压力的关系如下表：

小明利用该压力传感器和电阻箱R＇(最大电阻999.9Ω)及部分其它器材设计了图甲所示的电路，闭合开关S，当线圈中电流大于或等于20mA时，电磁继电器的衔铁被吸合．已知继电器线圈的电阻为25Ω，继电器电路的电源电压由传感器的输出电压U提供．(假设U不受继电器电路影响)

(1)根据表格中数据，请在图乙给定的坐标系中描绘出压力传感器的输出电压随压力变化的图像；
(2)当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在    (选填“A、B”或“C、D”)两端；
(3)小明希望压力大于或等于2.4×10⁵N时，启动报警系统，则电阻箱R＇的电阻应调节到多大?
(4)要使该装置报警，汽车的最小重力为多少?

(7分)甲烷气体(CH4)无色、无臭，是沼气的主要成份．甲烷气体在空气中的浓度在一定范围内，遇到明火会发生爆炸．由此，阳湖中学综合实践活动小组的同学就甲烷气体的浓度测量展开探究活动．小组同学通过上网查询，知道用二氧化锡制成的电阻阻值随空气中甲烷气体浓度(甲烷气体在空气中的体积分数)的增大而减小．他们从物理实验室借来一只二氧化锡电阻Rx，并从产品说明书上获取相关参数，如下表所示．

甲烷气体浓度／％	0	20	40	60	80	100
Rx／Ω	25	20	15	10	7	5

(1)请在下图中作出二氧化锡电阻阻值Rx与甲烷气体浓度的关系图像．

(2)小组同学利用电压为6V的电源、阻值为15Ω的定值电阻R₀、量程为“0～0.6A，，及“0～3A”的电流表和二氧化锡电阻Rx制作成甲烷气体浓度检测仪，其电路图如图所示．当甲烷气体浓度增大时，电流表的示数将     (变大／变小／不变)．为使读数更为准确，电流表的量程应选      A．
(3)甲烷气体浓度在5%～15％范围内，遇到明火会发生爆炸．如果某绿色农场利用该甲烷气体浓度检测仪检测沼气池中甲烷气体的浓度，当电流表的示数为0.16A时，请求出二氧化锡电阻阻值R_x该沼气池中的甲烷气体浓度大约是多少（请写出计算过程）?

如图是电饭锅的实物图，图（甲）是它的内部电路图，图（乙）是电路简图它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两挡，由温控开关自动控制．煮饭时，先要按下温控开关按钮；到达设定温度（饭已煮熟），按钮会自动弹起．

（1）对照观察图（甲）和（乙），温控开关按钮未按下时，“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是_______关系（选填“串联”或“并联”）；按下温控开关按钮．“烧煮电路部分”的电压为_______V，“保温电路部分”将_______（选填“工作”或“不工作”）；温控开关按钮弹起后，电路中的电流比原来_______（选填“大”或“小”）
（2）当温控开关按钮按下时，电饭锅电路的总功率为1100W。求：“烧煮电路部分”的电阻R₁
（3）温控开关按钮弹起后，电饭锅电路的总功率为44W。
求：①电路中的电流；②“保温电路部分”的电阻R₂
（4）已知，只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时，指示灯才会发光．请通过相关计算或分析，说明为什么温控开关按钮弹起时，红灯熄灭而黄灯亮

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．

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。

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。

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具（如图13
所示）。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车
提供动力。下表是某型号电动自行车主要技术参数。
（1）若小聪家到学校的距离为6km，为了不迟到，

整 车	整车质量	40kg
最高车速	≤30km/h
最大噪声	≤62dB
蓄电池	蓄电容量	0．576kw•h
电动机	额定电压	48V
额定功率	240W

他爸骑该车送他到学校至少需要多少时间？
（2）他们从家到学校时电动车所做的功是多少？
电动机线圈电阻是多大？

整 车	整车质量	40kg
最高车速	≤30km/h
最大噪声	≤62dB
蓄电池	蓄电容量	0．576kw·h
电动机	额定电压	48V
额定功率	240W
整 车	整车质量	40kg
最高车速	≤30km/h
最大噪声	≤62dB
蓄电池	蓄电容量	0．576kw·h
电动机	额定电压	48V
额定功率	240W
整 车	整车质量	40kg
最高车速	≤30km/h
最大噪声	≤62dB
蓄电池	蓄电容量	0．576kw·h
电动机	额定电压	48V
额定功率	240W

 

整 车	整车质量	40kg
最高车速	≤30km/h
最大噪声	≤62dB
蓄电池	蓄电容量	0．576kw·h
电动机	额定电压	48V
额定功率	240W

 

整 车	整车质量	40kg
最高车速	≤30km/h
最大噪声	≤62dB
蓄电池	蓄电容量	0．576kw·h
电动机	额定电压	48V
额定功率	240W

 

(8分)小明设计了一个测量物体质量的“托盘秤”，图甲是其原理示意图，其中托盘上放置物体，压力传感器R的电阻值会随所受压力大小发生变化，杠杆ABO可绕0点转动，电压表的量程为O～3V(可显示质量大小)。已知OB：BA=1：2，电阻R₀=100Ώ。压力传感器R表面能承受的最大压力为400N，该压力传感器能承受的最大压强为2×10⁶ Pa，压力传感器R的电阻值随所受压力变化的图像如图18-乙所示。电源电压恒定不变，秤达到最大称量时，电压表的示数也达到最大值，托盘和杠杆组件的质量忽略不计。求：

（1）当托盘上没有放物体称量时R的大小；
（2）压杆与压力传感器的接触面积；
（3）托盘秤的最大称量；
（4）当托盘秤达到最大称量时R消耗的功率。

如图所示电路中，小灯泡L标有“6V 3W”字样，R₂=12Ω，当S₁、S₂都闭合时，总电流为0.8A，这时小灯泡L正常发光。求：

（1）电源电压U；
（2）电阻R₁的阻值；
（3）当S₁、S₂都断开时，小灯泡L消耗的功率。
图16