初中物理欧姆定律的应用综合题

如图甲是某电子秤的原理图，m是质量表（电阻忽略不计），秤盘与压杆质量均忽略不计，电源电压10V，R₀为定值电阻。当电路中的电流大于40mA时，气电保护开关S自动断开。图乙所示是压力传感器R的阻值随所受压力F变化的图像。

（1）图中质量表m应该用＿＿＿＿表改装（填“电流”或“电压”）。
（2）m=0时，压力传感器R的电阻是多大？此时电路中电流为20mA，求定值电阻R₀的阻值。
（3）当电路中的电流等于40mA时，压力传感器R的阻值是多大？
（4）该电子秤能称量的最大质量为多少？（g＝10N/kg）

阅读下面短文：
导体容易导电，绝缘体不容易导电。有一些材料，导电能力介于导体和绝缘体之间，称做半导体，除了导电能力外半导体有许多特殊的电学性能，使它获得了多方面的重要应用。
有的半导体，在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速的增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快而且精度高。回答下列问题：
⑴如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其它因素不变，只要热敏电阻所在区域的温度降低，电路中电流将变        （填“大”或“小”）。
⑵上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃（如图a所示），则25℃的刻度应在20℃的     边（填“左”或“右”）
⑶为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内，能检测大棚内温度的变化，请用图b中的器材（可增加元件）设计一个电路。(2分）

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？

如图所示暗箱，A、B、C、D为四个接线柱，现有三节干电池和1、2、3、5、10的电阻各一只，选用其中一些元件装入暗箱，并满足：

（1）AB间电压为3V不变；
（2）S接通时，V的示数为2V；
（3）S断开时，V的示数为1V．请在图上画出满足上述要求的电路。

图甲表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表（实际上是量程为0-0.6 A的电流表改装而成），滑动变阻器R的最大值为60 Ω，金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度．电源电压为24 V，R₀为定值电阻，

甲                                         乙
（1）R₀的作用是                        ，当油箱油面下降时，油量表的示数将变     。
（2）油箱装满汽油时，油量表示数为最大值（即电流表达到最大值,此时，滑动变阻器的触头在某一端），求R₀的阻值．
（3）当油箱中的汽油用完时（此时滑动变阻器的触头在另一端），电路中的电流为多少？
（4）改装设计：用电压表代替电流表做油量表，图中的乙图已画出部分电路，请在乙图中完成电路的设计。
要求：当油箱中的油用完时，油量表（电压表）的示数为零。

如图甲所示，电源电压为U保持不变，R₀为定值电阻。闭合开关，电流表A的示数为I，电压表V₁的示数为U₁，电压表V₂的示数为U₂。移动滑动变阻器得到在不同电流下的U₁—I图线和U₂—I图线，如图乙所示。

（1）随着电路中电流的增大，电压表V₁的示数U₁    ，电压表V₂的示数U₂     ；（选填“减小”或“增大”）
（2）在U—I坐标中两条图线在Q点相交，此状态滑动变阻器连入电路的阻值是    Ω；
（3）请根据图像求电源电压U和定值电阻R₀的阻值。

推证题：当多个电阻串联时，则每个电阻两端的电压与其电阻成正比。请推证：
将两个电阻R₁、R₂ 串联起来，如图所示，这两个电阻两端的电压U₁、U₂与两个电阻R₁、R₂关系为：U₁：U₂= R₁：R₂

图甲是空调自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表格所示．已知电阻R₀为50Ω，左边控制电路电源电压为6V恒定不变．电流表O～30mA量程接入电路，图乙是电流表表盘．当控制电路的电流大于或等于15mA时，右边空调电路启动并开始工作．

温度t/℃	0	10	15	20	25	30	35
电阻R/Ω	600	500	450	420	390	360	330

（1）该同学将电流表改成了温度表，通过计算并在图乙中标出表盘上15℃的位置；
（2）如果在电路中再串联一个20Ω的电阻，那么，空调的启动温度是多大？
（3）为了给空调设定不同的启动温度，请你提出一种可行的、调节方便的措施．

现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组人体电阻数据。
如图所示，用电器R接在电压为220V的电源上时，消耗电功率是1100W，电路中还有额定电流为10A的熔断丝(俗称保险丝)。则：

(1)只有用电器R接入电路时，通过熔断丝的电流为多少?
(2)一个潮湿的人，赤脚站在地上，由于不小心，手接触火线，发生触电事故，则通过人体的电流是多少(上表电阻数据适用此人)?并分析为什么熔断丝不会断(即熔断丝不能救人命)。

在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。
（1）图为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为     极，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图中的          。

（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B
变化的图象如图所示。根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而       。图线没有过坐标
原点，是因为                                            。

（3）利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量图19磁场中各处的磁感应强度。
① 将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将该实验电路连接完整。
② 正确接线后，测得的数据如上表所示。该磁敏电阻的测量值为       Ω。
③ 根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知，1处的磁感应强度为      T。
④ 在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数       ，电压表的示数       。（填“增大”、“减小”或“不变”）

如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L上标有“6V  3W”字样，滑动变阻器R最大阻值为36Ω，灯泡电阻不随温度变化。闭合S、S₁、S₂，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电压表示数为3V；闭合S、S₁，断开S₂，当滑动变阻器滑片位于最左端时，灯泡正常发光。求：

(1)电源电压；
(2)R₀的阻值。

阅读短文，回答问题：
力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器。
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图15甲所示．弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片。若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。力越大，弹簧钢的弯曲程度越大。
应变片结构如图15乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感．给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U₁，下应变片两引线间电压为U₂，传感器把这两个电压的差值U（U＝U₁－U₂）输出，用来反映力F的大小。
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图15丙所示．为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿．串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响。

（1）这种力传感器是将力的大小转换为     (电流/电压)的装置。
（2）外力F增大时，下列说法正确的是    。

A．上、下应变片金属电阻丝电阻都增大；

B．上、下应变片金属电阻丝电阻都减小 ；

C．上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大；

D．上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小。

（3）传感器输出的电压U随外力F增大而     。
（4）进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而     的电阻，下金属电阻丝串联阻值随温度升高而     的电阻（以上两空均填“增大”或“减小”）。
（5）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U₂冬天比夏天     （大/小）。

如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示．已知继电器的线圈电阻R₀=10Ω，左边电源电压为6V恒定不变．当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作．

温度t/℃	0	5	10	15	20	25	30	35	40
电阻R/Ω	600	550	500	450	420	390	360	330	300

（1）请说明该自动控制装置的工作原理
（2）计算说明该空调的启动温度是多少？
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？
（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案．

现有一个电阻元件Z，可能是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，也可能是由某种半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小．现用图示电路对其进行测试，其中R为定值电阻，电源电压可调，实验中从0开始逐渐增大电源电压，测得通过Z的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：

U/V	0.0	0.2	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.200	0.205

 
利用这些数据绘出Z的I－U曲线如图所示．请根据表中数据和图线解决下列问题：

（1）Z是由   (金属/半导体) 材料制成的．当Z两端电压为1.5V时，Z消耗的电功率 W；
（2）当电源电压为U=3.5V时，电流表的读数为0.20A，求定值电阻R的阻值；
（3）在z的I－U坐标图中作出电阻R的曲线图，并根据电阻元件Z和定值电阻R的图像分析，当电源电压调到某一适当值时，元件Z与定值电阻R消耗的电功率相等，求此时电源电压．