盘点中考题中电表在生活中的应用设计

1、盘点中考题中电表在生活中的应用设计（南京市江宁区淳化中学周行志）盘点了近几年的中考题，电流表、电压表常被设计为计数器、温度计、测力计、电子秤以及油量表等。试题形式从定性研究逐步演变为定量研究。知识的综合，设计形式的多变，导致难度的加深，使学生和老师都感到棘手。其实，这类题并不是无规律可循的。下面从三个方面谈一谈电表在生活中的应用设计。一.利用电路特点把电表设计为计数器例题：（2005年江苏扬州）小明所在的班级共有30多位同学，他们常采用投票表决的方式来决定班级重大事宜。小明想设计一个表决统计器，来快速地统计出投赞成票（或反对票）的人数。为此小明准备了下列器材：电源（电压为2V且恒定）、开关（足

2、多）、电流表（表盘如图16）、阻值100。的定值电阻（足包多）、导线若干。在方框中画出表决器的电路原理图（可用“”省去部分重复的电路）；通过计算改画电流表的表盘刻度，使它能直接显示人数。写出表决统计器的使用方法8解析：利用并联电路中干路电流等于之路电流之和的特点，每闭合一个开关，相当于增加了一个人，电流正好增加0.02A,也即一个最小分度值，这样电流表就改装成了计数器。本题答案：使用方法：使用00.6A量程，投赞成票的同学闭合开关（反对、弃权者都不动作），读出电流表上的人数，即为赞成人数。变换：在设计中，也可以把电流表换成电压表，把并联电路换成串联电路，利用串联电路的分压原理，也可设计成计数器

3、又如，（2006年北京）图是某种光电计数器的原理示意图，其中Ri的电阻值随着光照亮度的增大而减小，R2为定值电阻。工件B两点间的信号蛇虫叶町系仲随传送带运动，使光源的光线间歇地照射Ri,A、处理系统每获得高电压时计数一次。下列说法正确的是（AD）A.光线照射Ri时，信号处理系统计数B.光线照射Ri时，信号处理系统不计数C.工件挡住光线，使Ri两端的电压变小D.工件挡住光线，使Ri两端的电压变大二.利用热电转换关系把电表设计为温度计例题：（2008年江苏连云港）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

4、所示。图中电流表量程为015mA（不计其电阻），电源的电压包为3V,R'为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在00c时其阻值Rt随温度t的变化关系为Rt=i00+0.5t（单位为Q）。（D若要把Rt放入温度为0c处进行测量，使电流表恰好达到满量程电流i5mA,则这时滑动变阻器R'接入电路的阻值为多大？（2）保持（i）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i0mA,则此时Rt的阻值为多大？对应的温度为多高?（3）保持（i）中滑动变阻器R'接入电路的阻值不变，当被测温度为600c时，电路消耗的电功率为多大？（4

5、）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？解析：利用温度变化引起电阻大小的变化（给出了一个电阻与温度变化关系式），从而反映到电流的变化上，把电流表设计成了能够测量很高温度的温度计。同时，对刻度变化作了定性的分析。本题答案：（i）i00Q（2）200。200c（3）0.0i8W（4）电流刻度值越小对应的温度刻度值越大（其他合理均得分）变换：在设计中，可以把电阻和温度的函数关系式换成表格或图像的形式，也可把电流表换成电压表，然后和滑动变阻器R'并联。三.利用力电转换关系把电表设计为(一)测力计例题：(2008年江苏无锡)在学校举行的物理创新大赛上，小明和小红所在

6、的科技小组分别设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪，如图甲、乙所示。两装置中所用的器材与规格完全相同，压力表是由电压表改装而成，Ri为定值电阻，阻值为10Q,R2为滑动变阻器，规格为“10。IA”。金属指针OP可在金属杆AB上滑动，且与它接触良好，金属指针和金属杆电阻忽略不计。M为弹簧，在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比。当托盘所受压力为零时，P恰好位于R2的最上端；当托盘所受压力为50N时，P恰好位于R2的最下端，此时弹簧的形变仍在弹性限度内。(1)甲装置中，当P位于R2的最下端时，电压表的示数为3V,则电源电压是多少？(2)甲装置中，压力25N的刻度位置标在电压表表盘多少伏

7、的刻度线上？(3)在甲、乙两种装置中，两压力表的刻度特点有何不同孤说明理甲乙解析：本题把压力的变化转化为电阻的变化，从而引起电压表示数的变化，这样电压表就转换成了压力测量仪。最后两种设计的对比，主要是针对刻度变化的特点作进一步的探讨。本题答案：(1)6V(2)2V.(3)甲装置中的压力表的刻度是不均匀的，乙装置中压力表的刻度是均匀的。甲装置中，当改变托盘所受的压力时，R接入电路中的电阻发生变化，电路的电流发生变化。压力表的刻度是不均匀的。乙装置中，当改变托盘所受的压力时，R接入电路中的电阻不发生变化，电路的电流不变。压力表的刻度是均匀的。变换：本题在设计中，可增加弹簧伸长出与拉力F的数据表格或

8、给出一个F-Al的图像。也可把托盘换成一个拉环，使其成为一个锻炼身体的拉力计。如拉力计的电路图也可设计如下:(二)电子秤例题：(2008年福建厦门)图甲是某电子秤的原理示意图.电压表量程为03V(可对应显小质量大小)。已知电阻Ro=60Q.压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，压力传感器表面能承受的最大压强为2xl06Pa,压杆与压力传感器的接触面积是2cm2。设托盘和压杆的质量可以忽略不计，电源电压恒定不变。试求：(1)该压力传感器能承受的最大压力；(2)若要求传感器受到最大压力时，电压表的示数达到最大值，则电源电压是多大？(3)通过计算判断电子秤的刻度是否均匀。解析：本题利用压

9、敏电阻特性，结合串联电路的分压原理，把压力变化转换成电压表示数的变化，设计成了电子秤，并对刻度变化作了进一步的讨论。本题答案：(1)400N(2)6V通过计算，该电子秤的刻度是不均匀的。变换：把托盘直接压在电阻上，改为托盘通过杠杆机械对电阻施加压力，这样可以增大电子秤的测量范围。也可把电压表换成电流表串联在电路里。电路也可设计所示，例题：（苏科版九年级上册P92）如图所示，是一种自动测定油箱内油面高度的装置。R2是滑动变阻器，它的金属滑片连在杠杆的一端。从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度。试说明它的工作原理。解析：本设计结合了浮力和杠杆以及电路的知识，把一个

10、电流表设计成了一个反映箱内油量多少的油量表。如果在本题中，给出油箱内体积V和油面高度h的函数关系式或它们的数据表格或它们的图像，同时给出杠杆长度的相关数据，以及滑动变阻器阻值随长度变化的数据，就可以把本题变成一道定量的计算题了。本题答案：当油箱内充满油时，油面托起浮标通过杠杆使滑动变阻器R连入电路，使得电路中的电流最大，油量表（电流表）指针满偏；当油箱内油逐渐减少时，滑动变阻器R连入电路中的电阻逐渐增大，电路中的电流逐渐减小，使油量表示数逐渐变小，由此可以知道油箱内油面的高度变化。变换：本题设计中，也可把电流表换成电压表，然后，电压表和定值电阻Ri并联，一样可以反映出油箱内油面的高度。把电表设计为生