中考物理微专题复-中考传感器及动态电路问题（教师版含解析）

目录

专题1中考传感器问题..............................................2

一、选择题..........................................................8

二、填空题.........................................................12

三、综合应用题.....................................................15

专题2中考动态电路问题...........................................31

一、选择题.........................................................37

二、填空题.........................................................48

专题1中考传感器问题

传感器它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按一定规

律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。即传感器能将被测信号量的微小变化

转换成电信号的变化。近几年来，各地年中考出现以传感器件为背景的试题，综合考查学生

的基础知识和技能。希望毕业班学生在中考复习时要重视这类问题。

尔靖芬―-----------------

C------------------------------------1-----------------------

【例题】（湖南常德）某实验小组想要探究某热敏电阻的阻值和温度的关系，已接入电路中的器

材有：电源、电压表V2、阻值为Ro的定值电阻、滑动变阻器4、单刀开关如图甲所示：

置于温控室（图中虚线区域，温度可调且自动显示）中的热敏电阻HT暂未接入电路，符号如图a

所示。可供选择的器材有：电压表V2、电阻箱/?2（阻值可以直接读出的变阻器），符号如图b

所示单刀开关2只，导线若干。

⑴小明同学选择电压表V2与热敏电阻Rr按图乙所示接入MN之间。在闭合Si前，图乙中Ri

的滑片应移动到（填“A”或“8”）端；当温控室的温度为人时，两电压表示数分别为幼、

U2,则此时热敏电阻的阻值Rl=（用已知量和测量值表示）。

⑵小惠同学没有选择电压表V2,而是选择了电阻箱&，请你在图甲中帮她完善电路图。

(3)在小惠设计的实验中，热敏电阻的阻值RT，满足的关系式为0

A.RT二RoB.RY=RIC.HT二&

(4)通过实验探究，小明和小惠都得出了热敏电阻阻值随温度变化的规律，如图丙中的图像

曲线所示，此规律是：o

【答案】(1)8等1⑵

⑶C(4)随温度的升局，热敏电阻阻值变

小

【解析】(1)在闭合Si前，图乙中尺的滑片应移动到阻值最大处的8端。

Ro和RT串联，当温控室的温度为九时，两电压表示数分别为5、S，根据分压原理可知

幺=殳

U2

则此时热敏电阻的阳值&=管

(2)小惠同学没有选择电压表V2,而是选择了电阻箱&,先将热敏电阻接入电路中，通过开关

的转换，再将电阻箱接入电路中，通过改变电阻箱的电阻，控制电压表示数不变，根据等效

替代法可求出热敏电阻阻值，电路图如图所示

⑶小惠选择的是等效替代法，所以在小惠设计的实验中，热敏电阻的阻值Rr,满足的关系式

为7?T=/?2O

故选C。

（4）根据得出的热敏电阻的阻值随温度变化的规律可知，随温度的升高，热敏电阻阻值变小。

【对点练习】如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图.其中S为激光源，Ri

为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，a、b间接

“示波器”（示波器的接入对电路无影响）.水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S

与Ri之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住.若传送带上的产品为均匀正方体，示波器

显示的电压随时间变化的关系如图乙所示.已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V,保

护电阻R2的阻值为400Q.则（）

A.有光照射时光敏电阻Ri的阻值为8000

B.有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1：2

C.有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1：2

D.每lh通过S与Ri之间的产品个数为6000个

【答案】D.

【解析】（1）由甲图可知：Ri>R2串联,

由光敏电阻有光照射时阻值较小可知，当有光照射时，Ri的阻值变小，电路的总电阻变小；

根据1=卫可知，电路中的电流变大；

R

根据U=IR可知，R?两端的电压变大；

根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，R两端的电压变小，即Ri两端的电压较低，由

图象知Ri的电压Ui=2V,则

U2=U-U|=6V-2V=4V,

电路中的电流:

喷=舟0°小

光敏电阻的阻值:

Ri=yi=，Y_=200Q,故A不正确.

I0.01A

⑵Ri无激光照时，由图象可得=4V,

U2'=U-Ui'=6V-4V=2V,

所以，有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比Uz：U2'=4V：2V=2：1,故B不

正确;

「空舟。e

此时电阻Ri的阻值：Ri'=^-=4V-800Q,

I0.005A

所以，光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比RKRI'=200Q：800Q=l：4,故C不正确;

⑶由图象可知：每经过0.6s,就有一个产品通过计数装置.

n=3600复=600。个,故D正确.

0.6s/个

【对点练习】体感器的可以把力学物理量转化成电学信号，然后通过相互之间的函数关系，直

接引用力的大小。测量压力大小的压力传感器，工作原理如图所示，其中M、N均为绝缘材

料，M、N间有可收缩的导线(电阻大小不计)，弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,

电源电压恒为12V,已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力R尸。

时，滑片P在最上端；压力B=1N时，电流表示数为1A,电压示数为3V,当滑片P滑至最

下端时，电压表示数为7.5V.求：

⑴定值电阻Ri的大小；压力B与R2阻值之比k；

⑵当滑片P滑至最下端时，压力F2的大小；

⑶压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。

【答案】⑴定值电阻Ri为9Q；压力F］与Rz限值之比k为工N/C；

3

(2)当滑片P滑至最下端时，压力F2为5N；

(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式为F=_3%_(N)。

12V-Uv

【解析】本题考查了串联电路特点和欧姆定律公式的应用，关键是根据题意得到F与R2的表

达式。

⑴由图可知，Ri、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，

当Fi=lN时，电流表示数为1A,电压数为3V,由串联电路特点可知，此时Ui=U-U2=12V

-3V=9V,并且：Ii=b=lA,

由欧姆定律可得，Ri的阻值：RI=5=组=9Q；

I21A

此时R2连入电路的阻值：R2="=鲤=3Q，

I21A

所以压力B与R2阻值之比：

R23。3

⑵当滑片P滑至最下端时，变阻器连入阻值最大，电压表示数为7.5V,

此时电路中电流：I'=l2'=Ii'」2V_y=05A,

%%9Q

所以R2的最大值：R2最产1==但=15。，

I20.5A

因为压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系，即：F=kR2,

所以压力F2=1N/QXR2最大二1N/QX15Q=5N；

33

⑶由F=kR2有：R2=E=7^—,

k弥/Q

串联电路特点和欧姆定律表示电压表示数：

F

12VX--1—

TT12V'Rn—3N1V/Q

UV=IR2=—y—•R2=r_------p—

Rl+R29Q+R29。4—------

yN/^

0

化简可得：F=TL_（N）。

一、选择题

1.如图所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕0点在竖直平面内自由转动，一拉力-位移

传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡.该传感器显示其拉力F与作用点到0

点距离x的变化关系如图所示.据图可知金属杆重()

甲

Z.

A.5NB.IONC.20ND.40N

【答案】B

【解析】根据图像知道Fx=8Nm

设杆重力为G,对应力臂为L=0.8m

根据杠杆平衡条件有

Fx=GL

G=Fx/L=8Nm/0.8m=10N

2.压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的.小聪同学想设计一个通过电表示数反映压

敏电阻所受压力大小的电路，要求压力增大时电表示数增大.以下电路不符合要求的是

()

ABCD

【答案】D.

【解析】①在串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比；②在并联电路中，干路电流等于

支路电流之和；支路电流与其阻值成反比.由图知：

A.压敏电阻与定值电阻并联.当压力增大时，压敏电阻阻值减小，并联电路总电阻减小，

电源电压一定，所以干路电流增大，电流表示数增大.符合要求；

B.压敏电阻与定值电阻并联.当压力增大时，压敏电阻阻值减小，两端电压一定，所以电

流表示数增大.符合要求；

C.压敏电阻与定值电阻串联.当压力增大时，压敏电阻阻值减小，根据串联电路用电器两

端电压与其阻值成正比知，压敏电阻两端电压减小，所以定值电阻两端电压增大，电压表示

数增大.符合要求；

D.压敏电阻与定值电阻串联.当压力增大时，压敏电阻阻值减小，根据串联电路用电器两

端电压与其阻值成正比知，压敏电阻两端电压减小，所以电压表示数减小.不符合要求.

3.图是一种输液时所用报警电路：电源电压恒定，R为定值电阻，闭合开关S,贴在针口处

的传感器M接触到从针口处漏出的药液后，其电阻RM发生变化，导致电压表的示数增大而触

犯警报器（图中未画出）报警，则M接触药液后（）

传感器M

A.M的电阻RM变大

B.电路消耗的总功率变大

C.电压表与电流表的示数乘积不变

D.电压表与电流表的示数之比变大

【答案】B.

【解析】由电路图可知，定值电阻R与传感器电阻M串联，电压表测R两端的电压，电流表

测电路中的电流.

由题意可知，M接触药液后，警报器报警，电压表V的示数增大，

由1=旦的变形式U=IR可知，电压表示数增大时，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，

R

则电压表与电流表的乘积变大，故C错误；

由P=UI可知，电源电压不变时，电路消耗的总功率变大，故B正确；

由1^=轲知，电路中的总电阻变小，

因串联电路中总电阻等于各分电压之和，

所以，M的电阻RM变小，故A错误；

由R=,可知，电压表V与电流表A的比值等于定值电阻R阻值，则电压表与电流表的比值不

变，故D错误.

4.如图所示是检测酒精浓度的测试仪原理图，图中电源电压恒定为8V,R为定值电阻，酒精

气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时，R2=60Q,此时电压

表示数为2V。以下说法错误的是（）

A.若酒精气体浓度越大，电压表和电流表示数都越大

B.定值电阻Ri的阻值为20。

C.酒精浓度为。时，电路消耗的总功率为0.6W

D.若电流表示数达到0.2A时，表示酒驾，此时R2消耗的电功率为0.8W

【答案】C

【解析】A.由电路图可知，电阻Ri和R2串联，电压表测Ri两端的电压，电流表测电路中的

电流，若酒精气体浓度越大，则R2减小，电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，电流变大，

根据U=IR,电压表示数变大，故A正确。

BC.当酒精浓度为。时，R2=60Q,此时电压表示数为2V。根据串联电路的电压关系，R2的

电压U2=U-UI=8V-2V=6V,电压表示数为R2电压的?而根据串联分压原理，定值电阻

Ri的阻值为1*60Q=20。，故B正确。

3

此时，串联电路的总电阻R=Ri+R2=20。+60。=80Q,

电路消耗的总功率为二:震=。由故C错误。

D.若电流表示数达到。.2A时，酒精气体传感器的电阻*沁=募-2吐2。。，此时R2消

耗的电功率为□'=口2口；=（0.2U）2x20口=0.8口，故D正确。

5.某小组同学利用由硫化镉半导体材料制成的光敏电阻、电压恒定的电源、电流表、电键和导

线组成电路，并用强度相同的不同光，做了如图（。）、3）、（c）所示的三次实验。下列说法正确的

是（）

A.“探究由光敏电阻的阻值特性与照射的光线种类的关系”

B.比较他）和（与两图可以发现：该光敏电阻的电阻值特性与红外光线无关。

C.比较3)和(c)两图可以发现：在电压一定时，用强度相同的可见光线或紫外光线照射到由硫

化镉半导体材料制成的光敏电阻上，通过光敏电阻的电流是不相等的，用紫外光线照射时通

过的电流较大，因此该光敏电阻的电阻特性与紫外光线有关，用紫外光线照射时其电阻值较

小。

D.根据上述研究情况，可以提出一个进一步研究的问题是“是否所有的光敏电阻的电阻特性

与紫外光线有关？”。

【答案】ACD

【解析】A.有(a)(b)(c)三个图可以看到不同光线照射同一电阻时，通过控制电压相同，来观察

电流是否相同，来进一步了解电阻阻值是否变化。所以研究的问题是“探究由光敏电阻的阻

值特性与照射的光线种类的关系”。

B.比较①)和(加两图可以发现：在电压一定时，用强度相同的可见光线或紫外光线照射到由硫

化镉半导体材料制成的光敏电阻上，通过光敏电阻的电流是相等的，该光敏电阻的电阻值特

性与红外光线无关。这里一定要控制电源电压不变，强度相同的可见光线或紫外光线。

C.在电压一定时，用强度相同的可见光线或紫外光线照射到由硫化镉半导体材料制成的光敏

电阻上，通过光敏电阻的电流是不相等的，用紫外光线照射时通过的电流较大，因此该光敏

电阻的电阻特性与紫外光线有关，用紫外光线照射时其电阻值较小。

D.是否所有的光敏电阻的电阻特性与紫外光线有关？其他答案合理给分.

二、填空题

6.在创客比赛中，晓光设计了一个暖箱温度显示器，如图甲所示，其原理是利用电压表的示

数表示暖箱内的温度，已知电源电压恒定为4V,Ro的阻值为150Q,Ri是热敏电阻，图乙是

它的阻值-温度的关系图象，当暖箱内温度为60℃时，电压表的示数是V；电压表的

量程为。〜3V,则暖箱内的最高温度是℃.若将Ro换用阻值更大的电阻，则暖箱内能

达到的最高温度将(选填“升高”“降低”或“不变”)o

【答案】2；100；降低。

【解析】由电路图可知，热敏电阻R1与定值电阻Ro串联,电压表测Ro两端的电压。

(1)由图象可知，当暖箱内温度为60CO寸，Ri=150。，

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_U=44=工人

R0+Ri1500+150075，

电压表的示数：

Uo=IRo=—AX150Q=2V；

75

⑵由图象可知，当温度升高时，热敏电阻Ri的阻值减小，电路的总电阻减小,

由1=旦可知，电路中的电流变大，电压表的示数变大，

R

所以当电压表的示数为3V时，暖箱内的温度最高，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，此时电路中的电流：

I，=比大=3V=1A

Ro150Q50，

因串联电路中总电压等于各分电压之和,

所以，热敏电阻Ri两端的电压:

U]=U-Uo大=4V-3V=1V,

此时热敏电阻的阻值：

由图象可知，暖箱内的最高温度是100C；

⑶暖箱内的温度最高时，Ro两端的电压为3V不变，电源电压恒定为4V,则热敏电阻两端的

电压为IV也不变，

将Ro换用阻值更大的电阻时，通过Ro的电流变小，通过热敏电阻的电流也变小，

由R=U可知，热敏电阻的阻值变大，由图象可知，暖箱内能达到的最高温度将降低。

I

7.如图甲所示是某电器中的一个电路，R是热敏电阻，其阻值随温度变化的图象如图乙所示；

电源电压U保持不变，R）为定值电阻。闭合开关电路工作时，随着工作环境温度的升高，电

压表的示数（选填“变大"、“变小"或"不变"）；电路消耗的电功率的表达式

P=（用题中所给字母表示）；已知当温度为40C时，定值电阻与热敏电阻的阻值相等,

则温度由40℃上升到100℃时，定值电阻Ro先后消耗的电功率之比是o

U2

【答案】变大；——；9:16

R+&

【解析】抓住图像的特点，分别找出温度由40℃、100C时，热敏电阻的阻值，结合已知条件

确定定值电阻Ro的阻值，欧姆定律公式和电功率公式分别把前后温度不同时定值电阻消耗的

电功率，用数学表达式表示出来，然后就很容易求出比值。

由乙图可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故由欧姆定律可得电路中电流增大，由欧

姆定律得，Ro两端的电压增加，即电压表示数增大。

2

电路总电阻为RMR+RO，根据P=U2/R总得电路总的电功率P=(//(R+RO)

当温度为40℃时，定值电阻与热敏电阻的阻值相等，即Ri=Ro=2OOQ

定值电阻消耗的电功率PI=/I2RO=t/2Ro/(Ri+Ro)2=20002/(400)2=(72/80()

100C时，热敏电阻的阻值R=100。R()=200Q

2

这时定值电阻消耗的电功率P2=/2RO=L/2RO/(R2+RO)2=2OOU2/(3OO)2=2U2/9(X)

则温度由40℃上升到100℃时，定值电阻R)先后消耗的电功率之比是

Pl：P2="2/800：25/900=9:16

三、综合应用题

8.(湖南岳阳)某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器，工作原理如图所示。其中M、N均为绝

缘材料，将N固定在地面上，P、。间是可伸缩导线(电阻不计)，弹簧上端M和滑动变阻器

R2的滑片P固定在一起，电源电压为12V,拉力F竖直向上。闭合开关S,当拉力为10N时，

电流表示数为1A,电压表示数为2V。

⑴拉力尸为10N时，求&接入电路的阻值大小;

⑵拉力/为10N时，求10s内Ri产生的热量;

⑶已知拉力尸的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系，即尸=前2,求上的

数值，拉动M,当电压表示数为8V时，求拉力尸的大小。

【答案】(1)2。；(2)100J；(3)5N/Q,100N

【解析】（1）由图可知，Ri、R串联，电压表测R?两端电压，电流表测电路中电流，拉力P为

10N时，&接入电路的阻值大小

2*3

⑵拉力厂为10N时，由串联电路电压的规律可知&两端的电压

Ui=U_S=12V-2V=10V

串联电路中各处的电流相等，通过R的电流为1A,凡的阻值

R=4=WY=IOQ

1

It1A

10s内凡产生的热量

Q=/|2R〃=(]A)2><10。X10s=100J

⑶拉力尸为10N时，滑动变阻器&接入电路的阻值是2Q,拉力产的大小与滑动变阻器&

接入电路的阻值大小成正比例关系，即

F=kR?

-N/Q

R22Q

当电压表示数为8V时，尺两端的电压

UT=U-U2'=12V-8V=4V

通过电路的电流

XT=£L=JL=0.4A

R10。

滑动变阻器必接入电路的阻值

J；=8V

Ri=20Q

1'0.4A

因为

1火2=5N/0&

所以

F'=5N/QX200=100N

9.图甲是某小区高层住宅电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机

等部件组成，小明家住该小区某栋楼的16楼，他乘电梯从1楼匀速升到16楼用时50s,已知

每层楼的高度为3m.小明重600N.轿厢重5400N,动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不

计，针对此时程，解答下列问题.

⑴拉力F的功率为多大？

⑵动滑轮A提升小明的机械效率为多少？

⑶图乙是该电梯超载自动报警系统工作原理的示意图，在工作电路中，当电梯没有超载时，

触点K与触点A接触，闭合开关S,电动机正常工作，当电梯超载时，触点K与触点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，已知电源电压为6V,

保护电阻R2=100。，电阻式压力传感器RI的阻值随乘客压力（FQ大小变化如图丙所示，电磁

铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02A时，电铃就会发出警报声，若乘客人

均重为700N,该电梯最多可以乘载多少人？

【答案】(1)拉力F的功率为18000W；

⑵动滑轮A提升小明的机械效率为0%；

⑶该电梯最多可以乘载12人.

【解析】本题考点有欧姆定律的应用、滑轮(组)的机械效率、功率的计算.

⑴拉力F=1(G+G«m)=1x=3000N,

轿厢上升的高度h=15X3m=45m,

拉力移动距离s=2h=2X45m=90m,

拉力做的功W,a=Fs=3000NX90m=270000J,

拉力的功率P=-=27^°0J=18000W；

t15s

(2)滑轮提升小明做的有用功：Ww=Gh=600NX45m=27000J,

动滑轮A提升小明的机械效率n=萼曳乂100%=需吧X100%=10%；

W总270000Tr

(3)由欧姆定律得:

电路总电阻R=Y=T-^-=300Q,

I0.02A

此时压力传感器的电阻值RI=R-R2=300Q-100Q=2000,

根据图象可知此时的最大压力为9000N,

电梯承载的人数=%学勺12人.

10.压力传感器是电子秤中的测力装置，可视为阻值随压力而变化的压敏电阻。小刚从某废

旧电子秤上拆下一个压力传感器，探究其阻值与所受压力大小(不超过250N)的关系，如图是

小刚设计的实验电路图。电源电压恒定，Ro为定值电阻，Ri为压力传感器。

⑴连接电路时开关应，电路中Ro的作用是。

⑵闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，电路出现的故障是—；排除

故障后，逐渐增大Ri受到的压力，闭合开关，读出电流表和电压表的示数，计算出对应的Ri

的阻值，记录如表，第5次测深时，电压表示数为4V.电流表示数为0.2A.此时Ri的阻值为

欧。请根据表中的数据在图2中画出Ri随F变化的关系图象。

次数123456

F/N050100150200250

Ri/Q6050403010

⑶通过实验探究可归纳出，Ri的阻值随压力F大小变化的关系式为,当R的阻值为

32时，R上受到的压力是—N,若此压力为压力传感器在电子称正常工作时受到的压力，

则电子秤应显示—kgo

【答案】⑴断开；保护电路；（2）Ri断路；20；（3）Ri=60-0.2F；140；140

【解析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开；

因为串联电阻起分压作用，所以电路中串联电阻Ro是为了保护电路；

⑵电流表无示数，电路发生断路，电压表等于电源电压，则与电压表并联的电阻丝Ri断路;

根据欧姆定律1=回知，

R

第5次电阻值为：R=U=一纥=20Q；

I0.2A

把压力大小作为横坐标，把电阻大小作为纵坐标，在坐标系中描点连线即可得压敏电阻Ri的

阻值随压力F的大小变化的图象，如图：

⑶根据Ri的阻值随压力F的大小变化的图象可知，压敏电阻Ri的阻值与压力F成一次函数关

系，设它们的关系式为Ri=kF+b----①。

把F=50N,Ri=50Q>fUF=100N,Rj=40。代入①式可得：

50=50k+b-------------------②，40=100k+b--------③

联立方程②③可得：k=-0.2,b=60,

所以它们的关系式为Ri=60-0.2F；

把R=32。代入Ri=60-0.2F,即32=60-0.2F,

解得F=140N,

因为压力等于重力，所以G=F=140N,

物体的质量：m=g=」40N..=14kg。

g10N/kg

11.新农村建设让农村面貌焕然一新.许多楼房顶部装有自动供水水箱，箱体重1250N,与水

平楼顶接触面积为1.5m2.为了控制进水量，在水箱顶部安装压力传感器，如图所示，A物体

通过细线与压力传感器相连接，压力传感器相等于拉线开关，A的密度是2.5Xl()3kg/m3,A重

为25N.当压力传感器受到竖直向下的拉力等于25N时闭合，电动水泵向水箱注水；当拉力

等于15N时断开，电动水泵停止向水箱注水.

⑴求未装水时整个水箱对楼顶的压强是多少？(压力传感器及连接线质量不计，g取10N/kg)

⑵通过计算说明当水面与A上表面相平时，电动水泵能否停止注水？(g取10N/kg,连接线体

积不计)

【答案】(l)1030Pa(2)水面与A物体上表面相平时，电动水泵停止注水

【解析】

(1)未装水时整个水箱对楼顶的压力F=G=1520N+25N=1545N,贝U

p=F/S=1545N/1.5/m2=103OPa；

(2)由电动水泵向水箱注水;当拉力等于15N时断开,可知,此时A受到的浮力FwG-F拉

=25N-15N=10N,

A的质量m=G/g=25N/1ON/kg=2.5kg,

由P=m/V可得，A的体积V=m/P=2.5kg/2.5X103kg/m3=lX103m\

当水面与A上表面相平时，V产V=1X10-3m3,

此时A受到的浮力F浮=PgV排=L0X103kg/m3X1ON/kgX1X10-3m3=10N,

则F浮=F*/，即当水面与A上表面相平时，电动水泵停止注水.

12.智能自动化管理是未来社会的发展趋势，如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图，

其中光敏电阻R的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度，单位是以)。

请你回答下列问题：

（1）电磁继电器是利用电流效应工作的，当光照强度增强时，光敏电阻将,控

制电路中的电流将（选填“变大”“变小”或“不变”）。长时间使用后，控制电路中

的电流将降低，若在相同的情况下接通电路，则光照强度。（选填“增强”“减弱”

或"不变"）o

⑵当开关S闭合时，光敏电阻上的照度大于或等于0.41X时，警示灯L亮，已知控制电路的电

源电压为22V,电磁继电器的线圈电阻为10Q,此时控制电路中的电流是多大？

⑶若使电流达到0.2A时，光敏电阻上的照度大于或等于0.41X时警示灯L亮，试通过计算说

明怎样改装控制电路。（注：可以添加必要的元件）

【答案】（1）磁；变小；变大；增强；

（2）此时控制电路中的电流是0.44A；

（3）可以在控制电路中串联接入一个60。的电阻。

【解析】（1）电磁继电器是利用电流磁效应工作的，当光照强度增强时，由图乙知，光敏电阻

将变小，根据电阻的串联，总电阻变小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流将变大；

长时间使用后，控制电路中的电流将降低，若在相同的情况下接通电路，需要增大电流，由

欧姆定律可知，要减小光敏电阻的阻值，由图乙知，则光照强度增强；

⑵当照度等于0.4Lx时，由图知，光敏电阻的阻值R=40Q,

根据欧姆定律和电阻的串联可得，此时控制电路中的电流为：

[=—y—22V-0.44A；

R线+R光1QQ+40O

⑶当电流达到0.2A时，由欧姆定律可得控制电路中的总电阻:

"=*=悬="°、'

由于此时的总电阻大于原来的总电阻，所以应在控制电路中串联一个电阻;

当照度等于0.4Lx时，警示灯L亮，光敏电阻的阻值仍然为R=40Q,

根据电阻的串联，串联电阻的阻值:

R*=R./-R先-R/ullOQ-400-100=60。,

即可以在控制电路中串联接入一个600的电阻。

13.图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电

路，继电器线圈的电阻为150欧，当线圈中电流大于或等于28毫安时，继电器的衔铁被吸合,

为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源.

⑴从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为—欧.

(2)恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端？

(3)若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？

(4)若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻，当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高

温度将—(选填“变大”“不变”或“变小”).

【答案】(1)90；(2)恒温箱的加热器应接在A、B端；(3)若恒温箱内的温度达到100C时，通

过计算分析恒温箱加热器不处于工作状态；(4)变大；

【解析】(1)分析图甲可知，50C时热敏电阻的阻值为90Q；

(2)A、B当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁

与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热

器接在A、B端.

⑶当温度达到100℃时，据甲图可知，此时的电阻是50。，继电器线圈的电阻为150Q,所以

该电路的电流是：

1=^=3咒cc=0.03A=30mA,所以其大于28mA，故恒温箱不处于工作状态；

(4)据题意可知，“当线圈中电流大于或等于28毫安时，继电器的衔铁被吸合”即恒温箱会停

止工作，故可知，若在控制电路中串联一个电阻后，电路电阻变大，同样情况下，使得电路

电流变小，故控制电路达到28mA时所用的时间会更长，故可知，保温箱的加热时间会更长,

故保温箱内的温度会更高.

14.阅读短文，回答问：

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R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Ui，下应变片两引线间电压为伪，

传感器把这两个电压的差值—S)输出，用来反映力尸的大小.

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.

⑴这种力传感器是将力的大小转换为(电流/电压)的装置.

⑵外力尸增大时，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.上一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

⑶传感器输出的电压U随外力尸增大而—.

⑷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一的电阻.

⑸如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力尸作用，该传感器下应变片一两端的电压5冬天

比夏天(大/小).

【答案】⑴电压(2)D⑶增大(4)减小减小⑸小

【解析】(1)传感器把两个电压的差值输出，用来反映力F的大小，所以这种力传感器是将力

的大小转换为电压的装置.

⑵外力F增大时，上应变片金属电阻丝长度变大，电阻变大，下应变片金属电阻丝长度变短，

电阻变小.故选D.

(3)压力越大电子秤示数越大，就是输出的电压越大，所以说传感器输出的电压U随外力F增

大而增大.

(4)未进行温度补偿时，金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大，所以串联的电阻应该是随着

温度的升高而减小的电阻.

⑸冬天比夏天电阻增加的小，所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小.

15.距离传感器是一种测量距离的仪器，它发出的超声波遇到物体后反射回传感器，传感器收

到信号后自动计算出物体与传感器的距离，并显示物体的N图象。已知超声波在空气中的速

度是340m/so

⑴若传感器在发出信号后0.01s收到从物体反射回来的信号，物体距传感器多远？

⑵若显示物体的s-f图象如图甲，物体在0至15s的运动情况如何？为什么？

⑶另外一物体在Q10N的水平拉力作用下，沿水平地面做直线运动。传感器显示物体的

图象如图乙。求：在0至15s物体受到的摩擦力是多大？（写出分析过程）

甲乙

【答案】见解析。

【解析】（l）,v=vr=340X0.014-2m=1.7m

⑵物体处于静止状态。因为物体运动的路程s没有随时间/改变。

⑶由图可知该物体运动的路程s与，成正比，说明物体在做匀速运动，故受力平衡

则户Q10N

16.如图甲是某种型号的轿车，车的质量为600kg,每个轮胎与地面的接触面积为200cm2。一

次该车在一段平直的公路上匀速行驶，遇到车速监控检测点。检测点的距离传感器从向车发

出超声波信号到接收到信号共用了0.6so在连接距离传感器的计算机屏幕上显示的该车运动

的sr图像如图乙所示（超声波在空气中传播速度为340m/s）o求：

①该小轿车空载时对地面的压强。

②超声波信号遇到小车时，小车与检测监控点的距离。

③若小车在运动中所受阻力大小为3000N,则小车在10s内牵引力所做的功。

【答案】见解析。

【解析】①F=G=mg=600kgX10N/kg=6000N

p=F/S=6000N/（0.02X4）m2=7.5X104Pa

②s=vt=340m/sX0.6s=204ms'=s/2=102m

③v=s/t=80m/4s=20m/s

W=Fs=3000NX20m/sX10s=6X105J

17.（江苏南京）在综合实践活动中，科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路如图所

示，电源电压恒为18V,电阻箱最大阻值为999.9。.报警器（电阻不计）通过的电流达到或超

过10mA会报警，超过20mA会损坏。压敏电阻Rx在压力不超过800N的前提下，其阻值随

压力F的变化规律如下表所示。

压力F/N050100150200250300…

电阻Rx/Q580560540520500480460・・・

⑴为不损坏元件，报警电路允许消耗的最大功率是多少？

⑵在压敏电阻Rx所受压力不超过800N的前提下，报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得

小于多少？

⑶现要求压敏电阻受到的压力达到或超过200N时，电路报警按照下列步骤调试此报警电

路：

①电路接通前，滑动变阻器滑片P置于b端；根据实验要求，应将电阻箱调到一定的阻值，这

一阻值为—Q；

②将开关向一端（填数字）闭合，调节—，直至—;

③保持，将开关向另一端闭合，报警电路即可正常使用。

(4)对(3)中已调试好的报警电路，现要求压敏电阻受到的压力达到或超过700N时，电路报警,

若电源电压可调，其它条件不变，则将电源电压调为—V即可。

f-d||艮£若

I

几歙电机汽、

【答案】(1)为不损坏元件，报警电路允许消耗的最大功率是0.36W；(2)在压敏电阻Rx所受压

力不超过800N的前提下，报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得小于1540。；(3)①500；

②2；滑动变阻器的滑片P；报警器报警；③滑动变阻器的滑片P位置不变；(4)16。

【解析】A.知道电路的最大电流和电源电压，根据P=UI求出功率。

B.从表格数据知，压敏电阻每增加50N,电阻减小20。，求出压力为800N时的电阻，知道电

源电压和报警时的电流求出电路总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值至少为

多少。

C.进行报警器调试时，

第一，确定设定的压力。

第二，在表格中找到压力对应的电阻，让电阻箱调到压敏电阻设定压力的电阻值，电路接通2

时，滑动滑动变阻器的滑片，使电路电流为报警电流0.01A,此时可以计算滑动变阻器此时的

电阻。

第三，保持滑动变阻器的滑片位置不变，用压敏电阻代替电阻箱，电路接通1,电路即可正常

报警。

D.由表格计算压敏电阻700N时的电阻，此时滑动变阻器的电阻不变，求出电路总电阻，知道

报警电流，可以求出电源电压。

(1)由题知,电源电压为18V,电路中最大电流为20mA=0.02A,

则报警电路允许消耗的最大功率：P此大=UI故人=18VX0.02A=0.36W；

(2)报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,由欧姆定律可得，此时报警电路的总电阻为:

R总=U=.-I，=1800。，

I0.01A

由表格数据可知，压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20。，

则压敏电阻受到的压力为800N时，其阻值为：Rx=580Q-驷此X20Q=260Q,

50N

所以，滑动变阻器的最大限值至少为：R{tt=R-Rx=1800Q-260Q=15400；

⑶①由表格数据可知，压敏电阻受到的压力达到200N时，其对应的电阻值Rx'=500Q。

②为使报警电路可正常使用，应先让电阻箱调到压敏电阻达到设定压力时的电阻值500。，再

将开关向2端闭合(电阻箱与滑动变阻器串联)，调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为报

警电流0.01A,报警器报警。此时滑动变阻器的阻值：R#'=Rs-Rx'=1800Q-5000=1300

Q;

③保持滑动变阻器滑片P位置不变，将开关向1端闭合，压敏电阻和滑动变阻器串联，电路即

可正常报警。

⑷对(3)中已调试好的报警电路，滑动变阻器的电阻不变，即R/=1300。，

因压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20。，

则压敏电阻受到的压力为700N时，其阻值为：Rx"=580。-迎飒X20Q=300Q,

50N

此时电路的总电阻：R=R/+Rx"=1300Q+3000=16000,

此时电源电压应为：U'=IR,J=0.01AX1600Q=16V0

18.如图甲所示，某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料的承受的撞击力进行测试.在测

试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上，闭合开关s,由静止自由释放重物，经撞击

后样品材料仍完好无损.从重物开始下落到撞击样品的这个过程中，电流表的示数I随时间t

变化的图象如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示.电源的电压

U=24V,定值电阻Ro=lOQ.求：

⑴在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少？

⑵在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少？

【答案】(1)在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是110。.

(2)在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是600N.

【解析】由图丙所示图象求出重物下落过程电路电流，然后应用欧姆定律求出压力传感器的电

阻.由图象求出最大电流，然后求出压力传感器电阻，再由图丙求出撞击力.

⑴由图乙可知，在重物没有撞击传感器的过程中，

电路中的电流1=0.2A,

根据欧姆定律：I=U/R可知，

定值电阻Ro两端的电压：U()=IR()=0.2AX10Q=2V

压力传感器两端的电压为：UN=U-Uo=24V-2V=22V

根据欧姆定律：I=U/R可知，压力传感器的电阻：RN=UN/1=22V/0.2A=1100

(2)由图丙可知，撞击力最大时，电阻最小，电流最大.

又由图乙可知，最大的电流为Im=L2A

根据欧姆定律：I=U/R可知

电源电压：U=Im(Ro+R)

压力传感器的电阻：R=U/Im-Ro=24V/1.2A-10。=10。，

由图丙可知，此时受到撞击力：F=600N.

专题2中考动态电路问题

知识点1：电路动态问题的基本内容

1.滑动变阻器的滑片p的位置的变化引起电路中电学物理量的变化

(1)串联电路中滑动变阻器的滑片p的位置的变化引起的变化

(2)并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化弓I起的变化

2.电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化

⑴串联电路中电键的断开或闭合引起的变化

(2)并联电路中电键的断开或闭合弓I起的变化

3.电键的断开或闭合、同时滑动变阻器也移动的情况下，引起电路中电学物理量的变化

知识点2:解决电路动态问题基本理论

1.串并联电路特点

(1)串联电路：

电流关系：I=L=b

电压关系：U=U|+U2

电阻关系：R=RI+R2

(2)并联电路：

电流关系：I=L+b

电压关系：U=U尸U2

电阻关系：1/R=1/RI+1/R2

2.欧姆定律

⑴内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比.

⑵公式：I=U/R

(3)变形公式：U=IRR=U/I

3.电功率公式

P=UIP=I2RP=U2/R

4.判断电路连接——可以先简化电路，电流表当导线看，电压表当开路看.

5.如何判断电流表测量通过哪个用电器的电流。

方法：看电流表与哪个用电器串联，则就测通过那个用电器的电流.

6.如何判断电压表测哪部分电路两端的电压。

方法：电压表与哪个用电器并联就测哪个用电器两端的电压.

知识点3:解决动态电路问题方法技巧

1.学会正确分析电路图。首先要让学生养成分析电路图的习惯，无论是静态电路还是动态电

路，都要求学生能够独立分析题目给出的电路图中，各个用电器之间是串联还是并联。具体

的方法是把电流表简化成导线，将电压表简化成断开的开关或干脆拿掉，把闭合的开关看成

导线，把被局部短路的用电器拿掉，把开关断开的支路去掉，从而简化电路。经过电路简化

后，电路中基本只出现电源、用电器，电路显得比较简单，把刚才去掉的电表复原上去，明

确电压表和电流表分别测量那个用电器的电压和电流。

2.正确判断滑动变阻器有效电阻及由于滑片的变化弓I起的有效电阻的变化。

3,熟练掌握串并联电路中电压、电流及电阻的规律。动态电路中涉及的用电器肯定不止一个,

必然会运用到串并联电路中电压、电流及电阻的规律，如果学生不能熟练掌握这些规律，那

么解题也就无从谈起。

4.熟练掌握欧姆定律的运用，尤其是要分析好电路中局部和整体的关系。欧姆定律是解决动

态电路的金钥匙，也是电学的基本定律。在动态电路中一般情况下电源的电压都是不变的，

滑动变阻器滑片的变化或开关的通断，必然会引起电路中电流的变化，解题思路是先整体后

局部，先利用欧姆定律分析整个电路中电流的变化情况，在具体分析每一个用电器的电流电

压变化情况。

5.理解好断路和短路。很多学生遇到电路故障问题就头痛，原因就是没有理解好怎样才是短

路，以及短路对整个电路的影响。所以要想学好电学这部分内容还得深刻理解短路这个概

念。

例与对点练习

【例题1］（四川南充）如图所示电路，当闭合开关，灯泡正常发光，滑动变阻器滑片向右移动

时，下列说法正确的是（）

B.电压表V与电流表Ai,示数之比不变

C.电路的总功率变小

D.电压表示数变大

【答案】C

【解析】分析电路图可知，灯泡和滑动变阻器并联，电流表Ai测滑动变阻器的电流，A2测灯

泡L的电流，电压表测电源电压；

AD.滑动变阻器滑片向右移动时，电压表测电源电压，因此示数灯泡L电压与电流都不变，

由公式P=U/可知，灯泡的电功率不变，即灯泡的亮度不变，AD错误；

B.电压表V与电流表Ai,示数之比为滑动变阻器阻值，当滑动变阻器滑片向右移动时，滑

动变阻器阻值变大，即电压表V与电流表A1,示数之比变大，B错误；

C.当滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器阻值变大，电路总电阻变大，根据公式

P=—可知，电路的总功率变小，C正确。

R

【对点练习】如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，R2为定值电阻.闭合开关S,

在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，关于电压表和电流表的示数变化，下列四个选项

中，判断正确的是（）

A.电压表、电流表示数均变大

B.电压表、电流表示数均变小

C.电压表示数变大，电流表示数变小

D.电压表示数变小，电流表示数变大

【答案】C.

【解析】由电路图可知，定值电阻R2与滑动变阻器氐串联，电压表测Ri两端的电压，电流

表测电路中的电流.根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中

电流的变化和R2两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知Ri两端的电压变化.

由电路图可知，定值电阻R2与滑动变阻器Ri串联，电压表测Ri两端的电压，电流表测电路

中的电流.

在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，

由1=［可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，故AD错误；

R

由U=IR可知，R2两端的电压变小，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，R两端的电压变大，即电压表的示数变大，故B错误、C正确.

【例题2】（甘肃天水）如图所示电路中，闭合开关S