第十四章欧姆定律题型专项练习：动态电路计算（敏感电阻类） 2024-2025学年苏科版九年级上册物理h49479202

九年级物理题型专项练习：欧姆定律---动态电路计算（敏感电阻类）1．室内空调和电冰箱等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的。如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0~0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω3A”字样。Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压为5V(1)将此电路放入温度为30℃的环境中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R=100Ω，求电流表的示数；(2)若环境温度为40℃时，要保证整个电路元件的安全，求滑动变阻器接入电路中的最小阻值；(3)求此电路能测量的最高环境温度为多少？2．电梯超载时，报警器会发出警报声提醒后面进入的乘客退出电梯。某实验小组用电源、开关、导线、压敏电阻、报警器、滑动变阻器（2A50Ω）等模拟电梯的报警电路，如图所示。闭合开关S和，滑动变阻器的滑片位于最左端，电流表示数为I=0.5A。已知电源电压U保持不变，压敏电阻R的阻值随压力F变化的规律如图乙所示，报警器相当于一个定值电阻，阻值，当电流表的示数为300mA时报警器刚好报警。电流表“0~0.6A”的量程连入电路，通过向托盘里加减物品改变压敏电阻受到的压力大小，托盘下表面是绝缘材质，不考虑电流表对电路的影响；(1)求电源电压U；(2)闭合开关S，断开开关，滑动变阻器的滑片位于最左端，求报警器刚要报警时，压敏电阻受到的压力F的大小；(3)让压敏电阻承受的压力为34N时报警器才报警，滑动变阻器连入电路的阻值应调为多少？3．如图是一个检测空气质量指数的电路，其中R为气敏电阻，允许通过的最大电流为0.2A，其电阻与空气质量指数的关系如图乙所示。已知电源电压恒定不变，定值电阻为10Ω，当闭合开关S后，电流表的示数为0.1A时，空气质量指数为30，求：(1)此时电阻消耗的电功率；(2)电源电压；(3)小强认为该电路能测量的空气质量最大指数太低，他想使该电路能测量的空气质量最大指数为70，于是他提出的方案是减小电源电压；同组的小明同学提出的方案是减小的阻值，请通过计算说明谁的方案可行。4．某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示。ABO为一水平杠杆，OA长120cm，O为支点，AB∶OB=4∶1；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。闭合开关S，水平踏板空载时，电压表的示数为2V；当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到5V时，报警器R0开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。求：F/N051015202530......R/Ω3528221814128.....(1)电源电压为多少？(2)当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？(3)若将报警器设定为水平踏板上承受25N压力时发出报警信号，应将电源电压调为多少伏？此时电路总功率是多大？5．空气质量指数是环境监测的重要指标，下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制了空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路如图所示。已知电源电压U=18V，电压表的量程为0~15V，定值电阻R0的阻值为100Ω，气敏电阻阻值R与空气质量指数A的关系为；空气质量指数A0~5051~100101~150151~200201~300>300空气质量等级优良轻度污染中度污染重度污染严重污染(1)当通过气敏电阻的电流为0.05A时，此电路通电10s消耗多少电能；(2)通过计算，判断电压表示数为10V时对应的空气质量等级；(3)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围，若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=400，则更换后的定值电阻的阻值应为多大？6．近期流感多发，学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸的气体浓度，设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为6V定值电阻R0标有“2.5Ω，0.4A”字样，过氧乙酸气体传感器Rt的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ变化的关系如图所示，当过氧乙酸气体浓度ρ为0.45g/m3时，Rt阻值为5欧姆。电压表的量程为0﹣3V，电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度，请回答下列问题：(1)按要求ρ＞0.1g/m3才能达到消毒要求。当电压表的示数为0.75V时，教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求？(2)若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作了9min，R0消耗的电能是多少？(3)若检测仪所能测量的最大值调整为0.45g/m3，此时电压表刚好偏转到最大刻度，则需要重新选择哪种规格的定值电阻。7．图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，为水平杠杆，OB长1m，O为支点，，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，定值电阻的阻值为，压力传感器R固定放置，R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时（即压力F大小为O），闭合开关S，电流表的示数为0.3A。（平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计）求：(1)电源电压；(2)在电路安全的情况下，缓慢增加平板上的物体的重力过程中，当电路消耗的总功率达到最大时，电流通过压力传感器R在1min时间内所做的功；(3)当平板上物体重为200N，此时电路不安全，若可移动A点使电路安全，则A点移动的方向和A点移动的最小距离。8．如图是某同学设计的温度报警电路，电压U恒为12V，电阻R1、R2中，一只为热敏电阻，另一只是阻值为0.4kΩ的定值电阻，其中热敏电阻的阻值随温度变化的关系图线如图所示。输出电压随温度的升高而增大；当输出电压达到4V时报警，求此时：(1)R2两端的电压；(2)电路中的电流；(3)报警温度。9．如图甲为某商场安装的扶梯自动计效器简化电路图。已知电源电压U=12V，R1为光敏电阻，R2=20Ω，当有光照射时R1=20Ω；当扶梯上有顾客经过，挡住射向R1的光线时，R1的阻值增大，计数器就计数一次。图乙为某段时间内R1两端的电压Uab随时间t变化的图像。（1）当有光照射时，电路中的电流为多大？（2）当扶梯上有顾客经过时，R2的电压为多大？（3）这2.4s时间内电路消耗的电能是多少？10．如图所示是一种烟雾报警器的电路图，电源电压为2.4V，是定值电阻，阻值为6Ω。R为光敏电阻。烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡，R受到的光照变弱。当报警仪表的示数等于或小于100mA时报警，光敏电阻R的阻值随着光强的关系如表所示。［“光强E”表示光强弱程度的物理量，单位为坎德拉（cd）］。光强E/cd123456光敏电阻R/Ω36181297.26（1）烟雾报警器待机状态下，若电路中电流为150mA，通电10min消耗的电能为多少?（2）正常情况下，当R受到的光照强度为3cd时，报警仪表是否会报警?（3）由于长时向工作电源电压降低为2V，导致烟雾报警器在正常的烟雾浓度下误报警。为使烟雾报警器正常报警，在不更换电源的情况下，应将更换阻值比原来大的?还是更换比原来小的电阻?请通过计算说明。参考答案：1．(1)0.0125A；(2)50Ω；(3)50℃【详解】（1）解：由电路图可知，R与Rt串联，电流表测电路中的电流。由图乙可知，温度为30℃时，Rt的为阻值为，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中电流表的示数（2）由图乙所示图象可知，温度为40℃时，Rt的为阻值为，由电路中电流表的量程可知，电路中的最大电流0.02A则滑动变阻器接入电路中的最小阻值为（3）由图象可知，热敏电阻的阻值越小，温度越高，结合2小题可知，当电路中电流最大为0.02A且滑动变阻器取最大阻值时，热敏电阻的阻值最小，则由图乙可知其工作的最高环境温度50℃。2．(1)15V(2)12N(3)【详解】（1）由图知闭合开关S和S1，滑动变阻器的滑片位于最左端，电路中只有定值电阻R0接入电路，电源电压为U=IR0=0.5A×30Ω=15V（2）闭合开关S，断开开关S1，滑动变阻器的滑片位于最左端，定值电阻R0和压敏电阻串联，报警器刚要报警时，电路中的总电阻为由串联电路电阻的规律知此时压敏电阻的阻值为R′=R总-R0=50Ω-30Ω=20Ω由图知此时压敏电阻受到的压力F的大小为12N。（3）压力为34N时，从图像可以得出此时压敏电阻，报警器刚要报警时，电路中的总电阻为由串联电路电阻的规律知此时压敏电阻的阻值为R′′=R总-R0-R2=50Ω-30Ω-8Ω==12Ω3．(1)0.1W(2)6V(3)小强的方案【详解】（1）此时电阻消耗的电功率为（2）由乙图可知，空气质量指数为30时，气敏电阻的阻值，由电路图可知，与R串联，则电路的总电阻为根据欧姆定律可得，电源电压为（3）由图乙可知，当空气质量指数为70时，此时气敏电阻的阻值，此时电路中的总电阻为为保护电路，电路中允许通过的最大电流为0.2A，此时电源电压应为故应减小电源电压，小强的方案可行。当电源电压不变时，电路中允许通过的最大电流为0.2A，此时电路中的总电阻为由串联电路的电阻特点可知，电阻的阻值为故应增大的阻值，小明的方案不可行。4．(1)9V(2)150N(3)19V；9.5W【详解】（1）闭合开关S，水平踏板空载时，R受到的压力为0，由表可知，R=35Ω；电压表的示数为2V，电路电流为电源电压为（2）电压表示数达到5V时，报警器R0开始发出报警信号，此时电路电流为电路总电阻为则R连入电路的电阻为由表可知，此时压力传感器受到的压力为30N。已知AB∶OB=4∶1则OA∶OB=5∶1根据杠杆的平衡条件可得则踏板设定的最大压力值为（3）水平踏板上承受25N压力时，根据杠杆的平衡条件可得则压力传感器受到的压力由表可知，R的阻值为28Ω。则电源电压为此时电路总功率是5．(1)9J(2)良(3)75Ω【详解】（1）电路通电10s消耗的电能（2）电路中的电流气敏电阻R两端的电压气敏电阻的阻值此时的空气质量指数由表格可知指数在51~100，此时空气质量等级为良。（3）空气质量指数时，气敏电阻的阻值由题意可知，此时电压表的示数气敏电阻两端的电压电路中的电流更换后的定值电阻的阻值6．(1)能达到(2)216J(3)“5Ω0.7A”【详解】（1）由图甲可知，定值电阻R0与过氧乙酸气体传感器Rt串联接入电路，电压表测量定值电阻R0两端的电压，由图乙可知，过氧乙酸气体传感器Rt的阻值越小，根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，定值电阻R0两端的电压变大。当电压表的示数为U0＝0.75V时，通过电阻R0的电流电路中的电流I＝I0＝0.3A电路中的总电阻传感器的阻值Rt＝R-R0＝20Ω-2.5Ω＝17.5Ω由图乙知，此时过氧乙酸气体浓度大于0.1g/m3，故教室内达到了消毒要求。（2）定值电阻R0规格为“2.5Ω，0.4A”，定值电阻R0能承受的最大电压U0max＝I0maxR0＝0.4A×2.5Ω＝1V＜3V所以电路中最大电流为0.4A，此时传感器Rt的阻值最小，检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作9min，R0消耗的电能W0max＝U0maxI0maxt0＝1V×0.4A×9×60s＝216J（3）由题知，若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3时，传感器Rt的阻值为5Ω，电压表的量程为0～3V，即此时电压表示数为3V，所以过氧乙酸气体传感器Rt两端的电压Ut′＝U-U0′＝6V-3V＝3V此时通过氧乙酸气体传感器Rt的电流通过定值电阻的电流I0′＝It′＝0.6A定值电阻的阻值故需重新选用“5Ω,0.6A”的定值电阻。7．(1)18V(2)432J(3)0.1m【详解】（1）当平板空载时（即压力F大小为0），闭合开关S，电流表的示数为0.3A，由乙图可知，压力传感器阻值为R=50Ω，电源电压为U=I1(R0+R)=0.3A×(10Ω+50Ω)=18V（2）为保护电路安全，电路中最大电流为0.6A，此时电路中电功率最大，R0两端电压为U0=I大R0=0.6A×10Ω=6VR两端电压为UR=U-U0=18V-6V=12V电流通过压力传感器做的功为W1=URI大t=12V×0.6A×1×60s=432J（3）为使电路安全，电路中最大电流为0.6A，根据欧姆定律得，此时压敏电阻的阻值为由乙图可知，当压敏电阻为20Ω时，B点最大压力为30N，所以根据杠杆平衡条件得到FB×OB=FA×OAA点最大物重为当平板上物体重为200N，此时电路不安全，需要移动A点使电路安全；根据杠杆平衡条件OB长为1m，则OA'为移动的距离为x=OA-OA'=0.25m-0.15m=0.1m移动方向向右。8．(1)8V(2)0.01A(3)28℃【详解】（1）图中两个电阻串联，R1的电压是4V，根据串联电路的电压特点知，R2两端的电压U2=U-U1=12V-4V=8V（2）根据图像知，因为当温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据串联电路中电压与电阻成正比的关系，则热敏电阻两端的电压也减小；当输出电压达到或超过4V时，便触发报警器（未画出）报警，说明只有达到一定电压才报警，所以图中的R2是热敏电阻；若将电阻箱调至R1=0.4kΩ=400Ω则电路中的电流为（3）根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得热敏电阻的阻值由图象可知开始报警的温度为28℃。9．（1）0.3A；（2）2V；（3）7.68J【详解】解：（1）当有光照射时，电路中的电流为（2）当扶梯上有顾客经过，挡住射向R1的光线时，R1的阻值增大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，则R2的电压变小，R1的电压变大，根据题图可知，此时加在R1两端的电压为1