电学综合复习题

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电学综合题

【典型例题】

例1．小明同学设计的“风力测试仪”在校科技节上备受师生们的青睐，“风力测试仪”的原理如图所示．电源电压6V，R₀为保护电阻，AB为长20cm、阻值为50W的均匀电阻丝．OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为2N的球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，球P受风力的作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电流表示数为0．6A．已知悬挂点O与电阻丝B端的距离为10cm，金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，求：

(1) R₀的阻值；(2)无风时电流表示数；

(3)在风力作用下，当金属细杆OP在图示位置静止时，作出F_风的力臂，并求出该力的大小．

例2. 图甲是小明同学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格所示。已知电阻R₀为30Ω，左边控制电路电源电压为9V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。

(1) 该同学将电流表改成了温度表，通过计算并标出表盘上20℃的位置；

(2) 如果在电路中再串联一个180Ω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。

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

例3．为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,图甲是原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R₁间的摩擦不计)。定值电阻R₀=5Ω，a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R_ab=25Ω，电源电压U=3．OV，电流表的量程为 O～0.6A, 当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端．已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。

(1)小明在电路中连入R_O的目的是________________________________.

(2)小明将电流表的表盘改为拉力计的表盘,当不拉拉环时, 拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的___________A处.

(3)通过计算说明, 电流表表盘的0.5A处应标多少牛?

例4．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，其原理如图所示。图中电流表量程为0～15mA（不计其电阻），电源的电压恒为3V，R′为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在t≥0℃时其阻值R_t随温度t的变化关系为R_t=100+0.5t（单位为Ω）。

（1）若要把R_t放入温度为0℃处进行测量，使电流表恰好达到满量程电流15mA，则这时滑动变阻器R′接入电路的阻值为多大？

（2）保持（1）中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变，当把测温探头R_t放到某待测温度处，电流表的示数恰为10mA，则此时R_t的阻值为多大？对应的温度为多高？

（3）保持（1）中滑动变阻器R′接入电路的阻值不变，当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率为多大？

（4）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？

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【课后练习】

1．半导体材判的导电能力介于导体和绝缘体之间．其电阻受温度影响较大．如图甲是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图像．根据这种半导体材料电阻的特性，小星和他的同学设计了一个电路（如图乙）．可以测定某一空间的温度使用的器材如下：半导体电阻、电源、电流表（0~0．6A）．开关，定值电阻R₀（10Ω）、导线若干．（1）定值电阻R₀的作用是什么？______________

（2）当环境温度为20℃时．电流表的读数为0．2A，求电源的电压．

（3）电流表的读数为0．4A时，当时环境温度是多少？半导体电阻的电功率是多少？

2、某物理兴趣小组为了自制一台电子秤，进行了下列探究活动：新课标第一网

(1) 研究弹簧的特性。他们做了如图21的实验，根据实验数据作出了弹簧伸长x与拉力F的关系图像如图22所示。

(2) 设计方案：没计的原理图如图23所示，利用量程为3V的电压表的示数来指示物体的质量(电压表刻度盘如图24)，弹簧(即图21中使用的弹簧)的上端与变阻器的滑片和托盘连接(托盘与弹簧的质量均不计)．OA间有可收缩的导线，当盘中没有放物体时，电压表示数为零。

(3) 分析与计算。已知滑动变阻器总电阻R=12Ω、总长度12cm，电源电压恒为6V，定值电阻R₀=10Ω(不计摩擦，弹簧始终存弹性限度内；g=10N／kg)。求：

①当物体的质量为100克时，电压表的示数是多少?

②该电子秤能测量的最大质量是多大?

③改装好的电子秤刻度与原来电压表表头的刻度有何不同?

3、如图甲是小明设计的一种测定风力的装置，它可以根据电压表的读数反映风力大小，该装置的迎风板与一轻弹簧的一端相接，穿在光滑的金属杆上，弹簧是用绝缘材料制成的，原长为0.5m，受到压力后会缩短，其缩短的长度△L与它所受的压力F的关系如图乙所示．迎风板面积为0.5m²，工作时总是正对着风吹来的方向．电路中左端导线与金属杆M端相连，右端导线接在N点并可随迎风板在金属杆上滑动，且与金属杆接触户好．金属杆粗细均匀，有一定的电阻，每10cm长的金属杆其电阻为0.1Ω．电路中电阻R₁的阻值为1.5Ω，电源电压为9V．

（1）合上开关S，没有风吹时，弹簧处于原长．此时电压表的示数是多少？

（2）由于风力的作用，迎风板向左压缩弹簧，从而使电压表读数为7.5V，此时作用在迎风板上的风力多大？

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4、有一种半导体，其电阻的大小随温度的变化而明显改变，利用这种半导体材料制成的电阻叫热敏电阻。利用热敏电阻可以用来测量温度的变化，且反应快，精度高。在镇广公路金坛洮西西段有1000多栋茅草房整齐地排列在公路两旁，这就是洮西农民的蘑菇大棚构成的一道独特风景线,。李勋同学想用热敏电阻设计一个电路, 来检测他家蘑菇大棚内温度的变化。于是，他买来了一个热敏电阻，该热敏电阻的阻值随温度变化的图像如左下图所示。他又到实验室借来了一只精密电流表、一个开关和6V的直流电源。请你利用这些器材帮他设计一个能直接观察大棚气温变化的电路。

(1) 请你在右图方框中画出你设计的电路图。

热敏电阻

(2) 若将电流表刻度盘上的电流刻度换成相应的温度刻度，这样电流表就改造成了气温表。若电流表选用0～0.6A的量程，请你计算说明改造成的气温表的0℃应与电流表刻度盘的什么刻度对应？

(3分)该气温表能测量的最高温度是多少？