第七周欧姆定律 三.docx
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第七周欧姆定律三
课题欧姆定律（综合应用）
典例解析：
例1．如图所示是气体酒精浓度测试仪原理图，用于现场测试司机是否酒肟驾车。
其中电源电压保持不变，R为定值电阻，R′为二氧化锡半导体型酒精气体传感器，其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小．若某次测试中电流表示数较大，则说明
A．气体的酒精浓度较大，R′阻值较小
B．气体的酒精浓度较大，R′阻值较大
C．气体的酒精浓度较小，R′阻值较小
D．气体的酒精浓度较小，R′阻值较大
变式练习．为了测定潜水艇的下潜深度，科技人员设计了深度测定仪，测定仪的原理图如图所示，R0为定值电阻，F是传感器，其电阻R与潜水艇在海水中的深度h成反比．下列说法中正确的是
A．电流表示数与潜水艇所在的深度成反比
B．电流表示数与潜水艇所在的深度成正比
C．潜水艇水平航行时，电流表示数变大
D．潜水艇缓慢上浮时，电流表示数变小
变式练习．从2011年5月1日起，驾驶员酒醉后驾车要负刑事责任。
酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图所示是它的原理图。
图中R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，那么测试仪的
A．电压表示数不变
B．电压表示数越大
C．通过传感器的电流越小
D．传感器两端的电压越大
变式练习．如图是酒精测试仪的原理图，R0为定值电阻。
已知酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比，如果测试到的酒精气体浓度越大，你们
A．传感器的电阻越大
B．电压表的示数越大
C．通过传感器的电流越小
D．电路消耗总功率越小
例2、某高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费，小明同学结合所学的物理知识设计了如图所示的称重表原理图，对于小明同学的设计你认为：
A、此设计可行，称重表同电流表改装
B、此设计可行，称重表由电压表改装
C、此设计不可行，当车辆越重时电路中电流越小
D、此设计不可行，电路中的R1没有作用
变式练习、如图7所示是某电子秤的结构示意图，其中P是一个可以紧贴AB滑动的金属滑片，s为自动控制开关。
闭合开关s，秤盘内不放物体时，电子秤刻度表示数为0;在秤盘内放入物体时，就可以从电子秤刻度表上读出该物体的质量;当被测物体的质量超过电子秤量程时，开关s自动断开，电子秤无示数。
则下列判断正确的是（）
A．电子秤的刻度表是一个电流表，它的示数越小说明所称物体质量越大
B．电子秤的刻度表是下个电压表，它的示数越大说明所称物体质量越大
C．电子秤的AB部分是一个滑动变阻器，且A端为绝缘体
D．电子秤所称物体的质量越大;消耗的电能越
变式练习、小阳设计一个天然气泄漏检测电路，如图甲所示，R为气敏电阻，其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。
则下列说法正确的是
A．天然气浓度增大，电压表示数变小
B．天然气浓度减小，电流表示数变大
C．天然气浓度增大，电路消耗的总功率变小
D．天然气浓度减小，电压表与电流表示数的比值不变
变式练习．从11年5月11日起，执行酒驾重罚新规定。
交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当于如图所示。
电源电压恒为9V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为80Ω。
使用前要通过调零旋钮（即滑动变阻器R1的滑片）对测试仪进行调零，此时电压表的示数为8V。
求：
（1）电压表的示数为8V时，电流表的示数为多少?
（2）电压表的示数为8V时，滑动变阻器R1的电阻值为多少?
（3）调零后，R1的电阻保持不变。
某驾驶员对着测试仪吹气10s，若电流表的示数达到0.3A，表明驾驶员醉驾，此时电压表的示数为多少?
例3．（多选）如图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。
其中，电源电压恒为6V，保护电阻R0=20Ω；R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒，总长为40cm，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比；金属棒cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。
小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量，其数据见下表。
若已知小英测量时，滑片恰在电阻棒ab的中点位置，则根据题中提供的信息可知
小聪
小英
小亮
A表示数I/A
0．20
0．15
0．12
V表示数U/V
2．0
3．0
3．6
身高h/m
1．6
A．电阻棒的总电阻是40
B．小聪的身高是1.7m，小亮的身高是1.5m
C．小聪的身高是1.5m，小亮的身高是1.7m
D．从理论上分析，该测量仪的身高测量范围是1.2~1.8m
变式练习．如图为我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图。
其中定值电阻R1=6Ω，电源电压恒为4.5V，R2的规格为“15Ω0.5A”，电压表量程为3V，电流表量程为0.6A，闭合开关S：
（1）当被测身高变矮时，电流表的示数_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）当R2接入电路中的电阻为9Ω时，电压表的示数是_____V。
（3）为了保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是_______。
例4．有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：
踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）。
其中AO：
BO＝5：
1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…
设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V。
请回答：
（1）踏板空载时，电流表读数是多少mA？
（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10－4m2，则该秤的最大称量值是多少？
（3）为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘，我们需要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系。
请你写出这个关系式
变式练习．随着人们生活水平的不断提高，私家车已日益普及。
下图是一种测量小气车油箱内油量的装置原理图，它主要由电源、压敏电阻R（电阻随所受压力的变化而变化）、油量表（由电阻可忽略不计的电流表改装而成且量程足够大）等组成电路。
压敏电阻R在一定范围内的阻值与所受压力的关系如下表所示，油箱位于压敏电阻上方，电源电压为6V。
问：
（1）未放油箱时，电路中的电流是多少？
（2）请根据表格数据推测，当油箱和油总重为200N时，压敏电阻R的阻值是多少？
（3）若油箱的质量为6.5kg，当油量表示数为5.5×10-2m3时，电路中的电流是多少？
（ρ汽油=0.7×103kg/m3，g取10N/kg）
变式练习．如图甲是某电子秤的原理图，已知定值电阻Ro=15Ω，电源电压为9V恒定不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示，托盘的质量忽略不计。
（1）该电子秤表是由__________表改装而成的；
（2）当托盘内物体的质量是15㎏时，通过电路的电流是多少？
（3）若Ro两端的电压最大只能为3V，则该电子秤的最大称量为多少kg？
中考对接
1．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，电压表示数为6V，电流表示数为0.6A，断开S2后，电压表示数变为2V，则R2的电阻和电源电压分别是
A．10Ω、9VB．20Ω、6V
C．20Ω、9VD．10Ω、6V
2．为了比较电阻R1和R2的大小，四位同学分别设计了如图所示的电路，其中不可行的是（ ）
3．小阳利用磁敏电阻为他的自行车设计了一个速度计，磁铁固定在自行车的辐条上，磁敏电阻固定在自行车的后车架上，安装示意图如图甲，工作电路如图乙，已知电源电压为6V恒定不变。
当磁铁与磁敏电阻Rs靠得最近时阻值为200Ω，磁铁与磁敏电阻Rs离得最远时阻值为400Ω，靠近或远离时的实际电阻在这两者之间变化；当R0两端电压不低于4.5V时电子计数器就能有效计数，低于4.5V就不能产生计数，车轮每转动一圈就计数一次。
为保证电子计数器有效工作，电阻R0最小阻值为________Ω。
某次行驶中，小明发现5分钟恰好完整计数了300次，车轮的周长为3m，则这段时间内自行车行驶的平均速度为________km／h。
4．如图甲所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置，其中R0为定值电阻，R为压敏电阻，其阻值隧所受压力变化的图像如图乙所示．油量表由量程为0～3V的电压表改装而成。
已知油箱重80N，压敏电阻R能够承受的最大压力为800N。
电源电压保持6V不变．（g取10N／kg）
（1）若压敏电阻与油箱的接触面积是4×10－4m2，则压敏电阻能承受的最大压强为多大?
（2）若油箱内油的密度为0.8×103kg／m3，则此油箱最多可装多少立方米的油?
（3）若压敏电阻受到最大压力时，电压表的示数达到最大值，则定值电阻R0的阻值为多大?
（4）为了判断此油量表的刻度是否均匀，需了解R0两端电压U0与油量V的关系，请推导此关系式．
5．热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。
小明同学用甲图所示的电路来探究热敏电阻RT的阻值与温度的关系。
已知M为控温器，电源电压恒为12V，R为电阻箱（一种可以改变并读出阻值的变阻器）。
（1）在控温器中应该加入下列哪种液体？
A．自来水B．煤油C．食盐溶液
（2）当控温器中液体温度为80℃，电阻箱阻值为100Ω时，电流表的示数为0.1A。
则该温度下热敏电阻的阻值为Ω。
（3）依次改变控温器中的液体温度，同时改变电阻箱的阻值，使电流表的示数始终保持在0.1A。
通过计算得到相关数据记录如下。
从表中可以看出，在一定温度范围内，该热敏电阻的阻值随温度的升高而。
温度t（℃）
70
60
50
40
30
20
10
…
电阻RT（Ω）
22
28
35
44
56
73
94
…
（4）在科技创新活动中，小明用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计（如图乙）。
它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。
若电压表的读数会随温度的升高而增大，则应在原理图（丙）中两端接入一电压表。
A．abB．bcC．ac
6．如图，R1=10Ω，R2=30Ω，R3=20Ω，电源电压保持不变，若S1、S2都断开时电流表示数为0.3A，则电源电压是_______V；当S1、S2都闭合时，电路中的总电阻是______Ω。
7．2011年5月1日开始实施的《刑法修正案（八）》，对"饮酒驾车"和"醉酒驾车"制定了严格的界定标准，如下表所示。
饮酒驾车
20mg/100mL
血液中的酒精含量
<80mg/100mL
醉酒驾车
血液中的酒精含量
80mg/l00mL
①内江交警在某次安全行车检查中，检测到某驾驶员100mL的血液中酒精含量为66mg，那么，该驾驶员属于。
②如图甲所示，是酒精检测仪的简化电路。
其中，定值电阻R0=10Ω，电源电压为3V；R为气敏电阻，它的阻值与酒精气体含量的关系如图乙所示。
如果通过检测仪检测到驾驶员的血液中酒精含量为12%时，电流表的示数为A。
8．电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用，当手指在触摸屏表面施以一定的压力时，触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置，从而确定触摸的位置．
（1）其工作原理利用了在材料、横截面积一定时，导体的长度越长，导体的电阻就越__的规律．
（2）以竖直方向为例，触摸屏相当于一根电阻丝，触摸时，触摸点P将电阻丝分为上下两部分，设上部分电阻为R1，下部分电阻为R2，结构可等效为如图所示电路，电源电压不变．当触摸点在竖直方向移动时，若测得R2两端电压增大，则可知R2阻值__，触摸点P到屏下端的距离__（以上两空选填“增大”、“减小”或“不变”）．
9．小明在欣赏圣诞树上的小彩灯时发现，各小彩灯的连接方式为串联，当其中一只灯丝熔断，其他彩灯却仍能发光，如图甲，这是为什么呢？
他仔细观察灯泡的构造如图乙，查阅得知细金属丝表面涂有绝缘物质；取一只完好的彩灯，按图丙电路进行实验，电源电压为7.5V，数据及现象记录如下表：
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压（V）
0.3
1
2
4
6
7.5
电流（A）
0.06
0.10
0.12
0.20
0
彩灯亮度
不发红
弱光
较亮
亮
很亮
灯丝烧断
请依据上述信息完成以下问题：
（1）第4次实验电流表示数如图丁，其读数为_____________安；
（2）从数据中发现，通过彩灯的电流与电压不成正比，其原因是____________________
____________________________________；
（3）能证实灯丝支架与细金属丝之间有绝缘物质的实验现象是__________________________________________________；
（4）请依据彩灯结构及实验现象，推测彩灯串中一只灯丝熔断其他彩灯却仍能发光的原因是_________________________________。
10．实验室有一种小量程的电流表叫毫安表，用符号
表示，在进行某些测量时，其电阻不可忽略。
在龟路中，我们可以把毫安表看成一个定值电阻，通过它的电流可以从表盘上读出。
利用图示电路可以测量一个毫安表的电阻，电源的电阻不计，R1=140Ω，R2=60Ω。
当开关S1闭合、S2断开时，毫安表的读数为6mA；当S1、S2均闭合时，毫安表的读数为8mA。
求毫安表的电阻RA和电源的电压U。
11．某课外活动小组需要对两个定值电阻R1、R2和一只滑动变阻器R3的电阻进行测量，将这些元件连成如图所示的电路。
闭合S1，断开S2，将滑动变阻器的阻值调到最大时，电流表的读数为0.2A，电压表的示数为2V；若将S1、S2都闭合，将滑动变阻器的
阻值调到0时，电压表的示数为6V，电流表的示数为0.9A。
求：
（1）R1的阻值是多少？
（2）滑动变阻器的最大阻值R3是多少？
（3）R2的阻值是多少？
12．如图所示的电路中，电阻R1的阻值为20Ω，电源电压不变。
当S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.45A；S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为0.75A。
求：
（1）电源电压为多少?
（2）R2的阻值为多少?
（3）S2、S3断开，S1闭合时，加在电阻R1两端的电压为多少?
13．在如图所示的电路中，电源电压U=8V，且保持不变，Rl＝10Ω，R2＝40Ω。
试问：
（1）若开关S1闭合，S2断开，当滑片P滑到a端时，电流表的示数为0.2A，此时滑动变阻器R的电阻值为多大?
（2）若开关S1、S2均闭合，当滑片P滑到b端时，电流表的示数是多少?
14．从11年5月11日起，执行酒驾重罚新规定。
交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当于如图所示。
电源电压恒为9V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为80Ω。
使用前要通过调零旋钮（即滑动变阻器R1的滑片）对测试仪进行调零，此时电压表的示数为8V。
求：
（1）电压表的示数为8V时，电流表的示数为多少?
（2）电压表的示数为8V时，滑动变阻器R1的电阻值为多少?
（3）调零后，R1的电阻保持不变。
某驾驶员对着测试仪吹气10s，若电流表的示数达到0.3A，表明驾驶员醉驾，此时电压表的示数为多少?
15．半导体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，如图甲所示是某种半导体材料的电阻随温度变化的关系图象。
根据这种半导体材料电阻的特性，某物理兴趣小组的同学设计了如图乙所示的电路，用来测量某一环境的温度，已知定值电阻R0＝10Ω，电源电压保持不变。
（1）当环境温度为20℃时，电流表的示数为0.2A，电源电压是多少？
（2）电流表的示数为0.4A时，当时的环境温度是多少？
16．如图甲是某电子秤的原理示意图，已知电阻R0＝50Ω，电源电压为30V且保持不变。
压力传感器R的阻值随所受压力Ｆ变化的图象如图乙所示，当电压表的示数为10V时，电流表示数多大？
被测物体的质量多大？
（托盘的质量忽略不计，g取10N／kg）
知识拓展
1．某同学将一节旧电池、5Ω的定值电阻、开关和电压表连接成图甲所示电路，发现开关断开和闭合时，电压表的示数有明显的不同。
他很好奇，在老师的帮助下他得知：
干电池内部本身存在电阻，其情况相当于一节干电池与一电阻串联（如图乙虚线框内所示）。
当开关闭合后，干电池内部的电阻分到了一部分电压，从而提供给定值电阻的电压减小。
为了求证，他又进行了如下实验：
①测出图甲所示电路中开关断开时电压表示数为1.4V，闭合开关后电压表的示数为1V；
②将定值电阻由5Ω更换为12Ω，测出电路中开关断开时电压表示数为1.4V，闭合开关后电压表的示数为1.2V。
（1）该同学将定值电阻由5Ω更换为12Ω的想法是：
当电路中定值电阻变大，电路中的电流变小，干电池内部电阻分到的电压变小。
实验①和②中测得的数据是否支持他的想法？
__________（选填“支持”或“不支持”）
（2）根据实验②测出的数据，计算出该干电池的内部电阻为_________Ω。
2．磁场的强弱可用磁感应强度（B）表示，单位为特（T）。
某些材料的电阻值随磁场增强而增大的现象称为磁阻效应，用这些材料制成的电阻称为磁敏电阻，利用磁敏电阻可以测量磁感应强度。
某磁敏电阻RB在室温下的阻值与外加磁场B大小间的对应关系如表所示。
外加磁场B／T
0
0．04
0．08
0．12
0．16
0．20
磁敏电阻RB／Ω
150
170
200
230
260
300
把RB接入如图所示电路（电源电压恒为9V，滑动变阻器R’上标有“1001A”字样），并在室温下进行实验。
（1）当外加磁场增强时，电路中的电流（填“变大”、“变小”或“不变”）；为了使电压表的示数保持不变，滑动变阻器R’的滑片JF）应向（填“0”或“6”）端移动；
（2）RB所在处无外加磁场时，RB=150Ω；此时闭合开关，滑片P在a端和b端之间移动时，电压表示数的变化范围是多少?
（不计实验电路产生的磁场，下同）
（3）当电路置于某磁场处，滑动变阻器R’滑片P位于b端时，电压表的示数为6V，则该处磁场的磁感应强度为T。
3．电压表既是测量仪表，同时也是一个接入电路中的特殊电阻。
电压表的电阻一般很大，为测量某电压表的电阻，某同学连接了如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝3.0kΩ。
当闭合开关S1、S2时，电压表示数为4.5V；只闭合开关S1时，电压表的示数为3.0V。
求电压表的电阻是多少？
4．如图所示，R1=R2=R4=R5=5
。
当ab两端加5V电压时，用电压表测得cd两端的电压为4V。
求R3的阻值。
5．在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机，其原理示意图如图（a）所示，游人手戴拳击手套，击打可水平移动的A装置，A通过压杆与压力传感器接触，压力传感器的电阻值R会随所受压力大小发生变化．电压表的示数可反映出打击力的大小．
已知电阻R0=120Ω，压力传感器表面能承受的最大压力为4000N．压杆与压力传感器的接触面积为4cm2．压力传感器的电阻值随所受压力变化的图像如图（b）所示．若在某次游戏过程中，游人用2000N的力击中装置4，此时电压表的示数为l.5V．设电源电压恒定不变．
（1）该压力传感器能承受的最大压强有多大?
（2）电源电压是多少?
（3）当装置A不受打击力作用时，电压表的示数是多少?
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