【专题强化-计算4】八上电路 综合和生活应用类型(尖子生培优)含答案

专题强化--综合与生活应用类型1．甲、乙两地相距30km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知输电线的电阻与其长度成正比，现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，甲地检修员先用如图所示的测量仪接入AB时，电流表的示数为0.2A，乙地检修员后用相同的测量仪接入CD时，电流表的示数为0.3A。

则短路位置离甲地( A ) A．18km B．15km C．12km D．10km2.图甲是某物理兴趣小组设计的电子测力计。

图中电源电压恒为4.5伏，定值电阻R0＝10欧，电压表量程为0～3伏，当人站在平台上向下拉拉杆时，弹簧被拉长，引起滑动变阻器R x的阻值发生改变，其阻值随拉力F的变化关系如图乙所示，为了保证仪表的安全，人对拉杆的拉力最大值是（B）A.400牛B.500牛C.525牛D.600牛3．如图所示为小王同学设计的遮光感应烟雾探测器部分工作原理图。

在一个外部光线无法进入的烟室中，装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R0(光照越强，R0阻值越小，反之则越大)的电路，R为定值电阻，电源电压恒定。

烟雾进入烟室后，激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化，烟雾越来越浓时，电路中电流表示数逐渐__减小__，当电压表示数达到某一固定值时，探测器便会发出警报。

如果要使烟雾浓度较小时探测器就能发出警报，你认为对电路中的R应如何调整？__R应调小一点__。

4．医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械消毒，不同的器械所要求的温度、压强不同。

自动测量锅内温度、气压的电路原理图如图所示（虚线框内为锅内部分电路）。

电源电压恒为4.5伏。

热敏传感器R 2（阻值随温度发生变化的可变电阻）置于锅内，A 2为显示温度的仪表（实质是电流表）；R 2的电阻与温度变化关系见下表：当电流表A 2示数为60毫安时，锅内的温度为__102.5__℃。

5.如图甲是某电子秤的原理示意图，R 1为定值电阻，托盘下方的电阻R 2为压敏电阻，其电阻大小与托盘内所放物体质量m 大小的关系图如图乙所示。

已知电源电压为6伏保持不变。

（1）当托盘为空时，R 2电阻为 500 欧；（2）若托盘为空时，电流表示数为I 1＝0.01安，求定值电阻R 1的阻值；（3）若放入某物体后，电流表示数为I 2＝0.02安，求该物体的质量大小。

解：（2）若托盘为空时，电流表示数为I 1＝0.01安，由欧姆定律公式I ＝U R 变形可得，电路的总电阻：R ＝U I＝6伏0.01安＝600欧 根据串联电路的特点可得，R 1的阻值：R 1＝R －R 2＝600欧－500欧＝100欧（3）若放入某物体后，电流表示数为I 2＝0.02安，则此时电路的总电阻：R ′＝UI ′＝6伏0.02安＝300欧 则R 2的电阻：R 2′＝R ′－R 1＝300欧－100欧＝200欧由图象可知，此时物体质量为600克。

6.如图甲是一个电子拉力计原理图。

硬质弹簧右端和金属滑片P 固定在一起（P 与R 1间的摩擦不计）。

电压表量程为0～3伏，a 、b 是一根长为6厘米的均匀电阻丝，阻值R 1＝30欧，电源电压U ＝6伏。

（1）要保证电压表能正常工作，电路中R 0至少应为 30欧 。

（2）当拉环不受拉力时，滑片P 处于a 端，闭合开关后电压表的读数为 0 伏。

（3）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，若R 0＝45欧，通过计算说明，开关S 闭合后，当电压表指针指在0.8伏处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大？此拉力器的量程为多少？解：I ＝U R 0＋R 1＝6伏45欧＋30欧＝0.08安 R ap ＝U a p I ＝0.8伏0.08安＝10欧 L ap ＝10欧30欧×6厘米＝2厘米 由图乙知此时拉力F ＝200牛 R 0＝45欧时，R 1两端电压为2.4伏，即电压表最大示数为2.4伏，不会超过量程，所以P 滑到b 端时拉力器示数最大，此时Δl ＝6厘米F max ＝600牛，即拉力器量程为0～600牛。

7. 如图甲所示，在2015年某工厂要研发一种新型材料，要求对该材料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 变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻R 随压力F 变化的图像如图丙所示。

电源的电压为24V ，定值电阻R0=10Ω。

求：（1）在重物下落的过程中，压力传感器的电阻是多少？（2）在撞击过程中，样品受到的最大撞击力是多少？【答案】（1）110Ω （2）600N8、如图所示是某电子秤原理图。

托盘与弹簧相连，滑片P 固定在弹簧上且能随弹簧的伸缩上下滑动，R 是一根长x 0＝10 cm 的均匀电阻丝。

空盘时，滑片P 位于R 的最上端，称量最大值时，滑片P 位于R 的最下端，R 最大阻值R max ＝40 Ω，电源电压恒为3 V 。

请完成以下问题解答：(1)图中的“质量表”用__电流__表改装；R 0在电路中的作用是__保护电路__。

(2)空盘时，闭合开关S ，电路电流为0.3 A ，求R 0的阻值。

解：空盘时，闭合开关S ，电路为R 0的简单电路，由欧姆定律可得：R 0＝U I ＝ 3 V 0.3 A＝10 Ω。

9．如图为高温高压蒸汽消毒锅自动测定锅内温度的电路原理图。

其中R 0为定值电阻，阻值为5 Ω，A 为温度指示表(实质是一只量程为0～0.6 A 的电流表)，R x (测温探头)为热敏电阻(其电阻值随锅内温度的变化而变化)。

关于热敏电阻的阻值与温度的对应关系如下表所示：(1)(2)若锅内温度为125 ℃时电流表的示数为0.6 A ，求此时热敏电阻R x 的阻值。

【答案】 (1)当t ＝75 ℃，R x ＝20 Ω，R 0＝5 Ω，R ＝R x ＋R 0＝20 Ω＋5 Ω＝25 Ω，U ＝IR ＝0.24 A ×25 Ω＝6 V 。

(2)当t ′＝125 ℃，I ′＝0.6 A ，R ′＝U I ′＝6 V 0.6 A＝10 Ω，R x ＝R ′－R 0＝10 Ω－5 Ω＝5 Ω。

10．亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理图如图甲所示。

其中，电源两端电压U ＝4 V(恒定不变)，电压表的量程为0～3 V ，R 0是定值电阻， R 0＝300 Ω，R t 是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。

闭合开关S 后，求：(1)当环境温度为40 ℃时，热敏电阻R t 的阻值是多少？(2)当环境温度为40 ℃时，电压表的示数是多少？(3)电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？解：(1)根据图乙可读出环境温度为40 ℃时对应的R t 的阻值为200 Ω。

(2)环境温度为40 ℃时，根据电阻的串联特点可知：R 总＝R 0＋R 1＝300 Ω＋200 Ω＝500 Ω，则I ＝U R 总＝ 4 V 500 Ω＝0.008 A 。

由欧姆定律得：R 0两端的电压 U 0＝IR 0＝0.008 A ×300 Ω＝2.4 V 。

(3)由题意可知，电压表示数允许最大值为3 V ，且此时电路能够测量的温度最高；∴此时电路中的电流为：I ′＝U 0′R 0＝ 3 V 300 Ω＝0.01 A 。

∵串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和， ∴U 1′＝U －U 0′＝4 V －3 V ＝1 V ，由欧姆定律得：此时热敏电阻的阻值R 1′＝U 1′I ′＝ 1 V 0.01 A＝100 Ω。

根据图乙可查得热敏电阻的阻值为100 Ω时对应温度为80 ℃，即最高温度为80 ℃。

11．汽车尾气是造成空气污染的原因之一，某实验小组的同学设计了如图所示的有害尾气排放检测原理图。

已知电源电压12伏不变，R 0为定值电阻，R 为气敏电阻，气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示。

有害尾气浓度/%VOL …5 7.5 10 12.5 15 … (1)0(2)当这种有害尾气浓度增大到15%VOL 时，求电压表的示数。

【答案】(1)电阻R 0与气敏电阻串联，电源电压U ＝U 0＋U 气。

当电压表的读数为8伏时，U 气＝8伏，U 0＝U －U 气＝12伏－8伏＝4伏，I 0＝I 气＝1安，R 0＝U 0I 0＝4伏1安＝4欧。

(2)当这种有害尾气浓度增大到15%VOL 时，查表格可知，R 气＝2欧，电源电压U ＝U ′0＋U ′气＝I ′R 0＋I ′R 气＝I ′(R 0＋R 气)，电路中的电流I ′＝UR 0＋R 气＝12伏4欧＋2欧＝12伏6欧＝2安，气敏电阻两端的电压U ′气＝I ′R 气＝2安×2欧＝4伏。

12．如图所示为一种测量小汽车油箱内油量多少的装置原理图，压力传感器R 的阻值会随所受压力大小的变化而变化，油量表(由电流表改装而成)指针能指示出油箱中油的多少。

已知压力传感器R 的电阻与所受压力的关系如下表所示。

若压力传感器R 的上表面面积为5厘米2，汽油密度为0.71×103千克/米3，电源电压为6伏，g 取10牛/千克。

请计算：压力F /牛 0 50 100 150 200 250 300 …(1)(2)当油与油箱的总重为600牛时，压力传感器R 受到的压强是多大？ (3)如果空油箱的质量为5.8千克，油量表指针指在2×10－2米3时，电路中的电流是多大？ 【答案】 (1)由表格数据可知，未放油箱时电阻R ＝500欧，由欧姆定律得I ＝U R ＝6伏500欧＝0.012安。

(2)p ＝F S ＝600牛5×10－4米2＝1.2×106帕。

(3)由ρ＝mV 得，m 油＝ρ油V 油＝0.71×103千克/米3×2×10－2米3＝14.2千克，F ＝G 总＝(m 箱＋m 油)g ＝(5.8千克＋14.2千克)×10牛/千克＝200牛。

由表格可知，压力为200牛时，电阻R ＝200欧，由欧姆定律得I ′＝U ′R ′＝6伏200欧＝0.03安。

13．随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行各业得到广泛的应用，热敏电阻就是其中之一。

热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化。

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0～0.02安，滑动变阻器R 的铭牌上标有“150 Ω 0.3 A ”字样，R 1为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压保持不变。

请回答下列问题：(1)将此电路放入温度为20 ℃的环境中，闭合开关S ，调节滑片P ，使滑动变阻器接入电路的电阻R ＝100欧，此时电流表的读数为0.01安，求电源电压。