九年级物理传感器和电磁继电器类电学综合计算

1．随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一，热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。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“150Ω0.3A”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，电源电压保持不变。请完成下列小题：（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＝100Ω，此时电流表的读数为0.01A，求电源电压；

（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）此电路能测量的最高环境温度为多少？

2．在课外活动中。同学们设计了一种物品自动筛选器，可将质量小于一定标准的物品自动剔除。其原理如图甲所示：放在水平轻质传送带上的物品，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力变化的关系如图乙所示。已知电源电压为12V，R0为定值电阻，当电路中电压装示数小于2.4V时，机械装置启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能。请问：

①当物品随传送带匀速运动时，物品（选填“受““不受”）摩擦力（不计空气力）。

②当检测区上没有物品时，电压表的示数为2V，R0的阻值为多少？

③电路中的电池使用一段时间后，电源电压会降低，请通过计算判断能通过检测区物品的最小质量将（选填“增

大“或“减小）。

3．安装天然气泄露报警器可以在燃气泄露时提供报警信号，提醒人们在天然气泄漏时及时开窗透气，远离危险。如图甲所示是一种家用天然气泄露报警的装置，其内部简化电路图如图乙所示，工作电压为4.5V，

R是定值电阻，阻值为100Ω，R0是天然气气敏电阻，其阻值与空气中天然气浓度变化

规律如下表，报警装置（可看成电压表）采集AB间输出的电压，该电压等于或大于3V

时报警，此时空气中天然气浓度刚好是触发报警装置报警的最小浓度。求：

浓度/ppm0100200300400500600

电阻/Ω50100150200250300350

（1）当AB间电压刚好达到报警电压时，电路中的电流是多少A？天然气的浓度为多少ppm？

（2）如果将R换成阻值更大的电阻，当天然气浓度达到原来的报警值时报警器是否会报警？简要说明理由。

4．小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆，O为支点，OA：OB＝5：1，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到6V时，报警器R0开始发出报警信号。已知电路中电源电压为8V，R0的阻值恒为15Ω，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计，杠杆AO质量分

布均匀，当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为4V。

（1）当踏板儿所受压力增大时，电压表示数（选填“增大”“减小”“不变”）

（2）当踏板空载时，压力传感器组阻值为多少Ω？

（3）当报警器开始报警时，报警器消耗的电功率为多少W，此时踏板所受的压力为多少N？

5．智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务，在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务。下表是某智能机器人图书馆员“小i”（如图甲）的部分参数：

参数名称电源电压/V最大负重/kg提升重物最大高

度/m 机器人车轮直径

/cm

充电功率/W

数据48200.610 2.5

（1）读者与“小i”对话，咨询某图书所在的位置，“小i”需将读者的声音信号转化为电流信号，这与的原理相同。（发电机/电动机）

（2）在阳光充足的时候，“小i”可以通过将能转化为电能的方式实现无线充电。

（3）“小i”也提供无线上网服务，它与互联网之间通过来传递信息。

（4）

“小i”每天需将1944kg图书从借阅处分批搬回书架上，每次放回需将图书提高0.5m，则每天搬书上书架做功J，若充电效率为90%，则每天应至少充电h．（g取10N/kg）

（5）如图乙所示为“小i”承受图书重力的过载保护电路原理图，图中R为压力传感器，阻值随所受压力变化图象如图丙所示，图乙触发器的电阻忽略不计，通过的电流超过0.5A时就触发电动机停止工作，放弃执行搬书指令，以免“小i”受损伤。因此为保护“小i”，电阻箱R0的阻值至少应为Ω；“小i”长时间工作后，为减轻其最大负重，应将电阻箱R0的阻值适当（增大/减小）。

（6）图书馆管理人员发现，“小i“经过斜面时，爬坡打滑爬不上去，在不改变智能机器人硬件情况下，为了让“小i”能爬坡，可采用的方法是①，②。

6．实验校的小组研究性学习小组的同学决定设计一个简易的身高测量仪，可用器材有电压恒定的电源、电压表、电阻丝、定值电阻、开关、导线（若干）等。他们的设想是：用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器：将电压表改装成身高显示仪。

（1）在老师的引导下，同学们设计出了如图所示电路，该设计的优点是﹣﹣所测身高越大，显示仪示数越大，刻度（选填“均匀”或“不均匀”）。

（2）按如图的电路设计方案后，小组成员开始对器材的参数进行选择。他们采用了电压为9V的电源、一根长为60cm的均匀电阻线（0.5Ω/cm）、量程为0﹣3V的电压表。为了让测量仪测量身高的范围能达到最大，且测量精确度最高，选择的定值电阻R1的阻值应该为Ω。

（3）利用选定的器材，小组同学连接好了测量电路。对身高为150cm的小曾进行测量时，

电压表的示数为1.5V；对小郭进行测量时，电压表的示数为2V，则小郭的身高为cm。

（4）电池使用段时间后，其电压会降低，为使该测量仪仍能准确测量，可以将该电路进一步

改进，改进方案最佳的是。

A.用一根导线替换电压表，再用一个电流表串联在电路中，将电流表改装为身高测量仪。

B.仅增大电源电压

C.将该电路中的R1更换为一个阻值合适的滑动变阻器

D.用一个阻值较小的电阻替换R1

7．司机曾师傅发现他的小车油量表失灵了，打开看，发现如图甲所示电路中的R'烧坏了，曾师傅不知被烧焦的电阻R′属于什么型号。再看油量表的表头如图丙所示，滑动变阻器R的铭牌上面标有“50Ω1A”的字样。为了确定被烧焦的电阻R′，他拆下车上的油量表，发现该油量表是由电流表改装的。他另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2、电压表和开关等器材，用导线连接成如图乙所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器R1的滑片P的位置，得到如下表所示的数据，当油箱里装满油时，油量表中的电流为0.6A，且此时P在a端。油箱内无油时，P在b端。

电压表示数/V0.51 1.52 2.53

油量表示数/L010********

求：（1）电阻R2的阻值是多少Ω？

（2）油量表的0刻度应标在电流表的多少A处？

（3）图甲中被烧焦的电阻R′的阻值是多少Ω？

6．图甲是汽车的一种自动测量油箱内油量的简易装置，R是阻值均匀的变阻器，它的滑片连在杠杆的一端，当油箱内油面发生变化时，浮标通过杠杆使滑片P在电阻R上滑动，引起油量表的指针偏转。油量表实际上是一个有“0～0.6A”和“0～3A”两个量程的电流表，电源电压为12V且保持不变，R0＝10Ω．当长方体油箱中有55升汽油时，油量表的指针满偏，此时R0两端的电压为6V；当油箱中的汽油还有5升时，滑片P刚好在R的中点，油量表的示数如图乙所示，此时报警电路（图中未画出）开始自动报警，提醒司机尽快加油。油箱中汽油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图丙所示。问：（1）油箱装满汽油时R0消耗的电功率是多少？

（2）变阻器R的总电阻是多少？

（3）当油量表的示数为0.4A时，油箱里还有多少升汽油？

8．某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V，定值电阻R0＝10Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N，高60cm，底面积为100cm2．当水位