初三科学竞赛辅导（电路问题分析1）.doc

初三科学竞赛辅导（电路问题分析1）
例1、近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场。它们均使用汽油做燃料并符合国际排放标准。
如上右图所示为某新型汽车自动测定油箱内油面高度的电路原理图，其中电源电压恒为6 V，R0为定值电阻，A为油量指示表(实质是一只量程为0～0．6 A的电流表)，R2压敏电阻(其电阻值随电阻表面受到的液体压强增大而减小)。关于压敏电阻Rx的阻值与所受液体压强的对应关系如下表所示：
Rx所受液体压强值／Pa
O
1 420
2 840
4260
5 680
Rx对应的电阻/Ω
45
2 7
1 5
5
2.5

(1)油箱是圆柱形容器，底面积为0.1 5 m2，油箱内汽油高度达到60 cm时油箱即装满，问油箱装满时汽油的质量为多少?此时汽油对油箱底部压敏电阻的压强为多大?(汽油密度为0.7 1×1 03 kg／m3，取g=1 0 N／kg)
(2)油箱装满时，油量指示表的示数如图(乙)所示，求定值电阻R0的阻值。
(3)当油箱内汽油用空时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值。
(4)为测试该汽车的油耗，将汽车油箱装满后，沿高速公路行驶300 km路程，油量指示表的指针从“满”处向左逐渐偏转到“E”处，如图(丙)所示，问该汽车每行驶1 00 km消耗汽油多少升?

例2在科技小组活动中，亮亮同学受图4所示电子秤的启发，自行设计了一个电子秤，其原理图如图23所示，他试图用电压表（图中暂未画出）的读数来反映物体质量的大小．设电源的电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，滑动变阻器的总电阻为R，总长度为l，滑动触头固定在安放托盘的轻弹簧上，并能随轻弹簧一起自由滑动，已知对托盘每施加1N的压力，弹簧的长度就会缩短a．当托盘中不放物体时，滑动触头指在最上端，此时电压表的示数为零；当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到某一位置，于是电压表就指示出相应的示数．
（1）若在托盘上放一质量为m的物体，则滑动触头向下移动多大的距离？
（2）请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表．
（3）求出电压表的示数U表与待测物体质量m之间的关系式（用已知量的符号表示）．
R0
R
U
S
图4

例3、小明做了以下电学实验：如上图甲所示，将三个完全相同的小灯泡并联接在由干电池组成的电源两端，闭合开关S1，灯泡E1发光，再依次闭合S2和S3，灯泡E1逐渐变暗。小明对此现象进行了分析，灯泡变暗说明灯泡两端电压减小了，减小的电压由谁分担了呢？小明猜想这个干电池内部可能也有电阻，干电池相当于一个电压U恒定的理想电源与一个电阻r的组合（如图2乙）实验电路相当于并联的灯泡的总电阻R并与干电池内部电阻r串联（如图丙）并联部分总电阻R并变化时，干电池两端的电压也会发生变化。
我们假设他的猜想是正确的，请你从以下提供的器材中选择所需器材，设计一个电路测出这个干电池的电阻r，（提示：不能直接测干电池内部电阻r两端的电压Ur与理想电源的电压U）
器材：电流表、电压表、滑动变阻器各1只，已知阻值的定值电阻两只（阻值不同）待测干电池1个，开关若干，导线若干。要求：
（1）画出电路图（设计的电路连接好后，只能通过开关改变电路连接情况）
（2）写出干电池内部电阻r的表达式并说明表达式中各物理理的含义。

例4、如图所示实验装置，弹簧测力计下面挂着条形铁块，螺线管中插有铁芯。现开关S拨在触点②位置且电流表示数为I 。要使弹簧测力计的示数变大，
下列操作方法能够实现的是
A．开关S位置不动，将铁芯从螺线管中取出
B．开关S位置不动，将滑片P向a端滑动
C．将开关S拨到①位置，并通过调节仍使电流表示数为I
D．将开关S拨到③位置，并通过调节仍使电流表示数为I

例5、必要时，可用扬声器代替话筒，如下图所示．人对着扬声器锥形纸盆说话，声音使
与纸盆相连的线圈在＿　　　　　中＿　　　，从而产生随着声音的变化而变化的电
流，这种产生电流的现象在物理学上称为＿　　　　现象．当纸盆向左运动的瞬间，产
生的感应电流的方向如图中所示，若纸盆向右运动，所产生的感应电流方向与图中所
标示的电流方向＿　　（选填“相反”、“相同”或“可能相同，也可能相反”）．

课后练习：
1.冬冬在做“探究通过导体的电流与电阻的关系”的实验中，采用了图13(甲)所示
的电路图。 。
(1)请按照电路图，用笔画线代替导线，将图13(乙)中的实物图连接完整。

(2)实验过程中，冬冬把电阻JR由5Ω分别换成了10Ω、20Ω，每次闭合开关后，首先应调节______________________，使_____________________保持不变，然后再记录流表的示数。
(3)下表是冬冬测得的三组数据，据此数据可得到的结论是：___________________
(4)本实验中测量了多组数据，爱思考的冬冬想到：在许多实验中都需要进行多次测量，有的是为了从不同情况中找到普遍规律,有的是为了求平均值以减小误差。你认为下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是___________ (填序号)。
①测量物体的长度；②用伏安法测量定值电阻的阻值；③探究重力大小与质量的关系。
2、在“测量小灯泡的电阻”实验中，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为2．5V。
⑴电路接通后，小明发现移动滑动变阻器的滑片使其接入电路的电阻减小时，电压表的示数也变小了，你认为电路连接中存在的错误是_____________________。
⑵改正电路后，他将测得的数据及计算结果填在下面的表格中：
实验次数
物理量
1
2
3
4
电压U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
电流I/A
0.30
0.26
0.22
0.20
电阻R/Ω

7.7
6.8
5.0

小灯泡正常发光时的电阻为_____________Ω(保留一位小数)。
(3)分析表中的数据发现灯丝的电阻是变化的，这说明____________。这种现象在生活中也有体现，例如家里的白炽灯在刚开灯的瞬间，灯丝________________烧断(选填“容易”或“不容易”)。
(4)小明还想测出一段电炉丝的电阻值，可是在连接电路时发现电流表已被烧坏；请你利用现有器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、开关各一个，导线若干)，帮助小明设计一个不移动电压表就能测出这段电炉丝阻值的电路。把你设计的实验电路图画在虚线框内(电炉丝的符号为“”)。 ．

3．我们可以用图示的电路图测量未知电阻RX的阻值．调节电路，当电压表示数U为14.0V时，电流表的示数为0.40A。.
(1)计算RX的阻值；
(2)实际上，电流表是有电阻的，如果考虑到电流表的电阻值RA为0.5Ω，计算这时待测电阻的阻值。

4、如图10（甲）所示电路中R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电源两端的电压不变，改变R的滑片位置，电压表示数随电流变化的图线画在图10（乙）的坐标系中，则根据以上条件可知R0的阻值为________Ω，电源电压________V。

5、光敏电阻的阻值随光照射的强弱而改变。“光强”表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大，光强符号用 E 表示，国际单位为坎德拉（cd）。实验测得光敏电阻的阻值 R 与光强E间的关系如图15所示，根据图象解答下列问题：
　　（1）光敏电阻随光强的增大而 ，随光强的减小而 。
　　（2）当光强为 E1 时，光敏电阻的阻值为 R1；当光强为 E2 时，光敏电阻的阻值为 R2，那么它们之间的关系式为 （用 E1、E2 表示）。

　　（3）将光敏电阻 R、定值电阻 R0、电流表、开关和电源连接成图16所示电路。闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，那么 。（填正确答案的序号）
　　①电流表的读数增大，光敏电阻两端的电压也增大
　　②电流表的读数增大，但光敏电阻两端的电压减小
　　③电流表的读数减小，但光敏电阻两端的电压增大
　　④电流表的读数减小，光敏电阻两端的电压也减小
　　（4）在图16电路所示电路中，电源电压为 6V，当光照强度为 4.5 cd时，电流表的读数为 0.5 A。试求定值电阻 R0 的阻值。