2023年中考物理第二轮 提升练习：电路的动态分析综合题（含答案）
一、综合题
1．阅读下面短文：
油量表是汽车、飞机等交通工具中显示载具油箱中剩余油量的仪表，它与装在油箱中的油量测定装置配套使用．其工作原理是将油箱中油量的液面高度通过测定装置转化为电信号，然后通过指针或数字的方式显示出来．常用的油量表有电磁式和电热式两种．随着技术的发展，一些利用传感器技术的新式油量表也崭露头角，但无论上述的哪种油量表的测定装置中，变阻器都起着不可或缺的作用．
如图2是某种油量表及其配套测定油量装置的示意图．其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片与滑杆连接，滑杆可以绕O点转动，另一端固定一个浮子．油箱中的油量减少时，油面下降，浮子随液面落下，带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动，从而改变电路中电流表的示数．因此，电流表上一定的示数便对应着油面的一定高度，把电流表刻度盘改为相应的油量体积数，就可以直接读出油箱中的油量．
根据以上提供的材料，回答下列问题：
（1）油量表是 （选“电流表”，“电压表”）；
（2）当油箱油量减少时，R接入电路的电阻 ；油量表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）根据材料，提出一个可探究的科学问题 ．
2．某校物理兴趣小组设计了一种“电子秤”，实际上是压力测量仪，用它来称量物体的重量，其原理结构如图所示．图中A为金属片，B为金属板，R1=24Ω，R2是最大值为72Ω的滑动变阻器，电源电压为12V不变．问：
（1）图中的重量表应该用什么电表改装？R1的主要作用是什么？
（2）当金属片A上放重物、开关S闭合时，请说明电子秤称量物体重量的原理．
（3）当称量物体重量达到最大值时，R2两端的电压是多少？
3．减少病毒传染，确保全校师生身体健康，学校利用过氧乙酸对办公室、教室等室内的空气进行熏蒸消毒。某科技兴趣小组设计了一个简易检测仪，检测教室空气中过氧乙酸气体的浓度，其电路原理如图1所示，电源电压为12V，R0为定值电阻，过氧乙酸气体传感器Rt的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图2所示。
（1）传感器Rt的阻值随过氧乙酸气体的浓度增加而 ；
（2）当教室内空气没有消毒（即过氧乙酸气体的浓度为零）时，电压表的示数为3V，定值电阻R0的阻值是多少？
（3）该检测仪处在过氧乙酸气体的浓度为时，通过整个电路的电流是多少？
（4）消毒标准如下：为不合格， 为合格，为超标。某次对教室内过氧乙酸气体的浓度进行检测时，电压表的示数为8V，请通过计算判断该次消毒为不合格、合格还是超标。
4．如图甲所示为一自制握力计，电源电压U=3.0V，电阻R0=5Ω，电阻R1=20Ω，电压表的量程为0～3V，虚线框内部分为握力测试端，B固定不动连接于轻弹簧一端，A端与金属片P相连并连接弹簧另一端，弹簧电阻不计，A、B与手接触处绝缘。
（1）电路设计：要使握力计能正常工作，下列电路连接正确的是_____。
A．点“1”与点“2”连接
B．点“1”与点“3”连接
C．点“2”与点“3”连接
（2）正确完成电路连接后，闭合开关S，改变施加在A、B两端握力大小，发现电压表示数始终不变且不为零，发生故障的原因可能是___________。
A．R0断路 B．R1短路
C．电压表短路 D．金属滑片P处断路
（3）刻度调试：当A、B端不受握力时，使金属滑片P处于R1的a端，此时电压表的示数为 V。当A、B端所受握力为10N时，金属滑片P刚好指在R1上距离a端 长度处，请计算回答“10N”应标在电压表 V的位置上。
（4）若金属滑片P在a端时，弹簧测好处于原长，弹簧所受压力和弹簧压缩量之间的变化关系如图乙所示，当电压表示数如图丙所示，此时对应的握力为 N。
5．小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品，它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小，如图所示．
（1）当秤盘不放任何重物时，滑片P恰好处于a点．闭合开关，当秤盘上所放钩码个数增多时，电压表示数将 （填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）一段时间后，在秤盘放2牛重的钩码时，表盘读数比2牛大，换不同重的钩码反复试验，每次读数都不同且大于钩码的重力．产生这一现象是由于_____引起的（填字母）．
A．R1短路 B．R1断路 C．R2短路 D．R2断路
6．如图甲所示为自动恒温箱，内部的电路由控制电路和加热电路两部分组成，简化后的电路图如图乙所示。控制电路中的电源两端电压为12V，定值电阻R1的阻值为5kΩ，R2为装在恒温箱内的热敏电阻，工作环境的温度为15℃左右。如图丙所示为R2阻值随温度变化的图象。电压鉴别器接在控制电路的A、B两点间，当热敏电阻R2的阻值发生变化时，A、B间的电压UAB随之发生变化。电压鉴别器可通过内部的电磁继电器控制加热电路中开关S的通断。当UAB小于2V时，鉴别器将使加热电路中开关S闭合，使加热电路的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当UAB大于3V时，鉴别器将使开关S断开，停止加热。在分析电路时，可将电压鉴别器内部视为断路。
则：
（1）当恒温箱内部的温度为20℃时，通过热敏电阻R2的电流为 A。
（2）该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围是 ℃～ ℃。
（3）若想使此恒温箱内的最高温度升高到45℃，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施： 。
7．阅读短文，回答问题。
目前的动车设计中均安装了烟雾报警器，一旦有烟雾产生，烟雾报警系统就会报警，列车随即自动减速甚至停车。小明在查阅资料后，自行设计了一只“烟雾报警器”（电路如图所示）。该报警器由“控制电路”和“工作电路”所组成，其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁（线圈阻值R0=12Ω）、电源U=6V、开关等组成；“工作电路”由蓄电池、电铃、导线等组成。小明的设计思路是：当光敏电阻接收到的光照强度减弱到一定程度时，工作电路接通，电铃报警。已知该光敏电阻的阻值R与光照强度E之间的关系如表所示。
光照强度E/cd 1 2 3 4 5 6
光敏电阻R/Ω 36 18 12 9 R′ 6
（1）当进入车厢的烟雾浓度增大，射向光敏电阻的光照强度 （填“增大”或“减小”），光敏电阻阻值 （填“增大”或“减小”）；
（2）根据光敏电阻的阻值R与光照强度E之间的关系，推测R′= Ω；
（3）根据上述报警器的工作原理判断，电铃应接在 （填“甲”或“乙”）处；
（4）闭合控制电路的开关，如果当线圈中的电流大于或等于250mA时，继电器的衔铁被吸合，则光敏电阻接收到的光照强度需要在 cd以上。
8．如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置。
（1）图中虚线框内的装置相当于简单机械中的 ；
（2）图中R的电学元件名称是 ，定值电阻R′在电路中的作用是 ；
（3）油量表应该用 表来改装；
（4）当油箱中的浮标向上运动时，此时电路中的电流 。（选填“增大”或“减小”）
9．一只标有“2.5V 0.5A”的小灯泡和一只规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器串联接在电压为3V的电源上，如图所示.求
（1）正常发光时滑动变阻器接入电路中的阻值.
（2）滑片滑动时，灯泡功率的变化范围.
（3）若小灯泡的实际功率为0.8W，求滑动变阻器接入电路中的电阻.
10．阅读下列短文，回答问题。
热敏电阻是用半导体材料制成的电阻，其阻值随温度的变化而变化。阻值随温度升高而变小的，称为负温度系数热敏电阻；阻值随温度升高而变大的，称为正温度系数热敏电阻，利用热敏电阻的特性做成的温度计，叫做热敏电阻温度计。图乙为某热敏电阻R1的阻值随温度t变化的图像。图丙是用R1作热敏电阻温度计的电路图，R2为定值电阻，阻值为100Ω，电源电压可调节变化。该电路的工作原理是：当保持通过R1的电流不变时，R1两端的电压随电阻均匀变化（即随温度均匀变化），故只需将电压表V1的表盘的刻度改成相应的温度刻度，就可以直接从V1表盘上读出温度值。测量时，将R1放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使V2表的示数保持0.2V不变（即电路中的电流保持2mA不变），再从V1表盘上读出待测温度t。
（1）热敏电阻R1是 （选填“正”或“负”）温度系数热敏电阻。在标准大气压下，将R1放入冰水混合物中时，R1的阻值是 Ω；
（2）测温时，保持R2两端电压为0.20V，R1两端的电压随温度升高而 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）某次测温时，V1表盘上显示的温度是15℃，此时电源电压为 V；
（4）若电源电压可在0.6~1.2V之间调节，该热敏电阻温度计的测温范围为 ℃。
11．如图，是一种自动测定油箱内油面高度的装置，R′是电阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表指针所指的刻度就可以知道油面的高度．
（1）油量表其实是 表；
（2）油面升高，油量表示数 （填“变大”或“变小”）．
12．在如图所示的电路中，电源电压为12V且不变，电阻 的阻值为 ，滑动变阻器 上标有“ 1A”字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程0~3V，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为0.5A，求：
（1）电阻 两端的电压。
（2）现设想用定值电阻 来替换电阻 ，要求：在移动滑动变阻器滑片P的过程中，两电表的指针分别能达到满刻度处，且电路能正常工作。
现有阻值为 的定值电阻，若用它替换电阻 ，请判断： 满足题目要求（选填“能”或“不能”）。若能满足题目要求，通过计算求出替换后滑动变阻器的使用范围；若不能满足题目要求，通过计算说明理由 （ ） 。
13．阅读下列短文，回答问题。
货车重力的检测装置
高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置。小明同学利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示，装置中用到的压力传感器R的阻值随压杆压力 F 变化的关系如图乙所示。
图甲中，OAB 是以 O 为支点的水平杠杆，平板上的物体所受重力大小可以通过电流表读数显示，将电流表表盘的刻度改成相应的重力大小，就可以直接从电流表表盘上读出重力值。已知定值电阻 R0的阻值为 10 ，平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
（1）如果定义压力传感器阻值随压力增大而变小的，称为负压力系数电阻；压力传感器阻值随压力增大而变大的，称为正压力系数电阻。则压力传感器R是 （选填“正”或“负”）压力系数电阻。当电池组电压 U0＝12V 时，在不放物体时，电流表的读数是 A，放上物体后，电流表的读数将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）电池组使用一段时间后电压会下降，如果对装置不做任何调整，利用电流表读出的重力值将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。如果需要调整该装置，以维持此装置的原有测量精确度，一种方法是：我们可以将平板与杠杆的触点 A 向 （选填“左”或“右”）水平调节一些，或者将 （填另一种调整方法）。
14．如图甲所示的电路中，R0是标有“6V 6W”字样的元件（阻值不变），R是滑动变阻器，通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的图象如图乙所示．闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑到最左端时，R0恰好正常工作．
（1）（1）求电源电压；
（2）滑动变阻器的滑片P在某一位置时，电压表的示数如图丙所示，求此时R接入电路中的阻值；
（3）当灯L消耗的功率为4W时，求R0消耗的功率．
15．在综合实践活动中，小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪，原理如图所示，电源电压恒为6V ，R1=30Ω，电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表示数为0.05A。挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。
（1）挡板P由B端向A端滑动时，电流表示数 ，电压表示数 。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）当推动挡板P由B端到A端时，电压表示数是多少？
（3）国家体质标准中九年级男生坐位体前屈成绩大于17.8cm为优秀。小林进行测试时电压表示数为3V，请通过计算判断小林的成绩是否达到优秀。
答案解析部分
1．【答案】（1）电流表
（2）变大；变小
（3）电流表示数大小与油面高低存在什么关系
2．【答案】（1）重量表应该用电压表改装，R1的主要作用是保护电路．
（2）由电路图可知，金属片A上放重物、开关S闭合时，弹簧在重物压力作用下缩短，滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器两端电压变大，重量表示数变大，由此可见，金属片A上的重物越重，重量表示数越大，根据重量表示数大小即可知道所测重物重力大小．
（3）解：由电路图可知，R1与R2串联，当称量物体重量达到最大值时，滑动变阻器R2阻值全部接入电路，此时电路中的电流为I= =0.125A，R2两端的电压为U2=IR2=0.125A×72Ω=9V．
答：当称量物体重量达到最大值时，R2两端的电压是9V．
3．【答案】（1）减小
（2）闭合开关，R0、Rt串联，电压表测量R0两端的电压，当教室内空气没有消毒（即过氧乙酸气体的浓度为零）时，过氧乙酸气体传感器Rt的阻值为60Ω，电压表的示数为3V，根据串联电路的电压特点可知，过氧乙酸气体传感器Rt两端的电压
根据欧姆定律可知电路电流
定值电阻的阻值
答：定值电阻R0的阻值是20Ω；
（3）该检测仪处在过氧乙酸气体的浓度为 时，从图中可知Rt的电阻为20Ω，根据欧姆定律可知，通过整个电路的电流
答：过整个电路的电流是0.3A；
（4）电压表的示数为8V，根据欧姆定律可知电路中的电流
根据串联电路的电压特点可知，Rt两端的电压
过氧乙酸气体传感器Rt的阻值
从图中可知过氧乙酸气体浓度为 ，该次消毒为超标。
答：该次消毒为超标。
4．【答案】（1）B
（2）D
（3）0；1.5
（4）40
5．【答案】（1）增大
（2）A
6．【答案】（1）4×10﹣4
（2）20；35
（3）减小定值电阻R1的阻值
7．【答案】（1）减小；增大
（2）7
（3）甲
（4）3
8．【答案】（1）杠杆
（2）滑动变阻器；保护电路
（3）电流表
（4）增大
9．【答案】（1）解：滑动变阻器上的电压为：U1＝U U0＝3V 2.5V＝0.5V；由欧姆定律得：R1＝ ＝1Ω
（2）解：由欧姆定律得：R＝ ＝5Ω，当灯泡正常发光时，灯泡的功率最大；故灯泡的最大功率P1＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；当滑动变阻器全部接入时，R总＝R R2＝5Ω 10Ω＝15Ω，.I1＝ ＝ ＝0.2A，则灯消耗的功率P2＝ R＝(0.2A)2×5Ω＝0.2W.则功率的范围为：0.2W 1.25W
（3）解：由P＝I2R得：I＝ ＝0.4A，则接入电路的电阻为： ＝7.5Ω.则滑动变阻器的接入电阻为： R＝7.5Ω 5Ω＝2.5Ω
10．【答案】（1）负；520
（2）变小
（3）1
（4）2.5~40
11．【答案】（1）电流
（2）变大
12．【答案】（1）解：由电路图可知，电阻R1和变阻器R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流，电阻R1两端的电压U1=IR1=0.5A×22Ω=11V
（2）能；电流表量程为0～0.6A，即I最大=0.6A，此时电路中的总电阻 =20Ω 滑动变阻器接入电路的最小值R滑小=20Ω-16Ω=4Ω 电压表的量程为0～3V，即U滑大=3V，定值电阻两端的电压U1′=U-U滑大=12V-3V=9V 电路中的电流I′= =0.5625A 滑动变阻器接入电路的最大值R滑大= ≈5.33Ω 所以，滑动变阻器使用范围是4Ω～5.33Ω，能满足题目要求。
13．【答案】（1）负；0.15；增大
（2）偏小；右；R0换成较小电阻
14．【答案】（1）解：由图，滑片P滑到最左端时，R连入阻值为0，L与R0串联，R0恰好正常工作，即U0=6V，
由P=UI，
IL=I0===1A，
由图象乙，此时灯泡两端电压UL=8V，
所以电源电压：U=UL+U0=8V+6V=14V；
答：电源电压为14V；
（2）解：由图丙电压表使用0﹣15V量程，分度值0.5V，电压表示数为3V，即：U0′=3V，
由P=，所以R0===6Ω，
此时电路中电流：I′=IL′=IR=I0′===0.5A，
由乙图象此时灯泡电压UL′=2V，
所以R两端电压UR=U﹣UL′﹣U0′=14V﹣2V﹣3V=9V，
此时R接入电路中的阻值：R===18Ω；
答：滑动变阻器的滑片P在某一位置时，R接入电路中的阻值为18Ω；
（3）解：由乙图象，当灯泡电压为5V时，电流为I″=0.8A，由P=UI可知，此时灯泡功率为4W，
所以R0消耗的功率：P0=I″2R0=（0.8A）2×6Ω=3.84W．
答：当灯L消耗的功率为4W时，R0消耗的功率为3.84W．
15．【答案】（1）不变；变大
（2）4.5V
（3）是
