浙教版科学八上期末冲刺复习专题:电路分析计算复习专题(含答案)

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电路分析计算复习专题
欧姆定律
(1)欧姆定律的内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
(2)欧姆定律的表达式:I=。
U-电压-伏特(V) R-电阻-欧姆(Ω) I-电流-安培(A)
(3)理解欧姆定律的注意事项
①适用范围:欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路,并且是纯
电阻电路。
②由欧姆定律的公式I=可推出:U=IR、R=。
U=IR:表示导体两端的电压等于通过导体的电流与其电阻的乘积。因电压是由电源提供的,电压是形成电流的原因,所以不能说成电压与电流成正比。
R=:表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因电阻是导体本身的一种性质,给定的导体的电阻是不变的,所以不能说电阻与电压成正比,与电流成反比。
2.串、并联电路的特点
特点 电路 串联电路 并联电路
电流 内容 串联电路中各处的电流都相等。 并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和
公式 I=I1=I2=…=In I=I1+I2+…+In
电压 内容 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。 并联电路各支路两端的电压相等。
公式 U=U1+U2+…+Un U=U1=U2=…Un
电阻 内容 串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。 并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体的电阻倒数之和。
公式 R串=R1+R2+…Rn =++…+
分配 内容 电压分配:串联电路中各电阻两端的电压与其电阻成正比。 电流分配:并联电路各支路中的电流与电阻成反比。
公式 U1:U2=R1:R2 I1:I2=R2:R1
解答任何计算题都应三步走:第一判断电路是串联还是并联,同时在脑中回顾串并联电路的特点;第二判断两表测量对象以及量程,电流表是所串联的对象,电压表是所并联的对象(可用移动法分辨);第三分析电路所求对象,根据题目已给条件选择合适公式带式计算。
如图所示,电源电压恒为12 V,电阻R1为20 Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为8 V,求:
(1)电阻R1两端的电压。
(2)通过电阻R2的电流。
如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,电阻R2的阻值为90Ω,当只闭合开关S1时,电流表的示数为1.2A。求:
(1)电源的电压U;
(2)开关S1、S2都闭合时,电流表的示数I。
3.如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为6Ω,电阻R2的阻值为18Ω。当开关S闭合时,电压表示数为3V。求:
(1)通过R1的电流;
(2)电源两端的电压。
4.如图所示的电路中,电阻R1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?
5.在如图所示的电路中,电源电压为6V且不变,电阻R2为10Ω,闭合开关S后,
(1)求通过R2的电流。
(2)再闭合开关S1后,电流表A1的示数变化了0.4A,求电阻R1的阻值和电流表A1的示数。
6.如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的U-I关系图象如图乙所示。求:
(1)电源电压为多少?
(2)滑动变阻器的最大阻值是多少?
7.如图甲所示,电源电压保持不变,a、b分别为滑动变阻器的最左端和最右端,闭合开关时,当滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,求:
(1)定值电阻R0的阻值;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数。
某电热器的简化电路如图所示,可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏,R1=2000欧,且开关转至bd位置时,通过该电热器的电流为1.1安。
(1)开关转至ac位置时,电阻R1和R2的连接方式是    。
(2)电阻R2的阻值为多少欧姆?
(3)开关转至ac位置时,R1两端的电压为多少伏特?
如图是某同学设计的一个灯泡,内有两根灯丝,外接的电路中用两个开关控制电路。外接电压220伏不变,通过灯泡的电流越大,灯泡越亮。通过控制开关,使其产生三种不同的亮度。灯丝L1的电阻440欧姆,灯丝L2的电阻为1100欧姆。
(1)电灯最暗时,开关S1   ,S2   。
(2)电灯最亮时,此时电路的总电流为多大?
10.某传达室在前门、后门安装了如图甲所示的控制电路:前门来人按开关,红灯亮;后门来人按开关,绿灯亮。两灯正常工作时的电压均为6伏,如图乙是两灯的电流随其两端电压变化的曲线。
(1)从乙图可知,小灯泡的电阻随着电压和电流的增大而   (填“增大”或“减小”),引起小灯泡电阻变化的因素是   ;
(2)两灯正常工作时,电路的总电阻是多少?
小东同学想利用如图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。根据图甲完成图乙的部分连接,待连接完整后,移动滑动变阻器滑片,记录了多组数据,作出了电流表示数与电压表示数的关系图像如丙所示。已知滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)根据图甲将图乙中的实物图连接完整;(要求:滑动变阻器滑片向右移动,小灯泡变亮)
(2)当电流表示数为0.12A时,求电压表的示数;
(3)根据图像丙可知,通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,但增加相同的电压,电流的增加值越来越小,最可能的原因是:   。
11.体重超标已影响了部分中学生催身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少。
(2)当体重计示数为600N时,R0两端的电压为多少。
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
12.小敏看到超载车损坏公路的新闻报道,设计了一个称量车重的模拟电路,将载重量转化成电流表示数,如图甲。电路由电源、称重计(电流表、量程0~0.6A)、定值电阻R0,滑动变阻器R1、弹簧和开关组成。已知电源电压8伏,滑动变阻器R1长40厘米、最大阻值20欧,且电阻的大小与其接入的长度成正比,弹簧的长度与受到压力之间的关系如图乙,当没有载物时,变阻器滑片指在上端,电流表示数是0.1A。
(1)定值电阻R0多大?
(2)最大载重时,该模拟电路的电流表示数多大?
(3)小华觉得最大称量时,该模拟电路的电流表示数应该过满量程的一半,则应选择定值电阻:R2=20欧、R3=5欧和R4=1欧中哪个替换R0,替换后,最大称量时,电流表示数多大?
13.为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用。图甲是某款酒精测试仪工作原理电路图,电源电压为6V并保持不变;R1为气敏电阻,它的阻值随呼出气体中酒精含量变化的情况如图乙所示。
(1)测试前通过调节滑动变阻器R2,使电压表示数为5V,电流表的示数为多少安?
(2)保持R2的滑片位置不变,对某位驾驶员进行检测时,电流表示数为0.4A,请通过计算,判断此时该驾驶员属于酒驾还是醉驾?(气体中酒精含量在20~80mg/100mL为酒驾,达到或者超过80mg/100mL为醉驾。)
14.如图甲是科学兴趣小组在课外活动中设计的一种身高体重秤,体重、身高显示器是由电流表改装而成的,两个电流表满刻度都是0.6A。已知电源电压为12伏,R0为竖直固定放置的滑动变阻器,滑片P可以随身高的变化竖直上下移动,其接入电路的电阻与接入电阻丝的长度成正比。R为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙。
(1)体重秤最大能测量的质量是多少千克;
(2)该秤的身高测量范围为125~175cm,电路中电流表A2示数相对应的变化范围为0.1A~0.6A。请计算:滑动变阻器R的滑片P每滑动1cm时阻值变化多少?
(3)该秤的电源使用时间过长后电压会变小,该秤测得某位同学的身高为165cm,而该同学的实际身高为168cm,该电源此时的电压是多少伏?
15.如图是小科同学设计的一台浮力电子秤,其结构由浮力秤和电路两部分组成,原理如图所示,小筒底面积为10cm2,高20cm,大桶底面积为60cm2,装有适量水。P为金属滑片固定在托盘下面(滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计),并随托盘一起可自由滑动,定值电阻R0=6Ω,AB是一根长为10cm均匀电阻丝,其阻值为10Ω,电源电压为6V,电流表量程0~0.6A。当托盘不放物体时,P位于R最上端,小筒浸入水中5cm深(称量过程中大桶水未溢出)。求:
(1)托盘和小筒的总质量;
(2)若要保证电路安全,则滑片P距A端的最大距离是多少?此时液面上升的高度为多少?
(3)在保证电路安全的前提下,则浮力秤的最大称量为多少g?
16.如图甲所示电路,电源电压U不变,初始时滑动变阻器的滑片P在最右端,但由于滑动变阻器某处发生短路(只有一段短路),合上开关后滑片P向左滑动过程中,电压表读数U与滑动距离x、电流表读数I与滑动距离x的关系如图乙所示,则
(1)根据图象可知:短路点位置在x等于    cm处开始,共有    cm发生短路;
(2)电源电压U0和电阻R的阻值分别多大?
(3)该滑动变阻器电阻丝没有短路时总电阻值是多大?
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电路分析计算复习专题 答案
1.(1)闭合开关,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压。
根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压U1=U﹣U2=12V﹣8V=4V;
(2)根据欧姆定律可知电路电流I===0.2A,故通过电阻R2的电流为0.2A;
(3)电路1min内消耗的电能W=UIt=12V×0.2A×1×60s=144J。
答:(1)电阻R1两端的电压为4V;
(2)通过电阻R2的电流为0.2A;
(3)电路1min内消耗的电能为144J。
2. 解:(1)当只闭合开关S1时,电路是R1的简单电路,电流表测电路中电流;
由I=可得,U=I1R1=1.2A×30Ω=36V;
(2)当开关S1、S2都闭合时,两电阻并联,电流表测量干路中的电流,
因并联电路中各支路两端电压相等,所以通过R2的电流:I2===0.4A,
因并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,
所以干路电流:I=I1+I2=1.2A+0.4A=1.6A,即电流表的示数I为1.6A。
3.解:(1)当开关S闭合时,两电阻串联,电压表测量电阻R1两端的电压,电压表示数为3V,电阻R1的阻值为6Ω,
通过R1的电流为:I1===0.5A,
(2)串联串联各处电流相等,所以通过电路的电流为:I=I1=0.5A,
串联电路总电阻等于各分电阻之和,
所以电源电压为:U=I(R1+R2)=0.5A×(6Ω+18Ω)=12V。
答:(1)通过R1的电流为0.5A;
(2)电源两端的电压为12V。
4. 解:
(1)当S1、S2断开,S3闭合时,R2断路,电路中只有R1,电路中电流I1=0.45A,
由欧姆定律可得到电源电压:
U=I1R1=0.45A×20Ω=9V;
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,R1、R2并联,电路中电流I2=0.75A,
电路总电阻R并===12Ω,
因为两电阻并联,=+,
所以R2===30Ω;
(3)当S2、S3断开,S1闭合时,R1、R2串联,
电路电流:I===0.18A,
R1的两端的电压:U1=IR1=0.18A×20Ω=3.6V;
答:(1)电源电压为9V;
(2)R2的阻值为30Ω;
(3)S2、S3断开,S1闭合时,加在电阻R1两端的电压为3.6V。
5. 解:(1)闭合开关S后,电路为R2的简单电路,根据欧姆定律可得通过R2的电流:I2===0.6A;
(2)闭合开关S1后,两电阻并联接入电路,电流表A1测通过干路的电流,电流表A2测通过R2的电流,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,电流表A1的示数变化了0.4A,所以通过电阻R1的电流为0.4A,
并联电路各支路两端电压相等,电阻R1的阻值:R1===15Ω,
电流表A1的示数:I=I1+I2=0.6A+0.4A=1A。
答:(1)通过R2的电流为0.6A;
(2)电阻R1的阻值为15Ω,电流表A1的示数为1A。
6. 解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器的滑片P位于左端时,R2接入电路中电阻为零,电路中的电流最大,R1两端的电压最大即为电源的电压,R2两端的电压为0,
由图象可知,A为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象,B为电阻R1的U﹣I图象,且电源的电压U=U1=18V;
(2)由图象可知,滑片位于右端时,电路中的电流I=0.9A,R1两端的电压U1=18V,
由I=可得,R1的阻值:
R1===20Ω;
(3)当滑片P位于右端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I′=0.2A,R2两端的电压U2=14V,
则滑动变阻器的最大阻值:
R2===70Ω。
答:(1)电源电压为18V;
(2)R1的阻值为20Ω;
(3)滑动变阻器R2的最大阻值为70Ω。
7. 解:由图甲可知,定值电阻R0和滑动变阻器串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)当滑片P位于a端时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,此时电路中的电流最大,
由图象可知,电路中的最大电流1.5A时,电压表的示数为9V,因此电源的电压为9V;
由I=可知,定值电阻R0的阻值:
R0===6Ω;
(2)当滑片P位于b端时,定值电阻R0与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I最小=0.5A,
则电路中的总电阻:R总===18Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值:
R滑大=R总﹣R0=18Ω﹣6Ω=12Ω;
(3)由串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器的滑片P在中点时电路中的总电阻:
R总=R0+R滑大=6Ω+×12Ω=12Ω,
此时电路中的电流:
I'===0.75A,
R0两端的电压:
U0'=I'R0=0.75A×6Ω=4.5V,
因此电压表的示数为4.5V。
答:(1)定值电阻R0的阻值为6Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值为12Ω;
(3)滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表的示数为4.5V。
8. 解:(1)由电路图可知,开关转至ac位置时,电阻R1和R2依次连接,则它们的连接方式是串联;
(2)由电路图可知,开关转至bd位置时,电路为R2的简单电路,
则电阻R2的阻值为:R2===200Ω;
(3)开关转至ac位置时,两电阻串联,
电路中的总电阻为:R=R1+R2=2000Ω+200Ω=2200Ω,
此时电路中的电流为:I′===0.1A,
R1两端的电压为:U1=I′R1=0.1A×2000Ω=200V。
答:(1)串联;
(2)电阻R2的阻值为200欧姆;
(3)开关转至ac位置时,R1两端的电压为200伏特。
9. 解:(1)根据实物图可知,开关S1、S2都闭合时,两根灯丝(即两电阻)并联,S1只控制L1,S2只控制L2;
灯的亮度取决于灯的实际功率,根据P=可知,当灯丝的电阻最大时,实际功率最小,灯最暗;
因为并联电路的总电阻小于其中任一电阻,且R1<R2,所以,当S1断开,只闭合S2时,只有R2=1100Ω连入电路中时,灯丝电阻最大,实际功率最小,灯最暗;
(2)根据P=可知,当灯丝的电阻最小时,实际功率最大;
根据并联电路电阻的规律可知,当两灯丝并联时,电阻最小,灯最亮,
此时电路的总电阻:R===Ω,
由欧姆定律可得,电路的总电流:I===0.7A。
答:(1)断开;闭合;
(2)灯泡最亮时,通过灯泡的总电流为0.7A。
10.解:
(1)灯丝两端的电压增大时,通过的电流增大;由P=UI可知,其电功率增大,灯泡变亮,灯丝的温度升高,灯丝的电阻增大;引起小灯泡电阻变化的因素是温度。
(2)两灯正常工作时的电压均为6伏,由图象数据可知,通过绿灯、红灯的电流分别为1A、0.5A;
要两灯都正常工作,图甲中两开关都应闭合,此时两灯泡并联;
则总电流:I=I1+I2=1A+0.5A=1.5A,
由I=可知,电路的总电阻:R===4Ω;
故答案为:
(1)增大;温度;
(2)电路的总电阻为4Ω。
11. 解:(1)滑动变阻器滑片向右移动小灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器滑片右下接线柱连入电路中,如下图所示:

(2)由电流表示数与电压表示数的关系图像丙可知,电源电压为3V,
由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡两端电压,电流表测电路中电流,
由图丙可知,电路中电流最小,即电流I=0.12A时,滑动变阻器全部连入电路,
由欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压为:
U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V,
由串联电路中电压规律可知,灯泡两端电压为:
U灯=U总﹣U滑=3V﹣2.4V=0.6V,
即电压表示数为0.6V;
(3)由图知,灯泡的电阻随电压的增大而增大,因灯丝的电阻随温度的升而增大。
故答案为:(1)如上图所示;(2)0.6;(3)小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。
解:(1)由图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0与压敏电阻R串联,由图乙可知当体重计空载时,R=45Ω,I=0.12A,则电源电压为:
U=I(R+R0)=0.12A×(45Ω+5Ω)=6V;
(2)由题图乙可知,当体重计示数为600N时,压敏电阻的阻值R'=15Ω,此时电路中电流为:I'===0.3A;
定值电阻R0两端的电压为:U0=I'R0=0.3A×5Ω=1.5V;
(3)已知电流表量程为0~0.6A,当电路中的电流最大为Imax=0.6A时,体重计测量最大体重,此时压敏电阻的阻值为:R''=﹣R0=﹣5Ω=5Ω;
由题图乙可知,所能测量的最大体重为1200N。
答:(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为6V;
(2)当体重计示数为600N时,R0两端的电压为1.5V;
(3)此体重计所能测量的最大体重为1200N。
13. 解:(1)由图甲可知,变阻器和定值电阻串联,电流表测量电路中的电流。
当没有载物时,变阻器滑片指在上端,电流表示数是0.1A。
电路总电阻:R总===80Ω,
定值电阻R0的阻值:R0=R总﹣R1=80Ω﹣20Ω=60Ω;
(2)载重最大时,弹簧长度为24cm,=,解得:R1′=12Ω,
此时电路电流:I==≈0.11A;
(3)电流表量程为0.6A,电流要超过量程的一半,则:I′>0.3A,
即:I′==>0.3A,
解得,替换电阻的阻值最大为:R<14.67Ω,
电路最大电流I≤0.6A,即:I′==≤0.6A,
解得,替换电阻的阻值最小为:R≥1.33Ω,
故替换电阻应选择:R3;
替换后,最大称量时,电流表示数:I″===0.47A;
答:(1)定值电阻R0的阻值为60Ω;
(2)最大载重时,该模拟电路的电流表示数为0.11A。
(3)应选择定值电阻R3,替换R0,替换后,最大称量时,电流表示数0.47A。
14. 解:(1)由电路图可知,气敏电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R1两端的电压。由图2可知测试前,当气体中酒精含量为0时R1的阻值为50Ω,此时R1两端的电压为:U1=5V,
此时电路中的电流,即电流表示数为:I=I1===0.1A;
(2)当气体中酒精含量为0时,电路的总电阻为:R==60Ω,
则R2接入电路的阻值为:R2=R﹣R1=60Ω﹣50Ω=10Ω;
当电流表示数为0.4A时,电路的总电阻为:R′===15Ω,
此时R1的阻值为:R1′=R′﹣R2=15Ω﹣10Ω=5Ω,此时电阻小于80mg/100mL时的电阻,
由图2可知,气体中酒精含量大于80mg/100mL,故此时该驾驶员属于醉驾。
答:(1)测试前通过调节滑动变阻器R2,使电压表示数为5V,此时电流表的示数为0.1安;
(2)对某位驾驶员进行检测时,电流表示数为0.4A,此时该驾驶员属于醉驾。
15.解:由图甲可知,压敏电阻R与滑动变阻器R0并联,电流表A1测通过压敏电阻R的电流,电流表A2测通过滑动变阻器R0的电流;
(1)因为电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,
因为并联电路两端电压相等,
所以,由欧姆定律可知,此时压敏电阻的阻值:
R压===20Ω,
由图乙可知,此时人对压敏电阻的压力F大=400N,
则该体重秤所能测量的最大重力G大=F大=400N,
由G=mg求出体重秤能测量的最大质量:
m大===40kg;
(2)因为并联电路两端电压相等,
所以,当通过R0的电流为0.1A时,滑动变阻器R0的阻值为:
R大===120Ω,
当通过R0的电流为0.6A时,滑动变阻器R0的阻值为:
R小===20Ω,
则滑动变阻器R0的滑片P每滑动1cm时阻值变化为:
ΔR===2Ω/cm;
(3)正常电压下,身高165cm时,滑动变阻器R0接入电路的阻值为:
R0=20Ω+2Ω/cm×(175cm﹣165cm)=40Ω,
所以身高165cm时对应A2的示数为:
I2===0.3A,
正常电压下,身高168cm时,滑动变阻器R0接入电路的阻值为:
R0'=20Ω+2Ω/cm×(175cm﹣168cm)=34Ω,
由欧姆定律可知,电源电压变小后的电压:
U'=I2R0'=0.3A×34Ω=10.2V。
答:(1)体重秤最大能测量的质量是40kg;
(2)滑动变阻器R的滑片P每滑动1cm时阻值变化2Ω;
(3)电源此时的电压是10.2V。
16. 解:(1)当托盘不放物体时,P位于R最上端,小筒浸入水中5cm深,
此时小桶排开水的体积:V排=S小筒h浸=10cm2×5cm=50cm3=5×10﹣5m3,
此时小筒受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣5m3=0.5N,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,由F浮=G=mg可得,秤盘和小筒的总质量:m0===0.05kg=50g;
(2)当秤盘上放的物体越重时,滑片下移得越多,变阻器接入电路的阻值越小,电路的总电阻越小,电流越大,
由电流表的量程为0~0.6A可知,当电路中的电流为0.6A时,浮力秤达到最大称量,
由欧姆定律可得此时电路中的总电阻:R总===10Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电阻丝接入电路中的电阻:R=R总﹣R0=10Ω﹣6Ω=4Ω,
AB是一根长为10cm均匀电阻丝,其阻值为10Ω,即1cm长的电阻丝的阻值为1Ω,
所以滑动变阻器接入电路的电阻最小为4Ω时,其接入电路的电阻丝的长度l=4cm,此时滑片下移的距离即滑片P距A端的最大距离:d0=10cm﹣4cm=6cm,
秤盘上放置物体后,滑片下移6cm,小筒向下移动的距离:d=d0=6cm,
由于小筒向下移动,大筒中的水面上升,设水面升高Δh,则小筒浸入水中的深度会增加:Δh浸=Δh+d,
则ΔV排=S大Δh=S小Δh浸,即S大Δh=S小(Δh+d),
化简可得水面上升的高度:Δh===1.2cm,
(3)小筒排开水的体积变化量:ΔV排=S大Δh=60cm2×1.2cm=72cm3,
秤盘上放置物体后,小筒处于漂浮状态,由漂浮条件可得,被测物体的重力等于增加的浮力,
所以被测物体的重力:G=ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×72×10﹣6m3=0.72N,
由G=mg可得浮力秤的最大称量:m===0.072kg=72g。
答:(1)秤盘和小筒的总质量为50g;
(2)保证电路安全,滑片P距A端的最大距离是6cm,此时液面上升的高度为1.2cm;
(3)在保证电路安全的前提下,浮力秤的最大称量为72g。
17. 解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)滑动变阻器某处发生短路时,滑片在短路长度内移动时,电路中的电流不变,电压表的示数不变,
由图乙可知,短路点位置在x=4cm处开始,x=7cm处结束,共有3cm发生短路;
(2)由图乙可知,当x=7cm时,电压表的示数U1=2.4V,电流表的示数I1=0.15A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由I=可得,电源的电压:
U0=U1+I1R2=2.4V+0.15A×R2,
当x=11cm时,电压表的示数U1′=2V,电流表的示数I2=0.25A,
则电源的电压:
U0=U1′+I2R2=2V+0.25A×R2,
因电源的电压不变,
所以,2.4V+0.15A×R2=2V+0.25A×R2,
解得:R2=4Ω,
电源的电压U0=U1+I1R2=2.4V+0.15A×4Ω=3V;
(3)当x=7cm时,变阻器接入电路中的电阻:
R7===16Ω,
该滑动变阻器电阻丝没有短路时,x=7cm的阻值:
R1′=2Ω/cm×7cm=14Ω,
该滑动变阻器电阻丝没有短路时的总电阻:
R1=R1′+R7=14Ω+16Ω=30Ω。
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