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专题训练十　与图像结合的综合计算
定值电阻的图像问题
1.如图所示是电阻R1、R2的电压-电流图像,下列说法正确的是 (　　)
A.电阻R1两端电压为4 V时,通过R1的电流是0.3 A
B.电阻R1、R2串联,当电流为0.2 A时,R1、R2两端总电压为3 V
C.电阻R1、R2并联到2 V电压下,干路中的电流是0.3 A
D.电阻R1和R2的阻值之比是1∶2
2.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,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,下列说法正确的是 (　　)
甲 乙
A.电源电压是12 V
B.若定值电阻R断路时,电流表示数为0,电压表示数为0
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18 Ω
D.定值电阻R的阻值是6 Ω
小灯泡的图像问题
3.小灯泡正常发光时两端的电压为6 V,通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示,若把这种规格的三只灯泡串联接在6 V的电源两端,每一只灯泡的实际电阻为 (　　)
第3题图
A.10 Ω　　 B.12 Ω　　 C.6 Ω　　 D.5 Ω
4.已知小灯泡L正常发光时的电压为2.5 V,通过灯丝的电流与其两端的电压关系如图所示,则灯泡正常发光时的电阻为　　　　Ω。把此灯泡与15 Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5 V的电路中,则并联电路的总电流为　　　　A。
第4题图
滑动变阻器的图像问题
5.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中,其中一个电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示,下列说法中正确的是 (　　)
甲 乙
A.电源电压U=8 V
B.定值电阻R1=16 Ω
C.图乙表示电压表V1示数随电流表示数变化的关系
D.当电压表V1的示数为6 V时,滑动变阻器连入电路的电阻R2=10 Ω
6.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。当滑动变阻器R2的滑片P从a点移到b点时,滑动变阻器的U-I图线如图乙所示。则定值电阻R1的阻值是　　 　　Ω,电源电压为
　　　　V。
甲 乙
7.(2025石家庄长安区月考)如图甲所示的电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图像,则电源电压为　 　V,滑动变阻器最大阻值为 　Ω。
甲 乙
传感器的图像问题
8.(安全责任)司机酒后驾驶存在许多安全隐患。某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图甲所示。R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图乙所示,R2为滑动变阻器,检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”,此时电流表的示数为0.1 A,调零后滑动变阻器滑片的位置不变,电源电压为12 V并且保持不变,查阅到相关资料如表所示。下列说法中正确的是 (　　)
甲 乙
血液酒精浓度M=呼气酒精浓度K×2 200 非酒驾(M<20 mg/100 mL) 酒驾(20 mg/100 mL≤M≤80 mg/100 mL) 醉驾(M>80 mg/100 mL)
A.呼气酒精浓度增加时,电流表的示数变小
B.对检测仪“调零”时,R2接入电路的电阻为10 Ω
C.检测时,当电流表示数为0.15 A时,司机属于非酒驾
D.检测时,若电流表示数为0.3 A,司机属于醉驾
9.(安全责任)(2024湖南中考)超载存在安全隐患,交通部门常用“地磅”检测货车是否超载。图甲是小枫设计的模拟地磅原理的简化电路图,电源电压恒为3 V,定值电阻R0规格可选,电压表(选0~3 V测量范围),力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板,检测时将货车模型静置于其上。(g取10 N/kg)
甲 乙
丙
(1)若货车模型总质量为1.5 kg,则其所受重力为　　　　N。
(2)如果用图甲所示电路检测,当定值电阻R0一定时,静置在绝缘平板上的货车模型总质量越大,电压表示数越　　　　(选填“大”或“小”)。
(3)小枫将电压表改接到定值电阻R0两端后,如图丙所示,且将电压表2 V刻度线处设置为货车模型总质量最大值,超过此刻度线代表超载。若设定检测的货车模型总质量不超过2 kg,则R0阻值应为　　　　Ω。　
【详解答案】
1.B　解析:由题图可知,当电阻R1两端电压为4 V时,通过其电流为0.4 A,故A错误;由图像可知,若电阻R1、R2串联,当电流为0.2 A时,R1、R2两端电压分别为2 V、1 V,R1、R2两端总电压:U=U1+U2=2 V+1 V=3 V,故B正确;由图像可知,电阻R1、R2并联到2 V电压下时,通过R1、R2的电流分别为0.2 A、0.4 A,干路中的电流:I=I1+I2=
0.2 A+0.4 A=0.6 A,故C错误;由图像可知,R1、R2为定值电阻,若电阻R1、R2串联,当电流为0.2 A时,R1、R2两端电压分别为2 V、1 V,根据欧姆定律可得R1===10 Ω,R2===5 Ω,电阻R1和R2的阻值之比:R1∶R2=
10 Ω∶5 Ω=2∶1,故D错误。
2.D　解析:由电路图可知,当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,且此时电路中的电流最大,由图像可知,电路中的最大电流为1.5 A时,电压表的示数为9 V,即电源电压为9 V,故A错误;当定值电阻R断路时,则串联电路断路,电流表示数为0,此时电压表串联在电路中,相当于测量电源电压,其示数为9 V,故B错误;由I=可得,定值电阻R的阻值:R===6 Ω,当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,由图像可知,电路中的最小电流I'=0.5 A,则电路中的总电阻:
R总===18 Ω,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-R=18 Ω-6 Ω=
12 Ω,则滑动变阻器的阻值范围是0~12 Ω,故C错误,D正确。
3.D　解析:把这种规格的三只灯泡串联接在6 V的电源两端,根据串联电路总电压等于各部分电压之和,可知每只灯泡两端的电压都为2 V,从图像上可以看出,此时电路中电流为0.4 A,根据欧姆定律可得每只灯泡的实际电阻:R===5 Ω。
4.10　0.3　解析:由题知灯泡正常发光时的电压为2.5 V,由图像读出灯泡正常发光时的电流为0.25 A,由I=得,灯泡正常发光时的电阻为RL===10 Ω;并联电路中各个支路两端的电压均等于电源电压,把此灯泡与
15 Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5 V的电路中时,由图像可知,此时通过灯泡的电流为IL'=0.2 A,通过定值电阻的电流为IR===0.1 A,由并联电路的电流特点可知,并联电路的总电流为I=IL'+IR=0.2 A+0.1 A=0.3 A。
5.D　解析:由图甲可知,R1和R2串联,电流表测电路中电流,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压。由图乙可知,电压表示数随电流表示数的增大而减小,因此图乙为V2的图线,故C错误;当R2的电阻最小为0时,电路中的电流最大,电源电压U=1.2 A×R1,当R2的电阻最大时,电路中的电流最小,电源电压U=0.4 A×R1+8 V,联立两式,解得:电源电压U=12 V,R1的阻值R1=10 Ω,故A、B错误;当电压表V1的示数为6 V时,滑动变阻器两端的电压为U2=U-U1=12 V-6 V=6 V,由图乙可知,当U2=6 V时,I=0.6 A,滑动变阻器连入电路的电阻R2===
10 Ω,故D正确。
6.30　18　解析:闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,由图乙可知电流表示数为0.3 A时,电压表示数为9 V,当电流表示数为0.4 A时,电压表示数为6 V,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压:U=IR1+UV,代入数据可得0.3 A×R1+9 V=0.4 A×R1+6 V,解得R1=30 Ω,则电源电压:U=IR1+UV=0.3 A×30 Ω+9 V=18 V。
7.6　50　解析:闭合开关,R1和R2串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变大,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,据此可知图线a是通过电路的电流随电压表V1的示数变化关系图像,图线b是通过电路的电流随电压表V2的示数变化关系图像;当电压表V1、V2的示数相等时,由图乙可知此时通过电路的电流为0.3 A,此时两电压表示数均为3 V,串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压:U=3 V+3 V=6 V,电压表V1的示数最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由图乙可知,电压表V1示数最大为5 V,此时电流为0.1 A,故最大电阻为:R1=== 50 Ω。
8.D　解析:由图甲可知,R1和R2串联,电流表测电路中的电流;由图乙可知,酒精气体浓度越大,R1的阻值越小,则电路总电阻越小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,即电流表示数越大,故A错误;“调零”后,此时电流表的示数为0.1 A,根据I=可得电路中的总电阻:R总===120 Ω,由图乙可知K为0时气敏电阻R1=100 Ω,根据串联电路的总电阻等于各部分电阻之和可得,滑动变阻器R2接入电路的阻值:R2=R总-R1=120 Ω-100 Ω=20 Ω,故B错误;检测时,当I'=0.15 A,R2=20 Ω时,根据I=可得电路中的总电阻:R总'===80 Ω;根据串联电路的总电阻等于各部分电阻之和可得,R1'的阻值为:R1'=R总'-R2=80 Ω-20 Ω=60 Ω;由图乙可知此时K'=10×10-3 mg/100 mL,则血液酒精浓度为:M'=10×10-3 mg/100 mL×2 200=22 mg/100 mL,该司机属于酒驾,故C错误;检测时,当I″=0.3 A,R2=
20 Ω时,根据I=可得电路中的总电阻:R总″===40 Ω;根据串联电路的总电阻等于各部分电阻之和可得,R1″的阻值为:R1″=R总″-R2=40 Ω-20 Ω=20 Ω;由图乙可知此时K″=40×10-3 mg/100 mL,则血液酒精浓度为:M'=40×
10-3 mg/100 mL×2 200=88 mg/100 mL,该司机属于醉驾,故D正确。
9.(1)15　(2)小　(3)1 000
解析:(1)货车模型总质量为1.5 kg,则重力为:G=mg=1.5 kg×10 N/ kg=15 N;(2)货车模型质量越大,对绝缘平板的压力越大,由图乙可知,压力越大,力敏电阻R的阻值越小,根据串联分压原理可知,R分得的电压变小,即电压表示数越小;(3)由题意可知,=2 V时,此时货车模型总质量最大即m货=2 kg,货车模型对绝缘平板的压力F=G货=m货g=2 kg×10 N/kg=20 N,由图乙可知,此时的电阻R=500 Ω,可得:U=×(R0+R),3 V=×(R0+500 Ω),解得:R0= 1 000 Ω。　

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