10.如图所示是一个温度可调的育苗箱电路,电源电压为36 V,且保持不变。发热电阻$R_1$的规格为“24 V 40 Ω”,$R_2$为滑动变阻器,闭合开关S,调节滑片P的位置,当$R_1$正常工作时,求:

(1)电路中的电流。
(2)此时滑动变阻器$R_2$的阻值。
(1)电路中的电流。
(2)此时滑动变阻器$R_2$的阻值。
答案
解:
(1)由电路图可知,$R_1$与$R_2$串联,当$R_1$正常工作时,$R_1$两端电压等于其额定电压$U_1=24\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律,串联电路电流处处相等,因此电路中的电流:
$I = I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{24\ \mathrm{V}}{40\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A}$
(2)根据串联电路的电压规律,滑动变阻器$R_2$两端的电压:
$U_2 = U - U_1 = 36\ \mathrm{V} - 24\ \mathrm{V} = 12\ \mathrm{V}$
通过$R_2$的电流$I_2=I=0.6\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值:
$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{12\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega$
答:(1)电路中的电流为$0.6\ \mathrm{A}$;(2)此时滑动变阻器$R_2$的阻值为$20\ \Omega$。
(1)由电路图可知,$R_1$与$R_2$串联,当$R_1$正常工作时,$R_1$两端电压等于其额定电压$U_1=24\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律,串联电路电流处处相等,因此电路中的电流:
$I = I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{24\ \mathrm{V}}{40\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A}$
(2)根据串联电路的电压规律,滑动变阻器$R_2$两端的电压:
$U_2 = U - U_1 = 36\ \mathrm{V} - 24\ \mathrm{V} = 12\ \mathrm{V}$
通过$R_2$的电流$I_2=I=0.6\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值:
$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{12\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega$
答:(1)电路中的电流为$0.6\ \mathrm{A}$;(2)此时滑动变阻器$R_2$的阻值为$20\ \Omega$。
11. 肥胖对青少年身体健康造成的影响不可轻视。为监测身高体重,某科学兴趣小组在课外活动中设计了一种身高体重计,其电路原理如图甲所示,用电流表$\mathrm{A}_1$、$\mathrm{A}_2$的示数分别反映体重和身高。已知电源电压为12 V,$R_0$为滑动变阻器,$R$为压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图乙所示。

(1)在某阶段,小明的身高变化不明显,但体重明显增加,则$\mathrm{A}_1$和$\mathrm{A}_2$示数的比值将(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)没有人站在体重计上时,闭合开关S,则$\mathrm{A}_1$的示数为多少?此时$\mathrm{A}_1$的指针位置对应的体重为多少?
(3)小明在测量时,$\mathrm{A}_2$示数恰好为$\mathrm{A}_1$示数的一半。若小明的重力为400 N,则滑动变阻器$R_0$接入电路的阻值为多少欧?
(1)在某阶段,小明的身高变化不明显,但体重明显增加,则$\mathrm{A}_1$和$\mathrm{A}_2$示数的比值将(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)没有人站在体重计上时,闭合开关S,则$\mathrm{A}_1$的示数为多少?此时$\mathrm{A}_1$的指针位置对应的体重为多少?
(3)小明在测量时,$\mathrm{A}_2$示数恰好为$\mathrm{A}_1$示数的一半。若小明的重力为400 N,则滑动变阻器$R_0$接入电路的阻值为多少欧?
答案
变大。
(2) 没有人站在体重计上时,压敏电阻受到的压力$F=0$,由图乙可知此时压敏电阻的阻值$R=100\ \Omega$。
并联电路各支路两端电压等于电源电压,因此A₁的示数:
$I_1=\frac{U}{R}=\frac{12\ \mathrm{V}}{100\ \Omega}=0.12\ \mathrm{A}$
此时压力为0,对应的体重为0 N。
(3) 当小明的重力为400 N时,由图乙可知此时压敏电阻的阻值$R'=20\ \Omega$,
此时通过压敏电阻的电流:
$I_1'=\frac{U}{R'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$
由题意可知$I_2=\frac{1}{2}I_1'=0.5×0.6\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$
则滑动变阻器$R_0$接入电路的阻值:
$R_0=\frac{U}{I_2}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$
答:(2) A₁的示数为0.12 A,对应的体重为0 N;(3) 滑动变阻器接入电路的阻值为40 Ω。
(2) 没有人站在体重计上时,压敏电阻受到的压力$F=0$,由图乙可知此时压敏电阻的阻值$R=100\ \Omega$。
并联电路各支路两端电压等于电源电压,因此A₁的示数:
$I_1=\frac{U}{R}=\frac{12\ \mathrm{V}}{100\ \Omega}=0.12\ \mathrm{A}$
此时压力为0,对应的体重为0 N。
(3) 当小明的重力为400 N时,由图乙可知此时压敏电阻的阻值$R'=20\ \Omega$,
此时通过压敏电阻的电流:
$I_1'=\frac{U}{R'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$
由题意可知$I_2=\frac{1}{2}I_1'=0.5×0.6\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$
则滑动变阻器$R_0$接入电路的阻值:
$R_0=\frac{U}{I_2}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$
答:(2) A₁的示数为0.12 A,对应的体重为0 N;(3) 滑动变阻器接入电路的阻值为40 Ω。
解析
解:
(1) 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R的电流,电流表A₂测通过R₀的电流。电源电压恒定,身高不变时R₀接入电路的阻值不变,由$I=\frac{U}{R}$可知通过R₀的电流$I_2$不变;体重增加时,压敏电阻受到的压力增大,由图乙可知R的阻值减小,通过R的电流$I_1$增大,因此$\frac{I_1}{I_2}$的比值变大。
(1) 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R的电流,电流表A₂测通过R₀的电流。电源电压恒定,身高不变时R₀接入电路的阻值不变,由$I=\frac{U}{R}$可知通过R₀的电流$I_2$不变;体重增加时,压敏电阻受到的压力增大,由图乙可知R的阻值减小,通过R的电流$I_1$增大,因此$\frac{I_1}{I_2}$的比值变大。
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