用欧姆定律解读科技新产品

用欧姆定律解读科技新产品

江苏丰县广宇中英文学校　刘庆贺

　　新材料、新技术的不断出现，人类正在或将要进行的新探索，为中考提供了丰富的命题资源。以科技新产品为背景的考题，涉及的内容广泛，蕴涵的知识丰富，一般会出现学生未曾学习过的新的知识与方法，所以能更好地考查学生收集信息、分析信息和处理信息的能力，培养学生的创新意识和实践能力。解答这类问题，首先要仔细阅读所给的材料，获取有用的信息，再与所学的物理知识进行有机结合，就会完成要解答的问题。以下结合各地中考出现的科技新产品，对这类题目的思路与方法加以分析。

　　1.光电计数器

　　例1　图1是某种光电计数器的原理示意图，其中R1的电阻值随着光照亮度的增大而减小，R2为定值电阻。工件随传送带运动，使光源的光线间歇地照射R1，A、B两点间的信号处理系统每获得高电压时计数一次。下列说法正确的

　　A.光线照射R1时，信号处理系统计数 B.光线照射R1时，信号处理系统不计数

　　C.工件挡住光线，使R1两端的电压变小 D.工件挡住光线，使R1两端的电压变大

　　分析：题目考查的是串联电路电压分配的规律，但情景新颖，需要在仔细阅读的基础上，收集有效的信息。由图1和题目可知，有光照射时，R1的电阻值减小，根据串联分压原理，此时R2两端的电压变大，即信号处理系统获得高电压，这样，光电计数器就计数一次。

　　答案：A、D

　　2、新型电子元件

　　例2 经测试知，通过某新型电子元件Z的电流I跟加在它两端电压U的关系如下表所示

　　(1)在图2(甲)中画出电子元件Z的电流I跟电压U关系的图线

　　(2)将电子元件Z、电流表、滑动变阻器R和供电电压恒为5V的电源等连接成如图2(乙)所示的电路。接通开关，当电流表的示数为0.2A时，滑动变阻器接入电路的电阻值为________Ω。

　　分析：⑴在图2(甲)中用先描点、再连线的方法，可以画出电子元件Z的电流I跟电压U关系的图线。⑵由表格中数据和乙图可知，当电流表的示数为0.2A时，电子元件Z两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为5V-2V=3V，接入电路的电阻值为3V/0.2A = 15Ω。

　　答案：⑴略。

　　⑵15Ω

　　3.热敏电阻

　　例3　有一种半导体材料，其电阻的大小随温度的变化而明显改变，利用这种半导体材料制成的电阻叫热敏电阻。利用热敏电阻可以用来测量温度的变化，且反应快，精度高。

　　李明同学想用热敏电阻设计一个电路，来检测他家蔬菜大棚内温度的变化。他买来了一个热敏电阻，该热敏电阻的阻值随温度变化的图象如图3所示。他又到实验室借来了一块电流表、一个开关和6V的电源。请你利用这些器材帮他设计一个能直接观察大棚气温变化的电路。

　　(1)请你在方框中画出你设计的电路图。

　　(2)若将电流表刻度盘上的电流刻度换成相应的温度刻度，这样电流表就改造成了气温表。若电流表选用0-0.6A的量程，请你计算说明改造成的气温表的0℃应与电流表刻度盘的什么刻度对应?该气温表能测量的最高温度是多少?

　　分析：由题目提供的信息，温度的变化能引起热敏电阻阻值的变化。如何把温度的变化显示出来呢?根据题目提供的器材，想到通过热敏电阻阻值的变化，引起电路电流的变化，从而用电流表显示出来，这样可以设计好电路图。下面的计算都要在此基础上进行，要注意图象的运用。

　　答案：(1)如图4

　　(2)由图像可知：0℃时，热敏电阻的阻值为250Ω，此时，电路的电流是：。所以气温表的0℃应与电流表刻度盘0.024A 的刻度对应。

　　当电流表达到满刻度时，电路中的电流为0.6A，。

　　由图象可知，热敏电阻的阻值为10Ω时，气温是80℃，因此，气温表能测量的最高温度是80℃。

　　4.风力测试仪

　　例4　小明同学设计的“风力测试仪”在校科技节上备受师生们的青睐，“风力测试仪”的原理如图5所示.电源电压6V，R0为保护电阻，AB为长20cm、阻值为50W的均匀电阻丝。OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为2N的球P.闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触;有风时，球P受风力的作用，使金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电流表示数为0.6A。已知悬挂点O与电阻丝B端的距离为10cm，金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，求：

　　(1)R0的阻值;

　　(2)无风时电流表示数。

　　解析：(1)金属细杆OP偏转到A端时，电阻R0直接连接在电源两端：。

　　(2)无风时金属细杆OP下垂，R0与RAB串联：。