2024年浙江省科学中考三轮复习练习：电学综合题训练

2024电学综合题训练 中考科学专题提升训练：电学、力学综合计算题 命题重点与方法要点 命题重点：解这类的题目，首先要对研究对象进行受力分析，在受力分析是你每找出一个力的作用，要先问问自己受力物体是什么，施力物体是什么，除此之外，还要考虑到所有可能存在的力，重力，摩擦力，压力，弹力，电场力，磁场力等等。受力分析完成以后，就可以根据牛顿定律，结合研究对象的状态进行解题。物体受力只有两种情况，平衡状态，不平衡状态。利用电路图协助分析,将题中相关信息标注在图上相应元件附近，将复杂电路通过去表简单化，并分析各表测量的对象。动态电路分析可以变动为静，取几个特殊点看变化。定律、公式在使用时应注意量的一一对应和适用条件。 方法要点：一、力学计算题的的解题规范： 1．要明确已知条件和相对隐含条件，确定主要解题步骤。 2．分析判断，找到解题的理论依据。 3．分清各个物理过程、状态及其相互联系。 4．计算过程应正确、规范。要正确写出有关的公式，正确代入公式中物理量的数字和单位。能画图的可以作图辅佐解题。 5．解计算题应注意：单位的统一性；物理量的同体性、同时性；解题的规范性。 二、电学计算题的解题规范 1．等效电路图的规范。 2．角标要规范。 3．计算步骤要规范。 4．注意要写出计算公式成立的条件。 5．在计算过程中，有时还要有必要的文字叙述。 6．“已知”和“求”在中考中可以不写，但是“解”和“答”应该写。 一、综合题 1．图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路电源电压 U1=13V，R0为定值电阻，Rp为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，压敏电阻Rp放置于水箱底部，其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如下表所示。受控电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压 U2=220V。图乙是受控电路中电流随时间变化的关系图像。圆柱体水箱底面积 S=0.6m2，当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流为0.13 A，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，当水位下降到1m时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水。 水位/m 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 压敏电阻Rp的阻值/Ω 300 200 125 90 70 65 62 60 59 （1）该电磁铁的上端是 极； （2）该系统喷水，可使周围30kg的空气温度降低5℃，则空气放出的热量是 J。 [c空气=1.0×103 J/(kg⋅℃)] （3）喷淋系统的电功率为 W；定值电阻R0阻值为 Ω。 （4）当水箱内水位下降到1m时，控制电路中压敏电阻Rp的电功率为 W。 （5）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为 0.001m3，注水系统工作时，也以恒定的速度向水箱注水；若相邻两次开始给水箱注水的时间内，工作电路消耗了1.76×105J的电能，则注水系统向水箱注水的速度为 m3/s。 2．小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为1.5伏的整数倍）、待测小灯泡（标有“0.3安”字样、额定功率小于1.5瓦）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（标有“10欧 1安”字样）各一个、以及导线若干。他正确连接电路且实验步骤正确。闭合开关后，电流表的示数如图（a）所示。接着，他移动变阻器的滑片至另一端，在此过程中发现小灯始终无法正常发光。经过思考，小华更换电源并调整电路重新实验，当观察到小灯泡正常发光时，电压表的示数如图（b）所示。 （1）判定小灯正常发光的依据是 。 （2）请通过计算求出调整后的电源电压U和小灯泡的额定功率P额( )。 3．图甲是某型号电开水器结构简图，图乙是它的电路原理图。控制进水口的浮球阀由不锈钢浮球、绕O点转动的金属杆、连杆、活塞组成。使用时，将插头插入家庭电路的插座中，电压为。冷水自进水口进入冷水箱，再经连通管进入煮水箱，当冷水箱水位达到设定高度，浮球浮起，水平，连杆水平向右推动活塞堵住进水口，停止进水，同时开关S2闭合，开关S1与触点2接通，煮水箱中的电热管工作，额定煮水功率为，水沸腾后经出水管溢入贮水箱，冷水再补充入煮水箱，冷水箱中水位下降，进水口打开进水，同时S2断开，重复上述过程，至贮水箱中注满水后，开关S1与触点1接通，贮水箱中的电热管工作，进行保温，额定保温功率为。保温时，S3同时接通，当电磁铁线圈中的电流达到，衔铁P被吸起（开关断开）；当电磁铁线圈中电流减小到，衔铁P被释放（开关重新接通），使贮水箱内热水温度维持在。是定值电阻。是热敏电阻，其温度与贮水箱内水温相同，温度每升高，电阻减小，电磁铁线圈的电阻忽略不计。（，，g取）      （1）该电开水器正常工作时，熔断器上通过的最大电流为 ； A．　　B．　　C．　　D． （2）该电开水器煮水箱电热管连续正常工作1小时能产生的开水，若冷水温度为，开水温度为，则煮水箱的加热效率为 ； （3）冷水箱中的浮球质量为，金属杆质量和体积忽略不计，进水口被活塞堵住不能进水时，若浮球恰好一半体积浸在水中，连杆受到活塞对它水平向左的推力为；若浮球全部浸没于水中，此时连杆能够承受活塞的水平推力为，则浮球体积为 ，贮水箱中保温控制电路的电压U是 V。 4．小明设计了一个简易电子秤，其工作电路图如图甲所示，R0为定值电阻，电流表的量程选用，压力传感器踏板受到压力后，其阻值R随所受压力F的变化而改变（如图丙所示），并导致电路中的电流发生改变，通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量。闭合开关S，小明站上踏板并最终静止在踏板上，电流表的示数Ⅰ随时间t变化的图像如图乙所示。已知电源电压，定值电阻，g取10N/kg，踏板的质量忽略不计。求： （1）时间内，小明尚未站上踏板，压力传感器的电阻是 Ω。 （2）图乙中I1的大小为 A。 （3）时间内，压力传感器R受到的最大压力是 N，小明的质量为 kg。 （4）电流表表盘上0.5A刻度线应标为 kg，此时压力传感器R的功率是 W。 5．为了检测传送带上的物体是否超长，某小组设计了如图所示的装置。接a，控制电路启动，电路中电源电压恒为，激光发射器发出的激光不被物体遮挡时能够照射到光控开关。线圈中无电流时，触点C接通，线圈中电流时，吸下衔铁，触点D接通。工作电路中电源1电压恒为。热敏材料受热弯曲后断开电路，红灯、绿灯（两灯电阻都恒定）均不亮时，光控开关断开，传送带停下，方便取下超长物体。光控开关被绿光照射时闭合。根据以上文字及图表中信息，回答问题： 热敏材料信息 电阻 （恒定不变） 质量 比热容 特性 短时间内温度上升（或更高）时，会发生弯曲（通电时不考虑热损失）；假设传送带上放上相邻两个物体的时间间隔内，热敏材料恢复形变，降至室温。 （1）绿灯正常发光时的电阻多大？( ) （2）将阻值调整为，红灯亮时，至少通电多少秒，热敏材料会发生弯曲？( )这段时间内，灯消耗电能 J。 （3）光控开关被激光照射时，处于 （选填“闭合”或“断开”）状态。 （4）调试时，电源2电压恒为，断开，拨至b处，调节直至电流表示数为。 （5）根据以上信息，为设定物体长度不超过，传送带的速度应调为 。 （6）为减小设定长度，正确方法有 。 A．减小     B．增大    C．减小    D．减小传送带速度 6． 在如图甲所示的电路中，电阻的阻值为，滑动变阻器上标有“”字样。闭合开关S，电压表示数为，电压表的表盘如图乙所示。求： （1）此流过滑动变阻器的电流。 （2）移动滑片P，发现滑片移至变阻器两端的过程中，所有元件都能正常工作。接着用阻值为的电阻替换，再次闭合开关S，在电路中各元件不损坏的情况下，当滑动变阻器接入电路的阻值为时，通过滑动变阻器的电流刚好达到滑动变阻器的额定电流，移动滑片P，发现电压表示数最大变化量为。且与接入时相比，电压表示数的最大值相差。 ①小明根据上述信息，计算两次电压表示数的最大值。他的计算过程如下： 当连入电路时，若 当连入电路时，因为电压表示数的最大值相差，所以 请判断小明的计算过程是否合理，并写出理由。若不合理，写出正确的计算过程。 ②电路消耗的最小功率及滑动变阻器的最大阻值。 7．如图电路，闭合开关，移动滑动变阻器划片，作出滑动变阻器电功率P变与滑动变阻器接入电路中的电阻Rp的关系图像，请根据已有的图像： （1）定值电阻R0的大小为 （用Pa、Pb、Rc、Rd表示）； （2）电源电压的大小为 （用Pa、Pb、Rc、Rd表示）； （3）写出滑动变阻器电功率P变与电路中的电流I的数学关系式，并画出P变与I的图像，标出图像左右端点和最高点的坐标。（用Pa、Pb、Rc、Rd表示）( )( ) 8．小明在乘飞机时了解到商务舱乘客的免费托运行李最多重300N，而经济舱的乘客最多允许携带免费托运行李要轻一些。如图所示是小明设计的模拟飞机行李超重的报警装置，杠杆OP始终处于水平位置，电源电压U恒为15V，R1是电阻箱，R2是力敏电阻，它的阻值随压力F变化的关系如表。当电压表的示数大于或等于3V时，电路外的检测装置会自动报警。 压力F/N 50 100 150 200 250 300 阻值R2/Ω 50 30 24 20 17 16 （1）当电阻箱R1的电阻调为6Ω，电压表的示数为2.4V时，通过R1的电流多大？( ) （2）当电阻箱R1的电阻调为20Ω，R2受到的压力为100N时，R1消耗的电功率多大？( ) （3）如图所示的杠杆上有两个行李托盘，O为支点，A、B是杠杆上的两个承重点，已知OA和OB的长度分别为0.9m和0.6m。小明闭合开关，把电阻箱R1的电阻调为6Ω，将300N重的模拟行李放在某一个托盘上时，检测装置恰好报警；当他将模拟经济舱乘客的行李放在另一个托盘上时，检测装置也恰好报警，则模拟经济舱乘客的行李重多少牛顿（杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计）( ) （4）第（3）问中，若R2受更小的压力，电路外的检测装置就自动报警，则电阻箱R1的阻值应 （选填“调大”或“调小”）。 9．图甲是某小区电梯的结构示意图，它是由轿厢（500kg）、配重（400kg）、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关，电梯没有超载时，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电流），触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为12V，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底而压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示，当受到2000N压力时，与定值电阻的功率之比为。 （1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N。 （2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路。（导线不能交叉）( ) （3）该电梯的最大载重量（轿厢内人和货物的总重）为多少N？( ) （4）若每层楼高度3m，平均每人重600N，该电梯将8人从一楼运送到六楼，求电机牵引轿厢的钢丝绳做的功（此过程做匀速直线运动处理）。( ) 10．综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，电流表示数随拉力的增大而增大，模型电路如图甲所示，ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。滑片P左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。 （1）虚线框内接线柱“1”应与 （选填“2”或“3”）连接； （2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，R0消耗的功率多大 ？ （3）弹簧的伸长量与所受拉力F之间的关系如图乙所示，则电流表示数最大时显示的拉力多大 ？ （4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0~3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升 %； （5）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如甲图的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于 Ω。 11．综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示，电源电压为 V，电路允许的最大功率为 W；再串联一个 Ω的电阻，R2滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。 12．如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。 C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm；1m3的质量为5kg。 机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外-50℃以下的冷空气不断压缩；导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。 （1）图所示实验中，能反映电动机工作原理的是 。 （2）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作。 ① 若将R1的阻值适当减小，则受控电路将在比设定温度 （选填“高”或“低”）的温度下被接通。 ② 当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路.已知热敏电阻的电流随电压变化的I-U图像如图丙，则此时控制电路中的电流为 A。 （3）飞机利用测距传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图a所示，如图b所示的检测电路，电源电压恒定，要使高度表(实质是电流表或电压表)的示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在 （选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度 （选填“均匀”或“不均匀”）。 13．莜莜同学在研究自己的一个能发热发光的小玩具，有一个小盒子无法打开。只知道有两个发热电阻。她把已知电路用电路图的形式画了出来，小盘子里的未知部分用虚线框表示。如图所示，只闭合S1的时候只发光不发热，电压表示数为6 V，只闭合S3的时候既发光又发热，但发热功率最小，灯泡的功率只有上一状态的，电路的总功率为0.6 W。只闭合S1、S2的时候既发光又发热，发热功率略大。电流表示数为0.5 A。同时闭合S1、S2、S3，既发光又发热，且发热功率最大。电源电压和灯L的电阻保持不变。求： (1)只闭合S3时灯泡两端的电压 ； (2)把虚线框内电路图补充完整 ； (3)当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总功率 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024电学综合题训练 一、综合题 1．图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路电源电压 U1=13V，R0为定值电阻，Rp为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，压敏电阻Rp放置于水箱底部，其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如下表所示。受控电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压 U2=220V。图乙是受控电路中电流随时间变化的关系图像。圆柱体水箱底面积 S=0.6m2，当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流为0.13 A，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，当水位下降到1m时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水。 水位/m 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 压敏电阻Rp的阻值/Ω 300 200 125 90 70 65 62 60 59 （1）该电磁铁的上端是 极； （2）该系统喷水，可使周围30kg的空气温度降低5℃，则空气放出的热量是 J。 [c空气=1.0×103 J/(kg⋅℃)] （3）喷淋系统的电功率为 W；定值电阻R0阻值为 Ω。 （4）当水箱内水位下降到1m时，控制电路中压敏电阻Rp的电功率为 W。 （5）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为 0.001m3，注水系统工作时，也以恒定的速度向水箱注水；若相邻两次开始给水箱注水的时间内，工作电路消耗了1.76×105J的电能，则注水系统向水箱注水的速度为 m3/s。 【答案】 N 1.5×105 220 40 0.9 0.007 【详解】（1）[1]由电路图可知，电磁铁线圈中电流从下端流入，上端流出，利用安培定则可知，电磁铁的上端是N极。 （2）[2]空气放出的热量 Q放​=c空气mΔt=1.0×103J/(kg⋅℃)×30kg×5℃=1.5×105J （3）[3]由图甲可知，开关S2闭合后喷淋系统始终工作，当衔铁被吸下后，注水系统停止工作。由图乙可知，喷淋系统与注水系统工作时的总电流为2A，喷淋系统的电流为1A，喷淋系统的电功率是 P喷=UI2​=220V×1A=220W [4]当电磁铁线圈中的电流为0.13A时，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电路的总电阻 此时的水位是2m，压敏电阻的阻值是60Ω，则由串联电路电阻特点可知，定值电阻R0​阻值 R0​=R−Rp​=100Ω−60Ω=40Ω （4）由表格数据可知，当水箱内水位下降到1m时，压敏电阻Rp​的阻值为90Ω，控制电路中压敏电阻Rp​的电功率 （5）[6]设注水速度为a，注水时间为t。注满水后到下一次注水的喷淋时间是 相邻两次开始给水箱注水的时间内，工作电路消耗了1.76×105J的电能，则 UI1t+UI2t0=W 代入数据得 解得t=100s。因为注水的时候一直在喷淋，所以有 代入数据得 解得a=0.007m3/s。 2．小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为1.5伏的整数倍）、待测小灯泡（标有“0.3安”字样、额定功率小于1.5瓦）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（标有“10欧 1安”字样）各一个、以及导线若干。他正确连接电路且实验步骤正确。闭合开关后，电流表的示数如图（a）所示。接着，他移动变阻器的滑片至另一端，在此过程中发现小灯始终无法正常发光。经过思考，小华更换电源并调整电路重新实验，当观察到小灯泡正常发光时，电压表的示数如图（b）所示。 （1）判定小灯正常发光的依据是 。 （2）请通过计算求出调整后的电源电压U和小灯泡的额定功率P额( )。 【答案】 电流表示数为0.3A 6V，1.14W 【详解】（1）[1]小灯泡上标有“0.3安”字样，是指小灯泡的额定电流为0.3A，所以当电流表示数为0.3A时，小灯泡就正常发光。 （2）[2][3]调整电路之前，电流表示数为I1=0.16A，此时滑动变阻器两端的电压为 根据串联电路电压规律，此时电源电压应大于1.6V，又因为电源电压为1.5V的整数倍，所以此时电源电压 U原≥3V 无论滑动变阻器的滑片滑到哪一端，小灯泡都不能正常发光，是因为电源电压太低，达不到小灯泡的额定电压，即小灯泡的额定电压 U额＞3V 更换电源后，小灯泡正常发光时，如图（b），电压表的显示电压为2.2V，测量的应是滑动变阻器的电压。又因为灯泡额定功率小于1.5W，根据P=UI可知，小灯泡的额定电压 U额＜5V 则调整后的电源电压 因为电源电压为1.5V的整数倍，则调整后的电压数值应为 小灯泡的额定电压为 则小灯泡的额定功率为 3．图甲是某型号电开水器结构简图，图乙是它的电路原理图。控制进水口的浮球阀由不锈钢浮球、绕O点转动的金属杆、连杆、活塞组成。使用时，将插头插入家庭电路的插座中，电压为。冷水自进水口进入冷水箱，再经连通管进入煮水箱，当冷水箱水位达到设定高度，浮球浮起，水平，连杆水平向右推动活塞堵住进水口，停止进水，同时开关S2闭合，开关S1与触点2接通，煮水箱中的电热管工作，额定煮水功率为，水沸腾后经出水管溢入贮水箱，冷水再补充入煮水箱，冷水箱中水位下降，进水口打开进水，同时S2断开，重复上述过程，至贮水箱中注满水后，开关S1与触点1接通，贮水箱中的电热管工作，进行保温，额定保温功率为。保温时，S3同时接通，当电磁铁线圈中的电流达到，衔铁P被吸起（开关断开）；当电磁铁线圈中电流减小到，衔铁P被释放（开关重新接通），使贮水箱内热水温度维持在。是定值电阻。是热敏电阻，其温度与贮水箱内水温相同，温度每升高，电阻减小，电磁铁线圈的电阻忽略不计。（，，g取）      （1）该电开水器正常工作时，熔断器上通过的最大电流为 ； A．　　B．　　C．　　D． （2）该电开水器煮水箱电热管连续正常工作1小时能产生的开水，若冷水温度为，开水温度为，则煮水箱的加热效率为 ； （3）冷水箱中的浮球质量为，金属杆质量和体积忽略不计，进水口被活塞堵住不能进水时，若浮球恰好一半体积浸在水中，连杆受到活塞对它水平向左的推力为；若浮球全部浸没于水中，此时连杆能够承受活塞的水平推力为，则浮球体积为 ，贮水箱中保温控制电路的电压U是 V。 【答案】 C 91% 2.2×10-3 10 【详解】（1）[1]由题意可知，开关S2闭合，开关S1与触点2接通，煮水箱中的电热管工作，额定煮水功率为，工作电路中功率最大，所以熔断器上通过的最大电流 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （2）[2]的开水的质量 冷水温度为，开水温度为，则水吸收热量 电热管连续正常工作1小时，产生热量 则煮水箱的加热效率 （3）[3]浮球质量为0.55kg，则浮球的重力 G球=m球g=0.55kg×10N/kg=5.5N 若浮球恰好一半体积浸在水中，连杆CD受到活塞对它水平向左的推力为30N，根据杠杆平衡原理可得 (F浮1-G)×l1=F推1×l2 浮球全部浸没于水中，此时连杆能够承受活塞的水平推力为90N，根据杠杆平衡原理可得 (F浮2-G)×l1=F推2×l2 根据阿基米德原理可得 F浮2=2F浮1 解得一半浮球受到的浮力 F浮1=2G=2×5.5N=11N 由阿基米德原理可得，浮球的体积 [4]贮水箱内热水温度维持在，则温度在95℃时，电磁铁线圈中的电流达到，衔铁P被吸起，是热敏电阻，其温度与贮水箱内水温相同，温度每升高，电阻减小，设此时电阻为，则贮水箱中保温控制电路的电压 ① 温度在90℃时，电磁铁线圈中电流减小到，衔铁P被释放，此时电阻为，则贮水箱中保温控制电路的电压 ② 联立①②解得 U1=10V 4．小明设计了一个简易电子秤，其工作电路图如图甲所示，R0为定值电阻，电流表的量程选用，压力传感器踏板受到压力后，其阻值R随所受压力F的变化而改变（如图丙所示），并导致电路中的电流发生改变，通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量。闭合开关S，小明站上踏板并最终静止在踏板上，电流表的示数Ⅰ随时间t变化的图像如图乙所示。已知电源电压，定值电阻，g取10N/kg，踏板的质量忽略不计。求： （1）时间内，小明尚未站上踏板，压力传感器的电阻是 Ω。 （2）图乙中I1的大小为 A。 （3）时间内，压力传感器R受到的最大压力是 N，小明的质量为 kg。 （4）电流表表盘上0.5A刻度线应标为 kg，此时压力传感器R的功率是 W。 【答案】 110 0.1 750 50 80 3.5 【详解】解：（1）[1]由图甲可知，压力传感器R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流，由图丙可知，压力为零时压力传感器电阻的阻值为110Ω。 （2）[2]由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻 由欧姆定律可知，此时电路中的电流 （3）[3]由图丙可知，压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系为     ① 当时，，当时，，代入①解得: ， 因此压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系为 由图乙可知电路中的最大电流为0.4A，由欧姆定律可知，此时电路中的最小电阻 由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值 代入压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系 解得小明对压力传感器的最大压力 [4]由图乙可知，小明静止在踏板上的电路中的电流为0.2A，由欧姆定律可知，此时电路中的电阻 由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值 代入压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系 解得，小明对压力传感器的压力 小明的质量 （4）[5]由欧姆定律可知，电流表表盘上0.5A时电路中的电阻 由串联电路的电阻特点可知，此时压力传感器电阻的阻值 代入压力传感器的阻值R随所受压力F的变化关系 解得 此时传感器上物体的质量 [6]此时压力传感器R的功率 5．为了检测传送带上的物体是否超长，某小组设计了如图所示的装置。接a，控制电路启动，电路中电源电压恒为，激光发射器发出的激光不被物体遮挡时能够照射到光控开关。线圈中无电流时，触点C接通，线圈中电流时，吸下衔铁，触点D接通。工作电路中电源1电压恒为。热敏材料受热弯曲后断开电路，红灯、绿灯（两灯电阻都恒定）均不亮时，光控开关断开，传送带停下，方便取下超长物体。光控开关被绿光照射时闭合。根据以上文字及图表中信息，回答问题： 热敏材料信息 电阻 （恒定不变） 质量 比热容 特性 短时间内温度上升（或更高）时，会发生弯曲（通电时不考虑热损失）；假设传送带上放上相邻两个物体的时间间隔内，热敏材料恢复形变，降至室温。 （1）绿灯正常发光时的电阻多大？( ) （2）将阻值调整为，红灯亮时，至少通电多少秒，热敏材料会发生弯曲？( )这段时间内，灯消耗电能 J。 （3）光控开关被激光照射时，处于 （选填“闭合”或“断开”）状态。 （4）调试时，电源2电压恒为，断开，拨至b处，调节直至电流表示数为。 （5）根据以上信息，为设定物体长度不超过，传送带的速度应调为 。 （6）为减小设定长度，正确方法有 。 A．减小     B．增大    C．减小    D．减小传送带速度 【答案】 12Ω 4s 12 断开 0.5 D 【详解】(1)[1]绿灯的电阻为 (2)[2][3]热敏材料温度升高10摄氏时吸收的热量为 红灯 的电阻为 电路中电流为 通电时间为 此时整个电路消耗的电能（电流做的功）为 (3)[4]当传送带上无物品通过，即开关S3被激光照射时，线圈中无电流，即这个开关是断开的。 (5)[5]物体的长超过2m时，传送带正常工作，即热敏电阻通电时未切断电路，要求物体通过激光发射器位置的时间不超过4s时间，则传送带的速度为 (5)[6]A．在控制电路中的电阻箱连入电路电阻不变的情况下，减小控制电路电源电压，则控制电路中的电流不可能大于0.02A，则工作电路中绿灯一直有电流通过，传送带一直不能停止。故A不符合题意； B．增大控制电路中的电阻箱连入电路电阻，则无论什么情况，控制电路中的电流均小于0.02A，则工作电路中绿灯一直有电流通过，传送带一直不能停止。故B不符合题意； C．设定长度减小了，红灯所在电路工作时间减小。减小与红灯串联的电阻，使热敏电阻所在电路中电阻减小，工作时电流增大，此时红灯所在电路的电流为0.5A，已经达到小灯泡的额定电流了，若R1继续减小，会使电路中的电流超过小灯泡的额定电流，故C不符合题意； D．设定长度减小了，同时减小传送带的运行速度，使物体隔断激光照射的时间不变，工作电路还按原来的设定工作。故D符合题意。 故选D。 6． 在如图甲所示的电路中，电阻的阻值为，滑动变阻器上标有“”字样。闭合开关S，电压表示数为，电压表的表盘如图乙所示。求： （1）此流过滑动变阻器的电流。 （2）移动滑片P，发现滑片移至变阻器两端的过程中，所有元件都能正常工作。接着用阻值为的电阻替换，再次闭合开关S，在电路中各元件不损坏的情况下，当滑动变阻器接入电路的阻值为时，通过滑动变阻器的电流刚好达到滑动变阻器的额定电流，移动滑片P，发现电压表示数最大变化量为。且与接入时相比，电压表示数的最大值相差。 ①小明根据上述信息，计算两次电压表示数的最大值。他的计算过程如下： 当连入电路时，若 当连入电路时，因为电压表示数的最大值相差，所以 请判断小明的计算过程是否合理，并写出理由。若不合理，写出正确的计算过程。 ②电路消耗的最小功率及滑动变阻器的最大阻值。 【答案】（1）0.4A；（2）①不合理，计算见解析；②4.8W，20Ω 【详解】解：（1）由图甲可知，与串联，串联电路中电流处处相等，电压表测量的是两端的电压，由欧姆定律可知，电路中的电流 此时流过滑动变阻器的电流为。 （2）①不合理，因为若按题中计算结果，则通过的最大电流为 此电流值超过了滑动变阻器允许通过的最大电流，不符合题意。 当连入电路时，滑动变阻器接入电路的阻值为，电流达到滑动变阻器的额定电流，所以由欧姆定律可知，电源电压 所以两端最大电压为电源电压 即此时电压表的最大示数为。因为电压表最大示数相差，所以当连入电路时，两端最大电压为 即此时电压表的最大示数为。 ②当连入电路时，电压表示数最大变化量为，所以定值电阻两端电压最小为 此时电路中的最小电流 电路消耗的最小功率 定值电阻两端电压最小时，由串联电路分压原理可知，此时滑动变阻器两端的最大电压为 再由串联电路分压原理可得 代入数据得 解得 答：（1）此流过滑动变阻器的电流为0.4A； （2）①不合理；②电路消耗的最小功率为4.8W，滑动变阻器的最大阻值为20Ω。 7．如图电路，闭合开关，移动滑动变阻器划片，作出滑动变阻器电功率P变与滑动变阻器接入电路中的电阻Rp的关系图像，请根据已有的图像： （1）定值电阻R0的大小为 （用Pa、Pb、Rc、Rd表示）； （2）电源电压的大小为 （用Pa、Pb、Rc、Rd表示）； （3）写出滑动变阻器电功率P变与电路中的电流I的数学关系式，并画出P变与I的图像，标出图像左右端点和最高点的坐标。（用Pa、Pb、Rc、Rd表示）( )( ) 【答案】 Rc 【详解】（1）[1]由电路图可知，该电路为定值电阻R0与滑动变阻器的串联电路，电流表测该电路的电流。滑动变阻器的电功率 由上式可知，当R0=Rp时，滑动变阻器的功率最大，由图像可知，此时滑动变阻器接入电路中的阻值为Rc。因此定值电阻R0的大小为Rc。 （2）[2]由图像可知，当R0=Rp=Rc时，P变=Pa。由P=UI，U=IR可知 电源电压的大小为 （3）[3][4]由串联电路总功率等于各用电器功率之和可知，滑动变阻器电功率 滑动变阻器电功率P变与电路中的电流I的数学关系式为 当 时，P变最大。即当R0=Rp=Rc时，P变=Pa。当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，其功率也为0，此时电路中电流最大，最大值为 当滑动变阻器全部接入电路时，由题中图像可知，此时接入电路的电阻为Rd，功率为Pb，此时电路中的电流为最小值，最小值为 据此画出P变与I的图像，如图所示： 8．小明在乘飞机时了解到商务舱乘客的免费托运行李最多重300N，而经济舱的乘客最多允许携带免费托运行李要轻一些。如图所示是小明设计的模拟飞机行李超重的报警装置，杠杆OP始终处于水平位置，电源电压U恒为15V，R1是电阻箱，R2是力敏电阻，它的阻值随压力F变化的关系如表。当电压表的示数大于或等于3V时，电路外的检测装置会自动报警。 压力F/N 50 100 150 200 250 300 阻值R2/Ω 50 30 24 20 17 16 （1）当电阻箱R1的电阻调为6Ω，电压表的示数为2.4V时，通过R1的电流多大？( ) （2）当电阻箱R1的电阻调为20Ω，R2受到的压力为100N时，R1消耗的电功率多大？( ) （3）如图所示的杠杆上有两个行李托盘，O为支点，A、B是杠杆上的两个承重点，已知OA和OB的长度分别为0.9m和0.6m。小明闭合开关，把电阻箱R1的电阻调为6Ω，将300N重的模拟行李放在某一个托盘上时，检测装置恰好报警；当他将模拟经济舱乘客的行李放在另一个托盘上时，检测装置也恰好报警，则模拟经济舱乘客的行李重多少牛顿（杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计）( ) （4）第（3）问中，若R2受更小的压力，电路外的检测装置就自动报警，则电阻箱R1的阻值应 （选填“调大”或“调小”）。 【答案】 0.4A 1.8W 200 调大 【详解】（1）[1]由图可知，电阻箱R1和力敏电阻R2串联，电压表测量R1两端的电压。由欧姆定律可知，当电阻箱R1的电阻调为6Ω，电压表的示数为2.4V时，通过R1的电流 （2）[2]由表格数据可知，R2受到的压力为100N时，R2的电阻值为30Ω，此时电路电流 由可知，R1消耗的电功率 （3）[3]串联电路电流处处相等，恰好报警时通过R2的电流 R2两端的电压 所以R2的阻值 由杠杆平衡条件可知，，在FP和LP一定时，G行越大，L行就越小。由示意图可知，A托盘离支点远，应为经济舱乘客的行李托盘，B托盘离支点近，为商务舱乘客的行李托盘。由表中数据可知，报警时P点杠杆对R2的压力为150N，由力的相互作用可知，P点受到的支持力FP为150N，当两次杠杆水平平衡时，，代入数据得 ……① ……② 由①②可知，模拟经济舱乘客的行李重力 （4）[4]第（3）问中，若R2受更小的压力，R2的阻值更大，电路外的检测装置就自动报警，根据分析可知，此时可减小电路电流，则要增大R1接入电路的阻值。 9．图甲是某小区电梯的结构示意图，它是由轿厢（500kg）、配重（400kg）、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关，电梯没有超载时，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电流），触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为12V，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底而压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示，当受到2000N压力时，与定值电阻的功率之比为。 （1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N。 （2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路。（导线不能交叉）( ) （3）该电梯的最大载重量（轿厢内人和货物的总重）为多少N？( ) （4）若每层楼高度3m，平均每人重600N，该电梯将8人从一楼运送到六楼，求电机牵引轿厢的钢丝绳做的功（此过程做匀速直线运动处理）。( ) 【答案】 【详解】解：（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力等于配重的重力 （2）根据电路要求，电铃和电动机应并联，闭合控制开关，电梯没有超载时，压力传感器的电阻较大，控制电路的电阻较大，电磁铁的磁性弱，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时，控制电路的电阻较小，即控制电路中的电流，电磁铁的磁性强，触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作；电路图如图 （3）已知，控制电路中R1、R2串联，两电阻的功率 解得 由图丙可知，时，，由此可得：。 载重越大，对轿厢地板压力越大，由图丙可知，阻值越小，控制电路中的总电阻就越小，控制电路的电流时即为不超载时的最大电流，也就是载重量最大；由得；电路中的最小电阻为 压敏电阻的最小阻值 查看图丙可知，，即电梯的最大载重量 （4）8个人的总重力 上升的高度 轿厢重 配重的缆绳对轿厢的拉力 匀速直线运动状态即平衡状态，所以有 所以钢丝绳做的功为 （1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为； （2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路的电路图，如图 （3）该电梯的最大载重量为； （4）电机牵引轿厢的钢丝绳做的功为。 10．综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型，电流表示数随拉力的增大而增大，模型电路如图甲所示，ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。滑片P左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。 （1）虚线框内接线柱“1”应与 （选填“2”或“3”）连接； （2）闭合开关，弹簧处于原长状态时，R0消耗的功率多大 ？ （3）弹簧的伸长量与所受拉力F之间的关系如图乙所示，则电流表示数最大时显示的拉力多大 ？ （4）甲图中若去掉电流表，用一只电压表（量程0~3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升 %； （5）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如甲图的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于 Ω。 【答案】 3 0.16W 400N 10 9 【详解】（1）[1]因为电流表可以显示力的大小，当滑片位于a端时没有拉力，所以电流表示数应该最小，故虚线框内接线柱“1”应与“3”相连。 （2）[2]弹簧处于原长状态时，滑动变阻器最大阻值连入电路，电路中的电流 R0消耗的功率为 （3）[3]电路中的电流最大是0.6A，此时滑动变阻器接入电路的电阻为 此时滑动变阻器未接入电路的电阻丝的长度（即弹簧的伸长量）为 Δ 由图可知此时的拉力为400N。 （4）[4]用一只电压表（量程0~3V）与R0并联时电路中的最大电流为 此时滑动变阻器接入电路的电阻为 此时滑动变阻器未接入电路的电阻丝的长度（即弹簧的伸长量）为 Δ 由图可知此时拉力为 设拉力提升的百分数为n，则 （5）[5]从电路安全的角度考虑，当滑片位于b端时，滑动变阻器接入阻值为0，此时电路中的电流应不大于0.6A，此时电路中的总电阻为 所以其它条件不变时，R0接入的阻值不应小于 11．综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示，电源电压为 V，电路允许的最大功率为 W；再串联一个 Ω的电阻，R2滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全。 【答案】 4.5 1.125 3 【详解】[1][2][3]闭合开关S后，两电阻与灯泡串联，电压表V1测量灯泡两端电压，电压表V2的示数非线性降低，根据串联分压可知，电压表V2测量变阻器两端电压或测量变阻器、定值电阻两端总电压；又当滑片在最右端时，电压表V1的示数为0.5V，电压表V2的示数为3.5V，灯泡L正常发光时，电压表V1的示数为2.5V，电压表V2的示数为0.75V，即 0.5V+3.5V>2.5V+0.75V 两种状况下总电压不相等，可知电压表V2测量变阻器两端电压，电源电压为 将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动时，接入电阻不断变小，根据串联分压可知电压表V1的示数不断增大，灯泡L正常发光时，电压表V1的示数为2.5V，电压表V2的示数为0.75V，此时 联立可得 灯泡L正常发光时，电路中的电流最大，为0.25A，电路允许的最大功率为 当灯泡正常发光时允许的电流最大，且变阻器接入为零时，R1定值电阻两端电压为 则根据串联分压可知，新接入电阻两端电压为 则串联的电阻为 12．如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。 C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm；1m3的质量为5kg。 机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外-50℃以下的冷空气不断压缩；导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。 （1）图所示实验中，能反映电动机工作原理的是 。 （2）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作。 ① 若将R1的阻值适当减小，则受控电路将在比设定温度 （选填“高”或“低”）的温度下被接通。 ② 当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路.已知热敏电阻的电流随电压变化的I-U图像如图丙，则此时控制电路中的电流为 A。 （3）飞机利用测距传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图a所示，如图b所示的检测电路，电源电压恒定，要使高度表(实质是电流表或电压表)的示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在 （选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度 （选填“均匀”或“不均匀”）。 【答案】 A 低 0.002 3 不均匀 【详解】(1)[1]A．图中有电源，闭合开关后，导线会运动起来，能反映电动机工作原理，选项A符合题意； B．图中当导线切割磁感线运动时，灵敏电流计中会有电流流过，这是反映发电机的工作原理，B项不合题意； C．图中是电磁继电器的工作原理，不是电动机，C项不合题意； D．图中转动风扇叶，小灯泡发光，这是发电现象，反映发电机的工作原理，不是电动机工作原理，D项不合题意。 (2)[2]若将R1的阻值适当减小，这时R2的大小不变，根据可知，电路中的电流变大，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作，这时R2对应的温度较低，即受控电路将在比设定温度低的温度下被接通； [3]从图丙可以看到，热敏电阻的电压是4V时，此时电路中电流是2mA，电阻R1阻值是1kΩ，那么电阻R1的电压是 两电阻的电压之和等于电源电压，符合题意，所以此时控制电路中的电流为0.002A； (3)[4]由题意可知，高度表的示数能随飞行高度的增大而增大，当飞行高度增大时，电阻R1的大小也在变大，从图b可以看到，不可能是安装在2位置，因为这是放电流表的，电流在变小，也不是在1位置，因为流过R0的电流在变小，R0的电压也在变小，应该是3位置，电阻R1的电压在变大； [5]从图a可以看到，设，R1的电压是，电源电压是，由欧姆定律可得到 这是R1的电压与飞机飞行高度的函数关系式，可知该高度表示数刻度是不均匀的。 13．莜莜同学在研究自己的一个能发热发光的小玩具，有一个小盒子无法打开。只知道有两个发热电阻。她把已知电路用电路图的形式画了出来，小盘子里的未知部分用虚线框表示。如图所示，只闭合S1的时候只发光不发热，电压表示数为6 V，只闭合S3的时候既发光又发热，但发热功率最小，灯泡的功率只有上一状态的，电路的总功率为0.6 W。只闭合S1、S2的时候既发光又发热，发热功率略大。电流表示数为0.5 A。同时闭合S1、S2、S3，既发光又发热，且发热功率最大。电源电压和灯L的电阻保持不变。求： (1)只闭合S3时灯泡两端的电压 ； (2)把虚线框内电路图补充完整 ； (3)当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总功率 。 【答案】 【详解】(1)[1]只闭合S1的时候只发光不发热，电压表示数为6V，电路只有灯泡接入，电源电压是6V，灯泡的功率是 只闭合S3的时候灯泡的功率只有上一状态的，即 可知只闭合S3时灯泡两端的电压是； (2)[2]只闭合S1的时候只发光不发热，电路只有灯泡接入，只闭合S3的时候既发光又发热，但发热功率最小，由可知电路的总电阻最大，由电阻的串联可知，灯泡和两个电阻串联，闭合S1、S2、S3，既发光又发热，且发热功率最大，由可知电路的总电阻最小，由电阻的并联可知，灯泡与两个电阻并联，只闭合S1、S2的时候既发光又发热，发热功率略大，说明灯泡和其中一个电阻并联，如图所示； (3)[3]由题意可知，只闭合S1的时候，灯泡的电功率是，只闭合S3的时候，灯泡的电功率是 而灯泡的功率只有上一状态的，即 电路的总功率为0.6 W，即 只闭合S1、S2的时候，灯泡和R1并联接在电路中，电流表示数为0.5 A，这是总电流，可知 从上式可求得，，，当开关S1、S2、S3都闭合时，电路消耗的总功率是 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$