专题05 力学与电学计算题（压轴题）--【好题汇编】2024年中考物理三模试题分类汇编（湖南专用）

专题05：力学与电学压轴题(计算题) 本专题选自湖南省2024年各地的一模模拟考试试卷中计算题中出现的力学和电学压轴题。 目录 一、力学计算题 1 二、电学计算题 9 一、力学计算题 1．（2024·湖南·三模）如图所示，一个质量为1.6kg、棱长为0.1m的均匀实心立方体物体，浸没在水中并沉底（物体与容器底不密合）。（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）物体的密度； （2）物体受到水的浮力； （3）物体对容器底部的压强。 2．（2024·湖南·三模）如图的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮组，可在O、D两点间移动，不计“水平臂”的重力、滑轮的重力、绳重及摩擦。g取10N/kg。 （1）已知：，，，若在D点用此“塔吊”能起吊起重为的货物，求：①此货物的质量；②C端配重体的质量； （2）“塔吊”通过功率为5kW的电动机带动如图乙所示的滑轮组竖直吊起物体。某次将重为的货物G匀速提高20m，求：电动机对滑轮组钢丝上水平拉力F的大小及电动机工作的时间。 3．（2024·湖南娄底·三模）为防止溺水事故的发生，研发者研发出了如图所示的救生手环。在某次性能测试中，测试者戴上手环下潜到湖面下5m处（未接触湖底），打开手环开关，手环瞬间弹出一个体积为的气囊。已知测试者的质量为63kg，密度是，不计手环的质量和体积。（，）。请回答下列问题： （1）测试者的重力是多少？ （2）下潜过程中水对测试者的压强怎样变化？ （3）测试者从水下5m深处上浮到水面需克服重力做多少功？ （4）测试者在湖面下5m处打开手环开关，能否安全浮出水面？通过计算说明。 4．（2024·湖南衡阳·模拟预测）一个底面积为、足够深的圆柱形薄壁容器放在水平台面上，已知容器重2kg，容器内原装有10cm深的水。现用一轻质细铁丝绑着一块体积为、底面积为的物体，缓慢地将其浸没在水中，再松开铁丝，待水面稳定后，水对容器底部的压强与容器对水平台面的压强之比为。请你计算： （1）求容器没有装水时的重力； （2）求放入物体前水对容器底的压强； （3）求物体浸没在水中时受到的浮力； （4）求物体的密度。 5．（2024·湖南邵阳·模拟预测）为美化环境造福人民，某城市管理局在治理护城河时修建了一座桥。如图甲所示，使用吊车向河底投放圆柱形混凝土构件，在整个投放过程中，混凝土构件以0.05m/s的速度匀速竖直下降。图乙是钢丝绳的拉力F随时间t的变化图像。当时吊车开始投放混凝土构件，到100s时结束，此时构件竖立在河中。（已知水的密度为，混凝土的密度为，钢筋的密度为，g取，水的阻力忽略不计）求： （1）混凝土构件完全浸没时所受浮力； （2）投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强； （3）通过计算说明这种混凝土构件有没有钢筋制作的骨架。 6．（2024·湖南长沙·模拟预测）如图，重为200N的正方体形薄侧壁玻璃槽，底面积为，放在水平台面上，向槽中加水至水深0.4m（，）。 （1）求水对玻璃槽底部的压强和槽底对水平台面的压强； （2）将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中，当其静止时，测出该物块露出水面的高度为4cm，求该物块的密度； （3）用力垂直向下作用在物块的上表面，使物块露出水面的高度为2cm并保持静止，求此时力F的大小。 二、电学计算题 7．（2024·湖南·三模）某自制电加热器有高温、中温和低温三挡，简化电路如图所示。电热丝、，（不考虑其电阻变化）。通过控制开关、的断开或闭合状态，可以让电加热器在不同挡位工作。已知该电加热器电压为10V，中温挡电功率P中为10W，电流表的量程为0~3A。求： （1）中温挡的电流大小； （2）电热丝的阻值； （3）使用高温挡时，电热火锅在1min内产生的热量； （4）若电源电压可调，为保证电路安全，求此电加热器消耗的最大电功率。 8．（2024·湖南邵阳·三模）如图所示是小洁同学设计的一个调光台灯的电路图， 电灯 L标有“220V  25W”（不计温度对电阻的影响，电源电压保持不变）： （1）电灯 L的电阻是多少？ （2）求灯正常工作一分钟所消耗的电能。 （3）当电灯 L 的实际功率是9W时，滑动变阻器消耗的功率是多少？ 9．（2024·湖南娄底·三模）为应对夏季汛情，某科技小组设计了一个监测湖水水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，为定值电阻；R是竖直放置的长条形电阻片，浮子可带动金属滑杆在竖直方向上下移动，与R组成滑动变阻器（最大阻值），当电流表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表变化关系如图丙。 （1）当水位为175m时，R接入电路的阻值为多少？ （2）水位升高时，电流表的示数怎样变化？ （3）该电路的电源电压为多少？ （4）消耗的最小功率为多少？ （5）当水位达到190m时，电流表的示数为多少A？ 10．（2024·湖南衡阳·模拟预测）如图甲所示，水平地面上放着一足够高的薄壁柱形容器，在其底部紧密嵌入一个力敏电阻Rx（上表面涂有薄的绝缘漆并与容器底内表面相平），其阻值大小与所受液体压强p的关系如图乙，为阻值为60Ω的定值电阻，B是底面积50cm2、高20cm、重为20N的长方体，通过轻质弹簧挂于杠杆D点；物体A是重为40N，边长为10cm的正方体，通过细线挂于杠杆点，该轻质杠杆支点为，。现向容器中缓慢加入一定量的水使B部分浸入水中，此时容器中水深12cm，B浸入水中的深度为8cm，电流表的示数为0.04A，杠杆始终处于水平平衡状态，已知电流表的量程为，电压表的量程为，弹簧受到的力每改变1N，其长度就改变1cm（弹簧形变均在弹性限度内）。求： （1）B受到的浮力； （2）电源电压； （3）A对地面的压强； （4）若再向容器中缓慢加入一定量的水，杠杆始终处于水平平衡状态，在保证电路安全的情况下，物体A对水平地面的最大压强。 11．（2024·湖南长沙·模拟预测）如图甲所示，电源电压为8V，且保持不变，定值电阻。求： （1）图甲中，闭合开关S，电路中的电流； （2）图甲中，若将开关S与电源的位置对换后，再闭合开关S，此时电路消耗的总功率； （3）若用额定功率为4W的灯泡L替换的位置，并改变开关S的位置，如图乙所示，闭合开关S，灯泡L恰好正常发光，则灯泡L的额定电压是多少？ 12．（2024·湖南·模拟预测）如图是小梅设计的身高测量仪原理图，电源电压恒定，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，定值电阻R0=10Ω，电阻丝R阻值为100Ω，电阻丝长为L，上端为A下端为B，B离地高度为h，其阻值与长度成正比，滑片P随身高的变化竖直上下移动且接触良好，闭合开关S后，身高h1=160cm的小涵站在踏板上时电压表示数为3V，滑片P恰好在R的中点；身高h2=184cm的小丁站在踏板上时电流表示数为0.5A。问： （1）电源电压有多大？ （2）电阻丝长度L有多大？ （3）电阻丝下端（B端）离地高度为h有多大？ （4）该测量仪能够测量的最大身高有多高？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！7 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05：力学与电学压轴题(计算题) 本专题选自湖南省2024年各地的一模模拟考试试卷中计算题中出现的力学和电学压轴题。 目录 一、力学计算题 1 二、电学计算题 9 一、力学计算题 1．（2024·湖南·三模）如图所示，一个质量为1.6kg、棱长为0.1m的均匀实心立方体物体，浸没在水中并沉底（物体与容器底不密合）。（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）物体的密度； （2）物体受到水的浮力； （3）物体对容器底部的压强。 【答案】（1）1.6×103kg/m3 ；（2）10N ；（3）600Pa 【详解】解：（1）由题意及密度公式可得，物体的密度为 （2）由题意可得，物体处于沉底状态，排开液体的体积等于物体的体积，由阿基米德原理可得 （3）由题意可得，物块的重力为G=mg=1.6kg×10N/kg=16N 对物体进行受力分析可得，物体此时受重力、浮力和容器底部对物体的支持力，则有 物体对容器底部的压力大小等于容器底部对物体的支持力，则有物体对容器底部的压强为 答：（1）物体密度位1.6×103kg/m3； （2）水的浮力为10N； （3）物体对容器底部的压强为600Pa。 2．（2024·湖南·三模）如图的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮组，可在O、D两点间移动，不计“水平臂”的重力、滑轮的重力、绳重及摩擦。g取10N/kg。 （1）已知：，，，若在D点用此“塔吊”能起吊起重为的货物，求：①此货物的质量；②C端配重体的质量； （2）“塔吊”通过功率为5kW的电动机带动如图乙所示的滑轮组竖直吊起物体。某次将重为的货物G匀速提高20m，求：电动机对滑轮组钢丝上水平拉力F的大小及电动机工作的时间。 【答案】（1），；（2），40s 【详解】解：（1）若在D点用此“塔吊”能起吊起重为的货物，则此货物的质量为 由杠杆平衡条件可得 解得 （2）由图可知动滑轮上绳子股数为2，绳端移动的距离 则钢丝绳上水平拉力 拉力做的功 电动机工作时间 答：（1）此货物的质量为，C端配重体的质量为； （2）电动机对滑轮组钢丝上水平拉力F的大小为，电动机工作的时间为40s。 3．（2024·湖南娄底·三模）为防止溺水事故的发生，研发者研发出了如图所示的救生手环。在某次性能测试中，测试者戴上手环下潜到湖面下5m处（未接触湖底），打开手环开关，手环瞬间弹出一个体积为的气囊。已知测试者的质量为63kg，密度是，不计手环的质量和体积。（，）。请回答下列问题： （1）测试者的重力是多少？ （2）下潜过程中水对测试者的压强怎样变化？ （3）测试者从水下5m深处上浮到水面需克服重力做多少功？ （4）测试者在湖面下5m处打开手环开关，能否安全浮出水面？通过计算说明。 【答案】（1）630N，（2）压强增大；（3）3150J；（4）能 【详解】解：（1）测试者的重力 （2）在下潜过程中，深度增加，由知测试者受到水的压强增大； （3）测试者的重力，上升的高度，所以克服重力做的功 （4）测试者的体积 气囊完全打开瞬间，测试者和气囊浸没在水中受到总浮力 而测试者的重力，显然，所以能安全浮出到水面直到漂浮。 答：（1）测试者的重力是630N， （2）下潜过程中水对测试者的压强增大； （3）测试者从水下5m深处上浮到水面需克服重力做功为3150J； （4）测试者在湖面下5m处打开手环开关，能安全浮出水面。 4．（2024·湖南衡阳·模拟预测）一个底面积为、足够深的圆柱形薄壁容器放在水平台面上，已知容器重2kg，容器内原装有10cm深的水。现用一轻质细铁丝绑着一块体积为、底面积为的物体，缓慢地将其浸没在水中，再松开铁丝，待水面稳定后，水对容器底部的压强与容器对水平台面的压强之比为。请你计算： （1）求容器没有装水时的重力； （2）求放入物体前水对容器底的压强； （3）求物体浸没在水中时受到的浮力； （4）求物体的密度。 【答案】（1）20N；（2）1000Pa；（3）20N；（4）若漂浮：；若沉底： 【详解】解：（1）容器没有装水时的重力为G=mg=2kg×10N /kg=20N （2）放入物体前，水深10cm，水对容器底的压强为p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa （3）物体浸没在水中时受到的浮力为F浮=ρ水gV排=ρ水gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N （4）松开铁丝后物体可能沉底或悬浮，也可能漂浮。 ①若物体悬浮或沉底，水的深度为 则水对容器底部的压强为 由于水对容器底部的压强与容器对水平台面的压强之比为2∶3，所以容器对水平台面的压强为 由得，容器对水平地面的压力为 容器、物体、水的总重力为 由G=mg可得，容器、物体、水的总质量为 水的质量为m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×300×10×10-6cm3=3kg 物体的质量为 物体的密度为 ②若松开铁丝后物体漂浮，因容器为圆柱形容器，且物体漂浮，则此时水对容器底的压力为 容器对水平地面的压力为 此时水对容器底部的压强为 此时容器对水平地面的压强为 水对容器底部的压强与容器对水平地面的压强之比为2∶3，解得，物体的重力为 物体的质量为 物体的密度为 答：（1）求容器没有装水时的重力为20N； （2）放入物体前水对容器底的压强为1000Pa； （3）物体浸没在水中时受到的浮力为20N； （4）若漂浮：；若沉底：。 5．（2024·湖南邵阳·模拟预测）为美化环境造福人民，某城市管理局在治理护城河时修建了一座桥。如图甲所示，使用吊车向河底投放圆柱形混凝土构件，在整个投放过程中，混凝土构件以0.05m/s的速度匀速竖直下降。图乙是钢丝绳的拉力F随时间t的变化图像。当时吊车开始投放混凝土构件，到100s时结束，此时构件竖立在河中。（已知水的密度为，混凝土的密度为，钢筋的密度为，g取，水的阻力忽略不计）求： （1）混凝土构件完全浸没时所受浮力； （2）投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强； （3）通过计算说明这种混凝土构件有没有钢筋制作的骨架。 【答案】（1）400N；（2）2.5×104Pa；（3）这种混凝土构件有钢筋制作的骨架 【详解】解：（1）由图乙可以看出，混凝土构件重G=1200N，当时间为时，拉力大小不再改变，混凝土构件完全浸没在水中，构件所受浮力为 （2）由图乙读出构件完全浸没在水中后下落到底部所需的时间为 构件顶部到水面的深度为 构件顶部受到水的压强为 （3）由图乙可知，构件的重力为，由可得构件的体积为 由 得构件的密度 因为 所以这种混凝土构件有钢筋制作的骨架。 答：（1）混凝土构件的浮力是400N； （2）投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强是2.5×104Pa； （3）这种混凝土构件有钢筋制作的骨架。 6．（2024·湖南长沙·模拟预测）如图，重为200N的正方体形薄侧壁玻璃槽，底面积为，放在水平台面上，向槽中加水至水深0.4m（，）。 （1）求水对玻璃槽底部的压强和槽底对水平台面的压强； （2）将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中，当其静止时，测出该物块露出水面的高度为4cm，求该物块的密度； （3）用力垂直向下作用在物块的上表面，使物块露出水面的高度为2cm并保持静止，求此时力F的大小。 【答案】（1）4×103Pa，5×103Pa；（2）；（3）8N 【详解】解：（1）水对玻璃槽底部的压强p1=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa 水的质量m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.2×0.4m3=80kg 水的重力G水=m水g=80kg×10N/kg=800N 槽底对水平台面的压强 （2）正方体物块漂浮，则有 F浮=G ρ水gV排=ρ物gV物 则可得     （3）使物块露出水面的高度为2cm并保持静止，此时压力等于2cm高的木块受到的浮力，即 F=ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×20×2×10-6m3=8N 答：（1）水对玻璃槽底部的压强为4×103Pa，槽底对水平台面的压强为5×103Pa； （2）该物块的密度为； （3）此时力F的大小为8N。 二、电学计算题 7．（2024·湖南·三模）某自制电加热器有高温、中温和低温三挡，简化电路如图所示。电热丝、，（不考虑其电阻变化）。通过控制开关、的断开或闭合状态，可以让电加热器在不同挡位工作。已知该电加热器电压为10V，中温挡电功率P中为10W，电流表的量程为0~3A。求： （1）中温挡的电流大小； （2）电热丝的阻值； （3）使用高温挡时，电热火锅在1min内产生的热量； （4）若电源电压可调，为保证电路安全，求此电加热器消耗的最大电功率。 【答案】（1）1A；（2）；（3）1350J；（4）32.4W 【详解】解：根据可知：当闭合，接a时，与并联接入电路，最小，最大，为高温档；当断开，接b时，与串联接入电路，此时最小，为低温档；仅当闭合时，只有接入电路，此时居中，为中温档。 （1）由得中温挡的电流 （2）由 可得电热丝R1的阻值 （3）高温档时R1与R2并联，此时的电路的总电功率为 热火锅在1min内产生的热量 （4）当R1与R2并联时，相同的电源电压下电加热器消耗的电功率最大。根据电阻丝的铭牌，可知电热丝R1和R2两端允许接入的最大电压分别为 由于20V>12V，所以为保证电路安全，若将电源电压调为，此时并联电路的总电流为 故电源电压最大可调为12V，此时电加热器消耗的最大电功率 答：（1）中温挡的电流大小为1A； （2）电热丝R1的阻值10Ω； （3）使用高温挡时，电热火锅在1min内产生的热量为1350J； （4）此电加热器消耗的最大电功率32.4W。 8．（2024·湖南邵阳·三模）如图所示是小洁同学设计的一个调光台灯的电路图， 电灯 L标有“220V  25W”（不计温度对电阻的影响，电源电压保持不变）： （1）电灯 L的电阻是多少？ （2）求灯正常工作一分钟所消耗的电能。 （3）当电灯 L 的实际功率是9W时，滑动变阻器消耗的功率是多少？ 【答案】（1）1936Ω；（2）1500J；（3）6W 【详解】解：（1）灯泡的电阻 （2）求灯正常工作一分钟所消耗的电能 （3）当电灯L 的实际功率是 9W时,电路中的电流为 此时电路中的总功率为 滑动变阻器消耗的功率是 答：（1） 电灯 L的电阻为 1936Ω； （2）求灯正常工作一分钟所消耗的电能 1500J； （3）当电灯 L的实际功率是9W时，滑动变阻器消耗的功率是6W。 9．（2024·湖南娄底·三模）为应对夏季汛情，某科技小组设计了一个监测湖水水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，为定值电阻；R是竖直放置的长条形电阻片，浮子可带动金属滑杆在竖直方向上下移动，与R组成滑动变阻器（最大阻值），当电流表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表变化关系如图丙。 （1）当水位为175m时，R接入电路的阻值为多少？ （2）水位升高时，电流表的示数怎样变化？ （3）该电路的电源电压为多少？ （4）消耗的最小功率为多少？ （5）当水位达到190m时，电流表的示数为多少A？ 【答案】（1）60Ω；（2）水位升高时，电流表的示数变大；（3）9V；（4）0.3W；（5）0.2A 【详解】解：（1）由图乙可知，水位为175m时，R接入电路的阻值为60Ω； （2）水位升高时，R接入电路的阻值减少，电路总电阻减少，由欧姆定律可知，电流表的示数增大； （3）电阻片R接入电阻最大（设为）时，电流表示数最小（设为），R接入电阻最小（为0）时，电流表示数最大（设为），则电源电压 ① ② 解得。该电路的电源电压为 （4）电路中最小电流是0.1A，消耗的最小功率 （5）由图乙可知，水位升高 变阻器的阻值变化量是60Ω，水位的变化量和变阻器的阻值变化量成正比，当水位升高 则变阻器的阻值变化量是由 得。此时变阻器连入电路的电阻 当水位达到190m时，电流表的示数为 答：（1）当水位为175m时，R接入电路的阻值为60Ω； （2）水位升高时，电流表的示数变大； （3）该电路的电源电压为9V； （4）R0消耗的最小功率为0.3W； （5）当水位达到190m时，电流表的示数为0.2A。 10．（2024·湖南衡阳·模拟预测）如图甲所示，水平地面上放着一足够高的薄壁柱形容器，在其底部紧密嵌入一个力敏电阻Rx（上表面涂有薄的绝缘漆并与容器底内表面相平），其阻值大小与所受液体压强p的关系如图乙，为阻值为60Ω的定值电阻，B是底面积50cm2、高20cm、重为20N的长方体，通过轻质弹簧挂于杠杆D点；物体A是重为40N，边长为10cm的正方体，通过细线挂于杠杆点，该轻质杠杆支点为，。现向容器中缓慢加入一定量的水使B部分浸入水中，此时容器中水深12cm，B浸入水中的深度为8cm，电流表的示数为0.04A，杠杆始终处于水平平衡状态，已知电流表的量程为，电压表的量程为，弹簧受到的力每改变1N，其长度就改变1cm（弹簧形变均在弹性限度内）。求： （1）B受到的浮力； （2）电源电压； （3）A对地面的压强； （4）若再向容器中缓慢加入一定量的水，杠杆始终处于水平平衡状态，在保证电路安全的情况下，物体A对水平地面的最大压强。 【答案】（1）4N；（2）6V；（3）3200Pa；（4）3350Pa 【详解】（1）B浸入水中的体积 B受到的浮力 （2）压敏电阻受到的液体压强 由图乙可知此时压敏电阻接入电路的阻值为90Ω，闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得电源电压 （3）对物体B进行受力分析知 根据杠杆平衡条件知 对A进行受力分析可知地面对A的支持力 则A对地面的压力为 物体A对于地面的压强 （4）电流表的量程为，电压表的量程为，电压表示数最大为3V， 根据欧姆定律可得此时通过电路的电流 电路安全。此时压敏电阻两端的电压 压敏电阻接入电路的阻值 由图乙可知压敏电阻受到的压强为2100Pa，此时容器中水深 假设B位置不变，则此时B浸入水中的深度为 实际B受到的浮力变大，弹簧测力计的示数变小，弹簧长度变短，B位置升高，设弹簧变化的长度为，此时B受到的浮力 ① 弹簧受到的力每改变1N，其长度就改变1cm=0.01m，则拉力减小 则此时受到的浮力 ② ①②联立可得 此时B受到的浮力 B对弹簧的拉力 即杠杆D端受到的拉力为13N，根据杠杆平衡条件可得 代入数据可得 解方程可得：FC=6.5N，即细线对A的拉力为6.5N，A对地面的压力 A对地面的压强 答：（1）B受到的浮力为4N； （2）电源电压为6V； （3）物体A对于地面的压强3200Pa； （4）若再向容器中缓慢加入一定量的水，杠杆始终处于水平平衡状态，在保证电路安全的情况下，物体A对水平地面的最大压强为3350Pa。 11．（2024·湖南长沙·模拟预测）如图甲所示，电源电压为8V，且保持不变，定值电阻。求： （1）图甲中，闭合开关S，电路中的电流； （2）图甲中，若将开关S与电源的位置对换后，再闭合开关S，此时电路消耗的总功率； （3）若用额定功率为4W的灯泡L替换的位置，并改变开关S的位置，如图乙所示，闭合开关S，灯泡L恰好正常发光，则灯泡L的额定电压是多少？ 【答案】（1）2A；（2）24W；（3）4V 【详解】解：（1）闭合开关S，R2被短路，电路为只有R1的简单电路，电路中的电流为 （2）图甲中，若将开关S与电源的位置对换后，再闭合开关S，电路图如下图所示： 此时R1、R2并联，开关控制R1，R1消耗的电功率为 R2消耗的电功率为 电路消耗的总功率为 （3）由图乙可知，R1和灯泡串联，设灯泡的额定电流为，则灯泡的额定电压为① 则定值电阻两端电压为② 根据串联分压知识，电路的总电压可表示为③ 代入数据，联立①②③可得，，则灯泡L的额定电压为 答：（1）图甲中，闭合开关S，电路中的电流为2A； （2）图甲中，将开关S与电源的位置对换后，再闭合开关S，此时电路消耗的总功率为16W； （3）灯泡L的额定电压是4V。 12．（2024·湖南·模拟预测）如图是小梅设计的身高测量仪原理图，电源电压恒定，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，定值电阻R0=10Ω，电阻丝R阻值为100Ω，电阻丝长为L，上端为A下端为B，B离地高度为h，其阻值与长度成正比，滑片P随身高的变化竖直上下移动且接触良好，闭合开关S后，身高h1=160cm的小涵站在踏板上时电压表示数为3V，滑片P恰好在R的中点；身高h2=184cm的小丁站在踏板上时电流表示数为0.5A。问： （1）电源电压有多大？ （2）电阻丝长度L有多大？ （3）电阻丝下端（B端）离地高度为h有多大？ （4）该测量仪能够测量的最大身高有多高？ 【答案】（1）18V；（2）100cm；（3）110cm；（4）190cm 【详解】解：（1）由甲图可知，开关闭合后，变阻器R和定值电阻R0串联，电压表测量定值电阻R0两端的电压，电流表测量电路中的电流，滑片在中点时，变阻器接入电阻为最大阻值的，阻值为 根据电压表的示数U0=3V，定值电阻的阻值R0=10Ω，由欧姆定律可知电路中的电流 根据串联电路的规律可得，变阻器中的电流I中=I0=0.3A 欧姆定律可得，变阻器两端电源电压U中=I中R中=0.3A×50Ω=15V 根据串联电路电压规律可得，电源电压U=U0+U中=3V+15V=18V （2）由题意可知当身高h1=160cm，变阻器接入电阻为R中=50Ω，当身高h2=184cm的小明站在踏板上时电流表示数为I′=0.5A，由欧姆定律可得电路的总电阻 由串联电路电阻规律可得变阻器接入电路的电阻R′=R总﹣R0=36Ω﹣10Ω=26Ω 身高的变化量Δh=h2﹣h1=184cm﹣160cm=24cm 变阻器接入电路的电阻变化量 变阻器接入电阻与接入长度的比值 所以电阻丝长度 （3）电阻丝下端（B端）离地高度为 （4）电流表的量程0~0.6A，电路中的最大电流I大=0.6A，由欧姆定律可得，电路中的总电阻 变阻器的接入电阻 此时所以接入电阻丝的长度 所以滑片P要在160cm基础上向上移动50cm﹣20cm=30cm 故身高为h3=h1+30cm=190cm 答：（1）电源电压为18V； （2）电阻丝长度L为100cm； （3）电阻丝下端（B端）离地高度为110cm； （4）该测量仪能够测量的最大身高为190cm。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！7 学科网（北京）股份有限公司 $$