13.电学主题整合7 力、电综合类相关计算 2025年物理中考专题复习（重庆）

电学主题整合7　 力、电综合类相关计算 2025版 物理 重庆专版 1.★(2024·渝北区模拟)小北学习了电学知识后，设计了一个可以直接测量金属圆柱体A浸入水中受到的浮力大小F的装置，该装置电路原理图如图所示，图中P为滑动变阻器的滑片，R0为定值电阻，L为金属材质的弹簧，f的表盘上能够直接显示出F的大小，下列分析正确的是 ( ) A．浮力F增大时，弹簧的长度将增大 B．向容器中继续加水，R两端电压减小 C．装置中的f表是用电流表改装而成 D. 浮力F减小时，电路的总功率变大 D 2025版 物理 重庆专版 2.(2024·包头)图甲为低温液化制酒示意图，天锅内装有1 m高的冷水，底部连有控制排水与注水的装置，该装置内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12 V，R1为热敏电阻，其阻值随天锅中水温变化关系如图丙所示，当水温达到50 ℃时，排水口打开将水全部排出；Rp为压敏电阻，其阻值随水对锅底的压强变化关系如图丁所示， 2025版 物理 重庆专版 当水压为0时，注水口打开排水口关闭，将冷水注入天锅，注水高度达到1m时注水口关闭。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，不考虑水的蒸发) (1)水高为1 m时，Rp的阻值为 Ω； (2)排水口刚打开时，电路中的电流为 A； (3)排水过程中，当R1的功率为1 W时，求Rp的阻值(设排水过程中水温保持50 ℃不变)。 100 0.06 2025版 物理 重庆专版 解：(3)水温达到50 ℃时热敏电阻为100 Ω，当R1的功率为1 W时，根据P＝I2R可知，电流： I′＝＝＝0.1 A， 根据串联电阻的规律及欧姆定律，Rp的阻值： Rp＝－R1＝－100 Ω＝20 Ω。 2025版 物理 重庆专版 3．(2024·渝中区模拟)某科技小组为了测量物质的密度，设计了一套测量装置。电源电压为18 V且保持不变，R0为定值电阻，出水口带有阀门的溢水杯装满水(如图甲所示)放置在压力传感器R上，闭合开关时电流表的示数为0.3 A，电压表示数为3 V；关闭阀门，把物块A放入水中沉底，如图乙所示，电流表的示数变化了0.15 A；再打开阀门，当水停止流出时，电流表的示数又变化了0.05 A。已知压力传感器上表面的面积为20 cm2，其阻值R与其受到的压力F的关系如图丙所示， 2025版 物理 重庆专版 g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3。求： (1)R0的阻值； (2)图甲中溢水杯对压力传感器的压强； (3)物块A的密度。 2025版 物理 重庆专版 解：(1)由电路图可知，两个电阻串联，电压表测量定值电阻两端的电压，根据欧姆定律可知，R0的电阻：R0＝＝＝10 Ω； 2025版 物理 重庆专版 (2)图甲中压力传感器的电压： U′＝U－U0＝18 V－3 V＝15 V， 则传感器的电阻：R＝＝＝50 Ω， 由图丙知，压力F＝4 N， 压强：p＝＝＝2 000 Pa； 2025版 物理 重庆专版 (3)当物块A放入溢水杯中，压力增大，R的电阻减小，电路中的电流增大，此时电流I′＝0.3 A＋0.15 A＝0.45 A， 此时电路总电阻：R总＝＝＝40 Ω， 传感器的电阻：R′＝R总－R0＝40 Ω－10 Ω＝30 Ω，由图丙可知，此时的拉力F′＝8 N，则物块的重力： G＝8 N－4 N＝4 N， 物块A的质量：m＝＝＝0.4 kg， 当打开阀门，水停止流出时，最终电流： I″＝0.3 A＋0.15 A－0.05 A＝0.4 A， 2025版 物理 重庆专版 此时电路总电阻：R′总＝＝＝45 Ω， 此时传感器的电阻： R'″＝R′总－R0＝45 Ω－10 Ω＝35 Ω， 由图丙知，此时的压力为F′＝7 N； 则物块排开水的重力：G′＝8 N－7 N＝1 N， 则物块A的体积：VA＝V排＝＝＝1×10－4 m3， 则物块A的密度： ρA＝＝＝4×103 kg/m3。 2025版 物理 重庆专版 4．(2024·沙坪坝区模拟)“疯狂物理杯”创新大赛中，评委对小杨的量水仪进行评审检测，其内部简化结构如图所示。一根轻质绝缘细杆将木块A与轻质滑片P固定在一起，底面积为0.01 m2的木块A放在圆柱形容器内，当容器中注入水时，滑片P随A的浮动在滑动变阻器R1上滑动。评委检测发现滑动变阻器ab一段发生短路，滑动变阻器的电功率P、电压表示数U与水深H的关系分别如图甲和乙所示。已知电源电压U0恒定不变，R2为定值电阻，R1的阻值与自身长度成正比(容器足够高，不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦)，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3。 2025版 物理 重庆专版 (1)当水深H＝5 cm时，求水对容器底的压强； (2)求木块A的重力； (3)求图甲和乙中对应H0的值。 2025版 物理 重庆专版 解：(1)当水深H＝5 cm时，水对容器底的压强： p＝ρ水gH ＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10－2 m ＝500 Pa； 2025版 物理 重庆专版 (2)根据图乙可知，当水深超过5 cm时，电压表开始有示数，表明此时木块A刚好开始离开容器底，处于漂浮状态，根据物体沉浮条件可得木块A的重力： G＝F浮＝ρ水gV排＝ρ水gHS ＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10－2 m×0.01 m2 ＝5 N； 2025版 物理 重庆专版 (3)根据图甲、乙可知，当R1两端电压U1＝1.5 V时，其功率为P1＝1.125 W，此时的电流： I1＝＝＝0.75 A， 此时滑动变阻器的阻值：R1＝＝＝2 Ω， 电源电压：U＝U1＋I1R2＝1.5 V＋0.75 A×R2① 同理，当R1两端电压U2＝3 V时，此时的电流： I2＝＝＝0.6 A， 当水深为10 cm时，此时滑动变阻器连入电路的阻值：R′1＝＝＝5 Ω， 2025版 物理 重庆专版 电源电压：U＝U2＋I2R2＝3 V＋0.6 A×R2② 联立①②可得：U＝9 V，R2＝10 Ω， 此时滑片向上移动的距离：h＝10 cm－7 cm＝3 cm， 则滑动变阻器每1 cm的电阻为1 Ω，当水位到达H0后，电压表示数不再增加，表明此时滑片处于最上端即最大阻值处，此时的R1的功率也为1.8 W，可得 P2＝I2Rmax＝()2Rmax＝()2Rmax ＝1.8 W 2025版 物理 重庆专版 解方程可得Rmax＝5 Ω(不符合题意)或20 Ω，则滑动变阻器最大阻值为20 Ω，对应的电阻丝的长度为L＝1 cm/Ω×20 Ω＝20 cm， 由图乙可知，当水位在10～13 cm时，电压表示数不变，表明接入电阻不变，即短路部分的长度为 l＝13 cm－10 cm＝3 cm， 故图甲和乙中对应H0的值： H0＝H＋L＋l＝5 cm＋20 cm＋3 cm＝28 cm。 2025版 物理 重庆专版 2025版 物理 重庆专版 $$