专练3 动态电路型电路综合计算-【一战成名新中考·5行卷】2024广西中考物理·方向性试题强化训练

方向性试题强化训练!广西物理 专练 %!动态电路型电路综合计算 "北部湾 #$#$ ) "#*% !"兴趣小组利用电流表制作了一个简易电子 秤!如图是其工作原理图"已知电源两端电压 为 % K且保持不变!滑动变阻器 !的最大阻 值为 %$ $ !接入电路的电阻!大小与所测质 量5满足关系!>@5!@>#$ $ AF@"电子秤空 载时!电流表示数是 $"% ,!电子秤最大称量 为 + F@"求) "+#定值电阻! $ 的阻值( "##最大称量时!该电子秤的总功率( "%#小组同学对电路进行改装!用电压表替 换电流表显示物体的质量!要求物体质量越 大!电压表示数也越大"试分析电压表的并联 位置和电压表改装的电子秤的刻度分布是否 均匀!并说明理由" 第 + 题图 #"如图甲是一个简易保温箱原理图!虚线框内 为加热电路部分!闭合开关 2!加热电路给保 温箱加热!! + 为定值电阻!! # 为可变电阻(= 是电阻不计的温度传感器!作用相当于一个 温控开关!当温度高于某一设定值时!传感器 发出信号!电源断开!停止加热)当温度低于 某一设定值时!传感器发出信号!接通电源加 热!从而使箱内温度保持在一定范围内"已 知!电源电压恒为 #' K!保温箱工作时加热电 路的最大功率为+'' 7!最小功率为#' 7" 第 # 题图 "+#求该电路在最大功率下工作时!通过电 路的电流( "##求可变电阻! # 的最大阻值( "%#调节可变电阻 ! # 为某一阻值!闭合开关 一段时间后!观察发现加热电路工作 #$ M后 温度传感器会切断电源!停止工作 +$ M后! 温度传感器又接通电源加热!如此反复工作 程序如图乙所示!在此工作程序下!加热电路 工作时的功率保持 ') 7不变!0 9OP 内保温 箱消耗电能多少焦耳 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! . (# 方向性试题强化训练!广西物理 %"学校物理兴趣小组的同学根据测试身高和体 重的测量仪的工作情况!设计了其电路原理 图!如图甲所示"电源9 - 的电压大小未知!电 压表量程为 $ &+0 K!电流表 , + 量程为 $ & $"1 ,!滑动变阻器 ! # 是竖直固定放置的电 阻棒!其滑片)可以随身高的变化竖直上下 移动(电源9 / 的电压为 % K!踏板下方有一 压敏电阻! % !其阻值随压力*大小变化规律 如图乙所示"同时闭合开关 2 + *2 # !身高 2 + > +(0 89的小明站在踏板上时!电流表 , # 的 示数为 $"#0 ,!此时滑片恰好在! # 中点!电 压表示数为 +'"' K!电流表 , + 的示数为 $"% ,(身高 2 # >+'$ 89的小红站在踏板上 时!电压表示数为 +# K!电流表, + 的示数为 $"1 ,!求) 第 % 题图 "+#小明的重力( "##滑动变阻器! # 的最大阻值( "%#小明测量身高和体重时!电路消耗的总 电功率是多少. 解)!!"根据甲图中右电路可知'电路为 * % 的简单电路'电流表$ # 测量电路电流' 小明站在踏板上时'由 )3 - * 可知'* % 的阻 值)* % 3 - & ) # 3 % = .2#( $ 3!# ' ' 由乙图可知'当* % 3!# ' 时'/3+.. D' 由于物体对水平面的压力大小等于物体的重 力'所以小明的重力)13/3+.. D( !#"甲图左侧电路中'* ! #* # 串联'电压表测 量* # 两端的电压'电流表 $ ! 测量电路中的 电流'根据 )3 - * 可得'滑动变阻器接入电路 的阻值)*中 3 - ! ) ! 3 !&2& = .2% $ 3&, ' ' 小明站在踏板上时'滑片恰好在* # 中点'则滑动 变阻器的最大阻值)* # 3#*中 3#/&, '3-* '( !%"由)3 - * 可得'小明站在踏板上时'- + 3 - ! G) ! * ! 3!&2& =G.2% $/* ! - ! ' 小红站在踏板上时'- + 3- # G) # * ! 3!# =G .2* $/* ! - # ' 联立 !# 可得)* ! 3, ' '- + 3!*2, =( 小明测量身高时'左侧电路的电功率 (左 3 - + ) ! 3!*2, =/.2%. $3(2.& 9' 右侧电路的电功率)(右 3-&)# 3% =/.2#( $3 .2+( 9' 则(总 3(左 G(右 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 3(2.& 9G.2+( 93(2+- 92 )# 参考答案及解析!广西物理 方 向 性 试 题 $&%由图知加热时两电阻并联"保温洗涤时电动机与 . ! 并 联"保温洗涤的功率正常"但是加热状态功率偏小"说明电动 机与. ! 的功率没有变化"只是 . % 的功率变小"根据 -3 0 ! . 知. % 的阻值变大了"要使加热状态恢复正常"需要减小 . % 的阻值或给. % 并联一段电热丝A $(解'$%%指示灯的阻值忽略不计"当开关 / 闭合"/E打至触点 G时"电阻. % !. ! !指示灯&串联在电路中"此时电路中总电 阻最大"电源电压一定"根据 -3 0 ! . 可知"此时电功率最小" 电中药壶处于低温挡"此时&灯亮# $!%当开关 /闭合"/E打至触点 8时"电阻. % !指示灯 !串联 在电路中"指示灯的阻值忽略不计"此时电路中总电阻最小" 电中药壶处于高温挡"高温挡功率-高温 3% !%" ?" 由-3 0 ! . 可知此时. % 的阻值&. % 3 0 ! -高温 3 $!!" @% ! % !%" ? 3#" & " 电中药壶处于低温挡时总电阻&.串 3 0 ! -低温 3 $!!" @% ! %"" ? 3 #0# & " 则. ! 3.串 2.% 3#0# &2#" &3### &# $&%电能表转盘转 !#& U时"电中药壶消耗的电能& ,3 !#& & """ 4?)P 3"("0% 4?)P" 低温挡电路的实际功率& -实际 3 , ) 3 "("0% 4?)P % P 3"("0% 4?30% ?" 由-3 0 ! . 可得"此时家庭电路两端的实际电压&0实际 3 -实际.槡 串 3 0% ?1#0#槡 &3%-0 @( %(解'$%%由电路图可知"当 / % !/ ! 闭合"/ & 接 >时"两电热丝并 联"电路的总电阻最小"由 -3 0 ! . 可知"电源的电压一定时" 电路的总功率最大"眼罩为高温挡" 眼罩高温挡功率&-高 3 0 ! . % 9 0 ! . ! 3 $# @% ! # & 9 $# @% ! 0 & 3' ?# $!%电池充满电后储存的电能& ,30/)3# @1! """ 1%"2& )1 & '"" <3!(00 1%" # >" 充满电"最多能在高温挡正常工作的时间& )3 , -高 3 !(00 1%" # > ' ? 3# 0"" <30" 7BC# $&%若电源电压变为 ' @"且高温挡的功率不变"则此时电路 中的电流&/13 -高 01 3 ' ? ' @ 3% )" 假设两电热丝的阻值不变"则通过两电热丝的电流分别为& / % 3 01 . % 3 ' @ # & 3%($ )"/ ! 3 01 . ! 3 ' @ 0 & 3"(:$ )" 要求只改变其中一个电热丝的阻值"且 / ! N/1N/ % "所以应改 变电热丝. % 的阻值"因并联电路中干路电流等于各支路电 流之和" 所以"通过改变后电阻丝. % 的电流& / % 13/12/ ! 3% )2"(:$ )3"(!$ )" 则该电热丝改变后的阻值&. % 13 01 / % 1 3 ' @ "(!$ ) 3!# & ( 专练 &.动态电路型电路综合计算 !(解'$%%电子秤空载时"只有定值电阻. " 工作"根据欧姆定律 /3 0 . 知"定值电阻. " 的阻值为& . " 3 0 / 3 & @ "(& ) 3%" & # $!%最大称量时"滑动变阻器接入电路的阻值为& .3:"3!" & 8451% 453!" & " 该电子秤的总功率为&-3 0 ! .总 3 $& @% ! %" & 9!" & 3"(& ?# $&%物体质量越大"滑片位置越往下"滑动变阻器接入的阻值 越大"滑动变阻器分压越多"若电压表并联在滑动变阻器的 两端时"电压表的示数会增大"符合题意# 当电压表并联在滑动变阻器的两端后" 电压表的示数为&0 . 3/.3 0. . " 9. 3 0:" . " 9:" " 解得&"3 0 . . " 0:20 . : 3 0 . ' @2!0 . 45" 因为"与 0 . 不成正比"所以电压表改装后的电子秤刻度分 布不均匀( #(解'$%%该电路在最大功率下工作时"由-30/可得" 通过电路的电流&/3 -大 0 3 %## ? !# @ 3' )# $!%当可变电阻接入电路中的电阻为零时"加热电路的功率 最大"由-30/3 0 ! . 可得". % 3 0 ! -大 3 $!# @% ! %## ? 3# & " 当可变电阻接入电路中的电阻最大时"加热电路的功率最 小"此时电路的总电阻&.总 3 0 ! -小 3 $!# @% ! !# ? 3!# & " 可变电阻 . ! 的最大阻值&. !大 3.总 2.% 3!# &2# &3 !" & # $&%由图乙可知"每 &" <内加热电路工作 !" <" 则 $ 7BC内加热电路工作的时间&)3 $ 1'" < &" < 1!" <3!"" <" 由-3 , ) 可得"$ 7BC内保温箱消耗电能& ,3-)3#0 ?1!"" <3- '"" >( $(解'$%%根据甲图中右电路可知"电路为. & 的简单电路"电流 表) ! 测量电路电流"小明站在踏板上时"由/3 0 . 可知" . & 的阻值&. & 3 0 & / ! 3 & @ "(!$ ) 3%! & " 由乙图可知"当. & 3%! & 时"33:"" =" 由于物体对水平面的压力大小等于物体的重力"所以小明的 重力&*333:"" =# $!%甲图左侧电路中". % !. ! 串联"电压表测量 . ! 两端的电 压"电流表) % 测量电路中的电流"根据/3 0 . 可得"滑动变阻 器接入电路的阻值&.中 3 0 % / % 3 %#(# @ "(& ) 3#0 & " 小明站在踏板上时"滑片恰好在. ! 中点"则滑动变阻器的最 大阻值&. ! 3!.中 3! 1#0 &3-' &# $&%由/3 0 . 可得"小明站在踏板上时"0 ! 30 % 9/ % . % " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 3%#(# @9 '" 参考答案及解析!广西物理 方 向 性 试 题 "(& )1. % * " " 小红站在踏板上时"0 ! 30 ! 9/ ! . % 3%! @9"(' )1. % * # " 联立 "# 可得&. % 30 & "0 ! 3%'(0 @# 小明测量身高时"左侧电路的电功率-左 30!/% 3%'(0 @1"(&" ) 3$("# ?" 右侧电路的电功率&-右 30&/! 3& @1"(!$ )3"(:$ ?" 则-总 3-左 9-右 3$("# ?9"(:$ ?3$(:- ?( 五!第 &"题专练"""压强!浮力综合应用题 专练 %.入水$出水型 !(解'$%%实心工件未浸入水中时"水深 # 3%$ 673"(%$ 7"则水对 容器底部的压强&4 % 3 !水 +#未 3%(" 1%" & 4587 & 1%" =8451 "(%$ 73%($ 1%" & FG# $!%!部分恰好浸没时"工件受到的浮力&3浮 3!水 + %排 3%(" 1 %" & 4587 & 1%" =84510" 1%" 2# 7 ! 1"(% 730 =" 工件受到的浮力大于工件自身的重力"说明细杆对工件作用 力方向竖直向下"则细杆对工件的压力 3 % 33浮 2*30 =2 : =3% =# $&%当!部分恰好浸没时"容器中水的深度为 # % 3 %排% $容 9#未 3 0" 1%" 2# 7 ! 1"(% 7 %"" 1%" 2# 7 ! 9%$ 1%" 2! 73"(!& 7" 将实心工件继续下压移动 ! 673"("! 7时"容器中水的总深 度 # ! 3 %排! $容 2$& 9# % 3 '" 1%" 2# 7 ! 1"("! 7 %"" 1%" 2# 7 ! 2'" 1%" 2# 7 ! 9"(!& 7 3"(!' 7" 容器高为 !$ 673"(!$ 7"小于容器中水应有的总深度"说明 有水溢出"实际水的深度为容器的高度 "(!$ 7"此时"水对容 器底部的压力&3 ! 34 ! $容 3!水 +#容 $容 3%(" 1%" & 4587 & 1 %" =8451"(!$ 71"("% 7 ! 3!$ =" 容器对桌面的压力3 & 33 ! 9*容 3!$ =9! =3!: =" 容器对桌面的压强4 & 3 3 & $容 3 !: = "("% 7 ! 3!(: 1%" & FG( #(解'$%%根据 ! 3 " % 可知溢出水的体积& %溢 3 "溢 !水 3 !"" 5 %(" 5867 & 3!"" 67 & " 因原溢水杯中没有装满水"则由题意和图示可得铝块排开水 的体积&%排 3$#! 9%溢 3&"" 67 ! 1! 679!"" 67 & 30"" 67 & 30 1%" 2# 7 & " 圆柱形铝块受到的浮力&3浮 3!水 + %排 3%(" 1%" & 4587 & 1 %" =84510 1%" 2# 7 & 30 =# $!%图乙中圆柱形铝块对容器底的压力为 ""则圆柱形铝块 处于漂浮状态" 根据漂浮条件可知"圆柱形铝块的重力&*33浮 30 =" 则圆柱形铝块的质量&"3 * + 3 0 = %" =845 3"(0 45# $&%根据甲!乙两图可知& %排 3$铝#浸 3$铝$#% 9#!%" 则铝块的横截面积&$铝 3 %排 # % 9# ! 3 0"" 67 & ' 679! 67 3%"" 67 ! " 原来溢水杯中水的体积&%水 3 "水 !水 3 % 0"" 5 %(" 5867 & 3% 0"" 67 & " 图乙中"溢水杯中剩余水的体积&%水13%水 2%溢 3% 0"" 67 & 2 !"" 67 & 3% '"" 67 & " 若此时再将圆柱形铝块竖直向上移动 #E3& 67"水面会降 低"设此时圆柱形铝块浸入水中的深度为 #"如解图所示& 第 ! 题解图 则由解图可知此时容器中水的体积为%水13 $#19$$ 2$铝%#" 此时铝块浸入水中的深度&# 3 %水12$#1 $ 2$铝 3 % '"" 67 & 2&"" 67 ! 1& 67 &"" 67 ! 2%"" 67 ! 3&($ 67 3"("&$ 7" 则此时铝块底部受到水的压强&43 !水 +# 3%(" 1%" & 4587 & 1 %" =8451"("&$ 73&$" FG( 专练 !.注水$排水型 !(解'$%%木块的重力&*木 3"木+ 3!木 %木+ 3"(' 1%" & 4587 & 1 $"(% 7% & 1%" =8453' =" 由图像知"当木块完全浸没时"此时细绳的拉力为 ' =" 木块浸没时受到的浮力&3浮 3*木 933' =9' =3%! =" 由 3浮 3!液 + %排 可 得" 液 体 的 密 度& !液 3 3浮 +%排 3 %! = %" =8451$"(% 7% & 3%(! 1%" & 4587 & # $!%第 %" <时"木块恰好漂浮$拉力为 "%"3浮13*木 3' =" 由 阿 基 米 德 原 理 公 式 可 得& %排1 3 3浮1 !液 + 3 ' = %(! 1%" & 4587 & 1%" =845 3$ 1%" 2# 7 & # $& % 第 %" <时木块露出高度& #露 3 %露 $木 3 %2%排1 $木 3 %" 2& 7 & 2$ 1%" 2# 7 & %" 2! 7 ! 3"("$ 7" 抽液机 " M%" <排出液体的体积& %排出 3$ $容 2$木 % #露 3 $&"" 2%""% 1%" 2# 7 ! 1"("$ 73%" 2& 7 & " 排出液体的质量&"排出 3!液 %排出 3%(! 1%" & 4587 & 1%" 2& 7 & 3%(! 45" 抽液机每秒排出液体的质量为&"E3 %(! 45 %" 3"(%! 45( #(解'$%%由43 ! +#可得液体的密度& !液 3 4 +# 3 % $"" FG %" =8451"(%$ 7 3% 1%" & 4587 & # $!%由题意知物体&的重力为 %! ="但在乙图中细线的拉力 变成了 %" ="由此可知物体!对物体&的支持力为 ! ="所以 &对!的压力也为 ! ="即3压 3! =" 已知!与&间的距离为I3: 67"则由乙图可知"当从甲图到 乙图物体!升高I后"物体!被液体浸没的深度&#浸 3# 2I 3%$ 672: 6730 673"("0 7" 物体!是体积为 % """ 67& 的实心均匀正方体"故其边长为 %" 67"所以乙图中物体 !排开液体的体积&%排 3%浸 3 #浸 D 1 % ! 3 0 67 %" 67 1% """ 67 & 30"" 67 & 30 1%" 2# 7 & " 所以物体 !受到的浮力&3浮 3!液 +%排 3% 1%" & 4587 & " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 1 ("