电学计算--2025年中考物理二轮复习

电学计算 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示的电路，电源电压恒为6V。L的规格为“5V 2.5W”（忽略电阻的变化），定值电阻 R1=30Ω， 滑动变阻器R2标有“40Ω 2A”字样，电流表 A 的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。调节其滑片P的位置并保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关S1，L的功率变化范围是0.144W~2.5W B．只闭合开关S1，R2的滑片P 向左移动，电压表的示数变小 C．开关S1、S2、S3都闭合，10s电路消耗的电能最多为36J D．开关S1、S2、S3都闭合，R2的滑片P 向右移动，R1的功率变小 【答案】C 【详解】AB．只闭合开关S1，灯泡L和变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，电流表测串联电路中的电流。R2的滑片P 向左移动时，R2的阻值变小，则总电阻变小，根据可知电流变大，根据可知灯泡L电压变大，则电压表的示数变大。电源电压恒为6V，电压表的量程为0~3V，所以L两端的电压最大为3V，小于灯泡的额定电压5V，则灯泡的最大功率小于额定功率2.5W；灯泡L的额定电流为 灯泡L的电阻为 电路中最小电流为 则L的功率最小为 L的最大功率为 则L的功率变化范围是0.144W~0.9W，故AB错误； CD．开关S1、S2、S3都闭合，、并联，电流表测干路电流。R2的滑片P 向右移动时，由于并联电路各支路独立工作，互不影响，所以R1的功率不变。电流表 A 的量程为0~0.6A，所以干路电流最大为0.6A，则10s电路消耗的电能最多为 故C正确，D错误。 故选C。 2．如图甲所示的电路，电源电压不变，L是标有“4V”字样的灯泡，定值电阻R0的阻值为90Ω，变阻器R标有“？Ω，1A”，两个电流表的量程均为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，图乙是L的电流随其电压变化的图像。当S闭合，S1、S2断开，且R连入电路阻值为总阻值的时，L恰好正常发光，电压表示数为5V。继续滑动滑片，下列计算正确的是（　　） A．R的最大阻值为10Ω B．当L功率为其额定功率的一半时，R接入的阻值为28Ω C．为保证电路安全，R的电阻取值范围为7Ω~40Ω D．当S、S1、S2都闭合，为保证电路安全，R的功率最大范围为2.025W~4.5W 【答案】D 【详解】A．当S闭合，S1、S2断开，且R连入电路阻值为总阻值的时，此时滑动变阻器R与小灯泡L串联，电压表V测滑动变阻器两端电压，电流表A测电路电流，由题意可知，此时滑动变阻器两端电压为 U滑=5V 此时小灯泡正常发光，由题意可知，小灯泡两端电压为 UL=4V 由串联电路的电压规律可得，电源电压为 由图乙可知当小灯泡电压为4V时，电流为0.5A，故此时滑动变阻器接入电阻为 故R的最大阻值为 故A错误； B．由A中分析可知L额定功率为 当L功率为其额定功率的一半时，即为1W时，由乙图知道，此时灯泡两端的电压为2.5V，电路中的电流为0.4A，根据串联电路的电压规律知道，此时滑动变阻器两端的电压为 由欧姆定律知道，此时滑动变阻器接入电路的电阻为 故B错误； C．两个电流表的量程均为0~0.6A，根据欧姆定律可知，当流过小灯泡所在支路的电流最大时，R的接入电阻最小，而小灯泡的额定电流为0.5A，故该支路的最大电流为0.5A，由A中分析可知，此时R的接入电阻为10Ω，而R的最大阻值为40Ω，故为保证电路安全，R的电阻取值范围为10Ω~40Ω，故C错误； D．当S、S1、S2都闭合，由电路图可知，此时滑动变阻器R与定值电阻R0并联，小灯泡被短路，电流表A1测流过定值电阻的电流，电流表A测干路总电流，电压表V测电源电压，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，此时流过滑动变阻器的最小电流为 此时流过定值电阻的电流为 此时电路中的最小电流为 因电流表的最大量程为0.6A，可知干路电流最大为Imax=0.6A，故可知滑动变阻器允许通过的最大电流为 由P=UI可得，滑动变阻器消耗的最小功率为 滑动变阻器消耗的最小功率为 故D正确。 故选D。 3．如图所示电路，电源电压保持不变。只闭合开关S1，移动滑片到阻值最大端时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V。只闭合开关S2，移动滑片到中点时。电压表示数为4V，定值电阻R2的电功率为0.8W。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为5V B．定值电阻R1的阻值为20Ω C．滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω D．当S1、S2和S3都闭合时，电路总功率为5.4W 【答案】D 【详解】B．只闭合开关S1时，R1与R3串联，电压表测量R1两端的电压，由欧姆定律知，的阻值为 故B错误； AC．对整个电路由欧姆定律有 U＝U1＋I1R3max          ①只闭合开关S2时，R2与R3串联，电压表测量两端的电压，电路中的电流为 R2的阻值为 对整个电路由欧姆定律有       ② 联立①②，代入数据得U＝6V，R3max＝20Ω，故AC错误； D．当S1、S2和S3都闭合时，R1与R2并联，电路的总功率为 故D正确。 故选D。 4．如图的电路中，电源电压恒为8V，灯泡L上标有“6V；3W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1阻值为40Ω，滑动变阻器R2的规格为“30Ω；1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。在确保电路各元件安全的情况下，移动滑片，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡L的电阻为10Ω B．闭合开关S，断开开关S1、S2，通电10s，小灯泡能消耗的电能最多为30J C．闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器消耗的最大功率为8W D．调整开关的状态和移动滑片，电路消耗的最大功率与最小功率之比为63:20 【答案】D 【详解】A．灯丝的阻值不变，则小灯泡L的电阻 故A错误； B．闭合开关S，断开开关S1、S2，滑动变阻器R2与小灯泡串联在电路中，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，电压表的量程为0~3V，小灯泡两端的最大电压为3V，此时通电10s，小灯泡消耗的电能最多为 故B错误； C．闭合开关S、S1、S2，两个电阻并联在电路中，小灯泡被短路，电压表被短路，电流表测干路的电流，当电流表的示数为0.6A时，电路中的电流最大，小于变阻器允许通过的最大电流，此时通过R1的电流 通过变阻器R2的电流 变阻器消耗的最大功率 P变大=UI2=8V×0.4A=3.2W 故C错误； D．小灯泡正常发光时电流 只闭合开关S，小灯泡与变阻器的最大阻值串联时，电路中的电阻最大，为 R=R2+RL=30Ω+12Ω=42Ω 此时电路中的电流 电压表的示数为 各元件安全，电路消耗的最小功率 电路中的最大电流为0.6A，电路消耗的最大功率 P大=UI大=8V×0.6A=4.8W 最大功率与最小功率之比 故D正确。 故选D。 5．小灯泡L标有“4V”字样，另一参数模糊不消，西西设计了如图所示的电路进行探究。只闭合开关S，从最大阻值移动滑片至灯泡正常发光，在乙图中绘制出电流表A1与随着电压表V2的示数关系：滑动变阻器R1标有“10；1A”字样，R2的阻值与灯泡正常发光时阻值相同，电流表的量程为0~3A，电压表V1、V2的量程均为0~15V。在保证各元件安全工作的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为4V B．小灯泡正常发光时的电阻为20 C．只闭合开关S，滑片移至中点时，小灯泡的功率为1.2W D．闭合所有开关，滑动变阻器的取值范围是0~2.5 【答案】C 【详解】AB．只闭合开关S时，灯泡L与滑动变阻器R1串联，电压表V2测L的电压，电流表A1测电路中的电流，因灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，所以，灯泡两端的电压UL=4V，由图象可知，此时电路中的电流I=0.8A，灯泡正常发光时的电阻 当滑动变阻器接入电路中电阻最大时，电路中电流最小，由图像可知，最小电流为0.4A，对应电压表的示数为1V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压 故AB错误； C．只闭合开关S，滑片移至中点时的电阻为5Ω，由坐标图可知，当电路中的电流为0.6A时，灯泡两端电压为2V，滑动变阻器两端电压为 0.6A×5Ω=3V刚好与电源电压5V相符。则此时小灯泡的功率 PL1=UL1IL1=2V×0.6A=1.2W故C正确； D．闭合所有开关时，灯泡L被短路，电阻R2与滑动变阻器R1​并联，电压表V1测电源的电压，其量程0~15V已超过电源电压5V；电流表A1​测干路中的电流，R2的阻值与灯泡正常发光时阻值相同，则R2=5Ω，所以，通过R2​的电流 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且电流表的量程为0~3A，所以，滑动变阻器最大电流 I滑大=I干-I2=3A-1A=2A由滑动变阻器R1标有“10Ω；1A”可知，滑动变阻器允许通过的最大电流应为1A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，由可得，滑动变阻器接入电路中的最小阻值 则滑动变阻器的取值范围是5~10Ω，故D错误。 故选C。 6．如图甲的电路，、都是定值电阻，，电源电压不变。电流表量程为，电压表量程为。只闭合，滑片从a端移到b端；断开，闭合和，在保证电路中各元件安全的情况下，最大范围内移动滑片。图乙是这两次实验过程绘制的电压表示数与滑动变阻器连入电路阻值关系图象。在保证电路中各元件安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为 B．灯泡的额定功率为 C．断开，闭合和，灯泡的功率最小时，通电整个电路消耗的电能为 D．滑片移到b端，通过开关通断，整个电路消耗的最大功率与最小功率之比为24∶5 【答案】D 【详解】A．由甲图可知，只闭合S1，定值电阻R1与变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，当变阻器滑片在b端时，变阻器接入电阻为0，此时电压表被短接，电压表的示数为0；据此可知，乙图中下面的图像为只闭合S1，滑片从a端移到b端时，电压表示数与滑动变阻器连入电路阻值关系图像；由图乙可知，变阻器接入电阻为10Ω时，电压表的示数为3V，根据欧姆定律和串联电路规律可得，电源电压为   ① 变阻器接入电阻为20Ω时，电压表的示数为4V，根据欧姆定律和串联电路规律可得，电源电压为   ② 联立①②可得，电源电压为U=6V，R1=10Ω，故A错误； B．断开S1，闭合S2和S3，定值电阻R1、R2被短接，电路等效为变阻器与灯串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量变阻器两端的电压；灯泡正常工作时电路中的电流最大，此时变阻器的接入电阻最小，由乙图可知，变阻器的最小接入电阻R小=3Ω，此时电压表示数U小=1.5V，根据串联电路电压规律可得，灯泡两端的电压为 根据欧姆定律可得，通过变阻器的电流为 根据串联电路电流特点可得，通过灯泡的电流为 根据P=UI可得，灯泡的额定功率为 故B错误； C．断开S1，闭合S2和S3，变阻器与灯串联，变阻器接入电阻最大时，灯泡两端的电压最低，通过灯泡的电流最小，根据P=UI可知，灯泡的电功率最小；由图乙可知，变阻器的最大阻值R大=20Ω，此时电压表的示数U大=5V，根据欧姆定律可得，通过变阻器的电流为 由串联电路电流规律可得，电路中的电流为 通电时间t=10s时，整个电路消耗的电能为 故C错误； D．滑片移到b端，变阻器的接入电阻为0，开关S1和S3闭合时，在保证电路中各元件安全的情况下，S2不能闭合，此时定值电阻R1与R2并联，电路的总功率最大，根据可得，R1的电功率为 R2的电功率为 由并联电路特点可知，电路的最大电功率为 当开关S2闭合、S1和S3断开时，定值电阻R1、R2和灯泡串联，根据串联电路电阻规律可得，R1和R2串联总电阻为 所以由C可知，此时的电路电流为I=0.25A，电路的最小电功率为 滑片移到b端，通过开关通断，整个电路消耗的最大功率与最小功率之比为 故D正确。 故选D。 7．小明用如图甲所示的电路来研究电功率与电流的关系，电源电压保持不变，闭合开关S，并根据实验数据绘制了定值电阻R0和滑动变阻器R的电功率与电流的关系图像，如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．图乙中的B线是R0的功率与电流的关系图像 B．定值电阻R0的阻值为15Ω C．当R接入电路中的阻值为其最大阻值的十分之一时，电路消耗的电功率为37.5W D．在移动滑片的过程中，R消耗的电功率的最大值是3.75W 【答案】C 【详解】AB．研究电功率和电流的关系时，通过调节变阻器的滑片改变电路中的电流，定值电阻的阻值一定，由P＝I2R知，其电功率P与电流I是二次函数关系，且R0>0，所以其P-I图像开口向上,则图乙中图线A是定值电阻R0的功率与电流的关系图像，图线B表示滑动变阻器R的功率与电流的关系图像；由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中电流，当滑动变阻器R连入阻值为0时，电路为R0的简单电路，电路中电流最大，由图像知此时的电流I＝3A，P0＝45W，由P＝UI可得，电源电压为 由P＝I2R可得，R0的阻值为 故AB错误； C．电源电压不变，变阻器接入电路的电阻最大时，电路电流最小，电流最小值I′＝1A，根据欧姆定律可知R0两端电压为 由串联电路的电压特点知，此时R两端电压为 则变阻器R的最大阻值为 当R接入电路中的阻值为其最大阻值的十分之一时，电路消耗的电功率为 故C正确； D．在移动滑片的过程中，R消耗的功率为 所以，当 R＝R0＝6Ω 时，滑动变阻器的功率最大，为 故D错误。 故选C。 8．如图所示的电路，电源电压不变，滑动变阻器R1标有“100Ω 0.8A”，灯泡标有“12V 6W”，R0为定值电阻。在保证电路安全的前提下： ①当a处接入导线，b处接入电压表时（量程“0~3V”或“0~15V”），只闭合S1、S2，调节滑动变阻器的滑片，电路中的最小电流为0.22A； ②再闭合所有开关，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为6Ω； ③将a处接入电压表（量程不变），b处接入导线时，闭合所有开关，灯泡恰能正常发光，且无论怎样移动滑片，灯泡亮度都不变。 下列说法正确的是（　　） A．电压表接入电路的量程为3V B．①中，灯泡的最小功率为1.1616W C．②中，电路的最大总功率为32.4W D．③中，R0工作10s产生的热量为60J 【答案】D 【详解】由P=UI可得，灯泡正常发光电流为 灯泡正常发光的电阻为 A.由③可知，将a处接入电压表（量程不变），b处接入导线时，闭合所有开关，R0与L串联，电压表测L两端电压，灯泡怡能正常发光，此时灯泡两端电压为12V，为保证电路安全，所以电压表接入的量程应为0~15V，故A错误； B．由①知，当a处接入导线，b处接入电压表时，只闭合S1、S2，此时R0、L、R1串联。当电路中电流最小时，灯泡的实际功率最小，若灯泡电阻不变，则灯泡功率为P实=I小2RL=(0.22A)2×24Ω=1.1616W 但由于0.22A<I额=0.5A，此时灯泡电阻应小于24Ω，所以灯泡的最小功率应小于1.1616W，故B错误； C．在③中，将a处接入电压表，b处接入导线时，闭合所有开关，R0与L串联，R1被短路，灯泡恰好能正常发光，所以电源电压为U=U0+U额=I额R0+U额=0.5A×R0+12V 由②可知，当a处接入导线，b处接入电压表时，闭合所有开关，R0与R1串联。由串联电路电流规律和滑动变阻器的规格知，电路中的最大电流为0.8A，此时变阻器允许接入电路的最小阻值为6Ω，则电源电压为U=I最大(R0+R1小)=0.8A×(R0+6Ω) 由于电源电压不变，所以得0.8A×(R0+6Ω)=0.5A×R0+12V 解得R0=24Ω。 电源电压为U=0.8A×(R0+6Ω)=24V 在②中，电路的最大总功率为P最大=UI最大=24V×0.8A=19.2W 故C错误； D．在③中，闭合所有开关，R0与L串联，灯泡恰好能正常发光，通过R0的电流为I0=I额=0.5A R0工作10s产生的热量为Q=I2R0t=(0.5A)2×24Ω×10s=60J 故D正确。 故选D。 9．如图所示，电源电压保持18V不变。，滑动变阻器标有“”字样，小灯泡L标有“20V 20W”字样且其电阻不随温度改变。电流表和电压表的量程分别为0~3A和0~15V。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．只闭合，和，滑片P在最左端时，电流表示数为0.75A B．只闭合和，可以实现两端的电压调节范围是0V~15V C．任意闭合开关和移动滑片，电路总功率最大值和最小值之比为 D．只闭合开关，可以实现的电阻阻值调节范围是 【答案】C 【详解】A．只闭合，和，滑片P在最左端时，只有R1的简单电路，电流表测量通过R1的电流，电流表示数为 故A错误； B．只闭合和，R1和变阻器R2串联，电压表测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流，当变阻器R2连入电路的阻值为零，电压表的示数为零，电路中的电流 没有超过电流表的量程，当变阻器R2连入电路的阻值最大时，电路中的电流 变阻器R2两端的电压U2=I2R2=0.18A×40Ω=7.2V 所以可以实现两端的电压调节范围是0V~7.2V，故B错误； C．灯泡的电阻 灯泡的阻值小于R1的阻值，所以只闭合和，R1和变阻器R2串联，当变阻器R2连入电路的阻值最大时，电路的总电阻最大，由可知总功率最小，总功率最小值 当四个开关都闭合时，R1和灯泡L并联，电路的总电阻最小，由可知总功率最大，总功率最大值 电路总功率最大值和最小值之比为21.6W∶3.24W=20∶3 故C正确； D．只闭合开关，灯泡和变阻器串联，电压表测量变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流，变阻器的最大阻值是40Ω，当变阻器连入电路的阻值最大，电路的总电阻最大，由欧姆定律可知电路中的电流最小；灯泡的额定电流为 变阻器通过的最大电流是0.5A，电流表的量程是0~3A，所以通过电路的最大电流是0.5A，电路的总电阻 R2的最小阻值R2小=R-RL=36Ω-20Ω=16Ω 只闭合开关，可以实现的电阻阻值调节范围是，故D错误。 故选C。 二、填空题 10．如图甲所示，电源电压可调，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R1的铭牌上标有“20Ω 2A”。小灯泡L1和L2上均标有“6V”的字样，通过两灯泡的电流随灯泡两端电压变化的关系如图乙所示。则灯泡L2在正常发光时的电阻为 Ω。闭合部分开关，移动滑片P同时调节电源电压，使两个小灯泡均发光，且其中一个小灯泡正常发光，各元件均安全工作，则电路总电功率的最小值为 W。 【答案】 10 4.5 【详解】[1]由图乙知，小灯泡L2正常发光时，其电压为6V，此时通过的电流为0.6A，灯泡L2正常发光时的电阻 [2]由图乙知，小灯泡L1正常发光时的电阻 图甲中，两个灯泡并联在电路中时，因为两个小灯泡的额定电压相等，则两个灯泡都正常发光，电路的总电流 I总=I1+I2=0.6A+0.5A=1.1A>0.6A 电流表不能安全工作。则只闭合开关S3时，两灯泡及滑动变阻器串联在电路中，因为R2<R1，据U=IR知，此时正常发光的是L1，电路中的电流为0.5A，由图乙知，L2两端的电压为3V，此时变阻器接入电路的阻值为0时，电源电压最小为 U=U1+U2=6V+3V=9V 电路的最小总功率 P=UI1=9V×0.5A=4.5W 三、计算题 11．小育想设计一款有两个挡位的加热器模型，且每个挡位的功率都能实现在某个范围内可调。如图16甲所示，DF是电阻均匀的电热丝，铭牌标注为“20Ω  6A”，P是能够在电阻丝上左右滑动且阻值不计的滑片。小育设计的电路图如图16乙所示，已知电源电压为12V，电流表的量程为0~3A。在保证电流表有示数且电路安全的前提下，进行如下操作： （1）将电热丝两端D、E点分别与电路中的B、C接线柱相连接时，此时为低挡位。闭合开关，滑动滑片，求电流表的示数变化范围； （2）小育尝试让E点与C点相连接，电热丝D、F两端均与电路中B接线柱连接。闭合开关后，移动滑片P，让滑片P左右两侧电阻相等，求电热丝在10s内产生的热量； （3）小育希望电热丝处于高挡位时，可调的范围尽可能广。他连接好C点与E点后，反复尝试各种连接方式，最终完成设计。闭合开关，滑动滑片过程中，求电热丝处于高挡位时可调出的最大功率。 【答案】（1）0.6A~3A；（2）；（3） 【详解】（1）当电阻全部连入电路时，电路电流最小，即 . 当电阻变小时，电路电流增大，电流表的量程为0~3A，故电路电流最大为 故电流表的示数变化范围为0.6A~3A。 （2）此时R左与R右并联，且R左=R右，电流表测干路电流，即 干路电流为 电热丝在10s内产生的热量为 . （3）由于电源电压不变，根据可知，当干路电流最大时，电热丝功率最大，由于R左与R右并联，可得干路电流为 根据数学知识可知，当，即时，可得最小值，当与差值最大时，根据欧姆定律，即与差值最大时，可得最大值，而电热丝通过的最大电流为6A，故当一条支路电流达到6A时，电热丝可得到最大功率，而电流表的量程为3A，则电流表与另一支路串联，设计图如下 当时 可得 故 . 干路最大电流为 电热丝处于高挡位时可调出的最大功率为 答：（1）电流表的示数变化范围0.6A~3A； （2）电热丝在10s内产生的热量为； （3）热丝处于高挡位时可调出的最大功率为。 12．某科技小组为了测量物质的密度，设计了一套测量装置。电源电压为且保持不变，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，电压表示数为；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；再打开阀门，当水停止流出时，电流表的示数又变化了。已知：压力传感器上表面的面积为，其阻值R与其受到的压力F的关系如图丙所示。求： （1）的阻值； （2）甲图中溢水杯对压力传感器的压强； （3）物块A的密度。 【答案】（1）10Ω；（2）2000Pa；（3）4×103kg/m3 【详解】解：（1）由题图可知，两电阻串联，电压表测量的是定值电阻的两端电压，电流表测的是电路电流，根据欧姆定律可得，的阻值为 （2）甲图中，压力传感器的两端电压为 根据欧姆定律可得，此时传感器的阻值为 对照图丙可知，此时压力为F=4N，则甲图中溢水杯对压力传感器的压强为 （3）当A放入时，压力增大，压敏电阻减小，电路中的电流增大，故电流为 根据欧姆定律可得，此时总电阻大小为 传感器的电阻为 此时的压力为F′=8N；则物体的重力为 G=8N-4N=4N 当打开阀门，当水停止流出时，压力减小，电阻变大，电流表示数减小，电流表的示数又变化了0.05A，为 根据欧姆定律可得，此时总电阻大小为 传感器的电阻为 此时的压力为F″=7N；则排开水的重力 G排水=8N-7N=1N 则有   ①   ② 联立①②可得，物块A的密度为 答：（1）的阻值为10Ω； （2）甲图中溢水杯对压力传感器的压强为2000Pa； （3）物块A的密度为4×103kg/m3。 13．如图所示，同学们设计了一个汽车模型来模拟汽车落水下沉的情景并试验，汽车模型用环保材料制成，质量为2kg，车高12cm，总体积。压敏电阻水平安装在汽车底部A处，其所在电路如图丙所示，电源电压为恒为6V，的规格为“  0.5A”，的阻值随其表面水的压强变化如表一所示，当压强超过3000Pa时便会报警。某次试验时：汽车模型入水前把的滑片调到合适位置且不再移动，闭合开关S，电压表的示数为1V。再将汽车模型轻放在水面上（容器中水足够深），观察到汽车模型在水面上漂浮一段时间，随着进水逐渐增多，缓缓平稳竖直没入水中并浸没，沉底时，模型中充满了水。求： 表一 0 0.5 1.2 1.8 2.5 3.0 3.5 50 40 30 20 10 5 2 （1）汽车入水前，滑动变阻器接入电路中的阻值； （2）当电路中的电流为0.15A时，车内进水的质量； （3）若电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，为保证电路安全，在上述试验过程中，最大功率与最小功率的比值。 【答案】（1）10Ω；（2）3kg；（3）9∶1 【详解】答：（1）由图丙可知和串联，电压表测量两端电压，电压表的示数为1V时，根据串联分压知识可知，此时两端的电压为 汽车入水前，受到水的压强为0，由表格可知，此时的阻值为50Ω，通过的电流为 则此时滑动变阻器的阻值为 （2）当电路中的电流为0.15A时，两端的电压为 根据串联分压知识可知，此时两端的电压为 则此时压敏电阻两端的电压为 由表格数据可知，此时压敏电阻受到水的压强为，则此时水的深度为 小车的高度为12cm，即小车全部浸没在水中，则此时排开水的体积等于小车的总体积5000cm3，小车所受的浮力为 小车的重力为 由于小车平稳竖直没入水中，即匀速直线运动，小车受力平衡，则此时车内水的重力为 则车内进水的质量为 （3）根据可知，当阻值一定时，电压越大，功率越大。电压表测量两端电压，量程为0~3V，则两端的最大电压为3V，则最大功率为 根据可知，当电阻一定时，电路中电流越小，功率越小。根据欧姆定律可知，当总电压一定时，总电阻越大，电路中电流越小。当小车还未入水时，电阻最大，电流最小，为0.1A，则最小功率为 最大功率和最小功率的比值为 答：（1）汽车入水前，滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω； （2）当电路中的电流为0.15A时，车内进水的质量为5kg； （3）最大功率与最小功率的比值为9∶1。 14．小赵同学利用一力敏电阻做研究，它所在电路如图甲虚线框所示，其中电源电压为12V，R2为定值电阻，力敏电阻R1的阻值与所受力大小之间的关系如图乙所示。他把该力敏电阻通过轻质细杆与圆柱形物体A相连，现将物体A缓慢放入一个高为15cm、底面积为100cm2、装有深度为12cm水的柱形容器中。当物体A还未浸入水中时，电流表示数I0=0.2A；当物体A一半体积浸入水中时，电流表示数I1=0.4A。在物体A缓慢下降到刚好浸没的过程中（A未触底），有水溢出容器，电流表示数先增大后减小，且最大值I2=0.6A。求： （1）未放入物体时，水对容器底的压强； （2）R2的阻值； （3）当物体A刚好浸没时，撤去细杆，待物体A静止后，求水对容器底的压强（此过程中A上表面始终水平）。 【答案】（1）1200Pa；（2）10Ω；（3）1260Pa 【详解】解：（1）未放入物体时，水深12cm=0.12m，则水对容器底的压强 （2）物体A缓慢下降到刚好浸没的过程中，电流表示数先增大后减小，可知当F浮=GA时，力敏电阻受到的力F=0，由图乙可知，此时R1的阻值最小为10Ω；由图甲可知，R1、R2串联，此时电路中的电流最大为I2=0.6A，根据欧姆定律可得，电路总电阻为 则R2的阻值为 R2=R-R1=20Ω-10Ω=10Ω （3）当物体A还未浸入水中时，电流表示数I0=0.2A，电路总电阻为 则R1的阻值为 R1=R'-R2=60Ω-10Ω=50Ω 由图乙可知，力敏电阻受到的力为 F1=GA=1.6N 当物体A一半体积浸入水中时，电流表示数I1=0.4A，电路总电阻为 则R1的阻值为 R1'=R''-R2=30Ω-10Ω=20Ω 由图乙可知，力敏电阻受到的力为F2=0.4N；若此时杆给的力为向上的压力，则物体的重力等于压力与浮力之和，浮力大小为 F浮=GA-F2=1.6N-0.4N=1.2N 根据阿基米德原理可知，物体A的体积为 容器内水的体积为 容器的容积为 由于 物体A浸没后水不会溢出，不符合题意； 若此时杆给的力为向下的拉力，则浮力大小为 F浮=GA+F2=1.6N+0.4N=2N 根据阿基米德原理可知，物体A的体积为 物体A浸没后，溢出水的体积为 A的质量为 A的密度为 小于水的密度，撤去细杆，待物体A静止后，漂浮在水中，水对容器底部的压力 水对容器底的压强为 答：（1）未放入物体时，水对容器底的压强为1200Pa； （2）R2的阻值为10Ω； （3）当物体A刚好浸没时，撤去细杆，待物体A静止后，水对容器底的压强为1260Pa。 15．如图甲所示，是重庆一中某兴趣小组设计的正方体物件检测电路图，该电路图可同时检测物体的高度和质量，其电源电压恒为15.6V。R1为检测口下方的力敏电阻，其阻值R1随压力F的变化如表格所示；R2为竖直固定放置的长度 10cm的滑动变阻器，其每1cm的阻值为1Ω，滑片P可随高度检测板M竖直上下移动（M轻质绝缘、忽略滑片与电阻丝间的摩擦力）；R3为10Ω的定值电阻。现将一边长为10cm的实心正方体标准件a放入图甲的检测口，滑片P恰好在R2的中点，电流表的示数为0.39A。求： 压力F/N 19.8 20.0 20.2 20.4 … 阻值R1/Ω 21 20 19 18 … （1）此时定值电阻R3两端的电压； （2）实心正方体标准件a的重力； （3）如图乙所示，为检验与a密度相同的实心工件b是否标准，将其3面标注1、2、3后，依次朝上放入检测口，当标号1、2朝上放入时，电压表示数均为2V，电流表示数均为0.4A。请通过计算求： 工件b的标号3朝上时，其高与标准件相差多少mm。 【答案】（1）3.9V；（2）20.0N；（3）1mm 【详解】解：（1）由图甲知，三个电阻串联在电路中，电流表测电路中的电流，电压表测R2滑片以下部分的电压。电流表示数为0.39A时，定值电阻R3两端的电压 U3=IR3=0.39A×10Ω=3.9V （2）由题意知，滑动变阻器R2的阻值 R2=10×1Ω=10Ω 据串联电路的分压特点知，变阻器两端的电压为3.9V，R1两端的电压 U1=U-U2-U3=15.6V-3.9V-3.9V=7.8VR1的阻值 由表格数据知，此时R1受到的压力为20.0N，所以实心正方体标准件a的重力为20.0N。 （3）滑片P置于R2的中点时，滑片P以下部分的阻值 当电压表示数为2V，电流表示数为0.4A时，R2滑片以下部分接入电路的阻值 所以b的1、2标注面的边长都为10cm。此时电路的总阻值 R1的阻值 R1′=R总-R2-R3=39Ω-10Ω-10Ω=19Ω 由表格数据知，b对R1的压力为20.2N，即b的重力为20.2N。a、b的密度相等，则有 解得l3=10.1cm，所以工件b的标号3朝上时，其高度与标准件相差的高 答：（1）此时定值电阻R3两端的电压为3.9V； （2）实心正方体标准件a的重力为20.0N； （3）工件b的标号3朝上时，其高与标准件相差1mm。 16．某校科技节点燃了师生的科学探索之心，师生共同设计了一款潜水艇模型。其主要结构如图甲所示，模型的总质量5kg（包含压载铁），总体积6×10-3m3。在模型的底部A处，装有底面积为10cm2的压敏电阻R0（阻值随液体压力的变化关系如图丙），其连接的内部电路如图乙，电源电压18V。入水前调节R的阻值并保持不变，使量程足够大的两电压表示数相等。模型初入水时，漂浮于水面；通过阀门控制进水量，可以让模型在水中悬浮。为了模拟潜水艇的“掉深过程”（液体密度变小而急剧下降），将水中悬浮的模型取出并擦干表面水分（内部水量不变），放入装有测试液体的柱形容器中实验，容器水平放置，测试液体密度为0.9g/cm3。求： （1）模型初入水时，受到的浮力； （2）如果不采取自救措施，水中取出的模型在测试液体中会持续下落，则最终触底时容器底对模型的支持力为多大； （3）在自救模式测试时，当电路中两电压表示数差达到12V时，便会触发电磁开关使压载铁自行脱落，从而实现上浮自救。则压载铁脱落瞬间，A点对应的深度为多大？若要使模型在掉深时，尽早实现上浮自救，请写出一条建议。 【答案】（1）50N；（2）6N；（3）2m，换一个电压更大的电源 【详解】解：（1）模型初入水时，处于漂浮状态，受到的浮力等于模型的总重力，即 F浮＝G总＝m总g＝5kg×10N/kg＝50N （2）模型悬浮在水中时，排开水的体积等于模型的总体积，模型的重力等于此时的浮力，即 G＝F'浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10－3m3＝60N 浸没在测试液体中时，受到的浮力为 F''浮＝ρ液gV排＝0.9×103kg/m3×10N/kg×6×10－3m3＝54N触底时容器底对模型的支持力为 F支＝G－F''浮＝60N－54N＝6N （3）如图丙，入水前，R0＝60Ω，如图乙；R0与R串联，V1和V2分别测量R0和R两端的电压，电源电压为18V，且两电压表示数相等，则两电压表的示数均为9V，且R＝R0＝60Ω；当电路中两电压表示数差达到12V时，V1的示数为 V2的示数为 电路中的电流为 此时R0的阻值为 由图丙可知，R0＝12Ω时，F＝18N，此时压敏电阻受到液体的压强为 A点对应的深度为 两电压表示数差达到12V时，液体深度越浅，p越小，F越小，R0越大；由ΔU＝I(R－R0)知，ΔU为12V不变，R不变，R0越大，I应越大，可以增大电源电压来实现。 答：（1）模型初入水时，受到的浮力为50N； （2）如果不采取自救措施，水中取出的模型在测试液体中会持续下落，则最终触底时容器底对模型的支持力为6N； （3）压载铁脱落瞬间，A点对应的深度为2m，若要使模型在掉深时，尽早实现上浮自救，可换一个电压更大的电源。 17．如图甲所示是小霞家的一款调温型电烤箱，图乙所示是其简化电路图，电烤箱的额定工作电压为220V，和均为电烤箱中的发热体，的阻值为77Ω，低温挡时电烤箱的额定功率为400W。（不考虑电阻随温度的变化） （1）发热电阻的阻值是多少？ （2）在傍晚用电高峰时，她先关闭家里的其他用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在250s内电能表的指示灯闪烁了99次，电能表表盘如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？ （3）小霞思考：能不能在原电路的基础之上把电路改进一下，使电烤箱在用电高峰时高温挡的功率和额定功率相同（假定高峰时的电压和上一问计算的结果相同），请你帮助小霞对电路予以改进，在图丁的虚线框内画出改进部分的最优电路并计算出所需电阻的阻值。（计算结果保留两位小数） 【答案】（1）44Ω；（2）198V；（3），187.58Ω 【详解】解：（1）当只闭合开关S1时，电阻R1与R2串联，处于低温挡，由可得 发热电阻R1的阻值 （2）“1600imp/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁1600转，电能表转盘闪烁99次消耗的电能 电烤箱的实际功率 由得实际电压 （3）（1）如图丁，当开关S1、S2都闭合时，电阻R2被短路，此时电路中只有虚线部分电路的电阻R并接入电路中，此时电路中电阻较小，由可知，电路的功率较大，电烤箱处于高温挡，若使电烤箱在用电高峰时高温挡的功率和额定功率相同，则可以在原电路的基础之上与电阻R1两端并联一个定值电阻R，然后再与电阻R2串联接入电路中，这样就可以提高用电高峰时的高温挡的功率了。已知额定电压为U额=220V，所以电烤箱的额定功率为 依题意得高温挡的电功率等于额定功率，即 因为要改进的电阻R1与电阻R并联，由得此时丁图中虚线部分接入电路的总电阻R并为 因为并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和，即 所以 所以 解得电阻，对电路予以改进部分的最优电路方案如图： 答：（1）发热电阻R1的阻值是44Ω； （2）则用电高峰时家庭电路的实际电压为198V； （3）改进电路见解析，所需电阻的阻值约为187.58Ω。 四、综合题 18．图甲为可以自动注水的水箱装置，配重A是一个不吸水的实心长方体，通过一轻质细杆固定在力传感器上。力传感器内部的电路如虚线框中所示：电源电压为12V，数显电流表量程为0~0.6A，定值电阻 ，R为力敏电阻，R的阻值大小与杆上的力（拉力或压力）的大小关系如表1所示。若开始放水时，容器内水的质量为6kg，A 物体完全浸没在水中，当A 刚好全部露出水面时，停止放水并且开始注水，放水过程中电流表示数I与放出水的质量m的关系如图乙所示。求： （1）停止放水时，水箱内的水受到的重力； （2）A 浸没在水中时，杆上的力的大小； （3）若配重A损坏，用体积、形状均相同的配重B去替换，为了保证水箱仍能安全实现原来的功能，求配重B的最大密度。 R/Ω 24 20 16 12 8 4 F 杆/N 0 2 4 6 8 10 【答案】（1）10N；（2）6N；（3）0.8×103kg/m3 【详解】解：（1）由图乙可知，停止放水时，水箱内放掉的水为5kg，此时水箱内剩余水的质量为 m剩余=6kg-5kg=1kg 水箱内的水受到的重力为 G剩余=m剩余g=1kg×10N/kg=10N （2）由图乙可知，A 浸没在水中时，电路中电流的示数为，此时电路总电阻为 此时力敏电阻R的阻值为 由表1可知，此时杆上的力的大小为。 （3）由图乙可知，当水箱内放掉的水为5kg，A刚好全部露出水面时，电流表示数为，此时电路总电阻为 此时力敏电阻R的阻值为 由表1可知，此时杆上的力的大小为，此时对物体A进行受力分析可知，物体A的重力为 由图乙可知，在放水1kg-5kg的过程中，电流表示数两次相等，说明传感器两次受到4N的力，由于物体A受到的浮力一直变小，所以力传感器先受到向上的力，且这个力变小为0，然后受到向下的增大到4N的力，而力传感器受到的力的与物体受到的力的大小相等，方向相反，所以物体A受的最大浮力为 物体A的体积为 所以物体B的体积为 根据电流表的量程可知通过电路的最大电流为0.6A，根据欧姆定律可得此时电路总电阻 则力敏电阻接入电路的阻值 由表格可知杆上的力的大小8N，根据力的相互作用可知配重的重力最大为8N，配重B的最大密度为 答：（1）停止放水时，水箱内的水受到的重力为10N； （2）A 浸没在水中时，杆上的力的大小为6N； （3）若配重A损坏，用体积、形状均相同的配重B去替换，为了保证水箱仍能安全实现原来的功能，配重B的最大密度为0.8×103kg/m3。 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 $$ 电学计算 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示的电路，电源电压恒为6V。L的规格为“5V 2.5W”（忽略电阻的变化），定值电阻 R1=30Ω， 滑动变阻器R2标有“40Ω 2A”字样，电流表 A 的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V。调节其滑片P的位置并保证电路安全的前提下，下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关S1，L的功率变化范围是0.144W~2.5W B．只闭合开关S1，R2的滑片P 向左移动，电压表的示数变小 C．开关S1、S2、S3都闭合，10s电路消耗的电能最多为36J D．开关S1、S2、S3都闭合，R2的滑片P 向右移动，R1的功率变小 2．如图甲所示的电路，电源电压不变，L是标有“4V”字样的灯泡，定值电阻R0的阻值为90Ω，变阻器R标有“？Ω，1A”，两个电流表的量程均为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，图乙是L的电流随其电压变化的图像。当S闭合，S1、S2断开，且R连入电路阻值为总阻值的时，L恰好正常发光，电压表示数为5V。继续滑动滑片，下列计算正确的是（　　） A．R的最大阻值为10Ω B．当L功率为其额定功率的一半时，R接入的阻值为28Ω C．为保证电路安全，R的电阻取值范围为7Ω~40Ω D．当S、S1、S2都闭合，为保证电路安全，R的功率最大范围为2.025W~4.5W 3．如图所示电路，电源电压保持不变。只闭合开关S1，移动滑片到阻值最大端时，电流表示数为0.2A，电压表示数为2V。只闭合开关S2，移动滑片到中点时。电压表示数为4V，定值电阻R2的电功率为0.8W。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为5V B．定值电阻R1的阻值为20Ω C．滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω D．当S1、S2和S3都闭合时，电路总功率为5.4W 4．如图的电路中，电源电压恒为8V，灯泡L上标有“6V；3W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1阻值为40Ω，滑动变阻器R2的规格为“30Ω；1A”，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。在确保电路各元件安全的情况下，移动滑片，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡L的电阻为10Ω B．闭合开关S，断开开关S1、S2，通电10s，小灯泡能消耗的电能最多为30J C．闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器消耗的最大功率为8W D．调整开关的状态和移动滑片，电路消耗的最大功率与最小功率之比为63:20 5．小灯泡L标有“4V”字样，另一参数模糊不消，西西设计了如图所示的电路进行探究。只闭合开关S，从最大阻值移动滑片至灯泡正常发光，在乙图中绘制出电流表A1与随着电压表V2的示数关系：滑动变阻器R1标有“10；1A”字样，R2的阻值与灯泡正常发光时阻值相同，电流表的量程为0~3A，电压表V1、V2的量程均为0~15V。在保证各元件安全工作的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为4V B．小灯泡正常发光时的电阻为20 C．只闭合开关S，滑片移至中点时，小灯泡的功率为1.2W D．闭合所有开关，滑动变阻器的取值范围是0~2.5 6．如图甲的电路，、都是定值电阻，，电源电压不变。电流表量程为，电压表量程为。只闭合，滑片从a端移到b端；断开，闭合和，在保证电路中各元件安全的情况下，最大范围内移动滑片。图乙是这两次实验过程绘制的电压表示数与滑动变阻器连入电路阻值关系图象。在保证电路中各元件安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为 B．灯泡的额定功率为 C．断开，闭合和，灯泡的功率最小时，通电整个电路消耗的电能为 D．滑片移到b端，通过开关通断，整个电路消耗的最大功率与最小功率之比为24∶5 7．小明用如图甲所示的电路来研究电功率与电流的关系，电源电压保持不变，闭合开关S，并根据实验数据绘制了定值电阻R0和滑动变阻器R的电功率与电流的关系图像，如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．图乙中的B线是R0的功率与电流的关系图像 B．定值电阻R0的阻值为15Ω C．当R接入电路中的阻值为其最大阻值的十分之一时，电路消耗的电功率为37.5W D．在移动滑片的过程中，R消耗的电功率的最大值是3.75W 8．如图所示的电路，电源电压不变，滑动变阻器R1标有“100Ω 0.8A”，灯泡标有“12V 6W”，R0为定值电阻。在保证电路安全的前提下： ①当a处接入导线，b处接入电压表时（量程“0~3V”或“0~15V”），只闭合S1、S2，调节滑动变阻器的滑片，电路中的最小电流为0.22A； ②再闭合所有开关，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为6Ω； ③将a处接入电压表（量程不变），b处接入导线时，闭合所有开关，灯泡恰能正常发光，且无论怎样移动滑片，灯泡亮度都不变。 下列说法正确的是（　　） A．电压表接入电路的量程为3V B．①中，灯泡的最小功率为1.1616W C．②中，电路的最大总功率为32.4W D．③中，R0工作10s产生的热量为60J 9．如图所示，电源电压保持18V不变。，滑动变阻器标有“”字样，小灯泡L标有“20V 20W”字样且其电阻不随温度改变。电流表和电压表的量程分别为0~3A和0~15V。在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．只闭合，和，滑片P在最左端时，电流表示数为0.75A B．只闭合和，可以实现两端的电压调节范围是0V~15V C．任意闭合开关和移动滑片，电路总功率最大值和最小值之比为 D．只闭合开关，可以实现的电阻阻值调节范围是 二、填空题 10．如图甲所示，电源电压可调，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R1的铭牌上标有“20Ω 2A”。小灯泡L1和L2上均标有“6V”的字样，通过两灯泡的电流随灯泡两端电压变化的关系如图乙所示。则灯泡L2在正常发光时的电阻为 Ω。闭合部分开关，移动滑片P同时调节电源电压，使两个小灯泡均发光，且其中一个小灯泡正常发光，各元件均安全工作，则电路总电功率的最小值为 W。 三、计算题 11．小育想设计一款有两个挡位的加热器模型，且每个挡位的功率都能实现在某个范围内可调。如图16甲所示，DF是电阻均匀的电热丝，铭牌标注为“20Ω  6A”，P是能够在电阻丝上左右滑动且阻值不计的滑片。小育设计的电路图如图16乙所示，已知电源电压为12V，电流表的量程为0~3A。在保证电流表有示数且电路安全的前提下，进行如下操作： （1）将电热丝两端D、E点分别与电路中的B、C接线柱相连接时，此时为低挡位。闭合开关，滑动滑片，求电流表的示数变化范围； （2）小育尝试让E点与C点相连接，电热丝D、F两端均与电路中B接线柱连接。闭合开关后，移动滑片P，让滑片P左右两侧电阻相等，求电热丝在10s内产生的热量； （3）小育希望电热丝处于高挡位时，可调的范围尽可能广。他连接好C点与E点后，反复尝试各种连接方式，最终完成设计。闭合开关，滑动滑片过程中，求电热丝处于高挡位时可调出的最大功率。 12．某科技小组为了测量物质的密度，设计了一套测量装置。电源电压为且保持不变，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，电压表示数为；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；再打开阀门，当水停止流出时，电流表的示数又变化了。已知：压力传感器上表面的面积为，其阻值R与其受到的压力F的关系如图丙所示。求： （1）的阻值； （2）甲图中溢水杯对压力传感器的压强； （3）物块A的密度。 13．如图所示，同学们设计了一个汽车模型来模拟汽车落水下沉的情景并试验，汽车模型用环保材料制成，质量为2kg，车高12cm，总体积。压敏电阻水平安装在汽车底部A处，其所在电路如图丙所示，电源电压为恒为6V，的规格为“  0.5A”，的阻值随其表面水的压强变化如表一所示，当压强超过3000Pa时便会报警。某次试验时：汽车模型入水前把的滑片调到合适位置且不再移动，闭合开关S，电压表的示数为1V。再将汽车模型轻放在水面上（容器中水足够深），观察到汽车模型在水面上漂浮一段时间，随着进水逐渐增多，缓缓平稳竖直没入水中并浸没，沉底时，模型中充满了水。求： 表一 0 0.5 1.2 1.8 2.5 3.0 3.5 50 40 30 20 10 5 2 （1）汽车入水前，滑动变阻器接入电路中的阻值； （2）当电路中的电流为0.15A时，车内进水的质量； （3）若电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，为保证电路安全，在上述试验过程中，最大功率与最小功率的比值。 14．小赵同学利用一力敏电阻做研究，它所在电路如图甲虚线框所示，其中电源电压为12V，R2为定值电阻，力敏电阻R1的阻值与所受力大小之间的关系如图乙所示。他把该力敏电阻通过轻质细杆与圆柱形物体A相连，现将物体A缓慢放入一个高为15cm、底面积为100cm2、装有深度为12cm水的柱形容器中。当物体A还未浸入水中时，电流表示数I0=0.2A；当物体A一半体积浸入水中时，电流表示数I1=0.4A。在物体A缓慢下降到刚好浸没的过程中（A未触底），有水溢出容器，电流表示数先增大后减小，且最大值I2=0.6A。求： （1）未放入物体时，水对容器底的压强； （2）R2的阻值； （3）当物体A刚好浸没时，撤去细杆，待物体A静止后，求水对容器底的压强（此过程中A上表面始终水平）。 15．如图甲所示，是重庆一中某兴趣小组设计的正方体物件检测电路图，该电路图可同时检测物体的高度和质量，其电源电压恒为15.6V。R1为检测口下方的力敏电阻，其阻值R1随压力F的变化如表格所示；R2为竖直固定放置的长度 10cm的滑动变阻器，其每1cm的阻值为1Ω，滑片P可随高度检测板M竖直上下移动（M轻质绝缘、忽略滑片与电阻丝间的摩擦力）；R3为10Ω的定值电阻。现将一边长为10cm的实心正方体标准件a放入图甲的检测口，滑片P恰好在R2的中点，电流表的示数为0.39A。求： 压力F/N 19.8 20.0 20.2 20.4 … 阻值R1/Ω 21 20 19 18 … （1）此时定值电阻R3两端的电压； （2）实心正方体标准件a的重力； （3）如图乙所示，为检验与a密度相同的实心工件b是否标准，将其3面标注1、2、3后，依次朝上放入检测口，当标号1、2朝上放入时，电压表示数均为2V，电流表示数均为0.4A。请通过计算求： 工件b的标号3朝上时，其高与标准件相差多少mm。 16．某校科技节点燃了师生的科学探索之心，师生共同设计了一款潜水艇模型。其主要结构如图甲所示，模型的总质量5kg（包含压载铁），总体积6×10-3m3。在模型的底部A处，装有底面积为10cm2的压敏电阻R0（阻值随液体压力的变化关系如图丙），其连接的内部电路如图乙，电源电压18V。入水前调节R的阻值并保持不变，使量程足够大的两电压表示数相等。模型初入水时，漂浮于水面；通过阀门控制进水量，可以让模型在水中悬浮。为了模拟潜水艇的“掉深过程”（液体密度变小而急剧下降），将水中悬浮的模型取出并擦干表面水分（内部水量不变），放入装有测试液体的柱形容器中实验，容器水平放置，测试液体密度为0.9g/cm3。求： （1）模型初入水时，受到的浮力； （2）如果不采取自救措施，水中取出的模型在测试液体中会持续下落，则最终触底时容器底对模型的支持力为多大； （3）在自救模式测试时，当电路中两电压表示数差达到12V时，便会触发电磁开关使压载铁自行脱落，从而实现上浮自救。则压载铁脱落瞬间，A点对应的深度为多大？若要使模型在掉深时，尽早实现上浮自救，请写出一条建议。 17．如图甲所示是小霞家的一款调温型电烤箱，图乙所示是其简化电路图，电烤箱的额定工作电压为220V，和均为电烤箱中的发热体，的阻值为77Ω，低温挡时电烤箱的额定功率为400W。（不考虑电阻随温度的变化） （1）发热电阻的阻值是多少？ （2）在傍晚用电高峰时，她先关闭家里的其他用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在250s内电能表的指示灯闪烁了99次，电能表表盘如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？ （3）小霞思考：能不能在原电路的基础之上把电路改进一下，使电烤箱在用电高峰时高温挡的功率和额定功率相同（假定高峰时的电压和上一问计算的结果相同），请你帮助小霞对电路予以改进，在图丁的虚线框内画出改进部分的最优电路并计算出所需电阻的阻值。（计算结果保留两位小数） 四、综合题 18．图甲为可以自动注水的水箱装置，配重A是一个不吸水的实心长方体，通过一轻质细杆固定在力传感器上。力传感器内部的电路如虚线框中所示：电源电压为12V，数显电流表量程为0~0.6A，定值电阻 ，R为力敏电阻，R的阻值大小与杆上的力（拉力或压力）的大小关系如表1所示。若开始放水时，容器内水的质量为6kg，A 物体完全浸没在水中，当A 刚好全部露出水面时，停止放水并且开始注水，放水过程中电流表示数I与放出水的质量m的关系如图乙所示。求： （1）停止放水时，水箱内的水受到的重力； （2）A 浸没在水中时，杆上的力的大小； （3）若配重A损坏，用体积、形状均相同的配重B去替换，为了保证水箱仍能安全实现原来的功能，求配重B的最大密度。 R/Ω 24 20 16 12 8 4 F 杆/N 0 2 4 6 8 10 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 $$