14.力丶电综合计算-2025年中考科学三轮复习精练突破（浙江专用）

力丶电综合计算 1、我市常有下暴雨，导致水库水位超过警戒线产生危险。为自动测量水库水位超出警戒线的高度，项目化学习小组设计了一台简易水位测量仪，其工作原理如图所示。密度比水大的圆柱体M底面积为，物体M和N重力均为40N，绳子绕过定滑轮把M、N两物体相连，调节绳子长度使M的下表面与水库警戒线相平，轻质杠杆OB绕O点转动，物体N放在杠杆的B处，OB长102cm，力敏电阻通过A处对杠杆产生支撑，OA长51cm，力敏电阻阻值与所受压力的关系如表所示，电路电源电压U恒为6V，灯L的电阻值为10Ω（忽略温度对灯L电阻的影响），在电流表相应的位置标出水位高度。（杠杆OB自身重力、绳重和摩擦均不计，） 压力（N） 0 10 20 30 电阻（Ω） 20 15 10 5 （1）如观察到电路中的电压表示数变大，则是水库水位超出警戒线的高度将 。 （2）当某次水位超过警戒线高度1m时，此时小灯泡消耗的电功率是多少？ （3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度，只通过调节物体N在杠杆上放置的位置（其它条件不变），仍用电流表也能准确读出水位高度，则向 （左或右）调节N的位置。（已知） 【答案】（1）上升 （2）0.9W （3）右 【解析】（1）如图，灯泡与压敏电阻串联，电压表测灯泡两端电压，电流表测电路中的电流；电路中的电压表示数变大，灯丝电阻不变，由可知，电路中的电流变大，电路的总电阻减小，由表中数据可知，压敏电阻受到的压力变大；根据杠杆的平衡条件可知，物体N对杠杆的压力变大，说明物体M对物体N的拉力减小，即物体受到的浮力变大，则是水库水位超出警戒线的高度将上升。 （2）当某次水位超过警戒线高度1m时，物体B排开水的体积 物体M受到的浮力物体M和N重力均为40N，由杠杆的平衡条件可得，物体M受到的浮力 M增加的浮力等于N增加的压力 由表可知：压敏电阻的阻值，电路的总电阻 电路中的电流 此时小灯泡消耗的电功率是 （3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度h，物体M排开液体的体积不变，而海水密度大于雨水的密度，由可知，物体M受到的浮力变大，则物体N对B点的压力变大，要仍用电流表准确读出水位高度，FA和OA不变，由杠杆的平衡条件可知，应减小OB，即适当向右调节N的位置。 答：（1）如观察到电路中的电压表示数变大，则是水库水位超出警戒线的高度将上升； （2）当某次水位超过警戒线高度1m时，此时小灯泡消耗的电功率是0.9W； （3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度，只通过调节物体N在杠杆上放置的位置（其它条件不变），仍用电流表也能准确读出水位高度，则向右调节N的位置。 2、某项目化学习小组设计一个用于监测CO浓度的安全断路器，当装置监测到CO的浓度超过设定值时，安全断路器就会自动拉开闸刀开关，保证安全。设计思路：如图甲，装置由控制电路部分（含电源、气敏电阻R0、调试电阻R、电磁铁E等）与机械传动部分（含闸刀开关S2、轻质杠杆AB、配重C、铁块D、滑轮等）组成。工作原理是当控制电路中的电流超过设定值时，铁块D被电磁铁E吸起，杠杆AB偏转，自动切断电路。 小组同学根据产品特点，设计了如下的评价表（节选）。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 能快速切断电路，安全可靠 能切断电路 不能切断电路 指标二 有调节结构，调节方便 有调节结构，调节不便 无调节结构，不能调节 （1）【方案论证】机械传动装置中，杠杆B端置于水平台面上，有以下方案：方案一AO:OB＝3:1；方案二AO:OB＝1:2，方案三AO:OB＝1:1，要达到优秀，应采用方案一，从杠杆角度分析其原因是 ； （2）【装置测试】小组同学采用方案一进行测试，将0.21千克的铁块D当定在杠杆B端支架上，让杠杆处于水平，E对D的吸引力F0与通过控制电路电流的关系如下表，气敏电阻R0的阻值与CO气体浓度的关系如图乙。已知电源电压U为9伏，调试电阻R最大阻值为20欧，滑片P移到中点时，开关拉开，则需取多大质量的配重C固定在A端支架上才符合设计要求 ；（电磁铁的电阻和杠杆自重均忽略不计） 电流I（安） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 吸引力F0（牛） 0 1.2 2.4 3.6 4.8 （3）【迭代升级】如果CO气体浓度在20毫克/米3就要将闸刀开关拉开，以下调整可以实现的有 （填序号）。 ①调试电阻滑片P向上移到适当位置 ②支点O向左移到适当位置 ③适当提高电源电压 【答案】（1）动力臂小于阻力臂，更省距离，在铁块D移动距离一定时，A端移动距离更大，更便于快速切断电路 （2）需取0.02kg的配重C固定在A端支架上才符合设计要求 （3）①③ 【解析】（1）由图知B点为动力作用点，根据杠杆平衡条件知，动力臂越小，越省距离，故应采用方案一，A端移动距离更大，更便于切断电源。 （2）由图乙知，当CO气体浓度为24毫克/米3时，R0＝10Ω，滑片P移到中点，电路中的电阻为 根据欧姆定律可得此时电路电流由表格数据知吸引力与电流的比值为定值6，两者成正比关系，故吸引力与电流的关系为 当I＝0.45A时 B点受到向上的拉力 已知方案一AO:OB＝3:1；由杠杆平衡条件知：A点受到的C给的向上的拉力 由力的作用是相互的知，配重C受到A点给的向下的拉力也为0.2N，已知闸刀开关刚好被拉开时所需的力F1为0.4牛，故当配重C的重力与受到A的拉力之和至少为0.4N时，当配重C质量最小时，有即 解得，故需取0.02kg的配重C固定在A端支架上才符合设计要求。 （3）由图乙知CO气体浓度在20毫克/米3时，R0大于10Ω，电路电流减小，要使闸刀开关能够拉开，①调试电阻滑片P向上移到适当位置，滑动变阻器连入电路的阻值变小，会使电磁铁磁性增强，故①符合题意； ②如果产生的磁力不能吸起铁块D，仅将支点O向左移动，故②不符合题意； ③适当提高电源电压，电源电压增大，会使电磁铁磁性增强，故③符合题意。综合上述分析可知①③符合题意。②不符合题意。故选①③。 3、项目化小组经过讨论与实践，制作出可直接测量液体密度的“液体密度仪”。 项目一：利用杆秤制作液体密度秤 杆秤是刻度均匀的质量称量工具（如图甲所示），用杆秤制作一个液体密度秤的步骤如下： ①用塑料桶代替秤钩，金属块代替秤砣，用细圆木条制作轻质秤杆（自身质量不计），如图乙所示。 ②提起秤纽，移动秤砣，当秤杆平衡时，用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度。 ③桶中加水至a处，掘起秤纽移动秤砣，当秤杆在水平平衡时，将此时秤砣的悬挂点C标记为“1.0”刻度（单位：）。 ④以BC两点间长的十分之一为标准，在B点右侧整根秤杆上均匀地标上刻度。 项目二：制作力电转换的液体密度仪 项目组设计了如图丙所示的装置。已知轻杆上OA、OB分别为，A点悬挂的圆柱体质量为，体积为。电路中电源电压U为，电流表选用量程，定值电阻的阻值为，R是力敏电阻，其阻值与所受压力的关系如图丁所示。 回答下列问题： （1）解释项目一步骤④中B点外整根秤杆上可均匀地标刻度的原因 ； （2）写出一条能提高项目一中液体密度秤测量精确度的措施： ； （3）项目二中应在电流表上什么位置标记“0”刻度（单位：）？ （4）项目二中当电流表示数为时的液体密度。 【答案】（1）见解析 （2）换用底面积更小的塑料桶 （3）0.4A （4）1.2×103kg/m3 【解析】（1）根据密度计算公式，当液体体积相同的时候，可以测出密度和质量成正比，因此B点外整根秤杆上可均匀地标刻度。 （2）为了使液体密度秤测量精确度提高，可以换用底面积更小的塑料桶。 （3）0刻度位置，悬挂物体不受浮力，所以A点拉力等于重力G=7N，根据杠杆平衡条件 所以FB=70N，此时电阻R=5Ω，电流为 项目二中应在电流表上0.4A位置标记“0”刻度。 （4）当电流表示数为时，电路中的总电阻为 则力敏电阻的阻值为 所以B点压力为28N，根据杠杆平衡可得 杠杆A端受到的拉力为 可知受到浮力为 液体密度为。 4、如图是小科同学设计的一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成，原理如图所示，小筒底面积为10cm2，高20cm，大筒底面积为60cm2，装有适量水。P为金属滑片固定在托盘下面（滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计），并随托盘一起可自由滑动，定值电阻R0=6欧，AB是一根长为10cm均匀电阻丝，其阻值为10欧，电源电压为6V，电流表量程0~0.6A。当托盘不放物体时，P位于R最上端，小筒浸入水中5cm 深（称量过程中大桶水未溢出）。求： （1）托盘和小筒的总质量； （2）若要保证电路安全，则滑片P距A端的最大距离是多少？此时液面上升的高度为多少？ （3）在保证电路安全的前提下，则浮力秤的最大称量为多少g？ 【答案】（1）50g；（2）6cm，1.2cm；（3）72g 【解析】（1）当托盘不放物体时，P位于R最上端，小筒浸入水中5cm深，排开水的体积 V排=S小筒h浸= 10cm2× 5cm= 50cm3=5×10-5m3 F浮=ρ水gV排= 1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-5m3= 0.5N 由F浮=G=mg可得，秤盘和小简的总质量m0= =0.05kg= 50g （2）当秤盘上放的物体越重时，滑片下移得越多，变阻器接入电路的阻值越小，电路的总电阻越小，电流越大。由电流表的量程为0～0.6A可知，当电路中的电流为0.6A时，浮力秤达到最大称量，由欧姆定律可得此时电路中的总电阻R总= =10Ω因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻丝接入电路中的电阻R’=R总-R0=10Ω-6Ω=4ΩAB是一根长为10cm均匀电阻丝，其阻值为10Ω，即1cm长的电阻丝的阻值为1Ω，所以滑动变阻器接入电路的电阻最小为4Ω时，其接入电路的电阻丝的长度l=4cm此时滑片下移的距离即滑片P距A端的最大距离d0=10cm-4cm=6cm秤盘上放置物体后，滑片下移6cm，小筒向下移动的距离d=d0=6cm由于小筒向下移动，大筒中的水面上升，设水面升高△h,则小筒浸入水中的深度会增加，则ΔV排=S大Δh=S小Δh浸即S大Δh=S小（Δh+d）化简可得水面上升的高度h= =1.2cm （3）小简排开水的体积变化量ΔV排=S大Δh=60cm2×1.2cm=72cm3秤盘上放置物体后，小筒处于漂浮状态，由漂浮条件可得，被测物体的重力等于增加的浮力，所以被测物体的重力 G=ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×72×10-6m3=0.72N由G=mg可得浮力秤的最大称量m= =0.072kg=72g。 答：（1）秤盘和小筒的总质量为50g； （2）保证电路安全，滑片P距A端的最大距离是6cm,此时液面上升的高度为1.2cm； （3）在保证电路安全的前提下，浮力秤的最大称量为72g。 5、小明制作了一个“水位仪”，其简化结构如图甲所示，一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定，下端与边长为10厘米的正方体木块相连，木块放在高足够的圆柱形容器内。未注水时，滑片P刚好在滑动变阻器R1的最下端a处；闭合开关S，向容器中注水，滑片P随木块上浮在R1上滑动。已知电源电压U恒定不变，R2为定值电阻。滑动变阻器R1中的bc段短路，其余正常部分的电阻与自身长度成正比；定值电阻R2的电功率P2，电压表示数U1与水深H的关系如图乙和丙所示。 （1）小明在计算电源电压U的大小时，已经分析如下，请帮他完成。 （2）小明发现滑动变阻器R1上只有“0.8A”的字样，无法看出最大阻值。电流表量程选用0~0.6安，电压表量程选用0~3伏。则在电路安全的范围内，水位最深为多少?写出计算过程。 （3）根据已知的条件，请帮小明再提出一个求解的问题，并进行求解。 【答案】（1）见解析 （2）17cm （3）见解析 【解析】（1）由乙图知道，滑动变阻器接入电路最大阻值时，定值电阻R2的电功率为P2=0.4W，由图丙知道，此时R1的两端的电压为U1=4V当滑动变阻器接入电路最小阻值为零时，定值电阻R2的电功率为P2′=3.6W，由图丙知道，此时R1的两端的电压为U′1=0V 由知道，电源电压为 即解得R2=10Ω U=6V （2）由乙图知道，水深10cm=0.1m时，定值电阻的电功率为1.6W，由知道，此时通过电路的电流 根据欧姆定律知道，此时电路总电阻 此时滑动变阻器接入电路的阻值 由乙图知道，b点以下部分的长度为5cm，则滑片移动的距离为5cm，所以，每上升1cm为1Ω。电压表选用0～3V量程，则当电压表示数为3V水位最深，此时定值电阻两端的电压为 此时通过电路的电流 此时滑动变阻器接入电路的阻值 此时滑动变阻器接入电路的长度 由乙图知道，bc的长度为2cm，则滑片移动的距离为10cm+2cm=12cm 此时对应的水位为5cm+12cm=17cm （3）由丙图知道，当深度为5cm时，木块对容器底的压力刚为0，此时木块排开水的体积 则木块受到浮力。 6、如图甲是某项目化小组模拟自动灌注的模型示意图。该装置可分为灌注装置和运输装置两部分。通过运输装置中的传送带将空杯运输到灌注台。灌注装置在控制电路的控制下，使线圈1定时吸引衔铁将工作电路接通，喷头向杯中注入液体。灌注台下方通过杠杆压在力敏电阻上，的阻值随压力F的变化情况如图乙所示。当通过线圈2的电流大于0.2A时，电动机内部开关闭合，传送带将带动装着果汁的杯运动至接收台。 （1）当果汁灌入杯中时，通过线圈2的电流将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （2）运输装置中，杠杆可绕O点转动，已知，电源电压，线圈电阻不计，空杯、传送带、灌注台和杠杆对的压力均忽略不计。若的阻值为2Ω，求该情况下每杯至少可灌注多少克的果汁。 （3）为使喷头可以间断性喷射，控制电路的电源电压呈图丙周期性变化，当线圈中通过的电流时，电磁继电器衔铁被吸下，喷头喷射液体，已知喷头每秒喷出液体质量为100g。若每次灌注120g液体，为使灌果汁的过程可连续且稳定地进行，则应调节的阻值为多少欧？（忽略线圈1电阻） 【答案】（1）变大 （2） （3） 【解析】（1）运输装置中与串联接入电路，由乙图可知，电阻的阻值随着压力的增大而减小，由于串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，故当果汁灌入杯中时，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，通过线圈2的电流将变大。 （2）当通过线圈2的电流大于0.2A时，电动机内部开关闭合，此时电路中的总电阻为 由于串联电路中总电阻等于各部分电阻之和，则电阻的阻值为 有乙图可知，力敏电阻受到的压力为3N，根据杠杆平衡条件可知代入数据可得解得 灌注果汁的质量为 （3）喷头每秒喷出液体的质量为100g，某次液体灌注的标准为120g，则喷灌时间为 灌注装置控制电路中，由图丙可知电压在1.8s内由0V增大到18V，又由18V减小到0V，所以0.3s~1.5s时间段内电源电压大于等于6V，所以在这段时间内喷射液体，当线圈中通过的电流时，电磁继电器衔铁被吸下，则的阻值为 。 7、小滨利用电磁继电器设计了食盐“自动封装电路”（如图），两个完全相同的电磁继电器（电磁铁分别为 L1和 L2，电磁铁的电阻和袋子质量忽略不计，托盘质量为0.5千克，R0为保护电阻，R为力敏电阻，其阻值与压力的关系如下表所示。 R/Ω 145 165 210 280 380 500 压力/N 15 13 11 9 7 5 【工作原理】通过电磁铁分别控制“食盐添加系统”（通电时可向袋子内添加食盐）和“封装系统”（通电时可完成袋口的密封），当袋中的食盐达到一定的质量时封装。 （1）【产品制作】根据电路的工作原理，则图中A和B，哪一个是“封装系统”： （选填“A”或“B”） ； （2）【装置测试】控制电路的电源电压U为6V， R0为20欧，电磁铁的吸合电流为： 20毫安，则该电路可自动封装的食盐质量为 kg； （3）【迭代升级】小江觉得可以对电路进行适当升级改造，适当增加控制“食盐添加系统”的电磁铁线圈匝数，可以实现先停止添加食盐再完成封装。请判断小江的升级是否可行，并说明理由： 。 【答案】（1）B （2）0.4 （3）见解析 【解析】（1）当食盐重力较小时，压敏电阻较大电路中的电流较小，电磁铁的磁性较弱，不能吸引衔铁，则A通电而工作，是添加系统，当食盐重力足够大，电磁铁吸引衔铁，A电路断开，B电路通电，则B是封装系统。 （2）控制电路的电源电压U为6V，Ro为20欧，电磁铁的吸合电流I=20mA=0.02A，电路的总电阻为 根据串联电路的知，压敏电阻 根据表格中数据，食盐和托盘的重力 则食盐和托盘的质量 则食盐的质量为 （3）适当增加控制“食盐添加系统”的电磁铁线圈匝数，可以增强电磁铁的磁性，当电流较小时就可以停止添加实验，但压力不再改变，控制电路的电流不再改变，B永远无法工作，不能完成封装工作。 8、某科学兴趣小组设计了一套测量货车重力的模拟装置，工作原理如图所示。ABO为一水平杠杆，OA长1.2m，O为支点，AB∶OB＝5∶1，平板上物体所受重力大小通过电压表读数显示。压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。当电源电压U为12V，平板空载时，闭合开关S，电压表的示数为1.5V。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。 F/N 0 4 8 12 16 20 23 … R/Ω 70 60 50 40 30 20 12.5 … （1）定值电阻R0的阻值； （2）当平板上物体重120N时，电压表的示数； （3）电池组用久后电源电压变小为9V，要求平板上重为120N的物体对应的电压表读数和电池组的电压U＝12V的情况下相同，其它条件不变，只水平调节杠杆上触点B的位置即可实现，试判断并计算触点B应向哪个方向移动？移动多少距离？ 【答案】（1）10Ω；（2）4V；（3）向右，3cm 【解析】（1）压力传感器和定值电阻串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，由表格可知当平板空载时，压力传感器的阻值为70Ω，因串联电路总电压等于各部分电压之和，串联电路各处电流相等，则由欧姆定律可得：即解得R0＝10Ω （2）平板上物体对平板的压力FB＝G＝120N由题知AB∶OB＝5∶1则OA∶OB＝6∶1 由杠杆平衡条件FA×OA＝FB×OB得杠杆A点受到的压力由于力的作用是相互的，压力传感器受到的压力为20N，由表格可知压敏电阻的阻值R′＝20Ω 串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律得 此时电压表的示数 （3）电源用久后电压变小，电路中电流变小，若要求此时平板上重为120N的物体对应的电压表示数和电源电压为12V的情况下相同，则需减小压力传感器的电阻，就要增大压力传感器受到的压力，其它条件不变，由杠杆平衡条件可知，需向右移动B触点，设调节距离为L，此时压力传感器阻值为R′′，因为此时电压表示数和R0的阻值不变，所以由欧姆定律可知电路中电流不变，仍然为0.4A，则此时的电源电压 即解得R′′＝12.5Ω 由表格可知可知传感器受到的压力为23N，由于力的作用是相互的，杠杆A点受到的压力为FA′＝23N由杠杆平衡条件可得 解得 答：（1）定值电阻R0的阻值为10Ω； （2）当平板空载时，电压表的示数为4V； （3）如果只水平调节杠杆上触点B的位置，则触点B应向右移动，移动3cm。 9、如图所示，科学科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。 （1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率； （2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力； （3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。 【答案】（1）900W，200W；（2）1.5N；（3） 【解析】（1）的水吸收的热量为 当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，则高温挡产生的热量为加热器的高档功率根据可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小，故当开关S闭合时，、并联，总电阻较小，电功率较大，此时为加热挡，加热挡的功率为900W，当开关S断开时，只有工作，电阻较大，处于低温挡，低档功率 （2）浮体体积的浸入水中时受到的浮力 物体A所受的重力为 物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为2N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为 （3）设控制电路的电压为U控，当杆对A的压力为1.5N时，对应压敏电阻的阻值为，则根据串联电路电压规律可以列等式 ① 浮体体积的浸入水中时受到的浮力 物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为5N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为 根据所受压力每增加，电阻减小，此时压敏电阻的阻值为 此时对应的控制电路的电流为 根据串联电路电压规律可以列等式② 联立①②可知 当当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为，则此时总电阻为 压敏电阻的阻值为当压敏电阻为50欧姆时，对应的压力为1.5N，此时压敏电阻的阻值为30Ω，则对应的压力为 此时物体A的浮力为 此时物体A浸入水中的体积 。 10、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（此过程作匀速直线运动处理）。 【答案】 （1） （2） （3） （4） 【解析】（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。 11、综合实践活动中，同学们设计了一种测量液体密度大小的装置，主要结构如图甲所示，从电流表指针所指的刻度就可以知道液体密度的大小。AB为长18cm阻值的36Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。托盘上的小桶中无液体时，滑片P恰好位于电阻丝最上端A处；每次测量时，在小桶内倒入体积恒为20cm3的待测液体后，弹簧增加的弹力F与滑片P向下移动的距离x的关系如图乙所示。电源电压恒为6V，R0标有“4Ω 0.5A”，电流表量程为0~0.6A。不计一切摩擦。 （1）闭合开关，滑片P在A端时，电流表示数为多少？ （2）若利用电压表（量程0~3V）示数来显示液体密度大小，其它条件不变，要求液体密度越大，电压表示数也越大，在图丙中接入电压表； （3）某次测量时，电流表示数为0.3A，所测液体受到的重力为多少？ 【答案】（1）0.15A；（2）见解析；（3）0.2N 【解析】（1）分析电路可知，滑动变阻器和串联，电流表测电路电流。滑片P在A端时，变阻器电阻为36Ω，则电流表示数为 （2）小桶内待测液体体积不变，则液体密度变大时，根据和可知重力变大，则弹簧增加的弹力变大，滑片下移，变阻器阻值变小，根据串联分压原理可知变阻器的电压减小，则电压变大。要求液体密度越大，电压表示数也越大，则电压表应并联在两端，如下图所示： （3）当电流为0.3A时，总电阻为则此时变阻器阻值为AB为长18cm阻值的36Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比，则滑片P向下移动的距离x为由乙图可知，此时，则所测液体受到的重力为0.2N。 答：（1）闭合开关，滑片P在A端时，电流表示数为0.15A； （2）见解答； （3）某次测量时，电流表示数为0.3A，所测液体受到的重力为0.2N。 12、在综合实践活动中，科技小组设计了一台电子体重计，其简化原理图如甲所示，电源两端电压恒为12V，定值电阻R0的阻值为40Ω，显示体重大小的仪表A实质是量程为0~100mA的电流表，压力传感器R的阻值与所受压力F关系如乙图所示，OBA为带踏板的杠杆，O为支点且AO:BO＝7:1，踏板、压杆和杠杆OBA的质量均忽略不计，闭合开关，当人站在踏板上，杠杆OBA在水平位置平衡，通过仪表A的示数就可以知道人的质量。 （1）若通过R0的电流为0.05A时，R0两端的电压多大？ （2）某次测体重时，压杆对压力传感器R的压力为120N，整个电路消耗的电功率多大？ （3）该体重计的最大测量值是多少？ 【答案】（1）2V；（2）0.72W；（3）112kg 【解析】（1）由图可知：压力传感器R和定值电阻R0串联，当电流表的电流为0.05A时，根据欧姆定律得：定值电阻R0两端的电压 （2）根据图像可知：当压杆对压力传感器R压力为120N时，压力传感器R的电阻为160Ω，则根据电阻的串联可知 电路中的电流 整个电路消耗的电功率为 （3）由于电流表的量程为100mA，则由可知：电路中的最小电阻为 则根据电阻的串联可知压力传感器R能达到的最小阻值为 根据图像可知：压力传感器R表面承受的压力 根据 得该秤的最大称量值 由得，该秤的最大称量值 答：（1）若通过R0的电流为0.05A时，R0两端的电压为2V； （2）压杆对压力传感器R的压力为120N时，整个电路消耗的电功率为0.72W； （3）该体重计的最大测量值是112kg。 13、如图是电子秤的内部电路，杠杆ABO始终处于水平位置，B是杠杆的中点，电源电压恒为15V，R2是阻值为6Ω的定值电阻，R1是压敏电阻，它的阻值随压力变化关系如表，当电压表的示数等于或大于3V时，电子秤会自动发出报警声。（杠杆、支架及托盘的重均忽略不计） 压力F/N 50 100 150 200 250 300 阻值R1/Ω 50 30 24 20 17 16 （1）当该电子秤恰好报警时，托盘所放物体的质量为多少？ （2）已知杠杆OA的长为40cm，欲使在托盘上所放物体的质量为50kg才报警。则托盘的支撑点B应向左还是向右移？移动的距离为多少？ 【答案】（1）30kg；（2）向右移，8cm 【解析】（1）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，当电压表的示数等于或大于3V时，电子秤会自动发出报警声，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流串联电路总电压等于各部分电压之和，此时力敏电阻两端的电压U1＝U﹣U2＝15V﹣3V＝12V 此时力敏电阻接入电路的阻值 由表格可知力敏电阻受到的压力为150N，根据杠杆平衡条件可得F×OA＝G×OB 则托盘则物体是重力 托盘所放物体的质量 （2）托盘上所放物体的重力G′＝m′g＝50kg×10N/kg＝500N 根据杠杆平衡条件可得F×OA＝G′×OB′ 则　 则托盘的支撑点B应向右移 答：（1）当该电子秤恰好报警时，托盘所放物体的质量为30kg； （2）托盘的支撑点B应向右移，移动的距离为8cm。 14、防汛水位由低到高可分成设防水位、警戒水位、保证水位三个等级。科技小组设计了水位监测模拟装置，原理如图甲所示，电源电压为9V，R0为定值电阻，R是粗细均匀的电阻片，浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动。已知水位每上升1cm，R接入电路的阻值将减少3Ω，R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙。电路最大电流为0.3A，监测的水位处于最高与最低时，电路电功率之比P1∶P2＝3∶1。求： （1）定值电阻R0的阻值； （2）当水位达到警戒水位时，电流表的示数； （3）该装置能监测的水位高度差。 【答案】（1）30Ω；（2）0.2A；（3）20cm 【解析】（1）闭合开关，当R接入电路阻值为零时，电路中只有R0工作，电路电流最大，则U0＝U总＝9V由得定值电阻 （2）由乙图可知，当水位达到警戒水位40cm时，R＝15Ω，R总＝R+R0＝15Ω+30Ω＝45Ω 电流表示数 （3）监测的水位最高时，R接入阻值为零，电路中只有R0工作，此时电路电功率① 监测的水位最低时，R接入阻值最大，电路为R0与Rmax串联，此时电路电功率② 由于监测的水位最高与最低时，电路电功率之比P1∶P2＝3∶1 联合①②解得：Rmax＝60Ω 故装置能监测的水位高度差 答：（1）定值电阻R0的阻值为30Ω； （2）当水位达到警戒水位时，电流表的示数为0.2A； （3）该装置能监测的水位高度差为20cm。 15、如图甲是物理兴趣小组设计的身高体重测量仪的原理图。电源UA的电压为3V，电源UB电压恒定，R2为定值电阻。水平脚踏板下方有压敏电阻R1，其阻值随压力F大小变化图像如图乙所示。滑动变阻器R是竖直固定放置的电阻棒，其滑片P可以随身高的变化竖直上下移动。同时闭合开关S1、S2，小华站在踏板上时，电流表A1的示数为0.15A，A2的示数为0.3A，此时滑片恰好在R的中点，电压表示数为3V；小明站在踏板上时，电压表示数为3.6V，电流表A2的示数为0.24A。问： （1）小华和小明的身高更高的是？ （2）小华的体重是多少？ （3）滑动变阻器R的最大阻值是多大？ （4）电源UB的电压和R2的阻值分别是多大？ 【答案】（1）小明；（2）500N；（3）20Ω；（4）6V，10Ω 【解析】（1）由图甲中左图可知，升高越高，滑动变阻器的阻值越大，根据欧姆定律可知，在电压一定时，电阻越大，电流越小。因为说明小明站上去滑动变阻器的阻值更大，滑片P在更上方，则小明的身高更高。 （2）由图甲中右图可知，电路中只有R1，电流表A1测量电路电流，则 由图乙知此时的压力F=500N，由于压力大小等于小华受到重力的大小，所以小华的体重为 （3）根据甲图中左图电路可知，滑动变阻器与R2串联，电流表A2测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端电压，小华站在踏板上时，电流表A2的示数为0.3A，此时滑片恰好在R的中点，电压表示数为3V，滑动变阻器一半的电阻为 滑动变阻器的最大电阻为 （4）小华站在上面时，A2的示数为0.3A，电压表示数为3V，UB为 小明站在踏板上时，A2的示数为0.24A，电压表示数为3.6V，UB为 所以 得到 则 答：（1）小明的身高更高； （2）小华的体重是500N； （3）滑动变阻器R的最大阻值是20Ω； （4）电源UB的电压为6V，R2的阻值为10Ω。 16、如图所示，U形轻质杠杆ABCD，AB和CD分别与BC垂直。轻质杆EO固定在天花板上，在O处安装铰链，杠杆ABCD可绕支点O转动，已知OB:OC＝1:2。重为50N的柱体甲固定在A端，且放置在压敏电阻Rx上，压敏电阻的阻值Rx随压力F的变化关系如下表所示，将压敏电阻接入电源电压恒为12V的电路中，定值电阻的阻值为10Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。重为20N的柱体乙固定在D端并放入足够高的柱容器内。柱体乙的底面积为200cm2，高20cm，乙的下表面距离容器底部10cm，g取10N/kg。 F/N 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Rx/Ω 200 110 50 30 20 14 10 5 2 求： （1）柱体乙的密度为多少？ （2）为保证电路安全，Rx所取的最小阻值为多少？ （3）现向空容器中注入深度为15cm的水，此时电路总功率为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）由得，柱体乙的质量 柱体乙的体积 柱体乙的密度 （2）由图可知，闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表量程为，电压表的量程大于电源电压，所以电压表是安全的，电流表量程为，所以通过电路的最大电流为，根据欧姆定律可知此时电路的总电阻最小，为 根据串联电路电阻规律可得此时压敏电阻接入电路的阻值 （3）向空容器中注入的水，此时柱体乙浸入水中的深度 柱体乙受到的浮力 此时杠杆C点受到向下的力为 根据杠杆平衡条件可得杠杆B点受到向下的力为 柱体甲对压敏电阻的压力 由表格可知此时压敏电阻的阻值为，串联电路总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流 电路的总功率 答：（1）柱体乙的密度为； （2）为保证电路安全，所取的最小阻值为； （3）现向空容器中注入深度为的水，此时电路总功率为。 17、某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V，定值电阻R0=10Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。金属弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N，高60cm。底面积为100cm2，当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示。闭合开关S。求： （1）当水位处于位置A时，M受到的浮力； （2）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？ （3）水位降至位置B时，电压表的示数是多少？（ρ水=1.0×103kg/m3， g取10N/kg） 【答案】（1）60N；（2）30cm；（3）5V 【解析】（1）当水位处于位置A时，M刚好浸没，排开水的体积 则M受到的浮力 （2）水位处于A位置时，弹簧受到的拉力F1=G-F浮= 80N - 60N = 20N由图乙可知，此时弹簧的伸长量ΔL1=10cm当水位降至位置B时，M的下表面刚好离开水面，所受浮力为0N，此时弹簧受到的拉力F2=G= 80N由图乙可知，此时弹簧的伸长量ΔL 2 =40cm水位由位置A降至位置B时，弹簧的长度增加量ΔL =ΔL –ΔL1=40cm-10cm=30cm （3）当水位降至位置B时，R连入电路的长度L=L总-ΔL = 40cm -30cm =10cm 因为R1连入电路的阻值与对应棒长成正比，即 所以此时R1接入电路的阻值 此时电路中的电流 由得，此时R1两端的电压 答：（1）当水位处于位置A时，M受到的浮力是60N； （2）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了30cm； （3）水位降至位置B时，电压表的示数是5V。 18、如图所示，科学科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。 （1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率； （2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力； （3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。 【答案】（1）900W，200W；（2）1.5N；（3）。 【解析】（1）的水吸收的热量为 当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，则高温挡产生的热量为 加热器的高档功率根据可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小，故当开关S闭合时，、并联，总电阻较小，电功率较大，此时为加热挡，加热挡的功率为900W，当开关S断开时，只有工作，电阻较大，处于低温挡，低档功率 （2）浮体体积的浸入水中时受到的浮力 物体A所受的重力为物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为2N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为 （3）设控制电路的电压为U控，当杆对A的压力为1.5N时，对应压敏电阻的阻值为，则根据串联电路电压规律可以列等式 ① 浮体体积的浸入水中时受到的浮力 物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为5N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为根据所受压力每增加，电阻减小，此时压敏电阻的阻值为此时对应的控制电路的电流为根据串联电路电压规律可以列等式 ② 联立①②可知， 当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为，则此时总电阻为 压敏电阻的阻值为当压敏电阻为50欧姆时，对应的压力为1.5N，此时压敏电阻的阻值为30Ω，则对应的压力为 此时物体A的浮力为此时物体A浸入水中的体积 答：（1）加热器的高档功率为900W和低档功率为200W；（2）浮体体积的浸入水中时受到的浮力为2N和此时压敏电阻受到的压力为1.5N；（3）水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中体积为。 19、宁波某现代农业园内，一批名贵果树苗急需持续浇灌。正在园区研学的某中学创客小组为园区设计了一个自动给水系统，电路如图甲所示。控制电路的电源电压U1恒为24V，线圈电阻不计，定值电阻R0为50Ω，R为压敏电阻，其阻值随所受压力的变化图像如图乙所示。工作电路电源电压U2恒为220V，包括注水装置和给水装置两部分（图中未明确）。图丙为系统结构简图，其中压敏电阻位于圆柱形水箱底部的受力板正下方，受力板面积S1和水箱底面积S2分别为0.02m2和0.45m2。给水装置始终不停歇给水，当通过线圈的电流I＝0.16A时，衔铁刚好被吸下，注水装置停止注水，此时电流表示数I1＝0.2A，当水箱水位下降至0.5m时，衔铁刚好被拉回，注水装置又开始向水箱注水，此时电流表示数I2＝2.2A。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）图甲中，甲、乙分别为 装置； A.给水、注水 B.注水、给水 （2）求当注水装置停止注水时，水箱内水位的高度； （3）若注水装置每分钟向水箱注水0.3m3，给水装置每分钟给水量为0.12m3，求注水装置从最低水位加注至最高水位的过程中所消耗的电能。 【答案】（1）A （2）2.5m （3）1.32×105J。 【解析】（1）因为给水装置始终不停歇给水，甲装置不受衔铁影响，所以甲装置是给水装置；当衔铁刚好被吸下，此时动触点与静触点断开，乙装置不工作，注水装置停止注水，所以乙装置是注水装置，故A符合题意，B不符合题意。故选A。 （2）当通过线圈的电流I＝0.16A时，衔铁刚好被吸下，注水装置停止注水，此时控制电路的总电阻 此时压敏电阻的阻值 由图象乙可知，当压敏电阻的阻值为100Ω时，受力板受到的压力F=500N，此时受力板的压强 则水箱内水的的高度 （3）由工作电路可知，注水和给水系统是并联，都工作时干路电流I2＝2.2A，当水箱水位下降至0.5m时，注水系统又开始注水，则注水系统从水位0.5m开始注水到2.5m，注水的总体积注水的同时给水系统一直工作，所以注水时间 注水装置工作时的电流注水装置从最低水位加注至最高水位的过程中所消耗的电能。 20、小林发现市场上所用的“电子秤”，实际上是压力测量仪，其原理结构如图甲所示。图甲中La为金属片，Lb为金属板，所称物体质量与电阻R1的关系如图乙所示。定值电阻R2=12Ω。闭合开关后，称量物体A时，电压表示数为3.6V，称量物体B时，电压表示数为6V，两次滑动变阻器连入电路中的阻值比为1:2。已知滑动变阻器R1的最大值为“100Ω 0.5A”。求： （1）电源电压； （2）物体B的质量； （3）若电压表所接量程为0~15V，电子秤称量物体的质量范围。 【答案】（1）18V；（2）1.2kg；（3）0~12kg 【解析】（1）由电路图可知，两电阻串联接入电路，电压表与滑动变阻器R1并联，电压表测滑动变阻器两端的电压；称量物体A时，电压表示数为3.6V，称量物体B时，电压表示数为6V，两次滑动变阻器连入电路中的阻值比为1:2，设电压表示数为3.6V时，滑动变阻器接入电路的阻值为R，电源电压不变，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压 称量物体B时，电压表示数为6V，有 解以上两式可得R=3Ω，电源电压U=18V。 （2）称量物体B时，滑动变阻器接入电路的电阻为RB=2R=2×3Ω=6Ω由图乙可知物体的质量与滑动变阻器接入电路的电阻成正比，设m=kR，代入数据可得4kg=k×20Ω解得k=0.2kg/Ω。则物体B的质量为m=0.2kg/Ω×6Ω=1.2kg （3）电压表的量程为0~15V，根据串联分压原理可知电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路最大阻值，由图乙可知此时电子秤称量物体的质量最大，此时定值电阻两端的电压U2=U-U1=18V-15V=3V根据欧姆定律可得此时通过电路的电流 此时滑动变阻器接入电路的阻值由图乙可知电子秤称量物体的质量最大为12kg，所以电子秤称量物体的质量范围为0~12kg。 答：（1）电源电压为18V； （2）物体B的质量为1.2kg； （3）电子秤称量物体的质量范围为0~12kg。 21、2022年11月29日，神舟十五号载人飞船发射成功，与神十四乘组实现首次太空会师。小宇通过查阅资料了解到，飞船在发射前，科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路，电源电压保持不变，R0为100Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为200V，舱体内气压为1.0×105Pa。求： （1）舱体不漏气时，通过R0的电流； （2）舱体不漏气时，工作1min，整个电路消耗的电能； （3）若电压表示数为176V，此时舱内的气压值。 【答案】（1）2A；（2）2.64×104J；（3）6×104Pa 【解析】（1）由图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R串联，电压表测R0两端的电压；通过R0的电流为 （2）由图乙可知，舱体内气压为1.0×105Pa时，压敏电阻R的阻值为10Ω，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻 由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流为 由欧姆定律可知，电源电压为 则工作1min，电路消耗的总电能为 （3）若电压表示数为176V，此时电路中的电流为 由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻 则压敏电阻的阻值 由图乙可知，此时舱内的气压值为 答：（1）舱体不漏气时，通过R0的电流为2A； （2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的总电能为2.64×104J； （3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值为6×104Pa。 22、科学兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图甲所示。电源电压为6V，R0为定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙，T为容器的阀门。某次探测时，水下机器人潜入100m深的湖底取出矿石样品M。返回实验室后，将矿石样品M悬挂于P点放入容器中，保持静止状态。打开阀门T，随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示。在电压表示数从2V变为4V的过程中，电流表示数变化值为0.2A（弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，湖水密度与水相同，g=10N/kg）。 （1）向注水口注水过程中，电流表的示数会 ，电压表的示数会 ；（填：“变大”、“变小”或“不变”） （2）当水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强为； （3）电路中定值电阻R0的阻值为； （4）矿石M的密度为 kg/m3。 【答案】（1）变小 变大 （2）1×106 （3）10 （4）3×103 【详解】（1）由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，向注水口注水过程中，矿石样品M排开水的体积越来越大，根据阿基米德原理可知，受到的浮力越来越大，则弹簧的拉力越来越小，则滑片P向上运动，滑动变阻器接入的电阻变大，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，则电流表的示数会变小；定值电阻两端的电压减小，根据串联电路电压的特点，滑动变阻器两端电压变大，则电压表的示数会变大。 （2）水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1×106Pa （3）由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，由图丙可知，当容器内水的深度在0~h1时，电压表的示数U1=2V 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压为U0=U-U1=6V-2V=4V 电路中的电流 由图丙可知，当容器内水的深度大于h2时，电压表的示数为U2=4VR0 两端的电压为U0'=U-U2=6V-4V=2V 电路中的电流为 因电流表示数变化值为0.2A，所以，解得R0=10Ω。 （4）当容器内水的深度在0~h1时，电路中的电流为 滑动变阻器接入电路中的电阻为 由图乙可知，此时拉力为F1=22.5N 当容器内水的深度大于h2时，电路中的电流为 滑动变阻器接入电路中的电阻为 由图乙可知，此时拉力F2=15N 由于是往容器中缓慢注水，结合图丙可知：①当容器内水的深度在0~h1时，矿石没有浸在水中，不受浮力，此时弹簧的拉力与重力平衡，拉力最大；②当容器内水的深度在h1~h2时，矿石浸在水中受浮力的作用，水的深度增加，浮力增大，拉力减小；③当容器内水的深度大于h2时，矿石浸没在水中，浮力最大且不变，此时拉力最小。由于F1=22.5N>F2=15N 结合上述分析可知：矿石的重G=F1=22.5N矿石浸没在水中时拉力为F2=15N 根据称量法测浮力可知，矿石浸没在水中时受到的浮力为F浮=G-F2=22.5N-15N=7.5N 根据F浮=ρ液V排g可得矿石的体积为 矿石M的密度为。 23、在科学项目化学习活动中，某科技小组设计了水位自动监测装置，可以通过电流大小确定水位高度，其原理如图甲所示。电源电压恒定，电流表量程为0~0.6A，电阻丝R长为1m、总电阻，其连入电路的电阻与长度成正比，是压敏电阻，其电阻值与所受压力大小关系如图乙所示，下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆，轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动，PQ下方通过轻质绝缘杆与圆柱体M固定在一起，M重100N、高为4m，当水位上升时，PQ随M向上水平移动，闭合开关，当PQ恰好位于R最下端时，电流表示数为0.06A，M有体积浸在水中，设定此时水位为警戒水位；PQ上升到R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力，电流表示数为0.12A，整个装置接触良好且无摩擦，PQ和EF的电阻不计，水的密度，g取10N/kg，求： （1）电源电压； （2）M的底面积； （3）当电流为0.2A时，水位比警戒水位上升的高度。 【答案】（1）12V；（2）0.01m2；（3）1.8m 【解析】（1）闭合开关，当PQ恰好位于R最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A；此时根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压为U=I(R+R0)=0.06A×(100Ω+R0)①PQ上升到R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力，此时电路中只有压敏电阻R0连入电路，此时电源电压为U=I′R0=0.12A×R0②解①②可得R0=100Ω，U=12V。 （2）警戒水位时，M漂浮，根据漂浮条件可知，M所受的浮力为F浮=G=100N 由阿基米德原理得到 M的底面积 （3）由图乙可知，R0和压力的关系为R0=kF+b 当F1=0N，R0的阻值是100Ω，则100Ω=b① 当F2=200N，R0的阻值是0Ω，则0=k×200N×b② 由①和②得到k=-0.5R0和压力的关系为R0=-0.5F+100Ω 当电流为0.2A时，压敏电阻的阻值为所以60Ω=-0.5F+100Ω 解得F=80N，因此增加的浮力ΔF浮=F=80N电流为0.2A时与电流为0.12A时（此时M仍然漂浮）相比，M受到浮力的增加量ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×Δh×10-2m2=80N解得Δh=0.8m；由题知，当PQ恰好位于R最下端时，此时的水位为警戒水位，所以，当电流为0.2A时，则水位比警戒水位上升了L电阻丝+Δh=1m+0.8m=1.8m 答：（1）电源电压是12V； （2）M的底面积是0.01m2； （3）当电流为0.2A时，水位比警戒水位上升的高度是1.8m。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 力丶电综合计算 1、我市常有下暴雨，导致水库水位超过警戒线产生危险。为自动测量水库水位超出警戒线的高度，项目化学习小组设计了一台简易水位测量仪，其工作原理如图所示。密度比水大的圆柱体M底面积为，物体M和N重力均为40N，绳子绕过定滑轮把M、N两物体相连，调节绳子长度使M的下表面与水库警戒线相平，轻质杠杆OB绕O点转动，物体N放在杠杆的B处，OB长102cm，力敏电阻通过A处对杠杆产生支撑，OA长51cm，力敏电阻阻值与所受压力的关系如表所示，电路电源电压U恒为6V，灯L的电阻值为10Ω（忽略温度对灯L电阻的影响），在电流表相应的位置标出水位高度。（杠杆OB自身重力、绳重和摩擦均不计，） 压力（N） 0 10 20 30 电阻（Ω） 20 15 10 5 （1）如观察到电路中的电压表示数变大，则是水库水位超出警戒线的高度将 。 （2）当某次水位超过警戒线高度1m时，此时小灯泡消耗的电功率是多少？ （3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度，只通过调节物体N在杠杆上放置的位置（其它条件不变），仍用电流表也能准确读出水位高度，则向 （左或右）调节N的位置。（已知） 2、某项目化学习小组设计一个用于监测CO浓度的安全断路器，当装置监测到CO的浓度超过设定值时，安全断路器就会自动拉开闸刀开关，保证安全。设计思路：如图甲，装置由控制电路部分（含电源、气敏电阻R0、调试电阻R、电磁铁E等）与机械传动部分（含闸刀开关S2、轻质杠杆AB、配重C、铁块D、滑轮等）组成。工作原理是当控制电路中的电流超过设定值时，铁块D被电磁铁E吸起，杠杆AB偏转，自动切断电路。 小组同学根据产品特点，设计了如下的评价表（节选）。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 能快速切断电路，安全可靠 能切断电路 不能切断电路 指标二 有调节结构，调节方便 有调节结构，调节不便 无调节结构，不能调节 （1）【方案论证】机械传动装置中，杠杆B端置于水平台面上，有以下方案：方案一AO:OB＝3:1；方案二AO:OB＝1:2，方案三AO:OB＝1:1，要达到优秀，应采用方案一，从杠杆角度分析其原因是 ； （2）【装置测试】小组同学采用方案一进行测试，将0.21千克的铁块D当定在杠杆B端支架上，让杠杆处于水平，E对D的吸引力F0与通过控制电路电流的关系如下表，气敏电阻R0的阻值与CO气体浓度的关系如图乙。已知电源电压U为9伏，调试电阻R最大阻值为20欧，滑片P移到中点时，开关拉开，则需取多大质量的配重C固定在A端支架上才符合设计要求 ；（电磁铁的电阻和杠杆自重均忽略不计） 电流I（安） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 吸引力F0（牛） 0 1.2 2.4 3.6 4.8 （3）【迭代升级】如果CO气体浓度在20毫克/米3就要将闸刀开关拉开，以下调整可以实现的有 （填序号）。 ①调试电阻滑片P向上移到适当位置 ②支点O向左移到适当位置 ③适当提高电源电压 3、项目化小组经过讨论与实践，制作出可直接测量液体密度的“液体密度仪”。 项目一：利用杆秤制作液体密度秤 杆秤是刻度均匀的质量称量工具（如图甲所示），用杆秤制作一个液体密度秤的步骤如下： ①用塑料桶代替秤钩，金属块代替秤砣，用细圆木条制作轻质秤杆（自身质量不计），如图乙所示。 ②提起秤纽，移动秤砣，当秤杆平衡时，用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度。 ③桶中加水至a处，掘起秤纽移动秤砣，当秤杆在水平平衡时，将此时秤砣的悬挂点C标记为“1.0”刻度（单位：）。 ④以BC两点间长的十分之一为标准，在B点右侧整根秤杆上均匀地标上刻度。 项目二：制作力电转换的液体密度仪 项目组设计了如图丙所示的装置。已知轻杆上OA、OB分别为，A点悬挂的圆柱体质量为，体积为。电路中电源电压U为，电流表选用量程，定值电阻的阻值为，R是力敏电阻，其阻值与所受压力的关系如图丁所示。 回答下列问题： （1）解释项目一步骤④中B点外整根秤杆上可均匀地标刻度的原因 ； （2）写出一条能提高项目一中液体密度秤测量精确度的措施： ； （3）项目二中应在电流表上什么位置标记“0”刻度（单位：）？ （4）项目二中当电流表示数为时的液体密度。 4、如图是小科同学设计的一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成，原理如图所示，小筒底面积为10cm2，高20cm，大筒底面积为60cm2，装有适量水。P为金属滑片固定在托盘下面（滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计），并随托盘一起可自由滑动，定值电阻R0=6欧，AB是一根长为10cm均匀电阻丝，其阻值为10欧，电源电压为6V，电流表量程0~0.6A。当托盘不放物体时，P位于R最上端，小筒浸入水中5cm 深（称量过程中大桶水未溢出）。求： （1）托盘和小筒的总质量； （2）若要保证电路安全，则滑片P距A端的最大距离是多少？此时液面上升的高度为多少？ （3）在保证电路安全的前提下，则浮力秤的最大称量为多少g？ 5、小明制作了一个“水位仪”，其简化结构如图甲所示，一根轻质绝缘细杆上端与滑片P固定，下端与边长为10厘米的正方体木块相连，木块放在高足够的圆柱形容器内。未注水时，滑片P刚好在滑动变阻器R1的最下端a处；闭合开关S，向容器中注水，滑片P随木块上浮在R1上滑动。已知电源电压U恒定不变，R2为定值电阻。滑动变阻器R1中的bc段短路，其余正常部分的电阻与自身长度成正比；定值电阻R2的电功率P2，电压表示数U1与水深H的关系如图乙和丙所示。 （1）小明在计算电源电压U的大小时，已经分析如下，请帮他完成。 （2）小明发现滑动变阻器R1上只有“0.8A”的字样，无法看出最大阻值。电流表量程选用0~0.6安，电压表量程选用0~3伏。则在电路安全的范围内，水位最深为多少?写出计算过程。 （3）根据已知的条件，请帮小明再提出一个求解的问题，并进行求解。 6、如图甲是某项目化小组模拟自动灌注的模型示意图。该装置可分为灌注装置和运输装置两部分。通过运输装置中的传送带将空杯运输到灌注台。灌注装置在控制电路的控制下，使线圈1定时吸引衔铁将工作电路接通，喷头向杯中注入液体。灌注台下方通过杠杆压在力敏电阻上，的阻值随压力F的变化情况如图乙所示。当通过线圈2的电流大于0.2A时，电动机内部开关闭合，传送带将带动装着果汁的杯运动至接收台。 （1）当果汁灌入杯中时，通过线圈2的电流将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （2）运输装置中，杠杆可绕O点转动，已知，电源电压，线圈电阻不计，空杯、传送带、灌注台和杠杆对的压力均忽略不计。若的阻值为2Ω，求该情况下每杯至少可灌注多少克的果汁。 （3）为使喷头可以间断性喷射，控制电路的电源电压呈图丙周期性变化，当线圈中通过的电流时，电磁继电器衔铁被吸下，喷头喷射液体，已知喷头每秒喷出液体质量为100g。若每次灌注120g液体，为使灌果汁的过程可连续且稳定地进行，则应调节的阻值为多少欧？（忽略线圈1电阻） 7、小滨利用电磁继电器设计了食盐“自动封装电路”（如图），两个完全相同的电磁继电器（电磁铁分别为 L1和 L2，电磁铁的电阻和袋子质量忽略不计，托盘质量为0.5千克，R0为保护电阻，R为力敏电阻，其阻值与压力的关系如下表所示。 R/Ω 145 165 210 280 380 500 压力/N 15 13 11 9 7 5 【工作原理】通过电磁铁分别控制“食盐添加系统”（通电时可向袋子内添加食盐）和“封装系统”（通电时可完成袋口的密封），当袋中的食盐达到一定的质量时封装。 （1）【产品制作】根据电路的工作原理，则图中A和B，哪一个是“封装系统”： （选填“A”或“B”） ； （2）【装置测试】控制电路的电源电压U为6V， R0为20欧，电磁铁的吸合电流为： 20毫安，则该电路可自动封装的食盐质量为 kg； （3）【迭代升级】小江觉得可以对电路进行适当升级改造，适当增加控制“食盐添加系统”的电磁铁线圈匝数，可以实现先停止添加食盐再完成封装。请判断小江的升级是否可行，并说明理由： 。 8、某科学兴趣小组设计了一套测量货车重力的模拟装置，工作原理如图所示。ABO为一水平杠杆，OA长1.2m，O为支点，AB∶OB＝5∶1，平板上物体所受重力大小通过电压表读数显示。压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。当电源电压U为12V，平板空载时，闭合开关S，电压表的示数为1.5V。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。 F/N 0 4 8 12 16 20 23 … R/Ω 70 60 50 40 30 20 12.5 … （1）定值电阻R0的阻值； （2）当平板上物体重120N时，电压表的示数； （3）电池组用久后电源电压变小为9V，要求平板上重为120N的物体对应的电压表读数和电池组的电压U＝12V的情况下相同，其它条件不变，只水平调节杠杆上触点B的位置即可实现，试判断并计算触点B应向哪个方向移动？移动多少距离？ 9、如图所示，科学科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。 （1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率； （2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力； （3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。 10、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（此过程作匀速直线运动处理）。 11、综合实践活动中，同学们设计了一种测量液体密度大小的装置，主要结构如图甲所示，从电流表指针所指的刻度就可以知道液体密度的大小。AB为长18cm阻值的36Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。托盘上的小桶中无液体时，滑片P恰好位于电阻丝最上端A处；每次测量时，在小桶内倒入体积恒为20cm3的待测液体后，弹簧增加的弹力F与滑片P向下移动的距离x的关系如图乙所示。电源电压恒为6V，R0标有“4Ω 0.5A”，电流表量程为0~0.6A。不计一切摩擦。 （1）闭合开关，滑片P在A端时，电流表示数为多少？ （2）若利用电压表（量程0~3V）示数来显示液体密度大小，其它条件不变，要求液体密度越大，电压表示数也越大，在图丙中接入电压表； （3）某次测量时，电流表示数为0.3A，所测液体受到的重力为多少？ 12、在综合实践活动中，科技小组设计了一台电子体重计，其简化原理图如甲所示，电源两端电压恒为12V，定值电阻R0的阻值为40Ω，显示体重大小的仪表A实质是量程为0~100mA的电流表，压力传感器R的阻值与所受压力F关系如乙图所示，OBA为带踏板的杠杆，O为支点且AO:BO＝7:1，踏板、压杆和杠杆OBA的质量均忽略不计，闭合开关，当人站在踏板上，杠杆OBA在水平位置平衡，通过仪表A的示数就可以知道人的质量。 （1）若通过R0的电流为0.05A时，R0两端的电压多大？ （2）某次测体重时，压杆对压力传感器R的压力为120N，整个电路消耗的电功率多大？ （3）该体重计的最大测量值是多少？ 13、如图是电子秤的内部电路，杠杆ABO始终处于水平位置，B是杠杆的中点，电源电压恒为15V，R2是阻值为6Ω的定值电阻，R1是压敏电阻，它的阻值随压力变化关系如表，当电压表的示数等于或大于3V时，电子秤会自动发出报警声。（杠杆、支架及托盘的重均忽略不计） 压力F/N 50 100 150 200 250 300 阻值R1/Ω 50 30 24 20 17 16 （1）当该电子秤恰好报警时，托盘所放物体的质量为多少？ （2）已知杠杆OA的长为40cm，欲使在托盘上所放物体的质量为50kg才报警。则托盘的支撑点B应向左还是向右移？移动的距离为多少？ 14、防汛水位由低到高可分成设防水位、警戒水位、保证水位三个等级。科技小组设计了水位监测模拟装置，原理如图甲所示，电源电压为9V，R0为定值电阻，R是粗细均匀的电阻片，浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动。已知水位每上升1cm，R接入电路的阻值将减少3Ω，R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙。电路最大电流为0.3A，监测的水位处于最高与最低时，电路电功率之比P1∶P2＝3∶1。求： （1）定值电阻R0的阻值； （2）当水位达到警戒水位时，电流表的示数； （3）该装置能监测的水位高度差。 15、如图甲是物理兴趣小组设计的身高体重测量仪的原理图。电源UA的电压为3V，电源UB电压恒定，R2为定值电阻。水平脚踏板下方有压敏电阻R1，其阻值随压力F大小变化图像如图乙所示。滑动变阻器R是竖直固定放置的电阻棒，其滑片P可以随身高的变化竖直上下移动。同时闭合开关S1、S2，小华站在踏板上时，电流表A1的示数为0.15A，A2的示数为0.3A，此时滑片恰好在R的中点，电压表示数为3V；小明站在踏板上时，电压表示数为3.6V，电流表A2的示数为0.24A。问： （1）小华和小明的身高更高的是？ （2）小华的体重是多少？ （3）滑动变阻器R的最大阻值是多大？ （4）电源UB的电压和R2的阻值分别是多大？ 16、如图所示，U形轻质杠杆ABCD，AB和CD分别与BC垂直。轻质杆EO固定在天花板上，在O处安装铰链，杠杆ABCD可绕支点O转动，已知OB:OC＝1:2。重为50N的柱体甲固定在A端，且放置在压敏电阻Rx上，压敏电阻的阻值Rx随压力F的变化关系如下表所示，将压敏电阻接入电源电压恒为12V的电路中，定值电阻的阻值为10Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V。重为20N的柱体乙固定在D端并放入足够高的柱容器内。柱体乙的底面积为200cm2，高20cm，乙的下表面距离容器底部10cm，g取10N/kg。 F/N 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Rx/Ω 200 110 50 30 20 14 10 5 2 求： （1）柱体乙的密度为多少？ （2）为保证电路安全，Rx所取的最小阻值为多少？ （3）现向空容器中注入深度为15cm的水，此时电路总功率为多少？ 17、某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V，定值电阻R0=10Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。金属弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N，高60cm。底面积为100cm2，当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示。闭合开关S。求： （1）当水位处于位置A时，M受到的浮力； （2）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？ （3）水位降至位置B时，电压表的示数是多少？（ρ水=1.0×103kg/m3， g取10N/kg） 18、如图所示，科学科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。 （1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率； （2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力； （3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。 19、宁波某现代农业园内，一批名贵果树苗急需持续浇灌。正在园区研学的某中学创客小组为园区设计了一个自动给水系统，电路如图甲所示。控制电路的电源电压U1恒为24V，线圈电阻不计，定值电阻R0为50Ω，R为压敏电阻，其阻值随所受压力的变化图像如图乙所示。工作电路电源电压U2恒为220V，包括注水装置和给水装置两部分（图中未明确）。图丙为系统结构简图，其中压敏电阻位于圆柱形水箱底部的受力板正下方，受力板面积S1和水箱底面积S2分别为0.02m2和0.45m2。给水装置始终不停歇给水，当通过线圈的电流I＝0.16A时，衔铁刚好被吸下，注水装置停止注水，此时电流表示数I1＝0.2A，当水箱水位下降至0.5m时，衔铁刚好被拉回，注水装置又开始向水箱注水，此时电流表示数I2＝2.2A。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）图甲中，甲、乙分别为 装置； A.给水、注水 B.注水、给水 （2）求当注水装置停止注水时，水箱内水位的高度； （3）若注水装置每分钟向水箱注水0.3m3，给水装置每分钟给水量为0.12m3，求注水装置从最低水位加注至最高水位的过程中所消耗的电能。 20、小林发现市场上所用的“电子秤”，实际上是压力测量仪，其原理结构如图甲所示。图甲中La为金属片，Lb为金属板，所称物体质量与电阻R1的关系如图乙所示。定值电阻R2=12Ω。闭合开关后，称量物体A时，电压表示数为3.6V，称量物体B时，电压表示数为6V，两次滑动变阻器连入电路中的阻值比为1:2。已知滑动变阻器R1的最大值为“100Ω 0.5A”。求： （1）电源电压； （2）物体B的质量； （3）若电压表所接量程为0~15V，电子秤称量物体的质量范围。 21、2022年11月29日，神舟十五号载人飞船发射成功，与神十四乘组实现首次太空会师。小宇通过查阅资料了解到，飞船在发射前，科技人员要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的模拟检测电路，电源电压保持不变，R0为100Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为200V，舱体内气压为1.0×105Pa。求： （1）舱体不漏气时，通过R0的电流； （2）舱体不漏气时，工作1min，整个电路消耗的电能； （3）若电压表示数为176V，此时舱内的气压值。 22、科学兴趣小组设计了探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图甲所示。电源电压为6V，R0为定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙，T为容器的阀门。某次探测时，水下机器人潜入100m深的湖底取出矿石样品M。返回实验室后，将矿石样品M悬挂于P点放入容器中，保持静止状态。打开阀门T，随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示。在电压表示数从2V变为4V的过程中，电流表示数变化值为0.2A（弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，湖水密度与水相同，g=10N/kg）。 （1）向注水口注水过程中，电流表的示数会 ，电压表的示数会 ；（填：“变大”、“变小”或“不变”） （2）当水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强为； （3）电路中定值电阻R0的阻值为； （4）矿石M的密度为 kg/m3。 23、在科学项目化学习活动中，某科技小组设计了水位自动监测装置，可以通过电流大小确定水位高度，其原理如图甲所示。电源电压恒定，电流表量程为0~0.6A，电阻丝R长为1m、总电阻，其连入电路的电阻与长度成正比，是压敏电阻，其电阻值与所受压力大小关系如图乙所示，下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆，轻质金属滑杆PQ可以在金属棒EF上自由滑动，PQ下方通过轻质绝缘杆与圆柱体M固定在一起，M重100N、高为4m，当水位上升时，PQ随M向上水平移动，闭合开关，当PQ恰好位于R最下端时，电流表示数为0.06A，M有体积浸在水中，设定此时水位为警戒水位；PQ上升到R的最上端，刚好与“⊥”形杆接触，且对杆无压力，电流表示数为0.12A，整个装置接触良好且无摩擦，PQ和EF的电阻不计，水的密度，g取10N/kg，求： （1）电源电压； （2）M的底面积； （3）当电流为0.2A时，水位比警戒水位上升的高度。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$