四、(1)类型1 敏感电阻、滑动变阻器类-【一战成名新中考·5行卷】2025广西中考物理·题型题组强化训练

题组题型强化训练·广西物理 重 难 题 型 训 练 四、综合应用题 (一)电学综合应用题 (针对中考第 24 题专练) 类型 1 　 敏感电阻、滑动变阻器类 (广西 2024、 2023,北部湾 2021) 1. 小王研究照明系统模拟控制电路,如图甲所示. 已 知电源电压 U= 6 V,定值电阻 R2 = 10 Ω,R1 为光敏 电阻,其阻值随着光照强度 E 变化关系的部分数 据,如下表所示(光照强度单位为坎德拉,符号为 cd),当 R2 两端电压低至 2 V 时,控制开关自动启 动照明系统(不考虑控制开关对虚线框内电路的影 响). 利用该装置可以实现当光照度低至某一设定 值 E0 时,照明系统内照明灯自动工作. 光照强度 E / cd 1. 0 2. 0 3. 0 4. 0 5. 0 6. 0 光敏电阻 R1 阻值 / Ω 36. 0 18. 0 12. 0 9. 0 7. 2 6. 0 (1)标有“6 V　 3 W”字样的照明灯,正常工作时的 电流为多大? (2)如图甲所示,闭合开关 S,当 R2 两端电压低至 2 V 时,求 E0 为多少? (3)小王向老师借来电流表(量程为 0~0. 6 A)、电压 表(量程为 0 ~ 3 V)、滑动变阻器 R0 上标有“30 Ω　 1 A”的字样,连接成如图乙所示的电路. 若光敏电阻 处的光强 E 在 1. 5 cd 至 5 cd 范围内变化,为保证电 路安全,求滑动变阻器 R0 允许连入电路的阻值范围. 甲 乙 第 1 题图 2. 有一种电加热恒温箱,工作原理如图甲所示,控制 电路由电压为 U1 = 9 V 的电源、开关、电磁继电器 (线圈电阻不计),电阻箱 R0 和热敏电阻 R1 组成; 工作电路由电压为 U2 = 220 V 的电源和电阻为 R2 = 44 Ω 的电热丝组成. 其中,电磁继电器只有当线圈 中电流达到 60 mA 时,衔铁才吸合,切断工作电路; 热敏电阻 R1 的阻值随温度变化关系如图乙所示. (1)求电热丝工作时的功率和在 10 min 内产生 的热量; (2)如果恒温箱的温度设定为 50 ℃ ,求电阻箱 R0 应接入电路的阻值. 甲 乙 第 2 题图 解:(1)电热丝工作时的功率 P= U22 R2 =(220 V) 2 44 Ω =1 100 W, 电热丝在 10 min 内产生的热量 Q =Pt = 1 100 W× 10×60 s= 6. 6×105 J; (2)由图乙可知,当温度为 50 ℃时,热敏电阻的阻 值 R1 =100 Ω;此时衔铁应吸合,切断工作电路,那 么控制电路的电流 I=60 mA=0. 06 A, 控制电路的总电阻 R总 = U1 I = 9 V 0. 06 A =150 Ω, 电阻箱接入电路的阻值 R0 = R总 -R1 = 150 Ω- 100 Ω=50 Ω. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 34 题组题型强化训练·广西物理 重 难 题 型 训 练 3. 2024 年 9 月 6 日台风“摩羯”在海南省文昌市登陆, 风力达到 17 级以上,对我国沿海地区造成了不可 估量的损失;为了更好地预防台风,科技小组设计 了一个能反映水平风力大小的装置模型,如图甲所 示,电源电压恒为 16 V,R0 为定值电阻,L 为额定电 压是 2. 5 V 的小灯泡,其 I-U 关系的部分数据如图 乙所示,R 为长 14 cm、阻值 60 Ω 粗细均匀的电阻 丝(电阻丝的阻值与长度成正比),电阻均不计的金 属弹簧连接一个挡板,挡板上有一滑片与电阻 R 连 接. 闭合开关 S;无风时,滑片在电阻 R 最左端,此时 电流表示数为 0. 2 A;有风时,风对挡板的作用力 F 方向始终水平向右,已知风力每增加 1 N 挡板就会 前进 1 cm,滑片始终与电阻 R 接触良好且无摩擦. (1)电流表示数为 0. 2 A 时,灯泡的电阻为多少? (2)无风时 R0 消耗的电功率为多少? (3)为保护电路,允许风对挡板施加的最大作用力 为多少? 甲 乙 第 3 题图 4. 如图甲所示为某农场自动加水的水槽示意图,其 内部电路如图乙所示. 重为 20 N 的正方体 B 底部 贴有一薄片型压敏电阻 Rx(质量和体积不计),其阻 值与水槽内水的深度关系如图丙所示,上端通过长 10 cm 无弹性的轻质细杆与水位指示表 A(由量程 为 0 ~ 0. 6 A 电流表改成)相连,杆内放有导线,水位 指示表 A 的内部电路图如图乙所示,已知电源电压 为 30 V,水位指示表 A 为重为 8 N 的均匀柱体,其 底面积为 200 cm2、高为 10 cm,水槽的底面积为 0. 25 m2,B 的边长为 10 cm,当电流表的示数小于 0. 24 A 时,水槽开始注水. 求:(g 取 10 N / kg,ρ水 = 1. 0×103 kg / m3) (1)开始注水时水槽内水的深度; (2)水对水槽底部的压强为 2 700 Pa 时,电流表的 示数; (3)为保护控制电路的安全,水槽中最多能加水的 质量. 甲 乙 丙 第 4 题图 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 44 参考答案及重难题解析·广西物理 题 组 题 型 强 化 训 练 敏电流计的读数是 40 μA;(4)由(3)可知,一节干电池电压 为 1. 5 V,此时电路电流为 40 μA = 0. 000 04 A,由欧姆定律 得,人体电阻 R = U I = 1. 5 V 0. 000 04 A = 37 500 Ω;分析表格中数 据可以看出电压越高越危险,因为人体在高电压下,人体电 阻变小;该结论不可靠,原因:只用一个人的身体实验,结论 不具有代表性,要选不同人多次实验. 四、综合应用题 (一)电学综合应用题 类型 1　 敏感电阻、滑动变阻器类 1. 解:(1)由 P=UI 得照明灯正常工作时的电流 I = P U = 3 W 6 V = 0. 5 A; (2)已知 U2 = 2 V,则 R1 两端电压 U1 =U-U2 = 6 V-2 V = 4 V, 电路中的电流 I= U2 R2 = 2 V 10 Ω = 0. 2 A,光敏电阻的阻值 R1 = U1 I = 4 V 0. 2 A = 20 Ω, 由表格知,光照强度与光敏电阻的关系为光照强度与光敏电 阻阻值的乘积为 36, 则对应光照强度为 36 20 Ω = 1. 8 cd; (3)根据题意,电路中的最大电流为 Imax = 0. 6 A,电路中的最 小总电阻 R总min = U Imax = 6 V 0. 6 A = 10 Ω,若 E= 5 cd 时,R1 的最小 电阻 R1min = 7. 2 Ω,则 R0min = R总min -R1min = 10 Ω - 7. 2 Ω = 2. 8 Ω. 当电压表的示数最大时,即 U0max = 3 V,根据串联分压 原理可知,R0 接入电路中的阻值最大,R1 接入电路的阻值最 小. 当 E= 5 cd 时,R1 = 7. 2 Ω,此时 R1 最小, U R0 +7. 2 Ω = 3 V R0 , 解得 R0max = 7. 2 Ω. R0 的取值范围为 2. 8 Ω~ 7. 2 Ω. 2. 解:(1)电热丝工作时的功率 P= U22 R2 = (220 V) 2 44 Ω = 1 100 W, 电热丝在 10 min 内产生的热量 Q = Pt = 1 100 W× 10× 60 s = 6. 6×105 J; (2)由图乙可知,当温度为 50 ℃ 时,热敏电阻的阻值 R1 = 100 Ω;此时衔铁应吸合,切断工作电路,那么控制电路的电 流 I= 60 mA = 0. 06 A, 控制电路的总电阻 R总 = U1 I = 9 V 0. 06 A = 150 Ω, 电阻箱接入电路的阻值 R0 =R总 -R1 = 150 Ω-100 Ω = 50 Ω. 3. 解:(1)由图乙可知,当电流表示数为 0. 2 A 时,小灯泡两端 的电压为 1 V,小灯泡的电阻为 RL = UL I = 1 V 0. 2 A = 5 Ω; (2)无风时,滑片在电阻 R 最左端,此时电流表示数 I = 0. 2 A,小灯泡两端电压为 UL = 1 V,此时 R 两端的电压 UR = IR= 0. 2 A×60 Ω = 12 V,此时 R0 两端的电压 UR0 =U源 -UR0 - UL = 16 V-12 V-1 V = 3 V,此时 R0 消耗的电功率 P0 = IUR0 = 0. 2 A×3 V = 0. 6 W; (3)当 I′= 0. 3 A 时,风对挡板施加的作用力最大,由(2) 可 知,R0 的阻值 R0 = UR0 I = 3 V 0. 2 A = 15 Ω,当 I′ = 0. 3 A 时,R0 两 端的电压 UR0 ′= I′R0 = 0. 3 A× 15 Ω = 4. 5 V,由图乙可知,当 I′= 0. 3 A 时,小灯泡 L 两端的电压为 2. 5 V,由串联电路电压 的特点可知,此时 R 两端的电压 UR ′ = U源 -UR0 ′-UL = 16 V- 4. 5 V-2. 5 V = 9 V,R 的阻值 R′= UR ′ I′ = 9 V 0. 3 A = 30 Ω,根据电 阻丝的阻值与长度成正比可知,接入电路的电阻丝长度 L = 30 Ω 60 Ω ×14 cm = 7 cm,已知风力每增加 1 N 挡板就会前进 1 cm,可得允许风对挡板施加的最大作用力 Fmax = ( 14 cm- 7 cm) ×1 N = 7 N. 4. 解:(1)由图乙可知,电路为压敏电阻的简单电路,当电流表 的示数小于 0. 24 A 时水槽开始注水,根据欧姆定律可得,当 电流表示数为 0. 24 A 时,压敏电阻的阻值 Rx = U I = 30 V 0. 24 A = 125 Ω,由图丙可知开始注水时水槽内水的深度为 24 cm; (2)水对水槽底部的压强为 2 700 Pa 时,水槽内水的深度 h1 = p1 ρ水 g = 2 700 Pa 1. 0×103 kg / m3 ×10 N / kg = 0. 27 m = 27 cm,由图丙可知, 此时压敏电阻的阻值为 100 Ω,根据欧姆定律可得电流表示数 I1 = U Rx1 = 30 V 100 Ω = 0. 3 A; (3)由电流表量程可知,为保护控制电路的安全,通过电路的 最大电流 I2 = 0. 6 A,此时压敏电阻的阻值 Rx2 = U I2 = 30 V 0. 6 A = 50 Ω,由图丙可知,压敏电阻的阻值 Rx 与水槽内水的深度 h 的关系为一次函数,故设为 Rx = kh+b,由图丙可知,当 h = 12 cm,Rx = 225 Ω,代入得 225 Ω = k × 12 cm + b①;当 h = 30 cm,Rx = 75 Ω,代入得 75 Ω = k× 30 cm+b②,联立①②解 得:k= - 25 3 Ω / cm,b= 325 Ω,所以压敏电阻的阻值 Rx 与水槽 内水的深度 h 的关系式为 Rx = - 25 3 Ω / cm×h+325 Ω,当 Rx2 = 50 Ω 时,代入函数关系式得,水的深度 h′= 33 cm,由题意知, 细杆的长 h细杆 = 10 cm,表 A 的高度 hA = 10 cm,正方体 B 的棱 长 hB = 10 cm,因水的深度 h′>hA +hB +h细杆,所以表 A 和正方 体 B 有可能浸没在水中, A 的体积 VA = SAhA = 200 cm2 × 10 cm = 2 000 cm3 ,正方体 B 的体积 VB = 10 cm × 10 cm × 10 cm = 1 000 cm3 ,表 A 和正方体 B 的总重力 G总 = GA +GB = 8 N+20 N = 28 N,假设表 A、B 整体浸没在水中,则整体受到的 浮力为 F浮总 = ρ水 gV排总 = 1. 0×103 kg / m3 ×10 N / kg×(2 000+ 1 000) ×10-6 m3 = 30 N>G总,因此假设不成立,则此时整体漂 浮,整体受到的浮力应为 F浮总 ′=G总 = 28 N,此时整体排开水 的体积为 V排总′= F浮总′ ρ水 g = 28 N 1. 0×103 kg / m3 ×10 N/ kg = 2. 8×10-3 m3, 此时水槽内水的体积为 V=S容 h′-V排总′= 0. 25 m2 ×0. 33 m-2. 8× 10-3 m3 = 0. 0 797 m3,水槽内水的质量为 m = ρ水 V = 1. 0× 103 kg / m3 ×0. 079 7 m3 =79. 7 kg. 则水槽中最多能加 79. 7 kg 的水. 类型 2　 多挡位用电器 1. 解:(1) 只闭合开关 S1 时,通过 R1 的电流 I1 = U R1 = 6 V 4 Ω = 1. 5 A; (2)只闭合开关 S1 时,R1 的电功率 P1 =UI1 =6 V×1. 5 A=9 W; (3)电源两端电压为 6 V 时,干路电流 I= P U = 36 W 6 V = 6 A 通过 R2 的电流 I2 = I-I1 = 6 A-1. 5 A = 4. 5 A, R2 的阻值 R2 = U I2 = 6V 4. 5 A = 4 3 Ω, 电源两端电压为 5 V 时,干路电流 I′= U′ R1 +U′ R2 = 5 V 4 Ω + 5 V 4 3 Ω =5 A, 使用“速热”挡通电 10 s 产生的热量 Q=W=U′I′t= 5 V×5 A× 10 s = 250 J. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 92