2026年四川省达州市中考物理 二轮复习-中考专题全突破专题突破四 综合应用与计算题 课件
2026-02-02
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专题突破四 综合应用与计算题
2026年四川省达州市中考物理
二轮复习-中考专题全突破
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1
类型1
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类型2
目
录
2
类型1
考点综述
01
3
类型1 力学综合
1.(2024·达州) 如图所示,一重为200 N、底面积为
0.4 m2的方形玻璃缸(玻璃缸壁的厚度忽略不计),玻璃
缸中装有重1 000 N的水。上方有一轻质杆OA,在绳子
AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动,现在OA的中
点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20 N,滑轮组上
悬挂着重300 N的物体甲,将浸没的重物甲缓慢拉离水
面后,玻璃缸中水位下降了5 cm,(忽略物体带出的水,
ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
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(1)当重物甲拉离水面后,玻璃缸对地面的压强。
解:当重物甲拉离水面后,玻璃缸对地面的压力:
F压=G缸+G水=200 N+1 000 N=1 200 N,玻璃
缸对地面的压强:p==3 000 Pa。
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(2)重物甲浸没在水中时所受的浮力。
解:将浸没的重物甲缓慢拉离水面后,玻璃缸中水位
下降了5 cm,则重物甲浸没在水中时排开水的体积:
V排=SΔh=0.4 m2×0.05 m=0.02 m3,
重物甲浸没在水中时所受的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0
×103 kg/m3×0.02 m3×10 N/kg=200 N。
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(3)滑轮组的绳子不会断裂,当∠CAO=30°时,杆OA刚好水平,若绳子AC能承受的最大拉力FA=620 N时,利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。(不计杆OA和绳子的重力及滑轮处的摩擦)
解:先作出绳子AC的拉力FA的力臂OD(如图),直角三
角形ADO中,∠A=30°,OD=OA,B是OA的中点,
OB=OA,则OB=OD,
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由杠杆的平衡条件可得:FA×OD=FB×OB,则B点最
大拉力FB=FA=620 N,
滑轮组绳子的最大拉力:F绳=(FB-G定)=×(620 N
-20 N)=200 N,
由F绳=(G物+G动)可得,重物的最大重力:G物=2F绳
-G动=2×200 N-20 N=380 N,
滑轮组的最大机械效率:η=×100%=×100%=95%。
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2.如图甲所示,圆柱形薄壁容器放置在
电子秤上,高为10 cm的圆柱体A放置
在容器底部,现在向容器内缓慢加水,
电子秤的示数随水的深度h变化的图像
如图乙所示,A对容器底部的压强随水
的深度h变化的图像如图丙所示,在整
个过程中无水溢出,圆柱体A始终保持
直立且不吸水。(g取10 N/kg,ρ水=
1.0×103 kg/m3)求:
甲
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(1)没有加水时容器对电子秤的压力。
解:由图甲可知,没有加水时电子秤的示数:m0=1 000 g=1 kg,因此没有加水时容器对电子秤的压力等于总重力,即F=G=m0g=1 kg×
10 N/kg=10 N。
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(2)圆柱体A的密度。
解:由图丙可知,未加水时,高为10 cm的圆柱体A对容器底部的压强为800 Pa,根据p=ρgh可知,圆柱体A的密度:ρA==0.8×103 kg/m3。
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(3)停止加水后,在外力的作用下,将圆柱体A上提
4 cm,待水面稳定后,容器对电子秤的压强。
解:因为圆柱体A的密度小于水的密度,加水后圆
柱体A最终会漂浮,因此当电子秤的示数为m1=
4 200 g,即水深h1=8 cm时,圆柱体A所受浮力等于重力;再加水圆柱体A将离开容器底。由此可得出圆柱体A开始离开容器底到电子秤的示数为m2=5 200 g的过程中共加水:m加水=m2-m1=5 200 g-4 200 g=
1 000 g,加水的体积:V加水==1 000 cm3,水上升的高
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度:Δh=10 cm-8 cm=2 cm,容器的底面积:S容
==500 cm2=0.05 m2,当电子秤的
示数:m1=4 200 g,即水深为8 cm时,加入水的质
量:m加水1=m1-m0=4 200 g-1 000 g=3 200 g,加入水的体积:V加水1==3 200 cm3,圆柱体A的底面积:S柱=S容-=
500 cm2-=100 cm2,停止加水后容器对电子秤的压力等于此时
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的总重力:F1=G总1=m总1g=5 200×10-3 kg×
10 N/kg=52 N,圆柱体A上提4 cm,则液面下降
高度:Δh'==1 cm,则
圆柱体离开水面的增大高度:h=4 cm+1 cm=5 cm,则
物体排开水的体积减小值:ΔV'=5 cm×100 cm2=500 cm3=5×10-4 m3,
减小的浮力:ΔF浮=ρ水ΔV'g=1.0×103 kg/m3×5×10-4 m3×10 N/kg=
5 N,则圆柱体A上提4 cm,容器对电子秤的压力:F压=F1-ΔF浮=52 N-5 N=47 N,容器对电子秤的压强:p'==940 Pa。
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3.如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的棱长为10 cm,弹簧没有发生形变时的长度为10 cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24 cm。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
甲
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(1)水对容器底的压强。
解:水对容器底的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.24 m=2.4×103 Pa。
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(2)物体的密度。
解:物体刚好浸没在水中时 V排=V物=(0.1 m)3=1×10-3 m3,物体所受的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×1×10-3 m3×10 N/kg=10 N,弹簧的伸长量:ΔL=24 cm-10 cm-10 cm=4 cm,
由图乙可知,此时弹簧的拉力:F=4 N,物体的重
力:G物=F浮-F=10 N-4 N=6 N,
则物体的密度:ρ=
=0.6×103 kg/m3。
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(3)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。若容器的底面积为250 cm2,求放水前后容器对水平桌面压强的变化量。
解:当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,L弹簧=10 cm,
此时物体刚好漂浮:F'浮=G物=6 N,
由F浮=ρ水V'排g可得,物体排开水的体积: V'排=
=6×10-4 m3,
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物体浸入水中的深度:h浸==0.06 m,
此时水的深度:h'=L弹簧+h浸=0.1 m+0.06 m=0.16 m;
放出水的体积:ΔV水=S容ΔL+(S容-S物)×(h物-h浸)=250 cm2×4 cm+(250 cm2-100 cm2)×(10 cm-6 cm)=1 600 cm3,
放出水的重力:ΔG水=Δm水g=ρ水ΔV水g=1.0×
103 kg/m3×1 600×10-6 m3×10 N/kg=16 N,
则放水前后容器对水平桌面压强的变化量:
Δp==640 Pa。
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4.已知A、C均为实心铁块,B为不吸水木块,已知A的体积为70 cm3,将A放在B上,B刚好浸没在水中,如图甲所示;取出A,并将C用轻质细线悬挂在B的底部(C未与容器底部接触,不计操作时带出的水),也能使B刚好浸没,如图乙所示;柱形容器足够高,且容器底面积是B的底面积的三倍。(ρ铁=8×103 kg/m3,ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)铁块A的重力。
解:A的重力:GA=mAg=ρ铁VAg=8×103 kg/m3 ×70×10-6 m3×10 N/kg=5.6 N。
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(2)铁块C的体积。
解:图甲中,A、B漂浮在水中,F浮甲=GA+GB=ρ水VBg,
图乙中,B、C悬浮在水中,F浮乙=GC+GB=ρ水(VB+VC)g,
则有GC-GA=ρ水VCg,
即ρ铁(VC-VA)g=ρ水VCg,
即8×103 kg/m3×(VC-70×10-6 m3)=1.0×103 kg/m3×VC,
解得:VC=8×10-5 m3,
即铁块C的体积为8×10-5 m3。
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(3)图乙中,剪断B、C之间的绳子,水面静止时,B相对于
容器底部上升的高度h上与水面下降的高度Δh之比。
解:图乙中,剪断B、C之间的绳子,水面静止时,B漂浮,
露出高度为h露,
C沉底,则有h上+Δh=h露,即h上+,h上==2Δh,
则B相对于容器底部上升的高度h上与水面下降的高度Δh之比:。
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5.(2023·达州) A、B两个圆柱形容器按如图所示的方式
放置在水平地面上,容器的厚度忽略不计,A容器自重
300 N,底面积为0.6 m2,装有深度为20 cm的水,B容器
底面积为0.8 m2。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求A容器中水的重力。
解:A容器中水的体积:V=Sh=0.6 m2×0.2 m=0.12 m3,
水的质量:m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×0.12 m3=120 kg,
A容器中水的重力:G=mg=120 kg×10 N/kg=1 200 N。
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(2)从A容器中抽出质量为m的水倒入B容器,A容器对B容
器底部刚好无压力,求m的值。
解:从A容器中抽出质量为m的水倒入B容器,A容器对
B容器底部刚好无压力,A刚好漂浮于B容器的水中,此
时容器A受到B中水的浮力和A整体的重力相等,即F浮=GA+G剩水;将质量为m水的水倒入B容器,B容器水面上升高度:h=,
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A容器在B中受到水的浮力:F浮=ρ水V排g=ρ水SAhg=
1.0×103 kg/m3×0.6 m2××10 N/kg=
30 N/kg×m水,
A容器中剩余水的重力:G剩水=m剩水g=(120 kg-m水)×10 N/kg,
由F浮=GA+G剩水可得:
30 N/kg×m水=300 N+(120 kg-m)×10 N/kg,解得:m水=37.5 kg。
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(3)在(2)小题的基础上,向B容器另外加入80 kg水(水不溢出),当A容器静止时,求B容器中的水对A容器所做的功。
解:在(2)小题的基础上,A容器对B容器底部刚好无压力,
A刚好漂浮于B容器的水中,向B容器另外加入80 kg水(水
不溢出)时,B中液面上升高度:h'==0.1 m,
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所以物体A重心比之前重心升高的高度为0.1 m,容器A在
倒出质量为37.5 kg的水后的重力:G'=(120 kg-37.5 kg)
×10 N/kg+300 N=1 125 N,
B容器中的水对A容器所做的功:W=G'h'=1 125 N×
0.1 m=112.5 J。
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6.(2020·达州) 如图所示,物体A重200 N,圆柱形容器底面
积为400 cm2,内盛有足够深的水。用图中的滑轮组(定滑轮
用轻质细杆固定在水平地面上)将浸没在水中的物体A匀速提
出水面,当物体A浸没在水中匀速上升时,滑轮组的机械效
率为80%。(不计绳重、摩擦及水的阻力,物体A不吸水、不
沾水,ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ物=5.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
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(1)物体浸没在水中时受到的浮力。
解:由G=mg可得,物体A的质量:
mA==20 kg,
由ρ=可得,物体A的体积:VA==0.004 m3,
物体浸没在水中时排开水的体积:V排=VA=0.004 m3,
受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×0.004 m3×10 N/kg=40 N。
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(2)物体完全提出水面后,水对容器底减小的压强。
解:物体完全提出水面后,水的深度减小值:Δh=
=0.1 m,
水对容器底减小的压强:Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。
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(3)物体完全提出水面后,滑轮组的机械效率。(小数点后保留
一位数字)
解:由图可知,拉力端移动的距离:s=h,
不计绳重、摩擦及水的阻力,当物体A浸没在水中匀速上升
时,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%=80%,解得:F=600 N,
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对上面的滑轮进行受力分析,滑轮受到向上的拉力F、三股绳
子的向下的拉力(每一股绳子的拉力等于GA-F浮)、重力,则
拉力:F=3(GA-F浮)+G轮,
所以滑轮重力:G轮=F-3(GA-F浮)=600 N-3×(200 N-
40 N)=120 N,
物体完全提出水面后,滑轮受到向上的拉力F、三股绳子的
向下的拉力(每一股绳子的拉力等于GA)、重力,则拉力:
F'=3GA+G轮=3×200 N+120 N=720 N,
滑轮组的机械效率:η'=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=83.3%。
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类型2
考点综述
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类型2 电学综合
1.如图所示,电源电压恒定,L为标有
“6 V 2.4 W”字样的灯泡,将滑动
变阻器的滑片移至最右端,闭合开关
S和S1,灯泡正常发光,不考虑温度
对灯泡电阻的影响,电流表示数为
0.9 A。求:
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(1)电源电压U。
解:由图可知,当闭合开关S和S1,滑动变阻器的滑片移至最右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,灯泡L与定值电阻R并联,电流表测干路电流,此时灯泡正常发光,则电源电压:U=UL=6 V。
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(2)电阻R的阻值。
解:灯泡正常发光时的电流:IL=
=0.4 A,通过定值电阻R的电
流:IR=I-IL=0.9 A-0.4 A=0.5 A,
则电阻R的阻值:R==12 Ω。
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(3)通过控制开关S、S1的通、断和调节滑动变阻器滑片P的位置,保证灯泡发光(灯丝中有电流通过)、电路安全时,整个电路消耗的最小功率(温馨提示:请注意电压表的测量范围)。
解:灯泡的电阻:RL==15 Ω,
电源电压不变,根据P=可得,当电
路中的总电阻最大时,电路消耗的电
功率最小,
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根据串联总电阻大于其中任一电阻,并联总电
阻小于其中任一电阻,且灯丝中有电流通过,
故S闭合,S1断开,灯泡与滑动变阻器串联,
且滑动变阻器接入电路的阻值为允许的最
大值时,整个电路消耗的功率最小,
因电压表的测量范围为0~3 V,则滑动变阻
器的最大电压为UV=3 V,此时电路中的电
流最小,此时灯泡两端的电压:U'L=U-UV=6 V-3 V=3 V,
电路中的最小电流:I最小==0.2 A,
则整个电路消耗的最小功率:P最小=UI最小=6 V×0.2 A=1.2 W。
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2.(2023·达州) 如图所示,电源电压不变,只闭合S,滑动变阻器滑片位于最左端时,R3在10 s内消耗电能80 J;只闭合S、S1,滑动变阻器滑片位于最右端时,电流表A1读数为1 A;只闭合S、S2,滑动变阻器滑片位于最左端时,电流表A2读数为3 A。已知滑动变阻器的最大阻值是R3的4倍,求:
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(1)只闭合S,滑动变阻器滑片位于最左端时,R3
的电功率。
解:只闭合S,滑动变阻器滑片位于最左端时,
R1、R3和R2的最大阻值串联,
R3的电功率:P3==8 W。
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(2)定值电阻R1与R3的比值。
解:只闭合S、S1,滑动变阻器滑片位于最右端时,
R2、R3被短路,电路为R1的简单电路,电流表A1测
电路中的电流;
只闭合S、S2,滑动变阻器滑片位于最左端时,R1、
R2被短路,电路为R3的简单电路,电流表A2测电路中的电流;
由I=可得,定值电阻R1与R3的比值:
=3∶1。
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(3)电路消耗的最小电功率。
解:由P=UI可知,电源电压一定时,电路中的电流
最小时,电路消耗的电功率最小,由I=可知,此
时电路中的电阻最大,
由图可知,只闭合S,滑动变阻器滑片位于最左端时,R1、R3和R2的最大阻值串联,此时电路中的总电阻最大,
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由W=I2Rt可知,10 s内电路消耗的最小电能与R3消
耗电能之比:
,
则10 s内电路消耗的最小电能:W=8 W3=8×80 J=640 J,
因此电路消耗的最小电功率:P最小==64 W。
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3.如图甲所示是定值电阻R1和标有“8 V 8 W”灯泡L的I-U关系图像。如图乙所示,电源电压恒定不变,滑动变阻器R2的最大阻值为12 Ω。当开关S、S2闭合,S1断开,将滑动变阻器R2的滑片P滑到b端时,灯泡L的实际功率为1 W。求:
甲
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(1)电阻R1的阻值。
(2)灯泡正常发光1 min时消耗的电能。
解:(1)由图甲R1的I-U图像可知,当U1=4 V时,
I1=0.4 A,
电阻R1的阻值:R1==10 Ω。
(2)灯泡正常发光1 min时消耗的电能:
W=P额t=8 W×60 s=480 J。
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(3)电源电压。
解:当开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器R2的
滑片P置于b端时,灯泡L与R2的最大阻值串联,此
时灯泡的实际功率为1 W,由图甲可知,此时灯泡
两端的实际电压UL=2 V,通过灯泡的电流IL=0.5 A,
滑动变阻器两端的电压:U2=I2R2=ILR2=0.5 A×12 Ω=6 V,
则电源电压:U=UL+U2=2 V+6 V=8 V。
乙
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(4)调节开关的状态和滑片的位置,保证电路安全的
情况下,电路消耗的最大功率。
解:根据P=可知,电路的总电阻最小时,电功
率最大。当开关S、S1、S2同时闭合且滑动变阻器
R2的滑片P置于a端时,R2=0 Ω,灯泡L与定值电阻R1并联,此时电路电阻最小,
UL=U=8 V,灯泡正常发光,消耗的功率:PL=P额=8 W,
R1消耗的功率:P1==6.4 W,
则电路消耗的最大功率:Pmax=PL+P1=8 W+6.4 W=14.4 W。
乙
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4.如图甲所示,灯泡L上标有“2.5 V 1.25 W”字样,滑动变阻器R1上标有“10 Ω 1 A”字样,移动滑片P调到灯泡正常发光,电压表示数为2 V。
甲
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(1)求灯泡正常发光时的电阻。
解:由图甲可知,该电路为灯泡和R1的串联电路,
电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,
由P=可得,灯泡正常发光时的电阻:RL=
=5 Ω。
甲
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(2)求此时电路的总功率。
解:由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:IL=
=0.5 A,
即电路中的电流:I=IL=0.5 A,
电源电压:U=U1+UL=2 V+2.5 V=4.5 V,
此时电路的总功率:P=UI=4.5 V×0.5 A=2.25 W。
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(3)用另一个定值电阻R2替换小灯泡,并更换电源,移动滑片到某一个位置,电流表和电压表指针位置如图乙所示(可能与之前相比更换了测量范围但在后续操作中测量范围不变),当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时,其中一个表指针达到满偏,另一个表指针在刻度盘处,求定值电阻R2的可能值。
乙
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解:由题意可知,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,滑动变阻器的最大阻值为10 Ω,所以由图乙可知,电流表的测量范围为0~0.6 A,此时电路中的电流I1=0.5 A;
ⅰ.求电压表的测量范围及示数
①若电压表的测量范围为0~15 V,
其示数为12 V,则滑动变阻器接入
电路中的电阻:R'1==24 Ω,
因R'1>10 Ω,故不符合题意。
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②若电压表的测量范围为0~3 V,
其示数为2.4 V,则滑动变阻器接
入电路中的电阻:
R'1==4.8 Ω,
因R'1<10 Ω,故符合题意,所以电压表测量范围为0~3 V,示数为2.4 V。
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ⅱ.求定值电阻R2的阻值
①设电流表达到最大测量值,则电
流表示数增大了:ΔI=0.6 A-0.5 A
=0.1 A,
电压表示数减小了:ΔU=2.4 V-×3 V=0.4 V,
R2两端电压的变化量和电压表示数的变化量相等,
故定值电阻R2的阻值:R2==4 Ω。
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②设电压表达到最大测量值,则电
压表示数增大了:ΔU'=3 V-2.4 V
=0.6 V,
电流表示数减小了:ΔI'=0.5 A-×0.6 A=0.1 A,
则定值电阻R2的阻值:R2==6 Ω,
则定值电阻R2的可能值是4 Ω和6 Ω。
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5.如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R0
的最大电阻是50 Ω。当开关S1闭合,S2和S3断开,
滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,
R1的功率是P1;当开关S2闭合,S1和S3断开,滑
动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U'1,
R2和R3的功率之和是3.2 W;当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P'1;已知R2∶R3=3∶1,U1∶U'1=3∶2,P1∶P'1=1∶36。求:
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(1)R1的阻值。
解:第一过程:当开关S1闭合,S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R1与滑动变阻器R0的最大电阻串联在电路中,电压表测量R1两端的电压,电压表示数是U1,如图甲所示;
第二过程:当开关S2闭合,S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3串联在电路中,电压表测量R1两端的电压,电压表示数是U'1,如图乙所示,
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已知R2∶R3=3∶1,串联电路中功率之比等于电阻
之比,所以P2∶P3=3∶1①,
R2和R3的功率之和是3.2 W,即P2+P3=3.2 W②,
联立①②解得,P2=2.4 W,P3=0.8 W;
第三过程:当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器
的滑片在最左端时,R1、R2、R3并联在电路中,
电压表测量R1两端的电压,电压表示数是电源电
压U,电流表测量通过R1、R2的总电流,如图丙所示。
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图甲中,电压表示数是U1,R1两端的电压是U1,
R1的功率是P1,
图丙中,电压表示数是U,R1两端的电压是U,
R1的功率是P'1,P1∶P′1=1∶36,
对于同一导体,=()2=()2=,
解得:,所以,U1=U,
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因为R1和滑动变阻器R0的最大电阻串联在电路中,所以,U0=U,则R0和R1两端电压之比:U0∶U1=5∶1,
因为串联电路中电压之比等于电阻之比,即R0∶R1=5∶1,R0=50 Ω,所以R1=10 Ω。
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(2)电源电压。
解:图甲中,电压表示数是U1,R1两端的电压是U1,
图乙中,电压表示数是U′1,R1两端的电压是U'1,
U1∶U′1=3∶2,
又因为U1=U,所以U′1=U,
则图乙中U'1=U,U'2+U'3=U,,
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R1、R2、R3串联在电路中,串联电路中电压之比
等于电阻之比,即,
R1=10 Ω代入可得:R2+R3=80 Ω,
已知R2∶R3=3∶1,
解得:R2=60 Ω,R3=20 Ω,
又因为P2=2.4 W,P3=0.8 W,
则P2=,即2.4 W=,
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解得:U'2=12 V,同理,解得:U′3=4 V,
所以U'2+U'3=12 V+4 V=16 V,
又因为,所以U′1=2 V,
则电源电压:U=U′1+U′2+U′3=2 V+12 V+
4 V=18 V。
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(3)电流表的最大示数。
解:图甲、乙都是串联电路,电阻大,电流小;
图丙是并联电路,电阻小,电流大,电流表测量
R1、R2的总电流,
I1==1.8 A,I2==
0.3 A,
则电流表的最大示数:I'max=I1+I2=
1.8 A+0.3 A=2.1 A。
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(4)该电路的最大功率。
解:并联电路电阻最小,电流最大,而I3=
=0.9 A,最大电流:Imax=I1+I2+I3=
1.8 A+0.3 A+0.9 A=3 A,
则该电路的最大功率:Pmax=UImax=
18 V×3 A=54 W。
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