专题小卷7 电路的综合计算（综合应用题）-【一战成名新中考】2026广西物理·真题与拓展·专题特训小卷

专题小卷7 电路的综合计算（综合应用题） 类型1 敏感电阻 1.如图甲是一种潜水者用的手腕式深度表，图乙是内部简化电路，电源电压且恒定不变，定值电阻，是压敏电阻，的阻值随水的深度变化的图像如图丙所示.深度表由电压表改装，测量范围为0~3V.求： 第1题图 (1)当潜水者下潜深度增大时，压敏电阻所受压强 . (2)当潜水者下潜到“10m”深度时，在水下停留1min定值电阻消耗的电能是多少？ (3)在保证电压表安全情况下，该深度表能下潜的最大深度是多少？ (4)若电源电压、电压表测量范围和压敏电阻不能更换情况下，若要增大深度表的测量深度，请从电学知识分析并给出方案. 2.如图是小华为家里空调设计的自动控制电路简图.控制电路中，电源电压U＝6V（电源电压可调），定值电阻R0＝10Ω，Rt为热敏电阻，Rt的阻值随温度变化关系如表所示.电压鉴别器可控制工作电路开关S的通断.当a、b间的电压Uab≥0.15V时，开关S接通，空调开始工作，空调额定制冷输入功率为2200W.求： 第2题图 （1）空调正常工作时，工作电路的电流. （2）当室内温度为多少℃时，空调刚好启动制冷. （3）为了省电节能，要求室内温度到达30℃时空调才启动制冷，请提出一种可行措施，并计算说明. 温度t/℃ 15 20 25 30 35 40 电阻Rt/Ω 450 420 390 360 330 300 3.物理学科实践小组模拟工程师做“钢梁承重下垂”的测试，用钢片模拟“桥梁”，如图甲所示，力敏电阻R受到的压力F与钢片下垂量h满足关系F＝kh，k＝2N/mm.测试电路设计如图乙，力敏电阻R与其受到的压力F关系图像如图丙.已知电源电压4.5V，R0＝500Ω，电压表测量范围0～3V.外加压力为零时，由于钢片自重，力敏电阻R受到的压力F0＝5N.求： 第3题图 （1）当电压表示数为3V时，电路中的电流； （2）当电压表示数为3V时，钢片下垂量h； （3）请指出图乙设计中存在的问题，利用现有器材进行改进，并计算出改进后仪器能测量的最大下垂量. 类型2 类滑变 4.如图所示，是红星中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图.其电源电压U＝3V，电路保护电阻R1＝20Ω，均匀电阻丝的阻值为R2＝30Ω，金属丝（电阻忽略不计）的上端固定在O点，下端系有一块塑料片A，当风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触，风力表由电压表改装而成. （1）风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动说明力可以改变物体的 （选填“形状”或“运动状态”）； （2）无风时，塑料片竖直下垂，电压表示数是多少？电路中的电流是多少？ （3）风力最强时，金属丝滑至电阻丝的最左端，电压表的示数是多少？ （4）如果将图中的电压表改换为电流表，请计算这种情况下电流表的示数范围多大？ 第4题图 5.[2025南宁高新区一模]物理兴趣小组设计了如图甲所示的湖水水位监测报警装置.电源电压恒定不变，定值电阻R0＝30Ω；厚度均匀的长条形电阻片R竖直放置，浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动.当电流表的示数达到设定数值时，表示水位达到警戒水位，装置发出报警信号.闭合开关，滑杆AP位于电阻片底端B点时，电压表示数为6V，电流表示数为0.1A. （1）求滑动变阻器的最大阻值. （2）求电源电压. （3）浮子带动滑杆AP从底端B点上移到顶端C点的过程中，记录下几组水位和对应的电流表示数如表所示，当电流表的示数为0.25A时，水位达到警戒值，求警戒水位高度. 水位高度h/cm 10 15 20 30 电流I/A 0.1 0.12 0.15 0.3 第5题图 类型3 多挡位 6.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乙所示，已知电源电压为12V，电流表的测量范围为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： 第6题图 （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. 7.在2025年的青少年科技创新大赛上，小南同学设计了一件电热羽绒背心，该背心内置有加热片，它可以根据需要进行高、低两挡温度调节，其内置电路简化原理如图甲所示，S是温控开关，可上下平动调节，a、b、c为开关的三个触点，电源电压为12V，高温挡功率为18W，低温挡功率为8W.请你完成下列问题： （1）求电阻R1和R2的阻值. （2）小南同学根据所学知识将该电热羽绒背心的电路原理图修改成了如图乙所示的电路，该电路同样也有两个挡位，求电路乙的高温挡功率和低温挡功率. （3）为确保安全，该智能背心的电路中还连接有熔断器，当电路总电流超过2.5A时，熔断器便会切断电路.请通过计算分析小南同学设计的电路是否符合安全要求. 甲 乙 第7题图 类型3 电磁继电器 8.创新项目小组设计了一个自动喷淋模拟系统，他们先绕制了一个螺线管，再选用气敏电阻、三簧片磁簧开关（内有A、B、C三个触点）、安全指示灯等器材，组成了一个模拟系统（原理简图如图甲），当烟雾达到一定浓度时触发自动喷淋，可以模拟灭火的效果.气敏电阻Rc的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示（ppm是气体浓度的单位）.当烟雾浓度较低，控制电路中的Ic＜10mA时，磁簧开关的触点A和B接触，安全指示灯L发光；当Ic≥10mA时，触点C和B接触，安全指示灯L熄灭，喷淋系统工作.已知U2＝36V，R0＝300Ω，螺线管电阻忽略不计. 第8题图 （1）安全指示灯L上标有“12V 10W”，它正常发光时的电流是多少？保护电阻R的阻值是多少？ （2）若烟雾浓度C＝2×104ppm时，恰好能触发喷淋系统喷水灭火，此时控制电路的电源电压U1是多少？ （3）若想使烟雾浓度更低时触发喷淋系统，可采取的措施有什么？（写出一条即可） 答案 专题小卷7 电路的综合计算（综合应用题） 类型1 敏感电阻 1.解：（1）当潜水者下潜深度增大时，由p=ρgh得，深度越深，压强越大； （2）当潜水者下潜到“10m”深度时，由图丙知RP阻值为30Ω，电路电流为，在水下停留1min定值电阻消耗的电能为； （3）电压表量程为0~3V，当电压表的示数最大为3V时，深度表下潜的深度最大， 此时电路电流为，RP的电压为， 由欧姆定律得，此时RP的电阻为， 由图丙得，此时对应的深度为60m，即在保证电压表安全情况下，深度表能下潜的最大深度为60m. （4）若电源电压、电压表量程和压敏电阻不能更换情况下，电压表的最大示数3V一定，由串联电路的特点和欧姆定律可得，电路中的电流为，即， 由不变可知，不变，要增大深度表的测量深度（即压敏电阻RP的阻值减小），则应减小R0的阻值，即可以把换为阻值更小的电阻. 2.解：（1）空调额定制冷输入功率为P＝2200W，工作电路的电流 I工作10A； （2）已知当a、b间的电压Uab≥0.15V时，开关S接通，空调开始工作； 根据I可得Uab＝0.15V时电路中的电流I′0.015A， 电路中总电阻：R400Ω， 根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得 热敏电阻Rt＝R﹣R0＝400Ω﹣10Ω＝390Ω； 由表格数据可得室内温度为25℃； （3）要求室内温度到达30℃时空调才启动制冷，热敏电阻阻值变为360Ω，根据欧姆定律可得热敏电阻的电压：Ut′＝I'Rt′＝0.015A×360Ω＝5.4V，电源电压U'＝5.4V+0.15V＝5.55V，则需要将电源电压设置为5.55V. 3.解：（1）由图乙知，两电阻串联接入电路，电压表测力敏电阻两端的电压， 定值电阻两端的电压U0＝U﹣UR＝4.5V﹣3V＝1.5V， 此时通过电路的电流I＝I00.003A； （2）当电压表示数为3V时，力敏电阻接入电路的阻值R1000Ω， 由图丙可知力敏电阻受到的压力为10N，则钢片下垂量h5mm； （3）外加压力为零时，由于钢片自重，力敏电阻R受到的压力F0＝5N，由图丙可知力敏电阻接入电路的阻值为2000Ω，此时力敏电阻接入电路最大阻值， 此时通过电路的电流I′0.0018A， 此时力敏电阻两端的电压UR′＝I′R′＝0.0018A×2000Ω＝3.6V＞3V，所以电压表会损坏， 为保证电路安全，可以将电压表并联在定值电阻两端， 当电压表示数最大为3V时，根据欧姆定律可得通过电路的最大电流0.006A， 此时力敏电阻两端的电压UR″＝U﹣U0大＝4.5V﹣3V＝1.5V， 力敏电阻接入电路的阻值R″250Ω， 由图丙可知力敏电阻受到的压力为40N，则改进后仪器能测量的最大下垂量h′20mm. 类型2 类滑变 4.解：（1）运动状态 （2）无风时，电压表并联在导线上，故测量结果为0V； 此时电路中的电流I0.06A. （3）当金属丝滑到最左端时，电路结构没变，电压表测R2两端的电压， 由欧姆定律得：U＝IR2＝0.06A×30Ω＝1.8V. （4）将图中的电压表改换为电流表，无风时，两电阻串联，电流表被短路，此时示数最小，最小为0A；当风力最强时，电路为R1的简单电路，电流表测通过R1的电流，此时电流表的示数最大，则I′===0.15A，所以，电流表示数范围是0A～0.15A. 5.解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流， 当滑片P置于最下端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，此时滑动变阻器的最大值R60Ω； （2）根据串联电路的总电压等于各部分电压之和，通过电路的电流为0.1A时，电源电压U＝UP+I′R0＝6V+0.1A×30Ω＝9V； （3）当电路中的电流为0.25A时，电路的总电阻R总36Ω； 滑动变阻器接入电路的电阻R滑＝R总﹣R0＝36Ω﹣30Ω＝6Ω； 滑杆AP从底端上移到顶端的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻均匀变化， 当滑动到C时，电阻最小，电流最大为0.3A，此时的高度为30cm； 故从0.1A到0.3A，电阻减小了60Ω，水位上升了30cm﹣10cm＝20cm，电阻每减小3Ω，水位升高1cm；此时电阻比0.3A时的电阻大6Ω，说明水位30cm小2cm；因而此时的水位为28cm，即警戒水位是28cm. 类型3 多挡位 6.解：（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，电路中电阻最小时，电流最大，根据电流表测量范围知，最大电流为3A； 最小电流I0.6A，电流表的示数变化范围为0.6A~3A； （2）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.此时电阻丝的两个部分并联，让滑片P左右两侧电阻相等，每个电阻为10Ω；则Q＝W＝2t＝210s＝288J； （3）让E点与C点相连接，电热丝D、F两端均与电路中A接线柱连接，电热丝F端与B接线柱连接，当AC支路电流达到6A时，电功率最大，则AC支路的电阻 R¨2Ω；BC支路的电阻为R'＝20Ω﹣2Ω＝18Ω，电流未超出电流表的测量范围；此时电路的电功率最大，P＝UI12V×6A80W. 7.解：（1）当温控开关S和触点c相连时，R1与R2串联，电路中的电阻最大，根据P可知，此时电路的电功率最小，加热片处于低温挡；高温挡时，开关S和触点a、b相连，R1被短路，电路中只有R2工作，故R28Ω；低温挡时，开关S和触点c相连，R1与R2串联，故R总18Ω；R1＝R总﹣R2＝18Ω﹣8Ω＝10Ω； （2）由图乙可知，高温挡时两电阻并联，电路的高温挡功率为P高′32.4W；低温挡时，只有R1接入电路，故低温挡的功率P低′14.4W； （3）高温挡时两电阻并联，各支路的电流：I11.2A，I21.5A，电路总电流I＝I1+I2＝1.2A+1.5A＝2.7A＞2.5A，熔断器会熔断，故小南设计的电路不符合安全要求. 类型3 电磁继电器 8.解：（1）由图甲可知，工作电路中，动触片与触点A接触时灯泡与保护电阻R串联， 由P＝UI可知，灯L正常工作时的电流ILA≈0.83A， 灯L的电阻RL14.4Ω， 由欧姆定律可知，此时工作电路的总电阻R总43.2Ω， 由串联电路的电阻特点可知，保护电阻R的阻值R＝R总﹣RL＝43.2Ω﹣14.4Ω＝28.8Ω； （2）若烟雾浓度C＝2×104ppm时，由图乙知气敏电阻Rc的阻值为900Ω， 根据串联电路电阻的规律和欧姆定律知此时控制电路的电源电压U1＝Ic（Rc+R0）＝10×10﹣3A×（900Ω+300Ω）＝12V； （3）由图乙知气敏电阻Rc的阻值与烟雾浓度C的增加而减小，当烟雾浓度更低时，气敏电阻Rc的阻值增大，触发喷淋系统的电流不变，由欧姆定律知控制电路两端的电压为：U1＝Ic（Rc+R0），若U1不变，Ic不变，Rc变大，R0应减小；若Ic不变，R0不变，Rc变大，U1应增大. 学科网（北京）股份有限公司 $