資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
電學(xué)在生活中實(shí)際應(yīng)用壓軸大題
1、電子體溫計(jì)正逐漸取代水銀體溫計(jì)。甲同學(xué)制作了一種簡(jiǎn)易電子體溫計(jì)，其電路如圖1所示。其中定值電阻歐，為熱敏電阻，其阻值與溫度的變化關(guān)系如圖2所示。
（1）圖1電路中，電源電壓恒為6伏，當(dāng)兩端電壓伏時(shí)，報(bào)警裝置開始報(bào)警（報(bào)警裝置是否報(bào)警都不會(huì)對(duì)電路造成影響）。求：
①使用該電子體溫計(jì)測(cè)量體溫，當(dāng)體溫達(dá)到 ℃時(shí)，會(huì)開始報(bào)警。
②此時(shí)定值電阻消耗的電功率是多少？
（2）乙同學(xué)將0~0.6安的電流表（如圖3）串聯(lián)在該電路中，希望能用電流表上的刻度線來指示36~40℃的溫度，即直接從電流表上讀出溫度值。請(qǐng)通過計(jì)算分析這個(gè)方案是否可行。
2、學(xué)習(xí)小組開展“水位自動(dòng)報(bào)警器”的設(shè)計(jì)與制作活動(dòng)，希望在水位上升至設(shè)定位置時(shí)能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；提供材料：導(dǎo)線、電源3V、小燈泡（2.5V 0.5A）、滑動(dòng)變阻器（20Ω 0.6A）、電流表（0~0.6A）等；小組設(shè)計(jì)的產(chǎn)品評(píng)價(jià)表如下：
評(píng)價(jià)指標(biāo) 優(yōu)秀 良好 待改進(jìn)
指標(biāo)一 能報(bào)警，電路簡(jiǎn)潔 能報(bào)警，電路復(fù)雜 無法實(shí)現(xiàn)報(bào)警
指標(biāo)二 通過聲音和光線同時(shí)報(bào)警 通過聲音或光線報(bào)警 不能通過聲音或光線報(bào)警
小組成員設(shè)計(jì)了電路與浮沉裝置，其中浮沉裝置總質(zhì)量50g，自下而上包括的立方體泡沫、10cm高的塑料連桿、薄銅片（厚度忽略不計(jì)）；整個(gè)裝置簡(jiǎn)圖如圖所示，各部分連接良好。當(dāng)水位上升，銅片與電路中的觸點(diǎn)接觸，電路接通；求：
（1）電路接通，小燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率；
（2）電路未接通，浮沉裝置在水中靜止時(shí)，立方體泡沫浸入水中的深度；
（3）在設(shè)計(jì)制作過程中，若當(dāng)水位剛達(dá)到12cm時(shí)能實(shí)現(xiàn)水位自動(dòng)報(bào)警功能，觸點(diǎn)開關(guān)距離容器底的理論高度為 ；
（4）評(píng)價(jià)產(chǎn)品：結(jié)合評(píng)價(jià)表，對(duì)產(chǎn)品測(cè)試時(shí)，其“指標(biāo)一”為優(yōu)秀，“指標(biāo)二”為良好；請(qǐng)?zhí)岢鲆环N改進(jìn)方法使“指標(biāo)二”達(dá)到優(yōu)秀。（可采用文字或電路圖說明）
3、某項(xiàng)目化小組為了研究蹦床運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練情況，設(shè)計(jì)了一種測(cè)定蹦床所受壓力的裝置，其原理如圖甲所示。已知電源電壓為3V且保持不變，定值電阻，壓敏電阻的阻值R隨壓力F的變化而變化，如圖乙所示。已知小溫從距離蹦床越高處下落則對(duì)蹦床的壓力越大，小溫從某一高度下落后得到電路中電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)之間的關(guān)系如圖丙中線段ab所示。
（1）當(dāng)小溫還在空中時(shí)，由于受到蹦床自重的影響，壓敏電阻所受壓力為200牛，求此時(shí)電路總電功率；
（2）小溫從這一高度跳下后，在與蹦床接觸的過程中，電流表的示數(shù)達(dá)到最大值時(shí)，壓敏電阻受到的壓力為多大？
（3）若小溫從距離蹦床更高的位置跳下，則b點(diǎn)的位置將會(huì)移動(dòng)至B點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D丙中用黑點(diǎn)標(biāo)出B點(diǎn)可能的位置。
4、圖甲是新型密度計(jì)的設(shè)計(jì)圖，R為定值電阻，Rf為壓敏電阻，物體A與Rf通過細(xì)線連接，其阻值變化與拉力F的關(guān)系如圖乙。已知：U=12V，定值電阻 R=50Ω，VA=1000cm3，A=1.03g/cm3， 水=1.0g/cm3.
（1）A物體浸沒在水中時(shí)所受的浮力；
（2）小金將電壓表改裝成密度計(jì)，通過計(jì)算說明，水的密度“1g/cm3，應(yīng)標(biāo)注在電壓表哪一示數(shù)值？
（3）某液體的密度為1.1g/cm3，能否用該密度計(jì)測(cè)量，并說明理由。
5、旋翼無人機(jī)由于其機(jī)動(dòng)性和靈活性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用在航拍領(lǐng)域、交通管理等方面．如圖甲所示為某品牌四旋翼無人機(jī)，它采用4個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋翼（螺旋槳）轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)下方空氣施力的同時(shí)獲得升力，該無人機(jī)設(shè)有一鍵起降和返航、空中懸停等功能。下表所示為該無人機(jī)的部分參數(shù)。
整機(jī)質(zhì)量 2kg
電池額定電壓 15V
懸停時(shí)每個(gè)電動(dòng)機(jī)功率
最大上升速度
電池容量
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換效率
（1）某次飛行消耗了電池總?cè)萘康模魺o人機(jī)輸出的機(jī)械能為改由航空燃油來提供不計(jì)能量損失，計(jì)算需要完全燃燒燃油的質(zhì)量？（已知航空燃油的熱值為4.86×107J/kg）
（2）該無人機(jī)執(zhí)行某航拍任務(wù)時(shí)，需要從地面飛到高空處，然后懸停觀測(cè)（整個(gè)過程4個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作），若以最大速度勻速直線上升，且達(dá)到時(shí)立即靜止（懸停）。若無人機(jī)懸停觀測(cè)，無人機(jī)上升過程中所受的阻力為，計(jì)算從起飛到懸停結(jié)束，電動(dòng)機(jī)消耗的電能為多少？
（3）無人機(jī)利用測(cè)距傳感器來判斷離地高度，若某測(cè)距傳感器的阻值與離地高度h的關(guān)系如圖乙所示，如圖丙所示的檢測(cè)電路采用了“穩(wěn)流電源”（電源輸出的電流恒定），要使高度表（實(shí)質(zhì)是電流表或電壓表）的示數(shù)能隨飛行高度的增大而增大，則此高度表應(yīng)安裝在
位置，該高度表示數(shù)刻度 （均勻/不均勻）。
6、隨著人們生活觀念的改變，在家門口選一處風(fēng)景優(yōu)美的場(chǎng)地進(jìn)行露營(yíng)，成為一種新時(shí)尚。夜幕降臨，小敏開啟懸掛在天幕四周的氛圍燈進(jìn)行照明，并在空地上支起幕布，利用投影儀播放露天電影（如圖所示）。
（1）該氛圍燈采用3節(jié)1.5伏干電池供電，由50個(gè)小彩燈串聯(lián)而成，每個(gè)小彩燈的額定功率為0.06瓦。當(dāng)小彩燈正常工作時(shí)電流為 安（保留2位小數(shù)）；若該氛圍燈正常工作4小時(shí)，則消耗的電能為 焦；
（2）為增加投影儀燈泡的使用壽命，在其發(fā)光時(shí)須用風(fēng)扇給它降溫。小敏想設(shè)計(jì)該電路，要求帶動(dòng)風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)先啟動(dòng)后，燈泡才可以發(fā)光；電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)，燈泡不可以發(fā)光。下列圖中符合設(shè)計(jì)要求的是 ；
A． B．
C． D．
（3）某品牌投影儀的規(guī)格如下表所示。若該投影儀的電池剩下20%的電量時(shí)必須充電，試計(jì)算此投影儀充滿電可連續(xù)工作的時(shí)間。
電池容量 3600毫安時(shí)
整機(jī)總功率 8瓦
輸出電壓 5伏
7、為提高垃圾分類效率，小科設(shè)計(jì)了如圖甲所示的垃圾分類機(jī)器人。它撿起垃圾時(shí)，會(huì)快速?gòu)睦先〕鰳?biāo)準(zhǔn)規(guī)格的樣品，通過機(jī)械手上的探針檢測(cè)樣品的電阻大小來識(shí)別垃圾的類別，并投入相應(yīng)的垃圾桶。該機(jī)器人檢測(cè)電路如圖乙所示。各類垃圾樣品的電阻參考值如下表。
樣品電阻值/Ω 垃圾類別
小于10 金屬
10—30 餐廚
大于30 其他
（1）機(jī)器人從某塊垃圾上取樣檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)電路電壓表讀數(shù)為1伏，檢測(cè)時(shí)間為0.1秒。通過計(jì)算說明應(yīng)將該垃圾放入圖丙中哪個(gè)垃圾桶。
（2）該次檢測(cè)電阻過程中，檢測(cè)電路消耗的電能為多少？
（3）機(jī)器人將重1牛的垃圾舉高70厘米后再水平移動(dòng)3米，放入相應(yīng)的垃圾桶。該過程中機(jī)器人至少對(duì)垃圾做了多少功？
8、科學(xué)實(shí)踐小組對(duì)直飲水機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，其熱水箱內(nèi)的電路簡(jiǎn)圖如圖甲。研究過程中，他們發(fā)現(xiàn)：由于長(zhǎng)期加熱，加熱電阻外的絕緣層容易老化破損，從而導(dǎo)致漏電，供水時(shí)，水流就會(huì)像導(dǎo)線般將220伏的電壓加在熱水箱、人體與大地之間，形成通路，如圖乙。
同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下，計(jì)劃在出水口和水箱之間安裝一個(gè)“水阻法”防電器，其結(jié)構(gòu)如圖丙所示，內(nèi)部細(xì)長(zhǎng)的水流相當(dāng)于一個(gè)大電阻。
（1）查看飲水機(jī)參數(shù)，可知加熱電阻絲的阻值為55歐，正常工作10秒，可產(chǎn)生多少焦的內(nèi)能？
（2）“水阻法”防電器主要是通過 ，從而增加電阻，使通過人體的電流變小。
（3）為更好地設(shè)計(jì)“水阻法”防電器，他們用圖丁所示電路探究影響“水電阻”大小的因素。電源電壓為36伏，R0為滑動(dòng)變阻器，Rx為粗細(xì)均勻的玻璃管，內(nèi)部裝滿水，可模擬不同規(guī)格的防電器，左右兩端均為導(dǎo)電活塞（導(dǎo)電活塞電阻忽略不計(jì)），左端可以自由移動(dòng)，改變玻璃管中水柱長(zhǎng)度L，并可換用不同橫截面積S的玻璃管再次實(shí)驗(yàn)。測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9
水柱長(zhǎng)度L/厘米 5 10 20 5 10 20 5 10 20
橫截面積S/厘米2 1 1 1 1.5 1.5 1.5 2 2 2
電阻 R/×103歐 6 12 24 4 8 16 3 6 12
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小明實(shí)驗(yàn)時(shí)所選擇的靈敏電流計(jì)的量程是 。
A． 20毫安 B． 10毫安 C． 1毫安
②小明要設(shè)計(jì)一個(gè)橫截面積為0.5 厘米 的防電器，若人體電阻為1945Ω，為保障通過人體的電流不超過10毫安，防電器內(nèi)的水柱長(zhǎng)度應(yīng)不小于多少厘米？（結(jié)果保留一位小數(shù)）
9、如圖為某項(xiàng)目化學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的一款“水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀”示意圖。工作原理是：閉合開關(guān)S，當(dāng)容器內(nèi)水位發(fā)生變化時(shí)，圓柱形浮筒的位置就會(huì)隨水位變化，再通過固定在浮筒上方的輕質(zhì)金屬硬桿移動(dòng)，使電路中電流表或電壓表的示數(shù)變化，從而反映水位的變化。
（1）當(dāng)容器中的水位上升時(shí)，該“水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀”中電流表示數(shù) 。（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）已知該“水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀”中電源電壓恒定伏，定值電阻歐，均勻電阻絲AB為長(zhǎng)度20厘米的，其阻值歐，電壓表量程0~15伏。滑片和與電阻絲接觸良好，隨金屬桿一起移動(dòng)、位置固定。浮筒高度厘米、密度。（滑片與電阻絲之間摩擦、金屬桿和電壓表質(zhì)量忽略不計(jì)）
①為了避免容器內(nèi)水位過高導(dǎo)致滑片超出電阻絲A端，小組同學(xué)決定將容器改造為溢水杯，即在容器側(cè)壁某一高度位置開一個(gè)溢水口，則溢水口應(yīng)離容器底部高度為 厘米。
②為了提高電表示數(shù)變化反映水位變化的精確度（即升高相同水位時(shí)電表示數(shù)的變化量增大），小組同學(xué)設(shè)想用另一根長(zhǎng)度也為-20厘米的電阻絲CD替換金屬絲AB。若更換電阻絲后電表示數(shù)變化精確度是更換前的2倍，求金屬絲CD的阻值，并在答題卷的圖乙中畫出更換電阻絲CD之后電壓表示數(shù)隨容器內(nèi)水位高度h的變化圖像。
10、科學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一款“重力燈”。圖甲是這種“重力燈”的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖，當(dāng)重物下落時(shí)拉動(dòng)繩子，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穩(wěn)壓設(shè)備能將電能儲(chǔ)存，并輸出3.6V穩(wěn)定的電壓給其他電器。當(dāng)掛上一個(gè)質(zhì)量為25kg的重物時(shí)
（1）圖甲虛線框內(nèi)裝置的工作原理是 ___________；
（2）整個(gè)裝置的能量轉(zhuǎn)換率為20%，在重物豎直下落2.4m的過程中產(chǎn)生的電能，可以供一個(gè)標(biāo)有“3.6V 1W”字樣的LED燈持續(xù)正常發(fā)光多長(zhǎng)時(shí)間？
（3）取下燈泡，將圖甲裝置的兩個(gè)輸出端接入圖乙中的a、b兩個(gè)接線柱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。R0為標(biāo)有“5Ω 0.3A“的定值電阻，滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“50Ω 1A”，電流表選擇量程為0~0.6A，電壓表選擇量程為0~3V。為了保證電路安全，求滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變化范圍。
11、如圖是小科同學(xué)設(shè)計(jì)的一臺(tái)浮力電子秤，其結(jié)構(gòu)由浮力秤和電路兩部分組成，原理如圖所示，小筒底面積為10cm2，高20cm，大筒底面積為60cm2，裝有適量水。P為金屬滑片固定在托盤下面（滑片質(zhì)量和滑片受到的摩擦力均忽略不計(jì)），并隨托盤一起可自由滑動(dòng)，定值電阻R0=6歐，AB是一根長(zhǎng)為10cm均勻電阻絲，其阻值為10歐，電源電壓為6V，電流表量程0~0.6A。當(dāng)托盤不放物體時(shí)，P位于R最上端，小筒浸入水中5cm 深（稱量過程中大桶水未溢出）。求：
（1）托盤和小筒的總質(zhì)量；
（2）若要保證電路安全，則滑片P距A端的最大距離是多少？此時(shí)液面上升的高度為多少？
（3）在保證電路安全的前提下，則浮力秤的最大稱量為多少g？
12、用天平測(cè)質(zhì)量操作較為繁瑣，因此某項(xiàng)目化學(xué)習(xí)小組提出制作一個(gè)簡(jiǎn)易電子秤。
【產(chǎn)品設(shè)計(jì)】
學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了電子秤的結(jié)構(gòu)圖，用電壓表來顯示物體質(zhì)量的大小，如圖甲所示，其中U0=6V，R0=15Ω，電壓表選用0~3V，AB是一段阻值為15Ω，長(zhǎng)度為15cm的均勻電阻絲。彈簧上端固定在鐵架臺(tái)上，下端掛托盤且與滑片Р相連，滑片P能隨彈簧一起上下移動(dòng)，彈簧伸長(zhǎng)盤工與拉力F的關(guān)系如圖乙所示。
【功能調(diào)試】
（1）調(diào)零：閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)托盤不放物體電壓表也有示數(shù)。為了調(diào)零，需要進(jìn)行的操作為 。
（2）標(biāo)刻度：
①計(jì)算電壓表示數(shù)為3V時(shí)對(duì)應(yīng)的物體質(zhì)量（請(qǐng)寫出計(jì)算過程）；
②根據(jù)刻度均勻性在表盤上標(biāo)注其他刻度所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值。
【產(chǎn)品優(yōu)化】
（3）如果需要測(cè)量更精確的數(shù)值，可通過一系列的措施將該電子秤優(yōu)化。請(qǐng)同學(xué)們參考下列的評(píng)價(jià)量表，提出電子秤精確度的改進(jìn)措施 。（提示：改進(jìn)指施用文字或作圖說明均可）
評(píng)價(jià)量表 1分（合格） 2分（良好） 3分（優(yōu)秀）
能初步提出改進(jìn)思路 能定性提高精確度 能定量將精確度提高2倍
13、某水果自動(dòng)篩選裝置(如圖所示)，它能將質(zhì)量小于一定標(biāo)準(zhǔn)的水果自動(dòng)剔除。其原理如下：傳送帶上的水果經(jīng)過檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，使壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化。AB間的電壓也隨之發(fā)生改變，當(dāng)UAB<3V時(shí)，機(jī)械裝置啟動(dòng)，將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的小水果推出傳送帶，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選功能。已知：電源電壓為12V，R0=20，壓敏電阻R的阻值隨壓力變化關(guān)系如圖所示。求：
(1)當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒有水果時(shí)，電路中的電流是多大？
(2)該裝置能夠剔除質(zhì)量小于多少千克的水果 (g取10N/kg)
(3)不同種類的水果篩選的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是不同的。請(qǐng)你提出對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)的一種方法，使該裝置能夠方便篩選不同水果。
14、某科技小組設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)水位的裝置。其原理如圖甲，電路中電源電壓保持不變，為定值電阻，與R組成滑動(dòng)變阻器（最大阻值），浮子可帶動(dòng)金屬滑桿在豎直方向上下移動(dòng)。當(dāng)水位上升時(shí)，浮子和金屬滑桿一起向上滑動(dòng)，當(dāng)電壓表的示數(shù)達(dá)到某一數(shù)值時(shí)提醒監(jiān)測(cè)員水位達(dá)到警戒值。R接入電路的阻值隨水位的變化關(guān)系如圖乙，電路工作時(shí)電壓表與電流表示數(shù)變化關(guān)系如圖丙。求：
（1）R0的阻值；
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為時(shí)，則電壓表示數(shù)為多少？
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為時(shí)，報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)，則警戒水位為多少米？此時(shí)電路消耗的電功率是多少？
15、為方便快捷地確定架設(shè)在兩地之間的輸電線短路位置，某興趣小組用“建模”思想模擬真實(shí)情景進(jìn)行研究：如圖甲，用單位長(zhǎng)度（1m）的阻值為r的兩條電阻絲A、B 模擬輸電線（電阻絲足夠長(zhǎng)），用連在電阻絲AB 間的導(dǎo)線模擬輸電線短路；再用電壓恒為U0的一個(gè)電源、阻值為 R0的一個(gè)定值電阻和一個(gè)電壓表用導(dǎo)線連接起來，并裝入一個(gè)盒內(nèi)后再引出兩根導(dǎo)線到盒外，制成如圖乙所示的檢測(cè)盒。檢測(cè)時(shí)，將盒外的兩根導(dǎo)線分別與模擬輸電線右端的兩接線柱相連而構(gòu)成檢測(cè)電路。通過讀取盒內(nèi)電壓表的示數(shù)U，經(jīng)過計(jì)算可得到短路處到檢測(cè)處的距離L。
（1）在圖乙所示的檢測(cè)盒內(nèi)畫出元件連接情況的電路圖；（只要求畫出一種）
（2）根據(jù)你設(shè)計(jì)的檢測(cè)電路，推導(dǎo)出 L與U的關(guān)系式；
（3）若r=0.5Ω，U0=6V，R0=10Ω，電壓表量程0~3 V，如果測(cè)量時(shí)電壓表示數(shù)達(dá)到所用量程的三分之一及以上可以減少誤差。為了減小誤差，你所設(shè)計(jì)的檢測(cè)電路最多能檢測(cè)多長(zhǎng)的距離？
16、小明制作了一個(gè)“水位儀”，其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖甲所示，一根輕質(zhì)絕緣細(xì)桿上端與滑片P固定，下端與邊長(zhǎng)為10厘米的正方體木塊相連，木塊放在高足夠的圓柱形容器內(nèi)。未注水時(shí)，滑片P剛好在滑動(dòng)變阻器R1的最下端a處；閉合開關(guān)S，向容器中注水，滑片P隨木塊上浮在R1上滑動(dòng)。已知電源電壓U恒定不變，R2為定值電阻?；瑒?dòng)變阻器R1中的bc段短路，其余正常部分的電阻與自身長(zhǎng)度成正比；定值電阻R2的電功率P2，電壓表示數(shù)U1與水深H的關(guān)系如圖乙和丙所示。
（1）小明在計(jì)算電源電壓U的大小時(shí)，已經(jīng)分析如下，請(qǐng)幫他完成。
（2）小明發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器R1上只有“0.8A”的字樣，無法看出最大阻值。電流表量程選用0~0.6安，電壓表量程選用0~3伏。則在電路安全的范圍內(nèi)，水位最深為多少 寫出計(jì)算過程。
（3）根據(jù)已知的條件，請(qǐng)幫小明再提出一個(gè)求解的問題，并進(jìn)行求解。
17、如圖甲是某項(xiàng)目化小組模擬自動(dòng)灌注的模型示意圖。該裝置可分為灌注裝置和運(yùn)輸裝置兩部分。通過運(yùn)輸裝置中的傳送帶將空杯運(yùn)輸?shù)焦嘧⑴_(tái)。灌注裝置在控制電路的控制下，使線圈1定時(shí)吸引銜鐵將工作電路接通，噴頭向杯中注入液體。灌注臺(tái)下方通過杠桿壓在力敏電阻上，的阻值隨壓力F的變化情況如圖乙所示。當(dāng)通過線圈2的電流大于0.2A時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部開關(guān)閉合，傳送帶將帶動(dòng)裝著果汁的杯運(yùn)動(dòng)至接收臺(tái)。
（1）當(dāng)果汁灌入杯中時(shí)，通過線圈2的電流將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（2）運(yùn)輸裝置中，杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，已知，電源電壓，線圈電阻不計(jì)，空杯、傳送帶、灌注臺(tái)和杠桿對(duì)的壓力均忽略不計(jì)。若的阻值為2Ω，求該情況下每杯至少可灌注多少克的果汁。
（3）為使噴頭可以間斷性噴射，控制電路的電源電壓呈圖丙周期性變化，當(dāng)線圈中通過的電流時(shí)，電磁繼電器銜鐵被吸下，噴頭噴射液體，已知噴頭每秒噴出液體質(zhì)量為100g。若每次灌注120g液體，為使灌果汁的過程可連續(xù)且穩(wěn)定地進(jìn)行，則應(yīng)調(diào)節(jié)的阻值為多少歐？（忽略線圈1電阻）
18、某興趣小組設(shè)計(jì)了圖甲所示的汽車轉(zhuǎn)向指示燈電路模型，接通相應(yīng)指示燈后，該指示燈會(huì)亮、暗（微弱發(fā)光）交替閃爍發(fā)光。電路中電源電壓恒為6伏，指示燈的規(guī)格均為“”，為定值電阻，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計(jì)。（指示燈電阻可視作定值）
（1）若讓左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時(shí)工作（即雙跳燈開啟），轉(zhuǎn)向開關(guān)應(yīng)與觸點(diǎn)_________接通；
（2）指示燈的電阻大小為多少歐？
（3）當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時(shí)，右轉(zhuǎn)指示燈兩端實(shí)際電壓變化規(guī)律如圖乙所示。求：
①定值電阻的阻值多少？
②右轉(zhuǎn)指示燈閃爍交替工作15秒，整個(gè)電路消耗的電能多少焦？
19、2022年5月，天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船與空間站核心艙順利對(duì)接。小宇通過查閱資料了解到，科技人員通常要檢驗(yàn)飛船艙體的氣密性。他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的檢測(cè)電路，電源電壓保持不變，R0為100Ω的定值電阻，R為力敏電阻，其阻值隨環(huán)境氣壓的變化規(guī)律如圖乙所示，將R置于艙體中，艙體置于真空室中，艙體不漏氣時(shí)，電壓表示數(shù)為200V，艙體內(nèi)氣壓為1.0×105帕。請(qǐng)計(jì)算：
（1）艙體不漏氣時(shí)，通過R的電流是多少？工作10分鐘，電路消耗的總電能是多少？
（2）若電壓表示數(shù)為176伏時(shí)，此時(shí)艙內(nèi)的氣壓值是多少？
20、為節(jié)約用水，小華為農(nóng)場(chǎng)的儲(chǔ)水箱設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)抽水控制裝置，如圖所示，水箱高為1m，容積為。在空水箱底部豎直放置一重5N的長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體高為1m、底面積為，上端通過絕緣輕桿與控制電路的壓敏電阻R接觸，此時(shí)壓敏電阻受到的壓力為零。壓敏電阻R的阻值隨壓力F的增大而減小，部分?jǐn)?shù)據(jù)如表，控制電路的電源電壓，定值電阻為保護(hù)電阻，當(dāng)控制電路的電流時(shí)，電磁鐵將銜鐵吸合，工作電路斷開泵停止給儲(chǔ)水箱抽水。(取)
壓力 180 185 190 195 200
壓敏電阻 18 17 16 14 12
（1）若水泵的額定功率為440W，正常工作時(shí)通過的電流是多少？
（2）儲(chǔ)水箱裝滿水時(shí)長(zhǎng)方體所受浮力大小為多少？
（3）為了更加安全的工作，小華通過反復(fù)試驗(yàn)，只調(diào)整R0的大小，使水面離頂部還有0.05m時(shí)，水泵停止給水箱抽水，求此時(shí)R0的功率。
21、如圖1所示為升降機(jī)電路的部分原理圖。電源電壓恒定不變，R0是定值電阻，電壓表量程為0~15V，壓敏電阻R1的阻值與所受壓力大小的關(guān)系如圖2所示，閉合開關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)壓敏電阻受到的壓力是2000N時(shí)，電路中的電流是I1，壓敏電阻的功率為P1；當(dāng)壓敏電阻受到的壓力是3000N時(shí)，電路中的電流是I2，壓敏電阻的功率為P2，此時(shí)電路的總功率為3.6W；已知P1：P2=48：50.求：
（1）當(dāng)電路電流為I2時(shí)，通電100s，電路消耗多少焦耳的電能；
（2）電流之比I1：I2；
（3）保證電路安全的前提條件下，壓敏電阻可受到的最大壓力是多少N。
22、某安全設(shè)備廠研發(fā)了一種新型抗壓材料，要求對(duì)該材料能承受的撞擊力進(jìn)行測(cè)試。如圖甲所示，材料樣品（不計(jì)質(zhì)量），閉合開關(guān)，將重物從樣品正上方處?kù)o止釋放，并最終靜止在樣品上的過程中，電流表的示數(shù)I隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，定值電阻，重物下落時(shí)空氣阻力忽略不計(jì)，已知。求：
（1）0~t1時(shí)間內(nèi)，壓力傳感器的電阻；
（2）t1~t3時(shí)間內(nèi)，樣品受到的最大撞擊力；
（3）撞擊后重物靜止在樣品上，定值電阻R0的功率；
（4）重物從靜止釋放到撞擊樣品的過程中，重力做功。
鞏固練習(xí)
1．小明利用電能表（如圖）和秒表測(cè)量家中電熱水器的實(shí)際功率。他的做法是：關(guān)掉家里的其他用電器，打開熱水器，測(cè)得電能表的鋁盤轉(zhuǎn)過200轉(zhuǎn)所用時(shí)間是200s，下列有關(guān)說法正確的是（　?。?br/>A．該電能表的示數(shù)為85335kW h
B．該熱水器的實(shí)際功率為1000W
C．該電能表應(yīng)在頻率為50Hz的交流電路中使用
D．該電能表所在電路用電器的總功率不能超過2200W
2．一般地說，用電器的工作電壓并不等于額定電壓。家庭里通常不備電壓表，但借助電能表可以測(cè)出用電器的實(shí)際工作電壓?，F(xiàn)在電路中只接入一個(gè)電熱水壺，壺的銘牌及電能表的參數(shù)如表所示，測(cè)得電能表的表盤轉(zhuǎn)過125轉(zhuǎn)的時(shí)間為121秒。根據(jù)所給信息可知（　?。?br/>初心牌電熱水壺 額定電壓220V 額定功率1500W 容量4.5L
A．電路中同時(shí)使用的用電器總功率不能超過4400W
B．電熱水壺的實(shí)際功率為1500W
C．該電能表應(yīng)接在空氣開關(guān)和用電器之間
D．再有其它家電和熱水壺一同正常工作時(shí)，電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速變快
3．1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特首先通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，1831年英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由此電和磁在人們生活中就有著廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于電和磁的說法正確的是（　　）
A．圖甲：地磁南極在地理北極附近
B．圖乙：開關(guān)S擲向2時(shí)鐵釘?shù)拇判愿鼜?qiáng)
C．圖丙：金屬導(dǎo)體只要在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)就會(huì)有示數(shù)
D．圖?。涸搶?shí)驗(yàn)在生活中的應(yīng)用是發(fā)電機(jī)
4．下列是生活中常見的電學(xué)數(shù)據(jù)，最接近實(shí)際的是（　　）
A．家用冰箱正常工作的電流約為
B．電話手表充電器的輸出電壓約為
C．家用護(hù)眼節(jié)能臺(tái)燈的額定電功率約為
D．家用空調(diào)正常工作消耗的電能約為
5．電烤爐是冬季常見的取暖裝置，其規(guī)格參數(shù)如表所示，下列說法正確的是（　　）
額定電壓 220V
頻率 50Hz
額定功率 1000W
A．可以使用超導(dǎo)體材料作為電烤爐的爐絲
B．電烤爐是利用電流的熱效應(yīng)工作的
C．在家庭電路中，電烤爐與照明燈是串聯(lián)的
D．電烤爐的實(shí)際功率一定為1000W
6．利用如圖所示裝置進(jìn)行電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（　　）
A．閉合開關(guān)瞬間，沒有電磁波產(chǎn)生
B．閉合開關(guān)后， 導(dǎo)線周圍有實(shí)際存在的磁場(chǎng)
C．?dāng)嚅_開關(guān)后， 小磁針靜止時(shí) N 極指向地理南極
D．發(fā)電機(jī)應(yīng)用了該實(shí)驗(yàn)原理
7． 如圖甲所示是反應(yīng)身體柔韌水平的“坐位體前屈測(cè)量?jī)x”，如圖乙所示是其內(nèi)部電路圖（電源電壓恒定， R為定值電阻），兩個(gè)身形接近但柔韌性差異較大的同學(xué)先后推動(dòng)擋板進(jìn)行測(cè)量，“顯示器”示數(shù)的大小能夠反映柔韌水平的高低。下列與該測(cè)量?jī)x的有關(guān)說法中，正確的是（　　）
A．“顯示器”是由電壓表改裝的
B．定值電阻R在電路中沒有實(shí)際作用，因此可以去掉
C．柔韌性好的同學(xué)測(cè)量時(shí)電阻絲接入電路中的電阻，比柔韌性差的同學(xué)測(cè)量時(shí)電阻絲接入電路中的電阻大
D．柔韌性好的同學(xué)測(cè)量時(shí)電路消耗總功率，大于柔韌性差的同學(xué)測(cè)量時(shí)電路消耗總功率
8．某電器廠設(shè)計(jì)了一種具有高、中、低溫三擋的家用電火鍋，該火鍋產(chǎn)品銘牌和電路圖如圖表所示：（其中R1＝R2）
額定電壓 220V
額定功率 高溫?fù)?中溫?fù)?低溫?fù)?br/>880W 440W 220W
（1）當(dāng)電火鍋使用中溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，電路中電流是多大？接入電路的電熱絲的阻值是多少？
（2）用電火鍋高溫?fù)踉陬~定電壓下燒水7min，電流做了多少功？若電熱絲產(chǎn)生熱量的85%被水吸收，在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，能使1kg初溫為30℃的水溫升高多少？
（3）在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小芳和小麗利用所學(xué)的物理知識(shí)，合作測(cè)量電火鍋高溫?fù)醯膶?shí)際功率。電表上標(biāo)著“1200r/kW·h”。他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓電火鍋接入電路中燒水。2.5min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了40r，求電火鍋的實(shí)際功率？
9．如圖甲為一款家用電熱水壺，其簡(jiǎn)化電路圖如圖乙所示。它有高溫和低溫兩種擋位，正常工作時(shí)高溫?fù)豕β蕿?50W，R2=132Ω，求：
（1）該電熱水壺將1kg的水從20℃加熱到80℃，水吸收的熱量是多少？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（2）R1的電阻是多少？
（3）該電熱水壺正常工作時(shí)低溫?fù)豕β适嵌嗌伲?br/>（4）在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小芳和小麗利用所學(xué)的物理知識(shí)，合作測(cè)量電熱水壺高溫?fù)醯膶?shí)際功率。電表上標(biāo)著“2000r/kW·h”。他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓電熱水壺接入電路中燒水。3min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了50r，求電熱水壺的實(shí)際功率？
10．如圖所示是某款電養(yǎng)生壺及其銘牌的部分參數(shù)，當(dāng)養(yǎng)生壺正常工作時(shí)，求：
額定電壓 220V
頻率 50Hz
額定功率 1200W
最大容量 1L
（1）養(yǎng)生壺最大容量時(shí)所裝水的質(zhì)量。[ρ水＝1.0×103kg/m3]
（2）若該養(yǎng)生壺的加熱效率為80%，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將初溫是20℃的一壺水燒開，需要多少秒。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小明和小麗同學(xué)利用所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)，合作測(cè)量養(yǎng)生壺的實(shí)際功率。電能表上標(biāo)著“1200r/（kW h）”，他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓養(yǎng)生壺接入電路中燒水，2min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了40r，求電養(yǎng)生壺的實(shí)際功率。
11．圖中是一種水位自動(dòng)報(bào)警器原理圖。河水中有很多雜質(zhì)，所以河水導(dǎo)電，水位沒有到達(dá)金屬塊A時(shí)綠燈亮，水位到達(dá)金屬塊A時(shí)紅燈亮。
（1）請(qǐng)你敘述這種水位自動(dòng)報(bào)警器的工作原理。
（2）這種水位自動(dòng)報(bào)警器就是電磁繼電器在生活中的實(shí)際應(yīng)用。工人師傅說，工廠里用電磁繼電器來控制工作電流達(dá)幾十安甚至幾百安的大型機(jī)械都很安全，請(qǐng)你說明一下理由。
12．如圖甲所示是某款多功能養(yǎng)生壺，其簡(jiǎn)化電路圖如圖乙所示，多功能養(yǎng)生壺的各項(xiàng)參數(shù)如下表所示，求：
項(xiàng)目 參數(shù)
電源電壓 220V
低溫?fù)豕β?242W
中溫?fù)豕β?484W
高溫?fù)豕β?968W
（1）請(qǐng)簡(jiǎn)述當(dāng)養(yǎng)生壺處于中溫?fù)鯐r(shí)應(yīng)處于什么狀態(tài)和電阻R1的阻值；
（2）養(yǎng)生壺處于低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，R2耗的電功率；
（3）某次使用養(yǎng)生壺高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，小佳關(guān)閉其他用電器只讓養(yǎng)生壺工作，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)生壺工作的6min之內(nèi)電能表轉(zhuǎn)動(dòng)240轉(zhuǎn)（電能表表盤如圖丙，用電器阻值不變），求當(dāng)時(shí)的實(shí)際電壓。
13．如圖甲所示的多功能養(yǎng)生壺具有精細(xì)烹飪、營(yíng)養(yǎng)量化等功能，圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖，該養(yǎng)生壺的部分參數(shù)如表所示．
項(xiàng)目 參數(shù)
額定電壓 220V
低溫?fù)豕β?275W
中溫?fù)豕β?550W
高溫?fù)豕β?1100W
（1） 求電阻R2的阻值；
（2）若該養(yǎng)生壺的高溫?fù)跫訜嵝蕿?0%，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將初溫為12℃的1kg水燒開，求所需要的加熱時(shí)間；
（3）小紅同學(xué)想利用所學(xué)的物理知識(shí)測(cè)量該養(yǎng)生壺的實(shí)際功率，于是她關(guān)閉家中其他用電器，只讓養(yǎng)生壺在高溫?fù)豕ぷ?，發(fā)現(xiàn)在4min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了80r（已知電能表上標(biāo)有1200r/kW·h），求該養(yǎng)生壺的實(shí)際功率
14．在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電路如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為。
（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路和　 　；
（2）實(shí)驗(yàn)中通過小燈泡的電流與它兩端電壓關(guān)系的圖像如圖乙所示，分析圖像可知，小燈泡的額定功率為　 　W；
（3）分析圖乙，你　 ?。ㄌ睢澳堋被颉安荒堋保┣笮襞菰诓煌妷合聦?duì)應(yīng)電功率的平均值，原因是小燈泡在不同電壓下的電功率是　 ?。ㄟx填“相同”或“不同”）的；
（4）實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，小燈泡兩端的實(shí)際電壓越大，小燈泡的實(shí)際電功率越大，小燈泡越亮，從而得出結(jié)論：小燈泡的亮度是由實(shí)際功率決定的（實(shí)際功率越大，小燈泡越亮）；因而測(cè)量小燈泡在不同電壓下的實(shí)際電功率時(shí)，還要觀察　 　，才能得到正確結(jié)論。
15．小明利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
（1）實(shí)驗(yàn)中，通過觀察　 　來判斷電路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生；
（2）通過___________（選填字母）的操作可以在電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流；
A．磁體不動(dòng)，導(dǎo)體AB上下運(yùn)動(dòng)
B．導(dǎo)體AB不動(dòng)，磁體左右運(yùn)動(dòng)
C．以上兩種方法都可以
（3）在儀器和電路連接都完好的情況下，為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，可選擇___________（選填字母）；
A．改變磁場(chǎng)方向
B．把靈敏電流計(jì)換成電流表
C．換用磁性更強(qiáng)的磁鐵
（4）當(dāng)導(dǎo)體AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體AB　 ?。ㄌ睢笆艿健被颉安皇堋保┐艌?chǎng)對(duì)它的力的作用；
（5）生活中利用該原理的例子有　 　（選填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”）；
（6）小明將靈敏電流計(jì)更換成帶有開關(guān)的電池組，閉合開關(guān)后觀察到導(dǎo)體棒向左側(cè)擺動(dòng)，若想改變導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向應(yīng)___________（選填字母）。
A．改變磁場(chǎng)方向
B．增大電源電壓
C．增大磁場(chǎng)強(qiáng)度
D．同時(shí)改變磁場(chǎng)方向和電路中的電流方向
16．大軍學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，解決了兩個(gè)實(shí)際問題：
（1）如圖所示，在一根橫跨河流兩岸的硬塑料管內(nèi)穿有三根完全相同的電線。為了辨別哪兩個(gè)線頭為同一根導(dǎo)線的兩端，大軍設(shè)計(jì)了圖示1的測(cè)通器來測(cè)試，操作過程如下：
①連接A和B，將測(cè)通器的m連接在D上。當(dāng)n連接E時(shí)小燈泡發(fā)光，連接F時(shí)小燈泡不發(fā)光。由此可以確定　 　為同一導(dǎo)線的兩端（填字母，下同）；
②為了弄清另兩根導(dǎo)線的兩端，可連接A和C，測(cè)通器的一端必須與　 　相連時(shí)，另一端只需接觸一根導(dǎo)線就能將另兩根導(dǎo)線辨別開；
（2）大軍想設(shè)計(jì)一個(gè)模擬交通路口紅綠燈工作的實(shí)驗(yàn)電路，要求：紅燈亮?xí)r，黃燈和綠燈都不亮；當(dāng)紅燈滅時(shí)，黃燈和綠燈可以分別亮一盞。實(shí)驗(yàn)桌上已經(jīng)備有的實(shí)驗(yàn)器材：符合要求的電源，紅、黃、綠三盞燈，導(dǎo)線若干，兩個(gè)單刀雙擲開關(guān)S1和S2（每個(gè)開關(guān)有三個(gè)接線柱，都可以接線）。小軍已連接了部分電路，如圖所示，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，只添加兩根導(dǎo)線，按要求將小軍的實(shí)物電路圖補(bǔ)充完整。
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電學(xué)在生活中實(shí)際應(yīng)用壓軸大題
1、電子體溫計(jì)正逐漸取代水銀體溫計(jì)。甲同學(xué)制作了一種簡(jiǎn)易電子體溫計(jì)，其電路如圖1所示。其中定值電阻歐，為熱敏電阻，其阻值與溫度的變化關(guān)系如圖2所示。
（1）圖1電路中，電源電壓恒為6伏，當(dāng)兩端電壓伏時(shí)，報(bào)警裝置開始報(bào)警（報(bào)警裝置是否報(bào)警都不會(huì)對(duì)電路造成影響）。求：
①使用該電子體溫計(jì)測(cè)量體溫，當(dāng)體溫達(dá)到 ℃時(shí)，會(huì)開始報(bào)警。
②此時(shí)定值電阻消耗的電功率是多少？
（2）乙同學(xué)將0~0.6安的電流表（如圖3）串聯(lián)在該電路中，希望能用電流表上的刻度線來指示36~40℃的溫度，即直接從電流表上讀出溫度值。請(qǐng)通過計(jì)算分析這個(gè)方案是否可行。
【答案】（1）① 38 ②. 0.02W （2）該方案不可行
【解析】（1）當(dāng)兩端電壓 時(shí)，報(bào)警裝置開始報(bào)警，，故開始報(bào)警時(shí)的電流為電源電壓恒為6 V，兩端電壓為4 V，則兩端電壓為2 V，串聯(lián)電路電流處處相等，故電阻為由圖2可知，當(dāng)時(shí)，體溫為38℃。已知開始報(bào)警時(shí)，兩端電壓為4V，，故此時(shí)定值電阻消耗的電功率為
（2）由圖2可得，36℃時(shí)，；40℃時(shí)，，故電流分別為
電流最大變化量為
溫度在36℃~40℃的變化過程中，電流最大變化量0.003A小于電流表的最小刻度0.02A，所以該方案不可行。
2、學(xué)習(xí)小組開展“水位自動(dòng)報(bào)警器”的設(shè)計(jì)與制作活動(dòng)，希望在水位上升至設(shè)定位置時(shí)能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；提供材料：導(dǎo)線、電源3V、小燈泡（2.5V 0.5A）、滑動(dòng)變阻器（20Ω 0.6A）、電流表（0~0.6A）等；小組設(shè)計(jì)的產(chǎn)品評(píng)價(jià)表如下：
評(píng)價(jià)指標(biāo) 優(yōu)秀 良好 待改進(jìn)
指標(biāo)一 能報(bào)警，電路簡(jiǎn)潔 能報(bào)警，電路復(fù)雜 無法實(shí)現(xiàn)報(bào)警
指標(biāo)二 通過聲音和光線同時(shí)報(bào)警 通過聲音或光線報(bào)警 不能通過聲音或光線報(bào)警
小組成員設(shè)計(jì)了電路與浮沉裝置，其中浮沉裝置總質(zhì)量50g，自下而上包括的立方體泡沫、10cm高的塑料連桿、薄銅片（厚度忽略不計(jì)）；整個(gè)裝置簡(jiǎn)圖如圖所示，各部分連接良好。當(dāng)水位上升，銅片與電路中的觸點(diǎn)接觸，電路接通；求：
（1）電路接通，小燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率；
（2）電路未接通，浮沉裝置在水中靜止時(shí)，立方體泡沫浸入水中的深度；
（3）在設(shè)計(jì)制作過程中，若當(dāng)水位剛達(dá)到12cm時(shí)能實(shí)現(xiàn)水位自動(dòng)報(bào)警功能，觸點(diǎn)開關(guān)距離容器底的理論高度為 ；
（4）評(píng)價(jià)產(chǎn)品：結(jié)合評(píng)價(jià)表，對(duì)產(chǎn)品測(cè)試時(shí)，其“指標(biāo)一”為優(yōu)秀，“指標(biāo)二”為良好；請(qǐng)?zhí)岢鲆环N改進(jìn)方法使“指標(biāo)二”達(dá)到優(yōu)秀。（可采用文字或電路圖說明）
【答案】（1）0.25W （2）2cm （3）25cm （4）小燈泡串聯(lián)或并聯(lián)一個(gè)電鈴
【解析】（1）由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，小燈泡正常工作時(shí)，燈泡兩端電壓為2.5V，由題意可知，通過小燈泡的電流為0.5A，則通過滑動(dòng)變阻器的電流為0.5A，電源電壓為3V，所以滑動(dòng)變阻器的功率
（2）浮沉裝置總質(zhì)量50g，則浮沉裝置的重力由圖可知，立方體泡沫漂浮時(shí)，由阿基米德原理可知立方體泡沫的體積為125cm3，則立方體泡沫的邊長(zhǎng)為5cm，則立方體泡沫浸入水中的深度
（3）當(dāng)水位剛達(dá)到12cm時(shí)能實(shí)現(xiàn)水位自動(dòng)報(bào)警功能，塑料連桿的高為10cm，立方體泡沫的邊長(zhǎng)為5cm，立方體泡沫浸入水中的深度為2cm，則觸點(diǎn)開關(guān)距離容器底的理論高度
l=12cm+10cm+5cm-2cm=25cm
（4）由于指標(biāo)二中能通過聲音和光線同時(shí)報(bào)警，所以電路中既能發(fā)光又能發(fā)聲，故將小燈泡串聯(lián)或并聯(lián)一個(gè)電鈴，電路中通電后，電路中既能發(fā)光又能發(fā)聲，達(dá)到“指標(biāo)二”優(yōu)秀。
3、某項(xiàng)目化小組為了研究蹦床運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練情況，設(shè)計(jì)了一種測(cè)定蹦床所受壓力的裝置，其原理如圖甲所示。已知電源電壓為3V且保持不變，定值電阻，壓敏電阻的阻值R隨壓力F的變化而變化，如圖乙所示。已知小溫從距離蹦床越高處下落則對(duì)蹦床的壓力越大，小溫從某一高度下落后得到電路中電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)之間的關(guān)系如圖丙中線段ab所示。
（1）當(dāng)小溫還在空中時(shí)，由于受到蹦床自重的影響，壓敏電阻所受壓力為200牛，求此時(shí)電路總電功率；
（2）小溫從這一高度跳下后，在與蹦床接觸的過程中，電流表的示數(shù)達(dá)到最大值時(shí)，壓敏電阻受到的壓力為多大？
（3）若小溫從距離蹦床更高的位置跳下，則b點(diǎn)的位置將會(huì)移動(dòng)至B點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D丙中用黑點(diǎn)標(biāo)出B點(diǎn)可能的位置。
【答案】（1）0.18W （2）800N （3）
【解析】（1）由乙圖可知，壓敏電阻所受壓力為200N時(shí)，R的阻值為40Ω，定值電阻，則此時(shí)電路總電功率
（2）由圖丙可知，電路中最大電流為0.15A，則此時(shí)電路中總阻值
則壓敏電阻的阻值，由圖乙可知，壓敏電阻受到的壓力為800N。
（3）若小溫從距離蹦床更高的位置跳下，壓敏電阻受到的壓力大于800N，則壓敏電阻的阻值小于10Ω，由歐姆定律可知，電路中的電流變大，大于0.15A；由于壓敏電阻的阻值最小為5Ω時(shí)，則電路中最大電流
所以小溫從距離蹦床更高的位置跳下，則b點(diǎn)的位置將會(huì)移動(dòng)至B點(diǎn)，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流大于0.15A，小于0.2A，如下圖所示：。
4、圖甲是新型密度計(jì)的設(shè)計(jì)圖，R為定值電阻，Rf為壓敏電阻，物體A與Rf通過細(xì)線連接，其阻值變化與拉力F的關(guān)系如圖乙。已知：U=12V，定值電阻 R=50Ω，VA=1000cm3，A=1.03g/cm3， 水=1.0g/cm3.
（1）A物體浸沒在水中時(shí)所受的浮力；
（2）小金將電壓表改裝成密度計(jì)，通過計(jì)算說明，水的密度“1g/cm3，應(yīng)標(biāo)注在電壓表哪一示數(shù)值？
（3）某液體的密度為1.1g/cm3，能否用該密度計(jì)測(cè)量，并說明理由。
【答案】（1）10N （2）2.4V （3）見解析
【解析】（1）A物體浸沒在水中時(shí)所受的浮力
（2）A的重力壓敏電阻受到的拉力由圖乙可知力敏電阻接入電路的阻值為200Ω，閉合開關(guān)，兩電阻串聯(lián)接入電路， 串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，根據(jù)歐姆定律可得此時(shí)通過電路的電流
此時(shí)的電壓表示數(shù)
（3）某液體的密度為1.1g/cm3，液體密度大于物體密度，物體處于漂浮狀態(tài)，電壓表的示數(shù)不會(huì)隨液體密度的改變而改變。
5、旋翼無人機(jī)由于其機(jī)動(dòng)性和靈活性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用在航拍領(lǐng)域、交通管理等方面．如圖甲所示為某品牌四旋翼無人機(jī)，它采用4個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋翼（螺旋槳）轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)下方空氣施力的同時(shí)獲得升力，該無人機(jī)設(shè)有一鍵起降和返航、空中懸停等功能。下表所示為該無人機(jī)的部分參數(shù)。
整機(jī)質(zhì)量 2kg
電池額定電壓 15V
懸停時(shí)每個(gè)電動(dòng)機(jī)功率
最大上升速度
電池容量
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換效率
（1）某次飛行消耗了電池總?cè)萘康?，若無人機(jī)輸出的機(jī)械能為改由航空燃油來提供不計(jì)能量損失，計(jì)算需要完全燃燒燃油的質(zhì)量？（已知航空燃油的熱值為4.86×107J/kg）
（2）該無人機(jī)執(zhí)行某航拍任務(wù)時(shí)，需要從地面飛到高空處，然后懸停觀測(cè)（整個(gè)過程4個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作），若以最大速度勻速直線上升，且達(dá)到時(shí)立即靜止（懸停）。若無人機(jī)懸停觀測(cè)，無人機(jī)上升過程中所受的阻力為，計(jì)算從起飛到懸停結(jié)束，電動(dòng)機(jī)消耗的電能為多少？
（3）無人機(jī)利用測(cè)距傳感器來判斷離地高度，若某測(cè)距傳感器的阻值與離地高度h的關(guān)系如圖乙所示，如圖丙所示的檢測(cè)電路采用了“穩(wěn)流電源”（電源輸出的電流恒定），要使高度表（實(shí)質(zhì)是電流表或電壓表）的示數(shù)能隨飛行高度的增大而增大，則此高度表應(yīng)安裝在
位置，該高度表示數(shù)刻度 （均勻/不均勻）。
【答案】（1） （2）1.22×105J （3） 3 均勻
【解析】（1）無人機(jī)消耗的電能為E電=0.2×15V×5A×3600s=5.4×104J
輸出的機(jī)械能為E機(jī)=ηE電=0.9×5.4×104J=4.86×104J
不計(jì)能量損失Q放=E機(jī)=4.86×104J
需要完全燃燒燃油的質(zhì)量為
（2）無人機(jī)勻速上升階段F升=G+f=mg+f=2kg×10N/kg+10N=30N
上升過程中升力做功W=F升s=30N×60m=1.8×103J
電動(dòng)機(jī)消耗的電能
懸停階段，電動(dòng)機(jī)消耗的電能E2=P總t=4×50W×10×60s=1.2×105J
無人機(jī)從起飛到懸停結(jié)束，電動(dòng)機(jī)消耗的電能E=E1+E2=2×103J+1.2×105J=1.22×105J
（3）由圖乙可知，R1的阻值隨高度的增加而變大，根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律，所以R1兩端的電壓變大，所以高度表應(yīng)安裝在圖丙中“3”位置；如果是電流表，則只能安裝在“2”的位置，電流表的示數(shù)會(huì)減小，不符合題意。根據(jù)圖乙可知，函數(shù)圖像為R1=kh+b，則U1=IR1=I（kh+b），由于穩(wěn)流電源電流大小不變，h變大，則U1變大，由于U1與h之間是一次函數(shù)的關(guān)系，所以高度表示數(shù)刻度均勻。
6、隨著人們生活觀念的改變，在家門口選一處風(fēng)景優(yōu)美的場(chǎng)地進(jìn)行露營(yíng)，成為一種新時(shí)尚。夜幕降臨，小敏開啟懸掛在天幕四周的氛圍燈進(jìn)行照明，并在空地上支起幕布，利用投影儀播放露天電影（如圖所示）。
（1）該氛圍燈采用3節(jié)1.5伏干電池供電，由50個(gè)小彩燈串聯(lián)而成，每個(gè)小彩燈的額定功率為0.06瓦。當(dāng)小彩燈正常工作時(shí)電流為 安（保留2位小數(shù)）；若該氛圍燈正常工作4小時(shí)，則消耗的電能為 焦；
（2）為增加投影儀燈泡的使用壽命，在其發(fā)光時(shí)須用風(fēng)扇給它降溫。小敏想設(shè)計(jì)該電路，要求帶動(dòng)風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)先啟動(dòng)后，燈泡才可以發(fā)光；電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)，燈泡不可以發(fā)光。下列圖中符合設(shè)計(jì)要求的是 ；
A． B．
C． D．
（3）某品牌投影儀的規(guī)格如下表所示。若該投影儀的電池剩下20%的電量時(shí)必須充電，試計(jì)算此投影儀充滿電可連續(xù)工作的時(shí)間。
電池容量 3600毫安時(shí)
整機(jī)總功率 8瓦
輸出電壓 5伏
【答案】（1） 0.67 （2） D （3）
【解析】（1）電源為3節(jié)干電池組成，當(dāng)小彩燈正常工作時(shí)電流為
若該氛圍燈正常工作4小時(shí)，則消耗的電能為
（2）A．燈與風(fēng)扇串聯(lián)，同時(shí)工作，同時(shí)停止，故A不符合題意；
B．燈與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，僅干路有一個(gè)開關(guān)，同時(shí)工作，同時(shí)停止，故B不符合題意；
C．燈與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，S為干路開關(guān)，S1與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，S閉合，燈亮，再閉合S1，電動(dòng)機(jī)工作，僅閉合S1，都不工作，故C不符合題意；
D．燈與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，S為干路開關(guān)，S1與燈串聯(lián)，S閉合，電動(dòng)機(jī)工作，再閉合S1，燈工作，僅閉合S1，都不工作，即電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)，燈泡不可以發(fā)光。故D符合題意。故選D。
（3）電池的容量為若該投影儀的電池剩下20%的電量時(shí)必須充電，此投影儀充滿電可連續(xù)工作的時(shí)間為
。
7、為提高垃圾分類效率，小科設(shè)計(jì)了如圖甲所示的垃圾分類機(jī)器人。它撿起垃圾時(shí)，會(huì)快速?gòu)睦先〕鰳?biāo)準(zhǔn)規(guī)格的樣品，通過機(jī)械手上的探針檢測(cè)樣品的電阻大小來識(shí)別垃圾的類別，并投入相應(yīng)的垃圾桶。該機(jī)器人檢測(cè)電路如圖乙所示。各類垃圾樣品的電阻參考值如下表。
樣品電阻值/Ω 垃圾類別
小于10 金屬
10—30 餐廚
大于30 其他
（1）機(jī)器人從某塊垃圾上取樣檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)電路電壓表讀數(shù)為1伏，檢測(cè)時(shí)間為0.1秒。通過計(jì)算說明應(yīng)將該垃圾放入圖丙中哪個(gè)垃圾桶。
（2）該次檢測(cè)電阻過程中，檢測(cè)電路消耗的電能為多少？
（3）機(jī)器人將重1牛的垃圾舉高70厘米后再水平移動(dòng)3米，放入相應(yīng)的垃圾桶。該過程中機(jī)器人至少對(duì)垃圾做了多少功？
【答案】（1）金屬類垃圾桶；（2）0. 015J；（3）0.7J
【解析】（1）因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等，所以電路總電阻
垃圾電阻為R垃圾=R總- R=15Ω- 10Ω=5Ω查表可知，該垃圾屬于金屬垃圾，故應(yīng)放于金屬類垃圾桶內(nèi)。
（2）該次檢測(cè)電阻過程中，檢測(cè)電路消耗的電能為W=UIt=1.5V×0.1A×0. 1s=0.015J
（3）機(jī)器人將重1牛的垃圾舉高70厘米后所做的功為W=Fs=Gh=1N×0.7m=0.7J水平移動(dòng)3米的過程中，力的方向是豎直向上的，移動(dòng)的距離在水平方向上，所以機(jī)器人不做功，故所做的總功為W'=0.7J。
答：（1）應(yīng)投入金屬類垃圾桶；
（2）檢測(cè)電路消耗的電能為0. 015J；
（3）機(jī)器人至少對(duì)垃圾做了0.7J的功。
8、科學(xué)實(shí)踐小組對(duì)直飲水機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，其熱水箱內(nèi)的電路簡(jiǎn)圖如圖甲。研究過程中，他們發(fā)現(xiàn)：由于長(zhǎng)期加熱，加熱電阻外的絕緣層容易老化破損，從而導(dǎo)致漏電，供水時(shí)，水流就會(huì)像導(dǎo)線般將220伏的電壓加在熱水箱、人體與大地之間，形成通路，如圖乙。
同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下，計(jì)劃在出水口和水箱之間安裝一個(gè)“水阻法”防電器，其結(jié)構(gòu)如圖丙所示，內(nèi)部細(xì)長(zhǎng)的水流相當(dāng)于一個(gè)大電阻。
（1）查看飲水機(jī)參數(shù)，可知加熱電阻絲的阻值為55歐，正常工作10秒，可產(chǎn)生多少焦的內(nèi)能？
（2）“水阻法”防電器主要是通過 ，從而增加電阻，使通過人體的電流變小。
（3）為更好地設(shè)計(jì)“水阻法”防電器，他們用圖丁所示電路探究影響“水電阻”大小的因素。電源電壓為36伏，R0為滑動(dòng)變阻器，Rx為粗細(xì)均勻的玻璃管，內(nèi)部裝滿水，可模擬不同規(guī)格的防電器，左右兩端均為導(dǎo)電活塞（導(dǎo)電活塞電阻忽略不計(jì)），左端可以自由移動(dòng)，改變玻璃管中水柱長(zhǎng)度L，并可換用不同橫截面積S的玻璃管再次實(shí)驗(yàn)。測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9
水柱長(zhǎng)度L/厘米 5 10 20 5 10 20 5 10 20
橫截面積S/厘米2 1 1 1 1.5 1.5 1.5 2 2 2
電阻 R/×103歐 6 12 24 4 8 16 3 6 12
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小明實(shí)驗(yàn)時(shí)所選擇的靈敏電流計(jì)的量程是 。
A． 20毫安 B． 10毫安 C． 1毫安
②小明要設(shè)計(jì)一個(gè)橫截面積為0.5 厘米 的防電器，若人體電阻為1945Ω，為保障通過人體的電流不超過10毫安，防電器內(nèi)的水柱長(zhǎng)度應(yīng)不小于多少厘米？（結(jié)果保留一位小數(shù)）
【答案】（1）8.8×103J （2）增大導(dǎo)體長(zhǎng)度，減小導(dǎo)體橫截面積 （3）①. A ②. 8.3cm
【解析】（1）正常工作10s產(chǎn)生的內(nèi)能為
（2）螺旋狀管道狹長(zhǎng)，即橫截面積小，中間的水流長(zhǎng)度大，是通過增大導(dǎo)體長(zhǎng)度、減小導(dǎo)體橫截面積的方法增加水流的電阻。
（3） ①電路中電阻最小時(shí)，電流最大，為
靈敏電流計(jì)量程要大于12mA，故A符合題意，BC不符合題意。故選A。
②電路中，電熱絲、防電器、人體串聯(lián)。最大電流為10mA=0.01A時(shí)，人體與電熱絲兩端總電壓為U2=IR2=0.01A×（55Ω+1945Ω）=20V
防電器分擔(dān)的電壓為U1=U總-U2=220V-20V=200V
防電器的電阻為
讀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表可知，在其他條件都相同時(shí)，水柱電阻與水柱橫截面積成反比，1cm2長(zhǎng)5cm的水柱電阻為6×103歐，則0.5cm2長(zhǎng)5cm的水柱電阻為12×103歐，有得L=8.3cm。
9、如圖為某項(xiàng)目化學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的一款“水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀”示意圖。工作原理是：閉合開關(guān)S，當(dāng)容器內(nèi)水位發(fā)生變化時(shí)，圓柱形浮筒的位置就會(huì)隨水位變化，再通過固定在浮筒上方的輕質(zhì)金屬硬桿移動(dòng)，使電路中電流表或電壓表的示數(shù)變化，從而反映水位的變化。
（1）當(dāng)容器中的水位上升時(shí)，該“水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀”中電流表示數(shù) 。（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）已知該“水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀”中電源電壓恒定伏，定值電阻歐，均勻電阻絲AB為長(zhǎng)度20厘米的，其阻值歐，電壓表量程0~15伏。滑片和與電阻絲接觸良好，隨金屬桿一起移動(dòng)、位置固定。浮筒高度厘米、密度。（滑片與電阻絲之間摩擦、金屬桿和電壓表質(zhì)量忽略不計(jì)）
①為了避免容器內(nèi)水位過高導(dǎo)致滑片超出電阻絲A端，小組同學(xué)決定將容器改造為溢水杯，即在容器側(cè)壁某一高度位置開一個(gè)溢水口，則溢水口應(yīng)離容器底部高度為 厘米。
②為了提高電表示數(shù)變化反映水位變化的精確度（即升高相同水位時(shí)電表示數(shù)的變化量增大），小組同學(xué)設(shè)想用另一根長(zhǎng)度也為-20厘米的電阻絲CD替換金屬絲AB。若更換電阻絲后電表示數(shù)變化精確度是更換前的2倍，求金屬絲CD的阻值，并在答題卷的圖乙中畫出更換電阻絲CD之后電壓表示數(shù)隨容器內(nèi)水位高度h的變化圖像。
【答案】（1）不變 （2）25 見解析
【解析】（1）因?yàn)榛琍1與電壓表相連，所以滑片P1無法改變AB接入電路中的阻值，即電路中的總電阻不會(huì)發(fā)生變化，因此電流表的示數(shù)不會(huì)發(fā)生改變。
（2）①當(dāng)浮筒開始漂浮時(shí)，滑片P1開始上滑，上滑的高度即為AB的長(zhǎng)度，所以溢水口的位置為浮筒漂浮時(shí)的水位加AB的長(zhǎng)度；當(dāng)浮筒漂浮時(shí)，重力等于所受的浮力即
解得
所以溢水口的離容器的距離
②要使更換電阻絲后電表示數(shù)變化精確度是更換前的2倍，即P1在A時(shí)電壓表示數(shù)應(yīng)為之前的兩倍，更換之前AB兩端的電壓
則更換之后CD兩端的電壓UCD應(yīng)為8V，此時(shí)電路中的電流
則電阻絲CD的阻值由①可知液面上升到5cm時(shí)浮筒開始上升，滑片P1才開始滑動(dòng)，此時(shí)電壓表所測(cè)電阻絲CD部分的阻值從0開始增加，最后增加到CD的全部阻值20Ω，則電壓表示數(shù)從0開始增加，最后液面高度到25cm時(shí)電壓表達(dá)最大示數(shù)8V（此時(shí)示數(shù)為CD兩端電壓），則變化圖應(yīng)如下圖。
10、科學(xué)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一款“重力燈”。圖甲是這種“重力燈”的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖，當(dāng)重物下落時(shí)拉動(dòng)繩子，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穩(wěn)壓設(shè)備能將電能儲(chǔ)存，并輸出3.6V穩(wěn)定的電壓給其他電器。當(dāng)掛上一個(gè)質(zhì)量為25kg的重物時(shí)
（1）圖甲虛線框內(nèi)裝置的工作原理是 ___________；
（2）整個(gè)裝置的能量轉(zhuǎn)換率為20%，在重物豎直下落2.4m的過程中產(chǎn)生的電能，可以供一個(gè)標(biāo)有“3.6V 1W”字樣的LED燈持續(xù)正常發(fā)光多長(zhǎng)時(shí)間？
（3）取下燈泡，將圖甲裝置的兩個(gè)輸出端接入圖乙中的a、b兩個(gè)接線柱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。R0為標(biāo)有“5Ω 0.3A“的定值電阻，滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“50Ω 1A”，電流表選擇量程為0~0.6A，電壓表選擇量程為0~3V。為了保證電路安全，求滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變化范圍。
【答案】（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象 （2）120s （3）7Ω~25Ω
【解析】（1）當(dāng)重物下落時(shí)拉動(dòng)繩子，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，說明虛線框內(nèi)裝置在工作過程中把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，即利用的是電磁感應(yīng)原理。
（2）重物所做的功
由可知，產(chǎn)生的電能為可以供一個(gè)標(biāo)有“3.6V 1W”字樣的LED燈持續(xù)正常發(fā)光的時(shí)間為
（3）將圖甲裝置的兩個(gè)輸出端接入圖乙中的a、b兩個(gè)接線柱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由圖乙可知，R0與R1串聯(lián)，電流表測(cè)量電路中的電流，電壓表測(cè)R1兩端的電壓，根據(jù)的R0和R1的規(guī)格以及電流表的量程可知，電路中的最大電流為I大=0.3A，電路中的最小電阻為
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器R1接入電路的最小阻值
根據(jù)電壓表量程可知，電壓表的最大示數(shù)為U1大=3V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，R0兩端的最小電壓
則電路中的最小電流
則滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值為所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化范圍為7Ω~25Ω。
11、如圖是小科同學(xué)設(shè)計(jì)的一臺(tái)浮力電子秤，其結(jié)構(gòu)由浮力秤和電路兩部分組成，原理如圖所示，小筒底面積為10cm2，高20cm，大筒底面積為60cm2，裝有適量水。P為金屬滑片固定在托盤下面（滑片質(zhì)量和滑片受到的摩擦力均忽略不計(jì)），并隨托盤一起可自由滑動(dòng)，定值電阻R0=6歐，AB是一根長(zhǎng)為10cm均勻電阻絲，其阻值為10歐，電源電壓為6V，電流表量程0~0.6A。當(dāng)托盤不放物體時(shí)，P位于R最上端，小筒浸入水中5cm 深（稱量過程中大桶水未溢出）。求：
（1）托盤和小筒的總質(zhì)量；
（2）若要保證電路安全，則滑片P距A端的最大距離是多少？此時(shí)液面上升的高度為多少？
（3）在保證電路安全的前提下，則浮力秤的最大稱量為多少g？
【答案】（1）50g；（2）6cm，1.2cm；（3）72g
【解析】（1）當(dāng)托盤不放物體時(shí)，P位于R最上端，小筒浸入水中5cm深，排開水的體積
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，秤盤和小簡(jiǎn)的總質(zhì)量m0= =0.05kg= 50g
（2）當(dāng)秤盤上放的物體越重時(shí)，滑片下移得越多，變阻器接入電路的阻值越小，電路的總電阻越小，電流越大。由電流表的量程為0～0.6A可知，當(dāng)電路中的電流為0.6A時(shí)，浮力秤達(dá)到最大稱量，由歐姆定律可得此時(shí)電路中的總電阻R總= =10Ω因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電阻絲接入電路中的電阻R’=R總-R0=10Ω-6Ω=4Ω，AB是一根長(zhǎng)為10cm均勻電阻絲，其阻值為10Ω，即1cm長(zhǎng)的電阻絲的阻值為1Ω，所以滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小為4Ω時(shí)，其接入電路的電阻絲的長(zhǎng)度l=4cm
此時(shí)滑片下移的距離即滑片P距A端的最大距離d0=10cm-4cm=6cm
秤盤上放置物體后，滑片下移6cm，小筒向下移動(dòng)的距離d=d0=6cm由于小筒向下移動(dòng)，大筒中的水面上升，設(shè)水面升高△h,則小筒浸入水中的深度會(huì)增加，
則ΔV排=S大Δh=S小Δh浸即S大Δh=S?。é+d）
化簡(jiǎn)可得水面上升的高度h= =1.2cm
（3）小簡(jiǎn)排開水的體積變化量ΔV排=S大Δh=60cm2×1.2cm=72cm3秤盤上放置物體后，小筒處于漂浮狀態(tài)，由漂浮條件可得，被測(cè)物體的重力等于增加的浮力，所以被測(cè)物體的重力
G=ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×72×10-6m3=0.72N
由G=mg可得浮力秤的最大稱量m= =0.072kg=72g
答：（1）秤盤和小筒的總質(zhì)量為50g；
（2）保證電路安全，滑片P距A端的最大距離是6cm,此時(shí)液面上升的高度為1.2cm；
（3）在保證電路安全的前提下，浮力秤的最大稱量為72g。
12、用天平測(cè)質(zhì)量操作較為繁瑣，因此某項(xiàng)目化學(xué)習(xí)小組提出制作一個(gè)簡(jiǎn)易電子秤。
【產(chǎn)品設(shè)計(jì)】
學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了電子秤的結(jié)構(gòu)圖，用電壓表來顯示物體質(zhì)量的大小，如圖甲所示，其中U0=6V，R0=15Ω，電壓表選用0~3V，AB是一段阻值為15Ω，長(zhǎng)度為15cm的均勻電阻絲。彈簧上端固定在鐵架臺(tái)上，下端掛托盤且與滑片Р相連，滑片P能隨彈簧一起上下移動(dòng)，彈簧伸長(zhǎng)盤工與拉力F的關(guān)系如圖乙所示。
【功能調(diào)試】
（1）調(diào)零：閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)托盤不放物體電壓表也有示數(shù)。為了調(diào)零，需要進(jìn)行的操作為 。
（2）標(biāo)刻度：
①計(jì)算電壓表示數(shù)為3V時(shí)對(duì)應(yīng)的物體質(zhì)量（請(qǐng)寫出計(jì)算過程）；
②根據(jù)刻度均勻性在表盤上標(biāo)注其他刻度所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值。
【產(chǎn)品優(yōu)化】
（3）如果需要測(cè)量更精確的數(shù)值，可通過一系列的措施將該電子秤優(yōu)化。請(qǐng)同學(xué)們參考下列的評(píng)價(jià)量表，提出電子秤精確度的改進(jìn)措施 。（提示：改進(jìn)指施用文字或作圖說明均可）
評(píng)價(jià)量表 1分（合格） 2分（良好） 3分（優(yōu)秀）
能初步提出改進(jìn)思路 能定性提高精確度 能定量將精確度提高2倍
【答案】（1）調(diào)節(jié)彈簧高度直至滑片P對(duì)準(zhǔn)A端 （2）30g 見解析 （3）見解析
【解析】（1）由圖甲可知，調(diào)節(jié)彈簧高度直至滑片P對(duì)準(zhǔn)A端。
（2）電路中電流為
R的阻值為
由圖乙得，此時(shí)F=0.3N，則出=0.03kg=30g
表盤上其他刻度所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量值如圖：
（3）
答題要點(diǎn) 一般 良好 優(yōu)秀
提出初步改進(jìn)思路 定量地提出改進(jìn)措施，并說明理由 定性地提出改進(jìn)措實(shí)點(diǎn)的改進(jìn)施（必要時(shí)請(qǐng)說明使用的注意事項(xiàng)）
答案示例 更換彈簧 更換彈性系數(shù)更小（更容易被拉伸）的彈簧 更換彈性系數(shù)是原彈簧二分之一的彈簧（合理卻可）
更換定值電阻R0 將對(duì)值電阻R0換為阻值更小的定值電阻 去掉定值電阻R0，該電子秤的量程變?yōu)樵砍痰亩种?，使用時(shí)應(yīng)注意使滑片P不要超過RAB長(zhǎng)度的一半
更換電源 將電源更換為電壓更大的電源 將電源更換為12V的電源，使用時(shí)注意使滑片P不要超過RAB長(zhǎng)度的一半
加裝滑輪 在彈簧下端加裝動(dòng)滑輪，增大彈簧所受的拉力
在重物處加裝杠桿 未說明OC=CD 說明OC=CD
13、某水果自動(dòng)篩選裝置(如圖所示)，它能將質(zhì)量小于一定標(biāo)準(zhǔn)的水果自動(dòng)剔除。其原理如下：傳送帶上的水果經(jīng)過檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，使壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化。AB間的電壓也隨之發(fā)生改變，當(dāng)UAB<3V時(shí)，機(jī)械裝置啟動(dòng)，將質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的小水果推出傳送帶，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選功能。已知：電源電壓為12V，R0=20，壓敏電阻R的阻值隨壓力變化關(guān)系如圖所示。求：
(1)當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒有水果時(shí)，電路中的電流是多大？
(2)該裝置能夠剔除質(zhì)量小于多少千克的水果 (g取10N/kg)
(3)不同種類的水果篩選的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是不同的。請(qǐng)你提出對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)的一種方法，使該裝置能夠方便篩選不同水果。
【答案】（1）0.1A；（2）0.1kg；（3）將定值電阻R0換成滑動(dòng)變阻器
【解析】（1）當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)上沒有水果時(shí)，R測(cè)=100Ω，電路中的電流是：
=0.1A；
（2）當(dāng)裝置剛好起動(dòng)時(shí)，UAB=3V，此時(shí)電路中電流為：，
由歐姆定律得電阻R的阻值為：，
由圖像可知：當(dāng)電阻R=60Ω時(shí)，F(xiàn)=1N，
此時(shí)通過的物體的質(zhì)量應(yīng)為：；
（3）如果將定值電阻R0換成滑動(dòng)變阻器，則對(duì)于挑選效果會(huì)更加方便。
14、某科技小組設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)水位的裝置。其原理如圖甲，電路中電源電壓保持不變，為定值電阻，與R組成滑動(dòng)變阻器（最大阻值），浮子可帶動(dòng)金屬滑桿在豎直方向上下移動(dòng)。當(dāng)水位上升時(shí)，浮子和金屬滑桿一起向上滑動(dòng)，當(dāng)電壓表的示數(shù)達(dá)到某一數(shù)值時(shí)提醒監(jiān)測(cè)員水位達(dá)到警戒值。R接入電路的阻值隨水位的變化關(guān)系如圖乙，電路工作時(shí)電壓表與電流表示數(shù)變化關(guān)系如圖丙。求：
（1）R0的阻值；
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為時(shí)，則電壓表示數(shù)為多少？
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為時(shí)，報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)，則警戒水位為多少米？此時(shí)電路消耗的電功率是多少？
【答案】（1）30Ω；（2）3V；（3）190m；1.8W。
【解析】（1）閉合開關(guān)，兩電阻串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)通過電路的電流，當(dāng)滑片P置于最下端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路最大阻值，電流表示數(shù)為0.1A，根據(jù)歐姆定律，則電壓表示數(shù)為UP=IRP=0.1A×60Ω=6V當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0時(shí)，電路為定值電阻的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)通過電路的電流最大，由丙圖可知通過電路的最大電流為0.3A，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓U=IR0＝0.3A×R0 ①
因串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，通過電路的電流為0.1A時(shí)，根據(jù)歐姆定律可得電源電壓U=UP+I′R0＝6V+0.1A×R0 ② 聯(lián)立①②可得R0=30Ω，U=9V
（2）通過電路的電流為0.2A時(shí)，電路總電阻
根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值RP=R總﹣R0＝45Ω﹣30Ω＝15Ω
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓UP=I″×RP=0.2A×15Ω=3V
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，定值電阻兩端的電壓U0=U﹣UP′=9V﹣3V=6V
此時(shí)通過定值電阻的電流
串聯(lián)電路各處電流相等，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值
由乙圖可知滑動(dòng)變阻器的長(zhǎng)度為195m﹣175m，滑片位于最下端時(shí)水位的高度為175m，
浮子上升的距離
則此時(shí)的警戒水位為175m+15m=190m
此時(shí)電路消耗的電功率P=UI0＝9V×0.2A＝1.8W
答：（1）R0的阻值為30Ω；
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí)，則電壓表示數(shù)為3V；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)，警戒水位為190m；此時(shí)電路消耗的電功率為1.8W。
15、為方便快捷地確定架設(shè)在兩地之間的輸電線短路位置，某興趣小組用“建?！彼枷肽M真實(shí)情景進(jìn)行研究：如圖甲，用單位長(zhǎng)度（1m）的阻值為r的兩條電阻絲A、B 模擬輸電線（電阻絲足夠長(zhǎng)），用連在電阻絲AB 間的導(dǎo)線模擬輸電線短路；再用電壓恒為U0的一個(gè)電源、阻值為 R0的一個(gè)定值電阻和一個(gè)電壓表用導(dǎo)線連接起來，并裝入一個(gè)盒內(nèi)后再引出兩根導(dǎo)線到盒外，制成如圖乙所示的檢測(cè)盒。檢測(cè)時(shí)，將盒外的兩根導(dǎo)線分別與模擬輸電線右端的兩接線柱相連而構(gòu)成檢測(cè)電路。通過讀取盒內(nèi)電壓表的示數(shù)U，經(jīng)過計(jì)算可得到短路處到檢測(cè)處的距離L。
（1）在圖乙所示的檢測(cè)盒內(nèi)畫出元件連接情況的電路圖；（只要求畫出一種）
（2）根據(jù)你設(shè)計(jì)的檢測(cè)電路，推導(dǎo)出 L與U的關(guān)系式；
（3）若r=0.5Ω，U0=6V，R0=10Ω，電壓表量程0~3 V，如果測(cè)量時(shí)電壓表示數(shù)達(dá)到所用量程的三分之一及以上可以減少誤差。為了減小誤差，你所設(shè)計(jì)的檢測(cè)電路最多能檢測(cè)多長(zhǎng)的距離？
【答案】（1）；（2）；（3）10m
【解析】（1）為測(cè)量出短路部分的導(dǎo)線總電阻，可以將電壓表與短路的部分導(dǎo)線并聯(lián)，如圖所示
（2）設(shè)電壓表讀數(shù)為U，R0兩端的電壓為
電路中電流為
短路部分電阻的大小為
L與U的關(guān)系式為
（3）電壓表示數(shù)U 的范圍為1 V≤U≤3 V，當(dāng)U=3 V時(shí)，能檢測(cè)的距離L 最大。
答：（1）見詳解；
（2）L與U的關(guān)系式；
（3）所設(shè)計(jì)的檢測(cè)電路最多能檢測(cè)多長(zhǎng)的距離為10m。
16、小明制作了一個(gè)“水位儀”，其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖甲所示，一根輕質(zhì)絕緣細(xì)桿上端與滑片P固定，下端與邊長(zhǎng)為10厘米的正方體木塊相連，木塊放在高足夠的圓柱形容器內(nèi)。未注水時(shí)，滑片P剛好在滑動(dòng)變阻器R1的最下端a處；閉合開關(guān)S，向容器中注水，滑片P隨木塊上浮在R1上滑動(dòng)。已知電源電壓U恒定不變，R2為定值電阻?；瑒?dòng)變阻器R1中的bc段短路，其余正常部分的電阻與自身長(zhǎng)度成正比；定值電阻R2的電功率P2，電壓表示數(shù)U1與水深H的關(guān)系如圖乙和丙所示。
（1）小明在計(jì)算電源電壓U的大小時(shí)，已經(jīng)分析如下，請(qǐng)幫他完成。
（2）小明發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器R1上只有“0.8A”的字樣，無法看出最大阻值。電流表量程選用0~0.6安，電壓表量程選用0~3伏。則在電路安全的范圍內(nèi)，水位最深為多少 寫出計(jì)算過程。
（3）根據(jù)已知的條件，請(qǐng)幫小明再提出一個(gè)求解的問題，并進(jìn)行求解。
【答案】（1）見解析 （2）17cm （3）見解析
【解析】（1）由乙圖知道，滑動(dòng)變阻器接入電路最大阻值時(shí)，定值電阻R2的電功率為P2=0.4W，由圖丙知道，此時(shí)R1的兩端的電壓為U1=4V當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路最小阻值為零時(shí)，定值電阻R2的電功率為P2′=3.6W，由圖丙知道，此時(shí)R1的兩端的電壓為U′1=0V
由知道，電源電壓為
即解得R2=10Ω U=6V
（2）由乙圖知道，水深10cm=0.1m時(shí)，定值電阻的電功率為1.6W，由知道，此時(shí)通過電路的電流
根據(jù)歐姆定律知道，此時(shí)電路總電阻
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值由乙圖知道，b點(diǎn)以下部分的長(zhǎng)度為5cm，則滑片移動(dòng)的距離為5cm，所以，每上升1cm為1Ω。電壓表選用0～3V量程，則當(dāng)電壓表示數(shù)為3V水位最深，此時(shí)定值電阻兩端的電壓為
此時(shí)通過電路的電流
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的長(zhǎng)度
由乙圖知道，bc的長(zhǎng)度為2cm，則滑片移動(dòng)的距離為10cm+2cm=12cm
此時(shí)對(duì)應(yīng)的水位為5cm+12cm=17cm
（3）由丙圖知道，當(dāng)深度為5cm時(shí)，木塊對(duì)容器底的壓力剛為0，此時(shí)木塊排開水的體積
則木塊受到浮力。
17、如圖甲是某項(xiàng)目化小組模擬自動(dòng)灌注的模型示意圖。該裝置可分為灌注裝置和運(yùn)輸裝置兩部分。通過運(yùn)輸裝置中的傳送帶將空杯運(yùn)輸?shù)焦嘧⑴_(tái)。灌注裝置在控制電路的控制下，使線圈1定時(shí)吸引銜鐵將工作電路接通，噴頭向杯中注入液體。灌注臺(tái)下方通過杠桿壓在力敏電阻上，的阻值隨壓力F的變化情況如圖乙所示。當(dāng)通過線圈2的電流大于0.2A時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部開關(guān)閉合，傳送帶將帶動(dòng)裝著果汁的杯運(yùn)動(dòng)至接收臺(tái)。
（1）當(dāng)果汁灌入杯中時(shí)，通過線圈2的電流將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（2）運(yùn)輸裝置中，杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，已知，電源電壓，線圈電阻不計(jì)，空杯、傳送帶、灌注臺(tái)和杠桿對(duì)的壓力均忽略不計(jì)。若的阻值為2Ω，求該情況下每杯至少可灌注多少克的果汁。
（3）為使噴頭可以間斷性噴射，控制電路的電源電壓呈圖丙周期性變化，當(dāng)線圈中通過的電流時(shí)，電磁繼電器銜鐵被吸下，噴頭噴射液體，已知噴頭每秒噴出液體質(zhì)量為100g。若每次灌注120g液體，為使灌果汁的過程可連續(xù)且穩(wěn)定地進(jìn)行，則應(yīng)調(diào)節(jié)的阻值為多少歐？（忽略線圈1電阻）
【答案】（1）變大 （2） （3）
【解析】（1）運(yùn)輸裝置中與串聯(lián)接入電路，由乙圖可知，電阻的阻值隨著壓力的增大而減小，由于串聯(lián)電路中總電阻等于各部分電阻之和，故當(dāng)果汁灌入杯中時(shí)，電路中的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知，通過線圈2的電流將變大。
（2）當(dāng)通過線圈2的電流大于0.2A時(shí)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部開關(guān)閉合，此時(shí)電路中的總電阻為
由于串聯(lián)電路中總電阻等于各部分電阻之和，則電阻的阻值為有乙圖可知，力敏電阻受到的壓力為3N，根據(jù)杠桿平衡條件可知代入數(shù)據(jù)可得解得
灌注果汁的質(zhì)量為
（3）噴頭每秒噴出液體的質(zhì)量為100g，某次液體灌注的標(biāo)準(zhǔn)為120g，則噴灌時(shí)間為
灌注裝置控制電路中，由圖丙可知電壓在1.8s內(nèi)由0V增大到18V，又由18V減小到0V，所以0.3s~1.5s時(shí)間段內(nèi)電源電壓大于等于6V，所以在這段時(shí)間內(nèi)噴射液體，當(dāng)線圈中通過的電流時(shí)，電磁繼電器銜鐵被吸下，則的阻值為
。
18、某興趣小組設(shè)計(jì)了圖甲所示的汽車轉(zhuǎn)向指示燈電路模型，接通相應(yīng)指示燈后，該指示燈會(huì)亮、暗（微弱發(fā)光）交替閃爍發(fā)光。電路中電源電壓恒為6伏，指示燈的規(guī)格均為“”，為定值電阻，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計(jì)。（指示燈電阻可視作定值）
（1）若讓左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時(shí)工作（即雙跳燈開啟），轉(zhuǎn)向開關(guān)應(yīng)與觸點(diǎn)_________接通；
（2）指示燈的電阻大小為多少歐？
（3）當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時(shí)，右轉(zhuǎn)指示燈兩端實(shí)際電壓變化規(guī)律如圖乙所示。求：
①定值電阻的阻值多少？
②右轉(zhuǎn)指示燈閃爍交替工作15秒，整個(gè)電路消耗的電能多少焦？
【答案】（1）3和4 （2）12Ω ③. 28Ω ④. 24J
【解析】（1）若讓左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈同時(shí)工作，則左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈中有電流通過，即左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)指示燈接入電路中，所以轉(zhuǎn)向開關(guān)應(yīng)與觸點(diǎn)3和4接通。
（2）指示燈的規(guī)格均為“6V 3W”，則指示燈的電阻
（3）①分析電路圖可知，當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“2和3”接通時(shí)，電磁鐵中有電流通過時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生磁性，將銜鐵吸下，則電磁鐵和R0被短路，則右轉(zhuǎn)指示燈兩端電壓等于電源電壓；電磁鐵中沒有電流通過時(shí)，銜鐵彈開，則右轉(zhuǎn)指示燈與R0串聯(lián)，由乙圖可知，右轉(zhuǎn)指示燈兩端電壓等于1.8V，則電路中電流
則定值電阻R0的阻值
②由乙圖可知，右轉(zhuǎn)指示燈在6V電壓下工作0.5s，則電路中只有右轉(zhuǎn)指示燈；在1.8V電壓下工作1s，則電路中，右轉(zhuǎn)指示燈與R0串聯(lián)；如此循環(huán)，則在1.5秒，整個(gè)電路消耗的電能則右轉(zhuǎn)指示燈閃爍交替工作15秒，整個(gè)電路消耗的電能。
19、2022年5月，天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船與空間站核心艙順利對(duì)接。小宇通過查閱資料了解到，科技人員通常要檢驗(yàn)飛船艙體的氣密性。他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的檢測(cè)電路，電源電壓保持不變，R0為100Ω的定值電阻，R為力敏電阻，其阻值隨環(huán)境氣壓的變化規(guī)律如圖乙所示，將R置于艙體中，艙體置于真空室中，艙體不漏氣時(shí)，電壓表示數(shù)為200V，艙體內(nèi)氣壓為1.0×105帕。請(qǐng)計(jì)算：
（1）艙體不漏氣時(shí)，通過R的電流是多少？工作10分鐘，電路消耗的總電能是多少？
（2）若電壓表示數(shù)為176伏時(shí)，此時(shí)艙內(nèi)的氣壓值是多少？
【答案】（1）2A；2.64×105J （2）06×105Pa
【解析】（1）由圖甲可知，定值電阻R0與壓敏電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓；通過R0的電流由圖乙可知，艙體內(nèi)氣壓為1.0×105帕?xí)r，壓敏電阻R的阻值
由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電路中的總電阻
由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，此時(shí)電路中的電流
由歐姆定律可知，電源電壓
則工作10min，電路消耗的總電能
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為176V時(shí)，通過R的電流
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，R兩端的電壓
根據(jù)歐姆定律可知，此時(shí)R的阻值
由圖乙可知，此時(shí)艙內(nèi)的氣壓值為0.6×105Pa。
20、為節(jié)約用水，小華為農(nóng)場(chǎng)的儲(chǔ)水箱設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)抽水控制裝置，如圖所示，水箱高為1m，容積為。在空水箱底部豎直放置一重5N的長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體高為1m、底面積為，上端通過絕緣輕桿與控制電路的壓敏電阻R接觸，此時(shí)壓敏電阻受到的壓力為零。壓敏電阻R的阻值隨壓力F的增大而減小，部分?jǐn)?shù)據(jù)如表，控制電路的電源電壓，定值電阻為保護(hù)電阻，當(dāng)控制電路的電流時(shí)，電磁鐵將銜鐵吸合，工作電路斷開泵停止給儲(chǔ)水箱抽水。(取)
壓力 180 185 190 195 200
壓敏電阻 18 17 16 14 12
（1）若水泵的額定功率為440W，正常工作時(shí)通過的電流是多少？
（2）儲(chǔ)水箱裝滿水時(shí)長(zhǎng)方體所受浮力大小為多少？
（3）為了更加安全的工作，小華通過反復(fù)試驗(yàn)，只調(diào)整R0的大小，使水面離頂部還有0.05m時(shí)，水泵停止給水箱抽水，求此時(shí)R0的功率。
【答案】（1）2A；（2）200N；（3）
【解析】（1）由圖可知，水泵正常工作時(shí)電壓為220V，由可得正常工作時(shí)通過的電流是
（2）長(zhǎng)方體的體積為
長(zhǎng)方體浸沒在水中，其排開水的體積為
則長(zhǎng)方體受到的浮力為
（3）水面離頂部還有時(shí)長(zhǎng)方體受到的浮力為
此時(shí)壓敏電阻受到的壓力為
由表可知，壓敏電阻，根據(jù)歐姆定律可得電路總電阻為
則定值電阻的阻值為
此時(shí)的功率為
答：（1）若水泵的額定功率為440W，正常工作時(shí)通過的電流是2A；
（2）儲(chǔ)水箱裝滿水時(shí)長(zhǎng)方體所受浮力大小為200N；
（3）只調(diào)整的大小，使水面離頂部還有時(shí)，水泵停止給水箱抽水，此時(shí)的功率為。
21、如圖1所示為升降機(jī)電路的部分原理圖。電源電壓恒定不變，R0是定值電阻，電壓表量程為0~15V，壓敏電阻R1的阻值與所受壓力大小的關(guān)系如圖2所示，閉合開關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)壓敏電阻受到的壓力是2000N時(shí)，電路中的電流是I1，壓敏電阻的功率為P1；當(dāng)壓敏電阻受到的壓力是3000N時(shí)，電路中的電流是I2，壓敏電阻的功率為P2，此時(shí)電路的總功率為3.6W；已知P1：P2=48：50.求：
（1）當(dāng)電路電流為I2時(shí)，通電100s，電路消耗多少焦耳的電能；
（2）電流之比I1：I2；
（3）保證電路安全的前提條件下，壓敏電阻可受到的最大壓力是多少N。
【答案】（1）360J；（2）4：5；（3）3800N
【詳解】解：（1）閉合開關(guān)，兩電阻串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓，當(dāng)電路電流為I2時(shí)，此時(shí)電路的總功率為3.6W，通電100s，電路消耗電能W=Pt=3.6W×100s=360J
（2）由圖2可知當(dāng)壓敏電阻受到的壓力是2000N時(shí)，壓敏電阻的阻值是120Ω，電路中的電流是I1，壓敏電阻的功率為P1；當(dāng)壓敏電阻受到的壓力是3000N時(shí)，壓敏電阻的阻值是80Ω，電路中的電流是I2，壓敏電阻的功率為P2，已知P1：P2=48：50，則
　　整理可得　
（3）串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，根據(jù)歐姆定律可得
　
解方程可得R0=80Ω；則電源電壓　
電壓表量程為0~15V，當(dāng)電壓表示數(shù)最大為15V時(shí)，通過電路的電流
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，此時(shí)壓敏電阻接入電路的阻值
　
由圖2可知壓敏電阻受到的壓力每增大1000N，壓敏電阻的阻值就減小40Ω，則
　則　
答：（1）當(dāng)電路電流為I2時(shí)，通電100s，電路消耗電能360J；
（2）電流之比I1：I2=4：5；
（3）保證電路安全的前提條件下，壓敏電阻可受到的最大壓力是3800N。
22、某安全設(shè)備廠研發(fā)了一種新型抗壓材料，要求對(duì)該材料能承受的撞擊力進(jìn)行測(cè)試。如圖甲所示，材料樣品（不計(jì)質(zhì)量），閉合開關(guān)，將重物從樣品正上方處?kù)o止釋放，并最終靜止在樣品上的過程中，電流表的示數(shù)I隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，定值電阻，重物下落時(shí)空氣阻力忽略不計(jì)，已知。求：
（1）0~t1時(shí)間內(nèi)，壓力傳感器的電阻；
（2）t1~t3時(shí)間內(nèi)，樣品受到的最大撞擊力；
（3）撞擊后重物靜止在樣品上，定值電阻R0的功率；
（4）重物從靜止釋放到撞擊樣品的過程中，重力做功。
【答案】（1）110Ω；（2）400N；（3）0.4W；（4）300J
【詳解】解：（1）在重物下落的過程中，壓力傳感器受到的壓力最小且保持不變，電路中的電流最小，此時(shí)的電流，電路中的總電阻因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，壓力傳感器R的阻值
（2）在測(cè)試過程中，樣品受到的撞擊力最大時(shí)，電路中的電流最大，由圖乙可知，電路中的最大電流，此時(shí)電路中的總電阻則此時(shí)壓力傳感器R的阻值由圖丙可知，樣品受到的最大撞擊力為400N。
（3）當(dāng)重物在樣品上靜止時(shí)，重物對(duì)樣品的壓力大小等于重物的重力大?。淮藭r(shí)與撞擊過程相比，壓力減小，電流減小；由圖乙可知，此時(shí)的電流為，定值電阻R0的功率為
（3）根據(jù)歐姆定律，當(dāng)重物在樣品上靜止時(shí)電路的總電阻為
根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律可得，此時(shí)壓力傳感器的電阻
由丙圖可知，此時(shí)的壓力，下落過程中做的功為
答：（1）時(shí)間內(nèi)，壓力傳感器的電阻為110Ω；
（2）時(shí)間內(nèi)，樣品受到的最大撞擊力為400N；
（3）撞擊后重物靜止在樣品上，定值電阻R5的功率為0.4W；
（4）重物從靜止釋放到撞擊樣品的過程中，重力做功為300J。
鞏固練習(xí)
1．小明利用電能表（如圖）和秒表測(cè)量家中電熱水器的實(shí)際功率。他的做法是：關(guān)掉家里的其他用電器，打開熱水器，測(cè)得電能表的鋁盤轉(zhuǎn)過200轉(zhuǎn)所用時(shí)間是200s，下列有關(guān)說法正確的是（　?。?br/>A．該電能表的示數(shù)為85335kW h
B．該熱水器的實(shí)際功率為1000W
C．該電能表應(yīng)在頻率為50Hz的交流電路中使用
D．該電能表所在電路用電器的總功率不能超過2200W
【答案】B,C
【知識(shí)點(diǎn)】電能表參數(shù)的理解；電功率的計(jì)算
【解析】【解答】A.根據(jù)圖片可知，該電能表的示數(shù)為8533.5kW·h，故A錯(cuò)誤；
B.熱水器消耗的電能：；
則熱水器的電功率為：，故B正確；
C.根據(jù)銘牌上“220”可知，它只能在220V的電路中使用，故C正確；
D.根據(jù)銘牌可知，允許通過的最大電流為20A，則接入的總功率不能超過：P=UI=220V×20A=4400W，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
【分析】（1）單向電能表的最后一個(gè)數(shù)字為小數(shù)；
（2）根據(jù)計(jì)算出熱水器消耗的電能，再根據(jù)計(jì)算它的功率；
（3）根據(jù)“220”的意義判斷；
（4）根據(jù)P=UI計(jì)算即可。
2．一般地說，用電器的工作電壓并不等于額定電壓。家庭里通常不備電壓表，但借助電能表可以測(cè)出用電器的實(shí)際工作電壓?，F(xiàn)在電路中只接入一個(gè)電熱水壺，壺的銘牌及電能表的參數(shù)如表所示，測(cè)得電能表的表盤轉(zhuǎn)過125轉(zhuǎn)的時(shí)間為121秒。根據(jù)所給信息可知（　?。?br/>初心牌電熱水壺 額定電壓220V 額定功率1500W 容量4.5L
A．電路中同時(shí)使用的用電器總功率不能超過4400W
B．電熱水壺的實(shí)際功率為1500W
C．該電能表應(yīng)接在空氣開關(guān)和用電器之間
D．再有其它家電和熱水壺一同正常工作時(shí)，電能表轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速變快
【答案】A,D
【知識(shí)點(diǎn)】電能表參數(shù)的理解；電功率的計(jì)算；家庭電路的組成
3．1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特首先通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，1831年英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由此電和磁在人們生活中就有著廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于電和磁的說法正確的是（　　）
A．圖甲：地磁南極在地理北極附近
B．圖乙：開關(guān)S擲向2時(shí)鐵釘?shù)拇判愿鼜?qiáng)
C．圖丙：金屬導(dǎo)體只要在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)就會(huì)有示數(shù)
D．圖?。涸搶?shí)驗(yàn)在生活中的應(yīng)用是發(fā)電機(jī)
【答案】A
【知識(shí)點(diǎn)】地磁場(chǎng)；直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造原理與工作過程；產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件；影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素及其探究
4．下列是生活中常見的電學(xué)數(shù)據(jù)，最接近實(shí)際的是（　?。?br/>A．家用冰箱正常工作的電流約為
B．電話手表充電器的輸出電壓約為
C．家用護(hù)眼節(jié)能臺(tái)燈的額定電功率約為
D．家用空調(diào)正常工作消耗的電能約為
【答案】A
【知識(shí)點(diǎn)】電流和電流的單位換算；電壓和電壓的單位換算；電能表參數(shù)的理解；電功率
5．電烤爐是冬季常見的取暖裝置，其規(guī)格參數(shù)如表所示，下列說法正確的是（　?。?br/>額定電壓 220V
頻率 50Hz
額定功率 1000W
A．可以使用超導(dǎo)體材料作為電烤爐的爐絲
B．電烤爐是利用電流的熱效應(yīng)工作的
C．在家庭電路中，電烤爐與照明燈是串聯(lián)的
D．電烤爐的實(shí)際功率一定為1000W
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】超導(dǎo)體特點(diǎn)及作用；實(shí)際功率；電流的熱效應(yīng)；家庭電路的連接
6．利用如圖所示裝置進(jìn)行電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（　?。?br/>A．閉合開關(guān)瞬間，沒有電磁波產(chǎn)生
B．閉合開關(guān)后， 導(dǎo)線周圍有實(shí)際存在的磁場(chǎng)
C．?dāng)嚅_開關(guān)后， 小磁針靜止時(shí) N 極指向地理南極
D．發(fā)電機(jī)應(yīng)用了該實(shí)驗(yàn)原理
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)
【解析】【解答】A、當(dāng)閉合開關(guān)瞬間，電路中有迅速變化的電流，所以能產(chǎn)生電磁波，故A錯(cuò)誤。
B、閉合開關(guān)后，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，故B正確。
C、斷開開關(guān)后，小磁針靜止時(shí)，其N極指向地理北極附近，故C錯(cuò)誤。
D、奧斯特實(shí)驗(yàn)說明通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng)，揭示了電可以生磁；發(fā)電機(jī)應(yīng)用的是電磁感應(yīng)原理，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
【分析】（1）明確電磁波產(chǎn)生的條件，知道變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生電磁波。
（2）通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)。
（3）地球本身就是一個(gè)大磁體；地磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似；地磁的北極在地理的南極附近；地磁的南極在地理的北極附近。
（4）奧斯特實(shí)驗(yàn)說明通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)應(yīng)用的是電磁感應(yīng)原理。
7． 如圖甲所示是反應(yīng)身體柔韌水平的“坐位體前屈測(cè)量?jī)x”，如圖乙所示是其內(nèi)部電路圖（電源電壓恒定， R為定值電阻），兩個(gè)身形接近但柔韌性差異較大的同學(xué)先后推動(dòng)擋板進(jìn)行測(cè)量，“顯示器”示數(shù)的大小能夠反映柔韌水平的高低。下列與該測(cè)量?jī)x的有關(guān)說法中，正確的是（　　）
A．“顯示器”是由電壓表改裝的
B．定值電阻R在電路中沒有實(shí)際作用，因此可以去掉
C．柔韌性好的同學(xué)測(cè)量時(shí)電阻絲接入電路中的電阻，比柔韌性差的同學(xué)測(cè)量時(shí)電阻絲接入電路中的電阻大
D．柔韌性好的同學(xué)測(cè)量時(shí)電路消耗總功率，大于柔韌性差的同學(xué)測(cè)量時(shí)電路消耗總功率
【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】電流表的連接；電路的動(dòng)態(tài)分析
【解析】【解答】A.根據(jù)圖像，“顯示器”在電路中串聯(lián)，是電流表改裝的，A不符合題意；
B.推力增大時(shí)，接入電路中的電阻減小，定值電阻R在電路中有保護(hù)電路的作用，B不符合題意；
C.柔韌性好的同學(xué)測(cè)量時(shí)，推動(dòng)更多，接入電路中電阻絲短，柔韌性差的同學(xué)測(cè)量時(shí)，推動(dòng)幅度小，接入電路中電阻絲的電阻大，C不符合題意；
D.柔韌性好的同學(xué)測(cè)量時(shí)，接入電路的電阻小，電流大，電路的總功率大于柔韌性差的同學(xué)測(cè)量時(shí)的總功率，D符合題意。
故答案為：D.
【分析】電流表在電路中串聯(lián)連接；改變滑片位置，接入電路的電阻變化，電流變化；根據(jù)P=UI結(jié)合電流的大小，判斷電功率的大小變化。
8．某電器廠設(shè)計(jì)了一種具有高、中、低溫三擋的家用電火鍋，該火鍋產(chǎn)品銘牌和電路圖如圖表所示：（其中R1＝R2）
額定電壓 220V
額定功率 高溫?fù)?中溫?fù)?低溫?fù)?br/>880W 440W 220W
（1）當(dāng)電火鍋使用中溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，電路中電流是多大？接入電路的電熱絲的阻值是多少？
（2）用電火鍋高溫?fù)踉陬~定電壓下燒水7min，電流做了多少功？若電熱絲產(chǎn)生熱量的85%被水吸收，在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，能使1kg初溫為30℃的水溫升高多少？
（3）在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小芳和小麗利用所學(xué)的物理知識(shí)，合作測(cè)量電火鍋高溫?fù)醯膶?shí)際功率。電表上標(biāo)著“1200r/kW·h”。他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓電火鍋接入電路中燒水。2.5min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了40r，求電火鍋的實(shí)際功率？
【答案】（1）2A，110Ω
（2），70℃
（3）800W
【知識(shí)點(diǎn)】比熱容；電功率的計(jì)算
9．如圖甲為一款家用電熱水壺，其簡(jiǎn)化電路圖如圖乙所示。它有高溫和低溫兩種擋位，正常工作時(shí)高溫?fù)豕β蕿?50W，R2=132Ω，求：
（1）該電熱水壺將1kg的水從20℃加熱到80℃，水吸收的熱量是多少？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（2）R1的電阻是多少？
（3）該電熱水壺正常工作時(shí)低溫?fù)豕β适嵌嗌伲?br/>（4）在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小芳和小麗利用所學(xué)的物理知識(shí)，合作測(cè)量電熱水壺高溫?fù)醯膶?shí)際功率。電表上標(biāo)著“2000r/kW·h”。他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓電熱水壺接入電路中燒水。3min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了50r，求電熱水壺的實(shí)際功率？
【答案】（1）2.52×105J
（2）88Ω
（3）220W
（4）500W
【知識(shí)點(diǎn)】比熱容；電能表參數(shù)的理解；電功率的計(jì)算
10．如圖所示是某款電養(yǎng)生壺及其銘牌的部分參數(shù)，當(dāng)養(yǎng)生壺正常工作時(shí)，求：
額定電壓 220V
頻率 50Hz
額定功率 1200W
最大容量 1L
（1）養(yǎng)生壺最大容量時(shí)所裝水的質(zhì)量。[ρ水＝1.0×103kg/m3]
（2）若該養(yǎng)生壺的加熱效率為80%，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將初溫是20℃的一壺水燒開，需要多少秒。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小明和小麗同學(xué)利用所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)，合作測(cè)量養(yǎng)生壺的實(shí)際功率。電能表上標(biāo)著“1200r/（kW h）”，他們把家中的其他用電器都與電源斷開，僅讓養(yǎng)生壺接入電路中燒水，2min電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了40r，求電養(yǎng)生壺的實(shí)際功率。
【答案】（1）解：養(yǎng)生壺最大容量為1L，則這些水的質(zhì)量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg
答：養(yǎng)生壺最大容量時(shí)所裝水的質(zhì)量為1kg。
（2）解：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)為100℃，則此過程中水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J，
由可得，養(yǎng)生壺消耗的電能：，
由可得，養(yǎng)生壺正常工作的時(shí)間：。
答：若該養(yǎng)生壺的加熱效率為80%，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將初溫是20℃的一壺水燒開，需要350s
（3）解：1200r/（kW h）表示電路中每消耗1kW h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過1200r，
則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過40r時(shí)電養(yǎng)生壺消耗的電能：，
t＝2min＝120s，
電養(yǎng)生壺的實(shí)際功率：。
答：電養(yǎng)生壺的實(shí)際功率為1000W。
【知識(shí)點(diǎn)】密度公式及其應(yīng)用；熱量的計(jì)算；電功率的計(jì)算
【解析】【分析】（1）根據(jù)公式m＝ρ水V計(jì)算養(yǎng)生壺內(nèi)水的質(zhì)量；
（2）根據(jù) Q吸＝c水mΔt 計(jì)算水吸收的熱量，再根據(jù) 計(jì)算養(yǎng)生壺消耗的電能，最后根據(jù) 計(jì)算養(yǎng)生壺正常工作的時(shí)間。
（3）首先根據(jù)計(jì)算養(yǎng)生壺消耗的電能，再根據(jù) 計(jì)算養(yǎng)生壺的實(shí)際功率。
11．圖中是一種水位自動(dòng)報(bào)警器原理圖。河水中有很多雜質(zhì)，所以河水導(dǎo)電，水位沒有到達(dá)金屬塊A時(shí)綠燈亮，水位到達(dá)金屬塊A時(shí)紅燈亮。
（1）請(qǐng)你敘述這種水位自動(dòng)報(bào)警器的工作原理。
（2）這種水位自動(dòng)報(bào)警器就是電磁繼電器在生活中的實(shí)際應(yīng)用。工人師傅說，工廠里用電磁繼電器來控制工作電流達(dá)幾十安甚至幾百安的大型機(jī)械都很安全，請(qǐng)你說明一下理由。
【答案】（1）當(dāng)水位沒有達(dá)到警戒水位時(shí)，A、B不導(dǎo)通，電磁鐵沒有磁性，動(dòng)觸點(diǎn)與綠燈電路接通，綠燈亮表示水位沒有達(dá)到警戒水位。當(dāng)河水水位升高至警戒水位時(shí)，河水是導(dǎo)體，A、B兩金屬塊導(dǎo)通，電磁鐵有了磁性，吸下銜鐵，動(dòng)觸點(diǎn)接通紅燈電路，紅燈亮報(bào)警
（2）電磁繼電器是利用低電壓、弱電流控制高電壓、強(qiáng)電流的自動(dòng)開關(guān)。所以使用時(shí)非常安全
【知識(shí)點(diǎn)】電磁繼電器的組成、原理和特點(diǎn)
【解析】【解答】（1）當(dāng)水位沒有達(dá)到警戒水位時(shí)，A、B不導(dǎo)通，電磁鐵沒有磁性，動(dòng)觸點(diǎn)與綠燈電路接通，綠燈亮表示水位沒有達(dá)到警戒水位。當(dāng)河水水位升高至警戒水位時(shí)，河水是導(dǎo)體，A、B兩金屬塊導(dǎo)通，電磁鐵有了磁性，吸下銜鐵，動(dòng)觸點(diǎn)接通紅燈電路，紅燈亮報(bào)警；
（2）電磁繼電器是利用低電壓、弱電流控制高電壓、強(qiáng)電流的自動(dòng)開關(guān)。所以使用時(shí)非常安全。
【分析】（1）根據(jù)電磁繼電器的工作原理，判斷工作的用電器；
（2）電磁繼電器可以實(shí)現(xiàn)安全控制用電器。
12．如圖甲所示是某款多功能養(yǎng)生壺，其簡(jiǎn)化電路圖如圖乙所示，多功能養(yǎng)生壺的各項(xiàng)參數(shù)如下表所示，求：
項(xiàng)目 參數(shù)
電源電壓 220V
低溫?fù)豕β?242W
中溫?fù)豕β?484W
高溫?fù)豕β?968W
（1）請(qǐng)簡(jiǎn)述當(dāng)養(yǎng)生壺處于中溫?fù)鯐r(shí)應(yīng)處于什么狀態(tài)和電阻R1的阻值；
（2）養(yǎng)生壺處于低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)，R2耗的電功率；
（3）某次使用養(yǎng)生壺高溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，小佳關(guān)閉其他用電器只讓養(yǎng)生壺工作，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)生壺工作的6min之內(nèi)電能表轉(zhuǎn)動(dòng)240轉(zhuǎn)（電能表表盤如圖丙，用電器阻值不變），求當(dāng)時(shí)的實(shí)際電壓。
【答案】（1）閉合S1、S2接A；100Ω
（2）121W
（3）200V
【知識(shí)點(diǎn)】電能表參數(shù)的理解；電功率的計(jì)算
13．如圖甲所示的多功能養(yǎng)生壺具有精細(xì)烹飪、營(yíng)養(yǎng)量化等功能，圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖，該養(yǎng)生壺的部分參數(shù)如表所示．
項(xiàng)目 參數(shù)
額定電壓 220V
低溫?fù)豕β?275W
中溫?fù)豕β?550W
高溫?fù)豕β?1100W
（1） 求電阻R2的阻值；
（2）若該養(yǎng)生壺的高溫?fù)跫訜嵝蕿?0%，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將初溫為12℃的1kg水燒開，求所需要的加熱時(shí)間；
（3）小紅同學(xué)想利用所學(xué)的物理知識(shí)測(cè)量該養(yǎng)生壺的實(shí)際功率，于是她關(guān)閉家中其他用電器，只讓養(yǎng)生壺在高溫?fù)豕ぷ鳎l(fā)現(xiàn)在4min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了80r（已知電能表上標(biāo)有1200r/kW·h），求該養(yǎng)生壺的實(shí)際功率
【答案】（1）由電路圖知道，當(dāng)S1 閉合，當(dāng) S2 接b時(shí)，兩電阻并聯(lián)，因并聯(lián)的電阻小于其中任一電阻，由知道，功率最大，為高溫?fù)?；?dāng)開關(guān) S1 閉合，S2 接 a時(shí)，R2短路，只有電阻R1接入電路，為中溫?fù)?；開關(guān) S1 斷開，S2 接 a時(shí)，R1、R2兩電阻串聯(lián)（串聯(lián)電阻大于其中任一電阻），總電阻最大，養(yǎng)生壺處于低溫?fù)?。低溫?fù)鯐r(shí)，電路的總電阻為
R1的阻值為
R2的阻值為
（2）將初溫是12℃的一壺水燒開，水吸收的熱量
養(yǎng)生壺高溫?fù)跫訜嵝蕿?0%，故燒開一壺水需要的時(shí)間為
（3）由知道，高溫?fù)醯目傠娮?br/>1200r/kW·h表示電路中每消耗1kW h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1200r，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)80r時(shí)，養(yǎng)生壺消耗的電能
故養(yǎng)生壺的實(shí)際功率
【知識(shí)點(diǎn)】電阻的并聯(lián)；電能表參數(shù)的理解；電功率的計(jì)算；電功與熱量的綜合計(jì)算
【解析】【分析】（1）根據(jù)公式 知比較開關(guān)在不同組合情況下電功率的大小，從而確定對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)。根據(jù) 計(jì)算低溫檔時(shí)的總電阻，根據(jù) 計(jì)算中溫檔時(shí)的R1的阻值，最后根據(jù) 計(jì)算R2的阻值。
（2）首先根據(jù) 計(jì)算水吸收的熱量，再根據(jù) 計(jì)算養(yǎng)生壺消耗的電能，接下來根據(jù)計(jì)算養(yǎng)生壺的加熱時(shí)間。
（3）首先根據(jù) 計(jì)算高溫檔時(shí)的總電阻，然后根據(jù)計(jì)算養(yǎng)生壺消耗的電能，最后根據(jù)計(jì)算養(yǎng)生壺的實(shí)際功率。
14．在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電路如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為。
（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路和　 ??；
（2）實(shí)驗(yàn)中通過小燈泡的電流與它兩端電壓關(guān)系的圖像如圖乙所示，分析圖像可知，小燈泡的額定功率為　 　W；
（3）分析圖乙，你　 　（填“能”或“不能”）求小燈泡在不同電壓下對(duì)應(yīng)電功率的平均值，原因是小燈泡在不同電壓下的電功率是　 ?。ㄟx填“相同”或“不同”）的；
（4）實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，小燈泡兩端的實(shí)際電壓越大，小燈泡的實(shí)際電功率越大，小燈泡越亮，從而得出結(jié)論：小燈泡的亮度是由實(shí)際功率決定的（實(shí)際功率越大，小燈泡越亮）；因而測(cè)量小燈泡在不同電壓下的實(shí)際電功率時(shí)，還要觀察　 　，才能得到正確結(jié)論。
【答案】（1）改變燈泡兩端電壓
（2）1
（3）不能；不同
（4）小燈泡的亮度
【知識(shí)點(diǎn)】滑動(dòng)變阻器的原理及其使用；探究用電器的電功率實(shí)驗(yàn)
15．小明利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
（1）實(shí)驗(yàn)中，通過觀察　 　來判斷電路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生；
（2）通過___________（選填字母）的操作可以在電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流；
A．磁體不動(dòng)，導(dǎo)體AB上下運(yùn)動(dòng)
B．導(dǎo)體AB不動(dòng)，磁體左右運(yùn)動(dòng)
C．以上兩種方法都可以
（3）在儀器和電路連接都完好的情況下，為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，可選擇___________（選填字母）；
A．改變磁場(chǎng)方向
B．把靈敏電流計(jì)換成電流表
C．換用磁性更強(qiáng)的磁鐵
（4）當(dāng)導(dǎo)體AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體AB　 ?。ㄌ睢笆艿健被颉安皇堋保┐艌?chǎng)對(duì)它的力的作用；
（5）生活中利用該原理的例子有　 ?。ㄟx填“電動(dòng)機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”）；
（6）小明將靈敏電流計(jì)更換成帶有開關(guān)的電池組，閉合開關(guān)后觀察到導(dǎo)體棒向左側(cè)擺動(dòng)，若想改變導(dǎo)體棒擺動(dòng)方向應(yīng)___________（選填字母）。
A．改變磁場(chǎng)方向
B．增大電源電壓
C．增大磁場(chǎng)強(qiáng)度
D．同時(shí)改變磁場(chǎng)方向和電路中的電流方向
【答案】（1）靈敏電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn)
（2）B
（3）C
（4）受到
（5）發(fā)電機(jī)
（6）A
【知識(shí)點(diǎn)】產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件；探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)
【解析】【解答】探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件時(shí)，
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過觀察靈敏電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn)，判斷電路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
（2）AC、磁體不動(dòng)，導(dǎo)體AB上下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體不切割磁感線，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故AC錯(cuò)誤；
B、導(dǎo)體AB不動(dòng)，磁體左右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確。
故選B。
（3）感應(yīng)電流的大小與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，換用更強(qiáng)的磁鐵，可以增大電流，而改變磁場(chǎng)方向只能改變電流方向，靈敏電流計(jì)換為電流表，指針偏轉(zhuǎn)不明顯，故C符合題意，AB不符合題意。
故選C。
（4）由于通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，當(dāng)導(dǎo)體AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到磁場(chǎng)對(duì)它的力的作用。
（5）閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。
（6）當(dāng)靈敏電流計(jì)換位電池組時(shí)，導(dǎo)體通電，在磁場(chǎng)中受力向左運(yùn)動(dòng)，是電流在磁場(chǎng)中受力的作用，受力方向和電流方向、磁場(chǎng)方向有關(guān)，若改變受力方向，應(yīng)改變電流方向或磁場(chǎng)方向，故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
【分析】（1）導(dǎo)體切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)，反映是否有電流產(chǎn)生；
（2）產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：電路閉合，一部分導(dǎo)體能切割磁感線，電路中有電流產(chǎn)生；
（3）電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大， 則磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，或切割磁感線的速度越大，電流越大；
（4）磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力；
（5）利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，制成了發(fā)電機(jī)；
（6）感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)，改變其中一個(gè)因素，電流方向改變。
（1）電流是看不到的，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)換法，通過觀察靈敏電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷電路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生。
（2）AC.磁體不動(dòng)，導(dǎo)體AB上下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)體不切割磁感線，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故AC錯(cuò)誤；
B.導(dǎo)體AB不動(dòng)，磁體左右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確。
故選B。
（3）感應(yīng)電流的大小與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，故C符合題意，AB不符合題意。
故選C。
（4）由于通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用，所以，當(dāng)導(dǎo)體AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到磁場(chǎng)對(duì)它的力的作用。
（5）閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象；發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。
（6）感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)，故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
16．大軍學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，解決了兩個(gè)實(shí)際問題：
（1）如圖所示，在一根橫跨河流兩岸的硬塑料管內(nèi)穿有三根完全相同的電線。為了辨別哪兩個(gè)線頭為同一根導(dǎo)線的兩端，大軍設(shè)計(jì)了圖示1的測(cè)通器來測(cè)試，操作過程如下：
①連接A和B，將測(cè)通器的m連接在D上。當(dāng)n連接E時(shí)小燈泡發(fā)光，連接F時(shí)小燈泡不發(fā)光。由此可以確定　 　為同一導(dǎo)線的兩端（填字母，下同）；
②為了弄清另兩根導(dǎo)線的兩端，可連接A和C，測(cè)通器的一端必須與　 　相連時(shí)，另一端只需接觸一根導(dǎo)線就能將另兩根導(dǎo)線辨別開；
（2）大軍想設(shè)計(jì)一個(gè)模擬交通路口紅綠燈工作的實(shí)驗(yàn)電路，要求：紅燈亮?xí)r，黃燈和綠燈都不亮；當(dāng)紅燈滅時(shí)，黃燈和綠燈可以分別亮一盞。實(shí)驗(yàn)桌上已經(jīng)備有的實(shí)驗(yàn)器材：符合要求的電源，紅、黃、綠三盞燈，導(dǎo)線若干，兩個(gè)單刀雙擲開關(guān)S1和S2（每個(gè)開關(guān)有三個(gè)接線柱，都可以接線）。小軍已連接了部分電路，如圖所示，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，只添加兩根導(dǎo)線，按要求將小軍的實(shí)物電路圖補(bǔ)充完整。
【答案】（1）C、F；F
（2）
【知識(shí)點(diǎn)】電路的構(gòu)成及電路圖；串、并聯(lián)電路的設(shè)計(jì)
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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