資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
力丶電綜合計算
1、我市常有下暴雨，導致水庫水位超過警戒線產生危險。為自動測量水庫水位超出警戒線的高度，項目化學習小組設計了一臺簡易水位測量儀，其工作原理如圖所示。密度比水大的圓柱體M底面積為，物體M和N重力均為40N，繩子繞過定滑輪把M、N兩物體相連，調節繩子長度使M的下表面與水庫警戒線相平，輕質杠桿OB繞O點轉動，物體N放在杠桿的B處，OB長102cm，力敏電阻通過A處對杠桿產生支撐，OA長51cm，力敏電阻阻值與所受壓力的關系如表所示，電路電源電壓U恒為6V，燈L的電阻值為10Ω（忽略溫度對燈L電阻的影響），在電流表相應的位置標出水位高度。（杠桿OB自身重力、繩重和摩擦均不計，）
壓力（N） 0 10 20 30
電阻（Ω） 20 15 10 5
（1）如觀察到電路中的電壓表示數變大，則是水庫水位超出警戒線的高度將 。
（2）當某次水位超過警戒線高度1m時，此時小燈泡消耗的電功率是多少？
（3）若用這個完成測試的測量儀來測量海水超過警戒線的高度，只通過調節物體N在杠桿上放置的位置（其它條件不變），仍用電流表也能準確讀出水位高度，則向 （左或右）調節N的位置。（已知）
2、某項目化學習小組設計一個用于監測CO濃度的安全斷路器，當裝置監測到CO的濃度超過設定值時，安全斷路器就會自動拉開閘刀開關，保證安全。設計思路：如圖甲，裝置由控制電路部分（含電源、氣敏電阻R0、調試電阻R、電磁鐵E等）與機械傳動部分（含閘刀開關S2、輕質杠桿AB、配重C、鐵塊D、滑輪等）組成。工作原理是當控制電路中的電流超過設定值時，鐵塊D被電磁鐵E吸起，杠桿AB偏轉，自動切斷電路。
小組同學根據產品特點，設計了如下的評價表（節選）。
評價指標 優秀 合格 待改進
指標一 能快速切斷電路，安全可靠 能切斷電路 不能切斷電路
指標二 有調節結構，調節方便 有調節結構，調節不便 無調節結構，不能調節
（1）【方案論證】機械傳動裝置中，杠桿B端置于水平臺面上，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，要達到優秀，應采用方案一，從杠桿角度分析其原因是 ；
（2）【裝置測試】小組同學采用方案一進行測試，將0.21千克的鐵塊D當定在杠桿B端支架上，讓杠桿處于水平，E對D的吸引力F0與通過控制電路電流的關系如下表，氣敏電阻R0的阻值與CO氣體濃度的關系如圖乙。已知電源電壓U為9伏，調試電阻R最大阻值為20歐，滑片P移到中點時，開關拉開，則需取多大質量的配重C固定在A端支架上才符合設計要求 ；（電磁鐵的電阻和杠桿自重均忽略不計）
電流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）【迭代升級】如果CO氣體濃度在20毫克/米3就要將閘刀開關拉開，以下調整可以實現的有 （填序號）。
①調試電阻滑片P向上移到適當位置
②支點O向左移到適當位置
③適當提高電源電壓
3、項目化小組經過討論與實踐，制作出可直接測量液體密度的“液體密度儀”。
項目一：利用桿秤制作液體密度秤
桿秤是刻度均勻的質量稱量工具（如圖甲所示），用桿秤制作一個液體密度秤的步驟如下：
①用塑料桶代替秤鉤，金屬塊代替秤砣，用細圓木條制作輕質秤桿（自身質量不計），如圖乙所示。
②提起秤紐，移動秤砣，當秤桿平衡時，用筆將此時秤砣的懸掛點B標記為“0”刻度。
③桶中加水至a處，掘起秤紐移動秤砣，當秤桿在水平平衡時，將此時秤砣的懸掛點C標記為“1.0”刻度（單位：）。
④以BC兩點間長的十分之一為標準，在B點右側整根秤桿上均勻地標上刻度。
項目二：制作力電轉換的液體密度儀
項目組設計了如圖丙所示的裝置。已知輕桿上OA、OB分別為，A點懸掛的圓柱體質量為，體積為。電路中電源電壓U為，電流表選用量程，定值電阻的阻值為，R是力敏電阻，其阻值與所受壓力的關系如圖丁所示。
回答下列問題：
（1）解釋項目一步驟④中B點外整根秤桿上可均勻地標刻度的原因
；
（2）寫出一條能提高項目一中液體密度秤測量精確度的措施： ；
（3）項目二中應在電流表上什么位置標記“0”刻度（單位：）？
（4）項目二中當電流表示數為時的液體密度。
4、如圖是小科同學設計的一臺浮力電子秤，其結構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（滑片質量和滑片受到的摩擦力均忽略不計），并隨托盤一起可自由滑動，定值電阻R0=6歐，AB是一根長為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。當托盤不放物體時，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？
5、小明制作了一個“水位儀”，其簡化結構如圖甲所示，一根輕質絕緣細桿上端與滑片P固定，下端與邊長為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。未注水時，滑片P剛好在滑動變阻器R1的最下端a處；閉合開關S，向容器中注水，滑片P隨木塊上浮在R1上滑動。已知電源電壓U恒定不變，R2為定值電阻。滑動變阻器R1中的bc段短路，其余正常部分的電阻與自身長度成正比；定值電阻R2的電功率P2，電壓表示數U1與水深H的關系如圖乙和丙所示。
（1）小明在計算電源電壓U的大小時，已經分析如下，請幫他完成。
（2）小明發現滑動變阻器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，水位最深為多少 寫出計算過程。
（3）根據已知的條件，請幫小明再提出一個求解的問題，并進行求解。
6、如圖甲是某項目化小組模擬自動灌注的模型示意圖。該裝置可分為灌注裝置和運輸裝置兩部分。通過運輸裝置中的傳送帶將空杯運輸到灌注臺。灌注裝置在控制電路的控制下，使線圈1定時吸引銜鐵將工作電路接通，噴頭向杯中注入液體。灌注臺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。當通過線圈2的電流大于0.2A時，電動機內部開關閉合，傳送帶將帶動裝著果汁的杯運動至接收臺。
（1）當果汁灌入杯中時，通過線圈2的電流將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（2）運輸裝置中，杠桿可繞O點轉動，已知，電源電壓，線圈電阻不計，空杯、傳送帶、灌注臺和杠桿對的壓力均忽略不計。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，當線圈中通過的電流時，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量為100g。若每次灌注120g液體，為使灌果汁的過程可連續且穩定地進行，則應調節的阻值為多少歐？（忽略線圈1電阻）
7、小濱利用電磁繼電器設計了食鹽“自動封裝電路”（如圖），兩個完全相同的電磁繼電器（電磁鐵分別為 L1和 L2，電磁鐵的電阻和袋子質量忽略不計，托盤質量為0.5千克，R0為保護電阻，R為力敏電阻，其阻值與壓力的關系如下表所示。
R/Ω 145 165 210 280 380 500
壓力/N 15 13 11 9 7 5
【工作原理】通過電磁鐵分別控制“食鹽添加系統”（通電時可向袋子內添加食鹽）和“封裝系統”（通電時可完成袋口的密封），當袋中的食鹽達到一定的質量時封裝。
（1）【產品制作】根據電路的工作原理，則圖中A和B，哪一個是“封裝系統”： （選填“A”或“B”） ；
（2）【裝置測試】控制電路的電源電壓U為6V， R0為20歐，電磁鐵的吸合電流為： 20毫安，則該電路可自動封裝的食鹽質量為 kg；
（3）【迭代升級】小江覺得可以對電路進行適當升級改造，適當增加控制“食鹽添加系統”的電磁鐵線圈匝數，可以實現先停止添加食鹽再完成封裝。請判斷小江的升級是否可行，并說明理由：
。
8、某科學興趣小組設計了一套測量貨車重力的模擬裝置，工作原理如圖所示。ABO為一水平杠桿，OA長1.2m，O為支點，AB∶OB＝5∶1，平板上物體所受重力大小通過電壓表讀數顯示。壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關系如表所示。當電源電壓U為12V，平板空載時，閉合開關S，電壓表的示數為1.5V。平板、壓桿和杠桿的質量均忽略不計。
F/N 0 4 8 12 16 20 23 …
R/Ω 70 60 50 40 30 20 12.5 …
（1）定值電阻R0的阻值；
（2）當平板上物體重120N時，電壓表的示數；
（3）電池組用久后電源電壓變小為9V，要求平板上重為120N的物體對應的電壓表讀數和電池組的電壓U＝12V的情況下相同，其它條件不變，只水平調節杠桿上觸點B的位置即可實現，試判斷并計算觸點B應向哪個方向移動？移動多少距離？
9、如圖所示，科學科技小組設計的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位，由開關和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個輕質絕緣形硬質桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對壓敏電阻產生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質量為。科技小組對加濕器進行測試：向水箱內緩慢注水，當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為，此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為；當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為。形硬質桿的質量和電磁鐵線圈電阻忽略不計，取，水的密度為，水的比熱容為。
（1）當加熱器處于高檔位時，加熱所產生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；
（2）求浮體體積的浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力；
（3）求水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中的體積。
10、圖甲是某小區電梯的結構示意圖，它是由轎廂（500kg）、配重（400kg）、滑輪、纜繩、鋼絲繩和電動機組成，繩重和摩擦忽略不計。為了安全，電梯設置了超載自動報警系統，如圖乙。閉合控制開關，電梯沒有超載時，觸點與B接觸，再閉合運行開關S2，電動機正常工作：超載時（即控制電路中的電流），觸點與A接觸，電鈴發出報警鈴聲，即使閉合S2，電動機也不工作。控制電路電源電壓為12V，電磁鐵線圈電阻不計，轎廂內底而壓力傳感器的阻值與它所受壓力F的關系如圖丙所示，當受到2000N壓力時，與定值電阻的功率之比為。
（1）該電梯空載靜止時，與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力為 N。
（2）用筆畫線代替導線，將圖乙中的電動機和電鈴連入電路。（導線不能交叉）
（3）該電梯的最大載重量（轎廂內人和貨物的總重）為多少N？
（4）若每層樓高度3m，平均每人重600N，該電梯將8人從一樓運送到六樓，求電機牽引轎廂的鋼絲繩做的功（此過程作勻速直線運動處理）。
11、綜合實踐活動中，同學們設計了一種測量液體密度大小的裝置，主要結構如圖甲所示，從電流表指針所指的刻度就可以知道液體密度的大小。AB為長18cm阻值的36Ω的電阻絲，其阻值與長度成正比。托盤上的小桶中無液體時，滑片P恰好位于電阻絲最上端A處；每次測量時，在小桶內倒入體積恒為20cm3的待測液體后，彈簧增加的彈力F與滑片P向下移動的距離x的關系如圖乙所示。電源電壓恒為6V，R0標有“4Ω 0.5A”，電流表量程為0~0.6A。不計一切摩擦。
（1）閉合開關，滑片P在A端時，電流表示數為多少？
（2）若利用電壓表（量程0~3V）示數來顯示液體密度大小，其它條件不變，要求液體密度越大，電壓表示數也越大，在圖丙中接入電壓表；
（3）某次測量時，電流表示數為0.3A，所測液體受到的重力為多少？
12、在綜合實踐活動中，科技小組設計了一臺電子體重計，其簡化原理圖如甲所示，電源兩端電壓恒為12V，定值電阻R0的阻值為40Ω，顯示體重大小的儀表A實質是量程為0~100mA的電流表，壓力傳感器R的阻值與所受壓力F關系如乙圖所示，OBA為帶踏板的杠桿，O為支點且AO:BO＝7:1，踏板、壓桿和杠桿OBA的質量均忽略不計，閉合開關，當人站在踏板上，杠桿OBA在水平位置平衡，通過儀表A的示數就可以知道人的質量。
（1）若通過R0的電流為0.05A時，R0兩端的電壓多大？
（2）某次測體重時，壓桿對壓力傳感器R的壓力為120N，整個電路消耗的電功率多大？
（3）該體重計的最大測量值是多少？
13、如圖是電子秤的內部電路，杠桿ABO始終處于水平位置，B是杠桿的中點，電源電壓恒為15V，R2是阻值為6Ω的定值電阻，R1是壓敏電阻，它的阻值隨壓力變化關系如表，當電壓表的示數等于或大于3V時，電子秤會自動發出報警聲。（杠桿、支架及托盤的重均忽略不計）
壓力F/N 50 100 150 200 250 300
阻值R1/Ω 50 30 24 20 17 16
（1）當該電子秤恰好報警時，托盤所放物體的質量為多少？
（2）已知杠桿OA的長為40cm，欲使在托盤上所放物體的質量為50kg才報警。則托盤的支撐點B應向左還是向右移？移動的距離為多少？
14、防汛水位由低到高可分成設防水位、警戒水位、保證水位三個等級。科技小組設計了水位監測模擬裝置，原理如圖甲所示，電源電壓為9V，R0為定值電阻，R是粗細均勻的電阻片，浮子可帶動金屬滑桿AP在豎直方向上下移動。已知水位每上升1cm，R接入電路的阻值將減少3Ω，R接入電路的阻值隨水位的變化關系如圖乙。電路最大電流為0.3A，監測的水位處于最高與最低時，電路電功率之比P1∶P2＝3∶1。求：
（1）定值電阻R0的阻值；
（2）當水位達到警戒水位時，電流表的示數；
（3）該裝置能監測的水位高度差。
15、如圖甲是物理興趣小組設計的身高體重測量儀的原理圖。電源UA的電壓為3V，電源UB電壓恒定，R2為定值電阻。水平腳踏板下方有壓敏電阻R1，其阻值隨壓力F大小變化圖像如圖乙所示。滑動變阻器R是豎直固定放置的電阻棒，其滑片P可以隨身高的變化豎直上下移動。同時閉合開關S1、S2，小華站在踏板上時，電流表A1的示數為0.15A，A2的示數為0.3A，此時滑片恰好在R的中點，電壓表示數為3V；小明站在踏板上時，電壓表示數為3.6V，電流表A2的示數為0.24A。問：
（1）小華和小明的身高更高的是？
（2）小華的體重是多少？
（3）滑動變阻器R的最大阻值是多大？
（4）電源UB的電壓和R2的阻值分別是多大？
16、如圖所示，U形輕質杠桿ABCD，AB和CD分別與BC垂直。輕質桿EO固定在天花板上，在O處安裝鉸鏈，杠桿ABCD可繞支點O轉動，已知OB:OC＝1:2。重為50N的柱體甲固定在A端，且放置在壓敏電阻Rx上，壓敏電阻的阻值Rx隨壓力F的變化關系如下表所示，將壓敏電阻接入電源電壓恒為12V的電路中，定值電阻的阻值為10Ω，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~15V。重為20N的柱體乙固定在D端并放入足夠高的柱容器內。柱體乙的底面積為200cm2，高20cm，乙的下表面距離容器底部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）柱體乙的密度為多少？
（2）為保證電路安全，Rx所取的最小阻值為多少？
（3）現向空容器中注入深度為15cm的水，此時電路總功率為多少？
17、某款水位自動測控儀的測量原理如圖甲所示，電源電壓U恒為15V，定值電阻R0=10Ω，R1為一豎直固定光滑金屬棒，總長40cm，阻值為20Ω，其接入電路的阻值與對應棒長成正比。金屬彈簧上端固定，滑片P固定在彈簧下端且與R1接觸良好，滑片及彈簧的阻值、重力均不計。圓柱體M通過無伸縮的輕繩掛在彈簧下端，重80N，高60cm。底面積為100cm2，當水位處于最高位置A時，M剛好浸沒在水中，此時滑片P恰在R1最上端；當水位降至最低位置B時，M的下表面剛好離開水面。已知彈簧所受拉力F與其伸長量ΔL的關系如圖乙所示。閉合開關S。求：
（1）當水位處于位置A時，M受到的浮力；
（2）水位由位置A降至B這一過程，彈簧的長度增加了多少？
（3）水位降至位置B時，電壓表的示數是多少？（ρ水=1.0×103kg/m3， g取10N/kg）
18、如圖所示，科學科技小組設計的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位，由開關和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個輕質絕緣形硬質桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對壓敏電阻產生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質量為。科技小組對加濕器進行測試：向水箱內緩慢注水，當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為，此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為；當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為。形硬質桿的質量和電磁鐵線圈電阻忽略不計，取，水的密度為，水的比熱容為。
（1）當加熱器處于高檔位時，加熱所產生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；
（2）求浮體體積的浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力；
（3）求水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中的體積。
19、寧波某現代農業園內，一批名貴果樹苗急需持續澆灌。正在園區研學的某中學創客小組為園區設計了一個自動給水系統，電路如圖甲所示。控制電路的電源電壓U1恒為24V，線圈電阻不計，定值電阻R0為50Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力的變化圖像如圖乙所示。工作電路電源電壓U2恒為220V，包括注水裝置和給水裝置兩部分（圖中未明確）。圖丙為系統結構簡圖，其中壓敏電阻位于圓柱形水箱底部的受力板正下方，受力板面積S1和水箱底面積S2分別為0.02m2和0.45m2。給水裝置始終不停歇給水，當通過線圈的電流I＝0.16A時，銜鐵剛好被吸下，注水裝置停止注水，此時電流表示數I1＝0.2A，當水箱水位下降至0.5m時，銜鐵剛好被拉回，注水裝置又開始向水箱注水，此時電流表示數I2＝2.2A。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）圖甲中，甲、乙分別為 裝置；
A.給水、注水 B.注水、給水
（2）求當注水裝置停止注水時，水箱內水位的高度；
（3）若注水裝置每分鐘向水箱注水0.3m3，給水裝置每分鐘給水量為0.12m3，求注水裝置從最低水位加注至最高水位的過程中所消耗的電能。
20、小林發現市場上所用的“電子秤”，實際上是壓力測量儀，其原理結構如圖甲所示。圖甲中La為金屬片，Lb為金屬板，所稱物體質量與電阻R1的關系如圖乙所示。定值電阻R2=12Ω。閉合開關后，稱量物體A時，電壓表示數為3.6V，稱量物體B時，電壓表示數為6V，兩次滑動變阻器連入電路中的阻值比為1:2。已知滑動變阻器R1的最大值為“100Ω 0.5A”。求：
（1）電源電壓；
（2）物體B的質量；
（3）若電壓表所接量程為0~15V，電子秤稱量物體的質量范圍。
21、2022年11月29日，神舟十五號載人飛船發射成功，與神十四乘組實現首次太空會師。小宇通過查閱資料了解到，飛船在發射前，科技人員要檢驗飛船艙體的氣密性。他設計了如圖甲所示的模擬檢測電路，電源電壓保持不變，R0為100Ω的定值電阻，R為壓力傳感器，其阻值隨環境氣壓的變化規律如圖乙所示，將R置于艙體中，艙體置于真空室中，艙體不漏氣時，電壓表示數為200V，艙體內氣壓為1.0×105Pa。求：
（1）艙體不漏氣時，通過R0的電流；
（2）艙體不漏氣時，工作1min，整個電路消耗的電能；
（3）若電壓表示數為176V，此時艙內的氣壓值。
22、科學興趣小組設計了探測湖底未知屬性的礦石密度的裝置，其部分結構如圖甲所示。電源電壓為6V，R0為定值電阻，滑動變阻器R的阻值隨彈簧的拉力F變化關系如圖乙，T為容器的閥門。某次探測時，水下機器人潛入100m深的湖底取出礦石樣品M。返回實驗室后，將礦石樣品M懸掛于P點放入容器中，保持靜止狀態。打開閥門T，隨著水緩慢注入容器，電壓表示數U隨容器中水的深度h變化關系如圖丙中的實線所示。在電壓表示數從2V變為4V的過程中，電流表示數變化值為0.2A（彈簧電阻忽略不計，礦石M不吸水，湖水密度與水相同，g=10N/kg）。
（1）向注水口注水過程中，電流表的示數會 ，電壓表的示數會 ；（填：“變大”、“變小”或“不變”）
（2）當水下機器人在100m深的湖底取樣時受到水的壓強為；
（3）電路中定值電阻R0的阻值為；
（4）礦石M的密度為 kg/m3。
23、在科學項目化學習活動中，某科技小組設計了水位自動監測裝置，可以通過電流大小確定水位高度，其原理如圖甲所示。電源電壓恒定，電流表量程為0~0.6A，電阻絲R長為1m、總電阻，其連入電路的電阻與長度成正比，是壓敏電阻，其電阻值與所受壓力大小關系如圖乙所示，下方固定一個輕質絕緣“⊥”形硬桿，輕質金屬滑桿PQ可以在金屬棒EF上自由滑動，PQ下方通過輕質絕緣桿與圓柱體M固定在一起，M重100N、高為4m，當水位上升時，PQ隨M向上水平移動，閉合開關，當PQ恰好位于R最下端時，電流表示數為0.06A，M有體積浸在水中，設定此時水位為警戒水位；PQ上升到R的最上端，剛好與“⊥”形桿接觸，且對桿無壓力，電流表示數為0.12A，整個裝置接觸良好且無摩擦，PQ和EF的電阻不計，水的密度，g取10N/kg，求：
（1）電源電壓；
（2）M的底面積；
（3）當電流為0.2A時，水位比警戒水位上升的高度。
鞏固練習
1．2025 年的“體重管理年”掀起全民健身熱潮，小明受健身器材握力計啟發，設計了“簡易握力器”，其原理如圖甲所示，通過電流表示數大小判斷握力大小。電源電壓為 9V，電流表的量程為 0~0.6A，定值電阻R0的阻值為5Ω，壓敏電阻R的阻值與壓力F的關系如圖乙所示。求：
（1）當R不受力時，電路中的電流及R0消耗的電功率；
（2）成年人的握力可達 1000N，請通過計算，評價該握力器是否合格 若不合格，請簡單說明改進建議。
2．如圖為某品牌微型電動汽車，該車的空載質量為1.0t，最多載員2人，車輪與地面的總接觸面積為。該車在平直公路上勻速行駛1.5km，所用時間為5min。g取10N/kg，求解下列問題：
（1）車內有2人時，估計電動汽車對水平路面的壓強；
（2）電動汽車勻速行駛時的平均速度；
（3）若電動汽車勻速行駛受到的平均阻力是600N，計算5min內牽引力做的功。
3．健身使用的電子握力計模擬電路如圖甲所示。將電流表（量程為0~0.6A）改裝成握力計。電源電壓為18V，定值電阻R1為10Ω，握力計手柄A端與滑動變阻器R2的滑片P連接，B端與R2的b端固定在絕緣支架上。測握力F大小時，滑片在ab之間滑動，握力為零時滑片P處于a端，滑動變阻器接入電路的阻值與握力F的大小關系如圖乙所示。
（1）握力為0N時電路中的電流是多少？
（2）握力為100N時，R2消耗的電功率是多少？
（3）若想增大握力計的測量范圍。電路中增加一個阻值為10Ω定值電阻R3，請判斷分析應該將R3與R1串聯還是并聯？在電路安全的情況下，計算改進后握力計測量握力的范圍。
4． 某科技小組通過實驗研究“物體處于平衡狀態時支持力 FN跟拉力 FT的關系”。如圖甲所示，他們將調好的電子秤放置在水平桌面上，把一個系有細線的邊長為 10cm的正方體合金塊放置在電子秤托盤中央，再用數字測力計豎直向上拉合金塊。他們根據實驗數據繪制了 FN隨FT變化的圖像，如圖乙所示。請你：
（1）計算合金塊受到的重力G；
（2）計算合金塊的密度；
（3）當合金塊對電子秤的壓強為1450pa時，求此時FT的大小。
5．小桂同學在擬定《個人低碳行動指南》時，想起家里用增程式電動汽車取代了原來的燃油動力汽車，以響應國家號召，為綠色出行做貢獻。經查閱資料，圖甲和乙分別為增程式電動汽車的結構圖和工作原理圖。電動汽車在電池電量充足時，啟動“純電模式”，蓄電池通過點去系統的電動機，將電能轉化為機械功，驅動轉動裝置，輸出動力。當電動汽車在電池電量較低時，處于虧電狀態，為保護電池壽命，將會強制保電，不再減少電量，此時啟動“增程模式”。增程器通過燃燒燃油發電，給蓄電池充電。補充的電能再太陽通過電動機，驅動轉動裝置，輸出動力。增程器也因此被網友稱為“燃油充電寶”。小桂發現，蓄電池電池容量為40kW·h，電動汽車以“純電模式”在平直路段進行測試，勻速行駛10km，受到的阻力為600N，蓄電池儲存的能量從45%減少至40%。
求：
（1）測試過程中電動汽車牽引力所做的功是多少焦耳？
（2）測試過程中電動汽車消耗的電能是多少千瓦時？
（3）當蓄電池的電量降至20%時，將啟動“增程模式”工作，增程系統綜合效率η1為40%。小桂的爸爸要從桂林市區，途徑陽朔西街，然后送貨到興坪古鎮，每天充滿電后往返里程約200公里，請結合表中相關數據，計算出將燃油汽車換成動力相當的增程式電動汽車后（按30天）節省多少元？
燃油汽車效率 30% 汽油的熱值 汽油的熱值為3.6×107J/L
汽油價格 8.7元/L 電費 0.8元/kW h
6．小明設計的電子握力計模擬電路如圖甲所示，將電流表(量程為0~0.6A)改裝成握力計。電源電壓為18V，定值電阻R1為 10Ω，握力計手柄A.端與滑動變阻器R2的滑片P連接，B端與R2的b端固定在絕緣支架上。測握力F大小時，滑片在 ab之間滑動，握力為零時滑片F處于a端，手柄彈簧處于原長。小明經過檢測與推算，滑動變阻器接入電路的阻值與握力F的大小關系如圖乙所示。
（1）握力為零時電路中的電流。
（2）在電路安全情況下，計算測量最大握力時R2消耗的電功率。
（3）小明測試后想增大握力計的測量范圍。他又找來一個阻值為10Ω定值電阻R3， 請判斷分析小明應該將R3與R1串聯還是并聯 在電路安全的情況下，計算改進后握力計測量握力的范圍。
7．為設計電子拉力計，小碩將電流表改裝為拉力計的表盤，如圖甲是其原理圖。彈簧右端和滑動變阻器R1的金屬片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦力不計）R0=6Ω，AB是一根長為6cm的均勻電阻絲其阻值為24Ω，電源電壓U=6V，電流表的量程為0~0.6A，當不拉拉環時，金屬滑片P剛好處于A端。已知該彈簧伸長的長度ΔL與所受拉力F間的關系如圖乙所示。
（1）拉力計表盤上的零刻度線應標在電流表表盤多少刻度處？
（2）開關S閉合后，當電流表指針在0.6A處，作用在拉環上水平向右的拉力為多少？
（3）在電流表量程不可改的情況下，若要把該裝置所能測量的最大拉力為600N，請通過計算（要求只更換一個元件）。
8．如圖所示，一只羽毛球的重力為0.6N，他在空中飛行時受到的空氣阻力始終與運動方向相反，大小恒為0.01N，如圖所示，求：
（1）若羽毛球豎直向上運動時，計算羽毛球所受的合力；
（2）在圖中畫出羽毛球所受合力的示意圖。
9．小睿同學勤于思考，熱愛探究，下面是他在探究中遇到的兩個問題，請完成相關計算。
（1）他認為由某 電動汽車 電池上的銘牌可以算出電動汽車的牽引力，依據模型思想，他將問題簡化為：鋰電池釋放101kW·h的能量，可以使汽車在水平路面上行駛700km，求牽引力的大小。(計算結果保留整數)
（2）將被測磚塊置于堅固的水平地面上，實驗小桌放在磚塊上，小桌與磚塊的接觸面積為0.2cm2。往實驗小桌上的沙盤里緩慢添加細沙，直到恰好將磚塊壓壞，測得小桌、沙盤和細沙的總重為100N，求磚塊能承受的最大壓強。
10．貨車超載會導致大量交通事故發生、損壞路面等嚴重后果，公路部門常用地磅檢查超載情況。圖甲是小峰同學設計的模擬地磅原理的簡化電路圖，電源電壓恒為6V，定值電阻R0=5Ω，力敏電阻R的阻值隨所受壓力F變化關系如圖乙所示。力敏電阻R上方緊密連接一輕質絕緣平板，檢測時將貨車模型靜置于其上。
（1）當置于絕緣平板上的壓力越大，電壓表的示數越　 　；
（2）壓力為20N時，求此時電壓表的示數；
（3）小峰設計貨車超載時有報警功能，請你嘗試分別利用電壓表（0～3V）或電流表（0～0.6A）結合原有器材設計兩種模擬地磅原理的簡化電路圖方案，當電表滿偏時即超載報警，并求出相應的最大承受壓力。
11．圖甲是小紅家某電取暖器簡化電路圖，R1和R2均為發熱電阻，其部分參數如表乙。
額定電壓 220V
低溫擋功率 1100W
高溫擋功率 2200W
乙
（1）電取暖器在高溫擋工作時的電流是多少A；
（2）R1的阻值是多少Ω；
（3）在某次用電高峰期，小紅用如圖丙所示的電力監測儀測出電取暖器在低溫擋工作時的實際電壓和實際功率。小紅認為實際功率小于額定功率，只是因為實際電壓小于額定電壓。試通過計算說明小紅的判斷是否正確。
12．如圖為我國研制的某款智能機器人，機器人利用磁敏電阻等器件控制驅動電機運轉，來監控調節移動速度。下表為機器人的部分參數。
“電池比能量”為單位質量的電池所能輸出的電能。
電池的質量 10kg 機器人總質量 50kg
電池比能量 140W h/kg 驅動電機的輸入總功率 400W
移動速度 0.1﹣1m/s 驅動電機的工作效率 60%
（1）若機器人與地面接觸的總面積為100cm2，計算機器人對地面的壓強；
（2）計算電池儲存的能量；
（3）若機器人以最大速度沿水平路面勻速直線運動7min，求此過程中機器人受到的阻力。
13．小華為果農設計的芒果自動篩選裝置，如圖甲所示。其簡化電路圖如圖乙所示，電源電壓恒為12V，定值電阻的阻值為，壓敏電阻R的阻值隨壓力F變化關系如圖丙。當電路電流小于時，不達標的芒果將被推離傳送帶，達標芒果繼續被傳送到指定位置，實現自動篩選。求：
（1）當電流為時，兩端的電壓；
（2）當電流為時，壓敏電阻R的阻值；
（3）若想篩選重力至少為4N的芒果，你的解決方案是什么？請通過計算做出判斷。
14．校園科技節舉行智能潛水器項目比賽。某小組按要求制作了柱形潛水器，它的底面積封S1=0.01m2，高h1=0.15m，密度ρ1=0.6x103 kg/m3。潛水器內部密封有智能電磁鐵和傳感器，漂浮在裝有水、足夠高的圓柱形容器中，容器置于水平鐵板上，如圖所示。已知水的密度為1.0X103kg/m3，g取10N/kg
（1）潛水器的質量是多少
（2）水對潛水器底部的壓強是多少
（3）若容器底面積S2=0.03 m2，水深h2=0.3 m。該小組模擬比賽過程如下：啟動潛水器，其內部開關閉合，傳感器自動測出潛水器底部到水面的距離x，并自動調整電磁鐵電流，改變潛水器與鐵板間的吸力F的大小，使潛水器緩慢勻速下沉，完全浸入水中后，繼續保持F隨x 變化的關系，加速下沉直至容器底；在容器底停留片刻后，調整電磁鐵電流，保持潛水器緩慢勻速上浮回到原出發處。通過計算，求出潛水器下潛到達容器底時吸力F的大小，并簡線要說明潛水器上升過程中吸力F隨潛水器底部到水面距離x的變化情況。
15．圖甲是某班科技小組設計的風力測定裝置示意圖，圖乙是其電路圖．電阻隨風力變化關系如圖丙所示．已知電源電壓恒為，定值電阻，電壓表量程為使用該裝置測定風力，則
（1）電阻的阻值隨風力的增大怎樣變化？
（2）求無風時電壓表的示數．
（3）如果保持電壓表量程不變，且只能在電路中增加一個電阻，使該裝置能測量的最大風力增加到，計算電阻的阻值，并說明其連接方式
（4）計算改裝后該裝置電路總功率的變化范圍．計算結果保留一位小數
16．下圖所示為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機，它的正常工作 電壓為 220 V，水箱裝水最多 0.3 kg，加熱功率有大、小兩個擋位．設計師最初 設計的內部電路有如右圖所示的甲、乙兩種接法，其中電熱絲 R1=56 ，R2=44 ．
（1）高溫水蒸氣熨燙衣服時，水蒸氣遇到衣服迅速 　 　成小水珠，放出熱量將 衣服熨平（填物態變化名稱）．
（2）兩個電路中所選熔斷器里熔絲允許通過的最大電流為 8.2A，請通過計算說明 甲、乙兩種電路是否符合設計師的選擇 　 　．（計算結果保留一位小數）
（3）請分別計算符合設計要求的這款掛燙機兩個擋位的額定功率　 　．
17．“坐位體前屈”是學生體質健康測試項目之一，圖甲是某女生測試示意圖，圖乙是學習小組設計的測試儀電路原理圖。電源電壓恒為，電壓表量程為0~3V，定值電阻，滑動變阻器由長為、粗細均勻的電阻棒改裝而成，規格為，允許通過的最大電流為。為保護電路安全，滑片P的起始位置A點設定在離電阻棒最左端O點處。測試時，通過推動塑料擋板帶動滑片P從起始位置A向右移動，并通過電壓表的示數反映學生的測試結果。下表是初三女生測試等級與滑片P移動距離L的關系。
初三女生測試等級標準 不合格 合格 良好 優秀
滑片移動距離
（1）滑片P在起始位置A點時，閉合開關S，通過的電流為，請計算此時兩端電壓大小；
（2）請推導出電壓表示數與滑片移動距離L之間的關系式；為保護電路安全，計算出滑片移動的范圍。
18． 如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，滑動變阻器R上標有“20Ω，1A”的字樣，電壓表的量程為，燈泡L1和L2上分別標有“2V，0.8W”和“2.5V，1.25W”的字樣，忽略溫度對燈絲電阻的影響。閉合開關S、S1，調節滑動變阻器R的滑片P，當電壓表的示數為2V時，燈泡L2恰好正常發光。
（1）請根據實物圖畫出開關S、S1斷開狀態下的電路圖；
（2）求電源電壓；
（3）只閉合開關S時，計算電路在1min內最多消耗的電能。
19．如圖所示電路，電源電壓保持不變，為定值電阻，燈泡標有“12V；9W”字樣，滑動變阻器的最大阻值為，電壓表量程為。閉合開關S、，斷開，接入電路的阻值為時，燈泡恰好正常發光；閉合開關S、，斷開，將的滑片P滑至點時，接入電路的阻值為，電壓表示數為，將的滑片P滑至點時，接入電路的阻值為，電壓表示數為，此時的功率，且，。求：
（1）燈泡L正常工作時的電流；
（2）電源電壓；
（3）閉合開關S、，斷開，在保證電路安全的情況下，計算的最小功率。
20．油電混合動力汽車是新型節能汽車。這種汽車在內燃機啟動時，可以給車提供動力的同時，也給動力蓄電池組充電。已知某款混合動力汽車的油箱總容積約50L。某學習興趣小組為計算該款汽車加滿油時油的總質量，在確保安全的前提下取出一小份樣品，測得其質量為36g，體積為50cm3，求：
（1）這種油的密度；
（2）該汽車加滿油時油的總質量。
21．圖甲是某電熱水壺內部簡化電路，由控制電路和加熱電路組成。電流鑒別器相當電流表；加熱電路中電源電壓為220V，電熱絲的阻值為24.2Ω；控制電路電源電壓為8V，滑動變阻器（調溫電阻）的最大阻值為130Ω；熱敏電阻置于熱水器內部，其阻值隨溫度t變化的關系如乙圖所示。當電流鑒別器的電流達到50mA時，開關斷開，加熱電路停止加熱。
（1）開關閉合，求加熱電路的電功率；
（2）當最高控溫設置在80℃時，滑動變阻器接入電路中的阻值應為多少？
（3）當最高控溫設置在80℃時，若不計能量損失，用電熱水壺把2kg水從30℃開始加熱，通電200s后，請通過計算說明加熱電路是否已經停止加熱；
（4）為了要使最高控溫降低，請你寫出一種可行的方法。
22．某玻璃廠要研發一款新型玻璃，要求每平方米能承受5×105N的撞擊力。測試時，取一小塊玻璃樣品（質量可不計），平放在如圖甲所示電路中的壓力傳感器上，閉合開關S，釋放重物，經撞擊后玻璃仍完好無損，電流表的示數隨時間變化的圖象如圖乙所示（不考慮t0時刻之后的情況）。已知壓力傳感器的阻值RN隨壓力F變化的圖象如圖丙所示；玻璃受到最大撞擊力時與重物的接觸面積S0=1×10-3m2；電源電壓U=36V，定值電阻R0=20Ω。則：
（1）從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內，電阻R0兩端的電壓是多少？
（2）玻璃樣品受到的最大撞擊力多大？
（3）請通過計算說明該樣品是否滿足設計要求？
23．云南省地處云貴高原，山區具有豐富的風能資源。某地的風力發電機如圖所示，其葉片轉動時可以形成一個半徑r＝20m的圓面。某段時間該地區風速v＝5m/s，風向恰好跟葉片轉動的圓面垂直，風力發電機能將此圓面內10%的空氣動能轉化為電能。若1s內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流動能為105J。求：（π取3.14）
用電器 額定電壓 額定功率
空調 220V 1400W
電磁爐 2000W
電熱水器 2000W
冰箱 100W
（1）1s內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流體積。
（2）該段時間風力發電機的輸出功率P1。
（3）試通過計算說明，風力發電機以（2）中的功率工作5h產生的電能能否保證以下用電器同時正常工作10h。
24． 分散式風電機組，其優點就是對周圍環境具有很強的適應性，幾乎所有的地形地貌中都可以建設使用，能夠有效地提升偏遠地區風能資源的利用率。
（1）當風速為10m/s時，臺風機1min內可獲得的動能足，若其中的20%轉化為電能，這臺風機的發電功率為多少？
（2）已知煤的熱值為，請通過計算說明該風機工作1h所發電能相當于燃燒多少煤所發電能（不計能量損失），并結合“能源與可持續發展”的知識闡述推廣風力發電的必要性。
25．如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，電流表、電壓表量程分別為0~0.6A、0~15V，定值電阻R1＝24Ω，燈泡L的規格為“6V 0.5A”（燈絲電阻不變）。當閉合開關S1、S4，滑片P從a端滑到中點時，電壓表與電流表的U－I圖像如圖乙所示，電流表的示數變化了0.2A。
（1）閉合 S1、S4，斷開S2、S3時，求電源電壓；
（2）閉合 S2、S3，斷開S1、S4，為保護電路安全，求滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍；
（3）閉合 S1、S4，斷開S2、S3時，將電源換成一個可調電壓的電源，在保證電路安全的情況下，要求電表示數不低于量程的一半，通過分析計算判斷只保留哪一只電表使得電源電壓變化范圍最大，求電源電壓的最大變化范圍。
26． 如下圖甲所示為某型號汽車的自動測定油箱內油量的電路原理圖，其中電源兩端的電壓恒為24V，R0=10Ω，A為油量指示表（一只量程為0~0.6A的電流表），Rx為壓敏電阻，它的上表面面積為10cm2，其他阻值與所受壓力的變化如下圖乙所示，當油箱加滿油時，油量指示表的示數如下圖丙所示。
（1）當Rx所受壓力為零時，Rx的阻值為多少？
（2）當油箱內汽油用完時，油量指示表的指針指向某一位置，求此位置所對應的電流值是多少？（計算結果保留兩位小數）
（3）油箱裝滿油時，油對Rx的壓力與壓強各為多少？
27．某興趣小組為檢測操場上的風力等級，設計了一臺簡易風速儀，其工作原理如圖甲所示。裝有擋風板和滑片P的輕質滑塊與輕質彈簧套在滑桿 上，滑桿上的摩擦力忽略不計，彈簧左端固定，右端與滑塊相連。擋風板的擋風面積為0.2米 ，均勻電阻絲 長為30厘米，阻值為15歐，電源電壓 恒為9伏，保護電阻 為3歐，電壓表量程0~3伏。彈簧彈力 與彈簧長度改變量 的關系如圖乙所示。無風時，滑片P在A處，有風時，滑塊移動，穩定后讀出電壓表示數，計算并查閱下表數據可知風速及風級。
風級 一級 二級 三級 四級 五級 六級
風速 （米/秒） 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8
風壓 （帕） 0.055~1.4 1.6~6.8 7.2~18 18.9~39 40~72 72.9~119
（1）無風時，求通過 的電流；
（2）為保護電路安全，求出風速儀所測最大風力等級為幾級；
（3）某日從天氣預報得知，第二天風力等級將會達到五級，風速 預計為 ，在原有電路元件和電路基本連接方式均不變的基礎上，電路將如何改進，在圖丙的虛線框內將電路補充完整。小組成員還想計算出電路改進后電壓表的示數，經查閱資料后得知，該擋風板所受的風壓與風速的平方成正比，其關系式為 ，（其中 為常量，數值為0.6），假設你為改小組成員，請你計算出風速為 時，改進后的電路中電壓表的示數。
28．電動汽車因具有零排放、低噪音、節能等優點，得到了快速發展，但仍然存在一些制約其發展的因素，目前主要應用于城市內部交通。某智能出行平臺出租的電動汽車部分參數如下表。
電池容量 48kW h
百公里耗電量 12kW h/100km
（1）①如果用 120kW的“快充”充電樁給該車充電，汽車電池最低電量不得低于電池容量的20%，則給該車從最低電量到充滿電需多長時間；
②就解決電動汽車充電時間長的問題提出一條合理建議。
（2）電池容量是決定電動汽車續航里程的主要因素，若此電動汽車的能量利用率是75%，計算該車的續航里程(按汽車電池電量不得低于電池容量的20%來計算)。
（3）同樣條件下，電動汽車比燃油汽車能耗小很多。某燃油汽車百公里消耗汽油10L，則電動汽車和燃油汽車百公里消耗的能量分別是多少焦耳。(汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3， 汽油的熱值q=4.6×107J/kg)
29． 下表為某電火鍋的銘牌，其內部簡化電路如圖所示，、為阻值一定的電熱絲。通過控制開關、可以讓電火鍋在不同擋位工作。求：
××牌電火鍋
額定電壓 220V
額定功率 一擋 550W
二擋 1100W
（1）電火鍋在一擋正常工作10min消耗的電能；
（2）的阻值；
（3）若家庭電路中某插座的額定電流是10A，用該插座僅給電火鍋供電使其正常工作，從安全用電的角度考慮，選擇二擋是否合適？請進行計算并說明理由。
30．小州為老師設計了一個電保溫杯，在杯內水量不低于最低水位線的情況下，可將水溫控制在45℃到55℃之間（即保溫區間為45~55℃）。他用到的器材有電磁繼電器、電熱絲和、定值電阻、熱敏電阻、電源和開關等，其電路如圖1所示。左邊控制電路中，阻值隨溫度變化的情況如表格所示。當溫度時，線圈電流，電磁鐵將銜鐵吸下，觸點K、B接觸，處于低溫檔，功率為40W；當溫度時，線圈電流，電磁鐵將銜鐵釋放，觸點K、A接觸，處于高溫檔，功率是220W。
t/℃ 35 40 45 50 55 60 65
125 95 70 50 35 25 20
（1）工作電路電壓為220V，求水溫為45℃時和的阻值；
（2）某次測試過程中，小州在杯中加入部分30℃的水，閉合開關和，并測出從開關閉合到銜鐵被吸下的過程用了2min，求此過程工作電路消耗的電能；
（3）電磁鐵線圈電阻忽略不計，求控制電路的電源電壓；
（4）小州想通過優化電路，再增加一個保溫區間，且新增保溫區間的最高溫度為65℃，請你幫助小州在圖2虛線框中畫上適合的元件（可在兩個保溫區間進行切換），將改進后的電路補充完整，并在圖中標出元件的阻值規格。（此問不要求寫出計算過程）
31．隨著新能源、低碳等理念的普及，比亞迪汽車廠生產了一批中大型油電混動新能源轎車，即在傳統燃油發動機的基礎上并聯一個電動機共同提供動力。它可以在低速行駛時可自行選擇純電模式或油電混合模式，在高速行駛時可選擇油電混合模式或純油模式。它的部分參數如表所示。請回答：
電池容量 純電續航里程
電池包放電電壓 純油續航里程
發動機最大功率 綜合油耗
電動機最大功率 總質量
（1）轎車在純電模式下以最大功率行駛時，流過電動機的電流為多少？
（2）轎車以最高速度行駛時受到的阻力恒為車重的0.08，當車滿載以最高速度勻速行駛時：
轎車在純油模式下高速行駛，耗油，求發動機的熱效率？（百分數保留整數部分，汽油的熱值，汽油的密度）
若汽車在油電混合模式下行駛，求汽車理論上的滿載最高行駛速度。（忽略風阻、電流熱效應等對車速的影響）
32．如圖所示電路，電阻R1=10Ω，當開關S1閉合，S2斷開，滑動變阻器的滑片P移到最右端時，電壓表示數為6V，電流表示數為0.3A；當開關S1、S2都閉合，滑片P移到最左端時，電流表示數為1.5A。求：
（1）電源電壓與滑動變阻器的最大阻值；
（2）定值電阻R2的阻值；
（3）若開關S1、S2都閉合，滑片移到中點時，則電流表示數是多少 （計算結果保留兩位小數）。
33．如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡上標有“6V”字樣，電流表的量程為0～0.6A，如圖乙是小燈泡的電流隨電壓變化的圖象，滑動變阻器R1上標有“20Ω 1A”字樣，定值電阻R2的阻值為10Ω，當閉合S和S2、斷開S1，滑動變阻器的滑片移到距a端處時，小燈泡恰好正常發光，求：
（1）小燈泡的額定功率；
（2）閉合S和S1、斷開S2，為保證電流表的安全，滑動變阻器的取值范圍；（計算結果保留一位小數）
（3）若電源電壓可變，閉合S和S2、斷開S1，使小燈泡正常發光，求電源電壓的可變范圍。
34．6月5日是世界環境日，為了創造美好的生活環境，我國逐步推廣風力發電取代火力發電，實現生態文明建設新環境。下圖是某風力發電機正在發電，其發電功率為。
（1）若用密度為的鋁合金材料制作風車的槳葉，所用材料的體積為，計算需用材料的質量。
（2）計算該風力發電機工作10s的發電量（）。
（3）若風車10s獲得的風能（）為，請計算利用此風車發電時風能的利用率（）。
35．氫燃料電池汽車利用氫與氧發生化學反應產生電能，供給電動機，從而驅動汽車行駛如圖12所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發，以72km/h的速度行駛1h到達B地，若氫燃料電池將化學能轉化為電能的效率為75%，所產生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛，汽車行駛時所受的阻力為1000N，氫燃料的熱值為1.5×108J/kg。
（1）求此過程中產生的電能E電；
（2）求此過程中需要消耗的氫燃料的質量；（假設氫燃料完全燃燒）
（3）燃油汽車乙也在該公路上從A地出發，以與甲同樣的速度勻速行駛，所受阻力800N，汽油在汽缸內完全燃燒，需要燃燒5.1kg汽油用來維持汽車勻速行駛，汽油的熱值q=4.6×107J/kg，1小時到達B地，汽車乙發動機的效率為多少 （計算結果精確到0.1%）
36．閱讀短文，回答問題
熔鹽塔式光熱電站
我國用1.2萬塊鏡子和熔鹽建成首批國家光熱示范項目——甘肅敦煌100MW熔鹽塔式太陽能光熱電站，如圖甲所示，圖乙為其工作原理圖。該項目加熱塔高260米，占地面積800公頃，設計年發電量，熔鹽用量3萬噸。
該項目發電的基本原理是通過若干平面鏡將太陽光匯聚到太陽能收集裝置（吸熱塔），加熱收集裝置內的傳熱介質——熔鹽，熔鹽加熱后，沿著塔內的管道向下流動，進入儲熱罐。當需要發電時，熱泵將高溫熔鹽罐中的熔鹽打入蒸汽發生器，與從水箱流出的冷水進行熱交換，產生高溫高壓的蒸汽，推動汽輪機轉動，從而帶動發電機發電。蒸汽在驅動發電機之后，會被冷凝成水返回水箱。經過蒸汽發生器后的熔鹽，降溫回到低溫熔鹽罐，從而使液態熔鹽循環下去。
該電站白天高溫熔鹽罐把多余的能量儲存起來，夜晚再把罐中的高溫熔鹽釋放出來發電，可以實現24小時穩定電力輸出。
（1）按照順序填寫空白方框內的能量名稱，完成光熱電站發電的主要能量轉化流程圖。
（2）冷水從水箱中流出到流回水箱的過程中，先后發生的物態變化有哪些？
（3）該熔鹽式光熱電站設計年發電量合多少J？相當于熱電轉化效率為40%的燃煤火力電站燃燒多少噸煤炭所產生的電能（若發電站所用煤炭的熱值為）。
37．我國道路交通安全規定，貨車輪胎對地面的壓強應控制在7×105Pa以內，王師傅的貨車自身質量是6t．車輪與地面總接觸面積是0.5m2。一次，王師傅開著裝有24t沙子的貨車在平直的公路上勻速行駛30km，貨車受到的阻力是貨車總重力的0.02倍，消耗柴油10kg。（g取，）求：
（1）通過計算判斷裝有沙子的貨車靜止時，對水平地面的壓強是否符合安全規定？
（2）這一過程中貨車牽引力所做的功是多少？
（3）這一過程中貨車發動機的效率是多少？（計算結果精確到1%）
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力丶電綜合計算
1、我市常有下暴雨，導致水庫水位超過警戒線產生危險。為自動測量水庫水位超出警戒線的高度，項目化學習小組設計了一臺簡易水位測量儀，其工作原理如圖所示。密度比水大的圓柱體M底面積為，物體M和N重力均為40N，繩子繞過定滑輪把M、N兩物體相連，調節繩子長度使M的下表面與水庫警戒線相平，輕質杠桿OB繞O點轉動，物體N放在杠桿的B處，OB長102cm，力敏電阻通過A處對杠桿產生支撐，OA長51cm，力敏電阻阻值與所受壓力的關系如表所示，電路電源電壓U恒為6V，燈L的電阻值為10Ω（忽略溫度對燈L電阻的影響），在電流表相應的位置標出水位高度。（杠桿OB自身重力、繩重和摩擦均不計，）
壓力（N） 0 10 20 30
電阻（Ω） 20 15 10 5
（1）如觀察到電路中的電壓表示數變大，則是水庫水位超出警戒線的高度將 。
（2）當某次水位超過警戒線高度1m時，此時小燈泡消耗的電功率是多少？
（3）若用這個完成測試的測量儀來測量海水超過警戒線的高度，只通過調節物體N在杠桿上放置的位置（其它條件不變），仍用電流表也能準確讀出水位高度，則向 （左或右）調節N的位置。（已知）
【答案】（1）上升 （2）0.9W （3）右
【解析】（1）如圖，燈泡與壓敏電阻串聯，電壓表測燈泡兩端電壓，電流表測電路中的電流；電路中的電壓表示數變大，燈絲電阻不變，由可知，電路中的電流變大，電路的總電阻減小，由表中數據可知，壓敏電阻受到的壓力變大；根據杠桿的平衡條件可知，物體N對杠桿的壓力變大，說明物體M對物體N的拉力減小，即物體受到的浮力變大，則是水庫水位超出警戒線的高度將上升。
（2）當某次水位超過警戒線高度1m時，物體B排開水的體積
物體M受到的浮力物體M和N重力均為40N，由杠桿的平衡條件可得，物體M受到的浮力
M增加的浮力等于N增加的壓力
由表可知：壓敏電阻的阻值，電路的總電阻
電路中的電流
此時小燈泡消耗的電功率是
（3）若用這個完成測試的測量儀來測量海水超過警戒線的高度h，物體M排開液體的體積不變，而海水密度大于雨水的密度，由可知，物體M受到的浮力變大，則物體N對B點的壓力變大，要仍用電流表準確讀出水位高度，FA和OA不變，由杠桿的平衡條件可知，應減小OB，即適當向右調節N的位置。
答：（1）如觀察到電路中的電壓表示數變大，則是水庫水位超出警戒線的高度將上升；
（2）當某次水位超過警戒線高度1m時，此時小燈泡消耗的電功率是0.9W；
（3）若用這個完成測試的測量儀來測量海水超過警戒線的高度，只通過調節物體N在杠桿上放置的位置（其它條件不變），仍用電流表也能準確讀出水位高度，則向右調節N的位置。
2、某項目化學習小組設計一個用于監測CO濃度的安全斷路器，當裝置監測到CO的濃度超過設定值時，安全斷路器就會自動拉開閘刀開關，保證安全。設計思路：如圖甲，裝置由控制電路部分（含電源、氣敏電阻R0、調試電阻R、電磁鐵E等）與機械傳動部分（含閘刀開關S2、輕質杠桿AB、配重C、鐵塊D、滑輪等）組成。工作原理是當控制電路中的電流超過設定值時，鐵塊D被電磁鐵E吸起，杠桿AB偏轉，自動切斷電路。
小組同學根據產品特點，設計了如下的評價表（節選）。
評價指標 優秀 合格 待改進
指標一 能快速切斷電路，安全可靠 能切斷電路 不能切斷電路
指標二 有調節結構，調節方便 有調節結構，調節不便 無調節結構，不能調節
（1）【方案論證】機械傳動裝置中，杠桿B端置于水平臺面上，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，要達到優秀，應采用方案一，從杠桿角度分析其原因是 ；
（2）【裝置測試】小組同學采用方案一進行測試，將0.21千克的鐵塊D當定在杠桿B端支架上，讓杠桿處于水平，E對D的吸引力F0與通過控制電路電流的關系如下表，氣敏電阻R0的阻值與CO氣體濃度的關系如圖乙。已知電源電壓U為9伏，調試電阻R最大阻值為20歐，滑片P移到中點時，開關拉開，則需取多大質量的配重C固定在A端支架上才符合設計要求 ；（電磁鐵的電阻和杠桿自重均忽略不計）
電流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）【迭代升級】如果CO氣體濃度在20毫克/米3就要將閘刀開關拉開，以下調整可以實現的有 （填序號）。
①調試電阻滑片P向上移到適當位置
②支點O向左移到適當位置
③適當提高電源電壓
【答案】（1）動力臂小于阻力臂，更省距離，在鐵塊D移動距離一定時，A端移動距離更大，更便于快速切斷電路 （2）需取0.02kg的配重C固定在A端支架上才符合設計要求 （3）①③
【解析】（1）由圖知B點為動力作用點，根據杠桿平衡條件知，動力臂越小，越省距離，故應采用方案一，A端移動距離更大，更便于切斷電源。
（2）由圖乙知，當CO氣體濃度為24毫克/米3時，R0＝10Ω，滑片P移到中點，電路中的電阻為
根據歐姆定律可得此時電路電流由表格數據知吸引力與電流的比值為定值6，兩者成正比關系，故吸引力與電流的關系為
當I＝0.45A時
B點受到向上的拉力
已知方案一AO:OB＝3:1；由杠桿平衡條件知：A點受到的C給的向上的拉力
由力的作用是相互的知，配重C受到A點給的向下的拉力也為0.2N，已知閘刀開關剛好被拉開時所需的力F1為0.4牛，故當配重C的重力與受到A的拉力之和至少為0.4N時，當配重C質量最小時，有即
解得，故需取0.02kg的配重C固定在A端支架上才符合設計要求。
（3）由圖乙知CO氣體濃度在20毫克/米3時，R0大于10Ω，電路電流減小，要使閘刀開關能夠拉開，①調試電阻滑片P向上移到適當位置，滑動變阻器連入電路的阻值變小，會使電磁鐵磁性增強，故①符合題意；
②如果產生的磁力不能吸起鐵塊D，僅將支點O向左移動，故②不符合題意；
③適當提高電源電壓，電源電壓增大，會使電磁鐵磁性增強，故③符合題意。綜合上述分析可知①③符合題意。②不符合題意。故選①③。
3、項目化小組經過討論與實踐，制作出可直接測量液體密度的“液體密度儀”。
項目一：利用桿秤制作液體密度秤
桿秤是刻度均勻的質量稱量工具（如圖甲所示），用桿秤制作一個液體密度秤的步驟如下：
①用塑料桶代替秤鉤，金屬塊代替秤砣，用細圓木條制作輕質秤桿（自身質量不計），如圖乙所示。
②提起秤紐，移動秤砣，當秤桿平衡時，用筆將此時秤砣的懸掛點B標記為“0”刻度。
③桶中加水至a處，掘起秤紐移動秤砣，當秤桿在水平平衡時，將此時秤砣的懸掛點C標記為“1.0”刻度（單位：）。
④以BC兩點間長的十分之一為標準，在B點右側整根秤桿上均勻地標上刻度。
項目二：制作力電轉換的液體密度儀
項目組設計了如圖丙所示的裝置。已知輕桿上OA、OB分別為，A點懸掛的圓柱體質量為，體積為。電路中電源電壓U為，電流表選用量程，定值電阻的阻值為，R是力敏電阻，其阻值與所受壓力的關系如圖丁所示。
回答下列問題：
（1）解釋項目一步驟④中B點外整根秤桿上可均勻地標刻度的原因
；
（2）寫出一條能提高項目一中液體密度秤測量精確度的措施： ；
（3）項目二中應在電流表上什么位置標記“0”刻度（單位：）？
（4）項目二中當電流表示數為時的液體密度。
【答案】（1）見解析 （2）換用底面積更小的塑料桶 （3）0.4A （4）1.2×103kg/m3
【解析】（1）根據密度計算公式，當液體體積相同的時候，可以測出密度和質量成正比，因此B點外整根秤桿上可均勻地標刻度。
（2）為了使液體密度秤測量精確度提高，可以換用底面積更小的塑料桶。
（3）0刻度位置，懸掛物體不受浮力，所以A點拉力等于重力G=7N，根據杠桿平衡條件
所以FB=70N，此時電阻R=5Ω，電流為
項目二中應在電流表上0.4A位置標記“0”刻度。
（4）當電流表示數為時，電路中的總電阻為
則力敏電阻的阻值為
所以B點壓力為28N，根據杠桿平衡可得
杠桿A端受到的拉力為
可知受到浮力為
液體密度為。
4、如圖是小科同學設計的一臺浮力電子秤，其結構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（滑片質量和滑片受到的摩擦力均忽略不計），并隨托盤一起可自由滑動，定值電阻R0=6歐，AB是一根長為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。當托盤不放物體時，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）當托盤不放物體時，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，秤盤和小簡的總質量m0= =0.05kg= 50g
（2）當秤盤上放的物體越重時，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，當電路中的電流為0.6A時，浮力秤達到最大稱量，由歐姆定律可得此時電路中的總電阻R總= =10Ω因串聯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=4ΩAB是一根長為10cm均勻電阻絲，其阻值為10Ω，即1cm長的電阻絲的阻值為1Ω，所以滑動變阻器接入電路的電阻最小為4Ω時，其接入電路的電阻絲的長度l=4cm此時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，小筒向下移動的距離d=d0=6cm由于小筒向下移動，大筒中的水面上升，設水面升高△h,則小筒浸入水中的深度會增加，則ΔV排=S大Δh=S小Δh浸即S大Δh=S小（Δh+d）化簡可得水面上升的高度h= =1.2cm
（3）小簡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，由漂浮條件可得，被測物體的重力等于增加的浮力，所以被測物體的重力
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。
5、小明制作了一個“水位儀”，其簡化結構如圖甲所示，一根輕質絕緣細桿上端與滑片P固定，下端與邊長為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。未注水時，滑片P剛好在滑動變阻器R1的最下端a處；閉合開關S，向容器中注水，滑片P隨木塊上浮在R1上滑動。已知電源電壓U恒定不變，R2為定值電阻。滑動變阻器R1中的bc段短路，其余正常部分的電阻與自身長度成正比；定值電阻R2的電功率P2，電壓表示數U1與水深H的關系如圖乙和丙所示。
（1）小明在計算電源電壓U的大小時，已經分析如下，請幫他完成。
（2）小明發現滑動變阻器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，水位最深為多少 寫出計算過程。
（3）根據已知的條件，請幫小明再提出一個求解的問題，并進行求解。
【答案】（1）見解析 （2）17cm （3）見解析
【解析】（1）由乙圖知道，滑動變阻器接入電路最大阻值時，定值電阻R2的電功率為P2=0.4W，由圖丙知道，此時R1的兩端的電壓為U1=4V當滑動變阻器接入電路最小阻值為零時，定值電阻R2的電功率為P2′=3.6W，由圖丙知道，此時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，定值電阻的電功率為1.6W，由知道，此時通過電路的電流
根據歐姆定律知道，此時電路總電阻
此時滑動變阻器接入電路的阻值
由乙圖知道，b點以下部分的長度為5cm，則滑片移動的距離為5cm，所以，每上升1cm為1Ω。電壓表選用0～3V量程，則當電壓表示數為3V水位最深，此時定值電阻兩端的電壓為
此時通過電路的電流
此時滑動變阻器接入電路的阻值
此時滑動變阻器接入電路的長度
由乙圖知道，bc的長度為2cm，則滑片移動的距離為10cm+2cm=12cm
此時對應的水位為5cm+12cm=17cm
（3）由丙圖知道，當深度為5cm時，木塊對容器底的壓力剛為0，此時木塊排開水的體積
則木塊受到浮力。
6、如圖甲是某項目化小組模擬自動灌注的模型示意圖。該裝置可分為灌注裝置和運輸裝置兩部分。通過運輸裝置中的傳送帶將空杯運輸到灌注臺。灌注裝置在控制電路的控制下，使線圈1定時吸引銜鐵將工作電路接通，噴頭向杯中注入液體。灌注臺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。當通過線圈2的電流大于0.2A時，電動機內部開關閉合，傳送帶將帶動裝著果汁的杯運動至接收臺。
（1）當果汁灌入杯中時，通過線圈2的電流將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
（2）運輸裝置中，杠桿可繞O點轉動，已知，電源電壓，線圈電阻不計，空杯、傳送帶、灌注臺和杠桿對的壓力均忽略不計。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，當線圈中通過的電流時，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量為100g。若每次灌注120g液體，為使灌果汁的過程可連續且穩定地進行，則應調節的阻值為多少歐？（忽略線圈1電阻）
【答案】（1）變大 （2） （3）
【解析】（1）運輸裝置中與串聯接入電路，由乙圖可知，電阻的阻值隨著壓力的增大而減小，由于串聯電路中總電阻等于各部分電阻之和，故當果汁灌入杯中時，電路中的總電阻變小，根據歐姆定律可知，通過線圈2的電流將變大。
（2）當通過線圈2的電流大于0.2A時，電動機內部開關閉合，此時電路中的總電阻為
由于串聯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，根據杠桿平衡條件可知代入數據可得解得
灌注果汁的質量為
（3）噴頭每秒噴出液體的質量為100g，某次液體灌注的標準為120g，則噴灌時間為
灌注裝置控制電路中，由圖丙可知電壓在1.8s內由0V增大到18V，又由18V減小到0V，所以0.3s~1.5s時間段內電源電壓大于等于6V，所以在這段時間內噴射液體，當線圈中通過的電流時，電磁繼電器銜鐵被吸下，則的阻值為
。
7、小濱利用電磁繼電器設計了食鹽“自動封裝電路”（如圖），兩個完全相同的電磁繼電器（電磁鐵分別為 L1和 L2，電磁鐵的電阻和袋子質量忽略不計，托盤質量為0.5千克，R0為保護電阻，R為力敏電阻，其阻值與壓力的關系如下表所示。
R/Ω 145 165 210 280 380 500
壓力/N 15 13 11 9 7 5
【工作原理】通過電磁鐵分別控制“食鹽添加系統”（通電時可向袋子內添加食鹽）和“封裝系統”（通電時可完成袋口的密封），當袋中的食鹽達到一定的質量時封裝。
（1）【產品制作】根據電路的工作原理，則圖中A和B，哪一個是“封裝系統”： （選填“A”或“B”） ；
（2）【裝置測試】控制電路的電源電壓U為6V， R0為20歐，電磁鐵的吸合電流為： 20毫安，則該電路可自動封裝的食鹽質量為 kg；
（3）【迭代升級】小江覺得可以對電路進行適當升級改造，適當增加控制“食鹽添加系統”的電磁鐵線圈匝數，可以實現先停止添加食鹽再完成封裝。請判斷小江的升級是否可行，并說明理由：
。
【答案】（1）B （2）0.4 （3）見解析
【解析】（1）當食鹽重力較小時，壓敏電阻較大電路中的電流較小，電磁鐵的磁性較弱，不能吸引銜鐵，則A通電而工作，是添加系統，當食鹽重力足夠大，電磁鐵吸引銜鐵，A電路斷開，B電路通電，則B是封裝系統。
（2）控制電路的電源電壓U為6V，Ro為20歐，電磁鐵的吸合電流I=20mA=0.02A，電路的總電阻為
根據串聯電路的知，壓敏電阻
根據表格中數據，食鹽和托盤的重力
則食鹽和托盤的質量
則食鹽的質量為
（3）適當增加控制“食鹽添加系統”的電磁鐵線圈匝數，可以增強電磁鐵的磁性，當電流較小時就可以停止添加實驗，但壓力不再改變，控制電路的電流不再改變，B永遠無法工作，不能完成封裝工作。
8、某科學興趣小組設計了一套測量貨車重力的模擬裝置，工作原理如圖所示。ABO為一水平杠桿，OA長1.2m，O為支點，AB∶OB＝5∶1，平板上物體所受重力大小通過電壓表讀數顯示。壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關系如表所示。當電源電壓U為12V，平板空載時，閉合開關S，電壓表的示數為1.5V。平板、壓桿和杠桿的質量均忽略不計。
F/N 0 4 8 12 16 20 23 …
R/Ω 70 60 50 40 30 20 12.5 …
（1）定值電阻R0的阻值；
（2）當平板上物體重120N時，電壓表的示數；
（3）電池組用久后電源電壓變小為9V，要求平板上重為120N的物體對應的電壓表讀數和電池組的電壓U＝12V的情況下相同，其它條件不變，只水平調節杠桿上觸點B的位置即可實現，試判斷并計算觸點B應向哪個方向移動？移動多少距離？
【答案】（1）10Ω；（2）4V；（3）向右，3cm
【解析】（1）壓力傳感器和定值電阻串聯接入電路，電壓表測定值電阻兩端的電壓，由表格可知當平板空載時，壓力傳感器的阻值為70Ω，因串聯電路總電壓等于各部分電壓之和，串聯電路各處電流相等，則由歐姆定律可得：即解得R0＝10Ω
（2）平板上物體對平板的壓力FB＝G＝120N由題知AB∶OB＝5∶1則OA∶OB＝6∶1
由杠桿平衡條件FA×OA＝FB×OB得杠桿A點受到的壓力由于力的作用是相互的，壓力傳感器受到的壓力為20N，由表格可知壓敏電阻的阻值R′＝20Ω
串聯電路總電阻等于各分電阻之和，由歐姆定律得
此時電壓表的示數
（3）電源用久后電壓變小，電路中電流變小，若要求此時平板上重為120N的物體對應的電壓表示數和電源電壓為12V的情況下相同，則需減小壓力傳感器的電阻，就要增大壓力傳感器受到的壓力，其它條件不變，由杠桿平衡條件可知，需向右移動B觸點，設調節距離為L，此時壓力傳感器阻值為R′′，因為此時電壓表示數和R0的阻值不變，所以由歐姆定律可知電路中電流不變，仍然為0.4A，則此時的電源電壓
即解得R′′＝12.5Ω
由表格可知可知傳感器受到的壓力為23N，由于力的作用是相互的，杠桿A點受到的壓力為FA′＝23N由杠桿平衡條件可得
解得
答：（1）定值電阻R0的阻值為10Ω；
（2）當平板空載時，電壓表的示數為4V；
（3）如果只水平調節杠桿上觸點B的位置，則觸點B應向右移動，移動3cm。
9、如圖所示，科學科技小組設計的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位，由開關和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個輕質絕緣形硬質桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對壓敏電阻產生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質量為。科技小組對加濕器進行測試：向水箱內緩慢注水，當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為，此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為；當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為。形硬質桿的質量和電磁鐵線圈電阻忽略不計，取，水的密度為，水的比熱容為。
（1）當加熱器處于高檔位時，加熱所產生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；
（2）求浮體體積的浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力；
（3）求水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中的體積。
【答案】（1）900W，200W；（2）1.5N；（3）
【解析】（1）的水吸收的熱量為
當加熱器處于高檔位時，加熱所產生的熱量全部被的水吸收，則高溫擋產生的熱量為加熱器的高檔功率根據可知，電源電壓一定時，電阻越大，電功率越小，故當開關S閉合時，、并聯，總電阻較小，電功率較大，此時為加熱擋，加熱擋的功率為900W，當開關S斷開時，只有工作，電阻較大，處于低溫擋，低檔功率
（2）浮體體積的浸入水中時受到的浮力
物體A所受的重力為
物體A受到了向下的重力為0.5N，向上的浮力為2N，故桿對A的力是向下的，桿對A的壓力為
（3）設控制電路的電壓為U控，當桿對A的壓力為1.5N時，對應壓敏電阻的阻值為，則根據串聯電路電壓規律可以列等式
①
浮體體積的浸入水中時受到的浮力
物體A受到了向下的重力為0.5N，向上的浮力為5N，故桿對A的力是向下的，桿對A的壓力為
根據所受壓力每增加，電阻減小，此時壓敏電阻的阻值為
此時對應的控制電路的電流為
根據串聯電路電壓規律可以列等式②
聯立①②可知
當當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為，則此時總電阻為
壓敏電阻的阻值為當壓敏電阻為50歐姆時，對應的壓力為1.5N，此時壓敏電阻的阻值為30Ω，則對應的壓力為
此時物體A的浮力為
此時物體A浸入水中的體積
。
10、圖甲是某小區電梯的結構示意圖，它是由轎廂（500kg）、配重（400kg）、滑輪、纜繩、鋼絲繩和電動機組成，繩重和摩擦忽略不計。為了安全，電梯設置了超載自動報警系統，如圖乙。閉合控制開關，電梯沒有超載時，觸點與B接觸，再閉合運行開關S2，電動機正常工作：超載時（即控制電路中的電流），觸點與A接觸，電鈴發出報警鈴聲，即使閉合S2，電動機也不工作。控制電路電源電壓為12V，電磁鐵線圈電阻不計，轎廂內底而壓力傳感器的阻值與它所受壓力F的關系如圖丙所示，當受到2000N壓力時，與定值電阻的功率之比為。
（1）該電梯空載靜止時，與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力為 N。
（2）用筆畫線代替導線，將圖乙中的電動機和電鈴連入電路。（導線不能交叉）
（3）該電梯的最大載重量（轎廂內人和貨物的總重）為多少N？
（4）若每層樓高度3m，平均每人重600N，該電梯將8人從一樓運送到六樓，求電機牽引轎廂的鋼絲繩做的功（此過程作勻速直線運動處理）。
【答案】 （1） （2） （3） （4）
【解析】（1）該電梯空載靜止時，與轎廂相連的纜繩對轎廂的拉力等于配重的重力
（2）根據電路要求，電鈴和電動機應并聯，閉合控制開關，電梯沒有超載時，壓力傳感器的電阻較大，控制電路的電阻較大，電磁鐵的磁性弱，觸點與B接觸，再閉合運行開關S2，電動機正常工作；超載時，控制電路的電阻較小，即控制電路中的電流，電磁鐵的磁性強，觸點與A接觸，電鈴發出報警鈴聲，即使閉合S2，電動機也不工作；電路圖如圖
（3）已知，控制電路中R1、R2串聯，兩電阻的功率解得由圖丙可知，時，，由此可得：。載重越大，對轎廂地板壓力越大，由圖丙可知，阻值越小，控制電路中的總電阻就越小，控制電路的電流時即為不超載時的最大電流，也就是載重量最大；由得；電路中的最小電阻為
壓敏電阻的最小阻值
查看圖丙可知，，即電梯的最大載重量
（4）8個人的總重力
上升的高度
轎廂重
配重的纜繩對轎廂的拉力
勻速直線運動狀態即平衡狀態，所以有
所以鋼絲繩做的功為。
11、綜合實踐活動中，同學們設計了一種測量液體密度大小的裝置，主要結構如圖甲所示，從電流表指針所指的刻度就可以知道液體密度的大小。AB為長18cm阻值的36Ω的電阻絲，其阻值與長度成正比。托盤上的小桶中無液體時，滑片P恰好位于電阻絲最上端A處；每次測量時，在小桶內倒入體積恒為20cm3的待測液體后，彈簧增加的彈力F與滑片P向下移動的距離x的關系如圖乙所示。電源電壓恒為6V，R0標有“4Ω 0.5A”，電流表量程為0~0.6A。不計一切摩擦。
（1）閉合開關，滑片P在A端時，電流表示數為多少？
（2）若利用電壓表（量程0~3V）示數來顯示液體密度大小，其它條件不變，要求液體密度越大，電壓表示數也越大，在圖丙中接入電壓表；
（3）某次測量時，電流表示數為0.3A，所測液體受到的重力為多少？
【答案】（1）0.15A；（2）見解析；（3）0.2N
【解析】（1）分析電路可知，滑動變阻器和串聯，電流表測電路電流。滑片P在A端時，變阻器電阻為36Ω，則電流表示數為
（2）小桶內待測液體體積不變，則液體密度變大時，根據和可知重力變大，則彈簧增加的彈力變大，滑片下移，變阻器阻值變小，根據串聯分壓原理可知變阻器的電壓減小，則電壓變大。要求液體密度越大，電壓表示數也越大，則電壓表應并聯在兩端，如下圖所示：
（3）當電流為0.3A時，總電阻為則此時變阻器阻值為AB為長18cm阻值的36Ω的電阻絲，其阻值與長度成正比，則滑片P向下移動的距離x為由乙圖可知，此時，則所測液體受到的重力為0.2N。
答：（1）閉合開關，滑片P在A端時，電流表示數為0.15A；
（2）見解答；
（3）某次測量時，電流表示數為0.3A，所測液體受到的重力為0.2N。
12、在綜合實踐活動中，科技小組設計了一臺電子體重計，其簡化原理圖如甲所示，電源兩端電壓恒為12V，定值電阻R0的阻值為40Ω，顯示體重大小的儀表A實質是量程為0~100mA的電流表，壓力傳感器R的阻值與所受壓力F關系如乙圖所示，OBA為帶踏板的杠桿，O為支點且AO:BO＝7:1，踏板、壓桿和杠桿OBA的質量均忽略不計，閉合開關，當人站在踏板上，杠桿OBA在水平位置平衡，通過儀表A的示數就可以知道人的質量。
（1）若通過R0的電流為0.05A時，R0兩端的電壓多大？
（2）某次測體重時，壓桿對壓力傳感器R的壓力為120N，整個電路消耗的電功率多大？
（3）該體重計的最大測量值是多少？
【答案】（1）2V；（2）0.72W；（3）112kg
【解析】（1）由圖可知：壓力傳感器R和定值電阻R0串聯，當電流表的電流為0.05A時，根據歐姆定律得：定值電阻R0兩端的電壓
（2）根據圖像可知：當壓桿對壓力傳感器R壓力為120N時，壓力傳感器R的電阻為160Ω，則根據電阻的串聯可知
電路中的電流
整個電路消耗的電功率為
（3）由于電流表的量程為100mA，則由可知：電路中的最小電阻為
則根據電阻的串聯可知壓力傳感器R能達到的最小阻值為
根據圖像可知：壓力傳感器R表面承受的壓力
根據
得該秤的最大稱量值
由得，該秤的最大稱量值
答：（1）若通過R0的電流為0.05A時，R0兩端的電壓為2V；
（2）壓桿對壓力傳感器R的壓力為120N時，整個電路消耗的電功率為0.72W；
（3）該體重計的最大測量值是112kg。
13、如圖是電子秤的內部電路，杠桿ABO始終處于水平位置，B是杠桿的中點，電源電壓恒為15V，R2是阻值為6Ω的定值電阻，R1是壓敏電阻，它的阻值隨壓力變化關系如表，當電壓表的示數等于或大于3V時，電子秤會自動發出報警聲。（杠桿、支架及托盤的重均忽略不計）
壓力F/N 50 100 150 200 250 300
阻值R1/Ω 50 30 24 20 17 16
（1）當該電子秤恰好報警時，托盤所放物體的質量為多少？
（2）已知杠桿OA的長為40cm，欲使在托盤上所放物體的質量為50kg才報警。則托盤的支撐點B應向左還是向右移？移動的距離為多少？
【答案】（1）30kg；（2）向右移，8cm
【解析】（1）閉合開關，兩電阻串聯接入電路，電壓表測定值電阻兩端的電壓，當電壓表的示數等于或大于3V時，電子秤會自動發出報警聲，根據歐姆定律可得此時通過電路的電流串聯電路總電壓等于各部分電壓之和，此時力敏電阻兩端的電壓U1＝U﹣U2＝15V﹣3V＝12V
此時力敏電阻接入電路的阻值
由表格可知力敏電阻受到的壓力為150N，根據杠桿平衡條件可得F×OA＝G×OB
則托盤則物體是重力
托盤所放物體的質量
（2）托盤上所放物體的重力G′＝m′g＝50kg×10N/kg＝500N
根據杠桿平衡條件可得F×OA＝G′×OB′
則　
則托盤的支撐點B應向右移
答：（1）當該電子秤恰好報警時，托盤所放物體的質量為30kg；
（2）托盤的支撐點B應向右移，移動的距離為8cm。
14、防汛水位由低到高可分成設防水位、警戒水位、保證水位三個等級。科技小組設計了水位監測模擬裝置，原理如圖甲所示，電源電壓為9V，R0為定值電阻，R是粗細均勻的電阻片，浮子可帶動金屬滑桿AP在豎直方向上下移動。已知水位每上升1cm，R接入電路的阻值將減少3Ω，R接入電路的阻值隨水位的變化關系如圖乙。電路最大電流為0.3A，監測的水位處于最高與最低時，電路電功率之比P1∶P2＝3∶1。求：
（1）定值電阻R0的阻值；
（2）當水位達到警戒水位時，電流表的示數；
（3）該裝置能監測的水位高度差。
【答案】（1）30Ω；（2）0.2A；（3）20cm
【解析】（1）閉合開關，當R接入電路阻值為零時，電路中只有R0工作，電路電流最大，則U0＝U總＝9V由得定值電阻
（2）由乙圖可知，當水位達到警戒水位40cm時，R＝15Ω，R總＝R+R0＝15Ω+30Ω＝45Ω
電流表示數
（3）監測的水位最高時，R接入阻值為零，電路中只有R0工作，此時電路電功率①
監測的水位最低時，R接入阻值最大，電路為R0與Rmax串聯，此時電路電功率②
由于監測的水位最高與最低時，電路電功率之比P1∶P2＝3∶1
聯合①②解得：Rmax＝60Ω
故裝置能監測的水位高度差
答：（1）定值電阻R0的阻值為30Ω；
（2）當水位達到警戒水位時，電流表的示數為0.2A；
（3）該裝置能監測的水位高度差為20cm。
15、如圖甲是物理興趣小組設計的身高體重測量儀的原理圖。電源UA的電壓為3V，電源UB電壓恒定，R2為定值電阻。水平腳踏板下方有壓敏電阻R1，其阻值隨壓力F大小變化圖像如圖乙所示。滑動變阻器R是豎直固定放置的電阻棒，其滑片P可以隨身高的變化豎直上下移動。同時閉合開關S1、S2，小華站在踏板上時，電流表A1的示數為0.15A，A2的示數為0.3A，此時滑片恰好在R的中點，電壓表示數為3V；小明站在踏板上時，電壓表示數為3.6V，電流表A2的示數為0.24A。問：
（1）小華和小明的身高更高的是？
（2）小華的體重是多少？
（3）滑動變阻器R的最大阻值是多大？
（4）電源UB的電壓和R2的阻值分別是多大？
【答案】（1）小明；（2）500N；（3）20Ω；（4）6V，10Ω
【解析】（1）由圖甲中左圖可知，升高越高，滑動變阻器的阻值越大，根據歐姆定律可知，在電壓一定時，電阻越大，電流越小。因為說明小明站上去滑動變阻器的阻值更大，滑片P在更上方，則小明的身高更高。
（2）由圖甲中右圖可知，電路中只有R1，電流表A1測量電路電流，則
由圖乙知此時的壓力F=500N，由于壓力大小等于小華受到重力的大小，所以小華的體重為
（3）根據甲圖中左圖電路可知，滑動變阻器與R2串聯，電流表A2測量電路電流，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓，小華站在踏板上時，電流表A2的示數為0.3A，此時滑片恰好在R的中點，電壓表示數為3V，滑動變阻器一半的電阻為
滑動變阻器的最大電阻為
（4）小華站在上面時，A2的示數為0.3A，電壓表示數為3V，UB為
小明站在踏板上時，A2的示數為0.24A，電壓表示數為3.6V，UB為
所以
得到
則
答：（1）小明的身高更高；
（2）小華的體重是500N；
（3）滑動變阻器R的最大阻值是20Ω；
（4）電源UB的電壓為6V，R2的阻值為10Ω。
16、如圖所示，U形輕質杠桿ABCD，AB和CD分別與BC垂直。輕質桿EO固定在天花板上，在O處安裝鉸鏈，杠桿ABCD可繞支點O轉動，已知OB:OC＝1:2。重為50N的柱體甲固定在A端，且放置在壓敏電阻Rx上，壓敏電阻的阻值Rx隨壓力F的變化關系如下表所示，將壓敏電阻接入電源電壓恒為12V的電路中，定值電阻的阻值為10Ω，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~15V。重為20N的柱體乙固定在D端并放入足夠高的柱容器內。柱體乙的底面積為200cm2，高20cm，乙的下表面距離容器底部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）柱體乙的密度為多少？
（2）為保證電路安全，Rx所取的最小阻值為多少？
（3）現向空容器中注入深度為15cm的水，此時電路總功率為多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由得，柱體乙的質量
柱體乙的體積
柱體乙的密度
（2）由圖可知，閉合開關，兩電阻串聯接入電路，電壓表量程為，電壓表的量程大于電源電壓，所以電壓表是安全的，電流表量程為，所以通過電路的最大電流為，根據歐姆定律可知此時電路的總電阻最小，為
根據串聯電路電阻規律可得此時壓敏電阻接入電路的阻值
（3）向空容器中注入的水，此時柱體乙浸入水中的深度
柱體乙受到的浮力
此時杠桿C點受到向下的力為
根據杠桿平衡條件可得杠桿B點受到向下的力為
柱體甲對壓敏電阻的壓力
由表格可知此時壓敏電阻的阻值為，串聯電路總電阻等于各分電阻之和，根據歐姆定律可得此時通過電路的電流
電路的總功率
答：（1）柱體乙的密度為；
（2）為保證電路安全，所取的最小阻值為；
（3）現向空容器中注入深度為的水，此時電路總功率為。
17、某款水位自動測控儀的測量原理如圖甲所示，電源電壓U恒為15V，定值電阻R0=10Ω，R1為一豎直固定光滑金屬棒，總長40cm，阻值為20Ω，其接入電路的阻值與對應棒長成正比。金屬彈簧上端固定，滑片P固定在彈簧下端且與R1接觸良好，滑片及彈簧的阻值、重力均不計。圓柱體M通過無伸縮的輕繩掛在彈簧下端，重80N，高60cm。底面積為100cm2，當水位處于最高位置A時，M剛好浸沒在水中，此時滑片P恰在R1最上端；當水位降至最低位置B時，M的下表面剛好離開水面。已知彈簧所受拉力F與其伸長量ΔL的關系如圖乙所示。閉合開關S。求：
（1）當水位處于位置A時，M受到的浮力；
（2）水位由位置A降至B這一過程，彈簧的長度增加了多少？
（3）水位降至位置B時，電壓表的示數是多少？（ρ水=1.0×103kg/m3， g取10N/kg）
【答案】（1）60N；（2）30cm；（3）5V
【解析】（1）當水位處于位置A時，M剛好浸沒，排開水的體積
則M受到的浮力
（2）水位處于A位置時，彈簧受到的拉力F1=G-F浮= 80N - 60N = 20N由圖乙可知，此時彈簧的伸長量ΔL1=10cm當水位降至位置B時，M的下表面剛好離開水面，所受浮力為0N，此時彈簧受到的拉力F2=G= 80N由圖乙可知，此時彈簧的伸長量ΔL 2 =40cm水位由位置A降至位置B時，彈簧的長度增加量ΔL =ΔL –ΔL1=40cm-10cm=30cm
（3）當水位降至位置B時，R連入電路的長度L=L總-ΔL = 40cm -30cm =10cm
因為R1連入電路的阻值與對應棒長成正比，即
所以此時R1接入電路的阻值
此時電路中的電流
由得，此時R1兩端的電壓
答：（1）當水位處于位置A時，M受到的浮力是60N；
（2）水位由位置A降至B這一過程，彈簧的長度增加了30cm；
（3）水位降至位置B時，電壓表的示數是5V。
18、如圖所示，科學科技小組設計的具有防干燒功能的空氣加濕器裝置模型，由控制器和加熱器組成，可在水量不足時自動停止加熱。加熱器有高、低兩個檔位，由開關和加熱電阻絲、組成，，；控制電路電壓恒定，，為壓敏電阻，下方固定一個輕質絕緣形硬質桿，水箱注水后圓柱形浮體豎直上浮，通過形桿對壓敏電阻產生壓力，所受壓力每增加，電阻減小。浮體體積為，質量為。科技小組對加濕器進行測試：向水箱內緩慢注水，當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為，此時銜鐵恰好被吸下，加熱器開始工作；當液面上升至浮體體積的浸入水中時，電磁鐵線圈中電流為；當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為。形硬質桿的質量和電磁鐵線圈電阻忽略不計，取，水的密度為，水的比熱容為。
（1）當加熱器處于高檔位時，加熱所產生的熱量全部被的水吸收，水溫升高了25℃。求加熱器的高檔功率和低檔功率；
（2）求浮體體積的浸入水中時受到的浮力和此時壓敏電阻受到的壓力；
（3）求水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中的體積。
【答案】（1）900W，200W；（2）1.5N；（3）。
【解析】（1）的水吸收的熱量為
當加熱器處于高檔位時，加熱所產生的熱量全部被的水吸收，則高溫擋產生的熱量為
加熱器的高檔功率根據可知，電源電壓一定時，電阻越大，電功率越小，故當開關S閉合時，、并聯，總電阻較小，電功率較大，此時為加熱擋，加熱擋的功率為900W，當開關S斷開時，只有工作，電阻較大，處于低溫擋，低檔功率
（2）浮體體積的浸入水中時受到的浮力
物體A所受的重力為物體A受到了向下的重力為0.5N，向上的浮力為2N，故桿對A的力是向下的，桿對A的壓力為
（3）設控制電路的電壓為U控，當桿對A的壓力為1.5N時，對應壓敏電阻的阻值為，則根據串聯電路電壓規律可以列等式
①
浮體體積的浸入水中時受到的浮力
物體A受到了向下的重力為0.5N，向上的浮力為5N，故桿對A的力是向下的，桿對A的壓力為根據所受壓力每增加，電阻減小，此時壓敏電阻的阻值為此時對應的控制電路的電流為根據串聯電路電壓規律可以列等式
②
聯立①②可知，
當水箱注水量達到最大值時，電磁鐵線圈中電流為，則此時總電阻為
壓敏電阻的阻值為當壓敏電阻為50歐姆時，對應的壓力為1.5N，此時壓敏電阻的阻值為30Ω，則對應的壓力為
此時物體A的浮力為此時物體A浸入水中的體積
答：（1）加熱器的高檔功率為900W和低檔功率為200W；（2）浮體體積的浸入水中時受到的浮力為2N和此時壓敏電阻受到的壓力為1.5N；（3）水箱注水量達到最大值時，浮體浸入水中體積為。
19、寧波某現代農業園內，一批名貴果樹苗急需持續澆灌。正在園區研學的某中學創客小組為園區設計了一個自動給水系統，電路如圖甲所示。控制電路的電源電壓U1恒為24V，線圈電阻不計，定值電阻R0為50Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力的變化圖像如圖乙所示。工作電路電源電壓U2恒為220V，包括注水裝置和給水裝置兩部分（圖中未明確）。圖丙為系統結構簡圖，其中壓敏電阻位于圓柱形水箱底部的受力板正下方，受力板面積S1和水箱底面積S2分別為0.02m2和0.45m2。給水裝置始終不停歇給水，當通過線圈的電流I＝0.16A時，銜鐵剛好被吸下，注水裝置停止注水，此時電流表示數I1＝0.2A，當水箱水位下降至0.5m時，銜鐵剛好被拉回，注水裝置又開始向水箱注水，此時電流表示數I2＝2.2A。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）圖甲中，甲、乙分別為 裝置；
A.給水、注水 B.注水、給水
（2）求當注水裝置停止注水時，水箱內水位的高度；
（3）若注水裝置每分鐘向水箱注水0.3m3，給水裝置每分鐘給水量為0.12m3，求注水裝置從最低水位加注至最高水位的過程中所消耗的電能。
【答案】（1）A （2）2.5m （3）1.32×105J。
【解析】（1）因為給水裝置始終不停歇給水，甲裝置不受銜鐵影響，所以甲裝置是給水裝置；當銜鐵剛好被吸下，此時動觸點與靜觸點斷開，乙裝置不工作，注水裝置停止注水，所以乙裝置是注水裝置，故A符合題意，B不符合題意。故選A。
（2）當通過線圈的電流I＝0.16A時，銜鐵剛好被吸下，注水裝置停止注水，此時控制電路的總電阻
此時壓敏電阻的阻值
由圖象乙可知，當壓敏電阻的阻值為100Ω時，受力板受到的壓力F=500N，此時受力板的壓強
則水箱內水的的高度
（3）由工作電路可知，注水和給水系統是并聯，都工作時干路電流I2＝2.2A，當水箱水位下降至0.5m時，注水系統又開始注水，則注水系統從水位0.5m開始注水到2.5m，注水的總體積注水的同時給水系統一直工作，所以注水時間
注水裝置工作時的電流注水裝置從最低水位加注至最高水位的過程中所消耗的電能。
20、小林發現市場上所用的“電子秤”，實際上是壓力測量儀，其原理結構如圖甲所示。圖甲中La為金屬片，Lb為金屬板，所稱物體質量與電阻R1的關系如圖乙所示。定值電阻R2=12Ω。閉合開關后，稱量物體A時，電壓表示數為3.6V，稱量物體B時，電壓表示數為6V，兩次滑動變阻器連入電路中的阻值比為1:2。已知滑動變阻器R1的最大值為“100Ω 0.5A”。求：
（1）電源電壓；
（2）物體B的質量；
（3）若電壓表所接量程為0~15V，電子秤稱量物體的質量范圍。
【答案】（1）18V；（2）1.2kg；（3）0~12kg
【解析】（1）由電路圖可知，兩電阻串聯接入電路，電壓表與滑動變阻器R1并聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓；稱量物體A時，電壓表示數為3.6V，稱量物體B時，電壓表示數為6V，兩次滑動變阻器連入電路中的阻值比為1:2，設電壓表示數為3.6V時，滑動變阻器接入電路的阻值為R，電源電壓不變，串聯電路總電壓等于各部分電壓之和，根據歐姆定律可得電源電壓
稱量物體B時，電壓表示數為6V，有
解以上兩式可得R=3Ω，電源電壓U=18V。
（2）稱量物體B時，滑動變阻器接入電路的電阻為RB=2R=2×3Ω=6Ω由圖乙可知物體的質量與滑動變阻器接入電路的電阻成正比，設m=kR，代入數據可得4kg=k×20Ω解得k=0.2kg/Ω。則物體B的質量為m=0.2kg/Ω×6Ω=1.2kg
（3）電壓表的量程為0~15V，根據串聯分壓原理可知電壓表示數最大時，滑動變阻器接入電路最大阻值，由圖乙可知此時電子秤稱量物體的質量最大，此時定值電阻兩端的電壓U2=U-U1=18V-15V=3V根據歐姆定律可得此時通過電路的電流
此時滑動變阻器接入電路的阻值由圖乙可知電子秤稱量物體的質量最大為12kg，所以電子秤稱量物體的質量范圍為0~12kg。
答：（1）電源電壓為18V；
（2）物體B的質量為1.2kg；
（3）電子秤稱量物體的質量范圍為0~12kg。
21、2022年11月29日，神舟十五號載人飛船發射成功，與神十四乘組實現首次太空會師。小宇通過查閱資料了解到，飛船在發射前，科技人員要檢驗飛船艙體的氣密性。他設計了如圖甲所示的模擬檢測電路，電源電壓保持不變，R0為100Ω的定值電阻，R為壓力傳感器，其阻值隨環境氣壓的變化規律如圖乙所示，將R置于艙體中，艙體置于真空室中，艙體不漏氣時，電壓表示數為200V，艙體內氣壓為1.0×105Pa。求：
（1）艙體不漏氣時，通過R0的電流；
（2）艙體不漏氣時，工作1min，整個電路消耗的電能；
（3）若電壓表示數為176V，此時艙內的氣壓值。
【答案】（1）2A；（2）2.64×104J；（3）6×104Pa
【解析】（1）由圖甲可知，定值電阻R0與壓敏電阻R串聯，電壓表測R0兩端的電壓；通過R0的電流為
（2）由圖乙可知，艙體內氣壓為1.0×105Pa時，壓敏電阻R的阻值為10Ω，由串聯電路的電阻特點可知，電路中的總電阻
由串聯電路的電流特點可知，此時電路中的電流為
由歐姆定律可知，電源電壓為
則工作1min，電路消耗的總電能為
（3）若電壓表示數為176V，此時電路中的電流為
由歐姆定律可知，此時電路中的總電阻
則壓敏電阻的阻值
由圖乙可知，此時艙內的氣壓值為
答：（1）艙體不漏氣時，通過R0的電流為2A；
（2）艙體不漏氣時，工作10min，電路消耗的總電能為2.64×104J；
（3）若電壓表示數為176V時，此時艙內的氣壓值為6×104Pa。
22、科學興趣小組設計了探測湖底未知屬性的礦石密度的裝置，其部分結構如圖甲所示。電源電壓為6V，R0為定值電阻，滑動變阻器R的阻值隨彈簧的拉力F變化關系如圖乙，T為容器的閥門。某次探測時，水下機器人潛入100m深的湖底取出礦石樣品M。返回實驗室后，將礦石樣品M懸掛于P點放入容器中，保持靜止狀態。打開閥門T，隨著水緩慢注入容器，電壓表示數U隨容器中水的深度h變化關系如圖丙中的實線所示。在電壓表示數從2V變為4V的過程中，電流表示數變化值為0.2A（彈簧電阻忽略不計，礦石M不吸水，湖水密度與水相同，g=10N/kg）。
（1）向注水口注水過程中，電流表的示數會 ，電壓表的示數會 ；（填：“變大”、“變小”或“不變”）
（2）當水下機器人在100m深的湖底取樣時受到水的壓強為；
（3）電路中定值電阻R0的阻值為；
（4）礦石M的密度為 kg/m3。
【答案】（1）變小 變大 （2）1×106 （3）10 （4）3×103
【詳解】（1）由電路圖可知，R0與R串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流，向注水口注水過程中，礦石樣品M排開水的體積越來越大，根據阿基米德原理可知，受到的浮力越來越大，則彈簧的拉力越來越小，則滑片P向上運動，滑動變阻器接入的電阻變大，電路的總電阻變大，根據歐姆定律可知，電路中的電流變小，則電流表的示數會變小；定值電阻兩端的電壓減小，根據串聯電路電壓的特點，滑動變阻器兩端電壓變大，則電壓表的示數會變大。
（2）水下機器人在100m深的湖底取樣時受到水的壓強為p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1×106Pa
（3）由電路圖可知，R0與R串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由圖丙可知，當容器內水的深度在0~h1時，電壓表的示數U1=2V
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R0兩端的電壓為U0=U-U1=6V-2V=4V
電路中的電流
由圖丙可知，當容器內水的深度大于h2時，電壓表的示數為U2=4VR0
兩端的電壓為U0'=U-U2=6V-4V=2V
電路中的電流為
因電流表示數變化值為0.2A，所以，解得R0=10Ω。
（4）當容器內水的深度在0~h1時，電路中的電流為
滑動變阻器接入電路中的電阻為
由圖乙可知，此時拉力為F1=22.5N
當容器內水的深度大于h2時，電路中的電流為
滑動變阻器接入電路中的電阻為
由圖乙可知，此時拉力F2=15N
由于是往容器中緩慢注水，結合圖丙可知：①當容器內水的深度在0~h1時，礦石沒有浸在水中，不受浮力，此時彈簧的拉力與重力平衡，拉力最大；②當容器內水的深度在h1~h2時，礦石浸在水中受浮力的作用，水的深度增加，浮力增大，拉力減小；③當容器內水的深度大于h2時，礦石浸沒在水中，浮力最大且不變，此時拉力最小。由于F1=22.5N>F2=15N
結合上述分析可知：礦石的重G=F1=22.5N礦石浸沒在水中時拉力為F2=15N
根據稱量法測浮力可知，礦石浸沒在水中時受到的浮力為F浮=G-F2=22.5N-15N=7.5N
根據F浮=ρ液V排g可得礦石的體積為
礦石M的密度為。
23、在科學項目化學習活動中，某科技小組設計了水位自動監測裝置，可以通過電流大小確定水位高度，其原理如圖甲所示。電源電壓恒定，電流表量程為0~0.6A，電阻絲R長為1m、總電阻，其連入電路的電阻與長度成正比，是壓敏電阻，其電阻值與所受壓力大小關系如圖乙所示，下方固定一個輕質絕緣“⊥”形硬桿，輕質金屬滑桿PQ可以在金屬棒EF上自由滑動，PQ下方通過輕質絕緣桿與圓柱體M固定在一起，M重100N、高為4m，當水位上升時，PQ隨M向上水平移動，閉合開關，當PQ恰好位于R最下端時，電流表示數為0.06A，M有體積浸在水中，設定此時水位為警戒水位；PQ上升到R的最上端，剛好與“⊥”形桿接觸，且對桿無壓力，電流表示數為0.12A，整個裝置接觸良好且無摩擦，PQ和EF的電阻不計，水的密度，g取10N/kg，求：
（1）電源電壓；
（2）M的底面積；
（3）當電流為0.2A時，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）閉合開關，當PQ恰好位于R最下端時，為警戒水位，電流表示數為0.06A；此時根據串聯電路的特點和歐姆定律可得，電源電壓為U=I(R+R0)=0.06A×(100Ω+R0)①PQ上升到R的最上端，剛好與“⊥”形桿接觸，且對桿無壓力，此時電路中只有壓敏電阻R0連入電路，此時電源電壓為U=I′R0=0.12A×R0②解①②可得R0=100Ω，U=12V。
（2）警戒水位時，M漂浮，根據漂浮條件可知，M所受的浮力為F浮=G=100N
由阿基米德原理得到
M的底面積
（3）由圖乙可知，R0和壓力的關系為R0=kF+b
當F1=0N，R0的阻值是100Ω，則100Ω=b①
當F2=200N，R0的阻值是0Ω，則0=k×200N×b②
由①和②得到k=-0.5R0和壓力的關系為R0=-0.5F+100Ω
當電流為0.2A時，壓敏電阻的阻值為所以60Ω=-0.5F+100Ω
解得F=80N，因此增加的浮力ΔF浮=F=80N電流為0.2A時與電流為0.12A時（此時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；由題知，當PQ恰好位于R最下端時，此時的水位為警戒水位，所以，當電流為0.2A時，則水位比警戒水位上升了L電阻絲+Δh=1m+0.8m=1.8m
答：（1）電源電壓是12V；
（2）M的底面積是0.01m2；
（3）當電流為0.2A時，水位比警戒水位上升的高度是1.8m。
鞏固練習
1．2025 年的“體重管理年”掀起全民健身熱潮，小明受健身器材握力計啟發，設計了“簡易握力器”，其原理如圖甲所示，通過電流表示數大小判斷握力大小。電源電壓為 9V，電流表的量程為 0~0.6A，定值電阻R0的阻值為5Ω，壓敏電阻R的阻值與壓力F的關系如圖乙所示。求：
（1）當R不受力時，電路中的電流及R0消耗的電功率；
（2）成年人的握力可達 1000N，請通過計算，評價該握力器是否合格 若不合格，請簡單說明改進建議。
【答案】（1）解：由圖甲可知，R與R0串聯，由圖乙可知，當R不受力時，壓敏電阻的阻值R=40Ω，電路中的總電阻為：
R總=R+R0=40Ω+5Ω=45Ω
電路中的電流為：
R0 消耗的電功率為：
P=I2R0=(0.2A)2×5Ω=0.2W
答：當R不受力時，電路中的電流為0.2A，R0消耗的電功率為0.2W。
（2）解：由圖乙可知，當壓力F=1000N時，壓敏電阻R'=5Ω，此時電路總電阻為：
Ω。
此時電路中的電流為：
由于電路中的電流超出了電流表的量程，所以該握力器不合格。
改進建議：
1.換用更大量程的電流表，這樣能測量更大的電流，使握力器在成年人正常握力下能正常顯示電流值。
2.增大R0的阻值，根據串聯電路電阻特點和歐姆定律，在電源電壓不變、壓敏電阻阻值隨壓力變化的情況下，增大R0阻值可使電路總電阻增大，電流減小，從而使電流值在電流表量程范圍內。
【知識點】電流的大小；電功率
【解析】【分析】（1） 由圖甲可知，R與R0串聯，由圖乙可知，當R不受力時，壓敏電阻的阻值，根據串聯電路電阻的關系求出電路中的總電阻，根據歐姆定律求出電路中的電流，根據P=I2R0求出R0 消耗的電功率。
（2） 由圖乙可知，當壓力F=1000N時壓敏電阻的阻值，根據串聯電路電阻的關系求出電路中的總電阻，根據歐姆定律求出電路中的電流，通過判斷此時電路中的電流是否超過電流表的量程，來判斷握力器是否合格；
由于電路中電流太大超出電流表量程，可以從減小電路中的電流和更換電流表的量程進行分析改進。
2．如圖為某品牌微型電動汽車，該車的空載質量為1.0t，最多載員2人，車輪與地面的總接觸面積為。該車在平直公路上勻速行駛1.5km，所用時間為5min。g取10N/kg，求解下列問題：
（1）車內有2人時，估計電動汽車對水平路面的壓強；
（2）電動汽車勻速行駛時的平均速度；
（3）若電動汽車勻速行駛受到的平均阻力是600N，計算5min內牽引力做的功。
【答案】（1）解：一 個人的質量約kg（合理即可），電動汽車對地面的壓力
電動汽車對地面的壓強
答：估計電動汽車對水平路面的壓強是；
（2）解： 電動汽車行駛的平均速度
答：電動汽車勻速行駛時的平均速度5m/s；
（3）解： 電動汽車勻速行駛時，受到的牽引力和阻力是平衡力，則電動汽車受到的牽引力
電動汽車牽引力做的功
答：5min內牽引力做的功為。
【知識點】速度公式及其應用；壓強的大小及其計算；功的計算及應用
【解析】【分析】（1）根據計算電動汽車對地面的壓力，再根據計算電動汽車對地面的壓強；
（2）根據計算電動機汽車行駛的平均速度；
（3）首先根據平衡力的知識F=f計算汽車受到的牽引力，再根據W=Fs計算汽車牽引力做的功。
3．健身使用的電子握力計模擬電路如圖甲所示。將電流表（量程為0~0.6A）改裝成握力計。電源電壓為18V，定值電阻R1為10Ω，握力計手柄A端與滑動變阻器R2的滑片P連接，B端與R2的b端固定在絕緣支架上。測握力F大小時，滑片在ab之間滑動，握力為零時滑片P處于a端，滑動變阻器接入電路的阻值與握力F的大小關系如圖乙所示。
（1）握力為0N時電路中的電流是多少？
（2）握力為100N時，R2消耗的電功率是多少？
（3）若想增大握力計的測量范圍。電路中增加一個阻值為10Ω定值電阻R3，請判斷分析應該將R3與R1串聯還是并聯？在電路安全的情況下，計算改進后握力計測量握力的范圍。
【答案】（1）解：根據甲圖可知，R1和R2組成串聯電路，當握力為0N時，R2=50Ω；
則串聯電路總電阻R總=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω；
那么此時電路中的電流。
（2）解：根據乙圖可知，當握力為100N時，滑動變阻器R2的阻值為R'2=30Ω；
串聯電路總電阻R'總=R1+R'2=10Ω+30Ω=40Ω；
此時電路電流；
R2消耗的電功率P2=I22R2'=(0.45A)2×30Ω=6.075W。
（3）解：當握力增大時，R2阻值減小，電路總電阻減小，因電源電壓不變，由歐姆定律可知：電路總電流將增大，因此應使定值電阻阻值增大，即電路中增加一個阻值為10Ω定值電阻R3，應該將R3與R1串聯；
改進后的握力計，由R3與R1串聯成新的定值電阻R定值，則R定值=R1+R3=10Ω+10Ω=20Ω；
在電路安全的情況下，達到最大握力時，R2電阻最小，電路總電阻最小，此時電路電流最大，最大電流值為Imax=0.6A；
此時電路總電阻；
R2的阻值R″2=Rmin-R定值=30Ω-20Ω=10Ω
由乙圖可知，當R″2=10Ω時，握力F=200N，
即改進后握力計測量握力的范圍為0~200N。
【知識點】歐姆定律及其應用；電路的動態分析；電功率的計算
【解析】【分析】 （1）由甲圖可知：定值電阻R1和滑動變阻器R2組成串聯電路；由乙圖可知：當握力為0N時，R2的阻值；已知電源電壓，由串聯電路電阻特點求出電路總電阻，利用歐姆定律即可求出此時電路中的電流；
（2）由乙圖可知：當握力為100N時，滑動變阻器R2的阻值；已知電源電壓，由串聯電路電阻特點可求出電路總電阻，由歐姆定律求出此時電路的電流；已知R2的電阻、電流，由公式P=I2R可求出R2消耗的電功率；
（3）由乙圖可知：當握力增大時，R2阻值減小，電路總電阻減小，因電源電壓不變，由歐姆定律可知：電路總電流將增大，存在超過電流表最大測量值的風險，則應使定值電阻阻值增大，使電路總電流不超過電流表量程，即應該將R3與R1串聯；在電路安全的情況下，電路最大電流為0.6A，由歐姆定律求出此時電路總電阻，進而求出R2的阻值，由乙圖可知對應的最大握力，即可求出改進后握力計測量握力的范圍。
（1）由甲圖可知，定值電阻R1和滑動變阻器R2組成串聯電路，電源電壓為18V不變；由乙圖可知，當握力為0N時，R2=50Ω；由串聯電路電阻特點可知：串聯電路總電阻
R總=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω
由歐姆定律可知，此時電路中的電流
（2）由乙圖可知，當握力為100N時，滑動變阻器R2的阻值為R'2=30Ω；串聯電路總電阻
R'總=R1+R'2=10Ω+30Ω=40Ω
此時電路電流
R2消耗的電功率
P2=I22R2'=(0.45A)2×30Ω=6.075W
（3）由乙圖可知：當握力增大時，R2阻值減小，電路總電阻減小，因電源電壓不變，由歐姆定律可知：電路總電流將增大，存在超過電流表最大測量值的風險，因此應使定值電阻阻值增大，使電路總電流不超過電流表量程，則想增大握力計的測量范圍，電路中增加一個阻值為10Ω定值電阻R3，應該將R3與R1串聯；改進后的握力計，由R3與R1串聯成新的定值電阻R定值，則
R定值=R1+R3=10Ω+10Ω=20Ω
在電路安全的情況下，達到最大握力時，R2電阻最小，電路總電阻最小，此時電路電流最大，最大電流值為Imax=0.6A；由歐姆定律可知：電路總電阻
R2的阻值
R″2=Rmin-R定值=30Ω-20Ω=10Ω
由乙圖可知，當R″2=10Ω時，握力F=200N，即改進后握力計測量握力的范圍為0~200N。
4． 某科技小組通過實驗研究“物體處于平衡狀態時支持力 FN跟拉力 FT的關系”。如圖甲所示，他們將調好的電子秤放置在水平桌面上，把一個系有細線的邊長為 10cm的正方體合金塊放置在電子秤托盤中央，再用數字測力計豎直向上拉合金塊。他們根據實驗數據繪制了 FN隨FT變化的圖像，如圖乙所示。請你：
（1）計算合金塊受到的重力G；
（2）計算合金塊的密度；
（3）當合金塊對電子秤的壓強為1450pa時，求此時FT的大小。
【答案】（1）解：合金塊受到豎直向下的重力、豎直向上的拉力、豎直向上的支持力，三力平衡，由圖乙可知，拉力 FT為14N時，支持力 FN為2N，則合金塊受到的重力為
答：合金塊受到的重力G為16N；
（2）解：合金塊的質量為
則合金塊的密度為
答：合金塊的密度為1.6×103kg/m3；
（3）解：當合金塊對電子秤的壓強為1450pa時，壓力為
壓力和支持力是一對平衡力，大小相等，所以，則此時FT的大小為
答：當合金塊對電子秤的壓強為1450pa時，此時FT的大小為1.5N。
【知識點】重力及其大小的計算；壓強的大小及其計算
【解析】【分析】（1）分析合金塊受到的力，根據三力平衡，求出合金塊受到的重力。
（2）根據計算合金塊的質量，根據體積公式計算合金塊的體積，根據密度公式計算合金塊的密度。
（3）利用的變形式，求出合金塊對電子秤產生的壓力，支持力與壓力相等，重力減去支持力即為FT的大小。
5．小桂同學在擬定《個人低碳行動指南》時，想起家里用增程式電動汽車取代了原來的燃油動力汽車，以響應國家號召，為綠色出行做貢獻。經查閱資料，圖甲和乙分別為增程式電動汽車的結構圖和工作原理圖。電動汽車在電池電量充足時，啟動“純電模式”，蓄電池通過點去系統的電動機，將電能轉化為機械功，驅動轉動裝置，輸出動力。當電動汽車在電池電量較低時，處于虧電狀態，為保護電池壽命，將會強制保電，不再減少電量，此時啟動“增程模式”。增程器通過燃燒燃油發電，給蓄電池充電。補充的電能再太陽通過電動機，驅動轉動裝置，輸出動力。增程器也因此被網友稱為“燃油充電寶”。小桂發現，蓄電池電池容量為40kW·h，電動汽車以“純電模式”在平直路段進行測試，勻速行駛10km，受到的阻力為600N，蓄電池儲存的能量從45%減少至40%。
求：
（1）測試過程中電動汽車牽引力所做的功是多少焦耳？
（2）測試過程中電動汽車消耗的電能是多少千瓦時？
（3）當蓄電池的電量降至20%時，將啟動“增程模式”工作，增程系統綜合效率η1為40%。小桂的爸爸要從桂林市區，途徑陽朔西街，然后送貨到興坪古鎮，每天充滿電后往返里程約200公里，請結合表中相關數據，計算出將燃油汽車換成動力相當的增程式電動汽車后（按30天）節省多少元？
燃油汽車效率 30% 汽油的熱值 汽油的熱值為3.6×107J/L
汽油價格 8.7元/L 電費 0.8元/kW h
【答案】（1）6×106J
（2）2kW h
（3）1695元
【知識點】燃料的熱值；熱機的效率；功的計算及應用
6．小明設計的電子握力計模擬電路如圖甲所示，將電流表(量程為0~0.6A)改裝成握力計。電源電壓為18V，定值電阻R1為 10Ω，握力計手柄A.端與滑動變阻器R2的滑片P連接，B端與R2的b端固定在絕緣支架上。測握力F大小時，滑片在 ab之間滑動，握力為零時滑片F處于a端，手柄彈簧處于原長。小明經過檢測與推算，滑動變阻器接入電路的阻值與握力F的大小關系如圖乙所示。
（1）握力為零時電路中的電流。
（2）在電路安全情況下，計算測量最大握力時R2消耗的電功率。
（3）小明測試后想增大握力計的測量范圍。他又找來一個阻值為10Ω定值電阻R3， 請判斷分析小明應該將R3與R1串聯還是并聯 在電路安全的情況下，計算改進后握力計測量握力的范圍。
【答案】（1）解：據圖可知，握力計為0時，R2=50Ω， R1= 10Ω ，總電阻為60Ω，電壓為18V，根據I=U/R=18V/60Ω=0.3A
（2）解：握力計最大電流為0.6A，根據歐姆定律U=IR計算電路中最小電阻，R2min=18V/0.6A-10Ω=20Ω，所以R根據P=I2R=（0.6A）2×20Ω=7.2W
（3）解：增大測力計范圍，所以需要串聯電阻，進而增加電阻范圍，串聯電阻10Ω定值電阻R3，電流表最大示數為0.6A，總電阻為30Ω，此時R2min=10Ω ，最大力為250N
【知識點】歐姆定律及其應用
【解析】【分析】1)據圖可知，握力計為0時，R2=50Ω， R1= 10Ω ，總電阻為60Ω，電壓為18V，根據I=U/R計算 握力為零時電路中的電流。
2）握力計最大電流為0.6A，根據歐姆定律U=IR計算電路中最小電阻，計算此時最小電阻R2min，根據P=I2R計算 消耗的電功率
3）增大測力計范圍，所以需要串聯電阻，進而增加電阻范圍，串聯電阻10Ω定值電阻R3，電流表最大示數為0.6A，總電阻為30Ω，此時R2min=10Ω ，最大力為200N
7．為設計電子拉力計，小碩將電流表改裝為拉力計的表盤，如圖甲是其原理圖。彈簧右端和滑動變阻器R1的金屬片P固定在一起（彈簧的電阻不計，P與R1間的摩擦力不計）R0=6Ω，AB是一根長為6cm的均勻電阻絲其阻值為24Ω，電源電壓U=6V，電流表的量程為0~0.6A，當不拉拉環時，金屬滑片P剛好處于A端。已知該彈簧伸長的長度ΔL與所受拉力F間的關系如圖乙所示。
（1）拉力計表盤上的零刻度線應標在電流表表盤多少刻度處？
（2）開關S閉合后，當電流表指針在0.6A處，作用在拉環上水平向右的拉力為多少？
（3）在電流表量程不可改的情況下，若要把該裝置所能測量的最大拉力為600N，請通過計算（要求只更換一個元件）。
【答案】（1）0.2A
（2）3.6A
（3）換為阻值為10Ω的電阻
【知識點】電阻的串聯；歐姆定律及其應用
8．如圖所示，一只羽毛球的重力為0.6N，他在空中飛行時受到的空氣阻力始終與運動方向相反，大小恒為0.01N，如圖所示，求：
（1）若羽毛球豎直向上運動時，計算羽毛球所受的合力；
（2）在圖中畫出羽毛球所受合力的示意圖。
【答案】（1）0.7N
（2）
【知識點】力的合成與應用
9．小睿同學勤于思考，熱愛探究，下面是他在探究中遇到的兩個問題，請完成相關計算。
（1）他認為由某 電動汽車 電池上的銘牌可以算出電動汽車的牽引力，依據模型思想，他將問題簡化為：鋰電池釋放101kW·h的能量，可以使汽車在水平路面上行駛700km，求牽引力的大小。(計算結果保留整數)
（2）將被測磚塊置于堅固的水平地面上，實驗小桌放在磚塊上，小桌與磚塊的接觸面積為0.2cm2。往實驗小桌上的沙盤里緩慢添加細沙，直到恰好將磚塊壓壞，測得小桌、沙盤和細沙的總重為100N，求磚塊能承受的最大壓強。
【答案】（1）解：根據做功公式W=Fs計算F=。
（2）解： 測得小桌、沙盤和細沙的總重為100N ，根據F=Ps計算可知P=
【知識點】功率的計算；壓強的大小及其計算
【解析】【分析】（1） 鋰電池釋放101kW·h的能量，可以使汽車在水平路面上行駛700km ，根據W=Fs計算 牽引力的大小 ；
（2）小桌、沙盤和細沙的總重為100N ， 小桌與磚塊的接觸面積為0.2cm2 。根據F=Ps計算 磚塊能承受的最大壓強。
10．貨車超載會導致大量交通事故發生、損壞路面等嚴重后果，公路部門常用地磅檢查超載情況。圖甲是小峰同學設計的模擬地磅原理的簡化電路圖，電源電壓恒為6V，定值電阻R0=5Ω，力敏電阻R的阻值隨所受壓力F變化關系如圖乙所示。力敏電阻R上方緊密連接一輕質絕緣平板，檢測時將貨車模型靜置于其上。
（1）當置于絕緣平板上的壓力越大，電壓表的示數越　 　；
（2）壓力為20N時，求此時電壓表的示數；
（3）小峰設計貨車超載時有報警功能，請你嘗試分別利用電壓表（0～3V）或電流表（0～0.6A）結合原有器材設計兩種模擬地磅原理的簡化電路圖方案，當電表滿偏時即超載報警，并求出相應的最大承受壓力。
【答案】（1）小
（2）4V
（3）用電壓表（0～3V），如下圖，最大最大承受壓力為40N，
用電壓表（0～0.6A），如下圖，最大最大承受壓力為40N。
【知識點】電路的動態分析
11．圖甲是小紅家某電取暖器簡化電路圖，R1和R2均為發熱電阻，其部分參數如表乙。
額定電壓 220V
低溫擋功率 1100W
高溫擋功率 2200W
乙
（1）電取暖器在高溫擋工作時的電流是多少A；
（2）R1的阻值是多少Ω；
（3）在某次用電高峰期，小紅用如圖丙所示的電力監測儀測出電取暖器在低溫擋工作時的實際電壓和實際功率。小紅認為實際功率小于額定功率，只是因為實際電壓小于額定電壓。試通過計算說明小紅的判斷是否正確。
【答案】（1）
（2）
（3）小紅判斷錯誤
【知識點】電功率的計算
12．如圖為我國研制的某款智能機器人，機器人利用磁敏電阻等器件控制驅動電機運轉，來監控調節移動速度。下表為機器人的部分參數。
“電池比能量”為單位質量的電池所能輸出的電能。
電池的質量 10kg 機器人總質量 50kg
電池比能量 140W h/kg 驅動電機的輸入總功率 400W
移動速度 0.1﹣1m/s 驅動電機的工作效率 60%
（1）若機器人與地面接觸的總面積為100cm2，計算機器人對地面的壓強；
（2）計算電池儲存的能量；
（3）若機器人以最大速度沿水平路面勻速直線運動7min，求此過程中機器人受到的阻力。
【答案】（1）機器人總質量m= 50kg，機器人的總重力
機器人對水平地面的壓力等于重力大小，即
根據公式求出機器人對地面的壓強
（2）電池比能量為140W.h/kg， 由能量單位可知，電池所能輸出總能量
（3）驅動電機的輸入總功率為400W，驅動電機的工作效率60%，根據效率可求出機械功率為
機器人沿水平路面勻速直線運動時，阻力與牽引力是一對平衡力，機器人所受阻力為等于牽引力大小
【知識點】二力平衡的條件及其應用；壓強的大小及其計算；電功的計算
【解析】【分析】（1）根據G=mg得到機器人送餐時所受的總重力；在水平面上機器人對地面的壓力等于機器人的重力，由得到機器人對地面的壓強；
（3）根據電池比能量和電池質量計算電能；
（4）由電動機效率計算機械功率，根據P=FV算出機器人受到的牽引力，由平衡力的知識判斷出機器人所受的阻力。
（1）機器人總質量m= 50kg，機器人的總重力
機器人對水平地面的壓力
機器人對地面的壓強
（2）電池比能量為140W.h/kg， 電池所能輸出總能量
（3）驅動電機的輸入總功率為400W，驅動電機的工作效率60%，機械功率為
機器人沿水平路面勻速直線運動時，阻力與牽引力是一對平衡力，機器人所受阻力為
13．小華為果農設計的芒果自動篩選裝置，如圖甲所示。其簡化電路圖如圖乙所示，電源電壓恒為12V，定值電阻的阻值為，壓敏電阻R的阻值隨壓力F變化關系如圖丙。當電路電流小于時，不達標的芒果將被推離傳送帶，達標芒果繼續被傳送到指定位置，實現自動篩選。求：
（1）當電流為時，兩端的電壓；
（2）當電流為時，壓敏電阻R的阻值；
（3）若想篩選重力至少為4N的芒果，你的解決方案是什么？請通過計算做出判斷。
【答案】（1）由圖乙可知，兩電阻串聯，電流表測電路中的電流；當電流為0.15A時，R0兩端的電壓為：U0=IR0=0.15A×20Ω=3V；
（2）當電流為0.15A時，壓敏電阻R兩端的電壓為：
UR=U-U0=12V-3V=9V，
壓敏電阻R的阻值的阻值為：
R==60Ω；
（3）由圖丙可知，壓敏電阻的阻值隨著壓力的增大而減小，當壓力為4N時，壓敏電阻的阻值為30Ω，由串聯電路的電阻特點可知，為了篩選出重力至少為4N的芒果，R0的阻值為R0'=R-R'=80Ω-30Ω=50Ω＞20Ω，因此適當增加R0的阻值可以讓重力小于4N的芒果被推離傳送帶，將重力至少為4N的芒果繼續被傳送到指定位置。
【知識點】歐姆定律及其應用；電功率的計算
【解析】 【分析】（1）根據歐姆定律算出當電流為0.15A時，R0兩端的電壓；
（2）根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律求出壓敏電阻R的阻值；
（3）根據圖丙可知，壓力為4N時，壓敏電阻的阻值，根據串聯電路的電阻特點求出為了篩選出重力至少為4N的芒果，R0的阻值，與的原始阻值進行比較。
14．校園科技節舉行智能潛水器項目比賽。某小組按要求制作了柱形潛水器，它的底面積封S1=0.01m2，高h1=0.15m，密度ρ1=0.6x103 kg/m3。潛水器內部密封有智能電磁鐵和傳感器，漂浮在裝有水、足夠高的圓柱形容器中，容器置于水平鐵板上，如圖所示。已知水的密度為1.0X103kg/m3，g取10N/kg
（1）潛水器的質量是多少
（2）水對潛水器底部的壓強是多少
（3）若容器底面積S2=0.03 m2，水深h2=0.3 m。該小組模擬比賽過程如下：啟動潛水器，其內部開關閉合，傳感器自動測出潛水器底部到水面的距離x，并自動調整電磁鐵電流，改變潛水器與鐵板間的吸力F的大小，使潛水器緩慢勻速下沉，完全浸入水中后，繼續保持F隨x 變化的關系，加速下沉直至容器底；在容器底停留片刻后，調整電磁鐵電流，保持潛水器緩慢勻速上浮回到原出發處。通過計算，求出潛水器下潛到達容器底時吸力F的大小，并簡線要說明潛水器上升過程中吸力F隨潛水器底部到水面距離x的變化情況。
【答案】（1）解： 根據知，潛水器的質量m=ρV=ρS1h1=0.6×103kg/m3×0.01m2×0.15m=0.9kg，
（2）解： 根據浮力產生的原因是上下表面的壓力差，由于上表面露出，故浮力等于下底面的壓力，漂浮且等于重力；
F浮=G=pS；代入數據有：0.9kg×10N/kg=p×0.01m2；
解得p=900Pa；
（3）解： 根據p=ρ液gh有：900Pa=1.0×103kg/m3×10N/kg×h；
開始浸入的深度h=0.09m；
改變潛水器與鐵板間的吸力F的大小，使潛水器緩慢勻速下沉，則增大的浮力等于吸引力，
若移動x，會導致液面上升Δx，根據S2=0.03m2，S1=0.01m2，有S1x=（S2-S1）Δx；解得Δx=0.5x；
浸沒后水面升高h=0.5×0.15m=0.075m；
根據阿基米德原理知，增大浮力：ΔF浮=ρ水gV排=ρ水gS1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×1.5x=100x；
則吸引力F=ΔF浮=100x；
根據圖中知，物體開始距離底面為H=0.3m-0.09m+0.075m=0.285m；
故x最大是0.21m，吸引力F=150x=100×0.285m=28.5N；
緩慢勻速上浮回到原出發處，受力平衡，浮力等于重力加上吸引力，開始是浸沒，浮力不變，故吸引力不變，露出水面后浮力減小，故吸引力減小。
【知識點】壓強的大小及其計算；液體壓強的計算；浮力大小的計算；浮力的利用；物體的浮沉條件及其應用
【解析】【分析】 （1）根據m=ρV可計算質量；
（2）根據漂浮的體積結合浮力產生的原因分析壓強；
（3）根據勻速下沉時，吸引力等于增大的浮力，得出F與x的關系，據此分析解答。
15．圖甲是某班科技小組設計的風力測定裝置示意圖，圖乙是其電路圖．電阻隨風力變化關系如圖丙所示．已知電源電壓恒為，定值電阻，電壓表量程為使用該裝置測定風力，則
（1）電阻的阻值隨風力的增大怎樣變化？
（2）求無風時電壓表的示數．
（3）如果保持電壓表量程不變，且只能在電路中增加一個電阻，使該裝置能測量的最大風力增加到，計算電阻的阻值，并說明其連接方式
（4）計算改裝后該裝置電路總功率的變化范圍．計算結果保留一位小數
【答案】（1）由圖甲可知，隨風力的增大，金屬桿接入電路的長度變短，
電阻變小，所以電阻隨風力增大而減小；
（2）由圖丙可知，無風時 ，
此時電路電流，
電壓表示數
（3）當風力增加到時，由圖丙可知，
保持電壓表量程不變，即，
電壓表示數是時，電路電流，
此時電路總電阻，
應在電路中串聯一個電阻，
（4）由圖丙可知，的最大阻值為，
電路最小電功率，
由圖丙可知，的最小阻值為，
電路的最大功率，
則功率的變化范圍是。
【知識點】串聯電路的電壓規律；電功率的計算
【解析】【分析】根據電路功率、串聯電路的電路規律、歐姆定律功率進行計算。
1）變阻器：通過改變電阻絲接入電路的長度進而改變電阻，電阻的大小與長度成正比：據圖可知： 隨風力的增大，金屬桿接入電路的長度變短 ，所以電阻變小。
2）串聯電路的電路規律：串聯電路，電流處處相等，電源的電壓為用電器電壓之和，總電阻為用電器電阻之和，據題目可知，無風時金屬桿的電阻 ，所以總電阻R=R0+R‘=18Ω，所以電路的電流I=U/R，進而計算R0兩端電壓；
當風力增加到時，由圖丙可知，根據電壓表量程可知電壓表示數最大為時，結合歐姆定律計算此時電路電流，總電阻 ， 由總電阻為用電器電阻之和， 應在電路中串聯一個電阻
3）根據電路動態分析可知， 的最小阻值為， 的最大阻值為， 根據電功率公式P=U2/R計算電功率范圍。
16．下圖所示為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機，它的正常工作 電壓為 220 V，水箱裝水最多 0.3 kg，加熱功率有大、小兩個擋位．設計師最初 設計的內部電路有如右圖所示的甲、乙兩種接法，其中電熱絲 R1=56 ，R2=44 ．
（1）高溫水蒸氣熨燙衣服時，水蒸氣遇到衣服迅速 　 　成小水珠，放出熱量將 衣服熨平（填物態變化名稱）．
（2）兩個電路中所選熔斷器里熔絲允許通過的最大電流為 8.2A，請通過計算說明 甲、乙兩種電路是否符合設計師的選擇 　 　．（計算結果保留一位小數）
（3）請分別計算符合設計要求的這款掛燙機兩個擋位的額定功率　 　．
【答案】（1）液化
（2）如果選擇甲電路，當開關旋至1、2之間時，電路中只有電阻R2工作，此時的電路中的電流最大，電流：I大==5A；如果選擇乙電路，當開關旋至1、2之間時，R1、R2并聯，電路中電流最大，電流：I大'=I1+I2==3.9A+5A=8.9A；由于兩個電路中所選熔斷器里的熔絲允許通過的最大電流為8.2A，故設計師最終選擇了甲電路．
（3）解：掛燙機大功率擋工作時，電路中電流為5 A，此時功率P1=UI大=220V×5A=UR=2.5V10Ω；掛燙機小功率擋工作時，R1、R2串聯，此時功率P2==484W．
【知識點】歐姆定律及其應用；電功率的計算
【解析】【解答】（1）水蒸氣遇冷變為水珠，是液化現象；
【分析】（1）氣體變為液體是液化現象；
（2）根據，計算電流，利用并聯電路電流規律，計算總電流；
（3）根據P=UI計算電功率；根據，計算電功率。
17．“坐位體前屈”是學生體質健康測試項目之一，圖甲是某女生測試示意圖，圖乙是學習小組設計的測試儀電路原理圖。電源電壓恒為，電壓表量程為0~3V，定值電阻，滑動變阻器由長為、粗細均勻的電阻棒改裝而成，規格為，允許通過的最大電流為。為保護電路安全，滑片P的起始位置A點設定在離電阻棒最左端O點處。測試時，通過推動塑料擋板帶動滑片P從起始位置A向右移動，并通過電壓表的示數反映學生的測試結果。下表是初三女生測試等級與滑片P移動距離L的關系。
初三女生測試等級標準 不合格 合格 良好 優秀
滑片移動距離
（1）滑片P在起始位置A點時，閉合開關S，通過的電流為，請計算此時兩端電壓大小；
（2）請推導出電壓表示數與滑片移動距離L之間的關系式；為保護電路安全，計算出滑片移動的范圍。
【答案】（1）3V
（2），0~15cm
【知識點】電路的動態分析
18． 如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，滑動變阻器R上標有“20Ω，1A”的字樣，電壓表的量程為，燈泡L1和L2上分別標有“2V，0.8W”和“2.5V，1.25W”的字樣，忽略溫度對燈絲電阻的影響。閉合開關S、S1，調節滑動變阻器R的滑片P，當電壓表的示數為2V時，燈泡L2恰好正常發光。
（1）請根據實物圖畫出開關S、S1斷開狀態下的電路圖；
（2）求電源電壓；
（3）只閉合開關S時，計算電路在1min內最多消耗的電能。
【答案】（1）解：（1）開關S、S1斷開時，L1、L2與R串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電路圖如下：
（2）解：閉合開關S、S1時，L2與R串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，當電壓表的示數為2V時，則UR=2V，此時燈泡L2恰好正常發光，則U2=2.5V，電源電壓
（3）解：只閉合開關S時，L1、L2與R串聯，當電路中電流最大時，單位時間內消耗的電能最多，燈泡L1正常發光的電流
由于，則電路的最大電流為I=0.4A，則電路在1min內最多消耗的電能
【知識點】串聯電路的電壓規律；電功的計算；電功率的計算
【解析】【分析】（1）根據閉合的開關，判斷連入電路的燈泡，判斷連接方式。
（2）根據串聯電路電壓規律，計算總電壓；
（3）根據，計算電流；利用W=UIt，計算消耗的電能；
19．如圖所示電路，電源電壓保持不變，為定值電阻，燈泡標有“12V；9W”字樣，滑動變阻器的最大阻值為，電壓表量程為。閉合開關S、，斷開，接入電路的阻值為時，燈泡恰好正常發光；閉合開關S、，斷開，將的滑片P滑至點時，接入電路的阻值為，電壓表示數為，將的滑片P滑至點時，接入電路的阻值為，電壓表示數為，此時的功率，且，。求：
（1）燈泡L正常工作時的電流；
（2）電源電壓；
（3）閉合開關S、，斷開，在保證電路安全的情況下，計算的最小功率。
【答案】（1）
（2）
（3）
【知識點】歐姆定律及其應用；電功率的計算
20．油電混合動力汽車是新型節能汽車。這種汽車在內燃機啟動時，可以給車提供動力的同時，也給動力蓄電池組充電。已知某款混合動力汽車的油箱總容積約50L。某學習興趣小組為計算該款汽車加滿油時油的總質量，在確保安全的前提下取出一小份樣品，測得其質量為36g，體積為50cm3，求：
（1）這種油的密度；
（2）該汽車加滿油時油的總質量。
【答案】（1）0.72g/cm3
（2）36kg
【知識點】密度公式及其應用
21．圖甲是某電熱水壺內部簡化電路，由控制電路和加熱電路組成。電流鑒別器相當電流表；加熱電路中電源電壓為220V，電熱絲的阻值為24.2Ω；控制電路電源電壓為8V，滑動變阻器（調溫電阻）的最大阻值為130Ω；熱敏電阻置于熱水器內部，其阻值隨溫度t變化的關系如乙圖所示。當電流鑒別器的電流達到50mA時，開關斷開，加熱電路停止加熱。
（1）開關閉合，求加熱電路的電功率；
（2）當最高控溫設置在80℃時，滑動變阻器接入電路中的阻值應為多少？
（3）當最高控溫設置在80℃時，若不計能量損失，用電熱水壺把2kg水從30℃開始加熱，通電200s后，請通過計算說明加熱電路是否已經停止加熱；
（4）為了要使最高控溫降低，請你寫出一種可行的方法。
【答案】（1）2000W
（2）90Ω
（3）加熱電路還未停止工作
（4）減小R2
【知識點】比熱容；歐姆定律及其應用；電功率的計算；焦耳定律的應用
22．某玻璃廠要研發一款新型玻璃，要求每平方米能承受5×105N的撞擊力。測試時，取一小塊玻璃樣品（質量可不計），平放在如圖甲所示電路中的壓力傳感器上，閉合開關S，釋放重物，經撞擊后玻璃仍完好無損，電流表的示數隨時間變化的圖象如圖乙所示（不考慮t0時刻之后的情況）。已知壓力傳感器的阻值RN隨壓力F變化的圖象如圖丙所示；玻璃受到最大撞擊力時與重物的接觸面積S0=1×10-3m2；電源電壓U=36V，定值電阻R0=20Ω。則：
（1）從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內，電阻R0兩端的電壓是多少？
（2）玻璃樣品受到的最大撞擊力多大？
（3）請通過計算說明該樣品是否滿足設計要求？
【答案】（1）解： 由圖乙知，撞擊前Imin=0.2A
由得電阻R0兩端電壓U0=IminR0=0.2A×20Ω=4V
答：從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內，電阻R0兩端的電壓是4V；
（2）解： 由圖乙知，當樣品受到最大撞擊力時Imax=1.2A
此時電阻R0兩端電壓U0′=ImaxR0=1.2A×20Ω=24V
此時壓力傳感器
由圖丙知，RN=10Ω時，壓力傳感器受到的最大撞擊力為600N，即樣品受到的最大撞擊力Fmax=600N
答：玻璃樣品受到的最大撞擊力600N；
（3）解： 設計要求玻璃能承受的壓強
樣品受到的最大壓強
因為pmax>p，故樣品滿足設計要求。
答：通過計算說明該樣品滿足設計要求。
【知識點】壓強的大小及其計算；串聯電路的電壓規律；歐姆定律及其應用
【解析】【分析】（1）撞擊前，根據圖乙確定撞擊前的電流，然后根據 U0=IminR0 計算電阻R0兩端的電壓。
（2）根據圖乙確定樣品受到最大撞擊力時的最大電流，然后根據 U0′=ImaxR0 計算R0兩端的電壓，根據UN=U-U0'計算壓力傳感器兩端的電壓，最后根據 計算壓力傳感器的電阻，最后根據丙圖確定傳感器受到的最大撞擊力。
（3）根據 計算玻璃承受的壓強，再根據 計算樣品受到的最大壓強，然后比較壓強大小即可。
23．云南省地處云貴高原，山區具有豐富的風能資源。某地的風力發電機如圖所示，其葉片轉動時可以形成一個半徑r＝20m的圓面。某段時間該地區風速v＝5m/s，風向恰好跟葉片轉動的圓面垂直，風力發電機能將此圓面內10%的空氣動能轉化為電能。若1s內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流動能為105J。求：（π取3.14）
用電器 額定電壓 額定功率
空調 220V 1400W
電磁爐 2000W
電熱水器 2000W
冰箱 100W
（1）1s內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流體積。
（2）該段時間風力發電機的輸出功率P1。
（3）試通過計算說明，風力發電機以（2）中的功率工作5h產生的電能能否保證以下用電器同時正常工作10h。
【答案】（1）解：1s時間內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流的體積為V0＝SL＝Svt＝vt×πR2＝5m/s×1s×3.14×（20m）2＝6280m3；
答：1s內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流體積6280m3。
（2）解：若1s內沖擊風力發電機葉片圓面的氣流動能為105J，
獲得電能W＝ηE動＝10%×105J＝104J；
電功率 ；
答：該段時間風力發電機的輸出功率是104W。
（3）解：工作5h產生的電能W＝Pt＝104W×5h＝10kW×5h＝50kW h；
表格中用電器同時正常工作10h消耗的電能：W'＝P總t'＝（1400W+2000W+2000W+100W）×10h＝5.5kW×10h＝55kW h＞W；
故不能保證表中用電器同時正常工作10h。
答：試風力發電機以（2）中的功率工作5h產生的電能不能保證表中用電器同時正常工作10h。
【知識點】電功率的計算；電功與熱量的綜合計算
【解析】【分析】（1）根據速度和時間的乘積計算距離，結合底面積計算體積；
（2）根據電能和時間的比值，計算電功率；
（3）根據電功率和時間的乘積計算消耗的電能。
24． 分散式風電機組，其優點就是對周圍環境具有很強的適應性，幾乎所有的地形地貌中都可以建設使用，能夠有效地提升偏遠地區風能資源的利用率。
（1）當風速為10m/s時，臺風機1min內可獲得的動能足，若其中的20%轉化為電能，這臺風機的發電功率為多少？
（2）已知煤的熱值為，請通過計算說明該風機工作1h所發電能相當于燃燒多少煤所發電能（不計能量損失），并結合“能源與可持續發展”的知識闡述推廣風力發電的必要性。
【答案】（1）解：根據題意可知，風機每分鐘獲得的電能為
此風機的發電功率為
答：這臺風機的發電功率為；
（2）解：若該風機工作1h，所發電能為
若采用煤發電，因為不計熱量損失，，則需要燃燒的質量為
風力發電可有效減少對不可再生能源的消耗，并減少二氧化碳等有害氣體的排放。
答：該風機工作1h所發電能相當于燃燒煤所發電能；風力發電可有效減少對不可再生能源的消耗，并減少二氧化碳等有害氣體的排放。
【知識點】燃料的熱值；電功的計算；電功率的計算
【解析】【分析】（1）根據電能轉化效率，減少獲得的電能；根據，計算電功率；
（2）根據W=Pt，計算電能的多少；利用，計算消耗的燃料質量。
25．如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，電流表、電壓表量程分別為0~0.6A、0~15V，定值電阻R1＝24Ω，燈泡L的規格為“6V 0.5A”（燈絲電阻不變）。當閉合開關S1、S4，滑片P從a端滑到中點時，電壓表與電流表的U－I圖像如圖乙所示，電流表的示數變化了0.2A。
（1）閉合 S1、S4，斷開S2、S3時，求電源電壓；
（2）閉合 S2、S3，斷開S1、S4，為保護電路安全，求滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍；
（3）閉合 S1、S4，斷開S2、S3時，將電源換成一個可調電壓的電源，在保證電路安全的情況下，要求電表示數不低于量程的一半，通過分析計算判斷只保留哪一只電表使得電源電壓變化范圍最大，求電源電壓的最大變化范圍。
【答案】（1）18V
（2）6Ω~48Ω
（3）保留電流表，電源電壓最大變化范圍為3.6V~30V
【知識點】串聯電路的電壓規律；歐姆定律及其應用；電路的動態分析
26． 如下圖甲所示為某型號汽車的自動測定油箱內油量的電路原理圖，其中電源兩端的電壓恒為24V，R0=10Ω，A為油量指示表（一只量程為0~0.6A的電流表），Rx為壓敏電阻

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