1電學綜合計算類（原卷版）

中考第三輪復習計算題之一——電學綜合計算類1、為了檢驗飛船艙門的密封性能，科研人員將待檢驗的艙體M置于一個不漏氣的集氣空腔N中（如圖甲）。先對艙體M充入壓強為1×105Pa的空氣，然后把空腔N抽成真空，若艙門漏氣，一段時間后便會有氣體從艙體M進空腔N中，艙體M中的壓強將減小，空腔N中的壓強將增大。其中RM、RN是兩個完全相同的壓敏電阻，已知艙體M的容積為V，空腔N真空部分的容積為V，不計艙體M器壁的體積，整個過程溫度不變。電路中R0的阻值為20Ω，電源電壓為12V，壓敏電阻RM、RN的阻值隨氣壓變化的關系如表：壓敏電阻受到的氣壓（×105Pa）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0壓敏電阻對應的電阻值（Ω）1008060443025201612108（1）若艙門不漏氣，單刀雙擲開關S接b時，R0兩端電壓為多少V？（2）實驗表明，一定質量的氣體在溫度不變的情況下，壓強隨體積的變化如圖乙所示。若空氣從艙體M中逸出，經(jīng)過一段時間后，M、N中的壓強相等，氣體總體積變?yōu)?V。若開關S接在a處，此時整個電路消耗的總功率是多少W？（3）在檢驗過程中的某時刻，開關接a時壓敏電阻RM兩端電壓為UM、RM的功率為PM，開關接b時壓敏電阻RN兩端電壓為UN、RN的功率為PN，若UM：UN＝1：2，且PM：PN＝5：4，則此時艙體M內外氣壓差是多少Pa？2、為響應寧波市政府提出的“創(chuàng)建海綿型城市”的號召，小科設計了如圖所示的市政自動排水裝置模型，控制電路由電壓為12V、最大容量為100Ah的蓄電池供電，蓄電池用“發(fā)電玻璃”制成的太陽能電板充電。R0為定值電阻，R為壓敏電阻，壓敏電阻通過杠桿ABO與圓柱形浮體相連，AO：BO＝4：1，壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關系如下表。（壓板、杠桿和硬質連桿的質量及電磁鐵線圈電阻忽略不計，所用綠燈、紅燈及排水泵的額定電壓均為220V）壓敏電阻受到的壓力F/N60120180240300360420480…壓敏電阻R阻值/Ω500360260180120806555…（1）“發(fā)電玻璃”的面積為1.2m2，它5小時將控制電路的蓄電池充滿電。此“發(fā)電玻璃”的光電轉化效率為多少？（太陽能輻射到每平方米地面上的平均功率按1kW計算）（2）按照設計要求，當水位上升到浮體剛好全部浸入水中時，壓敏電阻受到壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電流為100mA，排水泵啟動，定值電阻R0的阻值為多少？（3）當水位回落到浮體只有2/5體積浸入水中時，硬質杠桿ABO仍處于水平位置，線圈中電流為30mA，排水泵停止工作，則小科應選擇重力為多大的浮體？（4）該浮體的密度是多少kg/m3？（5）在實際調試過程中，小科發(fā)現(xiàn)水位已達到安全位置上限，但排水裝置還未啟動。如果在其他條件保持不變的前提下，要使排水裝置符合設計要求，應該將與壓敏電阻相連的壓板向（選填“左”或“右”）移動。3、小明觀察到高速公路進出口處設有測量貨車重力檢測裝置，他利用學過的物理知識設計了一套測量貨車重力的模擬裝置，其工作原理如圖甲所示。OAB為水平杠桿，OB長1m，O為支點，OA∶AB=1∶4，平板上物體所受重力大小通過電流表讀數(shù)顯示。已知定值電阻R0的阻值為10Ω，壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關系如圖乙所示。平板、壓桿和杠桿的質量均忽略不計。(1)當電池組電壓U0＝12V，平板上物體所受重力分別是80N和100N時，閉合開關S，分別求出電流表的讀數(shù)；(2)電池組用久后電壓變小為U1，這時平板上物體重100N時，電流表讀數(shù)為0.3A，求U1的大?。?3)在第(2)問情況中，電池組電壓大小為U1，要求平板上重為100N的物體對應的電流表讀數(shù)和電池組電壓U0＝12V的情況下相同，小明采取了兩種解決辦法：①其它條件不變，只更換電阻R0，試求出更換后的R0′的大小。②其它條件不變，只水平調節(jié)杠桿上觸點A的位置，試判斷并計算觸點A應向哪個方向移動？移動多少厘米？4、如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，燈泡L上標有“6V2.4W"字樣，其燈絲電阻隨溫度的升高而增大；OA、OB、OC是三條阻值不同且不變、粗細均勻的金屬絲(同一條金屬絲的阻值與其長度成正比)。閉合開關S，當滑片P從A點滑到O點過程中，電流表示數(shù)和燈泡L亮度均保持不變。

（1）求燈泡L正常發(fā)光時，通過燈泡L的電流大小。（2）金屬絲OA的電阻Ra=Ω。（3）繼續(xù)滑動圖甲中滑片P到OB段，當PB=23OB時，電流表示數(shù)為0.36A；當PB=12OB時，小燈泡正常發(fā)光。用圖甲中的電源、小燈泡和三條金屬絲連成圖乙所示電路。閉合開關S，使滑片P在OC上移動，當PO=13OC時，電壓表示數(shù)為4.8V；當PO=15、太陽能熱水器的電腦芯片可以通過“水位水溫傳感器”的電阻變化來檢測水位和水溫變化，從而自動控制進水、加熱等。某型號的太陽能熱水器的“水位水溫傳感器”有紅、藍、白、綠四根不同顏色的引出線，其內部結構示意圖如圖甲所示，其中四個電阻阻值都等于10kΩ，水箱內A、B、C、D、E、F、G、H均為裸露的金屬觸點，忽略水的電阻。（1）水位傳感器利用不純凈的水能導電，且電阻可以忽略的性質來工作的，因此浸入水面下的電阻被（填“短路”或“斷路”）·若水箱內的實際水位已經(jīng)下降，但它的顯示屏總顯示水是滿的，則水位傳感器的故障位于紅線上的（填字母）點與藍線之間。（2）太陽能熱水器陰雨天時需要電軸助加熱，已知加熱功率為1500W，要把水箱里的160g水從20℃加熱到50℃，需要多長時間？【c水（3）現(xiàn)有一個維修替換下來的“水位水溫傳感器”，其熱敏電阻完好，其阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示，小科設計如圖丙所示的電路來自制一個指針式熱敏溫度計。若電路中電源電壓為6V，定值電阻R0的阻值是5kΩ，那么與這個指針式熱敏溫度計的10℃溫度刻度對應的電壓表示數(shù)為多少？6、熱帶魚需要在一定的溫度范圍才能正常的生長，如圖甲是某同學家的水族箱工作原理圖，水族箱內安裝的電熱絲R1上標有“220V200W”的字樣，Rx為熱敏電阻，R2為滑動變阻器，當水面到達圖中所示的位置，接觸開關S1就會導通，水溫由22℃升高到設定值28℃，開關S2斷開，水溫自然冷卻到22℃時開關S2閉合，再次使水升溫，水族箱循環(huán)工作使箱內水溫穩(wěn)定在熱帶魚正常的生長范圍之內，水溫隨時間變化圖象如圖乙所示求：（1）熱敏電阻Rx隨溫度的升高而（選填“增大”或“減小”），理由是：（2）水族箱正常加熱時，通過電熱絲的電流是多少？（3）該水族箱一天消耗的電能。（4）若要將水族箱內的最高溫度調至30℃，滑動變阻器R2的滑片應向（選填“左”或“右”）移動7、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(shù)是多少？（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）8、某物理學習小組設計了一個機械自動拉開開關，如圖1所示。該裝置主要由滑輪組，重物C、鐵塊D、電磁鐵E以及杠桿AB和控制電路組成，重物C通過細繩與動滑輪Q相連，重物C、鐵塊D分別通過支架固定在杠桿AB兩端，支架與杠桿垂直。杠桿的B端置于水平臺面上，杠桿可以繞支點O在豎直平面內逆時針轉動，自動拉開開關被拉開前，杠桿在水平位置處于平衡狀態(tài)，已知滑輪Q的質量為0.2kg，OA:OB=3:1，重物C、鐵塊D的質量分別為1.5kg和3kg，若剛好拉開開關所需的拉力T為6N，D的正上方有一電磁鐵，它對D的吸引力大小F與通過的電流I的關系（如圖2所示），電源電壓為12V，滑動變阻器的最大阻值為20Ω，不計電磁鐵電阻，不計細繩、杠桿的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求：

(1)當控制電路上的電鍵S斷開，杠桿B端對水平臺面的壓力剛好為零時，與機械自動拉開開關相連的細繩上的拉力是多少？(2)閉合控制電路上的電鍵S后，當變阻器的滑片移到中點時，自動拉開開關剛好被拉開，則保護電阻R0的電阻值是多少？9、現(xiàn)有一個粗細均勻的金屬圓環(huán)，它是由一段銅絲和一段用同種材料制成的電阻絲連接而成的。為了研究它的導電性，小科把它接入到如圖甲所示的電路中。實驗時，小科先將觸點M與圓環(huán)上的A點連接，再移動滑動變阻器R1的滑片P至最右端后，閉合開關S，將觸點N從A開始沿逆時針方向滑動一周，在觸點N滑動的過程中，觸點M、N之間的電阻等效于一個變化的電阻，記為RMN。設滑過弧MN的長為x，電流表示數(shù)I與x之間的關系如圖乙所示。已知電源電壓恒為4.5V，銅絲的阻值不計，觸點接觸良好。粗細均勻、用同種材料制成的電阻絲阻值與其長度成正比。(1)由圖乙可知，該金屬圓環(huán)中銅絲的長度是______cm。(2)在觸點N滑動過程中，RMN的最大值是多少？(3)每1cm電阻絲的阻值是_______Ω。(提示：圖甲中M、N之間的電阻等效于M、N之間兩段弧形金屬絲并聯(lián)后的總電阻)(4)如圖丙所示，把M、N接到圓環(huán)其中一條直徑的兩端，將滑片P移到最左端后閉合開關S，通電1min，電路消耗的電能為W。求W的最大值。(計算過程中不需要說明取最大值的理由)10、如圖是測量壓力大小的工作