1電學(xué)綜合計(jì)算類（原卷版）

中考第三輪復(fù)習(xí)計(jì)算題之一——電學(xué)綜合計(jì)算類1、為了檢驗(yàn)飛船艙門的密封性能，科研人員將待檢驗(yàn)的艙體M置于一個(gè)不漏氣的集氣空腔N中（如圖甲）。先對(duì)艙體M充入壓強(qiáng)為1×105Pa的空氣，然后把空腔N抽成真空，若艙門漏氣，一段時(shí)間后便會(huì)有氣體從艙體M進(jìn)空腔N中，艙體M中的壓強(qiáng)將減小，空腔N中的壓強(qiáng)將增大。其中RM、RN是兩個(gè)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(jì)艙體M器壁的體積，整個(gè)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(guān)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(duì)應(yīng)的電阻值（Ω）1008060443025201612108（1）若艙門不漏氣，單刀雙擲開關(guān)S接b時(shí)，R0兩端電壓為多少V？（2）實(shí)驗(yàn)表明，一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)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(shí)間后，M、N中的壓強(qiáng)相等，氣體總體積變?yōu)?V。若開關(guān)S接在a處，此時(shí)整個(gè)電路消耗的總功率是多少W？（3）在檢驗(yàn)過程中的某時(shí)刻，開關(guān)接a時(shí)壓敏電阻RM兩端電壓為UM、RM的功率為PM，開關(guān)接b時(shí)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(shí)艙體M內(nèi)外氣壓差是多少Pa？2、為響應(yīng)寧波市政府提出的“創(chuàng)建海綿型城市”的號(hào)召，小科設(shè)計(jì)了如圖所示的市政自動(dòng)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(yáng)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(guān)系如下表。（壓板、杠桿和硬質(zhì)連桿的質(zhì)量及電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，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(shí)將控制電路的蓄電池充滿電。此“發(fā)電玻璃”的光電轉(zhuǎn)化效率為多少？（太陽(yáng)能輻射到每平方米地面上的平均功率按1kW計(jì)算）（2）按照設(shè)計(jì)要求，當(dāng)水位上升到浮體剛好全部浸入水中時(shí)，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(dòng)，定值電阻R0的阻值為多少？（3）當(dāng)水位回落到浮體只有2/5體積浸入水中時(shí)，硬質(zhì)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(yīng)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(shí)際調(diào)試過程中，小科發(fā)現(xiàn)水位已達(dá)到安全位置上限，但排水裝置還未啟動(dòng)。如果在其他條件保持不變的前提下，要使排水裝置符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)該將與壓敏電阻相連的壓板向（選填“左”或“右”）移動(dòng)。3、小明觀察到高速公路進(jìn)出口處設(shè)有測(cè)量貨車重力檢測(cè)裝置，他利用學(xué)過的物理知識(shí)設(shè)計(jì)了一套測(cè)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(zhǎng)1m，O為支點(diǎn)，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(guān)系如圖乙所示。平板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)。(1)當(dāng)電池組電壓U0＝12V，平板上物體所受重力分別是80N和100N時(shí)，閉合開關(guān)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(shí)平板上物體重100N時(shí)，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(duì)應(yīng)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(diào)節(jié)杠桿上觸點(diǎn)A的位置，試判斷并計(jì)算觸點(diǎn)A應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)？移動(dòng)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(biāo)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(xì)均勻的金屬絲(同一條金屬絲的阻值與其長(zhǎng)度成正比)。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P從A點(diǎn)滑到O點(diǎn)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(shí)，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(dòng)圖甲中滑片P到OB段，當(dāng)PB=23OB時(shí)，電流表示數(shù)為0.36A；當(dāng)PB=12OB時(shí)，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(guān)S，使滑片P在OC上移動(dòng)，當(dāng)PO=13OC時(shí)，電壓表示數(shù)為4.8V；當(dāng)PO=15、太陽(yáng)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(lái)檢測(cè)水位和水溫變化，從而自動(dòng)控制進(jìn)水、加熱等。某型號(hào)的太陽(yáng)能熱水器的“水位水溫傳感器”有紅、藍(lán)、白、綠四根不同顏色的引出線，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，其中四個(gè)電阻阻值都等于10kΩ，水箱內(nèi)A、B、C、D、E、F、G、H均為裸露的金屬觸點(diǎn)，忽略水的電阻。（1）水位傳感器利用不純凈的水能導(dǎo)電，且電阻可以忽略的性質(zhì)來(lái)工作的，因此浸入水面下的電阻被（填“短路”或“斷路”）·若水箱內(nèi)的實(shí)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(diǎn)與藍(lán)線之間。（2）太陽(yáng)能熱水器陰雨天時(shí)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(zhǎng)時(shí)間？【c水（3）現(xiàn)有一個(gè)維修替換下來(lái)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(guān)系如圖乙所示，小科設(shè)計(jì)如圖丙所示的電路來(lái)自制一個(gè)指針式熱敏溫度計(jì)。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(gè)指針式熱敏溫度計(jì)的10℃溫度刻度對(duì)應(yīng)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(zhǎng)，如圖甲是某同學(xué)家的水族箱工作原理圖，水族箱內(nèi)安裝的電熱絲R1上標(biāo)有“220V200W”的字樣，Rx為熱敏電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)水面到達(dá)圖中所示的位置，接觸開關(guān)S1就會(huì)導(dǎo)通，水溫由22℃升高到設(shè)定值28℃，開關(guān)S2斷開，水溫自然冷卻到22℃時(shí)開關(guān)S2閉合，再次使水升溫，水族箱循環(huán)工作使箱內(nèi)水溫穩(wěn)定在熱帶魚正常的生長(zhǎng)范圍之內(nèi)，水溫隨時(shí)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(shí)，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(nèi)的最高溫度調(diào)至30℃，滑動(dòng)變阻器R2的滑片應(yīng)向（選填“左”或“右”）移動(dòng)7、某款水位自動(dòng)測(cè)控儀的測(cè)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(zhǎng)40cm，阻值為20Ω，其接入電路的阻值與對(duì)應(yīng)棒長(zhǎng)成正比。金屬?gòu)椈缮隙斯潭ǎ琍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(jì)。圓柱體M通過無(wú)伸縮的輕繩掛在彈簧下端，重80N，高60cm，底面積為100cm2。當(dāng)水位處于最高位置A時(shí)，M剛好浸沒在水中，此時(shí)滑片P恰在R1最上端；當(dāng)水位降至最低位置B時(shí)，M的下表面剛好離開水面。已知彈簧所受拉力F與其伸長(zhǎng)量ΔL的關(guān)系如圖乙所示。閉合開關(guān)S。求：（1）當(dāng)水位處于位置A時(shí)，M受到的浮力；（2）水位由位置A降至B這一過程，彈簧的長(zhǎng)度增加了多少？（3）水位降至位置B時(shí)，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(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)械自動(dòng)拉開開關(guān)，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(xì)繩與動(dòng)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(tái)面上，杠桿可以繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)拉開開關(guān)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(zhì)量為0.2kg，OA:OB=3:1，重物C、鐵塊D的質(zhì)量分別為1.5kg和3kg，若剛好拉開開關(guān)所需的拉力T為6N，D的正上方有一電磁鐵，它對(duì)D的吸引力大小F與通過的電流I的關(guān)系（如圖2所示），電源電壓為12V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω，不計(jì)電磁鐵電阻，不計(jì)細(xì)繩、杠桿的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求：

(1)當(dāng)控制電路上的電鍵S斷開，杠桿B端對(duì)水平臺(tái)面的壓力剛好為零時(shí)，與機(jī)械自動(dòng)拉開開關(guān)相連的細(xì)繩上的拉力是多少？(2)閉合控制電路上的電鍵S后，當(dāng)變阻器的滑片移到中點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)拉開開關(guān)剛好被拉開，則保護(hù)電阻R0的電阻值是多少？9、現(xiàn)有一個(gè)粗細(xì)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(dǎo)電性，小科把它接入到如圖甲所示的電路中。實(shí)驗(yàn)時(shí)，小科先將觸點(diǎn)M與圓環(huán)上的A點(diǎn)連接，再移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P至最右端后，閉合開關(guān)S，將觸點(diǎn)N從A開始沿逆時(shí)針方向滑動(dòng)一周，在觸點(diǎn)N滑動(dòng)的過程中，觸點(diǎn)M、N之間的電阻等效于一個(gè)變化的電阻，記為RMN。設(shè)滑過弧MN的長(zhǎng)為x，電流表示數(shù)I與x之間的關(guān)系如圖乙所示。已知電源電壓恒為4.5V，銅絲的阻值不計(jì)，觸點(diǎn)接觸良好。粗細(xì)均勻、用同種材料制成的電阻絲阻值與其長(zhǎng)度成正比。(1)由圖乙可知，該金屬圓環(huán)中銅絲的長(zhǎng)度是______cm。(2)在觸點(diǎn)N滑動(dòng)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(guān)S，通電1min，電路消耗的電能為W。求W的最大值。(計(jì)算過程中不需要說(shuō)明取最大值的理由)10、如圖是測(cè)量壓力大小的工作