2013年中考物理试题分类汇编-电学压轴题之传感器、变阻器等问题

1、2013年中考物理试题电学压轴题之传感器、变阻器等问题1、（2013孝感）如下图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V,Ro二10Q, A为油量指示表（一只量程为00.6A的电流表），2,其他阻值与所受压力的变化如下图乙所 示，当心为压敏电阻，它的上表面面积为10cm油箱加满油时，油量指示表的示数如下图丙所示。（1）当&所受压力为零时，艮的阻值为多少？（2）当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是 多 少？（计算结果保留两位小数）（3）油箱装满油时，油对&的压力与压强各为多少？（1）当F二。时，由图乙可

2、知&二300Q（2）当油箱内汽油用完时,F=0, Rx=300Q由欧姆定律得 I=U/ （Rx+Ro） =24V/ （30。Q+10 Q） =0. 08A 当油箱加满油时，由题意及图丙可知，此时I二0.6A结合 I 二 U/(Rx+Ro)得，RFU/I-Ro=24V/O. 6A10Q 二 30Q当Rx=30 Q时，由图乙可知此时F=2. 8N*012）=2. 8X103pa 油对 Rx 的压强 p 二 F/S 二 2. 8N/ （10 X102、（2013河南）小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调 的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图16所示。他了解到这种压力传感器

3、所受压力越大时，输出的电压U就越大，二者的关系如图17所示。闭合开关S,当继电器线圈中电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压,线圈的电阻为20Qo（1）车辆不超载时， 工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说 明汽车超载。请你判断灯（选填"L或“L/ )是红灯。(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小强设计激光被产品挡住端规律如图22乙所示F：t随时由变技的的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？(g取10N/kg)(3)在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少？(4)请你运用所

4、学物理知识，说明超载的一项危害。(1)当传感器所受压力增大到一定程度时，由题意可知输出电压增大到一定程 度，继电器线圈中电流等于或大于20mA衔铁被吸合，灯L2亮，即L2是红灯。 (2)质量为20t的车辆对桥的压力F=G=mg=2X)10IgX 10N/kg=2X105N 5N时，由图17可知输出电压U二IV。当F二2X ICPn时，继电器线圈中电流I=20mA=2Xl(PA此装置要为该桥报警,当F=2X 10由欧姆定律得，R之)=50Q总二 U/I 二 IV/ (2X 10R 二 R 总一 R 线二 50 Q -20 Q =30 Q由U二I(R+R线)可知，当R调为。时，输出电压最小，车的重

5、最小时仍可 报警。最小输出电压U二IR <AX 20Q0.4V 线二 2X 105N=8X1ON .由图17可知，此时对应的压力F=0,8X10(3)传送带传输产品的速度；(4)计数器工作Imin,光敏电(4)压强大，损坏路面(或质量大，惯性大，不易刹车)a S0 光之溯 .2 zom公击二(看。甲普示是某工厂的水学送带上开品运输及计数即的赦图。S为才光照时时其阻值3、(2013 南丁)图 22 甲一.激光光源，能连续发射粗细忽略不计的微儿儿匕典丛当行T激光、照射时，其阻值较大。金丁当水悯廉门站品融送诂鼻-时，曲反；苗端甲氐3VrWWllo=21)OQo产品均是边长a=0. Im、质量m

6、=2.5施的实心正方彳；芋水平居送啸上的：0 0204 060产品的密度；(2)产品对传送带的压强；阻R在有激光照射时消耗的电能。(1)正方体产品的体积v二a3=(0. lm)3=ix 10V-3m3)=2. 5X103kg/m3 产品的密度 P =m/V=2. 5kg/(IX 10 产品对传送带的压力 F=G=mg=2. 5kgX 10N/kg=25NS=(0. Im)2=0. 01m22)=2. 5X103Pa产品对传送带的压强p=F/S=25N/(0.01m(3)当产品通过S与R之间时，光敏电阻R无光照射，由题意可知其阻值较大，根据串联分压的规律此时电压表示数较大，结合图乙可知无光照射时

7、间为0. 2s。传送带传输产品的速度v=a/l=0. lm/0. 2s=0. 5m/s.(4)从乙图可知，有激光照射时R两端电压U1=1V,电路中的电流 1= (U-Uj/Ro= (3-1) V/200 Q =0.01A Imin 内有光照射 R 的时间 t=60X0. 4/0. 6s=40s其消耗电能 W=UJt=lVX0 - 01AX40S 二。 4J4、(2013娄底)电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住东方豪苑某栋6楼，放学后，乘电梯回家：(1)若小明的体重为500N,脚与电梯地面的总接触面积为0. 05m2 ,则小明对电梯地面的压强为多少？(2)若电梯在20s内将小明匀速提升15m

8、,在此过程中，电梯上升的速度是多少?电梯对小明做了多少功？电梯对小明做功的功率为多少？小明又查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S,电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报 警铃声，闭合开关S,电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U=6V,保护电 阻R=100Q,电阻 式压力传感器(压敏电阻)R的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电.梯底架自重和电磁铁线圈的 阻值都忽略不计。早 品一 一:T作控制 电路0压敏电阻R2甲乙(3)在控制电路中,

9、当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，从而使电磁铁 的磁性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。(4)若电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声。当该电梯厢内站 立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？(g取10N/kg)2=lX105Pa(1) p=F/S二G/S=500N/0. 05m(2) v=s/t=15m/20s=0. 75m/sW二Gh=500>Nl5m=7. 5X 103JP=W/t=7. 5X1 ()3j/20s=375W(3)控制电路的用电器由R和&串联组成，当压敏电阻&受到的压力F增大 时，其阻值减小，电

10、路中的电流增大，电磁铁磁性增强。(4)总质量为 1000kg 的乘客的总重 G=mg= 1000k>A10N/kg= 10000N.当压力F=10000N时，由图乙可知R2二100Q这时控制电路中的电流 I：U/R+R2)：6V/(100Q+100Q)：0 03A=30mA30mA>20mA,由题意可知，衔铁被吸住，电铃发出警报声，说明电梯超载。5、(2013烟台)图19甲是某型号电子秤，其原理结构如图19乙所示.为定值电阻，R是压敏电阻， 其阻使随所受压力F变化的关系如图19丙所示，改写电压表(量程为3V)的表盘数值后可直接读出所称物体的质量.设踏板的质量为5Kg,电源电压保持9

11、V不变.g取10N/Kg (1)空载时.电压表的示数为IV.求R0的阻值.(2)该电子秤的量程多大？ 如果保持电子秤结构和电压表量程不变，只在电路中增加一个电阻.使电子秤的量程变为110kg ,计算说明应使用多大的电阻?如何连接?MMBMHHi iiMi MM* ,小 I 空载时，踏板的重力Go=m°g=5kg X 10N/kg=50N 根据图像可知，当压敏电阻所受压力为50N时，其对应的电阻为R等于240 Q.由欧姆定律可得通过压敏电阻的电流I二(U-U1)/R1= (9V-1V)/24OQ =l/30A压敏电阻和R。串联，由欧姆定律可得R。的阻值：Ro=U 1 /11=1 V/(

12、l/3OA)=3OQ 电子秤量程最大时对应着电压表量程的最大值，此时R。分得电压为3V,此时电路中的电流12二U/R。二 3V/30 Q 二 0. 1A因为压敏电阻和R。串联，由欧姆定律可得压敏电阻的阻值&为：R2=(U-U2)/12=(9V-3V)/0. 1A 二 60Q由图像可得60Q的压敏电阻对应的压力为950N,且踏板的重力为50N,所以此时能称量的最大质量为m=G/g=(950N- 50N)/10N/kg=90kg(3)当电子秤的量程变为110kg时，由重力公式可得：G=m g= 110kg X1 ON/kg= 1100N因为踏板的重力为50N,所以压敏电阻受到的总压力为11

13、50N.由图像可得，当压敏电阻所受压力为U50N时，其对应的电阻为R3等于20Q.根据欧姆定律可得此时电路的总电阻R总二U/4二9V/0. 1A=9O Q串联的电阻 R 加二 R 总一 R3 R0=90 Q 20 Q 30 Q 二 40 Q图34要使电子秤的量程变为110kg,应串联一个阻值为40Q的电阻。6、(2013成都)某兴趣小组设计了如图34所示电路，AB为裸 导线，CD、EF是材料、粗细完全相同的均匀裸电阻丝，其电阻与长度成正比。AB、CD平行放置，并用导线与电流表、开关S和电源相连,电源电压U二10V,EF垂直放置在AB、CD的中 点间，且接触良好，CD=2EF, A、C两点有开关

14、S2。现只闭合4S，电流表示数I严1A；若把EF从两中点间向左边移动一段距离后，电流表的示数为12二11；5若把EF从两中点间向右边移动一段距离后，电流表的示数为IF2L。求：(1)在上述EF向左、向右移动过程中，电路总电阻的变化量大小 R左、AR 右各为多少?(2)电流表示数为12时，EF消耗的功率与电路消耗的总功率之比为多少？(3)把EF移动到B、D两点间，再闭合两开关，电路消耗的总功率为多少？(1)电路为串联电路TT invR总 1 二二 二10 QI 1A 1U 10Vr 邙 2 一 =12.5 0心 I 0.8A2U 10V二 5Q二 I 2A一 3 = R 左 总 2R 总 1=1

15、2. 5Q10Q-一 D ) « C R右 总 LR 总 3 二 10Q 5Q(2)由题意 REF 二 咯=10Q 12=5 QRCD=2Ref=10QR 总 2 二 2： 52R 得松：口 总二(IJXRJ :(I22XR 总 2)二 REF：由 P 二 I2XRef) ： (l22XR(3)此时Ref与Rcd并联ZZP 冲二 +二(10V)2/5Q+(10V)2/10Q=30Wy 3 uREFRCD7、(2013乐山)寒寒在学习了滑动变阻器的原理后，用铅笔芯代替电阻线制作了一盏实验 台灯。如 图所示是台灯的原理图，AB表示铅笔芯，P是滑片，寒寒选择的小灯泡L上标有“6V3W”的字

16、样。闭合开父S后，把滑片P移至U A端时，小灯泡正常发光；把滑片: 电流表的示数为0.2A.(小灯泡的阻值不随温度变化)求： II*(1)小灯泡的电阻 铅笔芯的最大阻值当滑片P(2)滑到B端时，小灯泡的实际功率解：由PUI得32 GU6V= R12P3W(2)当滑片在A端时，MO, 4耳包正常发光电奥电匡U6譬滑片在端麻_ULIRO. 2A122. 4VUabUUl6V2. 4V3. 6V岛u琏3廊§10. 2A(3)当滑片P滑到B端时，小灯泡的实际功率:22PUIIRO. 2A120. 48W8、(2013株洲)如图甲所示，是研究小组的同学们自制的简易电子秤原理图，它利用电压 表的

17、 示数来测物体的质量，托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不 计，弹簧置于绝缘底座上。不计摩擦，弹簧始终在弹性限度内，电源电压恒定。当盘中没有放物体时，滑片P在滑动变阻器的最上端，电压表的示数为0。当称量物体的质量 时，滑片P在物体对电子秤的压力作用下向下端滑动，此过程中：(1)变阳器连入电路的电阻，电流表的示数.电压表的示数(填“变 大” “变小”或“不变”)：(2)经研究分析得出被测物体的质量与电压表的示数满足如乙图所示的关系，这样把电压对 应的质量刻在电压表的刻度盘上，就可以直接读出被测物体的质量。若电压表的示数为IV,则被测物体的质量是k (1) “去表”简化电路

18、，可以判断出滑动变阻器的全部阻值接入电路，滑片的移动并不能改 变连人的阻值，故电路中电流也不会改变；电压表测的是滑动变阻器上面一段电阻的电压，滑 片向下滑动，上面一段电阻的阻值增大，其分得电压将增大，电压表的示数增大。(2)由图乙可判断出物体质量m与电压U成正比，此时电压是标出电压的1/3,故物体的质量 是标出质量的 1/3,即 m=l. 5kgX 1/3=0. 5kg。答案：(1)不变不变变大(4)0.5 9、(2013遂宁)在如图所示电路中，电源电压保持不变，灯L标有“4vl.6w”字样。闭合开关 S,当滑片P置于滑动变阻器的C点时，Rab=4Rac，灯L正常发光，20秒内电流对滑动变阻器

19、做 功为16焦。(灯L的电阻保持不变)求：(1)灯L的阻值为多少Q?(2)滑动变阻器R的最大阻值为多少Q ?(3)电源电压是多少V?(4)滑片P在b端时电压表的示数为将滑片置于变阻器的某一位置D 时，电压表示数为IL,且U" 5=8： 5,则P置于D时 灯L实际消耗的电 功率是多少W?(1)灯匕的阻值为Rl=U2/P 额二(4V)2/1.6W=10Q额 2/1.6W=10Q滑动变阻器与灯L串联，当滑片P置于C点时，灯L正常发光。此时电路中的电流1尸1额二p额/U额二1 6W74V=0. 4A2R3ct可算出Rac：已知20秒内电流对滑动变阻器做功为16焦，由肛二I】Rac=WR/(I02t)=16J/(0. 42A2X2OS)=5Q由题意可知滑动变阻器R的最大阻值Rab=4Rac=4 X 5 =20 Q(3)由欧姆定律可计算出电源电压U： U二1。(也+1V)二0.4AX (5Q+10Q )二 6V(4)滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大。由欧姆定律可计算出此时电路中的电流luIFU/ (