最新中考物理试题电学压轴题之传感器、变阻器等问题

1、学习-好资料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=1OQ, A为油量指示表(一只量程为 00.6A的电流表)，Rx为压敏电阻，它的上表面面积为10cm2,其他阻值与所受压力的变化如下图乙所示，当油箱加满油时，油量指示表的示数如下图丙所示。(1)当Rx所受压力为零时，Rx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 Rx的压力与压强各为多少？更多精品文档(1

2、)当F=0时，由图乙可知Rx =300Q(2)当油箱内汽油用完时，F=0, Rx =300Q由欧姆定律得 I=U/(Rx +R0 )=24V/(300 Q+10Q)=0.08A(3)当油箱加满油时，由题意及图内可知，止匕时 I=0.6A结合 I=U/(Rx +R0)得， Rx =U/I R0=24V/0.6A10Q=30Q当Rx =30Q时，由图乙可知此时 F=2.8N油对 Rx 的压强 p=F/S=2.8N/(10 t0-4m2)=2.8 103Pa2、(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

3、传感器所受压力越大时，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“ L1”“L2”)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)请你运用所学物理知识，说明超载的一项危害。(1)当

4、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=20 103kgM0N/kg=2 M05N当F=2X105N时，由图17可知输出电压U=1V。此装置要为该桥报警，当F=2X105N时，继电器线圈中电流I=20mA=2X 10-2A由欧姆定律得，RU/I=1V/ (2X10-2A) =50 QR=R 总一R 线=50 Q-20 Q =30。(3)由U=I(R+R线)可知，当R调为0时，输出电压最小，车的重最小时仍可报警。最小输出电压 U=IR线=2X10-2A

5、X20Q=0.4V.由图17可知，此时对应的压力F=0.8M05N=8X104N.(4)压强大，损坏路面(或质量大，惯性大，不易刹车)3、(2013南宁)图22甲所示是某工厂的水平传送带上产品运输及计数器的示意图。S为激光光源，能连续发射粗细忽略不计的激光束； R为光敏电阻，当有光照射时，其阻值较小， 无激光照射时，其阻值较大。每当水平传送带上的产品和传送带一起匀速通过S与R之间R两端电压随时间变化的规律如图22乙所示。已知计数器的电源电压为 3V,保护电阻Ro=2OO 。若水平传送带上的 产品均是边长a=0.1m、质量m=2.5kg的实心正方体，求：(1)产品的密度；(2)产品对传送带的压强

6、；(3)传送带传输产品的速度；(4)计数器工作1min,光敏电 阻R在有激光照射时消耗的 电能。甲图22乙时，射向光敏电阻的激光被产品挡住，通过电压表测出光敏电阻(1)正方体产品的体积 V=a3=(0.1m)3=1 x10-3m3产品的密度 p =m/V=2.5kg/(1 X10-3m3)=2.5 103kg/m3(2)产品对传送带的压力 F=G=mg=2.5kg X10N/kg=25N S=(0.1m)2=0.01m2产品对传送带的压强 p=F/S=25N/(0.01m2)=2.5 103Pa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

7、较大，结合图乙可知无光照射时间为0.2s。传送带传输产品的速度 v=a/t=0.1m/0.2s=0.5m/s.(4)从乙图可知，有激光照射时 R两端电压Ui=1V,电路中的电流 I=(U-U i)/R0=(3-1)V/200 Q =0.01Aimin内有光照射 R的时间t=60 8.4/0.6 s=40s其消耗电能 W=UiIt=1V 8.01A M0s=0.4J4、(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

8、升 15m,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Ul= 6V,保护电阻R= 100 ，电阻式压力传感器(压敏电阻)R2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。庄锹甩阻R2甲乙(3)在控制电路中，当压敏电阻R2受

9、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)(1) p=F/S=G/S=500N/0.05m2= 1X04Pa(2)v=s/t=15m/20s=0.75m/s学习-好资料W=Gh=500N 15m=7.5M03JP=W/t=7.5 103J/20s=375W(3)控制电路的用电器由Ri和R2串联组成，当压敏电阻R2受到的压力F增大 时，其阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁磁性增强

10、。(4)总质量为 1000kg 的乘客的总重 G=mg=1000kg 10N/kg=10000N.当压力F=10000N时，由图乙可知 R2=100Q这时控制电路中的电流 I=U/(R1+R2)=6V/(100 Q +100Q)=0.03A=30mA 30mA20mA,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.R)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 9V不变.g取 1ON/

11、Kg.(1)空载时.电压表的示数为 1V.求R的阻值.(2)该电子秤的量程多大？(3)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 就口何连接?in|B4* *!*(1)空载时，踏板的重力 G0=m0g=5kg X0N/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R1等于240Q.由欧姆定律可得通过压敏电阻的电流 I1= (U-U1)/R1=(9V-1V)/240 Q=1/30A压敏电阻和R0串联，由欧姆定律可得 R0的阻值：R0=U1/l1=1V/(1/30A)=30 Q.电子秤量程最大时对应

12、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l2=U2/R0=3V/30 Q=0.1A因为压敏电阻和R0串联，由欧姆定律可得压敏电阻的阻值R2为：R2= (U U2)/|2=(9V 3V)/0.1A=60 Q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 X0N/kg=1100N因为踏板的重力为50N,所以压敏电阻受到的总压力为1150N.由图像可得，当压敏电阻所受压力为 1150N时，其对

13、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总二2=9V/0.1A=90 Q串联的电阻 R 加-R 总一R3 Ro=90Q-20Q- 30 Q =40Q电流表的示数为I2=f 11 ；5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Si和电源相连，电源电压U=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 S2O现只闭合Si,电流表示数I

14、i=1A;若把EF从两中点间向左边移动一段距离后,若把EF从两中点间向右边移动一段距离后，电流表的本数为I3=2Ii。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AR左、A R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10V1A二10。- U 10V _R 总 2=12.5。120.8A=5Q13 2AAR左=R 总2- R总 1 = 12.5Q-10Q=2.5QA R右二 R 总 1- R总3 = 10Q-5Q=5QR一(2)由题意 REF=q

15、=10Q/2=5QR cd=2Ref =10 Q2由 P=I2R 得 PefPh= (I22XRef)(3)此时Ref与Rcd并联(I22X R 总.2)= Ref : R 总2 =2:5更多精品文档P 总3 =U-REF解：(1)由 P UI丫得R6V 23W12当滑片在A端时，Rab0 ，小灯泡正常发光=(10V) 2/5 Q +(10V)2/10 Q =30WRcd7、(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的字样。闭合开关S后，把滑片P移到A端时，小灯泡正

16、常发光；把滑片P移到B端时, 电流表的示数为0.2 A .(小灯泡的阻值不随温度变化)求:(1)小灯泡的电阻(2)铅笔芯的最大阻值(3)当滑片P滑到B端时，小灯泡的实际功率电源电压U 6V 当滑片在B端时：U L IR 0,2A 122.4VU ab U U l 6V 2.4V3.6VRABAB3.6V0.2A18(3)当滑片P滑到B端时，小灯泡的实际功率:P UI I 2R 0.2A 2 120.48W8、 (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

17、。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)变阻器连入电路的电阻乙,电流表的示数(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1V,则被测物体的质量是 kg。(1) “去表”简化电路，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

18、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=1.5kgX1/3=0.5kg。答案：(1)不变 (2)不变 变大 (4) 0.59、(2013遂宁)在如图所示电路中，电源电压保持不变，灯 L标有“4v 1.6w”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 动变阻器做功为16焦。(灯L的电阻保持不变)求：(1)灯L的阻值为多少二*ab c a-(2)滑动变阻器R的最大

19、阻值为多少(3)电源电压是多少V?(4)滑片P在b端时电压表的示数为 U1；将滑片置于变阻器的某 一位置D时，电压表本数为 6,且Ui: U2=8: 5,则P置于D时 灯L实际消耗的电功率是多少W?(1)灯 L 的阻值为 Rl=U 额2/P 额=(4V)2/1.6W=10Q(2)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I0=I额=P额/U额=1.6W/4V=0.4A已知20秒内电流对滑动变阻器做功为16焦，由WR=Il2Ract可算出Rac：RaC=WR/(l02t)=16J/(0.42A2X20s)=5 Q由题意可知滑动变阻器 R的最大阻值Rab=4Rac=4X5Q=20Q(3)由欧姆定律可计算出电源电压 U: U=Io(Rac+RL)=0.4A X(5Q+10Q)=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Ii:Ii=U/(Rab+RL)=6V/(20 Q+10Q)=0.2A电压表测的是滑动变阻器的电压，由欧姆定律可计算出此时滑动变阻器的电压Ui=IiRab=0.2AX20Q=4V当滑片P在另一位置D