1电学综合计算类(原卷版+解析)

中考第三轮复习计算题之一——电学综合计算类1、为了检验飞船舱门的密封性能，科研人员将待检验的舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中（如图甲）。先对舱体M充入压强为1×105Pa的空气，然后把空腔N抽成真空，若舱门漏气，一段时间后便会有气体从舱体M进空腔N中，舱体M中的压强将减小，空腔N中的压强将增大。其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻，已知舱体M的容积为V，空腔N真空部分的容积为V，不计舱体M器壁的体积，整个过程温度不变。电路中R0的阻值为20Ω，电源电压为12V，压敏电阻RM、RN的阻值随气压变化的关系如表：压敏电阻受到的气压（×105Pa）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0压敏电阻对应的电阻值（Ω）1008060443025201612108（1）若舱门不漏气，单刀双掷开关S接b时，R0两端电压为多少V？（2）实验表明，一定质量的气体在温度不变的情况下，压强随体积的变化如图乙所示。若空气从舱体M中逸出，经过一段时间后，M、N中的压强相等，气体总体积变为2V。若开关S接在a处，此时整个电路消耗的总功率是多少W？（3）在检验过程中的某时刻，开关接a时压敏电阻RM两端电压为UM、RM的功率为PM，开关接b时压敏电阻RN两端电压为UN、RN的功率为PN，若UM：UN＝1：2，且PM：PN＝5：4，则此时舱体M内外气压差是多少Pa？2、为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AO：BO＝4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V）压敏电阻受到的压力F/N60120180240300360420480…压敏电阻R阻值/Ω500360260180120806555…（1）“发电玻璃”的面积为1.2m2，它5小时将控制电路的蓄电池充满电。此“发电玻璃”的光电转化效率为多少？（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算）（2）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动，定值电阻R0的阻值为多少？（3）当水位回落到浮体只有2/5体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？（4）该浮体的密度是多少kg/m3？（5）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向（选填“左”或“右”）移动。3、小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。(1)当电池组电压U0＝12V，平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，分别求出电流表的读数；(2)电池组用久后电压变小为U1，这时平板上物体重100N时，电流表读数为0.3A，求U1的大小；(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为U1，要求平板上重为100N的物体对应的电流表读数和电池组电压U0＝12V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：①其它条件不变，只更换电阻R0，试求出更换后的R0′的大小。②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？移动多少厘米？4、如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V2.4W"字样，其灯丝电阻随温度的升高而增大；OA、OB、OC是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝(同一条金属丝的阻值与其长度成正比)。闭合开关S，当滑片P从A点滑到O点过程中，电流表示数和灯泡L亮度均保持不变。

（1）求灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小。（2）金属丝OA的电阻Ra=Ω。（3）继续滑动图甲中滑片P到OB段，当PB=23OB时，电流表示数为0.36A；当PB=12OB时，小灯泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关S，使滑片P在OC上移动，当PO=13OC时，电压表示数为4.8V；当PO=15、太阳能热水器的电脑芯片可以通过“水位水温传感器”的电阻变化来检测水位和水温变化，从而自动控制进水、加热等。某型号的太阳能热水器的“水位水温传感器”有红、蓝、白、绿四根不同颜色的引出线，其内部结构示意图如图甲所示，其中四个电阻阻值都等于10kΩ，水箱内A、B、C、D、E、F、G、H均为裸露的金属触点，忽略水的电阻。（1）水位传感器利用不纯净的水能导电，且电阻可以忽略的性质来工作的，因此浸入水面下的电阻被（填“短路”或“断路”）·若水箱内的实际水位已经下降，但它的显示屏总显示水是满的，则水位传感器的故障位于红线上的（填字母）点与蓝线之间。（2）太阳能热水器阴雨天时需要电轴助加热，已知加热功率为1500W，要把水箱里的160g水从20℃加热到50℃，需要多长时间？【c水（3）现有一个维修替换下来的“水位水温传感器”，其热敏电阻完好，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，小科设计如图丙所示的电路来自制一个指针式热敏温度计。若电路中电源电压为6V，定值电阻R0的阻值是5kΩ，那么与这个指针式热敏温度计的10℃温度刻度对应的电压表示数为多少？6、热带鱼需要在一定的温度范围才能正常的生长，如图甲是某同学家的水族箱工作原理图，水族箱内安装的电热丝R1上标有“220V200W”的字样，Rx为热敏电阻，R2为滑动变阻器，当水面到达图中所示的位置，接触开关S1就会导通，水温由22℃升高到设定值28℃，开关S2断开，水温自然冷却到22℃时开关S2闭合，再次使水升温，水族箱循环工作使箱内水温稳定在热带鱼正常的生长范围之内，水温随时间变化图象如图乙所示求：（1）热敏电阻Rx随温度的升高而（选填“增大”或“减小”），理由是：（2）水族箱正常加热时，通过电热丝的电流是多少？（3）该水族箱一天消耗的电能。（4）若要将水族箱内的最高温度调至30℃，滑动变阻器R2的滑片应向（选填“左”或“右”）移动7、某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V，定值电阻R0＝10Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。金属弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N，高60cm，底面积为100cm2。当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示。闭合开关S。求：（1）当水位处于位置A时，M受到的浮力；（2）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？（3）水位降至位置B时，电压表的示数是多少？（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）8、某物理学习小组设计了一个机械自动拉开开关，如图1所示。该装置主要由滑轮组，重物C、铁块D、电磁铁E以及杠杆AB和控制电路组成，重物C通过细绳与动滑轮Q相连，重物C、铁块D分别通过支架固定在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直。杠杆的B端置于水平台面上，杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动，自动拉开开关被拉开前，杠杆在水平位置处于平衡状态，已知滑轮Q的质量为0.2kg，OA:OB=3:1，重物C、铁块D的质量分别为1.5kg和3kg，若刚好拉开开关所需的拉力T为6N，D的正上方有一电磁铁，它对D的吸引力大小F与通过的电流I的关系（如图2所示），电源电压为12V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，不计电磁铁电阻，不计细绳、杠杆的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求：

(1)当控制电路上的电键S断开，杠杆B端对水平台面的压力刚好为零时，与机械自动拉开开关相连的细绳上的拉力是多少？(2)闭合控制电路上的电键S后，当变阻器的滑片移到中点时，自动拉开开关刚好被拉开，则保护电阻R0的电阻值是多少？9、现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段用同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、用同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。(1)由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是______cm。(2)在触点N滑动过程中，RMN的最大值是多少？(3)每1cm电阻丝的阻值是_______Ω。(提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻)(4)如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后闭合开关S，通电1min，电路消耗的电能为W。求W的最大值。(计算过程中不需要说明取最大值的理由)10、如图是测量压力大小的工作原理图，其中M、N均为绝缘材料，M、N间有可收缩的导线（电阻大小不计），弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压恒为12V，已知压力F的大小与R2的阻值大小成正比例关系。闭合开关S，压力F=0时滑片P在最上端：压力为1N时，电流表示数为1A，电压表示数为3V，当滑片P滑至最下端时，电压表示数为7.5V求：(1)定值电阻R1；(2)当滑片P滑至最下端时，压力F的大小；(3)压力F的大小与电压表示数U2之间的函数关系表达式。中考第三轮复习计算题之一——电学综合计算类1、为了检验飞船舱门的密封性能，科研人员将待检验的舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中（如图甲）。先对舱体M充入压强为1×105Pa的空气，然后把空腔N抽成真空，若舱门漏气，一段时间后便会有气体从舱体M进空腔N中，舱体M中的压强将减小，空腔N中的压强将增大。其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻，已知舱体M的容积为V，空腔N真空部分的容积为V，不计舱体M器壁的体积，整个过程温度不变。电路中R0的阻值为20Ω，电源电压为12V，压敏电阻RM、RN的阻值随气压变化的关系如表：压敏电阻受到的气压（×105Pa）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0压敏电阻对应的电阻值（Ω）1008060443025201612108（1）若舱门不漏气，单刀双掷开关S接b时，R0两端电压为多少V？（2）实验表明，一定质量的气体在温度不变的情况下，压强随体积的变化如图乙所示。若空气从舱体M中逸出，经过一段时间后，M、N中的压强相等，气体总体积变为2V。若开关S接在a处，此时整个电路消耗的总功率是多少W？（3）在检验过程中的某时刻，开关接a时压敏电阻RM两端电压为UM、RM的功率为PM，开关接b时压敏电阻RN两端电压为UN、RN的功率为PN，若UM：UN＝1：2，且PM：PN＝5：4，则此时舱体M内外气压差是多少Pa？【解答】解：（1）由电路图可知，当单刀双掷开关S接b时，RN与R0串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，把空腔N抽成真空，可知RN的电阻为100Ω，根据欧姆定律可知，电路中的电流为Ib＝＝＝0.1A，根据欧姆定律可得R0两端电压U0＝IbR0＝0.1A×20Ω＝2V；（2）当M、N中的气体压强相等时，气体的体积变为2V，由图乙可知，M、N中的气压值均为0.5×105Pa，查表可知，此时RM、RN的电阻值均为25Ω，开关S接在a处，RM与R0串联，则此时整个电路消耗的总功率：P＝＝＝3.2W；（3）根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知：开关接a时，RM两端的电压UM＝U﹣Ua，开关接b时，RN两端的电压UN＝U﹣Ub，已知：UM：UN＝1：2，即：＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①已知：PM：PN＝5：4，即：＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解①②得：RM＝RN，Ia＝Ib；因电源电压一定，根据串联电路的特点和欧姆定律可知：U＝Ia（RM+R0），U＝Ib（RN+R0），所以，Ia（RM+R0）＝Ib（RN+R0），即：Ib（RN+20Ω）＝Ib（RN+20Ω）解得：RN＝60Ω，RM＝RN＝×60Ω＝12Ω，由表格数据可知，M中的气压PM＝0.2×105Pa，N中的气压PN＝0.8×105Pa，此时舱体M受到的内外气压差：△p＝PN﹣PM＝0.8×105Pa﹣0.2×105Pa＝6×104Pa。答：（1）若舱门不漏气，且单刀双挪开关S接b时，R0两端电压为2V；（2）若开关S接在a处，此时整个电路消耗的总功率是3.2W；（3）此时舱体M内外气压差是6×104Pa。2、为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AO：BO＝4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V）压敏电阻受到的压力F/N60120180240300360420480…压敏电阻R阻值/Ω500360260180120806555…（1）“发电玻璃”的面积为1.2m2，它5小时将控制电路的蓄电池充满电。此“发电玻璃”的光电转化效率为多少？（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算）（2）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动，定值电阻R0的阻值为多少？（3）当水位回落到浮体只有2/5体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体？（4）该浮体的密度是多少kg/m3？（5）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向（选填“左”或“右”）移动。【解答】解：（1）面积为1.2m2的“发电玻璃”5小时吸收的太阳能为：W＝Pt＝1.2m2×1kW×5h＝6kW•h＝6×3.6×106J＝2.16×107J，蓄电池的电压为12V、最大容量为100Ah，其电能为：W0＝UIt＝12V×100A×3600s＝4.32×106J，则此“发电玻璃”的光电转化效率为：η＝100%＝100%＝20%；（2）由图可知，闭合开关，定值电阻R0和压敏电阻R串联接入电路，压敏电阻受到压力为360N时，由表格可知压敏电阻的阻值为80Ω，此时通过电磁铁线圈的电流为100mA，由欧姆定律可知该电路的总电阻为：R总＝＝＝120Ω，串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以定值电阻R0的阻值为：R0＝R总﹣R＝120Ω﹣80Ω＝40Ω；（3）当线圈中电流为30mA，排水泵停止工作时，电路的总电阻为：R总′＝＝＝400Ω，压敏电阻的阻值为：R′＝R总′﹣R0＝400Ω﹣40Ω＝360Ω，由表格可知此时压敏电阻所受压力为120N，设浮体的体积为V，重力为G，由杠杆平衡条件可得：当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，（ρ水Vg﹣G）×AO＝360N×BO，即（1.0×103kg/m3×V×10N/kg﹣G）×4＝360N×1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，（）×AO＝120N×BO，即（1.0×103kg/m3×V×10N/kg﹣G）×4＝120N×1﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，两式联立可得：G＝10N，V＝0.01m3；（4）该浮体的质量为：m＝＝＝1kg，该浮体的密度为：ρ＝＝＝0.1×103kg/m3；（5）由表格可知压敏电阻所受到的压力越大，压敏电阻的阻值越小，在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动，说明此时电路电流还未达到100mA，则此时电路中压敏电阻的阻值偏大，所以应增大压敏电阻所受的压力，使其阻值变小，根据杠杆平衡条件可知压敏电阻的力臂应变短，所以应将与压敏电阻相连的压板向右移动。答：（1）此“发电玻璃”的光电转化效率为20%；（2）定值电阻R0的阻值为40Ω；（3）小科应选择重力为10N的浮体；（4）该浮体的密度是0.1×103kg/m3；（5）应将与压敏电阻相连的压板向右移动。3、小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。(1)当电池组电压U0＝12V，平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，分别求出电流表的读数；(2)电池组用久后电压变小为U1，这时平板上物体重100N时，电流表读数为0.3A，求U1的大小；(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为U1，要求平板上重为100N的物体对应的电流表读数和电池组电压U0＝12V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：①其它条件不变，只更换电阻R0，试求出更换后的R0′的大小。②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？移动多少厘米？【答案】(1)0.3A和0.4A；(2)9V；(3)①2.5Ω；②触点A应向左移动，移动3厘米【解析】(1)由杠杆平衡条件可知，当FA1＝80N，FA2＝100N时FA1·OA＝FB1·OB80N·OA＝FB1·OBFA2·OA＝FB2·OB100N·OA＝FB2·OB由题意可知OA∶AB=1∶4OA∶OB=1∶5解得FB1＝16N，FB2＝20N由R的阻值随所受压力F变化关系图象得R1＝30Ω、R2＝20Ω由欧姆定律得I1==0.3AI2==0.4A(2)U1的大小U1=IR总2=I0(R2＋R0)＝0.3A×(20Ω+10Ω)=9V(3)①其它条件不变，只更换电阻R0为R0′，由题意得U1=I2R总2′=I2(R2＋R0′)9V=0.4A×(20Ω+R0′)解得R0′＝2.5Ω②其它条件不变，只向左调节A触点Lcm，压力传感器阻值为R3U1=I2R总3=I2(R3＋R0)9V=0.4A×(R3＋10Ω)解得R3＝12.5Ω从图象可知FB3＝23N，由杠杆平衡条件FB3·OB＝FA2·(OA＋L)23N×1m＝100N×(×1m＋L)解得L＝3cm4、如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V2.4W"字样，其灯丝电阻随温度的升高而增大；OA、OB、OC是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝(同一条金属丝的阻值与其长度成正比)。闭合开关S，当滑片P从A点滑到O点过程中，电流表示数和灯泡L亮度均保持不变。

（1）求灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小。（2）金属丝OA的电阻Ra=Ω。（3）继续滑动图甲中滑片P到OB段，当PB=23OB时，电流表示数为0.36A；当PB=12OB时，小灯泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关S，使滑片P在OC上移动，当PO=13OC时，电压表示数为4.8V；当PO=1【答案】（1）解：灯泡L正常发光时，通过的电流I=PU答：灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小为0.4A。（2）0（3）解：本题的电路可以用下图表示：根据题意，可得四种电路连接情况：①图甲中，当PB=23OB时，R变1=23Rb，电路中的电流I②图甲中，当PB=12OB时，R变2=12Rb，灯L正常发光，电路中的电流l③图乙中，当PO=13OC时，R变3=13Rc，灯L两端电压U④图乙中，当PO=14OC时，R变4=14Rc，灯L两端电压U由于②和④时，L都正常发光，即②和④电路是等效的，所以R变2=R变4，即12Rb=14R因为U=U变+UL=I变R变+UL，所以由④得：U=I2R变4+UL4=0.4A×14①中R变1=23Rb=13Rc，与R变3=13Rc等大，即①和③电路是等效的，因为U=U变+UL=I变R所以由③得：U=I3R变3+UL3=0.36A×13Rc由(1)式和(2)式可解得：Rc=60ΩU=12V答：金属丝OC的电阻Rc的大小为60Ω，电源电压为12V5、太阳能热水器的电脑芯片可以通过“水位水温传感器”的电阻变化来检测水位和水温变化，从而自动控制进水、加热等。某型号的太阳能热水器的“水位水温传感器”有红、蓝、白、绿四根不同颜色的引出线，其内部结构示意图如图甲所示，其中四个电阻阻值都等于10kΩ，水箱内A、B、C、D、E、F、G、H均为裸露的金属触点，忽略水的电阻。（1）水位传感器利用不纯净的水能导电，且电阻可以忽略的性质来工作的，因此浸入水面下的电阻被（填“短路”或“断路”）·若水箱内的实际水位已经下降，但它的显示屏总显示水是满的，则水位传感器的故障位于红线上的（填字母）点与蓝线之间。（2）太阳能热水器阴雨天时需要电轴助加热，已知加热功率为1500W，要把水箱里的160g水从20℃加热到50℃，需要多长时间？【c水（3）现有一个维修替换下来的“水位水温传感器”，其热敏电阻完好，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，小科设计如图丙所示的电路来自制一个指针式热敏温度计。若电路中电源电压为6V，定值电阻R0的阻值是5kΩ，那么与这个指针式热敏温度计的10℃温度刻度对应的电压表示数为多少？【答案】（1）短路；A（2）解：不计热量损失，W=Q，W=Pt，Q=cm△t，即Pt=cm△t，数据代入求得：1500W×t=4.2×10解：由图可得，当温度计示数为10℃时，Rt=20kΩ=20000ΩI=【解析】（1）根据甲图可知，当水面到达特定的高度时，水将红、蓝两线连接起来。由于水的电阻很小，所以电流会直接从红线流向蓝线，不从水面以下的电阻经过，从而发生短路。当水面到达A点时，水位最高，此时水箱内水满了。当水位下降时，被短路的电阻越来越少，显示屏的示数应该不断改变。如果水位传感器在A点直接发生短路，那么下面的电阻始终被短路，自然始终显示水满。

（2）水吸收的热量与消耗的电能相等，根据公式W=Pt和Q=cm△t列出方程计算即可。（3）根据图丙可知，热敏电阻Rt和定制电阻R0串联，电压表测R0的电压。首先根据图乙确定温度为10℃时热敏电阻的阻值，然后根据R总=Rt+R0计算出总电阻，接下来根据I=U总R6、热带鱼需要在一定的温度范围才能正常的生长，如图甲是某同学家的水族箱工作原理图，水族箱内安装的电热丝R1上标有“220V200W”的字样，Rx为热敏电阻，R2为滑动变阻器，当水面到达图中所示的位置，接触开关S1就会导通，水温由22℃升高到设定值28℃，开关S2断开，水温自然冷却到22℃时开关S2闭合，再次使水升温，水族箱循环工作使箱内水温稳定在热带鱼正常的生长范围之内，水温随时间变化图象如图乙所示求：（1）热敏电阻Rx随温度的升高而（选填“增大”或“减小”），理由是：（2）水族箱正常加热时，通过电热丝的电流是多少？（3）该水族箱一天消耗的电能。（4）若要将水族箱内的最高温度调至30℃，滑动变阻器R2的滑片应向（选填“左”或“右”）移动【解答】解：（1）由图知，热敏电阻Rx与滑动变阻器R2和通电螺线管串联后接在5V的电源上：①若热敏电阻Rx随温度的升高而减小，根据电阻的串联，总电阻减小，由欧姆定律，电路的总电流变大，通电螺线管的磁性增强，衔铁S2被吸引，则R1所在加热电路连通，水厢内水温升高，因热敏电阻Rx随温度的升高而减小，重复上面的过程，加热电路一直工作，不符合题意；②若热敏电阻Rx随温度的升高（当温度从22℃升高到28℃）而增大，根据电阻的串联，总电阻减大，由欧姆定律，电路的总电流变小，通电螺线管的磁性减弱，衔铁S2在弹力的作用下切断路加热电路，加热电路停止工作，符合题意；（2）水族箱内安装的电热丝R1上标有“220V200W”的字样，表示其额定电压为220V，额定功率为200W，由P＝UI可得，正常工作时电热丝的电流：I＝＝≈0.91A；（3）由图乙知，水族箱一个循环用时400min，工作一天，即24h，包含的工作循环：＝3.6（个），前三个工作循环，每个工作时间（加热时间）为100min，第四个工作循环所用时间为：0.6×400min＝240min，故加热的工作时间仍为100min，总工作时间：t＝3×100min+100min＝400min。消耗的电能：W＝Pt＝200W×400×60s＝4.8×106J。（4）根据（1）水温提高会使热敏电阻的阻值增大，根据I＝，在电路中电流一定时，故需减小滑动变阻器电阻，因此应将滑片向左移。故答案为：（1）增大；Rx增大，总电阻增大，总电流减小，电磁铁磁性减弱，S2断开，加热电路停止工作；（2）水族箱正常加热时，通过电热丝的电流是0.91A；（3）该水族箱一天消耗的电能为4.8×106J；（4）若要将水族箱内的最高温度调至30℃，滑动变阻器R2的滑片应向左移动。7、某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V，定值电阻R0＝10Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20Ω，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。金属弹簧上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N，高60cm，底面积为100cm2。当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时滑片P恰在R1最上端；当水位降至最低位置B时，M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量ΔL的关系如图乙所示。闭合开关S。求：（1）当水位处于位置A时，M受到的浮力；（2）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了多少？（3）水位降至位置B时，电压表的示数是多少？（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）【解析】解：（1）当水位处于位置A时，M刚好浸没，排开水的体积：V排＝V物＝Sh＝100cm2×60cm＝6000cm3＝6×10﹣3m3，则M受到的浮力：F浮＝G排＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m3＝60N；（2）水位处于A位置时，弹簧受到的拉力：F1＝G﹣F浮＝80N﹣60N＝20N，由图乙可知，此时弹簧的伸长量：ΔL1＝10cm，当水位降至位置B时，M的下表面刚好离开水面，所受浮力为0N，此时弹簧受到的拉力：F2＝G＝80N，由图乙可知，此时弹簧的伸长量：ΔL2＝40cm，水位由位置A降至位置B时，弹簧的长度增加量：ΔL＝ΔL2﹣ΔL1＝40cm﹣10cm＝30cm；（3）当水位降至位置B时，R1连入电路的长度：L＝L总﹣ΔL＝40cm﹣30cm＝10cm，因为R1连入电路的阻值与对应棒长成正比，即＝，所以此时R1接入电路的阻值：R1'＝R1＝×20Ω＝5Ω，此时电路中的电流：I'＝＝＝＝1A，由I＝得：此时R1两端的电压：U1'＝I'R1'＝1A×5Ω＝5V。答：（1）当水位处于位置A时，M受到的浮力为60N；（2）水位由位置A降至B这一过程，弹簧的长度增加了30cm；（3）水位降至位置B时，电压表的示数是5V。8、某物理学习小组设计了一个机械自动拉开开关，如图1所示。该装置主要由滑轮组，重物C、铁块D、电磁铁E以及杠杆AB和控制电路组成，重物C通过细绳与动滑轮Q相连，重物C、铁块D分别通过支架固定在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直。杠杆的B端置于水平台面上，杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动，自动拉开开关被拉开前，杠杆在水平位置处于平衡状态，已知滑轮Q的质量为0.2kg，OA:OB=3:1，重物C、铁块D的质量分别为1.5kg和3kg，若刚好拉开开关所需的拉力T为6N，D的正上方有一电磁铁，它对D的吸引力大小F与通过的电流I的关系（如图2所示），电源电压为12V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，不计电磁铁电阻，不计细绳、杠杆的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求：

(1)当控制电路上的电键S断开，杠杆B端对水平台面的压力刚好为零时，与机械自动拉开开关相连的细绳上的拉力是多少？(2)闭合控制电路上的电键S后，当变阻器的滑片移到中点时，自动拉开开关刚好被拉开，则保护电阻R0的电阻值是多少？【解析】(1)杠杆AB的B端受到的力是D的重力根据杠杆平衡条件得因为所以，根据重物C静止代入数据得。(2)自动拉开开关刚好被拉开，说明拉力T为6N根据杠杆平衡条件因为所以，，根据重物D静止所以，，由图像可此时电流为0.6A。电路总电阻所以R0的电阻值为答：(1)与机械自动拉开开关相连的细绳上的拉力是3.5N；(2)保护电阻R0的电阻值是10Ω。9、现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段用同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、用同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。(1)由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是______cm。(2)在触点N滑动过程中，RMN的最大值是多少？(3)每1cm电阻丝的阻值是_______Ω。(提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻)(4)如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后闭合开关S，通电1min，电路消耗的电能为W。求W的最大值。(计算过程中不需要说明取最大值的理由)【答案】（1）10(2)当x＝0时，R变＝eq\f(U,I变)＝eq\f(4.5V,0.9A)＝5Ω，当x＝20cm时，电路中电流最小，电阻最大，R总＝eq\f(U,I)＝eq\f(4.5V,0.5A)＝9Ω，此时触点M、N之间的阻值最大，为RMN＝R总－R变＝9Ω－5Ω＝4Ω。（3）0.4(4)当M、N都未与铜丝接触时，W有最大值，此时MN上、下两部分电阻丝的电阻分别为R1＝25cm×0.4Ω/cm＝10Ω，R2＝R环－R1＝16Ω－10Ω＝6Ω，此时电路的总电阻R总′＝eq\f(R1R2,R1＋R2)＝eq\f(10Ω×6Ω,10Ω＋6Ω)＝3.75Ω。则通电1min，电路消耗的最大电能W＝eq\f(U2,R总′)t＝eq\f(（4.5V）2,3