苏科版中考物理复习卷 20 传感电路的计算

试卷更新日期：2021-10-18 类型：二轮复习

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一、计算题

1. 如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R₀为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻，其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。

(1)、当秤盘为空时，R的阻值为；

(2)、体重为600N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4V，则R₀的阻值是多少?

(3)、若小华站在体重秤上，5s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J，则小华的体重为多少牛?

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2. 酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图1所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，R_p是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图2所示，R₀是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问：

(1)、当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少？通电10s电流产生的热量是多少？

(2)、我国法律规定，当每100mL的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。

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3. 鉴定牛奶、酒的品质，农业选种时配制盐水等，都需要测量密度。为此，某科技小组设计了一款多量程密度计，其示意图如图甲所示。电源电压恒定不变，电流表量程选用0～0.6A，将电流值标记为对应的液体密度值。压敏电阻R₁所受压力每增加1N，阻值减小6.25Ω；压敏电阻R₂所受压力每增加1N，阻值减小△R，实验中R₁、R₂的阻值随压力变化的规律不变。（装置中杯子质量忽略不计，ρ_水=l.0g/cm³ ， g=10N/kg）

(1)、闭合开关，电流表示数如图乙所示，为A；将杯子放在R₁上，向杯子中缓慢注入重1.6N、密度为1.6g/cm³的液体，在杯子外表面标记出液面位置，此时R₁的阻值为2Ω，电流表示数为0.6A，则R₁不受压力时的阻值为Ω，电源两端的电压为V；

(2)、倒出杯子中的液体，将杯子擦干放在R₂上，向杯子中缓慢注入水，使水面到达标记处，电流表示数为0.6A；如果杯子放在R₂上时缓慢注入另一种液体，液面到达标记处时，电流表示数为0.5A，则这种液体的密度应为g/cm³；

(3)、分析发现，与杯子放在R₁上制作的密度计相比较，杯子放在R₂上制作的密度计的优点是。

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4. 小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R₁和R₂为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过计算回答；

(1)、通过座椅垫的电流是多少安？

(2)、电热丝R₁的阻值是多少欧？

(3)、座椅垫工作5min产生的热量是少焦？

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5. 某同学家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到64℃时温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。该同学用初温20℃、质量1kg的水和少量豆子制作豆浆，设电源电压为220V恒定不变，不计导线的电阻。求∶

豆浆机铭牌
最大容积	2L
额定频率	50Hz
额定电压	220V
加热器功率	880W
电动机功率	120W

(1)、质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量；（c_水=4.2×10³J/（kg·℃））

(2)、如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收，且不计豆子吸收的热量，则加热器单独工作的时间是多少？

(3)、本次制作豆浆共计用了9min，则本次制作豆浆共消耗的电能是多少？

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6. 如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙所示， $S_{1}$ 为温控开关， $S_{2}$ 为门控开关，R为石英加热管。消毒柜的总功率为1250W，其中臭氧发生器的功率为150W。求：

(1)、正常工作时通过石英加热管R的电流为多大？

(2)、在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26 $℃$ 加热到70 $℃$ ，若电流产生的热量有20%损失，消毒柜石英加热管需要正常工作多长时间？[c_钢=0.46×10³J/（kg﹒ $℃$ ）]

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7. 如图甲所示是公路上的超载检测装置的简化原理图。滑动变阻器R_AB的滑片P与称重平台固定在一起，和称重平台一同升降，用电流表的示数显示货车对称重平台的压力F。滑片P从A端下滑距离L与压力F的关系如图乙所示。当滑片P位于A端时为空载，当滑片P位于B端时为超载临界点，此时电流表的示数为2A，称重平台锁止不再下降。已知电源的电压为4V，R_AB阻值均匀，每厘米长的电阻为1Ω，总长为8cm。求：

(1)、R₀的阻值；

(2)、空载时R_AB消耗的功率；

(3)、当一辆货车在称重平台上接受检测时电流表的读数为1A，此时F的大小是多少。

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8. 电子秤的应用在我们日常生活中已经十分普遍，下如图所示，是某位同学利用电压表设计的一个简易电子秤示意图。其中，电源的电压为3V，V是电压表（也是电子秤的示数表盘），R₀是阻值为6Ω的定值电阻，R是一根长为4cm阻值为12Ω的均匀电阻丝（单位长度的电阻丝的阻值相等），P是与弹簧C连接在一起的金属滑片，弹簧所受压力F与压缩量 $△ L$ 的关系如下表所示。在不称量重物时，滑片P刚好位于电阻丝R的最上端a处，弹簧处于自然状态。滑片、弹簧的电阻均不计，塑料盘和金属板的重力不计，g=10N/kg。当开关S闭合后，则

弹压缩量 $△ L$ /cm

1

2

3

4

弹簧受到的压力F/N

10

20

30

40

(1)、该电子秤工作时的电功率是多少？

(2)、当电压表的示数为1V时，所称重物的质量是多少？

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9. 如图甲所示，是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件，该部件由阻值不变的两根电阻丝R₁、R₂构成，小乔设计了图乙的电路对该部件进行检测，其中R₀=22Ω，M、N为接线柱。

(1)、用导线把M和N连接，只闭合开关S₁ ，电流表示数为1A，求电源电压；

(2)、把M接A，N接B，只闭合开关S₁ ，电流表示数为0.5A，求R₁的阻值；

(3)、用导线把B和C连接，然后将M接A，N接B，闭合开关S₁和S₂ ，电流表示数为1.5A；检测结束后，小乔利用该部件重新组装一个加热器，求新加热器接入220V电路中能达到的最大电功率。

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10. 小明将废旧电热器上规格为“220V 968W”的完好电热丝R₀拆下，用于科技小组制作电烘箱，设计电路如图1所示。经过多次试验，当选用的电阻R₁的阻值为5Ω时，刚好满足箱体内烘于功率要求。（不考虑温度对电阻的影响）

(1)、电热丝R₀的阻值是多少？

(2)、整个电路工作时的电流是多少？整个电路工作1h产生的热量是多少？

(3)、图1电路作时存在着电能没有被充分利用的不足。在保证箱体内烘手功率及R₀不变的情况下，请你针対电路中的不足进行改进，在图2中将改进后的电路图补充完整，并在图中标出相关电阻的阻值。（此问不要求写出计算过程）

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11. 某型号汽车的油量显示电路如图甲所示，其中定值电阻R₀=10Ω，R为压敏电阻（厚度不计），位于油箱底部，A表是一量程为0~0.6A的电流表，作为油量指示表。压敏电阻的电阻值随汽油产生的压强的变化而变化，其对应关系如图乙所示。已知加满汽油时油的深度为0.4m，A表示数为0.6A，汽油密度ρ_油=0.7×10³kg/m³ ， g取10N/kg。求：

(1)、加满汽油时汽油在油箱底部产生的压强；

(2)、电源的电压；

(3)、汽油耗尽时电流表的示数。

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12. 图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其铭牌上标有电加热的功率为1000W。图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位指示表（由量程为0~0.6A电流表改成），R₀阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。

(1)、热水器正常电加热时，电热丝电阻多大？（结果保留一位小数）

(2)、阴雨天，将储水箱中50kg、30℃的水加热到50℃，正常通电要多长时间？[若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]

(3)、当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时，探测电路中的电流多大？

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13. 某科技小组自制了一个测量池水深度的装置，如图甲，它主要是由控制盒和测量盒构成，其电路连接如图乙所示（连接导线带绝缘皮，足够长，不计电阻和质量）｡测量盒是一个底面积为8cm²､高5cm､重2.0N的圆柱体，其底部为压敏电阻R，R与水接触的表面涂有绝缘漆，其阻值随下表面压力变化的部分参数见下表∶控制盒中电源电压恒定，R₀为定值电阻｡科技小组的同学将测量盒缓慢浸入水中，工作时测量盒底部始终与水平面相平，不考虑大气压强的影响。
F/N R/Ω
8 15
16 10
48 5
112 3

(1)、当测量盒浸入深度为1m时，电压表的示数为1.5V，求此时R底部受到水的压强｡

(2)、当测量盒浸入深度为2m时，电压表的示数为2.0V，求电源电压和R₀的阻值｡

(3)、将测量盒放入水平池底（R与池底未紧密结合，导线松弛），静止时电压表示数为3V，则池水深度为多少米？

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14. 如图是多功能汤锅加热的测试电路图，使用时通过旋钮开关（虚线圆圈部分）可实现保温､慢炖､快炖三种功能切换，且保温､慢炖､快炖状态的加热功率依次增大｡已知四个发热电阻的阻值相等，测试电源电压为220V，慢炖状态的功率为550W｡求

(1)、R₁的阻值｡

(2)、保温状态的功率

(3)、若把1.1kg的水从20℃加热到100℃，快炖需要6min40s，则加热的效率是多少？

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15. “开车不饮酒，酒后不开车”是每一位司机都必须遵守的交通法规。图甲是气体中酒精浓度测试仪的原理图，电源电压U=12V， R₁是气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。气体中酒精浓度大于或等于20小于80mg/100mL为酒驾，大于或等于80mg/100mL为醉驾。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器R₂的滑片，使电压表示数U₁=10V，调零后R₂的滑片位置保持不变。求：

(1)、调零后R₂接入电路中的阻值；

(2)、当U₁=10V时，R₁消耗的电功率；

(3)、在某次检测中，电流表示数为0.3A，试通过计算分析，判断该司机属于酒驾还是醉驾？

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16. 小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置，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？

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17. “道路千万条，安全第一条；行车不规范，亲人两行泪。”酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。甲图是酒精测试仪工作电路原理图，电源电压U=6V；R₁为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化，如乙图所示。气体中酒精含量大于0且小于80mg/100mL为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。使用前通过调零旋钮（即滑动变阻器R2的滑片）对测试仪进行调零，此时电压表示数为U₁=5V，调零后R₂的滑片位置保持不变。

(1)、当电压表示数为U₁=5V 时，求R₁消耗的电功率；

(2)、当电压表示数为U₁=5V 时，求R₂接入电路中的阻值；

(3)、某次检测中，电流表示数I₁^'=0.2A，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。

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18. 图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。电源电压为220V， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 为发热体。熨斗两挡功率分别为100W和500W，通过开关S实现温度控制，S闭合时为高温档。

(1)、求 $R_{1}$ 的阻值；

(2)、在使用过程中，若电熨斗10min消耗电能 $1.32 \times 10^{5} J$ ，请通过计算说明：在这段时间内电熨斗处于何种工作状态，并求出相应状态下的工作时间；

(3)、为了适应不同室温和更多衣料，小明对电路做了改进，将 $R_{2}$ 换成滑动变阻器 $R_{3}$ ，如图丙所示， $R_{1}$ 、 $R_{3}$ 均为发热体。假定电熨斗每秒钟散失的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差 $Δ t$ 关系如图丁所示。在一个20℃的房间，要求电熨斗表面保持220℃不变，应将 $R_{3}$ 的阻值调为多大？

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19. 如图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA：AB=1：4，电源电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，定值电阻R₀的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随其所受压力F变化的关系如图乙所示。当平板空载时，闭合开关S，电流表的示数为0.2A。（平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计）求：

(1)、电源电压；

(2)、当电流表示数为0.4A时，物体的重力；

(3)、在电路安全的情况下，缓慢增加平板上的物体的重力过程中，当电路消耗功率分别达最大值和最小值时，压力传感器R消耗功率的比值；

(4)、当平板上物体重为250N，此时电路不安全，若可移动A点使电路安全，则A点移动的方向和A点移动的最小距离。

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20. 某兴趣小组为检测操场上的风力等级，设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆

M N

上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米

^{2}

，均匀电阻丝

A B

长为30厘米，阻值为15欧，电源电压

U

恒为9伏，保护电阻

R_{0}

为3欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力

F

与弹簧长度改变量

x

的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。

风级	一级	二级	三级	四级	五级	六级
风速 $v$ （米/秒）	0.3~1.5	1.6~3.3	3.4~5.4	5.5~7.9	8.0~10.7	10.8~13.8
风压 $p$ （帕）	0.055~1.4	1.6~6.8	7.2~18	18.9~39	40~72	72.9~119

(1)、无风时，求通过

R_{0}

的电流；

(2)、为保护电路安全，求出风速仪所测最大风力等级为几级；

(3)、某日从天气预报得知，第二天风力等级将会达到五级，风速

v

预计为

10 m/s

，在原有电路元件和电路基本连接方式均不变的基础上，电路将如何改进，在图丙的虚线框内将电路补充完整。小组成员还想计算出电路改进后电压表的示数，经查阅资料后得知，该挡风板所受的风压与风速的平方成正比，其关系式为

p = k v^{2}

，（其中

k

为常量，数值为0.6），假设你为改小组成员，请你计算出风速为

10 m/s

时，改进后的电路中电压表的示数。

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21. 有一种电子秤的原理如图所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆 ABO，压力传感器 R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示重力大小的仪表（实质是电流表）。其中 AO 长 20 厘米，BO 长5 厘米，压力传感器 R 的阻值与所受压力的关系如下表所示。踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为 6 伏。

压力/牛	0	50	100	150	200	250	300
电阻/欧	30	27	24	21	18	15	12

(1)、重 300 牛的学生站在踏板上时，双脚与踏板的接触面积为 0.04 米² ，此时对踏板的压强为多少帕？

(2)、电子秤开机后，没有秤量物体时压力传感器 R 消耗的电功率为多少瓦？

(3)、当林林同学站在踏板上时，通过压力传感器 R 的电流为 0.25A，林林同学的体重是多少牛?

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22. 学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度，设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为 $6 V$ ，定值电阻 $R_{0}$ 标有“ $2 .5Ω$ ， $0 .4A$ ”字样，过氧乙酸气体传感器 $R_{1}$ 的阻值随过氧乙酸气体浓度 $ρ$ 的变化关系如图乙所示。电压表的量程为 $0 ~ 3 V$ ，电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度，请通过计算说明：

(1)、按要求， $ρ > 0.1 {g/m}^{3}$ 才能达到消毒要求。当电压表的示数为 $0.75 V$ 时，教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求；

(2)、若该检测仪处在所能测量的最大 $ρ$ 值状态下工作了 $500 s$ ，电路消耗的电功率及 $R_{0}$ 消耗的电能；

(3)、若检测仪所能测量的最大 $ρ$ 值调整为 $0.45 {g/m}^{3}$ ，此时电压表指针刚好偏转到最大刻度，则需重新选用哪种规格的定值电阻。

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23. 为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m³。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m² ，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R₀为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。

压力F/N

180

185

190

195

200

压敏电阻R/Ω

18

17

16

14

12

(1)、若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？

(2)、要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R₀应为多少？

(3)、从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？

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24. 图甲所示为某电暖器的简化原理图，其中R₁、R₂是两个相同的电热丝，单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V，每个电热丝的额定电压均为220V，现要在某卧室使用该电暖器，卧室的容积为50m³ ，空气的比热容为1.0×10³J/（kg· $℃$ ），空气密度为 $ρ$ =1.2kg/m³ ，假设卧室封闭，请根据图像及以上信息解答下列问题。

(1)、每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?

(2)、只闭合S₂时，流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?

(3)、只闭合S₁和S₃ ，让电暖器工作15min，卧室内的温度升高了10 $℃$ ，电暖器的加热效率是多少?

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25. 某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱，箱内主要电路包括控制电路和工作电路，其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V，R为变阻器，Rt为热敏电阻、Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V，R₀为电热丝，阻值恒为88Ω，M为电风扇，铭牌上标有“220V 20W”字样，其作用是使箱内空气均匀受热，红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时，衔铁被电磁铁吸住，工作电路处于待机状态，当控制电路电流减小到某值时，衔铁被释放，工作电路处于加热状态。

t/℃

30

40

50

60

70

Rt/Ω

305

245

200

170

150

(1)、将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时，箱内气温最高可达多少摄氏度？（电磁铁的线圈电阻不计）

(2)、重新调节变阻器R，同时闭合开关S₁、S₂ ，箱内气温与时间关系如图乙所示，若电热丝R₀加热空气的效率为80%，衔铁每次被吸住的时长均为300s，箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为 $1 \times 10^{3} J / (kg \cdot ℃)$ ，求开关S₁、S₂闭合20min内，工作电路总共消耗的电能是多少焦耳？（控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计，指示灯消耗的电能不计）

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26. 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）

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27. 小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会变暗。汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示。汽车蓄电池的电压为12.5V且保持不变，车灯接通电动机未启动时，电流表示数为10A；车打接通电动机启动时，电流表示数为70A，已知车灯的 $I - U$ 图像如图乙所示。求：

(1)、定值电阻R的阻值；

(2)、车灯接通电动机启动时，车灯的功率减少了多少；

(3)、车灯接通电动机启动2秒，此过程电动机消耗的电能。

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28. 为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U₁＝3V，定值电阻R₀＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压U₂＝220V，R₁＝836Ω，R₂＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）]

(1)、请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。

(2)、求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。

(3)、求工作电路在保温状态下的电功率。

(4)、当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。

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29. 物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪，如图甲所示，它主要是由探头A和控制盒B构成，A、B之间用有绝缘皮的细导线相连。探头A是一个装配有压敏电阻R_X的圆柱体，压敏电阻R_X所受压力等于圆柱体底部所受压力。圆柱体底面积为 $1 \times 10^{-3} m^{2}$ 、高 $0 .05m$ 、重 $3N$ ，工作时底部始终与水平面相平。A、B之间的电路连接如图乙所示，电源电压恒为 $12V$ ，当压敏电阻R_X受到的压力达到最大值 $800N$ 时，电路中的电流为 $10mA$ ，报警器（电阻不计）开始报警。正常工作时，压敏电阻R_X阻值随压力 $F$ 的变化规律如图丙所示。（不考虑大气压强的影响，细导线重力与体积均不计湖水的密度为 $1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，g取 $10 N / kg$ ）。

(1)、探头A的密度是多少？

(2)、为保证压敏电阻R_X受到的压力达到最大值时报警器能正常报警，接入电路的定值电阻 $R_{0}$ 阻值为多大？

(3)、小组同学将该装置带到湖面进行测量，当探头A在细导线的牵引下，下沉到湖中某深度处时，电压表示数是 $8V$ ，求此处的深度和此时细导线对探头A的拉力。

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30. 交通安全要求广大司机“开车不喝酒，喝酒不开车”，酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪，其电路原理如图甲所示。电源电压为12V， $R_{1}$ 是气敏电阻，其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图乙所示， $R_{2}$ 为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A，调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如下：

(1)、求“调零”后变阻器 $R_{2}$ 接入电路的阻值；

(2)、检测前 $R_{2}$ 工作10s消耗的电能；

(3)、对某司机进行检测时，电流表示数为0.16A，依据信息窗资料，通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。

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31. 如图甲所示，小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验，在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊，气囊的触发由图乙所示电路中a、b间的电压来控制，压敏电阻R₁水平安装在汽车底部A处，R₁的阻值随其表面水的压力的变化如图丙所示。某次试验时：汽车入水前把R₂的滑片调到合适位置不动，闭合开关S，电压表的示数为3V，再把汽车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉，直到a、b间的电压等于或大于3V时，气囊就充气打开，使汽车漂浮在水中，试验装置相关参数如表二所示。
表二：试验装置参数

电源电压

4.5V

R接触水的面积

15cm²

长方体水池底面积

20m²

(1)、求汽车入水前电路中的电流；

(2)、当汽车漂浮时，测得水池的水位比汽车入水前上升了8cm（水未进入车内），求汽车受到的重力；

(3)、求气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度。

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32. 某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器，其内部简化电路如图甲。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒定U=6V）、开关S₀、电磁铁（线圈电阻R₀=20Ω）、热敏电阻R组成，R阻值随温度的变化图象如图乙。工作电路R₁=44Ω，R₂=956Ω。当开关S₀和S均闭合时，电热水器开始加热[c_水=4.2×10³J（kg·℃）]。

(1)、当温度达到50℃时，衔铁会被吸下，电热水器停止加热，求控制电路中的电流；

(2)、电热水器将水箱中2kg的水从17℃加热到50℃，用时5min。求此过程水吸收的热量及电热水器的加热效率；

(3)、用电高峰期，电热水器两端实际电压为200V，当电热水器处于保温状态时电热水器工作多长时间会消耗1.8×10⁴J的电能?

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33. 如图是一款可以设定不同出水温度的电热饮水器原理示意图，R是加热电阻丝，阻值为44Ω，R是热敏电阻，其阻值与温度的关系式为R_t=5+0.5t（式中R_t单位是Ω，t的单位是℃），R₀是设定温度的变阻器。控制电路中，电源电压为3V。当电磁维电器线圈中的电流小于等于10mA时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热．[c=4.2×10³J/（kg·℃）]

(1)、如果将水只加热到80℃，闭合开关，则滑动变阻器的阻值要调到多大？（电磁铁线圈电阻忽略不计）

(2)、容器内装有700mL、初温为20℃的水，将其加热到100℃，用时4min，则该饮水器正常工作时加热效率是多少?

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34. 如图甲所示电路中，电源电压为9V不变，R₁是定值电阻，R₂ 由三段材料不同、横截面积相同的均匀导体EF、FG、GH制作而成，其中一段是铜丝，其电阻可忽略不计，另两段是电阻丝，其阻值与自身长度成正比，P是与R₂良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S₁断开S₂ ，将P从H端移到E端时，电流表示数I与P向左移动的距离x之间的关系如图乙所示。问：

(1)、电阻R₁的阻值是多少？电阻R₂的总电阻是多少？

(2)、当x的值为30 cm时，电流表的示数是多少？

(3)、当电压表的示数为4 V时，在20 s内电流通过R₂产生的热量是多少？

(4)、当P移动到最左端E处时，闭合开关S₁和S_2.电阻R₂消耗的电功率与电路消耗的总电功率之比是多少？

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35. 在综合实践活动中，科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路如图所示，电源电压恒为18V，电阻箱最大阻值为999.9Ω．报警器（电阻不计）通过的电流达到或超过10mA会报警，超过20mA会损坏。压敏电阻Rx在压力不超过800N的前提下，其阻值随压力F的变化规律如下表所示。

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300	…
电阻Rx/Ω	580	560	540	520	500	480	460	…

(1)、为不损坏元件，报警电路允许消耗的最大功率是多少？

(2)、在压敏电阻Rx所受压力不超过800N的前提下，报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得小于多少？

(3)、现要求压敏电阻受到的压力达到或超过200N时，电路报警按照下列步骤调试此报警电路：

①电路接通前，滑动变阻器滑片P置于b端；根据实验要求，应将电阻箱调到一定的阻值，这一阻值为Ω；

②将开关向端（填数字）闭合，调节，直至；

③保持，将开关向另一端闭合，报警电路即可正常使用。

(4)、对（3）中已调试好的报警电路，现要求压敏电阻受到的压力达到或超过700N时，电路报警，若电源电压可调，其它条件不变，则将电源电压调为V即可。

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36. 某同学设计了一个利用如图1所示的电路来测量海水的深度，其中R₁＝2Ω是一个定值电阻，R₂是一个压敏电阻，它的阻值随所受液体压力F的变化关系如图2所示，电源电压保持6V不变，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个面积为0.02m²的面承受海水压力。（设海水的密度ρ_水＝1.0×10³kg/m³ ， g取10N/kg）

(1)、当电流表示数为0.2A时，求压敏电阻R₂的阻值；

(2)、如图2所示，当压敏电阻R₂的阻值为20Ω时，求此时压敏电阻R₂所在深度处的海水压强；

(3)、若电流的最大测量值为0.6A，则使用此方法能测出海水的最大深度是多少？

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37. 如图甲所示的装置，电源电压U＝10V保持不变，R₂＝12Ω.导电性能良好的金属弹簧和金属指针P的电阻和重力均不计，金属块A的重力G₁＝10N。R₁是一根水平放置的粗细均匀、总长L＝1m的金属棒，其电阻随长度均匀变化，总电阻为8Ω，两端都被固定在绝缘支架上，它对指针P无压力，且接触良好。绝缘板B重G₂＝20N，当它从金属块A和地面间被抽出时，它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力为f₁和f₂ ，且均为接触面间压力的0.2倍，当P置于金属棒左端a点时，弹簧恰好处于原长

(1)、当P置于金属的左端a点时，电流表的示数I₁为多少?

(2)、用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出，当金属块保持静止时，求弹簧拉力F和水平拉力F的大小.

(3)、用水平向右的拉力拉动金属块A，使指针P逐新从最左端a点向右移动，直至运动到b点，试求出电流表的示数和指针P移动的距离x之间的关系式，并完成 $\frac{1}{I} - x$ 的图象

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38. 图甲的储水容器底有质量0.5kg，底面积100cm²的长方体浮桶，桶上端通过轻质弹簧与紧贴力敏电阻的轻质绝缘片A相连，距容器底0.4m处的侧壁有排水双控阀门。控制电路如图乙所示，其电源电压U=12V，R=10Ω，当电流表示数为0.6A，且桶底升至阀门所处高度时，阀门才感应排水。力敏电阻R与它所受压力F的对应关系如下表所示（弹簧均在弹性限度内）。求：

压力F/N

2

4

…

12

15

电阻R/Ω

110

70

…

16

10

(1)、浮桶的重力是多少牛?

(2)、未加水时，力敏电阻所受压力为2N，电流表的示数是多少安?

(3)、当容器内的水深达到多少来时，双控阀门才打开排水?

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39. 某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。如图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的档位变换。R₀、R₁为电热丝，R₂为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。

型号	LWI.Z20-19
电源	AD220V50Hz
加热功率	800W
保温功率	40W
水容量	1.0L

(1)、分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？

(2)、工作时，若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R₂的滑片？

(3)、R₁工作时的电阻是多大？

(4)、电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少？[

c_{水} = 4.2 \times 10^{3} J / (k g \cdot ℃)

。计算结果保留一位小数]

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