資源簡介

【精準把脈·聚焦中考】2025年中考科學專項沖刺限時精練
精練25 力電綜合分析
01 通過半導體改變電路
此類問題常以壓敏電阻受力與自身電阻變化而引起電路變化的問題，從而起到控制電路的目的。
02 通過電磁繼電器控制電路
1、概念
電磁繼電器是利用含有電磁鐵的低電壓、弱電流電路的通斷，來間接地控制高電壓、強電流電路通斷的裝置，其實質是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關，含電磁鐵的電路稱為低壓控制電路，被控制的電路稱為高壓工作電路。
2、工作原理
（1）電路構成：電磁繼電器的電路包括控制電路和工作電路兩部分，如下圖所示
（2）工作原理：當控制電路接通時，電磁鐵產生磁性吸下銜鐵，動、靜觸點接觸，接通工作電路；當控制電路斷開時，電磁鐵失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來，動、靜觸點分離，工作電路斷開；從而通過控制電路的通斷來控制工作電路的通斷。
03 通過滑動變阻器接入長度影響電路
此類問題常以滑動變阻器受力而改變接入的有效長度而引起電路變化的問題，從而起到控制電路的目的。
01 半導體（壓敏電阻）類
1．【答案】（1）工作電路正常工作的電功率為484W；
（2）烤箱內溫度達到60℃時，電壓鑒別器兩端的電壓UT為4.5V；
（3）調節控制電路中的電源電壓U控為8V，電壓鑒別器自動斷開開關S時，烤箱內的溫度為180℃。
【分析】（1）由圖乙可知，工作電路只有R1工作，根據P求出工作電路正常工作的電功率；
（2）由圖乙可知，控制電路中，R0和RT串聯，由圖甲可知，當烤箱內溫度達到60℃時，電阻RT的阻值；根據串聯電路的特點可知控制電路的總電阻，根據歐姆定律求出控制電路的電流，根據歐姆定律求出電阻RT的兩端電壓即為電壓鑒別器兩端的電壓UT；
（3）根據串聯電路的電壓特點求出當電源電壓U控為8V，電壓鑒別器自動斷開開關S時R0兩端的電壓，根據歐姆定律求出此時電路中的電流，根據歐姆定律求出RT的阻值，然后由圖甲可知此時的溫度。
【解答】解：（1）由圖乙可知，工作電路只有R1工作，
工作電路正常工作的電功率：P484W；
（2）由圖乙可知，控制電路中，R0和RT串聯，
由圖甲可知，當烤箱內溫度達到60℃時，電阻RT的阻值為10Ω，
則控制電路的總電阻：R＝R0+RT＝10Ω+10Ω＝20Ω，
控制電路的電流：I0.45A；
由I可知，電壓鑒別器兩端的電壓UT＝IRT＝0.45A×10Ω＝4.5V；
（3）控制電路中的電源電壓U控為8V，電壓鑒別器自動斷開開關S時，R0兩端的電壓：U0＝U控′﹣UT′＝8V﹣6V＝2V，
此時電路中的電流：I′0.2A，
由I可知，RT此時的電阻：RT′30Ω，
由圖甲可知，當RT的電阻為30Ω時，烤箱內的溫度為180℃。
答：（1）工作電路正常工作的電功率為484W；
（2）烤箱內溫度達到60℃時，電壓鑒別器兩端的電壓UT為4.5V；
（3）調節控制電路中的電源電壓U控為8V，電壓鑒別器自動斷開開關S時，烤箱內的溫度為180℃。
【點評】本題考查了串聯電路特點、電功率公式和歐姆定律公式應用，能從圖中獲取相關信息是解題的關鍵。
2．【答案】（1）水吸收的熱量為6.72×105J；
（2）調控電阻R0的阻值為15Ω；
（2）電蒸鍋的溫度達到120℃時，將R0的阻值調節為10Ω，此時電蒸鍋的總功率440W。
【分析】（1）根據m＝ρV計算水的質量，根據Q吸＝c水m（t﹣t0）計算水升溫需要吸收的熱量；
（2）由圖2可知兩電阻串聯接入電路，由圖1可知當溫度達到100℃時RT的阻值，根據R求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出調控電阻R0的阻值；
（2）由圖象讀出RT的溫度達到120℃時的阻值，然后根據P′計算電蒸鍋的總功率。
【解答】解：（1）水的質量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；
（2）由圖2可知兩電阻串聯接入電路，由圖1可知，當溫度達到100℃時，RT＝40Ω，
電路中的總電阻：R55Ω，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以調控電阻R0的阻值：R0＝R﹣RT＝55Ω﹣40Ω＝15Ω；
（3）由圖象可知，RT的溫度達到120℃時，RT′＝100Ω，
電蒸鍋的總功率：P′440W。
答：（1）水吸收的熱量為6.72×105J；
（2）調控電阻R0的阻值為15Ω；
（2）電蒸鍋的溫度達到120℃時，將R0的阻值調節為10Ω，此時電蒸鍋的總功率440W。
【點評】本題考查了吸熱公式、電阻的串聯和電功率公式的應用，從圖象中讀出不同溫度時電阻RT的阻值是關鍵。
3．【答案】（1）此時電路總電功率是0.18W；
（2）壓敏電阻受到的壓力為800N；
（3）見解答。
【分析】（1）根據壓敏電阻所受壓力，從乙圖讀出電阻大小；由P可得電功率；
（2）根據b點確定最大電流，根據歐姆定律計算壓敏電阻，對照乙圖知壓力大小；
（3）根據運動員從距離蹦床更高的位置跳下，更多的重力勢能轉化為彈性勢能，分析彈力大小，得出壓敏電阻的大小，計算電流，在圖中標注。
【解答】解：（1）當F＝200N時，R＝40Ω；R總＝R+R0＝40Ω+10Ω＝50Ω；
此時電路總電功率P0.18W；
（2）由圖丙可知，b點電流最大為l＝0.15A；
則定值電阻分壓為Ub＝1R＝0.15A×10Ω＝1.5V；
壓敏電阻兩端電壓為U＝U總﹣U0＝3V﹣1.5V＝1.5V；
電阻R10Ω；
由圖乙可知F＝800N；
（3）若該運動員從距離蹦床更高的位置跳下，已知某運動員從距離蹦床越高處下落則對蹦床的壓力越大，則壓敏電阻越小，串聯電路的總電阻越小，根據歐姆定律知，電路中的電流越大，則b點向右移動，當壓力最大時，壓敏電阻不再改變，大小為R'＝5Ω；最小電阻為1Ω；
最大電流I'0.2A，如圖所示：
；
答：（1）此時電路總電功率是0.18W；
（2）壓敏電阻受到的壓力為800N；
（3）見解答。
【點評】本題考查串聯電路的特點和歐姆定律的應用，屬于中檔題。
02 滑動變阻器類
4．【答案】C
【分析】（1）滑動變阻器的電阻片的材料和橫截面積一定時，長度越長電阻越大；
（2）根據歐姆定律進行分析；
（3）根據P＝UI進行分析；
（4）根據串聯分壓原理進行解答。
【解答】解：A、由圖可知，油箱內油面下降時，滑動變阻器R接入電路中電阻變大，故A錯誤；
C、由圖可知，該電路為R和R0的串聯電路，油箱內油面下降時，總電阻變大，在電源電壓一定時，根據歐姆定律，電路電流變小，電流表示數減小，故C正確；
B、電源電壓一定時，電路電流變小，根據P＝UI知，電路的總功率減小，故B錯誤；
D、由圖可知，油箱內油面下降時，滑動變阻器R接入電路中電阻變大，根據串聯分壓原理，滑動變阻器R兩端的電壓變大，電源電壓一定時，R0兩端電壓減小，故D錯誤。
故選：C。
【點評】本題考查了學生對電阻大小的決定因素、歐姆定律、電功率公式、串聯分壓原理的應用，解題關鍵是準確分析出滑動變阻器連入電路的阻值的變化與油量之間的關系。
5．【答案】（1）R0的阻值為30Ω；
（2）當電流表示數為0.2A時，則電壓表示數為3V；
（3）當電壓表的示數為3V時，報警裝置發出警報，警戒水位為190m；此時電路消耗的電功率為1.8W。
【分析】（1）閉合開關，兩電阻串聯接入電路，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測通過電路的電流，
當滑動變阻器接入電路的電阻為0時，電路為定值電阻的簡單電路，根據歐姆定律可知此時通過電路的電流最大，由丙圖可知通過電路的最大電流，根據歐姆定律表示電源電壓，通過電路的電流為0.1A時，根據串聯電路電壓規律結合歐姆定律表示電源電壓，聯立解方程可得電源電壓和定值電阻的阻值；
（2）根據歐姆定律計算通過電路的電流為0.2A時電路總電阻，根據串聯電路電阻規律計算此時滑動變阻器接入電路的阻值，根據U＝IR計算滑動變阻器兩端的電壓可知電壓表示數；
（3）當電壓表的示數為3V時，根據串聯電路電壓規律計算定值電阻兩端的電壓，根據歐姆定律計算此時通過定值電阻的電流，根據串聯電路電流特點結合歐姆定律計算此時滑動變阻器接入電路的阻值，
由乙圖可知滑動變阻器的長度以及滑片位于最下端時水位的高度，進一步計算浮子上升的距離和此時的警戒水位；
根據P＝UI計算此時電路消耗的電功率是多少。
【解答】解：（1）閉合開關，兩電阻串聯接入電路，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測通過電路的電流，
當滑片P置于最下端時，滑動變阻器接入電路最大阻值，電流表示數為0.1A，則電壓表示數為：UP＝IRP＝0.1A×60Ω＝6V；
當滑動變阻器接入電路的電阻為0時，電路為定值電阻的簡單電路，根據歐姆定律可知此時通過電路的電流最大，由丙圖可知通過電路的最大電流為0.3A，
根據歐姆定律可得電源電壓：U＝IR0＝0.3A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
因串聯電路總電壓等于各部分電壓之和，通過電路的電流為0.1A時，根據歐姆定律可得電源電壓：U＝UP+I′R0＝6V+0.1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
聯立①②可得：R0＝30Ω，U＝9V；
（2）通過電路的電流為0.2A時，電路總電阻：R總45Ω，
根據串聯電路電阻規律可知滑動變阻器接入電路的阻值：RP＝R總﹣R0＝45Ω﹣30Ω＝15Ω，
滑動變阻器兩端的電壓：UP＝I″×RP＝0.2A×15Ω＝3V；
（3）當電壓表的示數為3V時，定值電阻兩端的電壓：U0＝U﹣UP′＝9V﹣3V＝6V，
此時通過定值電阻的電流：I00.2A，
串聯電路各處電流相等，此時滑動變阻器接入電路的阻值：RP′15Ω，
由乙圖可知滑動變阻器的長度為195m﹣175m，滑片位于最下端時水位的高度為175m，
浮子上升的距離：ΔL（195m﹣175m）＝15m，則此時的警戒水位為175m+15m＝190m；
此時電路消耗的電功率：P＝UI0＝9V×0.2A＝1.8W。
答：（1）R0的阻值為30Ω；
（2）當電流表示數為0.2A時，則電壓表示數為3V；
（3）當電壓表的示數為3V時，報警裝置發出警報，警戒水位為190m；此時電路消耗的電功率為1.8W。
【點評】本題考查串聯電路特點、歐姆定律、電功率公式的靈活運用，正確讀取圖中信息是解題的關鍵。
6．【答案】（1）增大；
（2）當水位處于最高時，電路中的電流為0.6A；
（3）當水位處于最高時，輕質彈簧對浮子M的拉力為50N；
（4）a和b。
【分析】由電路圖可知，R0與R1串聯，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）當水位下降時，圓柱體M排開水的體積變小，受到的浮力減小，彈簧測力計受到的拉力變大，據此可知滑片移動的方向和接入電路中電阻的變化，根據歐姆定律可知電路中電流的變化；
（2）當水位處于最高處時，滑片P恰好在R1的最上端，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流；
（3）根據V＝Sh算出浮子M排開水的體積，由F浮＝ρ水gV排算出浮子M受到的浮力，根據平衡力算出輕質彈簧對浮子M的拉力；
（4）根據串聯電路的分壓作用分析解答。
【解答】解：由電路圖可知，R0與R1串聯，水位表串聯在電路中。
（1）當水位下降時，圓柱體M排開水的體積變小，受到的浮力減小，彈簧測力計受到的拉力變大，滑片下移，接入電路中電阻變小，電路中的總電阻變小，
由I可知，電路中的電流變大；
（2）當水位處于最高處時，滑片P恰好在R1的最上端，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I0.6A；
（3）當水位處于最高時，M剛好浸沒在水中，圓柱體排開水的體積為：
V排＝V＝Sh＝200cm2×50cm＝10000cm3＝0.01m3，
圓柱體M受到的浮力為：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N，
輕質彈簧對浮子M的拉力為：
F拉＝G﹣F浮＝mg﹣F浮＝15kg×10N/kg﹣100N＝50N；
（4）若用電壓表代作水位表，當水位最低時（此時滑片P在R1的下端點），滑動變阻器連入電路的電阻為零，分得的電壓為零，根據水位表示數為零知電壓表并聯在滑動變阻器的兩端，即將水位表的兩端A、B分別與電路中的a和b兩點相連接。
故答案為：（1）增大；
（2）當水位處于最高時，電路中的電流為0.6A；
（3）當水位處于最高時，輕質彈簧對浮子M的拉力為50N；
（4）a和b。
【點評】本題考查了電路的動態分析和串聯電路的特點以及歐姆定律、阿基米德原理的應用，是一道綜合題，有一定難度。
03 電磁繼電器 電磁鐵類
7．【答案】（1）此時控制電路中R0兩端的電壓是3V；
（2）消耗的總電能為5.616×104J；
（3）增大R0的阻值
【分析】（1）由圖可知控制電路中R與R0串聯，由圖丙可知此時控制電路中光敏電阻的阻值，根據串聯電路電阻規律結合歐姆定律求出控制電路中的電流，再求出R0兩端的電壓；
（2）根據W＝UIt計算機器人充滿電時儲存的電能，根據表格及公式W＝Pt，求出機器人掃地30min消耗的電能和待機6min消耗的電能，兩者之和即為一次掃地30min和待機6min消耗的總電能；
（3）若想家里地面灰塵更少，光敏電阻光照強度變強，光敏電阻的阻值變小，根據電源電壓不變及總電阻不變，再由串聯電路的電阻特點，可知如何改進電路。
【解答】解：（1）白天，當機器人光敏電阻上的光照強度為3cd時，它就會開始掃地，由圖丙可知，此時光敏電阻R為6.0Ω，此時控制電路中的電流為：
I0.25A，
所以此時控制電路中R0兩端的電壓為：
U0＝IR0＝0.25A×12Ω＝3V；
（2）由表格可知，機器人充滿電時儲存的電能為：
W＝UIt＝12V×2.5A×3600s＝1.08×105J，
掃地30min消耗的電能為：
W1＝P1t1＝30W×30×60s＝5.4×104J，
待機6min消耗的電能為：
W2＝P2t2＝6W×6×60s＝2.16×103J，
掃地30min和待機6min消耗的總電能為：
W3＝5.4×104J+2.16×103J＝5.616×104J；
（3）小明若想讓家里的地面灰塵更少，他應該用阻值較大的電阻替換定值電阻R0，因為機器人開始工作時的電流不變，電源電壓不變，則機器人開始工作時控制電路的總電阻不變，當家里的地面灰塵更少時，照射到光敏電阻上的光照強度增強，光敏電阻R的阻值減小，要使機器人工作時控制電路的總電阻不變，應增大R0的阻值。
答：（1）此時控制電路中R0兩端的電壓是3V；
（2）消耗的總電能為5.616×104J；
（3）增大R0的阻值。
【點評】本題考查了電磁繼電器工作原理及串聯電路的特點和歐姆定律，電功公式的綜合應用。
8．【答案】（1）N；（2）電動卷簾；
（3）R0的阻值為210Ω；
（4）當外界光照強度達到400lx時，光敏電阻R的功率為0.075W。
【分析】（1）根據安培定則判定螺線管的極性；
（2）結合題意分析M處的用電器；
（3）當外界光照強度達到150lx時，由圖丙可知此時光敏電阻的阻值R＝90Ω，當電動卷簾便開始工作，電磁鐵能吸合銜鐵的電流I＝0.04A，由歐姆定律求出控制電路的總電阻，根據串聯電路電阻規律可知R0的阻值；
（4）當外界光照強度達到200lx時，由圖丙可知此時光敏電阻的阻值R′＝70Ω，由歐姆定律得控制電路的電流，根據P＝I2R得出光敏電阻R的功率。
【解答】解：（1）開關S閉合時，電磁鐵中一端的電流方向是向左的，根據安培定則可知，電磁鐵P的下端為N極；
（2）當外界光照較強時，光敏電阻阻值小，控制電路電流大，電磁鐵磁性較強，吸引銜鐵，動觸點與A接觸，能啟動電動卷簾適時調整進光量，則圖中的N處為電動卷簾；用電器應為當外界光照較弱時，光敏電阻阻值大，控制電路電流小，電磁鐵磁性較弱，銜鐵彈回，動觸點與B接觸，能動啟動節能燈給予補光，則M處接節能燈；
（3）當外界光照強度達到150lx時，由圖丙可知此時光敏電阻的阻值R＝90Ω，
當電動卷簾便開始工作，電磁鐵能吸合銜鐵的電流I＝0.04A，
由歐姆定律得，控制電路的總電阻：R總300Ω，
根據串聯電路電阻規律可知，R0的阻值：R0＝R總﹣R＝300Ω﹣90Ω＝210Ω；
（4）當外界光照強度達到400lx時，由圖丙可知此時光敏電阻的阻值R′＝30Ω，由歐姆定律得．此時控制電路中的電流，
光敏電阻R的功率P＝I′2R′＝（0.05A）2×30Ω＝0.075W。
答：（1）N；（2）電動卷簾；
（3）R0的阻值為210Ω；
（4）當外界光照強度達到400lx時，光敏電阻R的功率為0.075W。
【點評】本題考查歐姆定律的應用和電能、電功率的計算，關鍵是從圖中得出有用信息。
/ 讓教學更有效 精品試卷 | 科學
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)
9．【答案】（1）減小；
（2）電魚放電時電壓U的大小為2V；
（3）當R2＝1.0×104歐，電魚放電時R2的電功率P2為1.0×10﹣4W。
【分析】（1）向水里加入氯化鈉增加了溶液中自由移動的離子，進而分析向水里加入氯化鈉的目的。
（2）由圖1可知，兩電阻串聯，根據圖2利用串聯電路的電壓特點和歐姆定律求出電源電壓。
（3）根據歐姆定律求出通過的電流，根據P＝I2R求出電魚放電時R2的電功率P2。
【解答】解：（1）向水里加入氯化鈉增加了溶液中自由移動的離子，因此向水里加入氯化鈉，目的是減小電阻R2。
（2）由圖1可知，兩電阻串聯，由AB間的電壓R2為兩端的電壓，
圖2可知，當電路中的電流為0.05mA時，R2兩端的電壓為1.5V，
由串聯電路的電壓特點和歐姆定律可知，電源電壓：U＝U2+U1＝U2+IR1＝1.5V+0.05×10﹣3A×1.0×104Ω＝2V。
（3）由串聯電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻：R＝R1+R2＝1.0×104Ω+1.0×104Ω＝2.0×104Ω，
則電路中的電流：I''1×10﹣4A，
則電魚放電時R2的電功率：P2＝I''2R2＝（1×10﹣4A）2×1.0×104Ω＝1.0×10﹣4W。
答：（1）減小；
（2）電魚放電時電壓U的大小為2V；
（3）當R2＝1.0×104歐，電魚放電時R2的電功率P2為1.0×10﹣4W。
【點評】本題考查串聯電路的特點、歐姆定律和電功率公式的應用，關鍵是根據圖像讀出相關的信息。
10．【答案】（1）減小；
（2）高；
（3）低擋模式時，工作10分鐘，mini工作電路消耗的電能為300J；
（4）工作時至少需要加水0.02kg。
【分析】（1）由圖丙可知壓敏電阻R的電阻隨壓力的變化情況；
（2）由圖乙可知，當旋轉開關S接觸點1、2時，電路開路，當旋轉開關S接觸點2、3時，R1、R2串聯，當旋轉開關S接觸點3、4時，只有R1工作；根據串聯電路的電阻特點和P可知工作電路低擋和高擋的電路連接；
（3）知道高檔工作是電路中的電流，根據歐姆定律求出R1的阻值，根據R1、R2的關系求出R2的阻值，根據串聯電路的電阻特點求出R1、R2的串聯總電阻，根據Wt可求出低擋模式時工作電路消耗的電功；
（4）由題意可知，當電流為50mA時，銜鐵才會吸合，工作電路接通，根據歐姆定律求出此時控制電路的總電阻，根據電阻的串聯求出壓敏電阻R的阻值，由圖丙可知壓敏電阻受到的壓力，壓敏電阻受到的壓力是由水的重力產生的，則可求出水的重力，根據F＝G＝mg求出所加水的最小質量。
【解答】解：（1）由圖丙可知，壓敏電阻R的電阻隨壓力的增大而減小；
（2）由圖乙可知，當旋轉開關S接觸點2、3時，R1、R2串聯，根據串聯電路的電阻特點可知，此時電路中的總電阻最大，由P可知，此時電路中的總功率最小，工作電路處于低擋；當旋轉開關S接觸點3、4時，只有R1工作，此時電路中的總電阻最小，總功率最大，工作電路處于高擋；
（3）根據題意可知，高擋時電流為0.4A，mini具有智能斷電功能，由I可知，R1的阻值：R112.5Ω，根據題意可知，R2＝3R1＝3×12.5Ω＝37.5Ω，根據串聯電路的電阻特點可知，低擋工作時，工作電路的總電阻：R總＝R1+R2＝12.5Ω+37.5Ω＝50Ω，低擋模式時工作電路消耗的電能：W低300J；
（4）由I可知，當電流為50mA時，此時控制電路的總電阻：R總'100Ω，則壓敏電阻的阻值：R＝R總'一Ro＝100Ω﹣60Ω＝40Ω，由圖丙可知，當R＝40Ω時，壓敏電阻受到的壓力F＝0.2N，壓敏電阻受到的壓力是由水的重力產生的，則水的重力G＝F＝0.2N，由F＝G＝mg可得所加水的最少質量：m0.02kg。
故答案為：（1）減小；
（2）高；
（3）低擋模式時，工作10分鐘，mini工作電路消耗的電能為300J；
（4）工作時至少需要加水0.02kg。
【點評】本題考查了串聯電路的特點、電功率公式、歐姆定律、壓力和重力的關系等，能從中獲取相關信息是解題的關鍵。
11．【答案】（1）熱效應；（2）①N；②100Ω；（3）這段時間內消耗的電能是3.3×105J
【分析】（1）電流具有熱效應；
（2）①根據安培定則判定電磁鐵的磁性；
②使用爆米花功能時，設定溫度達到200℃時停止加熱，由圖乙判斷出R0的電阻，由歐姆定律算出此時電路的總電阻，由串聯電路電阻的規律算出此時電阻器R接入電路的阻值；
（3）根據P分析電路的工作狀態，然后根據Wt求出消耗的電能。
【解答】解：（1）空氣炸鍋是利用電流的熱效應的原理來工作的，此過程中電能轉化為內能，產生的熱量使空氣受熱；
（2）①由圖可知，根據安培定則可知，此時電磁鐵上端是N極，下端是S極；
②使用爆米花功能時，設定溫度達到200℃時停止加熱，由圖乙可知，R0的電阻為20Ω，
此時電路的總電阻為：R總120Ω；
此時電阻器R接入電路的阻值為：R滑＝R總﹣R0＝120Ω﹣20Ω＝100Ω；
（3）根據圖乙可知，B與A接觸時，電路為R1的簡單電路；B與C接觸時，R1、R2串聯接入電路中，根據串聯電路的電阻關系可知，電路為R1的簡單電路時的總電阻小，根據P可知，此時為加熱狀態，5min消耗的電能為：Wt5×60s＝3.3×105J。
故答案為：（1）熱效應；（2）①N；②100Ω；（3）這段時間內消耗的電能是3.3×105J。
【點評】題考查了歐姆定律的應用、電能的計算、安培定則的應用，是一道簡單的應用題。
12．【答案】（1）是否缺氧；
（2）豆芽機加熱功率為110W；
（3）合格。
【分析】（1）根據氧氣含量進行判定等級；
（2）當動觸點與靜觸點斷開時，電阻R1與R2串聯，總電阻最大，處于保溫狀態，根據電阻的串聯和P求出R2的阻值；當動觸點與靜觸點接觸時，電阻R1與R2并聯，總電阻最小，處于加熱狀態，根據電阻的并聯和P求出加熱功率；
（3）電磁鐵銜鐵在電流大于60mA時吸合，根據歐姆定律求出控制電路總電阻，利用電阻的串聯求出Rx的阻值，根據圖丙確定豆芽機最低溫度；電磁鐵銜鐵在電流小于30mA時釋放，根據歐姆定律求出控制電路總電阻，利用電阻的串聯求出Rx的阻值，根據圖丙確定豆芽機最高溫度，然后與綠豆萌發的適宜溫度進行比較。
【解答】解：（1）由表中數據可知，優秀作品不會出現缺氧情況，合格作品偶爾出現缺氧情況，待改進作品經常出現缺氧情況，故判斷作品等級的依據是：是否缺氧；
（2）當動觸點與靜觸點斷開時，電阻R1與R2串聯，總電阻最大，處于保溫狀態，豆芽機的保溫功率為55W，則電路的總電阻為：
R總880Ω，
根據電阻的串聯，R2＝R總﹣R1＝880Ω﹣440Ω＝440Ω；
當動觸點與靜觸點接觸時，電路為只有R2的簡單電路，則豆芽機加熱功率為：
P加110W；
（3）電磁鐵銜鐵在電流大于60mA時吸合，根據歐姆定律可知，
R總150Ω，
根據電阻的串聯，Rx＝R總1﹣R0＝50Ω﹣25Ω＝25Ω，
由圖乙可知，此時豆芽機的溫度為23℃；
電磁鐵銜鐵在電流小于30mA時釋放，根據歐姆定律可知，
R總2100Ω，
根據電阻的串聯，Rx'＝R總2﹣R0＝100Ω﹣25Ω＝75Ω，
由圖乙可知，此時豆芽機的溫度為26℃；
此款豆芽機溫度控制范圍23℃～26℃，由于綠豆萌發的適宜溫度范圍是20℃～25℃，則此款豆芽機能實現自動控溫但溫度偏高，所以應將其評定為合格。
答：（1）是否缺氧；
（2）豆芽機加熱功率為110W；
（3）合格。
【點評】本題考查了串并聯電路電阻特點、歐姆定律和電功率公式的運用，關鍵是電路狀態的分析。
13．【答案】（1）滑動變阻器最大阻值為40Ω；
（2）右；定值電阻R2大于滑動變阻器的最大值，當光照相同的時候對比電路中左側總電阻大、電流小，左側電磁鐵磁性小于右側，銜鐵被吸向右側，轉向電路中電動機會帶動電池板向右側運動；
（3）調試控制電路過程中，對比電路右側消耗的最小功率是2.4W。
【分析】（1）由圖乙知電路中的最小電流為：I最小＝0.2A，電壓表的最大示數為：U4大＝8V，由歐姆定律算出滑動變阻器的最大阻值；
（2）因為定值電阻R2大于滑動變阻器的最大值，當光照相同的時候對比電路中左側總電阻大、電流小，左側電磁鐵磁性小于右側，銜鐵被吸向右側，轉向電路中電動機會帶動電池板向右側運動；
（3）由圖乙知當滑片在最下端和最上端時電壓表和電流表的示數，由串聯電路電壓的規律和歐姆定律表示出電源電壓，根據電源電壓相等列等式算出電源電壓和R3的阻值；根據P最小＝UI最小算出電路消耗的最小功率；
【解答】解：（1）由圖乙知電路中的最小電流為：I最小＝0.2A，電壓表的最大示數為：U4大＝8V，
由歐姆定律可得，滑動變阻器的最大阻值：；
（2）因為定值電阻R2大于滑動變阻器的最大值，當光照相同的時候對比電路中左側總電阻大、電流小，左側電磁鐵磁性小于右側，銜鐵被吸向右側，轉向電路中電動機會帶動電池板向右側運動；
（3）滑動變阻器和R3串聯，由圖像乙可知，當滑片在最下端時滑動變阻器接入電路的電阻最大，電源電壓：U＝I最小R3+U4大＝0.2A×R3+8V①
當電流表示數為0.5A時，電壓表的示數為2V，
同理可得電源電壓：U＝I3R3+U4＝0.5A×R3+2V②
由①②兩式解得：R3＝20Ω，U＝12V
電路消耗的最小功率：P最小＝UI最小＝12V×0.2A＝2.4W。
答：（1）滑動變阻器最大阻值為40Ω；
（2）右；定值電阻R2大于滑動變阻器的最大值，當光照相同的時候對比電路中左側總電阻大、電流小，左側電磁鐵磁性小于右側，銜鐵被吸向右側，轉向電路中電動機會帶動電池板向右側運動；
（3）調試控制電路過程中，對比電路右側消耗的最小功率是2.4W。
【點評】本題考查了歐姆定律和電功率公式的應用，根據電源電壓相等列等式算出電源電壓和R3的電阻是解題的關鍵。
14．【答案】（1）R1的阻值為40Ω；
（2）浮球的體積為3×10﹣3m3；
（3）。
【分析】（1）根據P＝UI計算R1的阻值；
（2）首先根據杠桿的平衡條件列式計算出A點產生的力，然后對浮球進行受力分析，根據平衡力的知識計算出浮力的大小，接下來根據阿基米德原理計算排開水的體積，最后根據這時浮球有一半體積浸入水中計算浮球的體積；
（3）保溫時，電磁鐵Lb中的電流達到0.02A，銜鐵被吸合；電流低于0.01A時，根據歐姆定律分別計算出90℃和95℃時電阻大小即可。
【解答】解：（1）由P＝UI可知，R1的阻值：；
（2）由杠桿平衡條件FA×OA＝FB×OB可得：，
由力的平衡條件可知，此時浮球受到的浮力：F浮＝FA+G＝10N+5N＝15N，
由F字＝ρ液gV排可知，浮球排開水的體積：，
由題意可知，浮球體積：V＝2V排＝2×1.5×10﹣3m3＝3×10﹣3m3；
（3）保溫時，電磁鐵Lb中的電流達到0.02A，銜鐵被吸合，
由歐姆定律可知，90℃時，熱敏電阻的阻值：RT1500Ω；
電流低于0.01A時，銜鐵被釋放，則95℃時，熱敏電阻的阻值：RT21000Ω，
則RT隨溫度變化的大致圖像如圖所示：
。
答：（1）R1的阻值為40Ω；
（2）浮球的體積為3×10﹣3m3；
（3）。
【點評】本題考查了杠桿平衡條件、阿基米德原理、歐姆定律及平衡力分析等多個知識點，是一道綜合計算題，對學生閱讀理解題目有一定要求，屬于較難題目。
15．【答案】（1）變大；（2）小燈泡消耗的電功率為0.9W；（3）右。
【分析】（1）由電路圖可知，燈泡和R1串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
根據電壓表的示數變化可知燈泡兩端電壓的變化，由歐姆定律可知電路中的電流變化和電路總電阻的變化，根據串聯電路電阻規律可知電阻R1阻值的變化，由表格數據可知壓力FA的變化；
由杠桿的平衡條件FB OB＝FA OA可知物體N對B點的壓力的變化，
繩子對物體M的拉力T＝GM﹣F浮，由同一根繩子的拉力相等和GM＝GN可知，物體N對B點的壓力FB＝GN﹣T＝GN﹣（GM﹣F浮）＝F浮，據此判斷物體M受到的浮力的變化，
由F浮＝ρ液gV排可知物體M排開水的體積的變化，據此判斷水位超出警戒線的高度的變化；
（2）根據阿基米德原理計算水位超過警戒線高度1米時物體M受到的浮力，即物體N對B點的壓力，
由杠桿的平衡條件FB OB＝FA OA計算力敏電阻受到的壓力，由表格數據可知力敏電阻的阻值接入電路的阻值，根據串聯電路電阻規律結合歐姆定律計算此時通過電路的電流，根據P＝I2R計算此時小燈泡消耗的電功率；
（3）若用這個完成測試的測量儀來測量海水超過警戒線的高度h，物體M排開液體的體積不變，比較海水的密度和水的密度得出物體M受到的浮力變化，從而得出物體N對B點的壓力變化；要仍用電流表準確讀出水位高度，應使物體N對B點的壓力不變，根據杠桿的平衡條件得出其它條件不變時OB的變化，從而得出答案。
【解答】解：（1）由電路圖可知，燈泡和R1串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
電壓表的示數變大，即燈泡兩端的電壓變大，由歐姆定律可知電路中的電流變大，則電路的總電阻變小，
串聯電路總電阻等于各部分電阻之和，則電阻R1的阻值變小，由表格數據可知，壓力FA變大；
由杠桿的平衡條件FB OB＝FA OA可知物體N對B點的壓力變大，
繩子對物體M的拉力T＝GM﹣F浮，由同一根繩子的拉力相等和GM＝GN可知，物體N對B點的壓力FB＝GN﹣T＝GN﹣（GM﹣F浮）＝F浮，所以物體M受到的浮力變大，
由F浮＝ρ液gV排可知物體M排開水的體積變大，則水位超出警戒線的高度變大；
（2）水位超過警戒線高度1米時，物體M受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣4m2×1m＝10N，
物體N對B點的壓力FB＝F浮＝10N，
由杠桿的平衡條件FB OB＝FA OA可得：FAFB10N＝20N，
由表格數據可知，力敏電阻的阻值R1＝10Ω，
串聯電路總電阻等于各部分電阻之和，根據歐姆定律可得此時通過電路的電流：I0.3A，
此時小燈泡消耗的電功率：P＝I2RL＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W；
（3）若用這個完成測試的測量儀來測量海水超過警戒線的高度h，物體M排開液體的體積不變，而海水密度大于雨水的密度，由F浮＝ρ液gV排可知物體M受到的浮力變大，則物體N對B點的壓力變大；要仍用電流表準確讀出水位高度，FA和OA不變，由杠桿的平衡條件FB OB＝FA OA可知，應減小OB，即適當向右調節N的位置。
答：（1）變大；（2）小燈泡消耗的電功率為0.9W；（3）右。
【點評】本題考查了阿基米德原理、杠桿平衡條件、串聯電路的特點以及歐姆定律的綜合應用等，正確得出物體M受到的浮力和N對B的壓力關系是關鍵，有一定的難度。
16．【答案】（1）電源電壓為4V。
（2）當報警器開始報警時，壓力傳感器受到的壓力為20N。
（3）當托盤受到的壓力為150N時，報警器報警。
（4）當電路輸出的電功率與電路在安全狀態下輸出的最大電功率的比值為4：9時，托盤受到的壓力為36N。
【分析】（1）當托盤空載時，可以根據R0和電壓表示數利用歐姆定律求出電路中的電流，同時從圖乙可知此時壓力傳感器的電阻，利用歐姆定律可以計算出總電壓，即電源電壓；
（2）開始報警，即此時電壓表示數剛好為2V的時候，由歐姆定律得到電路的電流，再利用歐姆定律和串聯電路電壓規律得到此時壓敏電阻R的阻值，對照圖乙可以知道此時的壓力值；
（3）當托盤壓力值為150N時，根據杠桿平衡條件可知壓桿對壓力傳感器R的壓力F'，用這個壓力F對照（2）中的壓力F便可知是否報警；
（4）利用歐姆定律和電功率公式求出電路安全前提下的最大電流和最大功率，根據比例關系求出此時的實際功率，利用R和電路電阻的規律得到傳感器的電阻，進而求出傳感器的壓力，然后根據杠桿平衡條件算出托盤受到的壓力。
【解答】（1）電路為壓力傳感器R和報警器R0組成的串聯電路，電壓表測量R0兩端的電壓，
當托盤空載時，由圖乙知傳感器的電阻R＝30Ω，此時電路中的電流 ；
則電源電壓 U＝I1（R0+R）＝0.1A×（10Ω+30Ω）＝4V；
（2）當報警器開始報警時，電路中的電流 ，
傳感器的電阻 ：
從乙圖可知，此時傳感器受到的壓力為20N。
（3）根據杠桿的平衡條件 F1L1＝F2L2，可知 F托盤×OB＝F'×OA；
由于OB：BA＝1：5，可得OB：OA＝1：6；
壓力傳感器受到的壓力F'＝F托盤150N25N，
由于報警時F＝20N，而此時 F'＞F，因此報警器報警；
（4）要保證電路安全，電路的最大電流
最大功率P最大＝UI最大＝4V×0.3A＝1.2W，
由于 P'：P最大＝4：9 可得P'＝1.2W W；
此時傳感器的電阻R'R010Ω＝20Ω，
從乙圖可知，此時傳感器受到的壓力為6N；
由杠桿平衡條件可知，托盤受到的壓力 F托盤＝F'6N36N。
答：（1）電源電壓為4V。
（2）當報警器開始報警時，壓力傳感器受到的壓力為20N。
（3）當托盤受到的壓力為150N時，報警器報警。
（4）當電路輸出的電功率與電路在安全狀態下輸出的最大電功率的比值為4：9時，托盤受到的壓力為36N。
【點評】該題把杠桿與電學知識結合在一起，要求學生具有一定的綜合運用所學知識解決問題的能力。
17．【答案】（1）M1；（2）該次印刷過程中電動機消耗的總電能W＝P1t1+P2t2＝220W×40s+110W×100s＝1.98×104J；（3）電動機不轉時，電能轉化為內能，故Q＝I2Rt60s＝7.26×104J；
【分析】（1）由丙圖可知壓力為12N、Rx＝20Ω時，求出控制電路電流，當備用紙槽放置總質量為2千克時，由丙圖可知壓力變大，Rx變小，由歐姆定律推導出電流變大，判斷出銜鐵被吸引；
（2）由控制電路中的電流為0.2A，求出電動機轉數的臨界的壓力大小，并轉化為試卷張數，相應求出時間，并由表格可求出電能的大小；
（3）電動機不轉，此時電能全部轉化為內能，需用焦耳定律計算。
【解答】解：（1）Rx＝20Ω時，控制電路中的電流I0.2A，當備用紙槽放置總質量為2千克的張紙時壓敏電阻所受壓力F＝G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N＞12N，由圖丙可知Rx＜20Ω，故此時電流I＞0.2A，銜鐵被吸引，工作電路接通電動機M1；
（2）由第一問可知，Rx＝20Ω時，控制電路中的電流I0.2A，由丙圖可知，紙張的壓力F＝12N，故可求出紙張的重量G＝F＝12N，m1.2kg；
由，n＝300張；
即剩余紙張數300張以上M1工作，剩余紙張數300張以下M2工作；
M1工作時間：t1＝（500﹣300）張×0.2s/張＝40s；
M2工作時間：t2＝（300﹣100）張×0.5s/張＝100s；
該次印刷過程中電動機消耗的總電能W＝P1t1+P2t2＝220W×40s+110W×100s＝1.98×104J；
（3）電動機不轉時，電能轉化為內能，故Q＝I2Rt60s＝7.26×104J；
故答案為：（1）M1；（2）該次印刷過程中電動機消耗的總電能W＝P1t1+P2t2＝220W×40s+110W×100s＝1.98×104J；（3）電動機不轉時，電能轉化為內能，故Q＝I2Rt60s＝7.26×104J；
【點評】該題需要靈活掌握電磁繼電器控制的原理，及對壓敏電阻的壓力、電阻圖像的識別，需要的能力較強。
18．【答案】（1）C；（2）RT的阻值為200Ω；（3）R1的阻值為242Ω、R1實際工作的時間為6min。
【分析】（1）安全用電要求：①不用濕手觸摸開關，不用濕布擦拭正在使用的用電器；②三孔插座應接地，帶金屬外殼的用電器用三腳插頭；
消毒時候，柜內溫度較高，不要將塑料等不耐高溫的食具靠近R1；紫外線對人體有傷害；
（2）當消毒柜內溫度為55℃時，電路電流為0.01A，根據歐姆定律可得總電阻；
根據串聯電路各電阻之和等于總電阻，可得定值電阻大小；
當消毒柜內溫度為85℃時，電路電流為0.02A，根據歐姆定律可得此時總電阻，再根據串聯電路電阻的特點求得此時RT的阻值；
（3）對于消毒電路，紫外線燈管L和發熱管R1并聯接入電路，根據歐姆定律和并聯電路的特點可得R1的阻值；
本次消毒、烘干電路實際消耗的電能可分為烘干消耗電能、紫外線燈消耗的電能、R1的消耗的電能。逐個計算出后，根據t1可得R1實際工作時間。
【解答】解：（1）安全用電要求：A、不用濕手觸摸開關，不用濕布擦拭正在使用的用電器，故A正確；
B、紫外線對人體有傷害，故B正確；
C、三孔插座應接地，帶金屬外殼的用電器用三腳插頭，C錯誤；
D、消毒時候，柜內溫度較高，不要將塑料等不耐高溫的食具靠近R1，故D正確。
故選：C；
（2）當消毒柜內溫度為55℃時，電路電流為0.01A，總電阻為：
R總600Ω；
R3的電阻為：
R3＝R總﹣RT＝600Ω﹣500Ω＝100Ω；
當消毒柜內溫度為85℃時，電路電流為0.02A，總電阻：
R′總300Ω；
RT的阻值為：
R′T＝R′總﹣R3＝300Ω﹣100Ω＝200Ω；
（3）對于消毒電路，紫外線燈管L和發熱管R1并聯接入電路，通過紫外線燈管L的電流為：
ILA；
通過R1的電流I1＝IA﹣IL＝1AAA；
R1242Ω；
消耗電能W＝0.125kW h＝4.5×105J；
烘干消耗電能：
W烘＝P烘×20%t烘＝500W×0.2×60×60s＝3.6×105J；
紫外線燈消耗的電能：
W紫＝P紫t紫＝20W×15×60s＝1.8×104J；
R1的消耗的電能W1＝W﹣W烘﹣W紫＝4.5×105J﹣3.6×105J﹣1.8×104J＝7.2×104J；
R1實際工作時間：
t1360s＝6min。
故答案為：（1）C；（2）RT的阻值為200Ω；（3）R1的阻值為242Ω、R1實際工作的時間為6min。
【點評】本題考查了歐姆定律的應用、電功、電能、電功率的計算，難度較大。【精準把脈·聚焦中考】2025年中考科學專項沖刺限時精練
精練25 力電綜合分析
01 通過半導體改變電路
此類問題常以壓敏電阻受力與自身電阻變化而引起電路變化的問題，從而起到控制電路的目的。
02 通過電磁繼電器控制電路
1、概念
電磁繼電器是利用含有電磁鐵的 、 電路的通斷，來間接地控制 、 電路通斷的裝置，其實質是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關，含電磁鐵的電路稱為低壓 電路，被控制的電路稱為高壓 電路。
2、工作原理
（1）電路構成：電磁繼電器的電路包括控制電路和工作電路兩部分，如下圖所示
（2）工作原理：當控制電路接通時，電磁鐵產生磁性吸下銜鐵，動、靜觸點接觸，接通工作電路；當控制電路斷開時，電磁鐵失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來，動、靜觸點分離，工作電路斷開；從而通過控制電路的通斷來控制工作電路的通斷。
03 通過滑動變阻器接入長度影響電路
此類問題常以滑動變阻器受力而改變接入的有效長度而引起電路變化的問題，從而起到控制電路的目的。
01 半導體（壓敏電阻）類
1．有一種特殊的半導體電阻，它的電阻RT隨著溫度T變化曲線，如圖（甲）所示。某同學使用這種電阻為烤箱設計了一個溫控電路，如圖（乙）所示。溫控電路由控制電路和工作電路兩部分組成。在控制電路中，定值電阻R0＝10Ω，電阻RT與電壓鑒別器并聯，電壓鑒別器相當于電壓表，電源電壓可調節。現將電源電壓U控調到9V，當電壓鑒別器兩端的電壓達到6V以上時，電壓鑒別器會自動將工作電路開關S斷開。工作電路的電壓為220V，電熱絲R1＝100Ω。求：
（1）工作電路正常工作的電功率；
（2）烤箱內溫度達到60℃時，電壓鑒別器兩端的電壓UT；
（3）調節控制電路中的電源電壓U控為8V，電壓鑒別器自動斷開開關S時，烤箱內的溫度。
2．某電蒸鍋的發熱體是用一種叫PTC的半導體元件制成的，它的發熱特性使其具有自動保溫的功能，其電阻RT隨溫度t的變化曲線如圖1所示。圖2是它的簡化工作電路圖。已知電源電壓為220V，R0是阻值可調但不受溫度的影響的調控電阻。則：
（1）某次電蒸鍋內加初溫為20攝氏度的水2L，到沸騰時，水吸收的熱量為多少？已知水的比熱容c＝4.2×103J/（kg ℃）。（1標準大氣壓下）
（2）當溫度達到100℃時，此時電蒸鍋的總功率為880W，求此時調控電阻R0的阻值。
（3）電蒸鍋的溫度達到120℃時，將R0的阻值調節為10Ω，此時電蒸鍋的總功率是多少？
3．某項目化小組為了研究蹦床運動員的訓練情況，設計了一種測定蹦床所受壓力的裝置，其原理如圖甲所示。已知電源電壓為3V且保持不變，定值電阻R0＝10Ω，壓敏電阻的阻值R隨壓力F的變化而變化，如圖乙所示。已知小溫從距離蹦床越高處下落則對蹦床的壓力越大，小溫從某一高度下落后得到電路中電壓表的示數與電流表的示數之間的關系如圖丙中線段ab所示。
（1）當小溫還在空中時，由于受到蹦床自重的影響，壓敏電阻所受壓力為200牛，求此時電路總電功率。
（2）小溫從這一高度跳下后，在與蹦床接觸的過程中，電流表的示數達到最大值時，壓敏電阻受到的壓力為多大？
（3）若小溫從距離蹦床更高的位置跳下，則b點的位置將會移動至B點，請在圖丙中用黑點標出B點可能的位置。
02 滑動變阻器類
4．如圖所示是一種測定油箱內油量的裝置。其中R是滑動變阻器的電阻片，滑動變阻器的滑片跟滑桿可以繞固定軸O轉動，另一端固定著一個浮子。當油箱中的油量減少時（　　）
A．R接入電路中的電阻減小
B．電路的總功率增大
C．電流表示數減小
D．R0兩端電壓增大
5．某科技小組設計了一個監測水位的裝置。其原理如圖甲，電路中電源電壓保持不變，R0為定值電阻，AP與R組成滑動變阻器（最大阻值60Ω），浮子可帶動金屬滑桿AP在豎直方向上下移動。當水位上升時，浮子和金屬滑桿AP一起向上滑動，當電壓表的示數達到某一數值時提醒監測員水位達到警戒值。R接入電路的阻值隨水位的變化關系如圖乙，電路工作時電壓表與電流表示數變化關系如圖丙。求：
（1）R0的阻值。
（2）當電流表示數為0.2A時，則電壓表示數為多少？
（3）當電壓表的示數為3V時，報警裝置發出警報，則警戒水位為多少米？此時電路消耗的電功率是多少？
6．如圖甲所示是一種家庭水箱水位測量裝置示意圖，電源電壓18V保持不變，R0是阻值為10Ω的定值電阻，R1是長20cm、阻值為20Ω的電阻絲，滑片P把電阻絲R1與輕質彈簧的指針連在一起。浮子M長50cm，底面積為200cm2，質量為15kg。當水位處于最高處時，M剛好浸沒在水中，滑片P恰好在R的最上端。輕質彈簧阻值不計。
（1）甲圖中的水位表由電流表改裝，當水位下降時，電路中的電流會 　 　 （增大或減小）。
（2）當水位處于最高時，電路中的電流多大？
（3）當水位處于最高時，輕質彈簧對浮子M的拉力多大？
（4）若用電壓表代作水位表，要求：當水位最低時（此時滑片P在R1的下端點），水位表示數為零。則應將水位表的兩端A、B分別與電路中的 　 　 （選填“a和b”或“c和d”）兩點相連接。
03 電磁繼電器 電磁鐵類
7．智能家居已經悄然走入我們的生活，智能掃地機器人（如圖甲）可通過灰塵傳感器自動尋找灰塵清掃，通過電動機旋轉產生高速氣流將灰塵等吸入集塵盒；圖乙為其自動開始掃地的工作原理圖，當地面灰塵增多，使空氣的透光程度減弱，使照射到光敏電阻上的光照強度減弱，改變電磁鐵的磁性，從而達到自動控制工作。控制電路電源電壓U為4.5伏，定值電阻R0＝12歐，R為光敏電阻，其阻值隨光照強度E（單位cd）的變化如圖丙所示，如表為其部分工作參數（注：電池容量指工作電流與工作總時間的乘積，電磁鐵線圈電阻忽略不計）。
額定工作電壓 12伏
額定功率 30瓦
電池總容量 2.5安時
待機指示燈額定功率 6瓦
（1）白天，當機器人光敏電阻上的光照強度為3cd時，它就會開始掃地。求此時控制電路中R0兩端的電壓。
（2）為了能使掃地機器人長時間掃地，電動機不能過熱工作，可通過其自帶的智能開關將工作電路設定為掃地30分鐘，然后待機6分鐘，如此循環工作。求掃地機器人掃地30分鐘再待機6分鐘共消耗的電能大小。
（3）小明若想讓家里的地面灰塵更少，他應該對掃地機器人的控制電路如何改進　 。
8．某展覽廳（如圖甲所示）為保護展品，設置了調光天窗，當外界光照較強時，能啟動電動卷簾適時調整進光量；當外界光照較弱時，能自動啟動節能燈給予補光。調光天窗的電路原理如圖乙所示，R0為定值電阻，R為光敏電阻，其中R的電阻值隨光照強度的變化如圖丙所示，光照強度的國際單位為勒克斯（lx）；P為電磁鐵，其線圈電阻忽略不計，當電流達到0.04A時能吸合銜鐵B。圖乙中的M、N，其中一處是節能燈，另一處是電動卷簾。已知電源電壓U1＝12V，U2＝220V，則：
（1）電磁鐵P下端為 　 　 極（選填“N”或“S”）。
（2）圖中的N處用電器應為 　 　 （選填“節能燈”或“電動卷簾”）。
（3）當外界光照強度達到150lx時，電動卷簾便開始工作，求R0的阻值。
（4）當外界光照強度達到400lx時，求光敏電阻R的功率。
/ 讓教學更有效 精品試卷 | 科學
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)
1．自然界中有許多“電魚”，它們身體中的發電器官能產生電。研究表明，某電魚在水中放電時（圖1），身體AB段可看成電源和電阻（R1）兩部分串聯而成，其余部分和水的電阻為R2，它們共同構成閉合電路，簡化電路如圖2所示。電魚放電時的電壓（即電源電壓）為U，電阻R1＝1.0×104歐。為獲得U的大小，研究人員通過在水里加入氯化鈉來改變R2，得到A、B兩點間電壓UAB和電路中電流I的關系，如圖3所示。電魚每次放電電壓視為相同，電魚電阻不變。
（1）向水里加入氯化鈉，目的是 　 　 （填“增大”或“減小”）電阻R2。
（2）求電魚放電時電壓U的大小。
（3）當R2＝1.0×104歐，求電魚放電時R2的電功率P2。
2．智能家居為我們的生活提供了很多便利。小明家新購置了一臺圖甲所示mini智能空氣加濕器，其內部簡化電路圖如圖乙所示，R1、R2為發熱電阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S為旋轉型開關，1、2、3、4為觸點，通過旋轉開關S可實現“關”、“低擋”和“高擋”間的轉換，（已知高擋時電流大于低擋時的電流），其高擋時電流為0.4A，mini具有智能斷電功能，當水量偏低時會自動切斷電源，防止干燒。控制電路中，R0＝60Ω，R為壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化關系如圖丙所示。
（1）由圖丙可知，壓敏電阻R的電阻隨壓力的增大而 　 　 （選填“增大”“減小”或“不變”）。
（2）乙圖電路中當旋轉開關S接觸點3、4時，工作電路為 　 　 擋。
（3）低擋模式時，工作10分鐘，mini工作電路消耗的電能為多少焦耳？（請列式計算）
（4）當控制電路中的電流達到50mA時，銜鐵才會吸合，工作電路接通。請通過計算說明，工作時至少需要加水多少千克？（請列式計算）
3．圖甲是某款空氣炸鍋，它可以不用油或少用油來炸制食品。
（1）空氣炸鍋原理：利用電流的 　 　 ，產生的熱量使空氣受熱，熱空氣通過食物表面，使食物中的水迅速汽化，食物變脆，從而達到與油炸相當的烹飪效果。
（2）如圖乙是該空氣炸鍋加熱管的簡化電路。控制電路電壓為6V，R0為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化如圖丙所示；R為可調電阻器，電磁繼電器線圈的電阻忽略不計，當繼電器線圈電流達到50mA時，銜鐵會被吸下。
①控制電路開關S1閉合時，電磁鐵上方為 　 　 極。
②使用爆米花功能時，需要溫度達到200℃時吸下銜鐵，停止加熱進行保溫，此時可調電阻器R接入電路的阻值大小為 　 　 。
（3）如圖工作電路電壓為220V，加熱電阻R1、R2的阻值分別為44Ω、176Ω。用此空氣炸鍋烤牛排（加熱擋），一次炸熟500g牛排需要5分鐘，求這段時間內消耗的電能是多少？
4．某學習小組開展“自制豆芽機”項目化學習活動，主要包括產品設計、功能調試、評價改進三個環節。
【產品設計】
圖甲是小組成員完成的設計草圖，內容包括發育盒、淋水系統和控溫裝置。發育盒上有瀝水孔；淋水系統由水泵驅動，豆芽機中的水可通過內部管道和瀝水孔按箭頭方向流動，使用時可通過調節水流大小控制發育盒中的積水量。控溫裝置內部電路如圖乙所示，可實現加熱、保溫兩擋自動切換，其中R0是定值電阻，R1、R2為電熱絲，Rx為熱敏電阻。
【功能調試】
小組成員購置了相關配件進行產品制作與調試。配件的具體參數如下：控制電路電源電壓U為3V，R0為25Ω，R1為440Ω，Rx的阻值與溫度的關系如圖丙所示，電磁鐵銜鐵在電流大于60mA時吸合，小于30mA時釋放。
【評價改進】
小科設計了評價量規（部分指標如表），并以此作為豆芽機評價改進的依據。
評價 指標 作品等級
優秀 合格 待改進
氧氣 提供 能夠提供充足的氧氣，不會出現缺氧情況 能夠提供充足的氧氣，偶爾出現缺氧情況 不能提供充足的氧氣，經常出現缺氧情況
溫度 控制 能實現自動控溫并能提供適宜的溫度 能實現自動控溫但溫度偏高或偏低 不能自動控溫
（1）根據評價量規，該小組設計的豆芽機“氧氣提供”指標被評定為優秀，結合設計草圖寫出判斷的依據 　 　 （列舉一點）。
（2）功能調試時，小科測得豆芽機的保溫功率為55W，請計算其加熱功率。
（3）小科查閱資料發現綠豆萌發的適宜溫度范圍是20℃﹣25℃，根據評價量規，試通過數據分析來評定此款豆芽機“溫度控制”指標，你將其評定為 　 　 。
5．小平同學設計了一種能讓太陽能電池板自動朝向太陽光的控制電路，如圖甲所示，控制電路由對比電路和轉向電路兩部分組成，R1和R3是兩個相同的光敏電阻，其阻值隨光照強度增強而減小。L1和L2為兩個相同的通電線圈，電阻不計。調節滑動變阻器R4和定值電阻R2相等，若一側光照偏暗，則轉向電路中電動機M會帶動太陽能電池板和對比電路一起轉向光亮一側，直到左右兩側光照強度平衡。該同學在某光照強度下調試控制電路，滑動變阻器R4的滑片由最下端向上移動的過程中，兩電表示數變化如圖乙所示，對比電路中，電源電壓U恒定。
（1）滑動變阻器最大阻值是多少？
（2）若調換定值電阻R2＝45Ω，則穩定后太陽能電池板朝向太陽 　 　 側一些（填“左”或“右”），并說明原因。 　 　 。
（3）調試控制電路過程中，對比電路右側消耗的最小功率是多少？
6．項目化學習小組設計了一款電熱開水機，它由水箱模塊和溫控模塊共同組成。
水箱模塊如圖甲所示，由浮球、繞O點轉動的杠桿ABO、連桿BC和活塞組成。冷水從進水口進入冷水箱，再經連通管道進入煮水箱。當冷水箱水位達到設定水位，杠桿呈水平狀態，活塞剛好堵住進水口，停止進水，這時浮球有一半體積浸入水中。煮水箱中的水煮沸后經出水管進入保溫箱，冷水再補充進入煮水箱：冷水箱中水位下降，此時活塞下降，進水口再次進水；重復上述過程。
電路模塊的原理圖如圖乙所示。煮水箱內有電熱絲R1，保溫箱內有力敏電阻RF，當保溫箱內的水量低于最低水位h1時，開關S1自動閉合，電磁鐵L2吸引銜鐵，使R1開始工作：保溫箱內還有熱敏電阻RT、電熱絲R2當保溫箱內水溫低于90℃時，開關S2自動閉合，電磁鐵Lb吸引銜鐵，電熱絲R2工作使保溫箱內的水溫維持在90℃～95℃。電磁鐵線圈的電阻忽略不計。
（1）若煮水箱內R1的額定煮水功率為1210瓦，求R1的阻值。
（2）冷水箱中的浮球重5牛，杠桿ABO質量和體積忽略不計，進水口被活塞堵住不能進水，此時連桿BC對杠桿的壓力為30牛，支點O到浮球球心的距離OA為OB的3倍。求浮球的體積。
（3）控制電路電壓均為10伏，保溫時，電磁鐵Lb中的電流達到0.02安，銜鐵被吸合；電流低于0.01安時，銜鐵被釋放。請在圖丙中畫出RT隨溫度變化的大致圖像，并在縱坐標上標出溫度分別為90℃和95℃時的阻值。
7．我市常有下暴雨，導致水庫水位超過警戒線產生危險。為自動測量水庫水位超出警戒線的高度，項目化學習小組設計了一臺簡易水位測量儀，其工作原理如圖所示。密度比水大的圓柱體M底面積為10cm2，物體M和N重力均為40牛，繩子繞過定滑輪把MN兩物體相連，調節繩子長度使M的下表面與水庫警戒線相平，輕質杠桿OB繞O點轉動，物體N放在杠桿的B處，OB長102cm，力敏電阻R1通過A處對杠桿產生支撐，OA長51cm，力敏電阻R1阻值與所受壓力FA的關系如表所示，電路電源電壓U恒為6伏，燈L的電阻值為10歐（忽略溫度對燈L電阻的影響），在電流表相應的位置標出水位高度。（杠桿OB自身重力、繩重和摩擦均不計，ρ水＝1.0×103kg/m3）
壓力FA（牛） 0 10 20 30
電阻R1（歐） 20 15 10 5
（1）如觀察到電路中的電壓表示數變大，則是水庫水位超出警戒線的高度將 　 　 。
（2）當某次水位超過警戒線高度1米時，此時小燈泡消耗的電功率是多少？
（3）若用這個完成測試的測量儀來測量海水超過警戒線的高度，只通過調節物體N在杠桿上放置的位置（其它條件不變），仍用電流表也能準確讀出水位高度，則向 　 　 （“左”或“右”）調節N的位置。（已知ρ海水＝1.02×103千克/米3）
8．某科學研究小組設計了一個壓力報警裝置，工作原理如圖甲所示。OBA為水平杠桿，OA長120cm，O為支點，OB：BA＝1：5；已知報警器R0阻值恒為10Ω，壓力傳感器R固定放置，壓力傳感器受到的壓力F與R的阻值變化的關系如圖乙所示。當托盤空載時，閉合開關S，電壓表的示數為1V；當托盤所受的壓力增大，電壓表的示數達到2V時，報警器R0開始發出報警信號。托盤、壓桿和杠桿的質量均忽略不計，電壓表的量程為0～3V。
求：（1）電源電壓。
（2）當報警器開始報警時，壓力傳感器受到的壓力。
（3）當托盤受到的壓力為150N時，報警器是否報警。
（4）當電路輸出的電功率與電路在安全狀態下輸出的最大電功率的比值為4：9時，托盤受到的壓力。
9．如圖甲是一臺速印機，小明在使用速印機時候常常遇到下列問題：當備用紙槽上紙張較多時，不容易發生卡紙，當備用紙槽上紙張較少時，容易發生卡紙，且印刷速度較小時卡紙機率較小。為此，小明設想在備用紙張較多時高速印刷，備用紙張較少時低速印刷。圖乙是小明設計的電路原理圖，工作電路電壓為220伏，M1、M2是兩臺額定功率不同的電動機，電動機工作時帶動機體內的滾筒轉動，從而完成“進紙”、“印刷”等操作，電動機轉速越大，印刷速度也越快，具體參數見表格。在控制電路中，R0是保護電阻，阻值為10歐，電源電壓為6伏，Rx是安裝在備用紙槽底部的壓敏電阻，其阻值與受到紙張的壓力關系如圖丙。印刷時先閉合S2，后閉合S1。當控制電路中的電流大于或等于0.2安時，銜鐵被吸引。
電動機型號 額定功率（瓦） 額定電流（安） 線圈電阻（歐） 印刷速度（秒/張）
M1 220 1 40 0.2
M2 110 0.5 25 0.5
（1）當備用紙槽放置總質量為2千克的張紙時，剛啟動印刷時參加工作的電動機是 　 　 。
（2）假設在某次印刷中，備用紙槽中紙張數從500張減小到100張紙，求該次印刷過程中電動機消耗的總電能。（紙張規格相同，每500張質量為2千克）
（3）老師提醒：電動機卡住不動時，會產生大量熱，導致燒壞電機，甚至可能引起火災，小明設計的電路缺少防過熱保護措施。若在第（2）題印刷過程中，剛印了80張紙時，就發生卡紙，導致正在工作的電動機卡住不動。求在電動機卡住1分鐘內，該電動機產生的熱量。
10．家用食具消毒柜是對家庭餐具進行消毒、烘干的生活健康器具。某品牌消毒柜的電路原理圖如圖所示，下表是它的部分參數，消毒電路由S1、紫外線燈管L、發熱管R1、溫控開關K組成。K開始時處于閉合狀態，當柜內溫度超過120℃時斷開，當溫度降到120℃以下時自動閉合，烘干電路由S2、發熱管R2、電磁繼電器開關組成，其中R2正常工作時的功率為烘干功率，烘干時，當電磁鐵線圈中的電流達到0.02A，銜鐵被吸起，觸點D、E斷開；當電磁鐵線圈中電流減小到0.01A，銜鐵被釋放，觸點D、E重新接觸，使烘干溫度維持在55℃﹣85℃控制電路電壓U＝6V，R3是定值電阻，RT是熱敏電阻，其溫度與消毒柜內溫度相同，阻值隨溫度升高而減小，電磁鐵線圈的電阻忽略不計。
額定電壓 220V
紫外線燈管功率 20W
烘干功率 500W
烘干溫度 55℃ 85℃
某次使用時，將餐具放入消毒柜內，關閉好柜門，將插頭插入家庭電路的插座中，電壓為220V。閉合開關S、S1對餐具消毒15min；斷開開關S1閉合S、S2、S3，再烘干60min。
（1）若為該消毒柜寫一份使用時的安全注意事項，下列操作錯誤的是 　 　 。
A.禁止用潮濕的手操作
B.嚴禁在無保護條件下，直視正在工作中的紫外線燈管
C.消毒柜的金屬外殼不需要接地
D.消毒時切勿將塑料等不耐高溫的食具靠近R1
（2）烘干期間，當消毒柜內溫度為55℃時，控制電路中RT的阻值為500Ω，則當消毒柜內溫度為85℃時，RT的阻值是多少？
（3）若本次消毒、烘干電路實際消耗的電能為0.125kW h，其中，消毒時，L和R1同時正常工作時通過消毒電路的總電流為1A；烘干時，R2實際工作時間為總烘干時間的20%。請計算R1的阻值以及R1的實際工作時間。

展開更多......

收起↑