壓軸題01電學(xué)綜合計(jì)算題考查電路中電流、電壓、電能、電功率等相關(guān)物理量的計(jì)算；結(jié)合I-U或U-I圖像，計(jì)算與圖像相關(guān)的物理量；計(jì)算因滑動(dòng)變阻器變化而導(dǎo)致的電路中其他物理的改變；結(jié)合電表的量程和分度值、滑動(dòng)變阻器，小燈泡規(guī)格，計(jì)算電路中相關(guān)物理量的最值或取值范圍；電熱的綜合計(jì)算——單擋位、多擋位問(wèn)題；電路圖常結(jié)合敏感電阻、電磁繼電器，其他自動(dòng)裝置等考查。1.串聯(lián)電路(如圖):滑動(dòng)變阻器接入電路電阻越小?電路電流越大，與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)的用電器兩端電壓越大：①電流最大值(電流表量程、燈泡額定電流、滑動(dòng)變阻器的最大電流?取最小);②電壓最大值(燈泡額定電壓、電壓表量程?取最小);③滑動(dòng)變阻器取值范圍(最大值?滑動(dòng)變阻器規(guī)格、并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端的電壓表讀數(shù)最大時(shí)，接入電路的電阻?取最小；最小值?電路電流最大時(shí)接入電路的電阻).④小燈泡阻值R,不隨溫度變化時(shí)，滑動(dòng)變阻器最大電功率即時(shí)，滑動(dòng)變阻器有最大功率.2.并聯(lián)電路(如圖):滑動(dòng)變阻器接入電路電阻越小?該支路電流越大?電路總電流越大：①電流最大值(電流表量程、流經(jīng)滑動(dòng)變阻器最大電流?取最小);②滑動(dòng)變阻器取值范圍(最大值?滑動(dòng)變阻器規(guī)格；最小值?電流最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻).3.多擋位電路分析步驟：連接方式?阻值大小判斷?擋位判斷，示例(如圖):S閉合，R?與R?串聯(lián)；S、S?閉合，R,接入電路→R?與R?串聯(lián)的總電阻大于R??S、S。閉合為高溫?fù)?，S閉合時(shí)為低溫?fù)?。目錄?1求動(dòng)態(tài)電路中的電功、電功率02最值問(wèn)題03取值范圍問(wèn)題04多開(kāi)關(guān)變換問(wèn)題05圖像題06電熱器中的多檔位開(kāi)關(guān)問(wèn)題07電磁繼電器在電路中的應(yīng)用08力敏、壓敏、熱敏等敏感電阻在電路中的應(yīng)用09電磁感應(yīng)在電路中的應(yīng)用10簡(jiǎn)單機(jī)械在電路中的應(yīng)用11其他電學(xué)壓軸題01求動(dòng)態(tài)電路中的電功、電功率1．（2024·四川廣元·二模）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“12V

6W”字樣（忽略燈絲電阻隨溫度的變化），滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“20Ω

1A”字樣，兩個(gè)電壓表均有“0~3V”和“0~15V”兩個(gè)量程，電流表有“0~0.6A”和“0~3A”兩個(gè)量程。閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片至最左端時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光。（1）求小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至連入電路的阻值為6Ω時(shí)，求此時(shí)電路的總功率。（3）若用電阻R0來(lái)替換小燈泡L，選擇適當(dāng)?shù)碾姳砹砍?，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片至中點(diǎn)時(shí)，電壓表V1與V2的偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶2，求滿(mǎn)足要求的R0的阻值?！敬鸢浮浚?）24Ω；（2）4.8W；（3）9Ω，10Ω【詳解】解：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻（2）閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片至最左端時(shí)，電路為只有小燈泡的簡(jiǎn)單電路，小燈泡恰好正常發(fā)光，則電源電壓，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至連入電路的阻值為6Ω時(shí)，電路中的總電阻此時(shí)電路中的電流電路的總功率P=UI=12V×0.4A=4.8W（3）若用電阻R0來(lái)替換小燈泡L，滑動(dòng)變阻器滑片至中點(diǎn)時(shí)，電路為R?、R的串聯(lián)電路，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值。電壓表V?測(cè)電源電壓，故電壓表V?的量程為0～15V，電壓表V?的量程可能為0～3V或0~15V。當(dāng)電壓表V?的量程為0~3V時(shí)，電壓表V?與V?偏轉(zhuǎn)角度之比為1：2，則電壓表V?與V?的示數(shù)之比為1∶10，即所以又則。當(dāng)電壓表V?的量程為0～15V時(shí)，電壓表V?與V?偏轉(zhuǎn)角度之比為1∶2，則電壓表V?與V?的示數(shù)之比為1∶2，即，則則則滿(mǎn)足要求的R0的阻值為90Ω或10Ω。答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為24Ω；（2）此時(shí)電路的總功率為4.8W；（3）滿(mǎn)足要求的R0的阻值為90Ω或10Ω。2．（2023·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，電源電壓恒定，R為滑動(dòng)變阻器，小燈泡L的規(guī)格為“3V

3W”，不計(jì)燈絲電阻隨溫度而發(fā)生的變化?，F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的觸頭移至某一位置，當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；當(dāng)S1與S2均閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為1.5A。求：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)流過(guò)燈泡的電流強(qiáng)度I；（2）電源電壓U及滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R1；（3）S1閉合，S2斷開(kāi)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為12Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器在50s內(nèi)消耗的電能W。

【答案】（1）1A；（2）9V，6Ω；（3）216J【詳解】解：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)流過(guò)燈泡的電流強(qiáng)度（2）將滑動(dòng)變阻器的觸頭移至某一位置，當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，變阻器和燈泡串聯(lián)，電流表測(cè)量電路中的電流，由串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過(guò)變阻器的電流是1A，電源電壓U=UL+IR1=3V+1A×R1①當(dāng)S1與S2均閉合時(shí)，只有變阻器的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)量電路中的電流，電源電壓U=I′R1=1.5A×R1②由①和②得到U=9V，R1=6Ω（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻S1閉合，S2斷開(kāi)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為12Ω時(shí)，電路中的電流滑動(dòng)變阻器在50s內(nèi)消耗的電能W=I″2Rt=(0.6A)2×12Ω×50s=216J答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)流過(guò)燈泡的電流強(qiáng)度I為1A；（2）電源電壓U等于9V，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R1為6Ω；（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為12Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器在50s內(nèi)消耗的電能W為216J。02最值問(wèn)題3．（2024·黑龍江綏化·模擬預(yù)測(cè)）在如圖所示的電路中，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變，電源電壓U=6V，小燈泡R2標(biāo)有“3V3W”字樣，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V，滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為20Ω。求：（1）只閉合S2時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A，則滑動(dòng)變阻器R3接入的電阻是多大；（2）閉合開(kāi)關(guān)S1和S3時(shí)，電路的功率為6W，則閉合開(kāi)關(guān)S1、S2和S3時(shí)，電路的總電阻；（3）在不損壞各元件的情況下，只閉合開(kāi)關(guān)S1，R1消耗的最大功率為多少。【答案】（1）9Ω；（2）2Ω；（3）2.16W【詳解】解：（1）只閉合S2時(shí)，R2和R3串聯(lián)，電流表測(cè)的是電路電流，電壓表測(cè)的是R3的兩端電壓。根據(jù)可得，燈泡的電阻為此時(shí)電流表示數(shù)為0.5A，即電路電流為；根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器R3接入的電阻是（2）閉合開(kāi)關(guān)S1和S3時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)可得，R1的電阻為閉合開(kāi)關(guān)S1、S2和S3時(shí)，R3被短路，R2和R1并聯(lián)，因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，電路中的總電阻為（3）在不損壞各元件的情況下，只閉合開(kāi)關(guān)S1，R1和R3串聯(lián)，電流表測(cè)的是電路電流，電壓表測(cè)的是R3的兩端電壓。當(dāng)變阻器接入電路的電阻最大時(shí)，根據(jù)分壓原理可知，其兩端電壓最大，由于電壓表的量程為0~3V，所以變阻器的兩端電壓最大為3V；根據(jù)串聯(lián)分壓可得，此時(shí)R1的兩端電壓為根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)通過(guò)R1的電流為電流表安全。由于電流表的量程為0~0.6A，當(dāng)電流表示數(shù)達(dá)到最大時(shí)，即，根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)R1的兩端電壓為根據(jù)串聯(lián)分壓可得，此時(shí)R3的兩端電壓為電壓表安全。綜上可知，電路的最大電流為，此時(shí)R1消耗的功率最大，為答：（1）只閉合S2時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A，則滑動(dòng)變阻器R3接入的電阻是9Ω；（2）閉合開(kāi)關(guān)S1和S3時(shí)，電路的功率為6W，則閉合開(kāi)關(guān)S1、S2和S3時(shí)，電路的總電阻為2Ω；（3）在不損壞各元件的情況下，只閉合開(kāi)關(guān)S1，R1消耗的最大功率為2.16W。4．（2023·湖南長(zhǎng)沙·二模）如圖所示，電源兩端電壓不變，燈泡上標(biāo)有“6V3W”字樣（假設(shè)燈泡的電阻不隨溫度而改變）。當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電流表的示數(shù)為I1，電壓表的示數(shù)為U1，電路的總功率是P1，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為I2，電壓表示數(shù)為U2，電路的總功率是P2，當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，電阻R2的電功率為0.72W，已知U1∶U2=3∶4，I1∶I2=1∶4。求：（1）燈泡的阻值；（2）P1∶P2；（3）通過(guò)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)或閉合，電路的最大功率和最小功率分別為多少？

【答案】（1）12Ω；（2）1:4；（3）3W，0.75W【詳解】解：（1）由P=UI可得，燈泡L正常工作時(shí)的電流為由歐姆定律可得，燈泡的電阻為（2）當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，R1與L串聯(lián)，電壓表測(cè)量R1兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中電流，電流表的示數(shù)為I1，電壓表的示數(shù)為U1，電路的總功率是P1；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電壓表測(cè)電源電壓，電流表測(cè)干路電流，電流表的示數(shù)為I2，電壓表示數(shù)為U2，電路的總功率是P2，當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，R2與L串聯(lián)，電壓表測(cè)量R2兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中電流；U2即電源電壓，因電源電壓不變，根據(jù)P=UI可知，電功率與電流成正比，故P1∶P2=I1∶I2=1∶4（3）已知U1∶U2=3∶4，在第一次操作中，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電阻與R1的電壓之比為1∶3，由分壓原理可知，有R1=3RL=3×12Ω=36Ω根據(jù)在電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比，根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電阻的規(guī)律，在第1、2次操作中對(duì)應(yīng)的電流之比有聯(lián)立得出R2=18Ω在第3次操作中，電阻R2的電功率為0.72W，根據(jù)P=I2R可知電路的電流為在第3次操作中，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律及歐姆定律，電源電壓為根據(jù)，電源電壓不變時(shí)，電路的電阻越小（大），電路的功率最大（?。鶕?jù)并聯(lián)、串聯(lián)電阻的規(guī)律，可知R1與R2并聯(lián)時(shí)電路的電阻最小，則有電路的最大功率為R1大于R2；故當(dāng)燈與R1串聯(lián)時(shí)電路的電阻最大，即在第1次操作中電路的功率最小，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律有答：（1）燈泡的阻值為12Ω；（2）P1∶P2為1∶4；（3）通過(guò)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)或閉合，電路的最大功率和最小功率分別為3W和0.75W。5．（2023·湖南長(zhǎng)沙·三模）如圖所示電路，電源電壓為24V，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為200Ω，燈泡L上標(biāo)有“12V6W”的字樣，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~15V。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S和S1且斷開(kāi)S2時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)P在a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻為Ra，電流表示數(shù)為I1，滑動(dòng)變阻器功率為Pa，當(dāng)P在b點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻為Rb，電流為I2，滑動(dòng)變阻器功率為Pb，已知，，，則：（1）燈泡L正常工作時(shí)的電流為多少；（2）當(dāng)閉合S和S2，斷開(kāi)S1時(shí)，移動(dòng)滑片使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為多少；（3）定值電阻R0阻值多少；（4）閉合開(kāi)關(guān)S和S1，斷開(kāi)S2時(shí)，保證電路安全的條件下，R0可實(shí)現(xiàn)的是最大功率和最小功率之比是多少？

【答案】（1）0.5A；（2）24Ω；（3）90Ω；（4）64:9【詳解】解：（1）燈泡L上標(biāo)有“12V6W”字樣，表示燈的額定電壓為12V，額定功率為6W，由可得，燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流（2）當(dāng)閉合S和S2，斷開(kāi)S1時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，此時(shí)電路中的電流為0.5A，串聯(lián)電路分電壓，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為由歐姆定律推導(dǎo)公式得到此時(shí)接入電路中的滑動(dòng)變阻器阻值為（3）閉合開(kāi)關(guān)S和S1且斷開(kāi)S2時(shí)，定值電阻R0與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，則滑動(dòng)變阻器分別接入電路中的阻值為Ra和Rb時(shí)，電路中的電路中的電流分別為

①

②已知，，聯(lián)立①②解得

③由題干知

④由可知

⑤在⑤中代入題干中數(shù)據(jù)和①②③等式得解得由③得（4）R最大阻值為200Ω，R0阻值恒定90Ω，因R0和R組成串聯(lián)電路，出于電器安全考慮，各電表不能超過(guò)量程最大值，據(jù)可知，當(dāng)定值電阻R0兩端的電壓最小時(shí)，功率最小，故調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使R兩端電壓最大為15V，此時(shí)R0兩端的電壓最小為R0的最小功率為當(dāng)R未接入電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓達(dá)到最小0V，電源電壓集中在R0兩端，此時(shí)電流最大電流表安全，故R0兩端電壓為最大值24V時(shí)，功率最大為R0的最大功率和最小功率之比為答：（1）燈泡L正常工作時(shí)的電流為0.5A；（2）當(dāng)閉合S和S2，斷開(kāi)S1時(shí)，移動(dòng)滑片使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為；（3）定值電阻R0阻值為90Ω；（4）閉合開(kāi)關(guān)S和S1，斷開(kāi)S2時(shí)，保證電路安全的條件下，R0的最大功率和最小功率之比為64∶9。03取值范圍問(wèn)題6．（2024·江蘇徐州·一模）如圖，電源電壓恒定U＝9V，R1、R2是定值電阻，R1＝10Ω，滑動(dòng)變阻器R3標(biāo)有“20Ω，0.5A”字樣，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2、S3，電流表的示數(shù)為1.5A。求：（1）只閉合開(kāi)關(guān)S1，電流表的示數(shù)；（2）開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，R2在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量；（3）只閉合開(kāi)關(guān)S3，移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，R1的電功率變化范圍?！敬鸢浮浚?）0.9A；（2）54J；（3）0.9~2.5W【詳解】解：（1）只閉合開(kāi)關(guān)S1，電路中只有R1工作，所以電流表示數(shù)（2）開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器R3被短路，電流表測(cè)干路電流。因并聯(lián)電路各支路互不影響，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過(guò)R2的電流大小為R2在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為（3）只閉合開(kāi)關(guān)S3，滑動(dòng)變阻器R3與電阻R1串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為0.5A，故電路中最大電流為，R1最大電功率為當(dāng)滑片移動(dòng)到最左端時(shí)，電阻最大，電路中電流最小為R1最小電功率為所以R1的電功率變化范圍為0.9~2.5W。答：（1）只閉合開(kāi)關(guān)S1，電流表的示數(shù)為0.9A；（2）開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，R2在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為54J；（3）只閉合開(kāi)關(guān)S3，移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，R1的電功率變化范圍為0.9~2.5W。7．（2023·河北邯鄲·二模）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡L的規(guī)格為“6V，3.6W”（燈絲電阻不隨溫度變化），滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“50Ω，1A”字樣，電壓表量程為0~15V。求：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少；（2）若電源電壓為15V，當(dāng)R取最大值時(shí)，求電路總功率；（3）若將燈泡換成等阻值的定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器R的滑片P從距左端三分之一處移動(dòng)到最右端的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電表示數(shù)均不小于所選量程最大值的三分之一，且保證電路安全，求電源電壓U的取值范圍。

【答案】（1）10Ω；（2）3.75W；（3）12V~16V【詳解】解：由電路圖可知，小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流。（1）根據(jù)可得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為（2）當(dāng)R取最大值時(shí)，則電路中的總電阻R總＝R+RL＝50Ω+10Ω＝60Ω則電路總功率（3）將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從距左端三分之一處向右端移動(dòng)的過(guò)程中，電表示數(shù)均不小于三分之一，所以，由滑動(dòng)變阻器的規(guī)格可知，電流表的量程為0~0.6A，電路中電流的變化范圍為0.2A~0.6A，當(dāng)電路中的電流為0.2A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電源的電壓U＝I（R1+R2）＝0.2A×（10Ω+50Ω）＝12V當(dāng)電路中的電流為0.6A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為，此時(shí)電源的電壓所以，電源的電壓范圍為12V~16V；由電壓表的量程為0~15V可知，電壓表示數(shù)的變化范圍為5V~15V，當(dāng)電壓表的示數(shù)為5V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為，此時(shí)電源的電壓當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為50Ω，此時(shí)電源的電壓所以，電源的電壓范圍為8V~18V；因電流表、電壓表能同時(shí)偏轉(zhuǎn)相同的角度，所以，電源的電壓范圍為12V~16V。答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是10Ω；（2）若電源電壓為15V，當(dāng)R取最大值時(shí)，電路總功率為3.75W；（3）電源電壓U的取值范圍為12V~16V。04多開(kāi)關(guān)變換問(wèn)題8．（2023·江蘇蘇州·一模）如圖所示，電源電壓不變，定值電阻，電流表量程為，小燈泡標(biāo)有“6V，3W”字樣（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響）。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，S1、S2斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器滑片P從b端滑動(dòng)到某一位置時(shí)，變阻器接入電路中的阻值減小了10Ω，電流表示數(shù)變化了0.2A，此時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光。（1）電源電壓是多大？（2）S閉合，S1、S2斷開(kāi)時(shí)，為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器的取值范圍是多少？（3）S、S1、S2都閉合，為保證電路安全，求滑動(dòng)變阻器的最大功率。【答案】（1）7.5V；（2）3Ω-13Ω；（3）16.875W【詳解】答：（1）由得小燈泡正常發(fā)光的電流為由得燈泡的電阻為當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，、斷開(kāi)，該電路為滑動(dòng)變阻器R和小燈泡L的串聯(lián)電路，電流表測(cè)電路中的電流；由題知滑片P從b滑至某一位置時(shí)，其接入電路的阻值變小，電路中的電流變大；當(dāng)滑片P從b端滑至某一位置時(shí)，燈泡正常發(fā)光，則電路中的電流為則電源電壓為①當(dāng)滑片P在b端時(shí)，電路中的電流為則電源電壓為②聯(lián)立①②可解得（2）S閉合，、斷開(kāi)時(shí)，為保證電路安全，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí)，燈正常發(fā)光，此時(shí)接入的電阻當(dāng)變阻器接入電路的電阻最大，電路安全，故滑動(dòng)變阻器的取值范圍。（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S、、都閉合時(shí)，L被短路，該電路為滑動(dòng)變阻器R和定值電阻的并聯(lián)電路，電流表測(cè)干路的電流；通過(guò)的電流為已知電流表量程為，則干路電流最大，由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過(guò)R的最大電流為則滑動(dòng)變阻器的最大功率為答：（1）電源電壓是；（2）滑動(dòng)變阻器的取值范圍；（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S、、都閉合時(shí)，調(diào)節(jié)滑片P，在保證電路安全的前提下，滑動(dòng)變阻器R的最大功率是。9．（2023·湖南長(zhǎng)沙·三模）如圖所示電路，電源電壓恒定。R1=10Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為25Ω、允許通過(guò)的最大電流為2A，電流表的量程為0~3A。當(dāng)只閉合S1和S2時(shí)，電壓表示數(shù)為6V；當(dāng)只閉合S1和S3時(shí)，電流表示數(shù)為0.6A。求：（1）當(dāng)只閉合S1和S2時(shí)，流過(guò)R1的電流；（2）當(dāng)只閉合S1和S3時(shí)，R3的電功率；（3）當(dāng)S1、S2和S3都閉合時(shí)，保證儀器安全的情況下，若換用不同的電源，都能使電流表的示數(shù)達(dá)到最大值3A，電源電壓的取值范圍。

【答案】（1）0.6A；（2）3.6W；（3）5V~12.5V【詳解】解：（1）當(dāng)只閉合S1和S2時(shí)，電壓表測(cè)R1兩端電壓，同時(shí)也是測(cè)電源電壓，即U=6V；流過(guò)R1的電流（2）當(dāng)只閉合S1和S3時(shí)，電路為R3的簡(jiǎn)單電路，電流表示數(shù)即為流過(guò)R3的電流，I3=0.6A；R3的電功率為P3=UI3=6V×0.6A=3.6W（3）當(dāng)S1、S2和S3都閉合時(shí)，R1、R2、R3并聯(lián)，此時(shí)電流表顯示的是干路電流，則滑動(dòng)變阻器R2的電流為最大電流值2A時(shí)，電源電壓值應(yīng)為最小值，因電流表在干路上，示數(shù)達(dá)到最大值3A，根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律I1′+I3′=I-I2′=3A-2A=1A即代入數(shù)據(jù)得解得U小=5V；當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2達(dá)到最大阻值25Ω時(shí)，電源電壓值應(yīng)為最大值，因電流表在干路上，示數(shù)達(dá)到最大值3A，根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律I1″+I2″+I3″=3A即代入數(shù)據(jù)得解得U大=12.5V；因此，當(dāng)S1、S2和S3都閉合時(shí)，保證儀器安全的情況下，電源電壓的取值范圍為5V~12.5V。答：（1）當(dāng)只閉合S1和S2時(shí)，流過(guò)R1的電流為0.6A；（2）當(dāng)只閉合S1和S3時(shí)，R3的電功率為3.6W；（3）當(dāng)S1、S2和S3都閉合時(shí)，保證儀器安全的情況下，若換用不同的電源，都能使電流表的示數(shù)達(dá)到最大值3A，電源電壓的取值范圍為5V~12.5V。05圖像題10．（2023·山東德州·中考真題）如圖甲所示，電源電壓U保持不變，當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1，滑動(dòng)變阻器的滑片從最右端滑向中點(diǎn)過(guò)程中得到電壓表與電流表示數(shù)的變化圖像如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S1、S3，斷開(kāi)S2，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，電路的總功率為15W。已知R2=2R1，求：（1）定值電阻R1的阻值；（2）R0的最大阻值和電源電壓U；（3）定值電阻R3的阻值及整個(gè)電路的最大功率。

【答案】（1）10Ω；（2）10V；（3）20W【詳解】解：（1）只閉合S1時(shí)，R0與R1串聯(lián)，電壓表V測(cè)R1兩端的電壓，電流表A測(cè)串聯(lián)電路中的電流，由乙圖可知，R1的阻值（2）只閉合開(kāi)關(guān)，滑片位于最右端時(shí)，電源電壓……①滑片位于R0中點(diǎn)時(shí)，電源電壓……②聯(lián)立①②兩式解得即R0的最大阻值為30Ω，電源電壓為10V。（3）由題意可知閉合開(kāi)關(guān)S1和S3，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，滑動(dòng)變阻器滑片滑到最左端時(shí)，R1和R3并聯(lián)，則所以R3的阻值當(dāng)滑片位于最左端，開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，R1、R2、R3并聯(lián)，此時(shí)電路總電阻最小，電路總功率最大，整個(gè)電路的最大功率答：（1）定值電阻R1的阻值為10Ω；（2）R0的最大阻值和電源電壓為10V；（3）定值電阻R3的阻值及整個(gè)電路的最大功率為20W。11．（2024·廣東茂名·一模）如圖甲是小夢(mèng)家豆?jié){機(jī)的工作原理圖（豆?jié){機(jī)由攪拌器和加熱器R組成），其中電動(dòng)機(jī)是用來(lái)帶動(dòng)刀頭將原料進(jìn)行粉碎打漿的，電動(dòng)機(jī)的額定功率是200W，R是加熱電阻，R的額定功率是1100W，豆?jié){機(jī)一般工作是：加熱-攪拌-加熱-攪拌-加熱（圖乙、丙是此豆?jié){機(jī)做一次豆?jié){時(shí)的工作信息）。小夢(mèng)的媽媽向豆?jié){機(jī)中加入黃豆和清水共1.5kg，求：（1）豆?jié){機(jī)的加熱電阻是多少？（2）從第6min至第9min，豆?jié){吸收的熱量是多少？[]（3）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能是多少？【答案】（1）44Ω；（2）1.8×105J；（3）7.5×105J【詳解】解：（1）從圖甲可知，電源的電壓為220V，加熱電阻R的額定功率是1100W，根據(jù)電功率的推導(dǎo)式可知，豆?jié){機(jī)的加熱電阻為豆?jié){機(jī)的加熱電阻為44Ω。（2）已知小夢(mèng)的媽媽向豆?jié){機(jī)中加入黃豆和清水共1.5kg，那么豆?jié){的質(zhì)量為1.5kg，觀察圖丙，從第6min至第9min，豆?jié){的溫度變化量為根據(jù)比熱容公式可知，這段時(shí)間豆?jié){吸收的熱量為豆?jié){吸收的熱量為1.8×105J。（3）從圖乙可看到，豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能為總共消耗的電能為7.5×105J。答：（1）豆?jié){機(jī)的加熱電阻為44Ω；（2）從第6min至第9min，豆?jié){吸收的熱量為1.8×105J；（3）豆?jié){機(jī)正常工作做一次豆?jié){，總共消耗的電能為7.5×105J。12．（2024·江蘇常州·一模）圖甲為某同學(xué)設(shè)計(jì)的調(diào)光燈電路，S為選擇開(kāi)關(guān)，當(dāng)S接觸a點(diǎn)時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光但不能調(diào)光；當(dāng)S接觸b點(diǎn)時(shí)，電路斷開(kāi)；當(dāng)S接觸c點(diǎn)時(shí)，滑片P調(diào)至最右端時(shí)，燈泡的實(shí)際功率為額定功率的一半。已知滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有“1A”，小燈泡額定電壓為6V，燈泡L的電流與電壓關(guān)系如圖乙所示，電源電壓恒為9V。求：（1）當(dāng)S接觸a點(diǎn)時(shí)，小燈泡100s內(nèi)消耗的電能；（2）定值電阻的阻值；（3）S接觸c點(diǎn)，在保證電路元件安全的條件下，整個(gè)電路消耗的總功率的范圍。【答案】（1）360J；（2）5Ω；（3）4.05W~5.4W【詳解】解：（1）如圖甲所示，當(dāng)S接觸a點(diǎn)時(shí)，小燈泡和定值電阻R0串聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，小燈泡額定電壓為6V，由圖乙可知此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流為0.6A，則小燈泡100s內(nèi)消耗的電能為（2）電源電壓恒為9V，當(dāng)S接觸a點(diǎn)時(shí)，小燈泡和定值電阻R0串聯(lián)，小燈泡兩端的電壓為6V，則定值電阻R0兩端的電壓為當(dāng)S接觸a點(diǎn)時(shí)，小燈泡和定值電阻R0串聯(lián)，由圖乙可知此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流為0.6A，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等可知，通過(guò)定值電阻的電流為0.6A，則定值電阻的阻值為（3）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，小燈泡兩端的電壓為6V，通過(guò)小燈泡的電流為0.6A，則小燈泡的額定功率為當(dāng)S接觸c點(diǎn)時(shí)，滑片P調(diào)至最右端時(shí)，燈泡的實(shí)際功率為額定功率的一半，則燈泡的實(shí)際功率為由圖乙可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為4V時(shí)，通過(guò)的電流為0.45A，此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率剛好為1.8W，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P調(diào)至最右端時(shí)即是電阻最大時(shí)，電路電流最小為0.45A，此時(shí)電路功率最小由題可知，為保證電路元件安全，允許通過(guò)的最大電流為0.6A，此時(shí)電路功率最大為整個(gè)電路消耗的總功率的范圍為4.05W~5.4W。答：（1）則小燈泡100s內(nèi)消耗的電能為360J；（2）定值電阻的阻值為5Ω；（3）整個(gè)電路消耗的總功率的范圍為4.05W~5.4W。06電熱器中的多檔位開(kāi)關(guān)問(wèn)題13．（2024·陜西西安·二模）小明家的豆?jié){機(jī)的簡(jiǎn)化電路如圖所示，銘牌中部分參數(shù)如表所示。豆?jié){機(jī)工作時(shí)加熱器先加熱，待水溫達(dá)到時(shí)溫控開(kāi)關(guān)閉合，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始打磨且加熱器繼續(xù)加熱，直到產(chǎn)出豆?jié){成品，電源開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)。小明用初溫的水和少量豆子制作豆?jié){。水和少量豆子的總質(zhì)量為1kg。[水和豆子的比熱容取]（1）求加熱器單獨(dú)工作時(shí)電路中的電流；（2）求溫控開(kāi)關(guān)閉合前水和豆子吸收的熱量；（3）本次制作豆?jié){共計(jì)用了的時(shí)間，若在溫控開(kāi)關(guān)閉合前加熱器正常工作生產(chǎn)的熱量被水和豆子吸收，求本次制作豆?jié){共消耗的電能。豆?jié){機(jī)銘牌最大容積V/L2加熱器功率P熱/W880額定電壓U/V220電動(dòng)機(jī)功率P動(dòng)/W1120【答案】（1）4A；（2）1.848×105J；（3）7.44×105J【詳解】解：（1）由P=UI知道，加熱器單獨(dú)工作時(shí)電路中的電流（2）溫控開(kāi)關(guān)閉合前水和豆子吸收的熱量（3）由知道，在溫控開(kāi)關(guān)閉合前加熱器正常工作消耗的電能由知道，在溫控開(kāi)關(guān)閉合前加熱器正常工作的時(shí)間則電動(dòng)機(jī)工作的時(shí)間電動(dòng)機(jī)消耗的電能加熱消耗的總電能則本次制作豆?jié){共消耗的電能答：（1）加熱器單獨(dú)工作時(shí)電路中的電流為4A；（2）溫控開(kāi)關(guān)閉合前水和豆子吸收的熱量為1.848×105J；（3）本次制作豆?jié){共消耗的電能為7.44×105J。14．（2024·河南周口·一模）如圖甲所示是一款具有加熱、保溫兩擋功能的電熱飯盒，內(nèi)部電路如圖乙所示，R1、R2均是發(fā)熱電阻且阻值保持不變，部分參數(shù)如表所示。額定電壓220V額定功率保溫?fù)?0.5W加熱擋484W（1）開(kāi)關(guān)S撥到______時(shí)，電路處于加熱擋；當(dāng)該電熱飯盒在加熱擋正常工作時(shí)，電路中的電流為多少A？（2）發(fā)熱電阻R2的阻值為多少Ω？（3）某次使用時(shí)，關(guān)閉家里其它用電器，僅讓電熱飯盒保溫，發(fā)現(xiàn)家里標(biāo)有“”的電子式電能表的指示燈閃爍10次所用的時(shí)間為10min，上述工作時(shí)家庭電路實(shí)際電壓為多少V？【答案】（1）2，2.2A；（2）700Ω；（3）200V【詳解】解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到1時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)，電路中總電阻大，電路中電流小，處于保溫檔；當(dāng)開(kāi)關(guān)撥到2時(shí)，電路中只有電阻R1，電路中電阻較小，電路中電流大，處于加熱檔。由可知，加熱檔正常工作時(shí)電路中的電流（2）由可知，電阻R1的阻值由可知，保溫檔時(shí)電路中的電流電路總電阻由串聯(lián)電路電路特點(diǎn)可知，電阻R2的阻值（3）指示燈閃爍10次所消耗的電能此時(shí)電路實(shí)際功率由得此時(shí)家庭電路實(shí)際電壓答：（1）開(kāi)關(guān)S撥到2時(shí)，電路處于加熱擋；當(dāng)該電熱飯盒在加熱擋正常工作時(shí)，電路中的電流為2.2A；（2）發(fā)熱電阻R2的阻值為700Ω；（3）家庭電路實(shí)際電壓為200V。15．（2023·廣西賀州·一模）如圖甲所示，是一款養(yǎng)生杯，其銘牌如下表所示。它有著高溫消毒、中溫加熱和低擋保溫的功能，其等效電路結(jié)構(gòu)如圖乙所示。已知：電源電壓為36V，R1和R2為發(fā)熱電阻，R3是規(guī)格為“20Ω5A”的滑動(dòng)變阻器。S閉合，S1、S2均斷開(kāi)時(shí)，電器處于低溫?fù)?，移?dòng)滑片，可以手動(dòng)調(diào)節(jié)低溫?fù)醯募訜峁β剩篠、S1閉合，通過(guò)控制S2的通斷，可以使電器處于高溫?fù)趸蛑袦負(fù)?。?）養(yǎng)生杯以中溫?fù)跽９ぷ髁?min，求發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量；（2）電阻R2的阻值大?。唬?）電壓表的量程為“0~24V”，電流表量程為“0~3A”，在不損壞電路元件的前提下，求低溫?fù)跏謩?dòng)調(diào)節(jié)時(shí)R1的加熱功率范圍?！敬鸢浮浚?）5.4×104J；（2）12.96Ω；（3）20W~64.8W【詳解】解：（1）養(yǎng)生杯以中溫?fù)跽９ぷ髁?min，發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量為（2）S、S1、S2閉合時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電路的總電阻最小，根據(jù)可知，電源的電壓一定時(shí)，養(yǎng)生杯的功率最大，處于高溫?fù)酰划?dāng)S、S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電路為只有R1的簡(jiǎn)單電路，養(yǎng)生杯處于中溫?fù)?；因電路的總功率等于各用電器功率之和，所以：R2的電功率為P2=P高-P中=280W-180W=100W因?yàn)椴⒙?lián)電路中各支路的兩端電壓相等，因此根據(jù)可得，R2的電阻為（3）S、S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，養(yǎng)生杯處于中溫?fù)酰鶕?jù)可得，R1的電阻為S閉合，S1，S2均斷開(kāi)時(shí)，R1與R3串聯(lián)，電壓表測(cè)R3的兩端電壓，電流表測(cè)電路電流，養(yǎng)生杯處于低溫?fù)?，?dāng)R3接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流為電流表量程0~3A，所以電路中的最大電流，此時(shí)低溫?fù)醯墓β蕿楫?dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律及歐姆定律，電路中的電流為R3兩端的電壓為即當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，電壓表示數(shù)變大，因?yàn)殡妷罕砹砍虨?~24V，所以電壓表示數(shù)最大為：，所以，當(dāng)R3兩端的電壓時(shí)，電路中的電流最小，此時(shí)R1的兩端電壓為電路中的最小電流為此時(shí)低溫?fù)醯墓β蕿樗裕蜏負(fù)跏謩?dòng)調(diào)節(jié)時(shí)R1的加熱功率范圍為20W~64.8W。答：（1）養(yǎng)生杯以中溫?fù)跽９ぷ髁?min，發(fā)熱電阻產(chǎn)生的熱量為5.4×104J；（2）電阻R2的阻值大小為12.96Ω；（3）低溫?fù)跏謩?dòng)調(diào)節(jié)時(shí)R1的加熱功率范圍為20W~64.8W。07電磁繼電器在電路中的應(yīng)用16．（2024·四川內(nèi)江·一模）某校開(kāi)展了安全創(chuàng)意設(shè)計(jì)比賽活動(dòng)，物理興趣小組利用磁性開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)了煙霧報(bào)警與自動(dòng)噴淋聯(lián)動(dòng)模擬系統(tǒng)，當(dāng)煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)觸發(fā)自動(dòng)報(bào)警噴淋，防范火災(zāi)發(fā)生。如圖所示，圖甲為該模擬系統(tǒng)示意圖，為控制電路中的氣敏電阻，定值電阻?？刂齐娐分械碾娏鲿r(shí)，磁性開(kāi)關(guān)動(dòng)觸片被電磁鐵吸引與觸點(diǎn)a接觸，安全指示燈L熄滅，報(bào)警噴淋系統(tǒng)同時(shí)正常工作；控制電路中的電流小于0.02A時(shí)，動(dòng)觸片被釋放，與觸點(diǎn)b接觸，安全指示燈亮，報(bào)警噴淋系統(tǒng)停止工作。已知控制電路電源電壓大小可調(diào)節(jié)，電磁鐵線圈電阻不計(jì)，氣敏電阻的阻值與煙霧濃度C的關(guān)系如圖乙所示。工作電路電源電壓，報(bào)警電鈴標(biāo)有“36V18W”字樣。（1）報(bào)警電鈴響時(shí)電流表示數(shù)為2.5A，噴淋系統(tǒng)工作20s消耗的電能是多少？（2）通過(guò)調(diào)節(jié)大小，可改變?cè)撗b置對(duì)煙霧探測(cè)的靈敏度。調(diào)節(jié)，當(dāng)觸發(fā)報(bào)警噴淋的最低煙霧濃度時(shí)，則控制電路此時(shí)消耗的電功率是多少？【答案】（1）1440J；（2）0.1W【詳解】解：（1）由圖可知，當(dāng)報(bào)警電鈴響時(shí)噴淋系統(tǒng)與電鈴并聯(lián)，此時(shí)電鈴兩端電壓等于電源電壓36V，電鈴正常工作，通過(guò)電鈴的電流為電流表測(cè)量干路電流為2.5A，通過(guò)噴淋系統(tǒng)的電流為噴淋系統(tǒng)工作20s消耗的電能是（2）由乙圖可知，RC與濃度成一次函數(shù)關(guān)系，當(dāng)濃度為0時(shí)，RC為300Ω，當(dāng)濃度為5%時(shí)，RC為250Ω，所以當(dāng)濃度為8%時(shí)，RC的電阻為解得此時(shí)控制電路的電流為0.02A，電功率為答：（1）噴淋系統(tǒng)工作20s消耗的電能是1440J；（2）控制電路此時(shí)消耗的電功率是0.1W。17．（2024·福建泉州·一模）圖是可自動(dòng)調(diào)節(jié)浴室溫度的燈暖型浴霸的簡(jiǎn)易電路圖?？刂齐娐分?，電源電壓為U1，定值電阻R0的阻值為15Ω，熱敏電阻R的阻值隨溫度變化關(guān)系如下表所示，電磁繼電器線圈電阻不計(jì)。工作電路中，電源電壓U2恒為220V，浴霸的兩只燈泡均標(biāo)有“220V275W”的字樣。當(dāng)通過(guò)電磁繼電器線圈的電流I達(dá)到60mA時(shí)，銜鐵被吸下，工作電路斷開(kāi)；當(dāng)通過(guò)電磁繼電器線圈的電流I≤40mA時(shí)，銜鐵被釋放，工作電路閉合。溫度t/°C16202428323640電阻R1/Ω300285265243215185150（1）求工作電路閉合時(shí)，通過(guò)工作電路的總電流；（2）若浴室的溫度不能超過(guò)40℃，求控制電路電源電壓的最小值；（3）若控制電路電源電壓為12V，求浴室溫度的調(diào)節(jié)范圍；（4）為了使浴室的控制溫度升高，只增加電磁繼電器線圈的匝數(shù)，這種方法是否可行？請(qǐng)說(shuō)明理由?！敬鸢浮浚?）2.5A；（2）9.9V；（3）20~36℃；（4）見(jiàn)解析【詳解】解：（1）工作電路閉合時(shí)，兩燈并聯(lián)，兩燈的工作電壓均為額定電壓220V，由與并聯(lián)電路特點(diǎn)得，通過(guò)工作電路的總電流（2）控制電路中Rt、R0、電磁繼電器串聯(lián)，電磁繼電器線圈電阻不計(jì)。若浴室的溫度不能超過(guò)40℃，則當(dāng)熱敏電阻的溫度為40℃時(shí)，銜鐵斷開(kāi)，兩燈不工作。由表格中數(shù)據(jù)得，此時(shí)熱敏電阻Rt電阻為150Ω；當(dāng)通過(guò)電磁繼電器線圈的電流I≤40mA時(shí)，由歐姆定律與串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)得，控制電路電源電壓的最小值（3）若控制電路電源電壓為12V，由歐姆定律得，當(dāng)通過(guò)電磁繼電器線圈的電流I達(dá)到60mA時(shí)，銜鐵被吸下，工作電路斷開(kāi)，此時(shí)控制電路的電阻為熱敏電阻Rt電阻為由表格中數(shù)據(jù)得，浴室溫度溫度為36℃。當(dāng)通過(guò)電磁繼電器線圈的電流I≤40mA時(shí)，銜鐵被釋放，此時(shí)控制電路的電阻為熱敏電阻R1電阻為由表格中數(shù)據(jù)得，浴室溫度溫度為20℃，則浴室溫度的調(diào)節(jié)范圍為20~36℃。（4）增加電磁繼電器線圈的匝數(shù)，其他條件不變時(shí)，電磁鐵磁性增強(qiáng)，則當(dāng)控制電路中電流較小時(shí)，銜鐵就會(huì)被吸下，由歐姆定律得，此時(shí)控制電路中總電阻較大，R0阻值不變，則此時(shí)熱敏電阻的阻值較大，由表格中數(shù)據(jù)得，浴室溫度變小，即當(dāng)浴室溫度較小時(shí)，浴霸就停止工作，故無(wú)法使浴室的控制溫度升高，則這種說(shuō)法不可行。答：（1）工作電路閉合時(shí)，通過(guò)工作電路的總電流2.5A；（2）若浴室的溫度不能超過(guò)40℃，控制電路電源電壓的最小值9.9V；（3）若控制電路電源電壓為12V，浴室溫度的調(diào)節(jié)范圍20~36℃；（4）見(jiàn)解析。18．（2023·湖南岳陽(yáng)·二模）為節(jié)約用水，小華為農(nóng)場(chǎng)的儲(chǔ)水箱設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)抽水控制裝置，如圖所示，水箱高為1m，容積為。在空水箱底部豎直放置一重5N的長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體高為1m、底面積為，上端通過(guò)絕緣輕桿與控制電路的壓敏電阻R接觸，此時(shí)壓敏電阻受到的壓力為零。壓敏電阻R的阻值隨壓力F的增大而減小，部分?jǐn)?shù)據(jù)如表，控制電路的電源電壓，定值電阻為保護(hù)電阻，當(dāng)控制電路的電流時(shí)，電磁鐵將銜鐵吸合，工作電路斷開(kāi)泵停止給儲(chǔ)水箱抽水。(取)壓力180185190195200壓敏電阻1817161412（1）若水泵的額定功率為440W，正常工作時(shí)通過(guò)的電流是多少？（2）儲(chǔ)水箱裝滿(mǎn)水時(shí)長(zhǎng)方體所受浮力大小為多少？（3）為了更加安全的工作，小華通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，只調(diào)整R0的大小，使水面離頂部還有0.05m時(shí)，水泵停止給水箱抽水，求此時(shí)R0的功率?！敬鸢浮浚?）2A；（2）200N；（3）【詳解】解：（1）由圖可知，水泵正常工作時(shí)電壓為220V，由可得正常工作時(shí)通過(guò)的電流是（2）長(zhǎng)方體的體積為長(zhǎng)方體浸沒(méi)在水中，其排開(kāi)水的體積為則長(zhǎng)方體受到的浮力為（3）水面離頂部還有時(shí)長(zhǎng)方體受到的浮力為此時(shí)壓敏電阻受到的壓力為由表可知，壓敏電阻，根據(jù)歐姆定律可得電路總電阻為則定值電阻的阻值為此時(shí)的功率為答：（1）若水泵的額定功率為440W，正常工作時(shí)通過(guò)的電流是2A；（2）儲(chǔ)水箱裝滿(mǎn)水時(shí)長(zhǎng)方體所受浮力大小為200N；（3）只調(diào)整的大小，使水面離頂部還有時(shí)，水泵停止給水箱抽水，此時(shí)的功率為。08力敏、壓敏、熱敏等敏感電阻在電路中的應(yīng)用19．（2024·重慶北碚·模擬預(yù)測(cè)）近期流行性感冒高發(fā)，容易傳染，為了實(shí)現(xiàn)零接觸測(cè)溫，瘋狂物理小組為醫(yī)務(wù)室設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)溫報(bào)警裝置，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖如圖甲所示。若門(mén)外來(lái)人，用手按壓測(cè)溫區(qū)域，力感電路中壓敏電阻R壓阻值隨壓力的變大而變小，當(dāng)定值電阻R1兩端電壓表示數(shù)U≥1V時(shí)，觸發(fā)熱感電路開(kāi)關(guān)S2閉合；若熱感電路電流I≥0.2A，則會(huì)觸發(fā)報(bào)警器發(fā)出警報(bào)，醫(yī)務(wù)室的醫(yī)生即可通過(guò)報(bào)警提示決定是否將該同學(xué)帶入隔離室檢查，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的阻值可設(shè)置報(bào)警臨界溫度。已知電源電壓均為9V，電壓表量程0-3V，電流表量程0-0.6A，R1=5Ω，R2的規(guī)格是“100Ω，1A”，熱敏電阻R熱隨溫度的變化圖像如圖乙所示。求（1）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，力感電路中的電流；（2）若設(shè)置的臨界溫度為36.5℃，求此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；（3）若移動(dòng)滑片完成某次設(shè)置后，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)時(shí)，R1的最小功率和R2的功率之比為1∶2，求此次設(shè)置的報(bào)警臨界溫度?！敬鸢浮浚?）0.4A；（2）5Ω；（3）37.5℃【詳解】解：（1）由圖可知，電壓表測(cè)定值電阻R1兩端電壓，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，力感電路中的電流（2）若設(shè)置的臨界溫度為36.5℃，由表可知，壓敏電阻的阻值為40Ω，設(shè)置的臨界溫度為36.5℃，此時(shí)電路中的總電阻為此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值（3）由可知，當(dāng)電阻一定時(shí)，電壓越大電功率越大，因?yàn)槎ㄖ惦娮鑂1兩端電壓表示數(shù)U≥1V，所以當(dāng)定值電阻R1兩端電壓為1V時(shí)，電功率最小為因?yàn)镽1的最小功率和R2的功率之比為1∶2，所以R2的功率為此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為此時(shí)熱敏電阻的阻值為由表可知，此時(shí)的溫度為37.5℃。答：（1）力感電路中的電流0.4A；（2）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值5Ω；（3）此時(shí)的溫度為37.5℃。20．（2023·湖南長(zhǎng)沙·三模）如圖1所示為升降機(jī)電路的部分原理圖。電源電壓恒定不變，R0是定值電阻，電壓表量程為0~15V，壓敏電阻R1的阻值與所受壓力大小的關(guān)系如圖2所示，閉合開(kāi)關(guān)S后，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)壓敏電阻受到的壓力是2000N時(shí)，電路中的電流是I1，壓敏電阻的功率為P1；當(dāng)壓敏電阻受到的壓力是3000N時(shí)，電路中的電流是I2，壓敏電阻的功率為P2，此時(shí)電路的總功率為3.6W；已知P1：P2=48：50.求：（1）當(dāng)電路電流為I2時(shí)，通電100s，電路消耗多少焦耳的電能；（2）電流之比I1：I2；（3）保證電路安全的前提條件下，壓敏電阻可受到的最大壓力是多少N。

【答案】（1）360J；（2）4：5；（3）3800N【詳解】解：（1）閉合開(kāi)關(guān)，兩電阻串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓，當(dāng)電路電流為I2時(shí)，此時(shí)電路的總功率為3.6W，通電100s，電路消耗電能W=Pt=3.6W×100s=360J（2）由圖2可知當(dāng)壓敏電阻受到的壓力是2000N時(shí)，壓敏電阻的阻值是120Ω，電路中的電流是I1，壓敏電阻的功率為P1；當(dāng)壓敏電阻受到的壓力是3000N時(shí)，壓敏電阻的阻值是80Ω，電路中的電流是I2，壓敏電阻的功率為P2，已知P1：P2=48：50，則整理可得（3）串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，根據(jù)歐姆定律可得解方程可得R0=80Ω；則電源電壓電壓表量程為0~15V，當(dāng)電壓表示數(shù)最大為15V時(shí)，通過(guò)電路的電流串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，此時(shí)壓敏電阻接入電路的阻值由圖2可知壓敏電阻受到的壓力每增大1000N，壓敏電阻的阻值就減小40Ω，則則答：（1）當(dāng)電路電流為I2時(shí)，通電100s，電路消耗電能360J；（2）電流之比I1：I2=4：5；（3）保證電路安全的前提條件下，壓敏電阻可受到的最大壓力是3800N。21．（2023·山東泰安·一模）某安全設(shè)備廠研發(fā)了一種新型抗壓材料，要求對(duì)該材料能承受的撞擊力進(jìn)行測(cè)試。如圖甲所示，材料樣品（不計(jì)質(zhì)量），閉合開(kāi)關(guān)，將重物從樣品正上方處?kù)o止釋放，并最終靜止在樣品上的過(guò)程中，電流表的示數(shù)I隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，定值電阻，重物下落時(shí)空氣阻力忽略不計(jì)，已知。求：（1）0~t1時(shí)間內(nèi)，壓力傳感器的電阻；（2）t1~t3時(shí)間內(nèi)，樣品受到的最大撞擊力；（3）撞擊后重物靜止在樣品上，定值電阻R0的功率；（4）重物從靜止釋放到撞擊樣品的過(guò)程中，重力做功。

【答案】（1）110Ω；（2）400N；（3）0.4W；（4）300J【詳解】解：（1）在重物下落的過(guò)程中，壓力傳感器受到的壓力最小且保持不變，電路中的電流最小，此時(shí)的電流，電路中的總電阻因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，壓力傳感器R的阻值（2）在測(cè)試過(guò)程中，樣品受到的撞擊力最大時(shí)，電路中的電流最大，由圖乙可知，電路中的最大電流，此時(shí)電路中的總電阻則此時(shí)壓力傳感器R的阻值由圖丙可知，樣品受到的最大撞擊力為400N。（3）當(dāng)重物在樣品上靜止時(shí)，重物對(duì)樣品的壓力大小等于重物的重力大小；此時(shí)與撞擊過(guò)程相比，壓力減小，電流減小；由圖乙可知，此時(shí)的電流為，定值電阻R0的功率為（3）根據(jù)歐姆定律，當(dāng)重物在樣品上靜止時(shí)電路的總電阻為根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律可得，此時(shí)壓力傳感器的電阻由丙圖可知，此時(shí)的壓力，下落過(guò)程中做的功為答：（1）時(shí)間內(nèi)，壓力傳感器的電阻為110Ω；（2）時(shí)間內(nèi)，樣品受到的最大撞擊力為400N；（3）撞擊后重物靜止在樣品上，定值電阻R5的功率為0.4W；（4）重物從靜止釋放到撞擊樣品的過(guò)程中，重力做功為300J。22．（2023·湖南長(zhǎng)沙·二模）某物理興趣小組設(shè)計(jì)了一套測(cè)量貨車(chē)重力的模擬裝置，工作原理如圖所示。ABO為一水平杠桿，OA長(zhǎng)1.2m，O為支點(diǎn)，AB∶OB＝5∶1，平板上物體所受重力大小通過(guò)電壓表讀數(shù)顯示。壓力傳感器R固定放置，R的阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如表所示。當(dāng)電源電壓U為12V，平板空載時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，電壓表的示數(shù)為1.5V。平板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)。F/N04812162023…R/Ω70605040302012.5…（1）定值電阻R0的阻值；（2）當(dāng)平板上物體重120N時(shí)，電壓表的示數(shù)；（3）電池組用久后電源電壓變小為9V，要求平板上重為120N的物體對(duì)應(yīng)的電壓表讀數(shù)和電池組的電壓U＝12V的情況下相同，其它條件不變，只水平調(diào)節(jié)杠桿上觸點(diǎn)B的位置即可實(shí)現(xiàn)，試判斷并計(jì)算觸點(diǎn)B應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)？移動(dòng)多少距離？

【答案】（1）10Ω；（2）4V；（3）向右，3cm【詳解】解：（1）壓力傳感器和定值電阻串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓，由表格可知當(dāng)平板空載時(shí)，壓力傳感器的阻值為70Ω，因串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，串聯(lián)電路各處電流相等，則由歐姆定律可得：即解得R0＝10Ω（2）平板上物體對(duì)平板的壓力FB＝G＝120N由題知AB∶OB＝5∶1則OA∶OB＝6∶1由杠桿平衡條件FA×OA＝FB×OB得杠桿A點(diǎn)受到的壓力由于力的作用是相互的，壓力傳感器受到的壓力為20N，由表格可知壓敏電阻的阻值R′＝20Ω串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和，由歐姆定律得此時(shí)電壓表的示數(shù)（3）電源用久后電壓變小，電路中電流變小，若要求此時(shí)平板上重為120N的物體對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)和電源電壓為12V的情況下相同，則需減小壓力傳感器的電阻，就要增大壓力傳感器受到的壓力，其它條件不變，由杠桿平衡條件可知，需向右移動(dòng)B觸點(diǎn)，設(shè)調(diào)節(jié)距離為L(zhǎng)，此時(shí)壓力傳感器阻值為R′′，因?yàn)榇藭r(shí)電壓表示數(shù)和R0的阻值不變，所以由歐姆定律可知電路中電流不變，仍然為0.4A，則此時(shí)的電源電壓即解得R′′＝12.5Ω由表格可知可知傳感器受到的壓力為23N，由于力的作用是相互的，杠桿A點(diǎn)受到的壓力為FA′＝23N由杠桿平衡條件可得解得答：（1）定值電阻R0的阻值為10Ω；（2）當(dāng)平板空載時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V；（3）如果只水平調(diào)節(jié)杠桿上觸點(diǎn)B的位置，則觸點(diǎn)B應(yīng)向右移動(dòng)，移動(dòng)3cm。09電磁感應(yīng)在電路中的應(yīng)用17．（2024?碑林區(qū)校級(jí)四模）無(wú)鏈條電動(dòng)自行車(chē)，被稱(chēng)為“沒(méi)有鏈條的混合動(dòng)力電動(dòng)自行車(chē)”。它相比傳統(tǒng)自行車(chē)具有很多優(yōu)點(diǎn)如：省力、耐用、安靜、靈便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等，因此，無(wú)鏈條電動(dòng)自行車(chē)是城市中一種理想的交通工具。如圖甲所示為一種在售的無(wú)鏈條電動(dòng)自行車(chē)。它結(jié)合了電子動(dòng)力和人體動(dòng)力，此車(chē)既可以通過(guò)給鋰電池充電獲得能量；也可以通過(guò)騎行者踩腳踏板獲得能量。騎行者踩腳踏板的動(dòng)能，可轉(zhuǎn)化為電能，存儲(chǔ)在自行車(chē)框架中的鋰電池內(nèi)，之后通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，以此驅(qū)動(dòng)自行車(chē)前進(jìn)。因此使騎行者騎得更省力，同時(shí)也能減少對(duì)環(huán)境的污染。為了保證電動(dòng)車(chē)的續(xù)航能力，該車(chē)采用了能量密度大的鋰電池，其能量密度達(dá)160W?h/kg。能量密度為存儲(chǔ)能最距電池質(zhì)量的比值）（g取10N/kg）。整車(chē)整車(chē)質(zhì)量40kg最大車(chē)速26km/h鋰電池最大噪聲≤30dB電壓36V容量10Ah電動(dòng)機(jī)額定功率180W（1）腳踩踏板獲得的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，圖乙中與其工作原理相同的是A；（2）電動(dòng)車(chē)行駛時(shí)極為安靜是從聲源處（選填“聲源處”或“傳播途中”）減弱噪聲，與汽車(chē)相比，電動(dòng)車(chē)啟動(dòng)較快的原因之一是因?yàn)槠滟|(zhì)量小，具有的慣性較小；求：（3）圖甲中這款車(chē)的鋰電池最多所儲(chǔ)存的電能為多少焦？鋰電池的質(zhì)量為多少千克？（4）測(cè)試時(shí)若質(zhì)量為60kg的騎行者不踩腳踏板，僅靠鋰電池驅(qū)動(dòng)，在平直路面上可連續(xù)勻速行駛2.7×104m，已知行駛時(shí)的阻力為車(chē)對(duì)地面壓力的0.04倍，電動(dòng)機(jī)的效率為多少？【分析】（1）發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；（2）減弱噪聲的途徑：從噪聲的產(chǎn)生處減弱噪聲﹣﹣消聲；在傳播過(guò)程中，用柔軟多孔的物質(zhì)來(lái)吸收聲波﹣﹣吸聲；在傳播過(guò)程中，用真空玻璃等辦法來(lái)隔斷聲波的傳播﹣﹣隔聲；物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性，慣性大小只跟物體的質(zhì)量大小有關(guān)；（3）由表格數(shù)據(jù)可知鋰電池的電壓和容量，根據(jù)W＝UIt求出這款車(chē)的鋰電池最多所儲(chǔ)存的電能，利用能量密度達(dá)160Wh/kg求出鋰電池的質(zhì)量；（4）電動(dòng)自行車(chē)在平直路面上勻速行駛對(duì)地面的壓力等于自身的重力，根據(jù)F＝G＝mg求出其大小，電動(dòng)自行車(chē)在平直路面上勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，根據(jù)F＝f＝0.04F壓求出電動(dòng)機(jī)的牽引力，利用W＝Fs求出電動(dòng)機(jī)牽引力做的功，利用效率公式求出電動(dòng)機(jī)的效率。【詳解】解：（1）騎行者踩腳踏板的動(dòng)能，通過(guò)發(fā)電機(jī)可轉(zhuǎn)化為電能，原理為電磁感應(yīng)，故A正確；（2）與汽車(chē)相比，電動(dòng)自行車(chē)的質(zhì)量較小，具有的慣性較小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，所以電動(dòng)自行車(chē)啟動(dòng)較快；（3）由表格數(shù)據(jù)可知，鋰電池的電壓為36V，容量為10A?h，則這款車(chē)的鋰電池最多所儲(chǔ)存的電能：W＝UIt＝36V×10Ah＝360Wh＝360W×3600s＝1.296×106J，根據(jù)能量密度的定義，由能量密度達(dá)160Wh/kg可得，鋰電池的質(zhì)量：m＝＝2.25kg；（4）因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，所以，電動(dòng)自行車(chē)在平直路面上勻速行駛對(duì)地面的壓力：F＝G總＝（m車(chē)+m人）g＝（40kg+60kg）×10N/kg＝1000N，因電動(dòng)自行車(chē)在平直路面上勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，所以，電動(dòng)機(jī)的牽引力：F牽＝f＝0.04F＝0.04×1000N＝40N，電動(dòng)機(jī)牽引力做的功：W′＝F牽s＝40N×2.7×104m＝1.08×106J，則電動(dòng)機(jī)的效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%。答：（1）A；（2）聲源處；慣性；（3）這款車(chē)的鋰電池最多所儲(chǔ)存的電能為1.296×106；鋰電池的質(zhì)量為2.25千克；（4）電動(dòng)機(jī)的效率為83.3%。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了能量的轉(zhuǎn)化和電功公式、重力公式、二力平衡條件、做功公式以及效率公式的應(yīng)用，從題干中獲取有用的信息是關(guān)鍵，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等。10簡(jiǎn)單機(jī)械在電路中的應(yīng)用24．（2024?龍鳳區(qū)一模）在物理項(xiàng)目多元探究學(xué)習(xí)活動(dòng)中，某科技小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的船只升降實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀ＤＰ椭械拇瑤鸄和所盛水的總重為5N，圓柱形浮筒B底面積為100cm2，重為18N。電路中電源電壓恒定，R0為定值電阻，壓敏電阻Rx（表面絕緣，厚度不計(jì)）固定于容器C底部，上表面積為50cm2，Rx阻值隨所受水的壓力變化關(guān)系如圖乙所示。關(guān)閉排水閥，向C中注入適量水后關(guān)閉進(jìn)水閥，裝置靜止時(shí)，測(cè)得C中水深為20cm，B浸入水中的深度為7cm（未浸沒(méi)），閉合開(kāi)關(guān)S，此時(shí)電流表示數(shù)I1＝30mA；再次打開(kāi)進(jìn)水閥，向C中緩慢注入一定質(zhì)量的水，浮筒B上升，使A下降30cm，穩(wěn)定后電流表示數(shù)I2＝24mA。若不計(jì)繩重和摩擦，水的密度，g取10N/kg，求：（1）B浸入水中的深度為7cm時(shí)所受的浮力；以及動(dòng)滑輪的重力；（2）C中水深為20cm時(shí)Rx阻值；（3）電路中電源電壓值。【分析】（1）當(dāng)B浸入水中的深度為7cm時(shí)，浸入水中的體積VB＝SBhB，由F?。溅岩篻V排可得B浸入水中所受的浮力；模型中的船廂A和所盛水的總重為5N，由圖甲可知滑輪組繩子有效段數(shù)n＝3，可得繩子對(duì)動(dòng)滑輪的拉力F1，浮筒B對(duì)動(dòng)滑輪向下的拉力F2，對(duì)動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析可知F1＝F2+G動(dòng)可得動(dòng)滑輪的重力；（2）根據(jù)p＝ρgh可得當(dāng)水深為20cm時(shí)，根據(jù)p＝ρgh水對(duì)容器C底部壓強(qiáng)，由p＝可得容器底部受到的壓力F，結(jié)合乙圖象可知，當(dāng)壓力為10N時(shí)，Rx＝100Ω；（3）在容器C中注水后，船廂A的總重力不變，滑輪組繩子的拉力不變，則浮筒B受到豎直向上的拉力不變，由F浮＝G﹣F拉可知，浮筒B受到的浮力不變，當(dāng)浮筒B浸入水中的深度仍為7cm時(shí)，在容器C中再注入一定質(zhì)量的水，浮筒B將上升，使船廂A下降30cm，浮筒B浸入水中的深度不變，此時(shí)水面上升高度10cm，容器底部受到水的壓強(qiáng)的增加量Δp＝ρ水gΔh＝1000Pa，壓敏電阻受到的總壓力15N，由圖乙可知，此時(shí)Rx′＝140Ω，根據(jù)歐姆定律I＝可列出電源電壓的方程程可得電源電壓大小。【詳解】解：（1）當(dāng)B浸入水中的深度為7cm時(shí)，浸入水中的體積：VB＝SBhB＝100×10﹣4m2×7×10﹣2m＝7×10﹣4m3，由F浮＝ρ液gV排可得，B浸入水中的深度為7cm時(shí)所受的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣4m3＝7N；模型中的船廂A和所盛水的總重為5N，由圖甲可知滑輪組繩子有效段數(shù)n＝3，繩子對(duì)動(dòng)滑輪的拉力：F1＝3GA＝3×5N＝15N，浮筒B對(duì)動(dòng)滑輪向下的拉力：F2＝GB﹣F?。?8N﹣7N＝11N，對(duì)動(dòng)滑輪進(jìn)行受力分析可知：F1＝F2+G動(dòng)，所以，G動(dòng)＝F1﹣F2＝15N﹣11N＝4N；（2）根據(jù)p＝ρgh可得當(dāng)水深為20cm時(shí)，水對(duì)容器C底部壓強(qiáng)為：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣2m＝2×103Pa，由p＝可得容器底部受到的壓力：F＝pSC＝2×103Pa×50×10﹣4m2＝10N，由圖乙可知，當(dāng)壓力為10N時(shí)，Rx＝100Ω；（3）在容器C中注水后，船廂A的總重力不變，滑輪組繩子的拉力不變，則浮筒B受到豎直向上的拉力不變，由F?。紾﹣F拉可知，浮筒B受到的浮力不變，當(dāng)浮筒B浸入水中的深度仍為7cm時(shí)，在容器C中再注入一定質(zhì)量的水，浮筒B將上升，使船廂A下降30cm，浮筒B浸入水中的深度不變，此時(shí)水面上升高度Δh＝×30cm＝10cm，容器底部受到水的壓強(qiáng)的增加量：Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m＝1000Pa，容器底部受到水的壓力的增加量：ΔF＝ΔpSC＝1000Pa×50×10﹣4m2＝5N，壓敏電阻受到的總壓力：F′＝F+ΔF＝10N+5N＝15N，由圖乙可知，此時(shí)Rx′＝140Ω，根據(jù)歐姆定律I＝可得電源電壓：U＝I1（Rx+R0）＝0.03A×（100Ω+R0）①U＝I2（Rx′+R0）＝0.024A×（140Ω+R0）②由①②解得：R0＝60Ω，U＝4.8V。答：（1）B浸入水中的深度為7cm時(shí)所受的浮力為7N；動(dòng)滑輪的重力為4N；（2）C中水深為20cm時(shí)Rx阻值為100Ω；（3）電路中電源電壓值為4.8V?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查體積公式、阿基米德原理、動(dòng)滑輪特點(diǎn)、串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、壓強(qiáng)定義式、液體壓強(qiáng)公式的靈活運(yùn)用，綜合性強(qiáng)，難度大。11其他電學(xué)壓軸題25．（2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示電路，電源電壓U保持不變，為定值電阻，初始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)S后滑片P在、、、、點(diǎn)（、、、、把滑動(dòng)變阻器電阻四等分）電壓表、電流表讀數(shù)記錄如下表。請(qǐng)根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析計(jì)算：P位置000.150.20.3331.510（1）此電路的滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路，若故障只發(fā)生在一個(gè)地方，則故障點(diǎn)位于之間（填“ab”“bc”“cd”或“de”）；（2）計(jì)算滑動(dòng)變阻器段的電阻值是多少？（3）當(dāng)P在d點(diǎn)時(shí)，的電功率是多少？【答案】ab5Ω0.4W【詳解】（1）[1]由表格可知，閉合開(kāi)關(guān)S后滑片P在、處時(shí)，電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明在ab之間發(fā)生了斷路，此時(shí)電壓表串聯(lián)在電路中測(cè)量電源電壓，所以電源電壓為3V。（2）[2]由圖可知，ac段的電阻與cd段的電阻串聯(lián)，所以有由表可知，滑動(dòng)變阻器段的電阻值是（3）[3]當(dāng)P在d點(diǎn)時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等的特點(diǎn)，通過(guò)的電流為0.2A，所以的電功率為一．計(jì)算題1．（2024?濟(jì)南模擬）觀看《熱辣滾燙》后，躍躍買(mǎi)了可視化握力器進(jìn)行鍛煉，其原理可簡(jiǎn)化為圖甲。電源電壓恒為12V，定值電阻R1＝50Ω，壓敏電阻R2的阻值隨壓力的變化如表，用改裝后的靈敏電流表顯示托盤(pán)所受壓力。其中托盤(pán)可視為手與壓敏電阻的接觸面，質(zhì)量不計(jì)。閉合開(kāi)關(guān)后，問(wèn)：R2/Ω55049043037031025020015010070…F/N050100150200250300400500600…（1）當(dāng)托盤(pán)中不放物體時(shí)，電路中的總電阻是多少Ω？（2）當(dāng)握力器顯示為600N時(shí)，電路中的電流是多少A？（3）將裝有水的燒杯放在托盤(pán)上，握力計(jì)顯示為120N；再用細(xì)線懸掛一個(gè)體積為5×10﹣3m3的金屬塊浸沒(méi)在水中（水未溢出），如圖乙所示，則托盤(pán)壓力的變化量至少是多少N？【分析】（1）由圖甲可知，定值電阻R1與壓敏電阻R2串聯(lián)，根據(jù)表格得出托盤(pán)中不放物體時(shí)的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律計(jì)算總電阻。（2）根據(jù)握力器顯示為600N找出對(duì)應(yīng)的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律和歐姆定律算出電流表的示數(shù)；（3）物體對(duì)液體的壓力等于物體所受浮力；根據(jù)阿基米德原理計(jì)算浮力，即增大的最小壓力?！驹斀狻拷猓海?）由圖甲可知，定值電阻R1與壓敏電阻R2串聯(lián)，托盤(pán)中不放物體時(shí)壓力為0，由表格可知，壓敏電阻R2＝550Ω，定值電阻R1＝50Ω，電路的總電阻：R＝R1+R2＝50+550Ω＝600Ω；（2）握力器顯示為600N，壓敏電阻R'2＝70Ω，定值電阻R1＝50Ω，電路的總電阻：R'＝R1+R'2＝50Ω+70Ω＝120Ω，根據(jù)歐姆定律算出電流表的示數(shù)：I＝＝＝0.1A；（3）將裝有水的燒杯放在托盤(pán)上，握力計(jì)顯示為120N；再用細(xì)線懸掛一個(gè)體積為5×10﹣3m3的金屬塊浸沒(méi)在水中（水未溢出），物體浸沒(méi)在液體中受到的浮力：F?。溅岩篻V排＝1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3×10N/kg＝50N。根據(jù)力的作用是相互的，當(dāng)物體沒(méi)有接觸底部時(shí)，水對(duì)物體的浮力50N，物體對(duì)整體向下的壓力為50N，則托盤(pán)壓力的變化量至少是50N。答：（1）當(dāng)托盤(pán)中不放物體時(shí)，電路中的總電阻是600Ω；（2）當(dāng)握力器顯示為600N時(shí)，電路中的電流是0.1A；（3）托盤(pán)壓力的變化量至少是50N。【點(diǎn)評(píng)】本題考查串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律以及浮力的計(jì)算，屬于中檔題。2．（2024?扶溝縣一模）某同學(xué)為學(xué)校草坪設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)注水噴淋系統(tǒng)，其電路設(shè)計(jì)如圖甲，控制電路電源電壓U1＝12V，R0為定值電阻，RF為壓敏電阻，電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，壓敏電阻RF放置于水箱底部（如圖乙），其阻值與壓力有關(guān)，阻值隨水位變化關(guān)系如下表。工作電路包括注水系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)，其電源電壓U2＝220V。圓柱體水箱底面積S＝0.4m2，當(dāng)水箱內(nèi)的水位上升到2m時(shí)，通過(guò)電磁鐵線圈的電流Ia＝0.1A，銜鐵恰好被吸下，注水系統(tǒng)停止工作，此時(shí)電流表示數(shù)I1＝1A，當(dāng)水位下降到1m時(shí)，銜鐵恰好被拉起，注水系統(tǒng)開(kāi)始給水箱注水，此時(shí)電流表示數(shù)I2＝2A。水位/m0.250.500.751.001.251.501.752.002.25壓敏電阻RF阻值/Ω300200125907065626059（1）當(dāng)水箱內(nèi)水位達(dá)到2m時(shí)，控制電路中壓敏電阻RF的功率為多少W？（2）當(dāng)水箱內(nèi)水位下降到1m時(shí)，通電電磁鐵線圈的電流Ib為多少？（3）已知噴淋系統(tǒng)一直給草坪噴水，每秒鐘噴水量恒為0.001m3，注水系統(tǒng)工作時(shí)，每秒鐘給水量箱注水恒為0.005m3，求相鄰兩次開(kāi)始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi)，工作電路消耗的電能？【分析】（1）由圖知，控制電路中R0、RF、電磁鐵線圈串聯(lián)，當(dāng)水箱內(nèi)水位達(dá)到2米時(shí)，由表格可知壓敏電阻RF的阻值，由P＝I2R計(jì)算RF的功率；（2）在水位2米時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算R0阻值；當(dāng)水位1米時(shí)，由表格數(shù)據(jù)知RF連入阻值，計(jì)算出總電阻，從而得到控制電路中電流；（3）分別計(jì)算注水系統(tǒng)注水時(shí)間和噴淋系統(tǒng)噴水時(shí)間；由W＝UIt計(jì)算注水和噴淋同時(shí)進(jìn)行時(shí)工作電路電流做功和噴淋系統(tǒng)單獨(dú)工作電流做功，從而計(jì)算工作電路消耗的總的電能?！驹斀狻拷猓海?）由圖知，控制電路中R0、RF、電磁鐵線圈串聯(lián)，由表中數(shù)據(jù)知，當(dāng)水箱內(nèi)水位達(dá)到2米時(shí)，RF＝60Ω，控制電路中電流Ia＝0.1A，所以RF的功率：PF＝RF＝（0.1A）2×60Ω＝0.6W；（2）當(dāng)水位為2米時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得R0阻值，R0＝R總1﹣RF＝﹣RF＝﹣60Ω＝60Ω，當(dāng)水位1米時(shí)，由表格數(shù)據(jù)知RF1＝90Ω，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得線圈的電流：Ib＝＝＝0.08A；（3）由工作電路知，注水和噴淋系統(tǒng)是并聯(lián)的，注水系統(tǒng)從水位1米開(kāi)始注水到2米，注水的總體積：V總＝0.4m2×（2m﹣1m）＝0.4m3，注水的同時(shí)噴淋系統(tǒng)一直工作，所以注水時(shí)間：t1＝＝100s，水位從2米下降到1米，需要的時(shí)間：t2＝＝400s，所以注水系統(tǒng)與噴淋系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)，工作電路電流做的功：W＝U2I2t1＝220V×2A×100s＝4.4×104J，噴淋系統(tǒng)單獨(dú)工作時(shí)，工作電路電流做功：W'＝U2I1t2＝220V×1A×400s＝8.8×104J，所以相鄰兩次開(kāi)始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi)，工作電路消耗的電能：W總＝W+W'＝4.4×104J+8.8×104J＝1.32×105J。答：（1）當(dāng)水箱內(nèi)水位達(dá)到2m時(shí)，控制電路中壓敏電阻RF的功率為0.6W；（2）當(dāng)水箱內(nèi)水位下降到1米時(shí)，通電電磁鐵線圈的電流Ib為0.08A；（3）相鄰兩次開(kāi)始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi)，工作電路消耗的電能為1.32×105J?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律以及電功計(jì)算公式的應(yīng)用，要能看懂整個(gè)自動(dòng)注水噴淋系統(tǒng)原理圖，關(guān)鍵是求出各系統(tǒng)的工作時(shí)間。3．（2024?茶陵縣一模）如圖甲所示，電源電壓可調(diào)，滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“1A”字樣，電流表量程0～3A，小燈泡L1、L2的額定電壓均為6V，其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。只閉合開(kāi)關(guān)S1，滑動(dòng)變阻器滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的功率為3.2W。求：（1）L2正常發(fā)光時(shí)的電阻；（2）此時(shí)的電源電壓和滑動(dòng)變阻器的最大電阻；（3）若滑片的移動(dòng)范圍為2Ω至最大阻值處，只閉合S3，移動(dòng)滑片P且同時(shí)調(diào)節(jié)電源電壓，使其中一個(gè)小燈泡正常發(fā)光，各元件均安全工作，求電路總電功率的變化范圍?！痉治觥浚?）由圖乙可知，當(dāng)燈泡L2正常發(fā)光時(shí)，L2兩端的電壓和通過(guò)L2的電流，由歐姆定律求出L2正常發(fā)光時(shí)的電阻；（2）若只閉合S1時(shí)，燈L2與變阻器串聯(lián)，根據(jù)燈泡L2正常發(fā)光時(shí)的電流和串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流，根據(jù)P＝I2R求出變阻器連入電路中的電阻，從而得出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；（3）只閉合S3時(shí)，兩燈串聯(lián)后再與變阻器串聯(lián)，因燈L1的額定電流大于燈L2的額定電流確定只能使L2正常發(fā)光；由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，電路中的電流I＝＝0.8A；由圖象可知，當(dāng)電流為0.8A時(shí)的L1兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)L1的電阻；根據(jù)滑動(dòng)變阻器滑片P的移動(dòng)范圍為2Ω至最大阻值處，和串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)分別求出電路的最小和最大電阻，根據(jù)P＝I2R分別得出電路的最小和最大功率?！驹斀狻拷猓海?）由圖乙可知，L2正常發(fā)光時(shí)的電流I2＝0.8A，則L2正常發(fā)光時(shí)的電阻；（2）只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，L2與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，L2正常發(fā)光，則I＝I2＝0.8A，滑動(dòng)變阻器電壓＝，電源電壓U＝U2+U滑＝6V+4V＝10V，滑動(dòng)變阻器最大電阻＝10Ω；（3）只閉合S3時(shí)，兩燈串聯(lián)后再與變阻器串聯(lián)，通過(guò)兩燈的電流相等，因燈L1的額定電流大于燈L2的額定電流，所以只能使L2正常發(fā)光，此時(shí)電路中的電流：I＝＝0.8A；由圖象可知，當(dāng)電流為0.8A時(shí)的L1兩端的電壓＝2V，此時(shí)燈L1的電阻＝＝2.5Ω，因滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻不小于2Ω，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，電路的最小電阻：R串小＝7.5Ω+2Ω+2.5Ω＝12Ω；電路的最大電阻：R串大＝7.5Ω+10Ω+2.5Ω＝20Ω，所以電路的最小功率：P?。絀2R串小＝（0.8A）2×12Ω＝7.68W；電路的最大功率：P大＝I2R串大＝（0.8A）2×20Ω＝12.8W，即電路總電功率的變化范圍為7.68W～12.8W。答：（1）L2正常發(fā)光時(shí)的電阻為7.5Ω；（2）此時(shí)的電源電壓和滑動(dòng)變阻器的最大電阻10Ω；（3）電路總電功率的變化范圍為7.68W～12.8W?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的運(yùn)用及電功率公式的運(yùn)用，最后一問(wèn)是難點(diǎn)，關(guān)鍵是明確只能使L2正常發(fā)光，另外注意本題中電源電壓可調(diào)。4．（2024?西崗區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示電路中，電源電壓保持不變。只閉合開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電路中電流達(dá)到最小值，此時(shí)電流表示數(shù)為0.15A，電壓表的示數(shù)為3V；只閉合開(kāi)關(guān)S2，移動(dòng)滑片至滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)c處時(shí)，電壓表的示數(shù)為5V，此時(shí)電阻R2的電功率為0.5W。求：（1）電阻R1的阻值是多少Ω？（2）電源電壓是多少V？（3）滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值是多少Ω？（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，電路消耗的總功率是多少W？【分析】（1）只閉合開(kāi)關(guān)S1，R1和R3串聯(lián)，電流表測(cè)量電路電流，電壓表測(cè)量R1兩端的電壓，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電路中電流達(dá)到最小值，則滑動(dòng)變阻器的滑片位于b處，接入電路的阻值最大，根據(jù)歐姆定律可知R1的阻值；（2）（3）只閉合開(kāi)關(guān)S1，R1和R3串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得出電源電壓的表達(dá)式；只閉合開(kāi)關(guān)S2，R2和R3串聯(lián)，電流表測(cè)量電路電流，電壓表測(cè)量R2兩端的電壓，移動(dòng)滑片至滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)c處時(shí)，根據(jù)P＝UI可知此時(shí)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律可知R2的阻值；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得出電源電壓的表達(dá)式；聯(lián)立以上兩式可得出電源電壓和滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值；（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器被短路，電路為R1和R2并聯(lián)的電路，根據(jù)P＝可得出電路消耗的總功率?！驹斀狻拷猓海?）只閉合開(kāi)關(guān)S1，R1和R3串聯(lián)，電流表測(cè)量電路電流，電壓表測(cè)量R1兩端的電壓，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電路中電流達(dá)到最小值，則滑動(dòng)變阻器的滑片位于b處，接入電路的阻值最大，根據(jù)歐姆定律可知R1＝＝＝20Ω；（2）（3）只閉合開(kāi)關(guān)S1，R1和R3串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可得電源電壓：U＝U1+U3＝U1+I1R3＝3V+0.15A×R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；只閉合開(kāi)關(guān)S2，R2和R3串聯(lián)，電流表測(cè)量電路電流，電壓表測(cè)量R2兩端的電壓，移動(dòng)滑片至滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)c處時(shí)，根據(jù)P＝UI可知此時(shí)電路中的電流I2＝＝＝0.1A，根據(jù)歐姆定律可知R2＝＝＝50Ω，電源電壓U＝U2+U3′＝U2+I2×R3＝5V+0.1A×R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；解①②可得：U＝6V，R3＝20Ω；（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器被短路，電路為R1和R2并聯(lián)的電路，電路消耗的總功率P總＝+＝+＝2.52W。答：（1）電阻R1的阻值是20Ω；（2）電源電壓是6V；（3）滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值是20Ω；（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，電路消耗的總功率是2.52W?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查等效電路分析、歐姆定律的應(yīng)用和電功率的計(jì)算等知識(shí)，綜合性強(qiáng)，難度適中。5．（2024?美蘭區(qū)一模）如圖所示，電源電壓為可調(diào)電壓，小燈泡L標(biāo)有“4V1.6W”，滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“40Ω1A”的字樣，電流表的量程為0﹣0.6A，電壓表的量程為0﹣3V．（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響）求：（1）小燈泡L的阻值是多少？（2）當(dāng)S、S1、S2都閉合，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.45A，電壓表示數(shù)為3V，則R2消耗的電功率是多少？（3）將電源電壓調(diào)至6V時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1、S2，在確保電路安全的前提下，則滑動(dòng)變阻器R1允許接入電路的阻值范圍。【分析】（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率；根據(jù)P＝可求出燈泡L的阻值。（2）當(dāng)S、S1、S2都閉合，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R與R2并聯(lián)，電壓表測(cè)電源電壓，電流表測(cè)干路電流；根據(jù)歐姆定律求出通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)R2的電流，最后即可，根據(jù)P＝UI求出R2消耗的電功率‘（3）將電源電壓調(diào)至6V時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1、S2，滑動(dòng)變阻器R與燈泡串聯(lián)，在確保電路安全的前提下，則先根據(jù)歐姆定律求出燈泡的額定電流，根據(jù)電流表的量程和滑動(dòng)變阻器R1的允許通過(guò)的最大電流比較，判斷得出電路中的最大電流，然后根據(jù)歐姆定律求出電路的總電阻，并根據(jù)電阻的串聯(lián)求出變阻器接入電路的最小阻值；當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，變阻器接入電路的阻值最大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出變阻器接入電路的最大阻值?！驹斀狻拷猓海?）根據(jù)P＝可得：燈