人教版2019年物理中考压轴题专项训练

1.有关效率的综合问题

例1 如图5－1所示的新型小艇，由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源，依赖太阳能进行环球旅行。小艇上太阳能光伏板面积约为500m，在阳光的照射下，通过太阳能板可以获得100kW的功率．这种小艇有两个相同的引擎，仅需20kW的牵引功率就能驱动单引擎，使小艇以18km／h的速度匀速行驶．用40kW的牵引功率驱动双引擎，能使小艇匀速

图5－1

2

行驶的速度高达30km／h．这种小艇采用密度较小，硬度大的新型材料制造，自重仅为9×10N，满载的排水量为60t。

(1)太阳能光伏板工作时，是__ __能转化为__ __能。

(2)这种小艇满载漂浮在海面上时，受到的浮力是_ ___N．空载漂浮在海面上，排开海水的体积是_ ___m。(海水的密度取1．0×10kg／m，g取10N／kg)

(3)如果每天阳光照射太阳能电池板的时间为10h，获得的电能约为_ __kW·h，和__ __J．这些电能相当于完全燃烧__ _kg的焦炭释放的能量．(焦炭的热值取3。0×10J/kg)

(4)若引擎的电能转化为机械能的效率为80％．试求用20kW的电量驱动单引擎时，小艇受到的阻力大小。

(5)20kW的牵引功率驱动单引擎，小艇以l8km／h的速度行驶．40kW的牵引功率驱动双引擎，小艇以30km／h的速度行驶，而不是以36km／h的速度行驶．这是为什么呢? 请你提出一种合理的猜想。

【方法技巧】在初中物理中，无论是机械效率、还是热机的效率，燃料燃烧的效率、电热的效率、或者是有关太阳能的效率问题等等，都涉及有能的不完全转化过程。在解题的过程中，一定要明确其中的能量转化关系，以及相关能量的计算方法。

变式训练1（2011桂林）从2006年开始，我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》，研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图5－2（ａ）所示。

7

3

3

3

4

而氘可以从海水中提取，从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到50%，所产生的电能可供如图5－2（ｂ）所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km？（计算结果保留一位小数）（汽油密度：0.71×10kg/m；汽油热值：4.6×10J/kg）

21世纪教育网

（ａ） （ｂ）

图5－2

2．非连续工作的综合问题

例2（2011桂林）小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图5－3甲所示。图5－3乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数；图5－4所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P－t”图像。

3

3

7

图5－3 请解答下列问题：

（1）豆浆机正常工作时的最大电流是多大？

（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？

图5－4

（3）在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电

热管工作时，家里标有“1200r/kW·h”字样的电能表转盘在1min内转过了20转。此时电路的实际电压是多大？

【规律总结】对于非连续工作的电路，用电器在每个周期所用时间相同，所消耗的电能相同。

变式训练2（2011大连）某工厂产品计数装置的示意图如图5－5（a）所示。P为激光源，R1为光敏电阻(有光照射时，阻值变小)，a、b两端接“示波器”(示波器对电路无影响)，定值电阻R2为400Ω，电源电压为6V。水平传送带匀速运动，每当传送带上的产品通过激光束时，激光束会被产品挡住，示波器荧光屏上显示的R1两端电压与时间的关系图象如图5－5（b）所示。

试求：(1)激光照射R1时，R1的阻值是多少?

(2)激光被产品挡住时，R1、R2消耗的总功率是多少?

(3)从0时开始计时，经过1min，传送带上通过计数装置的产品是多少个?

图5－5

3．有坐标图像的力学综合题、电学综合题

例3（2011成都）为了将放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高处。小明同学设计了图5－6（a）所示的滑轮组装置。当小明用图5－6（b）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图5－6（c）和（d）所示。若重物与地面的接触面积S=5×10m，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：

（1）在2～3s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率η。 （2）在1～2s内，拉力F做的功W。

-2 2

（3）在0～1s内，重物对地面的压强p。

图5－6

【方法技巧】在解图象坐标题时，首先，要看清两个坐标轴分别表示什么物理量，初步了解坐标系中图象的物理含义；其次，要抓住图象中特殊的点、线、面，理解图象的深层含义；最后，综合分析利用图象中的信息进行解题。

变式训练3（2011宁波）为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图5－7(a)所示。工件的下底面与油面的距离为h，力F与h的大小关系如图5－7(b)所示。小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的，老师告诉他，力F为负值时，表明它的方向与原来的方向相反了。

(1)分析BC段：随着h的增大，工件所受的浮力大小将 ，油对工件下底面的压强大小将 (填“变大”、“变小”或“不变”)；

(2)若A点的坐标为(-a，0)，则a= 。从图像分析，a表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件的 ；

(3)求C点所对应状态下，工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。(不考虑大气压强)

(a) (b)

图5－7

例4（2011河北）图5－8(a)是小明设计的调光电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I—U关系图像如图5－8(b)所示。(电阻丝AB的阻值不随温度变化) 求：(1)小灯泡的额定功率； (2)电阻丝AB的阻值；

(3)当AB连入电路的阻值R1=2.5时，灯泡消耗的功率为3.2W，此时灯丝的阻值为多少。

(a) (b)

图5－8

变式训练4在一次物理课外科技活动中，老师为活动小组的同学们提供了一个新型的电子器件。只知道该新型电子器件的电阻要随流过的电流的变化而改变.老师要求活动小组的同学用如图5-9（a）所示的电路，探究通过新型电子器件的电流与可控电源(电压可调，其值已知)的电压U关系。已知可控电源的电压在0～220V间可调，定值电阻R0=20Ω。同学们在老师的指导下得到了如图5-9（b）所示的图像。问：

图5-9

(1)当U=110V时，新型电子器件的电流和电压各是多少？ (2)当U=190V时，新型电子器件消耗的电功率为多少?

(3)电源电压在0～80V范围内时，新型器件的电阻变不变?如要变，说明理由，如不变，其值为多少?

4．用坐标图像、表格或变阻器作“桥梁”的综合问题

用坐标图像、表格或变阻器，把力学量、电学量、热学量、光学量等相互联系起来，进行跨知识的综合计算。

例5 (2011无锡)如图5－10(a)所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置，其中R。为定值电阻，R为压敏电阻，其阻值隧所受压力变化的图像如图5－10(b)所示．油量表由量程为0～3V的电压表改装而成。已知油箱重80N，压敏电阻R能够承受的最大压力为800N。电源电压保持6V不变。(g取10N／kg)

(1)若压敏电阻与油箱的接触面积是4×10m，则压敏电阻能承受的最大压强为多大? (2)若油箱内油的密度为0.8×lOkg／m，则此油箱最多可装多少立方米的油? (3)若压敏电阻受到最大压力时，电压表的示数达到最大值，则定值电阻R。的阻值为多大?

(4)为了判断此油量表的刻度是否均匀，需了解R0两端电压U0与油量V的关系，请推导此关系式。

(a) (b)

图5－10

3

3

－42

【方法技巧】在这类综合题中一般都含有一个阻值常常会随外界因素的变化而变化的变阻器，而它们之间的变化规律可以通过坐标或表格来加以对应。在解题时，必须明确变阻器阻值大小与外界因素的关系。

变式训练5 (2009株洲)在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。

（1）图5-11（a）为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为 极，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图5-11（b）中的 。

N N N 1 2 N

甲 乙 丙 丁 （a） （b）

图5-11

（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻

R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图5-12（a）所示。根据图线可知，磁敏电阻的阻

值随磁感应强度B的增大而 。图线没有过坐标原点，是因为 。

R/Ω

800 V mA 600 400 磁敏电阻

200

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 B/T

（a） （b）

图5-12

（3）利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量图5-17（a）所示的磁场中各处的磁感应强度。

① 将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图5-12（b）所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将该实验电路连接完整。

1 1.50 3.00 2 3.00 6.00 3 4.50 9.00 线后，测得的数据如上表所示。该磁敏电阻Ω。

U

/V

I② 正确接

/mA 的测量值为 ③ 根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知，1处的磁感应强度为 T。

④ 在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数 ，电压表的示数 。（填“增大”、“减小”或“不变”）

（4）就现有的实验器材和电路，请提出一个有意义的可供探究的物理问题： 。 （5）在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0 mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值。设电源电压为5.50 V。 变式训练6(2007镇江)有一种测量压力的测力计，其原理图如图5-13（a）所示，电源电压为6V，并保持不变。R是一个压敏电阻，R0是一个阻值为400Ω的定值电阻，它能对压敏电阻R起保护作用。G是由量程很小的电流表改装成的指针式测力显示器。R的阻值可随压力F的大小变化而改变，其关系如下表所示且保持不变。

压力F／N 电阻R／Ω

300 0

0 280 5

100 260

150 240

200 220

250 200

300 180

…… ……

（1）根据表中数据在图5-13（b）中画出压敏电阻R的阻值随压力F的大小变化的图象。 （2）利用表中的数据或R的阻值随压力F的大小变化的图象，归纳出R的阻值随压力F的大小变化的关系式。

（3）若电阻R0的耐压值（即能承受的最大电压）为5V，则该测力计的最大测量值为多少牛顿？

（4）通过推导压力F的大小与电流I的关系式，说明该测力显示器的刻度是否均匀。

例6（2008无锡）在学校举行的物理创新大赛上，小明和小红所在的科技小组分别设计

（a） （b）

图5-13

了一种测量托盘所受压力的压力测量仪，如图5-14（a）（b）所示。两装置中所用的器材与规格完全相同，压力表是由电压表改装而成，R1为定值电阻，阻值为10Ω，R2为滑动变阻器，规格为“10Ω lA\"。金属指针OP可在金属杆AB上滑动，且与它接触良好，金属指针和金属杆电阻忽略不计。M为弹簧，在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比。当托盘所受压力为零时，P恰好位于R2的最上端；当托盘所受压力为50N时，P恰好位于R2的最下端，此时弹簧的形变仍在弹性限度内。

(a) (b)

图5-14

(1)甲装置中，当P位于R2的最下端时，电压表的示数为3V，则电源电压是多少? (2)甲装置中，压力25N的刻度位置标在电压表表盘多少伏的刻度线上? (3)在甲、乙两种装置中，两压力表的刻度特点有何不同?试说明理由。

【方法技巧】在这类综合题中，滑动变阻器的滑片的位置常常会随外界因素的变化而变化，但注意的是，当滑片滑动时，变阻器的阻值不一定会发生变化。在解题时，必须明确变阻器滑片位置与外界因素的关系。

变式训练7(2009成都)小明、小亮和小敏共同设计了一种测定水平方向风力的装置。其原理如图5-15（a）所示：绝缘轻弹簧的左端固定在D点，右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连，一起套在左端也固定在O点的粗细均匀、电阻随长度均匀变化，且水平放置的金属杆上，迎风板与金属杆接触良好；电路中左端导线与金属杆的左端相连，右端导线连接在迎风板上并可随迎风板移动，R是定值电阻，a、b、c、d为四个接线柱。

(a) (b) 图5-15

(c)

(1)在他们的设计中，若要求在风力增大时，接人电路的电表的示数也随之而增大，则应该( )

A．在a、b之间接电流表，在c、d之间连接导线 B．只在a、b之间接电流表

C．在c、d之间接电压表，在a、b之间连接导线 D．只在c、d之间接电压表

(2)为了较准确的测出水平方向风力的大小，三位同学先对选定的轻弹簧和金属杆进行了两项测量。

①小明利用测量的数据作出了原长为40 cm的轻弹簧的长度l与所受压力F的关系图象[见图5-15（b）]。由图可知：该弹簧每缩短10 cm，弹簧受到的压力将增加____N。 ②小亮和小敏设计了图5-15（c）所示的电路，用来测量长度为50 cm的金属杆的电阻。他们备选的部分器材有：

A．电源（能够提供3V的稳定电压） B．电流表A（量程O~0.6 A） C．电压表V（量程0~3 V）

D．滑动变阻器R1，(阻值变化范围为0—5Ω) E．滑动变阻器R2（阻值变化范围为0~10Ω）

选好器材后，小亮和小敏在实验中正确操作，他们记录的测量数据如下表。

实验次数 1 2 0．3 1．5 3 0．4 2．0 4 0．5 2．5 5 0．6 3．0 A表示数I/A 0．2 V表示数U/V 1．0 根据他们的测量数据可以知道：他们实验中选用的滑动变阻器是____（填器材的序号字

母）；他们测出的金属杆的电阻是____Ω。

(3)三位同学最后根据(1)的要求，按图3-21（甲）进行组装时，除用到上述选定的轻弹簧、金属杆和(2)中备选的电源、电表外，还选了阻值R=3Ω的定值电阻。如果无风时，O点到迎风板的距离以及轻弹簧的长度均等于弹簧的原长，则该装置能够测量的最大水平风力是__ _N。

(4)对小明、小亮和小敏设计的测定水平方向风力的装置，从力的角度，请你指出可能对测量准确度产生影响的因素之一：____ ____。

5．要求对结论进行分析和评估的综合问题

例7(2010崇左)如图5-16(a)所示是某品牌摩托车转向指示灯的电路图，转向指示灯的规格均为“6V 9W”，仪表盘上另装有转向仪表灯L，规格为“6V 1W”，电源电压为6V。当转向灯开关拨至左边时，左转前、后指示灯以及左转仪表灯L发光，提醒行人和其他车辆：摩托车将要往左转，L发光用来提示驾驶员——左转向灯亮了，把转向灯开关拨至右边时与上述的工作原理相类似。求：

（1）转向指示灯和转向仪表灯L正常工作时的电阻；

（2）该摩托车左转弯时，转向指示灯电路工作10s，消耗的电能是多少？

（3）如果摩托车转向电路设计成图5-16(b)所示的电路，电路存在哪些弊端？（要求写出两点）

(a)

图5-16

(b)

【方法技巧】在对结论进行评估时，要求能对收集信息的科学性、可靠性进行评价；能发现和提出新的问题，提出改进探究方案的具体方法。

变式训练8（2010河北）图5-17(a)是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接，底部有一小孔与湖水相通，且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为6 V，小灯泡标有“2 V 2 W”字样（灯丝电阻不变）。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图5-17(b)所示（x为容器内水柱高度hS LR/Ω 12 A 的倒数，即x

1）。求： h（1）小灯泡的电阻。

（2）湖水水位高于警戒水位多少米时，灯泡正常工作。 （3）将电流表改为水位计，水位计的刻度是否均匀，说明理由。 6.加热保温问题、电路安全问题、一般综合问题等等

例8(2011威海)图5－18(a)是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图5－18(b)所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；R2是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源（220V 50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。（已知水的比热容为4.2×10J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃） 请解答下列问题：

（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1，电饭锅的内胆是否会熔化？为什么？ （2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？

（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？

(a) (b)

图5－18

【方法技巧】电路的加热保温问题，首先应认清加热和保温分别是什么电阻在工作，简化电

3

路图是什么样的，然后再进行计算。

例9（2011柳州）如图5－19所示，电源电压l8 V且保持不变，电流表接“0～0.6 A”量程，电压表接“0～15 V”量程，灯泡上标有“6 V 3 W”字样，灯丝电阻保持恒定不变。求： （1）灯泡正常发光时的电流；

（2）当电流表的示数为0.4 A时，电压表的示数； （3）为了保证电路的安全，滑动变阻器的最大阻值和允许接入的最小电阻。

【方法技巧】对于电路的安全问题，一定要明确电路中各元件的安全工作范围，再分别找出使它们都不会损坏的条件。

例10 (2010重庆)近几年环保低碳风劲吹，混合动力汽车已成为车展上的“常客”。2010年3月，我国自行研制的一款混合动力汽车也在北京车展上展出。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时向车轮输送能量。

（1）该混合动力汽车启动时，若驱动电机两端的电压为250V，通过的电流为80A，则驱动电机的电功率为多大？

（2）该混合动力汽车所用的磷酸铁锂动力电池可储存的最大电能为2.88×10J，若充电电压为320V，充电电流为50A，则对动力电池充电的时间最长为多少？（充电时量损耗） （3）该混合动力汽车在平直公路上以72km/h匀速行驶10min后，其内燃机消耗了汽油1.2kg，假设汽油完全燃烧所释放能量的一半转化为牵引力做功和给动力电池充电，其中动力电池储存的电能增加了7.2×10J，试求汽车受到的阻力是多大？（汽油的热值

6

7

图5－19

q=4.6×107J/kg,且Q放=qm）

能力提升

1.（2008海淀）下面是HG2003家用蒸汽电熨斗示意图5-20和铭牌。使用时水箱中的水滴入被加热的底板气室迅速汽化产生向下的蒸汽。

额定电压 220V 功能 汽烫、干烫

图5-20

电流频率 额定功率 底板面积 50HZ 1000W 160 蒸汽方式 质量 放置方式 滴下式 1.3kg 自立式 （1）某师傅在用熨斗干烫衣服时，用了19N向下的力压熨斗，在此过程中，衣服受到的压强是多大？

（2）用熨斗汽烫时先预热，使金属底板的温度从20℃升到220℃，温控开关自动断开。已知底板的质量为1kg，铁的比热是收多少热量？

（3）汽烫时，水滴入气室，由于水升温汽化带走热量。当底板温度降到190℃时，温控开关自动闭合，当加热到220℃时又断开，如此反复，若蒸汽电熨斗大体按下图5-21所示程序工作，10min烫一件衣服共消耗多少电能？

图5-21

2.（2010成都）学习了电学知识后，小明、小亮和小艳所在的兴趣小组发现：电学量的变化往往能够用来反映力学、热学、光学等物理量的变化。在冯老师的点拨下，他们在探究过程中不断完善和优化方案，共同设计了一种用电学量的变化来反映力学量——距离变化的装置。

(1)图5-22所示是他们最初设计的装置原理图。图中R0是定值电阻，ab是总电阻为9欧、长60 cm、粗细均匀、电阻随长度均匀变化，且沿竖直方向固定放置的金属杆，M是上下均有挂环、可沿竖直导轨上下移动的小物块，M上连有一根左端有滑片P、电阻不计的水平金属细杆，细杆与导线以及P与ab均接触良好，P在ab的中点时，对应于肘既不上移也不下移的位置。除金属杆ab、小物块M、金属细杆和导轨外，他们还准备了以下器材：

A．电源(提供4 V的稳定电压) B．电流表A(量程0—0．6 A)

J/（kg·℃）。问蒸汽电熨斗预热时底板吸

图5-22

C．电压表V。(量程0～3 V) D．电压表V2(量程0～15V)

E．定值电阻R0(1欧、3欧、5欧和6欧的电阻各一个) F．开关S一个，导线(足够长)若干 ①认真研究该原理图后，小艳认为图中只需一个电表即可，于是她将电流表去掉，则电流表所在处应该 (填“让其断路”或“用一根导线替代”)。

②小明和小亮认为：该装置应该尽量大地反映M移动的距离范围，同时还希望电压表上的每根刻度线都能够表示出肘移动的距离值。要达到此目的，电压表应该选 (填器材序号字母)；定值电阻风应该选阻值为 欧的。

③在他们改进并初步完善的设计方案中，P在ab

图5-23

的中点，M既不上移也不下移时，电压表的示数是 。

(2)冯老师在充分肯定他们的设计方案后，提出—个建议：能否在上述改进并初步完善的方案基础上再想想办法，使测量的距离范围更大?

他们经过热烈讨论后，决定增加一组滑轮组试试。图5-23中的A、B、C是小明、小亮和小艳分别画出的滑轮组与M连接的示意图。他们希望通过电表的示数间接反映绳上N点的移动距离，且要求N点移动距离范围超过M。

①小明的连接方式能够达到目的吗?请说明理由。 ② (填“小明”、“小亮”或“小艳”)的连接方式，测量的N点移动距离范围最大。该连接方式中，电压表量程的l／3刻度线处表示的离为 (填“向上”或“向下”移动的距离值)。

3.（2010莆田）某科技兴趣小组制作了一艘小潜水艇。为了测定该潜水艇的下潜深度，他们设计了如图5-28甲所示的电路，其中电源电压U=12V；R0是阻值为20Ω的定值电阻；A为深度表，其实质是一只量程为0～100mA的电流表；R是一种压力传感器，它用于感应○

压力的受力面积为60cm，且所能承受的压力足够大，其阻值R随压力F变化的关系如图5-24(b)所示。已知水的密度为l .0 ×10kg／m，g取10N／kg。问：

3

3

2

N点移动距

(1)当该潜水艇浮在水面(压力传感器未浸入水中)时，电路中的电流多大? (2)图5-24(a)电路能测量的最大深度是多少米?

(3)在不更换压力传感器的情况下，为了增大图5-24(a)电路所能测量的最大深度，应对该电路怎样进行改进?(写出一种方法即可)

4.（2009绵阳）现代生物医学研究使用的细菌培养箱内的温度需要精确测控，测控的方法之一是用热敏电阻来探测温度。如图5-25(a)所示的电路，将热敏电阻Ro置于细菌培养箱内，其余都置于箱外。这样既可以通过电流表的示数来表示箱内温度，又可以通过电压表的示数来表示箱内温度。已知该电路中电源电压是l2 V，定值电阻R的阻值是200 Ω。热敏电阻Ro的阻值随温度变化的关系如图5－25(b)所示。求：

(1)当培养箱内的温度降低时，电流表的示数如何变化？ (2)当培养箱内的温度为40℃时，电压表的示数是多大？

(3)已知电流表的量程是0～30 mA，电压表的量程是0～8 V，则此电路能够测量的最高温度是多大？此时热敏电阻Ro消耗的电功率是多大？

图5-25 图5-24

5.（2011衡阳）有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理如图5－26中的虚线框所示，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），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）。其中AO：BO＝5：1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×10Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。

压力F/N 电阻R/Ω

0 300

图5－26 50 270

100 240

150 210

200 180

250 150

300 120

… …

6

设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V。请回答：

（1）踏板空载时，电流表读数是多少mA？

（2）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2×10m，则该秤的最大称量值是多少？ （3）为了把电流表A的表盘改装成电子秤表盘，我们需要确定踏板上人的体重G与电流表的示数I的关系。请你写出这个关系式

6．（2010烟台）随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图5-27(a)所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦)。 (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力?

(2)小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图5-27(b))是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法

－42

是否正确。

(3)求两种方案的机械效率之比?

(4)综合分析评估两个方案，你认为哪个方案更好一些?说明理由。

7.（2010攀枝花）一绝缘细绳的一端与可绕O点转动的轻质杠杆的E端相连，另一端绕过动滑轮D、定滑轮C，与滑动变阻器的滑片P相连；B为一可导电的轻质弹簧，如图5－28所示接入电路中，一端通过绝缘绳固定在地面上，另一端与滑片P相连；一人站在地面上拉住与杠杆H端相连的细绳。已知电源电压为8V，灯泡标有“6V 3W”字样，人的质量为50kg，人与地面的接触面积为50cm，EO:HO=2:5。人对绳子拉力最小时，电流表示数为I1，且滑片刚好位于滑动变阻器的a端；人对绳子拉力最大时，电流表示数为I2，且I1:I2=2:1，滑动变阻器的阻值与弹簧所受拉力的关系如下表所示： R（Ω） 0 F（N） 0.5 2 50.5 4 100.5 6 150.5 8 200.5 10 250.5 12 300.5 14 350.5 …… …… 2

图5-27

不计杠杆、弹簧、滑片、细绳的重力，不计摩擦，不计弹簧电阻。整套装置始终处于平衡状态，物体A始终不

b

离开地面。灯泡电阻不变，且不会被烧坏。g=10N/kg。求： （1）人的拉力最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？

（2）物体A的质量是多少？

（3）人的拉力最大时，人对地面的压强是多少？ （4）当灯泡正常发光时，物体A对地面的压力是多少？

图5－28 a P B

A C

8.（2011德州）随着人们生活水平的不断提高，私家车已日益普及。图5－29是一种测量小气车油箱内油量的装置原理图，它主要由电源、压敏电阻R（电阻随所受压力的变化而变化）、油量表（由电阻可忽略不计的电流表改装而成且量程足够大）等组成电路。压敏电阻R在一定范围内的阻值与所受压力的关系如下表所示，油箱位于压敏电阻上方，电源电压为6V。问：

图5－29

（1）未放油箱时，电路中的电流是多少？

（2）请根据表格数据推测，当油箱和油总重为200N时，压敏电阻R的阻值是多少？ （3）若油箱的质量为6.5kg，当油量表示数为5.5×10m时，电路中的电流是多少？ （ρ汽油=0.7×10kg/m，g取10N/kg）

3

3

23

9.（2011荆门） 如图5－30所示，电源电压恒定不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，已知滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电流表的量程为0—0.6A，电压表的量程为0—3V。灯泡电阻不随温度变化，求：

（1）闭合S1、断开S2，滑动变阻器滑片在最右端时，此时灯泡的实际功率为0.75W，求电压电压是多大?

（2）闭合S1、S2，要保证电路中各元件安全，求滑动变阻器R的取值范围。

图5－30

10. （2011无锡）阅读短文，回答问题：

力传感器在电子秤中的应用

电子秤所使用的测力装置是力传感器。

常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图5－31(a)所示．弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片．若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力

F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩．力越大，弹簧钢的弯曲程度越

大。

应变片结构如图5－31(b)所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感．给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U1，下应变片两引线间电压为U2，传感器把这两个电压的差值U（U＝U1－U2）输出，用来反映力F的大小。

金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图5－31(c)所示。为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿．串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响。

U1 I R/Ω 自由弹簧钢 端 应变片 应变片 U2 甲

固定端I 金属电阻丝 引线 引线

O 乙

(a) (b) (c)

图5－31

丙

t/℃

（1）这种力传感器是将力的大小转换为 (电流/电压)的装置。 （2）外力F增大时，下列说法正确的是 。 A．上、下应变片金属电阻丝电阻都增大 B．上、下应变片金属电阻丝电阻都减小

C．上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大 D．上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小

（3）传感器输出的电压U随外力F增大而 。

（4）进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而 的电阻，下金属电阻丝串联阻值随温度升高而 的电阻。

（5）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压

U2冬天比夏天 （大/小）。