2022年中考物理考点强化训练—图像分析型动态电路

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2022年中考物理考点强化训练—图像分析型动态电路
1．（2021临沂模拟）在大型赛事的短跑比赛中，赛道起点均安装有电子起跑器。电子起跑器可以记录运动员起跑时刻，以判断运动员是否提前起跑。图甲是简化的电子起跑器的传感电路图，电源电压恒定，圆圈处为电表，R0为定值电阻，压敏电阻Rx安装在踏板上，其电阻与所受压力的关系如图乙所示。下列分析正确的是（　　）

A．电阻R0与Rx并联
B．圆圈处的电表为电压表
C．运动员起跑时，用力踩踏板，R0两端的电压变小
D．运动员没有踩踏板时，电路消耗的总功率最小
2．（2021泸州模拟）在如图1所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，调节滑动变阻器，将滑动触头P从最右端滑到最左端，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图2所示，Q为两图线的交点位置。则下列说法正确的是（　　）

A．图线甲反映电压表V1示数随电流的变化
B．电路总功率的最大值为2.4W
C．将R2换成一个总阻值较大的滑动变阻器，其它不变，所描绘的两根图线交点不在原位置Q处
D．改变R1的值，图线甲一定与横轴相交，图线乙的延长线一定过坐标原点
3．（2021泉州模拟）如图甲所示，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“10V，5W”字样，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，定值电阻R0的电功率变化了5.4W。（忽略灯泡电阻随温度的变化），则下列说法中错误的是（　　）

A．灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A
B．定值电阻R0的阻值为40Ω
C．只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率为0.45W
D．只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，当电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率为2.25W
4．（2021衡阳模拟）某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示，电源电压保持不变。滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U﹣I图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．电源电压是7.5V
B．R1的电阻值是10Ω
C．电路消耗的最大功率是3.6W
D．R2的最大阻值是50Ω
5．（2021盘锦模拟）在如图甲所示的电路中，电源电压恒为4.5V，小灯泡上标有“2.5V 0.75W”的字样，图乙是通过小灯泡的电流与它两端电压的关系图像。下列说法正确的是（　　）

A．当小灯泡正常发光时，其灯丝的电阻约为8.3Ω
B．当小灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为1.35W
C．当小灯泡两端的电压为2V时，通电2min小灯泡消耗的电功电能为67.2J
D．根据图乙可以判断，当电压逐渐增大时，小灯泡灯丝的电阻将保持不变
6．（2021长春模拟）如图甲是家用电辅热式平板太阳能热水器，如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为电流表改装成的水位指示表，R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深h的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　）

A．储水箱中的水量增多时，Rx的阻值变大
B．储水箱中的水量增多时，电流表的示数变大
C．储水箱水深为0.8m时，电流表的示数为0.8A
D．储水箱中的水量减少时，电路消耗的总功率变大
7．（2021泉州模拟）利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图象，则下列判断正确的是（　　）

A．实验中电压表的示数保持3V不变
B．当R的电阻为10Ω时，通过R的电流为0.2A
C．滑动变阻器连入电路的阻值范围为1～5Ω
D．将R从5Ω换成10Ω后，应将滑片向左移
8．（2021铁岭模拟）如图甲所示的电路中，电源电压为12V保持不变，R2是定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R1的滑片从最左端向右滑动直到小灯泡L正常发光。图乙是这一过程中两电压表与电流表示数变化关系的图象。下列说法正确的是（　　）

A．定值电阻R2的阻值是20Ω
B．小灯泡的额定功率为1.8W
C．小灯泡正常发光时，R1的阻值为5Ω
D．滑动变阻器R1的最大阻值为35Ω
9．（2021娄底模拟）如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V“，闭合开关S，在保证电路安全的前提下。最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数，电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象，如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是（　　）

A．小灯泡的额定功率为3W
B．滑动变阻器R的最大阻值为60Ω
C．若将电压表量程换为0～3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为15～50Ω
D．若将电压表量程换为0～3V，电路的总功率范围为4.2W﹣7.5W
10．（2021威海模拟）某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路，如图甲所示，R为气敏电阻，其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。当有害尾气浓度β增大时，气敏电阻R的阻值将　 　，电流表的示数将　 　，电压表的示数将　 　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

11．（2021安徽口模拟）探究串联电路电压特点实验电路如图甲所示，改变电阻箱R1接入电路的阻值，记录R1的阻值和对应的电压表示数U1、U2，并根据记录绘制出图乙所示的﹣R1图像，则电源电压为　 　V，R2的阻值为　 　Ω。

12．（2021枣庄模拟）冲泡茶或奶粉等常需要不同温度的热水。小明设计了一款电热水壶，它可以将纯净水加热到所需的不同温度（如60℃或80℃或100℃）时就自动断开电路。其工作原理如图甲所示：铁质搭钩可绕着转轴A转动，挺杆DE可以上下运动并与搭钩连动，锁扣右侧与搭钩扣在一起，左侧通过拉紧的弹簧固定。当搭钩在C点受到0.2牛竖直向上的力就会与锁扣脱离，弹簧收缩带动锁扣和S1向左运动，触点分离电路断开。烧水时，闭合S1和S2，发热电阻R工作，双金属片受热向上弯曲，当温度达到设定值时，推起挺杆使搭钩与锁扣脱开。双金属片对挺杆E点向上的力F1随时间t的关系图如图乙。若加热过程中电流超过电热水壶的安全值，电磁铁B对搭钩的C点吸引力变大，可使搭钩与锁扣自动脱开，保护电路。电磁铁B对搭钩吸引力F2与线圈中的电流I关系如图丙。已知，CD＝4厘米，DA＝2厘米，发热电阻R阻值为100欧，电磁铁B的线圈电阻忽略不计。

（1）该热水壶最大允许通过的电流是　 　安。
（2）在220伏的电压下，电热水壶将一壶水加热到60℃时自动切断电路，求这段时间内发热电阻R放出的热量是多少？
（3）电路和各个元件的参数都保持不变，若要升高该热水壶加热的预设温度，可以通过改变什么来实现目的，请你设计一种方法并简要说明理由。
　 　
13．（2021福建模拟）有一种电子秤的原理图如图，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）以及显示重力大小的仪表（实质是电流表，电流表量程为0～0.5A）。其中AO长20cm，BO长5cm，压力传感器R的阻值与它所受压力的关系如表所示：

踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为3V。
（1）压力传感器R的阻值与所受压力的关系式为　 　。
（2）当重400牛的小科同学站在踏板上，压力传感器R消耗的电功率为　 　W。
（3）站在秤上的小科同学迅速蹲下，在整个过程中，电子称的示数变化情况跟下列图乙中哪个图大致相符？　 　

（4）此电子秤的最大称量为　 　牛顿。

14．（2021泸州模拟）阅读短文，回答问题：
无线充电是指充电器与用电装置间不用电线连接，通过磁场具有的磁场能实现电能传输的技术，常见的无线充电技术有电磁感应、磁共振等方式。电磁感应式无线充电原理图如图甲所示，电流流过送电线圈产生变化的磁场，当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感应电流来供电。磁共振方式的原理与声音的共振原理相同一排列好振动频率相同的音叉，一个音叉发声，其他音叉也会发声。同样，当“振动”频率相同的线圈排列在磁场中时，可将电能从一个线圈传输到另个线圈。电磁感应充电技术原理简单，适合短距离充电；磁共振充电技术可延长传输距离，但实现小型化高效率比较困难。市场上部分无线充电器标有“Qi”字样，表示其采用电磁感应原理工作。

图乙是某款手机无线充电器（适配为附件），内置过压，过流，过热等多重保护功能。充电部分参数如图下表。传输效率指手机接收电能的功率与充电器输出的功率的比值。

（1）声音的共振现象说明声音可以传递　 　。
（2）下图所示实验中，与Qi技术原理相同的是　 　。

（3）该充电器采用　 　（电磁感应/磁共振）的方式工作。
（4）图乙所示充电器连接电源适配器正常工作1h后，手机接收到的电能为2.7×104J，则该过程的传输效率为　 　；若上述过程充电器单独接在家庭电路中，标有“3200imp/kW•h”的电能表指示灯将闪烁　 　次。
（5）图丙所示为充电器过热保护的模拟控制电路，电源电压恒定，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其电流与电压的关系如图丁所示。

①若要适当调高保护电路工作的临界温度，可采取的办法是　 　（答出一种即可）。
②保持R1阻值不变，闭合开关S、S1时，流过R1的电流为50mA；闭合开关S、断开S1时，R2的功率为0.072W，则电源电压为　 　V。
15．（2021泰安模拟）图a是一种重要的电子元件：晶体二极管，在电路中符号如图b。它是有两根引线，一根为正极，另一根为负极。有一种常见的二极管在导电时能发光，这种二极管叫做发光二极管（如图c），其电路符号如图d。

二极管的导电性能很特殊，它只允许电流从它的正极流向负极，不允许从负极流向正极。这很像自行车气流从打气筒流向车胎。
小丽和小明认真阅读完资料后，决定合作实验验证二极管的这一特殊导电性。
小丽准备直接将二极管接入电路，小明提醒她这样的电路有问题，二极管可能会被烧坏，于是他们在电路中串上一滑动变阻器。
（1）闭合开关前，滑片应位于　 　（选填“a”或“b”）端。

实验发现：
①当电源反接时（如图2），无论怎么移动滑片，电流表都　 　示数（选填“有”或“无”）。
②当电源正接时（如图3），刚闭合开关，观察发现电流表无示数，二极管也不发光。
他们疑惑了，是不是电路中有断路情况发生？于是他们找来一电压表，当接c、d两根引线时，发现电压表有示数，示数为1.4V，电路无断路情况，此时他们更加疑惑了。
后来，小明无意中移动了滑片，眼尖的小丽发现电压表示数变大，电流表也有示数。对于这个现象他们很兴奋，猜想当电源正接时二极管导电性能是不是与它两端的电压大小有关呢？他们认真完成实验，并将记录的部分数据填入下表。

（2）分析①和②现象，可知晶体二极管具有　 　（填“单”或“双”）向导电的特性；
（3）根据以上实验数据用描点法，在所给的坐标纸上作出这个二极管的U﹣I图线；
（4）两人发现当二极管两端的正向电压达到1.9V后正常工作，则从表格中收集到的数据以及U﹣I图线可以看出这种二极管正常工作前后的导电情况有何区别？　 　；

（5）若电源电压为5V，当电流表示数为12.0mA时，滑动变阻器接入电路的阻值为　 　Ω。
（6）使用发出两种色光的二极管，分别指示电动机正反两个转动方向，可以帮助操作人员及时发觉电动机转动方向是否符合需要。为此小丽和小明设计出符合需要的模拟电路。
[实验步骤]：
①接通开关，二极管甲导通，发红光，电动机正转。
②调换电池组正、负极，接通开关，二极管乙导通，发绿光，电动机反转。根据小丽和小明的设计思路，请你将二极管甲填入虚线框内。
16．（2021邵阳模拟）电路如图1，电源电压不变，电流表量程0～0.6A电压表量程0～8V，R3标有“3V 0.9W”字样，定值电阻R2的U﹣I图像如图2求：

（1）R2的阻值多大？
（2）当开关S1、S2、S3都闭合、滑动变阻器滑片P位于中点时，电流表示数为0.5A，R2电功率为1.25W，则滑动变阻器R1的最大值是多大？
（3）换用9V的电源，将变阻器R1更换为R11（0～170Ω），只闭合S1，在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R11的取值范围？




17．（2021自贡模拟）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，其R﹣U图像如图乙所示，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻R2＝30Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。当只闭合开关S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A。

（1）求小灯泡的额定功率；
（2）当只闭合开关S、S2和S3时，求整个电路消耗的最大功率；
（3）当只闭合开关S和S1时，在保证各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器R1允许的取值范围。




18．（2021泰安模拟）如图，甲图是某种电子秤测体重的部分原理图。仪表A显示体重大小，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa，杠杆AB：BO＝4：1，电源电压恒为3V，压力传感器R的电阻值与所受压力F的关系如乙图所示。踏板和杠杆组件的质量及仪表A的内阻忽略不计。请回答：

（1）踏板空载时的刻度线应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，这个人的体重是多少？
（3）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2，则该秤的最大称量值是多少？




19.（2021娄底模拟）如图甲所示的电路中，R1为滑动变阻器，R0、R2，均为定值电阻，电源电压恒定，改变滑动变阻器R1的滑片位置，两电压表的示数随电流变化的I﹣U图像如图乙所示。求：
①电压表V1测量的是哪部分电路的电压；
②定值电阻R2的阻值大小；
③定值电阻R0和电源电压U的大小。





20．（2021益阳模拟）载人飞船在太空中飞行时，由于处在真空环境，它的舱门必须具有良好的密封性。为了检验飞船舱门的密封性能，科研人员采用了如下的方法：将待检验的飞船舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中，如图甲所示。先对舱体M充入压强为1.0×105pa的空气，然后，把集气空腔N抽成真空。若舱门漏气，一段时间后便会有气体从舱体M进入集气空腔N中，舱体M中的压强将减小，集气空腔N中的压强将增大。
为了测量舱体M和集气空腔N中的压强科研员设计了如图甲所示电路，其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻（其电阻值会随所受压强大小发生变化的可变电阻）。已知舱体M的容积为V，集气空腔N真空部分的容积为4V，飞船舱门的面积是0.6m2，不计舱体M器壁的厚度，整个过程温度不变。已知电源电压为12V，压敏电阻RM、RN的阻值随气体压强变化的关系如表：

（1）若舱门不漏气，且单刀双掷开关S接b，电路中电流表的示数为0.2A，电压表的示数为2V，求电路中R0的阻值；
（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，经过一定的时间后，M、N中的压强相等。若开关S接在a处，求此时压敏电阻RM消耗的功率；
（3）在检验过程中的某时刻，开关接a时电压表的示数为Ua、压敏电阻RM的功率为PM；开关接b时电压表的示数为Ub、压敏电阻RN的功率为PN；若Ua＝2Ub，且PM：PN＝4：3，求此时舱门内外受到的压力差。


2022年中考物理考点强化训练—图像分析型动态电路参考答案
1．（2021临沂模拟）在大型赛事的短跑比赛中，赛道起点均安装有电子起跑器。电子起跑器可以记录运动员起跑时刻，以判断运动员是否提前起跑。图甲是简化的电子起跑器的传感电路图，电源电压恒定，圆圈处为电表，R0为定值电阻，压敏电阻Rx安装在踏板上，其电阻与所受压力的关系如图乙所示。下列分析正确的是（　　）

A．电阻R0与Rx并联
B．圆圈处的电表为电压表
C．运动员起跑时，用力踩踏板，R0两端的电压变小
D．运动员没有踩踏板时，电路消耗的总功率最小
【答案】D。
2．（2021泸州模拟）在如图1所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，调节滑动变阻器，将滑动触头P从最右端滑到最左端，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图2所示，Q为两图线的交点位置。则下列说法正确的是（　　）

A．图线甲反映电压表V1示数随电流的变化
B．电路总功率的最大值为2.4W
C．将R2换成一个总阻值较大的滑动变阻器，其它不变，所描绘的两根图线交点不在原位置Q处
D．改变R1的值，图线甲一定与横轴相交，图线乙的延长线一定过坐标原点
【答案】D。
3．（2021泉州模拟）如图甲所示，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“10V，5W”字样，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，定值电阻R0的电功率变化了5.4W。（忽略灯泡电阻随温度的变化），则下列说法中错误的是（　　）

A．灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A
B．定值电阻R0的阻值为40Ω
C．只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率为0.45W
D．只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，当电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率为2.25W
【答案】B。
4．（2021衡阳模拟）某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路如图甲所示，电源电压保持不变。滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中，R1的U﹣I图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．电源电压是7.5V
B．R1的电阻值是10Ω
C．电路消耗的最大功率是3.6W
D．R2的最大阻值是50Ω
【答案】BC。
5．（2021盘锦模拟）在如图甲所示的电路中，电源电压恒为4.5V，小灯泡上标有“2.5V 0.75W”的字样，图乙是通过小灯泡的电流与它两端电压的关系图像。下列说法正确的是（　　）

A．当小灯泡正常发光时，其灯丝的电阻约为8.3Ω
B．当小灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为1.35W
C．当小灯泡两端的电压为2V时，通电2min小灯泡消耗的电功电能为67.2J
D．根据图乙可以判断，当电压逐渐增大时，小灯泡灯丝的电阻将保持不变
【答案】AB。
6．（2021长春模拟）如图甲是家用电辅热式平板太阳能热水器，如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为电流表改装成的水位指示表，R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深h的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　）

A．储水箱中的水量增多时，Rx的阻值变大
B．储水箱中的水量增多时，电流表的示数变大
C．储水箱水深为0.8m时，电流表的示数为0.8A
D．储水箱中的水量减少时，电路消耗的总功率变大
【答案】B。
7．（2021泉州模拟）利用如图甲所示的电路探究电流和电阻的关系，电源电压保持3V不变，分别将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻R连入电路，按实验要求测得通过各定值电阻的电流描绘出如图乙所示的图象，则下列判断正确的是（　　）

A．实验中电压表的示数保持3V不变
B．当R的电阻为10Ω时，通过R的电流为0.2A
C．滑动变阻器连入电路的阻值范围为1～5Ω
D．将R从5Ω换成10Ω后，应将滑片向左移
【答案】C。
8．（2021铁岭模拟）如图甲所示的电路中，电源电压为12V保持不变，R2是定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器R1的滑片从最左端向右滑动直到小灯泡L正常发光。图乙是这一过程中两电压表与电流表示数变化关系的图象。下列说法正确的是（　　）

A．定值电阻R2的阻值是20Ω
B．小灯泡的额定功率为1.8W
C．小灯泡正常发光时，R1的阻值为5Ω
D．滑动变阻器R1的最大阻值为35Ω
【答案】BCD。
9．（2021娄底模拟）如图甲所示，电源电压不变，小灯泡L的额定电流为0.6A，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V“，闭合开关S，在保证电路安全的前提下。最大范围调节滑动变阻器的滑片P，分别绘制了电流表示数与电压表示数，电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象，如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是（　　）

A．小灯泡的额定功率为3W
B．滑动变阻器R的最大阻值为60Ω
C．若将电压表量程换为0～3V，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为15～50Ω
D．若将电压表量程换为0～3V，电路的总功率范围为4.2W﹣7.5W
【答案】D。
10．（2021威海模拟）某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路，如图甲所示，R为气敏电阻，其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。当有害尾气浓度β增大时，气敏电阻R的阻值将　 　，电流表的示数将　 　，电压表的示数将　 　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

【答案】变小；变大；变小。
11．（2021安徽口模拟）探究串联电路电压特点实验电路如图甲所示，改变电阻箱R1接入电路的阻值，记录R1的阻值和对应的电压表示数U1、U2，并根据记录绘制出图乙所示的﹣R1图像，则电源电压为　 　V，R2的阻值为　 　Ω。

【答案】2.5V；10Ω。
12．（2021枣庄模拟）冲泡茶或奶粉等常需要不同温度的热水。小明设计了一款电热水壶，它可以将纯净水加热到所需的不同温度（如60℃或80℃或100℃）时就自动断开电路。其工作原理如图甲所示：铁质搭钩可绕着转轴A转动，挺杆DE可以上下运动并与搭钩连动，锁扣右侧与搭钩扣在一起，左侧通过拉紧的弹簧固定。当搭钩在C点受到0.2牛竖直向上的力就会与锁扣脱离，弹簧收缩带动锁扣和S1向左运动，触点分离电路断开。烧水时，闭合S1和S2，发热电阻R工作，双金属片受热向上弯曲，当温度达到设定值时，推起挺杆使搭钩与锁扣脱开。双金属片对挺杆E点向上的力F1随时间t的关系图如图乙。若加热过程中电流超过电热水壶的安全值，电磁铁B对搭钩的C点吸引力变大，可使搭钩与锁扣自动脱开，保护电路。电磁铁B对搭钩吸引力F2与线圈中的电流I关系如图丙。已知，CD＝4厘米，DA＝2厘米，发热电阻R阻值为100欧，电磁铁B的线圈电阻忽略不计。

（1）该热水壶最大允许通过的电流是　 　安。
（2）在220伏的电压下，电热水壶将一壶水加热到60℃时自动切断电路，求这段时间内发热电阻R放出的热量是多少？
（3）电路和各个元件的参数都保持不变，若要升高该热水壶加热的预设温度，可以通过改变什么来实现目的，请你设计一种方法并简要说明理由。
　 　
【答案】解：（1）由题意知：当搭钩在C点受到0.2牛竖直向上的力就会与锁扣脱离，由图丙知，此时该热水壶最大允许通过的电流是2.5A；
（2）自动切断电路时双金属推动挺杆所需的力FD，
根据杠杆的平衡条件FD×DA＝FC×（CD+DA）得，
在D点施加的力为：FD＝＝＝0.6N，
当F＝0.6N时，从图乙可得，通电时间t＝10min＝600s，
这段时间发热电阻R放出的热量为：
Q＝t＝＝2.904×105J；
（3）将弹簧固定点适当左移，由于弹簧伸长更多，能产生更大的拉力，使搭钩与锁扣间的摩擦力增大，需要更高的温度才能让双金属片推起挺杆。
故答案为（1）2.5；（2）这段时间内发热电阻R放出的热量是2.904×105焦；
（3）将弹簧固定点适当左移，由于弹簧伸长更多，能产生更大的拉力，使搭钩与锁扣间的摩擦力增大，需要更高的温度才能让双金属片推起挺杆。
13．（2021福建模拟）有一种电子秤的原理图如图，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）以及显示重力大小的仪表（实质是电流表，电流表量程为0～0.5A）。其中AO长20cm，BO长5cm，压力传感器R的阻值与它所受压力的关系如表所示：

踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压为3V。
（1）压力传感器R的阻值与所受压力的关系式为　 　。
（2）当重400牛的小科同学站在踏板上，压力传感器R消耗的电功率为　 　W。
（3）站在秤上的小科同学迅速蹲下，在整个过程中，电子称的示数变化情况跟下列图乙中哪个图大致相符？　 　

（4）此电子秤的最大称量为　 　牛顿。

【答案】（1）R＝30﹣0.06F；（2）0.375；（3）D；（4）1600。
【解析】解：（1）分析数据可知，当F每增大50N时，电阻R减小3Ω，
因为电阻的最大值为30Ω，所以归纳得电阻R随压力F变化的函数关系式为：
R＝30﹣F＝30﹣0.06F；
（2）当重400牛的学生站在踏板上时，F′＝G＝400N，
由杠杆平衡条件得：F×AO＝F′×BO，
F＝F′＝×400N＝100N，
由表格数据可知，当压力为100N时压力传感器的电阻为24Ω，
则压力传感器R消耗的电功率：P＝＝＝0.375W；
（3）小科在体重计上静止时，体重计的示数为重力，当小明从站立到迅速蹲下的过程中，先做加速向下运动，所以此时向下的重力大于向上的支持力，所以体重计的示数小于重力；
然后减速向下运动，此时向上的支持力大于向下的重力，所以体重计的示数大于重力，最后静止时，重力等于支持力，体重计的示数等于重力，则D图象符号，答案为D；
（4）当电路电流为0.5A时，由I＝可得，电路的最小总电阻：
Rmin＝＝＝6Ω，
由R＝30﹣0.06F可得，F＝400N，
由杠杆平衡条件得：F×AO＝F″×BO，
F″＝＝＝1600N。
14．（2021泸州模拟）阅读短文，回答问题：
无线充电是指充电器与用电装置间不用电线连接，通过磁场具有的磁场能实现电能传输的技术，常见的无线充电技术有电磁感应、磁共振等方式。电磁感应式无线充电原理图如图甲所示，电流流过送电线圈产生变化的磁场，当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感应电流来供电。磁共振方式的原理与声音的共振原理相同一排列好振动频率相同的音叉，一个音叉发声，其他音叉也会发声。同样，当“振动”频率相同的线圈排列在磁场中时，可将电能从一个线圈传输到另个线圈。电磁感应充电技术原理简单，适合短距离充电；磁共振充电技术可延长传输距离，但实现小型化高效率比较困难。市场上部分无线充电器标有“Qi”字样，表示其采用电磁感应原理工作。

图乙是某款手机无线充电器（适配为附件），内置过压，过流，过热等多重保护功能。充电部分参数如图下表。传输效率指手机接收电能的功率与充电器输出的功率的比值。

（1）声音的共振现象说明声音可以传递　 　。
（2）下图所示实验中，与Qi技术原理相同的是　 　。

（3）该充电器采用　 　（电磁感应/磁共振）的方式工作。
（4）图乙所示充电器连接电源适配器正常工作1h后，手机接收到的电能为2.7×104J，则该过程的传输效率为　 　；若上述过程充电器单独接在家庭电路中，标有“3200imp/kW•h”的电能表指示灯将闪烁　 　次。
（5）图丙所示为充电器过热保护的模拟控制电路，电源电压恒定，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其电流与电压的关系如图丁所示。

①若要适当调高保护电路工作的临界温度，可采取的办法是　 　（答出一种即可）。
②保持R1阻值不变，闭合开关S、S1时，流过R1的电流为50mA；闭合开关S、断开S1时，R2的功率为0.072W，则电源电压为　 　V。
【答案】（1）能量；（2）B；（3）电磁感应；（4）75%；32；（5）①调大R1的阻值；②6。
15．（2021泰安模拟）图a是一种重要的电子元件：晶体二极管，在电路中符号如图b。它是有两根引线，一根为正极，另一根为负极。有一种常见的二极管在导电时能发光，这种二极管叫做发光二极管（如图c），其电路符号如图d。

二极管的导电性能很特殊，它只允许电流从它的正极流向负极，不允许从负极流向正极。这很像自行车气流从打气筒流向车胎。
小丽和小明认真阅读完资料后，决定合作实验验证二极管的这一特殊导电性。
小丽准备直接将二极管接入电路，小明提醒她这样的电路有问题，二极管可能会被烧坏，于是他们在电路中串上一滑动变阻器。
（1）闭合开关前，滑片应位于　 　（选填“a”或“b”）端。

实验发现：
①当电源反接时（如图2），无论怎么移动滑片，电流表都　 　示数（选填“有”或“无”）。
②当电源正接时（如图3），刚闭合开关，观察发现电流表无示数，二极管也不发光。
他们疑惑了，是不是电路中有断路情况发生？于是他们找来一电压表，当接c、d两根引线时，发现电压表有示数，示数为1.4V，电路无断路情况，此时他们更加疑惑了。
后来，小明无意中移动了滑片，眼尖的小丽发现电压表示数变大，电流表也有示数。对于这个现象他们很兴奋，猜想当电源正接时二极管导电性能是不是与它两端的电压大小有关呢？他们认真完成实验，并将记录的部分数据填入下表。

（2）分析①和②现象，可知晶体二极管具有　 　（填“单”或“双”）向导电的特性；
（3）根据以上实验数据用描点法，在所给的坐标纸上作出这个二极管的U﹣I图线；
（4）两人发现当二极管两端的正向电压达到1.9V后正常工作，则从表格中收集到的数据以及U﹣I图线可以看出这种二极管正常工作前后的导电情况有何区别？　 　；

（5）若电源电压为5V，当电流表示数为12.0mA时，滑动变阻器接入电路的阻值为　 　Ω。
（6）使用发出两种色光的二极管，分别指示电动机正反两个转动方向，可以帮助操作人员及时发觉电动机转动方向是否符合需要。为此小丽和小明设计出符合需要的模拟电路。
[实验步骤]：
①接通开关，二极管甲导通，发红光，电动机正转。
②调换电池组正、负极，接通开关，二极管乙导通，发绿光，电动机反转。根据小丽和小明的设计思路，请你将二极管甲填入虚线框内。
【答案】


（1）b；①无；（2）单；（3）如上图1所示；（4）正常工作前导电性能差（或电阻大），正常工作后导电性能好（或电阻小）；（5）250；（6）如上图2所示。
16．（2021邵阳模拟）电路如图1，电源电压不变，电流表量程0～0.6A电压表量程0～8V，R3标有“3V 0.9W”字样，定值电阻R2的U﹣I图像如图2求：

（1）R2的阻值多大？
（2）当开关S1、S2、S3都闭合、滑动变阻器滑片P位于中点时，电流表示数为0.5A，R2电功率为1.25W，则滑动变阻器R1的最大值是多大？
（3）换用9V的电源，将变阻器R1更换为R11（0～170Ω），只闭合S1，在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R11的取值范围？
【答案】解：（1）由图2可知，当通过R2的电流为0.3A时，其两端的电压为6V，
由I＝可得，R2的阻值：
R2＝＝＝20Ω；
（2）当开关S1、S2、S3都闭合、滑动变阻器滑片P位于中点时，R1与R2并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由P＝UI＝可得，电源的电压：
U＝＝＝5V，
此时通过R2的电流：
I2′＝＝＝0.25A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过滑动变阻器的电流：
I1＝I﹣I2′＝0.5A﹣0.25A＝0.25A，
则滑动变阻器接入电路中的阻值：
R1＝＝＝20Ω，
所以，滑动变阻器R1的最大值是40Ω；
（3）灯泡正常发光时的电流：
I3＝＝＝0.3A，
灯泡的电阻：
R3＝＝＝10Ω，
只闭合S1时，R1与R3串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程0～0.6A，灯泡正常发光时的电流0.3A，
所以，电路中的最大电流I大＝0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
此时电路的总电阻：
R总＝＝＝30Ω，
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R11小＝R总﹣R3＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，
当电压表的示数U1大＝8V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时R3两端的电压：
U3′＝U′﹣U11大＝9V﹣8V＝1V，
此时电路中的电流：
I小＝＝，即＝，
解得：R11大＝80Ω，
所以，在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R11的取值范围为20Ω～80Ω。
答：（1）R2的阻值为20Ω；
（2）滑动变阻器R1的最大值是40Ω；
（3）只闭合S1，在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R11的取值范围为20Ω～80Ω。
17．（2021自贡模拟）如图甲所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“2.5V 0.25A”字样，其R﹣U图像如图乙所示，滑动变阻器R1的最大值为30Ω，定值电阻R2＝30Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。当只闭合开关S、S2和S3，将变阻器R1的滑片P调到中点时，电流表示数为0.45A。

（1）求小灯泡的额定功率；
（2）当只闭合开关S、S2和S3时，求整个电路消耗的最大功率；
（3）当只闭合开关S和S1时，在保证各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器R1允许的取值范围。
【答案】（1）小灯泡的额定功率是：
PL额＝UL额IL额＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（2）只闭合开关S、S2和S3，将变阻器R的滑片P调到中点时，L短路，电路为R1与R2并联，电流表测量干路电流；
并联的总电阻，R并＝＝＝10Ω，
由I＝可得电源电压：U＝IR并＝0.45A×10Ω＝4.5V；
由于电流表的量程为0～0.6A，则干路电流最大为0.6A，
所以最大功率P最大＝UI最大＝4.5V×0.6A＝2.7W；
（3）只闭合开关S、S1，灯泡L与R1串联，R2不接入电路，移动变阻器的滑片P，向左移动时，R1变大，电压表的示数也变大，当电压表示数为3V时，R1最大，则R1的电压U1大＝3V，此时小灯泡两端的电压为：UL＝U﹣U1大＝4.5V﹣3V＝1.5V，
由图乙可知此时灯泡的电阻为：RL＝8Ω，
则I最小＝＝＝0.1875A，
所以由I＝可得R1连入电路的电阻：
R1＝＝＝16Ω；
当滑片向右移动时，R1变小，电流表的示数变大，UL也变大，由于灯泡的额定电流为0.25A，
所以，电路中的最大电流为：I最大＝IL额＝0.25A＜0.6A（电流表安全），
此时灯泡正常工作，则灯泡两端的电压为：UL′＝2.5V，
R1两端的电压为：U1′＝U﹣UL′＝4.5V﹣2.5V＝2V，
R1连入电路的最小电阻：R1′＝＝＝8Ω，
所以在保证各元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是8～16Ω。
答：（1）求小灯泡的额定功率为0.625W；
（2）当只闭合开关S、S2和S3时，整个电路消耗的最大功率是2.7W；
（3）当只闭合开关S和S1时，在保证各元件安全工作的情况下，求滑动变阻器R1允许的取值范围是8～16Ω。
18．（2021泰安模拟）如图，甲图是某种电子秤测体重的部分原理图。仪表A显示体重大小，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa，杠杆AB：BO＝4：1，电源电压恒为3V，压力传感器R的电阻值与所受压力F的关系如乙图所示。踏板和杠杆组件的质量及仪表A的内阻忽略不计。请回答：

（1）踏板空载时的刻度线应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，这个人的体重是多少？
（3）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2，则该秤的最大称量值是多少？
【答案】解：（1）由乙图可知，当踏板空载时，压力传感器的电阻R＝200Ω，
电路中的电流：
I＝＝＝0.015A＝15mA，
即该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘15mA处；
（2）当电流为20mA时，压力传感器的电阻：
R′＝＝＝150Ω，
由乙图可以看出此时加在踏板上的压力为125N，
设人的体重为G，根据杠杆的平衡条件得，F•AO＝G•BO
解得G＝＝125N×＝625N；
（3）由p＝可得，传感器能承受的最大压力：
F′＝pS＝2×106Pa×2×10﹣4m2＝400N，
设踏板上能称量的最大重力为G′，由杠杆的平衡条件得，F′•AO＝G′•BO，
则G′＝＝400N×＝2000N。
答：（1）该秤零起点的刻度线应标在电流表刻度盘的15mA处；
（2）这个人的体重是625N；
（3）该秤的最大称量值是1600N。
19.（2021娄底模拟）如图甲所示的电路中，R1为滑动变阻器，R0、R2，均为定值电阻，电源电压恒定，改变滑动变阻器R1的滑片位置，两电压表的示数随电流变化的I﹣U图像如图乙所示。求：
①电压表V1测量的是哪部分电路的电压；
②定值电阻R2的阻值大小；
③定值电阻R0和电源电压U的大小。

【答案】解：①由图知R0、R1和R2串联在电源两端，电压表V1测量R1和R2两端的总电压，电压表V2测量R2两端的电压；
②由图知，当滑片P向左移动时，滑动变阻器R1连入的电阻变小，从而使电路中的总电阻变小，电路中的电流变大；根据U＝IR可知，R0两端的电压变大，R2两端的电压变大，由串联电路电压的特点可知，R1和R2两端的总电压变小；
所以，图像中上半部分为R1和R2的U﹣I图像，下半部分为R2的U﹣I图像，
即：图像中上半部分为电压表V1示数变化的图线；
由U﹣I图像得定值电阻R2的阻值为：
R2＝＝＝1Ω；
③由图像可知：当R1和R2两端的电压为10V时，R2两端的电压为1V，电路中的电流为1A，
则电源电压：U＝U1+U0＝10V+IR0＝10V+1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P移至最左端，滑动变阻器连入电阻为0，两电压表都测量电阻R2两端的电压，示数都为4V，电路中的电流最大为4A，
则电源电压：U＝U2′+U0′＝4V+4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得：10V+1A×R0＝4V+4A×R0
解得：R0＝2Ω，
则电源电压为：U＝U1+U0＝10V+IR0＝10V+1A×2Ω＝12V。
答：①电压表V1测量的是R1和R2两端的总电压；
②定值电阻R2的阻值大小为1Ω；
③定值电阻R0，为2Ω，电源电压U的大小为12V。
20．（2021益阳模拟）载人飞船在太空中飞行时，由于处在真空环境，它的舱门必须具有良好的密封性。为了检验飞船舱门的密封性能，科研人员采用了如下的方法：将待检验的飞船舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中，如图甲所示。先对舱体M充入压强为1.0×105pa的空气，然后，把集气空腔N抽成真空。若舱门漏气，一段时间后便会有气体从舱体M进入集气空腔N中，舱体M中的压强将减小，集气空腔N中的压强将增大。
为了测量舱体M和集气空腔N中的压强科研员设计了如图甲所示电路，其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻（其电阻值会随所受压强大小发生变化的可变电阻）。已知舱体M的容积为V，集气空腔N真空部分的容积为4V，飞船舱门的面积是0.6m2，不计舱体M器壁的厚度，整个过程温度不变。已知电源电压为12V，压敏电阻RM、RN的阻值随气体压强变化的关系如表：

（1）若舱门不漏气，且单刀双掷开关S接b，电路中电流表的示数为0.2A，电压表的示数为2V，求电路中R0的阻值；
（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，经过一定的时间后，M、N中的压强相等。若开关S接在a处，求此时压敏电阻RM消耗的功率；
（3）在检验过程中的某时刻，开关接a时电压表的示数为Ua、压敏电阻RM的功率为PM；开关接b时电压表的示数为Ub、压敏电阻RN的功率为PN；若Ua＝2Ub，且PM：PN＝4：3，求此时舱门内外受到的压力差。

【答案】解：（1）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；
舱门不漏气时，RN受到的气压为0Pa，由表格数据可知，RN＝50Ω，
根据I＝可得：R0＝＝＝10Ω；
（2）当M、N中的气体压强相等时，气体的体积变为5V，由图乙可知，M、N中的气压值均为0.2×105Pa，
查表可知，此时RM、RN的电阻值均为30Ω，
开关S接在a处，RM与R0串联，
则此时电路中电流I′＝＝＝0.3A；
所以，RM消耗的功率：PM＝I′2RM＝（0.3A）2×30Ω＝2.7W；
（3）若Ua＝2Ub，则由I＝可得：IaR0＝2IbR0，
所以，Ia＝2Ib ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由于，Ia＝，Ib＝
所以，＝2×，
解得：2RMa+R0＝RNb ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
已知：PM：PN＝4：3，由P＝I2R可得：
Ia2RM：Ib2RN＝4：3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由于①③可得：3RMa＝RNb﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
解②④得：Rma＝10Ω，RNb＝30Ω，
由表格数据可知，M中的气压PM＝0.6×105Pa，N中的气压PN＝0.2×105Pa，
此时舱门受到的内外压力差：
△F＝（PM﹣PN）S＝（0.6×105Pa﹣0.2×105Pa）×0.6m2＝2.4×104N。
答：（1）电路中R0的阻值为10Ω；
（2）若开关S接在a处，此时压敏电阻RM消耗的功率为3.6W；
（3）此时舱门内外受到的压力差为2.4×104N。