【正文】 b兩點相連接。37.（2020北侖模擬），底面積100cm178。的長方體浮桶，桶上端通過輕質(zhì)彈簧與緊貼力敏電阻的輕質(zhì)絕緣片A相連?？刂齐娐啡鐖D乙所示，其電源電壓U=18V，R0=15Ω，且桶底升至閥門所處高度時，閥門才感應排水。力敏電阻R與它所受壓力F的對應關系如下表所示(彈簧均在彈性限度內(nèi))。求： 壓力F/N24…1215電阻R/Ω165105…2415 （1）浮桶的重力是多少牛？ （2）未加水時，力敏電阻所受壓力為2N，電流表的示數(shù)是多少安？ （3）當容器內(nèi)的水深達到多少米時，雙控閥門才打開排水？ 【答案】 （1）浮桶的重力：G＝mg＝10N/kg＝15N（2）未加水時，力敏電阻所受的壓力為2N，由表可知：此時力敏電阻的阻值為165Ω； 此時電路中的總電阻：R總＝R0＋RF＝15Ω＋165Ω＝180Ω故電流表的示數(shù)：I＝ UR總=18V180Ω ＝（3），且桶底升至閥門所處高度時，閥門才感應排水 此時電路中的總電阻：R總′＝ UI= ＝30Ω此時力敏電阻的阻值：R′＝R總′－R0＝30Ω－15Ω＝15Ω由表可知：此時力敏電阻所受的壓力F′＝15N，由于物體間力的作用是相互的，則此時浮桶所受的彈簧的壓力也為F″＝15N此時浮桶受到豎直向下的重力、彈簧對它豎直向下的壓力、水對它豎直向上的浮力，則浮桶受到的浮力：F?。紾＋F″＝15N＋15N＝30N浮桶排開水的體積：F?。溅阉甮V排 ， 30N=1103kg/m3V排10N/kg，V排＝310－3m3此時浮桶浸入水中的深度：V排＝S桶h浸 ， 310－3m3＝10010－4m2h浸 ， h浸＝故此時容器內(nèi)水的深度：h＝h浸＋h0＝＋＝，雙控閥門才打開排水。38.（2020湖州模擬）小明同學在醫(yī)院看到一個自動輸液報警器，如圖1所示。閉合開關，當輸液報警器處輸液管中有藥液流過，綠燈亮，無藥液流過，喇叭報警，小明運用自己所學知識和所查找的資料自己設計一個類似的自動輸液報警器，如圖2所示。 資料1：光敏電阻阻值隨光照變化的關系如圖3。資料2：當輸液管內(nèi)有藥水時，LED燈發(fā)出的光將被會聚到光敏電阻上，如圖2：當輸液管內(nèi)無藥水時，LED燈發(fā)出的光儀有很少一部分照射到光敏電阻上。資料3：圖2中=12伏，喇叭上標有“”，線圈的電阻忽略不計。 （1）請你描述輸液報警器的工作原理？ （2）為了能使喇叭正常工作，定值電阻R的阻值應選多大？ （3）按圖2正確安裝自動輸液報警器，調(diào)試時發(fā)現(xiàn)輸液報警器處輸液管中有無藥液流過都會發(fā)出警報，請寫出這種情況的一種可能原因，并根據(jù)原因提出具體的改進措施。 【答案】 （1）由于光敏電阻的阻值是光照越強，電阻越小，當輸液管內(nèi)有藥水時，LED燈發(fā)出的光將被會聚到光敏電阻上，無藥水時，LED燈發(fā)出的光儀有很少一部分照射到光敏電阻上；因此有藥水時，電阻小，電流大，電磁鐵的磁性強，吸住銜鐵，因些綠燈亮。當無藥水時，電阻大，電流小，電磁鐵磁性弱，銜鐵向上，嗽叭報警。（2）I=PU== ； 這時電阻R的電壓為：UR=U總U=12V7V=5V； 這時電阻R的阻值為： R1=URI==100Ω ；所以，定值電阻R的阻值應選100Ω，（3）銜鐵沒能被吸下來原因，可能是： ①有藥液流過時通過電磁鐵的電流過小，改進方法：增大U2的電壓。②電磁鐵左端彈簧力臂太長，導致沒法吸下銜鐵，改進方法：減小電磁繼電器左邊的力臂。③R2阻值太大，通過電磁鐵的電流過小，改進方法：減小R2的電阻?！窘馕觥浚?） 輸液報警器的工作原理： 由于光敏電阻的阻值是光照越強，電阻越小，當輸液管內(nèi)有藥水時，LED燈發(fā)出的光將被會聚到光敏電阻上，無藥水時，LED燈發(fā)出的光儀有很少一部分照射到光敏電阻上；因此有藥水時，電阻小，電流大，電磁鐵的磁性強，吸住銜鐵，因些綠燈亮。當無藥水時，電阻大，電流小，電磁鐵磁性弱，銜鐵向上，嗽叭報警。 （2）通過喇叭的電流 I=PU==；這時電阻R的電壓為：UR=U總U=12V7V=5V；這時電阻R的阻值為：R1=URI==100Ω；所以，定值電阻R的阻值應選100Ω。 （3） 銜鐵沒能被吸下來原因，可能是：①有藥液流過時通過電磁鐵的電流過小，改進方法：增大U2的電壓。②電磁鐵左端彈簧力臂太長，導致沒法吸下銜鐵，改進方法：減小電磁繼電器左邊的力臂。③R2阻值太大，通過電磁鐵的電流過小，改進方法：減小R2的電阻。39.（2020天臺模擬）在拓展課上，老師要求制作一個簡易體重計，要求是：，電壓表示數(shù)越大；。某同學設計了一個電路，如圖1所示。 （1）請指出該電路不符合要求之處________。(寫出一點即可) （2）該同學對電路進行改進后如圖2所示，他選用電壓為12V的電源，長為20cm的均勻電阻絲R1（5Ω/cm）,R0為300Ω，量程為03V的電壓表，一根彈簧。彈簧長度隨所受壓力大小變化如圖3所示（托盤上受到壓力為零時滑片剛好指向R1的最上端），當滑片指向R1的最上端時電壓表的示數(shù)為________； （3）一位同學站上托盤，請通過計算得出該同學的體重是多少？ （4）為了增大該體重計的測量范圍，請?zhí)岢鲆环N改進方法________。 【答案】 （1）體重計的零刻度沒有在電壓表的零刻度處或體重計的刻度是不均勻的（2）0（3）R總=R0+R1=300Ω+5Ω/cm 20cm=400Ω I=U總/R總=12V/400Ω=R’=U’/I=∴彈簧縮短長度=50Ω/5Ω/cm=10cm∴由圖3可知該同學的體重為500N（4）降低電源電壓或增大R0阻值 【解析】（1）①變阻器R1與定值電阻R0串聯(lián)，電壓表測R0的電壓。體重增大，滑片下移，電阻變小，電流變大，根據(jù)公式U=IR可知，電壓表的示數(shù)增大，這個符合要求； ②當體重計上沒有人時，滑片在最上方，此時R1的阻值最大，電流最小，那么電壓表的示數(shù)也最小，但是肯定不是零，即體重計的零刻度沒有在電壓表的零刻度線處，這個不符合要求； ②根據(jù)歐姆定律可知，電壓表的示數(shù)U0=I0R0=U總R0+R變R0 ， 那么電壓表的示數(shù)與變阻器的阻值改變不成正比，即體重計的刻度是不均勻的，這個不符合要求。 40.（2020鎮(zhèn)海模擬）如圖甲所示的裝置，電源電壓U=10V保持不變，R2=8Ω。導電性能良好的金屬彈簧和金屬指針P的電阻和重力均不計，金屬塊A的重力G1=20N。R1是一根水平放置的粗細均勻、總長L=1m的金屬棒，其電阻隨長度均勻變化，總電阻為12Ω，兩端都被固定在絕緣支架上，它對指針P無壓力，且接觸良好。絕緣板B重G2=10N，當它從金屬塊A和地面間被抽出時，它的上下表面分別與A和地面之間產(chǎn)生的摩擦力為f1和f2 ， ，當P置于金屬棒左端a點時，彈簧恰好處于原長。 （1）當P置于金屬的左端a點時，電流表的示數(shù)I1為多少？ （2）用水平拉力F將B從A與地面之間勻速抽出，當金屬塊保持靜止時，求彈簧拉力F1和水平拉力F的大小。 （3）用水平向右的拉力拉動金屬塊A，使指針P逐漸從最左端a點向右移動，直至運動到b點，試求出電流表的示數(shù)和指針P移動的距離x之間的關系式，并完成1/Ix的圖像。 【答案】 （1）I1= UR1+R2 = 10V8Ω+12Ω =（2）F1=f1=,G1=20N=4N f2=(G1+G2)=(20N+10N)=6NF=f1+f2=4N+6N=10N（3）指針P移動的距離為x時，R1接入電路中的電阻： R1’=(Lx) R1L =(1mx) 12Ω1m =12Ω12Ω/mxI= UR139。+R2=10V12Ω12Ω/mx+8Ω=10V20Ω12Ω/mx (或 5V10Ω6Ω/mx 或 5106x A) 【解析】（1）當P置于金屬的左端a點時， 此時電阻R2與R1串聯(lián)， 此時電流表的示數(shù)為： I1=UR1+R2=10V8Ω+12Ω= 。 （2）絕緣板B受到A的摩擦力為：F1=f1=,G1=20N=4N；絕緣板B受到地面的摩擦力為：f2=(G1+G2)=(20N+10N)=6N；水平拉力F=f1+f2=4N+6N=10N； （3） 指針P移動的距離為x時， R1接入電路中的電阻：R1’=(Lx)R1L=(1mx)12Ω1m=12Ω12Ω/mx；電流表的示數(shù)為：I=UR139。+R2=10V12Ω12Ω/mx+8Ω=10V20Ω12Ω/mx；(或5V10Ω6Ω/mx或5106x) 當滑片在a端時，電流表的示數(shù)為：I大=51060=； 當滑片在b端時，電流表的示數(shù)為：I小=51061mA=54A； 對應的電流的倒數(shù)為：1I大==2A1； 1I小=154A=. 那么作圖如下： 41.（2020余姚模擬）如圖甲所示為一種自動蓄水裝置示意圖：輕質(zhì)彈簧上端固定，下端與木塊相連，輕質(zhì)滑片P的右端固定在彈簧最下端，左端位于粗細均勻的金屬電阻R2的最下端A處且接觸良好，閉合S，水泵工作，向空水箱里緩慢注水，當P上滑至B處(R2的中點)時，水面到達設定高度，水泵自動停止注水，在此過程中，彈簧彈力F與滑片P上滑長度x之間的關系如圖乙所示。已知：電阻箱R1接入電路中的阻值為20Ω，R2的總電阻為20Ω、長度為l；當線圈中電流I≥，銜鐵被吸下。(彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi)，不考慮線圈的電阻和滑片P滑動時的摩擦) （1）求電源電壓U。 （2）求木塊所受的重力。 （3）當滑至B處時，求木塊浸入水中的體積。 （4）若R1調(diào)至10Ω，則水箱內(nèi)最高水位與原設定水位的高度差△(選填“”、“”或“=”)，你判斷的理由是：________。 【答案】 （1）P上滑至B處時，停止注水，此時電路中I= U=I(R1+R2)=(20Ω+ 12 20Ω)=3V（2）滑片沒有上滑前，彈簧測力計的示數(shù)即為木塊的重力 由圖乙可知，木塊的重力G=5N（3）P上滑至B處時，由圖乙可知彈簧測力計的示數(shù)為0 由二力平衡得F浮=G=5N由阿基米德原理:F浮=ρ液gV排V排= F浮ρ水g = 103kg/m310N/kg =5104m3（4）；R1調(diào)至10Ω時，水泵工作向水箱內(nèi)注水，當滑片從B處滑至R2最上端時，停止注水，此過程中，木塊所受浮力增大，浸入水中的深度增大，所以水箱內(nèi)最高水位與原設定水位的高度差△ 【解析】（1） P上滑至B處時，停止注水，此時電路中I=， 電源電壓U=I(R1+R2)=(20Ω+1220Ω)=3V； （2） 滑片沒有上滑前，彈簧測力計的示數(shù)即為木塊的重力， 由圖乙可知，木塊的重力G=5N。 （3） P上滑至B處時，由圖乙可知彈簧測力計的示數(shù)為0， 由二力平衡得F浮=G=5N；那么木塊排開水的體積：V排=F浮ρ水g=103kg/m310N/kg=5104m3。 （4）將R1調(diào)至10Ω， 水泵停止注水時電路中的總電阻：R=UI==30Ω； 此時R2接入電路中的電阻：R2′=RR1′=30Ω10Ω=20Ω=R2； 即滑片位于上端時，水泵停止注水，滑片位于b點時，彈簧測力計的示數(shù)為0， 如果木塊的V排不變，那么水箱內(nèi)最高水位和最高水位之間的高度差就是△h==；但是，由于木塊上升過程中，彈簧被壓縮，此時木塊的受力情況為：F浮=G+F彈力 ， 所以木塊受到的浮力增大，浸入水中的體積增大，因此實際最高水位與原設定水位的高度差△h＞。 42.（2020溫嶺模擬）某同學利用5Ω、10Ω、20Ω三個電阻探究“電流與電阻的關系”，選擇圖甲實驗。他認為更換不同電阻，其兩端電壓始終為電源電壓。 【提出問題】結果發(fā)現(xiàn)：用20Ω的電阻進行實驗時，更換為5Ω時，為什么不相等？【建立假設1】……【實驗操作1】用電壓表分別接在每根導線的兩端，測得各導線兩端電壓幾乎為0?！局亟僭O2】電流表分掉了那部分電壓?！緦嶒灢僮?】將電壓表接在電流表兩端?！静殚嗁Y料】干電池的內(nèi)部存在電阻，稱為電池內(nèi)阻。實際使用的干電池相當于是一個理想電源(輸出電壓不變)和一個電阻串聯(lián)而成。如圖： ，該電阻r的阻值就是干電池的內(nèi)阻?！緦嶒灢僮?】該同學利用如圖乙電路，改變滑動變阻器的阻值，獲得三組數(shù)據(jù)如表所示。電壓表讀數(shù)/V電流表讀數(shù)/A回答下列問題：（1）該同學用電壓表分別接在每根導線的兩端，這個操作基于的假設1是________。 （2）實驗操作2能否說明假設2成立？并說明原因：________。 （3）這節(jié)干電池的內(nèi)阻r為________Ω(保留一位小數(shù))。 【答案】 （1）可能是導線分掉那部分電壓（2）不能；+（3） 【解析】（1）該同學用電壓表分別接在每根導線的兩端，這個操作基于的假設1是：可能是導線分掉那部分電壓； （2） 實驗操作2不能說明假設2成立，理由是： + ； （3）根據(jù)串聯(lián)電路U總=U+U內(nèi)得到：U總=+r ①； U總=+r ②； ①②聯(lián)立得：r=，U總=。