【精品解析】九年级科学2022年寒假每日一练：第三章解答题专练（优生加练）2

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九年级科学2022年寒假每日一练：第三章解答题专练（优生加练）2一、解答题1．（2022·慈溪模拟）利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一实心金属块，如图甲、图乙表示了电动机输出的机械功率P与物体上升时间t的关系。已知：0～80s时间内，物体始终以v＝0.1m/s的速度匀速上升，当t＝80s时，物体底部恰好平稳的放在轮船的水平甲板上，已知电动机的电压为240V，动滑轮重100N，物体上升过程中的摩擦阻力不计，求：（1）金属块的重力和密度（2）在60~80s内，若电动机的效率为75%，求电动机线圈电阻。2．（2022·鄞州模拟）小宁制作了一个电路“黑箱”，如图甲所示，外部有a、b、c三个接线柱，内部电路由两个定值电阻连接而成。小宁设计了如图乙所示的部分电路来研究箱内电阻的连接情况，已知电源电压恒定不变，R是滑动变阻器。小宁进行了如下的实验操作：①把bc两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片移至最左端时，电压表示数为9V，电流表示数为0.2A。②把ac两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片从最右端移至最左端时，电压表的示数变化了6V，电流表的示数变化了0.4A。③用导线把bc连接起来，再将ab接线柱接入ef之间，闭合开关，将R的滑片移至最左端时，电流表示数为0.9A。（1）电源电压为　 　V。（2）滑动变阻器的最大阻值为　 　Ω。（3）小宁制作的“黑箱”的内部电路图是　 　。（4）分别将ab、bc、ac接到ef之间，闭合开关，移动R的滑片，黑箱的电功率会随之变化，求此过程中黑箱的最小电功率与最大电功率之比。3．（2022·海曙模拟）小宁利用杠杆制成一个密度计，该密度计以点O为悬挂点，调节平衡螺毋使杠杆水平平衡。他取来质量均为100 g的实心物体a和空心铁块b，如图所示，他将a挂在A处，并浸没于水中，在B处挂上两个0.5N的钩码，杠杆恰好水平平衡。测得0A= 50cm；OB=40cm。接下来，他将b挂于A处并浸没于水中，当两钩码移至C处时，杠杆再次水平平衡。测得OC=30 cm。(ρ铁=7.8×103kg/m3)（1）O点所标示的密度值为　 　。（2）求实心物体a的密度。（3）计算空心铁块b的空心部分体积为多少cm3，计算结果精确到一位小数)。4．（2022·海曙模拟）冬天气温较低，汽车后挡风玻璃上常常会形成一层薄霜或者雾气，导致驾驶员无法观察后方情况。为保障安全出行，后挡风玻璃上应安装加热除霜(雾)装置。小宁汽车后挡风玻璃加热电路，如图所示：它由控制电路和受控电路组成，小宁同学通过询问专业人员，结合所学知识，在老师的帮助下设计了汽车后挡风玻璃加热电路，如图所示，它由控制电路和工作电路组成，R0为定值电阻，R1、R2设置在后挡风玻璃内，R2为加热电阻，阻值为0.8 欧。R1为热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同。电路，U1=12 V，U2=16 V。开关S闭合时，当后挡风玻璃的温度达到40℃，工作电路会自动断开。（1）根据电路，判断热敏电阻R的阻值与玻璃温度变化的关系为　 　。电路用久后，电源电压U会减小，工作电路断开时玻璃温度比设定值_ (填“ 高”或“低”)。（2）将玻璃从0 ℃加热至40℃，所需的时间是多少 [玻璃质量10 kg，玻璃比热容为0.8×103J/(kg.C) ，不计热量损耗]（3）不计电磁铁线圈电阻和电源电压的衰减，当线圈中的电流达到25mA时，电磁继电器的衔铁会断开。若定值电阻R0=250欧，闭合开关，玻璃的温度为10℃和40℃时，控制电路的电功率相差0.02W，则玻璃的温度为10℃时，热敏电阻R1的阻值为多少 5．（2022·奉化模拟）综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型(如图甲所示)，并且电流表示数随拉力的增大而增大。ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。求：（1）虛线框里面接线柱“1”应与接线柱　 　相连 (选填“2”或“3")（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时刚好对准a处，R0消耗的功率多大？（3）图甲中若去掉电流表，用一只电压表(量程0~3V)与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升多少N？（4）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如图甲的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于多少Ω？6．（2022·婺城模拟）如图所示，一个柱形容器中盛有深度为60cm的水，水底有一块底面积为50cm2，高6cm的长方体铝块。现用一电动机以恒定不变的输出功率把铝块提出水面并继续提升一段距离。已知铝块浸没在水中时上升速度恒为0.27m/s。铝的密度为2.7×103kg/m3，铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。求：（1）铝块的重力。（2）浸没在水中铝块受到的浮力。（3）把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间。（4）电动机输出功率的大小。7．（2022·婺城模拟）随着生活条件的改善，人们更加注意家居环境的美化，如图所示甲是带有水温调节功能的家庭水族箱。该水族箱的鱼缸水温调节器工作原理如图乙所示：其中R1为阻值可调的电热丝，R2为定值电热丝，R2＝400欧，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。试问：（1）如图乙所示可知：当开关S1闭合，S2接b时，电路处于　 　状态（填“保温”或“加热”）；（2）当开关S1闭合，S2接a时，若电路消耗功率P＝48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？（3）当开关S1闭合，S2接a时，调节滑片得到R1的功率随电路中电流变化的图象如图丙所示，求R1接入电阻最大时R1的功率为多少？8．（2022·温州模拟）我国有雨热同期的气候特点，在众多的河道口处建有水闸门，通过控制进水量或出水重，起到防旱排涝的作用。小明设计了图甲所示的水闸门自动控电路，钢绳一端连接压片， 并压在力敏电阻R上，钢绳另一端绕过滑轮，连在电动机转轴上，利用电动机实现水闸门以2厘米/秒的速度上升或下降，且电动机转动方向受电流方向控制。N' N是连接铁杆(没有连进电路)，使两个可转动的开关能一起运动，刚开始由于重力作用开关连在3和5两个接线柱上，此时电动机正转将水闸门升起，当水闸门在水中深度稳定不变时，滑动变阻器接入电路的阻值为30欧姆，此时通过电磁铁的电流为0.3安。已知水闸门重11吨，厚0.2米，宽5米，高11米。控制电路电压U2=12伏，力敏电阻R随压力变化关系如图乙所示。压片、钢绳、滑轮的重力忽略不计，电磁铁阻值及摩擦阻力不计。（1）若要使水闸门下降，则开关应连接的接线柱是　 　。（2）请计算水闸门深度稳定时，在水中的深度为多少 （3）小华从能量守恒的角度分析，认为若忽略电动机发热等所有的能量损耗，电动机匀速拉动水闸门过程中，电动机消耗的电能就等于水闸门增加的重力势能，你是否同意小华的观点，并解释理由。9．（2022·龙港模拟）用如图所示的装置提升深井底部的物体。电动机拉绳端做功的功率保持一定，绳子能承受的最大拉力是1600N，当提起重50kg的物品时，10s能上升到井口，当提起重90kg的物体时，15s能上升到井口。深井水平底面上剩余的物品共500kg，它们和地面接触面积为2m2。不计滑轮组的绳重和摩擦。求：（1）剩余的500kg物品对深井底面的压强。（2）动滑轮的重力大小。（3）使用此装置提升剩余的物品时，滑轮组的效率最高能达到多少 10．（2022·萧山模拟）如图为一举重杠铃。（1）小明同学在一次体育课上举杠铃的过程中，他觉得自己右手力量要大于左手的力量，于是在举重过程中想让右手再多承担一些压力，则他的右手应该向　 　（右端/左端）移动。（2）在一次举重过程中，小明同学双手将杠铃举过头顶，在他举着杠铃站立时左右两手间距离为1m，左手距离左侧杠铃0.4m，右手距离右侧杠铃0.6m，若此时小明左手竖直向上举的力为350N，则小明同学所举杠铃总质量为多少千克？（3）若小明同学体重50kg，某次举起的杠铃总重只有30kg，在由蹲下到起立的举重过程中，杠铃高度升高了1.8米，而自身重心升高了1米，则在该次举重过程中的机械效率是多少？（g=10N/kg)11．（2022·萧山期中）用如图所示的滑轮组将重G＝12N的物体匀速提升20cm。所用的拉力F＝7N(忽略摩擦阻力和绳子的重)。（1）求动滑轮的自重。（2）当改为匀速提升18N的重物20cm时，求拉力F所做的功。（3）现有滑轮组承重绳的条数为n，提升物体的高度为h，若不计摩擦阻力和绳自重，请证明：滑轮组机械效率η与n和h都无关。12．（2022九下·杭州月考）如图所示，一个质量为1kg的物体从斜面滑下，到达斜面底端A处时速度为v=4m/s，然后在水平面上运动一段距离后停在B点。已知物体具有的动能（Ek）的表达式是Ek= mv2，物体在水平面上滑动时所受摩擦力为其重力的0.2倍，物体在水平面上滑行时克服摩擦力所做的功（Wf=fs）等于其动能的减小值，请计算：（1）物体在A点时具有的动能；（2）物体在水平面上滑行的距离s1；（3）若物体从A运动到B的过程中减少的动能有50%用来使物体温度升高，物体从A运动到B的过程中升高的温度是多少℃？（物体的比热容为c=0.4×103J/（kg ℃））13．（2022·滨江模拟）图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，如图甲所示。图乙是简化模型图。水平轻质杠杆MN的力臂L1=0.5m，距右端L2=0.2m。在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为10cm的正方体B完全浸没于水中，此时杠杆平衡。求：（1）B物体受到的浮力（2）B物体的密度（3）在杠杆M端施加拉力F使物体B恰好完全离开水面时，F=　 　N。14．（2022·永康模拟）如图甲所示，小明家新装了一台智能电热马桶盖，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220V。低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两个定值电阻R1和R2表示两电热丝，开关S2可分别接a、b或c触点，电路接入家庭电路中时均能正常工作。（1）分析电路可知，要使加热电路处于高挡位，需将开关S1闭合，S2接　 　。选（“a”、 “b”、“c”）（2）计算R2的电阻；（3）计算高挡位工作10min消耗的电能15．（2022·玉环模拟）专家提示：室内最佳空气湿度值范围是45%至50%。如图所示是某家用空气加湿装置的自动控制电路，R是一个湿敏电阻，其阻值随湿度的变化关系见表，定值电阻R0为120欧，电磁铁线圈电阻不计，控制电路电源的电压U0为6伏且保持不变，加湿装置铭牌上有“220V 40 W”字样。空气湿度(%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90电阻R1阻值(欧) 300 220 160 110 80 60 45 30 20（1）加湿装置正常工作5分钟消耗的电能是多少？（2）当室内湿度超过50%，继电器衔铁将被电磁铁▲ (填“吸合”或“松开”)。此时控制电路消耗的电功率是多少？（3）若将图中电流表改装成湿度计，表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值。该湿度计的刻度值分布是否均匀？并说明理由。16．（2022·椒江模拟）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医也发挥了积极作用。如图甲所示为小金同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，简化的工作电路如图乙所示，其中S′为挡位开关，R1、R2为定值电阻（阻值不随温度改变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶的额定电压为220伏，R2为180欧，猛火挡的额定功率为2420瓦。（1）请判断 A 灯是　 　（选填“红灯”或“绿灯”）。（2）求电中药壶文火挡的额定功率是多少？（3）暑假的一天晚上，小金用电中药壶帮奶奶熬药，先用猛火挡加热6分钟至沸腾后，再用文火挡慢熬30分钟，共消耗电能0.3千瓦时，由此可计算电中药壶的实际电压是多少？17．（2022·丽水模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变。R1为阻值不变的定值电阻，a、b、c为电路中的三个接线柱，将一只电压表接在三个接点中的某两点之间后，仅移动滑动变阻器R2滑片，分别记录滑片处于三个位置处两电表的示数如下表所示。实验序号 1 2 3电压U/V 4.8 4.5 4.2电流I/A 0.4 0.5 0.6（1）实验序号1中，电压表两接线柱之间用电器的电阻是　 　。（2）分析电压表接在哪两接线柱之间，并写出分析过程。（3）当滑动变阻器阻值多少时，其功率与电阻R1功率相等，并求出此功率。18．（2022·金东模拟）空气炸锅是一种利用热空气对流给食材加热变熟，并使食物达到近似“油炸"效果的机器。如图甲是某种空气炸锅加热管的简化电路，控制电路电压为6V，R0为热敏电阻，其阻值随温度变化如图乙所示，R为可调电阻器，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，当继电器线圈电流达到50mA时，衔铁被吸下。工作电路电压为220V，R1、R2为电加热丝，加热时功率为1100W，保温时功率为220W。求：（1）保温时工作电路中的电流；（2）R1的阻值；（3）使用爆米花功能时，需要温度达到200℃时停止加热进行保温，可调电阻器R按入电路的阻值大小。19．（2022·台州模拟）如图甲为汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光。电路中电源电压恒为6伏，指示灯的规格为“6V 3W”( 电阻不变)，定值电阻R0需要接在A处或B处，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。（1）当电流通过电磁铁时，电磁铁上端为　 　极；定值电阻R0应接在图甲电路中　 　位置(选填“A"或“B")；（2）若让左转、右转指示灯同时工作(即双跳灯开启)，转向开关应与触点　 　接通(选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5")；（3）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化如图乙所示，当指示灯微弱发光时，其两端实际电压为U，消耗的实际功率为额定功率的1/9。求：①Ux的值；②右转指示灯闪烁交替工作45秒消耗的电能；③R0的阻值。20．（2022·舟山模拟）某品牌智能滚简洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点（图甲）。其简化等效电路如图乙所示，此时处于空挡位置。闭合开关S，旋钮绕P转动，实现挡位转换，旋至1挡位置时，R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2挡位置时，R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22Ω，洗衣机主要参数如下表（图丙）。［c水＝4.2x103J／（kg·℃）］（1）洗衣机处于加热状态时，干路中电流为多少？（结果保留一位小数）（2）电热丝R2的阻值是多少？（3）某次洗衣时，洗衣机内注入8kg水，在额定电压下对水加热，水温由20℃上升到50℃，若不考虑热损失，则加热时间为多少？（4）若关闭家庭电路中的其他用电器，洗衣机处于保温洗涤状态时，电能表（图丁）在10min内指示灯闪烁了150次，则洗衣机保温洗涤时的功率为多少？21．（2022九下·萧山月考）如图甲所示，为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻，R1=44Ω，R2=121Ω，额定电压为220V。内部电热部分电路可简化为如图乙所示。（1）“智能炒菜机”在烹制食物时，主要利用了电流的　 　；（2）要使“智能炒菜机”处于中温档，开关S1　 　 (填 “断开”或“闭合”)，开关S接 　 　(填“a”或“b”)，此时消耗的电功率是多少？（3）用高温档烧熟一锅菜需要10分钟，此时消耗的电能是多少？22．（2022九下·萧山月考）如图是某空调外机的安装剖面图，金属直角三角形支架ABC重力忽略不计，BC长55cm，AC长为35cm，A、C点分别被膨胀螺丝固定在墙上，∠ACB=90°。安装时，外机DE为50cm，DK为20cm，DE面距离墙壁为15cm，外机质量分布均匀，大小为50千克(g取10N/Kg)（1）为了安全，从力学角度分析，室外机的位置应尽量　 　 (选填“靠近”或“远离”)墙壁；（2）画出两个力的受力示意图：①空调外机受到支架的支持力；②支架C处受到膨胀螺丝的水平拉力。（3）三角形支架ABC可以看成一支杠杆，以A点为支点，计算墙面C的膨胀螺丝至少安能经受多大的水平拉力。(结果保留一位小数)23．（2022九下·萧山月考）在2020东京奥运会上，全红婵获得女子10米跳台金牌，已知她的体重为35kg，体积为0.035m3(不考虑空气阻力)（1）全红娜入水后受到的最大浮力是多少？（2）入水后受到的平均阻力(含浮力)为其体重的3倍，她在跳台上起跳至最高处距离水面11米，从最高处下落的整个过程中，假如重力所做的功全部用来克服入水后水的阻力所做的功，则池水至少要多深才能保证人体不触池底？ (结果保留一位小数)24．（2022·定海模拟） 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射，3名航天员进入中国空间站天和核心舱，开启了长达六个月的太空之旅，2022年4月16日，航天员顺利返回地面。（1）2021年11月7日晚，翟志刚和王亚平身着我国新一代“飞天”舱外航天服先后从天和核心舱节点舱成功出舱，执行任务。关于舱外航天服的性能设计，下列需要科学家解决的问题是 。A．如何保障航天员的生命安全B．如何隔热和防止太空强辐射、紫外线C．如何抵抗微陨石、太空碎片冲击D．如何保证舱外航天服良好的透气性（2）航天员出舱活动必须通过气闸舱，气闸舱有两个舱门。航天员进入气闸舱后先穿好舱外航天服，关闭内舱门，然后把气闸舱内空气抽到座舱，当气闸舱的气压接近外太空气压时，航天员才能打开外舱门进入太空。假设外舱门的有效面积为0.5㎡，外太空稀薄气体压强为600Pa，当气闸舱内空气从标准大气压降到1600 Pa时，舱门内外气体的压力差为多少？圆形舱门可以看成杠杆模型，能绕圆弧一端转动，开门把手安装在圆弧另一端，它们连线过圆心，此时要打开舱门，作用在把手上的拉力至少要多大？（3）飞船返回舱返回地面时要进行减速，神舟飞船的主降落伞有效迎风面积是1200㎡，为目前世界上最大的降落伞，你认为这样设计的理由是　 　。25．（2022·定海模拟）小明利用热敏电阻设计了一个温度可控的保温箱，如图甲。“控制电路”中电源电压U，不变，热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙。控制电路能实现保温箱内加热电路周期性通断，从而控制保温箱内的温度稳定在一定的范围内，其中U2＝6V，加热电阻 的阻值为6Ω。（1）若R2保持一定，保温箱内温度升高时，热敏电阻R1的电压会　 　。（2）加热电路闭合时， 的功率为多少？（3）丙图表示保温箱内温度达到预设值后，加热电路断开，30秒后温度降低到一定值时，加热电路重新闭合，加热电阻 产热，t时间后箱内温度重新升高到预设值，如此周期性重复。已知保温箱以每秒2焦的速度向外散热，散热速度受温度影响忽略不计，求时间t为多少？0-180秒内加热电阻R1消耗的电能为多少？26．（2022·温州模拟）北京冬奥会开幕式的最大亮点无疑是那个破冰而出的“冰立方”。如图甲，冰立方质量达400.4吨，高14.25 米，它底部是由链条、钢丝绳，导轨组成的多级升降结构，能把“冰立方”从深度10米的地仓里快速托到地面，之后升降结构会迅速回落到地仓。冰立方对地的压强为2.6×104帕。冰立方上升时的s一t图像如图乙所示，其上升的最大速度为0.28米秒。（1）图乙的OA过程中，升降结构对冰立方的支持力F　 　冰立方的重力G(填“大于、小于或等于”)（2）冰立方的底面积为　 　m2。（3）在图乙的AB过程中，底下的升降结构对冰立方做功的功率是多少 27．（2022·慈溪模拟）在一底面积为4m2的四柱形深井底部，有一体积为2m3、密度为1×103kg/m3的贵重物体，现用如图所示的装置将其打捞上来。若牵引车以0.6m/s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，30s 后井底受到水的压强恰好变化了2.5×103Pa (假定井水总量不变，水的阻力、动滑轮和绳子的亚力及滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计)。求：

（1）物体浸没在水中时受到的浮力。（2）牵引车行驶了30s后，物体被提升的高度。（3）物体未露出水面前，物体受到绳子拉力的功率。（4）牵引车行驶了30s时，牵引车对绳子的拉力。28．（2022·慈溪模拟）冬天气温较低，汽车后挡风玻璃上常常会形成一层薄霜或者雾气，导致驾驶员无法观察后方情况。为保障安全出行，后挡风玻璃上有加热除霜(雾)装置。小科同学通过询问专业人员，结合所学知识，在老师的帮助下设计了汽车后挡风玻璃加热电路，如图所示。它由控制电路和工作电路组成，R0为定值电阻，R1、R2设置在后挡风玻璃内，其中R1为热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，R2为加热电阻，阻值为0.8Ω，电源电压U1=12V，U2=16V．开关S闭合时，当后挡风玻璃的温度达到40℃，工作电路会自动断开。（1）根据电路判断，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而　 　 。用久后，电源电压减小，当工作电路自动断开时玻璃温度比设定控制电路值　 　 (选填“高"或“低”)。（2）将玻璃从0℃加热至40℃，所需的时间是多少？(玻璃质量10kg，玻璃比热容为0.8×103J/ (kg·℃)，不计热量损耗)（3）不计电磁铁线圈电阻，当线圈中的电流减小到25mA时，电磁继电器的衔铁会断开。若定值电阻R0=250Ω，闭合开关，玻璃的温度为10℃和40℃时，控制电路的电功串相差0.02W，则10℃时热敏电阻R1的阻值为多少？29．（2022·宁波模拟）某同学设计的电饭锅具有煮饭和保温两种功能，电路如图甲所示，热敏电阻R-t如图乙所示。闭合开关S1、S2，触点D与E接触，电饭锅煮饭加热。随着锅内温度升高，热敏电阻R阻值减小，继电器内电流增大。当锅内温度达到103℃时电磁铁吸合衔铁，使触点D脱开E改与F接触；当锅内温度为50℃时电磁铁松开衔铁，触点D再次与E接触。已知电饭锅工作电压为U1=220V，R1和R2是加热电阻，电源U2=3V，R0=300Ω，线圈电阻不计，乙图中虚线对应的温度为103℃。（1）从安全用电的角度分析，a 端应该接　 　（填“零线”或“火线”）。（2）要给电路加个保温指示灯（电阻非常大），则指示灯应放在图中　 　（填“A”或“B”）位置。（3）某次利用煮饭功能将3kg的水从50℃加热至100℃，用了10.5min（假设加热电阻产生的热量全部被水吸收）。若电饭锅煮饭时的电功率和保温电功率相差800W，R2阻值为多大？（4）求在103℃触点D与E接触和在50℃触点D与F接触两种情况下，通过线圈电流大小的差值。（5）若将电饭煲保温时的温度提高到 60℃，下列可行的方法有 .A．升高U2的电压 B．降低U2的电压C．增加线圈匝数 D．减少线圈匝数30．（2022·拱墅模拟）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端滑至最左端的过程中，小灯泡的I-U关系图像如图乙所示，且滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光。求：（1）小灯泡的额定功率：（2）滑片P在最左端时，5分钟内电路消耗的电能：（3）滑动变阻器的最大阻值。31．（2022·拱墅模拟）某车库出口处的“两段式道闸”开启过程如图甲所示：AO和OB是两段栏杆，长均为2m、质量均为5kg (质量分布均匀) ；两段栏杆之间以轻质铰链连接，使AO能绕O转动；CD为轻质链杆，B是电机带动栏杆转动的中心点，如图乙所示：当道闸开启时，电机带动水平的AOB和CD转动，道闸完全开启后，AO水平、OB竖直，CD竖直，如图丙所示。此时CD与OB之间距离为5cm。(不计一切摩擦，g=10Nkg)（1）如图丙所示，AO重力的力臂是 　 　m．（2）如图丙所示，CD对铰链的拉力是多少？（3）AOB由图乙位置到图丙位置，电机至少要对AOB做多少功？32．（2022·婺城模拟）随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的定值电热丝，开关S2 为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。请分析回答：（1）当开关S1闭合，S2接　 　(填“a”或“b")时，电路处于保温状态。（2）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦？（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？33．（2022·鹿城模拟）电子秤是市场上常见的仪器。某小组同学开展了自制简易电子秤项目，过程如下：[电路设计]图甲为电子秤工作原理图，当物体放在托盘上时，由电压表来显示物体质量的大小。AB是一段阻值为10欧姆的均匀电阻丝，长度为10厘米，两边有滑片P1、P2。金属弹簧上端固定且与电压表相连，下端与滑片P1相连，滑片P1能随弹簧一起上下移动，弹簧伸长量x与拉力的关系如图乙所示，电源电压6伏。(滑轮与托盘质量不计)（1）图甲中电压表的示数随待测物体质量增大而　 　 。(填“变大”、“不变”或“变小”)（2）[标注刻度]闭合开关，托盘上无待测物时，P1在A点，当待测物质量为400克时，电压表的读数是多少？（3）[功能测试]该电子秤有直接测出烧杯内液体质量的功能。即将烧杯放上托盘后通过操作可使电压表示数归零，再往烧杯中加入待测液体就可以直接从电压表读出测最值。结合图丙，说明将空烧杯放上托盘后如何操作才能实现调零？　 　 。34．（2022·慈溪模拟）水库管理员探测到水库中有一块石头堵住了水管，于是启动水上作业船（如图所示）用电动机和滑轮组把体积1m3，密度为3×103kg/m3的矿石从水底匀速打捞起来。（g取10N/kg，水的密度为1×103kg/m3）（1）求矿石露出水面前所受的拉力。（2）矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为2.5kw，矿石上升过程中的s﹣t图像如图乙所示，求电动机工作10s克服额外力做的功。（3）如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组机械效率会如何改变？为什么？35．（2022九下·义乌期中）随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的定值电阻丝，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。请分析回答：（1）当开关S1闭合，S2接　 　（填“a”或“b”）时，电路处于保温状态。当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦　 　？（2）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？答案解析部分1．【答案】（1）由图象可知，物体完全浸没时功率P1=340W，则此时动滑轮的重力与物体的拉力之和为：；在60s时，物体已全部出水，功率为P2=540W，则金属块和动滑轮的总重力：；此时物体的重力：G=G总-G动=5400N-100N=5300N；则物体的质量为：；物体在上浮过程中受到的浮力：F浮=G总-F1=5400N-3400N=2000N，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得，物体的体积：；则物体的密度为：。（2）在60~80s内，已知P机=540W，电动机的效率为75%，则：，由P=UI可得，，则电动机的发热功率P热=P总-P机=720W-540W=180W，由P热=I2R可得：180W=（3A）2×R；解得：R=20Ω。【知识点】密度公式的应用；二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据图2确定物体完全浸没时电动机的功率，根据P=Fv计算出动滑轮和物体对动滑轮的拉力之和。再确定物体完全出水后电动机的功率，根据公式P=Fv计算出动滑轮和物体的总重力，然后根据F浮=G总-F1计算出物体浸没时手动的浮力，并根据阿基米德原理计算出物体的体积，最后根据公式计算它的密度；（2）根据图2确定电动机的功率P机，根据可求得总功率，再利用P=UI可求得电路中的电流，则发热功率P热=P总-P机，然后利用P=I2R可求得电动机线圈电阻。2．【答案】（1）9（2）30（3）C（4）解： P最大= =5.4WPac最小=Iac2·Rac= ·15Ω= 0.6WPab最小=lab2·Rab= ·30Ω= 0.675WPbc最小=Ibc2·Rbc= ·45Ω= 0.648W【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）把bc两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片移至最左端时，电阻器接入阻值为0，所以电压表示数即为电源电压，即可求出电源电压；（2）把ac两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片从最右端移至最左端时，电压表的示数变化了6V，电流表的示数变化了0.4A，利用求出接入电阻；当滑片在最左端时，滑片接入阻值为0，Rac两端电压为9V，求出最大电流；当滑片在最右端时，滑片接入阻值为最大R，电压表的示数变化了6V，电流表的示数变化了0.4A，求出此时的对应电压和电流，然后算出滑动变阻器最大阻值；（3）通过三次不同方式的接入判断四个选项；（4）当接入ac，滑片滑到最左端时，此时电路的电压最大而电阻最小，则功率最大；当变阻器全部接入，并与任意两点之间的电阻串联时，根据P=I2R分别计算出黑箱的最小功率，然后比较，最终计算出对应的比值即可。【解答】（1）把bc两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片移至最左端时，电压表示数为9V，电流表示数为0.2A。此时电阻器接入阻值为0，所以电压表示数即为电源电压9V；bc接入的阻值；（2）把ac两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片从最右端移至最左端时，电压表的示数变化了6V，电流表的示数变化了0.4A。ac内阻值；当滑片在最左端时，滑片接入阻值为0，Rac两端电压为9V，电流；当滑片在最右端时，滑片接入阻值为最大R，电压表的示数变化了6V，电流表的示数变化了0.4A，故电压表示数为9V-6V=3V，电阻两端电压UR=U-UV=9V-3V=6V，电流I=0.6A-0.4A=0.2A；则变阻器的最大阻值；（3）当接bc时，Rbc=45Ω，故B错误；当接ac时，Rac=15Ω，故A错误；③用导线把bc连接起来，再将ab接线柱接入ef之间，闭合开关，将R的滑片移至最左端时，电流表示数为0.9A。则，故D错误，C正确。故选C。3．【答案】（1）1 000（2）解：G×OB F×OA 0.5N×2×0.4 m F×0.5 m F×0.8 Na受到的浮力F浮=G-F=0.1kg/10 N/kg-0.8 N=0.2 NV=V排= =2×10-5m3= 20 cm3ρ= =5g/cm3答：实心物体u的密度为5 g/cm3（3）解：G×OC=F×OA=0.5 N×2×0.3 m=F×0.5m，F=0.6 NF=G-F=0.1 kg×10N/kg-0.6 N=0.1 NV=V'= =1×10-5m3= 10 cm3V实心= ≈12.82 cm3V=V-V实心=40 cm3-12.82 cm3≈27.2 cm3答：空心铁块b的空心部分体积为27.2cm3【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡原理和二力平衡的知识分析O点的刻度值。（2）首先根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出A点绳子产生的拉力F，再根据二力平衡 F浮=G-F 计算出a物体受到的浮力，接下来根据阿基米德原理 计算出a的体积，最后根据密度公式 计算即可。（3）根据（2）中同样的方法，计算出空心铁块b的体积，再根据密度公式 计算出实心部分体积，最后两个体积相减得到空心部分的体积。【解答】（1）根据题目描述可知，O点的刻度值，即钩码在O点，且杠杆平衡时物体a的密度。当钩码在O点时，杠杆能够平衡，说明A点绳子上没有拉力，则物体a受到的浮力和重力相等，它在水中保持悬浮。根据浮沉条件可知，该物体的密度为1000kg/m3，因此O点的刻度为1000kg/m3。4．【答案】（1）R1的阻值随玻璃温度的升高面增大（2）解：Q吸=m△t=0.8×10-3J(kg·℃)\10kg\40℃=3.2×105J，W=Q吸=3.2×105JP2= =320Wt= =1000s答：将坡璃从0℃加热至40℃．所需的时间是1000s（3）解：当玻璃温度为40℃时．P1=U1×I=12 V×0.025 A=0.3 W，当玻璃温度为10℃时，P'=P+0.02 W=0.32 WR0= =450Ω，R1=450Ω-250Ω=200Ω答：玻璃的温度为10℃时热敏电阻R1的阻值为200Ω【知识点】电功与热量的综合计算【解析】【分析】（1）根据图片，分析温度升高到一定程度切断工作电路时衔铁的位置变化，从而确定电磁铁的磁场强弱变化，弄清电流大小变化，最终确定热敏电阻的阻值变化规律。电磁铁断开时的电流大小是不变的，据此分析电路总电阻的变化，进而弄清热敏电阻的阻值变化，从而确定控制温度的变化。（2）首先根据公式Q=cm△t计算出玻璃吸收的热量，再根据 计算出加热的电功率，最后根据公式计算出需要的时间。（3）温度越高，热敏电阻阻值越大，总电阻越大，则总功率越小。当玻璃的温度为40℃时，根据 P1=U1I 计算出此时的电功率，再根据 P'=P1+0.02 W 计算出玻璃温度为10℃时的电功率，接下来根据计算出此时的总电阻，最后根据R1=R总-R0计算出R1的阻值。【解答】（1）根据题目描述可知，当温度达到40℃时，工作电路断开，此时衔铁不能被吸引，向上弹开。由于电磁铁的磁场变弱，因此通过电流变小，而总电阻变大。根据R总=R1+R0可知，此时热敏电阻的阻值增大，那么得到：热敏电阻R1的阻值随玻璃温度的升高而增大。5．【答案】（1）3（2）解：I= =0.2AP0=I2R0= (0.2A) 2×4Ω=0.16W（3）解：由电流表量程为0~0.6A可知，电流表的最大示数I大=0.6AR总' = =10ΩRpb=R总' -R0- R弹簧= 10Ω- 4Ω- 1Ω=5Ω△L=L - ×L=10cm- ×10cm= 8cm由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F= 400N甲图中若去掉电流表，用一只电压表(量程0~3V)与R0并联，当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，此时拉力最大I大'= =0.75AR总''= = 8ΩRpb'=R总''-R0- R弹簧=8Ω- 4Ω-1Ω=3Ω△L=L - ×L=10cm- ×10cm=8.8cm由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F'=440N△F=F' -F=440N -400N=40N（4）解：从电路的安全性考虑，当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻为0，此时电路中的电流应不大于0.6A， R总' =10Ω，所以，其他条件不变，Ro的阻值应不小于R0' =R总' – R弹簧= 10Ω- 1Ω= 9Ω【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据“电流表的示数随拉力的增大而增大”，对变阻器的接线情况进行判断；（2）当滑片位于a时，变阻器的阻值全部使用，此时变阻器、R0与弹簧串联。首先根据 计算出总电流，再根据 P0=I2R0 计算出R0的电功率。（3）①根据电流表的量程确定电流表的最大示数，再根据 计算出此时的总电阻，接下来根据串联电路的电阻规律 Rpb=R总' -R0- R弹簧 计算出变阻器接入的阻值，最后根据 △L=L - ×L 计算出弹簧被拉长的长度，并根据图像确定此时的最大拉力。②当电流表改变为电压表后，根据电压表的量程确定最大的电压值，然后根据 计算出总电流，再用①中相同的方法计算出此时的最大拉力，最后将两次计算出的最大拉力相减即可。（4）当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻为0，此时只有R0与弹簧串联，此时电路中的电流应不大于0.6A，根据计算出此时的总电阻的最小值，最后根据 R0''=R总'' – R弹簧 计算出R0的阻值即可。【解答】（1）当拉力增大时，弹簧长度增大，变阻器的滑片向下移动，此时滑片上方的电阻变大，而下方的电阻变小。根据电流表的示数增大可知，此时变阻器的电阻变小，因此应该将变阻器的下方接入，即虚线框里的接线柱“1”应该与接线柱“3”相连。6．【答案】（1）铝块为长方体，所以铝块的体积：V=Sh=50×10-4m2×0.06m=3.0×10-4m3，铝块的质量：m=ρ铝V=2.7×103kg/m3×3.0×10-4m3=0.81kg，铝块的重力：G=mg=0.81kg×10N/kg=8.1N；（2）铝块浸没时受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.0×10-4m3=3N，（3）容器中水深60cm=0.6m，铝块高6cm=0.06m，则铝块提升到上表面与水面相平，铝块被提升的距离：s=h水-h铝=0.6m-0.06m=0.54m，把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间：；（4）铝块匀速上升时受到的浮力、电动机的拉力与铝块的重力平衡，所以电动机对铝块的拉力：F=G-F浮=8.1N-3N=5.1N，电动机输出功率：P=Fv=5.1N×0.27m/s=1.377W。【知识点】密度公式的应用；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）先根据V=Sh计算铝块的体积，再由m=ρV和G=mg计算铝块的重力；（2）当铝块完全浸没时，它排开水的体积等于自身体积，根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算它受到的浮力；（3）由题知水深，先计算铝块提升到上表面与水面相平被提升高度，由速度公式计算所需时间；（4）由平衡力知识计算电动机对铝块的拉力，再由P=Fv计算电动机输出的功率。7．【答案】（1）加热（2）开关S1断开、S2接a时，两电阻串联，电路处于保温状态时，电路的总电阻：；则R1连入电路的阻值：R1=R-R2=1000Ω-400Ω=600Ω；（3）当电路处于保温状态且R1接入电阻最大时，电路中的电流最小，由图丙可知，最小电流为：I最小=0.05A，则此时总功率为：P总=UI最小=220V×0.05A=11W，此时R2的功率：P2=I最小2R2=（0.05A）2×400Ω=1W，所以滑动变阻器消耗的电功率：P滑=P总-P2=11W-1W=10W。【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R2的简单电路；开关S1断开、S2接a时，两电阻串联。根据电阻的串联和并联规律，由，确定当开关S1闭合、S2接b时，电路所处的状态；（2）当开关S1断开、S2接a时，两电阻串联，根据可求出电路的总电阻，再根据电阻的串联求出电热丝R1连入电路的阻值；（3）当电路处于保温状态时，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，根据图乙读出此时电路中的电流，利用P=UI求出总功率，利用P=I2R求出R2的功率，则根据电路的功率特点求出滑动变阻器消耗的电功率。【解答】（1）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R2的简单电路；开关S1断开、S2接a时，两电阻串联；根据电阻的串联规律可知，串联电路的总电阻大于其中任一电阻，根据可知，当开关S1闭合、S2接b时，总电阻最小，电功率最大，为加热状态；8．【答案】（1）“1”和“3”接线柱（2）当电流l=0.3A时，总电阻；此时力敏电阻的阻值：R=R总-R变=40Ω-30Ω=10Ω；由图乙可知，此时力敏电阻受到的压力4.5×104N；动滑轮上承担拉力的绳子段数n=2，则水闸门受到的拉力F=2F'=2×4.5×104N=9×104N；水闸门的G=mg=11×103Kg×10N/Kg=11×104N；根据F=G-F浮得到：11×104N-ρ水gV排=9×104N；ρ水gV排=2×104N；103kg/m3×10N/kg×（0.2m×5m×h）=2×104N；解得：h=2m。（3）解：不符合，因为还有浮力有做功，电能小于重力势能增加量。【知识点】阿基米德原理；欧姆定律及其应用；能量的相互转化和转移；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】（1）当水闸门下降时，根据图甲确定电动机的转动方向，弄清此时电流方向与原来电流方向的关系，进而确定需要连接的开关接线柱。（2）当电流为0.3A时，首先根据计算出总电阻，再根据R=R总-R变计算出此时力敏电阻的阻值，根据乙图确定此时受到的压力F’。由于使用了动滑轮，因此根据F=2F'计算出水闸门受到的拉力，根据G=mg计算出闸门的重力，再根据二力平衡的知识F浮=G-F计算出它受到的浮力，最后根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排计算出水的深度即可。（3）闸门在水中会受到浮力，因此在闸门上升的过程中，电动机的钢绳和浮力都对闸门做功，即电动机和闸门做的总功等于闸门重力势能的增加量，据此分析解答。【解答】（1）根据题目描述可知，当开关接3和5时，电动机正转，将水闸升起。如果要使水闸门下降，那么应该使电动机反转，即改变电流方向。根据图甲可知，开关接1和3时的电流方向与接3和5时的方向相反，那么开关应该接1和3。9．【答案】（1）剩余的 物品对深井底面的压强（2）电动机拉绳端功率p=F绳v绳=F绳×3v物= ×3v绳=(G物+G动)v绳由题意，P1=P2，所以(G物1+G动)v绳1=(G物2+G动)v绳2由 ，可得两次提升物体的重G物1=m物1g=50kg×10N/kg=500NG物2=m物2g=90kg×10N/kg=900N故(500N+G动)×3=(900N+G动) ×2解得：G动=300N（3）因不计绳重和摩擦当绳子拉力大小为 1600N时，能提起的物重G物max=nF-G动=3×1600N-300N=4500N＜G物余所以绳端拉力最大时，所挂物重最大，此时效率最高，因不计绳重和摩擦【知识点】压强的大小及其计算；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算【解析】【分析】（1）首先根据F=G=mg计算出剩余物品对井底的压力，再根据 计算出它们对井底的压强。（2）在不考虑摩擦和绳子重力等情况下，电动机拉力的功率等于物体和动滑轮总重力做功的功率。前后两次提起不同质量的物体时，电动机的功率相等，以此为等量条件列出方程。再根据计算出二者的速度之比，从而计算出动滑轮的重力即可。（3）绳子的最大拉力为1600N，根据 计算出能够提起的最大物重，最后根据公式 计算出此时最大的机械效率即可。10．【答案】（1）左端（2）如图，C为杠铃重心， ， ，则 ，则设杠铃的重力为G，根据杆杆平衡条件可得， ，即：，解得 ，杠铃的质量 ；（3）将杠铃举高做的功为有用功：小明同学克服自身重力所做的功：在该次举重过程中的总功：在该次举重过程中的机械效率：【知识点】杠杆的平衡条件；机械效率的计算【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答；（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出杠铃的重力，再根据公式计算出杠铃的质量；（3）首先根据 计算出对杠铃做的有用功，根据 计算出克服自身重力做的额外功，接下来将二者相加得到做的总功，最后根据 计算出机械效率。【解答】（1）小明用双手举起杠铃时，杠铃的重心在两手之间。可将左手看作杠杆的支点，将杠杆的重力看作阻力，将右手的支持力看作动力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F右×L1=G×L2，当G、L2不变时，只有减小动力臂L1才能增大F右，即它的右手应该向左端移动。11．【答案】（1）解：G动=nF-G=3×7N-12N=9N（2）解：F= =9N；S=3h=3×0.2m=0.6mW=Fs=9N×0.6m=5.4J（3）解：η=所以滑轮组机械效率η与n和h都无关【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算【解析】【分析】（1）首先根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算出动滑轮的重力；（2）首先根据计算出自由端绳子的拉力，再根据s=nh计算自由端移动的距离，最后根据W=Fs计算拉力做的功。（3）滑轮组克服物体重力做有用功，即W有=Gh；自由端的拉力做总功，即W总=Fs，根据公式计算机械效率即可。12．【答案】（1）物体在A点具有的动能： ；（2）水平面施加的阻力：f=0.2G=0.2×1kg×10N/kg=2N；则物体在水平面滑行的距离：。（3）物体从A运动到B升高的温度：。【知识点】功的计算公式的应用；热量的计算【解析】【分析】（1）根据公式 Ek= mv2 计算物体在A点时具有的动能；（2）首先根据f=0.2G计算出水平面的阻力，再根据计算出滑行的距离；（3）根据吸热公式Q=cm△t计算即可。13．【答案】（1）物体B的体积为V=a3=（0.1m）3=0.001m3；物体B浸没在水中受到的浮力：F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N；（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：2kg×10N/kg×0.5m=FN×0.2m；解得：FN=50N；则物体B的重力：GB=FN+F浮力=50N+10N=60N；则B的密度：。（3）4【知识点】密度公式的应用；二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算B受到的浮力；（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出N端绳子的拉力FN，再根据GB=FN+F浮力计算出B的重力，最后根据公式计算B的密度；（3）当物体B完全离开水面后，N端受到的拉力等于B的重力，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。【解答】（3）当物体B完全离开水面后，N端受到的拉力等于B的重力，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：（2kg×10N/kg+F）×0.5m=60N×0.2m；解得：F=4N。14．【答案】（1）a（2）当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，则R1的阻值：；当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时为低温档，总电阻；则电阻R2=R总-R1=2200Ω-1100Ω=1100Ω。（3）当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，因为两个电阻的阻值相等，所以它们的电功率相等；则高温档功率：P总=P1+P2=44W+44W=88W；那么高温档工作10min消耗的电能：W总=P总t=88W×600s=52800J。【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据公式比较三种情况下电功率的大小，然后与各个状态对应起来。（2）当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，根据计算出它的阻值。当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时为低温档，根据公式计算出总电阻，再根据R2=R总-R1计算即可。（3）当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，为高温档。根据P=分别计算出两个电阻的功率，将它们相加得到总功率，最后根据W总=P总t计算消耗的电能。【解答】（1）根据图片可知，当当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，此时总电阻为R1；当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时总电阻为R串；则总电阻R并根据可知，总功率P并>P1>P串；则三种状态依次为高温、中温和低温档。15．【答案】（1）解：由p= W/t可得，正常工作5 min消耗的电能：W= Pt=40 W×5×60g=1.2×104J。（2）吸合；当湿度为50%时，R1为80Ω．P=U2/R=U02/(R1+R0)=(6V)2/(80Ω+120Ω)=0.18W（3）解：湿度计的刻度值分布是不均匀的。由欧姆定律可知：电路中的电流I=U0/(R1+R0)，电流表示数与R1不成正比。【知识点】欧姆定律及其应用；功的计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据W=Pt计算出加湿装置5分钟消耗的电能；（2）根据表格分析湿度增大时湿敏电阻的阻值变化，进而判断通过电磁铁磁场的强弱变化，最后确定衔铁所在的位置即可。根据公式计算出此时控制电路的总功率。（3）根据欧姆定律推导得出电流表的示数的表达式，然后分析电流表的示数与湿敏电阻的阻值是否成正比即可。【解答】（2）根据表格可知，当空气湿度增大时，湿敏电阻的阻值减小，那么串联电路的总电阻减小，通过电磁铁的电流增大，即电磁铁的磁场变强，因此将衔铁吸合，断开加湿装置的工作电路。当湿度为50%时，R1为80Ω．此时控制电路的总功率为：。16．【答案】（1）红灯（2）解： 根据 可得：则 瓦答：电中药显文火档的额定功率为242瓦。（3）解：设实际电压为U实，W实＝0.3千瓦时＝1.08×106焦根据 可得：W实即 秒 秒解得：U实=200伏【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据公式比较两种状态下电功率的大小，进而确定A灯的种类；（2）当猛火档时，只有R1工作，根据 计算出R1的电阻。当文火档时，两个电阻串联，根据 计算出文火档的额定功率。（3）首先根据公式分别表示出两种状态下消耗的电能，再根据W实=W猛+W文列式计算实际电压即可。【解答】（1）当开关S闭合，S'接右时，只有R1工作，此时总电阻为R1；当开关S闭合，S'接左时，R1和R2串联，此时总电阻为R串；那么R1根据公式可知，功率P1>P串；则前者为猛火档，后者为文火档；因为猛火档时红灯亮，所以A灯是红灯。17．【答案】（1）12Ω（2）bc接线柱之间 若电压表接在ac两接线柱之间时，电压表测得是电源电压，而电源电压是不变的。根据表中各序号数据求得电阻值是不相同的，所以电压表是接在滑动变阻器两端，即bc接线柱之间。 (或因 R1、R2串联，通过电流相等，从表可知当移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流在变大，而电压表的示数在变小。若电压表接在ab两接线柱之间，因为R1是定值电阻，电流变大时，两端电压也随之变大不可能变小；若电压表接在ac两接线柱之间时，电压表测得是电源电压，而电源电压是不变的，所以，电压表应该接在bc接线柱之间。或因R1、R2串联，通过电流相等，从表可知当移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流在变大，而电压表的示数在小。当电流变大时，根据欧姆定律U=IR，定值电阻R1两端分到电压将变大，再根据串联电路特点：U总=U1+U2， U保持不变，U1变大，所以U2变小符合表格中电压表和电流表的变化规律。（3）解：根据表中数据、欧姆定律、串联电路特点，利用电源电压不变列出等式。U总= 0.4A×R1+4.8V=0.5A×R1+4.5V解得 R1=3Ω U总=6V因为R1、 R2 串联，通过电流相等，根据P=I2R可知，要使R1、R2 的功率相等，则R1=R2=3Ω所以， U2=U1=3V P2=U22/R2=3W【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据欧姆定律计算；（2）①根据分别计算出每次实验中的阻值，如果都相等，那么电压表并联在定值电阻两端；如果是变化的，那么电压表并联在变阻器两端；②根据U=IR可知，当电阻为定值电阻时，电流越大，电压表的示数越大，再结合串联电路的电压特点U总=U1+U2分析即可。（3）从表格中取两组数据，然后根据串联电路的电压特点U总=U1+U2，结合U=IR列出方程组，从而计算出定值电阻R1的阻值和电源电压。二者串联，则通过它们的电流相等，根据P=I2R可知，二者功率相等时电阻肯定相等。接下来根据分压规律计算出R2两端的电压，最后根据计算出它的电功率即可。【解答】（1）在实验序号1中，电压为4.8V，电流为0.4A，则电压表两个接线柱之间的电阻为：。18．【答案】（1）保温时的电流；（2）根据甲图可知，当衔铁与A接触时，电路里只有电阻R1，此时电阻最小功率最大，因此为加热档，则R1的阻值为：；（3）当线圈电流为50mA时，总电阻为：；200℃时，热敏电阻R0=20Ω；则此时变阻器接入的阻值为：R变=R总-R0=120Ω-20Ω=100Ω。【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据公式计算出保温时的电流；（2）根据甲图可知，当衔铁与A接触时，电路里只有电阻R1，此时电阻最小功率最大，因此为加热档，根据公式计算出R1的阻值；（3）首先根据计算出总电阻，再根据图乙确定200℃时热敏电阻R0的阻值，接下来根据R变=R总-R0计算出变阻器接入的阻值。19．【答案】（1）N；A（2）3和4（3）①R灯= =12ΩP实= P额= ×3W= WUx2=P实R灯= W×12Ω=4V2Ux=2V②W=P1t1+P2t2=3W×15S+1/3W×30S=55J③U0=U-Ux=6V-2V=4VI0=I灯= = =1/6AR0= =24Ω【知识点】欧姆定律及其应用；电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的磁极。根据图甲分析灯泡交替闪烁发光的原因即可。（2）根据图甲确定两个灯泡都工作时的触点接触状态；（3）①首先根据 计算出灯泡的电阻，在根据 计算出灯泡的实际功率，最后根据计算出灯泡的实际电压。②根据图乙可知，在1.5s内，指示灯额定工作0.5s，低压工作1s，据此推算出45s内指示灯在两种状态下的工作时间，最后根据公式W=Pt分别计算出消耗的电能，并且相加即可。③首先根据 U0=U-Ux 计算出R0两端的电压，再根据 计算通过电路的电流，最后根据 计算出R0的阻值。【解答】（1）根据图甲可知，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指之间向右，此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端为N极。当电磁铁将衔铁吸下来时，此时A和电磁铁被短路，此时电路中只有指示灯，由于电压较大，因此亮度较大。由于此时电磁铁的磁性消失，因此衔铁又弹回上面，此时A与指示灯串联，电阻较大而电流较小，此时指示灯发光较暗。如此循环往复，因此A起着改变电阻的作用，即A为R0。（2）根据图片可知，左转指示灯与触点4相连，右转指示灯与触点3相连，要使它们同时工作，就必须让转向开关与触点3和4接通。20．【答案】（1）洗衣机处于加热状态时，电路中电压为220V，功率为2400W。根据P=UI可得：（2）由电路图可知，当旋钮旋至1档时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，由得，电热丝R1的加热功率：电热丝R2 的加热功率：P2=P-P1=2400W-2200W=200W，则电热丝R2的阻值：（3） Q吸=c水m水（t-t0）4.2×103J／（kg·℃） × 8kg ×（ 50℃ - 20℃ ） =1.008×106J根据W=Pt可得：（4）消耗的电能功率 【知识点】热量的计算；电功与热量的综合计算【解析】【分析】(1)根据P=UI计算。(2)根据欧姆定律计算。(3)根据 Q吸=c水m水（t-t0） 计算。(4) 先求出消耗的电能，再根据功率公式计算。21．【答案】（1）热效应（2）闭合；a；中温档时R2工作P中温= = =400w（3）解：高温档时R1、R2并联P高温=P1+P2= + = + =1500 wW=Pt=1500w×600s=9x105J【知识点】电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）电流经过导体时都会发热，这就是电流的热效应。（2）根据公式比较三种状态下总功率的大小，从而确定对应的三种状态，然后利用公式计算出中温档时的电功率即可。（3）高温档时R1、R2并联，根据公式分别计算出两个电阻的功率，然后相加得到此时的总功率，最后根据W=P总t计算消耗的电能即可。【解答】（2）根据图乙可知，当开关S1断开，S接a时，两个电阻并联，总电阻为R串；当开关S1闭合，S接a时，只有R2自己工作，此时总电阻为R2；当开关S1闭合，S接b时，两个电阻并联，总电阻为R并；则R串>R2>R并；根据公式可知，总功率P串则三者对应的状态分别为低温档、中温档和高温档。22．【答案】（1）靠近（2）解：（3）解：F2=G=mg=50kgx10N/Kg=500N动力臂L1=AC=35cm阻力臂L2=CE+ =15cm+ =25 cmF1L1=F2L2F1= = =357.1N【知识点】力的三要素及力的示意图；杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答；（2）弄清力的三要素，再沿力的方向画一条带箭头的线段即可；（3）室外机的重力相当于阻力，即F2=G=mg，此时的阻力臂等于CE与EQ一半的和；膨胀螺栓提供动力，动力臂为AC，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。【解答】（1）根据图片可知，室外机的重力相当于阻力，而室外机的重心到墙壁的距离就是阻力臂。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当阻力不变时，阻力臂越短，二者的乘积越小，则对膨胀螺钉的拉力越小，此时越安全，因此室外机的位置性格尽量靠近墙壁。（2）①支架对空调外机的支持力作用在它的重心上，方向竖直向上；②支架受到膨胀螺栓的拉力作用在墙壁上，方向与墙壁垂直向内，如下图所示：23．【答案】（1）解：F浮=ρ液gV排=1000kg/m3x10N/kgx0.035m3=350N（2）解：G人=m人g=35kg×10N/kg=350N人在水中受到的阻力f=3G=3×350N=1050N人体最高高度h1=11m，设池水的最小深度为h2人体重力做功：W1=G（h1+h2）人在水中克服阻力做的功W2=fh2所以，G（h1+h2）=fh2350N×（11m+h2）=1200N×h2h2=4.5m【知识点】阿基米德原理；功的计算公式的应用【解析】【分析】（1）当物体浸没时，它排开水体积等于自身体积，此时排开水的体积最大，则受到的浮力最大，根据公式 F浮=ρ液gV排 计算即可；（2）当人体在水中停止下沉时，人体的重力做的功等于克服阻力做的功，即W1=W2，根据公式W=Gh和W=fs列出方程计算即可。24．【答案】（1）A；B；C（2）舱门内外气体的压力差为：△F=△pS=（1600Pa-600Pa）×0.5m2=500N；当打开舱门时，可将一侧的连接处看做支点，阻力作用在舱门的中心处，阻力臂为半径；动力作用在舱门另一侧的边缘处，动力臂为直径。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：500N×L=F×2L；解得：L=250N。（3）增大阻力，更好实现减速下降【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）根据自己对太空环境的了解，从而确定航天员遇到的问题；（2）根据△F=△pS计算出舱门内外的气体压力差。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算把手上的拉力。（3）物体受到阻力的大小与迎风面积成正比，即迎风面积越大，则受到的阻力越大。力是改变物体运动状态的原因，即阻力越大，物体的速度减小的越快，据此分析解答。【解答】（1）在太空里，气压几乎为零，人体一旦直接暴露就会有爆炸的危险。太空里的温度很低或很高，已经大大超过人体的承受范围。由于没有大气层的保护，太空里有很强的辐射和紫外线存在，很容易受到太空碎片的冲击，这些都是需要解决的问题。故选ABC。（2）舱门内外气体的压力差为：△F=△pS=（1600Pa-600Pa）×0.5m2=500N；当打开舱门时，可将一侧的连接处看做支点，阻力作用在舱门的中心处，阻力臂为半径；动力作用在舱门另一侧的边缘处，动力臂为直径。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：500N×L=F×2L；解得：L=250N。（3）飞船返回舱返回地面时要进行减速，神舟飞船的主降落伞有效迎风面积是1200㎡，为目前世界上最大的降落伞，认为这样设计的理由是：增大阻力，更好实现减速下降。25．【答案】（1）减小（2）当加热电路闭合时，只有R0工作，则R0的功率：；（3）根据题意可知，当进行第一个时间t的加热后，又恢复到原来的温度，即加热电阻在时间t内产生的热量等于在（30s+t）时间内散失的热量，因此Q放=Q；2J/s×（30s+t）=6W×t；解得：t=15s；根据图丙可知，在45s内，电阻停止工作30s，工作15s；那么180s内电阻工作的时间：；因此消耗的电能为：W=Pt'=6W×60s=360J。【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）首先根据图丙确定热敏电阻R1的阻值变化，再根据串联电路的分压规律确定它两端的电压变化；（2）当加热电路闭合时，只有R0工作，根据公式计算它的电功率；（3）根据题意可知，当进行第一个时间t的加热后，又恢复到原来的温度，即加热电阻在时间t内产生的热量等于在（30s+t）时间内散失的热量，据此列出方程计算时间t。根据图丙找到180s内电阻加热的时间，然后根据Q=W=Pt'计算出消耗的电能即可。【解答】（1）根据乙图可知，当温度升高时，热敏电阻R1的阻值会减小，而R2的阻值保持不变，根据“串联电路中电压与电阻成正比”的规律可知，此时热敏电阻R1的电压减小。26．【答案】（1）大于（2）154（3）对冰立方做的功W=Gh=4.004×106N×（10m-1m）=3.6036×107J；对冰立方做功的功率：。【知识点】力与运动的关系；压强的大小及其计算；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）当物体受到合力与运动方向相同时，物体做加速运动；受到的合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动。（2）首先根据F=G=mg计算出冰立方对地面的压力，再根据计算出冰立方的底面积。（3）首先根据W=Gh计算出对冰立方做的功，再根据计算出做功的功率。【解答】（1）根据图乙可知，OA过程中冰立方做加速运动，即它受到的合力与运动方向相同，也就是F-G>0，那么升降机构对冰立方的支持力F大于重力G。（2）冰立方对地面的压力F=G=mg=400.4×103kg×10N/kg=4.004×106N；冰立方的底面积：；（3）对冰立方做的功W=Gh=4.004×106N×（10m-1m）=3.6036×107J；对冰立方做功的功率：。27．【答案】（1）解：物体浸没在水中时，V排=V物=2m3，受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×2m3×10N/kg=2×104N。（2）解：由图知，n=2，物体上升速度v物= v车= ×0.6m/s=0.3m/s，物体被提升的高度：h=v物×t=0.3m/s×30s=9m（3）解：物体露出水面前，物体受到绳子拉力：F拉=G物-F浮=2×105N-2×104N=1.8×105N，P=F拉v物=1.8×105N×0.3m/s=5.4×104 W（4）解：30s后井底受到水的压强恰好变化了2.5×103Pa即△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×△h=2.5×103Pa，水面下降了△h=0.25m，排开水的体积减小值：△V排=S△h=4m2×0.25m=1m3，V排’= V排，此时物体受到的浮力：F浮’= F浮= ×2×104N=1×104N，忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，牵引车对绳子的拉力：F= （G物-F浮’）= ×（2×105N-1×104N）=9.5×104N【知识点】二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算；浮力大小的计算；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】（1）物体浸没在水中时，它排开水的体积等于自身体积，根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV排 计算它受到的浮力。（2）根据图片确定滑轮组上承担拉力的绳子段数n，然后根据 计算出物体上升的速度，再根据 h=v物t 计算出物体被提升的高度。（3）物体露出水面前，根据 F拉=G物-F浮 计算出物体受到绳子的拉力，再根据 P=F拉v物 计算拉力的功率。（4）首先根据 △p=ρ水g△h 计算出水面下降的高度，再根据 △V排=S△h 计算出排开水的体积的减小值，然后与物体的体积比较，根据“物体受到的浮力与排开水的体积成正比”计算出此时物体受到的浮力，最后根据滑轮组的特点 计算出此时牵引车对绳子的拉力。28．【答案】（1）增大；低（2）解：Q吸=cm△t=0.8×103J/(kg·℃)×10kg×40℃=3.2×105J，W=Q吸=3.2×105J，P= = =320W，t= =1000s答：将玻璃从0℃加热至40℃，所需的时间是1000s（3）解：当玻璃温度为40℃时，P1=U1×I=12V×0.025A=0.3W，当玻璃温度为10℃时，P2=P1+0.02W=0.32W，R总= = =450Ω，R1=450Ω-250Ω=200Ω答：10℃时热敏电阻R1的阻值为200Ω。【知识点】欧姆定律及其应用；电功与热量的综合计算【解析】【分析】（1）根据图片可知，当温度升高时，工作电路自动断开，即电磁铁的磁场变弱，据此分析通过电磁铁的电流变化，确定总电阻的变化，进而确定热敏电阻R1的阻值变化。如果电源电压减小，那么通过变阻器的电流减小，电磁铁的磁场减弱，工作电路会比原来提前断开，据此确定断开时的温度高低变化。（2）首先根据Q吸=cm△t计算出玻璃吸收的热量，再根据W=Q吸计算消耗的电能。接下来根据 计算出发热功率，最后根据 计算出所需的时间。（3）当温度升高时，热敏电阻的阻值增大，总电阻增大，而总功率减小。首先根据P1=U1I1计算出40℃时的总功率，再加上0.02W计算出10℃时的总功率，接下来根据 计算出10℃时的总电阻，最后根据R1=R总-R0计算出即可。【解答】（1）根据图片可知，当温度升高时，工作电路自动断开，即电磁铁的磁场变弱，据此可知通过电磁铁的电流变小，而总电阻变大，也就是R1的阻值变大。电源电压减小，电磁铁磁性减小，工作电路会提起断开，即当工作电路自动断开时玻璃温度比设定控制电路值低。29．【答案】（1）火线（2）B（3）煮饭时消耗的电能：W=Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×（100℃-50℃）=6.3×105J；煮饭功率为：；则电阻R1的阻值：；则保温功率：P保=P煮-△P=1000W-800W=200W；此时总电阻为：；则电阻R2的阻值：R2=R总-R1=242Ω-48.4Ω=193.6Ω。（4）103℃触点D与E接触时，此时只有R自己工作，根据图乙可知，此时热敏电阻R=125Ω，此时通过线圈的电流：；50℃时，D与F接触，此时R与R0并联，此时R=250Ω；此时通过线圈的电流：；则通过线圈电流大小的差值：△I=I总-I=0.027A-0.024A=0.003A=3mA。（5）B；D【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素；家庭电路的组成与连接；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据家庭电路安全用电的常识解答；（2）根据保温状态和加热状态时两个电阻的工作情况判断；（3）首先根据W=Q=cm△t计算出煮饭状态消耗的电能，再根据计算出煮饭功率，根据计算出R1的阻值。接下来根据P保=P煮-△P计算出保温功率，再根据计算出串联时的总电阻，最后根据R2=R总-R1计算即可。（4）根据欧姆定律计算出两个电流，然后相减即可；（5）电磁铁吸合时的电磁铁的磁场强度不变，根据影响电磁铁磁场强弱因素分析解答。【解答】（1）在家庭电路中，为了用电安全，开关必须接在火线和用电器之间。根据图甲可知，开关与a直接相连，那么a应该为火线。（2）根据图甲可知，当D与E接触时，电阻R2被短路，此时电阻小，而功率大，为煮饭状态，此时指示灯不能发光。当D与F接触时，此时R1与R2串联，电阻变大而功率变小，为保温状态，此时指示灯应该发光。综上所述，指示灯应该与R2并联，即接在B处。（3）煮饭时消耗的电能：W=Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×（100℃-50℃）=6.3×105J；煮饭功率为：；则电阻R1的阻值：；则保温功率：P保=P煮-△P=1000W-800W=200W；此时总电阻为：；则电阻R2的阻值：R2=R总-R1=242Ω-48.4Ω=193.6Ω。（4）103℃触点D与E接触时，此时只有R自己工作，根据图乙可知，此时热敏电阻R=125Ω，此时通过线圈的电流：；50℃时，D与F接触，此时R与R0并联，此时R=250Ω；此时通过线圈的电流：；则通过线圈电流大小的差值：△I=I总-I=0.027A-0.024A=0.003A=3mA。（5）电磁铁的衔铁分开时磁场强度不变。当电饭煲保温温度提高到60℃时，热敏电阻的阻值会减小，而通过线圈的电流会增大，为了减小电流，根据U=IR可知，可以减小控制电压，故A错误，B正确；当温度升高时，通过电磁铁的电流增大，则磁场增强，为了使磁场减弱，可以减小线圈匝数，故C错误，D正确。故选BD。30．【答案】（1）解：小灯泡的额定功率为： P额=U额I额=6V×0.4A=2.4W（2）解：滑片P在最左端时，据题可知，电源电压U=U额=6V， I=0.4A；W=UIt=6V×0.4A×5×60s=720J(或：此时电路只有小灯泡工作，W=P 额t=2.4W×5×60s=720J)（3）解：当电路中电流最小时，滑动变阻器的阻值最大，此时U变=U-U=6V-2V=4V， I=0.2A；R变= =20Ω【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）当滑片在最左端时，变阻器接入的阻值为零，此时只有灯泡，且它正常发光，电阻最小而电流最大。根据图乙确定此时的电压和电流，然后根据 P额=U额I额 计算灯泡的额定功率；（2）滑片P在最左端时，只有灯泡，此时灯泡的电压就等于电源电压，根据W=UIt算消耗的电能即可；（3）当滑片在最右端时，变阻器全部接入电路，此时它的阻值最大，而通过电路的电流最小。根据图像确定此时的电压和电流，然后根据U变=U总-U计算出变阻器的电压，最后根据 计算出它的最大阻值。31．【答案】（1）1（2）解：如图所示，根据杠杆平衡条件可得：F1l1=F2l2F2= = 1000N（3）解：电机至少要做的功就是克服AOB重力要做的功；对AO段做功： W1=GAOh1=mAOg×LOB=5kg×10Nkg×2m=100J对OB段做功： W2=GOBh2= mOB g×1/2LOB=5kg×10N/kg×1m=50J电机至少要做的功为：W总=W1+ W2=100J+50J=150J【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；力臂的画法【解析】【分析】（1）力臂是从支点到力的作用线的垂直距离；（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；（3）将AOB分成两端进行计算，AO段上升的高度就是OB的长度，而OB段重心上升的高度就是OB长度的一半，根据W=Gh分别计算出重力做的功，然后相加即可。【解答】（1）根据图丙可知，OA段的重力作用在中心处，即O到重心的距离为OA的一半，也就是1m，如下图所示：则AO重力的力臂为1m。32．【答案】（1）a（2）解：当开关S1闭合，S2接b时，电路处于加热状态，为电阻R2的简单电路W=( )t= ×600s=7.26×106J（3）解：当开关S1闭合，S2接a时，电路处于保温状态，为电阻R1和R2的串联电路R总= = =1000ΩR1=R总－R2=1000Ω－400Ω=600Ω【知识点】功的计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据公式比较两种情况下电功率的大小，从而确定对应的状态；（2）当开关S1闭合，S2接b时，电路处于加热状态，为电阻R2的简单电路，根据公式 计算消耗的电能；（3）当开关S1闭合，S2接a时，电路处于保温状态，R1和R2串联。首先根据 计算出总电阻，再根据 R1=R总－R2 计算出R1的阻值。【解答】（1）当开关S1闭合，S2接b时，为电阻R2的简单电路；当开关S1闭合，S2接a时，R1和R2串联。则总电阻R2根据公式可知，总功率P2>P总；因此前者为加热状态，后者为保温状态。33．【答案】（1）增大（2）弹簧受到的拉力F=2G=2mg=2×0.4千克×10牛/千克=8牛由图乙可得x=2.4厘米由于AB为阻值为10欧姆的均匀电阻丝，因此电压表连接的电阻阻值R0=2.4欧电路中的电流I=U/R=6伏/10欧=0.6安电压表的示数U0=IR0=0.6安×2.4欧=1.44伏（3）将滑片P2移动到与P1水平对齐【知识点】欧姆定律及其应用；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】（1）首先根据图甲确定物质质量增大时滑片P1的移动方向，然后确定电压表并联部分电阻的变化，最后根据“串联电路电压与电阻成正比”确定电压表的示数变化。（2）根据甲图可知，弹簧受到的拉力等于托盘中物体重力的2倍，据此计算出弹簧受到的拉力，再根据中间的图像确定弹簧伸长的长度，接下来根据“导体电阻与长度成正比”计算出电压表并联部分的阻值。由于电阻始终全部接入电路，因此通过它的电流不变，即根据计算出电流，再根据 U0=IR0 计算出电压表的示数。（3）要使电压表的示数为零，就必须使与它并联部分的电阻为零。根据甲图可知，与电压表并联部分的阻值就是P1P2，即只要使二者水平对齐，则它们的阻值为零即可。【解答】（1）根据图甲可知，当物体质量增大时，弹簧受到的拉力增大，于是P1向下移动，那么电压表并联部分的电阻变大。根据串联电路的分压规律可知，此时电压表的示数增大。（2）根据图丙可知，将空烧杯放上托盘后如实现调零的方法：将滑片P2移动到与P1水平对齐。34．【答案】（1）解：根据阿基米德原理可得（2）解：由图像可知，矿石在10s内运动的距离为1m，（3）解：答：增大，因为额外功就是克服动滑轮重力做的功，动滑轮的重力一定，因此升高相同的高度时，做的额外功保持不变，当矿石露出水面后，浮力减小为0，根据 ，有用功增大，因此滑轮组的机械效率增大。【知识点】二力平衡的条件及其应用；浮力大小的计算；功的计算公式的应用；机械效率的计算【解析】【分析】（1）首先根据 计算出矿石的重力，再根据阿基米德原理 计算出矿石受到的浮力，最后根据二力平衡的原理 计算出矿石受到的拉力。（2）在矿石露出水面前，电动机做总功，即 ；绳子上的拉力做有用功，即 ；根据 计算出电动机做的额外功。（3）根据W有=Fs比较有用功的大小，根据W额=G动h比较额外功的大小，最后根据 比较机械效率的变化。35．【答案】（1）a；7.26×104J（2）开关S1断开、S2接a时，两电阻串联，电路处于保温状态时，电路的总电阻：；此时R1连入电路的阻值：R1=R总-R2=1000Ω-400Ω=600Ω。【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）当根据公式比较两种状态下总功率的大小，从而确定对应的状态。根据计算出加热状态工作10min消耗的电能。（2）当开关S1断开、S2接a时，两电阻串联，根据可求出电路的总电阻，再根据电阻的串联求出电热丝R1的阻值。【解答】（1）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R2的简单电路；开关S1断开、S2接a时，两电阻串联；根据电阻的串联规律可知，串联电路的总电阻大于其中任一电阻，根据可知，前者的电功率大于后者；则前者为加热状态，后者为保温状态。当电路处于加热状态时，通电10min消耗的电能为：。1 / 1九年级科学2022年寒假每日一练：第三章解答题专练（优生加练）2一、解答题1．（2022·慈溪模拟）利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一实心金属块，如图甲、图乙表示了电动机输出的机械功率P与物体上升时间t的关系。已知：0～80s时间内，物体始终以v＝0.1m/s的速度匀速上升，当t＝80s时，物体底部恰好平稳的放在轮船的水平甲板上，已知电动机的电压为240V，动滑轮重100N，物体上升过程中的摩擦阻力不计，求：（1）金属块的重力和密度（2）在60~80s内，若电动机的效率为75%，求电动机线圈电阻。【答案】（1）由图象可知，物体完全浸没时功率P1=340W，则此时动滑轮的重力与物体的拉力之和为：；在60s时，物体已全部出水，功率为P2=540W，则金属块和动滑轮的总重力：；此时物体的重力：G=G总-G动=5400N-100N=5300N；则物体的质量为：；物体在上浮过程中受到的浮力：F浮=G总-F1=5400N-3400N=2000N，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得，物体的体积：；则物体的密度为：。（2）在60~80s内，已知P机=540W，电动机的效率为75%，则：，由P=UI可得，，则电动机的发热功率P热=P总-P机=720W-540W=180W，由P热=I2R可得：180W=（3A）2×R；解得：R=20Ω。【知识点】密度公式的应用；二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据图2确定物体完全浸没时电动机的功率，根据P=Fv计算出动滑轮和物体对动滑轮的拉力之和。再确定物体完全出水后电动机的功率，根据公式P=Fv计算出动滑轮和物体的总重力，然后根据F浮=G总-F1计算出物体浸没时手动的浮力，并根据阿基米德原理计算出物体的体积，最后根据公式计算它的密度；（2）根据图2确定电动机的功率P机，根据可求得总功率，再利用P=UI可求得电路中的电流，则发热功率P热=P总-P机，然后利用P=I2R可求得电动机线圈电阻。2．（2022·鄞州模拟）小宁制作了一个电路“黑箱”，如图甲所示，外部有a、b、c三个接线柱，内部电路由两个定值电阻连接而成。小宁设计了如图乙所示的部分电路来研究箱内电阻的连接情况，已知电源电压恒定不变，R是滑动变阻器。小宁进行了如下的实验操作：①把bc两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片移至最左端时，电压表示数为9V，电流表示数为0.2A。②把ac两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片从最右端移至最左端时，电压表的示数变化了6V，电流表的示数变化了0.4A。③用导线把bc连接起来，再将ab接线柱接入ef之间，闭合开关，将R的滑片移至最左端时，电流表示数为0.9A。（1）电源电压为　 　V。（2）滑动变阻器的最大阻值为　 　Ω。（3）小宁制作的“黑箱”的内部电路图是　 　。（4）分别将ab、bc、ac接到ef之间，闭合开关，移动R的滑片，黑箱的电功率会随之变化，求此过程中黑箱的最小电功率与最大电功率之比。【答案】（1）9（2）30（3）C（4）解： P最大= =5.4WPac最小=Iac2·Rac= ·15Ω= 0.6WPab最小=lab2·Rab= ·30Ω= 0.675WPbc最小=Ibc2·Rbc= ·45Ω= 0.648W【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）把bc两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片移至最左端时，电阻器接入阻值为0，所以电压表示数即为电源电压，即可求出电源电压；（2）把ac两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片从最右端移至最左端时，电压表的示数变化了6V，电流表的示数变化了0.4A，利用求出接入电阻；当滑片在最左端时，滑片接入阻值为0，Rac两端电压为9V，求出最大电流；当滑片在最右端时，滑片接入阻值为最大R，电压表的示数变化了6V，电流表的示数变化了0.4A，求出此时的对应电压和电流，然后算出滑动变阻器最大阻值；（3）通过三次不同方式的接入判断四个选项；（4）当接入ac，滑片滑到最左端时，此时电路的电压最大而电阻最小，则功率最大；当变阻器全部接入，并与任意两点之间的电阻串联时，根据P=I2R分别计算出黑箱的最小功率，然后比较，最终计算出对应的比值即可。【解答】（1）把bc两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片移至最左端时，电压表示数为9V，电流表示数为0.2A。此时电阻器接入阻值为0，所以电压表示数即为电源电压9V；bc接入的阻值；（2）把ac两个接线柱接到ef之间，闭合开关，将R的滑片从最右端移至最左端时，电压表的示数变化了6V，电流表的示数变化了0.4A。ac内阻值；当滑片在最左端时，滑片接入阻值为0，Rac两端电压为9V，电流；当滑片在最右端时，滑片接入阻值为最大R，电压表的示数变化了6V，电流表的示数变化了0.4A，故电压表示数为9V-6V=3V，电阻两端电压UR=U-UV=9V-3V=6V，电流I=0.6A-0.4A=0.2A；则变阻器的最大阻值；（3）当接bc时，Rbc=45Ω，故B错误；当接ac时，Rac=15Ω，故A错误；③用导线把bc连接起来，再将ab接线柱接入ef之间，闭合开关，将R的滑片移至最左端时，电流表示数为0.9A。则，故D错误，C正确。故选C。3．（2022·海曙模拟）小宁利用杠杆制成一个密度计，该密度计以点O为悬挂点，调节平衡螺毋使杠杆水平平衡。他取来质量均为100 g的实心物体a和空心铁块b，如图所示，他将a挂在A处，并浸没于水中，在B处挂上两个0.5N的钩码，杠杆恰好水平平衡。测得0A= 50cm；OB=40cm。接下来，他将b挂于A处并浸没于水中，当两钩码移至C处时，杠杆再次水平平衡。测得OC=30 cm。(ρ铁=7.8×103kg/m3)（1）O点所标示的密度值为　 　。（2）求实心物体a的密度。（3）计算空心铁块b的空心部分体积为多少cm3，计算结果精确到一位小数)。【答案】（1）1 000（2）解：G×OB F×OA 0.5N×2×0.4 m F×0.5 m F×0.8 Na受到的浮力F浮=G-F=0.1kg/10 N/kg-0.8 N=0.2 NV=V排= =2×10-5m3= 20 cm3ρ= =5g/cm3答：实心物体u的密度为5 g/cm3（3）解：G×OC=F×OA=0.5 N×2×0.3 m=F×0.5m，F=0.6 NF=G-F=0.1 kg×10N/kg-0.6 N=0.1 NV=V'= =1×10-5m3= 10 cm3V实心= ≈12.82 cm3V=V-V实心=40 cm3-12.82 cm3≈27.2 cm3答：空心铁块b的空心部分体积为27.2cm3【知识点】二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡原理和二力平衡的知识分析O点的刻度值。（2）首先根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出A点绳子产生的拉力F，再根据二力平衡 F浮=G-F 计算出a物体受到的浮力，接下来根据阿基米德原理 计算出a的体积，最后根据密度公式 计算即可。（3）根据（2）中同样的方法，计算出空心铁块b的体积，再根据密度公式 计算出实心部分体积，最后两个体积相减得到空心部分的体积。【解答】（1）根据题目描述可知，O点的刻度值，即钩码在O点，且杠杆平衡时物体a的密度。当钩码在O点时，杠杆能够平衡，说明A点绳子上没有拉力，则物体a受到的浮力和重力相等，它在水中保持悬浮。根据浮沉条件可知，该物体的密度为1000kg/m3，因此O点的刻度为1000kg/m3。4．（2022·海曙模拟）冬天气温较低，汽车后挡风玻璃上常常会形成一层薄霜或者雾气，导致驾驶员无法观察后方情况。为保障安全出行，后挡风玻璃上应安装加热除霜(雾)装置。小宁汽车后挡风玻璃加热电路，如图所示：它由控制电路和受控电路组成，小宁同学通过询问专业人员，结合所学知识，在老师的帮助下设计了汽车后挡风玻璃加热电路，如图所示，它由控制电路和工作电路组成，R0为定值电阻，R1、R2设置在后挡风玻璃内，R2为加热电阻，阻值为0.8 欧。R1为热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同。电路，U1=12 V，U2=16 V。开关S闭合时，当后挡风玻璃的温度达到40℃，工作电路会自动断开。（1）根据电路，判断热敏电阻R的阻值与玻璃温度变化的关系为　 　。电路用久后，电源电压U会减小，工作电路断开时玻璃温度比设定值_ (填“ 高”或“低”)。（2）将玻璃从0 ℃加热至40℃，所需的时间是多少 [玻璃质量10 kg，玻璃比热容为0.8×103J/(kg.C) ，不计热量损耗]（3）不计电磁铁线圈电阻和电源电压的衰减，当线圈中的电流达到25mA时，电磁继电器的衔铁会断开。若定值电阻R0=250欧，闭合开关，玻璃的温度为10℃和40℃时，控制电路的电功率相差0.02W，则玻璃的温度为10℃时，热敏电阻R1的阻值为多少 【答案】（1）R1的阻值随玻璃温度的升高面增大（2）解：Q吸=m△t=0.8×10-3J(kg·℃)\10kg\40℃=3.2×105J，W=Q吸=3.2×105JP2= =320Wt= =1000s答：将坡璃从0℃加热至40℃．所需的时间是1000s（3）解：当玻璃温度为40℃时．P1=U1×I=12 V×0.025 A=0.3 W，当玻璃温度为10℃时，P'=P+0.02 W=0.32 WR0= =450Ω，R1=450Ω-250Ω=200Ω答：玻璃的温度为10℃时热敏电阻R1的阻值为200Ω【知识点】电功与热量的综合计算【解析】【分析】（1）根据图片，分析温度升高到一定程度切断工作电路时衔铁的位置变化，从而确定电磁铁的磁场强弱变化，弄清电流大小变化，最终确定热敏电阻的阻值变化规律。电磁铁断开时的电流大小是不变的，据此分析电路总电阻的变化，进而弄清热敏电阻的阻值变化，从而确定控制温度的变化。（2）首先根据公式Q=cm△t计算出玻璃吸收的热量，再根据 计算出加热的电功率，最后根据公式计算出需要的时间。（3）温度越高，热敏电阻阻值越大，总电阻越大，则总功率越小。当玻璃的温度为40℃时，根据 P1=U1I 计算出此时的电功率，再根据 P'=P1+0.02 W 计算出玻璃温度为10℃时的电功率，接下来根据计算出此时的总电阻，最后根据R1=R总-R0计算出R1的阻值。【解答】（1）根据题目描述可知，当温度达到40℃时，工作电路断开，此时衔铁不能被吸引，向上弹开。由于电磁铁的磁场变弱，因此通过电流变小，而总电阻变大。根据R总=R1+R0可知，此时热敏电阻的阻值增大，那么得到：热敏电阻R1的阻值随玻璃温度的升高而增大。5．（2022·奉化模拟）综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型(如图甲所示)，并且电流表示数随拉力的增大而增大。ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。求：（1）虛线框里面接线柱“1”应与接线柱　 　相连 (选填“2”或“3")（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时刚好对准a处，R0消耗的功率多大？（3）图甲中若去掉电流表，用一只电压表(量程0~3V)与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升多少N？（4）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如图甲的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于多少Ω？【答案】（1）3（2）解：I= =0.2AP0=I2R0= (0.2A) 2×4Ω=0.16W（3）解：由电流表量程为0~0.6A可知，电流表的最大示数I大=0.6AR总' = =10ΩRpb=R总' -R0- R弹簧= 10Ω- 4Ω- 1Ω=5Ω△L=L - ×L=10cm- ×10cm= 8cm由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F= 400N甲图中若去掉电流表，用一只电压表(量程0~3V)与R0并联，当电压表的示数最大时，电路中的电流最大，此时拉力最大I大'= =0.75AR总''= = 8ΩRpb'=R总''-R0- R弹簧=8Ω- 4Ω-1Ω=3Ω△L=L - ×L=10cm- ×10cm=8.8cm由图乙可知，电流表示数最大时显示的拉力F'=440N△F=F' -F=440N -400N=40N（4）解：从电路的安全性考虑，当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻为0，此时电路中的电流应不大于0.6A， R总' =10Ω，所以，其他条件不变，Ro的阻值应不小于R0' =R总' – R弹簧= 10Ω- 1Ω= 9Ω【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据“电流表的示数随拉力的增大而增大”，对变阻器的接线情况进行判断；（2）当滑片位于a时，变阻器的阻值全部使用，此时变阻器、R0与弹簧串联。首先根据 计算出总电流，再根据 P0=I2R0 计算出R0的电功率。（3）①根据电流表的量程确定电流表的最大示数，再根据 计算出此时的总电阻，接下来根据串联电路的电阻规律 Rpb=R总' -R0- R弹簧 计算出变阻器接入的阻值，最后根据 △L=L - ×L 计算出弹簧被拉长的长度，并根据图像确定此时的最大拉力。②当电流表改变为电压表后，根据电压表的量程确定最大的电压值，然后根据 计算出总电流，再用①中相同的方法计算出此时的最大拉力，最后将两次计算出的最大拉力相减即可。（4）当滑片位于b端时，变阻器接入电路中的电阻为0，此时只有R0与弹簧串联，此时电路中的电流应不大于0.6A，根据计算出此时的总电阻的最小值，最后根据 R0''=R总'' – R弹簧 计算出R0的阻值即可。【解答】（1）当拉力增大时，弹簧长度增大，变阻器的滑片向下移动，此时滑片上方的电阻变大，而下方的电阻变小。根据电流表的示数增大可知，此时变阻器的电阻变小，因此应该将变阻器的下方接入，即虚线框里的接线柱“1”应该与接线柱“3”相连。6．（2022·婺城模拟）如图所示，一个柱形容器中盛有深度为60cm的水，水底有一块底面积为50cm2，高6cm的长方体铝块。现用一电动机以恒定不变的输出功率把铝块提出水面并继续提升一段距离。已知铝块浸没在水中时上升速度恒为0.27m/s。铝的密度为2.7×103kg/m3，铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。求：（1）铝块的重力。（2）浸没在水中铝块受到的浮力。（3）把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间。（4）电动机输出功率的大小。【答案】（1）铝块为长方体，所以铝块的体积：V=Sh=50×10-4m2×0.06m=3.0×10-4m3，铝块的质量：m=ρ铝V=2.7×103kg/m3×3.0×10-4m3=0.81kg，铝块的重力：G=mg=0.81kg×10N/kg=8.1N；（2）铝块浸没时受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.0×10-4m3=3N，（3）容器中水深60cm=0.6m，铝块高6cm=0.06m，则铝块提升到上表面与水面相平，铝块被提升的距离：s=h水-h铝=0.6m-0.06m=0.54m，把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间：；（4）铝块匀速上升时受到的浮力、电动机的拉力与铝块的重力平衡，所以电动机对铝块的拉力：F=G-F浮=8.1N-3N=5.1N，电动机输出功率：P=Fv=5.1N×0.27m/s=1.377W。【知识点】密度公式的应用；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）先根据V=Sh计算铝块的体积，再由m=ρV和G=mg计算铝块的重力；（2）当铝块完全浸没时，它排开水的体积等于自身体积，根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算它受到的浮力；（3）由题知水深，先计算铝块提升到上表面与水面相平被提升高度，由速度公式计算所需时间；（4）由平衡力知识计算电动机对铝块的拉力，再由P=Fv计算电动机输出的功率。7．（2022·婺城模拟）随着生活条件的改善，人们更加注意家居环境的美化，如图所示甲是带有水温调节功能的家庭水族箱。该水族箱的鱼缸水温调节器工作原理如图乙所示：其中R1为阻值可调的电热丝，R2为定值电热丝，R2＝400欧，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。试问：（1）如图乙所示可知：当开关S1闭合，S2接b时，电路处于　 　状态（填“保温”或“加热”）；（2）当开关S1闭合，S2接a时，若电路消耗功率P＝48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？（3）当开关S1闭合，S2接a时，调节滑片得到R1的功率随电路中电流变化的图象如图丙所示，求R1接入电阻最大时R1的功率为多少？【答案】（1）加热（2）开关S1断开、S2接a时，两电阻串联，电路处于保温状态时，电路的总电阻：；则R1连入电路的阻值：R1=R-R2=1000Ω-400Ω=600Ω；（3）当电路处于保温状态且R1接入电阻最大时，电路中的电流最小，由图丙可知，最小电流为：I最小=0.05A，则此时总功率为：P总=UI最小=220V×0.05A=11W，此时R2的功率：P2=I最小2R2=（0.05A）2×400Ω=1W，所以滑动变阻器消耗的电功率：P滑=P总-P2=11W-1W=10W。【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R2的简单电路；开关S1断开、S2接a时，两电阻串联。根据电阻的串联和并联规律，由，确定当开关S1闭合、S2接b时，电路所处的状态；（2）当开关S1断开、S2接a时，两电阻串联，根据可求出电路的总电阻，再根据电阻的串联求出电热丝R1连入电路的阻值；（3）当电路处于保温状态时，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，根据图乙读出此时电路中的电流，利用P=UI求出总功率，利用P=I2R求出R2的功率，则根据电路的功率特点求出滑动变阻器消耗的电功率。【解答】（1）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R2的简单电路；开关S1断开、S2接a时，两电阻串联；根据电阻的串联规律可知，串联电路的总电阻大于其中任一电阻，根据可知，当开关S1闭合、S2接b时，总电阻最小，电功率最大，为加热状态；8．（2022·温州模拟）我国有雨热同期的气候特点，在众多的河道口处建有水闸门，通过控制进水量或出水重，起到防旱排涝的作用。小明设计了图甲所示的水闸门自动控电路，钢绳一端连接压片， 并压在力敏电阻R上，钢绳另一端绕过滑轮，连在电动机转轴上，利用电动机实现水闸门以2厘米/秒的速度上升或下降，且电动机转动方向受电流方向控制。N' N是连接铁杆(没有连进电路)，使两个可转动的开关能一起运动，刚开始由于重力作用开关连在3和5两个接线柱上，此时电动机正转将水闸门升起，当水闸门在水中深度稳定不变时，滑动变阻器接入电路的阻值为30欧姆，此时通过电磁铁的电流为0.3安。已知水闸门重11吨，厚0.2米，宽5米，高11米。控制电路电压U2=12伏，力敏电阻R随压力变化关系如图乙所示。压片、钢绳、滑轮的重力忽略不计，电磁铁阻值及摩擦阻力不计。（1）若要使水闸门下降，则开关应连接的接线柱是　 　。（2）请计算水闸门深度稳定时，在水中的深度为多少 （3）小华从能量守恒的角度分析，认为若忽略电动机发热等所有的能量损耗，电动机匀速拉动水闸门过程中，电动机消耗的电能就等于水闸门增加的重力势能，你是否同意小华的观点，并解释理由。【答案】（1）“1”和“3”接线柱（2）当电流l=0.3A时，总电阻；此时力敏电阻的阻值：R=R总-R变=40Ω-30Ω=10Ω；由图乙可知，此时力敏电阻受到的压力4.5×104N；动滑轮上承担拉力的绳子段数n=2，则水闸门受到的拉力F=2F'=2×4.5×104N=9×104N；水闸门的G=mg=11×103Kg×10N/Kg=11×104N；根据F=G-F浮得到：11×104N-ρ水gV排=9×104N；ρ水gV排=2×104N；103kg/m3×10N/kg×（0.2m×5m×h）=2×104N；解得：h=2m。（3）解：不符合，因为还有浮力有做功，电能小于重力势能增加量。【知识点】阿基米德原理；欧姆定律及其应用；能量的相互转化和转移；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】（1）当水闸门下降时，根据图甲确定电动机的转动方向，弄清此时电流方向与原来电流方向的关系，进而确定需要连接的开关接线柱。（2）当电流为0.3A时，首先根据计算出总电阻，再根据R=R总-R变计算出此时力敏电阻的阻值，根据乙图确定此时受到的压力F’。由于使用了动滑轮，因此根据F=2F'计算出水闸门受到的拉力，根据G=mg计算出闸门的重力，再根据二力平衡的知识F浮=G-F计算出它受到的浮力，最后根据阿基米德原理F浮力=ρ液gV排计算出水的深度即可。（3）闸门在水中会受到浮力，因此在闸门上升的过程中，电动机的钢绳和浮力都对闸门做功，即电动机和闸门做的总功等于闸门重力势能的增加量，据此分析解答。【解答】（1）根据题目描述可知，当开关接3和5时，电动机正转，将水闸升起。如果要使水闸门下降，那么应该使电动机反转，即改变电流方向。根据图甲可知，开关接1和3时的电流方向与接3和5时的方向相反，那么开关应该接1和3。9．（2022·龙港模拟）用如图所示的装置提升深井底部的物体。电动机拉绳端做功的功率保持一定，绳子能承受的最大拉力是1600N，当提起重50kg的物品时，10s能上升到井口，当提起重90kg的物体时，15s能上升到井口。深井水平底面上剩余的物品共500kg，它们和地面接触面积为2m2。不计滑轮组的绳重和摩擦。求：（1）剩余的500kg物品对深井底面的压强。（2）动滑轮的重力大小。（3）使用此装置提升剩余的物品时，滑轮组的效率最高能达到多少 【答案】（1）剩余的 物品对深井底面的压强（2）电动机拉绳端功率p=F绳v绳=F绳×3v物= ×3v绳=(G物+G动)v绳由题意，P1=P2，所以(G物1+G动)v绳1=(G物2+G动)v绳2由 ，可得两次提升物体的重G物1=m物1g=50kg×10N/kg=500NG物2=m物2g=90kg×10N/kg=900N故(500N+G动)×3=(900N+G动) ×2解得：G动=300N（3）因不计绳重和摩擦当绳子拉力大小为 1600N时，能提起的物重G物max=nF-G动=3×1600N-300N=4500N＜G物余所以绳端拉力最大时，所挂物重最大，此时效率最高，因不计绳重和摩擦【知识点】压强的大小及其计算；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算【解析】【分析】（1）首先根据F=G=mg计算出剩余物品对井底的压力，再根据 计算出它们对井底的压强。（2）在不考虑摩擦和绳子重力等情况下，电动机拉力的功率等于物体和动滑轮总重力做功的功率。前后两次提起不同质量的物体时，电动机的功率相等，以此为等量条件列出方程。再根据计算出二者的速度之比，从而计算出动滑轮的重力即可。（3）绳子的最大拉力为1600N，根据 计算出能够提起的最大物重，最后根据公式 计算出此时最大的机械效率即可。10．（2022·萧山模拟）如图为一举重杠铃。（1）小明同学在一次体育课上举杠铃的过程中，他觉得自己右手力量要大于左手的力量，于是在举重过程中想让右手再多承担一些压力，则他的右手应该向　 　（右端/左端）移动。（2）在一次举重过程中，小明同学双手将杠铃举过头顶，在他举着杠铃站立时左右两手间距离为1m，左手距离左侧杠铃0.4m，右手距离右侧杠铃0.6m，若此时小明左手竖直向上举的力为350N，则小明同学所举杠铃总质量为多少千克？（3）若小明同学体重50kg，某次举起的杠铃总重只有30kg，在由蹲下到起立的举重过程中，杠铃高度升高了1.8米，而自身重心升高了1米，则在该次举重过程中的机械效率是多少？（g=10N/kg)【答案】（1）左端（2）如图，C为杠铃重心， ， ，则 ，则设杠铃的重力为G，根据杆杆平衡条件可得， ，即：，解得 ，杠铃的质量 ；（3）将杠铃举高做的功为有用功：小明同学克服自身重力所做的功：在该次举重过程中的总功：在该次举重过程中的机械效率：【知识点】杠杆的平衡条件；机械效率的计算【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答；（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出杠铃的重力，再根据公式计算出杠铃的质量；（3）首先根据 计算出对杠铃做的有用功，根据 计算出克服自身重力做的额外功，接下来将二者相加得到做的总功，最后根据 计算出机械效率。【解答】（1）小明用双手举起杠铃时，杠铃的重心在两手之间。可将左手看作杠杆的支点，将杠杆的重力看作阻力，将右手的支持力看作动力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F右×L1=G×L2，当G、L2不变时，只有减小动力臂L1才能增大F右，即它的右手应该向左端移动。11．（2022·萧山期中）用如图所示的滑轮组将重G＝12N的物体匀速提升20cm。所用的拉力F＝7N(忽略摩擦阻力和绳子的重)。（1）求动滑轮的自重。（2）当改为匀速提升18N的重物20cm时，求拉力F所做的功。（3）现有滑轮组承重绳的条数为n，提升物体的高度为h，若不计摩擦阻力和绳自重，请证明：滑轮组机械效率η与n和h都无关。【答案】（1）解：G动=nF-G=3×7N-12N=9N（2）解：F= =9N；S=3h=3×0.2m=0.6mW=Fs=9N×0.6m=5.4J（3）解：η=所以滑轮组机械效率η与n和h都无关【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算【解析】【分析】（1）首先根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据计算出动滑轮的重力；（2）首先根据计算出自由端绳子的拉力，再根据s=nh计算自由端移动的距离，最后根据W=Fs计算拉力做的功。（3）滑轮组克服物体重力做有用功，即W有=Gh；自由端的拉力做总功，即W总=Fs，根据公式计算机械效率即可。12．（2022九下·杭州月考）如图所示，一个质量为1kg的物体从斜面滑下，到达斜面底端A处时速度为v=4m/s，然后在水平面上运动一段距离后停在B点。已知物体具有的动能（Ek）的表达式是Ek= mv2，物体在水平面上滑动时所受摩擦力为其重力的0.2倍，物体在水平面上滑行时克服摩擦力所做的功（Wf=fs）等于其动能的减小值，请计算：（1）物体在A点时具有的动能；（2）物体在水平面上滑行的距离s1；（3）若物体从A运动到B的过程中减少的动能有50%用来使物体温度升高，物体从A运动到B的过程中升高的温度是多少℃？（物体的比热容为c=0.4×103J/（kg ℃））【答案】（1）物体在A点具有的动能： ；（2）水平面施加的阻力：f=0.2G=0.2×1kg×10N/kg=2N；则物体在水平面滑行的距离：。（3）物体从A运动到B升高的温度：。【知识点】功的计算公式的应用；热量的计算【解析】【分析】（1）根据公式 Ek= mv2 计算物体在A点时具有的动能；（2）首先根据f=0.2G计算出水平面的阻力，再根据计算出滑行的距离；（3）根据吸热公式Q=cm△t计算即可。13．（2022·滨江模拟）图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，如图甲所示。图乙是简化模型图。水平轻质杠杆MN的力臂L1=0.5m，距右端L2=0.2m。在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为10cm的正方体B完全浸没于水中，此时杠杆平衡。求：（1）B物体受到的浮力（2）B物体的密度（3）在杠杆M端施加拉力F使物体B恰好完全离开水面时，F=　 　N。【答案】（1）物体B的体积为V=a3=（0.1m）3=0.001m3；物体B浸没在水中受到的浮力：F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N；（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：2kg×10N/kg×0.5m=FN×0.2m；解得：FN=50N；则物体B的重力：GB=FN+F浮力=50N+10N=60N；则B的密度：。（3）4【知识点】密度公式的应用；二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算B受到的浮力；（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出N端绳子的拉力FN，再根据GB=FN+F浮力计算出B的重力，最后根据公式计算B的密度；（3）当物体B完全离开水面后，N端受到的拉力等于B的重力，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。【解答】（3）当物体B完全离开水面后，N端受到的拉力等于B的重力，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：（2kg×10N/kg+F）×0.5m=60N×0.2m；解得：F=4N。14．（2022·永康模拟）如图甲所示，小明家新装了一台智能电热马桶盖，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节，其额定电压为220V。低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两个定值电阻R1和R2表示两电热丝，开关S2可分别接a、b或c触点，电路接入家庭电路中时均能正常工作。（1）分析电路可知，要使加热电路处于高挡位，需将开关S1闭合，S2接　 　。选（“a”、 “b”、“c”）（2）计算R2的电阻；（3）计算高挡位工作10min消耗的电能【答案】（1）a（2）当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，则R1的阻值：；当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时为低温档，总电阻；则电阻R2=R总-R1=2200Ω-1100Ω=1100Ω。（3）当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，因为两个电阻的阻值相等，所以它们的电功率相等；则高温档功率：P总=P1+P2=44W+44W=88W；那么高温档工作10min消耗的电能：W总=P总t=88W×600s=52800J。【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据公式比较三种情况下电功率的大小，然后与各个状态对应起来。（2）当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，根据计算出它的阻值。当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时为低温档，根据公式计算出总电阻，再根据R2=R总-R1计算即可。（3）当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，为高温档。根据P=分别计算出两个电阻的功率，将它们相加得到总功率，最后根据W总=P总t计算消耗的电能。【解答】（1）根据图片可知，当当开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；当开关S1闭合，S2接c时，此时R2被短路，只有R1工作，此时总电阻为R1；当开关S1断开，S2接c时，两个电阻串联，此时总电阻为R串；则总电阻R并根据可知，总功率P并>P1>P串；则三种状态依次为高温、中温和低温档。15．（2022·玉环模拟）专家提示：室内最佳空气湿度值范围是45%至50%。如图所示是某家用空气加湿装置的自动控制电路，R是一个湿敏电阻，其阻值随湿度的变化关系见表，定值电阻R0为120欧，电磁铁线圈电阻不计，控制电路电源的电压U0为6伏且保持不变，加湿装置铭牌上有“220V 40 W”字样。空气湿度(%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90电阻R1阻值(欧) 300 220 160 110 80 60 45 30 20（1）加湿装置正常工作5分钟消耗的电能是多少？（2）当室内湿度超过50%，继电器衔铁将被电磁铁▲ (填“吸合”或“松开”)。此时控制电路消耗的电功率是多少？（3）若将图中电流表改装成湿度计，表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值。该湿度计的刻度值分布是否均匀？并说明理由。【答案】（1）解：由p= W/t可得，正常工作5 min消耗的电能：W= Pt=40 W×5×60g=1.2×104J。（2）吸合；当湿度为50%时，R1为80Ω．P=U2/R=U02/(R1+R0)=(6V)2/(80Ω+120Ω)=0.18W（3）解：湿度计的刻度值分布是不均匀的。由欧姆定律可知：电路中的电流I=U0/(R1+R0)，电流表示数与R1不成正比。【知识点】欧姆定律及其应用；功的计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据W=Pt计算出加湿装置5分钟消耗的电能；（2）根据表格分析湿度增大时湿敏电阻的阻值变化，进而判断通过电磁铁磁场的强弱变化，最后确定衔铁所在的位置即可。根据公式计算出此时控制电路的总功率。（3）根据欧姆定律推导得出电流表的示数的表达式，然后分析电流表的示数与湿敏电阻的阻值是否成正比即可。【解答】（2）根据表格可知，当空气湿度增大时，湿敏电阻的阻值减小，那么串联电路的总电阻减小，通过电磁铁的电流增大，即电磁铁的磁场变强，因此将衔铁吸合，断开加湿装置的工作电路。当湿度为50%时，R1为80Ω．此时控制电路的总功率为：。16．（2022·椒江模拟）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医也发挥了积极作用。如图甲所示为小金同学家的电中药壶，有“猛火”和“文火”两个挡位，简化的工作电路如图乙所示，其中S′为挡位开关，R1、R2为定值电阻（阻值不随温度改变），A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火挡时，红灯亮；处于文火挡时，绿灯亮。已知电中药壶的额定电压为220伏，R2为180欧，猛火挡的额定功率为2420瓦。（1）请判断 A 灯是　 　（选填“红灯”或“绿灯”）。（2）求电中药壶文火挡的额定功率是多少？（3）暑假的一天晚上，小金用电中药壶帮奶奶熬药，先用猛火挡加热6分钟至沸腾后，再用文火挡慢熬30分钟，共消耗电能0.3千瓦时，由此可计算电中药壶的实际电压是多少？【答案】（1）红灯（2）解： 根据 可得：则 瓦答：电中药显文火档的额定功率为242瓦。（3）解：设实际电压为U实，W实＝0.3千瓦时＝1.08×106焦根据 可得：W实即 秒 秒解得：U实=200伏【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据公式比较两种状态下电功率的大小，进而确定A灯的种类；（2）当猛火档时，只有R1工作，根据 计算出R1的电阻。当文火档时，两个电阻串联，根据 计算出文火档的额定功率。（3）首先根据公式分别表示出两种状态下消耗的电能，再根据W实=W猛+W文列式计算实际电压即可。【解答】（1）当开关S闭合，S'接右时，只有R1工作，此时总电阻为R1；当开关S闭合，S'接左时，R1和R2串联，此时总电阻为R串；那么R1根据公式可知，功率P1>P串；则前者为猛火档，后者为文火档；因为猛火档时红灯亮，所以A灯是红灯。17．（2022·丽水模拟）如图所示的电路中，电源电压保持不变。R1为阻值不变的定值电阻，a、b、c为电路中的三个接线柱，将一只电压表接在三个接点中的某两点之间后，仅移动滑动变阻器R2滑片，分别记录滑片处于三个位置处两电表的示数如下表所示。实验序号 1 2 3电压U/V 4.8 4.5 4.2电流I/A 0.4 0.5 0.6（1）实验序号1中，电压表两接线柱之间用电器的电阻是　 　。（2）分析电压表接在哪两接线柱之间，并写出分析过程。（3）当滑动变阻器阻值多少时，其功率与电阻R1功率相等，并求出此功率。【答案】（1）12Ω（2）bc接线柱之间 若电压表接在ac两接线柱之间时，电压表测得是电源电压，而电源电压是不变的。根据表中各序号数据求得电阻值是不相同的，所以电压表是接在滑动变阻器两端，即bc接线柱之间。 (或因 R1、R2串联，通过电流相等，从表可知当移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流在变大，而电压表的示数在变小。若电压表接在ab两接线柱之间，因为R1是定值电阻，电流变大时，两端电压也随之变大不可能变小；若电压表接在ac两接线柱之间时，电压表测得是电源电压，而电源电压是不变的，所以，电压表应该接在bc接线柱之间。或因R1、R2串联，通过电流相等，从表可知当移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流在变大，而电压表的示数在小。当电流变大时，根据欧姆定律U=IR，定值电阻R1两端分到电压将变大，再根据串联电路特点：U总=U1+U2， U保持不变，U1变大，所以U2变小符合表格中电压表和电流表的变化规律。（3）解：根据表中数据、欧姆定律、串联电路特点，利用电源电压不变列出等式。U总= 0.4A×R1+4.8V=0.5A×R1+4.5V解得 R1=3Ω U总=6V因为R1、 R2 串联，通过电流相等，根据P=I2R可知，要使R1、R2 的功率相等，则R1=R2=3Ω所以， U2=U1=3V P2=U22/R2=3W【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据欧姆定律计算；（2）①根据分别计算出每次实验中的阻值，如果都相等，那么电压表并联在定值电阻两端；如果是变化的，那么电压表并联在变阻器两端；②根据U=IR可知，当电阻为定值电阻时，电流越大，电压表的示数越大，再结合串联电路的电压特点U总=U1+U2分析即可。（3）从表格中取两组数据，然后根据串联电路的电压特点U总=U1+U2，结合U=IR列出方程组，从而计算出定值电阻R1的阻值和电源电压。二者串联，则通过它们的电流相等，根据P=I2R可知，二者功率相等时电阻肯定相等。接下来根据分压规律计算出R2两端的电压，最后根据计算出它的电功率即可。【解答】（1）在实验序号1中，电压为4.8V，电流为0.4A，则电压表两个接线柱之间的电阻为：。18．（2022·金东模拟）空气炸锅是一种利用热空气对流给食材加热变熟，并使食物达到近似“油炸"效果的机器。如图甲是某种空气炸锅加热管的简化电路，控制电路电压为6V，R0为热敏电阻，其阻值随温度变化如图乙所示，R为可调电阻器，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，当继电器线圈电流达到50mA时，衔铁被吸下。工作电路电压为220V，R1、R2为电加热丝，加热时功率为1100W，保温时功率为220W。求：（1）保温时工作电路中的电流；（2）R1的阻值；（3）使用爆米花功能时，需要温度达到200℃时停止加热进行保温，可调电阻器R按入电路的阻值大小。【答案】（1）保温时的电流；（2）根据甲图可知，当衔铁与A接触时，电路里只有电阻R1，此时电阻最小功率最大，因此为加热档，则R1的阻值为：；（3）当线圈电流为50mA时，总电阻为：；200℃时，热敏电阻R0=20Ω；则此时变阻器接入的阻值为：R变=R总-R0=120Ω-20Ω=100Ω。【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据公式计算出保温时的电流；（2）根据甲图可知，当衔铁与A接触时，电路里只有电阻R1，此时电阻最小功率最大，因此为加热档，根据公式计算出R1的阻值；（3）首先根据计算出总电阻，再根据图乙确定200℃时热敏电阻R0的阻值，接下来根据R变=R总-R0计算出变阻器接入的阻值。19．（2022·台州模拟）如图甲为汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光。电路中电源电压恒为6伏，指示灯的规格为“6V 3W”( 电阻不变)，定值电阻R0需要接在A处或B处，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。（1）当电流通过电磁铁时，电磁铁上端为　 　极；定值电阻R0应接在图甲电路中　 　位置(选填“A"或“B")；（2）若让左转、右转指示灯同时工作(即双跳灯开启)，转向开关应与触点　 　接通(选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5")；（3）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化如图乙所示，当指示灯微弱发光时，其两端实际电压为U，消耗的实际功率为额定功率的1/9。求：①Ux的值；②右转指示灯闪烁交替工作45秒消耗的电能；③R0的阻值。【答案】（1）N；A（2）3和4（3）①R灯= =12ΩP实= P额= ×3W= WUx2=P实R灯= W×12Ω=4V2Ux=2V②W=P1t1+P2t2=3W×15S+1/3W×30S=55J③U0=U-Ux=6V-2V=4VI0=I灯= = =1/6AR0= =24Ω【知识点】欧姆定律及其应用；电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的磁极。根据图甲分析灯泡交替闪烁发光的原因即可。（2）根据图甲确定两个灯泡都工作时的触点接触状态；（3）①首先根据 计算出灯泡的电阻，在根据 计算出灯泡的实际功率，最后根据计算出灯泡的实际电压。②根据图乙可知，在1.5s内，指示灯额定工作0.5s，低压工作1s，据此推算出45s内指示灯在两种状态下的工作时间，最后根据公式W=Pt分别计算出消耗的电能，并且相加即可。③首先根据 U0=U-Ux 计算出R0两端的电压，再根据 计算通过电路的电流，最后根据 计算出R0的阻值。【解答】（1）根据图甲可知，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指之间向右，此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端为N极。当电磁铁将衔铁吸下来时，此时A和电磁铁被短路，此时电路中只有指示灯，由于电压较大，因此亮度较大。由于此时电磁铁的磁性消失，因此衔铁又弹回上面，此时A与指示灯串联，电阻较大而电流较小，此时指示灯发光较暗。如此循环往复，因此A起着改变电阻的作用，即A为R0。（2）根据图片可知，左转指示灯与触点4相连，右转指示灯与触点3相连，要使它们同时工作，就必须让转向开关与触点3和4接通。20．（2022·舟山模拟）某品牌智能滚简洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全等优点（图甲）。其简化等效电路如图乙所示，此时处于空挡位置。闭合开关S，旋钮绕P转动，实现挡位转换，旋至1挡位置时，R1、R2同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至2挡位置时，R2和电动机同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝，其阻值不受温度影响，R1＝22Ω，洗衣机主要参数如下表（图丙）。［c水＝4.2x103J／（kg·℃）］（1）洗衣机处于加热状态时，干路中电流为多少？（结果保留一位小数）（2）电热丝R2的阻值是多少？（3）某次洗衣时，洗衣机内注入8kg水，在额定电压下对水加热，水温由20℃上升到50℃，若不考虑热损失，则加热时间为多少？（4）若关闭家庭电路中的其他用电器，洗衣机处于保温洗涤状态时，电能表（图丁）在10min内指示灯闪烁了150次，则洗衣机保温洗涤时的功率为多少？【答案】（1）洗衣机处于加热状态时，电路中电压为220V，功率为2400W。根据P=UI可得：（2）由电路图可知，当旋钮旋至1档时，电热丝R1与R2并联，洗衣机处于加热状态，由得，电热丝R1的加热功率：电热丝R2 的加热功率：P2=P-P1=2400W-2200W=200W，则电热丝R2的阻值：（3） Q吸=c水m水（t-t0）4.2×103J／（kg·℃） × 8kg ×（ 50℃ - 20℃ ） =1.008×106J根据W=Pt可得：（4）消耗的电能功率 【知识点】热量的计算；电功与热量的综合计算【解析】【分析】(1)根据P=UI计算。(2)根据欧姆定律计算。(3)根据 Q吸=c水m水（t-t0） 计算。(4) 先求出消耗的电能，再根据功率公式计算。21．（2022九下·萧山月考）如图甲所示，为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻，R1=44Ω，R2=121Ω，额定电压为220V。内部电热部分电路可简化为如图乙所示。（1）“智能炒菜机”在烹制食物时，主要利用了电流的　 　；（2）要使“智能炒菜机”处于中温档，开关S1　 　 (填 “断开”或“闭合”)，开关S接 　 　(填“a”或“b”)，此时消耗的电功率是多少？（3）用高温档烧熟一锅菜需要10分钟，此时消耗的电能是多少？【答案】（1）热效应（2）闭合；a；中温档时R2工作P中温= = =400w（3）解：高温档时R1、R2并联P高温=P1+P2= + = + =1500 wW=Pt=1500w×600s=9x105J【知识点】电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）电流经过导体时都会发热，这就是电流的热效应。（2）根据公式比较三种状态下总功率的大小，从而确定对应的三种状态，然后利用公式计算出中温档时的电功率即可。（3）高温档时R1、R2并联，根据公式分别计算出两个电阻的功率，然后相加得到此时的总功率，最后根据W=P总t计算消耗的电能即可。【解答】（2）根据图乙可知，当开关S1断开，S接a时，两个电阻并联，总电阻为R串；当开关S1闭合，S接a时，只有R2自己工作，此时总电阻为R2；当开关S1闭合，S接b时，两个电阻并联，总电阻为R并；则R串>R2>R并；根据公式可知，总功率P串则三者对应的状态分别为低温档、中温档和高温档。22．（2022九下·萧山月考）如图是某空调外机的安装剖面图，金属直角三角形支架ABC重力忽略不计，BC长55cm，AC长为35cm，A、C点分别被膨胀螺丝固定在墙上，∠ACB=90°。安装时，外机DE为50cm，DK为20cm，DE面距离墙壁为15cm，外机质量分布均匀，大小为50千克(g取10N/Kg)（1）为了安全，从力学角度分析，室外机的位置应尽量　 　 (选填“靠近”或“远离”)墙壁；（2）画出两个力的受力示意图：①空调外机受到支架的支持力；②支架C处受到膨胀螺丝的水平拉力。（3）三角形支架ABC可以看成一支杠杆，以A点为支点，计算墙面C的膨胀螺丝至少安能经受多大的水平拉力。(结果保留一位小数)【答案】（1）靠近（2）解：（3）解：F2=G=mg=50kgx10N/Kg=500N动力臂L1=AC=35cm阻力臂L2=CE+ =15cm+ =25 cmF1L1=F2L2F1= = =357.1N【知识点】力的三要素及力的示意图；杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答；（2）弄清力的三要素，再沿力的方向画一条带箭头的线段即可；（3）室外机的重力相当于阻力，即F2=G=mg，此时的阻力臂等于CE与EQ一半的和；膨胀螺栓提供动力，动力臂为AC，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。【解答】（1）根据图片可知，室外机的重力相当于阻力，而室外机的重心到墙壁的距离就是阻力臂。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当阻力不变时，阻力臂越短，二者的乘积越小，则对膨胀螺钉的拉力越小，此时越安全，因此室外机的位置性格尽量靠近墙壁。（2）①支架对空调外机的支持力作用在它的重心上，方向竖直向上；②支架受到膨胀螺栓的拉力作用在墙壁上，方向与墙壁垂直向内，如下图所示：23．（2022九下·萧山月考）在2020东京奥运会上，全红婵获得女子10米跳台金牌，已知她的体重为35kg，体积为0.035m3(不考虑空气阻力)（1）全红娜入水后受到的最大浮力是多少？（2）入水后受到的平均阻力(含浮力)为其体重的3倍，她在跳台上起跳至最高处距离水面11米，从最高处下落的整个过程中，假如重力所做的功全部用来克服入水后水的阻力所做的功，则池水至少要多深才能保证人体不触池底？ (结果保留一位小数)【答案】（1）解：F浮=ρ液gV排=1000kg/m3x10N/kgx0.035m3=350N（2）解：G人=m人g=35kg×10N/kg=350N人在水中受到的阻力f=3G=3×350N=1050N人体最高高度h1=11m，设池水的最小深度为h2人体重力做功：W1=G（h1+h2）人在水中克服阻力做的功W2=fh2所以，G（h1+h2）=fh2350N×（11m+h2）=1200N×h2h2=4.5m【知识点】阿基米德原理；功的计算公式的应用【解析】【分析】（1）当物体浸没时，它排开水体积等于自身体积，此时排开水的体积最大，则受到的浮力最大，根据公式 F浮=ρ液gV排 计算即可；（2）当人体在水中停止下沉时，人体的重力做的功等于克服阻力做的功，即W1=W2，根据公式W=Gh和W=fs列出方程计算即可。24．（2022·定海模拟） 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船发射，3名航天员进入中国空间站天和核心舱，开启了长达六个月的太空之旅，2022年4月16日，航天员顺利返回地面。（1）2021年11月7日晚，翟志刚和王亚平身着我国新一代“飞天”舱外航天服先后从天和核心舱节点舱成功出舱，执行任务。关于舱外航天服的性能设计，下列需要科学家解决的问题是 。A．如何保障航天员的生命安全B．如何隔热和防止太空强辐射、紫外线C．如何抵抗微陨石、太空碎片冲击D．如何保证舱外航天服良好的透气性（2）航天员出舱活动必须通过气闸舱，气闸舱有两个舱门。航天员进入气闸舱后先穿好舱外航天服，关闭内舱门，然后把气闸舱内空气抽到座舱，当气闸舱的气压接近外太空气压时，航天员才能打开外舱门进入太空。假设外舱门的有效面积为0.5㎡，外太空稀薄气体压强为600Pa，当气闸舱内空气从标准大气压降到1600 Pa时，舱门内外气体的压力差为多少？圆形舱门可以看成杠杆模型，能绕圆弧一端转动，开门把手安装在圆弧另一端，它们连线过圆心，此时要打开舱门，作用在把手上的拉力至少要多大？（3）飞船返回舱返回地面时要进行减速，神舟飞船的主降落伞有效迎风面积是1200㎡，为目前世界上最大的降落伞，你认为这样设计的理由是　 　。【答案】（1）A；B；C（2）舱门内外气体的压力差为：△F=△pS=（1600Pa-600Pa）×0.5m2=500N；当打开舱门时，可将一侧的连接处看做支点，阻力作用在舱门的中心处，阻力臂为半径；动力作用在舱门另一侧的边缘处，动力臂为直径。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：500N×L=F×2L；解得：L=250N。（3）增大阻力，更好实现减速下降【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）根据自己对太空环境的了解，从而确定航天员遇到的问题；（2）根据△F=△pS计算出舱门内外的气体压力差。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算把手上的拉力。（3）物体受到阻力的大小与迎风面积成正比，即迎风面积越大，则受到的阻力越大。力是改变物体运动状态的原因，即阻力越大，物体的速度减小的越快，据此分析解答。【解答】（1）在太空里，气压几乎为零，人体一旦直接暴露就会有爆炸的危险。太空里的温度很低或很高，已经大大超过人体的承受范围。由于没有大气层的保护，太空里有很强的辐射和紫外线存在，很容易受到太空碎片的冲击，这些都是需要解决的问题。故选ABC。（2）舱门内外气体的压力差为：△F=△pS=（1600Pa-600Pa）×0.5m2=500N；当打开舱门时，可将一侧的连接处看做支点，阻力作用在舱门的中心处，阻力臂为半径；动力作用在舱门另一侧的边缘处，动力臂为直径。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：500N×L=F×2L；解得：L=250N。（3）飞船返回舱返回地面时要进行减速，神舟飞船的主降落伞有效迎风面积是1200㎡，为目前世界上最大的降落伞，认为这样设计的理由是：增大阻力，更好实现减速下降。25．（2022·定海模拟）小明利用热敏电阻设计了一个温度可控的保温箱，如图甲。“控制电路”中电源电压U，不变，热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙。控制电路能实现保温箱内加热电路周期性通断，从而控制保温箱内的温度稳定在一定的范围内，其中U2＝6V，加热电阻 的阻值为6Ω。（1）若R2保持一定，保温箱内温度升高时，热敏电阻R1的电压会　 　。（2）加热电路闭合时， 的功率为多少？（3）丙图表示保温箱内温度达到预设值后，加热电路断开，30秒后温度降低到一定值时，加热电路重新闭合，加热电阻 产热，t时间后箱内温度重新升高到预设值，如此周期性重复。已知保温箱以每秒2焦的速度向外散热，散热速度受温度影响忽略不计，求时间t为多少？0-180秒内加热电阻R1消耗的电能为多少？【答案】（1）减小（2）当加热电路闭合时，只有R0工作，则R0的功率：；（3）根据题意可知，当进行第一个时间t的加热后，又恢复到原来的温度，即加热电阻在时间t内产生的热量等于在（30s+t）时间内散失的热量，因此Q放=Q；2J/s×（30s+t）=6W×t；解得：t=15s；根据图丙可知，在45s内，电阻停止工作30s，工作15s；那么180s内电阻工作的时间：；因此消耗的电能为：W=Pt'=6W×60s=360J。【知识点】电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）首先根据图丙确定热敏电阻R1的阻值变化，再根据串联电路的分压规律确定它两端的电压变化；（2）当加热电路闭合时，只有R0工作，根据公式计算它的电功率；（3）根据题意可知，当进行第一个时间t的加热后，又恢复到原来的温度，即加热电阻在时间t内产生的热量等于在（30s+t）时间内散失的热量，据此列出方程计算时间t。根据图丙找到180s内电阻加热的时间，然后根据Q=W=Pt'计算出消耗的电能即可。【解答】（1）根据乙图可知，当温度升高时，热敏电阻R1的阻值会减小，而R2的阻值保持不变，根据“串联电路中电压与电阻成正比”的规律可知，此时热敏电阻R1的电压减小。26．（2022·温州模拟）北京冬奥会开幕式的最大亮点无疑是那个破冰而出的“冰立方”。如图甲，冰立方质量达400.4吨，高14.25 米，它底部是由链条、钢丝绳，导轨组成的多级升降结构，能把“冰立方”从深度10米的地仓里快速托到地面，之后升降结构会迅速回落到地仓。冰立方对地的压强为2.6×104帕。冰立方上升时的s一t图像如图乙所示，其上升的最大速度为0.28米秒。（1）图乙的OA过程中，升降结构对冰立方的支持力F　 　冰立方的重力G(填“大于、小于或等于”)（2）冰立方的底面积为　 　m2。（3）在图乙的AB过程中，底下的升降结构对冰立方做功的功率是多少 【答案】（1）大于（2）154（3）对冰立方做的功W=Gh=4.004×106N×（10m-1m）=3.6036×107J；对冰立方做功的功率：。【知识点】力与运动的关系；压强的大小及其计算；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）当物体受到合力与运动方向相同时，物体做加速运动；受到的合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动。（2）首先根据F=G=mg计算出冰立方对地面的压力，再根据计算出冰立方的底面积。（3）首先根据W=Gh计算出对冰立方做的功，再根据计算出做功的功率。【解答】（1）根据图乙可知，OA过程中冰立方做加速运动，即它受到的合力与运动方向相同，也就是F-G>0，那么升降机构对冰立方的支持力F大于重力G。（2）冰立方对地面的压力F=G=mg=400.4×103kg×10N/kg=4.004×106N；冰立方的底面积：；（3）对冰立方做的功W=Gh=4.004×106N×（10m-1m）=3.6036×107J；对冰立方做功的功率：。27．（2022·慈溪模拟）在一底面积为4m2的四柱形深井底部，有一体积为2m3、密度为1×103kg/m3的贵重物体，现用如图所示的装置将其打捞上来。若牵引车以0.6m/s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，30s 后井底受到水的压强恰好变化了2.5×103Pa (假定井水总量不变，水的阻力、动滑轮和绳子的亚力及滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计)。求：

（1）物体浸没在水中时受到的浮力。（2）牵引车行驶了30s后，物体被提升的高度。（3）物体未露出水面前，物体受到绳子拉力的功率。（4）牵引车行驶了30s时，牵引车对绳子的拉力。【答案】（1）解：物体浸没在水中时，V排=V物=2m3，受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×2m3×10N/kg=2×104N。（2）解：由图知，n=2，物体上升速度v物= v车= ×0.6m/s=0.3m/s，物体被提升的高度：h=v物×t=0.3m/s×30s=9m（3）解：物体露出水面前，物体受到绳子拉力：F拉=G物-F浮=2×105N-2×104N=1.8×105N，P=F拉v物=1.8×105N×0.3m/s=5.4×104 W（4）解：30s后井底受到水的压强恰好变化了2.5×103Pa即△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×△h=2.5×103Pa，水面下降了△h=0.25m，排开水的体积减小值：△V排=S△h=4m2×0.25m=1m3，V排’= V排，此时物体受到的浮力：F浮’= F浮= ×2×104N=1×104N，忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，牵引车对绳子的拉力：F= （G物-F浮’）= ×（2×105N-1×104N）=9.5×104N【知识点】二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算；浮力大小的计算；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】（1）物体浸没在水中时，它排开水的体积等于自身体积，根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV排 计算它受到的浮力。（2）根据图片确定滑轮组上承担拉力的绳子段数n，然后根据 计算出物体上升的速度，再根据 h=v物t 计算出物体被提升的高度。（3）物体露出水面前，根据 F拉=G物-F浮 计算出物体受到绳子的拉力，再根据 P=F拉v物 计算拉力的功率。（4）首先根据 △p=ρ水g△h 计算出水面下降的高度，再根据 △V排=S△h 计算出排开水的体积的减小值，然后与物体的体积比较，根据“物体受到的浮力与排开水的体积成正比”计算出此时物体受到的浮力，最后根据滑轮组的特点 计算出此时牵引车对绳子的拉力。28．（2022·慈溪模拟）冬天气温较低，汽车后挡风玻璃上常常会形成一层薄霜或者雾气，导致驾驶员无法观察后方情况。为保障安全出行，后挡风玻璃上有加热除霜(雾)装置。小科同学通过询问专业人员，结合所学知识，在老师的帮助下设计了汽车后挡风玻璃加热电路，如图所示。它由控制电路和工作电路组成，R0为定值电阻，R1、R2设置在后挡风玻璃内，其中R1为热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，R2为加热电阻，阻值为0.8Ω，电源电压U1=12V，U2=16V．开关S闭合时，当后挡风玻璃的温度达到40℃，工作电路会自动断开。（1）根据电路判断，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而　 　 。用久后，电源电压减小，当工作电路自动断开时玻璃温度比设定控制电路值　 　 (选填“高"或“低”)。（2）将玻璃从0℃加热至40℃，所需的时间是多少？(玻璃质量10kg，玻璃比热容为0.8×103J/ (kg·℃)，不计热量损耗)（3）不计电磁铁线圈电阻，当线圈中的电流减小到25mA时，电磁继电器的衔铁会断开。若定值电阻R0=250Ω，闭合开关，玻璃的温度为10℃和40℃时，控制电路的电功串相差0.02W，则10℃时热敏电阻R1的阻值为多少？【答案】（1）增大；低（2）解：Q吸=cm△t=0.8×103J/(kg·℃)×10kg×40℃=3.2×105J，W=Q吸=3.2×105J，P= = =320W，t= =1000s答：将玻璃从0℃加热至40℃，所需的时间是1000s（3）解：当玻璃温度为40℃时，P1=U1×I=12V×0.025A=0.3W，当玻璃温度为10℃时，P2=P1+0.02W=0.32W，R总= = =450Ω，R1=450Ω-250Ω=200Ω答：10℃时热敏电阻R1的阻值为200Ω。【知识点】欧姆定律及其应用；电功与热量的综合计算【解析】【分析】（1）根据图片可知，当温度升高时，工作电路自动断开，即电磁铁的磁场变弱，据此分析通过电磁铁的电流变化，确定总电阻的变化，进而确定热敏电阻R1的阻值变化。如果电源电压减小，那么通过变阻器的电流减小，电磁铁的磁场减弱，工作电路会比原来提前断开，据此确定断开时的温度高低变化。（2）首先根据Q吸=cm△t计算出玻璃吸收的热量，再根据W=Q吸计算消耗的电能。接下来根据 计算出发热功率，最后根据 计算出所需的时间。（3）当温度升高时，热敏电阻的阻值增大，总电阻增大，而总功率减小。首先根据P1=U1I1计算出40℃时的总功率，再加上0.02W计算出10℃时的总功率，接下来根据 计算出10℃时的总电阻，最后根据R1=R总-R0计算出即可。【解答】（1）根据图片可知，当温度升高时，工作电路自动断开，即电磁铁的磁场变弱，据此可知通过电磁铁的电流变小，而总电阻变大，也就是R1的阻值变大。电源电压减小，电磁铁磁性减小，工作电路会提起断开，即当工作电路自动断开时玻璃温度比设定控制电路值低。29．（2022·宁波模拟）某同学设计的电饭锅具有煮饭和保温两种功能，电路如图甲所示，热敏电阻R-t如图乙所示。闭合开关S1、S2，触点D与E接触，电饭锅煮饭加热。随着锅内温度升高，热敏电阻R阻值减小，继电器内电流增大。当锅内温度达到103℃时电磁铁吸合衔铁，使触点D脱开E改与F接触；当锅内温度为50℃时电磁铁松开衔铁，触点D再次与E接触。已知电饭锅工作电压为U1=220V，R1和R2是加热电阻，电源U2=3V，R0=300Ω，线圈电阻不计，乙图中虚线对应的温度为103℃。（1）从安全用电的角度分析，a 端应该接　 　（填“零线”或“火线”）。（2）要给电路加个保温指示灯（电阻非常大），则指示灯应放在图中　 　（填“A”或“B”）位置。（3）某次利用煮饭功能将3kg的水从50℃加热至100℃，用了10.5min（假设加热电阻产生的热量全部被水吸收）。若电饭锅煮饭时的电功率和保温电功率相差800W，R2阻值为多大？（4）求在103℃触点D与E接触和在50℃触点D与F接触两种情况下，通过线圈电流大小的差值。（5）若将电饭煲保温时的温度提高到 60℃，下列可行的方法有 .A．升高U2的电压 B．降低U2的电压C．增加线圈匝数 D．减少线圈匝数【答案】（1）火线（2）B（3）煮饭时消耗的电能：W=Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×（100℃-50℃）=6.3×105J；煮饭功率为：；则电阻R1的阻值：；则保温功率：P保=P煮-△P=1000W-800W=200W；此时总电阻为：；则电阻R2的阻值：R2=R总-R1=242Ω-48.4Ω=193.6Ω。（4）103℃触点D与E接触时，此时只有R自己工作，根据图乙可知，此时热敏电阻R=125Ω，此时通过线圈的电流：；50℃时，D与F接触，此时R与R0并联，此时R=250Ω；此时通过线圈的电流：；则通过线圈电流大小的差值：△I=I总-I=0.027A-0.024A=0.003A=3mA。（5）B；D【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素；家庭电路的组成与连接；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据家庭电路安全用电的常识解答；（2）根据保温状态和加热状态时两个电阻的工作情况判断；（3）首先根据W=Q=cm△t计算出煮饭状态消耗的电能，再根据计算出煮饭功率，根据计算出R1的阻值。接下来根据P保=P煮-△P计算出保温功率，再根据计算出串联时的总电阻，最后根据R2=R总-R1计算即可。（4）根据欧姆定律计算出两个电流，然后相减即可；（5）电磁铁吸合时的电磁铁的磁场强度不变，根据影响电磁铁磁场强弱因素分析解答。【解答】（1）在家庭电路中，为了用电安全，开关必须接在火线和用电器之间。根据图甲可知，开关与a直接相连，那么a应该为火线。（2）根据图甲可知，当D与E接触时，电阻R2被短路，此时电阻小，而功率大，为煮饭状态，此时指示灯不能发光。当D与F接触时，此时R1与R2串联，电阻变大而功率变小，为保温状态，此时指示灯应该发光。综上所述，指示灯应该与R2并联，即接在B处。（3）煮饭时消耗的电能：W=Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×（100℃-50℃）=6.3×105J；煮饭功率为：；则电阻R1的阻值：；则保温功率：P保=P煮-△P=1000W-800W=200W；此时总电阻为：；则电阻R2的阻值：R2=R总-R1=242Ω-48.4Ω=193.6Ω。（4）103℃触点D与E接触时，此时只有R自己工作，根据图乙可知，此时热敏电阻R=125Ω，此时通过线圈的电流：；50℃时，D与F接触，此时R与R0并联，此时R=250Ω；此时通过线圈的电流：；则通过线圈电流大小的差值：△I=I总-I=0.027A-0.024A=0.003A=3mA。（5）电磁铁的衔铁分开时磁场强度不变。当电饭煲保温温度提高到60℃时，热敏电阻的阻值会减小，而通过线圈的电流会增大，为了减小电流，根据U=IR可知，可以减小控制电压，故A错误，B正确；当温度升高时，通过电磁铁的电流增大，则磁场增强，为了使磁场减弱，可以减小线圈匝数，故C错误，D正确。故选BD。30．（2022·拱墅模拟）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端滑至最左端的过程中，小灯泡的I-U关系图像如图乙所示，且滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光。求：（1）小灯泡的额定功率：（2）滑片P在最左端时，5分钟内电路消耗的电能：（3）滑动变阻器的最大阻值。【答案】（1）解：小灯泡的额定功率为： P额=U额I额=6V×0.4A=2.4W（2）解：滑片P在最左端时，据题可知，电源电压U=U额=6V， I=0.4A；W=UIt=6V×0.4A×5×60s=720J(或：此时电路只有小灯泡工作，W=P 额t=2.4W×5×60s=720J)（3）解：当电路中电流最小时，滑动变阻器的阻值最大，此时U变=U-U=6V-2V=4V， I=0.2A；R变= =20Ω【知识点】欧姆定律及其应用；电功计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）当滑片在最左端时，变阻器接入的阻值为零，此时只有灯泡，且它正常发光，电阻最小而电流最大。根据图乙确定此时的电压和电流，然后根据 P额=U额I额 计算灯泡的额定功率；（2）滑片P在最左端时，只有灯泡，此时灯泡的电压就等于电源电压，根据W=UIt算消耗的电能即可；（3）当滑片在最右端时，变阻器全部接入电路，此时它的阻值最大，而通过电路的电流最小。根据图像确定此时的电压和电流，然后根据U变=U总-U计算出变阻器的电压，最后根据 计算出它的最大阻值。31．（2022·拱墅模拟）某车库出口处的“两段式道闸”开启过程如图甲所示：AO和OB是两段栏杆，长均为2m、质量均为5kg (质量分布均匀) ；两段栏杆之间以轻质铰链连接，使AO能绕O转动；CD为轻质链杆，B是电机带动栏杆转动的中心点，如图乙所示：当道闸开启时，电机带动水平的AOB和CD转动，道闸完全开启后，AO水平、OB竖直，CD竖直，如图丙所示。此时CD与OB之间距离为5cm。(不计一切摩擦，g=10Nkg)（1）如图丙所示，AO重力的力臂是 　 　m．（2）如图丙所示，CD对铰链的拉力是多少？（3）AOB由图乙位置到图丙位置，电机至少要对AOB做多少功？【答案】（1）1（2）解：如图所示，根据杠杆平衡条件可得：F1l1=F2l2F2= = 1000N（3）解：电机至少要做的功就是克服AOB重力要做的功；对AO段做功： W1=GAOh1=mAOg×LOB=5kg×10Nkg×2m=100J对OB段做功： W2=GOBh2= mOB g×1/2LOB=5kg×10N/kg×1m=50J电机至少要做的功为：W总=W1+ W2=100J+50J=150J【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；力臂的画法【解析】【分析】（1）力臂是从支点到力的作用线的垂直距离；（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；（3）将AOB分成两端进行计算，AO段上升的高度就是OB的长度，而OB段重心上升的高度就是OB长度的一半，根据W=Gh分别计算出重力做的功，然后相加即可。【解答】（1）根据图丙可知，OA段的重力作用在中心处，即O到重心的距离为OA的一半，也就是1m，如下图所示：则AO重力的力臂为1m。32．（2022·婺城模拟）随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的定值电热丝，开关S2 为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。请分析回答：（1）当开关S1闭合，S2接　 　(填“a”或“b")时，电路处于保温状态。（2）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦？（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？【答案】（1）a（2）解：当开关S1闭合，S2接b时，电路处于加热状态，为电阻R2的简单电路W=( )t= ×600s=7.26×106J（3）解：当开关S1闭合，S2接a时，电路处于保温状态，为电阻R1和R2的串联电路R总= = =1000ΩR1=R总－R2=1000Ω－400Ω=600Ω【知识点】功的计算公式的应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据公式比较两种情况下电功率的大小，从而确定对应的状态；（2）当开关S1闭合，S2接b时，电路处于加热状态，为电阻R2的简单电路，根据公式 计算消耗的电能；（3）当开关S1闭合，S2接a时，电路处于保温状态，R1和R2串联。首先根据 计算出总电阻，再根据 R1=R总－R2 计算出R1的阻值。【解答】（1）当开关S1闭合，S2接b时，为电阻R2的简单电路；当开关S1闭合，S2接a时，R1和R2串联。则总电阻R2根据公式可知，总功率P2>P总；因此前者为加热状态，后者为保温状态。33．（2022·鹿城模拟）电子秤是市场上常见的仪器。某小组同学开展了自制简易电子秤项目，过程如下：[电路设计]图甲为电子秤工作原理图，当物体放在托盘上时，由电压表来显示物体质量的大小。AB是一段阻值为10欧姆的均匀电阻丝，长度为10厘米，两边有滑片P1、P2。金属弹簧上端固定且与电压表相连，下端与滑片P1相连，滑片P1能随弹簧一起上下移动，弹簧伸长量x与拉力的关系如图乙所示，电源电压6伏。(滑轮与托盘质量不计)（1）图甲中电压表的示数随待测物体质量增大而　 　 。(填“变大”、“不变”或“变小”)（2）[标注刻度]闭合开关，托盘上无待测物时，P1在A点，当待测物质量为400克时，电压表的读数是多少？（3）[功能测试]该电子秤有直接测出烧杯内液体质量的功能。即将烧杯放上托盘后通过操作可使电压表示数归零，再往烧杯中加入待测液体就可以直接从电压表读出测最值。结合图丙，说明将空烧杯放上托盘后如何操作才能实现调零？　 　 。【答案】（1）增大（2）弹簧受到的拉力F=2G=2mg=2×0.4千克×10牛/千克=8牛由图乙可得x=2.4厘米由于AB为阻值为10欧姆的均匀电阻丝，因此电压表连接的电阻阻值R0=2.4欧电路中的电流I=U/R=6伏/10欧=0.6安电压表的示数U0=IR0=0.6安×2.4欧=1.44伏（3）将滑片P2移动到与P1水平对齐【知识点】欧姆定律及其应用；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】（1）首先根据图甲确定物质质量增大时滑片P1的移动方向，然后确定电压表并联部分电阻的变化，最后根据“串联电路电压与电阻成正比”确定电压表的示数变化。（2）根据甲图可知，弹簧受到的拉力等于托盘中物体重力的2倍，据此计算出弹簧受到的拉力，再根据中间的图像确定弹簧伸长的长度，接下来根据“导体电阻与长度成正比”计算出电压表并联部分的阻值。由于电阻始终全部接入电路，因此通过它的电流不变，即根据计算出电流，再根据 U0=IR0 计算出电压表的示数。（3）要使电压表的示数为零，就必须使与它并联部分的电阻为零。根据甲图可知，与电压表并联部分的阻值就是P1P2，即只要使二者水平对齐，则它们的阻值为零即可。【解答】（1）根据图甲可知，当物体质量增大时，弹簧受到的拉力增大，于是P1向下移动，那么电压表并联部分的电阻变大。根据串联电路的分压规律可知，此时电压表的示数增大。（2）根据图丙可知，将空烧杯放上托盘后如实现调零的方法：将滑片P2移动到与P1水平对齐。34．（2022·慈溪模拟）水库管理员探测到水库中有一块石头堵住了水管，于是启动水上作业船（如图所示）用电动机和滑轮组把体积1m3，密度为3×103kg/m3的矿石从水底匀速打捞起来。（g取10N/kg，水的密度为1×103kg/m3）（1）求矿石露出水面前所受的拉力。（2）矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为2.5kw，矿石上升过程中的s﹣t图像如图乙所示，求电动机工作10s克服额外力做的功。（3）如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组机械效率会如何改变？为什么？【答案】（1）解：根据阿基米德原理可得（2）解：由图像可知，矿石在10s内运动的距离为1m，（3）解：答：增大，因为额外功就是克服动滑轮重力做的功，动滑轮的重力一定，因此升高相同的高度时，做的额外功保持不变，当矿石露出水面后，浮力减小为0，根据 ，有用功增大，因此滑轮组的机械效率增大。【知识点】二力平衡的条件及其应用；浮力大小的计算；功的计算公式的应用；机械效率的计算【解析】【分析】（1）首先根据 计算出矿石的重力，再根据阿基米德原理 计算出矿石受到的浮力，最后根据二力平衡的原理 计算出矿石受到的拉力。（2）在矿石露出水面前，电动机做总功，即 ；绳子上的拉力做有用功，即 ；根据 计算出电动机做的额外功。（3）根据W有=Fs比较有用功的大小，根据W额=G动h比较额外功的大小，最后根据 比较机械效率的变化。35．（2022九下·义乌期中）随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的定值电阻丝，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。请分析回答：（1）当开关S1闭合，S2接　 　（填“a”或“b”）时，电路处于保温状态。当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦　 　？（2）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P=48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少？【答案】（1）a；7.26×104J（2）开关S1断开、S2接a时，两电阻串联，电路处于保温状态时，电路的总电阻：；此时R1连入电路的阻值：R1=R总-R2=1000Ω-400Ω=600Ω。【知识点】欧姆定律及其应用；电功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）当根据公式比较两种状态下总功率的大小，从而确定对应的状态。根据计算出加热状态工作10min消耗的电能。（2）当开关S1断开、S2接a时，两电阻串联，根据可求出电路的总电阻，再根据电阻的串联求出电热丝R1的阻值。【解答】（1）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R2的简单电路；开关S1断开、S2接a时，两电阻串联；根据电阻的串联规律可知，串联电路的总电阻大于其中任一电阻，根据可知，前者的电功率大于后者；则前者为加热状态，后者为保温状态。当电路处于加热状态时，通电10min消耗的电能为：。1 / 1

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