2013年中考物理試題分類匯編-電學(xué)壓軸題之傳感器、變阻器等問題

1、1 2013 年中考物理試題電學(xué)壓軸題之傳感器、變阻器等問題1、（2013 孝感） 如下圖甲所示為某型號汽車的自動測定油箱內(nèi)油量的電路原理圖,其中電源兩端的電壓恒為24v，r0=10 ，a 為油量指示表（一只量程為0 0.6a 的電流表），rx為壓敏電阻，它的上表面面積為10cm2，其他阻值與所受壓力的變化如下圖乙所示,當(dāng)油箱加滿油時，油量指示表的示數(shù)如下圖丙所示。（1)當(dāng) rx所受壓力為零時，rx的阻值為多少 ? （2）當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時，油量指示表的指針指向某一位置，求此位置所對應(yīng)的電流值是多少？ (計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）（3）油箱裝滿油時，油對rx的壓力與壓強各為多少？（1）當(dāng) f=0

2、時，由圖乙可知 rx =300（2）當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時，f=0,rx =300由歐姆定律得 i=u/（rx +r0 )=24v/(300+10 ）=0.08a (3)當(dāng)油箱加滿油時，由題意及圖丙可知,此時 i=0.6a 結(jié)合 i=u/(rx +r0 ） 得, rx =u/ir0 =24v/0。6a10 =30當(dāng) rx =30時,由圖乙可知此時 f=2。8n 油對 rx的壓強 p=f/s=2。8n/(10 10-4m2）=2.8 103pa 2、（ 2013 河南）小強利用壓力傳感器、電磁繼電器、阻值可調(diào)的電阻r 等元件，設(shè)計了一個汽車超載自動報警電路，如圖16所示。他了解到這種壓力傳感器所受壓

3、力越大時，輸出的電壓u就越大，二者的關(guān)系如圖17 所示 .閉合開關(guān)s,當(dāng)繼電器線圈中電流大于或等于20ma 時，銜鐵被吸合。已知傳感器的輸出電壓u即為繼電器控制電路的電源電壓，線圈的電阻為20。(1)車輛不超載時， 工作電路中綠燈亮；當(dāng)傳感器所受壓力增大到一定程度時，紅燈亮 ,說明汽車超載。 請你判斷燈 _ (選填 “l(fā)1” 或 “l(fā)2” ）是紅燈 . (2)某水平公路橋禁止質(zhì)量大于或等于20t 的車輛通行，要用小強設(shè)計2 的裝置為此橋報警，r 的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為多少？(g 取 10n/kg）（3）在水平路面上，要使該裝置報警，通過車輛的最小重力為多少？（4）請你運用所學(xué)物理知識，說明超載的一項危

4、害. （1）當(dāng)傳感器所受壓力增大到一定程度時,由題意可知輸出電壓增大到一定程度，繼電器線圈中電流等于或大于20ma,銜鐵被吸合，燈 l2亮，即 l2是紅燈。（2)質(zhì)量為 20t 的車輛對橋的壓力f=g=mg=20 103kg 10n/kg=2 105n 當(dāng) f=2 105n 時，由圖 17 可知輸出電壓 u=1v 。此裝置要為該橋報警，當(dāng)f=2 105n 時，繼電器線圈中電流i=20ma=2102a 由歐姆定律得， r總=u/i=1v/(2 102a）=50r=r總r線=50 20=30（3）由 u=i（r+r線）可知，當(dāng) r 調(diào)為 0 時，輸出電壓最小，車的重最小時仍可報警 .最小輸出電壓

5、u=ir線=2 102a20=0.4v. 由圖 17 可知，此時對應(yīng)的壓力f=0。8 105n=8104n。（4）壓強大 ,損壞路面（或質(zhì)量大，慣性大,不易剎車）3、（ 2013 南寧 )圖 22 甲所示是某工廠的水平傳送帶上產(chǎn)品運輸及計數(shù)器的示意圖.s 為激光光源，能連續(xù)發(fā)射粗細忽略不計的激光束；r 為光敏電阻，當(dāng)有光照射時，其阻值較小，無激光照射時 ,其阻值較大。 每當(dāng)水平傳送帶上的產(chǎn)品和傳送帶一起勻速通過s與 r 之間時 ,射向光敏電阻的激光被產(chǎn)品擋住,通過電壓表測出光敏電阻r 兩端電壓隨時間變化的規(guī)律如圖22 乙所示。已知計數(shù)器的電源電壓為3v，保護電阻r0=200 。若水平傳送帶上的

6、產(chǎn)品均是邊長 a=0.1m、質(zhì)量 m=2。5kg 的實心正方體，求：（ 1）產(chǎn)品的密度；(2）產(chǎn)品對傳送帶的壓強；(3）傳送帶傳輸產(chǎn)品的速度; (4）計數(shù)器工作1min，光敏電阻 r 在有激光照射時消耗的電能。（1)正方體產(chǎn)品的體積v=a3=(0.1m）3=1 103m3 產(chǎn)品的密度 =m/v=2 。5kg/(1 10-3m3）=2。5 103kg/m3 (2)產(chǎn)品對傳送帶的壓力f=g=mg=2.5kg 10n/kg=25n s=(0。1m）2=0.01m2 產(chǎn)品對傳送帶的壓強p=f/s=25n/（0.01m2）=2。5 103pa 甲圖 22 乙3 (3)當(dāng)產(chǎn)品通過 s 與 r 之間時，光敏

7、電阻r 無光照射，由題意可知其阻值較大，根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律此時電壓表示數(shù)較大,結(jié)合圖乙可知無光照射時間為0。2s.傳送帶傳輸產(chǎn)品的速度v=a/t=0。1m/0。2s=0。5m/s。（4）從乙圖可知 ,有激光照射時 r 兩端電壓 u1=1v，電路中的電流 i=（uu1)/r0=(3-1)v/200 =0.01a1min 內(nèi)有光照射 r 的時間 t=60 0.4/0。6 s=40s 其消耗電能 w=u1it=1v 0.01a 40s=0.4j 4、（ 2013 婁底）電梯為居民出入帶來很大的便利, 小明家住東方豪苑某棟6 樓，放學(xué)后 , 乘電梯回家 : （1）若小明的體重為500n ，腳與電梯地面

8、的總接觸面積為0。05m2，則小明對電梯地面的壓強為多少？(2）若電梯在20s 內(nèi)將小明勻速提升15m ，在此過程中，電梯上升的速度是多少？電梯對小明做了多少功？電梯對小明做功的功率為多少? 小明又查閱資料，了解到出于安全考慮, 電梯都設(shè)置超載自動報警系統(tǒng)，其工作原理如圖甲所示 ,電路由工作電路和控制電路組成: 在工作電路中， 當(dāng)電梯沒有超載時，觸點 k與觸點 a接觸，閉合開關(guān)s，電動機正常工作；當(dāng)電梯超載時, 觸點 k與觸點 b接觸，電鈴發(fā)出報警鈴聲，閉合開關(guān)s，電動機不工作. 在控制電路中，已知電源電壓u6v，保護電阻r1100，電阻式壓力傳感器（壓敏電阻）r2的阻值隨壓力f 大小變化如圖

9、乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計。(3 ）在控制電路中，當(dāng)壓敏電阻r2受到的壓力f增大時，其阻值減小, 從而使電磁鐵的磁性 (填“增強”、“減弱”或“不變 ）。（4）若電磁鐵線圈電流達到20ma時，銜鐵剛好被吸住，電鈴發(fā)出警報聲。當(dāng)該電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為1000kg 的乘客時，試通過計算說明電梯是否超載？（g 取 10n/kg）(1)p=f/s=g/s=500n/0。05m2 = 1 104pa (2)v=s/t=15m/20s=0。75m/s 乙r2/f/ n0 甲壓敏電阻 r2電梯底架控制電路工作電路電鈴電源銜鐵彈簧4 w=gh=500n 15m=7。5 103j p=w/

10、t=7.5 103j/20s=375w （3）控制電路的用電器由r1和 r2串聯(lián)組成，當(dāng)壓敏電阻r2受到的壓力 f 增大時,其阻值減小，電路中的電流增大，電磁鐵磁性增強。（4)總質(zhì)量為 1000kg 的乘客的總重 g=mg=1000kg 10n/kg=10000n. 當(dāng)壓力 f=10000n時,由圖乙可知 r2=100這時控制電路中的電流i=u/(r1+r2)=6v/（100+100 ）=0。03a=30ma 30ma20ma，由題意可知 ,銜鐵被吸住，電鈴發(fā)出警報聲，說明電梯超載。5、（2013 煙臺）圖 19 甲是某型號電子秤，其原理結(jié)構(gòu)如圖19 乙所示 r0為定值電阻 ,r 是壓敏電阻，

11、其阻使隨所受壓力f 變化的關(guān)系如圖19 丙所示，改寫電壓表( 量程為 3v）的表盤數(shù)值后可直接讀出所稱物體的質(zhì)量設(shè)踏板的質(zhì)量為5kg，電源電壓保持9v 不變 g 取1on/kg（1）空載時電壓表的示數(shù)為1v求 r0的阻值（2) 該電子秤的量程多大？(3）如果保持電子秤結(jié)構(gòu)和電壓表量程不變，只在電路中增加一個電阻使電子秤的量程變?yōu)?11okg計算說明應(yīng)使用多大的電阻？如何連接？(1)空載時，踏板的重力g0=m0g=5kg 10n/kg=50n. 根據(jù)圖像可知，當(dāng)壓敏電阻所受壓力為50n 時，其對應(yīng)的電阻為r1等于 240.由歐姆定律可得通過壓敏電阻的電流i1=（uu1）/r1=(9v-1v ）/

12、240 =1/30a壓敏電阻和 r0串聯(lián)，由歐姆定律可得r0的阻值： r0=u1/i1=1v/（1/30a）=30.(2）電子秤量程最大時對應(yīng)著電壓表量程的最大值，此時r0分得電壓為 3v，此時電路中的電流i2=u2/r0=3v/30=0 。1a 因為壓敏電阻和 r0串聯(lián)，由歐姆定律可得壓敏電阻的阻值r2為: r2=（uu2)/i2=(9v3v）/0。1a=605 由圖像可得 60的壓敏電阻對應(yīng)的壓力為950n，且踏板的重力為50n, 所以此時能稱量的最大質(zhì)量為m=g/g=（950n50n)/10n/kg=90kg (3)當(dāng)電子秤的量程變?yōu)?1okg 時，由重力公式可得：g/ =m/g=110

13、kg 10n/kg=1100n 因為踏板的重力為50n，所以壓敏電阻受到的總壓力為1150n. 由圖像可得，當(dāng)壓敏電阻所受壓力為1150n 時,其對應(yīng)的電阻為r3等于 20.根據(jù)歐姆定律可得此時電路的總電阻r總=u/i2=9v/0。1a=90串聯(lián)的電阻 r加=r總r3r0=9020 30=40要使電子秤的量程變?yōu)?1okg,應(yīng)串聯(lián)一個阻值為40的電阻 . 6、（2013 成都 )某興趣小組設(shè)計了如圖34 所示電路， ab 為裸導(dǎo)線， cd、ef 是材料、粗細完全相同的均勻裸電阻絲，其電阻與長度成正比。 ab 、cd 平行放置， 并用導(dǎo)線與電流表、開關(guān) s1 和電源相連，電源電壓u=10v,ef

14、 垂直放置在ab 、cd 的中點間，且接觸良好， cd=2ef ，a、c 兩點有開關(guān)s2.現(xiàn)只閉合 s1,電流表示數(shù) i1=1a；若把ef 從兩中點間向左邊移動一段距離后，電流表的示數(shù)為i2=54i1；若把ef 從兩中點間向右邊移動一段距離后，電流表的示數(shù)為i3=2i1.求：（1）在上述ef 向左、向右移動過程中，電路總電阻的變化量大小r左、 r右各為多少？（2）電流表示數(shù)為i2時， ef 消耗的功率與電路消耗的總功率之比為多少? (3）把 ef 移動到 b、d 兩點間，再閉合兩開關(guān)，電路消耗的總功率為多少？（1)電路為串聯(lián)電路r總1=1iu=av110=10r總2=2iu=av8 .010=

15、12。5r總3=3iu=av210=5r左= r總2 r總1 = 12.510=2。5r右= r總1- r總3 = 10- 5=56 （2）由題意 ref=2cdr=10/2=5 rcd=2ref =10由 p=i2r 得 pef:p總=（i22ref）：(i22r總2）= ref：r總2=2 ：5 （3）此時 ref與 rcd并聯(lián)p總3 =cdefruru22=（10v）2/5+（10v）2/10=30w 7、（ 2013 樂山 ) 寒寒在學(xué)習(xí)了滑動變阻器的原理后，用鉛筆芯代替電阻線制作了一盞實驗臺燈。如圖所示是臺燈的原理圖，ab表示鉛筆芯，p是滑片 , 寒寒選擇的小燈泡l 上標有“ 6v

16、3w ”的字樣。閉合開關(guān)s后, 把滑片p移到a端時， 小燈泡正常發(fā)光；把滑片p移到b端時，電流表的示數(shù)為0。2 a （小燈泡的阻值不隨溫度變化）求：（ 1) 小燈泡的電阻（ 2）鉛筆芯的最大阻值(3 ）當(dāng)滑片p滑到b端時，小燈泡的實際功率解：（ 1）由ruuip2得123622wvpur(2) 當(dāng)滑片在 a端時,0abr, 小燈泡正常發(fā)光電源電壓vu6當(dāng)滑片在 b端時：virul4.212a2.0vvvuuulab6.34 .26182.06.3aviurabab(3) 當(dāng)滑片 p滑到 b端時, 小燈泡的實際功率：wariuip48.0122 .0227 8、（ 2013 株洲）如圖甲所示，是

17、研究小組的同學(xué)們自制的簡易電子秤原理圖，它利用電壓表的示數(shù)來測物體的質(zhì)量，托盤、彈簧上端和滑動變阻器滑片固定在一起, 托盤和彈簧的質(zhì)量不計，彈簧置于絕緣底座上。不計摩擦，彈簧始終在彈性限度內(nèi), 電源電壓恒定。當(dāng)盤中沒有放物體時，滑片p 在滑動變阻器的最上端,電壓表的示數(shù)為0.當(dāng)稱量物體的質(zhì)量時，滑片 p 在物體對電子秤的壓力作用下向下端滑動，此過程中：p(1）變阻器連入電路的電阻,電流表的示數(shù),電壓表的示數(shù)（填“變大”“變小 或“不變 ）；（2）經(jīng)研究分析得出被測物體的質(zhì)量與電壓表的示數(shù)滿足如乙圖所示的關(guān)系，這樣把電壓對應(yīng)的質(zhì)量刻在電壓表的刻度盤上,就可以直接讀出被測物體的質(zhì)量。若電壓表的示數(shù)

18、為1v，則被測物體的質(zhì)量是kg.（1）“去表”簡化電路，可以判斷出滑動變阻器的全部阻值接入電路，滑片的移動并不能改變連入的阻值，故電路中電流也不會改變;電壓表測的是滑動變阻器上面一段電阻的電壓，滑片向下滑動,上面一段電阻的阻值增大,其分得電壓將增大,電壓表的示數(shù)增大。（2）由圖乙可判斷出物體質(zhì)量m 與電壓 u 成正比，此時電壓是標出電壓的1/3，故物體的質(zhì)量是標出質(zhì)量的1/3,即 m=1.5kg 1/3=0.5kg。答案：（ 1）不變（2) 不變（3）變大（4） 0。5 9、（2013 遂寧 )在如圖所示電路中，電源電壓保持不變,燈 l 標有“ 4v 1.6w字樣。閉合開關(guān) s，當(dāng)滑片p 置于

19、滑動變阻器的c 點時， rab=4rac，燈 l 正常發(fā)光 ,20 秒內(nèi)電流對滑動變阻器做功為16 焦。 (燈 l 的電阻保持不變)求: (1） 燈 l 的阻值為多少？(2） 滑動變阻器r 的最大阻值為多少？（3) 電源電壓是多少v？(4） 滑片 p 在 b 端時電壓表的示數(shù)為u1；將滑片置于變阻器的某一位置d 時，電壓表示數(shù)為u2，且 u1：u2=8：5,則 p 置于 d時燈 l 實際消耗的電功率是多少w？（1）燈 l 的阻值為 rl=u額2/p額=（4v)2/1。6w=10 （2）滑動變阻器與燈l 串聯(lián)，當(dāng)滑片 p 置于 c 點時，燈 l 正常發(fā)光 . 甲乙8 此時電路中的電流i0=i額=

20、p額/u額=1.6w/4v=0。4a 已知 20 秒內(nèi)電流對滑動變阻器做功為16 焦,由 wr=i12ract 可算出 rac: rac=wr/(i02t)=16j/（0.42a220s)=5 由題意可知滑動變阻器r 的最大阻值 rab=4rac=45=20（3）由歐姆定律可計算出電源電壓u：u=i0(rac+rl）=0.4a （5+10 ）=6v （4）滑片 p 在 b 端時,滑動變阻器接入電路的阻值最大. 由歐姆定律可計算出此時電路中的電流i1：i1=u/(rab+rl）=6v/（20+10 ）=0.2a 電壓表測的是滑動變阻器的電壓,由歐姆定律可計算出此時滑動變阻器的電壓u1=i1rab=0.2