中考物理試題電學(xué)壓軸題之傳感器、變阻器等問(wèn)題

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載2013年中考物理試題電學(xué)壓軸題之傳感器、變阻器等問(wèn)題1、(2013孝感)如下圖甲所示為某型號(hào)汽車的自動(dòng)測(cè)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,Ro=1OQ,A為油量指示表(一只量程為00.6A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(shí)，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(shí)，Rx的阻值為多少？(2)當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時(shí)，油量指示表的指針指向某一位置，求此位置所對(duì)應(yīng)的電流值是多少？(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))(3)油箱裝滿油時(shí)，油對(duì)Rx的壓力與壓強(qiáng)各為多少？(1)當(dāng)F=0時(shí)，由圖乙可

2、知Rx=300Q(2)當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時(shí)，F(xiàn)=0,Rx=300Q由歐姆定律得I=U/(Rx+R0)=24V/(300Q+10Q)=0.08A(3)當(dāng)油箱加滿油時(shí)，由題意及圖內(nèi)可知，止匕時(shí)I=0.6A結(jié)合I=U/(Rx+R0)得，Rx=U/I-R0=24V/0.6A-10Q=30Q當(dāng)Rx=30Q時(shí)，由圖乙可知此時(shí)F=2.8N油對(duì)Rx的壓強(qiáng)p=F/S=2.8N/(1010-4m2)=2.8103Pa2、(2013河南)小強(qiáng)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(jì)了一個(gè)汽車超載自動(dòng)報(bào)警電路，如圖16所示。他了解到這種壓力傳感器所受壓力越大時(shí)，輸出的電壓U就越大，二者的關(guān)系如圖17所示

3、。閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)繼電器線圈中電流大于或等于20mA時(shí)，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20a。(1)車輛不超載時(shí)，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(shí)，紅燈亮，說(shuō)明汽車超載。請(qǐng)你判斷燈(選填“LJ“L2”)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(qiáng)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)必備歡迎下載的裝置為此橋報(bào)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(bào)警，通過(guò)車輛的最小重力為多少？(4)請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)，說(shuō)明超載的一項(xiàng)危害。(1)當(dāng)傳感器所受壓力增大到一定程度時(shí)，由題意可知輸出電壓增大到一定程度，繼

4、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(duì)橋的壓力F=G=mg=20103kgM0N/kg=2M05N當(dāng)F=2X105N時(shí)，由圖17可知輸出電壓U=1V0此裝置要為該橋報(bào)警，當(dāng)F=2X105N時(shí)，繼電器線圈中電流I=20mA=2X10-2A由歐姆定律得，RU/I=1V/(2X10-2A)=50QR=R總R線=50Q-20Q=30。(3)由U=I(R+R線)可知，當(dāng)R調(diào)為0時(shí)，輸出電壓最小，車的重最小時(shí)仍可報(bào)警。最小輸出電壓U=IR線=2X10-2AX20Q=0.4V.由圖17可知，此時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力F=0.8M05N=8X104N.(4)壓強(qiáng)大

5、，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(yùn)輸及計(jì)數(shù)器的示意圖。S為激光光源，能連續(xù)發(fā)射粗細(xì)忽略不計(jì)的激光束；R為光敏電阻，當(dāng)有光照射時(shí)，其阻值較小，無(wú)激光照射時(shí)，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(guò)S與R之間時(shí)，射向光敏電阻的激光被產(chǎn)品擋住，通過(guò)電壓表測(cè)出光敏電阻R兩端電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖22乙所示。已知計(jì)數(shù)器的電源電壓為3V,保護(hù)電阻R0=200。若水平傳送帶上的產(chǎn)品均是邊長(zhǎng)a=0.1m、質(zhì)量m=2.5kg的實(shí)心正方體，求：(1)產(chǎn)品的密度；(2)產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓強(qiáng)；'x(3)傳送帶傳輸產(chǎn)品的速度；(4)

6、計(jì)數(shù)器工作1min,光敏電阻R在有激光照射時(shí)消耗的電能。圖22(1)正方體產(chǎn)品的體積V=a3=(0.1m)3=1x10-3m3產(chǎn)品的密度p=m/V=2.5kg/(1X10-3m3)=2.5103kg/m3(2)產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓力F=G=mg=2.5kgX10N/kg=25NS=(0.1m)2=0.01m2產(chǎn)品對(duì)傳送帶的壓強(qiáng)p=F/S=25N/(0.01m2)=2.5103Pa學(xué)習(xí)必備歡迎下載當(dāng)產(chǎn)品通過(guò)S與R之間時(shí)，光敏電阻R無(wú)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(shí)電壓表示數(shù)較大，結(jié)合圖乙可知無(wú)光照射時(shí)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.

7、(4)從乙圖可知，有激光照射時(shí)R兩端電壓Ui=1V,電路中的電流I=(U-Ui)/Ro=(3-1)V/200Q=0.01A1min內(nèi)有光照射R的時(shí)間t=608.4/0.6s=40s其消耗電能W=U1It=1V8.01AM0s=0.4J4、(2013婁底)電梯為居民出入帶來(lái)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,腳與電梯地面的總接觸面積為0.05m2,則小明對(duì)電梯地面的壓強(qiáng)為多少？(2)若電梯在20s內(nèi)將小明勻速提升15m,在此過(guò)程中，電梯上升的速度是多少？電梯對(duì)小明做了多少功？電梯對(duì)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

8、設(shè)置超載自動(dòng)報(bào)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(méi)有超載時(shí)，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)A接觸，閉合開(kāi)關(guān)S,電動(dòng)機(jī)正常工作；當(dāng)電梯超載時(shí)，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，電鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲，閉合開(kāi)關(guān)S,電動(dòng)機(jī)不工作。在控制電路中，已知電源電壓Ul=6V,保護(hù)電阻R=100，電阻式壓力傳感器(壓敏電阻)R的阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電.梯底架自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計(jì)?？刂齐娐分?V小繆簍j壓敏電阻R2(3)在控制電路中，當(dāng)壓敏電阻R受到的壓力F增大時(shí)，其阻值減小，從而使電磁鐵的磁性(填“增強(qiáng)”、“減弱”或“不變”)。(4)若電磁鐵線圈電流達(dá)到20mA時(shí)，銜鐵剛好被吸

9、住，電鈴發(fā)出警報(bào)聲。當(dāng)該電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為1000kg的乘客時(shí)，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明電梯是否超載？(g取10N/kg)(1)p=F/S=G/S=500N/0.05m2=1X04Pa(2)v=s/t=15m/20s=0.75m/s學(xué)習(xí)必備歡迎下載一一一3W=Gh=500N15m=7.5M03JP=W/t=7.5103J/20s=375W(3)控制電路的用電器由Ri和R2串聯(lián)組成，當(dāng)壓敏電阻R2受到的壓力F增大時(shí)，其阻值減小，電路中的電流增大，電磁鐵磁性增強(qiáng)。(4)總質(zhì)量為1000kg的乘客的總重G=mg=1000kg10N/kg=10000N.當(dāng)壓力F=10000N時(shí)，由圖乙可知R2=100Q這時(shí)控

10、制電路中的電流I=U/(R1+R2)=6V/(100Q+100Q)=0.03A=30mA30mA>20mA,由題意可知，銜鐵被吸住，電鈴發(fā)出警報(bào)聲，說(shuō)明電梯超載。5、(2013煙臺(tái))圖19甲是某型號(hào)電子秤，其原理結(jié)構(gòu)如圖19乙所示.R)為定值電阻，R是壓敏電阻，其阻使隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖19丙所示，改寫(xiě)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(shí).電壓表的示數(shù)為1V.求R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(gè)電阻.使電子秤的量程變?yōu)?10k

11、g.計(jì)算說(shuō)明應(yīng)使用多大的電阻就口何連接？(1)空載時(shí)，踏板的重力G0=m0g=5kgX0N/kg=50N.根據(jù)圖像可知，當(dāng)壓敏電阻所受壓力為50N時(shí)，其對(duì)應(yīng)的電阻為R等于240Q.由歐姆定律可得通過(guò)壓敏電阻的電流I1=(U-U1)/R1=(9V-1V)/240Q=1/30A壓敏電阻和R0串聯(lián)，由歐姆定律可得R0的阻化R0=U1/l1=1V/(1/30A)=30Q.(2)電子秤量程最大時(shí)對(duì)應(yīng)著電壓表量程的最大值，此時(shí)R0分得電壓為3V,此時(shí)電路中的電流l2=U2/R0=3V/30Q=0.1A因?yàn)閴好綦娮韬蚏0串聯(lián)，由歐姆定律可得壓敏電阻的阻值R2為：R2=(UU2)/l2=(9V3V)/0.1A

12、=60Q學(xué)習(xí)必備歡迎下載由圖像可得60Q的壓敏電阻對(duì)應(yīng)的壓力為950N,且踏板的重力為50N,所以此時(shí)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)?10kg時(shí)，由重力公式可得：G/=m/g=110kgX0N/kg=1100N因?yàn)樘ぐ宓闹亓?0N,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(shí)，其對(duì)應(yīng)的電阻為R3等于20Q.根據(jù)歐姆定律可得此時(shí)電路的總電阻R總二2=9V/0.1A=90Q串聯(lián)的電阻R-R總一R3R0=90Q-20Q-30Q=40Q要使電子秤的量程變?yōu)?1Okg,應(yīng)串聯(lián)一個(gè)阻值為40Q的電阻。

13、電流表的示數(shù)為I2=Ii;56、(2013成都)某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖34所示電路，AB為裸導(dǎo)線，CD、EF是材料、粗細(xì)完全相同的均勻裸電阻絲，其電阻與長(zhǎng)度成正比。AB、CD平行放置，并用導(dǎo)線與電流表、開(kāi)關(guān)S1和電源相連，電源電壓U=10V,EF垂直放置在AB、CD的中點(diǎn)間，且接觸良好，CD=2EF,A、C兩點(diǎn)有開(kāi)關(guān)S20現(xiàn)只閉合Si,電流表示數(shù)I1A;若把EF從兩中點(diǎn)間向左邊移動(dòng)一段距離后，若把EF從兩中點(diǎn)間向右邊移動(dòng)一段距離后，電流表的示數(shù)為I3=2Ii。求:(1)在上述EF向左、向右移動(dòng)過(guò)程中，電路總電阻的變化量大小AR左、AR右各為多少?(2)電流表示數(shù)為I2時(shí)，EF消耗的功率與電路消耗

14、的總功率之比為多少？(3)把EF移動(dòng)到B、D兩點(diǎn)間，再閉合兩開(kāi)關(guān)，電路消耗的總功率為多少?(1)電路為串聯(lián)電路10V1A=10Q-U10V_R總2=12.5QI20.8AU10VR總3=5QI32AAR左=R總2-R總1=12.5Q-10Q=2.5QAR右=R總1-R總3=10Q-5Q=5Q學(xué)習(xí)必備歡迎下載R一(2)由題意REF=q=10Q/2=5QRcd=2Ref=10Q2由P=I2R得Pef：P=(fXRef)(3)此時(shí)Ref與Rcd并聯(lián)(I2?XR總.2)=Ref:R總2=2:5ii2,2P總3=+=(10V)2/5Q+(10V)2/10Q=30WRefRcd7、(2013樂(lè)山)寒寒在學(xué)

15、習(xí)了滑動(dòng)變阻器的原理后，用鉛筆芯代替電阻線制作了一盞實(shí)驗(yàn)臺(tái)燈。如圖所示是臺(tái)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(biāo)有“6V3W的字樣。閉合開(kāi)關(guān)S后，把滑片P移到A端時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；把滑片P移到B端時(shí),電流表的示數(shù)為0.2A.(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(shí)，小燈泡的實(shí)際功率-UU2一解：(1)由P=UI=一得r2=里_=123W(2)當(dāng)滑片在A端時(shí)，Rab=0建，小燈泡正常發(fā)光二電源電壓U=6V當(dāng)滑片在B端時(shí)：UL=IR=0.2A12=2.4VUab=U-Ul=6V-2.4V=3.6VRabAB3.6V0.

16、2A二18(3)當(dāng)滑片P滑到B端時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率:P=UI=I2R=0.2A212I.1=0.48W學(xué)習(xí)必備歡迎下載8、(2013株洲)如圖甲所示，是研究小組的同學(xué)們自制的簡(jiǎn)易電子秤原理圖，它利用電壓表的示數(shù)來(lái)測(cè)物體的質(zhì)量，托盤、彈簧上端和滑動(dòng)變阻器滑片固定在一起，托盤和彈簧的質(zhì)量不計(jì)，彈簧置于絕緣底座上。不計(jì)摩擦，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，電源電壓恒定。當(dāng)盤中沒(méi)有放物體時(shí)，滑片P在滑動(dòng)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(shí)，滑片P在物體對(duì)電子秤的壓力作用下向下端滑動(dòng)，此過(guò)程中：(1)大”“變小”或“不變”)；(2)經(jīng)研究分析得出被測(cè)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，

17、這樣把電壓對(duì)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(cè)物體的質(zhì)量。若電壓表的示數(shù)為1V,則被測(cè)物體的質(zhì)量是kg。(1)“去表”簡(jiǎn)化電路，可以判斷出滑動(dòng)變阻器的全部阻值接入電路，滑片的移動(dòng)并不能改變連入的阻值，故電路中電流也不會(huì)改變；電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器上面一段電阻的電壓，滑片向下滑動(dòng)，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(shí)電壓是標(biāo)出電壓的1/3,故物體的質(zhì)量是標(biāo)出質(zhì)量的1/3,即m=1.5kgx1/3=0.5kg。答案：(1)不變(2)不變(3)變大(4)0.59、(2013遂寧)在如圖所示電路中，電源電壓保持不變

18、，燈L標(biāo)有“4v1.6w”字樣。閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑片P置于滑動(dòng)變阻器的C點(diǎn)時(shí)，Rab=4Rac,燈L正常發(fā)光，20秒內(nèi)電流對(duì)滑動(dòng)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Q(mào)?(2)滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為多少Q(mào)?(3)電源電壓是多少V?(4)滑片P在b端時(shí)電壓表的示數(shù)為Ui；將滑片置于變阻器的某一位置D時(shí)，電壓表示數(shù)為5,且5：山=8:5,則P置于D時(shí)燈L實(shí)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=10Q(2)滑動(dòng)變阻器與燈L串聯(lián)，當(dāng)滑片P置于C點(diǎn)時(shí)，燈L正常發(fā)光學(xué)習(xí)必備歡迎下載此時(shí)電路中的電流I0=I額=P額/U額=1.6W/4V=0.4A已知20秒內(nèi)電流對(duì)滑動(dòng)變阻器做功為16焦，由WR=Ii2Ract可算出Rac：Rac=WR/(102t)=16J/(0.42A2X20s)=5Q由題意可知滑動(dòng)變阻器R的最大阻值Rab=4Rac=4X5Q=20Q(3)由歐姆定律可計(jì)算出電源電壓U:U=I0(Rac+RL)=0.4AX(5Q+10Q)=6V(4)滑片P在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大。由歐姆定律可計(jì)算出此時(shí)電路中的電流Ii:I1=U/(Rab+RL)=6V/(20Q+10Q)=0.2A電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器的電壓，由歐姆定律可計(jì)算出此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電壓U1=I1Rab=0.2AX20Q=4V當(dāng)滑片P