中考物理微专题复习 专题48中考力电综合计算题（教师版含解析）.pdf

中考物理微专题复习1 1 9 5专题4 8力电综合计算题专题知识概述解决力电综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、电功公式、电功率公式等；涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、欧姆定律、焦耳定律等。例题解析与对点练习【例题】(2 0 2 0 山东泰安)小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。0 4 8 为水平杠杆，长 1 m,。为支点，OA：AB=：4,平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻区的阻值为1 0 Q，压力传感器及固定放置，火的阻值随所受压力尸变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。(1)当电池组电压U =1 2 V,平板上物体所受重力分别是8 0 N 和 1 0 0 N 时，闭合开关S,分别求出电流表的读数；(2)电池组用久后电压变小为U，这时平板上物体重1 0 0 N 时，电流表读数为0.3 A,求 5 的大小；(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为5,要求平板上重为1 0 0 N 的物体对应的电流表读数和电池组电压U o=1 2 V 的情况下相同，小明采取了两种解决办法：其它条件不变，只更换电阻R o,试求出更换后的品 的大小。其它条件不变，只水平调节杠杆上触点力的位置，试判断并计算触点/应向哪个方向移动？移动多少厘米？【答案】(1)O.3 A 和 0.4 A；(2)9 V；(3)2.5 Q：触点/应向左移动，移动3厘米【解析】(1)由杠杆平衡条件可知，当FAI=80N,FA2=100N时77A l ,OA=FBi,OB8 0 N ,OAF,OBFA2,OA=FR2,OB中考物理微专题复习1 1 9 5中考物理微专题复习11961 0 0 N O A=Fm OB由题意可知0A:AB=:4OA：OB=：5解得 FBI=16N,FB 2=2 0 N由A的阻值随所受压力尸变化关系图象得R=3 0 Q、=2 0。由欧姆定律得U。_ U。.1 2 V/|=相1 K+&3Q+I=O3AU。_ 5 _ 12VI,2=七，22 R1，+R0 2 0 Q+1 0 Q 八“A0=0.4 A U i 的大小 U|=/R 总2=/O(R2+R)=O 3AX(2OQ+1OQ)=9V(3)其它条件不变，只更换电阻扁为&,由题意得U=12R 总 2 =/2(宠2 +火0 )9 V=0.4 AX(2 0 Q+/?o)解得&=2.5。其它条件不变，只向左调节Z触点Z c m,压力传感器阻值为RU=hR 总 3=/2(乩+&)9 V=0.4 AX(/?3+1 0 Q)解得危=1 2.5。从图象可知尸B3=2 3 N,由杠杆平衡条件丘3 OB=FAJ(O/+L)_2 3 N X l m=1 0 0 NX(5 x i m+L)解得L =3c m【对点练习】如图中甲是电子秤的原理图(图中压力表是用电流表改装的)。己知电源电压为2 4 V,电阻Ro=6OQ,压力传感器&的阻值随所受压力F变化的图像如图乙，压力传感器表面能承受的最大压力为4 0 0 N,压杆与压力传感器的接触面积是2 X l(?m 2(托盘和压杆的质量可以忽略不计)。求：(1)该压力传感器能承受的最大压强;中考物理微专题复习1196中考物理微专题复习1197(2)当压力为2 0 0 N时，由乙图可知压力传感器Rx的阻值是多少？(3)当压力为2 0 0 N时，通过火。的电流为多少？凡消耗的电功率为多少？【答案】(l)2.78 X 1 0 6p a (2)1 8 0 0 (3)0.6W【解析】(1)压力传感器能承受的最大压强：p=F/S=2 X I O6Pa；(2)由图乙知，当压力为2 0 0 N时，由乙图可知压力传感器R*的阻值是1 8 0 Q；(3)由图甲知，Ro 与 Rx 串联，所以当电压为2 0 0 N时，通过Ro 的电流：I0=I=U/R=0.1 A；R)消耗的电功率：P0=U0I o=I o2Ro=(0.1 A)2 X 60 Q=0.6W.【对点练习】小强同学利用学过的物理知识设计了一个拉力计，图甲是其原理图，硬质弹簧右端和金属滑片P 固定在一起(弹簧的电阻不计，P 与 Ri 间的摩擦不计)，定值电阻Ro=5 Q,a b是一根长5 cm的均匀电阻丝，其阻值为2 5 Q,电源电压U=3 V,电流表的量程0 0.6A,请回答：(1)小强在电路中连入网 的目的是。(2)当拉环不受力时，滑片处与a 端，闭合开关S 后电流表的读数是多少？(3)已知该弹簧伸长的长度L,与所受拉力F间的关系如图乙所示，通过计算说明，开关S 闭合后，当电流表指针指在0.3A处时，作用在拉环上水平向右的拉力是多大？【答案】保护电流表(2)0.1 A(3)4 0 0 N【解析】(1)电路中必须接入R 0,其目的是保护电流表.(2)当拉环不受拉力时，滑 片 P 处于a 端，闭合开关S 后电流表的读数应为1=0.1 A.(3)当电流表读数为0.3A时，根据欧姆定律，可得R 0 两端的电压为U O=I 1 RO=O.3AX 5 Q=I.5 V,则 R1 两端的电压为：U 1=U -U 0=3V -1.5 V=1.5 V,故 R 1 接入电路部分的电阻R1=5 Q,因电阻丝的电阻值与长度成正比，故可知弹簧被拉长的长度为L=4 c m,对照图乙，可知作用在拉环上的水平向右的拉力为F=4 00N.中考物理微专题复习1197中考物理微专题复习1198专题点对点强化训练1.(2020黑龙江龙东农垦森工)根 据 电动自行车安全技术规范，交管部门规定自2019年 5 月 1 日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg。小明爸爸以18km/h的速度匀速骑行9km的过程中，电动机两端的电压恒为4 8 V,通过的电流是6.25A,车轮与地面的总接触面积为200cm2.小明爸爸的质量是60kg,g 取 10N/kg。求本次骑行过程中：(1)骑行所用时间。(2)车对地面的压强。(3)电动机的功率。【答案】(1)骑行所用时间为0.5h；(2)车对地面的压强为5X 104pa；(3)电动机的功率为300W。【解析】由 丫=且得骑行时间：tt=旦=0.511；v 18km/h(2)小明爸爸和车的总质量：m=40kg+60kg=100kg,总重力：G=mg=100kgX 10N/kg=1000N,车对地面的压力：F=G=1000N,受力面积 S-200cm2=0.02m2,对地面的压强：P=F,=IOOON=5X 104P a.s 0.02 m2(3)电动机的功率：P=UI=48VX6.25A=300W。2.(2019贵州黔东南)某同学设计了一个利用如图1所示的电路来测量海水的深度，其中氏=2。是一个定值电阻，R2是一个压敏电阻，它的阻值随所受液体压力F 的变化关系如图2 所示，电源电压保持6V不变,将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质凹形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个面中考物理微专题复习1198中考物理微专题复习1199积为0.02 m 2 的面承受海水压力。(设海水的密度P 水=1.0X 1 03 k g/m 3,g取 1 0N/k g)(1)当电流表示数为0.2 A 时，求压敏电阻R2 的阻值；(2)如图2所示，当压敏电阻R2 的阻值为2 0 c 时，求此时压敏电阻R2 所在深度处的海水压强;(3)若电流的最大测量值为0.6 A,则使用此方法能测出海水的最大深度是多少？图1图2【答案】(1)当电流表示数为0.2 A 时，压敏电阻R2 的阻值为2 8 Q；(2)当压敏电阻R2 的阻值为2 0Q时，压敏电阻R2 所在深度处的海水压强为2 X 1 06 Pa；(3)若电流的最大测量值为0.6 A,则使用此方法能测出海水的最大深度是5 00m【解析】(1)由 I=U 可得，当电流表示数为0.2 A 时电路的总电阻：RR&=U.=_ K _=3 0Q ,I 0.2A因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，压敏电阻R2 的阻值：R2=R 总-R2=3 0 Q -2 Q =2 8 Q ；(2)当压敏电阻R2 的阻值为2 0。时，由图2可知，压敏电阻受到的压力F=4X104N,此时压敏电阻R2 所在深度处的海水压强：p=工=统 支 且=2 X 1 06Pa；S 0.02 in2(3)当电流表的示数I,=0.6 A 时，使用此方法能测出海水的深度最大，此时电路的总电阻：此时压敏电阻的阻值：R2Z=R 总-R2=1 0Q -2Q=8Q，由图2可知，压敏电阻受到的压力F =1 0X 1 04N,中考物理微专题复习1199中考物理微专题复习1200此时压敏电阻R2所在深度处的海水压强：p，=r=1 0 X 1 0 1 N=5 X l o 6 p a；S 0.0 2 m2由p=P g h可得，使用此方法能测出海水的最大深度:,_ p _ 5X 1 06P a _,n nP 水g 1.0 X 1 03k g/m3X 1 0 N/k g物体的质量：m=9=l_=14kg。g l O N/k g3.(2019山东枣庄)节能减排，绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表：假如汽车上只有司机一人，质量为6 0 k g,汽车以60km/h的速度匀速行驶36km,耗电9kWh,汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍。g=10N/kg,试问：空车质量1380kg最大功率100kW轮胎与地面总接触面积0.032m2最高时速120km/h电池容量42kwo h最大续行里程260km(1)电动机的工作原理是一(选填“电流的磁效应”、“磁场对电流的作用”)电动汽车前进和倒退是通过改变 来改变电动机的转动方向的。(2)电动汽车对水平地面的压强是多少？(3)电动汽车牵引力所做的功是多大？(4)电动汽车电能转化为机械能的效率是多大？【答案】(1)磁场对电流的作用；电流的方向；(2)电动汽车对水平地面的压强为4.5 X 105Pa；(3)电动汽车牵引力所做的功为2.592X 107j；(4)电动汽车电能转化为机械能的效率是80%。【解析】(1)电动机的工作原理是磁场对电流的作用：电动汽车的前进和倒车时，要改变电动机的转动方向，而电动机的转动方向与电流和磁场方向有关，而改变电流方向更为方便；即改变通电导体的电流电动汽车前进和倒退是通过改变电流的方向来改变电动机的转动方向的。(2)电动汽车对水平地面的压力为：F=G=(m,+m2)g=(1380kg+60kg)X 1 ON/kg=1.44 X 104N；电动汽车对地面的压强为：F _ 1.44 X 104/V _p-S-O.n32m2-4.5X 105Pa；中考物理微专题复习1200中考物理微专题复习1201(3)电动汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力平衡，则电动汽车受到的牵引力为：F=f=0.05G=0.05X 1.44X 104N=720N；则电动车行驶60km,牵引力做的功为：W=Fs=720NX36X 103 m=2.592X 107J；(4)这个过程耗电：W 总=9kWh=9X3.6X 106 J=3.24X 107J；电动汽车电能转化为机械能的效率：n ioo%=8o%4.(2019山西)小明携带质量为10kg的行李箱从太原到运城，选择了尾气零排放的动车组D2503次列车出行。经查询，D2503次列车时刻表如下表。若该动车组列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.8X105N,供电电路输入动车组列车的电功率恒为2X107W.(g取 10N/kg)请你根据以上信息，解答下列问题：(1)求该动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功。站次站名到达时间开车时间运行里程1太原南-8：2502运城北10：1010：12360km3西安北11：22-556km(2)求该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率。【答案】(1)该动车组列车从太原南站到运城北站牵引力所做的功为1.008X10U J。(2)该动车组列车从太原南站到运城北站将电能转化为机械能的效率为80%。【解析】(1)由表可知，太原南站到运城北站动车组行驶路程s=360km=3.6X05m,所以动车组列车做的功：W=FS=2.8X105NX3.6X 105 m=1.008X 10 J；(2)由表可知，动车组列乍从太原南站到运城北站的时间：t=10；10-8：25=lh45min=6300s,li!P=足可得，动车组消耗的电能：tW i=P t=2 X 107WX6300S=1.26X 10HJ,所以电能转化为机械能的效率：n=_ L x ioo%=1-0 0 8 1 011J-x ioo%=8o%W 电 1.2 6 X 1 01 1；5.(2019河南模拟)新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势，将来有望取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具，现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。电动汽中考物理微专题复习1201中考物理微专题复习1202车提供能量的装置为车内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号的纯电动汽车，若该车和车内乘客的总质量为2.4X 103kg.每个车轮与地血的接触面积为O.OlnF.当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为320V,通过电动机的电流为6 0 A.若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，求：(1)该电动汽车此时对地面的压强；(2)该电动汽车将电能转化为机械能的效率；(3)该电动汽车电动机线圈的电阻。【答案】(1)该电动汽车车此时对地面的压强是6X 105Pa；(2)该电动汽车将电能转化为机械能的效率是6.25%；(3)该电动汽车电动机线圈的电阻是2Q。【解析】(1)电动汽车对水平地面的压力：F=G=mg=2.4X 103kgX 10N/kg=2.4X 104N,受力面积S=4S0=4 X 0.01 m2=0.04m2,电动汽车对水平地面的压强：P=L=2-4 X 1Q4N6X 105Pa；S 0.04 m2(2)电动汽车在水平路面上匀速行驶，则汽车受到的牵引力F=fH).02G=0.02 X 2.4X 104N=480N,汽车匀速行驶牵引力做功的功率：P 有 用=Fv=480NX25m/s=L2X 104W；电动汽车行驶消耗的电功率：P 电=UI=320VX60A=l.92X 1()4W；则该电动车将电能转化为机械能的效率：n=?有用X 100%=1.2X 1.义100%=62.5%;P 电 1.92X1()4W(3)若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，则电动机线圈的发热功率为：Pift=P 电-P 有 用=1.92X 104W-I.2X 104W=7.2X|(PW,根据P=PR uj_ 得：线圈的电阻R=数Q OI2(60A)26.两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱(如图所示).下表是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数.整车质量20kg锂电池电压48V锂电池容量12Ah中考物理微专题复习1202中考物理微专题复习1203电动车额定电压48V电动机额定功率350W(1)图中小景的质量为4 0 k g,轮胎与地面的总接触面积为0.01m2,求地面受到的压强(g 取 10N/kg)(2)若电动机以额定功率工作，求锂电池充足一次电最多可骑行的时间(精确到0.1)(3)锂电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为9 6 N,最多能连续行驶17.28km,求电动车工作的效率.【答案】(1)地面受到的压强为6Xl(TPa；(2)锂电池充足一次电最多可骑行的时间为5924.6s；(3)电动车工作的效率为80%.【解析】小景骑车时对地面的压力等于小景和电动车的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，又知道轮胎与地面的总接触面积，根据p=F/S求出地面受到的压强；由表格数据可知锂电池的电压和容量，根据W=UIt求出锂电池充足一次电储存的电能，根据P=W/t求出电动机以额定功率工作时最多可骑行的时间；电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出牵引力做的功，根 据 n=旦X 100%求出电动车工作的效率.W电(1)小景骑车时对地面的压力：F=G 总=(m 乍+m 人)g=(20kg+40kg)X 10N/kg=600N,地面受到的压强：p=F/S=600N/O.OImMX 104Pa；(2)锂电池充足一次电储存的电能：W 电=Ult=48VX 12AX3600s=2.0736X 106J,由 P=W可得，最多可骑行的时间：tt,=性，.0736X 106J =5924限PH 350W(3)电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力F=496N,牵引力做的功:W=Fs=96NX 17.28X103m=l.65888X106J,电动车工作的效率：中考物理微专题复习1203中考物理微专题复习1204n=J!L x 1 oo%=1-5888X 10 J x 1 00%=80%.W电 2.0736X 106J7.如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已 知 重 物 质 量=5 0 k g,电源电压U =1 1 0 V 保持不变，电动机线圈的电阻R =4Q,不计各处摩擦，当电动机以某一速度匀速向上提升重物时，电路中的电流/=5 A(g=1 0 N /k g)o 求：L_l t(i)电源的输出功率；(2)电动机线圈电阻R 的发热功率；(3)试从能量转化和守恒的角度，求重物上升的速度大小。【答案】(l)5 5 0 W；(2)1 0 0 W；(3)0.9 m/S o【解析】(1)产出=W=1 1 0 V X 5 A =5 5 0 W(2)P 热=/2/?=(5 A)2X 4 Q=1 0 0 W(3)因能量守恒，电动机对重物做的功的功率为：P 甫,用=P 山 一P t t=5 5 0 W-1 0 0 W=4 5 0 WW Fh vt又因为：P=t=t=F X t=Fv,且匀速向上提升重物时：F=G=m g=5 0 k g X IO N /k g=5 0()N,刖 用 4 5 0 W所以：v =F=5 0 0 N=0.9 m/s.8.近年来，我市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。如图乙所示为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6 V,扁是阻值为5 Q 的定值电阻，A 是油量指示表(实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来)。心为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关系如下表。(取 g=1 0 N/k g)压力 Z N 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0中考物理微专题复习1204中考物理微专题复习1205电阻/Q 550 395 275 170 90 60 40 25 5(1)若轿车以90kW的恒定功率启动作直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v 与时间，的关系如图丙所示，在 025s时间内，轿车的牵引力与阻力关系可能的是：牵引力 阻力(选填“大于”、“等于”、“小于”、“大于或等于”)。(2)由(1)中的条件求在05s时间内轿车发动机做功多少？(3)如果空油箱的质量为5 k g,油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少？(4)若电流表的量程为00.6 A,该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求油箱的容积。(。汽 油=0.7X 103kg/m3)【答案】(1)大于或等于(2)轿车发动机做功%=Pr=90Xl()3WX 5s=4.5X 10打(3)Z=0.015A(4)0.05m3【解析】(1)从图象可以看出，在 025s时间内，轿车的速度从逐渐变大，到匀速运动；速度逐渐变大时，牵引力大于阻力，速度不变时，受力平衡，牵引力等于阻力；所以轿车的牵引力与阻力关系可能的是大于或等于；(2)轿车的功率 P=90kW=9X IO4W,轿车发动机做功：W=Pt=9X104WX5s=4.5X105J：空油箱的重力G 油 箱=m 油 箱 g=5kgX 10N/kg=50N,从表中可以看出，50N压力对应的电阻值为395 Q,电阻Rx与电阻Ro串联，电路中的总电阻R i=Rx+Ro=395 Q+5 Q=400 Q,6V电流表的示数为：I=400Q=O.OI5A；(4)油箱加满油时，电路中的电流为I=0.6A,山 1=得，电路中的总电阻为：U 6V%=-=0.6A=IOQ,/压敏电阻的阻值为：R x=RZ-Ro=IOQ-5Q=5Q,查表可知，压敏电阻受到的压力为4 0 0 N,则油箱和油重力为400N,油的重力为：G il(l=400N-50N=350N,油的质量为：m 油=G iii/g=35kg,油的体积:V 油=m 油/P油=O.O5m3,油箱的容积等于油的体积，为 O.OSmt9.我国规定的饮酒驾车和醉酒驾车标准如表.如图甲是对驾驶员进行现场检测的呼气式酒精检测仪，用于中考物理微专题复习1205中考物理微专题复习1 2 06检测驾驶人员呼气酒精浓度.呼气中的酒精浓度与血液中的酒精浓度关系为：血液酒精浓度*=呼气酒精浓度 y X 2 2 00.类型标准(血液中的酒精浓度X)非饮酒驾车X 2 0m g/1 00m L饮酒驾车2 0m g/1 00m L X 80m g/1 00m L醉酒驾车X 80m g/1 00m L酒精测试仪由酒精气体传感器(相当于随呼气酒精浓度变化的变阻器)，与一个定值电阻及一个电压表组成,图乙是它的原理图，电源电压1.5V,定值电阻R|=40Q,传感器的电阻值R 2 与呼气酒精浓度y的关系如图丙所示.测试时，按下开关等仪器正常后，被测者口含紧吹气管吹气4s,测试仪显示结果.某驾驶员接受测试，电压表示数是0.5V.该驾驶员测试结果是什么类型？如果被测者测试时，口没有含紧吹管吹气，请根据流体压强与流速的关系，分析对测试结果的影响.【答案】某驾驶员接受测试，电压表示数是0.5V.该驾驶员测试结果是非饮酒驾驶；如果被测者测试时，口没有含紧吹管吹气，被测者呼出的气体流动加快，压强减小，周围的空气向被测者呼出的气体流动,一起进入仪器内，相当于把呼气中的酒精浓度稀释，检测到的酒精浓度比被测者实际的呼气酒精浓度低.【解析】由电路图可知，也 与 R 2 串联，电压表测R i 两端的电压，当电压表的示数为0.5V,根据串联电路的电压特点求出R 2 两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流；再根据欧姆定律求出R 2 的阻值；根据图象读出呼气酒精浓度；流体压强与流速的关系：流速越大的地方压强越小.(1)由电路图可知，K 与 R 2 串联，电压表测R i 两端的电压，当电压表示数是0.5V 时，根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压：U 2=U -U,=1.5V -O.5V=1 V,因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I=b=I i=U I/I|=2 罢 X J.01 2 5A：400则 R,的阻值：R2=U,/I,=更_=80 Q ；一 -0.01 2 5A由图象可知，当 R 2=80Q 时，呼气酒精浓度为5X l()-3 m g/1 00m L；则血液酒精浓度 X=呼气酒精浓度 y X 2 2 00=5 X 1 0-3m g/1 00m L X 2 2 00=1 1 m g/1 00m L：中考物理微专题复习1 2 06中考物理微专题复习1207由表格数据可知：血液酒精浓度X=11 mg/100mLG=IC R=1=500N；(3)杆秤到最大称量时，电阻Ro两端的电压Uo=3V,由串联电路的电压规律可得：U/=U-Uo=6V-3V=3V；中考物理微专题复习1207中考物理微专题复习1208电路中的电流为 I/=1()=Rn=1 OOQ=0.0 3 A；3V压力传感器R|上的阻值为R J=由 才=1 0 0。；查表得：F =2 0 0 N：由杠杆的平衡可得：G1B=FIOA，F】O A 2OONX2G 最 大=石多=-1=4 0 0 N；11.某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示。A B O 为一水平杠杆，O A 长 1 2 0 c m,O为支点，A B：OB=5：1；已知报警器R o 的阻值恒为1 0 Q,压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F 变化的关系如表所示。闭合开关S,水平踏板空载时，电压表的示数为2 V；当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到5 V 时，报警器及 开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。求：(1)电源电压为多少？(2)当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？(3)若电源电压变为1 4 V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点 B 的位置。试计算说明触点B 应向哪个方向移动多少厘米？【答案】(1)电源电压为1 1 V；(2)当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为1 5 0 N；(3)若电源电压变为1 4 V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点 B 的位置，触点B 应该向左移动8 c m。【解析】(1)闭合开关时，压力传感器R和 R报警器R o 串联，电压表测报警器R o 两端的电压，由表格数据可知，当踏板空载时(F=ON),压力传感器的电阻为R=4 5 Q,已知R 0=1()Q,电压表的示数为2 V,此时电路中的电流：1=U/R0=2 V/1 0 Q =0.2 A,电源电压为：U=I(R+Ro)=O.2 A X (1 0 Q +4 5 Q 尸 1 1 V；报警器R o 开始发出报警信号时，其电压为Uo =5 V,此时电路中的电流：I =UJ/R o=5 V/l OQ=O.5 A,传感器两端的电压：1 7 传=1 7-1 1(/=1 1 V-5 V=6 V,中考物理微专题复习1208中考物理微专题复习1209此时传感器的阻值：R=13传/=6V/0.5A=12Q,由图象可知，当传感器的阻值为12Q 时，对应的压力F 压=25N,由题知I,ABO 为一水平杠杆，O 为支点，AB：OB=5：1,则 OB=OA/6=1/6X 120cm=20cm,根据杠杆平衡条件可得：F 压XOAMFRX O B,即 ZSNXGnFXl,解得F 踏=150N,即踏板设定的最大压力值为150N；(3)若电源电压增大变为14V时，Ro两端分得的电压增大，根据串联电路的分压特点可知，应增大压敏电阻分担的电压，保证R。两端分得的电压不变，此时就应该增大压敏电阻的阻值；因压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以应该减小压杆对传感器的压力，由杠杆平衡条件Fn：义0 人=尸踏入0 8 可知，OA不变，F 踏 不变，所以F 压和O B成正比，要减小压杆对传感器的压力，应减小O B,即把踏板触点B 向左移动。若电源电压变为1 4 V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警(即电压表示数仍然为5 V),电路中的电流仍为0.5A；报警时压力传感器的电阻:R =(U*-Uo)/I=(14V-5V)/0.5A=18 ；由图象可知，当传感器的阻值为18Q 时，对应的压力为F/=15N,根据杠杆平衡条件可得：F 踏义OB=F压 X O A,即 I50NXOB=l5NX1.2m,解得 OB=0.12m=12cm；移动的距离：s=OB-OB=20cm-12cm=8cm,故触点B 应该向左移动8cm中考物理微专题复习1209