浙教版八年级科学2022-2023第二学期“期末冲刺”分类题型训练（十六）：物理计算（1）（含解析）

1.下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据：
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时
编号 电阻 编号 电阻
手与手之间 ① 200kΩ ④ 5kΩ
手与脚之间 ② 300kΩ ⑤ 8kΩ
手与塑料鞋底之间 ③ 8000kΩ ⑥ 10kΩ
根据上表回答以下问题：
（1）赤脚情况下，干燥时的电阻大约是潮湿时电阻的多少倍？
（2）若人的安全电流在25mA以下，当人在家庭电路中触电，以上哪几项是十分危险的？　 　（填编号）； （3）曾有自称是具有特异功能的“大师”，他让十多个人手拉着手，站在木地板上，两端的人分别裸手握住连接火线和零线的金属丝进行特异功能表演。表演开始时，“大师”对队伍“发功”，后接通电源，竟然发现队伍中的人全部安然无恙。于是“大师”宣布说是特异功能作用的结果。实际上，每人两手间的平均电压　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）一般情况下人体的安全电压值。由计算可知，上述表演　 　（选填“能”或“不能”）证明这位“大师”有特异功能。
2.某学校科技小组同学正尝试孵化养殖的孔雀蛋，已知孔雀蛋的孵化温度为35℃到40℃之间，想利用电磁继电器、热敏电阻R、电流表等元件为学校孵化室设计一台自动控温装置。R随温度的变化关系如表，继电器的线圈电阻R0为10欧，左边电源电压6V恒定不变。电流表0-30mA量程接入电路，当电磁继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边加热器电路正常工作。
（1）完成电路连接；
（2）为使孵化室温度不低于35℃，左边电路需串联多大的电阻？
（3）孔雀蛋的孵化温度根据胚胎发育的情况采取前期高，中期平，后期略低，出雏期稍高的施温方法。为了给加热器设定不同的启动温度，请你提出一种可行的调节方便的措施________________。
3.如图为利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图，其中R是光敏电阻。不计电磁铁线圈电阻，定值电阻R0=40Ω，控制电路电源电压为12V。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，贮存于蓄电池中。傍晚，当光照强度减弱，使电磁铁中电流=0.1A时，控制电路会自动接通路灯电路，由蓄电池给LED路灯供电。
（1）由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而_______(选填 “增大”或“减小”)。
（2）列式计算LED路灯亮起时，光敏电阻R的阻值。
（3）若想在光照更暗时才使路灯接通而工作，可采取的做法是______________(写出一种即可) 。
4.小明设计了一种“自动限重器”，如图（摆放物品。已知控制电路甲）所示。该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机、压敏电阻R1和滑动变阻器R2等。压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图（乙）所示。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的的电源电压U＝6V，电磁继电器线圈的阻值R＝10Ω。
请你解答下列问题：
（1）连接电路：货物装载机应接在接线柱　 　（选填“AB”、“BC”或“AC”）之间。
（2）电磁继电器中的电磁铁上端为　 　极。
（3）当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为800N，则所选滑动变阻器R2的最大阻值至少为多少？
5.出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，当超载时，电铃会报警．己知控制电路的电源电压 U=6伏，R1=100欧，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）请简要说明超载时，引起电铃报警的工作过程。
（2）当电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为800千克的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载。（g取10牛/千克）
6.图甲为热敏电阻的R—t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路。继电器线圈的电阻为150欧。当线圈中电流大于或等于20毫安时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）恒温箱的加热器应接在________端。（填“AB”或“CD”）
（2）由图知，t=100℃时，热敏电阻的阻值为50欧。若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？
（3）为了使恒温箱内的最高温度控制在100℃，应在原控制电路中串联一个多大的电阻？
7.无土栽培是用营养液来培养植物，此方法被广泛用于现代农业。
（1）小乐用无土栽培的方法培养叶菜类植物，营养液中应适当增加_______元素。若在培养初期，植物出现萎蔫现象，很可能是营养液浓度_______（选填“大于”或“小于”）根毛细胞细胞液浓度。
（2）为了满足植物根的呼吸需求，每隔一段时间需要往营养液中充入空气。小乐设计了如图甲所示的自动供氧电路。定时开关K每隔一段时间自动闭合，闭合后，增氧机工作。请用笔画线将电路原理图连接完整。（要求：连线不能交叉）
（3）小乐提出，进入营养液的空气能促进植物根的发育。她设计了如图乙所示实验，实验中观察记载的最重要数据将是______________（选填“叶片大小”、“叶片数目”或“根数目”）的增加。为了使实验的结论可靠，上述实验的改进措施_____________________。（写出一点即可）
8.如图是小金设计的甲醛污染的检测电路。当甲醛浓度高于0.1毫克/立方米时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1的阻值随甲醛浓度的增大而减小。
（1）电铃应该接在　 　（选填“AC”或“BD”）之间。
（2）学校对甲醛的要求更严格，不得高于0.08毫克/立方米，为了使该电路能满足学校的要求，滑动变阻器R2应该　 　（选填“向上”或“向下”）调整。
9.据交警部门统计，货车发生交通事故的主要原因是超载，于是交警部门为了检查货车是否超载，设计了一个货车超载自动报警电路。压力传感器受到的压力越大，输出的电压就越大。某压力传感器输出电压与压力的关系如表：
压力/（×105牛顿） 0 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0
输出电压/（伏特） 0 1 2 3 4 5
他们利用压力传感器和电阻箱R（最大电阻999欧姆）及部分其它器材设计了图示的电路。闭合开关，当线圈中电流大于或等于20毫安时，电磁继电器的衔铁被吸合。已知继电器线圈的电阻为25欧姆，继电器电路的电源电压由压力传感器的输出电压U提供（假设U不受继电器电路影响）。
（1）当压力增加到一定程度时，电铃报警，说明汽车超载，则电铃应接在图中　 　（填“MN”或“EF”）两端；
（2）当货车总质量大于或等于24吨时，启动报警系统。则电阻箱R的电阻应调节到多大 （g取10牛顿/千克）
10.如图甲所示为台州某拓展性学习小组设计的空调自动控制装置。R1是热敏电阻，其阻值随温度的变化如图乙所示。已知甲图左侧虚线框中电路电源电压恒定为9伏，继电器的线圈电阻忽略不计。闭合开关S，当电磁继电器线圈中的电流大于或等于45毫安，继电器的衔铁被吸合，空调开始工作；当电磁继电器线圈中的电流小于或等于30毫安，继电器的衔铁被释放，空调停止工作。
（1）图甲中的左侧虚线框中的电路部分为　 　(选填“控制电路”或“工作电路”)
（2）计算说明在多少温度范围内该空调是工作的？
（3）要想缩小空调工作的温度范围，可将R1热敏电阻更换成　 　(选填R2或R3)
参考答案
1.（1）40 （2）④⑤ （3）小于；不能
【解析】（1）从表中找到手与手之间干燥时与潮湿时电阻，然后将它们的阻值作比；
（2）利用表格中给出的电阻利用欧姆定律求通过人体的电流，然后与安全电流进行比较；
（3）在串联电路中，总电压等于各处电压之和，据此解答。
【解答】（1）赤脚情况下，干燥时手与手之间电阻是200kΩ，潮湿时电阻是5kΩ，
那么干燥时的电阻大约是潮湿时电阻的倍数：；
（2）家庭电路的电压是220V，根据欧姆定律得到：
手与手之间：干燥时电流；
潮湿时电流：；
手与脚之间：干燥时电流；
潮湿时电流：；
手与塑料鞋底之间：干燥时电流：；
潮湿时电流：；
通过计算可知，以上几项中④和⑤是十分危险的；
（3）串联电路的总电压等于各处电压之和，十几个人拉手握住火线和零线，相当于将220V分为十几份，那么每个人分到的电压就只有20V作用，肯定小于人体的安全电压，因此不能证明大师的特异功能
2.（1）见图（2）50欧（3）改变电压、改变线圈的匝数、电路中串联一个滑动变阻器等方法
3.（1）增大。（2）路灯亮时，电磁铁中电流I=0.1A，则R总=U/I=12V/0.1A=120Ω，R=R总－R0=120Ω－40Ω=80Ω。（3）增大电压、减小电阻R0的阻值（合理即可）
4.（1）AB
（2）N（或北）
（3）控制电路线圈、R1、R2串联，当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时，衔铁被吸下，此时R总=U/I=6V/0.03A=200Ω货架能承受的最大压力为800N，由图乙可知，此时R1=80ΩR2的最大阻值至少为R2=R总-R1-R线圈=200Ω-80Ω-10Ω=110Ω
【解析】（1）根据图乙确定压力增大时压敏电阻的阻值变化，从而确定电磁继电器的衔铁位置与装载机的工作状态，最终确定装载机的安装位置。
（2）根据安培定则判断电磁铁的极性；
（3）首先根据计算出此时的总电阻，再根据图乙确定此时压敏电阻的阻值，最后根据 R2=R总-R1-R线圈 计算出变阻器R2的最大阻值。
【解答】（1）根据乙图可知，当压力增大时，压敏电阻R2的阻值减小，则通过电磁继电器的电流增多，磁场变强，将衔铁吸下来，此时动触点与C接触，装载机停止工作，因此货物装载机应该接在接线柱AB之间。
（2）根据图甲可知，电磁铁线圈上电流方向向左；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端为N极。
5.（1）当超载时，由图表可知R2变小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁磁性增强，电磁铁将上方衔铁吸下，动触点与下方静触点接触，电源与电铃构成通路后电铃响。（2）当电梯厢内站人时，对电梯的压力等于重力F=G=mg=800千克×10牛/千克=8000牛 查图表可得此时R2=300欧，此时控制电路中R1和R2串联，电路中的电流为I=U/(R1+R2)=6伏/（100欧+300欧）=0.015安=15毫安<20毫安 所以电梯没有超载。
6.（1）AB（2）解：由图可知，100℃时，R=50Ω 控制电路电流I=UR总=6V150Ω+50Ω=0.03A=30mA＞20mA∴恒温箱加热器不是处于工作状态。（3）解：电流I1=20mA=0.02A控制电路总电阻R1=U/I1=6V/0.02A=300Ω串联接入电阻R2=300Ω-150Ω-50Ω=100Ω答：应串联一个100Ω的电阻。
7.（1）氮（N）；大于 （2）如图（3）根数目；增加样本数量，换用不同的植物进行实验等等（合理即可）
8.（1）BD （2）向上
【解析】（1）分析甲醛浓度增大到一定程度时衔铁的位置即可；
（2）电磁铁吸合报价时，通过它的电流大小不变，因此电路的总电阻不变。根据甲醛浓度的变化确定气敏电阻的阻值变化，再根据R总=R1+R2分析变阻器的阻值变化即可。
【解答】（1）当甲醛的浓度增大时它的阻值减小，则通过电磁铁的电流增大，它的磁场增强，衔铁被吸下来接通BD所在的电路，此时电铃发声报警，因此电铃应该接再BD之间。
（2）电磁铁吸合报价时，通过它的电流大小不变，因此电路的总电阻不变。当甲醛的浓度降低时，气敏电阻的阻值增大，根据R总=R1+R2可知，变阻器的阻值应该减小，即滑片向上移动。
9.（1）EF
（2）解：F=G=mg=24t×10N/Kg=2.4×105N；
由表格可知，当压力为2.4×105N时，输出电压U＝2V，
使电磁继电器衔铁闭合的最小电流I＝20mA＝0.02A，
∴此时电路的总电阻R总＝U/I＝2V/0.02A＝100Ω
又∵继电器线圈的电阻R线＝25Ω
∴电阻箱接入电路的阻值R＝R总－R线＝100Ω－25Ω＝75Ω
【解析】（1）根据图片分析装置的工作过程，确定报警时衔铁所在的位置即可；
（2）首先根据F=G=mg计算出压力传感器上受到的压力，再根据表格确定此时输出的电压，接下来根据计算出电路的总电阻，最后根据 R＝R总－R线 计算出电阻箱接入的阻值即可。
【解答】（1）根据图片可知，当压力增大到一定程度时，压力传感器的输出电压增大，通过电磁铁线圈的电流增大，磁场增强，于是衔铁被吸下来接通EF所在的电路而报警，则电铃应该接在图中EF处。
10.（1）控制电路
（2）解：R总= =200Ω R停= =300Ω
查图乙得，启动温度为30°C停止温度为20°C (或空调工作时的温度为20°C~30℃)
（3）R3
【解析】（1）根据图甲可知，左侧虚线框内的电磁铁通过吸引或放开衔铁，从而控制右侧空调的工作状态；
（2）首先根据分别计算出空调开始工作和停止工作时控制电路的总电阻，再根据乙图确定对应的温度即可；
（3）根据图乙比较电阻在200Ω~300Ω之间时的温度差的大小即可。
【解答】（1）图甲中的左侧虚线框中的电路部分为控制电路。
（3）如下图所示，在阻值为200Ω~300Ω时，热敏电阻R3的温度范围最小，故选R3，如下图所示：
物理计算（1）