浙教版八年级科学2022-2023第二学期“期末冲刺”分类题型训练（十七）：物理计算（2）（含解析）

1.现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题。下表提供了一组人体电阻数据。如图所示，用标有“220V,5A”的电器R接在电压为220V的电源上正常工作，电路中还有额定电流为10A的熔丝。则：
测量项目 完全干燥时 出汗或潮湿时
手与手之间的电阻手 200kΩ 5kΩ
与脚之间的电阻 300kΩ 8.8kΩ
手与塑料鞋底之间的电阻 8000kΩ 10kΩ
（1）一个潮湿的人，赤脚站在地上，由于不小心，手接触火线，发生触电事故，则通过人体的电流是多少A？（上表电阻数据适用此人）。
（2）熔丝不会“救”人命的原因是　 　。
2.某大桥因使用年限较长，桥体的部分区域变形影响了大桥的健康运行和过往车辆、行人的安全。导致大桥损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载。为了能抓拍超载车辆，小林和科学兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理。如图甲为该超载记录器原理图。Rx为压敏电阻，当车辆驶入被监测路段时，其阻值随它受到的压力变化而变化，变化关系如图乙所示。当电压表示数达到或超过5V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。已知电源电压U=10V，线圈电阻忽略不计，保护电阻R=15Ω，问：
(1)图甲中“”这个元件的名称是__________。
(2)若某车的总质量为15t，过桥时电压表的示数是多少？
(3)在保证不被该记录器所抓拍时的过桥车辆的最大质量是多少？
3.图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的简单恒温箱温控电路。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6V，图中的电源是恒温箱加热器的电源。
（1）从图1中可得50℃时热敏电阻的阻值为_______欧，
（2）恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端？
（3）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R'应调节为多少？
4.如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U1=6伏，指示灯L的正常工作时两端电压为UL=2.5伏，定值电阻R0=350欧；控制电路电源电压U2=1.5伏，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声．
（1）将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常工作，求此时通过指示灯L的电流．（写出计算过程）
（2）已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时，电磁铁的衔铁刚好被吸下。当窗户移至轨道C点位置时，蜂鸣器恰好开始报警．求此时接入滑动变阻器Rp的阻值。（写出计算过程，电磁铁线圈电阻忽略不计） （3）要使窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器才开始报警，则如何调整电路，并说明理由。
5.2020年，全球各地相继爆发了新冠肺炎疫情，极大的影响了人们的生活和身体健康。而大多数新冠肺炎患者会出现发热、咳嗽等症状，于是进入各种公共场所必须测量体温，如图甲是个旧某中学为初三学生开学准备的红外线测温仪，红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定物体表面温度的仪器。当同学们从它前面经过时就可以快速测量出体温。测温仪的电路原理图如图乙所示。左右两个电源电压均为9V，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R1是热敏电阻，其阻值会随着温度的改变而改变。当人体体温高于37.3℃时，红灯亮发出报警。R1随人体温度辐射的红外线变化关系如下表所示。
（1）电路中R0的作用是　 　，从测温仪前面通过的同学体温越高，电流表的示数　 　。
（2）小张同学经过测温仪时，电流表示数显示0.36A，通过计算说明测温仪是否会发出报警。
温度t/℃ 35 36.5 37 37.5 38 39 40
电阻R1/Ω 20 17 16 15 14 12 10
6.如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0＝220 V的电源和阻值为R0＝88 Ω的电热丝组成。控制电路是由电压U1＝7.5 V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R1(可取值范围为0～120 Ω)和热敏电阻Rt组成，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50 mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。
（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而　 　(填“增大”“不变”或“减小”)。
（2）如果恒温箱的温度设定为60 ℃，则电阻箱R1应取多大阻值？
（3）该恒温箱可设定的最高温度是多少？
7.丽水市已经有旧小区加装了电梯，解决老年人的出行困难。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小（如图乙所示)，控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，当电磁铁线圈电流增大至20毫安时，衔铁被电磁铁吸住，电铃发出警报声，电梯超载。
（1）从乙图可知，当压敏电阻R2为800欧时，受到的压力F为　 　牛；
（2）根据要求将图甲的工作电路连接完整；
（3）已知控制电路的电源电压U为8伏，保护电压R1为200欧。若该电梯厢内乘客总质量为800千克时，通过计算说明电梯是否超载。(电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计)
8.明乘电梯时，发现电梯超载会自动报警。如图甲所示。电源电压恒定不变，R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示：
（1）图片中R0的作用是　 　。
（2）分析图乙I—F图象可知：压敏电阻Rx受到的压力增大时，通过它的电流也增大，Rx的阻值　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)；当压力增大到一定程度时，触点K与　 　接触，电铃响，实现自动报警。
（3）某电梯超载报警的Rx—F图象如图丙所示，空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力，当压力F2＝1×104N时，电梯报警，则此电梯限载　 　人。(设每人质量约为50kg)
（4）下列与此实验研究方法相同的是_________。
A．探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，控制导体电阻不变
B．用光线描述光的传播路径
C．用电磁铁吸引大头针的多少表示它的磁性强弱
D．2个5Ω的电阻串联，相当于1个10Ω的电阻
9.电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。己知控制电路的恒定的电源电压U=6伏，保护电阻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。(g取10牛/千克）
（1）当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点________接触，电铃发出警报声。
（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1000千克的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载。
（3）如果想设置电梯最大乘客载重量为1000千克，计算得出R1的阻值应该设置为多少。
10.图甲为热敏电阻的R-T图象，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28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)从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为____________欧。
(2)恒温箱的加热器应接在AB端还是CD端？____________。
(3)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？
(4)若在原控制电路中，串联接一个可变电阻，当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将____________（填“变大”“不变”或“变小”）。
11.有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1=9V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成，图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图象；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R0的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到60mA时，电磁继电器的衔铁被吸下来。求：
(1)请用笔画线代替导线，按照题意将图中的工作电路连接完整。
(2)在升温的过程中，电阻R1两端的电压会________ (填“变大”、“变小”或“不变”)；
(3)要使恒温箱设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R2的滑片，使其接入电路的阻值________(填“变大”或“变小”)。
(4)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为50Ω时，恒温箱内的温度是多大？
参考答案
1.（1）0.025
（2）保险丝不能救人的命，I总=5A+0.025A=5.025A，人触电时干路的电流未达到保险丝的额定电流，因此，保险丝不熔断
【解析】(1)由表中数据得出潮湿时，手与脚之间的电阻，又知道电源电压，利用欧姆定律求通过人体的电流；
(2)比较计算出的触电电流与熔丝的熔断电流比较，找出原因。
【解答】(1)由表中数据得出潮湿时，手与脚之间的电阻R= 8.8kΩ=8800Ω，
U=220V
(2)保险丝不能救人的命，I总=5A+0.025A=5.025A，人触电时干路的电流未达到保险丝的额定电流，因此，保险丝不熔断。
2.（1）电磁铁（2）车辆过桥时对桥面的压力：F＝G＝15×103kg×10N/kg＝1.5×105N 由乙图像可知，当F＝1.5×105N时，Rx＝25Ω 电路中的电流：I＝U/(R+RX)＝10V/(15+25)Ω=0.25A电压表的示数：U1＝IR＝0.25A×15Ω＝3.75V （3）当电压表的示数最大即U1max＝5V时，记录器所能记录的过桥车辆的质量最大，此时电路中的电流：I′＝U/R＝10V/15Ω＝0.67ARx＝UX/I′＝(10－5)V/0.67A＝15Ω 由乙图像可知，此时汽车对压敏电阻的压力F′＝3×105N，所以该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量：m最大＝G′/g＝F′/g＝3×105N/(10N/Kg)＝3×104kg＝30t
3.（1）90 （2）A、B （3）100欧
4.（1）闭合开关S1，灯泡和R0串联，灯泡正常发光，其两端的电压为UL=2.5V，R0两端的电压U0=U1﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V，
电路中的电流I= = =0.01A
（2）当窗户移至轨道C点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，控制电路中的总电阻R= = =500Ω，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑=R﹣R磁B=500Ω﹣300Ω=200Ω
（3）要使窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器才开始报警， 应该 减小滑动变阻器的阻值或增大U2 。
因为电磁铁吸引电流不变，，从C到B，R变大，所以U不变时，减小R变。或R变不变时增大U。
【解析】(1)工作电路中灯泡和Ro串联，灯泡正常发光，根据串联电路的分压特点求出Ro两端的电压，根据欧姆定律求出电流，再根据P=UI求出灯泡的额定功率；
(2)由图像读出窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值，根据欧姆定律列出等式，解出滑动变阻器的最大阻值，再判断是否能通过调节滑动变阻器的阻值来实现报警.
5.（1）保护电路；越大
（2）解：当I=0.36A时，R总= =25Ω，
R1=R总-R0=25Ω-10Ω=15Ω，
由表可得，t=37.5℃＞37.3℃。所以小张同学经过测温仪，电流表示数为0.36A，测温仪会发出报警。
【解析】（1）如果没有定制电阻R0的存在，那么当热敏电阻R1为零时，会造成短路，可能烧毁电源和用电器，根据表格分析热敏电阻随温度的变化规律，进而确定热敏电阻的阻值变化，从而分析电流表的示数变化。
（2）根据计算出总电阻，再根据R1=R总-R0计算出热敏电阻的阻值，最后根据表格确定此时的温度，并与标准进行比较即可。
【解答】（1）电路中R0的作用是保护电路，从测温仪前面通过的同学体温越高，热敏电阻的阻值越小，而电流表的示数越大。
6.（1）减小 （2）70 Ω （3）150 ℃
【解析】（1）根据乙图分析热敏电阻阻值随温度的变化规律；
（2）首先根据乙图确定60℃热敏电阻的阻值，再根据计算出总电阻，再根据R总=Rt+R1计算出电阻箱R1的阻值。
（3）恒温箱的温度最高时，热敏电阻的阻值最小，此时电阻箱的阻值最大，根据R总=Rt+R1计算出热敏电阻的最小阻值，根据乙图确定最高温度。
【解答】（1）根据乙图可知，热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小；
7.（1）5000
（2）
（3）解：当衔铁刚好被吸住，控制电路中R1与R2串联，I=20亳安时=0.02安
根据U=IR得： R= =400欧
由R=R1+R2得：R2=R-R1=400欧-200欧=200欧
从乙图可知此时受到的压力F总=9000牛
由F总=G总=m总g得
m总= =900千克>800千克
所以，电梯厢内站立总质量为800千克的乘客时，电梯不超载。
【解析】（1）根据乙图确定压敏电阻受到的压力；
（2）根据题目的描述，分析整个装置的工作过程，确定衔铁和电源的接线情况即可。
（3）首先根据计算出衔铁刚好被吸住时的总电阻，然后根据 R2=R-R1 计算出此时压敏电阻的阻值，接下来根据乙图确定此时受到的压力，最后根据 计算出乘客的质量，并与800kg进行比较即可。【解答】（1）从乙图可知，当压敏电阻R2为800欧时，受到的压力F为5000牛；
（2）根据甲图可知，衔铁在上面时，接通电动机所在的电路，电梯正常工作；衔铁在下面时，接通电铃所在的电路而报警，因此电源左边的导线应该与衔铁相连，如下图所示：
8.（1）保护电路 （2）变小；B （3）12 （4）C
【解析】（1）根据图甲可知，定值电阻R0与压敏电阻R1，电磁铁串联。当压敏电阻上压力为零时，压敏电阻为零，如果没有R0，此时会发生短路，造成电路损坏，据此分析R0的作用。
（2）根据“电流与电阻的反比关系”判断Rx的阻值变化。当压力增大到移动程度时，电流增大到一定程度，电磁铁的磁力增大到一定程度，将衔铁吸下来，据此确定触点K与谁接通即可。
（3）压敏电阻受到的压力等于电梯的自重与人的重力之和，即F2=G电梯+nG人，据此计算电梯的限载人数。
（4）电梯超载看不到摸不着，将其转化为电铃发声，这种方法叫转换法，据此分析各个选项中使用的物理研究方法即可。
9.（1）B（2）有（3）解：R=U/I=6V/20mA=6V/0.02A=300欧F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N由图乙可知R2=100欧R1=R-R2=300欧-100欧=200欧
10.（1）90（2）A、B端（3）I=UR总=6V50Ω+150Ω=0.03A=30mA＞28mA不处于工作状态（4）变大
11.（1）（2）变小 （3）变大 （4）50℃
物理计算（2）