【精准把脉·聚焦中考】2025年中考科学专项冲刺限时精练
精练25 力电综合分析
01 通过半导体改变电路
此类问题常以压敏电阻受力与自身电阻变化而引起电路变化的问题，从而起到控制电路的目的。
02 通过电磁继电器控制电路
1、概念
电磁继电器是利用含有电磁铁的低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置，其实质是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。
2、工作原理
（1）电路构成：电磁继电器的电路包括控制电路和工作电路两部分，如下图所示
（2）工作原理：当控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；当控制电路断开时，电磁铁失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，动、静触点分离，工作电路断开；从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。
03 通过滑动变阻器接入长度影响电路
此类问题常以滑动变阻器受力而改变接入的有效长度而引起电路变化的问题，从而起到控制电路的目的。
01 半导体（压敏电阻）类
1．【答案】（1）工作电路正常工作的电功率为484W；
（2）烤箱内温度达到60℃时，电压鉴别器两端的电压UT为4.5V；
（3）调节控制电路中的电源电压U控为8V，电压鉴别器自动断开开关S时，烤箱内的温度为180℃。
【分析】（1）由图乙可知，工作电路只有R1工作，根据P求出工作电路正常工作的电功率；
（2）由图乙可知，控制电路中，R0和RT串联，由图甲可知，当烤箱内温度达到60℃时，电阻RT的阻值；根据串联电路的特点可知控制电路的总电阻，根据欧姆定律求出控制电路的电流，根据欧姆定律求出电阻RT的两端电压即为电压鉴别器两端的电压UT；
（3）根据串联电路的电压特点求出当电源电压U控为8V，电压鉴别器自动断开开关S时R0两端的电压，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，根据欧姆定律求出RT的阻值，然后由图甲可知此时的温度。
【解答】解：（1）由图乙可知，工作电路只有R1工作，
工作电路正常工作的电功率：P484W；
（2）由图乙可知，控制电路中，R0和RT串联，
由图甲可知，当烤箱内温度达到60℃时，电阻RT的阻值为10Ω，
则控制电路的总电阻：R＝R0+RT＝10Ω+10Ω＝20Ω，
控制电路的电流：I0.45A；
由I可知，电压鉴别器两端的电压UT＝IRT＝0.45A×10Ω＝4.5V；
（3）控制电路中的电源电压U控为8V，电压鉴别器自动断开开关S时，R0两端的电压：U0＝U控′﹣UT′＝8V﹣6V＝2V，
此时电路中的电流：I′0.2A，
由I可知，RT此时的电阻：RT′30Ω，
由图甲可知，当RT的电阻为30Ω时，烤箱内的温度为180℃。
答：（1）工作电路正常工作的电功率为484W；
（2）烤箱内温度达到60℃时，电压鉴别器两端的电压UT为4.5V；
（3）调节控制电路中的电源电压U控为8V，电压鉴别器自动断开开关S时，烤箱内的温度为180℃。
【点评】本题考查了串联电路特点、电功率公式和欧姆定律公式应用，能从图中获取相关信息是解题的关键。
2．【答案】（1）水吸收的热量为6.72×105J；
（2）调控电阻R0的阻值为15Ω；
（2）电蒸锅的温度达到120℃时，将R0的阻值调节为10Ω，此时电蒸锅的总功率440W。
【分析】（1）根据m＝ρV计算水的质量，根据Q吸＝c水m（t﹣t0）计算水升温需要吸收的热量；
（2）由图2可知两电阻串联接入电路，由图1可知当温度达到100℃时RT的阻值，根据R求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出调控电阻R0的阻值；
（2）由图象读出RT的温度达到120℃时的阻值，然后根据P′计算电蒸锅的总功率。
【解答】解：（1）水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；
（2）由图2可知两电阻串联接入电路，由图1可知，当温度达到100℃时，RT＝40Ω，
电路中的总电阻：R55Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以调控电阻R0的阻值：R0＝R﹣RT＝55Ω﹣40Ω＝15Ω；
（3）由图象可知，RT的温度达到120℃时，RT′＝100Ω，
电蒸锅的总功率：P′440W。
答：（1）水吸收的热量为6.72×105J；
（2）调控电阻R0的阻值为15Ω；
（2）电蒸锅的温度达到120℃时，将R0的阻值调节为10Ω，此时电蒸锅的总功率440W。
【点评】本题考查了吸热公式、电阻的串联和电功率公式的应用，从图象中读出不同温度时电阻RT的阻值是关键。
3．【答案】（1）此时电路总电功率是0.18W；
（2）压敏电阻受到的压力为800N；
（3）见解答。
【分析】（1）根据压敏电阻所受压力，从乙图读出电阻大小；由P可得电功率；
（2）根据b点确定最大电流，根据欧姆定律计算压敏电阻，对照乙图知压力大小；
（3）根据运动员从距离蹦床更高的位置跳下，更多的重力势能转化为弹性势能，分析弹力大小，得出压敏电阻的大小，计算电流，在图中标注。
【解答】解：（1）当F＝200N时，R＝40Ω；R总＝R+R0＝40Ω+10Ω＝50Ω；
此时电路总电功率P0.18W；
（2）由图丙可知，b点电流最大为l＝0.15A；
则定值电阻分压为Ub＝1R＝0.15A×10Ω＝1.5V；
压敏电阻两端电压为U＝U总﹣U0＝3V﹣1.5V＝1.5V；
电阻R10Ω；
由图乙可知F＝800N；
（3）若该运动员从距离蹦床更高的位置跳下，已知某运动员从距离蹦床越高处下落则对蹦床的压力越大，则压敏电阻越小，串联电路的总电阻越小，根据欧姆定律知，电路中的电流越大，则b点向右移动，当压力最大时，压敏电阻不再改变，大小为R'＝5Ω；最小电阻为1Ω；
最大电流I'0.2A，如图所示：
；
答：（1）此时电路总电功率是0.18W；
（2）压敏电阻受到的压力为800N；
（3）见解答。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，属于中档题。
02 滑动变阻器类
4．【答案】C
【分析】（1）滑动变阻器的电阻片的材料和横截面积一定时，长度越长电阻越大；
（2）根据欧姆定律进行分析；
（3）根据P＝UI进行分析；
（4）根据串联分压原理进行解答。
【解答】解：A、由图可知，油箱内油面下降时，滑动变阻器R接入电路中电阻变大，故A错误；
C、由图可知，该电路为R和R0的串联电路，油箱内油面下降时，总电阻变大，在电源电压一定时，根据欧姆定律，电路电流变小，电流表示数减小，故C正确；
B、电源电压一定时，电路电流变小，根据P＝UI知，电路的总功率减小，故B错误；
D、由图可知，油箱内油面下降时，滑动变阻器R接入电路中电阻变大，根据串联分压原理，滑动变阻器R两端的电压变大，电源电压一定时，R0两端电压减小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了学生对电阻大小的决定因素、欧姆定律、电功率公式、串联分压原理的应用，解题关键是准确分析出滑动变阻器连入电路的阻值的变化与油量之间的关系。
5．【答案】（1）R0的阻值为30Ω；
（2）当电流表示数为0.2A时，则电压表示数为3V；
（3）当电压表的示数为3V时，报警装置发出警报，警戒水位为190m；此时电路消耗的电功率为1.8W。
【分析】（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流，根据欧姆定律表示电源电压，通过电路的电流为0.1A时，根据串联电路电压规律结合欧姆定律表示电源电压，联立解方程可得电源电压和定值电阻的阻值；
（2）根据欧姆定律计算通过电路的电流为0.2A时电路总电阻，根据串联电路电阻规律计算此时滑动变阻器接入电路的阻值，根据U＝IR计算滑动变阻器两端的电压可知电压表示数；
（3）当电压表的示数为3V时，根据串联电路电压规律计算定值电阻两端的电压，根据欧姆定律计算此时通过定值电阻的电流，根据串联电路电流特点结合欧姆定律计算此时滑动变阻器接入电路的阻值，
由乙图可知滑动变阻器的长度以及滑片位于最下端时水位的高度，进一步计算浮子上升的距离和此时的警戒水位；
根据P＝UI计算此时电路消耗的电功率是多少。
【解答】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，
当滑片P置于最下端时，滑动变阻器接入电路最大阻值，电流表示数为0.1A，则电压表示数为：UP＝IRP＝0.1A×60Ω＝6V；
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A，
根据欧姆定律可得电源电压：U＝IR0＝0.3A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
因串联电路总电压等于各部分电压之和，通过电路的电流为0.1A时，根据欧姆定律可得电源电压：U＝UP+I′R0＝6V+0.1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
联立①②可得：R0＝30Ω，U＝9V；
（2）通过电路的电流为0.2A时，电路总电阻：R总45Ω，
根据串联电路电阻规律可知滑动变阻器接入电路的阻值：RP＝R总﹣R0＝45Ω﹣30Ω＝15Ω，
滑动变阻器两端的电压：UP＝I″×RP＝0.2A×15Ω＝3V；
（3）当电压表的示数为3V时，定值电阻两端的电压：U0＝U﹣UP′＝9V﹣3V＝6V，
此时通过定值电阻的电流：I00.2A，
串联电路各处电流相等，此时滑动变阻器接入电路的阻值：RP′15Ω，
由乙图可知滑动变阻器的长度为195m﹣175m，滑片位于最下端时水位的高度为175m，
浮子上升的距离：ΔL（195m﹣175m）＝15m，则此时的警戒水位为175m+15m＝190m；
此时电路消耗的电功率：P＝UI0＝9V×0.2A＝1.8W。
答：（1）R0的阻值为30Ω；
（2）当电流表示数为0.2A时，则电压表示数为3V；
（3）当电压表的示数为3V时，报警装置发出警报，警戒水位为190m；此时电路消耗的电功率为1.8W。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，正确读取图中信息是解题的关键。
6．【答案】（1）增大；
（2）当水位处于最高时，电路中的电流为0.6A；
（3）当水位处于最高时，轻质弹簧对浮子M的拉力为50N；
（4）a和b。
【分析】由电路图可知，R0与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当水位下降时，圆柱体M排开水的体积变小，受到的浮力减小，弹簧测力计受到的拉力变大，据此可知滑片移动的方向和接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；
（2）当水位处于最高处时，滑片P恰好在R1的最上端，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流；
（3）根据V＝Sh算出浮子M排开水的体积，由F浮＝ρ水gV排算出浮子M受到的浮力，根据平衡力算出轻质弹簧对浮子M的拉力；
（4）根据串联电路的分压作用分析解答。
【解答】解：由电路图可知，R0与R1串联，水位表串联在电路中。
（1）当水位下降时，圆柱体M排开水的体积变小，受到的浮力减小，弹簧测力计受到的拉力变大，滑片下移，接入电路中电阻变小，电路中的总电阻变小，
由I可知，电路中的电流变大；
（2）当水位处于最高处时，滑片P恰好在R1的最上端，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I0.6A；
（3）当水位处于最高时，M刚好浸没在水中，圆柱体排开水的体积为：
V排＝V＝Sh＝200cm2×50cm＝10000cm3＝0.01m3，
圆柱体M受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N，
轻质弹簧对浮子M的拉力为：
F拉＝G﹣F浮＝mg﹣F浮＝15kg×10N/kg﹣100N＝50N；
（4）若用电压表代作水位表，当水位最低时（此时滑片P在R1的下端点），滑动变阻器连入电路的电阻为零，分得的电压为零，根据水位表示数为零知电压表并联在滑动变阻器的两端，即将水位表的两端A、B分别与电路中的a和b两点相连接。
故答案为：（1）增大；
（2）当水位处于最高时，电路中的电流为0.6A；
（3）当水位处于最高时，轻质弹簧对浮子M的拉力为50N；
（4）a和b。
【点评】本题考查了电路的动态分析和串联电路的特点以及欧姆定律、阿基米德原理的应用，是一道综合题，有一定难度。
03 电磁继电器 电磁铁类
7．【答案】（1）此时控制电路中R0两端的电压是3V；
（2）消耗的总电能为5.616×104J；
（3）增大R0的阻值
【分析】（1）由图可知控制电路中R与R0串联，由图丙可知此时控制电路中光敏电阻的阻值，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律求出控制电路中的电流，再求出R0两端的电压；
（2）根据W＝UIt计算机器人充满电时储存的电能，根据表格及公式W＝Pt，求出机器人扫地30min消耗的电能和待机6min消耗的电能，两者之和即为一次扫地30min和待机6min消耗的总电能；
（3）若想家里地面灰尘更少，光敏电阻光照强度变强，光敏电阻的阻值变小，根据电源电压不变及总电阻不变，再由串联电路的电阻特点，可知如何改进电路。
【解答】解：（1）白天，当机器人光敏电阻上的光照强度为3cd时，它就会开始扫地，由图丙可知，此时光敏电阻R为6.0Ω，此时控制电路中的电流为：
I0.25A，
所以此时控制电路中R0两端的电压为：
U0＝IR0＝0.25A×12Ω＝3V；
（2）由表格可知，机器人充满电时储存的电能为：
W＝UIt＝12V×2.5A×3600s＝1.08×105J，
扫地30min消耗的电能为：
W1＝P1t1＝30W×30×60s＝5.4×104J，
待机6min消耗的电能为：
W2＝P2t2＝6W×6×60s＝2.16×103J，
扫地30min和待机6min消耗的总电能为：
W3＝5.4×104J+2.16×103J＝5.616×104J；
（3）小明若想让家里的地面灰尘更少，他应该用阻值较大的电阻替换定值电阻R0，因为机器人开始工作时的电流不变，电源电压不变，则机器人开始工作时控制电路的总电阻不变，当家里的地面灰尘更少时，照射到光敏电阻上的光照强度增强，光敏电阻R的阻值减小，要使机器人工作时控制电路的总电阻不变，应增大R0的阻值。
答：（1）此时控制电路中R0两端的电压是3V；
（2）消耗的总电能为5.616×104J；
（3）增大R0的阻值。
【点评】本题考查了电磁继电器工作原理及串联电路的特点和欧姆定律，电功公式的综合应用。
8．【答案】（1）N；（2）电动卷帘；
（3）R0的阻值为210Ω；
（4）当外界光照强度达到400lx时，光敏电阻R的功率为0.075W。
【分析】（1）根据安培定则判定螺线管的极性；
（2）结合题意分析M处的用电器；
（3）当外界光照强度达到150lx时，由图丙可知此时光敏电阻的阻值R＝90Ω，当电动卷帘便开始工作，电磁铁能吸合衔铁的电流I＝0.04A，由欧姆定律求出控制电路的总电阻，根据串联电路电阻规律可知R0的阻值；
（4）当外界光照强度达到200lx时，由图丙可知此时光敏电阻的阻值R′＝70Ω，由欧姆定律得控制电路的电流，根据P＝I2R得出光敏电阻R的功率。
【解答】解：（1）开关S闭合时，电磁铁中一端的电流方向是向左的，根据安培定则可知，电磁铁P的下端为N极；
（2）当外界光照较强时，光敏电阻阻值小，控制电路电流大，电磁铁磁性较强，吸引衔铁，动触点与A接触，能启动电动卷帘适时调整进光量，则图中的N处为电动卷帘；用电器应为当外界光照较弱时，光敏电阻阻值大，控制电路电流小，电磁铁磁性较弱，衔铁弹回，动触点与B接触，能动启动节能灯给予补光，则M处接节能灯；
（3）当外界光照强度达到150lx时，由图丙可知此时光敏电阻的阻值R＝90Ω，
当电动卷帘便开始工作，电磁铁能吸合衔铁的电流I＝0.04A，
由欧姆定律得，控制电路的总电阻：R总300Ω，
根据串联电路电阻规律可知，R0的阻值：R0＝R总﹣R＝300Ω﹣90Ω＝210Ω；
（4）当外界光照强度达到400lx时，由图丙可知此时光敏电阻的阻值R′＝30Ω，由欧姆定律得．此时控制电路中的电流，
光敏电阻R的功率P＝I′2R′＝（0.05A）2×30Ω＝0.075W。
答：（1）N；（2）电动卷帘；
（3）R0的阻值为210Ω；
（4）当外界光照强度达到400lx时，光敏电阻R的功率为0.075W。
【点评】本题考查欧姆定律的应用和电能、电功率的计算，关键是从图中得出有用信息。
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9．【答案】（1）减小；
（2）电鱼放电时电压U的大小为2V；
（3）当R2＝1.0×104欧，电鱼放电时R2的电功率P2为1.0×10﹣4W。
【分析】（1）向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子，进而分析向水里加入氯化钠的目的。
（2）由图1可知，两电阻串联，根据图2利用串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源电压。
（3）根据欧姆定律求出通过的电流，根据P＝I2R求出电鱼放电时R2的电功率P2。
【解答】解：（1）向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子，因此向水里加入氯化钠，目的是减小电阻R2。
（2）由图1可知，两电阻串联，由AB间的电压R2为两端的电压，
图2可知，当电路中的电流为0.05mA时，R2两端的电压为1.5V，
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U2+U1＝U2+IR1＝1.5V+0.05×10﹣3A×1.0×104Ω＝2V。
（3）由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R＝R1+R2＝1.0×104Ω+1.0×104Ω＝2.0×104Ω，
则电路中的电流：I''1×10﹣4A，
则电鱼放电时R2的电功率：P2＝I''2R2＝（1×10﹣4A）2×1.0×104Ω＝1.0×10﹣4W。
答：（1）减小；
（2）电鱼放电时电压U的大小为2V；
（3）当R2＝1.0×104欧，电鱼放电时R2的电功率P2为1.0×10﹣4W。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是根据图像读出相关的信息。
10．【答案】（1）减小；
（2）高；
（3）低挡模式时，工作10分钟，mini工作电路消耗的电能为300J；
（4）工作时至少需要加水0.02kg。
【分析】（1）由图丙可知压敏电阻R的电阻随压力的变化情况；
（2）由图乙可知，当旋转开关S接触点1、2时，电路开路，当旋转开关S接触点2、3时，R1、R2串联，当旋转开关S接触点3、4时，只有R1工作；根据串联电路的电阻特点和P可知工作电路低挡和高挡的电路连接；
（3）知道高档工作是电路中的电流，根据欧姆定律求出R1的阻值，根据R1、R2的关系求出R2的阻值，根据串联电路的电阻特点求出R1、R2的串联总电阻，根据Wt可求出低挡模式时工作电路消耗的电功；
（4）由题意可知，当电流为50mA时，衔铁才会吸合，工作电路接通，根据欧姆定律求出此时控制电路的总电阻，根据电阻的串联求出压敏电阻R的阻值，由图丙可知压敏电阻受到的压力，压敏电阻受到的压力是由水的重力产生的，则可求出水的重力，根据F＝G＝mg求出所加水的最小质量。
【解答】解：（1）由图丙可知，压敏电阻R的电阻随压力的增大而减小；
（2）由图乙可知，当旋转开关S接触点2、3时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，此时电路中的总功率最小，工作电路处于低挡；当旋转开关S接触点3、4时，只有R1工作，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，工作电路处于高挡；
（3）根据题意可知，高挡时电流为0.4A，mini具有智能断电功能，由I可知，R1的阻值：R112.5Ω，根据题意可知，R2＝3R1＝3×12.5Ω＝37.5Ω，根据串联电路的电阻特点可知，低挡工作时，工作电路的总电阻：R总＝R1+R2＝12.5Ω+37.5Ω＝50Ω，低挡模式时工作电路消耗的电能：W低300J；
（4）由I可知，当电流为50mA时，此时控制电路的总电阻：R总'100Ω，则压敏电阻的阻值：R＝R总'一Ro＝100Ω﹣60Ω＝40Ω，由图丙可知，当R＝40Ω时，压敏电阻受到的压力F＝0.2N，压敏电阻受到的压力是由水的重力产生的，则水的重力G＝F＝0.2N，由F＝G＝mg可得所加水的最少质量：m0.02kg。
故答案为：（1）减小；
（2）高；
（3）低挡模式时，工作10分钟，mini工作电路消耗的电能为300J；
（4）工作时至少需要加水0.02kg。
【点评】本题考查了串联电路的特点、电功率公式、欧姆定律、压力和重力的关系等，能从中获取相关信息是解题的关键。
11．【答案】（1）热效应；（2）①N；②100Ω；（3）这段时间内消耗的电能是3.3×105J
【分析】（1）电流具有热效应；
（2）①根据安培定则判定电磁铁的磁性；
②使用爆米花功能时，设定温度达到200℃时停止加热，由图乙判断出R0的电阻，由欧姆定律算出此时电路的总电阻，由串联电路电阻的规律算出此时电阻器R接入电路的阻值；
（3）根据P分析电路的工作状态，然后根据Wt求出消耗的电能。
【解答】解：（1）空气炸锅是利用电流的热效应的原理来工作的，此过程中电能转化为内能，产生的热量使空气受热；
（2）①由图可知，根据安培定则可知，此时电磁铁上端是N极，下端是S极；
②使用爆米花功能时，设定温度达到200℃时停止加热，由图乙可知，R0的电阻为20Ω，
此时电路的总电阻为：R总120Ω；
此时电阻器R接入电路的阻值为：R滑＝R总﹣R0＝120Ω﹣20Ω＝100Ω；
（3）根据图乙可知，B与A接触时，电路为R1的简单电路；B与C接触时，R1、R2串联接入电路中，根据串联电路的电阻关系可知，电路为R1的简单电路时的总电阻小，根据P可知，此时为加热状态，5min消耗的电能为：Wt5×60s＝3.3×105J。
故答案为：（1）热效应；（2）①N；②100Ω；（3）这段时间内消耗的电能是3.3×105J。
【点评】题考查了欧姆定律的应用、电能的计算、安培定则的应用，是一道简单的应用题。
12．【答案】（1）是否缺氧；
（2）豆芽机加热功率为110W；
（3）合格。
【分析】（1）根据氧气含量进行判定等级；
（2）当动触点与静触点断开时，电阻R1与R2串联，总电阻最大，处于保温状态，根据电阻的串联和P求出R2的阻值；当动触点与静触点接触时，电阻R1与R2并联，总电阻最小，处于加热状态，根据电阻的并联和P求出加热功率；
（3）电磁铁衔铁在电流大于60mA时吸合，根据欧姆定律求出控制电路总电阻，利用电阻的串联求出Rx的阻值，根据图丙确定豆芽机最低温度；电磁铁衔铁在电流小于30mA时释放，根据欧姆定律求出控制电路总电阻，利用电阻的串联求出Rx的阻值，根据图丙确定豆芽机最高温度，然后与绿豆萌发的适宜温度进行比较。
【解答】解：（1）由表中数据可知，优秀作品不会出现缺氧情况，合格作品偶尔出现缺氧情况，待改进作品经常出现缺氧情况，故判断作品等级的依据是：是否缺氧；
（2）当动触点与静触点断开时，电阻R1与R2串联，总电阻最大，处于保温状态，豆芽机的保温功率为55W，则电路的总电阻为：
R总880Ω，
根据电阻的串联，R2＝R总﹣R1＝880Ω﹣440Ω＝440Ω；
当动触点与静触点接触时，电路为只有R2的简单电路，则豆芽机加热功率为：
P加110W；
（3）电磁铁衔铁在电流大于60mA时吸合，根据欧姆定律可知，
R总150Ω，
根据电阻的串联，Rx＝R总1﹣R0＝50Ω﹣25Ω＝25Ω，
由图乙可知，此时豆芽机的温度为23℃；
电磁铁衔铁在电流小于30mA时释放，根据欧姆定律可知，
R总2100Ω，
根据电阻的串联，Rx'＝R总2﹣R0＝100Ω﹣25Ω＝75Ω，
由图乙可知，此时豆芽机的温度为26℃；
此款豆芽机温度控制范围23℃～26℃，由于绿豆萌发的适宜温度范围是20℃～25℃，则此款豆芽机能实现自动控温但温度偏高，所以应将其评定为合格。
答：（1）是否缺氧；
（2）豆芽机加热功率为110W；
（3）合格。
【点评】本题考查了串并联电路电阻特点、欧姆定律和电功率公式的运用，关键是电路状态的分析。
13．【答案】（1）滑动变阻器最大阻值为40Ω；
（2）右；定值电阻R2大于滑动变阻器的最大值，当光照相同的时候对比电路中左侧总电阻大、电流小，左侧电磁铁磁性小于右侧，衔铁被吸向右侧，转向电路中电动机会带动电池板向右侧运动；
（3）调试控制电路过程中，对比电路右侧消耗的最小功率是2.4W。
【分析】（1）由图乙知电路中的最小电流为：I最小＝0.2A，电压表的最大示数为：U4大＝8V，由欧姆定律算出滑动变阻器的最大阻值；
（2）因为定值电阻R2大于滑动变阻器的最大值，当光照相同的时候对比电路中左侧总电阻大、电流小，左侧电磁铁磁性小于右侧，衔铁被吸向右侧，转向电路中电动机会带动电池板向右侧运动；
（3）由图乙知当滑片在最下端和最上端时电压表和电流表的示数，由串联电路电压的规律和欧姆定律表示出电源电压，根据电源电压相等列等式算出电源电压和R3的阻值；根据P最小＝UI最小算出电路消耗的最小功率；
【解答】解：（1）由图乙知电路中的最小电流为：I最小＝0.2A，电压表的最大示数为：U4大＝8V，
由欧姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值：；
（2）因为定值电阻R2大于滑动变阻器的最大值，当光照相同的时候对比电路中左侧总电阻大、电流小，左侧电磁铁磁性小于右侧，衔铁被吸向右侧，转向电路中电动机会带动电池板向右侧运动；
（3）滑动变阻器和R3串联，由图像乙可知，当滑片在最下端时滑动变阻器接入电路的电阻最大，电源电压：U＝I最小R3+U4大＝0.2A×R3+8V①
当电流表示数为0.5A时，电压表的示数为2V，
同理可得电源电压：U＝I3R3+U4＝0.5A×R3+2V②
由①②两式解得：R3＝20Ω，U＝12V
电路消耗的最小功率：P最小＝UI最小＝12V×0.2A＝2.4W。
答：（1）滑动变阻器最大阻值为40Ω；
（2）右；定值电阻R2大于滑动变阻器的最大值，当光照相同的时候对比电路中左侧总电阻大、电流小，左侧电磁铁磁性小于右侧，衔铁被吸向右侧，转向电路中电动机会带动电池板向右侧运动；
（3）调试控制电路过程中，对比电路右侧消耗的最小功率是2.4W。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用，根据电源电压相等列等式算出电源电压和R3的电阻是解题的关键。
14．【答案】（1）R1的阻值为40Ω；
（2）浮球的体积为3×10﹣3m3；
（3）。
【分析】（1）根据P＝UI计算R1的阻值；
（2）首先根据杠杆的平衡条件列式计算出A点产生的力，然后对浮球进行受力分析，根据平衡力的知识计算出浮力的大小，接下来根据阿基米德原理计算排开水的体积，最后根据这时浮球有一半体积浸入水中计算浮球的体积；
（3）保温时，电磁铁Lb中的电流达到0.02A，衔铁被吸合；电流低于0.01A时，根据欧姆定律分别计算出90℃和95℃时电阻大小即可。
【解答】解：（1）由P＝UI可知，R1的阻值：；
（2）由杠杆平衡条件FA×OA＝FB×OB可得：，
由力的平衡条件可知，此时浮球受到的浮力：F浮＝FA+G＝10N+5N＝15N，
由F字＝ρ液gV排可知，浮球排开水的体积：，
由题意可知，浮球体积：V＝2V排＝2×1.5×10﹣3m3＝3×10﹣3m3；
（3）保温时，电磁铁Lb中的电流达到0.02A，衔铁被吸合，
由欧姆定律可知，90℃时，热敏电阻的阻值：RT1500Ω；
电流低于0.01A时，衔铁被释放，则95℃时，热敏电阻的阻值：RT21000Ω，
则RT随温度变化的大致图像如图所示：
。
答：（1）R1的阻值为40Ω；
（2）浮球的体积为3×10﹣3m3；
（3）。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件、阿基米德原理、欧姆定律及平衡力分析等多个知识点，是一道综合计算题，对学生阅读理解题目有一定要求，属于较难题目。
15．【答案】（1）变大；（2）小灯泡消耗的电功率为0.9W；（3）右。
【分析】（1）由电路图可知，灯泡和R1串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，
根据电压表的示数变化可知灯泡两端电压的变化，由欧姆定律可知电路中的电流变化和电路总电阻的变化，根据串联电路电阻规律可知电阻R1阻值的变化，由表格数据可知压力FA的变化；
由杠杆的平衡条件FB OB＝FA OA可知物体N对B点的压力的变化，
绳子对物体M的拉力T＝GM﹣F浮，由同一根绳子的拉力相等和GM＝GN可知，物体N对B点的压力FB＝GN﹣T＝GN﹣（GM﹣F浮）＝F浮，据此判断物体M受到的浮力的变化，
由F浮＝ρ液gV排可知物体M排开水的体积的变化，据此判断水位超出警戒线的高度的变化；
（2）根据阿基米德原理计算水位超过警戒线高度1米时物体M受到的浮力，即物体N对B点的压力，
由杠杆的平衡条件FB OB＝FA OA计算力敏电阻受到的压力，由表格数据可知力敏电阻的阻值接入电路的阻值，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流，根据P＝I2R计算此时小灯泡消耗的电功率；
（3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度h，物体M排开液体的体积不变，比较海水的密度和水的密度得出物体M受到的浮力变化，从而得出物体N对B点的压力变化；要仍用电流表准确读出水位高度，应使物体N对B点的压力不变，根据杠杆的平衡条件得出其它条件不变时OB的变化，从而得出答案。
【解答】解：（1）由电路图可知，灯泡和R1串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，
电压表的示数变大，即灯泡两端的电压变大，由欧姆定律可知电路中的电流变大，则电路的总电阻变小，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电阻R1的阻值变小，由表格数据可知，压力FA变大；
由杠杆的平衡条件FB OB＝FA OA可知物体N对B点的压力变大，
绳子对物体M的拉力T＝GM﹣F浮，由同一根绳子的拉力相等和GM＝GN可知，物体N对B点的压力FB＝GN﹣T＝GN﹣（GM﹣F浮）＝F浮，所以物体M受到的浮力变大，
由F浮＝ρ液gV排可知物体M排开水的体积变大，则水位超出警戒线的高度变大；
（2）水位超过警戒线高度1米时，物体M受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣4m2×1m＝10N，
物体N对B点的压力FB＝F浮＝10N，
由杠杆的平衡条件FB OB＝FA OA可得：FAFB10N＝20N，
由表格数据可知，力敏电阻的阻值R1＝10Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得此时通过电路的电流：I0.3A，
此时小灯泡消耗的电功率：P＝I2RL＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W；
（3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度h，物体M排开液体的体积不变，而海水密度大于雨水的密度，由F浮＝ρ液gV排可知物体M受到的浮力变大，则物体N对B点的压力变大；要仍用电流表准确读出水位高度，FA和OA不变，由杠杆的平衡条件FB OB＝FA OA可知，应减小OB，即适当向右调节N的位置。
答：（1）变大；（2）小灯泡消耗的电功率为0.9W；（3）右。
【点评】本题考查了阿基米德原理、杠杆平衡条件、串联电路的特点以及欧姆定律的综合应用等，正确得出物体M受到的浮力和N对B的压力关系是关键，有一定的难度。
16．【答案】（1）电源电压为4V。
（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力为20N。
（3）当托盘受到的压力为150N时，报警器报警。
（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为4：9时，托盘受到的压力为36N。
【分析】（1）当托盘空载时，可以根据R0和电压表示数利用欧姆定律求出电路中的电流，同时从图乙可知此时压力传感器的电阻，利用欧姆定律可以计算出总电压，即电源电压；
（2）开始报警，即此时电压表示数刚好为2V的时候，由欧姆定律得到电路的电流，再利用欧姆定律和串联电路电压规律得到此时压敏电阻R的阻值，对照图乙可以知道此时的压力值；
（3）当托盘压力值为150N时，根据杠杆平衡条件可知压杆对压力传感器R的压力F'，用这个压力F对照（2）中的压力F便可知是否报警；
（4）利用欧姆定律和电功率公式求出电路安全前提下的最大电流和最大功率，根据比例关系求出此时的实际功率，利用R和电路电阻的规律得到传感器的电阻，进而求出传感器的压力，然后根据杠杆平衡条件算出托盘受到的压力。
【解答】（1）电路为压力传感器R和报警器R0组成的串联电路，电压表测量R0两端的电压，
当托盘空载时，由图乙知传感器的电阻R＝30Ω，此时电路中的电流 ；
则电源电压 U＝I1（R0+R）＝0.1A×（10Ω+30Ω）＝4V；
（2）当报警器开始报警时，电路中的电流 ，
传感器的电阻 ：
从乙图可知，此时传感器受到的压力为20N。
（3）根据杠杆的平衡条件 F1L1＝F2L2，可知 F托盘×OB＝F'×OA；
由于OB：BA＝1：5，可得OB：OA＝1：6；
压力传感器受到的压力F'＝F托盘150N25N，
由于报警时F＝20N，而此时 F'＞F，因此报警器报警；
（4）要保证电路安全，电路的最大电流
最大功率P最大＝UI最大＝4V×0.3A＝1.2W，
由于 P'：P最大＝4：9 可得P'＝1.2W W；
此时传感器的电阻R'R010Ω＝20Ω，
从乙图可知，此时传感器受到的压力为6N；
由杠杆平衡条件可知，托盘受到的压力 F托盘＝F'6N36N。
答：（1）电源电压为4V。
（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力为20N。
（3）当托盘受到的压力为150N时，报警器报警。
（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为4：9时，托盘受到的压力为36N。
【点评】该题把杠杆与电学知识结合在一起，要求学生具有一定的综合运用所学知识解决问题的能力。
17．【答案】（1）M1；（2）该次印刷过程中电动机消耗的总电能W＝P1t1+P2t2＝220W×40s+110W×100s＝1.98×104J；（3）电动机不转时，电能转化为内能，故Q＝I2Rt60s＝7.26×104J；
【分析】（1）由丙图可知压力为12N、Rx＝20Ω时，求出控制电路电流，当备用纸槽放置总质量为2千克时，由丙图可知压力变大，Rx变小，由欧姆定律推导出电流变大，判断出衔铁被吸引；
（2）由控制电路中的电流为0.2A，求出电动机转数的临界的压力大小，并转化为试卷张数，相应求出时间，并由表格可求出电能的大小；
（3）电动机不转，此时电能全部转化为内能，需用焦耳定律计算。
【解答】解：（1）Rx＝20Ω时，控制电路中的电流I0.2A，当备用纸槽放置总质量为2千克的张纸时压敏电阻所受压力F＝G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N＞12N，由图丙可知Rx＜20Ω，故此时电流I＞0.2A，衔铁被吸引，工作电路接通电动机M1；
（2）由第一问可知，Rx＝20Ω时，控制电路中的电流I0.2A，由丙图可知，纸张的压力F＝12N，故可求出纸张的重量G＝F＝12N，m1.2kg；
由，n＝300张；
即剩余纸张数300张以上M1工作，剩余纸张数300张以下M2工作；
M1工作时间：t1＝（500﹣300）张×0.2s/张＝40s；
M2工作时间：t2＝（300﹣100）张×0.5s/张＝100s；
该次印刷过程中电动机消耗的总电能W＝P1t1+P2t2＝220W×40s+110W×100s＝1.98×104J；
（3）电动机不转时，电能转化为内能，故Q＝I2Rt60s＝7.26×104J；
故答案为：（1）M1；（2）该次印刷过程中电动机消耗的总电能W＝P1t1+P2t2＝220W×40s+110W×100s＝1.98×104J；（3）电动机不转时，电能转化为内能，故Q＝I2Rt60s＝7.26×104J；
【点评】该题需要灵活掌握电磁继电器控制的原理，及对压敏电阻的压力、电阻图像的识别，需要的能力较强。
18．【答案】（1）C；（2）RT的阻值为200Ω；（3）R1的阻值为242Ω、R1实际工作的时间为6min。
【分析】（1）安全用电要求：①不用湿手触摸开关，不用湿布擦拭正在使用的用电器；②三孔插座应接地，带金属外壳的用电器用三脚插头；
消毒时候，柜内温度较高，不要将塑料等不耐高温的食具靠近R1；紫外线对人体有伤害；
（2）当消毒柜内温度为55℃时，电路电流为0.01A，根据欧姆定律可得总电阻；
根据串联电路各电阻之和等于总电阻，可得定值电阻大小；
当消毒柜内温度为85℃时，电路电流为0.02A，根据欧姆定律可得此时总电阻，再根据串联电路电阻的特点求得此时RT的阻值；
（3）对于消毒电路，紫外线灯管L和发热管R1并联接入电路，根据欧姆定律和并联电路的特点可得R1的阻值；
本次消毒、烘干电路实际消耗的电能可分为烘干消耗电能、紫外线灯消耗的电能、R1的消耗的电能。逐个计算出后，根据t1可得R1实际工作时间。
【解答】解：（1）安全用电要求：A、不用湿手触摸开关，不用湿布擦拭正在使用的用电器，故A正确；
B、紫外线对人体有伤害，故B正确；
C、三孔插座应接地，带金属外壳的用电器用三脚插头，C错误；
D、消毒时候，柜内温度较高，不要将塑料等不耐高温的食具靠近R1，故D正确。
故选：C；
（2）当消毒柜内温度为55℃时，电路电流为0.01A，总电阻为：
R总600Ω；
R3的电阻为：
R3＝R总﹣RT＝600Ω﹣500Ω＝100Ω；
当消毒柜内温度为85℃时，电路电流为0.02A，总电阻：
R′总300Ω；
RT的阻值为：
R′T＝R′总﹣R3＝300Ω﹣100Ω＝200Ω；
（3）对于消毒电路，紫外线灯管L和发热管R1并联接入电路，通过紫外线灯管L的电流为：
ILA；
通过R1的电流I1＝IA﹣IL＝1AAA；
R1242Ω；
消耗电能W＝0.125kW h＝4.5×105J；
烘干消耗电能：
W烘＝P烘×20%t烘＝500W×0.2×60×60s＝3.6×105J；
紫外线灯消耗的电能：
W紫＝P紫t紫＝20W×15×60s＝1.8×104J；
R1的消耗的电能W1＝W﹣W烘﹣W紫＝4.5×105J﹣3.6×105J﹣1.8×104J＝7.2×104J；
R1实际工作时间：
t1360s＝6min。
故答案为：（1）C；（2）RT的阻值为200Ω；（3）R1的阻值为242Ω、R1实际工作的时间为6min。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用、电功、电能、电功率的计算，难度较大。【精准把脉·聚焦中考】2025年中考科学专项冲刺限时精练
精练25 力电综合分析
01 通过半导体改变电路
此类问题常以压敏电阻受力与自身电阻变化而引起电路变化的问题，从而起到控制电路的目的。
02 通过电磁继电器控制电路
1、概念
电磁继电器是利用含有电磁铁的 、 电路的通断，来间接地控制 、 电路通断的装置，其实质是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，含电磁铁的电路称为低压 电路，被控制的电路称为高压 电路。
2、工作原理
（1）电路构成：电磁继电器的电路包括控制电路和工作电路两部分，如下图所示
（2）工作原理：当控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；当控制电路断开时，电磁铁失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，动、静触点分离，工作电路断开；从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。
03 通过滑动变阻器接入长度影响电路
此类问题常以滑动变阻器受力而改变接入的有效长度而引起电路变化的问题，从而起到控制电路的目的。
01 半导体（压敏电阻）类
1．有一种特殊的半导体电阻，它的电阻RT随着温度T变化曲线，如图（甲）所示。某同学使用这种电阻为烤箱设计了一个温控电路，如图（乙）所示。温控电路由控制电路和工作电路两部分组成。在控制电路中，定值电阻R0＝10Ω，电阻RT与电压鉴别器并联，电压鉴别器相当于电压表，电源电压可调节。现将电源电压U控调到9V，当电压鉴别器两端的电压达到6V以上时，电压鉴别器会自动将工作电路开关S断开。工作电路的电压为220V，电热丝R1＝100Ω。求：
（1）工作电路正常工作的电功率；
（2）烤箱内温度达到60℃时，电压鉴别器两端的电压UT；
（3）调节控制电路中的电源电压U控为8V，电压鉴别器自动断开开关S时，烤箱内的温度。
2．某电蒸锅的发热体是用一种叫PTC的半导体元件制成的，它的发热特性使其具有自动保温的功能，其电阻RT随温度t的变化曲线如图1所示。图2是它的简化工作电路图。已知电源电压为220V，R0是阻值可调但不受温度的影响的调控电阻。则：
（1）某次电蒸锅内加初温为20摄氏度的水2L，到沸腾时，水吸收的热量为多少？已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）。（1标准大气压下）
（2）当温度达到100℃时，此时电蒸锅的总功率为880W，求此时调控电阻R0的阻值。
（3）电蒸锅的温度达到120℃时，将R0的阻值调节为10Ω，此时电蒸锅的总功率是多少？
3．某项目化小组为了研究蹦床运动员的训练情况，设计了一种测定蹦床所受压力的装置，其原理如图甲所示。已知电源电压为3V且保持不变，定值电阻R0＝10Ω，压敏电阻的阻值R随压力F的变化而变化，如图乙所示。已知小温从距离蹦床越高处下落则对蹦床的压力越大，小温从某一高度下落后得到电路中电压表的示数与电流表的示数之间的关系如图丙中线段ab所示。
（1）当小温还在空中时，由于受到蹦床自重的影响，压敏电阻所受压力为200牛，求此时电路总电功率。
（2）小温从这一高度跳下后，在与蹦床接触的过程中，电流表的示数达到最大值时，压敏电阻受到的压力为多大？
（3）若小温从距离蹦床更高的位置跳下，则b点的位置将会移动至B点，请在图丙中用黑点标出B点可能的位置。
02 滑动变阻器类
4．如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子。当油箱中的油量减少时（ ）
A．R接入电路中的电阻减小
B．电路的总功率增大
C．电流表示数减小
D．R0两端电压增大
5．某科技小组设计了一个监测水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，R0为定值电阻，AP与R组成滑动变阻器（最大阻值60Ω），浮子可带动金属滑杆AP在竖直方向上下移动。当水位上升时，浮子和金属滑杆AP一起向上滑动，当电压表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表示数变化关系如图丙。求：
（1）R0的阻值。
（2）当电流表示数为0.2A时，则电压表示数为多少？
（3）当电压表的示数为3V时，报警装置发出警报，则警戒水位为多少米？此时电路消耗的电功率是多少？
6．如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图，电源电压18V保持不变，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R1是长20cm、阻值为20Ω的电阻丝，滑片P把电阻丝R1与轻质弹簧的指针连在一起。浮子M长50cm，底面积为200cm2，质量为15kg。当水位处于最高处时，M刚好浸没在水中，滑片P恰好在R的最上端。轻质弹簧阻值不计。
（1）甲图中的水位表由电流表改装，当水位下降时，电路中的电流会 （增大或减小）。
（2）当水位处于最高时，电路中的电流多大？
（3）当水位处于最高时，轻质弹簧对浮子M的拉力多大？
（4）若用电压表代作水位表，要求：当水位最低时（此时滑片P在R1的下端点），水位表示数为零。则应将水位表的两端A、B分别与电路中的 （选填“a和b”或“c和d”）两点相连接。
03 电磁继电器 电磁铁类
7．智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒；图乙为其自动开始扫地的工作原理图，当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，改变电磁铁的磁性，从而达到自动控制工作。控制电路电源电压U为4.5伏，定值电阻R0＝12欧，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图丙所示，如表为其部分工作参数（注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积，电磁铁线圈电阻忽略不计）。
额定工作电压 12伏
额定功率 30瓦
电池总容量 2.5安时
待机指示灯额定功率 6瓦
（1）白天，当机器人光敏电阻上的光照强度为3cd时，它就会开始扫地。求此时控制电路中R0两端的电压。
（2）为了能使扫地机器人长时间扫地，电动机不能过热工作，可通过其自带的智能开关将工作电路设定为扫地30分钟，然后待机6分钟，如此循环工作。求扫地机器人扫地30分钟再待机6分钟共消耗的电能大小。
（3）小明若想让家里的地面灰尘更少，他应该对扫地机器人的控制电路如何改进 。
8．某展览厅（如图甲所示）为保护展品，设置了调光天窗，当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其中R的电阻值随光照强度的变化如图丙所示，光照强度的国际单位为勒克斯（lx）；P为电磁铁，其线圈电阻忽略不计，当电流达到0.04A时能吸合衔铁B。图乙中的M、N，其中一处是节能灯，另一处是电动卷帘。已知电源电压U1＝12V，U2＝220V，则：
（1）电磁铁P下端为 极（选填“N”或“S”）。
（2）图中的N处用电器应为 （选填“节能灯”或“电动卷帘”）。
（3）当外界光照强度达到150lx时，电动卷帘便开始工作，求R0的阻值。
（4）当外界光照强度达到400lx时，求光敏电阻R的功率。
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1．自然界中有许多“电鱼”，它们身体中的发电器官能产生电。研究表明，某电鱼在水中放电时（图1），身体AB段可看成电源和电阻（R1）两部分串联而成，其余部分和水的电阻为R2，它们共同构成闭合电路，简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压（即电源电压）为U，电阻R1＝1.0×104欧。为获得U的大小，研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2，得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系，如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同，电鱼电阻不变。
（1）向水里加入氯化钠，目的是 （填“增大”或“减小”）电阻R2。
（2）求电鱼放电时电压U的大小。
（3）当R2＝1.0×104欧，求电鱼放电时R2的电功率P2。
2．智能家居为我们的生活提供了很多便利。小明家新购置了一台图甲所示mini智能空气加湿器，其内部简化电路图如图乙所示，R1、R2为发热电阻，且R2＝3R1，U1＝U2＝5V，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”和“高挡”间的转换，（已知高挡时电流大于低挡时的电流），其高挡时电流为0.4A，mini具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止干烧。控制电路中，R0＝60Ω，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图丙所示。
（1）由图丙可知，压敏电阻R的电阻随压力的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）乙图电路中当旋转开关S接触点3、4时，工作电路为 挡。
（3）低挡模式时，工作10分钟，mini工作电路消耗的电能为多少焦耳？（请列式计算）
（4）当控制电路中的电流达到50mA时，衔铁才会吸合，工作电路接通。请通过计算说明，工作时至少需要加水多少千克？（请列式计算）
3．图甲是某款空气炸锅，它可以不用油或少用油来炸制食品。
（1）空气炸锅原理：利用电流的 ，产生的热量使空气受热，热空气通过食物表面，使食物中的水迅速汽化，食物变脆，从而达到与油炸相当的烹饪效果。
（2）如图乙是该空气炸锅加热管的简化电路。控制电路电压为6V，R0为热敏电阻，其阻值随温度变化如图丙所示；R为可调电阻器，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，当继电器线圈电流达到50mA时，衔铁会被吸下。
①控制电路开关S1闭合时，电磁铁上方为 极。
②使用爆米花功能时，需要温度达到200℃时吸下衔铁，停止加热进行保温，此时可调电阻器R接入电路的阻值大小为 。
（3）如图工作电路电压为220V，加热电阻R1、R2的阻值分别为44Ω、176Ω。用此空气炸锅烤牛排（加热挡），一次炸熟500g牛排需要5分钟，求这段时间内消耗的电能是多少？
4．某学习小组开展“自制豆芽机”项目化学习活动，主要包括产品设计、功能调试、评价改进三个环节。
【产品设计】
图甲是小组成员完成的设计草图，内容包括发育盒、淋水系统和控温装置。发育盒上有沥水孔；淋水系统由水泵驱动，豆芽机中的水可通过内部管道和沥水孔按箭头方向流动，使用时可通过调节水流大小控制发育盒中的积水量。控温装置内部电路如图乙所示，可实现加热、保温两挡自动切换，其中R0是定值电阻，R1、R2为电热丝，Rx为热敏电阻。
【功能调试】
小组成员购置了相关配件进行产品制作与调试。配件的具体参数如下：控制电路电源电压U为3V，R0为25Ω，R1为440Ω，Rx的阻值与温度的关系如图丙所示，电磁铁衔铁在电流大于60mA时吸合，小于30mA时释放。
【评价改进】
小科设计了评价量规（部分指标如表），并以此作为豆芽机评价改进的依据。
评价 指标 作品等级
优秀 合格 待改进
氧气 提供 能够提供充足的氧气，不会出现缺氧情况 能够提供充足的氧气，偶尔出现缺氧情况 不能提供充足的氧气，经常出现缺氧情况
温度 控制 能实现自动控温并能提供适宜的温度 能实现自动控温但温度偏高或偏低 不能自动控温
（1）根据评价量规，该小组设计的豆芽机“氧气提供”指标被评定为优秀，结合设计草图写出判断的依据 （列举一点）。
（2）功能调试时，小科测得豆芽机的保温功率为55W，请计算其加热功率。
（3）小科查阅资料发现绿豆萌发的适宜温度范围是20℃﹣25℃，根据评价量规，试通过数据分析来评定此款豆芽机“温度控制”指标，你将其评定为 。
5．小平同学设计了一种能让太阳能电池板自动朝向太阳光的控制电路，如图甲所示，控制电路由对比电路和转向电路两部分组成，R1和R3是两个相同的光敏电阻，其阻值随光照强度增强而减小。L1和L2为两个相同的通电线圈，电阻不计。调节滑动变阻器R4和定值电阻R2相等，若一侧光照偏暗，则转向电路中电动机M会带动太阳能电池板和对比电路一起转向光亮一侧，直到左右两侧光照强度平衡。该同学在某光照强度下调试控制电路，滑动变阻器R4的滑片由最下端向上移动的过程中，两电表示数变化如图乙所示，对比电路中，电源电压U恒定。
（1）滑动变阻器最大阻值是多少？
（2）若调换定值电阻R2＝45Ω，则稳定后太阳能电池板朝向太阳 侧一些（填“左”或“右”），并说明原因。 。
（3）调试控制电路过程中，对比电路右侧消耗的最小功率是多少？
6．项目化学习小组设计了一款电热开水机，它由水箱模块和温控模块共同组成。
水箱模块如图甲所示，由浮球、绕O点转动的杠杆ABO、连杆BC和活塞组成。冷水从进水口进入冷水箱，再经连通管道进入煮水箱。当冷水箱水位达到设定水位，杠杆呈水平状态，活塞刚好堵住进水口，停止进水，这时浮球有一半体积浸入水中。煮水箱中的水煮沸后经出水管进入保温箱，冷水再补充进入煮水箱：冷水箱中水位下降，此时活塞下降，进水口再次进水；重复上述过程。
电路模块的原理图如图乙所示。煮水箱内有电热丝R1，保温箱内有力敏电阻RF，当保温箱内的水量低于最低水位h1时，开关S1自动闭合，电磁铁L2吸引衔铁，使R1开始工作：保温箱内还有热敏电阻RT、电热丝R2当保温箱内水温低于90℃时，开关S2自动闭合，电磁铁Lb吸引衔铁，电热丝R2工作使保温箱内的水温维持在90℃～95℃。电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）若煮水箱内R1的额定煮水功率为1210瓦，求R1的阻值。
（2）冷水箱中的浮球重5牛，杠杆ABO质量和体积忽略不计，进水口被活塞堵住不能进水，此时连杆BC对杠杆的压力为30牛，支点O到浮球球心的距离OA为OB的3倍。求浮球的体积。
（3）控制电路电压均为10伏，保温时，电磁铁Lb中的电流达到0.02安，衔铁被吸合；电流低于0.01安时，衔铁被释放。请在图丙中画出RT随温度变化的大致图像，并在纵坐标上标出温度分别为90℃和95℃时的阻值。
7．我市常有下暴雨，导致水库水位超过警戒线产生危险。为自动测量水库水位超出警戒线的高度，项目化学习小组设计了一台简易水位测量仪，其工作原理如图所示。密度比水大的圆柱体M底面积为10cm2，物体M和N重力均为40牛，绳子绕过定滑轮把MN两物体相连，调节绳子长度使M的下表面与水库警戒线相平，轻质杠杆OB绕O点转动，物体N放在杠杆的B处，OB长102cm，力敏电阻R1通过A处对杠杆产生支撑，OA长51cm，力敏电阻R1阻值与所受压力FA的关系如表所示，电路电源电压U恒为6伏，灯L的电阻值为10欧（忽略温度对灯L电阻的影响），在电流表相应的位置标出水位高度。（杠杆OB自身重力、绳重和摩擦均不计，ρ水＝1.0×103kg/m3）
压力FA（牛） 0 10 20 30
电阻R1（欧） 20 15 10 5
（1）如观察到电路中的电压表示数变大，则是水库水位超出警戒线的高度将 。
（2）当某次水位超过警戒线高度1米时，此时小灯泡消耗的电功率是多少？
（3）若用这个完成测试的测量仪来测量海水超过警戒线的高度，只通过调节物体N在杠杆上放置的位置（其它条件不变），仍用电流表也能准确读出水位高度，则向 （“左”或“右”）调节N的位置。（已知ρ海水＝1.02×103千克/米3）
8．某科学研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图甲所示。OBA为水平杠杆，OA长120cm，O为支点，OB：BA＝1：5；已知报警器R0阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时，闭合开关S，电压表的示数为1V；当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到2V时，报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为0～3V。
求：（1）电源电压。
（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力。
（3）当托盘受到的压力为150N时，报警器是否报警。
（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为4：9时，托盘受到的压力。
9．如图甲是一台速印机，小明在使用速印机时候常常遇到下列问题：当备用纸槽上纸张较多时，不容易发生卡纸，当备用纸槽上纸张较少时，容易发生卡纸，且印刷速度较小时卡纸机率较小。为此，小明设想在备用纸张较多时高速印刷，备用纸张较少时低速印刷。图乙是小明设计的电路原理图，工作电路电压为220伏，M1、M2是两台额定功率不同的电动机，电动机工作时带动机体内的滚筒转动，从而完成“进纸”、“印刷”等操作，电动机转速越大，印刷速度也越快，具体参数见表格。在控制电路中，R0是保护电阻，阻值为10欧，电源电压为6伏，Rx是安装在备用纸槽底部的压敏电阻，其阻值与受到纸张的压力关系如图丙。印刷时先闭合S2，后闭合S1。当控制电路中的电流大于或等于0.2安时，衔铁被吸引。
电动机型号 额定功率（瓦） 额定电流（安） 线圈电阻（欧） 印刷速度（秒/张）
M1 220 1 40 0.2
M2 110 0.5 25 0.5
（1）当备用纸槽放置总质量为2千克的张纸时，刚启动印刷时参加工作的电动机是 。
（2）假设在某次印刷中，备用纸槽中纸张数从500张减小到100张纸，求该次印刷过程中电动机消耗的总电能。（纸张规格相同，每500张质量为2千克）
（3）老师提醒：电动机卡住不动时，会产生大量热，导致烧坏电机，甚至可能引起火灾，小明设计的电路缺少防过热保护措施。若在第（2）题印刷过程中，刚印了80张纸时，就发生卡纸，导致正在工作的电动机卡住不动。求在电动机卡住1分钟内，该电动机产生的热量。
10．家用食具消毒柜是对家庭餐具进行消毒、烘干的生活健康器具。某品牌消毒柜的电路原理图如图所示，下表是它的部分参数，消毒电路由S1、紫外线灯管L、发热管R1、温控开关K组成。K开始时处于闭合状态，当柜内温度超过120℃时断开，当温度降到120℃以下时自动闭合，烘干电路由S2、发热管R2、电磁继电器开关组成，其中R2正常工作时的功率为烘干功率，烘干时，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A，衔铁被吸起，触点D、E断开；当电磁铁线圈中电流减小到0.01A，衔铁被释放，触点D、E重新接触，使烘干温度维持在55℃﹣85℃控制电路电压U＝6V，R3是定值电阻，RT是热敏电阻，其温度与消毒柜内温度相同，阻值随温度升高而减小，电磁铁线圈的电阻忽略不计。
额定电压 220V
紫外线灯管功率 20W
烘干功率 500W
烘干温度 55℃ 85℃
某次使用时，将餐具放入消毒柜内，关闭好柜门，将插头插入家庭电路的插座中，电压为220V。闭合开关S、S1对餐具消毒15min；断开开关S1闭合S、S2、S3，再烘干60min。
（1）若为该消毒柜写一份使用时的安全注意事项，下列操作错误的是 。
A.禁止用潮湿的手操作
B.严禁在无保护条件下，直视正在工作中的紫外线灯管
C.消毒柜的金属外壳不需要接地
D.消毒时切勿将塑料等不耐高温的食具靠近R1
（2）烘干期间，当消毒柜内温度为55℃时，控制电路中RT的阻值为500Ω，则当消毒柜内温度为85℃时，RT的阻值是多少？
（3）若本次消毒、烘干电路实际消耗的电能为0.125kW h，其中，消毒时，L和R1同时正常工作时通过消毒电路的总电流为1A；烘干时，R2实际工作时间为总烘干时间的20%。请计算R1的阻值以及R1的实际工作时间。
