中小学教育资源及组卷应用平
2025中考物理【抢分秘籍】压轴题解密与题型强化（通用版）
压轴题5 力电综合题（教师版）
目录：
压轴解密·····················2
题型01电动机类力电综合题··············2
题型02 压敏电阻类力电综合题·············4
题型03 滑动变阻器类力电综合题：···········7
素养提升····················10
中考预演····················18
题型01 电动机类力电综合题
【典例1】（2022·焦作模拟）电动汽车是绿色环保型交通工具，它的特征是噪声小、无废气排放。如图是焦作市某景区电动观光车，该车技术参数如表所示。
空载质量 空载时轮胎与水平面 的总接触面积 电动机的额定 输入功率
810kg 1000cm 5kW
（1）观光车静止在水平地面上，空载时对地面的压强是多少？（g取10N/kg）
（2）观光车的电动机以额定输入功率匀速直线行驶10min消耗多少电能？
（3）在题（2）条件下，观光车受到牵引力为400N，运动路程为6km该过程中牵引力做多少功？电动机的效率是多少？
【答案】（1）解：空载时观光车对地压力F=G=mg=810kg×10N/kg=8100N
对地压强
答：空载时对地面的压强是8.1×104Pa；
（2）解：消耗的电能W电=Pt=5000W×10×60s=3×106J
答：观光车的电动机以额定输入功率匀速直线行驶10min消耗3×106J的电能；
（3）解：牵引力做功W牵=Fs=400N×6×103m=2.4×106J
电动机的效率
答：该过程中牵引力做2.4×106J的功，电动机的效率是80%。
【知识点】压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，判断压力的大小；利用压力和受力面积的比值，计算压强；
（2）根据电功率和时间的乘积，计算消耗的电能；
（3）根据力和距离的乘积，计算做功多少，利用有用功和总功的比值， 计算机械效率。
【拓展1】（2024九下·南岗模拟）随着新能源、低碳等理念的普及，比亚迪汽车厂生产了一批中大型油电混动新能源轿车，即在传统燃油发动机的基础上并联一个电动机共同提供动力。它可以在低速行驶时可自行选择纯电模式或油电混合模式，在高速行驶时可选择油电混合模式或纯油模式。它的部分参数如表所示。请回答：
电池容量 纯电续航里程
电池包放电电压 纯油续航里程
发动机最大功率 综合油耗
电动机最大功率 总质量
（1）轿车在纯电模式下以最大功率行驶时，流过电动机的电流为多少？
（2）轿车以最高速度行驶时受到的阻力恒为车重的0.08，当车满载以最高速度匀速行驶时：
轿车在纯油模式下高速行驶，耗油，求发动机的热效率？（百分数保留整数部分，汽油的热值，汽油的密度）
若汽车在油电混合模式下行驶，求汽车理论上的满载最高行驶速度。（忽略风阻、电流热效应等对车速的影响）
【答案】（1）160A；（2）40%，100m/s
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；热机的效率；电功率的计算
题型02 压敏电阻类力电综合题
【典例2】（2024九上·山亭月考）电梯超载时，报警器会发出警报声提醒后面进入的乘客退出电梯。某实验小组用电源、开关、导线、压敏电阻、报警器、滑动变阻器（2A 50Ω）等模拟电梯的报警电路，如图所示。闭合开关S和，滑动变阻器的滑片位于最左端，电流表示数为I=0.5A。已知电源电压U保持不变，压敏电阻R的阻值随压力F变化的规律如图乙所示，报警器相当于一个定值电阻，阻值，当电流表的示数为300mA时报警器刚好报警。电流表“0~0.6A”的量程连入电路，通过向托盘里加减物品改变压敏电阻受到的压力大小，托盘下表面是绝缘材质，不考虑电流表对电路的影响；
（1）求电源电压U；
（2）闭合开关S，断开开关，滑动变阻器的滑片位于最左端，求报警器刚要报警时，压敏电阻受到的压力F的大小；
（3）让压敏电阻承受的压力为34N时报警器才报警，滑动变阻器连入电路的阻值应调为多少？
【答案】（1）15V（2）12N（3）
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【拓展2】（2023·恩施）某实践小组用一个最大阻值为10k 的直滑电位器、电压为24V的锂电池等元件，设计了一个电子秤，工作电路如图所示，R0是个保护电阻，电压表连入0～15V量程。当开关接通，秤盘中未放物体时，表盘的示数为0；当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大。求：
（1）R0的阻值；
（2）电路所消耗的功率；
（3）小敏同学还分享了另一种设计，如图所示，请对此作出评价；
（4）若用一个压敏电阻代替直滑电位器（电路符号为 ），其阻值随所受压力变化情况如下表所示。请自选合适的元件，按上述要求，设计一个工作电路图（只画电路部分）。（ ）
F/N 20 40 60 80 100
R/ 12 10 8 6 4
【答案】（1）解：当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大，为15V，此时电路电流
由串联电路电压的特点可知，R0两端的电压
由欧姆定律可知，R0的阻值
（2）解：电路所消耗的电功率P=UI=24V×1.5×10-3A=0.036W
（3）解：上图中，实践小组的设计电路中，直滑电阻始终接入了最大阻值，电路中的电流较小，根据公式P=UI可知，实践小组的这个电子秤使用时电功率很小；而小敏同学分享的这种设计，电路中的直滑电阻接入电路的阻值随所秤物体的质量不同而不同，质量越小电路中接入的电阻越小，电流越大，电路中的电功率越大，使用相同时间时更费电。
（4）
【知识点】串、并联电路的设计；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】（4）将压敏电阻R1与定值电阻R0串联，电压表测R0的电压，如下图所示：
【分析】（1）当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大，根据电压表的量程确定此时的最大示数。首先根据计算出通过电路的电流，再根据串联电路电压特点计算出R0两端的电压，最后根据欧姆定律变形式计算R0的阻值。
（2）根据公式P=UI计算电路的总电功率。
（3）注意分析滑动变阻器接入电路阻值的变化，确定通过电路电流的变化，根据P=UI分析电路消耗的总功率的变化，进而说明费电情况。
（4）在串联电路中，电压的分配与电阻成正比。将压敏电阻与定值电阻R0串联时，随着物体质量的增大，压敏电阻压力增大而阻值减小，根据串联电路的分压规律可知，此时压敏电阻两端的电压减小。根据U总=U1+U0可知，此时R0两端电压增大，正好满足质量越大，示数越大的要求。
题型03 滑动变阻器类力电综合题
【典例3】（2024九上·龙陵期中）中小学生的身高、体重是评价学生健康成长的重要标志，某老师为了监测学生的身高和体重设计的监测仪的电路原理如图甲所示。电源 UA的电压为18V，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，是竖直固定放置的滑动变阻器，其滑片P可以随身高的变化竖直上下移动，其接入电路的阻值与接入电路的长度成正比，总长80cm。电源UB的电压为3V，脚踏板下方有一压敏电阻其阻值随压力 F大小变化规律如图乙所示。同时闭合开关，身高h=160cm的小明站在踏板上时，电流表的示数为0.15A，此时滑片恰好在中点，电压表示数为14.4V，电流表，的示数为0.36A。
（1）如果图甲电路中都是用电流表来表示身高和体重的读数，则代表体重读数的是 ；由图乙可知电阻的阻值与压力大小成 （选填“正比”或“反比”）；
（2）由题可知，下列说法正确的是 ；
A．当压力 F=500N时，工作时的消耗功率为0.45W
B．的阻值为10Ω
C．身高h=160cm的小明站在踏板上时，工作10s产生的电热为50J
D．小明的体重为50kg
（3）在电路安全的前提下，求滑动变阻器接入电路中的阻值范围。
【答案】（1）；反比（2）A；B；D（3）
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【拓展3】（2024九上·沈阳期中）如图甲所示，是小明家里的鱼缸和底滤过滤器的结构图。经过一段时间的电路学习，小明对自己家的鱼缸中需要的电路设备进行了更加合理的改造。
（1）任务1：改造水位控制器电路
为了防止鱼缸下水管道堵塞的情况下，水泵抽水产生鱼缸溢水的现象，小明在鱼缸上方安装一个自动水位控制器，当水面高于设定的高度，水泵自动断电。小明需要将水泵和自动水位控制器 （选填“串联”或“并联”）；
（2）任务2：节能减排
小明将电动机的前端转子部分固定一个水车，然后将电动机和照明灯连接成一个闭合电路（如图乙所示）。当下水口排水时冲刷水车使电动机线圈转动，照明灯（发光二极管）就能发光，下列表述正确的是（ ）；
A．在该闭合电路中，电动机部分将机械能转化成电能
B．二极管是利用超导体材料制成的
C．在该闭合电路中，电动机是用电器
D．二极管具有单向导电性
（3）任务3：底滤槽水位监控
①如图丙所示，这是底滤槽水位监控器。其中是一个定值电阻，a是金属球，ab之间是绝缘的，R是滑动变阻器的电阻片（b、c为电阻片的两端），滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴0转动，另一端固定着一个浮子。当水面升高时，电流表示数会 ；
②如果水槽中的水面过低，滑片滑到金属球a点时，电铃响（提示应该给鱼缸加水了）。请根据条件将电铃连接在电路中 （要求电铃响时电流表有示数，并且起到保护电路的作用）。
【答案】（1）串联
（2）A；D
（3）变大；
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；半导体特点及作用；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；发电机的构造和原理
1．（2023九上·南海月考）油电混合动力汽车是一种新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为900N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机消耗汽油2.5kg，（汽油的热值q油＝4.6×107J/kg）求：
（1）2.5kg燃油完全燃烧放出的热量；
（2）该过程中汽车牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。
【答案】（1）解： 燃油完全燃烧放出的热量为：Q＝mq油＝4.6×107J/kg×2.5kg＝1.15×108J；
答：该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出1.15×108J热量；
（2）解： 因为汽车匀速直线行驶，所以牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以牵引力大小为F=f=900N；
通过的路程为：s＝vt＝80km/h×0.8h＝40km＝4×104m，
汽车行驶中牵引力所做的功为：W＝Fs＝900N×4×104m＝3.6×107J；
答：该汽车行驶中牵引力做功3.6×107J；
（3）解：蓄电池增加的电能：W′＝1.0×108J×10%＝1.0×107J，
汽车内燃机的效率为：。
答：该汽车内燃机的效率是40%。
【知识点】热量的计算；热机的效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）燃油完全燃烧放出的热量为Q＝mq油
（2）汽车匀速直线运动，由二力平衡求出牵引力大小，由s=vt求出运动的路程，所以由W=Fs可求出牵引力做的功；
（3）由已知条件可直接求出内燃机工作时内能转化为电能，所以热机的效率为 。
2．（2025九上·武侯期末）为参加成都市青少年科技创新大赛，小卢设计了一种可以筛选水果质量大小的筛选器，其结构原理如图甲所示。电源电压4.5V保持不变，定值电阻R0=10Ω，RT为压敏电阻，RT的阻值随压力变化的图线如图乙所示。报警器由电压表改装而成，当压敏电阻RT两端电压不高于3V时，报警器发出信号提示水果符合要求。不计水果放置盘的重力。求：
（1）当RT两端电压为3V时，盘中水果的重力；
（2）水果符合要求时，整个电路电功率的变化范围。
【答案】（1）1N或3N
（2）0.675W~1.62W
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
3．（2022九上·福田期中）油电混合动力汽车是一种新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电，已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h，行驶过程中所受阻力大小为900N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机消耗汽油2.5kg。（汽油的热值q油=4.6×107J/kg）求：
（1）2.5kg燃油完全燃烧放出的热量；
（2）该过程中汽车牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。
【答案】（1）解：燃油完全燃烧放出的热量为
答：该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出1.15×108J热量；
（2）解：因为汽车匀速直线行驶，所以牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以牵引力大小为
通过的路程为
汽车行驶中牵引力所做的功为
答：该汽车行驶中牵引力做功3.6×107J；
（3）解：蓄电池增加的电能为
汽车内燃机的效率为
答：该汽车内燃机的效率是40%。
【知识点】燃料的热值；热机的效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；
（2）根据速度和时间的乘积计算路程，结合物体受到的力和距离的乘积计算做功多少；
（3）根据功和总热的比值， 计算热机效率。
4．（2024九上·湖南月考）货车超载会导致大量交通事故发生、损坏路面等严重后果，公路部门常用地磅检查超载情况。图甲是小峰同学设计的模拟地磅原理的简化电路图，电源电压恒为6V，定值电阻R0=5Ω，力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板，检测时将货车模型静置于其上。
（1）当置于绝缘平板上的压力越大，电压表的示数越 ；
（2）压力为20N时，求此时电压表的示数；
（3）小峰设计货车超载时有报警功能，请你尝试分别利用电压表（0～3V）或电流表（0～0.6A）结合原有器材设计两种模拟地磅原理的简化电路图方案，当电表满偏时即超载报警，并求出相应的最大承受压力。
【答案】（1）小
（2）4V
（3）用电压表（0～3V），如下图，最大最大承受压力为40N，
用电压表（0～0.6A），如下图，最大最大承受压力为40N。
【知识点】电路的动态分析
5．（2023九上·寿阳月考）油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提力的同时也给动力蓄电池充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大是1.0×108J。若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h，行驶过程中所受阻力大小为900N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机消耗燃油2.5kg，（燃油的热值为4.6×107J/kg）求：
（1）牵引力做了多少功？
（2）燃油完全燃烧可放出的热量？
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率？
【答案】（1）3.6×107J；（2）1.15×108J；（3）40%
【知识点】燃料的热值；热机的效率；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功的计算及应用
6．（2024九上·大渡口月考）小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，测试过程中消耗8kg燃料，所用燃料的热值为，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求：
（1）测试过程中燃料完全燃烧时，放出的总热量是多少；
（2）测试过程中牵引力做的功；
（3）在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少。
【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】燃料的热值；热机的效率；功的计算及应用
7．（2024八下·新洲期末）近几年，我国海上风电装机容量持续增长，保持全球第一位。风电技术就是利用风能发电的技术，即利用风能吹动叶片转动，带动发电机对外发电。海上风电装置的安装要用到安装平台，如图甲所示是我国2000吨自航自升式风电安装平台“白鹤滩”号，用于海上风电设备运输和安装，平台最大作业水深70米，满载排水量37000t， 具备10~16兆瓦风电机组安装能力。
（1）“白鹤滩”号满载航行时，受到的浮力是多少牛？
（2）“白鹤滩”号满载航行到达目的地后，会将长为120m的四条桩腿慢慢插入海底并竖立在水中，此后通过马达发力将平台升至海面上方，“白鹤滩”号由运输模式变为风电装置安装模式。在安装过程中，起重装置伸出两个抓钩，将一片平躺在“白鹤滩”号甲板上的风机叶片抓住后吊起，叶片长73.5米，质量20t，如图乙所示。
①叶片被吊起后，经过路径A→B→C→D→E到达安装位置，如图丙所示，历时6min。已知 求这次起吊过程中，起吊装置对叶片所做的功最少多少焦？
②如图丁所示，O为叶片的重心，A、B为抓钩，已知O到A抓钩的水平距离为14m，O到B抓钩的水平距离为6m，求A抓钩对叶片的拉力。
【答案】（1）；（2）①，②
【知识点】阿基米德原理；杠杆的平衡条件；功的计算及应用
8．（2024·邵东模拟）某品牌的电热烤炉，其工作电路原理如图所示。使空气循环流动的电风扇标有“ 220V 44W”的字样，R1、 R2均为电热丝，其中R1的阻值为 44W 、 R2是阻值在 0 ~ 200W之间变化的火力控制电阻，求：（不考虑温度对电阻的影响）
（1）将火力调至最大，闭合开关后通过干路的电流为多大？
（2）火力调至最大，定时开关定在5min ，则完成这次烧烤R1一共产生多少热量？
（3）闭合开关，调节R2的阻值使其两端电压为44V，此时电路的总功率为多大？
【答案】（1）解： 由图知， 电热丝 串联后再与电风扇串联，
由并联电路电压特点知， 两支路电压与电源电压相等，
由 知，当滑片在上端时， 只有 接入电路， 此时发热功率最大， 即火力最大，
由 可得， 通过电风扇的电流： ，
由欧姆定律可得， 通过 的电流： ，
所以此时通过干路的电流： ；
答：将火力调至最大， 闭合开关后通过干路的电流为 ；
（2）解：火力调至最大， 定时 5 min， 完成这次烧烤 产生热量：
答：火力调至最大， 定时开关定在 5 min， 完成这次烧烤 一共产生热量 ；
（3）解：闭合开关， 调节 的阻值使其两端电压为 44 V 时， 两端电压：
所以通过电热丝部分的电流：
所以电路的总功率：
答：闭合开关， 调节 的阻值使其两端电压为 44 V， 此时电路的总功率为 。
【知识点】并联电路的电流规律；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】1） 由图知， 电热丝 串联后再与电风扇并联，由并联电路电压特点知， 两支路电压与电源电压相等，根据电功率公式 知，电阻越小，功率越大，即滑片在上端时， 只有 接入电路， 发热功率最大， 由 可计算 通过电风扇的电流： ，
由欧姆定律可得， 通过 的电流： ，所以干路的电流： ；
2）根据焦耳定律Q=I2Rt计算 定时 5 min， 产生热量
3） 闭合开关， 调节 的阻值使其两端电压为 44 V 时， 两端电压：根据欧姆定律计算通过电热丝部分的电流，根据P=UI计算电路的总功率
9．（2024九上·衡阳月考）小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求：
（1）汽车以50km/h速度匀速行驶时的牵引力；
（2）测试过程中牵引力做的功；
（3）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？
（4）在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少？
【答案】（1）4000N（2）1×108J（3）3.6×108J（4）8×106J
【知识点】燃料的热值；热机的效率；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功的计算及应用
10．（2024九下·新抚模拟）为设计电子拉力计，小硕将电流表改装为拉力计的表盘，如图甲是其原理图。弹簧右端和滑动变阻器R1的金属片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦力不计）R0=6Ω，AB是一根长为6cm的均匀电阻丝其阻值为24Ω，电源电压U=6V，电流表的量程为0~0.6A，当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于A端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。
（1）拉力计表盘上的零刻度线应标在电流表表盘多少刻度处？
（2）开关S闭合后，当电流表指针在0.6A处，作用在拉环上水平向右的拉力为多少？
（3）在电流表量程不可改的情况下，若要把该装置所能测量的最大拉力为600N，请通过计算（要求只更换一个元件）。
【答案】（1）0.2A（2）3.6A
（3）换为阻值为10Ω的电阻
【知识点】电阻的串联；欧姆定律及其应用
1．（2025九上·雁江期末）如图甲所示为我国自行研发生产的新能源混合动力汽车“唐DM”。该汽车使用两套动力系统，其由一台2.0升涡轮增压发动机和前后两个电机组成，可实现前轮与后轮独立动力输出。在混合动力模式下，三个“引擎”同时发力，可达到371KW的最大功率，最高时速180km/h。该汽车携带一块37.5Ah的三元锂电池，充满电后纯电续航里程可达100km。在小区与行人较多的区域，汽车使用纯电动机行驶，减少噪声与大气污染；在公路上需要加速时，电动机与发动机一起在混合动力模式下工作；在汽车需要减速时，还可以回收动能带动一台发电机发电，达到节约能源的目的。
（1）在汽车减速回收动能发电时，发电机会把电能储存在电池里，该过程的能量转化是电能转化成 能。
（2）该汽车蓄电池上标有“640V，37.5Ah”字样。若使用3kW的充电桩来给该汽车充电，则最少需要多少小时才能充满该电池？
（3）一辆充满电的该汽车在水平公路上使用混合动力模式匀速行驶了300km，除了电池电能全部消耗完了以外，还消耗了25kg汽油。若发动机的热效率为30%，电池电能全部用来做功，则汽车行驶时平均阻力大小为多少？（q汽油=4.5×107J/kg）。
【答案】（1）化学（2）8h（3）1.413×103N
【知识点】热机的效率；能量的转化或转移；电功率的计算；功的计算及应用
2．（2025九上·东城期末）小东想用弹簧，电流表及其他器材做一个电子测力计，用电流表示数反映弹簧受到的拉力大小，要求电流表示数随拉力的增大而增大。如图甲所示，他将弹簧的一端固定，另一端通过绝缘材料固定一根细金属指针P，P与电阻丝R接触良好，并可在电阻丝R上滑动。接下来他将上述装置连入图乙所示电路，虚线框内为电阻丝R，a、b为电阻丝R的两端，1、2，3、4为接线柱。不受向下拉力时，弹簧处于原长，此时指针P位于电阻丝R的a端；施加拉力时，弹簧伸长，指针P向b端滑动，电流表示数发生变化。弹簧始终未超过弹性限度。
已知电源电压为6V并保持不变，电流表量程为0~0.6A，R0为保护电阻。电阻丝R的长度为10cm，总电阻为25Ω，其阻值与长度成正比。弹簧的伸长量△L与所受拉力F的大小之间的关系如图丙所示。
（1）依据题意接线柱4应与接线柱 相连接（选填“1”或“2”）。
（2）为使电子测力计的测量范围尽可能大，且保证电路安全，求R0的最小值 。
（3）若R0=20Ω，求拉力为10N时电流表示数 。
【答案】（1）2（2）（3）0.15A
【知识点】电路的动态分析
3．（2024·龙岗模拟）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利送入太空，中国“天宫”空间站全面建成后首次载人飞行任务开启。乘组将开展电推进气瓶安装、舱外相机抬升等平台照料工作。
“天宫”集现代科技之大成，应用了一批当今先进的科技成果，而电推进无疑是其中最值得称道的科技之一。“天宫”核心舱配置了4台电推进发动机，这是人类载人航天器上首次使用电推进，中国“天宫”悄然间掀起了一场太空动力变革。电推进器原理可简化为如图乙：先将电中性的原子注入电离室，然后电子枪注入电子，用线圈加速电子轰击中性原子制造带正电的阳离子，在正、负极栅板电场的作用下，电推进器向后喷出阳离子对飞船产生推力。在出口附近再装一把电子枪，向阳离子束注入电子，使其中性化，恢复成原子。不然带电离子会沾满整个航天器，发动机内部也会积累电子产生静电，将会带来各种麻烦。
甲 乙
（1）在神舟十六号飞船里，航天员与地面控制台是通过 （选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）传递信息的。当航天员发出的声波振动话筒膜片时，话筒内部线圈和永久磁体会产生相对运动，线圈中就会产生电流，其原理是 。
（2）图甲是“天宫”空间站绕地球转动的轨迹，由远地点运动到近地点的过程中，空间站的重力势能 （选填“减小”“不变”或“增大”），空间站在 （选填“近地点”或“远地点”）速度更大。
（3）图乙所示，左侧电子枪的电流方向为 （选填“从左到右”或“从右到左”），中和电子枪发射的电子能够和阳离子结合，是因为 。飞船推力的施力物体是 。
（4）电能是空间站的生命力，我国采用的三结砷化镓太阳能电池组成的太阳能光伏发电系统，它由4对太阳翼帆板组成，放置在实验舱末端的桁架上。一对太阳翼帆板展开面积可达，光电转换效率可达30%以上，若太阳翼帆板平均每平方米的面积上每秒接收600焦耳的太阳能，则供电功率可达 kW。
【答案】（1）电磁波；电磁感应
（2）减小；近地点
（3）从右到左；异种电荷相互吸引；燃气
（4）24.12
【知识点】电磁感应；开放性试题
【解析】【解答】（1）在太空中，地球和太空之间有真空，航天员与地面控制台是利用电磁波来传递信息的；话筒内部线圈和永久磁体会产生相对运动，线圈中就会产生电流，其原理是电磁感应。
（2）从远地点到近地点的过程中，空间站的质量不变，运动速度越来越大，动能逐渐增大，高度逐渐降低，重力势能逐渐减小，空间站在近地点速度更大。
（3）电子的定向移动方向与电流方向相反，图乙所示，电子从左到右运动，左侧电子枪的电流方向为从右到左；中和电子枪发射的电子能够和阳离子结合，是因为异种电荷相互吸引；物体间力的作用是相互的，飞船推力的施力物体是阳离子流。
（4）太阳翼帆板供电功率是P=600J/m2 s×134m2×30%=24120W=24.12kW。
故答案为：（1）电磁波；电磁感应；（2）减小；近地点；（3）从右到左；异种电荷相互吸引；燃气；（4）24.12。
【分析】 （1）电磁波可以在真空传播，而超声波和次声波属于声音，不能在真空中传播；电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就有感应电流。
（2）动能的影响因素是物体的质量和速度，重力势能的影响因素是物体的质量和高度。
（3）电荷的定向移动形成电流。规定正电荷定向移动的方向是电流的方向，电子的定向移动方向与电流方向相反；电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；物体间力的作用是相互的。
（4）已知太阳翼帆板的总面积、光电转换效率和每平方米的面积上每秒接收600焦耳的太阳能，理解公式可求太阳翼帆板供电功率。
4．（2024·枣庄） 在节能减排的今天，油电混合动力汽车（以下称“油电汽车”）已走进普通百姓家庭，油电汽车安装了一台内燃机和一台电机，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg，电池容量44kW·h，汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1，g取10N/kg。
（1）当该油电汽车需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，给汽车提供动力，并通过“电机”给蓄电池充电，从能量转化的角度来看，该“电机”是将 能转化为 能；
（2）该油电汽车空车静止在水平地面上时，车胎与地面总接触面积约为1000cm2，则汽车对地面的压强是多少？
（3）小明爸爸的体重为80kg，小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时，汽车受到的牵引力是多少？
（4）小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶，其的速度随时间的变化图像如图所示，则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少？
【答案】（1）机械；电
（2）解：汽车对地面的压力F = G = mg =1120kg×10N/kg =11200N
汽车对地面的压强为
（3）解：汽车匀速行驶的时间t = (40-10)×60s=1800s
汽车匀速行驶的路程
汽车受到牵引力大小F = f = 0.1G总= 0.1m总g=0.1(m+m2)g=0.1×(1120kg+80kg)×10N/kg = 1200N
（4）解：牵引力做的功
牵引力的功率
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）启动内燃机时，通过电机给蓄电池充电时，此电机是发电机，消耗机械能，得的电能，将机械能转化为电能；
【分析】（1）发电机将机械能转化为电能；
（2）根据F=G=mg，计算压力的大小；根据，计算压强；
（3）利用s=vt，计算行驶的路程；根据摩擦力和重力的关系，计算摩擦力；
（4）根据W=Fs，计算牵引力做功多少；根据，计算功率。
5．（2024·安新模拟） 为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国在第75届联合国大会上正式提出“碳达峰”“碳中和”两个目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源．我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出．风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用．如图甲所示，某风电场使用的发电机其机舱、发电机组合体重达385吨．风力发电的原理，是利用风力带动风轮叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电．
（1）风能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源．
（2）图甲风电场所用的发电机的机舱、发电机组合体的重力是多少？(g取10 N/kg)
（3）图乙为风力发电机组总体结构图，风轮到发电机部分为发电主体，其他部分则是控制系统和输出系统．请从能量转化的角度结合电磁的相关知识分析说明发电机的工作原理．
（4）目前一些小型风力发电机可以在3 m/s的风速条件下正常发电．若某风电场常年风速大小基本不变，请结合风力发电机结构，分析增速机对风力发电的作用和对发电功率的影响.
【答案】（1）可再生
（2）发电机的机舱、发电机组合体的重力G＝mg＝385×103 kg×10 N/kg＝3.85×106 N
（3）风力推动风轮叶片转动，带动发电机中闭合线圈转动切割磁感线，从而产生感应电流，将风能转化为机械能再转化为电能．
（4）根据感应电流产生的条件可知，切割磁感线的速度不同，感应电流大小不同，且速度越快，感应电流越大，相同时间发电功率越大．增速机是将风轮转动的速度增大后，带动发电机更快转动，提高发电功率．若没有增速机，风力发电所需环境风速大小会提高，适用范围会受影响。
【知识点】能源及其分类；重力及其大小的计算；电磁感应
【解析】【解答】（1）风能在短时间可获得，是可再生能源；
（2）计算发电机的机舱、发电机组合体的重力G＝mg＝385×103kg×10N/kg＝3.85×106N；
（3）发电机的工作时，风力推动风轮叶片转动，带动发电机中闭合线圈转动切割磁感线，从而产生感应电流，将风能转化为机械能再转化为电能；
（4）增速机对风力发电的作用和对发电功率很大，根据感应电流产生的条件可知，切割磁感线的速度不同，感应电流大小不同，且速度越快，感应电流越大，相同时间发电功率越大．增速机是将风轮转动的速度增大后，带动发电机更快转动，提高发电功率．若没有增速机，风力发电所需环境风速大小会提高，适用范围会受影响。
【分析】（1）风能是可再生能源；
（2）根据G=mg，计算重力；
（3）电磁感应是发动机的工作原理，将机械能转化为电能；
（4）导体切割磁感线的速度越大， 产生的电流越大。
6．（2024·郫都模拟） 如图所示是某拉力器设计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起，电压表量程为0～3V，电源电压U＝6V，电阻R0＝10，均匀电阻丝MN长为10cm，阻值为20。弹簧受到的拉力每增加100N，弹簧伸长1cm。P与MN间的摩擦不计，在弹性限度内使用弹簧。
（1）闭合开关S，当作用在拉环上的力越大时，电压表的示数就越 ；
（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于M端。闭合开关S，拉动拉环使弹簧伸长2.5cm，则电压表示数为 V；
（3）若将电压表改装成拉力表，则拉力表的测量范围是 N；
（4）若要增大拉力表的测量范围，保证电阻丝MN不变，只允许改动电路中的一个元件，则你采取的措施是 。
【答案】（1）大
（2）1
（3）0～750
（4）由上述分析可得，拉力表的测量范围与电压表所能测的最大电压有关，所以要增大拉力表的测量范围，只需要用量程更大的电压表替换实验中所用电压表即可。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器滑片以左部分两端的电压，当作用在拉环上的力越大时，滑动变阻器左端部分越长，即变阻器左端部分电阻越大，由串联分压原理可知电压表的示数越大；
（2）串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律可得通过电路的电流：，
均匀电阻丝MN长为10cm，阻值为20Ω，
闭合开关S，拉动拉环使弹簧伸长2.5cm，
则滑动变阻器与电压表并联部分电阻的阻值：，
由欧姆定律可得电压表示数为：UP=IRP=0.2A×5Ω=1V；
（3）由于电压表量程为0～3V，要保证电压表能正常工作，则电压表示数为3V时，
此时滑动变阻器与电压表并联部分电阻的阻值：，
与电压表并联部分的电阻的长度为：，
则此时受到的拉力为：7.5cm×100N/cm=750N，
该拉力器所能承受的拉力范围是0～750N；
（4）若要增大拉力表的测量范围即增大P的移动范围，在电阻丝MN不变时，可换用量程较大的电压表或用较大阻值的电阻替换R0。
【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左端的电压，由串联分压原理可知滑动变阻器与电压表并联部分的电阻越大，电压表的示数越大；
（2）根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得通过电路的电流，均匀电阻丝MN长为10cm，阻值为20Ω，闭合开关S，拉动拉环使弹簧伸长2.5cm，据此计算滑动变阻器与电压表并联部分电阻的阻值，由U=IR计算此时电压表示数；
（3）由串联分压原理可知与电压表并联部分的电阻阻值最大时，电压表示数最大，由于电压表量程为0～3V，要保证电压表能正常工作，根据欧姆定律计算电压表示数为3V时，滑动变阻器与电压表并联部分电阻的阻值，进一步计算与电压表并联部分的电阻的长度，最后计算此时受到的拉力，确定该拉力器所能承受的拉力范围；
（4）要增大拉力表的测量范围，即增大P的移动范围。通过增大电压表的量程可增大与电压表并联部分的电阻的长度，或换用阻值较大的定值电阻分去较多电压。
7．（2025九上·胶州期末）小明同学在科技创新大赛中根据所学知识设计了如图所示的“闯红灯违规证据模拟记录器”，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。
（1）它的工作原理是：当光控开关接收到 颜色的光时，开关会自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，压敏电阻的阻值随压力变化的图像如图所示，它的阻值变化会引起电路中的 发生变化，当达到一定值时，电磁继电器的衔铁就会被吸下，工作电路中的 就会工作，拍摄违规车辆。
（2）已知控制电路电源电压为6V，电磁继电器线圈的电阻为10，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁会被吸引。则只有重力超过 的车辆违规时才会被记录。若想把重力更小的车辆的违规证据拍摄下来，我们可以对电路进行怎样改进？ 。（写出一种方法即可）
【答案】（1）红；电流；电控照相机
（2）；可以提高控制电路电源电压
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电磁继电器的组成、原理和特点
8．（2024九下·长春开学考）为了测量某岩石的抗压强度，小致取下来一样品进行抗压力测试。如图甲所示，他将该材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，在样品上施加压力F，改变压力F的大小，进行多次实验。已知压力传感器的电阻R随压力F变化的关系图像如图乙所示，电源电压恒定不变，定值电阻，问：
（1）当压力F为零时，电流表的示数为0.2A，则电源电压为 V。
（2）经过多次实验，发现当电流为0.6A时，该材料将要破损，该材料承受的最大压力为 N。
（3）小致想将此装置改装为磅秤，并且将电流表用电压表替换进行改装，为使电压表示数随R所受压力的增大而增大，应该将其接在 的两端。
（4）若电压表的量程是0~20V。请你计算该磅秤能测量物体的最大质量是多少？（写出必要的文字说明、解题步骤及最终结果，g取10N/kg）
【答案】（1）24（2）600（3）（4）1000kg
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】测量岩石的抗压强度时，
（1）根据图乙，当压力F为零时，电阻未100Ω，电流表的示数为0.2A，电源电压为U=IR=0.2A×(20Ω+100Ω)=24V；
（2）当电流为0.6A时，总电阻为，R电阻为40Ω-20Ω=20Ω，结合乙图，该材料承受的最大压力为6000N；
（3）根据图乙，压力传感器的电阻随压力增大而减小，压力增大时，电阻减小，分压变小，其他位置分压变大，若将电流表改用电压表，且使电压表示数随R所受压力的增大而增大，应该将电压表接在R0的两端；
（4）当电压表最大示数为量程的20V时，电路中电流为，压力传感器电阻为，此时对应的压力为10000N，水平面受到的压力等于重力，G=F=10000N，测量物体的最大质量。
【分析】（1）根据U=IR，计算电压大小；
（2）根据，计算电阻，结合串联电路电阻规律，计算部分电阻；
（3）在串联电路中，电阻减小分压变小，其他位置分压变大；
（4）根据，计算电流，结合分压和，计算电阻；根据，计算物体的质量。
9．（2025九上·桂林期末）如图甲是抛石机攻城比赛项目的装置，组委会对其动力来源物的重力有限定。某小组负责制作称量重力的工具，设计了如图乙的原理图，R0为定值电阻，R为压敏电阻，上方放置轻质绝缘托盘
（1）当压力F=2N时，R的阻值是多大？
（2）闭合开关S后，在托盘中放置重为2N的物体时，电流表示数为0.2A，放置重为4N的物体时，电流表示数为0.4A，定值电阻R0的阻值为多大？
（3）比赛过程中，组委会需要尽快从小学组比赛标准调整到中学组比赛标准，允许动力物体更重，请你设计一个增大称量范围的简要方案。（用简要文字、表达式、示意图进行说明即可）
【答案】（1）90Ω（2）30Ω（3）将电流表的量程改为大量程
【知识点】电路的动态分析
10．（2025九下·东莞月考）阅读短文，回答问题。
混合动力汽车
图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%时停止供电。测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。（燃油热值q=4.0×107J/kg）
电机 输出最大功率/kW 90
电池 输出电压/V 300
最大容量/J 1.2×108
整车 质量/t 1
（1）该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，它的 冲程将机械能转化为内能；车辆在转弯时，左前转向灯L1和左后转向灯L2同时发光，同时熄灭，则它们的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）。
（2）下列说法正确的是（ ）
A．蓄电池充电时化学能转化为电能
B．汽车消耗的电能最终全部转化为机械能
C．行驶过程中轮胎会发热是因为发动机将热量传递给了它
D．测试过程中汽车行驶时的牵引力大小为2000N
（3）新能源汽车电机实际原理如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到 的作用。若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向 运动（选填“左”或“右”）；若只将蹄形磁铁的N、S极对调，则导体棒ab将向 运动（选填“左”或“右”）。
（4）在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能。该车在电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶 km。
【答案】（1）压缩；并联（2）D（3）力；左；左（4）96
【知识点】热机的四个冲程；串联电路和并联电路的辨别；磁场对通电导线的作用；功的计算及应用
11．（2024九下·长春开学考）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，OAB为水平杠杆，O为支点，OA：AB=1：4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻的阻值为20Ω，电流表的量程为0~0.6A，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示（平板，压杆和杠杆的质量均忽略不计）
（1）当平板上不放物体时，闭合开关，电流表的示数为0.2A，求电源电压是多少。
（2）该模拟装置能测量的物体的最大重力是多大。
（3）该模拟装置测量物体的最大重力时，7min电路消耗的电能全部被100g水吸收，水的温度能升高多少。
（4）如果电源电压略有降低，为使该模拟装置测量物体的最大重力不变，应使A点向 （填“左”或“右”）移动。
【答案】（1）18V（2）300N（3）105℃（4）左
【知识点】杠杆的平衡条件；欧姆定律及其应用；电功的计算
【解析】【解答】 （1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表通过电路的电流，
当平板空载时，电流表的示数为0.2A，由乙图可知，压力传感器阻值为R=70Ω，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律可得电源电压为：
U=I（R0+R）=0.2A×（20Ω+70Ω）=18V；
（2）根据乙图图像可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知压敏电阻所受压力越大，通过电路的电流越大，
电流表的量程为0～0.6A，所以通过电路最大的电流为0.6A，此时电路的总电阻：
压敏电阻的阻值：
R'=R-R0=30Ω-20Ω=10Ω，
由图乙可知压敏电阻此时受到的压力为60N，
OA：AB=1：4，
根据杠杆平衡条件可得：
杠杆A处受到的力即物体的重力，所以该模拟装置能测量的物体的最大重力是300N；
（3）该模拟装置测量物体的最大重力时7min电路消耗的电能为：
这些能量全部被100g水吸收，根据Q吸=c水mΔt得水能升高的温度为：
（4）如果电源电压略有降低，其他条件不变，要使装置能测量的最大物重不变，即测量的最大物重时通过电路的电流不变，根据欧姆定律可知电路总电阻变小，根据串联电路电阻规律可知压敏电阻的阻值需变小，所以压敏电阻受到的压力需增大，根据杠杆平衡条件可知，在阻力臂和动力不变时，应增大动力臂来增大压敏电阻受到的压力，即若只水平调节杠杆上触点A的位置，则触点A应向左移动。
【分析】 （1）闭合开关，两电阻串联接入电路，电流表通过电路的电流，当平板空载时，电流表的示数为0.2A，由乙图可知压力传感器的阻值，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算电源电压；
（2）根据乙图图像可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知压敏电阻所受压力越大，通过电路的电流越大，结合电流表量程可得通过电路的最大电流，根据欧姆定律计算此时电路总电阻，根据串联电路电阻此时压敏电阻的阻值，由图乙可知压敏电阻此时受到的压力，根据杠杆平衡条件计算该模拟装置能测量的物体的最大重力；
（3）根据算出该模拟装置测量物体的最大重力时7min电路消耗的电能，这些能量全部被100g水吸收，根据Q吸=c水mΔt算出水能升高的温度；
（4）如果电源电压略有降低，其他条件不变，要使装置能测量的最大物重不变，即测量的最大物重时通过电路的电流不变，根据欧姆定律可知电路总电阻变小，根据串联电路电阻规律和杠杆平衡条件分析若只水平调节杠杆上触点A的位置，触点A应向哪个方向移动。
13．（2024九下·西安模拟）“绿水青山就是金山银山”，低碳环保的生活方式正在成为我国社会的广泛共识。倡导保护环境使用新能源势在必行，而风电是潜力巨大的新型能源。
风速v/（m·s- ） 5 10 15 20
1s内获得的能量/（×104 J） 1 8 27 64
（1）风力发电机是利用 原理发电的；风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）上表给出了在不同风速下某风力发电机组获得的能量。当风速为 15 m/s时，该风力发电机组的发电效率是 10%，则此时该风力发电机组的发电功率为多少千瓦？ 如果采用10 kV高压输送，求高压输电线上的电流为多少？
（3）陕西省 2023 年新增的风电项目建设中，风电装机容量604 万千瓦。按风电年发电量为200亿千瓦时（ 计算，与火力发电站相比，相当于每年节约多少吨煤？ （设煤完全燃烧，内能有30%转化为电能；煤的热值为
【答案】电磁感应；可再生；2.7A；8×106t
【知识点】热机的效率；能源及其分类；电功率的计算
14．（2023·温江模拟）综合实践活动中，小乐决定制作可显示风力等级的简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2，均匀电阻丝长为50cm，阻值为25Ω，电源电压U恒为15V，R0为保护电阻，电压表量程0～15V。弹簧弹力F的大小与弹簧长度改变量x成正比，如图乙所示。无风时，滑片P在电阻丝最右端，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅如表数据可知风速及风级。
风级 一级 二级 三级 四级 五级 六级 七级 八级
风速v（m/s） 0.3～1.5 1.6～3.3 3.4～5.4 5.5～7.9 8.0～10.7 10.8～13.8 13.9～17.1 17.2～20.7
风压p（Pa） 0.056～0.14 0.16～6.8 7.2～18.2 18.9～39 40～71.6 72.9～119 120～183 184～268
（1）闭合开关，电流表的示数为0.5A，保护电阻为 Ω；
（2）这个风速仪所测最大风力等级为 级；
（3）电压表示数为5V时，风力等级为 级；
（4）关于这个风速仪，下列说法正确的是____。
A．当所测风力越大时，电压表的示数越小
B．电压表的示数可以从零变化到最大刻度值
C．电压表的示数变化量与弹簧长度改变量x成正比
D．滑片P向左移动的过程中，电路的总电阻在减小
【答案】（1）5（2）六（3）四（4）C
【知识点】弹力；欧姆定律及其应用；电路的动态分析
【解析】【解答】（1）根据电流，计算电阻为，保护电阻为R0=R-R丝=30Ω-25Ω=5Ω；
（2）当滑片P在电阻丝最左端时，挡风板受到的风力最大，此时轻质弹簧的伸长量为 L=L=50cm，
根据图乙，挡风板受到的最大风力：F=16N，受到的压强：；根据表格，可知所测风力为六等级；
（3）当电压表示数为5V时，电压表测量的电阻丝的阻值为：；
根据电阻丝长度和电阻，计算与电压表并联的电阻丝的长度为：；
轻质弹簧的伸长量为 L'=L'=20cm，根据图乙，此时挡风板受到的最大风力：F=6.4N，则挡风板受到的压强：；根据表格，可知风力为四等级；
（4）闭合开关，保护电阻R0和电阻丝串联，电压表测量滑片右边两端的电压；
A.当所测风力越大时，挡风板向左移动，与电压表并联的电阻变大，根据U=IR可知电压表的示数变大，A不符合题意；
B.无风时，滑片P在电阻丝最右端，电压表示数为零，当所测风力越大时电压表的示数变大，所以，电压表的示数可以从零变化到最大刻度值，B不符合题意；
C.由于电路中的电流不变，根据U=IR可知，电压表的示数变化量与滑片P在电阻丝的电阻成正比，由于电阻丝的电阻与弹簧长度改变量X成正比，所以电压表的示数变化量与弹簧长度改变量X成正比，C符合题意；
D.由于电阻丝的阻值全部连入电路，滑片P向左移动的过程中，没有改变电阻丝连入电路的电阻，所以电路的总电阻不变，D不符合题意。
【分析】（1）根据，计算电阻，结合串联电路电阻规律，计算部分电阻；
（2）根据弹簧的变化判断受力大小，结合，计算压强，再根据压强和风力关系，判断风力等级；
（3）利用，计算电阻，根据电阻丝的规格判断长度，结合长度变化判断受力大小，再计算压强判断风力；
（4）电压表连接滑片时，滑片的移动， 改变了电压表测量的范围，结合所测量范围大，电压表示数大，分析风力的大小。
15．（2023·赤峰模拟）请阅读《风能及其利用》回答问题。
风能及其利用
我国风能资源丰富，立轴大风车及其驱动的龙骨水车（广泛应用不晚于12世纪）是体型巨大，结构复杂的风力提水机械，曾应用于农田灌溉和制盐生产（图2为现代仿制立轴大风车及龙骨水车）。立轴大风车最为特别之处在于风帆的自动调节功能，它巧妙地借助了中国式船帆的结构与操控方式，当风帆转到顺风一边，它自动与风向垂直，受风面积最大：当风帆转到逆风一边时，就自动与风向平行，所受阻力最小。风帆升起后，不论风向如何，风车可以接受360度任何方向的来风，使风吹动风帆转动起来，进一步驱动龙骨水车向上提水，操控运行便捷，灵活。
风能是可再生、无污染的清洁能源。在当今能源短缺情况下，开发风力发电满足能源需求得到重视（图3为风力发电机）。
风力发电是通过一定的装置，将风能转变成机械能，再将机械能转变为电能。如图3所示为某风力发电机结构示意图，它的原理是利用风力带动风车的旋转器（叶片）旋转，再通过增速机将旋转速度提升到发电机的额定转速，又通过调速机构使其转速保持稳定，然后连接到发电机上发电，发电机利用电磁铁将动能转化为电能。
依据目前的风力发电技术，大约3m/s的微风速度即开始发电。我国的风力资源极为丰富，许多地区的平均风速都在3m/s以上，特别是东北、西北、西南地区和沿海岛与，平均风速更大，适宜发展风力发电。风力发电的优点很多：清洁，环境效益好；可再生，永不枯竭；基建周期短；装机规模灵活。但也有一些不可回避的问题，如噪声大，占用土地多，不稳定不可控，影响鸟类生存等。
（1）立轴风车及其驱动的龙骨水车风力提水机械工作过程中，风吹动风帆转动起来，进一步驱动龙骨水车向上提水，该过程中，风能转化成了水的 。
（2）风力发电机的工作原理是电磁感应，即：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，小型风力发电机的磁场是由永磁体提供的，而大型风力发电机中的磁场则是由 提供的。
（3）风力发电的缺点是 。
【答案】（1）机械能
（2）电磁铁
（3）噪声大，占用土地多，不稳定不可控，影响鸟类生存等
【知识点】机械能及其转化；通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】（1）立轴风车及其驱动的龙骨水车风力提水机械工作过程中，风吹动风帆转动起来，进一步驱动龙骨水车向上提水，该过程中，风能转化成了水的机械能。
（2）大型风力发电机中的磁场则是由电磁铁提供的。
（3）风力发电的缺点是：噪声大，占用土地多，不稳定不可控，影响鸟类生存等。
【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）当电磁铁的线圈中通过电流时，电磁铁会产生磁场，且电流越大，电磁铁的磁场越强；
（3）可从噪声大小、占地面积大小、是否稳定等角度分析。中小学教育资源及组卷应用平
2025中考物理【抢分秘籍】压轴题解密与题型强化（通用版）
压轴题5 力电综合题（学生版）
目录：
压轴解密·····················2
题型01电动机类力电综合题··············2
题型02 压敏电阻类力电综合题·············4
题型03 滑动变阻器类力电综合题：···········6
素养提升····················9
中考预演····················14
题型01 电动机类力电综合题
【典例1】（2022·焦作模拟）电动汽车是绿色环保型交通工具，它的特征是噪声小、无废气排放。如图是焦作市某景区电动观光车，该车技术参数如表所示。
空载质量 空载时轮胎与水平面 的总接触面积 电动机的额定 输入功率
810kg 1000cm 5kW
（1）观光车静止在水平地面上，空载时对地面的压强是多少？（g取10N/kg）
（2）观光车的电动机以额定输入功率匀速直线行驶10min消耗多少电能？
（3）在题（2）条件下，观光车受到牵引力为400N，运动路程为6km该过程中牵引力做多少功？电动机的效率是多少？
【拓展1】（2024九下·南岗模拟）随着新能源、低碳等理念的普及，比亚迪汽车厂生产了一批中大型油电混动新能源轿车，即在传统燃油发动机的基础上并联一个电动机共同提供动力。它可以在低速行驶时可自行选择纯电模式或油电混合模式，在高速行驶时可选择油电混合模式或纯油模式。它的部分参数如表所示。请回答：
电池容量 纯电续航里程
电池包放电电压 纯油续航里程
发动机最大功率 综合油耗
电动机最大功率 总质量
（1）轿车在纯电模式下以最大功率行驶时，流过电动机的电流为多少？
（2）轿车以最高速度行驶时受到的阻力恒为车重的0.08，当车满载以最高速度匀速行驶时：
轿车在纯油模式下高速行驶，耗油，求发动机的热效率？（百分数保留整数部分，汽油的热值，汽油的密度）
若汽车在油电混合模式下行驶，求汽车理论上的满载最高行驶速度。（忽略风阻、电流热效应等对车速的影响）
题型02 压敏电阻类力电综合题
【典例2】（2024九上·山亭月考）电梯超载时，报警器会发出警报声提醒后面进入的乘客退出电梯。某实验小组用电源、开关、导线、压敏电阻、报警器、滑动变阻器（2A 50Ω）等模拟电梯的报警电路，如图所示。闭合开关S和，滑动变阻器的滑片位于最左端，电流表示数为I=0.5A。已知电源电压U保持不变，压敏电阻R的阻值随压力F变化的规律如图乙所示，报警器相当于一个定值电阻，阻值，当电流表的示数为300mA时报警器刚好报警。电流表“0~0.6A”的量程连入电路，通过向托盘里加减物品改变压敏电阻受到的压力大小，托盘下表面是绝缘材质，不考虑电流表对电路的影响；
（1）求电源电压U；
（2）闭合开关S，断开开关，滑动变阻器的滑片位于最左端，求报警器刚要报警时，压敏电阻受到的压力F的大小；
（3）让压敏电阻承受的压力为34N时报警器才报警，滑动变阻器连入电路的阻值应调为多少？
【拓展2】（2023·恩施）某实践小组用一个最大阻值为10k 的直滑电位器、电压为24V的锂电池等元件，设计了一个电子秤，工作电路如图所示，R0是个保护电阻，电压表连入0～15V量程。当开关接通，秤盘中未放物体时，表盘的示数为0；当放物体质量最大，滑片滑到最下端时，电表示数达到最大。求：
（1）R0的阻值；
（2）电路所消耗的功率；
（3）小敏同学还分享了另一种设计，如图所示，请对此作出评价；
（4）若用一个压敏电阻代替直滑电位器（电路符号为 ），其阻值随所受压力变化情况如下表所示。请自选合适的元件，按上述要求，设计一个工作电路图（只画电路部分）。（ ）
F/N 20 40 60 80 100
R/ 12 10 8 6 4
题型03 滑动变阻器类力电综合题
【典例3】（2024九上·龙陵期中）中小学生的身高、体重是评价学生健康成长的重要标志，某老师为了监测学生的身高和体重设计的监测仪的电路原理如图甲所示。电源 UA的电压为18V，电压表量程为0~15V，电流表量程为0~0.6A，是竖直固定放置的滑动变阻器，其滑片P可以随身高的变化竖直上下移动，其接入电路的阻值与接入电路的长度成正比，总长80cm。电源UB的电压为3V，脚踏板下方有一压敏电阻其阻值随压力 F大小变化规律如图乙所示。同时闭合开关，身高h=160cm的小明站在踏板上时，电流表的示数为0.15A，此时滑片恰好在中点，电压表示数为14.4V，电流表，的示数为0.36A。
（1）如果图甲电路中都是用电流表来表示身高和体重的读数，则代表体重读数的是 ；由图乙可知电阻的阻值与压力大小成 （选填“正比”或“反比”）；
（2）由题可知，下列说法正确的是 ；
A．当压力 F=500N时，工作时的消耗功率为0.45W
B．的阻值为10Ω
C．身高h=160cm的小明站在踏板上时，工作10s产生的电热为50J
D．小明的体重为50kg
（3）在电路安全的前提下，求滑动变阻器接入电路中的阻值范围。
【拓展3】（2024九上·沈阳期中）如图甲所示，是小明家里的鱼缸和底滤过滤器的结构图。经过一段时间的电路学习，小明对自己家的鱼缸中需要的电路设备进行了更加合理的改造。
（1）任务1：改造水位控制器电路
为了防止鱼缸下水管道堵塞的情况下，水泵抽水产生鱼缸溢水的现象，小明在鱼缸上方安装一个自动水位控制器，当水面高于设定的高度，水泵自动断电。小明需要将水泵和自动水位控制器 （选填“串联”或“并联”）；
（2）任务2：节能减排
小明将电动机的前端转子部分固定一个水车，然后将电动机和照明灯连接成一个闭合电路（如图乙所示）。当下水口排水时冲刷水车使电动机线圈转动，照明灯（发光二极管）就能发光，下列表述正确的是（ ）；
A．在该闭合电路中，电动机部分将机械能转化成电能
B．二极管是利用超导体材料制成的
C．在该闭合电路中，电动机是用电器
D．二极管具有单向导电性
（3）任务3：底滤槽水位监控
①如图丙所示，这是底滤槽水位监控器。其中是一个定值电阻，a是金属球，ab之间是绝缘的，R是滑动变阻器的电阻片（b、c为电阻片的两端），滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴0转动，另一端固定着一个浮子。当水面升高时，电流表示数会 ；
②如果水槽中的水面过低，滑片滑到金属球a点时，电铃响（提示应该给鱼缸加水了）。请根据条件将电铃连接在电路中 （要求电铃响时电流表有示数，并且起到保护电路的作用）。
1．（2023九上·南海月考）油电混合动力汽车是一种新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为900N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机消耗汽油2.5kg，（汽油的热值q油＝4.6×107J/kg）求：
（1）2.5kg燃油完全燃烧放出的热量；
（2）该过程中汽车牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。
2．（2025九上·武侯期末）为参加成都市青少年科技创新大赛，小卢设计了一种可以筛选水果质量大小的筛选器，其结构原理如图甲所示。电源电压4.5V保持不变，定值电阻R0=10Ω，RT为压敏电阻，RT的阻值随压力变化的图线如图乙所示。报警器由电压表改装而成，当压敏电阻RT两端电压不高于3V时，报警器发出信号提示水果符合要求。不计水果放置盘的重力。求：
（1）当RT两端电压为3V时，盘中水果的重力；
（2）水果符合要求时，整个电路电功率的变化范围。
3．（2022九上·福田期中）油电混合动力汽车是一种新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电，已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h，行驶过程中所受阻力大小为900N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机消耗汽油2.5kg。（汽油的热值q油=4.6×107J/kg）求：
（1）2.5kg燃油完全燃烧放出的热量；
（2）该过程中汽车牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。
4．（2024九上·湖南月考）货车超载会导致大量交通事故发生、损坏路面等严重后果，公路部门常用地磅检查超载情况。图甲是小峰同学设计的模拟地磅原理的简化电路图，电源电压恒为6V，定值电阻R0=5Ω，力敏电阻R的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。力敏电阻R上方紧密连接一轻质绝缘平板，检测时将货车模型静置于其上。
（1）当置于绝缘平板上的压力越大，电压表的示数越 ；
（2）压力为20N时，求此时电压表的示数；
（3）小峰设计货车超载时有报警功能，请你尝试分别利用电压表（0～3V）或电流表（0～0.6A）结合原有器材设计两种模拟地磅原理的简化电路图方案，当电表满偏时即超载报警，并求出相应的最大承受压力。
5．（2023九上·寿阳月考）油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提力的同时也给动力蓄电池充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大是1.0×108J。若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h，行驶过程中所受阻力大小为900N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机消耗燃油2.5kg，（燃油的热值为4.6×107J/kg）求：
（1）牵引力做了多少功？
（2）燃油完全燃烧可放出的热量？
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率？
6．（2024九上·大渡口月考）小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，测试过程中消耗8kg燃料，所用燃料的热值为，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求：
（1）测试过程中燃料完全燃烧时，放出的总热量是多少；
（2）测试过程中牵引力做的功；
（3）在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少。
7．（2024八下·新洲期末）近几年，我国海上风电装机容量持续增长，保持全球第一位。风电技术就是利用风能发电的技术，即利用风能吹动叶片转动，带动发电机对外发电。海上风电装置的安装要用到安装平台，如图甲所示是我国2000吨自航自升式风电安装平台“白鹤滩”号，用于海上风电设备运输和安装，平台最大作业水深70米，满载排水量37000t， 具备10~16兆瓦风电机组安装能力。
（1）“白鹤滩”号满载航行时，受到的浮力是多少牛？
（2）“白鹤滩”号满载航行到达目的地后，会将长为120m的四条桩腿慢慢插入海底并竖立在水中，此后通过马达发力将平台升至海面上方，“白鹤滩”号由运输模式变为风电装置安装模式。在安装过程中，起重装置伸出两个抓钩，将一片平躺在“白鹤滩”号甲板上的风机叶片抓住后吊起，叶片长73.5米，质量20t，如图乙所示。
①叶片被吊起后，经过路径A→B→C→D→E到达安装位置，如图丙所示，历时6min。已知 求这次起吊过程中，起吊装置对叶片所做的功最少多少焦？
②如图丁所示，O为叶片的重心，A、B为抓钩，已知O到A抓钩的水平距离为14m，O到B抓钩的水平距离为6m，求A抓钩对叶片的拉力。
8．（2024·邵东模拟）某品牌的电热烤炉，其工作电路原理如图所示。使空气循环流动的电风扇标有“ 220V 44W”的字样，R1、 R2均为电热丝，其中R1的阻值为 44W 、 R2是阻值在 0 ~ 200W之间变化的火力控制电阻，求：（不考虑温度对电阻的影响）
（1）将火力调至最大，闭合开关后通过干路的电流为多大？
（2）火力调至最大，定时开关定在5min ，则完成这次烧烤R1一共产生多少热量？
（3）闭合开关，调节R2的阻值使其两端电压为44V，此时电路的总功率为多大？
9．（2024九上·衡阳月考）小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求：
（1）汽车以50km/h速度匀速行驶时的牵引力；
（2）测试过程中牵引力做的功；
（3）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？
（4）在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少？
10．（2024九下·新抚模拟）为设计电子拉力计，小硕将电流表改装为拉力计的表盘，如图甲是其原理图。弹簧右端和滑动变阻器R1的金属片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦力不计）R0=6Ω，AB是一根长为6cm的均匀电阻丝其阻值为24Ω，电源电压U=6V，电流表的量程为0~0.6A，当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于A端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示。
（1）拉力计表盘上的零刻度线应标在电流表表盘多少刻度处？
（2）开关S闭合后，当电流表指针在0.6A处，作用在拉环上水平向右的拉力为多少？
（3）在电流表量程不可改的情况下，若要把该装置所能测量的最大拉力为600N，请通过计算（要求只更换一个元件）。
1．（2025九上·雁江期末）如图甲所示为我国自行研发生产的新能源混合动力汽车“唐DM”。该汽车使用两套动力系统，其由一台2.0升涡轮增压发动机和前后两个电机组成，可实现前轮与后轮独立动力输出。在混合动力模式下，三个“引擎”同时发力，可达到371KW的最大功率，最高时速180km/h。该汽车携带一块37.5Ah的三元锂电池，充满电后纯电续航里程可达100km。在小区与行人较多的区域，汽车使用纯电动机行驶，减少噪声与大气污染；在公路上需要加速时，电动机与发动机一起在混合动力模式下工作；在汽车需要减速时，还可以回收动能带动一台发电机发电，达到节约能源的目的。
（1）在汽车减速回收动能发电时，发电机会把电能储存在电池里，该过程的能量转化是电能转化成 能。
（2）该汽车蓄电池上标有“640V，37.5Ah”字样。若使用3kW的充电桩来给该汽车充电，则最少需要多少小时才能充满该电池？
（3）一辆充满电的该汽车在水平公路上使用混合动力模式匀速行驶了300km，除了电池电能全部消耗完了以外，还消耗了25kg汽油。若发动机的热效率为30%，电池电能全部用来做功，则汽车行驶时平均阻力大小为多少？（q汽油=4.5×107J/kg）。
2．（2025九上·东城期末）小东想用弹簧，电流表及其他器材做一个电子测力计，用电流表示数反映弹簧受到的拉力大小，要求电流表示数随拉力的增大而增大。如图甲所示，他将弹簧的一端固定，另一端通过绝缘材料固定一根细金属指针P，P与电阻丝R接触良好，并可在电阻丝R上滑动。接下来他将上述装置连入图乙所示电路，虚线框内为电阻丝R，a、b为电阻丝R的两端，1、2，3、4为接线柱。不受向下拉力时，弹簧处于原长，此时指针P位于电阻丝R的a端；施加拉力时，弹簧伸长，指针P向b端滑动，电流表示数发生变化。弹簧始终未超过弹性限度。
已知电源电压为6V并保持不变，电流表量程为0~0.6A，R0为保护电阻。电阻丝R的长度为10cm，总电阻为25Ω，其阻值与长度成正比。弹簧的伸长量△L与所受拉力F的大小之间的关系如图丙所示。
（1）依据题意接线柱4应与接线柱 相连接（选填“1”或“2”）。
（2）为使电子测力计的测量范围尽可能大，且保证电路安全，求R0的最小值 。
（3）若R0=20Ω，求拉力为10N时电流表示数 。
3．（2024·龙岗模拟）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利送入太空，中国“天宫”空间站全面建成后首次载人飞行任务开启。乘组将开展电推进气瓶安装、舱外相机抬升等平台照料工作。
“天宫”集现代科技之大成，应用了一批当今先进的科技成果，而电推进无疑是其中最值得称道的科技之一。“天宫”核心舱配置了4台电推进发动机，这是人类载人航天器上首次使用电推进，中国“天宫”悄然间掀起了一场太空动力变革。电推进器原理可简化为如图乙：先将电中性的原子注入电离室，然后电子枪注入电子，用线圈加速电子轰击中性原子制造带正电的阳离子，在正、负极栅板电场的作用下，电推进器向后喷出阳离子对飞船产生推力。在出口附近再装一把电子枪，向阳离子束注入电子，使其中性化，恢复成原子。不然带电离子会沾满整个航天器，发动机内部也会积累电子产生静电，将会带来各种麻烦。
甲 乙
（1）在神舟十六号飞船里，航天员与地面控制台是通过 （选填“超声波”“次声波”或“电磁波”）传递信息的。当航天员发出的声波振动话筒膜片时，话筒内部线圈和永久磁体会产生相对运动，线圈中就会产生电流，其原理是 。
（2）图甲是“天宫”空间站绕地球转动的轨迹，由远地点运动到近地点的过程中，空间站的重力势能 （选填“减小”“不变”或“增大”），空间站在 （选填“近地点”或“远地点”）速度更大。
（3）图乙所示，左侧电子枪的电流方向为 （选填“从左到右”或“从右到左”），中和电子枪发射的电子能够和阳离子结合，是因为 。飞船推力的施力物体是 。
（4）电能是空间站的生命力，我国采用的三结砷化镓太阳能电池组成的太阳能光伏发电系统，它由4对太阳翼帆板组成，放置在实验舱末端的桁架上。一对太阳翼帆板展开面积可达，光电转换效率可达30%以上，若太阳翼帆板平均每平方米的面积上每秒接收600焦耳的太阳能，则供电功率可达 kW。
4．（2024·枣庄） 在节能减排的今天，油电混合动力汽车（以下称“油电汽车”）已走进普通百姓家庭，油电汽车安装了一台内燃机和一台电机，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg，电池容量44kW·h，汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1，g取10N/kg。
（1）当该油电汽车需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，给汽车提供动力，并通过“电机”给蓄电池充电，从能量转化的角度来看，该“电机”是将 能转化为 能；
（2）该油电汽车空车静止在水平地面上时，车胎与地面总接触面积约为1000cm2，则汽车对地面的压强是多少？
（3）小明爸爸的体重为80kg，小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时，汽车受到的牵引力是多少？
（4）小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶，其的速度随时间的变化图像如图所示，则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少？
5．（2024·安新模拟） 为了解决环境污染、能源枯竭问题，中国在第75届联合国大会上正式提出“碳达峰”“碳中和”两个目标，同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源．我国风力资源丰富，在东南沿海、西北沙漠优势突出．风能用之不竭、清洁环保，所以我国加大风能的开发和利用．如图甲所示，某风电场使用的发电机其机舱、发电机组合体重达385吨．风力发电的原理，是利用风力带动风轮叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电．
（1）风能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源．
（2）图甲风电场所用的发电机的机舱、发电机组合体的重力是多少？(g取10 N/kg)
（3）图乙为风力发电机组总体结构图，风轮到发电机部分为发电主体，其他部分则是控制系统和输出系统．请从能量转化的角度结合电磁的相关知识分析说明发电机的工作原理．
（4）目前一些小型风力发电机可以在3 m/s的风速条件下正常发电．若某风电场常年风速大小基本不变，请结合风力发电机结构，分析增速机对风力发电的作用和对发电功率的影响.
6．（2024·郫都模拟） 如图所示是某拉力器设计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起，电压表量程为0～3V，电源电压U＝6V，电阻R0＝10，均匀电阻丝MN长为10cm，阻值为20。弹簧受到的拉力每增加100N，弹簧伸长1cm。P与MN间的摩擦不计，在弹性限度内使用弹簧。
（1）闭合开关S，当作用在拉环上的力越大时，电压表的示数就越 ；
（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于M端。闭合开关S，拉动拉环使弹簧伸长2.5cm，则电压表示数为 V；
（3）若将电压表改装成拉力表，则拉力表的测量范围是 N；
（4）若要增大拉力表的测量范围，保证电阻丝MN不变，只允许改动电路中的一个元件，则你采取的措施是 。
7．（2025九上·胶州期末）小明同学在科技创新大赛中根据所学知识设计了如图所示的“闯红灯违规证据模拟记录器”，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。
（1）它的工作原理是：当光控开关接收到 颜色的光时，开关会自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，压敏电阻的阻值随压力变化的图像如图所示，它的阻值变化会引起电路中的 发生变化，当达到一定值时，电磁继电器的衔铁就会被吸下，工作电路中的 就会工作，拍摄违规车辆。
（2）已知控制电路电源电压为6V，电磁继电器线圈的电阻为10，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁会被吸引。则只有重力超过 的车辆违规时才会被记录。若想把重力更小的车辆的违规证据拍摄下来，我们可以对电路进行怎样改进？ 。（写出一种方法即可）
8．（2024九下·长春开学考）为了测量某岩石的抗压强度，小致取下来一样品进行抗压力测试。如图甲所示，他将该材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，在样品上施加压力F，改变压力F的大小，进行多次实验。已知压力传感器的电阻R随压力F变化的关系图像如图乙所示，电源电压恒定不变，定值电阻，问：
（1）当压力F为零时，电流表的示数为0.2A，则电源电压为 V。
（2）经过多次实验，发现当电流为0.6A时，该材料将要破损，该材料承受的最大压力为 N。
（3）小致想将此装置改装为磅秤，并且将电流表用电压表替换进行改装，为使电压表示数随R所受压力的增大而增大，应该将其接在 的两端。
（4）若电压表的量程是0~20V。请你计算该磅秤能测量物体的最大质量是多少？（写出必要的文字说明、解题步骤及最终结果，g取10N/kg）
9．（2025九上·桂林期末）如图甲是抛石机攻城比赛项目的装置，组委会对其动力来源物的重力有限定。某小组负责制作称量重力的工具，设计了如图乙的原理图，R0为定值电阻，R为压敏电阻，上方放置轻质绝缘托盘
（1）当压力F=2N时，R的阻值是多大？
（2）闭合开关S后，在托盘中放置重为2N的物体时，电流表示数为0.2A，放置重为4N的物体时，电流表示数为0.4A，定值电阻R0的阻值为多大？
（3）比赛过程中，组委会需要尽快从小学组比赛标准调整到中学组比赛标准，允许动力物体更重，请你设计一个增大称量范围的简要方案。（用简要文字、表达式、示意图进行说明即可）
10．（2025九下·东莞月考）阅读短文，回答问题。
混合动力汽车
图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%时停止供电。测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。（燃油热值q=4.0×107J/kg）
电机 输出最大功率/kW 90
电池 输出电压/V 300
最大容量/J 1.2×108
整车 质量/t 1
（1）该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，它的 冲程将机械能转化为内能；车辆在转弯时，左前转向灯L1和左后转向灯L2同时发光，同时熄灭，则它们的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）。
（2）下列说法正确的是（ ）
A．蓄电池充电时化学能转化为电能
B．汽车消耗的电能最终全部转化为机械能
C．行驶过程中轮胎会发热是因为发动机将热量传递给了它
D．测试过程中汽车行驶时的牵引力大小为2000N
（3）新能源汽车电机实际原理如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到 的作用。若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向 运动（选填“左”或“右”）；若只将蹄形磁铁的N、S极对调，则导体棒ab将向 运动（选填“左”或“右”）。
（4）在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能。该车在电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶 km。
11．（2024九下·长春开学考）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，OAB为水平杠杆，O为支点，OA：AB=1：4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻的阻值为20Ω，电流表的量程为0~0.6A，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示（平板，压杆和杠杆的质量均忽略不计）
（1）当平板上不放物体时，闭合开关，电流表的示数为0.2A，求电源电压是多少。
（2）该模拟装置能测量的物体的最大重力是多大。
（3）该模拟装置测量物体的最大重力时，7min电路消耗的电能全部被100g水吸收，水的温度能升高多少。
（4）如果电源电压略有降低，为使该模拟装置测量物体的最大重力不变，应使A点向 （填“左”或“右”）移动。
13．（2024九下·西安模拟）“绿水青山就是金山银山”，低碳环保的生活方式正在成为我国社会的广泛共识。倡导保护环境使用新能源势在必行，而风电是潜力巨大的新型能源。
风速v/（m·s- ） 5 10 15 20
1s内获得的能量/（×104 J） 1 8 27 64
（1）风力发电机是利用 原理发电的；风能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）上表给出了在不同风速下某风力发电机组获得的能量。当风速为 15 m/s时，该风力发电机组的发电效率是 10%，则此时该风力发电机组的发电功率为多少千瓦？ 如果采用10 kV高压输送，求高压输电线上的电流为多少？
（3）陕西省 2023 年新增的风电项目建设中，风电装机容量604 万千瓦。按风电年发电量为200亿千瓦时（ 计算，与火力发电站相比，相当于每年节约多少吨煤？ （设煤完全燃烧，内能有30%转化为电能；煤的热值为
14．（2023·温江模拟）综合实践活动中，小乐决定制作可显示风力等级的简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上，滑杆上的摩擦力忽略不计，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2m2，均匀电阻丝长为50cm，阻值为25Ω，电源电压U恒为15V，R0为保护电阻，电压表量程0～15V。弹簧弹力F的大小与弹簧长度改变量x成正比，如图乙所示。无风时，滑片P在电阻丝最右端，有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅如表数据可知风速及风级。
风级 一级 二级 三级 四级 五级 六级 七级 八级
风速v（m/s） 0.3～1.5 1.6～3.3 3.4～5.4 5.5～7.9 8.0～10.7 10.8～13.8 13.9～17.1 17.2～20.7
风压p（Pa） 0.056～0.14 0.16～6.8 7.2～18.2 18.9～39 40～71.6 72.9～119 120～183 184～268
（1）闭合开关，电流表的示数为0.5A，保护电阻为 Ω；
（2）这个风速仪所测最大风力等级为 级；
（3）电压表示数为5V时，风力等级为 级；
（4）关于这个风速仪，下列说法正确的是____。
A．当所测风力越大时，电压表的示数越小
B．电压表的示数可以从零变化到最大刻度值
C．电压表的示数变化量与弹簧长度改变量x成正比
D．滑片P向左移动的过程中，电路的总电阻在减小
15．（2023·赤峰模拟）请阅读《风能及其利用》回答问题。
风能及其利用
我国风能资源丰富，立轴大风车及其驱动的龙骨水车（广泛应用不晚于12世纪）是体型巨大，结构复杂的风力提水机械，曾应用于农田灌溉和制盐生产（图2为现代仿制立轴大风车及龙骨水车）。立轴大风车最为特别之处在于风帆的自动调节功能，它巧妙地借助了中国式船帆的结构与操控方式，当风帆转到顺风一边，它自动与风向垂直，受风面积最大：当风帆转到逆风一边时，就自动与风向平行，所受阻力最小。风帆升起后，不论风向如何，风车可以接受360度任何方向的来风，使风吹动风帆转动起来，进一步驱动龙骨水车向上提水，操控运行便捷，灵活。
风能是可再生、无污染的清洁能源。在当今能源短缺情况下，开发风力发电满足能源需求得到重视（图3为风力发电机）。
风力发电是通过一定的装置，将风能转变成机械能，再将机械能转变为电能。如图3所示为某风力发电机结构示意图，它的原理是利用风力带动风车的旋转器（叶片）旋转，再通过增速机将旋转速度提升到发电机的额定转速，又通过调速机构使其转速保持稳定，然后连接到发电机上发电，发电机利用电磁铁将动能转化为电能。
依据目前的风力发电技术，大约3m/s的微风速度即开始发电。我国的风力资源极为丰富，许多地区的平均风速都在3m/s以上，特别是东北、西北、西南地区和沿海岛与，平均风速更大，适宜发展风力发电。风力发电的优点很多：清洁，环境效益好；可再生，永不枯竭；基建周期短；装机规模灵活。但也有一些不可回避的问题，如噪声大，占用土地多，不稳定不可控，影响鸟类生存等。
（1）立轴风车及其驱动的龙骨水车风力提水机械工作过程中，风吹动风帆转动起来，进一步驱动龙骨水车向上提水，该过程中，风能转化成了水的 。
（2）风力发电机的工作原理是电磁感应，即：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，小型风力发电机的磁场是由永磁体提供的，而大型风力发电机中的磁场则是由 提供的。
（3）风力发电的缺点是 。
