【題型示例第67題】某玻璃廠要研發一款新型玻璃，要求每平方公尺能承受5×105n
的撞擊力．測試時，取一小塊玻璃樣品（質量可不計），平放在如圖甲所示電
路中的壓力感測器上，閉合開關s，釋放重物，經撞擊後玻璃仍完好無損，電
流表的示數隨時間變化的影象如圖乙所示（不考慮t0時刻之後的情況）．已
知壓力感測器的阻值rn隨壓力f變化的影象如圖丙所示；玻璃受到最大撞擊
力時與重物的接觸面積s0=1×10﹣3 m2；電源電壓u=36 v，定值電阻r0=20 ω．則：
（1）從重物開始下落到撞擊玻璃樣品前這段時間內，電阻r0兩端的電壓是多
少？（2）玻璃樣品受到的最大撞擊力是多少？
（3）請通過計算說明該樣品是否滿足設計要求？
解：（1）由圖乙知，撞擊前，imin = 0.2 a
由得，電阻r0兩端電壓u0 =imin r0=0.2 a×20 ω=4 v
（2）由圖乙知，當樣品受到最大撞擊力時imax =1.2 a
此時電阻r0兩端電壓u0′=i max r0=1.2 a×20 ω=24 v
此時壓力感測器
由圖丙知，rn =10 ω時，壓力感測器受到的最大撞擊力為600 n，即
樣品受到的最大撞擊力：fmax =600 n.
（3）設計要求玻璃能承受的壓強
樣品受到的最大壓強
因為pmax ＞p ，故樣品滿足設計要求．
【拓展猜押】
1.小華同學為**水流對不同形狀物體的衝擊力，設計了乙個實驗裝置，如圖甲
所示．電源電壓保持3 v不變，電流錶量程為0～1 a，電阻不計，粗細均勻
的電阻絲mn全長12 cm，總電阻為9 ω，它的阻值與其接入電路的長度成正
比．水平光滑杆ab上套有彈簧，彈簧彈力與其伸長量x的關係如圖乙所示，
彈簧左端固定，右端連線有滑塊，滑塊與滑片p、物體q通過硬桿相連．滑片
與電阻絲始終保持良好接觸．水流衝擊力為零時，滑片p剛好與電阻絲左端
相接觸，此時電流錶滿偏．測量時，滑塊穩定後，小華通過電流表示數可計算
出物體受到的水流衝擊力大小.
第1題圖
（1）當水流速度增大時，電流表示數 (選填「變大」、「變小」或「不
變」)，彈簧被拉伸，這一過程中，水流的動能轉化為彈簧的 ．
（2）電阻r0的阻值為多少？
（3）當電流錶讀數為0.5 a時，物體所受的衝擊力大小為多少？
解：（1）變小彈性勢能
（2）電流錶滿偏時，電流，由可得.
（3）電流為時，電阻絲電阻：
因為粗細均勻的電阻絲mn全長12 cm，總電阻為9 ω,它的阻值與
其接入電路的長度成正比．所以接入電路的長度為4 cm,由圖乙知：
則2.有一種測量人的體重和身高的電子秤，其測體重部分的原理圖如圖中的虛線框
所示，它主要由三部分構成：踏板和壓力槓桿abo，壓力感測器r（電阻值會
隨所受壓力大小發生變化的可變電阻），顯示體重大小的儀表a（實質是電流
表）．其中ao：bo=11：2，壓力感測器r表面能承受的最大壓強為2×106 pa，
且已知壓力感測器r的電阻與所受壓力的關係如下表所示．
第2題圖
設踏板和槓桿元件的質量可以忽略不計，接通電源後，壓力感測器兩端的電壓
恒為4.5 v．
（1）若把壓桿對a點的支援力看成動力，則槓桿abo是乙個 （選填「省
力」、「費力」或「等臂」）槓桿.
（2）如果某人站在該秤踏板上，電流錶刻度盤的示數為20 ma，此人的質量是
多少？（3）若壓桿與壓力感測器之間的接觸面積是2 cm2，則該秤的最大稱量值是多
少？解：（1）省力
（2）當電流為20ma時，壓力感測器的電阻為
分析表中資料，壓力隨電阻的變化是線性的，則：
根據槓桿平衡條件得：
（3）感測器能承受的最大壓力
設踏板上能稱量的最大重力為，由槓桿平衡原理得：
拓展猜押試題——電學綜合題
一、根據近7年真題猜押
1.如圖甲是帶烘乾功能的滾桶洗衣機，工作電壓為220 v. 併聯在電源上的電動機和電熱絲是洗衣機中兩個重要的能量轉換部件，受電腦晶元的控制，它們在洗滌、脫水、烘乾環節的電功率是不同的，其具體的工作情況如圖乙所示，其中電熱絲只在烘乾環節工作.
問：（1）烘乾時電熱絲的電阻是多大？
（2）這次洗衣過程中，洗衣機的最大工作電流是多少？
（3）這次洗衣共消耗多少度電？（不計其他部件耗電）
甲乙【答案】解：（1）因為烘乾時的電功率為p1=1 000 w，所以電熱絲的電阻是： r==48.4ω ；
（2）在烘乾、烘乾轉動過程中，電熱絲和電動機同時工作，此時的電流最大
由p=ui可得：烘乾時的電流：i1 =≈4.55 a，
烘乾轉動過程中的電流：i4=≈0.45 a，
所以此時的總電流i=i1+i4=4.55 a+0.45 a=5 a ；
（3）洗滌、漂洗的功率和時間是相同的，所以洗滌、漂洗過程中消耗的電能：
w2=3×p2t2=3×250 w×10×60 s=4.5×105 j；
脫水過程中消耗的電能：w3=p3t3=500 w×360 s=1.8×105 j；
烘乾過程中消耗的電能：w1=p1t1=1000 w×1800 s=1.8×106 j；
烘乾、轉動過程中消耗的電能：w4=p4t4=100 w×2160 s=2.16×105 j；
所以，這次洗衣共消耗電能：
w=w1+w2+w3+w4=1.8×106 j+4.5×105 j+1.8×105 j+2.16×105 j=2.646×106 j=0.735 kw·h .
2.電壓力鍋是一種新型家用電器，集高壓鍋與電飯鍋優點於一體，既安全又環保.圖是某型號電壓力鍋工作電路簡圖，右表是其部分引數.
其中r1是主加熱器，r2是保壓加熱器.接通電路後，開關s自動與觸點a接通，開始加熱.當鍋內溫度達到105 ℃時，開關s自動與a斷開，並與觸點c接通，開始保壓，此時鍋內水溫不變，且未沸騰.
現將3l初溫為25 ℃的水加入壓力鍋中，接通電路使其正常工作30 min.已知消耗的電能有90％被有效利用，水的比熱容為4.2×103 j/（kg·℃）.
第2題圖
求：（1）電壓力鍋在加熱狀態時的電流.
（2）電壓力鍋多少秒後開始保壓?
（3）電壓力鍋在此30 min內消耗的電能.
【答案】解：（1）當壓力鍋處於加熱狀態時，r1、r2併聯同時工作，根據p=ui，得：加熱狀態時的電流為i ==≈4.5 a
（2）3l水的質量：m水=ρv=1.0×103 kg/m3×3×10-3 m3=3 kg
水吸收的熱量為
q水吸 =cm(t－t0) =4.2×103 j/（kg·℃）×3 kg×(105 ℃－25 ℃)=1.008×106 j
因為q水吸 =90％w總=90％p總t1
所以鍋內水達到105℃所用時間為t1 = ==1 120 s
（3）保壓時間：t2 =t－t1 =1 800 s－1 120 s=680 s
保壓消耗電能為w =p2t2 =200 w×680 s=1.36×105 j
加熱消耗電能為w =p總t1 =1 000 w×1 120 s=1.12×106 j
電壓力鍋在此30 min內消耗的電能為
w=w1+w2=1.36×105 j+1.12×106 j=1.256×106 j
3.學校宿舍樓裡的電熱水器的簡化電路如圖所示，a為自動溫度開關，當水的溫度達到設定溫度時自動斷開電路，低於設定溫度時，自動接通開關.s是熱水器的功率選擇開關.
可選擇高、低兩種加熱功率，r1、r2都是發熱電阻器.主要的技術指標如下表:
（1）水加熱的過程中，內能電熱水器工作時把電能轉化為能.
（2）電熱水器中水的質量是多少？
（3） 當s撥至1時，熱水器正常工作時電路中的電流是多少？r1的電阻是多少？
（4）當s撥至2時，電熱管的實際總功率只有1 000 w，此時的總電壓是多少？2 min r2產生的熱量是多少？
第3題圖
【答案】解：（1）變大內
（2）因為v= 20 l=0.02 m3，所以m=ρv= 1.0×103 kg/m3×0.02 m3= 20kg，
（3）當s撥至1時，電路中只有r1，電阻達到最小，由公式可知，此時的功率最大，位於一檔，因為u額=220 v，p額=2420 w，所以
;.（3）當s撥至2時，電路中r1和r2串聯，電阻達到最大，由公式可知，此時的功率最小，位於二檔，因為u額=220 v，p額=1210 w，所以r===40 ω，又p實=1000 w，所以u2=p實r=1000 w×40 ω=40000 v2，故u=200 v．
r總為40 ω，電路中r1與 r2 串聯，所以r2=r總－r1=40 ω－20 ω=20 ω，此時r2兩端的電壓為100 v，所以產生的熱量q=w===6×104 j.
二、根據2015題型示例猜押
【題型示例第64題】如圖甲所示是某同學家的水族箱，箱內盛水40 l，為了讓熱帶魚有乙個舒適的生活環境，箱內裝有乙個「220 v 200 w」的電加熱棒給水加熱，當水溫公升到設定值時加熱棒便自動停止工作，待水溫自然冷卻到一定溫度後再次加熱，使箱內水溫穩定在一定範圍之內，水溫隨時間變化影象如圖乙所示.[c水=4.2×103 j/（kg·℃）]求：甲乙
電學測試題
一 填空題 1 如圖所示是我們在收音機等小型電器中經常見到的定值電阻器，小明同學想測出這個電阻的阻值，他在電阻兩端加6v電壓時，通過的電流為0.2a，則它的阻值為 如果把該電阻兩端的電壓調為2v，則此時該導體的電阻的阻值為 當導體兩端電壓為0時，該導體的電阻為 2 如圖所示，在燒杯中加入鹽水，然後將...
電學基礎知識試題
簡單電現象電路電流 1 電荷電荷也叫電，是物質的一種屬性。電荷只有正 負兩種。與絲綢摩擦過的玻璃棒所帶電荷相同的電荷叫 而與毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷相同的電荷叫 同種電荷互相異種電荷互相 帶電體具有性質 電荷的多少稱為電量。驗電器 用來的儀器，是依據原理工作的。2 導體和絕緣體叫導體等都是是常見的...
電學基礎知識試題
簡單電現象電路電流 1 電荷電荷也叫電，是物質的一種屬性。電荷只有正 負兩種。與絲綢摩擦過的玻璃棒所帶電荷相同的電荷叫 而與毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷相同的電荷叫 同種電荷互相異種電荷互相 帶電體具有性質 驗電器 用來的儀器，是依據原理工作的。2 電流的產生 由於電荷的 移動形成電流。電流的方向定向...