《2025年5年中考3年模拟物理》

10.[2024广西]公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程0~0.6A)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示。电源电压为12V,定值电阻R₀的阻值为5Ω。求:
　　　
(1)当R的阻值为35Ω时,电路的电流;
(2)当通过电路的电流为0.4A时,地磅的测量值;
(3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。

答案：
(1)0.3A　
(2)1×10⁴N　
(3)见解析
解析:
(1)R与R₀串联,当R的阻值为35Ω时,电路总电阻R₍总₎ = R + R₀ = 35Ω + 5Ω = 40Ω，由欧姆定律，电路中的电流I = $\frac{U}{R_{总}}=\frac{12 V}{40 Ω}=0.3 A$。
(2)通过电路的电流为0.4A时，电路的总电阻R₍总₎' = $\frac{U}{I'}=\frac{12 V}{0.4 A}=30 Ω$，此时压力传感器R的阻值R' = R₍总₎' - R₀ = 30Ω - 5Ω = 25Ω，根据图乙可知,此时的压力F = 1×10⁴N,即地磅的测量值为1×10⁴N。
(3)要增加地磅的最大测量值,可行的方案是:适当增大R₀的阻值,或适当减小电源电压,或适当增大电流表的量程。根据图乙可知,F越大,R越小。由图甲可知,R越小,电流表示数越大,则地磅测量值越大。当电流表示数达到最大测量值时,地磅测量值最大。设电流表的量程为0~I₍max₎，由R₍总₎ = $\frac{U}{I_{max}}$，R₍总₎ = R + R₀，解得R = $\frac{U}{I_{max}}-R_{0}$。由上式可知,要增加地磅的最大测量值,R将减小,可适当减小电源电压,或增大R₀的阻值,或适当增大电流表量程。

11.[2024山东滨州]为研究调光灯的工作原理，某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V　12W”字样，电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下,通过调节滑动变阻器,分别记录三个电表的示数,并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图像,求:
　　　
(1)灯泡L正常发光时的电流。
(2)灯泡L正常发光10s消耗的电能。
(3)电源电压。
(4)滑动变阻器阻值的变化范围。

答案：
(1)1A　
(2)120J　
(3)18V　
(4)6~50Ω
解析:
(1)由P = UI，得I = $\frac{P}{U}=\frac{12 W}{12 V}=1 A$。
(2)由P = $\frac{W}{t}$，得W = Pt = 12W×10s = 120J。
(3)R与L串联,V₁测滑动变阻器R两端的电压，V₂测灯泡L两端的电压,由图像得,U = U₁ + U₂ = 15V + 3V = 18V。
(4)电路中电流最大I₍max₎ = 1A时,滑动变阻器R接入电路的阻值最小,两端电压U₁最小为6V,由I = $\frac{U}{R}$得,最小值R₍min₎ = $\frac{U_{1min}}{I_{max}}=\frac{6 V}{1 A}=6 Ω$。当电路中电流最小I₍min₎ = 0.3A时,滑动变阻器R接入电路的阻值最大,两端电压U₁最大为15V,最大值R₍max₎ = $\frac{U_{1max}}{I_{min}}=\frac{15 V}{0.3 A}=50 Ω$，所以,滑动变阻器的阻值变化范围为6~50Ω。