《2025年考前示范卷物理中考》

19. (10分)如图所示，是家庭常用的茶吧机及其内部电路的简化结构示意图，其主要功能有抽水、保温和加热，抽水系统的主要部件是电动机。已知R₂ = 220 Ω，该茶吧机铭牌上的部分参数如表所示，加热功率的参数由于磨损原因已不清晰，求：
(1)只抽水时，电路中的电流；
(2)R₁的电阻；
(3)加热功率。　　　　　　　　　　　　　　　　　

答案： 解：
(1)由图丙可知，抽水功率是66 W，只抽水时，电路中的电流
$I_{抽}=\frac{P_{抽}}{U}=\frac{66 W}{220 V}=0.3 A$
(2)由图乙可知，只闭合开关$S_{2}$，电路为只有$R_{1}$的简单电路，电路的总电阻最大，由$P = \frac{U^{2}}{R}$可知电路的总功率最小，处于保温状态，由图丙可知，保温功率是80 W，$R_{1}$的电阻
$R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{保}}=\frac{(220 V)^{2}}{80 W}=605 \Omega$
(3)由图乙可知，两个开关都闭合，两个电阻并联，电路的总电阻最小，由$P = \frac{U^{2}}{R}$可知电路的总功率最大，处于加热状态，加热功率
$P_{加}=P_{2}+P_{保}=\frac{U^{2}}{R_{2}}+P_{保}=\frac{(220 V)^{2}}{220 \Omega}+80 W = 300 W$
答：
(1)只抽水时，电路中的电流是0.3 A；
(2)$R_{1}$的电阻是605 $\Omega$；
(3)加热功率是300 W。

20. (12分)某科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计，其电路如图甲所示。已知电源电压恒定，定值电阻R₀ = 15 Ω，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，闭合开关S，当体重计空载时，电压表的示数为5 V，电压表量程为0 ~ 15 V，踏板重力不计，求：(结果保留两位小数)
(1)体重计空载时，电路中的电流；
(2)电源电压；
(3)体重为600 N的同学站在体重计上时，R₀的功率；
(4)此体重计所能测量的最大体重。
　

答案： 解：
(1)由图甲可知，闭合开关，定值电阻$R_{0}$与压敏电阻$R$串联，电压表测定值电阻$R_{0}$两端的电压；当体重计空载时，电压表的示数为5 V，电路中的电流
$I_{0}=\frac{U_{0}}{R_{0}}=\frac{5 V}{15 \Omega}=\frac{1}{3} A\approx0.33 A$
(2)由图乙可知，当体重计空载时，压力为零，压敏电阻的阻值$R = 45 \Omega$，由串联电路电流的规律和欧姆定律可知$R$两端的电压
$U_{R}=IR = I_{0}R=\frac{1}{3} A×45 \Omega = 15 V$
电源电压
$U = U_{R}+U_{0}=15 V + 5 V = 20 V$
(3)由图乙可知，当体重计示数为600 N时，压敏电阻的阻值$R' = 15 \Omega$，此时电路中的电流为
$I'=\frac{U}{R'+R_{0}}=\frac{20 V}{15 \Omega + 15 \Omega}=\frac{2}{3} A$
$R_{0}$的功率
$P_{0}=I'R_{0}=(\frac{2}{3} A)^{2}×15 \Omega\approx6.67 W$
(4)当电压表示数（$R_{0}$两端的电压）最大为15 V时，由串联电路的电压特点可知压敏电阻两端的电压最小，根据串联分压的规律可知此时压敏电阻的阻值最小，其受到的压力最大，此时体重计的示数最大；压敏电阻$R$两端的最小电压
$U_{R小}=U - U_{0大}=20 V - 15 V = 5 V$
根据串联分压规律可得
$\frac{R_{小}}{R_{0}}=\frac{U_{R小}}{U_{0大}}$
$\frac{R_{小}}{15 \Omega}=\frac{5 V}{15 V}$
$R_{小}=5 \Omega$
由表格数据可知，此时压力为1 200 N，即该体重计能称量的最大体重为1 200 N。
答：
(1)体重计空载时，电路中的电流是0.33 A；
(2)电源电压是20 V；
(3)体重为600 N的同学站在体重计上时，$R_{0}$的功率是6.67 W；
(4)此体重计所能测量的最大体重是1 200 N。