28计算题30. （2019•湘潭）如图所示是某自动蓄水箱的结构示意图．A是水箱中的实心圆柱体，体积为800cm3，密度为2.0×103kg/m3，用细绳悬挂在水箱顶部的传感开关S上．当传感开关S受到竖直向下的拉力大于10N时闭合，与S连接的水泵（图中未画出）向水箱注水：当拉力等于10N时，S断开，水泵停止注水．细绳的质量忽略不计，求：（1）A的质量为 kg．（2）停止注水时，水箱水位高为1.2m，水箱底部受到水的压强为 Pa．（3）停止注水时，A受到的浮力为 N，此时圆柱体A排开水的体积为多少？【专题】计算题；密度及其应用；压强、液体的压强；浮力．【分析】（1）利用密度公式计算A的质量；（2）利用液体压强公式求解水箱底部受到水的压强；（3）细绳的质量忽略不计，停止注水时，A受到重力、拉力和浮力的作用保持平衡，则浮力等于重力与拉力之差；知道浮力，利用V排=F浮ρ水g求解此时圆柱体A排开水的体积．【解答】解：（1）根据ρ＝m/V可得，A的质量：m=ρV=2.0×103kg/m3×800×10-6m3=1.6kg；（2）利水箱底部受到水的压强：p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m=1.2×104Pa；（3）A受到的拉力为F拉=10N，A的重力G=mg=1.6kg×10N/kg=16N，细绳的质量忽略不计，停止注水时，A受到重力、拉力和浮力的作用保持平衡，则A受到的浮力F浮=G-F拉=16N-10N=6N，根据F浮=ρ水gV排可得，排开水的体积：V排=F浮ρ水g=6N1.0×103kg×10N/kg=6×10-4m3．故答案为：（1）1.6；（2）1.2×104；（3）6；此时圆柱体A排开水的体积为6×10-4m3．【点评】此题考查密度公式的应用、力的平衡、液体压强计算和浮力公式的应用，题目难度适中，适合学生训练，是一道好题．31. （2019•湘潭）硫化镉（CdS）是一种光敏材料，其电阻值R随光照强度E（E越大表示光照越强，其国际单位为cd）的变化如图2所示．某展览厅（如图1所示）为保护展品．采用这种材料设置了调光天窗．当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光．调光天窗的电路原理如图3所示，R0为定值电阻，R为CdS电阻，P为电磁铁，其线圈电阻R P为10Ω，当电流达到0.06A时能吸合衔铁．已知电源电压U1=12V，U2=220V，则：（1）图2中R随光照强度E变大而（选填“增大”或“减小”）．（2）图3中的L代表的是并联安装在展厅内的10盏“220V 10W”节能灯，这些节能灯同时正常工作4小时，共消耗电能 kW•h．（3）若要缩短节能灯点亮的时间，可换用阻值较（选填“大”或“小”）的R0．（4）当外界光照强度达到1cd时，电动卷帘便开始工作，求R0的阻值．【专题】应用题；信息给予题；定量思想；推理法；欧姆定律；电能和电功率；磁现象、电生磁．【分析】（1）由图2可知，电阻值R随光照强度E的变化规律；（2）先求出10盏节能灯的总功率，又知道正常工作时间，根据W=Pt求出这些节能灯共消耗电能；（3）为缩短路灯点亮时间，在设置时将光敏电阻的光照强度减小，结合图象和电磁铁能吸合衔铁的电流不变，利用欧姆定律判断即可；（4）当外界光照强度达到1cd时，根据图象可以看出R的阻值，根据欧姆定律的变形公式求出总电阻，再利用串联电路电阻特点求出R0的阻值．【解答】解：（1）由图2可知，R随光照强度E变大而减小．（2）10盏节能灯的总功率：P=10P1=10×10W=100W=0.1kW，则这些节能灯同时正常工作4小时消耗的电能：W=Pt=0.1kW×4h=0.4kW•h．（3）若要缩短节能灯点亮的时间，即当外界光照更弱时，电磁铁才能吸合衔铁，节能灯才能工作；由图2可知，当光照强度E减小时，R的阻值变大，而电磁铁能吸合衔铁的电流不变，电源电压不变，则电路总电阻不变，故应换用阻值较小的R0．（4）当外界光照强度达到1cd时，由图2可知，R=120Ω，当电动卷帘便开始工作，电磁铁能吸合衔铁的电流I=0.06A，电路总电阻：R总=U1I=12V0.06A=200Ω，根据串联电路电阻规律可知，R0的阻值：R0=R总-R-R P=200Ω-120Ω-10Ω=70Ω．故答案为：（1）减小；（2）0.4；（3）小；（4）R0的阻值为70Ω．【点评】本题主要考查光敏电阻的特点、电功的计算、串联电路的特点及欧姆定律的灵活运用等知识，关键能从图象上找出有用的信息，并弄清楚电磁继电器的工作原理，有一定的综合性．28．（2019•百色）如图15所示的电路中。

电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω 1.5A”，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样（小灯泡的电阻值随温度变化忽略不计）。

求：（1）小灯泡正常发光60s消耗的电能；（2）小灯泡正常发光时的电阻；（3）在两电表的示数均不能超过所选量程、灯泡两端电压不超过额定电压和不损坏其它元件的情况下，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围。

【答案】（1）75J；（2）5Ω；（3）4Ω～10Ω命题立意：电路变化分析综合计算解析：本题主要考查了电功率公式、欧姆定律的应用。

要掌握其基本公式及推导公式和公式变形，同时注意分析电路中的极值问题。

（1）根据小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样，由P=W/t可得：小灯泡正常发光60s消耗的电能，由W=Pt可得：W=1.25W×60s=75J（2）小灯泡正常发光时，由P=UI,I=U/R可得：P=U2/R小灯泡正常发光时的电阻：R=U2/P=（2.5V）2/1.25W=5Ω（2）由图R与L串联，电压表测R两端电压，由题，滑动变阻器允许通过最大电流 1.5A，灯泡额定电流I=P/U=1.25W/2.5V=0.5A，电流表的量程为0～0.6A,由串联电路电流处处相等可知，电路最大电流等于灯泡额定电流，即I max=0.5A,由串联电路特点和欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的阻值最小：R滑最小=（U−U额）/I max=（4.5−2.5）V/0.5A=4Ω若电压表量程为0～3V，电压表最大示数是3V，此时电路电流：I′=（U−U R）/R L=（4.5−3）V/5Ω=0.3A由欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值：R滑最大=U R/I′=3V/0.3A=10Ω则滑动变阻器接入电路的阻值范围是：4Ω～10Ω24.（2019•潍坊）（5分）某品牌的电热水壶铭牌如图所示，电热水壶正常工作时，将水壶中的额定容量的水加热至沸腾。

已知室温与水的初温皆为20℃，水的比热容c水=4.2×103 J/（kg•℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。

（1）求水吸收的热量；（2）通过计算判断，加热时间是否可能为200s。

27.（2019•潍坊）（9分）如图所示电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，灯泡L的额定电压U L=6V。

断开S1，闭合S2、S3，移动滑动变阻器的滑片，当电流表示数I1=0.2A时，电压表的示数U1=4.8V。

闭合S1、S2、S3，滑片滑至最右端时，灯泡L正常发光，电流表的示数I2=0.75A。

断开S3,闭合S1、S2,在移动滑片的过程中，当电流表示数分别为I、2I时，滑动变阻器的电功率均为P同。

忽略灯泡电阻随温度的变化。

求：（1）定值电阻R0的阻值；（2）灯泡L的额定电流I L；（3）滑动变阻器的电功率P同。

**牌智能滚筒洗衣机 额定电压 220V 加热功率 2400W 设定温度范围30℃～90℃ 电动机功率 240W 1×10 6Ω防电墙电阻23．（2019•东营）（11 分）某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便安全 等优点。

其简化等效电路如图所示，此时处于空档位置。

闭合开关 S ，旋钮绕 P 转动，实 现档位转换，旋至 1 档时 R 1、R 2 同时工作，洗衣机处于加热状态；旋至 2 档时 R 2 和电动机 同时工作，洗衣机处于保温洗涤状态。

R 1 和 R 2 均为电热丝，其阻值不受温度影响，R 1=22Ω， 主要参数如下表。

（C 水=4.2×103 J ／(kg •℃) ）（1）洗衣机内注入 10kg 的水，在额定电压下连续加热 1050 秒，水温由 20℃上升到 50℃，此过程中的加热效率是多少？ （2）R 2 阻值是多少？（3）洗衣机处于保温洗涤状态时，干路电流是多少？（4）防电墙技术的应用是洗衣机未来发展的趋势。

防电墙通过在洗衣机内部形成永久性电阻保证人的安全。

异常漏电情况下，电流依次经防电墙和人体流入大地，若人体的最大电阻为1×105Ω，人体的安全电压不高于36V，通过计算判断防电墙技术能否保证人的安全。

23．（11 分）解：（1）水吸收的热量：Q 吸=cm(t 2-t 1)=4.2×l03J/(kg·℃)×10kg×(50℃-20℃)= 1.26×l06J…1 分 加热消耗的电能：W=Pt =2400W×1050s=2.52×106J………………………………1 分 加热的效率：η= =…………………………………1 分（2）R 1 与 R 2 并联，∵P=UI ，I= ∴ P=R 1 电热丝的加热功率：P 1===2200W…………………………1 分R 2 电热丝的加热功率：P 2= P- P 1=2400W-2200W=200W……………………1 分 R 2 电热丝的阻值：R 2===242Ω…………………………………1 分（3）R 2 与电动机并联R 2 与电动机的总功率：P 总= P 2+P 动=240W+200W=440W…………1 分 保温洗涤的干路电流：I= = …………………………………1 分 （4）防电墙与人的电阻串联 串联总电阻：R=R 0+R 人=1×106Ω+1×105Ω=1.1×10 6Ω串联电路的电流：I 0= = =2×10-4A…………………………………1 分人体的电压：U 人=I 0R 人=2×10-4A ×1×105Ω=20V ……………1 分※精 品 试 卷※因为 U 人小于 36V ，所以防电墙技术能保证人的安全。

……………………………1 分 24．（2019•东营）（12 分）进入三月份以来，东营街头出现了一种共享电动汽车。