科学实践小组对直饮水机的内部结构进行研究，其热水箱内的电路简图如图甲。研究过程中，他们发现：由于长期加热，加热电阻外的绝缘层容易老化破损，从而导致漏电，供水时，水流就会像导线般将220伏的电压加在热水箱、人体与大地之间，形成通路，如图乙。同学们在老师的指导下，计划在出水口和水箱之间安装一个“水阻法”防电器，其结构如图丙所示，内部细长的水流相当于一个大电阻。

1. 科学实践小组对直饮水机的内部结构进行研究，其热水箱内的电路简图如图甲。研究过程中，他们发现：由于长期加热，加热电阻外的绝缘层容易老化破损，从而导致漏电，供水时，水流就会像导线般将220伏的电压加在热水箱、人体与大地之间，形成通路，如图乙。

同学们在老师的指导下，计划在出水口和水箱之间安装一个“水阻法”防电器，其结构如图丙所示，内部细长的水流相当于一个大电阻。

(1) 查看饮水机参数，可知加热电阻丝的阻值为55欧，正常工作10秒，可产生多少焦的内能?

(2) “水阻法”防电器主要是通过，从而增加电阻，使通过人体的电流变小。

(3) 为更好地设计“水阻法”防电器，他们用图丁所示电路探究影响“水电阻”大小的因素。电源电压为36伏，R₀为滑动变阻器，Rx为粗细均匀的玻璃管，内部装满水，可模拟不同规格的防电器，左右两端均为导电活塞(导电活塞电阻忽略不计)，左端可以自由移动，改变玻璃管中水柱长度L，并可换用不同横截面积S的玻璃管再次实验。测得实验数据如下表。

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8	9
水柱长度L/厘米	5	10	20	5	10	20	5	10	20
横截面积S/厘米²	1	1	1	1.5	1.5	1.5	2	2	2
电阻 R/×10³欧	6	12	24	4	8	16	3	6	12

根据实验数据可知，小明实验时所选择的灵敏电流计的量程是____。

A. 20毫安 B. 10毫安 C. 1毫安

(4) 小明要设计一个横截面积为0.5厘米²的防电器，若人体电阻为1945Ω，为保障通过人体的电流不超过10毫安，防电器内的水柱长度应不小于多少厘米? (结果保留一位小数)

【考点】

影响电阻大小的因素; 欧姆定律及其应用; 电功计算公式的应用;

【答案】

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解答题普通

1. 如图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R₁间的摩擦不计）。电压表量程为0～3V，a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝，阻值R₁＝30Ω，电源电压U＝6V。

(1) 要保证电压表能正常工作（即滑片P可移动到b端），电路中R₀至少应为Ω。

(2) 已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R₀＝45Ω，开关S闭合后，当电压表指针指在0.8V处，作用在拉环上水平向右的拉力为N。

解答题困难

2. 在科技小组活动中受图1所示电子秤的启发，小敏同学设计了一个简易电子秤，其原理图如图2所示，采用电流表的示数来反映物体质量的大小，而小科同学采用电压表(图3中暂未画出)的示数来反应物体质量的大小。设电源电压恒为6 V，定值电阻为. $\text{[math]}$ ，滑动变阻器的总电阻为20Ω，总长度为20cm，滑动触头固定在安放托盘的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起自由滑动，已知对托盘每施加5N的压力时，弹簧的长度就会缩短1cm。当托盘中不放物体时，滑动触头 P 指在最上端a点，此时电流表的示数不为零、电压表的示数为零；当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到某一位置，于是电流表和电压表就分别指示出相应的示数。

(1) 根据小敏同学设计的原理图，若在托盘上放一物体，滑动触头P 刚好指在最下端b 点，此时电流表读数为0.6A，则定值电阻. $\text{[math]}$ =Ω若称量质量为零时，则电流表读数. $\text{[math]}$ =A。

(2) 根据小科同学设计思路，请在图3中的适当位置画上符合要求的电压表：若在托盘上放一质量为2kg的物体，则滑动触头向下移动 cm；电压表的示数U与待测物体质量m 之间的关系式是(g 取10N/ kg)。

解答题困难

3. (成都外国语学校提前招生)小明发现超市收银台自动传送带的末端两侧挡板上有两个相对的小孔，凡当物品送到两个小孔的中间时传送带就会停止运动，取走物品后传送带又会重新运动。回家后小明利用已学的科学知识自己设计了一个“自动传送带”(如图1所示)：传送带由工作电路中的电动机带动，A、B是传送带末端两侧挡板上的小孔，A孔处有一激光源S；控制电路中的光敏电阻R₂刚好位于 B孔处，电磁铁线圈阻值 $\text{[math]}$ 保护电阻 $\text{[math]}$ 电源 $\text{[math]}$ 此光敏电阻的阻值R₂与光照度E(单位勒克斯，符号 lx)之间的几次实验数据如下表所示：

光照度 E/ lx	5	10	15	20	25	30
光敏电阻R₂/Ω	60	30	20	15	____	10

(1) 分析上表数据，根据光敏电阻的阻值. $\text{[math]}$ 随光照度E变化的规律，试填写表格空格处的电阻。

(2) 如果当线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，则光敏电阻接收到的光照强度需要在多少 lx以上?

(3) 按小明的设计，传送带运动时，衔铁应与(选填“上方”或“下方”)的两个触点接触。

(4) 若激光源的光未被物体挡住时，B小孔受到的光照度为30 lx；被物体挡住时，B 小孔受到的光照度为5 lx。那么，当传送带正在运动时，光敏电阻消耗的功率为多少?

(5) 在某次实验中，小明让一小物块从与传送带等高的光滑水平台以某一初速度滑上处于静止状态的传送带(如图2所示)，发现物块离开传送带后落在地上P点。那么，做同样实验时若传送带顺时针匀速转动，物块将落在____(选填序号)。 A. P 点 B. P 点或P 点的右侧 C. P 点的右侧 D. P 点或P 点的左侧

解答题普通