在年春晚的舞台上一组跳舞机器人以其精准的舞步和协调的动作吸引了观众的目光每个机器人总质量为机器人在舞台上移动时可以通过轮子匀速直线运动也可以通过关节的电机实现复杂的舞蹈动作机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度控制驱动电机运转如图乙所示为控制电机运转的原理电路为输入电压为定值电阻为磁敏电阻阻值随外加磁场强弱的变化而改变如表为机器人的部分参数电池比能量为单位质量的电池所能输出的电能减速器的减速比为输入转速与输出转速的比值电池的质量减速

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187568. （2025•高新一中•二模）在2025年春晚的舞台上，一组跳舞机器人以其精准的舞步和协调的动作吸引了观众的目光。
$德优题库$
每个机器人总质量为20kg,机器人在舞台上移动时，可以通过轮子匀速直线运动，也可以通过关节的电机实现复杂的舞蹈动作。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，如图乙所示为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，R₁为定值电阻，R_B为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。
如表为机器人的部分参数，“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能；“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。

电池的质量	10kg	减速器的减速比	30：1
电池比能量	150W?h/kg	驱动电机的输入总功率	500W
移动速度	0.1～1m/s	驱动电机将电能转化为机械能的效率	60%

（1）电池所能输出的总电能为 J。如果机器人在跳舞过程中突然跳起，离地高度为0.1m后落地，则这一过程中重力对机器人所做的功为 J。（g=10N/kg）
（2）机器人在跳舞过程中，完成一个舞蹈动作需要10s,则驱动电机在这段时间内消耗的电能是多少J？
（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动10s,此过程中机器人受到的阻力为多少N？
（4）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图像如图丙所示，当磁敏电阻R₀在正常工作区时，即使图乙电路中输入电压U发生改变，R₁两端电压U₁都能维持在某一定值附近基本不变，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图丙中（选填“ab”或“bc”）段。正常工作时，当R_B阻值为800Ω，R₁的阻值为300Ω，线圈电阻忽略不计，处在磁场中的R_B电功率为0.72W，则R₁两端的电压U₁是多少？

共享时间:2025-03-19 难度:4

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[考点]

功的简单计算，欧姆定律的应用，电功与电能的计算，电功率的综合计算，

[校正]

[答案]

（1）5.4×10⁶；20；

（2）驱动电机在这段时间内消耗的电能是5000J；

（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动10s，此过程中机器人受到的阻力为300N；

（4）bc；R₁两端的电压U₁是9V。

[解析]

解：（1）电池比能量为150W•h/kg，根据电池比能量的定义可知，电池所能输出的总电能为
W＝150W•h/kg×10kg＝1500W•h＝1500W×3600s＝5.4×10⁶J
如果机器人在跳舞过程中突然跳起，离地高度为0.1m后落地，则这一过程中重力对机器人所做的功为
W₁＝Gh＝mgh＝g＝20kg×10N/kg×0.1m＝20J
（2）驱动电机的输入总功率为500W，完成一个舞蹈动作需要10s，则驱动电机在这段时间内消耗的电能是
W′＝Pt＝500W×10s＝5000J
（3）驱动电机的输入总功率为500W，驱动电机将电能转化为机械能的效率为60%，机械功率为：
P_机＝500W×60%＝300W，
由P＝Fv得，机器人所受牵引力：
F＝

＝

＝300N
根据二力平衡的条件，此过程中机器人受到的阻力为
f＝F＝300N
（4）由题意可知，R₁与R_B串联，
由串联分压原理可知，为维持U₁两端电压稳定，磁敏电阻R_B两端电压U_B也应该随输入电压U的变化而发生变化，且R_B阻值的变化量较大，所以，由图乙可知，应选择“bc”段；
因串联电路中各处的电流相等，所以，由P＝UI＝I²R可得等式：
0.72W＝I²×800Ω；
解得电路中的电流为：I＝0.03A；
由I＝可得，R₁两端的电压为：
U₁＝IR₁＝0.03A×300Ω＝9V。
故答案为：（1）5.4×10⁶；20；
（2）驱动电机在这段时间内消耗的电能是5000J；
（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动10s，此过程中机器人受到的阻力为300N；
（4）bc；R₁两端的电压U₁是9V。

[点评]

本题考查了"功的简单计算，欧姆定律的应用，电功与电能的计算，电功率的综合计算，"，属于"综合题"，熟悉题型是解题的关键。

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考点说明

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相似题 全部同步专题复习模拟真题联考专练月考周考期中期末单元寒假暑假副题

207841. （2018•师大附中•四模）某兴趣小组设计的“温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合、温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω．求：
$德优题库$
（1）当指示灯亮时，温度控制器处于状态。
（2）指示灯的电阻值。
（3）加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。
（4）温度控制正常时，记录灯泡在一段时间内规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。

共享时间:2018-04-16 难度:3 相似度:1.75

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208268. （2017•师大附中•三模）在物理课外探究学习活动中，小缘拆开了自己的新买的LED节能手电筒（图1），发现蜂窝状灯头里并联着3粒相同规格的LED灯泡，再与限流R串联后接在电压恒为4V蓄电池上。于是她画出该手电筒的电路图，如图2所示。
$德优题库$
（1）小缘先闭合开关S让手电筒发光，用电流表和电压分别测出限流电阻R两端电压为0.5V，通过电流为50mA．求：
①电阻R的阻值。
②如果让手电筒发光1h,整个电路共消耗电能。
（2）她又拆下其中一粒LED灯泡，用精密电表测量出一组电流、电压值，并描绘出LED灯泡的电流随电压变化如图3所示。然后将LED灯泡与滑动变阻器串联接到5V电源上，用电压表与滑动变阻器并联，如图4所示，求：
①当电压表示数为3V时，LED灯泡的电功率为多大？
②已知LED灯泡允许通过的最大电流为30mA，为了灯泡的安全，求滑动变阻器允许接入的最小阻值。

共享时间:2017-04-01 难度:3 相似度:1.75

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188202. （2024•逸翠园中学•十二模）空气净化器是由马达、风扇和空气过滤网等组成，主要是依靠风扇将环境内的空气循环吸入机体，然后通过各类净化方式将吸入的空气进行净化，最后输出净化后的洁净空气。图甲为某型号的空气净化器，它在不同挡位工作时的参数如下表所示，其中“洁净空气量”是指1h净化空气的体积。

工作挡位	待机	1挡	2挡	3挡	4挡	5挡	6挡
功率P（W）	0.9	23	44	75	110	121	148
洁净空气量Q（m³/h）	﹣	120	240	360	500	610	760

（1）空气净化器在工作时，将电能主要转化为　　能。
（2）单独使用该净化器10min，规格为2400imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁30次，则该空气净化器的实际功率是多少W？本次使用过程能洁净空气量Q是多少？
（3）若室内面积为20m²，房间的高度为2.5m，使该空气净化器工作挡位为4挡时，理论上1h可以净化房间内空气次数n是多少？
（4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，电源电压恒为28V，定值电阻R₀＝10Ω。如图丙所示为气敏电阻R的阻值随空气中有害气体浓度β变化的曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率，净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A；净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A。则该空气净化器的实际净化效率Z为多少？（净化效率等于净化前、后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。）

共享时间:2024-07-20 难度:2 相似度:1.5

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208985. （2014•西工大附中•九模） $德优题库$ 如图是某同学设计的“风力测试仪”的原理图，电源电压是6V，R₀为定值保护电阻，AB为长20cm、阻值为50Ω的均匀电阻丝，OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重为3N的圆球P，闭合开关S，无风时，OP下垂并与电阻丝的B端接触；有风时，圆球P受风力作用，是金属细杆OP绕悬挂点O偏转，当偏转到电阻丝的A端时，电流表示数为0.6A．已知悬挂点O与电阻丝B端为10cm,金属细杆OP始终与电阻丝AB接触良好且无摩擦，求：
（1）无风时电流表示数；
（2）求当金属细杆OP滑在AB中点时圆球P受风力大小为多少牛？此时，电路消耗的总功率是多少？
（3）若将电流表的刻度改为风力刻度值，请问表盘刻度均匀吗？简要说明道理：

共享时间:2014-06-23 难度:2 相似度:1.5

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193238. （2025•新城区•三模）某型号的电加热器有高、低两挡调温功能，其额定电压为220V，内部电路由发热电阻R₁、R₂（阻值不受温度影响）和开关S₁组成，其中R₁=55Ω。在不拆解电加热器内部电路的情况下，小华用图甲电路对其进行测试：在额定电压下，先闭合开关S，电流表的示数为0.8A。再闭合开关S₁，电流表的示数变为4A。
$德优题库$
（1）该电加热器使用的是三脚插头，是为了将电加热器的金属外壳与相连。
（2）该电加热器高温挡的额定功率是多少？发热电阻R₂的阻值是多少？
（3）小华增加了一个单刀双掷开关S₂，利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装，如图乙所示，图中的虚线框内分别是R₁和R₂，改装后的电路具有高、中、低三挡调温功能，且低温挡功率不变，中温挡功率与原高温挡功率相同。
①请将发热电阻R₁、R₂的元件符号填入图乙电路的虚线框内，将电路补充完整。
②改装后，电加热器在高温挡正常工作5min消耗的电能是多少？

共享时间:2025-04-14 难度:2 相似度:1.5

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183659. （2024•西北大附中•九上期末） $德优题库$ 如图，R₁=4Ω，R₂=6Ω，电源电压6V恒定，当闭合开关S。求：
（1）通过电阻R₁的电流。
（2）电压表的示数。
（3）通电2min,电路消耗的总电能是多少。

共享时间:2024-02-04 难度:2 相似度:1.5

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229500. （2020•西安一中•九上期中）如图所示的电路中，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”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值（不考虑灯丝电阻的变化）。求： $德优题库$
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）小灯泡正常发光60s消耗的电能；
（3）为了保护各电表和元件，滑动变阻器R允许接入电路中的阻值范围是多少？

共享时间:2020-11-10 难度:4 相似度:1.5

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187496. （2025•高新陆港•四模）学校提出“节约粮食，杜绝浪费”倡议，某同学为学校食堂设计了“节约秤”。如图甲所示，电路中电源电压恒为6V，提示器R₁的阻值恒为10Ω，电流表量程为0～0.6A，电阻R₂阻值随压力大小的关系如图乙所示，当“节约秤”上质量大于100g时，提示器就会发出提示音。求：
（1）当压力为零时，电阻R₂阻值；
（2）“节约秤”表盘上100g应标在电流表多少安培的刻度线上；
（3）当“节约秤”上的质量为350g时，电路消耗的总功率。
$德优题库$

共享时间:2025-04-20 难度:2 相似度:1.5

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199647. （2023•爱知中学•二模）相比于油炸或者油煎的方式，空气炸锅的烹饪方式更好，对于身体健康更有利。如图1所示是科技小组设计的空气炸锅理念图，其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图2所示，工作时定时开关S₁闭合，当电烤箱内温度高于预设温度时，温控开关S₂自动断开，电热管停止加热，当电烤箱内温度低于预设温度时，温控开关S₂自动闭合，电热管重新开始加热，循环工作保障箱内温度为预设温度。在一次焙烤鸡翅的过程中，定时开关设定为20分钟，电热管正常循环工作时，P-t图像如图3所示，通过电风扇的电动机电流为0.2A。求：
$德优题库$
（1）如图1所示，设计的空气炸锅矮而粗，是增大了从而压强。
（2）电风扇正常工作时，焙烤鸡翅过程中消耗的电能？此时，电风扇的电功率是多少？
（3）本次烤鸡翅共消耗多少电能？
（4）电热管正常工作时的电阻R₁电阻是多少？本次焙烤的鸡翅里面有点“柴”，询问家长后得知，电热功率太小加热时间太长导致的，科技小组打算将电热功率调高到1000W，用R₂替代R₁，R₂的电阻是多大？

共享时间:2023-03-29 难度:5 相似度:1.35

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195629. （2024•交大附中•一模）如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人。机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，表一为某扫地机器人的部分参数。电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。
表一

额定电压	12V	额定功率	30W
电池容量	2500mA•h	工作噪音	＜50dB
净重	4kg	最大集尘量	1kg

机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二。真空度指主机内部气压与外界的气压差。风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。
表二

真空度（Pa）	400	450	500	550	600
风量（m³/s）	0.025	0.02	0.017	0.015	0.013
吸入功率（W）	10	9	8.5		7.8

（1）该机器人充满电后至下一次自动充电前，能够连续正常工作的最长时间为多少？
（2）研究表二数据的规律，当风量为0.015m³/s时，吸尘电机吸入功率为多少？若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为多少？
（3）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件，图乙为某机器人中吸尘电机内部的光敏电阻的控制电路，两端总电压U₀恒定（U₀＜12V），R_G为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R₀为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为4.5V和2.25V，则R₀阻值为多少？
（4）若机器人1秒钟消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。已知集尘盒空置时，机器人匀速运动时受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时摩擦阻力为　　 N，机器人运动的速度为　　 m/s。（此问不要求写出计算过程）

共享时间:2024-03-09 难度:5 相似度:1.35

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187060. （2025•新城区•一模） $德优题库$ 如图是某款家用电热器的简化电路，R₁、R₂为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中，电热器高温挡的功率为1100W，低温挡的功率为220W。求：
（1）电热器处于高温挡时，通过电路的电流。
（2）电热丝R₂的阻值。

共享时间:2025-03-04 难度:1 相似度:1.25

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193859. （2024•莲湖区•四模） $德优题库$ 创建生态文明城市需要我们共同关注环境。空气质量指数是环境监测的重要指标，空气质量等级是按照空气质量指数划分的，如表所示：

空气质量指数A	0-50	51-100	101-150	151-200	201-300	＞300
空气质量等级	优	良	轻度污染	中度污染	重度污染	严重污染

某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路图如图甲所示，已知电源电压U=18V，R₀是定值电阻，气敏电阻阻值R与A的关系如图乙所示，当空气质量指数A为100时，电压表示数为12V。求：
（1）由图象可知，气敏电阻的阻值随空气质量指数的增大而；
（2）定值电阻R₀的阻值是多少？
（3）当电压表示数为9V时对应的空气质量等级是什么？

共享时间:2024-04-16 难度:1 相似度:1.25

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193330. （2025•高新一中•三模）为改善学习环境，学校在全部20间教室各安装了一台额定电压为220V、额定功率为1210W的长虹空调。求：
（1）空调的额定电流大小；
（2）所有空调在额定电压下同时工作10h,消耗电能多少千瓦时。

共享时间:2025-04-08 难度:1 相似度:1.25

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208791. （2016•蓝田县•一模）有一阻值恒定的电阻元件，额定功率P_额=6W，额定电压为9V-13V之间，若要正确使用该元件，应先知道其额定电压，实验室里有如下器材：一个电池组（电压约为3V）、一个电流表（量程：0-0.6A和0-3A）、一个定值电阻R₀=10Ω、两个单刀开关、导线若干，请你用上述器材测出该元件的额定电压。
$德优题库$
（1）实验原理：根据欧姆定律I=

和       ，主要我们测出元件电阻的阻值，进而就可计算出其额定电压。
（2）设计实验：a.为提高测量的精确度，电流表应选量程       A。
b.图甲为实验电路图，请你用笔画线代替导线将图乙所示实物电路连接完整。
（3）进行实验：
a.连接完电路后，只闭合S₁，电流表示数如图丙所示I₁=       A；
b.闭合开关       ，读出电流表示数I₂=0.425A
c.断开开关，整理器材。
（4）由上述实验数据可计算出该电阻元件的额定电压为       V。

共享时间:2016-03-04 难度:1 相似度:1.25

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229617. （2017•高新一中•九上期中）如图所示，电源电压U为12V且保持不变，滑动变阻器R₂的最大阻值为50Ω．当开关S闭合、S₁断开，P在b端时，电流表的示数为0.2A；当S、S₁均闭合，P在a端时，电流表的示数为1.5A．不考虑温度对电阻的影响，求：
（1）灯泡L的电阻R_L；
（2）电阻R₁的阻值。 $德优题库$

共享时间:2017-11-24 难度:1 相似度:1.25

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cgk@dyw.com

2025-03-19

初中物理 | | 解答题

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2025年陕西省西安市高新一中中考物理模拟试卷（二）

更新:2025-03-19 01:43浏览量:23

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