5.8綜合計算（解析版）

2024年中考物理核心素養(yǎng)提升5.15綜合計算【公式與解法梳理】綜合計算題，分為各知識板塊內(nèi)部的綜合，如將力學中的液體壓強、浮力、機械效率綜合計算；電學中運用歐姆定律進行電流、電壓、電阻、電功率、電功等的綜合計算；多板塊大綜合，如電與熱的綜合計算；電與機械做功等的綜合計算。解決綜合計算題，最基本的思路是：將復(fù)雜的、涉及多個知識點的問題分解為一個個有機聯(lián)系的小問題，然后按照解決簡單小問題的一般思路求解。分解時，注意內(nèi)部的邏輯關(guān)系。常用公式表物理量與單位公式各量單位及其換算重力G（N）G=mgm-質(zhì)量。單位：kg。1t=1000kg；1kg=1000g。g=9.8N/kg（或取10N/kg,根據(jù)題目要求選?。┟芏圈眩╧g/m3或g/cm3）ρ=mm-質(zhì)量。V-體積。當m的單位為kg時，v一般用m3；當m的單位為g時，v一般用cm3。1m3=103dm3=103L=106mL；1cm3=1mL=10-6m3壓強p（Pa）定義公式：p=F液體壓強：p=ρghF-力，單位：N；S-受力面積，單位：m2。1m2=104cm2ρ-密度，單位：kg/m3；g-重力常數(shù)；h-深度，單位：m功W（J）機械功：W=Fs電功：W=UItS-沿力的方向移動的距離，單位：mU-電壓，單位：V；I-電流，單位：A；t-時間，單位：s1kV=1000V;1A=1000mA;1h=60min=3600s功率P（W）定義公式：P=W機械功率：W=FV電功率：P=UIV-沿力的方向運動的速度，單位：m/s1m/s=3.6km/h；1kW=1000W效率η（常用百分比）定義公式：η=W有用W熱效率：η=Q吸Q熱機效率：η=W有用QW有用-做的有用功；W總-所做的總的功；Q吸-物體吸收的熱量；Q放-物體放出的熱量或燃料燃燒產(chǎn)生的熱量。單位均為J熱量Q（J）物體升溫、降溫：Q=cmΔt電流產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rtc-比熱容，單位：[J/（kg.℃）]；m-物體的質(zhì)量，單位：kg；Δt-物體的溫度變量量，單位：℃電流I（A）定義公式：I=Q歐姆定律：I=UQ-電荷量，單位：C（庫倫）；t-時間，單位：sU-電壓，單位：V；R-電阻，單位：Ω。1kΩ=1000Ω電阻R（Ω）R=U兩個電阻串聯(lián)：R=R1+R2兩個電阻并聯(lián)：1R=1R1R=R已知用電器的額定電壓和額定功率，求其電阻：R=U電學中的比值在串聯(lián)電路中，電壓、電功、電功率、電熱之比與用電器的電阻成正比；在并聯(lián)電路中，電流、電功、電功率、電熱之比與用電器的電阻成反比?！局锌碱}賞析】【例1】【2023南充】某人始終雙腳站在地上，用滑輪組從水池底勻速提起實心圓柱體A，如示意圖甲。A從離開池底到剛要離開水面的過程中，其底面受到水的壓強與時間關(guān)系PA-t如圖乙。A從剛離開池底到拉出水面并繼續(xù)向上運動的過程中，人對地面的壓強與時間關(guān)系P人-t如圖丙。A未露出水面之前裝置的機械效率為η1；A離開水面后裝置的機械效率為η2。已知人的質(zhì)量為60kg，人雙腳站地時，與地面的接觸面積為500cm2，A的底面積為200cm2，η1∶η2=15∶16，ρ水=1.0×103kg/m3。不計摩擦和繩重及水的阻力，g=10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部與池底不密合，忽略液面高度變化，圖甲中①②③④段繩均豎直。（1）求池水深度和A的上升速度；（2）求A的高度和未露出水面受到的浮力；（3）求A未露出水面前人對繩的拉力和A全部露出水面后人對繩的拉力；（4）求動滑輪的重力?！痉治雠c解答】（1）由圖乙可知，物體A在池底時，其底面受到水的壓強pA=4×104Pa，根據(jù)p=ρgh得，池水深度：h=pAρ水忽略液面高度變化，A上升的高度h=4m，時間t=20s，所以A的上升速度：v=ht=4m（2）由圖丙可知，15~20s時，A從剛露出水面到拉出水面，上升的高度即為物體A的高度：hA=vt′=0.2m/s×5s=1m；A的底面積：SA=200cm2=0.02m2；A的體積：VA=SAhA=0.02m2×1m=0.02m3；A未露出水面受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N。（3）由圖丙可知，A未露出水面時，人對地面的壓強p人=0.4×104Pa，人與地面的接觸面積：S人=500cm2=0.05m2。根據(jù)p=F/S得，人對地面的壓力：F人=p人S人=0.4×104Pa×0.05m2=200N；人的重力：G人=m人g=60kg×10N/kg=600N；A未露出水面前人對繩的拉力：F拉=G人-F人=600N-200N=400N。由圖丙可知：A全部露出水面后人對地面的壓強p人′=0.2×104Pa，根據(jù)p=F/S得，人對地面的壓力：F人′=p人′S人=0.2×104Pa×0.05m2=100N；A全部露出水面后人對繩的拉力：F拉′=G人-F人′=600N-100N=500N。（4）A未露出水面前，機械效率：η1=W有W總×100%=（GA?F?。﹉F拉s×100%=A全部露出水面后，機械效率：η2=W有'W總'×100%=GAh'F拉's'×100%因為η1∶η2=15∶16，所以GA=800N。A未露出水面前，由F拉=GA?FG動=2F拉-GA+F浮=2×400N-800N+200N=200N?！敬鸢浮浚?）4m0.2m/s（2）1m200N（3）400N500N（4）200N【例2】【2023揚州】“芒種”前后是麥子成熟收割的時間，需要及時把麥子顆粒歸倉。（1）如圖1所示是古代農(nóng)人打麥的場景，把打麥工具高高舉起，它的重力勢能變__________；（2）現(xiàn)在很多地方都用聯(lián)合收割機收?麥子，某收割機的參數(shù)如下：割幅（m）2.2/2.5履帶接地總面積（m2）3.6喂入量（kg/s）3/4/4.5功率（kW）60發(fā)動機效率40%油箱容積（L）72滿油時整機質(zhì)量（kg）2880①滿油時收割機對水平地面的壓強是__________Pa；（g取10N/kg）②如圖2所示，收割過程中收割機相對于同行裝載機是__________（選填“運動”或“靜止”）的；收割機功率保持60kW不變，收割過程中減慢行駛速度，是為了__________。收割一塊地的麥子，耗時0.5h，該收割機做功__________J，在此過程中消耗柴油__________kg；（約為4×107J/kg）（3）“喂入量”是收割機在單位時間內(nèi)收獲的作物量，它受很多因素的影響。某次收割時作業(yè)速度與喂入量之間的關(guān)系如圖3所示，當作業(yè)速度為4km/h時，喂入量是__________kg/s，出現(xiàn)這一結(jié)果，你認為作物的__________會對喂入量產(chǎn)生影響?！痉治雠c解答】（1）物體的重力勢能與高度和質(zhì)量有關(guān)，在質(zhì)量一定時，高度越高，重力勢能越大，因此把打麥工具高高舉起，它的重力勢能變大。（2）①滿油時整機的重力為：G=mg=2880kg×10N/kg=28800N；在水平面上，收割機對水平地面的壓力等于其重力，即：F=G=28800N。根據(jù)p=F/S可得，滿油時收割機對水平地面的壓強是：p=FS=28800N②由于裝載機與收割機同行，則它們速度相同，因此在收割過程中，以裝載機為參照物，收割機與裝載機之間的位置沒有發(fā)生變化，因此收割機是靜止的。根據(jù)P=Wt=FSt=FV可知根據(jù)W=Pt可得，耗時0.5h，該收割機做的功為：W=Pt=60×103W×0.5×3600s=1.08×108J。由于發(fā)動機的效率為40%，則柴油完全燃燒放出的熱量為：Q放=Wη=1.08×108J40%=2.7×108J；消耗柴油的質(zhì)量為：m柴油=（3）由圖3可知，當作業(yè)速度為4km/h時，喂入量是2.4kg/s。由圖3可知，在喂入量不超過3.6kg/s內(nèi)，作業(yè)速度隨喂入量變化而變化，且成正比關(guān)系，當作業(yè)速度一定時，作物的品種、籽粒含水率等會對喂入量產(chǎn)生影響?！敬鸢浮浚?）大（2）①8000②靜止增大牽引力1.08×1086.75（3）2.4籽粒含水率【例3】【2023宿遷】圖甲所示是一種自動測定水箱內(nèi)水面高度的裝置。電源電壓恒為4.5V，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0～3V，R0是定值電阻，R是壓力傳感器。R的位置固定不動，其電阻隨壓力的變化關(guān)系如圖乙所示。杠桿AB可繞O點轉(zhuǎn)動，A端懸掛一重為15N的圓柱體M，M的底面積為45cm2，高為30cm，下底面距離容器底1cm，桿B端始終壓在傳感器R上。AO長30cm，OB長15cm，桿重忽略不計，桿始終靜止在水平位置。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）水箱內(nèi)水面高度h小于1cm時，求壓力傳感器R受到桿B端的壓力大小。（2）水箱內(nèi)水面高度h小于1cm時，電流表的示數(shù)為0.5A，求R0的阻值。（3）水箱內(nèi)水面高度h大于1cm時，隨著水面的升高，用于顯示水面高度的電表示數(shù)會增大，應(yīng)該選用圖甲電路中的______表顯示水面高度。該裝置能顯示水面的最大高度h最大是_______cm。將支點O適當向______（選填“左”或“右”）移動，可增大該裝置顯示水面的最大高度h最大?！痉治雠c解答】（1）水箱內(nèi)水面高度h小于1cm時，圓柱體M沒有受到浮力的作用，則杠桿A端受到的作用力：F2=GM=15N。根據(jù)杠桿平衡條件可知，壓力傳感器R受到桿B端的壓力：F壓=F1=F2L2（2）水箱內(nèi)水面高度h小于1cm時，壓力傳感器R受到桿B端的壓力為30N，由圖像乙可知，此時R=3Ω。由圖甲可知，R與R0串聯(lián)，電流表的示數(shù)為0.5A時，電路總電阻為：R總=UI=4.5V0.5A=9Ω。R0R0=R總-R=9Ω-3Ω=6Ω。（3）水箱內(nèi)水面高度h大于1cm時，隨著水面的升高，圓柱體M收到的浮力變大，作用在杠桿A端受到的力變小，則壓力傳感器R受到桿B端的壓力變小，由圖像乙可知，R的阻值變大，總電阻變大，電流變小，即電流表的示數(shù)變小，由于R0不變，由I=U/R可得R0兩端的電壓變小，則R兩端的電壓變大，即電壓表示數(shù)變大，故應(yīng)該選用圖甲電路中的電壓表顯示水面高度。由題意可知：水面高度越大，壓力傳感器R受到桿B端的壓力越小，R的阻值越大。當電壓表的示數(shù)最大時，水面最高，當電壓表的示數(shù)Umax=3V時，R0兩端的電壓：U0=U總-Umax=4.5V-3V=1.5V。電路中的電流：I′=I0=U0R0=1.5V6Ω=0.25A。則R接入電路的電阻：R′=UmaxI'=3V0.25A=12Ω。由圖像乙可得R～F的函數(shù)式：R=15Ω-0.4Ω/N×F；則當R的電阻為12Ω時，F(xiàn)=7.5N，即壓力傳感器R受到桿B端的壓力為7.5N，則杠桿A端的作用力：FF浮=G-F1=15N-3.75N=11.25N；圓柱體M排開水的體積：V排=F浮ρ水g=11.25N1.0×103圓柱體M浸入水中的深度：h浸=V排S=1.125×10?3m3h最大=h浸+h=25cm+1cm=26cm。在B端作用力不變的情況下，支點O向右移動，L2變小，L1變大，根據(jù)杠桿平衡條件可得，杠桿A端受到的作用力變小，則圓柱體M受到的浮力變大，則要增大該裝置顯示水面的最大高度h最大?！敬鸢浮浚?）30N（2）6Ω（3）電壓26右【中考真題精選精練】1.【2023達州】某?？萍夹〗M設(shè)計了如圖所示的裝置來探究浮力和機械效率的相關(guān)問題，B是放置在水平桌面上的盛水玻璃杯，總重力為30N，與桌面的接觸面積為25cm2，A物體重力為50N，體積為1.25×10-3m3，當物體A浸沒在水中勻速上升時，該裝置的機械效率為75%，則物體完全拉出水面后（物體不吸水、不沾水），B容器對水平桌面的壓強變化了__________Pa，該裝置的機械效率變?yōu)開_________。（不計繩重、摩擦和水的阻力，g取10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）【答案】500080%【解析】（1）物體浸沒在水中時，排開水的體積：V排=VA=1.25×10-3m3；物體受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N。物體完全提出水面后，容器對地面的壓力變化：ΔF=F浮=12.5N；容器對地面的壓強變化為：Δp=?FS=F浮S（2）由圖可知：滑輪組的n=2,不計繩重、摩擦及水的阻力，物體A浸沒在水中勻速上升時，該滑輪組的機械效率：η=W有用W總×100%=（G?F浮）hF×動滑輪此時受到向上的拉力F、兩股繩子向下的拉力2（GA-F?。?、自身的重量G動，處于勻速上升狀態(tài)，所以有：F=2（GA-F浮）+G動。G動=F-2（GA-F?。?100N-2×（50N-12.5N）=25N。物體完全離開水面后，動滑輪受到向上的拉力F′、兩股繩子向下的拉力2GA、自身重力G動，所以F′=2GA+G動=2×50N+25N=125N。此時滑輪組的機械效率為：η′=W有用W總×100%=GAhF'2.【2023無錫】圖甲是某型號電開水器結(jié)構(gòu)簡圖，圖乙是它的電路原理圖。控制進水口的浮球閥由不銹鋼浮球、繞O點轉(zhuǎn)動的金屬桿ABC、連桿CD、活塞組成。使用時，將插頭插入家庭電路的插座中，電壓為220V。冷水自進水口進入冷水箱，再經(jīng)連通管進入煮水箱，當冷水箱水位達到設(shè)定高度，浮球浮起，AB水平，連桿CD水平向右推動活塞堵住進水口，停止進水，同時開關(guān)S2閉合，開關(guān)S1與觸點2接通，煮水箱中的電熱管R1工作，額定煮水功率為3300W，水沸騰后經(jīng)出水管溢入貯水箱，冷水再補充入煮水箱，冷水箱中水位下降，進水口打開進水，同時S2斷開，重復(fù)上述過程，至貯水箱中注滿水后，開關(guān)S1與觸點1接通，貯水箱中的電熱管R2工作，進行保溫，額定保溫功率為660W。保溫時，S3同時接通，當電磁鐵線圈中的電流達到0.02A，銜鐵P被吸起（開關(guān)斷開）；當電磁鐵線圈中電流減小到0.01A，銜鐵P被釋放（開關(guān)重新接通），使貯水箱內(nèi)熱水溫度維持在90℃～95℃。R3是定值電阻。RT是熱敏電阻，其溫度與貯水箱內(nèi)水溫相同，溫度每升高1℃，電阻減小100Ω，電磁鐵線圈的電阻忽略不計。[c水=4.2×103J/（kg.℃），ρ水=1.0×103kg/m3,，g取10N/kg）]（1）該電開水器正常工作時，熔斷器上通過的最大電流為____；A．3AB．12AC．15AD．18A（2）該電開水器煮水箱電熱管R1連續(xù)正常工作1小時能產(chǎn)生33L的開水，若冷水溫度為22℃，開水溫度為100℃，則煮水箱的加熱效率為_______；（3）冷水箱中的浮球質(zhì)量為0.55kg，金屬桿ABC質(zhì)量和體積忽略不計，進水口被活塞堵住不能進水時，若浮球恰好一半體積浸在水中，連桿CD受到活塞對它水平向左的推力為30N；若浮球全部浸沒于水中，此時連桿能夠承受活塞的水平推力為90N，則浮球體積為______m3，貯水箱中保溫控制電路的電壓U是_____V。【答案】（1）C（2）91%（3）2.2×10-310【解析】（1）由題意可知，開關(guān)S2閉合，開關(guān)S1與觸點2接通，煮水箱中的電熱管R1工作，額定煮水功率為3300W，工作電路中功率最大，所以熔斷器上通過的最大電：I最大=P最大U=3300W220V=15A。C正確，（2）33L的開水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×103kg/m3×33×10-3m3=33kg。冷水溫度為22℃，開水溫度為100℃，則水吸收熱量：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg.℃）×33kg×（100℃-22℃）=10810800J；電熱管R1連續(xù)正常工作1小時，產(chǎn)生熱量：Q放=Pt=3300W×3600s=11880000J；則煮水箱的加熱效率：η=Q吸Q放（3）[3]浮球質(zhì)量為0.55kg，則浮球的重力：G球=m球g=0.55kg×10N/kg=5.5N。若浮球恰好一半體積浸在水中，連桿CD受到活塞對它水平向左的推力為30N，根據(jù)杠桿平衡原理可得：(F浮1-G)×l1=F推1×l2；浮球全部浸沒于水中，此時連桿能夠承受活塞的水平推力為90N，根據(jù)杠桿平衡原理可得：(F浮2-G)×l1=F推2×l2；根據(jù)阿基米德原理可得：F浮2=2F浮1；解得一半浮球受到的浮力：F浮1=2G=2×5.5N=11N。由阿基米德原理可得，浮球的體積：V球=2V排=2F浮1ρ水g=2×11N1×10貯水箱內(nèi)熱水溫度維持在90℃～95℃，則溫度在95℃時，電磁鐵線圈中的電流達到0.02A，銜鐵P被吸起，RT是熱敏電阻，其溫度與貯水箱內(nèi)水溫相同，溫度每升高1℃，電阻減小100Ω，設(shè)此時電阻為RT，則貯水箱中保溫控制電路的電壓：①U1=0.02A×（R3+RT）；溫度在90℃時，電磁鐵線圈中電流減小到0.01A，銜鐵P被釋放，此時RT電阻為RT+500Ω，則貯水箱中保溫控制電路的電壓：②U1=0.01A×（R3+RT+500Ω）。聯(lián)立①②解得：U1=10V。3.2023年5月13日，“恩平20—4鉆采平臺”的安裝，創(chuàng)造了我國海上油氣平臺浮托安裝重量的新紀錄，浮托安裝類似于運動員挺舉過程，巧妙地利用海上潮汐的自然力進行安裝。如圖所示，漲潮時，工程船托運平臺組塊駛?cè)胍呀?jīng)固定在海中的導(dǎo)管架的槽口，落潮時把平臺組塊插尖順勢從高位下降安裝到導(dǎo)管架接口上。工程船滿載時的排水量為5.35×107kg，所安裝的平臺組塊質(zhì)量為1.55×107kg。（g取10N/kg）（1）工程船滿載航行在海面上時，受到的浮力為多大？（2）平臺組塊所受重力大小為多少？（3）若漲潮前，插尖低于接口0.8m，漲潮時，工程船和平臺組塊緩慢向上浮起，使得插尖比接口高1.2m。則在此過程中，工程船對平臺組塊豎直向上做功為多少？【答案】（1）5.35×108N（2）1.55×108N（3）3.1×108J【解析】（1）工程船滿載時的排水量為5.35×107kg，航行在海面上時，處于漂浮狀態(tài)，由沉浮條件可知，受到的浮力等于重力:F浮=G=mg=5.35×107kg×10N/kg=5.5×108N。（2）平臺組塊質(zhì)量為1.55×107kg，則平臺組塊所受重力：G平臺=m平臺g=1.55×107kg×10N/kg=1.55×108N。（3）若漲潮前，插尖低于接口0.8m，漲潮時，插尖比接口高1.2m，則工程船對平臺組塊豎直向上做功為克服平臺組塊重力做功:W=G平臺h=1.55×108N×（0.8m+1.2m）=3.1×108J。4.【2023重慶B】圖甲是《天工開物》里記載的一種搗谷的舂，“橫木插碓頭，硬嘴為鐵，促踏其末而舂之”。若碓頭質(zhì)量為20kg，不計橫木的重力和轉(zhuǎn)動摩擦，搗谷人雙手與扶手之間的作用力為0。（1）求碓頭重力：（2）碓頭豎直下落0.5m，用時0.4s，求重力做功的功率；（3）質(zhì)量為72kg的搗谷人，左腳與地面的接觸面積為200cm2，當他右腳在B點用最小力踩橫木使其剛好轉(zhuǎn)動時，示意圖如圖乙，已知OA:OB=3:2，求人左腳對地面的壓強。【答案】（1）200N（2）250W（3）2.1×104【解析】（1）碓頭的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N。（2）碓頭豎直下落0.5m，重力做的功：W=Gh=200N×0.5m=100J。重力做功的功率：P=Wt=100J（3）由杠桿平衡條件得，人對杠桿的力為：F1=G×OAOB=200N×32=300N。由力的相互作用得，人受到杠桿的力為：F2=F人受到重力、地面支持力、杠桿的力的作用處于靜止狀態(tài)，地面對人的支持力為：F支持=G人-F2=m人g-F2=72kg×10N/kg-300N=420N；由力的相互作用得，人左腳對地面的壓力：F壓=F支持=420N；人左腳對地面的壓強：p=F壓S=420N200×10?45.【2023蘇州】如圖甲所示，重500N、底面積為0.2m2的箱子放在水平地面上。現(xiàn)用一塊直木板將該箱子勻速拉上平臺（圖乙）。已知拉力為350N，箱子沿板移動了2m，升高1m，用時20s。求：（1）箱子對水平地面的壓強；（2）上移過程中拉力做功的功率；（3）箱子克服木板摩擦力所做的功。【答案】（1）2.5×103Pa（2）35W（3）200J【解析】（1）箱子對水平地面的壓強：F=FS=GS=500N0.2m2（2）拉力做功：W總=FS=350N×2m=700J；拉力做功功率：P=W總t=（3）所做的有用功：W有=Gh=500N×1m=500J；克服摩擦力做功：W額=W總-W有=700J-500J=200J。6.【2023濰坊】在物理項目化學習活動中，某科技小組的同學設(shè)計了如圖甲所示的船只升降實驗?zāi)Ｐ?。模型中的船廂A和所盛水的總重為5N，圓柱形浮筒B底面積為100cm2，重為18N。電路中電源電壓恒定，R0為定值電阻，壓敏電阻RX（表面絕緣，厚度不計）固定于容器C底部，上表面積為50cm2，RX阻值隨所受水的壓力變化關(guān)系如圖乙所示。關(guān)閉排水閥，向C中注入適量水后關(guān)閉進水閥，裝置靜止時，測得C中水深為20cm，B浸入水中的深度為7cm（未浸沒），閉合開關(guān)S，此時電流表示數(shù)I1=30mA；再次打開進水閥，向C中緩慢注入一定質(zhì)量的水，浮筒B上升，使A下降30cm，穩(wěn)定后電流表示數(shù)I2=24mA。若不計繩重和摩擦，水的密度，g取10N/kg，求：（1）B浸入水中的深度為7cm時所受的浮力；（2）動滑輪的重力；（3）C中水深為20cm時RX阻值；（4）電路中電源電壓值?！敬鸢浮浚?）7N（2）4N（3）100Ω（4）4.8N【解析】（1）根據(jù)題意可知，當B浸入水中的深度為7cm時，B浸入水中的體積為：VB=SBhB=100×10-4m2×7×10-2m=7×10-4m3。由F浮=ρ水gV排可得，B浸入水中的深度為7cm時所受的浮力為：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×7×10-4m3=7N。（2）模型中的船廂A和所盛水的總重為5N，又根據(jù)滑輪組可知，n=3，可知繩子對動滑輪的拉力為：T1=3GA=3×5N。浮筒B對動滑輪向下的拉力為：T2=GB-F浮=18N-7N=11N。對動滑輪進行受力分析可知：T1=T2+G動，則可得：G動=T1-T2=15N-11N=4N。（3）C中水深為20cm時，水對容器C底部的壓強為：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2×103Pa。又C的上表面積為50cm2，則對C的底部的壓力為：F=pSc=2×103Pa×50×10-4m2=10N。根據(jù)圖乙可知，當壓力為10N時，RX的阻值為:RX=100Ω。（4）在容器C中注水后，船廂A的總重力不變，滑輪組細繩的拉力不變，則浮筒B受到豎直向上的拉力不變，由F浮=G-F拉可知，浮筒B受到的浮力不變，所以，浮筒B浸入水中的深度仍為7cm不變，在容器C中再注入一定質(zhì)量的水，浮筒B將上升，使船廂A下降30cm，浮筒B浸入水中的深度不變，所以水面上升10cm，容器底部受到水的壓強的增加量為：Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=1×103Pa。壓敏電阻受到的壓力增加量為：ΔF=ΔpSC=1×103Pa×50×10-4m2=5N。此時壓敏電阻受到的總壓力為：F′=F+ΔF=10N+5N=15N。根據(jù)圖乙可知，此時RX的阻值為:RX′=140Ω。根據(jù)歐姆定律可得：U=I1（RX+R0）；U=I2（RX′+R0）。聯(lián)立解得：R0=60Ω。則電路中電源電壓值為：U=I1（RX+R0）=30×10-3A×（100Ω+60Ω）=4.8V。7.【2023泰安】2023年3月27日是第28個全國中小學生安全教育日，某校開展了安全創(chuàng)意設(shè)計比賽活動，物理興趣小組利用磁性開關(guān)S2設(shè)計了煙霧報警與自動噴淋聯(lián)動模擬系統(tǒng)，當煙霧達到一定濃度時觸發(fā)自動報警噴淋，防范火災(zāi)發(fā)生。圖甲為該模擬系統(tǒng)示意圖，Rc為氣敏電阻。控制電路中的電流I控≥0.02A時，磁性開關(guān)S2動觸片被電磁鐵吸引與觸點a接觸，安全指示燈L熄滅，報警噴淋系統(tǒng)同時工作；控制電路中的電流小于0.02A時，動觸片被釋放，與觸點b接觸，安全指示燈亮，報警噴淋系統(tǒng)停止工作。已知控制電路電源電壓U控大小可調(diào)節(jié)，電磁鐵線圈電阻不計，氣敏電阻Rc的阻值與煙霧濃度C的關(guān)系如圖乙所示，R0為定值電阻。工作電路電源電壓U=36V，報警電鈴標有“36V18W”字樣。（1）安全指示燈L標有“0.9W10Ω”字樣（忽略溫度對燈絲電阻的影響），要使燈L正常工作，則保護電阻R′的阻值為多大？（2）報警電鈴響時電流表示數(shù)為2.5A，噴淋系統(tǒng)工作20s消耗的電能是多少？（3）通過調(diào)節(jié)U控大小，可改變該裝置對煙