导思学案期末复习寒假作业物理深圳专版
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3.(2025深圳二模)如图甲所示为某款“垃圾分类机器人”。该机器人可通过机械手上的探针检测样品的电阻来识别、分拣垃圾。其检测电路如图乙所示，电压表测量范围为0～3 V，各类垃圾样品的电阻参考值如图丙。若机器人从某块垃圾上取样检测时，检测电路电压表读数为1 V，检测时间为0.1 s。
(1)此时检测电路中的电流为多大？
(2)该次检测电阻过程中，检测电路消耗了多少电能？
(3)请通过计算说明该垃圾会被放入图丙中哪个垃圾桶。
答案：(1)由图乙可知，样品电阻与R=10Ω电阻串联，电压表测R两端电压。
电路电流I=U_R/R=1V/10Ω=0.1A
(2)电路总电压U=3V，检测时间t=0.1s
消耗电能W=UIt=3V×0.1A×0.1s=0.03J
(3)样品电阻两端电压U_样=U-U_R=3V-1V=2V
样品电阻R_样=U_样/I=2V/0.1A=20Ω
20Ω在10-30Ω范围内，故放入餐厨垃圾桶。
4.图甲为某电饭锅的简化电路原理图，R₁和R₂为加热电阻，且阻值保持不变，R₁=44 Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，加热盘温度达到103℃时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220 V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10 min，S自动切换到保温状态，保温时图乙所示电能表的转盘在1 min内转过5转。求：
(1)加热状态时，电饭锅消耗的电能；
(2)R₂的阻值；
(3)用电高峰时，实际电压只有额定电压的80%，电饭锅加热状态的实际功率。
答案：(1)加热时S接1，只有R₁工作，t=10min=600s
电能W=U²t/R₁=(220V)²×600s/44Ω=6.6×10⁵J
(2)保温时S接2，R₁、R₂串联。电能表参数3000r/(kW·h)，1min转5转
保温功率P_保=W_保/t=(5/3000)kW·h/(1/60)h=0.1kW=100W
总电阻R_总=U²/P_保=(220V)²/100W=484Ω
R₂=R_总-R₁=484Ω-44Ω=440Ω
(3)实际电压U_实=80%U=0.8×220V=176V
实际功率P_实=U_实²/R₁=(176V)²/44Ω=704W
