福建省中考物理第44课时电学综合计算课后练本

Page1第44课时电学综合计算1．【2020·牡丹江】如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“12V6W”的字样，其电阻不随温度变化，R为定值电阻。当开关S闭合时，小灯泡L正常发光，电流表的示数如图乙所示。求：(1)小灯泡L的电阻。(2)电阻R的阻值。(3)电阻R消耗的电功率。2．【2021·温州模拟】如图所示的是某用电器的工作电路，电源电压恒为220V，R1、R2为定值电阻，且R1∶R2＝1∶4，当旋转开关S与3、4两个触点接触时，电路中的电流为2A，求：(1)电阻R2的阻值。(2)当旋转开关S与2、3两个触点接触时，该用电器工作50min消耗的电能。3.(题设条件新)【2021·辽宁】如图甲所示电路，电流表A1的量程为0～3A，A2的量程为0～0.6A。闭合开关S，电压表V示数为12V，小灯泡正常发光。在电路安全的情况下最大范围调节滑动变阻器R的滑片，电流表A1示数与R连入的阻值的关系图像如图乙所示。则小灯泡的额定功率为________W，滑动变阻器R连入电路的最小阻值为________Ω。4．【2021·江苏】如图所示，电路中电源电压恒定，小灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R1标有“200Ω1A”，电压表量程为0～5V。只闭合开关S2，当R1的滑片P移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为0.5A；再闭合S1，电流表的示数变为0.8A。求：(1)灯泡的额定功率。(2)电阻R2的阻值。(3)只闭合S1，当电路总功率最小时R1接入电路的阻值。

5．【2021·辽宁】某电压力锅，额定电压为220V，有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻，加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W；保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2＝1210Ω。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求：(1)R1的阻值和压力锅的保温功率。(2)将2L水从23℃加热到63℃，水吸收的热量是多少？若压力锅的加热效率为84%，额定电压下，加热这些水，需要多少秒？[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)](3)用电高峰期电压会降低。若电路中只让压力锅单独工作600s，图乙中的电能表转盘转了330转，请算出它的实际功率。6．【2021·山东】为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压U2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)](1)请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。(2)求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。(3)求工作电路在保温状态下的电功率。(4)当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。7．【2021·重庆改编】小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验，在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊，气囊的触发由图甲所示电路中a、b间的电压来控制，压敏电阻R1水平安装在汽车底部A处，R1的阻值随其表面水的压力的变化如图乙所示。某次试验时：汽车入水前把R2的滑片调到合适位置不动，闭合开关S，电压表的示数为3V，再把汽车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉，直到a、b间的电压等于或大于3V时，气囊就充气打开，使汽车漂浮在水中，试验装置相关参数如下表所示，g取10N/kg。电源电压4.5VR接触水的面积15cm2长方体水池底面积20m2(1)求汽车入水前电路中的电流。(2)当汽车漂浮时，测得水池的水位比汽车入水前上升了8cm(水未进入车内)，求汽车受到的重力。(3)求气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度。8．【2021·内江】电子秤的应用在我们日常生活中已经十分普遍。如图所示，是某位同学利用电压表设计的一个简易电子秤示意图。其中，电源的电压为3V，V是电压表(也是电子秤的示数表盘)，R0是阻值为6Ω的定值电阻，R是一根长为4cm阻值为12Ω的均匀电阻丝(单位长度的电阻丝的阻值相等)，P是与弹簧C连接在一起的金属滑片，弹簧所受压力F与压缩量ΔL的关系如下表所示。在不称量重物时，滑片P刚好位于电阻丝R的最上端a处，弹簧处于自然状态。滑片、弹簧的电阻均不计，塑料盘和金属板的重力不计，g取10N/kg。将电子秤置于水平桌面上，当开关S闭合后，求：弹簧压缩量ΔL/cm1234弹簧受到的压力F/N10203040(1)该电子秤工作时的电功率是多少？(2)当电压表的示数为1V时，所称重物的质量是多少？

参考答案1．解：由电路图可知，小灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流。(1)由P＝UI＝eq\f(U2,R)可知，小灯泡L的电阻：RL＝eq\f(UL2,PL)＝eq\f(（12V）2,6W)＝24Ω。(2)因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L正常发光，所以U＝UR＝UL＝12V，小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流：IL＝eq\f(UL,RL)＝eq\f(12V,24Ω)＝0.5A，可知电流表选用的量程为0～3A，分度值为0.1A，干路电流I＝0.8A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过电阻R的电流：IR＝I－IL＝0.8A－0.5A＝0.3A，电阻R的阻值：R＝eq\f(UR,IR)＝eq\f(12V,0.3A)＝40Ω。(3)电阻R消耗的电功率：PR＝URIR＝12V×0.3A＝3.6W。2.解：(1)由题图可知，开关S接“3、4触点”时只有R1接入电路，根据欧姆定律可知，R1的阻值：R1＝eq\f(U,I)＝eq\f(220V,2A)＝110Ω；因为R1∶R2＝1∶4，所以R2的阻值：R2＝4R1＝4×110Ω＝440Ω。(2)当旋转开关S与2、3两个触点接触时，两个电阻串联接入电路中，该用电器工作50min消耗的电能：W＝eq\f(U2,R)t＝eq\f(U2,R1＋R2)t＝eq\f(（220V）2,110Ω＋440Ω)×50×60s＝2.64×105J。3.14.4；204．解：(1)只闭合开关S2，当R1的滑片P移至最左端时，电路为小灯泡的简单电路，此时，小灯泡恰好正常发光，则电源电压等于小灯泡的额定电压6V。小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝6V×0.5A＝3W。(2)电阻R2两端电压为U2＝U＝U额＝6V，通过电阻R2的电流I2＝I总－I额＝0.8A－0.5A＝0.3A，电阻R2的阻值R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(6V,0.3A)＝20Ω。(3)只闭合S1，R1、R2串联。当电压表示数为5V时，R1接入电路的阻值最大，此时电路的总功率最小，R2两端电压为U2′＝U－Umax＝6V－5V＝1V，电路中的电流为Imin＝eq\f(U2′,R2)＝eq\f(1V,20Ω)＝0.05A，R1接入电路的阻值为R1＝eq\f(Umax,Imin)＝eq\f(5V,0.05A)＝100Ω。5．解：(1)加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W，则R1的阻值R1＝eq\f(U2,P加热)＝eq\f(（220V）2,800W)＝60.5Ω，保温挡时只有电阻R2工作，电阻R2＝1210Ω，则保温挡的功率P保温＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(（220V）2,1210Ω)＝40W。(2)水的体积V＝2L＝2×10－3m3，水的质量m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2×10－3m3＝2kg，水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(63℃－23℃)＝3.36×105J。由η＝eq\f(Q吸,W)得，W＝eq\f(Q吸,η)＝eq\f(3.36×105J,84%)＝4×105J，由P＝eq\f(W,t)得，加热这些水需要的时间t加＝eq\f(W,P加热)＝eq\f(4×105J,800W)＝500s。(3)实际消耗的电能W实＝eq\f(n,N)＝eq\f(330r,3000r/（kW·h）)＝0.11kW·h＝3.96×105J，则实际功率P实＝eq\f(W实,t实)＝eq\f(3.96×105J,600s)＝660W。6.解：(1)如题图乙所示，温度升高时，电阻R的阻值增大。当温度比较低时，电阻R的阻值较小，控制电路中的电流较大，电磁铁磁性较大，把衔铁吸下来，动触点与静触点b接触，工作电路中只有电阻R2接入；当温度较高时，电阻R的阻值较大，控制电路中的电流较小，电磁铁的磁性较小，复位弹簧把衔铁拉上去，动触点与静触点a接触，工作电路中电阻R1和R2串联接入，根据P＝eq\f(U2,R)可知，电压一定时，电路中的电阻越小，功率越大，故动触点与静触点a接触时为保温电路，动触点与静触点b接触时为加热电路。(2)如题图乙所示，温度为80℃时，电阻R的阻值为100Ω，则此时通过电磁铁线圈的电流为I1＝eq\f(U1,R0＋R)＝eq\f(3V,50Ω＋100Ω)＝0.02A。(3)动触点与静触点a接触时为保温电路，工作电路中电阻R1和R2串联接入，保温状态下的电功率为P＝eq\f(U22,R1＋R2)＝eq\f(（220V）2,836Ω＋44Ω)＝55W。(4)由题意知，水温达到80℃时衔铁会跳起，则水吸收的热量为Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃－25℃)＝4.62×105J，动触点与静触点b接触时为加热电路，工作电路中只有电阻R2接入，加热状态下消耗的电能为W＝Pt＝eq\f(U22,R2)t＝eq\f(（220V）2,44Ω)×500s＝5.5×105J，此过程中恒温调奶器的加热效率为η＝eq\f(Q吸,W)×100%＝eq\f(4.62×105J,5.5×105J)×100%＝84%。7.解：(1)汽车入水前，R1的阻值为20Ω，它两端的电压为U1＝U－U2＝4.5V－3V＝1.5V，电路中的电流I＝eq\f(U1,R1)＝eq\f(1.5V,20Ω)＝0.075A。(2)汽车排开水的体积为V排＝Sh＝20m2×0.08m＝1.6m3，汽车受到的浮力F浮＝G排＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6m3＝1.6×104N。因为汽车漂浮在水面上，所以汽车的重力为G＝F浮＝1.6×104N。(3)气囊充气打开时，R1两端电压为3V，此时R2两端电压为U2′＝U－U1′＝4.5V－3V＝1.5V。由(1)可知，R2接入电路的阻值为R2＝eq\f(U2,I)＝eq\f(3V,0.075A)＝40Ω，电路中电流为I′＝eq\f(U2′,R2)＝eq\f(1.5V,40Ω)＝0.0375A，此时，热敏电阻的阻值为R1′＝eq\f(U1′,I′)＝eq\f(3V,0.0375A)，由题图乙可知，R1受到的压力为15N，它受到的压强为p＝eq\f(F,SR)＝eq\f(15N,15×10－4m2)＝1×104Pa。气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度h＝eq\f(p,ρg)＝eq\f(1×104Pa,1×103kg/m3×10N/kg)＝1m。8．解：(1)由题图可知，因电压表接在滑片上，且电压表内阻很大，故无论滑片滑到何处，电流要全部流经电阻丝R，根据串联电路的规律，电路的总电阻R总＝R0＋R＝6Ω＋12Ω＝18Ω，该电子秤工作时的电功率是P＝eq\f(U2,R总)＝eq\f(（3V）2,18Ω)＝0.5W。(2)由欧姆定律可知，电路中的电流I＝eq\f(U,R总)＝eq\f(3V,18Ω)＝eq\f(1,6)A，电压表V测滑片P以下电阻丝的电压，根据欧姆定律，滑片P