中考物理电学计算题

中考物理电学计算题1.在图中给出的电路中，电源电压为6V且保持稳定，小灯泡L标有“6V6W”的字样，滑动变阻器R1接入电路中的最大阻值为10Ω，定值电阻R2的阻值为5Ω。问题如下：(1)小灯泡正常发光1分钟消耗的电能是多少？(2)当只闭合S1时，移动滑片P使电路消耗的总功率最大时，通过小灯泡的电流是多少？(3)当S1、S2、S3都闭合，滑片P移至最右端时，电路消耗的总功率是多少？2.在图中给出的电路中，电源电压和小灯泡电阻不变，小灯泡L标有“6V3W”的字样（不考虑温度对灯泡电阻的影响），滑动变阻器铭牌标有12Ω字样。当开关S1、S2、S3都闭合，小灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A。问题如下：(1)R1的阻值是多少？(2)当开关S1、S2、S3都闭合，通电10分钟，电流通过R1做的功是多少？(3)当开关S1闭合，S2、S3断开，小灯泡的最小功率是多少？3.小明家里有一款高、低温两挡电热水器，其电路原理图如图18所示，R1、R2为两根电热丝，S2为温控开关。电热水器额定电压为220V，低温挡电功率为880W，高温挡电功率为1980W。小明发现，将等量的水加热到相同的温度，傍晚所用的时间要相对长些，他猜想可能是由于电路电压较低引起的。为此，他进行了如下实验：关掉家里的其他用电器，只让电热水器在低温挡单独工作，观察到家中标有“1800revs/(kW·h)”的电能表的转盘在3分钟内刚好转了72转。问题如下：(1)电阻R1的阻值是多少？(2)在高温挡正常工作2分钟，电热水器消耗的电能是多少？(3)傍晚时加在电热水器两端的实际电压是多少？4.在图中给出的电路中，L为标有“6V3W”的小灯泡，滑动变阻器R2的阻值变化范围是0~24Ω，两只电流表的量程均为3A，R1为定值电阻，阻值为20Ω。问题如下：(1)灯泡L的电阻是多少？(2)当S1、S2都断开，滑片P滑到变阻器R2的中点时，灯L恰好正常发光，求电源的电压。(3)当S1、S2都闭合，在保证电流表安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻不得小于多少？5.在图中给出的电路中，电源电压为6V，小灯泡L标有“4V1.6W”的字样，定值电阻R的阻值为20Ω。定功率为10W，电阻为5Ω．求：第9题图(1)当开关S闭合时，灯泡的亮度如何随着滑动变阻器的滑片位置的变化而变化？(2)若要使灯泡的亮度最大，滑动变阻器的滑片应向哪端移动？此时电流表的示数为多少？(3)若要使灯泡的亮度最小，滑动变阻器的滑片应向哪端移动？此时电流表的示数为多少？(4)若电流表的测量范围为0～5A，电压表的测量范围为0～30V，求滑动变阻器阻值的取值范围，使得灯泡正常发光而电流表和电压表的读数均在测量范围内．1.在不考虑温度对灯丝电阻的影响的情况下，滑动变阻器上标有“20Ω1A”字样。求：(1)小灯泡的电阻是多少？(2)若只闭合S、S1开关，要使电路消耗的功率变小，此时滑动变阻器的滑片应向哪端移动？此时消耗最小功率是多少？(3)若电流表的测量范围为0～0.6A，电压表的测量范围为0～3V，当只闭合S、S2开关时，在不损坏用电器的前提下，求滑动变阻器阻值的取值范围。2.如图甲所示电路中，定值电阻R1为10Ω，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。求：(1)电源电压；(2)滑动变阻器R2的最大阻值；(3)当滑动变阻器R2的功率最大时，通电5min整个电路消耗的电能。3.如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V，R为定值电阻，为油量指示表(一只量程为0～0.6A的电流表)，Rx为压敏电阻，它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如乙所示。油箱的上下两部分皆为长方体形状，上下两部分高均为2dm。当油箱装满油时，油量指示表的示数如图丙所示。已知：汽油的密度ρ汽油=0.7×103kg/m3，汽油的热值q=3.0×1010J/m3。求：(1)油箱装满油时，汽油对压敏电阻的压力；(2)Rx阻值和油箱装满油时Rx消耗的电功率；(3)当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，此位置所对应的电流值和电路消耗的功率。(保留两位小数)4.如图甲所示的电路中，小灯泡L上标有“6V”字样，已知通过灯泡L的电流与电压关系如图乙所示，R1∶R2=1∶4，R2为滑动变阻器的最大阻值。求：(1)小灯泡的额定功率；(2)若电源电压不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片在某处时，电流表的示数为0.4A；滑动变阻器的滑片滑到另一处时，电压表的示数由5V变化到1V，电流表的示数变化了0.4A。求R1的阻值；(3)若电源电压可变，使小灯泡L正常发光，求电源电压的可变范围。5.如图甲所示电路，电源电压为18V且保持不变，电压表、电流表均为实验室常用电表。滑动变阻器R1标有“50Ω2A”字样，灯泡的额定功率为10W，电阻为5Ω。求：(1)当开关S闭合时，灯泡的亮度如何随着滑动变阻器的滑片位置的变化而变化？(2)若要使灯泡的亮度最大，滑动变阻器的滑片应向哪端移动？此时电流表的示数为多少？(3)若要使灯泡的亮度最小，滑动变阻器的滑片应向哪端移动？此时电流表的示数为多少？(4)若电流表的测量范围为0～5A，电压表的测量范围为0～30V，求滑动变阻器阻值的取值范围，使得灯泡正常发光而电流表和电压表的读数均在测量范围内。定电压为12V，灯泡的I-U图像如图乙所示。当闭合开关并将滑动变阻器滑片移动至某位置时，小灯泡正常发光。现在需要求出小灯泡的额定功率和此时滑动变阻器连入电路的阻值。若电压表量程不变，电流表量程可以改变，用定值电阻R替换灯泡。当闭合开关并将滑动变阻器滑片移动时，发现电流表示数的最小值如图丙所示。通过计算判断R的可能阻值。如图甲所示，两个电压表的量程都是15V，电流表的量程是0.6A。小灯泡额定电压为6V，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A。当闭合开关并将滑动变阻器滑片在阻值最大端和a点间滑动时，得到了图乙所示的两个电压表的示数与电路中电流关系的图像AB和BC。需要求出电源电压、电路中的最大功率以及当电压表的示数为3V时，小灯泡的实际功率。小明进行家庭小实验活动，测量电热水壶的效率。他使用该电热水壶将1.5L的水从20℃加热到100℃，用了6min的时间。需要求出水吸收的热量、电热水壶的效率以及如果换用煤气将相同质量的水烧开，不考虑热量损失，至少需要多少m3的煤气。如图是小芳给奶奶买的某品牌电热杯，其容积为500mL，额定电压为220V，额定功率为1kW。需要求出该电热水杯正常工作时的电流、该电热水杯的电阻以及用电高峰期，电热杯单独工作1min40s，标有“3600r/(kW·h)”的电能表表盘转了81转，该电能全部用来给一杯初温为25℃的水加热，水被加热的最终温度（不考虑热损失）。如图所示是小贝家厨房安装的即热式电热水龙头，其特点是即开即有热水，无需提前预热，而且可以通过调节水流大小调节水温，不需要调节加热电阻大小。其部分参数如下表所示（忽略温度对电阻的影响）。需要求出该电热水龙头的额定功率和最高水温。1.一款水龙头的电路如图所示，其中电阻为R。已知220V电源接入该水龙头时，电流大小为0.5A。求该水龙头正常工作时的电阻大小以及1分钟内消耗的电能范围内是否符合电气技术参数要求。2.如图甲所示是用来焊接塑料管的热熔器，其电路如图乙所示，其中R1和R2均为电热丝。已知R1的阻值为48.4Ω，当开关S1闭合、开关S2断开时，热熔器为保温状态，保温功率为220W。求保温状态时电路中的电流大小、加热状态时的加热功率大小以及热熔器加热时间。3.如图甲是某型号额定电压为220V的电热炉，图乙是其电路结构简图。已知R1的阻值为44Ω，不计温度对R1、R2阻值的影响。求当开关Sb断开、Sa与触点1接通时通过开关Sa的电流大小；当开关Sb断开、Sa与触点2接通时，电热炉对1kg水加热7min，水温升高30℃时，电热丝R2的阻值大小；以及在高温挡工作时的电热炉功率大小。4.如图所示是某型号电压力锅的简化工作电路图，其中R是保温电阻，R1是阻值为60.5Ω的主加热电阻，R2是副加热电阻。已知电压力锅煮饭分为“加热升压→保压→保温”三个阶段，且该电压力锅额定电压为220V，额定功率为未知。求该电压力锅在保压状态下的额定功率大小。本文共涉及四道题目，分别为第16-19题。第16题：题目要求计算使用电压力锅煮饭所需消耗的电能。根据题目描述，加热升压时间为15分钟，保压时间为10分钟，保温时间为10分钟，电源频率为50Hz，加热功率为1000W，保温功率为40W。需要计算消耗的电能。为了方便计算，可以将时间转换为小时，即加热升压时间为0.25小时，保压时间为0.17小时，保温时间为0.17小时。根据功率公式P=IV，可以得到加热升压时的电流为I=P/V=1000/220=4.55A，保温时的电流为I=P/V=40/220=0.18A。因此，加热升压的电能为E=Pt=1000*0.25=250Wh，保压的电能为E=Pt=220*0.17=37.4Wh，保温的电能为E=Pt=220*0.17=37.4Wh。因此，煮饭共消耗的电能为250+37.4+37.4=324.8Wh=0.3248kWh。第17题：题目要求计算氧化电热丝的实际电阻值和实际功率，以及计算需要串联或并联多大阻值的新电热丝才能恢复电热吹风机的铭牌功率。根据题目描述，电能表的转盘在6分钟内转过132圈，电能表规格如图所示。需要计算电热丝的实际电阻值和实际功率，并且计算新电热丝的阻值。根据电能表的规格，每转一圈表示消耗1kWh的电能，因此6分钟内消耗的电能为E=132*1=132kWh。由于电热吹风机是串联电路，因此总电阻R=R1+R2，根据欧姆定律和功率公式，可以得到实际电阻值为R=V^2/P=220^2/132000=0.365Ω，实际功率为P=V^2/R=220^2/0.365=132000W。为了恢复电热吹风机的铭牌功率，可以通过并联一段阻值为R=R1R2/(R1+R2)的新电热丝来实现。根据题目描述，电热吹风机的铭牌功率为1300W，因此新电热丝的阻值为R=V^2/P=220^2/1300=37.16Ω。最后，需要计算用改造后的电热吹风机吹热风3分钟，新电热丝消耗的电能。根据题目描述，电热吹风机的功率为1300W，因此消耗的电能为E=Pt=1300*0.05=65Wh=0.065kWh。第18题：题目要求计算米糊机正常工作时，电热管中的电流和电阻，以及做一次米糊所消耗的电能。根据题目描述，米糊机的主要结构如图所示，电热管和电动机交替工作的“P-t”图像如图所示，主要技术参数如表格所示。需要计算电热管中的电流和电阻，以及消耗的电能。根据题目描述，电热管的额定容积为1.5L，加热功率为1000W，电压为220V，因此电热管中的电流为I=P/V=1000/220=4.55A。根据欧姆定律和功率公式，可以得到电热管的电阻为R=V/I=220/4.55=48.35Ω。因此，米糊机正常工作时，电热管中的电流为4.55A，电阻为48.35Ω。为了计算做一次米糊所消耗的电能，需要先确定电热管和电动机交替工作的时间。根据题目描述，加热时间为20分钟，电动机工作时间为25分钟，因此电热管和电动机交替工作的时间为45分钟。根据“P-t”图像，可以看出电热管和电动机的工作周期为5分钟，因此电热管和电动机交替工作的次数为9次。因此，做一次米糊所消耗的电能为E=Pt=1000*0.2*9+130*0.25*9=2250Wh=2.25kWh。第19题：题目要求计算一箱水温度升高10℃时，水吸收的热量。根据题目描述，家乐牌电热水器的简化电路如图所示，A为自动温度开关，S是热水器的功率选择开关，R1、R2都是发热电阻器，主要技术指标如表格所示。需要计算水温升高10℃时，水吸收的热量。根据题目描述，电热水器的额定容积为20L，温度范围为20℃～78℃，因此水的质量为m=ρV=1000*20=20000g=20kg。由于水的比热容为c=4.2×10^3J/(kg·℃)，因此水温升高10℃时，水吸收的热量为Q=mcΔT=20*4.2×10^3*10=840kJ=840000J。20.这是一款电热加湿器，如图甲所示。其中，R1和R2是电热丝，且R2等于3R1。S是旋转型开关，1、2、3、4是触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的转换（低挡为小功率加热，高挡为大功率加热）。该加湿器的部分技术参数如下：额定电压220V，高挡发热功率400W，水箱容积3L，适用面积20-40m²。1.问题：求电阻R1的阻值。解：无法回答，文章中没有给出相关数据或公式。2.问题：加湿器处于低挡位置时的发热功率是多少？解：当开关S1闭合，S2、S3断开时，小灯泡L与R2串联。当R2等于12Ω时，小灯泡L的功率最小。根据P=U²/R，可以得到小灯泡的电阻为3Ω。因此，低挡位置时的发热功率为P=U²/R=220V²/15Ω≈1,466.67W。3.问题：如图乙所示是某次使用加湿器工作30min的图像，请计算加湿器消耗的总电能。解：根据图像可以看出，电流一直为0.8A，电压为6V。因此，加湿器消耗的总电能为W=UIt=6V×0.8A×30min×60s/min=8,640J。题目：电路和电热水器的计算1.计算小灯泡L的最小功率，已知电阻为12Ω，电流为0.25A。解：根据公式PLmin=I2LR，代入数据得到PLmin=0.75W。2.计算电热水器在高温挡正常工作2分钟消耗的电能，已知电阻R1为55Ω，功率为880W。解：根据公式W=Pt，代入数据得到W=2.376×105J。3.计算电热水器在3分钟内消耗的电能和实际功率，已知消耗的电能为0.04kW·h。解：根据公式P=W/t，代入数据得到实际功率P'实=800W，再根据公式U=PR1得到加在电热水器两端的电压为209.76V。4.计算灯泡的电阻、电流和电源电压，已知功率为3W，电压为6V。解：根据公式RL=U2/LP得到电阻为12Ω，再根据公式I=U/R得到电流为0.5A，最后根据公式U=IR得到电源电压为12V。5.计算灯泡的额定电阻和最小功率，已知电压为4V，额定功率为1.6W。解：根据公式RU2/LP得到额定电阻为10Ω，再根据公式P=U2/R得到最小功率为0.9W。在电路图中，滑动变阻器滑片应向b端移动，才能使电路消耗的功率变小。的重力加速度×h＝9.8m/s2×4×10－1m＝3.92×102Pa压强对应的电阻值：R＝R0×（1＋αp）＝100Ω×（1＋1.8×10－4×3.92×102）＝100.94Ω(2)由电路图可知，当S1闭合时，电路中只有一个电阻R，电流表的测量范围为0～1A，则此时电路中的电流为I＝U1R＝1.5V100.94Ω＝14.86mA当S2闭合时，电路中有两个电阻R和压敏电阻，电流表的测量范围为0～100mA，则此时电路中的电流为I＝U2R＋Rp＝1.5V100.94Ω＋500Ω＝2.98mA(3)由题意可知，当汽油深度变化1cm时，压强变化为1.8×10－4Pa，则当汽油深度变化为h时，压强变化为：Δp＝1.8×10－4×9.8×h＝1.764×102hPa由于压强对应的电阻值与压强成正比，故当汽油深度变化为h时，压敏电阻的电阻值变化为：ΔR＝R0×αΔp＝100Ω×1.8×10－4×1.764×102h＝31.752hΩ故当汽油深度变化为h时，电路中的电流变化为：ΔI＝U2ΔRR2＋ΔR＝1.5V31.752hΩ100.94Ω＋31.752hΩ＝1.326hmA整个电路的电流为I＝U2R＋Rp＝1.5V100.94Ω＋500Ω＝2.98mA故当汽油深度变化为h时，压敏电阻所占整个电路电流的比例为：ΔI/I＝1.326h/2.98＝0.445h(1)根据密度公式和高度计算得到汽油对压敏电阻的压力为2.8×10^3Pa。这个压力可以用来计算压力传感器的输出力为2.8N。(2)根据电路图和题目条件，当油箱装满时，油量表的电阻为30Ω，电路总电阻为40Ω，电流为0.6A，消耗的功率为3.6W。当油用完时，油量表电阻为300Ω，电流为0.08A，消耗的功率为1.92W。(3)根据电路图和题目条件，当灯泡两端电压为6V时，灯泡正常发光，电阻为20Ω。当滑动变阻器阻值为0Ω时，电源电压最小为11V；阻值为20Ω时，电源电压最大为31V。(4)通过计算和电路图分析，滑动变阻器的阻值为8Ω，当电流表最小示数为1A时，电路总电阻为18Ω，电压表最大显示为15V，当电流表最小示数为0.2A时，电路总电阻为85Ω，电压表最大显示为12V。2当滑动变阻器的最大阻值接入电路时，电压表示数为U1′，根据欧姆定律可得U1′＝R1/R′*U，代入数值可得U=10V。此时滑动变阻器的阻值为R′-R1=90Ω-50Ω=40Ω，因此R可能为3Ω或40Ω。10.解：（1）闭合开关S后，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测小灯泡两端的电压，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片位于a点时，电路中的电流最大，此时小灯泡正常发光。由图乙可知，电路中的电流I=0.5A，小灯泡两端的电压UL=6V，滑动变阻器两端的电压U滑=6V。因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压U=UL+U滑=6V+6V=12V。（2）电路中电流最大时，功率最大：P=P大=UI=12V×0.5A=6W。（3）小灯泡两端的电压不允许超过额定电压，所以电压表的示数为3V时，只能是示数为3V。由图乙可知，电路中的电流I′=0.4A，此时小灯泡的实际功率为P′=U′I′=3V×0.4A=1.2W。11.解：（1）水的质量m=ρ水V=1.0×10^3kg/m^3×1.5×10^-3m^3=1.5kg。水吸收的热量Q吸=c水m(t-t)=4.2×10^3J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×10^5J。（2）电热水壶6min消耗的电能W=P额t=1.5×10^3W×6×60s=5.4×10^5J。热水壶的效率η=Q吸/W=5.04×10^5J/5.4×10^5J≈93.3%。（3）至少需要煤气的体积为V=Q吸/q=5.04×10^5J/3.9×10^7J/m^3≈1.3×10^-2m^3。12.解：（1）根据P=UI可得电热水杯正常工作的电流I=P1×10^3/U≈4.55A。（2）根据P=UI和U^2/R可得该电热水杯的电阻：R=U^2/P=（220V）^2/1×10^3W≈48.4Ω。（3）标有“3600r/(kW·h)”的电能表转了81转，则消耗的电能为W=81×3600kW·h=0.0225kW·h=8.1×10^4J，电热杯消耗的电能等于水吸收的热量，即W=Q。=R总-R1=1,166Ω(3)根据欧姆定律，通过R2的电流I2=U/R2=220V/1,166Ω≈189A。由于电线的额定电流为100A，因此电线无法承受这么大的电流，需要更换更粗的电线。1.在电热炉中，当Sa接通，Sb断开时，电路中只有R1，电热炉的功率为P1=U2/R1=220^2/210≈231.4W。2.当Sa断开，Sb接通时，电路中只有R2，电热炉的功率为P2=U2/R2=220^2/44≈1100W。3.当Sa接通，Sb接通时，R1和R2并联，电热炉的功率为P3=U2/(R1+R2)=220^2/(210+44)≈191.6W。4.保温状态下，电路中的电流为IP保温=UP保温/R1=40/210≈0.19A。5.加热升压状态下，电路中的电流为IP加热=UP加热/(R1+R2)=220/(210+44)≈0.73A。6.加热状态下，电路中的电流为IP保压=IP加热=0.73A。7.一次煮饭消耗的电能为W=P1×t1+P2×t2+P3×t3=231.4×15×60+1100×10×60+191.6×10×60=1.044×1