浙江省中考科学重点题型复习电学计算题2

2024年初中科学重点题型复习电学计算题1．小华设计了一个环境温度监测仪，其工作电路如图甲所示，电压表的示数反映环境温度。电源电压恒为18V不变，电压表量程为0～15V，R0为定值电阻，R1为热敏电阻，其阻值随环境温度t变化的关系图像如图乙所示。已知当环境温度为60℃时，电压表的示数为13.5V，电压表示数为15V时，所监测的温度为最高环境监测温度。求：（1）环境温度为60℃时，电路中的电流；（2）当监测温度为20℃时，热敏电阻R1两端的电压。（结果保留两位小数）2．小明设计了如图所示的实验装置，通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。将物体放置在水平的长木板上，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连（不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦；滑动变阻器长18cm，其阻值随长度均匀变化；弹簧处于原长时，指针正好指在a端。探究过程中，滑片P始终在a、b间，弹簧的左端固定在墙壁上。R0=5Ω，电源电压为3V。问：(1)当滑片移动到ab中间位置时，电流表的示数是0.15A，求此时滑动变阻器的阻值；(2)当滑片移动到距离b端6cm处时，求R0的实际功率；(3)向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离a端15cm处，此时物体A相对长木板静止，受到的摩擦力为90N。求当电流表的示数是0.1A时，物体受到的拉力。

3．在如图甲所示的电路中，电源电压为12V且保持不变，电阻R1的阻值为30Ω，滑动变阻器R2上标有“20Ω2A”字样。闭合开关S后，电压表的示数为9V。求：（1）通过电阻R1的电流I1；（2）此时变阻器R2消耗的电功率P2；（3）肖老师为立信中学物理小组布置实验任务，在前面电路图甲中增加一只电流表（有两个量程“0～0.6A”和“0～3A”）变成如图乙所示，并在实验室的器材里选择器材连接实物电路，除开关导线外其他器材如下：①各种电源（电压）：8V，12V，24V。②定值电阻：RA＝2Ω，RB＝4Ω，RC＝8Ω。③滑动变阻器：R甲“10Ω2A”，R乙“20Ω2A”，R丙“50Ω1A”，R丁“100Ω1A”。要求：在保证安全用电的前提下，移动变阻器滑片P，使电压表示数的变化范围为3～6V，并且电流表选择合适的量程后，使电路中的最大电流超过此时量程满偏刻度值的三分之一，请通过计算选择器材组合。4．图甲是一家用电暖器，有“低温”，“中温”，“高温”三挡，铭牌见下表（“高温”挡功率空出），图乙为其简化的电路原理图，电阻恒定，且R1>R2，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全。请完成下列问题：(1)电阻R1的阻值是多少？(2)“高温”挡正常工作时的总电流是多少？(3)某天傍晚，小明关闭家里其它用电器，只让“中温档”状态的电暖气工作，发现自家电能表（如图丙）指示灯每闪烁40次所用的时间为2min。则实际电压为多少？电暖器额定电压220V额定功率低温档550W中温档1210W高温档频率50Hz5．如图甲，电源电压可以调节，滑动变阻器R1的最大电阻为30Ω，定值电阻R2上标有“6Ω6W”字样，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A；小灯泡L的电流随电压变化的图像如图乙所示：(1)电阻R2正常工作时电流是多少？(2)将电源电压调节为2.4V恒定不变，当开关S、S1、S2均闭合时，变阻器R1消耗的最大电功率与最小电功率之比是多少？(3)只闭合开关S，调节电源电压，在保证各电路元件都安全的情况下，整个电路在1min消耗的最大电能是多少？6．目前市场上有一种热水器叫做“空调热水器”，又名“冷气热水器”，顾名思义，就是可同时提供空调制冷和热水供应的热水器．其最大的好处是相比传统的电热水器和燃气热水器，这种热水器非常节能．其原理与普通的空调相似，如图所示．以下为某种品牌的三种型号“空调热水器”的测定参数（在环境温度20℃，进水温度20℃时测定）：请根据上表数据计算或分析：（1）A热水器“热水产出率”100Lh，其含义是指此热水器当进水温度为20℃，出水温度为50℃时，每小时可出热水100L；假设传统电热水器消耗的电能全部转化为水的内能，请根据A热水器的热水产出率计算说明“空调热水器”与传统的电热水器谁更节能？（水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃））（2）这种热水器有一种性能参数叫做“能效比”，其定义为：当水吸收Q的热量，电流所做的功为W时，能效比η=Q/W．则A型热水器的能效比为多少？（3）若C型热水器的能效比为4.2，而出水温度只要求达到45℃时，它的实际热水产率会是多少？7．某兴趣小组设计了图甲所示的电路，电源电压恒为9V，灯泡L上标有“6V3.6W”的字样（不考虑温度对灯泡灯丝的影响），R2为可变电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示。当S接触a点时，小灯泡正常发光。（1）小灯泡正常发光时的电流是多少？（2）电阻R1的阻值多大？（3）当S接触b点，随着温度的变化，R2有两次消耗的电功率都为2.25W，则R2这两次对应的温度分别是多少？8．某物理兴趣小组利用下列装置来测量物体M的密度，其部分结构如图甲所示。电源电压恒定，R0为10Ω的定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙，T为容器的阀门。现将物体M悬挂于P点放入容器中，保持静止状态，打开阀门T，随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示。当水面深度到达h1时，电流表示数为0.4A（弹簧电阻忽略不计，物体M不吸水），求：（1）电源电压和物体M所受的重力；（2）当物体M完全浸没时所受的浮力；（3）物体M的密度。

9．图甲是一款多功能养生壶，图乙是它的简化电路图，其中R1、R2为电热丝，R1=R2且电阻不变，下表为其铭牌，其中高温挡的额定功率已模糊不清，已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)。在正常工作的情况下，试问：项目参数电源电压（V）220低温挡功率（W）200中温挡功率（W）400高温挡功率（W）容积（L）1.5（1）在1标准大气压下，将初温是30℃的一壶水烧开，水需要吸收多少热量？（2）高温挡功率是多少？（3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，烧开这一壶水需要多长时间？

10．小华同学为探究水流对不同形状物体的冲击力，设计了一个实验装置，如图甲所示。电源电压保持3V不变，电流表量程为0~1A，电阻不计，粗细均匀的电阻丝MN全长12cm，总电阻为9Ω，它的阻值与其接入电路的长度成正比。水平光滑杆AB上套有弹簧，弹簧弹力与其伸长量x的关系如图乙所示，弹簧左端固定，右端连接有滑块，滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连，滑片与电阻丝始终保持良好接触。水流冲击力为零时，滑片P刚好与电阻丝左端相接触，此时电流表满偏。测量时，滑块稳定后，小华通过电流表示数可计算出物体受到的水流冲击力大小。（1）电阻R0的阻值为多少？（2）当电流表读数为0.5A时，物体所受的冲击力大小为多少？11．有种饭菜保温板如图甲，利用温控开关能根据设定温度自动在加热和保温之间切换，使得食物能够长时间保持在最佳进食温度，它的工作原理图如图乙所示，S是温控开关，查看铭牌可知：额定电压220V，加热功率400W，保温功率100W。求：（1）在保温状态下，保温板lh消耗的电能；（2）保温板电路中R1和R2阻值；（3）因用电高峰，电压降到198V，保温板处于加热状态时的实际电功率。12．实验小组的同学设计了如图a所示的电路，已知电源电压不变，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P的位置，根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图b所示的两条U－I图线．其中利用电压表V1和电流表A的数据描绘出甲图线，利用电压表V2和电流表A的数据描绘出乙图线．求：

(1)定值电阻R2的阻值；(2)电源电压的大小及定值电阻R1的阻值；(3)R2消耗的最大功率．参考答案：1．（1）0.03A；（2）6.43V【详解】解：（1）由图甲可知R0和R1串联，电压表测R0两端的电压；由图乙可知，环境温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值为150Ω；电压表示数为13.5V，即R0两端的电压为U0＝13.5V，由串联电路的电压特点可知R1两端的电压为U1＝U﹣U0＝18V﹣13.5V＝4.5V此时电路中的电流为（2）R0的阻值为当监测温度为20℃时，热敏电阻R1的阻值为250Ω；此时电路总电阻为此时电路中电流为热敏电阻R1两端的电压为答：（1）环境温度为60℃时，电路中的电流为0.03A；（2）当监测温度为20℃时，热敏电阻R1两端的电压为6.43V。2．(1)15Ω；(2)0.2W；(3)18N【详解】(1)由图1可知，R1与R0串联，电流表测电路中的电流，当滑片移动到ab中间位置时，电路中的电流I=0.15A，由可得，电路中的总电阻根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得R1接入电路中的电阻R中=R总﹣R0=20Ω﹣5Ω=15Ω因滑动变阻器总长18cm，其阻值随长度均匀变化，所以，变阻器R1的最大电阻R1=2R中=2×15Ω=30Ω(2)当滑片移动到距离b端6cm处时，则R1接入电路中的电阻则此时电路中的电流R0的实际功率(3)当指针P稳定时，指在变阻器离a端15cm处，弹簧的伸长量为△x1=15cm，因向右拉动长木板，此时物体A相对长木板静止处于平衡状态，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，则物体受到的拉力当电流表的示数是0.1A时，由可得，电路中的总电阻根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得R1接入电路中的电阻因滑动变阻器的阻值随长度均匀变化，所以，指针P在变阻器离a端的距离为由于弹簧处于原长时，指针正好指在a端，所以，弹簧的伸长量为，根据弹簧在弹性限度内，拉力与弹簧的伸长量成正比可得解得答：(1)当滑片移动到ab中间位置时，电流表的示数是0.15A，求此时滑动变阻器的阻值为15Ω；(2)当滑片移动到距离b端6cm处时，求R0的实际功率为0.2W；(3)向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离a端15cm处，此时物体A相对长木板静止，受到的摩擦力为90N。求当电流表的示数是0.1A时，物体受到的拉力为18N。3．（1）0.3A；（2）0.9W；（3）选12V、4Ω、R乙组合接入电路【详解】解：（1）图甲中，闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，根据欧姆定律可得通过电阻R1的电流（2）串联电路总电压等于各部分电压之和，则滑动变阻器两端的电压串联电路各处电流相等，此时变阻器R2消耗的电功率（3）①②图甲中，闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测通过电路的电流，根据U＝IR可知通过电路的电流最大时，定值电阻两端的电压最大，即电压表示数最大，电压表示数最大为6V，根据欧姆定律可得通过三个电阻的电流电压表示数最小为3V时，根据欧姆定律可得通过三个电阻的电流比较可知电流表选择大量程。电压表示数的变化范围为3～6V时电路中的最大电流超过滑动变阻器接入电路的电阻为0时，若通过电路的电流最大为3A，根据U＝IR可知此时A两端的电压最大为3A×2Ω＝6VB两端的电压最大为3A×4Ω＝12V比较可知选择12V的电压和B组合接入电路。③电路中的最大电流超过1A，根据串联电路电流特点可知需选择滑动变阻器R甲“10Ω2A”，R乙“20Ω2A”；根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路最大阻值时，滑动变阻器两端的电压最大，电源电压为12V，滑动变阻器两端的最大电压根据欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值故选12V、4Ω、R乙组合接入电路。答：（1）通过电阻R1的电流为0.3A；（2）此时变阻器R2消耗的电功率为0.9W；（3）选12V、4Ω、R乙组合接入电路。4．(1)88Ω；(2)8A；(3)200V【详解】解：(1)结合题意及电路图知，“低温”挡为R1单独接入电路，由可求电阻R1的阻值(2)高温挡为S1、S2同时闭合，R1、R2并联，高温挡工作时的功率P3=P1+P2=550W+1210W=1760W根据P=UI可得，(3)电暖器中温挡工作时闪烁灯闪40次所消耗电能电暖器中温工作时的实际功率中温挡时，电阻R2单独接入电路中，则此时电路中的实际电压答：(1)电阻R1的阻值是88Ω；(2)高温挡正常工作时的总电流为8A；(3)实际电压为200V。5．(1)1A；(2)5:2；(3)【详解】(1)由得，电阻R2正常工作时电压是由欧姆定律得，电阻R2正常工作时电流是(2)当开关S、S1、S2均闭合时，滑动变阻器R1与R2并联，电压表测量电源电压，电流表测量干路电流，由欧姆定律得，此时流过R2的电流是由于电流表的量程是0~0.6A，所以流过变阻器R1的最大电流是流过变阻器R1的电流最大时，变阻器接入电流的电阻最小为此时变阻器R1消耗的功率最大为滑动变阻器R1接入电流的电阻是30Ω时，消耗的功率最小为变阻器R1消耗的最大电功率与最小电功率之比是(3)只闭合开关S时，灯泡L与R2串联，电压表测量R2两端的电压，由于电压表的量程为0~3V，所以当R2两端的电压最大为3V时，由欧姆定律得，此时电路中的最大电流是当流过灯泡L的电流是0.5A时，由图乙可知，此时灯泡L两端的电压是2V，则电源电压最大为此时电路的最大功率是由，在1min消耗的最大电能是答：(1)电阻R2正常工作时电流是1A；(2)当开关S、S1、S2均闭合时，变阻器R1消耗的最大电功率与最小电功率之比是5:2；(3)在保证各电路元件都安全的情况下，整个电路在1min消耗的最大电能是。6．（1）更节能；（2）3.5；（3）288L/h．【详解】(1)水吸收的热量：因为传统电热水器消耗的电能全部转化为水的内能,则“空调热水器”消耗的电能,则,即“空调热水器”与传统的电热水器更节能;(2)A型热水器能效比;(3)C型热水器消耗的电能由能效比得水吸收的热量：由得:由得:即它的实际热水产率是.答:(1)“空调热水器”与传统的电热水器更节能;(2)A型热水器的能效比为3.5;(3)的实际热水产率会是.7．（1）0.6A；（2）5Ω；（3）45℃，15℃【详解】解：（1）灯泡正常发光时的电流（2）当S接触a点，灯L与R1串联，灯泡正常发光。所以灯泡两端电压为UL=U额=6V通过电阻R1的电流I1=I额=0.6A电阻R1两端电压U1=UUL=9V6V=3V电阻R1的阻值（3）当S接触b点，R1和R2串联，R2的电功率为R2消耗的电功率为2.25W，代入数据解得R2=1Ω或R2=25Ω由图乙可知当R2=1Ω时，温度是45℃；当R2=25Ω时，温度是15℃。答：（1）小灯泡正常发光时的电流是0.6A；（2）电阻R1的阻值为5Ω；（3）当S接触b点，当温度为45℃或者15℃时，R2消耗的电功率都为2.25W。8．（1）6V，22.5N；（2）7.5N；（3）3×103kg/m3【详解】解：（1）由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；当水面深度到达h1时，由图丙可知，电压表的示数U1=2V根据欧姆定律和串联电路的特点可得，电源电压U=U0+U1=I1R0+U1=0.4A×10Ω+2V=6V根据欧姆定律可得，变阻器接入电路的阻值为由图乙可知，此时拉力F1=22.5N由于是往容器中缓慢注水，结合图丙可知：当容器内水的深度在0～h1时，物体M没有浸在水中，不受浮力，此时弹簧的拉力与重力平衡，拉力最大；当容器内水的深度在h1～h2时，物体M浸在水中受浮力的作用，水的深度增加，浮力增大，拉力减小；当容器内水的深度大于h2时，物体M浸没在水中，浮力最大且不变，此时拉力最小。结合上述分析可知：物体M所受的重力G=F1=22.5N（2）当水面深度到达h2时，由图丙可知，电压表的示数U2=4V因串联电路中总电压等于各分电压之和，R0两端的电压U0′=UU2=6V4V=2V电路中的电流根据欧姆定律可得，变阻器接入电路的阻值为由图乙可知，物体M浸没在水中时拉力为F2=15N根据称重法测浮力可知，物体M浸没在水中时受到的浮力F浮=GF2=22.5N15N=7.5N（3）根据可得，物体M的体积物体M的密度答：（1）电源电压为6V，物体M所受的重力为22.5N；（2）当物体M完全浸没时所受的浮力为7.5N；（3）物体M的密度是3×103kg/m3。9．（1）4.41×105J；（2）800W；（3）735s【详解】解：（1）由题可知，水的体积为V=1.5L=1.5×103m3水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×103m3=1.5kg水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃30℃)=4.41×105J（2）根据分析电路可知，当S1断开，S2接A时，R1、R2串联，为低温档；当S1闭合，S2断开时，只有R1，为中温档；当S1闭合，S2接B时，R1、R2并联，为高温档。因此R1的阻值为因为R1=R2，根据并联电路电阻的特点，总电阻为解得R=60.5Ω。则高温档功率（3）养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，则需要电流做功为烧开这一壶水的时间答：（1）在1标准大气压下，将初温是30℃的一壶水烧开，水需要吸收热量为4.41×105J；（2）高温挡功率是800W；（3）若养生壶用高温挡来加热且加热效率为75%，烧开这一壶水需要735s。10．（1）3Ω；（2）16N【详解】解：（1）因为水流冲击力为零时，滑片P刚好与电阻丝左端相接触，即电阻丝接入电路的阻值为零，此时电路是关于R0的简单电路，由于电流表满偏，电流为1A，电阻R0的阻值为（2）电流为0.5A时，根据欧姆定律可知，电阻丝MN接入一部分，与电阻R0串联，此时电路中的总电阻为电阻丝电阻接入电路中的电阻为R=R总R0=6Ω3Ω=3Ω电阻丝的阻值与其