专项20 电学综合计算-备战2021年中考物理精选考点专项突破题集

专题20 电学综合计算 1．（2020·玉林）为探究平衡木受力特点，重为400N的小红设计了如图甲所示的平衡木模型，整个装置放在水平地面上，AB可绕支点O无摩擦转动，AB始终处于水平平衡状态，C处固定一竖直硬杆，硬杆重300N，硬杆的底部安装有压力传感器R，R所在的电路装置如图乙所示，R的阻值随着硬杆对它的压力F的变化关系如图丙所示。其中，电源电压为4.5V，保护电阻R0=5Ω，电流表的量程为0~0.6A，且AB=4m，OA=BC=1m，整个装置除硬杆外，其它部分的重力均不计，g取10N/kg。求： (1)小红的质量； (2)小红站在A点时，C处受到硬杆对它的拉力； (3)小红站在C点时，电流表的示数； (4)在电路安全的情况下，小红在平衡木上缓慢走动的过程中，当电路消耗功率达最小值和最大值时，压力传感器R消耗的功率之比。 2．（2020·烟台）如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器（以下简称热水器）。图乙为该热水器电加热部分的原理图，S是控制开关，可以在1、2、3三档之间切换；图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时，可用电加热器加热，温度达到预设温度时会自动切换到保温状态，为了防止触电，热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因，太阳辐射能为E＝1.75×106J/(h•m2)（每小时每平方米辐射的热量），太阳能只将水由20℃加热到了30℃，此时开启电加热器，将水加热到预设温度70℃。已知太阳能板的面积为2m2，水吸收太阳能的效率为60%，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。供水过程中不计热量损失，请根据以上条件分析计算： (1)水吸收太阳能的多少。 (2)太阳能板当天接收太阳能的时间。 (3)电路中电阻R2的阻值。 (4)在热水器向外供水时，通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合，可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃，每个人淋浴用水均为30L，假设热水器内70℃的热水能全部用完，则能满足几个人的淋浴用水？ 项目 参数 电源电压（V） 220 低温档功率（W） 100 高温档功率（W） 1200 容积（L） 50 3．（2020·内江）在相距40km的甲、乙两地之间，沿直线架设了两条相同的输电线，这种输电线每千米的电阻为0.2Ω。现由于特殊原因造成输电线上某处发生了短路，为了确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成了如图所示的电路进行检测。当电压表示数为3.0V时，电流表示数为0.5A。 (1)若检修员在检测中用时1min，则检测中输电线消耗的电能是多少J？ (2)短路位置离甲地的距离是多少km？ 4．（2020·阜新）某一家用两档可控的恒温餐盘，其高温档电功率为 880W，简化电路如图甲所示，R1、R2 均是发热电阻，R2 的阻值是 R1 的 3 倍。求： (1)餐盘处于低温档时，电路中电流是多少？ (2)1kg 米饭温度升高 40℃，吸收的热量是多少？[米饭的比热容取 2.5×10 3J /（kg•℃）] (3)若电路中只使用该恒温餐盘，同样加热 1kg的米饭，电能表的脉冲指示灯闪烁了 125 次，如图乙所示，这个恒温餐盘的效率是多少？ 5．（2020·永州）随着我国经济社会发展，人们生活更加美好。我国农村地区也产泛使用了多档位电热水器，如图甲为某一款多档位电热水器，内部简化电路如图乙所示。已知U＝220V、R1＝48.4Ω，R2＝60.5Ω、c水＝4.2×103J/(kg•℃)，ρ水＝1.0×103kg/m3。 (1)当S1断开、S2闭合时，求电热水器此档位的加热功率； (2)当S1闭合、S2断开时，将50L水从20℃加热到40℃用时1.5h，求电热水器此档位的加热效率； (3)如图乙，调节S1、S2用不同档位给水加热，使相同质量的水升高相同的温度，求加热所用的最短时间和最长时间的比值。（设用不同档位加热的效率相同） 6．（2020·鄂尔多斯）某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器，其内部简化电路如图甲。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒定U=6V）、开关S0、电磁铁（线圈电阻R0=20Ω）、热敏电阻R组成，R阻值随温度的变化图象如图乙。工作电路R1=44Ω，R2=956Ω。当开关S0和S均闭合时，电热水器开始加热[c水=4.2×103J（kg·℃）]。 （1）当温度达到50℃时，衔铁会被吸下，电热水器停止加热，求控制电路中的电流； （2）电热水器将水箱中2kg的水从17℃加热到50℃，用时5min。求此过程水吸收的热量及电热水器的加热效率； （3）用电高峰期，电热水器两端实际电压为200V，当电热水器处于保温状态时电热水器工作多长时间会消耗1.8×104J的电能? 7．（2020·