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专题18 电学综合计算
1.在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,滑动变阻器R2标有“20Ω 3A”的字样,闭合开关S,电流表的示数为0.3A。求
(1)R1的阻值;
(2)R2允许接入电路的最小阻值;
(3)整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比。
2.2022年5月,天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小字通过查阅资料了解到,科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路,电源电压保持不变,R0为100Ω的定值电阻,R为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示,将R置于舱体中,舱体置于真空室中,舱体不漏气时,电压表示数为200V,舱体内气压为1.0×105Pa。求:
(1)舱体不漏气时,通过R0的电流;
(2)舱体不漏气时,工作10min,电路消耗的总电能;
(3)若电压表示数为176V时,此时舱内的气压值。
3.近年来,我国家电产业迅猛发展,不仅成为全球家电制造第一大国,而且已成为全球智能家电第一大技术来源国。电饭煲是我国家电产品中的优秀代表之一,据海关统计,去年我国电饭煲出口金额约为进口金额的14倍,中国制造深受全球市场认可。如图所示,甲为某国产智能电饭煲的外观图,该电饭煲有 “快煮”、“精煮”、“保温”三种基本模式;乙为该电饭煲的基本原理简化电路图,额定电压;当置于a、置于d时处于“快煮”模式,电饭煲的额定功率;当置于a、断开时处于“精煮”模式,电饭煲的额定功率;当置于b、置于c时,处于“保温”模式。求:
(1)的阻值;
(2)小明采用“精煮”模式将饭煮熟用时,求该电饭煲一次精煮过程消耗的电能E;
(3)该电饭煲保温模式下的额定功率。
4.如图所示是一种测定油箱内油量装置的示意图。当油箱中油量改变时,浮子带动滑杆,滑杆带动滑片在电阻片R上滑动,从而改变电路中电流表的示数。已知电源电压15V保持不变,R的规格为“20Ω 1A”。当油量最多时,滑片在A端;当油量最少时,滑片在B端,此时电流表示数为0.3A。求:
(1)R0的阻值;
(2)油量最多时,电流表的示数及R0消耗的电功率。
5.小明家有一个标有“”的插排(图甲所示),同时接入一个电加热坐垫(“”)和一台吸尘器(“”),吸尘器的电动机线圈电阻为,小明家电压恒为。
(1)吸尘器工作消耗的电能是多少?
(2)现有一个电吹风机(“”),请通过计算说明插排能否允许再接入此电吹风机,使3个用电器同时工作。
(3)图乙是电加热坐垫(“”)的简化电路图,通过调控开关可实现保温和加热两个功能。电阻R1在调温盒内,电阻R2置于坐垫内用于加热。电加热坐垫处于保温状态时电阻R2消耗的电功率为20W,则R1的阻值为多少?
6.某兴趣小组设计了“模拟带指示灯的电热器”的电路如下图,现准备用以下器材组装并测量电热丝R的发热功率。已知电源电压恒为18V,指示灯L阻值为10Ω且允许通过的最大电流为0.5A(忽略指示灯电阻变化),电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,备用的三段电热丝阻值分别为15Ω、35Ω、55Ω且允许通过的最大电流均为2A。
(1)求允许加在指示灯两端的最大电压;
(2)为不损坏电路元件,请通过计算说明应该从三段电热丝中选择阻值多大的那根电热丝R接入电路完成实验;
(3)在(2)的条件下,请计算电热丝的电功率。
7.如图所示的电路中,电源电压保持恒定,定值电阻,滑动变阻器R最大阻值为。闭合开关和,当滑动变阻器接入电路中的阻值为零时,电流表、的示数分别为1.0A、0.4A。求:
(1)电阻的阻值;
(2)闭合,断开,调节滑动变阻器,求电路消耗功率的范围。
8.如图所示,电源电压恒定,R0是定值电阻,小灯泡L标有“6V 3W”,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为1.5A。
(1)求小灯泡的额定电流;
(2)求电阻R0的阻值;
(3)闭合S,断开S1和S2,移动变阻器的滑片P,求电路总功率的最小值和最大值。
9.如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R3最大阻值20Ω。当闭合开关S、S1,断开S2,滑片P在某位置时,电流表示数为0.4A,电压表示数为1V;当开关S、S1、S2都闭合,滑片P在最左端时,电流表示数为0.75A。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)闭合开关S、S2,断开S1,电路的最小功率。
10.如图甲所示电路中,电源电压保持不变,电压表量程可选,电流表量程为,滑动变阻器R2标有“1A”字样,最大阻值未知。闭合开关S1、S3,断开开关S2,将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端,得R1的“U﹣I”关系图像如图乙所示。
(1)求电阻R1的阻值和R2的最大阻值;
(2)若闭合开关S2、S3,断开开关S1,使R2的滑片P位于a端,