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2024北京初三二模物理汇编
电磁学计算题
一、计算题
1.(2024北京丰台初三二模)某学习小组设计了一种多挡位电热器,电热器的铭牌如下表所示,其内部简化的电路如图所示。其中R1、R2为阻值一定的电热丝,且R1>R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态,可以让电热器在不同挡位工作。××电热器
额定电压
220V
额定功率
低挡
500W
中挡
1000W
高挡
1500W
(1)求R1的阻值。
(2)求电热器在中挡位工作30min所消耗的电能W。
(3)若家庭电路的电压是220V,某插座的额定电流是5A,用该插座仅给该电热器供电,能否使用高挡位?说明理由。
2.(2024北京海淀初三二模)如图所示是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝,R1的阻值为66Ω。将该电热器接入电压恒为220V的电路中,电热器高温挡的功率为1100W。求:
(1)高温挡时电路中的电流;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)低温挡的功率。
3.(2024北京石景山初三二模)如图所示的是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝,且。该电热器接入电压恒为220V的电路中,电热器有高温挡、中温挡和低温挡,高温挡的功率为990W,低温挡的功率为110W。求:
(1)低温挡时,通过电路的电流;
(2)画出中温挡的简化电路,并记算中温挡的功率;
(3)电热丝R2的阻值。
4.(2024北京西城初三二模)如图所示的电路中,电源两端电压为4V且保持不变。当开关S1闭合、S2断开时,电阻R1消耗的电功率P1为2W;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.75A。求:
(1)通过电阻R1的电流。
(2)电阻R2的阻值。
(3)通电20s,电阻R2消耗的电能。
5.(2024北京房山初三二模)如图所示电路,电源两端的电压保持不变,R2的阻值为30Ω。闭合开关S后,电流表A的示数为0.6A,电流表A1的示数为0.2A。
求:(1)通过R2的电流;
(2)电源电压;
(3)电路消耗的总功率。
6.(2024北京大兴初三二模)如图所示,为某品牌电吹风机内部电路的简化示意图,图中M是电风扇,R是电热丝,电源电压为220V且保持不变。只闭合开关S1时,吹风机吹冷风,此时电路消耗的电功率为120W,当开关S1、S2均闭合时,吹风机吹热风,此时电路消耗的电功率为1000W。求:
(1)只闭合开关S1时,通过电风扇M的电流;(计算结果保留两位小数)
(2)吹热风时,电热丝R的阻值。
7.(2024北京朝阳初三二模)如图所示的电路中,R为定值电阻,电源两端电压为9V不变。闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片至某位置时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.6A。
(1)画出实物电路所对应的电路图;
(2)求电阻R的阻值;
(3)求此时滑动变阻器RP的电功率。
8.(2024北京东城初三二模)如图所示的电路中,电阻R1=10Ω,电阻R2=50Ω,电源电压为6V且恒定不变。闭合开关S,求:
(1)电路中的电流I;
(2)通电50s,电路消耗的总电能W。
9.(2024北京顺义初三二模)如图所示,电池两端电压为3V并保持不变,电阻R1的阻值为10Ω。闭合开关,电压表示数为1V。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)电阻R1消耗的电功率P1。
10.(2024北京门头沟初三二模)如图所示电源电压6V保持不变,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“20Ω 0.5A”字样。在保证电路中原件安全的情况下。求:
(1)滑动变阻器的变化范围;
(2)在此范围内电阻的功率变化范围。
11.(2024北京昌平初三二模)如图所示,电源两端电压 U保持不变,电阻 R₁阻值为10Ω,电阻 R₂阻值为6Ω。闭合开关S后,电流表A1的示数1为0.6A。求:
(1)电源两端电压U;
(2)电路的总功率P。
参考答案
1.(1)96.8Ω;(2)1.8×106J;(3)否,理由见解析
【详解】解:(1)图中电路开关均闭合时为两电阻并联,当并联时,阻值最小,根据可得,为高挡,因R1>R2,故只有开关S1闭合时为抵挡,只有开关S2闭合时为中挡。则R1的阻值为
(2)根据可知,电热器在中挡位工作30min所消耗的电能W为
W=P中t=1000W×30×60s=1.8×106J
(3)根据题意可知,电热器在高温挡时的电流为
因为I高>5A,所以不能使用高挡位。
答:(1)R1的阻值为96.8Ω;
(2)电热器在中挡位工作30min所消耗的电能W为1.8×106J;
(3)若家庭电路的电压是220V,某插座的额定电流是5A,用该插座仅给该电热器供电,不能使用高挡位,因为电流大于插座的额定电流。
2.(1)5A;(2)44Ω;(3)440W
【详解】解:(1)当S1闭合,S2断开时,电路中仅R1工作,电热器处于低温挡,S1和S2闭合,R1和R2并联,电热器处于高温挡。高温挡时,由知道,电路中的电流
(2)高温挡时,只有R2接入电路,由知道,电热丝R2的阻值
(3)低温挡时,R1和R2串联,低温挡的功率
答:(1)高温挡时电路中的电流5A;
(2)电热丝R2的阻值44Ω;
(3)低温挡的功率是440W。
3.(1)0.5A;(2)见解析,880W;(3)55Ω
【详解】解:(1)当开关S、S1闭合,S2断开时,只有R1接入电路,电热器为低温挡,低温挡时通过电路的电流
(2)当开关S、S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电热器为高温挡,简化电路如图2;当开关S、S2闭合,S1断开时,只有R2接入电路,电热器为中温挡,中温挡简化电路如图3:
中温挡的功率为
(3)R2的电阻为
答:(1)低温挡时,通过电路的电流0.5A;
(2)中温挡的简化电路见解析,中温挡的功率为880W;
(3)电热丝R2的阻值为55Ω。
4.(1)0.5A;(2)16Ω;(3)20J
【详解】解:(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路中只有电阻R1工作,则通过电阻R1的电流
(2)当开关S1、S2都闭合时,电阻R1与电阻R2并联,根据并联电路电流规律可得,通过电阻R2的电流
由欧姆定律可得,电阻R2的阻值
(3)通电20s,电阻R2消耗的电能
W2=I22R2t=(0.25A)2×16Ω×20s=20J
答:(1)通过电阻R1的电流为0.5A;
(2)电阻R2的阻值为16Ω;
(3)通电20s,电阻R2消耗的电能为20J。
5.(1)0.4A;(2)12V;(3)7.2W
【详解】解:(1)分析电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路中电流,电流表A1测通过R1的电流,由并联电路中电流关系可知,通过R2的电流
I2=I-I1=0.6A-0.2A=0.4A
(2)由并联电路中电压关系可知,电源电压等于R2两端电压
U=U2=I2R2=0.4A×30Ω=12V
(3)电路消耗的总功率
P=UI=12V×0.6A=7.2W
答:(1)通过R2的电流为0.4A;
(2)电源电压为12V;
(3)电路消耗的总功率为7.2W。
6.(1)0.55A;(2)55Ω
【详解】解:(1)只闭合开关S1时,只有电风扇工作,则通过电风扇的电流为
(2)当开关S1、S2均闭合时,吹风机吹热风,此时电风扇和电阻R并联,则电流通过电阻R消耗的功率为
电阻丝R的电阻为
答:(1)只闭合开关S1时,通过电风扇M的电流为0.55A;
(2)吹热风时,电热丝R的阻值为55Ω。
7.(1);(2)10Ω;(3)1.8W
【详解】解:(1)由实物图得,定值电阻R与变阻器串联,电压表测量定值电阻R的电压,电流表测量电路电流,如图所示:
(2)由欧姆定律得,定值电阻的阻值为
(3)此时滑动变阻器RP的电压为
此时滑动变阻器RP的电功率
答:(2)电阻R的阻值10Ω;
(3)此时滑动变阻器RP的电功率1.8W。
8.(1)0.1A;(2)30J
【详解】解:(1)由图可知,R1和R2串联,则电路中的电流为
(2)通电50s,电路消耗的总电能为
答:(1)电路中的电流为0.1A;
(2)通电50s,电路消耗的总电能为30J。
9.(1);(2)
【详解】解:(1)如图,两电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流。R1两端电压为
电路中电流为
电阻R2的阻值为
(2)电阻R1消耗的电功率P1为
答:(1)电阻R2的阻值为;
(2)电阻R1消耗的电功率P1为。
10.(1);(2)
【详解】解:(1)电压表量程为0~3V,则当电压表示数最大为3V时,电路中电流为
电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器上标有“20Ω 0.5A”字样,则电路中电流最大为0.3A,此时变阻器阻值最小,滑动变阻器的最小阻值为
所以滑动变阻器的变化范围为。
(2)当滑动变阻器阻值最大为时,电路中电流最小为
则的最小功率为
的最大功率为
则在此范围内电阻的功率变化范围为。
答:(1)滑动变阻器的变化范围为;
(2)在此范围内电阻的功率变化范围为。
11.(1)6V;(2)9.6W
【详解】解:(1)并联电路中,电源电压等于各支路两端电压,由题意可得电源两端电压
(2)通过R2的电流
电路中的总电流
电路的总功率
答:(1)电源两端电压U为6V;
(2)电路的总功率P为9.6W。
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