专题突破(03)　计算题课件2025年中考物理二轮复习（徐州专版）

专题突破(三)　计算题 第二篇　徐州中考专题突破方案 1.(2024福建)无人机总质量为2 kg,静止时与水平地面接触的总面积为1×10-3 m2。某次航拍中,无人机匀速竖直上升60 m,升力做功为1800 J,求无人机:(g取10 N/kg) (1)受到的重力。 (2)静止在水平地面上时,对地面的压强。 (3)匀速上升时受到的阻力。 类型一 力学计算题 与质量、压强有关的计算 考向1 解:(1)无人机受到的重力:G=mg=2 kg×10 N/kg=20 N。 2 1.(2024福建)无人机总质量为2 kg,静止时与水平地面接触的总面积为1×10-3 m2。某次航拍中,无人机匀速竖直上升60 m,升力做功为1800 J,求无人机:(g取10 N/kg) (2)静止在水平地面上时,对地面的压强。 (2)无人机静止在水平地面上时,对地面的压力: F=G=20 N,对地面的压强:p==2×104 Pa。 1.(2024福建)无人机总质量为2 kg,静止时与水平地面接触的总面积为1×10-3 m2。某次航拍中,无人机匀速竖直上升60 m,升力做功为1800 J,求无人机:(g取10 N/kg) (3)匀速上升时受到的阻力。 (3)由W=Fs可知,F升==30 N,无人机匀速竖直上升时,F升=G+f, 则受到的阻力:f=F升-G=30 N-20 N=10 N。 2.(2024龙东)如图T3-1所示汽车,质量为1500 kg,车轮与地面接触的总面积为0.075 m2,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8 km,用时10 min,这一过程中汽车发动机的输出功率为4.6×104 W。(g取10 N/kg) (1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少? (2)汽车牵引力所做的功是多少? (3)行驶过程中汽车受到的阻力是多少? 图T3-1 解:(1)汽车静止在水平地面上时, 对地面的压力为 F压=G=mg=1500 kg×10 N/kg=1.5×104 N, 对地面的压强为p==2×105 Pa。 2.(2024龙东)如图T3-1所示汽车,质量为1500 kg,车轮与地面接触的总面积为0.075 m2,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8 km,用时10 min,这一过程中汽车发动机的输出功率为4.6×104 W。(g取10 N/kg) (2)汽车牵引力所做的功是多少? (2)汽车行驶的速度为v==23 m/s, 汽车发动机的输出功率为4.6×104 W, 汽车的牵引力为F==2×103 N, 汽车牵引力所做的功为W=Fs=2×103 N×13.8×103 m=2.76×107 J。 图T3-1 2.(2024龙东)如图T3-1所示汽车,质量为1500 kg,车轮与地面接触的总面积为0.075 m2,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8 km,用时10 min,这一过程中汽车发动机的输出功率为4.6×104 W。(g取10 N/kg) (3)行驶过程中汽车受到的阻力是多少? (3)该车在水平路面上匀速直线行驶, 所以阻力等于牵引力, 阻力为f=F=2×103 N。 图T3-1 3.(2024江西)如图T3-2所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为0.01 m2,容器内盛有质量为4 kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6 kg,体积为1×10-3 m3。求:(g取10 N/kg) (1)木块的密度。 (2)木块受到的重力。 (3)木块受到的浮力。 (4)此时容器对水平桌面的压强。 与密度、浮力有关的计算 考向2 图T3-2 解:(1)木块的密度:ρ==0.6×103 kg/m3。 3.(2024江西)如图T3-2所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为0.01 m2,容器内盛有质量为4 kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6 kg,体积为1×10-3 m3。求:(g取10 N/kg) (2)木块受到的重力。 (2)木块受到的重力: G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N。 图T3-2 3.(2024江西)如图T3-2所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为0.01 m2,容器内盛有质量为4 kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6 kg,体积为1×10-3 m3。求:(g取10 N/kg) (3)木块受到的浮力。 (3)由于木块漂浮,则木块受到的浮力: F浮=G=6 N。 图T3-2 3.(2024江西)如图T3-2所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为0.01 m2,容器内盛有质量为4 kg的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为0.6 kg,体积为1×10-3 m3。求:(g取10 N/kg) (4)此时容器对水平桌面的压强。 (4)容器对水平桌面的压强: p==4.6×103 Pa。 图T3-2 4.(2024青海)“飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时,选取了某种砖块作为建筑材料,钻取了一块圆柱体样品(样品不吸水)。 已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (1)如图T3-3甲所示,利用弹簧测力计测得样品重力为 4.2 N,则该样品的质量m。 (2)如图乙所示,该样品浸没在水中时受到的浮力F浮。 (3)该样品的密度ρ。 (4)当该样品上表面距水面4 cm时,样品上表面所受水 的压强p。 (5)请你为月球基地命名并简单介绍其寓意。 图T3-3 解:(1)样品的质量:m==0.42 kg。 4.(2024青海)“飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时,选取了某种砖块作为建筑材料,钻取了一块圆柱体样品(样品不吸水)。 已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (2)如图乙所示,该样品浸没在水中时受到的浮力F浮。 (2)样品受到的浮力:F浮=G-F拉=4.2 N-1.2 N=3 N。 图T3-3 4.(2024青海)“飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时,选取了某种砖块作为建筑材料,钻取了一块圆柱体样品(样品不吸水)。 已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (3)该样品的密度ρ。 (3)样品排开水的体积: V排==3×10-4 m3, 由于样品浸没在水中,所以V=V排=3×10-4 m3, 样品的密度:ρ==1.4×103 kg/m3。 图T3-3 4.(2024青海)“飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时,选取了某种砖块作为建筑材料,钻取了一块圆柱体样品(样品不吸水)。 已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (4)当该样品上表面距水面4 cm时,样品上表面所受水的压强p。 图T3-3 (4)样品上表面所受水的压强: p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m=400 Pa。 4.(2024青海)“飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时,选取了某种砖块作为建筑材料,钻取了一块圆柱体样品(样品不吸水)。 已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (5)请你为月球基地命名并简单介绍其寓意。 (5)月球基地命名:中华月球基地、华夏月球基地等(合理即可);寓意介绍:是中国人建立的月球基地(合理即可)。 图T3-3 5.(2024山西)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3) (1)求汽车的平均速度。 (2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q。 (3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率。 与效率有关的计算 考向3 解:(1)汽车的平均速度为v==90 km/h。 5.(2024山西)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3) (2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q。 (2)全程消耗汽油的体积为V=25 L=0.025 m3, 汽油的质量为m=ρV=0.8×103 kg/m3×0.025 m3=20 kg, 汽油完全燃烧放出的热量为Q=mq=20 kg×4.5×107 J/kg=9×108 J。 5.(2024山西)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3) (3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率。 (3)汽车全程所做的有用功为 W=Pt=25×103 W×4×3600 s=3.6×108 J, 则汽车发动机的效率为 η=×100%=×100%=40%。 6.(2024镇江)如图T3-4所示,某油电混合动力汽车沿平直公路以72 km/h的速度匀速行驶,从A处到B处用时1 h,此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶,汽车行驶过程中所受阻力恒为1000 N。设汽油在汽缸内完全燃烧,且汽油热值取q=5×107 J/kg。 (1)求A、B两地间的距离。 (2)求在上述行驶过程中: ①牵引力对汽车所做的功。 ②消耗的汽油质量。 (3)从B处开始,司机关闭发动机,汽车滑行至C处停止。在此过程中,汽车通过动能回收装置将动能减少量的60%转化为电能。若这些电能可供功率为1000 W的用电器持续工作3 min。求汽车在B处时的动能。 图T3-4 解:(1)由题意可知,A、B两地间的距离:s=vt=72 km/h×1 h=72 km。 图T3-4 6.(2024镇江)如图T3-4所示,某油电混合动力汽车沿平直公路以72 km/h的速度匀速行驶,从A处到B处用时1 h,此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶,汽车行驶过程中所受阻力恒为1000 N。设汽油在汽缸内完全燃烧,且汽油热值取q=5×107 J/kg。 (2)求在上述行驶过程中: ①牵引力对汽车所做的功。 图T3-4 (2)①汽车从A处至B处过程中匀速行驶, 则汽车受到的牵引力:F=f=1000 N, 牵引力对汽车所做的功:W1=Fs=1000 N×72×103 m=7.2×107 J。 6.(2024镇江)如图T3-4所示,某油电混合动力汽车沿平直公路以72 km/h的速度匀速行驶,从A处到B处用时1 h,此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶,汽车行驶过程中所受阻力恒为1000 N。设汽油在汽缸内完全燃烧,且汽油热值取q=5×107 J/kg。 (2)求在上述行驶过程中: ②消耗的汽油质量。 ②由题意可知,汽油燃烧放出的热量:Q放==2.4×108 J, 该过程中消耗的汽油质量:m==4.8 kg。 图T3-4 6.(2024镇江)如图T3-4所示,某油电混合动力汽车沿平直公路以72 km/h的速度匀速行驶,从A处到B处用时1 h,此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶,汽车行驶过程中所受阻力恒为1000 N。设汽油在汽缸内完全燃烧,且汽油热值取q=5×107 J/kg。 (3)从B处开始,司机关闭发动机,汽车滑行至C处停止。在此过程中,汽车通过动能回收装置将动能减少量的60%转化为电能。若这些电能可供功率为1000 W的用电器持续工作3 min。求汽车在B处时的动能。 图T3-4 (3)可供用电器消耗的电能:W2=Pt'=1000 W×3×60 s=1.8×105 J, 则汽车在B处时的动能:E=ΔE==3×105 J。 图T3-4 7.(2024上海)在杠杆平衡时,阻力F2的大小为90 N,阻力臂l2为0.2 m,动力臂l1为0.6 m,求动力F1的大小。 与机械有关的计算 考向4 解:由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得,动力F1==30 N。 8.(2024南通)如图T3-5所示,工人用330 N的拉力,使用定滑轮将质量为30 kg的物体在6 s内匀速吊起3 m,g取10 N/kg。求: (1)物体上升的速度。 (2)工人做功的功率。 (3)定滑轮的机械效率。(结果精确至1%) 图T3-5 解:(1)物体上升的速度:v==0.5 m/s。 8.(2024南通)如图T3-5所示,工人用330 N的拉力,使用定滑轮将质量为30 kg的物体在6 s内匀速吊起3 m,g取10 N/kg。求: (2)工人做功的功率。 图T3-5 (2)工人所做的功: W总=Fs=330 N×3 m=990 J, 工人做功的功率:P==165 W。 8.(2024南通)如图T3-5所示,工人用330 N的拉力,使用定滑轮将质量为30 kg的物体在6 s内匀速吊起3 m,g取10 N/kg。求: (3)定滑轮的机械效率。(结果精确至1%) 图T3-5 (3)定滑轮的机械效率: η=×100%=×100% =×100%=91%。 9.(2024镇江)如图T3-6甲所示,用动滑轮将重为5 N的木块匀速提升1 m,所用拉力F为4 N。　 (1)求此过程中所做的有用功。 (2)求该动滑轮的机械效率。 (3)将木块取下放置于水平地面上,如图乙所 示,木块底面积为0.01 m2,求木块对地面的 压强。 图T3-6 解:(1)此过程中所做的有用功: W有用=Gh=5 N×1 m=5 J。 9.(2024镇江)如图T3-6甲所示,用动滑轮将重为5 N的木块匀速提升1 m,所用拉力F为4 N。　 (2)求该动滑轮的机械效率。 图T3-6 (2)由图甲可知,绳端移动的距离 s=nh=2×1 m=2 m, 拉力做的总功: W总=Fs=4 N×2 m=8 J, 动滑轮的机械效率: η=×100%=×100%=62.5%。 9.(2024镇江)如图T3-6甲所示,用动滑轮将重为5 N的木块匀速提升1 m,所用拉力F为4 N。　 (3)将木块取下放置于水平地面上,如图乙所示,木块底面积为0.01 m2,求木块对地面的压强。 图T3-6 (3)木块对地面的压力: F压=G=5 N, 木块对地面的压强: p==500 Pa。 10.(2024北京)如图T3-7所示是某款两挡电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝,且R1=550 Ω,R2=44 Ω。将该电热器接入电压为220 V的电路中,求: (1)低温挡时电路中的电流。 (2)高温挡时电热器的电功率。 类型二 电学计算题 简单电路计算 考向1 图T3-7 解:(1)当闭合S1、S2时,两个电阻并联,电路总电阻较小, 根据P=可知,电路的总功率较大,为高温挡, 当只闭合S1时,电路中只有R1工作,电路的总电阻较大, 由P=可知,电路的总功率较小,为低温挡, 则低温挡时电路中的电流:I低=I1==0.4 A。 10.(2024北京)如图T3-7所示是某款两挡电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝,且R1=550 Ω,R2=44 Ω。将该电热器接入电压为220 V的电路中,求: (2)高温挡时电热器的电功率。 图T3-7 (2)高温挡时通过电热丝R2的电流为 I2==5 A, 则干路电流为I总=I1+I2=0.4 A+5 A=5.4 A, 高温挡时电热器的电功率: P高=UI总=220 V×5.4 A=1188 W。 11.(2024安徽)如图T3-8所示的电路中,电源电压U=9 V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=45 Ω,R3=30 Ω。 (1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3。 (2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I。 (3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表 示数为6 V,求R1消耗的电功率P。 图T3-8 解:(1)当闭合开关S和S1, 断开开关S2时,只有R3接入电路, 则U3=U=9 V。 11.(2024安徽)如图T3-8所示的电路中,电源电压U=9 V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=45 Ω,R3=30 Ω。 (2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I。 图T3-8 (2)当开关S、S1和S2均闭合时, R1短路,R2与R3并联,电流表测干路电流, 其示数:I=I2+I3==0.5 A。 11.(2024安徽)如图T3-8所示的电路中,电源电压U=9 V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=45 Ω,R3=30 Ω。 (3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为6 V,求R1消耗的电功率P。 图T3-8 (3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,R1与R3串联, R1两端电压:U1=U-U3'=9 V-6 V=3 V, 此时电路中的电流:I'==0.2 A, R1消耗的电功率:P=U1I'=3 V×0.2 A=0.6 W。 12.(2024南通)如图T3-9所示,电源电压恒定,灯泡L规格为“6 V　3 W”,滑动变阻器R1最大阻值为30 Ω,R2为定值电阻。闭合开关S,将S1接1,移动滑片使灯泡正常发光,电路总功率为P1;将S1接2,滑片移至a端时,电流表示数为0.8 A,电路总功率为P2,滑片移至b端时,电流表示数为0.2 A。求: (1)灯泡正常发光时的电阻。 (2)P1与P2的比值。 (3)电源电压。 图T3-9 解:(1)由P=知,灯泡正常发光时的电阻: RL==12 Ω。 12.(2024南通)如图T3-9所示,电源电压恒定,灯泡L规格为“6 V　3 W”,滑动变阻器R1最大阻值为30 Ω,R2为定值电阻。闭合开关S,将S1接1,移动滑片使灯泡正常发光,电路总功率为P1;将S1接2,滑片移至a端时,电流表示数为0.8 A,电路总功率为P2,滑片移至b端时,电流表示数为0.2 A。求: (2)P1与P2的比值。 图T3-9 (2)由P=UI知,灯泡正常发光时的电流: I额==0.5 A, 则P1=UI额=U×0.5 A, 由题可知,P2=U×0.8 A, P1与P2的比值为P1∶P2=(U×0.5 A)∶(U×0.8 A)=5∶8。 12.(2024南通)如图T3-9所示,电源电压恒定,灯泡L规格为“6 V　3 W”,滑动变阻器R1最大阻值为30 Ω,R2为定值电阻。闭合开关S,将S1接1,移动滑片使灯泡正常发光,电路总功率为P1;将S1接2,滑片移至a端时,电流表示数为0.8 A,电路总功率为P2,滑片移至b端时,电流表示数为0.2 A。求: (3)电源电压。 图T3-9 (3)将S1接2,滑片移至a端时,电流表示数为0.8 A, 则电源电压:U=0.8 A×R2①, 滑片移至b端时,电流表示数为0.2 A, 则电源电压:U=0.2 A×(R2+30 Ω)②; 联立①②可得:U=8 V。 13.(2024常州)如图T3-10所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6 V　3.6 W”字样(忽略温度变化对灯丝电阻的影响),滑动变阻器Rx标有“200 Ω　1.25 A”字样,定值电阻R0阻值为20 Ω,电流表的量程为0~3 A,电压表的量程为0~15 V。 (1)求小灯泡的额定电流。 (2)求小灯泡的电阻。 (3)只闭合开关S、S1,小灯泡恰好正常发光, 求电源电压。 (4)只闭合开关S、S2,在保证电路元件安全的前提下,求滑动变阻器接入电路的阻值范围。 极值范围类电学计算 考向2 图T3-10 解:(1)小灯泡的额定电流:I额==0.6 A。 图T3-10 13.(2024常州)如图T3-10所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6 V　3.6 W”字样(忽略温度变化对灯丝电阻的影响),滑动变阻器Rx标有“200 Ω　1.25 A”字样,定值电阻R0阻值为20 Ω,电流表的量程为0~3 A,电压表的量程为0~15 V。 (2)求小灯泡的电阻。 图T3-10 (2)小灯泡的电阻:RL==10 Ω。 13.(2024常州)如图T3-10所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6 V　3.6 W”字样(忽略温度变化对灯丝电阻的影响),滑动变阻器Rx标有“200 Ω　1.25 A”字样,定值电阻R0阻值为20 Ω,电流表的量程为0~3 A,电压表的量程为0~15 V。 (3)只闭合开关S、S1,小灯泡恰好正常发光,求电源电压。 图T3-10 (3)只闭合开关S、S1,L与R0串联, 小灯泡恰好正常发光, 电路中的电流为I=I额=0.6 A, 则电源电压: U=U额+IR0=6 V+0.6 A×20 Ω=18 V。 13.(2024常州)如图T3-10所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6 V　3.6 W”字样(忽略温度变化对灯丝电阻的影响),滑动变阻器Rx标有“200 Ω　1.25 A”字样,定值电阻R0阻值为20 Ω,电流表的量程为0~3 A,电压表的量程为0~15 V。 (4)只闭合开关S、S2,在保证电路元件安全的前提下,求滑动变阻器接入电路的阻值范围。 图T3-10 (4)只闭合开关S、S2,L与Rx串联, 当电压表示数最大为15 V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大, 根据串联电路的电流规律和欧姆定律得,, 滑动变阻器接入电路的最大阻值: Rx大==50 Ω; 为保护L,电路中的最大电流为其额定电流; 图T3-10 当电流表示数最大为0.6 A时,滑动变阻器接入电路的阻值最小, 此时灯泡两端的电压:UL'=I大RL=0.6 A×10 Ω=6 V, 滑动变阻器两端电压:Ux小=U-UL'=18 V-6 V=12 V, 滑动变阻器接入电路的最小阻值: Rx小==20 Ω, 可知滑动变阻器接入电路的阻值范围为20~50 Ω。 图T3-10 14.(2024宿迁)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,其简化电路如图T3-11所示,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6 V,R0为电阻箱。闭合开关S,将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6 A。 (1)求电阻箱接入电路的阻值。 (2)调节θ为90°时,电流表示数为0.3 A,求此时 电压表示数。 (3)为能满足测量0~180°的要求,重新调节电 阻箱R0,求满足要求的R0的最小阻值。 图T3-11 解:(1)将滑片OP旋转至M处时,电路为R0的简单电路, 调节R0的阻值,使电路中电流为0.6 A时, 由欧姆定律可知,电阻箱接入电路的阻值为 R0==10 Ω。 图T3-11 14.(2024宿迁)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,其简化电路如图T3-11所示,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6 V,R0为电阻箱。闭合开关S,将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6 A。 (2)调节θ为90°时,电流表示数为0.3 A,求此时 电压表示数。 图T3-11 (2)调节θ为90°时,半圆弧电阻的二分之一与电阻箱串联, 电压表测半圆弧电阻两端的电压, 电流表测电路中的电流,电流表示数为0.3 A, 由欧姆定律可知,电阻箱两端的电压为 U2=I2R0=0.3 A×10 Ω=3 V, 由串联电路电压的规律知,此时电压表示数:UV=U-U2=6 V-3 V=3 V。 图T3-11 14.(2024宿迁)新房装修时,工人经常用普通量角器测量一些角度,不方便读数。小明根据所学的知识设计了电子量角器,其简化电路如图T3-11所示,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻RMP与指针旋转角度θ成正比,电源电压恒为6 V,R0为电阻箱。闭合开关S,将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6 A。 (3)为能满足测量0~180°的要求,重新调节电阻箱R0, 求满足要求的R0的最小阻值。 图T3-11 (3)由欧姆定律可知,半圆弧电阻一半的阻值: R中==10 Ω, 调节θ为180°时半圆弧电阻连入电路的阻值最大为 R滑max=2R中=2×10 Ω=20 Ω, 根据电压表的量程可知,圆弧电阻两端的最大电压为3 V, 此时电阻箱两端的电压最小,电阻箱的阻值最小, 此时电路中的电流为 I全==0.15 A<0.6 A, 图T3-11 根据串联电路电压的规律知,电阻箱两端的电压为 U箱=U-U大=6 V-3 V=3 V, 根据串联分压原理有,即 满足要求的R0的最小阻值:R0min=20 Ω。 图T3-11 15.(2024连云港)小明家电水壶的内部电路如图T3-12所 示,其中R1、R2为电热丝,S是电源开关,S0是温控开关 (水温达到100 ℃时,自动由加热状态切换为保温状态)。 该电水壶的部分重要参数如表所示。已知电源电压为 220 V。求: (1)当开关S闭合、S0断开时,电路中的电流。 (2)当开关S和S0均闭合时,R1的电功率。 (3)在加热状态下,该电水壶工作50 s消耗的电能。 多挡位家用电器相关计算 考向3 图T3-12 ××牌电水壶 额定电压 220 V 电源频率 50 Hz 加热功率 880 W 保温功率 44 W 解:(1)当开关S闭合、S0断开时,电路是R2的简单电路, 当开关S和S0均闭合时,R1和R2并联, 由于并联电路总电阻比并联的任何一个电阻的阻值都小, 根据P=可知, 当开关S闭合、S0断开时,电水壶处于保温状态, 则电路中的电流:I==0.2 A。 图T3-12 15.(2024连云港)小明家电水壶的内部电路如图T3-12所 示,其中R1、R2为电热丝,S是电源开关,S0是温控开关 (水温达到100 ℃时,自动由加热状态切换为保温状态)。 该电水壶的部分重要参数如表所示。已知电源电压为 220 V。求: (2)当开关S和S0均闭合时,R1的电功率。 图T3-12 ××牌电水壶 额定电压 220 V 电源频率 50 Hz 加热功率 880 W 保温功率 44 W (2)当开关S和S0均闭合时,电水壶处于加热状态, R1的电功率: P1=P总-P2=P加热-P保温=880 W-44 W=836 W。 15.(2024连云港)小明家电水壶的内部电路如图T3-12所 示,其中R1、R2为电热丝,S是电源开关,S0是温控开关 (水温达到100 ℃时,自动由加热状态切换为保温状态)。 该电水壶的部分重要参数如表所示。已知电源电压为 220 V。求: (3)在加热状态下,该电水壶工作50 s消耗的电能。 图T3-12 ××牌电水壶 额定电压 220 V 电源频率 50 Hz 加热功率 880 W 保温功率 44 W (3)在加热状态下,该电水壶工作50 s消耗的电能: W=P加热t=880 W×50 s=4.4×104 J。 16.(2024盐城)如图T3-13甲所示是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路,受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28 ℃时冷却系统开始工作,当室温降至23 ℃时停止工作。Rt为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,当控制电路中的电流为0.15 A时,衔铁刚好被吸下,控制电路电源电压恒为3 V。定值电阻 R0为100 Ω,线圈电阻忽略不计。求: (1)受控电路工作30 min消耗的电能。 (2)受控电路工作时,通过电阻R0的电流。 (3)热敏电阻Rt的阻值变化范围。 电路图结合图像的电学计算 考向4 图T3-13 解:(1)受控电路工作30 min消耗的电能: W=Pt=1200 W×20×60 s=1.44×106 J。 图T3-13 16.(2024盐城)如图T3-13甲所示是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路,受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28 ℃时冷却系统开始工作,当室温降至23 ℃时停止工作。Rt为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,当控制电路中的电流为0.15 A时,衔铁刚好被吸下,控制电路电源电压恒为3 V。定值电阻 R0为100 Ω,线圈电阻忽略不计。求: (2)受控电路工作时,通过电阻R0的电流。 图T3-13 (2)衔铁被吸下时,受控电路工作, 此时控制电路中R0与Rt并联, 由并联电路中电压的规律知, R0两端的电压为U0=U=3 V, 通过电阻R0的电流为I0==0.03 A。 图T3-13 16.(2024盐城)如图T3-13甲所示是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路,受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28 ℃时冷却系统开始工作,当室温降至23 ℃时停止工作。Rt为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,当控制电路中的电流为0.15 A时,衔铁刚好被吸下,控制电路电源电压恒为3 V。定值电阻 R0为100 Ω,线圈电阻忽略不计。求: (3)热敏电阻Rt的阻值变化范围。 图T3-13 (3)当温度升高到28 ℃,衔铁刚好被吸下时, Rt的阻值最小,通过Rt的电流为0.15 A, 此时Rt的阻值为Rt==20 Ω, 冷却系统工作后,室温开始降低, 由于Rt的阻值随温度的升高而减小, 室温降至23 ℃时,衔铁刚好被弹回, 此时Rt的阻值最大, 图T3-13 通过Rt、R0的总电流为0.15 A, 则通过Rt的电流为It'=I-I0=0.15 A-0.03 A=0.12 A, 此时Rt的阻值为 Rt'==25 Ω, 则热敏电阻Rt的阻值变化范围为 20~25 Ω。 图T3-13 17.(2024广西)公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图T3-14甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程为0~0.6 A)等组成,R的阻值与所受压力F的大小关系如图乙所示。电源电压为12 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω。(g取10 N/kg) (1)当R的阻值为35 Ω时,求电路 中的电流。 (2)当电路中电流为0.4 A时,求地 磅的测量值。 (3)为了增加地磅的最大测量值, 请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。 图T3-14 解:(1)由图甲可知:压力传感器R和定值电阻R0串联, 电流表测量电路中的电流, 当R的阻值为35 Ω时, 电路中电流:I==0.3 A。　 图T3-14 17.(2024广西)公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图T3-14甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程为0~0.6 A)等组成,R的阻值与所受压力F的大小关系如图乙所示。电源电压为12 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω。(g取10 N/kg) (2)当电路中电流为0.4 A时,求地磅的测量值。 图T3-14 (2)当电路中电流为0.4 A时, 电路的总电阻:R总==30 Ω, R的阻值:R'=R总-R0=30 Ω-5 Ω=25 Ω, 由图乙可知此时压力是1×104 N, 地磅的测量值:m==1000 kg。 图T3-14 17.(2024广西)公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图T3-14甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,量程为0~0.6 A)等组成,R的阻值与所受压力F的大小关系如图乙所示。电源电压为12 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω。(g取10 N/kg) (3)为了增加地磅的最大测量值,请你 写出一种可行的方案,并列出关系式 进行说明。 图T3-14 (3)电流表的示数最大为0.6 A时, 电路的总电阻为R总'==20 Ω; 为了增加地磅的最大测量值, 即压力增大,R的阻值减小, 而电路总电阻R总'不变,所以需要增大R0 的阻值。(其他方案合理均可) 图T3-14 $$