3、电学综合计算-【一战成名新中考】2025江西中考物理·二轮复习·题型题组抢分练

参考答案·江西物理 题 型 题 组 抢 分 练 力大小: F浮架 = ρ海水 g V排 ″= 1. 1×103 kg / m3 ×10 N / kg×3. 3×104 m3 = 3. 63×108 N, 导管架完全浸没时受到的浮力大于它自身的重力,因此 导管架漂浮在海水中,导管架和驳船完全分离后,导管架 最终静止时受到浮力大小为 3. 3×108 N. 9. 解:(1)水对洗菜池底部的压强:p = ρ水 gh = 1. 0× 103 kg / m3 ×10 N / kg×12×10-2 m = 1. 2×103 Pa; (2)塞子的重力:G=mg= 180×10-3 kg×10 N / kg = 1. 8 N, 根据 F= pS 可知,当塞子堵住出水口时,塞子所受水的压 力:F水向下 = pS= 1. 2×103 Pa×5×10-3 m2 = 6 N, 对塞子进行受力分析,塞子受到向下的重力和水对塞子 向下的压力,此时要想将塞子提起,所需的最小拉力: F拉 =G+F水向下 = 1. 8 N+6 N = 7. 8 N; (3)当塞子被提起并离开出水口,但仍完全浸没在水中 时,塞子所受浮力:F浮 = ρ水 gV排 = ρ水 gV塞 = 1. 0×103 kg / m3 ×10 N / kg×2. 5×10-5 m3 = 0. 25 N, 此时手对塞子向上的拉力: F拉 ′=G-F浮 = 1. 8 N-0. 25 N = 1. 55 N. 10. 解:(1)由图可知,实心长方体物块竖直浸没在液体中, 根据浮力产生的原因可得,物块受到的浮力: F浮 =F下 -F上 =F2 -F1 = p2S0 -p1S0 = (p2 -p1 )S0 ; (2)物块排开液体的体积:V排 =V=S0h0 , 根据阿基米德原理 F浮 = ρ液gV排 可得,液体的密度: ρ液 = F浮 gV排 = (p2 -p1 )S0 gS0h0 = p2 -p1 gh0 , 实心长方体物块竖直浸没在液体中且保持静止状态, 根据悬浮条件可知,物块的密度与液体的密度相等, 则物体的密度:ρ物 = ρ液 = p2 -p1 gh0 ; (3)根据 p= ρgh 可得,物块上表面到液面的距离: h1 = p1 ρ液g = p1 p2 -p1 gh0 ×g = p1h0 p2 -p1 . 11. 解:(1)由乙图可知,当合金块 A 全部露出水面后,弹簧 测力计的示数为 32 N,则合金块 A 的重力 G =F = 32 N; (2)合金块全部浸入水中时弹簧测力计的示数:F′ = 22 N, 合金块 A 浸没在容器中时受到的浮力: F浮 =G-F′= 32 N-22 N = 10 N; (3)由 G=mg 可得,合金块 A 的质量: m= G g = 32 N 10 N / kg = 3. 2 kg,由 F浮 = ρ水gV排可得, V排 = F浮 ρ水g = 10 N 1. 0×103 kg / m3 ×10 N / kg = 1×10-3 m3 , 因为合金块 A 浸没在水中,所以合金块 A 的体积: V=V排 = 1×10 -3 m3 , 合金块 A 的密度:ρ= m V = 3. 2 kg 1×10-3 m3 = 3. 2×103 kg / m3 . 12. 解:(1)A 物块排开水的体积: V排 =VA-V露 = 5. 0×10 -5 m3 -1. 0×10-5 m3 = 4×10-5 m3 , A 物块受到的浮力:F浮 = ρ水gV排 = 1. 0×103 kg / m3 ×10 N / kg×4×10-5 m3 = 0. 4 N; (2)由 ρ= m V 可得,容器内水的体积: V水 = m水 ρ水 = 400 g 1. 0 g / cm3 = 400 cm3 = 4×10-4 m3 , 水的深度:h= V排+V水 S = 4 ×10-5 m3 +4×10-4 m3 5. 0×10-3 m2 =0. 088 m, 水对容器底部的压强: p= ρ水gh= 1. 0×103 kg / m3 ×10 N / kg×0. 088 m = 880 Pa; (3)在甲图中,物块 A 漂浮,物块 A 的重力: GA =F浮 = 0. 4 N, 在乙图中,物块 A 和物块 B 漂浮, GA+GB =F浮 ′= ρ水gV排 ′= ρ水gVA = 1. 0×103 kg / m3 ×10 N / kg ×5. 0×10-5 m3 = 0. 5 N; GB =F浮 ′-GA = 0. 5 N-0. 4 N = 0. 1 N, 容器对桌面增加的压力:ΔF=GB = 0. 1 N, 容器对桌面增加的压强: Δp= ΔF S = 0. 1 N 5. 0×10-3 m2 = 20 Pa. 三、电学综合计算 1. 解:(1)由电路图可知,R1 与 R2 串联,电流表测电路中的 电流,串联电路中的电流处处相等,电路的总电阻: R总 =R1 +R2 = U I = 6 V 0. 2 A = 30 Ω, 由串联电路电阻的特点可知,R2 的阻值: R2 =R总 -R1 = 30 Ω-20 Ω = 10 Ω; (2)电路工作 1 min,电流通过电阻 R1 做的功 W1 = I2R1 t= (0. 2 A) 2 ×20 Ω×60 s = 48 J; (3)电路消耗的电功率:P=UI= 6 V×0. 2 A = 1. 2 W. 2. 解:(1)闭合开关 S,R1 与 RP 并联,此时电源电压等于 R1 两端的电压,通过 R1 的电流 I1 = 1 A,由欧姆定律可得: U= I1R1 = 1 A×10 Ω = 10 V; (2)由并联电路电流特点可知,A1 测量干路电流 I,此时 流过滑动变阻器 RP 的电流为 IP, IP = I-I1 = 1. 2 A-1 A = 0. 2 A, 滑动变阻器 RP 两端电压等于电源电压,由欧姆定律可 得,RP 接入电路的阻值:RP = U IP = 10 V 0. 2 A = 50 Ω; (3)当滑片 P 位于 RP 的最右端时,RP 接入电流的阻值为 RP ′= 2RP, 此时流过 RP 的电流: IP ′ = U RP ′ = 10 V 2×50 Ω = 0. 1 A, 此时电路的总电流:I′= IP ′+I1 = 0. 1 A+1 A = 1. 1 A, 此时整个电路的电功率:P′=UI′= 10 V ×1. 1 A = 11 W. 3. 解:(1)当开关 S3 闭合,S1 、S2 都断开时,R1 与 R2 串联,电 流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电 阻之和,所以由 I = U R 可得,电源电压 U = I(R1 +R2 ) = 0. 1 A×(30 Ω+60 Ω)= 9 V; (2)当开关 S3 断开,S1 、S2 都闭合时,R1 与 R2 并联,电流 表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所 以通过 R1 、R2 的电流分别为 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 52 参考答案·江西物理 题 型 题 组 抢 分 练 I1 = U R1 = 9 V 30 Ω = 0. 3 A,I2 = U R2 = 9 V 60 Ω = 0. 15 A, 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路 电流 I′= I1 +I2 = 0. 3 A+0. 15 A = 0. 45 A, 即电流表的示数为 0. 45 A; (3)当开关 S1 、S3 断开,S2 闭合时,电路中只有 R1 工作, 电路消耗的功率 P= U2 R1 = (9 V) 2 30 Ω = 2. 7 W. 4. 解:(1)当闭合开关 S 和 S1 ,断开开关 S2 时,R1 被短路, R2 断路,电路为 R3 的简单电路,则 R3 两端的电压 U3 = U= 9 V; (2)当开关 S、S1 和 S2 均闭合时,R1 被短路,R2 、R3 并联, 由并联电路的电压规律可知,R2 、R3 两端电压:U2 = U3 = U= 9 V, 则流经 R2 的电流:I2 = U2 R2 = 9 V 45 Ω = 0. 2 A, 流经 R3 的电流:I3 = U3 R3 = 9 V 30 Ω = 0. 3 A, 则电流表的示数:I= I2 +I3 = 0. 2 A+0. 3 A = 0. 5 A; (3)当闭合开关 S,断开开关 S1 和 S2 时,R1 和 R3 串联, 电压表测量 R3 两端电压,由串联电路的电压规律可知, R1 两端电压:U1 =U-U3 ′= 9 V-6 V = 3 V, 流经 R3 的电流:I′= U3 ′ R3 = 6 V 30 Ω = 0. 2 A,由于串联电路中 电流处处相等,则 R1 消耗的电功率: P=U1 ×I′=3 V×0. 2 A= 0. 6 W. 5. 解:(1)由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表 V1 测小灯泡两端的电压,电压表 V2 测滑动变阻器 R 两 端的电压,电流表测电路中的电流. 由图乙可知,当电流 表示数为 0. 2 A 时,电压表 V1 示数为 1. 5 V,此时两电压 表的示数相等,串联电路总电压等于各部分电压之和,则 电源电压:U= 1. 5 V+1. 5 V = 3 V; (2)当小灯泡正常工作时,小灯泡两端电压 UL = 2. 5 V, 由图乙可知此时通过小灯泡的电流为 0. 25 A,则小灯泡 的额定功率:PL =UL IL = 2. 5 V×0. 25 A = 0. 625 W; (3)根据串联电路电流特点可知,小灯泡正常工作时,电 路中的电流为 0. 25 A,此时滑动变阻器两端的电压 U2 = U-UL = 3 V-2. 5 V = 0. 5 V, 根据欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的阻值 R= U2 I = 0. 5 V 0. 25 A = 2 Ω; (4)小灯泡正常工作 1 min,该电路消耗的总电能 W=UIt= 3 V×0. 25 A×60 s = 45 J. 6. 解:(1)通过电阻 R1 的电流:I1 = U1 R1 = 5 V 10 Ω = 0. 5 A; (2)滑动变阻器 R2 两端电压: U2 =U-U1 = 12 V-5 V = 7 V, 通过滑动变阻器 R2 的电流:I2 = I1 = 0. 5 A, 通电 10 s,电流通过滑动变阻器R2 所做的功: W2 =U2 I2 t= 7 V×0. 5 A×10 s = 35 J; (3)由 P=UI 可知,电源电压一定,电路中的电流最大时, 电路消耗的电功率最大,由题意知电压表接入量程为 0~ 15 V,电源电压为 12 V,故电压表安全工作, 因为滑动变阻器允许通过的最大电流为 1 A,所以电路中 的最大电流为 1 A, 电路消耗的最大电功率:P最大 =UI最大 = 12 V×1 A = 12 W. 7. 解:(1)当滑片 P 置于最左端,开关 S 置于 1 时,滑动变阻 器接入电路的阻值为 0,电路为只有 R1 的简单电路,此时 电流表示数为 0. 8 A,则电源电压: U=I0R1 =0. 8 A×30 Ω=24 V; (2)当滑片 P 置于中点,开关 S 置于 2 时,电阻 R2 与滑动 变阻器最大阻值的一半串联,由欧姆定律可知,此时电路 中的总电阻:R总 = U I2 = 24 V 0. 6 A = 40 Ω, 则 R2 的阻值:R2 =R总 - 1 2 R3 = 40 Ω- 1 2 ×40 Ω = 20 Ω; (3)当开关 S 置于 2 时,滑动变阻器和 R2 串联,电压表测 滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流;当电压表 示数最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路 的电流最小,整个电路的功率最小;由题意可知,电压表 最大示数为 15 V,根据串联电路电压规律可知,此时 R2 两端电压为 U2 =U-UV = 24 V- 15 V = 9 V,通过 R2 的电 流:I2 ′= U2 R2 = 9 V 20 Ω = 0. 45 A, 根据串联电路电流特点和 P = UI 可知,整个电路的最小 电功率:P=UI2 ′= 24 V×0. 45 A = 10. 8 W. 8. 解:(1)闭合开关 S、S1 ,灯泡 L1 短路,灯泡 L2 与滑动变阻 器串联,电压表测滑动变阻器两端电压;当电压表的示数 U= 2 V 时,灯泡 L2 恰好正常发光,两端的电压 U2 = 2. 5 V,则电源电压:U电源 =U+U2 = 2 V+2. 5 V = 4. 5 V; (2)当开关 S、S1 闭合,灯泡 L2 正常发光时,电路中的电 流最大,滑动变阻器 R 接入电路中的阻值最小,根据 P = UI 得,此时电路中的电流:IL = P2 U2 = 1. 25 W 2. 5 V = 0. 5 A, 由欧姆定律可知,滑动变阻器 R 接入电路中的最小阻值: R= U滑小 IL = 2 V 0. 5 A = 4 Ω, 电压表量程为 0~ 3 V,滑动变阻器两端最大电压为 U滑大 = 3 V,此时滑动变阻器 R 接入电路中的阻值最大, 此时小灯泡两端电压: U2 ′=U电源 -U滑大 = 4. 5 V-3 V = 1. 5 V, 由欧姆定律可得,灯泡 L2 的电阻:R2 = U2 IL = 2. 5 V 0. 5 A = 5 Ω, 此时流过灯泡的电流:IL ′= U2 ′ R2 = 1. 5 V 5 Ω = 0. 3 A, 滑动变阻器接入电路中的最大阻值: R滑大 = U滑大 IL ′ = 3 V 0. 3 A = 10 Ω, 滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围为 4~ 10 Ω; (4)由 W = UIt 可知,电源电压不变,通过电路的电流越 大,相同时间内电路消耗的电能越多. 只闭合开关 S 时, 灯泡 L1 、灯泡 L2 与滑动变阻器串联, 由 P=UI 得,灯泡 L1 正常发光时的电流: IL ″= PL UL ″ = 0. 8 W 2 V = 0. 4 A,IL ″<IL , 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 62 参考答案·江西物理 题 型 题 组 抢 分 练 则电路中允许通过的最大电流为 IL ″= 0. 4 A, 此时 L2 两端的电压:U2 ″= IL ″R2 = 0. 4 A×5 Ω = 2 V<U2 , 电路在 1 min 内最多消耗的电能: W=U电源 IL ″t= 4. 5 V×0. 4 A×60 s = 108 J. 四、模块综合计算 1. 解:(1)该战车的重力: G=mg= 26. 5×103 kg×10 N / kg = 2. 65×105 N; (2)战车停在水平地面时对地面的压力: F=G= 2. 65×105 N; 战车对地面的压强:p= F S = 2. 65 ×105 N 2×2. 5 m2 = 5. 3×104 Pa; (3)根据 v= s t 可得,该战车穿过此水域所用时间: t= s v = 66 km 30 km / h = 2. 2 h; (4)根据密度公式 ρ= m V 得,消耗燃油的质量: m燃油 = ρ燃油 V= 0. 85×103 kg / m3 ×600×10-3 m3 = 510 kg; 燃油完全燃烧放出的热量为:Q放 = m燃油 q燃油 = 510 kg × 4. 3×107 J / kg = 2. 193×1010 J. 2. 解:(1)水吸收的热量:Q吸 = c水 mΔt = 4. 2×103 J / (kg·℃)× 8 kg×50 ℃ = 1. 68×106 J; (2)由 v= s t 可得,汽车以额定功率在水平路面上以车速 100 km / h 匀速行驶 100 km,所用的时间: t= s v = 100 km 100 km / h = 1 h = 3 600 s, 由 p = W t 可得,汽车做的有用功:W = Pt = 2. 5 × 104 W × 3 600 s = 9×107 J; (3)汽车匀速行驶 100 km 消耗汽油的体积: V= 8 L = 8 dm3 = 8×10-3 m3 , 根据 ρ= m V 可得,汽车行驶 100 km 耗油的质量: m′= ρ油 V= 0. 7×103 kg / m3 ×8×10-3 m3 = 5. 6 kg, 这些汽油完全燃烧放出的热量: Q放 =m′q= 5. 6 kg×4. 6×107 J / kg = 2. 576×108 J; 汽车发动机的效率: η= W Q放 ×100% = 9×107 J 2. 576×108 J ×100%≈34. 9%. 3. 解:(1)由表格参数可知,该电热水器装满水时贮水的体 积 V= 60 L = 60 dm3 = 0. 06 m3 , 由 ρ= m V 可知,该电热水器装满水时贮水的质量: m= ρV= 1. 0×103 kg / m3 ×0. 06 m3 = 60 kg; (2)由 P=UI 可知,该电热水器正常工作时的电流: I= P U = 2 200 W 220 V = 10 A; (3)水吸收的热量:Q吸 =c水 m(t-t0 )= 4. 2×103 J / (kg·℃)× 60 kg×(50 ℃ -20 ℃ )= 7. 56×106 J, 由 P= W t 可得,电热水器消耗的电能: W=Pt= 2 200 W×60×60 s = 7. 92×106 J, 电热水器的热效率: η= Q吸 W ×100% = 7. 56×106 J 7. 92×106 J ×100%≈95. 5%, 根据热水器国家能效标准可知,该电热水器达到了一级 能效. 4. 解:(1)水吸收的热量: Q吸 = c水 m( t-t0 ) = 4. 2×103 J / ( kg·℃ ) ×1 kg×(100 ℃ - 45 ℃ )= 2. 31×105 J; (2)由图乙可知,加热时的电功率:P加热 = 880 W, 由 P=UI 可知,煮茶器加热时的电流:I = P加热 U = 880 W 220 V = 4 A; 由图乙可知,保温状态时的电功率:P保温 = 220 W, 由 P = U2 R 可知,煮茶器保温状态下的电阻:R保温 = U2 P保温 = (220 V) 2 220 W = 220 Ω; (3)加热状态下消耗的电能:W=P加热 t′= 880 W×5×60 s = 2. 64×105 J, 煮茶器加热状态下的热效率:η = Q吸 W ×100% = 2. 31×105 J 2. 64×105 J ×100% = 87. 5%. 5. 解:(1)当开关旋至 2 和 3 时,R1 、R2 串联,此时电路中电 阻最大,R=R1 +R2 = 48. 4 Ω+48. 4 Ω = 96. 8 Ω,由 P =UI = U2 R 可知,此时电路的功率最小,为低温挡, 其功率:P低 =UI= U2 R = (220 V) 2 96. 8 Ω = 500 W; (2)将重 0. 2 kg 的水从 20 ℃ 加热到 100 ℃ ,水吸收的 热量: Q吸 = c水 m水 ( t - t0 ) = 4. 2 × 103 J / ( kg ·℃ ) × 0. 2 kg × (100 ℃ -20 ℃ )= 6. 72×104 J; (3)当开关旋至 3 和 4 时,R1 被短路,此时电路为 R2 的 简单电路,由 P=UI= U2 R 可知,此时电路的功率最大,为高 温挡,挂烫机高温挡的电功率: P高 = U2 R2 = (220 V) 2 48. 4 Ω = 1 000 W, 用高温挡位正常工作,加热过程共用时 80 s, 由 P= W t 可得,消耗的电能: W=P高t= 1 000 W×80 s = 8×104 J, 则挂烫机的加热效率: η= Q吸 W ×100% = 6. 72×104 J 8×104 J ×100% = 84%. 6. 解:(1)根据 P = U2 R 可知,当开关 S1 、S3 闭合、S2 断开时, 两电阻并联,总电阻最小,此时总功率最大,为高温挡;只 闭合 S3 时,电路为 R2 的简单电路,总电阻较小,此时总 功率较大,为中温挡;当开关 S1 、S3 断开、S2 闭合时,两电 阻串联,总电阻最大,此时总功率最小,为低温挡. 则 R2 的电阻:R2 = U2 P中温 = (220 V) 2 440 W = 110 Ω; 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(2023 云南)在如图所示的电路中,电源电 压 6 V 保持不变,电阻 R1 的阻值为 20 Ω. 当开 关 S 闭 合 时, 电 流 表 的 示 数 为 0. 2 A,求 第 1 题图 (1)R2 的阻值; (2)通电 1 min,电流通过 R1 做的功; (3)电路消耗的电功率. 解:(1)由电路图可知,R1 与 R2 串联,电流表测 电路中的电流,串联电路中的电流处处相等,电 路的总电阻: R总 =R1+R2 = U I = 6 V 0. 2 A =30 Ω, 由串联电路电阻的特点可知,R2 的阻值: R2 =R总-R1 =30 Ω-20 Ω=10 Ω; (2)电路工作 1 min,电流通过电阻 R1 做的功: W1 = I2R1 t=(0. 2 A) 2×20 Ω×60 s= 48 J; (3)电路消耗的电功率: P=UI=6 V×0. 2 A=1. 2 W. 2. (2024 乐山)如图所示的电路中,电阻 R1 = 10 Ω. 闭合开关 S,电流表 A2 示数为 1 A. 第 2 题图 (1)求电源电压; (2)当滑片 P 位于滑动变阻器 RP 中点时, 电流表 A1 示数为 1. 2 A,求此时滑动变阻 器 RP 接入电路的阻值; (3)当滑片 P 位于滑动变阻器 RP 最右端 时,求整个电路的电功率. 解:(1)闭合开关 S,R1 与 RP 并联,此时电源电 压等于 R1 两端的电压,通过 R1 的电流 I1 = 1 A,由欧姆定律可得:U = I1R1 = 1 A×10 Ω= 10 V; (2)电流表 A1 测量干路电流 I,此时流过滑动 变阻器 RP 的电流为 IP,由并联电路电流特点 可知, IP = I-I1 =1. 2 A-1 A=0. 2 A, 滑动变阻器 RP 两端电压等于电源电压,由欧姆 定律可得,RP 接入电路的阻值: RP = U IP = 10 V 0. 2 A =50 Ω; (3)当滑片 P 位于 RP 的最右端时,RP 接入电流 的阻值为 RP′= 2RP, 此时流过 RP 的电流: IP′= U RP′ = 10 V 2×50 Ω =0. 1 A, 此时电路的总电流: I′= IP′+I1 =0. 1 A+1 A=1. 1 A, 此时整个电路的电功率: P′=UI′=10 V ×1. 1 A=11 W. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 42 题型题组抢分练·江西物理 重 难 题 型 专 练 类型 2　 动态电路综合计算(10 年 6 考) 3. 如图所示,电源电压恒定,R1 = 30 Ω,R2 = 60 Ω,当开关 S3 闭合,S1、S2 都断开时,电 流表的示数为 0. 1 A. 求: 第 3 题图 (1)电源电压; (2)当开关 S3 断开,S1、S2 都闭合时,电流 表的示数; (3)当开关 S1、S3 断开,S2 闭合时,电路消 耗的功率. 解:(1)当开关 S3 闭合,S1、S2 都断开时,R1 与 R2 串联,电流表测电路中的电流,因串联电路 中总电阻等于各分电阻之和,所以由 I = U R 可 得,电源电压 U = I(R1 +R2) = 0. 1 A×(30 Ω+ 60 Ω)= 9 V; (2)当开关 S3 断开,S1、S2 都闭合时,R1 与 R2 并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路 两端的电压相等,所以通过 R1、R2 的电流分 别为 I1 = U R1 = 9 V 30 Ω =0. 3 A, I2 = U R2 = 9 V 60 Ω =0. 15 A, 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以,干路电流 I′= I1+I2 =0. 3 A+0. 15 A=0. 45 A, 即电流表的示数为 0. 45 A; (3)当开关 S1、S3 断开,S2 闭合时,电路中只有 R1 工作,电路消耗的功率 P=U 2 R1 =(9 V) 2 30 Ω =2. 7 W. 4. (2024 安徽)如图所示的电路中,电源两端 电压 U= 9 V,R1、R2、R3 均为定值电阻,其 中 R2 = 45 Ω,R3 = 30 Ω. 求: 第 4 题图 (1)当闭合开关 S 和 S1,断开开关 S2 时, R3 两端的电压 U3; (2)当开关 S、S1 和 S2 均闭合时,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,R1 消耗的电功率 P. 解:(1)当闭合开关 S 和 S1,断开开关 S2 时,R1 被短路,R2 断路,电路为 R3 的简单电路,则 R3 两端的电压 U3 =U=9 V; (2)当开关 S、S1 和 S2 均闭合时,R1 被短路, R2、R3 并联,由并联电路的电压规律可知,R2、 R3 两端电压:U2 =U3 =U=9 V, 则流经 R2 的电流:I2 = U2 R2 = 9 V 45 Ω =0. 2 A, 流经 R3 的电流:I3 = U3 R3 = 9 V 30 Ω =0. 3 A, 则电流表的示数: I = I2 + I3 = 0. 2 A+0. 3 A = 0. 5 A; (3)当闭合开关 S,断开开关 S1 和 S2 时,R1 和 R3 串联,电压表测量 R3 两端电压, 由串联电路的电压规律可知,R1 两端电压: U1 =U-U3′=9 V-6 V=3 V, 流经 R3 的电流:I′= U3′ R3 = 6 V 30 Ω =0. 2 A, 由于串联电路中电流处处相等,则 R1 消耗的电 功率: P=U1×I′=3 V×0. 2 A=0. 6 W. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 52 题型题组抢分练·江西物理 重 难 题 型 专 练 5. 如图甲所示电路,电源电压不变,L 是额定 电压为 2. 5 V 的小灯泡,R 为滑动变阻器. 闭合开关,滑片 P 在某两点间移动的过程 中,电流表 A 与电压表 V1 的示数变化关 系如图乙所示. 当电流表示数为 0. 2 A 时,两电压表的示数相等. 求: 甲 　 　 乙 第 5 题图 (1)电源电压是多少? (2)小灯泡的额定功率是多少? (3)小灯泡正常工作时滑动变阻器接入电 路的阻值是多少? (4)小灯泡正常工作 1 min,该电路消耗的 总电能是多少? 解:(1)由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联, 电压表 V1 测小灯泡两端的电压,电压表 V2 测 滑动变阻器 R 两端的电压,电流表测电路中的 电流.由图乙可知,当电流表示数为 0. 2 A 时, 电压表 V1 示数为 1. 5 V,此时两电压表的示数 相等,由于串联电路总电压等于各部分电压之 和,则电源电压:U=1. 5 V+1. 5 V=3 V; (2)当小灯泡正常工作时,小灯泡两端电压 UL =2. 5 V,由图乙可知此时通过小灯泡的电流为 0. 25 A,则小灯泡的额定功率: PL =UL IL =2. 5 V×0. 25 A=0. 625 W; (3)根据串联电路电流特点可知,小灯泡正常工 作时,电路中的电流为 0. 25 A,此时滑动变阻器 两端的电压:U2 =U-UL =3 V-2. 5 V=0. 5 V, 根据欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的 阻值: R= U2 I = 0. 5 V 0. 25 A =2 Ω; (4)小灯泡正常工作 1 min,该电路消耗的总电 能:W=UIt=3 V×0. 25 A×60 s= 45 J. 6. 在如图所示的电路中,电源电压为 12 V 且 不变,电阻 R1 的阻值为 10 Ω,滑动变阻器 R2 上标有“20 Ω　 1 A”字样. 闭合开关 S, 电压表示数为 5 V. 求: 第 6 题图 (1)通过电阻 R1 的电流 I1; (2)通电 10 s,电流通过滑动变阻器 R2 所 做的功 W2; (3)移动滑动变阻器的滑片 P,在电路安 全工作的情况下,电路消耗的最大电功 率 P最大 . 解:(1)通过电阻 R1 的电流: I1 = U1 R1 = 5 V 10 Ω =0. 5 A; (2)滑动变阻器 R2 两端的电压: U2 =U-U1 =12 V-5 V=7 V, 通过滑动变阻器 R2 的电流:I2 = I1 =0. 5 A, 通电 10 s,电流通过滑动变阻器 R2 所做的功: W2 =U2I2 t=7 V×0. 5 A×10 s= 35 J; (3)由 P=UI 可知,电源电压一定,电路中的电 流最大时,电路消耗的电功率最大,由题意知电 压表接入量程为 0 ~ 15 V,电源电压为 12 V,故 电压表安全工作,因为滑动变阻器允许通过的 最大电流为 1 A,所以电路中的最大电流为 1 A, 电路消耗的最大电功率: P最大 =UI最大 =12 V×1 A=12 W. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 62 题型题组抢分练·江西物理 重 难 题 型 专 练 7. (2024 达州改编)如图所示,电源电压恒定 不变. 电流表量程 0 ~ 3 A,电压表量程 0 ~ 15 V,滑动变阻器 R3 标有“40 Ω 1 A”字样,已知 R1 阻值为 30 Ω. 当滑片 P 置于最左端,开关 S 置于 1 时,电流表示 数为 0. 8 A;当滑片 P 置于中点,开关 S 置 于 2 时,电流表示数为 0. 6 A. 求: 　 第 7 题图 (1)电源电压; (2)电阻 R2 的阻值; (3)当开关 S 置于 2 时,在保证电路安全 的前提下,整个电路的最小电功率. 解:(1)当滑片 P 置于最左端,开关 S 置于 1 时, 滑动变阻器接入电路的阻值为 0,电路为只有 R1 的简单电路,此时电流表示数为 0. 8 A,则电 源电压:U= I0R1 =0. 8 A×30 Ω=24 V; (2)当滑片 P 置于中点,开关 S 置于 2 时,电阻 R2 与滑动变阻器最大阻值的一半串联,由欧姆 定律可知,此时电路中的总电阻:R总 = U I2 = 24 V 0. 6 A = 40 Ω,则 R2 的阻值:R2 = R总 - 1 2 R3 = 40 Ω- 1 2 ×40 Ω=20 Ω; (3)当开关 S 置于 2 时,滑动变阻器和 R2 串联, 电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路 中的电流;当电压表示数最大时,滑动变阻器接 入电路的阻值最大,此时电路的电流最小,整个 电路的功率最小;由题意可知,电压表最大示数 为15 V,根据串联电路电压规律可知,此时 R2 两端电压为 U2 =U-UV =24 V-15 V=9 V, 通过 R2 的电流:I2′= U2 R2 = 9 V 20 Ω =0. 45 A, 根据串联电路电流特点和 P =UI 可知,整个电 路的最小电功率:P = UI2′ = 24 V × 0. 45 A = 10. 8 W. 8. (2023 兰州改编)如图所示的电路中,电源电 压保持不变,滑动变阻器 R 上标有“20 Ω　 1 A”的字样,电压表的量程为 0 ~ 3 V,灯 泡 L1 和 L2 上分别标有“2 V　 0. 8 W”和 “2. 5 V　 1. 25 W”的字样,忽略温度对灯 丝电阻的影响. 闭合开关 S、S1,调节滑动 变阻器 R 的滑片 P,当电压表的示数为 2 V 时,灯泡 L2 恰好正常发光. 求: 第 8 题图 (1)电源电压; (2)当开关 S、S1 闭合 时,在确保电路安全 的情况下,滑动变阻 器 R 接入电路的阻 值范围; ( 3 ) 只 闭 合 开 关 S 时,电路在 1 min 内最多消耗的电能. 解:(1)闭合开关 S、S1,灯泡 L1 短路,灯泡 L2 与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端 电压;当电压表的示数 U=2 V 时,灯泡 L2 恰好 正常发光,两端的电压 U2 =2. 5 V,则电源电压: U电源 =U+U2 =2 V+2. 5 V=4. 5 V; 此时小灯泡两端电压: U2′=U电源-U滑大 =4. 5 V-3 V=1. 5 V, 由欧姆定律可得,灯泡 L2 的电阻: R2 = U2 IL =2. 5 V 0. 5 A =5 Ω, 此时流过灯泡的电流:IL′= U2′ R2 =1. 5 V 5 Ω =0. 3 A, 滑动变阻器接入电路中的最大阻值: R滑大 = U滑大 IL′ = 3 V 0. 3 A =10 Ω, 滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围为 4~ 10 Ω; (4)由 W=UIt 可知,电源电压不变,通过电路的 电流越大,相同时间内电路消耗的电能越多. 只 闭合开关 S 时,灯泡 L1、灯泡 L2 与滑动变阻器 串联, 由 P=UI 得,灯泡 L1 正常发光时的电流: IL″= PL UL″ = 0. 8 W 2 V =0. 4 A,IL″<IL, 则电路中允许通过的最大电流为 IL″= 0. 4 A, 此时 L2 两端的电压:U2″= IL″R2 = 0. 4 A×5 Ω= 2 V<U2, 电路在 1 min 内最多消耗的电能: W=U电源 IL″t=4. 5 V×0. 4 A×60 s= 108 J. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 72