2025年安徽省中考物理考点模拟测试----第十二讲　欧姆定律　电功率 第三节　电路综合计算

第12讲　 欧姆定律　电功率 第三节　电路综合计算 类型1开关型动态电路(多挡电热器) 1.[2023天津中考]如图所示的电路,电源电压为5V,四个定值电阻的阻值均为5Ω。 请完成下列任务: (1)画出开关均断开时的等效电路图(只画出电路中工作电阻的连接方式); (2)当开关均闭合时,求电流表的示数。 解:当开关均闭合时,电路为R1和R3的并联电路,电流表测干路电流 根据并联电路的电流特点可得,电流表的示数I=+=+=2A 2.[2024合肥包河区三模]某型号电饭锅具有“加热”和“保温”功能,其内部简化电路如图所示。其中R1和R2是电热丝(不计温度对电热丝电阻的影响),该电饭锅铭牌上的相关参数如下表所示。 (1)求该电饭锅在保温状态下正常工作10min所消耗的电能; (2)电热丝R1的阻值为多少欧?(计算结果保留一位小数) (3)将质量为2kg、初温为25℃的水加入该电饭锅内,让电饭锅在加热状态下正常工作一段时间,能使水温升高到75℃,已知在此过程中,该电饭锅烧水的效率为80%,则电饭锅在加热状态下需要正常工作多长时间?[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 解:(1)保温状态下,电饭锅正常工作10min消耗的电能 W=P保温t时=44W×10×60s=2.64×104J (2)开关S、S0都闭合,R1和R2并联,电饭锅处于加热状态 只闭合开关S,只有R2工作,电饭锅处于保温状态 R1的功率P1=P加热-P保温=1000W-44W=956W 则电热丝R1的阻值R1==≈50.6Ω (3)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(75-25)℃=4.2×105J 电饭锅消耗的电能W'===5.25×105J 工作时间t时'===525s 3.[2024合肥45中三模]图甲是某种具有加热、保温两挡的电饭煲内部的简化电路图,R1和R2是发热电阻,已知R2的阻值为400Ω,电饭煲的额定电压为220V,保温挡的额定功率为110W。 (1)求R1的阻值。 (2)求电饭煲处于加热挡时的额定功率。 (3)有一次,悦悦同学发现,相同条件下煲饭时间更长,她猜想可能是因为电饭煲工作时实际电功率偏低。于是,她关闭家里所有用电器,只让电饭煲以加热挡工作,发现在1min内电能表的转盘转了50转。电能表的铭牌如图乙所示,请通过计算判断,悦悦同学的猜想是否正确(不考虑电阻随温度的变化)。 解:(1)只闭合S1时,电阻R1、R2串联;再闭合S2时,只有电阻R1工作 根据P=可知,当电压一定时,电阻越小,电功率越大 所以只闭合S1时为保温状态,S1和S2都闭合时为加热状态 保温状态下,总电阻R总===440Ω 则R1=R总-R2=440Ω-400Ω=40Ω (2)电饭煲处于加热挡时的额定功率P加热===1210W (3)根据电能表的铭牌可知电路中每消耗1kW·h的电能,转盘转动3000转 电饭煲实际工作1min消耗的电能W==kW·h=6×104J 电饭煲在加热挡正常工作1min消耗的电能W额=P加热t=1210W×60s=7.26×104J>6×104J 故悦悦同学的猜想是正确的 4.[2024广州中考]某电热敷腰带如图甲所示,有高温、中温和低温三个挡位,图乙是其内部简化电路图,R1、R2、R3为加热电阻,其中R1、R2的阻值均为1100Ω,通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中。 (1)旋转开关转至　de　(选填“ab”“bc”“cd”或“de”)时,电热敷腰带处于高温挡工作,理由是:　当旋转开关转至de时,电阻R2与R3并联,电路总电阻最小,根据P=可知,电路总功率最大,电热敷腰带处于高温挡　。 (2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A,求通电10min消耗的电能。 (3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为22W,求电路的总电流。 (4)旋转开关转至cd时,求电热敷腰带的功率。 解:(2)电热敷腰带在高温挡正常工作10min消耗的电能 Q=W=UIt=220V×0.25A×10×60s=3.3×104J (3)当旋转开关转至bc时,电路中的总电流Ibc===0.1A (4)开关转至cd时,电路为只有R2的简单电路 此时电热敷腰带的功率Pcd===44W 类型2变阻型动态电路 5.[原创新题]如图所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关,将滑片P移到最右端时,R2两端的电压为5V,通过R2的电流为0.1A;将滑片P移到另一位置时,R1两端的电压为6V,R2的功率为0.4W。求: (1)滑动变阻器R2的最大阻值; (2)电源电压。 解:(1)由题意可知,闭合开关,将滑片P移到最右端时,R2以最大阻值接入电路,此时R2两端的电压为5V,通过R2的电流为0.1A,根据欧姆定律可知,滑动变阻器R2的最大阻值R大===50Ω (2)由电路图可知,R1、R2串联,当滑片在最右端时,根据串联电路的电压特点可得 电源电压U=5V+0.1A×R1　① 将滑片P移到另一位置时,电路中的电流I'==　 由于R2的功率为0.4W,所以此时R2两端的电压 U2'=== 根据串联电路的电压特点可得,此时电源电压 U=6V+　② 联立①②解得U=8V 6.[2024合肥庐阳区二模]如图所示为青少年科技创新大赛的作品——温度报警电路,电阻箱R0是可以调节并显示阻值的变阻器。电源电压恒为12V,热敏电阻Rt(阻值随温度变化规律如表所示),电阻箱R0(阻值为0~999Ω),数字电压表(电压升高到7.2V时报警),数字电流表(电流升高到0.6A时报警),开关,导线若干。 温度t/℃ 0 10 20 30 40 热敏电阻Rt/Ω 30 18 12 8 6 (1)闭合开关S、S1,若想让环境温度达到0℃时报警,应该把电阻箱的阻值调为多少欧? (2)只闭合开关S,将电阻箱R0阻值调至12Ω,环境温度在什么范围内时,报警器不报警? 解:(1)闭合开关S、S1,两电阻串联接入电路,电压表测热敏电阻两端的电压,电流表被短路。环境温度达到0℃时,热敏电阻接入电路的阻值为30Ω 电路中的电流I===0.24A 电阻箱的阻值R0====20Ω　 即需将电阻箱的阻值调至20Ω (2)只闭合开关S,两电阻串联接入电路,当电压表示数升高到7.2V时 电阻箱两端的电压U0=U-Ut=12V-7.2V=4.8V 电路中的电流I'===0.4A 热敏电阻的阻值Rt===18Ω 由表格可知此时的温度为10℃ 电流升高到0.6A时,电路总电阻R===20Ω 热敏电阻的阻值Rt'=R-R0=20Ω-12Ω=8Ω 由表格可知此时的温度为30℃ 所以环境温度在10~30℃范围内时,报警器不报警 7.[2024滨州中考]为研究调光灯的工作原理,某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V　12W”字样,电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下,通过调节滑动变阻器,分别记录三个电表的示数,并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图像,求: (1)灯泡L正常发光时的电流。 (2)灯泡L正常发光10s消耗的电能。 (3)电源电压。 (4)滑动变阻器阻值的变化范围。 解:(1)灯泡L正常发光时的电流IL===1A (2)灯泡L正常发光10s消耗的电能W=PLt=12W×10s=120J (3)由电路图可知,灯泡L和滑动变阻器R串联,电流表测量电路电流,电压表V1测量R两端的电压,电压表V2测量灯泡L两端的电压 由图乙知,当电路中的电流为0.3A时,灯泡和滑动变阻器两端的电压分别为3V和15V,则电源电压U=3V+15V=18V (4)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路总电阻最大,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,Imin=0.3A 根据串联电路的分压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压最大,根据图乙可知,滑动变阻器两端的最大电压URmax=15V 则滑动变阻器接入电路的最大阻值Rmax===50Ω 同理,当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电路中的电流最大,Imax=1A,滑动变阻器两端的电压最小,根据图乙可知,滑动变阻器两端的最小电压URmin=6V 则滑动变阻器接入电路的最小阻值Rmin===6Ω 故滑动变阻器阻值的变化范围是6~50Ω 类型3拓展型电路 8.[2024合肥50中三模]实验室常用的滑动变阻器,有时也可按如图甲所示的方法,将它的3个接线柱同时接入电路,物理上把这种接法叫分压式接法。图甲中灯L与滑动变阻器的右半部分并联(等效电路如图乙所示),滑动变阻器的滑片P移动时,灯L两端电压也随之改变。已知电源电压U=6V,灯L的规格为“6V　3.6W”,滑动变阻器R的规格为“20Ω　2A”,若不考虑小灯泡电阻的变化,试解答下列问题: (1)灯L的电阻是多大? (2)当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P在最右端时,电阻R的功率PR是多大? (3)当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.4A,则此时灯L的实际功率P实是多大? 解:(1)灯L的电阻RL===10Ω (2)滑动变阻器的滑片P在最右端时,灯L被短路 电阻R的功率PR===1.8W (3)因RL=R,故当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P在中点时,通过灯L的电流IL=×0.4A=0.2A 灯L的实际功率P实=RL=(0.2A)2×10Ω=0.4W 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第12讲　 欧姆定律　电功率 第三节　电路综合计算 类型1开关型动态电路(多挡电热器) 1.[2023天津中考]如图所示的电路,电源电压为5V,四个定值电阻的阻值均为5Ω。 请完成下列任务: (1)画出开关均断开时的等效电路图(只画出电路中工作电阻的连接方式); (2)当开关均闭合时,求电流表的示数。 2.[2024合肥包河区三模]某型号电饭锅具有“加热”和“保温”功能,其内部简化电路如图所示。其中R1和R2是电热丝(不计温度对电热丝电阻的影响),该电饭锅铭牌上的相关参数如下表所示。 (1)求该电饭锅在保温状态下正常工作10min所消耗的电能; (2)电热丝R1的阻值为多少欧?(计算结果保留一位小数) (3)将质量为2kg、初温为25℃的水加入该电饭锅内,让电饭锅在加热状态下正常工作一段时间,能使水温升高到75℃,已知在此过程中,该电饭锅烧水的效率为80%,则电饭锅在加热状态下需要正常工作多长时间?[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 3.[2024合肥45中三模]图甲是某种具有加热、保温两挡的电饭煲内部的简化电路图,R1和R2是发热电阻,已知R2的阻值为400Ω,电饭煲的额定电压为220V,保温挡的额定功率为110W。 (1)求R1的阻值。 (2)求电饭煲处于加热挡时的额定功率。 (3)有一次,悦悦同学发现,相同条件下煲饭时间更长,她猜想可能是因为电饭煲工作时实际电功率偏低。于是,她关闭家里所有用电器,只让电饭煲以加热挡工作,发现在1min内电能表的转盘转了50转。电能表的铭牌如图乙所示,请通过计算判断,悦悦同学的猜想是否正确(不考虑电阻随温度的变化)。 4.[2024广州中考]某电热敷腰带如图甲所示,有高温、中温和低温三个挡位,图乙是其内部简化电路图,R1、R2、R3为加热电阻,其中R1、R2的阻值均为1100Ω,通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中。 (1)旋转开关转至　 　(选填“ab”“bc”“cd”或“de”)时,电热敷腰带处于高温挡工作,理由是:　 　。 (2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A,求通电10min消耗的电能。 (3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为22W,求电路的总电流。 (4)旋转开关转至cd时,求电热敷腰带的功率。 类型2变阻型动态电路 5.[原创新题]如图所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关,将滑片P移到最右端时,R2两端的电压为5V,通过R2的电流为0.1A;将滑片P移到另一位置时,R1两端的电压为6V,R2的功率为0.4W。求: (1)滑动变阻器R2的最大阻值; (2)电源电压。 6.[2024合肥庐阳区二模]如图所示为青少年科技创新大赛的作品——温度报警电路,电阻箱R0是可以调节并显示阻值的变阻器。电源电压恒为12V,热敏电阻Rt(阻值随温度变化规律如表所示),电阻箱R0(阻值为0~999Ω),数字电压表(电压升高到7.2V时报警),数字电流表(电流升高到0.6A时报警),开关,导线若干。 温度t/℃ 0 10 20 30 40 热敏电阻Rt/Ω 30 18 12 8 6 (1)闭合开关S、S1,若想让环境温度达到0℃时报警,应该把电阻箱的阻值调为多少欧? (2)只闭合开关S,将电阻箱R0阻值调至12Ω,环境温度在什么范围内时,报警器不报警? 7.[2024滨州中考]为研究调光灯的工作原理,某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V　12W”字样,电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下,通过调节滑动变阻器,分别记录三个电表的示数,并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图像,求: (1)灯泡L正常发光时的电流。 (2)灯泡L正常发光10s消耗的电能。 (3)电源电压。 (4)滑动变阻器阻值的变化范围。 类型3拓展型电路 8.[2024合肥50中三模]实验室常用的滑动变阻器,有时也可按如图甲所示的方法,将它的3个接线柱同时接入电路,物理上把这种接法叫分压式接法。图甲中灯L与滑动变阻器的右半部分并联(等效电路如图乙所示),滑动变阻器的滑片P移动时,灯L两端电压也随之改变。已知电源电压U=6V,灯L的规格为“6V　3.6W”,滑动变阻器R的规格为“20Ω　2A”,若不考虑小灯泡电阻的变化,试解答下列问题: (1)灯L的电阻是多大? (2)当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P在最右端时,电阻R的功率PR是多大? (3)当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P在中点时,电流表的示数为0.4A,则此时灯L的实际功率P实是多大? 学科网（北京）股份有限公司 $$