专练2 多挡位家用电器的综合应用型电路计算-【一战成名新中考·5行卷】2024广西中考物理·方向性试题强化训练

方向性试题强化训练!广西物理 !!!!!!专练 #!多挡位家用电器的综合应用型电路计算 "北部湾 #$##"#*% !"某型号的电饭锅有两挡!分别是高温烧煮挡 和保温焖饭挡!其原理如图所示"虚线框内 为电饭锅的发热部位#"已知! + >'' $ !! # > # +01 $ "求) "+#高温烧煮挡的功率( "##保温焖饭时电路+$ 9OP产生的热量( "%#若只要求将保温焖饭挡的功率提升 +$?!请通过计算具体说明改进措施" 第 + 题图 解)!!"由电路图可知'开 关I置于 # 挡时'* # 被短 路'电路为 * ! 的简单电 路'电路中的总电阻最小' 由(3 - # * 可知'电路的总 功率最大'电饭锅处于高温烧煮挡' 功率(3 - # * ! 3 !##. =" # && ' 3! !.. 9( !#"保温焖饭时'两电阻串联'此时电路中的 电流))3 - * ! G* # 3 ##. = && ' G# !(* ' 3.2! $' !. ?@A电路产生的热量)6343-),3##. =/ .2! $/!. /*. J3!2%# /!. & F( !%"原来保温焖饭挡的功率)(保 3-)3##. =/ .2! $3## 9' 保温焖饭挡的功率提升 !.4后的功率)(保. 3(保!! G!.4" 3## 9 /!!.4 3#&2# 9' 由(3 - # * 得此时电路的总电阻)*3 - # (保. 3 !##. =" # #&2# 9 3# ... ' ' 为了保证高温挡的功率不变'所以* ! 的阻值 不变'应该改变 * # 的阻值'则此时 * # 的阻 值)* # .3*>* ! 3# ... ' >&& ' 3! -(* ' ' 即把* # 换成阻值为 ! -(* ' 的电阻2 #"如图所示是一款烘洗一体洗衣机的工作简化 电路图"此款洗衣机额定电压 ##$ K!它有两 个挡位!当开关置于位置$$*+%时"电路接入 ! + 和! # #为加热状态!功率为 # '$$ 7(当开 关置于位置$+*#%时"电路接入! # 和电动机# 为保温洗涤状态"已知电阻! # 的阻值为#'# $ " "+#求! + 的阻值( "##已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时! 电动机的功率为 #'$ 7!求此时通过电路的 总电流( "%#因氧化作用使电热丝老化!经测量发现保温 洗涤的功率正常!但是加热状态功率偏小!请说 明你的电路改造方案!使加热状态恢复正常" 第 # 题图 解)!!"* # 的功率为)( # 3 - # * # 3 !##. =" # #&# ' 3#.. 9' 由于开关置于位置*.#!+时为加热状态'* ! 与* # 并联'则* ! 的电功率为)( ! 3(加热 >(# 3# &.. 9 >#.. 9 3# #.. 9' 由(3 - # * 得* ! 的阻值为) * ! 3 - # ( ! 3 !##. =" # # #.. 9 3## ' ( !#"洗衣机在保温洗涤状态下工作时'电动 机与* # 并联'则电路的总功率为) (总 3(# G(电动机 3#.. 9 G#&. 9 3&&. 9' 由)3 (总 - 3 &&. 9 ##. = 3# $( !%"由图知加热时两电阻并联'保温洗涤时 电动机与* # 并联'保温洗涤的功率正常'但 是加热状态功率偏小'说明电动机与* # 的功 率没有变化'只是* ! 的功率变小'根据(3 - # * 知* ! 的阻值变大了'要使加热状态恢复正常' 需要减小* ! 的阻值或给* ! 并联一段电热丝 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 7 &# 方向性试题强化训练!广西物理 %"小红同学家的电中药壶有高温和低温两个挡 位!正常工作电路简化为图甲所示!其中 2T为 挡位开关!! + *! # 为加热电阻且阻值不随温 度变化!-*/为阻值忽略不计的指示灯"已知 电中药壶额定电压为 ##$ K!高温挡功率为 + #+$ 7!低温挡功率为 +$$ 7" "+#低温挡工作时是-灯亮还是/灯亮. 并 说明理由( "##求! # 的阻值( "%#一天晚上用电高峰期!小红用电中药壶 给奶奶熬药!先用高温挡加热至沸腾后!再用 低温挡慢熬!细心的小红发现在低温挡慢熬 + 4的过程中!家中的电能表"如图乙所示# 转盘转动了 #'% 转"电路中只有电中药壶工 作#!由此计算该过程中小红家的实际电压" 第 % 题图 解)!!"&灯亮!详细过程见本册:(%"( !#"当开关I闭合'IH打至触点8时'电中药 壶处于高温挡' 由(3 - # * 可知此时* ! 的阻值) * ! 3 - # (高温 3 !##. =" # ! #!. 9 3&. ' ' 电中药壶处于低温挡时总电阻) *串 3 - # (低温 3 !##. =" # !.. 9 3&,& ' ' 则* # 3*串 >*! 3&,& '>&. '3&&& '( !%"电能表转盘转 #&% K时'电中药壶消耗的 电能)43 #&% % ... ;9,L3.2.,! ;9,L' &"为了缓解眼疲劳!妈妈给沫沫在网上购买了 如图甲所示的一款电加热眼罩!其相关参数 如表所示"图乙是手动调节高*中*低三挡的 电加热眼罩简化原理图"电源电压 9>' K! 已知电热丝 ! + 阻值为 ' $ !电热丝 ! # 阻值 为 ) $ !开关 2 % 只接 "或$!求) 型号 BBB 额定充电"放电%电压 ' K 充电电流 )$$ 9, 电池容量 # $$$ 9,!4 第 ' 题图 "+#眼罩高温挡功率为多少. "##充满电!最多能在高温挡正常工作多少 分钟. "%#沫沫使用一段时间后发现眼罩不工作 了!检查后发现是电池坏了!她在家里找到一 个额定充电"放电#电压为1 K的电池将原来 的电池替换掉!若要更换电源后的高温挡的 功率不变!要求只改变其中一个电热丝的阻 值!请你通过分析和计算!求出该电热丝改变 后的阻值应为多少 $ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! . '# 参考答案及解析!广西物理 方 向 性 试 题 . ) 3$$ & "此时电路中的总电阻.3 0 / % 3 ' @ "(% ) 3'" & " 则定值电阻. " 3.2. ) 3'" & 2$$ & 3$ & " 当电子秤称量的物体质量最大时" 电路中的最小总电阻. 7BC 3 0 / 7GO 3 ' @ "(' ) 3%" & " 此时压敏电阻的阻值. ) 13. 7BC 2. " 3%" & 2$ & 3$ & " 由图乙可知"压敏电阻受到的压力33$! =" 托盘和物体的总质量&"总 3 * + 3 3 + 3 $! = %" =845 3$(! 45" 所以该电子秤能称量的物体最大质量 "大 3"总 2"盘 3$(! 452"(! 453$ 45( #(解'$%%由图乙知空气污染指数为 %"" 时气敏电阻的阻值 . % 为 &" & "电路的总功率为& -3 0 ! . " 9. % 3 $#($ @% ! !" & 9&" & 3"(#"$ ?# $!%由图乙知气敏电阻的阻值随着空气污染指数的增大而变 小"所以空气污染指数最大时气敏电阻的阻值最小"由串联 电路电压的分压规律知此时显示器的示数最大" 此时电路中的电流为&/3 0大 . " 3 & @ !" & 3"(%$ )" 由串联电路电压的规律知气敏电阻两端的电压为&0 % 302 0大 3#($ @2& @3%($ @" 气敏电阻的阻值为&. % 13 0 % / 3 %($ @ "(%$ ) 3%" & "由图乙知当气 敏电阻的阻值为 %" & 时"最大空气污染指数为 !$"# $&%减小电源电压"即利用两节干电池串联作为电源#将显示 器与气敏电阻并联( $(解'$%%由图乙知力敏电阻 . ! 受到的压力为 $ =时"其阻值 为 %"$ & " 根据欧姆定律可得控制电路电源电压&03/$. % 9. ! % 3 "("& )1$%-$ & 9%"$ & % 3- @# $!%电阻箱. % 在% 7BC内消耗的电能&, % 3/ ! . % )3$"("& )% ! 1 %-$ & 1'" <3%"($& ># $&%电源电压不变"控制电路中电流为 "("! )时"由欧姆定 律可得此时的总电阻.13 0 / 3 - @ "("! ) 3#$" & " 此时力敏电阻的阻值&. ! 13.12. % 13#$" & 2!0$ & 3 %'$ & " 由图乙和数学知识可得 %"$ & 3$ =1:9$ & "解得:3!" & 8=" 则力敏电阻的阻值与所受压力的函数关系式为 . ! 3!" & 8= 139$ & " 代入数据可得 %'$ & 3!" & 8=13E9$ & "解得3E30 =" 此过程电梯的效率 " 3 ,有 ,总 1%""L 3 31# ,总 1%""L 3 0 =1"($ 7 $ > 1%""L 30"L( %(解'$%%由表中数据可知"当空气相对湿度.I3:"L时"湿敏 电阻的阻值.30" & " 电源电压&03/$. " 9.% 3"(%0 )1$!" & 90" & % 3%0 @# $!%由串联电路的电压特点可知"定值电阻 . " 两端的电压& 0 " 3020 . 3%0 @2%! @3' @" 通过湿敏电阻的电流&/ . 3/ " 3 0 " . " 3 ' @ !" & 3"(& )" 湿敏电阻的阻值&.13 0 . / . 3 %! @ "(& ) 3#" & " 由表可知"此时空气的相对湿度为 &"L# $&%由-30/3/!.可知"当通过定值电阻. " 的电流最大时" 定值电阻. " 的电功率最大"因为电流表的量程为 " M"(' )" 所以电路中的最大电流/大 3"(' )" 定值电阻. " 的最大电功率& - "大 3/大 ! . " 3$"(' )% ! 1!" & 3:(! ?" 由-30/3 0 ! . 可知"当定值电阻. " 两端的电压最小时"定值 电阻. " 的电功率最小"因为电压表的量程为 " M%$ @"所以 湿敏电阻两端的最大电压为 %$ @" 定值电阻. " 两端的最小电压& 0 "小 3020.大 3%0 @2%$ @3& @" 定值电阻. " 的最小电功率&- "小 3 0 "小 ! . " 3 $& @% ! !" & 3"(#$ ?" 则在保证电路各元件都安全的情况下"定值电阻 . " 的电功 率变化范围是 "(#$ M:(! ?( 专练!.多挡位家用电器的综合应用型电路计算 !(解'$%%由电路图可知"开关 /置于 ! 挡时". ! 被短路"电路为 . % 的简单电路"电路中的总电阻最小"由-3 0 ! . 可知"电路的 总功率最大"电饭锅处于高温烧煮挡" 功率-3 0 ! . % 3 $!!" @% ! ## & 3% %"" ?# $!%保温焖饭时"两电阻串联"此时电路中的电流& /3 0 . % 9. ! 3 !!" @ ## & 9! %$' & 3"(% )" %" 7BC电路产生的热量&53,30/)3!!" @1"(% )1%" 1 '" <3%(&! 1%" # ># $&%原来保温焖饭挡的功率&-保 30/3!!" @1"(% )3!! ?" 保温焖饭挡的功率提升 %"L后的功率&-保13-保 $% 9%"L% 3!! ?1%%"L 3!#(! ?" 由-3 0 ! . 得此时电路的总电阻& .3 0 ! -保1 3 $!!" @% ! !#(! ? 3! """ & " 为了保证高温挡的功率不变"所以. % 的阻值不变"应该改变 . ! 的阻值"则此时. ! 的阻值&. ! 13.2. % 3! """ & 2## & 3% -$' & "即把. ! 换成阻值为 % -$' & 的电阻( #(解'$%%. ! 的功率为&- ! 3 0 ! . ! 3 $!!" @% ! !#! & 3!"" ?" 由于开关置于位置'"!%(时为加热状态". % 与. ! 并联"则. % 的电功率为&- % 3-加热 2-! 3! #"" ?2!"" ?3! !"" ?" 由-3 0 ! . 得. % 的阻值为&. % 3 0 ! - % 3 $!!" @% ! ! !"" ? 3!! & # $!%洗衣机在保温洗涤状态下工作时"电动机与 . ! 并联"则 电路的总功率为&-总 3-! 9-电动机 3!"" ?9!#" ?3##" ?" 由-30/可得电路中的电流为&/3 -总 0 3 ##" ? !!" @ 3! ) " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " # &" 参考答案及解析!广西物理 方 向 性 试 题 $&%由图知加热时两电阻并联"保温洗涤时电动机与 . ! 并 联"保温洗涤的功率正常"但是加热状态功率偏小"说明电动 机与. ! 的功率没有变化"只是 . % 的功率变小"根据 -3 0 ! . 知. % 的阻值变大了"要使加热状态恢复正常"需要减小 . % 的阻值或给. % 并联一段电热丝A $(解'$%%指示灯的阻值忽略不计"当开关 / 闭合"/E打至触点 G时"电阻. % !. ! !指示灯&串联在电路中"此时电路中总电 阻最大"电源电压一定"根据 -3 0 ! . 可知"此时电功率最小" 电中药壶处于低温挡"此时&灯亮# $!%当开关 /闭合"/E打至触点 8时"电阻. % !指示灯 !串联 在电路中"指示灯的阻值忽略不计"此时电路中总电阻最小" 电中药壶处于高温挡"高温挡功率-高温 3% !%" ?" 由-3 0 ! . 可知此时. % 的阻值&. % 3 0 ! -高温 3 $!!" @% ! % !%" ? 3#" & " 电中药壶处于低温挡时总电阻&.串 3 0 ! -低温 3 $!!" @% ! %"" ? 3 #0# & " 则. ! 3.串 2.% 3#0# &2#" &3### &# $&%电能表转盘转 !#& U时"电中药壶消耗的电能& ,3 !#& & """ 4?)P 3"("0% 4?)P" 低温挡电路的实际功率& -实际 3 , ) 3 "("0% 4?)P % P 3"("0% 4?30% ?" 由-3 0 ! . 可得"此时家庭电路两端的实际电压&0实际 3 -实际.槡 串 3 0% ?1#0#槡 &3%-0 @( %(解'$%%由电路图可知"当 / % !/ ! 闭合"/ & 接 >时"两电热丝并 联"电路的总电阻最小"由 -3 0 ! . 可知"电源的电压一定时" 电路的总功率最大"眼罩为高温挡" 眼罩高温挡功率&-高 3 0 ! . % 9 0 ! . ! 3 $# @% ! # & 9 $# @% ! 0 & 3' ?# $!%电池充满电后储存的电能& ,30/)3# @1! """ 1%"2& )1 & '"" <3!(00 1%" # >" 充满电"最多能在高温挡正常工作的时间& )3 , -高 3 !(00 1%" # > ' ? 3# 0"" <30" 7BC# $&%若电源电压变为 ' @"且高温挡的功率不变"则此时电路 中的电流&/13 -高 01 3 ' ? ' @ 3% )" 假设两电热丝的阻值不变"则通过两电热丝的电流分别为& / % 3 01 . % 3 ' @ # & 3%($ )"/ ! 3 01 . ! 3 ' @ 0 & 3"(:$ )" 要求只改变其中一个电热丝的阻值"且 / ! N/1N/ % "所以应改 变电热丝. % 的阻值"因并联电路中干路电流等于各支路电 流之和" 所以"通过改变后电阻丝. % 的电流& / % 13/12/ ! 3% )2"(:$ )3"(!$ )" 则该电热丝改变后的阻值&. % 13 01 / % 1 3 ' @ "(!$ ) 3!# & ( 专练 &.动态电路型电路综合计算 !(解'$%%电子秤空载时"只有定值电阻. " 工作"根据欧姆定律 /3 0 . 知"定值电阻. " 的阻值为& . " 3 0 / 3 & @ "(& ) 3%" & # $!%最大称量时"滑动变阻器接入电路的阻值为& .3:"3!" & 8451% 453!" & " 该电子秤的总功率为&-3 0 ! .总 3 $& @% ! %" & 9!" & 3"(& ?# $&%物体质量越大"滑片位置越往下"滑动变阻器接入的阻值 越大"滑动变阻器分压越多"若电压表并联在滑动变阻器的 两端时"电压表的示数会增大"符合题意# 当电压表并联在滑动变阻器的两端后" 电压表的示数为&0 . 3/.3 0. . " 9. 3 0:" . " 9:" " 解得&"3 0 . . " 0:20 . : 3 0 . ' @2!0 . 45" 因为"与 0 . 不成正比"所以电压表改装后的电子秤刻度分 布不均匀( #(解'$%%该电路在最大功率下工作时"由-30/可得" 通过电路的电流&/3 -大 0 3 %## ? !# @ 3' )# $!%当可变电阻接入电路中的电阻为零时"加热电路的功率 最大"由-30/3 0 ! . 可得". % 3 0 ! -大 3 $!# @% ! %## ? 3# & " 当可变电阻接入电路中的电阻最大时"加热电路的功率最 小"此时电路的总电阻&.总 3 0 ! -小 3 $!# @% ! !# ? 3!# & " 可变电阻 . ! 的最大阻值&. !大 3.总 2.% 3!# &2# &3 !" & # $&%由图乙可知"每 &" <内加热电路工作 !" <" 则 $ 7BC内加热电路工作的时间&)3 $ 1'" < &" < 1!" <3!"" <" 由-3 , ) 可得"$ 7BC内保温箱消耗电能& ,3-)3#0 ?1!"" <3- '"" >( $(解'$%%根据甲图中右电路可知"电路为. & 的简单电路"电流 表) ! 测量电路电流"小明站在踏板上时"由/3 0 . 可知" . & 的阻值&. & 3 0 & / ! 3 & @ "(!$ ) 3%! & " 由乙图可知"当. & 3%! & 时"33:"" =" 由于物体对水平面的压力大小等于物体的重力"所以小明的 重力&*333:"" =# $!%甲图左侧电路中". % !. ! 串联"电压表测量 . ! 两端的电 压"电流表) % 测量电路中的电流"根据/3 0 . 可得"滑动变阻 器接入电路的阻值&.中 3 0 % / % 3 %#(# @ "(& ) 3#0 & " 小明站在踏板上时"滑片恰好在. ! 中点"则滑动变阻器的最 大阻值&. ! 3!.中 3! 1#0 &3-' &# $&%由/3 0 . 可得"小明站在踏板上时"0 ! 30 % 9/ % . % " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 3%#(# @9 '"