内容正文:
专题11(押20题)电学计算
押题探究
今年广东省卷中考对基础题目简化,实验题强化,情景化命题,考查学生对物理知识点的灵活应用。在中考物理中,计算题是考生拉开差距的题型,本专题以广东省卷历年中考真题为母题题源,紧握中考高频考点,以广东各地模拟题为子题题源,知识点覆盖全面题型紧扣考纲。电学是近年中考计算题的高频高点,要求考生在生活实际中运用所学知识解决实际问题,考有所依,学有所用。将素质教育落到实处。
真题回顾
1.(2024·广东·中考真题)某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路如图所示。发热电阻,紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和,消毒柜正常工作,求:
(1)通过R的电流;
(2)R的电功率;
(3)L工作100s消耗的电能。
2.(2023·广东·中考真题)题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求
(1)低温挡工作时,通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)R2的电阻值。
3.(2022·广东·中考真题)某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W,R1=55Ω。求:
(1)取暖器工作时通过R1的电流;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量;
(3)R2的阻值。
4.(2021·广东·中考真题)如图甲电路,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时,R0的电功率和电流的P-I关系图像如图乙所示,求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的最大阻值。
押题冲关
1.(2024·广东珠海·二模)如图甲为电热毛巾架,额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙所示为内部电路原理图,,都为发热电阻丝;图丙为该毛巾架在正常工作20min内电流随时间变化的图象。求:
(1)高温挡的功率;
(2)发热电阻丝的电阻;
(3)毛巾架高温挡正常工作10min产生的热量。
2.(2024·广东·二模)如图甲所示为电动自行车内的充电器过热保护的模拟控制装置,R1是阻值为200Ω的定值电阻,L是电磁铁,R2是热敏电阻,R2的电流与电压的关系如图乙所示。求:
①闭合开关S、S1时,电路中的电流为0.04A,AB两点间的电压UAB;
②闭合开关S、断开S1时,R2两端的电压为4.0V,通电10s,R1和R2消耗的总电能。
3.(2024·广东汕尾·二模)小明家的智能养生壶有高温、中温和保温三个挡位,其内部简化电路图如图所示,是加热电阻,是控制养生壶工作的开关。养生壶的部分参数如下表。求:
额定电压
220V
高温挡功率
1100W
中温挡功率
550W
保温挡功率
275W
(1)当养生壶处于保温挡时,电路中的电流;
(2)电阻的阻值;
(3)在额定电压下,养生壶用高温挡将2kg的水从20℃加热到100℃,需要的时间。(结果保留一位小数)[不计热量损失,]
4.(2025·广东韶关·一模)如图所示,电源电压不变,R2的电阻为20Ω,闭合开关后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A。求:
(1)R1的电阻;
(2)电源电压。
5.(2024·广东佛山·二模)如图甲所示的电路,电源电压恒定,小灯泡L的额定电压为2.5V,小灯泡L的电流与电压的关系图像如图乙所示。闭合开关S时,小灯泡恰好正常发光,电流表的示数为0.75A,求:
(1)电源电压;
(2)R的阻值;
(3)通电1min小灯泡消耗的电能。
6.(2024·广东肇庆·二模)图甲为养生壶,图乙为其简化电路图,养生壶有加热和保温两挡,与均为电热丝(忽略电热丝阻值随温度的变化).当加热到设定温度时,自动断开切换为保温挡,养生壶的部分参数如下表所示,已知水的比热容,水的密度。
额定电压
220V
容积
2L
加热功率
924W
保温功率
44W
(1)壶中装满水时,求水的质量;
(2)求电热丝的阻值;
(3)养生壶中装满初温为20℃的水,加热10min,若养生壶的加热效率为75%,求水温升高至多少摄氏度。
7.(2024·广东·二模)小明给奶奶买了一个电热足浴盆,内部电路如图所示,有加热和保温两挡,,将盆内质量为6kg的足药汤从加热到,需要正常工作20min,求此过程:[假设足药汤的比热容]
(1)足药汤吸收的热量;
(2)足浴盆加热时的功率;
(3)足浴盆加热足药汤的效率。
8.(2024·广东惠州·三模)如图所示的电路中,电源电压不变,已知定值电阻R1=20Ω,R2=40Ω,开关闭合后,电流表A1的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)电流表A的示数;
(3)1分钟电路产生的总热量。
9.(2024·广东珠海·三模)如题图是一款家用电热水器简化电路图它有高温和低温两个挡位,高温挡功率为3300W 。R1 、R2均为加热电阻丝,R1 的阻值为55Ω。求:
(1)低温挡时通过R1 的电流;
(2)R2的阻值;
(3)电热水器在高温挡工作20min 产生的热量。
10.(2024·广东深圳·三模)某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。其简化电路如图所示。是壶底温控开关,通常闭合,当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。是壶壁温控开关,按下时对水加热,水烧开后自动断开,电热水瓶处于保温状态。是电动出水开关,按下时闭合,电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W,加热功率为1000W,,电磁泵正常工作时电压为12V。
(1)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,电路中的电阻是多大?
(2)求电磁泵的额定功率;
(3)若水烧开后,没有自动断开,则瓶里的水烧干后,经过多长时间,才会断开?已知发热盘质量为0.5kg,比热容为。设水烧干瞬间,发热盘的温度为110℃,不计热损失。
11.(2024·广东佛山·三模)跨学科实践小组设计了一个可自动注水的茶吧机电路,原理简化如图。控制电路电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为力敏电阻。平底薄壁直筒状水杯放在装有R2的平板上,平板受到的压力F随杯中水深h变化的关系满足F=2N+20N/m×h,R2阻值随压力F变化的部分数据如下表。R1两端的电压变化能自动控制注水电路的通断。当空杯放在平板上时,R1两端电压为9V,此时恰好触发注水电路启动注水;当水深h达到0.15m时,R1两端电压为12V,此时恰好断开注水电路停止注水。求:
F/N
1
2
3
4
5
6
R2/Ω
6000
4000
2900
2400
2000
1800
(1)空杯的重力;
(2)水深为0.15m时,R2的阻值;
(3)控制电路的电源电压和R1的阻值。
12.(2024·广东广州·三模)R是一个随推力F变化而变化的电阻器,F与R的关系如图甲所示。现有如图乙,丙的两个电路,为定值电阻器,阻值为20Ω,电源两端的电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A。
(1)图乙中小白同学用300N的力推电阻器R,①求R与的电压之比;②求R0的电功率;
(2)图丙中,当干路电流不超过电流表量程时,小白同学推力F的最大值。
13.(2024·广东揭阳·三模)如图所示是小明家的蛋糕机简化电路图:蛋糕机的额定电压为220V,低温挡的功率为220W,中温挡功率为440W。
(1)求该蛋糕机处于低温挡工作15min电流做的功;
(2)求的阻值;
(3)若小明家的电能表上标有“3600imp/(kW·h)“的字样,他断开家中的其他用电器,仅让该蛋糕机在高温挡下工作,观察到55s内电能表的指示灯闪烁了40次,求此时她家的实际电压。
14.(2024·广东佛山·三模)如图甲是有保温、加热功能的暖菜板,简化电路如图乙所示,其中M为风扇,R1和R2均为电热丝,R2=96.8Ω。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时,求:
型号
805D
电路
总功率
加热
2100W
电压
220V
保温
用途
暖菜、温奶
风扇功率
100W
(1)内置风扇的电流(保留两位小数);
(2)R1的阻值;
(3)保温状态下工作5min,电热丝产生的热量。
15.(2024·广东肇庆·二模)如图甲为电热毛巾架,额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙所示为其内部电路原理图,和都为发热电阻丝;图丙为该毛巾架在正常工作20min内电流随时间变化的图像。求:
(1)高温挡的功率;
(2)发热电阻丝的电阻;
(3)毛巾架低温挡正常工作10min产生的热量。
16.(2024·广东深圳·三模)如图所示,甲是某型号电热水壶内部电路原理图(具有加热和保温功能),乙则是其正常工作时电功率与时间的关系图像,丙是家用电能表的铭牌参数。
(1)电水壶加热水后,求正常保温 10min消耗的电能;
(2) 求电阻 R2的阻值;
(3)某次用电高峰时,使用电水壶加热5min电能表转162转,求此时电热水壶的实际功率。
17.(2024·广东潮州·二模)如图所示是某电蒸锅及其内部简化电路图,它有加热和保温两个挡位。、均为发热电阻,的阻值为242Ω,加热挡功率为1300W。求:
(1)电蒸锅正常工作时保温挡的功率;
(2)电蒸锅正常工作时的阻值;
(3)某次电蒸锅对水加热时,加热效率为84%,要使1.3kg的水温度升高80℃,需要加热多长的时间?[水的比热容]。
18.(2024·广东揭阳·模拟预测)某品牌电热水壶的铭牌内容如下,根据提供的信息计算:
额定电压
220V
额定功率
1100W
容积
3L
超温保护器
熔断温度110℃
(1)电热水壶正常工作时的电阻和电流是多少?
(2)当电热水壶装满水时,将水从 20℃烧开需要吸收多少热量?[1L=10﹣3m3,气压为1标准大气压,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),电热水壶吸收的热量忽略不计]
(3)若售货员宣传该电热水壶烧开一壶水仅需要5min,可信吗?请通过计算说明理由。
19.(2024·广东湛江·模拟预测)某科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,闭合开关S,当体重计空载时,电压表的示数为3V,踏板重力不计,求:
(1)体重计空载时,电路中的电流;
(2)电源电压;
(3)体重为600N的同学站在体重计上时,的功率。
20.(2024·广东汕头·二模)作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶,其简化电路图如图乙所示,它有急火和温火两种工作状态,由温控开关S1自动控制,温火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻,且R2的阻值为180Ω,求:
(1)中药壶在温火状态下的电流;
(2)将3kg中药从20℃加热至100℃,中药吸收的热量;
(3)急火时的电功率。
21.(2024·广东中山·三模)如题图为某种两挡电饭锅的简化电路,已知额定电压为220V,加热挡功率为1320W,保温挡功率为110W。某次煮饭过程中,加热挡工作15min,保温挡工作5min。求:
(1)该电饭锅处于保温挡时,电路中的电流?
(2)该次煮饭过程中,电饭锅消耗的电能为多少焦耳?
(3)电阻R2的阻值?
22.(2024·广东广州·三模)如图是一种电压力锅的简易原理图。为电源开关,为加热电阻,其阻值为,L为指示灯,加热时接a;为保温电阻,保温时,接b,此保温电路的功率为100W。
(1)已知锅内水体积为3L,初温为,烧开时水温为,水烧开过程吸收的热量是多少?[水的比热容:,水的密度为
(2)电压力锅处于加热状态时的功率是多少?
(3)电压力锅加热后水烧开,又保温5min,共消耗多少电能?
23.(2024·广东惠州·一模)电饭锅是生活中常用电器,下表是小明家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中和都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响)。求
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
加热
1100W
保温
44W
(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流;
(2)电阻的阻值;
(3)小明想测试电饭锅的实际电功率,于是在家庭电路中只接入电饭锅且处于加热状态,发现家中标有“220V、3000 r/kW·h”的电能表6min内转了300圈,则电饭锅此时的实际加热功率。
24.(2024·广东清远·一模)某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W,R1=55Ω。求:
(1)只闭合开关S1,电路处于低温挡还是高温挡?为什么;
(2)取暖器低温挡工作时通过R1的电流及R1的电功率;
(3)R2的阻值。
25.(2024·广东深圳·一模)图甲是利用热敏电阻制作的电子温度计,由电压表的示数来显示温度,其电路原理如图乙所示,R1是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图丙所示,电源电压恒定不变,R0阻值为20Ω,电压表量程为0~3V,闭合开关S后,当环境温度为30℃时,电压表示数为1.8V,求:
(1)电源电压;
(2)当环境温度为30℃时,电路的功率;
(3)为了保证电路安全,该电子温度计可以测量的最高温度。
26.(2024·广东·二模)如图所示是一个电热水壶,它自重1kg,能够装2kg水,铭牌上标有“220V 1000W”,放在水平面上时与接触面的积积为200cm2。[水的比热容:4.2×103J/kg·℃]
(1)水壶装满水时对水平面的压强是多少?
(2)水壶接到200V电压工作时的实际功率是多少?
(3)若电热水壶正常工作时,多长的时间能够把2kg的30℃的水加热到100℃?(不考虑热量的散失)
F=G=(1kg+2kg)×10N/kg=30N水壶装满水时对水平面的压强
水壶接到200V电压工作时的实际功率
Q=cmΔt=4.2×103J/kg·℃×2kg×(100℃-30℃)=588000J电热水壶正常工作时,加热时间
27.(2024·广东中山·模拟预测)如图所示是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知、是电热丝,,温水挡的电功率是2.2kW。求:
(1)当流出水为温水时,接入电阻的值;
(2)若该水龙头1min能放出约1kg的温水,消耗电能多少焦耳?
(3)当流出水为热水时,热水挡的电功率是多少?
28.(2024·广东汕头·二模)在如图甲所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端移动到最左端,该过程中的电功率和电压表示数的关系图像如图乙所示。求:
(1)的阻值;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)当滑片P位于最右端时,电路工作消耗的电能。
29.(2024·广东汕头·二模)空气炸锅(如图甲)深受广大市民青睐。图乙是其内部简化电路图,S为电源开关,、均为发热电阻,温控开关在不同位置时,有“高温”、“低温”两个挡位。已知空气炸锅高温挡额定功率990W,额定电压220V,阻值为88Ω,求:
(1)空气炸锅在高温挡正常工作时,此时电路中的总电流;
(2)空气炸锅低温挡额定功率;
(3)已知一次炸熟200g薯条需要吸收的热量为,空气炸锅在额定电压下,高温挡的电热转化效率为80%,求炸熟这份薯条需要的时间。
30.(2024·广东云浮·一模)如下题图所示,这是某品牌电饭锅的简化电路图,和均为电热丝(阻值不变),为温控自动开关,使电饭锅处于加热或保温状态,电饭锅的额定电压为,额定加热功率为、额定保温功率为。求:
(1)电饭锅处于加热状态正常工作时通过的电流;
(2)电热丝的阻值;
(3)电饭锅将质量为、初温为的水在一个标准大气压下加热到恰好沸腾时,水吸收的热量。
31.(2024·广东江门·一模)图甲是一款养生壶,图乙是其简化电路图,部分参数如下表所示,R1、R2是电热丝(阻值不随温度的变化而变化),[粥的比热容取],求:
额定电压/V
220
加热挡功率/W
880
保温挡功率/W
176
(1)加热挡正常工作时,电路中的电流;
(2)电热丝的阻值;
(3)将1.1kg的粥从20℃加热到100℃,需要加热挡正常工作500s,此养生壶的加热效率。
32.(2024·广东中山·三模)如图所示是某款家用可调功率的微型热水器的内部简化示意图,仅由虚线框内的加热电阻加热,其阻值为22 Ω,滑动变阻器最大阻值为88 Ω。以最大加热功率工作时,将2kg初温为 的水加热至 需要5min。求: 水的比热容。
(1)该热水器以最小功率加热时,电路中的电流;
(2)该微型热水器的最大加热功率;
(3)以最大功率加热时,热水器的加热效率。
33.(2025·广东汕头·一模)如图所示电路中,灯泡L上标有“1.5V,0.3A”字样,R为定值电阻。闭合开关S后,灯泡L恰好正常发光,电流表的示数为0.6A。求:
(1)灯泡L的额定功率是多少?
(2)定值电阻R的阻值是多少?
(3)该电路工作5min,定值电阻产生的热量是多少?
34.(2025·广东深圳·一模)如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电源电压恒为5V,电路中电流表的量程为,滑动变阻器R的铭牌上标有“,”字样。为热敏电阻。明明发现某热敏电阻阻值随环境温度变化关系如图乙所示。求:
(1)将此电路放入温度为的环境中,闭合开关,调节滑片P至某一位置,此时电流表的读数为,求此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)若滑片位置不动,求该电路能测量的最高环境温度。
35.(2025·广东广州·一模)如图所示,电源两端的电压恒定不变,灯泡L标有“6V,3W”的字样(电阻受温度影响),定值电阻R=10Ω,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,闭合开关S。将开关S1拨至2,滑片P移至a端,灯泡正常发光。
(1)求灯泡正常发光时的电流和电源两端的电压;
(2)滑片P保持在a端,开关S1拨至1,求定值电阻R工作10min产生的热量;
(3)接着将开关S拨回2,滑片P移至b端,电流表示数为0.25A,求此时灯泡的功率。
36.(2025·广东深圳·二模)某压力传感器的电阻R随撞击力F的变化图像如图甲,将它接入图乙电路来做手机抗摔实验。闭合开关S,在传感器上方释放手机,手机屏幕向下撞到传感器的平台上(平台的质量不计),当撞击力为80N时屏幕刚好破裂。实验测得撞击前、撞击时和撞击后的电流随时间变化的图像如图丙。已知电源电压,定值电阻。求:
(1)未受到撞击时,传感器的阻值。
(2)通过计算说明此次实验中手机屏幕是否会破裂?
(3)实验过程中电路消耗总功率的最小值与最大值之比是多少?
37.(2025·广东东莞·一模)如图甲所示,小波家使用的一款智能养生壶,它具有加热、保温两挡功能,壶内部简化电路如图乙所示,其中R1和R2为电热丝,S2为自动控制开关,该养生壶的主要参数如表所示。求:
产品名称
智能养生壶
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
110W
(1)在保温状态下,该养生壶正常工作时的电流为多少A?
(2)电热丝R2的阻值为多少Ω?
(3)小波将该养生壶接入家庭电路中单独工作,在养生壶给水加热的过程中,观察到家里电能表(如图丙所示)的转盘3min内转了132转,则该养生壶加热时的实际功率是多少?
38.(2025·广东清远·一模)题图甲所示的电饭锅简化电路原理图如图乙所示,其额定电压为220V,、为阻值不变的加热电阻,S为温控开关,1为加热挡,2为保温挡,额定加热功率为440W。求:
(1)加热时电路中的电流;
(2)的阻值;
(3)电饭锅加热50min消耗的电能。
39.(2025·广东珠海·一模)如图甲是小文设计的饮水机电路示意图,电阻;开关S、都闭合时,饮水机加热时的总功率为840W;求:
(1)闭合开关S、断开开关时,电路中电流大小(保留小数点后两位小数);
(2)开关S、都闭合时,饮水机加热10min,如图乙中的电能表指示灯闪烁多少次:
(3)电阻的阻值是多少?
40.(2025·广东茂名·一模)如图所示是某电蒸锅及其内部简化电路图,它有加热和保温两个挡位。、均为发热电阻,的阻值为242,加热挡功率为1300W。[水的比热容]求:
(1)电蒸锅正常工作时保温挡的功率;
(2)电蒸锅正常工作时的阻值;
(3)不计能量损失,用加热挡加热,使2kg的水温度升高50℃,需要加热多长时间(结果保留整数)?
41.(2025·广东深圳·二模)图甲为一款设有高、中、低三个调温挡的电热暖身毯,部分参数如表所示。暖身毯里面嵌有多条发热体,其简化电路如图乙所示,其中
电源电压/V
5
电池容量/A·h
10
低温挡功率/W
4
高温挡功率/W
10
(1)当 均闭合时,电路处于 温挡;当闭合、断开时,电路处于 温挡(均选填“高”“中”或“低”);
(2)R1的阻值为多少?
(3)中温挡的功率为多少?
(4)充满电的电池可供暖身毯以高温挡持续工作多长时间?
42.(2025·广东珠海·一模)如图甲光波炉是一种利用远红外卤素白炽灯对食物进行加热的厨具。如图乙是一个光波炉简易原理图,图中卤素白炽。灯L规格为“220V,880W”,电阻。闭合开关、,光波炉处于“高火”挡位;仅闭合时,光波炉处于“低火”挡位,假设卤素白炽灯工作过程中阻值不变。求:
(1)卤素白炽灯L的阻值;
(2)“高火”挡位时,通过卤素白炽灯L的电流;
(3)“低火”挡位时,卤素白炽灯L的功率。
43.(2025·广东惠州·一模)如图甲所示是某多功能电热菜板,它有加热和保温两挡功能,其内部简化电路如图乙所示,、是用于发热的定值电阻,其中的阻值为,电热菜板的加热功率为。某次使用电热菜板的保温功能加热凉开水,将的凉开水从加热至,用时[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。求:
(1)该电热菜板的保温功率;
(2)凉开水吸收的热量;
(3)此次加热凉开水的加热功率。(不计热量损失)
44.(2025·广东梅州·二模)如图所示,这是某电吹风机的电路原理图,其中R1、R2为电热丝,M为电动机。已知电热丝R1的阻值为88Ω。通过闭合开关S1、S2可实现冷风、暖风和热风的转换,电吹风机的部分数据如表所示。求:
额定电压
220 V
额定功率
冷风
132 W
暖风
热风
1 782 W
(1)电吹风机吹暖风时的额定功率。
(2)电热丝R2的阻值。
(3)吹暖风时,1min内电吹风机消耗的电能。
45.(2025·广东韶关·二模)小明家的电热毯有高温和低温两挡,其简化电路如题图所示。电源电压为220V,R1和R2均为电热丝,且R1=R2。当开关S闭合时,电热毯处于高温挡,功率为88W;当S断开时,电热毯处于低温挡。求:
(1)处于高温挡时电路中的电流;
(2)电阻R1的阻值;
(3)处于低温挡时电热毯的电功率。
46.(2025·广东中山·二模)如图甲所示为一款养生壶,图乙为电路原理简图,如表为它处于加热态时的部分参数,当S1,S2都闭合时。养生壶处于加热状态,只闭合S2时,养生壶处于保温状态。
额定电压
220V
加热功率
880W
额定容量
2L
(1)养生壶在加热挡时电路中的电流;
(2)如果养生壶在加热挡正常工作2min,消耗多少电能
(3)若正常工作时保温电功率为加热时的10%,则R2的阻值是多大?
47.(2024·广东茂名·一模)如图甲是小梦家豆浆机的工作原理图(豆浆机由搅拌器和加热器R组成),其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的,电动机的额定功率是200W,R是加热电阻,R的额定功率是1100W,豆浆机一般工作是:加热-搅拌-加热-搅拌-加热(图乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息)。小梦的妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg,求:
(1)豆浆机的加热电阻是多少?
(2)从第6min至第9min,豆浆吸收的热量是多少?[]
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少?
48.(2024·广东河源·一模)在如图所示电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为20Ω,为滑动变阻器,当闭合开关,滑片P处于a端时,电流表示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)当滑片P处于b端时,电压表示数为8V,滑动变阻器的最大电阻大小;
(3)当滑片P处于b端时,定值电阻通电100s,其产生的热量大小。
49.(2024·广东·一模)小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示,其简化电路如图甲所示,R1、R2均为电热丝,且阻值不随温度变化。当开关S闭合,开关S1拨至a处为加热挡,开关S1拨至b处为保温挡。求:
(1)该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流?
(2)电热丝R2的阻值?
(3)将其电路改成如乙图所示电路,通电10min,整个消耗电能最少为多少J?
××牌电烤箱
额定电压:220V
额定加热功率:1210W
额定保温功率:110W
50.(2024·广东广州·一模)如图1所示的电路,已知和为定值电阻,电源两端的电压恒为6V。闭合开关后,电压表的示数为5V,通电30s,产生的热量为15J。求:
(1)的阻值大小;
(2)把与额定电压为2.5V的灯泡L并联接在另一电路中,如图2所示。L的图像如图3所示。闭合开关,A1的示数为0.2A,求此时L的实际功率和干路中的电流大小。
根据
电路中的电流
则的电流
干路中的电流
51.(2024·广东清远·模拟预测)如图所示电路,电源电压不变,小灯泡标有“”字样,闭合开关后,当滑片移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为;当滑片移至某一端点时,电流表示数为,电压表示数变化了,此时滑动变阻器消耗的功率为,且::求:
(1)灯泡正常发光时的电流;
(2)电源电压
(3)滑片移动过程中小灯泡消耗的电功率的变化量。
52.(2024·广东深圳·三模)图甲是某款电梯工作原理的简化模型,轿厢质量600kg,压力传感器置于轿厢内部地面,检测压力大小。图乙是压力传感器电路,电源电压恒定,电阻,电磁铁线圈电阻不计,压敏电阻R阻值随压力F压的变化情况如图丙所示。当压力为时,电路中电流为0.06A:当电路中的电流大于0.1A时启动警报系统,电梯停止运行。求:
(1)空厢匀速竖直上升时,拉力F的大小。
(2)在6s内将空厢匀速竖直提升3m,拉力F做功的功率。
(3)电梯正常运行,压力传感器能承受的最大压力。
53.(2024·广东茂名·模拟预测)如图甲为某一款家用即热型多挡位电热水器,内部简化电路如图乙所示,R1<R2(电阻值不变),调节开关时电热水器分为低温、中温、高温三挡,功率如丙表。求:
额定电压
220V
额定功率
低温:2200W
中温:4400W
高温:
(1)当只有S1闭合时,电热水器正常工作时的电流是多少?
(2)R2的阻值是多少?
(3)冬天水初温是12℃,设定出水温度为45℃,用高温挡工作7min,流出热水的质量为多少?[]
54.(2024·广东中山·三模)如图甲是一款可调温果汁加热器,图乙是其简化电路图,R1,R2均为加热电阻。当开关接1时,加热器处于保温挡,保温功率为220W;当开关接2时,加热器处于可调温挡,可调功率范围为220W~1100W。[果汁比热容取4.0×103J/(kg·℃)]求:
(1)加热器最大功率时电路中的电流
(2)滑动变阻器R1的最大阻值
(3)不计热量损失,用最大功率给1kg的果汁加热2min果汁升高的温度。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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专题11(押20题)电学计算
押题探究
今年广东省卷中考对基础题目简化,实验题强化,情景化命题,考查学生对物理知识点的灵活应用。在中考物理中,计算题是考生拉开差距的题型,本专题以广东省卷历年中考真题为母题题源,紧握中考高频考点,以广东各地模拟题为子题题源,知识点覆盖全面题型紧扣考纲。电学是近年中考计算题的高频高点,要求考生在生活实际中运用所学知识解决实际问题,考有所依,学有所用。将素质教育落到实处。
真题回顾
1.(2024·广东·中考真题)某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路如图所示。发热电阻,紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关和,消毒柜正常工作,求:
(1)通过R的电流;
(2)R的电功率;
(3)L工作100s消耗的电能。
【答案】(1)2A;(2)440W;(3)5000J
【详解】解:(1)由题意可得,灯泡L和电阻R并联在电路中,消毒柜正常工作,所以电路中的电源电压为220V,通过R的电流
(2)R的电功率为
(3)紫外灯L两端的电压为220V,正好处于额定电压工作状态,工作100s消耗的电能
答:(1)通过R的电流为2A;
(2)R的电功率为440W;
(3)灯泡L工作100s消耗的电能5000J。
2.(2023·广东·中考真题)题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求
(1)低温挡工作时,通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)R2的电阻值。
【答案】(1)1.5A;(2)9W;(3)12Ω
【详解】解:(1)由题意可知,电源电压恒为6V,只闭合S1时,电路中只有R1一个用电器,则R1两端电压为6V,R1=4Ω,根据欧姆定律可得
(2)只闭合S1时低温挡工作,电压为6V,则低温挡的电功率为
(3)S1、S2都闭合时高温挡工作,R1和R2并联,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,即
则高温挡的功率为
电路并联,总功率等于各支路功率之和,即
则R2的电功率为
根据
可得,R2的电阻值为
答:(1)低温挡工作时,通过R1的电流为1.5A;
(2)低温挡的功率为9W;
(3)R2的电阻值为12Ω。
3.(2022·广东·中考真题)某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W,R1=55Ω。求:
(1)取暖器工作时通过R1的电流;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量;
(3)R2的阻值。
【答案】(1)4A;(2)52800J;(3)110Ω
【详解】解:(1)由电路图知,两个开关都闭合时,两个电阻并联在电路中,电路中的总电阻较小,据 知,电路中的总电功率较大,处于高温挡;S1闭合、S2断开时,电路中只有R1工作,电路中的电阻较大,据 知,电路中的总电功率较小,处于低温挡。此时通过R1的电流
(2)电热取暖器处于低温挡时,功率
P低温=UI1=220V×4A=880W
工作1min产生的热量
Q=P低温t=880W×60s=52800J
(3)高温挡工作,R2消耗的功率
P2=P高温-P低温=1320W-880W=440W
所以R2的阻值
答:(1)取暖器工作时通过R1的电流为4A;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量为52800J;
(3)R2的阻值为110Ω。
4.(2021·广东·中考真题)如图甲电路,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P由a移动到b时,R0的电功率和电流的P-I关系图像如图乙所示,求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的最大阻值。
【答案】(1)9V;(2)72欧
【详解】解:(1)当滑片P在b端时,只有R0工作,电流最大为
电源电压为
(2)R0的阻值为
当滑片P在a端时,电阻最大,电流最小,此时
总电阻为
滑动变阻器最大电阻为
答:(1)电源电压为9V;
(2)滑动变阻器的最大阻值为72Ω。
押题冲关
1.(2024·广东珠海·二模)如图甲为电热毛巾架,额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙所示为内部电路原理图,,都为发热电阻丝;图丙为该毛巾架在正常工作20min内电流随时间变化的图象。求:
(1)高温挡的功率;
(2)发热电阻丝的电阻;
(3)毛巾架高温挡正常工作10min产生的热量。
【答案】(1)220W;(2)1000Ω;(3)
【详解】解:(1)根据可知,电路中的电流越大,功率越高,故当电流为1A时,为高温挡,电流为0.22A时,为低温挡,高温挡的功率为
(2)根据可知,当开关S闭合,S1断开时,电路电流较小,为低温挡,此时R1单独工作,则发热电阻丝的电阻为
(3)毛巾架高温挡正常工作10min产生的热量为
答:(1)高温挡的功率为220W;
(2)发热电阻丝的电阻为1000Ω;
(3)毛巾架高温挡正常工作10min产生的热量为。
2.(2024·广东·二模)如图甲所示为电动自行车内的充电器过热保护的模拟控制装置,R1是阻值为200Ω的定值电阻,L是电磁铁,R2是热敏电阻,R2的电流与电压的关系如图乙所示。求:
①闭合开关S、S1时,电路中的电流为0.04A,AB两点间的电压UAB;
②闭合开关S、断开S1时,R2两端的电压为4.0V,通电10s,R1和R2消耗的总电能。
【答案】(1)8V;(2)1.6J
【详解】解:(1) 闭合开关S、S1时,电路为只有R1的简单电路,电路中的电流为0.04A,AB两点间的电压为
(2) 闭合开关S、断开S1时,电路为串联电路。
解一:由图可知,当时,,则R2消耗的电能为
因两电阻串联,所以,定值电阻消耗的电能
通电10s,R1和R2消耗的总电能为
解二:由图可知,当时,,因两电阻串联,所以
R1两端的电压为
因两电阻串联,所以电源电压为
通电10s,R1和R2消耗的总电能
解三∶由图可知,当时,,则R2消耗的电能为
因两电阻串联,所以
R1两端的电压为
定值电阻消耗的电能
通电10s,R1和R2消耗的总电能
答:①AB两点间的电压UAB为8V;
②闭合开关S、断开S1时,R2两端的电压为4.0V,通电10s,R1和R2消耗的总电能为1.6J。
3.(2024·广东汕尾·二模)小明家的智能养生壶有高温、中温和保温三个挡位,其内部简化电路图如图所示,是加热电阻,是控制养生壶工作的开关。养生壶的部分参数如下表。求:
额定电压
220V
高温挡功率
1100W
中温挡功率
550W
保温挡功率
275W
(1)当养生壶处于保温挡时,电路中的电流;
(2)电阻的阻值;
(3)在额定电压下,养生壶用高温挡将2kg的水从20℃加热到100℃,需要的时间。(结果保留一位小数)[不计热量损失,]
【答案】(1)1.25A
(2)88Ω
(3)610.9s
【详解】(1)由电路图可知,当开关S1连接触点1、S2断开时,R1与R2串联,由可知,养生壶处于保温挡,由电路图可知,当开关S1连接触点2、S2断开时,只有R2工作,此时养生壶处于中温挡。根据P=UI可知,保温挡电路中的电流
(2)由电路图可知,当开关S1连接触点2、S2断开时,只有R2工作,此时养生壶处于中温挡。由可知,电阻R2的阻值
(3)水吸收的热量
因为不计热量损失,所以
需要的时间
4.(2025·广东韶关·一模)如图所示,电源电压不变,R2的电阻为20Ω,闭合开关后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A。求:
(1)R1的电阻;
(2)电源电压。
【答案】(1)10Ω
(2)6V
【详解】(1)由电路图可知,R1与R2串联,电流表A测电路的电流,电压表测量电阻R1的电压;因串联电路中的电流处处相等,故通过电阻 R1的电流为电流表的示数为0.2A。R1的电阻为
(2)电阻R2两端的电压为
所以电源电压为
5.(2024·广东佛山·二模)如图甲所示的电路,电源电压恒定,小灯泡L的额定电压为2.5V,小灯泡L的电流与电压的关系图像如图乙所示。闭合开关S时,小灯泡恰好正常发光,电流表的示数为0.75A,求:
(1)电源电压;
(2)R的阻值;
(3)通电1min小灯泡消耗的电能。
【答案】(1)2.5V;(2)5Ω;(3)37.5J
【详解】解:(1)当再闭合开关S后,因为灯与电阻并联,它们的两端电压相等,小灯泡恰好正常发光,电源电压等于灯泡的额定电压,即U=2.5V。
(2)根据乙图知,当灯泡的两端电压为U=2.5V时,通过灯泡的电流IL =0.25A,根据并联电路的电流特点知,通过电阻R的电流为
IR=I-IL=0.75A-0.25A=0.5A
根据欧姆定律可得,R的阻值为
(3)通电1min小灯泡消耗的电能为
W=UIL t=2.5V×0.25A×60s=37.5J
答:(1)电源电压2.5V;
(2)R的阻值是5Ω;
(3)通电1min小灯泡消耗的电能是37.5J。
6.(2024·广东肇庆·二模)图甲为养生壶,图乙为其简化电路图,养生壶有加热和保温两挡,与均为电热丝(忽略电热丝阻值随温度的变化).当加热到设定温度时,自动断开切换为保温挡,养生壶的部分参数如下表所示,已知水的比热容,水的密度。
额定电压
220V
容积
2L
加热功率
924W
保温功率
44W
(1)壶中装满水时,求水的质量;
(2)求电热丝的阻值;
(3)养生壶中装满初温为20℃的水,加热10min,若养生壶的加热效率为75%,求水温升高至多少摄氏度。
【答案】(1)2kg;(2)55Ω;(3)69.5℃
【详解】解:(1)水的体积
由知道,壶中装满水的质量
(2)由图乙知道,当加热到设定温度时,S1自动断开切换为保温挡,此时电路只有R1工作;当S、S1均闭合时,R1、R2并联,养生壶处于加热挡;R2的电功率
由知道,R2的阻值
(3)养生壶消耗的电能
由知道,水吸收的热量
由知道,水升高的温度
答:(1)壶中装满水时,水的质量为2kg;
(2)电热丝R2的阻值为55Ω;
(3)水温升高至69.5℃。
7.(2024·广东·二模)小明给奶奶买了一个电热足浴盆,内部电路如图所示,有加热和保温两挡,,将盆内质量为6kg的足药汤从加热到,需要正常工作20min,求此过程:[假设足药汤的比热容]
(1)足药汤吸收的热量;
(2)足浴盆加热时的功率;
(3)足浴盆加热足药汤的效率。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)足药汤吸收的热量为
(2)由图可知,当两个开关同时闭合时,两电阻并联,电路总电阻较小,足浴盆处于加热挡,足浴盆加热时的功率为
(3)足浴盆加热足药汤消耗的电能为
足浴盆加热足药汤的效率为
答:(1)足药汤吸收的热量为;
(2)足浴盆加热时的功率为;
(3)足浴盆加热足药汤的效率。
8.(2024·广东惠州·三模)如图所示的电路中,电源电压不变,已知定值电阻R1=20Ω,R2=40Ω,开关闭合后,电流表A1的示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)电流表A的示数;
(3)1分钟电路产生的总热量。
【答案】(1)12V;(2)0.9A;(3)648J
【详解】解:由电路图知道,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
(1)并联电路各支路两端电压相等,都等于电源电压,由欧姆定律知道,电源电压
(2)并联电路干路电流等于各支路电流之和,根据欧姆定律知道,电流表A的示数
(3)1分钟电路产生的总热量
答:(1)电源电压为12V;
(2)电流表A的示数为0.9A;
(3)1分钟电路产生的总热量648J。
9.(2024·广东珠海·三模)如题图是一款家用电热水器简化电路图它有高温和低温两个挡位,高温挡功率为3300W 。R1 、R2均为加热电阻丝,R1 的阻值为55Ω。求:
(1)低温挡时通过R1 的电流;
(2)R2的阻值;
(3)电热水器在高温挡工作20min 产生的热量。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)当开关接b时,R2被短路,只有R1工作,电路总电阻较大,为低温挡,低温挡时通过R1 的电流为
(2)当开关接a时,两电阻并联,电路总电阻较小,为高温挡,此时R1 的功率为
R2的功率为
R2的阻值为
(3)电热水器在高温挡工作20min 产生的热量为
答:(1)低温挡时通过R1 的电流为;
(2)R2的阻值为;
(3)电热水器在高温挡工作20min 产生的热量为。
10.(2024·广东深圳·三模)某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。其简化电路如图所示。是壶底温控开关,通常闭合,当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。是壶壁温控开关,按下时对水加热,水烧开后自动断开,电热水瓶处于保温状态。是电动出水开关,按下时闭合,电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为50W,加热功率为1000W,,电磁泵正常工作时电压为12V。
(1)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,电路中的电阻是多大?
(2)求电磁泵的额定功率;
(3)若水烧开后,没有自动断开,则瓶里的水烧干后,经过多长时间,才会断开?已知发热盘质量为0.5kg,比热容为。设水烧干瞬间,发热盘的温度为110℃,不计热损失。
【答案】(1)968Ω;(2)19.2W;(3)2.5s
【详解】解:(1)由图和题意可知,闭合开关S1和S2,电阻R1和R2并联,处于加热状态; 只闭合开关S1时,只有电阻R2工作,处于保温状态; 只闭合开关S1和S3时,电动机和电阻R3串联后与R2并联。电热水瓶处于保温状态且不抽水时,只有电阻R2工作, 根据可得,电路中的电阻
(2)只闭合开关S1和S3时,电动机和电阻R3串联后与R2并联,根据并联电路电压规律,电动机和电阻R3串联部分电压为U=220V,已知此时电磁泵两端电压为12V, 则由串联电路电压的规律可得,电阻R3两端的电压
电磁泵支路的电流为
则电磁泵的额定电功率
(3)瓶里的水烧干后,发热盘吸收的热量
瓶里的水烧干后,S2没有自动断开(仍然是加热状态),不计热损失,电流产生的热量全部被发热盘吸收,即W=Q放=Q吸, 由可得,水烧干后到S1断开所需的时间
答:(1)电热水瓶处于保温状态且不抽水时,电路中的电阻是968Ω;
(2)电磁泵的电功率为19.2W;
(3)瓶里的水烧干后,经过2.5s时间,S1才会断开。
11.(2024·广东佛山·三模)跨学科实践小组设计了一个可自动注水的茶吧机电路,原理简化如图。控制电路电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为力敏电阻。平底薄壁直筒状水杯放在装有R2的平板上,平板受到的压力F随杯中水深h变化的关系满足F=2N+20N/m×h,R2阻值随压力F变化的部分数据如下表。R1两端的电压变化能自动控制注水电路的通断。当空杯放在平板上时,R1两端电压为9V,此时恰好触发注水电路启动注水;当水深h达到0.15m时,R1两端电压为12V,此时恰好断开注水电路停止注水。求:
F/N
1
2
3
4
5
6
R2/Ω
6000
4000
2900
2400
2000
1800
(1)空杯的重力;
(2)水深为0.15m时,R2的阻值;
(3)控制电路的电源电压和R1的阻值。
【答案】(1)2N;(2)2000Ω;(3)18V,4000Ω
【详解】解:(1)由
F=2N+20N/m×h
可知当水的深度h=0时,压力F=2N,即空杯的重力为2N。
(2)由
F=2N+20N/m×h
可知当水的深度h′=0.15m时,压力为
F′=2N+20N/m×0.15m=5N
由表格数据知,此时R2的阻值为2000Ω。
(3)设电源电压为U,当水的深度h=0时,压力F=2N,R2的阻值为4000Ω,电压表的示数为9V,则电源电压为
……①
当水的深度h′=0.15m时,压力F=5N,R2的阻值为2000Ω,电压表的示数为12V,则电源电压为
……②
由①②可得,R1=4000Ω,U=18V。
答:(1)空杯的重力为2N;
(2)水深为0.15m时,R2的阻值为2000Ω;
(3)控制电路的电源电压为18V,R1的阻值为4000Ω。
12.(2024·广东广州·三模)R是一个随推力F变化而变化的电阻器,F与R的关系如图甲所示。现有如图乙,丙的两个电路,为定值电阻器,阻值为20Ω,电源两端的电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A。
(1)图乙中小白同学用300N的力推电阻器R,①求R与的电压之比;②求R0的电功率;
(2)图丙中,当干路电流不超过电流表量程时,小白同学推力F的最大值。
【答案】(1)①1∶2; ②0.8W;(2)200N
【详解】解:(1)由题图甲可知,当推力为0时,电阻R的阻值为40Ω。
用300N的力推电阻器时,电阻器R的阻值为10Ω,电路中的电流
电阻器R两端的电压为
UR=IR=0.2A×10Ω=2V
由于电路是个串联电路,电源两端的电压为6V,定值电阻器R0两端的电压为
U0=U- UR =6V-2V=4V
即R与R0的电压之比UR∶U0=1∶2,R0的电功率
(2)图丙电路中,通过R0的电流
电流表允许通过的最大电流为0.6A,因为R与R0并联,则通过R的最大电流
根据欧姆定律可得,R的阻值最小
由题图甲可知,此时的推力为200N,随着推力的增大,R的阻值减小,故最大推力为200N。
答:(1)①R与R0的电压之比UR∶U0=1∶2;②R0的电功率为0.8W;
(2)当干路电流不超过电流表量程时,小白同学推力F的最大值为200N。
13.(2024·广东揭阳·三模)如图所示是小明家的蛋糕机简化电路图:蛋糕机的额定电压为220V,低温挡的功率为220W,中温挡功率为440W。
(1)求该蛋糕机处于低温挡工作15min电流做的功;
(2)求的阻值;
(3)若小明家的电能表上标有“3600imp/(kW·h)“的字样,他断开家中的其他用电器,仅让该蛋糕机在高温挡下工作,观察到55s内电能表的指示灯闪烁了40次,求此时她家的实际电压。
【答案】(1);(2);(3)200V
【详解】解:(1)低温挡工作电流做的功为
(2)的阻值为
电阻、串联后的阻值为
(3)由上面的计算可知
蛋糕机处于高温挡时、并联,并联后的电阻为
消耗的电能为
蛋糕机的实际功率为
由可得实际电压为
答:(1)该蛋糕机处于低温挡工作15min电流做的功为;
(2)的阻值为110Ω;
(3)此时她家的实际电压为200V。
14.(2024·广东佛山·三模)如图甲是有保温、加热功能的暖菜板,简化电路如图乙所示,其中M为风扇,R1和R2均为电热丝,R2=96.8Ω。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时,求:
型号
805D
电路
总功率
加热
2100W
电压
220V
保温
用途
暖菜、温奶
风扇功率
100W
(1)内置风扇的电流(保留两位小数);
(2)R1的阻值;
(3)保温状态下工作5min,电热丝产生的热量。
【答案】(1)0.45A;(2)24.2Ω;(3)
【详解】(1)内置风扇的功率P风扇=100W,电压U=220V,则内置风扇的电流
(2)当开关S1闭合、S2接3、4时,R1与风扇并联,电热丝电路的阻值最小,根据知功率最大,暖菜板处于加热状态,加热电路的电功率
P加=P总-PM=2100W-100W=2000W
由可知R1的阻值
(3)分析电路图可知,当开关S2的“2”接“3”时,R1、R2串联,此时总电阻较大,总功率较小,为保温状态,则总电阻
保温状态下工作时间
电热丝产生的热量
15.(2024·广东肇庆·二模)如图甲为电热毛巾架,额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙所示为其内部电路原理图,和都为发热电阻丝;图丙为该毛巾架在正常工作20min内电流随时间变化的图像。求:
(1)高温挡的功率;
(2)发热电阻丝的电阻;
(3)毛巾架低温挡正常工作10min产生的热量。
【答案】(1)200W;(2)660Ω;(3)3.3×104J
【详解】解:(1)由图丙可得高温时电流 ,高温挡的功率
(2)高温挡工作时,只有R1连入电路,发热电阻丝的电阻
低温挡R1和R2串联,电流,低温挡工作时,电路的总电阻
R2的阻值
(3)毛巾架低温挡产生的热量
答:(1)高温挡的功率为220W;
(2)发热电阻丝的电阻为660Ω;
(3)毛巾架低温挡正常工作10min产生的热量为。
16.(2024·广东深圳·三模)如图所示,甲是某型号电热水壶内部电路原理图(具有加热和保温功能),乙则是其正常工作时电功率与时间的关系图像,丙是家用电能表的铭牌参数。
(1)电水壶加热水后,求正常保温 10min消耗的电能;
(2) 求电阻 R2的阻值;
(3)某次用电高峰时,使用电水壶加热5min电能表转162转,求此时电热水壶的实际功率。
【答案】(1)1.2×105J;(2)181.5Ω;(3)648W
【详解】解:(1)由图知道,保温功率为0.2kW,电水壶正常保温10min消耗的电能为
(2)由图知道,加热功率为0.8kW,开关S接1时,电路为R1的简单电路,总电阻最小,电源电压不变,由可知,总功率最大,电水壶处于加热状态,则电阻 R1的阻值为
开关S接2时,两电阻串联,总电阻最大,电源电压不变,由可知,总功率最小,电水壶处于保温状态,则串联电路总电阻为
则电阻 R2的阻值为
(3)电能表转162转时,消耗的电能为
此时电热水壶的实际功率为
答:(1)电水壶加热水后,正常保温 10min消耗的电能为1.2×105J;
(2) 电阻 R2的阻值为181.5Ω;
(3)某次用电高峰时,使用电水壶加热5min电能表转162转,此时电热水壶的实际功率为648W。
17.(2024·广东潮州·二模)如图所示是某电蒸锅及其内部简化电路图,它有加热和保温两个挡位。、均为发热电阻,的阻值为242Ω,加热挡功率为1300W。求:
(1)电蒸锅正常工作时保温挡的功率;
(2)电蒸锅正常工作时的阻值;
(3)某次电蒸锅对水加热时,加热效率为84%,要使1.3kg的水温度升高80℃,需要加热多长的时间?[水的比热容]。
【答案】(1);(2);(3)420s
【详解】解:(1)由图中电路图知,当S1闭合,S2断开时,只有电阻R1工作,此时电路中的总电阻较大,根据知,电路处于保温挡;当两个开关同时闭合时,电阻R1和R2并联,根据并联电路电阻规律知,此时电路中的总电阻较小,根据知,电路处于加热挡;当电蒸锅处于保温挡时,只有电阻R1工作,则由可得,电蒸锅正常工作时保温挡的功率为
(2)当两个开关同时闭合时,电阻R1和R2并联,根据并联电路的电功率规律得,电阻R2的电功率为
由可得电阻R2的阻值为
(3)由题意知,1.3kg的水温度升高80℃,则水吸收的热量为
根据可得,需要消耗的电能为
由可得,加热水的过程需要的时间为
答:(1)电蒸锅正常工作时保温挡的功率为200W;
(2)电蒸锅正常工作时R2的阻值为44Ω;
(3)某次电蒸锅对水加热时,加热效率为84%,要使1.3kg的水温度升高84℃,需要加热的时间为420s。
18.(2024·广东揭阳·模拟预测)某品牌电热水壶的铭牌内容如下,根据提供的信息计算:
额定电压
220V
额定功率
1100W
容积
3L
超温保护器
熔断温度110℃
(1)电热水壶正常工作时的电阻和电流是多少?
(2)当电热水壶装满水时,将水从 20℃烧开需要吸收多少热量?[1L=10﹣3m3,气压为1标准大气压,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),电热水壶吸收的热量忽略不计]
(3)若售货员宣传该电热水壶烧开一壶水仅需要5min,可信吗?请通过计算说明理由。
【答案】(1)44Ω,5A;(2)1.008×106J;(3)不可信,理由见解析
【详解】解:(1)根据P=UI可得电热水壶额定电流为
由可得
(2)由得水的质量为
m=ρV=1000kg/m3×3×10-3m3=3kg
水吸收的热量为
Q1=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(100℃-20℃)=1.008×106J
(3)由得电热水壶在额定功率下工作时间t=5min提供的热量为
Q2=W=Pt=1100W×5×60s=3.3×105J
因为Q2<Q1,所以5min中烧开一壶水不可信。
答:(1)电热水壶正常工作时的电阻和电流分别是44Ω,5A;
(2)当电热水壶装满水时,将水从20℃烧开需要吸收1.008×106J的热量;
(3)不可信,理由见解析。
19.(2024·广东湛江·模拟预测)某科技创新小组设计了一台由电压表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,闭合开关S,当体重计空载时,电压表的示数为3V,踏板重力不计,求:
(1)体重计空载时,电路中的电流;
(2)电源电压;
(3)体重为600N的同学站在体重计上时,的功率。
【答案】(1)0.2A;(2)12V;(3)2.4W
【详解】解:(1)由图甲可知,闭合开关,定值电阻与压敏电阻R串联,电压表测定值电阻两端的电压;当体重计空载时,电压表的示数为3V,电路中的电流
(2)由图乙可知,当体重计空载时,压力为零,压敏电阻的阻值,由串联电路电流的规律和欧姆定律可知R两端的电压
电源电压
(3)由图乙可知,当体重计示数为600N时,压敏电阻的阻值,此时电路中电流为
的功率
答:(1)体重计空载时,电路中的电流是0.2A;
(2)电源电压是12V;
(3)体重为600N的同学站在体重计上时,的功率是2.4W。
20.(2024·广东汕头·二模)作为四大国粹之一的中药能有效抑制病毒在人体内的传播。如图甲所示为一款电热中药壶,其简化电路图如图乙所示,它有急火和温火两种工作状态,由温控开关S1自动控制,温火时的电功率为220W。R1和R2均为发热电阻,且R2的阻值为180Ω,求:
(1)中药壶在温火状态下的电流;
(2)将3kg中药从20℃加热至100℃,中药吸收的热量;
(3)急火时的电功率。
【答案】(1)1A;(2)9.6×105J;(3)1210W
【详解】解:(1)中药壶在温火状态下的电流
(2)将3kg中药从20℃加热至100℃,中药吸收的热量
(3)分析乙图可知,当S闭合,S1接b时,两电阻串联,此时电阻中总电阻大,由,可知此时电路中总功率小,是温火状态,当S闭合,S1接a时,R1单独工作,此时电阻中总电阻小,由,可知此时电路中总功率大,是急热状态。温火状态时的总电阻为
则R1的电阻为
急火时的电功率为
答:(1)中药壶在温火状态下的电流为1A;
(2)将3kg中药从20℃加热至100℃,中药吸收的热量为9.6×105J;
(3)急火时的电功率1210W。
21.(2024·广东中山·三模)如题图为某种两挡电饭锅的简化电路,已知额定电压为220V,加热挡功率为1320W,保温挡功率为110W。某次煮饭过程中,加热挡工作15min,保温挡工作5min。求:
(1)该电饭锅处于保温挡时,电路中的电流?
(2)该次煮饭过程中,电饭锅消耗的电能为多少焦耳?
(3)电阻R2的阻值?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)两个开关同时闭合时,两个电阻并联,电路中电阻最小,根据可知功率大,为加热挡;只闭合S时,只有R1接入电路,电路中电阻大,根据可知功率小,为保温挡;则电饭锅处于保温挡时,电路中的电流为
(2)该次煮饭过程中,电饭锅消耗的电能为
(3)两个开关同时闭合时,两个电阻并联,电路中电阻最小,根据可知功率大,为加热挡,电路总电流为
由(1)可知通过R1的电流为0.5A,根据并联电路电流规律可得则通过R2的电流为
电阻R2的阻值为
答:(1)电饭锅处于保温挡时,电路中的电流为0.5A;
(2)该次煮饭过程中,电饭锅消耗的电能为;
(3)电阻R2的阻值为。
22.(2024·广东广州·三模)如图是一种电压力锅的简易原理图。为电源开关,为加热电阻,其阻值为,L为指示灯,加热时接a;为保温电阻,保温时,接b,此保温电路的功率为100W。
(1)已知锅内水体积为3L,初温为,烧开时水温为,水烧开过程吸收的热量是多少?[水的比热容:,水的密度为
(2)电压力锅处于加热状态时的功率是多少?
(3)电压力锅加热后水烧开,又保温5min,共消耗多少电能?
【答案】(1)
(2)1100W
(3)
【详解】(1)水的体积
水的质量为
水吸收的热量为
(2)当电压力锅处于加热状态时,电源开关闭合、接a,由图可知,此时只有工作,则电压力锅处于加热状态时的功率为
(3)保温电路的功率为100W,电压力锅先加热10min后保温5min共消耗的电能为
23.(2024·广东惠州·一模)电饭锅是生活中常用电器,下表是小明家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中和都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响)。求
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
加热
1100W
保温
44W
(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流;
(2)电阻的阻值;
(3)小明想测试电饭锅的实际电功率,于是在家庭电路中只接入电饭锅且处于加热状态,发现家中标有“220V、3000 r/kW·h”的电能表6min内转了300圈,则电饭锅此时的实际加热功率。
【答案】(1)5A;
(2)1100Ω;
(3)1000W
【详解】解:(1)电饭锅正常工作时的加热功率,由可得总电流
(2)当闭合、断开时,只有接入电路中,电功率较小,为保温挡;,由可得
(3)电能表转盘转消耗的电能
电饭锅此时的实际加热功率
24.(2024·广东清远·一模)某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W,R1=55Ω。求:
(1)只闭合开关S1,电路处于低温挡还是高温挡?为什么;
(2)取暖器低温挡工作时通过R1的电流及R1的电功率;
(3)R2的阻值。
【答案】(1)低温挡,理由见解析
(2)4A,880W
(3)110Ω
【详解】(1)由电路图知,两个开关都闭合时,两个电阻并联在电路中,电路中的总电阻最小,据 知,电路中的总电功率最大,处于高温挡;S1闭合、S2断开时,电路中只有R1工作,电路中的电阻最大,据 知,电路中的总电功率最小,处于低温挡。所以,只闭合开关S1,电路处于低温挡。
(2)取暖器低温挡工作时,电路中只有R1工作,根据欧姆定律可得,通过R1的电流为
根据可得,R1的电功率为
即为低温挡的电功率。
(3)高温挡工作,R2消耗的功率为
根据可得,R2的阻值为
25.(2024·广东深圳·一模)图甲是利用热敏电阻制作的电子温度计,由电压表的示数来显示温度,其电路原理如图乙所示,R1是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图丙所示,电源电压恒定不变,R0阻值为20Ω,电压表量程为0~3V,闭合开关S后,当环境温度为30℃时,电压表示数为1.8V,求:
(1)电源电压;
(2)当环境温度为30℃时,电路的功率;
(3)为了保证电路安全,该电子温度计可以测量的最高温度。
【答案】(1)4.5V
(2)0.405W
(3)50℃
【详解】(1)由图乙可知,该电路为R1和R0的串联电路,电压表测R0两端的电压;根据欧姆定律,由串联电路的电流特点可知通过R1的电流为
由图丙可知,当环境温度为30℃时,R1的阻值为30Ω;则 R1两端的电压为
U1=I1R1=0.09A×30Ω=2.7V
由串联电路的电压特点可知电源电压为
U=U0+U1=1.8V+2.7V=4.5V
(2)当环境温度为30℃时,电路的功率
P=UI1=4.5V×0.09A=0.405W
(3)已知电压表量程为0~3V,即R0两端的电压最大为U0大=3V,则电路中的最大电流为
由串联电路的电压特点可知此时R1两端的最小电压为
U1小=U﹣U0大=4.5V﹣3V=1.5V
则R1的最小阻值为
由图丙可知,此时对应的温度为50℃,即电子温度计能测量的最高温度为50℃。
26.(2024·广东·二模)如图所示是一个电热水壶,它自重1kg,能够装2kg水,铭牌上标有“220V 1000W”,放在水平面上时与接触面的积积为200cm2。[水的比热容:4.2×103J/kg·℃]
(1)水壶装满水时对水平面的压强是多少?
(2)水壶接到200V电压工作时的实际功率是多少?
(3)若电热水壶正常工作时,多长的时间能够把2kg的30℃的水加热到100℃?(不考虑热量的散失)
【答案】(1)1500Pa
(2)826.4W
(3)588s
【详解】(1)水壶装满水时对水平面的压力
F=G=(1kg+2kg)×10N/kg=30N水壶装满水时对水平面的压强
(2)电热水壶铭牌上标有“220V 1000W”,则电热水壶的电阻
水壶接到200V电压工作时的实际功率
(3)2kg的水从30℃加热到100℃吸收的热量
Q=cmΔt=4.2×103J/kg·℃×2kg×(100℃-30℃)=588000J电热水壶正常工作时,加热时间
27.(2024·广东中山·模拟预测)如图所示是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知、是电热丝,,温水挡的电功率是2.2kW。求:
(1)当流出水为温水时,接入电阻的值;
(2)若该水龙头1min能放出约1kg的温水,消耗电能多少焦耳?
(3)当流出水为热水时,热水挡的电功率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据电路图可知,当只接入电阻时,为温水挡,由可得,流出水为温水时接入电阻的值
(2)当流出水为温水时,由可知,该水龙头消耗的电能为
(3)由图可知,当扇形开关接1、2时,只有工作,此时为温水挡,由上述可知,当扇形开关接3、2时,与并联,此时为热水挡,电热丝的功率为
热水挡的电功率为
28.(2024·广东汕头·二模)在如图甲所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端移动到最左端,该过程中的电功率和电压表示数的关系图像如图乙所示。求:
(1)的阻值;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)当滑片P位于最右端时,电路工作消耗的电能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图乙可知,当电压表的示数为12V时,定值电阻的功率为4.8W,故R1的阻值为
(2)由图可知,滑动变阻器的滑片在最左端时,滑动变阻器接入的阻值为零,R1两端电压即为电源电压,故电源电压
滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入的阻值最大,此时R1两端电压为
电路中电流为
滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器的最大阻值为
(3)滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入的阻值最大,电路中电流最小,电路工作消耗的电能为
29.(2024·广东汕头·二模)空气炸锅(如图甲)深受广大市民青睐。图乙是其内部简化电路图,S为电源开关,、均为发热电阻,温控开关在不同位置时,有“高温”、“低温”两个挡位。已知空气炸锅高温挡额定功率990W,额定电压220V,阻值为88Ω,求:
(1)空气炸锅在高温挡正常工作时,此时电路中的总电流;
(2)空气炸锅低温挡额定功率;
(3)已知一次炸熟200g薯条需要吸收的热量为,空气炸锅在额定电压下,高温挡的电热转化效率为80%,求炸熟这份薯条需要的时间。
【答案】(1)4.5
(2)550
(3)1000s
【详解】(1)空气炸锅在高温挡正常工作时,电路中的总电流为
(2)由图乙可知,当S闭合,S1接a时,R1、R2并联,此时电路电阻最小,根据公式可知,电功率最大,为高温挡;当S闭合,S1接b时,R1被短路,只有R2工作,为低温挡。低温挡的额定功率为
(3)炸熟200g薯条消耗的电能为
炸熟这份薯条需要的时间为
30.(2024·广东云浮·一模)如下题图所示,这是某品牌电饭锅的简化电路图,和均为电热丝(阻值不变),为温控自动开关,使电饭锅处于加热或保温状态,电饭锅的额定电压为,额定加热功率为、额定保温功率为。求:
(1)电饭锅处于加热状态正常工作时通过的电流;
(2)电热丝的阻值;
(3)电饭锅将质量为、初温为的水在一个标准大气压下加热到恰好沸腾时,水吸收的热量。
【答案】(1)3A;
(2)110Ω;
(3)
【详解】(1)电饭锅处于加热状态正常工作时通过的电流
(2)根据可知,总电阻越小,功率越大,故当两个开关都闭合时,两个电阻并联,此时的总电阻最小,总功率最大,此时为加热挡,当只闭合S时,只有R1接入电路时,此时为保温挡,电阻R2的功率为
R2的阻值
(3)水吸收的热量为
31.(2024·广东江门·一模)图甲是一款养生壶,图乙是其简化电路图,部分参数如下表所示,R1、R2是电热丝(阻值不随温度的变化而变化),[粥的比热容取],求:
额定电压/V
220
加热挡功率/W
880
保温挡功率/W
176
(1)加热挡正常工作时,电路中的电流;
(2)电热丝的阻值;
(3)将1.1kg的粥从20℃加热到100℃,需要加热挡正常工作500s,此养生壶的加热效率。
【答案】(1)4A
(2)220Ω
(3)80%
【详解】(1)根据P=UI可得,加热挡正常工作时,电路中的电流为
(2)根据串并联电路的电阻特点可知,当开关S拨至a时,两电阻串联,电路总电阻最大,根据可知,电功率最小,养生壶处于保温挡;当开关S拨至b时,电路为R1的简单电路,电路总电阻最小,根据可知,电功率最大,养生壶处于加热挡。根据可得,电热丝R1的阻值为
R1和R2的串联总电阻为
所以,电热丝R2的阻值为
(3)根据可得,粥吸收的热量为
加热挡正常工作500s消耗的电能为
则此养生壶的加热效率为
32.(2024·广东中山·三模)如图所示是某款家用可调功率的微型热水器的内部简化示意图,仅由虚线框内的加热电阻加热,其阻值为22 Ω,滑动变阻器最大阻值为88 Ω。以最大加热功率工作时,将2kg初温为 的水加热至 需要5min。求: 水的比热容。
(1)该热水器以最小功率加热时,电路中的电流;
(2)该微型热水器的最大加热功率;
(3)以最大功率加热时,热水器的加热效率。
【答案】(1)
(2)
(3)%
【详解】(1)分析电路为两电阻串联,当滑动变阻器接入电阻最大时,电路中的电流最小,由可知,热水器的功率最小,此时电路中的总电阻为
电路中的电流为
(2)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,加热功率最大,此时电路为的简单电路,此时电功率为
(3)水吸收的热量
加热电阻产生的热量为
加热效率为
33.(2025·广东汕头·一模)如图所示电路中,灯泡L上标有“1.5V,0.3A”字样,R为定值电阻。闭合开关S后,灯泡L恰好正常发光,电流表的示数为0.6A。求:
(1)灯泡L的额定功率是多少?
(2)定值电阻R的阻值是多少?
(3)该电路工作5min,定值电阻产生的热量是多少?
【答案】(1)0.45W
(2)5Ω
(3)135J
【详解】(1)灯泡L上标有“1.5V,0.3A”字样,即灯泡的额定电压为1.5V,额定电流为0.3A,则灯泡L的额定功率
(2)由电路图可知,灯泡L与R并联,电流表测量总电流,闭合开关S后,灯泡L恰好正常发光,通过灯泡的L的电流I额=0.3A,则通过定值电阻R的电流
电源电压
定值电阻R的电压
定值电阻R的阻值
(3)该电路工作5min,定值电阻产生的热量
34.(2025·广东深圳·一模)如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路,电源电压恒为5V,电路中电流表的量程为,滑动变阻器R的铭牌上标有“,”字样。为热敏电阻。明明发现某热敏电阻阻值随环境温度变化关系如图乙所示。求:
(1)将此电路放入温度为的环境中,闭合开关,调节滑片P至某一位置,此时电流表的读数为,求此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)若滑片位置不动,求该电路能测量的最高环境温度。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据图象可知,当环境温度为时,热敏电阻的阻值为,当电流表的读数为,总电阻为
滑动变阻器的电阻
(2)若滑片位置不动,电流最大为,总电阻为
热敏电阻的电阻
根据图象可知,电阻与温度是直线关系,即
当时,代入关系式可得
,,代入关系式可得
可得;,则Rt随温度t变化的函数关系:
则当热敏电阻为150Ω时,带入公式
解得最高环境温度为。
35.(2025·广东广州·一模)如图所示,电源两端的电压恒定不变,灯泡L标有“6V,3W”的字样(电阻受温度影响),定值电阻R=10Ω,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,闭合开关S。将开关S1拨至2,滑片P移至a端,灯泡正常发光。
(1)求灯泡正常发光时的电流和电源两端的电压;
(2)滑片P保持在a端,开关S1拨至1,求定值电阻R工作10min产生的热量;
(3)接着将开关S拨回2,滑片P移至b端,电流表示数为0.25A,求此时灯泡的功率。
【答案】(1)0.5A,6V
(2)
(3)0.25 W
【详解】(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流为
闭合开关S,将开关S1拨至2,滑片P移至a端时,定值电阻R被短路,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电路中只有灯泡L工作,由灯泡正常发光,可知电源两端的电压为
(2)滑片P保持在a端,开关S1拨至1,滑动变阻器接入电路的阻值为0,灯泡L被短路,只有电阻R工作,根据可得,定值电阻R工作10min产生的热量
(3)接着将开关S1拨回2,滑片P移至b端,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,灯泡L与滑动变阻器R1串联,电流表测量电路中的电流,由U=IR可得,滑动变阻器两端的电压为
由串联电路的电压特点可知,灯泡L两端的实际电压为
此时灯泡的功率为
36.(2025·广东深圳·二模)某压力传感器的电阻R随撞击力F的变化图像如图甲,将它接入图乙电路来做手机抗摔实验。闭合开关S,在传感器上方释放手机,手机屏幕向下撞到传感器的平台上(平台的质量不计),当撞击力为80N时屏幕刚好破裂。实验测得撞击前、撞击时和撞击后的电流随时间变化的图像如图丙。已知电源电压,定值电阻。求:
(1)未受到撞击时,传感器的阻值。
(2)通过计算说明此次实验中手机屏幕是否会破裂?
(3)实验过程中电路消耗总功率的最小值与最大值之比是多少?
【答案】(1)590Ω
(2)不会破裂
(3)1:30
【详解】(1)由电路图可知,闭合开关S后,定值电阻R0和压力传感器电阻串联,电流表测电路中的电流。由图丙可知,传感器未受到撞击时,此时电路中的电流最小,则此时电路中的电流I=I传=0.05A
由可知,电路的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,压力传感器未受到撞击时的电阻R传=R总﹣R0=600Ω﹣10Ω=590Ω
(2)撞击力越大,压力传感器电阻越小,电路中电流越大,由图丙知电路中最大电流为I大=1.5A,此时电路的总电阻
此时压力传感器的电阻R传″=R总'﹣R0=20Ω﹣10Ω=10Ω
由图甲可知,此时传感器受到的撞击力为60N,小于80N,所以手机屏幕不会破裂。
(3)电路消耗总功率的最小值为P小=UI=30V×0.05A=1.5W
电路消耗总功率的最大值为P大=UI大=30V×1.5A=45W
则实验过程中电路消耗总功率的最小值与最大值之比为
37.(2025·广东东莞·一模)如图甲所示,小波家使用的一款智能养生壶,它具有加热、保温两挡功能,壶内部简化电路如图乙所示,其中R1和R2为电热丝,S2为自动控制开关,该养生壶的主要参数如表所示。求:
产品名称
智能养生壶
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
110W
(1)在保温状态下,该养生壶正常工作时的电流为多少A?
(2)电热丝R2的阻值为多少Ω?
(3)小波将该养生壶接入家庭电路中单独工作,在养生壶给水加热的过程中,观察到家里电能表(如图丙所示)的转盘3min内转了132转,则该养生壶加热时的实际功率是多少?
【答案】(1)0.5A;
(2)55Ω;
(3)880W
【详解】(1)在保温状态下,该养生壶正常工作时的电流为
(2)由图乙得,两开关均闭合时,电路中只有R2,此时电路中电阻最小,为加热挡,由可得,R2阻值为
(3)根据题意可知,电加热器烧水3min消耗的电能为
加热功率为
38.(2025·广东清远·一模)题图甲所示的电饭锅简化电路原理图如图乙所示,其额定电压为220V,、为阻值不变的加热电阻,S为温控开关,1为加热挡,2为保温挡,额定加热功率为440W。求:
(1)加热时电路中的电流;
(2)的阻值;
(3)电饭锅加热50min消耗的电能。
【答案】(1)2A
(2)
(3)
【详解】(1)由可得,加热时电路中的电流
(2)S接1时,为只有R1的简单电路,为加热挡,的阻值
(3)电饭锅加热50min消耗的电能
39.(2025·广东珠海·一模)如图甲是小文设计的饮水机电路示意图,电阻;开关S、都闭合时,饮水机加热时的总功率为840W;求:
(1)闭合开关S、断开开关时,电路中电流大小(保留小数点后两位小数);
(2)开关S、都闭合时,饮水机加热10min,如图乙中的电能表指示灯闪烁多少次:
(3)电阻的阻值是多少?
【答案】(1)0.18A
(2)350imp
(3)
【详解】(1)闭合开关S、断开开关时,只有接入电路,电路中电流大小为
(2)开关S、都闭合时,两电阻并联,处于加热状态
加热10min消耗电能
电能表闪烁次数
(3)加热状态时,电阻功率
电阻功率
电阻的阻值是
40.(2025·广东茂名·一模)如图所示是某电蒸锅及其内部简化电路图,它有加热和保温两个挡位。、均为发热电阻,的阻值为242,加热挡功率为1300W。[水的比热容]求:
(1)电蒸锅正常工作时保温挡的功率;
(2)电蒸锅正常工作时的阻值;
(3)不计能量损失,用加热挡加热,使2kg的水温度升高50℃,需要加热多长时间(结果保留整数)?
【答案】(1)
(2)
(3)323s
【详解】(1)由图中电路图知,当两个开关同时闭合时,电阻、并联,根据并联电路电阻规律知,此时电路中的总电阻较小,根据可知,电路的总功率最大,电蒸锅处于加热挡; 当S1闭合,S2断开时,只有电阻工作,此时电路中的总电阻较大,根据知,电路的总功率最小,电蒸锅处于保温挡; 电蒸锅正常工作时保温挡的功率
(2)当两个开关同时闭合时,电阻、并联,则电阻的电功率为
由可知,电阻的阻值
(3)由题意知,2kg的水温度升高50℃,则水吸收的热量
由可知,加热水的过程需要的时间
41.(2025·广东深圳·二模)图甲为一款设有高、中、低三个调温挡的电热暖身毯,部分参数如表所示。暖身毯里面嵌有多条发热体,其简化电路如图乙所示,其中
电源电压/V
5
电池容量/A·h
10
低温挡功率/W
4
高温挡功率/W
10
(1)当 均闭合时,电路处于 温挡;当闭合、断开时,电路处于 温挡(均选填“高”“中”或“低”);
(2)R1的阻值为多少?
(3)中温挡的功率为多少?
(4)充满电的电池可供暖身毯以高温挡持续工作多长时间?
【答案】(1) 高 低
(2)6.25Ω
(3)6W
(4)1.8×104s
【详解】(1)[1]据乙图可知,均闭合时,电路为两电阻并联,此时电路中的总电阻最小,根据可知,电功率最大为高温挡。
[2]当开关 闭合、断开时,电路为R1的简单电路,由于,此时电路中的总电阻最大,根据可知,电功率最小为低温挡。
(2)已知电源电压为5V,低温挡的功率是4W,则R1的阻值为
(3)当开关 断开、闭合时,电路为R2的简单电路,为中温挡,已知高温挡两电阻并联后的总功率为10W,低温挡R1单独工作的电功率为4W,则中温挡的功率为
(4)根据表格数据可知,充满电的电池存储的电能为
可供暖身毯以高温挡持续工作的时间为
42.(2025·广东珠海·一模)如图甲光波炉是一种利用远红外卤素白炽灯对食物进行加热的厨具。如图乙是一个光波炉简易原理图,图中卤素白炽。灯L规格为“220V,880W”,电阻。闭合开关、,光波炉处于“高火”挡位;仅闭合时,光波炉处于“低火”挡位,假设卤素白炽灯工作过程中阻值不变。求:
(1)卤素白炽灯L的阻值;
(2)“高火”挡位时,通过卤素白炽灯L的电流;
(3)“低火”挡位时,卤素白炽灯L的功率。
【答案】(1)55Ω
(2)4A
(3)220W
【详解】(1)灯L规格为“220V,880W”,白炽灯L的电阻。
(2)闭合开关、,“高火”挡位时,电路中只有灯泡工作,此时灯正常发光,通过卤素白炽灯L的电流。
(3)“低火”挡位时,电阻与灯泡串联,电阻,因串联电路中总电阻等于各用电器的电阻之和
电路中的电流
卤素白炽灯L的功率。
43.(2025·广东惠州·一模)如图甲所示是某多功能电热菜板,它有加热和保温两挡功能,其内部简化电路如图乙所示,、是用于发热的定值电阻,其中的阻值为,电热菜板的加热功率为。某次使用电热菜板的保温功能加热凉开水,将的凉开水从加热至,用时[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。求:
(1)该电热菜板的保温功率;
(2)凉开水吸收的热量;
(3)此次加热凉开水的加热功率。(不计热量损失)
【答案】(1)400W
(2)
(3)280W
【详解】(1)当开关S接1时电路为R2的简单电路,当开关S接2时R1与R2串联,根据串联电路电阻规律知道,当开关S接1时,电路的总电阻最小,由知道,电路的总功率最大,处于加热挡,当开关S接2时电路总电阻最大处于保温挡,则电阻
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,该热菜板保温时的功率
(2)凉开水吸收的热量
(3)此次加热凉开水的加热功率
44.(2025·广东梅州·二模)如图所示,这是某电吹风机的电路原理图,其中R1、R2为电热丝,M为电动机。已知电热丝R1的阻值为88Ω。通过闭合开关S1、S2可实现冷风、暖风和热风的转换,电吹风机的部分数据如表所示。求:
额定电压
220 V
额定功率
冷风
132 W
暖风
热风
1 782 W
(1)电吹风机吹暖风时的额定功率。
(2)电热丝R2的阻值。
(3)吹暖风时,1min内电吹风机消耗的电能。
【答案】(1)682W
(2)44Ω
(3)40920
【详解】(1)当闭合开关S1,S2接触点1、2时,电路为电动机的简单电路,电路吹冷风;当闭合开关S1,S2接触点2、3时,R1与电动机并联,电路电阻大,电路功率小,吹暖风;当闭合开关S1,S2接触点3、4时,R1、R2、电动机并联,电路电阻小,电路功率大,吹热风。电吹风机吹暖风时的额定功率
(2)电热丝R2的电功率为
由得,电热丝R2的阻值为
(3)由得,吹暖风时,1min内电吹风机消耗的电能
45.(2025·广东韶关·二模)小明家的电热毯有高温和低温两挡,其简化电路如题图所示。电源电压为220V,R1和R2均为电热丝,且R1=R2。当开关S闭合时,电热毯处于高温挡,功率为88W;当S断开时,电热毯处于低温挡。求:
(1)处于高温挡时电路中的电流;
(2)电阻R1的阻值;
(3)处于低温挡时电热毯的电功率。
【答案】(1)0.4A
(2)550Ω
(3)44W
【详解】(1)由图可知,当开关S闭合时,电阻R2被短路,电路中只有R1,处于高温挡,处于高温挡时电路中的电流
(2)当开关S闭合时,电阻R2被短路,电路中只有R1,处于高温挡,电阻R1的阻值
(3)当开关S断开时,两电阻串联,电热毯处于低温挡,因为R1=R2=550Ω
处于低温挡时电热毯的电功率
46.(2025·广东中山·二模)如图甲所示为一款养生壶,图乙为电路原理简图,如表为它处于加热态时的部分参数,当S1,S2都闭合时。养生壶处于加热状态,只闭合S2时,养生壶处于保温状态。
额定电压
220V
加热功率
880W
额定容量
2L
(1)养生壶在加热挡时电路中的电流;
(2)如果养生壶在加热挡正常工作2min,消耗多少电能
(3)若正常工作时保温电功率为加热时的10%,则R2的阻值是多大?
【答案】(1)4A
(2)105600J
(3)
【详解】(1)养生壶在加热挡时电路中的电流
(2)如果养生壶在加热挡正常工作2min,消耗多少电能
(3)则R1的阻值
R1和R2串联时电功率
总电阻为
则R2的阻值
47.(2024·广东茂名·一模)如图甲是小梦家豆浆机的工作原理图(豆浆机由搅拌器和加热器R组成),其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的,电动机的额定功率是200W,R是加热电阻,R的额定功率是1100W,豆浆机一般工作是:加热-搅拌-加热-搅拌-加热(图乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息)。小梦的妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg,求:
(1)豆浆机的加热电阻是多少?
(2)从第6min至第9min,豆浆吸收的热量是多少?[]
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少?
【答案】(1)44Ω;(2)1.8×105J;(3)7.5×105J
【详解】解:(1)从图甲可知,电源的电压为220V,加热电阻R的额定功率是1100W,根据电功率的推导式可知,豆浆机的加热电阻为
豆浆机的加热电阻为44Ω。
(2)已知小梦的妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg,那么豆浆的质量为1.5kg,观察图丙,从第6min至第9min,豆浆的温度变化量为
根据比热容公式可知,这段时间豆浆吸收的热量为
豆浆吸收的热量为1.8×105J。
(3)从图乙可看到,豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能为
总共消耗的电能为7.5×105J。
答:(1)豆浆机的加热电阻为44Ω;
(2)从第6min至第9min,豆浆吸收的热量为1.8×105J;
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能为7.5×105J。
48.(2024·广东河源·一模)在如图所示电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为20Ω,为滑动变阻器,当闭合开关,滑片P处于a端时,电流表示数为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)当滑片P处于b端时,电压表示数为8V,滑动变阻器的最大电阻大小;
(3)当滑片P处于b端时,定值电阻通电100s,其产生的热量大小。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)由图可知,闭合开关,滑片处于α端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,电路中只有工作,电流表测电路中的电流,已知此时电流表示数为0.6A,则电源电压为
(2)当滑片P处于b端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,且与电阻串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,此时电压表示数为8V,则定值电阻两端的电压为
此时通过电阻的电流为
根据串联电路电流处处相等的特点
滑动变阻器的最大电阻为
(3)当滑片P处于b端,100s内产生热量
答:(1)电源电压;
(2)当滑片P处于b端时,电压表示数为8V,滑动变阻器的最大电阻;
(3)当滑片P处于b端时,定值电阻通电100s,其产生的热量。
49.(2024·广东·一模)小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示,其简化电路如图甲所示,R1、R2均为电热丝,且阻值不随温度变化。当开关S闭合,开关S1拨至a处为加热挡,开关S1拨至b处为保温挡。求:
(1)该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流?
(2)电热丝R2的阻值?
(3)将其电路改成如乙图所示电路,通电10min,整个消耗电能最少为多少J?
××牌电烤箱
额定电压:220V
额定加热功率:1210W
额定保温功率:110W
【答案】(1)0.5A;(2)44Ω;(3)6×104J
【详解】解:(1)由题意及P=UI可得,该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流为
(2)由题意及可得,当处于加热挡时,R1与R2并联,但处于保温挡时,R2被短路,R1接在电源两端,则有
根据并联电路电阻规律可得
R2=44Ω
(3)由题意可得,要使得整个消耗电能最少,则电路的总功率要最小,由可得,要电功率减小,则电路的总电阻要增大,当两电阻串联时,电路中的总电阻最大,所以当开关S闭合,S2断开,S1接b时,R1与R2串联,电路的功率最小,为
通电10min,整个消耗电能为
答:(1)电流为0.5A;
(2)R2的阻值为44Ω;
(3)消耗最少电能为6×104J。
50.(2024·广东广州·一模)如图1所示的电路,已知和为定值电阻,电源两端的电压恒为6V。闭合开关后,电压表的示数为5V,通电30s,产生的热量为15J。求:
(1)的阻值大小;
(2)把与额定电压为2.5V的灯泡L并联接在另一电路中,如图2所示。L的图像如图3所示。闭合开关,A1的示数为0.2A,求此时L的实际功率和干路中的电流大小。
【答案】(1);(2)0.2W,0.3A
【详解】解:(1)由图1可知,已知和串联,电压表测量的电压,根据串联电路的特点知,的电压
根据
电路中的电流
的阻值
(2)图中灯泡与电阻并联,电流表测量灯泡的电流,电流表测量干路电流,当的示数为0.2A,灯泡的电流为0.2A,根据图像知,灯泡的电压等于电源电压为1V;灯泡的实际功率为
则的电流
干路中的电流
答:(1)的阻值大小是;
(2)此时的实际功率是0.2W,干路中的电流大小为0.3A。
51.(2024·广东清远·模拟预测)如图所示电路,电源电压不变,小灯泡标有“”字样,闭合开关后,当滑片移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为;当滑片移至某一端点时,电流表示数为,电压表示数变化了,此时滑动变阻器消耗的功率为,且::求:
(1)灯泡正常发光时的电流;
(2)电源电压
(3)滑片移动过程中小灯泡消耗的电功率的变化量。
【答案】(1)0.5A;(2)8V;(3)2.6W
【详解】解:(1)根据知,灯泡正常发光时的电流为
(2)设电源电压为,当滑片移至某位置时,小灯泡恰好正常发光,且串联电路中电流处处相等,滑动变阻器消耗的功率为
当滑片移至某一端点时,电流表示数为,电流表示数减小,说明变阻器接入的电阻变大,此时滑片在最大阻值处;变阻器接入的电阻变大,由串联分压规律可知,变阻器分得的电压变大,所以,电压表示数变化了即增大了,此时滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器消耗的功率为
已知
联立解得,电源电压为
(3)由题意可知,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为,则此时灯泡消耗的功率,滑动变阻器消耗的功率由变为的过程中,电压表示数变化了即增大了,由串联电路的电压规律可得,灯泡两端的电压减小了,则此时灯泡两端的电压为
此时灯泡消耗的电功率为
则灯泡消耗的功率变化了
答:(1)灯泡正常发光时的电流为0.5A;
(2)电源电压为8V;
(3)滑片移动过程中小灯泡消耗的电功率的变化量为2.6W。
52.(2024·广东深圳·三模)图甲是某款电梯工作原理的简化模型,轿厢质量600kg,压力传感器置于轿厢内部地面,检测压力大小。图乙是压力传感器电路,电源电压恒定,电阻,电磁铁线圈电阻不计,压敏电阻R阻值随压力F压的变化情况如图丙所示。当压力为时,电路中电流为0.06A:当电路中的电流大于0.1A时启动警报系统,电梯停止运行。求:
(1)空厢匀速竖直上升时,拉力F的大小。
(2)在6s内将空厢匀速竖直提升3m,拉力F做功的功率。
(3)电梯正常运行,压力传感器能承受的最大压力。
【答案】(1)6000N;(2)3000W;(3)4×103N
【详解】解:(1)忽略绳重、摩擦,空厢匀速竖直上升时,绳拉力F的大小
F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N
(2)绳端移动距离s=3m,绳拉力F做的功
W=Fs=6000N×3m=18000J
绳拉力F的功率
(3)当压力为2×103N时,R=120Ω,电路中电流为0.06A;则电源电压为
U=I(R+R0)=0.06A×(120Ω+80Ω)=12V
控制电路的最大电流时,载重量最大控制电路最小总电阻
力敏电阻的阻值
由图丙可知,当RF=40Ω,压力F压=4×103N。
答:(1)空厢匀速竖直上升时,绳拉力F的大小是6000N;
(2)在6s内将空厢匀速竖直提升3m,拉力F做功的功率是3000W;
(3)压力传感器能承受的最大压力4×103N。
53.(2024·广东茂名·模拟预测)如图甲为某一款家用即热型多挡位电热水器,内部简化电路如图乙所示,R1<R2(电阻值不变),调节开关时电热水器分为低温、中温、高温三挡,功率如丙表。求:
额定电压
220V
额定功率
低温:2200W
中温:4400W
高温:
(1)当只有S1闭合时,电热水器正常工作时的电流是多少?
(2)R2的阻值是多少?
(3)冬天水初温是12℃,设定出水温度为45℃,用高温挡工作7min,流出热水的质量为多少?[]
【答案】(1)20A
(2)22Ω
(3)20kg
【详解】(1)由图可知,只闭合开关S1,电路等效为R1接在电源上的简单电路,由可得,此时电路消耗的电功率为,只闭合开关S2,电路等效为R2接在电源上的简单电路,此时电路消耗的电功率为,同时闭合开关S1、S2,电路为R1、R2并联,此时电路消耗的电功率
根据,所以,,因此,只闭合开关S2时,热水器为低温挡,功率2200W,只闭合开关S1时,热水器为中温挡,功率4400W,同时闭合开关S1、S2时,热水器为高温挡,功率
由可得,当只有S1闭合时,电热水器正常工作时的电流
(2)由可得,R2的阻值
(3)根据可得,电热水高温挡工作
消耗的电能
不计热散失,水吸收的热量
由可得,水的质量
54.(2024·广东中山·三模)如图甲是一款可调温果汁加热器,图乙是其简化电路图,R1,R2均为加热电阻。当开关接1时,加热器处于保温挡,保温功率为220W;当开关接2时,加热器处于可调温挡,可调功率范围为220W~1100W。[果汁比热容取4.0×103J/(kg·℃)]求:
(1)加热器最大功率时电路中的电流
(2)滑动变阻器R1的最大阻值
(3)不计热量损失,用最大功率给1kg的果汁加热2min果汁升高的温度。
【答案】(1)5A
(2)176Ω
(3)33℃
【详解】(1)当开关接2时,R1、R2串联,此时R1的滑片位于最右端,电路中只有R2,根据
可知,R2的阻值
根据欧姆定律知,最大功率时电路中的电流
(2)当S接1时,为保温挡,R1和R2串联,且R1处于最大值,此时功率最小为保温功率,电路总电阻为
由串联电路的电阻特点可知,加热电阻R1的阻值
(3)由可知,加热器用最大功率对2kg果汁加热2min消耗的电能
果汁吸收的热量为
果汁的温度升高的温度
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
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