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2025年中考物理核心考点考前冲刺 电磁学计算题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、计算题
1.如表所示的是一台三挡调节电热水器的铭牌(有一项内容模糊不清),电热水器的内部简化电路如图所示,R1和R2为电热丝,通过开关S1和单刀双掷开关S2的调节实现高、中、低三个挡位的转换。
(1)电热水器低温挡工作时,开关S1、S2应处于什么状态,说明判断依据;
(2)求电热丝R1、R2的电阻;
(3)求电热水器在高温挡工作时的电流及额定功率。
××牌电热水器 额定电压220V
额定电流
高温挡
中温挡
5A
低温挡
2.5A
2.如图所示,当开关闭合后,电流表A的示数为0.3A,通过小灯泡的电流是多少安?
3.在图中,用电压表测得灯泡L1、L2两端的电压分别为U1、U2,电源两端的电压为U,已知=1.3V,=1.4V,求电源两端的电压。
4.图甲是某电吹风的工作原理图.电吹风工作时,可分别吹出热风和凉风。为了防止温度过高,用一个PTC电阻R0与电热丝R串联,电热丝阻值恒为50Ω,R0的阻值随温度的变化如图乙所示,电动机正常工作时的功率为120W,家庭电路的电压为220V。求:
(1)当开关S位于2位置时,电吹风连续工作5min消耗电能;
(2)电吹风吹热风时且温度为35℃,电热丝R 10min产生的热量;
(3)电吹风吹热风时且达到最高温度,电路消耗的总电功率。
5.如图所示,电阻R1为10Ω,电阻R2为50Ω,电源电压为6V。开关S闭合后,求:
(1)电路中的电流I;
(2)电阻R2两端的电压;
(3)通电100秒,电路消耗的总电能。
6.伊金霍洛旗正在创造生态文明城市。空气质量指数是环境监测的重要指标,空气质量等级是按照空气质量指数划分的,如表所示。
某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图甲所示,已知电源电压,是定值电阻,气敏电阻阻值R与A的关系如图乙所示,当空气质量指数A为100时,电压表示数为。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)判断电压表示数为时对应的空气质量等级。
7.某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器,其内部简化电路如图甲。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源(电压恒定U=6V)、开关S0、电磁铁(线圈电阻R0=20Ω)、热敏电阻R组成,R阻值随温度的变化图象如图乙。工作电路R1=44Ω,R2=956Ω。当开关S0和S均闭合时,电热水器开始加热[c水=4.2×103J(kg·℃)]。
(1)当温度达到50℃时,衔铁会被吸下,电热水器停止加热,求控制电路中的电流;
(2)电热水器将水箱中2kg的水从17℃加热到50℃,用时5min。求此过程水吸收的热量及电热水器的加热效率;
(3)用电高峰期,电热水器两端实际电压为200V,当电热水器处于保温状态时电热水器工作多长时间会消耗1.8×104J的电能?
8.如图所示电路中,电源两端电压U保持不变,R1、R2都是定值电阻,其中R2的阻值为20Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表示数为5V。通过计算回答:
(1)电阻R1的阻值是多少欧?
(2)电阻R1消耗的电功率是多少瓦?
(3)电源两端的电压U是多少伏?(友情提示:需要文字叙述的可以有必要的文字叙述;同一个物理量需要加下标区分的务必加下标区分)
9.如图所示,,电流表的示数为,电压表的示数为。求:并联电路总电流I;
10.如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1A。试求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流是多少?
(2)使用烘干功能时,电流通过R做功的功率是多少?
(3)使用烘干功能5min,消耗的电能是多少?
11.如图所示,将小灯泡L1和L2串联在电路中,只闭合开关S,电压表V的示数为3V,电压表V1的示数为2V,求:
(1)电源的电压;
(2)小灯泡L2两端的电压;
(3)再闭合开关S1后电压表V1的示数。
12.如图所示电路,电阻R为10Ω,电源电压保持不变,闭合开关S后,两个电表的示数分别是2.5V、0.2A.请通过计算回答:
①电阻R两端的电压是多少?
②通电10min整个电路电流做功多少?
13.寒潮来袭,为抵抗寒冷,小敏购买了HF牌电热水壶,其工作电路原理如图乙所示,R1、R2为电阻值相同的发热电阻,1、2、3、4为触点,S2为旋转开关,实现低挡、高挡的转换,其高挡时的额定功率为1000W,使用时,旋转到低挡位时保温,高挡位时加热。(不计热量损失,c水=4.2×103J/(kg· ))求:
(1)求发热电阻R1的阻值。
(2)将水壶内2kg、20的水加热到100需要的最短时间是多少?
(3)在高挡位下,若电路正常工作10min,则电路消耗的电能能使如图丙所示的电能表表盘转多少r
14.太阳能具有环保、可再生等优点。某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内,将热水器中质量为50kg、初温为15℃的水升温到55℃。已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg•℃),通过计算回答:
(1)热水器中水吸收的热量是多少?
(2)阴天时,热水器通过备用的电热棒将水加热,电热棒的功率是2000W,则电热棒加热5min消耗的电能是多少?
15.在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压恒定为6 V,小灯泡L的额定电压为2. 5V,电阻大约为10Ω左右,滑动变阻器R的最大阻值是50 Ω,实验电路如图甲所示,图乙是根据实验数据绘成的图像:
(1)根据图像提供的信息,计算出小灯泡正常工作时的功率和此时滑动变阻器连入电路的阻值。
(2)实验过程中,小灯泡突然熄灭,此时电流表示数为零,而电压表有示数,那么出现的故障是什么?此时电压表的示数是多少?
16.如图所示的电路,R1=30Ω,R2=20Ω,开关S闭合后,电流表A的示数为0.4A。求:
(1)电源的电压;
(2)通过R2的电流;
(3)整个电路的总功率。
17.如图所示电路,电源电压恒定且保持不变,电阻R1=4Ω,R2=8Ω,开关S闭合、S1断开时电流表的示数I1=0.4A。求:
(1)电源的电压U;
(2)开关S、S1都闭合时通过电阻R2的电流I2;
(3)开关S、S1都闭合时,电流表的示数I。
18.下图为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图.其中电源电压恒为 6V,R0 是阻值为 5Ω 的定值电阻, A 是油量指示表(实质是一只电流表,油量的变化通过电流的变化同步显示出来),Rx 为压敏电阻,它的电阻随受到的压力变化关系如下表.(g 取 10N/kg)
压力/N
0
50
100
150
200
250
300
350
400
电阻 Rx/Ω
550
395
275
170
90
60
40
25
5
(1)如果空油箱的质量为 5kg,没有油时,Rx 有多大?
(2)若电流表的量程为 0-0.6A,该油箱加满油时,电流表指针恰好指示最大刻度,求油箱的容积?(ρ汽油=0.7×103kg/m3)
(3)为了应对能源危机和环境污染,世界各国纷纷研制用其他能源取代燃油的新型汽车,如果你是汽车设计师,你准备研制用何种能源作为动力的汽车?简要说明理由.
19.如图所示电路,已知。当开关断开时,电流表的示数为;当开关闭合时,电流表的示数为,求:电源电压和电阻。
20.如图所示,电源电压为6V。
(1)要使灯泡L1、L2构成串联电路,S1、S2的断开、闭合情况。
(2)当灯泡L1、L2串联时,电流表示数为0.6A,电压表示数为3.5V,通过L1的电流为多少?L2两端电压为多少?
21.如图所示,电源电压保持3V不变,电阻R1=10Ω。闭合开关S后,若R2两端的电压为2V,通电100s,求:
(1)R2的电阻;
(2)电路消耗的电能。
22.在如图所示的电路中,R1的阻值为10欧,通过R1的电流为1安。
(1)求电阻R1两端的电压。
(2)电键S闭合后,电流表A的示数为1.5安,求通过R2的电流I2。
23.如图所示电路中,电源电压恒定,R1的阻值是12Ω,当S闭合后,通过R1的电流为0.5A,通过R2的电流为0.25A,求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)此时R1的电功率。
24.如图所示电路,闭合开关后,电流表A1示数为1.2A,电流表A2示数为0.8A,电压表示数为4.5V,求:
(1)通过灯L1和L2的电流各是多少?
(2)电源电压为多少?
25.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.4A,电流表A2的示数为0.2A,求:
(1)电源电压多少?
(2)电阻R2在1min内电流做的功为多少J?
26.空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标,如表的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。如图甲是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图,用电流表显示空气质量指数。电源电压18V保持不变,的阻值为100,气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图像如图乙所示。
空气质量指数K
0~50
51~100
101~150
150~200
201~300
>300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
重度污染
(1)当空气质量指数为300时,两端的电压为多少?
(2)当电路中电流为0.1A时,对应的空气质量等级是什么?
27.在如图所示的电路中,电阻R2的阻值为30Ω。闭合开关后,两电表示数分别为6V和0.5A,求电阻R1的阻值和电源电压。
28.如图所示,电源电压保持不变,当断开,、闭合时,电压表示数为8V。
(1)电源电压多少?(简要说明理由)
(2)当、断开,闭合时,电压表示数为3V,则、两端的电压分别为多少伏?
(3)当、闭合,断开时,电流表A和的示数分别为0.4A和0.3A,则通过、的电流分别为多少安?
29.如图 所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关S,电流表的示数为0.9A。
(1)求电源电压U;
(2)当电源电压变为2U时,求10秒内通过该导体横截面的电荷量Q。
30.如图,电源电压,闭合开关S,电流表示数为,电压表示数为。求:
(1)通过灯泡的电流;
(2)灯泡两端的电压。
31.小华家空调的制冷和送风是交替进行的,该空调处于制冷状态时的功率P1是2.20kW,送风状态时的功率P2是0.22kW,如图所示是小华测得此空调在某段时间内的电功率随时间交替变化的图象。
(1)分析图象可知,空调在前5min内处于什么状态?此时通过它的电流是多少?
(2)在1h内,这台空调制冷状态工作了多长时间?消耗了多少电能?
(3)为了安全用电,许多家庭铺设了空调专线,请你简述铺设空调专线的意义。
32.如图所示是一款自动炖煮机的简化电路图,R1、R2是两个完全相同的电热丝,S为电源开关,通过控制开关S1、S2实现“低温”、“中温”、“高温”三个挡位间的切换,从该炖煮机铭牌信息中获知,其额定电压220V,加热效率为75%,但功率信息模糊不清,为研究该炖煮机的工作情况及有关信息,多多在炖煮机中装入5kg的水,闭合开关S,通过观察其电子显示屏(消耗电能忽略不计),记录有关信息如表所示,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),求:
指示灯状态
工作时间
水温变化
高温灯亮
0~14min
34℃升至100℃
中温灯亮
14~24min
100℃保持不变
低温灯亮
24~29min
100℃保持不变
(1)0~14min水吸收的热量;
(2)已知多多家现在正在使用的电器总功率是6500W,电能表上标有“220V,10(40)A”的字样,请你通过计算判断,多多家的电路是否允许同时使用这款自动炖煮机?
(3)炖煮机24~29min消耗的电能。
33.物理学中常用磁感线来形象地描述磁场,用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉(符号是T),磁感应强度B越大,表明磁场越强。有一种电阻,它的大小随磁场强弱的变化而变化,这种电阻叫做磁敏电阻,某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图像如图甲所示,为了研究某电磁铁周围磁场强度,小明利用该磁敏电阻设计了如图乙所示的电路进行实验,请解答下列问题:
(1)当S1断开,S2闭合时,电压表的示数为3V,则此时电流表的示数为多少A?
(2)闭合S1和S2,移动两个滑动变阻器的滑片,当电流表示数为0.04A时,电压表的示数为6V,求此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为多少?
34.乐乐家有款电热水器,说明书上有工作原理电路图(如图所示),有“加热”和“保温”两挡.正常工作时电路的总功率分别为1100 W和110W.试求:
(1)若不计电阻随温度的变化,R1、R2阻值各为多大?
(2)在用电高峰期,电路中的实际电压降为198 V时,电热水壶“加热”挡的实际功率.
35.如图所示,灯L上标有“12V、0.3A”字样,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω、1A”。闭合S1、S2,灯L正常发光。电流表、电压表的量程分别为0~0.6A、0~15V,求:
(1)灯正常发光时的电阻及电源电压;
(2)断开S1、S2,为确保电路中各元件安全,求滑动变阻器允许连入的阻值范围。
36.如图中灯泡L标有“220V40W”,LED灯标有“220V5W”字样。
(1)请正确连接图中的家庭电路,使开关S闭合时,灯泡L和LED灯都能正常工作;开关S断开时,灯泡L和LED灯都不工作。
(2)灯泡L正常工作时,通过灯丝的电流为多少?
(3)灯泡L正常工作时,灯丝的电阻为多少?
(4)灯泡L正常工作60s,消耗的电能是多少?
(5)小明说:“我发现5W的LED灯和40W灯泡正常工作时的亮度相当,所以5W的LED灯比40W灯泡更省电。”小明的说法正确吗?请说出你的理由。
37.图甲是一款电煮壶,为了保留药膳的营养,可以把被加热的药膳放到炖盅里加热.图乙是其简化电路图,R1、R2均为发热电阻,且R1=R2.电煮壶有加热和保温两个挡.加热挡的功率为1000W.求:
(1)电煮壶保温挡的功率
(2)炖盅内0.5kg的药膳温度升高了80℃,药膳吸收的热量.[c药膳=4×103J/kg•℃)]
(3)若不计热量损失,壶中的水和药膳总共吸收6×105J的热量,用加热挡加热需要的时间.
38.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为20欧.闭合电键S,两电流表的示数分别为0.8安和0.3安.
① 求电源电压U.
② 求通过电阻R2 的电流I2.
③ 现用电阻R0替换电阻R1、 R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,且电流增大了0.1安.请判断被替换的电阻,并求出电阻R0的阻值.
39.如图甲所示,灯泡上标有“9V 0.6A”的字样,电压表量程为“0~15V”,电流表量程均为“0~3A”,滑动变阻器R2上标有“ ?A”的字样;当只闭合开关S、、,调节滑动变阻器使其阻值在某一范围内变化时,电压表与电流表示数的变化情况如图乙所示。当只闭合开关、,在保证电路安全的情况下最大程度移动滑片,发现同状态下电流表与电流表A示数之比的最大值为5︰14,求:
(1)小灯泡正常工作时的电阻;
(2)只闭合开关S、、,当电流表示数为0.5A时,灯泡的电功率;
(3)若电源电压可调,只闭合开关S、、,在保证电路安全的情况下可使整个电路中的最大电流为2A,则的电阻。
40.如图所示,电源电压恒定不变.灯泡L标有“8V4W”的字样.当开关S闭合.滑片P在中点时,电压表的示数为4V,灯泡正常发光(灯泡电阻不随温度变化而变化).求:
(1)灯泡的电阻;
(2)此电路工作时的最小功率值。
41.如图所示电路中,电源电压恒为30V,电阻R1为15Ω,闭合开关S1后,再闭合开关S2,电流表示数增大了1A,求:
(1)通过电阻R1的电流;
(2)电阻R2的阻值。
42.如图为某型号电动机的铭牌,求:
(1)此电动机的额定电流;
(2)此电动机正常工作10min所消耗的电能和由此转化为的机械能。
**牌电动机
型号
JT﹣44
额定电压
220V
额定功率
44W
线圈电阻
100Ω
制造商:****
43.如图所示,和为两个定值电阻,其中电阻,电源电压保持不变。当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为。
(1)求电源两端的电压。
(2)在开关S1闭合时、再闭合开关S2,电流表的示数变化了,求电阻的阻值。
44.在图甲所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,灯泡的额定电压为8V,灯泡的额定电压为6V,图乙是灯泡的图象.
当开关S接a时,电压表的示数为,电流表的示数为,求定值电阻的阻值.
开关S接a时,调节电源电压,使灯泡正常发光,此时消耗的功率为1W,求灯泡的额定功率.
开关S接b时,通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少?
45.如图所示的电路中,已知,只闭合开关时,电流表示数为0.2A,再将开关闭合,此时电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)通电1min电阻消耗的电能。
46.如图甲是一款具有加热和保温功能的暖水杯。图乙是暖水杯内部简化电路图,电源电压U为36V且保持不变,R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为90Ω,加热挡功率为36W。求:
(1)用加热挡将0.18kg的牛奶从22℃加热到42℃,此过程中牛奶吸收的热量;[已知c牛奶=2.5×103J/(kg·℃)]
(2)若不考虑加热过程中能量的损失,加热所需的时间;
(3)电阻R2的阻值。
如图所示的电路,电源电压为8V,且保持不变,闭合开关后,电压表读数为5V,电阻R1的阻值为12Ω。
47.通过电阻R1的电流;
48.电阻R2的阻值。
49.小明家有一个标有“”的插排(图甲所示),同时接入一个电加热坐垫(“”)和一台吸尘器(“”),吸尘器的电动机线圈电阻为,小明家电压恒为。
(1)吸尘器工作消耗的电能是多少?
(2)现有一个电吹风机(“”),请通过计算说明插排能否允许再接入此电吹风机,使3个用电器同时工作。
(3)图乙是电加热坐垫(“”)的简化电路图,通过调控开关可实现保温和加热两个功能。电阻R1在调温盒内,电阻R2置于坐垫内用于加热。电加热坐垫处于保温状态时电阻R2消耗的电功率为20W,则R1的阻值为多少?
50.如图甲所示的某电热饮水机,其简化电路图为图乙,如表是它的有关参数,当电源开关S闭合后,有加热和保温两种工作状态(电机内温控开关S0自动控制)。【,,1L=1dm3】求:
电热饮水机
型号:BS-LS20
额定加热功率:1100W
容积:2L
额定保温功率:40W
(1)R1的阻值;
(2)不计热量损失,将2L水从20℃加热至75℃所需时间。
51.如图甲所示是市面常见的一款体重秤,它的简易电路如图乙所示,R0为定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。体重为600N的小帆站在体重秤上时,电压表示数为1.5V,通过计算回答此时:
(1)电路中的电流多大?
(2)R0的阻值是多少?
(3)整个电路的电功率是多少?
52.某品牌电饭煲有加热和保温两个挡位,其简化电路如图所示,其中R1和R2均为发热电阻,电压为220V,该电饭煲的保温功率为120W。接通电路后,开关S自动与触点 a、b接通,开始加热;当锅内温度达到一定温度时,开关S自动与a、b断开,并与触点c接触,使电饭煲处于保温状态。若将一锅质量为3kg、初温为40℃的粥加热至100℃,需要加热15min,消耗0.25kW∙h的电能。求:[粥的比热容]
(1)R2的阻值是多少?
(2)在此次加热过程中粥吸收了多少热量?
(3)该电饭煲在加热过程中的效率是多少?
53.“道路千万条,安全第一条;行车不规范,亲人两行泪.”酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规.甲图是酒精测试仪工作电路原理图,电源电压U=6V;R1为气敏电阻,它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化,如乙图所示.气体中酒精含量大于0且小于 80mg/100mL为酒驾,达到或者超过80mg/100mL为醉驾.使用前通过调零旋钮(即滑动变阻器R2的滑片)对测试仪进行调零,此时电压表示数为U1=5V,调零后R2的滑片位置保持不变.
(1)当电压表示数为U1=5V时,求通过R1的电流多大?
(2)当电压表示数为U1=5V时,求R2接入电路中的阻值多少?
(3)某次检测中,电流表示数I1′=0.2A,请通过计算,判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾?
54.小军家用的电饭锅有加热和保温两个挡位,如图甲所示为其内部电路原理图,图乙为电饭锅工作时的功率随时间变化的图像。求:
(1)R1的阻值;
(2)保温挡的电流。(保留两位小数)
55.小张利用近期所学的物理知识自制了一个早餐煎蛋锅。如图1为该早餐煎蛋锅的简化电路图,内有阻值不变的、R两根电热丝。1、2为金属触点,S为单刀双掷开关,开关置于1时为“1挡”,置于2时为“2挡”:
(1)当S接“2挡”时,求电路正常工作的电流大小;
(2)当S接“1挡”时,电路中的电流为,求R的阻值;
(3)小张想亲自制作流心煎蛋奖励自己,需要用低温挡,正常工作,求消耗的电能为多大。
56.如图所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω。当开关S和S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片分别在中点和最右端时,电压表的示数分别为U1和U1',滑动变阻器的滑片在最左端时,电流表的示数为I1;当开关S和S2闭合、S1断开,滑动变阻器的滑片分别在中点和最右端时,电流表的示数分别为I2和I2';R2消耗的电功率分别为P2和P2',已知I1=0.6A,U1:U1'=2:3,P2:P2'=25:16。试求:
(1)I1:I2;
(2)电源电压;
(3)该电路的最大和最小电功率。
57.如图,是一款各位奶爸奶妈的必备电器暖奶器,其铭牌如下表,它有着高温消毒中温加热和低挡保温的功能。其等效电路结构如下图,已知:电源电压为36V,R1和R2为发热电阻,R3是规格为“20Ω 5A”的滑动变阻器。S闭合,S1,S2均断开时,电器处于低温挡,移动滑片,可以手动调节低温挡的加热功率;S、S1闭合,R3均没有接入电路时,通过控制S2的通断,可以使电器处于高温挡或中温挡。
产品名称
暖奶器
额定电压
36V
额定容量
两个奶瓶
额定功率
高温挡
280W
中温挡
180W
低温挡
?
求:(1)当S、S1、S2闭合时,该暖奶器选用 挡工作(选填“高温”、“中温”或“低温”)。
(2)电器以中温挡工作了5min,求此时电路中的电流大小?以及发热电阻产生的热量?
(3)R2的电阻大小?
(4)电压表的量程为“0~24V”,电流表量程为“0~3A”,在不损坏电路元件的前提下,低温挡手动调节时R1的加热功率范围?
58.为了测量电压表的内阻,王老师帮助小明设计了如图所示的电路,其中电压表V1和电压表V2是学生实验常用的电压表,电源电压恒为3V,变阻器R0的最大电阻为5kΩ,R是阻值为3000Ω的定值电阻。
(1)小明闭合开关后,调节变阻器使电压表V1的示数为2.5V,电压表V2的示数为1.5V,请你根据小明的测量数据计算出电压表V2的内阻;
(2)当滑片位于变阻器R0的中点时,通过电阻R的电流为0.2mA,请你根据测量数据求出电压表V1的内阻。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1)S1断开,S2接A;(2)44Ω,44Ω;(3)10A,2200W
【详解】(1)电热水器低温挡工作时,开关S1断开,S2接A;理由是:此时R1、R2串联,电路的总电阻最大,电流最小,根据公式P=UI可知,电路的功率最小。
(2)因为只闭合S1时,热水器处于中温挡,且:I中=5A,则
R1=
而:I低=2.5A,则
R低==
R2=R低
(3)当S1闭合,S2接B时,两电阻并联,热水器处于高温挡,干路电流为
I=
总功率为
答:(1)电热水器低温挡工作时,开关S1断开,S2接A;理由是:此时R1、R2串联,电路的总电阻最大,电流最小,根据公式P=UI可知,电路的功率最小;
(2)电热丝R1、R2的电阻分别为;;
(3)电热水器在高温挡工作时的电流10A;额定功率2200W。
2.0.3A
【详解】图中,L1与L2串联,串联电路中电流大小一致,故
3.2.7V
【详解】由图可知,灯泡L1、L2串联在电路中,根据串联电路的电压特点可得,电源两端的电压
。
答:电源两端的电压是2.7V。
4.【答题】(1)3.6×104J;(2)4.8×105J;(3)208W
【详解】解:(1)当开关S位于2位置时,电路为电动机的简单电路,由P=可得,电吹风连续工作5min消耗电能
W=120W3.6
(2)由电路图可知,电吹风吹热风时,R0与R串联后再与电动机M并联,由图乙可知,温度为35时R0=5,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且各处的电流相等,所以,通过电热丝的电流
I===4A
电热丝R在 10min产生的热量
Q==4.8×105J
(3)由图乙可知,当温度为400°C时,PTC电阻的阻值最大为=500,此时通过电热丝的电流最小,其功率最小,则电阻与电热丝的电功率
==88W
此时电路消耗的总电功率
答:(1)当开关S位于2位置时,电吹风连续工作5min消耗电能是3.6×104J;
(2)电吹风吹热风时且温度为35℃,电热丝R 10min产生的热量为4.8×105J;
(3)电吹风吹热风时且达到最高温度,电路消耗的总电功率为208W。
5.(1)0.1A;(2)5V;(3)60J
【详解】解:由电路图可知,开关S闭合后,电阻R1与电阻R2串联。
(1)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
(2)电阻R2两端的电压
U2=IR2=0.1A×50Ω=5V
(3)通电100秒,电路消耗的总电能
W=UIt=6V×0.1A×100s=60J
答:(1)电路中的电流为0.1A;
(2)电阻R2两端的电压为5V;
(3)通电100秒,电路消耗的总电能为60J。
6.(1);(2)优
【详解】解:(1)由图乙可知,当空气质量指数为100时,,因为与R串联,所以气敏电阻两端电压为
因为串联,与R的电流为
的阻值为
(2)当时,R的电流为
R两端电压为:;R此时的电阻为
由图可知.此时空气质量等级为优。
答:(1)的阻值为120Ω;
(2)电压表示数为时,空气质量等级为优。
7.(1)0.1A;(2)2.772×105J ;84%;(3)450s
【详解】(1)由图乙可知,当温度为50℃时,衔铁被吸下,此时R=40Ω,则控制电路中的电流为
(2)水吸收的热量为
方法一:由图甲可知,电热水器处于加热状态时只有R1工作,工作电路的功率为
电热水器加热5min消耗的电能为
电热水器的加热效率为
方法二:由图甲可知,电热水器处于加热状态时只有R1工作,则电加热器加热5min
消耗的电能为
电热水器的加热效率为
(3)方法一:
由图甲可知,衔铁被吸下,电热水器处于保温状态,此时R1、R2串联入电路,此时工作电路的总电阻为
当U实=20V时,电热水器的实际保温功率为
电热器工作时间为
方法二
由图甲可知,衔铁被吸下,电热水器处于保温状态,此时R1、R2串联接入电路。
工作电路的实际保温功率为
电热水器工作时间为
方法三:
由得热水器工作的时间为
方法四:
由图甲可知,衔铁被吸下,电热水器处于保温状态,此时R1、R2串联接入电路。
此时工作电路的总电阻为
当U实=200V时,工作电路中的电流为
工作电路的实际保温功率为
电热器工作时间为
答:(1)当温度达到50℃时,衔铁会被吸下,电热水器停止加热,控制电路中的电流是0.1A;
(2)电热水器将水箱中2kg的水从17℃加热到50℃,用时5min,此过程水吸收的热量是,电热水器的加热效率是84%;
(3)用电高峰期,电热水器两端实际电压为200V,当电热水器处于保温状态时电热水器工作450s会消耗1.8×104J的电能。
8.(1)10Ω;(2)2.5W;(3)15V
【详解】解:由题意可知,R1和R2组成串联电路,电压表测R1两端的电压,由串联电路的电流特点
(1)由得,电阻R1的阻值
(2)电阻R1消耗的电功率
(3)电阻R2两端的电压
电源两端的电压
答:(1)电阻R1的阻值是10Ω;
(2)电阻R1消耗的电功率是2.5W;
(3)电源两端的电压U是15V。
9.1A
【详解】解:由图可知,闭合开关后,两电阻并联,电压表测电源电压,电流表测通过的电流;由题意分析知
由得的阻值
流过的电流为
则并联电路的总电流
答:并联电路总电流1A。
10.(1)0.2A;(2)220W;(3)7.92×10⁴J
【详解】解:(1)风干时,开关S1闭合、S2断开,电路中只有电动机工作,通过电动机的电流
(2)当开关S1、S2均闭合时,R和电动机M并联,晾衣机开启烘干功能,根据并联电路电压规律知R两端的电压
U2=U=220V
电流通过R做功的功率
(3)使用烘干功能,电路消耗的总功率
P=P1+P2=44W+220W=264W
使用烘干功能5min,消耗的电能
W=Pt=264W×5×60s=7.92×10⁴J
答:(1)使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A;
(2)使用烘干功能时,电流通过R做功的功率是220W;
(3)使用烘干功能5min,消耗的电能是7.92×10⁴J。
11.(1)3V;(2)1V;(3)3V
【详解】解:(1)由图可知:当只闭合开关S时,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V测电源电压。电压表V1得L1两端的电压:U1=2V;电压表V测电源电压,测得电源电压:U=3V。
(2)由串联电路中的电压规律可得小灯泡L2两端的电压
U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V
(3)再闭合开关S1后,小灯泡L2被短路,电路变成只有小灯泡L1的简单电路,此时小灯泡L1两端的电压
U'=U=3V
即此时电压表V1的示数为3V。
答:(1)电源电压3V;
(2)小灯泡L2两端的电压1V;
(3)再闭合开关S1后电压表V1的示数是3V。
12.①2V;②540J
【详解】解:由电路图可知,灯泡L与电阻R串联,电压表测灯泡L两端的电压U2=2.5V
①因串联电路中各处的电流相等,所以通过电阻的电流
I1=I=0.2A
所以定值电阻R的电压
U1=I1R=0.2A×10Ω=2V
②因串联电路中总电压等于各分电压之和,即电压电源为
U=U1+U2=2V+2.5V=4.5V
通电时间为
t=10min=600s
电路在10min内电流做功
W=UIt=4.5V×0.2A×600s=540J
答:①定值电阻R的电压是2V;
②通电10min整个电路电流做功是540J。
13.(1)96.8Ω;(2)672s;(3)500r
【详解】(1)当电热水壶处于高挡时,总功率最大,由P=可知,此时总电阻最小,则此时两电阻并联,已知R1=R2,且并联时各支路两端的电压相等,由P=可知两电阻消耗的功率相等,即P1=P2,所以高温挡的加热功率
P=P1+P2
则
P1=P=1000W=500W
由P=可得,发热电阻R1的阻值为
R1===96.8
(2)水吸收的热量为
Q=c水mt=4.2J/(kg2kg(100)=6.72J
不计热量损失,则消耗的电能
W=Q=6.72J
由W=Pt可得,加热需要的最短时间
t===672s
(3)高温挡下,10分钟消耗的电能
W=t=1000W1060s=6J=kWh
电能表表盘转
n=3000r/kWhkWh=500r
答:(1) 发热电阻R1的阻值为96.8;
(2)需要的最短时间是672s;
(3)电能表表盘转500r。
14.(1)8.4×106J;(2)6×105J
【详解】解:(1)热水器中水吸收的热量
(2)由可知,电热棒加热5min消耗的电能
答:(1)热水器中水吸收的热量是8.4×106J;
(2)电热棒加热5min消耗的电能是6×105J。
15.(1) 0.5W;17.5Ω;(2)故障原因是灯泡烧坏; 6V
【详解】(1)由乙图可知,小灯泡正常工作时,其电流值为0.2A,小灯泡正常工作时的功率
此时滑动变阻器两端电压
滑动变阻器和灯泡串联,其电流相等,则滑动变阻器此时连入电路中的阻值
(2)实验过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数为零,电压表有示数,出现故障的可能是灯泡被烧坏;此时电压表和滑动变阻器串联分压,由于电压表内阻比滑动变阻器的电阻大的多,根据串联电路的分压原理可知,此时电压表的示数接近电源电压,即电压表的示数为6V。
答:(1)小灯泡正常工作时的功率为;此时滑动变阻器连入电路的阻值为;
(2)实验过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数为零,而电压表有示数,出现的故障可能是灯泡被烧坏;此时电压表的示数是6V。
16.(1)12V;(2)0.6A;(3)12W
【详解】解:(1)由电路图可知,两电阻并联,电流表测R1支路的电流。由可得,电源的电压
U=U2=U1=I1R1=0.4A×30Ω=12V
(2)通过R2的电流
(3)干路电流
I=I1+I2=0.4A+0.6A=1A
电路的总功率
P=UI=12V×1A=12W
答:(1)电源电压为12V;
(2)通过R2的电流为0.6A;
(3)电路的总功率为12W。
17.(1)1.6V;(2)0.2A;(3)0.6A
【详解】(1)开关S闭合、S1断开时,电阻R1接入电路,则电源的电压U为
(2)开关S、S1都闭合时,两个电阻并联,通过电阻R2的电流I2为
(3)开关S、S1都闭合时,电流表测量干路电流,其示数I为
答:(1)电源的电压U为1.6V;
(2)开关S、S1都闭合时通过电阻R2的电流I2为0.2A;
(3)开关S、S1都闭合时,电流表的示数I为0.6A。
18.(1)395 (2)5 (3)现在无污染的新能源很多,如太阳能,电能表等能源均可用来驱动汽车.
【详解】(1) 空油箱的质量为 5kg,则重为:G=mg=5kg10N/kg=50N.查表得Rx为395.
(2)=10,RX=R总R01055.查表知F=400N,G油=400N,
G油=400N50N=350N,m=35kg,V=.
(4)现在无污染的新能源很多,如太阳能,电能表等能源均可用来驱动汽车.
19.;
【详解】
解:当开关S闭合时,与并联,电流表测电路中电流,根据并联电路电流规律可知
由电路图可知,通过电阻的电流为,则
故电源电压的大小为
根据欧姆定律,电阻的大小为
答:电源电压的大小为,电阻的大小为。
20.(1)闭合开关S1,断开开关S2;(2)0.6A;2.5V
【详解】解:(1)由电路图可知,要使灯L1、L2组成串联电路,应将两灯泡首尾相连接到电源两端,应闭合开关S1,断开开关S2。
(2)由电路图可知,当灯泡L1、L2串联时,电压表测灯泡L1两端电压,电流表测串联电路电流,根据串联电路电流处处相等,则通过L1的电流为0.6A;根据串联电路电压规律,L2两端电压为
U2=U﹣U1=6V﹣3.5V=2.5V
答:(1)闭合开关S1,断开开关S2;
(2)通过L1的电流为0.6A;L2两端电压为2.5V。
21.(1)20Ω;(2)30J
【详解】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,串联电路总电压等于各部分电压之和,则电阻两端的电压为
串联电路各处电流相等,通过电路的电流为
根据欧姆定律可得R2的电阻为
(2)电路消耗的电能为
答:(1)R2的电阻为20Ω;
(2)电路消耗的电能为30J。
22.(1)10伏;(2)0.5安
【详解】(1)两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,电阻R1两端的电压
U1 = I1R1= 1A×10Ω=10V;
(2)由并联电路电流的规律可知通过R2的电流
I2= I- I1 =1.5A-1A=0.5A。
答:(1)电阻R1两端的电压是10V;
(2)通过R2的电流是0.5A。
23.(1)6V;(2)24Ω;(3)3W
【详解】解:(1)当S闭合后,两电阻并联,通过R1的电流为0.5A,已知R1的阻值是12Ω,根据欧姆定律和并联电路电压的规律,R1的电压即电源电压为
U=U1=I1R1=0.5A×12Ω=6V
(2)通过R2的电流为0.25A,根据欧姆定律,电阻R2的阻值
(3)此时R1的电功率
P1=U1I1=6V×0.5A=3W
答:(1)电源电压6V;
(2)电阻R2的阻值为24Ω;
(3)此时R1的电功率为3W。
24.(1)0.4A,0.8A;(2)4.5V
【详解】解:(1)闭合开关,L1和L2并联,电流表A1测量干路电流
I=1.2A
电流表A2测量的是通过灯泡L2的电流
I2=0.8A
根据并联电路电流的规律,通过L1的电流
I1=I-I2=1.2A-0.8A=0.4A
(2)电压表测量的是电源电压,故电源电压为
U=4.5V
答:(1)通过L1的电流是0.4A,L2的电流是0.8A;
(2)电源电压是4.5V。
25.(1)8V;(2)96J
【详解】解:(1)两电阻并联,电源电压
(2)电阻R2在1min内电流做的功为
答:(1)电源电压为8V;
(2)电阻R2在1min内电流做的功为96J。
26.(1)15V
(2)对应的空气质量等级为良
【详解】(1)由图甲可知,气敏电阻与定值电阻串联,电流表测量电路的电流,由图乙可知,当空气质量指数为300时,气敏电阻的阻值R=20Ω,此时电路中的电流为
则两端的电压为
(2)当电路中电流为0.1A时,电路中总电阻为
则气敏电阻的阻值为
由图乙可知,此时空气质量指数在51~100之间,对应的空气质量等级为良。
27.12Ω,21V
【详解】解:由电路图可知,R1、R2串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流,由可得,电阻R1的阻值
由串联电阻特点得,电路总电阻
由电阻的串联和可得,电源电压
答:电阻R1的阻值为12Ω,电源电压为21V。
28.(1)8V;(2)5V,3V;(3)0.3A,0.1A
【详解】解:(1)当、闭合,断开时,灯泡短路,电路中只有灯泡,电压表示数为8V,即电源电压为8V。
(2)当、断开,闭合时,两灯泡串联,电压表测两端的电压,此时电压表示数为3V,则L2两端的电压为,根据串联电路电压的规律,则两端的电压
(3)当,闭合,断开时,两灯泡并联,电流表A测干路电流,电流表测通过的电流,根据并联电路电流的规律可得,通过的电流
答:(1)电源电压8V;
(2)L1两端的电压分别为5V,L2两端的电压分别为3V;
(3)通过L1的电流为0.3A,通过L2的电流为0.1A。
29.(1);(2)
【详解】解:(1)根据可知电源电压为
(2)当电源电压为时,电流大小为
10秒内通过该导体横截面的电荷量为
答:(1)电源电压为;
(2)10秒内通过该导体横截面的电荷量为。
30.(1)0.3A
(2)2V
【详解】(1)如图,两灯串联,电压表测L1两端电压,电流表测电路中电流。通过灯泡的电流为
I1=I=0.3A
(2)灯泡两端的电压为
U2=U-U1=6V-4V=2V
31.(1)1A;(2)40min,1.47kW·h;(3)见解析
【详解】解:(1)由图象可知,在前5min,空调的功率是
0.22kW=220W
由题意知空调处于送风状态;此时通过空调的电流
(2)由图象可知,1h内空调制冷状态工作
空调消耗的电能
(3)在高温天气,用电器过多,导致干路电流过大,输电线上分担的电压增大,家庭电路的电压过低,导致空调不能正常启动。空调功率较大,电流较大,铺设空调专线防止家庭电路电流过大引起火灾或跳闸。
答:(1)空调在前5min内处于送风状态,通过它的电流是1A。
(2)在1h内,这台空调制冷时间是40min,消耗的电能是1.47kW·h。
(3)见解析。
32.(1)1.386×106J;(2)允许同时使用这款自动炖煮机;(3)1.65×105J
【详解】解:(1)由题意可知,水的质量为m= 5kg,由Q=cmΔt可得,水吸收的热量为
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-34℃)=1.386×106J
(2)由题意可知,加热效率为75%,故可知高温挡消耗的电能为
由可得,炖煮机高温挡时的功率为
由电能表上的信息可知,电路允许通过的最大电流为I最大=40A,则家庭电路中允许接入用电器的最大总功率为
P最大=UI最大=220V×40A=8800W
则家庭电路还允许接入用电器的电功率为
P0=P最大-P1=8800W-6500W=2300W>2200W
所以,从电能表使用的角度考虑,多多家的电路允许同时使用这款自动炖煮机。
(3)高温挡时电路的总功率最大,由可知总电阻最小,由电路图可知此时R1和R2并联,且两电阻相同,故由可知两电阻丝的阻值为
由表格数据可知24~29min炖煮机在低温挡工作,低温挡时总功率最小,由可知总电阻最大,由电路图可知此时R1和R2串联,低温挡的功率为
则低温挡消耗的电能为
W2=P2t2=550W×(29-24)×60s=1.65×105J
答:(1)0~14min水吸收的热量为1.386×106J;
(2)多多家的电路允许同时使用这款自动炖煮机;
(3)炖煮机24~29min消耗的电能为1.65×105J。
33.(1)
(2)0.3T
【详解】(1)由图乙可知,当S1断开,S2闭合时,螺线管没有电流通过,即R周围没有磁场;由图甲可知,当磁敏电阻R周围没有磁场时,其阻值为100Ω,此时右侧电路中R与R2串联,电压表测磁敏电阻R的电压,当电压表的示数为3V,根据欧姆定律得,电流表的示数为
(2)当电流表示数为0.04A时,电压表的示数为6V,磁敏电阻的阻值为
由图像甲知,此时的磁感应强度为0.3T。
34.(1)44Ω;(2)891W
【详解】试题分析:(1)由题意得:当开关S调至1时为加热挡,功率为1100W,此时:,当开关调至2位置时为保温挡,功率为110W,此时:,所以,;(2)当实际电压为198V时:.
考点:欧姆定律;电功率
35.(1)40Ω,12V;(2)10~50Ω
【详解】解:(1)由灯泡铭牌字样可知,其正常发光时的电阻为
闭合S1、S2,灯L与滑动变阻器R2并联,因为并联电路各支路两端的电压相等,等于电源电压,灯L正常发光,所以电源电压
(2)断开S1、S2,R1、R2串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,当电流表示数最大时,即电路中的电流最大为,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,电路中的总电阻为
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值为
根据串联电路的分压规律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表示数最大,因为电压表量程为0~15V,电源电压为12V,所以当滑动变阻器接入电路的阻值最大为50Ω时,它两端的电压也不会超量程,故滑动变阻器允许连入的阻值范围为10~50Ω。
答:(1)灯正常发光时的电阻为40Ω;电源电压为12V;
(2)断开S1、S2时,滑动变阻器允许连入的阻值范围为10~50Ω。
36.(1) ;(2)0.18A;(3)1210Ω;(4)2400J;(5)见解析
【详解】解:(1)家庭电路中各个用电器并联,使开关S闭合时,灯泡L和LED灯都能正常工作;开关S断开时,灯泡L和LED灯都不工作,开关控制整个电路,开关在干路中,如图所示:
(2)灯泡L正常工作时,通过灯丝的电流为
(3)灯泡L正常工作时,灯丝的电阻
(4)灯泡L正常工作60s,消耗的电能
(5)根据W=Pt,小明只是比较功率P,没有考虑时间因素t,所以不正确。
答:(1)如上图所示:
(2)灯泡L正常工作时,通过灯丝的电流为0.18A;
(3)灯泡L正常工作时,灯丝的电阻为1210Ω;
(4)灯泡L正常工作60s,消耗的电能是2400J;
(5)见解析。
37.(1)500W(2)1.6×105J(3)600s
【详解】(1)当开关S闭合、旋钮开关接2时,电路为R2的简单电路,电路的总电阻最小,总功率最大,为加热挡,R2的阻值:
R2 == = 48.4Ω;
当开关S闭合、旋钮开关接1时,R1、R2串联,电路的总电阻最大,电路的总功率最小,为保温挡,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且R1=R2,所以,电煮壶保温挡的功率:
(2)药膳吸收的热量:
Q吸=c药膳m△t=4×103J/(kg•℃)×0.5kg×80℃=1.6×105J;
(3)不计热量损失,消耗的电能:
W=Q吸′=1.6×105J,
加热挡加热需要的时间:
t = = = 600s.
答:(1)电煮壶保温挡的功率为500W;
(2)药膳吸收的热量为1.6×105J;
(3)用加热挡加热需要600s.
38.6伏; 0.5安; 10欧
【详解】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流.(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A的示数为0.8A,电流表A1的示数为0.3A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I可得,电源的电压:UI1R10.3A×20Ω6V,通过电阻R2的电流:I2I−I10.8A−0.3A0.5A;(2)并联电路各支路独立工作、互不影响,因替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化,所以,电阻R0替换的是电阻R2,电流表示数发生变化的是干路电流表A,否则两电流表的示数均发生变化,由电流表A示数的变化量为0.1A可知,替换后,干路电流表A的示数为I′0.7A或I″=0.9A,则通过R0的电流为:I01I′−I10.7A−0.3A0.4A或I02I''−I10.9A−0.3A0.6A,R0的阻值:R0115Ω或R0210Ω.
39.(1)15Ω
(2)2.75W
(3)10Ω
【详解】(1)因灯泡上标有“9V 0.6A”的字样,故灯泡正常工作时的电阻为
(2)由图甲得,当只闭合开关S、S1、S4,变阻器R2与灯泡L 串联,电压表测量变阻器的电压,电流表表测量电路电流,由图乙得,当电路电流为0.6A时,变阻器的电压为3V,此时灯泡正常发光,由串联电路电压特点得,电源电压为
只闭合开关S、、,当电流表示数为0.5A时,由图乙可知,变阻器的电压为6.5V,此时灯泡两端的电压为
此时灯泡的电功率为
(3)当只闭合开关S2、S3,滑动变阻器和电阻R1并联,电流表A1测滑动变阻器支路的电流,电流表A测量干路电流。在保证电路安全的情况下最大程度移动滑片,发现同状态下电流表A1与电流表A示数之比的最大值为5︰14,此时电流表A1为滑动变阻器允许的最大值,此时滑动变阻器接入电阻为最小值R滑1,因为此时A1与A示数之比5︰14,所以通过滑动变阻器的电流与通过电阻R1的电流之比为5︰9,由并联电路的电压相等可知
所以
若电源电压可调,只闭合开关S、、,在保证电路安全的情况下,可使整个电路中的最大电流为2A,此时电阻R1、滑动变阻器和灯泡并联,电源电压可以调,且电路中电流最大为2A,则电源电压为U′=9V,滑动变阻器接入的电阻为R滑1。由并联电路总电流等于各支路电流之和得
解得R1=10Ω
40.(1)16Ω;(2)4.5W
【详解】(1)由P=得灯泡的电阻为:
RL===16Ω;
(2)当滑片P在中点时,变阻器R与灯泡L串联,电压表测变阻器两端的电压,因为灯泡正常发光,所以UL=U额=8V,因为串联电路的电压等于各分电压之和,所以电源电压:
U=UR+UL=4V+8V=12V;
由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流为:
I额===0.5A,
由串联电路的特点可知,滑片在中点时,通过滑动变阻器的电流为I=I额=0.5A,
由I=可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻为:
R半===8Ω,
则滑动变阻器最大阻值为:
R最大=2R半=2×8Ω=16Ω,
当滑片位于最大阻值处时,电路的最大总电阻:
R串=RL+R最大=16Ω+16Ω=32Ω,
则电路消耗的最小功率为:
P最小===4.5W。
答:(1)灯泡的电阻为16Ω;
(2)此电路工作时的最小功率为4.5W。
41.(1)2A;(2)30Ω
【详解】解:由电路图知道,闭合开关S时,电阻R1与R2并联,电流表A测干路电流。闭合开关S1后,由欧姆定律知道,通过电阻R1的电流
(2)因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,由于再闭合开关S2,电流表示数增大了1A,说明通过电阻R2的电流是1A,由于并联电路中各支路两端的电压相等,由欧姆定律知道,电阻R2的阻值
答:(1)通过电阻R1的电流是2A;
(2)电阻R2的阻值是30Ω。
42.(1)0.2A;(2)2.64×104J,2.4×104J
【详解】解:(1)由铭牌表知,电动机的额定电流
(2)电动机正常工作10min消耗的电能
W=Pt=44W×10×60s=2.64×104J
而电动机线圈电阻工作产生的内能
W1=I2Rt=(0.2A)2×100Ω×10×60s=2400J
则电动机正常工作时所消耗的电能转化成的机械能
W机械能=W-W1=2.64×104J-2400J=2.4×104J
答:(1)此电动机的额定电流为0.2A;
(2)此电动机正常工作10min所消耗的电能为2.64×104J,由此转化为的机械能是2.4×104J。
43.(1)6V
(2)
【详解】(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路中只有R1接在电源两端,由可得,电源的电压
(2)当开关S1、S2均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,电流表的示数变化了0.2A,则通过R2的电流为0.2A,电阻R2的阻值
44.. 4W. 6W.
【详解】(1)由电路图知道,当开关S接a时,灯泡L1 与电阻R0 串联,电压表测量R0的电压,电流表测量的是整个电路中的电流,此时U0 =1.2V,I=0.3A,所以电阻R0 的阻值是:R0 =U0/I=1.2V/0.3A=4Ω;
(2)当开关S接a时,由灯泡L1 正常发光知道,此时灯泡L1 两端的电压为额定电压,即U1 =8V,又因为R0 消耗的功率为P0 =1W,由P=I2R知道,此时电路中的电流是:I0 ==0.5A,因为灯泡L1 与电阻R0 串联,所以,灯泡L1 的额定功率是:P1 =U1 I1 = U1 I0 =8V×0.5A=4W.
(3)开关S接b时,灯泡灯泡L1与电阻L2串联,若灯泡L2 正常发光,由图像知道,此时电路在的电流是0.6A,大约L1的额定电流,是不允许的;所以由(2)知道,当灯泡L1 正常发光时,电路中的电流是:I1 =I2 =0.5A,从灯泡L2 的U-I图象知道,此时,灯泡L2 两端的电压是U2 =4V,所以电源电压是:U=U1 +U2 =8V+4V=12V,
故电路允许达到的最大总功率是:P总=UI1 =12V×0.5A=6W.
点睛:本题考查的是电路结构变化时欧姆定律和电功率的理解和应用,解题的关键是要能够准确的分析电路的连接情况,并且能够从图象提取有用信息.
45.(1);(2)
【详解】解:(1)只闭合开关时,电路为仅有的简单电路,电流表测量电路电流,示数为0.2A,根据欧姆定律可知电源电压
(2)再将开关S1闭合,此时两电阻并联,电流表测量干路电流,示数为0.5A,根据并联电路的电流特点可知通过的电流
1分通电1min电阻消耗的电能
答:(1)电源电压为12V;
(2)通电1min电阻R2消耗的电能为216J。
46.(1)9000J;(2)250s;(3)60Ω
【详解】解:(1)牛奶吸收的热量
(2)不考虑能量损失,消耗的电能
由得
(3)由图乙可知,当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由得,暖水杯处于加热挡时,R1的电功率
根据并联电路的特点可知,R2的电功率
由可知,R2的阻值
答:(1)牛奶吸收的热量为9000J;
(2)加热所需的时间为250s;
(3)电阻R2的阻值为60Ω。
0.25A 20Ω
【解析】47.由图可知,两电阻串联,电压表测R2两端电压,则电阻R1上的电压
通过电阻R1的电流
48.串联电路电流处处相等,则通过R2的电流
电阻R2的阻值
49.(1)6.6×105J;(2)可以接入该电吹风机;(3)200Ω。
【详解】解:(1)吸尘器消耗的电能
W=Pt=1100W×600s=6.6×105J
(2)插排最大功率
P最大=UI最大=220V×10A=2200W
允许接入功率
P=P总-P1-P2=2200W-24.2W-1100W=1075.8W
P=1075.8W>P3=880W
可以接入该电吹风机。
(3)当开关S1、S2都闭合时,只有R2的简单电路,电加热垫处于加热档,R2的阻值
当开关S1闭合、S2断开时,电加热垫处于保温档,R1与R2串联。由P2=I 2R2,代入
20W=I2×2000Ω
解得I=0.1A。
R1的阻值
R1=R总-R2=2200Ω-2000Ω=200Ω
答:(1)吸尘器工作 消耗的电能是6.6×105J;
(2)可以接入该电吹风机;
(3)R1的阻值为200Ω。
50.(1)44Ω;(2)420s
【详解】解:(1)由图乙知,两个开关都闭合时,电路中只有R1工作,电路的电阻较小,据知,电功率较大,为加热状态;开关S闭合,S0断开,两个电阻串联,电路的总电阻较大,据知,电功率较小,为保温状态。R1的阻值
(2)水的质量
吸收的热量
不计热量损失,加热水需要的时间
答:(1)R1的阻值为44Ω;
(2)不计热量损失,将2L水从20℃加热至75℃所需时间420s。
51.(1)0.015A;(2)100Ω;(3)0.09W
【详解】解:(1)分析电路可知,压敏电阻和定值电阻串联,电压表测电压。电压表示数为1.5V,根据串联电压规律,的电压为
体重为600N的小帆站在体重秤上时,压力即为600N,由丙图可知此时,则电路中的电流为
(2)R0的阻值为
(3)整个电路的电功率为
答:(1)电路中的电流为0.015A;
(2)R0的阻值是100Ω;
(3)整个电路的电功率为0.09W。
52.(1)403Ω;(2);(3)80%
【详解】解:(1)根据电路图可知,开关S与a、b断开,并与触点c接触,使电饭煲处于保温状态,此时只有R2接入电路中,根据可知,R2的阻值为
(2)根据题意可知,在此次加热过程中粥吸收的热量为
(3)由于消耗了0.25kW∙h的电能,可知消耗的电能为
则该电饭煲在加热过程中的效率为
答:(1)R2的阻值是403Ω;
(2)在此次加热过程中粥吸收了的热量为;
(3)该电饭煲在加热过程中的效率是80%。
53.(1)0.1A(2)10Ω(3)酒驾.
【详解】(1)由电路图可知,气敏电阻R1与变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
由图象可知,气体中酒精含量为0mg/100mL时,气敏电阻的阻值R1=50Ω,此时电压表的示数为5V,由于串联电路中各处的电流相等,则根据欧姆定律可得,电流表的示数:
I===0.1A;
(2)此时R2两端的电压:
U2=U−U1=6V−5V=1V,
根据串联电路的分压规律可得:=,
即:
= ,
解得R2接入电路中的阻值:R2=10Ω;
(3)某次检测中,电流表示数I′1=0.2A,根据欧姆定律可得,此时电路的总电阻:
R总===30Ω,
由电阻的串联可得,此时气敏电阻R1的阻值:
R′1=R总−R2=30Ω−10Ω=20Ω,
由图象可知,R′1=20Ω时,气体中酒精含量大于0mg/100mL且小于80mg/100mL,则此驾驶员属于酒驾.
答:(1)R1的电流为0.1A;
(2)R2接入电路的阻值为 10Ω;
(3)此驾驶员为酒驾.
54.(1)55Ω
(2)1A
【详解】(1)由甲图可知,开关接触点1时,只有R1连入电路中,电路的电阻较小,由可知,电路消耗的功率较大,电饭煲处于加热状态,由图知加热功率为880W,R1的阻值
(2)S接触点2时,两电阻串联,电路的电阻较大,由可知,电路消耗的功率较小,电饭煲处于保温状态,由图知保温功率为220W,保温挡的电流
55.(1)
(2)
(3)2640J
【详解】(1)由图可知,当S接“2挡”时,只有工作,电路正常工作的电流
(2)当S接“1挡”时,、R串联,由欧姆定律可知,电路的总电阻
根据串联电路的电阻特点可知,R的阻值
(3)低温挡,正常工作,消耗的电能
56.(1)2:1;(2)12V;(3)12W;2.88W
【详解】解:(2)由电路图知,S、S1闭合,S2断开时,电阻R1和变阻器R0串联在电路中,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,设电源电压为U,据串联电路的特点有
,
将以上两式相除得
将
U1:U1'=2:3
代入上式可得
U=2U1'
即此时R0两端的电压为电源电压一半,那么R1两端电压也为电源电压一半,据串联电路的分压特点知
R1=R0=20Ω
当滑片置于最左端,则变阻器接入电路的阻值为0,那么电源电压
U=I1R1=0.6A×20Ω=12V
(1)当S、S2闭合,S1断开时,电阻R2和滑动变阻器R0串联在电路中,由题意知
P2:P2'=25:16
据P=I2R知
据串联电路的特点有
I2(R2 +R0)=I2' (R2+R0)
所以
R2=1.5R=1.5×20Ω=30Ω
滑片置于中点时,电路中的电流
那么
I1:I2=0.6A:0.3A=2:1
(3)当三个开关都闭合且滑片置于最左端时,变阻器接入电路的电阻为0,R1、R2并联,此时电路中的总电阻最小,电功率最大为
当开关S、S2闭合,开关S1断开,且滑片置于最右端时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中的总电阻最大,电功率最小为
答:(1)I1:I2为2:1;
(2)电源电压为12V;
(3)该电路的最大和电波电功率分别为12W和2.88W。
57.(1)高温;(2)5A,5.4×104J;(3)12.96Ω;(4)20W~64.8W
【详解】解:(1)S、S1、S2闭合时,R1、R2并联,总电阻最小,根据可知,电源的电压一定时,暖奶器的功率最大,处于高温挡。
(2)暖奶器以中温挡工作时,电路中的电流
发热电阻产生的热量为
Q=W=P中t=180W×5×60s=5.4×104J
(3)S、S1、S2闭合时,R1、R2并联,因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,S、S1、S2闭合时,电路的总电阻最小,由可知,电源的电压一定时,暖奶器的功率最大,处于高温挡,同理可知,S、S1闭合,S2断开时,暖奶器处于中温挡,因电路的总功率等于各用电器功率之和,所以,R2的电功率
P2=P高﹣P中=280W﹣180W=100W
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R2的电阻
(4)S、S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,暖奶器处于中温挡,R1的阻值
S闭合,S1,S2均断开时,R1与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,电器处于低温挡,当R3接入电路中的电阻为0时,电路中的电流为5A>3A,所以,电路中的最大电流I大=3A,此时低温挡的功率
P1大=I大2R1=(3A)2×7.2Ω=64.8W
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流
R3两端的电压
U3=IR3=1.32A×20Ω=36.4V>24V
所以,当R3两端的电压U3′=24V时,电路中的电流最小,此时R1两端电压
U1=U﹣U3′=36V﹣24V=12V
电路中的最小电流
此时低温挡的功率
所以,低温挡手动调节的加热功率范围为20W~64.8W。
答:(1)当S、S1、S2闭合时,该暖奶器选用高温挡;
(2)电器以中温挡工作了5min,此时电路中的电流大小为5A,发热电阻产生的热量为5.4×104J;
(3)R2的电阻大小为12.96Ω;
(4)在不损坏电路元件的前提下,低温挡手动调节时R1的加热功率范围为20W~64.8W。
58.(1)4500Ω;(2)3750Ω
【详解】解:(1)定值电阻两端电压为
通过V2的电流为
电压表V2的内阻为
(2)当滑片位于滑动变阻器R0的中点时,滑动变阻器R0的阻值为2500Ω,电压表V2与定值电阻R两端总电压为
滑动变阻器R0两端电压为
干路电流为
电压表V1支路的电流为
电压表V1的内阻
答:(1)电压表V2的内阻为4500Ω;
(2)电压表V1的内阻为3750Ω。
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