内容正文:
期中冲刺(计算题30道)
1.小明的妈妈买了一款电加热脚垫,小明在如图所示的该电热脚垫的铭牌上发现了脚垫内电热丝正常工作的信息。求:电热丝正常工作时的阻值为多少欧?
产品名称xxx电热脚垫
额定电压220V
频率50Hz
额定电流0.9A
【答案】
【详解】由题意知,电热丝正常工作时的电压为220V,电流为0.9A,由可得,电热丝正常工作时的阻值为
2.某电吹风正常工作30秒通过导体横截面的电荷量为45库
(1)求电吹风正常工作时的电流;
(2)若该电吹风正常工作5分钟,求通过其导体横截面的电荷量。
【答案】(1)1.5A
(2)450C
【详解】(1)电吹风正常工作时的电流
(2)通过其导体横截面的电荷量
3.一个电熨斗电阻是80Ω,接在220V的电压上,通过它的电流是多少?
【答案】2.75A
【详解】解:由可知,通过它的电流
答:通过电熨斗的电流为2.75A。
4.如图所示,当开关S断开时,电流表的示数为0.2A;当开关S闭合时电流表的示数为1.2A;求:
(1)通过电阻R1和R2的电流;
(2)开关S闭合时,某时刻电流表示数突然变小,但是有示数,故障原因可能是什么?
【答案】(1)0.2A,1A;(2)R1或R2断路
【详解】解:(1)由图可知,当开关S断开时,只有电阻R1接入电路中,电流表测量通过R1的电流,电流表的示数为0.2A,则R1的电流为0.2A;当开关S闭合时,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,电流表的示数为1.2A,由于并联电路各支路互不影响,所以通过R1的电流仍为0.2A,根据并联电路的电流关系可知,R2的电流为
(2)开关S闭合时,某时刻电流表示数突然变小,但是有示数,这说明干路中是通路;由于并联电路中干路电流等于支路电流的和,电流表示数变小,说明一条支路发生了断路现象,则故障原因可能是R1或R2断路。
答:(1)通过R1的电流为0.2A,通过R2的电流为1A;
(2)R1或R2断路。
5.汽车的车灯接在12V电源两端,通过灯丝的电流为0.4A。通过计算回答:灯丝的电阻是多少?
【答案】30欧姆
【详解】解:由可得,灯丝的电阻是
答:灯丝的电阻是30欧姆。
6.质量为10千克的水,温度升高了10℃,求水吸收的热量。[焦/(千克·℃)]
【答案】4.2×105J
【详解】水吸收的热量
7.某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求:
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少?
(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此锅炉的效率是多少?
(4)试分析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些?
【答案】(1)6.3×107J
(2)2.04×108J
(3)30.9%
(4)见详解
【解析】【小题1】水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(100℃﹣25℃)=6.3×107J
【小题2】无烟煤完全燃烧放出的热量
Q放=qm′=3.4×107J/kg×6kg=2.04×108J
【小题3】锅炉的效率
【小题4】家用煤炉烧水的主要缺点是会产生空气污染,而且效率不高。
8.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
【答案】(1)0.8A
(2)12V
【详解】(1)由电路图可知R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1的电流,根据并联电路电流规律可得,电阻R2的电流为I2=I-I1=1.2A-0.4A=0.8A
(2)根据并联电路电压规律和欧姆定律可得,电源电压U=U2=I2R2=0.8A×15Ω=12V
9.质量为5千克的水经电热水器加热后温度升高了。求:
(1)水的体积。
(2)水吸收的热量
【答案】(1)5×10-3m3
(2)4.2×105J
【详解】(1)水的体积
(2)水吸收的热量
10.随着环保减排目标的推进,各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策,推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时,将一壶质量为1.5kg的水由20℃烧至100℃时,消耗了天然气0.02m3,求
(1)壶中水吸收的热量;(c水=4.2×103J/(kg•℃))
(2)天然气完全燃烧放出的热量;(天然气的热值为3.6×107J/m3)
(3)用天然气烧水时的效率。
【答案】(1)5.04×105J
(2)7.2×105J
(3)70%
【详解】(1)水吸收的热量为
(2)天然气完全燃烧放出的热量为
(3)用天然气烧水时的效率为
11.如图所示R1的电阻为6Ω,电流表A1的示数为0.4A,A2的示数如图所示,求:
(1)干路中的电流为多少?
(2)R2的电阻是多少?
【答案】(1)0.9A;(2)4.8Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,电阻R1和R2并联,A1测R1支路的电流,A2测R2支路的电流;由图知电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,通过R2的电流为0.5A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得,干路中的电流
I=I1+I2=0.4A+0.5A=0.9A
(2)并联电路各支路两端的电压与电源电压相等,则电源电压
U=U2=U1=I1R1=0.4A×6Ω=2.4V
根据得,R2的阻值
答:(1)干路中的电流为0.9A;
(2)R2的电阻是4.8Ω。
12.陕西临潼温泉(如图)享誉天下.若温泉池内有的水,初始水温为,一段时间后水温降至,已知,。求:
(1)水放出的热量是多少?
(2)若放出相同的热量,需要完全燃烧天然气的体积是多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)这段时间水放出的热量为
(2)由得,放出这些热量需要完全燃烧天然气的体积为
13.如图甲所示的电路,当开关闭合后,电流表A1的示数如图乙所示,电流表A1的示数如图丙所示,求:
(1)电流表A1、A2的示数是多少?(必要文字说明)
(2)通过小灯泡L1的电流大小。
(3)通过小灯泡L2的电流大小。
【答案】(1)1.2A,0.3A
(2)0.9A
(3)0.3A
【详解】(1)因灯和灯是并联,电流表测干路电流,电流表测灯的电流,所以电流表的示数大于电流表的示数,则电流表用的是大量程,电流表用的是小量程,故电流表的示数是,电流表的示数是。
(2)通过小灯泡L1的电流
(3)因电流表测灯的电流,则通过小灯泡L2的电流大小
14.为提升学生出行安全和便利性,我州公交集团推出“家校公交专线”。一辆柴油公交车的质量为10t,静止在水平地面时与地面的总接触面积为。公交车以150kW的恒定输出功率行驶了20min,消耗柴油10kg。(柴油的热值取)求:
(1)公交车静止在水平地面时,对地面的压强;
(2)消耗的柴油完全燃烧放出的热量;
(3)公交车柴油机的效率。
【答案】(1)2×106Pa
(2)4.5×108J
(3)40%
【详解】(1)公交车静止在水平地面时,对地面的压力
公交车静止在水平地面时,对地面的压强
(2)消耗的柴油完全燃烧放出的热量
(3)公交车行驶20min做的有用功
公交车柴油机的效率
15.如图所示,某小型单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是,飞轮1min转动1800r,消耗汽油6g,(汽油的热值约为)当汽油机满负荷工作时,求:
(1)汽油机每完成一次做功冲程,燃气对活塞做的功;
(2)汽油机的平均功率;
(3)该汽油机的机械效率。
【答案】(1)80J
(2)1200W
(3)30%
【详解】(1)燃气对活塞的平均压力为
一个做功冲程燃气对活塞所做的功为
(2)飞轮转速是1800r/min可知,1min燃气对活塞做功900次,1min燃气对活塞所做的功
则汽油机的平均功率为
(3)1min汽油机燃烧汽油放出的热量为
汽油机的效率为
16.如图甲所示的电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转情况均如图乙所示,电源两端电压保持不变,定值电阻R1的电阻为10。求:
(1)定值电阻R2两端的电压是多少?
(2)通过定值电阻R1的电流是多少?
(3)定值电阻R2的电阻是多少?
【答案】(1)7.2V
(2)0.18A
(3)40
【详解】(1)由图甲可知,闭合开关S后,定值电阻R1与R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R1两端的电压。两个电压表指针偏转情况相同,由于串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,则电压表V1的示数大于电压表V2的示数,所以电压表V1所选择的量程是0-15V,分度值为0.5V,其示数为9V,即电源电压为U=9V。电压表V2所选择的量程是0-3V,分度值为0.1V,其示数1.8V,即定值电阻R1两端的电压为U1=1.8V,则定值电阻R2两端的电压为
(2)根据欧姆定律可知,通过定值电阻R1的电流为
(3)由于串联电路中各处的电流相等,所以通过定值电阻R2的电流为
根据公式可知,定值电阻R2的阻值为
17.某种电子秤的构造及工作原理电路如图所示,其中为定值电阻,为压敏电阻,的阻值与所受压力之间满足关系式(关系式中压力F的单位是N,电阻的单位是),电子秤称量由量程为0~3V的电压表改装而成。已知:定值电阻的阻值为,空载时的阻值为,电源电压保持9V不变。求:
(1)空载时电压表的示数为多少?
(2)电子秤的最大称量值为多少千克?
(3)若要使电子秤的最大称量值变为100kg,在不改变电源电压和电压表量程的情况下,的阻值应变为多少?
【答案】(1)1V
(2)91kg
(3)21Ω
【详解】(1)由图可知,R1和R0串联,电压表测量R0两端的电压
空载时,的阻值为,此时电路中电流
电压表的示数
(2)当电压表示数最大为3V时,电路中的电流
此时的阻值
由得到压力
最大称量值
(3)当最大称量值为100kg时,压力最大为
由得的阻值
当电压表示数最大为3V时,通过的电流
则的阻值应变为
18.电学实验中的电流表是由灵敏电流计G改装而成,其改装电路如图甲所示,图乙为灵敏电流计的表盘,已知灵敏电流计的内阻为Rg=10Ω,满偏电流为Ig=3mA。
(1)要想使改装后的电流表的量程为3A,则的值为多大?
(2)由于灵敏电流计的表盘刻度是均匀的,若将灵敏电流计的表盘刻度改标为电流表的表盘刻度,需要通过干路电流I′与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。请证明:通过干路电流I′与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。
【答案】(1)999;(2)见解析
【详解】解:(1)改装后的电流表的量程为3A,则根据并联电路干路电流等于各支路电流的之和可得,通过R0的电流为
I0=I﹣Ig=3×103mA﹣3mA=2997mA
因并联电路各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可得
(2)通过灵敏电流计的电流为Ig',根据欧姆定律可得电流计两端的电压为
Ug=Ig'Rg
根据并联电路各支路两端的电压相等可知
U0=Ug=Ig'Rg
则
干路电流为
由于Rg、R0是定值,则I′与Ig'成正比。
答:(1)的值为999;
(2)见详解。
19.如图所示,某氢燃料大巴车以140kW的恒定功率匀速行驶300s,燃烧0.6kg氢燃料,求∶[,]
(1)0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的50%被质量为400kg、温度为15°C的水(1个标准大气压)吸收,能使水的温度升高多少°C?
(3)该段时间内,氢燃料电池大巴车的效率为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)50%
【详解】(1)根据,完全燃烧放出的热量
(2)燃烧放出的热量有50%被水吸收,则水吸收的热量为
根据可得
(3)大巴在300 s内匀速行驶的有用功为
0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量为,故氢燃料电池大巴车的效率为
20.小爽学习热机知识后,研究了自家汽车的汽油机的情况(如图)。查阅资料得知:自家汽车使用的是92号汽油,最多可容纳40L的汽油,q汽油=4.5×107J/kg,ρ汽油=0.7×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)。请完成以下问题:
(1)该车汽油机的热机效率为 。
(2)满箱汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)满箱汽油完全燃烧,可使小汽车输出的有用功是多少?
(4)若行驶过程中平均阻力为567N,则该小轿车油耗是多少升?(油耗指行驶一百公里消耗燃油的体积)
【答案】(1)30%
(2)1.26×109J
(3)3.78×108J
(4)6L
【详解】(1)根据能量的流失图
(2)根据题意由得满箱汽油的质量
完全燃烧放出得热量
(3)根据已经计算出来得效率得
(4)由于汽车做匀速行驶
行驶一百公里牵引力做得有用功
由于效率30%可得完全燃烧放出的热量
有得汽油的质量
根据得汽油得体积
21.小明用电阻箱替代滑动变阻器,对伏安法测电阻实验进行了改进,按照图所示电路图连接实验电路。当电阻箱Rp阻值调节为10Ω时,电流表示数为0.2A;当电阻箱Rp阻值调节为30Ω时,电压表示数为1V。请根据以上数据计算:
(1)R0的阻值;
(2)电源电压U。
【答案】(1)10
(2)4V
【详解】(1)由电路图知,电阻R0与电阻箱RP串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压。当电阻箱接入电路的阻值为10欧,电流表示数为0.2A,则有
当电阻箱接入电路的阻值为30欧,则有
解以上两式得,电源电压U=4V,R0的阻值为10欧。
(2)由第(1)小题的分析知,电源电压为4V。
22.如图所示是我国深海“国之重器”———超深水大洋科考钻探船“梦想”号,它以重油为燃料,满载时排开水的质量为42600t。某次航行时,发动机以恒定功率 1.6×108 W匀速行驶了25 min,此过程中完全燃烧重油 2×104 kg。求:(g取10 N/ kg,重油的热值q取 4×107 J/kg)
(1)“梦想”号满载时,受到的浮力;
(2)此次航行过程中,“梦想”号发动机所做的功;
(3)航行过程中发动机的效率。
【答案】(1)4.26×108 N
(2)2.4×1011 J
(3)30%
【详解】(1)“梦想”号满载时排开水的质量为42600t,它满载时排开水所受的重力
由阿基米德原理可知,浸在液体中的物体受到的浮力等于其排开液体所受的重力,所以“梦想”号满载时受到的浮力为
(2)由 可得,此次航行过程中发动机所做的功为
(3)航行过程中,重油完全燃烧放出的热量为
发动机的效率为
23.认真观察图,分析并解答下面的问题:
(1)当只闭合S3时,若电流表 A1的示数为0.1 A,则通过L1的电流是多少?
(2)如果只闭合S1、S2,此时电流表 A2示数如图乙所示,则通过L2的电流为多少?
(3)若只闭合S1、S2,电流表 A1的示数为0.5 A,则通过L1的电流是多少?
【答案】(1)0.1A;(2)0.26A;(3)0.24A
【详解】解:(1)当只闭合S3时,L1和L2串联,串联电路中电流处处相等,电流表 A1的示数为0.1 A,则通过L1的电流也为0.1A。
(2)如果只闭合S1、S2,L1和L2并联,电流表A2测L2的电流,如图乙所示,选用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,则示数为0.26A,所以通过L2的电流为0.26A。
(3)只闭合S1、S2,L1和L2并联,电流表A1测干路的电流,电流表 A1的示数为0.5 A,则通过L1的电流为
答:(1)当只闭合S3时,若电流表 A1的示数为0.1 A,则通过L1的电流是0.1A;
(2)如果只闭合S1、S2,此时电流表 A2示数如图乙所示,则通过L2的电流为0.26A;
(3)若只闭合S1、S2,电流表 A1的示数为0.5 A,则通过L1的电流是0.24A。
24.下图所示的是天然气环保公交车。该车自身的质量为,满载乘客40人。该公交车发动机的输出功率为,最高车速为。(g取)
(1)若该公交车满载乘客,每名乘客的质量为,该公交车满载时车轮与地面的总接触面积为。该公交车满载乘客静止在水平地面上时对地面的压强是多少?
(2)若该公交车以最高车速匀速直线行驶,则该公交车所受的阻力是多少?
(3)若发动机的工作效率为,则(2)中该公交车内消耗天然气的体积是多少?(天然气的热值为)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)该公交车满载时的总质量:
该公交车满载时对水平地面的压力:
该公交车满载时对水平地面的压强:。
(2)该公交车匀速行驶时,发动机的输出功率:
已知输出功率,最高车速
该公交车所受的阻力:。
(3)发动机在内输出的机械功:
天然气完全燃烧放出的热量:
消耗天然气的体积:。
25.把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间,然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中,温度不再变化时金属球的温度变为80℃,已知金属球的比热容为,不计热量损失。求:
(1)此过程中,金属球放出的热量;
(2)该液体的比热容;
(3)若该液体再吸收的热量,求该液体的末温(在标准大气压下)。
【答案】(1)2.1×104J
(2)4.2×103J/(kg·℃)
(3)100℃
【详解】(1)从开始投入水中到温度不再变化过程中,金属球放出的热量
Q放=c球m球(t球-t)=0.42×103J/(kg·℃)×0.05kg×(1080℃-80℃)=2.1×104J
(2)液体吸收的热量
Q吸=Q放=2.1×104J则该液体的比热容
(3)由上问该液体的比热容可知,该液体是水。若该液体再吸收2.52×104J的热量,则该液体升高的温度
该液体的末温
t´=80℃+60℃=140℃
在标准大气压下,水的沸点为100℃,水沸腾后吸收热量温度不变,故该液体的末温为100℃。
26.某兴趣小组想通过实验测量某品牌酒精的热值,先用酒精灯对水进行加热。若完全燃烧4.2g酒精放出的热量的30%被1标准大气压下的水吸收,可以使0.6L、5℃的水的温度上升20℃。求:
(1)水吸收的热量;
(2)酒精燃烧放出的热量;
(3)该品牌酒精灯内酒精的热值。
【答案】(1)5.04×104J
(2)
(3)
【详解】(1)水的体积
水的质量
水吸收的热量
(2)酒精燃烧放出的热量
(3)酒精的热值
27.如图是一台旅游观光用的无轨燃油小火车,空车质量为,轮子跟地面的接触面积为。小火车载客质量不能超过。以小火车的最大载客量计算,它在平直的路面上以的速度匀速行驶过程中,消耗了的汽油,所受阻力是总重的倍,(汽油热值为kg)。求:
(1)观光车载客量最大时,静止在水平地面上对地面的压强;
(2)在观光车匀速行驶的过程中,发动机的功率是多大?
(3)汽油机的效率?
【答案】(1)
4.9×10⁴ Pa
(2)
3.92×10³ W
(3)
49%
【详解】(1)观光车载客量最大时,对地面的压力为
静止在水平地面上对地面的压强为
(2)在观光车匀速行驶的过程中,发动机的牵引力为
发动机的功率是
(3)发动机做的有用功为
消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
汽油机的效率为
28.某物理兴趣小组的同学,用天然气给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为,天然气的热值为。
(1)完全燃烧天然气释放的热量为多少?
(2)“”水吸收的热量为多少?
(3)在烧水过程中,“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高?最高热效率为多少?
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)因为天然气的质量为,天然气的热值为,所以
天然气完全燃烧释放的热量为
(2)由题意得,内水的温度变化度数为,所以水吸收的热量为
(3)由题意可知,每分钟放热相同,所以在相等的时间段内,天然气放出的热量相等,而随着水温的不断升高,温度变化越来越慢,故可判断时间内,在吸收热量相同的情况下,水升高的温度最大,热效率最高;
内,水吸收的热量为,天然气完全燃烧释放的热量为
故最高的热效率为
29.下图为科创小组测量大气压和海拔的简易装置原理图,为定值电阻,为力敏电阻,置于圆柱体容器底部,可自由滑动的活塞通过轻杆压在力敏电阻上。容器内抽成真空,装置气密性良好。该装置通过两电表示数分别转换测出大气压值和海拔,且示数均随测量值增大而增大。电源电压恒为6V,,的阻值与压力大小的关系为,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。活塞横截面积为,忽略摩擦,不计活塞质量。查阅资料,大气压与海拔的关系如下表。
海拔
0
100
200
300
400
500
……
1000
2000
……
大气压
101
100
99
98
97
96
……
90
80
……
(1)求时活塞受到的压力。
(2)求时通过的电流。
(3)求该装置能测量的最高海拔。
(4)指出该装置测量时的一项不足之处,针对该不足,就电源和电流表中任选1个,提出相应问题的解决方案,并说明理由。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)见解析
【详解】(1)根据题意可知当时,大气压,则活塞受到的压力为
(2)当时,力敏电阻的阻值为
由图可知电路为串联电路,则电源电压为
串联电路电流处处相等,则通过的电流为
(3)由题意可知,海拔越高,大气压越低,则活塞受到的压力越小,力敏电阻阻值越大,电路中电流减小,电流表示数减小,根据串联分压原理可知电压表示数变大,所以是选择电压表示数转换测出海拔。当电压表示数为3V时,所测的海拔最高为,则
电路中电流为
力敏电阻的阻值为
又
解得,此时大气压为
查表可知
(4)问题:该装置所测的最高海拔太低。
方案:适当降低电源电压。
理由:根据欧姆定律和串联电路知识可知,得
①当电源电压降低到3V~6V时,最大值为3V不变,适当减小电源电压,可以增大,可测的气压减小,可测的海拔增加。
②当电源电压降低到3V以下时,最大值小于3V且在电压表量程内,可以继续增大,可测的气压减小,可测的海拔增加。
30.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,的阻值不变,的阻值可能为10Ω、15Ω或20Ω,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”字样。只闭合开关,滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端,电流表示数的变化范围为0.5~1A。求:
(1)电源电压?
(2)定值电阻的阻值?
(3)当只闭合开关,将一电压表并联在电路中,两电表选择合适的量程,移动变阻器滑片P到某位置,电路正常工作,电压表、电流表示数如图乙所示,则的阻值可能为多少?
【答案】(1)10V
(2)10Ω
(3)15Ω或20Ω
【详解】(1)由图甲可知,只闭合开关S1、S2,此时R1和R3串联,电流表测的是电路电流;滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端,电流表示数的变化范围为0.5~1A。即当变阻器连入电路的电阻为零时,此时的电路电流为1A;当变阻器连入电路的电阻最大时,此时的电路电流为0.5A;根据欧姆定律可得,当变阻器连入电路的电阻为零(即最左端)时,电源电压为
①
当变阻器连入电路的电阻最大(即最右端)时,根据串联电路的特点和欧姆定律可得,电源电压为
②
联立①②解得,电源电压为。
(2)由(1)的①②联立计算可得,定值电阻。
(3)当只闭合开关S1、S3,此时R2和R3串联,电流表测量电路电流,由于滑动变阻器上标有“10Ω 1A”字样,即允许通过变阻器的最大电流为1A;由图乙可知,当电流表的量程选用0~3A时,分度值为0.1A,示数为2A,不符合题意,故电流表的量程应选用0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,由欧姆定律得,此时电路中总电阻为
当变阻器接入电路中电阻最大为10Ω时,R2接入电路中电阻最小为
则R2的阻值可能为15Ω或20Ω。当R2的阻值为15Ω时,R3连入电路的阻值为
由欧姆定律可得,此时R2的两端电压为
R3的两端电压为
由图乙可知,当电压表选择大量程时,分度值为0.5V,示数为10V;当电压表选择小量程时,分度值为0.1V,示数为2V;由此可知,当R2的阻值为15Ω时,电源表应测的是电源电压,符合要求。
当R2的阻值为20Ω时,R3连入电路的阻值为
由欧姆定律可得,此时R2的两端电压为
R3的两端电压为
可知,此时电源表应测的是R3的两端电压,符合要求。综上,R2的阻值可能为15Ω或20Ω。
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期中冲刺(计算题30道)
1.小明的妈妈买了一款电加热脚垫,小明在如图所示的该电热脚垫的铭牌上发现了脚垫内电热丝正常工作的信息。求:电热丝正常工作时的阻值为多少欧?
产品名称xxx电热脚垫
额定电压220V
频率50Hz
额定电流0.9A
2.某电吹风正常工作30秒通过导体横截面的电荷量为45库
(1)求电吹风正常工作时的电流;
(2)若该电吹风正常工作5分钟,求通过其导体横截面的电荷量。
3.一个电熨斗电阻是80Ω,接在220V的电压上,通过它的电流是多少?
4.如图所示,当开关S断开时,电流表的示数为0.2A;当开关S闭合时电流表的示数为1.2A;求:
(1)通过电阻R1和R2的电流;
(2)开关S闭合时,某时刻电流表示数突然变小,但是有示数,故障原因可能是什么?
5.汽车的车灯接在12V电源两端,通过灯丝的电流为0.4A。通过计算回答:灯丝的电阻是多少?
6.质量为10千克的水,温度升高了10℃,求水吸收的热量。[焦/(千克·℃)]
7.某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求:
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少?
(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此锅炉的效率是多少?
(4)试分析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些?
8.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2的阻值为15Ω。闭合开关S,电流表A的示数为1.2A,电流表A1的示数为0.4A。求:
(1)电阻R2的电流
(2)电源电压。
9.质量为5千克的水经电热水器加热后温度升高了。求:
(1)水的体积。
(2)水吸收的热量
10.随着环保减排目标的推进,各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策,推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时,将一壶质量为1.5kg的水由20℃烧至100℃时,消耗了天然气0.02m3,求
(1)壶中水吸收的热量;(c水=4.2×103J/(kg•℃))
(2)天然气完全燃烧放出的热量;(天然气的热值为3.6×107J/m3)
(3)用天然气烧水时的效率。
11.如图所示R1的电阻为6Ω,电流表A1的示数为0.4A,A2的示数如图所示,求:
(1)干路中的电流为多少?
(2)R2的电阻是多少?
12.陕西临潼温泉(如图)享誉天下.若温泉池内有的水,初始水温为,一段时间后水温降至,已知,。求:
(1)水放出的热量是多少?
(2)若放出相同的热量,需要完全燃烧天然气的体积是多少?
13.如图甲所示的电路,当开关闭合后,电流表A1的示数如图乙所示,电流表A1的示数如图丙所示,求:
(1)电流表A1、A2的示数是多少?(必要文字说明)
(2)通过小灯泡L1的电流大小。
(3)通过小灯泡L2的电流大小。
14.为提升学生出行安全和便利性,我州公交集团推出“家校公交专线”。一辆柴油公交车的质量为10t,静止在水平地面时与地面的总接触面积为。公交车以150kW的恒定输出功率行驶了20min,消耗柴油10kg。(柴油的热值取)求:
(1)公交车静止在水平地面时,对地面的压强;
(2)消耗的柴油完全燃烧放出的热量;
(3)公交车柴油机的效率。
15.如图所示,某小型单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强是,飞轮1min转动1800r,消耗汽油6g,(汽油的热值约为)当汽油机满负荷工作时,求:
(1)汽油机每完成一次做功冲程,燃气对活塞做的功;
(2)汽油机的平均功率;
(3)该汽油机的机械效率。
16.如图甲所示的电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转情况均如图乙所示,电源两端电压保持不变,定值电阻R1的电阻为10。求:
(1)定值电阻R2两端的电压是多少?
(2)通过定值电阻R1的电流是多少?
(3)定值电阻R2的电阻是多少?
17.某种电子秤的构造及工作原理电路如图所示,其中为定值电阻,为压敏电阻,的阻值与所受压力之间满足关系式(关系式中压力F的单位是N,电阻的单位是),电子秤称量由量程为0~3V的电压表改装而成。已知:定值电阻的阻值为,空载时的阻值为,电源电压保持9V不变。求:
(1)空载时电压表的示数为多少?
(2)电子秤的最大称量值为多少千克?
(3)若要使电子秤的最大称量值变为100kg,在不改变电源电压和电压表量程的情况下,的阻值应变为多少?
18.电学实验中的电流表是由灵敏电流计G改装而成,其改装电路如图甲所示,图乙为灵敏电流计的表盘,已知灵敏电流计的内阻为Rg=10Ω,满偏电流为Ig=3mA。
(1)要想使改装后的电流表的量程为3A,则的值为多大?
(2)由于灵敏电流计的表盘刻度是均匀的,若将灵敏电流计的表盘刻度改标为电流表的表盘刻度,需要通过干路电流I′与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。请证明:通过干路电流I′与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。
19.如图所示,某氢燃料大巴车以140kW的恒定功率匀速行驶300s,燃烧0.6kg氢燃料,求∶[,]
(1)0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的50%被质量为400kg、温度为15°C的水(1个标准大气压)吸收,能使水的温度升高多少°C?
(3)该段时间内,氢燃料电池大巴车的效率为多少?
20.小爽学习热机知识后,研究了自家汽车的汽油机的情况(如图)。查阅资料得知:自家汽车使用的是92号汽油,最多可容纳40L的汽油,q汽油=4.5×107J/kg,ρ汽油=0.7×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)。请完成以下问题:
(1)该车汽油机的热机效率为 。
(2)满箱汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)满箱汽油完全燃烧,可使小汽车输出的有用功是多少?
(4)若行驶过程中平均阻力为567N,则该小轿车油耗是多少升?(油耗指行驶一百公里消耗燃油的体积)
21.小明用电阻箱替代滑动变阻器,对伏安法测电阻实验进行了改进,按照图所示电路图连接实验电路。当电阻箱Rp阻值调节为10Ω时,电流表示数为0.2A;当电阻箱Rp阻值调节为30Ω时,电压表示数为1V。请根据以上数据计算:
(1)R0的阻值;
(2)电源电压U。
22.如图所示是我国深海“国之重器”———超深水大洋科考钻探船“梦想”号,它以重油为燃料,满载时排开水的质量为42600t。某次航行时,发动机以恒定功率 1.6×108 W匀速行驶了25 min,此过程中完全燃烧重油 2×104 kg。求:(g取10 N/ kg,重油的热值q取 4×107 J/kg)
(1)“梦想”号满载时,受到的浮力;
(2)此次航行过程中,“梦想”号发动机所做的功;
(3)航行过程中发动机的效率。
23.认真观察图,分析并解答下面的问题:
(1)当只闭合S3时,若电流表 A1的示数为0.1 A,则通过L1的电流是多少?
(2)如果只闭合S1、S2,此时电流表 A2示数如图乙所示,则通过L2的电流为多少?
(3)若只闭合S1、S2,电流表 A1的示数为0.5 A,则通过L1的电流是多少?
24.下图所示的是天然气环保公交车。该车自身的质量为,满载乘客40人。该公交车发动机的输出功率为,最高车速为。(g取)
(1)若该公交车满载乘客,每名乘客的质量为,该公交车满载时车轮与地面的总接触面积为。该公交车满载乘客静止在水平地面上时对地面的压强是多少?
(2)若该公交车以最高车速匀速直线行驶,则该公交车所受的阻力是多少?
(3)若发动机的工作效率为,则(2)中该公交车内消耗天然气的体积是多少?(天然气的热值为)
25.把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间,然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中,温度不再变化时金属球的温度变为80℃,已知金属球的比热容为,不计热量损失。求:
(1)此过程中,金属球放出的热量;
(2)该液体的比热容;
(3)若该液体再吸收的热量,求该液体的末温(在标准大气压下)。
26.某兴趣小组想通过实验测量某品牌酒精的热值,先用酒精灯对水进行加热。若完全燃烧4.2g酒精放出的热量的30%被1标准大气压下的水吸收,可以使0.6L、5℃的水的温度上升20℃。求:
(1)水吸收的热量;
(2)酒精燃烧放出的热量;
(3)该品牌酒精灯内酒精的热值。
27.如图是一台旅游观光用的无轨燃油小火车,空车质量为,轮子跟地面的接触面积为。小火车载客质量不能超过。以小火车的最大载客量计算,它在平直的路面上以的速度匀速行驶过程中,消耗了的汽油,所受阻力是总重的倍,(汽油热值为kg)。求:
(1)观光车载客量最大时,静止在水平地面上对地面的压强;
(2)在观光车匀速行驶的过程中,发动机的功率是多大?
(3)汽油机的效率?
28.某物理兴趣小组的同学,用天然气给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为,天然气的热值为。
(1)完全燃烧天然气释放的热量为多少?
(2)“”水吸收的热量为多少?
(3)在烧水过程中,“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高?最高热效率为多少?
29.下图为科创小组测量大气压和海拔的简易装置原理图,为定值电阻,为力敏电阻,置于圆柱体容器底部,可自由滑动的活塞通过轻杆压在力敏电阻上。容器内抽成真空,装置气密性良好。该装置通过两电表示数分别转换测出大气压值和海拔,且示数均随测量值增大而增大。电源电压恒为6V,,的阻值与压力大小的关系为,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。活塞横截面积为,忽略摩擦,不计活塞质量。查阅资料,大气压与海拔的关系如下表。
海拔
0
100
200
300
400
500
……
1000
2000
……
大气压
101
100
99
98
97
96
……
90
80
……
(1)求时活塞受到的压力。
(2)求时通过的电流。
(3)求该装置能测量的最高海拔。
(4)指出该装置测量时的一项不足之处,针对该不足,就电源和电流表中任选1个,提出相应问题的解决方案,并说明理由。
30.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,的阻值不变,的阻值可能为10Ω、15Ω或20Ω,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”字样。只闭合开关,滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端,电流表示数的变化范围为0.5~1A。求:
(1)电源电压?
(2)定值电阻的阻值?
(3)当只闭合开关,将一电压表并联在电路中,两电表选择合适的量程,移动变阻器滑片P到某位置,电路正常工作,电压表、电流表示数如图乙所示,则的阻值可能为多少?
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