内容正文:
期末冲刺 (计算题30道)
1.摩擦生热是指机械能转化为内能的过程,在用砂纸将木材表面打磨光滑的过程中,砂纸和木板表面的温度都会升高,已知砂纸和木材表面之间的摩擦力约为5N,每次砂纸打磨的距离约为0.5m;木板表面层质量约为5g,木材的比热容为;则打磨100次的过程中:
(1)克服摩擦力所做的功是多少?
(2)若消耗的机械能有50%使木板表面温度升高,则该打磨过程中,木板表面层升高的温度是多少?
2.观察图甲电路图,分析并解答下面的问题:
(1)若闭合开关S1、S2,此时电流表A2的示数如图乙所示,则通过灯泡L2的电流是多少?
(2)若闭合开关S1、S2,此时电流表A1的示数为0.5A,则通过灯泡L1的电流是多少?
3.如图,电源电压。闭合开关S,电流表示数为0.2A,电压表示数为4V。求:
(1)通过灯泡的电流;
(2)灯泡两端的电压。
4.用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,经过5min,水吸收的热量为,温度变化如图所示[水的比热容大于煤油的比热容,]。求:
(1)水的质量。
(2)煤油的比热容。
5.在标准大气压下,将一壶质量为2kg、温度为20℃的水,加热到70℃。求:[]
(1)水升高的温度。
(2)水吸收的热量。
(3)继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温。
6.如图所示电路,闭合开关后,电阻器两端的电压为6V,通过电阻器的电流为0.3A。求:
(1)电阻器的电阻R。
(2)调节电源电压,当电阻器两端电压变为原来的2倍时,通过电阻器的电流。
7.现如今,为践行低碳生活,电动自行车已成为群众绿色出行的选择之一。已知一辆新国标电动自行车质量为45kg,最高限速25km/h。某同学骑着它在平直公路上以最高速度匀速行驶了12min,已知该同学质量为45kg,骑行时受到的阻力恒为总重的0.05倍,该车电能转化为机械能的效率为75%。求:(g取10N/kg)
(1)该同学此次骑行通过的路程;
(2)此时电动自行车电动机的实际功率;
(3)整个过程中电动自行车消耗的电能。
8.如图所示,电源电压保持不变,已知,。只闭合开关时,电流表示数为0.3A,求:
(1)电源电压。
(2)同时闭合开关、时,通电1min电阻消耗的电能。
9.如图所示电路,电源电压不变,R1的阻值为36Ω,当开关S1闭合、开关S2断开时,电流表示数为0.2A;当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为1A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
10.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小听关于这一问题设计了如图所示的电路。已知R1为10Ω,闭合S,断开S1时,电压表的读数是2.0V,再闭合S1时电压表的示数是3.0V。(已知整个实验过程中电池的电压不变),求被测电阻R2的阻值。
11.如图所示电路中电源电压恒为10V,电阻为40Ω。闭合开关S,电流表A的示数为0.3A。求:
(1)通过的电流;
(2)的阻值。
12.如图所示电路,电阻R的阻值为10Ω,电动机线圈电阻为2Ω,S断开时,电流表的示数为0.5A,闭合开关S后,电流表的示数增加了1A;
求:(1)电源电压;
(2)S闭合后,整个电路工作1min产生的热量。
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 A2的示数如图丙所示。求:
(1)请分析说明电流表 A1、A2的量程各是多少?
(2)通过小灯泡L1和L2的电流大小?
14.小明家室内空间为,冬季供暖首日,温度为45℃的水进入地面下的管道,通过整个地板来供热,水从另一端出口离开时温度降为35℃。每小时通过他们家的水量为,地暖放出的热量有50%被房间的空气吸收,房间通风后空气温度为10℃。[水的比热容为]
(1)求地暖内放出的热量。
(2)不考虑房间内热量损失,后可以将房间空气温度提升到多少?[空气的比热容为,空气的密度为,计算结果保留整数]
(3)若内暖气管中的水由燃烧天然气进行加热,燃烧了天然气,则天然气供暖的效率为多少?(天然气的热值为)
15.有一根烧红的铁钉,质量是4.2g,放出1932J的热量后,温度降低到20℃,求铁钉的初温。[]
16.为探索生命历程,生物小组的同学们要制作如图甲所示的孵化箱,观察鸡蛋孵化的过程,需要设计具有加热和保温两种功能的电路。小组同学们收集了电压为12V的蓄电池、两个开关S1和S2、两个阻值均为8Ω的电阻丝R1和R2、导线若干。
(1)请你帮助他们设计电路,并画在图乙虚线框内;
(2)求该孵化箱处于保温挡工作时,电路中的电流;
(3)求该孵化箱处于加热挡时,工作1min消耗的电能。
17.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω。当S1闭合、S2接“A”时,电流表的示数为0.3A;求:
(1)电源电压;
(2)当S1闭合、S2接“B”时,电流表的示数。
18.如图所示为某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料。水壶装入4L初温为的水,用卡式炉加热至,(水的比热容为,丁烷的热值为)。求:
(1)壶中水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)若卡式炉的加热效率为70%,则需要消耗多少克的丁烷。
19.东北铁锅炖是东北地区极具代表性的传统美食,起源于闯关东时期,融合了移民与本地的饮食文化。它以一口大铁锅为核心,采用慢火炖煮的方式,将多种食材的风味充分融合,形成独特的咸香浓郁口感。某厨师使用一口质量8kg的铁锅,将质量为10kg,初温为的食材和水放入锅中加入。已知:铁锅与桌面的受力面积为,铁的比热容为,食材和水的平均比热容为,若要将食材加热到100℃。
(1)刚开始加热时,铁锅对桌面的压强是多大?
(2)食材和水吸收的热量是多少?
(3)若使用天然气灶加热,天然气灶的热效率为40%,需要完全燃烧多少立方米的天然气?(天然气的热值)
20.图甲为某款额定电压为220V国产智能电饭煲,其采用仿古“文武火”智能控温技术,模拟传统柴火灶“先武火煮沸,后文火慢炖”,以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S为手动开关,S1是自动控制开关。通过S1的控制,可智能实现“武火”挡或“文火”挡,从而控制食物在不同时段的温度。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求:
(1)R2的电阻值;
(2)30min内电饭煲消耗的电能;
(3)为保证在不同电压下,第一个“文火”阶段电饭煲产生的热量相同。求当实际电压为200V时,第一个“文火”阶段电饭煲耗时多少min。
21.某品牌养生壶的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻,养生壶工作时,通过开关S1和S2,实现低温和高温的挡位控制,已知高温挡功率为1540W,R1=44Ω。求:
(1)当养生壶内水的质量为2kg,水温从20℃升高到70℃吸收的热量;[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)养生壶工作时通过R1的电流;
(3)养生壶处于低温挡时,工作2min产生的热量;
(4)R2的阻值。
22.现有某种液体60 kg,温度从18 ℃升高到28 ℃时,吸收了2.52×106 J的热量,这种液体的比热容是多大?这种液体是什么物质?
23.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V3W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片移至某处时,小灯泡正常发光,电压表示数为3V求:
(1)电源电压U是多少伏。
(2)小灯泡L正常发光时的电流I为多少安。
(3)滑动变阻器接入电路的阻值R是多少欧姆。
24.如图所示的电路中,电源保持不变,当只闭合开关时,电流表A的示数是0.25A,求:
(1)此时通过灯泡中的电流是多少安?
(2)当开关、、都闭合时,灯泡中的电流是800mA,电流表A的示数是1.2A,此时灯泡和中的电流各是多少安?
(3)当只闭合开关和时,电流表A的示数是多少安?
25.如图所示的电路中,电源电压若保持不变,,。问:
(1)如果开关、都断开时,电流表示数为0.6A,那么电源电压是多大?
(2)如果开关、都闭合时,电流表示数为2A,那么的阻值是多大?
26.如图所示,电源电压恒为9V,R1为定值电阻,为电阻箱(能够表示出阻值的变阻器)。
(1)闭合、断开,电流表的示数为,求的阻值和工作100s产生的热量;
(2)把电阻箱的阻值调为,闭合和,电流表的示数为,求两端的电压和通过的电流。
27.如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为,、均为定值电阻,其中。当开关闭合,开关断开,滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的示数为,电流表的示数为。
(1)求电阻两端的电压;
(2)求电阻的阻值;
(3)闭合开关、,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置,此时整个电路消耗的电功率为,求滑动变阻器消耗的电功率。
28. 如图所示, ,,电源电压 当S1、S2 断开时,电流表示数为0.1A。求:
(1)R2的阻值;
(2)当 S1、S2 闭合时电流表的示数。
29.坐位体前屈是国家学生体质健康标准的测试项目之一。图甲是测试示意图,图乙是测试仪电路原理图,电源电压恒定,电压表量程为0~3V,定值电阻,滑动变阻器由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为。为保护电路安全,滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处,此时通过的电流为0.3A;测试时,人通过推动挡板使滑片P从起始位置A向右移动距离x,电压表的示数可反映学生的测试结果,下表格是初三女生测试等级与滑片移动距离x的关系。求:
初三女生测试等级标准
不合格
合格
良好
优秀
滑片移动距离x/cm
(1)电源电压;
(2)某女生测试时的电压表示数为2.5V,该女生测试等级是否合格;
(3)该测量仪的测量范围;
(4)为了增大测量仪的测量范围,同时不损坏其它器材,请你写出一种可行的方案。
30.小明的奶奶家有一个营养电炖锅,通过挡位开关S可以切换到加热挡或保温挡工作,小明观察其铭牌上标有如图甲所示的工作原理简化电路图。在一次炖煮过程中,电炖锅的电流I随时间t的变化图像如图乙所示。求:
(1)当S接b时,电路的电功率;
(2)电阻R2正常工作时其两端的电压;
(3)这次炖煮过程中,R2产生的热量。
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期末冲刺 (计算题30道)
1.摩擦生热是指机械能转化为内能的过程,在用砂纸将木材表面打磨光滑的过程中,砂纸和木板表面的温度都会升高,已知砂纸和木材表面之间的摩擦力约为5N,每次砂纸打磨的距离约为0.5m;木板表面层质量约为5g,木材的比热容为;则打磨100次的过程中:
(1)克服摩擦力所做的功是多少?
(2)若消耗的机械能有50%使木板表面温度升高,则该打磨过程中,木板表面层升高的温度是多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据做功公式计算克服摩擦力所做的功
(2)由题意可得,即,
2.观察图甲电路图,分析并解答下面的问题:
(1)若闭合开关S1、S2,此时电流表A2的示数如图乙所示,则通过灯泡L2的电流是多少?
(2)若闭合开关S1、S2,此时电流表A1的示数为0.5A,则通过灯泡L1的电流是多少?
【答案】(1)0.26A
(2)0.24A
【详解】(1)当闭合S1和S2时,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,由图乙可知,电流表所接量程为0~0.6A,由指针位置可知,此时电流为0.26A,故通过L2的电流为
(2)若闭合开关S1和S2时,两灯泡并联,电流表A1的示数为0.5A,通过灯泡L2的电流为0.26A,由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,则通过灯泡L1的电流为
3.如图,电源电压。闭合开关S,电流表示数为0.2A,电压表示数为4V。求:
(1)通过灯泡的电流;
(2)灯泡两端的电压。
【答案】(1)0.2A;(2)5V
【详解】解:(1)当开关S闭合时,和串联,根据串联电路的电流特点可知
(2)根据并联电路的电压规律可知,灯泡两端的电压
答:(1)通过灯泡的电流是0.2A;
(2)灯泡两端的电压是5V。
4.用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,经过5min,水吸收的热量为,温度变化如图所示[水的比热容大于煤油的比热容,]。求:
(1)水的质量。
(2)煤油的比热容。
【答案】(1)5kg
(2)
【详解】(1)用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,加热时间相同,吸收的热量相同,根据可知吸收热量相同,加热时间相同,质量相同时,比热容越大,温度变化越小,即B线为水,A线为煤油。
根据可得,水的质量
(2)煤油和水吸收的热量相同,质量相同,A线为煤油。
根据可得,煤油的比热容
5.在标准大气压下,将一壶质量为2kg、温度为20℃的水,加热到70℃。求:[]
(1)水升高的温度。
(2)水吸收的热量。
(3)继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温。
【答案】(1)50℃
(2)
(3)100℃
【详解】(1)水升高的温度,即水的温度变化量
(2)由得,水吸收的热量
(3)继续加热时,水的温度变化量
理论末温,但标准大气压下水的沸点为,水沸腾时吸收热量温度不变,故实际末温为100℃。
6.如图所示电路,闭合开关后,电阻器两端的电压为6V,通过电阻器的电流为0.3A。求:
(1)电阻器的电阻R。
(2)调节电源电压,当电阻器两端电压变为原来的2倍时,通过电阻器的电流。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)电阻器两端的电压,通过电阻器的电流,电阻器的电阻
(2)电阻是导体本身的一种性质,不随其两端的电压和通过的电流而改变,所以电阻R仍为20Ω;当电阻器两端电压变为原来的2倍时,电阻两端的电压为
此时通过电阻器的电流为
7.现如今,为践行低碳生活,电动自行车已成为群众绿色出行的选择之一。已知一辆新国标电动自行车质量为45kg,最高限速25km/h。某同学骑着它在平直公路上以最高速度匀速行驶了12min,已知该同学质量为45kg,骑行时受到的阻力恒为总重的0.05倍,该车电能转化为机械能的效率为75%。求:(g取10N/kg)
(1)该同学此次骑行通过的路程;
(2)此时电动自行车电动机的实际功率;
(3)整个过程中电动自行车消耗的电能。
【答案】(1)5km
(2)312.5W
(3)
【详解】(1)该同学此次骑行通过的路程
(2)该同学骑行时,车与人所受的总重力
电动自行车匀速行驶时受到的牵引力
电动自行车电动机的实际功率
(3)该同学骑行时牵引力做功
整个过程中电动自行车消耗的电能
8.如图所示,电源电压保持不变,已知,。只闭合开关时,电流表示数为0.3A,求:
(1)电源电压。
(2)同时闭合开关、时,通电1min电阻消耗的电能。
【答案】(1)1.5V
(2)13.5J
【详解】(1)只闭合开关时,电路为的简单电路,电流表示数为0.3A,则通过的电流
则电源电压
(2)同时闭合开关、时,两电阻并联,两端的电压U2=U=1.5V
则通过的电流
通电时间t=1min=60s
则消耗的电能
9.如图所示电路,电源电压不变,R1的阻值为36Ω,当开关S1闭合、开关S2断开时,电流表示数为0.2A;当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为1A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
【答案】(1)7.2V
(2)9Ω
【详解】(1)当开关S1闭合、开关S2断开时,单独工作,电流表测电流,则电源电压
(2)当开关S1、S2都闭合时,、并联,电流表测干路电流,根据并联电流规律,电流为
则阻值为
10.如何用一个电压表和一个已知电阻来测量某未知电阻?小听关于这一问题设计了如图所示的电路。已知R1为10Ω,闭合S,断开S1时,电压表的读数是2.0V,再闭合S1时电压表的示数是3.0V。(已知整个实验过程中电池的电压不变),求被测电阻R2的阻值。
【答案】5Ω
【详解】解:由电路图可知,开关S、S1闭合时,电路为R1的简单电路,则电源的电压U=3V;当开关S闭合、S1断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压为2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压
U2=U-U1=3V-2V=1V
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
即
解得R2=5Ω。
答:被测电阻R2的大小为5Ω。
11.如图所示电路中电源电压恒为10V,电阻为40Ω。闭合开关S,电流表A的示数为0.3A。求:
(1)通过的电流;
(2)的阻值。
【答案】(1)
0.25A
(2)
200Ω
【详解】(1)图中两个电阻并联,电流表测量干路电流,通过R1的电流
(2)通过R2的电流I2=I-I1=0.3A-0.25A=0.05A
R2的阻值
12.如图所示电路,电阻R的阻值为10Ω,电动机线圈电阻为2Ω,S断开时,电流表的示数为0.5A,闭合开关S后,电流表的示数增加了1A;
求:(1)电源电压;
(2)S闭合后,整个电路工作1min产生的热量。
【答案】(1)10V;(2)630J
【详解】解:(1)断开开关S,电动机单独接入电路,通过电动机的电流为0.5A;闭合开关S,电动机与电阻R并联,通过电动机的电流仍为0.5A,因为电流表的示数增加了1A,所以通过电阻R的电流为1A;根据并联电路特点和欧姆定律可得,电源电压为
(2)S闭合后,电动机工作1min产生的热量为
电阻R工作1min产生的热量为
所以整个电路工作1min产生的热量为
答:(1)电源电压为10V;
(2)S闭合后,整个电路工作1min产生的热量为630J。
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 A2的示数如图丙所示。求:
(1)请分析说明电流表 A1、A2的量程各是多少?
(2)通过小灯泡L1和L2的电流大小?
【答案】(1)0~3A,0~0.6A
(2)0.9A,0.3A
【详解】(1)由电路图甲可知,灯泡L1和L2并联,电流表A1测量干路的总电流,电流表A2测量通过灯泡L2的支路电流。
根据并联电路的电流规律可知,干路电流大于任何一条支路的电流,即电流表A1的示数应大于电流表A2的示数。观察图乙和图丙中电流表指针的位置,A1指针的偏转角度比A2指针的偏转角度小,为了满足A1的示数大于A2的示数,电流表A1必须选用大量程,即0~3A量程;电流表A2必须选用小量程,即0~0.6A量程。
(2)由于电流表A1选用0~3A量程,其分度值为0.1A,所以干路电流I=1.2A
电流表A2选用0~0.6A量程,其分度值为0.02A,所以通过L2的电流I2=0.3A
因为在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,通过L1的电流为I1=I-I2= 1.2A-0.3A=0.9A
14.小明家室内空间为,冬季供暖首日,温度为45℃的水进入地面下的管道,通过整个地板来供热,水从另一端出口离开时温度降为35℃。每小时通过他们家的水量为,地暖放出的热量有50%被房间的空气吸收,房间通风后空气温度为10℃。[水的比热容为]
(1)求地暖内放出的热量。
(2)不考虑房间内热量损失,后可以将房间空气温度提升到多少?[空气的比热容为,空气的密度为,计算结果保留整数]
(3)若内暖气管中的水由燃烧天然气进行加热,燃烧了天然气,则天然气供暖的效率为多少?(天然气的热值为)
【答案】(1)
(2)18℃
(3)21%
【详解】(1)地暖1小时内放出的热量
(2)室内空气的质量
被空气吸收的热量
由 ,得温度变化
初始温度为10℃,最终温度
(3)天然气燃烧释放的总热量
有效热量为地暖放出的热量 ,效率为
15.有一根烧红的铁钉,质量是4.2g,放出1932J的热量后,温度降低到20℃,求铁钉的初温。[]
【答案】1020℃
【详解】由得铁钉的初温
16.为探索生命历程,生物小组的同学们要制作如图甲所示的孵化箱,观察鸡蛋孵化的过程,需要设计具有加热和保温两种功能的电路。小组同学们收集了电压为12V的蓄电池、两个开关S1和S2、两个阻值均为8Ω的电阻丝R1和R2、导线若干。
(1)请你帮助他们设计电路,并画在图乙虚线框内;
(2)求该孵化箱处于保温挡工作时,电路中的电流;
(3)求该孵化箱处于加热挡时,工作1min消耗的电能。
【答案】(1)/
(2)0.75A/1.5A
(3)1080J/2160J
【详解】(1)解法一:设计具有加热和保温两种功能的电路,电源电压不变,根据可知,电阻丝R1和R2组成串联电路,如下图所示:
解法二:设计具有加热和保温两种功能的电路,电源电压不变,根据可知,电阻丝R1和R2组成并联的电路,如下图所示:
(2)解法一:如图
当开关S1闭合、断开S2时,R1和R2串联,电路中电阻最大,根据可知,孵化器处于保温挡,电路中的电流
解法二:如图所示
只开关S1闭合,电路中电阻大,根据可知,孵化器处于保温挡,电路中的电流
(3)解法一:如图
当开关S1和S2均闭合时,电路中只有R1工作,电路中电阻小,根据可知,该孵化箱处于加热挡,工作1min消耗的电能
解法二:如图所示
当开关S1和S2均闭合时,R1和R2并联,电路中电阻小,根据可知,该孵化箱处于加热挡,工作1min消耗的电能
17.如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω。当S1闭合、S2接“A”时,电流表的示数为0.3A;求:
(1)电源电压;
(2)当S1闭合、S2接“B”时,电流表的示数。
【答案】(1)6V
(2)0.5A
【详解】(1)当闭合、接“A”时,电阻R2被短路,电路为R1的简单电路,电源电压
(2)当闭合、接“B”时,两个电阻并联,电流表测量干路电流,电流表的示数
18.如图所示为某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料。水壶装入4L初温为的水,用卡式炉加热至,(水的比热容为,丁烷的热值为)。求:
(1)壶中水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)若卡式炉的加热效率为70%,则需要消耗多少克的丁烷。
【答案】(1)4kg
(2)
(3)37.5g
【详解】(1)已知水的体积
由可得水的质量
(2)水吸收的热量
(3)已知加热效率为70%,,由得
由得需要消耗的丁烷质量
19.东北铁锅炖是东北地区极具代表性的传统美食,起源于闯关东时期,融合了移民与本地的饮食文化。它以一口大铁锅为核心,采用慢火炖煮的方式,将多种食材的风味充分融合,形成独特的咸香浓郁口感。某厨师使用一口质量8kg的铁锅,将质量为10kg,初温为的食材和水放入锅中加入。已知:铁锅与桌面的受力面积为,铁的比热容为,食材和水的平均比热容为,若要将食材加热到100℃。
(1)刚开始加热时,铁锅对桌面的压强是多大?
(2)食材和水吸收的热量是多少?
(3)若使用天然气灶加热,天然气灶的热效率为40%,需要完全燃烧多少立方米的天然气?(天然气的热值)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题意可知,铁锅在桌面上静止时,铁锅对桌面的压力等于铁锅与食材和水的总重力,即
由可得,铁锅对桌面的压强为
(2)由可得,食材和水吸收的热量为
(3)由
可得,天然气灶完全燃烧天然气的热量为
由可得,完全燃烧天然气的体积为
20.图甲为某款额定电压为220V国产智能电饭煲,其采用仿古“文武火”智能控温技术,模拟传统柴火灶“先武火煮沸,后文火慢炖”,以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S为手动开关,S1是自动控制开关。通过S1的控制,可智能实现“武火”挡或“文火”挡,从而控制食物在不同时段的温度。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求:
(1)R2的电阻值;
(2)30min内电饭煲消耗的电能;
(3)为保证在不同电压下,第一个“文火”阶段电饭煲产生的热量相同。求当实际电压为200V时,第一个“文火”阶段电饭煲耗时多少min。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)当开关和都闭合时,R1和R2并联,电路总电阻小,根据,此时功率大,为 “武火” 挡,功率;
只闭合开关S、断开时,电路为R1的简单电路,电阻大,功率小,为 “文火” 挡,功率。
则的功率
则
(2)由图丙可知,的工作时间
的工作时间
30min内电饭煲消耗的电能
(3)R1的阻值为
当实际电压时, “文火” 功率
因为第一个 “文火” 阶段产生的热量,所以
即
解得
21.某品牌养生壶的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻,养生壶工作时,通过开关S1和S2,实现低温和高温的挡位控制,已知高温挡功率为1540W,R1=44Ω。求:
(1)当养生壶内水的质量为2kg,水温从20℃升高到70℃吸收的热量;[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)养生壶工作时通过R1的电流;
(3)养生壶处于低温挡时,工作2min产生的热量;
(4)R2的阻值。
【答案】(1)
(2)5A
(3)
(4)110Ω
【详解】(1)水吸收的热量
(2)养生壶工作时通过R1的电流
(3)当只闭合S1时,只有R1工作;当闭合S1、S2时,R1、R2并联,由并联电路电阻的特点可知,并联电路的总电阻小于任一支路电阻;电阻最小,电压是一定的,由可知,当闭合S1、S2时,R1、R2并联时,养生壶处于高温挡;所以只闭合S1时,养生壶处于低温挡,工作2min产生的热量
(4)低温挡的额定功率
当闭合S1、S2时,养生壶处于高温挡,R2的电功率
由可知,通过电阻R2的电流
R2的阻值
22.现有某种液体60 kg,温度从18 ℃升高到28 ℃时,吸收了2.52×106 J的热量,这种液体的比热容是多大?这种液体是什么物质?
【答案】4.2×103 J/(kg·℃);这种液体是水
【详解】根据得,这种液体的比热容是:
;
可见与水的比热容相同,可知这种液体是水.
23.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V3W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片移至某处时,小灯泡正常发光,电压表示数为3V求:
(1)电源电压U是多少伏。
(2)小灯泡L正常发光时的电流I为多少安。
(3)滑动变阻器接入电路的阻值R是多少欧姆。
【答案】(1)9V
(2)0.5A
(3)6Ω
【详解】(1)由电路图可知,闭合开关,小灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,灯泡正常发光,电源电压
(2)小灯泡L正常发光时的电流
(3)当滑动变阻器的滑片移至某处时,小灯泡正常发光,所以此时电路中的电流,滑动变阻器接入电路的阻值
24.如图所示的电路中,电源保持不变,当只闭合开关时,电流表A的示数是0.25A,求:
(1)此时通过灯泡中的电流是多少安?
(2)当开关、、都闭合时,灯泡中的电流是800mA,电流表A的示数是1.2A,此时灯泡和中的电流各是多少安?
(3)当只闭合开关和时,电流表A的示数是多少安?
【答案】(1)0.25;(2)0,0.4;(3)0.65
【详解】解:(1)只闭合S1时,灯泡L1和L3串联接入电路,根据串联电路电流关系可知,此时通过灯泡L3中的电流为0.25A。
(2)当S1、S2、S3都闭合时,灯泡L1被短路,通过L1的电流为0。此时灯泡L2和灯泡L3并联,电流表测量干路电流,则根据并联电路电流关系可知,通过L2的电流为
(3)当只闭合S1和S2时,灯泡L1和L3串联后,再与灯泡L2并联,则此时通过L1支路的电流为0.25A,通过L2支路的电流为0.4A,故根据并联电路电流关系可知此时电流表示数为
答:(1)此时通过灯泡中的电流是0.24安;
(2)灯泡的电流为0A,灯泡中的电流是0.4安;
(3)当只闭合开关和时,电流表A的示数是0.65安。
25.如图所示的电路中,电源电压若保持不变,,。问:
(1)如果开关、都断开时,电流表示数为0.6A,那么电源电压是多大?
(2)如果开关、都闭合时,电流表示数为2A,那么的阻值是多大?
【答案】(1)6V
(2)
【详解】(1)由图可知,开关、断开时,、串联接入电路,断路,电路中的电流,由欧姆定律可得电阻两端的电压为
两端的电压为
由串联电路电压规律可得电源电压为
(2)由图可知,开关、闭合时,、并联接入电路,短路,通过的电流
根据并联电路电流规律,通过的电流为
的阻值为
26.如图所示,电源电压恒为9V,R1为定值电阻,为电阻箱(能够表示出阻值的变阻器)。
(1)闭合、断开,电流表的示数为,求的阻值和工作100s产生的热量;
(2)把电阻箱的阻值调为,闭合和,电流表的示数为,求两端的电压和通过的电流。
【答案】(1),
(2),
【详解】(1)闭合、断开,只有R1和电流表接入电路中,的阻值
工作100s产生的热量
(2)闭合和,R1与并联,电流表测量干路中的电流,两端电压
由并联电路的特点可知通过R1的电流不变,由并联电路电流的规律得到通过的电流
27.如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为,、均为定值电阻,其中。当开关闭合,开关断开,滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的示数为,电流表的示数为。
(1)求电阻两端的电压;
(2)求电阻的阻值;
(3)闭合开关、,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置,此时整个电路消耗的电功率为,求滑动变阻器消耗的电功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)分析电路可知,当开关闭合,开关断开,滑动变阻器的滑片移至最左端时,、和滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测、总电压,电流表测电路电流。则电阻两端的电压
(2)、总电阻为
则电阻的阻值
(3)根据串联电压规律,电源电压
闭合开关、,滑动变阻器和串联,将滑动变阻器的滑片P移至某一位置,此时整个电路消耗的电功率为,则此时电路中电流为
此时两端电压为
由串联电路电压规律可得滑动变阻器两端电压为
则滑动变阻器消耗的电功率
28. 如图所示, ,,电源电压 当S1、S2 断开时,电流表示数为0.1A。求:
(1)R2的阻值;
(2)当 S1、S2 闭合时电流表的示数。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)S1、S2都断开时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,此时电路中的总电阻
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,可得R2的阻值
(2)S1、S2都闭合时,R1与R2并联,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,可得电路中的总电阻
干路电流,即电流表的示数为
29.坐位体前屈是国家学生体质健康标准的测试项目之一。图甲是测试示意图,图乙是测试仪电路原理图,电源电压恒定,电压表量程为0~3V,定值电阻,滑动变阻器由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成,规格为。为保护电路安全,滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处,此时通过的电流为0.3A;测试时,人通过推动挡板使滑片P从起始位置A向右移动距离x,电压表的示数可反映学生的测试结果,下表格是初三女生测试等级与滑片移动距离x的关系。求:
初三女生测试等级标准
不合格
合格
良好
优秀
滑片移动距离x/cm
(1)电源电压;
(2)某女生测试时的电压表示数为2.5V,该女生测试等级是否合格;
(3)该测量仪的测量范围;
(4)为了增大测量仪的测量范围,同时不损坏其它器材,请你写出一种可行的方案。
【答案】(1)4.5V
(2)合格
(3)0~15cm
(4)见解析
【详解】(1)由图乙知,开关闭合时,与串联,电压表测两端电压,滑片P在起始位置A点时,
滑动变阻器接入电路的阻值
电源电压
(2)某女生测试时,的两端电压
电路中电流
滑动变阻器接入电路的阻值
此时滑动变阻器滑片移动的距离
与表格中数据比较可知,测试等级为合格。
(3)滑动变阻器接入电路阻值变大,电压表的示数变大,由题意可知,电压表的最大示数为3V,即滑动变阻器两端最大电压,此时滑动变阻器阻值最大,滑片移动的距离最远,测量仪的测量值最大。电压表的最大示数为3V时,的两端电压
电路中电流
滑动变阻器接入电路的阻值
此时滑动变阻器滑片移动的距离
由此可知滑片移动的范围为0~15cm。
(4)如果想增大测量范围,由图乙知,滑片往右移动距离越大,则滑动变阻器连入电路的阻值越大,由于电压表示数不能超过3V,根据串联电路的分压特点可知,可以换一个阻值更大的定值电阻。
30.小明的奶奶家有一个营养电炖锅,通过挡位开关S可以切换到加热挡或保温挡工作,小明观察其铭牌上标有如图甲所示的工作原理简化电路图。在一次炖煮过程中,电炖锅的电流I随时间t的变化图像如图乙所示。求:
(1)当S接b时,电路的电功率;
(2)电阻R2正常工作时其两端的电压;
(3)这次炖煮过程中,R2产生的热量。
【答案】(1)880W
(2)165V
(3)4.95×105J
【详解】(1)由欧姆定律可知,当电压一定时,电阻越大,电路中电流越小,反之则越大,所以,由甲乙两图可得,当 S 接 b 时,电路中只有电阻R1,当 S 接a时,电阻R1与R2串联,因此接b时,电路工作电流为4 A,由可知,此时为高温挡。则此时电路的电功率
(2)由(1)可知,当 R2“正常工作”时,即S接 a,电阻R1与R2串联,电路中电流为1A,当 S 接 b 时,由可得
S接 a时,电路总电阻
则R2得阻值
所以电阻R2正常工作时其两端的电压
(3)由图乙可知,一次炖煮过程中,高温挡工作
保温挡工作
电阻R2工作时为保温挡,则其产生的热量为
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