内容正文:
中考冲刺(计算题30道)
1.菜油是人们烹饪时常用的材料,最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时,将2kg的菜油从10℃加热到160℃(未沸腾),求:
(1)菜油吸收的热量(c菜油取2.0×103J/(kg·℃));
(2)如果这些热量由天然气燃烧来提供,则需要完全燃烧多少立方米的天然气(假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收,天然气的热值为4.0×107J/m3)?
2.创新小组设计了一个利用如图甲所示的电路来测量海水的深度,深度显示仪实质上是量程为0~0.6A的电流表,其中电源电压保持不变,R1=2Ω是一个定值电阻,R2是一个压敏电阻,将R2进行特殊处理后放入海水测量深度,R2的阻值随海水深度h的变化关系如图乙所示。当R2的阻值为28Ω时,电流表示数为0.2A(设海水的密度ρ=103kg/m3)求:
(1)电源电压;
(2)当海水深度为400m时,电路消耗的电功率;
(3)若检测电路所能测量的最大深度调整为1000m,则需重新选用的阻值R1应为多少欧。
3.煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某县在冬季利用地热能为用户取暖。县内有一口自喷状态地热井,出水温度为90℃,出水流量为150m3/h。
(1)求每小时流出的地热水温度降低到50℃,所放出的热量。
(2)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%,每小时需要天然气释放多少热量?
(3)利用上述地热能供暖,每小时可以节约多少天然气?(ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4×107J/m3)
4.在如图所示的电路中,电源两端电压为3 V且保持不变,电阻R2的阻值为 5 Ω。当开关S闭合后,电压表的示数为2 V。求:
(1)电流表的示数;
(2)电路消耗的电功率。
5.如图所示,R1=30Ω,R2=10Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.2A.求:
(1)电源电压;
(2)R2的电流;
(3)电路的总功率。
6.某电热水器的铭牌如下表所示,现将水箱装满水,电热水器正常工作时,把水从20°C加热到50°C。(已知),不计热量损失,求:
型号
XXXX
额定电压
220V
加热功率
l500 W
频率
50Hz
水箱容量
50kg
(1)水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间。
7.如图为某品牌饮水机及铭牌数据。启动饮水机,将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃,用时10min。(饮水机始终在额定电压下工作)
(1)水桶中装满水时,水的质量是多少?(ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)热水箱中30℃的冷水加热到90℃所吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)将热水箱中30℃的冷水加热到90℃过程中的电加热效率是多少?
水桶容量
20L
热水箱水量
1kg
额定电压
220V
加热功率
500W
保温功率
50W
8.某电热砂锅的简化电路如图甲。为发热电阻,为旋转型开关,为触点,通过旋转开关可实现“关”“低挡”、“高挡”之间的转换,工作时先用高挡加热锅内汤料到沸腾,再用低挡持续加热食物,使食物“汤浓味鲜”。
(1)高挡加热时,开关应旋至触点______(选填“ab””、“bc”或“cd”)位置;
(2)某次烹饪一共用时6小时,电功率与加热时间的关系如图乙所示,则本次烹饪共消耗多少电能?
(3)发热电阻和的阻值分别为多少?
(4)生活中,有时也会选择电压力锅烹饪,因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物,通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度,结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
9.一种家庭常用的电热水壶,它的额定电压是220V,额定功率是2200W。求:
(1)电热水壶正常工作的电流;
(2)电热水壶正常工作3min消耗的电能。
10.图甲为汽车倒车雷达中的距离报警器简化电路图。电源电压为12V,R0为定值电阻,R0为距离传感器的核心部件,其阻值随传感器到障碍物距离变化关系如图乙所示,当传感器到障碍物距离为1.5m时,报警器开始报警,此时电路中报警电流为0.2A。求:
(1)由图乙可知开始报警时,Rs的阻值;
(2)定值电阻R0的阻值;
(3)当传感器到障碍物距离为1m时,求Rs的电功率。
11.随着生活质量的提高,人们对吃的要求越来越高,多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能备受上班族的喜爱。如图是一款多功能养生壶,图是其简化电路图,R1和R2是两个加热电阻。该养生壶的部分参数如表所示。
项目
参数
电源电压(V)
220
低温挡功率(W)
275
中温挡功率(W)
550
高温挡功率(W)
1100
容积(L)
1
(1)在标准大气压下,使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开,求水吸收的热量。
(2)R2的阻值是多大?
12.某家用电器具有加热、保温的功能,如图所示为其原理图。虚线框内为电器的加热和保温装置,电器发热电阻R的额定电压为220V,额定功率为1210W。加热时,按下温控开关S与a、b接触,此时红色指示灯亮;当温度达到一定时,温控开关S自动接到c,使电器处于保温状态,此时黄色指示灯亮。红灯标有“20V 1W”的字样,黄灯标有“20V 5W”的字样。工作时两灯均能正常发光,忽略电阻阻值随温度变化。求:
(1)在加热状态时电路消耗的总功率;
(2)电阻R2的阻值及该电器的保温功率。
13.某学校共有80间教室,原来每间教室内装有20盏白炽灯,其铭牌如图乙所示,在校园环境改造中,为了提升照明效果,节约用电,每盏白炽灯都改换成了“220V,12W”的节能灯管。求:
(1)每一盏节能灯管正常工作时的电流约是多少安?(保留两位有效数字)
(2)若不考虑灯丝电阻随温度的变化,原来每间教室内白炽灯的总电阻为多少欧?
(3)如果这所学校每天所有教室正常照明时间为10小时,换用节能灯后,每个月(按30天计)大约可节省多少度电?
14.某实验小组利用电源、电流表、电压表,滑动变阻器R、开关及导线着干测量定值电阻Rx的阻值,所有元件均完好,按图连接电路(其中电压表未画出),进行实验,闭合开关后,将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.24A~1.2A,电压表示数相应的变化范围为 6.0 V-0V。
(1)当R接入电路为最大阻值时,着通电 10s时间,R消耗的电能。
(2)Rx的阻值。
15.如图甲所示为一台电热水器,图乙为该电热水器的内部简化电路,、为电热丝(阻值未知),、为挡位开关,只能在a、b之间切换。表格为该热水器的铭牌,其中高温挡、低温挡的额定功率模糊不清。为测量高温挡、低温挡的额定功率,小林同学观察到,热水器在高温挡下正常工作时,将满箱水从26℃加热到70℃需要用时2500s。[,]则:
××牌电热水器
额定电压
220V
额定功率
高温挡
___________
中温挡
968W
低温挡
___________
电热转化效率
84%
水箱容量
22L
(1)满箱水从26℃升高到70℃过程中吸收的热量Q为多少;
(2)热水器高温挡的额定功率为多少;
(3)热水器低温挡的额定功率为多少?
16.某型号电热水壶,其铭牌标示如下表所示。在额定电压下,用热水壶烧水,若将一满壶水从20℃加热至80℃。[c水=4.2×103 J/(kg⋅℃),ρ水=1.0×103 kg/m3]求:
型号:XX﹣88
额定电压:220V
额定功率:1000W
水壶的容积:2L
频率:50H
(1)水吸收的热量是多少?
(2)若发热体产生的热量的90%被水吸收,需加热多少s?
17.如图所示,利用滑轮组拉重400N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动,每个滑轮重50N,运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N。不计绳重、滑轮摩擦,地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。求:
(1)绳子自由端运动的速度;
(2)绳子自由端受到拉力的大小;
(3)绳子自由端受到的拉力的做功功率;
(4)利用滑轮组拉动物体的机械效率。
18.一辆汽油和电力混合动力轿车,仅凭汽油动力在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶时,输出功率P=50kW。当驾驶员看到前方55m处有超速违章拍照装置(限速70km/h)时,在保持输出功率不变的情况下,立即启动充电装置给电池充电,达到使轿车减速的目的,轿车行驶3s后,速度减为v2=70km/h,在这一段时间内,轿车的平均速度为v=72km/h,发动机输出功率的80%用于充电,充电效率为50%。轿车在上述过程中所受阻力保持不变。
(1)求3s内汽车通过的路程大小;
(2)求轿车所受阻力的大小;
(3)若将3s内充电获得的电能全部用来维持汽车以90km/h匀速行驶,求轿车只用这部分电能行驶的距离。
19.平衡车给人们的出行带来了极大的便利,如图所示。小梦阅读此款平衡车的说明书,主要参数如下表所示。(g取10N/kg)
整车质量
5kg
最大载重
100kg
轮胎与地面接触总面积
4×10﹣3m2
(1)小梦的质量为35kg,当他站立在平衡车上静止时,平衡车对水平地面的压强是多大?
(2)该平衡车在平直地面上匀速直线行驶20m,受到的阻力是50N,则此过程中平衡车牵引力做的功是多少?
20.如图甲是某品牌家用蛋糕机,该蛋糕机配有很多卡通模型,可以做出多种多样的创意小蛋糕,图乙是该蛋糕机的简化电路图,可以实现蛋糕机的低、中、高三挡加热功能。单独闭合开关S1时,蛋糕机处于440W的低温挡加热状态;单独闭合开关S2时,阻值为55Ω的电阻R2让蛋糕机处于中温挡加热状态。求:
(1)单独闭合S1时通过R1的电流。
(2)蛋糕机处于中温挡时的加热功率。
21.如图所示,小明用牵引装置来锻炼关节的功能。已知重物的质量为3kg,小腿每次拉绳使重物匀速上升30cm,完成10次拉伸动作所用的时间为30s。不计绳重和一切摩擦,g取10N/kg。
(1)若把重物看成一个有质量的点A,请在A点上画出重物匀速上升时的受力示意图;
(2)求小明30s内对重物做功的功率。
22.某型号的电热水壶如图1所示,有加热和保温两个挡位,其内部简化电路如图2所示,和为两个加热电阻,已知,电热水壶加热挡的额定功率为1210W,求:
(1)该电热水壶正常加热时,电路中的电流是多少?
(2)该电热水壶保温挡的额定功率是多少?
(3)用该电热水壶把质量为2.2kg、初温为12℃的水加热到100℃,用时800s,此过程中该电热水壶的效率是多少?
23.在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为1.5 A,电流表A2的示数为0.6 A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
(3)10 s内电流通过整个电路所做的功。
24.如图所示电路,电源电压为9V保持不变,灯泡L标有“3V 1.8W”字样,滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω。闭合开关S1和S2时,电流表示数为0.5A。(不计灯丝电阻随温度的变化)。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)当开关均闭合,滑动变阻器滑片置于最右端时,电流表的示数;
(3)当只闭合开关S3,小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率。
25.某物流车满载时车与货物总质量为55t,车轮与水平地面接触的总面积为1.3m2(g取10N/kg,柴油的热值q=4.3×107J/kg)。
(1)当物流车满载静止在水平地面时,求它对水平地面的压强;
(2)若物流车以20m/s的速度在平直公路上行驶了1.72×104m,发动机功率为2×105W,求牵引力所做的功;
(3)若(2)过程消耗10kg的柴油,求物流车发动机的效率。
26.如图所示,电源电压为,灯泡上标有“3V,”字样,定值电阻的阻值为,滑动变阻器上标有“,1A”字样,电流表量程为,电压表量程为,不考虑温度对灯丝电阻的影响,求:
(1)灯泡电阻的阻值;
(2)当开关S、、闭合,断开时,电路总功率的最小值;
(3)当开关S、、闭合,断开,灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值;
(4)当开关S、闭合,、断开时,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器的取值范围。
27.随着人们生活水平的提高,现在很多家庭都在卫生间装有热风干手器,如图甲所示,将手放在热风干手器下方,就有热风吹到手上,从而加快手上的水分的蒸发,图乙是某热风干手器的电路简图,M是电风扇,通电后可以送风;R是电热丝,通电后可以发热。二者同时工作使得热风干手器送出热风。下表是它的铭牌。
品名
HG2010型热风干手器
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
电风扇
20W
外形尺寸
236mm×100mm×250mm
电热丝
1100W
(1)若某次干手时间为10s,则消耗了多少焦的电能?
(2)热风干手器正常工作时电热丝的电阻是多少?
28.某电热器铭牌注明:加热功率1210W,保温功率110W。内部加热盘电路如图所示,R1、R2是水箱中加热盘内的电热丝。闭合开关S1开始加热,当加热盘温度升高到103℃时,温控开关S2自动切换到保温状态。求:(不考虑电阻随温度变化)
(1)R2的阻值是多大?
(2)电热器在保温状态下正常工作1min,电流通过电热丝R1产生了多少热量?
29.如图所示,电源电压保持不变,电阻的阻值为。当只闭合开关S时,电流表的示数为;当开关S、S1都闭合时,电流表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)开关S、S1都闭合时,电阻消耗的电功率。
30.甲、乙两个完全相同的轻质薄壁圆柱形容器放置在水平地面上(容器足够高)。甲容器内装有1.6kg的酒精,乙容器内装有一定量的水。把A球放入酒精中,A球沉到容器底,静止时水的液面高于酒精液面0.1m,如图所示。若将A球从酒精中取出并缓慢放入水中,取出球前后酒精对容器底压强变化量Δp1=400Pa,放入球前后水对容器底压强的变化量Δp2=450Pa。已知:ρ酒=0.8×103 kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)水面下0.1m深处的压强p水;
(2)酒精的体积V酒;
(3)判断A球在水中的状态,写出分析过程;
(4)根据上述信息,能否确定A球的密度ρA?如果能,请计算出ρA;如果无法确定,请说明理由。
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中考冲刺(计算题30道)
1.菜油是人们烹饪时常用的材料,最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时,将2kg的菜油从10℃加热到160℃(未沸腾),求:
(1)菜油吸收的热量(c菜油取2.0×103J/(kg·℃));
(2)如果这些热量由天然气燃烧来提供,则需要完全燃烧多少立方米的天然气(假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收,天然气的热值为4.0×107J/m3)?
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)菜油的质量m=2kg,比热容为c菜油=2.0×103J/(kg·℃),菜油的初始温度为t0=10℃,末温度为t=160℃,菜油吸收的热量为
(2)由题意得,天然气的热值为q=4.0×107J/m3,天然气完全燃烧释放的热量为
由Q放=qV得,完全燃烧天然气的体积为
答:(1)菜油吸收的热量为6×105J;
(2)菜油吸收的热量由天然气燃烧来提供,则需要完全燃烧1.5×105m3的天然气。
2.创新小组设计了一个利用如图甲所示的电路来测量海水的深度,深度显示仪实质上是量程为0~0.6A的电流表,其中电源电压保持不变,R1=2Ω是一个定值电阻,R2是一个压敏电阻,将R2进行特殊处理后放入海水测量深度,R2的阻值随海水深度h的变化关系如图乙所示。当R2的阻值为28Ω时,电流表示数为0.2A(设海水的密度ρ=103kg/m3)求:
(1)电源电压;
(2)当海水深度为400m时,电路消耗的电功率;
(3)若检测电路所能测量的最大深度调整为1000m,则需重新选用的阻值R1应为多少欧。
【答案】(1)6V;(2)3W;(3)6Ω
【详解】解:(1)由甲图可知,R1和R2串联,则电源电压为
(2)当海水深度为400m时,由乙图可知,R2的阻值为10Ω,电路消耗的电功率为
(3)若检测电路所能测量的最大深度调整为1000m,由乙图可知,R2的阻值为4Ω,深度显示仪实质上是量程为0~0.6A的电流表,即电流最大为0.6A,则电路中最小电阻为
则需重新选用的阻值R1应为
答:(1)电源电压为6V;
(2)当海水深度为400m时,电路消耗的电功率为3W;
(3)若检测电路所能测量的最大深度调整为1000m,则需重新选用的阻值R1应为6欧。
3.煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某县在冬季利用地热能为用户取暖。县内有一口自喷状态地热井,出水温度为90℃,出水流量为150m3/h。
(1)求每小时流出的地热水温度降低到50℃,所放出的热量。
(2)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%,每小时需要天然气释放多少热量?
(3)利用上述地热能供暖,每小时可以节约多少天然气?(ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4×107J/m3)
【答案】(1)2.52×1010J;(2)2.8×1010J;(3)700m3
【详解】解:(1)已知出水流量为150m3/h,由得,每小时流出水的质量
水放出的热量
(2)天然气蒸汽锅炉的热效率为90%,由得,天然气需要放出的热量为
(3)由得,天然气的体积为
答:(1)每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J;
(2)每小时需要天然气释放2.8×1010J的热量;
(3)利用上述地热能供暖一小时相当于可以节约700m3的天然气。
4.在如图所示的电路中,电源两端电压为3 V且保持不变,电阻R2的阻值为 5 Ω。当开关S闭合后,电压表的示数为2 V。求:
(1)电流表的示数;
(2)电路消耗的电功率。
【答案】(1)0.2A;(2)0.6W
【详解】解:(1)由图可知,R1,R2串联,电压表测R1两端电压U1,R2两端电压为
电流表示数为
(2)电路消耗的电功率
答:(1)电流表的示数为0.2A;
(2)电路消耗的电功率为0.6W。
5.如图所示,R1=30Ω,R2=10Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.2A.求:
(1)电源电压;
(2)R2的电流;
(3)电路的总功率。
【答案】(1)6V;(2)0.6A;(3)4.8W
【详解】解:根据电路图可知,两电阻并联,电流表测量通过R1的电流。
(1)由可知,R1两端的电压为
因为两电阻并联,则电源电压为
U=U2=U1=6V
(2)根据欧姆定律,通过R2的电流为
(3)根据并联电路的电流特点可知,总电流为
I=I1+I2=0.2A+0.6A=0.8A
总功率为
P=UI=6V×0.8A=4.8W
答:(1)电源电压为6V;
(2)R2的电流是0.6A;
(3)电路的总功率为4.8W。
6.某电热水器的铭牌如下表所示,现将水箱装满水,电热水器正常工作时,把水从20°C加热到50°C。(已知),不计热量损失,求:
型号
XXXX
额定电压
220V
加热功率
l500 W
频率
50Hz
水箱容量
50kg
(1)水吸收的热量;
(2)加热所需要的时间。
【答案】(1);(2)4200s
【详解】解:(1)水吸收的热量
。
(2)不计热量损失
根据可得,加热所需要的时间
答:(1)水吸收的热量为;
(2)加热所需要的时间为4200s。
7.如图为某品牌饮水机及铭牌数据。启动饮水机,将热水箱中的30℃的冷水加热到90℃,用时10min。(饮水机始终在额定电压下工作)
(1)水桶中装满水时,水的质量是多少?(ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)热水箱中30℃的冷水加热到90℃所吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)将热水箱中30℃的冷水加热到90℃过程中的电加热效率是多少?
水桶容量
20L
热水箱水量
1kg
额定电压
220V
加热功率
500W
保温功率
50W
【答案】(1)20kg;(2)2.52×105J;(3)84%
【详解】解:(1)水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg
(2)水吸收的热量为
Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(90℃-30℃)=2.52×105J
(3)消耗的电能为
W电=Pt=500W×600s=3×105J
电加热效率为
答:(1)水的质量为20kg;
(2)水吸收的热量为2.52×105J;
(3)电加热效率为84%。
8.某电热砂锅的简化电路如图甲。为发热电阻,为旋转型开关,为触点,通过旋转开关可实现“关”“低挡”、“高挡”之间的转换,工作时先用高挡加热锅内汤料到沸腾,再用低挡持续加热食物,使食物“汤浓味鲜”。
(1)高挡加热时,开关应旋至触点______(选填“ab””、“bc”或“cd”)位置;
(2)某次烹饪一共用时6小时,电功率与加热时间的关系如图乙所示,则本次烹饪共消耗多少电能?
(3)发热电阻和的阻值分别为多少?
(4)生活中,有时也会选择电压力锅烹饪,因为电压力锅煮熟相同质量的同种食物,通常比电热砂锅更省电。请你从能量利用率的角度,结合所学知识对电压力锅能省电作出简要的解释。
【答案】(1)cd;(2);(3),;(4)见解析
【详解】解:(1)由图1知,开关接“”时电路断路;接“”时两电阻串联;接“”时只有接入电路,短路。电源电压一定,由可知,接“”时电阻最大,功率最小,为低挡,接“”时电阻最小,功率最大,为高挡。
(2)由图乙知高温挡的功率为
低挡的功率为
某次烹饪一共用时6小时,电功率与加热时间的关系如图乙所示,高温挡工作,低温挡工作,本次烹饪共消耗的电能
(3)高挡加热时,发热电阻的阻值为
低挡加热时,电路的总阻值为
根据串联电路电阻的规律知,发热电阻的阻值为
(4)电压力锅锅内气压大,所以水的沸点高,食物在高温下容易熟,可以减少用电时间。加热时间短,散失到空气中的热量少,能量利用率高,所以更省电。
答:(1)高挡加热时,开关应旋至触点cd位置;
(2)某次烹饪一共用时6小时,本次烹饪共消耗电能;
(3)发热电阻的阻值为, 的阻值为;
(4)电压力锅烹饪更省电,因为使用电压力锅烹饪所需时间短,散失的热量少。
9.一种家庭常用的电热水壶,它的额定电压是220V,额定功率是2200W。求:
(1)电热水壶正常工作的电流;
(2)电热水壶正常工作3min消耗的电能。
【答案】(1)10A;(2)3.96105J
【详解】解:(1)额定电压U额=220V,额定功率P额=2200W,由P=UI可知额定电流为
(2)工作时间
t=3min=180s
消耗的电能为
W=Pt=2200W180s=3.96105J
答:(1)电热水壶正常工作的电流为10A;
(2)电热水壶正常工作3min消耗的电能为3.96105J。
10.图甲为汽车倒车雷达中的距离报警器简化电路图。电源电压为12V,R0为定值电阻,R0为距离传感器的核心部件,其阻值随传感器到障碍物距离变化关系如图乙所示,当传感器到障碍物距离为1.5m时,报警器开始报警,此时电路中报警电流为0.2A。求:
(1)由图乙可知开始报警时,Rs的阻值;
(2)定值电阻R0的阻值;
(3)当传感器到障碍物距离为1m时,求Rs的电功率。
【答案】(1)40Ω;(2)20Ω;(3)1.8W
【详解】解:(1)从图乙可知:传感器到障碍物距离越近,Rs的阻值越小;当传感器到障碍物距离为1.5m时,Rs的阻值为40Ω。
(2)报警器开始报警,此时电路中报警电流为0.2A,电路中的总电阻
R=UI=12V0.2A=60ΩR0的阻值
R0=R﹣Rs=60Ω﹣40Ω=20Ω(3)当传感器到障碍物距离为1m时Rs的阻值为20Ω,此时电路中的总电阻
R′=Rs′+R0=20Ω+20Ω=40Ω电路中的电流
I'=UR'=12V40Ω=0.3ARs的电功率
P=I′2Rs′=(0.3)2×20Ω=1.8W答:(1)Rs的阻值为40Ω;
(2)R0的阻值为20Ω;
(3)Rs的电功率为1.8W。
11.随着生活质量的提高,人们对吃的要求越来越高,多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能备受上班族的喜爱。如图是一款多功能养生壶,图是其简化电路图,R1和R2是两个加热电阻。该养生壶的部分参数如表所示。
项目
参数
电源电压(V)
220
低温挡功率(W)
275
中温挡功率(W)
550
高温挡功率(W)
1100
容积(L)
1
(1)在标准大气压下,使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开,求水吸收的热量。
(2)R2的阻值是多大?
【答案】(1)3.696×105J;(2)88Ω
【详解】解:(1)水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
水吸收的热量
(2)由电路图可知,当开关S1闭合,S2接b时,电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由,总功率最大,所以此时养生壶为高温挡;当开关S1断开,S2接a时,电阻R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由,总功率最小,此时为低温挡;当S2接a,S1闭合时,R2被短路,只有电阻R1接入电路,养生壶处于中温挡,中温挡正常工作时通过R1的电流
R1的阻值
低温挡总电阻为
所以R2的阻值是
答:(1)在标准大气压下,使用高温挡将初温是12℃的一壶水烧开,水吸收的热量3.696×105J;
(2)R2的阻值是88Ω。
12.某家用电器具有加热、保温的功能,如图所示为其原理图。虚线框内为电器的加热和保温装置,电器发热电阻R的额定电压为220V,额定功率为1210W。加热时,按下温控开关S与a、b接触,此时红色指示灯亮;当温度达到一定时,温控开关S自动接到c,使电器处于保温状态,此时黄色指示灯亮。红灯标有“20V 1W”的字样,黄灯标有“20V 5W”的字样。工作时两灯均能正常发光,忽略电阻阻值随温度变化。求:
(1)在加热状态时电路消耗的总功率;
(2)电阻R2的阻值及该电器的保温功率。
【答案】(1)1221W;(2)760Ω;50W
【详解】解:(1)加热时,按下温控开关S与a、b接触,R1和红灯串联,再与发热电阻R并联,红灯标有“20V 1W”的字样,并且正常发光,则通过红灯的电流为
R1和红灯串联部分的功率为
则加热状态时电路消耗的总功率为
(2)保温时,R、R2和黄灯串联,黄灯标有“20V 5W”的字样,并且正常发光,则电路中的电流为
则电路中的总电阻为
又电阻R的阻值以及黄灯的电阻分别为
则电阻R2的阻值为
保温功率为
答:(1)在加热状态时电路消耗的总功率1221W;
(2)电阻R2的阻值为760Ω;该电器的保温功率为50W。
13.某学校共有80间教室,原来每间教室内装有20盏白炽灯,其铭牌如图乙所示,在校园环境改造中,为了提升照明效果,节约用电,每盏白炽灯都改换成了“220V,12W”的节能灯管。求:
(1)每一盏节能灯管正常工作时的电流约是多少安?(保留两位有效数字)
(2)若不考虑灯丝电阻随温度的变化,原来每间教室内白炽灯的总电阻为多少欧?
(3)如果这所学校每天所有教室正常照明时间为10小时,换用节能灯后,每个月(按30天计)大约可节省多少度电?
【答案】(1)0.055A;(2)60.5Ω;(3)13440kw﹒h
【详解】解:(1)每一盏节能灯管正常工作时的电流约是
(2)原来每间教室内白炽灯的总电阻为
(3)使用原来的灯泡消耗的电能为
而使用节能灯消耗的电能为
则每个月(按30天计)大约可节省的电能为
答:(1)每一盏节能灯管正常工作时的电流约是;
(2)若不考虑灯丝电阻随温度的变化,原来每间教室内白炽灯的总电阻为;
(3)每个月(按30天计)大约可节省度电。
14.某实验小组利用电源、电流表、电压表,滑动变阻器R、开关及导线着干测量定值电阻Rx的阻值,所有元件均完好,按图连接电路(其中电压表未画出),进行实验,闭合开关后,将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.24A~1.2A,电压表示数相应的变化范围为 6.0 V-0V。
(1)当R接入电路为最大阻值时,着通电 10s时间,R消耗的电能。
(2)Rx的阻值。
【答案】(1)14.4J;(2)6.25Ω
【详解】解:(1)根据题意知道,电流表示数的变化范围为0.24A~1.2A,电压表示数相应的变化范围为6.0V~0V,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器接入的阻值最大时,电流表示数最小,电压表示数最大,则此时的电流为0.24A,电压表示数为6.0V,所以,通电10s时间,R消耗的电能为
W=UIt=6V×0.24A×10s=14.4J
(2)当电流表示数为0.24A,电压表示数为6.0V时,由知道,滑动变阻器的最大阻值为
此时根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压
U=I(Rx+R)=0.24A×(Rx+25Ω)------①
当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,此时电流表示数为1.2A,由欧姆定律知道,电源电压
U=I最大Rx=1.2A×Rx ------②
由以上两式联立可解得
U=7.5V,Rx=6.25Ω
答:(1)当R接入电路为最大阻值时,着通电 10s时间,R消耗的电能14.4J;
(2) Rx的阻值是6.25Ω。
15.如图甲所示为一台电热水器,图乙为该电热水器的内部简化电路,、为电热丝(阻值未知),、为挡位开关,只能在a、b之间切换。表格为该热水器的铭牌,其中高温挡、低温挡的额定功率模糊不清。为测量高温挡、低温挡的额定功率,小林同学观察到,热水器在高温挡下正常工作时,将满箱水从26℃加热到70℃需要用时2500s。[,]则:
××牌电热水器
额定电压
220V
额定功率
高温挡
___________
中温挡
968W
低温挡
___________
电热转化效率
84%
水箱容量
22L
(1)满箱水从26℃升高到70℃过程中吸收的热量Q为多少;
(2)热水器高温挡的额定功率为多少;
(3)热水器低温挡的额定功率为多少?
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)满箱水的质量为
满箱水从26℃升高到70℃过程中吸收的热量Q为
(2)由题知有 ,故热水器高温挡的额定功率为
(3)开关闭合,接a时,、并联为高温,此时
开关闭合,接b时,被短路,仅有工作,为中温挡,此时代入数值,
①
②
由①②解得
开关断开,接b时,和串联,为低温挡,故热水器低温挡的额定功率为
答:(1)满箱水从26℃升高到70℃过程中吸收的热量Q为;
(2)热水器高温挡的额定功率为1936W;
(3)热水器低温挡的额定功率为484W。
16.某型号电热水壶,其铭牌标示如下表所示。在额定电压下,用热水壶烧水,若将一满壶水从20℃加热至80℃。[c水=4.2×103 J/(kg⋅℃),ρ水=1.0×103 kg/m3]求:
型号:XX﹣88
额定电压:220V
额定功率:1000W
水壶的容积:2L
频率:50H
(1)水吸收的热量是多少?
(2)若发热体产生的热量的90%被水吸收,需加热多少s?
【答案】(1)
(2)560s
【详解】(1)水的质量为
则水吸收的热量为
(2)消耗的电能为
则加热时间为
17.如图所示,利用滑轮组拉重400N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动,每个滑轮重50N,运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N。不计绳重、滑轮摩擦,地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向,地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向,人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上。求:
(1)绳子自由端运动的速度;
(2)绳子自由端受到拉力的大小;
(3)绳子自由端受到的拉力的做功功率;
(4)利用滑轮组拉动物体的机械效率。
【答案】(1)0.04m/s
(2)125N
(3)5W
(4)80%
【详解】(1)由图可知,滑轮组中动滑轮上的绳子段数为2,绳子自由端运动的速度
(2)不计绳重、滑轮摩擦,绳子自由端受到拉力
(3)拉力的做功功率
(4)滑轮组拉动物体的机械效率
18.一辆汽油和电力混合动力轿车,仅凭汽油动力在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶时,输出功率P=50kW。当驾驶员看到前方55m处有超速违章拍照装置(限速70km/h)时,在保持输出功率不变的情况下,立即启动充电装置给电池充电,达到使轿车减速的目的,轿车行驶3s后,速度减为v2=70km/h,在这一段时间内,轿车的平均速度为v=72km/h,发动机输出功率的80%用于充电,充电效率为50%。轿车在上述过程中所受阻力保持不变。
(1)求3s内汽车通过的路程大小;
(2)求轿车所受阻力的大小;
(3)若将3s内充电获得的电能全部用来维持汽车以90km/h匀速行驶,求轿车只用这部分电能行驶的距离。
【答案】(1)60m;(2)2000N;(3)30m
【详解】解:(1)汽车的速度
3s内汽车通过的路程
(2)汽车的速度
由得到牵引力
因为汽车进行匀速直线运动,所以汽车受到的阻力和牵引力是一对平衡力,所以
(3)获得的电能
轿车只用这部分电能行驶的距离
答:(1)3s内汽车通过的路程为60m;
(2)轿车所受阻力为2000N;
(3)轿车只用这部分电能行驶的距离为30m。
19.平衡车给人们的出行带来了极大的便利,如图所示。小梦阅读此款平衡车的说明书,主要参数如下表所示。(g取10N/kg)
整车质量
5kg
最大载重
100kg
轮胎与地面接触总面积
4×10﹣3m2
(1)小梦的质量为35kg,当他站立在平衡车上静止时,平衡车对水平地面的压强是多大?
(2)该平衡车在平直地面上匀速直线行驶20m,受到的阻力是50N,则此过程中平衡车牵引力做的功是多少?
【答案】(1)1×105Pa;(2)1000J
【详解】解:(1)小梦的质量为35kg,当他站立在平衡车上静止时,平衡车对水平地面的压力
对地面的压强为
(2)该平衡车在平直地面上匀速直线行驶20m,处于平衡状态,所受牵引力
则此过程中平衡车牵引力做的功
答:(1)平衡车对水平地面的压强是1×105Pa;
(2)此过程中平衡车牵引力做的功是1000J。
20.如图甲是某品牌家用蛋糕机,该蛋糕机配有很多卡通模型,可以做出多种多样的创意小蛋糕,图乙是该蛋糕机的简化电路图,可以实现蛋糕机的低、中、高三挡加热功能。单独闭合开关S1时,蛋糕机处于440W的低温挡加热状态;单独闭合开关S2时,阻值为55Ω的电阻R2让蛋糕机处于中温挡加热状态。求:
(1)单独闭合S1时通过R1的电流。
(2)蛋糕机处于中温挡时的加热功率。
【答案】(1)2A;(2)880W
【详解】解:(1)单独闭合S1时通过R1的电流为
(2)蛋糕机处于中温挡时的加热功率为
答:(1)单独闭合S1时通过R1的电流为2A;
(2)蛋糕机处于中温挡时的加热功率为880W。
21.如图所示,小明用牵引装置来锻炼关节的功能。已知重物的质量为3kg,小腿每次拉绳使重物匀速上升30cm,完成10次拉伸动作所用的时间为30s。不计绳重和一切摩擦,g取10N/kg。
(1)若把重物看成一个有质量的点A,请在A点上画出重物匀速上升时的受力示意图;
(2)求小明30s内对重物做功的功率。
【答案】(1);(2)3W
【详解】解:(1)重物匀速上升时,受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力的作用,此时拉力与重力是一对平衡力,受力示意图如图所示:
(2)重物的重力为
该滑轮为定滑轮,小腿用绳拉重物的力
一次拉伸动作做功为
小明30s内对重物做的总功
小明30s内对重物做功的功率:
答:(1)如图所示;
(2)小明30s内对重物做功的功率为3W。
22.某型号的电热水壶如图1所示,有加热和保温两个挡位,其内部简化电路如图2所示,和为两个加热电阻,已知,电热水壶加热挡的额定功率为1210W,求:
(1)该电热水壶正常加热时,电路中的电流是多少?
(2)该电热水壶保温挡的额定功率是多少?
(3)用该电热水壶把质量为2.2kg、初温为12℃的水加热到100℃,用时800s,此过程中该电热水壶的效率是多少?
【答案】(1);(2)110W;(3)
【详解】解:(1)根据知,当电阻较小时,功率较大,故当两个开关都闭合时是加热挡。此时电路中的电流为
(2)由图可知,当开关S闭合,S1断开时,、串联,当开关S、S1都闭合时,只有工作,根据串联电路的电阻特点可知,当开关S闭合,S1断开时,、串联,电路中的总电阻最大,根据可知,电路中的总功率最小,电热水壶处于保温挡;当开关S、S1都闭合时,只有工作,电路中的总电阻最小,电路中的总功率最大,电热水壶处于加热挡,由可知,的阻值为
保温时的总电阻为
则保温挡的电功率为
(3)由题可知水吸收的热量为
电热水壶消耗的电能为
电热水壶的加热效率为
答:(1)该电热水壶正常加热时,电路中的电流是;
(2)该电热水壶保温挡的额定功率是110W;
(3)该电热水壶的效率是84%。
23.在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10 Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为1.5 A,电流表A2的示数为0.6 A。求:
(1)电源电压。
(2)电阻R2的阻值。
(3)10 s内电流通过整个电路所做的功。
【答案】(1)9V;(2)15Ω;(3)135J
【详解】解:(1)闭合开关S,R1、R2并联在电路中,A1测干路,A2测R2支路,由并联电路电流规律可得
由和并联电路电压规律可得
(2)电阻R2的阻值
(3)在10s内电流通过整个电路所做的电功为
答:(1)电源两端的电压为9V;
(2)电阻R2的阻值为15Ω;
(3)在10s内电流通过整个电路所做的电功为135J。
24.如图所示电路,电源电压为9V保持不变,灯泡L标有“3V 1.8W”字样,滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω。闭合开关S1和S2时,电流表示数为0.5A。(不计灯丝电阻随温度的变化)。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)当开关均闭合,滑动变阻器滑片置于最右端时,电流表的示数;
(3)当只闭合开关S3,小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率。
【答案】(1)18Ω;(2)0.725A;(3)3.6W
【详解】解:(1)只闭合开关S1、S2时,电路中只有电阻R1工作,则电阻R1的阻值为
(2)当开关均闭合时,电路中只有R1和R2并联,电流表测干路电流,滑动变阻器滑片置于最右端,那么接入电路中的电阻最大,则通过电阻R2的电流为
电流表示数为
I=I1+I2=0.5A+0.225A=0.725A
(3)当只闭合开关S3,电路中只有灯泡L和电阻R2串联,灯泡L正常发光,则灯泡两端的电压为3V,此时通过电路的电流为
滑动变阻器两端的电压为
U2=U-UL=9V-3V=6V
滑动变阻器消耗的电功率为
P2=U2I=6V×0.6A=3.6W
答:(1)电阻R1的阻值为18Ω;
(2)当开关均闭合,滑动变阻器滑片置于最右端时,电流表的示数为0.725A;
(3)当只闭合开关S3,小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为3.6W。
25.某物流车满载时车与货物总质量为55t,车轮与水平地面接触的总面积为1.3m2(g取10N/kg,柴油的热值q=4.3×107J/kg)。
(1)当物流车满载静止在水平地面时,求它对水平地面的压强;
(2)若物流车以20m/s的速度在平直公路上行驶了1.72×104m,发动机功率为2×105W,求牵引力所做的功;
(3)若(2)过程消耗10kg的柴油,求物流车发动机的效率。
【答案】(1)4.23×105Pa;(2)1.72×108J;(3)40%
【详解】
解:(1)物流车满载时车与货物总重力
当物流车满载静止在水平地面时,它对水平地面的压力
当物流车满载静止在水平地面时,它对水平地面的压强
(2)物流车行驶的时间
发动机牵引力做的功
(3)10kg柴油完全燃烧放出的热量
物流车发动机的效率
答:(1)它对水平地面的压强为4.23×105Pa;
(2)牵引力所做的功为1.72×108J;
(3)物流车发动机的效率为40%。
26.如图所示,电源电压为,灯泡上标有“3V,”字样,定值电阻的阻值为,滑动变阻器上标有“,1A”字样,电流表量程为,电压表量程为,不考虑温度对灯丝电阻的影响,求:
(1)灯泡电阻的阻值;
(2)当开关S、、闭合,断开时,电路总功率的最小值;
(3)当开关S、、闭合,断开,灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值;
(4)当开关S、闭合,、断开时,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器的取值范围。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【详解】解:(1)由可得,灯泡电阻的阻值
(2)当开关S、、闭合,断开时,与并联,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路的总电阻
电路的最小总功率
(3)当开关S、、闭合,断开,、并联后,与L串联,灯泡正常发光时的电流
故干路电流
根据串联电路的电压特点可知,、两端的电压
根据欧姆定律可知通过的电流
根据并联电路的电流特点可知通过滑动变阻器的电流
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路中的阻值
(4)当开关S、闭合,、断开时,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处电流相等,且电流表量程为,所以,电路中的最大电流
此时变阻器接入电路中的电阻最小,因串联电路中各处电流相等,故电路中的电流
根据欧姆定律得出此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,变阻器接入电路中的阻值
当电压表的示数为
滑动变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡两端的电压
此时电路中的电流
即
解得
滑动变阻器的取值范围是
答:(1)灯泡电阻的阻值;
(2)当开关S、、闭合,断开时,电路总功率的最小值;
(3)当开关S、、闭合,断开,灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值;
(4)当开关S、闭合,、断开时,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器的取值范围。
27.随着人们生活水平的提高,现在很多家庭都在卫生间装有热风干手器,如图甲所示,将手放在热风干手器下方,就有热风吹到手上,从而加快手上的水分的蒸发,图乙是某热风干手器的电路简图,M是电风扇,通电后可以送风;R是电热丝,通电后可以发热。二者同时工作使得热风干手器送出热风。下表是它的铭牌。
品名
HG2010型热风干手器
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
电风扇
20W
外形尺寸
236mm×100mm×250mm
电热丝
1100W
(1)若某次干手时间为10s,则消耗了多少焦的电能?
(2)热风干手器正常工作时电热丝的电阻是多少?
【答案】(1)1.12×104J;(2)44Ω
【详解】解:(1)如图甲所示,将手放在热风干手器下方,就有热风吹到手上,从而加快手上的水分的蒸发,由表中数据可知,电路的总功率
P=20W+1100W=1120W
由得,干手10s消耗的电能
W=Pt=1120W×10s=1.12×104J
(2)由,则热风干手器工作时的电阻
答:(1)若某次干手时间为10s,则消耗了1.12×104J的电能;
(2)热风干手器工作时的电阻大约是44Ω。
28.某电热器铭牌注明:加热功率1210W,保温功率110W。内部加热盘电路如图所示,R1、R2是水箱中加热盘内的电热丝。闭合开关S1开始加热,当加热盘温度升高到103℃时,温控开关S2自动切换到保温状态。求:(不考虑电阻随温度变化)
(1)R2的阻值是多大?
(2)电热器在保温状态下正常工作1min,电流通过电热丝R1产生了多少热量?
【答案】(1)40Ω;(2)6000J
【详解】(1)当S1闭合,S2接b时,电路中只有R2工作,此时电路中的电阻最小,根据可知,此时电路电功率最大,电热器处于加热状态,R2的阻值
(2)当S1闭合,S2接a时,R1、R2串联接入电路,电路中的总电阻最大,根据可知,此时电功率最小,电热器处于保温状。电路总电阻
根据串联电路的电阻特点可知,R1的阻值
由P=UI可知,保温状态时电路中的电流
电热器在保温状态下正常工作1min,电流通过电热丝R1产生的热量
答:(1)R2的阻值是40Ω;
(2)电流通过电热丝R1产生了6000J的热量。
29.如图所示,电源电压保持不变,电阻的阻值为。当只闭合开关S时,电流表的示数为;当开关S、S1都闭合时,电流表的示数为。求:
(1)电源电压;
(2)开关S、S1都闭合时,电阻消耗的电功率。
【答案】(1)6V;(2)1.2W
【详解】(1)当只闭合开关S时,只有接入电路,则电源电压为
(2)开关S、S1都闭合时,两电阻并联,电流表测量干路电流,则电阻支路的电流为
则其消耗的电功率为
答:(1)电源电压为6V;
(2)开关S、S1都闭合时,电阻消耗的电功率为1.2W。
30.甲、乙两个完全相同的轻质薄壁圆柱形容器放置在水平地面上(容器足够高)。甲容器内装有1.6kg的酒精,乙容器内装有一定量的水。把A球放入酒精中,A球沉到容器底,静止时水的液面高于酒精液面0.1m,如图所示。若将A球从酒精中取出并缓慢放入水中,取出球前后酒精对容器底压强变化量Δp1=400Pa,放入球前后水对容器底压强的变化量Δp2=450Pa。已知:ρ酒=0.8×103 kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)水面下0.1m深处的压强p水;
(2)酒精的体积V酒;
(3)判断A球在水中的状态,写出分析过程;
(4)根据上述信息,能否确定A球的密度ρA?如果能,请计算出ρA;如果无法确定,请说明理由。
【答案】(1)1000Pa
(2)2×10-3m3
(3)漂浮
(4)能,0.9×103kg/m3
【详解】(1)水面下0.1m深处的压强
(2)由密度公式可得酒精的体积
(3)将球A从酒精中取出并缓慢放入水中,取出球前后酒精对容器底压强变化量
根据可得变化的深度为:
放入球前后水对容器底压强变化量
根据可得水变化的深度为:
由于甲、乙两个完全相同的轻质薄壁圆柱形容器,两次变化的深度不同,故排开液体的体积不等,故可能一浮一沉或都是漂浮;当都漂浮时,浮力等于重力,应该浮力相等,根据可知:
因而不是全部漂浮,由于水的密度大,故在水中漂浮,酒精中沉底。
(4)能确定A球的密度ρA,在水中漂浮时F浮=G,即:
A球在酒精中沉底,A球的体积
解得A球的密度
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