内容正文:
2026年中考物理二轮专题训练:电学计算题(四)
学校:___________姓名:___________班级:___________学号:___________
1.如图所示电路,R1=30,R2=10,闭合开关后,电流表A1的示数为0.2A。求:
(1)电源的电压;
(2)流过R2的电流;
(3)流过电流表A的总电流。
2.家中应急手电筒的电路图如图所示,电源电压为3V,闭合开关,通过灯泡的电流为0.6A,忽略灯泡电阻的变化。求:
(1)灯泡电阻R;
(2)电路工作1min消耗的电能W。
3.(6分)如图所示,电源电压为且保持不变, ,闭合开关后,电压表示数为,求:
(1) 电阻两端的电压。
(2) 电路中的电流。
(3) 电阻的阻值。
(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
4.如图所示,电源电压恒为12V,电阻R1为20Ω,当开关S闭合后,电压表的示数为8V,求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)通过电阻R1的电流;
(3)通过电阻R2的电流。
5.小亮家新装了一台智能电热马桶盖,如图甲所示,他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节,其额定电压为220V,低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图,如图乙所示,用两定值电阻R1和R2表示两电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b,当它接入家庭电路中正常工作时:
(1)低温挡加热时的电流多大?
(2)中温挡加热3min,消耗多少J的电能?
(3)高温挡加热的额定功率是多少W?
6.下表为一台电烤箱的铭牌,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝。
XX牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
电源频率
50Hz
求:(1)电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能;
(2)电路中R1的阻值;
(3)电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流和R1的功率。
7.如图,把标有“12Ω 3W”的电阻R0与最大阻值为50Ω的滑动变阻器R连接在电压恒为18V的电源两端,闭合S,电压表所用量程为0~15V,电流表所用量程为0~0.6A.求:
(1)电阻R0的额定电压;
(2)将R的阻值调为48Ω,在1min内R0产生的电热;
(3)为保证安全,电路消耗总功率的范围.
8.图甲为低温液化制酒示意图,天锅内装有1m高的冷水,底部连有控制排水与注水的装置,该装置内部简化电路如图乙所示。电源电压恒为12V,为热敏电阻,其阻值随天锅中水温变化关系如图丙所示,当水温达到50℃时,排水口打开将水全部排出;为压敏电阻,其阻值随水对锅底的压强变化关系如图丁所示,当水压为0时,注水口打开排水口关闭,将冷水注入天锅,注水高度达到1m时注水口关闭。(,g取10N/kg,不考虑水的蒸发)求
(1)水高为1m时,的阻值;
(2)排水口刚打开时,电路中的电流;
(3)排水过程中,当的功率为1W时,的阻值(设排水过程中水温保持50℃不变)。
9.某物理研究小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图甲所示。OBA为水平杠杆,OA长100cm,O为支点,OB∶BA=1∶4;已知报警器R0的阻值恒为10Ω,压力传感器R固定放置,压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时,闭合开关S,电压表的示数为1V;当托盘所受的压力增大,电压表的示数达到2V时,报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计,电压表的量程为03V。求:
(1)电源电压;
(2)当报警器开始报警时,压力传感器受到的压力;
(3)当托盘受到的压力为120N时,报警器是否报警。
10.图甲为某超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路图,图乙是的阻值随湿度变化的图像。已知:电源电压保持不变,定值电阻 。某次测量时,只闭合开关,电流表示数为,再闭合开关,电流表示数为。求:
甲 乙
(1) 电源电压;
(2) 此时空气中的湿度;
(3) 空气中的湿度为时,电流表的示数。
11.某家用电热水器工作原理如图所示。图甲为电热水器的原理图,包括工作电路和控制电路两部分,通过电磁继电器自动控制实现加热和保温状态的挡位变换。R1、R2为电热丝,其中R1阻值为22Ω, 电路保温功率为220W, 电磁铁线圈的电阻忽略不计, R3为定值电阻, R为热敏电阻(置于电热水器内),其阻值随温度变化关系如图乙所示。 当控制电路的电流达到0.04A 时,继电器的衔铁被吸合;当控制电路中的电流减小到0.024A时,衔铁被释放,求:
(1)当工作电路为加热状态时的电流大小;
(2)R2工作时的电阻;
(3)若热水器内可获得的最高温度为60℃,最低温度控制在40℃,则R3的阻值为多少。
12.图甲是某品牌多功能牛奶加热器,其简化电路图如图乙所示。该加热器有三个挡位:“高温消毒挡”“中温加热挡”“低温保温挡”。将装有质量为、初温为的牛奶的奶瓶置于加热器中,当开关转到触点“3”时,电流表的示数为,后可以将牛奶温度升高到[牛奶的比热容。求:
(1) 牛奶吸收的热量。
(2) 牛奶加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率。
(3) 若,则牛奶加热器处于高温消毒挡时,电路消耗的电功率。
13.在如图甲所示的电路中,电源电压不变,R的阻值为8Ω,灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关,灯泡L两端的电压为8V。求:
(1)电源电压;
(2)将图甲中的R换成和L一样的灯泡,10s内一个灯泡消耗的电能;
(3)将图甲中R和L由串联改为并联,整个电路的电功率。
14.如图所示为某电烤箱的铭牌,图中虚线内是电烤箱内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝,求:
(1)在低温挡正常工作时,电路中的电流;
(2)在高温挡正常工作10min,电路消耗的电能;
(3)若只将高温挡功率提高到1210W,请通过计算,说明如何改变电阻。
+
XX牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
15.如图甲所示某品牌电吹风的原理图,S是功能切换开关,可实现“关”、“凉风挡”、“热风挡”之间的转换,某次工作过程中,其电功率与时间的图像如图乙所示。求:
(1)电吹风工作时,通过电动机的电流;
(2)电热丝的的阻值;
(3)电吹风在热风挡正常工作1min,所消耗的电能。
16.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻丝 R1 的阻值为 10Ω,R2的阻值为 20Ω。当开关S 闭合时,电压表示数为2V。求:
(1)通过R1的电流;
(2)电源两端电压;
(3)10s 电流通过电阻丝 R2做的功。
17.为测量定值电阻R阻值的电路图。已知电源电压为3V,滑动变阻器R0的最大阻值为12 Ω。表格中是实验时记录的部分数据,求:
(1)第①次实验中电阻R的功率;
(2)电阻R的阻值;(结果保留两位有效数字)
(3)当电压表示数为0、电流表示数为0.2 A时,电路的总电阻,并由此判断出电路故障。
实验序号
U/V
I/A
①
1.0
0.20
②
2.0
0.40
③
3.0
0.58
18.如图所示电路,电源电压为6V,滑动变阻器为:20Ω 2A,闭合开关后
(1)若此时,求通过的电流大小;
(2)若在电路中再接入一个电流表,调节滑动变阻器使得两个电流表的示数为如图所示(电流表量程可调节),求R2的阻值。
19.如图所示,电源电压为,为定值电阻,为滑动变阻器,电流表测量范围为“”,电压表测量范围为“”。闭合开关,移动滑片,当滑片移至滑动变阻器中点时,电流表的示数为,电压表的示数为。
(1) 求的阻值。
(2) 求滑动变阻器的最大阻值。
(3) 在保证电路安全的情况下,电路消耗的最大功率为;将电压表改接在两端(测量范围不变),电路消耗的最小功率为,求。
参考答案
1.【答案】(1)6V;(2)0.6A;(3)0.8A
【详解】解:(1)观察电路图,闭合开关后,根据电流的流法,可知这是一个并联电路,两电阻并联,电流表A1与R1串联,流过R1的电流大小等于电流表A1的示数,R1=30,电流表A1的示数为0.2A,则R1的电压大小是
根据并联电路的电压规律,电源电压的大小等于R1的电压大小,即电源的电压是6V。
(2)根据并联电路的电压规律,R2的电压大小等于电源电压的大小,即6V,R2=10,流过R2的电流是
流过R2的电流是0.6A。
(3)由(1)解析可知,流过R1的电流大小是0.2A,由(2)解析可知,流过R2的电流是0.6A,电流表A在干路,根据并联电路的电流规律可知,干路的电流等于各支路的电流之和,则流过电流表A的总电流是
流过电流表A的总电流是0.8A。
答:(1)电源的电压是6V;
(2)流过R2的电流是0.6A;
(3)流过电流表A的总电流是0.8A。
2.【答案】(1)5Ω (2)108J
【详解】解:(1)灯泡电阻。
(2)电路工作1min消耗的电能。
答:(1)灯泡电阻R为5Ω;
(2)电路工作1min消耗的电能为108J。
3.【答案】19.由电路图可知,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1) 由电压表示数为可知,电阻两端的电压…………(1分)
两端的电压…………(1分)
(2) 串联电路中电流处处相等,电路中的电流…………(2分)
(3) 电阻的阻值为 …………(2分)
【解析】
19.见答案及评分细则
4.【答案】(1)4V;(2)0.2A;(3)0.2A
【详解】解:(1)由图可知,闭合开关,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压。根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压
U1=U-U2=12V-8V=4V
(2)通过电阻R1的电流
(3)根据串联电路电流的规律可知通过电阻R2的电流为
I2=I1=0.2A
答:(1)电阻R1两端的电压是4V;
(2)通过电阻R1的电流是0.2A;
(3)通过电阻R2的电流是0.2A。
5.【答案】(1)0.1A;(2)7920J;(3)88W
【详解】解:(1)由P=UI可得,低温挡加热的电流
(2)由可得,中温挡加热3min消耗的电能
W=P中温t=44W×3×60s=7920J
(3)当开关S1闭合、S2接b时,电路为R1的简单电路,马桶盖处于中温挡,由可得,R1的阻值
当开关S1断开、S2接b时,R1与R2串联,马桶盖处于低温挡,则电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以R2的阻值
R2=R-R1=2200Ω-1100Ω=1100Ω
当开关S1闭合、S2接a时,R1与R2并联,电热马桶盖处于高温挡,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以电路中的总电阻
高温挡加热的额定功率
答:(1)低温挡加热的电流为0.1A;
(2)中温挡加热3min,消耗7920J的电能;
(3)高温挡加热的额定功率是88W。
6.【答案】(1)6.6×105J;(2)44Ω;(3)2A,176W
【详解】
解:(1)当开关S1、S2都闭合时,电路中只有电阻R1,开关S1闭合,S2断开时,两电阻串联,根据串联电路电阻特点,此时电路的电阻为
R总=R1+R2
根据电功率推导式可知,当开关S1、S2都闭合时,电烤箱在高温挡正常工作,开关S1闭合,S2断开时,电烤箱在低温挡正常工作。电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能
W=P高t=1100W×10×60s=6.6×105J
(2)烤箱在高温挡正常工作时电路的电流
电路中R1的阻值
(3)电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流
R1的功率为
P1=I2R1=(2A)2×44Ω=176W
答:(1)电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能是6.6×105J;
(2)电路中R1的阻值是44Ω;
(3)电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流为2A和R1的功率为176W。
7.【答案】(1)6V;(2)64.8J;(3)5.23W~9W
【分析】
(1)根据P=计算R0 的额定电压;
(2)将R的阻值调为48Ω,由串联电路的特点和欧姆定律计算电路中的电流,再利用计算R0 产生的电热;
(3)由欧姆定律计算出R0 的额定电流 与电流表的量程比较,即可得出电路中的最大电流,利用P=UI即计算出最大功率;当电压表的示数最大时或变阻器接入电路的电阻最大时电路中的电流最小,总功率最小;由串联电路的特点和欧姆定律求出电压表的示数最大时滑动变阻器应接入电路中的电阻,与变阻器的最大值比较即可判断变阻器接入电路中的最大电阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律计算出最小电流,利用P=UI即可计算出最小功率.
【详解】
(1)根据P=可得R0的额定电压:U额===6V;
(2)将R的阻值调为48Ω,电路中的总电阻R总=R0+R=12Ω+48Ω=60Ω,
I===0.3A;
R0产生的电热=(0.3A)2×12Ω×60s=64.8J;
(3)当电路中的电流最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电功率最大;
由于R0的额定电流为I额===0.5A;电流表的量程为0~0.6A,
所以电路中的最大电流I最大=0.5A;
则P最大=UI最大=18V×0.5A=9W;
当电压表的示数最大时,根据串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和可得:
U0=U-UR=18V-15V=3V,
则I′===0.25A,
滑动变阻器接入电路中的电阻应为:
R′===60Ω>50Ω,
所以,滑动变阻器的电阻全部接入电路,此时电路中的电流最小,
则I最小===A,
所以,P最小=UI最小=18V×A≈5.23W.
8.【答案】(1)100Ω;(2)0.06A;(3)20Ω
【详解】解:(1)水高为1m时,压敏电阻受到液体产生的压强为
由图丁可知,的阻值为100Ω;
(2)当水温达到50℃时,排水口打开,热敏电阻为100Ω,根据串联电阻的规律及欧姆定律,排水口刚打开时,电路中的电流为
(3)水温达到50℃时热敏电阻为100Ω,当的功率为1W时,根据P=I2R可知,通过
根据串联电阻的规律及欧姆定律,的阻值
答:(1)水高为1m时,的阻值为100Ω;
(2)排水口刚打开时,电路中的电流为0.06A;
(3)当的功率为1W时,的阻值为20Ω。
9.【答案】(1)4V;(2)20N;(3)报警
【详解】解:(1)由图乙知,当托盘空载(即压力为0)时,R的阻值为30Ω,此时电路的总电阻
电路中的电流
电源电压
(2)报警器报警时,电压表的示数为2V,此时电路中电流
R两端电压
R的阻值
由图乙可知,此时压力为20N。
(3)由图乙可知,压力越大,R阻值越小,则电压表示数越大;120N>20N,所以当托盘受到的压力为120N时,报警器报警。
答:(1)电源电压为4V;
(2)当报警器开始报警时,压力传感器受到的压力为20N;
(3)当托盘受到的压力为120N时,报警器报警。
10.【答案】(1) 【解】只闭合开关,电路为的简单电路,电流表示数为,根据欧姆定律可知电源电压。
(2) 再闭合开关,两电阻并联,电流表测量干路电流,电流表示数为,根据并联电路的电流特点可知通过的电流,根据欧姆定律可知此时的阻值为,由图乙可知此时空气中的湿度为。
(3) 由图乙可知,当空气中的湿度为时,的阻值为 ,根据欧姆定律可知通过两电阻的电流分别为,,根据并联电路的电流特点可知电流表示数为。
【知识归纳】
并联电路中干路电流等于各支路电流之和。并联电路中各支路两端电压相等,且等于电源电压。并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。并联电路中的比例规律:。
【知识归纳】
并联电路中干路电流等于各支路电流之和。并联电路中各支路两端电压相等,且等于电源电压。并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。并联电路中的比例规律:。
11.【答案】(1)10A;(2)198Ω;(3)250Ω
【详解】解:(1)根据电磁继电器没有吸下衔铁时,只有R1工作,但衔铁吸下时,两个电阻串联,总电阻较大,根据可知,电热水器处于保温状态,当只有R1工作,是加热状态,根据欧姆定律知,加热时的电流为
(2)当电热水器处于保温状态时,两电阻串联,根据可得,此时电阻的总电阻为
则R2的电阻为
(3)当控制电路的电流达到0.04A时,获得的最高温度为60℃,继电器的衔铁被吸合时,进入保温状态,由图乙可知,此时R=200Ω,可得控制电路的电源电压为 ①
当控制电路中的电流减小到0.024A时,最低温度控制在40℃,衔铁被释放,进入加热状态,由图乙可知,此时热敏电阻的阻值为R′=500Ω,可得控制电路的电源电压为 ②
由①②解得,R3=250Ω。
答:(1)当工作电路为加热状态时的电流大小是10A;
(2)R2工作时的电阻是198Ω;
(3)若热水器内可获得的最高温度为60℃,最低温度控制在40℃,则R3的阻值为250Ω。
12.【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
(1) 牛奶吸收的热量。
(2) 加热,牛奶加热器消耗的电能,牛奶加热器消耗的电能转化为牛奶的内能的效率。
(3) 当开关转到触点“2”时,、与串联,电路中的总电阻最大,由可知,牛奶加热器处于“低温保温挡”;当开关转到触点“3”时,与串联,电路中的总电阻较大,牛奶加热器处于“中温加热挡”,此时电路中的总电阻 ,若,则根据串联电路的电阻特点可知 ;当开关转到触点“1”时,只有接入电路,电路中的总电阻最小,牛奶加热器处于“高温消毒挡”,则牛奶加热器处于“高温消毒挡”时,电路消耗的电功率。
13.【答案】(1)12V;(2)27J;(3)25.2W
【详解】解:(1)由图乙可知,当灯泡两端的电压
UL=8V
此时
IL=0.5A
根据公式U=IR可知此时电阻R两端的电压
UR=IRR=0.5A×8Ω=4V
根据串联电路中电压的规律可知电源电压为
U=UL+UR=8V+4V=12V
(2)将R换成L后,相当于两个型号规格一样的灯泡串联一起,根据串联电路中电压的规律可知灯泡L两端的电压为
由图乙可知,当灯泡两端的电压为6V时,通过灯泡的电流
I'L=0.45A
根据公式W=UIt可知一个灯泡10s内消耗的电能为
W'L=U'LI'Lt=6V×0.45A×10s=27J
(3)将电阻R与灯L并联,根据并联电路中电压的规律可知,灯L两端的电压为12V,由图乙可知,当灯L两端的电压为12V 时,通过灯泡的电流为
I2L=0.6A
由欧姆定律得,通过电阻R的电流为
根据并联电路中电流的规律可知,总电流
I=I"L+IR=0.6A+1.5A=2.1A
所以整个电路消耗的电功率为
P总=UI=12V×2.1A=25.2W
答:(1)电源电压为12V;
(2)将图甲中的R换成和L一样的灯泡,10s内一个灯泡消耗的电能为27J;
(3)将图甲中R和L由串联改为并联,整个电路消耗的电功率为25.2W。
14.【答案】(1)2A;(2)6.6×105J;(3)见解析
【详解】解:(1)在低温挡正常工作时,由P=UI可得,电路中的电流为
(2)在高温挡正常工作10min,由可得,电路消耗的电能为
W=P高温t=1100W×10×60s=6.6×105J
(3)只将高温挡功率提高到1210W时,低温挡的功率不变,由可知,低温挡时电路中的总电阻
改造后高温挡电路的电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则改造后R2的阻值
R2′=R-R1′=110Ω-40Ω=70Ω
所以,若只将高温挡功率提高到1210W,需将R1更换为40Ω,R2更换为70Ω。
答:(1)在低温挡正常工作时,电路中的电流为2A;
(2)在高温挡正常工作10min,电路消耗的电能为6.6×105J;
(3)若只将高温挡功率提高到1210W,R1更换为40Ω,R2更换为70Ω。
15.【答案】(1)0.4A;(2)100Ω;(3)3.432×104J
【详解】解:(1)由电路图可知,凉风挡只有电动机工作,热风挡电动机和电热丝并联,同时工作。由知道,正常工作吹冷风时,通过电动机的电流
(2)正常工作时,电热丝的功率为
由知道,电吹风中电热丝的电阻
(3)由 知道,正常工作吹热风时,1min内电吹风所消耗的电能
答:(1)正常工作吹冷风时,通过电动机的电流为0.4A;
(2)电吹风中电热丝的电阻为100Ω;
(3)正常工作吹热风时,1min内电吹风所消耗的电能为3.432×104J。
16.【答案】(1)0.2A;(2)6V;(3)8J
【详解】解:(1)由图可知,电阻R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流。通过R1 的电流为
(2)电路的总电阻为
R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
由公式可知,电源电压为
U=IR=30Ω×0.2A=6V
(3)串联电路各处电流都相等,10s电流通过电阻丝 R2做的功
W=U2It=I2R2t=(0.2A)2×20Ω×10s=8J
答:(1)通过R1 的电流为0.2A;
(2)电源两端电压为6V;
(3)10s电流通过电阻丝 R2做的功为8J。
17.【答案】(1)0.2W;(2)5.1Ω;(3)当电压表示数为0、电流表示数为0.2 A时,电路的总电阻为15Ω;电路故障为电压表断路
【详解】
(1)根据公式P=UI,第①次实验中电阻R的功率为
(2)根据欧姆定律的公式,三次测量电阻R的阻值分别为
采用多次测量求平均值的方法可以减小测量误差,电阻R的阻值为
(3)当电压表示数为0、电流表示数为0.2 A时,电源电压为3V,电路的总电阻为
电路故障可能是电压表断路。
答:(1)第①次实验中电阻R的功率为0.2W;
(2)电阻R的阻值为5.1Ω;
(3)当电压表示数为0、电流表示数为0.2 A时,电路的总电阻为15Ω;并由此判断出电路故障可能是电压表断路。
18.【答案】(1)0.4A;(2)见解析
【详解】解:(1)由电路图可知,闭合开关后,R1与R2并联,则R1两端的电压
通过R1的电流
(2)由图可知,电流表A的示数为0.3A或者1.5A,电流表A1的示数为0.24A或1.2A;当R1的最大值时,通过R1的电流
则电流表A的示数应为1.5A。
当电流表A1的示数为1.2A。
若A1接在R2所在支路,则通过R2的电流为1.2A,故R2的阻值为
若A1接在R1所在支路,则通过R2的电流为
则R2的阻值为
当电流表A1的示数为0.24A。
若A1接在R2所在支路,则通过R2的电流为0.24A,故R2的阻值为
若A1接在R1所在支路,最小电流为0.3A,故不符合题意,舍去。
答:(1)若此时 R1=15Ω ,通过R1的电流为0.4A;
(2)若A1接在R1所在支路,R2的阻值为20Ω;
若A1接在R2所在支路,R2的阻值为5Ω或25Ω。
19.【答案】【解】(1) 由图可知,与串联,电压表测两端电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知, ;
(2) 当滑动变阻器的滑片在中点时,变阻器两端电压,此时滑动变阻器连入电路的电阻,则滑动变阻器的最大阻值为;
(3) 由电流表的测量范围可知电路中的电流最大为时,两端电压,电路的电功率最大,最大电功率为,当电压表改接在两端,且电压表示数为时,两端的电压最小,为,此时电路中的电流最小,,此时滑动变阻器接入电路的电阻为 ,则此时电路的最小电功率为,则。
【思路分析】 由题图知,两电阻串联,电压表测两端电压,电流表测电路中的电流,由欧姆定律计算的阻值。由串联电路特点和欧姆定律计算滑片在中点时滑动变阻器接入电路的电阻,从而计算出滑动变阻器的最大阻值。根据可知,电源电压一定,当电路中的电流最大时,电路消耗的功率最大,当电路中的电流最小时,电路消耗的功率最小,分别求出电路中的最大电流和最小电流,进而求出电路的最大功率与最小功率。
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