中考物理专题复习训练电学计算.docx

中考物理专题复习训练电学计算.docx

《中考物理专题复习训练电学计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中考物理专题复习训练电学计算.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

中考物理专题复习训练电学计算

电学计算

类型一　列等压方程

1.如图1所示电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω。

闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片P到最右端b时,电流表的示数为0.6A;移动滑片P到最左端a时,电流表的示数为0.2A,则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为（　　）

图1

A.6V　20ΩB.12V　20ΩC.6V　10ΩD.12V　10Ω

2.（多选）如图2甲所示的电路中,电源电压恒定不变,电流表的量程为0~0.6A,R1=50Ω,电灯的额定电压为6V,如图乙所示是电灯的电流与电压关系图像。

当开关S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电流表示数为0.25A;当滑动变阻器阻值的

接入电路时,电灯正常发光。

当开关S、S1和S2均闭合时,下列说法正确的是（　　）

图2

A.电源电压为10V

B.滑动变阻器的最大阻值为30Ω

C.为了保护电路,滑动变阻器接入电路的最小阻值为25Ω

D.整个电路消耗的最小电功率为6W

3.如图3所示电路,电源电压不变,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片至某位置,定值电阻R0消耗的功率为2.5W;再次移动滑片至另一位置,R0消耗的功率为10W,电压表的示数为5V。

若前后两次滑动变阻器消耗的功率相同,则电源电压U=　　　　V。

图3

4.如图4甲所示的电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。

闭合开关S后,在移动滑片P的过程中,电流表的示数I与R的阻值关系图像如图乙所示,电压表的示数U与R的阻值关系图像如图丙所示,则R0的阻值为　　　　Ω,电源电压为　　　　V。

图4

5.定值电阻R1两端加4.5V电压时,通过的电流为0.45A。

如图5所示电路,电源电压不变,R1和定值电阻R0并联,电流表示数为0.50A;用阻值为30Ω的电阻R2替换R1,电流表示数变为0.30A。

求:

图5

（1）R1的阻值。

（2）电源电压。

类型二　电路安全和极值问题

6.如图6所示的电路中,电源电压恒为3V,灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。

闭合开关S后,滑片P由b端向a端滑动的过程中,下列判断正确的是（　　）

图6

A.灯泡L亮度变暗

B.电压表示数变大,电流表示数变小

C.电压表与电流表示数的比值变小

D.灯泡L的最大功率为0.9W

7.如图7甲所示的电路中,R0为定值电阻,R为电阻式传感器,电源电压保持不变,当R阻值从0增大到60Ω时,测得R的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示,下列说法正确的是（　　）

图7

A.R的阻值增大,电流表与电压表的示数都变小

B.电源电压为12V

C.当电流为0.6A时,1s内电路消耗的电能为21.6J

D.R0两端的电压变化范围为6~18V

8.如图8所示的电路,电源电压为3V且保持不变,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2阻值范围为0~4Ω。

闭合开关S,在滑片从左向右移动的过程中,下列说法正确的是（　　）

图8

A.滑动变阻器的最大功率为1.44WB.滑动变阻器的最大功率为2W

C.滑动变阻器的最大功率为2.25WD.电压表示数从0V增大到2.4V

9.（多选）[2020·营口]如图9甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示,图乙中的a、b两点与图甲中滑动变阻器的滑片在a、b两位置时相对应。

下列说法正确的是（　　）

图9

A.滑动变阻器的滑片在a点与b点时,电路的总功率之比是1∶2

B.电源电压为12V

C.滑动变阻器消耗的最大电功率为3.6W

D.电路消耗的最大电功率为7.2W

10.（多选）小芳同学在做电学实验时,实物图如图10所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程为0~3V,灯上标有“2.5V　1.25W”字样（设灯丝电阻不变）,滑动变阻器规格为“20Ω　1A”,在不损坏电路元件的情况下进行实验,下列说法正确的是（　　）

图10

A.灯泡的最小功率是0.45W

B.该电路的最大功率是4.05W

C.电路中电流变化的范围是0.3~0.4A

D.滑动变阻器的阻值应在4~10Ω之间变化

11.（多选）如图11所示电路,电源电压为7.5V保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯泡L的规格为“6V　3W”,滑动变阻器的规格为“15Ω　1A”。

闭合开关后,不考虑灯丝电阻的变化,在电路安全的前提下,将滑动变阻器滑片由右向左移动,则下列说法正确的是（　　）

图11

A.电压表示数增大,电流表示数减小

B.电压表示数与电流表示数的比值变小

C.滑动变阻器可接入电路的最大值与最小值之比为8∶3

D.整个电路的电功率的最大值与最小值之比为9∶4

12.[2018·柳州]如图12所示,电源电压为9V,小灯泡标有“3V　1.5W”字样（不考虑灯丝电阻的变化）,滑动变阻器标有“30Ω　1A”,电流表量程为0~0.6A,在保证电路安全工作的前提下,电路消耗的最大功率为　　　　W,滑动变阻器两端的最大电压为　　　　V。

图12

13.[2019·攀枝花]某科技小组探究如图13甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P与电流表A的示数I之间的变化关系,得到P与I之间的关系如图乙所示。

图甲中R0为定值电阻,电源电压不变。

求:

（1）滑动变阻器R消耗的最大功率为多少。

（2）滑动变阻器R的阻值为多大时,滑动变阻器R消耗的功率最大。

（3）滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式。

图13

14.[2019·铜仁]在如图14所示的电路中,电源电压为12V,滑动变阻器的阻值为0~50Ω,闭合开关S,调节滑动变阻器,当滑片P置于滑动变阻器的中点时,电流表的示数为0.3A。

（1）求定值电阻R1的阻值。

（2）当滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处时,电路的总功率是多少?

（结果保留1位小数）

（3）电流表接入电路中的量程是0~0.6A,在不改变电流表量程的情况下,为了保证电流表的安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是多少?

图14

类型三　比值问题

15.如图15所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为4∶3,此时灯L1和L2的电阻之比为（　　）

图15

A.1∶3B.3∶1C.3∶4D.4∶3

16.如图16所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,电流表A1、A2为实验室用电流表（接线柱上标有“-”“0.6”“3”）,闭合开关S后,调节滑片P,使两电流表指针所指位置相同,下列说法正确的是（　　）

图16

A.电流表A1、A2示数之比为1∶4

B.通过R0与R1的电流之比为4∶1

C.R0与R1两端的电压之比为1∶4

D.R0与R1的阻值之比为4∶1

17.（多选）[2020·南京改编]如图17所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。

闭合开关S,R2的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V;移动滑片P到某位置的过程中,两表的示数分别变化了0.3A和1.5V。

下列说法正确的是（　　）

图17

A.电源电压为4.5V

B.R2的最大阻值为20Ω

C.电路消耗的总功率最小时,R1与R2接入电路的阻值之比为1∶3

D.电流表示数为0.4A时,R1与R2消耗的功率之比为1∶1

18.（多选）[2020·威海]额定电压为8V的甲、乙两个电阻,I-U图像如图18所示,下说法正确的是（　　）

图18

A.若甲、乙并联,两端电压0~8V范围内（不含0V）,R甲总是大于R乙

B.若甲、乙并联,两端电压在0~8V范围内（不含0V）,P甲是大于P乙

C.若甲、乙串联接在电压为9V的电源两端,R甲∶R乙=1∶2

D.若甲、乙并联接在电压为3V的电源两端,P甲∶P乙=3∶2

19.两个电阻甲和乙,电阻值分别为20Ω、40Ω,将它们串联接入电路中,则甲、乙两电阻两端的电压之比为　　　。

将它们并联接入电路中,通过甲、乙两电阻的电流之比为　　　　。

20.两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图19所示。

现将元件A和B并联接入电路中,则元件A与B两端的电压之比为　　　　,电流之比为　　　　。

图19

21.[2020·广安]灯泡L1标有“12V　12W”字样,L2标有“12V　6W”字样,当它们串联时,电路两端允许加的最大电压是　　　　V。

如果把两灯泡分别串联或并联接入同一电源（电源电压不变）下,L1和L2串联时两灯泡的总功率为P1,并联时两灯泡的总功率为P2,则P1∶P2=　　　　。

（忽略灯丝电阻的变化,灯泡的实际电压不能超过额定电压） 

类型四　有关家用电器的计算

22.[2020·镇江]某电烤箱内部简化电路如图20所示,R1和R2为长度和材料均相同的电热丝,铭牌上的部分参数如下表所示。

当该电烤箱处于低温挡时,正常工作12min所消耗的电能为　kW·h,R2的阻值为　　Ω,R1的横截面积比R2的　　　　。

图20

电烤箱参数表

额定电压

220V

高温挡功率

1500W

低温挡功率

500W

23.[2020·随州]如图21所示是一个饮水机的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻,下表是它的部分参数。

[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]

（1）求1kg的水温度从20℃升高到80℃吸收的热量。

（2）求R2的阻值。

（3）饮水机正常工作时,加热效率为84%,则将1kg的水从20℃加热到80℃需用多长时间。

图21　

额定电压

220V

额定加热功率

2000W

额定保温功率

88W

24.[2019·孝感]家用电饭锅中的自动开关一般由感温铁氧体组成,将电饭锅的自动开关S按下,电饭锅处于加热状态,当感温铁氧体温度达到103℃时失去磁性,被吸铁块由弹簧弹开,使电饭锅进入保温状态。

某家用电饭锅内部电路简化示意图如图22甲所示,某次使用该电饭锅在220V的电压下煮饭过程中,通过的电流随时间变化的图像如图乙所示。

（1）当锅内温度为100℃时,自动开关S与　　　　（选填“1”或“2”）连接,此时电饭锅处于　　　　（选填“加热”或“保温”）状态。

（2）该电饭锅此次工作30min消耗的电能为多少?

（3）电阻R1与R2的阻值之比为多少?

（4）若要使该电饭锅的加热功率提高到1100W,可以给电阻R1并联一个阻值为多大的电阻R3?

图22

25.[2019·台州]如图23甲所示的电热砂锅的简化电路如图乙所示。

R1、R2为发热电阻,S为旋转型开关,a、b、c、d为触点,通过旋转开关S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”。

图23

（1）高挡加热时,开关S应旋至触点　　　　（选填“ab”“bc”或“cd”）位置。

（2）某次烹饪一共用时6h,电功率与加热时间的关系如图丙所示,则本次烹饪共消耗多少电能?

（3）发热电阻R1和R2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做出简要的解释。

类型五　其他电学相关计算

26.“西电东送”是将我国西部发电厂发出的电输送到我国东部,由发电厂输出的电功率是一定的。

根据P=UI,发电机的功率不变,若提高输电线路中的电压U,那么线路中的电流I一定会减小,反之亦然。

输电线路的电能损耗主要是电流热效应,输电线损失的热功率P损=I2R,所以采用的输电线的电阻要尽量小。

如果线路中电流降低到原来的

那么线路中损失的热功率就减少为原来的

因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失。

设发电厂的输出功率P0=1.1×108W,输电线路上的总电阻为10Ω。

（1）若采用110kV的高压输送电能,输电线路的电流I1=　　　　,输电线路损失的热功率P1=　　　　W,其与发电厂输出电功率P0之比P1∶P0=　　　　。

（2）若采用1100kV超高压输送电能,输电线路损失的热功率P2=　　　　W,其与高压输送电能损失的热功率P1之比P2∶P1=　　　　。

所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的　　　　损失。

（3）若想使输电线路中的热功率损耗为零,还可以采用　　　　作为输电线材料。

27.[2015·柳州]图24装置中的电流表示数可以反映A处所挂物体的质量。

已知电源电压为6V,保护电阻R0=10Ω,R是长为10cm的均匀电阻线,阻值与其长度成正比,其最大阻值为20Ω,金属滑片P与R接触良好且不计摩擦。

弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度Δx成正比,即F=kΔx（k为常数）。

本题中弹簧的形变都是弹性形变,k=100N/m,不计弹簧本身质量,g取10N/kg。

（1）R0消耗的最大功率是多少?

（2）A处不挂物体时,滑片P位于a端。

电流表的示数能反映A处所挂重物的最大质量mmax是多少?

（3）现在A处挂上装满细沙的漏斗,滑片P恰好位于b端,当漏斗中细沙缓慢流出时（可视为漏斗始终处于平衡状态）,求电流表的示数I与流出的细沙质量m的关系式。

图24

28.如图25甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图,电源电压18V保持不变,电压表量程0~15V,电流表量程0~3A,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R1是长20cm、阻值为20Ω的均匀电阻丝,滑片P把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。

圆柱体M高80cm、底面积为200cm2。

当水位处于最高处时,M刚好浸没在水中,滑片P恰好在R1的最上端。

轻质弹簧阻值不计,M全部露出水面前,弹簧的伸长长度ΔL始终与受到的拉力F成正比,且ΔL-F的关系图像如图乙所示。

（g取10N/kg）

（1）当水位下降时,电路中示数会随之减小的电表是　　　　。

（2）当水位处于最高处时,电压表的示数为多少?

（3）当水位下降,圆柱体露出水面部分的高度为50cm时,电流表示数为多少?

（4）求电流表示数与圆柱体M露出水面高度的关系式。

（5）设水装在一个带阀门的底面积为400cm2的容器里,若打开开关K缓慢放水,放出多少质量的水时电压表的示数为8V?

图25

【参考答案】

1.A

2.ABC　[解析]当开关S闭合,S1、S2断开时,电灯L与滑动变阻器R2串联,当滑片在最右端时,R2以全部阻值接入电路,电流表的示数为0.25A,由图乙可知,此时L两端的电压为2.5V,根据串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压U=2.5V+0.25A×R2①;当滑动变阻器阻值的

接入电路时,L正常发光,则L两端的电压为6V,由图乙可知,通过L的电流即电路中电流为0.4A,则此时电源电压U=6V+0.4A×

R2②;联立①②解得,电源电压U=10V,滑动变阻器的最大阻值R2=30Ω,故A、B正确。

当开关S、S1和S2均闭合时,L被短路,R1和R2并联,R1和R2两端的电压都等于电源电压,此时通过R1的电流为I1=

=0.2A,电流表的量程为0~0.6A,故为保护电路,通过R2的电流不能超过I2大=I大-I1=0.6A-0.2A=0.4A,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2小=

=25Ω,故C正确。

当开关S、S1和S2均闭合时,R1消耗的电功率为P1=UI1=10V×0.2A=2W,由P=

可知,当R2接入电路的阻值最大时,R2消耗的电功率最小,此时整个电路消耗的电功率最小,则整个电路消耗的最小电功率为P小=P1+P2小=P1+

=2W+

≈5.3W,故D错误。

3.15

[解析]由公式P=

得,两种情况下定值电阻消耗的电功率之比为P01∶P02=

解得U1∶U2=1∶2,则两次电路中电流之比I1

I2=1

2。

设电源电压为U,则由两次滑动变阻器消耗的功率相同得UI1-2.5W=UI2-10W,

整理有10W-2.5W=U（I2-I1）=UI1,

即7.5W=UI1,故UI2=15W①;

又因UI2-10W=5V×I2,

则有15W-10W=5V×I2,

解得I2=1A②;

由①②两式可得U=15V。

4.10　24

5.解:

（1）根据I=

可得R1=

=10Ω。

（2）由电路图可知,R1与R0并联,电流表测干路电流,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,

I1=

即

=0.5A①,

当用30Ω的电阻R2替换R1后,

电流表的示数变为I2=0.3A,

则I2=

即

=0.3A②,

联立①②解得U=3V。

6.D　7.D　8.C　

9.BC　10.AD　11.BC　

12.4.5　7.5

13.解:

（1）由图乙可知,滑动变阻器消耗的最大功率为4W。

（2）当电路中的电流为1A时,滑动变阻器R消耗的最大功率为4W,则

R=

=4Ω。

（3）根据图乙可知,当电路中的电流为2A时,滑动变阻器R消耗的功率为0W,此时滑动变阻器R接入电路的阻值为0Ω,即仅有R0工作。

电源电压等于滑动变阻器R和定值电阻R0两端的电压之和,则电路中电流为1A时,

U1=

=4V,

U=U1+U0=U1+I1R0=4V+1A×R0①,

当I大=2A时,

U=U0'=I大R0=2A×R0②,

①②联立解得:

R0=4Ω,U=8V。

则由串联电路电流规律,滑动变阻器R两端电压UR=U-U0″=U-IR0=8V-4Ω·I。

14.解:

（1）定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,滑片P在中点时,滑动变阻器连入电路的阻值

R3=

R2=

×50Ω=25Ω,

电路总电阻

=40Ω,

则定值电阻

R1=

-R3=40Ω-25Ω=15Ω。

（2）滑动变阻器滑片位于最大阻值处时,电路总电阻

=R2+R1=50Ω+15Ω=65Ω,

电路总功率P总=

≈2.2W。

（3）为保证电路安全,电路中最大电流I大=0.6A,则电路中最小总电阻

=20Ω,

滑动变阻器连入电路最小电阻

R小=

-R1=20Ω-15Ω=5Ω。

15.A　

16.D　[解析]由电路图可知,R0和R1并联,电流表A1测R0所在支路的电流,电流表A2测干路电流,因为两电流表指针所指的位置相同,所以电流表A1选用的是0~0.6A量程,电流表A2选用的是0~3A量程,电流表A1、A2示数之比为1∶5,A错误。

由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,通过R0与R1的电流之比为1∶4,B错误。

并联电路各支路两端的电压相同,所以R0与R1两端的电压之比为1∶1,C错误。

由欧姆定律可知,R0∶R1=

=I1∶I0=4∶1,D正确。

17.CD　

18.BC　

19.1∶2　2∶1

20.1∶1　2∶1

21.18　2∶9

22.0.1　48.4　小

[解析]电烤箱在低温挡正常工作12min消耗的电能W=P低t=0.5kW×0.2h=0.1kW·h;只闭合开关S1时,只有R1工作,电烤箱处于低温挡,其阻值R1=

=96.8Ω;同时闭合开关S1、S2时,R1、R2并联工作,电烤箱处于高温挡,R2消耗的功率P2=P高-P低=1500W-500W=1000W,R2的阻值R2=

=48.4Ω;由以上分析可知R1>R2,由于R1、R2的长度和材料均相同,可判断R1的横截面积更小一些。

23.解:

（1）水升温所吸收的热量Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（80℃-20℃）=2.52×105J。

（2）当S1闭合、S2断开时,饮水机处于保温状态,由图可知R1和R2串联,已知P保温=88W,由P=

得R1+R2=

=550Ω;当S1、S2同时闭合时,饮水机处于加热状态,由图可知,只有R1接入电路,已知P加热=2000W,由P=

得R1=

=24.2Ω;

则R2的阻值为R2=550Ω-24.2Ω=525.8Ω。

（3）热水器放出的热量Q放=

=3×105J,

由P=

可得,电流所做的功W=Q放,加热所用的时间t时=

=150s。

24.解:

（1）1　加热

（2）由图乙可知,加热30min消耗电能

W=W1+W2=UI1t1+UI2t2=220V×4A×10×60s+220V×1A×20×60s=7.92×105J。

（3）加热时只有R1接入电路,则R1=

=55Ω,

保温时R1与R2串联,则R总=

=220Ω,R2=R总-R1=220Ω-55Ω=165Ω,

所以R1∶R2=55Ω∶165Ω=1∶3。

（4）R3消耗的功率P=P3-P1=1100W-220V×4A=220W,

则R3=

=220Ω。

25.解:

（1）cd

（2）本次烹饪共消耗的电能

W=W1+W2=P高t1+P低t2=0.44kW×1h+0.1kW×5h=0.94kW·h。

（3）高挡加热时,电路为R1的简单电路,R1=

=110Ω,

低挡加热时R1与R2串联,R总=

=484Ω,

则R2=R总-R1=484Ω-110Ω=374Ω。

（4）电压力锅锅内气压大,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。

26.

（1）1000A　107　1∶11

（2）105　1∶100　热功率

（3）超导体

27.解:

（1）由电路图可以知道,R0与R串联,当滑片P在a端时,电路中电阻最小,电流最大,R0消耗的功率最大,R0消耗的最大功率

P最大=

=3.6W。

（2）A处不挂物体时,滑片P位于a端;A处所挂物体的质量达到最大时,滑片位于b端,此时弹簧形变量Δx=L=

10cm,由F=kΔx则有

G=F=kΔx=100N/m×0.1m=10N,

则A处所挂重物的最大质量mmax=

=1kg。

（3）A处挂上装满细沙的漏斗,滑片P恰好位于b端,则细沙与漏斗总质量m总=1kg,当流出质量为m的细沙后,弹簧弹力减小,减小的弹力F'=mg,则弹簧缩短量Δx'=

R是长为L=10cm=0.1m的均匀电阻线,阻值与其长度成正比,

所以此时R连入电路中的阻值为R=R最大-

·

由串联电路特点和欧姆定律得I=

=

。

28.

（1）电压表

（2）当水位处于最高处时,滑片P恰好在R1的最上端,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

I示=

=0.6A,

电压表的示数

U示=I示R1max=0.6A×20Ω=12V。

（3）当水位下降,圆柱体露出水面部分的高度为50cm时,圆柱体受到的浮力减小,减小量为

ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10-4m2×50×10-2m=100N,

弹簧对圆柱体增加的拉力ΔF=ΔF浮=100N,

由图乙可以知道,此时弹簧的伸长量增加10cm,即轻质弹簧指针从最高处下降10cm,此时