电学重点计算24解读.docx

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电学重点计算24解读

电学重点计算

1.（2013•宜宾）如图所示，电源电压恒定不变，R2的阻值为8Ω，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，小灯泡电阻不随温度改变．若闭合S1、S2，断开S3，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，那么：

（1）小灯泡L的电阻为多大？

（2）电压电压为多少？

（3）R1电阻为多大？

（4）若闭合S1、S3，断开S2，并移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻为多大时，电路的总功率最大，这个最大的功率等于多少？

【解析】本题考查串联电路的电流、电压功率及电功率的计算。

（4）闭合S1、S3，断开S2，滑动变阻器、定值电阻R2和灯泡串联，要使电路总功率最大，也就是电路总电阻最小，即滑动变阻器接入电路电阻为0，

答案：

（1）灯泡电阻为12Ω；

（2）电源电压为9V；

（3）R1的阻值为6Ω；

（4）滑动变阻器接入电路电阻为0时，电路的总功率最大；此时的电功率为4.05W．

2.（2013·日照中考）如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R1的阻值为20Ω。

当断开开关S1和S2，闭合开关S3时，电流表的示数为0.50A；当断开开关S2，闭合开关S1、S3是，电流表的示数为0.90A。

求：

（1）电阻R2的阻值。

（2）断开开关S1和S3，闭合开关S2时，加载电R1两端的电压。

【解析】

（1）当S1和S2断开，S3闭合时，R2断路，I1=0.50A

电源电压U=I1R1=0.50A×20Ω=10V

当S2断开，S1和S3闭合时，R1和R2并联

过R2的电流：

I2=I-I1=0.90A-0.50A=0.40A

R2=U/I2=10V/0.40A=25Ω

（2）当S1、S3断开，S2闭合时，R1和R2串联，电流中电流I=I1=I2=U/（R1+R2）

R1的电压：

U1=I1R1=UR1/（R1+R2）=10V×20Ω/（20Ω+25Ω）=4.4V

答案：

（1）25Ω

（2）4.4V

3、（2013·孝感中考）

解析：

本题考查欧姆定律的应用和电阻的串联。

（1）当RX所受压力为零时，由乙图读出RX的阻值为300Ω.

（2）当油箱内汽油用完时，既是RX的阻值为300Ω时，

（3）当油箱加满油时，电流为0.6A,

，

RX=R总—R0=40Ω—10Ω=30Ω，由图可知压力为2.8N,

答案：

（1）300Ω

（2）0.08A（3）2800Pa

4、（2013·枣庄中考）为了防止酒驾事故的出现，酒精测试仪已被广泛应用．交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示．电源电压恒为8V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω．使用前要通过调零旋扭（即滑动变阻器R1的滑片）对酒精测试仪进行调零，此时电压表的为6V．

（1）电压表的示数为6V时，电流表的示数为多少？

（2）电压表的示数为6V时，滑动变阻器R1的电阻值为多少？

（3）调零后，R1的电阻保持不变．某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s，若电流表的示数达到0.2A，表明驾驶员酒驾，此时电压表的示数为多少？

【解析】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用。

由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．

（1）当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω，此时电压表的示数为6V，

∵串联电路中各处的电流相等，

∴根据欧姆定律可得，电流表的示数：

（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，

∴此时R1两端的电压：

U1=U-U2=8V-6V=4V，

（3）调零后，R1的电阻保持不变，此时变阻器两端的电压：

U1′=I′R1=0.2A×20Ω=4V，

∴电压表的示数：

U2′=U-U1′=8V-4V=4V．

答案：

（1）电压表的示数为6V时，电流表的示数为0.1A；

（2）电压表的示数为6V时，滑动变阻器R1的电阻值为20Ω；

（3）调零后，电流表的示数达到0.2A时电压表的示数为4V．

5.（2013·聊城中考）如图所示的电路中，电源电压不变，R1=20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω，小灯泡L的额定电压为5V，电流表的量程（0～0.6A或0～3A）.只闭合开关S2时，电流表示数为0.4A．只闭合开关S3，且变阻器的滑片P在正中点时，电流表示数为0.3A．（不考虑温度对灯丝电阻的影响）

求：

（1）电源电压和灯丝电阻。

（2）只闭合开关S3时，要使小灯泡L正常发光，变阻器R2连入电路的阻值。

（3）闭合开关S1、S2、S3，为保证不损坏电流表，变阻器R2的阻值可调范围和电流表的变化范围。

解析：

本题考查电学的综合计算与分析。

答案：

（1）12V10Ω

（2）14Ω（3）5Ω～60Ω0.8A～3A或3A～0.8A

6.（2013•资阳）家庭用的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态．加热前温控开关S1处于闭合状态，闭合开关S后饮水机开始加热，当水箱内水温达到98℃时温控开关S1自动断开，饮水机处于保温状态；当水温降至一定温度t时，S1又闭合重新加热．饮水机的铭牌数据与电路原理图如下：

水箱容量

额定电压

加热功率

保温功率

2L

220V

440W

40W

求：

（1）正常加热时通过饮水机的电流； 

（2）正常加热时电阻R2的阻值；

（3）若饮水机重新加热一次的时间为5min，加热一次消耗的电能．

【解析】本题考查功率的计算。

答案：

（1）正常加热时通过饮水机的电流为2A； 

（2）正常加热时电阻R2的阻值为121Ω；

（3）加热一次消耗的电能为1.32×105J．

7.（2013•金华）如图是临海市一村民建在房顶上的分布式光伏电站，它是浙江首例并网发电的光伏电站．该电站发的电，满足自家使用后，多余的并入电网．求：

（1）若某一天该光伏电站的光照时间为4小时，光伏电站的发电功率为5千瓦，则光伏电站在这一天发电多少千瓦时？

（2）若他家电热壶的电阻R=44欧姆，额定电压U=220伏特．电热壶的额定电流为多少安？

电热壶的额定功率为多少瓦？

（3）若电热壶（电阻不变）两端的电压降低时，电热壶的功率如何变化？

请说明理由．

【解析】本题考查欧姆定律的应用，光伏发电系统发电的度数和功率的计算等。

（1）已知功率P=5kW，时间t=4h，根据W=Pt得：

光伏电站一天的发电量为W=Pt=5kW×4h=20kW•h．

（2）已知电热壶的额定电压U额=220V，电阻为R=44Ω，

则根据欧姆定律得：

电热壶的额定电流

电热壶的额定功率P额=U额I额=220V×5A=1100W．

（3）电热壶电阻不变，在两端的电压降低时，根据P=

可知：

功率减小．

答案：

（1）光伏电站在这一天发电20千瓦时．

（2）电热壶的额定电流为5A，电热壶的额定功率为1100W．

（3）若电热壶（电阻不变）两端的电压降低，电热壶的功率减小，原因是：

电热壶电阻不变，在两端的电压降低时，根据P=

可知功率会减小．

8.（2013•日照）随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上．小丽在使用过程中发现：

（1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22℃上升到46.2℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），水的密度为1.0×103kg/m3，求此过程中电热水器的热效率．

（2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4×106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压．

（3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全．如图所示，若人体的最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻．

【解析】本题考查了电功和热量的综合计算，涉及到密度公式、吸热公式、电功公式、效率公式、焦耳定律和欧姆定律以及串联电路特点的应用，综合性强，难度较大．

：

（1）根据ρ=

可得，水箱中水的质量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg，

水箱中的水吸收的热量：

 Q=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（46.2℃-22℃）=5.082×106J，

水箱中的水在额定电压下连续加热40min消耗的电能：

W=Pt=2420W×40×60s=5.808×106J，

电热水器加热时的热效率：

答案：

（1）此过程中电热水器的热效率为87.5%；

（2）通过电热水器的电流为10A，它工作的实际电压为200V；

（3）防电墙的电阻为200MΩ．

9.小伊妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图A所示．图B是豆浆机的主要结构：

中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环状的电热管，负责对液体加热煮沸．图C是这个豆浆机的主要技术参数．图D是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P-t”图象．

（1）豆浆机正常工作时，通过电热管的电流是多大？

（2）若实际电压为200V时电热管的实际功率是多少？

（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少度？

【解析】本题考查了求豆浆机的加热电流、豆浆机消耗的电能、电路实际功率等问题。

（3）由“P-t”图象可知，豆浆机正常工作做一次豆浆，加热时间是9min，电机打浆时间是2min，

∵P=

，∴豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能：

W=P1t1+P2t2=1210W×720s+120W×120s=885600J=0.246kW•h．

答案：

（1）豆浆机正常工作时，通过电热管的电流是5.5A；

（2）若实际电压为200V时电热管的实际功率是1000W；

（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能为0.246kW•h．

10.（2013•云南）如图1所示为一恒温箱温控电路，包括工作电路和控制电路两部分，R为热敏电阻（置于恒温箱内），阻值随温度变化的关系如图2所示，恒温箱温控电路工作原理是：

加热过程中，恒温箱温度升高到一定值时，控制电路中电流会达到一定值，继电器的衔铁被吸合，工作电路停止加热．

（1）图中所示状态，电路处于加热还是未加热？

（2）恒温箱的温度为100℃时，继电器线圈中的电流达到20mA，衔铁被吸合，此时热敏电阻R消耗的功率是多少？

（3）电阻R′有什么作用？

【解析】本题考查了电功的计算和滑动变阻器的作用，明白恒温箱温控电路工作的原理是关键，同时注意滑动变阻器在不同电路中的作用．

（1）由图1可知，电热丝通路，处于加热状态；

（2）由图2可知，恒温箱的温度为100℃时，热敏电阻的阻值R=50Ω，

热敏电阻R消耗的功率：

P=I2R=（0.02A）2×50Ω=0.02W；

（3）图中电阻R′为滑动变阻器，其作用有：

一是保护电路，二是调节温控箱的控制温度．

答案：

（1）加热；

（2）热敏电阻R消耗的功率是0.02W；

（3）一是保护电路，二是调节温控箱的控制温度．

11.（2013•德阳）如图所示的电路中，电源电压和灯L的电阻均保持不变，灯l标有“9V  9W”字样．

（1）求灯L正常发光时的电阻；

（2）当R的滑片P位于a端，闭合S1、断开S2时，灯L两端的实际电压为额定电压的2/3，求此时灯L工作lmin所消耗的电能是多少？

（3）当R的滑片P位于中点c，闭合开关S1、S2时，电流表的示数为3A，求滑动变阻器消耗的电功率．

【解析】本题考查电功率的计算。

答案：

（1）求灯L正常发光时的电阻为9Ω；

（2）此时灯L工作lmin所消耗的电能是240J；

（3）滑动变阻器消耗的电功率为45W．

12.（2013•山西）电压力锅是一种新型家用电器，集高压锅与电饭锅优点于一体，既安全又环保．图是某型号电压力锅工作电路简图，右表是其部分参数．其中R1是主加热器，R2是保压加热器．  接通电路后，开关s自动与触点a接通，开始加热．当锅内温度达到105℃时，开关S自动与a断开，并与触点c接通，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾．现将3L初温为25℃的水加入压力锅中，接通电路使其正常工作30min．已知消耗的电能有90%被有效利用，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．求：

（1）电压力锅在加热状态时的电流．

（2）电压力锅多少秒后开始保压？

（3）电压力锅在此30min内消耗的电能．

【解析】本题考查了电功与热量的综合计算。

（1）电压力锅在加热状态时的功率P主加热=800W，P保压加热=200W，

根据P=UI可得，电压力锅中的电流：

（2）根据ρ=

可得，水的质量：

m=ρV=1×103kg/m3×3×10-3m3=3kg，

水吸收的热量：

Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（105℃-25℃）=1.008×106J，

（3）此30min内保温的时间：

t保温=t-t加热=30×60s-1120s=680s，

保温时消耗的电能：

W保温=P保温t保温=200W×680s=1.36×105J，

电压力锅在此30min内消耗的电能：

W=W加热+W保温=1.12×106J+1.36×105J=1.256×106J．

答案：

（1）电压力锅在加热状态时的电流约为4.5A；

（2）电压力锅1120s后开始保压；

（3）电压力锅在此30min内消耗的电能为1.256×106J．