2022年最新中考物理培优专项复习——电学计算题.pdf

电学计算题1. 如图甲所示是某实验小组设计的电子秤装置，其中定值电阻R0=10，Rx 是压敏电阻，其阻值随压力变化的图像如图乙所示。电子秤表是由量程为03V的电压表改装而成的，电源电压保持9V不变。电子秤托盘（其质量忽略不计）内放有质量为1000g、底面积为0.04m2薄壁容器，容器内装有质量为7000g、深为 12cm的水（已知 水=1.0 103kg/m3，g=10N/kg）。求：(1) 容器对托盘的压强；(2) 水对容器底的压力；(3) 当开关 S闭合，此时电子秤中电压表的示数； (4)此电子秤的最大称量为多少千克。 (1)2000Pa (2)48N (3)1.5V (4)16kg 2. 下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 的信息 经分析得知， 当开关 S闭合时， 饮水机处于加热状态，S断开时，饮水机处于保温状态为了测量它加热时的实际功率，小明断开其它所有用电器，只将该饮水机接入家庭电路中，闭合开关 S，测得热水箱中的水从20升高到100，所用时间为7.5min ，同时观察到家中标有“1200r/kw?h”字样的电能表转盘转过120 转（ r ） 根据以上信息，求：（1）电阻 R1的阻值（不考虑温度对阻值的影响）；（2）饮水机热水箱中的水从20升高到100时所吸收的热量 C水=4.2103J/ （kg?） ；（3）饮水机加热时的实际功率；（4）饮水机此加热过程中的热效率答： （1）55（2）3.36105J（3）800W （4）93.3%3. 如图甲是小梦家豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率是 200W R是加热电阻，额定功率是1100W ，图乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息小梦的妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg ，求：（1）豆浆机的加热电阻是多少？（2）从第 6min 至第 9min，豆浆吸收的热量是多少？C豆浆=4.0103J/ （kg?（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？（1）44；（2）1.8 105J；（3）7.5 105J4. 如图所示，电源电压恒定不变，电阻R1的阻值为 20，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 滑动变阻器的最大阻值R2为 40，小灯泡的额定电压为18V，灯丝电阻不随温度发生变化，闭合开关 S 。当开关 S1、S2都断开时，滑动变阻器的滑片P移动到中点时，电流表的读数为0.2A ；当开关S1、S2都闭合时，滑动变阻器的滑片P移动到最右端时，电流表的示数为0.9A，求（1）电源电压是多少？（2）当开关 S1、S2都断开时，通电1min，电路中产生的最大热量是多少？（3）小灯泡的额定电功率是多少？（1）当 S闭合， S1、S2断开时，滑动变阻器的滑片在中点时，电路由电阻R1和 R2/2 串联组成，电路中的总电阻R=R1+R2/2=20 +40/2=40 电源电压 U=IR=0.3A40=12V (2) 电路中元件均为纯电阻用电器，由Q=I2Rt 有 Q=(U2/R)t可知，只有当电路中电阻最小时，电路中产生的热量最多。此时滑动变阻器的滑片应该滑到最左端，电路中只有电阻R1的，则电路产生的最大热量为 Q=(U2/R1)t= （12V）2160s/20 =432J (3) 当开关 S1、S2都闭合时，滑动变阻器的滑片P移动到最右端时，电路中R1发生短路，电路由灯L和滑动变阻器R2并联组成，电流表测干路电流，I =0.9A 通过滑动变阻器R2的电流为 I2=U/ R2=12V/40=0.3A 通过灯泡的电流为IL= I - I2=0.9A-0.3A=0.6A 灯泡工作时的电阻为RL=U/IL=12V/0.6A=20 灯泡的额定功率P饿=U饿I饿=U2饿/RL=(18V) 2/ 20 =16.2W 5. 李佳同学家里的电热饮水机有加热和保温两种状态，这两种状态轮流工作，完全由温控开关S自动控制：当胆内水的温度被加热到90时，加热状态就停止而进入保温状态；当胆内水的温度降到60精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 时，加热状态就启动如图是该饮水机的电路原理图李佳同学通过观察还发现：当胆内装有1L 水时，饮水机的加热状态每次只启动5 分钟就停止问：(1) 温控开关 S在何种状态 ( 断开或闭合 ) 时，饮水机处在保温状态？这时饮水机的电功率是多少？(2) 在加热状态中，饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少？ 已知 水=1.0103kg/m3、C水=4.2103J/ （kg? （1）当 S断开时，只有R1接入电路；而当S闭合时，电路中两电阻并联，则总电阻小于R1的阻值，则由功率公式 P=得， S闭合时，电路中功率大，S闭合时，为加热状态；当S断开时，为保温状态；此时饮水机的电功率 P=40W ；（2）m= 水 V=1.0 103kg/m3X110-3m3=1 kg 加热时水升温吸收的热量Q=mc t=1kg4.2 103J/（kg?）（ 90 - 60）=1.26105J；饮水机加热所需时间t=5min=560 s=300s；饮水机消耗的电能W= （）t= 300s=1.572105J；则饮水机的电能转化为内能的效率为=80.2%6. 如图甲所示电路， 电源电压恒为1.5V ， 闭合开关后， 把滑动变阻器R2的滑片 P从最右端向左移动 由于滑动变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后，电流表才有读数，此时电压表的示数为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 1.35V且电流表读数I 与滑片 P移动的距离x 的关系如图乙所示求：（1）当电流表开始有读数时，滑片P移动的距离x 的值和 R2接入电路的阻值；（2）电阻 R1的阻值；（3）当滑片 P移到 x 等于 10cm处时， R2消耗的电功率解： （1）由电路图可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压；由图乙当电流表开始有读数即I=0.15A 时，滑片 P移动的距离x=5cm；R2接入电路的阻值：R2=9（2）R1两端的电压：U1=UU2=1.5V1.35V=0.15V ，R1=1（3）由乙图可知，当滑片P移到 x 等于 10cm处时，电路中的电流I =0.3A；R1两端的电压：U1=I R1=0.3A1 =0.3V，R2两端的电压：U2=U U1=1.5V 0.3V=1.2V ，R2消耗的电功率：P2=U2I =1.2V0.3A=0.36W7、图甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接， 底部有一小孔与湖水相通，且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为6 V，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 小灯泡标有“2V 2 W ”字样（灯丝电阻不变）。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示（x为容器内水柱高度h的倒数，即x=1/h）。求（1）小灯泡的电阻。（2）湖水水位高于警戒水位多少米时，灯泡正常工作。（3）将电流表改为水位计，水位计的刻度是否均匀，说明理由。（1）小灯泡的电阻（2）灯泡正常发光时，通过灯泡的电流由于 A内湖水电阻R与 L 串联，则由图像可知，当R=4 时，h=5m ，则湖水水位高于警戒水位5m 。（3）不均匀 , 当超过警戒水位时，湖水水位发生变化，A内湖水电阻R发生改变， 由可知， U、RL不变，则 I 与 R不成比例，电流表的示数变化不均匀，即水位计的刻度不均匀。8. 某太阳能热水器，可以贮水100L，天气好时，吸收的太阳辐射能可以使水温升得足够高；阴雨天可用电辅助加热，它的电加热棒的额定电压是220V，额定功率是2000W 。(1) 若在阳光的照射下，100L 的水温从 20上升到50，吸收太阳的热量是多少?【水的比热c = 4.2 103J（kg ) 】(2) 若在阴雨天仅用电热加热棒在额定电压下将这些水加热，使之升高相同的温度，需要多长的时间?( 假设消耗的电能全部转化为水吸收的内能) 电加热棒的电阻是多大？(3) 实际上用电加热时间需要2h，实际加热时间长的原因是什么？使用太阳能有什么好处？(1)1.26107J (2) t = 6300s R= U2/P=24.2 (3)有热量损失、实际电压低于220V 环保、节约常规能源等9. 我国是一个水资源匮乏的国家爱动脑筋的小何同学，为了节约用水设计了一个储水箱放在他家洗衣精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 机底部，用来储存洗衣机废水，冲洗便盆。（1）根据有关技术参数，求洗衣机洗涤时的正常工作电流是多少？（2） 为合理利用空间， 他根据卫生间的空间和洗衣机底面积的大小，确定储水箱的长和宽分别为1.0m、0.5m假设要求储水箱的储水量为300kg，求小何设计的储水箱的高度至少为多少？（3）在寒冷的冬天，温度太低会影响洗涤效果，小何进一步思考：如果在洗衣机上安装一个加热电阻，这样在洗涤前先将水加热到适宜的温度，可提高洗涤效果若每次洗衣时，首次进水量为10kg，加热时电能的80% 转化为水的内能，要求给10kg 的水正常加热10min，使水的温度升高10，求小何在洗衣机上安装的加热电阻为多少？C水=4.2103J/kg? ）（1）洗衣机洗涤时的正常工作电流是1A；（2）储水箱的高度0.6m；（3）小何在洗衣机上安装的加热电阻为55.3 10. 如图 1 所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由 a 端移动到b端时，测得电阻R两端的电压U与通过电阻R的电流 I 的变化关系如图2 所示。求：（1）电源的电压。（2）变阻器的最大阻值。（3）电压表 V1示数的变化范围。（4）通过计算分析变阻器的滑片P由 a 端移动到 b 端的过程中，电阻R消耗的电功率变化情况。（1）电源的电压为12V （2）最大阻值Rab=16（3）电压表 V1示数的变化范围是08V （4）电阻 R消耗的电功率有18W变为 2 11. 电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体，既安全又节能 某型精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 号电压力锅的额定电压为220V，右图是其工作原理图，R1、R2分别是主加热器和保压加热器，R1的额定功率为800W ；L 是用来指示电压力锅工作状态的变色发光二极管，当通过它的电流小于40 mA时，发红光，达到40mA时，开始发绿光，只要有电流通过L 其两端电压就恒为2V；R0是特殊电阻，其阻值随锅内温度变化而改变；接通电路，开关S自动与触点a、 b 闭合，开始加热，当锅内水温达到 105时， S自动与 a、b 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(1) 电压力锅正常工作时，若指示灯L 发绿光，求R0的最大阻值(2) 在保压状态下，加热器正常工作1h 耗电 0.2kWh，求 R2的阻值(3) 用该压力锅对5 L 、20的水加热，正常工作35min 后，求水温升高到多少摄氏度?已知消耗的电能有90被有效利用，水的比热容为4.2 103J(kg ) (1)要使指示灯发绿光，电路中的最小电流I 为 40mA (1分) 由于锅内水温达到105时，压力锅处于保压状态，温度保持不变，所以吸热后水温升高到105。(其它合理解答参考给分)。12、目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图20 所示，它具备了风能和太阳能产品的双重优精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - - 点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯技术参数如下：（1）假设路灯每晚工作10h，求路灯正常工作时的电流和每晚消耗的电能。（2）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/(s.m2)(1s辐射在每1 m2上的光能为800J) ，若太阳能电池板的面积为1.25 m2，太阳能电池光电转换效率为多大？（3）在平均风速为8m/s 的晚上，风力发电机除了保障路灯正常工作外，同时还给蓄电池充电，如果风力发电机一晚上工作时间为8 h ，则在这段时间内蓄电池储存电能是多少KW.h？（4）已知风力发电机的输出电功率P与风速v的平方成正比。 我市沿海风速不低于5m/s 的时间每年不少于 4000 h ，试估算这台风光互补路灯系统利用风能的最小年发电量是多少KW.h？解： （1）I = PL/ UL=60W/24V =2.5A W = PLt =60W 103600s=2.16106J (2) 太阳能电池板接收到的总功率P总=800J/(s.m2)1.25 m2 =1000W 太阳能电池板平均输出功率P出=100 W 所以光电转换效率为=P出/ P总=100W/1000W =10% （3）蓄电池可储存的电能W =（P额P灯）t=(260X10-3K W 60X10-3K W) 8h =1.6KW h （4）根据题意有 P额/ P = v额2/ v2当风速为 5 m/s 时风力发电机输出功率P=（v2/ v额2）P额所以最小年发电量约为W =Pt/=（v2/ v额2）P额 t/=(52/82) 26010-3KW 4000h=406.25 KW h 风力发电额定功率风力发电额定风速风 力 发 电 机启动风速路 灯 额 定电压路 灯 额 定功 率太 阳 能 电 池 板平均输出功率260W 8m/s 3m/s 24V 60W 100W 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - - -