备战中考物理通用版电路图的分析及计算计算题专练二含答案.docx
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备战中考物理通用版电路图的分析及计算计算题专练二含答案
备战2021中考物理(通用版)电路图的分析及计算-计算题专练
(二)
一、计算题
1.如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为6Ω,电阻R2的阻值为18Ω。
当开关S闭合时,电压表示数为3V。
求:
(1)电流表的示数I。
(2)电源两端的电压U。
2.如图所示,电阻R1=12Ω。
开关SA断开时,通过的电流为0.3A;开关SA闭合时,电流表的示数为0.5A。
求电源电压及电阻R2的阻值。
3.如图所示,开关S闭合后,电流表A1、A2的示数分别是1.2A和1A,则通过L1的电流多大?
4.在如图甲所示的电路中,小灯泡L的电流随两端电压的变化关系如图乙所示,当开关S、S1闭合,S2断开时,电压表的示数为6.0V;当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表的示数为1.0A;当开关S闭合,S1、S2断开时,电压表的示数为3.0V。
已知电源电压恒定不变,R1、R2为定值电阻。
求:
(1)当开关S、S1闭合,S2断开时,5min内小灯泡L消耗的电能;
(2)当开关S闭合,S1、S2断开时,电阻R2的电功率;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,电流表的示数。
5.如图所示电路中,电源两端电压U保持不变,R1、R2是定值电阻,R2的阻值为10Ω。
当开关S闭合时,电流表的示数为0.1A,电压表示数为3V。
通过计算回答:
(1)电阻R1的阻值是多少欧?
(2)电阻R1消耗的电功率是多少瓦?
(3)电源两端的电压U是多少伏?
6.某款电热饮水机具有加热和保温两挡,额定电压为220V。
如图甲是其电路原理图,S0为温控开关,R1、R2为电热丝(阻值不变)。
某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示,求:
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能:
(2)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流;
(3)R2的阻值。
7.如图甲所示,电源电压可调,R1、R2为定值电阻,灯泡的额定电压为2.5V,图乙是该灯泡的I-U图像。闭合开关S,把电源电压调到4V,R2的功率为0.8W。求∶
(1)通过R2的电流。
(2)若小灯泡正常发光,则1min内电流在R1上做的功是多少?
(3)现把电源电压调到某一值时,通过R2的电流为0.1A,灯泡与R2两端的电压之比为1∶2,则灯泡的实际功率是多少?
8.如图甲所示,电源电压保持12V不变,R0为定值电阻,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A。
第一次只闭合开关S、S1,将滑片P从B端移动到A端,第二次只闭合开关S、S2,将滑片P从B端逐步向A端移动,直至白炽灯L正常发光。
根据实验过程中测量的数据,绘制电流表与电压表示数的关系图像如图乙所示。
求:
(1)滑动变阻器两端AB间的电阻值;
(2)在闭合开关S、S2时,白炽灯L正常工作1min消耗的电能是多少?
(3)在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的变化范围。
9.如图所示电路中,电源电压恒为4.5V,小灯泡标有“3V1.5W”字样,不考虑温度对小灯泡电阻的影响,滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”,电压表的量程是0~3V,电流表的量程是0~0.6A,闭合开关S。
求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率;
(3)在保证所有电路元件安全的前提下,滑动变阻器的取值范围。
10.某品牌家用电热水器的简化电路如图所示,热水器有快加热、慢加热和保温三个工作状态。
热水器内装有40kg的水,慢加热额定功率为1210W,保温额定功率为605W,R1、R2均为加热电阻(温度对电阻的影响忽略不计)。
(水的比热c=4.2×103J/(kg•℃))求:
(1)热水器把水从20℃加热到70℃时,水吸收的热量是多少J?
(2)开关S1闭合,S2接b点时,电热水器处于慢加热工作状态,电阻R1的阻值是多少Ω?
(3)电热水器在快加热工作状态下正常工作,要产生2.42×106J的热量,需要多少s?
11.如图的电路中,R1为10Ω,R2为30Ω。
闭合开关S后,电流表的示数为1A,电源电压保持不变。
求:
(1)R1两端的电压U1;
(2)R2在10s内所消耗的电能W2。
12.如图所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R2=20Ω,灯泡标有“6V3W"字样。
当S、S1、S2都闭合时,灯泡L正常发光;当S闭合,S1、S2断开时,电压表示数为2V(不考虑灯丝电阻随温度变化)。
求∶
(1)灯泡电阻;
(2)电源电压;
(3)当S闭合,S1、S2断开时,通电1minR1消耗的电能;
(4)电路消耗的最小功率。
答案
一、计算题
1.【答案】
(1)解:
I=I1=
=
=0.5A
(2)解:
U2=IR2=0.5A×18Ω=9V
U=U1+U2=3V+9V=12V
【分析】
(1)根据电压和电阻的比值计算电流;
(2)利用电流和电阻的乘积计算电压,结合串联电路电压规律计算总电压。
2.【答案】解:
由电路图知道,开关闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由
知道,电源的电压是:
U=IR1
=0.5A×12Ω=6V;
当开关断开时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电路中的总电阻是:
由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电阻R2的阻值是:
R2=R-R1=20Ω-12Ω=8Ω,
答:
电源电压是6V,电阻R2的阻值是8Ω。
【分析】明确电路结构,当开关S闭合时,定值电阻R2被短路,当当开关S断开时,定值电阻R2接在电路中,利用欧姆定律求解电路前后两种状态的电阻,做差即为定值电阻R2的阻值。
3.【答案】解:
由图可知两灯泡并联,且A1、A2分别测量干路电流和L2的电流,由并联电路电流规律得L1的电流为1.2A-1A=0.2A
答:
L1的电流为0.2A。
【分析】并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
4.【答案】
(1)解:
当开关S、S1闭合,S2断开时,从甲图可以看到,只有灯泡L接入电路,电压表的示数为6.0V,即灯泡L两端电压、电源电压是6.0V,从乙图可以看到,这时流过灯泡的电流是0.28A,那么5min内小灯泡L消耗的电能
5min内小灯泡L消耗的电能是504J。
答:
当开关S、S1闭合,S2断开时,5min内小灯泡L消耗的电能是504J
(2)解:
当开关S、S2闭合,S1断开时,只有定值电阻R1接入电路,电源电压是6.0V,电流表的示数为1.0A,根据
可知
当开关S闭合,S1、S2断开时,电阻R1、R2、小灯泡L串联接在电路中,电压表的示数为3.0V,即小灯泡L两端电压是3.0V,从图乙可看到,电流是0.2A,这时灯泡的电阻
串联电路的总电阻
R2的电阻大小
这时电阻R2的电功率
电阻R2的电功率是0.36W。
答:
当开关S闭合,S1、S2断开时,电阻R2的电功率是0.36W
(3)解:
当开关S、S1、S2都闭合时,从甲图可以看到,电阻R1、R2、小灯泡L并联接在电路中,电流表测的是干路电流,大小
电流表的示数约是
。
答:
当开关S、S1、S2都闭合时,电流表的示数约是2.07A。
【分析】
(1)求解电流做功,利用公式W=UIt求解即可,U是用电器两端的电压,I是流过用电器的电流,t是用电器工作的时间;
(2)结合用电器的电流和用电器的电阻,利用功率公式P=I2R求解功率;
(3)三个元件并联,利用欧姆定律求解各自的电流相加即可。
5.【答案】
(1)解:
因为R1和R2串联,所以I1=I2=I=0.1A
由公式
得:
电阻R1的阻值
答:
电阻R1的阻值是30Ω
(2)解:
电阻R1消耗的电功率 P1=U1I1=3V×0.1A=0.3W
答:
电阻R2消耗的电功率是0.3W
(3)解:
电阻R2两端的电压U2=I2R2=0.1A×10Ω=1V
电源两端的电压U=U1+U2=3V+1V=4V
答:
电源两端的电压是4V。
【分析】
(1)串联电路中电流处处相等,结合欧姆定律求解电阻的阻值;
(2)结合用电器的额定电流和额定电压,利用功率的公式P=UI求解用电器的功率即可;
(3)结合用电器的电流和电阻,利用欧姆定律求解用电器两端的电压即可。
6.【答案】
(1)解:
由图乙可得,饮水机加热时,加热功率P1=484W,加热时间t1=300s,故饮水机处于加热档阶段消耗的电能W1=P1t1=484W
300s=1.452×105J
加热挡阶段消耗的电能为1.452×105J
答:
饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为1.452×105J;
(2)解:
只闭合S时,R1接入电路,此时饮水机处于保温档。
由图乙可知,保温功率为P2=44W,流过R1的电流I2=
=
=0.2A
流过R1的电流为0.2A。
答:
饮水机处于保温挡时,通过R1的电流为0.2A;
(3)解:
当开关S、S0闭合时,R1与R2并联,处于加热档,那R2的功率P=P1-P2=484W-44W=440W
由P=
得R2的阻值R2=
=
=110Ω
R2的阻值为110Ω。
答:
R2的阻值为110Ω。
【分析】
(1)根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能;
(2)利用电功率和电压计算电流;(3)利用电压和电功率计算电阻大小。
7.【答案】
(1)解:
由公式
可得,通过R2的电流
答:
通过R2的电流0.2A
(2)解:
由图乙可知,当小灯泡正常发光时,U灯=2.5V,此时I灯=0.30A
R1两端的电压U1=U-U灯=4V-2.5V=1.5V
通过R1的电流
,1min内电流在R1上做的功
答:
若小灯泡正常发光,则1min内电流在R1上做的功是27J
(3)解:
由公式
可得
R2两端的电压
由
可得
由图乙可知,当
,此时
,灯泡的实际功率
答:
现把电源电压调到某一值时,通过R2的电流为0.1A,灯泡与R2两端的电压之比为1∶2,则灯泡的实际功率是0.2W。
【分析】
(1)根据电功率和电压可以计算电流的大小;
(2)利用串联电路电压规律计算电压大小,根据电压、电流和时间可以计算消耗的电能;(3)利用电压和电功率计算电阻大小,根据电压和电流的乘积计算电功率。
8.【答案】
(1)解:
只闭合开关S、S1,灯泡L短路,定值电阻R0与滑动变阻器R的最大阻值串联,电路电流不变,将滑片P从B端移动到A端时,电压表测滑动变阻器R两端电压,由图乙可知此时电路电流为0.4A,滑动变阻器接入阻值最大时,两端电压最大为8V,由
可得滑动变阻器两端AB间的电阻值
答:
滑动变阻器两端AB间的电阻值是20Ω
(2)解:
根据串联分压由
(1)可知,定值电阻R0两端电压
由
可得定值电阻R0的阻值
只闭合开关S、S2时,灯泡L、定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端电压,滑片P在A端时,白炽灯L正常发光。
由图乙可知此时电路电流为0.5A,电压表示数即滑动变阻器R两端电压为1V,根据
可得定值电阻R0两端电压
根据串联分压可得灯泡正常发光时两端电压
则白炽灯L正常工作1min消耗的电能
答:
在闭合开关S、S2时,白炽灯L正常工作1min消耗的电能是180J
(3)解:
在整个过程中且电路安全条件下,由图乙可知通过定值电阻R0的最大电流、最小电流分别为0.5A、0.3A,则R0功率的最大值和最小值分别为
即R0功率的变化范围是0.9W~2.5W。
答:
在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的变化范围0.9W~2.5W。
【分析】
(1)根据电压和电流的比值计算电阻;
(2)根据串联电路电压规律计算分压,利用电压和电流的比值计算电阻;根据电压、电流和时间的乘积计算消耗的电能;(3)根据最大和最小电流,结合电阻计算最大和最小电功率。
9.【答案】
(1)解:
小灯泡的电阻
答:
小灯泡的电阻为6Ω
(2)解:
由电路图知,灯泡和滑动变阻器串联,小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为U2=U-U额=4.5V-3V=1.5V
此时电路中的电流
那么此时变阻器的功率P=U2I=1.5V×0.5A=0.75W
答:
小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为0.75W
(3)解:
从电路图知,电流表测电路的电流,电压表测变阻器的电压。
当电压表的示数为3V时,变阻器接入电路的阻值最大。
此时,灯泡两端的电压U1=U-U2'=4.5V-3V=1.5V
据串联电路的分压特点有R1:
Rmax=U1:
U2'即6Ω:
Rmax=1.5V:
3V
那么变阻器接入电路的最大阻值Rmax=12Ω
当小灯泡正常发光,即电路中的电流为0.5A时,电路中的电流最大,则变阻器接入电路的阻值最小。
最小阻值
答:
在保证所有电路元件安全的前提下,滑动变阻器的取值范围为3Ω~12Ω。
【分析】
(1)根据电压和电功率,可以计算电阻的大小;
(2)根据串联电路电压规律计算滑动变阻器的分压,利用电压和电流的乘积计算电功率的大小;(3)根据电压表的最大值,结合串联电路电压规律计算滑动变阻器的最大取值,利用最大电流,计算滑动变阻器的最小电阻。
10.【答案】
(1)解:
热水器把水从20℃加热到70℃时,水吸收的热量为
(2)解:
根据
所以电阻R1的阻值是
(3)解:
当开关S1断开,S2接b点时,电热水器处于保温工作状态,此时
解得
当开关S1闭合,S2接a点时,电热水器处于快加热工作状态,此时的加热功率为
根据
解得加热时间为
【分析】
(1)根据比热容、质量和温度差的乘积计算吸收热量的多少;
(2)根据电压和电功率,可以计算电阻大小;(3)利用电压和电阻,可以计算电功率,结合电能和电功率的比值计算工作时间。
11.【答案】
(1)解:
由图可知,R1、R2串联,串联电路电流处处相等,所以I1=I2=I=1A,
R1两端的电压U1=IR1=1A×10Ω=10V
答:
R1两端的电压为10V
(2)解:
R2在10s内所消耗的电能为W2=I2R2t=(1A)2×20Ω×10s=200J
答:
R2在10s内所消耗的电能为200J。
【分析】
(1)利用电流和电阻的乘积计算电压;
(2)根据电流、电阻和时间,可以计算消耗的电能。
12.【答案】
(1)解:
灯泡L标有“6V3W”字样,表示灯的额定电压为6V,额定功率为3W,根据
可得,灯的电阻
答:
灯泡电阻是12Ω
(2)解:
当S、S1、S2都闭合时,R1被短路,灯泡L与R2并联,此时灯泡L正常发光,则电源电压
答:
电源电压6V
(3)解:
当S闭合,S1、S2断开时,R1、R2串联,则R2两端电压
电路中电流
通电1minR1消耗的电能
答:
当S闭合,S1、S2断开时,通电1minR1消耗的电能是24J
(4)解:
当S闭合,S1、S2断开时,即R1、R2串联,电路消耗的功率最小
答:
电路消耗的最小功率1.2W。
【分析】
(1)利用电压、电功率可以计算电阻大小;
(2)根据用电器工作电压,测量电源电压;(3)结合串联电路电压规律计算分压,利用电压和电阻的比值计算电流;(4)利用电压和电流的乘积计算电功率。