中考物理压轴题全揭秘 专题21 电学综合计算原卷版.docx

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中考物理压轴题全揭秘专题21电学综合计算原卷版

决胜2020年中考物理压轴题全揭秘

专题21电学综合计算

【考点1】：

取值范围和极值

【例1】（2019•滨州）如图所示，电源电压8V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标有“6V3W”字样，滑动变阻器R2标有“20Ω1A”字样。

只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为3V时，电流表的示数为0.5A，不考虑灯丝电阻的变化。

求：

（1）灯泡正常工作时的电流和60s所做的功。

（2）电阻R1的阻值。

（3）只闭合开关S和S1，在保证电路安全的条件下，滑动变阻器的功率变化范围。

【变式1-1】（2019•兰州）如图所示的电路中，电源电压恒定，灯泡L上标有“6V3W”的字样，R1为定值电阻，滑动变阻器R2上标有“10Ω0.8A”的字样，电流表A的量程为0～3A，电压表V的量程为0～3V，忽略温度对灯丝电阻的影响。

求：

（1）灯泡L的电阻；

（2）闭合S、S1与S2时，灯泡L正常发光，电流表A的示数为1.5A，求电源电压U和R1的阻值；

（3）闭合S，断开S1与S2时，在确保电路安全的前提下，求滑动变阻器R2接入电路的阻值范围和电路总功率的变化范围。

【变式1-2】（2019•达州）如图所示，电源电压保持不变，R2为定值电阻，小灯泡L上标有“6V3W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω．只闭合S1，将滑动变阻器的滑片P移动到A端时，L正常发光；闭合所有开关时整个电路1min消耗的电能为540J．已知电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：

（1）电源电压。

（2）R2的阻值。

（3）在保证电路安全的前提下，只闭合S1时移动滑片P使电路消耗的功率最小，若此时电路的最小功率为P1；只闭合S2时移动滑片P使电路消耗的功率最大，若此时电路的最大功率为P2．则P1和P2的比是多少。

【考点2】：

多档电热

【例2】（2019•营口）图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图，R1、R2为阻值不变的电热丝，S1为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。

该电饭煲的最大容量是4L，额定加热功率是800W，额定保温功率是100W．（ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃））求：

（1）电热丝R1的阻值是多少？

（2）该电饭煲将2kg水从20℃加热到100℃时，水吸收的热量是多少？

（3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作4min，观察到标有“1200r/（kW•h）”字样的电能表转盘转了60转，则电饭煲的实际功率是多少？

【变式2-1】（2019•重庆）特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。

某发电站输送的电功率为1.1×105kW，输电电压为1100kV，经变压器降至220V供家庭用户使用。

小明家中有一个标有“220V2200W”的即热式水龙头，其电阻为R0，他发现冬天使用时水温较低，春秋两季水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计）改装了电路，如图，开关S1可以同时与a、b相连，或只与c相连，使其有高温和低温两档。

求：

（1）通过特高压输电线的电流；

（2）改装前，若水龙头的热效率为90%，正常加热1分钟提供的热量；

（3）改装后，水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为4：

1，请计算出高温档时的电功率。

【变式2-2】（2019•镇江）某电热加湿器具有防干烧功能，可在水量不足时自动停止工作，其工作原理如图所示；水箱中的加热器具有高、低两挡功率调节功能，其内部电路（未画出）由开关S和阻值分别为121Ω和48.4Ω的电阻丝R1、R2组成。

轻弹簧的下端固定在水箱底部，上端与一立方体浮块相连，浮块内有水平放置的磁铁。

该加湿器为防干烧已设定：

仅当浮块处于图中虚线位置时，固定在水箱侧壁处的磁控开关方能闭合而接通电路。

（1）当处于高功率挡时，加热器工作2.5min所产生的热量全部被1kg的水吸收后，水温升高了50℃．已知加热器处于低功率挡时的功率为400W，电压U＝220V，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。

①求加热器处于高功率挡时的功率；

②请画出加热器内部电路。

（2）当向水箱内缓慢加水使浮块上升至图中虚线位置时，浮块下表面积距水箱底部的高度为20cm，弹簧对浮块的弹力大小为6N，浮块（含磁铁）的质量为0.4kg，g取10N/kg。

①求浮块上升至虚线位置时排开水的体积；

②该加湿器所设定的防干烧最低水面距水箱底部的高度为　　cm，理由是　　。

【考点3】电路比值

【例3】（2019•玉林）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0～3V．

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；

（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5：

6时，托盘受到的压力。

【变式3-1】（2019•济宁）如图所示，电路中的电源电压不变。

只用一根导线连接b、c时，电阻R上的电压为9.6V，通过灯泡L的电流为0.2A；用一根导线连接a、b，一根导线连接c、d时，电阻R与灯泡L的电功率之比为1：

4，灯泡L正常发光（灯泡电阻不随温度变化而变化）。

求：

（1）电阻R的阻值；

（2）灯泡L的额定电压；

（3）只用一根导线连接c、d时电路消耗的总功率。

【变式3-2】（2019•贵港）如图甲所示，电源电压保持不变，R1是定值电阻，小灯泡L的额定电压是6V且灯丝电阻不随温度变化。

当闭合开关S1、S3，断开开关S2，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数从1V变为3V的过程中，电路总功率变化了3.6W，其中电压表示数为3V时，电流表示数为0.3A；滑动变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图乙所示，滑动变阻器R2的滑片在a点、b点时，对应电压表示数为Ua、Ub，且Ub＝8Ua．求：

（1）定值电阻R1的阻值。

（2）电源电压。

（3）滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点过程中，R2接入电路的阻值范围。

（4）当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时，小灯泡L恰好正常发光，其电功率为PL；当滑动变阻器R2的滑片在阻值最大处时，小灯泡L的电功率为PL′．则PL与PL′之比是多少？

【考点4】生活中的电器

【例4】（2019•鄂尔多斯）甜甜要制作一个电动航模，需要电动机作为动力源，她找来电吹风，研究了电吹风的工作原理。

如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为50Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题：

（1）PTC电阻是由　　材料制成的；电动机的工作原理是　　。

（2）电吹风吹热风时，求电热丝的最大发热功率。

（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，电动机的机械效率为90%，求电动机线圈电阻。

（不计机械摩擦损耗的能量）

【变式4-1】（2019•陕西）如图﹣1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。

Rt为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。

R1、R2、R3均为电热丝，且R1＝R2＝400Ω．闭合开关S1、S2，电热器开始加热。

（1）控制电路中，电磁铁的上端是　　极。

（2）加热时，动触点a与上方静触点b，c接通，工作电路的总功率是多少？

（3）电磁铁对衔铁的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图﹣2所示。

当电磁铁对衔铁的吸引力为1N时，动触点a与下方静触点d接通，进入保温状态，此时热敏电阻Rt的阻值是多少？

（4）保温状态下，R1的功率为64W，则工作电路30s消耗的电能是多少？

【变式4-2】（2019•烟台）某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。

图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电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。

R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。

红灯、绿灯是热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。

（1）分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？

（2）工作时若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？

（3）R1工作时的电阻是多大？

（4）电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40℃．则该电热水器的效率是多少？

[c水＝4.2×103J/（kg•℃）

型号

LWLZ20﹣19

电源

AD220V50Hz

加热功率

800W

保温功率

40W

水容量

1.0L

1．（2019•包头）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。

温度/℃

90

80

66

60

50

46

40

36

35

34

R1/Ω

10

20

40

50

70

80

100

120

130

150

（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？

（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。

2．（2019•江西）如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，R1＝20Ω，滑动变阻器R2的规格为“100Ω1A“。

（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.4A，求电源电压；

（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为4V，求R3的阻值；

（3）闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的阻值取值范围。

3．（2019•绵阳）甲、乙两地相距100km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条用同种材料制成的粗细均匀的输电线，投入使用前，需要对输电线进行测试。

技术人员在甲地用电源、电压表和电流表接成如图所示电路进行测试，当在乙地输电线两端接入阻值为10Ω的电阻时（图中未画出），电压表示数为5.0V，电流表示数为0.10A；保持电源电压不变，技术人员在某处将输电线线设置成短路（图中未画出），再次测试时，电流表示数为0.25A．求：

（1）甲、乙两地间每条输电线的电阻值；

（2）短路位置离甲地的距离。

4．（2019•咸宁）如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器的最大阻值是20Ω．闭合开关，滑动变阻器消耗的电功率P与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示。

（1）当滑动变阻器滑片从左端移至右端的过程中，电压表的示数　　（选填“逐渐增大”、“先增大后减小”或“逐渐减小”）；

（2）结合图乙数据计算定值电阻R0的阻值；

（3