最新中考物理电学综合计算题及答案.docx
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最新中考物理电学综合计算题及答案
最新中考物理电学综合计算题及答案
一、电磁学综合题
1.(3)电能3200imp/kW•h,表示电能表指示灯闪烁3200次,消耗的电能为1kW•h,当1min内闪了64次时,则微波炉消耗的电能是:
=72000J,微波炉消耗的电能的功率是:
=1200W.(2019·曲靖一中卓立学校中考模拟)图为某三档位(慢加热、快加热、保温)电热水器的简化电路图,R1、R2均为加热电阻(温度对电阻的影响忽略不计);铭牌上的部分参数如下表所示,其中快加热功率模糊不清,该热水器能将水加热到的最高温度为75℃,求:
额定电压
220V
保温功率
605W
慢加热功率
1210W
快加热功率
(1)若电热器中已装满初温为25℃的水40kg,将这些水加热到最高温度,水吸收的热量_______(c水=4.2×103J/kg·℃);
(2)当开关S1闭合,S2接b时,电热水器处于________状态,求R1的阻值_________;
(3)若加热电阻产生的热量有84%被水吸收,用该电热水器把原有的水加热到最高温度,用快加热比用慢加热节约多少时间____?
【答案】8.4×106J慢加热40Ω4132s
【解析】
【详解】
(1)用该电热水器把水加热到最高温度,水需要吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/kg·℃)×40kg×(75℃-25℃)=8.4×106J;
(2)开关S1闭合,S2接b,电热水器处于慢加热工作状态,R1的阻值:
;
(3)电热水器消耗的电能:
,
开关S1断开,S2接b,R1、R2串联,电路中的阻值R串=R1+R2,此时电路中的总电阻最大,总功率最小,电热水器处于保温工作状态,此时电路中的阻值:
,
则R2=R串-R1=80Ω-40Ω=40Ω,
开关S1闭合,S2接a,R1、R2并联,电路中的阻值:
,
此时电路中的总电阻最小,总功率最大,电热水器处于快加热工作状态,则快加热功率:
,
用该电热水器用快加热把原有的水加热到最高温度所用时间:
,
用该电热水器用慢加热把原有的水加热到最高温度所用时间:
,
2.(4)因为电解铝的密度小,根据公式ρ=
可知,火炬体积一定时,选用电解铝材质会大大减轻火炬质量。
(2019·广东中考模拟)如图甲是某饮水器的原理图。
饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1(是一个定值电阻)和热敏电阻Rx,只要水面到达如图所示的位置,接触开关S1就会导通。
继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。
(1)若分别把电热丝R1和热敏电阻Rx单独接入某电源电路中,它们的电流随电压的变化曲线是图乙中A、B、C中的两条。
可知R1的阻值是_____Ω,饮水器的正常加热功率是_____W。
(2)为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路,热敏电阻Rx应选择图乙中的_____(选填图象中的字母)。
在使用过程中,发现饮水器内的水实际加热到90℃就自动切断了加热电路,为了使水能在加热至沸腾后才能自动切断加热电路,可将滑动变阻R2的滑片向_____调节。
(3)已知该饮水器装有10kg水,在实际使用中发现,当只有饮水器接入电路中时,它将水从20℃加热到100℃的过程中,电能表的转盘转了3000转,则该饮水器加热过程中的热效率是_____(保留小数点后一位)。
(电能表参数“2500revs/kW•h”,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃))
【答案】104840C左77.8%
【解析】
【详解】
(1)因为R1是定值电阻,则通过R1的电流与它两端电压成正比,其I﹣U图象为过原点的倾斜直线,所以图像中B为定值电阻R1的电流随电压的变化曲线;结合欧姆定律,取图像中点(10V,1.0A)可得,R1的阻值为R1=
=
=10Ω,其正常工作时的功率为P=
=
=4840W。
(2)为了使饮水器在水加热至沸腾后能自动切断加热电路,则应使继电器开关S2断开,应减弱电磁铁的磁性,根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知应减小控制电路中的电流,由欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值应变大,即热敏电阻Rx的阻值应随温度升高而变大,图乙中C曲线反映了电阻的阻值随温度升高(两端电压越高,电流越大,产生热量越多,温度就越高)而变大的特性,故选C;若要饮水器内的水加热到90℃还能继续加热,即继电器开关S2仍然是闭合的,需要增强电磁铁的磁性,应增大此时控制电路中的电流,由欧姆定律可知应减小控制电路的总电阻,而温度为90℃时热敏电阻的阻值是一定的,所以应减小滑动变阻器R2的阻值,即R2的滑片向左调节。
3.(5)如图乙所示,
为光敏电阻与
为定值电阻串联,根据串联分压原理以及实际拍摄时为了保持清晰,当外界环境光线较强时,无人机的航拍镜头中将电子镜应减小透光能力(即减小受控电压,此时所并联的电阻应减小),当外界环境光线较弱时,无人机的航拍镜头中将电子镜应增大透光能力(即增大受控电压,此时所并联的电阻应增大),又因为光敏电阻的阻值随受光强度的增加而减少,而无人机的航拍镜头透光能力随着受控电压的增加而增加,所以电子镜头电路应该与光敏电阻相并联。
(2019·广东中考模拟)阅读短文,回答问题
豆浆机
某型号豆浆机,净重为2kg,底面面积为4cm2,豆浆机工作时,
额定电压
220V
电机功率
100W
加热功率
1100W
电热管加热与电动机打浆过程交替进行,都是通过MCU有关脚控制,相应三极管驱动,再由多个继电器组成继电器组实施电路转换来完成,其部分参数如表
(1)空豆浆机放在水平桌面上,对水平桌面的压强为_____Pa(g取10N/kg)。
(2)加热和打浆是交替进行,由此可知,豆浆机中的电动机和电热管的连接方式是_____(填“串联”或“并联”);三极管是属于_____(填“导体”、“半导体”或“超导”)材料。
(3)不计热量的损失,加热管正常工作80s,可使1kg豆浆的温度升高_____℃[c豆浆=4×103J/(kg•℃)]:
豆浆飘出阵阵香味说明分子在_____。
(4)电热管通电一段时间后变得很烫,而与豆浆机连接的导线却不怎么热,主要是因_________产量的热量少。
若豆浆机正常打好一次豆浆消耗的总电能为0.17kW•h,加热与打浆的时间之比为3:
1,则打好一次豆浆需_________h。
【答案】5×104并联半导体22不停地做无规则运动导线电阻小0.2
【解析】
【详解】
(1)因水平面上物体的压力和自身的重力大小相等,所以,空豆浆机放在水平桌面上,对桌面的压强:
p=
=5×104Pa;
(2)加热和打浆是交替进行,说明豆浆机中的电动机和电热管可以独立工作、互不影响即为并联;三极管是属于半导体材料;
(3)加热管正常工作80s,消耗的电能:
W=Pt=1100W×80s=8.8×104J,
不计热量损失,水吸收的热量:
Q吸=W=8.8×104J,由Q吸=cmΔt可得,豆浆升高的温度:
Δt=
=22℃;
豆浆飘出阵阵香味说明分子在不停地做无规则运动;
4.
(2019·江苏中考模拟)阅读短文,回答问题
观光电梯
电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具.电梯的简易结构如图甲所示,电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧,在电梯半载时,轿厢总重和配重的重力基本相等.满载上升时,主电动机提供动力,驱动轿厢.
如图乙所示,为某商业大厦安装的观光电梯,其相关参数如下表.为了安全,电梯设置了超载自动报警系统,其工作原理如图丙所示,控制电路的电源电压U为12V,压力传感器的电阻R与所受压力F的关系图像如图丁所示,电磁继电器阻值可忽略.当电流大于0.2A时,会启动警报系统,同时无论如何按压电梯控制器,门电动机均不工作.此外,电梯需经常保养,“运行频次比ω”是电梯养护的重要指标,ω一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示.
(1)为便于观光,电梯的外壁采用玻璃材料,主要是因为玻璃有较好的____性,该观光电梯配重的重力约为____N.
(2)下列有关该电梯的说法中,正确的是____.
A.主电机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦
B.超载自动报警系统中电磁铁的右端为S极
C.电梯满载上行时,电动机需顺时针转动
D.报警电铃的工作原理是电磁感应
(3)乙图中,当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升,则可推知A电梯在______且速度__(大于/小于/等于)B电梯的速度.
(4)控制电路中R0=____Ω.若使用一段时间,电梯未满载就报警,则说明R0的阻值变____(大/小).
(5)该商业大厦每天营业时间为12h,设电梯均在额定功率下运行.经测算,该观光电梯平均每天耗电72kW•h,则该观光电梯的“运行频次比”ω=____(结果写成小数形式).
【答案】透光性7000C上升大于20小3.8
【解析】
【详解】
(1)乘客在随电梯竖直上升的过程中,可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色,
所以为便于观光,电梯的外壁采用玻璃材料,主要是因为玻璃有较好的透光性。
轿厢的重力:
G轿厢=mg=500kg×10N/kg=5000N,
电梯半载时:
G半载=
G最大=
×4000N=2000N,
由题意知,配重的重力:
G配=G轿厢+G半载=5000N+2000N=7000N,
(2)A、主电机与钢丝绳之间的摩擦使钢丝绳上升,该摩擦属于有益摩擦,故A错误;
B.超载自动报警系统报警时,电流从电磁铁的右端导线流入,利用安培定则判断出电磁铁的右端为N极,左端为S极,故B错误;
C.电梯满载上行时,钢丝绳对轿厢由向上的拉力,所以电动机需顺时针转动对其产生向上的摩擦力,故C正确;
D.报警电铃的工作原理是电的磁效应,故D错误。
(3)当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升,此时B电梯里的乘客以自己的电梯为参照物,
可推知A电梯在上升,且速度大于B电梯的速度。
(4)当电梯刚好满载时,即压力传感器所受压力F=G最大=4000N.
由图象可知,压力传感器的电阻R=40Ω,
由欧姆定律得,电路总电阻:
R总=
=
=60Ω,
根据串联电路电阻特点可知,R0的阻值:
R0=R总−R=60Ω−40Ω=20Ω,
当电梯未满载时,压力传感器所受压力变小,由图象可知,压力传感器的电阻变大,
由于电梯报警时的电流和电源电压不变,根据R总=
可知,电路总电阻不变,则说明R0的阻值变小。
(5)由P=
得,电梯运行消耗的电能:
W运行=P额t运行=25kW×t运行,
电梯待机消耗的电能:
W待机=P待机t待机=1kW×t待机,
则电梯平均每天消耗的电能:
W=W运行+W待机,即:
25kW×t运行+1kW×t待机=72kW⋅h−−−①
t运行+t待机=12h−−−②
联立①②可解得:
t运行=2.5h,t待机=9.5h;
则该观光电梯的“运行频次比”:
5.ω=
=
=3.8.(2019·河北中考模拟)小明家新添了一台变频空调,都分参数如下表所示,当室温和空调的设定温度相差较大时,变频空调一开机,即以最大功率工作,使室温迅速达到设定温度;当室温达到设定温度后,空调的制冷(热)功率随之减小,以维持室温基本不变。
该空调另设电辅热功能,可以辅助制热,以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
型号
XXX
功能
冷暖(辅助电加热)
制冷功率P冷/W
变化范围180~1600
制热功率P热/W
变化范围200~1900
电辅热功率P辅热/W
1000
电源电压/V
220
(1)空调接入家庭电路后,与其他用电器___________联。
(2)假设该空调开面后以最大制冷功率工作0.5h,使室温降至设定温度。
然后,空调又以某一恒定的功率工作了2.5h,该过程空调消耗的电能为1.9kW·h。
求:
①前0.5h空调消耗的电能_____
②后2.5h通过空调的电流_____。
【答案】并联
;2A
【解析】
【详解】
(1)并联电路中各用电器直接互不影响,所以空调接入家庭电路后,与其他用电器是并联的;
(2)①前0.5h空调消耗的电能为:
W前=P大t1=1600
;
②因为后2.5h空调消耗的电能为:
:
W后=1.9
,
所以后2.5h空调的功率为:
P后=
=
=0.44kW=440W,
6.则此时电流表的读数是:
I′=
=0.025A。
(2019·山东中考模拟)图甲是家庭常用的电热壶及其铭牌。
(1)电热壶外部能看到漂浮着红色浮球的透明水位计,顶部开有通气孔的水位计底部与电热壶内底相通,形成_____,红色浮球指示壶内水量,其受到的浮力_____(填“大于”、“等于”或“小于”)自身重力。
图乙显示电热壶烧水的最大水量为1.7L,现装水量为_____L.图丙显示电热壶烧水的最小水量,当电热壶装有最小水量时,壶内的水_____(填“会”或“不会”)浸没电热圈。
(2)图丁是电热壶通电用的三脚插头和三孔插座,则A孔接_____,B孔接_____。
(3)电热壶正常工作时的电流为多少安_____?
电阻为多少欧________?
(4)若电热壶现装水的初温为20℃,电热壶烧水效率为90%,通电正常工作4.2min,问:
①电热壶内水的质量是多少千克_______?
②水能不能被烧开__________?
[1L=10﹣3m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),大气压为1标准大气压]
【答案】连通器等于1.5会地线火线5A44Ω1.5kg不能
【解析】
【详解】
(1)电热水壶的水位计是一个小容器,其顶部有通气孔,其底部与壶内的水直接连接,构成连通器,所以,静止时水位计中水位与壶内的水位是一致的;由于红色浮球是漂浮在液面上,所以,受浮力和重力二力平衡,即大小相等;水位计内液面和量筒内液面一样,呈凹形,读数时视线应与凹液面底部相平,由图乙知道,底部对应1.5L,即现装水量为1.5L;当壶内水面达到最小水量时,说明是安全的,即水能够浸没电热圈。
(2)安全用电要求三孔插座的接法是:
右火、左零、上地,所以,A是上边的孔,接地线,B是右边的孔,接火线。
(3)根据P=UI知道,电热壶正常工作时的电流是:
I=
=5A;
根据P=
知道,电热壶正常工作时的电阻是:
R=
=44Ω;
(4)①1.5L=1.5×10﹣3m3,由ρ=
知道,电热壶内水的质量是:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg;
②4.2min=4.2×60s=252s,
由p=
知道,消耗的电能是:
W=Pt=1100W×252s=277200J,
水吸收的热是:
Q吸=ηW=90%×277200J=249480J,
由Q吸=cm△t知道,水升高的温度是:
△t=
=39.6℃,
7.答:
(1)R2的阻值为1100Ω;
(2)①该加热器的实际功率为33W;②该人造太阳的功率至少为3.454×108W;(3)利用相同面积的接收装置,为了能从人造太阳中获得更多的能量,在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些。
(2019·湖北中考模拟)下图所示的是一种用来煎烤食物的双面电饼铛,它的上、下盘既可以同时加热,也可以在把手
处掀起上盘(
是上盘转轴所在的位置),使用下盘单独加热。
(1)图甲中,若要用最小的力掀起电饼铛的上盘,请画出这个最小的力的示意图。
(________)
(2)若电饼铛的上盘可以近似地看成是一个质地均匀的圆盘,其直径为
,质量为
,则将上盘由图甲所示的位置掀起至图乙所示的竖直位置,人手克服上盘重力所做的功约是多少焦_______?
(3)电饼铛简化的内部电路如图丙所示。
闭合电源开关
,当温控开关
接接线柱“2”时,下盘开始加热,再闭合开关
,上盘也开始加热;当温度超过设定温度时,温控开关
自动转接接线柱“1”,进入保温状态。
电饼铛的部分参数如丁表所示,若某次煎烤食物时发现指示灯
、
和
发光的时间分别为12
、10
和5
,则此次煎烤食物的过程中,电饼铛消耗的电能是多少焦________?
(不计电路中指示灯消耗的电能)
【答案】
【解析】
【详解】
(1)根据杠杆平衡条件,若要用力掀起电饼铛的上盘,在阻力和阻力臂一定时,动力臂最大,则动力最小。
由图可知,当OA连线为力臂时,动力臂最大,此时动力最小。
过A点作OA的垂线,方向向斜上方,如图:
(2)若电饼铛的上盘可以近似地看成是一个质地均匀的圆盘,其直径为24cm,将上盘由图甲所示的位置掀起至图乙所示的竖直位置,则重心在重力的方向上移动的距离为
,
人手克服上盘重力所做的功
。
(3)由题,闭合电源开关S1,当温控开关S2接接线柱“2”时,下盘开始加热,再闭合开关S3,上盘也开始加热;当温度超过设定温度时,温控开关S2自动转接接线柱“1”,进入保温状态。
灯泡L1、L2、L3分别与电阻R1、R2、R3并联,三个灯泡的发光时间即为所并联电阻的工作时间,故此次煎烤食物的过程中,电饼铛消耗的电能
8.
(2)从图中和表中数据可知,2021年地磁S极的经度在160°E-170°E之间,大约166°E,2007年纬度在84°N,2021年地磁S极的纬度高于84°N,从图中可知大约在87°N。
故B符合题意。
(2019·西安行知中学中考模拟)市场上有一种电热水机,如图所示是饮水机的简化电路图,S是温控开关,R1是调节电阻,其阻值为176Ω,R2是供热的电阻丝,它有高低两个挡位。
饮水机的铭牌参数如图所示。
求:
(1)电热水机工作时,将_____能转化为_____能。
(2)R2的阻值是多少________?
(3)某次用低挡位工作时,需要将质量为1kg,初温12℃的水在一标准大气压下烧开,需要加热多长时间?
(不计热损失,c水=4.2×103J/(kg℃)________
(4)由(3)中计算可知,用低温挡把水烧开时,时间太长,想要缩短时间,那么在保证高温挡功率不变的情况下,如何对原电路进行改造?
(只说明改变电阻的做法,不用计算)_________
【答案】电内44Ω840s给R1并联一个电阻R3即可
【解析】
【详解】
(1)电热水机工作时,是将电能转化为内能,主要利用了电流的热效应。
(2)当温控开关S闭合时,电阻R1被短路,只有加热电阻R2接入电路,饮水机处于加热状态,由
得R2的阻值:
,
(3)当S断开时,R1与R2串联,电路中的总电阻最大,总功率最小,饮水机处于保温状态(低挡位),因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时电路中的电流:
,
则电热饮水机的保温功率(即加热电阻R2消耗的功率):
。
一标准大气压下,水的沸点t=100℃,把水烧开,水吸收的热量:
。
不计热损失,饮水机消耗的电能:
,
由
知,饮水机需要加热的时间:
;
(4)用低温挡把水烧开时,时间太长,想要缩短时间,在保证高温挡功率不变的情况下,需要增大R2的功率,需增大电流,需减小总电阻,则应给R1并联一个电阻R3即可。