呼伦贝尔兴安盟专版中考物理复习练习题型训练五.docx

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呼伦贝尔兴安盟专版中考物理复习练习题型训练五

　[题型训练（五）　电学综合计算题]

类型1　电路综合计算题

|强化训练|

1．【2016·安顺】如图T5－2所示电路，电源电压恒为12V，电阻R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω　3A”的字样，小灯泡L上标有“12V　6W”的字样，电流表的量程为0～3A。

（1）当开关S1、S2、S都闭合时，求小灯泡L在5min内产生的热量。

（滑动变阻器R2连入电路的电阻不为0）

（2）当开关S1、S2、S都闭合，电流表的示数为2A时，求R2消耗的电功率。

（3）当开关S1、S2都断开，S闭合时，要求电流表示数不小于其量程的，求滑动变阻器R2接入电路的最大阻值。

图T5－2

2.【2016·威海】如图T5－3所示是某型号电动轮椅工作原理示意图，开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。

已知蓄电池的电压为24V且保持不变，R2的阻值为10Ω，电动机的额定功率为100W，额定电压为24V，请解答下列问题：

（1）当开关S1和S2同时接________时，电动轮椅前进；电动轮椅既能前进又能后退，是因为电动机线圈中电流的________能够改变。

（2）当电动轮椅后退时，电流表示数为1A，此时电动机的实际功率是多少？

（3）当电动机以额定功率工作时，电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为2m/s，若此时电动机消耗的电能有75%转化为电动轮椅前进的机械能，此时电动轮椅受到的阻力是多大？

图T5－3

3．【2016·青岛】如图T5－4甲所示的电路，电源电压保持不变。

小灯泡L上标有“4V　1.6W”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2＝20Ω，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。

请画出该题的各个等效电路图，求：

（1）小灯泡正常工作时的电阻是多少。

（2）只闭合开关S、S2和S3，移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时，R2消耗的电功率为1.25W，此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少。

（3）只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1的滑片P，小灯泡L的I－U图像如图乙所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围是多少。

图T5－4

4．【2016·宜宾】如图T5－5是某电器设备的部分电路，电源电压U＝4.5V保持不变，灯泡L标有“6V　6W”字样。

已知闭合开关S1和S3时，电路消耗的功率为2.025W，不计灯丝电阻随温度的变化。

（1）求定值电阻R1的阻值。

（2）三个开关S1、S2、S3都闭合时，求通过电流表的电流大小。

（3）电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器R2的阻值在0～20Ω内可调，只闭合开关S2，在保证电表安全的情况下，求灯泡L消耗的电功率的变化范围。

图T5－5

5．【2016·南宁】某校科技小组设计了如图T5－6甲所示的汽车转向灯电路模型原理图，接通相应指示灯后，该指示灯会亮（正常发光）、暗（微弱发光）交替闪烁。

电路中电源电压12V不变，指示灯的规格均为“12V　6W”，R0为定值电阻，左转或右转指示灯单独闪烁时，R0两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示。

设指示灯的电阻不变，电磁铁线圈及衔铁的电阻值不计。

求：

（1）指示灯的电阻。

（2）转向开关S与触点“3”和“4”接通时，指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流。

（3）转向开关S与触点“2”和“3”接通时，指示灯微弱发光状态下的实际电功率。

（4）转向开关S与触点“4”和“5”接通时，指示灯交替闪烁工作1min消耗的电能。

图T5－6

6．【2016·无锡】如图T5－7所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路。

L为“220V

22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，电源由两节干电池串联而成，电压为2.8V。

R1为阻值10Ω的定值电阻。

R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。

（1）①灯L正常工作时，通过它的电流是多少？

②受控电路中导线a端应连接照明电路的火线还是零线？

（2）当电压表示数为2.1V时，光敏电阻的阻值为多大？

（电磁铁A的线圈电阻忽略不计）

（3）如果控制电路的电源换成两节新的干电池，照明灯L有没有可能在白天就发光？

请说明理由。

图T5－7

类型2　电热综合计算题

|强化训练|

1．如图T5－9所示，是某种电热饮水机的简化电路图。

它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），阅读该饮水机说明书可知：

热水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率为400W，保温时的功率为40W。

求：

（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态。

（2）R1和R2的电阻值各是多大。

（3）在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间。

[c水＝4.2×103J/（kg·℃），ρ水＝1×103kg/m3，忽略温度对电阻的影响]

图T5－9

2．如图T5－10所示，是某鱼缸水温调节器的原理图，其中R1为阻值可调的电热丝，开关S2为单刀双掷开关。

开关S1闭合、S2接b时，电路处于加热状态；当开关S1断开、S2接a时，电路处于保温状态，已知U＝220V，R2＝880Ω，R1不会短路。

水的比热容c＝4.2×103J/（kg·℃）。

求：

（1）当电路处于加热状态时，通过电阻R2的电流为多少。

（2）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P＝48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为多少。

（3）当电路处于加热状态时，要将缸中m＝48.4kg的水温升高Δt＝2℃，现调节电热丝R1使其阻值为R1＝200Ω，则加热需多长时间。

（假设电热全部被水吸收，且无热量散失，小数点后保留一位小数）

图T5－10

3．小滨对家中的豆浆机非常感兴趣，于是，他收集了如下信息：

如图T5－11甲所示是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P1＝200W；R是加热电阻，额定功率P2＝1100W。

图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息。

请你根据信息求解以下问题：

（1）豆浆机正常工作，打浆时的工作电流。

（小数后保留两位小数）

（2）豆浆机加热电阻的阻值。

（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能。

（4）一次妈妈做豆浆时，小滨对豆浆机的实际加热电功率产生了怀疑。

他用所学知识和妈妈合作进行了如下实验：

关掉家里的所有用电器，只让豆浆机单独工作，豆浆机在加热过程中，他观察到家中的电子式电能表[“220V　10（40）A　1800imp/（kW·h）”]的耗电指示灯1min闪烁了30imp（imp表示闪烁次数）。

请帮助小滨计算豆浆机的实际加热电功率，并分析产生这种情况的可能原因。

图T5－11

4．图T5－12甲是小明同学家购买的微电脑控制电茶壶，具有自动抽水、煮水、显示水温、控温等功能，使用十分方便。

据查，该产品额定电压为220V，额定总功率为1210W，煮水时功率为1200W，茶壶容量为1.0L，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）。

（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）

（1）将550mL的纯净水从桶中提升0.6m，求电动机对水所做的功。

（2）利用“煮水挡”将550mL的水加热4min的实验数据如下表，请计算0～3min的能量损失。

时间/min

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

温度/℃

20

21

33

49

66

82

95

95

95

（3）根据表中数据在图乙中作出水被加热的温度－时间图像，并分析0～0.5min温度上升缓慢的主要原因。

图T5－12

5．某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图T5－13甲所示。

“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。

电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻R0，“浴霸”共安装有2盏标有“220V　440W”的灯泡，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，电磁继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，电磁继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。

求：

（1）工作电路正常工作时，每盏灯泡在1min内产生的热量是多少。

（2）若浴室中的温度不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值是多少。

（3）若电源电压U1恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在多大范围内。

图T5－13

6．当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊”的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图T5－14所示。

假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：

额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.5Ω。

在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25s，把质量为3t的重物吊起22m。

求：

（g取10N/kg）

（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能。

（2）电动机吊起重物的过程中线圈产生的热量。

（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率。

图T5－14

类型3　传感器电路计算题

|强化训练|

【2017·泰安】小明同学设计了如图T5－16甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6V，R0为定值电阻，指示灯规格为“6V　3W”，电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计。

指示灯的电压与电流的变化规律如下表所示：

电压/V

…

0.5

1.2

2.0

3.0

4.0

5.0

5.5

…

电流/A

…

0.08

0.12

0.18

0.26

0.34

0.42

0.46

…

（1）若让左、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点________（选填“1和2”“2和3”“3和4”或“4和5”）接通。

（2）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律如图乙所示，已知当右转指示灯微弱发光时，右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1∶4，求定值电阻R0的阻值。

（3）右转指示灯交替闪烁工作15s时，求指示灯和R0消耗的电能分别是多少。

图T5－16

参考答案

类型1　电路综合计算题

|强化训练|

1．解：

（1）当开关S1、S2、S都闭合时，L与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且等于小灯泡的额定电压，所以，小灯泡L在5min内产生的热量

QL＝WL＝PLt＝6W×5×60s＝1800J。

（2）当开关S1、S2、S都闭合时，电流表测干路电流，通过L的电流IL＝＝＝0.5A，

通过R2的电流

I2＝I－IL＝2A－0.5A＝1.5A，

则R2消耗的电功率

P2＝UI2＝12V×1.5A＝18W。

（3）当开关S1、S2都断开，S闭合时，R1与R2串联，因电流表示数不小于其量程的，且电流表的量程为0～3A，所以，电路中的最小电流

I小＝×3A＝1A，

电路中的最大总电阻R大＝＝＝12Ω，

滑动变阻器R2接入电路的最大阻值

R2大＝R大－R1＝12Ω－5Ω＝7Ω。

2．解：

（1）1　方向

（2）由题意，当电动轮椅后退时两开关均接“2”，R2与电动机串联。

方法一：

电阻R2两端的电压：

U2＝IR2＝1A×10Ω＝10V，

电动机的实际电压：

U0＝U－U2＝24V－10V＝14V，

电动机的实际功率：

P0实＝U0I＝14V×1A＝14W。

方法二：

电路消耗的总功率：

P总＝UI＝24V×1A＝24W，

R2的功率：

P2＝I2R2＝（1A）2×10Ω＝10W，

电动机的实际功率：

P0实＝P总－P2＝24W－10W＝14W。

（3）方法一：

电动机的机械功率P机＝P0η＝100W×75%＝75W。

牵引力F＝＝＝37.5N，

因为匀速前进，所以阻力f＝F＝37.5N。

方法二：

电流：

I′＝＝＝A，

因为效率η＝＝＝75%，

所以牵引力F＝＝＝37.5N，

因为匀速前进，所以阻力f＝F＝37.5N。

3．解：

（1）小灯泡正常工作时的电阻：

RL＝＝＝10Ω。

（2）闭合开关S、S2和S3时，等效电路图如图所示：

电源电压U＝＝＝5V，

此时电路中的总电阻R＝＝＝10Ω，

＝＋，即＝＋，

解得：

R1＝20Ω。

（3）只闭合开关S和S1时，等效电路图如图所示：

灯泡正常发光时的电流IL＝＝＝0.4A，电流表的量程为0～0.6A，

所以，电路中的最大电流I大＝0.4A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，

此时电路中的总电阻R′＝＝＝12.5Ω，

滑动变阻器接入电路中的最小阻值为

R1小＝R′－RL＝12.5Ω－10Ω＝2.5Ω。

当电压表的示数U1大＝3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，

灯泡两端的电压：

UL′＝U－U1大＝5V－3V＝2V，

由题图乙可知，此时通过灯泡的电流即电路中的电流I小＝0.25A，

则滑动变阻器接入电路中的电阻最大，

R1大＝＝＝12Ω，

则滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5～12Ω。

4．解：

（1）闭合开关S1和S3时，电路为R1的简单电路，

定值电阻R1的阻值R1＝＝＝10Ω。

（2）三个开关S1、S2、S3都闭合时，R1与L并联，电流表测干路电流，

灯泡的电阻RL＝＝＝6Ω，

电路中的总电阻

R＝＝＝3.75Ω，

通过电流表的电流大小I＝＝＝1.2A。

（3）只闭合开关S2时，灯泡L与R2串联，电流表测电路中的电流，电压表测R2两端的电压，灯泡的额定电流IL＝＝＝1A，

因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，

所以，电路中的最大电流I大＝0.6A，

则灯泡消耗的最大功率PL大＝I大2RL＝（0.6A）2×6Ω＝2.16W。

当电压表的示数最大U2＝3V时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小，

灯泡两端的电压

UL′＝U－U2＝4.5V－3V＝1.5V，

灯泡L消耗的最小功率PL小＝＝＝0.375W。

所以，灯泡L消耗的电功率的变化范围为0.375～2.16W。

5．解：

（1）指示灯的电阻

RL＝＝＝24Ω。

（2）由题图可知，转向开关接“3”和“4”时，左转、右转指示灯同时工作；

指示灯处于正常发光时通过电流

IL＝＝＝0.5A；

两灯正常发光时，R0部分被短路，

则通过衔铁的电流I＝2IL＝2×0.5A＝1A。

（3）转向开关S与触点“2”和“3”接触时，由题图乙可知当指示灯微弱发光时R0两端的电压为

U0＝9.6V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以指示灯两端的电压

UL实＝U－U0＝12V－9.6V＝2.4V，

则指示灯的实际功率

PL实＝＝＝0.24W。

（4）转向开关S与触点“4”和“5”接触时，由题图乙可知，交替工作的周期为0.3s，一个周期内正常发光时间为0.2s，微弱发光时间为0.1s；

则指示灯交替闪烁工作1min，

正常发光的时间t1＝×0.2s＝40s，微弱发光的时间t2＝t－t1＝60s－40s＝20s；

正常发光消耗的电能

W1＝PLt1＝6W×40s＝240J，

微弱发光时消耗的电能

W2＝PL实t2＝0.24W×20s＝4.8J；

共消耗电能

W＝W1＋W2＝240J＋4.8J＝244.8J。

6．解：

（1）①灯L正常工作时通过它的电流

IL＝＝＝0.1A。

②开关控制灯泡时，开关接在火线上，所以受控电路中导线a端应连接照明电路的火线。

（2）当电压表示数为2.1V时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压

U1＝U－U2＝2.8V－2.1V＝0.7V，

因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流I＝＝，即＝，

解得R2＝30Ω。

（3）如果控制电路的电源换成两节新的干电池，则电源的电压增大，由欧姆定律可知，控制电路中的电流增大，在天暗时，控制电路的电流还没达到使电磁铁磁性减弱到能够松开衔铁的电流，照明灯L不发光，所以，照明灯L没有可能在白天就发光。

类型2　电热综合计算题

|强化训练|

1．

（1）由题图可知，开关S0断开时两电阻串联，电路电阻较大，开关S0闭合时，只有电阻R1接入电路，电阻R2被短路，此时电路电阻较小，电源电压U一定，由P＝可知，电阻越大，饮水机功率越小，电阻越小，饮水机功率越大，因此当开关S0断开时，电路阻值较大，电功率较小，饮水机处于保温状态。

（2）电阻R1＝＝＝121Ω；

电阻R总＝＝＝1210Ω，

电阻R2＝R总－R1＝1210Ω－121Ω＝1089Ω。

（3）设加热时间为t，

P′加×t×80%＝Q吸，

×t×80%＝c水m水Δt水＝c水ρ水V水Δt水，

t＝＝

＝2541s。

2．解：

（1）当电路处于加热状态时，等效电路图如图所示

通过电阻R2的电流I2＝＝＝0.25A。

（2）当电路处于保温状态时，等效电路图如图所示

电路的总电阻R＝＝＝1000Ω，

则R1′＝R－R2＝1000Ω－880Ω＝120Ω。

（3）当电路处于加热状态时，等效电路图如图所示

水需要吸收的热量

Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×48.4kg×2℃＝406560J，

此时电路中的总电阻

R总＝＝＝Ω，

此时电路的总功率

P加热′＝＝＝297W，

加热时间

t＝＝＝≈1368.9s。

3．解：

（1）豆浆机正常工作，打浆时的工作电流

I＝＝≈0.91A。

（2）加热电阻的阻值

R＝＝＝44Ω。

（3）豆浆机正常工作做一次豆浆，

总打浆的时间t1＝2min＝120s，

总加热的时间t2＝11min＝660s，

总共消耗的电能W总＝P1t1＋P2t2＝200W×120s＋1100W×660s＝7.5×105J。

（4）豆浆机在1min内消耗的电能

W实＝＝kW·h＝6×104J，

豆浆机的实际加热功率

P实＝＝＝1000W，

实际功率小于额定功率的原因可能是实际电压小于额定电压。

4．解：

（1）水的质量m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×5.5×10－4m3＝0.55kg，

水的重力G＝mg＝0.55kg×10N/kg＝5.5N，

电动机对水所做的功W＝Gh＝5.5N×0.6m＝3.3J。

（2）水吸收的热量Q＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×0.55kg×（95℃－20℃）＝1.7325×105J，

电热水壶消耗的电能

W＝Pt＝1200W×3×60s＝2.16×105J，

0～3min的能量损失为W损＝W－Q＝2.16×105J－1.7325×105J＝4.275×104J。

（3）如图所示

0～0.5min温度上升缓慢的主要原因：

刚开始加热的时候，电茶壶本身需要吸收一部分热量。

5．解：

（1）每盏灯泡正常工作时的功率P＝440W，在1min内产生的热量Q＝W＝Pt＝440W×60s＝2.64×104J。

（2）R1和R0串联，由题图乙得，40℃时R1阻值为R1＝180Ω，

所以R总＝R1＋R0＝180Ω＋20Ω＝200Ω；

因此，控制电路的最小电压为

U1小＝IR总1＝50×10－3A×200Ω＝10V。

（3）取临界情况，当控制电路中的电流为I＝50mA＝0.05A时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R′1＋R0＝＝＝240Ω，

则R1′＝240Ω－R0＝240Ω－20Ω＝220Ω，由图乙可得热敏电阻对应的室内温度为30℃；

当电流为I′＝40mA＝0.04A时，

因R1″＋R0＝＝＝300Ω，

则R1″＝300Ω－R0＝300Ω－20Ω＝280Ω，由图乙可得此时热敏电阻对应的室内温度为22℃。

所以，室内温度可控制在22～30℃范围内。

6．解：

（1）由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P＝38kW＝3.8×104W，工作时间t＝25s，

电动机消耗的电能

W＝Pt＝3.8×104W×25s＝9.5×105J。

（2）电动机正常工作时的电流

I＝＝＝100A，

线圈产生的热量

Q＝I2Rt＝（100A）2×0.5Ω×25s＝1.25×105J。

（3）“塔吊”电能转化为机械能的总量，即机械部分所做的总功

W机＝W－Q＝9.5×105J－1.25×105J＝8.25×105J，

该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率

η＝＝＝＝＝80%。

类型3　传感器电路计算题

|强化训练|

解：

（1）3和4

（2）由题意得＝＝，U总＝U1＋U0＝6V，

故U1＝1.2V，U0＝4.8V；

由题表信息可知，当U1＝1.2V时，右转指示灯的电流是I＝0.12A，

则R0＝＝＝40Ω。

（3）由题图乙可知：

右转指示灯交替闪烁15s内，亮、暗发光时间分别是t1＝5s、t2＝10s，消耗的电能分别是W1＝Pt1＝3W×5s＝15J，

W2＝U1It2＝1.2V×0.12A×10s＝1.44J，

指示灯消耗的电能W＝W1＋W2＝15J＋1.44J＝16.44J，

15s内R0的通电时间是t2＝10s，

R0消耗的电能W0＝U0It2＝4.8V×0.12A×10s＝5.76J。