物理计算专题.docx
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物理计算专题
计算专题训练
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题号
一、计算题
总分
得分
评卷人
得分
一、计算题
（每空？
分，共？
分）
1、一只小灯泡的额定电压为2.5V，将它连入如图甲所示电路中，电源电压为4.5V且保持不变，通过实验得到小灯泡的电流随电压变化的曲线图如图乙所示．
求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）为保证小灯泡的正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻大小；
（3）当电流表的示数为0.15A时．滑动变阻器在1min内产生的热量．
2、 某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，图14甲是其原理图．放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连。
弹簧上端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R2接触良好且不计摩擦）．已知物体A的质量为100kg，定值电阻R1=6Ω，R2是一根长为6cm的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），其最大阻值为24Ω，电源电压为6V，电流表的量程为0~0.6A．当不拉拉环是时，金属滑片P刚好处于a端．已知该弹簧伸长的长度△l与所受竖直向上的拉力F间的关系如图14乙所示，问：
（1）要把电流表的表盘改为拉力计的表盘，则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处？
（2）闭合开关，当电流表示数为0.6A时，R2接入电路中的电阻为多少？
（3）在保证电路安全的条件下，物块A对地面的压力范围是多少？
3、图为某小汽车测定油箱内油量的电路原理图．其中：
Rx为压力传感器，它的电阻值随受到压力的变化而变化，阻值随压力变化的关系如图所示；表A为油量表，它实质是一只电流表，油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显
示出来；R0是阻值为5Ω的定值电阻；电源电压恒为15V
；油箱位于压力传感器Rx上，空油箱重50N．若电流表的量程为0~0.6A，该油箱加满油时，指针恰好指示
最大刻度。
求：
①油箱
加满油时，R0两端的电压和Rx的阻值.
②油箱最多能储油多少升？
（1升=1dm3 ρ汽油=0.7×103kg/m3）
4、某电热水瓶容量为2L，有加热和保温两档，该电热 水瓶装满初温为20℃的水接在家庭电路中，它正常工作时的功率和时间关系如图所示．（外界大气压强为1个标准大气压，计算结果保留一位小数）
求：
（1）保温时通过电热水瓶的电流是多少？
（2）若通电10min恰好将水烧开，则加热时电热水瓶的热效率是多少？
5、如图（a）所示的电路中，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R1标有“100Ω2A”字样．闭合电键S后，电流表A1和A2的示数分别如图（b）所示．求：
（1）电阻R2的阻值．
（2）通电10s钟，电流通过电阻R2所做的功W2
（3）在移动变阻器R1的滑片P时，是否存在使两个电流表指针偏离零刻度角度恰好相同的情况？
如果存在，请求出此时变阻器R1消耗的功率P1；如果不存在，请说明理由．
6、如图甲是小刚同学为学校办公楼中央空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表格所示。
已知电阻Ro为50Q，左边控制电路电源电压为6V恒定不变，电流表0～30mA量程接入电路，当控制电路的电流大于或等于12mA时，右边空调电路启动并开始工作。
请通过计算回答下列问题：
（1）该空调的最低启动温度；
（2）如果设定300C为启动温度，则设计时应将Ro更换为多大的电阻；
（3）为了给空调设定不同的启动温度，请你提出一种可行的、调节方便的措施；并说明启动温度调大调小的方法。
7、电视机可用遥控器关机而不用断开电源，这种功能叫做待机功能。
这一待机功能虽给人们带来了方便，但电视机处在待机状态下仍要消耗电能却鲜为人知。
某台视机的待机功率是10W；如果这台电视机每天有20h处于待机状态。
试计算：
（1）这台电视机一个月（按30天计算）浪费的电能是多少千瓦时？
（2）如果这些电能全部用来烧水，可以将多少千克的10℃的水加热到20℃？
（不计热量损失，计算结果取整数）【c水=4.2×103J/（kg·℃）】
8、小明学习了电功率的知识后，想利用家里的电能表（如图21）和手表，测出一些家用电器的有关数据。
（1）当家里只有一台电冰箱在正常工作时，他测出电能表1分钟转了3圈，求电冰箱在这段时间消耗的电能
是多少焦耳？
（2）当电冰箱和电热水壶同时工作时，他测出电能表1分钟转33圈，求此时电热水壶的电功率是多少瓦？
（3）如果用此电热水壶把1Kg的水由20℃加热至沸腾需要的时间是多少秒？
[不考虑热量的损失，气压为一个标准大气压，水的比热容为4.2X103J/（Kg℃）]
9、如图（甲）所示是生活中常见的自动加热、保温的电水壶，它的铭牌如下面表格．现将它接在220V的电压下工作．
额定电压
220V
频率
50Hz
容积
6L
加热功率
1000W
保温功率
40W
（1）如图（乙）所示为电水壶的电路图，其中R0是电热水壶中的电热管，R是与电热水壶的电热管串联的电阻，S是一个自动切换的温控开关，此热水壶是在热胆中储水，由电热管加热工作的，请根据电路图判断：
当温控开关闭合还是断开时，电水壶处于加热状态．
（2）按铭牌上所标电水壶的加热功率、保温功率，计算R0和R的阻值分别是多少？
（3）当它处于加热状态时，如果消耗的电能全部用来加热水，
使热胆中2kg、20℃的水温度升高到90℃至少需要多少时间？
10、电热水壶上标示有下列数据表格，它装有1.6kg的50℃的温泉水．电热水壶正常工作7min后，在1标准大气压下的水被加热至沸腾．求：
[已知：
c水=4.2×103J/（kg·℃）]
额定容积 （L）
2
额定功率 （kW）
1
额定电压 （V）
220
净重 （kg）
25
（1）水吸收的热量
（2）电热水壶消耗的电能
（3）电热水壶的效率
11、如图是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，S是控温开关．电热毯铭牌上标有“22040W”字样，问：
（不考虑温度对电阻值的影响）
（1）要使电热毯处于低温挡，开关S应处于什么状态？
（不用阐明理由）
（2）发热电阻丝R0
的阻值是多大？
（3）当电热
毯处于低温挡时，电路中的电流为0.1A，则在20min内R0产生的热量是多少？
（4）需要完全燃烧多少kg酒精才能和（3）中R0产生的热量相等？
（不计热损失，酒精的热值为3.0×107J/kg）
12、表一是某电热水壶的铭牌；表二是小红探究该电热水壶效率所记录的数据。
表一：
电源电压U电/V
220
壶内水的质量m/kg
1
水的初温t1/℃
33
水的沸点t2/℃
98
水从初温加热至刚沸腾的时间t/s
250
产品型号
SWF12P1A—150
额定电压U/V
220
电源频率f/Hz
50
额定功率P/W
1200
容量V/L
1.2
求：
（1）电热水壶的电阻。
（2）当电热水壶实际工作电压为110V时，它的实际功率。
（3）电热水壶的效率。
[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
13、图19甲是某型号电子秤，其原理结构如图19乙所示．R0为定值电阻，R是压敏电阻，其阻使随所受压力F变化的关系如图19丙所示，改写电压表（量程为3V）的表盘数值后可直接读出所称物体的质量．设踏板的质量为5Kg，电源电压保持9V不变．g取1ON/Kg．
（1）空载时．电压表的示数为1V．求R0的阻值．
（2）该电子秤的量程多大？
（3）如果保持电子秤结构和电压表量程不变，只在电路中增加-个电阻．使电子秤的量程变为11Okg．计算说明应使
用多大的电阻?
如何连接？
14、如图l5所示为一恒温箱温控电路，包括工作电路和控制电路两部分。
R为热敏电阻（置于恒温箱内），阻值随温度变化的关系如图16所示。
恒温箱温控电路工作原理是：
加热过程中，恒温箱温度升高到一定值时，控制电路中电流会达到一定值，继电器的衔铁被吸合，工作电路停止加热。
（1）图中所示状态，电路处于加热还是未加热?
（2）恒温箱的温度为]00oc时，继电器线圈中的电流达到20mA，衔铁被吸合，此时热敏电 阻R消耗的功率是多少?
（3）电阻R1，有什么作用?
15、交通法规禁止酒后驾驶，为加强检查力度，酒精测试仅被广泛应用。
如图甲所示是酒精测试仪简化的工作电路，已知电源E的电压U=4V，定值电阻Ro=2
。
图中酒精气体传感器电阻Rt的阻值随酒精气体浓度的变化关系如图乙所示，电压表示数的变化对应了不同的酒精气体浓度。
以酒精气体浓度≥0．2mg/ml为酒驾判断标准，求：
（1）当被检者的酒精气体浓度为0时，电压表的示数；
（2）当电压表的示数为2V时，被检者是否判断为酒驾．此时传感器电阻Rt消耗的电功率。
16、小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型，如图所示，在一般情况下，只需灯光照明，温度较低时，则需要加热。
电源电压为72V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“200
3A”的字样，电流表A1
的量程为0～0．6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“12V 3W”的字样。
（1）灯泡正常工作时的电流是多大?
（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡正常工作，求R1的阻值。
（3）S、S1、S2均闭合时，求R2上消耗电功率的最小值和最大值。
17、某品牌家用电熨斗的电路如图甲所示，额定电压为220V、最大功率为440W，发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成，调温电阻R是可变电阻，其最大阻值为110Ω。
电阻值均不受温度影响。
（1）定值电阻R0的阻值是多大？
（2）该电熨斗工作时的最小功率多大？
此时通过电路的电流是多大？
（3）假设电熨斗每秒钟散发的热量Q跟电熨斗温度t的关系如图乙所示，请分析得出电熨斗工作时温度的调节范围。
参考答案
一、计算题
1、解：
（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，由图乙可知小灯泡的额定电流为IL=0.2A，
小灯泡的额定功率：
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W；
（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
UR=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的电阻：
R=
=
=
=10Ω；
（3）由图乙可知，当电流表的示数为0.15A时，小灯泡两端的电压为1.5V，
则滑动变阻器两端的电压为：
UR′=U﹣UL′=4.5V﹣1.5V=3V，
滑动变阻器在1min内产生的热量：
QR′=I2RR′t=UR′It=3V×0.15A×60s=27J．
答：
（1）小灯泡的额定功率为0.5W；
（2）为保证小灯泡的正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω；
（3）当电流表的示数为0.15A时，滑动变阻器在1min内产生的热量为27J．
2、
（1）故拉力计的零刻度应标在电流表表盘上示数为0.2A处．
（2）R2接入电路的电阻R2＇=R＇―R1=10Ω―6Ω=4Ω
（3）由题意要保证电路的安全，则电路中最大电流不能超过0.6A，当电流为0.6A时，拉环上拉力最大．
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