内蒙古包头市中考物理总复习专项训练08电学计算.docx
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内蒙古包头市中考物理总复习专项训练08电学计算
专项训练（八） 电学计算
|真题回顾|
1.[2018·包头]如图ZX8-1所示为模拟调光灯电路,电路中电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,且灯丝电阻随温度的变化而变化,定值电阻R1的阻值为6Ω。
将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为6V和0.2A;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为3V和0.5A。
（1）求灯泡L正常发光时的电阻为多大。
（2）求当R2的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率是多少。
（3）为使灯泡安全工作,R2的滑片能自由滑动,且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?
请计算说明。
图ZX8-1
2.[2017,13题9分]某物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量装置,它主要由探头A和控制盒B构成,它们之间用有绝缘皮的细导线形成回路,如图ZX8-2甲所示。
其中探头A是一个高为0.1m、重为5N的圆柱体,它的底部是一个压敏电阻R（与水的接触面涂有绝缘漆）,工作时,底部始终与水平面相平。
压敏电阻R的阻值随表面所受压力F的大小变化如图乙所示,A与B间电路连接如图丙所示,其中电源电压恒为4.5V。
小组同学将该装置带到游泳池,进行相关的测量探究。
（导线重力与体积均不计,g取10N/kg）
（1）当把探头A刚好全部浸没到池水中时,探头A底部受到的压力为1N,求探头A的底面积。
（2）用手拉住导线,将探头A缓慢下降到池水中某一深度（探头A不接触池底）,此时电流表的示数为0.3A,求探头A底部所在处水的深度h。
（3）用手拉住导线,将探头A下降到水深为2.6m的水平池底（但不与池底密合）,且导线处于完全松弛状态,求此时电流表的示数。
图ZX8-2
3.[2015,13题10分]如图ZX8-3所示是检测某一传感器的电路图,这种传感器上标有“6V 1.8W”的字样（该传感器可看作一个纯电阻电器）,滑动变阻器R1上标有“10Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。
（1）求这种传感器的电阻R0。
（2）如果在a、b之间所加的恒定电压为6V,试分析当滑动变阻器的阻值变化时,阻值为R0的传感器两端的电压变化范围。
（3）根据技术资料可知,如果测得该传感器的实际电阻与第
（1）问中R0的值（称为额定值）偏差大于1Ω,则该传感器就不能正常使用。
实际检测时,将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间,闭合开关S,调节滑动变阻器R1的阻值,改变电路中电流表和电压表的示数,检测数据记录如下表所示。
通过计算分析,你认为这个传感器是否可以正常使用?
此时在a、b之间所加电源的电压是多大?
图ZX8-3
检测次数
电流表
示数/A
电压表
示数/V
第1次
0.18
1.68
第2次
0.22
0.90
|强化训练|
1.小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆,内部由加热系统和按摩系统两部分组成。
加热系统的加热电阻额定电压为220V,额定功率为605W。
[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（1）小明帮奶奶泡脚时,向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水,加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃,此加热过程中水吸收的热量是多少?
消耗的电能是多少?
（2）当小明家的实际电压是200V时,加热电阻工作的实际功率是多少?
（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V）,工作电流为4A,其电阻为0.5Ω,电动机工作中因发热损失的功率是多少?
2.[2018·连云港]某同学设计的电饭锅具有煮饭和保温两种功能,电路如图ZX8-4所示,闭合开关S1、S2,刚开始触点D与E接触,随着锅内温度升高,热敏电阻R阻值减小,电磁铁内电流增大,当锅内温度达到103℃时电磁铁吸合衔铁,使触点D脱开E改与F接触;当锅内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁,触点D再次与E接触。
已知电饭锅工作电压为220V,R1=44Ω,R0为定值电阻,控制电路消耗的功率忽略不计。
（1）求电饭锅煮饭时消耗的电功率。
（2）要在保温时保持锅内温度不变,假设此时电饭锅散热功率恒为110W,求电路中R2的阻值应为多大。
（3）要给电路加一个保温工作指示灯,则指示灯应该放在图中甲或乙的哪个位置?
该指示灯电阻的阻值应具备怎样的特点?
图ZX8-4
参考答案
真题回顾
1.解:
（1）由题意可知,灯泡正常发光时的电阻为R额=
=
=12Ω。
（2）灯泡正常工作时的电流I额=
=
=0.5A,
由题图可知,灯泡L与定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为3V和0.5V,即此时电路中的实际电流I=0.5A=I额,灯泡恰好正常工作,灯泡两端电压U灯=U额=6V,R2两端电压即电压表示数U2=3V,
R1两端电压U1=IR1=0.5A×6Ω=3V,
则电源电压U=U1+U2+U灯=3V+3V+6V=12V,
当滑片滑至最右端时,R2两端电压即电压表示数为U2'=6V,电路中电流I'=0.2A,
则R1两端电压U1'=I'R1=0.2A×6Ω=1.2V,
灯泡两端电压U灯'=U-U1'-U2'=12V-1.2V-6V=4.8V,
此时灯泡的实际电功率P实=U灯'I'=4.8V×0.2A=0.96W。
（3）由图可知:
L、R1、R2串联连接,当滑片滑到最左端时,电路为R1与L的串联电路,根据题意,灯泡两端电压最大为U大=6V,通过的电流I大=I额=0.5A,则此时R1的阻值应为R1'=
=
=12Ω,ΔR=R1'-R=12Ω-6Ω=6Ω,
故可将R1替换为12Ω的电阻,或再串联一个6Ω的电阻。
2.解:
（1）解法一:
探头A所受水的压强p=ρ水ghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa,
因p=
所以探头A的底面积S=
=
=1×10-3m2。
解法二:
此时探头A底部受到的压力等于探头所受的浮力,F浮=1N,由F浮=ρ水gV排=ρ水gVA可得,则探头A的体积VA=
=
=1×10-4m3,则探头A的底面积S=
=
=1×10-3m2。
（2）由欧姆定律可得此时压敏电阻阻值R=
=
=15Ω,由图乙可知,其所受水的压力F'=15N,
则所受压强p'=
=
=1.5×104Pa,
则探头A底部所在位置水的深度h=
=
=1.5m。
（3）水对A底部的压力
F下=ρ水gh'S=1×103kg/m3×10N/kg×2.6m×1×10-3m2=26N,
因探头A的高度为0.1m,故水对A上表面的压力为
F上=ρ水gh″S=1×103kg/m3×10N/kg×（2.6m-0.1m）×1×10-3m2=25N;
探头A静止,游泳池底对A的支持力F支=G+F上-F下=5N+25N-26N=4N;
因压敏电阻处于圆柱体A的最下方,故压敏电阻受到泳池底向上的支持力F支'=F支=4N与水向上的压力F水=F下=26N,则压敏电阻表面受的力为F总=F支'+F水=4N+26N=30N;
由图乙可知:
此时压敏电阻R'=10Ω,
则I'=
=
=0.45A。
3.解:
（1）传感器阻值R0=
=
=20Ω。
（2）传感器的额定电流I0=
=
=0.3A,
当电路中电流最大为I0=0.3A时,传感器两端的电压为6V,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,则传感器两端的最大电压为6V。
当滑动变阻器接入电路的阻值为R1=10Ω时,电路中的电流最小,I1=
=
=0.2A。
则此时传感器两端电压U2=I1R0=0.2A×20Ω=4V,
传感器两端电压变化范围是4~6V。
（3）因串联电路中总电压等于各部分电压之和,
所以此时电源电压Uab=U传+U0,
将表中数据代入可得
1.68V+0.18A×R传=Uab①,
0.90V+0.22A×R传=Uab②,
联立①②解得R传=1.95Ω,Uab=5.19V。
传感器的电阻变化ΔR=R0-R传=20Ω-19.5Ω=0.5Ω<1Ω,则这个传感器仍可正常使用。
强化训练
1.解:
（1）由题意,电热足浴盆注水量为6kg,当温度达到显示温度40℃时,完成加热,所以水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg·℃）×6kg×（40℃-20℃）=5.04×105J。
加热时间t=15min=900s,电热足浴盆加热的功率为605W,
则电热足浴盆消耗电能W=P额t=605W×900s=5.445×105J。
（2）加热电阻R=
=
=80Ω,
则P实=
=
=500W。
（3）电动机工作中因发热损失的功率P=I2r=（4A）2×0.5Ω=8W。
2.解:
（1）煮饭时D、E接触,R2被短路,加热电路为R1的简单电路,则消耗的电功率P=
=
=1100W。
（2）保温功率等于散热功率,即P保=P散=110W,
此时D、F接触,R1与R2串联,电路中的总电阻R总=
=
=440Ω,
R2=R总-R1=440Ω-44Ω=396Ω。
（3）保温时指示灯工作,则应将指示灯放在乙位置。
指示灯与R2并联,由并联电路电阻特点可知,并联电路总电阻小于各支路的电阻,若指示灯电阻小于R2,总电阻将明显变小,若指示灯电阻远大于R2,则总电阻将略小于R2,变化较小,对保温功率影响较小,则指示灯的电阻应远大于R2。
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