2020中考物理重点知识强化训练 专题七 电学计算试题

专题七：电学计算考点一：电功率、电能计算1.(2019衡阳)如图所示电路中,已知电源电压u=12 v保持不变,电阻r3=8 , 闭合开关s,电压表的示数为8 v。求:(1)电流表的示数。(2)r1与r2阻值之和。(3)根据已知条件,你还能求出什么物理量?并求出该物理量的值。2.（2019海南）小明根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6v，小灯泡的i-u图像如图乙所示。求：（1）小灯泡正常发光时的电阻。（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能。（3）经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3v，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？（4）小明认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因。考点二：非纯电阻电路计算1.(2019杭州)如图是一电动机提升物体的示意图,电源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米,电路中的电流为5安培(g取10牛/千克)。(1)求该电动机工作1秒钟所产生的电热。(2)求电动机线圈阻值。(3)当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,为什么这种情况下电动机容易烧坏?2.（2019哈尔滨）随着智能化的普及，机器人在人类的生活中扮演着重要的角色在图书管理领域机器人可以辅助或替代管理员整理图书，表中所列数据是某新型图书智能管理机器人工作的部分技术参数 现在智能机器人以最大负重将图书匀速竖直提升至最大高度，用时5 s. 则此次提升过程中： （l）机器人提升图书速度是多少？ (2)机器人对书做功是多少？ （3）机器人的电动机工作电流是多少（结果保留两位小数）？电动机做功是多少？考点三：最值（取值范围）计算1.（2019呼和浩特）如图所示，灯泡上标有“9v 5.4w”的字样（假设灯丝电阻不变），只闭合s1，当滑动变阻器滑动到某处时，电流表a2读数为0.2a.电压表v读数为9v；两个开关全部闭合，滑动变阻器滑动到最左端时，灯泡恰好正常发光，电流表a2读数为1.0.a，则（1）只闭合s1，电流表a2读数为0.2a时，滑动变阻器接人电路电阻值；（2）电阻r1的电阻值；（3）滑动变阻器从左向右滑动过程中，滑动变阻器的最大功率。2.（2019聊城）如图所示，电源电压恒为12v，小灯泡上标有“6v 3.6w“字样且灯丝电阻保持不变，当只闭合s、s1时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电流表a的示数是1.8a求：（1）定值电阻r1的阻值；（2）滑动变阻器r2的最大阻值；（3）小灯泡通电时消耗的最小电功率。3.(2019德阳)如图甲,电源电压保持不变,小灯泡上标有“8 v”字样,电流表的量程为01.2 a,如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图象。滑动变阻器r1的最大阻值为20 ,定值电阻r2的阻值为9 ,当闭合s和s2、断开s1、滑动变阻器的滑片移到中点时,小灯泡恰好正常发光。求:(1)电源电压是多少?(2)闭合s和s1、断开s2,为保证电流表的安全,滑动变阻器的取值范围为多少?(3)闭合s和s2、断开s1,当滑动变阻器的阻值调到17.5 时,这时小灯泡的功率为3.2 w,此时电流表的读数为多少?4.(2019河北)如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻r1=10 ,r2=5 。滑动变阻器r的规格为“30 2.5 a”。电流表a2选用03 a的量程,电压表选用015 v的量程。闭合全部开关,电流表a1的示数为1 a。求:(1)电源电压。(2)若将表盘如图乙所示的电流表a3接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,a3的指针恰好指在满偏的三分之二处,变阻器接入电路的可能值。(3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合s,在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值。考点四：电热计算1.（2019重庆a卷）如图所示，电源电压恒定，电阻r1为20，r2为10，闭合开关s，电流表a1、a2的示数分别为0.9a和0.6a。求：（1）通过r1的电流；（2）通电10秒电阻r2产生的电热。2.（2019重庆b卷）如图所示，定值电阻r1的阻值为10，r2的阻值为30，闭合开关后电流表的示数为0.1 a。求：（1）电源电压；（2）电限r1在1分钟内产生的热量。3.(2019历城)如图的电路中,电源电压恒为6 v,r为定值电阻,灯泡l上标有“6 v3.6 w”的字样,闭合开关s后,灯泡l恰好正常发光,电流表的示数为0.8 a。通过计算回答:(1)灯泡的额定电流是多少安?(2)定值电阻r的阻值是多少欧?(3)该电路工作50 s,定值电阻r产生的热量是多少焦?考点五：多档位用电器计算1.（2019重庆b卷）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1.1105kw，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，如图所示.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。2.(2019孝感)家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成,将电饭锅的自动开关s按下,电饭锅处于加热状态,当感温铁氧体温度达到103 时失去磁性,被吸铁块由弹簧弹开,使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲,某次使用该电饭锅在220 v的电压下煮饭过程中,通过的电流随时间变化的图象如图乙。(1)当锅内温度为100 时,自动开关s与(选填“1”或“2”)连接,此时电饭锅处于(选填“加热”或“保温”)状态。(2)该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少?(3)电阻r1与r2的阻值之比为多少?(4)若要使该电饭锅的加热功率提高到1 100 w,可以给电阻r1并联一个阻值为多大的电阻r3?3.(2019岳阳)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术参数如表(设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变)。(1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流(计算结果保留一位小数);(2)在用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让处于中温挡状态的电炖锅工作,观察到标有“1 800 r/(kwh)”的电能表转盘在121 s内转了20圈,求此时的实际电压;(3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,待水温达到50 时开始计时,绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息,通过计算,分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。备战2020中考物理重点知识强化训练专题七：电学计算参考答案考点一：电功率、电能计算1.(2019衡阳)如图所示电路中,已知电源电压u=12 v保持不变,电阻r3=8 , 闭合开关s,电压表的示数为8 v。求:(1)电流表的示数。(2)r1与r2阻值之和。(3)根据已知条件,你还能求出什么物理量?并求出该物理量的值。【答案】(1)0.5 a(2)16 (3)电路的总功率6 w电路总电阻24 r3的功率2 w【解析】(1)电阻r1、r2、r3串联,电压表测量电阻r1和r2两端的电压,根据串联电路的电压特点,r3的电压:u3=u-u12=12 v-8 v=4 v,电流表的示数:i=ur=u3r3=4 v8 =0.5 a;(2)r1与r2阻值之和:r1+r2=u12i=8 v0.5 a=16 ;(3)电路的总功率:p=ui=12 v0.5 a=6 w,电路总电阻:r总=r1+r2+r3=16 +8 =24 ,r3的功率:p3=u32r3=(4 v)28 =2 w。2.（2019海南）小明根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6v，小灯泡的i-u图像如图乙所示。求：（1）小灯泡正常发光时的电阻。（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能。（3）经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3v，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？（4）小明认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因。解：（1）由图乙可知，小灯泡正常发光时的电流i额=1a，额定电压u额=6v，小灯泡正常发光时的电阻r=6；（2）小灯泡正常发光消耗的电能w=uit=6v1a1060s=3600j；（3）小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，即=50%，p额=u额i额=6v1a=6w，此时电路总功率p=12w，电源电压u=12v，当小灯泡两端的电压为3v时，流过小灯泡的电流为0.7a，此时小灯泡的实际功率p实=u1i1=3v0.7a=2.1w，电路总功率p=ui1=12v0.7a=8.4w，小灯泡的实际功率p实占电路总功率的百分比为=25%；（4）由（3）分析可知，调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，是小灯泡两端的电压太小或滑动变阻器两端的电压太大。考点二：非纯电阻电路计算1.(2019杭州)如图是一电动机提升物体的示意图,电源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米,电路中的电流为5安培(g取10牛/千克)。(1)求该电动机工作1秒钟所产生的电热。(2)求电动机线圈阻值。(3)当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,为什么这种情况下电动机容易烧坏?【答案】(1)150 j(2)6 (3)见解析【解析】(1)由题意可知电动机1 s消耗的电能:w=uit=120 v5 a1 s=600 j,消耗电能转化成的机械能对物体做功,所以转化成的机械能:w机=gh=mgh=50 kg10 n/kg0.9 m=450 j,所以转化成的内能,即产生的电热:q=w-w机=600 j-450 j=150 j;(2)由q=i2rt可得,电动机线圈阻值:r=qi2t=150 j(5 a)21 s=6 ;(3)电动机被卡住时,电动机可看成是纯电阻电路,通过电动机的电流过大,将电能全部转化为内能,电动机温度过高,所以容易烧坏。2.（2019哈尔滨）随着智能化的普及，机器人在人类的生活中扮演着重要的角色在图书管理领域机器人可以辅助或替代管理员整理图书，表中所列数据是某新型图书智能管理机器人工作的部分技术参数 现在智能机器人以最大负重将图书匀速竖直提升至最大高度，用时5 s. 则此次提升过程中： （l）机器人提升图书速度是多少？ (2)机器人对书做功是多少？ （3）机器人的电动机工作电流是多少（结果保留两位小数）？电动机做功是多少？【答案】（1）0.12m/s （2）120j （3）0.83a 200j 【解析】（1）机器人提升图书速度是； （2）机器人对书做功是； （3）机器人的电动机工作电流是, 电动机做功是。考点三：最值（取值范围）计算1.（2019呼和浩特）如图所示，灯泡上标有“9v 5.4w”的字样（假设灯丝电阻不变），只闭合s1，当滑动变阻器滑动到某处时，电流表a2读数为0.2a.电压表v读数为9v；两个开关全部闭合，滑动变阻器滑动到最左端时，灯泡恰好正常发光，电流表a2读数为1.0.a，则（1）只闭合s1，电流表a2读数为0.2a时，滑动变阻器接人电路电阻值；（2）电阻r1的电阻值；（3）滑动变阻器从左向右滑动过程中，滑动变阻器的最大功率。解：（1）由可得，灯泡的电阻：；只闭合s1时，滑动变阻器r与灯泡串联，电流表a2测电路中的电流，电压表测电源两端的电压，由题知，此时电压表v读数为9v，则电源电压u=9v；由可得，电流表a2读数为0.2a时，电路的总电阻：，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路的电阻值：=45-15=30；（2）两个开关全部闭合，滑动变阻器滑动到最左端时，电阻r1与灯泡并联，电流表a2测干路电流，此时灯泡恰好正常发光，由可得，通过灯泡的电流：，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过r1的电流：i1=i-il=1.0a-0.6a=0.4a，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻r1的电阻值：；（3）滑动变阻器从左向右滑动过程中，电路中的电流：，变阻器的电功率：，当r=rl=15时，滑动变阻器的电功率最大，则。2.（2019聊城）如图所示，电源电压恒为12v，小灯泡上标有“6v 3.6w“字样且灯丝电阻保持不变，当只闭合s、s1时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电流表a的示数是1.8a求：（1）定值电阻r1的阻值；（2）滑动变阻器r2的最大阻值；（3）小灯泡通电时消耗的最小电功率。解：（1）由图可知，只闭合s、s1时，l与r1串联，小灯泡正常发光，由串联电路电流特点和pui可得电路中电流：ii1il0.6a，由串联电路的电压特点知，r1两端电压：u1uu额12v6v6v，所以r1的阻值：r110；（2）由图可知，当所有开关都闭合时，r1和r2并联，电流表测干路电流，滑片在最右端，其连入阻值最大，通过r1的电流：i11.2a，通过r2的电流：i2ii11.8w1.2a0.6a，所以r2的最大阻值：r220；（3）串联电路有分压的特点，且r1r2，所以当s、s2闭合且滑片在右端时，灯泡和变阻器r2的最大阻值串联，此时灯泡分得电压最小，灯泡消耗的电功率最小，灯泡的电阻：rl10，电路中的最小电流：i0.4a，所以灯泡通电消耗的最小电功率：p最小i2rl（0.4a）2101.6w。答：（1）定值电阻r1的阻值为10；（2）滑动变阻器r2的最大阻值为20；（3）小灯泡通电时消耗的最小电功率为1.6w。3.(2019德阳)如图甲,电源电压保持不变,小灯泡上标有“8 v”字样,电流表的量程为01.2 a,如图乙是小灯泡的电流随电压变化的图象。滑动变阻器r1的最大阻值为20 ,定值电阻r2的阻值为9 ,当闭合s和s2、断开s1、滑动变阻器的滑片移到中点时,小灯泡恰好正常发光。求:(1)电源电压是多少?(2)闭合s和s1、断开s2,为保证电流表的安全,滑动变阻器的取值范围为多少?(3)闭合s和s2、断开s1,当滑动变阻器的阻值调到17.5 时,这时小灯泡的功率为3.2 w,此时电流表的读数为多少?【答案】(1)18 v(2)6 20 (3)0.8 a【解析】(1)当闭合s和s2、断开s1、滑动变阻器的滑片移到中点时,r1与l串联,电流表测电路中的电流。由于小灯泡恰好正常发光,则ul=8 v,由图乙可知,通过灯泡的电流il=1 a,因串联电路中各处的电流相等,所以由i=ur可得,滑动变阻器两端的电压:u1=ilr1=1 a1220 =10 v,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压:u=ul+u1=8 v+10 v=18 v;(2)闭合s和s1、断开s2,r1与r2串联,电流表的量程为01.2 a,为保证电流表的安全,则电路中的最大电流为1.2 a;此时由i=ur可得,最小总电阻为r最小=ui最大=18 v1.2 a=15 ,所以根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器的连入电路的最小阻值:r1最小=r最小-r2=15 -9 =6 ;则滑动变阻器连入电路的电阻范围是6 20 。(3)闭合s和s2、断开s1,r1与l串联,当滑动变阻器的阻值调到17.5 时,设此时电路中的电流为i,则灯泡两端的电压ul=u-u1=u-ir1,所以灯泡的实际功率pl=uli=(u-ir1)i,即:3.2 w=(18 v-i17.5 )i,解得:i=0.8 a或835 a,当i=835 a时,ul=18 v-835 a17.5 =14 v8 v,即超过灯泡的额定电压,故舍去,所以电流表的示数为0.8 a。4.(2019河北)如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻r1=10 ,r2=5 。滑动变阻器r的规格为“30 2.5 a”。电流表a2选用03 a的量程,电压表选用015 v的量程。闭合全部开关,电流表a1的示数为1 a。求:(1)电源电压。(2)若将表盘如图乙所示的电流表a3接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,a3的指针恰好指在满偏的三分之二处,变阻器接入电路的可能值。(3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合s,在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值。【答案】(1)10 v(2)10 、5 、25 (3)27.5 v【解析】(1)由电路图可知,闭合全部开关,r2被短路,滑动变阻器r和定值电阻r1并联,电流表a1测通过r1的电流i1=1 a,电压表测电源电压,由欧姆定律得,电源电压:u=i1r1=1 a10 =10 v。(2)将a3接入电路,开关全部闭合,由题意知,有两种连接方法:当a3串联在干路中时,由于i1=1 a,则a3选用03 a的量程,由题意知,干路中的电流:i=233 a=2 a,通过滑动变阻器的电流:i滑1=i-i1=2 a-1 a=1 a,此时滑动变阻器连入电路的阻值:r滑1=ui滑1=10 v1 a=10 ;当a3与r串联时,a3可选用03 a和00.6 a的量程:若a3选用03 a,则有i滑2=2 a,此时滑动变阻器连入电路的阻值:r滑2=ui滑2=10 v2 a=5 ;若a3选用00.6 a,则有i滑3=0.4 a,此时滑动变阻器连入电路的阻值:r滑3=ui滑3=10 v0.4 a=25 ,所以变阻器接入电路的阻值可能为10 、5 、25 。(3)只闭合s时,r和r2串联,电压表测r两端的电压,电流表a2测电路中的电流,由题意知,电路中的最大电流:i最大=2.5 a,此时r2两端的电压:u2=i最大r2=2.5 a5 =12.5 v,当电压表示数最大时,即uv=15 v,新电源电压最大,则新电源电压的最大值:u最大=uv+u2=15 v+12.5 v=27.5 v。考点四：电热计算1.（2019重庆a卷）如图所示，电源电压恒定，电阻r1为20，r2为10，闭合开关s，电流表a1、a2的示数分别为0.9a和0.6a。求：（1）通过r1的电流；（2）通电10秒电阻r2产生的电热。解：（1）由电路图知，r1 r2 并联，并且电流表a1 测量干路电流，a2 测量通过r2 的电流，即：i=0.9a，i2 =0.6a，又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过r1 的电流是：i1 =i-i2 =0.9a-0.6a=0.3a；（2） 通电10秒，电阻r2 产生的电热是：q2 =（i2）2 r2 t=（0.6a）2 1010s=36j。2.（2019重庆b卷）如图所示，定值电阻r1的阻值为10，r2的阻值为30，闭合开关后电流表的示数为0.1 a。求：（1）电源电压；（2）电限r1在1分钟内产生的热量。解：（1）由电路图知道，两电阻并联，电流表测量r2 支路的电流，由于闭合开关后电流表的示数为0.1 a，则定值电阻r2 的两端是：u2 =i2 r2 =0.1a30=3v；由并联电路的电压特点知道，电源电压是：u=u2 =3v；（2） 由于并联电路各支路两端的电压相等，电阻r1 在1分钟内产生的热量是： =54j。3.(2019历城)如图的电路中,电源电压恒为6 v,r为定值电阻,灯泡l上标有“6 v3.6 w”的字样,闭合开关s后,灯泡l恰好正常发光,电流表的示数为0.8 a。通过计算回答:(1)灯泡的额定电流是多少安?(2)定值电阻r的阻值是多少欧?(3)该电路工作50 s,定值电阻r产生的热量是多少焦?【答案】(1)0.6 a(2)30 (3)60 j【解析】(1)由p=ui可得,灯泡的额定电流:il=plul=3.6 w6 v=0.6 a;(2)由电路图可知,灯泡l与电阻r并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡l恰好正常发光,电源的电压u=ul=6 v,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过定值电阻r的电流:ir=i-il=0.8 a-0.6 a=0.2 a,定值电阻r的阻值:r=uir=6 v0.2 a=30 ;(3)该电路工作50 s,定值电阻r产生的热量:qr=ir2rt=(0.2 a)230 50 s=60 j。考点五：多档位用电器计算1.（2019重庆b卷）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1.1105kw，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，如图所示.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。解：（1）根据题意知道，某发电站输送的电功率为1.1105kw，输电电压为1100kv，由p=ui知道，通过特高压输电线的电流是： =10a；（2）由 知道，正常加热1分钟消耗的电能是：w=pt=2200w60s=1.32105 j，由 知道，正常加热1分钟提供的热量：q=w=1.32105 j90%=1.188105 j；（3）因为即热式水龙头标有“220v2200w，所以，r0 电阻是： ，由电路图知道，当开关s与a、b相连时，电阻r与r0 并联，电阻较小，由p=ui= 知道，此时电路的总功率最大，水龙头处于加热状态， ；当开关s与c相连时，r与r0 串联，总电阻较大，总功率较小，水龙头处于保温状态， ，又因为水龙头正常工作时高温档与低温档电功率之比为4：1，即 ，由此解得：r=r0 =22，所以，高温档时的电功率是：=4400w。2.(2019孝感)家用电饭锅中自动开关一般由感温铁氧体组成,将电饭锅的自动开关s按下,电饭锅处于加热状态,当感温铁氧体温度达到103 时失去磁性,被吸铁块由弹簧弹开,使电饭锅进入保温状态。某家用电饭锅内部电路简化示意图如图甲,某次使用该电饭锅在220 v的电压下煮饭过程中,通过的电流随时间变化的图象如图乙。(1)当锅内温度为100 时,自动开关s与(选填“1”或“2”)连接,此时电饭锅处于(选填“加热”或“保温”)状态。(2)该电饭锅此次工作30分钟消耗的电能为多少?(3)电阻r1与r2的阻值之比为多少?(4)若要使该电饭锅的加热功率提高到1 100 w,可以给电阻r1并联一个阻值为多大的电阻r3?【答案】(1)1加热(2)7.92105 j(3)13(4)220 【解析】(1)根据题意可知,温度为100 时(低于103 ),电饭锅处于加热状态,开关s与“1”连接,只有r1连入电路,电路中电阻较小,根据p=u2r可知,此时的电功率较大,为加热状态;(2)电饭锅此次工作30分钟消耗的电能:w=w1+w2=ui1t1+ui2t2=2