初三物理-电学计算

1、精选优质文档-倾情为你奉上专题（六）电学计算 类型一列等压方程1.2017 甘肃 如图ZT6-1所示电路中,电源电压保持不变,R1=10 。闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片P到最右端b时,电流表的示数为0.6 A,移动滑片P到最左端a时,电流表的示数为0.2 A,则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为() 图ZT6-1A.6 V20 B.12 V20 C.6 V10 D.12 V10 2.2018遵义 如图ZT6-2甲所示,R2为电阻箱,调节R2时电流表示数I随之变化。如图乙所示是电阻箱阻值R2与电流表示数的倒数1I的图像。则定值电阻R1与电源电压U的大小分别为()图ZT6-2A.5 30

2、 VB.5 2.5 VC.10 20 VD.10 10 V3.2018绥化 如图ZT6-3甲所示的电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S后,在移动滑片P的过程中,电流表的示数I与R的阻值关系图像如图乙所示,电压表的示数U与R的阻值关系图像如图丙所示。则R0的阻值为,电源电压为V。图ZT6-34.如图ZT6-4所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为20 。闭合开关,滑动变阻器R3的滑片在最右端b时,电压表的示数为3 V;滑片移到中点时,电流表的示数为0.45 A;滑片移到最左端a时,电压表的示数为9 V。求: 图ZT6-4(1)电阻R1的阻值。(2)滑动变阻器

3、R3的最大电阻。(3)电源电压U。 类型二电路安全和极值问题5.2018临沂 如图ZT6-5所示的电路中,电源电压恒为3 V,灯泡L的电阻为10 且保持不变。闭合开关S后,滑片P由b端向a端滑动的过程中,下列判断正确的是()图ZT6-5A.灯泡L亮度变暗B.电压表示数变大,电流表示数变小C.电压表与电流表示数的比值变小D.灯泡L的最大功率为0.9 W6. 2018眉山 小芳同学在做电学实验时,实物图如图ZT6-6所示,电源电压恒为4.5 V,电压表量程为03 V,灯上标有“2.5 V1.25 W”字样(设灯丝电阻不变),滑动变阻器规格为“20 1 A”,在不损坏电路元件的情况下进行实验,下列说

4、法正确的是()图ZT6-6A.灯泡的最小功率是0.162 WB.该电路的最大功率是4.05 WC.电路中电流变化的范围是0.30.4 AD.滑动变阻器的阻值应在410 之间变化7.2018十堰 如图ZT6-7所示电路,电源电压为7.5 V保持不变,电流表的量程为00.6 A,电压表的量程为03 V,灯泡L的规格为“6 V3 W”,滑动变阻器的规格为“15 1 A”。闭合开关后,不考虑灯丝电阻的变化,在电路安全的前提下,将滑动变阻器滑片由右向左移动,则下列说法正确的是()A.电压表示数增大,电流表示数减小B.电压表示数与电流表示数的比值不变C.滑动变阻器可接入电路的最大值与最小值之比为83D.整

5、个电路的电功率的最大值与最小值之比为94图ZT6-78. 2018荆门 如图ZT6-8所示的电路,电源电压为3 V且保持不变,定值电阻R1=1 ,滑动变阻器R2阻值范围为04 。闭合开关S,在滑片从左向右移动的过程中,下列说法正确的是()图ZT6-8A.滑动变阻器的最大功率为1.44 WB.滑动变阻器的最大功率为2 WC.滑动变阻器的最大功率为2.25 WD.电压表示数从0 V增大到2.4 V9.2018柳州 如图ZT6-9所示,电源电压为9 V,小灯泡标有“3 V1.5 W”字样(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器标有“30 1 A”,电流表量程为00.6 A,在保证电路安全工作的前提下,电

6、路消耗的最大功率为W, 滑动变阻器两端的最大电压为V。图ZT6-910.2018徐州 如图ZT6-10所示电路,电源电压保持6 V不变,R1是定值电阻,R2是最大阻值为50 的滑动变阻器。闭合开关S,当R2的滑片位于最左端时,电路中的电流为0.6 A。求:图ZT6-10 (1)电阻R1的阻值。(2)滑片从最左端移动到最右端的过程中,滑动变阻器的最大功率。 类型三比值问题11. 2018自贡 两个电阻甲和乙,电阻值分别为20 、40 ,将它们串联接入电路中,则甲、乙两电阻两端的电压之比为。将它们并联接入电路中,通过甲、乙两电阻的电流之比为。12.2018龙东 两个电路元件A和B中的电流与其两端电

7、压的关系如图ZT6-11所示。现将元件A和B并联接入电路中,则元件A与B两端的电压之比为,电流之比为。图ZT6-1113.2018攀枝花 如图ZT6-12所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为43,此时灯L1和L2的电阻之比为()图ZT6-12A.13B.31C.34D.4314.2018常德 如图ZT6-13所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,电流表A1 、A2为实验室用电流表(接线柱上标有“-”“0.6”“3”),闭合开关S后,调节滑片P,使两电流表指针所指位置相同,下列说法正确的是()图ZT6-13A.电流表A1、A2示数之比为14B.

8、通过R0与R1的电流之比为41C.R0与R1两端的电压之比为14D.R0与R1的阻值之比为4115.2018安顺 如图ZT6-14所示电路,电源电压为12 V且保持不变。闭合开关S,当滑片P置于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为4 V;当滑片P置于滑动变阻器的b端时,电压表的示数变化了2 V,在10 s内定值电阻R1产生的热量为60 J。则下列判断正确的是()图ZT6-14A.电路中的最小电流为1.5 AB.滑片P在中点时,9 s内滑动变阻器R消耗的电能为60 JC.R先后两次消耗的电功率之比为89D.R1先后两次消耗的电功率之比为4316. 2018绥化 如图ZT6-15所示的电路中,电源电

9、压保持不变,只闭合开关S1时,R1两端的电压为U1,电压表V1与V2的示数之比为32;若只闭合开关S2时,R2两端的电压为U2,电压表V1与V2的示数之比为43。则R1与R2的电阻之比为,U1与U2之比为。图ZT6-1517.2018贵阳 如图ZT6-16所示电路,电源电压不变。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P至某位置时,电流表的示数为I1。移动滑片P至另一位置时,电流表的示数为I2,电压表示数为1 V。若I1I2=43,前后两次滑动变阻器的阻值之比为23,则电源电压为V。图ZT6-1618. 2018乐山 两个电阻的电流随电压变化的关系图像如图ZT6-17甲所示,将它们连接在如图乙所示的电

10、路中。当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,电阻R1、R2两端的电压之比为。当断开开关S1,闭合开关S2、S3时,经过一段时间,电流通过电阻R1、R2产生的热量之比为。图ZT6-17 类型四有关家用电器的计算19.2018成都 如图ZT6-18所示的电热水壶上标有“220 V1800 W”,小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻。在额定电压下,烧开一壶水用时3 min 20 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为J。图ZT6-1820.2018遵义 小华家买了一个家用电吹风,其简化电路如图ZT6-19所示,主要技术参数如下表。电

11、吹风在额定电压下工作,请解答如下问题:图ZT6-19热风温度5075 额定功率热风时:990 W冷风时:110 W额定电压220 V质量0.5 kg (1)电吹风吹冷风时,通过电动机的电流是多大?(2)电热丝工作时的电阻是多大?(3)电吹风内电动机的电阻是1 ,电吹风吹冷风30 min产生的热量是多少?21.2018岳阳 图ZT6-20甲是某家用电熨斗。电路原理如图乙所示,R1、R2为发热体,R1的阻值为110 ,通过S1、S2实现温度控制。电源电压为电熨斗的额定电压220 V,电熨斗消耗的最大功率为660 W。(1)只闭合S1,求通过R1的电流。(2)只闭合S2,求R2在60 s内产生的热量

12、。(3)为适应更多衣料,小明对电路做了改造(如图丙所示)。当电熨斗控制开关S1、S2处于原低温工作状态不变时,移动滑片P,相应发热体的功率可在原功率的25%100%之间变化。求滑动变阻器最大阻值至少为多少?图ZT6-2022.2018武汉 图ZT6-21甲是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图,图乙是它的电路示意图,其中电源板的作用是将220 V的交流电变成低压直流电,供出水电动机和出水定位灯使用。已知水的比热容为4.2103 J/(kg)图ZT6-21 (1)出水定位灯的作用是方便夜间判断出水的位置,避免烫伤。出水定位灯是由小凸透镜、刻有图案“”的透明胶片和小灯泡组成。出水定位灯发光时,会在放

13、置电热水瓶的桌面上留下一个清晰明亮的像,相对于定位灯里透明胶片上的图案“”,桌面上所成的像是(选填“”“”“”或“”),而且这个像是(选填“放大”“等大”或“缩小”)的。(2)该电热水瓶的说明书上标注着“12分钟快速沸腾的条件:水温25 ,水量4 kg,沸腾温度100 ,电压220 V”。若加热管的电阻为24.2 ,则在此快速沸腾的条件下,该电热水瓶的加热效率为多少?(3)已知圆柱形内胆的底面积为250 cm2,出水口比最高水位高3 cm。当内胆中装有2 L水时,按住出水开关20 s,出水电动机恰好能抽出1 L的水。若不计出水管的体积和水的流速,则出水电动机的输出功率约为多少?(g取10 N/

14、kg) 类型五其他电学相关计算23.2018武汉 为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图ZT6-22甲所示。R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为12 V,某一时段AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是()图ZT6-22A.AB两端电压为6 V时,跳绳自动计数器会计数一次B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为

15、原来的5倍24.2018泰州 如图ZT6-23所示是电阻A、B的I-U图像。由图可知:电阻B的阻值是 ;将电阻A、B串联后接入电路,当通过电阻A的电流为0.3 A时,电阻A和B两端的总电压是V;将电阻A、B并联后接入某电路,当通过电阻B的电流为0.2 A时,电阻A两端的电压是V。图ZT6-2325.2018广东 “西电东送”是将我国西部发电厂发出的电输送到我国东部,由发电厂输出的电功率是一定的。根据P=UI,发电机的功率不变,若提高输电线路中的电压U,那么线路中的电流I一定会减小,反之亦然。输电线路的电能损耗主要是输电线电流热效应,输电线损失的热功率P损=I2R,所以采用的输电线的电阻要尽量小

16、。如果线路中电流降低到原来的12,那么线路中损失的热功率就减少为原来的14,因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失。设发电厂的输出功率P0=1.1108 W,输电线路上的总电阻为10 。(1)若采用110 kV的高压输送电能,输电线路的电流I1=,输电线路损失的热功率P1=W,其与发电厂输出电功率P0之比P1P0=。(2)若采用1100 kV超高压输送电能,输电线路损失的热功率P2=W,其与高压输送电能损失的热功率P1之比P2P1=。所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的的损失。(3)若想使输电线路中的热功率损耗为零,还可以采用作为输电线材料。26.2018泰安 某物理兴趣

17、小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图ZT6-24所示。ABO为一水平杠杆,OA长120 cm,O为支点,ABOB=51;已知报警器R0的阻值恒为10 ,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如下表所示。闭合开关S,水平踏板空载时,电压表的示数为2 V;当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到5 V时,报警器R0开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。图ZT6-24 (1)求电源电压。(2)当报警器开始报警时,求踏板设定的最大压力值。(3)若电源电压变为14 V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。试计算说明触点B应向哪个

18、方向移动多少厘米?F/N051015R/45342418F/N202530R/14121027.2018呼和浩特 传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接表现力的大小。测量压力大小的压力传感器,工作原理如图ZT6-25所示,其中M、N均为绝缘材料。MN间有可收缩的导线(电阻大小不计),弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12 V,已知压力F的大小与R2阻值大小成正比例关系。闭合开关S,压力F0=0时,滑片P在最上端;压力F1=1 N时,电流表示数为1 A,电压表示数为3 V;当滑片P滑至最下端时,电压表的示数为7.5 V。求:图ZT6-25 (

19、1)定值电阻R1的大小,压力F1与R2阻值之比K1。(2)当滑片P滑至最下端时,压力F2的大小。(3)压力F的大小与电压表示数之间的函数关系表达式。28.2018娄底 图ZT6-26甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方体形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与湖水相通,且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为6 V,小灯泡标有“2 V2 W”字样(灯丝电阻不变)。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度h的倒数,即x=1h)。求:图ZT6-26 (1)小灯泡的电阻。(2)湖水水位高于警戒水位多少米时,灯泡正常工作。(3)将电流表改为水位

20、计,水位计的刻度是否均匀,请说明理由。29.2018南京 在综合实践活动中,科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置,如图ZT6-27甲所示,电源电压恒为16 V,R0为定值电阻,L为额定电压是2.5 V的小灯泡,其I-U关系的部分数据如图乙所示,AB为长14 cm、阻值60 、粗细均匀的电阻丝(电阻丝的阻值与长度成正比),OP为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个重2 N的圆球P。闭合开关S,无风时,OP下垂并与A端接触,此时电流表示数为0.2 A;有风时,OP绕悬挂点O转动,风对球的作用力F方向始终水平向右,已知OA为10 cm,OP始终与AB接触良好且无摩擦。图ZT6-27 (1)

21、电流表示数为0.2 A时,灯泡的电阻为。(2)无风时,求R0消耗的电功率。(3)为保护电路,求允许风对球施加的最大作用力。参考答案类型一1.A2.B解析 由图甲可知两电阻串联,电流表测量电路中的电流。由图乙可知,当R2接入电路的阻值为0时,1I0=2 A-1,即电路中的电流为I0=0.5 A,则电源电压U=I0R1=0.5 AR1。同理,当R2接入电路的阻值为10 时,电路中的电流I1=16 A,此时有U=I1(R1+R2)=16 A(R1+10 )。联立,解得R1=5 ,U=2.5 V,故选B。3.1024解析 由图甲可知,R与R0串联,电压表测R0两端电压,电流表测电路电流,由图乙可知,当

22、滑动变阻器接入电路的阻值R=20 时,电路中电流I=0.8 A,则电源电压U=I(R0+R)=0.8 A(R0+20 ),由图丙可知,当滑动变阻器接入电路的阻值R=30 时,定值电阻R0两端电压U0=6 V,则电源电压U=U0+U0R0R=6 V+6VR030 ,联立,解得R01=10 ,R02=-22.5 (舍去),则R0=10 ,电源电压U=I(R0+R)=0.8 A(10 +20 )=24 V。4.解:(1)闭合开关,滑片在b端时,电路图的等效电路如下图1所示,此时电源电压U=3VR1(R1+R2+R3);滑片在a端时,电路图的等效电路如下图2所示,此时电源电压U=9VR1(R1+R2)

23、;因为电源电压不变,所以由可得R1+R2+R3=3(R1+R2),即R3=2(R1+R2);滑片在中点时,电路图的等效电路如下图3所示,此时电源电压U=0.45 A(R1+R2+12R3)。将代入式得U=0.45 A(R1+R2+R1+R2)=0.9 A(R1+R2);因电源电压不变,所以由两式可得9VR1(R1+R2)=0.9 A(R1+R2),即9VR1=0.9 A,解得R1=10 。(2)R3=2(R1+R2)=2(10 +20 )=60 。(3)电源电压U=0.9 A(R1+R2)=0.9 A(10 +20 )=27 V。类型二5.D6.D7.C8.C9.4.57.510.解:(1)电

24、阻R1的阻值R1=UI=6V0.6A=10 。(2)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流I=UR1+R2,滑动变阻器消耗的电功率为P2=I2R2=UR1+R22R2=U2(R1+R2)2R2=U2(R1-R2)2+4R1R2R2=U2(R1-R2)2R2+4R1,所以当R2=R1=10 时,滑动变阻器消耗的电功率最大,P2大=U24R1=(6V)2410=0.9 W。类型三11.122112.112113.A解析 电流表要与用电器串联,电压表要与用电器并联,当开关S闭合后,灯L1和L2 都正常发光,此时甲、乙两电表应都为电压表,其中甲表测量电源电压,乙表测量L2两端的电压,由题

25、意可知电源电压与L2两端的电压之比43,根据串联电路中电压特点可得,L1两端电压与L2两端的电压之比为13,串联电路中电压跟电阻成正比,即R1R2=U1U2=13,故选A。14.D解析 由电路图可知,R0和R1并联,电流表A1测R0所在支路的电流,电流表A2测干路电流,因为两电流表指针所指的位置相同,所以电流表A1选用的是00.6 A量程,电流表A2选用的是03 A量程,两表的示数之比为15, A错误。由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,通过R0与R1的电流之比为14,B错误。并联电路各支路两端的电压相同,所以R0与R1两端的电压之比为11,C错误。由欧姆定律可知,R0R1=UI0UI

26、1=I1I0=41, D正确。15.C16.238917.418.1221 类型四19.小3.610520.解:(1)电吹风吹冷风时的功率P冷=110 W,则电吹风吹冷风时通过电动机的电流为I冷=P冷U=110 W220 V=0.5 A。(2)电吹风吹热风时的功率P热=990 W,此时电热丝消耗的功率为P=P热-P冷=990 W-110 W=880 W,电热丝的电阻R=U2P=(220 V)2880 W=55 。(3)电吹风吹冷风30 min产生的热量Q=I冷2R机t=(0.5 A)21 3060 s=450 J。21.解:(1)只闭合S1时,通过R1的电流I1=UR1=220V110=2 A

27、。(2)由题图乙可知,S1、S2都闭合时,电熨斗的功率最大;只闭合S2时,R2消耗的电功率P2=P大-P1=P大-UI1=660 W-220 V2 A=220 W,R2在60 s内产生的热量Q2=W2=P2t=220 W60 s=1.32104 J。(3)R2的电阻R2=U2P2=(220V)2220W=220 。由以上分析可知,原R1的功率P1=220 V2 A=440 W;因P1P2,所以当开关S1断开,S2闭合时,处于原低温工作状态;当发热功率为原低温的25%时(滑动变阻器接入电路的阻值最大),即此时R2的最小功率为P最小=25%220 W=55 W,此时R2两端的实际电压为U2实=P最

28、小R2=55W220=110 V,通过R2的实际电流I2=U2实R2=110V220=0.5 A;滑动变阻器两端的实际电压U变=U-U2实=220 V-110 V=110 V,通过滑动变阻器的实际电流I变=I2=0.5 A,滑动变阻器的最大电阻至少为R变=U变I变=110V0.5A=220 。22.解:(1)放大(2)水吸收的热量Q吸=cmt=4.2103 J/(kg)4 kg(100 -25 )=1.26106 J,加热过程中消耗的电能W=Pt=U2Rt=(220V)224.21260 s=1.44106 J,电热水瓶的加热效率=Q吸W=1.26106 J1.44106 J=87.5%。(3

29、)由题图甲知,当装水4 L时水位最高,由V=Sh可得,最高水位离内胆底部的高度h1=VS=4000cm3250cm2=16 cm=0.16 m。4 L水的高度为0.16 m,则1 L水的高度h=14h1=140.16 m=0.04 m,2 L水的高度h=2h=0.08 m;由题知,当内胆中装有2 L水时,按住出水开关20 s,出水电动机恰好能抽出1 L的水。如上图所示,1 L水被提升的高度为从1 L水的重心处上升到最高水位处,再上升到出水口的总高度,即h2=0.16 m-120.04m+0.04m+310-2 m=0.13 m,抽水过程中出水电动机所做的功(提升1 L水做的功)W=Gh2=mg

30、h2=Vgh2=1.0103 kg/m3110-3 m310 N/kg0.13 m=1.3 J,出水电动机的输出功率约为P=Wt=1.3J20s=0.065 W。类型五23.D24.104.52.025.(1)1000 A107111(2)1051100热功率(3)超导体 26.解:(1)闭合开关时,压力传感器R和报警器R0串联,电压表测报警器R0两端的电压,由表格数据可知,当踏板空载时(F=0 N),压力传感器的电阻为R=45 ,已知R0=10 ,电压表的示数为2 V,此时电路中的电流I=U0R0=2V10=0.2 A,电源电压U=I(R+R0)=0.2 A(45 +10 )=11 V。(2

31、)报警器R0开始发出报警信号时,其两端电压为U0=5 V,此时电路中的电流I=U0R0=5V10=0.5 A,传感器两端的电压U传=U-U0=11 V-5 V=6 V,此时传感器的阻值R=U传I=6V0.5A=12 ,由表可知,当传感器的阻值为12 时,对应的压力F压=25 N。由题知,ABO为一水平杠杆,O为支点,ABOB=51,则OB=16OA=16120 cm=20 cm,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得F压OA=F踏OB,即25 N1.2 m=F踏0.2 m,解得F踏=150 N,即踏板设定的最大压力值为150 N。(3)若电源电压变为14 V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压

32、力值时报警,即电压表示数仍然为5 V、电路中的电流仍为0.5 A时报警器报警;报警时压力传感器的电阻R=U-U0I=14V-5V0.5A=18 ,由表可知,当传感器的阻值为18 时,对应的压力为F压=15 N,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得F踏OB=F压OA,即150 NOB=15 N1.2 m,解得OB=0.12 m=12 cm;由此可知触点B应向左移动,移动的距离s=OB-OB=20 cm-12 cm=8 cm,故触点B应该向左移动8 cm。27.解:(1)由电路图可知:定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量R2两端的电压。由题意可知当F1=1 N时,电流表示数为1 A,电压表示数为3 V,则据欧姆定律可得R1=U1I=U-U2I=12 V-3 V1 A=9 ,此时R2接入电路的阻值R2=U2I=3 V1 A=3 。当F1=1 N时,R2阻值为3 ,故K1=F1R2=1 N3 =13 N/。(2)当滑片P滑至最下端时,据欧姆定律可得 I1=U1R1=U-U2R1=12 V-7.5 V9 =0.5 A,此时R2全部接入电路,R2大=U2I1=7.5 V0.5 A=15 ,则此时压力