挑战20计算题（电学综合26题）（原卷版）-2022年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编

年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版）挑战20计算题（电学综合26题）1．（2022•连云港）在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻R、定值电阻R0和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到100℃时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点B改与触点C接触，当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点B接触。当触点A先后与触点B、C接触时，电流表的示数分别为5A和1A。求：（1）电阻R1和R2的阻值；（2）保温箱加热时工作电路的功率；（3）保温箱保温10min工作电路消耗的电能。2．（2022•安徽）下表为某电火锅的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作。××牌电火锅额定电压220V额定功率低温挡500W中温挡1000W高温挡1500W（1）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？（2）求R1：R2的值；（3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给电火锅供电，从安全用电和加热快这两个角度综合考虑，应选择哪个挡位？说明理由。3．（2022•乐山）标有“6V3.6W”字样的小灯泡和其他的电学元件连成电路，如图1。当只闭合开关S1时，滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中记录下电压表示数U1和电流表示数I，并绘制出对应的U1﹣I图像（如图2），且当滑片滑至最左端时小灯泡正常发光。已知定值电阻R0＝12Ω，求：（1）电源电压U；（2）小灯泡正常发光时的电阻RL；（3）当S1、S2、S3均闭合，且滑动变阻器滑片处于中点位置时，整个电路消耗的电功率P。4．（2022•郴州）如图所示，电源电压恒定，L为“6V3.6W”的小灯泡（假设灯丝电阻不随温度变化）。当S1断开，S和S2闭合时，灯泡L正常发光；当S、S1、S2都闭合时，通过定值电阻R1，R2的电流之比为3：2；闭合开关S，在确保通过电阻R2的电流不为零的前提下，控制S1、S2的通断，R2消耗的最大功率和最小功率之比为9：1。求：（1）灯泡L的电阻；（2）电源电压；（3）R2消耗的最大功率。5．（2022•济宁）长征二号F遥十三运载火箭于2021年10月16日0时23分按预定时间精准点火发射，搭载的神舟十三号载人飞船被成功送入太空。发射前，检验飞船舱体的气密性至关重要。某兴趣小组用封闭容器代替飞船舱体置于真空室中，设计了如图所示的电路，模拟检验飞船舱体的气密性。若密闭容器不漏气，则密闭容器与真空室中的气压不发生变化；若密闭容器漏气，则密闭容器中的气压减小，真空室中的气压增大。密闭容器中的正常环境气压为1.0×105Pa，电源电压U＝12V，定值电阻R0＝18Ω；R1和R2是两个相同的压敏电阻，其阻值随环境气压的变化如表中所示。环境气压/（×105Pa）00.20.40.60.81.0压敏电阻阻值/Ω362212632按要求回答下列问题：（1）当开关S接a时，若电压表的示数为10.8V，请通过计算判断密闭容器是否漏气；（2）若密闭容器漏气，开关S接b时，电流表的示数为0.3A，求此时真空室中的环境气压。6．（2022•甘肃）厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R1、R2均为发热电阻（假定电阻不随温度变化），部分参数如下表所示。求：额定电压/V220额定功率/W高温1100中温880低温______（1）当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，蛋糕机处于低温挡（选填“高温”、“中温”或“低温”）；（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；（3）该蛋糕机正常工作时R2的电阻值；（4）该蛋糕机低温挡的额定功率。7．（2022•贺州）贺州市水利资源丰富，小明设计了如图甲所示的水文站测量桂江水位的原理图。电源电压U＝3V，定值电阻R0＝10Ω，滑动变阻器R长20cm，最大阻值20Ω。且滑动变阻器的阻值随滑片P从最上端C位置移动到最下端D位置的过程中均匀变化（滑片P移动过程中摩擦不计）。弹簧下端悬挂一重为50N的物体AB，其底面积为0.01m2、长为0.3m。弹簧伸长量与它受到拉力的关系如图乙所示（不计弹簧质量，连接弹簧两端的绝缘细绳不可伸长）。求（1）当物体AB上表面与水面相平时，物体AB受到的浮力大小；（2）当水面从物体AB的上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面的过程中，弹簧伸长了多少cm？（3）闭合开关S后，当水面在物体AB上表面时，滑片刚好在滑动变阻器R的最上端C位置，水面从物体AB上表面逐渐下降至下表面刚好离开水面时，电压表的示数是多少？8．（2022•泰安）如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个挡位，由开关S和加热电阻丝R1、R2组成，U＝220V，R2＝242Ω；控制电路电压恒定，R0＝10Ω，RF为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘T形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体A竖直上浮，通过T形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加1.5N，电阻减小5Ω。浮体A体积为1000cm3，质量为50g。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体A体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为200mA，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体A体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为240mA；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为300mA。T形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。（1）当加热器处于高挡位时，加热140s所产生的热量全部被1.2kg的水吸收，水温升高了25℃（未达到沸点）。求加热器的高挡功率和低挡功率；（2）求浮体A体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；（3）求水箱注水量达到最大值时，浮体A浸入水中的体积。9．（2022•湖北）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它是通过电阻丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。求：（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。c空气取1.0×103J/（kg•℃）；（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率；（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时.闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？10．（2022•辽宁）某中学为了实现学生错峰用餐，食堂安装了自动加热餐台。其中一个餐台的部分简化电路如图所示。闭合开关S，加热餐台开始工作。当台内食品温度降到20℃时，控制开关S0转到位置1为食品加热；当台内食品温度达到50℃时，S0转到位置2为食品保温。定值电阻R1＝24.2Ω，保温功率为400W。求：（1）定值电阻R2的阻值；（2）餐台加热状态下工作5min消耗的电能；（3）在加热状态时，餐台工作5min产生的热量可使5kg初温20℃的汤升温至50℃。若不计热量损失，求汤的比热容。11．（2022•益阳）随着汽车的普及，车载电饭煲开始得到应用，人们能够在车内随时随地做饭而不受场地的限制，更好满足了旅游个性化要求。如图是某品牌车载电饭煲简化后的电路原理图，直流电源的电压为12V，R1、R2均为电热丝。当只闭合S1时是保温挡，功率为96W；当S1、S2都闭合时为加热挡，功率为300W。求：（1）在加热挡工作时，工作100秒电路中消耗的电能；（2）R1的阻值；（3）在保温挡时，R2的电功率。12．（2022•恩施州）如图所示是一款爬绳机器人，它能沿绳子负载爬升，其主要技术参数如下表所示，电池的充电电压和工作电压一致。求：（g取10N/kg，电池容量20Ah相当于在额定电压下，用1A的放电电流工作可连续供电20h）技术参数载重120kg配绳20m爬绳速度12m/min自重10kg额定电压36V电池容量20Ah电池动力锂电池（1）动力锂电池可提供的总电能；（2）机器人满载匀速爬升的功率；（3）上述爬升12m的过程中，机器人消耗电能的80%用于爬升做功，则实际工作的电流多大？（结果保留到整数位）13．（2022•毕节市）如图甲是某茶具上煮茶器的电路原理图，R1是加热电阻，R2是保温时的分压电阻，S为电源开关，S1为自动温控开关。S、S1都闭合时，煮茶器处于加热状态；当水沸腾后，S1会自动断开，转为保温状态。煮茶器工作过程中的P﹣t图像如图乙所示，不计电阻值随温度的变化。求：（1）电阻R1的阻值。（2）当煮茶器处于保温状态时，R1的电功率。（3）当煮茶器处于保温状态时，电阻R2在100s内消耗的电能。14．（2022•枣庄）如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图象，如图乙所示。求：（1）滑动变阻器的最大阻值；（2）R0的阻值和电源电压；（3）整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。15．（2022•荆州）如图所示的电路中，电源电压恒定为4.5V，灯泡L上标有“2.5V1.25W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R1阻值为15Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω1A”，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣3V，求：（1）小灯泡L的电阻；（2）闭合开关S、断开开关S1、S2，电流表示数为0.3A，此时滑动变阻器R2连入电路的阻值；（3）闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片滑至最右端，通电1min定值电阻R1产生的热量；（4）闭合开关S、S1、S2，在确保电路各元件安全的情况下，滑动变阻器R2的最大功率。16．（2022•营口）某电热水壶（电阻不变）的参数如下表，当家中只有电热水壶单独工作时，电热水壶正常工作5min可将1.5L初温40℃的水烧开（标准大气压）。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求：产品型号XXX最大容量1.5L额定电压220V额定功率1500W（1）这壶水吸收的热量；（2）电热水壶的加热效率；（3）这段时间内家中标有“3600r/（kW•h）”电能表的转盘转了多少转。17．（2022•青海）“厨宝”是一种小型家用厨房热水器，内部电路如图所示，R为电热丝，额定电流为5A。该“厨宝”正常工作100s能将5kg水的温度升高4℃，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。请你完成下列计算：（1）“厨宝”的功率；（2）“厨宝”消耗的电能；（3）水吸收的热量；（4）“厨宝”的效率。18．（2022•阜新）电热水壶发热电阻阻值不变，其主要参数如表所示[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]，求：额定电压220V容量1.5L加热功率1210W保温功率88W（1）电热水壶保温状态下电路中的电流是多少？（2）在加热状态下，电热水壶正常工作100s，消耗的电能是多少？（3）用此电热水壶，将质量为1kg的水从50℃加热到100℃，吸收的热量是多少？19．（2022•贵港）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，电压表量程可选，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器R2标有“1A”字样，最大阻值未知。闭合开关S1、S3，断开开关S2，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端，得R1的“U﹣I”关系图像如图乙所示。（1）求电阻R1的阻值和R2的最大阻值；（2）若闭合开关S2、S3，断开开关S1，使R2的滑片P位于a端，此时电流表示数为0.42A，求R3通电50s产生的电热；（3）若闭合开关S1、S3，断开开关S2，且电压表的量程为0～3V，在保证电路元件都安全的情况下，求电路总功率的变化范围。20．（2022•百色）如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V2.5W”字样，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的P﹣I关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：（1）灯泡L正常发光时的电阻；（2）滑片P在b端时，1min内灯泡L消耗的电能；（3）电源电压；（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。21．（2022•广西）善于观察的小明发现，家中的即热式水龙头使用时冬季水温偏低，夏季水温偏高，还发现水龙头标有“220V2200W”。于是他增加两个相同的发热电阻R、两个指示灯（电阻不计）设计了如图所示的电路进行改进，其中R0为改进前水龙头发热电阻。开关S1可以只与c相连或同时与a、b相连，使其具有两挡工作状态，且冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4：1。求：（1）电阻R0的阻值；（2）改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量；（3）改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率。22．（2022•锦州）小明家购买了一台电热水器，铭牌显示：容量是50L，额定电压是220V，额定功率是2000W。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]求：（1）该电热水器正常工作时的电阻是多少？（2）某次洗浴时，水箱装满初温为20℃的水，正常工作加热到60℃，若热水器的加热效率是84%，则此次加热消耗多少电能？（3）一天，小明家只有该热水器和额定功率为700W的电饭锅接入电路，它们都正常工作，则标有2000r/（kW•h）的电能表的铝盘4min转了多少转？23．（2022•上海）小华同学做“测小灯泡电功率”的实验，他将电源（电源电压为2伏的整数倍）、待测小灯（额定电压为6伏，如果实际电压超过7.5伏时小灯会损毁）、电流表、开关串联。并将电压表并联入电路。实验时，他将电压表的示数UV，电流表的示数IA，以及两者的乘积UVIA记录下来，表格中为部分数据。序号UV（伏）IA（安）UVIA（瓦）12.01.224.036.01.8①电压表并联在滑动变阻器两端（“小灯泡”或“滑动变阻器”）。②求出电源电压U（需写出主要计算过程）。③求出小灯的额定电功率P额（需写出主要计算过程）。24．（2022•宿迁）寒假某物理实践小组的同学到养老院看望老人时，了解到由于气温低老人坐在马桶上时感觉不太舒适，实践小组的同学返回后在学校和家长的支持下，便利用所学的知识设计了一款适宜老人使用的简易马桶圈加热器，计划通过“众筹”项目向厂家定制生产，其电路如图所示，定值电阻R1和R2表示电热丝，R2的阻值为3300Ω，有高温挡和低温挡两种加热功能，低温挡功率为11W，当它