沪粤版初中物理九年级专项素养巩固训练卷(八)电学计算课件

专项素养巩固训练卷(八)电学计算类型一:分析图像得出数据1.(2024广东深圳宝安和平中英文实验学校期末,18,★★☆)如图1为湿度表的简

化工作原理图,电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,R为湿敏电阻,其阻值R随环境

湿度RH的变化如图2所示,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~0.6A”。闭合开关S,在保证两表安全的情况下求:

(1)环境湿度为40%时,湿敏电阻R的阻值和电功率;(2)湿度表能够测量的最大环境湿度。解析由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测R0两端

的电压,电流表测电路中的电流。(1)由图2可知,环境湿度为40%时,湿敏电阻的阻值R=10Ω;此时电路中的电流为:I=

=

=

=0.4A。湿敏电阻R的电功率为:P=I2R=(0.4A)2×10Ω=1.6W;(2)根据电流表的量程可知电路中的电流最大为0.6A。此时定值电阻两端的电压为:U0=I'R0=0.6A×5Ω=3V,小于电压表的最大量程。根据串联电路的电压特点可知湿敏电阻两端的电压为UR=U-U0=6V-3V=3V。根据欧姆定律可知湿敏电阻接入电路的阻值为:R=

=

=5Ω。从图2可知湿度表能够测量的最大环境湿度是80%。2.(2024四川达州期末,31,★★☆)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1是

定值电阻,电流表量程为0~0.6A,图乙是滑动变阻器R2的电功率与其电阻大小变

化关系的部分图像。求:(1)电源电压;(2)定值电阻R1的阻值;(3)R2能安全连入电路中的最小电阻值。

解析

(1)(2)分析图甲电路,R1、R2串联,电流表测该电路电流。由图乙可知,当R2接入电路的电阻为20Ω时,其功率为3.2W,此时R2两端电压U2=

=

=8V,此时电路电流I2=

=

=0.4A,当R2接入电路的电阻为14Ω时,其功率为3.5W,此时R2两端电压U3=

=

=7V,此时电路电流I3=

=

=0.5A,则U=I2R1+U2①,U=I3R1+U3②,代入数值得,U=0.4A×R1+8V③,U=0.5A×R1+7V④,解③④式得U=12V,R1=10Ω。(3)由题意可知,电路中电流最大Imax=0.6A,此时电路总电阻R总=

=

=20Ω,此时R2接入电路的电阻R2=R总-R1=20Ω-10Ω=10Ω。3.(★☆☆)如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,电流表示数为0.3A,再闭合S2,

电流表示数变化了0.4A。则同时闭合S1、S2后,相同时间内R1、R2消耗的电能之

比是

(

)

A.3∶4

B.4∶3

C.7∶3

D.4∶7类型二:比值问题A解析

只闭合S1时,R1单独接入电路,电流表测通过R1的电流,则I1=0.3A;再闭

合S2时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,由于并联电路中各电阻互不影响,所

以通过R1的电流仍然为I1=0.3A,电流表示数变化了0.4A,则说明通过R2的电流为

I2=0.4A,由于并联电路各支路两端的电压相等,即U1=U2,所以,在相同时间内R1、

R2消耗的电能之比为:

=

=

=

=

。故选A。4.(2024河北张北期末,★★☆)已知电阻R1=2Ω,R2=3Ω,琳琳同学分别按照图甲

和图乙两种方式将电阻连接在一起,下列说法正确的是

(

)

A.图甲中通过R1与R2的电流之比为2∶3B.图乙中R1与R2两端的电压之比为3∶2C.图甲中电阻R1、R2的功率之比为2∶3D.图甲与图乙的总功率之比为25∶6C解析

根据串联电路的电流规律可知,图甲中通过两个电阻的电流相等,即

通过R1与R2的电流之比I1∶I2=1∶1,A错误;根据并联电路的电压规律可知,图乙中

两个电阻两端的电压相等,R1与R2两端的电压之比U1∶U2=1∶1,B错误;图甲中通

过两个电阻的电流相等,电阻R1、R2的功率之比为P1∶P2=R1∶R2=2Ω∶3Ω=2∶3,C正确;图甲中的总电阻为R=R1+R2=2Ω+3Ω=5Ω,图乙中的总电阻为R'=

=

=1.2Ω,图甲与图乙的总功率比

=

=

=

,D错误。故选C。5.(2024江苏南京鼓楼期中,27,★★☆)电学实验中的电流表

是由灵敏电流计G改装而成,其改装电路如图甲所示,图乙为灵敏电流计的表盘,

已知灵敏电流计的内阻为Rg=10Ω,满偏电流为Ig=3mA。

(1)要想使改装后的电流表的量程为3A,则Rg/R0的值为多大?(2)由于灵敏电流计的表盘刻度是均匀的,若将灵敏电流计的表盘刻度改标为电

流表的表盘刻度,需要通过干路电流I'与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。请证

明:通过干路电流I'与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。中考逆向思维解析

(1)改装后的电流表的量程为3A,则根据并联电路干路电流等于各支路电

流之和可得:通过R0的电流为:I0=I-Ig=3×103mA-3mA=2997mA;因并联电路各支

路两端的电压相等,根据欧姆定律可得:Rg/R0=

/

=I0/Ig=2997mA/3mA=999。(2)通过灵敏电流计的电流为Ig',根据欧姆定律可得电流计两端的电压:Ug=Ig'Rg,根

据并联电路各支路两端的电压相等可知:U0=Ug=Ig'Rg,则I0=U0/R0=Ig'Rg/R0,干路电

流I'=Ig'+I0=Ig'+Ig'Rg/R0=(1+Rg/R0)Ig',由于Rg、R0是定值,则I与Ig'成正比。6.(2024江苏常熟期中,16,★★☆)在如图所示的电路中,电

源电压为6V,R1=12Ω,电流表A量程为0~3A、A1量程为0~0.6A,闭合开关S,当滑

动变阻器的滑片P向左移动时,为确保电表安全,R2连入电路的阻值最小为

Ω。

类型三:极值、范围问题(含电路安全)课标科学推理

2.4解析由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测通过R1的电流,

电流表A测干路电流;通过R1的电流:I1=U/R1=6V/12Ω=0.5A,因为并联电路中各

支路互不影响,所以,滑动变阻器的滑片P向左移动时,通过R1的电流不变,因此电

流表A1的示数为0.5A;因为电流表A的量程为0~3A,所以干路的最大电流为3A,

由并联电路的电流特点可知,R2所在支路允许通过的最大电流:

=I大-I1=3A-0.5A=2.5A,由欧姆定律可知,R2连入电路的阻值最小为:

=U/

=6V/2.5A=2.4Ω。7.(2024重庆长寿期末,19,★★☆)如图所示的电路中,电源电压恒定为9V,灯泡L

上标有“6V

2.4W”字样(灯丝电阻不变),定值电阻R1阻值为60Ω,滑动变阻器

R2的规格为“50Ω

1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,求:

(1)小灯泡L正常发光时的电流;(2)当闭合开关S,断开开关S1、S2时,在不超过灯泡额定电压的情况下,电路消耗

的最大电功率;(3)当闭合开关S、S1、S2时,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围。解析

(1)灯泡正常发光时的电流:IL=

=

=0.4A;(2)当闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯L和滑动变阻器R2串联;在不超过灯泡额定

电压的情况下,电路最大电流为灯泡的额定电流:I最大=IL=0.4A。电路消耗的最大电功率为:P最大=UI最大=9V×0.4A=3.6W;(3)当闭合开关S、S1、S2时,电阻R1与R2并联。通过R1的电流:I1=

=

=0.15A。根据并联电路电流规律可知,通过R2的最大电流:

=I-I1=0.6A-0.15A=0.45A。当通过R2的电流最大时,R2接入电路的阻值最小,故滑动变阻器R2连入电路的最

小阻值:

=

=

=20Ω。所以滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是20~50Ω。8.(2024北京海淀期末,35,★★☆)如图甲所示是小海家浴室中安装的多功能取

暖器,其简化电路如图乙所示,铭牌中的部分参数如表所示。该多功能取暖器具

有灯暖和风暖两种功能,其中灯暖功能由两只完全相同的灯泡L1和L2共同实现,

风暖功能由吹风机(图中用

表示)和加热电阻R共同实现。当取暖器正常工作时,求:

对应目标编号P9303002

类型四:挡位变化问题额定电压220V灯暖灯泡额定功率275W×2风暖吹风机额定电流0.2A加热电阻额定功率2200W(1)仅使用风暖功能时该电路中的总电流。(2)小海在一次使用过程中,先只闭合开关S2,使风暖工作6min,再断开开关S2,只

闭合开关S1,使灯暖工作12min。这次使用过程共消耗多少度电。解析

(1)仅使用风暖功能时,吹风机和加热电阻并联,同时工作。加热电阻额定功率P2=2200W,则通过加热电阻的电流为I2=

=

=10A;该电路中的总电流I=I机+I2=0.2A+10A=10.2A。(2)先只闭合开关S2,使风暖工作6min,总的电功率P'=UI=220V×10.2A=2244W,消耗的电能W=P't=2244W×6×60s=807840J;再断开开关S2,只闭合开关S1,使灯暖工作12min,消耗的电能为W'=P1t=2×275W×12×60s=396000J。这次使用过程共消耗W总=W+W'=807840J+396000J=1203840J=0.3344kW·h。9.(2024广东深圳南山期末,15,★★★)图甲是一款

多功能电煮锅,图乙为该电煮锅简化电路图,其中开关S2可以断开、接A或接B,R1

和R2都是用于加热的纯电阻,电煮锅的部分参数如表所示。(R1和R2的电阻值不

随温度变化而变化)

学科物理学与日常生活

额定电压/V低温挡功率/W中温挡功率/W高温挡功率参数2205501100P高(1)电煮锅处于中温挡正常工作时,电路中的电流大小是多少?(2)高温挡的功率P高是多少?(3)为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅,可以采用能够存储2.2kW·h的移

动电源对其进行供电,使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作15min把水烧开后,若调至低温挡进行保温,还可以正常工作多长时间?解析由P=

可知,当开关S1断开,S2接A时,电路为R1和R2的串联电路,电路中的总电阻为两个电阻之和,总阻值最大,此时功率最小,为低温挡;当开关S1闭合,S2接

A时,R2被短路,电路中只有R1一个电阻,此时为中温挡;当开关S1闭合,S2接B时,电

路为R1和R2的并联电路,根据并联电路电阻规律可知,此时电路总电阻最小,功率

最大,为高温挡。(1)由P=UI可得,电煮锅处于中温挡工作时,电路中的电流大小:I中=

=

=5A。

(2)由题可得R1的阻值:R1=

=

=44Ω。当电煮锅处于低温挡时,电路的总电阻:R总=

=

=88Ω。根据串联电路电阻规律可知:R2=R总-R1=88Ω-44Ω=44Ω。由R2=R1=44Ω可知,高温挡的功率:P高=P中+P中=1100W+1100W=2200W。(3)电煮锅在中温挡工作15min消耗的电能:W1=P中t=1100W×15×60s=0.99×106

J。剩余的电能:W2=W-W1=2.2×3.6×106J-0.99×106J=6.93×106J。由W=Pt可得,在低温挡工作的时间:t=

=

=12600s=3.5h。10.(2024江苏太仓期末,24,★★★)如图,是某家用

电热水壶内部的电路简化结构图,其中R1、R2为阻值相同的电热丝,该电热水壶

有高温、中温、低温三挡,分别对应甲、乙、丙、丁四种连接方式中的一种。

学科物理学