中考物理复习冲刺 电学综合问题 联系实际 计算题

电学综合问题联系实际计算题2023年中考物理最后冲刺临门一脚第一部分：典型例题1、如图是我国身穿外骨骼装甲的士兵装填炮弹的情景。以前徒手装填一次炮弹至少需要消耗576J的能量，现在用电池驱动的外骨骼装甲代替士兵填弹，一块充满电的电池最多可装填炮弹75次，求：(1)标有“10V3000mA•h”字样的外骨骼装甲电池充满电可储备多少电能？(2)装填75次炮弹至少需要多少能量？(3)用外骨骼装甲代替士兵填弹的效率为多少？【详解】(1)外骨骼装甲电池充满电可储备的电能(2)装填75次炮弹至少需要的能量(3)用外骨骼装甲代替士兵填弹的效率答：(1)标有“10V3000mA•h”字样的外骨骼装甲电池充满电可储备的电能是；(2)装填75次炮弹至少需要的能量是；(3)用外骨骼装甲代替士兵填弹的效率为40%。2、中国的厨艺最讲究“火候”二字，图甲所示的智能蛋糕机就是采用智能化技术控制制作过程不同时间段的温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的部分参数如下表所示。蛋糕机部分参数表U额=220V额定功率/W中温440高温880（1）求该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比；（2）求该蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻；（3）小明课下查得其实际工作的简化电路图如图乙所示，S1为单刀开关，S2为单刀多掷开关，R1、R2为电加热丝。请判断蛋糕机处于高温、中温、低温挡时开关S1、S2所处的状态；并计算该蛋糕机低温挡的额定功率。【答案】（1）1:2；（2）110Ω；（3）高温挡，S1闭合，S2连接触点2；中温挡，S1闭合，S2连接触点1；低温挡，S1断开，S2连接触点3；220W【详解】（1）由P=UI可得，蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比====即该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比1:2。（2）由P=UI=可得蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻R中===110Ω即中温档时电路的总电阻为110Ω。（3）由P=UI=可知，电压一定，电路中电阻越大，电功率越小。当S1闭合，S2连接触点2时，R1和R2并联，并联总电阻最小，为高温挡；当S1断开，S2连接触点3时，电阻R1和R2串联，串联总电阻最大，处于低温挡；当S1闭合，S2连接触点1时，电路中只有R1，为中温挡。高温挡的额定功率为880W，则R1和R2并联的总电阻R并===55Ω中温挡时，电路中只有R1，中温档时电路的总电阻为110Ω，即R1=110Ω，则+=+=55Ω解得R2=110Ω低温挡时，电阻R1和R2串联，R1和R2串联的总电阻R串=R1+R2=110Ω+110Ω=220Ω则低温挡的额定功率为P低===220W即该蛋糕机低温挡的额定功率为220W。答：（1）该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比为1:2；（2）该蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻为110Ω；（3）高温挡，S1闭合，S2连接触点2；中温挡，S1闭合，S2连接触点1；低温挡，S1断开，S2连接触点3；该蛋糕机低温挡的额定功率为220W。第二部分：解题技巧挖掘题目中的隐含条件，构建变化电路中的方程思想有些电学计算题目的已知条件并不明显给出，而是隐藏其中，求解这类问题的关键在于挖掘隐含条件，而这些隐含条件可从物理现象、关键用语等已知条件中挖掘。当电键断开或闭合，滑动变阻器滑片移动时，电路状态将发生变化.求解此类电路综合题时，构建电路中的方程思想尤为重要，其方法如下：（1）分清电路在每个状态下的结构，即电路的连接方式，滑动变阻器使用的阻值范围，电压表、电流表所测定的物理量。（2）针对每种状态画出相应的等效电路图，在图中标出这种状态下所对应的巳知量，不变量，待求量。（3）以“不变量”为中心列出电路方程。当电路状态发生改变时，电源电压和定值电阻阻值一般不随电路状态的改变而改变。抓住“不变量”，利用欧姆定律、串并联电路特点、电功及电功率的计算公式，可列出电路方程。（4）以电路中的等量关系、比值关系引出方程或以此作为联系方程中物理量间的纽带，代换求解。注：基础知识必须过关一、串并联电路电流、电压特点1.串联电路的特点（1）电流：各处的电流都相等。表达式：I=I1=I2（2）电压：电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。表达式：U=U1+U2（3）电阻：电路的总电阻等于各用电器电阻之和。表达式：R=R1+R22.并联电路的特点：（1）电流：干路中的电流等于各支路中的电流之和。表达式：I=I1+I2（2）电压：各支路两端的电压相等。表达式：U=U1=U2（3）电阻：电路的总电阻的倒数等于各用电器电阻倒数之和。表达式：二、欧姆定律1.数学表达式：其中I代表电流，单位是AU代表电压，单位是VR代表电阻，单位是Ω2.说明：（1）I、U、R三量必须对应同一导体（或者同一段电路）；（2）I、U、R三量对应的是同一时刻三、对电功公式的理解把握1.电功计算式:W=UIt其中W代表电功,单位是JU代表电压，单位是VI代表电流，单位是At代表通电时间，单位是s说明：（1）I、U、t必须对同一段电路、同一时刻而言。(2)式中各量必须采用国际单位；1度=1kWh=3.6×106J。(3)普遍适用公式，对任何类型用电器都适用。2.电功导出式：W=I2Rt与只能用于如电烙铁、电热器、白炽灯等纯电阻电路（对含有电动机、日光灯等非纯电阻电路不能用）四、对电功率公式的理解把握1.电功率定义式：其中P代表电功率，单位是WW代表电功，单位是Jt代表通电时间，单位是s说明：（1）P、W、t必须对同一段电路、同一时刻而言。(2)式中各量必须采用国际单位；1度=1kWh=3.6×106J。(3)普遍适用公式，对任何类型用电器都适用。2.电功率计算式：P=IU其中P代表电功率，单位是WI代表电流，单位是AU代表电压，单位是V说明：（1）I、U必须对同一段电路而言。(2)式中各量必须采用国际单位；(3)普遍适用公式，对任何类型用电器都适用。3.电功率导出式：这两个到处公式只能用于纯电阻电路。五、焦耳定律1．焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。2．焦耳定律公式：Q=I2Rt，（式中单位Q→焦；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。）3．当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q。（如电热器，电阻就是这样的。）第三部分：自主练习1、现代生活水平不断提高，热水器已经进入了千家万户，如图是一种储水式电热水器，铭牌如图所示，若热水器水箱内装有50kg的水，正常加热40分钟，使水温升高了26℃。[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q煤气=3.9×107J/m³]求：（1）正常加热40分钟消耗的电能。（2）计算该热水器的热效率。（3）若不计热量损失，改用煤气进行加热，需要消耗多少m³的煤气（煤气完全燃烧）。2、2022年5月，天舟四号货运飞船与空间站核心舱顺利对接。小字通过查阅资料了解到，科技人员通常要检验飞船舱体的气密性。他设计了如图甲所示的检测电路，电源电压保持不变，R0为100Ω的定值电阻，R为压力传感器，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示，将R置于舱体中，舱体置于真空室中，舱体不漏气时，电压表示数为200V，舱体内气压为1.0×105Pa。求：（1）舱体不漏气时，通过R0的电流；（2）舱体不漏气时，工作10min，电路消耗的总电能；（3）若电压表示数为176V时，此时舱内的气压值。3、近年来，我国家电产业迅猛发展，不仅成为全球家电制造第一大国，而且已成为全球智能家电第一大技术来源国。电饭煲是我国家电产品中的优秀代表之一，据海关统计，去年我国电饭煲出口金额约为进口金额的14倍，中国制造深受全球市场认可。如图所示，甲为某国产智能电饭煲的外观图，该电饭煲有“快煮”、“精煮”、“保温”三种基本模式；乙为该电饭煲的基本原理简化电路图，额定电压；当置于a、置于d时处于“快煮”模式，电饭煲的额定功率；当置于a、断开时处于“精煮”模式，电饭煲的额定功率；当置于b、置于c时，处于“保温”模式。求：（1）的阻值；（2）小明采用“精煮”模式将饭煮熟用时，求该电饭煲一次精煮过程消耗的电能E；（3）该电饭煲保温模式下的额定功率。4、如图所示为某智能烘干机的简化电路原理图，其工作电路由电压为220V的电源、阻值为55Ω的电热丝R、红灯L和蜂鸣器组成；控制电路由电源U、电磁铁（线圈电阻忽略不计）、开关S、热敏电阻R1和滑动变阻器R2组成；R1的阻值随温度变化的关系如下表所示。当控