【备考2023】浙教版科学中考“临门一脚”专题训练（三）：电学计算【含答案】

1.如图所示电路，电源电压恒为6V，R为滑动变阻器，R1为5 Ω的定值电阻。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器R的滑片使电压表示数为2.5V，求此时滑动变阻器R接入电路的阻值和整个电路消耗的电功率。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器R的滑片至某一位置，此时电压表的示数为U0。若只将R1替换成10 Ω的定值电阻R2，要求替换后电压表示数不超过3V，则U0不能超过 V。
2.如图甲所示是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图，其性能指标如表所示,请完成下列各题:
(1)当S闭合时，指示灯L与加热电阻R是 (选填“串联”或“并联”)。
(2)让它接入电路并使它正常工作，当达到断电温度时，水共吸收了3.15×105J的热量，袋内水的初温是多少 其中c水=4.2×103J/(kg-℃)
(3)电热水袋此次正常工作了10分钟，指示灯就熄灭，达到了自动断电温度，则电热水袋的发热效率是多少
3.如图甲是一款可调温果汁加热器，图乙是其简化电路图，R1，R2均为加热电阻。当开关接1时，加热器处于保温挡，保温功率为220W；当开关接2时，加热器处于可调温挡，可调功率范围为220W-1100W。[果汁比热容取4.0×103J/(kg ℃)]求:
(1)加热电阻R2的阻值;
(2)当滑动变阻器R1的阻值调到66欧时，加热器的功率;
(3)若加热器用最大功率对1kg果汁加热2min，果汁的温度升高30℃，求加热器的效率。
4.多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。
(1)开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档: 。
(2)求R1和R2的阻值;
(3)若此养生壶处于高温挡工作30分钟，求电路中消耗的电能
5.小滨同学用一个电流表和阻值为20Ω的电阻Ro测某未知电阻Rx的阻，值，设计的电路如图所示。只闭合开关S时，电流表的示数为0.3A；同时闭合开关S、S1后，电流表的示数为0.5A，电源电压保持不变。求
（1）电源电压
（2）电阻Rx阻值
（3）同时闭合S、S12分钟，电阻Rx消耗的电能
6.图甲是智能加热恒温杯垫，其电路原理简图如图乙所示，R1和R2均为电热丝，杯垫具有加热和保温两个挡位，加热功率为40W，保温功率为10W.(C水=4.2x103J/(kg.°C))求:
(1)当S1和S2均闭合时，智能加热恒温杯垫处于
(选填“加热”或“保温”)状态。
(2)该杯垫在加热状态下正常工作10分钟，消耗的电能是多少
(3)用该加热杯垫将0.5 Kg水从25°C加热到75°C时，水吸收的热量是多少
7.如图甲，电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内，电源电压U＝6V，继电器线圈的电阻可不计。图乙为热敏电阻的R1﹣t图象，且已知在50～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1t＝常数；电阻R2是可变电阻，当线圈中的电流达到40mA时，继电器的衔铁被吸合，此时可变电阻R2＝0Ω时，恒温箱可保持60℃恒温，图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源，它的额定功率是1500W。
（1）60℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？
（2）应该把恒温箱的加热器接在 　 　端（“A，B”或“C，D”）
（3）根据统计，正常情况下，恒温箱内的加热器，每天加热50次，每次加热10min，恒温箱每天消耗电能多少kW h。
（4）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R2的阻值应调为多少？
8.在如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器上称有“20欧 2安”字样。电源电压为7.5伏且不变。闭合开关S，电流表的示数为0.5安。求：
（1）R2接入电路的电阻值。
（2）已知电流表量程为0-0.6A、电压表量程为0-3伏，求R1的最大功率
9.如图甲所示，为某品牌智能炒菜机，其发热元件为两个电阻， R1=44Ω， R2=121Ω，额定电压为220V。内部电热部分电路可简化为如图乙所示。
（1）“智能炒菜机”在烹制食物时，主要利用了电流的__________。
（2）要使“智能炒菜机”处于中温档，开关S1__________(填“断开”或“闭合”)，开关S2接 _____（填“a”或“b”），此时消耗的电功率是多少？
（3）用高温档烧熟一锅菜需要10分钟，此时消耗的电能是多少？
10.如图是一个温度可调的育苗箱电路,电源电压为36V,且保持不变。发热电阻R1的规格为“24V 40Ω”，R2为滑动变阻器,闭合开关s，调节滑片P的位置，当R1正常工作时，求：
（1）电路中的电流
（2）R2的阻值
（3）育苗箱正常工作5min 产生的热量。
11.取暖器是人们常用的一种家电，如图所示为某取暖器的等效电路图，它是利用电流热效应工作的。已知该取暖器有髙温档和低温档，R1、R2 是完全相同的两个电阻。只闭合S，通过 R2 的电流是 2A。
（1）R2 电阻是多少？
（2）只闭合 S，电路的功率是多少？
（3）高温档正常工作 100 秒，整个电路消耗的电能是多少？
12.如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端滑至最左端的过程中，小灯泡的I-U关系图像如图乙所示，且滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）滑片P在最左端时，5分钟内电路消耗的电能；
（3）滑动变阻器的最大阻值。
13.小乐设计了一个电子拉力计，其原理图（部分）如图甲所示，其中电源电压U=3V，定值电阻R0=5Ω，R1是一根长为L=5cm的均匀电阻线（阻值跟长度成正比，最大阻值为25Ω），轻质弹簧一端固定，另一端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1接触良好且摩擦不计），当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端。已知该轻质弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图乙所示。
（1）小乐利用一量程为0~3V的电压表改装成拉力示数表，要求拉力越大，电压表指针向右偏转越大，则该电压表应并联在 （选填“R0”或“R1”）两端。
（2）当拉力为0N时，电压表的读数是多少？
（3）当电压表示数为1.5V时，拉环上受到水平向右的拉力为多大？
参考答案
1.（1）变阻器的电压是：U变=U－U 0=6V－2.5V=3.5V
（3分）
电路消耗的总功率：P=UI=6V×0.5A=3W（2分）
（2）2（2分）
2.（1）并联 （2）15 （3）70%
3.
4.（1）S1闭合，S2接B；（2）88Ω；（3）1.98x106J；
5.（1）6V（2）12欧姆（3）360J
6.（1）加热；（2）2.4x104J；（3）1.05x105J；
7.【分析】（1）因为，当线圈中的电流达到40mA时，继电器的衔铁被吸合，所以，当恒温箱达到60℃时，衔铁被吸合，此时电流是40mA，又可变电阻R2＝0Ω，由电源电压和电流可求出电阻R1的阻值。
（2）由图可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，可见温度越高，电路中的电流越大，当电流达到40mA时，继电器的衔铁被吸合，电路应当断开，所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端。
（3）由功率和时间可求出消耗的电能。
（4）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，必须当恒温箱内的温度达到100℃时，电流是40mA，继电器的衔铁被吸合，电路断开。
根据R1t＝常数，由60℃时，热敏电阻R1的阻值，就可求出100℃的电阻，然后由电源电压和电路中的电流可求出总电阻，由总电阻可求出R2的阻值。
【解答】解：（1）因为，可变电阻R2＝0Ω，电流是40mA，电压6V，所以，R1＝＝＝150Ω。
（2）由图可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，可见温度越高，电路中的电流越大，当电流达到40mA时，继电器的衔铁被吸合，电路应当断开，所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端。
（3）所用时间t＝10×60s×50＝30000s，所以，恒温箱每天消耗电能W＝Pt＝1500W×30000s＝45000000J＝12.5kW h。
（4）因为R1t＝常数，所以，当温度是100℃时，150Ω×60℃＝R1×100℃，解得R1＝90Ω，
R总＝＝150Ω，所以，电阻R2的阻值，R2＝R总﹣R1＝150Ω﹣90Ω＝60Ω。
答：（1）60℃时，热敏电阻R1的阻值是150Ω；
（2）A、B；
（3）恒温箱每天消耗电能12.5kW h。
（4）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R2的阻值应调为60Ω。
8.（1）R总=U/I=7.5V/0.5A=15Ω R2=R总-R1=15Ω-10Ω =5Ω
（2）电路中电流最大为0.6A,此时，电压表为1.5V。因此P最大=I2R=(0.6A)2X10Ω=3.6 w
9.（1）热效应 （2）闭合 a 400W （3）9x105J
【解析】（1）炒菜机属于电热器，利用的是电流的热效应进行工作。
（2）分析电路图，该炒菜机有三个档位，由于家庭电路的电压为恒定，根据P=U2/R可以分析这三个档位开关的闭合情况：
①当S1闭合，S接b时，R1和R2并联，此时总电阻最小，功率最大，为高温档；
②当当S1断开，S接a时，R1和R2串联，此时总电阻最大，功率最小，为低温档；
③当S1闭合，S接a时，R1被短路，只有R2工作，此时中温档。
故要使“智能炒菜机”处于中温档，开关S1闭合，开关S2接a，中温档时R2工作
∴P中温===400W
（3）高温档时R1、R2并联
P高温=P1+P2=+=+=1500 W
W=Pt=1500W×600s=9x105J
10.（1）0.6A（2）20Ω（3）4320J
11.（1）110Ω （2）440W （3）8.8×10 4J
12.（1）小灯泡的额定功率为：P额=U额I额=6V×0.4A=2.4W （2分）
（2）滑片P在最左端时，据题可知，电源电压U=U额=6V，I=0.4A；
W=UIt=6V×0.4A×5×60s=720J（2分）
（或：此时电路只有小灯泡工作，W=P额t=2.4W×5×60s=720J）
（3）当电路中电流最小时，滑动变阻器的阻值最大，此时U变=U－U1=6V－2V=4V，I1=0.2A；
。（2分）
13.（1）R0。
（2）当拉力为0N时，R0与R1串联，电路中的总电阻：R总=R0+R1=5Ω+25Ω=30Ω
根据欧姆定律可得，电路中的电流：
电压表的示数：U0=IR0=0.1A×5Ω=0.5V。
（3）当电压表的示数时，R1两端的电压：
电路中的电流：
根据欧姆定律可得，
R1是一根长为L=5cm的均匀电阻线，最大阻值为25Ω，
此时电阻丝接入电路中的长度：
弹簧伸长的长度：；由图乙可知，F＝400N。
电学计算
V
A
S
R1
R
甲 乙
V
A
P
R
S
I/A
U/V
1
2
3
4
5
6
0
0.4
0.3
0.2
0.1
弹簧
拉环
P
S
R0
R1
a b
△L/cm
F/N
0
200
400
1
2
3
4
5
甲 乙