2024年初中科学重点题型复习---电学计算题（含解析）

2024年初中科学重点题型复习---电学计算题
1．如图所示为某电烤箱的铭牌，高温挡额定功率模糊不清。图虚线内所示是电烤箱内部的简化电路图。R1和R2均为电热丝，R2＝72.6Ω。
××牌电烤箱
额定电压 220V
额定功率 高温挡 ×××W
低温挡 400W
求：
（1）电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功；
（2）R1的阻值；
（3）高温挡额定功率。
2．小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1kg、初温为20℃的汤加热至100℃，设此汤的比热容为c汤=4.0×103J/（kg·℃），求：
额定电压 220V
额定功率 低温挡 48.4W
高温挡 400W
（1）汤需要吸收的热量；
（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？

3．小兵同学对家中的豆浆机非常感兴趣，于是，他收集了如下信息：图甲是豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率P1＝200W；R是加热电阻，额定功率P2＝1100W；图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息。
（1）豆浆机加热电阻的阻值是多少？
（2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
（3）小兵关掉家里的其他用电器，只让豆浆机单独工作，豆浆机在加热过程，他观察到家中的电子式电能表[220V；10（40）A；1800imp/（kW·h）]耗电指示灯1min闪烁了30次，请帮助小兵计算豆浆机的实际加热电功率，并分析产生这种情况的可能原因。
4．在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲示，R1和R2均为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低温挡”、“高温挡”加热之间的转换，饮水机工作时功率与时间的关系图像如图乙所示，该饮水机的加热效率为84%。[c水=4.2×103J/（kg ℃）]求：
（1）电阻R2的阻值；
（2）如果水的初温为34℃，在标准大气压下，该饮水机一次能烧开质量为多少的水？
5．在如图（a）所示电路中，电源电压为12伏且保持不变。电阻的阻值为10欧，滑动变阻器上标有“20欧2安”字样。闭合开关后，电路中的电流为0.6安。
（1）求电阻两端的电压；
（2）求滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）在ab或bc间接入一个表盘如图（b）所示的电压表，移动滑动变阻器的滑片P，在保证电路安全工作的情况下，通过计算说明是否能使电压表的示数达到某量程的最大值。
6．下表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶（一种在倒水时导线脱离，用电加热的方便水壶）的铭牌，某同学用这种电水壶烧开水，他将水放至最大容量，测得水的初温是，通电6分钟后水恰好沸腾（在一个标准大气压下），试通过计算，回答下列问题：
额定电压
额定功率
最大容量
(1)该电水壶是利用电流的 效应工作的；
(2)该电水壶正常工作时的电流及电热丝的电阻；
(3)这段时间水吸收的热量；[水的比热容]
(4)现测得电源电压为，求此时电水壶的工作效率。（计算结果保留两位有效数字）
7．图甲是某款电热饭盒，部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，R1、R2均是发热电阻（阻值不随温度变化），求∶
（1）开关S接触1时，电热饭盒处于高温挡还是低温挡？
（2）电热饭盒正常工作时，利用高温挡将质量为1kg，初温为20℃的汤加热至50℃，需要多少时间？【c汤=4.0×103J/（kg·℃），不考虑热损耗】
（3）R2的阻值为多少Ω？
额定电压 220V
额定功率 低温档 48.4W
高温档 400W
8．如图甲所示电路，电源电压恒为6V，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示．电阻R1为30Ω，滑动变阻器R2的额定电流为1A，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0～3V．请画出该题的各个等效电路图．
（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，L正常发光，此时通过R1的电流是多少？
（2）只闭合开关S3，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2A，滑动变阻器的最大阻值是多少？
（3）在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率和最小功率各是多少？
9．某小组设计了如图所示的电路。已知电源电压不变，小灯泡LI、L2、L3的铭牌依次是“9V 4.05W”、“6V 1.2W”、“3V 0.9W”（灯丝电阻均不变），滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，A、B、C、D是四个接线柱。实验时，将AD两个接线柱接在电源两端（电源电压保恒定不变），滑动变阻器的滑片移到最上端，此时有一个小灯泡正常工作，另一个灯泡未达到额定电压。
（1）求小灯泡L3正常工作时的电流；
（2）求电源电压；
（3）某同学将三个小灯泡取下来后，再随机接入电路中原来三个小灯泡所在位置进行实验。把AD两个按线柱接在同一电源两端，调节滑动变阻器的滑片P到某一点，电路图中L2位置的灯恰好正常发光，此时L1位置的小灯泡实际功率为其额定功率的，求此时滑动变阻器的电功率。
10．标有“6V 3W”的小灯泡L与额定功率为4W的电阻器R按图电路连接，闭合开关S时，灯L正常发光，且电流表示数为0.8A，求:
（1）小灯泡的电阻和正常工作时的电流；
（2）电阻器R的阻值；
（3）此时小灯泡和电阻R消耗的总功率。
11．如图所示，小灯泡标有“”字样（不考虑小灯泡电阻受温度的影响），为定值电阻，为滑动变阻器，电源电压恒定，开关闭合前，滑动变阻器滑片在最大阻值处。
（1）当开关S、都闭合时，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为，求的电阻是多少？
（2）当只闭合开关S时，电流表的示数为，求滑动变阻器的最大阻值是多少？
（3）当电路有元件工作时，分析说明整个电路什么时候电功率最小？最小电功率是多少？
12．家庭中的电饭锅有“关”、“保温”和“加热”三个挡位，其简化电路如图所示。若保温功率是880W，加热功率是2090W。通过计算回答：
（1）该电饭锅在“保温”挡位正常工作时通过R2中的电流；
（2）在“保温”挡位正常工作10min电阻R2产生的热量；
（3）R1的电阻。
13．中国青少年的身高增长速度全球最快，成为东亚地区身高最高的国家。如图所示，是小雅设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。电源电压恒为6V，定值电阻，R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒，总长为40cm，其接入电路的电阻与接入电路的长度成正比；cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。小雅用该测量仪对甲、乙两位同学的身高进行了测量，其数据见下表。若甲同学测量时，滑片恰在电阻棒ab的中点位置。求：
（1）当被测者身高越高时，电压表的示数 （选填“越大”或“越小”）；如果将电压表改成测量身高的仪表，则其刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）。
（2）电阻棒的总电阻 ；
（3）测量乙同学身高时，通电6s，消耗的电能 ；
（4）乙同学的身高 。
甲同学 乙同学
电流表读数 0.15 0.2
电压表读数 3 2
身高 1.7
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．（1）2.4×105J；（2）48.4Ω；（3）1000W
【详解】解：（1）已知低温挡的额定功率为P低＝400W，则电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功为
（2）由图可知，当开关接1时，R1与R2串联，总电阻最大，由可知，总功率最小，此时电烤箱处于低温挡；此时电路的总电阻为
由串联电路的电阻特点可得R1的阻值为
（3）由图可知，当开关接2时，该电路中只有R1，总电阻最小，由可知，总功率最大，此时电烤箱处于高温挡；则高温挡额定功率为
答：（1）电烤箱在低温挡正常工作10min电流做的功为2.4×105J；
（2）R1的阻值为48.4Ω；
（3）高温挡额定功率为1000W。
2．（1）3.2×105J；（2）800s
【详解】解：（1）汤需要吸收的热量
Q吸=c汤m（t-t0）=4.0×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.2×105J
（2）不考虑热损耗，电饭煲消耗的电能
W=Q吸=3.2×105J
由可知，电饭煲需要工作的时间
答：（1）汤需要吸收的热量为3.2×105J；
（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要的时间为800s。
3．（1）44Ω；（2）7.5×105J；（3）1000W，原因可能是实际电压小于额定电压
【详解】解（1）由可得，加热电阻的阻值
（2）由图像可知，豆浆机正常工作做一次豆浆，打浆的总时间
t1＝2min＝120s
加热的总时间
t2＝11min＝660s
由可得消耗的总电能
W总＝P1t1+P2t2＝200W×120s+1100W×660s＝7.5×105J
（3）电能表标有1800imp/(kW h)，加热时指示灯1min闪烁了30次，则豆浆机在1min内加热消耗的电能
豆浆机的实际加热功率
所以实际功率小于额定功率的原因可能是：实际电压小于额定电压。
答：（1）豆浆机加热电阻的阻值为44Ω；
（2）消耗的总电能为7.5×105J；
（3）豆浆机的实际加热电功率为1000W；原因可能是实际电压小于额定电压。
4．（1）110Ω；（2）1.2kg
【详解】解：（1）当S1和S2同时闭合时，两个电热丝并联接入电路中，此时电路中的总电阻是最小的，根据
可知电功率最大，电热饮水机处于高温挡；S1闭合、S2断开时，只有R1接入电路，此时电路中的总电阻最大，根据
可知电功率最小，此时为低温挡；由图乙可知高温挡R2的功率
根据
可得电阻R2的阻值为
（2）电热饮水机加热消耗的电能
根据 知，水吸收的热量为
由得水的质量为
答：（1）电阻R2的阻值为110Ω；
（2）如果水的初温为34℃，在标准大气压下，该饮水机一次能烧开质量为1.2kg的水。
5．（1）；（2）；（3）见解析
【详解】解：（1）分析电路可知，、串联，电阻两端的电压为
（2）电路的总电阻为
则滑动变阻器接入电路的阻值为
（3）电源电压为12伏，所以电压表示数不可能达到大量程的最大值15V。当电压为3V时，电路中电流为
根据串联电压规律和欧姆定律，此时滑动变阻器接入电路的阻值为
所以电压表接在ab间不可能使电压表的示数达到某量程的最大值。当的电压为3V时，根据串联电压规律和欧姆定律，电路中电流为
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
所以电压表接在bc间能使电压表的示数达到小量程的最大值3V。
答：（1）电阻两端的电压；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）电压表接在bc间能使电压表的示数达到小量程的最大值3V。
6．(1)热；(2)5.5A，40Ω；(3)；(4) 93%
【详解】解：(1)电水壶是利用电流通过导体时，使导体产生热量来工作的，是电流的热效应。
(2)根据可得，此电水壶正常工作时的电流
由可得，电热水壶的电阻
(3)水的质量
水在1个标准大气压下的沸点，烧开时吸收的热量
(4)当电压时，消耗的电能
此时电水壶工作的效率
答：(2)该电水壶正常工作时的电流为5.5A，电热丝的电阻为40Ω；
(3)这段时间水吸收的热量；
(4)此时电水壶的工作效率93%。
7．（1）低温档；（2）300s；（3）879Ω
【详解】解：（1）开关S接触1时，R1R2串联接入电路
总电阻偏大，根据，电源电压恒为220V，所以功率偏小，电热饭盒处于低温挡。
（2）质量为1kg，初温为20℃的汤加热至50℃，需要的热量为
利用高温挡加热需要的时间为
（3）高温档时，开关S接触2，R1接入电路，根据，可得R1的阻值为
低温档时，开关S接触1，R1R2接入电路，根据，可得R总的阻值为
所以R2的阻值为
答：（1）电热饭盒处于低温挡；
（2）需要300s；
（3）R2的阻值为879Ω。
8．（1）0.2A（2）40Ω（3）2.7W（4）0.6W
【分析】（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，变阻器短路，画出等效图，由L正常发光确定灯的实际电压，根据并联电路电压的规律，求出电源电压即R1的电压，由欧姆定律求此时通过R1的电流；
（2）由图乙知灯的电压为6V时，灯的额定电流，由欧姆定律求出灯正常发光的电阻；只闭合开关S3，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，画出等效图2，由欧姆定律求出电路的总电阻，由图乙求出灯的电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值；
（3）①根据P＝，当电路的总电阻最小时，总功率最大，根据串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一电阻，分析电路的连接求最小总电阻，根据P＝求出电路的最大功率；
②当电压表示数达到最大值3V时，R2阻值达到最大，此时电路中电流最小，根据串联电路电压的规律及欧姆定律求出电小电流，根据P＝UI求最小功率．
【详解】（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，变阻器短路，等效图如下图所示，
L正常发光，灯的实际电压为6V，根据并联电路电压的规律，电源电压即R1的电压为6V，由欧姆定律，此时通过R1的电流是：I1＝＝＝0.2A；
（2）由图乙知，灯的电压为6V时，灯的额定电流为0.25A，由欧姆定律，故灯正常发光的电阻：RL＝=＝24Ω；只闭合开关S3，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，如下图所示，
移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时，电流表的示数为0.2A，灯的电压为4V，由欧姆定律此时灯的电阻为20Ω，由欧姆定律，电路的总电阻；
R＝=＝30Ω，根据电阻的串联，R＝RL+R滑，滑动变阻器的最大阻值是：
R滑＝4（R﹣RL）＝4×（30Ω﹣20Ω）＝40Ω；
（3）①根据P＝，当电路的总电阻最小时，总功率最大，根据串联电阻大于其中任一电阻，并联电阻小于其中任一电阻，故只有当开关S1、S2、S3都闭合时，灯与R1并联时，总电阻最小，R并＝==Ω ，电路的最大功率：P大＝=＝2.7W；
②当电压表示数达到最大值3V时，R2阻值达到最大，此时电路中电流最小，I最小＝＝0.1A，所以P最小＝UI最小＝6V×0.1A＝0.6W；
9．（1）0.3A；（2）10V；（3）0.4W
【详解】（1）由可得，灯泡L3正常工作时的电流为
（2）将AD两个接线柱接在电源两端，滑动变阻器的滑片移到最上端时，灯L1和L2串联，滑动变阻器接入电路的电阻为0Ω。L1的额定电流
L2的额定电流
此时，只有一个灯泡正常工作，另一只灯泡未达到额定电压，而I2电源电压
（3）由（1）（2）可知，L1、L2、L3的额定电流分别为
I1=0.45A，I2=0.2A，I3=0.3A
把AD两个接线柱接在同一电源两端，调节滑动变阻器的滑片P到某一点，电路图中L2位置的灯恰好正常发光，则此时电路中的两灯串联，分情况讨论如下：若是L2正常发光，则L1的位置是可能是灯泡L1和灯泡L3，此时电路中电流为
I=I2=0.2A
若为L1，则实际功率为
而L1的额定功率4.05W，实际功率不是额定功率的，因此不满足题意；若为L3，则
实际功率为
L3的额定功率为0.9W，实际功率等于额定功率的，满足题意；若是L3正常发光，则电路中电流为0.3A，L1的位置只能是L1，若为L2，由于L2的额定电流为0.2A，会被烧坏，此时L1的实际功率
L1的额定功率为4.05W，实际功率不是额定功率的，因此不满足题意；若是灯泡L3正常发光，由于L3的额定电流最大，因此此时L1和L2会被烧坏，不满足题意。故灯泡L1的位置是L3，灯泡L2的位置上是L2。此时电路中电流为0.2A。
电源电压为10V，故滑动变阻器两端电压
滑动变阻器接入电路中的阻值
滑动变阻器的电功率
答：（1）小灯泡L3正常工作时的电流为0.3A；
（2）电源电压为10V；
（3）滑动变阻器的电功率为0.4W。
10．（1）12Ω，0.5A （2）20Ω （3）4.8W
【详解】(1)由电路图可知，小灯泡L与定值电阻R并联，电流表测干路电流。因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯L正常发光，所以，电源的电压
U=UL=6V，
由P=UI可得，小灯泡正常发光时的电流为：
；
则小灯泡的电阻为：
；
(2) 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R的电流为：
IR=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A，
则电阻器R的阻值为：
；
(3) 此时小灯泡和电阻R消耗的总功率为：
P=UI=6V×0.8A=4.8W。
答：（1）小灯泡的电阻为12Ω，正常工作时的电流为0.5A；（2）电阻器的阻值为20Ω；（3）小灯泡和电阻R消耗的总功率为4.8W。
11．（1）；（2）；（3）见解析
【详解】解：（1）当开关都闭合时，电阻与小灯泡L并联，电流表测量干路电流，小灯泡恰好正常发光，所以电源电压，通过小灯泡的电流，通过的电流
所以电阻
（2）当只闭合开关S时，电阻与滑动变阻器串联，滑动变阻器滑片在最大阻值处，电路中的电流，电路中的总电阻
滑动变阻器的最大阻值
（3）当电路有元件工作时，由整个电路中的电功率知，当最大时有最小电功率，当只闭合开关S时，R1与滑动变阻器串联，且滑动变阻器滑片在最大阻值处时，电路中的总电阻最大，电路中有最小电功率。此时最大电阻
电路中的最小电功率
答：（1）的电阻是；
（2）滑动变阻器的最大阻值是；
（3）只闭合开关S且滑动变阻器滑片在最大阻值处时，电功率最小，最小电功率是0.36W。
12．（1）4A；（2）5.28×105J；（3）40Ω
【详解】解：（1）由可知，该电饭锅在“保温”挡位正常工作时的电流
（2）工作10min电阻R2产生的热量
（3）由图可知，电饭锅在“加热”挡位正常工作时，保温档也工作，则R1的功率为
由可知，R1的电阻
答：（1）该电饭锅在“保温”挡位正常工作时通过R2中的电流4A；；
（2）在“保温”挡位正常工作10min电阻R2产生的热量5.28×105J；
（3）R1的电阻40Ω。
13． 越大 不均匀 40Ω 4.8J 1.6m
【详解】（1）由电路图知道，滑动变阻器与电阻R0串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压；当被测者身高越高时，滑动变阻器接入电路的电阻越大，由串联分压知道，电压表的示数越大。
接入阻值为R时，电压表的示数是
由于UV与R不成正比，所以，将电压表改成测量身高的仪表，则其刻度是不均匀的。
（2）由表中数据知道，当P在中点时，U中=3V，I中=0.15A，由欧姆定律知道，
电阻棒的总电阻
R总=2R中=2×20Ω=40Ω
（3）测量乙同学身高时，电流表的示数是0.2A，通电6s，由焦耳定律知道，消耗的电能
（4）因电阻棒总长为40cm，电阻为40Ω，所以1cm电阻棒的阻值为1Ω，测量乙同学身高时，电阻棒接入电路的电阻
则此时电阻棒接入电路的长度为10cm，乙同学的身高为
170cm-20cm+10cm=160cm=1.6m
答：（1）当被测者身高越高时，电压表的示数越大；如果将电压表改成测量身高的仪表，则其刻度是不均匀。
（2）电阻棒的总电阻40Ω；
（3）测量乙同学身高时，通电6s，消耗的电能4.8J；
（4）乙同学的身高1.6m。
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