2024年中考科学专题复习---电学压轴解答题 (1)（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024年中考科学专题复习---电学压轴解答题 (1)（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 690.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2024-05-01 16:14:30 | ||
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文档简介
2024年中考科学专题复习---电学压轴解答题
1．如图，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器标有“25Ω；1A”字样，灯泡L标有“3V”字样且阻值恒定，R1＝15Ω。只闭合S1时，电流表的示数为0.4A；只闭合S2时，电流表示数为0.3A。求：
（1）电源电压；
（2）灯泡的阻值RL；
（3）只闭合S3时，在保证各元件安全的前提下，灯泡L的功率变化范围。
2．冬季，小明利用电能表（规格如图甲所示）和秒表，测量家中标有“220V 1210W”的电暖器的实际功率，他的做法是：断开家中其它用电器的控制开关，单独闭合电暖器的控制开关，测得电能表的转盘在1min内转过30转。电暖器的电阻不变，问：
(1)电暖器的实际功率为多少？
(2)电暖器两端的实际电压是多少？
(3)图乙所示是小明家的供电线路图，供电站输出的电压是220V，已知输电导线每千米的电阻为0.5Ω，则供电站与小明家的距离是多少千米？
3．随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行各业得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一．热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化．图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0﹣0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω0.3A”字样，Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压保持不变，请完成下列小题：
（1）将此电路放入温度为10℃的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R＝100Ω，此时电流表的读数为0.01A，求电源电压？
（2）若环境温度为30℃时且滑动变阻器接入电路的电阻R＝100Ω，求电流表的示数？
（3）当环境达到最高温度时滑动变阻器完全接入电路，则环境最高温度为多少？
4．一台电热吹风机，其内部电路原理如图所示，相关参数如下表。试求：
额定电压 220V
电源频率 50Hz
热风功率 1210W
冷风功率 110W
（1）热风加热时电路中的总电流；
（2）热风加热5min，整个电路消耗的电能；
（3）正常工作时电热管R的电阻；
（4）图中电动机线圈的电阻为10Ω，1min内电流通过电动机线圈产生的热量。
5．某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能。其原理如图所示，电源电压恒为220V，R1和R2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），R2＝30Ω，L是标有“220V 160W”的照明灯泡，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10h，此时R1与R2的电功率之比为1∶3，晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能，灯泡正常发光的状态下，系统也需连续工作10h。
(1)R1的电阻？
(2)晚上工作时电路消耗的总功率？
(3)该系统一天内电热丝消耗了多少kW h的电能？
6．如图甲是小明同学家购买的微电脑控制电茶壶，具有自动抽水、煮水、显示水温、控温等功能，使用十分方便。据查，该产品额定电压为220V，额定总功率为1210W，煮水时功率1200W，茶壶容量1. 0L，水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃）。
（1）将550mL的纯净水从桶中提升0.6m，求电动机对水所做的功；
（2）利用“煮水档”将550mL的水加热4min的实验数据如表，请计算0～3min的能量损失；
时间/min 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
温度/℃ 20 21 33 49 66 82 95 95 95
（3）根据表中数据在图乙中做出水被加热的“温度﹣时间”图象，并分析0～0.5min温度上升缓慢的主要原因。
7．如图甲为某烧水壶的简化电路图，R1和R2为发热丝，S1为总开关，S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，图乙为某次将壶内1kg水加热、保温过程的总功率与时间的关系图象，已知：c水=4.2×103J/（kg·°C）求：
（1）这壶水从20°C加热至100°C所吸收的热量；
（2）本次工作过程的保温过程所消耗的电能；
（3）R1和R2的阻值。
8．小林家电热水瓶有加热和保温两挡，下表是热水瓶的部分参数（外界大气压为1标准大气压），热水瓶装满初温为20℃的水，接在家庭电路中工作。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，水的密度为1.0×103kg/m3。求
型号 X X X
额定电压 220V
额定功率 1200W
保温功率 440W
额定容量 2L
（1）保温时通过电热水瓶插头的电流；
（2）加热时电热水瓶的总电阻（结果保留整数）；
（3）若不计热量损失，把满瓶水烧开，需多长时间。
9．南昌新茶上市，小明为给辛苦工作一天的爸爸消除疲劳，想为其沏上一杯新上市的热茶，于是用如图所示的电热水壶装满水（该水壶的参数如下表），从加热至沸腾，烧水过程用时5分钟。[电热水壶在额定电压下工作，当时气压为1个标准大气压，，]请回答下列问题：
产品参数
产品品牌 ××电热水壶 烧水时长 约5分钟
壶身层体 二层防烫 产品容量 1.5L
额定功率 2000W 额定频率 50Hz
额定电压 220V 正品保证 放心品质
智能保温 约保温功率30W 水壶材质 食品级不锈钢优PP外壳
（1）电热水壶中水的质量；
（2）电热水壶给水加热至沸腾过程中水吸收了多少焦的热量？
（3）电热水壶的加热效率为多少？
10．某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路。如图甲所示，电源电压不变，定值电阻，Rt是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示，当环境温度为20℃时，闭合开关S后，电压表的示数为1V。求：
（1）当环境温度为20℃时，电路中的电流；
（2）电源电压；
（3）当电压表示数为1.2V时，环境温度为多少℃？
11．下图是安装在学校报告厅内的某种即热式节能饮水机的原理图，烧开的水很烫不能立即饮用，即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题，它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一起，利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温。同时，进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开。
如图所示，当节能饮水机的出水流量为1．9L/min时，20℃的自来水经热交换套管后被预热成85℃的热水流进加热腔，同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管，变成可供直接饮用的温开水流出。
（1）可供直接饮用的温开水的温度是多少（不计热损失）？
（2）若电加热器的效率为95%，则电加热器的电阻为多大（结果保留整数）？
12．如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由最右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在最右端时，lmin内灯泡L消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路中的电阻。
13．如图甲是利用热敏电阻来测量温度的原理图．该图中既可以通过电流表的示数来反映待测温度，又可以通过电压表的示数来反映待测温度．已知电源电压为20V且保持不变，为定值电阻，阻值为30Ω，热敏电阻R的阻值随温度变化的关系如图乙所示．则：
（1）当待测温度升高时，电压表示数与电流表示数的比值如何变化？
（2）当待测温度为24℃时，电流表和电压表的示数分别是多大？
（3）已知电流表的量程是0 ~0.6A，电压表的量程是0~15 V，则此电路能够测量的最高温度是多大？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．（1）6V；（2）5Ω；（3）0.2W～1.8W
【详解】解：（1）只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电流表测量电路电流，电流表的示数为0.4A，根据欧姆定律知道，电源电压
U＝I1R1＝0.4A×15Ω＝6V
（2）只闭合S2时，灯泡和R1串联，电流表测量电路电流，电流表示数为0.3A。根据欧姆定律知道，定值电阻两端的电压
U1＝IR1＝0.3A×15Ω＝4.5V
根据串联电路的电压特点知道，灯泡两端的电压
UL＝U﹣U1＝6V﹣4.5V＝1.5V
根据欧姆定律可知灯泡的阻值
（3）只闭合S3时，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流。灯泡两端的电压为3V时，根据欧姆定律可知电路电流
灯泡L的功率
P1＝U灯I′＝3V×0.6A＝1.8W
滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流
灯泡L的功率
P2＝I″2RL＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W
在保证各元件安全的前提下，灯泡L的功率变化范围为0.2W～1.8W。
答：（1）电源电压为6V；
（2）灯泡的阻值为5Ω；
（3）只闭合S3时，在保证各元件安全的前提下，灯泡L的功率变化范围为0.2W～1.8W。
2．(1)1000W；(2)200V；(3)4km
【详解】解：(1)电能表的转盘在1min内转过30转，电暖器消耗的电能为
则电暖器的实际功率为
(2)根据可知电暖器的电阻为
则两端的实际电压是
(3)根据串联分压可知，导线上的电压为
导线上的电流为
导线的电阻为
则供电站与小明家的距离是
答：(1)电暖器的实际功率为1000W；
(2)电暖器两端的实际电压是200V；
(3)供电站与小明家的距离是4千米。
3．（1）6V；（2）0.015A；（3）45℃．
【详解】（1）由电路图知道，滑动变阻器与热敏电阻串联，电流表测电路中的电流，
由图乙图象知道，当温度为10℃时，热敏电阻阻值为500Ω，此时滑动变阻器接入电路的电阻是：，
由知道，电源电压是：；
（2）由图像知道，当温度为30℃时，热敏电阻的阻值是300Ω，
故此时电路中电流表是：；
即电流表的示数0.015A；
（3）由图像知道，环境温度越高，热敏电阻的阻值越小，则串联电路中的电流越大，根据题意知道，电路中电流最大是0.02A，所以，当电路中电流最大为0.02A时，热敏电阻的阻值最小，所测环境温度最高，由电阻的串联和欧姆定律知道，此时电路的总电阻是：，
所以，热敏电阻的最小阻值是：
由图乙知道，此时其工作的最高环境温度是45℃．
4．（1）5.5A；（2）；（3）；（4）150J
【详解】解：（1）热风加热时电路中的总电流
（2）热风加热5min，整个电路消耗的电能
（3）电热管电功率
加热管的电阻
（4）由动机功率则电流
1min内电流通过电动机线圈产生的热量
答：（1）热风加热时电路中的总电流为5.5A；
（2）热风加热5min，整个电路消耗的电能为；
（3）正常工作时电热管R的电阻；
（4）图中电动机线圈的电阻为10Ω，1min内电流通过电动机线圈产生的热量为150J。
5．(1)10Ω；(2)5000W；(3)60.5
【详解】(1)由题知，白天有日光时，系统处于保温状态，灯泡不工作，此时两开关应断开，两电阻R1、R2串联，总电阻最大，总功率最小；由串联电路的特点可知，通过两电阻的电流相等，且R1与R2的电功率之比为1∶3，由P=I2R可得
===
由题知R2=30Ω，所以R1=10Ω。
(2)晚上系统处于加热状态，且灯泡正常工作，由电路图可知，此时两开关应都闭合，灯泡L与R1并联；由并联电路的特点可知，此时U=U1=220V，且灯泡正常工作，所以R1的功率
P1′===4840W
所以晚上工作电路的总功率
P总=P额+P1'=160W+4840W＝5000W
晚上工作时电路消耗的总功率为5000W。
(3)由串联电路的特点和P=可得，白天系统在保温状态时电热丝的总功率
P保温===1210W
由P=可得，该系统一天内电热丝消耗的电能
W=P1′t+P保温t＝（P1′+P保温）t=（4840W+1210W）×10h=60.5kW h
该系统一天内电热丝消耗了60.5kW h的电能。
答：(1)R1的电阻为10Ω；
(2)晚上工作时电路消耗的总功率为5000W；
(3)该系统一天内电热丝消耗了60.5kW h的电能。
6．（1）3.234J；（2）4.275×104J；（3）见解析
【详解】解：（1）550mL水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×5.5×10﹣4m3=0.55kg
水的重力
G=mg=0.55kg×9.8N/kg=5.39N
电动机对水所做的功
W=Gh=5.39N×0.6m=3.234J
（2）利用“煮水档”将550mL的水加热时，加热3min，水吸收的热量
Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/(kg ℃)×0.55kg×(95℃﹣20℃)=1.7325×105J
电热水壶消耗的电能
W=Pt=1200W×3×60s=2.16×105J
0～3min的能量损失为
2.16×105J﹣1.7325×105J=4.275×104J
（3）采用描点发画出图象，如下图：
0～0.5min温度上升缓慢的主要原因：刚开始加热的时候，电茶壶本身需要吸收一部分热量。
答：（1）将550ml的纯净水从桶中提升0.6m，电动机对水所做的功为3.234J；
（2）0～3min的能量损失为4.275×104J；
（3）图像如图；刚开始加热的时候，电茶壶本身需要吸收一部分热量。
7．（1）3.36×105J；（2）2.4×104J；（3）1170Ω，40Ω
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg·°C）×1kg×（100°C-20°C）=3.36×105J
（2）由图乙知，保温功率P1=40W，用时t1=10min，保温过程所消耗的电能
W1=P1t1=40W×10×60s=2.4×104J
（3）当S1闭合，S2接1时，只R2接入电路，为加热状态。由图乙知，加热功率
P2=1210W
由得
当S1闭合，S2接2时，R1与R2串联，为保温状态，由得
根据串联电路电阻规律可知
R1=R总-R2=1210Ω-40Ω=1170Ω
答：（1）壶水吸收的热量为3.36×105J；
（2）保温过程所消耗的电能为2.4×104J；
（3）R1和R2的阻值分别为1170Ω和40Ω。
8．（1）2A；（2）40Ω；（3）560s
【详解】解：（1）家庭电路电压为U=220V，由表中数据可知，保温时的功率为P=440W，通过热水瓶的电流
根据串联电路电流的规律，通过电热水瓶插头的电流为2A。
（2）由表中数据可知，加热时的功率为P加=1200W，加热时电热水瓶的总电阻
（3）由题意知，装满水的容积为
2L=2×10-3m3
水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
1标准大气压下水的沸点是100℃，把初温为20℃的水烧开，水升高的温度
Δt=100℃-20℃=80℃
水吸收的热量
Q=cmΔt =4.2×103J/(kg·℃)×2kg×80℃=6.72×105J
因不计热损失，所以电热水瓶消耗的电能
W=Pt=Q
把满水瓶烧开，需要的时间
答：（1）保温时通过电热水瓶插头的电流为2A；
（2）加热时电热水瓶的总电阻为40Ω；
（3）若不计热量损失，把满水瓶烧开，需560s。
9．（1）1.5kg；（2）5.04×105J；（3）84%
【详解】
解：（1）电热水壶中水的质量为
（2）电热水壶给水加热至沸腾过程中水吸收的热量为
（3）电热水壶消耗的电能为
电热水壶加热的效率为
答：（1）电热水壶中水的质量为1.5kg；
（2）电热水壶给水加热至沸腾过程中水吸收的热量为5.04×105J；
（3）电热水壶的加热效率为84%。
10．（1）0.05A；（2）3V；（3）30℃
【详解】解：（1）由图甲知两电阻串联，电压表并联在定值电阻R的两端，串联电路电流处处相等，则电路中电流为
（2）由图乙知，当环境温度为20℃时，，Rt两端的电压为
由串联电路的电压特点可得电源电压为
（3）电压表的示数为1.2V时，根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，电路中电流为
Rt两端的电压为
此时热敏电阻的阻值为
由图乙知，此时环境温度为30℃。
答：（1）当环境温度为20℃时，电路中的电流为0.05A；
（2）电源电压为3V：
（3）当电压表示数为1.2V时，环境温度为30℃。
11．（1）35℃；（2）23Ω
【详解】解：（1）因20℃的自来水经热交换套管后被预热成85℃，同时相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出，所以，不计热损失时，冷水吸收的热量和热水放出的热量相等，由可得
解得：t0 =35℃。
（2）由饮水机的出水流量为1．9L/min可知，每分钟加热水的体积：
V=1.9L=1.9×10-3 m3
水的质量
m=ρV=1×103 kg/m3 ×1.9×10-3 m3 =1.9kg
水吸收的热量
由可得，消耗的电能
电热器的电功率
由可得，电热器的电阻
答：（1）可供直接饮用的温开水的温度是35℃（不计热损失）；
（2）若电加热器的效率为95%，则电加热器的电阻为23Ω。
12．（1）10Ω；（2）54J；（3）6V；（4）2Ω
【详解】解：（1）由题可知，灯泡L正常发光时的电阻为
（2）根据题意可知，当P在最右端时，此时滑动变阻器接入电路中最大，由欧姆定律可知，电路中电流最小，故由图乙可知，此时灯泡的电功率为0.9W，由电能公式可得，滑片P在最右端时，lmin内灯泡L消耗的电能为
（3）由题（2）可知，当P在最右端时，电路中的电流为0.3A，由欧姆定律可得
当P在中点时，电路中的电流为0.4A，可得
联立上述两式，解得，滑动变阻器阻值为
电源电压为
（4）灯泡正常发光时，此时电路中电流为
则变阻器连入电路中的电阻为
答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为10Ω；
（2）滑片P在最右端时，lmin内灯泡L消耗的电能为54J；
（3）电源电压为6V；
（4）灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路中的电阻为2Ω。
13．（1）不变（2）0.25A；7.5V（3）88℃
【详解】(1)由题中的电路图可知热敏电阻R和定值电阻串联，电压表测两端电压，故电压表和电流表的比值即为的阻值，为定值；所以当待测温度升高时，电压表示数与电流表示数的比值不变；
(2)由图象可知24℃时，；由欧姆定律得：
所以电流表的示数是0.25A；
两端的电压是：
所以电压表的示数是7.5V；
(3)由题图可知，R与串联，电压表测电压，由电压表电流表量程可知，电压表示数最大为，当时，电路中电流：
且此时电路能够测量的温度最高；设此时热敏电阻的阻值为，两端电压：
的电阻：
由图象可查得对应温度为88℃，即最高温度为88℃；
答：(1)当待测温度升高时，电压表示数与电流表示数的比值不变；
(2)当待测温度为24℃时，电流表和电压表的示数分别是0.25A、7.5V；
(3)已知电流表的量程是0 ~0.6A，电压表的量程是0~15 V，则此电路能够测量的最高温度是88℃；
答案第1页，共2页
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1．如图，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器标有“25Ω；1A”字样，灯泡L标有“3V”字样且阻值恒定，R1＝15Ω。只闭合S1时，电流表的示数为0.4A；只闭合S2时，电流表示数为0.3A。求：
（1）电源电压；
（2）灯泡的阻值RL；
（3）只闭合S3时，在保证各元件安全的前提下，灯泡L的功率变化范围。
2．冬季，小明利用电能表（规格如图甲所示）和秒表，测量家中标有“220V 1210W”的电暖器的实际功率，他的做法是：断开家中其它用电器的控制开关，单独闭合电暖器的控制开关，测得电能表的转盘在1min内转过30转。电暖器的电阻不变，问：
(1)电暖器的实际功率为多少？
(2)电暖器两端的实际电压是多少？
(3)图乙所示是小明家的供电线路图，供电站输出的电压是220V，已知输电导线每千米的电阻为0.5Ω，则供电站与小明家的距离是多少千米？
3．随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行各业得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一．热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化．图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0﹣0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω0.3A”字样，Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压保持不变，请完成下列小题：
（1）将此电路放入温度为10℃的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R＝100Ω，此时电流表的读数为0.01A，求电源电压？
（2）若环境温度为30℃时且滑动变阻器接入电路的电阻R＝100Ω，求电流表的示数？
（3）当环境达到最高温度时滑动变阻器完全接入电路，则环境最高温度为多少？
4．一台电热吹风机，其内部电路原理如图所示，相关参数如下表。试求：
额定电压 220V
电源频率 50Hz
热风功率 1210W
冷风功率 110W
（1）热风加热时电路中的总电流；
（2）热风加热5min，整个电路消耗的电能；
（3）正常工作时电热管R的电阻；
（4）图中电动机线圈的电阻为10Ω，1min内电流通过电动机线圈产生的热量。
5．某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能。其原理如图所示，电源电压恒为220V，R1和R2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），R2＝30Ω，L是标有“220V 160W”的照明灯泡，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10h，此时R1与R2的电功率之比为1∶3，晚上温度较低的时候，需开启加热和照明功能，灯泡正常发光的状态下，系统也需连续工作10h。
(1)R1的电阻？
(2)晚上工作时电路消耗的总功率？
(3)该系统一天内电热丝消耗了多少kW h的电能？
6．如图甲是小明同学家购买的微电脑控制电茶壶，具有自动抽水、煮水、显示水温、控温等功能，使用十分方便。据查，该产品额定电压为220V，额定总功率为1210W，煮水时功率1200W，茶壶容量1. 0L，水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃）。
（1）将550mL的纯净水从桶中提升0.6m，求电动机对水所做的功；
（2）利用“煮水档”将550mL的水加热4min的实验数据如表，请计算0～3min的能量损失；
时间/min 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
温度/℃ 20 21 33 49 66 82 95 95 95
（3）根据表中数据在图乙中做出水被加热的“温度﹣时间”图象，并分析0～0.5min温度上升缓慢的主要原因。
7．如图甲为某烧水壶的简化电路图，R1和R2为发热丝，S1为总开关，S2为温控开关，1、2分别为开关的两个接触点，图乙为某次将壶内1kg水加热、保温过程的总功率与时间的关系图象，已知：c水=4.2×103J/（kg·°C）求：
（1）这壶水从20°C加热至100°C所吸收的热量；
（2）本次工作过程的保温过程所消耗的电能；
（3）R1和R2的阻值。
8．小林家电热水瓶有加热和保温两挡，下表是热水瓶的部分参数（外界大气压为1标准大气压），热水瓶装满初温为20℃的水，接在家庭电路中工作。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，水的密度为1.0×103kg/m3。求
型号 X X X
额定电压 220V
额定功率 1200W
保温功率 440W
额定容量 2L
（1）保温时通过电热水瓶插头的电流；
（2）加热时电热水瓶的总电阻（结果保留整数）；
（3）若不计热量损失，把满瓶水烧开，需多长时间。
9．南昌新茶上市，小明为给辛苦工作一天的爸爸消除疲劳，想为其沏上一杯新上市的热茶，于是用如图所示的电热水壶装满水（该水壶的参数如下表），从加热至沸腾，烧水过程用时5分钟。[电热水壶在额定电压下工作，当时气压为1个标准大气压，，]请回答下列问题：
产品参数
产品品牌 ××电热水壶 烧水时长 约5分钟
壶身层体 二层防烫 产品容量 1.5L
额定功率 2000W 额定频率 50Hz
额定电压 220V 正品保证 放心品质
智能保温 约保温功率30W 水壶材质 食品级不锈钢优PP外壳
（1）电热水壶中水的质量；
（2）电热水壶给水加热至沸腾过程中水吸收了多少焦的热量？
（3）电热水壶的加热效率为多少？
10．某课外活动小组设计了一个用电压表的变化来反映环境温度变化的电路。如图甲所示，电源电压不变，定值电阻，Rt是热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图乙所示，当环境温度为20℃时，闭合开关S后，电压表的示数为1V。求：
（1）当环境温度为20℃时，电路中的电流；
（2）电源电压；
（3）当电压表示数为1.2V时，环境温度为多少℃？
11．下图是安装在学校报告厅内的某种即热式节能饮水机的原理图，烧开的水很烫不能立即饮用，即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题，它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一起，利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温。同时，进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开。
如图所示，当节能饮水机的出水流量为1．9L/min时，20℃的自来水经热交换套管后被预热成85℃的热水流进加热腔，同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管，变成可供直接饮用的温开水流出。
（1）可供直接饮用的温开水的温度是多少（不计热损失）？
（2）若电加热器的效率为95%，则电加热器的电阻为多大（结果保留整数）？
12．如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由最右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在最右端时，lmin内灯泡L消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路中的电阻。
13．如图甲是利用热敏电阻来测量温度的原理图．该图中既可以通过电流表的示数来反映待测温度，又可以通过电压表的示数来反映待测温度．已知电源电压为20V且保持不变，为定值电阻，阻值为30Ω，热敏电阻R的阻值随温度变化的关系如图乙所示．则：
（1）当待测温度升高时，电压表示数与电流表示数的比值如何变化？
（2）当待测温度为24℃时，电流表和电压表的示数分别是多大？
（3）已知电流表的量程是0 ~0.6A，电压表的量程是0~15 V，则此电路能够测量的最高温度是多大？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．（1）6V；（2）5Ω；（3）0.2W～1.8W
【详解】解：（1）只闭合S1时，电路为R1的简单电路，电流表测量电路电流，电流表的示数为0.4A，根据欧姆定律知道，电源电压
U＝I1R1＝0.4A×15Ω＝6V
（2）只闭合S2时，灯泡和R1串联，电流表测量电路电流，电流表示数为0.3A。根据欧姆定律知道，定值电阻两端的电压
U1＝IR1＝0.3A×15Ω＝4.5V
根据串联电路的电压特点知道，灯泡两端的电压
UL＝U﹣U1＝6V﹣4.5V＝1.5V
根据欧姆定律可知灯泡的阻值
（3）只闭合S3时，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流。灯泡两端的电压为3V时，根据欧姆定律可知电路电流
灯泡L的功率
P1＝U灯I′＝3V×0.6A＝1.8W
滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路电流
灯泡L的功率
P2＝I″2RL＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W
在保证各元件安全的前提下，灯泡L的功率变化范围为0.2W～1.8W。
答：（1）电源电压为6V；
（2）灯泡的阻值为5Ω；
（3）只闭合S3时，在保证各元件安全的前提下，灯泡L的功率变化范围为0.2W～1.8W。
2．(1)1000W；(2)200V；(3)4km
【详解】解：(1)电能表的转盘在1min内转过30转，电暖器消耗的电能为
则电暖器的实际功率为
(2)根据可知电暖器的电阻为
则两端的实际电压是
(3)根据串联分压可知，导线上的电压为
导线上的电流为
导线的电阻为
则供电站与小明家的距离是
答：(1)电暖器的实际功率为1000W；
(2)电暖器两端的实际电压是200V；
(3)供电站与小明家的距离是4千米。
3．（1）6V；（2）0.015A；（3）45℃．
【详解】（1）由电路图知道，滑动变阻器与热敏电阻串联，电流表测电路中的电流，
由图乙图象知道，当温度为10℃时，热敏电阻阻值为500Ω，此时滑动变阻器接入电路的电阻是：，
由知道，电源电压是：；
（2）由图像知道，当温度为30℃时，热敏电阻的阻值是300Ω，
故此时电路中电流表是：；
即电流表的示数0.015A；
（3）由图像知道，环境温度越高，热敏电阻的阻值越小，则串联电路中的电流越大，根据题意知道，电路中电流最大是0.02A，所以，当电路中电流最大为0.02A时，热敏电阻的阻值最小，所测环境温度最高，由电阻的串联和欧姆定律知道，此时电路的总电阻是：，
所以，热敏电阻的最小阻值是：
由图乙知道，此时其工作的最高环境温度是45℃．
4．（1）5.5A；（2）；（3）；（4）150J
【详解】解：（1）热风加热时电路中的总电流
（2）热风加热5min，整个电路消耗的电能
（3）电热管电功率
加热管的电阻
（4）由动机功率则电流
1min内电流通过电动机线圈产生的热量
答：（1）热风加热时电路中的总电流为5.5A；
（2）热风加热5min，整个电路消耗的电能为；
（3）正常工作时电热管R的电阻；
（4）图中电动机线圈的电阻为10Ω，1min内电流通过电动机线圈产生的热量为150J。
5．(1)10Ω；(2)5000W；(3)60.5
【详解】(1)由题知，白天有日光时，系统处于保温状态，灯泡不工作，此时两开关应断开，两电阻R1、R2串联，总电阻最大，总功率最小；由串联电路的特点可知，通过两电阻的电流相等，且R1与R2的电功率之比为1∶3，由P=I2R可得
===
由题知R2=30Ω，所以R1=10Ω。
(2)晚上系统处于加热状态，且灯泡正常工作，由电路图可知，此时两开关应都闭合，灯泡L与R1并联；由并联电路的特点可知，此时U=U1=220V，且灯泡正常工作，所以R1的功率
P1′===4840W
所以晚上工作电路的总功率
P总=P额+P1'=160W+4840W＝5000W
晚上工作时电路消耗的总功率为5000W。
(3)由串联电路的特点和P=可得，白天系统在保温状态时电热丝的总功率
P保温===1210W
由P=可得，该系统一天内电热丝消耗的电能
W=P1′t+P保温t＝（P1′+P保温）t=（4840W+1210W）×10h=60.5kW h
该系统一天内电热丝消耗了60.5kW h的电能。
答：(1)R1的电阻为10Ω；
(2)晚上工作时电路消耗的总功率为5000W；
(3)该系统一天内电热丝消耗了60.5kW h的电能。
6．（1）3.234J；（2）4.275×104J；（3）见解析
【详解】解：（1）550mL水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×5.5×10﹣4m3=0.55kg
水的重力
G=mg=0.55kg×9.8N/kg=5.39N
电动机对水所做的功
W=Gh=5.39N×0.6m=3.234J
（2）利用“煮水档”将550mL的水加热时，加热3min，水吸收的热量
Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/(kg ℃)×0.55kg×(95℃﹣20℃)=1.7325×105J
电热水壶消耗的电能
W=Pt=1200W×3×60s=2.16×105J
0～3min的能量损失为
2.16×105J﹣1.7325×105J=4.275×104J
（3）采用描点发画出图象，如下图：
0～0.5min温度上升缓慢的主要原因：刚开始加热的时候，电茶壶本身需要吸收一部分热量。
答：（1）将550ml的纯净水从桶中提升0.6m，电动机对水所做的功为3.234J；
（2）0～3min的能量损失为4.275×104J；
（3）图像如图；刚开始加热的时候，电茶壶本身需要吸收一部分热量。
7．（1）3.36×105J；（2）2.4×104J；（3）1170Ω，40Ω
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg·°C）×1kg×（100°C-20°C）=3.36×105J
（2）由图乙知，保温功率P1=40W，用时t1=10min，保温过程所消耗的电能
W1=P1t1=40W×10×60s=2.4×104J
（3）当S1闭合，S2接1时，只R2接入电路，为加热状态。由图乙知，加热功率
P2=1210W
由得
当S1闭合，S2接2时，R1与R2串联，为保温状态，由得
根据串联电路电阻规律可知
R1=R总-R2=1210Ω-40Ω=1170Ω
答：（1）壶水吸收的热量为3.36×105J；
（2）保温过程所消耗的电能为2.4×104J；
（3）R1和R2的阻值分别为1170Ω和40Ω。
8．（1）2A；（2）40Ω；（3）560s
【详解】解：（1）家庭电路电压为U=220V，由表中数据可知，保温时的功率为P=440W，通过热水瓶的电流
根据串联电路电流的规律，通过电热水瓶插头的电流为2A。
（2）由表中数据可知，加热时的功率为P加=1200W，加热时电热水瓶的总电阻
（3）由题意知，装满水的容积为
2L=2×10-3m3
水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
1标准大气压下水的沸点是100℃，把初温为20℃的水烧开，水升高的温度
Δt=100℃-20℃=80℃
水吸收的热量
Q=cmΔt =4.2×103J/(kg·℃)×2kg×80℃=6.72×105J
因不计热损失，所以电热水瓶消耗的电能
W=Pt=Q
把满水瓶烧开，需要的时间
答：（1）保温时通过电热水瓶插头的电流为2A；
（2）加热时电热水瓶的总电阻为40Ω；
（3）若不计热量损失，把满水瓶烧开，需560s。
9．（1）1.5kg；（2）5.04×105J；（3）84%
【详解】
解：（1）电热水壶中水的质量为
（2）电热水壶给水加热至沸腾过程中水吸收的热量为
（3）电热水壶消耗的电能为
电热水壶加热的效率为
答：（1）电热水壶中水的质量为1.5kg；
（2）电热水壶给水加热至沸腾过程中水吸收的热量为5.04×105J；
（3）电热水壶的加热效率为84%。
10．（1）0.05A；（2）3V；（3）30℃
【详解】解：（1）由图甲知两电阻串联，电压表并联在定值电阻R的两端，串联电路电流处处相等，则电路中电流为
（2）由图乙知，当环境温度为20℃时，，Rt两端的电压为
由串联电路的电压特点可得电源电压为
（3）电压表的示数为1.2V时，根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知，电路中电流为
Rt两端的电压为
此时热敏电阻的阻值为
由图乙知，此时环境温度为30℃。
答：（1）当环境温度为20℃时，电路中的电流为0.05A；
（2）电源电压为3V：
（3）当电压表示数为1.2V时，环境温度为30℃。
11．（1）35℃；（2）23Ω
【详解】解：（1）因20℃的自来水经热交换套管后被预热成85℃，同时相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出，所以，不计热损失时，冷水吸收的热量和热水放出的热量相等，由可得
解得：t0 =35℃。
（2）由饮水机的出水流量为1．9L/min可知，每分钟加热水的体积：
V=1.9L=1.9×10-3 m3
水的质量
m=ρV=1×103 kg/m3 ×1.9×10-3 m3 =1.9kg
水吸收的热量
由可得，消耗的电能
电热器的电功率
由可得，电热器的电阻
答：（1）可供直接饮用的温开水的温度是35℃（不计热损失）；
（2）若电加热器的效率为95%，则电加热器的电阻为23Ω。
12．（1）10Ω；（2）54J；（3）6V；（4）2Ω
【详解】解：（1）由题可知，灯泡L正常发光时的电阻为
（2）根据题意可知，当P在最右端时，此时滑动变阻器接入电路中最大，由欧姆定律可知，电路中电流最小，故由图乙可知，此时灯泡的电功率为0.9W，由电能公式可得，滑片P在最右端时，lmin内灯泡L消耗的电能为
（3）由题（2）可知，当P在最右端时，电路中的电流为0.3A，由欧姆定律可得
当P在中点时，电路中的电流为0.4A，可得
联立上述两式，解得，滑动变阻器阻值为
电源电压为
（4）灯泡正常发光时，此时电路中电流为
则变阻器连入电路中的电阻为
答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为10Ω；
（2）滑片P在最右端时，lmin内灯泡L消耗的电能为54J；
（3）电源电压为6V；
（4）灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路中的电阻为2Ω。
13．（1）不变（2）0.25A；7.5V（3）88℃
【详解】(1)由题中的电路图可知热敏电阻R和定值电阻串联，电压表测两端电压，故电压表和电流表的比值即为的阻值，为定值；所以当待测温度升高时，电压表示数与电流表示数的比值不变；
(2)由图象可知24℃时，；由欧姆定律得：
所以电流表的示数是0.25A；
两端的电压是：
所以电压表的示数是7.5V；
(3)由题图可知，R与串联，电压表测电压，由电压表电流表量程可知，电压表示数最大为，当时，电路中电流：
且此时电路能够测量的温度最高；设此时热敏电阻的阻值为，两端电压：
的电阻：
由图象可查得对应温度为88℃，即最高温度为88℃；
答：(1)当待测温度升高时，电压表示数与电流表示数的比值不变；
(2)当待测温度为24℃时，电流表和电压表的示数分别是0.25A、7.5V；
(3)已知电流表的量程是0 ~0.6A，电压表的量程是0~15 V，则此电路能够测量的最高温度是88℃；
答案第1页，共2页
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