第26讲 电学计算 2021-2022学年苏科版物理九年级下册辅导机构学案 （无答案）

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3581406352580005193040第二十六讲
第二十六讲
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192595531115电学计算专题
电学计算专题
40665406661151.为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示。R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V，某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示，则下列说法正确的是（　 ）
A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次；
B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等；
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍；
D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍
44107107620002.“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟，用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12V 6W”的红灯、“12V 12W”的绿灯及“24Ω 2A”的滑动变阻器等元件，设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S，且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时，两灯都正常发光。电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是（　 ）
A．电源电压为24V
B．该电路最大工作电流是2A
C．该电路最小电功率是3W
D．该电路最大电功率与最小电功率之比为9：2
3.如图甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。下列说法正确的是（　　）
①电源电压为4.5V ②R的阻值为10Ω
③电流表的示数的变化范围是0.2A～0.3A ④整个电路的消耗的最大功率为3.6W
A．①② B．①③ C．③④ D．②④
30587957283454．如图甲所示的电路中，电源电压恒定，灯泡L标有“6V 6W”，R0为定值电阻。闭合开关S，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，将滑动变阻器的滑片P由某一端点移动到某一位置过程中，U2与U1的变化关系如图乙所示，滑动变阻器的滑片P分别在上述端点、上述位置时消耗的电功率相等，下列判断正确的是（　　）
A．电源电压为12V
B．滑动变阻器的最大阻值为7Ω
C．R在原端点时消耗的功率为7W
D．电路允许消耗的最大功率为12W
5．如图所示电路中，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W”。闭合开关后，当滑片P移至某一位置时，小
灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器消耗的功率为P1；当滑片P移至某一端点时，电压表示数变化了2V，
4732020324485电流表示数变化了0.1A，此时滑动变阻器的功率为P2，且P2＝1.2P1，在保证电路安全的情况下，此过程中：
（1）电路的最大总功率为6W
（2）电压表示数变化的范围是4V～6V
（3）小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为最大值的三分之二
（4）小灯泡的最小功率和最大功率之比为8：15
其中说法正确的是（　　）
A．（1）（4） B．（2）（3） C．（1）（3） D．（2）（4）
6．图甲是模拟调光灯。电源电压为4V，小灯泡额定电压为2.5V，电流随电压变化的I﹣U图象如图乙所示，小灯泡两端电压达到0.4V时“刚亮”，铅笔芯长15cm、阻值为30Ω，其阻值与长度成正比。回形针A固定在铅笔芯右端，回形针P可以在铅笔芯上自由滑动。该调光灯在使用时，以下说法正确的是（　　）
A．闭合开关，移动P不能连续调光
B．闭合开关，P滑到距A点10cm处，小灯泡的实际功率为0.15W
C．在距A点2.5cm处做标记，可以提醒P向A滑过此处，小灯泡将不安全
D．小灯泡工作时，从“刚亮”到正常发光，实际功率变化范围为0.064W～0.75W
32429454419607．如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～15V．电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。开关S闭合后，为了保证电路安全，则下列结果正确的是（　　）
A．R2的阻值变化范围是4～30Ω
B．电流表的示数变化范围是0.4A～1.2A
C．R1上消耗的功率范围是1.6W～14.4W
D．电路消耗的功率范围是14.4W～36W
37045907391408．如图甲所示电路，电源电压不变，小灯泡L的额定功率为0.625W，乙图是该小灯泡I﹣U图象，滑动变阻器的最大阻值R为定值电阻R0的三倍，将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值处，闭合开关S，电压表示数为1V，当滑片P向左移动到某点时，小灯泡正常发光，两次滑动变阻器连入电路的阻值之比为15：8，则下列说法正确的是（　　）
A．滑片向左移动时，电流表示数变大，电压表示数变小
B．小灯泡正常发光时，电路总阻值大小为36Ω
C．两次定值电阻R0的电功率之比为5：2
D．为保证电路安全，整个电路消耗的最大电功率为1.8W
9.如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关S实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝（R1＞R2），已知R1＝77Ω，加热杯的部分参数如表。求：
额定电压
222821522860220V
高温挡功率
2200W
中温挡功率
880W
低温挡功率
（1）R2的阻值是多少？
（2）加热杯的低温挡功率是多少？（结果保留一位小数）
（3）若只要求将中温挡功率提升10%，请通过计算说明具体措施。
9．如图甲所示是某电子秤原理图，托盘与弹簧相连，滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动，R是一根长为10cm的均匀电阻丝。空盘时，滑片P位于R的最上端，称量最大值时，滑片P位于R的最下端，R最大阻值为40Ω，电源电压恒为3V，图乙是托盘所受压力F与弹簧形变量△L的变化关系图象。请完成以下问题：
（1）图甲中的“质量表”是用什么电学仪表改装的？
（2）空盘时，闭合开关S，若电路中的电流为0.3A，求R0的阻值；
（3）当电路中电流为0.1A时，求托盘内物体的质量。（g取10N/kg）

10．某物理研究小组利用压力传感器设计了一个水位报警装置，工作原理如图甲所示。其中柱形“浮力柱”重40N，底面积500cm2，通过轻质连杆与压力传感器R相连；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器受到的压力F与阻值R的变化关系如图乙所示。当传感器承受的压力为0N时，闭合开关S，电压表的示数为1V，电压表的量程是0﹣3V，求：
（1）当水位高度至少为多少时，传感器开始承受到浮杆的压力？
（2）电源电压是多少？
（3）若当水位上升到40cm时，报警器开始报警，则此时电压表的示数是多少？
（4）在压力传感器（包括连杆长度）不变的前提下，若要在水位40cm时设置更大的报警电压。
①若仅改进电学元件参数，则可以　 　。
②若仅改进“浮力柱”参数，则可以　 　。
11.现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN．设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
（1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是　 　cm。
（2）在触点N滑动过程中，RMN的最大值是多少？
（3）每1cm电阻丝的阻值是　 　Ω．（提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻）
（4）如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后闭合开关S，通电1min，电路消耗的电能为W．求W的最大值。（计算过程中不需要说明取最大值的理由）

12.如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，R1＝20Ω，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.4A，求电源电压；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为4V，求R3的阻值；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的阻值取值范围。
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13.小明家用电火锅烹饪烤肉，肉烤熟后立即将电火锅调至“低温挡”，一段时间后锅内热油仍向外飞溅，容易烫伤家人。小明断开电源，看到电火锅铭牌的主要参数如图甲所示；打开底盖，发现其工作电路原理如图乙所示，R1、R2为阻值未知的电热丝。为了对烤熟的食物保温，同时避免锅内热油向外飞溅，小明对电火锅的工作电路进行了改进，可以分别实现“高温挡”“低温挡”或“保温挡”功能，改进后的电路原理如图丙所示。求：

（1）电火锅使用“高温挡”正常工作时电路中的电流；
（2）在图丙中，当S闭合，S1断开，S2接b，电火锅处于“保温挡”，该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率；
（3）用电高峰时电路的实际电压降为198V．向锅内装2kg温度为25℃的水，用“高温挡”连续工作100s，水温升高到35℃，这时电火锅的加热效率η是多少？[已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃），电热丝的电阻不随温度变化，水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率]
14.某电热砂锅的简化电路如图甲。R1、R2为发热电阻，S为旋转型开关，a、b、c、d为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低档”、“高档”之间的转换，工作时先用高档加热锅内汤料到沸腾，再用低档持续加热食物，使食物“汤浓味鲜”。
（1）高档加热时，开关S应旋至触点　　 （选填“ab”、“bc”或“cd”）位置。
（2）某次烹饪一共用时6小时，电功率与加热时间的关系如图乙所示，则本次烹任共消耗多少电能？
（3）发热电阻R1和R2的阻值分别为多少？
15.如图所示，电源两端电压保持18V不变。闭合开关S，把滑动变阻器的滑片先后移到A点和B点时，滑动变阻器消耗的电功率均为P1＝2W，前后两次电流之比为1：2（滑片在B点时滑动变阻器接入的电阻为R，A点为滑动变阻器的中点）。电路中滑动变阻器的滑片从A到B滑动的过程中，V1～V2两电压表示数的变化量大小△U1、△U2，电流表示数的变化量的大小的关系图象分别为图2所示的①、②直线。

（1）开关S闭合，滑片先后移到A点和B点时，前后两次电路总功率之比；
（2）R1：R2；
（3）闭合开关，试分析为使得R与R2的电功率之和始终变小时，滑片的移动方向及对应的取值范围。
16.如图甲是定值电阻和标有“8 V 8 W"灯泡L的I－U关系图象。如图乙所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为12 Ω。当开关S、S2闭合, 开关S1断开，将滑动变阻器的滑片P滑到b端时，灯泡L的实际功率为1W 。求：
（1）灯泡正常发光10s，电流通过灯泡产生的热量；
（2）电源电压；
（3）当开关S、S1、S2同时闭合，调节滑片P，求电路消耗的最大功率。
17.如图所示，当只闭合开关S1，滑片在a点时，电压表V1的示数为6V，电流表的示数为0.3A，当只闭合开关S1，滑片在b点时，电压表V2的示数为14V，电流表的示数为0.2A，只闭合开关S1和S3，电路消耗的总功率为P；只闭合开关S1和S2，电路消耗的总功率为P′，P：P′＝2：3，求：
（1）R1阻值和电源电压；
（2）只闭合开关S1、S2时，电路的总功率P’；
（3）同时闭合开关S1、S2、S3时，电路的最小功率为32.4W，求解滑动变阻器的最大阻值；
（4）分别求解Ra与Rb的阻值。

18.如图所示，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，R1=20Ω，滑动变阻器R2的规格为“100Ω 1A”。
（1）闭合开关S1，断开开关S2、S3，电流表示数为0.4A，求电源电压；
（2）闭合开关S3，断开开关S1、S2，滑动变阻器滑片置于中点位置时，电压表的示数为4V，求R3的阻值；
（3）闭合开关S1、S2和S3，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器R2的阻值取值范图。
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