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文檔簡介
備戰2022年中考物理真題專項練習——動態電路計算1.(2021聊城)如圖所示電路中,電源電壓不變,R1=20,滑動變阻器R2的最大阻值為60,小燈泡L的額定電壓為5V,電流表的量程(0~0.6A或0~3A).只閉合S2時,電流表的示數為0.4A;只閉合S3,且變阻器的滑片P在正中點時,電流表的示數為0.3A.(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)(1)電源電壓和燈絲電阻.(2)只閉合S3時,要使小燈泡L正常發光,變阻器R2連入電路的阻值.(3)閉合S1、S2、S3,為保證不損壞電流表,變阻器R2的阻值可調范圍和電流表的變化范圍.2V2電阻R0連接而成。小明同學將該元件接入如圖146VP0.2~1A小燈泡②定值電阻R0③定值電阻R0的阻值; 滑動變阻器R的最大阻值。376VR23A、A18PSA10.3AR1R2的電流I2R2P2min:P2max4.(2021呼和浩特)如圖所示,電源兩端電壓為6V,且保持不變,當開關S1閉合、S2斷開時,電阻R1消耗的電功率P1為3W;當開關S1、S2都閉合時,電流表的示數為1.5A,求:(1)電阻R1和R2的阻值;(2)開關都閉合時,電路消耗總功率。5.(2021營口)圖甲所示的電路中,燈泡L的額定功率為3.6W(燈絲電阻不變),開關S閉合,S1斷開,變阻器的滑片移動到最左端時,燈泡L正常發光。圖乙是變阻器的滑片從最右端移動到最左端過程中,電壓表示數隨電流表示數變化的圖像。求:(1)電源電壓;(2)變阻器R的最大阻值;滑片在變阻器的最右端時,燈泡L的實際功率;(3)什么情況下電路消耗的功率最大;此時變阻器1min消耗的電能。6.(2021畢節)某電熱飲水機具有加熱和保溫兩擋,額定電壓為220V。如圖甲是其電路原理圖,S0為溫控開關,R1、R2為電熱絲(阻值不變)。某次飲水機在額定電壓下工作的電功率P與時間t的關系圖象如圖乙所示。求:
(1)飲水機處于加熱擋階段消耗的電能。
(2)電阻R27.(2021威海)某品牌電熱扇工作原理如圖所示。S1為雙觸點開關,1、2、3、4為開關觸點,通過旋轉開關S1,可實現加熱功能的“空檔”“低溫檔”和“高溫檔”之間的切換;電動機工作時可使電熱扇往復轉動。和均為電熱絲,阻值不受溫度影響,。電熱扇部分參數如表所示。(1)請畫出電熱扇處于低溫檔且不轉動時的等效電路圖,并計算此時電路正常工作消耗的總功率。(2)求的阻值。(3)若電動機正常工作10min,內部線圈產生的熱量為多少?8.(2021樂山)如圖所示電路中,燈泡L標有“6V3W”字樣(不計溫度對燈絲電阻的影響)。當開關S1、S2均閉合,滑動變阻器的滑片P在最左端時,電流表示數為1.5A,并且燈泡L正常發光;當開關S1閉合、S2斷開,滑動變阻器的滑片P在中點時,電流表的示數為0.25A。求:(1)電源電壓;(2)定值電阻R的阻值;(3)開關S1閉合后,電路中的最小功率。9.(2021大連)如圖是某家用電燉鍋的簡化電路圖。電源電壓為,和均為加熱電阻。當開關接1時為加熱狀態,功率為;開關接2時為保溫狀態,功率為。試求:(1)電燉鍋保溫狀態下電路中的電流是多少?(2)電阻的阻值是多少?(3)電燉鍋保溫狀態下工作,電阻產生熱量多少?10.(2021濟寧)如圖所示的部分電路中,R1為定值電阻、R2滑動變阻器,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V。電源電壓恒定,若將a、b分別接在電源兩端,電流表的示數為0.4A,電壓表的示數為3V。(1)只將b、c分別接在電源兩端,當滑片滑至中點時,電流表的示數為0.3A,求R2的最大阻值;(2)只將a、c分別接在電源兩端,當滑片滑至最右端時,求電路的總功率;(3)將b接在電源一端,a、c連接后接在電源的另一端,讓滑片P由最右端逐漸向左滑動,求R2允許接入電路的最小阻值。11.(2021揚州)如圖所示為模擬調光燈電路,電源電壓恒為6V,燈泡標有“2.5V0.5A”字樣(燈阻值不變),滑動變阻器標有“20Ω1A”字樣.(1)求燈泡正常發光時的電功率(2)求燈泡正常發光時滑動變阻器接人電路的阻值(3)該電路設計是否有缺陷?如有,請給出解決辦法12.(2021泰州)如圖是一款煲湯用的電熱鍋工作原理的簡化電路圖,該電熱鍋有兩擋,分別是高溫擋和保溫擋。R1與R2均為電熱絲,R1的阻值為66Ω,S1為溫控開關,保溫擋時的總功率是440W。求:(1)保溫擋時電路中的電流;(2)高溫擋時的電功率;(3)若該電熱鍋煲湯時,高溫擋工作0.5h,保溫擋工作1h,則在此過程中消耗的電能是多少kW·h。13.(2021臨沂)某品牌電熱水瓶具有加熱和電動出水兩種功能,其簡化電路如圖所示,其中R1是額定功率為2000W的電熱絲,R2是阻值為130Ω的分壓電阻,電磁泵的額定電壓為12V,在1標準大氣壓下,將初溫為20℃、質量為2.5kg的水裝入電熱水瓶,正常加熱8min20s將水燒開,已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),求該電熱水瓶:(1)此次加熱水的效率;(2)電磁泵的額定功率。14.(2021黃石)如圖所示,電源電壓恒定,燈泡L標有“9V9W”字樣,且燈絲電阻不受溫度影響。當開關S和S1都閉合,滑片P在a端時,燈泡正常發光,電流表的示數為1.5A;當開關S閉合、S1斷開滑片P在中點和b端時,電流表的示數之比為I中:Ib=5:3。求:(1)電阻R1的阻值;(2)滑動變阻器R2的最大阻值;(3)若開關S閉合,S1斷開,且電流表的量程為0~0.6A,求電路消耗的最大功率與最小功率的比值多大?15.(2021牡丹江、雞西)如圖所示,小燈泡標有“6V3W”字樣(設燈絲電阻不受溫度影響),R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,其最大阻值為40Ω。求:(1)小燈泡正常發光時的電阻;(2)當開關S、S1、S2都閉合時,小燈泡恰好正常發光,電流表示數為0.6A,電路工作50s,求R1的阻值和電流通過R1產生的熱量。16.(2021廣東)如圖甲電路,電源電壓不變,閉合開關S,將滑動變阻器R的滑片P由a移動到b時,R0的電功率和電流的P?I關系圖象如圖乙所示,求:
(1)電源電壓;
(2)滑動變阻器的最大阻值。
17.(2021福建)如圖是某電蒸鍋的內部簡化電路圖,R1、R2均為發熱電阻,R1的阻值為484Ω,加熱檔功率為1200W。用此電蒸鍋對質量為1.2kg的水加熱使其溫度升高75℃,需要的時間為375s,已知c水=4.2×103J/(kg?℃)。求:(1)保溫檔的功率;(2)電阻R2的阻值;(3)電蒸鍋的加熱效率。18.(2021昆明)如圖19所示的電路,電源電壓為6V保持不變,R1=4d開關閉合,滑動變阻器R2的滑片置于a端時,電壓表V1的示數為2V,求:(1)電壓表V2的示數;(2)電流表的示數;(3)整個電路的功率;(4)當滑片滑到b端時,通電1min電流做的功.19.(2021蘇州)純電動汽車是一種采用蓄電池作為唯一動力源的汽車,電池的安全性主要體現在對其溫度的控制上,當某組電池溫度過高時,立即啟動制冷系統進行降溫,圖甲是小明設計的模擬控溫裝置示意圖,電磁繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器Rp串聯接在電壓為6V的電源兩端。當電磁鐵線圈(電阻不計)中的電流I大于或等于25mA時,銜鐵被吸合,熱敏電阻置于溫度監測區域,其阻值Rt,與溫度t的關系如圖乙所示,滑動變阻器的最大阻值為200Ω.(1)圖甲中應將b端與▲端相連;(2)當開關S閉合時,電磁鐵上端為▲極;(3)若設置電池溫度為60℃時啟動制冷系統,則滑動變阻器阻值應為▲Ω;(4)該電路可設置啟動制冷系統的最高溫度是▲℃;(5)現利用一只電阻箱在室溫條件下對上述電路進行調試。使電路能在60℃時啟動制冷系統.為此,先將電阻箱調為70Ω,然后還需要經過三個關鍵的調試步驟才能完成調試。第一步:斷開開關,▲;第二步:閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,直到繼電器的銜鐵被吸合;第三步:斷開開關,▲,完成電路調試.20.(2021長春)某加熱器簡化電路如圖甲所示,其加熱元件是利用新型材料制成的,它的電阻R隨溫度t變化的關系圖象如圖乙所示;照明燈L標有“220V100W”。此加熱器白天只加熱不照明,夜晚加熱并照明。(1)該加熱器的金屬外殼應與______相連,避免金屬外殼帶電時發生觸電事故;(2)白天和夜晚加熱器的加熱元件溫度均為t0時,電路總功率之比為4:5,則t0=___________℃;(3)閉合開關S,若加熱元件的溫度從16℃升高37℃,通過加熱元件的電流變化情況是___________。21.(2021南京)綜合實踐活動中,同學們設計了一款可用電流表示數顯示拉力大小的測力計模型,電流表示數隨拉力的增大而增大,模型電路如圖甲所示,ab為長10cm、阻值25Ω的電阻絲,其阻值與長度成正比。滑片P左端固定在拉桿上,彈簧處于原長時,滑片P位于a端,電源電壓恒為6V,彈簧電阻恒為1Ω,R0為4Ω,其余部分電阻不計,電流表量程為0~0.6A。忽略彈簧、拉桿和拉環的重力及滑片與電阻絲的摩擦。
(1)虛線框內接線柱“1”應與______(選填“2”或“3”)連接;(2)閉合開關,彈簧處于原長狀態時,R0消耗功率多大______?(3)彈簧的伸長量△L與所受拉力F之間的關系如圖乙所示,則電流表示數最大時顯示的拉力多大______?(4)甲圖中若去掉電流表,用一只電壓表(量程0~3V)與R0并聯,利用電壓表的示數來顯示拉力的大小,則與利用電流表相比,電壓表所能顯示的最大拉力將提升______%。(5)在匯報交流階段,同學們對模型設計的不足提出了改進措施。如甲圖的方案,從電路的安全性考慮,其他條件不變,R的阻值應不小于______Ω。22.(2021河南)小聰利用光光敏電阻為社區設計了一種自動草坪燈,其工作原理如圖17所示。工作電路中有兩盞規格均為“220V44W”的燈泡L,天暗時燈自動發光,天亮時燈自動熄滅。電控制電路中電源電壓U恒為6V。定值電阻R0為220Ω。在一定范圍內,光敏電阻R的阻值與光照強度E(光照強度一代單位為lx,光越強光照強度越大)之間存在著一定關系,部分數據如下表所示。電磁鐵的線圈電阻忽略不計,當天色漸暗,通過線圈的電流為0.02A時,恰好啟動工作電路的照明系統。試問:(1)隨著光照強度減小,光敏電阻R的阻值_____________(選填“增大”或“減小”),電磁鐵的磁性______________(選題“增強”或“減弱”),當光照強度減小到一定值時,銜鐵會被____________(選題“吸下”或“釋放”),照明系統啟動。(2)兩盞燈均正常發光時,工作電路中的總電流是多少?(3)照明系統恰好啟動時,光敏電阻R的阻值為多少?此時光照強度為多少?23.(2021桂林)某科技小組的同學設計制作了一款自動控溫烘干箱,箱內主要電路包括控制電路和工作電路,其原理圖如圖所示。控制電路電源電壓為8V,R為變阻器,Rt為熱敏電阻、Rt阻值與箱內氣溫關系如下表所示。工作電路電源電壓為220V,R0為電熱絲,阻值恒為88Ω,M為電風扇,銘牌上標有“220V20W”字樣,其作用是使箱內空氣均勻受熱,紅、綠指示燈用于分別指示電路加熱、待機狀態。當控制電路的電流達到0.025A時,銜鐵被電磁鐵吸住,工作電路處于待機狀態,當控制電路電流減小到某值時,銜鐵被釋放,工作電路處于加熱狀態。(1)將控制電路中變阻器R的阻值調為120Ω時,箱內氣溫最高可達多少攝氏度?(電磁鐵的線圈電阻不計)(2)重新調節變阻器R,同時閉合開關S1、S2,箱內氣溫與時間關系如圖乙所示,若電熱絲R0加熱空氣的效率為80%,銜鐵每次被吸住的時長均為300s,箱內空氣質量恒為2.2kg、比熱容為,求開關S1、S2閉合20min內,工作電路總共消耗的電能是多少焦耳?(控制電路、指示燈及電風扇M產生的電熱均不計,指示燈消耗的電能不計)
24.(2021荊州)如圖所示的電路。電源電壓恒定,電流表量程為0~0.6A,滑動變阻器允許通過最大電流為1A.小燈泡L標有“2.5V,0.25A”字樣,其I-U圖像如圖乙所示。只閉合S1時,電流表的示數為I=0.2A,電阻R1消耗的功率為P1;變阻器滑片P移到b端,所有開關都閉合時,電流表的示數為I=0.5A,電阻R1消耗的功率為且P1:P1'=16:25。(1)求小燈泡L正常發光時的阻值;(2)求電源電壓;(3)若只閉合S2,且電壓表的量程為0~3V。在保證電路元件都安全的情況下,求變阻器接入電路的阻值變化范圍。
25.(2021河北)如圖所示,小燈泡L規格為“5V1W”,R0=50Ω,電源電壓不變,電流表的量程為“0~0.6A”、“0~3A”。閉合開關,小燈泡L正常發光。(1)求R0的功率和電源電壓;(2)拆除小燈泡L,從規格分別為“10Ω1A”、“100Ω0.5A”的滑動變阻器中選擇其中之一,以及若干導線連入電路,選擇哪種規格的變阻器電路消耗的功率最大?最大功率是多少?26.(2021衡陽)某興趣小組為檢測操場上的風力等級,設計了一臺簡易風速儀,其工作原理如圖甲所示。裝有擋風板和滑片P的輕質滑塊與輕質彈簧套在滑桿上,滑桿上的摩擦力忽略不計,彈簧左端固定,右端與滑塊相連。擋風板的擋風面積為0.2米,均勻電阻絲長為30厘米,阻值為15歐,電源電壓恒為9伏,保護電阻為3歐,電壓表量程0~3伏。彈簧彈力與彈簧長度改變量的關系如圖乙所示。無風時,滑片P在A處,有風時,滑塊移動,穩定后讀出電壓表示數,計算并查閱下表數據可知風速及風級。(1)無風時,求通過的電流;(2)為保護電路安全,求出風速儀所測最大風力等級為幾級;(3)某日從天氣預報得知,第二天風力等級將會達到五級,風速預計為,在原有電路元件和電路基本連接方式均不變的基礎上,電路將如何改進,在圖丙的虛線框內將電路補充完整。小組成員還想計算出電路改進后電壓表的示數,經查閱資料后得知,該擋風板所受的風壓與風速的平方成正比,其關系式為,(其中為常量,數值為0.6),假設你為改小組成員,請你計算出風速為時,改進后的電路中電壓表的示數。27.(2021眉山)如圖所示是某種電熱器工作的部分電路圖,電源電壓不變,兩根電熱絲的電阻關系為,通過旋轉扇形開關S,接觸不同觸點,實現高、低兩個檔位的轉換,低溫檔時的發熱功率為。求:(1)和的電阻值;(2)電熱器處于高溫檔時的總功率;(3)如果在高溫檔下工作產生的熱量全部被水吸收,在一個標準大氣壓下這些熱量能夠讓、的水,溫度升高多少?【水的比熱容為】28.(2021重慶A)如圖19甲所示,小勇同學設計了一個汽車落水安全裝置并進行了試驗,在汽車的四個門板外側分別安裝一個氣囊,氣囊的觸發由圖19乙所示電路中a、b間的電壓來控制,壓敏電阻R1水平安裝在汽車底部A處,R1的阻值隨其表面水的壓力的變化如圖19丙所示。某次試驗時:汽車入水前把(1)求汽車入水前電路中的電流;(2)當汽車漂浮時,測得水池的水位比汽車入水前上升了8cm(水未進入車內),求汽車受到的重力;(3)求氣囊充氣打開時汽車A處浸入水中的深度。29.(2021內江)電子秤的應用在我們日常生活中已經十分普遍,下如圖所示,是某位同學利用電壓表設計的一個簡易電子秤示意圖。其中,電源的電壓為3V,V是電壓表(也是電子秤的示數表盤),R0是阻值為6Ω的定值電阻,R是一根長為4cm阻值為12Ω的均勻電阻絲(單位長度的電阻絲的阻值相等),P是與彈簧C連接在一起的金屬滑片,彈簧所受壓力F與壓縮量的關系如下表所示。在不稱量重物時,滑片P剛好位于電阻絲R的最上端a處,彈簧處于自然狀態。滑片、彈簧的電阻均不計,塑料盤和金屬板的重力不計,g=10N/kg。當開關S閉合后,則(1)該電子秤工作時的電功率是多少?(2)當電壓表示數為1V時,所稱重物的質量是多少?30.(2021棗莊)康康家里有一臺電火鍋,部分技術參數如下表,圖甲是其內部電路的工作原理簡圖,、均為阻值不變的加熱電阻,通過開關S、、的通斷可實現三個擋位功能的切換,其中是能分別與a、b兩擲點相連的單刀雙擲開關。(1)電火鍋正常工作時,鍋內水溫隨時間變化的圖象如圖所示。若用高溫擋把質量為4kg、初溫為50℃的水加熱到60℃,求此過程中水吸收的熱量和電火鍋的熱效率;(2)若改用低溫擋給(1)問中的水加熱,請比較使用高溫擋還是低溫擋更節能;(3)求電火鍋正常工作時保溫擋的電功率。31.(2021濰坊)某電動三輪車坐墊加熱裝置的簡化電路如圖所示,電路中、、均為發熱電阻,已知,,,僅閉合S1時,加熱功率;僅閉合S2時,加熱功率,求:(1)電源電壓U及的電阻值;(2)該裝置的最大加熱功率。32.(2021云南)交通安全要求廣大司機“開車不喝酒,喝酒不開車”,酒后駕駛存在許多安全隱患。某科技興趣小組設計了一種簡易的酒精檢測儀,其電路原理如圖2甲所示。電源電壓為12V,R1是氣敏電阻,其阻值隨呼氣酒精濃度K的變化關系如圖2乙所示,R2為滑動變阻器。檢測前對檢測儀進行“調零”,即調節滑動變阻器使電流表的示數為0.1A,調零后變阻器滑片位置保持不變。查閱到相關資料如圖1。(1)求“調零”后變阻器R2接入電路的阻值;(2)檢測前R2工作10s消耗的電能;(3)對某司機進行檢測時,電流表示數為0.16A,依據信息窗資料,通過計算判斷該司機屬于非酒駕、酒駕還是醉駕。33.(2021遵義)某同學利用恒壓電源、定值電阻R1和滑動變阻器R2,先后連接了如圖甲、乙所示電路。在圖甲電路中,該同學將滑片P置于最右端后閉合開關,此時電流表、電壓表的示數分別為0.30A、15.0V;再將滑片P移至某一位置時,電流表、電壓表的示數分別為0.50A、9.0V。在圖乙電路中,該同學接入兩只電流表(圖中未畫出),在保證電路安全的前提下,將滑片P從某位置開始逐次向左移動改變相同的阻值,測得兩電流表的示數并記錄在下表中。(1)求R2的最大阻值;(2)求R1的阻值和電源電壓;(3)請分析圖乙電路中電流表A1、A2的接入位置并計算R2每次改變的阻值?34.(2021張家界)百善孝為先,我們可以從點點滴滴的小事做起。佳佳將自己的壓歲錢省下來給奶奶買了一款足浴盆。這款足浴盆工作時的簡化電路如圖,它有加熱功能和按摩功能。電動機線圈電阻為4Ω,加熱電阻正常工作時電功率為1kW,電源電壓220V穩定不變。
(1)啟動按摩功能時,電動機啟動,通過電動機線圈的電流為0.1A,按摩20min,電動機線圈產生的熱量是多少?
(2)加熱電阻正常工作時的電阻是多少?
(3)在足浴盆中加入體積為4L、初溫為20℃的水升高至40℃,水吸收的熱量為多少?若加熱時間為420s,它的電加熱效率為多少?[35.(2021無錫)圖甲為某品牌電壓力鍋,其電路原理圖如圖乙所示。電源轉換器將U=220V的電壓轉換為直流低電壓U',R是熱敏電阻,溫度與鍋內溫度保持一致,當溫度為100℃時,R的阻值為1700Ω,溫度每升高1℃,阻值減小80Ω。R'是可調電阻,電磁鐵線圈電阻忽略不計,當電磁鐵線圈中的電流達到0.02A時,銜鐵P被吸起(開關斷開),此時鍋內溫度為115℃;當電流減小到0.012A時,銜鐵P被釋放(開關重新接通),此時鍋內溫度為110℃。S為電源開關;S1為定時器開關,閉合后自動開始計時,計時結束會自動斷開,無外力不再閉合,S2為保溫開關,開始時處于閉合狀態,當鍋內溫度達到80℃時斷開,當鍋內溫度低于60℃時自動閉合,保壓指示燈L1、保溫指示燈L2阻值可忽略。R1、R2阻值均為110kΩ,R3為加熱盤,額定電壓為220V,電阻為48.4Ω。某次煮飯時,電壓力鍋內加入適量米和水,蓋好蓋子,閉合S、S1,電壓力鍋進入“加熱”工作狀態,6min后燈L1亮起,電壓力鍋進入“保壓”工作狀態,保壓期間,觀察到燈L1間歇發光;再過一段時間,S1斷開,燈L2亮起,電壓力鍋進入“保溫”工作狀態。(1)電壓力鍋在“加熱”工作狀態時,加熱盤R3消耗的電能為多少?(2)電壓力鍋進入“保溫”工作狀態后,下列說法中錯誤的是________。A.燈L1、L2間歇發光B.燈L1會熄滅、燈L2間歇發光C.當鍋內溫度低于60℃時,R3正常工作D.當鍋內溫度達到80℃時,通過R3的電流小于0.002A(3)為控制電壓力鍋在“保壓”工作狀態時,鍋內溫度在110~115℃,可調電阻R'接入電路的阻值為多少?36.(2021錦州)如圖所示是速熱型電熱水龍頭的電路簡圖,R1、R2為電熱絲。通過操作開關,可以提供溫水和熱水,相應參數如下表。當電熱水龍頭在額定電壓下工作時,求:(1)閉合開關S1,斷開開關S2,此時電路中的電流多大?(2)電熱絲R2的電阻多大?(3)閉合開關S1、S2,通電20s,可以把1kg的水從15℃加熱到34℃,電熱水龍頭的加熱效率是多少?[c水=4.2×103J/(kg.℃)](結果保留到0.1%)37.(2021涼山州)如圖所示電路中,電源電壓保持不變,R0、R1均為定值電阻,R2為滑動變阻器。閉合開關S,改變R2的阻值,兩電壓表示數與電流表示數變化關系如圖所示,當滑片P在b端時電流表示數為0.3A。(1)求R2的最大阻值;(2)若滑片P置于變阻器的中點位置,R2消耗的電功率為1.2W,求電源電壓U和R0的阻值;(3)若滑動變阻器的滑片P從a端向b端每移動1cm阻值改變1Ω,設滑片P從a端移動到b端的距離為xcm,寫出R2消耗的電功率P隨x變化的關系式。38.(2021重慶B卷)
如圖16所示的電路中,電源電壓為3V,電阻R2的電阻為30Ω,當開關s1閉合,s2斷開時,電流的示數為0.3A,求:(1)電阻R1的值:(2)當開關s1,s2閉合時,通電10s電阻R2產生的熱量。39.(2021紹興)某興趣小組設計了一種恒溫箱電路,如圖甲所示,工作電路電源電壓U1=220V,R1=242Ω,控制電路電源電壓U2=3V,R2=300Ω,熱敏電阻R能即時感知恒溫箱內溫度,其阻值與溫度的關系如圖乙,不計線圈的電阻,當線圈中的電流大于或等于40mA時,繼電器的銜鐵被吸合,動觸點A與靜觸點B接觸;當線圈中的電流小于或等于30mA時銜鐵被釋放,動觸點A與靜觸點C接觸。求:(1)閉合開關S1和S2,恒溫箱開始工作,此時銜鐵的動觸點A與________(選填“B”或“C”)靜觸點相接觸。(2)電熱絲R1正常工作5分鐘消耗的電能。(3)分析計算恒溫箱正常工作時的溫度變化范圍。40.(2021南充)如圖所示,圖甲、圖乙分別為某燒水壺的銘牌和簡化電路圖,和為發熱絲,為總開關,為溫控開關,1、別為開關的兩個接觸點,丙圖為某次將滿壺水加熱、保溫過程的總功率與時間的關系圖像,已知,.求:(1)這滿壺水從25℃加熱至100℃所吸收的熱量;(2)本次工作過程共消耗的電能;(3)和的阻值.41.(2021德州)小強坐在汽車副駕駛位上看到一個現象:當汽車的電動機啟動時,汽車的車燈會變暗。汽車的蓄電池、定值電阻、電流表、車燈、電動機連接的簡化電路如圖甲所示。汽車蓄電池的電壓為12.5V且保持不變,車燈接通電動機未啟動時,電流表示數為10A;車打接通電動機啟動時,電流表示數為70A,已知車燈的圖像如圖乙所示。求:(1)定值電阻R的阻值;(2)車燈接通電動機啟動時,車燈的功率減少了多少;(3)車燈接通電動機啟動2秒,此過程電動機消耗的電能。42.(2021蘇州)小明為寵物保溫箱設計了一個電加熱器,其內部電路如圖所示,S為旋轉型開關,通過旋轉開關S,可實現從低溫到中溫、高溫的轉換,保溫箱及加熱器的部分參數如表所示,求:(1)保溫箱內空氣溫度從10℃升高到32℃需要吸收的熱量;(2)電加熱器電路中R2的阻值;(3)要完成(1)中的升溫要求,至少霜要的加熱時間。43.(2021山西)小偉家的電熱飲水機通過旋鈕開關可以實現加熱和保溫兩個擋位的切換。小偉查閱資料得到飲水機的部分信息如表。飲水機正常加熱7min,可將質量為1kg的水從20℃加熱到沸騰(標準大氣壓),然后轉入保溫狀態。請你結合小偉的調查研究,解決下列問題:
(1)在圖中虛線框內畫出導線、電阻R1和電阻R2三個元件的符號,將飲水機的電路圖連接完整。(旋鈕開關位于a、a點,表示a與a接通)
(2)加熱過程中,飲水機的加熱效率。[水的比熱容備戰2022年中考物理真題專項練習——動態電路計算參考答案1.(2021聊城)如圖所示電路中,電源電壓不變,R1=20,滑動變阻器R2的最大阻值為60,小燈泡L的額定電壓為5V,電流表的量程(0~0.6A或0~3A).只閉合S2時,電流表的示數為0.4A;只閉合S3,且變阻器的滑片P在正中點時,電流表的示數為0.3A.(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)(1)電源電壓和燈絲電阻.(2)只閉合S3時,要使小燈泡L正常發光,變阻器R2連入電路的阻值.(3)閉合S1、S2、S3,為保證不損壞電流表,變阻器R2的阻值可調范圍和電流表的變化范圍.【答案】(1)設電源電壓為U,燈絲的電阻為RL,只閉合S2時,R1與L串聯U=I1(Rl+RL)=0.4A×(20+RL)(1分)只閉合S3時,R2與L串聯U=I2(+RL)=0.3A×(30+RL)(1分)得U=12V;RL=l0(1分)(2)只閉合S3時,若L正常發光,IL===0.5A(1分)所以R2===14(1分)(3)R最大時電流表示數最小I=I1+I2=+=+="0.8A"(1分)所以電流表接0~3A的量程(1分)電流表示數為3A時,=I-I1=3A-0.6A=2.4A,所以===5(1分)即R2取值范圍為5~60,電流表的示數范圍為0.8A~3A或3A~0.8A…(l分)2V2電阻R0連接而成。小明同學將該元件接入如圖146VP0.2~1A小燈泡②定值電阻R0③定值電阻R0的阻值; 滑動變阻器R的最大阻值。376VR23A、A18PSA10.3AR1R2的電流I2R2P2min:P2max【答案】①R1=U/I1=6V/0.3A=20Ω②干路電流表和A1偏角相同,且干路電流大于支路電流,故干路電流為1.5A;I2=I-I1=1.5A-0.3A=1.2A③滑動變阻器的最小電流為1.2A;最大電流為3A-0.3A=2.7A;最小功率和最大功率的比值等于最小電流和最大電流的比值1.2A:2.7A=4:94.(2021呼和浩特)如圖所示,電源兩端電壓為6V,且保持不變,當開關S1閉合、S2斷開時,電阻R1消耗的電功率P1為3W;當開關S1、S2都閉合時,電流表的示數為1.5A,求:(1)電阻R1和R2的阻值;(2)開關都閉合時,電路消耗總功率。【答案】(1)12Ω,6Ω;(2)9W5.(2021營口)圖甲所示的電路中,燈泡L的額定功率為3.6W(燈絲電阻不變),開關S閉合,S1斷開,變阻器的滑片移動到最左端時,燈泡L正常發光。圖乙是變阻器的滑片從最右端移動到最左端過程中,電壓表示數隨電流表示數變化的圖像。求:(1)電源電壓;(2)變阻器R的最大阻值;滑片在變阻器的最右端時,燈泡L的實際功率;(3)什么情況下電路消耗的功率最大;此時變阻器1min消耗的電能。【答案】解:(1)開關S閉合,S1斷開,變阻器在左端時,變阻器與燈泡串聯,因額定電壓下燈泡正常發光,電路中的電流最大,最大值為0.6A,所以,由燈泡正常發光可知,電源電壓U===6V(2)==20Ω滑片在變阻器的最右端時,燈泡L的實際功率PL=(U﹣UR)Imin=(6V﹣4V)×0.2A=0.4W;(3)電源電壓一定,開關S,S1都閉合,滑片滑到最左端時,電路消耗的功率最大,此時變阻器1min的電能為==108J。答:(1)電源電壓為6V;(2)變阻器R的最大阻值為20Ω,滑片在變阻器的最右端時,燈泡L的實際功率為0.4W;(3)開關S,S1都閉合,滑片滑到最左端時,電路消耗的功率最大,此時變阻器1min的電能為108J。6.(2021畢節)某電熱飲水機具有加熱和保溫兩擋,額定電壓為220V。如圖甲是其電路原理圖,S0為溫控開關,R1、R2為電熱絲(阻值不變)。某次飲水機在額定電壓下工作的電功率P與時間t的關系圖象如圖乙所示。求:
(1)飲水機處于加熱擋階段消耗的電能。
(2)電阻R2的阻值。
【答案】解:(1)由題圖乙可知,飲水機加熱檔電功率:P加熱=484W;加熱時間:t=5min=300s;
飲水機處于加熱檔階段消耗的電能:W=P加熱t=484W×300s=145200J;
(2)由電路圖可知,當開關S、S0
閉合時,R1與R2并聯,電路中總電阻最小,根據P=U2/R可知,飲水機總功率最大,此時為加熱狀態;當只閉合開關S時,電路為R1的簡單電路,飲水機處于保溫狀態,根據圖乙可知,保溫檔的功率為44W。
加熱時電阻絲R2的電功率:P2=P加熱?P1=P加熱?P保溫=484W?44W=440W,
由P=U2/R可得,電阻R2的阻值:R2(1)請畫出電熱扇處于低溫檔且不轉動時的等效電路圖,并計算此時電路正常工作消耗的總功率。(2)求的阻值。(3)若電動機正常工作10min,內部線圈產生的熱量為多少?【答案】(1),550W;(2)44?;(3)144J8.(2021樂山)如圖所示電路中,燈泡L標有“6V3W”字樣(不計溫度對燈絲電阻的影響)。當開關S1、S2均閉合,滑動變阻器的滑片P在最左端時,電流表示數為1.5A,并且燈泡L正常發光;當開關S1閉合、S2斷開,滑動變阻器的滑片P在中點時,電流表的示數為0.25A。求:(1)電源電壓;(2)定值電阻R的阻值;(3)開關S1閉合后,電路中的最小功率。【答案】(1)6V;(2)6Ω;(3)1W。【解析】9.(2021大連)如圖是某家用電燉鍋的簡化電路圖。電源電壓為,和均為加熱電阻。當開關接1時為加熱狀態,功率為;開關接2時為保溫狀態,功率為。試求:(1)電燉鍋保溫狀態下電路中的電流是多少?(2)電阻的阻值是多少?(3)電燉鍋保溫狀態下工作,電阻產生熱量多少?【答案】(1)1A;(2)55Ω;(3)9.9×104J10.(2021濟寧)如圖所示的部分電路中,R1為定值電阻、R2滑動變阻器,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V。電源電壓恒定,若將a、b分別接在電源兩端,電流表的示數為0.4A,電壓表的示數為3V。(1)只將b、c分別接在電源兩端,當滑片滑至中點時,電流表的示數為0.3A,求R2的最大阻值;(2)只將a、c分別接在電源兩端,當滑片滑至最右端時,求電路的總功率;(3)將b接在電源一端,a、c連接后接在電源的另一端,讓滑片P由最右端逐漸向左滑動,求R2允許接入電路的最小阻值。【答案】(1)20Ω;(2)0.33W;(3)15Ω11.(2021揚州)如圖所示為模擬調光燈電路,電源電壓恒為6V,燈泡標有“2.5V0.5A”字樣(燈阻值不變),滑動變阻器標有“20Ω1A”字樣.(1)求燈泡正常發光時的電功率(2)求燈泡正常發光時滑動變阻器接人電路的阻值(3)該電路設計是否有缺陷?如有,請給出解決辦法【答案】1.25w7Ω有影響措施:在滑動變阻器7歐姆處加個卡子,防止電流過大12.(2021泰州)如圖是一款煲湯用的電熱鍋工作原理的簡化電路圖,該電熱鍋有兩擋,分別是高溫擋和保溫擋。R1與R2均為電熱絲,R1的阻值為66Ω,S1為溫控開關,保溫擋時的總功率是440W。求:(1)保溫擋時電路中的電流;(2)高溫擋時的電功率;(3)若該電熱鍋煲湯時,高溫擋工作0.5h,保溫擋工作1h,則在此過程中消耗的電能是多少kW·h。【答案】(1)2A;(2)1100W;(3)0.99kW·h【解析】解:(1)兩開關都閉合,為簡單電路,只閉合S,為串聯電路,電阻較大,根據,兩開關都閉合為高溫,只閉合S為保溫,保溫擋時電路中的電流(2)R2阻值為高溫擋時的電功率(3)此過程中消耗的電能是答:(1)保溫擋時電路中的電流2A;(2)高溫擋時的電功率1100W;(3)此過程中消耗的電能是0.99kW·h。13.(2021臨沂)某品牌電熱水瓶具有加熱和電動出水兩種功能,其簡化電路如圖所示,其中R1是額定功率為2000W的電熱絲,R2是阻值為130Ω的分壓電阻,電磁泵的額定電壓為12V,在1標準大氣壓下,將初溫為20℃、質量為2.5kg的水裝入電熱水瓶,正常加熱8min20s將水燒開,已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),求該電熱水瓶:(1)此次加熱水的效率;(2)電磁泵的額定功率。【答案】(1)84%;(2)19.2W【解析】解:(1)水升溫水吸熱電熱絲消耗電能此次加熱水的效率(2)R2分壓U2=U-UM=220V-12V=208V電磁泵支路電流為電磁泵的額定功率答:(1)此次加熱水的效率84%;(2)電磁泵的額定功率19.2W。14.(2021黃石)如圖所示,電源電壓恒定,燈泡L標有“9V9W”字樣,且燈絲電阻不受溫度影響。當開關S和S1都閉合,滑片P在a端時,燈泡正常發光,電流表的示數為1.5A;當開關S閉合、S1斷開滑片P在中點和b端時,電流表的示數之比為I中:Ib=5:3。求:(1)電阻R1的阻值;(2)滑動變阻器R2的最大阻值;(3)若開關S閉合,S1斷開,且電流表的量程為0~0.6A,求電路消耗的最大功率與最小功率的比值多大?【答案】(1);(2);(3)【解析】解:(1)當開關S和S1都閉合,滑片P在a端時,燈泡與R1并聯,電流表測干路電流,燈泡正常發光,則電源電壓等于燈泡的額定電壓9V,通過燈泡的電流通過電阻R1的電流電阻R1的阻值(2)當開關S閉合、S1斷開時,電路總燈泡與變阻器串聯,滑片P在中點和b端時,電流表的示數之比為I中:Ib=5:3,燈絲的電阻滑片P在中點和b端時電流為聯立以上三式解得(3)若開關S閉合,S1斷開,且電流表的值為0.6A,電路消耗的功率最大滑動變阻器滑到最大值時,電路的功率最小電路消耗的最大功率與最小功率的比值答:(1)電阻R1的阻值為;(2)滑動變阻器R2的最大阻值36Ω;(3)電路消耗的最大功率與最小功率的比值為。15.(2021牡丹江、雞西)如圖所示,小燈泡標有“6V3W”字樣(設燈絲電阻不受溫度影響),R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,其最大阻值為40Ω。求:(1)小燈泡正常發光時的電阻;(2)當開關S、S1、S2都閉合時,小燈泡恰好正常發光,電流表示數為0.6A,電路工作50s,求R1的阻值和電流通過R1產生的熱量。【答案】(1)12Ω;(2)60Ω,30J【解析】解:(1)由可得小燈泡正常發光時的電阻(2)當開關S、S1、S2都閉合時,燈泡L與電阻R1并聯,電流表測干路電流,因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,且小燈泡恰好正常發光,所以,電源的電壓U=UL=6V由可得,通過小燈泡的電流:因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過R1的電流:由可得,R1的阻值:50s內電流通過R1產生的熱量答:(1)小燈泡正常發光時的電阻是12Ω;(2)R1的阻值是60Ω,電流通過R1產生的熱量是30J。16.(2021廣東)如圖甲電路,電源電壓不變,閉合開關S,將滑動變阻器R的滑片P由a移動到b時,R0的電功率和電流的P?I關系圖象如圖乙所示,求:
(1)電源電壓;
(2)滑動變阻器的最大阻值。
【答案】解:由電路圖可知,定值電阻R0與滑動變阻器R串聯,電壓表測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
(1)當滑片位于b端時,變阻器接入電路中的電阻為零,此時電路中的電流最大,R0的電功率最大,
由圖乙可知,電路中的最大電流I大=0.5A,R0的最大電功率P0大=4.5W,
由P=UI可得,此時R0兩端的電壓即電源的電壓:U=U0大=P0大I大=4.5W0.5A=9V;
(2)由I=UR可得,定值電阻R0的阻值:R0=U0大I大=9V0.5A=18Ω,
當滑片位于a端時,變阻器接入電路中的電阻最大,此時電路中的電流最小,
由圖乙可知,電路中的最小電流I小=0.1A,
此時電路的總電阻:R求:(1)保溫檔的功率;(2)電阻R2的阻值;(3)電蒸鍋的加熱效率。【答案】(1)100W;(2)44Ω;(3)84%【解析】解:(1)閉合開關S1,斷開開關S2,電路中只有R1接入電路,此時電路處于保溫檔,保溫檔功率(2)閉合開關S1、S2,電路中只有R1、R2并聯接入電路,電路處于加熱檔,R2的功率由可知,R2的電阻(3)水溫度升高75℃吸收的熱量這個過程消耗的電能電蒸鍋的加熱效率答:(1)保溫檔的功率為100W;(2)電阻R2的阻值44Ω;(3)電蒸鍋的加熱效率為84%。18.(2021昆明)如圖19所示的電路,電源電壓為6V保持不變,R1=4d開關閉合,滑動變阻器R2的滑片置于a端時,電壓表V1的示數為2V,求:(1)電壓表V2的示數;(2)電流表的示數;(3)整個電路的功率;(4)當滑片滑到b端時,通電1min電流做的功.【答案】19.(2021蘇州)純電動汽車是一種采用蓄電池作為唯一動力源的汽車,電池的安全性主要體現在對其溫度的控制上,當某組電池溫度過高時,立即啟動制冷系統進行降溫,圖甲是小明設計的模擬控溫裝置示意圖,電磁繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器Rp串聯接在電壓為6V的電源兩端。當電磁鐵線圈(電阻不計)中的電流I大于或等于25mA時,銜鐵被吸合,熱敏電阻置于溫度監測區域,其阻值Rt,與溫度t的關系如圖乙所示,滑動變阻器的最大阻值為200Ω.(1)圖甲中應將b端與▲端相連;(2)當開關S閉合時,電磁鐵上端為▲極;(3)若設置電池溫度為60℃時啟動制冷系統,則滑動變阻器阻值應為▲Ω;(4)該電路可設置啟動制冷系統的最高溫度是▲℃;(5)現利用一只電阻箱在室溫條件下對上述電路進行調試。使電路能在60℃時啟動制冷系統.為此,先將電阻箱調為70Ω,然后還需要經過三個關鍵的調試步驟才能完成調試。第一步:斷開開關,▲;第二步:閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,直到繼電器的銜鐵被吸合;第三步:斷開開關,▲,完成電路調試.【答案】(1)c;(2)N;(3)170;(4)90(5)用電阻箱替換熱敏電阻,用熱敏電阻替換電阻箱20.(2021長春)某加熱器簡化電路如圖甲所示,其加熱元件是利用新型材料制成的,它的電阻R隨溫度t變化的關系圖象如圖乙所示;照明燈L標有“220V100W”。此加熱器白天只加熱不照明,夜晚加熱并照明。(1)該加熱器的金屬外殼應與______相連,避免金屬外殼帶電時發生觸電事故;(2)白天和夜晚加熱器的加熱元件溫度均為t0時,電路總功率之比為4:5,則t0=___________℃;(3)閉合開關S,若加熱元件的溫度從16℃升高37℃,通過加熱元件的電流變化情況是___________。【答案】①.大地(地線)②.40③.先變大后變小【解析】(1)[1]加熱器的金屬外殼與火線接觸了,外殼就會帶電,如果外殼沒有接地,人接觸時就會發生觸電,為避免金屬外殼帶電時發生觸電事故,該加熱器的金屬外殼應與大地(地線)相連。
(2)[2]由題意知,白天和夜晚溫度均為t0時加熱元件的功率相同,則有=已知PL=100W,故解得P加熱=400W,由P=可得加熱元件的阻值R===121Ω由圖乙可知,加熱器的阻值為121Ω時,對應的溫度為40℃,即t0=40℃。(3)[3]閉合開關S,由圖乙可知,若加熱元件的溫度從16℃升高37℃,加熱元件的阻值先減小后增大,電壓一定,由I=可知,通過加熱元件的電流先變大后變小。21.(2021南京)綜合實踐活動中,同學們設計了一款可用電流表示數顯示拉力大小的測力計模型,電流表示數隨拉力的增大而增大,模型電路如圖甲所示,ab為長10cm、阻值25Ω的電阻絲,其阻值與長度成正比。滑片P左端固定在拉桿上,彈簧處于原長時,滑片P位于a端,電源電壓恒為6V,彈簧電阻恒為1Ω,R0為4Ω,其余部分電阻不計,電流表量程為0~0.6A。忽略彈簧、拉桿和拉環的重力及滑片與電阻絲的摩擦。
(1)虛線框內接線柱“1”應與______(選填“2”或“3”)連接;(2)閉合開關,彈簧處于原長狀態時,R0消耗功率多大______?(3)彈簧的伸長量△L與所受拉力F之間的關系如圖乙所示,則電流表示數最大時顯示的拉力多大______?(4)甲圖中若去掉電流表,用一只電壓表(量程0~3V)與R0并聯,利用電壓表的示數來顯示拉力的大小,則與利用電流表相比,電壓表所能顯示的最大拉力將提升______%。(5)在匯報交流階段,同學們對模型設計的不足提出了改進措施。如甲圖的方案,從電路的安全性考慮,其他條件不變,R的阻值應不小于______Ω。【答案】(1).3(2).0.16W(3).400N(4).10(5).3【解析】(1)[1]因為電流表可以顯示力的大小,當滑片位于a端時沒有拉力,所以電流表示數應該最小,故虛線框內接線柱“1”應與3相連。(2)[2]彈簧處于原長狀態時,滑動變阻器最大阻值連入電路,電路中的電流
R0消耗的功率為(3)[3]電路中電流最大是0.6A,此時滑動變阻器接入電路的電阻為此時滑動變阻器接入電路的長度為Δ由圖可知此時的拉力為400N。(4)[4]用一只電壓表(量程0~3V)與R0并聯時電路中的最大電流為此時滑動變阻器接入電路的電阻為此時滑動變阻器接入電路的長度為Δ由圖可知此時拉力為設拉力提升的百分數為n,則(5)[5]R的最小值為22.(2021河南)小聰利用光光敏電阻為社區設計了一種自動草坪燈,其工作原理如圖17所示。工作電路中有兩盞規格均為“220V44W”的燈泡L,天暗時燈自動發光,天亮時燈自動熄滅。電控制電路中電源電壓U恒為6V。定值電阻R0為220Ω。在一定范圍內,光敏電阻R的阻值與光照強度E(光照強度一代單位為lx,光越強光照強度越大)之間存在著一定關系,部分數據如下表所示。電磁鐵的線圈電阻忽略不計,當天色漸暗,通過線圈的電流為0.02A時,恰好啟動工作電路的照明系統。試問:(1)隨著光照強度減小,光敏電阻R的阻值_____________(選填“增大”或“減小”),電磁鐵的磁性______________(選題“增強”或“減弱”),當光照強度減小到一定值時,銜鐵會被____________(選題“吸下”或“釋放”),照明系統啟動。(2)兩盞燈均正常發光時,工作電路中的總電流是多少?(3)照明系統恰好啟動時,光敏電阻R的阻值為多少?此時光照強度為多少?【答案】23.(2021桂林)某科技小組的同學設計制作了一款自動控溫烘干箱,箱內主要電路包括控制電路和工作電路,其原理圖如圖所示。控制電路電源電壓為8V,R為變阻器,Rt為熱敏電阻、Rt阻值與箱內氣溫關系如下表所示。工作電路電源電壓為220V,R0為電熱絲,阻值恒為88Ω,M為電風扇,銘牌上標有“220V20W”字樣,其作用是使箱內空氣均勻受熱,紅、綠指示燈用于分別指示電路加熱、待機狀態。當控制電路的電流達到0.025A時,銜鐵被電磁鐵吸住,工作電路處于待機狀態,當控制電路電流減小到某值時,銜鐵被釋放,工作電路處于加熱狀態。(1)將控制電路中變阻器R的阻值調為120Ω時,箱內氣溫最高可達多少攝氏度?(電磁鐵的線圈電阻不計)(2)重新調節變阻器R,同時閉合開關S1、S2,箱內氣溫與時間關系如圖乙所示,若電熱絲R0加熱空氣的效率為80%,銜鐵每次被吸住的時長均為300s,箱內空氣質量恒為2.2kg、比熱容為,求開關S1、S2閉合20min內,工作電路總共消耗的電能是多少焦耳?(控制電路、指示燈及電風扇M產生的電熱均不計,指示燈消耗的電能不計)
【答案】(1)50℃;(2)【解析】解:(1)當控制電路的電流達到0.025A時,銜鐵被電磁鐵吸住,工作電路處于待機狀態,此時電路中的總電阻將控制電路中變阻器R的阻值調為120Ω時,則熱敏電阻的阻值由表中數據可知,此時箱內氣溫為50℃,因為隨著溫度升高,熱敏電阻阻值會減小,電流會增大,所以箱內氣溫最高可達50℃。(2)由圖乙可知,每當溫度由60℃降低54℃時,銜鐵會被釋放,此時電熱絲R0會加熱空氣,空氣升高6℃需要吸收的熱量若電熱絲R0加熱空氣的效率為80%,則電熱絲R0耗電電熱絲R0的電功率則電熱絲R0的工作時間因為電風扇的功率為20W,所以每次從54℃加熱到60℃需要消耗的電能因為起始溫度是24℃,加熱到60℃,空氣吸收的熱量此時電熱絲R0耗電此時則電熱絲R0的工作時間則從24℃加熱到60℃需要消耗的電能20min內起初加熱到60攝氏度需要180s,因為銜鐵每次被吸住的時長均為300s,每次由54℃加熱到60℃需要30s,則除了第一次外還需要加熱三次,所以消耗的總電能為答:(1)將控制電路中變阻器R的阻值調為120Ω時,箱內氣溫最高可達50℃;(2)開關S1、S2閉合20min內,工作電路總共消耗的電能是。24.(2021荊州)如圖所示的電路。電源電壓恒定,電流表量程為0~0.6A,滑動變阻器允許通過最大電流為1A.小燈泡L標有“2.5V,0.25A”字樣,其I-U圖像如圖乙所示。只閉合S1時,電流表的示數為I=0.2A,電阻R1消耗的功率為P1;變阻器滑片P移到b端,所有開關都閉合時,電流表的示數為I=0.5A,電阻R1消耗的功率為且P1:P1'=16:25。(1)求小燈泡L正常發光時的阻值;(2)求電源電壓;(3)若只閉合S2,且電壓表的量程為0~3V。在保證電路元件都安全的情況下,求變阻器接入電路的阻值變化范圍。
【答案】(1);(2);(3)【解析】解:(1)小燈泡L正常發光時的阻值(2)只閉合S1時,燈泡與電阻R1串聯,電流表的示數為I=0.2A,此時電源電壓U①變阻器滑片P移到b端,所有開關都閉合時,R1與滑動變阻器并聯化簡得代入①解得:(3)所有開關都閉合時,電流表的示數為I=0.5A,滑動變阻器的阻值若只閉合S2,燈泡與電阻滑動變阻器串聯,串聯且電壓表的量程為0~3V,當滑動變阻器兩端的電壓為3V時,電路中的電流最小,此時小燈泡兩端的電壓為2V,由圖乙可知,電路中的電流為0.24A,滑動變阻器接入電路的電阻最大,電路中的最大安全電流為0.25A,滑動變阻器接入電路的最小電阻答:(1)小燈泡L正常發光時的阻值為;(2)電源電壓為;(3)若只閉合S2,且電壓表的量程為0~3V。在保證電路元件都安全的情況下,求變阻器接入電路的阻值變化范圍。25.(2021河北)如圖所示,小燈泡L規格為“5V1W”,R0=50Ω,電源電壓不變,電流表的量程為“0~0.6A”、“0~3A”。閉合開關,小燈泡L正常發光。(1)求R0的功率和電源電壓;(2)拆除小燈泡L,從規格分別為“10Ω1A”、“100Ω0.5A”的滑動變阻器中選擇其中之一,以及若干導線連入電路,選擇哪種規格的變阻器電路消耗的功率最大?最大功率是多少?【答案】(1),;(2)“100Ω0.5A”;12W【解析】(1)分析電路,閉合開關,小燈泡和電阻串聯,電流表測該電路電流。小燈泡正常發光,流過小燈泡的電流流過R0的電流R0的功率R0兩端電壓電源電壓(2)由題意知,滑動變阻器和定值電阻并聯時,電路消耗的功率可實現最大,當“10Ω1A”接入電路時,流過10Ω電阻的最小電流1.5A大于該電阻允許的最大電流1A,該電阻會被損壞,故舍去。所以選擇“100Ω0.5A”的滑動變阻器接入電路時電路消耗的功率可達到最大,此時流過100Ω電阻的最大電流I滑max=0.5A。流過電阻的電流干路最大電流Imax=I滑max+IR0=0.5A+0.3A=0.8A電路最大功率Pmax=U電Imax=15V×0.8A=12W答:(1)R0的功率為;電源電壓為;(2)選擇“100Ω0.5A”變阻器電路消耗的功率最大;最大功率是12W。26.(2021衡陽)某興趣小組為檢測操場上的風力等級,設計了一臺簡易風速儀,其工作原理如圖甲所示。裝有擋風板和滑片P的輕質滑塊與輕質彈簧套在滑桿上,滑桿上的摩擦力忽略不計,彈簧左端固定,右端與滑塊相連。擋風板的擋風面積為0.2米,均勻電阻絲長為30厘米,阻值為15歐,電源電壓恒為9伏,保護電阻為3歐,電壓表量程0~3伏。彈簧彈力與彈簧長度改變量的關系如圖乙所示。無風時,滑片P在A處,有風時,滑塊移動,穩定后讀出電壓表示數,計算并查閱下表數據可知風速及風級。(1)無風時,求通過的電流;(2)為保護電路安全,求出風速儀所測最大風力等級為幾級;(3)某日從天氣預報得知,第二天風力等級將會達到五級,風速預計為,在原有電路元件和電路基本連接方式均不變的基礎上,電路將如何改進,在圖丙的虛線框內將電路補充完整。小組成員還想計算出電路改進后電壓表的示數,經查閱資料后得知,該擋風板所受的風壓與風速的平方成正比,其關系式為,(其中為常量,數值為0.6),假設你為改小組成員,請你計算出風速為時,改進后的電路中電壓表的示數。【答案】(1);(2)四級;(3)1.5V【解析】解:(1)因電壓表接在滑片上且電壓表在電路中相當于斷路,所以,電流要流經全部電阻絲,在滑片P左移的過程中,始終是全部電阻絲與電阻R0串聯,所以電路的總電阻不變;無論有無風時,滑動變阻器接入電路的阻值均為,通過的電流(2)由圖可知,風力越大,電壓表測量部分電阻越長,電壓表示數越大,電壓表最大電壓;滑動變阻器分到電壓當電壓表示數最大時,滑片移動距離由圖乙可得,彈簧產生的彈力,此時的風壓查表可知,此時風力等級為四級。(3)當風速為時,風壓因此會超過電壓表量程,彈簧彈力由表可得,彈簧形變量為,因此可將電壓表測量對象更換為滑片左側部分的電阻,此時滑片左側電阻此時電壓表示數改裝電路為此電路只能在風力穩定時使用。答:(1)無風時,求通過的電流是;(2)為保護電路安全,求出風速儀所測最大風力等級為四級;(3)風速為時,改進后的電路中電壓表的示數是1.5V。27.(2021眉山)如圖所示是某種電熱器工作的部分電路圖,電源電壓不變,兩根電熱絲的電阻關系為,通過旋轉扇形開關S,接觸不同觸點,實現高、低兩個檔位的轉換,低溫檔時的發熱功率為。求:(1)和的電阻值;(2)電熱器處于高溫檔時的總功率;(3)如果在高溫檔下工作產生的熱量全部被水吸收,在一個標準大氣壓下這些熱量能夠讓、的水,溫度升高多少?【水的比熱容為】【答案】(1)110Ω;55Ω;(2)1320W;(3)60℃【解析】解:(1)旋轉開關當接時,僅連入電路,電熱器處于低溫檔。由電功率公式得所以(2)旋轉開關,當接,接時,和并聯,電熱器處于高溫檔。發熱功率發熱總功率(3)高溫檔產生熱量水吸熱由得在1個標準大氣壓下水沸點為,水沸騰過程中水溫不再升高,不會達到,所以水末溫應為,水升高的溫度答:(1)和的電阻值分別為110Ω、55Ω;(2)電熱器處于高溫檔時的總功率為1320W;(3)如果在高溫檔下工作產生的熱量全部被水吸收,在一個標準大氣壓下這些熱量能夠讓、的水,溫度升高為60℃。28.(2021重慶A)如圖19甲所示,小勇同學設計了一個汽車落水安全裝置并進行了試驗,在汽車的四個門板外側分別安裝一個氣囊,氣囊的觸發由圖19乙所示電路中a、b間的電壓來控制,壓敏電阻R1水平安裝在汽車底部A處,R1的阻值隨其表面水的壓力的變化如圖19丙所示。某次試驗時:汽車入水前把(1)求汽車入水前電路中的電流;(2)當汽車漂浮時,測得水池的水位比汽車入水前上升了8cm(水未進入車內),求汽車受到的重力;(3)求氣囊充氣打開時汽車A處浸入水中的深度。【答案】(1)0.075A(2)1.6×104N(3)1m29.(2021內江)電子秤的應用在我們日常生活中已經十分普遍,下如圖所示,是某位同學利用電壓表設計的一個簡易電子秤示意圖。其中,電源的電壓為3V,V是電壓表(也是電子秤的示數表盤),R0是阻值為6Ω的定值電阻,R是一根長為4cm阻值為12Ω的均勻電阻絲(單位長度的電阻絲的阻值相等),P是與彈簧C連接在一起的金屬滑片,彈簧所受壓力F與壓縮量的關系如下表所示。在不稱量重物時,滑片P剛好位于電阻絲R的最上端a處,彈簧處于自然狀態。滑片、彈簧的電阻均不計,塑料盤和金屬板的重力不計,g=10N/kg。當開關S閉合后,則(1)該電子秤工作時的電功率是多少?(2)當電壓表示數為1V時,所稱重物的質量是多少?【答案】(1);(2)2kg30.(2021棗莊)康康家里有一臺電火鍋,部分技術參數如下表,圖甲是其內部電路的工作原理簡圖,、均為阻值不變的加熱電阻,通過開關S、、的通斷可實現三個擋位功能的切換,其中是能分別與a、b兩擲點相連的單刀雙擲開關。(1)電火鍋正常工作時,鍋內水溫隨時間變化的圖象如圖所示。若用高溫擋把質量為4kg、初溫為50℃的水加熱到60℃,求此過程中水吸收的熱量和電火鍋的熱效率;(2)若改用低溫擋給(1)問中的水加熱,請比較使用高溫擋還是低溫擋更節能;(3)求電火鍋正常工作時保溫擋的電功率。【答案】(1);;(2)高溫擋更節能;(3)31.(2021濰坊)某電動三輪車坐墊加熱裝置的簡化電路如圖所示,電路中、、均為發熱電阻,已知,,,僅閉合S1時,加熱功率;僅閉合S2時,加熱功率,求:(1)電源電壓U及的電阻值;(2)該裝置的最大加熱功率。【答案】(1)12V;3Ω;(2)72W【解析】(1)僅閉合S1時,電路為R0、R1組成的串聯電路,如圖由得①僅閉合S2時,電路為R0、R2組成的串聯電路,如圖由得②解由①②組成的方程組得U=12V,R0=3Ω(2)由電路分析得出當三個開關全部閉合時R0被短接,R1、R2并聯在電源上,如圖這時電路中電阻最小,電路總功率最大,電路最大總功率。答:(1)電源電壓U及R0的電阻值分別為12V、3Ω;
(2)該裝置的最大加熱功率為64W。32.(2021云南)交通安全要求廣大司機“開車不喝酒,喝酒不開車”,酒后駕駛存在許多安全隱患。某科技興趣小組設計了一種簡易的酒精檢測儀,其電路原理如圖2甲所示。電源電壓為12V,R1是氣敏電阻,其阻值隨呼氣酒精濃度K的變化關系如圖2乙所示,R2為滑動變阻器。檢測前對檢測儀進行“調零”,即調節滑動變阻器使電流表的示數為0.1A,調零后變阻器滑片位置保持不變。查閱到相關資料如圖1。(1)求“調零”后變阻器R2接入電路的阻值;(2)檢測前R2工作10s消耗的電能;(3)對某司機進行檢測時,電流表示數為0.16A,依據信息窗資料,通過計算判斷該司機屬于非酒駕、酒駕還是醉駕。【答案】解:(1)由題意可知:U=12V,I=0.1A,R1=100Ω串聯總電阻:R總===120Ω,變阻器R2的阻值:R2=R總﹣R1=120Ω﹣100Ω=20Ω;(2)檢測前R2在10s消耗的電能:W=I2R2t=(0.1A)2×20Ω×10s=2J;(3)當I=0.16A,R2=20Ω時串聯總電阻:R′總===75Ω;R′1的阻值為:R′1=R′總﹣R2=75Ω﹣20Ω=55Ω;對應乙圖此時K=12.5×10﹣3/100mL,此時酒精濃度為:M=12.5×10﹣3/100mL×2200=27.5mg/100mL,該司機屬于酒駕。答:(1)“調零”后變阻器R2接入電路的阻值20Ω;(2)檢測前R2工作10s消耗的電能2J;(3)該司機屬于酒駕。33.(2021遵義)某同學利用恒壓電源、定值電阻R1和滑動變阻器R2,先后連接了如圖甲、乙所示電路。在圖甲電路中,該同學將滑片P置于最右端后閉合開關,此時電流表、電壓表的示數分別為0.30A、15.0V;再將滑片P移至某一位置時,電流表、電壓表的示數分別為0.50A、9.0V。在圖乙電路中,該同學接入兩只電流表(圖中未畫出),在保證電路安全的前提下,將滑片P從某位置開始逐次向左移動改變相同的阻值,測得兩電流表的示數并記錄在下表中。(1)求R2的最大阻值;(2)求R1的阻值和電源電壓;(3)請分析圖乙電路中電流表A1、A2的接入位置并計算R2每次改變的阻值?【答案】解:(1)在圖甲電路中,該同學將滑片P置于最右端后閉合開關,兩電阻串聯接入電路,滑動變阻器接入電路最大阻值,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測通過電路的電流,由歐姆定律可得R2的最大阻值:R2===50Ω。(2)串聯電路總電壓等于各部分電壓之和,將滑片P置于最右端時,電源電壓:U=IR1+U2=0.3A×R1+15V﹣﹣﹣﹣①將滑片P移至某一位置時,電源電壓:U=I′R1+U2′=0.5A×R1+9V﹣﹣﹣﹣②①②聯立可得:R1=30Ω,U=24V;(3)在圖乙電路中,兩電阻并聯接入電路,并聯電路互不影響,并聯電路各支路兩端電壓相等,將滑片P從某位置開始逐次向左移動改變相同的阻值,電流表A1的示數不變,所以電流表A1測定值電阻R1支路的電流,①電流表A2測干路電流,并聯電路干路電流等于各支路電流之和,則第一次通過滑動變阻器的電流I1=1.3A﹣0.8A=0.5A,此時滑動變阻器接入電路的阻值R2′===48Ω,第二次通過滑動變阻器的電流I2=1.4A﹣0.8A=0.6A,此時滑動變阻器接入電路的阻值===40Ω,滑動變阻器改變的阻值:ΔR2=48Ω﹣40Ω=8Ω,第三次通過滑動變阻器的電流I2=1.55A﹣0.8A=0.75A,此時滑動變阻器接入電路的阻值===32Ω,滑動變阻器改變的阻值:ΔR2′=40Ω﹣32Ω=8Ω,滑動變阻器改變的阻值相同,故符合題意;②電流表A2測滑動變阻器的電流,則第一次滑動變阻器接入電路的阻值R21==≈18.46Ω,第二次滑動變阻器接入電路的阻值R22==≈17.14Ω,滑動變阻器改變的阻值:ΔR21=18.46Ω﹣17.14Ω=1.32Ω,第三次滑動變阻器接入電路的阻值R23==≈15.48Ω,滑動變阻器改變的阻值:ΔR22=17.14Ω﹣15.48Ω=1.66Ω,滑動變阻器改變的阻值不同,故不符合題意。答:(1)R2的最大阻值為50Ω;(2)R1的阻值為30Ω,電源電壓為24V;(3)圖乙電路中電流表A1與定值電阻串聯接入電路,電流表A2在干路,R2每次改變的阻值為8Ω。34.(2021張家界)百善孝為先,我們可以從點點滴滴的小事做起。佳佳將自己的壓歲錢省下來給奶奶買了一款足浴盆。這款足浴盆工作時的簡化電路如圖,它有加熱功能和按摩功能。電動機線圈電阻為4Ω,加熱電阻正常工作時電功率為1kW,電源電壓220V穩定不變。
(1)啟動按摩功能時,電動機啟動,通過電動機線圈的電流為0.1A,按摩20min,電動機線圈產生的熱量是多少?
(2)加熱電阻正常工作時的電阻是多少?
(3)在足浴盆中加入體積為4L、初溫為20℃的水升高至40℃,水吸收的熱量為多少?若加熱時間為420s,它的電加熱效率為多少?[【答案】解:(1)線圈產生的熱量:Q=I2Rt=(0.1A)2×4Ω×20×60s=48J;
(2)由電功率公式P=U2R可求得加熱電阻阻值R=U2P=(220V)21000W=48.4Ω;
(3)4L=4×10?3m3,由密度公式ρ=mV得m=ρV=103kg/m3×4×10?3m3=4kg,
水吸收的熱量為Q=c水m△t=4.2×103J/(kg?℃)×4kg×(40℃?20℃)=3.36×105J,
加熱電阻所消耗的電能W=Pt=1000W×420s=4.2×105J,
則足浴盆的加熱效率η=QW×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。
答:(1)按摩20min,電動機線圈產生的熱量是某次煮飯時,電壓力鍋內加入適量米和水,蓋好蓋子,閉合S、S1,電壓力鍋進入“加熱”工作狀態,6min后燈L1亮起,電壓力鍋進入“保壓”工作狀態,保壓期間,觀察到燈L1間歇發光;再過一段時間,S1斷開,燈L2亮起,電壓力鍋進入“保溫”工作狀態。(1)電壓力鍋在“加熱”工作狀態時,加熱盤R3消耗的電能為多少?(2)電壓力鍋進入“保溫”工作狀態后,下列說法中錯誤的是________。A.燈L1、L2間歇發光B.燈L1會熄滅、燈L2間歇發光C.當鍋內溫度低于60℃時,R3正常工作D.當鍋內溫度達到80℃時,通過R3的電流小于0.002A(3)為控制電壓力鍋在“保壓”工作狀態時,鍋內溫度在110~115℃,可調電阻R'接入電路的阻值為多少?【答案】(1)3.6×105J(2)A
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