初中物理中考复习 专题20 电学综合计算(原卷版)-备战2021年中考物理精选考点专项突破题集

专题20  电学综合计算

1．（2020·玉林）为探究平衡木受力特点，重为400N的小红设计了如图甲所示的平衡木模型，整个装置放在水平地面上，AB可绕支点O无摩擦转动，AB始终处于水平平衡状态，C处固定一竖直硬杆，硬杆重300N，硬杆的底部安装有压力传感器R，R所在的电路装置如图乙所示，R的阻值随着硬杆对它的压力F的变化关系如图丙所示。其中，电源电压为4.5V，保护电阻R0=5Ω，电流表的量程为0~0.6A，且AB=4m，OA=BC=1m，整个装置除硬杆外，其它部分的重力均不计，g取10N/kg。求：

(1)小红的质量；

(2)小红站在A点时，C处受到硬杆对它的拉力；

(3)小红站在C点时，电流表的示数；

(4)在电路安全的情况下，小红在平衡木上缓慢走动的过程中，当电路消耗功率达最小值和最大值时，压力传感器R消耗的功率之比。

2．（2020·烟台）如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器（以下简称热水器）。图乙为该热水器电加热部分的原理图，S是控制开关，可以在1、2、3三档之间切换；图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时，可用电加热器加热，温度达到预设温度时会自动切换到保温状态，为了防止触电，热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因，太阳辐射能为E＝1.75×106J/(h•m2)（每小时每平方米辐射的热量），太阳能只将水由20℃加热到了30℃，此时开启电加热器，将水加热到预设温度70℃。已知太阳能板的面积为2m2，水吸收太阳能的效率为60%，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。供水过程中不计热量损失，请根据以上条件分析计算：

(1)水吸收太阳能的多少。

(2)太阳能板当天接收太阳能的时间。

(3)电路中电阻R2的阻值。

(4)在热水器向外供水时，通过控制冷、热水阀使热水器内的热水与20℃的冷水混合，可以使出水口流出的水达到需要的温度。已知人在淋浴时适宜的水温为40℃，每个人淋浴用水均为30L，假设热水器内70℃的热水能全部用完，则能满足几个人的淋浴用水？

3．（2020·内江）在相距40km的甲、乙两地之间，沿直线架设了两条相同的输电线，这种输电线每千米的电阻为0.2Ω。现由于特殊原因造成输电线上某处发生了短路，为了确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表和电源接成了如图所示的电路进行检测。当电压表示数为3.0V时，电流表示数为0.5A。

(1)若检修员在检测中用时1min，则检测中输电线消耗的电能是多少J？

(2)短路位置离甲地的距离是多少km？

4．（2020·阜新）某一家用两档可控的恒温餐盘，其高温档电功率为 880W，简化电路如图甲所示，R1、R2 均是发热电阻，R2 的阻值是 R1 的 3 倍。求：

(1)餐盘处于低温档时，电路中电流是多少？

(2)1kg 米饭温度升高 40℃，吸收的热量是多少？[米饭的比热容取 2.5×10 3J /（kg•℃）]

(3)若电路中只使用该恒温餐盘，同样加热 1kg的米饭，电能表的脉冲指示灯闪烁了 125 次，如图乙所示，这个恒温餐盘的效率是多少？

5．（2020·永州）随着我国经济社会发展，人们生活更加美好。我国农村地区也产泛使用了多档位电热水器，如图甲为某一款多档位电热水器，内部简化电路如图乙所示。已知U＝220V、R1＝48.4Ω，R2＝60.5Ω、c水＝4.2×103J/(kg•℃)，ρ水＝1.0×103kg/m3。

(1)当S1断开、S2闭合时，求电热水器此档位的加热功率；

(2)当S1闭合、S2断开时，将50L水从20℃加热到40℃用时1.5h，求电热水器此档位的加热效率；

(3)如图乙，调节S1、S2用不同档位给水加热，使相同质量的水升高相同的温度，求加热所用的最短时间和最长时间的比值。（设用不同档位加热的效率相同）

6．（2020·鄂尔多斯）某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器，其内部简化电路如图甲。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒定U=6V）、开关S0、电磁铁（线圈电阻R0=20Ω）、热敏电阻R组成，R阻值随温度的变化图象如图乙。工作电路R1=44Ω，R2=956Ω。当开关S0和S均闭合时，电热水器开始加热[c水=4.2×103J（kg·℃）]。

（1）当温度达到50℃时，衔铁会被吸下，电热水器停止加热，求控制电路中的电流；

（2）电热水器将水箱中2kg的水从17℃加热到50℃，用时5min。求此过程水吸收的热量及电热水器的加热效率；

（3）用电高峰期，电热水器两端实际电压为200V，当电热水器处于保温状态时电热水器工作多长时间会消耗1.8×104J的电能?

7．（2020·淮安）如图所示为某养生壶的电路原理图，其中R1和R2，都是发热电阻。该壶有“加热”和“保温”两种工作状态。该壶铭牌上提供的部分信息如下表所示：

(1)该壶允许装入水的最大质量是多少kg？（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）

(2)S1、S2闭合后，该壶在额定电压下工作时的发热功率是多少W？结合表格数据判断电路处于哪一种工作状态？

(3)R2阻值是多少Ω？

(4)用该壶加热2L的水，温度由50℃升高到100℃，水需要吸收多少J热量？该壶消耗的电能80%被水吸收，该过程需要消耗多少J电能？（水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）

8．（2020·遵义）如图甲所示电路，电源为电压可调的直流学生电源，小灯泡L标有“8V　4W”的字样，定值电阻R1=4Ω，滑动变阻器R标有“50Ω　1A”的字样；如图乙所示为小灯泡L的I﹣U图象。

(1)小灯泡L正常工作时的电阻是多少？

(2)只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端，调节电源电压使电压表示数为8V，此时电源电压U是多大？

(3)同时闭合开关S、S1，调节电源电压为12V，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时，小灯泡L消耗的电功率为2W，此时滑动变阻器消耗的电功率是多少？

9．（2020·金华）为延长疏果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置。装置如图甲所示，控制电路中电源电压恒为3伏，R1为热敏电阻，R2阻值为10欧，电磁铁线圈阻值忽略不计。R1阻值随温度的变化关系如图乙所示。当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到0.1安，衔铁吸下，制冷器启动工作；当温度降低到设定值后。工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。

请完成下列问题：

(1)通过计算并结合图乙确定该制冷器启动工作的温度。

(2)在图丙所示的1小时内工作电路中制冷器消耗的总电能是多少？

10．（2020·贵港）如图甲所示电路，电源电压不变，小灯泡L上标有“3.6V  0.3A”字样，其I-U图象如图乙所示。当闭合、断开，滑片移到某点a时，两端电压为10V，电流表示数为，变阻器消耗的功率为；当闭合、断开，滑片移到某点b时，小灯泡正常发光，电流表示数为，变阻器消耗的功率为。已知，。求：

(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少？

(2)当闭合、断开，移动滑片使电流表示数为0.1A，通电1min电流通过小灯泡所做的功是多少？

(3)电源电压是多少？

11．（2020·牡丹江）图甲所示是我市某家用电辅热式平板太阳能热水器，其铭牌上标有电加热的功率为1000W。图乙是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位指示表（由量程为0~0.6A电流表改成），R0阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。

(1)热水器正常电加热时，电热丝电阻多大？（结果保留一位小数）

(2)阴雨天，将储水箱中50kg、30℃的水加热到50℃，正常通电要多长时间？[若电热全部被水箱中的水吸收且水无热损失，c水=4.2×103J/（kg·℃）]

(3)当水位指示表指示储水箱水深为0.2m时，探测电路中的电流多大？

12．（2020·广安）如图，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V  3.6W”的字样（灯泡电阻受温度的影响忽略不计）。R1=30Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，当S､S1闭合，S2断开且滑片P在b端时，电流表的示数为0.2A。求：

(1)灯泡正常工作时的电阻；

(2)电源电压；

(3)断开S1，闭合S､S2，调节滑动变阻器的滑片，电阻R1消耗的电功率变化范围。

13．（2020·沈阳）康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图，、均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为，保温功率为。[，]求：

(1)把的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量；

(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间；

(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻的阻值。

14．（2020·青海）王明同学家买了一个电热水壶，其铭牌上部分信息如下表所示。求：

(1)该电热水壶正常工作时的电阻是多少？

(2)用该电热水壶将1.5L的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是多少（水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）？

(3)王明兴趣小组在测量电热水壶实际功率时，断开家中的其它用电器，让电热水壶单独工作，测得1.5min内电能表指示灯闪烁了72次（电能表如图所示），此电热水壶的实际功率是多少？

15．（2020·海南）小益家的豆浆机铭牌和简化电路如图所示。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到64℃时温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。小益用初温20℃，质量1kg的水和少量豆子制作豆浆，设电源电压为220V恒定不变，不计导线的电阻。求：

(1)从物理学的角度解释热气腾腾的豆浆散发出香味的原因；

(2)加热器单独工作时电路中的电流；

(3)质量为1kg的水从20℃加热到64℃需要吸收的热量[c水=4.2×103J（kg･℃）] ；

(4)本次制作豆浆共计用了9min的时间。如果在温控开关闭合前加热器产生的热量70%被水吸收，且不计豆子吸收的热量。求本次制作豆浆共消耗的电能。

16．（2020·长沙）实验小组设计了如图所示的电路，已知电源电压不变，灯泡L标有“2.5V 0.3A”字样，其阻值会随温度变化，将滑动变阻器R2的滑片置于最右端，只闭合开关S1时，电压表的示数为3V，R1的功率为P1；只闭合开关S1，移动滑片至最左端时，电流表的示数为0.3A，R1的功率为P2；闭合开关S1和S2，移动滑片至某一位置时，电压表和电流表的示数分别为3V和0.2A，已知。

(1)灯泡L的额定功率为_____W；

(2)滑动变阻器的最大阻值为_____Ω；

(3)在有电流通过灯泡L的情况下，灯泡的最小功率与最大功率之比为_____。

17．（2020·铜仁）如图所示，电源电压为可调电压，小灯泡L标有“4V　1.6W”，滑动变阻器R1标有“　1A”的字样，电流表的量程为，电压表的量程为。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求：

(1)小灯泡L的阻值是多少?

(2)当S、S1、S2都闭合，将滑动变阻器的滑片P移到中点时，电流表的示数为0.45A，电压表示数为3V，则R2消耗的电功率是多少?

(3)将电源电压调至6V时，闭合开关S，断开开关S1、S2，在确保电路安全的前提下，则滑动变阻器R1允许接入电路的阻值范围。

18．（2020·湘西）如图为电吹风的内部结构示意图和电路原理图。其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，当选择开关O接在C、D位置时，电吹风处于关停状态。已知电吹风冷风档的额定功率为44W，电吹风热风档的额定功率为484W。额定电压均为220V。当电吹风处于正常工作状态时，求：

(1)电吹风吹冷风时，电路中的电流是多大？

(2)电吹风吹热风时，电路中每小时耗电是多少度（1度＝ ）？

(3)电吹风电热丝的电阻是多大？

19．（2020·包头）小宇家购置一款用来煎烤食物的双面电饼铛，上下盘既可以同时加热｡也可以把上盘掀开，使用下盒单独加热，电饼铛简化的内部电路如图甲所示，闭合开关S1，温控开关S2接接线柱“2”时，下盘加热｡再闭合开关S3，上盘也开始加热，当度超过设定温度时，温控开关S2自动转接接线柱“1”，电饼铛进入保温状态，电饼部分参数如图乙。（忽略温度对电阻值的影响∶L1、L2、L3为指示灯，不计指示灯消耗的电能）求∶

(1)下盘加热电阻R1的阻值和保温时电路中的额定电流；

(2)某次电饼铛在额定电压下煎烤食物时，指示灯L1，L2发光时间分别为10min5min， 电饼铛消耗的电能是多少？

(3)用电高峰时，小字关闭家中其他用电器，用电饼铛下盘煎烤食物10min。电能表（如图丙）的转盘转过500转， 电饼铛的实际电压是多大？

20．（2020·东营）空气炸锅，因其烹制食物脂防含量低，美味际，无油烟味，深受广大市民青睐｡如图甲所示，为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1=50Ω，R1=200Ω，额定工作电压为220V，内部电路可简化为图乙所示电路，当开关S1闭合，开关S接b端时为高温档；开关S1闭合，开关S断开时为中温档

(1)中温档正常工作时，求流过电阻R2的电流｡

(2)高温档正常工作时，求电阻R1、R2消耗的总功率｡

(3)若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200g薯条需要吸收的热量，[c薯条取 ]

(4)若使用空气炸锅高温档完成以上烹制，空气炸锅电能转化为热能效率为75%，求烹制一次薯条需要的时间｡

21．（2020·天门）某科技小组自制了一个测量池水深度的装置，如图甲，它主要是由控制盒和测量盒构成，其电路连接如图乙所示（连接导线带绝缘皮，足够长，不计电阻和质量）｡测量盒是一个底面积为8cm2､高5cm､重2.0N的圆柱体，其底部为压敏电阻R，R与水接触的表面涂有绝缘漆，其阻值随下表面压力变化的部分参数见下表∶控制盒中电源电压恒定，R0为定值电阻｡科技小组的同学将测量盒缓慢浸入水中，工作时測量盒底部始终与水平面相平，不考虑大气压强的影响。

(1)当测量盒浸入深度为1m时，电压表的示数为1.5V，求此时R底部受到水的压强｡

(2)当测量盒浸入深度为2m时，电压表的示数为2.0V，求电源电压和R0的阻值｡

(3)将测量盒放入水平池底（R与池底未紧密结合，导线松弛），静止时电压表示数为3V，则池水深度为多少米？

22．（2020·黄冈）右图是多功能汤锅加热的测试电路图，使用时通过旋钮开关（虚线圆圈部分）可实现保温､慢炖､快炖三种功能切换，且保温､慢炖､快炖状态的加热功率依次增大｡已知四个发热电阻的阻值相等，测试电源电压为220V，慢炖状态的功率为550W｡求

(1)R1的阻值｡

(2)保温状态的功率

(3)若把1.1kg的水从20℃加热到100℃，快炖需要6min40s，则加热的效率是多少？

23．（2020·黄石）一个标有“3V3W”小灯泡L（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器（0~6Ω），电流表A连接成如图所示的电路，滑片P正处在滑动变阻器正中间o点位置，电源电压恒定。

(1)闭合S1、S2、S3，断开S4，电流表的读数为2.0A，求此时灯泡实际消耗的电功率；

(2)闭合S1，断开S2、S3、S4，求此时电流表A的读数；

(3)闭合S1、S3、S4，断开S2，将滑片P由o滑到a点过程中，电流表A的读数最大值为2.25A，求滑动变阻器oa之间的电阻值，并求出电流表读数为2.25A时，滑动变阻器消耗的总功率。

24．（2020·荆门）“开车不饮酒，酒后不开车”是每一位司机都必须遵守的交通法规。图甲是气体中酒精浓度测试仪的原理图，电源电压U=12V， R1是气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。气体中酒精浓度大于或等于20小于80mg/100mL为酒驾，大于或等于80mg/100mL为醉驾。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数U1=10V，调零后R2的滑片位置保持不变。求：

(1)调零后R2接入电路中的阻值；

(2)当U1=10V时，R1消耗的电功率；

(3)在某次检测中，电流表示数为0.3A，试通过计算分析，判断该司机属于酒驾还是醉驾？

25．（2020·咸宁）如图甲所示的电路，电源两端电压U不变，R0是定值电阻，R是滑动变阻器｡将滑动变阻器的滑片滑到a端，闭合开关时滑动变阻器R消耗的功率P1为1.8W，断开开关时电流表的示数改变了0.3A；当开关S断开后，滑动变阻器的滑片在滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值R与电流表示数的倒数的关系如图乙所示｡求：

(1)电源两端的电压U和滑动变阻器最大的阻值Rm；

(2)定值电阻的阻值R0；

(3)电路消耗的最小功率P2｡