备战2023年物理新中考二轮复习热点透析疑难点拨08 电学的综合计算

疑难点拨08 电学的综合计算

一、考向分析

综合计算题俗称压轴题、大型计算题，是中考试卷主要题型，也是必考题型，同时也是产生差距，判断考生综合应用能力、题型难度属于中等偏上的题型。综合计算题在中考试卷中占有很大比例，一般情况下所占比例在25%左右。

综合计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主，它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观。

电学的综合计算主要涉及到欧姆定律及应用、电功与电功率、电热相关计算等。大型计算题很少是单一知识点或考点的计算，常见的是多个考点的综合计算，但其计算内容不变。

二、考点详解

电学计算主要涉及四类计算

1.利用欧姆定律进行的计算。主要涉及的公式：

（1）欧姆定律：I=U/R及其变形公式

（2）在串联电路中（主要针对两个用电器的串联）：I=I1=I2;R=R1+R2;U1/U2=R1/R2。

（3）在并联电路中（主要针对两个用电器的串联）：U=U1=U2；I=I1+I2；1/R=1/R1+1/R2或R= ；I1/I2=R2/R1。

2.利用电能表测电功、电功率的计算。

假设电能表上标有N转/KW.h或N次/KW.h,在时间t内转过了n转,则有：

（1）这期间消耗的电能：W= ×3.6×106J或W= KW.h。

（2）这期间的电功率：P= = 。

（3）电功率：电流在单位时间内所做的功。电功率物理意义：表示电流做功快慢的物理量。

电功率公式：（适用于所有电路），推导公式：（适用于纯电阻电路）。

串联电路中；并联电路中：；无论用电器串联或并联，计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。

电功率单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特（W），常用单位：千瓦（kW）。

额定功率：某灯泡上标有“PZ220V-25”字样分别表示：普通照明，额定电压（用电器正常工作时的电压）220V，额定功率（用电器在额定电压下的功率）25W的灯泡。已知U额、P额、U实，可根据公式，由该式可知，当实际电压变为额定电压的1/n时，实际功率就变为额定功率的1/n2。

3.焦耳定律

电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。

焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。

当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。

①电热的利用：电热毯、电熨斗、电烤箱等；②电热的防止：电视机后盖有很多孔是为了通风散热，电脑运行时也需要风扇及时散热。

三、真题再现

一、单选题

1．（2022·山东淄博·九年级期末）如图甲所示，电电压为18V，滑动变阻器标有“20Ω   2A”字样，当开关S闭合，滑动变阻器滑片P滑至中点时，电压表的示数如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．定值电阻R的阻值为20Ω

B．电路的最大电流为0.6A

C．当滑片P移到最左端时，R消耗的功率为32.4W

D．当滑片P移到最右端时，电压表示数最小

2．（2022·重庆涪陵·九年级期末）如图所示，电电压恒为20V，灯泡L上标有“12V 6W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响），电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，R2的阻值为20Ω。开关S接1，当滑动变阻器R1接入电路的电阻为0.2R时（R是滑动变阻器的最大阻值），灯泡L恰好正常发光。保证电路安全情况下，下列说法错误的是（　　）

A．滑动变阻器的最大阻值为80Ω

B．开关S接2时，电流表示数的变化范围为0.25~1A

C．开关S接1时，滑动变阻器的可调节范围为16~72Ω

D．分析电路图，接通电路并改变滑片P的位置，整个电路的最大功率和最小功率之比为12∶1

3．（2022·广东·普宁市赤岗中学九年级阶段练习）如图甲，当开关S从2转到1时，根据电流表和电压表对应的示数，如图乙，有关判断正确的是（　　）

A．电电压为8V

B．R2的阻值为10Ω

C．R1的阻值为20Ω

D．S接2时通R2的电流为0.2A

4．（2022·江苏·靖江市靖城中学九年级阶段练习）在如图所示的实物电路中，电电压恒为6V，滑动变阻器的规格为“20Ω，0.5A”，灯泡上标有“4V，1W”的字样（不考虑温度对灯泡电阻的影响），电流表选择0~0.6A量程，电压表V1选择0~15V量程，V2选择0~3V量程，闭合开关后调节滑动变阻器的滑片，在保证电路安全条件下，下列说法正确的是（　　）

A．电压表V2示数的变化范围为2V~3V

B．滑动变阻器接入电路的阻值变化范围8Ω~20Ω

C．当灯泡正常发光时，灯泡和滑动变阻器消耗的功率之比为4∶1

D．如果将该灯泡和另一个标有“3V，15W”字样的灯泡（不考虑温度对灯泡电阻的影响）串联在另一电下，电电压允许的最大值为7V

5．（2022·山东·东平县实验中学九年级开学考试）如图所示电路，电电压为6V且保持不变，定值电阻R1=10Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω。下列说法正确的是（　　）

①闭合开关S1、S2、S3，电流表的示数为0.9A；②闭合开关S1、S2、S3，通过R1和R2的电流之比为1∶2；③只闭合开关S1，R3的滑片由a端移动到b端的过程中，电流表和电压表的示数均变小；④只闭合开关S1，R3的滑片由a端移动到b端的过程中，电压表示数的变化范围是6V~1.5V

A．①②③正确 B．①③④正确

C．②③④正确 D．①②④正确

6．（2022·江苏·扬州市梅岭中学九年级阶段练习）如图所示，只闭合开关S时，灯L1的功率为9W；断开开关S，闭合S1、S2时，灯L1的功率为25W。电电压不变，且灯丝电阻不受温度的影响，则只闭合开关S时，L1、L2两灯的电压之比是（　　）

A．2∶3 B．5∶3 C．3∶5 D．3∶2

7．（2022·山东菏泽·九年级期末）据如图所示的两盏白炽灯铭牌可知（　　）

A．甲灯一定比乙灯亮

B．正常发光时，甲灯的电阻大于乙灯的电阻

C．正常发光时，甲灯消耗的电功率是乙灯电功率的4倍

D．正常发光时，甲灯消耗的电能是乙灯消耗电能的4倍

8．（2021·重庆永川·九年级期末）如图所示，电路中的两灯泡L1和L2分别标有“3.8V 0.2A”和“3.8V   0.3A”字样，闭合开关后两灯均发光。假设灯泡的电阻不受温度影啊，下列判断正确的是（　　）

A．灯泡L1和L2 串联 B．灯泡L2发光更亮

C．灯泡L1的电阻丝更粗 D．电流表A2的示数为0.5A

9．（2022·广东·汕头市金平区金园实验中学九年级期末）下列选项中关于教室里的一个电风扇物理量描述不正确的是：（　　）

A．额定功率约40W B．通过的电流约1.5A

C．额定电压为220V D．夏天一个月消耗的电能约为5kw•h

10．（2022·内蒙古通辽·九年级期末）如图甲所示，电电压为18V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”，当开关S闭合，滑动变阻器滑片P滑至中点时，电压表的示数如图乙所示，下列说法不正确的是（　　）

A．定值电阻R的阻值为10Ω

B．电路的最小电流为0.6A

C．滑动变阻器滑片P移动到最左端时，电流表示数为1.8A

D．滑动变阻器滑片P移动到最右端时，电压表示数为6V

二、综合题

11．（2022·河南洛阳·九年级期末）如图甲所示，这是一台智能体重秤的电路结构图，电电压为6V保持不变，定值电阻R0=200Ω，秤盘（质量不计）下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图乙所示｡

（1）压敏电阻R所受压力增大，压敏电阻R的阻值 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。定值电阻R0在电路中的作用是 ______。

（2）当所测人的质量为60kg时，通过定值电阻R的电流是多少？______（g取10N/kg）

（3）此体重计表盘是由电压表改装而成，请简单分析一下改装后的体重计的刻度不均匀的理由______。

12．（2022·河南开封·九年级期末）亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路。其电路原理图如图甲所示，电电压保持不变。电压表量程为0~3V，R0是定值电阻，阻值为150Ω，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图所示。闭合开关S后，当环境温度为20℃时，求：

（1）R1的阻值随温度降低而___________；

（2）R1的阻值为多少？此时电压表的示数为1.5V，通过R0的电流为多少？(        )

（3）电电压为多少？(        )

（4）电压表两端电压不能超过其最大测量值，则此电路所允许的最高环境温度是多少？(        )

13．（2022·云南昆明·九年级期末）湿度表的简化工作原理图如图甲所示，电由4节新干电池组成，定值电阻R0＝5Ω，R为湿敏电阻，其阻值R随环境湿度RH的变化如图乙所示，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”。求：

（1）闭合开关S，当环境湿度降低到40%，此时的电压表示数将引发预警系统提示湿度过低，请问此时的电压表示数为多少______？

（2）电池使用一段时间后，电电压降低，当预警系统提示湿度过低时，环境湿度______（选填“低于”“等于”或“高于”）40%。

（3）当使用4节新干电池供电时，在保证电路安全的情况下，电路的总功率最大时，环境湿度是多少______？

14．（2020·西藏林芝·模拟预测）随着电器化时代的到来，家用电器已广泛应用到我们的生活中。某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V， R1、R2均为发热电阻，其阻值分别为80Ω、404Ω。

（1）接通电，闭合开关S1、S2，电热锅处于_______；当锅内温度达到100℃时，开关S2自动断开，开关S1仍闭合，电热锅处于_______（选填：“小火”炖煮状态或“大火”加热状态）

（2）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？ (          )

（3）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？(          )

（4）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态15分钟，消耗的电能是多少焦耳？(          )

15．（2022·广东·汕头市金平区金园实验中学九年级期末）如图所示是某型号电热加湿器的原理图，如表为其部分技术参数。R1、R2为发热电阻，且R2=3R1，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”“低档”“高档”之间的转换（低档为小功率加热，高档为大功率加热）。求：

（1）加湿器需在高档加热，开关S应旋转至触点______位置（选填“1、2”、“2、3”或“3、4”）；

（2）电阻R1的阻值；(      )

（3）若是某次使用加湿器工作30 min中，前10分钟是高档发热功率，剩下时间为低档发热功率，请计算加湿器消耗的总电能。(      )

16．（2022·江苏·扬州市江都区第三中学九年级阶段练习）阅读短文，回答问题：

扫地机器人

如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人。机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。表一为某扫地机器人的部分参数。电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。

表一：

机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二。真空度指主机内部气压与外界的气压差；风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。

表二：

（1）机器人工作时，主机内部的气压________（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力，若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离为________cm；（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）

（2）该机器人充满电后至下一次自动充电前，能够连续正常工作的最长时间为________min；

（3）由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时，吸尘电机吸入功率为________W，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为________%。

17．（2021·河南焦作·九年级阶段练习）某型号电饭煲有加热、保温和预约等功能，如图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲完成一次煮饭任务时电功率与时间的关系图像。

（1）如图甲所示，该电饭煲处于_____（选填“加热”或“保温”）状态；

（2）请算出该电饭煲加热状态时的电流；______

（3）请算出图乙中阴影部分所表示的电能；______

（4）该电饭煲完成煮饭任务后，会保持保温状态。请你针对这一功能说出一条弊端及避免措施。

①弊端：_____；

②避免措施：_____。

18．（2022·广东江门·九年级期末）阅读短文，回答问题.

光敏电阻

光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。光敏电阻的特殊性能，随着科技的发展将得到极其广泛应用。

光敏电阻一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻是硫化镉光敏电阻，它是由半导体材料制成的。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光，使设计大为简化。小明利用硫化镉光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示，工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电电压U恒为6V，定值电阻R0为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如表所示，电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。

（1）常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由______材料制成的。随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值______（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），照明系统启动；

（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是为______A；

（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为______，此时光照强度为______lx。