专题08 电学计算 压轴题-中考物理重难题型满分冲刺集训（全国通用）

电学计算压轴题

1．某同学自制了一个卡通版的冬奥会吉祥物“冰墩墩”，他想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他选用“3V 1.5W”的红灯和“3V 3W”的绿灯及“12Ω 1.5A”的滑动变阻器等元件设计了如图电路。当闭合开关S、Sl、S2，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光（设电源电压和灯丝电阻均不变）。求：

（1）电源电压U的大小；

（2）绿灯正常发光时的电阻R绿；

（3）通过断开、闭合开关和移动滑片等调节，使电路中的电功率最小，求该电路工作时的最小电功率Pmin。

2．如图所示电路，电源电压恒定不变，滑动变阻器R1最大阻值为20Ω，闭合开关S、S1、S3，将滑动变阻器的滑片调至中点，电流表示数为0.9A。保持滑片位置不变，断开S3，电压表示数变化了3V，此时电流表示数为I1（不计温度对灯泡电阻的影响），请计算下列问题：

（1）电源电压的大小是多少？

（2）当电流表示数为I1时，灯泡L的电功率是多少？

（3）将滑动变阻器滑片调至最左端，用灯泡L2替换电压表，闭合所有开关，电流表示数为I2，若I1∶I2＝2∶5，电阻R2与灯泡L2的阻值之比为1∶6，则灯泡L2的电阻是多少？

3．在图（a）所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R1阻值为10Ω，滑动变阻器R2上标有“1A”字样。闭合开关S，通过R1的电流为0.4A。

（1）求R1两端的电压U1；

（2）求通电10s电流通过R1所做的功W1。

（3）若用阻值为20Ω的定值电阻R3替换R1，并在图（a）中正确连接一个电流表和一个电压表，电表的表盘如图（b）（c）所示。闭合开关S，在保证电路元件均安全的情况下移动变阻器滑片P，观察到电压表示数的最大值为15V，电流表示数的最大值为0.9A。求电源电压U和滑动变阻器连入电路中的阻值范围。

4．如图甲所示，是小华家汽车上自动测定油箱内油量的装置，R是滑动变阻器（规格为“50Ω，1A”），油量表由电流表改装而成，油箱无油时，滑片在一端；油箱装满时，滑片在另一端。小华想知道R′的阻值，她拆下油量表，另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2、电压表、电流表和开关等器材，组成如图乙所示的电路进行测量，调节R1大小，当电流表示数为0.6A时，油量表的指针指向满刻度，继续调节R1大小，得到如下表所示的数据。

求：（1）油量表示数为45L时，电压表的示数是多少？

（2）电阻R2的阻值是多少？

（3）油量表的0刻度对应的电流值是多少？

（4）图甲中电阻R′的阻值是多少？

5．在图所示的电路中，电源电压为12伏，滑动变阻器标有“20Ω；2A”字样。

（1）现将变阻器的滑片P移至右端，闭合开关S，求电流表的示数；

（2）电路中有A、B、C三点，现将一个定值电阻并联接入其中的某两点，组成新电路。对开关S进行一定的操作，在移动变阻器滑片P的过程中，电流表示数的最小值为0.4安；

（a）请写出电阻的接入点，说明此时开关S所处的状态，并求电阻的阻值；

（b）保持开关S所处的状态不变，求变阻器的滑片移动过程中，电阻两端电压的最大值。

6．小明用如图所示的电路探究电路的规律，他采用两节干电池作为电源，闭合开关后，电流表的示数为0.2A，他用电压表测得AJ两端的电压U＝2.8V，DE两端的电压U1＝0.9V，FG两端的电压U2＝1.6V。小灯泡L1上标有“2.5V，0.3A”的字样。

（1）画出此电路对应的电路图；

（2）求小灯泡L1通电100s消耗的电能是多少；

（3）求电路的总功率；

（4）小明发现U＞U1+U2，与他学过的“串联电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和”不符，他猜想是电路其他部分分担了电压，于是他用分度值更高的电压表进行测量，其中测得IJ两端的电压UIJ＝0.018V：

①求IJ两点之间的电阻RIJ；

②请分析通电的100sIJ两点之间是否消耗电能？如果否请说明理由；如果是请计算出通电100s产生的热量是多少？

7．如图甲所示，R2为定值电阻，R1为可变电阻，其阻值可调可读，保持干路电流I不变。

（1）若该电路接入电压为6V的电源两端，当定值电阻R2=15Ω，干路电流I=1A，求可变电阻R1的阻值。

（2）已知通过可变电阻R1的电流的倒数与其阻值R1的关系图线如图乙所示，试求：

①定值电阻R2；

②干路电流I的值。（提示：并联电路两端电压不是定值）

8．如图甲所示的电路中，电源电压U保持不变，A和B接线柱只能分别连接C、D、E、F四个接线柱中的一个。小灯泡标有“6V，3.6W”且不考虑灯丝电阻随温度的变化，图乙为定值电阻R1两端电压与电流的倒数变化图像，电流表量程0~3A。滑动变阻器铭牌上标有最大电流2A，最大阻值模糊不清，a、b为其两个端点。将A与C相连、B与E相连，断开开关S，滑动变阻器的滑片P从b端滑到距b端时，小灯泡恰好正常发光，该过程中电流表的示数变化了0.15A。求：

（1）小灯泡的电阻；

（2）电源电压；

（3）在保证电路安全的情况下，通过将A、B分别连接到不同的接线柱、控制开关的通断和调节滑片，可以使电路总功率分别能达到的最小值和最大值之比。

9．如图所示，是小吴为他的小鸡孵化箱设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“6V  9W”字样（R1和L电阻均恒定不变），滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最上端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最上端时电路中的总电流为1.8A。求：

（1）电源电压；

（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最下端时，灯泡工作1min消耗的电能；

（3）当只闭合开关S和S1时，移动滑片P，电热丝R1消耗的功率的范围。

10．某展览厅为保护展品，在屋顶采用光敏材料设计了调光天窗，当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯泡予以补光。调光天窗的电路原理如图所示，控制电路电源电压U1＝12V，工作电路电源电压U2＝220V，R2为定值电阻，P为电磁铁，其线圈电阻约10Ω，当电流达到60mA时刚好能吸合衔铁，使电动卷帘工作。R1为光敏电阻，其阻值与光照强度之间的关系如表所示。

（1）工作电路中的L代表安装在展厅内的20盏“220V 10W”的节能灯，这些灯同时正常发光4小时，耗电多少千瓦时_____？（1、2、3小问要有必要的解题过程）

（2）当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是多少_____？

（3）当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是多少_____？

（4）为了节能，需要在光照强度更弱时才能启动节能灯照明，应 _____（增大/减小）R2的阻值。

11．如图甲所示，重4N、底面积为150cm2的圆柱形容器置于水平升降台中央，容器中原来装有16cm深的水。一圆柱体A悬挂在轻质细杆下保持静止。已知圆柱体A与容器高度相同，质量为1.6kg。轻杆与圆柱体衔接处为力传感器，电源电压为18V，原理如图甲所示，R为一阻值随压力变化的压敏电阻，可通过电流表示数测得轻杆对物体的弹力大小，如表格所示。在向上调节升降台直至圆柱体A与容器底部刚好接触的过程中，记录下电流表示数I与升降台移动的距离h的关系，如图乙所示。求：

（1）未调节升降台时，甲图中力传感器R的阻值为多少Ω？

（2）当R等于3Ω时，物体A受到的浮力为多少N？

（3）当升降台上升16cm时，缓慢撤走细杆和力传感器后，待物体A静止，容器对升降台的压强为多少Pa？

12．如图甲所示，水平地面上放着一足够高的薄壁柱形容器，在其底部紧密嵌入一个力敏电阻Rx（上表面涂有薄的绝缘漆并与容器底内表面相平），其阻值大小与所受液体压强p的关系如图乙所示），R0为阻值为60Ω的定值电阻。B是底面积50cm2、高20cm、重力为20N的长方体，通过轻质弹簧挂于杠杆D点；物体A是重力为40N、边长为10cm的正方体，通过细线挂于杠杆C点。该轻质杠杆支点为O，lOC∶lOD=2∶1。现向容器中缓慢加入一定量的水使B部分浸入水中，此时容器中水深12cm，B浸入水中的深度为8cm，电流表的示数为0.04A，杠杆始终处于水平平衡状态。已知电流表的量程为0~0.06A，电压表的量程为0~3V，弹簧受到的力每改变1N，其长度就改变1cm（弹簧形变均在弹性限度内）。求：

（1）B受到的浮力；

（2）电源电压；

（3）若再向容器中缓慢加入一定量的水，杠杆始终处于水平平衡状态，在保证电路安全的情况下，物体A对水平地面的最大压强。

13．图甲为某款空气炸锅，图乙为其简化电路图。空气炸锅的工作原理是利用加热管加热空气，通过电风扇让热空气流在气旋加热仓高速旋转加热煮熟食物。电风扇标有“220 V 40 W”的字样，R1为35 Ω的发热电阻，R2为热敏电阻，R2阻值随温度的变化关系如图丙。

（1）求电风扇正常工作时的电流。（保留2位小数）

（2）求加热管的最大功率。

（3）若空气炸锅以最高温度持续工作1 min，消耗的总电能为3.87×104 J，不计能量损耗，求此时热敏电阻R2的阻值。

14．如图所示的电路中，电源电压不变，R1=36Ω，小灯泡标有“9V  2.25W”（小灯泡灯丝电阻阻值不变），滑动变阻器R2标有“200Ω  0.5A”，电流表的量程是0~0.6A，电压表的量程是0~15V。当只断开S2时，电流表示数为0.5A。求：

（1）电源电压为多少？

（2）只闭合S1时，小灯泡消耗的电功率为多少？

（3）只闭合S2时，在保证电路安全的情况下，当电路的总电功率最小时，滑动变阻器的电功率是多少？

15．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样，滑动变阻器R1的最大阻值为60Ω，定值电阻R2的阻值为100Ω，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，灯丝电阻不随温度变化，求：

（1）小灯泡L正常发光时的阻值为多少？

（2）当S1、S2、S3都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a点时，小灯泡L恰好正常发光，此时定值电阻R2的电功率为多少？

（3）保证电路安全，当S2、S3闭合，S1断开时，该电路消耗的最小电功率为多少？

16．在第38届重庆市青少年科技创新大赛中，我校学生小唐制作了一款力一电转换的“液体密度仪”。该“液体密度仪”的简化电路如图所示。电路中电源电压U=12V，电流表选用0～0.6A量程，定值电阻R0=10Ω。R1是力敏电阻，其阻值R1与其所受弹力F的关系如下表所示。已知O点为轻质杠杆的支点，A点用经质细杆悬挂一质量为600g、体积为5×10-4m3的柱体，柱体始终浸没在被测液体中，轻质三角形物体紧密粘合在力敏电阻和B点，且杠杆AOB始终保持水平状态，力臂OA:OB=10:1。求：

（1）柱体的重力；

（2）当液体密度为0.8g/cm3时，闭合开关，求此时电流表的示数；

（3）该液体密度仪能测量的最大液体值。

17．图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。电源电压为220V，R1、R2为发热体，其中R2=343.2Ω。该电熨斗高温挡功率为500W，通过开关S实现温度控制。求：

（1）求R1的阻值是多少Ω？

（2）在某次使用过程中，高温挡与低温挡相互切换使用，电熨斗正常工作10min消耗电能1.44×105J，则电熨斗在低温挡工作的时间是多少s？

（3）为了适应不同室温和更多衣料，对电路做了改进，将R2换成滑动变阻器R3，如图丙所示，R1、R3均为发热体。假定电熨斗每秒钟向外散失的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差Δt关系如图丁所示。在室温为20℃的房间里，要求电熨斗表面保持240℃不变，应将R3的阻值调为多少Ω？

18．电源电压为24V不变，小灯泡L标有“4V，2W”，R0=120Ω，当S闭合，S1、S2都断开且滑动变阻器滑片移至中点时，L正常发光。求：

①小灯泡L正常发光时的电阻值；

②滑动变阻器的最大阻值；

③当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片P，电路消耗总功率的最小值。

19．小明家买了一个家用电吹风，其简化电路如图甲所示，主要技术参数如下表。

由于热风功率看不清，小明决定，利用家庭中的电能表和钟表来测定电吹风吹热风时的电功率。于是，他将电吹风单独接入家庭电路中，电吹风在吹热风状态下工作2min，小明发现电能表指示灯闪烁了64次。求：

（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？

（2）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风1.5min产生的热量是多少？

（3）电吹风吹热风时的功率是多少？

20．某新型电饭煲工作过程中先用高温加热煮沸，让大米吸热吸水后迅速膨胀，淀粉大量溶入米汤中，后将米汤分离，再用低温蒸煮，既能大大降低米饭中的糖分，又环保节能。其内部结构电路如图甲所示，R1和R2均为定值加热电阻，S1和S2为温控开关（只能同时闭合或同时断开），达到预设温度后，温控开关自动断开，电饭煲开始低温蒸煮。图乙是电饭煲某次正常工作时完成一次煮饭所消耗的电能随时间的变化关系。求：

（1）电饭煲正常工作时，高温功率是多少；

（2）电阻R1的阻值是多少；

（3）图乙电饭煲一次正常工作时前15分钟和后15分钟消耗电能之比。

21．爸爸给小林买了一台电动平衡车，如图所示，查阅说明书发现其参数如表。小林的质量为45kg，g取10N/kg。

（1）小林在广场的水平路面上骑行时，车对地面的压强是多大？

（2）平衡车的蓄电池可储存的总电能是多少千瓦时？

（3）若小林骑行平衡车时所受阻力为人和车的总重的0.1倍，且小林在广场上以最高速度匀速直线骑行2min，显示消耗了总电能的5%，则平衡车的效率是多大？

22．如图甲为一款紫砂电饭锅，其电路原理图如图乙所示，通过开关S1和S2的闭合、断开可实现高、中、低三挡加热。已知该电饭锅容积2L，额定电压220V，低温挡功率275W，中温挡功率550W，其内部电路由发热电阻R1和R2组成。求：

（1）R1的阻值是多少？

（2）使1kg的水温度从22℃升至55℃，水需要吸收多少热量？[已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103 J/(kg·℃)]

（3）若用此电饭锅加热（2）中的水，工作效率为90%，以高温挡正常工作需要加热多长时间？

23．小刘家购置了一款空气炸锅（如图甲所示），该空气炸锅具有精细烹饪、营养量化等功能。如图乙所示是它的简化电路图，电阻R2=55Ω，开关S2可以接A、接B，下表是该空气炸锅名牌上的部分参数。

（1）空气炸锅处于低温挡工作时，电路中的电流大小；

（2）高温档的功率；

（3）一天小刘断开家中其它用电器，只接通空气炸锅且处于中温档，他发现家中标有“3000r/（kW·h）”的电能表在300s内闪烁了81次，则此时家庭电路的实际电压为多少V?

24．小军家某日在10：00~11：00时间段有三个用电器在同时正常工作：空调、电视机（“220V，200W”）和处于加热状态的电热水器。图1是电热水器的电路示意图，其中R0、R1为电热丝，红灯、绿灯是电热水器工作状态的指示灯（忽略指示灯对电路的影响），电热水器的部分参数如表。电能表记录了这1h内的用电情况（如图2所示）。

（1）这段时间内，小军家的干路电流为多大？

（2）当绿灯亮时，通过分析说明电热水器处于保温状态还是加热状态？

（3）电热水器处于加热状态时，正常工作5min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少？

25．正读初三的小军每天复习功课到深夜，妈妈为他准备了有加热、保温两挡功能的电热杯垫（如题图甲），其相关参数如下表所示，杯垫通过USB接口接到电脑上，这样可以随时喝上热饮。杯垫内部简化电路如题图乙所示，、为加热元件。

（1）求杯垫保温时整个电路的电流；

（2）求电阻R2的阻值；

（3）小军根据学过的物理知识设计了如图丙所示电路，该电路也能实现保温与加热功能。若参数保持不变，则电阻、的值分别是多少？

26．如图甲所示的电路中，电源电压U保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器滑片P从最右端移动到最左端，其消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示，求

（1）滑动变阻器R的最大阻值；

（2）电源电压U的大小和R0的阻值；

（3）当滑片P置于中点，在5s内电阻R0上所产生的焦耳热。

27．如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S2可根据水温自动切换“加热”和“保温”两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]

（1）当开关S1闭合，S2___________时，热水器进入保温状态。在额定电压下，通过保险丝中的电流为 ___________A。

（2）由题中的数据可知发热电阻R1和R2的阻值之比是：___________。

（3）水箱中装满初温为15℃的水，加热了7min，温度升高到35℃，水吸收了多少热量___________？若电热水器放出的热量全部被水吸收，则电热水器实际加热功率是多大___________？

（4）小明通过计算，发现实际加热功率和标定的加热功率不相等，他认为可能是当时的电压低于额定电压，但经过测量发现电压就是220V，则该电热水器的加热效率是多少___________？

28．线上学习期间，小川同学对家里的电火锅（如图甲）产生了浓厚的兴趣。断开电源，查看该电火锅底部的铭牌如图乙所示，但有一项参数已经模糊不清，网上资料显示该电火锅有高温、低温两挡，其内部简化电路图如图乙所示，发热电阻R1和R2的阻值均不发生变化，但资料仅告知了R1的阻值为72.6Ω。根据以上信息：

（1）求R2的阻值；

（2）小川同学以低温挡给锅中1kg的水进行加热，发现用时2min，水温升高了10℃，已知c水=4.2×103J/（kg•℃），求则该挡下电火锅的加热效率；

（3）晚上用电高峰期时，若整个家庭电路只接入电火锅的高温挡工作，发现2min的时间内，标有“3000r/（kW•h）”的电能表的转盘转了81r，求此时的实际电压。

29．有一种“闯红灯违法证据模拟记录器”如图甲所示，其控制电路工作原理为：当光控开关接收到红光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化（变化规律图像如图乙所示）引起电流变化达到一定值时，电磁继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机工作拍摄违规车辆；光控开关未受到红光照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光。已知控制电路电压为12V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，当控制电路中电流大于或等于0.12A时，衔铁被吸引到电磁铁上，g取10N/kg。

（1）用表示电控照相机，在图甲虚线框内画出照相机及指示灯。

（2）水平地面上，质量大于或等于多少千克的车辆违规时会被拍照记录？

（3）一辆汽车违规闯红灯时，线圈的功率为0.9W，此时压敏电阻的阻值是多少？