沪粤版初中物理九年级专项素养巩固训练卷(八)电学计算课件

这是一份沪粤版初中物理九年级专项素养巩固训练卷(八)电学计算课件，共27页。

类型一:分析图像得出数据1. (2024广东深圳宝安和平中英文实验学校期末,18,★★☆)如图1为湿度表的简 化工作原理图,电源电压恒为6 V,定值电阻R0=5 Ω,R为湿敏电阻,其阻值R随环境 湿度RH的变化如图2所示,电压表量程为“0~15 V”,电流表量程为“0~0.6 A”。闭合开关S,在保证两表安全的情况下求:          
(1)环境湿度为40%时,湿敏电阻R的阻值和电功率;(2)湿度表能够测量的最大环境湿度。
解析　由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测R0两端 的电压,电流表测电路中的电流。(1)由图2可知,环境湿度为40%时,湿敏电阻的阻值R=10 Ω;此时电路中的电流为:I= = = =0.4 A。湿敏电阻R的电功率为:P=I2R=(0.4 A)2×10 Ω=1.6 W;(2)根据电流表的量程可知电路中的电流最大为0.6 A。此时定值电阻两端的电压为:U0=I'R0=0.6 A×5 Ω=3 V,小于电压表的最大量程。根据串联电路的电压特点可知湿敏电阻两端的电压为UR=U-U0=6 V-3 V=3 V。
根据欧姆定律可知湿敏电阻接入电路的阻值为:R= = =5 Ω。从图2可知湿度表能够测量的最大环境湿度是80%。
2. (2024四川达州期末,31,★★☆)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1是 定值电阻,电流表量程为0~0.6 A,图乙是滑动变阻器R2的电功率与其电阻大小变 化关系的部分图像。求:(1)电源电压;(2)定值电阻R1的阻值;(3)R2能安全连入电路中的最小电阻值。      
解析    (1)(2)分析图甲电路,R1、R2串联,电流表测该电路电流。由图乙可知,当R2接入电路的电阻为20 Ω时,其功率为3.2 W,此时R2两端电压U2= = =8 V,此时电路电流I2= = =0.4 A,当R2接入电路的电阻为14 Ω时,其功率为3.5 W,此时R2两端电压U3= = =7 V,此时电路电流I3= = =0.5 A,则U=I2R1+U2①,U=I3R1+U3②,代入数值得,U=0.4 A×R1+8 V③,U=0.5 A×R1+7 V④,解③④式得U=12 V,R1=10 Ω。
(3)由题意可知,电路中电流最大Imax=0.6 A,此时电路总电阻R总= = =20 Ω,此时R2接入电路的电阻R2=R总-R1=20 Ω-10 Ω=10 Ω。
3. (★☆☆)如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,电流表示数为0.3 A,再闭合S2, 电流表示数变化了0.4 A。则同时闭合S1、S2后,相同时间内R1、R2消耗的电能之 比是 (　    ) A. 3∶4　　    B. 4∶3　　    C. 7∶3　　    D. 4∶7
解析   　只闭合S1时,R1单独接入电路,电流表测通过R1的电流,则I1=0.3 A;再闭 合S2时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,由于并联电路中各电阻互不影响,所 以通过R1的电流仍然为I1=0.3 A,电流表示数变化了0.4 A,则说明通过R2的电流为 I2=0.4 A,由于并联电路各支路两端的电压相等,即U1=U2,所以,在相同时间内R1、 R2消耗的电能之比为: = = = = 。故选A。
4. (2024河北张北期末,★★☆)已知电阻R1=2 Ω,R2=3 Ω,琳琳同学分别按照图甲 和图乙两种方式将电阻连接在一起,下列说法正确的是 (　    )      A. 图甲中通过R1与R2的电流之比为2∶3B. 图乙中R1与R2两端的电压之比为3∶2C. 图甲中电阻R1、R2的功率之比为2∶3D. 图甲与图乙的总功率之比为25∶6
解析    　根据串联电路的电流规律可知,图甲中通过两个电阻的电流相等,即 通过R1与R2的电流之比I1∶I2=1∶1,A错误;根据并联电路的电压规律可知,图乙中 两个电阻两端的电压相等,R1与R2两端的电压之比U1∶U2=1∶1,B错误;图甲中通 过两个电阻的电流相等,电阻R1、R2的功率之比为P1∶P2=R1∶R2=2 Ω∶3 Ω=2∶3,C正确;图甲中的总电阻为R=R1+R2=2 Ω+3 Ω=5 Ω,图乙中的总电阻为R'= = =1.2 Ω,图甲与图乙的总功率比 = = = ,D错误。故选C。
5. (2024江苏南京鼓楼期中,27,★★☆)电学实验中的电流表 是由灵敏电流计G改装而成,其改装电路如图甲所示,图乙为灵敏电流计的表盘, 已知灵敏电流计的内阻为Rg=10 Ω,满偏电流为Ig=3 mA。      (1)要想使改装后的电流表的量程为3 A,则Rg/R0的值为多大?(2)由于灵敏电流计的表盘刻度是均匀的,若将灵敏电流计的表盘刻度改标为电 流表的表盘刻度,需要通过干路电流I'与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。请证 明:通过干路电流I'与通过灵敏电流计的电流Ig'成正比。
解析    (1)改装后的电流表的量程为3 A,则根据并联电路干路电流等于各支路电 流之和可得:通过R0的电流为:I0=I-Ig=3×103 mA-3 mA=2 997 mA;因并联电路各支 路两端的电压相等,根据欧姆定律可得:Rg/R0= / =I0/Ig=2 997 mA/3 mA=999。(2)通过灵敏电流计的电流为Ig',根据欧姆定律可得电流计两端的电压:Ug=Ig'Rg,根 据并联电路各支路两端的电压相等可知:U0=Ug=Ig'Rg,则I0=U0/R0=Ig'Rg/R0,干路电 流I'=Ig'+I0=Ig'+Ig'Rg/R0=(1+Rg/R0)Ig',由于Rg、R0是定值,则I与Ig'成正比。
6. (2024江苏常熟期中,16,★★☆)在如图所示的电路中,电 源电压为6 V,R1=12 Ω,电流表A量程为0~3 A、A1量程为0~0.6 A,闭合开关S,当滑 动变阻器的滑片P向左移动时,为确保电表安全,R2连入电路的阻值最小为　     Ω。 
类型三:极值、范围问题(含电路安全)
解析　由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测通过R1的电流, 电流表A测干路电流;通过R1的电流:I1=U/R1=6 V/12 Ω=0.5 A,因为并联电路中各 支路互不影响,所以,滑动变阻器的滑片P向左移动时,通过R1的电流不变,因此电 流表A1的示数为0.5 A;因为电流表A的量程为0~3 A,所以干路的最大电流为3 A, 由并联电路的电流特点可知,R2所在支路允许通过的最大电流: =I大-I1=3 A-0.5 A=2.5 A,由欧姆定律可知,R2连入电路的阻值最小为: =U/ =6 V/2.5 A=2.4Ω。
7. (2024重庆长寿期末,19,★★☆)如图所示的电路中,电源电压恒定为9 V,灯泡L 上标有“6 V    2.4 W”字样(灯丝电阻不变),定值电阻R1阻值为60 Ω,滑动变阻器 R2的规格为“50 Ω    1 A”,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~15 V,求:    (1)小灯泡L正常发光时的电流;(2)当闭合开关S,断开开关S1、S2时,在不超过灯泡额定电压的情况下,电路消耗 的最大电功率;(3)当闭合开关S、S1、S2时,滑动变阻器R2允许接入电路的阻值范围。
解析    (1)灯泡正常发光时的电流:IL= = =0.4 A;(2)当闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯L和滑动变阻器R2串联;在不超过灯泡额定 电压的情况下,电路最大电流为灯泡的额定电流:I最大=IL=0.4 A。电路消耗的最大电功率为:P最大=UI最大=9 V×0.4 A=3.6 W;(3)当闭合开关S、S1、S2时,电阻R1与R2并联。通过R1的电流:I1= = =0.15 A。根据并联电路电流规律可知,通过R2的最大电流: =I-I1=0.6 A-0.15 A=0.45 A。当通过R2的电流最大时,R2接入电路的阻值最小,故滑动变阻器R2连入电路的最 小阻值:
 = = =20 Ω。所以滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是20~50 Ω。
8. (2024北京海淀期末,35,★★☆)如图甲所示是小海家浴室中安装的多功能取 暖器,其简化电路如图乙所示,铭牌中的部分参数如表所示。该多功能取暖器具 有灯暖和风暖两种功能,其中灯暖功能由两只完全相同的灯泡L1和L2共同实现, 风暖功能由吹风机(图中用 表示)和加热电阻R共同实现。当取暖器正常工作时,求:    对应目标编号P9303002      
(1)仅使用风暖功能时该电路中的总电流。(2)小海在一次使用过程中,先只闭合开关S2,使风暖工作6 min,再断开开关S2,只 闭合开关S1,使灯暖工作12 min。这次使用过程共消耗多少度电。
解析    (1)仅使用风暖功能时,吹风机和加热电阻并联,同时工作。加热电阻额定功率P2=2 200 W,则通过加热电阻的电流为I2= = =10 A;该电路中的总电流I=I机+I2=0.2 A+10 A=10.2 A。(2)先只闭合开关S2,使风暖工作6 min,总的电功率P'=UI=220 V×10.2 A=2 244 W,消耗的电能W=P't=2 244 W×6×60 s=807 840 J;再断开开关S2,只闭合开关S1,使灯暖工作12 min,
消耗的电能为W'=P1t=2×275 W×12×60 s=396 000 J。这次使用过程共消耗W总=W+W'=807 840 J+396 000 J=1 203 840 J=0.3 344 kW·h。
9. (2024广东深圳南山期末,15,★★★)图甲是一款 多功能电煮锅,图乙为该电煮锅简化电路图,其中开关S2可以断开、接A或接B,R1 和R2都是用于加热的纯电阻,电煮锅的部分参数如表所示。(R1和R2的电阻值不 随温度变化而变化)      
(1)电煮锅处于中温挡正常工作时,电路中的电流大小是多少?(2)高温挡的功率P高是多少?(3)为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅,可以采用能够存储2.2 kW·h的移 动电源对其进行供电,使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作15min把水烧开后,若调至低温挡进行保温,还可以正常工作多长时间?
解析　由P= 可知,当开关S1断开,S2接A时,电路为R1和R2的串联电路,电路中的总电阻为两个电阻之和,总阻值最大,此时功率最小,为低温挡;当开关S1闭合,S2接 A时,R2被短路,电路中只有R1一个电阻,此时为中温挡;当开关S1闭合,S2接B时,电 路为R1和R2的并联电路,根据并联电路电阻规律可知,此时电路总电阻最小,功率 最大,为高温挡。(1)由P=UI可得,电煮锅处于中温挡工作时,电路中的电流大小:I中= = =5 A。
(2)由题可得R1的阻值:R1= = =44 Ω。当电煮锅处于低温挡时,电路的总电阻:R总= = =88 Ω。根据串联电路电阻规律可知:R2=R总-R1=88 Ω-44 Ω=44 Ω。由R2=R1=44 Ω可知,高温挡的功率:P高=P中+P中=1 100 W+1 100 W=2 200 W。(3)电煮锅在中温挡工作15 min消耗的电能:W1=P中t=1 100 W×15×60 s=0.99×106 J。剩余的电能:W2=W-W1=2.2×3.6×106 J-0.99×106 J=6.93×106 J。由W=Pt可得,在低温挡工作的时间:t= = =12 600 s=3.5 h。
10.　　　　　　　　　　　　(2024江苏太仓期末,24,★★★)如图,是某家用 电热水壶内部的电路简化结构图,其中R1、R2为阻值相同的电热丝,该电热水壶 有高温、中温、低温三挡,分别对应甲、乙、丙、丁四种连接方式中的一种。       
(1)高温挡对应的是图　    的连接方式;(2)若该热水壶标注的中温挡功率为500 W,试据此求出R1的阻值;(3)若仅将该电热水壶接入家庭电路,用高温挡烧水时,电能表(如图戊)指示灯6分 钟内闪烁了128次,试通过计算说明该水壶高温挡的功率有没有“虚标”。