最新中考物理培优专项复习电学计算题(含答案).doc
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中考培优专案系列
电学计算题
1.如图甲所示是某实验小组设计的电子秤装置,其中定值电阻R0=10Ω,Rx是压敏电阻,其阻值随压力变化的图像如图乙所示。
电子秤表是由量程为0~3V的电压表改装而成的,电源电压保持9V不变。
电子秤托盘(其质量忽略不计)内放有质量为1000g、底面积为0.04m2薄壁容器,容器内装有质量为7000g、深为12cm的水(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
求:
(1)容器对托盘的压强;
(2)水对容器底的压力;
(3)当开关S闭合,此时电子秤中电压表的示数;
(4)此电子秤的最大称量为多少千克。
(1)2000Pa
(2)48N
(3)1.5V
(4)16kg
2.下面的图表是从某台电热饮水机说明书上收集到的信息.经分析得知,当开关S闭合时,饮水机处于加热状态,S断开时,饮水机处于保温状态.为了测量它加热时的实际功率,小明断开其它所有用电器,只将该饮水机接入家庭电路中,闭合开关S,测得热水箱中的水从20℃升高到100℃,所用时间为7.5min,同时观察到家中标有“1200r/kw•h”字样的电能表转盘转过120转(r).根据以上信息,求:
(1)电阻R1的阻值(不考虑温度对阻值的影响);
(2)饮水机热水箱中的水从20℃升高到100℃时
所吸收的热量[C水=4.2×103J/(kg•℃)];
(3)饮水机加热时的实际功率;
(4)饮水机此加热过程中的热效率.
答:
(1)55Ω.
(2)3.36×105J.
(3)800W.
(4)93.3%.
3.如图甲是小梦家豆浆机的工作原理图,其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的,额定功率是200W.R是加热电阻,额定功率是1100W,图乙、丙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息.小梦的妈妈向豆浆机中加入黄豆和清水共1.5kg,求:
(1)豆浆机的加热电阻是多少?
(2)从第6min至第9min,豆浆吸收的热量是多少?
[C豆浆=4.0×103J/(kg•℃]
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少?
(1)44Ω;
(2)1.8×105J;
(3)7.5×105J.
4.如图所示,电源电压恒定不变,电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器的最大阻值R2为40Ω,小灯泡的额定电压为18V,灯丝电阻不随温度发生变化,闭合开关S。
当开关S1、S2都断开时,滑动变阻器的滑片P移动到中点时,电流表的读数为0.2A;当开关S1、S2都闭合时,滑动变阻器的滑片P移动到最右端时,电流表的示数为0.9A,求
(1)电源电压是多少?
(2)当开关S1、S2都断开时,通电1min,
电路中产生的最大热量是多少?
(3)小灯泡的额定电功率是多少?
(1)当S闭合,S1、S2断开时,滑动变阻器的滑片在中点时,电路由电阻R1和R2/2串联组成,电路中的总电阻R=R1+R2/2=20Ω+40Ω/2=40Ω
电源电压U=IR=0.3A×40Ω=12V
(2)电路中元件均为纯电阻用电器,由Q=I2Rt有Q=(U2/R)t可知,只有当电路中电阻最小时,电路中产生的热量最多。
此时滑动变阻器的滑片应该滑到最左端,电路中只有电阻R1的,则电路产生的最大热量为Q=(U2/R1)t=(12V)2×1×60s/20Ω=432J
(3)当开关S1、S2都闭合时,滑动变阻器的滑片P移动到最右端时,电路中R1发生短路,电路由灯L和滑动变阻器R2并联组成,电流表测干路电流,I′=0.9A
通过滑动变阻器R2的电流为I2=U/R2=12V/40Ω=0.3A
通过灯泡的电流为IL=I′-I2=0.9A-0.3A=0.6A
灯泡工作时的电阻为RL=U/IL=12V/0.6A=20Ω
灯泡的额定功率P饿=U饿I饿=U2饿/RL=(18V)2/20Ω=16.2W
5.李佳同学家里的电热饮水机有加热和保温两种状态,这两种状态轮流工作,完全由温控开关S自动控制:
当胆内水的温度被加热到90℃时,加热状态就停止而进入保温状态;当胆内水的温度降到60℃时,加热状态就启动.如图是该饮水机的电路原理图.李佳同学通过观察还发现:
当胆内装有1L水时,饮水机的加热状态每次只启动5分钟就停止.问:
(1)温控开关S在何种状态(断开或闭合)时,饮水机处在保温状态?
这时饮水机的电功率是多少?
(2)在加热状态中,饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少?
[已知ρ水=1.0×103kg/m3、C水=4.2×103J/(kg•℃]
(1)当S断开时,只有R1接入电路;而当S闭合时,
电路中两电阻并联,则总电阻小于R1的阻值,则由
功率公式P=得,S闭合时,电路中功率大,S闭合时,
为加热状态;当S断开时,为保温状态;此时饮水机的电功
率P===40W;
(2)m=ρ水V=1.0×103kg/m3X1×10-3m3=1kg加热时水升温吸收的热量Q=mc△t=1kg×4.2×103J/(kg•℃)×(90℃-60℃)=1.26×105J;
饮水机加热所需时间t=5min=5×60s=300s;
饮水机消耗的电能W=()t=[]×300s=1.572×105J;
则饮水机的电能转化为内能的效率为η=≈80.2%.
6.如图甲所示电路,电源电压恒为1.5V,闭合开关后,把滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动.由于滑动变阻器某处发生断路,滑片P向左移动一段距离后,电流表才有读数,此时电压表的示数为1.35V.且电流表读数I与滑片P移动的距离x的关系如图乙所示.求:
(1)当电流表开始有读数时,滑片P移动的距离x的值和R2接入电路的阻值;
(2)电阻R1的阻值;
(3)当滑片P移到x等于10cm处时,R2消耗的电功率.
解:
(1)由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;
由图乙当电流表开始有读数即I=0.15A时,滑片P移动的距离x=5cm;
R2接入电路的阻值:
R2===9Ω.
(2)R1两端的电压:
U1=U﹣U2=1.5V﹣1.35V=0.15V,
R1===1Ω.
(3)由乙图可知,当滑片P移到x等于10cm处时,电路中的电流I′=0.3A;
R1两端的电压:
U1′=I′R1=0.3A×1Ω=0.3V,
R2两端的电压:
U2′=U﹣U1′=1.5V﹣0.3V=1.2V,
R2消耗的电功率:
P2=U2′I′=1.2V×0.3A=0.36W.
7、图甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。
长方柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与湖水相通,且容器底面与警戒水位相平。
已知电源电压恒为6 V,小灯泡标有“2 V 2 W”字样(灯丝电阻不变)。
两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度h的倒数,即x=1/h)。
求
(1)小灯泡的电阻。
(2)湖水水位高于警戒水位多少米时,灯泡正常工作。
(3)将电流表改为水位计,水位计的刻度是否均匀,说明理由。
(1)小灯泡的电阻
(2)灯泡正常发光时,通过灯泡的电流
由于A内湖水电阻R与L串联,则
由图像可知,当R=4Ω时,h=5m,则湖水水位高于警戒水位5m。
(3)不均匀,当超过警戒水位时,湖水水位发生变化,A内湖水电阻R发生改变,由可知,U、RL不变,则I与R不成比例,电流表的示数变化不均匀,即水位计的刻度不均匀。
8.某太阳能热水器,可以贮水100L,天气好时,吸收的太阳辐射能可以使水温升得足够高;阴雨天可用电辅助加热,它的电加热棒的额定电压是220V,额定功率是2000W。
(1)若在阳光的照射下,100L的水温从20℃上升到50℃,吸收太阳的热量是多少?
【水的比热c=4.2×103 J/(kg·℃)】
(2)若在阴雨天仅用电热加热棒在额定电压下将这些水加热,使之升高相同的温度,需要多长的时间?
(假设消耗的电能全部转化为水吸收的内能) 电加热棒的电阻是多大?
(3)实际上用电加热时间需要2h,实际加热时间长的原因是什么?
使用太阳能有什么好处?
(1) 1.26× 107J
(2) t=6300s
R= U2 /P=24.2Ω
(3)有热量损失、实际电压低于220V 环保、节约常规能源等
9.我国是一个水资源匮乏的国家爱动脑筋的小何同学,为了节约用水设计了一个储水箱放在他家洗衣机底部,用来储存洗衣机 废水,冲洗便盆。
(1)根据有关技术参数,求洗衣机洗涤时的正常工作电流是多少?
(2)为合理利用空间,他根据卫生间的空间和洗衣机底面积的大小,确定储水箱的长和宽分别为1.0m、0.5m.假设要求储水箱的储水量为300kg,求小何设计的储水箱的高度至少为多少?
(3)在寒冷的冬天,温度太低会影响洗涤效果,小何进一步思考:
如果在洗衣机上安装一个加热电阻,这样在洗涤前先将水加热到适宜的温度,可提高洗涤效果.若每次洗衣时,首次进水量为10kg,加热时电能的80%转化为水的内能,要求给10kg的水正常加热10min,使水的温度升高10℃,求小何在洗衣机上安装的加热电阻为多少?
C水=4.2×103J/kg•℃)
(1)洗衣机洗涤时的正常工作电流是1A;
(2)储水箱的高度0.6m;
(3)小何在洗衣机上安装的加热电阻为55.3Ω.
10.如图1所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时,测得电阻R两端的电压U与通过电阻R的电流I的变化关系如图2所示。
求:
(1)电源的电压。
(2)变阻器的最大阻值。
(3)电压表V1示数的变化范围。
(4)通过计算分析变阻器的滑片P由a端移动到b端的过程中,电阻R消耗的电功率变化情况。
(1)电源的电压为12V
(2)最大阻值Rab=16Ω
(3)电压表V1示数的变化范围是0~8V
(4)电阻R消耗的电功率有18W变为2
11.电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体,既安全又节能.某型号电压力锅的额定电压为220V,右图是其工作原理图,R1、R2分别是主加热器和保压加热器,R1的额定功率为800W;L是用来指示电压力锅工作状态的变色发光二极管,当通过它的电流小于40mA时,发红光,达到40mA时,开始发绿光,只要有电流通过L其两端电压就恒为2V;R0是特殊电阻,其阻值随锅内温度变化而改变;接通电路,开关S自动与触点a、b闭合,开始加热,当锅内水温达到105℃时,S自动与a、b断开,并与触点c接通,开始保压,此时锅内水温不变,且未沸腾.
(1)电压力锅正常工作时,若指示灯L发绿光,求R0的最大阻值.
(2)在保压状态下,加热器正常工作1h耗电0.2kWh,求R2的阻值.
(3)用该压力锅对5L、20℃的水加热,正常工作35min后,
求水温升高到多少摄氏度?
已知消耗的电能有90%被有效利用,
水的比热容为4.2×103J/(kg·℃).
(1)要使指示灯发绿光,电路中的最小电流I为40mA(1分)
由于锅内水温达到105℃时,压力锅处于保压状态,温度保持不变,所以吸热后水温升高到105℃。
(其它合理解答参考给分)。
12、目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图20所示,它具备了风能和太阳能产品的双重优点:
该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池,也可
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