2024四川中考物理二轮重难题型精讲 专题八 电学计算（含答案）

这是一份2024四川中考物理二轮重难题型精讲 专题八 电学计算（含答案），共10页。
(1)电路中的电流I；
(2)电源电压U；
(3)通电20 s，整个电路消耗的电能W.
2. 人类正面临能源危机，为了找到更节能的光源，科学家做了大量的实验，实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同．请通过计算回答下列问题：
(1)LED灯正常发光时的电流是多大？
(2)LED灯正常发光时的电阻是多大？
(3)正常工作10 h，使用LED灯比白炽灯要节约多少电能？
3.如图所示的电路中，定值电阻R0为10 Ω，电源两端电压为3 V并保持不变．闭合开关S，调节滑动变阻器Rp，使电压表示数为2 V.
第3题图
(1)画出实物电路所对应的电路图；
(2)求Rp接入电路的阻值；
(3)求R0的电功率．
4. 如图所示，小灯泡L的额定电压为3.8 V，定值电阻R阻值为20 Ω，闭合开关，流过R的电流为0.1 A．流过L的电流为0.2 A．求：
第4题图
(1)此时L的电阻．
(2) L的实际功率．
(3)通电20 s，L、R共消耗的电能．
5. 小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头(打开几秒钟就能流出热水)接入家中电能表[3 000 r/(kW·h)]，如图所示．电水壶的规格为“220 V 1 210 W”，电水龙头的规格为“220 V 2 420 W”．当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110 r，用时120 s．在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了180 s．导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化．求：
第5题图
(1)电水壶和电水龙头的电阻；
(2)导线的电阻；
(3)在洗漱时，导线上产生的热量．
类型2 动态电路类
1. 在学校综合实践活动课上，小玲设计了一个电子身高测量仪，如图所示．电源电压U＝6 V，定值电阻R0＝30 Ω，滑动变阻器的最大阻值为30 Ω，电压表的示数与身高的关系如下表所示．某次测量中，电流表示数为0.12 A，求此时：
第1题图
(1)电路的总功率是多少？
(2)滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
(3)被测同学的身高是多少？
2. 如图甲是某品牌智能体重秤，图乙是它的电路结构图，R0为定值电阻，秤盘下方的电阻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丙所示．已知电源电压为6 V保持不变．
第2题图
(1)当秤盘为空时，R的阻值为________．
(2)体重为600 N的小勇站在体重秤上时，电压表示数为2.4 V，则R0的阻值是多少？
(3)若小华站在体重秤上，5 s内完成了称量体重的过程，这段时间内体重秤消耗的电能是0.45 J，则小华的体重为多少牛？
3. 一题多设问 在如图所示电路中，电源电压为18 V，电阻R1的阻值为10 Ω，滑动变阻器标有“50 Ω 2 A”字样，电压表的量程为“0～15 V”．闭合开关后，电路正常工作．求：
(1)当电压表的示数为14 V时，电阻R1的电功率；
(2)在滑片由B端移到A端的过程中，电路中电流的变化范围；
(3)若在电路中再串联一个量程为“0～0.6 A”的电流表，要使电路中的电流变化量最大，求滑动变阻器连入电路中的阻值范围．
拓展设问
(4)当电压表示数为14 V时滑动变阻器接入电路的阻值及消耗的电功率．
(5)滑片由B端移动到A端的过程中，电压表示数的变化范围．
(6)接入电流表后，滑动变阻器功率的范围．
(7)接入电流表后，电阻R1功率的变化范围．
第3题图
4. 如图所示电路，电源电压不变，定值电阻R1＝10 Ω，只闭合开关S1，电流表示数为0.3 A；再闭合开关S2，电流表示数为0.5 A．求：
第4题图
(1)电源电压；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)开关均闭合时，电路消耗的总功率．
5. 如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2＝20 Ω，灯泡标有“6 V 3 W”字样．当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光；当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2 V (不考虑灯丝电阻随温度变化)．求：
第5题图
(1)灯泡电阻；
(2)电源电压；
(3)当S闭合，S1、S2断开时，通电1 min R1消耗的电能；
(4)电路消耗的最小功率．
6.如图，电源电压恒定，R1为定值电阻，灯泡L上标有“6 V 3.6 W”．将R2的滑片P移至b端，先闭合S、S2，电流表示数I＝0.12 A；再将R2的滑片P移至a端，L正常发光．忽略温度对灯泡电阻的影响．
第6题图
(1)求电源电压U；
(2)最后闭合S1，电流表示数变为I′＝0.9 A, 求R1的阻值；
(3)若R2的滑片P的位置及各开关状态任意组合，求电路工作时的最小电功率．
7.如图甲所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡L标有“3 V 0.75 W”字样，滑动变阻器R1的最大电阻值为20 Ω，定值电阻R2＝20 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V．求：
第7题图
(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少？
(2)只闭合开关S和S2，将变阻器R1的滑片P移到中点时，电流表示数为0.15 A，则电源电压是多少？
(3)只闭合开关S、S1和S3，移动变阻器的滑片P，小灯泡L的I－U关系如图乙所示．在保证各电路元件安全的情况下，滑动变阻器R1允许接入电路的阻值变化范围是多少？
类型3 家用电器类
1. 如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484 Ω，加热挡功率为1 200 W．用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75 ℃ ，需要的时间为375 s，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)．求：
第1题图
(1)保温挡的功率．
(2)电阻R2的阻值．
(3)电蒸锅的加热效率．
2. 如表一所示是小红同学家的燃气热水器正常工作时显示的部分参数．已知水的初温为20 ℃，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)．求：
表一
表二
(1)燃气热水器正常工作10 min流出的热水的质量；
(2)燃气热水器正常工作10 min流出的热水所吸收的热量；
(3)小红同学观察到学校用的是即热式电热水器，铭牌如表二所示．若要得到(2)问中热水所吸收的热量，即热式电热水器需正常工作16 min 40 s，则该即热式电热水器的加热效率为多少；
(4)请写出使用电能的两个优点．
3. 图甲为某自动式洗车机储水箱防冻系统的加热电路．S为温控开关，两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化．工作时，S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换．当储水箱水温低于5 ℃时，S将自动跳到“1”挡加热；若R1烧断，S将自动跳到“2”挡，使用备用电阻R2加热；当水温达到10 ℃时，S自动跳转到“0”挡停止加热．已知储水箱容积为220 L，防冻系统正常工作时电压为220 V，加热功率为2.2 kW.
第3题图
(1)求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流．
(2)某时段防冻系统工作时，储水箱装满了水，加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示，求该系统在0～340 min消耗的电能．
(3)请根据图乙中的信息，计算防冻系统的热损耗功率．[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
参考答案
类型1 简单电学类
1. (1)0.5 A (2)10 V (3)100 J 2. (1)0.5 A (2)48 Ω (3)3.168×106 J
3. (1)如答图所示
第3题答图
(2)5 Ω (3)0.4 W 4. (1)10 Ω (2)0.4 W (3)12 J
5. 解：(1)根据I＝eq \f(U,R)和P＝UI可得R＝eq \f(U2,P)
电水壶的电阻R壶＝eq \f(Ueq \\al(2,额),P壶)＝eq \f(（220 V）2,1 210 W)＝40 Ω
电水龙头的电阻R水龙头＝eq \f(Ueq \\al(2,额),P水龙头)＝eq \f(（220 V）2,2 420 W)＝20 Ω
(2)单独使用电水壶烧水时，导线与电水壶串联
电路消耗的电能W＝eq \f(110,3 000)×3.6×106 J＝1.32×105 J
电路消耗的功率P＝eq \f(W,t1)＝eq \f(1.32×105 J,120 s)＝1 100 W
电路中的总电阻R＝eq \f(U2,P)＝eq \f(（220 V）2,1 100 W)＝44 Ω
导线的电阻R线＝R－R壶＝44 Ω－40 Ω＝4 Ω
(3)洗漱时，导线上产生的热量
Q＝I2R线t2＝(eq \f(U,R线＋R水龙头))2R线t2＝(eq \f(220 V,4 Ω＋20 Ω))2×4 Ω×180 s＝6.05×104 J
类型2 动态电路类
1. (1)0.72 W (2)20 Ω (3)170 cm 2. (1)600 Ω (2)200 Ω (3)800 N
3. 解：(1)由图可知，电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电压表的示数为14 V，则R1两端的电压
U1＝U－U2＝18 V－14 V＝4 V
电阻R1的电功率
P＝eq \f(Ueq \\al(2,1),R1)＝eq \f(（4 V）2,10 Ω)＝1.6 W
(2)在滑片由B端移到A端的过程中， 电压表的量程为“0～15 V”，则电压表的最大示数为15 V，当U2大＝15 V，R1两端的电压
U1′＝U－U2大＝18 V－15 V＝3 V
此时电路中的电流最小
I′＝eq \f(U1′,R1)＝eq \f(3 V,10 Ω)＝0.3 A
当电压表的示数为0时，R1两端的电压为18 V时，电路中的电流最大
I″＝eq \f(U,R1) ＝eq \f(18 V,10 Ω)＝1.8 A
故电路中电流的变化范围为0.3 A～1.8 A
(3)若在电路中再串联一个量程为“0～0.6 A”的电流表，则电路中的电流最大为0.6A，根据欧姆定律可得电路的总电阻
R总＝eq \f(U,I最大)＝eq \f(18 V,0.6 A)＝30 Ω
此时滑动变阻器连入电路中的阻值最小
R2最小＝ R总－ R1＝30 Ω－10 Ω＝20 Ω
电压表的最大示数为15 V，则滑动变阻器连入电路中的阻值最大
R2最大＝eq \f(U最大,I′)＝eq \f(15 V,0.3 A)＝50 Ω
故滑动变阻器连入电路中的阻值范围为20 Ω～50 Ω
【拓展设问】(4)此时通过电路中的电流为I＝eq \f(U1,R1)＝eq \f(4 V,10 Ω)＝0.4 A
滑动变阻器接入电路的阻值为R2＝eq \f(U2,I)＝eq \f(14 V,0.4 A)＝35 Ω
滑动变阻器消耗的电功率为P2＝U2I＝14 V×0.4 A＝5.6 W
(5)0～15 V (6)4.5～7.2 W (7)0.9～3.6 W
4. (1)3 V (2)15 Ω (3)1.5 W 5. (1)12 Ω (2)6 V (3)24 J (4)1.2 W 6. (1)6 V (2)20 Ω (3)0.6 W
7. 解：(1)由P＝UI得 ，小灯泡L正常发光时的电阻
RL＝eq \f(Ueq \\al(2,L),PL)＝eq \f(（3 V）2,0.75 W)＝12 Ω
(2)只闭合开关S和S2，将滑动变阻器R1的滑片P移到中点时，滑动变阻器R1的一半阻值和定值电阻R2串联，电流表测量电路中的电流，电源电压
U＝U1＋U2＝eq \f(1,2)IR1＋IR2＝eq \f(1,2)×0.15 A×20 Ω＋0.15 A×20 Ω＝4.5 V
(3)只闭合开关S、S1和S3，小灯泡L与滑动变阻器R1串联，电压表测量小灯泡L两端的电压，电流表测量电路中的电流，由题图乙可知，当小灯泡两端的电压等于3 V时，小灯泡正常发光，此时的电流是0.25 A，即电路中的最大电流是0.25 A，此时滑动变阻器R1接入电路的阻值最小，为
R1小＝eq \f(U1′,I大)＝eq \f(U－UL,I大)＝eq \f(4.5 V－3 V,0.25 A)＝6 Ω
做实验时，要求闭合开关之前应该将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处，此时各元件都能安全工作，所以滑动变阻器R1接入电路的最大阻值是20 Ω.故滑动变阻器R1允许接入电路的阻值变化范围是6 Ω～20 Ω
类型3 家用电器类
1. (1)100 W (2)44 Ω (3)84% 2. (1)50 kg (2)6.3×106 J (3)90% (4)环保、方便
3. (1)10 A (2)2.2 kW·h (3)275 W
类型
LED灯
白炽灯
发光原理
二极管发光
钨丝高温发光
额定电压
24伏
220伏
响应时间
10－9秒
10－3秒
额定功率
12瓦
100瓦
电压表示数U/V
0
0.9
1.5
2
2.4
2.7
3
身高h/cm
150
155
160
165
170
175
180
燃气热水器
设定温度
50 ℃
气量
1.0 m3/h
水量
5.0 L/min
即热式电热水器
额定功率
7 000 W
额定电压
220 V
额定频率
50 Hz