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2015中考物理综合计算题电学计算试题2份(附答案)

题型之二  电功率的综合题
该类试题或以常见的家用电器为题材,或为动态电路为载体,涉及的公式与规律多,综合 性强,难度大.
   (2014•潍坊)如图所示的电路中,电源电压为5 V且保持不变,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,R1为滑动变阻器,R2=20 Ω,灯泡L标有“4 V  1.6 W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响).在仪表和灯泡安全工作的情况下,求:
 
(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,滑动变阻器R1消耗的最大功率;
(2)开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1允许的取值范围.
点拨:开关S1断开,S2和S3闭合时,灯泡L短路,滑动变阻器R1和定值电阻R2并联,当通过R1的电流最大时,R1有最大功率;此时,应防止电流表被烧坏.
当开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1与灯泡L串联,既要防止灯泡被烧坏,又要防止电压表被烧坏.

 
1.(2014•宁波)如图电路中,电源电压不变.当只闭合S1时,电压表示数为3 V,电 流
  表示数为0.2 A.则:
 
  (1)1 min内电路消耗的电能为多少?
 

  (2)把两表的位置互换后,闭合S1、S2,电流表的示数为0.5 A,此时R2消耗的电功率
      P2为多少?


2.(2014•苏州)如图所示的电路中,电源电压恒为12 V,电阻R1的阻值为10 Ω,电阻
  R2的阻值为30 Ω,电流表 A的量程取0~0.6 A,闭合开关S.
  (1)求通过电路的电流I.

  (2)求电阻R1消耗的功率P1.
 


  (3)现用标有“20 Ω  1 A”字样的滑动变阻器R3替换电阻R2,为使电路中各元件安全,
      求变阻器R3连入电路的阻值范围.
 


3.(2014•福州)某元件(阻值不变)标有“6 V  6 W”字样,将该元件与灯L接入电路
  中,如图甲所示. 通过灯L的电流随电压变化的图像如图乙 所示,电流表量程为“ 0~0.6
  A”,电压表量程为“0~3 V”.闭合开关,在保证电路各元件都安全的情况下,灯L消耗
  的最大功率为多大?
  


4.(2014•德州)汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一,某物理实验小组的同
  学们设计了如图所示的有害尾气排放检测电路.在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试
  中,气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示.已知电源电压12 V恒定
  不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻.
 
有害尾气浓度%Vol ••• 5 7.5 10  12.5 15 •••
R/Ω ••• 5.2 3.9 3 2.5 2 •••

  (1)测试过程中,当电压表读数为7 V时,电流表的读数为1 A,求电阻R0的阻值.
 

  (2)当这种有害尾气浓度增大到15% Vol时,求电压表的示数(结果保留一位小数).

  (3)当电路消耗的总功率为18 W时,有害尾气的深度是多少.
 


5.(2014•凉山)如图所示,小灯泡标有“6 V   3 W”字样,R1=6 Ω,R2=3 Ω,设灯丝的
  电阻不变.求:
 
  (1)当S1断开,S2闭合时,灯恰好正常发光,求电源电压;


  (2)当S1、S2都闭合时,电流表的示数是多少?
 
  (3)当S1、S2都断开时,电路中的总功率是多少?
 


6.(2014•泰州)如图是家庭电路的一部分.电能表的电流规格是“10(40) A”,L是“220
  V  22 W”的节能灯,插座上接入“220 V  220 W”的电视机 (图中未画出).灯和电视机
  同时工作,求:
 
  (1 )通过电能表的电流;
 

  (2)连续工作4 h消耗多少 kW•h的电能;
 

  (3)该电路中还能接入的用电器的最大功率.
 

7.(2014•云南)电信公司机房接到某用户反映,他家的电话不能使用.经过机房人员初
  步测试,判断为接入该用户的电话线某处短路.为了确定短路的具体位置,机房人员利用
  测量仪器接成如图所示的电路进行测量.已知电话线由两根导线并排而成,该用户到机房
  的电话线长5 km,设单根电话线每米的电阻为3×10-3 Ω,测量时电压表示数为12 V,
  电流表示数为1 A.若只考虑电话线的电阻,求:
 
  (1)该用户家到机房单根电话线的电阻值;

 

 

  (2)短路位置到机房 的距离s;

 

 

  (3)测量时电路消耗的功率.

 
8.(2014•株洲)用12 V的电源为微型电动机供电的电路如图甲所示.当单刀双掷开关S1、
  S2均向上合上时,电动机开始转动,电流I随时间t 变化的图像如图乙所示.当电流稳定
  时,电动机正常工作.已知电动机转动时欧姆定律不适用,并忽略温度对电阻的影响,试
  解答下列问题.
 
  (1)当单刀双掷开关S1、S2合上时可实现电动机的反转.
  (2)当电动机正常工作时,电动机消耗的电功率为 W.
  (3)求电动机的电阻及正常工作时的输出功率.
 


题型之二  电功率的综合题
例2(1)开关S1断开,S2和S3闭合时,灯泡L短路,滑动变阻器R1和定值电阻R2并联,此时通过R2的电流I2=U/R2=5 V/20 Ω=0.25 A;电流表的最大测量值为0.6 A,则通过滑动变阻器的最大电流I1=I-I2=0.6 A-0.25 A=0.35 A,则R1的最大功率PR1=UI1=5 V×0.35 A=1.75 W.
(2)灯泡L的额定电流
IL= PL/UL=1.6 W/4 V=0.4 A,
灯泡的电阻RL= UL/IL=4 V/0.4 A=10 Ω.
当开关S1闭合,S2和S3断开时,滑动变阻器R1与灯泡L串联,此时有:
①U/R总≤PL/UL,即5 V/(10 Ω+R1)≤0.4 A,解得R1≥2.5 Ω;
②U×R1/R总≤3 V,即5 V•R1/(10 Ω+R1)≤3 V,解得R1≤15 Ω;
故滑动变阻器R1允许的取值范围为2.5~15 Ω.
针对训练
1.(1)W=UIt=3 V×0.2  A×60 s=36 J.
(2) = =15 Ω,
 =6 Ω,
R2=R-R1=15 Ω-6 Ω=9 Ω,
 =1 W.
2.(1)电路的总电阻:R=R1+R2=10 Ω+30 Ω=40 Ω
电路的电流: = =0.3 A
(2)电阻R1两端的电压:
U1=IR1=0.3 A×10 Ω=3 V
电阻R1消耗的功率:
P1=U1I=3 V×0.3 A=0.9 W
(3)电路允许通过的最大电流:I最大=0.6 A
电路总电阻的最小值: =20 Ω
变阻器R3的最小值
R3最小=R最小-R1=20 Ω-10 Ω=10 Ω
变阻器R3的最大值即为:R3最大=20 Ω
变阻器R3的阻值范围为10~20 Ω
3.元件R的额定电流IR=PR/UR=6 W/6 A=1 A
元件R的阻值R= UR/IR=6 V/1 A=6 Ω
电压表量程为“0~3 V”,为了保证电压表不被烧坏,电路中的最大电流I=U/R=3 V/6 Ω=0.5 A
电流表量程为“0~0.6 A”,可见电路中的最大电流I=0.5 A
由图像可知,此时灯L两端UL=2 V,则灯L的最大功率PL=UL I=2 V×0.5 A=1 W
4.(1)由串联电路电压表关系,U=UR+UR0,得:
UR0=U-UR=12 V-7 V=5 Vx§k§b 1
由欧姆定律 ,得: =5 Ω.
(2)由表中数据可知,当有害尾气浓度增大到15 % Vol时,R1=2 Ω
由串联电路电阻关系,得:
R总1=R1+R0=2 Ω+5 Ω=7 Ω,
由欧姆定律,得:
UR1=I1R1= ×2 Ω=3.4 V
(3)由公式P=UI,得I′= =1.5 A
由欧姆定理,得:R总2= =8 Ω(或R总2= =8 Ω)
由串联电路电阻关系, R总2=R2+R0,得:
R2=R 总2-R0=8 Ω-5 Ω=3 Ω
查表可得:有害尾气的浓度是10%Vol.
5.(1)当S1断开,S2闭合,电路中只有L,
∵灯泡恰好正常发光,∴U总=UL=6 V
(2)当S1、S 2都闭合时,L与R1并联
∵IL= =0.5 A
I1= =1 A
∴I=IL+I1=0.5 A+1 A=1.5 A
(3)当S1、S2都断开时,L与R2串联
∵RL= =12 Ω
∴R总=RL+R2=12 Ω+3 Ω=15 Ω
∴P总=  =2.4 W
6.(1)P总=P灯+P电视机=22 W+220 W=242 W
I= =1.1 A
(2)W=P总t=0.242 kW×4h=0.968 kW•h
(3)由电能表电流规格可知正常工作的电流Imax=10 A
∴最大功率Pmax=UImax=220 V×10 A=2 200 W
P′=Pmax-P总=2 200 W-242 W=1 958 W
7.(1)该用户家到机房的单根电话线的电阻值是
5 000×3×10-3 Ω=15 Ω.
(2)短路位置到机房电话线的总电阻,
R总=  =12 Ω
短路位置到机房单根电话线的电阻 ×12  Ω=6 Ω,
短路位置到机房的距离是
s= =2 000 m=2 km.
(3)测量时电路消耗的功率是P=UI=12 V×1 A=12 W.
8.(1)根据开关的控制作用可以看出,单刀双掷开关S1、S2同时合上时流入电动机的电流方向改变,则可实现电动机的反转.
(2)由图乙可知电动机正常工作时的电流I=0.4 A,则P=UI=12 V×0.4 A=4.8 W
(3)由图乙可知电动机刚开始转动时的电流I′=1.2 A
电动机的电阻R= = 10 Ω
电动机正常工作时
P热=I2R=(0.4 A)2×10 Ω=1.6 W
∴P输出=P-P热=4.8 W-1.6 W=3.2 W 

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