中考物理总复习题型复习四综合计算题电学计算含中考试题新人教版

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题型复习(四)　综合计算题 第2讲　电学计算 题型之一　欧姆定律的综合计算 ‎1．(2015·来宾)如图所示电路，电源电压6 V保持不变，灯L2的电阻是10 Ω，闭合开关S，电流表A1的示数是‎0.3 A，不考虑温度对灯丝电阻的影响，求：‎ ‎(1)灯L1的阻值；‎ ‎(2)电流表A的示数．‎ 解：(1)由电路图可知，两灯泡并联，电流表A测干路电流，电流表A1测L1支路的电流 因并联电路中各支路两端的电压相等，‎ 所以，由I＝变形可得，灯L1的阻值：R1＝＝＝20 Ω ‎(2)因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：‎ R＝＝＝ Ω 则干路电流表的示数：I＝＝＝‎‎0.9 A ‎2．(2015·崇左)在如图(a)所示的电路中，电源电压U＝4 V，电阻R1＝20 Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移至某处时，电路中电流表A的示数如图(b)所示．求：‎ ‎(1)电流表A1的示数．‎ ‎(2)滑动变阻器连入电路的阻值．‎ 解：(1)R1、R2并联，U1＝U2＝U总＝4 V，电流表A1示数I1＝＝＝‎‎0.2 A ‎(2)因为电流表A串联在干路上测总电流，电流表A1与R1串联测通过R1的电流，所以电流表A的示数大于电流表A1的示数，即I总要大于‎0.2 A．结合图(b)可判断出I总可能是‎0.4 A，也可能是‎2 A 若I总＝‎0.4 A，则I2＝I总－I1＝‎0.4 A－‎0.2 A＝‎0.2 A，R2＝＝＝20 Ω 若I总＝‎2 A，则I2＝I总－I1＝‎2 A－‎0.2 A＝‎1.8 A ，R2＝＝＝2.22 Ω ‎3．随着社会的发展和科技的进步，电阻元件在各行得到广泛的应用，热敏电阻就是其中之一，热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变．如图甲是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0～‎0.02 A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150 Ω　‎0.3 A”字样．Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，电源电压保持不变．请完成下列小题：‎ ‎(1)将此电路放入温度为‎20 ℃‎的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻R＝100 Ω，此时电流表的读数为‎0.01 A，求电源电压；‎ ‎(2)若环境温度为‎40 ℃‎时，要保证整个电路元件的安全，求滑动变阻器接入电路中的最小阻值；‎ ‎(3)此电路能测量的最高环境温度为多少？‎ 解：(1)由图示电路图可知，滑动变阻器与热敏电阻串联，电流表测电路电流，由图乙所示图象可知，温度为‎20 ℃‎时，热敏电阻阻值为400 Ω，则电源电压：‎ U＝I(Rt＋R)＝‎0.01 A×(400 Ω＋100 Ω)＝5 V ‎(2)由图乙所示图象可知，温度为‎40 ℃‎时，热敏电阻阻值为200 Ω，当电路中电流达最大值‎0.02 A时，电路最小电阻R最小＝＝＝250 Ω，根据串联电路电阻规律可知：滑动变阻器的最小阻值：‎ R滑最小＝R′最小－R′t＝250 Ω－200 Ω＝50 Ω ‎(3)由图乙知热敏电阻阻值越小，环境温度最高，‎ 根据串联电路总电阻等于各电阻之和可知：Rt小＝R总－R滑最大＝250 Ω－150 Ω＝100 Ω 由图乙可知其能测量的最高环境温度为‎50 ℃‎ ‎4.(2016·上海)小华同学做“用电流表、电压表测电阻”实验，现有电源(电压为2 V的整数倍且保持不变)、待测电阻R、电流表、电压表(只有0～3 V档完好)、滑动变阻器(标有“20 Ω　‎2 A”字样)、开关以及导线若干．实验中，小华正确连接电路，且使变阻器接入电路中的电阻最大，闭合开关时电表示数如图(a)、(b)所示．‎ ‎(1)通过计算说明实验所用电源的电压．‎ ‎(2)小华移动变阻器的滑片，观察到电表示数变化范围较小．然后他将电压表接在滑动变阻器两端重新实验：‎ ‎①根据图中电表的示数等信息判断，在闭合开关时能否使变阻器接入电路中的电阻最大，并简述理由．‎ ‎②根据小华重新实验中所记录的一组数据(见表)，计算待测电阻Rx的阻值(精确到0.1 Ω)．‎ 实验序号 电压表示数(V)‎ 电流表示数(A)‎ ‎1‎ ‎1.4‎ ‎0.30‎ ‎2‎ ‎…‎ ‎…‎ ‎3‎ ‎…‎ ‎…‎ 解：(1)电源电压为6 V 由图(a)、(b)可知电压表示数约为2.5 V，电流表示数约为‎0.16 A U＝U1＋U2＝2.5 V＋(0.16 V×20 Ω)＝5.7 V 由题意知电源电压为2 V的整数倍，所以电源电压为6 V ‎(2)①不能；‎ 当变阻器接入电路中的电阻最大时，‎ U2＝‎0.16 A×20 Ω＝3.2 V＞3 V，超出电压表0～3 V的量程 ‎②Rx′＝＝＝15.3 Ω ‎5．(2016·六盘水)如图所示，甲为电路的连接情况，R1＝20 Ω，R2为滑动变阻器，乙为R3的I－U图象，电源电压保持不变，当S1闭合，S2断开时，若滑片P在a端，则电流表示数‎0.6 A，若滑片P在b端，则电压表示数为8 V．求：‎ ‎(1)电源电压；‎ ‎(2)滑动变阻器R2的最大阻值；‎ ‎(3)当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，求电流表的示数．‎ 解：(1)当S1闭合，S2断开，滑片P在a端时，R2＝0，电路中只有R1在工作，由I＝可得电源电压 U＝U1＝IR1＝‎0.6 A×20 Ω＝12 V (2) 当S1闭合，S2断开，滑片P在b端时，R2达到最大值，且R1、R2串联，‎ ‎ 此时电压表测R2两端的电压U2′＝8 V 则R1两端的电压U1′＝12 V－8 V＝4 V 电路中的电流I′＝I1′＝＝＝‎‎0.2 A 变阻器最大阻值R2＝＝＝40 Ω ‎(3)当S1、S2均闭合，且滑片P在a端时，R1、R2并联，由乙图可知R3＝＝20 Ω，由并联电路电阻的大小关系得＝＋＝＋＝，所以R＝10 Ω 故干路电流I总＝＝＝‎‎1.2 A 题型之二　电功和电功率的综合计算 ‎1．(2016·邵阳)手电筒是人们生活中常用的照明工具，如图甲是常用手电筒的结构示意图，图乙是它所用小灯泡的型号．若小灯泡的电阻是10 Ω，不考虑温度对小灯泡电阻值的影响，电源电压是3 V.‎ ‎(1)闭合开关时，求通过手电筒小灯泡的电流；‎ ‎(2)求小灯泡的额定功率；‎ ‎(3)闭合开关时，手电筒小灯泡是正常发光吗？请简要说明原因．‎ 解：(1)通过小灯泡的电流I＝＝＝‎‎0.3 A ‎(2)由图乙可知灯泡的额定电压U额＝3.8 V 则小灯泡的额定功率P额＝＝＝1.444 W ‎(3)电源的电压小于灯泡的额定电压，由P＝可知，小灯泡的实际功率小于额定功率，所以小灯泡不能正常发光 ‎2．(2016·益阳)如图甲所示，额定功率为3.6 W的小灯泡(灯泡电阻不变)与滑动变阻器串联在电路中，电源电压恒定，当滑片P滑到A端时小灯泡恰好正常发光，滑片P从A端向B端滑动的过程中，小灯泡两端的电压与变阻器的电阻R的关系如乙图所示，求：‎ ‎(1)电源电压；‎ ‎(2)小灯泡电阻；‎ ‎(3)当滑片滑到B端时小灯泡消耗的实际功率．‎ 解：(1)当滑片在A端时，只有小灯泡接入电路中正常工作，结合乙图可知此时灯泡电压为6 V 故电源电压U总＝U额＝6 V ‎(2)由P＝得RL＝＝＝10 Ω ‎(3)滑片滑到B端时，变阻器接入电路中电阻达最大阻值且和灯泡串联，由乙图可知，‎ 此时灯泡电压U实＝2 V，变阻器的最大阻值R＝20 Ω 变阻器的电压U变＝U总－UL＝6 V－2 V＝4 V 灯泡的实际电流IL＝I变＝＝＝‎‎0.2 A 故灯泡的实际功率P＝ULIL＝2 V×‎0.2 A＝0.4 W ‎ 3.(2016·永州)如图是小贝家厨房安装的即热式电热水龙头，它的特点是即开即有热水，无须提前预热，而且可以通过调节水流大小调节水温，不需要调节加热电阻大小．其部分参数如表所示(忽略温度对电阻的影响)．求：‎ 额定电压 ‎220 V 总功率 ‎2 200 W 最高水温 ‎50 ℃‎ 电频率 ‎50 Hz 　　　　‎ ‎(1)该水龙头正常工作时电路中的电流多大？‎ ‎(2)该水龙头正常工作时的电阻多大？‎ ‎(3)该产品的电气技术参数中规定：合格产品的电阻偏差应小于或等于2 Ω.每一批产品在出厂前都会进行抽检，现将一个该款水龙头单独接在220 V电路中，请你计算1 min内消耗的电能在什么范围内，该水龙头电气部分是合格的？‎ 解：(1)由P＝UI可得，该水龙头正常工作时电路中的电流I＝＝＝‎‎10 A ‎(2)由I＝可得，水龙头正常工作时的电阻R＝＝＝22 Ω ‎(3)根据规定：合格产品的电阻偏差应小于或等于2 Ω，即电阻R的阻值在20 Ω～24 Ω之间 则W1＝Q1＝t＝×60 s＝1.452×105 J W2＝Q2＝t＝×60 s＝1.21×105 J 则1 min内消耗的电能在1.21×105 J～1.452×105 J范围内，该水龙头电气部分是合格的 ‎4．(2016·淄博)如图所示，小灯泡L标有“2.5 V　1.5 W”的字样，电源电压6 V保持不变，R2为定值电阻．‎ ‎(1)开关S、S1、S2都闭合时，R2消耗的电功率为3 W，求R2的阻值；‎ ‎(2)闭合S，断开S1、S2，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，求此时滑动变阻器接入电路的电阻值(计算结果保留整数)．‎ 解：(1)开关S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联 由P＝可得R2的阻值：R2＝＝＝12 Ω ‎(2)闭合S，断开S1、S2时，滑动变阻器R1与灯泡L串联，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，所以，R1两端的电压：U1＝U－UL＝6 V－2.5 V＝3.5 V 由P＝UI可得电路中的电流：I＝IL＝＝＝‎‎0.6 A 此时滑动变阻器接入电路的电阻值：R1＝＝≈6 Ω ‎ 5.(2016·孝感)如图所示电路，电源电压保持不变，灯上标有“6 V　3 W”字样，当开关S1闭合、S2断开、滑动变阻器滑片P移到a端时，电压表的示数为2.4 V，电流表示数为‎0.3 A(灯泡灯丝电阻不随温度的变化而改变)．求：‎ ‎(1)滑动变阻器的最大阻值．‎ ‎(2)此时灯泡的实际功率．‎ ‎(3)电源电压．‎ ‎(4)当开关S1和S2都闭合、滑动变阻器的滑片P移到b端时，电路消耗的总功率．‎ 解：(1)当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片P移至a端时，R最大＝＝＝8 Ω ‎(2)RL＝＝＝12 Ω P实＝I2RL＝(‎0.3 A)2×12 Ω＝1.08 W ‎(3)U＝I(RL＋R最大)＝‎0.3 A×(12 Ω＋8 Ω)＝6 V ‎(4)当开关S1和S2都闭合、滑动变阻器滑片移至b端时，灯泡与滑动变阻器并联，且灯正常发光 P总＝P额＋＝3 W＋＝7.5 W ‎6．(2016·岳阳)图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220 V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关．将电饭煲接入220 V电路中，在电饭煲工作的30 min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示．求：‎ ‎(1)0～30 min，电饭煲产生的总热量；‎ ‎(2)S和S1均闭合，电路中的总电流；‎ ‎(3)在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同．用电高峰期，当实际电压为198 V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间．‎ 解：(1)产生的总热量 Q总＝Q1＋Q2＝W1＋W2＝P总t1＋P1t2＝660 W×900 s＋440 W×900 s＝9.9×105 J ‎(2)当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，I总＝＝＝‎‎3 A ‎(3)在电功率P＝660 W状态下工作10 min产生的热量是Q＝W＝Pt＝660 W×600 s＝3.96×105 J 此时电路的等效电阻R＝＝＝ Ω 在实际电压是198 V时，实际电功率P实＝＝＝534.6 W 实际工作时间t实＝＝＝≈740.7 s ‎ 7.(2016·福州)图甲是智能怀旧灯，与灯串联的调光旋钮实质是滑动变阻器，图乙是其简化的电路原理图．灯L标有“6 V　1.2 W”字样，当滑动变阻器的滑片P在a点时，灯正常发光，AB两端电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响．问：‎ ‎(1)灯丝的电阻和AB两端电压U是多少？‎ ‎(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻是10 Ω时，灯消耗的实际功率是多少？‎ ‎(3)当滑片P位于中点b和右端c时，灯两端电压之比是5∶4，则滑动变阻器的最大阻值是多少？‎ 解：(1)根据电路图可知，当滑动变阻器的滑片P在a点时，只有灯泡L接入电路工作 因为灯泡正常发光，所以AB两端电压U＝6 V 由P＝可得，灯丝的阻值：RL＝＝＝30 Ω ‎(2)因为灯L与滑动变阻器串联，所以电路中的电流：I＝＝＝‎‎0.15 A 灯泡的实际功率：P＝I2RL＝(‎0.15 A)2×30 Ω＝0.675 W ‎(3)当滑片P在b点时，灯两端电压：Ub＝RL 当滑片P在c点时，灯两端电压：Uc＝RL 依题意可知，Rb＝Rc，＝ 即：＝，＝ 解得Rc＝20 Ω ‎8．(2016·德阳)如图所示电源电压恒定不变，滑动变阻器R1的最大阻值为20 Ω，定值电阻R2＝30 Ω，灯泡L标有“6 V　3.6 W”字样，且电阻不变．当滑动变阻器滑片滑到最左端，只闭合S1时，灯L刚好正常发光．求：‎ ‎(1)灯泡L的电阻；‎ ‎(2)当S1断开、S2闭合时，将滑动变阻器的滑片滑到最右端，在5 min内电流通过R2做的功是多少？‎ ‎(3)该电路工作时能消耗的最大功率是多少？‎ 解：(1)由P＝可得灯泡L的电阻RL＝＝＝10 Ω ‎(2)当滑动变阻器滑片滑到最左端，它接入电路的阻值为0，此时只闭合S1，灯L刚好正常发光，说明电源电压等于灯L的额定电压，即U＝6 V 当S1断开、S2闭合时，将滑动变阻器的滑片滑到最右端，R1的最大值与R2串联，此时电路中的电流 I＝＝＝‎‎0.12 A 在5 min内电流通过R2做的功为W2＝I2R2t＝(‎0.12 A)2×30 Ω×5×60 s＝129.6 J ‎(3)该电路工作时，由P＝可知，当电源电压不变时，电阻最小时电路消耗的电功率最大，最小的总电阻为R2与L并联的总电阻 Rmin＝＝7.5 Ω 能消耗的最大功率Pmax＝＝＝4.8 W ‎ 9.(2016·德州)在如图甲所示的电路中，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电源电压不变，闭合开关S后，调节滑片P从a端移动到b端过程中，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示．求：‎ ‎(1)电路中电流最小时，1 min内电流通过电阻R做的功；‎ ‎(2)电源电压和定值电阻R0的阻值；‎ ‎(3)若电压表量程为0～15 V，电流表量程为0～‎3 A，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率范围．‎ 解：(1)由图乙可知，电路中的最小电流I小＝‎0.2 A，R两端的电压UR＝20 V ‎1 min内电流通过电阻R做的功：WR＝URI小t＝20 V×‎0.2 A×60 s＝240 J ‎(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和 所以，电源电压：U＝I小R0＋UR＝‎0.2 A×R0＋20 V 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大，由图象可知，电路中的最大电流I大＝‎1.2 A，则电源电压：U＝I大R0＝‎1.2 A×R0‎ 因电源的电压不变，所以，0．‎2 A×R0＋20 V＝‎1.2 A×R0‎ 解得：R0＝20 Ω 电源电压U＝I大R0＝‎1.2 A×20 Ω＝24 V ‎(3)当电路中的电流最大时定值电阻R0消耗的功率最大，则R0消耗的最大功率：‎ P0大＝(I大)2R0＝(‎1.2 A)2×20 Ω＝28.8 W 当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小 此时R0两端的电压：U0小＝U－UR大＝24 V－15 V＝9 V R0消耗的最小功率：P0小＝＝＝4.05 W 定值电阻R0消耗的功率范围为4.05 W～28.8 W ‎10．(2016·咸宁)如图所示电路，电源电压U和小灯泡L电阻不变，R1、R2是定值电阻，当开关S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为3 V，电流表的示数为‎0.1 A；当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表的示数为‎0.6 A，电阻R2的电功率是3.6 W．求：‎ ‎(1)电阻R1的电阻值和电源电压．‎ ‎(2)当开关S、S1闭合，S2断开时，电流10 s内通过电阻R1所产生的热量．‎ ‎(3)当开关S、S1、S2都闭合，小灯泡L正常发光，小灯泡L的额定电功率．‎ 解：(1)当开关S、S2闭合，S1断开时，电阻R1和灯泡L断路，只有R2工作 由P＝UI得电源电压U＝＝＝6 V 电阻R2的电阻值R2＝＝＝10 Ω 当开关S闭合，S1、S2断开时，电阻R1、R2和灯泡串联，电压表测量R1两端的电压，由I＝得电阻R1的电阻值R1＝＝＝30 Ω 此时电路的总电阻R＝＝＝60 Ω 由串联电路电阻的关系可得RL＝R－R1－R2＝60 Ω－30 Ω－10 Ω＝20 Ω ‎(2)当开关S、S1闭合，S2断开时，只有R1工作，电流10 s内通过电阻R1所产生的热量 Q＝t＝×10 s＝12 J ‎(3)当开关S、S1、S2都闭合，电阻R1、R2和灯泡并联，小灯泡L的额定电功率PL＝＝＝1.8 W ‎ 11.(2016·柳州)如图所示，灯泡标有“8 V　4 W”字样，电源电压U＝9 V，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为10 Ω，电压表量程是0～3 V，求：‎ ‎(1)灯泡的额定电流；‎ ‎(2)为使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路的阻值；‎ ‎(3)为使整个电路安全，滑动变阻器的阻值变化范围．‎ 解：(1)由P＝UI得灯泡额定电流 I额＝＝＝‎‎0.5 A ‎(2)灯泡与滑动变阻器串联，当灯泡正常发光时，由串联电路电压规律可得滑动变阻器两端电压 UP＝9 V－8 V＝1 V 此时滑动变阻器连入电路中的电阻 RP＝＝2 Ω ‎(3)为了保护灯泡，电路中电流最大为‎0.5 A，由(2)可知此时滑动变阻器两端电压为1 V，电压表安全，此时滑动变阻器连入电路中的电阻最小RP＝2 Ω 为保护电压表，滑动变阻器两端电压最大只能为3 V，此时灯泡两端电压UL′＝9 V－3 V＝6 V 小灯泡的电阻RL＝＝16 Ω 此时电路中的电流I′＝＝ A 此时滑动变阻器连入电路中的电阻最大，最大值为：‎ RP′＝＝8 Ω 滑动变阻器的阻值变化范围：2 Ω～8 Ω ‎12．(2016·玉林)如图所示，电源电压恒为4 V，灯泡标有“4 V　2 W”字样(灯丝电阻不变)．当S1、S2都闭合，且滑动变阻器R2的滑片P在中点时，电流表示数为‎0.9 A，此时灯泡的功率为P1，当S1、S2都断开时，灯泡实际消耗的功率为P2，且P2∶P1＝1∶4.求：‎ ‎(1)灯泡的额定电流；‎ ‎(2)R2的最大阻值；‎ ‎(3)当S1、S2都闭合时，电路消耗的最小功率；‎ ‎(4)当S1、S2都断开时，R1工作2 min消耗的电能．‎ 解：(1)由P＝UI可得灯泡的额定电流：IL＝PL/UL＝2 W/4 V＝‎‎0.5 A ‎(2)当S1、S2都闭合，且变阻器滑片P在中点时，灯L与R2并联，此时灯泡正常发光 I2＝I－IL＝‎0.9 A－‎0.5 A＝‎‎0.4 A 此时变阻器的阻值为：R2′＝＝4 V/‎0.4 A＝10 Ω 变阻器的最大阻值为：R2＝2R2′＝2×10 Ω＝20 Ω ‎(3)当S1、S2都闭合时，此时灯L与R2并联，灯L正常发光：P1＝PL＝2 W 当R2的阻值最大时，R2消耗的功率最小：P2 min＝U2/R2＝(4 V)2/20 Ω＝0.8 W 电路消耗的最小功率为：Pmin＝PL＋P2min＝2 W＋0.8 W＝2.8 W ‎(4)当S1、S2都断开时，R1与灯L串联：∵＝＝且P2∶P1＝1∶4‎ ‎∴＝，解得I′＝‎0.25 A∵RL＝UL/IL＝4 V/‎0.5 A＝8 Ω ‎∴U′L＝I′RL＝‎0.25 A×8 Ω＝2 V，U1＝U－UL′＝4 V－2 V＝2 V W1＝U1I′t＝2 V×‎0.25 A×2×60 s＝60 J