1、20212021届新中考物理届新中考物理冲刺备考冲刺备考复习复习电学综合计算题目 录S T N E T N O C类型1 挡位问题计算类型2 传感器问题计算类型3 极值类计算类型4 电磁继电器的相关计算1.甜甜要制作一个电动航模甜甜要制作一个电动航模,需要电动机作为动力源需要电动机作为动力源,她找来她找来电吹风电吹风,研究了电吹风的工作原理研究了电吹风的工作原理.如图甲如图甲,电吹风工作时电吹风工作时,可以可以分别吹出热风和冷风分别吹出热风和冷风,为了防止温度过高为了防止温度过高,用一个用一个PTC电阻电阻R0与电阻为与电阻为50 的电热丝的电热丝R串联串联,R0的阻值随温度的变化如图的阻值随
2、温度的变化如图乙所示乙所示,请回答下列问题请回答下列问题:(1)PTC电阻是由电阻是由 材料制成的材料制成的;电动机的工作原理电动机的工作原理是是 .(2)电吹风吹热风时电吹风吹热风时,求电热丝的最大发热功率求电热丝的最大发热功率.(3)电吹风吹冷风时电吹风吹冷风时,通过电动机的电流为通过电动机的电流为1 A,工作工作20 s,电动机电动机的机械效率为的机械效率为90%,求电动机线圈的电阻求电动机线圈的电阻.(不计机械摩擦损耗不计机械摩擦损耗的能量的能量)通电导体在磁场中受到力的作用通电导体在磁场中受到力的作用半导体半导体2.图甲为某款新型电饭煲图甲为某款新型电饭煲,额定电压为额定电压为220
3、 V,它采用了它采用了“聪明火聪明火”技术技术,智能化地控制不同时段的烹饪温度智能化地控制不同时段的烹饪温度,以得到食物最佳的营以得到食物最佳的营养和口感养和口感,图乙为其电路原理图图乙为其电路原理图,R1和和R2为电阻不变的电热丝为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关是自动控制开关.将电饭煲接入将电饭煲接入220 V电路中电路中,在电饭煲工作的在电饭煲工作的30 min内内,它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示.求求:(1)030 min,电饭煲产生的总热量电饭煲产生的总热量;(2)S和和S1均闭合均闭合,电路中的总电流电路中的总电流;(3)在不同
4、电压下在不同电压下,电饭煲从开始工作到电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产第一次自动断开产生的热量相同生的热量相同.用电高峰期用电高峰期,当实际电压为当实际电压为198 V时时,使用该电使用该电饭煲饭煲,从开始工作到从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间第一次自动断开需要多长时间.解解:(1)由图丙可知由图丙可知,工作工作30 min中中,P1=440 W的工作时间的工作时间t1=15 min=900 s,P总总=660 W的工作时间的工作时间t2=30 min-15 min=15 min=900 s.由由Q=W=UIt可得可得,030 min内电饭煲产生的总热量内电饭煲产生的总热量:Q
5、=Q1+Q2=W1+W2=P1 t1+P总总 t2=440 W900 s+660 W900 s=9.9105 J.传感器问题计算传感器问题计算1.某体育运动中心为了研究蹦床运动员的训练情况某体育运动中心为了研究蹦床运动员的训练情况,在蹦床上在蹦床上接入压力传感器接入压力传感器,压力传感器所在电路如图甲所示压力传感器所在电路如图甲所示.已知某运动已知某运动员的质量为员的质量为50 kg,某次从距离蹦床一定高度处跳下的过程中某次从距离蹦床一定高度处跳下的过程中,研究得到电路中两个电压表读数与电路中电流之间的关系如研究得到电路中两个电压表读数与电路中电流之间的关系如图乙所示图乙所示,压力传感器的电阻
6、与所受压力之间的关系如图丙所压力传感器的电阻与所受压力之间的关系如图丙所示示,请计算请计算:(1)定值电阻定值电阻R1的阻值的阻值.(2)电源电压和定值电阻电源电压和定值电阻R2的阻值的阻值.(3)当电路中电流达到最大时当电路中电流达到最大时,运动员受到的合力为多少运动员受到的合力为多少N?(2)因为电压表因为电压表V2测量压力传感器和测量压力传感器和R1两端的总电压两端的总电压,所以由所以由图线图线b可知可知,当当U2=10 V时时,I2=1 A;U2=4 V,I2=4 A;根据欧姆定律和图线根据欧姆定律和图线b可得可得:U=10 V+1 AR2,U=4 V+4 AR2,联立联立可得可得:电
7、源电压电源电压U=12 V,定值电阻定值电阻R2的阻值的阻值:R2=2.(3)分析可知分析可知,当传感器电阻变为当传感器电阻变为0时时,此时两个电压表示数相此时两个电压表示数相等等,电路中电流达到最大电路中电流达到最大,由图像可得由图像可得:Imax=4 A,由图丙可得弹簧对运动员的弹力由图丙可得弹簧对运动员的弹力:F弹弹=800 N,所受合力所受合力:F=F弹弹-G=F弹弹-mg=800 N-50 kg10 N/kg=300 N.2.如图所示的电路中如图所示的电路中,电源电压为电源电压为8 V,R2是阻值为是阻值为40 的定值的定值电阻电阻,压敏电阻压敏电阻R1的阻值随压力的变化情况如图乙所
8、示的阻值随压力的变化情况如图乙所示.当开当开关关S闭合后闭合后,问问:(1)在压敏电阻在压敏电阻R1受到的压力从受到的压力从0增加到增加到3 N的过程中的过程中,电流表电流表示数的变化是示数的变化是 (选填选填“增大增大”或或“减小减小”)的的.(2)当电流表示数为当电流表示数为0.4 A时时,压敏电阻受到的压力为多少压敏电阻受到的压力为多少?(3)当电流表示数为当电流表示数为0.4 A时时,电路连续工作电路连续工作10 mim,电阻电阻R2上产上产生的热量为多少生的热量为多少?(4)若此热量的若此热量的84%给给20 g的水加热的水加热,则水温升高多少则水温升高多少?c水水=4.2103 J
9、/(kg)增大增大解解:(2)通过定值电阻的电流通过定值电阻的电流:I2=0.2 A,电流表示数为电流表示数为0.4 A时时,通过压敏电阻的电流通过压敏电阻的电流:I1=I-I2=0.4 A-0.2 A=0.2 A,此时压敏电阻的阻值此时压敏电阻的阻值:R1=40,由图乙可知由图乙可知,R1=40 时时,F=2 N,则压力为则压力为2 N.(3)电阻电阻R2上产生的热量上产生的热量:Q2=W2=UIt=8 V0.2 A1060 s=960 J.(4)由由Q吸吸=cmt,可得可得t=9.6.3.“开车不饮酒开车不饮酒,酒后不开车酒后不开车”是每一位司机都必须遵守的交通是每一位司机都必须遵守的交通
10、法规法规.图甲是气体中酒精浓度测试仪的原理图图甲是气体中酒精浓度测试仪的原理图,电源电压电源电压U=12 V,R1是气敏电阻是气敏电阻,其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示所示.气体中酒精浓度大于或等于气体中酒精浓度大于或等于20小于小于80 mg/100 mL为酒为酒驾驾,大于或等于大于或等于80 mg/100 mL为醉驾为醉驾.测试仪使用前应先调零测试仪使用前应先调零,即当气体中酒精浓度为即当气体中酒精浓度为0时时,调节滑动变阻器调节滑动变阻器R2的滑片的滑片,使电压使电压表示数表示数U1=10 V,调零后调零后R2的滑片位置保持不变的滑片位置保
11、持不变.求求:(1)调零后调零后R2接入电路中的阻值接入电路中的阻值;(2)当当U1=10 V时时,R1消耗的电功率消耗的电功率;(3)在某次检测中在某次检测中,电流表示数为电流表示数为0.3 A,试通过计算分析试通过计算分析,判断该判断该司机属于酒驾还是醉驾司机属于酒驾还是醉驾?极值类计算极值类计算1.如图所示的电路中如图所示的电路中,电源电压保持不变电源电压保持不变,电阻电阻R1的阻值为的阻值为10,电阻电阻R2的阻值为的阻值为40,只闭合开关只闭合开关S和和S1,将滑动变阻器将滑动变阻器R的的滑动触头从最左端移到最右端的过程中滑动触头从最左端移到最右端的过程中,电流表的示数由电流表的示数
12、由0.2 A逐渐增大到逐渐增大到0.6 A,求求:(1)电源的电压电源的电压U;(2)滑动变阻器滑动变阻器R的最大阻值的最大阻值;(3)要使整个电路消耗的电功率最大要使整个电路消耗的电功率最大,请写出开关请写出开关S1、S2的开的开闭状态和滑动变阻器滑片闭状态和滑动变阻器滑片R的滑动触头所在位置的滑动触头所在位置,并计算出电并计算出电功率的最大值功率的最大值.解解:(1)只闭合开关只闭合开关S和和S1,该电路为串联电路该电路为串联电路;电阻电阻R1与与R串联串联接入电路中接入电路中,电流表测量电路中的电流电流表测量电路中的电流;当滑动变阻器的滑片当滑动变阻器的滑片移动到最右端时移动到最右端时,
13、滑动变阻器接入电路的电阻为滑动变阻器接入电路的电阻为0,该电路为仅该电路为仅含含R1的电路的电路,此时电路中的总阻值最小此时电路中的总阻值最小,电路中的电流最大电路中的电流最大,根根据欧姆定律可知据欧姆定律可知,电源电压为电源电压为U=I大大R1=0.6 A10=6 V.2.某实验小组利用电源、电流表、电压表、滑动变阻器某实验小组利用电源、电流表、电压表、滑动变阻器R、开关及导线若干测量定值电阻开关及导线若干测量定值电阻Rx的阻值的阻值,所有元件均完好所有元件均完好,按按图连接电路图连接电路(其中电压表未画出其中电压表未画出),进行实验进行实验,闭合开关后闭合开关后,将滑将滑动变阻器的滑片从一
14、端移动到另一端的过程中动变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中,发现电流表发现电流表示数的变化范国为示数的变化范国为0.241.2 A,电压表示数相应的变化范围为电压表示数相应的变化范围为6.0 V0.求求:(1)当当R接入电路为最大阻值时接入电路为最大阻值时,若通电若通电10 s,R消耗的电能消耗的电能;(2)Rx的阻值的阻值;(3)若将若将Rx与与R并联在原电源两端时并联在原电源两端时,电路消耗的最小电功率电路消耗的最小电功率.解解:(1)由题意知由题意知,电流表示数的变化范国为电流表示数的变化范国为0.241.2 A,电压表电压表示数相应的变化范围为示数相应的变化范围为6.00,电压表测
15、量的是滑动变阻器两端的电压电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器接入当滑动变阻器接入的阻值最大时的阻值最大时,电流表示数最小电流表示数最小,电压表示数最大电压表示数最大,此时的电流为此时的电流为0.24 A,电压表示数为电压表示数为6.0 V,通通电电10 s,R消耗的电能为消耗的电能为W=UIt=6.0 V0.24 A10 s=14.4 J.电磁继电器的相关计算电磁继电器的相关计算1.如图所示是某温控装置的简化电路图如图所示是某温控装置的简化电路图,工作电路由电压为工作电路由电压为220 V的电源和阻值的电源和阻值R=88 的电热丝组成的电热丝组成;控制电路由电源控制电路由电源、电
16、磁铁、电磁铁(线圈电阻线圈电阻R0=20)、开关、滑动变阻器、开关、滑动变阻器R2(取值范取值范围围080)和热敏电阻和热敏电阻R1组成组成;R1阻值随温度变化的关系如下阻值随温度变化的关系如下表所示表所示,当控制电路电流当控制电路电流I50 mA时时,衔铁被吸合切断工作电衔铁被吸合切断工作电路路;当控制电路电流当控制电路电流I40 mA时时,衔铁被释放接通工作电路衔铁被释放接通工作电路.温度温度/90806660504640363534R1/102040507080100120130150(1)工作电路正常工作时工作电路正常工作时,R在在1 min内产生的热量是多少内产生的热量是多少?(2)
17、当温度为当温度为60,滑动变阻器滑动变阻器R2=50 时时,衔铁恰好被吸合衔铁恰好被吸合,控控制电路的电源电压是多少制电路的电源电压是多少?(3)若控制电路电源电压不变若控制电路电源电压不变,此装置可控制的温度最大范围此装置可控制的温度最大范围是多少是多少?(4)要想该装置所控制的最高温度降低一些要想该装置所控制的最高温度降低一些,请分析说明如何请分析说明如何改变改变R2的阻值的阻值.(2)当温度为当温度为60 时时,由表格数据可知由表格数据可知R1=50,已知此时滑动已知此时滑动变阻器的电阻变阻器的电阻R2=50,则控制电路的总电阻为则控制电路的总电阻为:R=R1+R2+R0=50+50+2
18、0=120,此时衔铁恰好被吸合此时衔铁恰好被吸合,则控制电路的电流则控制电路的电流I=50 mA=0.05 A,由欧姆定律可得由欧姆定律可得,控制电路的电源电压控制电路的电源电压:U=IR=0.05 A120=6 V.由表中数据可知可控制的最低温度为由表中数据可知可控制的最低温度为35;所以所以,若控制电路电源电压不变若控制电路电源电压不变,此装置可控制的温度最大范此装置可控制的温度最大范围是围是3580.(4)要想该装置所控制的最高温度降低一些要想该装置所控制的最高温度降低一些,即热敏电阻即热敏电阻R1的的阻值增大阻值增大,因吸合时的电流不变因吸合时的电流不变,由欧姆定律可知由欧姆定律可知,
19、控制电路的控制电路的总电阻不变总电阻不变,故应减小故应减小R2的最大阻值的最大阻值.2.如图所示的电路如图所示的电路,是某学校楼道自动控制照明系统是某学校楼道自动控制照明系统,已知控已知控制电路电源电压制电路电源电压U=4.5 V,电磁继电器线圈电阻电磁继电器线圈电阻R 1=5,滑动滑动变阻器变阻器R2最大阻值为最大阻值为25.R3是一光敏电阻是一光敏电阻,其阻值随光照度其阻值随光照度E的增大而减小的增大而减小,且成反比且成反比,其具体关系如下表所示其具体关系如下表所示(光照度光照度E的单位是的单位是:勒克斯勒克斯,符号符号Lx;光越强光越强,光照度越大光照度越大).当线圈中电流当线圈中电流减
20、小至减小至I0=90 mA时时,电磁继电器衔铁被弹簧拉起电磁继电器衔铁被弹簧拉起,启动照明系启动照明系统统,利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时时,照明照明系统内照明灯自动工作系统内照明灯自动工作.(1)根据表格中数据写出光敏电阻的阻值根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度与光照度E的函数的函数关系式关系式.光照度光照度E/Lx0.511.522.53光敏电阻光敏电阻R3阻值阻值/603020151210(2)闭合开关闭合开关,把滑片移到最右端把滑片移到最右端(b端端),求照明系统启动时的光求照明系统启动时的光照度照度E0是多少是多少?如果光照度如果光照度E为为2 Lx时并保持时并保持1 min不变不变,这段这段时间内时间内R2消耗的电能是多少消耗的电能是多少?
