资源简介 2023年中考物理专项提高训练——电路的动态计算一、计算题1.如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R1=20Ω、R2=10Ω,小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样(小灯泡的阻值不随温度变化)。当开关S1闭合,S2与a点连接时,小灯泡L恰好正常发光。求:(1)电源电压;(2)若断开S1, S2与b点连接,电流表的示数是多少,通电10min电路消耗的电能;(3)整个电路的最大功率。2.某科技小组自制了一个测量池水深度的装置,如图甲所示,它主要是由控制盒和测量盒构成,其电路连接如图乙所示(连接导线带绝缘皮,足够长,不计电阻和质量)。测量盒是一个底面积为8cm2、高5cm、重2.0N的圆柱体,其底部为压敏电阻R,R与水接触的表面涂有绝缘漆,其阻值随下表面压力变化的部分参数如表所示。控制盒中电源电压恒定,R0为定值电阻。科技小组的同学将测量盒缓慢浸入水中,工作时测量盒底部始终与水平面相平,不考虑大气压强的影响。F/N R/Ω8 1516 1048 5112 3(1)当测量盒浸入深度为1m时,电压表的示数为1.5V,求此时R底部受到水的压强。(2)当测量盒浸入深度为2m时,电压表的示数为2.0V,求电源电压和R0的阻值。(3)将测量盒放入水平池底(R与池底未紧密结合,导线松弛),静止时电压表示数为3V,则池水深度为多少?3.如图甲为升降机电路的部分原理图.电源电压恒为6V,R0为定值电阻,电压表量程为0~3V,压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示.(1)压敏电阻所受压力为0时,电阻R1的阻值为多少?(2)压敏电阻所受压力为0时,电压表示数为2V,电阻R0的阻值为多少?(3)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为多少?4.某品牌电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断等电功能,其简化电路如图所示。S1是壶底温控开关,通常闭合,当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。S2是壶壁温控开关,闭合时对水加热,水烧开后自动断开,电热水瓶处于保温状态。S3是电动出水开关,闭合时电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为88W,加热功率为1000W;(1)只有S1处于闭合状态时,电路处于 (选填“保温”或“加热”)状态,求电阻R2的阻值;( )(2)开关S3闭合,电磁泵两端电压为24V,R3阻值为196Ω。求电磁泵的电功率;( )(3)若水烧开后,S2没有自动断开,待瓶里的水烧干,再经过3s,S1是否会断开?( )(已知发热盘质量为0.5kg,比热容为0.6×103J/(kg·℃)。设水烧干瞬间,发热盘的温度为112℃,不计热损失。)5.热敏电阻广泛应用于控制电路中,其阻值会随环境温度的改变而改变。图甲中,电源电压U=6V,电流表允许通过的最大电流为0.02A,滑动变阻器R的铭牌上标有“200Ω0.3A”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,闭合开关S,求:(1)环境温度为10℃、电路中电流为0.01A时,Rt两端的电压和变阻器接入的阻值。(2)图甲电路可以正常工作的最高环境温度。6.如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为20Ω。当S1、S2闭合,S3断开时,电流示数为0.3A。求:(1)电源电压;(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为4V,则定值电阻R2的阻值;(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数。7.如图甲所示,电源电压保持不变, ,滑动变阻器 的规格为“30 2A”,电压表的量程为0~15V,电压表的示数与滑动变阻器 的关系如图乙所示。则:(1)求电源电压;(2)滑动变阻器的滑片移到最右端时,求电压表的示数;(3)为了保证电路安全,求滑动变阻器的阻值变化范围。8.如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V6W”字样,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω.则:(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,小灯泡正常发光,求此时电流表的示数?(2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.2A,求此时R1两端的电压和通电1分钟R2消耗的电能?9.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻, R2为滑动变阻器。闭合开关S后,点 P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示,请从图像中获取信,求:(1)滑动变阻器R2的最大阻值;(2)定值电阻R1的阻值及电源电压U。10.小芸爸爸在商店选中一款速热式电热水器,小芸阅读说明书后知道该电热水器的额定功率是4400W.额定电压是220V,工作电路图如图所示(图中R是给水加热的电阻),小芸向爸爸指出该电热水器夏天4400W的额定功率过大,浪费电能,冬天4400W的额定功率过小,不能满足人对热水的需要。两人交流讨论后根据自家的实际情况,从节约、低碳、环保的角度,提出了以下选购要求:①该电热水器额定电压是220V;②夏天额定功率是2200W,春、秋两季额定功率是4400W,冬季额定功率是6600W.求:(1)如图所示,该电热水器正常工作15min,加热电阻R消耗的电能?(2)如图所示,该电热水器正常工作时,电路中电流强度是多大?(3)请你用两个加热电阻R1,R2和两个开关S1,S2设计出符合小芸以上①、②两个选购要求的电热水器加热工作电路图(画在答题卡的指定位置),并计算出加热电阻R1和R2的阻值各是多大?11.如图甲所示电路,电源电压U保持不变,R1和R2为定值电阻,R3为滑动变阻器。开关S闭合、S1断开、S2置于a时,调节滑动变阻器,电压表 的示数与电流表A的示数关系图线如图乙的Ⅰ所示;开关S和S1闭合、S2置于b时,调节滑动变阻器,电压表 的示数与电流表A的示数关系图线如图乙的Ⅱ所示。请画出该题的各个等效电路图。开关S闭合、S1断开、S2置于a时等效电路图如图乙开关S和S1闭合、S2置于b时等效电路图如图丙求:(1)电阻R1的阻值。(2)电源电压U和电阻R2的阻值。12.在综合实践活动中,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路如图所示,电源电压恒为18V,电阻箱最大阻值为999.9Ω.报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10mA会报警,超过20mA会损坏。压敏电阻Rx在压力不超过800N的前提下,其阻值随压力F的变化规律如下表所示。压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …电阻Rx/Ω 580 560 540 520 500 480 460 …(1)为不损坏元件,报警电路允许消耗的最大功率是多少?(2)在压敏电阻Rx所受压力不超过800N的前提下,报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得小于多少?(3)现要求压敏电阻受到的压力达到或超过200N时,电路报警按照下列步骤调试此报警电路:①电路接通前,滑动变阻器滑片P置于b端;根据实验要求,应将电阻箱调到一定的阻值,这一阻值为 Ω;②将开关向 端(填数字)闭合,调节 ,直至 ;③保持 ,将开关向另一端闭合,报警电路即可正常使用。(4)对(3)中已调试好的报警电路,现要求压敏电阻受到的压力达到或超过700N时,电路报警,若电源电压可调,其它条件不变,则将电源电压调为 V即可。13.如图,电路中电源电压恒定,小灯泡L的额定电压为6V,滑动变阻器R1标有“200Ω 1A”,电压表量程为0~5V。只闭合开关S2,当R1的滑片P移至最左端时,小灯泡恰好正常发光,此时电流表示数为0.5A;再闭合S1,电流表的示数变为0.8A。求:(1)灯泡的额定功率;(2)电阻R2的阻值;(3)只闭合S1,当电路总功率最小时R1接入电路的阻值。14.电源电压为25V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其上标有“50Ω 2A”的字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,灯泡L标有“5V 1W”的字样.(1)灯泡L正常工作时的电流是多大?(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡恰好正常工作,求R1的阻值.(3)S、S1、S2均闭合,求滑动变阻器R2连入电路的阻值为多大时电路功率最大?并求出此种情况下电路1min消耗的电能.15.如图所示的电路中,小灯泡上标有“6V3.6W”字样,滑动变阻器R1的最大电阻为40Ω,当只闭合S、S2,滑动变阻器的滑片P在中点时,小灯泡正常发光;当所有开关都闭合,滑片滑到A端时,A1、A2的示数之比是3:1(灯的电阻保持不变)。求:(1)小灯泡正常发光时的电流;(2)电源电压;(3)当只闭合S、S2,滑动变阻器的滑片P在A端时,小灯泡两端的实际电压。(4)小灯泡消耗的最小电功率(不能为0)。16.如图所示,灯泡L标有“8V 4W”的字样,当开关S闭合,滑片P在中点时,电压表的示数为4V,灯泡正常发光(假定灯泡电阻不随温度变化而变化).求:(1)灯泡的电阻;(2)该电路的电源电压;(3)此电路工作时的最小功率值.17.如图所示,定值电阻R0=30Ω,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,灯泡L上标有“12V6W”的字样,忽略灯丝电阻的变化。闭合开关S、S1、S2,将滑片P移到最左端,灯泡L正常发光。求:(1)电源电压;(2)灯泡L的电阻;(3)此电路消耗的最大电功率;(4)此电路消耗的最小电功率。:答案解析部分1.【答案】(1)解:当开关S1闭合,S2与a点连接时,R1与L并联,小灯泡正常发光,所以电源电压U=U额=6V答:电源电压为6V;(2)解:断开S1, S2与b点连接时,R1与R2串联,电流表测量该电路的电流,电路中的电阻R串=R1+R2=20Ω+10Ω=30Ω电流表示数通电10min电路消耗的电能W=UIt=6V×0.2A×10×60s=720J答:断开S1, S2与b点连接,电流表的示数是0.2A,通电10min电路消耗的电能为720J(3)解:当R1与L并联时,电路的功率最大,小灯泡的功率P额=3.6W,R1的功率电路的最大功率P最大=P额+PR1=3.6W+1.8W=5.4W答:整个电路的最大功率为5.4W。2.【答案】(1)解:由p=ρgh得R底部受到水的压强:p1=ρgh1=1×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa(2)解:由题图知压敏电阻R与R0串联,电压表测量R0两端的电压,当h为1m时,水对R底部的压力为F1=p1S=1×104Pa×8×10-4m2=8N;查表得:R1= 15Ω,则有U=I1R1+U0= R1+U0①当h2为2m时,水对R底部的压力为:F2=p2S=ρgh2S=1×103kg/m3×10N/kg×2m×8×10-4m2=16N查表得: R2= 10Ω,则有U=I2R2+U0'= R2+U0’②. .联立①②式代入数据解得:电源电压U=6V,R0=5Ω(3)解:电压表示数为U3=3V时,有U=I3R3+U3= R3+U3代入数据解得R3=5Ω,查表得测量盒底部受到的总压力F3=48 N测量盒沉底时受到重力、支持力和浮力,其中G=2.0 N,F浮=ρgV排=1×103 kg/m3×10N/kg×8×10-4m2×0.05m=0.4 N,则池底对测量盒底部的支持力:F支=G-F浮=2.0N-0.4N=1.6N所以,水对测量盒底部的压力为:F=F3-F支=48N-1.6N=46.4 N由: F=pS=ρgh3S= 1.0×103kg/m3×10N/kg×h3×8×10-4m2=46.4N解得h3=5.8 m3.【答案】(1)解:由图乙可知,当压敏电阻所受压力为零时,压敏电阻的阻值R1=200Ω;(2)解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测定值电阻R0两端的电压,由题知,压敏电阻所受压力为0时,电压表示数为2V,根据串联电路的电压电流规律,此时压敏电阻两端的电压:U1=U﹣U0=6V﹣2V=4V,电路中的电流: ,电阻R0的阻值: ;(3)解:由图象可知,压力越大时,R1的阻值越小,由串联电路的电压特点可知,当电压表的示数最大为U0′=3V时,压敏电阻所受压力最大,此时电路中的电流: ,此时压敏电阻两端的电压:U1′=U﹣U0′=6V﹣3V=3V,则此时压敏电阻的阻值: ,由图乙所示图象可知,压敏电阻所受最大压力为2500N.4.【答案】(1)保温;550Ω(2)24W(3)S1会断开5.【答案】(1)解:环境温度为10℃时,由图乙可知热敏电阻Rt=500Ω,已知:电流I=0.01A,由I= 可知:Rt两端电压:U1=IR1=0.01A×500Ω=5V。滑动变阻器接入电路的阻值:R滑= = = =100Ω答:环境温度为10℃、电路中电流为0.01A时Rt两端的电压为5V,滑动变阻器接入电路的阻值为:100Ω(2)解:电流表允许通过的最大电流:I最大=0.02A,电源电压U=6V,由I= 可知,电路中的最小电阻为:R总最小= = =300Ω,滑动变阻器的最大阻值:R滑最大=200Ω,热敏电阻的最小阻值:R1最小=R总-R滑最大=300Ω-200Ω=100Ω,热敏电阻的阻值为100Ω时,由图乙可知其工作的最高环境温度50℃答:图甲电路可以正常工作的最高环境温度为50℃6.【答案】(1)解:当S1、S2闭合,S3断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由 可得,电源的电压答:电源电压为6V;(2)当S1、S3断开,S2闭合时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流即解得R2=40Ω。答:定值电阻R2的阻值为40Ω;(3)当S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表的示数答:当S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为0.45A。7.【答案】(1)解:由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压,由图像可知,变阻器的电阻为10Ω时,电压表的示数是12V,此时通过电路的电流I= =1.2A变阻器R2两端的电压U2=IR2=1.2A×10Ω=12V电源电压U=U1+U2=12V+12V=24V答:电源电压是24V;(2)解:滑动变阻器的滑片移到最右端时,变阻器连入电路的电阻最大,通过电路的电流 =0.6A电压表的示数答:滑动变阻器的滑片移到最右端时,电压表的示数是6V;(3)解:电压表的量程为0~15V,电压表的最大示数是15V,当变阻器连入电路的电阻变小时,由串联分压可知电压表的示数变大,所以当电压表的示数最大时,通过电路的电流 =1.5A变阻器的最小值 =6Ω变阻器的最大阻值是30Ω,滑动变阻器的阻值变化范围是6Ω-30Ω。答:为了保证电路安全,滑动变阻器的阻值变化范围6Ω-30Ω。8.【答案】(1)解:当S1,S2闭合,P置于b端时,R2与L并联,小灯泡正常发光U=U2=U额=6V,由P=UI得:IL= =1A,则I2= =0.3A,∵并联电路干路电流等于各支路电流之和;∴I=IL+I2=1A+0.3A=1.3A答:电流表的示数是1.3A。(2)解:当S1闭合,S2断开,P置于a端时,R1与R2串联, = =0.2A;由欧姆定律得: R2=0.2A×20Ω=4V;U1=U =6V 4V=2V。由W=UIt得,W=4V 0.2A 60s=48J答:此时R1两端的电压和通电1分钟R2消耗的电能是2V和48J。9.【答案】(1)解:由图像可知,当电路中电流最小I2=0.2A时,滑动变阻器两端的电压为U2=4V,此时滑动变阻器的阻值最大答:滑动变阻器的最大阻值是20Ω;(2)解:由图乙可知,当I2=0.2A时,电源电压当I1=0.6A时,电源电压联合两式,解得U=6V,R1=10Ω答:定值电阻R1的阻值为10Ω,电源电压为6V。10.【答案】(1)解:正常工作15min加热电阻R消耗的电能:W=Pt=4400W×15×60s=3.96×106J答:该电热水器正常工作15min,加热电阻R消耗的电能为3.96×106J(2)解:由P=UI可得,电热水器正常工作时电路的电流强度:I= = =20A答:该电热水器正常工作时,电路中电流强度是20A(3)解:由题意可知,两加热电阻并联,分别用一个开关控制电路,如下图所示:夏季:只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,总功率P1=2200W,由P= 可得:R1= = =22Ω,春、秋两季:只闭合开关S2时,电路为R2的简单电路,总功率P2=4400W,则R2= = =11Ω,冬季:同时闭合开关S1和S2,总功率P总=P1+P2=2200W+4400W=6600W答:符合小芸以上①、②两个选购要求的电热水器加热工作电路图如上图所示,加热电阻R1和R2的阻值分别为22Ω、11Ω11.【答案】(1)解:如图丙,R1与R3串联,电流相等,电压表测量R1电压,由乙图Ⅰ得,当R1电流为0.1A时电压为1.0V,(2)解:由乙、丙得当电流表示数为0.3A时对应电压 ,由乙、丙图分析可得当电流为0.1A时 ,当电流为0.3A时 ,解得U=9VR2=20Ω。12.【答案】(1)解:由题知,电源电压为18V,电路中最大电流为20mA=0.02A,则报警电路允许消耗的最大功率:P最大=UI最大=18V×0.02A=0.36W(2)解:报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:R总= = =1800Ω,由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,则压敏电阻受到的压力为800N时,其阻值为:RX=580Ω﹣ ×20Ω=260Ω,所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R滑=R﹣RX=1800Ω﹣260Ω=1540Ω(3)500;2;滑动变阻器的滑片P;报警器报警;滑动变阻器的滑片P位置不变(4)1613.【答案】(1)解:只闭合开关S2,当R1的滑片P移至最左端时,则电路为小灯泡的简单电路;此时,小灯泡恰好正常发光,则电源电压等于小灯泡的额定电压6V。小灯泡的额定功率为答:灯泡的额定功率为3W(2)解:电阻R2两端电压为通过电阻R2的电流电阻R2的阻值答:电阻R2的阻值为20Ω;(3)解:只闭合S1,则R1、R2串联。当电压表示数为5V时,R1接入电路的阻值最大;此时,R2两端电压为电路中电流为R1接入电路的阻值为答:只闭合S1,当电路总功率最小时R1接入电路的阻值为100Ω。14.【答案】(1)解:I额=P额/U额=1W/5V=0.2A答:灯泡正常工作时的电流是0.2A(2)解:闭合S、断开S1、S2,R1与L串联,灯泡正常工作,UR1+UL=25V,由于UL=5V,IL=0.2A,则定值电阻的电阻大小为R1=U1/I1=(25V-5V)/0.2A=100Ω答:R1的阻值为100Ω(3)解:S、S1、S2均闭合时,电路电压为25V,R1与R2并联,且P总="P"R1+PR2,此时通过R1的电流是一个定值,大小为IR1=UR1/R1=25V/100Ω=0.25A,R1的电功率为PR1=U R1IR1=25V×0.25A=6.25W如果电路干路中的电流为电流表A2允许通过的最大电流3A,而R1的电流为0.25A,这时R2通过的电流为IR2=I总-IR1=3A-0.25A=2.75A>2A(滑动变阻器R2允许通过的最大电流),所以R2中能通过的最大电流为2A,于是此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为R2=U/IR2大=25V/2A=12.5ΩR2最大功率为PR2大=UIR2大=25V×2A=50W从而电路中最大功率为P总大="P"R1+PR2大=6.25W+50W=56.25W电路1分钟消耗的电能最大值W=P总大t="56.25" W×60s=3375J答:滑动变阻器R2为12.5Ω时电路功率最大,此时电路1分钟消耗的电能值是3375J15.【答案】(1)解:由P=UI可得,小灯泡正常发光时的电流:IL= = =0.6A答:小灯泡正常发光时的电流为0.6A(2)解:由I= 可得,小灯泡的电阻:RL= = =10Ω,当只闭合S、S2,滑动变阻器的滑片P在中点时,灯泡L与 R1串联,因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡正常发光,所以,滑动变阻器两端的电压:U1=I× R1=IL× R1=0.6A× ×40Ω=12V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U=UL+U1=6V+12V=18V答:电源电压为18V(3)解:当只闭合S、S2,滑动变阻器的滑片P在A端时,灯泡L与R1串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I′= = =0.36A,小灯泡两端的实际电压:UL实=I′RL=0.36A×10Ω=3.6V答:当只闭合S、S2,滑动变阻器的滑片P在A端时,小灯泡两端的实际电压为3.6V(4)解:当所有开关都闭合,滑片滑到A端时,R2与R1的最大电阻并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且此时A1、A2的示数之比是3:1,所以,通过R1、R2的电流之比:= = = ,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电阻的阻值之比:= = = ,则R2=2R1=2×40Ω=80Ω,比较可知,R2的阻值大于R1的最大阻值,则当闭合S、S3且断开S1、S2时,灯泡L与R2串联,此时电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的电功率最小,电路中的最小电流:I小= = =0.2A,小灯泡消耗的最小电功率:PL小=I小2RL=(0.2A)2×10Ω=0.4W答:小灯泡消耗的最小电功率为0.4W16.【答案】(1)解:灯泡L标有“8V 4W”的字样,根据 得灯泡的电阻为:(2)解:如图电路,当滑片P在中点时,滑动变阻器的一半R′与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压,即滑动变阻器两端的电压为:4V;因为灯泡正常发光,即 ;所以电源电压:;根据 得灯泡正常发光时的电流为:;此时滑动变阻器接入电路的电阻为:则滑动变阻器最大阻值为:(3)解:根据 知,当电阻最大时,功率最小;当滑动变阻器最大阻值接入电路时,电阻最大为:所以电路消耗的最小功率为:17.【答案】(1)解:闭合开关S、S1、S2,将滑片P移到最左端时,R0与L并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且此时灯泡L正常发光,所以,电源的电压U=UL=12V答:电源电压为12V(2)解:由P=UI= 可得,灯泡L的电阻:RL= = =24Ω答:灯泡L的电阻为24Ω(3)解:闭合开关S、S1、S2,将滑片P移到最左端时,R0与L并联,此时电路的总电阻最小,电路的总功率最大,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路的总电阻:R总= = = Ω,此电路消耗的最大电功率:P大= = =10.8W答:此电路消耗的最大电功率为10.8W(4)解:当闭合S、S1,断开S2,将滑片P移动最右端时,R0与R的最大阻值串联,此时电路的总电阻最大,电路消耗的电功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此电路消耗的最小电功率:P小= = =1.8W答:此电路消耗的最小电功率为1.8W 展开更多...... 收起↑ 资源预览