计算题（3）电学计算——2024届中考物理二轮复习题型强化
1.某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。［，无烟煤的热值是］试求：
（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳？
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳？
此锅炉的效率是多少？
2.如图所示，电源电压恒为18V，灯泡标有“6V 3W”，R1为标有“60Ω 1A”的滑动变阻器，电压表量程均为（不考虑灯泡电阻的变化）。
（1）求灯泡正常工作时的电流；
（2）求电路的最小总功率；
（3）若移动滑动变阻器滑片过程中，电压表 V1示数的变化量与电压表 V2示数变化量之比为 5∶3，求R2的电阻。
3.随着人们生活水平的提高，现在很多家庭都在卫生间装有热风干手器，如图甲所示，将手放在热风干手器下方，就有热风吹到手上，从而加快手上的水分的蒸发，图乙是某热风干手器的电路简图，M是电风扇，通电后可以送风；R是电热丝，通电后可以发热。二者同时工作使得热风干手器送出热风。下表是它的铭牌。
品名 HG2010型热风干手器 额定电压 220V
频率 50Hz 额定功率 电风扇 20W
外形尺寸 236mm×100mm×250mm 电热丝 1100W
（1）若某次干手时间为10s，则消耗了多少焦的电能？
（2）热风干手器正常工作时电热丝的电阻是多少？
4.如图甲所示电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，当滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I﹣U关系图像如图乙所示。求：
（1）小灯泡正常发光的电阻是多少？
（2）滑动变阻器的最大阻值为多少？
（3）该电路总功率变化范围是多少？
5.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电流表的量程分别为0～0.6A和0～3A，电压表的量程分别为0～3V和0～15V，电阻和的阻值分别为24Ω和120Ω.求：
（1）当只闭合开关时，电压表示数为12V，求电流表的示数；
（2）当只闭合开关时，电阻消耗的电功率；
（3）现用阻值不同的电阻替换，替换后要求：通过控制开关的断开或闭合，使电流表或电压表的示数分别能达到某个量程的最大值，且两个电阻都有电流通过，请通过计算求出符合上述要求的所有可能的定值电阻的阻值。
6.某品牌智能滚筒洗衣机的等效电路如图所示。闭合开关S，旋钮开关旋至1挡位置时，洗衣机处于加热状态；旋至2挡位置时，洗衣机处于保温洗涤状态。和均为电热丝，其阻值不受温度影响，，洗衣机正常使用时，加热功率是2400W。[已知，]。求：
（1）洗衣机在加热状态正常工作时，干路电流是多少？（结果保留一位小数）。
（2）某次洗衣时，洗衣机内注入40L水，在额定电压下对水加热，水温由20℃上升到50℃，此时加热效率是84%，则需要加热时间是多少？
（3）某次关闭家中其他电器，只有洗衣机处于保温洗涤状态正常工作了20min，标有“3000r/（kW·h）”的电能表转盘转过500转，则洗衣机保温洗涤时的功率是多少？
7.如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）电源电压；
（3）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
8.如图所示的电路中，电源电压保持不变。当开关断开、闭合时，电压表的示数为4.5V；当开关闭合、断开时，电压表的示数为3V，求：
（1）电源电压。
（2）和两端的电压。
9.在“用电流表和电压表测电阻”的实验中，电路如图甲所示．
（1）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移动到____（选填“a”或“b”）端；
（2）闭合开关，发现电流表示数为零，但电压表指针发生明显偏转，则电路发生的故障可能是以下四种中的_____；
A.发生断路 B.滑动变阻器断路 C.发生短路 D.电流表断路
（3）排除故障后，闭合开关，调整滑片P到某一位置后，若两表的示数分别如图乙、丙所示，电压表的示数为_____V，电流表的示数为_____A，此次测得的结果为_____Ω。
10.如图所示的电路中，电源电压不变，的阻值为20Ω，的阻值为30Ω。当只闭合开关时，电流表的示数为0.3A.求：
（1）电源电压U。
（2）开关、都闭合时，电流表的示数。
（3）只闭合开关时，电路消耗的电功率。
11.油电混动汽车全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量；当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时，只有内燃机工作，既向车轮输出能量，又给蓄电池充电，从而提高能量利用率（能量利用率指有效利用能量占全部能量的百分比）。某次测试人员驾驶一辆油电混动汽车在平直公路上匀速行驶100km，消耗燃油10kg，行驶时汽车牵引力恒为2000N。此过程中，蓄电池储存的能量由满电的30%增大至满电的70%。其蓄电池参数如表所示。
蓄电池参数1
电压/V 500
容量/（A·h） 150
（1）根据表格提供的参数可知该蓄电池充满电后储存的电能是多少？
（2）该油电混动汽车在测试过程中的能量利用率是多少？（）
12.电饭锅是家中常用的用电器，下表是小宇家中一台电饭锅的部分铭牌。该电饭锅内部有、两根电热丝和、两个开关，其中为主加热板（不考虑温度对电阻的影响），为温控开关。
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 加热 880W
保温 44W
（1）请结合所学电学知识，推测电饭锅内部电路情况，画出电路图，并结合所画的电路图说明开关在何种状态时电饭锅处于加热状态；
（2）试求阻值的大小；
（3）某一天，小宇断开家中其他用电器，只接通电饭锅且处于加热状态，发现家中标有“220V；10（20）A；3000r/（kW·h）”的电能表在5min内转了200圈，电饭锅此时的实际加热功率是多少？
13.王老师从家里出发，使用充满电的油电混用汽车到学校。整个过程经历了三个阶段：
阶段一：由电动机带动从静止加速行驶500m，直至速度达到54Km/h，能耗表上显示本阶段数据为150KW·h/100Km，消耗电能的80%转化为动能；
阶段二：以54km/h匀速行驶6 min，此过程全部由汽油机维持，由机载计算机信息可知消耗了450g汽油，此阶段汽油机的效率为40%；
阶段三：在距学校200m处汽油机停止工作，启动刹车后，车载发电机采取动能回收技术，将80%的动能转化为电能，并储存在蓄电池中，最后停在学校。
问：
（1）求该汽车在加速过程中消耗的电能；
（2）求该汽车在匀速行驶过程中受到的阻力；
（3）如果王老师下班与此过程相同，那么回家后利用充电桩充电，充电效率为60%，需要花费多少钱才能将蓄电池充满电？（电费取0.5元/KW·h，汽油热值：）
14.如图所示是空调自动控制装置。已知R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表1所示。继电器的线圈电阻，左边控制电路的电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
表1
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 120 390 360 330 300
表2
电源 220V 50Hz 额定功率： 制冷2200W 制热2800W 质量 10kg
（1）请通过计算说明空调的启动温度是多少℃？
（2）为将空调的启动温度改为30℃请说出一个调节的方法？
（3）若空调的铭牌如表2所示，设夏季时空调每天以额定功率工作6h，每月按30天计算，该空调一个月消耗电能是多少？
（4）为节约用电，夏季要适当升高空调的启动温度，晓红认为可以适当增大线圈的匝数，请你说说该方法是否可行，并说明理由？
答案以及解析
1.答案：（1）（2）（3）30.9%
解析：（1）锅炉内200kg的水吸收的热量
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量
（3）此锅炉的效率
2.答案：（1）0.5A；（2）4.5W；（3）8Ω
解析：（1）由题意和可得，灯泡正常工作时的电流是
（2）当开关S闭合时，灯泡L和R1、R2串联，电压表V1测量R1两端电压，电压表V2测量R1、R2两端电压，且电压表量程均为，所以，当电压表V 的示数等于15V时，灯泡两端的电压是
由可得，灯泡的电阻是
因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的最小且最小电流是
根据可知，电路的最小总功率是
（3）设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表V1示数的变化量是
电压表V2示数变化量是
因电压表V 示数的变化量与电压表V 示数变化量之比为5∶3，且不考虑灯泡电阻的变化，所以
解得
3.答案：（1）1.12×104J；（2）44Ω
解析：（1）如图甲所示，将手放在热风干手器下方，就有热风吹到手上，从而加快手上的水分的蒸发，由表中数据可知，电路的总功率
P=20W+1100W=1120W
由得，干手10s消耗的电能
W=Pt=1120W×10s=1.12×104J
（2）由，则热风干手器工作时的电阻
4.答案：（1）6Ω；（2）9Ω；（3）12W~24W
解析：（1）灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡两端的电压。当滑片滑到最左端时，变阻器接入电路的阻值为零，电路为灯泡的简单电路，电源的电压等于此时灯两端的电压，即电源的电压
由图乙可知，此时电路中的电流为
此时灯泡正常发光，由可得，灯泡正常发光的电阻
（2）由图像可知，灯泡两端的最小电压为
通过电路的最小电流
滑动变阻器两端的电压
由可得，滑动变阻器的最大阻值
（3）电路消耗的最大功率
电路消耗的最小功率
电路总功率变化范围为12W~24W。
5.答案：（1）0.5A；（2）1.2W；（3）72Ω、4.8Ω
解析：（1）只闭合时，由图知道，电路中只有，且，故电流表的示数
（2）只闭合时，由图知道，电路中只有
故电阻消耗的电功率
（3）电路中电阻、同时都有电流通过，①只闭合电键，电阻、串联；②只断开电键，电阻、并联.
①当电阻、串联时，因为
所以，电流达不到电流表两个量程的最大值，因为电源电压，所以电压达不到电压表0～15伏量程的最大值，当伏时，达到电压表0～3伏量程的最大值
此时电路中的电流
定值电阻可能的阻值
②当电阻、并联时，
当时，达到电流表0～3安的量程的最大值
定值电阻可能的阻值
因为电源电压，所以电压达不到电压表0～15伏量程的最大值，当时，达到电流表0～0.6安量程的最大值
（不作为替换电阻）
6.答案：（1）10.9A；（2）2500s；（3）
解析：（1）旋钮P旋至1档时，、同时工作，此时处于加热挡，根据可知，此时电路中的电流为
（2）水的体积
由可知，水的质量
水吸收的热量
由可知，洗衣机消耗的电能
由可知，需要加热的时间
（3）3000r/（kW·h）表示电路中的用电器每消耗1kW·h电能，电能表的转盘转过3000转，则电能表转盘转过500转，洗衣机消耗的电能
洗衣机保温洗涤状态时的功率
7.答案：（1）（2）6V（3）
解析：（1）灯泡的额定电流
（2）滑动变阻器的最大阻值为R，电源电压为
①
当滑动变阻器的滑片P滑到中点时，电路中的电流为0.4A，此时电源电压为
②
由①②式可得
（3）保证电路安全，电路中的电流最大不超过0.5A，此时滑动变阻器接入电
路的阻值最小，此时灯泡两端电压为5V，滑动变阻器两端电压为1V，此时接入电路的阻值为最小值
8.答案：（1）4.5V；（2）3V；1.5V
解析：（1）由电路图可知，当开关断开、闭合时，两灯泡串联，电压表测电源的电压，则电源的电压；
（2）当开关闭合、断开时，两灯泡串联，电压表测两端的电压，则两端的电压；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两端的电压：。
9.答案：（1）b（2）A（3）2；0.4；5
解析：（1）由电路图可知，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于b端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大。
（2）A、如果发生断路，电路断路，电流表示数为零，电压表与电源连接相连，电压表指针明显偏转，符合题意；
B、如果滑动变阻器断路，电路断路，电流表示数为零，电压表与电源两极不相连，电压表指针不偏转，不符合题意；
C、发生短路，电路是通路，电流表有示数，电压表指针不偏转，不符合题意；
D、电流表断路，电路断路，电流表示数为零，电压表与电源两极不相连，电压表指针不偏转，不符合题意；
（3）由图乙可知，电压表量程是0~3V，分度值是0.1V，电压表读数是2V；由图丙可知，电流表量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.4A；因为，所以电阻阻值。
10.答案：（1）6V；（2）0.5A；（3）1.2W
解析：（1）由电路图可知，只闭合开关时，电路为的简单电路，电流表测量电路电流；
由可知，电源电压：；
（2）由电路图可知，开关、都闭合时，电阻、并联，电流表测量干路电流；
通过的电流：，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流（电流表的示数）：；
（3）只闭合开关时，电路为的简单电路，电路消耗的电功率：。
11.答案：（1）2.7×108J；（2）77%
解析：（1）该蓄电池充满电后储存的电能是
（2）该油电混动汽车在测试过程中，牵引力做的功为
蓄电池增加的能量为
燃油完全燃烧放出的热量为
油电混动汽车在测试过程中的能量利用率为
12.答案：（1）如图所示
或
开关S闭合S0断开为保温状态，开关S、S0都闭合是加热状态
（2）1100Ω（图一）或1045Ω（图二）
（3）800W
解析：（1）如图所示
或
开关S闭合S0断开为保温状态，开关S、S0都闭合是加热状态。
（2）图一：开关S闭合S0断开为保温状态，电路中只有工作，由可知
图二：开关S闭合S0断开为保温状态，、串联，电路总电阻为
开关S、S0都闭合是加热状态，电路中只有工作，的电阻为
此时电阻为
（3）电能表转200圈消耗的电能为
由可知，功率为
答：（1）如图所示
或
开关S闭合S0断开为保温状态，开关S、S0都闭合是加热状态；
（2）的阻值为1100Ω（图一）或1045Ω（图二）；
（3）电饭锅此时的实际加热功率是800W。
13.答案：（1）（2）1000N（3）0.45元
解析：(1)
(2)
（3）
需要花费：元
14.答案：（1）25℃；（2）串联一个30Ω的电阻；（3）396度；（4）不可行，见解析
解析：（1）当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调开始工作。由得，电路启动时的总电阻为
此时热敏电阻的阻值为
对照表格数据可知，此时的启动温度是25℃。
（2）因为电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，则电路中还应串联的电阻为
（3）由铭牌可知， 空调每月工作时间为
空调的制冷功率为
则空调一个月消耗的电能为
（4）不可行，增大线圈匝数时，线圈电阻改变不大，对电流影响很小，但是会导致电磁铁磁性增强，结果是在电流较小（热敏电阻R更大，温度更低）的情况下，就能产生足够的磁力将衔铁吸下来，即该方法会降低空调的启动温度。
