中考物理電學計算題專題練習

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學習必備，電學計算題專題練習。一、傳感器類計算題1.一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀被廣泛用來檢測酒駕。傳感器R1的阻值隨酒精氣體濃度的變化如圖甲，工作電路如圖乙，電源電壓恒為12V，定值電阻R2=30Ω。求：(1)被檢測者未喝酒時，R1阻值為多少？(2)被檢測者酒精氣體濃度為0.8mg/mL時，電流表的示數(shù)是多少？(3)現(xiàn)在公認的酒駕標準為0.2mg/mL≤酒精氣體濃度≤0.8mg/mL，當電壓表示數(shù)為4.8V時，通過計算說明被檢測司機是否酒駕？2.一種測量人的體重和身高的電子秤，其測體重部分的原理如圖中的虛線框所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿ABO，壓力傳感器R（電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻），顯示體重大小的儀表（實質(zhì)是電流表）。其中AO：BO=4：1，壓力傳感器R表6面能承受的最大壓強為2×10Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示。壓力F/N50100150200250300…電阻R/Ω300270240210180150120…設踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V。請回答：(1)踏板空載時，電流表讀數(shù)是多少mA？(2)若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2×10^-4m，則該秤的最大稱量值是多少Kg？(3)為了把電流表A的表盤改裝成電子秤表盤，我們需要確定踏板上人的體重G與電流表的示數(shù)I的關(guān)系。請你根據(jù)題中壓力F與電阻R的相關(guān)信息，推導出電流表的示數(shù)I與體重G的關(guān)系式（要求寫出主要的推導過程）。3.如圖甲是水果自動篩選裝置，它能將質(zhì)量小于一定標準的水果自動剔除，其原理如下：傳送帶上的水果經(jīng)過檢測點時，使壓敏電阻R1的阻值發(fā)生變化，電壓表的示數(shù)也隨之發(fā)生改變，當電壓表示數(shù)小于4V時，機械裝置啟動，將質(zhì)量不達標的小水果推出傳送帶，實現(xiàn)自動篩選功能。已知：電源電壓為14V，變阻器R2的最大電阻為20Ω，壓敏電阻R的阻值隨壓力變化關(guān)系如圖乙所示。求：(1)將滑片P調(diào)到a點時，若檢測點上沒有水果，電路中的電流是多少？(2)將滑片P調(diào)到b點時，若檢測點上沒有水果，機器運轉(zhuǎn)1min電路消耗的電能是多少？(3)要使該裝置剔除質(zhì)量小于0.4kg的水果，應將變阻器的阻值調(diào)到多大？小華同學設計了一個實驗裝置來研究水流對不同形狀物體的沖擊力。實驗裝置如圖所示，電源電壓為3V，電流表量程為1A，電阻不計，粗細均勻的電阻絲MN全長為12cm，總電阻為9Ω，它的阻值與其接入電路的長度成正比。水平光滑桿AB上套有彈簧，彈簧彈力與其伸長量x的關(guān)系如圖所示，彈簧左端固定，右端連接有滑塊，滑塊與滑片P、物體Q通過硬桿相連?；c電阻絲始終保持良好接觸。當水流沖擊力為零時，滑片P恰好與電阻絲左端相接觸，此時電流表滿偏。通過電流表示數(shù)可以計算出物體受到的水流沖擊力大小。（1）電阻Ro的阻值為多少？（2）當電流表讀數(shù)為0.5A時，物體所受的沖擊力大小為多少？在實際測量中，我們通常使用小量程電流表改裝而成的電流表。圖a中G是滿偏電流（即小量程電流表允許通過的最大電流）Ig=3mA的電流表，其電阻Rg=10Ω，需要把它改裝為一個量程為3A的電流表（如圖b）。（1）當通過小量程電流表的電流為滿偏電流時，它兩端的電壓為多少？（2）需要給它并聯(lián)一個多大的電阻R0？（計算結(jié)果小數(shù)點后保留兩位數(shù)字）（3）設改裝后的電流表的電阻為R，比較R與R0的大小關(guān)系，并簡單地說明理由。常用的電壓表是由小量程的電流表G改裝而成的。電流表G也是一個電阻，遵從歐姆定律。圖甲是一個量程為～3mA的電流表G，當有電流通過時，電流可以從刻度盤上讀出，這時G的兩接線柱之間具有一定的電壓。因此，電流表G實際上也可以當成一個小量程的電壓表。已知該電流表的電阻為Rg=10Ω。（1）若將這個電流表當成電壓表使用，則刻度盤上最大刻度3mA處應該標多大的電壓值？（2）如圖所示，若將這電流表串聯(lián)一個定值電阻R后，使通過G的電流為3mA時，A、B之間的電壓等于3V，這樣A、B之間（虛線框內(nèi)）就相當于一個量程為～3V的電壓表（圖丙），求串聯(lián)的定值電阻R的大小。（3）如圖所示，若將這電流表串聯(lián)一個阻值為4990Ω的定值電阻R′后，通過G的最大電流為3mA，則該電壓表的量程是多少？10.3電熱水壺小紅家的快速電熱水壺型號為KS-12，最大容積為1.2L，額定電壓為220V，額定頻率為50Hz，額定功率為1000W。為了測量它燒水時的實際功率，小紅和父親合作進行了如下實驗：首先關(guān)掉家里所有用電器，然后將該電水壺裝了0.6kg、20℃的水，接入家庭電路中，閉合壺的開關(guān)，測得壺中的水從20℃上升到100℃所用的時間是4min。同時觀察到家中電能表（見圖（b）轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)正好為90轉(zhuǎn)（r））。我們可以根據(jù)以上信息計算出以下問題：（1）電水壺中水吸收的熱量；（2）電水壺燒水的實際功率；（3）電水壺加熱的效率。4.熱熔器圖甲展示了用來焊接PVC塑料管道的熱熔器的外觀照片，其內(nèi)部電路如圖乙所示，S1是手動電源開關(guān)，S2是溫控開關(guān)，作用是完成“加熱模式”和“保溫模式”之間的切換，L是指示燈（在S1閉合情況下L始終能正常發(fā)光），R1是限流電阻。下表是有關(guān)元件的物理參數(shù)。我們可以根據(jù)以上信息計算出以下問題：（1）求R1的阻值；（2）求保溫功率（不含L和R1的功率）；（3）求該熱熔器（全電路）在保溫模式下1min消耗的電能。5.電開水器某電開水器的結(jié)構(gòu)如圖甲所示（剖面圖），簡化的內(nèi)部電路如圖乙所示。進水管管口的閥門由輕質(zhì)浮子1和與它們相連的兩根輕質(zhì)硬桿控制。只有進水管中的水壓在正常范圍內(nèi)，冷水箱和煮水箱中的水位就比出水管管口低，冷水不會從出水管流出。當冷水箱中的水位達到一定高的時候，浮子2浮起，會觸動單刀三擲開關(guān)S1，煮水電熱管R1通電發(fā)熱，冷水被煮沸，水面升高，開水就從出水管進入貯水箱。當貯水箱中水位達到一定高度時，浮子3浮起，又會觸動單刀三擲開關(guān)S1，煮水暫停。一旦貯水箱中水溫下降使溫控開關(guān)S2閉合，保溫電熱管R2就會通電發(fā)熱，開水處于保溫狀態(tài)。已知煮水電熱管R1的阻值為12.1Ω，保溫電熱管R2的阻值為48.4Ω，求電開水器的最大發(fā)熱功率。3.小明修電吹風機小明修理了一臺電吹風機，他首先檢查了電源線和插頭，發(fā)現(xiàn)它們都沒有問題。然后他檢查了電熱絲，發(fā)現(xiàn)它斷了。在上述基礎上，小明算出了應選配的電熱絲的阻值R，成功地修復了電吹風機。那么，小明是如何計算電熱絲的電阻的呢？請寫出計算電熱絲阻值的過程。（2）在圖甲中，當浮子1上升到最高處時，它的最上端與出水管口平齊，此時閥門會關(guān)閉進水管口，AC桿垂直。已知浮子1的體積為V=2.5×10m，進水管口和閥門的橫截面積S均為1×10m（不考慮閥門、管壁厚度和摩擦）。又知BO：BA=20：1（O為輕質(zhì)浮子1的球心，A為兩輕質(zhì)硬桿的相交處，B為輕質(zhì)硬桿BO的轉(zhuǎn)軸），水箱內(nèi)水面上方的氣壓P=1×10Pa。求進水管口閥門上表面所受的最大壓強。（6）圖中展示了一個電熱器的工作原理，其中包含兩個電熱絲R1和R2，其阻值分別為60.5Ω和121Ω。旋轉(zhuǎn)開關(guān)上有一個絕緣圓盤，圓盤邊緣有10個金屬觸點。旋鈕兩端各有一個金屬滑片，旋轉(zhuǎn)旋鈕可以將相鄰的金屬觸點連通。電熱器可以通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)實現(xiàn)多檔位工作。當旋鈕上的箭頭指向位置D時，金屬滑片將2、3觸點接通，同時另一端將7、8觸點接通。此時電熱器的功率為多少W？當電熱器以最大功率工作時，10分鐘內(nèi)放出的熱量是多少J？此時旋鈕開關(guān)上的箭頭指向哪個位置？（7）圖甲展示了一種裝修工具——電熱器槍，用于涂膠。電熱器槍內(nèi)部有兩個相同的PTC（正溫度系數(shù)）加熱元件，其工作電路如圖乙所示?？蹌影鈾C可以將固體膠條向前擠壓，聯(lián)動開關(guān)S同時擲向A、B，槍口冒出膠液。松開扳機，聯(lián)動開關(guān)S同時擲向B、C。單個PTC元件的電阻隨溫度的變化如圖丙所示。求：（1）松開扳機時，當溫度為80℃時，電路消耗的電功率；（2）扣動扳機時，當溫度為180℃時，1分鐘內(nèi)電路消耗的電能；（3）熱熔膠槍的最大電功率。（8）圖甲是一種常見的電熱水袋（俗稱“熱寶”），圖乙是它的工作電路圖。當熱水袋正常工作時，其性能指標如下表所示：額定電壓為220V，發(fā)熱體額定功率為500W，袋內(nèi)水的質(zhì)量為1kg，自動斷電溫度為。求：（1）發(fā)熱體R的電阻；（2）通電5分鐘后，發(fā)熱體R產(chǎn)生的熱量；（3）熱水袋內(nèi)的水從10℃加熱至60℃，在這個過程中水吸收的熱量（假設水的比熱為4.2×10J/（kg?℃））。在使用前需要預先加熱水，而即熱式電熱水器可以即開即熱，不需要等待預熱時間。此外，即熱式電熱水器的加熱效率更高，能夠節(jié)省更多能源。因此，如果明明家注重方便和節(jié)能，建議選擇即熱式電熱水器。15．（電熱飯煲）電熱飯煲是家庭廚房中常用的電器之一，如圖甲為一款電熱飯煲的示意圖，其主要部件為內(nèi)膽、加熱板、溫度傳感器、控制電路等．圖乙為該電熱飯煲的電路原理圖．（1）當電熱飯煲內(nèi)的水煮沸時，它會發(fā)出響聲，這是通過什么原理實現(xiàn)的？（2）當電熱飯煲處于加熱狀態(tài)時，電路中的電流大小與內(nèi)膽的電阻值有關(guān)．如果內(nèi)膽的電阻值為20Ω，電熱飯煲工作時的電流大小為多少A？（3）如果將內(nèi)膽的電阻值改為40Ω，電熱飯煲工作時的電流大小會發(fā)生什么變化？為什么？本文介紹了一些與電熱相關(guān)的問題，包括預熱式電熱水器、即熱式電熱水器、電熱紫砂罐、太陽能熱水器以及靜脈滴注裝置的電加熱器。1.預熱式電熱水器熱水淋浴要求水溫升高30℃，計算預熱式電熱水器裝滿水后，正常工作將水加熱到可以淋浴的溫度，需要吸收多少J的熱量？需要通電加熱多長時間？2.即熱式電熱水器即熱式電熱水器的額定電壓為220V，計算它在加熱水達到最大功率時，家庭電路干路中增加的電流是多少A？（精確到0.1A）3.電熱紫砂罐用電熱紫砂罐燉湯，開關(guān)S2在湯的溫度達到沸點后能自動斷開，而S1仍然閉合維持小火燉煮。工作時電熱紫砂罐在湯沸騰前后發(fā)熱體的電功率分別為多少？在設計時，若指示燈ZD可在“6V0.2A”普通燈泡和“6V10mA”的發(fā)光二極管中任意選一種，應該選哪種？并求出R1的阻值。若將2kg、20℃的湯煮沸用了800S，電熱紫砂罐的熱效率為80%，求湯的比熱容。4.太陽能熱水器太陽能熱水器利用水的對流與循環(huán)把水加熱。補水箱內(nèi)裝40kg水，如果每分鐘吸收太陽輻射的能量為8.4×103J，其中60%被水吸收（C水=4.2×103J/（kg?℃））。求太陽能熱水器的工作原理、補水箱里20℃的水經(jīng)吸熱板加熱1小時水溫為多少度？若改用額定功率為1.5kW的電熱器把質(zhì)量相同的水加熱至相同溫度，至少需要多少時間？（不計熱量損失）5.靜脈滴注裝置為了解除冬季輸液患者冰涼感覺，小明設想在導管處添加一個電加熱器，使藥液在流動中加熱。藥液質(zhì)量為500g，密度為1.0333×103kg/m3，比熱容為4.2×103J/（kg?℃），一般滴注時間為50min，針頭與瓶內(nèi)液面豎直高度為1m。（不考慮其他熱損失，g=10N/kg）1.若患者血壓與針頭處液體壓強相等，那么患者的血壓就相當于液體的壓強，可以用公式P=ρgh計算，其中P為壓強，ρ為液體密度，g為重力加速度，h為液體高度（即針頭與心臟的垂直距離）。2.輸液時流量一般為每分鐘滴數(shù)60滴，即1ml/s。3.要將藥液從5℃加熱到35℃，需要知道藥液的熱容和質(zhì)量，然后用公式Q=mcΔT計算所需的熱量，其中Q為熱量，m為質(zhì)量，c為熱容，ΔT為溫度變化。電功率P=Q/t，其中t為加熱的時間。4.(1)根據(jù)圖象可知，斷點位置在x等于6cm處，電源電壓U等于3V；(2)電阻R等于5歐姆。當x