素養(yǎng)專項(xiàng)卷七計(jì)算題（二）

時(shí)間：45分鐘滿分：72分

考情解讀：近兩年遼寧中考均有電學(xué)計(jì)算題，均涉及熱量相關(guān)計(jì)算，都用到比熱

容公式、歐姆定律公式和電功率公式，每個(gè)小問(wèn)都只需要用一個(gè)公式進(jìn)行解答，

注重考查學(xué)生對(duì)電學(xué)與熱學(xué)基本公式的理解與運(yùn)用能力。

一、簡(jiǎn)單計(jì)算類

1.（6分）如圖所示的電路中，R的阻值為8。，閉合開(kāi)關(guān)S,電流表Ai的示數(shù)

⑴電源兩端的電壓。

（2）R2的阻值。

⑶電路在1（）min內(nèi)消耗的電能。

2.（8分）如圖所示,勞動(dòng)課上，某同學(xué)用電磁爐燒水。水壺中裝有初溫為25℃、

質(zhì)量為2kg的水，電磁爐燒水時(shí)的額定電壓為220V,額定功率為2000W,

電磁爐正常工作，將水燒開(kāi)共用時(shí)375sJ當(dāng)時(shí)氣壓為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，p水

=l.()xlO3kg/m3,c水=4.2xl()3j/(kg.℃)］求：

⑴電磁爐正常工作時(shí)的電流(結(jié)果保留一位小數(shù))。

(2)當(dāng)水燒開(kāi)時(shí)，水吸收的熱量。

⑶將水燒開(kāi)消耗的電能。

(4)電磁爐的加熱效率。

二、動(dòng)態(tài)電路類

3.(6分)如圖所示的電路，電源電壓保持不變，電阻Rz為30Q,只閉合開(kāi)關(guān)S

時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A,電壓表示數(shù)為6V。求：

(1)電源電壓。

(2)電阻R的阻值。

⑶開(kāi)關(guān)S、s^均閉合時(shí)，電流表的示數(shù)。

4.(6分)在綜合實(shí)踐活動(dòng)課上，小明設(shè)計(jì)了如圖所示的模擬調(diào)光燈電路，此電路

中電源電壓恒定不變，燈泡L標(biāo)有“6V6W”字樣,將滑動(dòng)變阻器R的滑片

9

P置于最右端，閉合開(kāi)關(guān)，電壓表和電流表示數(shù)分別為6V和0.5A。假設(shè)燈

泡電阻不發(fā)生變化，問(wèn)：

(1)燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流是多少?

(2)滑動(dòng)變阻器R的最大電阻是多少?

(3)電源電壓為多少？

5.(7分)如圖甲所示電路中，電源電壓不變,/?i=20Q,滑動(dòng)變阻器R2的最大

電阻為50Q,電流表使用的量程為0~0.6A。小燈泡L的額定電壓為3.8V,

其電流隨電壓的變化規(guī)律如圖乙所示。當(dāng)只閉合S2時(shí)，電流表的示數(shù)為

0.25Ao求：

(1)電源電壓。

(2)當(dāng)只閉合S3時(shí),要使小燈泡L正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器Ri接入電路的電阻。

⑶當(dāng)閉合S、S2、S3時(shí)，為保證不損壞電流表，電路消耗的總電功率的變化范

圍。

6.(7分)如圖所示是"限重〃升降檢測(cè)設(shè)備的工作原理圖。已知電源電壓為12V,

R是定值電阻，起保護(hù)作用，Ri是力敏電阻，其阻值隨壓力F變化的關(guān)系

如下表數(shù)據(jù)所示,壓力表是由電壓表改裝而成的。閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)不放險(xiǎn)測(cè)

物時(shí)，電壓表的示數(shù)為3V。當(dāng)電路中電流達(dá)到3()mA時(shí)，達(dá)到壓力表的報(bào)

5

警電壓，觸動(dòng)另一電路報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警（圖中未畫出）。求：

/?2/0600500400300200100

F/N01020304050

⑴不放檢測(cè)物時(shí)，通過(guò)&的電流。

（2）定值電阻凡的阻值。

⑶報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警時(shí)，力敏電阻Ri受到的壓力。

三、電磁繼電器類

7.（8分）為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，小明同學(xué)利用電磁繼電器（電磁鐵線圈電阻不計(jì)）制作

了具有延時(shí)加熱、保溫、消毒等功能的恒溫器，其電路如圖甲所示?？刂齐?/p>

路中，電源電壓5=3V,定值電阻Ro=5OQ,熱敏電阻R的阻值隨溫度變化

的圖像如圖乙所示；工作電路中,電源電壓t/2=220V,品、&是電熱絲,且

R尸1000Q,/?2=100Qo已知水溫達(dá)到80°C時(shí)銜鐵會(huì)跳起。

⑴銜鐵剛跳起時(shí)，求通過(guò)電磁鐵線圈的電流。

(2)求工作電路在保溫狀態(tài)下的電功率。

⑶銜鐵被吸下以后經(jīng)過(guò)iOmin工作電路中產(chǎn)生的熱量是多少焦耳？

(4)要使水溫達(dá)到40°C時(shí)銜鐵跳起，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明如何調(diào)整控制電路。

四、電熱綜合類

8.(6分)如圖所示的是某電蒸鍋及其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖，它有加熱和保溫兩個(gè)擋

位。&、R?均為發(fā)熱電阻，Ri的阻值為242Q，加熱擋功率為1300Wo[水

的比熱容c7K=4.2X103J/(kg-℃)]

⑴求電蒸鍋正常工作時(shí)保溫?fù)醯墓β省?/p>

⑵求電蒸鍋正常工作時(shí)Rz的阻值。

7

（3）不計(jì)能量損失，用加熱擋加熱，使2kg的水溫度升高△/消耗的電能為4.2x

5

10J1求Ar的值。

L220―?

9.（8分）小明研究了家里的智能電熱馬桶，設(shè)計(jì)出如圖所示的坐便器加熱電路，

通過(guò)開(kāi)關(guān)Si和S2的不同接法組合，實(shí)現(xiàn)"高溫?fù)?"中溫?fù)?"低溫?fù)酢叭?/p>

種加熱功能（如表所示）。

S1斷開(kāi)斷開(kāi)閉合閉合

S2接b接。接〃接b

功率Po=()WPxPi=44W巴二88W

⑴求出R、Ri的阻值。

(2)求出表中的Px。

(3)老年人在冬天坐上冰冷的馬桶是很難受的，假設(shè)小明想讓馬桶圈的溫度升高

6℃,應(yīng)用〃高溫?fù)?加熱多長(zhǎng)時(shí)間?［設(shè)馬桶圈的吸熱效率為60%,馬桶

圈的質(zhì)量-600g,馬桶圈材料的比熱容c=0.44x103J/(kg-℃)J

五、力電綜合類

10.(10分)某物理研究小組利用壓力傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)水位報(bào)警裝置，工作原理

如圖甲所示。其中柱形"浮力柱"重40N,底面積為500cn?,通過(guò)輕質(zhì)連桿

與壓力傳感器R相連；已知報(bào)警器Ro的阻值恒為10Q,壓力傳感器受到的

壓力F與阻值R的變化關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)壓力傳感器承受的壓力為0N

時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S,電壓表的示數(shù)為1V,電壓表的量程是()?3V。(已知。水=1.()

3

X1()3kg/mzg取10N/kg)

9

⑴壓力傳感器剛開(kāi)始承受連桿的壓力時(shí)，浮力柱排開(kāi)水的體積是多少？

(2)電源電壓是多少？

(3)若當(dāng)水位上升到4()cm時(shí)，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，則此時(shí)電壓表的示數(shù)是多少?

(4)在壓力傳感器(包括連桿長(zhǎng)度)不變的前提下,若要在水位4()cm時(shí)設(shè)置更大

的報(bào)警電壓，請(qǐng)從改變電學(xué)元件參數(shù)和改變浮力柱參數(shù)，任選一個(gè)改進(jìn)角度,

寫出可行方案，要有推理過(guò)程。

甲

答案

1.解：(1)由圖可知，閉合開(kāi)關(guān)s,Ri、R2并聯(lián),電流表A1測(cè)量通過(guò)Ri的電流,

電流表A測(cè)量干路的電流，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和歐姆定律可知，電源

電壓U=UI=/IRI=0.6Ax80=4.8Vo

(2)根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，通過(guò)上的電流/2=/-/k0.9A-0.6A=0.3A，根據(jù)歐

姆定律可知，及的限值律若：-16Qo

⑶電路在10min內(nèi)消耗的電能W=Uh4.8Vx0.9AxlOx60s=2592J。

p7000W

2.解：(1)由「=U/可知，電磁爐正常工作時(shí)的電流/二220v?9.1A。

⑵標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水沸騰時(shí)的溫度為100℃,則當(dāng)水剛好燒開(kāi)時(shí),水吸收的熱

35

量酶二。水/必?水皿"O)=4.2XIOJ/(kg-℃)x2kgx(l()()℃-25℃)=6.3xl0Jo

w

5

⑶由可知，將水燒開(kāi)消耗的電能W=P62000WX375s=7.5xl0Jo

如6.3xl05J

(4)電磁爐的加熱效率q=-^x100%=75x1q5jx100%=84%。

3.解：(1)只閉合開(kāi)關(guān)$時(shí)，Ri、RI串聯(lián)，電流表測(cè)量電路中的電流，電壓表測(cè)

量R兩端的電壓；根據(jù)歐姆定律知，R2兩端的電壓。2=//?2=0.3慶乂30。=9丫，

根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)知，電源電壓U=Ui+S=6V+9V=15Vo

⑵根據(jù)歐姆定律知，R的阻值R尸牛二忌=20。。

⑶開(kāi)關(guān)S、Si均閉合時(shí),&被短路，電路為只有R的簡(jiǎn)單電路，電流片長(zhǎng)噂5

=0.75A。

4.解：由圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)量電路電流，電壓表測(cè)量

滑動(dòng)變阻器兩端的電壓。

⑴由P=U/可得，燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流九二含二罌二1A。

11

⑵由/方可得，滑動(dòng)變阻器/<的最大電阻A二察忌二12Q。

⑶根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)可知，此時(shí)通過(guò)燈泡的電流A>/R=0.5A,根據(jù)題意

可知，燈泡的電阻不發(fā)生變化，由歐姆定律可知，燈泡的電阻RL二先二魯

/L1/>

=6Q，此時(shí)燈泡兩端電壓UL'=/L'RL=().5Ax6。=3V,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特

點(diǎn)可知，電源電壓U=UR+UL'=6V+3V=9Vo

5.解：(1)當(dāng)只閉合$2時(shí)，電阻凡與小燈泡串聯(lián),電流表的示數(shù)為0.25A,由圖

乙可知此時(shí)小燈泡兩端的電壓為3V,電源電壓U=UL+/IR尸3V+0.25Ax20

Q=8Vo

⑵當(dāng)只閉合S3時(shí)，小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由圖乙知小燈泡正常發(fā)光時(shí)間的

u-u額

電流/額=0.30A,所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R滑二------

8V-3.8V_工門

0.30A_14fio

⑶當(dāng)閉合S'S2、S3時(shí)，小燈泡被短路，電阻照和滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)，電路

中的最大電流/大=0.6A用路消拜的最大功率P大二/±(7=0.6Ax8V=4.8W,

電路消耗的最小功率P小二號(hào)+號(hào)=令富+需=4.48W,電路消耗的總

功率的變化范圍是4.48~4.8W。

6.解：(1)由圖可知，Ri和后串聯(lián)，電壓表測(cè)照兩端的電壓，由表中數(shù)據(jù)可知，

不放檢測(cè)物時(shí)，力敏電阻R2的阻值為600Q,由題可知，此時(shí)電壓表示數(shù)為

3V,則力敏電阻型兩端的電壓U2=U-3=12V-37=9V,由歐姆定律可知，

U9V

通過(guò)型的電流I二五2二600c=0.。15A。

⑵因?yàn)榇?lián)電路中電流處處相等，所以照的阻值凡二y=舟法200。。

⑶當(dāng)電路中電流達(dá)到30mA時(shí)，達(dá)到壓力表的報(bào)警電壓，觸動(dòng)另一電路報(bào)警器

開(kāi)始報(bào)警,由/=藍(lán)可知‘報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警時(shí)電路的總電阻R總產(chǎn)卷彳

=4000，力敏電阻R2的阻值K'2=R總-RIBOO0-200Q=200。，由表中數(shù)據(jù)

可知，此時(shí)力敏電阻金受到的壓力b=40N。

7.解：(1)根據(jù)圖乙知,水溫達(dá)到80℃時(shí),R=1000,此時(shí)R與Ro串聯(lián),電路

中的電流/二100晨0Q-0.02A。

(2)工作電路在保溫狀態(tài)下，兩個(gè)電阻串聯(lián)，總電阻R總二用+&=1()00Q+100Q

=1100Q，保溫功率P=篙=甯爵=44W。

⑶銜鐵被吸下時(shí)只有型接入工作電路，經(jīng)過(guò)10min工作電路中產(chǎn)生的熱量。二

U?(220V)2

7

下t=-10()Qx10x60s=290400Jo

(4)使水溫達(dá)到4()℃時(shí)銜鐵跳起，但控制電路的電流不變，根據(jù)歐姆定律知，

電路中的總電阻不變，此時(shí)R的阻值由10()。減小到4()。，減小了6()Q,

因而Ro阻值必須調(diào)大，保證總電阻不變,即Ro增大60。，變?yōu)?10Q。(合

理即可)

8.解：(1)由電路圖可知，當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合時(shí)，電阻R、R?并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)

電路電阻特點(diǎn)可知，此時(shí)電路中的總電阻最小，根據(jù)。=1可知，電路的總

功率最大，電蒸鍋處于加熱擋；當(dāng)Si閉合,S2斷開(kāi)時(shí)，只有電阻Ri工作，

此時(shí)電路中的總電阻最大，電路的總功率最小，電蒸鍋處于保溫?fù)?；電蒸?/p>

正常工作時(shí)保溫?fù)醯墓β蔖保溫=%=(瑞智=200W。

⑵電蒸鍋加熱擋工作時(shí)電阻R2的電功率P2=P加熱-P保溫=13OOW-2OOW=UOOW,

電阻R的阻值&=%=播譽(yù)=44Q。

(3)水吸收的熱量Q吸=c水mAz=W=4.2xl()5j,則4.2xj/(kg,c)x2kgx/V=4.2

13

5

xlOJz解得加=50℃o

9.解：(1)由表格信息和電路圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)Si閉合、S2接。時(shí)，電路為只有

凡的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)P尸44W,由P與得，Ri的阻值R隼席融=

110()Q；當(dāng)開(kāi)關(guān)Si閉合、S2接b時(shí),Ri與R2并聯(lián),此時(shí)Pz=88W,因電

路的總功率等于各用電器功率之和，所以此的電功率PR2=P2-P尸88W-44

[ft

W=44W,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以&的阻值&=長(zhǎng)=

(220V)2

=1100Q

44Wo

(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)Si斷開(kāi)、S2接。時(shí)，拈和R2串聯(lián)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分

電阻之和，所以，此時(shí)的電功率R益比二丁哥喘=22W。

(3)馬桶圈吸收的熱量。吸=c〃Ar=0.44x103J/(kg-℃)x60()x10*3kgx6℃=1584J,

由n筆可知，消耗的電能卬2=2640J,高溫?fù)跫訜峁β蔖高溫

FFq\j\)/o

=P2=88W,由尸二物知，用”高溫?fù)酢訜嵝枰臅r(shí)間啜胎=30s。

10.解：(1)當(dāng)浮力柱受到的浮力等干浮力柱重力大小后，壓力傳感器剛開(kāi)始承受

F淳「

浮桿的壓力，根據(jù)阿基米德原理可得，浮力柱排開(kāi)水的體積麻=一=」一