物理

九年級

上冊

·R期末總復(fù)習(xí)四

、

計

算

題

分

類

訓(xùn)

練類型一

熱學(xué)綜合計算1.煤、石油、天然氣的過量開采使人類面臨能源危機。某縣在冬季利用地熱能為用戶取暖?？h內(nèi)有一口自噴狀態(tài)地熱井，出水溫度為90℃,出水流

量為150m3/h。(1)求每小時流出的地熱水溫度降低到50℃,所放出的熱量。(2)這些熱量如果用天然氣蒸汽鍋爐供熱，且天然氣蒸汽鍋爐的熱效率為

90%,則利用上述地熱能供暖

一

小時可以節(jié)約多少天然氣?(φ水=

1.0×103kg/m3,c

水=4.2×103J/(kg℃),天然氣的熱值為4×10?J/m3)解

：(

1

)已知出水流量為

1

5

0m3/h,由得水的

質(zhì)量m=pV=1.0×103kg/m3×150m3=1.5×10?kg,水放出的熱量

Q水放=

cm

△t=4.2×103J/(kg·℃)×1.5×10?kg×(90℃-50℃)=2.52×101J。(2)這些熱量如果用天然氣蒸汽鍋爐供熱，則

Q

有用

=Q

水放=2.52×10?

J,由得：天然氣需要放出的熱量

,由Q

放=Vq,天然氣的體積類型二

以家用電器為載體的電學(xué)計算2.

(陜西中考)如圖所示甲為一款利用高溫水蒸氣熨燙衣服的便攜式掛燙機，

它的正常工作電壓為220V,

水箱裝水量最多0.3kg,加熱功率有大、小兩

個擋位。設(shè)計師最初設(shè)計的內(nèi)部電路有如圖乙、丙兩種接法，其中電熱絲

R?=56Ω,R?=44

Ω。(1)高溫水蒸氣熨燙衣服時，水蒸氣遇到衣服迅速液化(填物態(tài)變化名稱)成小水珠，放出熱量，將衣服熨平。(2)如果選擇乙電路，電路中最大電流為5.0A;如果選擇丙電路，電路

中最大電流為8.9A,

由于兩個電路中所選熔斷器里的熔絲允許通過的最大電流為8.2A,

故設(shè)計師最終選擇了乙電路(計算結(jié)果保留一位小數(shù))。(3)請分別計算這款掛燙機兩個擋位的額定功率。(4)若將水箱中0.22kg

的水從25

℃加熱到100

℃,掛燙機至少需要加熱多

長時間?[水的比熱容c=4.2×103J/(kg

·

℃)]220V×2.2A=484W。(4)水吸收的熱量Q

吸=cm(t-to)=4.2×103J/(kg℃)×0.22kg×(100℃-25℃=6.93×10?J,

要使加熱時間最短，應(yīng)選用大功率擋，且電流產(chǎn)生的熱量全解：(3)掛燙機大功率擋工作時，電路中的電流為5A,此

時

功率

P大

=

UI=220V×5A=1100W,掛燙機小功率擋工作時，

R?

、R?串聯(lián)，電路中電流I'部被水吸收。由得，加熱時間小功率擋的功率P小=

UI′=(1)當開關(guān)Sb斷開，Sa

與觸點1接通時，求通過開關(guān)Sa的電流。(2)當開關(guān)Sb

斷開，Sa

與觸點2接通時，電熱爐對1kg

水加熱7min,

水溫升

高30℃,求電熱絲

R?的阻值[已知消耗的電能有75%被水吸收，水的比熱

容為4

.

2×103J/(kg

·

℃)]。3.

(黃岡中考)如圖甲所示是某型號的電熱爐，圖乙是其電路結(jié)構(gòu)簡圖，通過控制擋位開關(guān)Sa、Sb可以獲得四擋加熱功率，已知電熱絲R?的阻值為44

Ω,不計溫度對R?

、R?阻值的影響。(3)若開關(guān)Sb

閉合時，電熱爐的電功率總比

Sb

斷開時大，請比較

R?

、R?阻值的大小關(guān)系，并寫出分析過程。解：(1)當開關(guān)Sb

斷

開，Sa與

觸

點1

接

通

時，

只

有

電

熱

絲R?接入電路，通過開

關(guān)Sa

的電流：

(2)當開關(guān)Sb斷開

，Sa與觸點

2

接通時

，R?與R?

串聯(lián)，水吸收的熱量：Q吸=cm

△t=4.2×103J/(kg℃)×1kg×30℃=1.26×10?J,

由得，消耗的電能：

,由

得R?=R-R?=121Ω-44Ω=77Ω。電路的總電阻：(3)若開關(guān)

Sb閉

合

，

當Sa

接

2

時

電

路

為

R?

簡單電路，當

Sa

接

1

時

R?與

R?并聯(lián)，則當Sa

接2時電路中的總電阻最大，電路的總功率最小，即Pb閉小=若

開

關(guān)

Sb斷開，當Sa

接

1

時

電

路

為

R?簡單電路，當

Sa

接

2

時

R?

與R?串

聯(lián)

，

則

當

Sa

接

1

時電路的總電阻最小，電路的總功率最大，即

Pb

斷大

因

開

關(guān)

S

閉合時，電熱爐的電功率總比

Sb

斷開時大，所以，

Pb

閉小>Pb

斷大，

即

9

則

R?>R?。4類型三

理想電阻復(fù)雜電路轉(zhuǎn)換型計算4.

(蘭州中考)如圖所示的電路，電源電壓保持不變，定值電阻R?的阻值為

20Ω,閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器

R?

的電阻，當滑片P從一端移動到另一

端時，電流表的示數(shù)變化范圍為0.1～0.5A。

求

：(1)電源電壓。(2)滑動變阻器R?的最大阻值。(3)通過計算說明滑動變阻器接入電路的電阻為多大時，它消耗的功率最大，

并求出最大功率。大家應(yīng)該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流(3)R?與R?串聯(lián)時以

滑

動

變阻

器為

研

究

對

象，由

P=I2R及歐

姆

定

律

可

得：,

因

為R?≥0,

且

U、R?為定值，所以當R?-R?=0即R?=R?時

滑

動

變阻

器消

耗

的

功

率

最大，P2max解：(1)當滑片在最左端時，為

R?的簡單電路且電流最大，根據(jù)歐姆定律得：電

源電

壓

U=ImaxR?=0.5A×20Ω=10V。(2)當滑片在最右端時，電路中R?

與R?

串

聯(lián)

且

電

流

最

小

，

根

據(jù)

歐

姆

定

律

得

：R?的

最大阻

值

R?=R-R?=100Ω-20Ω=80Ω。5.

(青島中考)如圖甲所示電路，電源電壓保持不變。小燈泡L標有“4V1.6W”字樣，滑動變阻器R?的最大阻值為20Ω,定值電阻R?=20Ω,電流表

的量程為0～0.6A,

電壓表的量程為0～3

V。

請畫出該題的各個等效電路

圖

，

求

：(1)小燈泡正常工作時的電阻是多少?(2)只閉合開關(guān)S、S?和

S?,

移動滑動變阻器R?的滑片P使電流表示數(shù)為0.5

A時

，R?消耗的電功率為1.25W。此時滑動變阻器R?

接入電路中的阻值是多少?(3)只閉合開關(guān)S

和

S?

,

移動滑動變阻器R?的滑片P,

小燈泡L的

I一U圖象如圖乙所示。在保證各元件安全工作的情況下，滑動變阻器

R?

允許的取

值范圍是多少?(2)只閉合開關(guān)S

、S?

和

S?

時，等效電路圖如圖所示，電阻R?

、R?

并聯(lián)，

U?=U?=√P?R?=√

1.25W×20Ω=5V,

,I?=I-I?=0.5A-0.25A=0.25A,解

：(1)(3)只閉合S、S?

時，等效電路圖如圖所示，燈泡L

與電阻

R?串聯(lián)，-A-P

LR?①滑片向左移動時，

R?

變大，電壓表的示數(shù)變大，當電壓表示數(shù)為3V

時，R?

最大，

U?大

=3

V

時

，UL小=

U-

U?大=5V-3V=2V,由圖象可知：此時IL小=0.25A=I?,

②滑片向右移動時，

R?變小，電流表的示數(shù)變