人教版中考物理三轮冲刺疑难易错 专题12 复杂电学计算

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专题12 复杂电学计算1．（2020•玉林）为探究平衡木受力的特点，重为400N的小红设计了图甲所示的平衡木模型，整个装置放在水平地面上，AB可绕支点O无摩擦转动。AB始终处于水平平衡状态，C处固定一竖直硬杆，硬杆重300N，硬杆的底部安装有压力传感器R，R所在的电路装置如图乙所示，R的阻值随着硬杆对它的压力F的变化关系如图丙所示。其中，电源电压为4.5V，保护电阻R0＝5Ω，电流表的量程为0～0.6A，且AB＝4m，OA＝BC＝1m，整个装置除硬杆外，其他部分的重力均不计，g取10N/kg。求：（1）小红的质量；（2）小红站在A点时，C处受到硬杆对它的拉力；（3）小红站在C点时，电流表的示数；（4）在电路安全的情况下，小红在平衡木上缓慢走动的过程中，当电路消耗的电功率达到最小值和最大值时，压力传感器R消耗的电功率之比。2．（2020•北海）如图甲所示电路，电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，滑片P由右向左滑动，因变阻器某处发生断路，滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数，当电流表开始有读数时，才闭合开关S1，此时电压表的示数为2.5V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图乙所示。求：
 （1）当电流表开始有读数时，R1接入电路的阻值；（2）当滑片P移到s＝2cm处时，电阻R0在10s内产生的热量；（3）当滑片P移到s＝6cm处时，R1消耗的电功率；（4）电压表的量程为“0﹣3V”，电流表的量程为“0﹣0.6A”。若R1未断路，为保护电路安全，R0的电功率变化范围。3．（2020•黄石）一个标有“3V 3W”小灯泡L（灯丝电阻不随温度变化），滑动变阻器（0～6Ω），电流表A连接成如图所示的电路，滑片P正处在滑动变阻器正中间O点位置，电源电压恒定。（1）闭合S1、S2、S3，断开S4，电流表的读数为2.0A，求此时灯泡实际消耗的电功率；（2）闭合S1，断开S2、S3、S4，求此时电流表A的读数；（3）闭合S1、S3、S4，断开S2，将滑片P由O滑到a点过程中，电流表A的读数最大值为2.25A，求滑动变阻器Oa之间的电阻值，并求出电流表读数为2.25A时，滑动变阻器消耗的总功率。4．（2020•连云港）连云港兴起的“厕所革命”极大地提升了市民的生活品质。为解决冬天如厕时马桶座冰冷的问题，某兴趣小组为一公厕设计了简易电热马桶座，其电路如图所示，定值电阻R1和R2为两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。已知电阻R2＝550Ω，所加电源电压为220V．当S1闭合，S2接a时，电路发热的功率为22W。（1）求R1的阻值；（2）分别求出①S1断开、S2接a；②S1闭合、S2接b两种情况下电路的发热功率。（3）小明同学对此电路设计进行评估，发现该电路一直处于工作状态，不利于节能环保，建议在电路中增加定时开关。老师认为该电路设计还有不足，请你指出所存在的不足。5．（2020•衡阳）初（17001）班教室里有一款饮水机，其工作电路可简化为如图甲所示的电路。S是温度控制开关，根据饮水机内水杯中水温的变化自动切换加热和保温两种工作状态，R1、R2是加热管的电阻（不考虑阻值受温度变化影响），它的部分技术参数如表所示、试回答下列问题：额定电压220V加热功率900W保温功率20W水杯容量0.6kg（1）S闭合时，饮水机处于　   　工作状态。R2的阻值是　   　Ω。（2）水杯中装满20℃水时，饮水机正常工作，加热多长时间可将水烧开？[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），当时气压设定为1标准大气压，不考虑热损失]（3）最近一次使用时，加热管R1损坏了，物理兴趣小组的同学们利用电位器（相当于滑动变阻器，以下称为变阻器）设计了如图乙所示的电路来控制加热管R2的发热功率，在老师的指导下进行模拟实验，将滑片从变阻器的一端滑到另一端的过程中，同学们通过实验测量，得出变阻器消耗的电功率P随电流I关系的图象如图丙所示，则：①求R2的发热功率范围。②变阻器的最大功率多大？③简述：这种设计方案有什么不妥之处（指出一种合理的不妥情况即可）。6．（2019•荆州）如图，电源电压恒为4.5V，灯泡L上标有“3V 1.5W”字样，滑动变阻器R2上标有“15Ω 1A”字样，定值电阻R1阻值为10Ω，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～3V，不计温度对灯丝电阻的影响。求：（1）灯泡正常工作时电阻为多大；（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率为多大；（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围。7．（2019•柳州）如图甲所示的电路中，电源电压为24V，电阻R2＝20Ω，电压表的量程为0～15V．闭合S后，调节滑片P使电压表示数为8V。（1）电路中的电流为多少？（2）R1消耗的电功率为多少？（3）撤去图甲中的R1、R2，现有定值电阻R3＝10Ω，两个滑动变阻器R4、R5（最大阻值分别为20Ω和50Ω），请将R4、R5其中之一和R3填入图乙所示的虚线框内。要求：①闭合S，自由移动滑片P时电压表安全工作且示数不为零，R3两端电压有最大的变化范围。②按要求完成图乙的电路图。②求R3两端电压的变化范围。8．（2019•宁波）如图所示电路，电源电压U不变，灯L1、L2上都标有“3V”字样，且灯丝阻值不变，R1是定值电阻。闭合开关S1后，依次进行如下操作：①开关S2接1、2，移动滑片P，使电压表V1示数为3V，此时电流表示数为0.3A；②开关S2接2、3，电流表示数为0.4A；③开关S2接4、5，电流表示数仍为0.4A，电压表V2示数为2V。请解答下列问题：（1）灯L1、L2的额定功率分别是多少？（2）小科根据上述实验数据，计算R1的阻值，分析如下：操作①中，L1与R0串联，L1两端电压为3V，通过L1的电流大小为0.3A。操作②中，L1与R1并联后（可看作一个阻值变小的电阻）与R0串联，通过L1与R1的总电流大小I为0.4A．假设此时L1两端电压为U1，通过的电流为IL1。可求得R1＝＝＝＝30Ω老师指出：求解R1时，代入的“3V””0.4A”“0.3A”三个数据中有错误。请你指出错误的数据：　   　，并正确求解R1。（3）当开关S2接4、5时，滑片P怎样移动才能使L2正常工作？（要求说明移动方向和变化的阻值大小）9．（2019•长沙）在某次科技活动中，刘老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱。刘老师告诉同学们，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小海同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变，R0是阻值为3Ω的定值电阻，R1是滑动变阻器。小海进行了如下的实验操作：（I）把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将R1的滑片移至最左端时，电压表示数为1.8V，电流表示数为0.6A；（Ⅱ）用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和S1，此时电流表的示数为1.8A；（Ⅲ）把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，小海发现将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电压表的示数均变化了0.45V，电路的总功率均变化了0.18W。（1）请根据操作（I）求出黑盒子BC间的电阻；（2）在操作（Ⅱ）中，求黑盒子工作100s消耗的电能；（3）①请画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值；②小海接下来继续进行研究，他将AB两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S．移动R1的滑片，黑盒子的电功率会随之变化，求此过程中黑盒子的最大电功率与最小电功率之比。10．（2019•宜宾）如图所示电路中，已知电源电压保持不变，小灯泡L的规格为“6V3W”，滑动变阻器R的最大阻值为30Ω，R0为定值电阻。（1）小灯泡L正常发光时的电流为多少？（2）只闭合开关S1和S2，将变阻器滑片从最左端a向右滑动，当变阻器接入电路的阻值为4Ω时，小灯泡L恰好正常发光，则电源电压是多少？（3）只闭合开关S1和S3，当滑片置于a时，电压表示数为6V，电流表示数为0.2A，此时滑动变阻器消耗的电功率为1.2W，当滑片向右滑动到另外某个位置时，变阻器消耗的电功率仍然为1.2W，试求在这个位置时电流表的示数I。