【中考物理】2023屆北京市第二輪復(fù)習(xí)分類專題—電學(xué)綜合計(jì)算題（提升篇）含解析-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?【中考物理】2023屆北京市第二輪復(fù)習(xí)分類專題—電學(xué)綜合計(jì)算題（提升篇）
題型精練
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
電學(xué)計(jì)算題解題要點(diǎn):
　　根據(jù)題意畫出電路圖,標(biāo)明已知條件。北京的電學(xué)計(jì)算題通常都是給出電路圖或者實(shí)物圖,只需要分析電路的連接方式:串聯(lián)還是并聯(lián),電表分別測量誰即可。然后根據(jù)已知條件,標(biāo)出已知物理量及數(shù)量關(guān)系。
　　充分利用串、并聯(lián)電路的各種關(guān)系。串聯(lián)電路:電流處處相等、總電壓等于各部分電路兩端電壓之和、電壓(電功、電功率)與電阻成正比。并聯(lián)電路:各支路兩端電壓相等,等于電源電壓、總電流等于各支路電流之和、電流(電功、電功率)與電阻成反比。
　　燈泡正常發(fā)光或者用電器正常工作時,它的實(shí)際電壓等于額定電壓、實(shí)際電流等于額定電流、實(shí)際功率等于額定功率。
　　根據(jù)歐姆定律、電功率、電功的計(jì)算公式列出相應(yīng)的方程,進(jìn)行求解。
1.(2021 西城二模)如圖所示電路,電源兩端電壓不變。閉合開關(guān)S后,當(dāng)滑片P移至某一位置時,熱敏電阻R兩端的電壓為U1=6 V,熱敏電阻R的功率為P1=3 W,此時滑動變阻器的功率為P2=1.5 W;當(dāng)滑片P移至另一點(diǎn)時,電流表的示數(shù)為0.4 A,電壓表的示數(shù)變化了2 V。
求:
(1)當(dāng)熱敏電阻R兩端電壓為6 V時,電路中的電流I及滑動變阻器兩端的電壓U2;

(2)當(dāng)電流表示數(shù)為0.4 A時,熱敏電阻R在1分鐘內(nèi)消耗的電能W。

2.(2020東城二模,33)在現(xiàn)代家庭中電烤箱是常見的家用電器之一。小華家里的電烤箱有“高溫?fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢眱煞N工作狀態(tài),其簡化的內(nèi)部電路圖如圖所示,其中R1和R2均為電熱絲。通過開關(guān)閉合與斷開可實(shí)現(xiàn)電烤箱“高溫?fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢钡霓D(zhuǎn)換。電烤箱的銘牌如表所示。求:
　

××牌電烤箱

額定電壓
220 V
額定
功率
高溫?fù)?br /> 1 100 W
低溫?fù)?br /> 660 W

(1)通過計(jì)算說明,當(dāng)開關(guān)S閉合時,該電烤箱處于哪個擋位;

(2)當(dāng)電烤箱處于高溫?fù)鯐r,該電烤箱正常工作10 min消耗的電能W;

(3)電阻R2的阻值。

3.(2019 朝陽一模)人類已經(jīng)進(jìn)入智能家居時代。小陽家安裝了空調(diào)智能系統(tǒng),空調(diào)自動制冷開啟的條件是:家中有人且室溫等于或高于26 ℃。S1和S2是控制空調(diào)開啟的兩個智能開關(guān),當(dāng)家中有人時S1自動閉合,家中沒有人時S1自動斷開;當(dāng)室溫等于或高于26 ℃時S2自動閉合,室溫低于26 ℃時S2自動斷開。則:

(1)符合上述要求的電路示意圖是圖中的　　;(選填“甲”或“乙”)。?
(2)小陽為了測量空調(diào)一天的耗電情況,繪制了某天室內(nèi)溫度隨時間變化的圖像如圖丙所示。當(dāng)天8:00～12:00和14:00～18:00家中沒有人,空調(diào)的額定電壓是220 V,額定功率是1 kW,家庭電路電壓恒為220 V,求這臺空調(diào)當(dāng)天消耗的電能。

4.(2019 門頭溝二模)如圖是家用電飯鍋的簡化電路示意圖,S1是限溫開關(guān),靠手動閉合,當(dāng)溫度達(dá)到103 ℃時自動斷開,不能自動閉合。S2是自動開關(guān),當(dāng)溫度超過80 ℃時自動斷開,溫度低于70 ℃時自動閉合。電阻R2的阻值是2 160 Ω,R1是工作電阻,阻值為40 Ω。鍋中放好適量的米和水,接入家庭電路(電壓穩(wěn)定),閉合手動開關(guān)S1后,電飯鍋就能自動煮好米飯并保溫。求:
(1)當(dāng)開關(guān)S1、 S2均斷開時,電飯鍋處于保溫狀態(tài)。此時電飯鍋的總功率;

(2)電飯鍋內(nèi)溫度為60 ℃時,電路中的電流。

5.(2021 東城二模)如圖甲所示的是某品牌電燉鍋,它能夠先用400 W的功率快速加熱,達(dá)到一定溫度時,溫控開關(guān)會自動改變?yōu)檩^低的功率緩慢加熱。其簡化電路圖如圖乙所示,電源電壓為220 V,R1、R2均為加熱電阻,R2 =363 Ω,開關(guān)S1為溫控開關(guān)。(忽略溫度對電阻值的影響)

甲

乙

丙
(1)求電阻R1的阻值;

(2)求快速加熱10分鐘,電流做的功W;

(3)求緩慢加熱時,電燉鍋的功率P;
金屬名稱
熱膨脹系數(shù)/(10-6·℃-1)
鋁
23.2
銅
17.5
鐵
12.2
鎳
13.0
銀
19.5
(4)該電燉鍋的溫控開關(guān)局部結(jié)構(gòu)如圖丙所示。其中雙金屬片是由長、寬相同的銅片和鐵片組成,且上、下兩金屬片被緊緊地鉚在一起,受熱時會因長度變化不同而發(fā)生彎曲。按下彈性銅片,使觸點(diǎn)a與雙金屬片接觸,電燉鍋進(jìn)入快速加熱模式;當(dāng)溫度升高到設(shè)定溫度時,雙金屬片與觸點(diǎn)a分離并與觸點(diǎn)b接觸,進(jìn)入緩慢加熱模式。表中給出了常見金屬的熱膨脹系數(shù),熱膨脹系數(shù)是指固態(tài)物質(zhì)當(dāng)溫度改變1 ℃時其某一方向上的長度伸長量與它在20 ℃時長度的比值。請根據(jù)以上信息判斷,圖丙中的雙金屬片上側(cè)應(yīng)是鐵片還是銅片,并說明理由。

6.(2022重慶中考A)商業(yè)街移動攤位使用可顯示電費(fèi)的新型插座(如圖甲所示)計(jì)費(fèi),某攤位使用空氣炸鍋(如圖乙所示)烹制食物,如圖丙所示是該空氣炸鍋加熱部分的簡化電路,其額定電壓為220 V,定值電阻R1和R2為發(fā)熱體,其中R1=40 Ω。開關(guān)S1、S2、S3的通斷可實(shí)現(xiàn)高、中、低三個擋位的調(diào)節(jié)(S1、S2不會同時閉合),只閉合S3時的中溫?fù)?額定功率為440 W。求:
(1)R2的電阻;

(2)高溫?fù)跽９ぷ?00 s,電流通過R1產(chǎn)生的電熱;

(3)只有空氣炸鍋單獨(dú)工作,表盤示數(shù)使用前后如圖甲、丁所示,通過表盤顯示的數(shù)據(jù)估算該空氣炸鍋消耗的電功率[已知商用電費(fèi)單價為0.75元/(kW·h)]。

7.(2022江蘇連云港中考)在一次綜合實(shí)踐活動中,小明制作了一個簡單的保溫箱,其工作原理如圖所示。熱敏電阻R、定值電阻R0和電磁繼電器組成保溫箱的控制電路。熱敏電阻R的阻值隨溫度的升高而減小,當(dāng)箱內(nèi)溫度達(dá)到100 ℃時,電磁鐵吸合銜鐵,使觸點(diǎn)A脫開觸點(diǎn)B改與觸點(diǎn)C接觸,當(dāng)箱內(nèi)溫度低于50 ℃時電磁鐵松開銜鐵,觸點(diǎn)A再次與觸點(diǎn)B接觸。當(dāng)觸點(diǎn)A先后與觸點(diǎn)B、C接觸時,電流表的示數(shù)分別為5 A和1 A。
求:

(1)電阻R1和R2的阻值;

(2)保溫箱加熱時工作電路的功率;

(3)保溫箱保溫10 min工作電路消耗的電能。

8.(2022廣西北部灣中考)善于觀察的小明發(fā)現(xiàn),家中的即熱式水龍頭使用時冬季水溫偏低,夏季水溫偏高,還發(fā)現(xiàn)水龍頭標(biāo)有“220 V　2 200 W”。于是他增加兩個相同的發(fā)熱電阻R、兩個指示燈(電阻不計(jì))設(shè)計(jì)了如圖所示的電路進(jìn)行改進(jìn),其中R0為改進(jìn)前水龍頭發(fā)熱電阻。開關(guān)S1可以只與c相連或同時與a、b相連,使其具有兩擋工作狀態(tài),且冬季與夏季水龍頭工作的總電流之比為4∶1。求:
(1)電阻R0的阻值;
(2)改進(jìn)前,若水龍頭的熱效率為90%,正常加熱100 s提供的熱量;
(3)改進(jìn)后,冬季使用時水龍頭工作的總電功率。

9.(2021云南中考)交通安全要求廣大司機(jī)“開車不喝酒,喝酒不開車”,酒后駕駛存在許多安全隱患。某科技興趣小組設(shè)計(jì)了一種簡易的酒精檢測儀,其電路原理如圖甲所示。電源電壓為12 V,R1是氣敏電阻,其阻值隨呼氣酒精濃度K的變化關(guān)系如圖乙所示,R2為滑動變阻器。檢測前對檢測儀進(jìn)行“調(diào)零”,即調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使電流表的示數(shù)為0.1 A,調(diào)零后變阻器滑片位置保持不變。查閱到相關(guān)資料如下:
信息窗
血液酒精濃度M=呼氣酒精濃度K×2 200
非酒駕(M80 mg/100 mL)

(1)求“調(diào)零”后變阻器R2接入電路的阻值;

(2)檢測前R2工作10 s消耗的電能;

(3)對某司機(jī)進(jìn)行檢測時,電流表示數(shù)為0.16 A,依據(jù)信息窗資料,通過計(jì)算判斷該司機(jī)屬于非酒駕、酒駕還是醉駕。

甲

乙

答案解析
題型精練
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
電學(xué)計(jì)算題解題要點(diǎn):
　　根據(jù)題意畫出電路圖,標(biāo)明已知條件。北京的電學(xué)計(jì)算題通常都是給出電路圖或者實(shí)物圖,只需要分析電路的連接方式:串聯(lián)還是并聯(lián),電表分別測量誰即可。然后根據(jù)已知條件,標(biāo)出已知物理量及數(shù)量關(guān)系。
　　充分利用串、并聯(lián)電路的各種關(guān)系。串聯(lián)電路:電流處處相等、總電壓等于各部分電路兩端電壓之和、電壓(電功、電功率)與電阻成正比。并聯(lián)電路:各支路兩端電壓相等,等于電源電壓、總電流等于各支路電流之和、電流(電功、電功率)與電阻成反比。
　　燈泡正常發(fā)光或者用電器正常工作時,它的實(shí)際電壓等于額定電壓、實(shí)際電流等于額定電流、實(shí)際功率等于額定功率。
　　根據(jù)歐姆定律、電功率、電功的計(jì)算公式列出相應(yīng)的方程,進(jìn)行求解。
1.(2021 西城二模)如圖所示電路,電源兩端電壓不變。閉合開關(guān)S后,當(dāng)滑片P移至某一位置時,熱敏電阻R兩端的電壓為U1=6 V,熱敏電阻R的功率為P1=3 W,此時滑動變阻器的功率為P2=1.5 W;當(dāng)滑片P移至另一點(diǎn)時,電流表的示數(shù)為0.4 A,電壓表的示數(shù)變化了2 V。
求:
(1)當(dāng)熱敏電阻R兩端電壓為6 V時,電路中的電流I及滑動變阻器兩端的電壓U2;
(2)當(dāng)電流表示數(shù)為0.4 A時,熱敏電阻R在1分鐘內(nèi)消耗的電能W。

答案　(1)0.5 A　3 V　(2)96 J
解析　 (1)滑片P移至某一位置

I=P1U1=3W6V=0.5 A
U2=P2I=1.5W0.5A=3 V
(2)滑片P移至另一點(diǎn)時

U1'=6 V-2 V=4 V,W= U1'I't=4 V×0.4 A×60 s=96 J
2.(2020東城二模,33)在現(xiàn)代家庭中電烤箱是常見的家用電器之一。小華家里的電烤箱有“高溫?fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢眱煞N工作狀態(tài),其簡化的內(nèi)部電路圖如圖所示,其中R1和R2均為電熱絲。通過開關(guān)閉合與斷開可實(shí)現(xiàn)電烤箱“高溫?fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢钡霓D(zhuǎn)換。電烤箱的銘牌如表所示。求:
　

××牌電烤箱

額定電壓
220 V
額定
功率
高溫?fù)?br /> 1 100 W
低溫?fù)?br /> 660 W

(1)通過計(jì)算說明,當(dāng)開關(guān)S閉合時,該電烤箱處于哪個擋位;
(2)當(dāng)電烤箱處于高溫?fù)鯐r,該電烤箱正常工作10 min消耗的電能W;
(3)電阻R2的阻值。
答案　(1)見解析　(2)6.6×105 J　(3)110 Ω
解析　(1)當(dāng)開關(guān)S閉合時,電路中R1和R2并聯(lián),此時電路的總功率為P,則有P=P1+P2=U2R1+U2R2,當(dāng)開關(guān)S斷開時,電路中只有R1,此時電路的總功率為P',則有P'=P1=U2R1,因?yàn)镻>P',所以當(dāng)開關(guān)S閉合時電烤箱處于高溫?fù)酢?2)當(dāng)電烤箱處于高溫?fù)鯐r,電路中的總功率P=1 100 W,該電烤箱正常工作10 min消耗的電能W=Pt=1 100 W×10×60 s=6.6×105 J。(3)當(dāng)電烤箱處于高溫?fù)鯐r,電路中的總功率P=1 100 W,當(dāng)電烤箱處于低溫?fù)鯐r,電路中的功率P'=660 W,故P=P1+P2=P1+U2R2,可得R2=110 Ω。
3.(2019 朝陽一模)人類已經(jīng)進(jìn)入智能家居時代。小陽家安裝了空調(diào)智能系統(tǒng),空調(diào)自動制冷開啟的條件是:家中有人且室溫等于或高于26 ℃。S1和S2是控制空調(diào)開啟的兩個智能開關(guān),當(dāng)家中有人時S1自動閉合,家中沒有人時S1自動斷開;當(dāng)室溫等于或高于26 ℃時S2自動閉合,室溫低于26 ℃時S2自動斷開。則:

(1)符合上述要求的電路示意圖是圖中的　甲　;(選填“甲”或“乙”)。?
(2)小陽為了測量空調(diào)一天的耗電情況,繪制了某天室內(nèi)溫度隨時間變化的圖像如圖丙所示。當(dāng)天8:00～12:00和14:00～18:00家中沒有人,空調(diào)的額定電壓是220 V,額定功率是1 kW,家庭電路電壓恒為220 V,求這臺空調(diào)當(dāng)天消耗的電能。
答案　(2)6 kW·h
解析　(1)根據(jù)生活實(shí)際情況知道,如果家中沒人,空調(diào)不工作,家中有人但是溫度低于26 ℃時,空調(diào)不工作,所以兩個開關(guān)應(yīng)該是串聯(lián)連接,只要有一個條件滿足則空調(diào)都不會工作。因此選擇甲圖。(2)當(dāng)天8:00～12:00和14:00～18:00家中沒有人,所以空調(diào)不工作。由圖可知當(dāng)家中有人且室溫等于或高于26 ℃時間為12:00～14:00和18:00～22:00,共6小時,所以W=Pt =1 kW×6 h=6 kW·h。
4.(2019 門頭溝二模)如圖是家用電飯鍋的簡化電路示意圖,S1是限溫開關(guān),靠手動閉合,當(dāng)溫度達(dá)到103 ℃時自動斷開,不能自動閉合。S2是自動開關(guān),當(dāng)溫度超過80 ℃時自動斷開,溫度低于70 ℃時自動閉合。電阻R2的阻值是2 160 Ω,R1是工作電阻,阻值為40 Ω。鍋中放好適量的米和水,接入家庭電路(電壓穩(wěn)定),閉合手動開關(guān)S1后,電飯鍋就能自動煮好米飯并保溫。求:
(1)當(dāng)開關(guān)S1、 S2均斷開時,電飯鍋處于保溫狀態(tài)。此時電飯鍋的總功率;
(2)電飯鍋內(nèi)溫度為60 ℃時,電路中的電流。

答案　(1)22 W　(2)5.5 A
解析　(1)當(dāng)開關(guān)S1、 S2均斷開時,兩個電阻串聯(lián),如圖所示。

P保=U2(R1+R2)=(220V)2(40Ω+2 160 Ω)=22 W
(2)S2是自動開關(guān),當(dāng)溫度低于70 ℃時自動閉合。所以電飯鍋內(nèi)溫度為60 ℃時,S2閉合,R2被短接,只有R1工作。I=UR1=220V40 Ω=5.5 A。
5.(2021 東城二模)如圖甲所示的是某品牌電燉鍋,它能夠先用400 W的功率快速加熱,達(dá)到一定溫度時,溫控開關(guān)會自動改變?yōu)檩^低的功率緩慢加熱。其簡化電路圖如圖乙所示,電源電壓為220 V,R1、R2均為加熱電阻,R2 =363 Ω,開關(guān)S1為溫控開關(guān)。(忽略溫度對電阻值的影響)

甲

乙

丙
(1)求電阻R1的阻值;
(2)求快速加熱10分鐘,電流做的功W;
(3)求緩慢加熱時,電燉鍋的功率P;
金屬名稱
熱膨脹系數(shù)/(10-6·℃-1)
鋁
23.2
銅
17.5
鐵
12.2
鎳
13.0
銀
19.5
(4)該電燉鍋的溫控開關(guān)局部結(jié)構(gòu)如圖丙所示。其中雙金屬片是由長、寬相同的銅片和鐵片組成,且上、下兩金屬片被緊緊地鉚在一起,受熱時會因長度變化不同而發(fā)生彎曲。按下彈性銅片,使觸點(diǎn)a與雙金屬片接觸,電燉鍋進(jìn)入快速加熱模式;當(dāng)溫度升高到設(shè)定溫度時,雙金屬片與觸點(diǎn)a分離并與觸點(diǎn)b接觸,進(jìn)入緩慢加熱模式。表中給出了常見金屬的熱膨脹系數(shù),熱膨脹系數(shù)是指固態(tài)物質(zhì)當(dāng)溫度改變1 ℃時其某一方向上的長度伸長量與它在20 ℃時長度的比值。請根據(jù)以上信息判斷,圖丙中的雙金屬片上側(cè)應(yīng)是鐵片還是銅片,并說明理由。
答案　(1)121Ω 　(2)2.4×105 J　 (3)100 W　(4) 銅片　銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的,當(dāng)雙金屬片受熱膨脹時,銅片的伸長量大于鐵的,導(dǎo)致雙金屬片向下彎曲。
解析　(1)當(dāng)開關(guān)S閉合,S1接2時,電路中只有R1工作,此時電路的總功率較大,為快速加熱狀態(tài),則有R1=U2P0=(220V)2400W=121 Ω 。(2)W=P0t=400 W×600 s=2.4×105 J。
(3)當(dāng)開關(guān)S閉合,S1接1時,電路中R1和R2串聯(lián),此時電路的總功率較小,為緩慢加熱狀態(tài)。
P=U2R1+R2=(220V)2121Ω+363Ω=100 W。
(4)根據(jù)題表可知,銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的,在溫度達(dá)到一定數(shù)值時,雙金屬片要向下彎曲,所以要求上方金屬片的伸長量大于下方金屬片的伸長量,才能導(dǎo)致雙金屬片向下彎曲,由于銅的熱膨脹系數(shù)大于鐵的,所以上方為銅片。
6.(2022重慶中考A)商業(yè)街移動攤位使用可顯示電費(fèi)的新型插座(如圖甲所示)計(jì)費(fèi),某攤位使用空氣炸鍋(如圖乙所示)烹制食物,如圖丙所示是該空氣炸鍋加熱部分的簡化電路,其額定電壓為220 V,定值電阻R1和R2為發(fā)熱體,其中R1=40 Ω。開關(guān)S1、S2、S3的通斷可實(shí)現(xiàn)高、中、低三個擋位的調(diào)節(jié)(S1、S2不會同時閉合),只閉合S3時的中溫?fù)?額定功率為440 W。求:
(1)R2的電阻;
(2)高溫?fù)跽９ぷ?00 s,電流通過R1產(chǎn)生的電熱;
(3)只有空氣炸鍋單獨(dú)工作,表盤示數(shù)使用前后如圖甲、丁所示,通過表盤顯示的數(shù)據(jù)估算該空氣炸鍋消耗的電功率[已知商用電費(fèi)單價為0.75元/(kW·h)]。

答案　(1)110 Ω　(2)1.21×105 J　(3)320 W
解析　(1)S3閉合,R2工作時,為中溫?fù)?br /> R2的電阻:R2=U2P2=(220V)2440W=110 Ω
(2)R1、R2并聯(lián)的時候,為高溫?fù)?
通過R1的電流:I1=UR1=220V40Ω=5.5 A
R1產(chǎn)生的電熱:Q=I12R1t=(5.5 A)2×40 Ω×100 s=1.21×105 J
(3)只有空氣炸鍋工作15 min,電費(fèi)0.06元,則
消耗電能:W=0.060.75 kW·h=0.08 kW·h
實(shí)際電功率:P=Wt=0.08kW·h1560 h=0.32 kW=320 W
7.(2022江蘇連云港中考)在一次綜合實(shí)踐活動中,小明制作了一個簡單的保溫箱,其工作原理如圖所示。熱敏電阻R、定值電阻R0和電磁繼電器組成保溫箱的控制電路。熱敏電阻R的阻值隨溫度的升高而減小,當(dāng)箱內(nèi)溫度達(dá)到100 ℃時,電磁鐵吸合銜鐵,使觸點(diǎn)A脫開觸點(diǎn)B改與觸點(diǎn)C接觸,當(dāng)箱內(nèi)溫度低于50 ℃時電磁鐵松開銜鐵,觸點(diǎn)A再次與觸點(diǎn)B接觸。當(dāng)觸點(diǎn)A先后與觸點(diǎn)B、C接觸時,電流表的示數(shù)分別為5 A和1 A。
求:

(1)電阻R1和R2的阻值;
(2)保溫箱加熱時工作電路的功率;
(3)保溫箱保溫10 min工作電路消耗的電能。
答案　(1)44 Ω　176 Ω　(2)1 100 W　(3)1.32×105 J
解析　(1)當(dāng)觸點(diǎn)A與觸點(diǎn)B接觸時,R2被短路,此時只有R1連接在電路中,保溫箱處于加熱狀態(tài)
R1=UI=2205 Ω=44 Ω
當(dāng)觸點(diǎn)A與觸點(diǎn)C接觸時,R1和R2串聯(lián),此時保溫箱處于保溫狀態(tài)
R總=UI=220V1A=220 Ω
R2=R總-R1=220 Ω-44 Ω=176 Ω
(2)P=UI=220×5 W=1 100 W
(3)W=UIt=220 V×1 A×600 s=1.32×105 J
8.(2022廣西北部灣中考)善于觀察的小明發(fā)現(xiàn),家中的即熱式水龍頭使用時冬季水溫偏低,夏季水溫偏高,還發(fā)現(xiàn)水龍頭標(biāo)有“220 V　2 200 W”。于是他增加兩個相同的發(fā)熱電阻R、兩個指示燈(電阻不計(jì))設(shè)計(jì)了如圖所示的電路進(jìn)行改進(jìn),其中R0為改進(jìn)前水龍頭發(fā)熱電阻。開關(guān)S1可以只與c相連或同時與a、b相連,使其具有兩擋工作狀態(tài),且冬季與夏季水龍頭工作的總電流之比為4∶1。求:
(1)電阻R0的阻值;
(2)改進(jìn)前,若水龍頭的熱效率為90%,正常加熱100 s提供的熱量;
(3)改進(jìn)后,冬季使用時水龍頭工作的總電功率。

答案　(1)22 Ω　(2)1.98×105 J　(3)4 400 W
解析　(1)R0=U2/P額=(220 V)2/2 200 W=22 Ω;
(2)改進(jìn)前加熱100 s消耗的電能:
W=P額t=2 200 W×100 s=2.2×105 J,
由η=Q/W可知,改進(jìn)前加熱100 s提供的熱量:
Q=Wη=2.2×105 J×90%=1.98×105 J;
(3)由電路圖可知,將開關(guān)S1與c相連時,R與R0串聯(lián),總電阻較大,總電流較小Ic=U/(R+R0),總電壓不變,此時電路工作時的總功率較小,P低=U2/(R+R0),屬于夏季工作電路;
由電路圖可知,將開關(guān)S1與a、b相連時,電阻R與R0并聯(lián),總電阻較小,總電流較大,Iab=UR+UR0;此時電路的總功率最大,P高=U2/R+U2/R0,屬于冬季工作電路;
冬季與夏季工作時的電流之比為4∶1,
所以Ic∶Iab=[U/(R+R0)]∶[(U/R+U/R0)]=RR0/(R+R0)2=1∶4
解得R=22 Ω
所以,冬季水龍頭工作時的電功率為:
P高=U2/R+U2/R0=2U2/R=[2×(220 V)2]/(22 Ω)=4 400 W。

解題技巧
　　本題考查了歐姆定律、電功公式、電功率公式的應(yīng)用,正確判斷水龍頭處于不同工作狀態(tài)時電路的連接方式是解題關(guān)鍵。

9.(2021云南中考)交通安全要求廣大司機(jī)“開車不喝酒,喝酒不開車”,酒后駕駛存在許多安全隱患。某科技興趣小組設(shè)計(jì)了一種簡易的酒精檢測儀,其電路原理如圖甲所示。電源電壓為12 V,R1是氣敏電阻,其阻值隨呼氣酒精濃度K的變化關(guān)系如圖乙所示,R2為滑動變阻器。檢測前對檢測儀進(jìn)行“調(diào)零”,即調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片使電流表的示數(shù)為0.1 A,調(diào)零后變阻器滑片位置保持不變。查閱到相關(guān)資料如下:
信息窗
血液酒精濃度M=呼氣酒精濃度K×2 200
非酒駕(M80 mg/100 mL)

(1)求“調(diào)零”后變阻器R2接入電路的阻值;
(2)檢測前R2工作10 s消耗的電能;
(3)對某司機(jī)進(jìn)行檢測時,電流表示數(shù)為0.16 A,依據(jù)信息窗資料,通過計(jì)算判斷該司機(jī)屬于非酒駕、酒駕還是醉駕。

甲

乙
答案　(1)20 Ω　(2)2 J　(3)見解析
解析　(1)測量前呼氣酒精濃度為0,由圖像可知此時R1=100 Ω
電路總電阻R= UI= 12V0.1A=120 Ω(1分)
R2的阻值R2=R-R1=120 Ω-100 Ω=20 Ω
(2)R2兩端的電壓U2=IR2=0.1 A×20 Ω=2 V
R2消耗的電能W=U2It=2 V×0.1 A×10 s=2 J
(3)電路總電阻R'= UI'= 12V0.16A=75 Ω
此時R1'=R'-R2=75 Ω-20 Ω=55 Ω
由圖像知此時呼氣酒精濃度K=12.5×10-3 mg/100 mL
血液酒精濃度
M=12.5×10-3 mg/100 mL×2 200=27.5 mg/100 mL
因?yàn)?0 mg/100 mL

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