1、题型专题(五)电学计算题|类型一 简单电路计算|1.2023徐州定值电阻R1两端加4.5 V电压时,通过的电流为0.45 A。如图T5-1所示电路,电源电压不变,R1和定值电阻R0并联,电流表示数为0.50 A;用阻值为30 的电阻R2替换R1,电流表示数变为0.30 A.求:(1)R1的阻值。(2)电源电压。图T5-12.如图T5-2所示电路,电源电压为3 V。闭合开关,电阻R两端的电压为1 V,电路中的电流为0.2 A。求:(1)电阻R的阻值。(2)灯泡L的电功率。图T5-23.2015徐州如图T5-3所示的电路中,电源电压不变,灯L标有“6 V3 W”字样。开关S闭合时,灯L正常发光,电
2、流表的示数为1.2 A。求:(1)小灯泡正常发光时的电阻。(2)在10 s内,电流通过电阻R所做的功。图T5-34.在如图T5-4所示的电路中,电源电压为6 V,电阻R1的阻值为5 ,滑动变阻器R2上标有“20 1 A”字样。闭合开关S后,电路中的电流为0.3 A。(1)求此时电阻R1两端的电压U1。(2)在电路元件不被损坏的情况下,求滑动变阻器R2接入电路的最小阻值。图T5-45.如图T5-5所示的电路中,电源为可调压直流学生电源,定值电阻R0=10 ,小灯泡上标有“6 V3 W”字样,闭合开关S,小灯泡正常发光,设灯丝电阻不变,求:(1)小灯泡的电阻。(2)电流表的示数。(3)若电源电压调
3、至3 V,电路消耗的总功率。图T5-5|类型二列方程计算|1.2016徐州如图T5-6所示电路,电源电压保持不变。(1)滑动变阻器的铭牌上标有“10 2 A”字样,求滑动变阻器两端允许加的最大电压。(2)当滑动变阻器接入电路的阻值分别为2 和8 时,滑动变阻器消耗的功率相同,求电阻R0的阻值。图T5-62.2023攀枝花某科技小组探究如图T5-7甲所示电路中的滑动变阻器R的电功率P与电流表的示数I之间的变化关系,得到P与I之间的关系如图乙所示。图甲中R0为定值电阻,电源电压不变。(1)求滑动变阻器R消耗的最大功率为多少。(2)求滑动变阻器R的阻值为多大时,滑动变阻器R消耗的功率最大。(3)求出
4、滑动变阻器R两端电压UR与电流表示数I的关系式。图T5-7|类型三电路图结合图像计算|1.2023成都在如图T5-8甲所示的电路中,电源电压恒定不变,R1、R2为定值电阻,已知灯泡L的伏安特性曲线(即电流随两端电压的变化图像)如图乙所示。当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为0.26 A;当开关S2、S3闭合,S1断开时,电流表的示数为1.25 A;当开关S3闭合,S1、S2断开时,电流表的示数为0.2 A。(1)当开关S1、S3闭合,S2断开时,5 min内电路消耗的电能是多少?(2)当开关S3闭合,S1、S2断开时,R2消耗的电功率是多大?图T5-82.2023深圳“道路千万条,
5、安全第一条;行车不规范,亲人两行泪。”酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。图T5-9甲是酒精测试仪工作电路原理图,电源电压U=6 V;R1为气敏电阻,它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化,如图乙所示。气体中酒精含量大于0且小于80 mg/100 mL为酒驾,达到或者超过80 mg/100 mL为醉驾。使用前通过调零旋钮(即滑动变阻器R2的滑片)对测试仪进行调零,此时电压表示数为U1=5 V,调零后R2的滑片位置保持不变。(1)当电压表示数为U1=5 V时,求R1消耗的电功率。(2)当电压表示数为U1=5 V时,求R2接入电路中的阻值。(3)某次检测中,电流表示数I1=0.2 A,请通过计算
6、,判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。图T5-93.2023德州如图T5-10(a)所示电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4 V0.5 A”字样,电流表量程为00.6 A,电压表量程为03 V,滑动变阻器R1的最大阻值为20 。只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片P,得到电流表与电压表示数关系如图(b)所示。(1)求小灯泡的额定功率。(2)求电源电压及定值电阻R2的阻值。(3)只闭合开关S和S2,移动滑动变阻器的滑片P,通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图像如图(c)所示,在保证各元件安全工作的情况下,求滑动变阻器R1允许接入电路的取值范围。图T5-10|类型四家用电器类计算|1.2023淮
7、安如图T5-11所示是一款家庭常用的电热水壶,经测量该电热水壶的质量为0.6 kg,它与桌面的接触面积为0.02 m2。该电热水壶的额定电压为220 V,额定功率为1000 W。g取10 N/kg,c水=4.2103 J/(kg)(1)求电热水壶的额定电流。(结果保留一位小数)(2)求电热水壶静止放在水平桌面上对桌面的压强。(3)用此电热水壶将质量为1 kg、初温为20 的水加热到100 ,水至少需要吸收多少热量?(4)当电热水壶正常工作时,若不考虑热量损失,将壶中质量为1 kg、初温为20 的水加热到100 需要多少时间?图T5-112.2023苏州某款电热水壶的相关信息如表所示。现在该电热
8、水壶内装入质量为1 kg、初温为20 的水,放置在水平桌面上,接通电源使其正常工作,在标准大气压下将水烧开。求:不计热量损失,c水=4.2103 J/(kg),g取10 N/kg额定功率1000 W自重5 N与桌面接触面积200 cm2(1)装入水后水壶对桌面的压强。(2)水吸收的热量。(3)将水烧开所需时间。3.2023盐城新型电饭锅在煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式交替加热,其内部电路如图T5-12所示,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关,高、低温挡的额定功率见下表,煮饭时,闭合开关S,电饭锅正常工作30 min消耗的电能为0.44 kWh,求:(1)煮饭时通过R1的电流。(
9、2)电热丝R2的电阻。(3)30 min内R2消耗的电能。额定电压220 V额定功率低温档440 W高温档1100 W图T5-124.2023宿迁某电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅,该火锅产品铭牌如下表所示,电路图如图T5-13所示。(1)当开关S1断开,S2接a时,该电火锅选用(选填“高温”“中温”或“低温”)挡工作。(2)当电火锅使用中温挡正常工作时,电路中电流是多大?接入电路的电热丝的阻值是多少?(3)用电火锅高温挡在额定电压下烧水7 min,电流做了多少功?若电热丝产生的热量全部被水吸收,在标准大气压下,能使1 kg、初温为20 的水温度升高多少?c水=4.2103 J
10、/(kg)额定电压220 V额定功率高温挡中温挡低温挡880 W440 W220 W图T5-135.2023连云港中国天才科学家曹原,在2023年3月5日,成功实现了石墨烯的“超导电实验”,破解了困扰全球物理学界12023的难题,为超导研究打开了一扇新的大门,可能成为常温超导体研究的里程碑,超导应用即将走进我们的生活。现有一个小型水电站,如图T5-14所示,发电机提供的电压U=250 V,保持恒定,通过输电线向较远处用户输电,输电线的总电阻R0=0.15 。闭合开关S,若发电机提供给电路的总功率P=50 kW。(1)求通过输电线的电流I和输电线上损耗的热功率P0。(2)求用户得到的功率P1和输
11、电效率。(3)若将输电线改为超导输电线,在保证用户得到以上功率不变的情况下(此时可在用电器前端加一调压装置,以保证用电器能正常工作),与原来相比,每天节省的电能可供一个额定功率P2=1 kW的电饭煲正常工作多少天?(假设电饭煲每天工作2小时)图T5-146.2023宜昌我国“华为”公司是当今世界通信领域的龙头企业,在手机及其他通信设备的设计制造方面掌握了诸多高新科技成果。以手机为例,华为“Mate 20 Pro”不仅采用4200 mAh超大容量电池,并且采用“超级快充”技术,不到半小时就可把电池充达一半以上,极大地方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如下表所示。(1)表格中的电池“容量”,是
12、哪几个物理量进行了怎样运算的结果?(2)如图T5-15所示的两个充电器,一个标注“输出5 V600 mA”,另一个标注“输出5 V4 A”,其中有一个是快速充电器。假设充电效率为90%,选用快速充电器将电池从零充满需要多长时间?(3)有人发现,超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些,请你从线路安全的角度来分析为什么有这样的区别。电池名称锂离子电池电压3.7 V容量4200 mAh图T5-157.2023南京在综合实践活动中,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路。如图T5-16所示,电源电压恒为18 V,电阻箱最大阻值为999.9 。报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10 mA会报警
13、,超过20 mA会损坏。压敏电阻Rx在压力不超过800 N的前提下,其阻值随压力F的变化规律如下表所示。压力F/N050100150200250300电阻Rx/580560540520500480460(1)为不损坏元件,报警电路允许消耗的最大功率是多少?(2)在压敏电阻Rx所受压力不超过800 N的前提下,报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得小于多少?(3)现要求压敏电阻受到的压力达到或超过200 N时,电路报警。按照下列步骤调试此报警电路:电路接通前,滑动变阻器滑片P置于b端;根据实验要求,应将电阻箱调到一定的阻值,这一阻值为;将开关向(填数字)端闭合,调节,直至;保持,将开关向另一端闭合,报警电路即可正常使用。(4)对(3)中已调试好的报警电路,现要求压敏电阻受到的压力达到或超过700 N时,电路报警,若电源电压可调,其他条件不变,则将电源电压调为V即可。图T5-16【2023学年参考答案】类型一1.解:(1)根据I=UR可得:R1的阻值R1=UI=4.5V0.45A=10 。(2)由电路图可知,电阻R1与R0并联,电流表测干路电流。并联电路中干路电流等于各支路电流之和,即I=I1+I0,即I=UR0+UR1,代入数据得UR0+U10=0.50 A,当用30 的电阻R2替换R1,电流表的示数变为I=0.30 A,即I