(江西專版)2019中考物理總復(fù)習(xí) 專題突破五 計(jì)算題專題演練
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1、 專題突破五 計(jì)算題專題演練 類型一 力學(xué)相關(guān)計(jì)算 命題角度? 速度、功、功率相關(guān)計(jì)算 1.(2018·山西改編)每天都有許多全國(guó)各地的人民群眾,來(lái)到天安門廣場(chǎng)觀看升國(guó)旗儀式。天安門廣場(chǎng)上的國(guó)旗總重為175 N,升旗時(shí),國(guó)旗上升高度為30 m,所使用時(shí)間2分07秒。求: (1)國(guó)旗上升的平均速度;(保留一位小數(shù)) (2)將國(guó)旗沿豎直方向勻速升高30 m,拉力對(duì)國(guó)旗做的功。 2.(2018·荊門)一輛質(zhì)量2 t的汽車,在平直公路上以額定功率80 kW從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)15 s運(yùn)動(dòng)200 m恰好達(dá)到最大速度,接著勻速運(yùn)動(dòng)25
2、 s關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),滑行100 m停下,其v-t圖像如圖所示。已知汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力恰為車重的0.2倍。(g取10 N/kg)求: 第2題圖 (1)整個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功; (2)汽車的最大速度v最大; (3)全程中汽車的平均速度v。 3.(2019·原創(chuàng))小華參加體育中考的跳繩考試時(shí),她在1 min內(nèi)連續(xù)跳了150次,獲得跳繩項(xiàng)目的滿分。已知小華的質(zhì)量為45 kg,每只鞋底與地面的接觸面積為150 cm2,跳起時(shí)重心升高的平均高度為4 cm。(g取10 N/kg)求: (1)小華站在操場(chǎng)上等待時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng); (2)小華跳
3、一次所做的功; (3)小華跳繩時(shí)的平均功率。 4.(2019·原創(chuàng))一輛汽車為50 km長(zhǎng)的新建大橋進(jìn)行通車測(cè)試,如圖所示。汽車總質(zhì)量為1.5 t,以100 km/h的速度勻速通過(guò)大橋,受到的阻力是總重的0.08倍,全程消耗了4 kg的汽油。(q汽油=4.6×107 J/kg,g取10 N/kg)求: 第4題圖 (1)汽車通過(guò)大橋所需的時(shí)間; (2)此過(guò)程中牽引力所做的功; (3)汽油機(jī)的效率。 命題角度? 密度、浮力、壓強(qiáng)相關(guān)計(jì)算 5.(2018·泰安)
4、用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一實(shí)心物體,物體下表面與水面剛好接觸,如圖甲所示。從此處勻速下放物塊,直至浸沒(méi)于水中并繼續(xù)勻速下放(物塊未與水底接觸)。物塊下放過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物塊下表面浸入水的深度h的關(guān)系如圖乙。(g取10 N/kg,水的密度是1.0×103 kg/m3)求: 第5題圖 (1)物塊受的重力; (2)物塊完全浸沒(méi)在水中受到的浮力; (3)物塊的密度。 6.(2018·宜春九年級(jí)4月模擬考試)如圖甲所示,有一種圓柱形薄壁燒杯,它的底面積為 50 cm2,燒杯自重1.2 N,置于水平桌面上,在燒杯內(nèi)倒入200 mL的鹽水時(shí),杯底所受鹽
5、水的壓強(qiáng)為440 Pa。(g=10 N/kg)求: (1)燒杯內(nèi)鹽水的密度; (2)燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng); (3)如圖乙所示,把一個(gè)雞蛋輕輕放入鹽水中,雞蛋剛好懸浮,液面上升到 250 mL刻線處,求雞蛋的重力。 第6題圖 7.(2019·原創(chuàng))為了測(cè)出普通玻璃瓶的密度,小明同學(xué)利用一個(gè)普通玻璃制成的開(kāi)口小瓶、一個(gè)量筒和適量的水,做了如下操作: a.在量筒內(nèi)倒入50 mL的水; b.讓小瓶口朝上漂浮在量筒內(nèi)的水面上(如圖甲所示),此時(shí)水面與80 mL刻度線相平; c.讓小瓶口朝上沉沒(méi)在水中(如圖乙所示),這時(shí)水面與60 mL刻度線相
6、平。 根據(jù)以上測(cè)出的數(shù)據(jù)求: (1)小瓶漂浮在水面時(shí)受到的浮力; (2)制造小瓶的玻璃的密度。 命題角度? 機(jī)械效率相關(guān)計(jì)算 8.(2018·青島)工人利用如圖所示的滑輪組勻速提升重600 N的貨物,繩子自由端被豎直拉上6 m,額外功為300 J。求滑輪組的機(jī)械效率。 第8題圖 9.(2018·南昌九年級(jí)第二次質(zhì)量調(diào)研測(cè)試)小明利用如圖所示的滑輪組從海里打撈一個(gè)上端開(kāi)口、底部密封的正方體金屬盒A,測(cè)得正方體金屬盒A的內(nèi)邊長(zhǎng)為0.3 m,正方體金屬盒A離開(kāi)海面后,小明用200 N的拉
7、力使金屬盒A勻速上升了5 m。 (1)若滑輪組的機(jī)械效率為80%,求金屬盒A和海水的總質(zhì)量。 (2)若將金屬盒內(nèi)的海水倒出,將金屬盒放入海水中,求金屬盒漂浮在海面時(shí)所受的浮力。(ρ海水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg) 第9題圖 10.用如圖所示的滑輪組,將質(zhì)量為450 kg的物體A以0.2 m/s的速度沿水平方向勻速向右拉動(dòng)2 m,拉力F大小為200 N,物體A與地面間的滑動(dòng)摩擦力大小是物體A重力的0.1倍,取g=10 N/kg。求: 第10題圖 (1)物體A與地面間的滑動(dòng)摩擦力; (2)拉力做功的功率; (
8、3)該滑輪組的機(jī)械效率。 11.如圖所示,已知斜面長(zhǎng)10 m,高6 m,繩端拉力為100 N。利用這個(gè)滑輪裝置將重為200 N的物體在10 s內(nèi)從斜面的底端勻速拉到頂端。求在此過(guò)程中: 第11題圖 (1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度; (2)拉力的功率; (3)拉力的機(jī)械效率。 類型二 電學(xué)相關(guān)計(jì)算 命題角度? 純電路相關(guān)計(jì)算 12.(2018·北京)如圖所示,電源兩端電壓U為9 V并保持不變,電阻R1阻值為10 Ω,閉合開(kāi)關(guān)S后,電流表A的示數(shù)I為1.2 A。求:
9、 第12題圖 (1)電流表A1的示數(shù)I1; (2)電阻R2的阻值。 13.(2018·湘西州)如圖所示,一個(gè)標(biāo)有“2.5 V 0.5 W”的小燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),電源兩端的電壓為6 V保持不變。開(kāi)關(guān)S閉合后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使小燈泡正常發(fā)光。求: (1)小燈泡正常發(fā)光100 s,消耗的電能; (2)小燈泡正常發(fā)光時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值。 第13題圖 14.如圖所示的電路中,電源為可調(diào)壓直流學(xué)生電源,定值電阻R0=10 Ω,小燈泡L上標(biāo)有“6 V 3
10、W”字樣。閉合開(kāi)關(guān)S,小燈泡正常發(fā)光,設(shè)燈絲電阻不變。求: 第14題圖 (1)小燈泡的電阻; (2)電流表的示數(shù); (3)若電源電壓調(diào)至3 V,電路消耗的總功率。 15.(2018·南昌九年級(jí)第二次質(zhì)量調(diào)研測(cè)試)如圖所示電路,燈泡上標(biāo)有 “6 V 0.5 A”字樣,當(dāng)滑片移至a端,閉合S1,S2撥到1時(shí),燈泡正常發(fā)光;保持滑片位置不變,將S2由1撥到2時(shí),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化了3 V。求: (1)電源電壓; (2)R0的值; (3)將電壓表和燈泡交換位置,S2撥到2,滑片移至中點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡又正常發(fā)光,求將滑片移至b端,通電2
11、 min整個(gè)電路消耗的電能。(不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響) 第15題圖 16.(2018·襄陽(yáng))如圖所示電路,電源電壓可調(diào),R1=10 Ω,小燈泡標(biāo)有 “6 V 6 W(阻值不變)”?;瑒?dòng)變阻器R2上標(biāo)有“15 Ω 2 A”的字樣。求: (1)若只閉合S1,調(diào)節(jié)電源電壓,使燈泡L正常工作10 s,燈泡消耗的電能; (2)若只閉合S2,調(diào)節(jié)電源電壓,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電壓表示數(shù)在1~3 V之間變化,電源電壓的最大調(diào)節(jié)范圍。 第16題圖 17.(2018·聊城)如圖所示電路,電源
12、電壓保持不變,定值電阻R1=20 Ω,R2=10 Ω,R是滑動(dòng)變阻器。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P移動(dòng)到最右端,開(kāi)關(guān)S1閉合,開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)時(shí),電流表的示數(shù)為0.3 A;當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P移動(dòng)到中點(diǎn)時(shí),開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),電壓表的示數(shù)為U1,保持滑動(dòng)變阻器滑片P位置不變,開(kāi)關(guān)S2閉合、S1斷開(kāi)時(shí),電壓表的示數(shù)為U2,且U1∶U2=2∶3。求: 第17題圖 (1)電源電壓; (2)滑動(dòng)變阻器的最大阻值; (3)要使整個(gè)電路消耗的電功率為最小,請(qǐng)寫出:開(kāi)關(guān)S1、S2的開(kāi)閉狀態(tài),滑動(dòng)變阻器滑片P移動(dòng)到的位置,并計(jì)算出最小電功率是多少? 18.(2018
13、·達(dá)州)如圖所示的電路中,小燈泡上標(biāo)有“6 V 3.6 W”字樣,滑動(dòng)變阻器R1的最大電阻為40 Ω。當(dāng)只閉合S、S2,滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí),小燈泡正常發(fā)光;當(dāng)所有開(kāi)關(guān)都閉合,滑片滑到A端時(shí),A1、A2的示數(shù)之比是3∶1(燈的電阻保持不變)。求: 第18題圖 (1)電源電壓; (2)當(dāng)只閉合S、S2,滑動(dòng)變阻器的滑片P在A端時(shí),小燈泡兩端的實(shí)際電壓; (3)小燈泡消耗的最小電功率。 19.(2018·宜春九年級(jí)4月模擬)如圖所示,電源電壓為6 V不變,R=10 Ω,電流表的量程為0~0.6 A,電壓表的量程為0~3 V。 (1)
14、只閉合開(kāi)關(guān)S1,且R1的滑片在中點(diǎn)時(shí),電壓表的示數(shù)為3 V,求R1的最大阻值。 (2)只閉合開(kāi)關(guān)S3,當(dāng)R1的滑片移到阻值最大處時(shí),燈L正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)為0.2 A,求L的額定電壓。 (3)只閉合開(kāi)關(guān)S2和S4,在電表安全的情況下,求電路中允許的最大總功率。 第19題圖 命題角度? 銘牌信息類 20.(2018·玉林)如圖所示是某款電熱水壺及其銘牌的部分參數(shù),當(dāng)電熱水壺正常工作時(shí),求: (1)電熱水壺的電阻; (2)將一壺水從25 ℃加熱到100 ℃時(shí),水吸收的熱量[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]; (3)若加
15、熱一壺水所需時(shí)間為10 min,電熱水壺的熱效率。 21.(2018·贛州中考教研聯(lián)盟考試)如圖所示,某型號(hào)家用洗碗機(jī)的工作過(guò)程是先打開(kāi)進(jìn)水閥使水箱內(nèi)進(jìn)水,再通過(guò)電加熱管將水箱內(nèi)的水加熱至設(shè)定溫度,然后電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵將水箱中的熱水抽出,通過(guò)噴水管沖洗洗碗機(jī)內(nèi)的餐具。其部分參數(shù)如下表所示。已知該洗碗機(jī)一次標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序的耗水量是 9 kg,耗電量是0.8 kW·h,所需時(shí)間是130 min。 第21題圖 額定電壓 頻率 電加熱管功率 設(shè)定水溫 220 V 50 Hz 1 400 W 80 ℃ (1)若某次標(biāo)準(zhǔn)洗滌時(shí)進(jìn)水閥中水溫為2
16、0 ℃,30 min后即加熱到設(shè)定的水溫,則水箱中水吸收的熱量是多少?電加熱管的加熱效率是多少? (2)若(1)中水吸收的熱量由熱值為4×107 J/m3的天然氣燃燒提供,則至少需要多少體積的天然氣? (3)試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明洗碗機(jī)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)功率大約是多少? 22.(2018·重慶)小峻家中有一個(gè)浴足盆,其部分銘牌信息如表格所示,圖甲為浴足盆的工作電路,R1、R2均為電熱絲,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a、b觸點(diǎn)時(shí),浴足盆的擋位不同。求: 型號(hào) MLJY-01 額定電壓 220 V 額定加熱功率 880 W 額定保溫功率 100 W 第22題圖 (1)額定加熱電
17、流; (2)R1和R2的阻值; (3)在用電高峰期,小峻關(guān)閉家中其他用電器,只讓浴足盆通電,使其處于加熱狀態(tài)1 min,電能表(如圖乙所示)的圓盤轉(zhuǎn)了30轉(zhuǎn),浴足盆加熱的實(shí)際電功率。 23.(2018·南昌初中畢業(yè)年級(jí)調(diào)研測(cè)試)如圖所示是飲水機(jī)的電路圖及說(shuō)明書上的一些工作數(shù)據(jù),S是用感溫材料制造的溫控開(kāi)關(guān),R1是電阻,R2是供加熱的電阻絲。分析電路圖可知,當(dāng)S接通時(shí),飲水機(jī)處于加熱狀態(tài),當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)處于保溫狀態(tài)。 (1)在加熱狀態(tài)下,飲水機(jī)正常工作時(shí)電路中的電流是多大? (2)正常工作時(shí)該飲水機(jī)將熱水罐中1 kg初溫為20 ℃
18、的水加熱到90 ℃,用時(shí)12 min。計(jì)算該飲水機(jī)加熱狀態(tài)時(shí)的效率。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)](結(jié)果保留一位小數(shù)) (3)如果要使飲水機(jī)在保溫狀態(tài)時(shí)的功率是加熱狀態(tài)時(shí)的一半,則R1∶R2的比值應(yīng)是多少? 參考答案 1.解:(1)國(guó)旗上升的時(shí)間:t=2 min 7 s=127 s 國(guó)旗上升的平均速度: v==≈0.2 m/s (2)拉力對(duì)國(guó)旗做的功: W=Fs=Gh=175 N×30 m=5 250 J 2.解:(1)由題意可知,整個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間: t=15 s+25 s=40 s 由P=可得,整個(gè)過(guò)程
19、中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功: W=Pt=80×103 W×40 s=3.2×106 J (2)汽車的重力:G=mg=2 000 kg×10 N/kg=2×104 N 由題意和圖像可知,汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力: F=f=0.2G=0.2×2×104 N=4 000 N 由P===Fv可得,汽車的最大速度: v最大===20 m/s (3)由v=可得,勻速運(yùn)動(dòng)的路程: s2=v最大t2=20 m/s×25 s=500 m 由圖像可知,滑行100 m用的時(shí)間t3=10 s 則全程中汽車的平均速度: v===16 m/s 3.解:(1)小華站立在操場(chǎng)上等待時(shí)對(duì)地面的壓力 F=G=mg=4
20、5 kg×10 N/kg=450 N 對(duì)地面的壓強(qiáng)p===1.5×104 Pa (2)小華跳一次所做的功即克服重力所做的功 W1=Fs=Gh=450 N×0.04 m=18 J (3)小華在1 min內(nèi)連續(xù)跳150次所做的總功 W=nW1=150×18 J=2 700 J 小華跳繩時(shí)的平均功率P===45 W 4.解:(1)汽車通過(guò)大橋所需時(shí)間 t===0.5 h (2)汽車受到的阻力 f=0.08G=0.08×1 500 kg×10 N/kg=1 200 N 因?yàn)槠囎鰟蛩龠\(yùn)動(dòng),所以F=f=1 200 N 牽引力做的功: W=Fs=1 200 N×50 000 m
21、=6×107 J (3)汽油燃燒放出的熱量 Q=mq汽油=4 kg×4.6×107 J/kg=1.84×108 J 則汽油機(jī)的效率 η=×100%=×100%≈32.6% 5.解:(1)由圖乙可知,物體未浸入水中時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為18 N,故物體的重力為G=18 N (2)物體全部浸入水中時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=10 N,則在水中受到的浮力為F浮=G-F=18 N-10 N=8 N (3)由F?。溅岩篻V排得,物體的體積為:V=V排= 則物體的密度: ρ===ρ水=×1.0×103 kg/m3=2.25×103 kg/m3 6.解:(1)燒杯內(nèi)鹽水的深度: h===4 cm=0
22、.04 m 燒杯內(nèi)鹽水的密度: ρ鹽水===1.1×103 kg/m3 (2)燒杯內(nèi)鹽水的重力: G鹽水=F=pS=440 Pa×50×10-4 m2=2.2 N 燒杯對(duì)桌面的壓強(qiáng): p′====680 Pa (3)雞蛋受到的浮力: F浮=ρ鹽水gV排=1.1×103 kg/m3×10 N/kg×(250-200)×10-6 m3=0.55 N 因?yàn)殡u蛋懸浮,所以G雞蛋=F浮=0.55 N 7.解:(1)根據(jù)題意,小瓶漂浮時(shí) V排=80 mL-50 mL=30 mL=30 cm3 根據(jù)阿基米德原理,小瓶受到的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×1
23、0 N/kg×30×10-6 m3=0.3 N (2)因?yàn)镕?。紾=mg 所以小瓶的質(zhì)量m===0.03 kg=30 g 小瓶下沉,小瓶的體積: V=60 mL-50 mL=10 mL=10 cm3 玻璃的密度ρ玻===3 g/cm3=3×103 kg/m3 8.解:由圖知,n=3,由s=nh可得,貨物提升的高度: h===2 m 則所做的有用功: W有用=Gh=600 N×2 m=1 200 J 拉力所做的總功: W總=W有用+W額=1 200 J+300 J=1 500 J 則滑輪組的機(jī)械效率: η=×100%=×100%=80% 9.解:(1)由η=×100%
24、=×100%,可得 G=ηnF=80%×2×200 N=320 N 總質(zhì)量:m===32 kg (2)海水的體積V=a3=(0.3 m)3=0.027 m3 海水的質(zhì)量m海水=ρV=1.0×103 kg/m3×0.027 m3=27 kg 金屬盒的質(zhì)量m金=32 kg-27 kg=5 kg 漂浮時(shí)浮力: F?。紾金=m金g=5 kg×10 N/kg=50 N 10.解:(1)由題意可知,物體A與地面間的滑動(dòng)摩擦力大小是物體A重力的0.1倍,則 f=0.1G=0.1mg=0.1×450 kg×10 N/kg=450 N (2)物體A被勻速拉動(dòng)2 m所需要的時(shí)間: t===1
25、0 s 動(dòng)滑輪上繩子的股數(shù)n=3,則繩端移動(dòng)的距離: s繩=3sA=3×2 m=6 m 拉力F做的功W總=Fs繩=200 N×6 m=1 200 J 拉力F做功的功率P===120 W (3)物體A克服與地面間的滑動(dòng)摩擦力做的有用功W有=fsA=450 N×2 m=900 J 滑輪組的機(jī)械效率: η=×100%=×100%=75% 11.解:(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度v===1 m/s (2)繩子自由端移動(dòng)的速度 v繩=nv=2×1 m/s=2 m/s 拉力的功率P=Fv繩=100 N×2 m/s=200 W (3)W有用=Gh=200 N×6 m=1 200 J
26、 繩子自由端移動(dòng)的距離:s繩=2s=2×10 m=20 m W總=Fs繩=100 N×20 m=2 000 J 拉力的機(jī)械效率: η=×100%=×100%=60% 12.解:(1)由圖可知,R1與R2并聯(lián),電流表A1測(cè)量電阻R1的電流,電流表A測(cè)干路電流; 根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等可知:U1=U2=U=9 V 則電流表A1的示數(shù):I1===0.9 A (2)因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過(guò)電阻R2的電流: I2=I-I1=1.2 A-0.9 A=0.3 A 根據(jù)I=可得R2的阻值: R2===30 Ω 13.解:(1)由P=可得小燈泡正常發(fā)光1
27、00 s,消耗的電能: W=Pt=0.5 W×100 s=50 J (2)由圖知,L與R串聯(lián), 由P=UI可得小燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中電流: I=IR=IL===0.2 A 由串聯(lián)電路特點(diǎn)知此時(shí)R兩端電壓: UR=U-U額=6 V-2.5 V=3.5 V 由歐姆定律可得,滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻: R===17.5 Ω 14.解:(1)由P=可得,小燈泡的電阻: RL===12 Ω (2)燈泡與電阻R0并聯(lián),因?yàn)樾襞菡0l(fā)光,所以電源電壓U=6 V。 由歐姆定律知,電流表的示數(shù):I===0.6 A (3)根據(jù)并聯(lián)電路消耗的總功率為各支路用電器功率之和,則總功率:
28、P=PL+P0=+=+=1.65 W 15.解:(1)由題圖可知,滑片置于a端時(shí),燈L與R0串聯(lián),UL=6 V,U0=3 V 所以,電源電壓U=UL+U0=6 V+3 V=9 V (2)通過(guò)R0的電流:I0=IL=0.5 A R0的阻值:R0===6 Ω (3)當(dāng)滑片滑到中點(diǎn)時(shí),R中與燈L串聯(lián),且燈正常發(fā)光,R中===6 Ω 當(dāng)滑片移至b端時(shí),Rb=2R中=12 Ω RL===12 Ω 所以,W=t=×2×60 s=405 J 16.(1)只閉合S1,燈泡和定值電阻R1串聯(lián), 根據(jù)P=知,燈泡L正常工作10 s消耗的電能: W=PLt=6 W×10 s=60 J (2)
29、只閉合S2時(shí),R1與R2串聯(lián),電壓表測(cè)R1兩端的電壓,此時(shí)電路中的電流: I′= 電壓表的示數(shù): U1=I′R1=R1== 因移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,電壓表示數(shù)在1~3 V之間變化, 所以,1 V≤≤3 V, 即×1 V≤U′≤×3 V 當(dāng)R2=0 Ω時(shí),電源的電壓最小為1 V, 當(dāng)R2=15 Ω時(shí),電源的電壓最大為7.5 V, 則電源電壓的最大調(diào)節(jié)范圍為1~7.5 V。 17.解:(1)由圖知,滑片P移動(dòng)到最右端,開(kāi)關(guān)S1閉合,開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)時(shí),只有R1連入電路中,電流表測(cè)電路中電流,由歐姆定律可得,電源電壓:U=IR1=0.3 A×20 Ω=6 V (2)由圖知,當(dāng)滑片P移
30、動(dòng)到中點(diǎn)時(shí),開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),R與R1串聯(lián),電壓表測(cè)變阻器兩端電壓,由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得電壓表示數(shù): U1=I′×R=×R 滑片P位置不變,開(kāi)關(guān)S2閉合、S1斷開(kāi)時(shí),R與R2串聯(lián),電壓表仍測(cè)變阻器兩端電壓,電壓表示數(shù): U2=I′×R=×R 由題知U1∶U2=2∶3,即: ∶=2∶3 所以= 解得R=20 Ω (3)因?yàn)镽1>R2,根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)可知,當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi),且滑片在最左端時(shí)電路的總電阻最大,電源電壓一定,由P=可知,此時(shí)電路的總功率最小, Pmin===0.9 W 18.解:(1)燈的額定電流: IL===0.6 A 燈正常
31、發(fā)光時(shí)的電阻: RL===10 Ω 當(dāng)只閉合S、S2,滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí),根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,可知電源電壓: U=UL+U滑=6 V+I(xiàn)L×0.5R滑=6 V+0.6 A×20 Ω=18 V (2)當(dāng)只閉合S、S2,滑動(dòng)變阻器的滑片P在A端時(shí), R串聯(lián)=RL+R滑=10 Ω+40 Ω=50 Ω 由歐姆定律,可知小燈泡兩端的實(shí)際電壓: U實(shí)=I實(shí)RL=RL=×10 Ω=3.6 V (3)所有開(kāi)關(guān)都閉合,滑片滑到A端時(shí),R2與變阻器的最大電阻并聯(lián),根據(jù)分流原理, R2=2×40 Ω=80 Ω 當(dāng)燈的電流最小時(shí),根據(jù)P=I2R,燈的實(shí)際功率最小,由圖知,當(dāng)R
32、2與燈串聯(lián),即閉合S、S3時(shí),電路的總電阻最大,電路的電流最小為I?。剑剑?.2 A 故小燈泡消耗的最小電功率: P=I小2RL=(0.2 A)2×10 Ω=0.4 W 19.解:(1)當(dāng)只閉合S1且R1的滑片在中點(diǎn)時(shí), R和R1串聯(lián),電壓表測(cè)R電壓,電流表測(cè)I總, IR=I1= ==0.3 A R總===20 Ω R1=2(R總-R)=2×(20 Ω-10 Ω)=20 Ω (2)當(dāng)只閉合S3時(shí),R1阻值最大為 20 Ω,R1與L串聯(lián),電壓表測(cè)L的電壓 U1=I總R1 =0.2 A×20 Ω=4 V UL=U-U1=6 V-4 V=2 V (3)當(dāng)只閉合S2和S4時(shí),R1
33、與L并聯(lián),電壓表測(cè)量導(dǎo)線電壓為0 V,電流表測(cè)總電流,由于電壓遠(yuǎn)超過(guò)L額定電壓,L被燒壞,故電路允許的最大總功率: P=UI最大=6 V×0.6 A=3.6 W 20.解:(1)由P=可得,電熱水壺的電阻: R===48.4 Ω (2)水的體積V=1.5 L=1.5×10-3 m3 由ρ=得水的質(zhì)量: m=ρV=1×103 kg/m3×1.5×10-3 m3=1.5 kg 水吸收的熱量: Q吸=cm(T-T0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(100 ℃-25 ℃)=4.725×105 J (3)電熱水壺消耗的電能: W=Pt=1 000 W×10×60
34、s=6×105 J 電熱水壺的熱效率: η=×100%=×100%=78.75% 21.解:(1)水箱中水吸收的熱量: Q吸=cm(T-T0)=4.2×103 J/(kg·℃)×9 kg×(80 ℃-20 ℃)=2.268×106 J 電加熱管通電時(shí)消耗的電能: W1=P1t1=1 400 W×30×60 s=2.52×106 J 電加熱管的加熱效率: η=×100%=×100%=90% (2)V===5.67×10-2 m3 (3)洗碗機(jī)總共消耗的電能: W總=0.8 kW·h=2.88×106 J 電動(dòng)機(jī)工作時(shí)消耗的電能: W2=W總-W1=2.88×106 J-
35、2.52×106 J=3.6×105 J t2=(130-30)×60 s=6 000 s 電動(dòng)機(jī)功率:P2===60 W 22.解:(1)由表中數(shù)據(jù)和P=UI可得,額定加熱電流: I加熱===4 A (2)由電路圖知,S接b時(shí)只有R2接入電路中,電路中電阻較小,電源電壓一定,由P=可知,此時(shí)電路的功率較大,為加熱狀態(tài); S接a時(shí)兩電阻串聯(lián),電路中電阻較大,功率較小,為保溫狀態(tài)。 由歐姆定律可得R2的阻值:R2===55 Ω 保溫狀態(tài)下,由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和R=可得總電阻: R總===484 Ω 則R1=R總-R2=484 Ω-55 Ω=429 Ω (3)由圖乙可知,表盤轉(zhuǎn)過(guò)
36、30轉(zhuǎn)時(shí),浴足盆消耗的電能: W= kW·h×30= kW·h 此時(shí)浴足盆加熱的實(shí)際電功率: P實(shí)===0.6 kW=600 W 23.解:(1)I1===2.5 A (2)Q吸=cm(T-T0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(90 ℃-20 ℃)=2.94×105 J, W=P加熱t(yī)=550 W×12×60 s=3.96×105 J η=×100%=×100%≈74.2% (3)根據(jù)歐姆定律可得,R2的阻值: R2===88 Ω 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),R1與R2串聯(lián),電路中的電阻最大,飲水機(jī)處于保溫狀態(tài), 由P保=, P熱=和=, 解得R1∶R2=1∶1 27
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