2020电学综合计算题大全(附答案)
2020电学综合计算题大全
电学综合计算题1
一、计算题
1.图甲是某电吹风的工作原理图。电吹风工作时,可以分别吹出热风和凉风。为了防止温度过高,用一
个PTC电阻R0与电阻为100Ω的电热丝R串联,R0的阻值随温度的变化如图乙所示。
(1)当开关S指向1位置时,电吹风吹______风;
(2)该电吹风吹热风时,其温度基本恒定在200℃左右,当它的温度继续升高时,R0的电阻将______,
电热丝的发热功率将______;(两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)
(3)该电热丝的最大发热功率是多少?
2.图甲是小明家安装的即热式热水器,其具有高、低温两档加热功能,低温档功率为5500W,内部等效
电路如图乙所示,R1和R2是两个电热丝。某次小眀用高温档淋浴时,水的初温是20℃,淋浴头的出水温度为40°C,淋浴20min共用水100L.假设热水器电热
丝正常工作且产生的热量全部被水吸收【c水=
4.2×103J/(kg?°C)】求:
(1)电热丝R1的阻值。
(2)该热水器高温档功率。
1
3.小谦根据如图甲所示的电路组装成调光灯,并进行测试。电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是6V,
小灯泡的I?U图象如图乙所示。
求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)小灯泡正常发光10min消耗的电能。
(3)经测算,小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%,如果把灯光调暗,使小灯泡两端电压为3V,
小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少?
(4)小谦认为这个调光灯使用时,小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低,请写出一种出现这种情况
的原因。
4.如图,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R1=20Ω,滑动变阻器R3标有“40Ω0.5A”字样。只闭合
开关S1,电流表的示数为1.2A;再闭合开关S2、S3,电流表的示数变为1.5A.求:
(1)电源电压;
(2)开关S1、S2、S3都闭合时,R2在20s内产生的热量;
(3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片时,R1的电功率变化范围。
2
5.在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为30欧,电键S闭合、电键S1断开时,电流
表的示数为0.4安;电键S、S1均闭合时,电流表的示数如图(b)所示。求:
(1)电源电压U
(2)通过电阻R1的电流I1
(3)电键S、S1均闭合时电路的总电阻R
6.如图所示,L是“12V6W”的小灯泡,R1是定值电阻,R2是最大阻值为15Ω的滑动变阻器,电源电压和
灯泡电阻均不变。
(1)求小灯泡的阻值;
(2)闭合开关S、S1,滑片P在a端时,小灯泡恰能正常发光,且电流表示数为0.8A,求R1的阻值;
(3)闭合开关S、S1,滑片P在b端时,求灯泡的实际功率
7.如图甲所示电路中,定值电阻R的阻值为20Ω,电源电压保持不变。闭合开关S后,整个电路正常工作,
两电流表的表盘均如图乙所示。求:
(1)通过灯泡L的电流是多少安?
(2)电源两端的电压是多少伏?
(3)灯泡L消耗的电功率是多少瓦?
(4)整个电路工作10s消耗了多少焦的电能?
3
8.如图所示电路中,电源电压为6V且保持不变,定值电阻R1=6Ω,定
值电阻R2=4Ω.求:
(1)当只闭合S1时,通过R1的电流;
(2)当只闭合S2时,R2两端的电压;
(3)从只闭合S2和S3的状态到只闭合S1和S3的状态,电路中总功率的变
化。
9.如图所示,小灯泡上标有“12V12W”字样,R2标有6Ω。当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.5A,
这时电灯正常发光。不考虑灯丝电阻受温度的影响。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)当开关都断开时,电灯两端的电压。
10.我国从今年4月15日起,正式实施电动自行车新国标。李强购置了一辆符合新国标的电动车,其整车
质量为50kg,最高速度为25km/?。g取10N/kg。试问:
(1)对蓄电池充电时,电能转化为______能;行驶时,电动机提供动力,其工作原理是______。
(2)当蓄电池的电全部耗完后,若充电功率为100W,充满电需要5h,不计能量损失,则充满电后蓄电
池储存的电能为多少?
(3)蓄电池充满电后,其储存电能的75%用于车克服阻力做功,当质量为70kg的李强在水平路面上骑着
,则车最多能行驶多少小时?
车,以最高速度匀速电动行驶时,所受阻力为总重的1
40
(4)新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制,这样做主要是为了防止车的______较大,以
减小行车危险。
4
11.如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”,滑动变阻器R规格为“20Ω,1A”,灯泡L
标有“3.0V,1.5W”字样(不考虑灯丝电阻变化).在不损坏电路元件情况下,求:
(1)灯泡的电阻和正常工作的电流;
(2)滑动变阻器阻值变化的范围;
(3)该电路的最大功率.
12.小黄家中新购置了一台挂式电热水器,他查看了电热水器说明书后,将电热水器内部电路结构简化成
如图所示电路图,该热水器设有高,中,低三档,电热丝R1=50Ω,电热丝R2=220Ω,电热转化效率为84%,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),求:
(1)高温档的加热功率
(2)用低温档将22kg水从20℃加热到60℃需要的时间
13.多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能,深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路
图。(ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg?℃)
项目参数
电源电压(V)220
低温档功率(W)275
中温档功率(W)550
高温档功率(W)1100
容积(L)1
5
(1)开关S1、S2处于什么状态,养生壶为高温档,说明判断依据;
(2)养生壶处于低温档工作时,求电路中的电流大小;
(3)在标准大气压下,使用高温档将初温是12℃的一壸水烧开。若养生壶高温档加热效率为80%,求烧
开一壶水需要的时间。
14.在综合实践活动中,小峰设计了一种煮饭电路,如图甲,图中R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关,
煮饭时,将该电路接入220V电源,在30min内,电路总电功率随时间变化的图象如图乙。求:
(1)0~5min内R1的消耗的电能。
(2)R1的阻值。
(3)R2的阻值。
(4)10~15min内R2的电功率。
15.如图,电源是两节新干电池串联而成的,电压表的示数是1.2V,求
(1)电源电压U;
(2)灯L1电压U1、L2电压U2。
16.如图是某种电加热器的电路工作原理图。有总控开关S1,温控开关S2,两个加热电阻丝R1,R2(阻值不
变)。该加热器部分参数己知:额定电压220V,加热功率为4840W,保温功率为400W.求:
(1)当S1,S2都闭合,该加热器处于______(选填“加热”或”保温”)状态时,电路中的总电流;
(2)傍晚用电高峰期,若实际电压只有200V时,加热器保温状态下的实际功率。(保留整数)
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17.如图所示,电源电压为18V,当开关S闭合后,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.2A、1A、0.6A.求:
(1)通过L1、L2、L3的电流分别是多大?
(2)将电流表A2、A3分别换成电压表V2、V3;闭合开关后,V2的示数为8V,V3的示数为15V,则L1、L2、
L3两端的电压分别是多大?
18.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡上标有“6V3W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的
影响),R0=24Ω,滑动变阻器的规格为“18Ω1.5A”。当开关S1、S2都闭合,
将滑动变阻器的滑片P移至a端时,灯L正常发光。
(1)求电源电压;
(2)求此时电压表与电流表的示数;
(3)若将开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移至b端,求此时电压表
的示数与灯L消耗的功率。
19.如图1所示,L上标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器R的最
大电阻为100Ω.只闭合开关S1,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为R a,电流表示数为I a;只闭合开关S2,移动滑片P,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示,当滑片P置于b点时,电压表示数U b=8V,电流表示数为I b.已知R a:R0=12:5,I a:I b=3:5(设灯丝电阻不随温度变化).
求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)定值电阻R0和电源电压U;
(3)只闭合开关S1时,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下,电路消耗
的功率范围。
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20.如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S,A1的示数为0.4A,
A的示数为0.6A,求:
(1)电源的电压;
(2)R2的电功率;
(3)在60s内R1产生的热量。
21.阅读短文,回答问题:
如图甲所示是中国首创的十秒级闪充电车,这种电车采用一种可以直接以电能形式储存能量的超级设备,它像蓄电池一样也有正、负两极,可反复充放电100万次以上。与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点,充电桩在乘客上下车的约30s时间里即可把电充满,并可让车持续正常行驶5km,正常行速速度为10m/s.正常匀速行驶时,电车受到的平均阻力为车重的0.02倍.在制动和下坡时,电车也可以为超级设备充电.闪充电车满载时总质量为15t,正常行驶的能量转化效率为90%.
闪充电车上装有无叶空气净化暖风器,兼具风扇、制暖和空气净化的功能.空气净化暖风器开启时,空气从进气口进入时要经过滤网净化,然后被风扇送入环形通道(内有加热元件)。环形通道一端开有细缝,空气从细缝(出口)高速吹出,带动周围和后方的空气,使形成风的空气体积比进气体积增加十几倍.若周围温度过高,自动控制装置会断开加热元件电路,继续进行空气净化.(g取10N/kg)
8
甲乙
(1)下列说法中,不正确的是 _____ .
A .充电桩对电车充电是电能的转移
B.制动时,电车为超级设备充电,动能转化为电能
C.净化器工作时,出口周围形成风的空气体积与进入进气口空气体积不相等
D.超级设备的原理与蓄电池完全相同
(2)满载正常匀速行驶时,电车受到的阻力___ N,功率___ W.
(3)这种电车每次充满电后持续正常行驶5km,电车所做的功为 ___ J,电车从充电桩所获得的能
量___ J.给电车充满电须耗时30s,则充电桩为电车充电时的输出功率___ W.(计算结果用科学计数法表示,保留一位小数)
(4)如图乙所示是空气净化暖风器的自动控制装置,其中电磁继电器相当于触动开关,当电路中的电流
大于或等于12mA时,电磁继电器动作,使加热元件停止工作.R是热敏电阻,其阻值随温度变化的关系如下表所示.已知将滑动变阻器的电阻R0调为50Ω,左边控制电路电源电压为6V恒定不变.
温度t/℃0510152025303540
电阻R/Ω6005705405104804504203900
①根据空气净化暖风器工作特点,请在图中完成工作电路的连接(导线不得交叉).
②这时加热元件的启动温度是 ___ ℃.
22.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器R2阻值从最大变化到最小,R1的“I?
U”关系图象如图乙所示,求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)滑动变阻器R2的最大阻值;
(4)在图乙中,作出R2的“I?U”
9
关系图象。
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答案和解析
1.【答案】热增大减小
【解析】解:
(1)当开关S指向1位置时,电动机与电热丝同时接入电路(并联),电吹风吹出热风,
(2)电吹风吹热风时,其温度基本恒定在200℃左右,当它的温度继续升高时(在200℃~400℃),由图象可知,R0的电阻将增大;电热丝阻值不变,则R0与电热丝串联支路的总电阻将增大,由欧姆定律可知,该支
路的电流减小,根据P热=I2R可知,电热丝的发热功率将变小。
(3)由图象知温度在35℃时,R0的电阻最小为10Ω,
R0与电热丝串联支路的总电阻:R总=R0+R=10Ω+100Ω=110Ω,
电热丝所在支路的电流:I=
U
R
总
=220V
110Ω
=2A,
该电热丝的最大发热功率:P热=I2R=(2A)2×100Ω=400W。
故答案为:(1)热;(2)增大;减小;(3)该电热丝的最大发热功率是400W。
(1)分析图示电路图,根据电路图答题,然后作出电路图。
(2)由图象知温度升高到400℃时,电阻增大;电源电压不变,由P=U2
R
可知其功率最小。
(3)由图象知温度升高到400℃时,电阻最大,在35℃时,电阻最小,根据I=U
R
求得电流,根据P=I2R求得电热丝的最大发热功率。
本题考查电功率的计算,关键是会分析图象,能从图象中找到有用的数据,这是本题的重点,本题还有一个隐含条件就是家庭电路电压为220V。
2.【答案】解:
(1)由图知,两开关同时闭合时,两电阻并联,只闭合S1时,为R1的简单电路;
因为并联的总电阻小于其中任一分电阻,根据P=U2
R
可知,只闭合S1时,电阻较大,功率较小,为低温档,
电热丝R1的阻值:R1=U2
P
低
=(220V)2
5500W
=8.8Ω;
(2)用高温档淋浴时,淋浴20min共用水100L,
水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×100×10?3m3=100kg;
水从初温20℃升高到40°C吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg?°C)×100kg×(40°C?20°C)=8.4×106J;由题知,假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收,
则消耗的电能:W=Q=8.4×106J;
11
该热水器高温档功率:
P 高=W
t
=8.4×106J
20×60s
=7000W。
答:(1)电热丝R1的阻值为8.8Ω;
(2)该热水器高温档功率为7000W。
【解析】(1)两开关同时闭合时,两电阻并联,只闭合S1时,为R1的简单电路,根据并联电阻的规律和P=U2
R
分析不同档位电路的连接,根据R=U2
P
求解;
(2)根据m=ρV求出100L水平质量,根据Q=cm△t求出水从初温是20℃升高淋为40°C吸收的热量;因热
水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收,根据P=W
t
求出该热水器高温档功率。
本题为电热综合题,考查并联电路的规律及欧姆定律的电功率公式、密度公式和Q=cm△t的运用。
3.【答案】解:(1)小灯泡的额定电压是6V,小灯泡的I?U图象如图乙所示,由图乙可知,小灯泡正常发光时的电流,I L=1A,
由I=U
R 可得小灯泡的电阻:R L=U L I
L
=6V
1A
=6Ω;
(2)小灯泡正常发光10min消耗的电能:
W L=U L I L t=6V×1A×10×60s=3600J;
(3)小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%,P灯
P =U L I
UI
=50%可得电源电压:
U L U =6V
U
=50%,
解得:U=12V;
把灯光调暗,使小灯泡两端电压为3V,小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比:
;
(4)由(3)分析可知,调光灯使用时,小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低,是小灯泡两端的电压太小或滑动变阻器两端的电压太大。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻是6Ω。
(2)小灯泡正常发光10min消耗的电能是3600J。
(3)经测算,小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%,如果把灯光调暗,使小灯泡两端电压为3V,小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是25%;
(4)小谦认为这个调光灯使用时,小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低,是小灯泡两端的电压太小或滑动变阻器两端的电压太大。
【解析】(1)由图乙可知,小灯泡正常发光时的电流,根据欧姆定律变形可求小灯泡的电阻;
(2)根据W=UIt可求小灯泡正常发光10min消耗的电能。
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13
(3)小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%,P 灯P
=
U L I UI
=50%可求电源电压,再由图乙求出小灯泡两端
电压为3V 时,电路中的电流为I′,根据
P 灯P
可求小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比;
(4)调光灯使用时,小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低,是小灯泡两端的电压太小或滑动变阻器两端的电压太大。
本题主要考查欧姆定律、电功率的计算,掌握有关公式可解。
4.【答案】解:(1)只闭合开关S 1时,电路为R 1的简单电路,电流表测电路中的电流,
由I =U
R 可得,电源的电压: U =I 1R 1=1.2A ×20Ω=24V ;
(2)开关S 1、S 2、S 3都闭合时,R 1与R 2并联,电流表测干路电流, 因并联电路中各支路独立工作、互不影响, 所以,通过R 1的电流I 1=1.2A ,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和, 所以,通过R 2的电流:
I 2=I ?I 1=1.5A ?1.2A =0.3A , 因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以,R 2在20s 内产生的热量:
Q 2=W 2=UI 2t =24V ×0.3A ×20s =144J ;
(3)只闭合开关S 3时,R 1与R 3串联,电流表测电路中的电流,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R 1的简单电路,此时电路中的电流为1.2A , 因串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A , 所以,电路中的最大电流I 大=0.5A , 则R 1的最大功率:
P 1大=I 大2
R 1=(0.5A)2×20Ω=5W ;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R 1的电功率最小, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电路中的最小电流: I 小=
U R 1+R 3
=
24V 20Ω+40Ω
=0.4A ,
R 1的最小功率:
P 小=I 小2R 1=(0.4A)2×20Ω=3.2W ,
则R 1的电功率变化范围为3.2W ~5W 。 答:(1)电源电压为24V ;
(2)开关S 1、S 2、S 3都闭合时,R 2在20s 内产生的热量为144J ;
(3)只闭合开关S3,移动变阻器滑片时,R1的电功率变化范围为3.2W~5W。
【解析】(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)开关S1、S2、S3都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,根据并联电路电流特点求出通过R2的电流,根据Q=W=UIt求出R2在20s内产生的热量;
(3)只闭合开关S3时,R1与R3串联,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R1的简单电路,根据串联电路的电流特点和滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流,此时R1的功率最大,根据P=I2R求出其大小;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1的电功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据P=I2R求出R1的最小功率,然后得出R1的电功率变化范围。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电热公式的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
5.【答案】解:
(1)电键S闭合、电键S1断开时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,电流表的示数为0.4A,根据I=U
R
可得,电源电压:
U=I2R2=0.4A×30Ω=12V;
(2)电键S、S1均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,
因R2的电压和电阻保持不变,由欧姆定律可知,通过R2的电流仍为0.4A不变,根据并联电路电流的规律,此时电流表的示数应大于0.4A;
在图b中,若电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A,小于0.4A,故电流表只能选用大量程,此时分度值为0.1A,示数为1.2A,
由并联电路电流的规律可知,通过电阻R1的电流:
I1=I?I2=1.2A?0.4A=0.8A;
(3)因电键S、S1均闭合时电路的总电流为1.2A,
则由I=U
R
可得,电路的总电阻:
R=U
I =12V
1.2A
=10Ω。
答:(1)电源电压U为12V;
(2)通过电阻R1的电流I1为0.8A;
(3)电键S、S1均闭合时电路的总电阻R为10Ω。
【解析】(1)电键S闭合、电键S1断开时分析电路的连接和电流表测量的电流,根据欧姆定律I=U
R
变形公式求出电源电压;
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(2)分析电键S、S1均闭合时电路的连接及电流表测量的电流,因R2的电压和电阻保持不变,由欧姆定律,确定通过其的电流不变,根据并联电路电流的规律知此时电流表的示数大于0.4A;
若电流表选用小量程,根据分度值读数,与0.4A比较大小,从而确定电流表只能选用大量程,根据分度值读数,根据并联电路电流的规律求出通过电阻R1的电流:
(3)根据电键S、S1均闭合时电路的总电流为1.2A,由欧姆定律I=U
R
求出电路的总电阻。
本题考查并联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是明确通过R2的电流不变。
6.【答案】解:(1)根据P=U2
R 得,灯泡的电阻:R L=U L2
P L
=(12V)2
6W
=24Ω;
(2)闭合开关S、S1,P在a端时,R2=0Ω,此时R1与L并联,因为灯L恰能正常发光,
所以电源电压:U=U1=U L=12V,
通过灯泡的电流I L=U L R
L =12V
24Ω
=0.5A,
所以通过电阻R1的电流I1=I?I L=0.8A?0.5A=0.3A,
所以R1的阻值R1=U1I
1=12V
0.3A
=40Ω;
(3)闭合开关S、S1,滑片P在b端时,R1与灯泡L先并联,再与R2串联,
R1与灯泡L的总电阻为:1R
总=1
R L
+1
R1
=1
24Ω
+1
40Ω,
解得R总=15Ω,
R1与灯泡L先并联,再与R2串联的总电阻为:R总′=R总+R2=15Ω+15Ω=30Ω,此时电路的总电流为:,
灯泡两端的电压为:U L′=I′R总=0.4A×15Ω=6V,
灯泡的实际功率为:P L实=U L′2
R L =(6V)2
24Ω
=1.5W。
答:(1)小灯泡的阻值为24Ω;
(2)R1的阻值为40Ω;
(3)闭合开关S、S1,滑片P在b端时,灯泡的实际功率为1.5W。
【解析】(1)根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据R=U2
P
求出小灯泡的阻值;
(2)闭合开关S、S1,P在a端时,R2=0Ω,此时R1与L并联,根据灯泡正常发光可知电源的电压,根据欧姆定律可知通过灯泡的电流,利用并联电路的电流特点可知通过电阻R1的电流,再根据欧姆定律求出R1的阻值;
(3)闭合开关S、S1,滑片P在b端时,R1与灯泡L先并联,再与R2串联,根据欧姆定律求出电路的总电流
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和滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压的特点求出灯泡两端的电压,最后根据P=U2
R
算出小灯泡的实际功率。
本题考查了串联电路和并联电路的特点,以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用;第三问中能判断电路的连接是关键。
7.【答案】解:由电路图可知,灯泡L与电阻R并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R支路的电流。
(1)因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A的示数大于电流表A1的示数;
则:电流表A的量程是0~3A,示数为I=1A;电流表A1的的量程是0~0.6A,示数为I1=0.2A,
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得:
灯泡L的电流:I2=I?I1=1A?0.2A=0.8A;
(2)由I=U
R
可知,电源电压:U=U R=I1R=0.2A×20Ω=4V;
(3)灯泡L的功率P L=UI2=4V×0.8A=3.2W;
(4)整个电路消耗的电能:W=UIt=4V×1A×10s=40J。
答:(1)通过灯泡L的电流是0.8A;
(2)电源两端的电压是4V;
(3)灯泡L消耗的电功率是3.2W;
(4)整个电路工作10s消耗了40J的电能。
【解析】由电路图可知,灯泡L与电阻R并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R支路的电流。(1)根据并联电路的电流特点和电流表指针的位置确定A、A1电流表的量程,再根据分度值读出示数,根据并联电路的电流特点求出通过L的电流;
(2)利用欧姆定律求出电源电压;
(3)利用P=UI求出L消耗的电功率;
(4)利用W=UIt求出整个电路消耗的电能。
本题考查了并联电路的特点、欧姆定律和功率公式的灵活应用,关键是电流表量程的确定和读数。
8.【答案】解:(1)当只闭合S1时,电路为R1的简单电路,则通过R1的电流:
I1=U
R1=6V
6Ω
=1A;
(2)当只闭合S2时,R1与R2串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:
I2=U
R1+R2=6V
6Ω+4Ω
=0.6A,
则R2两端的电压:
U2=I2R2=0.6A×4Ω=2.4V;
(3)只闭合S2和S3时,电路为R2的简单电路;只闭合S1和S3时,R1与R2并联,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
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所以,R2的电功率不变,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且电路中总功率等于各用电器功率之和,
所以,从只闭合S2和S3的状态到只闭合S1和S3的状态,电路中总功率的变化量:
△P=P1=UI1=6V×1A=6W。
答:(1)当只闭合S1时,通过R1的电流为1A;
(2)当只闭合S2时,R2两端的电压为2.4V;
(3)从只闭合S2和S3的状态到只闭合S1和S3的状态,电路中总功率的变化了6W。
【解析】(1)当只闭合S1时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出通过R1的电流;
(2)当只闭合S2时,R1与R2串联,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R2两端的电压;
(3)只闭合S2和S3时电路为R2的简单电路,只闭合S1和S3时R1与R2并联,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知R2的电功率不变,从只闭合S2和S3的状态到只闭合S1和S3的状态电路中总功率的变化量即为R1的电功率,根据并联电路的电压特点和P=UI求出其大小。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
9.【答案】解:(1)当开关S1、S2都闭合时,电阻R1与灯泡L并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且电灯正常发光,
所以,电源的电压U=U L=12V;
(2)当开关S1、S2都闭合时,电阻R1与灯泡L并联,电流表测干路电流,通过电灯的电流:I L=P L
U L =12W
12V
=1A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过定值电阻R1的电流:I1=I?I L=1.5A?1A=0.5A,
则电阻R1的阻值:R1=U I
1=12V
0.5A
=24Ω;
(3)当S1、S2都断开时,电阻R2与灯泡串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:
I=U
R2+R L =12V
6Ω+12Ω
=2
3
A,电灯两端的电压:U
L实
=IR L=2
3
A×12Ω=8V。
答:(1)电源电压为12V;
(2)定值电阻R1的阻值为24Ω;
(3)当开关都断开时,电灯两端的电压为8V。
【解析】(1)由电路图可知,当S1、S2都闭合时,电阻R2被短路,电阻R1与灯泡并联,电流表测电路中的电流,灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点求出电源电压;
(2)当S1、S2都闭合时,根据欧姆定律求出通过灯泡的电流,根据并联电路的电流特点求出通过R1的电流,根据欧姆定律求出电阻R1的阻值;
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(3)当S1、S2都断开时,电阻R2与灯泡串联,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电灯两端的电压。
本题考查了并联电路的特点和串联电路的特点以及欧姆定律的应用,要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
10.【答案】化学通电线圈在磁场中受力转动动能
【解析】解:(1)对电池充电时,消耗了电能,获得了化学能,是将电能转化为化学能。
电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
(2)充满电需要的时间t=5?=1.8×104s,
充满电后蓄电池储存的电能:
W
电
=Pt=100W×1.8×104s=1.8×106J。
(3)由题意知,克服阻力做的功:
W=ηW
电
=75%×1.8×106J=1.35×106J。
人和车的总重力:
G 总=(m
车
+m
人
)g=(50kg+70kg)×10N/kg=1200N,
电动车在水平路面行驶受的阻力:f=1
40G
总
=1
40
×1200N=30N,
由W=fs得,电动车行驶的路程:
s=W
f =1.35×106J
30N
=4.5×104m=45km,
由v=s
t
得,电动车最多能行驶的时间:
t=s
v =45km
25km/?
=1.8?。
(4)由于物体的质量越大,速度越大,具有的动能越大,因此,新国标对电动车的整车质量、最高速度进行限制,主要是为了防止车的动能较大,以减小行车危险。
故答案为:(1)化学;通电线圈在磁场中受力转动;
(2)充满电后蓄电池储存的电能为1.8×106J;
(3)车最多能行驶1.8小时;
(4)动能。
(1)蓄电池充电时,电能转化为化学能,供电时,化学能转化为电能;电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力转动;
(2)根据W=Pt求出充满电后蓄电池储存的电能;
(3)根据W=ηW电求出克服阻力做的功,根据G总=(m车+m人)g求出人和车的总重力,由题意可知电动车在水平路面行驶受的阻力,
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