1、第 2 课时 电学计算题一、欧姆定律1(2016 年枣庄)如图 316 甲所示是某压力测力计的电路原理示意图，图中电源电压为 6 V(保持不变)；定值电阻 R0的规格是“520 0.01 A”，起保护电路的作用；测力显示器是由电流表改装成的(电阻忽略不计)， R 是一种新型电子元件，其阻值 R 随压力 F 大小变化的关系如图乙所示求：(1)R0允许消耗的最大功率(2)通过分析图乙，请直接写出电子元件的阻值 R 随压力 F 变化的关系式(3)该测力计所能测量的最大压力(4)若要增大该测力计所能测量的最大压力，请写出一种改进方法甲 乙图 3162如图 317 所示， R120 ， R210 ，电源
2、电压保持不变(1)当 S2闭合，S 1、S 3断开时， R1两端的电压为 4 V，求电流表的示数和电源电压(2)当 S2断开，S 1、S 3闭合时，求电流表的示数图 317二、电功、电功率、焦耳定律3如图 318 甲所示，电源电压恒定， R0为定值电阻将滑动变阻器的滑片从 a 端滑到 b 端的过程中，电压表示数 U 与电流表示数 I 间的关系图象如图乙所示求：(1)滑动变阻器 R 的最大阻值(2)R0的阻值及电源电压(3)当滑片滑到滑动变阻器的中点时，电阻 R0消耗的功率甲 乙图 3184(2016 年凉山州)如图 319 所示的电路中，电源电压恒为 6 V，电阻 R1的阻值为 2 ，滑动变阻
3、器 R2上标有“10 3 A”的字样，小灯泡 L 上标有“6 V 3 W”的字样，电流表的量程为 03 A.(1)当开关 S1、S 2、S 都闭合时，电流表的示数为 2 A，求 R2消耗的电功率(2)当开关 S1、S 2都断开，S 闭合时，为了确保测量准确，要求电流表示数不大于其量程的 ，求滑动变阻器 R2接入电路的最小阻值23图 319三、生活用电5(2016 年铜仁)芳芳家新买一个电热壶，电热壶的铭牌如表所示请你根据电热壶的铭牌，求：(1)电热壶正常工作时的电流(结果保留 2 位小数)(2)电热壶正常工作时电阻不变，求 1 min 内电热壶产生的热量(电能全部转化为内能)(3)完成上述计算
4、后，芳芳还想用电能表验证电热壶标的额定功率是否准确经测量，她家电路中的电压是 220 V她将家中其他的用电器全部断开，把电热壶装上水后单独接入电路中芳芳观察到电能表铝盘在 1 min 内转过了 84 圈，电能表上标有“3600 revs/kWh”请你通过计算，判断电热壶的铭牌中标的额定功率是否准确 产 品 型 号 ： KS12最 大 容 积 ： 1.2 L额 定 电 压 ： 220 V额 定 频 率 ： 50 Hz额 定 功 率 ： 15000 W6小明和妈妈一起去商场选购了“亚米牌”全自动豆浆机，回到家，他马上阅读了使用说明书，了解了豆浆机的主要结构(如图 320 甲所示)、使用方法及注意事
5、项，并观察了豆浆机铭牌(如图丙所示)，电路原理图可等效成图乙下表是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机工作时间与对应的工作状态请你帮小明解决下列问题甲 乙 丙图 320工作时间/min 01 1 5 56 610工作状态 粉碎打浆 加热 粉碎打浆 加热(1)豆浆机正常工作时电热丝电阻是多少？(2)豆浆机正常工作做一次豆浆，电流做功多少焦？(3)小明想了解家里电路的实际电压，于是将家里的其他用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热丝工作时，家里标有“2000 r/kWh”字样的电能表转盘在 3 min 内转了 50 转，则他家电路的实际电压是多少？(不考虑温度对电阻的影响)第 2 课时 电学
6、计算题【演练强化巩固】1解：(1)由定值电阻 R0的规格可知，电阻 R0允许通过的最大电流 I00.01 A，则R0允许消耗的最大功率P0 I R0(0.01 A) 2520 0.052 W.20(2)由图乙可知，电子元件的阻值 R 与压力 F 的关系为一次函数，设为 R kF b由图象可知，当 F0 时 R200 ，当 F50 N 时 R180 ，则 200 k0 N b,180 k50 N b联立等式可得 b200 ， k0.4 /N电子元件的阻值 R 随压力 F 变化的关系式R0.4 /N F200 .(3)电路中的最大电流 I00.01 A，由 I 可得，电路中的总电阻 R 总UR 6
7、00 UI0 6 V0.01 A所以， R 的最小阻值R R 总 R0600 520 80 此时 R 上的压力最大，则 80 0.4 /NF200 ，解得 F300 N.(4)要增大该测力计的量程，由 F 知，应减小 R 的电阻值200 R0.4 /N2解：(1)当 S2闭合，S 1、S 3断开时， R1与 R2串联，对 R1由欧姆定律得 I UR10.2 A4 V20 电源的电压为 U I(R1 R2)0.2 A(20 10 )6 V.(2)当 S2断开，S 1、S 3闭合时， R1与 R2并联，总电阻为R R1R2R1 R2 203则电流为 I1 0.9 A.UR 6 V203 3解：(1
8、)当滑动变阻器的滑片从 a 端滑到 b 端的过程中，电路中的电阻变小，电流变大， R0两端电压变大，电压表示数变小滑片位于 a 端时，对应的电压表和电流表的示数分别为 8.0 V 和 0.4 A；滑片位于 b 端时电压表示数为 0，电流表示数为 1.2 A.滑动变阻器的最大阻值 R 20 .UI 8.0 V0.4 A(2)设电源电压为 Um，当滑片 P 位于 a 端时，有Um U IR08.00.4 R0当滑片 P 位于 b 端时，有 Um I1R01.2 R0解得 R010 ， Um12 V.(3)当滑片滑到滑动变阻器的中点时，有I2 0.6 AUmR0 R2 12 V 10 10 根据 P
9、 I R0，得 P0.6 210 W3.6 W.24解：(1)当开关 S1、S 2、S 都闭合时，L 与 R2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，且额定电压下灯泡正常发光，所以，由 P UI 可得，通过灯泡的电流IL 0.5 APLUL 3 W6 V因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过 R2的电流 I2 I IL2 A0.5 A1.5 AR2消耗的电功率 P2 UI26 V1.5 A9 W.(2)当开关 S1、S 2都断开，S 闭合时， R1与 R2串联，电流表测电路中的电流，因电流表示数不大于其量程的 ，所以23电路中的最大电流 I 大 3 A2 A23此时
10、电路中的总电阻 R 总 3 UI大 6 V2 A滑动变阻器 R2接入电路的最小阻值R2 R 总 R13 2 1 .5解：(1)由 P UI 可得：电热水壶正常工作时的电流为I 6.82 A.PU 1500 W220 V(2)因为全部转化，则Q W Pt1500 W60 s910 4 J.(3)电热水壶实际消耗的电能为 W kWh843600实际电功率为P 1.4 kW1.5 kWWt843600 kWh16 h所以电热水壶的名牌中标的额定功率不标准6解：(1)由 PU2R可得电热丝电阻 R 80 .U2额P额 220 V 2605 W(2)电动机和电热丝正常工作做一次豆浆所需时间分别是 t12
11、 min120 s， t28 min480 s根据 P 得WtW1 P1t1100 W120 s1.210 4 JW2 P2t2605 W480 s2.90410 5 J电流做的功 W W1 W21.210 4 J2.90410 5 J3.02410 5 J.(3)电热丝 3 min 内消耗的电能W 0.025 kWh50 r2000 r/kWh实际功率P 实 0.5 kW500 WWt 0.025 kWh120 h由 P 得实际电压U2RU 实 200 V.P实 R 500 W80 第 3 课时 热学、电热综合和电力综合计算题【演练强化巩固】1(1)完全燃烧 0.14 kg 的焦炭放出的热量
12、Q mq0.14 kg3.010 7 J/kg4.210 6 J.(2)由题意可知， Q 吸 25% Q 放 25%4.210 6 J1.0510 6 J由 Q 吸 cm t 得水的质量m 5 kg.Q吸c t 1.05106 J4.2103 J/ kg 75 25 2(1)水吸收的热量Q 吸 cm(t t0)4.210 3 J/(kg)10 kg3.3610 6 J.(2)0.5 kg 焦炭完全燃烧释放的热量Q 放 mq0.5 kg3.010 7 J/kg1.510 7 J.(3)炉子烧水的效率 100% 100%22.4%.Q吸Q放 3.36106 J1.5107 J3解：(1)根据 P
13、可知当 U 一定时， R 最小， P 最大，因此当 S 闭合时， R1短路，U2R电路中电阻最小，此时功率最大，饮水机处于加热状态；由 P UI 可得 I 热 5 A.P热U 1100 W220 V(2)因为当加热时只有R2工作，故 R2 44 UI热 220 V5 A由 P 可得，当饮水机处于保温状态时，有U2RR 总 1100 U2R 220 V 244 W因为串联，故 R1 R 总 R21100 44 1056 .(3)水吸收的热量为 Q cm t4.210 3J/(kg)0.5 kg(97 20 )1.61710 5 J因为电能全部转化为水的内能故 W Q1.61710 5 J由 P
14、可得 t 147 s.Wt WP热 1.617105 J1100 W4解：(1) p 水 gh1.010 3 kg/m310 N/kg100 m10 6 Pa.(2)W 水 Vgh1.010 3 kg/m3200 m310 N/kg100 m210 8 J.(3)由 W P 电 t 可得P 电 210 8 J0.75/60 s2.510 6 W.Wt(4)U( P 电 /U)R 线 U 用 U2220 U2.2510 80U15 110 V.5解：(1)因为汽车匀速行驶，所以牵引力为F f3.010 3 N牵引力做的功W Fs3.010 3 N5.6103 m1.6810 7 J.(2)消耗燃油的质量为m V 0.810 3 kg/m31.5103 m31.2 kg 燃油完全燃烧所产生的热量为Q mq1.2 kg410 7 J/kg4.810 7 J.(3)热机效率 100%35%.WQ 1.68107 J4.8107 J6解：(1)由 得水的质量为mVm V 1.010 3 kg/m3 10010 3 m3100 kg.(2)水吸收的热量 Q 吸 cm t4.210 3 J/(kg)100 kg60 2.5210 7 J.(3)由 得总太阳能为Q吸Q太 阳Q 太阳 5.0410 7 JQ吸 2.52107 J50%1 h 接收的太阳能 Q 5.0410 6 J.Q太 阳10
