專題12-復雜電學計算-2021年中考物理壓軸易錯專練(學生版)

專題12復雜電學計算1．(2020?玉林)為探究平衡木受力的特點，重為400N的小紅設計了圖甲所示的平衡木模型，整個裝置放在水平地面上，AB可繞支點O無摩擦轉動。AB始終處于水平平衡狀態，C處固定一豎直硬桿，硬桿重300N，硬桿的底部安裝有壓力傳感器R，R所在的電路裝置如圖乙所示，R的阻值隨著硬桿對它的壓力F的變化關系如圖丙所示。其中，電源電壓為4.5V，保護電阻R0＝5Ω，電流表的量程為0～0.6A，且AB＝4m，OA＝BC＝1m，整個裝置除硬桿外，其他部分的重力均不計，g取10N/kg。求：(1)小紅的質量；(2)小紅站在A點時，C處受到硬桿對它的拉力；(3)小紅站在C點時，電流表的示數；(4)在電路安全的情況下，小紅在平衡木上緩慢走動的過程中，當電路消耗的電功率達到最小值和最大值時，壓力傳感器R消耗的電功率之比。2．(2020?北海)如圖甲所示電路，電源電壓恒為4.5V，閉合開關S后，滑片P由右向左滑動，因變阻器某處發生斷路，滑片P向左移動一段距離后電流表才有讀數，當電流表開始有讀數時，才閉合開關S1，此時電壓表的示數為2.5V。電流表讀數I與滑片P滑動距離s的關系如圖乙所示。求：

(1)當電流表開始有讀數時，R1接入電路的阻值；(2)當滑片P移到s＝2cm處時，電阻R0在10s內產生的熱量；(3)當滑片P移到s＝6cm處時，R1消耗的電功率；(4)電壓表的量程為“0﹣3V”，電流表的量程為“0﹣0.6A”。若R1未斷路，為保護電路安全，R0的電功率變化范圍。3．(2020?黃石)一個標有“3V3W”小燈泡L(燈絲電阻不隨溫度變化)，滑動變阻器(0～6Ω)，電流表A連接成如圖所示的電路，滑片P正處在滑動變阻器正中間O點位置，電源電壓恒定。(1)閉合S1、S2、S3，斷開S4，電流表的讀數為2.0A，求此時燈泡實際消耗的電功率；(2)閉合S1，斷開S2、S3、S4，求此時電流表A的讀數；(3)閉合S1、S3、S4，斷開S2，將滑片P由O滑到a點過程中，電流表A的讀數最大值為2.25A，求滑動變阻器Oa之間的電阻值，并求出電流表讀數為2.25A時，滑動變阻器消耗的總功率。4．(2020?連云港)連云港興起的“廁所革命”極大地提升了市民的生活品質。為解決冬天如廁時馬桶座冰冷的問題，某興趣小組為一公廁設計了簡易電熱馬桶座，其電路如圖所示，定值電阻R1和R2為兩電熱絲，單刀雙擲開關S2可接a或b。已知電阻R2＝550Ω，所加電源電壓為220V．當S1閉合，S2接a時，電路發熱的功率為22W。(1)求R1的阻值；(2)分別求出①S1斷開、S2接a；②S1閉合、S2接b兩種情況下電路的發熱功率。(3)小明同學對此電路設計進行評估，發現該電路一直處于工作狀態，不利于節能環保，建議在電路中增加定時開關。老師認為該電路設計還有不足，請你指出所存在的不足。5．(2020?衡陽)初(17001)班教室里有一款飲水機，其工作電路可簡化為如圖甲所示的電路。S是溫度控制開關，根據飲水機內水杯中水溫的變化自動切換加熱和保溫兩種工作狀態，R1、R2是加熱管的電阻(不考慮阻值受溫度變化影響)，它的部分技術參數如表所示、試回答下列問題：額定電壓220V加熱功率900W保溫功率20W水杯容量0.6kg(1)S閉合時，飲水機處于工作狀態。R2的阻值是Ω。(2)水杯中裝滿20℃水時，飲水機正常工作，加熱多長時間可將水燒開？[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)，當時氣壓設定為1標準大氣壓，不考慮熱損失](3)最近一次使用時，加熱管R1損壞了，物理興趣小組的同學們利用電位器(相當于滑動變阻器，以下稱為變阻器)設計了如圖乙所示的電路來控制加熱管R2的發熱功率，在老師的指導下進行模擬實驗，將滑片從變阻器的一端滑到另一端的過程中，同學們通過實驗測量，得出變阻器消耗的電功率P隨電流I關系的圖象如圖丙所示，則：①求R2的發熱功率范圍。②變阻器的最大功率多大？③簡述：這種設計方案有什么不妥之處(指出一種合理的不妥情況即可)。6．(2019?荊州)如圖，電源電壓恒為4.5V，燈泡L上標有“3V1.5W”字樣，滑動變阻器R2上標有“15Ω1A”字樣，定值電阻R1阻值為10Ω，電流表量程為0～3A，電壓表量程為0～3V，不計溫度對燈絲電阻的影響。求：(1)燈泡正常工作時電阻為多大；(2)當開關S、S1、S2閉合，S3斷開時，電路最小總功率為多大；(3)當開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，在確保電路元件安全的情況下，滑動變阻器R2的取值范圍。7．(2019?柳州)如圖甲所示的電路中，電源電壓為24V，電阻R2＝20Ω，電壓表的量程為0～15V．閉合S后，調節滑片P使電壓表示數為8V。(1)電路中的電流為多少？(2)R1消耗的電功率為多少？(3)撤去圖甲中的R1、R2，現有定值電阻R3＝10Ω，兩個滑動變阻器R4、R5(最大阻值分別為20Ω和50Ω)，請將R4、R5其中之一和R3填入圖乙所示的虛線框內。要求：①閉合S，自由移動滑片P時電壓表安全工作且示數不為零，R3兩端電壓有最大的變化范圍。②按要求完成圖乙的電路圖。②求R3兩端電壓的變化范圍。8．(2019?寧波)如圖所示電路，電源電壓U不變，燈L1、L2上都標有“3V”字樣，且燈絲阻值不變，R1是定值電阻。閉合開關S1后，依次進行如下操作：①開關S2接1、2，移動滑片P，使電壓表V1示數為3V，此時電流表示數為0.3A；②開關S2接2、3，電流表示數為0.4A；③開關S2接4、5，電流表示數仍為0.4A，電壓表V2示數為2V。請解答下列問題：(1)燈L1、L2的額定功率分別是多少？(2)小科根據上述實驗數據，計算R1的阻值，分析如下：操作①中，L1與R0串聯，L1兩端電壓為3V，通過L1的電流大小為0.3A。操作②中，L1與R1并聯后(可看作一個阻值變小的電阻)與R0串聯，通過L1與R1的總電流大小I為0.4A．假設此時L1兩端電壓為U1，通過的電流為IL1。可求得R1＝＝＝＝30Ω老師指出：求解R1時，代入的“3V””0.4A”“0.3A”三個數據中有錯誤。請你指出錯誤的數據：，并正確求解R1。(3)當開關S2接4、5時，滑片P怎樣移動才能使L2正常工作？(要求說明移動方向和變化的阻值大小)9．(2019?長沙)在某次科技活動中，劉老師給同學們展示一個如圖甲所示的黑盒子，絕緣外殼上有A、B、C三個接線柱。劉老師告訴同學們，盒內電路由兩個定值電阻連接而成。小海同學設計了如圖乙所示的電路來研究盒內電阻的連接情況及其電功率。已知電源電壓恒定不變，R0是阻值為3Ω的定值電阻，R1是滑動變阻器。小海進行了如下的實驗操作：(I)把BC兩個接線柱接到MN之間，只閉合開關S，將R1的滑片移至最左端時，電壓表示數為1.8V，電流表示數為0.6A；(Ⅱ)用導線把AC連接起來，再將AB接線柱接入MN之間，閉合開關S和S1，此時電流表的示數為1.8A；(Ⅲ)把AC兩個接線柱接到MN之間，只閉合開關S，小海發現將R1的滑片從某位置移至最左端或最右端時，電壓表的示數均變化了0.45V，電路的總功率均變化了0.18W。(1)請根據操作(I)求出黑盒子BC間的電阻；(2)在操作(Ⅱ)中，求黑盒子工作100s消耗的電能；(3)①請畫出黑盒子內的電路圖，并標明各電阻的阻值；②小海接下來繼續進行研究，他將AB兩個接線柱接到MN之間，只閉合開關S．移動R1的滑片，黑盒子的電功率會隨之變化，求此過程中黑盒子的最大電功率與最小電功率之比。10．(2019?宜賓)如圖所示電路中，已知電源電壓保持不變，小燈泡L的規格為“6V3W”，滑動變阻器R的最大阻值為30Ω，R0為定值電阻。(1)小燈泡L正常發光時的電流為多少？(2)只閉合開