专题13-挡位类、实际应用类电路计算(学生版)-2021年中考物理电学提优特训专题.docx

专题13 挡位类、实际应用类电路计算(原卷版)-2021年中考物理电学提优特训专题

一、单项选择题
1. (2020宁夏)如图甲所示，是某款手持式电子测温仪，图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成．在测量人的体温时，显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是(　　)

第1题图
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C. 被测温者体温越高，电路消耗的电功率越大
D. 将R0更换为阻值更大的电阻，测相同温度，显示仪示数变大

2. (2020天津)如图所示是一种测定油箱内油量的装置，其中R是滑动变阻器的电阻片．当油量减少时，滑动变阻器的滑片P向上移动，则电路中(　　)

第2题图
A. 总电阻增大，电流减小
B. 总电阻增大，电流增大
C. 总电阻减小，电流增大
D. 总电阻减小，电流减小

3. (双选)如图所示是某地下停车场烟雾报警器的简化原理图．电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的增大而增大，当电路中的电流值达到设定数值时报警器开始报警．下列说法正确的是(　　)

第3题图
A. 有烟雾时，光敏电阻R的阻值变小，电流表示数变大，达到设定值时，报警器开始报警
B. 有烟雾时，光敏电阻R的阻值变小，R0功率不变
C. 要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，换电压更大的电源
D. 要使报警器在浓度更低的烟雾下报警，R0应选用阻值更大的定值电阻

4. 在中学生创新大赛中某参赛小组设计了一种测定风力的装置，其内部电路图如图所示，其中电源电压恒定为12 V，定值电阻R为15 Ω，迎风板与压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向，压敏电阻的阻值随风力变化如表所示．下列说法中正确的是(　　)
风力F/N
0
150
300
450
600
750
压敏电阻Rx/Ω
90
75
60
45
30
15

第4题图
A. 风力增大时，电压表的示数变小
B. 电流表的示数为0.2 A时，风力为450 N
C. 风力为150 N时，定值电阻R两端的电压为10 V
D. 风力减小时，电路消耗电能的总功率变大

5. (2019重庆A卷)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换．如图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为10 V，四段电热丝电阻均为10 Ω，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大．下列说法正确的是(　　)

第5题图
A. 开关旋至“1”挡，开启化霜功能
B. 开启防雾功能，电路总电阻为5 Ω
C. 化霜与防雾电路的总功率之差为15 W
D. 从防雾到除露，电路总电流变化了1 A

6. (双选)小明利用热敏电阻等器材制作了一个电子温度计，其简化电路如图甲所示，电源电压为6 V且保持不变，电流表量程为0～0.3 A，R0为定值电阻，R1为热敏电阻，其阻值随温度变化的规律如图乙所示．当环境温度为40 ℃时，电流表示数为0.2 A．下列说法正确的是(　　)

第6题图
A. 当外界环境温度升高时，电流表的示数变小
B. R0的阻值为5 Ω
C. 该温度计能测量的最高温度是90 ℃
D. 电路中消耗的最大电功率是3.6 W

二、填空题
7. (2020镇江)某电烤箱内部简化电路如图所示，R1和R2为长度和材料均相同的电热丝，铭牌上的部分参数如表所示．该电烤箱处于低温挡时，正常工作12 min所消耗的电能为________kW·h，R2的阻值为________Ω，R1的横截面积比R2的________．

第7题图
电烤箱参数表
额定电压
220 V
高温挡功率
1 500 W
低温挡功率
500 W

8.(2020·扬州)某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两挡。电路如图K22-9所示,当开关S接＿＿＿＿时,是“高温”挡。当开关S分别接1和2时,电流表的示数分别为5 A和1 A,则电阻R0=＿＿＿＿Ω、R=＿＿＿＿Ω。电烤箱处于“高温”挡工作10 min产生的热量为＿＿＿＿J。 

第8题图

9. 某全自动豆浆机的工作过程：带动刀头的电动机用来将原料进行粉碎打浆，外部金属圆环形状的电热管用来对液体加热煮沸．下表是这个豆浆机的主要技术参数，如图是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作时的P－t图像，豆浆机正常加热时的电流是________A，豆浆机正常加热时电热管的电阻是________Ω，豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是________J.
额定电压
220 V
电动机功率
120 W
加热功率
1 210 W
容量
1 000 mL

第9题图

10. 同学们设计了一种物品自动筛选器，可将质量小于一定标准的物品自动剔除，其原理如图甲所示，放在水平轻质传送带上的物品，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，当电路中电压表示数小于5.0 V时，机械装置启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能．已知电源电压为12 V．R0为定值电阻，R阻值随压力F变化的关系如图乙所示．当检测区上没有物品时，电压表的示数为4 V，R0的阻值为________Ω；能留在检测区的物品的最小质量为________kg；当压敏电阻的电功率最大时，电路工作2 min消耗的电能为________J.

第10题图

三、计算题
11. (2020台州)电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成.分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成，如图甲；电热水壶内部简化电路，如图乙.

第11题图
(1)为防止触电，供电插座的外壳材料应是　　　 .(选填“绝缘体”或“导体”)
(2)电热水壶额定电压为220 V，额定功率为1 000 W.求：
①电阻R1的阻值是多少？
②正常工作时，烧开一壶水需要300 s，消耗多少电能？
(3)为满足人们随时取用热水需求，电热水壶需设置保温功能.现有一个温控开关(一定温度时，可以自动断开或闭合；元件符号为“”)，一个阻值远大于R1的定值电阻R2(元件符号为“”).要求利用提供的器材，对原电热水壶的简化电路进行改进，实现既可加热又能保温的功能，且加热功率保持不变.请画出电路图，并说明保温的工作原理.

12. (2020娄底改编)一新款节能电火锅，有关技术参数如下表(设电火锅不同挡位的电阻和加热效率均不变)．图甲为其电路原理图：R1和R2为电阻不变的电热丝(R1>R2)．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
额定电压
电火锅挡位
额定功率/W
220 V
低温
400
中温
550
高温
950

第12题图
(1)电火锅工作时，将电能转换为________能．
(2)求电热丝R2的阻值．
(3)电火锅正常工作时，用低温挡给质量为2 kg、水温为50 ℃的水加热，经10 min水温升高到60 ℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的工作效率．
(4)电火锅正常工作时，分别用低温挡和高温挡给质量为2 kg的水加热，绘制的水温随时间变化的图像如乙图所示．请比较使用高温挡还是低温挡更节能．

13. (2020连云港)连云港兴起的“厕所革命”极大地提升了市民的生活品质．为解决冬天如厕时马桶座冰冷的问题，某兴趣小组为一公厕设计了简易电热马桶座，其电路如图所示，定值电阻R1和R2为两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b.已知电阻R2＝550 Ω，所加电源电压为220 V．当S1闭合，S2接a时，电路发热的功率为22 W.
(1)求R1的阻值．
(2)分别求出①S1断开、S2接a；②S1闭合，S2接b两种情况下电路的发热功率．
(3)小明同学对此电路设计进行评估，发现该电路一直处于工作状态，不利于节能环保，建议在电路中增加定时开关．老师认为该电路设计还有不足，请你指出所存在的不足．

第13题图

14. (2020甘肃省卷)如图甲、乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为220 V，R1和R2均为电烤箱中的加热元件，R2的阻值为70 Ω.当只闭合S1时为低温挡，低温挡电烤箱的电功率为440 W.
(1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？
(2)发热电阻R1的阻值是多少？
3)高温挡时应该闭合的开关是________，高温挡的电功率是多少？
(4)小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压．傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温挡工作，发现在30 s内电能表的转盘转了25转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？(不考虑电阻阻值随温度的变化)

第14题图

15. (2020西安高新一中六模)如图甲所示是一款防烫保温电热水壶，其简化电路图如图乙所示．该水壶可以通过控制开关S实现高、中、低三挡加热，R1、R2、R3均为电热丝(R1＞R2)；已知R2＝33 Ω，电热水壶的部分参数如表．求：

额定电压
220 V
高温挡功率
2 200 W
中温挡功率

低温挡功率
440 W

甲 乙
第15题图
(1)R1的阻值是多少？
(2)电热水壶的中温挡功率是多少？
(3)若只要求将中温挡功率提升10%，求通过计算说明具体措施．

16. (2020河北)小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头(打开几秒钟就能流出热水)接入家中电能表[3 000 r/(kW·h)]，如图所示．电水壶的规格为“220 V　1 210 W”，电水龙头的规格为“220 V　2 420 W”．当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110 r，用时120 s．在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用了180 s．导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化．
求：(1)电水壶和电水龙头的电阻；
(2)导线的电阻；
(3)在洗漱时，导线上产生的热量．

第16题图

17. (2020遂宁)图甲是某品牌的电热水壶，其工作电路简图如图乙所示，开关S可以控制其加热、保温和停止三个状态，其铭牌如图丙所示．在该电热水壶正常工作的情况下，将一壶25 ℃的水在1标准大气压下加热到沸腾[假设电热丝产生的热量全部被水吸收，R1、R2的阻值不随温度变化，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，1 L＝10－3 m3]．求：
(1)水吸收的热量．
(2)R1、R2的阻值．
(3)加热这壶水到沸腾所用时间(结果保留一位小数)．
(4)实际加热这壶水到沸腾用时10.5 min，求实际电压．

丙
第17题图

18. 某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图甲所示，OBA为水平杠杆，OA长100 cm，O为支点，OB∶BA＝1∶4.已知报警器R0的阻值恒为10 Ω，压力传感器R固定放置，压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图乙所示．当托盘空载时，闭合开关S，电压表的示数为1 V；当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到2 V时报警器R0开始发出报警信号．托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为0～3 V．求：
(1)电源电压；
(2)当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力；
(3)当托盘受到的压力为120 N时，报警器是否报警；
(4)当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5∶6 时，托盘受到的压力．

第18题图

19. 如图甲所示是小明制作的大风报警装置示意图，其中工作电路电源电压为U1，指示灯L的额定电压为UL＝2.8 V，R1的电阻为10 Ω；控制电路电源电压为U2，压敏电阻Rx的阻值随其所受到风力大小的变化关系如图乙所示．闭合开关S1和S2后，当电磁铁线圈中的电流小于3 mA时，指示灯正常工作，电铃不工作，此时指示灯与R1消耗的电功率之比为7∶5；当电磁铁线圈中的电流等于3 mA时电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，电铃开始报警．当风力为100 N时，移动滑动变阻器R的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的，此时电铃恰好开始报警，R与R0两端的电压之比为3∶1，Rx与整个电路消耗的电功率之比为3∶5，电磁铁线圈电阻忽略不计．求：
(1)工作电路的电源电压U1；
(2)指示灯正常发光10 min消耗的电能；
(3)R0的阻值；
(4)若风力为300 N时装置恰好发出警报，此时R消耗的电功率．

第19题图