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电工电子题库-1电路基础计算题.doc 265页
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电工电子题库-1电路基础计算题
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图示电路中，已知I1=11mA，I4=12mA，I5=6mA。求I2，I3和I6。
I3＝I1－I5＝11－6＝5mA
I2=I3－I4=5－12=－7mA
I6=I1－I2=11－(－7)=18mA
图示电路中，已知：IS1=3A，IS2=2A，IS3=1A，R1=6(，R2=5(，R3=7(。用基尔霍夫电流定律求电流I1，I2和I3。
? I1＝IS3－IS2＝1－2＝－1A
I3＝IS1－IS2＝3－2＝1A
I2＝－IS3－I3＝－1－1＝－2A
用基尔霍夫电流定律求图示电路中的电流I1，I2和I3。
? I1=1－3=－2A
I3=－=－1A
I2=－I3－1=1－1=0
已知图示电路中的B点开路。求B点电位。
? VA=6－=－2V
VB=VA－US=－2－10=－12V
已知图示电路中的B点开路。求B点电位。
? VA=80－=40V
已知：US1=2V，US2=15V，US3=4V，US4=14V。求图示电路中A点的电位。
VC=－2－=－11V 4
VB=VC+4=－11+4=－7V 7
VA=VB－=－11V 10
图示电路中，已知：US=87V，IS1=1A，IS2=8A，I2=15A，R1=2(，R2=3(。求A点的电位。
? 设定未知电流正方向如下图所示
IA=IS2－I2=8－15=－7A
I1=－IS1－IA=－1－(－7)=6A
VA=UA=US－R1I1－R2I2=87－6(2－15(3=30V
在图示电路中，已知：US1=6V，US2=10V，R1=4(，R2=2(，R3=4(，R4=1(，R5=10(。求电路中A，B，C三点的电位VA，VB，VC。
? I1=I2==1A
VA=R2(I2=2V
VC=VB－UBC=2－R4I4=0
图示电路中，已知：US1=15V，US2=16V，US3=12V，US4=10V，R1=50(，R2=40(，R3=100(。计算电位VA，VB和VC。
VB=US3+US4+=32V
VC=US2+VB=48V
图示电路中，已知：US1=70V，US2=5V，US3=15V，R1=R6=1(，R2=4(，R3=15(，R4=0.5(，R5=9.5(，R7=5(。用基尔霍夫定律求图示电路中的电位VA，VB和电压UAB。
? VA==52.5V
VB=－US2+(R4+R5)=7.5V
UAB=UA－UB=45V
图示电路中，已知：U1＝U2＝12V，R1＝R2＝4k(，R3=16k(。求：(1)S断开后A点电位VA；(2)S闭合后A点电位VA。
? 设定电流I的正方向如图：
(1)S断开后I==1mA
VA=U2－R3I=－4V
(2)S闭合后I==0.6mA
VA=U2－R3I=2.4V
图示电路中，已知：IS＝2A，US＝12V，R1＝R2＝4(，R3＝16(。求：(1)S断开后A点电位VA；(2)S闭合后A点电位VA。
? (1)VA＝R3IS－US＝20V
(2)VA==－2.4V
在图1电路中，已知电容C＝2(F，电压u(t)的波形如图2所示。求电流i(t)，并画出i(t)的波形。
? 分段求解电流i(t)：
0(t(0.25ms i(t)=C=0.4A
0.25(t(0.75ms i(t)=C=－0.4A
0.75(t(1.25ms i(t)=C=0.4A
在图1电路中，已知电容C=1(F，R=2k(，电压u(t)的波形如图2所示。求电流iC(t)，并画出iC(t)的波形。
? 分段求解电流iC(t):
0(t(0.2ms iC(t)=C=0.5A
0.2(t(0.4msiC(t)=C=0
0.4(t(0.6ms iC(t)=C=－0.5A
在图1电路中，已知电感L＝2H，电流源i(t)的波形如图2所示。求电压u(t)，并画出u(t)的波形。
? 分时间段求电压u(t)：
u(t)=L=2(4=8V
3(t u(t)=L=0
电压u(t)的波形如下图所示：
在图1电路中，已知电感L=1H，电流源i(t)的波形如图2所示
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电学综合计算题(含答案)30道题
电学综合计算题（含答案）30 道题1、研究表明，有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化，物理学 中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计， 它可以用来测量很 高的温度，其原理如图所示．图中电流表量程为 0～15mA（不计其电 阻），电源的电压恒为 3V，R′为滑动变阻器，金属电阻作为温度计 的测温探头，在 t≥0℃时其阻值 Rt 随温度 t 的变化关系为 Rt=100+0.5t（单位为Ω ）． （1）若要把 Rt 放入温度为 0℃处进行测量，使电流表恰好达到满量 程，既电流为 15mA，则这时滑动变阻器 R′接入电路的阻值为多大？ （2）保持（1）中滑动变阻器 R′接入电路的阻值不变，当被测温度 为 600℃时，电路消耗的电功率为多大？ （3）若把电流表的电流刻度盘换为对应的温度刻度盘，则温度刻度 的特点是什么？2、小红学了电学知识后画出了家里的电吹风的电路图（甲图），她 认识只闭合开关 S1 时，电吹风吹冷风，当 S1 和 S2 同时闭合时，电吹 风吹热风，小芬同学看了她的电路图觉得有问题：如果只闭合 S2，会 出现电热丝 R 工作时而电动机不工作的现象，从而使电吹风的塑料外壳过热造成损坏，小 芬认为只要把其中一个开关移到干路上，就能做到电热丝 R 工作时， 电动机就一定在工作，从而使塑料外壳不会因操作失误而损坏．乙图 为电吹风机的铭牌．请分析回答下列问题： （1）你认为小芬应该把那个开关移到干路上，才能符合安全要求？ 为什么？ （2）电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流多大？ （3）电热丝 R 的阻值多大（电热丝的阻值随温度变化不计）？3、某学校生物小组的同学为了探索一项技术，使一种名贵的花在寒 冷的冬季也能正常生长，决定搭建一个微型温室，温室内需要安装一 个电发热体．根据设计，该发热体用 36V 电压供电，发热功率为 200W(设电能全部转化为内能)． (1)电发热体不采用 220V 电压而用 36V 电压供电的考虑是什么？ (2)采用 36V 电压供电，电发热体需要自制，现决定用镍铬合金丝绕 制，则绕制成的电发热体正常工作时的电阻应为多大？(3)同学们在实验室里用 2 节干电池、电流表、电压表等器材，测出 一段镍铬合金丝的阻值等于计算结果，用它制成发热体后，实际功率 却小于设计的要求．经检查，电压正常，请你猜想产生这种情况的原 因可能是什么？ 4、如图所示，电源电压 U=12V，R1 为定值电阻，阻值为 100Ω ，R 为 滑动变阻器，R 的最大阻值为 50Ω ，电流表量程为“0～0.6A”, 电 压表量程为“0～15V”，小灯泡上标有“6V 3W”字样，小灯泡的 U ―I 关系如右图所示，求： （1）灯泡正常工作时通过灯丝的电流是多少？ （2）S 闭合，S1、S2 都断开时调节滑动变阻器，当小灯泡两端的电 压为 4V 时，滑动变阻器接入电路中的阻值为多大？ （3）S、S1、S2 都闭合时，移动滑片 P，当滑动变阻器接入电路的阻 值为多少时，整个电路消耗的总功率最大？最大总功率是多少？5、保温箱的简化电路如图所示，A 为温度传感器，它的作用相当于 开关，达到设定温度时自动断开电路；低于设定温度时，自动接通电路。 是保温箱的温度设定开关， S 它一共有三个挡， 分别为 60℃、 50℃ 和 40℃，加热功率分别为 90W、72W 和 45W。电源电压为 36V，R1、 R2、R3 都是发热体。 （1）当 S 拨至 1 位置时，加热功率是多少？R1 的阻值是多少？ （2） S 拨至位置 3 时， 当 电路中的电流是多少？ （3）当 S 拨至 2 位置，R2 的阻值是多少？6、如图 1 所示是测量高于湖水警戒水位装置的原理图．长方形绝缘 容器 A 内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接， 底部有一小孔 与湖水相通，且容器底面与警戒水位相平．已知电源电压恒为 6V， 小灯泡标有“2V 2W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）．两金 属板间的湖水电阻 R 与 的关系如图 2 所示（h 为容器 A 内水柱高 度）．求： （1）小灯泡灯丝电阻是多少欧？ （2）当湖水水位高于警戒水位多少米时，灯泡正常工作？7、小芳家里的某品牌电烤箱铭牌及其内部简化电路如图所示，R1 和 R2 均为电热丝。 求：⑴若某种食物需要用该电烤箱高温档烘烤 1000s，该电烤箱消耗 的电能是多少？ ⑵电路中 R1 的阻值是多少？⑶在低温档正常工作时， 电路中的电流和 R1 的功率分别是多少？ ××牌电烤箱 额定电压 额定 功率 高温档 低温档 220V W 50Hz电源频率8、图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R1 是加 热电阻，阻值为 48.4Ω ；R2 是限流电阻，阻值为 484Ω ．煮饭时，接 通电源（220V 50Hz），闭合手动开关 S1，电饭锅处在加热状态．当 锅内食物温度达到 103℃时，开关 S1 会自动断开，断开后若无外力作 用则不会自动闭合，S2 是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到 80℃时会自动断开，温度低于 70℃时会自动闭合．（已知水的比热 容为 4.2×103J/（kg?℃）；铝的熔点为 660℃）请解答下列问题： （1）如果接通电源后没有放入食物就闭 合开关 S1，电饭锅的内胆是否会熔化？为什么？ （2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消耗的电功率之比是多少？ （3）若在一个标准大气压下将温度为 20℃，质量为 2.5kg 的水烧开 需要 16min40s， 求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？ 9、某电热设备专供大棚菜在冬季里供暖用，其额定电压为 220V。它 正常工作一个完整的周期为 20 min，分成三个阶段：电阻丝制热、电机送风和间歇阶段，电热器在额定电压下工作时，电功率随时间变 化的关系如图 19 所示。试问： （1）第 10～15 min，设备处于吹风阶段，电路的电流为多大？ （2）电热器正常工作 1h 消耗的电能是多少？ （3）小红用标有“1200 r/kW．h”字样的电能表测量电热器的实际 耗电情况，关闭所有用电器，当只有电热器处于加热阶段，电能表转 盘 1 min 内转过了 20 转。此时电路的实际电压是多大？10、如图所示电路中，电源电压不变，R1=20 ，滑动变阻器 R2 的最 大阻值为 60 ，小灯泡 L 的额定电压为 5v，电流表的量程(0―0.6A 或 0―3A)。只闭合 S2 时，电流表的示数为 0.4A；只闭合 S3，且变阻 器的滑片 P 在正中点时，电流表的示数为 0 .3A。(不考虑温度对灯 丝电阻的影响) (1)电源电压和灯丝电阻。 (2)只闭合 S3 时，要使小灯泡 L 正常发光，变阻器 R2 连入电路的阻 值。(3)闭合 S1S2S3，为保证不损坏电流表，变阻器 R2 的阻值可调范围和 电流表的变化范围。11、图 14 甲所示是某电子称原理图。托盘与弹簧相连，滑片 P 固定 在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动，R 是一根长 x0=10cm 的均匀电 阻丝。空盘时，滑片 P 位于 R 的最上端，称量最大值时，滑片 P 位于R 的最下端。R 最大阻值 Rm=40Ω ，电源电压恒为 3V。请完成以下问题解答： （1）图甲中的“质量表”用 是 ； 表改装；R0 在电路中的作用（2）空盘时，闭合开关 S，电路电流为 0.3A，求 R0 的阻值； （3）称量最大质量时，求电路消耗的总功率； （4）已知该弹簧压缩的长度△L 与所受压力 F 的关系如图乙所示。 开关 S 闭合后，在托盘中放入重为 G 的物体时(G＜50N），求 R 接入 电路的阻值（结果用含 G、x0Rm 的代数式表示）。12、某工地用电动起重机吊起重物，重物的质量 m=400kg，电源提供 的电压 U=220V，不计一切摩擦。当电动起重机以 v=0.lm/s 的恒定速 度向上提升重物时，电路中的电流 I=2Aa (g 取 l0N/kg) (1)电动机线圈的电阻 R 是多少？ (2)电动机匀速提升质量 m’ = 200kg 的重物，电动机的输人功率不 变，提升速度是多少？13、如图所示，电源电压为 6V，R 为“30Ω 0.25A”滑动变阻器，R1 为“10Ω 0.4A”电阻，电压表量程为 0 C 3V．图中虚线框内接有 一只“20Ω 0.3A”电阻 R2（未画出）．已知：① 闭合 S1 和 S2，断开S3 时，调节 R，使其接入电路的阻值为 10Ω ，此时电路消耗的电功率为 1.2W；② 断开 S1，闭合 S2S3，调节 R，使其接入电路的阻值为 6 Ω ，此时电压表的示数为 1.0V． ⑴ 在情形 ① 中，求电路的总电阻；⑵ 请在答题卷的图中画出虚线框内的电路； ⑶ 当闭合所有开关时，为保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的 阻值范围．14、培养菌种需要在恒温下进行，图 10 是探究小组设计的恒温箱的 简易图，他们将一段阻值为 72Ω 的电热丝接入电源电压为 36V 的电 路中（假设电热丝阻值不随温度变化），请解答下列问题： （1）电路工作时，通过电热丝的电流是多少安？ （2）电热丝工作 1h 消耗电能多少焦耳？ （3）为了保证某种菌种的培养，恒温箱的发热功率应调整为 12W， 在不改变电源电压和原电热丝的情况下， 需在箱内串联一个阻值多大 的电热丝？15、如图 24 甲所示，电源电压为 U 保持不变，R0 为定值电阻。闭合 开关，电流表 A 的示数为 I，电压表 V1 的示数为 U1，电压表 V2 的示数 为 U2。 移动滑动变阻器得到在不同电流下的 U1―I 图线和 U2―I 图线， 如图 24 乙所示。 ⑴随着电路中电流的增大，电压表 V1 的示数 U1 数 U2 ；（选填“减小”或“增大”） ，电压表 V2 的示⑵在 U―I 坐标中两条图线在 Q 点相交，此状态滑动变阻器连入电路 的阻值是 值。 Ω ；⑶请根据图像求电源电压 U 和定值电阻 R0 的阻16、电热加湿器工作原理：加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电 热槽中受热至沸腾，产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中，从 而提高空气湿度。下表是某同学设计的电热加湿器部分参数，其发热 电路如图所示，R1、R2 为阻值相同的发热电阻，1、2、3、4 为触点， S 为旋转型开关，实现关、低、高档的转换。（1）若加热前水温为 20℃， 电热槽内气压为标准大气压， 从加热到沸腾最短时间为 3 分钟，则电热槽中水的质量是多少千克？（不计热损失，c 水=4.2×103J/ （kg?℃），结果保留两位小数）；（2）加湿器在低档时的发热功 率；（3）对于需要制冷的室内，电热加湿器会使其气温升高，请提 出一条改进的建议。 额定电压 水箱容积 220V 4L 额定最大发热功率 适用面积 400W40～60m217、如图 21 所示，电源两端电压 U 保持不变。当开关 S、S1 、S2 都 闭合，滑动变阻器的滑片 P 移到 A 端时，电压表的示数为 U，电流表 的示数 I；当开关 S、S1 闭合，S2 断开，滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时，电路消耗的总电功率为 P1，电压表的示数为 U1，电流表的示数I1；当开关 S、S2 闭合，S1 断开，滑动变阻器的滑片 P 移到中点时， R2 消耗的电功率为 P2，电压表的示数为 U2，电流表的示数为 I2。已知 U1:U2=2:5，U2:U=1:2，I=1.8A，P1 =2.88W。求：（1）电流 I1 与 I2 之比； （2）R2 消耗的电功率为 P2；（3）电源两端电压 U。18、下图是供电设备向居民楼用户输电的示意图，为保证居民楼内的 用户所有用电器都能正常工作， 居民楼的输入导线间的电压必须保证 为 220V，当居民楼内消耗的功率为 44 kW 时，求： （1）通过输电线的电流为多少安? （2）若输电线的总电阻为 0.1Ω ，供电设备的输出电压是多少伏？ （3）当居民的用电器的额定功率由 44 kW 增加到 88kW，所有用电器 均正常工作时，输电线路损失的功率增加了多少?19、在探究“家用电器”的综合实践活动中，小明与同学合作，在爸 爸的协助下，以家里的电水壶为研究对象，记录了如下表中的有关数 据。根据上表中的记录，请解答下面的问题。 （1）求通电 2min 壶中的水吸收的热量； （2）求电水壶中发热体正常工作时的电阻值； （3）求 2min 内电水壶消耗的电能和实际功率20、图甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方柱形绝缘容器A 内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接，底部有一小孔与湖水相通，且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为 6 V，小灯 泡标有“2 V 2 W”字样（灯丝电阻不变）。两金属板间的湖水电阻R 与 x 的关系如图乙所示 x 为容器内水柱高度 h 的倒数， x=1/h） （ 即 。求 （1）小灯泡的电阻。 （2）湖水水位高于警戒水位多少米时，灯泡正常工作。（3）将电流表改为水位计，水位计的刻度是否均匀，说明理由。21、如图 23 所示电路中，电源电压 U 保持不变。开关 S1 闭合、S2 断 开，滑动变阻器的滑片 P 距左端 处，电流表示数为 I1=0.5A，电压 表示数为 U1=6.5V，电阻 R2 和 R3 消耗的电功率为 P1，电阻 R1 和 R2 消耗 的电功率为 P2，电路消耗的总电功率为 P；开关 S1S2 闭合，保持滑动 变阻器的滑片不动，电路消耗的总电功率为 P。已知：P1：P2=5：6。 求： （1）电阻 R1 的阻值； （2）电源两端的 电压 U； （3）通过开关闭合与断开，调节滑动变阻器的滑片 P，电路消耗的 最大电功率与最小电功率之比。22、如甲图所示的电路，电源暗箱中电源电压和电阻 R0 均保持不变。 小刚为探究滑动变阻器的电功率 P 与其接入电路的阻值 R 的关系， 做 了多次实验。 (1)当电压表的示数为 8 V 时，电流表的示数为 1 A，问：此时 滑动变阻器接入电路中的电阻 R 是多大?它的电功率是多大? (2)根据实验测得的几组数据的处理结果，小刚在坐标纸(乙图) 上画出了滑动变阻器的电功率 P 随其接入电路中的阻值 R 的变化图 像，由图像可知：当滑动变阻器的电功率 P 最大时，滑动变阻器接入 电路的电阻是多大?此时通过滑动变阻器的电流是多大? (3)电源暗箱中的电阻 R0 是多大?23、有一种电饭锅（如图甲），它上面的铭牌如图乙所示，内部电路 如图丙所示。R1 是加热电阻，R2 是限流电阻，R2 的阻值为 484Ω 。煮 饭时接通 220V 电源，闭合手动开关 S1，电饭锅处在加热状态。当锅 内食物温度达到 103℃时，开关 S1 会自动断开，断开后若无外力作用 则不会自动闭合。 2 是一个自动温控开关， S 当锅内食物温度达到 80℃ 时会自动断开，温度低于 70℃时会自动闭合。问： (1)若接通电源后没有闭合开关 S1，那么电饭锅能将饭煮熟吗?为什 么? (2)在一个标准大气压下若用这种电饭锅烧水，则开关 S1 的自动断电 功能不起作用，这是为什么? (3)在加热情况下，求 R1 的阻值。 (4)在保温情况下，电饭锅消耗的电功率是多少？24、目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图 20 所示 ，它具 备了风能和太阳能产品的双重优点： 该系统既可以通过太阳能电池组 独立发电并储存在蓄电池， 也可以通过风力发电机独立发电并储存在 蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯 技术参数如下： 风力发 电额定 功率 260W 8m/s 3m/s 24V 60W 100W 风力发电 额定风速 风力发电机 启动风速 路灯额定 电压 路灯额定 功 率 太阳能电池板 平均输出功率（1）假设路灯每晚工作 10h，求路灯正常工作时的电流和每晚消耗 的电能。 （2）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为 800J/(s.m2)(1s 辐射在 每 1 m2 上的光能为 800J)，若太阳能电池板的面积为 1.25 m2，太阳 能电池光电转换效率为多大？（3）在平均风速为 8m/s 的晚上，风力发电机除了保障路灯正常工作 外，同时还给蓄电池充电，如果风力发电机一晚上工作时间为 8 h， 则在这段时间内蓄电池储存电能是多少 KW.h？ （4）已知风力发电机的输出电功率 P 与风速 v 的平方成正比。我市 沿海风速不低于 5m/s 的时间每年不少于 4000 h，试估算这台风光互 补路灯系统利用风能的最小年发电量是多少 KW.h？25、 如图甲是冬天取暖的电热油汀， 图乙是其结构图。 当接通电源后， 位于底部的电加热管使导热油被加热， 导热油通过散热片将热量散发 到室内空气中。图丙是某型号三档电热油汀的工作原理图。油汀内有 R1（“220V800W”）和 R2（“220V1200W”）两根电热管，通过控制 S1 和 S2 实现三档功率调节，LED 是发光二极管。某型号电热油汀铭牌 上的部分参数如下表。 额定电压 额定频率 加热功率 LED 发光二极管220V50Hz800W/1200 W /W10mA（1）当 S1S2 都闭合时，求油汀发热功率最大值。此状态下油汀工作 2 小时发热管消耗的电能是多少？ （2）散热片做成翼状，目的是 。经查阅导热油的有关数据如下：ρ = 0.87g/cm3、C=2.5KJ/（Kg?℃）、沸点 348℃、 不易挥发。电热油汀使用导热油而 不用水的主要原因是什么？ （3）如果 R0=21800Ω ，LED 二极管的额定电压多大？指示灯电路消 耗的功率多大？ 26、如图 20 是电饭锅的实物图，图 21 （甲）是它的内部电路图， 图 21 （乙）是电路简图。它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两挡， 由温控开关自动控制。煮饭时，先要按下温控开关按钮；到达设定温 度（饭己煮熟），按钮会自动弹起。( l ）对照观察图 21 （甲）和（乙），按下温控开关按钮，“烧煮 电路部分”的电压为 将 “保温电路部分”（选填“工作”或“不工作” ) ；温控开关按钮弹起后，电路中的电流 比原来 （选填“大”或“小”）。( 2 ）当温控开关按钮按下时，电饭锅电路的总功率为 1100w 。求： “烧煮电路部分”的电阻 R1。 (3 ） 温控开关按钮弹起后， 电饭锅电路的总功率为 44W 。 求： ① 、 电路中的电流； ② “保温电路部分”的电阻 R2。 ( 4 ）已知，只 有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时， 指示灯才会 发光。请通过相关计算或分析，说明为什么温控开关按钮弹起时，红 灯熄灭而黄灯亮。 27、家庭室内装修要用到某种液体乙烯材料和三混粉，工人师傅使用 加热与搅拌为一体的用电器，下图是该用电器的工作原理图。先在室 温下把液体乙烯材料放入容器中，温控旋转开关接 ab 开始加热，发 光二极管正常发光，当液体温度达到 70℃，温控旋转开关自动接 cd， 发光二极管熄灭，电动机起动，再倒入三混粉在容器中保温搅拌，搅 拌均匀后，涂抹到墙壁上使之更加平滑牢固。旋转开关接 ab 时电路 消耗功率为 1522W，旋转开关接 cd 时电路消耗功率为 l200W，电动机 正常工作的功率为 l1OOW，发光二极管 L 规格为“2V 0.2W”，R1 是加热电热丝，R2 是保温电热丝，R0 为保护发光二极管正常工作的限 流电阻。(忽略温度对电阻的影响) (1)用电器正常工作时，求保温电热丝 R2 的电阻值。 (2)液体乙烯材料质量为 6kg，初温为 20℃，求温控旋转开关接 ab 开 始加热到刚接 cd 时，液体乙烯材料吸收了多少热量?[C 液=1.8× 103J/(kg?0C)] (3)温控旋转开关接 ab 开始加热到刚接 cd 时，电路正常工作了 6 分 40 秒，该过程中加热电热丝产生的热量为多少?二、综合题 28、 明明家最近在装修新房子, 卫生间里准备装一种电热水器, 目前 市面上有两种电热水器供家中选择, 一种是传统的预热式电热水器, 如图甲，其部分参数如表。另一种是即热式电热水器,如图乙，它没 有储水箱，体积小巧。冷水进入热水器后，分 4～6 路被大功率电热 管加热，然后再汇合成一路从出水喷头流出，随着温度设定及出水量的不同，加热功率可从 4000W～7000W 变化。它较传统的热水器优点 在于：即开即热；不开不加热，节能；且加热效率高达 96%以上。请 解答： （1）一般情况下，热水淋浴要求水温升高 30℃，请计算预热式电热 水器装满水后，正常工作将水加热到可以淋浴的温度，水需要吸收多 少Ｊ的热量？需要通电加热多长时间？ （2）即热式电热水器的额定电压也是 220V，请计算它在加热水达到 最大功率时，家庭电路干路中增加的电流是多少Ａ？（精确到 0.1A） （3）明明调查发现他家房子电能表、空气开关、墙内导线的相关参 数分别为“220V 40A”、“220V 30A”、“220V 40A”。请分析他家 能否安装这种即热式电热水器。若不能，还想安装如何解决。预热式电热水 器 额定电 压 额定功 V率 额定容 量 加热效 率 图甲：预热式电热水器 图乙：即热式电热水器 90% 80kg29、如图所示是一种常见的台式饮水机结构剖面图，控水槽内浮体 A 与阀门 C 固定相连，当 A 恰好浸没时阀门 C 关闭，A 来浸没时 C 略有 下降，桶内水流入控水槽中。已知桶内水位高 40 厘米，阀门 C 横截 面积 1 厘米 2，不计 A、C 本身重力、大气压和热量损失，问：(1)控水槽内保持一定水位，浮体 A 的最小体积应为多大? (2)若热胆中储水 1 千克，由电热管加热，要求在 10 分钟内把水从 20℃加热到 100℃，则电热管的电功率为多大?(3)饮水机的电路如图乙，水沸腾前，红灯亮、绿灯灭、加热管正常 工作；水沸腾后，绿灯亮、红灯灭、加热管不工作。试分析温控开关 1 和 2 在水沸腾前后通断情况以及红绿指示灯电阻 R 红、R 绿应满足的 条件。 30、按照我国交通管理的规定，“红灯停、绿灯行、黄灯预备”。小 明在科技活动中设计了一个实验电路，如图所示，用以模拟十字路口 的红绿灯控制。请你认真分析后填空： （1）当单刀多掷开关接通位置“1”时，有______个灯发光，发 光灯的连接采用的是_______联方式； （2）当开关接通位置“3”时，允许_____方向的车辆通行（选 填“东西”或“南北”）； （3）你认为小明的设计是否可行__________；（选填“可行” 或“不可行”） （4）联系实际，对设计方案提一条改进性建议 ____________ ____。参考答案一、计算题1、考点： 欧姆定律的应用；电阻的串联；电功率的计算． 专题： 计算题；应用题；电路和欧姆定律；电能和电功率． 分析： （1）根据 Rt=100+0.5t 求出 0℃时，金属电阻的阻值，根据欧姆定律 求出串联电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电路消耗的电功率；（2）根据 Rt=100+0.5t 求出 600℃时， 金属电阻的阻值， 根据 P= 电阻的串联求出电路消耗的电功率； （3）由电流的变化可知刻度盘上的温度与电流的关系． 解答： 解：（1）当 t=0℃时，Rt=100+0.5t=100Ω ， 由欧姆定律得：此时电路中的总电阻：和R 总===200Ω ，∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和， ∴R′=R 总Rt=200Ω 100Ω =100Ω ； （2）当 t=600℃时，Rt=100+0.5t=400Ω ， 电路中的总电阻： R 总=Rt+R′=400Ω +100Ω =500Ω ， 电路消耗的总功率：P===0.018W；（3）电流与温度的关系可以表示为：I=，则可知指针偏转越大，对应的温度越低，同时，电流与温度不成正比，所以刻度不均匀． 答：（1）滑动变阻器接入电阻为 100Ω ； （2）600℃时，电路中消耗的功率为 0.018W； （3）刻度不均匀，指针偏转越大，对应的温度越低． 点评： 本题审题非常关键，应由题干中所给信息明确出电阻与温度的关系， 再去结合电学知识计算出结果．本题对学生要求较高，区分度较高． 2、考点： 电功率与电压、电流的关系；欧姆定律的变形公式． 专题： 计算题；信息给予题；欧姆定律；电能和电功率． 分析： （1）要做到电热丝 R 工作时，电动机就一定在工作，从而保证塑料 外壳不会因操作失误而损坏，只有把 s1 移到干路上．（2）已知电吹风吹热风和冷风的功率，两者之差就是电热丝的功率， 已知发热功率和额定电压，利用公式 I= 得到电热丝的电流；（3）已知发热功率和额定电压，利用公式 R= 解答： 已知：U 额=220V P1=460W P2=20W 求：（2）I=？（3）R=？得到电热丝的电阻．解：（1）要做到电热丝 R 工作时，电动机就一定在工作，从而保证 塑料外壳不会因操作失误而损坏，根据图示要把 S1 移到干路上就可． （2）电热丝的发热功率为 P=P1P2=460W20W=440W， ∵P=UI，∴通过电热丝的电流为 I= ==2A；（3）∵P=，∴电热丝的电阻为 R===110Ω ．答：（1）要做到电热丝 R 工作时，电动机就一定在工作，从而保证 塑料外壳不会因操作失误而损坏，根据图示要把 S1 移到干路上就可；（2）通过电热丝的电流为 2A； （3）电热丝的电阻为 110Ω ． 点评： 本题考查了电路图的改进、电流、电阻的计算，关键是公式及其变形 式的灵活运用， 要注意吹热风时的功率和吹冷风时的功率之差为电热 丝 R 的电功率．3、解：(1)使用 36V 电压供电更安全(2)R＝＝＝6.48Ω(3)电热丝的电阻随温度升高而增大，根据 P＝ 增大则 P 减小，U 一定，R4、 （1） 解： 正常工作时通过灯丝的电流， 由图可知当 UL=6V 时， IL=0.5A或 分） （2）S 闭合，S1、S2 都断开时，L、R 串联 由图可知当 UL’=4V 时，IL’=0.4A，（1（2 分） （3）S、S1、S2 都闭合时，R1、R 并联 当 I=0.6A 时，电路消耗的总功率最大 （1 分）(1 分)（2 分） 5、点拨：本题的关键是 S 拨至位置“1”时，电路的加热功率最大， 还是 S 拨至位置“3”时，电路的加热功率最大。当电源电压 U 不变 时，根据 可以知道，电源电压一定时，电阻越小，功率越大，所以当 S 接 1 时功率最大为 90W。当 S 接“3”时是三个电阻串联， 电阻最大，功率最小为 45W。 全解：（1）当 S 拨至 1 位置时，电路电阻最小，功率最大，P1=90W由得。（2）当 S 拨至 3 位置时，电阻最大，功率最小 P3=45W。由 P=UI 得 （3）当 S 拨至 2 时，R1、R2 串联，总功率为 72W由 ∴R2=3.6Ω得回味：本题中要会判断在什么情况对应的功率最大，我们可能会认为 “当 S 拨至位置 1 时，电阻最小，功率最小，P1=45W”，这样就为后 面的解题产生了极大的干扰。6、 解：（1）根据 P=可得，灯泡的电阻：RL===2Ω ；（2）灯泡正常发光时，两端的电压为 2V， ∵串联电路中各处的电流相等， ∴根据欧姆定律可得，电路中的电流：I===1A，∵湖水电阻 R 与 L 串联，∴湖水电阻两端的电压： UR=UUL=6V2V=4V，则 R== =4Ω ，由图象可知，当 R=4Ω 时， =0.2m1， h=5m． 答：（1）小灯泡灯丝电阻是 2 欧； （2）当湖水水位高于警戒水位为 5 米时，灯泡正常工作． 7、（1）1.1×106J （2）44Ω (3)2A 176W8、（1）不会熔化；当接通电源后，加热电阻工作，当锅内温度达到 80℃时开关 S2 会自动断开，但是开关 S1 继续接通，当锅内温度 103℃ 时， 开关 S1 会自动断开， 电热锅处于保温状态， 而铝的熔点为 660℃， 所以不会熔化----2 分； （2）1：11---2 分；（3）水吸收的热量 8.4×105J---2 分；电饭锅消耗的电能 106J---2 分；电能转化为内能的效率 84%---2 分. 9、（1）∵P=UI ∴I=P/U=220W/220V=1A(2) W 总=W 电+W 风=P 电 t 电+P 风 t 风=1.21kw×0.5h+0.22kw×0.25h=0.66kw ?h (3)∵P=U2/R ∴R 电热丝=U 额 2/P 电热丝=(220V)2/1210W=40Ω∵W 实=20r/ 1200(r/kw?h)=(1/60) kw?ht=1min=(1/60)h∴P 实=W 实/t=(1/60) kw?h ÷ (1/60)h=1kw=1000w ∵P 实=U 实 2/R 电热丝 ∴U 实 2=P 实 R 电热丝 =1000W×40Ω 即 U 实=200V 10、(1)设电源电压为 U，灯丝的电阻为 RL， 只闭合 S2 时，R1 与 L 串联 U=I1(Rl+RL)=0.4A×(20 +RL) ????只闭合 S3 时， R2 与 L 串联 U=I2( (30 +RL) ????+RL)=0.3A×得 U=12V RL=lO ???????????????????(2)只闭合 S3 时，若 L 正常发光，IL===0.5A????所以 R2===14 ????????????????R 最大时电流表示数最小 I=I1+I2= 所以电流表接 0―3A 的量+=+=0.8A ???程 ???????????????? 电流表示数为 3A 时， =I-I1=3A-0.6A=2.4A，所以 = = =5 ???即 R2 取值范围为 5 ～60 ， 电流表的示数范围为 0.8 A～3 A 或 3 A～ 0.8 A?(l 分) 11、12、 13、⑴ 由公式 P = U2/R 总 ⑵ 如图所示 ⑶ 当 I1 = 0.25A 时，U = I1(R2 + R) 解得 R = 4Ω 当电压表示数为 3V 时，UR/U = R/(R2 + R) 代入数据解得 R = 20Ω 为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值 R 的范围应为： 4Ω ≤ R ≤ 20Ω 得 R 总 = 30Ω14、 (1)I=U/R=36V/72 =0.5A (2)t=1h=3600s (3) P= U 2/R 串联 15、 解：⑴ 减小 ⑵ 0 增大 （2 分） （1 分） W=UIt=36V×0.5A×J R=U 2/P= (36V)2/12W=108R 串= R 总―R=108 ―72 =36⑶ 由图像可知：电源电压U=4.5V??????????????????（1 分） U1=1.5V 时，电路中的电流 I=3.0A两端的电压 Uo=U－U1=4.5V－1.5V=3.0V 的电阻 = ????????????????（1 分） 根据图像中不同的点，只要结果正确都得分 16、解：（1）不计热损失，有：Q1=Q2P1t=cm(t2－t1) ×(100℃-20℃)400W×3×60s=4.2×103J/（kg?℃）×m m=0.21kg（2）P2=0.5P1=0.5×400W=200W （3）可以降低电热槽内气压 其他正确解答均可17、解： ⑴开关 S、S1 、S2 都闭合，滑动变阻器的滑片 P 移到 A 端时，如图 1 所示； ⑵开关 S、S1 闭合，S2 断开，滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时，如图 2 所示； ⑶开关 S、S2 闭合，S1 断开，滑动变阻器的滑片 P 移到中点时，如图 3 所示；由图 2 3：U1:U2=2:5，U2:U=1:2 解得：U1:U=2:5 由图 2:U1:U=2:5解得：R3=4R1 由图 3: U2:U=1:2解得：R3=2R2 由图 2 3：电源两端电压不变, 解得：由图 2 3 得：解得： 由图 2 3：电源两端电压不变,得：解得： 由图 2：解得：18、解：将实际问题转化为电路图，见右图．（1）已知 U0＝220VP0＝44Kw＝4.4×104WI＝＝＝220A（2）U＝U 线＋U0＝IR 线＋U0 ＝220A×0.1Ω ＋220V＝240V（3）I′＝＝＝400AP 线′＝I′2R 线＝（400A）2×0.1Ω ＝16000W增容前：P 线＝I′2R 线＝（200A）2×0.1Ω ＝4000W △P 线＝P 线′－P 线＝16000W－4000W＝12000W19、（1）通电 2min 壶中水吸收的热量：Q 吸＝c 水 m 水（t－t0）＝8.82 ×104J （2）由 P＝UI＝U2／R 可得 电水壶发热体正常工作时的电阻值；R＝U2／P （3）电水壶 2min 内消耗的电能： ＝60.5ΩW＝9×104J电水壶的实际功率：P＝7.5×102W20、（1）小灯泡的电阻（2）灯泡正常发光时，通过灯泡的电流由于 A 内湖水电阻 R 与 L 串联，则 由图像可知，当 R=4Ω 时，h=5m，则湖水水位高于警戒水位 5m。 （3）不均匀,当超过警戒水位时，湖水水位发生变化，A 内湖水电阻 R 发生改变，由 可知，U、RL 不变，则 I 与 R 不成比例，电流表的示数变化不均匀，即水位计的刻度不均匀。 21、 （1）R1=5Ω （2）电源电压 U=10V（3）28：13。22、解：(1)由得???????????l 分??????????????????????l 分 P=UI =8V×lA=8W?????????????????????1 分 (2)由乙图：当功率最大 P 滑=9W，R 滑=4Ω ?????????l 分由 P=UI=I2R 得???????????????1 分 (3)U 源=U 滑+U0=I 滑 R 滑+I 滑 R0???????????????1 分 U 源=1.5 A×4.0Ω +1.5 A×R0 ?① ??????????1 分 同理可得 U 源=1 A×8Ω +1A×R0 ? ② 由①、②式解得：R0=4Ω ????????????????1 分 23、 (1)不能，因为当锅内温度达到 80℃时，S2 自动断开，电饭锅进 入保温状态。 (2)因为在一个标准大气压下，水的沸点是 100℃，达不到 103℃，所 以 S1 不会自动断 开。 (3) 48.4Ω (4)90.9W24、解：（1）I= PL/ UL=60W/24V =2.5A 1分 ---------------------------------------------------W= PL t=60W×10××106J ---------------------------------------- 2 分(2) 太阳能电池板接收到的总功率 P 总=800W/s×1.25 m2 =1000W ------------- 1 分 太阳能电池板平均输出功率 P 出=100 W 所以光电转换效率为η =P 出/P 总=100W/1000W =10% -----------------------------1 分 （3）蓄电池可储存的电能 W=（P 额－P 灯）t=(26010-3K W－6010-3K W) ×8h =1.6KW?h ---------------------------------------------- 2 分 （4）根据题意有 P 额/ P =v 额 2/v2 ------------------------------------------------------ 1分当风速为 5 m/s 时风力发电机输出功率 P=（v2/ v 额 2）P 额 --------- ----------------1 分 所以最小年发电量约为 W=Pt/= v2/ v 额 2） 额 t/=(52/82) ×260×10-3KW （ P ×4000h =406.25 KW?h ------------------------- ------------------1 分 说明： （1）解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤 ， 只写出最后答案的不能得分。 若由于上步的计算导致下步结果错误不 要重复扣分。 （2）计算题的方法不唯一，只要公式、代入数据及单位正确可 参照参考解答评分。 25、（1） 2000 W W=Pt=2 kw×2h=4 kw h(或度)（2）增大散热面积，加快散热。导热油沸点高。（在吸热升温时， 可以一次带走更多的热）。 （3）I =U/ R 0.01A= (220V-U)/ 21800Ω U= 2V指示灯电路消耗功率26、 27、(1)保温电热丝消耗的功率：P 保=Pcd－P 动=W=100W 保温电热丝阻值：R2=U2/P 保=（220V）2/100W=484Ω (2)液体乙烯材料吸收热量： Q=C 液 mΔ t=1.8×103J/(kg 0C) ×6kg ×(700C-200C)=5.4×105J (3)发光二极管正常工作的电流：IL=PL/UL=0.2W/2V=0.1A 发光二极管支路消耗的功率：P 支=U×IL=220V×0.1A=22W 加热电热丝消耗的功率： 加热电热丝产生的热量： P 加=Pab－P 支=00W Q 加= W 加=P 加 t=1500W×400s=6×105J二、综合题28、 （1） 吸＝cm△t＝4.2×103 ×80 ×30J ＝1.008×107J ??? Q η W 电＝Q 吸 η Pt＝Q 吸 t＝Q 吸/η P＝4.2×103 ×80 × 30J/(90%×2000W) ＝5600s （2）P＝UI I＝P/U＝V＝31.8A ????? （3）由于 31.8A＞30A。 所以不能安装。?????将空气开关更换为额定电流为大于等于 32A 的。 （或将空气开关更换 为 220V 40A 等符合要求的） 注：以上答案仅供参考，学生若有其它答法，如果合理均可酌情给 分！！！ 29、 (1)浮体 A 具有最小体积的条件是：浮体 A 刚好浸没在水中时受 到向上的浮力跟阀门 C 受到水向下的压力相等，桶口处的水压为：p=ρ 水 gH=103 千克／米 3×10 牛／千克×0．4 米=4×103 帕C 受到的水的压力为： F=pS=4×103 帕×10-4 米 2=0．4 牛则 F 浮=F=ρ 水 gV 排得 米 3(3 分) (2)水应吸收的热量：V=4×10-5 米 3 即浮体 A 的最小体积为 4×10-5Q=cm(t-t0)=4． 2×103 焦耳／(千克? ℃)×1 千克×(100-20)℃=3． 36 ×105 焦 因热量全部由电能提供，即 W=Q=Pt 所以 P=W／t=3．36×105 焦／600 秒=560 瓦(3 分) (3)开关 1 和 2 在水沸腾前同时闭合，在水沸腾后同时断开(1 分) R 红&&R 绿(红灯电阻远远小于绿灯电阻)(1 分) 30、（1） 4 并 （2）东西 （3） 可行 （4）将手动开关改为自动控制（或加上倒计时显示，或加上左右转 弯的箭头等合理就行）
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