山东省中考物理 专题二十二 计算题 第2课时 热学、电学计算复习课件.ppt

专题二十二 第2课时热学 电学计算 热学 考点1 求热量 例1 黄石 中考 一根质量为2g的烧红的铁钉 温度为600 若它的温度降低到100 释放的热量 J 若这些热量全部用于加热100 常温的水 则水温将升高 已知铁的比热容为0 46 103 kg 水的比热容为4 2 103J kg 460 1 1 解析 由题意可知 m铁 2g 2 10 3kg t0 600 t 100 c铁 0 46 103J kg 所以释放出的热量Q cm t0 t 0 46 103J kg 2 10 3kg 600 100 460J 若这些热量全部用于加热100g的水 则 考点2 求热效率 例2 用煤油气化灶把100kg初温为20 的水加热到70 消耗煤油1L 已知水的比热容是4 2 103J kg 煤油的热值是4 6 107J kg 煤油 0 8 103kg m3 水吸收的热量为 J 煤油气化灶烧水的效率为 2 1 107 57 1 例3 大连 中考 某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖 地热温泉每天出水量为2 5 104kg 温泉水的初温是80 供暖后温度降低到40 温泉水的比热容是4 2 103J kg 试求 1 这些温泉水每天放出的热量是多少 解 温泉水每天放出的热量是Q放 cm t 4 2 103J kg 2 5 104kg 80 40 4 2 109J 2 若这些热量由热值为3 0 107J kg的焦炭提供 至少需要完全燃烧多少千克的焦炭 解 温泉水每天放出的热量由完全燃烧的焦炭提供 则Q放 Q则需要的焦炭质量 电学 考点1 欧姆定律和电功率公式串讲 1 计算电阻 1 利用欧姆定律变形式计算 2 已知电阻的功率 P 和电压 U 结合用电器铭牌类题目或并联电路 时 利用计算 3 已知通过电阻的电流 I 和电阻消耗的电功率 P 串联电路 利用计算 例1 郴州 中考 如图所示的电路中 电源电压为3V R为定值电阻 灯L标有 6V3W 的字样 灯L的电阻不随温度变化 闭合开关S后 电流表的示数为0 75A 则定值电阻R的阻值为 A 10 B 6 C 15 D 8 B 解析 利用公式计算R的阻值 1 电压确定 电路为并联电路 UR U源 3V 2 电流确定 根据并联分流原理利用公式I I1 I2计算 计算IL实 a 求电压 U实 U源 3V b 求灯泡的电阻RL 小灯泡的铭牌 6V3W 可计算出小灯泡的阻值 c 求电流 通过灯泡的电 流 计算IR IR I IL实 0 75A 0 25A 0 5A 3 计算电阻 定值电阻R的阻值 故选B 变式练习1 一额定功率为6W的小灯泡接入如图电路 其中定值电阻R为6 移动滑动变阻器 当电压表示数为3V时 小灯泡正常发光 则该小灯泡的电阻为 24 解析 小灯泡正常发光时的电流 则小灯泡的电阻为 2 计算电流 1 利用欧姆定律计算 2 已知电阻的功率 P 和电压 U 结合用电器铭牌类题目 时 利用计算 3 已知电阻消耗的功率 P 和电阻阻值 R 时 利用计算 例2 如图所示电路 R1 8 R2 6 闭合开关S 电流表的示数为0 6A 闭合开关S1 电流表的示数变为 A 0 6AB 1 4AC 1 6AD 0 2A 解析 电源电压为U I1R1 0 6A 8 4 8V 闭合开关S1 电流表的变化量为通过R2支路的电流 0 8A 电流表测量干路电流 示数I I1 I2 0 6A 0 8A 1 4A 故选B B A1 A 3 计算电压 1 利用欧姆定律变形式U IR计算 2 已知电阻的功率 P 和通过电阻的电流 I 时 结合用电器铭牌数 利用计算 3 已知电阻的阻值 R 和消耗的功率 P 时 利用计算 例3 如图所示电路中电流表示数为0 5A 电流表的示数为0 8A L是标有 额定功率6W 字样的小灯泡 刚好正常发光 则电源电压为 V 电阻R的阻值为 A1 A2 12 15 解析 小灯泡和电阻是并联的 两端电压相等 测小灯泡的电流 测电阻的电流 由于小灯泡L正常发光 则电源电压 电阻R的阻值为 A1 A2 4 计算电功率 1 已知 或可以计算出 电阻两端的电压 U 和通过的电流 I 时 利用P UI计算 2 已知电功 W 和通电时间 t 利用计算 3 已知电阻两端的电压 U 和电阻阻值 R 时 利用计算 4 已知电阻的阻值 R 和通过电阻的电流 I 时 可利用P I2R计算 例4 龙东 中考 如图是某电热水壶加热和保温电路原理图 R1 44 R2 440 当开关S1断开 S2闭合时 电热水壶处于 状态 该电热水壶的加热功率是 W 保温 1100 解析 分析电路图可知 当两个开关都断开时整个电路断路 当只有开关S2闭合时两个电阻串联接入电路中 当两个开关都闭合时只有R1接入电路中 由于电源电压不变 所以根据可得电功率与电阻成反比 因为只有开关S2闭合时两个电阻串联 其电阻阻值较大 所以电功率较小 这时电热水壶处于保温状态 该电热水壶的加热时只有R1工作 其加热功率是 5 计算电能 电功 计算电能 电功 的公式有W UIt W Pt 已知电功率和时间时 利用W Pt计算 除此之外一般选用W UIt计算 例5 丹东 中考 若电饭锅的额定功率是800W 正常工作15min 消耗了 kW h的电能 0 2 解析 电饭锅正常工作15min 消耗的电能 考点2 铭牌的理解及应用 例6 灯L1标有 6V6W L2标有 6V3W 则灯泡L1的电阻为6 若两灯串联接入电路 两灯都发光时 电路中的最大电流为 A 若两灯并联接入电路 两灯泡均正常发光时 电路的总电流为 A 发光6min 消耗的电能是 J 0 5 1 5 3240 解析 灯泡L1的电阻为 灯泡L2的电阻为 L1额定电流为I2 L2额定电流为 串联电路中电流不能超过额定电流较小的L2 则此时最大电流为0 5A 两灯泡并联 正常发光 则两端电压为6V 总电流为I I1 I2 1A 0 5A 1 5A 消耗的电能为W UIt 6V 1 5A 6 60s 3240J 考点3 电路中的极值 范围问题 例7 兰州 中考 在如图所示的电路中 电源电压恒为9V 电压表的量程为0 15V 电流表的量程为0 0 6A 定值电阻R1的规格为 30 0 5A 滑动变阻器R2的规格为 20 1A 灯泡L上标有 6V3W 的字样 假设灯丝的电阻不变 闭合开关 在不损坏电路元件的情况下 下列说法中正确的是 A 整个电路消耗的总功率的变化范围是3 375 4 5WB 电压表示数的变化范围是3 6VC 滑动变阻器允许的调节范围是5 20 D 电流表示数的变化范围是0 1 0 5A A 电路图分析 开关S闭合时 R1 R2并联后与灯泡L串联 电流表测量的是R1中的电流 电压表测量的是灯泡L两端的电压 A V 解析 灯泡的额定电流 灯泡的电阻 当灯泡两端的电压为6V时 电阻R1与滑动变阻器两端的电压为U1 9V 6V 3V 通过R1的电流则滑动变阻器的电流为I滑 0 5A 0 1A 0 4A 此时变阻器的阻值 灯泡正常发光时 电路中的电流最大 所以总功率最大 Pmax UI 9V 0 5A 4 5W 当滑动变阻器的阻值最大为20 时 电路中的总电阻最大 此时电路的总功率最小 定值电阻与变阻器的总电阻12 总功率为 故A正确 当滑动变阻器的阻值为20 时 电路中的总电阻最大 电流最小 电压表的示数最小 为4 5V 当灯泡正常发光时 此时电压表的示数最大 Umax 6V 所以电压表的变化范围是4 5 6V 故B错误 分析A B可得滑动变阻器的变化范围是7 5 20 故C错误 当变阻器的阻值为20 时 R1两端的电压最大 电流表的最大示数为0 15A 当灯泡正常发光时 R1两端的电压最小 电流表的最小示数为0 1A 则电流表示数的变化范围为0 1 0 15A 故D错误 故选A 考点4 电学计算分类 1 铭牌类计算 例8 鄂州 中考 如图 小华家电能表的示数是 度 他只让某电水壶工作 发现在10分钟内电能表盘转过了600转 则该电水壶的实际功率为 W 解析 电能表的示数1362 5kW h 10分钟内电能表转盘转动600r 电路消耗的电能为 电水壶消耗的实际功率 1362 5 1 2 103 2 电路类计算 例9 常州 中考 如图所示的电路中 电源电压恒为6V R1 R2为定值电阻 R1 10 甲 乙均为电压表时 闭合S1 S2 两电压表示数之比为U甲 U乙 1 3 甲 乙均为电流表时 仅闭合S1 甲 乙电流表示数I甲 I乙分别为 A 1 8A 1 2AB 1 8A 0 6AC 0 9A 0 6AD 0 9A 0 3A C 解析 由图示电路图可知 甲 乙均为电压表 闭合S1 S2时 两电阻串联 甲测R1两端电压 乙测两电阻串联电压 已知U甲 U乙 1 3 则U乙 3U甲 两电阻串联 通过两电阻的电流I相等 两电阻之比 R2 2R1 20 甲 乙均为电流表时 仅闭合S1 两电阻并联 乙测通过R1的电流 甲测干路电流 两电流表示数 故选C 例10 建设兵团 中考 如图所示 电源电压保持不变 已知R2 40 1 当闭合开关S S1时 电压表示数为6V 求电源电压 解 当闭合开关S S1时 R2被开关S1短路 电路中只有R1 故电压表的示数就等于电源电压 所以电源电压U 6V 2 当闭合开关S 断开S1时 电压表示数为2V 求通过R1的电流和R1消耗的电功率 解 当闭合开关S 断开S1时 电路为R1 R2组成的串联电路 电压表测量的是R1两端的电压U1 2V 因为电源电压为U 6V 所以U2 U U1 6V 2V 4V 则 因为R1与R2串联 所以I1 I2 0 1A 所以R1消耗的电功率P1 U1I1 2V 0 1A 0 2W 3 结合铭牌的电路类计算 例11 河池 中考 如图所示 电源电压保持18V不变 小灯泡L上标有 6V3W 字样 滑动变阻器最大电阻值R 60 为保证各器件安全 不考虑灯丝电阻随温度的变化 下列说法正确的是 A S断开时 电压表示数为0VB S闭合后 电压表最大示数为15VC 小灯泡L正常发光时 变阻器R消耗的电功率为6WD S闭合后 小灯泡L的最小实际电功率为0 5W C 解析 S断开时 电压表测电源的电压 为保证各器件的安全 此时电压表的示数为18V 故A错误 S闭合后 因为串联电路中总电压等于各分电压之和 因为灯泡的额定电压为6V 为了各器件的安全 电压表最大示数为6V 故B错误 灯泡正常发光时的电压为6V 功率为3W 因为串联电路中总电压等于各分电压之和 所以此时滑动变阻器两端的电压 UR U U额 18V 6V 12V 因为串联电路中各处的电流相等 所以变阻器R消耗的电功率P URI 12V 0 5A 6W 故C正确 根据得 灯泡的电阻 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时 灯泡消耗的电功率最小 因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和 所以根据欧姆定律可知 此时电路中的电流 灯泡的最小电功率 PL I2RL 0 25A 2 12 0 75W 故D错误 例12 四川 中考 如图所示 电源电压恒为7V 电压表量程为0 3V 电流表量程为0 0 6A 滑动变阻器的规格为 20 1A 灯泡标有 6V3W 字样 闭合开关 若两电表示数均不超过量程 灯泡两端的电压不超过额定电压 不考虑灯丝电阻变化 下列说法正确的是 A 电压表示数变化范围2 3VB 电流表示数变化范围0 2 0 5AC 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围2 9 D 滑动变阻器的最大功率为0 5W C 例13 江西 中考 如图所示 电源电压恒定 小灯泡上标有 2V1W 的字样 滑动变阻器R2的最大阻值为50 求 1 小灯泡正常发光时的电阻 解 解 当断开开关S1 闭合开关S S2 S3时 R1被短路 灯泡L与R2串联 U总 IR总 I R2 RL 0 5A 10 4 7V 2 断开开关S1 闭合开关S S2 S3 将滑片P移到距a端的长度为总长ab的位置时 小灯泡L恰好正常发光 电源电压是多少 解 当断开开关S2 S S1 S3闭合 滑片P移至a端 滑动变阻器接入电路的阻值为0 小灯泡两端的实际电压为7V 远大于它的额定电压2V 所以小灯泡将被烧断 电压表示数为7V 此时电路中只有电阻R1在工作 3 断开开关S2 闭合开关S S1 S3 将滑片P移到a端时 电流表示数为2A 此时电压表示数是多少 定值电阻R1的阻值是多少 例13 荆州 中考 电源电压为25V且保持不变 R1为定值电阻 R2为滑动变阻器 其上标有 50 2A 的字样 电流表的量程为0 0 6A 电流表的量程为0 3A 灯泡L标有 5V1W 的字样 1 灯泡L正常工作时的电流是多大 解 由P UI可得 灯泡的额定电流 2 闭合S 断开S1 S2 灯泡恰好正常工作 求R1的阻值 解 闭合S 断开S1 S2 R1与L串联 灯泡恰好正常工作 则UL 5V IL 0 2A R1两端的电压U1 U UL 25V 5V 20V 由公式得 定值电阻的电阻大小为 3 S S1 S2均闭合 求滑动变阻器R2连入电路的阻值为多大时电路功率最大 并求出此种情况下电路1min消耗的电能 解 S S1 S2均闭合时 电路电压为25V L短路 R1与R2并联 此时通过R1的电流是一个定值 大小为 R1的电功率为PR1 UR1IR1 25V 0 25A 6 25W 如果电路干路中的电流为电流表允许通过的最大电流3A 而R1的电流为0 25A 这时R2通过的电流为 IR2 I总 IR1 3A 0 25A 2 75A 2A 超过了变 阻器允许通过的最大电流 所以R2中能通过的最大电流为2A 此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为 R2最大功率为从而电路中最大功率为由得 电路1min消耗的电能最大值W P总大t 56 25W 60s 3375J 例14 山西 中考 几千年来中国的厨艺最讲究的就是 火候 二字 现在市面上流行如图甲所示的新型电饭锅 采用了 聪明火 技术 电脑智能控温 控压 智能化控制食物在不同时间段的温度 以得到最佳的口感和营养 其简化电路如图乙所示 R1和R2均为电热丝 S是自动控制开关 把电饭锅接入220 的电路中 用电饭锅的 聪明火 煮米饭 电饭锅工作时的电流随时间变化的图像如图丙所示 考点5 电热类计算 1 求电热丝R2的阻值 计算结果保留一位小数 解 1 当开关S闭合时 电路中只有R2工作 从图中可知通过R2的电流I 3A 根据可得 R2的电阻 2 这个电饭锅在0 15min把质量为1 1kg的米饭由20 加热到100 求电饭锅在这段时间加热的效率 c米饭 4 2 103 kg 解 米饭吸收的热量 电饭锅加热的效率 W总 W1 W2 UI1t1 UI2t2 220V 3A 10 60s 220V 2A 5 60s 5 28 105J 0 15min消耗的电能 Q cm t 4 2 103J kg 1 1kg 100 20 3 696 105J 例15 庆阳 中考 如图是一种测量小汽车油箱内油量装置原理图 压力传感器R的电阻会随所受压力的大小发生变化 油量表 由电流表改装而成 指针能指出油箱里油的多少 若电源电压为6V 压力传感器R的上表面面积为5cm2 压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示 q汽油 4 6 107J kg 汽油 0 7 103kg m3 g 10N kg 考点6 力电类计算 1 当油与箱总重为600N时 压力传感器R受到的压强是多少 请计算 解 压力是 F G 600N压强是 2 若油箱内油为10kg 汽油完全燃烧放出的热量是多少 解 Q mq 10kg 4 6 107J kg 4 6 108J 3 如果空油箱质量为6kg 油量表指针指向2 10 2m3时 电路中的电流是多少 解 由得 当油量表指向2 10 2m3时 油箱中油的质量是 m汽油 汽油V 0 7 103kg m3 2 10 2m3 14kg空油箱和汽油的总质量是 m 6kg 14kg 20kg这时压力传感器受到的压力是 F2 G mg 20kg 10N kg 200N 查表可得这时压力传感器的电阻是200 所以电路中的电流是