【火线100天】2022中考物理 综合计算题 第2讲 电学计算 电功率的综合题

题型之二电功率的综合题该类试题或以常见的家用电器为题材，或为动态电路为载体，涉及的公式与规律多，综合性强，难度大.（2022·潍坊）如图所示的电路中，电源电压为5V且保持不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，R1为滑动变阻器，R2=20Ω，灯泡L标有“4V1.6W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）.在仪表和灯泡安全工作的情况下，求：（1）开关S1断开，S2和S3闭合时，滑动变阻器R1消耗的最大功率；（2）开关S1闭合，S2和S3断开时，滑动变阻器R1允许的取值范围.点拨：开关S1断开，S2和S3闭合时，灯泡L短路，滑动变阻器R1和定值电阻R2并联，当通过R1的电流最大时，R1有最大功率；此时，应防止电流表被烧坏.当开关S1闭合，S2和S3断开时，滑动变阻器R1与灯泡L串联，既要防止灯泡被烧坏，又要防止电压表被烧坏.1.（2022·宁波）如图电路中，电源电压不变.当只闭合S1时，电压表示数为3V，电流表示数为0.2A.则：（1）1min内电路消耗的电能为多少？（2）把两表的位置互换后，闭合S1、S2，电流表的示数为0.5A，此时R2消耗的电功率P2为多少？7\n2.（2022·苏州）如图所示的电路中，电源电压恒为12V，电阻R1的阻值为10Ω，电阻R2的阻值为30Ω，电流表A的量程取0～0.6A，闭合开关S.（1）求通过电路的电流I.（2）求电阻R1消耗的功率P1.（3）现用标有“20Ω1A”字样的滑动变阻器R3替换电阻R2，为使电路中各元件安全，求变阻器R3连入电路的阻值范围.3.（2022·福州）某元件（阻值不变）标有“6V6W”字样，将该元件与灯L接入电路中，如图甲所示.通过灯L的电流随电压变化的图像如图乙所示，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”.闭合开关，在保证电路各元件都安全的情况下，灯L消耗的最大功率为多大？4.（2022·德州）汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一，某物理实验小组的同学们设计了如图所示的有害尾气排放检测电路.在一项针对某种有害尾气浓度进行的测试7\n中，气敏电阻的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示.已知电源电压12V恒定不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻.有害尾气浓度%Vol···57.51012.515···R/Ω···5.23.932.52···（1）测试过程中，当电压表读数为7V时，电流表的读数为1A，求电阻R0的阻值.（2）当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，求电压表的示数（结果保留一位小数）.（3）当电路消耗的总功率为18W时，有害尾气的深度是多少.5.（2022·凉山）如图所示,小灯泡标有“6V3W”字样，R1=6Ω，R2=3Ω，设灯丝的电阻不变.求：(1)当S1断开，S2闭合时，灯恰好正常发光，求电源电压；(2)当S1、S2都闭合时，电流表的示数是多少？7\n(3)当S1、S2都断开时，电路中的总功率是多少？6.（2022·泰州）如图是家庭电路的一部分.电能表的电流规格是“10(40)A”，L是“220V22W”的节能灯，插座上接入“220V220W”的电视机(图中未画出).灯和电视机同时工作，求：（1）通过电能表的电流；（2）连续工作4h消耗多少kW·h的电能；（3）该电路中还能接入的用电器的最大功率.7.（2022·云南）电信公司机房接到某用户反映，他家的电话不能使用.经过机房人员初步测试，判断为接入该用户的电话线某处短路.为了确定短路的具体位置，机房人员利用测量仪器接成如图所示的电路进行测量.已知电话线由两根导线并排而成，该用户到机房的电话线长5km，设单根电话线每米的电阻为3×10-3Ω，测量时电压表示数为12V，电流表示数为1A.若只考虑电话线的电阻，求：（1）该用户家到机房单根电话线的电阻值；7\n（2）短路位置到机房的距离s;（3）测量时电路消耗的功率.8.（2022·株洲）用12V的电源为微型电动机供电的电路如图甲所示.当单刀双掷开关S1、S2均向上合上时，电动机开始转动，电流I随时间t变化的图像如图乙所示.当电流稳定时，电动机正常工作.已知电动机转动时欧姆定律不适用，并忽略温度对电阻的影响，试解答下列问题.（1）当单刀双掷开关S1、S2合上时可实现电动机的反转.（2）当电动机正常工作时，电动机消耗的电功率为W.（3）求电动机的电阻及正常工作时的输出功率.题型之二电功率的综合题例2（1）开关S1断开，S2和S3闭合时，灯泡L短路，滑动变阻器R1和定值电阻R2并联，此时通过R2的电流I2=U/R2=5V/20Ω=0.25A；电流表的最大测量值为0.6A，则通过滑动变阻器的最大电流I1=I－I2=0.6A－0.25A=0.35A，则R1的最大功率PR1=UI1=5V×0.35A=1.75W.（2）灯泡L的额定电流IL=PL/UL=1.6W/4V=0.4A，灯泡的电阻RL=UL/IL=4V/0.4A=10Ω.当开关S1闭合，S2和S3断开时，滑动变阻器R1与灯泡L串联，此时有：7\n①U/R总≤PL/UL，即5V/（10Ω＋R1）≤0.4A，解得R1≥2.5Ω；②U×R1/R总≤3V，即5V·R1/（10Ω＋R1）≤3V，解得R1≤15Ω；故滑动变阻器R1允许的取值范围为2.5～15Ω.针对训练1.（1）W=UIt=3V×0.2A×60s=36J.（2）==15Ω，=6Ω,R2=R-R1=15Ω-6Ω=9Ω，=1W.2.（1）电路的总电阻：R=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω电路的电流：==0.3A（2）电阻R1两端的电压：U1=IR1=0.3A×10Ω=3V电阻R1消耗的功率：P1=U1I=3V×0.3A=0.9W（3）电路允许通过的最大电流：I最大=0.6A电路总电阻的最小值：=20Ω变阻器R3的最小值R3最小=R最小-R1=20Ω-10Ω=10Ω变阻器R3的最大值即为：R3最大=20Ω变阻器R3的阻值范围为10~20Ω3.元件R的额定电流IR=PR/UR=6W/6A=1A元件R的阻值R=UR/IR=6V/1A=6Ω电压表量程为“0～3V”，为了保证电压表不被烧坏，电路中的最大电流I=U/R=3V/6Ω=0.5A电流表量程为“0～0.6A”，可见电路中的最大电流I=0.5A由图像可知，此时灯L两端UL=2V，则灯L的最大功率PL=ULI=2V×0.5A=1W4.(1)由串联电路电压表关系，U=UR+UR0，得：UR0=U-UR=12V-7V=5V由欧姆定律,得:=5Ω.(2)由表中数据可知，当有害尾气浓度增大到15%Vol时，R1=2Ω由串联电路电阻关系，得：R总1=R1+R0=2Ω+5Ω=7Ω,由欧姆定律，得：UR1=I1R1=×2Ω=3.4V(3)由公式P=UI,得I′==1.5A由欧姆定理,得:R总2==8Ω(或R总2==8Ω)7\n由串联电路电阻关系,R总2=R2+R0,得：R2=R总2-R0=8Ω-5Ω=3Ω查表可得：有害尾气的浓度是10%Vol.5.（1）当S1断开，S2闭合，电路中只有L，∵灯泡恰好正常发光，∴U总=UL=6V（2）当S1、S2都闭合时，L与R1并联∵IL==0.5AI1==1A∴I=IL+I1=0.5A+1A=1.5A（3）当S1、S2都断开时，L与R2串联∵RL==12Ω∴R总=RL+R2=12Ω+3Ω=15Ω∴P总==2.4W6.（1）P总=P灯+P电视机=22W+220W=242WI==1.1A(2)W=P总t=0.242kW×4h=0.968kW·h（3）由电能表电流规格可知正常工作的电流Imax=10A∴最大功率Pmax=UImax=220V×10A=2200WP′=Pmax-P总=2200W-242W=1958W7.（1）该用户家到机房的单根电话线的电阻值是5000×3×10-3Ω=15Ω.（2）短路位置到机房电话线的总电阻，R总==12Ω短路位置到机房单根电话线的电阻×12Ω=6Ω，短路位置到机房的距离是s==2000m=2km.(3)测量时电路消耗的功率是P=UI=12V×1A=12W.8.（1）根据开关的控制作用可以看出，单刀双掷开关S1、S2同时合上时流入电动机的电流方向改变，则可实现电动机的反转.（2）由图乙可知电动机正常工作时的电流I=0.4A，则P=UI=12V×0.4A=4.8W（3）由图乙可知电动机刚开始转动时的电流I′=1.2A电动机的电阻R==10Ω电动机正常工作时P热=I2R=（0.4A）2×10Ω=1.6W∴P输出=P-P热=4.8W-1.6W=3.2W7