2019年中考物理電學(xué)難題及解析

②解得U=12V，RL=l0.(2)只閉合S3時，若L正常發(fā)光，IL===0.5A所以R2===14(3)當(dāng)閉合S1、S2、S3時，R2與R1并聯(lián)，電流表測總電流.R2最大時，總電阻最大，電流表示數(shù)最小.Imin=I1+I2=+=+=0.8A所以電流表接0—3A的量程R2最小時，總電阻最小，電流表示數(shù)最大，最大為3A.由于R1的電阻不變且電壓也不變，所以通過的電流I1也不變，恒為0.6A.電流表示數(shù)為3A時，=I-I1=3A-0.6A=2.4A，所以===5即R2取值范圍為5～60，電流表的示數(shù)范圍為0.8A～3A或3A～0.8A.說明：本題第三問也有其它解法。

15、PTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料，它的發(fā)熱效率較高，PTC材料的電阻隨溫度變化而變化。如圖甲所示的陶瓷電熱水壺就使用了這種材料，它的工作電路如圖乙所示，電源電壓為220V，R0是定值電阻，其阻值不受溫度變化的影響，RT是PTC的電阻。電熱水壺在剛開始工作時，RT為24Ω，電路消耗的總功率1100W。求：（1）R0的阻值為多少?（2）當(dāng)RT的溫度為100℃時，RT電阻邊為180Ω，RT的實際功率為多少?

解：（1）電熱水壺剛開始工作時，RT為24Ω，RT與R0串聯(lián)，由P=U2/R得電路總電阻R總=U2/P=(220V)2/1100W=44ΩR0的阻值：R0=R總－RT=44Ω－24Ω=20Ω當(dāng)RT的溫度為100℃時，RT電阻邊為180Ω電路總電阻R總′=RT+R0=180Ω+20Ω=200Ω電路中的總電流I=U/R總′=220V/200Ω=1.1ART的實際功率:P=UTI=I2RT=(1.1A)2×180Ω=217.8W

16、如圖18所示電路，電源電壓為6V且保持不變，電阻R1=30Ω，電流表A僅有一個0～0.6A的量程。（1）求通過電阻R1的電流；A··SR2R1P圖18（2）滑動變阻器R2的滑片P在最右端時，A··SR2R1P圖18（3）在保證電流表安全工作的情況下，R2連入電路的最小阻值是多少？

解：（1）由圖可知，R1與R2并聯(lián)，R1兩端的電壓:U1=U2=U=6V通過電阻R1的電流:I1=U1/R1=6V/30Ω=0.2A滑動變阻器R2的滑片P在最右端時，R2接入電路的阻值最大，由P2=U22/R2得R2=U22/P2=(6V)2/0.72W=50Ω為保證電流表安全工作，電流表示數(shù)最大0.6A(即I總m=0.6A)因為R1兩端的電壓不變，其阻值也不變，所以通過R1的電流I1恒為0.2A.通過滑動變阻器R2的最大電流:I2m=I總m－I1=0.6A－0.2A=0.4AR2連入電路的最小阻值:R2min=U2/I2m=6V/0.4A=15Ω

17、某水果自動篩選裝置（如圖所示），它能將質(zhì)量小于一定標(biāo)準(zhǔn)的水果自動剔除。其原理如下：傳送帶上的水果經(jīng)過檢測點時，使壓敏電阻R的阻值發(fā)生變化。AB間的電壓也隨之發(fā)生改變。當(dāng)UAB＜3V時，機械裝置啟動，將質(zhì)量不達標(biāo)的小水果推出傳送帶，實現(xiàn)自動篩選功能。已知：電源電壓為12V，R0=20Ω，壓敏電阻R的阻值隨壓力變化關(guān)系如圖所示。求：（1）當(dāng)檢測點上沒有水果時，電路中的電流是多大？（2）不同等級的水果篩選的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是不同的。請你對電路進行改進，使該裝置能夠方便篩選不同水果。（3）當(dāng)壓力改變時，壓敏電阻R的最大功率是多少？此時在檢測點上的水果質(zhì)量是多少？（提示：y=－a(x－b)２+c，則頂點y＝c）

解：(1)由電路圖可知，R與R0串聯(lián).無水果時，F(xiàn)=0N，由圖像可得R=100Ω，電路中的總電流：Ｉ=U總/(R+R0)＝12V/(100Ω＋20Ω）A＝0.1A(2)在電路中串一個滑動變阻器。（其它改進有理也可）(3)壓敏電阻R的功率：P=UI=（U總－U０）I＝（12－IR0）I＝（12－20I）I=－20(I－0.3)２+1.8∴當(dāng)I=0.3Ａ?xí)r，P最大＝1.8W此時壓敏電阻兩端電壓：U=P最大/I＝1.8W/0.3A＝6V壓敏電阻的阻值：R=U/I=6V/0.3A＝20Ω由圖像可知R=20Ω時，F(xiàn)=5NG=F=5Nm＝G/g＝5N/(10N/kg)＝0.5kg說明：第三問還有其它解法，都要用二次函數(shù)求最值。

18、如圖（甲）所示是生活中常見的自動加熱、保溫的電水壺，它的銘牌如下面表格．現(xiàn)將它接在220V的電壓下工作．額定電壓220V頻率50Hz容積6L加熱功率1000W保溫功率40W（1）如圖（乙）所示為電水壺的電路圖，其中R0是電熱水壺中的電熱管，R是與電熱水壺的電熱管串聯(lián)的電阻，S是一個自動切換的溫控開關(guān)，此熱水壺是在熱膽中儲水，由電熱管加熱工作的，請根據(jù)電路圖判斷：當(dāng)溫控開關(guān)閉合還是斷開時，電水壺處于加熱狀態(tài)．（2）按銘牌上所標(biāo)電水壺的加熱功率、保溫功率，計算R0和R的阻值分別是多少？（3）當(dāng)它處于加熱狀態(tài)時，如果消耗的電能全部用來加熱水，使熱膽中2kg、20℃的水溫度升高到90℃至少需要多少時間？

解：（1）由電路圖知：當(dāng)溫控開關(guān)閉合時，電阻R短路，R0接在電源兩端，此時消耗的功率為P1=；當(dāng)溫控開關(guān)斷開時，電阻R和R0串聯(lián)在電源兩端，此時消耗的功率為P2=．因為U一定，R+R0＞R，所以P1＞P2，即溫控開關(guān)閉合時，電水壺處于加熱狀態(tài)．（2）∵P=∴電阻R0的阻值為R0===44Ω；保溫狀態(tài)下的電路總電阻為R串===1210Ω，電阻R的阻值為R=R串﹣R0=1210Ω－44Ω=1166Ω；（3）水吸收的熱量為Q=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（90℃－20℃）=5.88×105J，∵P=W/t=Q/t∴電熱壺的加熱時間為t===588s．

19、如圖21所示，電源電壓保持不變，定值電阻R=20Ω，滑動變阻器的最大阻值是12Ω，燈泡的額定電功率為2W。(1)當(dāng)只閉合開關(guān)S1，滑動變阻器的滑片P位于最左端a時，電流表的讀數(shù)為0.3A，求：電源電壓U；(2)保持滑動變阻器滑片位置不變，再閉合開關(guān)S2，燈泡恰好正常發(fā)光，求：燈泡的電阻RL；(3)當(dāng)斷開S1，閉合S2，將滑片P移至最右端b，求：此時燈泡所消耗的電功率PL。

解：（1)當(dāng)只閉合開關(guān)S1，滑動變阻器的滑片P位于最左端a時，電路只有R工作.電源電壓：U=IR=0.3A×20Ω=6V保持滑動變阻器滑片位置不變，再閉合開關(guān)S2，R與L并聯(lián).此時燈泡恰好正常發(fā)光，所以有U額=U=6V根據(jù)P額=U額2/RL