山西專版2020中考物理復習方案專題05電學計算試題

PAGEPAGE1專題(五)電學計算能力點1:多擋位問題的理解根據(jù)公式P=U2家庭電路電壓220V,用電高峰,電壓降低。能力點2:電學相關計算(1)根據(jù)P=U2R計算電阻,注意區(qū)分(2)實際電壓或實際功率的計算:由于加熱電阻的阻值不變,可用P實P額能力點3:電路識別與分析看準不同時刻下的電路連接情況,畫出簡化電路,知道不同時刻各物理量之間的聯(lián)系紐帶是電源電壓不變,定值電阻的阻值不變。能力點4:坐標圖像識別(1)明確坐標圖像的研究對象、橫縱坐標代表的意義;(2)明確同一坐標下字母數(shù)據(jù)間的定量關系。能力點5:明確題眼,找出隱含條件根據(jù)已知和題意,挖掘題目中隱含的條件與要求的物理量相結合,找到切入點求解(向文字說明要分)類型一電學綜合1.小明家的電能表表盤如圖ZT5-1所示。(1)那么他家能接入電路的用電器的總功率最大為多少?(2)若只將一臺功率為1000W的空調機接入電路中,持續(xù)工作4.5h,他家電能表上的示數(shù)應變?yōu)槎嗌?(3)小明單獨將一個燈泡接入電路中正常工作時,他測得電能表每4min轉10圈,試求該燈泡的功率。圖ZT5-1類型二電熱綜合2.在實踐活動中,小剛所在的興趣小組對電熱水壺進行了探究與計算。(1)如圖ZT5-2所示,電熱水壺使用的都是三腳插頭,中間較長的腳連接的是電熱水壺的金屬外殼,插入三孔插座后可將其與相連,防止其漏電時對人造成傷害。壺底的加熱盤燒水時是通過的方式改變了水的內能。

(2)電熱水壺的銘牌如下表所示,正常工作時通過電熱水壺的電流是多少?(結果保留一位小數(shù))(3)為了測量電熱水壺的加熱效率,小剛在壺中加入額定容量初溫為15℃的水,在額定電壓下將其加熱到沸騰,用時7min。已知燒水時氣壓為標準大氣壓,ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃),則該電熱水壺的加熱效率為多少?(4)小剛發(fā)現(xiàn)電熱水壺將水加熱后,放置一段時間就馬上冷卻了,他想對電熱水壺的電路做一下改進,增加一個保溫擋,使電熱水壺在此擋位工作時的總功率為400W,從而使水的溫度可以保持不變。請你設計電路,將電路圖畫在圖乙方框內,所增加的吸熱電阻R2的阻值為Ω。

圖ZT5-2額定容量2.0L額定電壓220V額定功率2000W頻率50Hz類型三力、電、熱綜合3.[2018·山西百校聯(lián)考一]養(yǎng)生壺是一種用于養(yǎng)生保健的烹飪容器,如圖ZT5-3所示。某第三代養(yǎng)生壺采用新型電加熱材料,通電后產(chǎn)生熱量把壺內的水加熱。下表是該養(yǎng)生壺的銘牌信息,根據(jù)獲取的信息解決以下問題:圖ZT5-3問題1:把該養(yǎng)生壺整體放在水平桌面上,如果該養(yǎng)生壺與底座的接觸面積為100cm2,則裝滿水時對底座的壓強是多少?(g取10N/kg)問題2:該養(yǎng)生壺中1kg的水從20℃加熱到90℃吸收的熱量是多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]問題3:該養(yǎng)生壺正常工作5min,完成了問題2中的加熱過程,則該養(yǎng)生壺的加熱效率是多少?問題4:小李關掉家里的其他全部用電器,只有該養(yǎng)生壺通電,加熱時,電能表轉盤1min轉了18轉,電能表上標有“1200r/(kW·h)”的字樣,請你計算此時該養(yǎng)生壺的實際功率。產(chǎn)品參數(shù)產(chǎn)品型號QC-1708包裝尺寸267mm×267mm×260mm總機質量2.5kg額定電壓220V-50Hz壺體質量1kg加熱功率1000W壺體容量1L保溫功率50W4.[2018·山西百校聯(lián)考一]如圖ZT5-4甲所示是小明家的自動電熱水壺,它具有自動加水加熱、保溫等功能。電熱水壺空置時的質量為0.5kg,容量為1.5L,水泵提升水的高度為0.6m,當壺內水位達到規(guī)定容量時,小明關閉了家中的其他用電器,按一下電熱水壺的加熱按鈕,溫控開關閉合,6min后壺內的水從20℃加熱到沸騰(在標準大氣壓下),電能表的轉盤轉了600轉,溫控開關斷開,電熱水壺自動轉入保溫狀態(tài),其電路圖如圖丙所示。[g取10N/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]請你結合圖乙中電能表提供的有關參數(shù)信息解決以下問題:問題一:若電熱水壺平放時與水平臺面的接觸面積是40cm2,當該電熱水壺盛滿水時對水平臺面的壓強是多少?問題二:水泵將電熱水壺中的水加滿,水泵提升水做的功是多少?問題三:電熱水壺加熱時的加熱效率是多少?問題四:若電熱水壺的保溫功率是44W,電熱絲R2的阻值是多少?(忽略溫度對電阻的影響)圖ZT5-45.[2019·山西百校聯(lián)考二]如圖ZT5-5所示是某學校為全校師生提供開水的電熱飲水機,它有加熱和保溫兩種功能,小明查找相關資料知道該飲水機的相關參數(shù)如下表所示。飲水機正常工作時,經(jīng)過一段時間可將機內滿水箱的水從50℃加熱到沸騰,后轉入保溫狀態(tài),請你結合下表中提供的有關參數(shù)信息,解決以下問題。[已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),g取10N/kg]問題一:電熱飲水機放在水平地面上時,若與水平地面的接觸面積是400cm2,則電熱飲水機裝滿水時,對水平地面的壓強是多大?問題二:電熱飲水機內的抽水機若在40s內將水箱中的水加滿(原來水箱中的水已經(jīng)用完),則抽水機提升水的功率是多少?(設提升水的高度為1.2m)問題三:電熱飲水機裝滿水,在標準大氣壓下將水從50℃加熱到沸騰時,水吸收的熱量是多少?問題四:若電熱飲水機加熱時的加熱效率是80%,上述加熱過程中,從開始加熱到自動轉入保溫狀態(tài)需要的時間是多少?圖ZT5-5飲水機質量40kg水箱容量60L額定電壓220V加熱時的功率5kW保溫時的功率500W6.[2019·湖州]目前全國少數(shù)城市已投入使用超級電容公交車(如圖ZT5-6所示)。超級電容器是一種新型電能存儲設備,像蓄電池一樣也有正、負兩極,可通過安裝在各公交站點的充電樁快速充滿電,讓車能夠繼續(xù)正常行駛。在制動過程中,電車又能通過發(fā)電機回收部分能量為超級電容器充電,安全、高效、環(huán)保。假設某型號的超級電容公交車載滿乘客時總質量為15t,某次運行時從充電樁充滿電后電車儲存的能量約為2×107J,能以10m/s的速度保持勻速直線行駛6km,能量利用的效率為90%。(1)電車發(fā)電機的工作原理是。

(2)若公交車載滿乘客時車胎與地面的總接觸面積為0.4m2,求公交車對水平地面的壓強。(3)若公交車在該次運行中受到的阻力恒定,則牽引力大小是多少?(4)若公交車在該次運行中電容器輸出電壓為300V,不計電容器輸出電能時的能量損耗,則工作電路的電流有多大?(計算結果保留一位小數(shù))圖ZT5-6

【參考答案】1.解:(1)由圖可知,該電能表允許通過的最大電流為10A,則他家能接入電路的用電器的總功率最大為P最大=UI=220V×10A=2200W。(2)該空調工作4.5h消耗的電能W1=Pt=1kW×4.5h=4.5kW·h,則電能表的示數(shù)為4.5kW·h+751.8kW·h=756.3kW·h。(3)該燈泡每4min消耗的電能WL=10r2500r/(kW·h)=1250kW·h,則燈泡功率為PL=WL2.(1)地線熱傳遞(2)電熱水壺正常工作時的電流為I=P額U額=2000W(3)電熱水壺裝滿水時所加水的質量為m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×2.0×10-3m3=2kg,該加熱過程水吸收的熱量為Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-15℃)=7.14×105J,電熱水壺7min內消耗的電能為W=Pt時=2000W×7×60s=8.4×105J,該電熱水壺的加熱效率為η=Q吸W=7.14×1(4)如圖所示96.83.解:問題1:該養(yǎng)生壺靜止在水平桌面上,由表中數(shù)據(jù)知壺中裝滿水時水的質量m水=ρ水V容=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,則裝滿水時,壺對底座的壓力F總=G總=(m壺+m水)g=(1kg+1kg)×10N/kg=20N,該養(yǎng)生壺裝滿水時對底座的壓強p=F總S=20N100×10問題2:該過程中水吸收的熱量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(90℃-20℃)=2.94×105J。問題3:由P=WtW=Pt時=1000W×5×60s=3×105J,該養(yǎng)生壺的加熱效率η=Q吸W=2.94×1問題4:電能表轉盤轉18轉消耗的電能W'=18r1200r/(kW·該養(yǎng)生壺的實際功率P實=W't時'=0.015kW·h4.問題一:電熱水壺平放在水平臺面上時,與水平臺面的接觸面積S=40cm2=4×10-3m2,電熱水壺盛滿水時,水的質量m水=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg,電熱水壺盛滿水時,對水平臺面的壓力F=G總=(m水+m壺)g=(1.5kg+0.5kg)×10N/kg=20N,電熱水壺盛滿水時,對水平臺面的壓強p=FS=20N4×10-3問題二:水泵提升的水的重力G水=m水g=1.5kg×10N/kg=15N,水泵提升水的過程中做的功W=G水h=15N×0.6m=9J。問題三:此加熱過程水吸收熱量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J,電熱水壺工作6min消耗的電能W=600r3000r/(kW·h)=0.2kW·電熱水壺的加熱效率η=Q吸W=5.04×1問題四:當溫控開關閉合時,只有電阻R1接入電路,此時電路中電阻最小,只有R1接入電路,為加熱擋,此時功率P加熱=Wt時=7.2×1根據(jù)P=UI=U2R可知,發(fā)熱板R1的阻值R1=U2P加熱=(220V當溫控開關斷開時,電阻R1和R2串聯(lián),電熱水壺處于保溫狀態(tài),P保溫=44W,此時電路中的電流I=P保溫U=44W220V=總電阻R總=UI=220V0.2電熱絲R2的阻值R2=R總-R1=1100Ω-24.2Ω=1075.8Ω。5.問題一:電熱飲水機裝滿水時水的體積V水=60L=60dm3=0.06m3,由ρ=mV可得,水的質量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.06m3=60kg電熱飲水機裝滿水時對水平地面的壓力F=G總=(m水+m飲水機)g=(60kg+40kg)×10N/kg=1000N,電熱飲水機裝滿水時對水平地面的壓強p=FS=1000N400×10-4m2問題二:抽水機對水所做的功W=G水h=m水gh=60kg×10N/kg×1.2m=720J,抽水機提升水的功率P=Wt時=720J40問題三:標準大氣壓下水的沸點是100℃,則水吸收的熱量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×(100℃-50℃)=1.26×107