中考物理电学综合计算题汇总及详细答案解析Word文档下载推荐.docx
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450
500
550
600
风量(m3/s)
0.025
0.02
0.017
0.015
0.013
吸入功率(W)
10
9
8.5
7.8
(1)机器人工作时,主机内部的气压_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压而产生吸力。
若该机器人向障碍物垂直发射超声波,经过0.001s收到回波,则其发射超声波时与障碍物间的距离为_____cm.(设超声波在空气中的传播速度为340m/s)
(2)该机器人正常工作时的电流为_____A;
充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为_____min。
(3)由表二数据可知,当风量为0.015m3/s时,若吸尘电机的输入功率为25W,此时其效率为_____%;
上述风量下,10min内通过吸尘电机排出的空气质量为_____kg.(取ρ空气=1.3kg/m3)
(4)光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。
图乙为某机器人中吸尘电机内部的光敏电阻的控制电路,两端总电压U0恒定(U0<12V),RG为光敏电阻,其阻值随空气透光程度的变化而变化,R0为定值电阻。
当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时,电压表的示数分别为4.5V和2.25V,则R0=_____Ω。
(5)若机器人1秒钟消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。
已知集尘盒空置时,机器人匀速运动时受到的摩擦阻力为16N,查阅资料显示摩擦力与压力成正比,则达到最大集尘量时机器人运动的速度为多少?
(写出必要计算步骤)(____)
【答案】小于172.5483311.76达到最大集尘量时机器人运动的速度为0.6m/s。
【解析】
【详解】
(1)由流体压强与流速的关系:
流速越大的位置压强越小可知,
机器人在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,在外界大气压的作用下将灰尘、杂物吸入集尘盒,
故主机内部的气压小于大气压而产生吸力;
由v=
得,
超声波从发射到收到回波所通过的总路程:
s总=vt=340m/s×
0.001s=0.34m,
则其发射超声波时与障碍物间的距离:
s=
=
=0.17m=17cm,
(2)由P=UI得,机器人正常工作时的电流:
I=
=
=2.5A,
充满电后的电池容量Q1=2500mAh,下一次自动充电前的电池容量:
Q2=ηQ1=20%×
2500mAh=500mAh,
消耗的电池容量:
Q=Q1﹣Q2=2500mAh﹣500mAh=2000mAh,
正常工作时的电流:
I=2.5A=2500mA,
由I=
得,连续正常工作的最长时间:
t=
=0.8h=48min;
(3)由表格中数据可知,吸入功率等于真空度与风量的乘积,
当风量为0.015m3/s时,吸尘电机吸入功率:
P吸入=550Pa×
0.015m3/s=8.25W,
电动机的效率:
η电机=
×
100%=
100%=33%,
当风量为0.015m3/s时,t=10min=600s,
通过吸尘电机提出的空气体积:
V=0.015m3/s×
600s=9m3,
由ρ=
得,通过吸尘电机提出的空气质量:
m=ρ空气V=1.3kg/m3×
9m3=11.7kg;
(4)由电路图可知,光敏电阻RG和定值电阻R0串联,电压表测定值电阻R0两端的电压,
当光敏电阻RG1=6Ω时,电压表的示数U1=4.5V,光敏电阻两端的电压U=U0﹣U1,
此时电路中的电流:
I1=
,即
…①
当光敏电阻RG2=18Ω时,电压表的示数U1=3V,光敏电阻两端的电压U′=U0﹣U2,
I2=
…②
联立①②可解得:
U0=9V,R0=6Ω,
(5)吸尘器压力等于其重力。
由题,摩擦力与压力成正比。
,
达到最大最大集尘量时的摩擦力f2为:
解得:
f2=20N,
消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。
所以40%P=Fv=f2v,
2.(4)当开关都S1、S2都断开时,系统处于保温状态,此时R1与R2串联,系统连续工作10h,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,白天系统消耗的电能:
W白=
10×
3600s=4.356×
107J=12.1kW•h;
晚上温度较低的时候,S1、S2均闭合,开启加热和照明功能,此时L与R1并联,晚上系统消耗的电能:
W晚=Pt′=5kW×
12h=60kW•h,该系统每天消耗的电能:
W总=W白+W晚=12.1kW•h+60kW•h=72.1kW•h。
广东中考模拟)阅读短文,回答问题
伟大的发明---单靠重力工作的电灯
英国伦敦设计师马丁•瑞德福和吉姆•里弗斯发明了一款实用的“重力灯”。
它靠重力发电。
在灯身上挂着一个重物,重物下落时,它会拉动灯中心的一根绳子,从而启动一台发电机。
发电机把下落重物产生的能量为灯供电。
这和手描式发电装置的原理一样现在,重力灯迎来了第二代﹣“重力LED灯GL02”,其亮度相当于一个12瓦的日光灯(如图1),使用寿命可以达到200年。
“重力LED灯G02”挂大约2米高,通过拉几下珠绳把重物吊起,松开后,重物因重力的关系会慢慢下降(每秒大约2mm,如图2)。
以一系列的齿轮带保超重的物体安全地着陆地面。
当沙包落到地面时,只要将沙包再提高至原来位置,又可以继续发电。
这样就能拥有绿色、不用电池、无污染、使用“零成本、源源不断的光能。
重力LED灯的照明时间取决于安装的高度,正常情况下,安置于18米的高度,可以维持约20分钟的照明,当然你安装高度的越高。
维持时间越长。
(1)重力灯的主要构件是直流发电机,它的工作原理是_____现象。
(2)重力灯的内部结构如图3所示,使用了滑轮系统,通过向下拉珠绳把重物吊起。
重力灯利用滑轮系统的目的是_____。
(3)如果某一次使用重力灯,将质量为20kg的重物吊起到1.8m的高度释放,重物以2mm/s速度匀速竖直下降,整个过程中可使10只并联的标有“3V、10mA”LED灯正常发光。
则整个过程中重物的重力做功_____J(g=10Nkg);
重力灯的能量转化效率为_____。
(4)重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具,使用“零”成本。
但它也有不足之处,请说出使用重力灯的一点不足:
_____。
【答案】电磁感应省力且改变拉力的方向36075%悬挂的高度有一定的局限性。
(1)重力灯的主要构件是直流发电机,发电机的工作原理是电磁感应现象,即闭合电路中的一部分导体切割磁感线时,电路会产生感应电流;
(2)由图可知,该滑轮系统是有一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,既可以省力,又可以改变拉力的方向;
(3)重力所做的功:
W=Gh=mgh=20kg×
10N/kg×
1.8m=360J;
下落时间:
t=
=900s;
10只“3V、10mA”LED灯消耗的电能:
W电=10×
UIt=10×
3V×
0.01A×
900s=270J;
重力灯的能量转化效率:
η=
100%=75%;
3.(3)电火锅以最大功率加热时,只有R1接入电路,此时电流:
I大=
=5.5A。
江苏泰兴市实验初级中学中考模拟)蒸蛋器是采用通电发热盘加热水后,利用盘内产生水蒸气把鸡蛋蒸熟的,如图所示.
(1)鸡蛋煮熟过程中温度升高,内能增加,是通过_____方式实现的.
(2)在标准大气压下,向蒸蛋器内加入质量未50g初温为20℃的水,通电后将水加热至沸腾,在上述过程中,水的内能增加了_____J〔c水=4.2×
103J/(kg·
℃)〕.
(3)在没有其他用电器接入电路的情况下,把6只鸡蛋蒸熟时间为6min,家中电能表(如图)指示灯闪烁了96次,则此蒸蛋器的功率为_____W.
(4)与传统的煮蛋相比,用蒸蛋器蛋要熟得快些,主要原因是_____.
【答案】热传递1.68×
104300水蒸气遇冷液化放热
(1)蒸蛋器在工作时将电能转化为水的内能,使水的温度升高汽化为水蒸气,水蒸气上升遇到鸡蛋,通过热传递方式使蛋的温度升高,内能增加;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×
103J/(kg•℃)×
0.05kg×
(100℃-20℃)=1.68×
104J,水增加的内能等于水吸收的热量等于1.68×
104J。
(3)由电能表铭牌可知,电能表闪烁96次消耗的电能:
W=
kW•h×
96=0.03kW•h,蒸蛋器的功率:
P=
=0.3kW=300W。
4.(3)当S接b时,电阻R2在6min内消耗的电能为43560J。
广东执信中学中考模拟)如图甲所示为常见家用电吹风,它的简化电路如图乙所示。
问:
(1)当将图乙的选择开关拨到触点A、B时,电吹风可实现的功能是什么?
(2)已知电热丝正常工作时的电阻为55Ω,当电吹风吹热风时,通过电热丝的电流是多少?
电热丝的电功率是多少?
(3)测得单独使用电吹风吹冷风时,家里电能表(标有3000r/kW·
h)的表盘转动30圈用时5min,则吹冷风5min消耗的电能是多少?
电吹风吹冷风时的功率是多少?
【答案】
(1)吹热风;
(2)4A;
880W;
(3)0.01kWh;
120W
(1)由图可知,当开关拨到触点A、B时,电动机和电热丝同时工作吹热风;
(2)通过电热丝的电流:
电热丝的功率:
P=UI=220V×
4A=880W;
(3)电能表的表盘转30圈消耗的电能:
,
电吹风吹冷风时的功率:
。
答:
(1)当将图乙的选择开关拨到触点A.
B时,电吹风可实现的功能是热风;
(2)当电吹风吹热风时,通过电热丝的电流是4A;
电热丝的电功率是880W;
5.(3)照明灯使用6小时所消耗的电能是:
。
浙江中考模拟)如图甲是空调温控装置原理的简化电路,线圈电阻不计,电源电压为6V,R1为电阻箱,R2是热敏电阻,其阻值随温度变化图线如图乙。
当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,接通右边的受控电路,使空调工作。
若电阻R1调到150Ω,室温升至t时恰能接通受控电路
(1)若空调工作时功率为2kW,则连续工作3小时需消耗电能____________度
(2)若要在较高温度下接通受控电路,应将R1的阻值适当__________________(选填“增大”或“减小”)。
(3)通过计算说明,接通受控电路时的温度t为多少℃_______?
【答案】6增大30
(1)空调消耗的电能:
W=Pt=2kW×
3h=6kW•h=6度;
(2)由电路图可知,R1和R2串联,电路总电阻等于各个电阻之和,R2阻值随温度的升高而减小,那么要想在较高温度下接通受控电路,应将R1的阻值适当增大;
6.
(2)5Ω或25Ω;
当电阻为5Ω时,电路中的最小电流为0.2A;
当电阻为25Ω时,电路中的最小电流为0.52A。
江苏中考模拟)某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置,其原理如图甲所示。
迎风板与一个压敏电阻Rx连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向,压敏电阻随风力的变化而变化,已知电源电压恒定,定值电阻
,无风时电压表示的数为1V,电压表量程为0~3V,压敏电阻Rx与迎风板承受风力F的关系如图乙所示。
(1)电压表示数随风力的增大而________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)求无风时电路的总电功率______。
(3)求该装置所能测量的最大风力______。
【答案】增大4.5W720N
(1)由甲电路图可知,R与Rx串联,电压表测R两端的电压,由图乙可知,风力增大时,Rx的阻值减小,电路中的总电阻减小,由
可知,电路中的电流增大,由U=IR可知,R两端的电压增大,即电压表的示数增大;
(2)由图象可知当无风时,定值电阻
,电压表示的数为1V,此时干路中的电流为:
,观察图乙中图像可知无风时电阻Rx=16Ω,则电阻Rx两端电压为Ux=IRx=0.5A×
16Ω=8V,所以电源电压:
U=UR+Ux=9V;
所以电路消耗的总功率为:
P总=UI=9V×
0.5A=4.5W。
(3)当所测风力最大时,Rx的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数UR=3V最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以Rx两端的电压:
Ux=U−UR=9V−3V=6V,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:
则压敏电阻的阻值:
7.此时电压表的示数:
;
广东中考模拟)某加热器有高、中、低三温档,其额定电压为220V,低温档、中温档的额定功率分别为22W和44W。
简化电路如图所示,用两定值电阻R1和R2表示两电热丝,单刀双掷开关S1可接a或b。
(1)电路只闭合开关S2时,为中温档。
①电流多大?
②R2的阻值是多大?
(2)只让开关S1接b时,为低温档。
①低温档加热5h,消耗多少kW·
h的电能?
②定值电阻R1两端的电压是多大?
(3)用高温档加热时,应如何操作开关?
(1)0.2A
(2)1100Ω(3)0.11kW·
h(4)110V(5)S2闭合,S1接a
(1)电路只闭合开关S2时,为中温档,此时电路中只有R2工作。
因中温档功率为P中=44W,所以此时通过R2的电流为I=
=0.2A;
R2=
=1100Ω。
(2)只让开关S1接b时,为低温档,此时R1与R2串联,功率为P低=22W=0.022kW。
加热5h,消耗的电能为W=P低t=0.022kW×
5h=0.11kW·
h;
电路中的电流为I’=
=0.1A,电路的总电阻为R总=
=2200Ω,则R1=R总-R2=2200Ω-1100Ω=1100Ω,
R1两端的电压UR1=I’R1=0.1A×
1100Ω=110V。
8.因为t=t0+△t=20℃+39.6℃=59.6℃<100℃,即水不能被烧开。
甘肃省白银市靖远县第四中学中考模拟)人造太阳是指像太阳一样通过核聚变,源源不断地产生巨大的能量。
2017年7月4日晚中国科学院合肥物质科学研究院等离子物理研究所宣布,如图1,我国的全超导托卡马克核聚变实验装置(俗称“人造太阳”)在全球首次实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,创造了新的世界纪录,为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。
若人造太阳成为现实,某城市构想将来在高空设置一个人造太阳(近似认为是一个点,其能量以该点为中心向四周传播),在夜晚利用人造太阳为城市提供能量。
在地面距人造太阳500m处一用户利用一面积为2m2的接收装置垂直获取能量,为家中某加热器供电,其内部简化电路如图2所示、其正常工作时的功率如表所示。
S1
断开
闭合
S2
功率
P1=22W
P2=44W
(1)求R2的阻值;
(2)在实际使用中,该用户接收装置获得能量并转化为电能,在使用高温档时给某材料加热,材料温度升高4℃加热时间为40s。
[设电热丝发热全部被材料吸收,材料的质量m=500g,材料的比热容c=0.66×
103J/(kg•℃),已知半径为r的球其表面积为4πr2.不计传播过程中能量损耗,该接收装置能量转换为电能的效率为15%]
①该加热器的实际功率为多大?
②该人造太阳的功率至少为多少?
(3)利用相同面积的接收装置,为了能从人造太阳中获得更多的能量,在安装人造太阳时应该适当的靠近还是远离地球一些?
(1)1100Ω;
(2)①33W;
②3.454×
108W;
(3)利用相同面积的接收装置,为了能从人造太阳中获得更多的能量,在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些。
(1)由图可知,S2、S1都闭合时,电路中只有电阻R1;
只有S2闭合,S1断开时,R1、R2串联,根据串联电阻大于其中任一电阻,
由
可知,S2、S1都闭合时,功率较大,由表中数据可知,此时功率P2=44W,
则
只有S2闭合,S1断开时,R1、R2串联,由
可得:
R2=R总﹣R1=2200Ω﹣1100Ω=1100Ω;
(2)①该用户接收装置获得能量并转化为电能,即W=Pt=Q,
即P实t=cm△t,
②该人造太阳的功率至少为P,工作时间为t,则人造太阳的能量至少为Pt,其能量以该点为中心向四周传播,半径为r的球其表面积为4πr2,故每平方米获能的能量:
,面积为S获得的能量为:
…………….①
故2m2获得的能量:
不计传播过程中能量损耗,该接收装置能量转换为电能的效率为15%,
η=
........................②
将①代入②有:
,,
该人造太阳的功率至少为:
(3)由①式知,
利用相同面积的接收装置,为了能从人造太阳中获得更多的能量,r要小一些,即在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些靠近。
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