2025年人教版中考物理总复习热考题型突破计算题专练 考向四电学(一).docxVIP

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考向四电学(一)

1.(2024·深圳一模)小明受家里体重计的启发,设计了一种简易体重计,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为9V,定值电阻R0的阻值为5Ω,电流表的量程为0~0.6A,轻质绝缘的压力检测板Y与压敏电阻R相连。R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,求:

(1)当检测板不受压力时,电路中的电流;

(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率;

(3)此体重计所能测量的最大体重。

解:(1)R与R0串联,不受压力时,R的阻值R=40Ω,电路中电流I=UR+R

(2)当压力为600N时,R的阻值R1=25Ω,电路中电流

I1=UR1+

R0消耗的电功率P=I12R0=(0.3A)

(3)电路中所允许通过最大电流Im=0.6A,电路的总电阻R总=UIm=

R的阻值R2=R总-R0=15Ω-5Ω=10Ω

由图象可知体重计所能测量的最大体重为1200N。

2.(2024·深圳模拟)北京时间2023年10月17日16时35分,G1137次动车组列车从印尼雅加达哈利姆车站开出,雅加达至万隆高速铁路正式开通运营,全线采用中国技术、中国标准,标志着中印尼共建“一带一路”成效显著,中国高铁走出国门,走向世界!某中国高铁列车的控制和工作原理可简化为如图乙所示的电路图。已知该高铁列车和乘客总质量约500t,控制电路电源电压为6V,工作电路电压为25kV,电流为400A。

(1)当控制电路电流达到0.4A,电磁铁的磁性才能将衔铁吸下,工作电路开始工作,求R0最大值;

(2)该高铁列车从A地匀速直线运动到远在175km外的B地,仅花费时间30min,则高铁的平均速度达到多少?(3)根据中国工程院原院士徐和谊的研究组织的成果,动力系统耗费的电能占据高铁耗费总电能的70%。假设在(2)情境中,某高铁列车受到的空气阻力f约占总阻力的80%,和高铁列车速度的平方成正比,即f=kv2(f的单位为N,速度v的单位为m/s),求系数k。(结果保留1位小数)

解:(1)控制电路电源电压为6V,当控制电路电流达到0.4A,电磁铁的磁性才能将衔铁吸下,R0最大值R0=U0I0

(2)高铁的平均速度v=st=175

(3)高铁耗费总电能W=UIt=25×103V×400A×30×60s=1.8×1010J

动力系统耗费的电能Wf=W·η=1.8×1010J×70%=1.26×1010J

总阻力f=Wfs=1.

高铁列车受到的空气阻力f=f·η=7.2×104N×80%=5.76×104N

高铁的速度350km/h≈97m/s

系数k为k=fv2=5.76×1

3.(2024·深圳模拟)图甲所示装置为亮亮小组设计的大气压测量装置(后称气压计)的电路图,并欲将量程为“0~0.6A”的电流表表盘改装成“气压计”的表盘,对弹簧未施加拉力时金属滑片P刚好位于电阻丝R的最右端,弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F的关系如图乙所示。电源电压恒为3V,R0的阻值为5Ω,电阻丝R的长度为12cm,规格为5Ω/cm,金属滑片P分别与电阻丝R和弹簧连接。测量前将注射器活塞推至底端排尽空气,并用橡皮帽将注射孔密封住。求:

(1)当拉力为0时,电路的电功率;

(2)当电流表示数为0.15A时,弹簧所受拉力大小;

(3)此“气压计”可测量的最大拉力。

解:(1)当拉力为0时,金属滑片P刚好位于电阻丝R的最右端,即接入的阻值为0,所以电路为R0的简单电路,根据P=U2R可知,电路的电功率为P=U2

(2)由图甲可知,电阻R0与电阻R的金属滑片P右半部分串联,电流表测电路电流,当电流表示数为0.15A时,电路的总电阻为R总=UI1=

此时R接入的阻值为

R接=R总-R0=20Ω-5Ω=15Ω

电阻丝R接入的长度为

ΔL=15

由图乙可知,弹簧所受拉力为10N。

(3)根据题意可知,当电阻丝被全部接入电路时,弹簧的伸长量最大ΔL=lR=12cm

根据图乙可知10N

则此时对应的最大拉力F大=40N。