一、欧姆定律、电功率简单计算
1. (2019福建第31题)“国之润,自疏浚始”.新一代国之重器“天鲲号”绞吸挖泥船在河道清淤、湖泊疏浚、吹填造陆等方面发挥着重大作用.
(1)“天鲲号”以功率P1=6 600 kW进行绞吸,同时以功率P2 =13 400 kW向远处输送岩石泥沙,工作时间t=10 min,共做功多少焦?
(2)“天鲲号”绞刀的工作原理与家用破壁机相似.某破壁机的额定电压U=220 V,额定电流I=10 A. “天鲲号”绞刀以功率P1=6 600 kW 工作,相当于多少台这种破壁机正常工作消耗的总功率?
2.(2022年福建省中考第29题)如图是一款摄像机自主启动装置的简化电路图,电源电压恒为12V,RP是红外线探测电阻,R是定值电阻,阻值为8Ω。当R两端的电压达到8V时,摄像机自主启动拍摄。求:
(1)电路中的电流。
(2)RP的阻值。
3.(2023年福建省中考第29题)下图是某暖手宝的工作原理图,电源电压恒为6V,电阻R1为10Ω,闭合开关S,电路的总电流为1A,求:
(1)通过R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电路消耗的总电功率。
二、动态电路计算
(一)开关通断
1. (2018福建A卷第32题)如图的电路中,电源电压恒定,灯泡L标有“3 V 1.5 W”.开关S1闭合、S2断开时,灯泡L正常发光;开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为1.5 A.求:
(1)灯泡L正常发光时的电流;
(2)电阻R的阻值;
(3)开关S1、S2均闭合时电路的总功率.
(二)滑动变阻器类型
2. (2018福建B卷第32题)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯泡L1标有“3 V 1.5 W”,灯泡L2标有“6 V 6 W”,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω.开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P置于b端时,电流表的示数为0.5 A.设灯泡的电阻不变.
(1)闭合S1,断开S2,调节滑片P使L2正常发光, 求此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)闭合S1、S2,调节滑片P使L1正常发光,求 此时L2的实际功率.
(三)特殊电阻类型
3. (2019福建第32题)空气质量指数是环境监测的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的.某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数,工作原理电路图如图.已知电源电压U= 18 V,电压表量程为0~15 V,定值电阻R0的阻值为100 Ω,气敏电阻阻值R与A的关系为R= 6/A ×103 Ω.
(1)通过计算,判断电压表示数为10 V时对应的空气质量等级;
(2)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=400,则更换后的定值电阻R0′的阻值应为多大?
(四)图像类型
4. (2017福建第33题)某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系,电路如图甲所示.滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中,R1的U-I图像如图乙所示. 求:
(1)R1的阻值;
(2)电路消耗的最大电功率;
(3)当R2消耗的电功率为0.5 W时, R2的阻值.
5.(2020福建第33题)如图甲电路中,电源电压保持不变.R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器.闭合开关S,改变R2的阻值,两电压表示数与电流表示数变化关系如图乙,当滑片在b端时电流表示数为0.3 A.
(1)求R2的最大阻值.
(2)若滑片置于变阻器的中点位置,R2消耗的电 功率为0.8 W,求电源电压U和R0的阻值.
(3)若滑动变阻器滑片每移动1 cm,阻值改变1 Ω,设滑片从a端向b端滑动的距离为x cm,写出R2消耗的电功率P随x变化的关系式,并由此关系式求出R2消耗电功率的最大值.
三、档位计算(2021 、2022 和2024)
2.(2022年福建省中考第30题)如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压U=220V,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1A。求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流。
(2)使用烘干功能时电阻R在1min内产生的热量。
(3)使用烘干功能1h消耗的电能。
四、电与力综合计算题(2021年和2023年)
31.(2023年中考第31题) 实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置,示意图如图甲,厢体放置在水平承重板上,承重板的上表面装有压力传感器,装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统,如图乙,限制系统中的控制电路电源电压恒为12V,定值电阻R0阻值为200Ω,压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时,电磁铁将衔铁吸下,B、C两个触点断开,电动机停止工作。已知厢体重150N,承重板和滑轮共重100N,忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。
F压/N | … | 400 | 600 | 800 | 900 | 1000 | … |
RF/Ω | … | 800 | 500 | 300 | 200 | 100 | … |
(1)空厢匀速竖直上升时,求绳拉力F大小;
(2)在6s内将空厢匀速竖直提升3m,求拉力F做功的功率;
(3)重物放在厢体内,求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率;
(4)若要将该装置的最大载重量调小,提出对控制电路的一条调整措施。