中考物理復(fù)習(xí)沖刺 電學(xué)綜合問題 聯(lián)系實際 計算題

電學(xué)綜合問題聯(lián)系實際計算題2023年中考物理最后沖刺臨門一腳第一部分：典型例題1、如圖是我國身穿外骨骼裝甲的士兵裝填炮彈的情景。以前徒手裝填一次炮彈至少需要消耗576J的能量，現(xiàn)在用電池驅(qū)動的外骨骼裝甲代替士兵填彈，一塊充滿電的電池最多可裝填炮彈75次，求：(1)標(biāo)有“10V3000mA?h”字樣的外骨骼裝甲電池充滿電可儲備多少電能？(2)裝填75次炮彈至少需要多少能量？(3)用外骨骼裝甲代替士兵填彈的效率為多少？【詳解】(1)外骨骼裝甲電池充滿電可儲備的電能(2)裝填75次炮彈至少需要的能量(3)用外骨骼裝甲代替士兵填彈的效率答：(1)標(biāo)有“10V3000mA?h”字樣的外骨骼裝甲電池充滿電可儲備的電能是；(2)裝填75次炮彈至少需要的能量是；(3)用外骨骼裝甲代替士兵填彈的效率為40%。2、中國的廚藝最講究“火候”二字，圖甲所示的智能蛋糕機(jī)就是采用智能化技術(shù)控制制作過程不同時間段的溫度，制作出口感好、營養(yǎng)價值高的蛋糕。該蛋糕機(jī)的部分參數(shù)如下表所示。蛋糕機(jī)部分參數(shù)表U額=220V額定功率/W中溫440高溫880（1）求該蛋糕機(jī)正常工作時中溫?fù)鹾透邷負(fù)醯碾娏髦?；?）求該蛋糕機(jī)正常工作處于中溫檔時電路的總電阻；（3）小明課下查得其實際工作的簡化電路圖如圖乙所示，S1為單刀開關(guān)，S2為單刀多擲開關(guān)，R1、R2為電加熱絲。請判斷蛋糕機(jī)處于高溫、中溫、低溫?fù)鯐r開關(guān)S1、S2所處的狀態(tài)；并計算該蛋糕機(jī)低溫?fù)醯念~定功率?！敬鸢浮浚?）1:2；（2）110Ω；（3）高溫?fù)酰琒1閉合，S2連接觸點2；中溫?fù)?，S1閉合，S2連接觸點1；低溫?fù)?，S1斷開，S2連接觸點3；220W【詳解】（1）由P=UI可得，蛋糕機(jī)正常工作時中溫?fù)鹾透邷負(fù)醯碾娏髦?===即該蛋糕機(jī)正常工作時中溫?fù)鹾透邷負(fù)醯碾娏髦?:2。（2）由P=UI=可得蛋糕機(jī)正常工作處于中溫檔時電路的總電阻R中===110Ω即中溫檔時電路的總電阻為110Ω。（3）由P=UI=可知，電壓一定，電路中電阻越大，電功率越小。當(dāng)S1閉合，S2連接觸點2時，R1和R2并聯(lián)，并聯(lián)總電阻最小，為高溫?fù)酰划?dāng)S1斷開，S2連接觸點3時，電阻R1和R2串聯(lián)，串聯(lián)總電阻最大，處于低溫?fù)酰划?dāng)S1閉合，S2連接觸點1時，電路中只有R1，為中溫?fù)?。高溫?fù)醯念~定功率為880W，則R1和R2并聯(lián)的總電阻R并===55Ω中溫?fù)鯐r，電路中只有R1，中溫檔時電路的總電阻為110Ω，即R1=110Ω，則+=+=55Ω解得R2=110Ω低溫?fù)鯐r，電阻R1和R2串聯(lián)，R1和R2串聯(lián)的總電阻R串=R1+R2=110Ω+110Ω=220Ω則低溫?fù)醯念~定功率為P低===220W即該蛋糕機(jī)低溫?fù)醯念~定功率為220W。答：（1）該蛋糕機(jī)正常工作時中溫?fù)鹾透邷負(fù)醯碾娏髦葹?:2；（2）該蛋糕機(jī)正常工作處于中溫檔時電路的總電阻為110Ω；（3）高溫?fù)?，S1閉合，S2連接觸點2；中溫?fù)酰琒1閉合，S2連接觸點1；低溫?fù)酰琒1斷開，S2連接觸點3；該蛋糕機(jī)低溫?fù)醯念~定功率為220W。第二部分：解題技巧挖掘題目中的隱含條件，構(gòu)建變化電路中的方程思想有些電學(xué)計算題目的已知條件并不明顯給出，而是隱藏其中，求解這類問題的關(guān)鍵在于挖掘隱含條件，而這些隱含條件可從物理現(xiàn)象、關(guān)鍵用語等已知條件中挖掘。當(dāng)電鍵斷開或閉合，滑動變阻器滑片移動時，電路狀態(tài)將發(fā)生變化.求解此類電路綜合題時，構(gòu)建電路中的方程思想尤為重要，其方法如下：（1）分清電路在每個狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，即電路的連接方式，滑動變阻器使用的阻值范圍，電壓表、電流表所測定的物理量。（2）針對每種狀態(tài)畫出相應(yīng)的等效電路圖，在圖中標(biāo)出這種狀態(tài)下所對應(yīng)的巳知量，不變量，待求量。（3）以“不變量”為中心列出電路方程。當(dāng)電路狀態(tài)發(fā)生改變時，電源電壓和定值電阻阻值一般不隨電路狀態(tài)的改變而改變。抓住“不變量”，利用歐姆定律、串并聯(lián)電路特點、電功及電功率的計算公式，可列出電路方程。（4）以電路中的等量關(guān)系、比值關(guān)系引出方程或以此作為聯(lián)系方程中物理量間的紐帶，代換求解。注：基礎(chǔ)知識必須過關(guān)一、串并聯(lián)電路電流、電壓特點1.串聯(lián)電路的特點（1）電流：各處的電流都相等。表達(dá)式：I=I1=I2（2）電壓：電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。表達(dá)式：U=U1+U2（3）電阻：電路的總電阻等于各用電器電阻之和。表達(dá)式：R=R1+R22.并聯(lián)電路的特點：（1）電流：干路中的電流等于各支路中的電流之和。表達(dá)式：I=I1+I2（2）電壓：各支路兩端的電壓相等。表達(dá)式：U=U1=U2（3）電阻：電路的總電阻的倒數(shù)等于各用電器電阻倒數(shù)之和。表達(dá)式：二、歐姆定律1.數(shù)學(xué)表達(dá)式：其中I代表電流，單位是AU代表電壓，單位是VR代表電阻，單位是Ω2.說明：（1）I、U、R三量必須對應(yīng)同一導(dǎo)體（或者同一段電路）；（2）I、U、R三量對應(yīng)的是同一時刻三、對電功公式的理解把握1.電功計算式:W=UIt其中W代表電功,單位是JU代表電壓，單位是VI代表電流，單位是At代表通電時間，單位是s說明：（1）I、U、t必須對同一段電路、同一時刻而言。(2)式中各量必須采用國際單位；1度=1kWh=3.6×106J。(3)普遍適用公式，對任何類型用電器都適用。2.電功導(dǎo)出式：W=I2Rt與只能用于如電烙鐵、電熱器、白熾燈等純電阻電路（對含有電動機(jī)、日光燈等非純電阻電路不能用）四、對電功率公式的理解把握1.電功率定義式：其中P代表電功率，單位是WW代表電功，單位是Jt代表通電時間，單位是s說明：（1）P、W、t必須對同一段電路、同一時刻而言。(2)式中各量必須采用國際單位；1度=1kWh=3.6×106J。(3)普遍適用公式，對任何類型用電器都適用。2.電功率計算式：P=IU其中P代表電功率，單位是WI代表電流，單位是AU代表電壓，單位是V說明：（1）I、U必須對同一段電路而言。(2)式中各量必須采用國際單位；(3)普遍適用公式，對任何類型用電器都適用。3.電功率導(dǎo)出式：這兩個到處公式只能用于純電阻電路。五、焦耳定律1．焦耳定律內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時間成正比。2．焦耳定律公式：Q=I2Rt，（式中單位Q→焦；I→安(A)；R→歐(Ω)；t→秒。）3．當(dāng)電流通過導(dǎo)體做的功(電功)全部用來產(chǎn)生熱量(電熱)，則有W=Q，可用電功公式來計算Q。（如電熱器，電阻就是這樣的。）第三部分：自主練習(xí)1、現(xiàn)代生活水平不斷提高，熱水器已經(jīng)進(jìn)入了千家萬戶，如圖是一種儲水式電熱水器，銘牌如圖所示，若熱水器水箱內(nèi)裝有50kg的水，正常加熱40分鐘，使水溫升高了26℃。[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q煤氣=3.9×107J/m3]求：（1）正常加熱40分鐘消耗的電能。（2）計算該熱水器的熱效率。（3）若不計熱量損失，改用煤氣進(jìn)行加熱，需要消耗多少m3的煤氣（煤氣完全燃燒）。2、2022年5月，天舟四號貨運(yùn)飛船與空間站核心艙順利對接。小字通過查閱資料了解到，科技人員通常要檢驗飛船艙體的氣密性。他設(shè)計了如圖甲所示的檢測電路，電源電壓保持不變，R0為100Ω的定值電阻，R為壓力傳感器，其阻值隨環(huán)境氣壓的變化規(guī)律如圖乙所示，將R置于艙體中，艙體置于真空室中，艙體不漏氣時，電壓表示數(shù)為200V，艙體內(nèi)氣壓為1.0×105Pa。求：（1）艙體不漏氣時，通過R0的電流；（2）艙體不漏氣時，工作10min，電路消耗的總電能；（3）若電壓表示數(shù)為176V時，此時艙內(nèi)的氣壓值。3、近年來，我國家電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，不僅成為全球家電制造第一大國，而且已成為全球智能家電第一大技術(shù)來源國。電飯煲是我國家電產(chǎn)品中的優(yōu)秀代表之一，據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，去年我國電飯煲出口金額約為進(jìn)口金額的14倍，中國制造深受全球市場認(rèn)可。如圖所示，甲為某國產(chǎn)智能電飯煲的外觀圖，該電飯煲有“快煮”、“精煮”、“保溫”三種基本模式；乙為該電飯煲的基本原理簡化電路圖，額定電壓；當(dāng)置于a、置于d時處于“快煮”模式，電飯煲的額定功率；當(dāng)置于a、斷開時處于“精煮”模式，電飯煲的額定功率；當(dāng)置于b、置于c時，處于“保溫”模式。求：（1）的阻值；（2）小明采用“精煮”模式將飯煮熟用時，求該電飯煲一次精煮過程消耗的電能E；（3）該電飯煲保溫模式下的額定功率。4、如圖所示為某智能烘干機(jī)的簡化電路原理圖，其工作電路由電壓為220V的電源、阻值為55Ω的電熱絲R、紅燈L和蜂鳴器組成；控制電路由電源U、電磁鐵（線圈電阻忽略不計）、開關(guān)S、熱敏電阻R1和滑動變阻器R2組成；R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系如下表所示。當(dāng)控