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物理中考冲刺——历年真题电学综合题

时间:2019-06-22 18:57:52

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物理中考冲刺——历年真题电学综合题

例1:如图甲是测量高于江水警戒水位装置的原理图。长方柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与江水相通,且容器底面低于警戒水位1m。已知电源电压恒为6V,小灯泡标有“4V2w”字样(设灯丝工作电阻不变)。两金属板间的江水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度矗的倒数,即x=1/h)。

求:(1)小灯泡正常工作时的电阻是多少?(2)当电压表示数为2V时,通过小灯泡的电流是多少?此时,持续通电5min,灯泡消耗了多少电能?

(3)当小灯泡正常工作时,江水水位高于警戒水位多少米?

分析:(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据RL=U2L/PL求电阻;

(2)已知灯泡的电阻和实际电压,根据公式I=U/R可求通过小灯泡的电流;根据公式W=UIt可求消耗的电能;

(3)灯泡正常工作,灯泡两端电压为4V,求出湖水电阻两端的电压,求出湖水的电阻,在图像中找到对应的x求出湖水水位高于警戒线的高

解答:(1)小灯泡的电阻RL=U2L/PL=(4V)2/2W=8Ω;答:小灯泡正常工作时的电阻是为8Ω;

(2)当电压表示数为2V时,通过小灯泡的电流是I实=U实/R=2V/8Ω=0.25A;灯泡消耗电能W=U实I实t=2V×0.25A×5×60s=150J;

答:当电压表示数为2V时,通过小灯泡的电流是0.25A;持续通电5min,灯泡消耗150J;

(3)灯泡正常发光时,通过灯泡的电流I=PL/UL=2W/4V=0.5A;由于A内湖水电阻R与L串联,则R=U/RI=UU/LI=6V4V/0.5A=4Ω,由图象可知,当R=4Ω时,x=0.2m1,所以,h=5m,则湖水水位高于警戒水位5m1m=4m。

答:当小灯泡正常工作时,江水水位高于警戒水位4m。

例2:某校科技小组设计(如图甲所示的汽车转向灯电路模型原理图,接通相应指示灯后,该指示灯会亮(正常发光)、暗(微弱发光)交替闪烁。电路中电源电压12V不变,指示灯的规格为“12V 6W”,R0为定值电阻,左转或右转指示灯单独闪烁时,电压表两端实际电压随时间的变化规律如图乙所示。设指示灯的电阻不变,电磁铁线圈及衔铁的电阻值不计。

求:(1)指示灯的电阻;(2)转向开关S与触点“3”和“4”接触时,指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流;(3)转向开关S与触点“2”和“3”接触时,指示灯微弱发光状态下的实际电功率;(4)转向开关S与触点“4”和“5”接触时,指示灯交替闪烁工作1min消耗的电能。

分析:(1)知道指示灯的额定电压和额定功率,根据P=U2/R求出指示灯的电阻;

(2)由电路图可知,转向开关S与触点“3”和“4”接触时,左转、右转指示灯同时工作,由于指示灯处于正常发光状态,利用P=UI和并联电路的特点即可求出通过衔铁的电流;

(3)转向开关S与触点“2”和“3”接触时,由图乙可知,R0两端的电压,根据串联电路的电压特点求出指示灯两端的电压,根据P=U2/R求出指示灯微弱发光状态下的实际电功率;

(4)转向开关S与触点“4”和“5”接触时,由图乙可知,交替工作的周期和一个周期内工作时间,据此求出右转指示灯闪烁交替工作1min内正常发光的时间,进一步求出微弱发光的时间,根据P=W/t求出正常发光消耗的电能和微弱发光时消耗的电能,两者之和即为共消耗电能。

解答:(1)由P=U2/R得指示灯的电阻:RL=U2L/PL=(12V)2/6W=24Ω;

(2)由电路图可知,转向开关接3和4时,左转、右转指示灯同时工作;由P=UI可知指示灯处于正常发光时通过电流IL=PL/UL=6W/12V=0.5A;则通过衔铁的电流I=2IL=2×0.5A=1A;

(3)转向开关S与触点“2”和“3”接触时,由图乙可知当指示灯微弱发光时R0两端的电压为U0=9.6V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以指示灯两端的电压:UL实=UU0=12V9.6V=2.4V,则指示灯的实际功率:PL实=U2L实/RL=(2.4V)2/24Ω=0.24W;

(4)转向开关S与触点“4”和“5”接触时,由图乙可知,交替工作的周期为0.3s,一个周期内正常发光时间为0.2s,微弱发光时间为0.1s;则指示灯交替闪烁工作1min,正常发光的时间t1=60s/0.3s×0.2s=40s,微弱发光的时间t2=tt1=60s40s=20s,由P=Wt可得,正常发光消耗的电能:W1=PLt1=6W×40s=240J,微弱发光时消耗的电能:W2=PL实t2=0.24W×20s=4.8J,共消耗电能:W=W1+W2=240J+4.8J=244.8J。

答:(1)指示灯的电阻为24Ω;

(2)转向开关S与触点“3”和“4”接触时,指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流为1A;

(3)转向开关S与触点“2”和“3”接触时,指示灯微弱发光状态下的实际电功率为0.24W;

(4)转向开关S与触点“4”和“5”接触时,指示灯交替闪烁工作1min消耗的电能为244.8J。

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