初三物理电学综合题(较难)及详细答案解析
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最新初三物理电学综合题(较难)含答案解析一、电磁学综合题1.(2019·天津中考模拟)电饭煲的原理图如图所示,它有高温、保温两档,通过单刀双掷开关S 进行调节,0R 为电热丝。
当开关S 接高温档时,电路的总功率为1100W ,当开关S 接保温档时,电路的总功率为22W 。
(1)电饭煲在高温档时,开关S 应与触点___________(选填“1”或“2”接触)。
(2)电阻R 的阻值___________(3)当电饭煲在高温档正常工作10min ,电饭煲产生的热量为___________【答案】2 2156Ω 56.610J ⨯ 【解析】 【详解】(1)由2U P R=可知,在电压U 一定时,电阻R 越小,电功率越大,由电路图可知,S 应接2触点时,电阻R 被短路,电路电阻最小,此时电饭煲功率最大,电饭煲在高温档。
(2)等效电路图如图。
高温档(S 与触点2接触)保温档(S 与触点1接触)根据,U P UI I R ==,可得2U P R=220A 220V 441100WU R P ∴===Ω()220220V 44215622WU R R P =-=-=Ω低()Ω(3)WP t=电饭煲产生的热量为51100W 1060s 6.610J Q W Pt ∴===⨯⨯=⨯2.储油过少,滑片向上移动,接入电阻变大,电流变小,电磁铁磁性减弱,衔铁向上,接A 触点,红灯亮。
储油过多,滑片向下移动,接入电阻变小,电流变大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,接B 触点,绿灯亮。
(2019·山东中考模拟)物理学中,磁场的强弱用磁感应强度表示,符号是B ,单位是T 。
磁感应强度的大小和方向都相同的磁场叫做匀强磁场。
(1)如图甲,相距为L 的两光滑水平放置的平行导轨,整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B 。
当通过金属棒ab 的电流为I 时,金属棒受到水平向右的磁场力F 磁,F 磁的大小与磁感应强度B 、导轨间距L 、电流I 的乘积成正比,且比例系数为1。
初三物理电学综合题(较难)及详细答案解析一、电磁学综合题1.(4)若要使恒温箱的设定温度低于80℃,由图乙知道,热敏电阻的阻值R 1将增大,衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A ,即要求控制电路中的总电阻不变,所以R 0的阻值必须调小。
(2019·江苏中考模拟)某同学设计的一个温控电加热装置,原理如图所示,电压U =6V ,R t 为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。
电磁铁线圈电阻不计,当线中的电流I >=10mA 时,铁吸下与下触点A 接触;当I <10mA 时,衔铁松开与B 触点接触,U 2=220V ,R 1=48.4Ω(1)衔铁刚被吸下时,求R t 的阻值;(2)仅需在线框内加一根导线,即可安现该电加热器具有加热和保温功能请用笔画线画出这根导线(3)求该电加热器处于加热挡时的电功率(4)若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%,求R 2的阻值【答案】(1)600Ω(2)(3)1000W (4)435.6Ω【解析】 【详解】(1) 当线中的电流I >=10mA 时, 衔铁吸下,因此衔铁刚被吸下时,R t 的阻值为: R t =1U I =36V1010A-⨯=600Ω; (2) 在线框内加一根导线,如图所示,衔铁吸下与下触点A 接触,电路中只有R 1,加热器处于加热状态,衔铁上触点B 接触,电路中R 1和R 2串联,加热器处于保温状态。
(3)该电加热器处于加热挡时的电功率:P 加热=221U R =()222048.4ΩV =1000W(4) 若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%, 则电加热器的保温时功率为: P 保温= P 加热⨯10%=1000W ⨯10%=100W,由P =2U R得,电加热器的保温时电路的总电阻为:R 总=2U P 保温=()2220100WV =484Ω,则R 2的阻值为:2.(3)根据(1)知当人体身高越高时,R 2接入电路中的电阻越大,电路中的总电阻越大,根据P =2U R知电路的总功率越小,测量仪消耗电能越慢。
初三物理电学综合题(较难)含答案一、电磁学综合题1.(4)当开关都S 1、S 2都断开时,系统处于保温状态,此时R 1与R 2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=212U R R +t =()2220V 10Ω30Ω+×10×3600s =4.356×107J =12.1kW •h ;晚上温度较低的时候,S 1、S 2均闭合,开启加热和照明功能,此时L 与R 1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 。
(2019·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。
最新初三物理电学综合题(较难)及详细答案解析一、电磁学综合题1.(3)R 2连续工作10min 产生的热量为Q =222I R t =20.4A 201060s ⨯Ω⨯⨯()=1920J (2019·安徽中考模拟)如图为某家用电热水器的电路图,R 1为发热板,当热水器处于加热状态时,水迅速被加热;达到预定温度后,S 自动切换到另一挡,处于保温状态。
已知R 1=100Ω,饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍,电热水器正常工作时:(1)用公式分析,当S 分别接a 和b 时,哪种情况为加热状态?哪种情况为保温状态? (2)求R 2的阻值。
(3)当S 接b 时,求电阻R 2在6min 内消耗的电能。
【答案】(1)保温状态;(2)100Ω;(3)43560J 。
【解析】【详解】(1)由电路图可知,开关S 接a 时电路为R 1的简单电路,开关接b 时电路为R 1、R 2串联,因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变,所以,开关S 接a 时电路的总电阻最小,电路中的电流最大,由P =UI =I 2R 可知,R 1的电功率最大,电热水器处于加热状态;同理可知,开关接b 时电路的总电阻最大,电路的电流最小,R 1的电功率最小,电热水器处于保温状态;(2)开关S 接a 时,电路为R 1的简单电路,热水器处于加热状态, 则电热水器的加热功率:221(220V)484W 100U P R ===Ω加热; 因饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍,所以保温时R 1的功率:11484W=121W 44P P ==⨯1加热,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P =UI =I 2R 可得,保温时电路中的电流: 1.1A I ===,由U I R =可得,此时电路的总电阻:220V 2001.1AU R I ===Ω总,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R 2的阻值: R 2=R 总﹣R 1=200Ω﹣100Ω=100Ω;(3)当S接b时,电热水器处于保温状态,则电阻R2在6min内消耗的电能:W2=I2R2t=(1.1A)2×100Ω×6×60s=43560J。
初三物理电学综合题(较难)及详细答案解析一、电磁学综合题1.再如:无线电遥控设备是通过什么来传递信息的?答:无线电遥控设备是通过电磁波来传递信息的。
(2019·江苏中考模拟)请阅读《手机里的“指南针”》回答文后问题。
手机里的“指南针”智能手机里面“指南针”可以像真实小磁针一样指示方向(如图1所示),但手机中并不存在真实的小磁针,发挥小磁针作用的是一个能对磁场做出反应的电子罗盘。
有一种电子罗盘是利用“霍尔效应”制成的“磁传感器”。
如图2所示,通电长方体金属导体在磁场B中时,会受到磁场力的作用,而金属导体中的电流是由自由电子定向移动形成的,因此其微观本质上是电子受到了磁场力的作用,于是这些电子就在磁场力的作用下运动到导体的后表面D,从而使后表面D带上负电荷:而前表面C因缺少了电子,带上了正电荷。
由于C、D表面带有不同种电荷,因此在C、D两表面之间就形成一定的电压,这就是霍尔效应。
通过实验可知,电流越大、磁场越强,C、D两表面间的电压就越大,即霍尔效应越显著。
在电流和磁场一定时,“霍尔效应”的显著程度还与导体在磁场中的方位有关,导体中电流I的走向与磁场方向的夹角越接近垂直,霍尔效应越显著。
手机中的电子罗盘(磁传感器)正是利用这一物理原理制成的。
手机都有GPS定位功能,还有必要装电子罗盘吗?很有必要!因为在森林里或者大厦林立的地方,手机很有可能接收不到GPS信号,而有了电子罗盘就可以保障你不会迷失方向,毕竟地球磁场是无处不在的。
手机外部强磁体会不会影响手机内部电子罗盘的功能呢?答案是肯定的。
靠近手机的强磁体会影响手机中的电子罗盘的正常工作。
更糟糕的是,如果把强磁体紧靠手机放置,手机内部的铁质元器件会被磁化,成为磁体,给校正电子罗盘带来困难。
有些用户可能会认为这无所谓,因为自己不常使用电子罗盘,但这并不意味着手机中其他功能的应用不依赖电子罗盘。
例如有些地图软件就是利用电子罗盘来判断手机朝向的。
请根据上述材料,回答下列问题:(1)智能手机里的“指南针”能够指示南北,主要是靠_____(选填选项前的字母)。
烟台1初三物理电学综合题(较难)含答案一、电磁学综合题1.所以变阻器的总电阻:5541101411U U U U R R R I I I I =-=-=-串。
(2019·山东中考模拟)家庭电路示意图及原理图如图所示,用电压表测得进入某用户的电压为U 2=220V ,如果该用户在某日18:00~19:00这个时间段有三个用电器同时工作,其中白炽灯标有“220V100W ”、电烙铁标有“220V800W ”,家中的电能表记录了这1h 的用电情况(见图)。
请解答以下问题:(1)该用户在这1h 内消耗的电能有多少?该电能表能否正常工作?(友情提示:要读出小数部分)(2)空调器消耗的电功率有多大?(3)通过用户保险丝的电流有多大?(4)如果输电线路的总电阻(配电室到进户处)约为1.5Ω,假设配电室仅向该用户供电,要保证用户家里这三个用电器同时正常工作,配电室向线路输出的电压U 1约为多少伏?(5)若要求减少输电线损失的功率,用学过的知识分析说明可以采取的方法。
【答案】(1)4.4kW •h (2)能(3)3.5kW (4)20A (5)250V (6)见解析【解析】【详解】(1)由如图18:00时,电能表示数为132.1kW•h ,19:00电能表示数为136.5kW•h , 所以该用户在这1h 内消耗的电能:W=136.5kW•h ﹣132.1kW•h=4.4kW•h ; 三个用电器的总功率为:44kW h 4400W 1hW P t ===; 该电能表允许接的用电器的总功率是 P=UI=220V×20A=4400W因为4400W=4400W ,所以电能表能正常工作;(2)由题电源电压220V ,家庭电路各用电器并联,所以三种用电器都正常工作, 所以空调的电功率:P 空调=4.4kW -0.1kW-0.8kW=3.5kW ;(3)此时用电器的总功率:P=4400W ,由P=UI 可得通过保险丝的电流:4400W 20A 220VP I U ===;(4)输电导线与用电器是串联的,要保证用户家里这三个用电器同时正常工作,则用电器两端电压为220V;得,导线电压:U线=IR线=20A×1.5Ω=30V,根据U IR根据串联电路的电压特点,所以配电室向线路输出的电压:U1=U额+U线=220V+30V=250V;2.(4)风能属于可再生能源,风力发电其主要特点是取之不尽用之不竭,并且环保无污染;(2019·江门市第二中学中考模拟)阅读短文微波炉微波炉是厨房电器之一,微波有三个主要特性:一是反射性,微波碰到金属会被反射回来。
初三物理电学综合题(较难)及详细答案解析一、电磁学综合题1.(2)由物体运动的距离与物体质量、水平拉力和速度的关系得到:s =222mv Mv F F 磁,F磁= BIL ,得到s =22Mv BIL,v 2019·山西中考模拟)阅读短文,回答问题: 开天辟地薪火相传180万年前,黄河中游的早期猿人点燃了人类文明的第一把圣火;180万年后的今天,我们站在同样的地方﹣﹣山西省运城市西侯度遗址,采集万众瞩目的“第二届全国青年运动会”圣火,正式开启了二青会火炬传递征程!圣火采集:2019年3月28日上午,一缕阳光透过遗址洞穴顶部的条缝隙射进采火洞,照射在凹面镜上,会聚到采火器中,火苗渐起引燃采火棒,如图甲,其原理图如图乙。
之后顺利点燃采火盆,圣火采集圆满成功。
火炬传递:二青会火炬名为“山河”,如图丙,选用电解铝材质,其质量仅为1.2kg ,设计上融合了山西的历史、地理、文化等元素。
二青会网络火炬传递采用最前沿的AR 技术,首创微信小程序传递方式,任何人通过微信账号即可登录5月4日,途经33个省级站点传递后,二青会圣火再次抵达山西运城,与实体火炬传递同步,直到8月18日开幕式传递结束,是史上历时最长的一次网络火炬传递AR 技术是利用计算机生成一种逼真的虚拟环境,通过传感设备使人“身临其境”,用户通过AR 拍照、AR 扫一扫、限时跑步、趣味游戏和答题等方式进行网络火炬传递,其中最受欢迎的AR 拍照,可以实现“人+传递站点背景图+吉祥物”的合影,如图丁从古朴大气的圣火采集,到网络火炬传递方式的创新,都体现了传承与创新的完美结合。
开天辟地,薪火相传,青春不息激发时代新人开启奋斗新征程!(1)电视机前的观众通过卫星转播收看圣火采集仪式直播,这是通过_____(选填“超声波”或“电磁波”)传递信号的;(2)如图乙,一束射向O 点的光线经凹面镜反射后,射入采火器B 点,请在图中画出反射光线,并通过作图确定镜面的位置(研究单条光线时可将凹面镜的一小段近似看成平面镜);(________)(3)如图丁中的合影背景是计算机生成的一种_____环境,首创微信小程序网络传递的好处是_____(写出一条);(4)如图丙的火炬选用电解铝材质,大大减轻了它的质量请你用所学的物理知识解释其中的道理。
2020年初三物理电学综合题(较难)及详细答案解析一、电磁学综合题1.(3)R 2连续工作10min 产生的热量为Q =222I R t =20.4A 201060s ⨯Ω⨯⨯()=1920J (2019·安徽中考模拟)如图为某家用电热水器的电路图,R 1为发热板,当热水器处于加热状态时,水迅速被加热;达到预定温度后,S 自动切换到另一挡,处于保温状态。
已知R 1=100Ω,饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍,电热水器正常工作时:(1)用公式分析,当S 分别接a 和b 时,哪种情况为加热状态?哪种情况为保温状态? (2)求R 2的阻值。
(3)当S 接b 时,求电阻R 2在6min 内消耗的电能。
【答案】(1)保温状态;(2)100Ω;(3)43560J 。
【解析】 【详解】(1)由电路图可知,开关S 接a 时电路为R 1的简单电路,开关接b 时电路为R 1、R 2串联,因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变,所以,开关S 接a 时电路的总电阻最小,电路中的电流最大,由P =UI =I 2R 可知,R 1的电功率最大,电热水器处于加热状态;同理可知,开关接b 时电路的总电阻最大,电路的电流最小,R 1的电功率最小,电热水器处于保温状态;(2)开关S 接a 时,电路为R 1的简单电路,热水器处于加热状态,则电热水器的加热功率:221(220V)484W 100U P R ===Ω加热; 因饮水机加热时的功率是保温时的功率的4倍,所以保温时R 1的功率:11484W=121W 44P P ==⨯1加热,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P =UI =I 2R 可得,保温时电路中的电流: 1.1A I ===,由U I R=可得,此时电路的总电阻:220V2001.1AU R I ===Ω总,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R 2的阻值:R 2=R 总﹣R 1=200Ω﹣100Ω=100Ω;(3)当S接b时,电热水器处于保温状态,则电阻R2在6min内消耗的电能:W2=I2R2t=(1.1A)2×100Ω×6×60s=43560J。
1、如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当合上开关S1,断开开关S2和S3时,电灯R1正常发光,电压表示数为6V;当合上开关S1,S2,断开S3时,电流表示数为1A;当合上S3,断开S1、S2时,灯R1的实际功率为其额定功率的1/9,R2消耗的功率为0。
6W,求灯L的额定功率和电阻R3的阻值。
2、两只灯泡L1和L2分别标有“220V 40W”和“110V 100W”字样,若把它们串联在电路中,总功率最大不得超过多少瓦?若把它们并联在电路中,总功率最大不得超过多少瓦?已知:求:串联时的最大总功率并联时的最大总功率3、如图16所示,电源电压为12V,并且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为18Ω,小灯泡上标有“6V 3W”字样.求:(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流是多少?(2)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?(3)保持滑动变阻器的位置不变,闭合S、S1、S2,此时电流表示数变化了1A,求R0的阻值是多少?(4)闭合S、S1、S2,调节滑动变阻器,使整个电路消耗的总功率为最小,这个最小值是多少?4、在学习了电学知识后,同学们尝试“设计电路和编制习题”,老师提供了以下器材:电源、两个“12V 18W"的电阻和若干开关、导线.(1)小虎第一个完成设计,他设计的电路如图所示.他编制的试题是:“在如图a所示的电路中,闭合开关S1,通电5min产生多少热量?”请你解答此题:(2)小华思考一会儿,设计了能提供两种功率工作的电路.编制的试题是:“在小虎设计的电路上再加一个开关,使电路能以两种功率工作,其大、小功率之比是___________.”请你在图a中完成小华的设计,并将电路大小功率之比填入空格中.(3)小明经过认真思考后,用了三个开关,设计了能提供三种功率工作的电路.请你在图b的方框内,画出小明所设计的电路图.5、如图甲所示电路,电源电压为12V,电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω,当开关S闭合时,电流表A的示数为0。
2020年初三物理电学综合题(较难)及答案解析一、电磁学综合题1.(4)若要使恒温箱的设定温度低于80℃,由图乙知道,热敏电阻的阻值R 1将增大,衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A ,即要求控制电路中的总电阻不变,所以R 0的阻值必须调小。
(2019·江苏中考模拟)某同学设计的一个温控电加热装置,原理如图所示,电压U =6V ,R t 为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。
电磁铁线圈电阻不计,当线中的电流I >=10mA 时,铁吸下与下触点A 接触;当I <10mA 时,衔铁松开与B 触点接触,U 2=220V ,R 1=48.4Ω(1)衔铁刚被吸下时,求R t 的阻值;(2)仅需在线框内加一根导线,即可安现该电加热器具有加热和保温功能请用笔画线画出这根导线(3)求该电加热器处于加热挡时的电功率(4)若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%,求R 2的阻值【答案】(1)600Ω(2)(3)1000W (4)435.6Ω【解析】 【详解】(1) 当线中的电流I >=10mA 时, 衔铁吸下,因此衔铁刚被吸下时,R t 的阻值为: R t =1U I =36V1010A-⨯=600Ω; (2) 在线框内加一根导线,如图所示,衔铁吸下与下触点A 接触,电路中只有R 1,加热器处于加热状态,衔铁上触点B 接触,电路中R 1和R 2串联,加热器处于保温状态。
(3)该电加热器处于加热挡时的电功率:P 加热=221U R =()222048.4ΩV =1000W(4) 若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%, 则电加热器的保温时功率为: P 保温= P 加热⨯10%=1000W ⨯10%=100W,由P =2U R得,电加热器的保温时电路的总电阻为:R 总=2U P 保温=()2220100WV =484Ω,则R 2的阻值为:2.R 2= R 总-R 1=484Ω-48.4Ω=435.6Ω.(2019·天津中考模拟)(一)小泽发现:漆黑夜间上洗手间,很难摸到墻上开关,于是动手自制夜间照明电路。
初三物理电学综合题(较难)含答案一、电磁学综合题1.(4)若要使恒温箱的设定温度低于80℃,由图乙知道,热敏电阻的阻值R 1将增大,衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A ,即要求控制电路中的总电阻不变,所以R 0的阻值必须调小。
(2019·江苏中考模拟)某同学设计的一个温控电加热装置,原理如图所示,电压U =6V ,R t 为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。
电磁铁线圈电阻不计,当线中的电流I >=10mA 时,铁吸下与下触点A 接触;当I <10mA 时,衔铁松开与B 触点接触,U 2=220V ,R 1=48.4Ω(1)衔铁刚被吸下时,求R t 的阻值;(2)仅需在线框内加一根导线,即可安现该电加热器具有加热和保温功能请用笔画线画出这根导线(3)求该电加热器处于加热挡时的电功率(4)若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%,求R 2的阻值【答案】(1)600Ω(2)(3)1000W (4)435.6Ω【解析】 【详解】(1) 当线中的电流I >=10mA 时, 衔铁吸下,因此衔铁刚被吸下时,R t 的阻值为: R t =1U I =36V1010A-⨯=600Ω; (2) 在线框内加一根导线,如图所示,衔铁吸下与下触点A 接触,电路中只有R 1,加热器处于加热状态,衔铁上触点B 接触,电路中R 1和R 2串联,加热器处于保温状态。
(3)该电加热器处于加热挡时的电功率:P 加热=221U R =()222048.4ΩV =1000W(4) 若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%, 则电加热器的保温时功率为: P 保温= P 加热⨯10%=1000W ⨯10%=100W,由P =2U R得,电加热器的保温时电路的总电阻为:R 总=2U P 保温=()2220100WV =484Ω,则R 2的阻值为:2.Q =W =UIt =220V×30A×10×60s =3.96×106J ,(2019·河南中考模拟)有一种电加热恒温箱,工作原理如图甲所示。
2020年初三物理电学综合题(较难)含答案一、电磁学综合题1.(2019·深圳市龙岗区南湾街道沙湾中学中考模拟)阅读下面短文,回答以下问题。
感应发光冰块感应发光冰块产品采用食品级PS材料及电子元件组成的发光冰块,采用先进的触水式开关具有入水即亮的特性(液体感应),外形仿如真实冰块一般。
感应发光冰块采用电池供电,无化学变化,无毒无害,可放置于各类饮品中增添浪漫及神秘的气氛感应发光冰块内部电子元件有:液体感应器、纽扣电池和LED灯泡。
感应发光冰块的使用方法是将发光冰块清洁干净放入水中,它将自动发亮;使用完毕后,用布擦干后放置于干燥的地方以备下次使用。
感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后,再放入饮料内,可以起到降低饮料的温度。
需要注意的是,请勿吞食感应发光冰块,避免放置于温度过高的饮品中。
(1)液体感应器是先进的触水式_____(选填“电源”、“用电器”、“开关”或“导线”)。
(2)冷冻后的感应发光冰块通过_____的方式改变饮料的内能,饮料的内能_____(选填“增大”或“减小”)。
(3)LED灯泡发光时,将电能主要转化为_____能。
(4)某位同学在研究LED灯的特点时,发现将一只LED灯接在电池两端没有亮,对调电池正负极后亮了,这说明了LED灯具有_____性。
(5)用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于_____状态。
【答案】开关热传递减小光单向导电性开路【解析】【详解】(1)根据基本电路各部的作用可知:液体感应器是起控制电路的作用,所以是先进的触水式开关;(2)感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后温度比较低,再放入饮料内,通过热传递方式改变饮料的内能,饮料的内能减小,温度降低;(3)LED灯泡发光时,将电能主要转化为光能;' m = = = = = 4.8 ⨯107 kg=4.8 ⨯104 t 。
(4)LED 灯也叫发光二极管,它具有单向导电性;2.(3)不锈钢餐具吸收的热量:Q 吸=cm (t ′-t 0)=0.46×103J/(kg•℃)×100k g ×(70℃- 26℃)=2.024×106J ,不计热量损失,则加热管消耗的电能:W =Q =2.024×106J ,则正常工吸作需要的加热时间:t = W Q 2.024 ⨯106 J= = = 1840s 。
最新初三物理电学综合题(较难)含答案一、电磁学综合题1.储油过少,滑片向上移动,接入电阻变大,电流变小,电磁铁磁性减弱,衔铁向上,接A 触点,红灯亮。
储油过多,滑片向下移动,接入电阻变小,电流变大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,接B 触点,绿灯亮。
(2019·山东中考模拟)物理学中,磁场的强弱用磁感应强度表示,符号是B ,单位是T 。
磁感应强度的大小和方向都相同的磁场叫做匀强磁场。
(1)如图甲,相距为L 的两光滑水平放置的平行导轨,整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B 。
当通过金属棒ab 的电流为I 时,金属棒受到水平向右的磁场力F 磁,F 磁的大小与磁感应强度B 、导轨间距L 、电流I 的乘积成正比,且比例系数为1。
则F磁=_____。
(2)根据磁场对电流产生力的作用人们研制出一种武器——电磁炮,它的基本原理是:把待发射的炮弹放置在图乙中的金属棒ab 上,如图乙所示。
若炮弹的质量为M (金属棒的质量忽略不计),在磁场力的作用下炮弹沿轨道向前运动。
试证明当炮弹在磁场中滑行的距离为s时炮弹的速度v =_____。
(物体运动的距离与物体质量、水平拉力和速度的关系为:s =22mv F )【答案】BIL 详见解析 【解析】 【详解】(1)由F 磁的大小与磁感应强度B 、导轨间距L 、电流I 的乘积成正比,且比例系数为1得到,F 磁= BIL ;2.(4)当开关都S 1、S 2都断开时,系统处于保温状态,此时R 1与R 2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=212U R R +t =()2220V 10Ω30Ω+×10×3600s =4.356×107J =12.1kW •h ;晚上温度较低的时候,S 1、S 2均闭合,开启加热和照明功能,此时L 与R 1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 。
初三物理电学综合题(较难)含答案解析一、电磁学综合题1.(3)电能3200imp/kW•h ,表示电能表指示灯闪烁3200次,消耗的电能为1kW•h ,当1min 内闪了64次时,则微波炉消耗的电能是:6164 3.610J 3200E =⨯⨯⨯ =72000J ,微波炉消耗的电能的功率是:720000sJ 6E P t == =1200W.(2019·曲靖一中卓立学校中考模拟)图为某三档位(慢加热、快加热、保温)电热水器的简化电路图,R 1、R 2均为加热电阻(温度对电阻的影响忽略不计 );铭牌上的部分参数如下表所示,其中快加热功率模糊不清,该热水器能将水加热到的最高温度为75℃,求:(1)若电热器中已装满初温为25℃的水40kg ,将这些水加热到最高温度,水吸收的热量_______(c 水=4.2×103J/kg ·℃);(2)当开关S 1闭合,S 2接b 时,电热水器处于________状态,求R 1的阻值_________; (3)若加热电阻产生的热量有84%被水吸收,用该电热水器把原有的水加热到最高温度,用快加热比用慢加热节约多少时间____? 【答案】8.4×106J 慢加热 40Ω 4132s 【解析】 【详解】(1)用该电热水器把水加热到最高温度,水需要吸收的热量:Q 吸=c 水m (t -t 0)= 4.2×103J/kg·℃)×40kg×(75℃-25℃)=8.4×106J ;(2)开关S 1闭合,S 2接b ,电热水器处于慢加热工作状态,R 1的阻值:221220V =40Ω1210ΩU R P ==慢();(3)电热水器消耗的电能:678.410==1084%J J Q W η⨯=吸, 开关S 1断开,S 2接b ,R 1、R 2串联,电路中的阻值R 串= R 1+R 2,此时电路中的总电阻最大,总功率最小,电热水器处于保温工作状态,此时电路中的阻值:22(220V)==80Ω605WU R P =串保,则R 2 = R 串-R 1=80Ω-40Ω=40Ω ,开关S 1闭合,S 2接a ,R 1、R 2并联,电路中的阻值:121240Ω40Ω==20Ω40Ω+40ΩR R R R R ⨯=+并, 此时电路中的总电阻最小,总功率最大,电热水器处于快加热工作状态,则快加热功率:22(220V)==2420W 20ΩU P R =快并 ,用该电热水器用快加热把原有的水加热到最高温度所用时间:7110=4132s 2420WJ W t P =≈快,用该电热水器用慢加热把原有的水加热到最高温度所用时间:7'10==8264s 1J 210WW t P =慢,2.(4)电热管与导线串联,通过它们的电流I 和通电时间t 相等,因为导线的电阻远小于电热管的电阻,由焦耳定律Q =I 2Rt 可知导线上产生的热量少;由题可知,加热与打浆的时间之比为3:1,设打浆时间为t 打浆=t ,则加热时间为t 加热=3t ,总的工作时间为t 总=4t ,豆浆机正常打好一次豆浆的消耗的总电能为0.17kW•h ,0.17kW•h=P 加热t 加热+P 打浆t 打浆=1.1kW×3t+0.1kW×t ,解得:t =0.05h ,则打好一次豆浆需要的时间:t 总=4t =4×0.05h=0.2h 。
2020年初三物理电学综合题(较难)含答案一、电磁学综合题1.(2019·深圳市龙岗区南湾街道沙湾中学中考模拟)阅读下面短文,回答以下问题。
感应发光冰块感应发光冰块产品采用食品级PS材料及电子元件组成的发光冰块,采用先进的触水式开关具有入水即亮的特性(液体感应),外形仿如真实冰块一般。
感应发光冰块采用电池供电,无化学变化,无毒无害,可放置于各类饮品中增添浪漫及神秘的气氛感应发光冰块内部电子元件有:液体感应器、纽扣电池和LED灯泡。
感应发光冰块的使用方法是将发光冰块清洁干净放入水中,它将自动发亮;使用完毕后,用布擦干后放置于干燥的地方以备下次使用。
感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后,再放入饮料内,可以起到降低饮料的温度。
需要注意的是,请勿吞食感应发光冰块,避免放置于温度过高的饮品中。
(1)液体感应器是先进的触水式_____(选填“电源”、“用电器”、“开关”或“导线”)。
(2)冷冻后的感应发光冰块通过_____的方式改变饮料的内能,饮料的内能_____(选填“增大”或“减小”)。
(3)LED灯泡发光时,将电能主要转化为_____能。
(4)某位同学在研究LED灯的特点时,发现将一只LED灯接在电池两端没有亮,对调电池正负极后亮了,这说明了LED灯具有_____性。
(5)用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于_____状态。
【答案】开关热传递减小光单向导电性开路【解析】【详解】(1)根据基本电路各部的作用可知:液体感应器是起控制电路的作用,所以是先进的触水式开关;(2)感应发光冰块还可以放入冰箱内冷冻后温度比较低,再放入饮料内,通过热传递方式改变饮料的内能,饮料的内能减小,温度降低;(3)LED灯泡发光时,将电能主要转化为光能;(4)LED 灯也叫发光二极管,它具有单向导电性;2.(3)不锈钢餐具吸收的热量:Q 吸=cm (t ′-t 0)=0.46×103J/(kg•℃)×100kg×(70℃-26℃)=2.024×106J ,不计热量损失,则加热管消耗的电能:W =Q 吸=2.024×106J ,则正常工作需要的加热时间:t =62.024101840s 1100WJR R W Q P P ⨯===。
2020年初三物理电学综合题(较难)含答案一、电磁学综合题1.答:(1)电饭煲在高温档时,开关S 应与触点2接触;(2)电阻R 的阻值为2156Ω;(3)电饭煲产生的热量为6.6×105J ;(2019·天津中考模拟)如图甲所示是一种常见的电热水袋,图乙是它的电路结构示意图,其性能指标如下表所示。
(1)红色指示灯L 的电阻比发热体R 的电阻要____(选填“大”或“小”)得多; (2)若热水袋内水的初温为15C ︒时,发热体R 在额定电压下工作,10分钟后指示灯熄灭,求电热水袋的加热效率是____.(3=4.210J/(kg ?C)c ⨯⋅水)【答案】大 70%【解析】【详解】(1)由电路图可知,发热体R 与指示灯L 并联,它们两端电压U 相等,发热体电阻功率远大于指示灯功率,由2U P R=可知,在电压U 一定时,电功率越小,电阻越大,因此红色指示灯L 的电阻大。
(2)温度从15℃升高到65℃,水吸收的热量:()()354.210J/kg 1kg 6515 2.110J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃消耗的电能:5500W 00s 310J W Pt ==⨯1⨯6=⨯加热效率为:552.110J 100%70%310JQ W η⨯==⨯=⨯吸。
2.用快加热比用慢加热节约的时间:∆t =t ’-t =8264s -4132s=4132s 。
(2019·北京中考模拟)阅读《超导材料》超导材料1911 年,荷兰科学家昂内斯(Onnes )用液氦冷却水银时发现,当温度下降到 4.2K (-268.98℃时)时,水银的电阻完全消失。
1913 年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出:低温下金属电阻的消失“不是逐渐的,而是突然的”,水银在 4.2K 进入了一种新状态,由于它的特殊导电性能,可以称为超导态。
后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性,这种现象称为超导电性,达到超导时的温度称为临界温度,具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。
2020年初三物理电学综合题(较难)及答案一、电磁学综合题1.(2)如图乙所示,通电长方体金属导体在磁场中发生霍尔效应时,由于C 、D 表面带有不同种电荷,因此在C 、D 的表面之间就形成一定电压,导体C 、D 两表面间的电压一定不为零;通过实验可知,电流越大、磁场越强,C 、D 两表面间的电压就越大,霍尔效应越显著,保持通过导体的电流大小与方向及磁场的方向均不变,C 、D 两表面间的电压越大,说明此时磁场越强。
(2019·河南中考模拟)某生态园设计了模拟日光和自动调温系统,实现照明、保温和加热的功能,其原理如图所示。
电源电压恒为220V ,R 1和R 2是两个电热丝(不考虑温度对电阻的影响),R 2=30Ω,L 是标有“220V160W ”的照明灯泡。
白天有日光的时候,只开启该系统的保温功能并连续工作10h ,此时R 1与R 2的电功率之比为1:3;晚上温度较低的时候,需同时开启加热和照明功能,此时灯泡正常发光,此状态下系统需连续工作12h 、请解答下列问题(1)白天该系统应断开关_____(选填“S 1”、“S 2”或“S 1和S 2“),开启保温功能。
(2)R 1的阻值是多大_____?(3)晚上同时开启加热和照明功能时,电路的总功率是多大______?(4)该系统每天消耗的电能是多少kW •h_______?【答案】S 1和S 2 10Ω 5000W 72.1kW •h【解析】【详解】(1)由题意可知,白天有日光的时候,只开启该系统的保温功能,此时灯泡不发光,总功率最小,由P =2U R可知,电路的总电阻应最大,即R 1与R 2应串联,所以,由图可知开关S 1、S 2都应断开;(2)当开关S 1、S 2都断开时,系统处于保温状态,此时R 1与R 2串联,由于串联电路中电流处处相等,则根据P =I 2R 可得R 1与R 2的电功率之比:12P P =2122I R I R =12R R =13;所以,R 1=13R 2=13×30Ω=10Ω; (3)晚上温度较低的时候,S 1、S 2均闭合,开启加热和照明功能,此时L 与R 1并联,灯泡正常发光,所以,电路的总功率:P =P L +P R1=P L +21U R =160W+()2220V 10Ω=5000W =5kW ;2.心脏的平均功率:960J 16W 60sW P t ===。
初三物理电学综合题(较难)含答案解析一、电磁学综合题1.所以变阻器的总电阻:5541101411U U U U R R R I I I I =-=-=-串。
(2019·山东中考模拟)家庭电路示意图及原理图如图所示,用电压表测得进入某用户的电压为U 2=220V ,如果该用户在某日18:00~19:00这个时间段有三个用电器同时工作,其中白炽灯标有“220V100W ”、电烙铁标有“220V800W ”,家中的电能表记录了这1h 的用电情况(见图)。
请解答以下问题:(1)该用户在这1h 内消耗的电能有多少?该电能表能否正常工作?(友情提示:要读出小数部分)(2)空调器消耗的电功率有多大?(3)通过用户保险丝的电流有多大?(4)如果输电线路的总电阻(配电室到进户处)约为1.5Ω,假设配电室仅向该用户供电,要保证用户家里这三个用电器同时正常工作,配电室向线路输出的电压U 1约为多少伏?(5)若要求减少输电线损失的功率,用学过的知识分析说明可以采取的方法。
【答案】(1)4.4kW •h (2)能(3)3.5kW (4)20A (5)250V (6)见解析【解析】【详解】(1)由如图18:00时,电能表示数为132.1kW•h ,19:00电能表示数为136.5kW•h , 所以该用户在这1h 内消耗的电能:W=136.5kW•h ﹣132.1kW•h=4.4kW•h ; 三个用电器的总功率为:44kW h 4400W 1hW P t ===; 该电能表允许接的用电器的总功率是 P=UI=220V×20A=4400W因为4400W=4400W ,所以电能表能正常工作;(2)由题电源电压220V ,家庭电路各用电器并联,所以三种用电器都正常工作, 所以空调的电功率:P 空调=4.4kW -0.1kW-0.8kW=3.5kW ;(3)此时用电器的总功率:P=4400W ,由P=UI 可得通过保险丝的电流:4400W 20A 220VP I U ===;(4)输电导线与用电器是串联的,要保证用户家里这三个用电器同时正常工作,则用电器两端电压为220V;根据U IR=得,导线电压:U线=IR线=20A×1.5Ω=30V,根据串联电路的电压特点,所以配电室向线路输出的电压:U1=U额+U线=220V+30V=250V;2.(4)因为电解铝的密度小,根据公式ρ=mV可知,火炬体积一定时,选用电解铝材质会大大减轻火炬质量。
2020年初三物理电学综合题(较难)及答案一、电磁学综合题1.答:(1)红色指示灯L 的电阻比发热体R 的电阻要大得多;(2)电热水袋的加热效率是70%;(2019·江门市第二中学中考模拟)现代生活中,人类对于能源的需求越来越大。
如图是我国西部某地区风力发电的外景,风力发电机主要是由风机叶片和发电机组完成。
已知该地区空气密度平均为1.3kg/m 3,年平均风速为10m/s ,该风力发电区里一台风力发电机在不同风速下获得的风能如下表所示:(1)100台这样的风力发电机在一年里(总工作时间按4000h 计算)获得的风能是____J ,这相当于______kg 焦炭完全燃烧所释放出来的能量(已知焦炭的热值是3×107J/kg )。
(2)在风力作用下,风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机,发电机利用____的原理,把_____能转化为电能。
(3)如果一台风力发电机把风能转化为电能的效率为80%,那么该地区一台风力发电机的电功率为___kW.(4)请你写出风能的一个优点:_____________________。
【答案】1.728×1014 5.76×106电磁感应 机械 96 清洁无污染【解析】 【详解】(1)由表格数据知道,风速为10m/s 时,一台风力发电机,1min 获得的能量是7.2×106J ,所以,100台这样的风力发电机在一年里(总工作时间按4000h 计算)获得的风能是:6100400067.2010J Q ⨯=⨯⨯⨯=1.728×1014J ;如果这些能量是由完全燃烧焦炭来获得,则焦炭的质量是:1471.72810J 310J/kgQ m q ⨯⨯== =5.76×106kg ; (2)在风力作用下,风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机,是把机械能转化为电能,这是电磁感应现象;(3)一台风力发电机,1min 获得的能量是7.2×106J ,由QQ η=风知道,可以转化得到的电能是: 67.2108%==J 0Q Q η⨯⨯风电 =5.76×106J ,所以一台风力发电机的电功率是:65.76060610JsQ P ⨯==电s =96 kW ;2.用快加热比用慢加热节约的时间:∆t =t ’-t =8264s -4132s=4132s 。
初三物理电学综合题(较难)及详细答案解析一、电磁学综合题1.R2= R总-R1=484Ω-48.4Ω=435.6Ω.(2019·天津中考模拟)(一)小泽发现:漆黑夜间上洗手间,很难摸到墻上开关,于是动手自制夜间照明电路。
器材:6V新蓄电池,规格为“2.5V0.5A”的新灯泡L、定值电阻R0、开关S、导线若干。
(1)请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。
要求:夜间闭合开关S,电压表显示电源电压,灯泡正常发光;白天断开开关S,电压表指针指零,灯泡熄灭。
(______)(二)数月后,小泽发现:闭合开关S,灯泡发光,亮度有所下降。
(2)小泽猜想1:可能是长期使用,蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低。
闭合开关,如图乙所示,电压表显示旧蓄电池的输出电压为________伏。
小泽猜想2:可能是长期使用,灯泡自身发生了变化。
因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。
灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生________(填所选项的字母)。
A.先升华后凝华B.先汽化后液化 C.先熔化后凝固 D.先升华后凝固(三)小泽用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I—U图像。
(3)请在图内中以笔画线代替导线完成电路,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于A端。
(______)(4)请根据图丁将实验⑥的电流表的示数填入表格,并根据实验表格在图戊中画出旧灯泡的I—U的图像。
实验序号①②③④⑤⑥U/V00.51 1.52 2.5I/A00.180.280.340.38__(______)【答案】详见解析 4.5 A 详见解析 0.4 详见解析【解析】【分析】根据题中“于是动手自制夜间照明电路”可知,本题考查电路的连接、电表读数、物态变化、以及I-U图象。
根据电压表的使用规则和滑动变阻器的连接方式连接电路,根据量程和分度值读出电压表和电流表的示数,根据描点法画出图象。
完成解答。
【详解】(一)(1)闭合开关S,灯泡正常发光,电压表显示电源电压,说明电压表可并联在电源两端或并联在灯泡和定值电阻的两端;断开开关S,灯泡熄灭,电压表指针指零,说明电压表并联在灯泡和定值电阻的两端,电源电压为6V,所以电压表选用0~15V量程,实物连接如下:(二)(2)由图乙可知,电压表使用0~15V量程,分度值为0.5V,示数为4.5V;灯泡的钨丝在温度较高时会直接变成气体,发生了升华现象;当钨蒸气遇到冷的玻璃泡内壁时,又会直接变成固体附着在灯泡上,发生了凝华现象。
即先升华后凝华,故选A。
(三)(3)滑动变阻器的接线柱应一上一下串联电路中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于A端,即最大值端,所以应将B接线柱接入电路中,电路图如下:(4)由图丁可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.4A;根据实验数据,描点连线画出旧灯泡的I-U图象,如图所示:2.(2)已知电流表a测量L1的电流,则通过灯L1的电流I1=0.3A,并联电路的干路电流等于各支路电流之和。
则L2的电流I2=I−I1=1.2A−0.3A=0.9A。
(2019·江苏南通田家炳中学中考模拟)阅读短文,回答问题2018年5月21日,在嫦娥四号升空前,中继星“鹊桥”号成功发射,为即将发射的嫦娥四号的着陆器和月球车提供地月中继通信支持.(如图甲)2018年12月8日,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了中国月球探测的新旅程.2018年12月12日,嫦娥四号探测器到达月球附近,成功实施近月制动,被月球捕获,进入了环月轨道.2018年12月30日,嫦娥四号探测器在环月轨道成功实施变轨控制,顺利进入预定的着陆准备轨道.2019年1月3日,嫦娥四号探测器在月球背面实现人类首次软着陆.2019年1月11日,嫦娥四号携带的玉兔二号月球车离开探测器,踏上月球土壤.(1)已知月球上无大气、无磁场、弱重力。
爱动脑筋的小强对这次的嫦娥四号探月提出了以下有关设想,你认为合理的是_____.A.探测器在月球表面着陆时因摩擦生热,所以必须有隔热材料保护,否则可能烧毁B.月球土壤非常松软,所以月球车的车轮应比较宽C.因为月球上引力比地球上要小,玉兔号登月后质量会减小D.在卫星定位导航失效的情况下,可以采用指南针来给玉兔辨别方向(2)如图丙所示,由A到B是探测器在地月转移阶段完成近月制动的过程,探测器在飞行过程中通过喷气发动机进行制动减速,此时发动机应向_____喷气.(选填“前”或“后”)(3)①探测器在与地球控制室互传信息是利用______.(选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”)②在“嫦娥4号”之前要先发射“鹊桥”中继星的原因是_____.A.月球背面光线太暗 B.月球背面距离地球太远C.月背着陆,通讯不便 D.为“嫦娥4号”提供能源(4)由于月球上的一天约相当于地球上的28天,其中约14天会被太阳连续暴晒;接下来的约14天又是连续月夜.如果地球上正发生日食,我们的玉兔号正在经历____.(选填字母A或者B)(A烈日暴晒、B寒冷月夜)(5)月球车采用电动机驱动,若电动机线圈电阻是0.5Ω,电动机两端电压是110V,当电动机正常工作时,通过线圈的电流是10A,5min内电动机所做的机械功是______J.【答案】B前电磁波C A 315000【解析】【详解】(1)A.月球上无空气,因此在月球表面着陆时不会因摩擦而生热,当然也就不必有隔热材料保护,故A错误;B.月球土壤非常松软,月球车的车轮应比较宽,这样在压力一定的情况下,会减小压强,故B正确;C.质量不会随位置的变化而变化故C错误;D.因为月球上无磁场,所以不可以采用指南针来给玉兔辨别方向,故D错误;(2)根据物体间里的作用是相互的可知,探测器在飞行过程中通过喷气发动机进行制动减速,此时发动机应向前喷气.(3)①探测器在与地球控制室互传信息是利用电磁波来传递信息的。
②读图及材料可知,“嫦娥4号”是世界上首次于月球背面软着陆,为了维持“嫦娥4号”与地球间的正常通讯,发射了中继卫星“鹊桥”。
故选:C。
(4)发生日食,月球在地球和太阳之间,太阳照射这地球,所以处于A烈日暴晒;(5)电流做功W=UIt=110V×10A×5×60s=3.3×105J;线圈发热消耗的能量Q=I2Rt=(10A)2×0.5Ω×5×60s=1.5×104J,3.(3)根据(1)知当人体身高越高时,R2接入电路中的电阻越大,电路中的总电阻越大,根据P=2UR知电路的总功率越小,测量仪消耗电能越慢。
(2019·江苏中考模拟)如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人。
机器人通过电动机旋转产生高速气流,将灰尘、杂物吸入集尘盒;其防滑轮皮采用凸凹材质制成;底部安装有塑料刷,用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体;前端装有感应器,通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。
当剩余电量减为电池容量的20%时,机器人会主动寻找充电器充电。
表一为某扫地机器人的部分参数。
电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。
额定工作电压12V额定功率30W电池容量2500mAh 工作噪音<50dB净重4kg最大集1kg表一:机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数,测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二。
真空度指主机内部气压与外界的气压差。
风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。
吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。
表二:(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),R G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17 2.5483311.76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=st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 =2s 总=0.342m =0.17m =17cm ,(2)由P =UI 得,机器人正常工作时的电流: I =P U =3012W V=2.5A , 充满电后的电池容量Q 1=2500mAh ,下一次自动充电前的电池容量: Q 2=ηQ 1=20%×2500mAh =500mAh , 消耗的电池容量:Q =Q 1﹣Q 2=2500mAh ﹣500mAh =2000mAh , 正常工作时的电流: I =2.5A =2500mA , 由I =Qt得,连续正常工作的最长时间: t =Q I =2000mAh 2500mA=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0.015m 3/s 时,吸尘电机吸入功率: P 吸入=550Pa×0.015m 3/s =8.25W , 电动机的效率:η电机=P P 吸入输入×100%=8.25W 25W×100%=33%,当风量为0.015m 3/s 时,t =10min =600s , 通过吸尘电机提出的空气体积: V =0.015m 3/s×600s =9m 3,由ρ=mV得,通过吸尘电机提出的空气质量: m =ρ空气V =1.3kg/m 3×9m 3=11.7kg ;(4)由电路图可知,光敏电阻R G 和定值电阻R 0串联,电压表测定值电阻R 0两端的电压,当光敏电阻R G1=6Ω时,电压表的示数U 1=4.5V ,光敏电阻两端的电压U =U 0﹣U 1, 此时电路中的电流:I 1=10U R =011G U U R -,即04.5V R =0 4.56ΩU V -…①当光敏电阻R G2=18Ω时,电压表的示数U 1=3V ,光敏电阻两端的电压U′=U 0﹣U 2, 此时电路中的电流:I 2=20U R =022G U U R -,即02.25V R =0 2.2518ΩU V -…②联立①②可解得:U 0=9V ,R 0=6Ω,(5)吸尘器压力等于其重力。