2020年中考科学压轴专题16 电功与电路计算(学生版)

专题16 电功与电路计算

【考点1】欧姆定律计算

【例1-1】随着社会的发展和科技的进步,电路元件在各行得到广泛的应用,其中温奶器就是利用热敏电阻阻值会随温度的改变而改变的原理制作的。图甲是温奶器的工作电路图,电路中电流表的量程为0~0.02A ,滑动变阻器R的铭牌上标有“150Ω 0.3A"字样,R1为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图乙所示,电源电压保持不变。请完成下列小题：

（1）将此电路放入温度为20℃的环境中,闭合开关S ,调节滑片P ,使滑动变阻器接入电路的电阻R=100欧,此时电流表的读数为0.01安,求电源电压。

（2）若环境温度为40℃时,要保证整个电路元件的安全,求滑动变阻器接入电路中的电阻的变化范围。

（3）求此电路能测量的最高环境温度。

【变式1-1】图甲是某班科技小组设计的风力测定装置示意图,图乙是其电路图。电阻R‘随风力变化关系如图丙所示。已知电源电压恒为9V ,定值电阻R0=2Ω ,电压表量程为0～3V。使用该装置测定风力,则

（1）电阻R ‘的阻值随风力的增大怎样变化？

（2）求无风时电压表的示数。 （3）如果保持电压表量程不变 ,且只能在电路中增加一个电阻R ,使该装置能测量的最大风力增加到

900N ,计算电阻R 的阻值 ,并说明其连接方式。

【变式1-2】磁场的强弱可用磁感应强度(B)表示 ,单位为特(T)。某些材料的电阻值随磁场增强而增大的现象称为磁阻效应 ,用这些材料制成的电阻称为磁敏电阻 ,利用磁敏电阻可以测量磁感应强度。某磁敏电阻R B 在室温下的阻值与外加磁场B 大小间的对应关系如下页表所示。把R B 接入如图所示电路(电源电压恒为9V ,滑动变阻器R′上标有“100 Ω 1A”字样) ,并在室温下进行实验。

（1）当外加磁场增强时 ,电路中的电流________(填“变大”、“变小”或“不变”)；为了使电压表的示数保持不变 ,滑动变阻器R′的滑片P 应向________(填“a”或“b”)端移动；

（2）R B 所在处无外加磁场时 ,R B ＝150Ω；此时闭合开关 ,滑片P 在a 端和b 端之间移动时 ,电压表示数的变化范围是多少?

（3）当电路置于某磁场处 ,滑动变阻器R′滑片P 位于b 端时 ,电压表的示数为6V ,则该处磁场的磁感应强度为________T 。

【例1-2】.如图所示 ,电源电压恒定 ,小灯泡上标有“2V 0.5A”的字样（2V 为小灯泡正常发光时它的两端电压 ,超此电压 ,小灯泡将绕坏；0.5A 是小灯泡正常发光时的电流） ,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω ,电流表量程0﹣3A ,求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻；

（2）断开开关S1, 闭合开关S、S2、S3, 将滑片P移到距a端的长度总长为ab的五分之二位置时,小灯泡L恰好正常发光,电源电压是多少？

（3）断开开关S2, 闭合开关S、S1、S3, 将滑片P移到a端时,电流表示数为2A ,此时电压表示数是多少？定值电阻R1的阻值是多少？

（4）假设各元件完好,若断开开关S1、S3, 闭合开关S、S2, 为不损坏元件,滑动变阻器接入电路的阻值范围是多少？

【变式1-3】.如图,电流表的量程是0～0.6A、电压表的量程是0～15V , R1的电阻是20Ω ,电源电压18V ,变阻器R3的阻值范围是0～200Ω ,灯泡电阻不变。

（1）只闭合开关S3时,电流表示数为0.3A ,则R2的电阻为多大？

（2）只闭合S1、S3和S4时,在不损坏电流表的情况下,滑动变阻器接入的阻值不得小于多少？

（3）若只闭合S2、S4, 在不损坏电,表的情况下,滑动变阻器接入阻值的变化范围。

【考点2】电磁继电器计算

【例2-1】如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图,其中工作电路电源电压U1＝6伏,指示灯L的额定电压U L＝2.5伏,定值电阻R0＝350欧；控制电路电源电压U2＝1.5伏,磁敏电阻R x的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示,当窗户分别处在轨道A、B、C处时,磁敏电阻R x所处位置的磁场强度分别为a、b、c。闭合开关S1和S2后,当窗户关闭时,指示灯亮,蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时,指示灯熄灭,蜂鸣器发出警报声

。

（1）将窗户移到A点时,窗户关闭。闭合开关S1, 指示灯L正常发光,求此时指示灯L的电流。(写出计算过程)

（2）已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时,电磁铁的衔铁刚好被吸下,指示灯L熄灭,蜂鸣器开始报警。

现移动滑动变阻器R P的滑片,使其接入电路的阻值为其最大阻值的2/3 ,当窗户移至轨道B点位置时,蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时才开始报警,此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？请通过计算加以说明。(写出计算过程,电磁铁线圈电阻忽略不计)

【变式2-1】图甲为热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路。继电器线圈的电阻为150欧。当线圈中电流大于或等于28毫安时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。

（1）从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为________欧。

（2）恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端？

（3）若恒温箱内的温度达到100℃时,通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？

（4）若在原控制电路中,串联接入一个可变电阻,当该电阻增大时,所控制的恒温箱内的最高温度将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

【变式2-2】.如图所示为某兴趣小组的同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表所示

已知继电器的线圈电阻R0为10欧,左边电源电压U1为6伏恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15毫安时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路开始工作。

（1）请说明该自动控制装置的工作原理。