最新初三物理电学综合题(较难)含答案解析

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2
U P R
=
22
0A 220V 441100W
U R P ∴===Ω（）
220220V 44215622W
U R R P =-=-=Ω低（）Ω
（3）
W
P 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。

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 =2
2mv 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 ；
3．（3）)由I=U
R
可得，电路启动时的总电阻：R总=
U
I
=
6V
0.015A
=400Ω，因串联电路中
总电阻等于各分电阻之和，所以，此时热敏电阻的阻值：R2=R总−R1=400Ω−150Ω=250Ω，对照图乙数据可知，此时的启动温度是30℃。

（2019·辽宁中考模拟）电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器，它是利用感温磁钢（软磁体）的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的，这样可以限制煮饭过程中的最高温度。

感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化，其特性曲线如图甲所示。

磁钢限温器结构如图乙所示，它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成。

感温磁钢及其外套、內锅由弹簧支撑。

感温磁钢与受热面固定在一起，受热面直接把热量传递给锅底。

煮饭时用手按按钮开关，通过杠杄AOC使永磁体和感温磁钢吸合，在吸力作用下永磁体不会落下，金属触点闭合，电路接通，加热元件开始发热。

当饭煮熟后，温度继续上升，当升高到某一温度时，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，加热元件停止发热，同时按钮开关跳起。

（1）与铜导线相比，制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是_____（选填字母）。

A．电阻较大，熔点较低
B．电阻较大，熔点较高
C．电阻较小，熔点较低
D．电阻较小，熔点较高
（2）设想一下，如果“常温超导”实现，为了节能，常温超导材料_____（填“可以”或“不可以”）替代现有的加热元件。

（3）煮饭时用手按按钮开关，杠杆AOC可以省_____；饭煮熟后，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，杠杆CBO属于_____（填“省力”，“费力”或“等臂”）杠杆。

（4）电饭锅煮饭时，电能主要转化为_____能：标准大气压下，用此电饭锅烧水，水沸腾后按钮开关_____（填“会”或“不会”）自动跳起。

【答案】B 不可以距离省力内不会
【解析】
【详解】
（1）电饭锅加热元件，需要在高温下，并且需要放出较多的热量，根据焦耳定律可知需要较大的电阻，不容易熔断，熔点高一些，所以必须是电阻较大、熔点较高的材料，故选B；
（2）加热元件的工作原理是电流的热效应，根据焦耳定律可知，用电器必须有电阻才能产生热量，故常温超导材料不可以替代现有的加热元件；
（3）煮饭时用手按按钮开关，动力作用在A 处、阻力作用在C 处，支点在O ，所以动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，能够省距离；
饭煮熟后，永磁体落下，动力作用在C 处、阻力作用在B 处，支点在O ，所以动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
4．图丁是R V 的阻值与车速成正比，当车速为75km/h 时，
V3-10Ω50Ω-10Ω
=75km/h 100km/h
R ，
R V3=40Ω，通过电路的电流I 3=V312V
40Ω+10Ω
U R R =+=0.24A ，电压表的示数U 1=I 3R
V3=0.24A×40Ω=9.6V 。

（2019·
扬州市江都区第三中学中考模拟）4月15日起，《电动自行
车安全技术规范》（也就是市民通称的电动车“新国标”）开始实施。

电动自行车因为具
有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱。

下表是某型号电动自行车（如图甲）的相关数据。

（1）电动车中改变车速的控制器类似于实验室中______（填物理实验器材名称）。

（2）如果该电动自行车采用400W •h （瓦时）的大容量电池供电，则其最多能输出的机械能为________J ．若这么多的机械能由效率为30%的汽油机提供，则需要燃烧汽油_____kg ．（已知本地汽油的热值为4.5×106J/kg ）
（3）电动车车速过快，目前已经是引发交通事故的重要原因之一，图乙中所示的图线分别为A 、B 两不同品牌电动车在同一路面上紧急刹车过程中的实际刹车距离s 与刹车前的车速v 的关系图象。

图中_____（A/B ）车的刹车性能较好，你判断的依据是______；
（4）小明骑该车以最大规定速度在水平路面匀速行驶10km．已知小明的质量是40kg，且该电动自行车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图像如图丙所示。

则上述骑行过程中克服摩擦力做功的功率为_________W，通过电动自行车的电流为_________A．（g取10N/kg）
【答案】变阻器 1.08×106 0.8 A相同速度A的刹车距离更短 200 5.56
【解析】
【详解】
(1)电动车中改变车速的控制器相当于实验室中的滑动变阻器，它和电动机应该串联在一起使用，从而起到调节电流的作用。

(2)知道电动机的最大容量W电=400W⋅h=0.4kW⋅h=0.4×3.6×106J=1.44×106J
电能转化为的机械能：
W机械能=W电×75%=1.44×106J×75%=1.08×106J；
由η=W
Q
机械能
放
和Q放=mq可得：
需要汽油m=Q
q
放
汽油
=
W
qη
机械能
汽油
=
6
6
1.0810J
4.510J/kg30%
⨯
⨯⨯
=0.8kg，
(3)由图可知，车速相同时，A实际刹车距离s比B的短，说明其刹车性能较好；
(4)小明骑该车以最大规定速度在水平路面匀速行驶，运动的路程是水平方向的，重力方向是竖直向下，所以在竖直方向没有通过的距离，则重力没有做功，也就是重力做的功为0；
小明和车总质量：
m=40kg+40kg=80kg，
根据图象可知总质量为80kg时的摩擦阻力f=20N，
根据表格可知最大车速v=36k/h=10m/s，
则最大功率P=fv=20N×10m/s=200W；
消耗电功率：
P电=P
η =
200W
75%
，
由P=UI可得：
5．(5) 若在R1两端并联一个电压表，电流表与电压表的示数的比值等于R1的阻值，R1是定值电阻，因此电流表与电压表的示数成正比。

（2019·江苏中考模拟）图甲是小灯泡的电压一电流图象.将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5 V的电路中（如图乙），闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.75 W时，
（1）电流表的示数为________A;
（2）滑动变阻器R接入电路中的电阻为_________Ω；
（3）电路消耗的总功率为_________W;
（4）10s内滑动变阻器R产生的热量为________J.
【答案】0.3 6.7 1.35 6
【解析】
【详解】
（1）当小灯泡的功率为0.75W时，根据图甲可知，灯泡L两端的电压为2.5V，通过灯泡的电流为I=0.3A，即电流表的示数为0.3A；
（2）根据串联电路电压的规律，变阻器两端的电压：U滑=U−U L=4.5V−2.5V=2V，
由I=UR可得，滑动变阻器R接入电路中的电阻：
2V
= 6.7
0.3A
U
R
I
=≈Ω
滑
滑
；
（3）电路消耗的总功率：P总=U总I=4.5V×0.3A=1.35W；
6．（3）磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。

只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。

通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能。

当电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。

当向轨道这个“定子”输电时，通过磁场对通电导体作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。

（2019·江苏中考模拟）某兴趣小组模拟冬季温房自动化加热和保温的电路，如图所示光控开关S因光照改变会自动通断，该电路具有白天保温、晚上加热的特点。

R1、R2为电热丝，a、b间电压U＝24V，R1＝72Ω，晚上电路的发热功率为12W。

（1）保温时S应处于_____（选填“闭合”或“断开”）状态；
（2）求R2的阻值；______
（3）求S断开时R1、R2所产生的热量之比。

________
【答案】断开；48Ω3：2
【解析】
【详解】
（1）由电路图可知，开关S断开时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，
电源的电压一定，由P＝
2
U
R
可知，电路的总功率最小，电路处于保温状态；
（2）由电路图可知，开关S闭合时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，处于加热状态，
由P＝
2
U
R
得电路中R2的阻值：
R2＝
2
U
P
加热
=
()2
24V
12W
＝48Ω；
（3）开关S断开时，R1与R2串联，
由串联电路的电流特点知，I＝I1＝I2，
在串联电路中两电阻的工作时间相同，
由焦耳定律可得，R1、R2所产生的热量：
7．因为t＝t0+△t＝20℃+39.6℃＝59.6℃＜100℃，即水不能被烧开。

（2019·甘肃省白银市靖远县第四中学中考模拟）人造太阳是指像太阳一样通过核聚变，源源不断地产生巨大的能量。

2017年7月4日晚中国科学院合肥物质科学研究院等离子物理研究所宣布，如图1，我国的全超导托卡马克核聚变实验装置（俗称“人造太阳”）在全球首次实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录，为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。

若人造太阳成为现实，某城市构想将来在高空设置一个人造太阳（近似认为是一个点，其能量以该点为中心向四周传播），在夜晚利用人造太阳为城市提供能量。

在地面距人造太阳500m处一用户利用一面积为2m2的接收装置垂直获取能量，为家中某加热器供电，其内部简化电路如图2所示、其正常工作时的功率如表所示。

（1）求R 2的阻值；
（2）在实际使用中，该用户接收装置获得能量并转化为电能，在使用高温档时给某材料加热，材料温度升高4℃加热时间为40s 。

[设电热丝发热全部被材料吸收，材料的质量m ＝500g ，材料的比热容c ＝0.66×103J/（kg •℃），已知半径为r 的球其表面积为4πr 2．不计传播过程中能量损耗，该接收装置能量转换为电能的效率为15%] ①该加热器的实际功率为多大？ ②该人造太阳的功率至少为多少？
（3）利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，在安装人造太阳时应该适当的靠近还是远离地球一些？
【答案】（1）1100Ω；（2）①33W ；②3.454×108
W ；（3）利用相同面积的接收装置，
为了能从人造太阳中获得更多的能量，在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些。

【解析】 【详解】
（1）由图可知，S 2、S 1都闭合时，电路中只有电阻R 1；
只有S 2闭合，S 1断开时，R 1、R 2串联，根据串联电阻大于其中任一电阻，
由2
U P R
=可知，S 2、S 1都闭合时，功率较大，由表中数据可知，此时功率P 2＝44W ，
则22
12220V 1100Ω44W
U R P ===（）
； 只有S 2闭合，S 1断开时，R 1、R 2串联，由2
U P R =可得：22
1
220V 2200Ω22W U R P ===总（）, R 2＝R 总﹣R 1＝2200Ω﹣1100Ω＝1100Ω；
（2）①该用户接收装置获得能量并转化为电能，即W ＝Pt ＝Q ， 即P 实t ＝cm △t ，
30.6610J /(kg 0.5kg 433W 40s
Q cm t P t t 实℃）℃
⨯⨯⨯====，
②该人造太阳的功率至少为P ，工作时间为t ，则人造太阳的能量至少为Pt ，其能量以该点为中心向四周传播，半径为r 的球其表面积为4πr 2
，故每平方米获能的能量：2
4Pt
r
π，面积为S 获得的能量为：2
4Pt
W S r
π=
⨯总…………….①
故2m 2
获得的能量：22
2m 4Pt
W r
π=
⨯总。

不计传播过程中能量损耗，该接收装置能量转换为电能的效率为15%， η＝
100%P
t W W W =⨯实电总总
........................② 将①代入②有： 22
4η2m
P r P 实π=
⨯，,
该人造太阳的功率至少为：
22
88
22
433W 4π500m P 1.110πW 3.45410W η2m 0.152m
P r π⨯⨯===⨯=⨯⨯⨯实
（）； （3）由①式知，2
4Pt
W S r
π=
⨯总， 利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，r 要小一些，即在安装人造太阳时应该适当的靠近地球一些靠近。

8．
6
112233800W 1260s 800W 1060s 300W 560s 1.14610J
W Pt P t Pt =++=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯。

（2019·上海中考模拟）如图（a ）所示电路，电源电压为12伏且不变，R 1的阻值为20欧，滑动变阻器R 2是规格为“20欧 3安”和“60欧 2安”中的一个，闭合开关S 后。

①求通过R 1的电流I 1。

____
②求10秒内电流通过R 1做的功W 1。

____
③若将一个表盘如图（b ）所示的完好的电流表接入电路某处，在电路安全工作的情况下，移动变阻器的滑片P ，使电路消耗的最大功率与最小功率的比值最大。

（a ）请判断符合上述要求所用变阻器的规格是______；电流表连接在______(选填“a”、“b”、“a 或b”)处。

（b ）求此功率的最大值P 最大。

______
【答案】0.6安 72焦 60欧 2安 a 或b 31.2瓦 【解析】 【详解】
①由电路图可知，电阻R 1、R 2并联，根据欧姆定律U
I R
=
可得，
通过R 1的电流1112V 0.6A 20Ω
U I R =
==。

②10秒内电流通过R 1做的功1112V 0.6A 10s 72J W UI t ==⨯⨯=。

③闭合开关S ，电阻R 1、R 2并联，由并联电路的特点可知，移动变阻器的滑片P 时，通过R 1的电流保持0.6A 不变。

在电路安全工作的情况下，要使电路消耗的最大功率与最小功率的比值最大，则电路中的最大电流与最小电流的比值最大。

若将“20Ω 3A”的变阻器接入电路中，通过R 2的电流最大为3A ，如果电流表接在（a ）处，在电路安全工作的情况下，电流不能超过电流表的量程，则电路中最大电流I 大=3A ；通过R 2的电流最小为2212V 0.6A 20Ω
U I R =
==，电路中最小电流I 小=0.6A+0.6A=1.2A ；因此电路中的最大电流与最小电流的比值为
3A?
2.51.2A
I I =
=大小。

若将“60Ω 2A”的变阻器接入电路中，通过R 2’
的电流最大为2A ，则电路中最大电流I 大
’
=2A+0.6A=2.6A ；通过
R 2’的电流最小为'
2
'212V 0.2A 60Ω
U I R =
==，电路中最小电流I 小’
=0.2A+0.6A=0.8A ；因此电路中的最大电流与最小电流的比值为''
2.6A?
3.250.8A
I I ==大小。

因此，符合上述要求所用变阻器的规格是“60Ω 2A”；因为图（b ）电流表的最大量程为0~3A ，题中干路电流和支路电流均小于3A ，所以电流表连接在a 或b 处。