初三物理电学综合题(较难)及答案

初三物理电学综合题(较难)及答案
一、电磁学综合题
1．（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。

二是穿透性，微波对一般的陶瓷、玻璃、耐热塑胶、木器等具有穿透作用，故用这些材料制成的器皿盛放食物加热时，能快速煮熟，而容器不发热。

三是吸收性，微波容易被含有水份的食品吸收而转变成热。

微波穿透食物的深度一般为2～4cm，且随着深度的增加而减弱，直径大于5cm的食物，可采取刺洞的方法增加微波的触及表面或切成小于4cm厚度的薄片，微波炉独特快速的加热方式是直接在食物内部加热，几乎没有热散失，具有很高的热效率，因此它具有加热快、高效节能等优点。

（1）用微波炉加热饭菜时，应选用________（选填“不锈钢”或“陶瓷”）容器来加热。

为防止微波泄漏对人体造成危害，微波炉的外壳内壁应选用________（选填“不锈钢”或“玻璃”）。

（2）为了用电安全，微波炉应该使用___________（两脚/三脚）插头。

（3）小明想知道微波炉的实际功率，他用电能表（表面如图所示）、钟表等工具进行了实验：他将家中其它用电器关闭，只让微波炉工作，测得该电能表的脉冲灯在1min内闪了64次，则微波炉在1min内消耗了___________J的电能，微波炉的功率为_________W。

【答案】陶瓷不锈钢三脚 72000 1200
【解析】
【详解】
（1）根据短文知道，微波炉内不能使用金属容器，因为微波遇到金属物体，会像光遇到镜子一样地发生反射，使微波能在金属中产生强大的电流，损坏微波炉；又因为微波对一般的陶瓷、玻璃、耐热塑胶、木器等具有穿透作用，使用这些材料制成的器皿盛放食物加热时，能快速煮熟，而容器不发热，所以，加热饭菜时，应选用陶瓷容器；微波炉的电磁波，过量的照射对人体有害，金属物质对电磁波有屏蔽作用，能阻挡电磁波的传播，微波炉的外壳内壁应选用不锈钢；
（2）由于微波炉有金属外壳，且是大功率用电器，所以，为了用电安全，微波炉应该使用三脚插头；
2．（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：720000s
J 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 =40Ω1210Ω
U 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)==80Ω605W
U 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+40Ω
R 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 20Ω
U 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 2420W
J 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 210W W t P =慢，
3．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。

1933 年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。

根据临界温度的不同，超导材料可以被分为:高温超导材料和低温超导材料。

但这里所说的“高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点 0℃，对常温来说应是极低的温度。

20 世纪 80 年代是超导电性探索与研究的黄金年代。

1981 年合成了有机超导体，1986 年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡（Ba ）,镧（La ）、铜（Cu ）,氧（0）的陶瓷性金属氧化物，其临界温度提高到了 35K 。

由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质，因此这个发现的意义非常重大，缪勒和柏诺兹因此而荣获了 1987 年度诺贝尔物理学奖。

后来包括中国在内的世界上部分国家又陆续发现临界温度 100K 以上的高温超导材料。

高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类:大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。

大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

请根据上述材料回答下列问题:
（1）许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为_____温度。

（2）超导体_____（选填“适合”或“不适合”）用来制作电饭锅的发热装置。

（3）如图所示，在甲、乙两图中能表示“迈斯纳效应”的是_____图。

（4）高温超导材料的超导电性可以应用于_____。

【答案】临界不适合乙大电流应用：超导发电、输电和储能
【解析】
【详解】
（1）许多金属和合金，当温度下降到某一值时，其电阻完全消失。

这一温度称为临界温度。

（2）超导体没有电阻。

根据焦耳定律，导体没有电阻，通电时就不会发热，所以超导体不适合用来制作电饭锅的发热装置。

（3）文中提到：“如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为‘迈斯纳效应’。

”故能表示“迈斯纳效应”的是乙图。

4．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
2
mv
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；
5．（5）太阳能电池板供电时，把太阳能转化为电能。

（2019·山东中考模拟）在中国科技馆二层“探索与发现”A厅中有一件展品名为“静电滚球”，如图所示。

展台左侧是一个透明罩，罩内展台的中央为半球形的中心电极，罩内四周是环形金属板，环形金属板接地，罩内台面上放置着一些金属小球；展台右侧是一个转轮，转轮上有转动手柄。

请将“静电小球”中金属小球的滚动原理补充完整：
金属小球的滚动原理是：当转动转轮时，中心电极带正电，由于静电感应，每个金属小球内部的电荷会重新排布，小球靠近中心电极一侧带负电荷、远离中心电极的一侧带等量的正电荷。

由于每个小球的负电荷离中心电极距离近、正电荷离中心电极距离远，所以中心电极对负电荷的吸引力大于对正电荷的排斥力，因此，金属小球就会向_____滚动；当金属小球与中心电极碰撞时，金属小球带上正电荷。

由于中心电极与金属小球都带有正电荷，小球受到中心电极_____力的作用而远离。

当金属小球与接地的金属板碰撞时，正电荷被中和，此时金属小球_____（选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）。

如此循环往复，小球会在中心电极和环形金属板之间不停地滚来滚去。

【答案】中心电极排斥不带电
【解析】
【详解】
6．（4）使用时把悬挂在绳子末端的重物提至灯的顶端，因此悬挂的高度有一定的局限性。

同时，功率小；供电时间短；不能持续供电。

（2019·河北中考模拟）阅读短文并回答下列问题。

磁悬浮列车
磁悬浮列车（如图所示）利用磁极间的相互作用使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约lcm处行驶。

它行驶时和电动机的工作原理完全相同。

只是把电动机的“转子”安装在列
车上，将电动机的“定子”安装在轨道上，当向轨道这个“定子”输电时，通过通电线圈受到磁场力的作用，使列车就像电动机的“转子”一样被推动着向前运动。

当列车运行在曲线或坡道上时，控制系统通过改变电磁铁中的电流达到控制运行的目的。

（1）磁悬浮列车开动时能够悬浮在轨道上是因为______________。

车体完全脱离轨道，可以大大减小车体与铁轨之间的____________力。

（2）当磁悬浮列车运行路线是曲线时，通过改变_______中的电流来达到控制运行的目的。

（3）磁悬浮列车在铁轨上行驶的工作原理是___________。

【答案】磁极之间的相互作用摩擦电磁铁通电线圈（或导体）在磁场中受到力的作用
【解析】
【详解】
（1）根据短文知道，磁悬浮列车利用磁极之间的相互作用，即“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的原理，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，这样可以大大减小车体与铁轨之间的摩擦力；
（2）根据短文知道，当磁悬浮列车运行在曲线上时，控制系统通过改变电磁铁中的电流达到控制运行的目的；
7．（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R 2的阻值；______
（3）求S 断开时R 1、R 2所产生的热量之比。

________
【答案】断开； 48Ω 3：2
【解析】
【详解】
（1）由电路图可知，开关S 断开时，R 1与R 2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R 2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R 2的阻值： R 2＝2U P 加热=()2
24V 12W
＝48Ω； （3）开关S 断开时，R 1与R 2串联，
由串联电路的电流特点知，I ＝I 1＝I 2，
在串联电路中两电阻的工作时间相同，
由焦耳定律可得，R 1、R 2所产生的热量：
8．
6112233
800W 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 60ΩU 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。