最新中考物理电学综合计算题及答案解析

最新中考物理电学综合计算题及答案解析
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①②③④⑤⑥
U/V00.51 1.52 2.5
I/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．。

（2019·广东中考模拟）如题1图所示电路，电源电压恒定。

闭合开关，当滑动变阻器R 2的滑片P 从最右端滑到最左端的过程中，R 1的I ﹣U 关系图象如图所示，求：
（1）R 2的最大阻值；
（2）滑动变阻器的滑片位于中点时，V 2的示数；
（3）在图2中画出滑片从最右端滑到最左端过程中A 与V 2示数的I ﹣U 关系图象。

【答案】（1）40Ω；（2）9V ；（3）见解答。

【解析】
【详解】
由电路图可知，R 1、R 2串联，电压表V 1测R 1的电压，电压表V 2测R 2的电压，电流表测电路中的电流，已知R 1的I ﹣U 关系图象如图2所示。

（1）当滑片P 位于最左端时，只有R 1工作，电路中的电流最大，由图象可知最大电流I 1＝0.9A ，此时R 1的电压为18V ，则电源电压：U ＝U 1＝18V ，R 1的阻值：
11118V =20Ω0.9A
U R I == ；由图知，当滑片P 位于最右端时，R 1与R 2的最大阻值串联，电路中电流最小为I 2＝0.3A ，此时R 1的电压为6V ，则R 2两端电压为：U 2＝U ﹣U 1′＝18V ﹣
6V ＝12V ，由欧姆定律可得，R 2的最大阻值：22212V =40Ω0.3
I R U ==；
（2）当滑片处于中点时，滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω，则串联电路的总电阻：R 串＝R 1+R 2′＝20Ω+20Ω＝40Ω，此时电路中的电流为：串18V ==0.45A 40Ω
U I R =，此时R 2两端的电压：22U IR '=' ＝0.45A×20Ω＝9V ，即V 2表的示数为9V ；
（3）当滑片在最左端时V 2的示数为0，此时电流最大0.9A ，根据题（1）中的计算可知，滑片在最右端时V 2的示数为12V ，此时电流是0.3A ，当滑动变阻器R 2的滑片P 从最右端滑到最左端的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路电流减小，电流表示数减小，由11=U IR 可知，定值电阻R 1两端电压减小，由串联电路的电压规律可知，滑动变阻器的电压U 2减小，因U 1线性变化，则U 2也是线性变化的，在坐标系中描出（0V ，0.9A ）、（12V ，0.3A ）两个点，用直线连接即可，则滑片从最右端滑到最左端过程中A 与V 2示数的I ﹣U 关系图象如下：
3．心脏的平均功率：960J 16W 60s
W P t ===。

（2019·广东中考模拟）为了能在黑夜中看见开关位置，小明设计了如图所示的电路。

当开关S 合向b 时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S 合向a 时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置。

他利用一个“10V0.1W ”的小灯泡和一段电阻丝组装成指示灯，求：
（1）这个“10V 0.1W ”的小灯泡和这段电阻丝应该_____联（选填“串”或“并”） （2）为使指示灯正常发光，电阻丝的电阻应为多少______？
（3）照明灯使用6小时所消耗的电能是多少________？
【答案】串联 2100Ω 62.1610J ⨯
【解析】
【详解】
(1)小灯泡电压较小，所以需要将电阻丝与小灯泡串联分压；
(2)指示灯正常发光，则电流是：0.1W =0.01A 10V P I U =
=，电阻丝需要分担210V 的电压，电阻丝的电阻应为：210V =2100Ω0.01A
R =；
4．（4）当最大风力增加到600N 时，Rx ″=1Ω，总电阻减小，电流会增大，为保持电压表量程不变，则电路中的电流0.6A 不变，若提高该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力，所以可以①串联一个定值电阻，②减小电源电压。

（2019·山东中考模拟）制作电子拉力计：
现有如下器材：一个电压恒威12V的电源；一个阻值为20Ω的定值电阻R0；一个量程为0~0.6A的电流表；一个开关；若干导线；一根长为6cm、阻值为30Ω的均匀电阻丝R1（它的阻值与其长度成正比）；一根轻质弹簧，一端可以固定，另一端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计），它的伸长量与受到的拉力关系图象如图乙所示。

（1）请利用上述器材制作电子拉力计，在图甲所示方框中画出设计的电路图。

（2）请推导出拉力F与电流表示数I的关系式，并在图丙所示的电流表表盘上标出拉力为10N，30N时对应的刻度值。

【答案】（1）（2）F=60−12
I
；
【解析】
【详解】
（1）从电源正极依次串联定值电阻、开关、电阻丝、弹簧以及电流表，如下图所示：
（2）根据图乙可知，当拉力为40N时，弹簧的伸长量为8cm，则由F=k△L可得：
k =F
L
=
40N
8cm
=5N/cm；因此F与△L的关系：F=5N/cm×△L−−−−①；电阻丝R1的阻值与
其长度成正比,则由欧姆定律可得，电流表的示数为：
I=
40Ω40Ω
8cm
U
R L +-⨯=
12V
40Ω
20Ω40Ω
8cm
L
+-⨯=
12
605L
-
−−−−②，联立①②可得，
I=
12
60F
-
，因此拉力F与电流表示数I的关系式为：F=60−
12
I
；当拉力F=10N时，
I1=0.24A；当F=30N时，I2=0.4A；指针在电流表刻度盘上的位置如下：
5．（5）输电线路损失功率是： =8×105W，则知道，输电电流是：，由P=UI知道，输电电压是：
= 50kV。

（2019·江西中考模拟）如图所示，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0﹣15V，R1的电阻为20Ω，电源电压为18V，变阻器R3的阻值范围为0﹣200Ω。

（1）只闭合开关S3时，电流表示数为0.3A，求R2的电阻；
（2）只闭合开关S2、S4，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器的阻值变化范围；
（3）请画出只闭合开关S1、S3和S4时的等效电路图。

【答案】（1）40Ω；（2）10Ω﹣100Ω；（3）
【解析】
（1）只闭合开关S 3时，灯与R 2串联，电流表测电路中的电流，因电流表示数为0.3A ， 由欧姆定律可得，电路的总电阻： 18V 600.3A U R I ===Ω串联 根据电阻的串联，则R 2的电阻： R 2＝R 串联﹣R 1＝60Ω﹣20Ω＝40Ω；
（2）只闭合开关S 2、S 4，R 1和R 3串联，电压表测R 3的电压，电流表测电路中的电流，由串联分压的规律可知，当电压表示数为15V 时，变阻器连入电路的电阻最大，根据串联电路电压的规律，此时R 1的电压为：U 1＝18V ﹣15V ＝3V ，
根据分压原理，变阻器连入电路中的最大电阻为：R 滑=15V 20Ω100Ω3V
⨯= 电流表的量程为0～0.6A ，故电路中的最大电流为0.6A ，此时变阻器接入电路的电阻最小，由欧姆定律和电阻的串联可得，变阻器连入电路中的最小电阻：
R 滑小=118V 20Ω10Ω0.6A
U R I -=-=大 故在不损坏电流表、电压表的情况下，滑动变阻器的阻值变化范围为10Ω﹣100Ω； （3）只闭合开关S 1、S 3和S 4时，R 1短路，R 2、R 3并联，电流表测干路电流，等效电路图如下所示：
6．（4）A 与滑动变阻器串联，因为滑动变阻器功率和A 灯功率相等，且电流相等，根据P =UI 得到灯A 与滑动变阻器两端电压也相等，U A ′=U R =12
×6V=3V ，由图象得到此时电路中电流为0.7A ，所以此时滑动变阻器功率为：P R =U R I =3V×0.7A=2.1W 。

（2019·江苏中考模拟）如图1是美的电器生产的一款饮水机，其加热水箱部分工作原理电路图可简化成如下图2所示，其中S 是一个自动温控开关，R 1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热；达到设定温度时，S 自动切换到另一处于保温状态．请回答下列问题：
（1）A 、B 是两种不同颜色的指示灯．如果用红色表示正在对水加热，绿色表示保温，则电路图中可标明________为红色指示灯．
（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大_____？电阻R 2的阻值是多大_____？（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）．
（3）饮水机正常工作时，加热管放出的热量90％被水吸收，将加热水箱中的水从初温20℃加热到92℃，试计算出需要多少加热时间_______？（c 水=4.2×103J/（kg•℃））
【答案】A 4A 825Ω 420s
【详解】
(1)当S 接左面时电路中只有电阻R 1，总电阻最小，电流路中电流最大，发热管功率就会最大，处于加热状态，因此A 灯为红色灯，B 为绿色；
(2)加热时加热管的电功率P 1=880W ，电阻()2211220V =55Ω880W U R P == ，保温时，电功
率P 2=55W ，根据公式2P I R = 可知，在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流11
880W =4A 55ΩP I R '== ；保温状态下，电路的总电阻()2
22220V =880Ω55W
U R P =
= ，R 2=R −R 1=880Ω−55Ω=825Ω； 7．R 3所消耗的功率：P 3＝U 3I 3＝U ×I ＝×800W ＝400W ；故R 3的电阻：R 3＝＝＝121Ω。

（2019·广东中考模拟）阅读短文，回答问题。

电动平衡车
电动平衡车，又称体感车（如图甲），是一种时尚代步工具，它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

电动平衡车采用站立式驾驶方式，通过身体重心和操控杆控制车体运行，采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。

（1）当人驾驶电动平衡车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法中错误的是_____ A ．平衡车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
B ．平衡车刹车时由于具有惯性不能立即停止下来
C ．平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
D ．人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力是一对相互作用力
（2）已知平衡车自重12kg,最大载重90kg.质量48kg 的小明驾驶电动平衡车时，若每只轮胎着地面积约25cm 2,此时对水平地面的压强是_________Pa 。

（g 取10N/kg ）
（3）如题图乙所示，科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路。

电路中电源电压恒为6V ，指示灯L 1、L 2的规格均为“6V 6W”，R 0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关S 与“1”接通后，左转指示灯L 1会亮暗交替闪烁。

在上述过程中，左转指示灯L 1两端实际电压U L 随时间t 变化规律如题图丙所
示。

①当单刀双掷开关S与“2”接通时，电磁铁中有电流通过，右转指示灯L2发光_____（选填“较亮”或“较暗”）；接着，衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，右转指示灯L2发光_____（选填“较亮”或“较暗”）。

此时，由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，右转指示灯L2会亮暗交替闪烁。

②单刀双掷开关S与“1”接通，触点A与B分离时，电磁铁上端是_____极，值电阻R0的阻值为_____Ω。

③在单刀双掷开关S与“l”接通情况下，左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作10min，则整个电路消耗的电能为__J。

【答案】C 1.2×105较暗较亮 N 24 1680
【解析】
【详解】
(1)A、轮胎上的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。

故A 正确；
B. 平衡车刹车时由于具有惯性继续向原来的方向运动，所以不能立即停止下来。

故B正确；
C. 平衡车的重力小于地面对平衡车的支持力，不符合二力平衡的条件。

故C错误；
D. 人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上，是一对相互作用力。

故D正确。

(2)车对水平地面的压力：F=G总=(m车+m人)g=(12kg+48kg)×10N/kg=600N，
车对水平地面的压强：
p===1.2×105Pa.
(3)①开关S与“1”接触时,电磁铁中电流通过,灯L1与R0串联，
由串联电路的电压特点知,此时L1两端电压小于电源电压6V,即小于其额定电压6V,所以L1不能正常工作，发光较暗；
衔铁被吸下后,R0被短路,电路中只有L1连入电路,L1两端电压等于电源电压6V,L1正常工作，发光较亮；
②由图知，电流从电磁铁下端流入，由安培定则可知，电磁铁上端是北极；
由P=求指示灯L1的阻值：R L===6Ω，
S与“1”接通,触电A与B分离时,L1与R0串联,由图象知灯泡两端电压U L=1.2V，
则R0两端的电压：U0=U−U L=6V−1.2V=4.8V；
由串联电路特点和欧姆定律有：I L=I R,即：=
即： =，
解得：R0=24Ω；
③0∼1s 电路中电流I ===0.2A ，
电路消耗的电能：W 1=U L It =6V ×0.2A ×1s=1.2J ；
当触点A 与B 接通时,电磁铁和电阻R 0被短路，指示灯发光较亮，
根据图象可知,此时指示灯两端电压为6V ,此时电路中的电流：I ′===1A ；
1s ∼1.5s 电路消耗的电能：W 2=UI ′t =6V ×1A ×0.5s=3J ；
8．（2）从图中和表中数据可知，2021年地磁S 极的经度在160°E -170°E 之间，大约166°E ，2007年纬度在84°N ，2021年地磁S 极的纬度高于84°N ，从图中可知大约在87 °N 。

故B 符合题意。

（2019·西安行知中学中考模拟）市场上有一种电热水机，如图所示是饮水机的简化电路图，S 是温控开关，R 1是调节电阻，其阻值为176Ω，R 2是供热的电阻丝，它有高低两个挡位。

饮水机的铭牌参数如图所示。

求：
（1）电热水机工作时，将_____能转化为_____能。

（2）R 2的阻值是多少________？
（3）某次用低挡位工作时，需要将质量为1kg ，初温12℃的水在一标准大气压下烧开，需要加热多长时间？（不计热损失，c 水＝4.2×103J/（kg ℃）________
（4）由（3）中计算可知，用低温挡把水烧开时，时间太长，想要缩短时间，那么在保证高温挡功率不变的情况下，如何对原电路进行改造？（只说明改变电阻的做法，不用计算）_________
【答案】电 内 44Ω 840s 给R 1并联一个电阻R 3即可
【解析】
【详解】
（1）电热水机工作时，是将电能转化为内能，主要利用了电流的热效应。

（2）当温控开关S 闭合时，电阻R 1被短路，只有加热电阻R 2接入电路，饮水机处于加热状态，由2U P R =得R 2的阻值：222(220V)=44Ω1100W U R P 加热
==， （3）当S 断开时，R 1与R 2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，饮水机处于保温状态（低挡位），因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时电路中的电流：12220V =1A 176Ω+44Ω
U I R R ==+， 则电热饮水机的保温功率（即加热电阻R 2消耗的功率）：
2221A 44Ω44W P I R ⨯保温保温＝＝（）＝。

一标准大气压下，水的沸点t ＝100℃，把水烧开，水吸收的热量：
350 4.210J/kg 1kg 10012 3.69610J Q c m t t ⨯⋅⨯⨯-⨯水＝（﹣）＝（℃）（℃℃）＝。

不计热损失，饮水机消耗的电能：5
3.69610J W Q ⨯＝＝ ， 由W P t
=知，饮水机需要加热的时间：53.69610J ==840s 44W W t P ⨯=保温； （4）用低温挡把水烧开时，时间太长，想要缩短时间，在保证高温挡功率不变的情况下，需要增大R 2的功率，需增大电流，需减小总电阻，则应给R 1并联一个电阻R 3即可。