中考物理电学综合计算题及答案

中考物理电学综合计算题及答案
一、电磁学综合题
1．所以变阻器的总电阻：5541101411
U 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 1h
W 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 220V
P 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。

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；
3．（4）因为电解铝的密度小，根据公式ρ=m
V
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。

（2019·广东中考模拟）如图甲是某饮水器的原理图。

饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1（是一个定值电阻）和热敏电阻R x，只要水面到达如图所示的位置，接触开关S1就会导通。

继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。

（1）若分别把电热丝R1和热敏电阻R x单独接入某电源电路中，它们的电流随电压的变化曲线是图乙中A、B、C中的两条。

可知R1的阻值是_____Ω，饮水器的正常加热功率是
_____W。

（2）为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路，热敏电阻R x应选择图乙中的_____（选填图象中的字母）。

在使用过程中，发现饮水器内的水实际加热到90℃就自动切断了加热电路，为了使水能在加热至沸腾后才能自动切断加热电路，可将滑动变阻R2的滑片向_____调节。

（3）已知该饮水器装有10kg水，在实际使用中发现，当只有饮水器接入电路中时，它将水从20℃加热到100℃的过程中，电能表的转盘转了3000转，则该饮水器加热过程中的热效率是_____（保留小数点后一位）。

（电能表参数“2500revs/kW•h”，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃））
【答案】10 4840 C 左 77.8%
【解析】
【详解】
（1）因为R1是定值电阻，则通过R1的电流与它两端电压成正比，其I﹣U图象为过原点的倾斜直线，所以图像中B为定值电阻R1的电流随电压的变化曲线；结合欧姆定律，取图像
中点（10V，1.0A）可得，R1的阻值为R1＝U
I
＝
10V
1A
＝10Ω，其正常工作时的功率为P＝
2
U R ＝
2
220V
10
（）
＝4840W。

（2）为了使饮水器在水加热至沸腾后能自动切断加热电路，则应使继电器开关S2断开，应减弱电磁铁的磁性，根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知应减小控制电路中的电流，由欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值应变大，即热敏电阻R x的阻值应随温度升高而变大，图乙中C曲线反映了电阻的阻值随温度升高（两端电压越高，电流越大，产生热量越多，温度就越高）而变大的特性，故选C；若要饮水器内的水加热到90℃还能继续加热，即继电
器开关S2仍然是闭合的，需要增强电磁铁的磁性，应增大此时控制电路中的电流，由欧姆定律可知应减小控制电路的总电阻，而温度为90℃时热敏电阻的阻值是一定的，所以应减小滑动变阻器R2的阻值，即R2的滑片向左调节。

4．（4）无人机水平向右做匀速直线运动的过程中，间隔相同时间从飞机上依次自由释放编号为①②③的三个相同物体。

三个物体再水平方向由于惯性与飞机具有相同的速度，在相同时间内与飞机通过相同的路程；在竖直方向上通过相同的时间落会到地面，因此在水平方向通过相同的路程。

由于是间隔相同时间从飞机上依次自由释放编号为①②③的三个相同物体，因此在地面上间隔相同时间，通过相同路程以此是①②③顺序排列。

选A正确、（2019·陕西中考模拟）如图，图1是一款多挡位电炒锅，图2是其内部简化工作电路图．R1、R2、R3是加热电阻，其中R3的电阻值为60.5Ω．接通电源，只闭合开关S1时电炒锅的功率为600W，再闭合S2，电炒锅的功率为1000W．求：
（1）电炒锅是一种具有金属外壳的大功率用电器，应使用_______（选填“两脚插头”或“三脚插头”）将其接入家庭电路．
（2）电炒锅消耗的最大电功率和加热电阻R2的阻值；______
（3）若使用该电炒锅最大功率，将4kg、20℃的水加热至80℃，至少需要多少秒? ______ [c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】三脚插头1800W；121Ω 560s
【解析】
【详解】
（1）电炒锅是具有金属外壳的大功率用电器，为了防止因漏电而发生触电事故，它的外壳要接地，因此应使用三脚插头；
（2）R3的电功率：P3=
()2
2
3
220V
60.5Ω
U
R
==800W，
电炒锅的最大电功率：P最大=1000W+800W=1800W，R2的功率：P2=1000W-600W=400W，
加热电阻R2的阻值：R2=
()2
2
2
220V
400W
U
P
==121Ω；
5．（3）不锈钢餐具吸收的热量：Q吸=cm（t′-t0）=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 1100W
J R R W Q P P ⨯===。

（2019·河南师大附中实验学校中考模拟）为了改善能源结构，减少污染物排放，大力发展清洁能源，我省西部山区大力发展风电产业，如图所示在闲置的山地、丘陵地带，耸立起高约90m 、风叶半径60m 、单机容量3000kW ，总装机容量6210⨯kW 的风电场。

（1）风力发电是将_______________能转化为电能。

（2）总装机容量6210⨯kW 的风力发电机组同时工作，若每天平均发电10h ，6天向电网输送的能量是多少kW h ⋅？这些电能可供功率为6000kW 的动车组运行多长时间？
（3）火电站燃煤发电的效率是30%，6天内风力发电机产生的电量相当于燃烧多少吨煤？
（煤的热值7310q =⨯J/kg ）
【答案】（1）风；（2）1.2×
108； 4210h ⨯；（3）44.810⨯ 【解析】
【详解】
（1）风力发电是将风能转化为电能；
（2）总装机容量6210⨯kW 的风力发电机组同时工作，若每天平均发电10h ，6天向电网
输送的能量是：W =Pt =6210⨯kW ×10h ×6=1.2×108kW ∙h ，
这些电能可供功率为6000kW 的动车组运行：'
4'81.210kW 210h 6000kW h W t P =⨯⨯⋅==； （3）由Q =mq 可得：
83747 4.810kg=4.810t 30%310J/1.21010W 3600k s g
W
Q W m q q q ηη⨯=====⨯⨯⨯⨯⨯⨯。

答：（1）风；
（2）向电网输送的能量是1.2×
108kW∙h ；这些电能可供动车组运行4210h ⨯时间；
6．（2019·江苏中考模拟）阅读短文，回答问题。

远距离输电
输电要用导线，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略。

导线有电阻，电流通过时就要发热，如何减少输电线上电功率的损耗呢?发电厂输出的电功率是一定的，它决定于发电机组的发电能力。

根据P=UI，若提高输电电压U，那么线路中的电流一定会减小。

输电线上损失的电功率为ΔP=I2R，所以减小输电线的电阻和减小输电电流就可以大大降低电能的损失。

从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说，远距离输送电能要采用高电压或超高电压。

但也不能盲目提高输电电压，因为输电电压越高，输电架空线的建设，对所用各种材料的要求就越严格，线路的造价就越高。

绝缘子(如图)是应用在输电线路上的一种特殊的绝缘控件，它主要起到支持和固定导线的作用，通常由玻璃或陶瓷制成。

从发电站输出的电能，一般都要通过升压变压器提升电压，根据输送距离的远近，常采用10千伏、35千伏、110千伏、220千伏的高压输电，甚至1000千伏以上的特高压输电。

到达用户处再用降压变压器逐级降低电压。

(1)减小输电线上电能损失的方法有__________。

A．增大输电线的横截面积
B．减小输电线的长度
C．提高输电电压
D．缩短供电的时间
(2)绝缘子无需具备的特性是___________
A．机械强度高 B．耐低温 C．耐腐蚀 D．透光性好
(3)若输电电压提高2倍，则线路上的功率损耗将降为原来的_______。

(4)用电高峰时期，家庭电路的电压会_______(选填“升高”、“不变”或“降低”)。

(5)若发电厂输出功率为2×107W，输电线的电阻为5Ω，若控制线路损失功率为输出功率的4%，则应将输电电压提高到_______。

【答案】A、C D 降低 50kV或5×104V
【解析】
【详解】
（1）在输电电流I输一定的情况下，由于增大输电线横截面积，导致输电导线电阻R变小，由公式P输=I输2R知道，可以输电功率损失越小，故A能减少输电电能损失；输电电流I输=，在输电功率P输一定的情况下，U输越大，输电电流I输越小，导线电阻R一定，由P输=I输2R知道，提高输电电压能有效减少输电电能损失；减小输电线的长度，缩短供电的时间，都不能解决用电的实际问题，故不可行；
（2）根据短文知道，“绝缘子是应用在输电线路上的一种特殊的绝缘控件，它主要起到支持和固定导线的作用，通常由玻璃或陶瓷制成”，所以不需要具备的特性透光性好。

（3）由P=UI知道，输电电流I=，所以，输送电压变为原来的2倍，则输电电流变为原来的，又因为，所以损失的功率变为原来的；
（4）用电高峰时期，负载增加，电阻减小，由串联分压知道，家庭电路的电压会降低；7．（2019·江苏中考模拟）阅读短文，回答问题
观光电梯
电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具．电梯的简易结构如图甲所示，电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧，在电梯半载时，轿厢总重和配重的重力基本相等．满载上升时，主电动机提供动力，驱动轿厢．
如图乙所示，为某商业大厦安装的观光电梯，其相关参数如下表．为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图丙所示，控制电路的电源电压U为12V，压力传感器的电阻R与所受压力F的关系图像如图丁所示，电磁继电器阻值可忽略．当电流大于 0.2A 时，会启动警报系统，同时无论如何按压电梯控制器，门电动机均不工作．此外，电梯需经常保养，“运行频次比ω ”是电梯养护的重要指标，ω一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示．
（1）为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的____性，该观光电梯配重的重力约为____N．
（2）下列有关该电梯的说法中，正确的是____ .
A．主电机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦
B．超载自动报警系统中电磁铁的右端为S极
C．电梯满载上行时，电动机需顺时针转动
D．报警电铃的工作原理是电磁感应
（3）乙图中，当站在上升的B电梯里的乘客看到 A 电梯在上升，则可推知 A电梯在
______且速度__（大于/小于/等于）B电梯的速度．
（4）控制电路中R0=____Ω ．若使用一段时间，电梯未满载就报警，则说明 R0 的阻值变____（大/小）．
（5）该商业大厦每天营业时间为 12h，设电梯均在额定功率下运行．经测算，该观光电梯平均每天耗电72kW•h，则该观光电梯的“运行频次比”ω=____（结果写成小数形式）.
【答案】透光性 7000 C 上升大于 20 小 3.8
【解析】
【详解】
(1)乘客在随电梯竖直上升的过程中，可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色，
所以为便于观光，电梯的外壁采用玻璃材料，主要是因为玻璃有较好的透光性。

轿厢的重力：G轿厢=mg=500kg×10N/kg=5000N，
电梯半载时：G半载=1
2
G最大=
1
2
×4000N=2000N，
由题意知，配重的重力：
G配=G轿厢+G半载=5000N+2000N=7000N，
(2)A、主电机与钢丝绳之间的摩擦使钢丝绳上升，该摩擦属于有益摩擦，故A错误；
B. 超载自动报警系统报警时，电流从电磁铁的右端导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的右端为N极，左端为S极，故B错误；
C. 电梯满载上行时，钢丝绳对轿厢由向上的拉力，所以电动机需顺时针转动对其产生向上的摩擦力，故C正确；
D. 报警电铃的工作原理是电的磁效应，故D错误。

(3)当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升，此时B电梯里的乘客以自己的电梯为参照物，
可推知A电梯在上升，且速度大于B电梯的速度。

(4) 当电梯刚好满载时,即压力传感器所受压力F=G最大=4000N.
由图象可知，压力传感器的电阻R=40Ω，
由欧姆定律得，电路总电阻：R总=U
I
=
12V
0.2A
=60Ω，
根据串联电路电阻特点可知,R0的阻值：
R0=R总−R=60Ω−40Ω=20Ω，
当电梯未满载时，压力传感器所受压力变小，由图象可知，压力传感器的电阻变大，
由于电梯报警时的电流和电源电压不变,根据R总=U
I
可知,电路总电阻不变,则说明R0的阻
值变小。

(5)由P=W
t
得，电梯运行消耗的电能：
W运行=P额t运行=25kW×t运行，
电梯待机消耗的电能：
W待机=P待机t待机=1kW×t待机，
则电梯平均每天消耗的电能：
W=W运行+W待机,即：25kW×t运行+1kW×t待机=72kW⋅h−−−①
t运行+t待机=12h−−−②
联立①②可解得：t运行=2.5h,t待机=9.5h；
则该观光电梯的“运行频次比”：
8．（4）当油箱中的汽油还有5升时，滑片P刚好在R的中点，油量表的示数为0.1A，此时报警电路开始自动报警，若要报警时的油量比5升多一些，由V＝60﹣0.5R可知，此时滑动变阻器接入电路中的电阻较小，小于R，电路中电流较大，即大于0.1A；要使电路中的电流减小到0.1A（即达到该电流值时报警），由I＝可知，应增大R0的阻值或减小电源的电压，即方法一：换R0，增大R0的阻值；方法二：换电源，减小电源电压。

（2019·扬州中学教育集团树人学校中考模拟）阅读短文，回答问题
主动式空气净化器
图甲为某型号空气净化器，在不同档位工作时的参数如下表所示．洁净空气量是指1h净化空气的体积；能效比是空气净化器洁净空气量与输入功率之比，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比．
（1）颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为____． （2）该净化器接在家庭电路中，在5档正常工作时的电流为____A ，如果室内面积为50m 2，房间的高度为2.5m ，请你计算该空气净化器工作档位为4档时，理论上1h 可以净化房间内空气____次．
（3）单独使用该净化器20min ，规格为2400imp/（kW•h ）的电能表指示灯闪烁36次，则
该空气净化器在____档位工作，此时该空气净化器的能效比为____m 3/（h•W ）．
（4）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻010ΩR =，电源电压恒为28V ；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线．现用此电路检测该型号净化器的净化效率：净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A ，此时空气中有害气体浓度是____μg/m 3
，净化器正常使用30min 后，检测电路的电流变为0.1A ，则该空气净化器的实际净化效率为____%．
【答案】带电体具有吸引轻小物体的性质 0.2 4 2 5.3 2.0 95%
【解析】
【详解】
(1)[1]颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网时受到强烈的吸引力，这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质；
(2)[2]由表格数据可知，净化器接在家庭电路中，在2挡时的功率44W P =，由P UI =得，在2挡正常工作时的电流： 44W 220V
0.2A P U I === [3]该空气净化器工作档位为4档时，净化空气量为500m 3/h ，即每小时净化空气500m 3，该房间内空气的体积：
2350m 2.5m 125m V Sh ==⨯=
则理论上1h 可以净化房间内空气的次数：
3
3500m 4125m
n == 即理论上1h 可以净化房间内空气的次数是4次；
(3)[4]电能表指示灯闪烁36次，净化器消耗的电能：
()
436imp 0.015kW h 5.410J 2400imp/kW h W =
=∙=⨯∙ 工作时间： 20min 1200s t '==
则净化器消耗的电功率：
45.4101J 45W 200s t W P ⨯'==='
查表可知，功率为45W 时，该空气净化器在2档位工作。

[5]由净化器能效比的定义可得，此时该空气净化器的能效比：
33240m /h 5.3m /h W 45W
=∙（） (4)[6]由电路图可知，0R 、R 串联，检测电路中电流表的示数为：
0.7A I = 由U I R
=得，电路的总电阻： 28V 40Ω0.7A
U I R ===总 根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值：
40Ω10Ω30ΩR R R =-=-=总
由图丙可知，气敏电阻阻值为30Ω时，此时空气中有害气体浓度是：
31 2.0μg/m β=
[7]当检测电路的电流变为：
0.1A I '=
此时电路总电阻：
28V 280Ω0.1A
R I U '==='总 根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值：
280Ω10Ω270ΩR R R '='-=-=总
由图丙可知，气敏电阻阻值为270Ω时，此时空气中有害气体浓度是：
320.1μg/m β=
由题意知，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比；则该空气净化器的实际净化效率：。