中考物理电学综合计算题汇总

中考物理电学综合计算题汇总

一、电磁学综合题

1．答：（1）红色指示灯L 的电阻比发热体R 的电阻要大得多；（2）电热水袋的加热效率是70%；（2019·江门市第二中学中考模拟）现代生活中，人类对于能源的需求越来越大。如图是我国西部某地区风力发电的外景,风力发电机主要是由风机叶片和发电机组完成。已知该地区空气密度平均为1.3kg/m 3

，年平均风速为10m/s ，该风力发电区里一台风力发电机在不同风速下获得的风能如下表所示：

（1）100台这样的风力发电机在一年里（总工作时间按4000h 计算）获得的风能是____J ，这相当于______kg 焦炭完全燃烧所释放出来的能量（已知焦炭的热值是3×107J/kg ）。

（2）在风力作用下，风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机利用____的原理，把_____能转化为电能。

（3）如果一台风力发电机把风能转化为电能的效率为80%，那么该地区一台风力发电机的电功率为___kW.

（4）请你写出风能的一个优点：_____________________。

【答案】1.728×1014 5.76×106

电磁感应 机械 96 清洁无污染

【解析】 【详解】

（1）由表格数据知道，风速为10m/s 时，一台风力发电机，1min 获得的能量是7.2×106

J ，所以，100台这样的风力发电机在一年里（总工作时间按4000h 计算）获得的风能是：

6100400067.2010J Q ?=???=1.728×1014J ；如果这些能量是由完全燃烧焦炭来获得，

则焦炭的质量是：1471.72810J 310J/kg

Q m q ??== =5.76×106kg ； （2）在风力作用下，风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，是把机械能转化为电能，这是电磁感应现象；

（3）一台风力发电机，1min 获得的能量是7.2×106

J ，由Q

Q η=

风

知道，可以转化得到的电能是： 67.2108%==J 0Q Q η??风电 =5.76×106

J ，所以一台风力发电机的电功率是：

65.76060610J

s

Q P ?==

电s =96 kW ；

2．（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R 1（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S 1就会导通。继电器开关S 2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R 1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R 1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S 2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R 2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R 1是定值电阻，则通过R 1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R 1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，R 1的阻值为R 1＝

U I ＝10V

1A

＝10Ω，其正常工作时的功率为P ＝2U R ＝2220V 10Ω

（）

＝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S 2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。

3．（4）电热管与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，因为导线的电阻远小于电热管的电阻，由焦耳定律Q=I2Rt可知导线上产生的热量少；由题可知，加热与打浆的时间之比为3：1，设打浆时间为t打浆=t，则加热时间为t加热=3t，总的工作时间为t总=4t，豆浆机正常打好一次豆浆的消耗的总电能为0.17kW?h，0.17kW?h=P加热t加热+P打浆t打浆

=1.1kW×3t+0.1kW×t，解得：t＝0.05h，则打好一次豆浆需要的时间：t总

=4t=4×0.05h=0.2h。（2019·陕西中考模拟）如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜，其内部电路如图乙所示，S1为温控开关，S2为门控开关，R为石英加热管（阻值不变）. 消毒柜的总功率为1250W，臭氧发生器的功率为150W. 求：

（1）消毒柜使用三角插头，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与_________________相连.

（2）石英加热管R的阻值多大？关闭柜门，门控开关S2闭合，臭氧发生器工作10min所消耗的电能多大_____？

（3）若在货架上放100kg的不锈钢餐具，将其从26℃加热到70℃，不计热量损失，消毒柜石英加热管需要正常加热工作多长时间______？[c钢=0.46×103J/（kg?℃]

【答案】地线44Ω；9.0×104J 1840s

【解析】

【详解】

（1）消毒柜属于金属外壳用电器，使用三角插头，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与地线相连，这样即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止触电事故的发生；（2）因电路中的总功率等于各用电器功率之和，所以，石英加热管R的功率：P R=P总-P发

生器=1250W-150W=1100W，石英加热管R的阻值R=

22

(220V)

1100W

R

U

P

=44Ω；

臭氧发生器工作10min所消耗的电能W1=P发生器t1=150W×10×60s=9.0×104J；

4．（3）当S接b时，电阻R2在6min内消耗的电能为43560J。（2019·广东执信中学中考模拟）如图甲所示为常见家用电吹风，它的简化电路如图乙所示。问：

（1）当将图乙的选择开关拨到触点A、B时，电吹风可实现的功能是什么？

（2）已知电热丝正常工作时的电阻为55Ω，当电吹风吹热风时，通过电热丝的电流是多少？电热丝的电功率是多少？

（3）测得单独使用电吹风吹冷风时，家里电能表（标有3000r/kW·h）的表盘转动30圈用时5min，则吹冷风5min消耗的电能是多少？电吹风吹冷风时的功率是多少？

【答案】（1）吹热风；（2）4A；880W；（3）0.01kWh；120W

【解析】

【详解】

(1)由图可知，当开关拨到触点A、B时，电动机和电热丝同时工作吹热风；

(2)通过电热丝的电流：

1

220V

=4A

55Ω

U

I

R

==，电热丝的功率：P=UI=220V×4A=880W；

(3)电能表的表盘转30圈消耗的电能：W=

30r

=0.01kW h 3000r/kW h

?

?

，

电吹风吹冷风时的功率：

0.01kW h

=0.12kW=120W

560h

W

P

t

?

==。

答：(1)当将图乙的选择开关拨到触点A. B时，电吹风可实现的功能是热风；

(2)当电吹风吹热风时，通过电热丝的电流是4A；电热丝的电功率是880W；5．（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；

6．（2）5Ω或25Ω；当电阻为5Ω时，电路中的最小电流为0.2A ；当电阻为25Ω时，电路中的最小电流为0.52A 。（2019·江苏中考模拟）某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图甲所示。迎风板与一个压敏电阻R x 连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向，压敏电阻随风力的变化而变化，已知电源电压恒定，定值电阻2R =Ω，无风时电压表示的数为1V ，电压表量程为0~3V ，压敏电阻R x 与迎风板承受风力F 的关系如图乙所示。

（1）电压表示数随风力的增大而________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）求无风时电路的总电功率______。 （3）求该装置所能测量的最大风力______。 【答案】增大 4.5W 720N 【解析】 【详解】

(1)由甲电路图可知,R 与R x 串联，电压表测R 两端的电压，由图乙可知,风力增大时,R x 的阻

值减小，电路中的总电阻减小，由U

I R

=

可知，电路中的电流增大，由U =IR 可知，R 两端的电压增大，即电压表的示数增大；

(2)由图象可知当无风时，定值电阻2R =Ω，电压表示的数为1V ，此时干路中的电流为：

R 1V

0.5A 2U I R =

==Ω

，观察图乙中图像可知无风时电阻R x =16Ω，则电阻R x 两端电压为U x =IR x =0.5A ×16Ω=8V ，所以电源电压：U =U R +U x =9V ； 所以电路消耗的总功率为： P 总=UI =9V ×0.5A=4.5W 。

(3)当所测风力最大时，Rx 的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数U R =3V 最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R x 两端的电压：U x=U ?U R =9V?3V=6V ，因串联

电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：R 3V

1.5A 2U I R ===Ω

′

， 则压敏电阻的阻值：x x 6V

41.5A

U R I '=

==Ω'

7．因为 t ＝t 0+△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R2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4πr2．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；②3.454×108W；（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，S2、S1都闭合时，电路中只有电阻R1；

只有S2闭合，S1断开时，R1、R2串联，根据串联电阻大于其中任一电阻，

由

2

U

P

R

可知，S2、S1都闭合时，功率较大，由表中数据可知，此时功率P2＝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：2

2

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．（5）为增大小型无人机的巡航时间，可以减轻无人机的质量，减小工作功率，增大电能储备等。（2019·广西柳铁一中中考模拟）如图甲是小希家厨房用的电热水龙头，能够即开即热、冷热兼用，非常方便。图乙是它的原理电路图。R 1、R 2为电热丝，其中R 2＝242Ω．通过旋转手柄带动开关S 接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：

（1）电热丝是利用电流的_____效应工作的，分析电路图，开关与_____（填“1、2”或“2、3”）接触时，水龙头放出的是热水。

（2）水龙头放温水时，正常工作功率为1100W，求：R1的电阻是多大______？

（3）水龙头放热水时，电路消耗的总电功率是多少W______？

【答案】热 2、3 44Ω 1300W

【解析】

【详解】

（1）电热丝工作时，消耗电能，产生内能，利用电流的热效应工作的，水龙头放出热水时

电路的总功率最大，电源电压一定，由

2

U

P

R

可知，此时电路的总电阻最小，由图可

知，开关与2、3接触时，R1、R2并联，总电阻最小，此时水龙头放出的是热水；

（2）由电路图可知，开关与1、2接触时，电路为R1的简单电路，水龙头放出的是温水，

R1的电阻：R1=

2

U

P

温

=

2

(220V)

1100W

=44Ω；