中考物理模拟题分类汇编 专题分类电磁学.docx
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中考物理模拟题分类汇编专题分类电磁学
中考物理模拟题分类汇编专题分类∶电磁学
一、电磁学综合题
1.电动机的机械功W机=W−Q=3.3×105J−1.5×104J=3.15×105J,(2019·天津中考模拟)如图甲所示,设闭合电路中的电流为I,外部电路的等效电阻为R,电源内部电阻为r(r为定值),电源电动势为E,根据串联电路电压特点有E=IR+Ir。
现有如图乙所示的电路,当变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数与电流表读数的变化情况,如图丙中AC、BC两直线所示。
(1)电压表V1、V2的示数与电流表A的示数的变化图线分别为(丙)图中的哪一条?
并加以说明。
(2)请你计算出变阻器的总电阻R1的大小。
小贴士
电源两极间存在电压。
实验表明:
不接用电器时,电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的,物理学中用“电动势”表征电源这一特性,即电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,用符号“E”
表示,实际上由于电源内部有电阻,所以当电路中有电流通过时,电源的内阻也分得一定的电压。
【答案】
(1)详见解析
(2)
【解析】
【分析】
根据题中“小贴士”和电路图可知,本题考查闭合电路的欧姆定律。
当滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器接入电路的电阻减小,电路中电流增大,定值电阻R0的电压增大,路端电压减小,结合图丙进行分析判断,确定两电表对应的图线;结合图像,利用欧姆定律求出R1的值;
【详解】
解:
电压表V1测电路中电阻R0及R1两端总电压(或电源输出电压)。
(1)BC直线为电压表V1的示数随电流表示数变化的图线,AC直线为电压表V2的示数随电流表示数变化的图线。
当滑动变阻器滑片从一端滑到另一端时,电流表示数从I1增大到I4,乙图中电压表V2的示数U0=IR0,可知当电流表A的示数增大时,电压表V2的示数也随着增大:
因为E=I(R0+R1)+Ir,已知电源内阻r和电源电压不变,可知当电流I增大时,Ir增大,则I(R0+R1)减小,即电源输出电压减小,所以BC直线为电压表V1的示数随电流表示数变化的图线。
(2)当滑动变阻器取最大值时,电路中电流最小为I1,电压表V1的示数为U5,则
外部电路的等效电阻为
,
当滑动变阻取最小值时,电路中电流最大,电压表V2的示数为U4,电流表示数为I4,则
,
2.由题知。
R1的电功率:
P1=P加热
P文火=500W
则R1的阻值:
R1=
121
,文火萃取阶段时,只有R2连入电路,功率为100W,即P2=
可得R2
484
,额定保温功率:
P保温
80W。
(2019·吉林长春市实验中学中考模拟)小强运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,用来测量同学们的身高,如图所示,其中定值电阻R1=5Ω,电源电压恒为4V,R2的长度为100cm、规格为“15Ω0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.5A。
(1)当被测同学的身高越高时,电压表的示数_____,电流表的示数_____。
(选填“越大”、“越小”或“不变”)
(2)若被测量同学的身高为2m时,滑动变阻器的滑片刚好位于最上端,则此时电压表时示数为_____V;当电压表的示数为1.5V时,被测同学的身高应_____1m(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)若被测量同学的身高越高时,测量仪消耗电能越_____(选填“快”或“慢”)。
【答案】变大变小3大于慢
【解析】
【详解】
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图知,当人体身高增高时,滑片上移,R2接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,由I=
可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R1两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大;
(2)滑片在最上端时,R2连入阻值为它的最大值,由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中电流,I=
,此时R1两端电压:
U1=IR1=0.2A×5Ω=1V,所以电压表的示数:
UV=U2=U﹣U1=4V﹣1V=3V;当电压表的示数为1.5V时,R1两端电压:
U1′=U﹣UV′=4V﹣1.5V=2.5V,电路中电流:
I′=I2′=I1′=
,此时R2连入阻值:
R2=
3Ω,R2连入长度:
L=
20cm,所以未连入长度为:
100cm﹣20cm=80cm,当身高为2m时,滑动变阻器的滑片刚好位于最上端,所以此时被测人身高为:
2m﹣0.8m=1.2m。
即身高应大于1m;
3.答:
水吸收的热量为3.696×105J,烧开一壶水需要的时间为420s。
(2019·翁牛特旗乌丹第一中学中考模拟)阅读短文,并回答问题.
第四代电光源——LED光源
如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源,是极具发展前途的新光源.LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同,是直接把电能转换成光能的器件,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源,将逐步取代传统光源.图乙是LED的元件实物及符号.
由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态.利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性:
把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路,闭合开关S,LED即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如丁所示.
(1)LED灯主要由半导体材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯__________(高/低);
(2)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED___________(能/不能)发光
(3)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED不能发光;此时两电表的示数为__________。
A.4.5V20mAB.3V20mAC.4.5V0mAD.3V0mA
【答案】低不能C
【解析】
【详解】
(1)根据题意知,LED灯直接把电能转换成光能的器件,因而其发光效率较高,转移为内能的部分少,即电热转换损耗的能量较白炽灯低;
(2)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光,由于二极管具有单向导电性,断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED不会有电流通过,故不能发光。
(3)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变电源的正负极后再闭合S,LED不能发光,即LED没有电流通过,所以电流表示数为0mA,此时电压表通过滑动变阻器能够测量电源电压,所以电压表示数为1.5V。
故选C。
4.(4)高温超导材料具有零电阻特性,即超导电性,可以应用于大电流应用:
超导发电、输电和储能。
(2019·山东中考模拟)问题解决——油量报警装置:
小雨想要利用电磁继电器制作一个油量自动报警装置。
要求:
油箱内油量充足时绿灯亮、红灯灭,显示正常;储油过少时绿灯灭、红灯亮,报警提醒油量过少。
请利用下图器材,再添加一个电源,将电路设计填画完整。
(________)
并简述此装置的工作过程____。
(提示:
电磁继电器所用弹簧拉力较大,电磁铁磁性必须大到一定程度才能把衔铁吸引下来,否则弹会把衔铁抬起来。
)
【答案】
详见解析
【解析】
【详解】
用导线将电源、变阻器、定值电阻R0和电磁铁顺次连接起来;使电磁继电器的静触点与电源相连,动触点A和B分别与红灯和绿灯的一个接线柱相连,红灯和绿灯另外一个接线柱分别与电源相连。
如图所示:
5.
(2)如图乙所示,通电长方体金属导体在磁场中发生霍尔效应时,由于C、D表面带有不同种电荷,因此在C、D的表面之间就形成一定电压,导体C、D两表面间的电压一定不为零;通过实验可知,电流越大、磁场越强,C、D两表面间的电压就越大,霍尔效应越显著,保持通过导体的电流大小与方向及磁场的方向均不变,C、D两表面间的电压越大,说明此时磁场越强。
(2019·河南中考模拟)某生态园设计了模拟日光和自动调温系统,实现照明、保温和加热的功能,其原理如图所示。
电源电压恒为220V,R1和R2是两个电热丝(不考虑温度对电阻的影响),R2=30Ω,L是标有“220V160W”的照明灯泡。
白天有日光的时候,只开启该系统的保温功能并连续工作10h,此时R1与R2的电功率之比为1:
3;晚上温度较低的时候,需同时开启加热和照明功能,此时灯泡正常发光,此状态下系统需连续工作12h、请解答下列问题
(1)白天该系统应断开关_____(选填“S1”、“S2”或“S1和S2“),开启保温功能。
(2)R1的阻值是多大_____?
(3)晚上同时开启加热和照明功能时,电路的总功率是多大______?
(4)该系统每天消耗的电能是多少kW•h_______?
【答案】S1和S210Ω5000W72.1kW•h
【解析】
【详解】
(1)由题意可知,白天有日光的时候,只开启该系统的保温功能,此时灯泡不发光,总功率最小,由P=
可知,电路的总电阻应最大,即R1与R2应串联,所以,由图可知开关S1、S2都应断开;
(2)当开关S1、S2都断开时,系统处于保温状态,此时R1与R2串联,由于串联电路中电流处处相等,则根据P=I2R可得R1与R2的电功率之比:
=
=
=
;所以,R1=
R2=
×30Ω=10Ω;
(3)晚上温度较低的时候,S1、S2均闭合,开启加热和照明功能,此时L与R1并联,灯泡正常发光,所以,电路的总功率:
P=PL+PR1=PL+
=160W+
=5000W=5kW;
6.由图2可知,此时水温为60℃。
(2019·广东中考模拟)阅读短文,回答问题:
无链条电动自行车
无链条电动自行车,整体外形时尚,没有了链条,外观变得与普通自行车或电动车有些不同,如图所示。
无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。
它结合了电子动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量;也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。
骑行者踩脚踏板的动能,可通过车上的发电机转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进。
因此使骑行者骑得更省力,同时也能减少对环境的污染。
如图所示这款无链条电动自行车,其锂电池容量为10Ah、电压为36V。
与链条车相比,这种新型自行车具备许多优点。
比如:
省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便,骑行12000km也无须大修。
因此,无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。
(1)无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过_____转化为电能,然后电能又转化为_____能存储在车子的锂电池中,之后再通过_____驱动后轮再次转化成动能,驱动车子前进。
(2)无链条电动自行车的车把龙头是_____(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;
(3)如图所示这款车的锂电池最多所储存的电能约为_____J。
(4)如图所示这款车,若骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,这种“电力驱动”可使车连续行驶2×104m;若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量,这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.5×104m.则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为_____。
【答案】发电机化学电动机省力1.296×1063:
4
【解析】
【详解】
(1)“发电机”实现“自发电”的过程中,可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为电能,然后电能又转化为化学能存储在车子的锂电池中,之后再通过电动机驱动后轮再次转化成动能,驱动车子前进。
(2)自行车的车把龙头在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
(3)由题知,锂电池容量为10Ah、电压为36V,
则锂电池最多所储存的电能约:
W=UIt=36V×10A×3600s=1.296×106J。
(4)设电动自行车前进时的动力为F,
“混合动力驱动”时所提供的总能量:
W1=Fs1=F×3.5×104m,
仅靠锂电池驱动所提供的能量:
W2=Fs2=F×2×104m,
“混合动力驱动”时人所提供的能量:
W3=W1﹣W2=F×3.5×104m﹣F×2×104m=F×1.5×104m,
则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比:
7.(3)将青铜盘换成铸铁盘,磁勺有吸引铁钴镍的性质,它们互相吸引,无法转动。
(2019·广东惠州一中中考模拟)阅读短文,回答问题:
电动车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱。
通常说的电动车是以蓄电池作为能量来源。
为了能使蓄电池的使用寿命更为长久,作了放电余留20%左右即停止电能输出的电路设计。
如表是某型号电动自行车的相关数据。
整车
整车质量
40kg
最高车速
10m/s
最大噪音
62dB
效率
75%
蓄电池
容量
0.5kW·h
供电电压
48V
电动机
额定电压
48V
(1)如图所示的实验中,能反映电动机工作原理的是如下图中的________________。
(2)关于电动车,下列说法中错误的是(_________)
A.电瓶车手把相当于轮轴B.紧急刹车时,人会向前倾导致人的动能变大
C.行驶过程中轮胎发热,轮胎内能一定增大D.后视镜用凸面镜是为了扩大视野
(3)电动车中改变车速的控制器相当于是实验室中的____________(填物理实验器材名称),它和电动机应该________选填“串联”或“并联”)在一起使用。
(4)该电动车最多能输出的机械能为___________J.
(5)立志考一中高中部的李晨滔同学骑着该电动车,以最大规定速度在水平路面匀速行驶时,且该电动车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图象如图所示。
则该过程中电动车克服摩擦力做功的功率为225W,则晨滔同学的的质量是_________kg.(g取10N/kg)
【答案】DB滑动变阻器串联1.08×10650
【解析】
【详解】
(1)电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动制成的,
A.图中没有电源,则导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,检流计指针发生偏转,说明产生了感应电流,这是电磁感应现象,是发电机原理,不符合题意;
B.是奥斯特实验,证明了通电导线周围存在磁场,不符合题意;
C.研究的是电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系.不符合题意;
D.图中有电源,闭合开关后,通电导线在磁场中受力运动,是电动机的原理,符合题意。
(2)A.电动车的车把相当于轮轴,车把相当于轮,前轴相当于轴,是一个省力杠杆,故A正确;
B.紧急刹车时,人会向前倾,是由于人具有惯性,此时人的速度、质量没变,动能不变,故B错误;
C.行驶过程中轮胎克服摩擦做功,机械能转化为内能,使轮胎的内能增加、温度升高而发热,故C正确;
D.凸面镜对光线有发散作用,可以阔大视野,从而更好地注意到后方车辆的情况,故D正确;
(3)电路中的电流大小可通过滑动变阻器来改变,电流变化了,电动机转动的速度就会改变,因此,电动车中改变车速的控制器相当于是实验室中的滑动变阻器,在连接时,应将滑动变阻器与电动机串联在电路中;
(4)蓄电池的最大容量:
W电=0.5kW•h=0.5×3.6×106J=1.8×106J,根据题中的效率值可得,电能转化为的机械能:
W机械能=W电×(1-20%)×75%=1.8×106J×(1-20%)×75%=1.08×106J;
8.③无线电波信号属电磁波,电磁波可以透过玻璃进行传播,因此,双层真空玻璃不能屏蔽无线电波信号。
(2019·上海中考模拟)如图(a)所示,电源电压为6伏且保持不变,电阻R1阻值为10欧,电流表A和A1是两个相同的电表。
闭合电键S后,电流表A的示数如图(b)所示。
求:
(1)通过R1的电流I1。
(2)通电10秒钟电流通过R2所做的功。
(3)现用标有“60Ω3A”和“20Ω2A”字样的滑动变阻器,则当选用标有哪种字样的滑动变阻器替换R1,将电流表A1串联接入_____点处时(选填“M”成“N"),在移动变阻器滑片P的过程中能使电流表A1与A示数的比值最小,求电流表A1与A示数的最小比值及此时滑动变阻器消耗的功率P。
【答案】
(1)0.6A;
(2)24J;(3)“60Ω3A”;N;2:
15;15.6W
【解析】
【详解】
(1)由电路图可知,电阻R1和R2并联,电流表A测干路电流;则R1的电流I1=
=
=0.6A;
(2)从图(b)中可知,电流表的量程是0-3A,分度值是0.02A,电流表A的示数为1A,
根据并联电路电流特点可知通过R2的电流:
I2=I-I1=1A-0.6A=0.4A,并联电路中各个支路的电压相等,所以R2两端的电压为6V,电流通过R2所做的功W2=UI2t=6V×0.4A×10s=24J;
(3)由于电阻R1与R2并联,电流表A测干路电流,支路R2的电流不变,则在移动变阻器滑片P的过程中使电流表A1与A示数的比值最小,则应增大A的示数同时减小电流表A1的示数,或只增大A的示数;由于电流表A测干路电流,根据并联电路的电流特点可知:
电流表A的示数会随R1电流的增大而增大;所以,应把电流表接入N点处;
滑动变阻器标有“60Ω3A”字样,通过变阻器的最大电流为3A,图中电流表A的最大量程为0-3A,所以干路中的电流最大为3A,通过变阻器的电流I1最大=3A-0.4A=2.6A,电流表A1与A示数的最小比值
,滑动变阻器的电功率P=UI1最大=6V×2.6A=15.6W;
滑动变阻器标有“20Ω2A”字样,所以I1最大′=2A,电流表A1与A示数的最小比值
;