哈尔滨中考物理电学综合计算题含答案.docx
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哈尔滨中考物理电学综合计算题含答案
哈尔滨中考物理电学综合计算题含答案
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
①
②
③
④
⑤
⑥
U/V
0
0.5
1
1.5
2
2.5
I/A
0
0.18
0.28
0.34
0.38
__
（______）
【答案】详见解析4.5A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．（5）因为入水即亮，用布擦干后停止工作，所以用布擦干后的感应发光冰块内部的电路处于开路状态。
（2019·深圳市龙岗区南湾街道沙湾中学中考模拟）如图甲电路，当开关S闭合后，两电流表对应的指针偏转情况如图乙所示：
求：
（1）a表的量程是_____b表的读数是_____
（2）通过L1和L2的电流分别是多少___,____？
【答案】0∼0.6A0∼3A0.3A0.9A
【解析】
【详解】
（1）由电路图可知此电路为并联电路，电流表a与在L1串联，因此电流表a测量L1的电流；电流表b串联在干路中，电流表b测量干路中的电流；因为并联电路的干路电流要大于支路电流，所以电流表a的使用量程应是0∼0.6A，分度值是0.02A，读数为0.3A；电流表b的使用量程应是0∼3A，分度值是0.1A，读数I=1.2A。
3．（4）当开关都S1、S2都断开时，系统处于保温状态，此时R1与R2串联，系统连续工作10h，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，白天系统消耗的电能：
W白＝
t＝
×10×3600s＝4.356×107J＝12.1kW•h；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，晚上系统消耗的电能：
W晚＝Pt′＝5kW×12h＝60kW•h，该系统每天消耗的电能：
W总＝W白+W晚＝12.1kW•h+60kW•h＝72.1kW•h。
（2019·广东中考模拟）阅读短文，回答问题
伟大的发明---单靠重力工作的电灯
英国伦敦设计师马丁•瑞德福和吉姆•里弗斯发明了一款实用的“重力灯”。
它靠重力发电。
在灯身上挂着一个重物，重物下落时，它会拉动灯中心的一根绳子，从而启动一台发电机。
发电机把下落重物产生的能量为灯供电。
这和手描式发电装置的原理一样现在，重力灯迎来了第二代﹣“重力LED灯GL02”，其亮度相当于一个12瓦的日光灯（如图1），使用寿命可以达到200年。
“重力LED灯G02”挂大约2米高，通过拉几下珠绳把重物吊起，松开后，重物因重力的关系会慢慢下降（每秒大约2mm，如图2）。
以一系列的齿轮带保超重的物体安全地着陆地面。
当沙包落到地面时，只要将沙包再提高至原来位置，又可以继续发电。
这样就能拥有绿色、不用电池、无污染、使用“零成本、源源不断的光能。
重力LED灯的照明时间取决于安装的高度，正常情况下，安置于18米的高度，可以维持约20分钟的照明，当然你安装高度的越高。
维持时间越长。
（1）重力灯的主要构件是直流发电机，它的工作原理是_____现象。
（2）重力灯的内部结构如图3所示，使用了滑轮系统，通过向下拉珠绳把重物吊起。
重力灯利用滑轮系统的目的是_____。
（3）如果某一次使用重力灯，将质量为20kg的重物吊起到1.8m的高度释放，重物以2mm/s速度匀速竖直下降，整个过程中可使10只并联的标有“3V、10mA”LED灯正常发光。
则整个过程中重物的重力做功_____J（g=10Nkg）；重力灯的能量转化效率为_____。
（4）重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具，使用“零”成本。
但它也有不足之处，请说出使用重力灯的一点不足：
_____。
【答案】电磁感应省力且改变拉力的方向36075%悬挂的高度有一定的局限性。
【解析】
【详解】
（1）重力灯的主要构件是直流发电机，发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路中的一部分导体切割磁感线时，电路会产生感应电流；
（2）由图可知，该滑轮系统是有一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，既可以省力，又可以改变拉力的方向；
（3）重力所做的功：
W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×1.8m=360J；
下落时间：
t=
=900s；
10只“3V、10mA”LED灯消耗的电能：
W电=10×UIt=10×3V×0.01A×900s=270J；
重力灯的能量转化效率：
η=
×100%＝75%；
4．每m2面积最大撞击力：
F=
=4×105N
5×105N.因此不符合要求。
（2019·天津中考模拟）小明同学自行设计了一个电子秤，其原理如图所示，他试图用电压表（图中没有画出）的示数来反映物体质量的大小。
电源的电压恒定为U，定值电阻的阻值为R0，滑动变阻器的总电阻为R，总长度为L，滑动触头安放在托盘下方的轻质弹簧上，并能随轻质弹簧一起滑动，已知对托盘每施加1N的压力时，弹簧的长度就会缩短a。
当托盘中不放物体时，滑动触头指在R的最上端，此时电压表的示数为零；当在托盘中放一物体时，滑动触头随弹簧向下移动到某一位置，电压表就指示出相应的示数。
（1）请在原理图的适当位置接上符合要求的电压表；
（2）若在托盘上放一质量为m的物体，则滑动触头向下移动多大的距离？
（3）求出电压表的示数U表与待测物体质量m之间的关系式（用已知量的符号表示）。
【答案】
（1）
（2）mga
（3）
【解析】
【详解】
（1）电压表在使用时必须并联到被测元件上，且滑动触头指在最上端时，电压表的示数为零；所以符合要求的电压表位置如图：
（2）物体所受的重力为G＝mg，
物体放在托盘上，对托盘的压力F＝G＝mg，
由对托盘每施加1N的压力，弹簧的长度就会缩短a，可知弹簧的弹力与伸长量成正比。
所以滑动触头向下移动的距离△L＝mga。
（3）由题意可知，电路中的电流为：
当在托盘中放质量为m的物体时，与电压表并联部分的电阻为：
5．（3）电路中电压是不变的，根据P=
可知，要高温档（发热功率最大）工作，则须电路中电阻最小，即当R1与R2并联工作时为高温档。
应S2闭合，同时S1接a。
（2019·广东中考模拟）家庭电路的电能表如图所示。
小明让电饭锅单独工作，转盘转过30圈时，停表记录其工作时间为100s。
（1）电饭锅消耗的电能为_________kW•h，电功率为________W。
（2）小芳设计实验如下:
电饭锅单独正常工作时，用停表计时3分钟。
这段时间内，观察转盘转过的圈数n，测量出消耗的电能W，算出电功率。
评估:
比较两人测量电饭锅功率的实验，_________的实验相对不太精确。
理由是:
_________
（3）电能属于__________（选填:
“一次”、“二次”、“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】0.01360小芳3分钟内，转盘转过的圈数不一定是整数，测量消耗的电能误差较大二次
【解析】
【详解】
（1）由图中参数可知，电路中消耗1kW•h电能，电能表转3000r。
则电能表转30r电饭锅消耗的电能为W=
=0.01kW•h=3.6×104J；电功率为P=
=
=360W。
（2）由于电能表的转盘转的比较慢，在时间刚好3min时，有可能转盘不是刚好转过整数圈。
这样计算的电能误差较大，从而计算的功率也误差较大。
6．（3）由于潜水艇时封闭的环境，看不到外部的光线，不能根据外部的亮度来判定白天和黑夜，而潜艇用的钟表是24小时的刻度，能方便判断白天和黑夜。
（2019·江苏南京一中中考模拟）某兴趣小组在阅读了半导体材料相关信息后，设计了如图甲所示的电路，现想将电流表（选用0-0.6A的量程）改为温度表盘，其中R2为多种半导体材料混合制成的电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示。
现将R2置于25℃的某温箱中，电流表示数恰为0.2A；若设计的此电路所能测量的最高温为75℃。
（1）求出该兴趣小组选用的电源电压大小和定值电阻R1的阻值_____________.
（2）当R2的温度为28℃时，电阻R2的电功率为多少______________。
（3）写出通过R2的电流I2与其两端电压U2变化关系的函数表达式：
____________
（4）改装成的温度表盘的刻度_______（选填“均匀”或“不均匀”）
（5）若在R1两端并联一个电压表，随着温箱温度的改变，电流表与电压表的示数________（选填“成”或“不成”）正比。
【答案】4.5V5Ω0.9WI2=
不均匀成
【解析】
【详解】
（1）如图甲所示,R1和R2串联，电流表测电路中的电流，由图乙知，25℃时：
R2的阻值为17.5Ω，此时，电路中的电流为0.2A，环境温度越高，R2阻值越小，电路电流越小，据题意此电路所能测量的最高温为75℃，由图乙知，75℃时：
R2的阻值为2.5Ω，电流表选用0-0.6A的量程，即当R2=2.5Ω时，电路中的电流为0.6A，
根据欧姆定律，电源电压等于：
U=I（R1
R2）=0.2A×（R1+17.5Ω）=0.6A（R1
2.5Ω），解得：
R1=5Ω,
电源电压U=0.2A×（5Ω+17.5Ω）=4.5V;
（2）当温度为28℃时,R′2=10Ω,电路中电流为I′=
=
=0.3A，
电阻R2的电功率为：
P2=（I′）2R2=（0.3A）2×10Ω=0.9W。
（3）根据串联电路的电流规律和欧姆定律，通过R2的电流I2=I1=
=
=
：
（4）由题知，当电流表示数为0.2A，对应的温度为25℃，当电流表示数为0.3A，对应的温度为28℃，当电流表示数为0.6A，对应的温度为75℃，因此改装成的温度表盘的刻度不均匀；
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7000C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=
G最大=
×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=
=
=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=
可知,电路总电阻不变,则说明R0的阻值变小。
（5）由P=
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．
（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，R1是调节电阻，其阻值为176Ω，R2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）R2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44Ω840s给R1并联一个电阻R3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R1被短路，只有加热电阻R2接入电路，饮水机处于加热状态，由
得R2的阻值：
，
（3）当S断开时，R1与R2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：
，
则电热饮水机的保温功率（即加热电阻R2消耗的功率）：
。
一标准大气压下，水的沸点t＝100℃，把水烧开，水吸收的热量：
。
不计热损失，饮水机消耗的电能：
，
由
知，饮水机需要加热的时间：
；
（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R2的功率，需增大电流，需减小总电阻，则应给R1并联一个电阻R3即可。
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