中考物理电学综合计算题含答案解析.docx
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中考物理电学综合计算题含答案解析
中考物理电学综合计算题含答案解析
一、电磁学综合题
1．（4）若要使恒温箱的设定温度低于80℃，由图乙知道，热敏电阻的阻值R1将增大，衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A，即要求控制电路中的总电阻不变，所以R0的阻值必须调小。
（2019·江苏中考模拟）某同学设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U＝6V，Rt为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。
电磁铁线圈电阻不计，当线中的电流I＞＝10mA时，铁吸下与下触点A接触；当I＜10mA时，衔铁松开与B触点接触，U2＝220V，R1＝48.4Ω
（1）衔铁刚被吸下时，求Rt的阻值；
（2）仅需在线框内加一根导线，即可安现该电加热器具有加热和保温功能请用笔画线画出这根导线
（3）求该电加热器处于加热挡时的电功率
（4）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R2的阻值
【答案】
（1）600Ω
（2）
（3）1000W（4）435.6Ω
【解析】
【详解】
（1）当线中的电流I>=10mA时,衔铁吸下,因此衔铁刚被吸下时，Rt的阻值为：
Rt=
=
=600Ω;
（2）在线框内加一根导线，如图所示，衔铁吸下与下触点A接触，电路中只有R1，加热器处于加热状态，衔铁上触点B接触，电路中R1和R2串联，加热器处于保温状态。
（3）该电加热器处于加热挡时的电功率:
P加热=
=
=1000W
（4）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%,
则电加热器的保温时功率为：
P保温=P加热
10%=1000W
10%=100W,
由P=
得，电加热器的保温时电路的总电阻为：
R总=
=
=484Ω,
则R2的阻值为：
2．
（2）由物体运动的距离与物体质量、水平拉力和速度的关系得到：
s=
，F磁=BIL，得到s=
，v=
。
（2019·山西中考模拟）阅读短文，回答问题：
开天辟地薪火相传
180万年前，黄河中游的早期猿人点燃了人类文明的第一把圣火；180万年后的今天，我们站在同样的地方﹣﹣山西省运城市西侯度遗址，采集万众瞩目的“第二届全国青年运动会”圣火，正式开启了二青会火炬传递征程!
圣火采集：
2019年3月28日上午，一缕阳光透过遗址洞穴顶部的条缝隙射进采火洞，照射在凹面镜上，会聚到采火器中，火苗渐起引燃采火棒，如图甲，其原理图如图乙。
之后顺利点燃采火盆，圣火采集圆满成功。
火炬传递：
二青会火炬名为“山河”，如图丙，选用电解铝材质，其质量仅为1.2kg，设计上融合了山西的历史、地理、文化等元素。
二青会网络火炬传递采用最前沿的AR技术，首创微信小程序传递方式，任何人通过微信账号即可登录5月4日，途经33个省级站点传递后，二青会圣火再次抵达山西运城，与实体火炬传递同步，直到8月18日开幕式传递结束，是史上历时最长的一次网络火炬传递AR技术是利用计算机生成一种逼真的虚拟环境，通过传感设备使人“身临其境”，用户通过AR拍照、AR扫一扫、限时跑步、趣味游戏和答题等方式进行网络火炬传递，其中最受欢迎的AR拍照，可以实现“人+传递站点背景图+吉祥物”的合影，如图丁从古朴大气的圣火采集，到网络火炬传递方式的创新，都体现了传承与创新的完美结合。
开天辟地，薪火相传，青春不息激发时代新人开启奋斗新征程!
（1）电视机前的观众通过卫星转播收看圣火采集仪式直播，这是通过_____（选填“超声波”或“电磁波”）传递信号的；
（2）如图乙，一束射向O点的光线经凹面镜反射后，射入采火器B点，请在图中画出反射光线，并通过作图确定镜面的位置（研究单条光线时可将凹面镜的一小段近似看成平面镜）；
（________）
（3）如图丁中的合影背景是计算机生成的一种_____环境，首创微信小程序网络传递的好处是_____（写出一条）；
（4）如图丙的火炬选用电解铝材质，大大减轻了它的质量请你用所学的物理知识解释其中的道理。
_____
【答案】电磁波
虚拟人人都可以参与详见解析
【解析】
【详解】
（1）世界各地的观众通过卫星的实况转播欣赏了比赛直播，卫星通信是通过电磁波来传递信号的；
（2）连接OB，OB光线为反射光线，由光反射定律可知，反射角等于入射角，所以先做出反射光线与入射光线的夹角的平分线，过入射点作这个角平分线的垂线，可以得到平面镜的位置，如下图所示：
（3）合影背景是计算机生成的一种虚拟环境，微信小程序网络传递可以让人人都可以参与；
3．（4）因为电解铝的密度小，根据公式ρ=
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Rx，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Rx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Rx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】104840C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＝
＝
＝10Ω，其正常工作时的功率为P＝
＝
＝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Rx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．（3）水吸收的热量：
Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×4kg×（80℃-20℃）=1.008×106J，则至少需要的时间：
t=
=560s。
（2019·河南郑州外国语中学中考模拟）如图甲为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能，图甲中电磁继电器（线圈电阻不计）、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路，当电磁铁线圈中的电流I＜10mA时，继电器上方触点和触点c接通；当电磁铁线圈中的电流I≥10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方触点a、b接通，热敏电阻中允许通过的最大电流I0=15mA，其电阻R随温度变化的规律如图乙，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中，
已知R1=33Ω、R2=66Ω、R3=154Ω、U2=220V。
（1）衔铁被吸下时，电热水器处于____（“保温”或“加热”）状态。
（2）已知该热水器的加热效率为80%，则在加热状态下10分钟能将多少千克的水从20℃加热到50℃；____（结果保留一位小数）
（3）为使控制电路正常工作，保护电阻R0的阻值至少为多大？
_____若R0为该值，衔铁刚好被吸下时储水箱中水温是多少？
____
【答案】加热8.4kg200Ω60℃
【解析】
【详解】
（1）由电路图知：
衔铁被吸下时,R1、R2并联,根据并联电阻的总电阻小于其中任一电阻,由P=
，电功率最大，为加热状态；
（2）由电路图知,加热状态下：
R1、R2并联，R并=
=
=22Ω
10min加热电路产生的热量Q=
t=
×600s=1.32×106J，
10分钟内水只收的热量Q′=Q×η=1.32×106J×80%=1.056×106J；
由Q=cm
t得，水的质量：
m=
=
=8.4kg.
（3）由图乙可知，热敏电阻的最小值是R=200Ω，
当R最小,控制电路中的电流不超过最大值时,保护电阻R0阻值最小，
由I0=
得：
保护电阻R0的最小值R0=
−R=
−200Ω=200Ω，
由题意知，衔铁刚好被吸下时，电路电流I=10mA=0.01A，
此时电流总电阻R总=
=
=600Ω，
此时热敏电阻R=R总−R0=600Ω−200Ω=400Ω，
5．Q＝W＝UIt＝220V×30A×10×60s＝3.96×106J，（2019·河南中考模拟）有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。
控制电路由电压为U1=9V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和R2=44Ω的电热丝组成。
其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到30mA时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示。
（1）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会_____选填“变大”“变小”或“不变”）；要使恒温箱设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R0的滑片，使其接入电路的阻值____（选填“变大”或“变小”）。
（2）求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量。
_____________
（3）如果恒温箱的温度设定为50℃，求电阻箱R0应接电路的阻值。
__________
【答案】变小变大1100W；6.6×105J200Ω
【解析】
【详解】
（1）从图乙可知，在升温的过程中，热敏电阻的阻值会减小，根据欧姆定律U=IR可知热敏电阻R1两端的电压变小；从图乙可知，要提高恒温箱的设定温度，需减小热敏电阻的阻值，为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律R=
需要增大电阻箱连入的电阻值，即R0的阻值必须变大；
（2）电热丝工作时的功率：
P=
=1100W，电热丝正常工作10min产生的热量：
Q=W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J；
6．（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：
，
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=
，
电吹风吹冷风时的功率：
。
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；
7．（4）牵引力做的功为fvt，同时储存起来的能量
，燃料燃烧放出的热量mq，混合动力汽车燃油的能量转化效率表达式η=
=
=（fvt+W2-W1）/（mq）.（2019·珠海市第四中学中考模拟）读短文,回答问题：
贫民窟中的黑科技单靠重力工作的电灯
当我们在受电灯带来的各种便利时,身处在发展中国家贫困地区的人们却在依靠极度危险的煤油灯进行照明。
针对发展中国家普遍用不上电的情况,2012年12月,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”（GravityLight）,顾名思义,它靠重力发电,在灯身上挂着的一重物,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。
这和手摇式发电装置的原理一样,只不过重力灯的运动方向更垂直,这种重力灯和苹果手机一起被为21世纪最伟大的发明
现在，重力灯迎来了第三代“重力LED灯GL02”,其亮度相当于一个12瓦的日光灯（如图甲）,使用寿命可以达到200年。
“重力LED灯GL02”挂于大约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,如图乙）,重力灯的内部结构如图丙所示,以一系列的齿轮带动一个直流发电机,发电时间约为20分钟。
“重力LED灯GL02”采用了全新的保护机制,可以确保超重的物体安全地着陆地面,当沙包落到地面时,只要将沙包再提离至原来位置,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、源源不断的光线,而且“重力LED灯GL02”机身上有DC插座,还可以为收音机等设备进行供电,其他类似的装置——比如电池充电器也能用同样的方式工作·重力LFD灯的照明时间取决于安装的高度,正常情况下,实于1.8米的高度,可以维持约20分钟的照明,当然你实装高度的越高,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__________
（2）重力灯工作过中主要的能量转化形式是：
将______能转化成______能再转化成光能。
（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3V10mALED灯正常发光。
则整个过程中重物的重力做功_______J（g=10N/kg）;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】电磁感应机械电36075%功率小、供电时间短；不能持续供电
【解析】
【详解】
（1）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）重力灯工作过程中主要的能量转化形式是：
将机械能转化为电能，电能转化为光能；
（3）重力所做的功：
；利用
知，下落时间：
；10只3V、10mALED灯消耗的电能：
；重力灯的能量转化效率：
；
8．则此时电流表的读数是：
I′＝
＝0.025A。
（2019·山东中考模拟）图甲是家庭常用的电热壶及其铭牌。
（1）电热壶外部能看到漂浮着红色浮球的透明水位计，顶部开有通气孔的水位计底部与电热壶内底相通，形成_____，红色浮球指示壶内水量，其受到的浮力_____（填“大于”、“等于”或“小于”）自身重力。
图乙显示电热壶烧水的最大水量为1.7L，现装水量为_____L．图丙显示电热壶烧水的最小水量，当电热壶装有最小水量时，壶内的水_____（填“会”或“不会”）浸没电热圈。
（2）图丁是电热壶通电用的三脚插头和三孔插座，则A孔接_____，B孔接_____。
（3）电热壶正常工作时的电流为多少安_____？
电阻为多少欧________？
（4）若电热壶现装水的初温为20℃，电热壶烧水效率为90%，通电正常工作4.2min，问：
①电热壶内水的质量是多少千克_______？
②水能不能被烧开__________？
[1L＝10﹣3m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），大气压为1标准大气压]
【答案】连通器等于1.5会地线火线5A44Ω1.5kg不能
【解析】
【详解】
（1）电热水壶的水位计是一个小容器，其顶部有通气孔，其底部与壶内的水直接连接，构成连通器，所以，静止时水位计中水位与壶内的水位是一致的；由于红色浮球是漂浮在液面上，所以，受浮力和重力二力平衡，即大小相等；水位计内液面和量筒内液面一样，呈凹形，读数时视线应与凹液面底部相平，由图乙知道，底部对应1.5L，即现装水量为1.5L；当壶内水面达到最小水量时，说明是安全的，即水能够浸没电热圈。
（2）安全用电要求三孔插座的接法是：
右火、左零、上地，所以，A是上边的孔，接地线，B是右边的孔，接火线。
（3）根据P＝UI知道，电热壶正常工作时的电流是：
I＝
＝5A；
根据P＝
知道，电热壶正常工作时的电阻是：
R＝
＝44Ω；
（4）①1.5L＝1.5×10﹣3m3，由ρ＝
知道，电热壶内水的质量是：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg；
②4.2min＝4.2×60s＝252s，
由p＝
知道，消耗的电能是：
W＝Pt＝1100W×252s＝277200J，
水吸收的热是：
Q吸＝ηW＝90%×277200J＝249480J，
由Q吸＝cm△t知道，水升高的温度是：
△t＝
＝39.6℃，
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