中考物理电学基础综合题及详细答案解析.docx
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中考物理电学基础综合题及详细答案解析
中考物理电学基础综合题及详细答案解析
一、电磁学综合题
1．（3）水龙头放热水时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，电路消耗的总电功率：
P热=P1+P2=
+
=
+
=1100W+200W=1300W。
（2019·河南中考模拟）物理实验室用的电加热器恒温箱工作原理如图甲所示。
控制电路电压为U1=9V的电源、开关、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的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热丝组成．其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到0.05A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．解答以下问题：
（1）电磁继电器实质是一个控制工作电路的___________；
（2）求电热丝工作时的功率__________；
（3）如果恒温箱的温度设定为80℃，求电阻箱R0应接入电路的阻值__________．
（4）若要恒温箱的设定温度低于80℃，电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小？
简述理由。
_____
【答案】自动开关1000W110Ω调小详见解析
【解析】
【详解】
（1）电磁继电器的主要部件就是一个电磁铁，它是利用电磁铁磁性的有无来产生作用力，从而控制工作电路的，其实质就是一个电路来控制另一个电路的间接开关；
（2）电热丝工作时的功率：
P=
=
=1000W；
（3）如果恒温箱的温度设定为80℃，由图乙可知，热敏电阻的阻值R1＝70Ω，
由题知，此时控制电路的电流I＝0.05A，根据电阻的串联和欧姆定律，I=
，即：
0.05A=
，电阻箱R应接入电路的阻值：
R＝110Ω；
2．用快加热比用慢加热节约的时间：
∆t=t’-t=8264s-4132s=4132s。
（2019·北京中考模拟）阅读《超导材料》
超导材料
1911年，荷兰科学家昂内斯（Onnes）用液氦冷却水银时发现，当温度下降到4.2K（-268.98℃时）时，水银的电阻完全消失。
1913年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出:
低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在4.2K进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态。
后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。
1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。
根据临界温度的不同，超导材料可以被分为:
高温超导材料和低温超导材料。
但这里所说的“高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点0℃，对常温来说应是极低的温度。
20世纪80年代是超导电性探索与研究的黄金年代。
1981年合成了有机超导体，1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡（Ba）,镧（La）、铜（Cu）,氧（0）的陶瓷性金属氧化物，其临界温度提高到了35K。
由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质，因此这个发现的意义非常重大，缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。
后来包括中国在内的世界上部分国家又陆续发现临界温度100K以上的高温超导材料。
高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类:
大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。
大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。
请根据上述材料回答下列问题:
（1）许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为_____温度。
（2）超导体_____（选填“适合”或“不适合”）用来制作电饭锅的发热装置。
（3）如图所示，在甲、乙两图中能表示“迈斯纳效应”的是_____图。
（4）高温超导材料的超导电性可以应用于_____。
【答案】临界不适合乙大电流应用：
超导发电、输电和储能
【解析】
【详解】
（1）许多金属和合金，当温度下降到某一值时，其电阻完全消失。
这一温度称为临界温度。
（2）超导体没有电阻。
根据焦耳定律，导体没有电阻，通电时就不会发热，所以超导体不适合用来制作电饭锅的发热装置。
（3）文中提到：
“如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为‘迈斯纳效应’。
”故能表示“迈斯纳效应”的是乙图。
3．由于每个小球的负电荷离中心电极距离近、正电荷离中心电极距离远，所以中心电极对负电荷的吸引力大于对正电荷的排斥力，因此，金属小球就会向中心电极滚动。
由于中心电极与金属小球都带有正电荷，小球与中心电极相互排斥，即小球受到中心电极排斥力作用。
当金属小球与接地的金属板碰撞时，正电荷被中和，此时金属小球不带电。
（2019·常熟市第一中学中考模拟）如图所示的电路中，电源电压为8V，R2是阻值为20Ω的定值电阻，R1为压敏电阻。
当开关S闭合后，问：
（1）当压敏电阻R1受到的压力从0增加到3N的过程中，电流表示数的变化是_____（填“增大”、“减少”或“不变”）？
（2）当电流表示数为0.6A时，压敏电阻受到的压力为多少_____？
（3）当电路连续工作10min，电阻R2产生的热量为多少_______？
【答案】增大2N1920J
【解析】
【详解】
（1）由甲图可知，R1与R2并联，电流表测干路总电路。
由乙图可知，当R1受到的压力从0N增加到3N的过程中，R1的阻值在减小，则通过R1的电流会增大；R2是定值电阻，则通过R2的电流不变。
所以干路电流等于两支路电流之和也在增大，即电流表示数增大。
（2）通过R2的电流为I2=
=
=0.4A，当电流表示数为I=0.6A时，通过R1的电流为I1=I-I2=0.6A-0.4A=0.2A，此时压敏电阻的阻值为R1=
=
=40Ω，对照乙图可知，此时压敏电阻R1受到的压力为2N。
4．（3）吹冷风5min消耗的电能是0.01kW⋅h；电吹风吹冷风时的功率是120W。
（2019·广东执信中学中考模拟）将缝衣针磁化后，与其它器材组成下图1的小指南针，当它静止下来后，针尖指北，如图2，则针尖是____极，请在图2中标出地磁两极和磁感线方向.
（______）
【答案】N
【解析】
【详解】
缝衣针磁化后可以看作为小磁针，静止时，N极应指向地磁南极（即地理北极），所以针尖是小磁针的N极；
磁感线从地磁北极出发，指向地磁南极，且小磁针静止时N极的指向与经过该点的磁感线方向一致，故作图如下：
5．R1=
=50Ω；查表得：
F=250N；由杠杆的平衡可得：
GlOB=FlOA，G=
=500N。
（2019·江苏中考模拟）如图甲所示为某初中小组设计了一种测定风力的装置，迎风板与压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向．压敏电阻的阻值随风力变化而变化，其阻值Rx与风对迎风板的作用力F关系如图乙所示．已知电源电压恒定，定值电阻R=5Ω，灯泡L标有“6V6W”的字样（不考虑灯丝电阻的变化），电压表的量程为0～3V．闭合开关S，无风时电压表的示数为2.5V．
（1）灯泡L的电阻为多少？
．
（2）求无风时，压敏电阻Rx消耗的电功率？
（3）求该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力？
（4）若提高该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力，请说出两种改进方法．
【答案】
（1）6
（2）1.75W（3）300N（4）①串联一个定值电阻②减小电源电压
【解析】
【详解】
（1）灯泡L的电阻为：
=
=
=6Ω；
（2）由图甲可知是一个串联电路，电压表测定值电阻R两端的电压，无风时电压表的示数为2.5V，定值电阻R=5Ω，根据串联电路电流特点得，电路中的电流为：
I=
=
=0.5A，由图象乙可知，当无风时，电阻Rx=7Ω，则此时压敏电阻Rx消耗的电功率：
=
=
7Ω=1.75W；电源电压为U=2.5V+0.5A
（6Ω+7Ω）=9V；
（3）由甲电路图可知，R与Rx串联，电压表测R两端的电压，由图乙可知，风力最大时，Rx的阻值最小，电路中的总电阻最小，由U=IR可知，R两端的电压最大，即电压表的示数最大，电压表的量程为0～3V，所以R两端的电压最大为3V，由I=
可知，电路中的电流增大，此时电路中的电流为
=
=0.6A，
=
=
=1A
0.6A，灯安全，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，Rx两端的电压：
Ux=U-UR-
=9V-3V-0.6A
6
=2.4V，因串联电路中各处的电流相等，所以压敏电阻的阻值：
R′x=
=4Ω，由图象可知，该装置所能测量的最大风力为300N；
6．（4）A与滑动变阻器串联，因为滑动变阻器功率和A灯功率相等，且电流相等，根据P=UI得到灯A与滑动变阻器两端电压也相等，UA′=UR=
×6V=3V，由图象得到此时电路中电流为0.7A，所以此时滑动变阻器功率为：
PR=URI=3V×0.7A=2.1W。
（2019·江苏中考模拟）如图1是美的电器生产的一款饮水机，其加热水箱部分工作原理电路图可简化成如下图2所示，其中S是一个自动温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热；达到设定温度时，S自动切换到另一处于保温状态．请回答下列问题：
（1）A、B是两种不同颜色的指示灯．如果用红色表示正在对水加热，绿色表示保温，则电路图中可标明________为红色指示灯．
（2）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大_____？
电阻R2的阻值是多大_____？
（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）．
（3）饮水机正常工作时，加热管放出的热量90％被水吸收，将加热水箱中的水从初温20℃加热到92℃，试计算出需要多少加热时间_______？
（c水=4.2×103J/（kg•℃））
【答案】A4A825Ω420s
【解析】
【详解】
（1）当S接左面时电路中只有电阻R1，总电阻最小，电流路中电流最大，发热管功率就会最大，处于加热状态，因此A灯为红色灯，B为绿色；
（2）加热时加热管的电功率P1=880W，电阻
，保温时，电功率P2=55W，根据公式
可知，在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流
；保温状态下，电路的总电阻
，R2=R−R1=880Ω−55Ω=825Ω；
7．（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．
工作档位
待机
1档
2档
3档
4档
5档
6档
功率（W）
0.9
23
45
75
103
121
148
净化空气量（m3/h）
-
120
240
360
500
610
760
噪音（dB）/声强级
-
23
32
39
47
49
55
（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50m2，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____m3/（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
，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/m3，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0.2425.32.095
【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
，由
得，在2挡正常工作时的电流：
[3]该空气净化器工作档位为4档时，净化空气量为500m3/h，即每小时净化空气500m3，该房间内空气的体积：
则理论上1h可以净化房间内空气的次数：
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：
工作时间：
则净化器消耗的电功率：
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：
（4）[6]由电路图可知，
、R串联，检测电路中电流表的示数为：
由
得，电路的总电阻：
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值：
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：
[7]当检测电路的电流变为：
此时电路总电阻：
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值：
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：
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：
8．R3所消耗的功率：
P3＝U3I3＝U×
I＝
×800W＝400W；故R3的电阻：
R3＝
＝
＝121Ω。
（2019·广东中考模拟）阅读短文，回答问题。
电动平衡车
电动平衡车，又称体感车（如图甲），是一种时尚代步工具，它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整，以保持系统的平衡。
电动平衡车采用站立式驾驶方式，通过身体重心和操控杆控制车体运行，采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。
（1）当人驾驶电动平衡车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法中错误的是_____
A．平衡车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
B．平衡车刹车时由于具有惯性不能立即停止下来
C．平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
D．人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力是一对相互作用力
（2）已知平衡车自重12kg,最大载重90kg.质量48kg的小明驾驶电动平衡车时，若每只轮胎着地面积约25cm2,此时对水平地面的压强是_________Pa。
（g取10N/kg）
（3）如题图乙所示，科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路。
电路中电源电压恒为6V，指示灯L1、L2的规格均为“6V6W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关S与“1”接通后，左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。
在上述过程中，左转指示灯L1两端实际电压UL随时间t变化规律如题图丙所示。
①当单刀双掷开关S与“2”接通时，电磁铁中有电流通过，右转指示灯L2发光_____（选填“较亮”或“较暗”）；接着，衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，右转指示灯L2发光_____（选填“较亮”或“较暗”）。
此时，由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，右转指示灯L2会亮暗交替闪烁。
②单刀双掷开关S与“1”接通，触点A与B分离时，电磁铁上端是_____极，值电阻R0的阻值为_____Ω。
③在单刀双掷开关S与“l”接通情况下，左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作10min，则整个电路消耗的电能为__J。
【答案】C1.2×105较暗较亮N241680
【解析】
【详解】
（1）A、轮胎上的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
故A正确；
B.平衡车刹车时由于具有惯性继续向原来的方向运动，所以不能立即停止下来。
故B正确；
C.平衡车的重力小于地面对平衡车的支持力，不符合二力平衡的条件。
故C错误；
D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上，是一对相互作用力。
故D正确。
（2）车对水平地面的压力：
F=G总=（m车+m人）g=（12kg+48kg）×10N/kg=600N，
车对水平地面的压强：
p=
=
=1.2×105Pa.
（3）①开关S与“1”接触时,电磁铁中电流通过,灯L1与R0串联，
由串联电路的电压特点知,此时L1两端电压小于电源电压6V,即小于其额定电压6V,所以L1不能正常工作，发光较暗；
衔铁被吸下后,R0被短路,电路中只有L1连入电路,L1两端电压等于电源电压6V,L1正常工作，发光较亮；
②由图知，电流从电磁铁下端流入，由安培定则可知，电磁铁上端是北极；
由P=
求指示灯L1的阻值：
RL=
=
=6Ω，
S与“1”接通,触电A与B分离时,L1与R0串联,由图象知灯泡两端电压UL=1.2V，
则R0两端的电压：
U0=U−UL=6V−1.2V=4.8V；
由串联电路特点和欧姆定律有：
IL=IR,即：
=
即：
=
，
解得：
R0=24Ω；
③0∼1s电路中电流I=
=
=0.2A，
电路消耗的电能：
W1=ULIt=6V×0.2A×1s=1.2J；
当触点A与B接通时,电磁铁和电阻R0被短路，指示灯发光较亮，
根据图象可知,此时指示灯两端电压为6V,此时电路中的电流：
I′=
=
=1A；
1s∼1.5s电路消耗的电能：
W2=UI′t=6V×1A×0.5s=3J；
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