第6节 电能 中考题精选（含解析）

九年级上科学第三章第6节中考题精选
1.（2021·台州）某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R1=2000欧，R2=484欧。
（1）开关转至ac位置时，电阻R1和R2的连接方式是________。
（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现________功能、它的额定功率是________瓦。
2.（2021·温州）疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理为：
①若体温正常开关S1闭合，人脸识别成功开关S2闭合，电动机 M 工作（门打开），警示灯不亮；
②若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机 M 不工作且警示灯亮起；
③不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机 M 不工作且警示灯不亮。
（1）下列电路设计符合要求的是________。（可多选）
（2）若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为________瓦。
3.（2021·杭州）如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75”。
（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少 滑动变阻器接入的电阻为多少
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少
4.（2021·衢州）如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2 ， 移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
（1）使用燃气的场所都应安装燃气报警器．安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷)，则报警器应安装在厨房(如图丙)的________ (填“A"或“B")区域。
（2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与________灯并联。
（3）该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值。
（4）当报警器报警时，下列处理方法正确的是 。
A.迅速打开排风扇 B.打开门窗通风换气
C.禁止切断报警器电源 D.熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀
5.（2021·湖州）小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)。
（1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮)
（2）根据图像a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。________
（3）当电流表示数为0.12A时，电压表的示数为多少
（4）图丙阴影部分的面积表示________。
6.（2021·台州）如图是某兴小组制作的“电子秤”的结构简图，其中的电磁铁和永磁体之间相互排斥。对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，可通过调节滑动变阻器改变电流大小，从而改变斥力大小。使指针始终指在“a”位置。此时，该电子秤所称量物体质量m跟电路中电流I的关系可视为：m=k(k为500克/安)。据此原理、可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量的目的。
（1）图中电磁铁和水磁体之间要产生斥力，则永磁体下端应为________极。
（2）当放上物体后，为了使指针仍处在"a”位置，必须将滑动变阻器滑片向________端移动。
（3）图中电源电压为9伏，线圈电阻为10欧、线圈允许通过的最大电流为0.8安，滑动变阻器规格为“5002A"，电流表量程为0~0.6安。
①计算该电子秤所能称量物体质量的范围________.
②要增大该电子秤的称量范围，以下方法可行的是________。(假设弹簧等元件均能正常工作)
A．增大电源电压
B．换用"100Ω；1A”的滑动变阻器
C．电流表的量程换用“0~3安”
7（2021·宁波）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 2.4W"字样，其灯丝电阻随温度的升高而增大；OA、OB、OC是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝(同一条金属丝的阻值与其长度成正比)。闭合开关S，当滑片P从A点滑到O点过程中，电流表示数和灯泡L亮度均保持不变。
（1）求灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小。
（2）金属丝OA的电阻Ra=________Ω。
（3）继续滑动图甲中滑片P到OB段，当PB= OB时，电流表示数为0.36A；当PB= OB时，小灯泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关S，使滑片P在OC上移动，当PO= OC时，电压表示数为4.8V；当PO= OC时，电压表示数为6.0V。求金属丝OC的电阻Rc的大小和电源电压大小。
8.（2021·嘉兴）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：容积：1L：
功能：①加热：②保温：
性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃(不计热量损失)。
（1）【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1（2）【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆 [Q吸= cm(t-to) ，c水=4.2×103J/(kg℃) ]
（3）【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议________。
【项目制作】……
9..（2021·台州）某兴趣小组欲利用如图所示的装置研究"镍铬合金丝电阻大小与温度的关系”。
（1）图中的镍铬合金丝通电后，使烧瓶内煤油的温度升高，这是因为电流具有________效应。
（2）用笔画线代替导线将图中电路连接完整，并写出实验步骤。
10.（2021·金华）研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5
电流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
电压（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的电功率（W） 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
（1）完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向________（选填“左”或“右”）移动到适当位置；
（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是：
A.定值电阻的电功率与电流成正比
B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为________瓦；
（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA’表示的含义是________。
（2021·嘉兴）某科学兴趣小组在测量额定电压为2.5V的小灯泡灯丝电阻时发现，小灯泡两端的电压越大，测得电阻的阻值也越大。针对上述现象，同学们进行如下研究：
【建立假设】①灯丝两端的电压增大导致电阻增大：
②灯丝的温度升高导致电阻增大。
【实验器材】干电池2节，额定电压为2.5V的小灯泡1只，电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1个，开关1个，装满水的塑料瓶，导线若干。
【实验方案】
次数 1 2 3 4 5
电压/V
电流/A
电阻/Ω
①按图连接好电路，将灯丝插入瓶口浸入水中，使灯丝的温度保持不变：
②闭合开关S，读出电压表和电流表示数，记录在表格中：
③多次改变滑动变阻器的阻值，重复步骤②.
连接电路时，电压表量程选择0-3V而不是0-15V的目的是________。
【得出结论】若假设①被否定，则实验中得到的结果是________。
【交流反思】进一步探究发现，灯丝电阻改变的本质原因是灯丝温度的变化。自然界在呈现真相的同时，也常会带有一定假象，同学们要善于透过现象看本质。例如，用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力，而本质是依靠________。
11.（2021·杭州）如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V 0.75”。
（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少 滑动变阻器接入的电阻为多少
（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少
12.（2021·金华）便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。
项目 参数
工作电压（V） 20
低档位功率（W） 5
高档位功率（W） 10
完成下列问题：
（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，加湿器属于________档位；
（2）加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？
（3）加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？
参考答案
1.【答案】 （1）串联（2）加热；1000
【解析】（1）开关转至ac位置时，电流依次经过R1和R2 ， 它们首尾相连，因此为串联。
（2）开关转至bd位置时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2。
根据公式可知，因为R串>R2 ， 所以总功率P串则前者为保温状态，后者为加热状态。
那么它的额定功率为：。
2.【答案】 （1）BC（2）0.9
【解析】（1）A.开关S1断开时，电磁铁不能吸引衔铁，此时已经接通灯泡所在的电路，即无论人脸识别开关S2是否闭合，警示灯都会亮起，故A错误；
BC.体温正常开关S1闭合，电磁铁吸引衔铁，接通电动机的电路；人脸识别成功开关S2
闭合，电动机 M 启动（门打开），此时警示灯不亮；若体温异常S1不闭合，此时衔铁不能被吸引，接通灯泡所在的电路，人脸识别成功S2闭合，电动机 M 不工作且警示灯亮起，故B、C正确；
D.体温正常开关S1闭合，电磁铁吸引衔铁，接通电动机的电路，此时无论人脸识别开关
S2是否闭合，电动机都会启动，与题目不符，故D错误。 故选BC。（2）警示灯工作时的功率为：。
3.【答案】 （1）解：U1=3V U2=U-U1=4.5v-3V=1.5v
灯泡常工作电流I= =0.25A
滑动变阻器接人电阻：R= =6Ω
（2）解：W=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270 J
【解析】（1）根据图片可知，灯泡与变阻器串联，电压表V1测灯泡的电压，V2测变阻器的电压。根据灯泡的规格确定灯泡正常发光时的电压，也就是电压表V1的示数，然后根据U2=U总-U1计算电压表V2的示数。 首先根据 计算出灯泡正常工作时通过电路的电流，再根据 计算出此时变阻器接入的电阻。（2）根据公式W=UIt计算整个电路消耗的电能。
4.【答案】 （1）A（2）L2
（3）由题可知，当报警器达到出厂预设值4%时，查图乙可得，气敏电阻阻值为40Ω
已知R1和滑动变阻器R2串联，控制电路电源电压U1=3V，电流I=0.03A
根据欧姆定律R总= =100Ω
所以，滑动变阻器接人电路的阻值R2=R总-R1=100Ω-40Ω=60Ω
（4）B,C,D
【解析】（1）如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷)，那么天然气主要集中在上面，则报警器应安装在厨房A区域。
（2）当报警器报警时，衔铁被吸下来，此时灯泡L2发光，而L1熄灭，所以蜂鸣器应该与L2并联。
（3）由题可知，当报警器达到出厂预设值4%时，查图乙可得，气敏电阻阻值为40Ω；
已知R1和滑动变阻器R2串联，控制电路电源电压U1=3V，电流I=0.03A；
根据欧姆定律 ；
所以，滑动变阻器接人电路的阻值R2=R总-R1=100Ω-40Ω=60Ω。
（4）如果屋内有燃气泄露，那么一旦遇到明火，很容易发生爆炸。
A.迅速打开排风扇，它的开关闭合时会有火花出现，可能会引燃燃气，故A错误；
B.打开门窗通风换气，可以降低屋内燃气的浓度，避免爆炸的发生，故B正确；
C.禁止切断报警器电源，因为切断电源的瞬间也会产生火花，可能引起爆炸，故C正确；
D.熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀，防止爆炸的发生，故D正确。 故选BCD。
5.【答案】 （1）
（2）通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越 小。
（3）解：U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V
U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V
（4）滑动变阻器的电功率
【解析】（1）根据甲图可知，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。
①电压表的“-”接线柱已经与灯泡左端相连，只需将“3”接线柱与灯泡右端接线柱相连即可；
②变阻器与开关串联，只需将它右下角的接线柱与开关右端的接线柱相连即可，如下图所示：
（2）根据图丙可知，图像a总体是上升的，但是上升的速度越来越慢，则得到结论：通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越小。
（3）变阻器两端的电压：U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V；
灯泡两端的电压：U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V。
（4）根据图丙可知，图像a上某点的横坐标就是灯泡的电压，则长方形阴影的宽就是电源电压与灯泡电压之差，根据U总=U+U变可知，长方形阴影的宽就是变阻器的电压。长方形阴影的长就是图像a上某点的纵坐标，也就是通过变阻器的电流。根据P=UI结合长方形的面积公式s=长×宽可知，阴影部分的面积表示滑动变阻器的电功率。
6.【答案】 （1）S（2）B（3）0.075kg~03kg；BC
【解析】(1) 线圈上电流方向向左；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向下端，则电磁铁的下端为N极，上端为S极。根据两者产生的是斥力可知，永磁体下端是S，上端是N。
(2)放置物体后，秤盘要下降，要使得仍然指在a位置、需要有更大的斥力才能维持，即电磁铁需要更大的磁性才可以，所以电流值需要增大，滑变的阻值需要减小。所以P要向B端滑动。
(3)①电流表的量程为0~0.6A，则通过电路的最大电流为0.6A，代入公式m=k得到：m=0.5kg/A×0.6A=0.3kg，即电子秤的最大称量范围为mmax=0.3kg。
电流表最小读数为滑变整个接入时的电流，
此时电流 ，
代入公式得：mmin=0.5kg/A×0.15A=0.075kg。
所以称量范围是0.075kg~0.3kg。
②A．增大电源电压，通过通过电流表的电流会增大，即放上相同质量的物体时，原来没有达到量程，现在可能达到或超过量程，因此电子秤的量程变小，故A不合题意；
B．换用"100Ω；1A”的滑动变阻器，电阻变大，电流变小，即方向相同质量的物体时，原来恰好达到量程，现在却小于量程了，因此电子秤的量程变大，故B符合题意；
C．电流表的量程换用“0~3安”，量程比原来变大，那么电子秤的量程肯定变大，故C符合题意。 故选BC。
7.【答案】 （1）解：灯泡L正常发光时，通过的电流I= =0.4A
答：灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小为0.4A。
（2）0
（3）解：本题的电路可以用下图表示：
根据题意，可得四种电路连接情况：
①图甲中，当PB= OB时，R变1= Rb ， 电路中的电流I1=0.36A
②图甲中，当PB= OB时，R变2= Rb ， 灯L正常发光，电路中的电流l2= 0.4A
③图乙中，当PO= OC时，R变3= Rc，灯L两端电压UL3=4.8V
④图乙中，当PO= OC时，R变4= Rc，灯L两端电压UL4=6.0V，灯L正常发光)
由于②和④时，L都正常发光，即②和④电路是等效的
所以R变2=R变4 ， 即 Rb= Rc ,2Rb=Rc
因为U=U变+UL=I变R变+UL
所以由④得：U=I2R变4+UL4=0.4A× Rc+6.0V----(1)式
①中R变1= Rb= Rc ， 与R变3= Rc等大，即①和③电路是等效的
因为U=U变+UL=I变R变+UL
所以由③得：U=I3R变3+UL3=0.36A× Rc+4.8V-----(2)式
由(1)式和(2)式可解得：Rc=60Ω U=12V
答：金属丝OC的电阻Rc的大小为60Ω，电源电压为12V
8.【答案】 （1）
（2）解：m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3 m3=1kg
Q吸= cm(t-to)= 4.2×103J/(kg℃) × 1kg×(100℃-20℃) =3.36× 105J
∵W=Pt=Q ∴
∵P= ∴
答：选择的加热电阻阻值最大为60.5Ω
（3）在加热的支路上增加温度控制开关（合理即可）
【解析】（1）根据功率的公式可知，在电压相同时，只有使总电阻变小，才能使总功率变大。
方案一：将两个电阻串联，开关与其中一个电阻并联。当这个开关闭合后，短路电阻，这时总电阻变小，总功率增大，符合要求；
方案二：将两个电阻并联，一个开关与其中一个电阻串联。闭合这个开关后，总电阻变小，总功率增大，符合要求，如下图所示：
9.【答案】 （1）热（2）
连线如图实验方案①连接电路，将滑动变阻器滑片移到阻值最大处，闭合开关②移动滑片至适当位置观察温度计，间隔相同温度，多次同时读取温度计，电压表和电表的示数，并记录在表格中根据R= ，计算各个温度下电阻值，分析表中数据得出结论.
【解析】（1）图中的镍铬合金丝通电后，使烧瓶内煤油的温度升高，这是因为电流具有热效应。
（2）根据图片可知，滑动变阻器应该与合金丝串联。变阻器的左下角的接线柱已经与开关连接，此时只要将它右上角的接线柱与合金丝右端相连即可，如下图所示：
实验步骤为：①连接电路，将滑动变阻器滑片移到阻值最大处，闭合开关；
②移动滑片至适当位置观察温度计，间隔相同温度，多次同时读取温度计，电压表和电表的示数，并记录在表格中根据 ，计算各个温度下电阻值，分析表中数据得出结论.
10. 【答案】 （1）左（2）B（3）0.3（4）滑动变阻器的电功率
【解析】（1）根据表格可知，从第3次到第4次时，电流从0.2A到0.25A，此时电流变大，那么变阻器的阻值变小，则滑片P向左移动到适当位置。
（2）比较第1和3组数据可知，电流增大到原来的：0.2A÷0.1A=2倍，而定值电阻的电功率增大到原来的：0.4W÷0.1W=4=22倍，因此定值电阻的电功率与电流的平方成正比，故选B。
（3）当定值电阻两端的电压为1.0V时，
变阻器两端的电压U2=U总-U1=4V-1V=3V；
此时变阻器的电功率为：P2=U2I2=3V×0.1A=0.3W；
（4）A点的横坐标代表总功率，A'点的横坐标代表R1的电功率，根据P总=P1+P2可知，AA'就是滑动变阻器的电功率。
10.【答案】 读数更精确；所测得的灯丝电阻阻值基本相等；大气压强
【解析】【实验方案】连接电路时，电压表量程选择0-3V而不是0-15V的目的是：读数更精确；
【得出结论】若假设①被否定，则实验中得到的结果是：所测得的灯丝电阻阻值基本相等；
【交流反思】用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力，而本质是依靠大气压强。
11.【答案】 （1）解：U1=3V U2=U-U1=4.5v-3V=1.5v
灯泡常工作电流I= =0.25A
滑动变阻器接人电阻：R= =6Ω
（2）解：W=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270 J
12.【答案】 （1）低
（2）当开关S与bc接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，
此时通过电路的电流；
（3）高温档消耗的电能：W=P高t=10W×（3600s×6）=2.16×105J。
【解析】（1）旋转开关S接触“bc”两触点时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2；
旋转开关S接触“cd”时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；
则R2>R并；
根据公式可知，此时总功率P2则前者为低档，后者为高档。