2024年新中考科学二轮复习 专题 02 电学易错题（含答案）

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2024 新中考二轮复习 02 电学易错题
模块一 电路分析
1. 含表电路分析
（1）去掉电压表，视电流表为导线，分析电路的串并联
（2）去掉电流表，不能工作的电阻或用电器为电表的测量对象
（3）逐个放回电压表，找到其并联点，判断测量对象
2. 电路补全分析
（1）问题说明：电路中电表类型不确定，要求在所给圆圈中填入合适的电表以使得电路能够正常工作，不能形成短路
（2）分析思路
① 简化问题：先把所给电路中的所有圆圈去掉
② 观察残图：简化后的电路图是一个不完整的电路图，试着在去掉的圆圈处补上一些导线，以使得构成正常的串联或者并联电路
③ 确定电流表：所补充导线处的圆圈内是电流表
④ 确定电压表：没有补充导线处的圆圈内是电压表
（3）典型问题
① 说明：如图①所示，要求分别在开关S断开和闭合的时，在1、2、3处选择合适的电表，使电路能够正常工作
② 解析：如图②、③所示，分别为开关S断开和闭合时正确的电路结构
如图所示电路图，改变各开关连接情况时，下列分析正确的是（　　）
A．当S2闭合，S1、S3断开时，电压表V与V1示数相等
B．当S2闭合，S1、S3断开时，电流表A的示数大于A1的示数
C．当S2断开，S1、S3闭合时，电流表A的示数与A1的示数相等
D．当S2断开，S1、S3闭合时，电压表V与V1示数相等
在图中的圆圈中均为电流表或电压表，开关S闭合后，两灯均能发光，各表均有示数，下列说法正确的是（　　）
A．①③示数一定不相等
B．①④示数一定相等
C．②④示数一定不相等
D．③④一定是同种类的表
小阳用三个电流表和两个小灯泡做实验，检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和，其连接的电路如图所示。这个电路中有一根导线接错了，这根接错的导线是（　　）
A．a
B．b
C．c
D．d
模块二 欧姆定律
1. 欧姆定律适用条件及说明
（1）适用条件：纯电阻电路，即将电能完全转化为内能的电路
（2）说明：如图所示，以含电动机的非纯电阻电路为例
① 已知电动机线圈电阻为r，闭合开关S后，电动机正常转动，电压表和电流表示数分别为U和I，电路正常工作时间一段时间t
② 电路消耗的电能为W=UIt，电路电阻发热量为Q=I2(R+r)t，对于非纯电阻电路消耗的电能与发热量的关系为W> Q，即UIt> I2(R+r)t，可得I<
2. 欧姆定律及其变形公式的运用
（1）注意同一性：在向欧姆定律及其变形公式中代入数据计算时，一定要求是同一时刻同一电阻（或部分电路）所对应的电流、电压与电阻
（2）关于R = 与R =
① R = ：是欧姆定律I = 的推导公式，只能用来计算电阻的大小，电阻是导体本身的材料、长度、横截面积、温度等因素决定的，和加在导体两端的电压以及流经导体的电流没有关系，切不可说导体的电阻与两端电压成正比、与电流成反比
② R = ：对于定值电阻而言，其阻值大小等于两端电压变化量与电流变化量的比值，这一结论在进行动态电路分析或电路综合计算时非常重要
（3）典型动态电路中比值关系的说明：如图所示，滑动变阻器在一定范围内移动时候，电压表V1和V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，电流表示数变化的绝对值为ΔI
如图所示电路，电源电压不变，定值电阻R1和R0并联，R1的阻值为10Ω，电流表示数为0.50A，用阻值为30Ω的电阻R2替换R1，电流表示数变为0.30 A，则电源电压为（　　）
A．1.5V
B．3V
C．4.5V
D．6V
如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（　　）
A．电源电压为7V
B．R1的阻值为20Ω
C．调节滑动变阻器，电路中电路电流的最大值为0.5A
D．滑片P在b端时，R1两端的电压为2V
如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电压表的量程为0～15V，电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是（　　）
A．电源电压为20V
B．R1的阻值为5Ω
C．为了保证电压表不被烧坏，滑动变阻器的阻值变化范围为4～30Ω
D．开关S闭合后电路中电流的最小值为0.6A
模块三 电功和电功率
1. 电路分析中常用的比例关系
（1）定值电阻：若在两种情形下电阻R两端的电压分别为U1和U2，通过的电流分别为I1和I2，消耗的电功率为P1和P2，则有 = ， = =
（2）串并联电路（纯电阻电路）
① 串联电路： = = = =
② 并联电路： = = = =
2. 小灯泡的U-I与I-U图像
（1）小灯泡电阻的变化
① 小灯泡灯丝的电阻随着温度的升高的而增大，当小灯泡两端电压升高时，小灯泡的消耗功率也变大，发热增加，于是电阻也变大
② 在有关小灯泡的电功与电功率计算时，要注意是否有说明不考虑灯泡灯丝电阻的变化
（2）图像的应用
① 根据图像可直接计算小灯泡在不同电压下的灯丝电阻与实际功率
② 小灯泡与定值电阻（或其它规格小灯泡）串、并联后电路电流、电功率等物理量的分析与计算
3. 电路安全问题
（1）只考虑用电器的正常工作
① 串联电路：如图①所示，灯L1和L2串联在同一电路中，两灯的额定电流分别为I1和I2，且I1>I2，不考虑灯丝电阻随温度的变化，两灯的电阻分别为R1和R2，为了使电路安全，则电路中的最大电流为Imax=I2，电源电压的最大值为Umax=I2(R1+ R2)
② 并联电路：如图②所示，灯L1和L2并联在同一电路中，两灯的额定电压分别为U1和U2，且U1>U2，不考虑灯丝电阻随温度的变化，两灯的电阻分别为R1和R2，为了使电路安全，则电源电压的最大值为Umax=U2，干路电流的最大值为Imax=
（2）只考虑电流表的安全工作：如图③所示，电流表A1选用的量程为0-0.6A，电流表A2选用的量程为0-3A，在改变滑动变阻器接入电路的阻值时，需要结合具体的数据判断哪一只电流表的示数可以达到所允许测量的最大值
（3）同时考虑电流表和电压表的安全工作
① 同向变化：如图④所示，在移动滑动变阻器的过程中，电流表与电压表的示数变化方向相同，对于该电路，判断电压表和电流表哪一只的示数可以达到所允许测量的最大值，即可确定滑动变阻器所能接入电路的最小值
② 反向变化：如图⑤所示，在移动滑动变阻器的过程中，电流表与电压表的示数变化方向相反，对于该电路，电压表示数达到最大值时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，电流表的示数达到最大值时，滑动变阻器接入电路的阻值最小
如图所示，电源电压保持12V不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器最大电阻值R=48Ω，闭合开关，若不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（　　）
A．要使电压表的示数增大1V，小灯泡L两端的电压就会减小1V
B．小灯泡L的最小实际电功率为0.6W
C．当滑片P移到变阻器的中点时，小灯泡L正常发光
D．当滑片P移到最右端时，通电10s滑动变阻器消耗的电能是19.2J
如图所示，小灯泡L标有“6V 3W”字样（不计温度对灯丝电阻的影响），当S闭合，滑动变阻器滑片P在最左端时，小灯泡L正常发光；当S闭合，S1断开，滑动变阻器滑片P在中点时，电流表的示数为0.2A，下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为9V
B．滑动变阻器的最大阻值为18Ω
C．调节电路元件，可使电压表达到的最大值为4.5V
D．电路的最小功率与最大功率之比为3:16
现有规格分别为“6V 3W”和“6V 6W”两个小灯泡L1、L2，已知它们的电流与电压间关系如图所示。
（1）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消
耗的总电能为　 　J。
（2）若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过
其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值为　 　W。
新型风暖浴霸是利用电动机鼓动空气流动，通过加热元件加热冷空气带动室内升温，如图是某型号风暖浴霸的简化电路图，其发热元件是两根阻值不变的电热丝R1、R2，主要参数如下表。
项目 参数
额定电压（V） 220
R1额定功率（W） 1936
R2额定功率（W） 968
电动机功率（W） 44
适用面积（m2） 10
（1）开关均闭合，浴霸正常工作时的干路电流为 A。
（2）正常工作时，求R1的阻值为 Ω。
（3）实际电压为200V时，R2的实际功率为 W。
小明家电热水器铭牌标识为“220V 1000W”，由于使用了多年，该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化，为准确测量氧化电热丝的实际电阻值，小明在家中把该电热水器单独接入220V的家庭电路中工作5min，发现电能表转盘转过了242圈，电能表规格如图所示。
（1）小明测得该电热水器的实际电功率为 W。
（2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值为 Ω。
（3）为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝，则并联的这
段电热丝的电阻值为 Ω。
如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数：
额定电压：5伏 额定功率：5瓦
锂电池输出电压：5伏
锂电池容量：4800毫安时（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）
（1）平衡台灯正常发光时电路中的电流为 A。
（2）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为80%，则为用
完电的台灯充满电至少需要的时间为 h。
例1.D
解：（1）当S2闭合，S1、S3断开时，R1与R2串联，电压表V测电源两端的电压，电压表V1测R1两端的电压，电流表A、A1均测电路中的电流，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电压表V的示数大于电压表V1的示数，故A错误；
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电流表A的示数等于A1的示数，故B错误；
（2）当S2断开，S1、S3闭合时，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R2支路的电流，电压表V、V1均测电源两端的电压，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表A的示数大于电流表A1的阻值，故C错误；
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，电压表V与V1示数相等，故D正确。
故选：D。
练1.1.C
解：此图有两种情况：第一种是两灯串联。①③是电流表，②④是电压表。④测的是电源电压，②右边灯泡的电压；因为是串联，所以①③的示数相等，②④示数不相等，①④示数不可能相等。
第二种情况是两灯并联。①②④是电流表，③是电压表。②在干路上，测的是总电流，①测的是左边灯泡的电流，④测的是右边灯泡的电流，所以②④的示数不相等，①④示数可能相等。③是电压表，测的是电源电压，所以①③示数不相等。
故选：C。
练1.2.D
解：要探究并联电路的电流关系，所以应将两灯泡并联，三个电流表分别测量干路和支路电流，所以需通过改动L2与负极相连的导线d，将负极与灯泡L2相连的导线改接左下电流表的负接线柱，如图所示：
故选：D。
例2.B
练2.1.D
练2.2.D
解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压。
（1）由图乙可知，当R2=10Ω时U1=12V，当R2′=20Ω时U1′=8V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流分别为：
I==，I′==，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电源电压保持不变，
所以，电源的电压：
U=I（R1+R2）=I′（R1+R2′），即（R1+10Ω）=（R1+20Ω），
解得：R1=10Ω，故B错误；
电源的电压U=I（R1+R2）=×（10Ω+10Ω）=24V，故A错误；
（2）当电压表的示数U1″=15V时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
此时电路中的电流：
I大===1.5A，
此时滑动变阻器两端的电压：
U2小=U﹣U1″=24V﹣15V=9V，
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R2小===6Ω，
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，
所以，滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6Ω～30Ω，故C错误；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小， 可知为0.6A，故D正确。
故选：D。
例3.D
解：由电路图可知，闭合开关后，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测灯泡L两端的电压。
（1）由电压表测灯泡L两端的电压可知，电压表的示数增大1V，小灯泡L两端的电压就会增大1V，故A错误；
（2）由P=UI=可得，灯泡的电阻：
RL===12Ω，
当滑片P移到最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，小灯泡的实际功率最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的最小电流：
I===0.2A，
则小灯泡L的最小实际电功率：
PL小=I2RL=（0.2A）2×12Ω=0.48W，故B错误；
通电10s滑动变阻器消耗的电能：
WR=I2Rt=（0.2A）2×48Ω×10s=19.2J，故D正确；
（3）当滑片P移到变阻器的中点时，电路中的电流：
I′===A，
此时灯泡的实际功率：
PL′=（I′）2RL=（A）2×12Ω≈1.33W＜3W，
所以，此时灯泡不能正常发光，故C错误。
故选：D。
练3.1.D
解：A、当S闭合，滑动变阻器滑片P在最左端时，为灯的简单电路，小灯泡L正常发光，故电源电压为6V；A错误；
B、根据P＝，灯的电阻：
R＝＝＝12Ω；
当S闭合，S1断开，滑动变阻器滑片P在中点时，变阻器与灯串联，电流表测电路的电流，电流表的示数为0.2A，由欧姆定律，灯的电压为：U灯＝I×R＝0.2A×12Ω＝2.4V，
根据串联电路的规律和欧姆定律，变阻器连入电阻的大小：
R滑＝＝＝18Ω；故滑动变阻器的最大阻值为：
2×18Ω＝36Ω．B错误；
C、当开关S、S1都闭合，滑动变阻器滑片P在最右端时，灯将被短路，电路成为阻值为36Ω的简单电路，此时电压表相当于并联在电源两端，电压表达到最大电压为6V，故C错误；
D、当开关S、S1都闭合，滑动变阻器滑片P在最左端时，根据电阻的并联，此时电路中的总电阻最小：
R并联＝＝9Ω，故电路的最大功率为：
P大＝＝＝4W；
根据P＝，当电路的电阻最大时功率最小，根据电阻的串联，电阻的最大电阻：
R串联＝36Ω+12Ω＝48Ω，故最小功率为：
P小＝＝＝W；
电路的最小功率与最大功率之比为：
W：4W＝3：16，故D正确。
故选：D。
练3.2. (1)2700；(2)4；
解：
（1）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，根据并联电路电压的规律，两灯的电压为6V，通过两灯的电流分别为0.5A和1A，根据并联电路电流的规律，干路电流为：
I＝I1+I2＝0.5A+1A＝1.5A，
通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为：
W＝UIt＝6V×1.5A×5×60s＝2700J；
（2）由P＝UI，灯L1的额定电流为：
IL1＝＝＝0.5A，同理，灯L2的额定电流为1A，根据串联电路电流的规律，电路的最大电流为
0.5A，灯L1的实际功率为3W，
由图知，灯L2的电压为2V，故其实际功率为：
P2＝U2IL1＝2V×0.5A＝1W
L1、L2消耗的实际总功率最大值是：
P＝P1+P2＝3W+1W＝4W。
答：
（1）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为2700J；
（2）若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是4W。
例4. (1)13.4；(2)25；(3)800
解：
（1）开关均闭合时，R1、R2和电动机同时工作，电路总功率为：
P=P1+P2+P3=1936W+968W+44W=2948W，
由P=UI 可得，浴霸正常工作时的干路电流：
I===13.4A；
（2）由P=可得R1的阻值为：
R1===25Ω；
（3）由P=可得R2的阻值为：
R2===50Ω，
实际电压为200V时，R2的实际功率为：
P2′===800W；
答：（1）开关均闭合，浴霸正常工作时的干路电流是13.4A。
（2）正常工作时，R1的阻值是25Ω。
（3）实际电压为200V时，R2的实际功率是800W。
练4.1. (1)968；(2)50；(3)1512.5
解：（1）3000imp/kW h表示每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁3000次，
所以，电能表指示灯闪烁了242次消耗的电能：
W=kW h=×3.6×106J=2.904×105J，
该电热水器的实际电功率：
P实===968W；
（2）由P=UI=可得，该电热水器氧化电热丝的实际电阻值：
R实===50Ω；
（3）电热水器铭牌标识的功率对应的电阻：
R===48.4Ω，
为恢复该电热水器的铭牌功率，可与氧化电热丝并联一段新的电热丝R′，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，=+，即=+，
解得：R′=1512.5Ω。
答：（1）小明测得该电热水器的实际电功率是968W；
（2）该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是50Ω；
（3）并联的这段电热丝的电阻值为1512.5Ω。
练4.2. (1)1；(2)3
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