2024年中考科学专题复习---电学压轴解答题（含解析）

2024年中考科学专题复习---电学压轴解答题
1．如图甲所示的新型电饭锅，其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝，S1是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中，在电饭锅工作的30min内，电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示，求：
（1）电饭锅的最大电功率；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）25min内电饭锅产生的热量。
2．如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V，3W”字样，定值电阻R1阻值为20Ω，滑动变阻器R2最大阻值为18Ω。（不考虑温度对灯丝电阻的影响）求：
（1）小灯泡L的电阻；
（2）当开关S、S1都闭合，滑动变阻器R2的滑片P移到a端时，小灯泡L恰好正常发光，求电流表的示数；
（3）当开关S1断开，S闭合，滑动变阻器R2的滑片P移到b端时，小灯泡L的电功率。

3．如图所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器R3最大阻值为20Ω，将滑动变阻器的滑片调至最左端，当开关S1、S2、S3都闭合，此时通过R3的电流为0.5A；则：
（1）电源电压是多少？
（2）只闭合开关S1，并将滑动变阻器的滑片从最右端移至某处，此过程中R1两端电压变化了4V，则此时V2的示数是多少？
（3）用小灯泡L替换电压表V2，将滑动变阻器滑片置于某位置，再闭合开关S1、S2、S3，此时；当S2断开时，电流表A的示数变化了0.2A，求此时流过R3的电流是多少？
（4）在（3）的情况下，闭合开关S1、S2、S3，有电流表A与电流表A1的比值为，则小灯泡的实际功率是多少？
4．如图a所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端时，测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流的变化关系如图b所示。
求：（1）R1的阻值；
（2）电源的电压；
（3）变阻器的最大阻值？
5．小华同学有6V的蓄电池和规格为“4.8V 0.3A”的小灯泡各一只，为了能使小灯泡正常发光，他设计了如图所示的电路．求：
(1)小灯泡正常发光时的电功率
(2)小灯泡正常发光10min，该电路消耗的电能
(3)他串联的保护电阻R的阻值及电功率
(4)如果需要调节灯泡的亮度，在电路中需要加什么电学元件？还需要保护电阻R吗？为什么？
6．如图中甲是某电子秤的原理示意图，R1为定值电阻，托盘下方的电阻R2为压敏电阻，其电阻大小与托盘内所放物体质量m大小的关系图如图乙所示。已知电源电压为6V保持不变。
(1)如图乙所示，在电路中串联定值电阻可以起到 的作用，当托盘为空时，R2电阻 Ω；
(2)若托盘为空时，电流表示数为I1=0.01A，求定值电阻R1的阻值 ；
(3)若放入某物体后，电流表示数为I2=0.02A，求该物体的质量大小 。
7．物理兴趣小组的同学想利用所学知识测量热水壶的加热效率。他们从壶底部铭牌得知该热水壶的功率为1100W，最大盛水质量为1.1kg。请你也参与到他们的探究中来吧。
（1）在一标准大气压下把一满壶水从20℃烧开需要7分钟，这个热水壶的效率是多少？[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（2）兴趣小组的同学就这次活动提出一个大胆的想法，为这只壶增加一个保温挡（加热挡的额定功率保持不变），若设计保温功率为88W，原先加热电阻为R0。请在虚线框中画出电路图，并算出需要增加一个多大的加热电阻R。
8．如图所示电路，电源电压6V恒定不变，灯泡电阻不随温度变化而变化。当开关S1、S2断开，S0、S3闭合，滑动变阻器的滑片位于中点时，电流表A1示数；将开关均闭合，滑动变阻器的滑片位于变阻器最上端时，电流表示数记为；将开关均闭合，滑片在变阻器最下端时，电流表示数记为。已知，灯泡和的电阻可能是。
（1）求滑动变阻器的最大阻值；
（2）求灯泡和的电阻；
（3）通过开关的断开和闭合，使灯泡与滑动变阻器组成串联电路。调节滑动变阻器滑片在AB两点之间滑动，滑动变阻器的功率分别为，阻值分别为。已知，，求滑片在AB两点之间滑动时，电压表示数的最大值和最小值。
9．如何用一个电压表和一个已知电阻来测某未知电阻的阻值，小林设计了如图所示的电路。实验时，已知R1为9Ω，在闭合开关S的情况下，断开开关S1时电压表的示数为1.8V，闭合天关S1时，电压表的示数为2.7V。整个实验过程中电池的电压不变，求：
(1)电源电压；
(2)被测电阻R2的阻值；
(3)电路消耗的最大电功率。
10．寒冷的冬天，小明给住在农村的奶奶买了一个如图所示的“暖手宝”，铭牌如表所示，请回答下列问题：
（1）该“暖手宝”正常工作时通过的电流和电阻各是多少？
（2）该“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是多少？
（3）小明奶奶家离变电站较远（变电站输出的电压为220V），输出导线的总电阻为11Ω，当小明在奶奶家断开其它用电器只使用该“暖手宝”时，“暖手宝”消耗的实际功率是多少？（小数点后面保留一位数字，不考虑温度对电阻的影响）
产品名称 暖手宝
产品货号 QB32（大号）
额定功率 440W
额定电压 220V
通电储热 5~8分钟
电源线长 约80cm
暖手宝直径 约200mm
11．国产某品牌手机配置“3.7V，4200mAh”大容量电池，采用“超级快充”技术
（1）电池充满电后，储存的电能为多少？
（2）如图所示的两个充电器，一个标注“输出5V，1A”，，一个标注“输出5V，4.5A”，其中哪一个是快速充电器？请通过计算说明；
（3）有人发现，“超级快充”的充电线比普通的充电线粗。请从线路安全的角度分析原因。
12．如图是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。其中，电源电压恒为；R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为，其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比；金属杆cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。小明用该测量仪对小重、小外的身高进行了测量，其数据见下表。若已知小外测量时，滑片恰在电阻棒距离b端的位置，则根据题中提供的信息试计算：
小重 小外
A表示数 0.25 0.20
V表示数 5.0 6.0
身高 _______ 1.7
（1）定值电阻的阻值大小；
（2）电阻棒ab的最大阻值；
（3）小重的身高为多少。
13．如图所示的电路图，电源电压恒定为3V，，，滑动变阻器最大值为20Ω，电流表量程为0-0.6A。
（1）只闭合S1时，电流表示数为0.1 A，滑动变阻器的滑片在最右端，则通过的电流为多少？画出等效电路图。
（2）当S1，S2，S3都闭合时，通过的电流，电流表示数为最大值，则通过的电流为多少？画出等效电路图。
（3）闭合S2和S4，滑动变阻器的滑片在最右端时两端电压为2V，则此时电压表示数为多少？画出等效电路图。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．（1）660W；（2）220Ω；（3）8.58×105J
【详解】解：（1）由乙电路图可知，S和S1都闭合时，电阻R1与R2并联，电路的总电阻最小，电路中的电流最大，由图丙可知，电饭锅的最大电流I=3A，则电饭锅最大的电功率为
P1=UI=220V×3A=660W
（2）由乙电路图可知，只闭合S时，电路为R1的简单电路，电路中的电流较小，由丙图可知，通过R1的电流I1=2A；S和S1都闭合时，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R2的电流为
I2=I-I1=3A-2A=1A
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，R2的阻值为
（3）由图可知25min内电饭锅的加热时间为15min，产生的热量为
Q1=UIt1=220V×3A×15×60s=5.94×105J
保温时间为10min，产生的热量为
Q2=UI1t2=220V×2A×10×60s=2.64×105J
所以25min内电饭锅产生的热量为
Q=Q1+Q2=5.94×105J+2.64×105J=8.58×105J
答：（1）电饭锅的最大电功率为660W；
（2）电热丝R2的阻值为220Ω；
（3）25min内电饭锅产生的热量为8.58×105J。
2．（1）12Ω；（2）0.8A； 0.48W
【详解】解：（1）不考虑温度对灯丝电阻的影响，由可知小灯泡L的电阻
（2）当开关S、S1都闭合，滑动变阻器R2的滑片P移到a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω，定值电阻和灯泡并联，电流表测量干路电流。小灯泡L恰好正常发光，则电源电源
U=UL=6V
通过灯泡的电流
通过定值电阻的电流
电流表的示数
I=IL+I1=0.5A+0.3A=0.8A
（3）当开关S1断开，S闭合，滑动变阻器R2的滑片P移到b端时，灯泡和滑动变阻器串联，根据欧姆定律可知电路电流
小灯泡L的电功率
P =I 2RL=(0.2A)2×12Ω=0.48W
答：（1）小灯泡L的电阻为12Ω；
（2）电流表的示数为0.8A；
（3）当开关S1断开，S闭合，滑动变阻器R2的滑片P移到b端时，小灯泡L的电功率为0.48W。
3．（1）10V；（2）4V；（3）0.8A；（4）4W
【详解】解：（1）滑动变阻器的滑片调至最左端，R3=20Ω，当开关S1、S2、S3都闭合，R1被短路，R2和R3并联，电源电压
（2）只闭合开关S1，R1和R3串联，电压表V2测R3两端的电压，电压表V1测R1两端的电压，滑动变阻器的滑片在最右端时，其接入电路的阻值为零，此时U3=0V，将滑动变阻器的滑片从最右端移至某处，此过程中R1两端电压变化了4V，电源电压恒定不变，由
可知，此过程中R3两端电压变化了4V，所以此时R3两端的电压
即此时V2的示数是4V。
（3）用小灯泡L替换电压表V2，将滑动变阻器滑片置于某位置，再闭合开关S1、S2、S3，R1被短路，灯泡L、R2和R3并联，电流表A测总电流，电流表A1测灯泡L支路电流和R2支路电流之和，当S2断开时，R2支路电流为零，电流表A的示数变化了0.2A，即I2=0.2A，已知
由并联分流原理知
代入数据解得流过R3的电流
I3=4I2=4×0.2A=0.8A
（4）在（3）的情况下，闭合开关S1、S2、S3，电流表A与电流表A1的比值为，即
由I2=0.2A，I3=0.8A，代入数据解得IL=0.4A，则小灯泡的实际功率为
答：（1）电源电压是10V；
（2）此时V2的示数是4V；
（3）流过R3的电流是0.8A；
（4）小灯泡的实际功率是4W。
4．（1）；（2）12V；（3）
【详解】解：（1）分析电路可知，、串联，电压表测电压，电压表测电压，电流表测电路电流。由图b可知，当的电压为12V时，电流为1.5A，则的阻值为
（2）闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P移动到A端时，，此时电路中只有，此时电流最大，由图b可知，此时的电压为12V，则电源电压为12V。
（3）由图b可知，电流最小为0.5A，此时变阻器的阻值最大，此时总电阻为
则变阻器的最大阻值为
答：（1）R1的阻值为；
（2）电源的电压为12V；
（3）变阻器的最大阻值为。
5．（1）1.44W（2）1080J (3)4Ω, 0.36W, (4)串联一个滑动变阻器（电阻箱或电位器），仍保留保护电阻，可防止误操作电阻过小使灯泡两端电压超过额定电压烧坏灯泡．
【分析】（1）小灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据W=UIt求出小灯泡正常发光10min消耗的电能；（2）小灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中R的电功率，利用欧姆定律求出串联电阻的阻值；（3）滑动变阻器的原理：改变连入电路的电阻丝的长度，改变连入电路的电阻，改变电路中的电流．
【详解】(1)由P=UI可得，小灯泡正常发光时的电功率：4.8V0.3A=1.44W；(2)小灯泡正常发光10min，该电路消耗的电能：W=UIt=6V0.3A1060s=1080J；(3)因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡正常发光时，串联的电阻两端的电压：U =6V 4.8V=1.2V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由I=可知，保护电阻的阻值：R===4；由P=UI可得小灯泡正常发光时，保护电阻的电功率：=1.2V =0.36W，(4)如果需要调节灯泡的亮度，还需要滑动变阻器或电位器，滑动变阻器的作用就是保护电路，改变连入电路中电阻丝的长度，从而来改变电路中的电流，但仍可以保留保护电阻，可防止错误操作电阻过小使灯泡两端电压超过额定电压烧坏灯泡．
6． 保护电路 500Ω 100Ω 600g
【分析】电学综合计算题
【详解】(1)[1]当电路中物体过重时R2阻值很小，定值电阻可以起到保护电路作用。
[2]当m=0时，由图像可知R2=500Ω
(2)[3] R2两端电压为
U2=I1R2=0.01A×500Ω=5V
R1两端电压为
U1=U-U2=1V
R1电阻为
(3)[4]当放入某物体后R1两端电压为
当放入某物体后R2两端电压为
此时R2电阻为
由图像可知质量m=600g
答：在电路中串联定值电阻可以起到保护电路的作用；当托盘为空时，R2电阻为500Ω；当托盘为空时，R1的阻值为100Ω；当放入某物体后，电流表示数为I2=0.02A，物体的质量为400g。
【点睛】动态电路计算时要分清电路的状态。
7．（1）80%；（2），506Ω
【详解】解：（1）把一满壶水从20℃烧开需要的热量为
7分钟内热水壶消耗的电能为
热水壶的效率为
（2）电压一定，根据公式
可知，要增加保温档，就得减小电路的功率。即在原有的电路中串联一个电阻，同时为了保留原来的档，即给新增的电阻并联一个开关，开关闭合时是原来的档，断开时是保温档。电路图如下
保温的总电阻为
加热电阻为
增加的加热电阻为
答：（1）这个热水壶的效率是80%；
（2）电路图见解析，需要增加一个506Ω的加热电阻。
8．（1）30Ω；（2）20Ω，10Ω；（3）4V，2V
【详解】解：（1）当开关S1、S2断开，S0、S3闭合，此时滑动变阻器全部接入，滑动变阻器的滑片位于中点时，滑动变阻器仍然全部接入，故滑动变阻器的最大阻值
（2）将开关均闭合，滑动变阻器的滑片位于变阻器最上端时，此时灯泡L1被短路，滑动变阻器全部接入，且与灯泡L2并联，电流表A1测量干路电流，电流表A1示数记为I1，则干路电流为
将开关均闭合，滑片在变阻器最下端时，此时灯泡L2被短路，滑动变阻器全部接入，且与灯泡L1并联，电流表A2测量干路电流，示数记为，则干路电流为
根据
①若，带入数据可知，符合题意；
②若，带入数据可知，不符合题意；
③若，则灯泡L1的电阻为0Ω，与题意不符；
④若，，与题意不符；
综上所述，灯泡L1和L2的电阻分别为20Ω，10Ω。
（3）从可知，当滑动变阻器在A点时，故滑动变阻器接入的阻值比较大，故滑动变阻器下半部分接入，故开关S0、S1闭合，开关S2、S3断开，灯泡L1与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压；根据可以设，，当滑动变阻器在A点时，电路中的电流为
此时滑动变阻器的功率为
当滑动变阻器在B点时，电路中的电流为
此时滑动变阻器的功率为
根据可知，可以列等式
经整理可知，
当滑动变阻器在A点时，滑动变阻器的阻值最大，根据串联分压，此时滑动变阻器两端的电压最大，电压表的示数也最大，故电路中的电流为
电压表最大的示数为
当滑动变阻器在B点时，滑动变阻器的阻值最小，根据串联分压，此时滑动变阻器两端的电压最小，电压表的示数也最小，故电路中的电流为
电压表最小的示数为
答：（1）滑动变阻器的最大阻值为30Ω；
（2）灯泡和的电阻为20Ω和10Ω；
（3）滑片在AB两点之间滑动时，电压表示数的最大值为4V和最小值为2V。
9．（1）2.7V（2 18Ω（3）0.405W。
【详解】(1)当S、S1闭合时，R1被短路，电路中只有R2，电压表的示数即为电源电压，即U=2.7V
(2)当S闭合，S1断开时，R1与R2串联，R2两端的电压U2=1.8V，
则R1两端的电压
U1=U-U2=2.7V-1.8V=0.9V
通过R2的电流为：
I2=I1=
R2的阻值为：
R2=
(3)当S、S1闭合时，R1被短路，电路中只有R2，此时电路中的电流最大，消耗的电功率最大
P大
答：（1）电源电压为2.7V；（2）被测电阻R2的阻值为18Ω；（3）电路消耗的最大电功率为0.405W。
10．（1）2A，110Ω；（2）79200J；（3）363.6W
【详解】解：（1）根据P=UI可知该“暖手宝”正常工作时通过的电流为
根据欧姆定律，电阻为
（2）根据可得该“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是
（3)电路中的实际电流为
“暖手宝”的实际功率是
答：（1）该“暖手宝”正常工作时通过的电流为2A，电阻为110Ω；
（2）该“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是79200J；
（3）“暖手宝”消耗的实际功率是363.6W。
11．（1）55944J；（2）标注“输出5V，4.4A”；（3）见解析
【详解】解：（1）电池充满电储存的电能为
（2）两个充电器的功率分别为
所以第二个的充电速度快，是快速充电器。
（3）充电线做得粗一些，横截面积较大，其他条件相同时，充电线的电阻较小，使充电过程中产生的热量少一些。
答：（1）电池充满电后，储存的电能为55944J；
（2）标注“输出5V，4.4A”的充电器是快速充电器；
（3）充电线较粗可以减小电阻，在充电过程中产生的热量较少。
12．（1）20Ω；（2）60Ω；（3）1.62m
【详解】解：（1）测量小外身高时，R0两端电压
U0=U-UR1=10V-6V=4V
的阻值
（2）已知小外测量时，滑片恰在电阻棒距离b端的位置，此时电阻棒的阻值
因为滑片恰在电阻棒距离b端的位置，则电阻棒最大阻值
R=2R2=2×30Ω=60Ω
（3）测量小重身高时，电阻棒接入电路的电阻
因为小外测量时，滑片恰在电阻棒距离b端的位置，即电阻棒接入电路长度为24cm，此时电阻棒接入的阻值为30Ω；则测量小重身高时，电阻棒接入电路的阻值为20Ω，此时电阻棒接入电路的长度
则小重的身高
答：（1）定值电阻的阻值为20Ω；
（2）电阻棒ab的最大阻值为60Ω；
（3）小重的身高为1.62m。
13．(1)；等效电路图：；(2)；等效电路图：；(3)；等效电路图：
【详解】(1)只闭合S1，滑动变阻器滑片在最右端时电路中只有与串联，且全连入电路相当于定值电阻，其等效电路图如下：
因为串联电路电流相等，此时电流表示数为0.1 A，所以通过的电流；
(2)当S1，S2，S3都闭合时，与并联，被短接，电流表测干路电流。其等效电路图如下：
因为，，与并联电压也相等，所以通过的电流
；
(3)闭合S2和S4，滑动变阻器的滑片在最右端时，相等于阻值为的定值电阻
串联，电压表测两端电压，其等效电路图如下：
由题知此时两端电压为，所以电压表示数：
。
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