初三物理电学综合题较难及详细答案解析.docx

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初三物理电学综合题较难及详细答案解析

2020年初三物理电学综合题（较难）及详细答案解析

一、电磁学综合题

1．由题知。

R1的电功率：

P1=P加热

P文火=500W

则R1的阻值：

R1=

121

，文火萃取阶段时，只有R2连入电路，功率为100W，即P2=

可得R2

484

，额定保温功率：

P保温

80W。

（2019·吉林长春市实验中学中考模拟）小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，用来测量同学们的身高，如图所示，其中定值电阻R1＝5Ω，电源电压恒为4V，R2的长度为100cm、规格为“15Ω0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.5A。

（1）当被测同学的身高越高时，电压表的示数_____，电流表的示数_____。

（选填“越大”、“越小”或“不变”）

（2）若被测量同学的身高为2m时，滑动变阻器的滑片刚好位于最上端，则此时电压表时示数为_____V；当电压表的示数为1.5V时，被测同学的身高应_____1m（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）若被测量同学的身高越高时，测量仪消耗电能越_____（选填“快”或“慢”）。

【答案】变大变小3大于慢

【解析】

【详解】

由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）由图知，当人体身高增高时，滑片上移，R2接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，电源电压不变，由I＝

可知，电路中的电流变小，由U＝IR可知，R1两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压变大，即电压表的示数变大；

（2）滑片在最上端时，R2连入阻值为它的最大值，由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中电流，I=

，此时R1两端电压：

U1＝IR1＝0.2A×5Ω＝1V，所以电压表的示数：

UV＝U2＝U﹣U1＝4V﹣1V＝3V；当电压表的示数为1.5V时，R1两端电压：

U1′＝U﹣UV′＝4V﹣1.5V＝2.5V，电路中电流：

I′＝I2′＝I1′＝

，此时R2连入阻值：

R2＝

3Ω，R2连入长度：

L＝

20cm，所以未连入长度为：

100cm﹣20cm＝80cm，当身高为2m时，滑动变阻器的滑片刚好位于最上端，所以此时被测人身高为：

2m﹣0.8m＝1.2m。

即身高应大于1m；

2．答：

水吸收的热量为3.696×105J，烧开一壶水需要的时间为420s。

（2019·翁牛特旗乌丹第一中学中考模拟）阅读短文，并回答问题．

第四代电光源——LED光源

如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它的主要部分是高亮度白色发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源，是极具发展前途的新光源．LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源．图乙是LED的元件实物及符号．

由于二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态．利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性：

把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路，闭合开关S，LED即处于导通状态，调节变阻器滑片，改变LED两端的电压和电路中电流，记录多组电压、电流数据，可以得到电压表与电流表示数关系，如丁所示．

（1）LED灯主要由半导体材料制成；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯__________（高/低）；

（2）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED___________（能/不能）发光

（3）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED不能发光；此时两电表的示数为__________。

A．4.5V20mAB．3V20mAC．4.5V0mAD．3V0mA

【答案】低不能C

【解析】

【详解】

（1）根据题意知，LED灯直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，转移为内能的部分少，即电热转换损耗的能量较白炽灯低；

（2）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光，由于二极管具有单向导电性，断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED不会有电流通过，故不能发光。

（3）在图丙中，闭合S，调节滑动变阻器，使LED正常发光；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED不能发光，即LED没有电流通过，所以电流表示数为0mA，此时电压表通过滑动变阻器能够测量电源电压，所以电压表示数为1.5V。

故选C。

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））由I=

可得，电路启动时的总电阻：

R总=

=

=400Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时热敏电阻的阻值：

R2=R总−R1=400Ω−150Ω=250Ω，对照图乙数据可知，此时的启动温度是30℃。

（2019·辽宁中考模拟）电饭锅中的磁钢限温器

电饭锅是生活中常见的用电器，它是利用感温磁钢（软磁体）的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的，这样可以限制煮饭过程中的最高温度。

感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化，其特性曲线如图甲所示。

磁钢限温器结构如图乙所示，它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成。

感温磁钢及其外套、內锅由弹簧支撑。

感温磁钢与受热面固定在一起，受热面直接把热量传递给锅底。

煮饭时用手按按钮开关，通过杠杄AOC使永磁体和感温磁钢吸合，在吸力作用下永磁体不会落下，金属触点闭合，电路接通，加热元件开始发热。

当饭煮熟后，温度继续上升，当升高到某一温度时，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，加热元件停止发热，同时按钮开关跳起。

（1）与铜导线相比，制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是_____（选填字母）。

A．电阻较大，熔点较低

B．电阻较大，熔点较高

C．电阻较小，熔点较低

D．电阻较小，熔点较高

（2）设想一下，如果“常温超导”实现，为了节能，常温超导材料_____（填“可以”或“不可以”）替代现有的加热元件。

（3）煮饭时用手按按钮开关，杠杆AOC可以省_____；饭煮熟后，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，杠杆CBO属于_____（填“省力”，“费力”或“等臂”）杠杆。

（4）电饭锅煮饭时，电能主要转化为_____能：

标准大气压下，用此电饭锅烧水，水沸腾后按钮开关_____（填“会”或“不会”）自动跳起。

【答案】B不可以距离省力内不会

【解析】

【详解】

（1）电饭锅加热元件，需要在高温下，并且需要放出较多的热量，根据焦耳定律可知需要较大的电阻，不容易熔断，熔点高一些，所以必须是电阻较大、熔点较高的材料，故选B；

（2）加热元件的工作原理是电流的热效应，根据焦耳定律可知，用电器必须有电阻才能产生热量，故常温超导材料不可以替代现有的加热元件；

（3）煮饭时用手按按钮开关，动力作用在A处、阻力作用在C处，支点在O，所以动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，能够省距离；

饭煮熟后，永磁体落下，动力作用在C处、阻力作用在B处，支点在O，所以动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；

5．（5）电动汽车和与以燃烧汽油为动力的汽车相比，不使用化石燃料，节省了石油能源，清洁无污染,电动机噪音比汽油机小。

（2019·云南中考模拟）小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”，如图是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体，OBA是可绕O点转动的杠杆，R1是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R0为定值电阻，V为显示重力大小的仪表（实质是一个量程为0﹣3V的电压表）．已知OB：

OA＝1：

2，R0＝100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）

压力F/N

0

50

100

150

200

250

300

电阻R1/Ω

300

250

200

150

100

50

0

（1）托盘上没放物体时，压力传感器R1的电阻值是_____Ω。

（2）当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图所示，则此时压力传感器R1上的电压是多少_____？

（3）第

（2）题中被测物体的重力是多少_____？

【答案】3001V500N

【解析】

【详解】

（1）由表格可知，当压力为0时，压力传感器的电阻为300；

（2）电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，则示数U0＝2V；由串联电路的电压规律可得压力传感器R1上的电压：

U1＝U﹣U0＝3V﹣2V＝1V；

（3）由串联电路电流的特点可得通过电路的电流I1=I0=

=0.02A；

6．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；

7．（5）由P=fv得f=

=

=22.5N，由图像求出总质量为m总=

=90kg，m人=m总-m车=90kg-40kg=50kg。

（2019·江苏扬州教育学院附中中考模拟）阅读短文，回答问题

电动汽车

电动汽车是环保的交通工具，行驶时蓄电池给电动机供电，电动汽车的主要部分参数如表所示，如图甲所示，在测试过程中，司机和一名陪同人员上车．司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km，电池剩余容量为58kW•h，陪同人员负责记录测试数据，已知司机和陪同人员的质量均为70kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6％，g取10N/kg。

空车质量

1360kg

轮胎与地面总接触面积

400cm2

蓄电池最大容量

68kW•h

最高车速

120km/h

最大功率

90kW

最大续航里程

180km

（1）为了节能，车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法：

在车速逐渐减到60km/h的过程中，不采用机械刹车，由于电动汽车继续行驶，带动电机逆向发电，将电能存储在蓄电池内，此时电机的工作原理是______________

（2）汽车刹车原理图如图乙所示，连着刹车踏板的金属杆可视为一根能绕O点转动的______________（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆．

（3）在测试前，人未上车，此时电动汽车对水平地面的压强为_______________Pa．在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，牵引力做的功为______________J．该电动汽车将电能转化为机械能的效率为______________%.

（4）如图丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，RV的阻值随车速的变化而改变．当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速．图丁是RV的阻值与车速关系的图像．图戊是车速从0加速到100km/h过程中，RV消耗的电功率随电流变化的图像．则图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值是______________Ω．当车速达到75km/h时，此时电压表的示数为______________V.

【答案】电磁感应省力3.4×1052.7×10775109.6

【解析】

【详解】

（1）汽车行驶带动电机逆向发电，机械能转为电能，电机是利用电磁感应原理进行发电的；

（2）由图可知，O点为支点，活塞对金属杆的力是阻力，脚对刹车踏板的力是动力，且动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆；

（3）人未上车，电动汽车对水平地面的压力为：

F压=G=mg=1360kg×10N/kg=1.36×104N；

电动汽车对地面的压强为：

p=

=3.4×105Pa；

电动汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力平衡，则电动汽车受到的牵引力为：

F=f=6%G总=0.06×（70kg+70kg+1360kg）×10N/kg=900N；则电动车行驶30km，牵引力做的功为：

W=Fs=900N×30×103m=2.7×107J；

由表格数据可知电池容量为68kW•h，行驶30km时电池剩余容量为58kW•h，则此过程中电动汽车消耗的电能为：

W总=68kW•h-58kW•h=10kW•h=3.6×107J，则电动汽车电能转化为机械能的转化效率：

η=

=75%；

（4）由电路图可知，两个电阻串联，电压表测量Rv两端的电压，电流表测量电路中的电流，由图丁可知车速越大，Rv的阻值越大，由

可知通过电路的电流越小，由串联分压可知Rv两端的电压变大，电压表的示数变大，由图戊可知，车速为100km/h时，Rv的阻值最大，通过电路的电流最小为0.2A，RV消耗的电功率为2W，RV的阻值RV1=

=50Ω；电源电压U=I1（RV1+R）=0.2A×（50Ω+R）①

通过电路的电流为0.3A，RV消耗的电功率为2.7W，RV的阻值RV2=

=30Ω，

电源电压U=I2（RV2+R）=0.3A×（30Ω+R）②

由①和②得到R=10Ω，U=12V，

当车速为零时，RV的电阻最小，通过电路的电流最大为0.6A，电路的总电阻R总=

=20Ω，RV的电阻RV小=R总-R=20Ω-10Ω=10Ω；

8．

（2）从图中和表中数据可知，2021年地磁S极的经度在160°E-170°E之间，大约166°E，2007年纬度在84°N，2021年地磁S极的纬度高于84°N，从图中可知大约在87°N。

故B符合题意。

（2019·西安行知中学中考模拟）市场上有一种电热水机，如图所示是饮水机的简化电路图，S是温控开关，R1是调节电阻，其阻值为176Ω，R2是供热的电阻丝，它有高低两个挡位。

饮水机的铭牌参数如图所示。

求：

（1）电热水机工作时，将_____能转化为_____能。

（2）R2的阻值是多少________？

（3）某次用低挡位工作时，需要将质量为1kg，初温12℃的水在一标准大气压下烧开，需要加热多长时间？

（不计热损失，c水＝4.2×103J/（kg℃）________

（4）由（3）中计算可知，用低温挡把水烧开时，时间太长，想要缩短时间，那么在保证高温挡功率不变的情况下，如何对原电路进行改造？

（只说明改变电阻的做法，不用计算）_________

【答案】电内44Ω840s给R1并联一个电阻R3即可

【解析】

【详解】

（1）电热水机工作时，是将电能转化为内能，主要利用了电流的热效应。

（2）当温控开关S闭合时，电阻R1被短路，只有加热电阻R2接入电路，饮水机处于加热状态，由

得R2的阻值：

，

（3）当S断开时，R1与R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，饮水机处于保温状态（低挡位），因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时电路中的电流：

，

则电热饮水机的保温功率（即加热电阻R2消耗的功率）：

。

一标准大气压下，水的沸点t＝100℃，把水烧开，水吸收的热量：

。

不计热损失，饮水机消耗的电能：

，

由

知，饮水机需要加热的时间：

；

（4）用低温挡把水烧开时，时间太长，想要缩短时间，在保证高温挡功率不变的情况下，需要增大R2的功率，需增大电流，需减小总电阻，则应给R1并联一个电阻R3即可。