中考物理电学综合计算题汇总及答案解析.docx
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中考物理电学综合计算题汇总及答案解析
中考物理电学综合计算题汇总及答案解析
一、电磁学综合题
1.所以变阻器的总电阻:
。
(2019·山东中考模拟)家庭电路示意图及原理图如图所示,用电压表测得进入某用户的电压为U2=220V,如果该用户在某日18:
00~19:
00这个时间段有三个用电器同时工作,其中白炽灯标有“220V100W”、电烙铁标有“220V800W”,家中的电能表记录了这1h的用电情况(见图)。
请解答以下问题:
(1)该用户在这1h内消耗的电能有多少?
该电能表能否正常工作?
(友情提示:
要读出小数部分)
(2)空调器消耗的电功率有多大?
(3)通过用户保险丝的电流有多大?
(4)如果输电线路的总电阻(配电室到进户处)约为1.5Ω,假设配电室仅向该用户供电,要保证用户家里这三个用电器同时正常工作,配电室向线路输出的电压U1约为多少伏?
(5)若要求减少输电线损失的功率,用学过的知识分析说明可以采取的方法。
【答案】
(1)4.4kW•h
(2)能(3)3.5kW(4)20A(5)250V(6)见解析
【解析】
【详解】
(1)由如图18:
00时,电能表示数为132.1kW•h,19:
00电能表示数为136.5kW•h,
所以该用户在这1h内消耗的电能:
W=136.5kW•h﹣132.1kW•h=4.4kW•h;
三个用电器的总功率为:
;
该电能表允许接的用电器的总功率是P=UI=220V×20A=4400W
因为4400W=4400W,所以电能表能正常工作;
(2)由题电源电压220V,家庭电路各用电器并联,所以三种用电器都正常工作,
所以空调的电功率:
P空调=4.4kW-0.1kW-0.8kW=3.5kW;
(3)此时用电器的总功率:
P=4400W,
由P=UI可得通过保险丝的电流:
;
(4)输电导线与用电器是串联的,要保证用户家里这三个用电器同时正常工作,则用电器两端电压为220V;
根据
得,导线电压:
U线=IR线=20A×1.5Ω=30V,
根据串联电路的电压特点,所以配电室向线路输出的电压:
U1=U额+U线=220V+30V=250V;
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.(4)高温超导材料具有零电阻特性,即超导电性,可以应用于大电流应用:
超导发电、输电和储能。
(2019·山东中考模拟)问题解决——油量报警装置:
小雨想要利用电磁继电器制作一个油量自动报警装置。
要求:
油箱内油量充足时绿灯亮、红灯灭,显示正常;储油过少时绿灯灭、红灯亮,报警提醒油量过少。
请利用下图器材,再添加一个电源,将电路设计填画完整。
(________)
并简述此装置的工作过程____。
(提示:
电磁继电器所用弹簧拉力较大,电磁铁磁性必须大到一定程度才能把衔铁吸引下来,否则弹会把衔铁抬起来。
)
【答案】
详见解析
【解析】
【详解】
用导线将电源、变阻器、定值电阻R0和电磁铁顺次连接起来;使电磁继电器的静触点与电源相连,动触点A和B分别与红灯和绿灯的一个接线柱相连,红灯和绿灯另外一个接线柱分别与电源相连。
如图所示:
4.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。
5.(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:
6.图丁是RV的阻值与车速成正比,当车速为75km/h时,
,RV3=40Ω,通过电路的电流I3=
=0.24A,电压表的示数U1=I3RV3=0.24A×40Ω=9.6V。
(2019·扬州市江都区第三中学中考模拟)4月15日起,《电动自行车安全技术规范》(也就是市民通称的电动车“新国标”)开始实施。
电动自行车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱。
下表是某型号电动自行车(如图甲)的相关数据。
质量m/kg
40
行驶过程中轮胎与地面接触的总面积S/m2
8×10-3
电能转化为机械能的效率η
75%
工作电压U/V
48
规定最大行驶速度v/km•h-1
≤36
(1)电动车中改变车速的控制器类似于实验室中______(填物理实验器材名称)。
(2)如果该电动自行车采用400W•h(瓦时)的大容量电池供电,则其最多能输出的机械能为________J.若这么多的机械能由效率为30%的汽油机提供,则需要燃烧汽油_____kg.(已知本地汽油的热值为4.5×106J/kg)
(3)电动车车速过快,目前已经是引发交通事故的重要原因之一,图乙中所示的图线分别为A、B两不同品牌电动车在同一路面上紧急刹车过程中的实际刹车距离s与刹车前的车速v的关系图象。
图中_____(A/B)车的刹车性能较好,你判断的依据是______;
(4)小明骑该车以最大规定速度在水平路面匀速行驶10km.已知小明的质量是40kg,且该电动自行车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图像如图丙所示。
则上述骑行过程中克服摩擦力做功的功率为_________W,通过电动自行车的电流为_________A.(g取10N/kg)
【答案】变阻器1.08×1060.8A相同速度A的刹车距离更短2005.56
【解析】
【详解】
(1)电动车中改变车速的控制器相当于实验室中的滑动变阻器,它和电动机应该串联在一起使用,从而起到调节电流的作用。
(2)知道电动机的最大容量W电=400W⋅h=0.4kW⋅h=0.4×3.6×106J=1.44×106J
电能转化为的机械能:
W机械能=W电×75%=1.44×106J×75%=1.08×106J;
由η=
和Q放=mq可得:
需要汽油m=
=
=
=0.8kg,
(3)由图可知,车速相同时,A实际刹车距离s比B的短,说明其刹车性能较好;
(4)小明骑该车以最大规定速度在水平路面匀速行驶,运动的路程是水平方向的,重力方向是竖直向下,所以在竖直方向没有通过的距离,则重力没有做功,也就是重力做的功为0;
小明和车总质量:
m=40kg+40kg=80kg,
根据图象可知总质量为80kg时的摩擦阻力f=20N,
根据表格可知最大车速v=36k/h=10m/s,
则最大功率P=fv=20N×10m/s=200W;
消耗电功率:
P电=
=
,
由P=UI可得:
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.
。
(2019·上海中考模拟)如图(a)所示电路,电源电压为12伏且不变,R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2是规格为“20欧3安”和“60欧2安”中的一个,闭合开关S后。
①求通过R1的电流I1。
____
②求10秒内电流通过R1做的功W1。
____
③若将一个表盘如图(b)所示的完好的电流表接入电路某处,在电路安全工作的情况下,移动变阻器的滑片P,使电路消耗的最大功率与最小功率的比值最大。
(a)请判断符合上述要求所用变阻器的规格是______;电流表连接在______(选填“a”、“b”、“a或b”)处。
(b)求此功率的最大值P最大。
______
【答案】0.6安72焦60欧2安a或b31.2瓦
【解析】
【详解】
①由电路图可知,电阻
1、
2并联,根据欧姆定律
可得,
通过R1的电流
。
②10秒内电流通过R1做的功
。
③闭合开关S,电阻
1、
2并联,由并联电路的特点可知,移动变阻器的滑片P时,通过R1的电流保持0.6A不变。
在电路安全工作的情况下,要使电路消耗的最大功率与最小功率的比值最大,则电路中的最大电流与最小电流的比值最大。
若将“20Ω3A”的变阻器接入电路中,通过R2的电流最大为3A,如果电流表接在(a)处,在电路安全工作的情况下,电流不能超过电流表的量程,则电路中最大电流I大=3A;通过R2的电流最小为
,电路中最小电流I小=0.6A+0.6A=1.2A;因此电路中的最大电流与最小电流的比值为
。
若将“60Ω2A”的变阻器接入电路中,通过R2’的电流最大为2A,则电路中最大电流I大’=2A+0.6A=2.6A;通过R2’的电流最小为
,电路中最小电流I小’=0.2A+0.6A=0.8A;因此电路中的最大电流与最小电流的比值为
。
因此,符合上述要求所用变阻器的规格是“60Ω2A”;因为图(b)电流表的最大量程为0~3A,题中干路电流和支路电流均小于3A,所以电流表连接在a或b处。
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