最新初三物理电学综合题(较难)含答案
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最新初三物理电学综合题(较难)含答案
一、电磁学综合题
1．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．4.5V 20mA B．3V 20mA C．4.5V 0mA D．3V 0mA
【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。
2．（3）电能3200imp/kW•h，表示电能表指示灯闪烁3200次，消耗的电能为1kW•h，当1min内闪了64次时，则微波炉消耗的电能是：61643.610J3200E =72000J，微波炉消耗的电能的功率是：720000sJ6EPt =1200W.（2019·曲靖一中卓立学校中考模拟）图为某三档位(慢加热、快加热、保温)电热水器的简化电路图，R1、R2均为加热电阻(温度对电阻的影响忽略不计 )；铭牌上的部分参数如下表所示，其中快加热功率模糊不清，该热水器能将水加热到的最高温度为75℃，求：
额定电压 220V
保温功率 605W
慢加热功率 1210W
快加热功率
(1)若电热器中已装满初温为25℃的水40kg，将这些水加热到最高温度，水吸收的热量_______(c水=4.2×103J/kg·℃)；
(2)当开关S1闭合，S2接b时，电热水器处于________状态，求R1的阻值_________；
(3)若加热电阻产生的热量有84%被水吸收，用该电热水器把原有的水加热到最高温度，用快加热比用慢加热节约多少时间____？
【答案】8.4×106J 慢加热 40Ω 4132s
【解析】
【详解】
（1）用该电热水器把水加热到最高温度，水需要吸收的热量： Q吸=c水m(t-t0)= 4.2×103J/kg·℃)×40kg×(75℃-25℃)=8.4×106J；
（2）开关S1闭合，S2接b，电热水器处于慢加热工作状态，R1的阻值：221220V=40Ω1210ΩURP慢（）；
（3）电热水器消耗的电能：678.410==1084%JJQW吸，
开关S1断开，S2接b，R1、R2串联，电路中的阻值R串= R1+R2，此时电路中的总电阻最大，总功率最小，电热水器处于保温工作状态，此时电路中的阻值：22(220V)==80Ω605WURP串保，
则R2 = R串-R1=80Ω-40Ω=40Ω ，
开关S1闭合，S2接a，R1、R2并联，电路中的阻值：121240Ω40Ω==20Ω40Ω+40ΩRRRRR并，
此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水器处于快加热工作状态，则快加热功率：
22(220V)==2420W20ΩUPR快并 ，
用该电热水器用快加热把原有的水加热到最高温度所用时间：7110=4132s2420WJWtP快，
用该电热水器用慢加热把原有的水加热到最高温度所用时间：7'10==8264s1J210WWtP慢，
3．。（2019·广东中考模拟）如题1图所示电路，电源电压恒定。闭合开关，当滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，R1的I﹣U关系图象如图所示，求：
（1）R2的最大阻值；
（2）滑动变阻器的滑片位于中点时，V2的示数；
（3）在图2中画出滑片从最右端滑到最左端过程中A与V2示数的I﹣U关系图象。
【答案】（1）40Ω；（2）9V；（3）见解答。
【解析】
【详解】
由电路图可知，R1、R2串联，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R2的电压，电流表测电路中的电流，已知R1的I﹣U关系图象如图2所示。
（1）当滑片P位于最左端时，只有R1工作，电路中的电流最大，由图象可知最大电流I1＝0.9A，此时R1的电压为18V，则电源电压：U＝U1＝18V，R1的阻值：11118V=20Ω0.9AURI ；由图知，当滑片P位于最右端时，R1与R2的最大阻值串联，电路中电流最小为I2＝0.3A，此时R1的电压为6V，则R2两端电压为：U2＝U﹣U1′＝18V﹣6V＝12V，由欧姆定律可得，R2的最大阻值：22212V=40Ω0.3IRU；
（2）当滑片处于中点时，滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω，则串联电路的总电阻：R串＝R1+R2′＝20Ω+20Ω＝40Ω，此时电路中的电流为：串18V==0.45A40ΩUIR，此时R2两端的电压：22UIR ＝0.45A×20Ω＝9V，即V2表的示数为9V；
（3）当滑片在最左端时V2的示数为0，此时电流最大0.9A，根据题（1）中的计算可知，滑片在最右端时V2的示数为12V，此时电流是0.3A，当滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路电流减小，电流表示数减小，由11=UIR 可知，定值电阻R1两端电压减小，由串联电路的电压规律可知，滑动变阻器的电压U2减小，因U1线性变化，则U2也是线性变化的，在坐标系中描出（0V，0.9A）、（12V，0.3A）两个点，用直线连接即可，则滑片从最右端滑到最左端过程中A与V2示数的I﹣U关系图象如下：
4．(3) 照明灯使用6小时所消耗的电能是：6100W63600s=2.1610JWPt。（2019·浙江中考模拟）如图甲是空调温控装置原理的简化电路,线圈电阻不计,电源电压为
6V,R1为电阻箱,R2 是热敏电阻,其阻值随温度变化图线如图乙。当继电器线圈中的电流大于或等于 15mA时,继电器的衔铁被吸合,接通右边的受控电路,使空调工作。若电阻 R1 调到150Ω,室温升至t 时恰能接通受控电路
（1）若空调工作时功率为 2kW,则连续工作3 小时需消耗电能____________度
（2）若要在较高温度下接通受控电路,应将 R1 的阻值适当__________________（选填“增大”或“减小”）。
（3）通过计算说明,接通受控电路时的温度t 为多少℃_______?
【答案】6 增大 30
【解析】
【详解】
（1）空调消耗的电能：W=Pt=2kW×3h=6kW•h=6度；
（2）由电路图可知，R1和R2串联，电路总电阻等于各个电阻之和，R2阻值随温度的升高而减小，那么要想在较高温度下接通受控电路，应将R1的阻值适当增大；
5．（5）输电线路损失功率是： =8×105W，则知道，输电电流是： ，由P=UI知道，输电电压是： = 50kV。（2019·江西中考模拟）如图所示，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0﹣15V，R1的电阻为20Ω，电源电压为18V，变阻器R3的阻值范围为0﹣200Ω。
（1）只闭合开关S3时，电流表示数为0.3A，求R2的电阻；
（2）只闭合开关S2、S4，在不损坏电流表、电压表的情况下，求滑动变阻器的阻值变化范围；
（3）请画出只闭合开关S1、S3和S4时的等效电路图。
【答案】（1）40Ω；（2）10Ω﹣100Ω；（3）
【解析】
【详解】
（1）只闭合开关S3时，灯与R2串联，电流表测电路中的电流，因电流表示数为0.3A，
由欧姆定律可得，电路的总电阻： 18V600.3AURI串联
根据电阻的串联，则R2的电阻： R2＝R串联﹣R1＝60Ω﹣20Ω＝40Ω；
（2）只闭合开关S2、S4，R1和R3串联，电压表测R3的电压，电流表测电路中的电流，由串联分压的规律可知，当电压表示数为15V时，变阻器连入电路的电阻最大，根据串联电路电压的规律，此时R1的电压为：U1＝18V﹣15V＝3V，
根据分压原理，变阻器连入电路中的最大电阻为：R滑=15V20Ω100Ω3V
电流表的量程为0～0.6A，故电路中的最大电流为0.6A，此时变阻器接入电路的电阻最小，由欧姆定律和电阻的串联可得，变阻器连入电路中的最小电阻：
R滑小=118V20Ω10Ω0.6AURI大
故在不损坏电流表、电压表的情况下，滑动变阻器的阻值变化范围为10Ω﹣100Ω；
（3）只闭合开关S1、S3和S4时，R1短路，R2、R3并联，电流表测干路电流，等效电路图如下所示：
6．（3）电路中电压是不变的，根据P=2UR可知，要高温档（发热功率最大）工作，则须电路中电阻最小，即当R1与R2并联工作时为高温档。应S2闭合，同时S1接a。（2019·广东中考模拟）家庭电路的电能表如图所示。小明让电饭锅单独工作，转盘转过30圈时，停表记录其工作时间为100s。
（1）电饭锅消耗的电能为_________kW•h，电功率为________ W。
