初三物理电学综合题(较难)及答案解析

初三物理电学综合题(较难)及答案解析

一、电磁学综合题

1．由题知。R1的电功率：P1=P加热-P文火=500W100W400W，则R1的阻值：R1=22220V400UPW（）121Ω，文火萃取阶段时，只有R2连入电路，功率为100W，即P2=22UR可得R2222220V100UPW（）484Ω，额定保温功率：P保温2212 220121Ω484ΩURR（）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“15Ω 0.5A”，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＝UR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=1240.2A5Ω15ΩUVRR最大，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′＝'112.50.5A5ΩUVR，此时R2连入阻值：R2＝'2'2UI3Ω，R2连入长度：L＝3Ω15Ω100cm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．心脏的平均功率：960J16W60sWPt。（2019·广东中考模拟）为了能在黑夜中看见开关位置，小明设计了如图所示的电路。当开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置。他利用一个“10V0.1W”的小灯泡和一段电阻丝组装成指示灯，求：

（1）这个“10V 0.1W”的小灯泡和这段电阻丝应该_____联（选填“串”或“并”）

（2）为使指示灯正常发光，电阻丝的电阻应为多少______？

（3）照明灯使用6小时所消耗的电能是多少________？

【答案】串联 2100Ω 62.1610J

【解析】

【详解】

(1)小灯泡电压较小，所以需要将电阻丝与小灯泡串联分压；

(2)指示灯正常发光，则电流是：0.1W=0.01A10VPIU，电阻丝需要分担210V的电压，电阻丝的电阻应为：210V=2100Ω0.01AR；

3．（4）当最大风力增加到600N时，Rx″=1Ω，总电阻减小，电流会增大，为保持电压表量程不变，则电路中的电流0.6A不变，若提高该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力，所以可以①串联一个定值电阻，②减小电源电压。（2019·山东中考模拟）制作电子拉力计：

现有如下器材：一个电压恒威12V的电源；一个阻值为20Ω的定值电阻R0；一个量程为0~0.6A的电流表；一个开关；若干导线；一根长为6cm、阻值为30Ω的均匀电阻丝R1（它的阻值与其长度成正比）；一根轻质弹簧，一端可以固定，另一端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计），它的伸长量与受到的拉力关系图象如图乙所示。

（1）请利用上述器材制作电子拉力计，在图甲所示方框中画出设计的电路图。

（2）请推导出拉力F与电流表示数I的关系式，并在图丙所示的电流表表盘上标出拉力为10N，30N时对应的刻度值。

【答案】（1）（2）F=60−12I；

【解析】

【详解】

（1）从电源正极依次串联定值电阻、开关、电阻丝、弹簧以及电流表，如下图所示：

（2）根据图乙可知，当拉力为40N时，弹簧的伸长量为8cm，则由F=k△L可得：k=FL=40N8cm=5N/cm；因此F与△L的关系：F=5N/cm×△L−−−−①；电阻丝R1的阻值与其长度成正比,则由欧姆定律可得，电流表的示数为：I=040Ω40Ω8cmURL=12V40Ω20Ω40Ω8cmL=12605L−−−−②，联立①②可得，I=1260F，因此拉力F与电流表示数I的关系式为：F=60−12I；当拉力F=10N时，I1=0.24A；当F=30N时，I2=0.4A；指针在电流表刻度盘上的位置如下：

4．（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：

5．图丁是RV的阻值与车速成正比，当车速为75km/h时，V3-10Ω50Ω-10Ω=75km/h100km/hR，RV3=40Ω，通过电路的电流I3=V312V40Ω+10ΩURR=0.24A，电压表的示数U1=I3R

V3=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 1.08×106 0.8 A 相同速度A的刹车距离更短 200 5.56

【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=WQ机械能放和Q放=mq可得：

需要汽油m=Qq放汽油 =Wq机械能汽油 =661.0810J4.510J/kg30%=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=P =200W75%，

由P=UI可得：

6．(5) 若在R1两端并联一个电压表，电流表与电压表的示数的比值等于R1的阻值，R1是定值电阻，因此电流表与电压表的示数成正比。（2019·江苏中考模拟）图甲是小灯泡的电压一电流图象.将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5 V的电路中（如图乙），闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.75 W时，