中考精讲精练难题电学综合

中考精讲精练难题电学综合

‎ 中考精讲精练难题:‎ 电学综合 ‎ 专题精练：‎ ‎1. 在自然灾害中输电线路容易出现故障，科技小组的同学通过实验探究来体验判断故障类型和位置的方法．他们用AB、CD两根长为L的长直电阻丝模拟输电线，在电阻丝的左右两侧可以安装检测电路，电阻丝单位长度的阻值为r．如图1所示，在左侧安装检测电路，其中R0为保护电阻，右侧用导线连接．线路无故障时，电压表V1示数为U，电流表示数为I．‎ ‎（1）若检测电路中电流表示数为0，电压表V1示数为U，表明输电线故障为　 　．‎ ‎（2）若检测电路中电流表示数大于I，电压表V1示数为U，表明输电线可能出现短路或形成间隙电阻．如图2所示，小组在AB、CD之间某处连接一根导线模拟输电线短路，或在另一处连接未知电阻Rx模拟输电线之间形成间隙电阻，在右侧连接电压表V2．若输电线短路，则电压表V2示数 V；若输电线之间形成间隙电阻，则电压表V2示数　 ．‎ ‎（3）在图2中，若输电线的故障是短路，电流表的示数为I1，电压表V1的示数为U，则故障处与A端的距离为 　（用r、I1、U、R0表示）．‎ ‎2. 磁场的强弱用磁感应强度（用字母“B”表示）的大小来表示，磁感应强度的单位是特斯拉（用字母“T”表示），某种材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度，若RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值，如图为某磁敏电阻的电阻比值跟磁感应强度B关系的图象，现在要测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB．提供的实验器材如下：一节旧干电池，磁敏电阻RB（无磁场时阻值R0=100Ω），两个开关S1、S2，导线若干，另外，还有可供再选择的以下器材：‎ A．电流表A（量程：0﹣‎0.6A，0﹣3V）‎ B．电压表V（量程：0﹣3V，0﹣15V）‎ C．定值电阻R1（阻值：1.5kΩ）‎ D．定值电阻R2（阻值：80Ω）‎ E．定值电阻R3（阻值：5Ω）‎ ‎（1）设计一个可以准确测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，磁敏电阻所处磁场磁感应强度B大小约为1.0﹣1.2T．请你从A、B、C、D、E五种实验器材中再选择两种器材，并根据要求完成下列问题．‎ ‎①选择的两种器材是　 填写器材前面字母序号）‎ ‎②选择电表的量程是　 ．‎ ‎③在答题卡方框中现有 电路的基础上画出实验电路图（实验测量过程中不拆接电路）．‎ ‎ ‎ ‎（2）若要准确测出该磁敏电阻所处磁场磁感应强度大小约为0.1﹣0.3T的阻值，在你设计测量的电路中，从A、B、C、D、E五种实验器材中再选择两种器材是　 　（填写器材前面字母序号）．‎ ‎3.（ 青羊模拟）如图甲是某同学设计的一个能够测定油箱内油面高度的装置．油量表是由学生用电流表改装而成，滑动变阻器R的金属滑片P是杠杆的一端．当P在a端时电路中的电流为‎0.6A，表示油箱已满；P在b端时电路中的电流为‎0.1A，表示油箱内无油．‎ ‎（1）在改装表盘时，当他选择的滑动变阻器最大阻值为50Ω时，他应选择的电源电压值 ，R′的阻值 .‎ ‎（2）若油箱的容积为‎50L，请你按该同学的改装，在电流表表盘图乙上标出油量表为0、40L、‎50L的刻度位置（滑动变阻器接入的阻值随浮标升降均匀变化）；确定‎40L的位置 处．‎ ‎（3）你认为他在设计该装置的电路时，在选择器材的过程中应考虑什么问题？ 　并说明理由　① ）；‎ ‎② ．‎ ‎4.（ 自贡）实验室购买了一捆长度为‎100m的铜导线，某同学想通过实验测其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为‎1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7×10-8Ωm，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度． 可供使用的器材有：电流表：（0～‎0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器R1（5Ω，‎1A）、滑动变阻器R2：（20Ω，‎1A）、电源：（电压为6V），开关、导线若干．回答下列问题： （1）实验中滑动变阻器应选 （填“R‎1”‎或“R‎2”‎），闭合开关S前应将滑片移至 端（填“a”或“b”）． （2）在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．‎ ‎ （3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为‎0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为 V． （4）导线实际长度为 m（保留1位小数）．‎ ‎5.（2016•内江）现用“伏安法”测量一个未知电阻Rx的阻值（Rx约为20Ω）．在实验室中，配有的实验器材如下： A．电源E（电压U=3V恒定）；     ‎ B．电流表A1（量程0～50mA）； C．电流表A2（量程0～‎3A）；       ‎ D．电压表V1（量程0～3V）； E．电压表V2（量程0～15V）；      ‎ F．滑动变阻器R（0～80Ω）； ‎ G．定值电阻R0=40Ω；            ‎ H．开关一个，导线若干．‎ ‎ 为了测量多组数据使结果尽量准确，在滑动变阻器的整个滑动过程中，要使两电表的测量值范围尽可能大一些，并且两电表的读数均大于其量程的．则：（1）根据实验要求，电压表选用 ，电流表选用 ．（填器材前的字母代号） （2）请在虚线方框内画出实验电路图（其中，部分电路已画出，并标出所选器材的字母）．‎ ‎ （3）根据所画的电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接起来．‎ ‎ （4）若在某次实验中，电压表的示数为U，电流表的示数为I，那么，待测电阻阻值的表达式为Rx=‎ ‎6.（ 成都）某兴趣小组设计了如图所示电路，AB为裸导线，CD、EF是材料、粗细完全相同的均匀裸电阻丝，其电阻与长度成正比．AB、CD平行放置，并用导线与电流表、开关S1和电源相连，电源电压为U=10V，EF垂直放置在AB、CD的中点间，且接触良好，CD=2EF，A、C两点间接有开关S2．现只闭合开关S1，电流表示数为I1=‎1A；若把EF从两中点间向左边移动一段距离后，电流表示数为I2=I1；若把EF从两中点间向右边移动一段距离后，电流表示数为 I2=2I1．求：‎ ‎（1）在上述EF向左、向右移动过程中，电路总电阻的变化量大小△R左、△R右各为多少？‎ ‎ （2）电流表示数为I2时，EF消耗的功率与电路消耗的总功率之比为多少？‎ ‎ （3）把EF移动到B、D两点间，再闭合两开关，电路消耗的总功率为多少？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎7.（ 双流 ）如图所示电路，电源电压U0不变，初始时滑动变阻器的滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后滑片P向左滑过一段距离后电流表才有读数，且电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系如图2所示，则：‎ ‎ ‎ ‎（1）根据图象可知：断点位置在x等于________cm处，电源电压U0等于___________V； （2）电阻R等于多少欧姆？ （3）从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动‎1cm的阻值变化为多少欧姆？该滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是多少欧姆？‎ ‎ ‎ ‎8.（金牛模拟）如图甲是用来焊接自来水管的塑料热熔器，通电后，加热头发热，使需对接的塑料水管的两头熔化，将它们对接，紧压在一起，冷却后就可以焊接成一根水管了，其电路部分如图乙所示，S1是手控开关，S2为温控开关，ND为指示灯，R1是限流电阻，R2和R3为电热丝，表是它的技术参数．‎ 产品名称 便携式自动控温式PPR/PP•R塑料管材 型号 ‎20﹣‎32MM（配Φ20、Φ25、Φ32模头）‎ 环境温度 ‎﹣20℃﹣‎‎50℃‎ 额定电压 ‎220V 加热头温度 ‎260±‎‎5℃‎ 功率 加热状态电热丝的功率：1000W 保温状态电热丝的功率：250W 安全指标 绝缘电阻不小于‎1MΩ 请解答下列问题：‎ ‎（1）若指示灯ND用“3V 10mA”的发光二极管，则限流电阻R1的阻值多大才能使指示灯正常发光？‎ ‎（2）电热丝R2的阻值多大？‎ ‎（3）当环境温度是‎20℃‎时，熔化‎1kg的PVC塑料需要吸收106J热量，此时塑料热熔器的效率为90%．某次熔接需要熔化‎90g的PVC，在塑料热熔器正常工作情况下需要加热多长时间？‎ ‎ ‎ ‎9.（ 福州）图甲是智能怀旧灯，与灯串联的调光旋钮实质是滑动变阻器，图乙是简化的电路原理图．灯L标有“6V 1.2W”字样，当滑动变阻器的滑片P在a点时，灯正常发光，AB两端电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响．问： （1）灯丝的电阻和AB两端电压U是多少？ （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻是10Ω时，灯消耗的实际功率是多少？ （3）当滑片P位于中点b和右端c时，灯两端电压之比是5：4，则滑动变阻器的最大阻值是多少？‎ ‎ ‎ ‎10.( 河北)如图甲所示，电源电压可调，灯泡L规格为“15 V　45 W”，且灯丝电阻不随温度变化．电流表量程为“0～‎0.6 A”和“0～‎3 A”，滑动变阻器R的规格分别为“25 Ω　‎2 A”和“10 Ω　‎3 A”．‎ ‎ ‎ 甲 　　乙 ‎(1)将电源电压调到18 V，闭合开关，移动P，使灯泡正常发光．求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率．‎ ‎(2)将电源电压调到15 V，用定值电阻R0替换灯泡，滑片P置于中点A，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置(可能重新选择了电表最程和变阻器R)．然后将滑片P从A移到最左端B，两表示数的I－U关系如图乙所示．通过计算判断所用变阻器的规格．‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎11.（ 威海）如图是某型号电动轮椅工作原理示意图．开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“‎1”‎或接“‎2”‎，向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退．已知蓄电池的电压为24V保持不变，R2的阻值为10Ω，电动机的额定功率为100W，额定电压为24V．请解答下列问题：‎ ‎（1）当开关S1和S2同时接　　时，电动轮椅前进；电动轮椅既能前进又能后退，是因为电动机线圈中电流的　　能够改变．‎ ‎（2）当电动轮椅后退时，电流表示数为‎1A，此时电动机的实际功率是多少？‎ ‎（3）当电动机以额定功率工作时，电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为‎2m/s，若此时电动机消耗的电能有75%转化为电动轮椅前进的机械能，此时电动轮椅受到的阻力是多大？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎12.（ 济宁）如图所示，虚线框内有两个阻值相同的定值电阻和一个开关S1.当开关S1闭合时，电流表的示数增加‎0.2A，电路的总功率增加1.6W.请画出两种可能的连接电路图，并分别计算电源电压和定值电阻的阻值.‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎13.( 南宁)某校科技小组设计了如图21甲所示的而汽车转向灯电路模型原理图，接通相应指示灯后，该指示灯会亮（正常发光）、暗（微弱发光）交替闪烁，电路中电源电压12V不变，指示灯的规格均为“12V 6W”，R0为定值电阻，左转或右转指示灯单独闪烁时，电压表两端实际电压随时间的变化规律如图21乙所示，设指示灯的电阻不变，电磁铁线圈及衔铁的电阻值不计，求：‎ ‎（1）指示灯的电阻；‎ ‎（2）转向开关S与触点“3”和“4”接通时，指示灯正常发光状态下通过衔铁的电流；‎ ‎（3）转向开关S与触点“2”和“3”接通时，指示灯微弱发光状态下的实际电功率；‎ ‎（4）转向开关S与触点“4”和“5”接通时，指示灯交替闪烁工作1min消耗的电能，‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ．‎ ‎ 中考精讲精练:‎ 电学综合 ‎ 专题精练：‎ ‎1. （1） 障为　断路　． （2） 示数　小于U　． （3） 离为　　 ‎ ‎2. （1） 是　BC　（ ） ② 是　0～3V　． ③在 解：‎ ‎ ‎ ‎（2）若 是　BD　（ ‎ ‎3. 值10Ω （2） 的位置电流表‎0.3A处．‎ ‎（3） 问题？　电源电压、R′与R的合理配置　并说明理由　①电源和R′时，电压与R′的比值应小于（或等于）电流表的量程．（或应考虑当P在a点时电流不超过电流表的量程）；‎ ‎②为了提高油量表的灵敏度，应选择在电流表0～0‎.6A的量程标注刻度；为了确保使油量在电流表‎0.1A～‎0.6A的范围内变化．‎ ‎4. （1） 选R2（ 移至a端 （2）在 ‎ ‎ （3） 为0.8V． （4） ‎94.1m ）．‎ ‎5. 用D，电流表选用B． （2） ‎ ‎ 解：‎ ‎ （3） ‎ 解：‎ ‎ （4） Rx=．‎ ‎6.（ ‎ 解：（1）根据欧姆定律可得： EF垂直放置在AB、CD的中点间时电路中的电阻: R中=U/I1=10V/‎1A=10Ω， 把EF从两中点间向左边移动一段距离后电路中的总电阻R左=U/I2=10V/(4/5×‎1A)=12.5Ω，‎ 把EF从两中点间向右边移动一段距离后电路中的总电阻R右=U/I3=10V/2×‎1A=5Ω,‎ ‎∴△R左=R左-R中=12.5Ω-10Ω=2.5Ω，△R右=R中-R右=10Ω-5Ω=5Ω； （2）设EF、CF、DF三段电阻丝的电阻为R，则EF垂直放置在AB、CD的中点间时电路中的电阻： R中=2R=10Ω，解得：R=5Ω，把EF从两中点间向左边移动一段距离后，电路中的总电阻：R左=12.5Ω， ∵串联电路中各处的电流相等，∴根据P=I2R可得： PEF：P总=I22R：I22×R左=R：R左=5Ω：12.5Ω ‎=2：5； （3）把EF移动到B、D两点间，再闭合两开关时，EF段电阻和CD段电阻并联， ∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴EF段电阻和CD段电阻消耗的电功率： PEF=U2/R=(10V)2/5Ω=20W，PCD=U2/2R=(10V)2/2×5Ω=10W，‎ 电路消耗的总功率：P=PEF+PCD=20W+10W=30W． ‎ ‎7. 解：（1）根据图象可知：断点位置在x等于‎5cm处，电源电压U0等于1.50V   （2）当电流表读数为I1= ‎0.15A时，电压表读数为U1= 1.35V  则：U1= U0－I1R 得R = 1Ω （或当电流表读数为I2= ‎0.30A时，电压表读数为U2= 1.20V 据U2= U0－I2R 解得R = 1Ω；也可由过断点后的其它电压、电流值计算得出）  （3）当x = ‎5cm时，设滑动变阻器接入电路中的电阻为R1；当x = ‎10cm时，设滑动变阻器接入电路中的电阻为R2  U1=I1R1 得R1= 9Ω U2=I2R2 得R2= 4Ω 故滑动变阻器滑动‎5cm电阻的改变量是△R = R1－R2= 5Ω  所以从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动‎1cm的阻值变化是1Ω，  该滑动变阻器没有断路时的总电阻值R总= 9Ω+‎5cm×1Ω/cm =14Ω.‎ ‎8. ‎ 解：（1）由题意可知，指示灯正常工作时与限流电阻R1串联，串联电路中总电压等于各分电压之和，所以指示灯正常工作时，限流电阻R1两端的电压：U1=U﹣UND=220V﹣3V=217V，‎ 串联电路中各处的电流相等，所以限流电阻R1的阻值：R1====2.17×104Ω；‎ ‎（2）开关S1、S2均闭合时，电热丝只有R3工作，热熔器处于加热状态，‎ 由P=可得，R3的阻值：R3===48.4Ω，‎ 开关S1闭合、S2断开时，R2与R3串联，热熔器处于保温状态，则R2与R3的阻值之和：‎ R23===193.6Ω，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2=R23﹣R3=193.6Ω﹣48.4Ω=145.2Ω；‎ ‎（3）由题知，熔化‎1kg的PVC塑料需要吸收106J热量，所以熔化‎90g的PVC需要的热量：Q=×‎90g=9×104J，由η=×100%可得，消耗的电能：W===1×105J，‎ 由P=可得，需要的加热时间：t===100s．‎ ‎9. ‎ 解：（1）根据电路图可知，当滑动变阻器的滑片P在a点时，电路为灯L的基本电路；因为灯泡正常发光，所以AB两端电压为6V；由可得，灯丝的阻值：‎ ‎； （2）因为灯L与滑动变阻器串联，所以电路中的电流：； 灯泡的实际功率：P=I2RL=（‎0.15A）2×30Ω=0.675W； （3）当滑片P在b点时，灯两端电压：； 当滑片在c点时，灯两端电压：； 依题意可知， ，‎ ‎10. ‎ 解：(1)由得：灯丝电阻R1＝＝＝5 Ω 灯泡正常发光时，通过的电流I1＝＝＝‎3 A通过变阻器的电流大于‎2 A，所以R为“10 Ω　‎3 A”的变阻器．因为灯泡L与变阻器R串联，所以灯泡消耗的功率最小时，电路中电流最小，电阻最大，则P1最小＝I′RL＝()2RL＝()2×5 Ω＝7.2 W ‎(2)由题意和图可知，P在中点时，UA＝10 V，电流可能为‎2 A或‎0.4 A ‎①当LA1＝‎2 A时，变阻器R1最大＝＝2×＝5Ω ‎②当IA2＝‎0.4 A时，变阻器R2最大＝2＝2×＝25 Ω 由题意可知，所用变阻器的规格为“25 Ω　‎2 A”‎ ‎11. ‎ 解：（1）由题轮椅前进且能调速，故前进电路中应有可以控制电路中的电流的装置，即滑动变阻器且与电动机串联在电路中．由电路图可知，此时开关S1和S2都接1；轮椅后退时，轮椅以恒定速度后退，即电动机应与R2串联，此时电流方向与前进时相反，由电路图可知，此时开关S1和S2都接2．则电动轮椅既能前进又能后退，是因为电动机线圈中电流的方向能够改变．‎ ‎（2）当开关接1、2时，R2与电动机串联，由欧姆定律可得：‎ 电阻R2两端的电压为：U2=IR2=‎1A×10Ω=10V 则由串联电路的电压规律可得：‎ 电动机两端的电压为：U电=U﹣U2=24V﹣10V=14V，‎ 则电动机的实际功率为：P实=U电I=14V×‎1A=14W；‎ ‎（3）电动机的机械功率P机=P0η=100W×75%=75W，‎ 由P===Fv可得，牵引力F牵===37.5N，因为匀速运动，故阻力f=F牵=37.5N．‎ ‎12. ‎ 解：第一种接法：当开关S闭合、S1断开，等效电路图如图1所示； 当把开关S1闭合，等效电路图如图2所示．‎ ‎ ‎ ‎ 图1 图2 由图1和图2可得：电源的电压U=I×2R=I′R=（I+‎0.2A）R， 解得I=‎0.2A，I′=‎0.4A；△P=UI′-UI=U（I+‎0.2A）-UI=‎0.2A×U=1.6W 解得U=8V；由图2可得：．‎ 第二种接法：‎ 当开关S、S1闭合，等效电路图如图1所示； 当把开关S1断开时，等效电路图如图2所示 ‎ ‎ ‎ 图1 图2‎ 由图1和图2可得：电源的电压U=I/=×(I+‎0.2A)×=IR 解得I=‎0.2A，I′=‎0.4A；△P=UI′-UI=U（I+‎0.2A）-UI=‎0.2A×U=1.6W 解得U=8V；由图2可得：．‎ ‎13. 解：（1）‎ ‎(2)当转向开关S与触点“3、‎4”‎接通时，灯L1和L2并联，并且同时正常发光，此时衔铁被吸下，R0被短路；‎ 由于电源电压等于灯的额定电压，所以灯正常发光，‎ 干路电流为I=2I1=2×‎0.5A=‎1A，所以通过衔铁的电流为‎1A；‎ ‎（3）当转向开关S与触点“2、3”接通并且衔铁断开，灯L1微弱发光，此时R0与L1串联；‎ 根据图像，可知R0的电压为U0=9.6V 串联电路的电压规律，所以加在L1灯两端的电压U1=U-U0=12V-9.6V=2.4V 此时微弱发光的功率为 ‎（4）当转向开关S与触点“4、5”接通，在0—0.3s的时间内，当衔铁断开，灯L2微弱发光，此时的功率为P微=0.24W，t1=0.1s,消耗的电能W1=pt=0.24W×0.1s=0.024J 当衔铁吸下，灯L2正常发光，R0被短路，此时的功率为P正=6W，t2=0.2s,‎ 消耗的电能W2=pt=6W×0.2s=1.2J，所以在1min共消耗的电能为W W=200×(W1+W2)=200×(0.024J+1.2J)=244.8J