中考物理电学综合计算题含答案

中考物理电学综合计算题含答案

一、电磁学综合题

1．（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：6164 3.610J 3200E =?

?? =72000J ，微波炉消耗的电能的功率是：720000s

J 6E P t == =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，R 1、R 2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：

(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S 1闭合，S 2接b 时，电热水器处于________状态，求R 1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 -t 0)= 4.2×103J/kg·℃)×40kg×(75℃-25℃)=8.4×106J ；

（2）开关S 1闭合，S 2接b ，电热水器处于慢加热工作状态，R 1的阻值：

221220V =40Ω1210Ω

U R P ==慢（）；

（3）电热水器消耗的电能：678.410==1084%J J Q W η?=吸

， 开关S 1断开，S 2接b ，R 1、R 2串联，电路中的阻值R 串= R 1+R 2，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)==80Ω605W

U R P =串保， 则R 2 = R 串-R 1=80Ω-40Ω=40Ω ，

开关S 1闭合，S 2接a ，R 1、R 2并联，电路中的阻值：121240Ω40Ω==20Ω40Ω+40Ω

R R R R R ?=+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)==2420W 20Ω

U P R =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=4132s 2420W

J W t P =≈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==8264s 1J 210W W t P =慢，

2．用快加热比用慢加热节约的时间：?t =t ’-t =8264s -4132s=4132s 。（2019·北京中考模拟）

阅读《超导材料》

超导材料

1911 年，荷兰科学家昂内斯（Onnes ）用液氦冷却水银时发现，当温度下降到 4.2K （-268.98℃时）时，水银的电阻完全消失。1913 年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出:低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在 4.2K 进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态。后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。

1933 年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。

根据临界温度的不同，超导材料可以被分为:高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的“高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点 0℃，对常温来说应是极低的温度。20 世纪 80 年代是超导电性探索与研究的黄金年代。1981 年合成了有机超导体，1986 年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡（Ba ）,镧（La ）、铜（Cu ）,氧（0）的陶瓷性金属氧化物，其临界温度提高到了 35K 。由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质，因此这个发现的意义非常重大，缪勒和柏诺兹因此而荣获了 1987 年度诺贝尔物理学奖。后来包括中国在内的世界上部分国家又陆续发现临界温度 100K 以上的高温超导材料。

高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类:大电流

应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。请根据上述材料回答下列问题:

（1）许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为_____温度。

（2）超导体_____（选填“适合”或“不适合”）用来制作电饭锅的发热装置。

（3）如图所示，在甲、乙两图中能表示“迈斯纳效应”的是_____图。

（4）高温超导材料的超导电性可以应用于_____。

【答案】临界不适合乙大电流应用：超导发电、输电和储能

【解析】

【详解】

（1）许多金属和合金，当温度下降到某一值时，其电阻完全消失。这一温度称为临界温度。

（2）超导体没有电阻。根据焦耳定律，导体没有电阻，通电时就不会发热，所以超导体不适合用来制作电饭锅的发热装置。

（3）文中提到：“如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为‘迈斯纳效应’。”故能表示“迈斯纳效应”的是乙图。

3．（4）使用时把悬挂在绳子末端的重物提至灯的顶端，因此悬挂的高度有一定的局限性。同时，功率小；供电时间短；不能持续供电。（2019·广东中考模拟）阅读材料，回答问题

“翼龙”无人机“翼龙”无人机是由中航工业成都飞机设计研究所研制的多用途无人机，是中国无人机制造领域

“当家明星”。上表为其部分技术参数。该无人机具备全自主平台，可广泛应用于如灾情监视、军事活动等科学研究领域。

（1）无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变，说明该材料的_____较大；无人机将灾情监视、军事活动等信息通过_____（选填“超声波”或“电磁波”）及时传达到指挥中心。

（2）翼龙无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上，此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04m2．则无人机对水平跑道的压强为_____Pa，当无人机起飞后在额定功率下沿水平方向正常巡航时，所受的阻力为_____N．（g取10N/kg）

（3）活塞式发动机是无人机的核心部件，为了确保无人机的飞行速度不超过最大值，工程师给发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如图乙所示，其中R的阻值随飞行速度的变化如图丙所示。若电源电压为12V，R0的阻值为20Ω，当无人机达到最大飞行速度时，R0的电功率是_____W。（电磁铁电阻不计）

（4）某次军事演习时，无人机水平向右做匀速直线运动的过程中，间隔相同时间从飞机上依次自由释放编号为①②③的三个相同物体。不计空气阻力，则以下四图中能正确表示物体着地位置的是_____。

【答案】硬度电磁波 4×105 1.5×103 3.2 A

【解析】

【详解】

（1）无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变，说明该材料的硬度较大，无人机将灾情监视、军事活动等信息通过电磁波及时传达到指挥中心。

（2）无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上时：

F＝G总＝G+G载+G油＝（1.1×103kg+200kg+300kg）×10N/kg＝1.6×104N；

水平跑道的压强：

p＝F

S

＝

G

S

总=

4

2

1.610N

0.04m

?

=4?105Pa；

当无人机起飞后在额定功率下沿水平方向正常巡航时，180km/h＝50m/s，由P＝Fv得：所受阻力

f=F ＝P v ＝47.510W 50m /s

?＝1.5×103N ； （3）当无人机达到最大飞行速度时，知R ＝10Ω，R 、R 0串联，

I ＝U R ＝12V 20Ω10Ω

+＝0.4A P ＝UI ＝I 2R ＝（0.4A ）2×20Ω＝3.2W ；

4．（3）电火锅以最大功率加热时，只有R 1接入电路，此时电流：I 大=1U R =220V 40Ω

=5.5A 。（2019·江苏泰兴市实验初级中学中考模拟）蒸蛋器是采用通电发热盘加热水后，利用盘内产生水蒸气把鸡蛋蒸熟的，如图所示．

(1)鸡蛋煮熟过程中温度升高，内能增加，是通过_____方式实现的．

(2)在标准大气压下，向蒸蛋器内加入质量未50g 初温为20℃的水，通电后将水加热至沸

腾，在上述过程中，水的内能增加了_____J 〔c 水=4.2×103J/(kg·

℃)〕． (3)在没有其他用电器接入电路的情况下，把6只鸡蛋蒸熟时间为6min ，家中电能表(如图)指示灯闪烁了96次，则此蒸蛋器的功率为_____W ．

(4)与传统的煮蛋相比，用蒸蛋器蛋要熟得快些，主要原因是_____．

【答案】热传递 1.68×104 300 水蒸气遇冷液化放热

【解析】

【详解】

（1）蒸蛋器在工作时将电能转化为水的内能，使水的温度升高汽化为水蒸气，水蒸气上升遇到鸡蛋，通过热传递方式使蛋的温度升高，内能增加；

（2）水吸收的热量：Q 吸=cm △t =4.2×103J/(kg ?℃)×0.05kg ×(100℃-20℃)=1.68×104J ，水

增加的内能等于水吸收的热量等于1.68×104J 。

（3）由电能表铭牌可知，电能表闪烁96次消耗的电能：W =13200

kW ?h ×96=0.03kW ?h ，

蒸蛋器的功率：P =W t =0.03kW ?h 16h 60

?=0.3kW=300W 。

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 ，R 1的电阻为20Ω，电源电压为18V ，变阻器R 3的阻值范围为0﹣200Ω。

（1）只闭合开关S 3时，电流表示数为0.3A ，求R 2的电阻；

（2）只闭合开关S 2、S 4，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S 1、S 3和S 4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S 3时，灯与R 2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： 18V 600.3A

U R I ===Ω串联 根据电阻的串联，则R 2的电阻： R 2＝R 串联﹣R 1＝60Ω﹣20Ω＝40Ω；

（2）只闭合开关S 2、S 4，R 1和R 3串联，电压表测R 3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R 1的电压为：U 1＝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=15V 20Ω100Ω3V

?= 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=118V 20Ω10Ω0.6A

U R I -=-=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=

2

U

R

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。

（2）小芳设计实验如下: 电饭锅单独正常工作时，用停表计时3分钟。这段时间内，观察转盘转过的圈数n，测量出消耗的电能W，算出电功率。

评估: 比较两人测量电饭锅功率的实验，_________的实验相对不太精确。理由

是:_________

（3）电能属于__________（选填:“一次”、“二次”、“可再生”或“不可再生”）能源。

【答案】0.01 360 小芳 3分钟内，转盘转过的圈数不一定是整数，测量消耗的电能误差较大二次

【解析】

【详解】

（1）由图中参数可知，电路中消耗1kW?h电能，电能表转3000r。则电能表转30r电饭锅

消耗的电能为W=

30r

3000r/kW h

=0.01kW?h=3.6×104J；电功率为P=

W

t

=

4

3J

.610

100s

=360W。

（2）由于电能表的转盘转的比较慢，在时间刚好3min时，有可能转盘不是刚好转过整数圈。这样计算的电能误差较大，从而计算的功率也误差较大。

7．所以后2.5h通过空调的电流为：I===2A（2019·江苏中考模拟）如图所示是汽车的一种自动测量油箱内油量的简易装置，R是阻值均匀的变阻器，它的滑片连在杠杆的一端，当油箱内油面发生变化时，浮标通过杠杆使滑片P在电阻R上滑动，引起油量表的指针偏转。油量表实际上是一个量程为“0～0.6A”的电流表，电源电压恒为12V，R0＝

10Ω．当油箱中有55升汽油时，油量表的指针满偏；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（图中未画出）开始自动报警，提醒司机尽快加油。问：

（1）油箱装满汽油时R0消耗的电功率是多少？

（2）变阻器R的总电阻是多少？

（3）油箱中汽油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系为V＝60﹣0.5R（式中V的单位为升，R的单位为欧姆）。当油量表示数为0.4A时，油箱里还有多少升汽油？

（4）若要报警时的油量比5升多一些，请说出两种改进方法。

【答案】（1）3.6W；（2）220Ω；（3）50L；（4）方法一：换R0，增大R0的阻值；方法二：换电源，减小电源电压。

【解析】

【详解】

（1）由题意可知，油箱装满汽油时，油量表的指针满偏，其示数为I0＝0.6A，

此时R0消耗的电功率： P0＝I02R0＝（0.6A）2×10Ω＝3.6W；

（2）当滑片P刚好在R的中点时，油量表的示数为0.1A，由I ＝可得，电路的总电阻：R 总＝＝＝120Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路

的阻值：

R＝R总﹣R0＝120Ω﹣10Ω＝110Ω，则变阻器R的总电阻：R＝220Ω；

（3）当油量表示数为0.4A时，电路的总电阻： R总′＝＝＝30Ω，此时变阻器接入电路的电阻：

R′＝R总′﹣R0＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，将R′＝20Ω代入V＝60﹣0.5R得：V＝50L；

8．

33

12

3

1

2.0μg/m0.1μg/m

100%100%95%

2.0μg/m

ββ

η

β

--

=?=?=（2019·福建中考模拟）图

1是一款家用小型烤面包片的电烤炉，其额定功率为800W．它内部的简化电路如图2，发热体由两根完全相同的电热丝组成（不考虑温度对电阻的影响）。

（1）该电烤炉正常工作5min，电热丝放出的总热量是多少？

（2）小华只想让一根电热丝工作，她在图2中的a、b两点间接入一个开关S1．请你通过计算说明，若开关S、S1均闭合时，对电热丝的使用寿命会造成什么影响？

（3）小华最终将电烤炉内部电路改造为图3，其中R3＝R4．当开关S、S1、S2均闭合时，

电烤炉的功率仍为800W，则电热丝R3的阻值应为多少？

【答案】（1）2.4×105J（2）a、b两点间接入一个开关S1．若开关S、S1均闭合时，电热丝容易因温度过高而熔断（3）121Ω

【解析】

【详解】

（1）家用电烤炉的额定电压为家庭电路电压：U＝220V；额定功率：P＝800W；工作时间：t＝5min＝300s；

因为电烤炉工作时所消耗的电能全部转化为内能，即Q＝W，

所以电烤炉正常工作5min放出的热量：Q＝W＝Pt＝800W×300s＝2.4×105J；

（2）由P＝UI得：I＝，电烤炉正常工作时电流：I＝＝＝3.64A；

正常工作时电阻：R＝＝＝60.5Ω；

a、b两点间接入一个开关S1，开关S、S1均闭合时，电路中只有R2工作，R1被S1短路，由于R1＝R2，R2＝R＝×60.5Ω＝30.25Ω；

此时电流：I′＝＝＝7.27A＝2I；

即此时R2中电流实正常工作时的2倍，由焦耳定律式Q＝I2Rt；

可知相同时间内R2此时的热量是正常工作时的4倍，很容易因温度过高而熔断；

（3）由图3可知，R3、R4并联，且R3＝R4；功率：P′＝800W；