中考物理电学综合计算题汇总及详细答案解析

中考物理电学综合计算题汇总及详细答案解析一、电磁学综合题1．（3）水龙头放热水时，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，电路消耗的总电功率：P热=P1+P2=21UR+22UR=2220V44+2220V242=1100W+200W=1300W。（2019·河南中考模拟）物理实验室用的电加热器恒温箱工作原理如图甲所示。控制电路电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热丝组成．其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到0.05A时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图乙所示．解答以下问题：（1）电磁继电器实质是一个控制工作电路的___________；（2）求电热丝工作时的功率__________；（3）如果恒温箱的温度设定为80℃，求电阻箱R0应接入电路的阻值__________．（4）若要恒温箱的设定温度低于80℃，电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小？简述理由。_____【答案】自动开关1000W110Ω调小详见解析【解析】【详解】（1）电磁继电器的主要部件就是一个电磁铁，它是利用电磁铁磁性的有无来产生作用力，从而控制工作电路的，其实质就是一个电路来控制另一个电路的间接开关；（2）电热丝工作时的功率：P=22UR=2(220V)48.4=1000W；（3）如果恒温箱的温度设定为80℃，由图乙可知，热敏电阻的阻值R1＝70Ω，由题知，此时控制电路的电流I＝0.05A，根据电阻的串联和欧姆定律，I=11URR，即：0.05A=9V70R，电阻箱R应接入电路的阻值：R＝110Ω；2．（4）风能属于可再生能源，风力发电其主要特点是取之不尽用之不竭，并且环保无污染；（2019·江门市第二中学中考模拟）阅读短文微波炉微波炉是厨房电器之一，微波有三个主要特性：一是反射性，微波碰到金属会被反射回来。二是穿透性，微波对一般的陶瓷、玻璃、耐热塑胶、木器等具有穿透作用，故用这些材料制成的器皿盛放食物加热时，能快速煮熟，而容器不发热。三是吸收性，微波容易被含有水份的食品吸收而转变成热。微波穿透食物的深度一般为2～4cm，且随着深度的增加而减弱，直径大于5cm的食物，可采取刺洞的方法增加微波的触及表面或切成小于4cm厚度的薄片，微波炉独特快速的加热方式是直接在食物内部加热，几乎没有热散失，具有很高的热效率，因此它具有加热快、高效节能等优点。（1）用微波炉加热饭菜时，应选用________（选填“不锈钢”或“陶瓷”）容器来加热。为防止微波泄漏对人体造成危害，微波炉的外壳内壁应选用________（选填“不锈钢”或“玻璃”）。（2）为了用电安全，微波炉应该使用___________（两脚/三脚）插头。（3）小明想知道微波炉的实际功率，他用电能表（表面如图所示）、钟表等工具进行了实验：他将家中其它用电器关闭，只让微波炉工作，测得该电能表的脉冲灯在1min内闪了64次，则微波炉在1min内消耗了___________J的电能，微波炉的功率为_________W。【答案】陶瓷不锈钢三脚720001200【解析】【详解】（1）根据短文知道，微波炉内不能使用金属容器，因为微波遇到金属物体，会像光遇到镜子一样地发生反射，使微波能在金属中产生强大的电流，损坏微波炉；又因为微波对一般的陶瓷、玻璃、耐热塑胶、木器等具有穿透作用，使用这些材料制成的器皿盛放食物加热时，能快速煮熟，而容器不发热，所以，加热饭菜时，应选用陶瓷容器；微波炉的电磁波，过量的照射对人体有害，金属物质对电磁波有屏蔽作用，能阻挡电磁波的传播，微波炉的外壳内壁应选用不锈钢；（2）由于微波炉有金属外壳，且是大功率用电器，所以，为了用电安全，微波炉应该使用三脚插头；3．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。4．（4）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。三个物体再水平方向由于惯性与飞机具有相同的速度，在相同时间内与飞机通过相同的路程；在竖直方向上通过相同的时间落会到地面，因此在水平方向通过相同的路程。由于是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，因此在地面上间隔相同时间，通过相同路程以此是①②③顺序排列。选A正确、（2019·陕西中考模拟）如图，图1是一款多挡位电炒锅，图2是其内部简化工作电路图．R1、R2、R3是加热电阻，其中R3的电阻值为60.5Ω．接通电源，只闭合开关S1时电炒锅的功率为600W，再闭合S2，电炒锅的功率为1000W．求：（1）电炒锅是一种具有金属外壳的大功率用电器，应使用_______（选填“两脚插头”或“三脚插头”）将其接入家庭电路．（2）电炒锅消耗的最大电功率和加热电阻R2的阻值；______（3）若使用该电炒锅最大功率，将4kg、20℃的水加热至80℃，至少需要多少秒?______[c水=4.2×103J/（kg·℃）]【答案】三脚插头1800W；121Ω560s【解析】【详解】（1）电炒锅是具有金属外壳的大功率用电器，为了防止因漏电而发生触电事故，它的外壳要接地，因此应使用三脚插头；（2）R3的电功率：P3=223220V60.5ΩUR=800W，电炒锅的最大电功率：P最大=1000W+800W=1800W，R2的功率：P2=1000W-600W=400W，加热电阻R2的阻值：R2=222220V400WUP121Ω；5．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“10V0.1W”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2100Ω62.1610J【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；6．（2019·河北中考模拟）在如图所示的电路中，电源电压保持不变,滑动变阻器R2上标有“100Ω1A”字样。闭合开关S后,电流表A的示数为0.5A，电压表V1的示数为10V，电压表V2的示数为6V。求：（1）定值电阻R1的阻值和此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2。______（2）请用定值电阻来替换电阻R1，并选择合适的电表量程。要求：在不更换电表量程的情况下，移动变阻器的滑片P，使所有电表的示数都能达到各自的最大值，且电路能正常工作。第一，符合上述条件的所有可能的定值电阻阻值：__________________。第二，满足上述要求时,电流表示数的最小值。_____（写明必要理由）【答案】20Ω；3W5Ω或20Ω，理由详见解析0.2A和0.52A，理由详见解析【解析】【详解】（1）串联电路中各处的电流相等，根据欧姆定律可得R1的电阻R1=110V0.5AUI=20Ω，此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2=U2I=6V×0.5A=3W；（2）由串联电路电压的规律可知，电源电压U=U1+U2=10V+6V=16V；且变阻器允许通过的最大电流为1A，根据题意，使电表示数达到最大值，所以电流表量程只有选0-0.6A；当电压表V1量程取0～3V时其最大值为3V，由欧姆定律得：R=3V0.6A=5Ω，当电压表V1量程取0～15V时其最大值为15V，由欧姆定律得：R=15V0.6A=25Ω，①定值电阻为5Ω时，电流表、电压表V1，V2的量程分别为0～0.6A、0～3V、0～15V，当电压表V2示数最大时，电流表的示数最小，此时有：Imin1＝16V-15V5ΩUR=0.2A，②定值电阻为25Ω时，电流表、电压表V1的量程分别为0-0.6A、0-15V。电压表V2示数的最大值为：Umax2＝21216V100Ω100Ω+25ΩURRR＝12.8V＜15V，所以，电压表V2的量程只能选15V。当电压表V2的示数最大时，电流表的示数最小，此时有：Imin2＝16V-3V25ΩUR=0.52A。答：（1）R1的阻值为20Ω；R2消耗的功率为3W；7．ω=tt待机运行=9.5h2.5h=3.8.（2019·河北中考模拟）小明家新添了一台变频空调，都分参数如下表所示，当室温和空调的设定温度相差较大时，变频空调一开机，即以最大功率工作，使室温迅速达到设定温度；当室温达到设定温度后，空调的制冷（热）功率随之减小，以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能，可以辅助制热，以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。型号XXX功能冷暖（辅助电加热）制冷功率P冷/W变化范围1