2025年中考物理二轮复习专题——电学的综合计算

2025年中考物理二轮复习专题——电学的综合计算 一、计算题 1．学校利用过氧乙酸气体对办公室、教室等进行熏蒸消毒。某兴趣小组设计了一个简易检测仪，检测教室空气中过氧乙酸气体的浓度，其电路原理如图甲所示。电源电压恒为12V，R0为定值电阻，过氧乙酸气体传感器Rt的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示，已知R0＝20Ω。 (1)未消毒时（即过氧乙酸气体的浓度为0），电压表示数为多少？ (2)当整个电路的电功率为3.6W时，求此时Rt的阻值； (3)某次消毒后对过氧乙酸气体的浓度进行检测时，电压表示数为8V，请通过计算判断该次消毒为不合格、合格还是超标。（消毒标准如下：当ρ＜0.15g/m3时为不合格；当0.15g/m3≤ρ＜0.3g/m3时为合格；当ρ≥0.3g/m3时为超标） 2．如图是电热饮水机原理的简易示意图，通过开关S可以使饮水机处于加热或保温状态。若R1=110Ω，R2=1100Ω，电源电压U=220V。 (1)当开关S （填“断开”或“闭合”）时，通过加热电阻的电流较大，根据 定律可知，此时饮水机处于加热状态； (2)饮水机处于加热状态时，电路的总电功率P=？( ) 3．如图所示，电源电压为12V，且保持不变，定值电阻R1为24Ω，滑动变阻器上标有“50Ω 1A”的字样，小灯泡上标有“6V 6W”字样，设小灯泡的电阻保持不变。 （1）求小灯泡的电阻； （2）当S、S1、S2都闭合时，求通过R1的电流； （3）通过断开和闭合开关，并调节滑动变阻器的阻值，使整个电路的电功率最大，求该最大值。 4．图甲为某加热器内部电路，可分为控制电路和受控电路两部分，受控电路的电源电压为220V，加热功率为400W，保温功率为200W。电磁继电器所在控制电路的电源电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至60℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示。问： （1）R1和R2的阻值分别有多大？ （2）为使温度加热至60℃时，受控电路自动进入保温模式，滑动变阻器接入电路的电阻需要调到多大？ 5．为有效解决同学们的饮水安全问题，学校购买了图甲所示的节能直饮水机，其简化电路如图乙所示，电热丝、绕在出水管上，水经过出水管时被加热，温、开水选择开关“断开”或“闭合”可以选择出温水或开水，该饮水机铭牌如下表所示请你求解以下问题： 额定电压 额定频率 开水出水温度 95-100℃ 温水出水温度 40-45℃ 额定功率 开水档： 温水档： (1)的阻值是多少？ (2)饮水机正常工作时，将初温为20℃、质量为的水加热至100℃，需要用时，节能直饮水机的加热效率是多少？【水的比热容】 6．图中，电源电压12伏保持不变，R1=4欧，R2=8欧，滑动变阻器R的最大电阻是6欧。当调节滑动变阻器时，试求出R1的最大和最小的电功率。 7．如图所示电路，定值电阻R0=6Ω，灯L标有“6V 3W”字样，灯L的阻值及电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P置于最左端时，电流表的示数为0.8A；滑片P置于最右端时，电流表的示数为0.55A，求： （1）灯L正常工作时的电阻； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）滑动变阻器滑片P置于最右端，通电10s，灯L消耗的电能。 8．如图甲是水分检测仪，可以检测出谷物内部的水分含量RH（用百分数表示），如图乙是其内部的简化电路，电压表的量程是0~6V，电流表量程是0~0.225A，电源电压恒为9V，定值电阻，图丙是湿敏电阻R随湿度RH变化的关系图像。 （1）当检测的谷物湿度是时，电压表的示数是多少？ （2）该水分检测仪能检测湿度最大值是多少？ （3）若高粱水分含量在10％-14％间适合保存，用该检测仪测出某高粱对应图21乙中电流表示数为0.15A，请问该高粱是否适合保存？ 9．如图甲为超声波加湿器，图乙为其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12 V，定值电阻R0的阻值为30 Ω。湿敏电阻R的阻值随湿度变化的关系如图丙所示。求： (1)电流表的示数为0.1 A时，电压表的示数； (2)当空气中的湿度为20%时，定值电阻R0消耗的电功率。 　 　 10．如图所示电路，闭合开关S后，电流表A2的示数是0.2A，电流表A的示数是0.5A，则通过灯L1的电流多大？ 11．如图所示，电源电压为3V，R2＝10Ω。开关闭合时，通过R1的电流为0.2A。求： (1)R1的电阻； (2)通过R2的电流。 12．电动自行车已是我们生活中必不可少的交通工具。在行驶过程中，车载蓄电池给电动机供电，为车提供动力。下表是某种型号电动自行车主要的技术参数。问： 整车 整车质量 40kg 最高车速 ≤30km/h 最大噪声 ≤62dB 轮胎限压 2×105Pa 蓄电池 蓄电容量 0.576kW·h 电动机 额定电压 48V 额定功率 240W (1)该电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？ (2)质量为50kg的某中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶，行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为0.005m2，试计算地面受到的压强是多大？（g取10N/kg） (3)如果保持轮胎与地面的接触面积不变，由表格数据可知，该车最多还可载重多少千克？ (4)从环保的角度考虑，与摩托车相比，电动自行车有什么优点？（列举两条） 13．如图所示，闭合开关S后，标有“6V6W”的小灯泡正常发光，此时电流表的示数为1.2A求： （1）通电1min，电灯消耗的电能是多少？ （2）电阻R的阻值是多少？ 14．如图甲所示是西安某商业街的移动摊位安装的可显示电费的新型插座。某摊位使用如图乙所示的空气炸锅烹制食物，图丙是该空气炸锅加热部分的简化电路，其额定电压为220V，定值电阻和为发热电阻，其中。开关、、的通断可实现高、中、低三个挡位的调节，、不会同时闭合，只闭合时为中温挡，对应的额定功率为440W。求： （1）的电阻是多少； （2）低温挡正常工作时，的电功率是多少； （3）高温挡正常工作5min，电流通过产生的热量是多少； （4）若只有该空气炸锅一直以恒定电功率单独工作，使用前后插座的表盘示数如图甲、丁所示（西安电费是按峰谷分段计费，计费标准如下表）。请通过以上信息估算这次使用空气炸锅在高峰时间段消耗的电费是多少？ 西安峰谷电价时段收费标准 高峰时间（7∶00～11∶00；19∶00～23∶00） 0.9元/度 平段时间（11∶00～19∶00） 0.6元/度 （23∶00～第二天7∶00） 0.3元/度 15．小侨酷爱动手做实验，他在实验室中找到一个工件，该工件由实心圆柱体A、B紧密连接组成，hA=hB=10cm，SB=2SA=100cm2如图甲，用细线将工件与力传感器相连，如图乙为力传感器原理图，其中R为力敏电阻，其阻值与所受拉力F的关系如表1所示，电源电压为3V。重2.5N，底面积200cm2的薄壁柱形容器放在水平升降台上，其内装有15cm深的水，B的下表面刚好与水面接触。现将升降台上升使工件逐渐浸入水中，该过程中力传感器示数F与升降台上升高度h的关系如图丙。求： R与F的关系 R/Ω 10 6 4 2 F/N 30 20 15 10 （1）工件的质量； （2）已知细线拉力为F0时，B恰好浸没，此时乙图中电流的大小； （3）当工件浸没后剪断细线，稳定时容器对升降台的压强。    16．如图为某款家用电熨斗的电路原理图，R1、R2为电热丝，表格中列出了该电熨斗的有关参数． 额定电压 220V 高温档额定功率 1100W 低温档额定功率 500W （1）电熨斗处于高温档工作时，电路中的开关S1、S2分别处于什么状态？ （2）电熨斗处于高温档正常工作时，通过电熨斗的电流是多少？ （3）电热丝R2的阻值是多少？（结果保留整数） 17．一只标有“24V　40W”的灯泡接在36V的电源上，要使它正常发光，还要串联一个多大的电阻？此电阻消耗的电功率多大？此电路工作5min消耗多少电能？ 18．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两点有开关S2．现只闭合S1，电流表示数I1=1A；若把EF从两中点间向左边移动一段距离后，电流表的示数为I2=I1；若把EF从两中点间向右边移动一段距离后，电流表的示数为I3=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ΔR左、ΔR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？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)3V (2)20Ω (3)该次消毒为超标 【详解】（1）闭合开关，R0、Rt串联，电压表测量R0两端的电压；当教室内空气没有消毒（即过氧乙酸气体的浓度为零）时，过氧乙酸气体传感器Rt的阻值为60Ω，电路的总电阻 电路中的电流 电压表的示数为 （2）当整个电路的电功率为3.6W时，根据P=UI知，电路中的电流 电路中的总电阻 此时Rt的阻值 （3）电压表的示数为8V，根据欧姆定律可知电路中的电流 根据串联电路的电压特点可知Rt两端的电压 过氧乙酸气体传感器Rt的阻值 从题意可知过氧乙酸气体浓度为0.3g/m3，该次消毒为超标。 2． 闭合 焦耳 440W 【详解】(1)[1]假设当开关S闭合时，从图中可以看到，电阻R2被短路，电路只有R1接入，根据欧姆定律可知电路的电流大小，假设当开关S断开时，从图中可以看到，两电阻都接入电路中，根据欧姆定律可知电路的电流大小，可知，所以当开关S闭合时，通过加热电阻的电流较大。 [2]由上述可知，当开关S闭合时，通过加热电阻的电流较大，根据焦耳定律可知，这时电路产生的热量较大，此时饮水机处于加热状态。 (2)[3]加热状态时，电路中的电流大小 根据电功率公式可知，电路的总电功率 电路的总电功率是440W。 答：(1)当开关S闭合时，通过加热电阻的电流较大，根据焦耳定律可知，此时饮水机处于加热状态； (2)饮水机处于加热状态时，电路的总电功率是440W。 3．（1）6Ω；（2）0.5A；（3）18W 【详解】解：（1）由可得，灯泡的电阻 （2）当S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，小灯泡L被短路，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R1两端的电压 由可得，通过R1的电流为 （3）电源电压不变，根据可知，要让电功率最大，在电路安全的前提下，就要让电路中的电阻最小，根据串并联电路特点可知，当S、S1、S2都闭合时，R1与R2并联，小灯泡L被短路，电路中的电阻会最小，电功率最大，此时R1支路的电流I1=0.5A，由滑动变阻器的规格可知，为了滑动变阻器安全，通过滑动变阻器的最大电流I滑大=1A，根据并联电路电流特点可知，干路中的最大电流 由可得，整个电路的最大电功率 答：（1）小灯泡的电阻为6Ω； （2）当S、S1、S2都闭合时，通过R1的电流为0.5A； （3）通过断开和闭合开关，并调节滑动变阻器的阻值，使整个电路的电功率最大，该最大值为18W。 4．（1）242Ω，242Ω；（2）140Ω 【详解】解：（1）工作电路的电源电压为220V，当保温时，只有电阻R1工作，则阻值为 当加热时，电阻R1和R2并联工作，已知R1的功率为200W，则R2的功率为 P2＝P﹣P保＝400W﹣200W＝200W R2的阻值为 （2）控制电路中和变阻器串联，总电阻为 由图乙可知，60℃时热敏电阻的最值＝60Ω，根据串联电路电阻的特点可得滑动变阻器接入电路的阻值为 R＝R总﹣Rx＝200Ω﹣60Ω＝140Ω 答：（1）R1和R2的阻值分别为242Ω和242Ω； （2）滑动变阻器接入的电阻应调至140Ω。 5．(1) 22Ω；(2) 70% 【详解】解：(1)由图可知，当选择开关闭合时，R1被短路，电路为R0的简单电路，电路总电阻较小，而电路两端电压不变，根据P=可知，此时功率较大，为开水档；当选择开关断开时，R1与R0串联，电路总电阻较大，此时功率较小，为温水档。则的阻值是 =22Ω (2)将初温为20℃、质量为的水加热至100℃，水吸收的热量为 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.1kg×(100℃-20℃)=3.696×105J 此过程中节能直饮水机消耗的电能为 W=P开水t=2200W×4×60s=5.28×105J 则节能直饮水机的加热效率是 η==70% 答：(1)的阻值是22Ω； (2)节能直饮水机的加热效率是70%。 6．36瓦；10.44瓦 【详解】滑动变阻器滑片滑至最左端时，R2短路，R1的功率最大 滑动变阻器滑片滑至最右端时，R1的功率最小，电路的总电阻为 此时电路中的电流 最小的电功率 7．（1）12Ω；（2）10Ω；（3）7.5J 【详解】解：（1）由可得，灯L正常发光时的电阻为 （2）当滑动变阻器R的滑片P置于最左端时，定值电阻R0与滑动变阻器的最大阻值R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表的示数为   ① 滑片P置于最右端时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值R并联，电流表测干路电流，则电流表的示数为   ② 联立①②解得：U=3V，R=10Ω。 （3）滑动变阻器滑片P置于最右端，通电10s，灯L消耗的电能为 答：（1）灯L正常工作时的电阻为12Ω； （2）滑动变阻器的最大阻值为10Ω； （3）滑动变阻器滑片P置于最右端，通电10s，灯L消耗的电能为7.5J。 8．（1）3.6V；（2）50%；（3）该高粱不适合保存 【详解】（1）由电路图可知，湿敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；由图丙可知，当检测的谷物湿度是RH=10%时，湿敏电阻R=20Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流 电压表的示数 UR=IR=0.18A×20Ω=3.6V（2）由图丙可知，湿度越大，湿敏电阻R的阻值越大。由串联分压规律可知，湿敏电阻两端的电压也越大（即电压表示数越大）， 因为电压表量程为0~6V，所以湿敏电阻R两端的电压最大为6V时，此时监测的湿度最大。根据串联电路总电压等于各电阻两端的电压之和可知，R0两端的最小电压 U0最小=U-UR最大=9V-6V=3V则电路中的最小电流 根据欧姆定律可知，R接入电路的最大阻值 由图丙可知能监测湿度的最大值为50%。 （3）当电流表示数为0.15A时，电路中的总电阻 湿敏电阻的阻值 R′=R总′−R0​=60Ω−30Ω=30Ω由图丙可知，对应的湿度为20%，因20%不在10%~14%之间，所以，该高粱不适合保存。 答：（1）当检测的谷物湿度是RH=10%时，电压表的示数是3.6V； （2）该水分检测仪能检测湿度的最大值是50%； （3）该高粱不适合保存。 9．(1)9V；(2)1.2W 【详解】(1)由图知R0与R串联，电压表测量R两端的电压U1，当电流表的示数为0.1 A时，R0两端的电压为 U0=I R0=0.1 A×30 Ω=3V 电压表的示数即R两端的电压U1为 U1=U- U0=12V-3V=9V (2)当空气中的湿度为20%时，由丙图知R=30Ω，此时电路的电流为 I’===0.2A 定值电阻R0消耗的电功率为 P0= I’2 R0=（0.2A）2×30Ω=1.2W 答：(1)电流表的示数为0.1 A时，电压表的示数为9V； (2)当空气中的湿度为20%时，定值电阻R0消耗的电功率为1.2W。 10．0.3A 【详解】解：由电路图可知，开关S闭合后，两灯泡并联，电流表A测量干路电流，电流表A1测L1支路电流，电流表A2测L2支路电流，因并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过L1的电流 I1=IA-IA2=0.5A-0.2A=0.3A答：通过灯L1的电流为0.3A。 11．(1)15Ω；(2)0.3A 【详解】解：(1)由电路图可知，R1与R2并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，R1的阻值 (2)通过R2的电流 答：(1)R1的阻值为15Ω； (2)通过R2的电流为0.3A。 12．(1)5A (2)9×104Pa (3)110kg (4)见解析 【详解】（1）该电动自行车以额定功率行驶时的工作电流 （2）地面受到的压力 F=G=(m车+m人)g=(40kg+50kg)×10N/kg=900N 地面受到的压强 （3）轮胎能承受的最大压力 Fmax=pmaxS=2×105Pa×(2×0.005m2)=2000N 车、货、人的总质量 该车最多还可载重 m货=m-m车-m人=200kg-40kg-50kg=110kg （4）摩托车使用的是汽油机，它工作时要消耗汽油，而汽油在燃烧时并不能完全的燃烧，且汽油机工作时会排出大量的废气，废气带走相当多的热量，所以汽油机的效率不是很高，约为40%；而电动自行车使用的是电动机，它工作时将电能转化为动能，不会产生废气，且由于电动机的效率比较高为80%，所以电动机更节能一些，当然还有一个优点，就是没有噪音。 13．（1）360J；（2）30Ω． 【详解】（1）．由P＝可得，通电1min电灯消耗的电能：W＝Pt＝6W×60s＝360J； （2）．由图知，电阻R与灯泡并联，电流表测量干路中的电流， 已知小灯泡正常发光，则流经灯泡的电流：IL＝＝＝1A， 电流表测量干路中的电流，I＝1.2A， 则流经电阻R的电流：IR＝I﹣IL＝1.2A﹣1A＝0.2A， 电阻R与灯泡并联，UR＝U＝6V， 由I＝可得电阻R的阻值： R＝＝＝30Ω． 答：（1）．通电1min，电灯消耗的电能为360J； （2）．电阻R的阻值为30Ω． 14．（1）110Ω；（2）70.4W；（3）；（4）0.576元 【详解】解：（1）根据中温挡功率可知，的电阻是 （2）高温挡的功率大于中温挡的功率，大于低温挡的功率，根据可知，电阻越大，功率越小，故S2闭合，S1、S3断开，两个电阻串联，总电阻最大，总功率最小，为低温挡；低温挡正常工作时，两个电阻串联，则总电阻为 低温挡时，电路中的电流为 的电功率是 （3）当S1、S3闭合，S2断开，两电阻并联，总电阻最小，功率最大，为高温挡；高温挡正常工作5min，电流通过产生的热量是 （4）设空气炸锅的功率为P，从甲、丁图可知，从22∶30开始工作，到23∶00，工作30min，0.5h，为高峰期，而23∶00~23∶15，一共工作15min，为低谷期，一共需要交电费0.672元，则可以列等式为 带入数据可知 经整理可知，空气炸锅的功率为 这次使用空气炸锅在高峰时间段消耗的电费是 答：（1）的电阻是110Ω； （2）低温挡正常工作时，的电功率是70.4W； （3）高温挡正常工作5min，电流通过产生的热量是； （4）这次使用空气炸锅在高峰时间段消耗的电费是0.576元。 15．（1）3kg；（2）0.5A；（3）3000Pa 【详解】解：（1）由题意知，当升降台上升高度h为0cm时，工件的重力为 根据知，工件的质量 （2）由乙图像可知，当h=0cm时，绳子的拉力为30N，则工件的重力为G=30N，当细绳的拉力为F1且不变时，B恰好浸没，此时工件排开水的体积为 工件受到浮力为 由工件受力关系 可得 R为力敏电阻，其阻值与所受拉力F的关系如表1所示，当拉力F1=20N时，其中R阻值为6Ω，由图乙和欧姆定律知，乙图中电流的大小 （3）随着工件B、A两部分逐渐浸入水中时，所受浮力变大，细绳的拉力逐渐变小，水面逐渐上升。由乙图像可知，当升降台上升高度h升=8.75cm时，水面刚好到达容器口，此时B部分全部浸没于水中，A部分有一部分浸入水中，则AB浸入水中的高度等于水面上升的高度与工件下降距离之和，即AB浸入水中的高度为 即 解得 此时A露出水面的体积为 当A露出水面部分全部浸入水中时，溢出水的重力为 则此时容器对升降台的压强压力等于 稳定时容器对升降台的压强 答：（1）工件的质量3kg； （2）B恰好浸没，此时乙图中电流为0.5A； （3）当工件浸没后剪断细线，稳定时容器对升降台的压强3000Pa。 16．（1）开关S、S1均处于闭合状态（2）5A（3）81Ω 【分析】（1）由可知，电压一定时，电路电阻越小，功率越大，功率大，电熨斗处于高温挡，根据电路图分析电路结构，判断高温挡时，开关的状态； （2）电熨斗处于高温档正常工作时，由表格得出高温功率，根据P=UI即可求出通过电熨斗的电流； （3）根据并联电路的特点即可求出R2的功率，根据求出R2的电阻． 【详解】（1）由电路图知，当S1、S2闭合时，R1、R2并联，当S1闭合，S2断开时，只有R1连入，根据电阻的并联特点可知：R1、R2并联时电路中的电阻最小，由于电源电压U一定，由可知，R1、R2并联时电路的功率大，故电熨斗处于高温挡； （2）电熨斗处于高温档正常工作时，功率P高=1100W， 根据P=UI可得，高温档时电流为： ； （3）高温功率P高=1100W，低温功率P低=500W，由于高温档时R1、R2并联；低温档时只有R1连入，所以，R2的电功率P2=P高-P低=1100W-500W=600W， 由可得：R2的阻值是： ． 17．7.2Ω；20W；18000J 【详解】解：灯泡接在36V的电源上，要使灯泡正常发光，需给灯泡串联一个电阻来分压，灯泡分得的电压 U阻=UU额=36V12V “24V　40W”的灯泡正常发光时的电流 因为串联电路电流处处相等，通过电阻的电流等于通过正常发光的灯泡的电流，串联的电阻的阻值 电阻消耗的功率 P阻=U阻I=12V20W 电路工作5min消耗的电能                 W=UIt=36V18000J 答：还要串联一个的电阻，此电阻消耗的电功率为20W，此电路工作5min消耗18000J的电能。 18．（1）2.5Ω  5Ω （2）2 ：5 （3）30W 【详解】（1）电路为串联电路 R总1===10Ω R总2===12.5Ω R总3===5Ω ΔR左= R总2- R总1 = 12.5Ω-10Ω=2.5Ω ΔR右= R总1- R总3 = 10Ω-5Ω=5Ω （2）由题意REF==10Ω/2=5Ω RCD=2REF =10Ω 由P=I2R得 PEF:P总=（I22×REF）：（I22×R总2）= REF：R总2 ="2" ：5 （3）此时REF与RCD并联 P总3 ==(10V)2/5Ω+(10V)2/10Ω=30W 试题分析：分析电路只闭合S1,两电阻串联，闭合两开关两电阻并联，根据欧姆定律、电功率公式进行计算． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$