专题突破二 第2课时 电学综合-（配套课件）【中考2号】2025年中考物理讲义（湖南专用）

专题突破二　综合题 （第2课时　电学综合） 2025中考 湖南 物理  1 如图所示，电源电压恒定，R1＝12 Ω，R2＝ 5 Ω，滑动变阻器R3的规格是“20 Ω　1.5 A”，电 流表A1、A2的量程都是0～3 A，电压表的量程是 0～15 V。只闭合开关S，移动滑片，当电流表A2的 示数为0.8 A时，电压表的示数为8 V。求: 备课笔记:解多状态电学题要善于画等效电路图，一种状态对应一个等效电路图，再分析电路，建立关系式。 考法示例 例 2 (1)电源电压； 【分析】 只闭合开关S时的等效电路图如图1所示，可将相关已知数据标注在电路图上，即可求出电源电压； 图1 3 解:当只闭合开关S，R2和R3串联，电流表A2测 电路中的电流，电压表测R3两端的电压，由I＝ 可得，此时R2两端的电压:U2＝IR2＝0.8 A× 5 Ω＝4 V， 根据串联电路电压的规律可得，电源电压: U＝U2＋U3＝4 V＋8 V＝12 V； 图1 (2)闭合所有开关，将滑片移到最右端，1 min内R1产生的热量； 【分析】闭合所有开关，将滑片移到最右端时的等效电路图如图2所示，将相关已知数据标注在电路图上，即可求出1 min内R1产生的热量； 图2 5 解:闭合所有开关，将滑片移到最右端，R2被短接， R1和R3并联，电压表测电源电压，电流表A1测通过 R1的电流，电流表A2测干路电流，由I＝可得，电 流表A1的示数:I1＝＝1 A，1 min内R1产生 的热量:Q＝R1t＝(1 A)2×12 Ω×60 s＝720 J； 图2 (3)闭合所有开关，在保证电路安全的情况下，滑动变阻器R3消耗的电功率的取值范围。 【分析】可使用流程图分析滑动变阻器电流的范围，如图3所示，即得通过滑动变阻器R3的电流范围为0.6～1.5 A，从而求出R3消耗的电功率的取值范围。 图3 7 解:电流表A2的最大测量值为3 A，通过R1的 电流为1 A，根据并联电路电流特点和滑动变 阻器R3的规格可知，通过滑动变阻器R3的电流 最大值为1.5 A， 则滑动变阻器消耗的最大电功率:P3大＝UI3大 ＝12 V×1.5 A＝18 W； 当滑动变阻器电阻丝全部接入电路时，通过滑动变阻器的电流最小，最小电流:I3小＝＝0.6 A，则滑动变阻器消耗的最小电功率:P3小＝UI3小＝12 V×0.6 A＝7.2 W； 故滑动变阻器R3消耗的电功率的取值范围为7.2～18 W。 图3 8 选题依据:多挡位，并联 1.(2024·连云港) 小明家的电水壶的内部电路如图所示，其中R1、R2为电热丝，S是电源开关，S0是温控开关(水温达到100 ℃，自动由加热状态切换为保温状态)。该电水壶的部分重要参数如表所示。已知电源电压为220 V。求: 对应训练 ××牌电水壶 额定电压 220 V 电源频率 50 Hz 加热功率 880 W 保温功率 44 W 9 (1)当开关S闭合，S0断开时，电路中的电流； 解:当开关S闭合，S0断开时，电路中仅R2工作，电水壶处于保温状态，由P＝UI可得，电路中的电流:I＝＝0.2 A； ××牌电水壶 额定电压 220 V 电源频率 50 Hz 加热功率 880 W 保温功率 44 W 10 (2)当开关S和S0均闭合时，R1的电功率； 解:开关S和S0均闭合时，R1、R2并联，电水壶处于加热状态，其总功率等于两电阻电功率之和，则R1的电功率:P1＝P总－P2＝P加热－P保温＝ 880 W－44 W＝836 W； ××牌电水壶 额定电压 220 V 电源频率 50 Hz 加热功率 880 W 保温功率 44 W 11 (3)在加热状态下，该电水壶工作50 s消耗的电能。 解:在加热状态下，该电水壶工作50 s消耗的电能:W＝P加热t＝880 W ×50 s＝4.4×104 J。 ××牌电水壶 额定电压 220 V 电源频率 50 Hz 加热功率 880 W 保温功率 44 W 12 选题依据:多挡位，串联 2.(2024·龙东)一款小型电火锅如图甲所示，通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能；图乙是它的简化电路图，R1、R2、R3均为加热电阻(阻值保持不变)。已知R1的阻值为176 Ω，电火锅的部分参数如表所示。求: 额定电压 220 V 低温挡功率   中温挡功率 440 W 高温挡功率 1 100 W 甲 乙 13 (1)R2的阻值是多少? 解:由图乙可知，当开关接高温挡触点时，电阻R3单独在电路中工作， 由P＝可得，R3的阻值:R3＝＝44 Ω， 当开关接中温挡触点时，电阻R2、R3串联在电路中， 电路的总电阻:R＝＝110 Ω， 由串联电路的特点可得，R2的阻值: R2＝R－R3＝110 Ω－44 Ω＝66 Ω； 乙 14 (2)电火锅在低温挡工作时的功率是多少? 解:低温挡R1和R3串联，电路的总电阻: R'＝R1＋R3＝176 Ω＋44 Ω＝220 Ω， 低温挡工作时的功率:P低＝＝220 W； 乙 15 (3)某次使用时，在标准大气压下，用中温挡将1 kg水从 20 ℃加热到沸腾，用时14 min，不计热量损失，该电 火锅中温挡的实际功率是多少?[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解:水吸收的热量:Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)× 1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J， 不计热量损失，电火锅消耗的电能:W＝Q吸＝3.36×105 J， 实际功率:P实＝＝400 W。 乙 16 选题依据:传感器 3.(2024·泸州) 一辆新能源电动汽车具有车速提醒功能， 当车速过快时，提醒驾驶员需要减速。如图甲所示是该车 提醒功能的简化电路图，电源电压为12 V，定值电阻R为 10 Ω，Rv为阻值随车速变化的电阻，其阻值随车速变化的 关系图像如图乙所示。当车速达到120 km/h时，观察 到电压表示数为10 V，且报警铃声响起。该车驶入某 高速服务区充电，充电后电桩显示屏的信息:充电电 压360 V，时间30 min，单价1.2元/度，费用43.2元。 求: 甲 乙 17 (1)本次充电的电流； 解:本次充电的电能:W＝＝36度＝36 kW·h， 充电功率:P＝＝72 kW＝7.2×104 W， 充电电流:I充电＝＝200 A； 18 (2)当车速减为零时，电压表的示数； 解:由图甲可知，R与Rv串联，电压表测量Rv两端 的电压，由图乙可知，当车速为零时，Rv的阻值 为10 Ω， 电路中的电流:I0＝＝0.6 A， Rv两端电压:U0＝I0＝0.6 A×10 Ω＝6 V， 即电压表的示数为6 V； 乙 甲 19 (3)当电压表的示数为9 V时，此车的速度。 解:当车速为120 km/h时，电压表示数为10 V，则定 值电阻R两端电压:UR＝U－＝12 V－10 V＝2 V， 电路中的电流:I1＝＝0.2 A， 此时Rv的阻值:＝50 Ω， 当电压表示数为9 V时，定值电阻R两端电压:U'R＝U－＝12 V－9 V＝3 V， 乙 20 电路中的电流:I2＝＝0.3 A， 此时Rv的阻值:＝30 Ω， 结合图乙可知，Rv的阻值每增加10 Ω，车速增 加30 km/h，故此时车速为60 km/h。 乙 21 选题依据:开关类动态电路、极值 4.(2024·广安) 如图所示，电源电压为6 V恒定不变， 灯泡L标有“2 V　0.4 W”的字样(忽略温度对灯丝电 阻的影响)，滑动变阻器R2标有“60 Ω　1 A”的字样， 电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V。 (1)求灯泡L正常发光时的电阻； 解:由P＝可得，灯泡L正常发光时的电阻:RL＝＝10 Ω； 22 (2)当S1、S2均闭合，S3接b，滑动变阻器滑片移到最大阻值处时，电流表示数为0.4 A，求R1的阻值； 解:当S1、S2均闭合，S3接b，滑动变阻器滑片移到最大阻值处时，灯泡L被短接，R1与R2并联，R2＝60 Ω， 通过R2的电流:I2＝＝0.1 A， 则通过R1的电流:I1＝I－I2＝0.4 A－0.1 A＝0.3 A， R1的阻值:R1＝＝20 Ω； 23 (3)在保证电路安全的情况下，求整个电路电功率的 变化范围。 解:开关S1和S2断开、S3接a时，灯泡L、R1、R2串联， 当电压表示数为3 V时，电路中电流最小，电路总功 率最小， 灯泡L与R1的电压之和:U'＝U－U2＝6 V－3 V＝3 V， 最小电流:Imin＝＝0.1 A， 24 则电路最小电功率:Pmin＝UImin＝6 V×0.1 A＝0.6 W； S1和S2均闭合、S3接b时，灯泡L被短接，R1与R2并联， 移动滑片，当电流表示数为0.6 A时，电路总功率最大， 则电路最大电功率:Pmax＝UImax＝6 V×0.6 A＝3.6 W， 故整个电路电功率的变化范围为0.6～3.6 W。 25 选题依据:力热综合 5.(2024·齐齐哈尔)如图所示是我国研制的四 座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢 为燃料，高压储氢罐可储氢4 kg，最大起飞 质量可达1.2×103 kg。已知飞机静止在水平 地面上时，轮胎与地面的总接触面积为0.2 m2；在空中以180 km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为2×103 N。(已知氢的热值为1.4×108 J/kg，g取10 N/kg)求: 26 (1)发动机未工作前，飞机静止在水平地面上，达到最大起飞质量时对地面的压强为多少? (2)高压储氢罐内4 kg的氢完全燃烧放出的热量为多少? 解:(1)飞机对水平地面的压力:F＝G＝mg＝1.2×103 kg×10 N/kg＝1.2×104 N， 飞机对水平地面的压强:p＝＝6×104 Pa； (2)4 kg氢完全燃烧放出的热量:Q放＝m氢q氢＝4 kg×1.4×108 J/kg＝5.6×108 J； 27 (3)飞机以180 km/h的速度匀速直线巡航0.5 h，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少? 解:由v＝可得，飞机巡航0.5 h的距离:s＝vt＝180 km/h×0.5 h＝90 km＝9×104 m， 牵引力做的功:W＝F牵s＝2×103 N×9×104 m＝1.8×108 J。 28 选题依据:继电器、力电综合 6.(2023·衡阳)近几年各城市逐步在进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图，它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，轿厢质量为400 kg，配重质量为300 kg，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙所示。闭合控制开关S1，电梯没有超载时，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时(即控制电路中的电流I≥0.1 A)，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为9 V，定值电阻R1的阻值为30 Ω，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底面压力传感器R2的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。(g取10 N/kg) 29 甲 乙 丙 丁 30 (1)该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为__________N， 超载时，图乙中触点将与__________(选填“A”或“B”)点接触，电铃 发出报警铃声；  3 000 A 甲 乙 31 (2)该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为 8 000 N，试通过计算判断电梯是否超载； 解:该电梯轿厢内底面压力传感器受到的压力: F＝G总＝8 000 N， 由图丙可知，此时压敏电阻R2＝30 Ω， 电路中的电流:I＝＝0.15 A＞0.1 A，说明电梯超载； 丙 32 (3)如图丁所示是某次电梯上升时的v－t图像，若轿厢内人和 货物总重为5 000 N，求电梯匀速上升运行阶段，电动机牵引 轿厢的钢丝绳做功的功率。 解:由图丁可知，电梯匀速上升阶段的速度是2 m/s，对轿厢 进行受力分析可知，轿厢受到轿厢自身的重力、缆绳对轿厢竖直向上的拉力以及钢丝绳对轿厢的拉力，此时轿厢受力平衡，轿厢整体的重力:G'总＝G厢＋G＝m厢g＋G＝400 kg×10 N/kg＋5 000 N＝9 000 N， 钢丝绳对轿厢的拉力:F钢＝G'总－F缆绳＝9 000 N－3 000 N＝6 000 N， 电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率:P＝＝F钢v＝6 000 N×2 m/s＝1.2×104 W。 丁 33 选题依据:实际应用，电功率、电热，阅读能力、表达能力 7.(2024·无锡) 某款家用储水式电热水器额定电 压为220 V，额定功率为3 000 W，额定容量为 60 L，图甲是其电路原理图。插上插头，电热水 器储满水后，闭合开关S，温控器开关K接触点1， 对水进行加热，当加热温度达到设定温度时， K跳转接触点2，保温指示灯L亮起，停止加热； 当水温下降，低于设定温度时，K再次接触点1进行加热。R1、R2、R3为加热电阻，其中R2＝2R1。该电热水器的加热模式有四个挡位:选择“一挡”，S1、S2均断开；选择“二挡”，S1闭合、S2断开；选择“三挡”，S1断开、S2闭合，“三挡”加热时的功率是“二挡”加热时功率的1.5倍；选择“四挡”，S1、S2均闭合，此时电热水器在额定功率下工作。 甲 34 温控器开关K的结构如图乙所示，绕O点 转动的杠杆OAB和绕O1点转动的杠杆O1DE 通过弹簧相连。温包内充满热胀冷缩的感 温液体，置于水中，温度与水温一致。水 温升高，感温液体膨胀使膜盒顶端在A位 置推杠杆OAB，当水温达到设定温度，动 触点C与触点2相接，电热水器停止加热。调温旋钮为凹轮结构，绕固定轴M转动，顺时针转动调温旋钮，ME距离减小。[c水＝4.2× 103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3] 乙 35 (1)该电热水器储满60 L水后，若选择“四 挡”加热，加热效率为84%，将水从30 ℃ 加热到45 ℃需要的时间为多少? 解: 60 L水从30 ℃加热到45 ℃吸收的热量: Q＝cmΔt＝c水ρ水VΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)× 1.0×103 kg/m3×60×10－3 m3×(45 ℃－30 ℃)＝3.78×106 J，消耗的电能:W＝＝4.5×106 J，选择“四挡”加热，需要的时间:t＝＝1.5×103 s； 甲 36 (2)电阻R2的阻值为__________Ω，该电热水器在“一挡”工作时的电流为__________A(保留一位小数)；  甲 96.8 1.2 37 (3)为提高所设定的加热温度，应如何旋转调 温旋钮?请写出做法并说明理由。 解:为提高所设定的加热温度，应逆时针转动 调温旋钮。理由:温度升高，温包内感温液体 温度升高，感温液体膨胀，使膜盒顶端A位置 推杠杆OAB向左运动，动触点C与触点2相接， 电热水器停止加热；逆时针旋转调温旋钮， ME距离会增大，推动杠杆O1DE向右转动，通 过弹簧拉动杠杆OAB向右，阻碍杠杆OAB向左 运动，从而提高设定的加热温度。 乙 38 本讲内容结束 $$