小专题培优9 论证分析类电学综合应用题-【众相原创·赋能中考】2026年中考物理课堂精讲册（广西专用）

小专题培优9 论证分析类电 （针对2025 1.(2025广西24题)为了解家用电器耗能情况， 某小组进行了如下研究。图甲是生活中的电 热蚊香器，图乙是其工作原理简图，R为热敏 电阻，其电阻值随温度变化的部分曲线如图丙 所示。将蚊香片装入蚊香器，通电后蚊香器的 热敏电阻发热，加热蚊香片可以达到驱蚊功 效，最后自动保持在一个特定温度（如图丙中 的T)。 +R电阻值 220V Te 温度 第1题图 (1)蚊香器工作一会儿，人就能闻到蚊香片气 味，这是气体分子在空气中的 现象。 (2)若蚊香器正常工作的电功率为5W,则电 路电阻值的大小为多少？工作10h消耗电能 为多少？ (3)家用电器待机时也消耗电能，某些电视机 机顶盒待机的功率可达蚊香器正常工作功率 的3倍，我们在日常生活用电时该如何有效节 能？请写出一条有效措施。 (4)请从能量转化和转移角度并结合热敏电阻 的电阻值变化特点，解释蚊香器通电后温度升 高，并能自动保持一定温度的原因。 158 学综合应用题 西29题) 2.(2025福建改编)如图为科创小组测量大气压 和海拔的简易装置原理图，R。为定值电阻，R 为力敏电阻，R置于圆柱体容器底部，可自由 滑动的活塞通过轻杆压在力敏电阻上。容器 内抽成真空，装置气密性良好。该装置通过两 电表示数分别转换测出大气压值和海拔，且示 数均随测量值增大而增大。电源电压恒为 6V,R。=302,RF的阻值与压力大小F的关 系为R。=1030-2.5F,电压表测量范围为0 3V,电流表测量范围为0~0.6A。活塞横截 面积为4×103m2,忽略摩擦，不计活塞质量。 查阅资料，大气压p与海拔h的关系如表。 海拔h/m 0 100 200 300 400 大气压p/x103Pa 101 100 99 98 % 海拔h/m 500 … 10002000 大气压p/x103Pa 96 …… 90 80 … (1)大气压随海拔高度的升高而 (2)求h=0时通过R。的电流。 (3)求该装置能测量的最高海拔。 (4)指出该装置测量时的一项不足之处，针对 该不足，在电源和电流表中任选1个，提出相 应问题的解决方案，并说明理由。 容器、 ,活塞 真空 -轻杆 R R A 第2题图 3.(2025长沙改编)冬天，为了给鱼缸内的水加热，小星购买了标有“220V440W”的电热丝R,和 标有“220V275W”的电热丝R2各一根，电热丝的电阻不随温度变化。 (1)鱼缸内的水被加热，这是通过 的方式改变水的内能的。 (2)求电热丝R,正常工作时的电流。 (3)将R1和R2串联接入电路中，求R,与R2两端的电压之比。 (4)为了给鱼缸提供适宜的水温，小星想设计的加热电路需要满足以下要求：当水温低于20℃ 时，启动高挡快速加热，功率为440W;当水温在20℃至30℃之间时，启动低挡保温；当水温高于 30℃时，断开整个电路。 为此，他找到了4个温控开关（功能见下表），从中选择两个开关设计了如图所示的电路。 元件类型 符号 功能 S 温度低于20℃时闭合，高于20℃时断开 S3 温度低于20℃时断开，高于20℃时闭合 温控开关 S2 温度低于30℃时闭合，高于30℃时断开 S 温度低于30℃时断开，高于30℃时闭合 ①请在电路图相应的位置标出电热丝和所选开关的符号； ②按设计连好电路后，为调整功率，小星取下某一根电热丝，剪掉一截后接回原电路。再启动低 挡，测得其中一根电热丝两端的电压为99V,请计算此时电路的总功率。 -220 Vo 第3题图 159②0.2③正比④5A(7)将电压表并联在变阻器R 两端 第1题(1)答图 2.(1)如答图所示(2)①右先将滑动变阻器的滑片调至 阻值最大处，再闭合开关②断路(3)0.75(4)①0.5 ③·R(5)不能，由前面实验可知，若小灯泡L正常 发光时，1=0.3A,R。与小灯泡串联，R。两端的电压U。= IR。=0.3A×202=6V>3V,即R。两端的电压大于电源 电压，因此不能满足实验要求，所以不可行 (6)闭合开关S,、S,①40②20当待测电阻阻值为 202时，电流表中的电流已达到最大测量值0.6A 第2题(1)答图 小专题培优8挡位变换类家用电器 1.(1)低温高温(2)高温低温(3)两低温高 温(4)三低温中温S,、S2 2.S,保温 3.(1)低110(2)中440(3)高8805.28×10 4.21100506 W」 5.解：(1)由P=一可得，该电热水器处于保温挡正常工作 t 2小时消耗的电能 W=P噪温t=400W×2×3600s=2.88×10J。 (2)闭合开关S,将开关S2接a点时，电阻R,、R,串联接 入电路中， 由P=UI= 可知，此时电热水器处于保温挡，电路中的 总电阻R点=R1+R,= (220V) -=1212: Pg温400W 将开关s,接b点时，电阻R,接人电路中，由P=山-？可 知，此时电热水器处于加热挡，电阻R,p=20)女 24.22. 则电阻R1的阻值R,=R。-R2=1212-24.22=96.82。 (3)由P=”可得，该电热水器处于加热挡正常工作 40min消耗的电能 W=P加热t=2000W×40×60s=4.8×10°J, 由口=？可知，电热水器在额定容量下水的质量 m=p水V=1.0×103kg/m3×50x103m3=50kg, 水温升高20℃吸收的热量 Q段=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×20℃=4.2× 10J, 14 电热水器的热效率 v-号7xw0% .2x10J×100%=87.5%。 4.8×10°J 6,解：(1)由P=,1=”可得，发热电阻R,的阻值 R U(220V)2 R,-72200W=20: (2)改进前，正常加热100s提供的热量 Q=Wm=P1tm=2200W×100s×90%=1.98×103J: (3)改进后，冬季使用时，S1接a、b,R与R并联， P=P+P,=R+2200W, 夏季使用时，S,接c,R和R,串联，PR+R。R+220 冬季与夏季水龙头工作总功率之比等于总电流之比， 4U22 P%:Ps=4:1,则R+2nR+220,解得=220， 改进后，冬季使用时水龙头工作的总功率 Pw=P4p,-+220w-（20 -+2200W=4400W。 222 小专题培优9论证分析类电学综合应用题 1.(1)扩散 解：(2)根据P=)可知，电路电阻值的大小为R= R (220V)2 =96802: 5 W 根据W=Pt可知，工作10h消耗电能为 W=Pt=5×10-3kW×10h=0.05kW·h: (3)日常生活中为了有效节能，可以做到随手关闭用电 器，不使用电器时拔掉插头等。 (4)蚊香器通电后，电流通过热敏电阻做功，电能转化为 内能，使热敏电阻温度升高。由图丙可知，热敏电阻的阻 值随温度升高而增大，根据P-在电源电压U不变时， R 电阻R增大，功率P减小，产生的热量减少。当产生的热 量与向周围环境散失的热量相等时，蚊香器就能自动保 持在一定温度。 2.(1)降低 解：(2)当h=0时，大气压p=101×103Pa。则活塞受到的 压力F=pS=101×103Pa×4×10-3m2=404N, 当h=0时，活塞受到的压力F=404N,则力敏电阻的阻值 Re=1030-2.5F=1030-2.5×404=202。根据串联电路 电阻特点，总电阻R=R+R=302+202=502,由欧姆 定律可得通过R。的电流I= R500-0.12A: U 6V (3)由图可知，定值电阻R。与力敏电阻Re串联，电压表 测力敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，分析题 意可知，选择电压表示数转换测出海拔，电流表示数转换 测出大气压值。当电压表的示数达到最大值U=3V,所 测海拔最高。 此时R。两端电压为U。=U-Up=6V-3V=3V, 根据串联电路分压特点可得，R,'=30D, 则302=1030-2.5F,可解得F'=400N, F400N 可得此时的大气压p'= 4x10m=100x103Pa, 对照表格可知，此时对应的海拔h=100m,即该装置能测 量的最高海拔为100m; (4)不足之处：该装置能测量的海拔范围较小，最高只能 测量到100m海拔。针对电源的解决方案：可适当降低电 源电压。理由是当电源电压降低时，在电压表测量范围 不变的情况下，根据串联电路分压原理，力敏电阻R两 端所能承受的电压相对增大，其阻值可以更大，由R。= 1030-2.5F可知，力敏电阻所受压力F会更小，根据F= pS,则可测量的大气压p更小，从而可测的海拔更高，扩大 了测量海拔的范围。 3.(1)热传递 解：(2)标有“220V440W”的电热丝R1正常工作时，根 P1440W 据P=M知，电流1=元20V=2A: (3)由p= 二可知，电阻丝R的阻值R,= (220V)2 P,440W 1102: 电阻丝R,的阻值R,=P275 U2(220V)2 =1762: U,R111025 U2R21768 (4)①如答图所示 220 Vo S R2 R 第3题(4)答图 ②未剪前，低挡R1和R2串联； 220V R,两端的电压U,=R,=762+1100×1100=84.6V: R2两端的电压U2=U-U,=220V-84.6V=135.4V: 情况一：若剪短的是R,U,将减小，U,将增大，都不可能 变为99V。 情况二：若剪短的是R2,U,将减小，U,将增大，都有可能 变为99V (a)若R2接回原电路后，R,两端的电压U,'=99V 低挡时电路的实际电流=1，= U1'99V 1000.9A: 低挡总功率P=UI=220V×0.9A=198W: (b)若R2接回原电路后，R2两端的电压为U2'=99V, 低挡时电路的实际电流'=1，'= ”_220V-9y R. 1102 1.1A: 低挡总功率P=U'=220V×1.1A=242W。 小专题培优10动态电路计算 1.(1)24(2)0.4(3)1014.4(4)0.37.2 (5)0.81.2830.72 2.(1)35(2)10(3)1.80.60.20.2 3.(1)5(2)0.54(3)0.3101.35(4)410 (5)0.451.25 4.解：(1)由题意知，电流表示数的变化范围为0.24~ 1.2A,电压表示数相应的变化范围为6.0-0V,则电压表 测量的是滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器接入的 阻值最大时，电流表示数最小，电压表示数最大，则此时 的电流为0.24A,电压表示数为6.0V, 所以，通电10s时间，R消耗的电能 W=J1t=6.0V×0.24A×10s=14.4J: (2)当电流表示数为0.24A,电压表示数为6.0V时，滑 动变阻器的阻值 U6.0V R1= 10.24A =252. U点=I(R.+R1)=0.24A×(R.+252)① 当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，此时电流表示数 为1.2A,可得到公式 U点=I1R=1.2A×R②， 由以上两式联立可求得，U点=7.5V,R=6.252: (3)由上可知电源的总电压为7.5V,根据公式P= R点 当电路中的总电阻最大时，将R。与R并联在原电源两端 时，总功率最小为 U总2U RR,R250x6.25011.25W。 P (7.5V)2 R1+R252+6.252 5.解：(1)由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时电 U U 12V 路中的电流1RR+R。20+20n03A, R消耗的电功率P=IR=(0.3A)2×202=1.8W: (2)由欧姆定律可知，电路中的最大总电阻 U 12V R大1R0.15A =802 由串联电路的电阻特点可知，此时压敏电阻的阻值 R'=R最大-R。=802-202=602: 由图丙可知，此时压敏电阻受到的压力为1N,即此装置 能筛选出重力至少为1N的芒果； (3)可行。由图丙可知，压敏电阻的阻值随着压力的增大 而减小，当压力为2N时，压敏电阻的阻值为40Ω，由串 联电路的电阻特点可知，为了筛选出重力至少为2N的 芒果， R,的阻值为R,'=R大-R”=802-402=402>202, 因此适当增加R。的阻值可以将重力至少为2N的芒果继 续被传送到指定位置。 6.解：(1)由图甲知，定值电阻R。与过氧乙酸气体传感器R 串联，电压表测定值电阻两端的电压。当电压表的示数 为0.75V时，R,两端的电压U,=U-U。=6V-0.75V= 5.25V 电路中的电流1=-R2.50 Uo 0.75 V =0.3A, U,5.25V 此时传感器的阻值R,=了-0.3A =17.52. 由图乙知，此时过氧乙酸气体浓度大于0.1g/m,故教室 内过氧乙酸气体的浓度达到了消毒的要求： (2)定值电阻R。标有“2.520.4A”宇样，则电路能通 过的最大电流为0.4A, 由图乙可知，当过氧乙酸气体浓度升高时，R,的阻值减 小，电路总电阻减小，电路电流增大，则当电路电流为 I=0.4A时，对应的过氧乙酸气体浓度为电路能测量 的最大浓度。此时电路消耗的电功率 P=U1m=6V×0.4A=2.4W, 500s内R。消耗的电能 W=Q=12R.t=(0.4A)2×2.52×500s=200J: (3)若检测仪能测量的最大p值调整为0.45g/m3,由图 乙可知，此时传感器的阻值R'=52. 电压表指针刚好偏转到最大刻度处，则R。两端的电压 Uo'=3V. 由欧姆定律及串联电路的电流规律可得：-- Ro R 15