10-模块一 培优专题4 论证分析类电学综合应用题-【众相原创·减负中考】2026年中考物理减负作业本（广西专用）

培优专题4论证分 (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 R S220V 0 T 温度 乙 丙 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。 26 析类电学综合应用题 广西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,R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/×103Pa 101 100 99 98 97 海拔h/m 500 … 10002000 大气压p/×103Pa 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 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R,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串联接人电路中，求R1与R,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 S; 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。 -0220 Vo 第3题图 27培优专题2动态电路分析 1.(1)串(2)灯泡L滑动变阻器R(3)变小变小 (4)①变大②变大变小③变亮变大 2.(1)并(2)灯泡L干路中电源(3)变大变大 (4)①不变不变②不变③变小④变小变小 3.(1)增大定值电阻R。(2)变大变小变小 (3)变小变小 4.A5.B 6(I)R灯泡2)名名(3)R+RR+ (4)①变大变小②变小变大③变小暗变小 7.(1)R,电源灯泡(2)并电源(3)变小变大 变小变大 8.C 培优专题3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.S1保温 3.(1)低110(2)中440(3)高8805.28×10 4.21100506 5.解：(1)由P=”可得，该电热水器处于保温挡正常工作 2小时消耗的电能 W=P婴温t=400W×2×3600s=2.88×10°J。 (2)闭合开关S,,将开关S,接a点时，电阻R,、R,串联接 入电路中， 由P=n= R可知，此时电热水器处于保温挡，电路中的 总电阻R。=R1+R,= 0(220v)-1210: P保溢400W 将开关S,接b点时，电阻R接人电路中，由P==可 R 知，此时电热水器处于加热挡，电阻RP200V (220V)2 24.22, 则电阻R1的阻值R1=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=Pt=2000W×40×60s=4.8×10J, 由p=停可知，电热水器在额定容量下水的质量 m=p*V=1.0x103kg/m3×50×103m3=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× 106J, 电热水器的热效率 0sx100%=4.2x106 n= 100%=87.5%。 4.8×10°J 6解：)由P=,1=6可得，发热电阻R,的阻值 E(20v0-2a: R,-p,=2200W (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，S,接a、b,R与R。并联， U P高=P+P1= +2200W, R 夏季使用时，S,接c,R和R,串联，=R+R,R+22 冬季与夏季水龙头工作总功率之比等于总电流之比， 42U Ps:Ps=4:1,则R+220R+2200W,解得R=20, 改进后，冬季使用时水龙头工作的总功率 P=P+P=+2200W=220+2200W=4400W。 220 培优专题4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=5×103kW×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 U 值随温度升高而增大，根据P=R,在电源电压U不变时， 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×4×103m2=404N, 当h=0时，活塞受到的压力F=404N,则力敏电阻的阻值 R,=1030-2.5F=(1030-2.5×404)2=202。根据串联 电路电阻特点，总电阻R=R。+Rp=302+202=502,由 欧姆定律可得通过R,的电流1=”=6V=0.12A: R502 (3)由图可知，定值电阻R。与力敏电阻R。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,'=302, 则302=1030-2.5F,可解得F'=400N, 3 F400N 可得此时的大气压p'= 4x10m=100x10Pa, 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R,正常工作时，根 P1440W 据P=M知，电流1，=元220V=2A: (3)由P= U U2(220V)2 可知，电阻丝R,的阻值R,=40W 1102: (220vy-176: 电阻丝R,的阻值R,P,275W U1R111025 U2R2176289 (4)①如答图所示 220 Vo- S R. 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,=176n+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R,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」 ,1100=0.9A: 低挡总功率P=UI=220V×0.9A=198W: (b)若R,接回原电路后，R2两端的电压为U,'=99V, U1"220V-99V 低挡时电路的实际电流='=R, 1102 1.1A: 低挡总功率P=U'=220V×1.1A=242W。 培优专题5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 4 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=U1t=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 动变阻器接入电路的阻值 U6.0y-250, R=7-0.24A U点=I(R+R)=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 Ua=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= 0.2 R 当电路中的总电阻最大时，总功率最小，将R,与R并联 在原电源两端时，总功率最小为 Ua2Ua2(7.5V)2 R8RR250x6.250-11.25W。 P R+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 UU 12V 路中的电流1RR+R20+20n0.3A R消耗的电功率P。=R=(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 Ra肤原05A80, 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402，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最大-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-=R=2.50=0.3A,