专题07 电功和电热 电和磁(复习讲义,江苏专用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-04-12
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2份
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69页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电和磁 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.67 MB |
| 发布时间 | 2026-04-12 |
| 更新时间 | 2026-04-12 |
| 作者 | 飞哥物理研究站 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-04-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57285190.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题07 电功和电热 电和磁
目录
【01 考情剖析·命题前瞻】 2
【02 思维导图·网络构建】 3
【03 考点通关·靶向突破】 5
考点1 电功和电热 5
教材·知识夯基 1. 电功(W) 2. 电功公式 3. 电热(Q) 4. 电热公式
中考·考法聚焦 考法1:电能表及其相关计算 考法2:含电功率电路的动态变化 考法3:电功率的范围计算问题 考法4:用电器的加热保温问题 考法5:焦耳定律和热学的综合应用
考点2 家庭电路和安全用电 10
教材·知识夯基 1. 家庭电路组成 2. 火线与零线的区分 3. 用电器与插座的连接 4. 常见故障与安全用电 5. 保险丝
中考·考法聚焦 考法1:家庭电路的连接 考法2:家庭电路故障分析与安全用电问题
考点3 电和磁 12
教材·知识夯基 1. 磁场基本性质12 2. 电流的磁效应(奥斯特实验)12 3. 电磁感应(发电机原理)12 4. 通电导体在磁场中受力(电动机原理)12 5. 右手定则与左手定则13
中考·考法聚焦 考法1:电磁现象的识别问题13 考法2:磁场与磁极的理解问题13 考法3:电磁铁磁性强弱的判断14 考法4:磁体周围的磁场作图问题15
【04 素养拓展·思维进阶】 16
拓展1:含有继电器电路的动态分析 16
拓展2:电与磁的综合分析与应用 17
【05 优题精选·练能提分】 18
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电功和电热
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
电功、电热的概念理解;电功、电热公式的灵活运用;电能表参数的理解及相关计算;含电功率电路的动态变化分析;电功率的范围计算;用电器加热与保温状态的电路分析及计算;焦耳定律与热学知识的综合应用
本考点是电学核心,中考占比高且综合性强。选择题和填空题考查基本概念、公式辨析与简单计算;计算题结合生活情境,如家电功率、电能消耗等,重点考查电功、电热公式综合应用与电路动态分析能力;实验题涉及电能表使用、电功率测量等操作与数据处理,要注意实验原理理解与误差分析。
家庭电路和安全用电
☑选择题
☑填空题
☑作图题
☑实验题
家庭电路的组成及各元件作用;火线与零线的区分方法;用电器、开关、插座的正确连接方式;家庭电路常见故障的判断与排除;保险丝、空气开关的作用及选择;安全用电原则。
本考点与生活联系紧密,侧重考查实际应用能力。选择题和填空题考查家庭电路基本组成、连接规范及安全用电常识;作图题要求画出家庭电路中用电器、开关或插座正确连接图,要注意火线、零线接法及安全用电原则;实验题可能涉及家庭电路故障模拟检测,考查学生分析和解决实际问题的能力。
电和磁
☑选择题
☑填空题
☑作图题
☑实验题
磁场基本性质、电流磁效应(奥斯特实验)、电磁感应现象(发电机原理)、通电导体在磁场中受力(电动机原理),理解并应用右手与左手定则;掌握磁体基本性质、磁极相互作用规律;了解电磁铁构造、磁性强弱影响因素与应用;掌握磁场描述(磁感线特点及作图)。
本考点是电磁学重要部分,中考常以多种形式考查。选择题和填空题考查电磁现象基本概念、原理辨析及常见应用,如发电机和电动机原理区别、电磁铁磁性强弱影响因素;作图题考查磁感线画法、通电螺线管磁极判断及安培定则应用;实验题涉及电磁现象探究实验,如探究电磁铁磁性强弱因素、验证电磁感应条件等,要求学生掌握实验设计、观察与分析能力,注重理论联系实际,理解电磁知识在生活和科技中的应用。
命题新趋势
1.情境化增强:结合家庭用电、新能源设备(充电桩、风力发电机)、电热器等生活场景设计考题,侧重知识与生活的联系,考查知识应用能力;
2.综合化突出:电功电热与欧姆定律、串并联电路规律深度结合,电和磁与电路、能量转化跨模块综合,考查知识整合能力;
3. 实验创新化:电和磁实验增加改进方案,家庭电路故障分析侧重实际应用,注重实验思维和解决实际问题的能力;
4. 基础化凸显:安全用电、电能表读数、电和磁基础原理等基础知识点考查频率高,设问难度适中,侧重基础巩固。
命题预测
预计2026年中考本专题考查延续上述命题趋势,呈现以下特点:电功和电热部分,加强与生活实际联系,如结合新型家电能效标识、智能电能表使用创设情境,考查电功、电热公式理解与运用,动态电路中电功率变化分析及计算题目或增加。家庭电路和安全用电部分,注重实际操作与安全意识考查,以家庭电路安装、故障排查模拟图或案例为背景,考查连接规范、故障判断及安全用电原则,作图题仍是重点,侧重开关、用电器、插座与火线、零线正确连接。电和磁部分,电磁感应和通电导体在磁场中受力原理应用及辨析是考查重点,结合发电机、电动机工作过程或新型电磁设备设题,磁场描述、电磁铁磁性强弱影响因素及实验探究题考查频率高,注重检验实验探究与逻辑推理能力。整体题目难度以中等为主,强调基础知识掌握与综合应用,情境化、生活化题目比例继续上升。
考点1 电功和电热
1. 电功(W)
(1)定义:电流所做的功,单位为焦耳(J),常用单位还有千瓦时(kW·h,度),;实质是电能转化为其他形式能的过程(如电能→内能、机械能)。
2. 电功公式:
(1)通用公式(所有电路适用):(U→电压,I→电流,t→通电时间);
(2)纯电阻电路专用(电能全部转化为内能):、(可结合欧姆定律推导);
(3)电能表
相关计算:,其中n为电能表转盘转动的圈数,N为电能表参数,如6000r/(kW·h)。
3. 电热(Q)
电流通过导体产生的热量,单位为焦耳(J),实质是电能转化为内能的过程。
4. 电热公式:
(1)焦耳定律(所有电路适用):;
(2)纯电阻电路专用:Q=UIt、(与电功公式互通,即W=Q);
(3)非纯电阻电路(如电动机):W>Q,用于计算电功,用于计算电热,差值为转化的机械能。
考法1:电能表及其相关计算
【典例1】(2024·江苏苏州·中考真题)电热水器是利用电流的_________效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为_________kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为_________J,其两端电压_________(高于/等于/低于)220V。
【答案】 热 3023.6 等于
【详解】[1]电流通过导体时,导体发热是电能转化为内能,这种现象是电流的热效应。
[2]电能表的读数方法:最后一位是小数,由甲图可得家中的电能表示数为3023.6kW·h。
[3]电能表指示灯 1min 内闪烁 80 次,电能表参数“3200imp/(kW·h)”,则 1min 内消耗电能为
[4]电热水器的实际功率为实际功率等于额定功率,所以实际电压等于额定电压,为220V。
考法2:含电功率电路的动态变化
【典例2】(2025·江苏连云港·二模)如图所示是自动测量油箱内油量的装置,其中电源电压恒定不变,R1是定值电阻,油量表是由实验室常用电表改装而成,滑动变阻器R2最大阻值为40Ω,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定点转动,另一端固定着一个浮标。当滑片在a端时,电路中的电流为0.5A;当滑片在b端时,电路中的电流为0.1A,此时油箱内无油,下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为20Ω B.油量减少时,电路中的电流变大
C.电源电压为5V D.当油面上升时,电路的总功率变小
【答案】C
【详解】AC.由图可知,R1、R2及油量表串联在电路中。当滑片在a端时,电路中的电流为0.5A,R2阻值为0,根据欧姆定律可得 ①
当滑片在b端时,电路中的电流为0.1A,R2=40Ω,根据欧姆定律可得 ②
联立①②两式可得:U=5V,R1=10Ω
故A错误,C正确;
B.油量减少时,浮标向下移动,滑片向上滑动,滑动变阻器连入电路的阻值变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,故B错误;
D.当油面上升时,浮标向上移动,滑片向下滑动,滑动变阻器连入电路的阻值变小,电路电流变大,由于电源电压不变,根据公式可知,电路的总功率变大,故D错误。
故选C。
考法3:电功率的范围计算问题
【典例3】(2025·江苏常州·中考真题)如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B.电流表示数的变化范围是
C.电压表示数的变化范围是
D.电路总功率的变化范围是
【答案】D
【详解】AB.由图知道,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压,由于灯泡标有“”字样,由知道,灯泡的额定电流
灯泡的电阻
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡的功率最小,此时灯泡两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的最小电流
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
所以,滑动变阻器允许的调节范围是4Ω~10Ω,电流表的变化范围是,故AB错误;
C.滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,电压表的示数
则电压表示数的变化范围是,故C错误;
D.由知道,电路最小总功率
电路最大总功率
即电路总功率的变化范围是,故D正确。
故选D。
考法4:用电器的加热保温问题
【典例4】(2025·江苏苏州·中考真题)如图是一款电水壶的电路简图,均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。保温功率为88W,阻值为,加热时应将开关旋至_________(1/2)位置,加热功率为_________W,阻值为_________
【答案】 2 1100 506
【详解】[1]根据可知,在电源电压U一定时,电阻R越小,电功率P越大。由图可知,当开关旋至1位置时,R1与R2串联,此时电路中的总电阻R总=R1+R2。当开关旋至2位置时,只有R1接入电路,此时电路中的总电阻R总′=R1。因为R1+R2>R1,所以开关旋至2位置时,电路中的电阻最小,电功率最大,电水壶处于加热状态。
[2]根据可得加热功率
[3]当开关旋至1位置时,R1与R2串联,此时电水壶处于保温状态,保温功率P保温=88W。此时电路中的总电阻
R2的阻值R2=R串−R1=550Ω−44Ω=506Ω
考法5:焦耳定律和热学的综合应用
【典例5】(2025·江苏南京·模拟预测)某品牌电热水壶简化电路图如图所示,通过调节开关S可实现高、中、低三个挡位,电热水壶高温挡功率为847W,低温挡功率为22W。将家中其它用电器都断开,电热水壶在低温挡工作,观察到标有字样的电能表指示灯在10min内闪烁_________次;开关S与3、4触点相连时,电热水壶处于_________(选填“高”、“中”或“低”)温挡;电热水壶处于高温挡时,R2的电功率为P1;处于低温挡状态时,R2的电功率为P2,且,则电阻R3=_________Ω,正常工作时用高温挡把水烧开需要10min,若在用电高峰期,家庭电路的实际电压为200V,用同样的挡位烧开相同质量的水需要_________min。
【答案】 11 中 80 12.1
【详解】[1]根据可得,电热水壶在低温挡的功率
工作时间
消耗的电能
电能表指示灯在10min内闪烁的次数
[2]由可知,电压一定时,电阻越大,电功率越小。开关S与2、3触点相连时,R1和R2串联,总电阻R串最大,处于低温挡;开关S与3、4触点相连时,只有R2工作,处于中温挡;开关S与4、5触点相连时,R2和R3并联,总电阻R并最小,处于高温挡。
[3]高温挡工作时,R2的电功率
由 可知,低温挡工作时,电路中的电流
低温挡工作时,R2的电功率
根据题意可知,,即
解得
则高温挡工作时,R2的电功率
高温挡工作时,R3的电功率
由可得,R3的阻值
[4]由可知,高温挡工作时电路中的总电阻
家庭电路的实际电压为200V,高温挡的实际电功率
烧开相同质量的水消耗的电能相同,即
则需要的时间
考点2 家庭电路和安全用电
1.家庭电路组成
进户线(火线、零线)→ 电能表 → 总开关 → 保险丝(或空气开关)→ 用电器(并联)、插座(并联)。
2.火线与零线的区分
用试电笔判断,手接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光为火线,不发光为零线;地线接地,防止触电。
3.用电器与插座连接:
用电器(如灯泡)的开关接在火线上,螺口灯泡的螺旋套接在零线上;三孔插座“左零右火上接地”,大功率用电器必须接地。
4. 常见故障与安全用电:
(1)短路:火线与零线直接连通,电流过大,会导致保险丝熔断、空气开关跳闸,甚至引发火灾;
(2)过载:电路中用电器总功率过大,电流过大,同样会导致跳闸;
(3)触电:单线触电(接触火线和大地)、双线触电(接触火线和零线),急救时先切断电源,再进行施救;
(4)安全原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体;更换灯泡、检修电路时先切断电源。
5. 保险丝:
由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成,作用是电流过大时自动熔断,保护电路;不能用铜丝、铁丝代替是因为铜丝和铁丝的熔点高,无法熔断。
考法1:家庭电路的连接
【典例1】(2025·江苏南通·中考真题)如图为家庭电路的示意图,下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测量电功的仪表 B.空气开关能起到漏电保护作用
C.照明灯与它所在支路开关并联 D.三线插座的中间插孔连接零线
【答案】A
【详解】A.电能表是用来测量用电器消耗电能多少、电流做功多少的仪表,故A正确;
B.空气开关兼具总开关和保险丝的作用,可以在电流过大时自动断开开关以保护电路安全,也可当总开关使用,随时切断电路,漏电保护器一般是在电路发生对地漏电现象时才会自动跳闸,而电路中电流过大不会跳闸,故B错误;
C.照明灯与它所在支路开关的连接方式是串联,故C错误;
D.三孔插座中间的插孔接的是地线,让有金属外壳的用电器的外壳接地,可以防止因漏电导致金属外壳带电而发生触电事故,故D错误。
故选A。
考法2:家庭电路故障分析与安全用电问题
【典例2】(2025·江苏常州·中考真题)如图所示的家庭电路,闭合开关,灯泡发光,一段时间后,突发熔丝熔断,下列四种电路故障中:①开关处短路,②开关处断路,③灯泡处短路,④插座内左右金属片接触,会导致熔丝熔断的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.③④
【答案】D
【详解】闭合开关,灯泡发光,一段时间后,突发熔丝熔断,说明电路中电流过大。
①开关处短路,小灯泡仍然正常发光,电路中电流不变;
②开关处断路,电路断路,小灯泡不发光,干路电流减小;
③灯泡处短路,电流过大,会导致熔丝熔断;
④插座内左右金属片接触,插座内电路直接接通,相当于短路,会导致熔丝熔断,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
考点3 电和磁
1.磁场基本性质:
磁体周围存在磁场,小磁针N极指向为磁场方向;地磁场的北极在地理南极附近,南极在地理北极附近。
2.电流的磁效应(奥斯特实验)
通电导体周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关;应用:电磁铁、电磁继电器、电铃。
3. 电磁感应(发电机原理):
(1)条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动;
(2)现象:导体中产生感应电流,电流方向与导体运动方向、磁场方向有关;
(3)能量转化:机械能→电能;
(4)应用:发电机、动圈式话筒。
4. 通电导体在磁场中受力(电动机原理):
(1)条件:通电导体在磁场中(无需切割磁感线);
(2)现象:导体受到力的作用而运动,运动方向与电流方向、磁场方向有关;
(3)能量转化:电能→机械能;
(4)应用:电动机、动圈式扬声器。
5. 右手定则与左手定则
(1)右手定则:判断电磁感应中感应电流方向(伸右手,磁感线穿手心,大拇指指导体运动方向,四指指向感应电流方向);
(2)左手定则:判断通电导体在磁场中受力方向(伸左手,磁感线穿手心,四指指向电流方向,大拇指指受力方向)。
考法1:电磁现象的识别问题
【典例1】(2025·广东深圳·二模)如图,新能源汽车在进行无线充电时,受电线圈的工作原理与下列哪个实验的原理相同( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】电动汽车驶到供电线圈装置上时,受电线圈可感应出电流,这过程是磁生电,即电磁感应现象。
A.图中磁体靠近小磁针,使小磁针发生偏转,说明不同磁体的磁极间存在力的作用,故A不符合题意;
B.图中给导体通电,导体ab会运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,故B不符合题意;
C.图中闭合开关,给导体通电,说明通电直导线周围存在磁场,是电流的磁效应,故C不符合题意;
D.图中AB是闭合电路的一部分导体,AB做切割磁感线运动能够产生感应电流,是电磁感应现象,故D符合题意。
故选D。
考法2:磁场与磁极的理解问题
【典例2】(2025·江苏泰州·一模)小明购买一环形磁铁玩具,为了解其是否具有磁性,请帮他写出辨别过程。所选器材________,辨别方法_________。在确认该磁铁有磁性后,为了解该磁铁的磁极分布,他猜想:①可能呈横向分布(如图甲),外侧为N极,内侧为S极;②可能呈纵向分布(如图乙),上端为N极,下端为S极。于是他将两个大小相同的环形磁铁沿中心轴线相互靠近(如图丙),发现它们相互排斥。再将其中一个环形磁铁翻转180°,若它们相互________,则猜想①是正确的;若它们相互_________,则猜想②是正确的。
【答案】 铁屑(或大头针) 见解析 排斥 吸引
【详解】[1]需选用能被磁体吸引的轻小铁磁性物体,例如大头针、回形针或铁屑。这些器材可直观显示磁体是否存在磁性。
[2]将环形磁铁靠近大头针或铁屑,观察是否被吸引。若大头针或铁屑被吸引,则说明环形磁铁具有磁性,否则说明环形磁铁不具有磁性。
[3] 磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。如果磁极呈横向分布,将它们按图丙那样沿中心轴线互相靠近时,则无论环形磁铁翻转还是不翻转,都会互相排斥,因为翻转之后,环形磁铁的外侧还是N极,内侧仍为S极,与另一个环形磁铁对应的部位都是同名磁极,所以始终相互排斥。故若翻转后两磁铁相互排斥,则猜想①是正确的。
[4] 如果磁极呈轴向分布,将它们按图丙那样沿中心轴线互相靠近时,可能有两种情况:两个环形磁铁靠近的一端可能都是N极(或S极),则此时它们会相互排斥;若把其中一个环形磁铁翻转,则靠近的一端就变成了异名磁极,异名磁极相互吸引。故若翻转后两磁铁相互吸引,则猜想②是正确的。
考法3:电磁铁磁性强弱的判断
【典例3】(2025·江苏泰州·三模)在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小明制成简易电磁铁A、B,并设计了如图甲所示的电路。
(1)实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来判定其磁性强弱,所使用的物理研究方法是________ ;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁A、B吸引大头针的个数________ (选填“增加”或“减少”);说明电流越_________(选填“大”或“小”),电磁铁磁性越强。
(3)电磁知识在生产与生活实践中被广泛应用,例如在医学中,医生对病人进行脑部手术时,需要用到心肺机,心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏搏动,推动血液循环。如图甲所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,使血液定向流动;阀门K1、K2都只能单向开启,反向则封闭管路。当线圈中的电流从a流向b时,活塞将向________(选填“左”或“右”)运动,“动力泵”处于_________ (选填“抽血”或“送血”)状态。
【答案】(1)转换法 (2) 增加 大 (3)右 送血
【详解】(1)电磁铁磁性强弱无法直接观察,根据转换法,实验中通过比较电磁铁吸引大头针的多少来判定其磁性强弱,吸引的大头针越多,说明电磁铁磁性越强。
(2)[1][2]由图乙可知,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸引大头针的个数增加。说明电流越大,电磁铁磁性越强。
(3)[1][2]由安培定则可知,螺线管左端为N极,此时同名磁极相对,同名磁极相互排斥,故活塞右移,“动力泵”内部气压增大,则关闭,打开,故处于送血状态。
考法4:磁体周围的磁场作图问题
【典例4】(2025·江苏常州·模拟预测)如图所示,蹄形电磁铁右上方放置一条形磁体,通电后发现条形磁体N极与通电螺线管上方相互吸引,小磁针静止在如图所示位置。请标出:
(1)电源右端的极性(用“+”或“-”表示),
(2)小磁针左端的磁极(用“N”或“S”表示)。
【答案】
【详解】已知条形磁体的左端为 N 极,且条形磁体 N 极与通电螺线管上方相互吸引。根据 “异名磁极相互吸引”,可知右侧通电螺线管的上端为S极,下端为 N 极。对于右侧螺线管,下端为N极,用右手握住螺线管,大拇指指向N极(下端),四指弯曲方向为电流方向。由此可知,电流从右侧螺线管的上端流入、下端流出,因此电源右端为 “ + ” 极,左端为 “ − ” 极,根据安培定则,左侧螺线管的电流从下端流入、上端流出,因此左侧螺线管的上端为N极。 小磁针静止时,根据 “异名磁极相互吸引”,小磁针右端与左侧螺线管上端( N 极)吸引,故小磁针左端为N极。
综上(1)电源右端的极性为 +
(2)小磁针左端的磁极为N
拓展1:含有继电器电路的动态分析
(2025·四川凉山·中考真题)传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务,可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成,其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小,若电源电压保持不变,滑动变阻器R的滑片P在某位置不变,闭合开关S1和S2,此时装置未报警。下列说法正确的是( )
A.该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同
B.若温度升高,流过电磁铁的电流变小,电磁铁磁性变弱
C.若温度降低到一定程度,该报警器会发送报警信息
D.若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离,则报警的最低温度将会升高
【答案】D
【详解】A.电磁铁的工作原理为电流的磁效应,发电机的工作原理为电磁感应,所以两者的工作原理不同,故A错误;
B.由题意可知,热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小,电磁铁和热敏电阻构成的控制电路为串联电路,根据欧姆定律和串联电路电流的特点可知,流过电磁铁的电流将变大,而电流越大,磁性也就越强,故B错误;
C.当温度降低到一定程度时,热敏电阻R1的阻值将增大,根据欧姆定律可知,通过控制电路的电流变小,则电磁铁的磁性变弱,无法吸引衔铁,含报警器的工作电路无法构成通路,所以报警器无法发送报警信息,故C错误;
D.当滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离,则接入电路的有效电阻变大,根据欧姆定律可知,控制电路的电流将变小,电磁铁的磁性变弱,无法吸引衔铁,为了使电磁铁能够把衔铁吸引过来,使含报警器的工作电路构成通路,就要增大控制电路的电流,根据欧姆定律可知,只有降低热敏电阻的阻值,即升高报警的最低温度,故D正确。
故选D。
拓展2:电与磁的综合分析与应用
(2025·山东烟台·中考真题)为了节约电能又不影响照明,工人师傅设计出一个路灯改造方案。此前,每个路灯装有一只“220V 100W”的灯泡L0。此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡L,并安装一个电磁控制感应装置,当夜幕降临时,光控开关闭合,路灯处于低功率的柔光状态;当行人走进感应区时,灯光瞬间变亮,离开感应区时,路灯又恢复原来的柔光状态。图甲是设计的电路(加装的灯泡L未画出),控制电路的电源电压恒为4.5V,压敏电阻R的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示,当通过电磁铁的电流等于或大于临界值时,衔铁会被电磁铁吸引而转换触点。工作电路的电源电压220V不变,不考虑灯丝电阻变化,电磁铁线圈电阻忽略不计。
(1)为达到改造要求,工人师傅需要将灯泡L接在电路中 (选填“A”或“B”)处。从安全用电角度考虑,工作电路的导线 (选填“C”或“D”)端应接火线。
(2)若控制电路中R1接入的阻值为55Ω,当感应区上受到的压力时,衔铁被电磁铁吸引转换触点,则感应装置中电磁铁的电流临界值是多少?保持电磁铁电流临界值不变,要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮,写出一种可行的改进办法。
(3)若某路灯每天工作总时间为10h,处于柔光状态的时间累计为8h,求改造后这个路灯在六月份(30天)节约的电能(控制电路消耗的电能忽略不计)。
(4)如图丙所示,在方案实施过程中,工人师傅改装完某处的路灯后,需要把重为200N的材料车沿倾斜路面推至下一路灯处,M、N是途经的两点。已知MN两点间的距离为20m,竖直的灯杆与路面夹角为,材料车受到的摩擦力大小是其重力的0.05倍。假设推力F的方向始终与倾斜路面平行,求工人师傅将材料车从M点匀速推至N点的过程中推力F做的功。
【答案】(1) A D
(2)0.036,减小滑动变阻器R1接入的阻值
(3)4.32×107J
(4)2200J
【详解】(1)[1]当人走进压力感应区时,压力增大,由乙图可知,电阻R的阻值变小,控制电路的总电阻变小,根据可知,电压一定是,电路变大,电磁铁磁性增强,动触点被吸到右边静触点与B接触,此时只与L0接入电路,灯光亮,故灯泡L接在电路中A处。
[2]根据安全用电的要求,开关应接在火线的用电器之间,所以工作电路的导线D端应接火线。
(2)由于题意可知,当感应区上受到的压力F=300N时,衔铁被电磁铁吸引转换触点,此时电流即为感应装置中电磁铁的临界值。由乙图可知,当压力F=300N时,电阻R=70Ω,且与R1串联,根据欧姆定律可知电流的临界值为
重力更小的人,压力更小,由图乙可知,R更大,保持电磁铁电流临界值不变,根据可知,可减小滑动变阻器R1接入的阻值。
(3)处于柔光状态工作时,加装的灯泡L与灯泡L0串联,又两灯泡规格相同,根据串联电路电压规律可知,每个灯泡两端的实际电压为110V,由于灯丝电阻不变,所以有
灯泡的实际功率为
L与L0串联的总功率P总=2P实=2×25W=50W
每天节省的电能为W=(ΔP额-P总)t=(100W-50W)×8×3.6×103s=1.44×106J
30天节约的电能为W总=30×1.44×106J=4.32×107J
(4)推力F既克服重力做有用功,又要克服摩擦力做额外功,所以推力做的功等于有用功和额外功之和,所做的有用功为W有用=Gh=200N×20m×sin(90°-60°)=2000J
摩擦力大小为f=0.05G=0.05×200N=10N
克服摩擦力所做的额外功为W额外=fs=10N×20N=200J
所以推力F做功为W=W有用+W额外=2000J+200J=2200J
一、单选题
1.(2025·江苏盐城·三模)将固定磁体的小车向固定铁块的小车靠近,至一定距离后释放(a、b两点表示小车的初位置)下列情形正确的是( )
A.固定磁体的小车和固定铁块的小车均静止在初位置
B.固定磁体的小车向固定铁块的小车靠拢
C.固定铁块的小车向固定磁体的小车靠拢
D.固定磁体的小车和固定铁块的小车向彼此靠拢
【答案】D
【详解】磁体可以吸引铁块,产生力的作用,因力的作用是相互的,所以两辆小车相互靠拢,故D正确,ABC错误。
故选D。
2.(2025·江苏盐城·中考真题)下列行为符合安全用电要求的是( )
A.在电暖器上烘衣服
B.在高压线下放风筝
C.用湿布擦拭用电器
D.发现用电器失火时,先切断电源
【答案】D
【详解】A.电暖器表面温度高,烘烤衣物可能导致衣物燃烧,引发火灾,故A不符合题意;
B.风筝线可能接触高压线,导致触电或短路,极其危险,故B不符合题意;
C.湿布导电,用湿布擦拭用电器,可能引发触电事故,应断电后用干布清洁,故C不符合题意;
D.生活中的水是导体,直接用水灭火可能触电,所以用电器失火应先断电再灭火,故D符合题意。
故选 D。
3.(2025·江苏徐州·中考真题)如图是电饭锅的简化电路,开关S控制“1”、“2”两个挡位。做饭时先高温烧煮,后焖饭、保温。则做饭过程中,开关S所处的挡位( )
A.一直在“1”挡 B.一直在“2”挡
C.先在“1”挡,后在“2”挡 D.先在“2”挡,后在“1”挡
【答案】C
【详解】由图可知,当开关S在“1”挡时,R2被短路,电路为R1的简单电路,此时电路电阻较小,根据公式可知,电路功率较大,为高温挡;当开关S在“2”挡时,两电阻串联,此时电路电阻较大,功率较小,为保温挡,所以开关S先在“1”挡,后在“2”挡,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(2025·江苏常州·模拟预测)有一种用于计算自行车骑行速度的码表,它的计数装置主要由安装于前轮辐条上的磁铁和前叉上的感应线圈组成(如图所示)。车轮旋转时,感应线圈便可以捕捉到磁铁通过时带来的信息从而产生电流,与这种码表的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】计算自行车骑行速度的码表,主要由安装于前轮辐条上的磁铁和前叉上的感应线圈组成。车轮旋转时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中会产生感应电流,线圈便可以捕捉到磁铁通过时带来的信息,所以其工作原理是电磁感应现象。
A.通电后小磁针偏转,表明通电导线周围存在磁场,属于电流的磁效应,故A不符合题意;
B.图中通过后线圈在磁场中受力而转动,属于电动机的工作原理。故B不符合题意;
C.图中闭合电路部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,属于电磁感应现象,故C符合题意;
D.图中为电磁继电器,利用了电流的磁效应,故D不符合题意。
故选C。
5.(2025·江苏徐州·模拟预测)如图所示,下列有关电与磁的知识,说法正确的是( )
A.图甲中使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体
B.图乙的连接方式符合家庭电路安全用电要求
C.图丙中,该原理可应用于制造发电机,实现电能转化为机械能
D.图丁中,验电器的原理是异种电荷互相吸引
【答案】A
【详解】A.使用测电笔时,不能接触笔尖金属体,必须接触笔尾金属体,故A正确;
B.在家庭电路的连接中,开关接在火线和灯泡之间,才能在断开开关时,使灯泡和火线断开,防止人发生触电事故,故B错误,
C.由图丙可知,闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流,是电磁感应现象,根据此原理制成发电机,实现机械能转化为电能,故C错误,
D.验电器原理是同种电荷互相排斥,故D错误。
故选A。
6.(2025·江苏苏州·二模)在综合实践活动课上,小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光,此过程中,电流表A的示数随两电压表、电压表未画出示数变化关系图像如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A.电源电压为
B.滑动变阻器的滑片处于最右端的时候,定值电阻与灯泡L的电功率之比为1:1
C.小灯泡正常发光时,定值电阻两端电压为
D.实验过程中,滑动变阻器接入电路的阻值范围为
【答案】C
【详解】由电路图可知,闭合开关S后,灯泡、、串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大,所以图乙中图线①是小灯泡的图像,由图线②可知,电压表的示数随电流表示数的增大而减小,所以电压表测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知,电压表测滑动变阻器两端的电压,即并联在滑动变阻器两端;当滑动变阻器的滑片处于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,灯泡两端的电压,变阻器两端的电压,电路中的电流,则电源的电压为-------①
当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,由图乙可知,灯泡两端的电压,变阻器两端的电压,电路中的电流,则电源的电压为---------②
由①②可得,故A正确,不符合题意;
B.滑动变阻器的滑片处于最右端的时候,两端的电压为:,
则定值电阻与灯泡L的电功率之比为:,故B正确,不符合题意;
C.小灯泡正常发光时,定值电阻两端电压,故C不正确,符合题意;
D.当滑动变阻器的滑片处于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,则变阻器最大阻值为:;
当灯泡正常发光时,变阻器接入电路中的电阻最小,则滑动变阻器的最小电阻为:,所以,为使灯泡能正常发光且安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围为,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.(2025·江苏连云港·二模)如图甲所示为小阳同学设计的燃气泄漏检测电路,其中,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,R的阻值随燃气浓度β变化的关系图像如图乙所示。闭合开关S后,当发生燃气泄漏时,下列判断正确的是( )
A.电路中的电流变大 B.电压表的示数变小
C.电路消耗电能变慢 D.电路消耗电能变少
【答案】C
【详解】分析题图甲可知,定值电阻与气敏电阻串联,电压表测气敏电阻的电压。
A.若燃气泄漏,由题图乙可知,气敏电阻的阻值变大,则干路中的电阻变大,电路中的电流变小,故A错误;
B.电路中的电流变小,由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,气敏电阻两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B错误;
C.电流变小,电源电压不变,电路的电功率变小,即消耗电能变慢,故C正确;
D.消耗电能的多少与功率和时间有关,由于不知道耗电时间,不能判断消耗电能的多少变化,故D错误。
故选 C。
8.(2025·江苏无锡·一模)如图所示,是小明家安装的电能表。下列说法中正确的是( )
A.该电能表的示数为
B.该家庭电路的最大总功率为
C.家中消耗电能,电能表指示灯闪烁3200次
D.家庭电路的安装次序依次是进户线、电能表、总开关
【答案】D
【详解】A.电能表的示数最后一位是小数,单位是kW·h,所以该电能表的示数为 5544.7kW·h,故 A 错误;
B.电能表上的10 (20) A 中,10A是标定电流,20A是允许通过的最大电流,根据电功率公式P=UI,可得该家庭电路的最大总功率为P=UI=220V×20A=4400W
故 B 错误;
C.1600imp/kW·h 表示电路中每消耗 1kW·h 的电能,电能表的指示灯闪烁1600 次。那么消耗0.5kW・h的电能时,指示灯闪烁的次数为1600imp/kW·h×0.5kW·h=800次
故 C 错误;
D.家庭电路的安装次序是进户线先连接电能表,再通过总开关连接其他用电器,这样在更换用电器或维修时,断开总开关可以保证安全,同时电能表能正确计量消耗的电能,故 D 正确。
故选 D。
9.(2025·江苏苏州·中考真题)如图甲,两个相同的容器中分别装有液体a、b,液体a的质量大于b的质量。用两个电热丝分别对液体a、b加热,电热丝的阻值大于的阻值,工作电压相同,且电热丝产生的热量均被液体吸收,液体a、b温度随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A.a、b为同种物质 B.a的比热容小于b的比热容
C.相同时间内a、b吸收的热量相等 D.的电功率大于的电功率
【答案】B
【详解】A.由图像可知,a、b沸点不同,所以a、b不是同种物质,故A错误;
CD.电热丝的阻值大于的阻值,工作电压相同,根据,的电功率小于的电功率,因为是纯电阻电路,根据可知相同时间产生的热量少于产生的热量,电热丝产生的热量均被液体吸收,所以相同时间内a吸收的热量少于b吸收的热量,故CD错误;
B.相同时间内a吸收的热量少于b吸收的热量,由图像可知,沸腾前相同时间内a升高的温度大于b升高的温度,且液体a的质量大于b的质量,根据可知a的比热容小于b的比热容,故B正确。
故选B。
10.(2025·江苏扬州·三模)如图甲所示的电路中,电源电压U保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器滑片P从最右端移动到最左端,其消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示,以下正确的是( )
A.滑动变阻器R的最大阻值40Ω
B.电源电压U的大小6V
C.R0的阻值20Ω
D.当滑片P置于中点,在5s内电阻R0上所产生的焦耳热18J
【答案】D
【详解】A.滑动变阻器滑片P从最右端开始,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电流为0.4A时,滑动变阻器功率为3.2W,根据P=I²R可得此时电阻为
则滑动变阻器的最大阻值20Ω,故A错误;
BC.当电流为0.6A时,滑动变阻器功率达到最大值3.6W,同理,根据P=I2R可得,此时滑动变阻器接入电阻为10Ω,为最大阻值的一半,此时滑动变阻器两端的电压U' =I2R半=0.6A×10Ω=6V
电源电压U=6V+ I2R0=6V+0.6A×R0①
滑动变阻器接入电路的阻值最大时,滑动变阻器分得电压U滑=I1R最大=0.4A×20Ω=8V
电源电压不变,U=8V+I1R0=8V+0.4A×R0②
①②两个式子联立得,8V+0.4A×R0=6V+0.6A×R0
解得R0=10Ω
则电源电压U =6V+0.6A×R0=12V
故BC错误;
D.当滑片P置于中点时,滑动变阻器接入10Ω,电流为0.6A,根据焦耳定律,R0在5s内产生
故D正确。
故选D。
11.(2025·江苏淮安·一模)如图甲所示的电路,电源电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V。在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器的滑片,经测量分析,得出R2的电功率P与其两端的电压U的关系如图乙所示。下列结论中错误的是( )
A.电源电压为16V
B.R1的阻值为20Ω
C.电路中电流表示数变化范围为0.15A~0.6A
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10~100Ω
【答案】A
【详解】由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。
AB.由图乙可知,当R2两端的电压为8V时,R2的电功率为4W, 由P=UI可知,此时电路中的电流
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压……①
当R2两端的电压为10V时,R2的电功率为4W, 由P=UI可知,此时电路中的电流
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压……②
联立①②两式可解得,电源电压U=18V,R1的阻值R1=20Ω,故A错误,符合题意;B正确,不符合题意;
CD.根据题意可知,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.8A,电流表的量程为0~0.6A,为了电路安全,电路中的最大电流为I大=0.6A, 则电路中的最大总功率
电路中的最小总电阻
根据串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值R2小=R小-R1=30Ω-20Ω=10Ω
根据电压表量程可知,R2两端的最大电压为15V,根据串联电路的电压特点可知,R1两端最小电压U1小=U-U2大=18V-15V=3V
电路中最小电流
电路中电流表示数变化范围为0.15A~0.6A, 电路中的最小总功率P小=UI小=18V×0.15A=2.7W
滑动变阻器接入电路的最大阻值
滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~100Ω,故CD正确,不符合题意。
故选A。
12.(2025·江苏常州·二模)臭氧常用于食品车间进行无人密闭消毒,消毒30分钟后臭氧最终分解为氧气,对食品不会有残留污染,但因其有强氧化作用,消毒时浓度不宜过高。兴趣小组设计了一个简易臭氧检测仪(电压表示数显示臭氧浓度)检测车间消毒时空气中臭氧的浓度,其电路原理如图甲。电源电压恒为3V,定值电阻,臭氧检测传感器Rc阻值与臭氧浓度的关系如图乙。消毒标准如下:为不合格, 为合格,为超标。则下列说法正确的是( )
A.当臭氧浓度为2.25ppm时,电压表的示数为1V
B.某次检测时,电压表示数为2.4V,该次消毒是合格的
C.若更换后,则电压表上1V刻度处对应为臭氧浓度为0的刻度
D.若更换后,则当臭氧浓度为0.75ppm时,R0的电功率是1.5W
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,当臭氧浓度为2.25ppm时,臭氧检测传感器Rc的阻值为5Ω,此时电路中的总电阻
此时电路中的电流
电压表示数,故A错误;
B.电压表示数为2.4V时,电路中的电流
此时Rc两端的电压
此时RC的阻值
由图乙可知,此时臭氧浓度为3ppm,此浓度大于2.5ppm,故该次消毒是超标的,故B错误;
C.若更换后,当臭氧浓度为0时,从图乙中可知,臭氧检测传感器RC的阻值
此时电路中的总电阻
此时电路中的电流
此时电压表的示数,故C正确;
D.若更换后,当臭氧浓度为0.75 ppm时,从图乙中可知,臭氧检测传感器RC的阻值
此时电路中的总电阻
此时电路中的电流
R0的电功率,故D错误。
故选C。
二、填空题
13.(2025·江苏常州·模拟预测)
(1)如图甲所示的电路中,开关S1___________(能/不能)实现对灯L1的控制,该电路___________(符合/不符合)家庭电路的安装要求;
(2)如图乙所示,在进户线的干路上串联一只标有“220V 60W”的校验灯L2,若闭合开关S2时发现L3不亮,L2正常发光,说明L3所在支路有___________(短路/断路)情况,若此时用测电笔接触a点,氖管___________(会/不会)发光。
【答案】(1) 能 不符合
(2) 短路 不会
【详解】(1)[1]开关 S1与灯 L1串联,能实现对灯 L1的控制。
[2]家庭电路中,开关应接在火线上,而图甲中开关S1接在零线上,不符合家庭电路的安装要求。
(2)[1]闭合开关 S2 时, L2正常发光,说明 L2 两端电压为 220V ,即 L3 所在支路短路,此时 L3被短路,电流直接通过 L2 形成回路。
[2]由于 L3被短路,a点与火线之间的 L2正常发光,a点与零线相连,所以用测电笔接触a点时,氖管不会发光。
14.(2025·江苏镇江·一模)如图,闭合S后,导轨上的金属棒向右运动起来,此过程中_______能转化成机械能,据此可制成_______(选填“电动机”或“发电机”)。若仅将磁体的两极上下调换,闭合S后,导轨上的金属棒向_______运动。
【答案】 电 电动机 左
【详解】[1]闭合开关S后,导轨上的金属棒向右运动起来,此过程中,消耗了电能,获得了机械能,使金属棒在磁场力的作用下运动,电能转化成机械能。
[2]电动机就是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的,所以据此可制成电动机。
[3]通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,若仅将磁体的两极上下调换,即改变了磁场方向,而电流方向不变,则金属棒的受力方向会改变,所以闭合S后,导轨上的金属棒向左运动。
15.(2025·江苏镇江·二模)2025年全球核能发电量将创历史新高,全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”(ACP100)进展顺利,预计2026年投入运行,它是中国核电自主创新成果。小型模块化“反应堆”是利用了可控的核___________(选填“裂变”或“聚变”)原理。如图所示,是家庭电路的一部分,若在甲、乙两处分别装电灯和开关,甲处应安装___________;若灯泡的灯丝断了,闭合开关S后,在a、b、c、d四个位置中,能使测电笔氖管发光的位置有___________(选填“1”、“2”、“3”或“4”)个。
【答案】 裂变 开关 2
【详解】[1]核电站是利用核裂变产生能量,且是可控的;此核反应堆与核电站原理是类似的,所以也是通过核裂变产生能量的。
[2]在家庭电路中,为了安全,应把开关接在火线和用电器之间,故甲处接开关,乙处接电灯。
[3]测电笔接触火线时氖管会发光,所以若灯泡的灯丝断了,闭合开关S后,在a、b、c、d四个位置中,能使测电笔氖管发光的是a、b两处。
16.(2025·江苏苏州·二模)如图所示,是某实验小组设计的温控器,R0是滑动变阻器,Rt是热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,控制电路中电流达到一定值时,衔铁被吸合,空调电路接通,空调开始工作。为了节能,将空调启动的温度调高,则应将滑片P向_________(选填“左”或“右”)移动,或者适当_________(选填“增大”或“减小”)控制电路的电源电压。
【答案】 右 减小
【详解】[1][2]根据题意可知,衔铁吸合需要的电流是一定的,即控制电路中的电流不变;要将空调启动的温度调高,则热敏电阻的阻值将减小。由欧姆定律可知,当电源电压一定时,电流不变,电路的总电阻不变,由于热敏电阻与滑动变阻器串联,根据串联电阻规律知,热敏电阻阻值减小,滑动变阻器接入电路的阻值增大,即将滑片向右移动;当滑动变阻器的阻值一定时,热敏电阻越小,则电源电压需减小。
17.(2025·江苏徐州·一模)小明在新闻上看到“福建舰”上使用了电磁弹射装置,从网上查阅了某电磁弹射装置的原理:给线圈提供电流时产生磁场,炮弹(铁质)被______,受到强大的吸引力而加速运动,达到线圈中间时,迅速断电,炮弹飞出炮口(如图所示)当线圈通电时,炮弹头是______(选填“S”或“N”)极。断电后,炮弹还能继续飞行,是因为炮弹具有______。
【答案】 磁化 S 惯性
【详解】[1][2]如图所示,根据右手螺旋定则,大拇指撑开,其余四根手指并拢自然弯曲,顺着图示的电流方向,从外向内握住通电螺线管,大拇指指向左边,说明通电螺线管左边是N极;炮弹铁质被磁化,受到强大的吸引力,根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理可以判断出炮弹头是S极。
[3] 断电后,炮管没有了磁性,炮弹不再受到磁场力的作用,炮弹能继续飞行,是因为炮弹具有惯性,要保持之前的运动状态。
18.(2025·江苏常州·模拟预测)如图甲是亮亮使用三合一充电线同时给三部手机充电的情景。充电线的一端接在标有“5V 2A”字样的充电头接口上,表示该接口在工作时能稳定输出5V的电压和2A的电流,正在充电的三台手机之间的连接方式是______联。亮亮家中的电能表如图乙所示,则此电路中最大功率不能超过______W。他关掉家里其他用电器,仅给充电宝进行充电。充电电压为5V开始充电时充电宝的剩余电量为0,充满后总容量为10000mA·h,需要消耗电能______J。在充电过程中电能表指示灯一共闪烁160次,则电能表铭牌上应标记“______imp/(kW·h)”。
【答案】 并 4400 3200
【详解】[1]三台手机充电过程中互不影响,故三台手机的连接方式为并联。
[2]如图乙,由电能表上标有 “220V” 可知,“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用,由电能表上标有“10(20)A”可知,电能表额定最大电流为20A,故此电路中最大功率为
[3]给充电宝进行充电,充电宝容量为10000mA·h,充电电压为5V,故需要消耗电能
[4]已知给充电宝充电消耗电能
如图乙的电能表指示灯闪烁160次,则电能表铭牌上应标记为
19.(2025·江苏南京·模拟预测)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻、的阻值分别为和,只闭合开关,将滑片移到中点,电压表示数为,电阻的功率为,闭合开关、,将滑片移到最左端,电阻的功率为,若。电源电压为_____;滑动变阻器的最大电阻为_____;电路的最大功率为_____;电路的最小功率为_____。
【答案】 9 40 12.15 1.62
【详解】[1][2]当只闭合开关S时,定值电阻和滑动变阻器串联,将滑片P移到中点,此时滑动变阻器一半接入电路,即,电压表测滑动变阻器两端电压,即,根据串联电压规律可知,电源电压为……(1)
由可得,定值电阻的电功率为……(2)
由可得,通过滑动变阻器的电流为……(3)
当开关S、S1均闭合,将滑片移到最左端时,滑动变阻器短路,此时定值电阻和定值电阻并联;由可得,定值电阻的电功率为……(4)
已知,即,推导可得……(5)
联立(1)式和(5)式,推导可得电源电压为,,将,代入(3)式可得,滑动变阻器的最大阻值为
[3]当开关S、S1均闭合,将滑片移到最左端时,滑动变阻器短路,此时定值电阻和定值电阻并联,此时总电阻最小;由可得,此时电路的总功率最大为
[4]当只闭合开关S时,定值电阻和滑动变阻器串联,将滑片P移到最右端,此时滑动变阻器全部接入电路,此时总电阻最大;由可得,此时电路的总功率最小为
三、作图题
20.(2025·江苏苏州·二模)如图所示三孔插座,把它正确接入家庭电路。
【答案】
【详解】三孔插座的正确接法是上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,当金属外壳的用电器漏电时,上孔接地线,人体接触漏电的用电器的金属外壳时,地线把人体短路,防止发生触电事故,开关应接在火线和三孔插座的右孔之间,起到控制插座的作用,当开关断开时,可直接切断火线与用电器,如图所示:
四、实验题
21.(2025·江苏连云港·二模)如图甲是小明测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实物电路图(不完整),请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整;____
(1)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于____(选填“A”或“B”)端;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(3)小灯泡正常发光时,电压表示数与电流表示数如图丁,则小灯泡的额定功率为___ W。
(4)姚远小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知)。
①电路如图丙所示,开关S拔到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
②开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I2,先算出灯泡的电阻RL=________(请你用所测的物理量表示),再根据,计算灯泡的额定功率。他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是 ______________。仔细分析后,他们认为要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤2改为:
①开关S拔到位置1,移动滑片P某一位置,让电流表示数__________(用U额、R 表示);
②开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I;
③则小灯泡额定功率的表达式 ___________________(用U额、R、I表示)
【答案】 B A 0.75 灯丝电阻随温度升高而增大
【详解】[1]电压表要并联在小灯泡两端,小灯泡要与电源负极连接在一起才能串联进电路,实物电路图连接如图所示:
(1)[2]为了保护电路安全,滑动变阻器应接入最大阻值,滑片P应移至B端。
(2)[3]由图乙可知,电压表选择的是小量程,分度值是0.1V,示数为2.2V,小灯泡的额定电压为2.5V,由串联分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,减小滑动变阻器分得的电压,因此应将滑片P向A端移动。
(3)[4]由图丁可知,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.3A,小灯泡的额定功率为
(4)[5]开关S拔到位置1,小灯泡与定值电路并联,小灯泡两端的电压等于定值电阻两端的电压,电流表测量通过定值电阻的电流,由欧姆定律知,定值电阻两端的电压为
开关S拔到位置2,电路连接不变,电流表测通过小灯泡和定值电路的总电流,所以通过小灯泡的电流为
小灯泡的电阻为
[6]因不同电压下灯泡的电阻不同,小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大。
[7]小灯泡正常发光时,两端电压为U额,小灯泡与定值电阻并联,所以定值电阻两端电压为U额,通过定值电阻的电流为
[8]开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I,通过小灯泡的电流为
小灯泡额定功率的表达式为
22.(2025·江苏南京·模拟预测)为测定标有“3.8V”字样小灯泡正常发光时的电阻(约为),小明设计了如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)电路中有一根导线连接错误,请在该导线上画上“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线。
(2)接着用上述电路测该小灯泡正常发光时的电阻。
序号
电压表示数/V
电流表示数/A
电阻/Ω
正常发光时电阻
1
3.8
0.38
10
2
3.8
0.40
9.5
3
3.8
0.40
9.5
①该小组数据处理的过程_____(选填“正确”或“错误”)。
②小明看了上述实验测量后发现,这样测量小灯泡正常发光时的电阻,误差较大,于是他想到将电压表并联到滑动变阻器的两端,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为_____V,此时观察到电流表示数如图乙所示,则此次测量的小灯泡正常发光时的电阻为_____。
(3)小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率,从实验室中拿出标有“20Ω 1A”的滑动变阻器和最大阻值未知的滑动变阻器,一个电压未知的电源(以上器材均能满足实验要求),电流表等器材。经过思考,设计了如图丙所示的电路,请你帮他完成实验;
①为了完成实验,请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器、;__________
②先将、的滑片移至最右端。闭合开关、,断开开关,再将的滑片移至最左端,电流表的示数为;
③将的滑片移至最右端,断开开关,闭合开关、,向左移动_____的滑片,直至电流表的示数为;
④_____,断开开关,闭合开关、,电流表的示数恰好为;
⑤小灯泡的额定功率_____。
【答案】(1)
(2) 正确 2.2 10
(3) R2 保持R2滑片位置不动 1.75
【详解】(1)原电路图中,电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联,电压表串联在电路中;在测小灯泡正常发光时的电阻实验中,小灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表测小灯泡两端的电压,电压表并联在小灯泡两端,所以连接错误的是变阻器与小灯泡之间的导线,应改正为从小灯泡左接线柱连接电源负极,如图所示:
(2)[1]该小组数据处理的过程是正确的,因为三次测量灯泡两端电压相同,都为其额定电压,三次测量灯泡正常发光时的电阻,可以将测量结果进行取平均值来减小误差。
[2]当灯泡正常发光时,其两端电压为3.8V,若电压表并联在灯泡两端,应使用大量程,误差较大,根据串联电路电压规律,因此为了减小误差,可将电压表并联在滑动变阻器两端,电源电压保持不变,当灯泡正常发光时,电压表示数
此时电压表可选择小量程,误差较小。
[3]由图甲可知,电流表选用小量程,由图乙可知,电流表分度值为0.02A,示数为0.38A,即灯泡的额定电流为0.38A,则小灯泡正常发光时的电阻
(3)①[1]为了完成实验,在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2,如下图所示:
③[2]先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1,断开开关S2,R1、R2串联,再将R2的滑片移至最左端,电流表的示数为0.3A;将R2的滑片移至最右端。断开开关S1,闭合开关S、S2,灯泡、R2串联,向左移动R2的滑片,直至电流表的示数为0.5A,小灯泡正常工作。
④[3]保持R2滑片位置不动,断开开关S2,闭合开关S、S1,R1、R2串联,电流表的示数恰好为0.24A。
⑤[4]在步骤②中,R1与R2串联,且R2的阻值为0,电路为只有R1的简单电路,此时R1的阻值最大,电流表测串联电路电流为0.3A,根据欧姆定律,电源电压
在步骤③中,R2与灯泡串联,电流表测串联电路电流;向左移动R2的滑片,使电流表的示数为0.5A,此时灯泡正常发光;在步骤④中,R1与R2串联,电流表测串联电路电流;保持R2滑片位置不动,R1的阻值最大,此时电流表示数为0.24A,根据欧姆定律,电路中的总电阻
根据电阻的串联,R2的阻值
当灯泡正常发光时,根据欧姆定律,电路中的总电阻
灯泡正常发光时的电阻
小灯泡的额定功率
五、计算题
23.(2025·江苏扬州·中考真题)某电水壶内部电路简化后如图。当开关都闭合,电水壶处于加热状态。水烧开后温控开关自动断开,电水壶处于保温状态。已知电阻为22Ω,保温时通过的电流为0.2A,。求:
(1)将质量为1kg、初温为20℃的水加热至70℃,水吸收的热量Q;
(2)电水壶处于加热状态时的电功率P;
(3)电水壶处于保温状态时,1min消耗的电能W。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水吸收的热量
(2)当开关都闭合,电路中只有电阻,电水壶处于加热状态,则电水壶处于加热状态时的电功率
(3)水烧开后温控开关自动断开,电路为两个电阻串联,保温时通过的电流为0.2A,则电路中电流为0.2A,此时电水壶处于保温状态,1min消耗的电能
24.(2025·江苏无锡·一模)图1是药液自动添加模拟装置,可绕O点自由旋转的轻质杠杆A端通过轻绳挂着一装有药液的容器,B端固定一轻质三角支架,支架与固定不动的压力敏感电阻 RF 保持水平接触挤压,杠杆保持水平平衡。已知:电压U=8V,容器质量为0.5kg,AO长0.4m,BO 长0.3m。当导线1中的电流I≥0.05A时,感应开关K闭合,药液泵启动向容器中添加药液,药液添加至导线1中的电流I≤0.04A时,感应开关K断开,药液泵停止工作。设RF阻值与支架所施加压力F的关系图线如图2所示,将S闭合,药液自动添加模拟装置开始工作。
(1)若电阻箱R调至50Ω,则药液泵工作时,桶中的药液质量最大可达多少 kg?
(2)若要使药液泵刚启动时容器中的药液质量更大,可将电阻箱 R的阻值调______________。 (选填 “大” 或 “小” )
(3)图3是压力敏感电阻RF消耗的最大电功率PF与电阻箱R的阻值关系图像,由图像可知:当电阻箱R的阻值为200Ω且RF消耗的电功率最大时,桶中药液质量为多少kg?
【答案】(1)7kg
(2)小
(3)10.75kg
【详解】(1)由图1知,R与RF串联,若电阻箱R调至50Ω,药液泵工作到桶中的药液质量最大时,此时电路的电流I=0.04A,由欧姆定律知道此时电路的总电阻为
RF接入电路的阻值为
由图2可知,此时支架对RF施加的压力F=100N,由杠杆平衡条件可得,代入数据,得(0.5kg+m药大)×10N/kg×0.4m=100N×0.3m
解得,桶中的药液最大质量m药大=7kg。
(2)容器中的药液质量越大时,压敏电阻受到的压力越大,由图2可知,RF阻值越大, 由导线1中的电流I≥0.05A时药液泵启动可知,若要使药液泵刚启动时容器中的药液质量更大,应将电阻箱R的阻值调小。
(3)由图3可知,当电阻箱R的阻值为200Ω时,RF消耗的电功率是0.08W,由焦耳定律可得,即。解得RF=200Ω。由图2可知,此时对应的F=150N,由杠杆平衡条件有,所以有
桶中药液质量为m药=m-m容=11.25kg-0.5kg=10.75kg
25.(2025·江苏无锡·二模)学校物理科技小组设计的电热水箱模型.该装置可在水位到达最低线时自动补水,补水至最高线后停止补水并立刻加热,到达设定温度后进入保温状态,装置由控制电路和工作电路组成,电路图如图所示,工作电路由电动机电路和加热电路构成,工作电路中的加热电路分为加热和保温两档,R3和R4为加热电阻,R3阻值为12.1Ω,控制电路电源电压恒定6V不变,R2是阻值为10Ω的定值电阻,压敏电阻R1的下方固定了一个轻质绝缘硬质杆,长方形水箱注水后,圆柱形浮体竖直上浮,通过硬质杆对压敏电阻产生压力,所受压力与电阻的关系如下表所示,水箱底面积为200cm2,圆柱形浮体体积为500cm3,底面积为50cm2,质量为100g,向水箱内注水时,液面上升,当电磁铁线圈中电流为300mA时衔铁恰好被吸下,加热电路开始工作;用水后液面下降,当电磁铁线圈中电流为200mA时衔铁被弹簧拉起,电动机工作,硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计,g=10N/kg。
(1)当温控开关S2断开时,电热水器处于_________状态(选填“保温”或“加热”),若电热水箱储满40L水后,将水从30℃加热到45℃至少需要的时间为多少? _________
(2)当电动机刚好开始补水时,压敏电阻所受压力为多大?
(3)电动机匀速从外部抽水,从上面的水平管道向水箱内补水,从最低水位补水至最高水位用时10s,若补水管道横截面积为1.5cm2,则此过程中补水管道中的水流速度是多少?(不考虑水管流到水箱的时间)
压敏电阻的阻值R1/Ω
30
25
20
15
压力F/N
1
1.2
1.5
2
【答案】(1) 保温 630s
(2)1.5N
(3)0.3m/s
【详解】(1)[1]当温控开关S2断开时,电路为两电阻串联,电路中阻值最大,由可知,电功率最小,为保温状态。
[2]水的质量m=ρV=1×103kg/m3×40×10-3m3=40kg
水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(45℃-30℃)=2.52×106J
当温控开关S2闭合时,只有R3的简单电路,电路中阻值最小,由可知,电功率最大,为加热状态,加热功率
将水从30℃加热到45℃至少需要的时间
(2)当电磁铁线圈中电流为200mA时衔铁被弹簧拉起,电动机工作,电路中的电阻为
压敏电阻的阻值为R1=R-R2=30Ω-10Ω=20Ω
由表可知此时的压力为1.5N,此时浮体受到的浮力F浮1=G体+F=m体g+F1=0.1kg×10N/kg+1.5N=2.5N
(3)当电磁铁线圈中电流为300mA时衔铁恰好被吸下,加热电路开始工作,电路中的电阻为
压敏电阻的阻值为R′1=R总-R2=20Ω-10Ω=10Ω
由表中数据推理可知,此时的压力为3N,此时浮体受到的浮力F浮2=G体+F=m体g+F=0.1kg×10N/kg+3N=4N
浮力变化量ΔF浮=F浮2-F浮1=4N-2.5N=1.5N
由阿基米德原理可知排开水的体积
上升的高度
补充水的体积V补=(S水箱-S浮体)Δh=(200×10-4m2-50×10-4m2)×0.03m=4.5×10-4m3
水的流量
此过程中补水管道中的水流速度
26.(2025·江苏常州·模拟预测)如图甲是定值电阻和标有“8V 8W”灯泡L的关系图像,如图乙所示。电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为。当开关S、闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片P滑到端时,灯泡的实际功率为。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)灯泡的实际功率为时,滑动变阻器产生的热量;
(3)电源电压;
(4)当开关、、同时闭合,调节滑片P,计算电路消耗的最大功率。
【答案】(1)8Ω
(2)180J
(3)8V
(4)14.4W
【详解】(1)灯泡正常发光时的电阻
(2)当开关S、闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片P滑到端时,灯泡和滑动变阻器的最大阻值串联,电流表测电路电流。已知此时灯泡的实际功率为,由图甲可知,灯泡电压为2V、电流为0.5A时,灯泡功率恰好为
与题意相符。根据串联电路电流规律,此时通过滑动变阻器的电流为0.5A,则滑动变阻器产生的热量为
(3)滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路电压规律,电源电压为
(4)当开关、、同时闭合,调节滑片P到a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路的总电阻最小。根据,电路消耗的功率最大。此时,电阻与灯泡L并联。电源电压为8V,根据并联电路电压规律,此时电阻与灯泡L电压均为8V,则灯泡正常发光,灯泡功率为8W。由图甲可知,为定值电阻,其阻值为
则此时功率为
则电路消耗的最大功率为
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专题07 电功和电热 电和磁
目录
【01 考情剖析·命题前瞻】 1
【02 思维导图·网络构建】 3
【03 考点通关·靶向突破】 5
考点1 电功和电热 5
教材·知识夯基 1. 电功(W) 2. 电功公式 3. 电热(Q) 4. 电热公式
中考·考法聚焦 考法1:电能表及其相关计算 考法2:含电功率电路的动态变化 考法3:电功率的范围计算问题 考法4:用电器的加热保温问题 考法5:焦耳定律和热学的综合应用
考点2 家庭电路和安全用电 8
教材·知识夯基 1. 家庭电路组成 2. 火线与零线的区分 3. 用电器与插座的连接 4. 常见故障与安全用电 5. 保险丝
中考·考法聚焦 考法1:家庭电路的连接 考法2:家庭电路故障分析与安全用电问题
考点3 电和磁 9
教材·知识夯基 1. 磁场基本性质9 2. 电流的磁效应(奥斯特实验)9 3. 电磁感应(发电机原理)9 4. 通电导体在磁场中受力(电动机原理)9 5. 右手定则与左手定则10
中考·考法聚焦 考法1:电磁现象的识别问题10 考法2:磁场与磁极的理解问题10 考法3:电磁铁磁性强弱的判断11 考法4:磁体周围的磁场作图问题11
【04 素养拓展·思维进阶】 12
拓展1:含有继电器电路的动态分析 12
拓展2:电与磁的综合分析与应用 12
【05 优题精选·练能提分】 13
考点
考查形式
考查内容
考法分析
电功和电热
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
电功、电热的概念理解;电功、电热公式的灵活运用;电能表参数的理解及相关计算;含电功率电路的动态变化分析;电功率的范围计算;用电器加热与保温状态的电路分析及计算;焦耳定律与热学知识的综合应用
本考点是电学核心,中考占比高且综合性强。选择题和填空题考查基本概念、公式辨析与简单计算;计算题结合生活情境,如家电功率、电能消耗等,重点考查电功、电热公式综合应用与电路动态分析能力;实验题涉及电能表使用、电功率测量等操作与数据处理,要注意实验原理理解与误差分析。
家庭电路和安全用电
☑选择题
☑填空题
☑作图题
☑实验题
家庭电路的组成及各元件作用;火线与零线的区分方法;用电器、开关、插座的正确连接方式;家庭电路常见故障的判断与排除;保险丝、空气开关的作用及选择;安全用电原则。
本考点与生活联系紧密,侧重考查实际应用能力。选择题和填空题考查家庭电路基本组成、连接规范及安全用电常识;作图题要求画出家庭电路中用电器、开关或插座正确连接图,要注意火线、零线接法及安全用电原则;实验题可能涉及家庭电路故障模拟检测,考查学生分析和解决实际问题的能力。
电和磁
☑选择题
☑填空题
☑作图题
☑实验题
磁场基本性质、电流磁效应(奥斯特实验)、电磁感应现象(发电机原理)、通电导体在磁场中受力(电动机原理),理解并应用右手与左手定则;掌握磁体基本性质、磁极相互作用规律;了解电磁铁构造、磁性强弱影响因素与应用;掌握磁场描述(磁感线特点及作图)。
本考点是电磁学重要部分,中考常以多种形式考查。选择题和填空题考查电磁现象基本概念、原理辨析及常见应用,如发电机和电动机原理区别、电磁铁磁性强弱影响因素;作图题考查磁感线画法、通电螺线管磁极判断及安培定则应用;实验题涉及电磁现象探究实验,如探究电磁铁磁性强弱因素、验证电磁感应条件等,要求学生掌握实验设计、观察与分析能力,注重理论联系实际,理解电磁知识在生活和科技中的应用。
命题新趋势
1.情境化增强:结合家庭用电、新能源设备(充电桩、风力发电机)、电热器等生活场景设计考题,侧重知识与生活的联系,考查知识应用能力;
2.综合化突出:电功电热与欧姆定律、串并联电路规律深度结合,电和磁与电路、能量转化跨模块综合,考查知识整合能力;
3. 实验创新化:电和磁实验增加改进方案,家庭电路故障分析侧重实际应用,注重实验思维和解决实际问题的能力;
4. 基础化凸显:安全用电、电能表读数、电和磁基础原理等基础知识点考查频率高,设问难度适中,侧重基础巩固。
命题预测
预计2026年中考本专题考查延续上述命题趋势,呈现以下特点:电功和电热部分,加强与生活实际联系,如结合新型家电能效标识、智能电能表使用创设情境,考查电功、电热公式理解与运用,动态电路中电功率变化分析及计算题目或增加。家庭电路和安全用电部分,注重实际操作与安全意识考查,以家庭电路安装、故障排查模拟图或案例为背景,考查连接规范、故障判断及安全用电原则,作图题仍是重点,侧重开关、用电器、插座与火线、零线正确连接。电和磁部分,电磁感应和通电导体在磁场中受力原理应用及辨析是考查重点,结合发电机、电动机工作过程或新型电磁设备设题,磁场描述、电磁铁磁性强弱影响因素及实验探究题考查频率高,注重检验实验探究与逻辑推理能力。整体题目难度以中等为主,强调基础知识掌握与综合应用,情境化、生活化题目比例继续上升。
考点1 电功和电热
1. 电功(W)
(1)定义:电流所做的功,单位为焦耳(J),常用单位还有千瓦时(kW·h,度),;实质是电能转化为其他形式能的过程(如电能→内能、机械能)。
2. 电功公式:
(1)通用公式(所有电路适用):(U→电压,I→电流,t→通电时间);
(2)纯电阻电路专用(电能全部转化为内能):、(可结合欧姆定律推导);
(3)电能表
相关计算:,其中n为电能表转盘转动的圈数,N为电能表参数,如6000r/(kW·h)。
3. 电热(Q)
电流通过导体产生的热量,单位为焦耳(J),实质是电能转化为内能的过程。
4. 电热公式:
(1)焦耳定律(所有电路适用):;
(2)纯电阻电路专用:Q=UIt、(与电功公式互通,即W=Q);
(3)非纯电阻电路(如电动机):W>Q,用于计算电功,用于计算电热,差值为转化的机械能。
考法1:电能表及其相关计算
【典例1】(2024·江苏苏州·中考真题)电热水器是利用电流的_________效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为_________kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为_________J,其两端电压_________(高于/等于/低于)220V。
考法2:含电功率电路的动态变化
【典例2】(2025·江苏连云港·二模)如图所示是自动测量油箱内油量的装置,其中电源电压恒定不变,R1是定值电阻,油量表是由实验室常用电表改装而成,滑动变阻器R2最大阻值为40Ω,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定点转动,另一端固定着一个浮标。当滑片在a端时,电路中的电流为0.5A;当滑片在b端时,电路中的电流为0.1A,此时油箱内无油,下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为20Ω B.油量减少时,电路中的电流变大
C.电源电压为5V D.当油面上升时,电路的总功率变小
考法3:电功率的范围计算问题
【典例3】(2025·江苏常州·中考真题)如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A.滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B.电流表示数的变化范围是
C.电压表示数的变化范围是
D.电路总功率的变化范围是
考法4:用电器的加热保温问题
【典例4】(2025·江苏苏州·中考真题)如图是一款电水壶的电路简图,均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。保温功率为88W,阻值为,加热时应将开关旋至_________(1/2)位置,加热功率为_________W,阻值为_________
考法5:焦耳定律和热学的综合应用
【典例5】(2025·江苏南京·模拟预测)某品牌电热水壶简化电路图如图所示,通过调节开关S可实现高、中、低三个挡位,电热水壶高温挡功率为847W,低温挡功率为22W。将家中其它用电器都断开,电热水壶在低温挡工作,观察到标有字样的电能表指示灯在10min内闪烁_________次;开关S与3、4触点相连时,电热水壶处于_________(选填“高”、“中”或“低”)温挡;电热水壶处于高温挡时,R2的电功率为P1;处于低温挡状态时,R2的电功率为P2,且,则电阻R3=_________Ω,正常工作时用高温挡把水烧开需要10min,若在用电高峰期,家庭电路的实际电压为200V,用同样的挡位烧开相同质量的水需要_________min。
则需要的时间
考点2 家庭电路和安全用电
1.家庭电路组成
进户线(火线、零线)→ 电能表 → 总开关 → 保险丝(或空气开关)→ 用电器(并联)、插座(并联)。
2.火线与零线的区分
用试电笔判断,手接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光为火线,不发光为零线;地线接地,防止触电。
3.用电器与插座连接:
用电器(如灯泡)的开关接在火线上,螺口灯泡的螺旋套接在零线上;三孔插座“左零右火上接地”,大功率用电器必须接地。
4. 常见故障与安全用电:
(1)短路:火线与零线直接连通,电流过大,会导致保险丝熔断、空气开关跳闸,甚至引发火灾;
(2)过载:电路中用电器总功率过大,电流过大,同样会导致跳闸;
(3)触电:单线触电(接触火线和大地)、双线触电(接触火线和零线),急救时先切断电源,再进行施救;
(4)安全原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体;更换灯泡、检修电路时先切断电源。
5. 保险丝:
由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成,作用是电流过大时自动熔断,保护电路;不能用铜丝、铁丝代替是因为铜丝和铁丝的熔点高,无法熔断。
考法1:家庭电路的连接
【典例1】(2025·江苏南通·中考真题)如图为家庭电路的示意图,下列说法正确的是( )
A.电能表是用来测量电功的仪表 B.空气开关能起到漏电保护作用
C.照明灯与它所在支路开关并联 D.三线插座的中间插孔连接零线
考法2:家庭电路故障分析与安全用电问题
【典例2】(2025·江苏常州·中考真题)如图所示的家庭电路,闭合开关,灯泡发光,一段时间后,突发熔丝熔断,下列四种电路故障中:①开关处短路,②开关处断路,③灯泡处短路,④插座内左右金属片接触,会导致熔丝熔断的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.③④
考点3 电和磁
1.磁场基本性质:
磁体周围存在磁场,小磁针N极指向为磁场方向;地磁场的北极在地理南极附近,南极在地理北极附近。
2.电流的磁效应(奥斯特实验)
通电导体周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关;应用:电磁铁、电磁继电器、电铃。
3. 电磁感应(发电机原理):
(1)条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动;
(2)现象:导体中产生感应电流,电流方向与导体运动方向、磁场方向有关;
(3)能量转化:机械能→电能;
(4)应用:发电机、动圈式话筒。
4. 通电导体在磁场中受力(电动机原理):
(1)条件:通电导体在磁场中(无需切割磁感线);
(2)现象:导体受到力的作用而运动,运动方向与电流方向、磁场方向有关;
(3)能量转化:电能→机械能;
(4)应用:电动机、动圈式扬声器。
5. 右手定则与左手定则
(1)右手定则:判断电磁感应中感应电流方向(伸右手,磁感线穿手心,大拇指指导体运动方向,四指指向感应电流方向);
(2)左手定则:判断通电导体在磁场中受力方向(伸左手,磁感线穿手心,四指指向电流方向,大拇指指受力方向)。
考法1:电磁现象的识别问题
【典例1】(2025·广东深圳·二模)如图,新能源汽车在进行无线充电时,受电线圈的工作原理与下列哪个实验的原理相同( )
A. B.
C. D.
考法2:磁场与磁极的理解问题
【典例2】(2025·江苏泰州·一模)小明购买一环形磁铁玩具,为了解其是否具有磁性,请帮他写出辨别过程。所选器材________,辨别方法_________。在确认该磁铁有磁性后,为了解该磁铁的磁极分布,他猜想:①可能呈横向分布(如图甲),外侧为N极,内侧为S极;②可能呈纵向分布(如图乙),上端为N极,下端为S极。于是他将两个大小相同的环形磁铁沿中心轴线相互靠近(如图丙),发现它们相互排斥。再将其中一个环形磁铁翻转180°,若它们相互________,则猜想①是正确的;若它们相互_________,则猜想②是正确的。
考法3:电磁铁磁性强弱的判断
【典例3】(2025·江苏泰州·三模)在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小明制成简易电磁铁A、B,并设计了如图甲所示的电路。
(1)实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来判定其磁性强弱,所使用的物理研究方法是________ ;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁A、B吸引大头针的个数________ (选填“增加”或“减少”);说明电流越_________(选填“大”或“小”),电磁铁磁性越强。
(3)电磁知识在生产与生活实践中被广泛应用,例如在医学中,医生对病人进行脑部手术时,需要用到心肺机,心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏搏动,推动血液循环。如图甲所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,使血液定向流动;阀门K1、K2都只能单向开启,反向则封闭管路。当线圈中的电流从a流向b时,活塞将向________(选填“左”或“右”)运动,“动力泵”处于_________ (选填“抽血”或“送血”)状态。
考法4:磁体周围的磁场作图问题
【典例4】(2025·江苏常州·模拟预测)如图所示,蹄形电磁铁右上方放置一条形磁体,通电后发现条形磁体N极与通电螺线管上方相互吸引,小磁针静止在如图所示位置。请标出:
(1)电源右端的极性(用“+”或“-”表示),
(2)小磁针左端的磁极(用“N”或“S”表示)。
拓展1:含有继电器电路的动态分析
(2025·四川凉山·中考真题)传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务,可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成,其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小,若电源电压保持不变,滑动变阻器R的滑片P在某位置不变,闭合开关S1和S2,此时装置未报警。下列说法正确的是( )
A.该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同
B.若温度升高,流过电磁铁的电流变小,电磁铁磁性变弱
C.若温度降低到一定程度,该报警器会发送报警信息
D.若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离,则报警的最低温度将会升高
拓展2:电与磁的综合分析与应用
(2025·山东烟台·中考真题)为了节约电能又不影响照明,工人师傅设计出一个路灯改造方案。此前,每个路灯装有一只“220V 100W”的灯泡L0。此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡L,并安装一个电磁控制感应装置,当夜幕降临时,光控开关闭合,路灯处于低功率的柔光状态;当行人走进感应区时,灯光瞬间变亮,离开感应区时,路灯又恢复原来的柔光状态。图甲是设计的电路(加装的灯泡L未画出),控制电路的电源电压恒为4.5V,压敏电阻R的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示,当通过电磁铁的电流等于或大于临界值时,衔铁会被电磁铁吸引而转换触点。工作电路的电源电压220V不变,不考虑灯丝电阻变化,电磁铁线圈电阻忽略不计。
(1)为达到改造要求,工人师傅需要将灯泡L接在电路中 (选填“A”或“B”)处。从安全用电角度考虑,工作电路的导线 (选填“C”或“D”)端应接火线。
(2)若控制电路中R1接入的阻值为55Ω,当感应区上受到的压力时,衔铁被电磁铁吸引转换触点,则感应装置中电磁铁的电流临界值是多少?保持电磁铁电流临界值不变,要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮,写出一种可行的改进办法。
(3)若某路灯每天工作总时间为10h,处于柔光状态的时间累计为8h,求改造后这个路灯在六月份(30天)节约的电能(控制电路消耗的电能忽略不计)。
(4)如图丙所示,在方案实施过程中,工人师傅改装完某处的路灯后,需要把重为200N的材料车沿倾斜路面推至下一路灯处,M、N是途经的两点。已知MN两点间的距离为20m,竖直的灯杆与路面夹角为,材料车受到的摩擦力大小是其重力的0.05倍。假设推力F的方向始终与倾斜路面平行,求工人师傅将材料车从M点匀速推至N点的过程中推力F做的功。
一、单选题
1.(2025·江苏盐城·三模)将固定磁体的小车向固定铁块的小车靠近,至一定距离后释放(a、b两点表示小车的初位置)下列情形正确的是( )
A.固定磁体的小车和固定铁块的小车均静止在初位置
B.固定磁体的小车向固定铁块的小车靠拢
C.固定铁块的小车向固定磁体的小车靠拢
D.固定磁体的小车和固定铁块的小车向彼此靠拢
2.(2025·江苏盐城·中考真题)下列行为符合安全用电要求的是( )
A.在电暖器上烘衣服
B.在高压线下放风筝
C.用湿布擦拭用电器
D.发现用电器失火时,先切断电源
3.(2025·江苏徐州·中考真题)如图是电饭锅的简化电路,开关S控制“1”、“2”两个挡位。做饭时先高温烧煮,后焖饭、保温。则做饭过程中,开关S所处的挡位( )
A.一直在“1”挡 B.一直在“2”挡
C.先在“1”挡,后在“2”挡 D.先在“2”挡,后在“1”挡
4.(2025·江苏常州·模拟预测)有一种用于计算自行车骑行速度的码表,它的计数装置主要由安装于前轮辐条上的磁铁和前叉上的感应线圈组成(如图所示)。车轮旋转时,感应线圈便可以捕捉到磁铁通过时带来的信息从而产生电流,与这种码表的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
5.(2025·江苏徐州·模拟预测)如图所示,下列有关电与磁的知识,说法正确的是( )
A.图甲中使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体
B.图乙的连接方式符合家庭电路安全用电要求
C.图丙中,该原理可应用于制造发电机,实现电能转化为机械能
D.图丁中,验电器的原理是异种电荷互相吸引
6.(2025·江苏苏州·二模)在综合实践活动课上,小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光,此过程中,电流表A的示数随两电压表、电压表未画出示数变化关系图像如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A.电源电压为
B.滑动变阻器的滑片处于最右端的时候,定值电阻与灯泡L的电功率之比为1:1
C.小灯泡正常发光时,定值电阻两端电压为
D.实验过程中,滑动变阻器接入电路的阻值范围为
7.(2025·江苏连云港·二模)如图甲所示为小阳同学设计的燃气泄漏检测电路,其中,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,R的阻值随燃气浓度β变化的关系图像如图乙所示。闭合开关S后,当发生燃气泄漏时,下列判断正确的是( )
A.电路中的电流变大 B.电压表的示数变小
C.电路消耗电能变慢 D.电路消耗电能变少
8.(2025·江苏无锡·一模)如图所示,是小明家安装的电能表。下列说法中正确的是( )
A.该电能表的示数为
B.该家庭电路的最大总功率为
C.家中消耗电能,电能表指示灯闪烁3200次
D.家庭电路的安装次序依次是进户线、电能表、总开关
9.(2025·江苏苏州·中考真题)如图甲,两个相同的容器中分别装有液体a、b,液体a的质量大于b的质量。用两个电热丝分别对液体a、b加热,电热丝的阻值大于的阻值,工作电压相同,且电热丝产生的热量均被液体吸收,液体a、b温度随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是( )
A.a、b为同种物质 B.a的比热容小于b的比热容
C.相同时间内a、b吸收的热量相等 D.的电功率大于的电功率
10.(2025·江苏扬州·三模)如图甲所示的电路中,电源电压U保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器滑片P从最右端移动到最左端,其消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示,以下正确的是( )
A.滑动变阻器R的最大阻值40Ω
B.电源电压U的大小6V
C.R0的阻值20Ω
D.当滑片P置于中点,在5s内电阻R0上所产生的焦耳热18J
11.(2025·江苏淮安·一模)如图甲所示的电路,电源电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2铭牌上标有“120Ω 0.8A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V。在保证电路安全的前提下,移动滑动变阻器的滑片,经测量分析,得出R2的电功率P与其两端的电压U的关系如图乙所示。下列结论中错误的是( )
A.电源电压为16V
B.R1的阻值为20Ω
C.电路中电流表示数变化范围为0.15A~0.6A
D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10~100Ω
12.(2025·江苏常州·二模)臭氧常用于食品车间进行无人密闭消毒,消毒30分钟后臭氧最终分解为氧气,对食品不会有残留污染,但因其有强氧化作用,消毒时浓度不宜过高。兴趣小组设计了一个简易臭氧检测仪(电压表示数显示臭氧浓度)检测车间消毒时空气中臭氧的浓度,其电路原理如图甲。电源电压恒为3V,定值电阻,臭氧检测传感器Rc阻值与臭氧浓度的关系如图乙。消毒标准如下:为不合格, 为合格,为超标。则下列说法正确的是( )
A.当臭氧浓度为2.25ppm时,电压表的示数为1V
B.某次检测时,电压表示数为2.4V,该次消毒是合格的
C.若更换后,则电压表上1V刻度处对应为臭氧浓度为0的刻度
D.若更换后,则当臭氧浓度为0.75ppm时,R0的电功率是1.5W
二、填空题
13.(2025·江苏常州·模拟预测)
(1)如图甲所示的电路中,开关S1___________(能/不能)实现对灯L1的控制,该电路___________(符合/不符合)家庭电路的安装要求;
(2)如图乙所示,在进户线的干路上串联一只标有“220V 60W”的校验灯L2,若闭合开关S2时发现L3不亮,L2正常发光,说明L3所在支路有___________(短路/断路)情况,若此时用测电笔接触a点,氖管___________(会/不会)发光。
14.(2025·江苏镇江·一模)如图,闭合S后,导轨上的金属棒向右运动起来,此过程中_______能转化成机械能,据此可制成_______(选填“电动机”或“发电机”)。若仅将磁体的两极上下调换,闭合S后,导轨上的金属棒向_______运动。
15.(2025·江苏镇江·二模)2025年全球核能发电量将创历史新高,全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”(ACP100)进展顺利,预计2026年投入运行,它是中国核电自主创新成果。小型模块化“反应堆”是利用了可控的核___________(选填“裂变”或“聚变”)原理。如图所示,是家庭电路的一部分,若在甲、乙两处分别装电灯和开关,甲处应安装___________;若灯泡的灯丝断了,闭合开关S后,在a、b、c、d四个位置中,能使测电笔氖管发光的位置有___________(选填“1”、“2”、“3”或“4”)个。
16.(2025·江苏苏州·二模)如图所示,是某实验小组设计的温控器,R0是滑动变阻器,Rt是热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,控制电路中电流达到一定值时,衔铁被吸合,空调电路接通,空调开始工作。为了节能,将空调启动的温度调高,则应将滑片P向_________(选填“左”或“右”)移动,或者适当_________(选填“增大”或“减小”)控制电路的电源电压。
17.(2025·江苏徐州·一模)小明在新闻上看到“福建舰”上使用了电磁弹射装置,从网上查阅了某电磁弹射装置的原理:给线圈提供电流时产生磁场,炮弹(铁质)被______,受到强大的吸引力而加速运动,达到线圈中间时,迅速断电,炮弹飞出炮口(如图所示)当线圈通电时,炮弹头是______(选填“S”或“N”)极。断电后,炮弹还能继续飞行,是因为炮弹具有______。
18.(2025·江苏常州·模拟预测)如图甲是亮亮使用三合一充电线同时给三部手机充电的情景。充电线的一端接在标有“5V 2A”字样的充电头接口上,表示该接口在工作时能稳定输出5V的电压和2A的电流,正在充电的三台手机之间的连接方式是______联。亮亮家中的电能表如图乙所示,则此电路中最大功率不能超过______W。他关掉家里其他用电器,仅给充电宝进行充电。充电电压为5V开始充电时充电宝的剩余电量为0,充满后总容量为10000mA·h,需要消耗电能______J。在充电过程中电能表指示灯一共闪烁160次,则电能表铭牌上应标记“______imp/(kW·h)”。
19.(2025·江苏南京·模拟预测)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻、的阻值分别为和,只闭合开关,将滑片移到中点,电压表示数为,电阻的功率为,闭合开关、,将滑片移到最左端,电阻的功率为,若。电源电压为_____;滑动变阻器的最大电阻为_____;电路的最大功率为_____;电路的最小功率为_____。
三、作图题
20.(2025·江苏苏州·二模)如图所示三孔插座,把它正确接入家庭电路。
四、实验题
21.(2025·江苏连云港·二模)如图甲是小明测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实物电路图(不完整),请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整;____
(1)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于____(选填“A”或“B”)端;
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动;
(3)小灯泡正常发光时,电压表示数与电流表示数如图丁,则小灯泡的额定功率为___ W。
(4)姚远小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知)。
①电路如图丙所示,开关S拔到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表示数I1;
②开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I2,先算出灯泡的电阻RL=________(请你用所测的物理量表示),再根据,计算灯泡的额定功率。他们按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是 ______________。仔细分析后,他们认为要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤2改为:
①开关S拔到位置1,移动滑片P某一位置,让电流表示数__________(用U额、R 表示);
②开关S拔到位置2,滑片位置不动,读出电流表示数I;
③则小灯泡额定功率的表达式 ___________________(用U额、R、I表示)
22.(2025·江苏南京·模拟预测)为测定标有“3.8V”字样小灯泡正常发光时的电阻(约为),小明设计了如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)电路中有一根导线连接错误,请在该导线上画上“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线。
(2)接着用上述电路测该小灯泡正常发光时的电阻。
序号
电压表示数/V
电流表示数/A
电阻/Ω
正常发光时电阻
1
3.8
0.38
10
2
3.8
0.40
9.5
3
3.8
0.40
9.5
①该小组数据处理的过程_____(选填“正确”或“错误”)。
②小明看了上述实验测量后发现,这样测量小灯泡正常发光时的电阻,误差较大,于是他想到将电压表并联到滑动变阻器的两端,并移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为_____V,此时观察到电流表示数如图乙所示,则此次测量的小灯泡正常发光时的电阻为_____。
(3)小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率,从实验室中拿出标有“20Ω 1A”的滑动变阻器和最大阻值未知的滑动变阻器,一个电压未知的电源(以上器材均能满足实验要求),电流表等器材。经过思考,设计了如图丙所示的电路,请你帮他完成实验;
①为了完成实验,请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器、;__________
②先将、的滑片移至最右端。闭合开关、,断开开关,再将的滑片移至最左端,电流表的示数为;
③将的滑片移至最右端,断开开关,闭合开关、,向左移动_____的滑片,直至电流表的示数为;
④_____,断开开关,闭合开关、,电流表的示数恰好为;
⑤小灯泡的额定功率_____。
五、计算题
23.(2025·江苏扬州·中考真题)某电水壶内部电路简化后如图。当开关都闭合,电水壶处于加热状态。水烧开后温控开关自动断开,电水壶处于保温状态。已知电阻为22Ω,保温时通过的电流为0.2A,。求:
(1)将质量为1kg、初温为20℃的水加热至70℃,水吸收的热量Q;
(2)电水壶处于加热状态时的电功率P;
(3)电水壶处于保温状态时,1min消耗的电能W。
24.(2025·江苏无锡·一模)图1是药液自动添加模拟装置,可绕O点自由旋转的轻质杠杆A端通过轻绳挂着一装有药液的容器,B端固定一轻质三角支架,支架与固定不动的压力敏感电阻 RF 保持水平接触挤压,杠杆保持水平平衡。已知:电压U=8V,容器质量为0.5kg,AO长0.4m,BO 长0.3m。当导线1中的电流I≥0.05A时,感应开关K闭合,药液泵启动向容器中添加药液,药液添加至导线1中的电流I≤0.04A时,感应开关K断开,药液泵停止工作。设RF阻值与支架所施加压力F的关系图线如图2所示,将S闭合,药液自动添加模拟装置开始工作。
(1)若电阻箱R调至50Ω,则药液泵工作时,桶中的药液质量最大可达多少 kg?
(2)若要使药液泵刚启动时容器中的药液质量更大,可将电阻箱 R的阻值调______________。 (选填 “大” 或 “小” )
(3)图3是压力敏感电阻RF消耗的最大电功率PF与电阻箱R的阻值关系图像,由图像可知:当电阻箱R的阻值为200Ω且RF消耗的电功率最大时,桶中药液质量为多少kg?
25.(2025·江苏无锡·二模)学校物理科技小组设计的电热水箱模型.该装置可在水位到达最低线时自动补水,补水至最高线后停止补水并立刻加热,到达设定温度后进入保温状态,装置由控制电路和工作电路组成,电路图如图所示,工作电路由电动机电路和加热电路构成,工作电路中的加热电路分为加热和保温两档,R3和R4为加热电阻,R3阻值为12.1Ω,控制电路电源电压恒定6V不变,R2是阻值为10Ω的定值电阻,压敏电阻R1的下方固定了一个轻质绝缘硬质杆,长方形水箱注水后,圆柱形浮体竖直上浮,通过硬质杆对压敏电阻产生压力,所受压力与电阻的关系如下表所示,水箱底面积为200cm2,圆柱形浮体体积为500cm3,底面积为50cm2,质量为100g,向水箱内注水时,液面上升,当电磁铁线圈中电流为300mA时衔铁恰好被吸下,加热电路开始工作;用水后液面下降,当电磁铁线圈中电流为200mA时衔铁被弹簧拉起,电动机工作,硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计,g=10N/kg。
(1)当温控开关S2断开时,电热水器处于_________状态(选填“保温”或“加热”),若电热水箱储满40L水后,将水从30℃加热到45℃至少需要的时间为多少? _________
(2)当电动机刚好开始补水时,压敏电阻所受压力为多大?
(3)电动机匀速从外部抽水,从上面的水平管道向水箱内补水,从最低水位补水至最高水位用时10s,若补水管道横截面积为1.5cm2,则此过程中补水管道中的水流速度是多少?(不考虑水管流到水箱的时间)
压敏电阻的阻值R1/Ω
30
25
20
15
压力F/N
1
1.2
1.5
2
26.(2025·江苏常州·模拟预测)如图甲是定值电阻和标有“8V 8W”灯泡L的关系图像,如图乙所示。电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为。当开关S、闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片P滑到端时,灯泡的实际功率为。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)灯泡的实际功率为时,滑动变阻器产生的热量;
(3)电源电压;
(4)当开关、、同时闭合,调节滑片P,计算电路消耗的最大功率。
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