第十九章 生活用电 第二十二章 能源与可持续发展 题型专项：综合题 专项训练 2025-2026学年人教版物理九年级下册

第十九章生活用电-第二十二章能源与可持续发展：综合题 1．手机无线充电是目前比较新的一门技术，无线充电打破了电能传输只能依靠导线直接接触式传输的方式，属于非接触式传输，能够避免接触式电能传输可能带来的接触火花、滑动磨损、爆炸电击等问题。无线充电的原理如图所示，请你用相关的物理知识，回答问题． (1)手机借助数据线对手机电池充电过程中，是_____能转化为_____能。 (2)无线充电主要应用的物理原理是_____。 A．电流的热效应 B．电磁感应 C．静电感应 D．摩擦起电 (3)为什么无线充电过程中充电板和手机都会轻微发热，而充电线却不会？请用物理知识解释． 2．根据图1和图2回答下列问题。 (1)有金属外壳的家用电器要使用三脚插头（如图1所示）。该插头插入插座时，与大地相连的是三脚插头中的________（选填“A”“B”或“C”）插脚。若将测电笔正确插入B插脚对应的插孔时，氖管发光，则B插脚连接的电线是________。 (2)图2是“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验装置。在螺线管周围的不同位置放上小磁针，小磁针静止时________极的指向就是该点的磁场方向。将电源正负极对调，发现小磁针静止时的指向发生变化，说明通电螺线管外部磁场的方向与________有关。请写出一种使通电螺线管的磁性增强的方法：________。 3．每个家庭的用电情况不一样，科技学习小组想设计一个简单的家庭电路方案模型。 【项目实施】 (1)他们查阅了几款用电器的铭牌或者说明书，重点关注它们的______信息，并记录在《用电器调查细目表》中； 用电器调查细目表 家用电器 */W 数量/个 照明灯 30 2 空调 1500 1 风扇 60 1 电热水壶 1000 1 (2)首先，他们将家庭电路的配电分支设计如图，每条分支回路都有专门的开关控制通断，例如：在照明分支回路采用了______；在插座分支回路加装了漏电保护器，在漏电时，它会迅速切断电路。其次，选择器材时该模型的总断路器的额定电流不能低于______A（结果保留整数），空调等总功率大的分支回路的导线要选______（选填“粗”或“细”）一些； 【展示交流】 (3)家庭电路中安装了各种保险装置，但它们还是有可能出现故障。当电热水壶的插头接入电路时，插座分支的熔断器熔断，该故障的原因可能是______； 【项目拓展】 (4)组调查得知大部分家用电器的待机功率为0.3W，若以该调查结果进行计算，某用电器一年待机约7000小时，将浪费电能______kW·h。请减少家用电器的待机时间，为环保节能贡献一份力量。 4．关于家庭电路，请回答下列问题： (1)一旦你家中发生短路，___________（选填“空气开关”或“漏电保护器”）会切断电路； (2)将三孔插座和灯泡、开关接入家庭电路中 5．小意家有一款智能加湿器（图甲），可根据环境自动调节功率。小意翻阅说明书了解到以下信息：①加湿器使用时的相关注意事项。②加湿器电路主要由雾化器、湿度传感器、指示灯组成，其简化电路如图乙所示。③部分参数如图丙所示，④湿度传感器的电阻值随环境湿度变化关系如图丁所示。 额定电压 220V 雾化器电阻 500Ω 额定加湿量 150mL/h 水箱最大容积 2L 水箱最小容积 0.5L 丙 (1)下列使用方法中，不符合安全要求的是_________； A．加湿器应使用三孔插座，确保外壳接地 B．加水时可超最高水位线，以延长使用时间 C．加湿器应远离插排，避免水雾引发短路 D．清洗加湿器前需拔掉电源线，防止触电 (2)小意使用时发现，当水低于最低水位后，雾化器会自动停止工作，但指示灯会继续提示加湿器为通电状态。小意查询到这是一种电极式传感保护器，当水位低于设定时，电路断开。则保护器的位置应该放在乙图中哪个点位________（选填“A、B、C、D、E、F”） (3)小意睡觉时使用该加湿器，随着室内湿度的增加，加湿器的工作功率怎样变________； (4)在使用中，若环境湿度从60%升至80%时，加湿器的实际功率变化了________W。 6．为了缓解空气污染，可以利用核能、太阳能电池进行发电。市委市政府为了缓解空气污染，在某市启动了“光伏工程”示范项目，利用太阳能电池在太阳光照射下发电。如图所示是某项安装的总功率为20kW的光伏发电系统。请回答： 规格 额定电压 频率 额定功率 洁净空气量（CADR） GH-2034A型 220V 50Hz 44W 138m3/h (1)光伏发电系统发电时，___________能转化为___________能；核电站是利用原子核发生的核___________（选填“裂变”或“聚变”）产生的核能来发电的； (2)按一天的有效光照时间8h计算，某中学光伏发电系统一天共发电___________kW·h，这些发电量如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧___________kg煤（煤的热值q煤=3.0×107J/kg）； (3)请结合所了解的知识，谈谈家庭光伏发电的优点：___________（谈一点即可）。 7．某核电站利用核能发电的工作原理如图所示。 (1)核反应堆是通过可控________（选填“裂变”或“聚变”）反应释放核能的设备，核能属于________（选填“一次”或“二次”）能源。 (2)蒸汽发生器中的水被加热后________（填物态变化名称）成水蒸气，这个过程需要________（选填“吸收”或“放出”）热量，这些水蒸气推动汽轮机，从而带动发电机发电。 (3)若一台发电机组的装机容量为，则一台发电机组10天发电________度（一天工作）；若这些电能由热电转化效率为的火力发电厂提供，需要完全燃烧________t煤。 8．我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜。潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。 某科创小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路如图甲所示。气敏箱可等效为一个电阻，其阻值R 与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关，当氧气浓度 时，绿灯正常发光； 当 时，红灯正常发光，当 时，通过电磁铁线圈的电流为200mA。已知电源电压恒定不变且与两灯的额定电压相同，电磁铁线圈的电阻为R₀。 (1)氧气浓度增大时，气敏箱电阻阻值___________。 (2)图甲中的A灯为 ___________（选填“红”或“绿”）灯，闭合开关，电磁铁的上端为___________极。 (3)闭合开关S，当氧气浓度 时，通过电磁铁线圈的电流为180mA，通过计算求出电磁铁线圈的电阻R₀和电源电压 U。（写出必要的文字说明，表达式，最后结果。）（φ为接线柱`）。 9．如图甲所示，公元1世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”即握柄，是磁体的___________极，司南能够指南北是受地磁场的作用，请你在图乙中画出地磁场磁感线的方向。 10．医生对病人进行脑部手术时，需要将病人的体温降至合适的程度。进行手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代。 (1)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。如题图所示，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、都只能单向开启，反向则封闭管路。线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为N极，活塞将向______运动，“电动泵”处于______（选填“抽血”或“送血”）状态。 (2)心肺机的另一个功能是用热交换器进行热量交换，通过血液循环调节体温。经监测，病人体温由17℃上升至正常体温37℃历时1h。在这段时间内，假设人体所需热量完全由热交换器提供，且不计人体散热，试求热交换器所做的有用功。[设病人质量为60kg，人体的比热容与水相当，为] 11．学习了家庭电路知识后，小明对家庭用电路进行了研究。如图甲、乙所示的是小明家上月初和上月末电能表的示数，请你帮小明回答下列问题： (1)由图可知，小明家电路中的总功率不得超过________kW。为了用电安全，电水壶应该使用________线插头。 (2)小明让电水壶单独工作6min，电能表转盘转了300r，该电水壶消耗的电能为________kW·h，其电功率为________W。 (3)小明设计了一种煮饭电路，如图丙所示，图中和均为发热电阻丝，是自动控制开关，在30min内，电路总功率随时间变化的图像如图丁所示。30min内电路消耗的电能是________J，10~15min内的电功率是________W。 12．阅读材料，回答问题。 智能温室湿度调控系统 智慧农业生态院里的智能温室，采用湿度自动调控电路来精准调控作物生长环境，同时提升种植效率与农产品品质。 如图甲所示，是某智能温室的湿度自动调控电路，分为工作电路和控制电路。已知电源、定值电阻。电磁铁磁性强弱决定衔铁的切换。图乙是湿敏电阻R的阻值随相对湿度（空气中含有水蒸气的百分比）变化的图像。 图丙为该智能温室喷水系统断续工作的模拟电路，由电阻和电子元件D串联组成，A、B两端输入周期性电压；图丁是工作电路中某部分电压随时间t变化的图像。 (1)当控制电路中的电流增大时，衔铁会向______（选填“上”或“下”）运动，此时______系统工作。 (2)如果花棚的湿度小于50%时喷雾系统启动，则控制电路的电流为______A。当使用时间长以后，控制电路的电压U会降低，这时花棚所控制的最高湿度会____________（选填“上升”“下降”或“不变”）。 (3)已知喷水模拟电路中，当时，电子元件D两端电压；当时，保持8V不变。则时电阻R的电功率为______W。当R的电功率满足时，水泵启动喷水，该电路工作30min，喷水时间共为______s。 13．图甲为电热水器的工作原理图，其控制电路电源电压恒为6V，电磁铁线圈电阻不计，为定值电阻，为热敏电阻（产生的热量不计），其阻值随温度变化的情况如图丙所示，工作电路中，，加热状态与保温状态的功率比为4∶1。水温加热至80℃后可实现自动保温，当再次进水水温下降至某一值重新开始加热。闭合S、，当控制电路中电流时，衔铁被吸下，控制电路中电流时，衔铁被释放。 (1)该电热器的工作电路为图乙中的______（选填“a”或“b”）； (2)重新开始加热时水箱中的水温为______℃； (3)该热水器保温挡工作10s产生的热量为______J；加热状态下工作30min使50kg的水温度升高了22℃，则加热效率______%（保留一位小数）［］。 14．熔盐塔式光热电站 如图甲是我国建造的熔盐塔式光热电站。在满足光照条件下，每天可使该电站的6000吨熔盐温度上升，高温的熔盐通过蒸汽发生器产生蒸汽推动汽轮机发电。 (1)熔盐塔式光热电站所利用的太阳能属于______（A可再生能源  B不可再生能源） (2)一束阳光照到定日镜上发生反射，在图乙中画出反射光线OB，标出反射角度数。 (3)下列图中应用与汽轮发电机工作原理相同的是（　　） A．B． C．D． 15．我国的核电事业发展迅速，已经建成几座核电站，其中广东大亚湾核电站每年发电量约70%的电力供应香港，30%的电力供应广东电网。在保证输送功率不变的情况下，远距离送电采取高压送电的方式来实施。图是远距离输电流程示意图。 (1)发电机的工作原理是_________. (2)关于远距离输电，下列表述正确的是________。（选填字母） A．提高输电电压可以减小输电线电阻，从而减小输电损失 B．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 C．若能研制出常温下的超导体，用它制作远距离输电导线，将不需要高压输电方式 (3)若核电站的发电输出电功率为，用的高压进行输电，已知此时输电线的电阻为5，输电线上的热损耗功率为________W：在输送功率不变时，若改用的电压输电，则此时导线上的热损耗功率与原来导线上的热损耗功率之比为__________. (4)远距离输电时某处发生了短路，为确定短路位置，检修员利用电压表、电流表和电源接成如图2所示的电路进行测量，已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为，电压表示数为，电流表示数为，则短路位置到甲地的距离为___________。 16．小冬新买了一台可手动调节温度的小型水电暖器，其内部电路如图甲所示，它是通过电热丝来加热水，当加热到预定温度后自动切换到保温挡，的阻值为40Ω，指示灯电阻一定，为热敏电阻，其阻值随着电暖器中水的温度变化规律如图乙所示，滑动变阻器的规格为“20Ω  3A”，电磁铁线圈电阻不计，控制电路电源电压为6V。当滑动变阻器连入电路中的阻值为20Ω时，可将水温最高加热到60℃。求： (1)闭合开关后，电磁铁的上端为_________（填“N”或“S”）极； (2)可使电磁铁断开的最大电流； (3)调节滑动变阻器滑片，此电暖器可加热的最高温度； (4)当工作电路通电10min时，电热丝产生的热量。 17．科技小组设计了如图所示的无土栽培营养液自动添加装置简图。控制电路电源电压U=12V，电磁铁线圈电阻R0=40Ω；当线圈中的电流I1⩾40mA时，衔铁被吸合，当线圈中的电流I2⩽24mA时，衔铁被释放。R2是阻值为600Ω的半圆形（O为圆心）电阻丝，其阻值与长度成正比；QP为电阻不计可绕O点转动的金属细杆，P端可在R2上滑动且接触良好，QO长40cm。当液面到达最低位置A处时，QO与水平面成30°夹角，添加营养液的电动水泵开始工作。（当杆QP水平时P位于R2中点） (1)电磁铁通电时下端为_______极。电动水泵应接在_______（填字母）处； (2)最低液面在A处时，电阻箱R1的阻值为________Ω； (3)当液面从最低位置A处上升_________cm时停止添加营养液；（设浮球随液面升降时，浸入液体中的体积不变，且细杆NQ始终处于竖直方向） (4)测试中发现，营养液最高液面设置太高容易把营养液溅出去，为减少浪费，应适当降低最高液面位置，请提出一种解决措施_________，这样操作的理由是_________。 18．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能源作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。 (1)储氢瓶是在高压下储存氢气时，是通过___________的方式使氢气液化； (2)氢燃料电池将化学能直接转化为______能供电动机使用，电动机的工作原理是________； (3)氢燃料电池卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW；与燃油卡车相比（燃油机的效率取36%，燃油的热值取），氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量约为______kg。 19．小明利用光敏电阻在居民楼门口设计了一种自动照明电路，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭，其工作原理如图所示。控制电路中电源电压恒为3V，定值电阻R0为100Ω。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路中一盏规格为“220V 22W”的节能灯开始照明。试问： (1)开关S闭合后，控制电路中电磁铁的上端为_____（选填“N”或“S”）极。光敏电阻R的阻值随光照强度减小而_______（选填“增大”或“减小”）。其他条件不变时，若提高控制电路电源电压，节能灯工作时间会变_____（选填“长”或“短”）。 (2)照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少______？ (3)节能灯正常发光时，工作电路中的电流是多少______？ 20．科学实践小组设计了一个电保温壶，在壶内水量不低于最低水位线的情况下，可将水温控制在45℃到55℃之间（即保温区间为45～55℃）。他用到的器材有电磁继电器、电热丝R1和R2、定值电阻R0、热敏电阻Rt、电源和开关等，其电路如图1所示。控制电路中，Rt阻值随温度变化的情况如表格所示。当线圈中电流I≥0.08A时，电磁铁将衔铁吸下，触点K、B接触；当线圈中电流I≤0.05A时，电磁铁将衔铁弹起，触点K、A接触，工作电路电压为220V，R2=60.5Ω，低温挡功率为25W。求： t/℃ 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Rt/Ω 195 155 120 90 60 45 30 20 15 (1)当触点K与_______（选填“A”或“B”）接触时为加热挡，求加热挡功率________； (2)若电磁铁线圈电阻忽略不计，求控制电路的电源电压U及R0的阻值； (3)小组成员想通过优化电路，再增加一个保温区间，且新增保温区间的最高温度为70℃，请你帮他们在图2虚线框中画上适合的元件，将改进后的电路补充完整，并计算元件的阻值规格及新增保温区间的最低温度。 21．在一次跨学科实践活动中，小钟对家中的即热式饮水机进行了探究。如图甲所示是某品牌的即热式饮水机，通过软管将储水桶与饮水机底部相连，打开电源开关，水泵将储水桶中的水抽入饮水机的加热管道，从顶部出水口流出的就是热水，内部电路如图乙所示。加热管道是由陶瓷外管和中间的圆柱状加热电阻组成，如图丙所示，水在陶瓷外管和加热电阻之间流动。 (1)即热式饮水机是根据电流的______效应工作的； (2)小钟认真阅读了该饮水机的使用说明书，并对一些重要的注意事项作出了如下分析，你认为他的分析中不合理的是（　　） A．使用时，接入的电压应与它的额定电压一致，目的是使该饮水机可以正常工作 B．该饮水机的加热功率较高，因此电源线必须足够粗，否则电源线过热易引发火灾 C．如果加热管道出现滴水现象，把它堵住后可以继续正常使用 D．使用即热式饮水机，无需反复加热保温，可以避免能量浪费 (3)小钟查看使用说明书得知：加热电阻长0.1m，横截面积为，。陶瓷外管长0.1m，横截面积为，水泵使水以恒定的速度流过管道，水泵M的额定功率为50W。若该饮水机正常工作20秒，整个电路消耗的总电能是______J。 (4)该饮水机在加热状态下正常工作20秒，可以将400g水从15℃加热到40℃，则电热丝的加热效率为______%（保留1位小数）。 22．随着科技的发展，机器人的应用日益广泛。人形机器人是一种模仿人类外观和行为的机器人，某兴趣小组以此为主题开展了研究。 (1)技术人员与人形机器人之间可通过无线网络传递信息，这是利用________（填“电磁波”或“超声波”）来实现的。机器人可通过安装在身上的电动机完成许多动作，电动机的工作原理是________。 (2)某跑步机器人在一次长跑性能测试中，跑完18km的路程用时2.5h，该机器人跑步的平均速度是多少？ (3)某工业机器人质量为70kg，搬着货物静止在水平地面上，脚与地面的总接触面积为0.05m²，此时对地面的压强为1.8×10⁴Pa，该机器人所搬货物的质量是多少？（g取10N/kg） 23．华为某款手机搭载了我国自主研发芯片，电池容量为的锂离子聚合物电池，最大支持88W（20V，4.4A）有线超级快充技术，支持50W 无线超级快充，支持20W无线反向充电，极大地方便了人们的使用。 (1)手机快充主要是提高充电适配器的_________来实现的； (2)制作手机芯片的材料为____________； (3)利用手机接打电话时，通话信息是通过________传输的； (4)若用50W 无线超级快充为该手机充电，需消耗________J的电能。 24．如图甲所示的智能手表具有很多功能，深受人们青睐。 (1)智能手表屏幕使用的发光二极管主要是由______材料制成的；在给智能手表充电时，它的蓄电池相当于电路中的_______. (2)智能手表通过接收手机发射的______来接听电话；调节手表的音量按键，可以改变声音的______这一特性。 (3)小阳戴着智能手表徒步时，以手表为参照物，路旁的树木是_____的；如图乙所示，手表上显示的是小阳徒步45min的相关信息，则小阳的平均速度为_______km/h。 25．某创新实验小组为学校的蔬菜温室设计温控系统，温室为玻璃顶的长方体结构，体积为80m3，要求温度控制在20～30℃之间。他们设计温控系统原理如图甲所示，控制电路的电源电压为4V，电热丝R的阻值为22Ω，浴霸灯L标有“220V 275W”，线圈电阻忽略，热敏电阻R1的阻值随温度的变化图像如图乙。当控制电路中的电流达到50mA时，衔铁被吸下，灯L工作；当电流降低到32mA时，衔铁弹回，R工作。 下表是温控系统的评价指标。 等级 优秀 良好 合格 不合格 评价指标 能自动控制室温在规定范围内波动，且降温较平缓 能自动控制室温升降，且降温较平缓 不能控制室温升降，降温较平缓 不能控制室温升降，不能平缓降温 (1)电磁继电器是利用电流的_____（选填“热”或“磁”）效应原理工作的。 (2)闭合开关S时，温室气温为22℃，则_____（选填“R”或“L”）工作。 (3)忽略外界影响，电热丝正常工作5min产生的热量使温室气温升高5.5℃，电热丝对温室的加热效率为_______%。[ρ空气取1.29kg/m3，c空气取1.0×103J/（kg•℃）] (4)根据评价表中的指标对设计的温控系统进行评价，你的评价等级为 _______ ，依据是 ____________________ ；进一步优化的建议：____________________ 。 26．【问题】小明家里安装了一个冷热两用水龙头，某天妈妈在用热水洗碗时，空气开关突然跳闸了。为什么空气开关会跳闸？ 【查阅资料】小明了解到空气开关的工作原理：甲图是空气开关的原理图，当电路中电流过大时，通电线圈的磁性增强，吸引衔铁，开关在弹簧拉力的作用下断开；通电时，通电线圈的右端是_____（选填“N”或“S”）极；空气开关切断电路是利用了电流的_____效应。 【进行实验】空气开关跳闸的原因是电路中总电流过大，那么家庭电路中总电流增大的原因是什么?小明设计了乙图电路来模拟家庭电路。 （1）在灯泡两端再并联一个灯泡，发现电流表示数变大，保险丝温度升高，继续在灯泡两端并联一个电阻，电流表示数变大，保险丝熔断。则家庭电路总电流增大的原因是_____。 （2）用一根导线连接、两接线柱，闭合开关，发现电流表迅速满偏，又突然变为0，保险丝熔断，说明_____可引起家庭电路总电流变大，此时灯泡_____（选填“会”或“不会”）烧坏。 27．如图是小明为家庭养殖场设计的电热孵化器的工作原理图，、和为阻值均为的加热电阻。控制电路中，电源电压恒为，为滑动变阻器，热敏电阻置于孵化器内，其阻值随温度的变化关系如下表所示。已知电磁继电器的线圈电阻不计，当继电器线圈中的电流大于或等于时到达孵化温度，继电器的衔铁被吸下，工作电路处于保温状态。求： 温度 32 33 34 35 36 37 38 电阻 390 290 210 150 100 50 40 (1)当孵化器中温度升高到一定温度前，电磁铁的磁性___________。若要降低继电器控制的孵化温度，把滑动变阻器的阻值调___________一些。 (2)此孵化器发热功率； (3)孵化温度为时，继电器的衔铁刚好被吸下，此时R连入电路的阻值。 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) 电 化学 (2)B (3)见解析 【详解】（1）[1][2]在手机充电过程中，通过消耗电能转化为电池的化学能储存起来。 （2）智能手机放在无线充电板上时，受电线圈靠近该磁场时就会产生感应电流，给智能手机充电，这是利用电磁感应原理工作的。 故选B。 （3）无线充电过程中充电板和手机进行能量转化，会有部分能量损失，转化为内能，故温度升高；充电线一般电阻较小，由可知，产生热量少，故温度变化不明显。 2．(1) A 火线/相线 (2) N 电流方向 增加线圈的匝数 【详解】（1）[1]三脚插头最上面的A脚与用电器的金属外壳相连，能使家用电器的金属外壳接地，人不会因为用电器漏电而触电。 [2]测电笔插入B插脚插入的插孔时，氖管发光，说明B插脚连接的是火线。 （2）[1]小磁针静止时N（北）极的指向就是该点的磁场方向。 [2]将电源正负极对调，小磁针指向发生变化，说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关。 [3]增大线圈中的电流可使通电螺线管的磁性增强，可以通过增加线圈的匝数实现。 3．(1)额定功率 (2) 空气开关 12 粗 (3)电热水壶的插头短路 (4)2.1 【详解】（1）“W”是功率的单位，用电器调查细目表中记录了各个用电器的电功率和数量，说明科技学习小组重点关注的是用电器的额定功率。 （2）[1]如图，在照明分支回路采用了空气开关，电流过大时可以自动跳闸，保护电路。 [2]由表可知，所有用电器的总功率为 则总电流最大为 所以选择器材时该模型的总断路器的额定电流不能低于12A。 [3]根据，空调等总功率大的分支回路的电流较大，为减小电热，防止发生火灾等危险，根据，导线要选粗一些的，电阻较小。 （3）当电热水壶的插头接入电路时，插座分支的熔断器熔断，该故障的原因可能是电热水壶的插头短路，使得电路中电流过大。 （4）浪费的电能为 4．(1)空气开关 (2) 【详解】（1）家庭电路发生短路时，电路中电流会急剧增大，空气开关会因为电流过大而自动切断电路，起到保护作用；而漏电保护器主要是检测火线和零线的电流差异，用于防止漏电，不是针对短路时电流过大的情况。 （2）三孔插座的接法：上孔接地线，左孔接中性线，右孔接相线。电灯的连接方法：考虑用电安全，相线连接开关，然后开关连接灯泡顶端的金属块，中性线直接接在灯泡的螺旋套上。如图所示： 5．(1)B (2)D (3)小 (4)6 【详解】（1）A．为了避免触电事故的发生，加湿器应使用三孔插座，确保外壳接地，符合安全要求，故A不符合题意； B．加水时不能超最高水位线，水可能漫出来，损坏电器，不符合用电安全，故B符合题意； C．加湿器应远离插排，避免水雾进入插排中，引发短路，符合用电安全，故C不符合题意； D．为了防止触电，清洗加湿器前需拔掉电源线，符合用电安全，故D不符合题意。 故选B。 （2）当水位低于设定时，电路断开，雾化器会自动停止工作，但指示灯会继续提示加湿器为通电状态，说明指示灯所在的电路是通路，那么保护器的位置不在F、E、A、B，保护器只可能在C点、或者D点，保护器在D点，当水位低于设定时，电路断开，能够保证没有电流通过雾化器，避免触电事故，故保护器在D点位置。 （3）睡觉时使用该加湿器，随着室内湿度的增加，湿度传感器的电阻阻值变大，根据可知，电源电压不变，总电阻变大，加湿器的工作功率变小。 （4）在使用中，若环境湿度为60%时，湿敏电阻的阻值为468Ω，则湿敏电阻与雾化器组成的支路总电阻为 该支路的总功率为 若环境湿度为80%时，湿敏电阻的阻值为600Ω，则湿敏电阻与雾化器组成的支路总电阻为 该支路的总功率为 加湿器的实际功率变化了 6．(1) 太阳 电 裂变 (2) 160 64 (3)污染小，节省能源 【详解】（1）[1]光伏发电系统是利用太阳能来发电的，在这个过程中，太阳能转化为电能。 [2]核电站是利用原子核发生裂变产生的核能来发电的，目前核聚变还不能很好地被控制用于发电。 （2）[1]已知光伏发电系统总功率20kW，有效光照时间8h，一天的发电量 [2]热电厂热电转换效率为30%，则 即 即 解得。 （3）家庭光伏发电具有污染小的优点，因为它利用的是太阳能，太阳能属于清洁能源，在发电过程中不会产生像传统发电方式那样的大量污染物，如二氧化硫、氮氧化物等，同时还能节省传统的不可再生能源，如煤炭、石油等。 7．(1) 裂变 一次 (2) 汽化 吸收 (3) 96000 【详解】（1）[1][2]核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电，核能可以从自然界中直接获取，属于一次能源； （2）[1][2]蒸汽发生器中的水是液体，被加热后变成了水蒸气，水蒸气是气体，水由液态变为气态的过程是汽化，汽化吸热； （3）[1][2]一台发电机组10天发电量为；由可得，燃烧煤放出的热量，则燃烧煤的质量为。 8．(1)增大 (2) 绿 N (3)40Ω，18V 【详解】（1）由图乙可知，氧气浓度c越大，气敏箱的电阻R越大，因此氧气浓度增大时，气敏箱电阻阻值增大。 （2）[1]当氧气浓度时，绿灯正常发光。此时气敏箱电阻较大，电路电流较小，电磁铁磁性弱，衔铁在弹簧作用下向上，接通A灯电路，故A灯为绿灯。 [2]根据安培定则，电流从电磁铁下端流入、上端流出，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极，因此电磁铁的上端为N极。 （3）从图乙可知，当时，气敏箱电阻，此时电流为；根据图乙可知，c与R为一次函数关系，代入数据解得 故当时，气敏箱电阻 此时电流为 由题可知，气敏箱和电磁铁串联，电源电压不变，因此根据欧姆定律有 代入数据，解得 电源电压 9． 【详解】[1]“柢”指南是由于受到地磁场的作用，“柢”指向地理的南极，即地磁北极，由异名磁极相互吸引可知，“柢”是磁体的极。 [2]地理南极是地磁北极，地理北极是地磁南极，磁感线从地磁北极出发指向地磁南极，如图所示： 10．(1) 右 送血 (2) 【详解】（1）[1]根据题意，当线圈中的电流从流向时，线圈的左端为N极。固定磁铁的右端为N极，根据磁极间的相互作用规律“同名磁极相互排斥”，通电线圈将受到向右的排斥力，带动活塞向右运动； [2]活塞向右运动时，泵腔的容积增大，压强减小，导致阀门打开，关闭，血液被吸入泵腔，因此“电动泵”处于送血状态； （2）根据题意，热交换器所做的有用功等于病人身体吸收的热量。 病人质量，人体的比热容，病人体温的变化量， 病人身体吸收的热量（即热交换器所做的有用功）为：。 11．(1) 8.8 三 (2) 0.12 1200 (3) 176 【详解】（1）[1]由图可知，表示该电能表的额定最大电流是40A，小明家电路中的总功率不得超过 [2]电水壶为金属外壳，为了用电安全，在使用时金属外壳要接地，应该使用三孔插座、三线插头，这样可以使金属外壳接地，避免由于外壳带电而引发的触电事故。 （2）[1]电能表的转盘转过300r，电水壶消耗的电能为 [2]电水壶的电功率为 （3）[1]由图丙可知，当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联，此时电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，煮饭电路处于低温挡，由图丁可知，此时的电功率；当开关S、S1都闭合时，只有R1工作，电路的总电阻最小，由可知总功率最大，煮饭电路处于高温挡，由图丁可知，此时的电功率。R1的阻值 由图丁可知，在0~10min、15~25min内煮饭电路的功率为1100W，即在30min内，功率为1100W的时间为20min，其余10min的功率为440W，则30min内电路消耗的电能 [2]由图丁可知，在10~15min内，电路总功率为，此时R1、R2串联，此时电路中的电流 此时R1的电功率 12．(1) 下 喷雾 (2) 0.03 上升 (3) 25 400 【详解】（1）[1][2]当控制电路中的电流增大时，电磁铁磁性增强，会将衔铁吸下，所以衔铁会向下运动。此时工作电路中喷雾系统所在电路接通，故此时喷雾系统工作。 （2）[1]由图乙可知，当花棚的湿度小于50%时，湿敏电阻。控制电路中，电源电压，定值电阻，总电阻 根据欧姆定律可得，控制电路的电流 [2]当控制电路的电压U降低时，在电阻不变的情况下，电流变小，电磁铁磁性变弱，要使衔铁吸下，需要湿敏电阻R变小，由图乙可知，湿敏电阻变小对应相对湿度上升，所以这时花棚所控制的最高湿度会上升。 （3）[1]由图丁可知，时，，因为，所以，则电阻R两端的电压 根据电功率公式，，可得电阻R的电功率 [2] 当时，由可得 因为 保持8V不变，所以 由图丁可知，在时，当时， 则的时间为 一个周期为6s，一个周期内的时间为 电路工作30min = 1800s，包含周期数为个 所以喷水时间共为 13．(1)a (2)40 (3) 4400 83.3 【详解】（1）根据丙图可知，温度升高时，热敏电阻变大，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，衔铁释放，此时必须停止加热，与上方触点接触，应该处于保温状态，根据P=UI知，则上方触点接触的部分电流小，电阻较大，下方部分的电阻较小，a图上方是两个电阻串联，总电阻较大，下方触点接触是两个电阻并联，总电阻较小，故a符合要求。 （2）水温加热至80℃后可实现自动保温，此时Rt=450Ω，控制电路中电流I2≤10mA=0.01A时，衔铁被释放，根据欧姆定律得到电源电压U=I(R0+Rt) 代入数据有6V=0.01A×(450Ω+R0) 解得R0=150Ω；当控制电路中电流I1≥15mA时，衔铁被吸下，重新开始加热时水箱中的水，此时控制电路的总电阻 此时热敏电阻Rt=R-R0=400Ω-150Ω=250Ω 根据丙图知，此时的温度为40℃。 （3）[1]R1加热状态与保温状态的功率比为4∶1，根据P=I2R可知，加热时的电流是保温时的2倍；加热时的电流 保温时的电流为 该热水器保温挡工作10s产生的热量Q=W=UIt=220V×2A×10s=4400J [2]加热时R1、R2并联，电功率 加热状态下工作30min使50kg的水温度升高了22℃，水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×22℃=4.62×106J 消耗的电能W=Pt=3080W×30×60s=5.544×106J 烧水效率为 14．(1)A (2) (3)C 【详解】（1）太阳能可以从自然界源源不断地获取，属于可再生能源，故选A。 （2）据图可知，入射光线与镜面的夹角是60°，则入射角是 过入射点用虚线作镜面的垂线为法线，由光的反射定律，反射角等于入射角为30°，在法线的右侧画出对应的反射光线，标明反射角，据此作图。 （3）汽轮发电机的原理是电磁感应现象； A．图中是奥斯特实验，是电流的磁效应，说明通电导体周围存在磁场，故A不符合题意； B．图中有电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，故B不符合题意； C．图中无电源，满足闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流，是发电机的原理，故C符合题意； D．电铃的主要部件是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故D不符合题意。 故选C。 15．(1)电磁感应 (2)C (3) 1:10000 (4)15 【详解】（1）发电机是将机械能转化为电能，利用了电磁感应的原理来发电的。 （2）AC．在输送电功率不变时，提高输电电压，由知，输电线的电流变小，在输电线电阻不变时，根据可知输电线损失的功率越小，若能研制出常温下的超导体，导线没有电阻，输电过程中没有电能损耗，就不需要高压输电，故A错误，C正确； B．在输送电压一定时，输送的电功率越大，由知，输电线的电流越大，在输电线电阻不变时，由可知，此时输电过程中损耗的电能越大，故B错误。 故选C。 （3）[1]由题意得输电电流为 输电线上的热损耗功率为 [2]若改用1000kV电压输电，则此时导线上的热损耗功率与原来导线上的热损耗功率之比为 （4）由图2可知电压表测导线两端的电压，电流表测电路中的电流，由欧姆定律可得电路中总电阻为 因每根输电线每千米的电阻为0.2Ω，则导线的总长度为 因为导线是双股的，所以短路位置到甲地的距离为 16．(1)S (2)0.12A (3)80℃ (4) 【详解】（1）由图甲可知，闭合开关后，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，由安培定则可知，电磁铁的上端为S极。 （2）由图乙可知：电暖器中水的温度越高，热敏电阻的阻值越大，控制电路中的电流越小，电磁铁的磁性越弱，最终会导致电磁铁断开。故当电暖器中水的温度达到最大时，电磁铁断开的电流最大。此时滑动变阻器连入电路中的阻值为20Ω，热敏电阻的阻值为，由串联电路电阻的特点可知，电路的总电阻 由欧姆定律可知，此时控制电路中的电流为 即此时电磁铁断开的最大电流为0.12A （3）由（2）可知：电磁铁断开的最大电流为0.12A，若此时减小滑动变阻器连入电路中的阻值，热敏电阻的阻值会变大，由图乙可知，热敏电阻的阻值越大，电暖器中水的温度越高。故当滑动变阻器连入电路中的阻值为0时，热敏电阻的阻值最大为 由图乙可知当时，电暖器可加热的最高温度为 （4）由焦耳定律的变形式可知，通电10min电热丝产生的热量为 17．(1) N C (2)60 (3)40 (4) 减小I1设置值 因为减小I1后，停止加液体时的总电阻变大，R2接入的电阻也变大，最高液面下降 【详解】（1）[1]当开关S闭合，电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知，电磁铁通电时，上端为N极。 [2]由图可知，水位越高，接入电路中的阻值越小，则控制电路中电流越大；当达到最小值时，衔铁被吸合，应断开水泵，所以电动水泵应接在C之间。 （2）当线圈中的电流时，衔铁被释放，添加营养液的电动水泵开始工作。已知是阻值为600Ω的半圆形（O为圆心）电阻丝，其阻值与长度成正比，则每100Ω的阻值对应的圆心角为30°。当液面到达最低位置A处时，QO与水平面成30°夹角，此时接入电路中的电阻对应的圆心角为120°，由比例关系可知，此时电阻丝接入电路中的阻值 最低液面在A处时，，电流达到最大值，即 依据欧姆定律得控制电路的总电阻 所以电阻箱的阻值 （3）电流达到最小值，即 由欧姆定律可得 则控制电路的总电阻 所以电阻丝接入电路中的阻值 由比例关系可知，此时电阻丝接入电路中的电阻对应的圆心角为60°，则QP绕O逆时针旋转30°角，而液面到达最低位置A处时，QO与水平面成30°夹角，即OQ末态位置与初始位置夹角为60°，根据几何关系（等边三角形）可知，Q点上升的高度 所以当液面从最低位置A处上升40cm时停止添加营养液。 （4）因为减小后，停止加液体时的总电阻变大，根据控制电路中的总电阻 可知，在和不变的情况，接入的电阻也变大，即QP绕O顺时针旋转，因此最高液面下降。 18．(1)压缩体积 (2) 电 通电导体在磁场中受到力的作用 (3)132 【详解】（1）使气体液化的方法有降低温度和压缩体积两种。储氢瓶在高压下储存氢气，是通过压缩体积的方式使氢气液化。 （2）[1]氢燃料电池是将化学能直接转化为电能。 [2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 （3）由题意，由，则氢燃料电池卡车行驶72km做的功 由，则燃油完全燃烧放出的热量 由，需要燃烧燃油的质量 已知每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳，则可减排二氧化碳的质量 19．(1) S 增大 短 (2)50Ω (3)0.1A 【详解】（1）[1]开关S闭合后，电流从电源正极流出，流经电磁铁时，伸出右手握住电磁铁，四根手指指向电流方向，发现大拇指朝下，所以电磁铁的下端为N极，则电磁铁的上端为S极。 [2][3]由图可知，光敏电阻与定值电阻串联，且衔铁被吸下时工作电路断开，放开时工作电路接通，由题意可知，光敏电阻R的阻值随光照强度减小而增大，因为天色渐暗时，光敏电阻的阻值增大，导致通过线圈的电流减小，从而启动节能灯；若提高控制电路电源电压，电路中的电流会增大，节能灯工作时间会变短。 （2）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为 （3）节能灯正常发光时，工作电路中的电流为。 20．(1) A 800W (2)6V，30Ω (3)，60Ω，50℃ 【详解】（1）[1][2]K与A接触时只有R2接入电路，电功率 此时的电功率大于25W，所以当触点K与A接触时为加热挡，则 （2）当温度升至55℃时，，电流达到0.08A，衔铁被吸下，即① 当温度降至45℃时，，电流达到0.05A，衔铁被弹起，即② 由①②得， （3）新区间当温度升至70℃时，电流达到0.08A，即， 温度升至70℃时，，所以应再串联一个电阻 当电流为0.05A时，衔铁被弹起，进入加热状态 由表知，当时，温度为50℃，所以新增保温区间最低温度为50℃。 画图如图所示： 21．(1)热 (2)C (3)45000 (4)93.3 【详解】（1）即热式饮水机的加热管通过电阻丝通电后发热来加热水，是根据电流的热效应工作的。 （2）A．为了使该饮水机可以正常工作,接入的电压应与它的额定电压一致，故A正确，不符合题意； B．该饮水机的加热功率较高，通过导线的电流大，因此电源线必须足够粗，电阻小，否则电源线过热易引发火灾，故B正确，不符合题意； C．如果加热管道出现滴水现象，由于水是导体，即使把它堵住后也可能发生触电事故，故C错误，符合题意； D．使用即热式饮水机，即开即用，水无需被反复加热保温，可以避免能量浪费，故D正确，不符合题意。 故选C。 （3）水泵M的额定功率为50W，若该饮水机正常工作20秒，水泵消耗的电能 家庭电路的电压为220V，加热电阻，加热电阻消耗的电能 若该饮水机正常工作20秒，整个电路消耗的总电能是 （4）将400g水从15℃加热到40℃吸收的热量 电热丝的加热效率为 22．(1) 电磁波 通电导体在磁场中受到力的作用 (2)7.2km/h (3)20kg 【详解】（1）[1]无线网络利用电磁波传递信息，因电磁波可在真空中传播，且适用于远距离通信。 [2]电动机工作原理基于通电导体在磁场中受力转动，即电能转化为机械能。 （2）该机器人跑步的平均速度是 （3）某工业机器人质量为70kg，搬着货物静止在水平地面上，由可得此时对地面的压力 总质量 货物质量 23．(1)功率 (2)半导体 (3)电磁波 (4) 【详解】（1）由题可知，锂电池充满电时消耗的电能是固定不变的，由可知，手机快充主要是提高充电适配器的电功率来实现的。 （2）手机芯片需要具备导电性可控的特性，而半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，可通过工艺精确控制其导电性，是制作芯片的核心材料。 （3）手机接打电话时，通话信息需要在空间中远距离传输，电磁波能够在真空中传播，且传播速度快，所以无线通信利用的是电磁波。 （4）已知无线快充功率，充电时间 ，则消耗的电能为 24．(1) 半导体 用电器 (2) 电磁波 响度 (3) 运动 4 【详解】（1）[1] 发光二极管主要是由半导体材料制成的。 [2] 在给智能手表充电时，它的蓄电池将电能转化为化学能，消耗电能，相当于电路中的用电器。 （2）[1]智能手表与手机之间的通讯应用了蓝牙技术，蓝牙通讯应用电磁波，所以智能手表通过接收手机发射的电磁波来接听电话。 [2] 调节手表的音量按键，声音的大小发生改变，可以改变声音的响度。 （3）[1]以手表为参照物，路边的树木的位置发生了改变，所以以手表为参照物，路边的树木是运动的。 [2]由图乙可知，路程，时间，小阳的平均速度为 25．(1)磁 (2)R (3)86 (4) 良好 实际温度控制范围与题目的要求有差距 在控制电路中增加一个滑动变阻器 【详解】（1）电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成的，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成，只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，所以电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的。 （2）闭合开关S时，温室气温为22℃，根据图乙可知：热敏电阻对应的电阻为，此时控制电路中的电流为，没有达到衔铁被吸下时的电流50mA，所以R工作。 （3）电热丝工作5min产生的热量为 室内空气的质量为 空气吸收的热量为 电热丝对室温的加热效率为 （4）[1][2][3]当控制电路中的电流达到50mA时，衔铁被吸下，此时热敏电阻的阻值为 由图乙可知，此时对应的温度是26℃； 当电流降低到32mA时，衔铁弹回，此时热敏电阻的阻值为 此时对应的温度约为18℃；所以温度实际调节范围是18℃～26℃，与题目要求的20℃～30℃有差距。我的评价等级为良好，依据是实际温度控制范围与题目的要求有差距，在控制电路中增加一个滑动变阻器。 【点睛】 26． N 磁 用电器的总功率过大 短路 不会 【详解】[1]根据安培定则，右手握住通电螺线管，四指顺着电流方向（电流从螺线管左端流入、右端流出），大拇指指向右端，说明右端为N极。 [2]空气开关依靠通电线圈产生磁性吸引衔铁切断电路，利用了电流的磁效应。 （1）[3]家庭电路电压恒定，并联的用电器越多，电路总功率越大，根据，总电流会越大，因此总电流增大的原因是用电器总功率过大。 （2）[4][5]用导线直接连接B、D，电流不经过灯泡，属于短路故障；短路时电路电阻极小，总电流会变得很大，烧坏保险丝；电流不经过灯泡，因此灯泡不会被烧坏。 27．(1) 增强 小 (2) (3) 【详解】（1）[1]根据表格数据可知，当孵化器中温度升高到一定温度前，热敏电阻的阻值随着温度的升高而变小；根据控制电路图可知，随着温度升高，控制电路的总电阻在变小；根据欧姆定律可知，通过控制电路的电流变大，电磁铁的磁性增强。 [2]若要降低继电器控制的孵化温度，即让继电器在更低温度下衔铁被吸合。由于电磁铁吸合的条件是控制电路电流，需要在更低温度下仍能使电流达到。因为热敏电阻在低温下阻值较大，未调节滑动变阻器滑片之前，电路的总电阻过大，根据欧姆定律可知，电路的总电流过小，小于；所以，需减小控制电路的总电阻，从而使控制电路电流达到；所以应减小滑动变阻器的阻值，使得总电阻更低，电流值提前到达；因此，滑动变阻器的阻值应该调小。 （2）分析工作电路可知，当继电器的衔铁未被吸下来时，a触点与b触点相连，只有加热电阻接入电路；由可知，此时工作电路处于发热挡。由可得，孵化器的发热功率为 （3）孵化温度为时，继电器的衔铁刚好被吸下，根据题意可知，此时通过控制电路的电流为；由表格数据可知，孵化温度为时，热敏电阻的阻值为；根据欧姆定律可知，此时控制电路的总电阻为 根据串联电阻规律可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值为 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 $