计算题14 内能和电磁学计算综合（题型专练）（江苏专用）2026年中考物理二轮复习讲练测

计算题14 内能和电磁学计算综合 内●容●导●航 第一部分 题型解码 题型概述 考向分类 技巧点拨 第二部分 考向破译 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 内能及热量的相关计算 考向02 开关通断引起的电路综合计算 考向03 滑动变阻器引起的电路变化的综合计算 考向04 图像类问题的综合计算 考向05 电学与热学的综合计算 考向06 电磁学在自动化系统的综合计算 第三部分 题型训练 题●型●解●码 题型概述 本专题是中考物理电学压轴题，最高难度题型，分值8–12分。核心围绕欧姆定律、电功率、动态电路分析、图像解读展开，以滑动变阻器、传感器、多档位电路为背景，结合电表示数变化、功率范围计算、安全阈值判断等命题，综合考查电路分析、公式灵活选用、数据提取与联立求解能力，是中考拉开分差的关键板块。 技巧点拨 1. 电路分析优先：先判串并联、定电表测量对象、找滑动变阻器有效阻值，理清电路骨架； 2. 公式选对是关键：根据已知量与未知量，灵活选用 、、、，避免无效计算； 3. 抓住临界状态：找“刚好满偏”“正常发光”“匀速拉动”等临界条件，作为解题突破口； 4. 图像信息挖掘：从U-I图像、I-R图像中提取关键点（交点、端点、斜率），对应电路状态列方程； 5. 多状态联立：同一电路不同工况（滑片移动、开关通断）下，列多组方程，联立求解未知量（如电源电压、定值电阻）； 6. 单位与安全：统一单位（V、A、Ω、W），时刻牢记电表量程和用电器额定值，确保电路安全。 考●向●破●译 考向01 内能及热量的相关计算 典例引领 【典例1】某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！”同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为J/（kg·℃），水的密度为kg/m3] 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） (1)若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能是多少？ (2)若一天10h集热板中获得的内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ (3)假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 【答案】(1)J (2)m3 (3)不能 【详解】（1）集热板接收的太阳辐射能量为 由可得，集热板中的水获得的内能为 （2）通过蓄水箱对用户全天持续供暖后剩余能量为 由可得，蓄水箱内水的质量为 由可得，蓄水箱的容积为 （3）蓄水箱降低温度可以放出的热量为 可以供暖的天数 所以蓄水箱储存的内能不能为县城用户按标准持续供暖3天。 方法透视 考向解读 中考基础重点考点，常以生活场景（如烧水、取暖、保温）为背景，考查内能变化、热量计算，结合比热容、热值、热平衡等知识，题型以基础计算题为主，难度中等，是后续电学与热学综合计算的基础，常单独命题或作为综合题的基础设问。 方法技能 1. 区分热量类型：明确是物体吸热（如升温）还是放热（如降温），确定对应的公式； 2. 公式精准选用：① 物体吸放热：、（为温度变化量，升温取正值，降温取正值）；② 燃料燃烧放热：（m为燃料质量，q为燃料热值）； 3. 把握热平衡：无热量损失时，（如烧水时，水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，忽略散热）； 4. 单位统一：质量单位用kg，比热容单位用，热值单位用，温度单位用℃，确保计算结果单位为J。 核心知识总结 1. 内能：物体内所有分子动能和分子势能的总和，改变内能的方式有做功和热传递，热传递的本质是内能的转移； 2. 比热容（c）：反映物质吸热能力，是物质的特性，与物质种类、状态有关，与质量、温度变化无关（如水的比热容为）； 3. 热值（q）：燃料的特性，与燃料种类有关，与燃料质量、燃烧是否充分无关； 4. 关键提醒：温度变化量，不可直接用末温或初温代入计算。 变式演练 【变式1-1】（2025·陕西商洛·三模）如图-1所示，某品牌增程式电动汽车，是以电力驱动为主，燃油发电为辅的新能源汽车。其工作原理可概括为“电机直驱，燃油发电补能”，工作流程如图-2所示：当蓄电池电量充足时为纯电驱动模式，动力电池供电，由电动机直接驱动车轮，此时发动机不工作；当蓄电池电量降低到设定阈值时启动增程模式，增程器（由内燃机和发电机组成）发电为电动机直接供电，剩余电能存储至电池。某次测试中该汽车在“纯电模式”下匀速行驶15km，蓄电池储存的电量从30%减少至25%。已知汽车受到的阻力为500N，蓄电池容量为50kW·h，汽油热值为。求： (1)测试中，牵引力所做的功是多少？ (2)汽车的电驱综合效率η1是多少？（百分号前保留整数） (3)若启动增程模式完成上述测试，增程模式下测试的综合效率为35%（综合效率输出的有用能量），该测试结束时，蓄电池电量增加了2%，则增程模式下，完成测试需消耗汽油多少升？（结果保留1位小数） 【答案】(1) (2)83% (3)0.9L 【详解】（1）因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力 牵引力所做的功为 （2）由题意可知，测试中蓄电池消耗的能量为 电驱综合效率 （3）由（1）知，增程模式下，完成相同测试，牵引力做的功，由题知，蓄电池增加的电量 输出的总有用功为 汽油燃烧放出的热量 消耗汽油的体积 【变式1-2】（24-25九年级下·黑龙江大庆·开学考试）图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电。测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。（燃油热值q＝4.0×107J/kg） 电机 输出最大功率/kW 40 电池 输出电压/V 300 最大容量/J 1.0×108 整车 质量/t 1 (1)求汽车在燃油条件下以50km/h的速度匀速行驶的牵引力F； (2)“吨百公里能耗”是衡量新能源汽车的一项重要指标。“J/(100km·t)”是指车辆消耗的能量与行驶路程和车辆总质量乘积的比值。求该车在测试过程中的吨百公里能耗为多少J/(100km·t)，并计算汽车的能量利用率； (3)在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能。该车在电池充满电的情况下以20km/h最多可行驶多少km。 【答案】(1)2000N (2)8×108J/(100km·t)，37.5% (3)160km 【详解】（1） 汽车以50km/h的速度匀速行驶，由图乙可知，阻力f = 2000N。由于汽车匀速行驶，牵引力F等于阻力f，则牵引力F = 2000N。 （2）汽车行驶1小时，速度为50km/h，行驶距离为50km。所做机械功 燃油消耗量为10kg，燃油热值为4.0×107J/kg，消耗的总能量Q燃油​=m燃油q=10kg×4.0×107J/kg=4.0×108J 蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至80%，即增加了50%的最大容量。最大容量为1.0×108J，则增加的电能ΔW电​=（80%-30%）×1.0×108J=5.0×107J 汽车的能量利用率 （3）蓄电池充满电的最大容量为1.0×108J，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电，则测试过程中能提供的最大电能W最大=(1-20%)×1.0×108J=8×107J 假设电能全部转化为机械能，则转化的机械能W机械=W最大=8×107J 由图乙可知，当v' = 20km/h时，阻力f '= 500N，则牵引力F'=500N。行驶的最大距离为 考向02 开关通断引起的电路综合计算 典例引领 【典例2】（2026·河北邯郸·一模）如图所示电路，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样，变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样。闭合开关S、，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电压表示数为2V，求： (1)小灯泡L的额定电流； (2)此时整个电路消耗的电功率； (3)若更换电源，只闭合开关S、，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图所示（量程未知），当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘处。求定值电阻的可能值。 【答案】(1) (2) (3)或 【详解】（1）小灯泡L的额定电流为 （2）分析电路可知，闭合开关S、，小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测的电压。根据串联电压规律，电源电压为 此时整个电路消耗的电功率 （3）若更换电源，只闭合开关S、，和滑动变阻器串联，电压表测的电压。因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以由图可知，电流表选择的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，则此时电路中的电流为0.5A。若电压表的量程为0~15V，则其示数为12V，滑动变阻器的阻值为 变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样，所以这种情况不符合题意；若电压表的量程为0~3V，则其示数为2.4V，滑动变阻器接入电路的阻值为 符合题意。故电压表的量程为0~3V，示数为2.4V。当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘处。若电流表达到满偏0.6A，则电流表示数增大的值为 电压表示数减小的值为 根据串联电压规律，两端电压变化量和电压表示数变化量相等，则阻值为 若电压表示数达到满偏3V，则电压表示数增大的值为 根据串联电路电压规律可知，两端电压变化量和电压表示数变化量相等，也为0.6V，电流表示数减小的值为 则阻值为 所以定值电阻的阻值可能为或。 方法透视 考向解读 中考高频压轴考点，侧重开关通断改变电路结构（串并联切换），结合用电器额定值、电表量程，考查电路电流、电压、功率的计算及安全判断，常涉及多状态对比计算，难度中等偏上。 方法技能 1. 分状态分析：明确不同开关组合下的电路连接方式（串/并）、电表测量对象； 2. 优先求已知量：根据用电器额定值（如“正常发光”），用、求出定值电阻或额定电流； 3. 利用电源电压不变列方程：不同开关状态下，电源电压等于各部分电压之和（串联）或等于支路电压（并联）； 4. 安全判断：结合电表量程、用电器额定电流，确定电路最大/最小电流，进而求功率范围。 核心知识总结 1. 开关通断是改变电路结构的关键，需准确区分“串联”“并联”“短路”三种状态； 2. 电源电压恒定是多状态联立求解的核心突破口； 3. 用电器正常工作时，实际电压、电流、功率等于其额定值； 4. 串联电路分压、并联电路分流，可快速判断电表示数变化趋势。 变式演练 【变式2-1】（2026·湖南长沙·一模）如图所示，灯泡上标有“5V  2.5W”的字样，灯的电阻随温度的变化忽略不计，电阻的阻值为，滑动变阻器上标有“  2A”字样，电流表的表盘如图乙所示。则 (1)灯泡正常工作时的电流为多大？ (2)若电源电压为12V，当只闭合开关，移动滑片使灯泡恰好正常发光。求此时滑动变阻器的阻值； (3)当闭合所有的开关，用一个电阻替换电阻，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器，发现电流表的最大示数与替换前相比，减小了0.2A，电流表的最小示数与替换前相比，变化了0.6A，计算电源电压U的值。 【答案】(1)0.5A (2) (3)56V 【分析】利用P=UI解题；利用串联电路电流、电压规律以及欧姆定律变形式求解；分析电路可知连接方式为并联，考虑电表量程以及电学元件安全值，利用并联电路电路、电压规律以及欧姆定律，结合题干中的电流变化量列式求解，需要注意排除不可能出现的情况。 【详解】（1）灯泡上标有“5V 2.5W”的字样，说明灯泡的额定电压为5V，额定功率为2.5W，正常工作时，电流 （2）只闭合时，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡正常发光，因此电路电流 根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压 滑动变阻器接入阻值 （3）闭合所有开关后，灯泡被短路，与并联，电流表测干路电流，滑动变阻器允许最大电流为，电流表量程为，干路最大电流不超过。 分类讨论： <1>如果替换前后，电流表的示数均达到最大值3A，则与电流表的最大示数发生变化矛盾，故此种情况排除； <2>如果替换前后，滑动变阻器允许通过的电流均达到最大值2A 则原电流表最大值为 替换后电流表最大值为 由题意知前后两次电流表的最大示数变量为 原电流表最小值为 替换后电流表最小值为 由题意知前后两次电流表的最小示数变量为 电流表最大示数变化量与最小示数变化量结果不同，表达式相同，发生矛盾，故此种情况排除； <3>如果替换前电流表先达到最大值3A，替换后滑动变阻器允许通过的电流先达到最大值2A， 则原电流表最大值为 替换后电流表最大值为 由题意知前后两次电流表的最大示数变量为 得到① 原电流表最小值为 替换后电流表最小值为 由题意知前后两次电流表的最小示数变量为为② 由①②可得到电源电压 【变式2-2】（2026·河北张家口·一模）如图所示，将可调压电源调至9V，滑动变阻器标有“30Ω  1A”，的阻值为，小灯泡L标有“6V  3W”字样，电流表的测量范围为。闭合开关S，断开、，调节滑片P，使小灯泡正常发光。 (1)求小灯泡正常发光时的电阻； (2)求此时滑动变阻器接入电路的阻值； (3)将可调压电源调至某电压值，闭合开关S、、，在保证电路安全的条件下调节滑片P，电流表示数最大值与最小值之比为，求电源电压的可能值。 【答案】(1)12Ω (2)6Ω (3)15V 【详解】（1）小灯泡正常发光时的电流 小灯泡正常发光时的电阻 （2）闭合开关S，断开、，灯L与串联，小灯泡正常发光，故。滑动变阻器两端的电压 通过滑动变阻器的电流 此时滑动变阻器接入电路的阻值 （3）闭合开关S、、，灯泡被短路，R1与R2并联 ①若电流表示数能达到3A，即，滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电流表示数最小 解得，此时 超过滑动变阻器允许通过的最大电流，故不符合题意，舍去。 ②若电流表示数不能达到3A，电流表的最大示数为 解得，此时，干路最大电流小于电流表的测量范围，则电源电压为15V合理。 考向03 滑动变阻器引起的电路变化的综合计算 典例引领 【典例3】（25-26九年级下·湖南长沙·开学考试）在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，定值电阻，滑动变阻器标有“100Ω  1A”字样。只闭合开关S、，移动滑动变阻器的滑片至某一位置A（图中未画出），此时电流表的示数为，的功率为，则此时两端电压为；只闭合开关S、，保持滑动变阻器的滑片仍位于位置A，此时电流表的示数为，的功率为，再次移动滑动变阻器的滑片至另一位置B，电压表的示数变化为，电压表的示数变化为。已知，。求： (1)； (2)； (3)只闭合开关S、，保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片，则该电路总功率的最大值与最小值的差值。 【答案】(1)6 (2)3:2 (3)7.2 【详解】（1）闭合开关S、，移动滑动变阻器的滑片至某一位置A，与变阻器串联，电流表测电路电流，则此时两端电压为 （2）闭合开关S、，保持滑动变阻器的滑片仍位于位置A，、与变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测与变阻器的总电压，电压表测、的总电压，已知 根据，则I1与I2之比为 故 （3），则，则电源电压为 代入数据可得…… ① 移动滑动变阻器的滑片至另一位置，电压表V1的示数变化为，电压表V2的示数变化为，由欧姆定律可知对阻值一定的导体来说 已知 则 整理可得……② 把②代入①解得，。 闭合S、，滑动变阻器接入电路阻值为0时，电路中电流最大为 故电路中最大电流为，滑动变阻器接入电路最大阻值时，电路中电流最小为 此时电压表V1的示数为 故当电压表V1的示数为15V时，电路中电流最小，为 则该电路总功率的最大值与最小值的差值为 方法透视 考向解读 本考向主要聚焦于滑动变阻器在电路中引起的动态变化问题，是欧姆定律和电功率综合计算的重点和难点。核心在于分析滑动变阻器滑片移动时，电路中的电阻、电流、电压如何随之改变，并结合电流表、电压表的量程、用电器的额定值等限制条件，求解相关物理量的极值、比值或特定值。 方法技能 1. 明确电路结构：判断滑动变阻器与其他用电器的连接方式（串/并），确定电表测量的具体对象； 2. 抓住动态核心：滑片移动→滑动变阻器接入阻值变化→电路总电阻变化→总电流（或总电压）变化； 3. 分步推导：根据欧姆定律、串并联规律，推导各用电器两端电压、通过电流的变化； 4. 极值求解：结合电表量程、用电器额定值、滑动变阻器最大阻值，确定电路电流、电压的最大/最小值，进而计算功率、电阻等极值。 核心知识总结 1. 滑动变阻器的核心作用：改变接入电路的阻值，从而改变电路中的电流和部分用电器的电压； 2. 串联电路中，滑动变阻器阻值越大，其分得的电压越大，其他用电器分得的电压越小； 3. 并联电路中，滑动变阻器阻值变化不影响其他支路电流，只改变自身支路电流和干路电流； 4. 动态电路计算的关键：抓住“电源电压不变”“定值电阻阻值不变”两个不变量。 变式演练 【变式3-1】（2025·湖南衡阳·模拟预测）在如图所示的电路中，电源电压可以调节，定值电阻标有“”字样。当只闭合开关，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表示数是，电流表的示数为；当只闭合开关，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电压表示数是；当闭合开关和，断开开关，滑动变阻器R的滑片P在最左端时，电流表的示数为。已知：，。求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)定值电阻的阻值； (3)若只重新调节电源电压，现将一个电压表并联在或两端。只闭合开关，移动滑片P，在电路安全工作的情况下电压表示数的变化范围为。请指出电压表接入的位置，并求出电路的最大功率。 【答案】(1) (2) (3)见详解 【详解】（1）当只闭合开关S1，滑片P在最右端时，电阻R1与滑动变阻器R2的最大阻值串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。设电源电压为U，滑动变阻器最大阻值为R2max。根据欧姆定律有：   ①        ② 当只闭合开关S2，滑动变阻器的滑片在最左端时，电阻R1与电阻R3串联，电压表测电阻R1两端的电压。 电路中电流为 ③ 当闭合S1和S3，断开S2，滑动变阻器的滑片在最左端时，电阻R1与电阻R3并联，电流表测通过R1的电流。 有④ 由可得， 则 （2）由可得， 则 （3）当电压表接在R1两端时，若电压表示数为15V，此时电路中的电流为 故这种情况不符合电路安全。 当电压表接在R2两端时，若R2取最小值时，电流最大值为，此时电压表示数为6V。 此时R1两端的电压为   电源电压为 电路的最大功率为 【变式3-2】（2025·河北石家庄·三模）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“6V 3W”字样，灯丝电阻不随温度改变，定值电阻阻值与滑动变阻器最大阻值相等。当开关、都断开，滑片从端滑到某一位置时（图中未标出），滑动变阻器的电阻减小了，电流表示数变化了，此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合开关、。电流表示数又变化了。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)电源电压和滑动变阻器的最大电阻； (3)若不清楚电路中各开关闭合或断开的状态，电流表所选量程不变，滑动变阻器调节范围为至最大，现移动滑片P，保证电路中各元件均安全工作，求整个电路总电功率的变化范围。 【答案】(1)12Ω (2)9V，18Ω (3)2.7W~27W 【详解】（1）灯泡L标有“6V 3W”字样，由可得，灯泡正常发光时的电阻为 （2）当开关、都断开时，此时灯泡L和变阻器R串联，电流表测的是电路电流；滑片从端滑到某一位置时（图中未标出），滑动变阻器的电阻减小了，电路总电阻减小，根据欧姆定律可知，电流表示数增大，且增大了，此时灯泡恰好正常发光，根据可得，当滑片滑到位置c时，电路电流为 可知当滑片滑到位置b时，变阻器连入电路的电阻最大，此时的电路电流为 根据串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压为 ① 当滑片滑到位置c时，滑动变阻器的电阻减小了，根据串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压为 ② 联立①②解得，电源电压为，滑动变阻器的最大电阻为。 （3）保持滑片P的位置不变，即变阻器接入电路的电阻为 定值电阻阻值与滑动变阻器最大阻值相等，所以，定值电阻阻值为 闭合开关、，此时定值电阻和滑动变阻器并联，电流表测的是干路电流，根据欧姆定律可得，此时干路电流为 大于0.6A，所以电流表是选择大量程（3A）接入电路中；由于不清楚电路中各开关闭合或断开的状态，电流表所选量程不变，滑动变阻器调节范围为至最大，现移动滑片P，保证电路中各元件均安全工作，要得到电路的最小总电功率，根据可知，需计算出电路的最小电流，根据欧姆定律可知，需计算出电路的最大总电阻，由电路图分析可知，当开关S1、S2断开，变阻器连入电路的电阻最大时，电路的总电阻最大，根据欧姆定律可得，此时电路电流最小为 则电路最小总功率为 当开关S1闭合，S2闭合，变阻器连入电路的电阻为3.6Ω时，此时两电阻并联，电路的总电阻最小，根据并联电路特点和欧姆定律可得，此时电路电流最大为 恰好为电流表的最大测量值，电流表安全，所以，电路最大总功率为 综上，整个电路总电功率的变化范围为2.7W~27W。 考向04 图像类问题的综合计算 典例引领 【典例4】（25-26九年级下·上海·月考）如图1（a）所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为一激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，a、b间接一“示波器”（示波器的接入不影响电路）。光敏电阻两端的电压随时间变化的图像，可由示波器显示出来。水平传送带匀速前进，每当产品从传送带上通过S与R之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住，示波器显示的电压随时间变化图像如图1（b）所示。已知计数器电路的电源电压恒为6伏，保护电阻R2的阻值为10欧，则： (1)光敏电阻在没有货物经过时的电阻值。 (2)其中每一个货物经过时，电流通过光敏电阻产生的热量。 (3)现将R1和R3构成一个特殊结构的元件（如图2所示），并将它们封闭在不透明的金属壳内，a，b为两个接线柱。某学生为了研究这一特殊元件的电学特性，通过查阅资料，得知R3是一种由特殊金属制成的导体，其阻值随环境温度t（单位为℃）的变化关系为Rt＝20﹣0.5t（单位为欧）该元件的额定电压是10伏，为了既不破坏元件的结构，但又能测定B的额定功率，他使用（如图3所示）的器材，当该元件正常工作时，图示的电流表指针示数刚好满偏，利用这些数据测出了R3的额定功率。请你回答以下问题： ①求出R3在正常工作时的额定功率。 ②此时刻的环境温度为多少℃。 【答案】(1)10Ω (2)0.16J (3)25W；32 【分析】（1）因为无货物经过时光敏电阻有光照，阻值小，结合图(b)可知此时其两端电压，又因为R1与R2串联，所以先根据串联电路电压规律求出R1两端电压，再由欧姆定律求出电路电流，最后根据欧姆定律计算此时R1的阻值。 （2）因为有货物经过时光线被挡，光敏电阻阻值大，结合图(b)可知此时其两端电压和通电时间，先根据串联电路电压规律求出R2两端电压，由欧姆定律求出此时电路电流，再计算电流通过光敏电阻产生的热量。 （3）因为特殊元件是R1与R3并联，元件正常工作时电压为额定电压，结合图3可知电流表测的是干路电流，且已知R1在额定电压下的电流，所以先根据并联电路电流规律求出R3的电流，再计算R3的额定功率； 因为已知R3的额定电压和电流，所以先由欧姆定律求出R3正常工作时的阻值，再代入R3的阻值与温度的关系式，计算出环境温度。 【详解】（1）由题知，R1与R2串联接在6V电源上，没有货物经过时，激光可以照射到光敏电阻R1，由题意得：有光照射时R1阻值较小，则串联分压更小，结合图(b)可知，此时R1两端电压，则R2的电压 串联电路电流相等，此时电路电流 所以光敏电阻在没有货物经过时的电阻值 （2）货物经过时，挡住激光， R1无光照射，阻值大，分压大，结合图(b)得此时，每次货物挡住光线的时间 此时R2的电压 此时电路电流 所以每一个货物经过时，电流通过光敏电阻产生的热量 （3）由图2可知，R1与R3并联，金属盒不透明，R1始终无光照射，由第二问可知无光时光敏电阻电阻值 元件正常工作时并联电压等于额定电压，则通过R1的电流为 电流表测干路电流，由图2知，电流表接0~3A量程，满偏总电流为3A，由于并联干路电流等于支路电流和，则通过R3的电流 所以额定功率 此时R3的阻值 代入Rt＝20﹣0.5t，即4= 20 − 0.5�� 解得t=32°C。 方法透视 考向解读 含图像类欧姆定律和电功率综合计算是中考物理的难点之一，其核心在于从图像中准确提取关键信息，并将其与物理公式相结合。这类问题通常会给出电流与电压关系图像、电压与时间关系图像、电阻与温度关系图像等，要求学生能够根据图像的横纵坐标含义、斜率、截距、交点、拐点以及图线的变化趋势等，分析电路状态的变化，进而求解电阻、电流、电压、电功率、电功、热量等物理量。 方法技能 1. 解读图像：明确图像横纵坐标代表的物理量，理解图线的物理意义（如U-I图像斜率表示电阻）； 2. 提取关键点：找出图像中的交点、端点、拐点，明确每个关键点对应的电路状态（如“正常发光”“恰好满偏”）； 3. 结合公式计算：将关键点对应的物理量代入欧姆定律、电功率、焦耳定律等公式，列方程求解； 4. 多图像联动：若涉及多个图像，需找到图像间的关联量（如电阻、电流），联立求解未知量。 核心知识总结 1. 常见图像规律：U-I图像中，定值电阻的图线是过原点的直线，滑动变阻器的图线是曲线；R-t图像中，热敏电阻、光敏电阻的图线随温度/光照强度线性或非线性变化； 2. 图像关键点对应电路临界状态，是解题的突破口； 3. 计算时需注意单位统一，图像中数据的单位要与公式中单位保持一致。 变式演练 【变式4-1】（25-26九年级下·重庆·开学考试）若把空气炸锅单独接入家庭电路中持续工作2min，电能表上标有3000r/（kW·h）的字样，其转盘正好转了100转，这段时间空气炸锅内200g的薯条温度升高了80℃。求： (1)空气炸锅此时的实际功率是多少？ (2)这个过程薯条吸收的热量是多少？[] (3)空气炸锅的电路图如图乙所示，控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示；当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热；则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？ 【答案】(1)1000W (2) (3)200℃ 【详解】（1）空气炸锅消耗的电能 所用时间 空气炸锅此时的实际功率 （2）薯条吸收的热量 （3）控制电路中，R3的阻值调为100Ω，由图丙可知，当加热温度设定为150℃，R2的阻值是30Ω，衔铁向上弹起，停止加热，根据串联电路的电阻特点可知，此时控制电路的总电阻 当R3的阻值调为80Ω时，由于衔铁被释放时的电流不变，电源电压也不变，则总电阻不变，所以此时R2的阻值 由图丙可知，对应的加热温度设定为200℃。 【变式4-2】（25-26九年级上·湖南长沙·期末）最近，宁乡市很多居民都在进行旧房翻新的工作，翻新后新的家具新的涂料难免会释放大量的甲醛气体。甲醛（分子式HCHO）无色、具有强烈气味的刺激性气体，略重于空气，易溶于水。根据中华人民共和国国家标准GB/T18883-2002《室内空气质量标准》：房间里甲醛浓度上限值为，表示在每立方米空气中甲醛含量不超过0.1毫克即为达标。小明为了测出自家新装修的房间里甲醛气体的浓度，设计了“甲醛气体浓度检测仪”，如下图甲是其简化的工作电路，已知电源的电压为6V，定值电阻，甲醛气体传感器的阻值随甲醛气体浓度的变化关系如图乙所示。电压表的示数对应不同的甲醛气体浓度，电压表的测量范围为，请回答下列问题： (1)闭合开关，房间里甲醛气体的浓度为时，电压表的示数为多少； (2)当电压表的示数为2V时，房间里甲醛气体的浓度为多少； (3)当电路消耗的总功率为0.72W时，房间里的甲醛气体的浓度是否达标。（写出必要的文字说明包括表达式及计算过程） 【答案】(1)1.5V (2)0.15 (3)见解析 【详解】（1）由电路图可知，甲醛气体传感器R1与定值电阻R0串联，电压表测量R0两端的电压。根据图乙可知，当甲醛气体的浓度为0.1mg/m3时，甲醛气体传感器R1的阻值为30Ω。电路中的总电阻为 根据欧姆定律，电路中的电流为 电压表的示数，即R0两端的电压为 （2）当电压表的示数U0 = 2V时，根据欧姆定律，电路中的电流为 此时电路的总电阻为 根据串联电路电阻的特点，甲醛气体传感器R1的阻值为由图乙可知，当R1的阻值为20Ω时，对应的甲醛气体浓度为0.15mg/m3。 （3）当电路消耗的总功率时，根据电功率公式，电路的总电阻为 此时甲醛气体传感器R1的阻值为 由图乙可知，当R1的阻值为40Ω时，对应的甲醛气体浓度小于0.1mg/m3，所以房间里的甲醛气体浓度达标。 考向05 电学与热学的综合计算 典例引领 【典例5】（2026·广东深圳·一模）小林同学家的浴室使用储水式电热水器，其内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。 （一）控制电路：电源电压恒为12V，电流鉴别器相当于电流表，R0为定值电阻（阻值为250Ω），Rt为热敏电阻，其阻值随水温的变化关系如图乙所示。 （二）加热电路：电压为220V，加热电阻R1的阻值为24.2Ω。当热水器中水温降到40℃时，鉴别器中电流为0.03A，开关S2闭合，加热电路开始加热；当水温升至某温度时，鉴别器中电流为0.04A，开关S2断开，加热电路停止加热。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]求： (1)该热水器的加热功率； (2)停止加热时水的温度； (3)不计热损失，该电热水器将10kg的水从40℃开始加热至停止所需的时间。 【答案】(1)2000W (2)80℃ (3)840s 【详解】（1）热水器的加热功率 （2）已知控制电路中电流为0.04A，开关S2断开，加热电路停止加热，此时控制电路总电阻 则此时热敏电阻阻值 由图乙可知停止加热时水的温度为。 （3）水从40℃开始加热至停止吸收的热量 不计热损失……① ……② 联立①②可得 方法透视 考向解读 电学与热学的综合计算是中考物理的重点和难点，它将电学中的电功、电功率等知识与热学中的热量计算紧密结合，通常涉及用电器工作时电能与内能的转化过程。这类问题往往以生活中常见的用电器（如电热水器、电暖器、电饭煲等）为背景，要求学生能够分析电路结构，计算用电器的电功率、消耗的电能，以及这些电能转化为内能后被物质吸收（或放出）的热量，进而解决与温度变化、加热时间等相关的实际问题。 方法技能 1. 区分电路状态：明确用电器的工作状态（加热/保温），判断电路连接方式（串/并），计算用电器电功率； 2. 计算电能：用、、计算用电器消耗的电能； 3. 计算热量：用（吸热）、（放热）计算物质吸收或放出的热量； 4. 考虑能量效率：若存在热损失，用计算效率，明确有用能量（被物质吸收的热量）和总能量（消耗的电能）。 核心知识总结 1. 电能与内能的转化：电流做功过程就是电能转化为内能的过程，理想情况下（无热损失），； 2. 比热容是热学计算的核心物理量，反映物质吸热能力，计算时需注意物质状态（如水的比热容固定）； 3. 用电器的实际功率决定加热快慢，实际功率越大，单位时间内产生的热量越多； 4. 效率计算的关键：分清有用能量和额外能量，额外能量通常为热损失（如散热）。 变式演练 【变式5-1】（2026·上海徐汇·一模）图（a）是某电热水袋及其内部结构，其工作电路可简化如图（b）所示。袋内充水的质量为1kg，将它接入家庭电路中，电压U为220V，加热电阻的阻值为110Ω。求： (1)通过加热电阻的电流以及工作10s产生的热量； (2)热水袋内水的温度升高50℃，求此过程中水吸收的热量；[] (3)将一个热敏电阻接入工作电路，其阻值随温度变化见表。通过设定加热电阻的最小工作电流值，实现控温，从而避免热水袋过热。 温度（℃） 电阻（Ω） 25 20 50 40 60 80 65 400 70 5000 80 10kΩ以上 ①写出热敏电阻与加热电阻之间的电路连接方式及理由； ②若加热电阻所设定的最小工作电流值为0.40A，通过计算说明该热水袋的控温范围。 【答案】(1)2A，4400J (2) (3)①串联，见解析；②65℃~70℃ 【详解】（1）根据欧姆定律，通过加热电阻的电流为 根据焦耳定律，工作10s产生的热量为 （2）根据热量计算公式，水吸收的热量为 （3）[1]从题中可知，为控制加热电阻的最小工作电流值，需将热敏电阻R2与加热电阻进行串联，由可知，当温度升高（即R2阻值变大），电路中的电流就会随之变小，根据可得加热电阻产生的电热变小，从而避免热水袋过热，实现温控。 [2]当电路中的电流为设定的最小工作电流Imin = 0.40A时，电路的总电阻为 因为加热电阻与热敏电阻R2串联，此时热敏电阻R2的阻值为 查表可知，当温度为65℃时，R2的阻值为400Ω；当温度为70℃时，R2的阻值为5000Ω。 由于，所以当电流减小到0.40A时，热水袋的温度在65℃到70℃之间，此时加热功率显著降低，实现了温度控制。因此，该热水袋的控温范围是65℃到70℃。 【变式5-2】（2025·辽宁锦州·二模）如图是某电压力锅的简易原理图，A为密闭锅体，为加热电阻，其阻值为48.4Ω，L为指示灯，为保温电阻，为电源开关，为压力开关。闭合后，电流通过对电压力锅加热，当锅内气体压强达到设定值121kPa时，水开始沸腾，锅底向下移动，压力开关与触点a断开，并与b点接通，起到控压控温的目的，该保温电路的功率为110W。求： (1)电压力锅保温电路的电流； (2)电压力锅加热10min产生的热量； (3)某次用电压力锅烧水，已知锅内水的质量为3kg，初温为25℃，测出从闭合开关到L指示灯亮用了20min，求电压力锅这次烧水的电热效率。[水的比热容：，水的沸点t与气体压强p的关系如表] t/℃ 100 105 110 112 114 116 118 120 p/kPa 101 121 143 154 163 175 187 199 【答案】(1)0.5A (2) (3)84% 【详解】（1）当电压力锅处于保温状态时，开关闭合，与b点接通，指示灯L与保温电阻串联。已知保温电路的功率，电源电压。根据电功率公式，可得保温电路中的电流 （2）当电压力锅处于加热状态时，开关闭合，与a点接通，电路为的简单电路。已知电源电压，加热电阻，加热时间 电压力锅加热10min产生的热量 （3）根据题意，当锅内气体压强达到121kPa时，水开始沸腾。查表可知，此时水的沸点，水从初温加热到沸腾吸收的热量 由可知，电压力锅加热的功率 则电压力锅加热20min消耗的电能 电压力锅这次烧水的电热效率 考向06 电磁学在自动化系统的综合计算 典例引领 【典例6】（2026·重庆·一模）如图所示是某恒温电热水器的电路图，由控制电路和工作电路两部分组成。为热敏电阻置于水箱中，其阻值随水箱内水温的升高而减小，如表所示。电磁铁线圈电阻阻值为，当电磁铁中电流达到时，继电器衔铁被吸下来，工作电路进入保温状态。、为纯电热丝，均置于水箱中，其中。已知电热水器中预设水温为，线圈电阻和热敏电阻自身产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计。求： 水温 35 40 45 50 55 阻值 28 20 15 12 10 (1)控制电路的电源电压； (2)已知该电热水器的效率为，水箱内储有初温为、质量为的水，当电路处于加热状态正常工作后，水箱内水的末温； (3)为了满足用户的需求：预设水温在间连续可调，请对该电路进行改进，使其在间任意温度下均可进入保温状态。在虚线框内画出改进后的控制电路图，并注明所用元件的最小规格。（写出计算过程） 【答案】(1)8V (2)42℃ (3) 电源电压至少需为9V，串联的滑动变阻器最小规格为8Ω / 电源电压的调节范围应为7.4V~9V 【分析】因为要在间任意温度进入保温状态，即控制电路电流达到时的总电阻需随变化而调整，所以要在控制电路中串联一个滑动变阻器。分别找到和时的阻值，根据计算对应温度下控制电路的总电阻，再计算滑动变阻器需要调节的阻值范围，确定其最小规格。根据计算结果画出改进后的控制电路图。 【详解】（1）由表格可知，当时，，电源电压为 （2）当水温低于设定温度时，控制电路中电流较小，电磁铁磁性弱，衔铁被弹簧拉起，动触点与上方静触点接通，工作电路中只有电热丝R3接入电路，此时电热水器处于加热状态。加热50min消耗的电能 电热水器的效率为70%，水升高的温度为 则水的末温为 （3）方案一：增大电源电压，在控制电路中串联一个滑动变阻器，改进后的控制电路图如图所示： 当时，， 电源电压至少需为9V 当时，， 串联的滑动变阻器最小规格为8Ω 方案二：将电源换为可调电源，改进后的控制电路图如图所示： 当时，， 当时，， 电源电压的调节范围应为7.4V~9V 方法透视 考向解读 本考向主要聚焦于电磁学知识在自动化系统中的综合应用，这类题目通常将电磁继电器、传感器（如热敏电阻、光敏电阻等）与电路计算、能量转化等知识点相结合，重点考查学生对电路状态分析、欧姆定律、电功率及焦耳定律的综合运用能力，常以恒温控制、自动报警、智能监测等实际场景为背景，难度较高。 方法技能 1. 区分控制电路与工作电路：控制电路由电源、传感器、定值电阻、电磁铁组成，控制电磁继电器的动作；工作电路由用电器、电磁继电器触点组成，实现用电器的通断控制； 2. 明确继电器动作条件：确定电磁铁吸合/释放的临界电流，结合欧姆定律计算控制电路的总电阻； 3. 分析传感器特性：根据传感器（热敏、光敏）的阻值变化规律，结合临界电流，确定对应的控制条件（如温度、光照强度）； 4. 综合计算：结合工作电路的连接方式，计算用电器的功率、消耗的电能，或结合能量效率求解相关物理量； 5. 电路改进：根据控制要求，通过添加滑动变阻器、可调电源等元件，调整控制电路的临界条件。 核心知识总结 1. 电磁继电器的核心作用：用控制电路的小电流控制工作电路的大电流，实现自动化控制； 2. 传感器的作用：将非电学量（温度、光照、烟雾浓度）转化为电学量（电阻变化），进而控制控制电路的电流； 3. 控制电路与工作电路相互独立，控制电路的电流变化决定工作电路的通断状态； 4. 计算时需分别分析两个电路，利用控制电路的临界电流关联两个电路的工作状态。 变式演练 【变式6-1】（2026九年级下·山东青岛·学业考试）家用食具消毒柜是对家庭餐具进行消毒、烘干的生活健康器具。某品牌消毒柜的电路原理图如图所示，下表是它的部分参数，消毒电路由、紫外线灯管L、发热管、温控开关K组成，K开始时处于闭合状态，当柜内温度超过120℃时断开，当温度降到120℃以下时自动闭合，烘干电路由、发热管、电磁继电器开关组成，其中正常工作时的功率为烘干功率，烘干时，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A，衔铁被吸起，触点D、E断开；当电磁铁线圈中电流减小到0.01A，衔铁被释放，触点D、E重新接触，使烘干温度维持在55℃~85℃。控制电路电压，是定值电阻，是热敏电阻，其温度与消毒柜内温度相同，阻值随温度升高而减小，电磁铁线圈的电阻忽略不计。 额定电压 220V 紫外线灯管功率 20W 烘干功率 500W 烘干温度 55℃~85℃ (1)烘干期间，当消毒柜内温度为55℃时，控制电路中的阻值为。则当消毒柜内温度为85℃时，的阻值为多少？ (2)某次使用时，将餐具放入消毒柜内，关闭好柜门，将插头插入家庭电路的插座中，电压为220V。闭合开关S、，对餐具消毒15min；断开开关，闭合S、，再烘干60min。若本次消毒、烘干电路实际消耗的电能为。其中，消毒时，L和同时正常工作时通过消毒电路的总电流为1A；烘干时，实际工作时间为总烘干时间的20%，求：①的阻值  ②实际工作时间？ (3)对于重油餐具、奶瓶、砧板等需要深度消毒的物品，温度越高杀菌效果越好。若要将此洗碗机的烘干温度整体提高（例如提高到60℃~90℃），请分析：应如何调整控制电路中的元件才能实现？写出的具体的分析思路。 【答案】(1) (2)①，② (3)已知RT的阻值随温度升高而减小，要使烘干温度整体提高，需要衔铁触发动作（电流达到0.01A、0.02A）时，对应RT阻值更小、温度更高。触发电流大小不变，若控制电路电压U不变，根据欧姆定律可知，总电阻不变，由于新触发点对应RT更小，因此需要增大定值电阻R3的阻值，即可让温度区间整体上移，实现提高烘干温度的目的；若保持R3不变，减小控制电路电压U也可以实现该效果。 【详解】（1）由题意，温度为55℃时，衔铁释放，控制电路电流为0.01A，控制电路电压，R3与RT串联。根据欧姆定律得总电阻为 定值电阻R3的阻值为 温度为85℃时，衔铁吸合，控制电路电流为0.02A，总电阻为 因此此时RT的阻值为 （2）①消毒电路中，L和R1并联在220V电路中，紫外线灯功率为，干路总电流为1A，通过紫外线灯的电流为 通过R1的电流 根据欧姆定律得R1的阻值 ②烘干总时间，烘干功率，R2实际工作时间 烘干消耗电能为 紫外线灯工作时间为，紫外线灯消耗电能为 R1消耗的电能为 R1的额定功率为 R1实际工作时间为 （3）见答案 【变式6-2】（25-26九年级上·江苏盐城·期末）随着社会科技的发展，现在许多地方都安装了监控装置。如图甲所示是盐城某小区门口利用光敏电阻（光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小）设计的行人监控装置，光源射出的远红外激光束穿过通道照射到光敏电阻RL上，当有人通过时，人体将阻挡激光光线的射入，电源电压恒定为18V，定值电阻R0=15Ω，若在0～11s的时间内有两人分别经过通道，每次通过时间为1s，电压表的示数变化规律如图乙的U-t图像所示。 (1)当无人经过通道时，光敏电阻的阻值是多少？ (2)当有人经过通道（光敏电阻在无激光照射）时，光敏电阻的功率是多少？ (3)在0～11s的时间内电路消耗的电能。 【答案】(1)30Ω (2)3W (3)72J 【详解】（1）由电路图可知，光敏电阻与定值电阻串联，电压表测量两端的电压。当无人经过通道时，光敏电阻被光照射，由图乙可知，此时电压表示数 此时电路中的电流为 根据串联电路电压规律，光敏电阻两端的电压为 光敏电阻的阻值为 （2）当有人经过通道时，光线被阻挡，由图乙可知，此时电压表示数 电路中的电流为 根据串联电路电压规律，光敏电阻两端的电压为 光敏电阻的功率为 （3）由图乙可知，在0~11s的时间内，无人经过的时间 有人经过的时间 无人经过时，电路中的电流，电路消耗的电能为 有人经过时，电路中的电流，电路消耗的电能为 在0～11s的时间内电路消耗的总电能为 题●型●训●练 1．（2025·江苏镇江·二模）向空中洒水增大空气湿度，能有效地降尘除霾、净化空气，如图所示，是一辆工作中的洒水车。该洒水车向空中洒水的最大功率为0.5kW，1s最多能喷出16dm3水。洒水车的汽油发动机工作时，内能转化为机械能的效率为30%。洒水车在一段平直公路上匀速行驶时，设发动机产生的机械能的80%用于驱动车辆前行。图中路面长2km，洒水车受到的平均阻力为300N， 忽略汽车工作过程中除洒水和行驶以外的机械能损耗。求：洒水车匀速通过这段路面时 (1)牵引力所做的功； (2)车子最多喷洒出了多少水； (3)消耗汽油的质量。[q汽油=4.5×107J/kg] 【答案】(1)6×105J (2)4.8 m3 (3)55.6g 【详解】（1）洒水车匀速行驶时牵引力等于阻力为300 N，路程s为2000 m，则牵引力对洒水车做的功W＝F∙s＝300 N×2000 m＝6.0×105J （2）发动机输出的机械能总量为 发动机所做的功洒水所分得的机械能E洒＝20%E＝20%×7.5×105J＝1.5×105J 洒水最大功率P为0.5 kW，则洒水所需时间 在此时间内每秒最多喷出16dm3的水，总喷洒量V＝16 dm3/s×300 s＝4.8×103dm3=4.8m3 （3）发动机将汽油的内能转化为机械能的效率η为30%，故汽油完全燃烧放出的总能量为 汽油热值q汽油为4.5×107J/kg，则消耗汽油的质量 2．（2024·江苏常州·一模）油电混合动力汽车是新型节能汽车，这种汽车以高速匀速行驶时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能为1.0×108J，测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的车速匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2.5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%；汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。 (1)观察图像，当汽车以80km/h的车速行驶时，汽车牵引力多大？ (2)0.5h内，汽车行驶的路程为多少？此过程中牵引力做功多少？ (3)该汽车测试行驶中，2.5kg燃油完全燃烧可放出多少热量？（燃油的热值为4.6×107J/kg） (4)求汽车内燃机的效率。 【答案】(1)900N (2)40km，3.6×107J (3)1.15×108J (4)40% 【详解】（1）由图像可知，汽车以80km/h做匀速直线运动时受到的阻力为900N，由于匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力大小为 F=f=900N （2）汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶0.5h，行驶的距离为 s＝vt＝80km/h×0.5h＝40km＝40km=40000m 该汽车测试行驶中牵引力做的功为 W＝Fs＝900N×40000m＝3.6×107J （3）内燃机消耗燃油2.5kg，燃油放出的热量为 Q放＝mq油＝2.5kg×4.6×107J/kg＝1.15×108J （4）蓄电池增加的电能为 W1＝ηW2＝10%×1.0×108J＝1.0×107J 有效利用的能量为 W有＝W+W1＝3.6×107J+1.0×107J＝4.6×107J 内燃机的效率为 3．（24-25九年级下·江苏无锡·月考）如图甲是莉莉同学设计的一款“智能电水壶”，图乙是“智能电水壶”的自动控温工作原理图：控制电路中，U1＝4V，保护电阻R0＝100Ω，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图丙，电磁铁线圈电阻不计：工作电路中。U2＝220V，R1、R2为加热电阻：当通过电磁铁的电流I≤0.008A时，工作电路开始保温，加热功率为440W，保温功率为100W。求： (1)加热电阻R1的阻值有多大？ (2)某次将1.2L的水从20℃烧开，水吸收了多少热量？ (3)开始保温时，电水壶内水的温度是多少？ (4)要使电水壶刚开始保温时的温度设定为50℃，请通过计算写出改进方案。（调整一个电学元件，计算出具体数值，写出一种方案即可） 【答案】(1)110Ω (2) (3)65℃ (4)R0改为200Ω/电源电压改为3.2V 【详解】（1）当控制电路中电磁铁的衔铁被往下吸时，工作电路为仅有加热电阻R1的简单电路；当电磁铁失去磁性，衔铁没有被吸引时，工作电路中R1、R2串联，电路中的总电阻 根据可知，电阻较小时，电功率较大，为加热状态。已知，加热功率为440W，则加热电阻R1的阻值 （2）水的体积 水的质量 将1.2L的水从20℃烧开，水吸收的热量 （3）当通过电磁铁的电流时，工作电路开始保温，R1、R2串联，因此开始保温时，电路中的电流，串联电路的总电阻 则热敏电阻 根据图丙可知，当时，电水壶内水的温度。 （4）要使电水壶刚开始保温时的温度设定为50℃，由图乙可知，此时热敏电阻的阻值。工作电路开始保温时，串联电路的总电阻 根据电阻串联的特点可知，此时定值电阻的阻值应为 因此可将保护电阻更换为200Ω的定值电阻。 或不改变的阻值，电路中的总电阻为 将电源电压调整为 4．（2025·江苏连云港·一模）如图甲所示是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图乙所示。在测试中，测试的同学向前水平推动测试仪的滑块（相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P，滑块在起始位置时，R1接入的阻值为0），用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R1标有“20Ω 1.5A”字样，定值电阻R2=10Ω，闭合开关S，滑块在金属标尺上每移动1cm，电阻R1阻值变化0.5Ω。求： (1)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时，电压表的示数； (2)在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值； (3)小明同学测试时，电流表的示数为0.4A，则小明同学从最左端推动滑块向右移动的距离是多少。 【答案】(1)1V (2)1.8W (3)10cm 【详解】（1）由图可知，滑动变阻器与定值电阻R2串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时，电路总电阻R=R1+R2=10Ω+2Ω=12Ω 电路电流 滑动变阻器两端的电压 （2）由P=UI可知，电源电压恒定，电流越小，电路消耗的电功率越小，则滑动变阻器阻值最大时，电路中的电流最小；因为电压表最大示数为3V，定值电阻R2两端电压 则电路中的最小电流 由P=UI可知，电路中的最小电功率Pmin=UImin=6V×0.3A=1.8W （3）当电流表的示数为0.4A时，电路总电阻 滑动变阻器连入电路的阻值为 由题目知，滑块在金属标尺上每移动1cm，电阻R1阻值变化0.5Ω，则小明同学从最左端推动滑块向右移动的距离是 5．（2025·江苏常州·一模）如图所示是实践小组设计的光控路灯原理图。控制电路中的是光敏电阻，其阻值随光照强度的变化关系如下表所示（Lx是光照强度的单位）。工作电路通过干簧管在普通照明和增亮照明两种状态之间自动切换，干簧管相当于不计电阻的单刀双掷开关，当通过线圈的电流时，干簧管的簧片B与接通；时，簧片B与C接通。已知控制电路电源电压可调，可变电阻可调范围为；工作电路电源电压，灯泡的规格为“”，的规格为“”。接通开关、。（线圈的阻值不计） 光照强度 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 光敏电阻 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 (1)求灯泡正常发光时的电阻； (2)调节控制电路，，在时，试通过计算说明工作电路所处的状态，并求出此时工作电路中的总电流。 【答案】(1)2200Ω (2)增亮照明状态，0.3A 【详解】（1）题意知，灯泡L1正常发光时的电阻 （2）由表格数据知，E=1.4Lx时，光敏电阻的阻值为4kΩ，由图示知，控制电路中，光敏电阻与可变电阻及线圈串联连接，则此时电路的总电阻 电路的电流 干簧管的簧片B与A接通，工作电路中，两个灯泡并联接入电路，都正常发光，所以工作电路处于增亮照明状态。当B与C接通时，工作电路中只有灯泡L1工作，为普通照明状态。正常工作时，灯泡L1及L2通过的电流分别为， 增亮最照明状态时，工作电路的总电流 6．（2025·江苏南京·模拟预测）物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋。如图甲为该模拟系统示意图，Rc为控制电路中的气敏电阻，定值电阻R0=30Ω。控制电路中的电流I控≥0.02A时，磁性开关动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统正常工作，控制电路中的电流I控<0.02A时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻50Ω，气敏电阻RC的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示。工作电路电源电压U=36V，报警电铃标有“36V 18W”字样，安全指示灯L标有“24V 12W”。 (1)报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？ (2)工作电路中R′阻值多大？ (3)通过调节U控大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调节U控，当触发报警喷淋的最低烟雾浓度C=8%时，则控制电路此时消耗的电功率是多少？ 【答案】(1)1440J (2)24Ω (3)0.12W 【详解】（1）由图甲的工作电路知，报警电铃响时，电铃与喷淋系统并联，电流表测干路的电流。电流表示数为2.5A，工作电路工作20s消耗的总电能 报警电铃消耗的电能 喷淋系统消耗的电能 （2）工作电路中，安全指示灯工作时，与电阻R′串联接入电路，此时电路中的电流 R′两端的电压 R′的阻值 （3）由乙图可知，RC与浓度成一次函数关系，当浓度为0时，RC为300Ω，当浓度为5%时，RC为250Ω，所以当浓度为8%时，有 解得RC的电阻。 控制电路中，两个电阻及电磁铁串联接入电路，电路的总电阻 触发报警喷淋时，电路中的电流大于等于0.02A，所以控制电路此时消耗的电功率 7．（2024·山东德州·中考真题）如图甲所示，为物理创新小组设计的光控路灯原理图，由控制电路和工作电路组成，光敏电阻R1的阻值随照度E（描述光照强度的物理量）的变化关系如图乙所示，Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2，当通过线圈的电流I<1.5mA时，触点A、B接通，当通过线圈的电流I≥1.5mA时，触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6V，定值电阻R2的阻值为2kΩ，工作电路电源电压U2为220V，灯泡L1和L2规格均为“220V 44W”。（电磁铁线圈电阻忽略不计）求： (1)灯泡L1正常发光时的电阻； (2)当E=3.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能； (3)当E=1.5Lx时，工作电路的电功率。 【答案】(1)1100Ω (2) (3)88W 【详解】（1）灯泡正常发光时的电阻 （2）当时，由图乙可知，，此时控制电路的总电阻 控制电路中的电流，即通过线圈的电流 因为，所以此时触点断开，工作电路中只有工作，工作电路电源电压等于的额定电压，则工作电路在内消耗的电能 （3）由图乙可知，与成一次函数关系，设，将 代入关系式得 即 因此当时 此时控制电路的总电阻 控制电路中的电流，即通过线圈的电流 因为，所以此时触点接通，工作电路为的并联电路，根据并联电路的电压规律可知，两端电压都等于电源电压，等于其额定电压，则工作电路的电功率 8．（2024·山东泰安·中考真题）实践活动小组为学校设计了智能花卉温室，其顶部用薄膜太阳能板覆盖发电，保障了花卉生长所需的夜间补光照明和低温环境加热的能源需求。图甲为温室智能补光系统电路，当室外自然光照强度低于某数值时，磁性开关自动闭合，补光灯L发光，模拟自然光照为花卉补光。图乙为电热器的加热电路简图，发热体由和两个电热丝构成，且对应电热器的3个按键，使用时只能单独按下某一个按键，再按另一个时，前一个按键会弹起断开，且无法同时按下2个或3个按键。已知保持不变，补光灯L规格为“”。求： 照度 0.15 0.3 0.6 1.2 2 3 32 16 8 4 2.4 1.6 (1)若补光灯L在一段时间内正常发光消耗电能，该灯发光时间为多少小时? (2)若电热器的最大功率是最小功率的12倍，在最大功率状态下60s产生的热量为，求和的阻值。 (3)“照度”是反映光照强度的一种物理量，用表示，国际单位为勒克斯（1x）。已知光敏电阻与照度之间成反比例函数关系，部分数据如下表所示。调节智能补光系统电路正常工作过程如下：当照度下降为时，调节滑动变阻器滑片P至a点，磁性开关的动触片受到电磁铁的吸引力减小至临界值，动触片回弹，开关闭合，补光灯L开始正常工作，此时电流表示数为；保持滑片P在a点不动，提高照度至时，电流表示数变化了，此时光敏电阻的阻值为，设此时滑动变阻器消耗的电功率为，电磁铁线圈电阻忽略不计。求和的大小。 【答案】(1) (2)， (3)， 【详解】（1）由得，该灯发光时间为 （2）由乙图可知，按下按键，电路中只有，则 ① 按下按键，电路中只有，则 ② 按下按键和串联入电路中，则 ③ 又因为 则 由①③式得 ④ 根据题意 则 ⑤ 由④⑤得 （3）当照度为时，设滑动变阻器滑至a点连入电路的电阻为和串联在电路中，由欧姆定律得 ① 当提高照度至时，和串联在电路中，依题意得 则 由表格中数据得，E越大，RE越小，则和的总电阻小于和的总电阻，则 由欧姆定律得 ② 由表中数据可知，和照度的反比例关系式为 则 则 ③ 由①②③得 则 9．（2024·山东枣庄·中考真题）如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）在工作电路中，指示灯L标有“2V　0.2A”字样，要使指示灯L正常工作，则保护电阻R0的阻值为多大？ （2）把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min，电能表上标有600r/kW·h的字样，其转盘刚好转了20转，则空气炸锅的电功率是多少？ （3）在控制电路中，电源电压恒定为3V，用R3来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，R3的阻值恰好为40Ω，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电流I = 0.03A时，衔铁被弹起，停止加热，则设定的加热温度是多少？ 【答案】（1）1090Ω；（2）；（3）200℃ 【详解】解：（1）R0和指示灯L串联，R0两端的电压为 指示灯L正常工作，通过R0的电流为 I0=IL=0.2A 保护电阻R0的阻值为 R0 （2）转盘刚好转了20转，空气炸锅消耗的电能 空气炸锅的功率 （3）衔铁被弹起时，控制电路的总电阻为 此时热敏电阻 由乙图可知，当R2 =60Ω，设定温度为200℃。 答：（1）保护电阻R0的阻值为1090Ω； （2）空气炸锅的电功率是1kW； （3）设定的加热温度是200℃。 10．（2023·江苏淮安·二模）为方便出行，大型商场、高楼都需安装电梯。如图甲是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，轿厢不载货物时的重力是2000N，配重为1800N。如图乙是其超载控制电路，恒为6V，是阻值为100Ω的定值电阻，压敏电阻R的阻值与所受压力大小的关系如图丙所示（不计缆绳重力、摩擦阻力及电磁铁线圈阻值）。某次运载时，电梯载了3000N的货物，在10s内匀速上升了10m。试回答下列问题： （1）在此过程中，配重重力做的功是多少焦？ （2）在此过程中，电动机的功率至少为多少瓦？ （3）为确保安全，当电梯“超载控制电路”中的电流超过0.04安时，压力传感器开关K自动断开。该电梯最多能乘坐质量为50kg的人多少个？ （4）若想让电梯载重量更大些，请你写出2点措施。 【答案】（1）；（2）3200W；（3）6；（4）见解析 【详解】解：（1）配重重力做的功为 （2）轿厢匀速上升时，应满足 电动机对轿厢的拉力为 电动机做功为 则电动机的功率至少为 （3）由图可知，两个电阻串联，控制电路中电流，由可知电路中总电阻最大为 根据串联电路总电阻等于各分电阻之和，则压敏电阻最大为 由图丙可知当压敏电阻阻值为50Ω时，总压力为5000N，根据题意有 得，一名乘客的质量为50千克，其重力为 该电梯最多能乘坐质量为50kg的人数为 所以可以乘坐6人。 （4）由图丙可知，当压力增大时压敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，因为电路中最大电流不变，此时需要将压敏电阻两端电压减小，故可以将电源电压适当调小一些；电路中最大电流不变，在不改变电源电压的情况下，可以减小定值电阻的阻值。 答：（1）在此过程中，配重重力做的功是； （2）在此过程中，电动机的功率至少为3200W； （3）该电梯最多能乘坐质量为50kg的人6个； （4）当压力增大时压敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，因为电路中最大电流不变，此时需要将压敏电阻两端电压减小，故可以将电源电压适当调小一些；电路中最大电流不变，在不改变电源电压的情况下，可以减小定值电阻的阻值。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 计算题14 内能和电磁学计算综合 内●容●导●航 第一部分 题型解码 题型概述 考向分类 技巧点拨 第二部分 考向破译 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 内能及热量的相关计算 考向02 开关通断引起的电路综合计算 考向03 滑动变阻器引起的电路变化的综合计算 考向04 图像类问题的综合计算 考向05 电学与热学的综合计算 考向06 电磁学在自动化系统的综合计算 第三部分 题型训练 题●型●解●码 题型概述 本专题是中考物理电学压轴题，最高难度题型，分值8–12分。核心围绕欧姆定律、电功率、动态电路分析、图像解读展开，以滑动变阻器、传感器、多档位电路为背景，结合电表示数变化、功率范围计算、安全阈值判断等命题，综合考查电路分析、公式灵活选用、数据提取与联立求解能力，是中考拉开分差的关键板块。 技巧点拨 1. 电路分析优先：先判串并联、定电表测量对象、找滑动变阻器有效阻值，理清电路骨架； 2. 公式选对是关键：根据已知量与未知量，灵活选用 、、、，避免无效计算； 3. 抓住临界状态：找“刚好满偏”“正常发光”“匀速拉动”等临界条件，作为解题突破口； 4. 图像信息挖掘：从U-I图像、I-R图像中提取关键点（交点、端点、斜率），对应电路状态列方程； 5. 多状态联立：同一电路不同工况（滑片移动、开关通断）下，列多组方程，联立求解未知量（如电源电压、定值电阻）； 6. 单位与安全：统一单位（V、A、Ω、W），时刻牢记电表量程和用电器额定值，确保电路安全。 考●向●破●译 考向01 内能及热量的相关计算 典例引领 【典例1】某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！”同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为J/（kg·℃），水的密度为kg/m3] 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） (1)若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能是多少？ (2)若一天10h集热板中获得的内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ (3)假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 方法透视 考向解读 中考基础重点考点，常以生活场景（如烧水、取暖、保温）为背景，考查内能变化、热量计算，结合比热容、热值、热平衡等知识，题型以基础计算题为主，难度中等，是后续电学与热学综合计算的基础，常单独命题或作为综合题的基础设问。 方法技能 1. 区分热量类型：明确是物体吸热（如升温）还是放热（如降温），确定对应的公式； 2. 公式精准选用：① 物体吸放热：、（为温度变化量，升温取正值，降温取正值）；② 燃料燃烧放热：（m为燃料质量，q为燃料热值）； 3. 把握热平衡：无热量损失时，（如烧水时，水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，忽略散热）； 4. 单位统一：质量单位用kg，比热容单位用，热值单位用，温度单位用℃，确保计算结果单位为J。 核心知识总结 1. 内能：物体内所有分子动能和分子势能的总和，改变内能的方式有做功和热传递，热传递的本质是内能的转移； 2. 比热容（c）：反映物质吸热能力，是物质的特性，与物质种类、状态有关，与质量、温度变化无关（如水的比热容为）； 3. 热值（q）：燃料的特性，与燃料种类有关，与燃料质量、燃烧是否充分无关； 4. 关键提醒：温度变化量，不可直接用末温或初温代入计算。 变式演练 【变式1-1】（2025·陕西商洛·三模）如图-1所示，某品牌增程式电动汽车，是以电力驱动为主，燃油发电为辅的新能源汽车。其工作原理可概括为“电机直驱，燃油发电补能”，工作流程如图-2所示：当蓄电池电量充足时为纯电驱动模式，动力电池供电，由电动机直接驱动车轮，此时发动机不工作；当蓄电池电量降低到设定阈值时启动增程模式，增程器（由内燃机和发电机组成）发电为电动机直接供电，剩余电能存储至电池。某次测试中该汽车在“纯电模式”下匀速行驶15km，蓄电池储存的电量从30%减少至25%。已知汽车受到的阻力为500N，蓄电池容量为50kW·h，汽油热值为。求： (1)测试中，牵引力所做的功是多少？ (2)汽车的电驱综合效率η1是多少？（百分号前保留整数） (3)若启动增程模式完成上述测试，增程模式下测试的综合效率为35%（综合效率输出的有用能量），该测试结束时，蓄电池电量增加了2%，则增程模式下，完成测试需消耗汽油多少升？（结果保留1位小数） 【变式1-2】（24-25九年级下·黑龙江大庆·开学考试）图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电。测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。（燃油热值q＝4.0×107J/kg） 电机 输出最大功率/kW 40 电池 输出电压/V 300 最大容量/J 1.0×108 整车 质量/t 1 (1)求汽车在燃油条件下以50km/h的速度匀速行驶的牵引力F； (2)“吨百公里能耗”是衡量新能源汽车的一项重要指标。“J/(100km·t)”是指车辆消耗的能量与行驶路程和车辆总质量乘积的比值。求该车在测试过程中的吨百公里能耗为多少J/(100km·t)，并计算汽车的能量利用率； (3)在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能。该车在电池充满电的情况下以20km/h最多可行驶多少km。 考向02 开关通断引起的电路综合计算 典例引领 【典例2】（2026·河北邯郸·一模）如图所示电路，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样，变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样。闭合开关S、，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电压表示数为2V，求： (1)小灯泡L的额定电流； (2)此时整个电路消耗的电功率； (3)若更换电源，只闭合开关S、，移动滑片到某一个位置，电流表和电压表指针位置如图所示（量程未知），当向某个方向移动变阻器的滑片到某位置时，其中一个表指针达到满偏，另一个表指针在刻度盘处。求定值电阻的可能值。 方法透视 考向解读 中考高频压轴考点，侧重开关通断改变电路结构（串并联切换），结合用电器额定值、电表量程，考查电路电流、电压、功率的计算及安全判断，常涉及多状态对比计算，难度中等偏上。 方法技能 1. 分状态分析：明确不同开关组合下的电路连接方式（串/并）、电表测量对象； 2. 优先求已知量：根据用电器额定值（如“正常发光”），用、求出定值电阻或额定电流； 3. 利用电源电压不变列方程：不同开关状态下，电源电压等于各部分电压之和（串联）或等于支路电压（并联）； 4. 安全判断：结合电表量程、用电器额定电流，确定电路最大/最小电流，进而求功率范围。 核心知识总结 1. 开关通断是改变电路结构的关键，需准确区分“串联”“并联”“短路”三种状态； 2. 电源电压恒定是多状态联立求解的核心突破口； 3. 用电器正常工作时，实际电压、电流、功率等于其额定值； 4. 串联电路分压、并联电路分流，可快速判断电表示数变化趋势。 变式演练 【变式2-1】（2026·湖南长沙·一模）如图所示，灯泡上标有“5V  2.5W”的字样，灯的电阻随温度的变化忽略不计，电阻的阻值为，滑动变阻器上标有“  2A”字样，电流表的表盘如图乙所示。则 (1)灯泡正常工作时的电流为多大？ (2)若电源电压为12V，当只闭合开关，移动滑片使灯泡恰好正常发光。求此时滑动变阻器的阻值； (3)当闭合所有的开关，用一个电阻替换电阻，在保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器，发现电流表的最大示数与替换前相比，减小了0.2A，电流表的最小示数与替换前相比，变化了0.6A，计算电源电压U的值。 【变式2-2】（2026·河北张家口·一模）如图所示，将可调压电源调至9V，滑动变阻器标有“30Ω  1A”，的阻值为，小灯泡L标有“6V  3W”字样，电流表的测量范围为。闭合开关S，断开、，调节滑片P，使小灯泡正常发光。 (1)求小灯泡正常发光时的电阻； (2)求此时滑动变阻器接入电路的阻值； (3)将可调压电源调至某电压值，闭合开关S、、，在保证电路安全的条件下调节滑片P，电流表示数最大值与最小值之比为，求电源电压的可能值。 考向03 滑动变阻器引起的电路变化的综合计算 典例引领 【典例3】（25-26九年级下·湖南长沙·开学考试）在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，定值电阻，滑动变阻器标有“100Ω  1A”字样。只闭合开关S、，移动滑动变阻器的滑片至某一位置A（图中未画出），此时电流表的示数为，的功率为，则此时两端电压为；只闭合开关S、，保持滑动变阻器的滑片仍位于位置A，此时电流表的示数为，的功率为，再次移动滑动变阻器的滑片至另一位置B，电压表的示数变化为，电压表的示数变化为。已知，。求： (1)； (2)； (3)只闭合开关S、，保证电路安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片，则该电路总功率的最大值与最小值的差值。 方法透视 考向解读 本考向主要聚焦于滑动变阻器在电路中引起的动态变化问题，是欧姆定律和电功率综合计算的重点和难点。核心在于分析滑动变阻器滑片移动时，电路中的电阻、电流、电压如何随之改变，并结合电流表、电压表的量程、用电器的额定值等限制条件，求解相关物理量的极值、比值或特定值。 方法技能 1. 明确电路结构：判断滑动变阻器与其他用电器的连接方式（串/并），确定电表测量的具体对象； 2. 抓住动态核心：滑片移动→滑动变阻器接入阻值变化→电路总电阻变化→总电流（或总电压）变化； 3. 分步推导：根据欧姆定律、串并联规律，推导各用电器两端电压、通过电流的变化； 4. 极值求解：结合电表量程、用电器额定值、滑动变阻器最大阻值，确定电路电流、电压的最大/最小值，进而计算功率、电阻等极值。 核心知识总结 1. 滑动变阻器的核心作用：改变接入电路的阻值，从而改变电路中的电流和部分用电器的电压； 2. 串联电路中，滑动变阻器阻值越大，其分得的电压越大，其他用电器分得的电压越小； 3. 并联电路中，滑动变阻器阻值变化不影响其他支路电流，只改变自身支路电流和干路电流； 4. 动态电路计算的关键：抓住“电源电压不变”“定值电阻阻值不变”两个不变量。 变式演练 【变式3-1】（2025·湖南衡阳·模拟预测）在如图所示的电路中，电源电压可以调节，定值电阻标有“”字样。当只闭合开关，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电压表示数是，电流表的示数为；当只闭合开关，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电压表示数是；当闭合开关和，断开开关，滑动变阻器R的滑片P在最左端时，电流表的示数为。已知：，。求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)定值电阻的阻值； (3)若只重新调节电源电压，现将一个电压表并联在或两端。只闭合开关，移动滑片P，在电路安全工作的情况下电压表示数的变化范围为。请指出电压表接入的位置，并求出电路的最大功率。 【变式3-2】（2025·河北石家庄·三模）如图所示，电源电压恒定，灯泡L标有“6V 3W”字样，灯丝电阻不随温度改变，定值电阻阻值与滑动变阻器最大阻值相等。当开关、都断开，滑片从端滑到某一位置时（图中未标出），滑动变阻器的电阻减小了，电流表示数变化了，此时灯泡恰好正常发光；保持滑片P的位置不变，闭合开关、。电流表示数又变化了。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)电源电压和滑动变阻器的最大电阻； (3)若不清楚电路中各开关闭合或断开的状态，电流表所选量程不变，滑动变阻器调节范围为至最大，现移动滑片P，保证电路中各元件均安全工作，求整个电路总电功率的变化范围。 考向04 图像类问题的综合计算 典例引领 【典例4】（25-26九年级下·上海·月考）如图1（a）所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为一激光源，R1为光敏电阻（有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大），R2为定值保护电阻，a、b间接一“示波器”（示波器的接入不影响电路）。光敏电阻两端的电压随时间变化的图像，可由示波器显示出来。水平传送带匀速前进，每当产品从传送带上通过S与R之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住，示波器显示的电压随时间变化图像如图1（b）所示。已知计数器电路的电源电压恒为6伏，保护电阻R2的阻值为10欧，则： (1)光敏电阻在没有货物经过时的电阻值。 (2)其中每一个货物经过时，电流通过光敏电阻产生的热量。 (3)现将R1和R3构成一个特殊结构的元件（如图2所示），并将它们封闭在不透明的金属壳内，a，b为两个接线柱。某学生为了研究这一特殊元件的电学特性，通过查阅资料，得知R3是一种由特殊金属制成的导体，其阻值随环境温度t（单位为℃）的变化关系为Rt＝20﹣0.5t（单位为欧）该元件的额定电压是10伏，为了既不破坏元件的结构，但又能测定B的额定功率，他使用（如图3所示）的器材，当该元件正常工作时，图示的电流表指针示数刚好满偏，利用这些数据测出了R3的额定功率。请你回答以下问题： ①求出R3在正常工作时的额定功率。 ②此时刻的环境温度为多少℃。 方法透视 考向解读 含图像类欧姆定律和电功率综合计算是中考物理的难点之一，其核心在于从图像中准确提取关键信息，并将其与物理公式相结合。这类问题通常会给出电流与电压关系图像、电压与时间关系图像、电阻与温度关系图像等，要求学生能够根据图像的横纵坐标含义、斜率、截距、交点、拐点以及图线的变化趋势等，分析电路状态的变化，进而求解电阻、电流、电压、电功率、电功、热量等物理量。 方法技能 1. 解读图像：明确图像横纵坐标代表的物理量，理解图线的物理意义（如U-I图像斜率表示电阻）； 2. 提取关键点：找出图像中的交点、端点、拐点，明确每个关键点对应的电路状态（如“正常发光”“恰好满偏”）； 3. 结合公式计算：将关键点对应的物理量代入欧姆定律、电功率、焦耳定律等公式，列方程求解； 4. 多图像联动：若涉及多个图像，需找到图像间的关联量（如电阻、电流），联立求解未知量。 核心知识总结 1. 常见图像规律：U-I图像中，定值电阻的图线是过原点的直线，滑动变阻器的图线是曲线；R-t图像中，热敏电阻、光敏电阻的图线随温度/光照强度线性或非线性变化； 2. 图像关键点对应电路临界状态，是解题的突破口； 3. 计算时需注意单位统一，图像中数据的单位要与公式中单位保持一致。 变式演练 【变式4-1】（25-26九年级下·重庆·开学考试）若把空气炸锅单独接入家庭电路中持续工作2min，电能表上标有3000r/（kW·h）的字样，其转盘正好转了100转，这段时间空气炸锅内200g的薯条温度升高了80℃。求： (1)空气炸锅此时的实际功率是多少？ (2)这个过程薯条吸收的热量是多少？[] (3)空气炸锅的电路图如图乙所示，控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示；当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热；则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？ 【变式4-2】（25-26九年级上·湖南长沙·期末）最近，宁乡市很多居民都在进行旧房翻新的工作，翻新后新的家具新的涂料难免会释放大量的甲醛气体。甲醛（分子式HCHO）无色、具有强烈气味的刺激性气体，略重于空气，易溶于水。根据中华人民共和国国家标准GB/T18883-2002《室内空气质量标准》：房间里甲醛浓度上限值为，表示在每立方米空气中甲醛含量不超过0.1毫克即为达标。小明为了测出自家新装修的房间里甲醛气体的浓度，设计了“甲醛气体浓度检测仪”，如下图甲是其简化的工作电路，已知电源的电压为6V，定值电阻，甲醛气体传感器的阻值随甲醛气体浓度的变化关系如图乙所示。电压表的示数对应不同的甲醛气体浓度，电压表的测量范围为，请回答下列问题： (1)闭合开关，房间里甲醛气体的浓度为时，电压表的示数为多少； (2)当电压表的示数为2V时，房间里甲醛气体的浓度为多少； (3)当电路消耗的总功率为0.72W时，房间里的甲醛气体的浓度是否达标。（写出必要的文字说明包括表达式及计算过程） 考向05 电学与热学的综合计算 典例引领 【典例5】（2026·广东深圳·一模）小林同学家的浴室使用储水式电热水器，其内部简化电路如图甲所示，由控制电路和加热电路组成。 （一）控制电路：电源电压恒为12V，电流鉴别器相当于电流表，R0为定值电阻（阻值为250Ω），Rt为热敏电阻，其阻值随水温的变化关系如图乙所示。 （二）加热电路：电压为220V，加热电阻R1的阻值为24.2Ω。当热水器中水温降到40℃时，鉴别器中电流为0.03A，开关S2闭合，加热电路开始加热；当水温升至某温度时，鉴别器中电流为0.04A，开关S2断开，加热电路停止加热。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]求： (1)该热水器的加热功率； (2)停止加热时水的温度； (3)不计热损失，该电热水器将10kg的水从40℃开始加热至停止所需的时间。 方法透视 考向解读 电学与热学的综合计算是中考物理的重点和难点，它将电学中的电功、电功率等知识与热学中的热量计算紧密结合，通常涉及用电器工作时电能与内能的转化过程。这类问题往往以生活中常见的用电器（如电热水器、电暖器、电饭煲等）为背景，要求学生能够分析电路结构，计算用电器的电功率、消耗的电能，以及这些电能转化为内能后被物质吸收（或放出）的热量，进而解决与温度变化、加热时间等相关的实际问题。 方法技能 1. 区分电路状态：明确用电器的工作状态（加热/保温），判断电路连接方式（串/并），计算用电器电功率； 2. 计算电能：用、、计算用电器消耗的电能； 3. 计算热量：用（吸热）、（放热）计算物质吸收或放出的热量； 4. 考虑能量效率：若存在热损失，用计算效率，明确有用能量（被物质吸收的热量）和总能量（消耗的电能）。 核心知识总结 1. 电能与内能的转化：电流做功过程就是电能转化为内能的过程，理想情况下（无热损失），； 2. 比热容是热学计算的核心物理量，反映物质吸热能力，计算时需注意物质状态（如水的比热容固定）； 3. 用电器的实际功率决定加热快慢，实际功率越大，单位时间内产生的热量越多； 4. 效率计算的关键：分清有用能量和额外能量，额外能量通常为热损失（如散热）。 变式演练 【变式5-1】（2026·上海徐汇·一模）图（a）是某电热水袋及其内部结构，其工作电路可简化如图（b）所示。袋内充水的质量为1kg，将它接入家庭电路中，电压U为220V，加热电阻的阻值为110Ω。求： (1)通过加热电阻的电流以及工作10s产生的热量； (2)热水袋内水的温度升高50℃，求此过程中水吸收的热量；[] (3)将一个热敏电阻接入工作电路，其阻值随温度变化见表。通过设定加热电阻的最小工作电流值，实现控温，从而避免热水袋过热。 温度（℃） 电阻（Ω） 25 20 50 40 60 80 65 400 70 5000 80 10kΩ以上 ①写出热敏电阻与加热电阻之间的电路连接方式及理由； ②若加热电阻所设定的最小工作电流值为0.40A，通过计算说明该热水袋的控温范围。 【变式5-2】（2025·辽宁锦州·二模）如图是某电压力锅的简易原理图，A为密闭锅体，为加热电阻，其阻值为48.4Ω，L为指示灯，为保温电阻，为电源开关，为压力开关。闭合后，电流通过对电压力锅加热，当锅内气体压强达到设定值121kPa时，水开始沸腾，锅底向下移动，压力开关与触点a断开，并与b点接通，起到控压控温的目的，该保温电路的功率为110W。求： (1)电压力锅保温电路的电流； (2)电压力锅加热10min产生的热量； (3)某次用电压力锅烧水，已知锅内水的质量为3kg，初温为25℃，测出从闭合开关到L指示灯亮用了20min，求电压力锅这次烧水的电热效率。[水的比热容：，水的沸点t与气体压强p的关系如表] t/℃ 100 105 110 112 114 116 118 120 p/kPa 101 121 143 154 163 175 187 199 考向06 电磁学在自动化系统的综合计算 典例引领 【典例6】（2026·重庆·一模）如图所示是某恒温电热水器的电路图，由控制电路和工作电路两部分组成。为热敏电阻置于水箱中，其阻值随水箱内水温的升高而减小，如表所示。电磁铁线圈电阻阻值为，当电磁铁中电流达到时，继电器衔铁被吸下来，工作电路进入保温状态。、为纯电热丝，均置于水箱中，其中。已知电热水器中预设水温为，线圈电阻和热敏电阻自身产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计。求： 水温 35 40 45 50 55 阻值 28 20 15 12 10 (1)控制电路的电源电压； (2)已知该电热水器的效率为，水箱内储有初温为、质量为的水，当电路处于加热状态正常工作后，水箱内水的末温； (3)为了满足用户的需求：预设水温在间连续可调，请对该电路进行改进，使其在间任意温度下均可进入保温状态。在虚线框内画出改进后的控制电路图，并注明所用元件的最小规格。（写出计算过程） 方法透视 考向解读 本考向主要聚焦于电磁学知识在自动化系统中的综合应用，这类题目通常将电磁继电器、传感器（如热敏电阻、光敏电阻等）与电路计算、能量转化等知识点相结合，重点考查学生对电路状态分析、欧姆定律、电功率及焦耳定律的综合运用能力，常以恒温控制、自动报警、智能监测等实际场景为背景，难度较高。 方法技能 1. 区分控制电路与工作电路：控制电路由电源、传感器、定值电阻、电磁铁组成，控制电磁继电器的动作；工作电路由用电器、电磁继电器触点组成，实现用电器的通断控制； 2. 明确继电器动作条件：确定电磁铁吸合/释放的临界电流，结合欧姆定律计算控制电路的总电阻； 3. 分析传感器特性：根据传感器（热敏、光敏）的阻值变化规律，结合临界电流，确定对应的控制条件（如温度、光照强度）； 4. 综合计算：结合工作电路的连接方式，计算用电器的功率、消耗的电能，或结合能量效率求解相关物理量； 5. 电路改进：根据控制要求，通过添加滑动变阻器、可调电源等元件，调整控制电路的临界条件。 核心知识总结 1. 电磁继电器的核心作用：用控制电路的小电流控制工作电路的大电流，实现自动化控制； 2. 传感器的作用：将非电学量（温度、光照、烟雾浓度）转化为电学量（电阻变化），进而控制控制电路的电流； 3. 控制电路与工作电路相互独立，控制电路的电流变化决定工作电路的通断状态； 4. 计算时需分别分析两个电路，利用控制电路的临界电流关联两个电路的工作状态。 变式演练 【变式6-1】（2026九年级下·山东青岛·学业考试）家用食具消毒柜是对家庭餐具进行消毒、烘干的生活健康器具。某品牌消毒柜的电路原理图如图所示，下表是它的部分参数，消毒电路由、紫外线灯管L、发热管、温控开关K组成，K开始时处于闭合状态，当柜内温度超过120℃时断开，当温度降到120℃以下时自动闭合，烘干电路由、发热管、电磁继电器开关组成，其中正常工作时的功率为烘干功率，烘干时，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A，衔铁被吸起，触点D、E断开；当电磁铁线圈中电流减小到0.01A，衔铁被释放，触点D、E重新接触，使烘干温度维持在55℃~85℃。控制电路电压，是定值电阻，是热敏电阻，其温度与消毒柜内温度相同，阻值随温度升高而减小，电磁铁线圈的电阻忽略不计。 额定电压 220V 紫外线灯管功率 20W 烘干功率 500W 烘干温度 55℃~85℃ (1)烘干期间，当消毒柜内温度为55℃时，控制电路中的阻值为。则当消毒柜内温度为85℃时，的阻值为多少？ (2)某次使用时，将餐具放入消毒柜内，关闭好柜门，将插头插入家庭电路的插座中，电压为220V。闭合开关S、，对餐具消毒15min；断开开关，闭合S、，再烘干60min。若本次消毒、烘干电路实际消耗的电能为。其中，消毒时，L和同时正常工作时通过消毒电路的总电流为1A；烘干时，实际工作时间为总烘干时间的20%，求：①的阻值  ②实际工作时间？ (3)对于重油餐具、奶瓶、砧板等需要深度消毒的物品，温度越高杀菌效果越好。若要将此洗碗机的烘干温度整体提高（例如提高到60℃~90℃），请分析：应如何调整控制电路中的元件才能实现？写出的具体的分析思路。 【变式6-2】（25-26九年级上·江苏盐城·期末）随着社会科技的发展，现在许多地方都安装了监控装置。如图甲所示是盐城某小区门口利用光敏电阻（光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小）设计的行人监控装置，光源射出的远红外激光束穿过通道照射到光敏电阻RL上，当有人通过时，人体将阻挡激光光线的射入，电源电压恒定为18V，定值电阻R0=15Ω，若在0～11s的时间内有两人分别经过通道，每次通过时间为1s，电压表的示数变化规律如图乙的U-t图像所示。 (1)当无人经过通道时，光敏电阻的阻值是多少？ (2)当有人经过通道（光敏电阻在无激光照射）时，光敏电阻的功率是多少？ (3)在0～11s的时间内电路消耗的电能。 题●型●训●练 1．（2025·江苏镇江·二模）向空中洒水增大空气湿度，能有效地降尘除霾、净化空气，如图所示，是一辆工作中的洒水车。该洒水车向空中洒水的最大功率为0.5kW，1s最多能喷出16dm3水。洒水车的汽油发动机工作时，内能转化为机械能的效率为30%。洒水车在一段平直公路上匀速行驶时，设发动机产生的机械能的80%用于驱动车辆前行。图中路面长2km，洒水车受到的平均阻力为300N， 忽略汽车工作过程中除洒水和行驶以外的机械能损耗。求：洒水车匀速通过这段路面时 (1)牵引力所做的功； (2)车子最多喷洒出了多少水； (3)消耗汽油的质量。[q汽油=4.5×107J/kg] 2．（2024·江苏常州·一模）油电混合动力汽车是新型节能汽车，这种汽车以高速匀速行驶时，内燃机启动，此时在向车轮输送能量的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的动力蓄电池可储存的最大电能为1.0×108J，测试人员驾驶该车在平直公路上以80km/h的车速匀速行驶0.5h，内燃机消耗燃油2.5kg，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%；汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。 (1)观察图像，当汽车以80km/h的车速行驶时，汽车牵引力多大？ (2)0.5h内，汽车行驶的路程为多少？此过程中牵引力做功多少？ (3)该汽车测试行驶中，2.5kg燃油完全燃烧可放出多少热量？（燃油的热值为4.6×107J/kg） (4)求汽车内燃机的效率。 3．（24-25九年级下·江苏无锡·月考）如图甲是莉莉同学设计的一款“智能电水壶”，图乙是“智能电水壶”的自动控温工作原理图：控制电路中，U1＝4V，保护电阻R0＝100Ω，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图丙，电磁铁线圈电阻不计：工作电路中。U2＝220V，R1、R2为加热电阻：当通过电磁铁的电流I≤0.008A时，工作电路开始保温，加热功率为440W，保温功率为100W。求： (1)加热电阻R1的阻值有多大？ (2)某次将1.2L的水从20℃烧开，水吸收了多少热量？ (3)开始保温时，电水壶内水的温度是多少？ (4)要使电水壶刚开始保温时的温度设定为50℃，请通过计算写出改进方案。（调整一个电学元件，计算出具体数值，写出一种方案即可） 4．（2025·江苏连云港·一模）如图甲所示是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图乙所示。在测试中，测试的同学向前水平推动测试仪的滑块（相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P，滑块在起始位置时，R1接入的阻值为0），用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R1标有“20Ω 1.5A”字样，定值电阻R2=10Ω，闭合开关S，滑块在金属标尺上每移动1cm，电阻R1阻值变化0.5Ω。求： (1)当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时，电压表的示数； (2)在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值； (3)小明同学测试时，电流表的示数为0.4A，则小明同学从最左端推动滑块向右移动的距离是多少。 5．（2025·江苏常州·一模）如图所示是实践小组设计的光控路灯原理图。控制电路中的是光敏电阻，其阻值随光照强度的变化关系如下表所示（Lx是光照强度的单位）。工作电路通过干簧管在普通照明和增亮照明两种状态之间自动切换，干簧管相当于不计电阻的单刀双掷开关，当通过线圈的电流时，干簧管的簧片B与接通；时，簧片B与C接通。已知控制电路电源电压可调，可变电阻可调范围为；工作电路电源电压，灯泡的规格为“”，的规格为“”。接通开关、。（线圈的阻值不计） 光照强度 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 光敏电阻 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 (1)求灯泡正常发光时的电阻； (2)调节控制电路，，在时，试通过计算说明工作电路所处的状态，并求出此时工作电路中的总电流。 6．（2025·江苏南京·模拟预测）物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋。如图甲为该模拟系统示意图，Rc为控制电路中的气敏电阻，定值电阻R0=30Ω。控制电路中的电流I控≥0.02A时，磁性开关动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统正常工作，控制电路中的电流I控<0.02A时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻50Ω，气敏电阻RC的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示。工作电路电源电压U=36V，报警电铃标有“36V 18W”字样，安全指示灯L标有“24V 12W”。 (1)报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？ (2)工作电路中R′阻值多大？ (3)通过调节U控大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调节U控，当触发报警喷淋的最低烟雾浓度C=8%时，则控制电路此时消耗的电功率是多少？ 7．（2024·山东德州·中考真题）如图甲所示，为物理创新小组设计的光控路灯原理图，由控制电路和工作电路组成，光敏电阻R1的阻值随照度E（描述光照强度的物理量）的变化关系如图乙所示，Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2，当通过线圈的电流I<1.5mA时，触点A、B接通，当通过线圈的电流I≥1.5mA时，触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6V，定值电阻R2的阻值为2kΩ，工作电路电源电压U2为220V，灯泡L1和L2规格均为“220V 44W”。（电磁铁线圈电阻忽略不计）求： (1)灯泡L1正常发光时的电阻； (2)当E=3.0Lx时，工作电路在10min内消耗的电能； (3)当E=1.5Lx时，工作电路的电功率。 8．（2024·山东泰安·中考真题）实践活动小组为学校设计了智能花卉温室，其顶部用薄膜太阳能板覆盖发电，保障了花卉生长所需的夜间补光照明和低温环境加热的能源需求。图甲为温室智能补光系统电路，当室外自然光照强度低于某数值时，磁性开关自动闭合，补光灯L发光，模拟自然光照为花卉补光。图乙为电热器的加热电路简图，发热体由和两个电热丝构成，且对应电热器的3个按键，使用时只能单独按下某一个按键，再按另一个时，前一个按键会弹起断开，且无法同时按下2个或3个按键。已知保持不变，补光灯L规格为“”。求： 照度 0.15 0.3 0.6 1.2 2 3 32 16 8 4 2.4 1.6 (1)若补光灯L在一段时间内正常发光消耗电能，该灯发光时间为多少小时? (2)若电热器的最大功率是最小功率的12倍，在最大功率状态下60s产生的热量为，求和的阻值。 (3)“照度”是反映光照强度的一种物理量，用表示，国际单位为勒克斯（1x）。已知光敏电阻与照度之间成反比例函数关系，部分数据如下表所示。调节智能补光系统电路正常工作过程如下：当照度下降为时，调节滑动变阻器滑片P至a点，磁性开关的动触片受到电磁铁的吸引力减小至临界值，动触片回弹，开关闭合，补光灯L开始正常工作，此时电流表示数为；保持滑片P在a点不动，提高照度至时，电流表示数变化了，此时光敏电阻的阻值为，设此时滑动变阻器消耗的电功率为，电磁铁线圈电阻忽略不计。求和的大小。 9．（2024·山东枣庄·中考真题）如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）在工作电路中，指示灯L标有“2V　0.2A”字样，要使指示灯L正常工作，则保护电阻R0的阻值为多大？ （2）把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min，电能表上标有600r/kW·h的字样，其转盘刚好转了20转，则空气炸锅的电功率是多少？ （3）在控制电路中，电源电压恒定为3V，用R3来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，R3的阻值恰好为40Ω，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电流I = 0.03A时，衔铁被弹起，停止加热，则设定的加热温度是多少？ 10．（2023·江苏淮安·二模）为方便出行，大型商场、高楼都需安装电梯。如图甲是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，轿厢不载货物时的重力是2000N，配重为1800N。如图乙是其超载控制电路，恒为6V，是阻值为100Ω的定值电阻，压敏电阻R的阻值与所受压力大小的关系如图丙所示（不计缆绳重力、摩擦阻力及电磁铁线圈阻值）。某次运载时，电梯载了3000N的货物，在10s内匀速上升了10m。试回答下列问题： （1）在此过程中，配重重力做的功是多少焦？ （2）在此过程中，电动机的功率至少为多少瓦？ （3）为确保安全，当电梯“超载控制电路”中的电流超过0.04安时，压力传感器开关K自动断开。该电梯最多能乘坐质量为50kg的人多少个？ （4）若想让电梯载重量更大些，请你写出2点措施。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $