押综合题 16：电学综合题（原卷版）-备战2024年中考物理

押综合题16：电学综合题（压轴）电学综合属于压轴型题型，一般情况下，难度都偏大，此类题型常和力学知识相结合。主要考察欧姆定律计算、电功和电功率的计算、焦耳定律的计算等，综合性强，考查全面。电学综合问题一般涉及各电学相关物理量之间的关系，比如I、R、U、P、W之间的关系，其中欧姆定律是基础，可以将电流、电压与电阻联系起来，一般计算电功率、电能等也离不开对欧姆定律的使用；做题时可以先看要求的物理量，通过审题找到各已知条件，寻找待求量与已知量之间的关系，然后解决问题。1．（2023·广东广州·中考真题）把一个某种类型的电阻R接在电压恒为12V的电源两端，通电后，同时记录R的温度一时间图线、流过R的电流一时间图线如图所示；

（1）根据图线，R的温度为50时，流过R的电流为A；（2）求在30s时R的阻值和电功率；（3）30s~40s，R产生的热量为Q1；90s~100s，R产生的热量为Q2，Q1Q2（选填“>”“=”“<”），写出判断依据：。2．（2022·广东广州·中考真题）汽车启动时，蓄电池向启动电动机M供电、设M两端电压为U，通过M的电流为I，测得U-t和I-t图象如图1。（1）求t1时M的电功率；（2）M仅通过导线a、b接入电路，如图2所示，a的电阻为0.001Ω，若通过M的电流为200A。持续0.5s，求此过程①a两端电压；②a产生的热量；（3）一般采用电磁继电器控制M的通断电，利用实验器材模拟汽车启动，简易电路如图3。A与B接触时M通电，请用笔画线完成电路的连接。3．（2021·广东广州·中考真题）小明探究小灯泡、LED两端的电压随电流变化的情况，连接了如图的实物图其中电源可以提供不同的电压。测量的数据如下表：数据序号12345电流表示数I/A0.100.150.200.250.30数字电压表V1示数U1/V2.882.973.043.103.15数字电压表V2示数U2/V0.150.260.721.301.98（1）请根据实物图，在图虚线框中画出电路图（用V1、V2表示数字电压表V1和V2）（2）求：电流为0.10A时，小灯泡的阻值。（3）求：电流为0.30A时，LED的功率；LED在此状态下持续工作100s消耗的电能。（4）小明利用两节干电池（约3V）和图中的小灯泡检测一批与上述实验规格一样的LED，为保护被测LED，设计了如图所示的电路，根据表中数据，推断检测时，通过LED的电流是否能达到0.3A？，理由是。1．（2024·江苏泰州·一模）如图甲，小明家的吸顶灯主要由电源模块和40颗相同的LED灯珠串联组成，其电源模块的铭牌如表所示（用灯泡符号⊗表示LED灯珠，省略号表示未画出的灯珠），资料查询显示该吸顶灯的每一个LED灯珠的额定电流为0.3A，额定电压为3V。××照明功率：输入交流电压：220V50Hz输出直流电压：输出直流电流：0.3A（1）一日，小明家的吸顶灯所有灯珠突然不亮了，检查发现原来是其中的一颗LED灯珠L1发生了故障；（2）聪明的小明跟老师借来一只常用电表，在不拆开吸顶灯电路的情况下，将电表与L1相连，吸顶灯就又亮了起来，小明借来的是表，他是将电表与L1相（串联/并联）的；（3）通过上述操作，小明发现在没有相同型号灯珠替换的情况下，只要将损坏的灯泡，其他LED灯珠就会重新正常发光，为探究原因，小明再三观察电源模块铭牌后发现，输出电压可在一定范围内变化，但输出电流恒为0.3A。它的供电方式真的这样神奇吗？在不拆开吸顶灯原来电路的情况下，小明通过实验的方法迅速探究并证实了该模块确实可以这样供电，他的方法是；（4）综上可知：（2）问中吸顶灯“又亮了起来”时，功率为，电源模块的输出电压为。2．（2024·四川成都·一模）如图所示是某拉力器设计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起，电压表量程为0～3V，电源电压U＝6V，电阻R0＝10，均匀电阻丝MN长为10cm，阻值为20。弹簧受到的拉力每增加100N，弹簧伸长1cm。P与MN间的摩擦不计，在弹性限度内使用弹簧。（1）闭合开关S，当作用在拉环上的力越大时，电压表的示数就越；（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于M端。闭合开关S，拉动拉环使弹簧伸长2.5cm，则电压表示数为V；（3）若将电压表改装成拉力表，则拉力表的测量范围是N；（4）若要增大拉力表的测量范围，保证电阻丝MN不变，只允许改动电路中的一个元件，则你采取的措施是。3．（2024·广东佛山·二模）如图1所示是我国具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组，它采用了全新低阻力流线型头型，全车部署了2500余项监测点，能够对冷却系统、制动系统、运行系统全方位实时监测。列车内还设有高清监控摄像、无线WIFI、USB充电插口等，动车部分参数见下表。（设乘客人均质量为50kg，取）车身质量m（t）360每节车厢长L（m）25车厢数（节）8每节载客（人）100最高时速（km/h）400（1）“复兴号”动车的通信设备是利用（选填“电磁波”或“超声波”）来传递信息的；（2）复兴号动车在水平轨道上匀速直线运动时，受到的牵引力和阻力是一对力；（3）推重比是衡量动车牵引能力的重要指标，其含义是动车匀速运行时的牵引力与车总重的比值。经检测，“复兴号”动车运行时的总阻力f与列车速度v满足关系，其中，则“复兴号”动车以100m/s的速度在水平轨道上满载运行时的推重比是，牵引力每秒做功J；（4）阴雨天，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证旅客上下动车时的安全，需在车门旁开启警示灯。如图2乙所示是某同学为动车设计的模拟电路：①选择图2甲中的（选择“”或“”）湿敏电阻，将它串联在图2乙电路中的（选择“a”或“b”）位置，闭合开关，警示灯能随湿度变化而自动调整亮度，达到一定湿度时出现明暗闪烁发光；②已知电源电压恒为6V，警示灯的规格是“6V3W”，当空气湿度为80%时，警示灯明暗闪烁发光，灯较暗时的实际功率是W（电磁铁电阻忽略不计，灯泡电阻不随温度变化）。4．（2024·陕西·模拟预测）眼睛是心灵的窗户，中考在即，请大家科学用眼。如图甲所示是一款电加热眼罩，具有高、中、低三挡加热功能，眼罩中加入水袋，让佩戴更加舒适，有效缓解眼疲劳。其相关参数如表，图乙是电加热眼罩简化电路图，已知电源电压U为4V，电热丝阻值为4Ω，电热丝阻值为8Ω，开关S3只接a或b。额定充（放）电电压4V充电电流800mA电池容量2000mA·h水袋最大装水量100g（1）电加热眼罩电路中S1闭合、S2断开、S3接a时，加热电路为（选填“高”“中”或“低”）温挡；（2）充满电时，最多能在高温挡正常工作多少分钟？（3）若眼罩的高温挡加热效率为70%，充满电后用高温挡对注满水的水袋加热，消耗总电能的10%可使水温升高多少？（4）使用一段时间后发现眼罩不工作了，检查发现是电池坏了，小华找到一个额定充（放）电电压为6V的电池将原来的电池替换掉。若要使换电源后的高温挡的功率不变，应该对电路进行如何改装？

5．（2024·江苏无锡·一模）电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压，保护电阻，压敏电阻的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。（1）电梯超载时，触点K与触点接触（填写“A”或“B”）；（2）若电梯在20s内将一位重500N的乘客从一楼匀速提升到五楼（每层楼高3m），电梯对乘客做功的功率为W；（3）当电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住。请判断：若该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯是否超载：。（填“超载”或“不超载”，g取10N/kg）6．（2024·陕西西安·模拟预测）如图甲是一种新型电辅式太阳能热水器，可以在天气差、吸热功率小的情况下，启动电热管对水加热补偿，下表是其铭牌上的一组主要技术参数（吸热功率是指在阳光照射下，集热管每秒钟吸收的太阳辐射的能量）。图乙是热水器储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为，A为水位指示表（由量程为电流表改成），阻值为为压敏电阻，其阻值与储水箱水深的关系如图丙所示。容积/L集热管采光面积/吸热功率/额定电压/V电热管额定功率/16022202（1）由图丙可知，储水箱水越深，电流表示数越（选填“大”或“小”）（2）若冬季集热管平均吸热功率，热水器的效率为56%，光照，那么水的内能增加了多少？（3）若只采用电加热的方式，将储水箱中的水由加热到，正常需通电多长时间？（设无热损失）（4）为了保证电流表的安全，水箱中的水深最多为多少米？此时的功率是多少？7．（2024·陕西咸阳·模拟预测）小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示，其内装有4kg导热油，转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换。图乙是其内部电路原理图，其中四个发热电阻阻值相同（不随温度变化），中温挡额定功率为1000W。[导热油的比热容为2.5×103J/(kg·℃)]（1）该电暖器使用三脚插头，三脚插头最长的插脚一端连接电暖器的金属外壳，另一端连接（选填“火线”“零线”或“地线”）；电暖器低温挡工作时，旋钮开关两端与触点（选填“1”“2”或“3”）接触；（2）求发热电阻R的阻值和高温挡的额定功率；（3）使用高温挡正常工作，将导热油温度由15℃升高到75℃，不计热量损失，求需要的加热时间。若加热过程中有一个发热电阻出现故障，将导热油温度由15℃升高到75℃，需要用时7.5min，判断电路出现故障的类型，并求出正常加热了多长时间时电路出现了故障。8．（2024·河南南阳·一模）如图甲所示是某型号家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的是气敏电阻，的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示，出厂预设当燃气浓度达到6%时报警，测试时，控制电路的电源电压为3V且保持恒定；闭合开关、，移动滑动变阻器滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.02A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的指示灯亮起而报警（电磁铁线圈的电阻忽略不计）。（1）图甲中通电螺线管是利用电流的工作的；按出厂预设，当燃气浓度达到6%时报警，此时工作电路的指示灯（选填“”或“”）亮起；（2）该报警器要达到出厂预设值，则滑动变阻器应接入电路的电阻值为多大？此时，控制电路的总功率为多大？（3）为了提高该报警器的灵敏度（即在燃气浓度更低时就能报警），请你提出改进方法（写出两种）。9．（2024·陕西渭南·一模）物理兴趣小组设计了一个水箱水位自动报警仪，其电路图如图甲所示，其中定值电阻，是一个压敏电阻（厚度不计），用绝缘薄膜包好后放入水箱底部，受力面水平，承受水压的面积为，压敏电阻的阻值随所受液体压力F的变化关系如图乙所示，电源电压保持6V不变。当电路中的电流大于或等于0.3A时，报警器（电阻不计）开始报警。（g取10N/kg，）求：（1）当水箱未装水时，电流表的示数为多大？电路消耗的电功率是多少？（2）当报警器刚好开始报警时，水箱中水的深度是多少？（3）要使水深为1m时报警器报警，应在图甲电路中（选填“串联”或“并联”）一个阻值为Ω的定值电阻。10．（2024·陕西咸阳·一模）小王家准备买空调，他和爸爸挑选了两款不同型号的空调，空调的参数如表所示，制热量表示单位时间内向密闭空间送入热量的多少；制冷量指单位时间内从密闭空间去除热量总和；能效比指空调制冷时，制冷量与制冷功率的比值，表示消耗1000W电功率时制冷量的大小。根据以上数据，计算下列问题：空调型号KFR﹣35GWKFR﹣26GW制热功率1390W1170W制热量4600W4500W制冷功率980W620W制冷量3500W2650W价格27492799能效比4.25.3（1）从节能的角度考虑，选择能效比（选填“大”或“小”）的空调更好；（2）经测量，小王家卧室面积约20m3，高3m，要让卧室温度从35℃降低到25℃，使用KFR﹣35GW空调，最少需要多长时间？[c空气=1×103J/（kg•℃），ρ空气=1.3kg/m3，计算结果保留整数]（3）小王发现，按照商家宣传，通过制冷功率和能效比计算出单位时间消耗的电能要比制冷量多，小王猜想可能是因为制冷过程中有能量损失导致的，若商家宣传的数据均属实，请计算KFR﹣35GW空调的制冷效率是多少？（计算结果精确到1%）（4）请你给小王建议一下买哪款空调，并简述你的理由。11．（2024·广东广州·一模）工程师老曾设计一款冬天使用的感应自动出水的即热型水龙头，其主要的工作电路由加热系统和控制系统两部分组成。加热系统的电路简化后如图所示，其中的电热棒R就是一个定值电阻，它产生的热量全部给流过的水吸收；水龙头内置的控制系统（图中未画出），可以控制自动出水的水量。该控制系统与加热系统并联，且通过这个控制系统的电流为0.01A。（1）这个即热型水龙头需要满足以下两个要求：①能直接在我国家庭电路中正常工作；②工作时不能超过插座允许通过最大电流（）；表中有以下四种型号的电热棒可供选择作为该水龙头的零件，请你根据上述要求，排除两款不合适的型号，并说明不选它们的理由；电热棒型号甲乙丙丁额定电压110V220V220V220V额定功率2100W1100W2100W5500W两款不适合的型号是：，不选它们的理由是：（2）老曾表示，即热型水龙头除了需要满足上述两个要求，还要满足要求③：通过控制系统，控制每秒钟流入水龙头的冷水为0.02kg，并加热使这些水的温度升高25℃流出（水的比热容为J/（kg·℃））。要满足这些要求，每秒钟水流经水龙头吸收的热量为J，该水龙头在使用时，每秒钟消耗的电能为W，则WQ（选填“大于”或“等于”或“小于”）；（3）综上所述，老曾设计的这款冬天使用的即热型水龙头应该选择电热棒型号是表中的（选填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”）。12．（2024·河南安阳·一模）某电热水器有加热和保温两种状态，其内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，当开关S0和S都闭合时，电热水器开始工作；（已知R1=435.6Ω，R2=48.4Ω）（1）电磁铁的下端为（选填“S”或“N”）极，Rx为热敏电阻，其阻值随温度的升高而降低，当水的温度升高到80℃时，电磁铁把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，此时电热水器处于状态；（选填“加热”或“保温”）（2）电热水器处于加热状态时的电功率为多少?()若通电加热时电热水器的加热效率为84%，电热水器将2L的水从25℃加热到55℃需要多长时间?[已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅°C)]()（3）若燃烧天然气加热这些水（不计热量损失），则需要完全燃烧多少立方米的天然气?（天然气的热值q=3.6×107J/m3）()13．（2024·广东广州·一模）分别用甲、乙两款充电器通过同一根数据线给手机充电，示意图及简化电路如图1，从电池电量0%充电至100%过程中，数据线和手机的总电压U与充电时间t的关系如表所示，数据线和手机的总功率P与充电时间t的关系如图2：甲充电器时间t0~2min2~40minU/V189乙充电器时间t0~40minU/V9（1）用甲给手机充电时，求0~min，数据线和手机消耗的总电能；（2）用甲、乙充电器充电时，10~20min，流经数据线的电流分别为I甲、I乙，数据线产生的热量分别为Q甲、Q乙，数据线阻值可认为不变，则①求I甲：②数据线总阻值为0.0012，流经电流为I，

求数据线两端电压U③判断：I甲I乙（选填“>”“=”或“<”）；④判断：Q甲Q乙（选填“>”“=”或“<”），依据是：14．（2024·江苏·一模）阅读材料，回答问题“智轨”电车2023年9月6日，全球益列氮能源“智轨”电车（三编组）正式亮相海外，这是我国全球首创、自主研发的新型绿色轨道交通工具。“智轨”电车以腹轮取代钢轮。无需铺设有形轨道，采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段，获得安全防护信息。“智物”电车（三编组）创新采用了70MPa储氢系纯和大功率燃料电池系统，还配备钛酸锂电池，用于同股制动能量，实现能量的循环制用。“智轨”电车部分参数如下表：（三编组即三节车厢编组）项目参数车重（含人）满载51吨最大载客量60kg/人300人储氨罐每节编组1个车轮每节编组4个续航满氢满电综合续航245km锂电续航35km（1）“智轨”电车制动时，锂电池回收制动能量的过程是转化为电能，并最终转化为化学能；（2）已知某燃油公交车（满载60人），平均油耗为30L/100km，汽油的二氧化碳排放量为2.5kg/L。某两地区相距为18km，若启用“智轨”电车（三编组）替代公交车运送300人时，可减少二氧化碳排放量为kg；（3）在进行“智轨”电车续航测试实验时，电车分别以35km/h和70km/h匀速直线行驶18km，已知电机功率P与汽车速度v的关系如图所示，则速度35km/h和速度为70km/h行驶时的能耗之比为（电车能耗指的是消耗的能量与里程之比）。15．（2024·广东汕头·一模）阅读下列短文，回答问题：太阳能路灯太阳能路灯已经成为许多城市的一道靓丽的风景线。如图甲的太阳能路灯，灯杆顶端是太阳能电池板，白天光线强时，太阳能电池板为蓄电池充电，夜晚光线弱时，蓄电池为电灯供电照明，其自动控制电路如图乙所示，R0为保护电阻，R为光敏电阻。太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它的基本原理是光电效应，光电效应分为外光电效应和内光电效应，外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象；内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。下表为该太阳能路灯的部分技术参数。为了保证控制电路能正常供电，放电余留20%时即停止向LED灯供电。（不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗）则：太阳能电池板蓄电池组LED灯电池板的总面积0.5m2电池电压12V额定电压12V光电转化效率15%电池容量30Ah额定总功率30W（1）太阳能电池板的材料最主要的是晶体硅材料，它属于。A．导体

B．半导体

C．绝缘体

D．超导体（2）太阳能电池板是利用（选填“内”或“外”）光电效应工作的。乙图中，电磁铁的上端是极。根据电磁继电器的工作原理，光敏电阻的阻值随光强的增大而（填“增大”或“减小”）。（3）设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1000J，电池板对蓄电池充电的功率为W，蓄电池组充满电时能对LED灯供电h。16．（2024·河南周口·二模）几年郑州市进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图甲。闭合控制开关，电梯没有超载时再闭合运行开关电动机工作；超载时（即控制电路中的电流）电铃发出报警铃声，即使闭合电动机也不工作。控制电路电源电压恒为9V，定值电阻的阻值为30Ω，电磁铁线圈电阻10Ω，轿厢内底面压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图乙所示。轿厢质量为400kg，g取10N/kg。（1）超载自动报警系统中的电磁铁利用了原理，超载时图甲中的触点将与点接触（选填“A”或“B”）；（2）该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为6000N，试通过计算判断电梯是否超载；（3）如图丙所示是某次电梯上升时的v-t图像，轿厢内人和货物总重为5000N，求电梯匀速上升运行阶段，克服自身总重力做功的功率为W。17．（2024·江苏连云港·一模）小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U=6V，定值电阻R0=3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。（1）当E与C、D接触时，电路接通，衔铁吸下与触点接触（选填“A”或“B”），线圈和R0被（选填“短路”或“断路”）；（2）在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在AB之间切换的时间。在未解除报警的情况下，求开始报警后1min肉电路所消耗的电能；（3）Q为边长10cm的正方体，密度为0.6×103kg/m3，h0=10cm，h=22cm，g取10N/kg。不计E、F质量及F与支架间摩擦。求刚开始报警时水面距池底的高度H。18．（2024·广东珠海·一模）阅读短文，回答问题：“鲲龙”两栖飞机2022年5月10日上午11点，由中国航空工业集团自主研发的中国首款大型水陆两栖飞机——“鲲龙”AG600在珠海金湾机场开展高速滑行试验，这是一款民用灭火和水上救援大飞机，可以在陆基机场和水上起降，为岛礁补给、海上安全保障、海上执法服务，水面起降抗浪高度大于2.8m海浪，是世界上最大的水陆两用飞机。AG600选装4台国产涡轮发动机，可以在20秒内一次吸水12吨，单次投水救火面积可达4000余平方米；还可以在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动，水上应急救援一次可救护50名遇险人员。当飞机停润在水上时，宽大船体所产生的浮力，就会使飞机浮在水面上并且不会下沉，但在需要起飞时，螺旋桨发动机产生的拉力，就会拖着它以相当快的速度在水面上滑跑。伴随着速度的不断增加，机翼上产生的升力逐渐增大，从而把飞机从水面上逐渐托起来，成为在空中飞行的航船。其部分参数如下表。其中：飞机的翼载是指飞机起飞质量与机翼的面积之比。（ρ海水≈ρ水=1×103kg/m3），g取10N/kg）全长/m37翼载/（kg/m2）500最大巡航速度/（km/h）540最大航程/km4500空中滞留/h12最大起飞质量/t53.5最大载水量/t12飞行最低高度/m300最多应急救援人数50（1）图2为AG600机翼设计截面图，飞机起飞利用了流体中流速越大的位置，压强越的原理，为缩短起飞时间，最好起飞（选填“顺风”或“逆风”）。用水灭火的原理是水汽化（选填“吸热”或“放热”）使可燃物的温度降至着火点以下，使火熄灭，（2）关于水陆两柄飞机“鲲龙AG600”，下列说法错误的是（填序号）。A．飞机使用航空煤油，执行任务过程中，油箱中的煤油的热值不变。B．飞机匀速水平飞行向下喷水进行森林灭火过程中它的动能、重力势能和机械能都在减小。C．它在水面上方匀速盘旋搜寻救援目标时，受到的是平衡力。D．执行森林灭火的投水任务中，飞机应该在到达着火点前提前投放。（3）AG600装满货物起飞时，为确保飞机正常飞行，机翼面积至少为，AG600以最大载水量起飞，飞行至最低高度时，需要对水做功J。若AG600在海面执行搜救任务救援起最多人数时，飞机排开水的体积约增加。（假设人均质量为50kg）（4）飞机利用测距传感器来判断离地高度，若某测距传感器的阻值与离地高度h的关系为（h单位为米），如图3所示的检测电路采用了“稳流电源”（电源输出的电流恒定），定值电阻R1为200Ω，当电流表示数0.09A，电压表示数6V时，则此时飞机所在高度为m。19．（2024·四川成都·二模）图甲是小明设计的一种家用即热式电饮水机，R为电阻箱，RF为置于储水箱底部的压力敏感电阻，阻值受上方水对其压力大小的影响。已知电源电压U恒为6V，当电磁铁线圈中的电流时，开关K被释放，指示灯L发光，表示水量不足；当时，开关K被电磁铁吸起，指示灯L熄灭，电磁铁线圈电阻不计。（1）图乙中的（选填“①”或“②”）RF是的阻值与受到的压力间的关系图像；（2）将电阻箱R的阻值调至120Ω，当RF的阻值为Ω时，指示灯L刚好发光；（3）如图丙所示，水泵使水箱内的冷水以0.1m/s的恒定速度流过粗细均匀的薄壁加热管，加热管横截面积为，虚线框内是长的加热区，阻值的电热丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压恒为220V。若有3.6L冷水持续流过加热区被加热，需消耗电能J；（4）为提高经过加热区后热水的温度，请提出一种符合实际的解决办法：。20．（2024·四川成都·二模）空气炸锅（如图甲）因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，无油烟味，深受广大市民青睐，其原理是利用热空气流加热食物。科技创新小组的同学将其拆解后，发现核心元件是两个发热电阻和一个风扇，由温控开关S进行自动控制，经研究后画出简化电路图如图乙。（1）空气炸锅采用高速热风循环技术，工作时会通过电动机向内部吹风，借助循环风，达到炸锅内部迅速升温的目的，与传统烤箱相比、空气炸锅烹制食物时，所用时间更；（2）使用空气炸锅，安全至关重要。同学们认真研究说明书及内部结构后，作出如下分析，其中合理的是；A．若空气炸锅的风扇不转了，发热电阻仍然工作，可以正常使用B．烹制食物时为了提升加热效率，可以堵住空气炸锅背部的出风口C．空气炸锅的电源线使用三脚插头，目的是让烹制美食更快速、更高效D．为了安全和延长使用寿命，严禁直接用冷水冲洗未冷却的空气炸锅（3）科技小组断开家中其他用电器，只让该空气炸锅以低温挡工作2min，观察到图丙所示的家用电能表转了90圈，此时空气炸锅的实际电功率是W；（4）若科技小组使用电功率为1500W的档位烹制薯条，已知薯条的质量为0.24kg，初始温度为20℃，通电1min达到120℃，空气炸锅的能量转化效率为80%，请利用上述数据计算出薯条的比热容。21．（2024·广东东莞·一模）即热式热水宝是一种无内胆的纳米管加热装置，因为其体积小、加热速度快，真正实现即开即热的使用功能，得到了广泛应用。其电路原理如图，电热丝、绕在出水管上，水经过出水管时被加热，通过改变水龙头控制开关S、的状态，可以选择出凉水、温水或开水。该管线机的额定电压是220V，开水加热电功率是4200W，温水加热电功率是2200W。已知：电热丝、电阻不随温度变化，水的比热容，水的密度，g取10N/kg。求：（1）开关S断开时，水龙头出（凉水、温水或开水）。开关S、都闭合时，水龙头出（凉水、温水或开水）；（2）现在需要100℃的开水500mL，已知水的初温是：20℃，水需要吸收多少热量？（3）如果电能转化为水的内能的效率是80%，饮水机正常工作时，烧开这些水需要多长时间？22．（2024·河南驻马店·二模）体重超标已影响了部分中学生的身心健康，为了动态监测学生的体重情况，班级科技创新小组找到一个压力传感器，它的阻值R与受压力大小F的对应关系图像如图甲所示。科技创新小组由此设计了一台由电流表改装而成的简易体重计，电路图如图乙所示。已知电源电压为12V，电流表的量程为50mA，踏板重力不计。（1）该体重计能测量的最大压力为N；当压力增大时，电流表的示数（选填“增大”或“减小”）；（2）闭合开关S，当体重计空载时，调节滑动变阻器，当电流表读数为40mA时，电压表读数为4V，求R0对应的阻值；（3）闭合开关S，当体重计空载时，继续调节滑动变阻器R1，电流表指针指向表盘正中间位置，将此位置标记刻度为F＝0N。求此时滑动变阻器接入电路部分的阻值；（4）在保持滑动变阻器阻值不变的前提下，逐渐对传感器施加压力，并将对应的压力值标记到电流表上，制成了一个简易的“体重计”。若此“体重计”测得的F＝640N时，计算R消耗的电功率为多少？23．（2024·江苏无锡·一模）第五代战斗机“歼﹣20”作为中国第五代战斗机，融合了全球优秀战斗机的特点，具备了很强的隐形性能、机动性能等。“歼﹣20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，飞机先进的光传操纵系统，以光纤作为媒介传输信号，可随时保证飞机与地面的联系。“歼﹣20”配备了大功率雷达，为解决散热问题，采用了新一代液体冷却系统。该飞机最大航行速度达800m/s，推重比为0.5。推重比是指飞机以最大行速度巡航时的牵引力与最大起飞重力的比值。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：速度v（m/s）100200300400500阻力f（×104N）0.31.22.74.87.5（1）光传操纵系统中的传输媒介是（选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”）；（2）根据表格分析，阻力f与速度v的关系式为，若飞机以最大速度巡航时，该飞机的最大起飞重力为多少；（3）为保证飞行安全，当飞机降低到一定高度时开启警示灯。如图乙所示是某同学为飞机设计的模拟电路（电源电压恒定），图丙是压敏电阻R随离地高度h的变化曲线。当飞机降落，离地面450m时，开关S自动闭合，警示灯亮起，灵敏电流计的示数为0.02A；飞机离地面400m时，灵敏电流计的示数为0.04A；当高度降到150m，警示灯开始闪烁。则应将压敏电阻串联在图乙电路中的（选填“A”或“B”）位置，另一个位置接高度计（灵敏电流计）。当警示灯在闪烁的过程中较亮时，电路消耗的电功率是多少瓦？（电磁铁线圈、衔铁、触点的电阻不计，警示灯的电阻不变）24．（2024·江苏南京·一模）为防止电动车充电时起火引发事故，科技小组的同学设计了一个自动灭火报警模拟装置，如图甲所示，电源U1为18V，热敏电阻Rt的阻值随温度t变化的图像；如图丙所示，电磁铁线圈的电阻为200Ω。工作时开关S1、S2闭合，无火情时绿灯亮；当通过电磁铁线圈ab的电流大于或等于10mA衔铁被吸下，电铃报警同时电动水龙头喷水。（1）将乙图中的元件序号分别填入甲图中的虚线框内完成电路；工作时当温度升高，电磁铁磁性（选填“增强”或“减弱”）；（2）若温度达到或超过60℃电铃报警，则滑动变阻器最大阻值不能小于多少欧？（3）按以下步骤对（2）中电路进行调试：①将Rt换成电阻箱，调节电阻箱阻值为Ω，闭合开关S1，调节滑动变阻器，直到；②断开开关S1，将电阻箱换成Rt，完成调试。（4）若要求热敏电阻温度达到或超过70°C电铃报警，对（3）中已调试好的电路，其它条件不变，若电源电压可调，则将电源电压调为V即可。25．（2024·吉林长春·一模）市场上规定，一般情况下苹果质量大于170g的为大果，120g~170g的为中果，如图甲是苹果自动筛选装置，可以依据苹果质量实现自动筛选。原理是：如图乙传送带上苹果经过压力检测点时，AB间的电压也随之发生改变，根据大果、中果、小果所对应的电压值范围，进行自动筛选实现苹果分流。已知电源电压恒定不变，当检测点上没有苹果时，AB间的电压为1.2V，当苹果质量为80g时，AB间的电压为2V。压敏电阻R的阻值随压力检测点上所放物品质量m的对应关系如表所示：质量m/g08090100110120130140150160170阻值R/Ω905045403530252015105（1）压敏电阻是由材料（选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”）制成的；（2）当检测点上苹果质量增大时，AB间的电压；（3）请通过推理计算筛选大果时，AB间的电压至少需要达到多少伏？()（写出必要的文字说明、表达式及最后结果）（4）当苹果的品种不同时，对于大果、中果和小果筛选的质量标准也不同，此时AB间对应的电压值也会改变。请你对电路进行改进。（答出一条即可）26．（2024·四川成都·一模）如图甲所示是某规格的家用饮水机，外观上能看到两个出水口和两个指示灯——“加热”和“电源”。饮水机铭牌上的电气原理图如图乙所示，其中S1为防干烧温控器，S2为加热温控器，S3为手动开关，R3为电热管，R1和R2为定值电阻，LED1和LED2为指示灯（电阻可忽略的发光二极管）。铭牌上的部分数据如表格所示。（1）下列对电气原理图的理解正确的是()；A．LED2应该是“加热”指示灯B．“PE”所在线路并不是工作电路的一部分，可以去掉C．S2会在水温足够高时自动断开，水温足够低时自动闭合D．饮水机处于“加热”时的总功率和电热管功率几乎相同，说明R1明显小于R3（2）根据表格中的“24小时待机耗电量”，可知R2的阻值取值范围为；（3）要想在设计原理上实现让饮水机拥有“加热”和“保温”两种挡位，且LED1仍为“加热”灯。除了将R1和R3分别改换为阻值恰当的电热管外，不添加其他元件的情况下，还需要改变的设计是：；（4）使用过一段时间后，小明同学测量后发现饮水机加热过程实际所用的时间比按照说明书计算出来的时间更长，对其原因进行了以下猜想，不合理的是。A．可能是有部分热量散失B．可能是因为水的纯度不够，导致加热电阻变小C．可能是测量时处于用电高峰期，饮水机电压低于220V27．（2024·吉林长春·二模）小致学完欧姆定律后，想设计测量货车重力的检测模拟装置，其工作原理如图所示。OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA∶AB=1∶4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。电源U短时间内电压恒定，定值电阻阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，压力F每增加1N，R的阻值减少2.5Ω。当重力检测装置空载时电流表示数为0.15A，平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。（1）装置中若杠杆B点受力为动力，则此杠杆的类型为杠杆。（2）小致将重力80N的物体放上平板时，闭合开关S，电流表示数为0.3A，则此时R的阻值为Ω。（3）电池组用久后电压变小为，这时平板上物体重100N时，电流表读数为0.3A，求V。（4）在第（3）问情况中，电池组电压大小为，要求平板上重为100N的物体对应的电流表读数和电源电压为U时相同，其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算如何移动触点A。（写出方向与数据）。28．（2024·陕西宝鸡·二模）如图甲所示是某电热水器的工作原理图，其额定电压为是发热电阻（阻值不变），虚线框为电热水器的金属外壳，电热水器有高温和低温两挡，额定加热功率分别为和，并用一个旋转开关实现电热水器的挡位切换。旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的左边缘依次有4个金属触点，右边缘是一金属板，可绕中心轴转动的旋转开关两端各有一个金属滑片，转动旋转开关可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通，如旋到图甲中位置S时，金属滑片将两触点同时与右边缘金属板接通。（1）转动旋转开关至图甲中位置选填“S”“T”或“M”）处时，电热水器处于高温挡；小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好应安装在图甲中的点（选填“A”“B”或“C”）处。（2）发热电阻和的阻值分别是多少？（3）某次用电高峰期，家庭电路中只有该电热水器在高温挡工作，电热水器将内胆中质量为、温度为的水加热至的过程中的某段时间，观察到家中电能表（如图乙所示）内转了，若电热水器的加热效率为，则此次加热时间是多少？29．（2024·新疆·二模）如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人．机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物．当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电．表一为某扫地机器人的部分参数。电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。额定工作电压12V额定功率30W电池容量2500mAh工作噪音＜50dB净重4kg最大集尘量1kg表一：机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二．真空度指主机内部气压与外界的气压差．风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积．吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。表二：真空度（Pa）400450500550600风量（m3/s）0.0250.020.0170.0150.013吸入功率（W）1098.57.8（1）机器人工作时，主机内部的气压（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力．若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离为cm；（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）（2）该机器人正常工作时的电流为A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为min；（3）由表二数据可知，当风量为0.015m3/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为%；上述风量下，10min内通过吸尘电机排出的空气质量为kg；（取ρ空气＝1.3kg/m3）（4）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件．图乙为某机器人中吸尘电机内部的光敏电阻的控制电路，两端总电压U0恒定（U0＜12V），RG为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻．当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为4.5V和2.25V，则R0＝Ω。30．（2024·江苏淮安·一模）请阅读下述材料，回答下列问题：电水壶电水壶通电，水温上升到沸点后，水蒸气使双金属片变形推动蒸汽开关自动断电（下次烧水需重新闭合蒸汽开关）。若蒸汽开关失效，壶内的水会一直烧下去，直至烧干，发热元件温度急剧上升，位于发热盘底部也有一个双金属片开关，会因为热传导温度急剧上升，膨胀变形，断开电源。图丙是新材料PTC的电阻随温度变化的关系图像。若使用PTC加热元件代替电热丝，可以有效防止因为干烧而出现的着火危险。PTC加热元件的自动控制温度性能是可靠的，它靠的是PTC本体内的电阻变化而控制温度，所以现在很多电热水壶采用了PTC加热元件。（1）插头应选用插头。（选填“两脚”或“三脚”）；（2）图中电水壶，其蒸汽开关与双金属片开关应连接（选填“串联”或“并联”）；（3）某电子式电能表表盘上标有“”字样，将功率为1000W的电水壶单独接在该电能表上正常工作3min，则电能表指示灯闪烁了次；（4）如图所示，若用PTC材料给电水壶加热，通电后PTC材料的功率随时间变化的图像正确的是。31．（2024·陕西西安·一模）我国全面推进乡村振兴以来，如今的乡村生活环境已经得到很大的改善。很多乡村道路新安装了如图所示的风光互补路灯，它既可以通过太阳能电池板独立发电并储存在蓄电池内，也可以通过风力发电机独立发电并储存，还可以两者同时发电并将电能储存在蓄电池内，晚上供LED路灯照明时使用。而蓄电池放电深度会影响它的寿命，使用时放电至少留20%就停止电能输出。这种型号风光互补路灯技术参数如表。其中光电转换率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率；蓄电池的容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积；最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。风力发电机太阳能电池板最大限制风速10m/s电池板面积0.5m2最大输出功率320W光电转换效率12%蓄电池LED路灯蓄电池容量90A·h额定电压12V额定电压12V额定功率60W（1）当阳光照到电池板表面每m2的功率为800W时，太阳能电池板的输出总功率为W；（2）已知风力发电机的输出功率P与风速v的平方成正比，若风力发电机的输出功率为80W，此时风速为m/s；（3）充满电的蓄电池以额定电压对一个LED路灯供电，为使蓄电池的使用寿命更长，持续供电时间不能超过多少小时？()（4）若用100盏该型号路灯照明，每天正常工作8h，如果用煤发电对该路灯供电，已知煤电转换关系β=400g/(kW·h)，则煤燃烧一天时的能量有效利用率是多少？（煤的热值为3×107J/kg）()32．（2024·江苏南通·一模）阅读短文，回答问题：综合实践：研究电热式烧制炉校本课程《陶艺》课上，烧剖不同的陶器、瓷器作品需要不同的温度，为能满足上述要求，小明设计了一个电热式烧制炉的电路模型如图甲所示；工作电路：为电源开关；为衔铁的同步开关（电磁继电器吸下衔铁时同时断开）；烧制炉的加热元件由阻值为48.4Ω的和阻值为193.6Ω的两个发热电阻组成，闭合开关和，烧制炉开始工作，先高功率升温，当炉内达到所需临界高温时，就切换进入保温档，当降到临界低温时，再切换进入高温档；控制电路：烧制炉利用温差电源控制炉内温度达成控温烧制，温差电源的热点（点）放在炉中，冷点（点）放在低温恒温箱中，其提供的电压与两点间的温度差关系如图乙所示，闭合开关，当电磁继电器中电流达到0.015A时，电磁铁恰好能将弹性衔铁吸下，同步断开；一段时间后，电磁继电器的电流降到0.01A，就释放弹性衔铁，同步闭合；如此反复，直至烧制结束；（1）关于电热式烧制炉，下列说法正确的是；A．刚开始工作时，衔铁应被电磁铁吸下B．为安全工作，应选择两孔插座使用C．当衔铁被吸下时，和串联工作D．温差电源提供的电压是恒定的（2）温差电源提供电压时，将（选填“机械能”或“内能”）转为电能，该温差电源的冷点端相当于电源的负极，则电磁铁的下端为极；（3）烧制炉正常工作时，高功率为W；烧制炉烧制某陶瓷作品时，工作电路的高功率