2024年湖南省长沙中考物理二轮复习：压轴题之电学 (含答案)

2024长沙中考物理二轮复习专题三压轴题一一冲刺满分之电学

类型1动态电路计算(含比值、极值、范围)(10年4考)

考向1滑片移动类

1.某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U恒为15V,定值电阻&=10。,

后为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm,阻值为200,其接入电路的阻值与对应棒长成

正比.弹簧上端固定，滑片尸固定在弹簧下端且与用接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力

均不计.圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N,高60cm,底面积为100cm2.

当水位处于最高位置/时，M刚好浸没在水中，此时滑片尸恰在后最上端；当水位降至最

低位置B时，M的下表面刚好离开水面.已知弹簧所受拉力厂与其伸长量的关系如图

乙所示，闭合开关S.(已知o水=L0X103kg/m3,g取10N/kg)

第1题图

⑴当水位下降时，电压表示数(选填“增大”或“减小”)；

(2)当水位处于位置/时，电路中的电流为A；

(3)水位在位置/时电压表示数为％,水位降至3时电压表示数为为，贝IjUA：UB=.

2.在图b所示电路中，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器尺2允许通过的最大电流为

3A.电流表⑤、③的表盘均如图a所示.变阻器滑片P位于最大阻值处，闭合开关S,电

流表③示数为0.3A,两电流表指针偏离零刻度线的角度相同.

(a>(h)

第2题图

⑴求电阻幻的阻值.

⑵求此时经过变阻器&的电流12.

(3)移动滑动变阻器滑片尸，在电路安全工作的前提下，求变阻器处消耗的最小电功率与最

大电功率之比尸2min：尸2max.

3.在如图所示的电路中，电源电压U=4V,电阻尺i=20Q闭合开关S,当滑动变阻器&

的滑片尸移至某处时，电流表⑤的示数为0.4A.求：

第3题图

⑴通过电阻尺的电流；

⑵滑动变阻器&接入电路的阻值；

(3)电路消耗的最大电功率.

4.如图甲所示的电路，电源两端电压U不变，凡是定值电阻，R是滑动变阻器.将滑动变

阻器的滑片滑到。端，闭合开关时滑动变阻器R消耗的功率尸1为L8W.断开开关时电流

表的示数改变了0.3A；当开关S断开后，滑动变阻器的滑片在滑动的过程中，滑动变阻器

接入电路的阻值R与电流表示数的倒数1的关系如图乙所示.求:

I

第4题图

(1)电源两端的电压。和滑动变阻器最大的阻值Rm；

⑵定值电阻的阻值R0；

(3)电路消耗的最小功率P2.

考向2多开关类

5.如图所示电路，电源电压不变，当只闭合Si时，通过凡的电流为/i；当只闭合S2时，

通过心的电流为/2,此时凡消耗的功率为10W,/1：/2=2：1.当只闭合S3时，尺3消耗的功

率为5W.

第5题图

(1闲：&=；

(2)只闭合Si时，Ri消耗的功率为W；

(3)Si、S2、S3均闭合时，电路消耗的总功率为W.

6.如图甲所示，是小乔同学从废弃的电热器上拆下的加热部件，该部件由阻值不变的两根电

阻丝凡、艮构成，小乔设计了图乙的电路对该部件进行检测，其中&=22。，M、N为接

线柱.

_____刍一卜"rr^i

»热郁件检•(电H

甲匕

第6题图

⑴用导线把M和N连接，只闭合开关％,电流表示数为1A,求电源电压；

⑵把M接4N接8,只闭合开关Si,电流表示数为0.5A,求员的阻值；

(3)用导线把2和。连接，然后将〃■接4N接3,闭合开关Si和S2,电流表示数为1.5A；

检测结束后，小乔利用该部件重新组装一个加热器，求新加热器接入220V电路中能达到的

最大电功率.

7.如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，员：&=1：2,只闭合开关Si时，电流表的

示数是0.4A,此时小灯泡L正常发光，Q消耗的功率为P；只闭合S2,&消耗的功率为

Pi,且尸1:22=8：9,通过小灯泡L的电流与电压关系图像如图乙所示：

第7题图

(1)求小灯泡L的额定功率;

⑵求电源电压；

(3)若电压表选用0~15V量程，电流表选用0〜0.6A量程，用一个“60。0.5A”的滑动

变阻器替换小灯泡L,在只闭合S2时，通过调节滑动变阻器滑片，电路的最大功率和最小

功率分别是多少？

考向3多开关+滑动变阻器类(2015.39,2013,39)

8.如图甲所示，电源电压保持不变，后是定值电阻，小灯泡L的额定电压是6V且灯丝电

阻不随温度变化.当闭合开关Si、S3,断开开关S2,调节滑动变阻器&的滑片，使电压表

示数从IV变为3V的过程中，电路总功率变化了3.6W,其中电压表示数为3V时，电流

表示数为0.3A；滑动变阻器&的电功率尸2与电压表示数Ui的关系如图乙所示，滑动变阻

器史的滑片在a点、6点时，对应电压表示数为Ua、Ub,且Ub=8U«,则电源电压为V；

滑动变阻器史的滑片从。点滑到6点过程中，&接入电路的阻值范围是,当闭

合开关Si、S2,断开开关S3,滑动变阻器尺2的滑片在中点时，小灯泡L恰好正常发光，其

电功率为PL;当滑动变阻器的滑片在阻值最大处时，小灯泡L的电功率为PJ.则PL与PL'

之比是.

第8题图

9.如图，电路中电源电压恒定，小灯泡L的额定电压为6V,滑动变阻器以标有“200。

1A”，电压表量程为0〜5V.只闭合开关S2,当4的滑片尸移至最左端时，小灯泡恰好

正常发光，此时电流表示数为0.5A；再闭合Si,电流表的示数变为0.8A.求：

(D灯泡的额定功率；

⑵电阻处的阻值；

⑶只闭合Si,滑动变阻器凡允许接入电路的阻值范围.

10.如图所示电路中，电源为电压可调的学生电源，灯泡L标有“5V2.5W”字样且阻

值不变，滑动变阻器的最大阻值为120。，两电压表量程均为“0〜15V"，电流表量程为

“0〜0.6A”.闭合开关S、Si,将学生电源调至12V,移动滑片，使滑动变阻器接入的电

阻为应时，灯泡L恰好正常发光.求:

r-0-T-0—I

第10题图

(1)灯泡L正常发光时，通过灯泡的电流；

⑵滑动变阻器接入电阻RA的阻值；

⑶将学生电源调至另一挡位，并断开开关Si.移动滑片，滑动变阻器接入阻值为R”时，它

的电功率为尸M;滑动变阻器接入阻值为RN时，它的电功率为Bv,且尺M：RN=1：2,PM-.

PN=9:8,且滑动变阻器接入电路的阻值由尺M变为RN的过程中，电压表⑨的示数变化了2

V,电压表怎的示数变化了3V.继续移动滑动变阻器滑片，在滑动过程中，保证元件安全

的条件下，该电路总功率的范围.

类型2分类讨论类

11.有一盒被混在一起的定值电阻，共有四种阻值，分别是5。、10。、15Q和20。若干，

现在从中随机取出三个：R、尺2和尺3,连成如图所示电路，S、Si、S2都闭合时电压表的示

数是20V.闭合开关S,在闭合S1、S2与断开S1、S2两种状态下，电流表的示数之比为10：

I.闭合S后，电路消耗的电功率有四种不同的情况，其中消耗电功率的最大值为80W.求：

第11题图

(1)电源电压.

⑵处的阻值.

(3)在开关S闭合，Si、S2断开的状态下，电压表示数可能的值是多少？

12.如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻尺1=100,4=5。，滑动变阻器R的规格

为“30。2.5A”，电流表③选用0〜3A的量程，电压表选用0〜15V的量程.闭合全部

开关，电流表⑤的示数为1A.求：

第12题图

(1)电源电压.

(2)若将表盘如图乙所示的电流表③接入电路，闭合全部开关，改变滑片位置，③的指针恰

好指在满偏的三分之二处，变阻器接入电路的可能值.

⑶用一个新的电源替代原来的电源，只闭合S,在保证电路安全的情况下，电源电压的最大

值.

类型3黑盒子类

13.为了比较方便地测量出未知电阻的阻值，物理兴趣小组的同学设计了一个“电阻测量

盒”：将一个电源(电压不变)、一个阻值为心的定值电阻、一个开关和一个电流表用导线连

接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，如图甲所示.未使用时，盒内开关断开，电

流表无示数.使用时，将盒外的两根导线分别与待测电阻尺的两端相连，读取开关闭合时

电流表的示数力、开关断开时电流表的示数上.经计算得知心的阻值.

X」TI

口一”■二ft

V乙

第13题图

请你解答如下问题：

(1)在图乙的虚线框内画出测量盒中符合上述设计要求的两种可能的电路图；

⑵在你所设计的电路中任选T•种，推导出待测电阻尺的数学表达式.(请注明所选择的电路,

凡表达式用已知量和测量量表示)

14.如图甲是一个密封盒，盒内是由两个电阻和一些导线组成的电路，电路与盒外的6、

c、4四个接线柱相连，而接线柱b、c在盒内已用导线相连.某活动小组欲探究盒内两电阻

的阻值和电路结构，他们使用的器材是：能输出稳定电压的电池组、量程是0〜0.6A的电

流表、阻值为10。的定值电阻R以及若干条导线，并组成图乙虚线框内所示的探测电路，

图乙中仅、〃是从探测电路引出的两根导线.探测时，他们首先将机与"直接连接，观察到

电流表的示数为0.6A,接下去的操作程序、方法和所得数据，记录在下表中：

与"2、77相连的接线柱电流表示数/A

机、〃分别接。、6两接线柱0.3

加、〃分别接C、4两接线柱0.2

机、〃分别接。、d两接线柱0.15

甲乙

第14题图

根据以上操作和数据，求：

⑴所使用的电源电压为多大？

(2)通过计算(要求写出计算过程)，在甲盒子内画出盒内的电路图并标出电阻的阻值.

(3)若电源电压保持不变，在连接好的甲图中，当把探测电路的〃八〃分别与。、6两接线柱

相连时，电路消耗的总功率为多大？

参考答案

1.⑴减小(2)0.5(3)2：I2.(1)20Q(2)1.2A(3)4：9

3.解：(1)由题意可得，电阻凡和滑动变阻器&并联，则通过电阻4的电流/1=2=已上=

7?i20Q

0.2A

(2)由题意可得，电流表⑤测量的是干路电流，通过滑动变阻器幻的电流

/2=/—/1=0.4A-0.2A=0.2A

滑动变阻器及接入电路的阻值尺2=0=＜工=20Q

h0.2A

(3)由题意可得，电流表③的量程0〜0.6A,所以干路通过的最大电流为0.6A,则电路消耗

的最大电功率Pmax=Ulmax=4VX0.6A=2.4W

4.解：(1)当滑片滑至。端，闭合开关时，R与Ro并联，R接入的阻值最大，滑动变阻器7?

消耗的功率尸产1.8W,通过滑动变阻器的电流为/i,断开开关时，R所在的支路电路断开，

变化的电流为71=0.3A,即为通过滑动变阻器的电流，电源两端的电压

/i0.3A

6V

滑动变阻器接入电路的最大阻值即=5=萼=20Q

110.3A

(2)当开关S断开后，滑动电阻器与定值电阻&串联，根据图像可知，当尺=2。时，5=2A

一1,即/=0.5A

根据串联电路电压的规律，电源的电压为U=/(R)+R),即6V=0.5AX(&)+2。)

定值电阻的阻值为&=10。

⑶当开关S断开，滑片滑到b端时，滑动变阻器接入电路的最大阻值R与定值电阻扁串联，

电路消耗的电功率最小，根据串联电路电阻的规律

R.B=Rm+Ro=2OQ+10C=30Q

2

电路消耗的最小功率P2=—=^7=1.2W

R&30Q

5.(1)1：I(2)40(3)40

6.解：(1)由图乙可知，用导线把M、N连接起来，只闭合Si,电流表的示数为1A,只有

&接入电路，则电源电压为C/=/i7?o=lAX22Q=22V

⑵初接/,N接B,只闭合Si，4与心串联，电流表测电路中电流，其示数为0.5A

根据/=2可得，电路中的总电阻为R总=»=.=44Q

Rh0.5A

根据串联电路的电阻特点可得，尺的阻值为：Ri=R总一&=44。-22。=22。

(3)用导线把8和C连接，河接/,N接8时，闭合Si、S2,&被短路，&、&并联，电流

表测干路的电流

由/="可得，此时电路中的总电阻尺总,=t/=22V=44Q

RI31.5A3

ITTI2(220V)

当Ri和七并联时电路电功率最大，根据P=4/=U可得，最大电功率----

RRJ44Q

3

=3300W

7.解：(1)只闭合Si时，4与L串联，电流表测电路中的电流，电压表测以两端的电压,

此时电路中的电流/i=0.4A

由图乙可知，灯泡两端的电压UL=10V

小灯泡正常发光，所以，小灯泡的额定功率

PL=C/L/I=10VX0.4A=4W

(2)只闭合Si时，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压。=UL+/I以

=10V+0.4AX7?I

只闭合S2时，&与L串联，电流表测电路中的电流，电压表测以两端的电压

P：=

由P=FR可得:(%x汽

2—欣2—

解得：-=-

h3

QT.

则^=-/i=-X0.4A=0.3A

44

由图乙可知，灯泡两端的电压LV=6V

电源的电压。=UL'+/?尺2=6V+0.3A义2R

电源的电压不变，所以10V+0.4AXRi=6V+0.3AX2Ri

解得：尺尸20。

7?2=2&i=2X20Q=40Q

电源的电压U=UL+IIRI=10V+0.4AX20Q=18V

(3)当电压表的示数最大5大=15V时，电路中的电流/=祟=痣=0.375A

电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A

所以，电路中的最大电流/人=0.375A,此时电路的功率最大，则乙=〃k=18VXO.375A

=6.75W

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小

(18V)2

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路的最小功率:尸d==

R2+Rs40Q+60Q

=3.24W

8.181.25。〜80。25：9

9.解：(1)只闭合开关S2，当凡的滑片尸移至最左端时，则电路为小灯泡的简单电路；此

时，小灯泡恰好正常发光，则电源电压等于小灯泡的额定电压6V.小灯泡的额定功率P额

=U额I嚼=67乂Q5N=3N

(2)电阻&两端电压为U=U电="额=6丫

通过电阻Ri的电流/=7■总一/额=0.8A-0.5A=0.3A

电阻&的阻值尺2=二=且二=20Q

/0.3A

(3)只闭合Si,则以、尺2串联.当电压表示数为5V时，后接入电路的阻值最大，此时&

两端电压为。2=。电一Unax=6V—5V=1V

电路中电流为/min=2=U'=0.05A

Ri20Q

滑动变阻器Ri接入电路的最大阻值为7?i=-^=—V-=100Q

/min0.05A

当滑动变阻器R1接入电路的阻值为0时，此时电路的最大电流/max=O=4=0.3A<lA,

R220Q

满足题意要求

滑动变阻器&接入电路的阻值范围为0〜100。

10.解：(I)灯泡正常发光时，通过灯泡的电流/L=3=/^=0.5A

(2)闭合开关S、Si,将学生电源调至12V,移动滑片，使滑动变阻器接入的电阻为R”时，

灯泡L恰好正常发光，此时电阻凡被短路，滑动变阻器接入电阻处两端的电压a=u—

UL=12V-5V=7V,则RA的阻值为RA=—=^~=14Q

IL0.5A

(3)当将学生电源调至另一挡位，并断开开关Si时，滑动变阻器接入阻值由RM变为RN过程

中电压表0的示数变化量AU2=AUL+AUI,所以灯泡L两端电压的变化量AUL=AU2—AUi

L

=3V-2V=1V,根据欧姆定律可知灯泡的电阻R=5=2*=ioQ

IL0.5A

根据皿^=&,代入AUL=1V、AU1=2V、&=10Q,解得尺1=20。

XU\R\

设滑动变阻器接入阻值为时，电流为九滑动变阻器接入阻值为RN时，电流为A

由于PM=ERM=92可得，么=3,=AtA

RM:RN=1△II\—h金^=0.1A,解得/i

PNRRN8h2Ri20Q

0.3A,h=0.2A

根据U=/I(7?L+RM+RI)和U=IZ(RL+RN+RD,将RM：RN=1•2、I\=0.3A、h=0.2A、

&L=10Q、7?I=20Q代入，解得。=18V

综合分析，当电流为/max=0.5A时，电路有最大总功率尸max="max=18VX0.5A=9W

当滑动变阻器接入的电阻为120。时，此时怎的示数为18Vx歪=18

R总

VX——J20Q——=14.4V,未超过电压表的最大量程，所以电路有最小总功率尸min

10Q+120Q+20Q

(18V)2

=2.16W

RL+&+RI10Q+120Q+20Q

该电路总功率的范围为2.16W〜9W

11.解：（l）S、Si、S2都闭合时三个电阻并联，电压表测电源电压，故电源电压为20V

⑵尸max=80W

r——max_80W_4A

U20V

闭合开关S,在闭合开关Si、S2与断开开关Si、S2两种状态下，电流表的示数为10：I,则

最小电流：/min=0.4A

20V

尺1+七+尺3=2=50Q

/min0.4A

以、&和凡的电阻可能是10。、20。、20Q组合或20Q、15。、15Q组合，经计算

可知后一种组合的尸maxW80W,不符合题意，所以以、&和尺3的电阻是10。、20。、20

。组合

若处=10。，已知闭合开关Si、S2与断开Si、S2两种状态下，电流表的示数之比为10：1,

则电路在S、Si、S2都闭合时，电路中的功率为80W,只闭合S时，电路中的功率为8W,

只闭合S、Si和只闭合S、S2时电路中的功率都为20W,电路中的功率只有3种情况，不

符合题意

若处=20。，已知闭合开关Si、S2与断开Si、S2两种状态下，电流表的示数之比为10：1,

则电路在S、Si、S2都闭合时，电路中的功率为80W,只闭合S时，电路中的功率为8W,

只闭合S、Si和只闭合S、S2时电路中的功率不同，电路中的功率有4种情况，符合题意.所

以处=20。

（3）电阻连接的顺序只有两种情况：

7?i=10Q,7?2=20Q,%=20。或Ri=20。，&=20Q,7?3=1OQ

当开关S闭合，Si、S?断开时，Ri、尺2、尺3串联

电压表测量的是尺1两端的电压

当&=10。时：｛71=4V

当火1=20。时：Ui'=8V

因此，电压表示数的可能值是：4V和8V

12.解：（I）当开关全部闭合时，R与R并联

则电源电压U=/iRi=lAXl0Q=l0V

（2）将卷）接入电路，开关全部闭合，分析题意可知，有两种连接方法：①③串联在干路中；

②卷）与火串联

①当®串联在干路中时，由于/I=1A,则③选用0〜3A的量程，由题意可知，干路中的电

流/=2A

通过滑动变阻器的电流：ZPI=7-/I=2A-1A=1A,此时滑动变阻器的阻值：RPI=U=

Ip\

②当卷）与r串联时，③可选用0〜3A和0〜0.6A的量程

③选用0〜3A量程时，//>2=2A

此时滑动变阻器的阻值：RP2="=”=5Q

Ip?2A

③选用0〜0.6A量程时，