专题3　电学（原卷版）

专题3电学【命题重点】电学内容是中考命题十分重要的内容,具体重难点一般落实在这些知识点上:串、并联电路特点,电路设计,故障分析判断,动态电路分析,欧姆定律,焦耳定律,电功、电功率的计算等。【方法要点】利用电路图协助分析,将题中相关信息标注在图上相应元件附近,将复杂电路通过去表简单化,并分析各表测量的对象。动态电路分析可以变动为静,取几个特殊点看变化。定律、公式在使用时应注意量的一一对应和适用条件。【例题精析】类型1串、并联电路如图所示电路，电源电压保持不变，电流表的内阻不可忽略，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，闭合开关后，滑由b端滑动到a端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则可判断电源电压是V，电流表的内阻是Ω。某工厂生产一批零件，对零件表面粗糙程度的一致性有较高要求，验收时需要进行表面粗糙程度测试。小明设计如图甲所示装置，用于比较零件表面粗糙程度。压敏电阻R1的阻值与压力关系如下表所示；绝缘杠杆AB可以绕O点转动，A端通过连杆与压敏电阻R1接触，B端与轻质弹簧相连，OA：OB＝l：1；弹簧受到的拉力F与伸长x的关系如图乙所示，弹簧右端连接滑片P和吸盘；R2是水平放置的、粗细均匀的电阻棒，长度L为40厘米，总电阻为12欧。使用前，滑片P恰好位于R2左端，使用时，先用吸盘将零件“粘住”，再用水平力向右拉动木板，待零件稳定时读出电压表示数，用电压表示数来判断零件表面越粗糙程度。（导线对杠杆AB没有力的作用，弹簧电阻忽略不计。）压力（牛）00.20.40.60.81.0压敏电阻R1阻值（欧）121824303642（1）将吸盘压在零件表面，排出内部空气，吸盘和零件就会“粘住”，这主要是的作用。（2）已知电源电压为6伏，单个零件质量为200克，若要求该批次零件在木板上的滑动摩擦力不大于零件重力的0.2倍，请通过计算说明判断零件合格的电压表示数范围。（3）小明用该装置分别测试相同体积的铁块和铜块，多次实验示数均相同，已知：铁块密度为7.9克/厘米3，铜块的密度为8.9克/厘米3。请判断哪个物体底部较粗糙并说明理由。如图所示电路，电源电压U0不变，初始时滑动变阻器的滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后滑片P向左滑过一段距离后电流表才有读数。且电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系如图2所示，则（1）电阻R＝。（2）从断点处滑片P向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化为欧姆。类型2电路故障的判断如图所示电路，开关闭合后，发现L1、L2都不亮。小明将开关、L1和L2的接线柱分别用a、b、c、d、e、f表示，用一块电压表检测电路故障。表中是他记录的检测数据。则故障的原因可能是（）电压表接入的位置a、fa、ea、da、ca、b电压表的示数（V）33330A．L1的灯丝断了 B．L2被短路了 C．连接e、d的导线断了 D．连接b、c的导线断了如图所示的电路，闭合开关后移动滑片，小灯泡始终不发光，在闭合开关且不拆开导线的情况下，将N接电源“﹣”极，M依次试触A、B、C接线柱，发现电压表的示数分别为0V、3V、3V，若故障只有一处，下列判断正确的是（）A．小灯泡断路 B．开关断路 C．小灯泡短路 D．滑动变阻器断路如图所示，电源电压为U且保持不变，电阻R1＝R2，开关S闭合时电流表A1有示数。开关S断开后，三个电表中示数变大的是（选填“V”、“A1”或“A2”），电压表示数变为（用字母表示）。若电阻R1、R2中一个出现故障，电流表A1的示数变为零，电压表V的示数变为U，则故障是。类型3动态电路分析为了让植物叶片保持一定的含水量，小敏设计了如图所示的检测报警电路，当叶片含水量过低时提醒主人浇水。R为湿敏电阻，其阻值随含水量的升高而增大。电源电压不变，将湿敏电阻R附着在叶片上。以下说法正确的是（）A．定值电阻R0没有作用，是多余的 B．当叶片的含水量减小时，工作电路中指示灯L变亮 C．当叶片的含水量增加时，电压表的示数增大 D．当叶片的含水量减小时，控制电路总功率增大如图甲所示电路中，电阻R1＝2Ω，R3是0～10Ω的滑动变阻器，电源电压恒为6V。已知滑片每滑动1cm时，R3接入电路的阻值变化1Ω，滑片距离a端的长度设为x；闭合开关，R3的滑片滑动过程中，电压表V1示数U与x的图像如图乙所示。下列说法中正确的是（）A．R2＝12Ω B．当x＝2cm时，电阻R1的功率为0.5W C．当x＝10cm时，电压表V2的读数为5.4V D．移动滑片的过程中，电阻R2功率的最大值为0.72W（多选）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个电表的示数都发生了变化，电表A、V1、V2、V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，电阻R1、R2、R3消耗的功率分别用P1、P2、P3表示，下列选项正确的是（）A．U1I不变ΔU1ΔI不变 B．C．U3I变大ΔU3ΔI不变 D．ΔU类型4电功、电功率（多选）如图所示，在闭合电路中，只有滑动变阻器甲和乙串联，将阻值调到相等的地方，此时甲和乙的电功率均为P。先将乙的滑片向右移甲不动，其电功率分别为P甲和P乙，再将甲的滑片向右移，乙不动，其电功率分别为P′甲和P′乙，下列说法正确的是（）A．P甲＞P乙 B．P乙′＜P乙 C．P甲＜P乙 D．P′乙＞P乙如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象，则下列说法不正确的是（）A．滑动变阻器最大阻值为50Ω B．电源电压为10V C．R0阻值为10Ω D．滑动变阻器R1最大功率3.6W如图甲是某同学“探究定值电阻品的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出a、b、c三条图线（如图乙）。下列叙述正确的是（）A．图线a为定值电阻R0的发热功率曲线 B．电源电压为4.5V C．滑动变阻器接入电路的最大阻值为6Ω D．滑动变阻器消耗的最大功率为2.25W综合实践活动中，同学们设计了一款可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型（如图甲所示），并且电流表示数随拉力的增大而增大。ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝，电源电压恒为6V，弹簧电阻恒为1Ω，R0为4Ω，其余部分电阻不计，电流表量程为0～0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩擦。求：（1）虚线框里面接线柱“1”应与接线柱相连（选填“2”或“3”）（2）闭合开关，弹簧处于原长状态时刚好对准a处，R0消耗的功率多大？（3）图甲中若去掉电流表，用一只电压表（量程0～3V）与R0并联，利用电压表的示数来显示拉力的大小，则与利用电流表相比，电压表所能显示的最大拉力将提升多少N？（4）在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如图甲的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于多少s？

【针对训练】一．选择题（共11小题）1．如图所示电源电压保持不变，R1阻值为6Ω，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为60J，下列结果正确的是（）A．电源电压为10V B．电路中的最大电流为1.5A C．滑动变阻器最大阻值为9Ω D．R1先后两次消耗的电功率之比为16：92．如图，L1、L2两灯泡分别标有“110V100W”和“110V40W”，按不同方法接入220V电路，使两灯泡正常发光，且电路总功率最小的是（）A． B． C． D．3．有一只标有“6V3W”字样的灯泡A和一只定值电阻B，A和B的电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示。则下列判断不正确的有（）A．定值电阻B的阻值为6Ω B．将A、B串联接在9V电源两端，灯泡A正常发光 C．A、B并联接在6V电源两端，10s内电路消耗的电能是30J D．将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端，如图乙所示，当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的功率为0.9W4．在“测量小灯泡和定值电阻的阻值”实验中，根据测得的电流和电压数据绘制了如图甲中A、B的I﹣U图象，现将小灯泡L和定值电阻R连成如图乙、丙电路（电源电压均为8V），则下列说法正确（）A．由图甲知小灯泡电阻随温度的增大而减小 B．图乙电路的总功率为2.4W C．由图甲知定值电阻的阻值为10Ω D．图丙电路中电流表示数为0.7A5．某同学用如图所示的电路测小灯泡的功率。已知电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A．滑动变阻器的规格为“20ΩlA”，灯泡标有“2.5V1.25W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，为保证电路安全，下列说法中正确的是（）A．该电路的最大总功率是2.25W B．电流表示数的变化范围是0.18～0.6A C．灯泡的电功率变化范围是0.5～1.25W D．滑动变阻器允许调节的范围是5～20Ω6．小金设计了如图所示的电路来判断电阻的大小，先将一根合金丝接入电路，后将合金丝拉长再次接入电路，发生的变化是（）A．灯泡变暗，电流表读数变小 B．灯泡变暗，电流表读数变大 C．灯泡变亮，电流表读数变小 D．灯泡变亮，电流表读数变大7．如图甲是灯泡L和电阻R的I﹣U关系图象，灯丝电阻受温度的影响，温度越高电阻越大，将L和R以两种不同的方式接在同一电源上，如图乙和丙，若乙图中U1：U2＝m，丙图中I1：I2＝n，则下列关系式中正确的是（）A．m＝n B．m=1n C．m＜18．如图a所示，在一个电阻均匀的金属圆环上有A、B、C、D四点。其中O为圆心，AB、CD为圆环的两条互相垂直的直径。现把A、B两点接入电源电压保持不变的如图b所示的电路MN两端时，发现电流表示数为I0，当换接A、C两点，则此时电流表的示数应为（）A．I04 B．3I04 9．如图甲所示，电源电压恒为3V，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度变化如图乙所示。闭合开关S，通过分析，下列说法错误的是（）A．图甲中的R0有保护电路的作用 B．温度为40℃时，电流表的示数为0.1A C．温度升高时，电压表的示数会变小 D．温度降低时，电压表与电流表示数的比值变小10．如图是已连接的一部分电路图，R1＝5Ω，R2＝20Ω．表中的结果与ab间、ac间、bc间的连接情况相符合的是（）选项ab间连接ac间连接bc间连接结果A4V的电源不接一根导线电流表示数为0.2AB不接一根导线4V的电源电流表示数为0.8AC不接4V的电源不接R2两端电压为0.8VD4V的电源不接一只电压表电压表示数为4VA．A B．B C．C D．D11．如图所示，S闭合后，两个灯泡均不发光，电流表及电压表的指针均无明显的偏转，若电路只有一处故障，可能是（）A．电流表坏了或未接好 B．L1的灯丝短路 C．L2的灯丝短路 D．L1的灯丝被烧断二．计算题（共3小题）12．小明家的电热水器及其简化电路如图所示，R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝，电热水器部分参数如表所示：额定电压220V频率50Hz保温功率220W加热功率2200W水箱容量50L（50kg）（1）当S1和S2均闭合时，电热水器处于状态。（选填“加热”或“保温”）（2）电热丝R1的阻值是多少？（3）加热时流过电热丝R2的电流是多少？（4）假设将一满箱水加热，温度升高22℃，用时40min，则电热水器的效率是多少？已知，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），Q＝cm（t1﹣t0）。电热水器的效率等于水吸收的热量与热水器消耗的电能的比值（用百分比表示）。13．如图是温度可调的育苗箱电路，电源电压为36V保持不变，发热电阻R1规格是“24V40Ω”。闭合开关S，调节滑片P的位置，当R1正常工作时，求：（1）电路中的电流。（2）R2的阻值。（3）育苗箱正常工作5min产生的热量。14．北京