2020年中考物理电学综合计算题汇总及答案解析.pdf
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1、2020 年中考物理电学综合计算题汇总及答案解析 一、电磁学综合题 1 3 2 W W = 4 4 1.5 10 m 2 10 F Fm 3 4 。( 2019 海南中考模拟)如图是某型号电热水器的电路原理 图。 R1、R 2为电热丝,电热水器共有断电、保温加热三种状态,如图所示为断电状态。已 知该电热水器的保温功率为1.1kW, R2 8.8 各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流 量(长时间通电时的最大安全电流)如表: 导线规格 导线横截面积S/mm 2 2.54610 安全载流量I/A28374768 求: (1)电热水器处于加热状态时,应将开关S置于什么位置? (2)求电热丝 R1的阻值
2、; (3)从用电安全角度考虑,安装该电热水器时,至少应选择表中横截面积为多大的铜芯导 线,请通过计算说明; (4)在加热状态下,电热水器正常工作10min 所产生的热量。 【答案】( 1)c、d 位置;( 2)44;( 3) 4mm 2;( 4)3.96 106 J。 【解析】 【详解】 (1)如图所示为断电状态; 当开关与 c 接触时,为R1的简单电路; 当开关与 c、d 接触时,两电阻并联,根据并联电阻小于其中任一电阻,由 2 U P R 可 知,总功率最大,故当开关与c、d 接触时,电热水器处于加热状态; (2)由前面分析可知,当开关与c 接触时,只有R1工作,此时处于保温状态, 该电热
3、水器的保温功率为1.1kW,根据 2 1 = U P R 保 可得 R1的阻值: 2 1 V =44 1100W U R P 2 保 (220 ) ; (3)电热水器加热时,R1与 R2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过 两电热丝的电流分别为: 1 1 220V 5A 44 U I R , 2 2 220V 25A 8.8 U I R , 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路中的电流: II1+I25A+25A 30A 37A, 所以应选择表中横截面积为4mm 2 的铜芯导线; (4)在加热状态下,电热水器正常工作10min 所产生的热量: 2(3)R2连续工作1
4、0min 产生的热量为Q= 2 2 2 I R t= 2 0.4A201060s()=1920J (2019 安徽中考模拟)如图为某家用电热水器的电路图,R1为发热板,当热水器处于加热 状态时,水迅速被加热;达到预定温度后,S自动切换到另一挡,处于保温状态。已知R1 100,饮水机加热时的功率是保温时的功率的4 倍,电热水器正常工作时: (1)用公式分析,当S分别接 a 和 b 时,哪种情况为加热状态?哪种情况为保温状态? (2)求 R2的阻值。 (3)当 S接 b 时,求电阻R2在 6min 内消耗的电能。 【答案】( 1)保温状态;(2)100;( 3)43560J。 【解析】 【详解】
5、(1)由电路图可知,开关S接 a 时电路为R1的简单电路,开关接b 时电路为 R1、 R2串 联, 因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变, 所以,开关S接 a 时电路的总电阻最小,电路中的电流最大,由PUII2R可知, R1的电 功率最大,电热水器处于加热状态; 同理可知,开关接b 时电路的总电阻最大,电路的电流最小,R1的电功率最小,电热水器 处于保温状态; (2)开关 S接 a 时,电路为R1的简单电路,热水器处于加热状态, 则电热水器的加热功率: 22 1 (220V) 484W 100 U P R 加热 ; 因饮水机加热时的功率是保温时的功率的4 倍,所以保温时R1的
6、功率: 11 484W=121W 44 PP1 加热 ,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P UII 2R 可 得,保温时电路中的电流: 1 1 121W 1.1A 100 P I R ,由 U I R 可得,此时电路的总电 阻: 220V 200 1.1A U R I 总 ,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2的阻 值: R2R总R1200100 100 ; (3)当 S接 b 时,电热水器处于保温状态,则电阻R2在 6min 内消耗的电能: W2I 2R 2t( 1.1A) 2100660s43560J。 答:( 1)开关 S接 a 时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,
7、电路的电流最大, 由 PUI I 2R 可知, R 1的电功率最大,电热水器处于加入状态;开关接 b 时电路的总电阻 最大,电路的电流最小,R1的电功率最小,电热水器处于保温状态; (2)R2的阻值为100; 3(3)吹冷风 5min 消耗的电能是0.01kW?h;电吹风吹冷风时的功率是120W。( 2019 广 东执信中学中考模拟)将缝衣针磁化后,与其它器材组成下图1 的小指南针,当它静止下 来后,针尖指北,如图2,则针尖是 _极,请在图2 中标出地磁两极和磁感线方向. (_) 【答案】 N 【解析】 【详解】 缝衣针磁化后可以看作为小磁针,静止时,N 极应指向地磁南极(即地理北极 ),所以
8、针尖 是小磁针的N 极; 磁感线从地磁北极出发,指向地磁南极,且小磁针静止时 N极的指向与经过该点的磁感线 方向一致,故作图如下: 4R1= 1 1 1V 0.02A U I =50 ; 查表得: F=250N;由杠杆的平衡可得:GlOB=FlOA, G= OA OB 250N2 = 1 Fl l =500N。( 2019江苏中考模拟)如图甲所示为某初中小组设计了一种 测定风力的装置,迎风板与压敏电阻Rx连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向压敏 电阻的阻值随风力变化而变化,其阻值Rx与风对迎风板的作用力F关系如图乙所示已知 电源电压恒定,定值电阻R=5,灯泡 L 标有“ 6V 6W”的字样(
9、不考虑灯丝电阻的变 化),电压表的量程为03V闭合开关S,无风时电压表的示数为2.5 V (1)灯泡 L的电阻为多少? (2)求无风时,压敏电阻Rx消耗的电功率? (3)求该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力? (4)若提高该装置所能测量的风对迎风板的最大作用力,请说出两种改进方法 【答案】( 1)6 (2)1.75W (3)300N (4) 串联一个定值电阻 减小电源电 压 【解析】 【详解】 (1)灯泡 L 的电阻为: L R= 2 U P = 2 6V 6W () =6 ; (2)由图甲可知是一个串联电路,电压表测定值电阻R 两端的电压,无风时电压表的示 数为 2.5 V,定值电阻R=
10、5 ,根据串联电路电流特点得,电路中的电流为: I= U R = 2.5V 5 =0.5A,由图象乙可知,当无风时,电阻Rx=7,则此时压敏电阻Rx消耗的电 功率: x P= 2 x I R= 2 0.5A() 7 =1.75W;电源电压为U=2.5V+0.5A ( 6+7 )=9V; (3)由甲电路图可知,R 与 Rx串联,电压表测R 两端的电压,由图乙可知,风力最大 时, Rx的阻值最小,电路中的总电阻最小,由U=IR 可知, R 两端的电压最大,即电压表 的示数最大,电压表的量程为03V,所以 R 两端的电压最大为3V,由 I= U R 可知,电路 中的电流增大,此时电路中的电流为I =
11、 3V 5 =0.6A,L I 额= P U 额 额 = 6W 6V =1A0.6A,灯安 全,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,Rx两端的电压: Ux=U-UR- L U=9V-3V- 0.6A6=2.4V ,因串联电路中各处的电流相等,所以压敏电阻的阻值: Rx= 2.4V 0.6A x U I =4 ,由图象可知,该装置所能测量的最大风力为300N; 5(3)加热水箱中水的质量 mV=1.0 10 3kg/m3 1.1 10- 3m3=1.1kg,水吸收的热量: 0 Qcm tt 吸 =4.2 10 3J/(kg? ) 1.1kg (92- 20)=3.326410 5 J,加热
12、管的热效率为 90%,根据100% 吸 管 Q Q ,则电热管需要放出的热量是: 5 5 3.326410 J 3.69610 J 90% 吸 管 Q Q,饮水机加热时加热管的功率为 880W,则加热的是时间为: 5 1 3.69610 J 420s 880W 管 Q t P .(2019扬州市竹西中学 中考模拟)动车快速、安全、舒适,广受出行乘客的喜欢,动车采用多种新材料、新工 艺。 (1)如图甲,前挡风玻璃倾斜度较大,其目的是_ (2)高速行驶时,为了防止外力导致挡风玻璃破碎飞溅,设计了挡风玻璃由两层钢化玻璃 中间夹一层PVB胶片制成的结构,这样做的好处 _ (3)为检验玻璃是否达到每m2
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