2020年初三物理电学综合题(较难)及答案
一、电磁学综合题
1．（2）如图乙所示，通电长方体金属导体在磁场中发生霍尔效应时，由于C、D表面带有不同种电荷，因此在C、D的表面之间就形成一定电压，导体C、D两表面间的电压一定不为零；通过实验可知，电流越大、磁场越强，C、D两表面间的电压就越大，霍尔效应越显著，保持通过导体的电流大小与方向及磁场的方向均不变，C、D两表面间的电压越大，说明此时磁场越强。（2019·河南中考模拟）某生态园设计了模拟日光和自动调温系统，实现照明、保温和加热的功能，其原理如图所示。电源电压恒为220V，R1和R2是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），R2＝30Ω，L是标有“220V160W”的照明灯泡。白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能并连续工作10h，此时R1与R2的电功率之比为1：3；晚上温度较低的时候，需同时开启加热和照明功能，此时灯泡正常发光，此状态下系统需连续工作12h、请解答下列问题
（1）白天该系统应断开关_____（选填“S1”、“S2”或“S1和S2“），开启保温功能。 （2）R1的阻值是多大_____？
（3）晚上同时开启加热和照明功能时，电路的总功率是多大______？ （4）该系统每天消耗的电能是多少kW•h_______？ 【答案】S1和S2 10Ω 5000W 72.1kW•h 【解析】 【详解】
（1）由题意可知，白天有日光的时候，只开启该系统的保温功能，此时灯泡不发光，总功
U2率最小，由P＝可知，电路的总电阻应最大，即R1与R2应串联，所以，由图可知开关
RS1、S2都应断开；
（2）当开关S1、S2都断开时，系统处于保温状态，此时R1与R2串联，由于串联电路中电
P1R11I2R1流处处相等，则根据P＝IR可得R1与R2的电功率之比：＝2＝＝；所以，
P2IR2R232
R1＝
11R2＝×30Ω＝10Ω； 33（3）晚上温度较低的时候，S1、S2均闭合，开启加热和照明功能，此时L与R1并联，灯泡
2U2220V正常发光，所以，电路的总功率：P＝PL+PR1＝PL+＝160W+＝5000W＝5kW； R110Ω
2．心脏的平均功率：PW960J16W。（2019·广东中考模拟）为了能在黑夜中看t60s见开关位置，小明设计了如图所示的电路。当开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置。他利用一个“10V0.1W”的小灯泡和一段电阻丝组装成指示灯，求：
（1）这个“10V 0.1W”的小灯泡和这段电阻丝应该_____联（选填“串”或“并”） （2）为使指示灯正常发光，电阻丝的电阻应为多少______？ （3）照明灯使用6小时所消耗的电能是多少________？ 【答案】串联 2100Ω 2.16106J 【解析】 【详解】
(1)小灯泡电压较小，所以需要将电阻丝与小灯泡串联分压； (2)指示灯正常发光，则电流是：I电阻丝的电阻应为：RP0.1W=0.01A，电阻丝需要分担210V的电压，U10V210V=2100Ω； 0.01A
U11V3．R1==50Ω； 查表得：F=250N；由杠杆的平衡可得：GlOB=FlOA，I10.02AG=
FlOA250N2==500N。（2019·江苏中考模拟）如图甲所示为某初中小组设计了一种lOB1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=5Ω，灯泡L标有“6V 6W”的字样（不考虑灯丝电阻的变化），电压表的量程为0～3V．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） ①串联一个定值电阻 ②减小电源电压 【解析】 【详解】
2U2（6V）==6Ω； （1）灯泡L的电阻为：RL=P6W（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=5Ω，根据串联电路电流特点得，电路中的电流为：I=
U2.5V==0.5A，由图象乙可知，当无风时，电阻Rx=7Ω，则此时压敏电阻Rx消耗的电R5Ω22功率：Px=IRx=（0.5A）7Ω=1.75W；电源电压为U=2.5V+0.5A（6Ω+7Ω）=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0～3V，所以R两端的电压最大为3V，由I=中的电流增大，此时电路中的电流为I=
U可知，电路RP额6W3VI=0.6A，L额===1A0.6A，灯安
U额6V5Ω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-UL=9V-3V-0.6A6Ω=2.4V，因串联电路中各处的电流相等，所以压敏电阻的阻值：R′x=
Ux2.4V=4Ω，由图象可知，该装置所能测量的最大风力为300N； I0.6A
4．（2）5Ω或25Ω；当电阻为5Ω时，电路中的最小电流为0.2A；当电阻为25Ω时，电路中的最小电流为0.52A。（2019·江苏中考模拟）某研究性学习小组设计了一种测定风力的装置，其原理如图甲所示。迎风板与一个压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来
的方向，压敏电阻随风力的变化而变化，已知电源电压恒定，定值电阻R2，无风时电压表示的数为1V，电压表量程为0~3V，压敏电阻Rx与迎风板承受风力F的关系如图乙所示。
（1）电压表示数随风力的增大而________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）求无风时电路的总电功率______。 （3）求该装置所能测量的最大风力______。 【答案】增大 4.5W 720N 【解析】 【详解】
(1)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,风力增大时,Rx的阻
U可知，电路中的电流增大，由U=IR可知，R两R端的电压增大，即电压表的示数增大；
值减小，电路中的总电阻减小，由I(2)由图象可知当无风时，定值电阻R2，电压表示的数为1V，此时干路中的电流为：
IUR1V0.5A，观察图乙中图像可知无风时电阻Rx=16Ω，则电阻Rx两端电压为R2Ux=IRx=0.5A×16Ω=8V，所以电源电压：U=UR+Ux=9V； 所以电路消耗的总功率为： P总=UI=9V×0.5A=4.5W。
(3)当所测风力最大时，Rx的阻值最小,电路中电流最大,则电压表的示数UR=3V最大，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=9V−3V=6V，因串联
电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：I′则压敏电阻的阻值：RxUR3V1.5A， R2Ux6V4 I1.5A
5．由图象可知，该装置所能测量的最大风力为720N。（2019·湖北中考模拟）饮水机是一种常用的家用电器，图甲为饮水机结构剖面图，其加热水槽部分工作原理电路图如图乙所示，其中S是温控开关，R1是加热电阻，R2是定值电阻。当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另处于保温状态.请回答下列问题：
（1）当开关S与________接触时，此时饮水机处于保温状态。
（2）若饮水机加热时加热管的功率为550W，而保温时加热管的功率为88W，求电阻R2的阻值____（不考虑温度对阻值的影响，且不计指示灯的阻值）。
（3）如图甲控水槽内浮体A与阀门C固定相连，当A恰好浸没时阀门C关闭，A未浸没时C略有下降，桶内水流入控水槽中。己知浮体A的体积为55cm，阀门C的横截面积为1cm2；浮体A与阀门C共重0.15N，（不计大气压强）。求： ①浮体A浸没时所受浮力为多大？______ ②桶内水位的最大高度是多少？__________ 【答案】b 132Ω 0.55N 0.4m 【解析】 【详解】
（1）由图乙知，S接a时，R1与红灯串联；S接b时，R1、R2、绿灯串联。不计指示灯的
3
U2阻值，所以S接b时，电路中电阻大，电压一定时，由P=可知此时电路消耗功率较
R小，此时为保温状态；则S接a时为加热状态；
（2）S接a时为加热状态，加热时加热管的功率为550W，R1的阻值：
U2(220V)2=R1= =88Ω，S接b时为保温状态，R1和R2串联，此时加热管的功率为P550W1加热88W（即R1的功率为88W），电路中电流：I=I1=88W=1A， 88ΩU220V=220Ω， I1A所以R2=220Ω-88Ω=132Ω；
由欧姆定律可得：R1+R2=
103kg/m3×55×10-（3）①浮体A完全浸没时受到的浮力：F浮=ρ水V排g=1.0×
6
m3×10N/kg=0.55N；
6．（4）使用时把悬挂在绳子末端的重物提至灯的顶端，因此悬挂的高度有一定的局限性。同时，功率小；供电时间短；不能持续供电。（2019·河北中考模拟）阅读短文并回答下列问题。 磁悬浮列车
磁悬浮列车（如图所示）利用磁极间的相互作用使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约
lcm处行驶。它行驶时和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”安装在列车上，将电动机的“定子”安装在轨道上，当向轨道这个“定子”输电时，通过通电线圈受到磁场力的作用，使列车就像电动机的“转子”一样被推动着向前运动。当列车运行在曲线或坡道上时，控制系统通过改变电磁铁中的电流达到控制运行的目的。
（1）磁悬浮列车开动时能够悬浮在轨道上是因为______________。车体完全脱离轨道，可以大大减小车体与铁轨之间的____________力。
（2）当磁悬浮列车运行路线是曲线时，通过改变_______中的电流来达到控制运行的目的。
（3）磁悬浮列车在铁轨上行驶的工作原理是___________。
【答案】磁极之间的相互作用 摩擦 电磁铁 通电线圈（或导体）在磁场中受到力的作用 【解析】 【详解】
（1）根据短文知道，磁悬浮列车利用磁极之间的相互作用，即“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的原理，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，这样可以大大减小车体与铁轨之间的摩擦力；
（2）根据短文知道，当磁悬浮列车运行在曲线上时，控制系统通过改变电磁铁中的电流达到控制运行的目的；
7．则此时电流表的读数是：I′＝常用的电热壶及其铭牌。
U4.8V＝0.025A。（2019·山东中考模拟）图甲是家庭R192Ω
（1）电热壶外部能看到漂浮着红色浮球的透明水位计，顶部开有通气孔的水位计底部与电热壶内底相通，形成_____，红色浮球指示壶内水量，其受到的浮力_____（填“大于”、“等于”或“小于”）自身重力。图乙显示电热壶烧水的最大水量为1.7L，现装水量为_____L．图丙显示电热壶烧水的最小水量，当电热壶装有最小水量时，壶内的水_____（填“会”或“不会”）浸没电热圈。
（2）图丁是电热壶通电用的三脚插头和三孔插座，则A孔接_____，B孔接_____。 （3）电热壶正常工作时的电流为多少安_____？电阻为多少欧________？
（4）若电热壶现装水的初温为20℃，电热壶烧水效率为90%，通电正常工作4.2min，问：
①电热壶内水的质量是多少千克_______？
②水能不能被烧开__________？[1L＝10﹣3m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），大气压为1标准大气压]
【答案】连通器 等于 1.5 会 地线 火线 5A 44Ω 1.5kg 不能 【解析】 【详解】
（1）电热水壶的水位计是一个小容器，其顶部有通气孔，其底部与壶内的水直接连接，构成连通器，所以，静止时水位计中水位与壶内的水位是一致的；由于红色浮球是漂浮在液面上，所以，受浮力和重力二力平衡，即大小相等；水位计内液面和量筒内液面一样，呈凹形，读数时视线应与凹液面底部相平，由图乙知道，底部对应1.5L，即现装水量为1.5L；当壶内水面达到最小水量时，说明是安全的，即水能够浸没电热圈。
（2）安全用电要求三孔插座的接法是：右火、左零、上地，所以，A是上边的孔，接地线，B是右边的孔，接火线。
（3）根据P＝UI知道，电热壶正常工作时的电流是：I＝
p1100W＝5A； U220V22U2220V＝44Ω； UPR根据＝知道，电热壶正常工作时的电阻是：＝RR1100Wm33
（4）①1.5L＝1.5×10﹣m，由ρ＝知道，电热壶内水的质量是：m＝ρV＝
V1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg； ②4.2min＝4.2×60s＝252s，
W由p＝知道，消耗的电能是：W＝Pt＝1100W×252s＝277200J，
t水吸收的热是：Q吸＝ηW＝90%×277200J＝249480J，
Q吸249480J由Q吸＝cm△t知道，水升高的温度是：△t＝＝cm4.2103J/kg?℃1.5kg39.6℃，
8．（5）为增大小型无人机的巡航时间，可以减轻无人机的质量，减小工作功率，增大电能储备等。（2019·广西柳铁一中中考模拟）如图甲是小希家厨房用的电热水龙头，能够即开即热、冷热兼用，非常方便。图乙是它的原理电路图。R1、R2为电热丝，其中R2＝242Ω．通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换。不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：
（1）电热丝是利用电流的_____效应工作的，分析电路图，开关与_____（填“1、2”或“2、3”）接触时，水龙头放出的是热水。
（2）水龙头放温水时，正常工作功率为1100W，求：R1的电阻是多大______？ （3）水龙头放热水时，电路消耗的总电功率是多少W______？ 【答案】热 2、3 44Ω 1300W 【解析】 【详解】
（1）电热丝工作时，消耗电能，产生内能，利用电流的热效应工作的，水龙头放出热水时
U2电路的总功率最大，电源电压一定，由P可知，此时电路的总电阻最小，由图可
R知，开关与2、3接触时，R1、R2并联，总电阻最小，此时水龙头放出的是热水； （2）由电路图可知，开关与1、2接触时，电路为R1的简单电路，水龙头放出的是温水，
U2(220V)2R1的电阻：R1===44Ω；
P温1100W