1、2021 年科学中考真题分类汇编年科学中考真题分类汇编 09：电学：电学 一、单选题一、单选题 1.（2021 绍兴）学生发明了一款智能头盔。只有戴上头盔扣上卡扣后,头盔上的信号发射器才能发出信号。 当电动车上的信号接收器(S1)接收到信号,再转动电动车钥匙(S2),车才能正常启动。下列电路符合要求的是 （ ） A. B. C. D. 2.（2021 湖州）2020 年 10 月 15 日， 自然杂志报道了一种可以在 15下实现超导的新材料，向创造没 有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（ ） A. 电热毯 B. 电动汽车动力系统 C. 电热水壶 D. 充电暖手宝 3.（20
2、21 宁波）使用电风扇时，有时候因为忘记断开风扇开关 S 而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电 路进行了改装：加装一个红外感应开关 S1和指示灯 L。加装后，若 S 断开，指示灯和风扇都不工作；当 S 闭合时，L 工作，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，风扇工作。小宁设计的电路图可能是 （ ） A. B. C. D. 4.（2021 金华）电热蚊香器是一种常用的除蚊工具。当蚊香器接上电源，需要闭合开关 S，才能使指示灯 L 发光，发热体工作。现由于某种原因指示灯断路不亮，但发热体依然能正常工作。则下列电路连接方式 符合要求的是（ ） A. B. C. D. 5.（2021 温州）用伏
3、安法测电功率时，某电表的指针位置如图所示。其示数为（ ） A. 1.30 安 B. 0.26 安 C. 1.30 伏 D. 0.26 伏 6.（2021 嘉兴）如图是“静电章鱼”实验，用比塑料易失去电子的毛皮分别摩擦塑料丝和塑料管，然后把塑 料丝往空中抛出后将塑料管放在下面，此时塑料丝静止在空中形状像章鱼。下列分析正确的是（ ） A. 塑料丝与塑料管带异种电荷后吸附在一起 B. 塑料丝间带同种电荷相互排斥而呈章鱼状 C. 塑料管经毛皮摩擦得到电子后带正电 D. 塑料管得到的电子数等于毛皮两次失去的电子总数 7.（2021 嘉兴）事物总是在变与不变中相统一。下列有关说法错误的是（ ） A. 气压
4、改变时，空气的密度一定不变 B. 温度改变时，玻璃的导电性会发生变化 C. 位置改变时，物体的质量一定不变 D. 介质改变时，声的传播速度会发生变化 8.（2021 丽水）今年“五一”假期、铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜。铁路部门有明确规定：在高 铁线路两侧各 500 米范围内，不得升放风筝。若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网(高压电路) 上，会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是（ ） A. B. C. D. 9.（2021 衢州）如图是小科利用实验室常用仪器，设计测量未知电阻 Rx阻值的四种电路，电源电压恒定且 未知，R0是已知阻值的定值电阻，滑动变阻器 R
5、 最大阻值未知，实验中只能闭合或断开开关及移动滑动 变阻器滑片，其中能够测量出 Rx阻值的电路( ) A. 只有 B. 只有 C. 只有 D. 只有 二、填空题二、填空题 10.（2021 衢州）小科利用器材探究通过 M、N 之间导体的电流与电压的关系，部分电路如图所示。 （1）图中 M、N 之间应连入_(填“定值电阳”或“小灯泡)。 （2）图中 M、N 之间若接人定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器两端的电 压_ (填变化情况)。 11. （2021 台州） 如图所示， 将铁片和铜片插入稀硫酸中， 电流表指针发生偏转， 此时指针位置如图乙所示， 则电流大小为_安。装置中
6、的虚线框部分相当于电路中的电源、铜片是电源的_极。在其 它都不变时，将铁换成更活泼的金属 X，产生了更大的电流、则金属 X 可能是_（选填“锌”、“银” 或“铜) 12.（2021 台州）某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定 电压为 220 伏，R1=2000 欧，R2=484 欧。 （1）开关转至 ac 位置时，电阻 R1和 R2的连接方式是_。 （2）开关转至 bd 位置时，该电热器可实现_功能、它的额定功率是_瓦。 13.（2021 宁波）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁 利用紫外光敏电阻对紫外线较灵
7、敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭 合，电动机转动，遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。 （1）调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻器 R1的滑片 P 向_(填“左”或“右”)移动。 （2）从安全用电的角度分析，进户线 a 应该是_线。 14.（2021 金华）按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为 6V，R1为定值电阻，滑动变阻 器 R2 ， 标有“20 1A”的字样，电流表量程为“00.6A”，电压表量程为“015V”。 完成下列问题： （1）闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现此故障的原
8、因可能是_； （2）若 R1=6，为保证电路安全，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为_。 15.（2021 温州）疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体 温并进行人脸识别。工作原理为： 若体温正常开关 S1 闭合，人脸识别成功开关 S2 闭合，电动机 M 工作（门打开） ，警示灯不亮； 若体温异常 S1 不闭合，人脸识别成功 S2 闭合，电动机 M 不工作且警示灯亮起； 不管体温是否正常，若人脸识别失败 S2 不闭合，电动机 M 不工作且警示灯不亮。 （1）下列电路设计符合要求的是_。 （可多选） （2）若警示灯工作时，两端电压为 3 伏，电阻为 10
9、 欧，其工作时的功率为_瓦。 三、解答题三、解答题 16.（2021 杭州）如图电路中，电源电压恒为 4.5V，灯泡规格是“3V 0.75”。 （1）灯泡正常工作时，电压表 V1、V2示数分别为多少?滑动变阻器接入的电阻为多少? （2）灯泡正常工作 4 分钟，整个电路消耗的电能是多少? 17.（2021 衢州）“加氢几分钟，畅行数百里”，这是 2021 上海车展上为氢能源汽车打出的标语。氢能源汽 车使用的是氢燃料电池(如图所示)。电池工作时在催化剂的作用下，氢原子失去电子形成氢离子，穿过电 极 A 通过电解液移动到电极 B 与氧离子结合形成水分子；而电子则从电极 A 经外部电路通过电动机四到
10、达电极 B，形成电流。 （1）氨燃料电池工作时是将化学能直接转化为_能。 （2）氢气是氨燃料电池的原料，可以在用电低谷时，利用电网多余电能电解水米制取。已知 1.2kg 氢气 大约可供某款氢能源汽车行驶 100km，请根据化学方程式计算，制取 1.2kg 氢气至少需要电解多少质量 的水。 （3）氨燃料电池工作时，通过电动机的电流方向是：_。 （4）世界能源组织提出：在制氢过程中基本上没有碳排放而得到的氢气称为绿氢。下列方式可制得绿氢 的是 。 A.水力发电制氢 B.太阳能发电制氢 C.火力发电制氢 D.核能发电制氢 18.（2021 衢州）如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电
11、路中的 R1是由气敏电阻制 成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到 4%时报警，出厂测试时，控 制电路的电源电压为 3V 且保持恒定，闭合开关 S1、S2 ， 移动滑动变阻器 R2滑片 P 的位置，当控制电 路中的电流为 0.03A 时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警(电磁铁线圈的阻值 忽略不计)。 （1） 使用燃气的场所都应安装燃气报警器 安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。 如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷)，则报警器应安装在厨房(如图丙)的 _ (填“A或“B)区域。 （2）小科认为报警时只有灯亮还
12、不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂 鸣器，则蜂鸣器应与_灯并联。 （3）该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值。 （4）当报警器报警时，下列处理方法正确的是 。 A.迅速打开排风扇 B.打开门窗通风换气 C.禁止切断报警器电源 D.熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀 19.（2021 绍兴）某兴趣小组设计了一种恒温箱电路,如图甲所示,工作电路电源电压 U1=220V,R1=242。控 制电路电源电压 U2=3V,R2=300,热敏电阻 R 能即时感知恒温箱内温度,其阻值与温度的关系如图乙, 不计 线圈的电阻。当线圈中的电流大于或等于 40mA 时,
13、 继电器的衔铁被吸合,动触点 A 与静触点 B 接触; 当 线圈中的电流小于或等于 30mA 时衔铁被释放,动触点 A 与静触点 C 接触。求: （1）闭合开关 S1和 S2,恒温箱开始工作,此时衔铁的动触点 A 与_(选填“B”或“C”)静触点相接触。 （2）电热丝 R1正常工作 5 分钟消耗的电能。 （3）分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。 20.（2021 湖州）小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为 3 伏)的电流与它两端电压的关 系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了 图像 a，还作出了电流大小与电源电压大小的关
14、系图像 b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为 20 欧)。 （1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮) （2）根据图像 a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。_ （3）当电流表示数为 0.12A 时，电压表的示数为多少? （4）图丙阴影部分的面积表示_。 21.（2021 台州）如图是某兴小组制作的“电子秤”的结构简图，其中的电磁铁和永磁体之间相互排斥。对秤 盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，可通过调节滑动变阻器改变电流大小，从而改变斥 力大小。 使指针始终指在“a”位置。 此时， 该电子秤所称量物体质量 m 跟电路中电流
15、 I 的关系可视为： m=k(k 为 500 克/安)。据此原理、可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量的目的。 （1）图中电磁铁和水磁体之间要产生斥力，则永磁体下端应为_极。 （2）当放上物体后，为了使指针仍处在a”位置，必须将滑动变阻器滑片向_端移动。 （3）图中电源电压为 9 伏，线圈电阻为 10 欧、线圈允许通过的最大电流为 0.8 安，滑动变阻器规格为 “5002A，电流表量程为 00.6 安。 计算该电子秤所能称量物体质量的范围_. 要增大该电子秤的称量范围，以下方法可行的是_。(假设弹簧等元件均能正常工作) A增大电源电压 B换用100；1A”的滑动变阻器 C电流表的量程换用
16、“03 安” 22.（2021 宁波）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡 L 上标有“6V 2.4W字样，其灯丝电阻随温度 的升高而增大；OA、OB、OC 是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝(同一条金属丝的阻值与其长度 成正比)。闭合开关 S，当滑片 P 从 A 点滑到 O 点过程中，电流表示数和灯泡 L 亮度均保持不变。 （1）求灯泡 L 正常发光时，通过灯泡 L 的电流大小。 （2）金属丝 OA 的电阻 Ra=_。 （3）继续滑动图甲中滑片 P 到 OB 段，当 PB= 2 3 OB 时，电流表示数为 0.36A；当 PB= 1 2 OB 时，小灯 泡正常发光。用图甲中的电源、小灯
17、泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关 S，使滑片 P 在 OC 上移动，当 PO= 1 3 OC 时，电压表示数为 4.8V；当 PO= 1 4 OC 时，电压表示数为 6.0V。求金属丝 OC 的电阻 Rc的大小和电源电压大小。 23.（2021 温州）常用的密度计使用时需要较多待测液体（如图甲)。小明设计了一台只需少量待液体就能直 接测量其密度大小的简易密度仪（如图乙其工作原理为：桶中无液体时，滑片 P 指向 A 处；测量时，将 待液体加满小桶，装有滑轮和滑片 P 的滑块向下移动 x，弹簧弹力增加 F，待滑块稳定后闭合开关 S，就 能从已标注相应密度值的电流表刻度盘上读出待测液体密度。
18、 电源电压 U0恒为 6 伏， 定值电阻 R0的阻值 为 12 欧，电流表量程为 00.6 安，小桶的容积为 10 厘米 3 ， 粗细均匀的电阻丝 AB 总长为 20 厘米， 其阻值随长度变化如表。F 与 x 的关系如图丙所示。 （不计摩擦，桶距底座高度足够)。 电阻丝的长度（厘米） 0 5 10 15 20 电阻丝的阻值（欧姆） 0 10 20 30 40 （1） 闭合开关 S， 滑片 P 在 A 点和 B 点时， 电流表示数分别为 Ia、 Ib， 则 Ia、 Ib 的大小关系是_。 （2）某次测量时，电流表示数为 0.2 安，则所测液体密度为多少克/厘米 3？ （3）为了方便在电流表的表盘
19、上标注对应的密度值，需根据上述信息，分析密度与电流的关系并确定量 程。 写出密度 与电流 I 的关系式:=_。 该密度仪能测量的最大密度为_克/厘米 3。 24.（2021 嘉兴）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。 【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：容积：1L： 功能：加热：保温： 性能：能在 7 分钟内将 1L 水从 20加热到 100(不计热量损失)。 （1） 【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1R2 ， 所以总功率 P串P2。 则前者为保温状态，后者为加热状态。 那么它的额定功率为：热= 2
20、2 = (220)2 484 = 1000。 13.（2021 宁波）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁 利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭 合，电动机转动，遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。 （1）调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻器 R1的滑片 P 向_(填“左”或“右”)移动。 （2）从安全用电的角度分析，进户线 a 应该是_线。 【答案】 （1）右（2）相(火) 【解析】 （1）电动机通过电磁铁控制，此时 S2没有闭合，说明电磁铁的磁场太弱
21、，即通过电磁铁的电流 太小。为了增大磁场，就必须增大电流而减小电阻，因此变阻器的滑片应该向右移动。 （2）在家庭电路中，开关必须接在火线上，因此进户线 a 应该接火线。 14.（2021 金华）按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为 6V，R1为定值电阻，滑动变阻 器 R2 ， 标有“20 1A”的字样，电流表量程为“00.6A”，电压表量程为“015V”。 完成下列问题： （1）闭合开关后，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现此故障的原因可能是_； （2）若 R1=6，为保证电路安全，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为_。 【答案】 （1）R1断路（2）4 【解析】 （1）
22、 闭合开关后， 电流表无示数，电压表示数接近电源电压， 出现此故障的原因可能是 R1断路； （2）根据电流表的量程可知，通过电路的最大电流为 0.6A； 此时的总电阻总= 总 总 = 6 0.6 = 10； 变阻器的最小阻值：R2=R总-R1=10-6=4。 15.（2021 温州）疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体 温并进行人脸识别。工作原理为： 若体温正常开关 S1 闭合，人脸识别成功开关 S2 闭合，电动机 M 工作（门打开） ，警示灯不亮； 若体温异常 S1 不闭合，人脸识别成功 S2 闭合，电动机 M 不工作且警示灯亮起； 不管体温是否正
23、常，若人脸识别失败 S2 不闭合，电动机 M 不工作且警示灯不亮。 （1）下列电路设计符合要求的是_。 （可多选） （2）若警示灯工作时，两端电压为 3 伏，电阻为 10 欧，其工作时的功率为_瓦。 【答案】 （1）BC（2）0.9 【解析】 （1）A.开关 S1断开时，电磁铁不能吸引衔铁，此时已经接通灯泡所在的电路，即无论人脸识别 开关 S2是否闭合，警示灯都会亮起，故 A 错误； BC.体温正常开关S1闭合，电磁铁吸引衔铁，接通电动机的电路；人脸识别成功开关 S2闭合，电动机 M 启动（门打开） ，此时警示灯不亮；若体温异常 S1不闭合，此时衔铁不能被吸引，接通灯泡所在的电路， 人脸识别成
24、功 S2闭合，电动机 M 不工作且警示灯亮起，故 B、C 正确； D.体温正常开关 S1闭合，电磁铁吸引衔铁，接通电动机的电路，此时无论人脸识别开关 S2是否闭合， 电动机都会启动， 与题目不符， 故 D 错误。 故选 BC。（2） 警示灯工作时的功率为： = 2 = (3)2 10 = 0.9。 三、解答题三、解答题 16.（2021 杭州）如图电路中，电源电压恒为 4.5V，灯泡规格是“3V 0.75”。 （1）灯泡正常工作时，电压表 V1、V2示数分别为多少?滑动变阻器接入的电阻为多少? （2）灯泡正常工作 4 分钟，整个电路消耗的电能是多少? 【答案】 （1）解：U1=3V U2=U-
25、U1=4.5v-3V=1.5v 灯泡常工作电流 I= 1 1 = 0.75 3 =0.25A 滑动变阻器接人电阻：R= 2 = 1.5 0.25 =6 （2）解：W=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270 J 【解析】 （1）根据图片可知，灯泡与变阻器串联，电压表 V1测灯泡的电压，V2测变阻器的电压。根据灯 泡的规格确定灯泡正常发光时的电压， 也就是电压表 V1的示数， 然后根据 U2=U总-U1计算电压表 V2的示 数。 首先根据 = 1 1 计算出灯泡正常工作时通过电路的电流，再根据 2 = 2 计算出此时变阻器接入的 电阻。 （2）根据公式 W=UIt 计算整个电路消耗的电能
26、。 17.（2021 衢州）“加氢几分钟，畅行数百里”，这是 2021 上海车展上为氢能源汽车打出的标语。氢能源汽 车使用的是氢燃料电池(如图所示)。电池工作时在催化剂的作用下，氢原子失去电子形成氢离子，穿过电 极 A 通过电解液移动到电极 B 与氧离子结合形成水分子；而电子则从电极 A 经外部电路通过电动机四到 达电极 B，形成电流。 （1）氨燃料电池工作时是将化学能直接转化为_能。 （2）氢气是氨燃料电池的原料，可以在用电低谷时，利用电网多余电能电解水米制取。已知 1.2kg 氢气 大约可供某款氢能源汽车行驶 100km，请根据化学方程式计算，制取 1.2kg 氢气至少需要电解多少质量 的
27、水。 （3）氨燃料电池工作时，通过电动机的电流方向是：_。 （4）世界能源组织提出：在制氢过程中基本上没有碳排放而得到的氢气称为绿氢。下列方式可制得绿氢 的是 。 A.水力发电制氢 B.太阳能发电制氢 C.火力发电制氢 D.核能发电制氢 【答案】 （1）电 （2）解：设制取 1.2kg 氢气至少需要电解水的质量为 x 2H2O 通电 _ _ 2H2+O2 36 4 x 1.2kg 36 = 4 1.2 x=10.8kg 答：制取 1.2kg 氢气至少需要电解水 10.8kg （3）B电动机A 或 BA 或向左 （4）A,B,D 【解析】（3） 根据图片可知， 电子的移动方向为 A电动机电极 B
28、， 而电流的方向与电子移动方向相反， 则通过电动机的电流方向为：B电动机A 或 BA 或向左。 （4）水力发电制氢、太阳能发电制氢、核能发电制氢，发电过程中都有碳排放，故 A、B、D 符合题意； 火力发电制氢，其实就是燃烧煤，这个过程中会有大量的二氧化碳和二氧化硫产生，故 C 不合题意。 故选 ABD。 18.（2021 衢州）如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的 R1是由气敏电阻制 成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到 4%时报警，出厂测试时，控 制电路的电源电压为 3V 且保持恒定，闭合开关 S1、S2 ， 移动滑动变阻器 R2滑片
29、P 的位置，当控制电 路中的电流为 0.03A 时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警(电磁铁线圈的阻值 忽略不计)。 （1） 使用燃气的场所都应安装燃气报警器 安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。 如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷)，则报警器应安装在厨房(如图丙)的 _ (填“A或“B)区域。 （2）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时又有警报声，所以建议加接蜂 鸣器，则蜂鸣器应与_灯并联。 （3）该报警器要达到出厂预设值，请计算滑动变阻器应接入电路的电阻值。 （4）当报警器报警时，下列处理方法正确的是 。 A.
30、迅速打开排风扇 B.打开门窗通风换气 C.禁止切断报警器电源 D.熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀 【答案】 （1）A（2）L2 （3）由题可知，当报警器达到出厂预设值 4%时，查图乙可得，气敏电阻阻值为 40 已知 R1和滑动变阻器 R2串联，控制电路电源电压 U1=3V，电流 I=0.03A 根据欧姆定律 R总= 1 = 3 0.03 =100 所以，滑动变阻器接人电路的阻值 R2=R总-R1=100-40=60 （4）B,C,D 【解析】 （1）如果家中使用的是天然气(主要成分是密度比空气小的甲烷)，那么天然气主要集中在上面， 则报警器应安装在厨房 A 区域。 （2）当报警器报警时，衔铁被
31、吸下来，此时灯泡 L2发光，而 L1熄灭，所以蜂鸣器应该与 L2并联。 （3）由题可知，当报警器达到出厂预设值 4%时，查图乙可得，气敏电阻阻值为 40； 已知 R1和滑动变阻器 R2串联，控制电路电源电压 U1=3V，电流 I=0.03A； 根据欧姆定律 总= 1 = 3 0.03 = 100； 所以，滑动变阻器接人电路的阻值 R2=R总-R1=100-40=60。 （4）如果屋内有燃气泄露，那么一旦遇到明火，很容易发生爆炸。 A.迅速打开排风扇，它的开关闭合时会有火花出现，可能会引燃燃气，故 A 错误； B.打开门窗通风换气，可以降低屋内燃气的浓度，避免爆炸的发生，故 B 正确； C.禁止
32、切断报警器电源，因为切断电源的瞬间也会产生火花，可能引起爆炸，故 C 正确； D.熄灭一切火种，迅速关闭气源总阀，防止爆炸的发生，故 D 正确。 故选 BCD。 19.（2021 绍兴）某兴趣小组设计了一种恒温箱电路,如图甲所示,工作电路电源电压 U1=220V,R1=242。控 制电路电源电压 U2=3V,R2=300,热敏电阻 R 能即时感知恒温箱内温度,其阻值与温度的关系如图乙, 不计 线圈的电阻。当线圈中的电流大于或等于 40mA 时, 继电器的衔铁被吸合,动触点 A 与静触点 B 接触; 当 线圈中的电流小于或等于 30mA 时衔铁被释放,动触点 A 与静触点 C 接触。求: （1）
33、闭合开关 S1和 S2,恒温箱开始工作,此时衔铁的动触点 A 与_(选填“B”或“C”)静触点相接触。 （2）电热丝 R1正常工作 5 分钟消耗的电能。 （3）分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。 【答案】 （1）C （2）W= 2 = (220)2 242 5 6 =6 104J （3）当恒温箱的温度达到最高时，衔铁被吸下，即此时控制电路的电流 I=0.04A，故恒温箱内温度达到 最高值瞬间 R=U2/I=3V/0.04A=75，由乙图可知恒温箱内的最高温度为 100； 当电磁铁衔铁被吸合时，R1与 R2并联。当恒温箱温度最低时，控制电路的电流 I=0.03A。 I2=U2/R2=3V/
34、3000=0.01A， IR=I-I2=0.03A-0.01A=0.02A， R=U2/IR=3V/0.02A=150， 由乙图可知恒温箱内的最低温度为 90。 故恒温箱内的温度变化范围为 90-100。 20.（2021 湖州）小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为 3 伏)的电流与它两端电压的关 系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了 图像 a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像 b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为 20 欧)。 （1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变
35、亮) （2）根据图像 a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。_ （3）当电流表示数为 0.12A 时，电压表的示数为多少? （4）图丙阴影部分的面积表示_。 【答案】 （1） （2）通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越 小。 （3）解：U滑=IR滑=0.12A20=2.4V U 灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V （4）滑动变阻器的电功率 【解析】 （1）根据甲图可知，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。 电压表的“-”接线柱已经与灯泡左端相连，只需将“3”接线柱与灯泡右端接线柱相连即可； 变阻器与开关串联，只需将它右下角的接线柱与开关右端
36、的接线柱相连即可，如下图所示： （2）根据图丙可知，图像 a 总体是上升的，但是上升的速度越来越慢，则得到结论：通过小灯泡的电 流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越小。 （3）变阻器两端的电压：U滑=IR滑=0.12A20=2.4V； 灯泡两端的电压：U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V。 （4）根据图丙可知，图像 a 上某点的横坐标就是灯泡的电压，则长方形阴影的宽就是电源电压与灯泡 电压之差，根据 U总=U+U变可知，长方形阴影的宽就是变阻器的电压。长方形阴影的长就是图像 a 上某 点的纵坐标，也就是通过变阻器的电流。根据 P=UI 结合长方形的面积公式 s=长 宽
37、可知，阴影部分的面 积表示滑动变阻器的电功率。 21.（2021 台州）如图是某兴小组制作的“电子秤”的结构简图，其中的电磁铁和永磁体之间相互排斥。对秤 盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，可通过调节滑动变阻器改变电流大小，从而改变斥 力大小。 使指针始终指在“a”位置。 此时， 该电子秤所称量物体质量 m 跟电路中电流 I 的关系可视为： m=k(k 为 500 克/安)。据此原理、可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量的目的。 （1）图中电磁铁和水磁体之间要产生斥力，则永磁体下端应为_极。 （2）当放上物体后，为了使指针仍处在a”位置，必须将滑动变阻器滑片向_端移动。 （3）
38、图中电源电压为 9 伏，线圈电阻为 10 欧、线圈允许通过的最大电流为 0.8 安，滑动变阻器规格为 “5002A，电流表量程为 00.6 安。 计算该电子秤所能称量物体质量的范围_. 要增大该电子秤的称量范围，以下方法可行的是_。(假设弹簧等元件均能正常工作) A增大电源电压 B换用100；1A”的滑动变阻器 C电流表的量程换用“03 安” 【答案】 （1）S（2）B（3）0.075kg03kg；BC 【解析】(1) 线圈上电流方向向左；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向下端，则电 磁铁的下端为 N 极，上端为 S 极。根据两者产生的是斥力可知，永磁体下端是 S，上端是 N。
39、 (2)放置物体后，秤盘要下降，要使得仍然指在 a 位置、需要有更大的斥力才能维持，即电磁铁需要更大 的磁性才可以，所以电流值需要增大，滑变的阻值需要减小。所以 P 要向 B 端滑动。 (3)电流表的量程为00.6A， 则通过电路的最大电流为0.6A， 代入公式m=k得到： m=0.5kg/A 0.6A=0.3kg， 即电子秤的最大称量范围为 mmax=0.3kg。 电流表最小读数为滑变整个接入时的电流， 此时电流 = 总 = 9 10:50 = 0.15 ， 代入公式得：mmin=0.5kg/A 0.15A=0.075kg。 所以称量范围是 0.075kg0.3kg。 A增大电源电压，通过通
40、过电流表的电流会增大，即放上相同质量的物体时，原来没有达到量程，现 在可能达到或超过量程，因此电子秤的量程变小，故 A 不合题意； B换用100；1A”的滑动变阻器，电阻变大，电流变小，即方向相同质量的物体时，原来恰好达到量 程，现在却小于量程了，因此电子秤的量程变大，故 B 符合题意； C电流表的量程换用“03 安”，量程比原来变大，那么电子秤的量程肯定变大，故 C 符合题意。 故选 BC。 22.（2021 宁波）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡 L 上标有“6V 2.4W字样，其灯丝电阻随温度 的升高而增大；OA、OB、OC 是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝(同一条金属丝的阻
41、值与其长度 成正比)。闭合开关 S，当滑片 P 从 A 点滑到 O 点过程中，电流表示数和灯泡 L 亮度均保持不变。 （1）求灯泡 L 正常发光时，通过灯泡 L 的电流大小。 （2）金属丝 OA 的电阻 Ra=_。 （3）继续滑动图甲中滑片 P 到 OB 段，当 PB= 2 3 OB 时，电流表示数为 0.36A；当 PB= 1 2 OB 时，小灯 泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关 S，使滑片 P 在 OC 上移动，当 PO= 1 3 OC 时，电压表示数为 4.8V；当 PO= 1 4 OC 时，电压表示数为 6.0V。求金属丝 OC 的电阻 Rc的大
42、小和电源电压大小。 【答案】 （1）解：灯泡 L 正常发光时，通过的电流 I= = 2.4 6 =0.4A 答：灯泡 L 正常发光时，通过灯泡 L 的电流大小为 0.4A。 （2）0 （3）解：本题的电路可以用下图表示： 根据题意，可得四种电路连接情况： 图甲中，当 PB= 2 3 OB 时，R 变1= 2 3 Rb ， 电路中的电流 I1=0.36A 图甲中，当 PB= 1 2 OB 时，R 变2= 1 2 Rb ， 灯 L 正常发光，电路中的电流 l2= 0.4A 图乙中，当 PO= 1 3 OC 时，R 变3= 1 3 Rc，灯 L 两端电压 UL3=4.8V 图乙中，当 PO= 1 4
43、 OC 时，R 变4= 1 4 Rc，灯 L 两端电压 UL4=6.0V，灯 L 正常发光) 由于和时，L 都正常发光，即和电路是等效的 所以 R变2=R变4 ， 即 1 2 Rb= 1 4 Rc ,2Rb=Rc 因为 U=U变+UL=I变R变+UL 所以由得：U=I2R变4+UL4=0.4A 1 4 Rc+6.0V-(1)式 中 R变1= 2 3 Rb= 1 3 Rc ， 与 R 变3= 1 3 Rc等大，即和电路是等效的 因为 U=U变+UL=I变R变+UL 所以由得：U=I3R变3+UL3=0.36A 1 3 Rc+4.8V-(2)式 由(1)式和(2)式可解得：Rc=60 U=12V
44、答：金属丝 OC 的电阻 Rc的大小为 60，电源电压为 12V 23.（2021 温州）常用的密度计使用时需要较多待测液体（如图甲)。小明设计了一台只需少量待液体就能直 接测量其密度大小的简易密度仪（如图乙其工作原理为：桶中无液体时，滑片 P 指向 A 处；测量时，将 待液体加满小桶，装有滑轮和滑片 P 的滑块向下移动 x，弹簧弹力增加 F，待滑块稳定后闭合开关 S，就 能从已标注相应密度值的电流表刻度盘上读出待测液体密度。 电源电压 U0恒为 6 伏， 定值电阻 R0的阻值 为 12 欧，电流表量程为 00.6 安，小桶的容积为 10 厘米 3 ， 粗细均匀的电阻丝 AB 总长为 20 厘
45、米， 其阻值随长度变化如表。F 与 x 的关系如图丙所示。 （不计摩擦，桶距底座高度足够)。 电阻丝的长度（厘米） 0 5 10 15 20 电阻丝的阻值（欧姆） 0 10 20 30 40 （1） 闭合开关 S， 滑片 P 在 A 点和 B 点时， 电流表示数分别为 Ia、 Ib， 则 Ia、 Ib 的大小关系是_。 （2）某次测量时，电流表示数为 0.2 安，则所测液体密度为多少克/厘米 3？ （3）为了方便在电流表的表盘上标注对应的密度值，需根据上述信息，分析密度与电流的关系并确定量 程。 写出密度 与电流 I 的关系式:=_。 该密度仪能测量的最大密度为_克/厘米 3。 【答案】 （1
46、）IaRb。根据“电流与电阻的反比关系”可知，电流 IaIb。 （3）根据密度公式得到： = = = 1 2 = 1 2(20;缩短)0.02 ； 因为导体的电阻与长度成正比，那么得到： = 40 20 则 = 20 40 = 0.5； 则 = 0.5 = 0.5 （总 0）= 0.5 ( 12) = 0.5 (6 12) ； 将代入得到： = (20;0.5(6 ;12)0.01 10105 = 2600 300 （kg/m3）=2.6 3 10（g/cm 3） 。 电流表的量程为 00.6A， 则该密度计能测量的最大密度为： = 2.6 3 10=2.6 3 100.6 = 2.1（g/c
47、m3） 。 24.（2021 嘉兴）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。 【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：容积：1L： 功能：加热：保温： 性能：能在 7 分钟内将 1L 水从 20加热到 100(不计热量损失)。 （1） 【方案设计】为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1R2）进行设计，其中方案一如 图所示。利用方案一中的器材，请将方案二的电路补充完整 （2） 【器材选择】若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大 为多少欧姆?Q吸= cm(t-to) ，c水=4.2 103J/
48、(kg) （3） 【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议_。 【项目制作】 【答案】 （1） （2）解：m=V=1.0103kg/m3 1 10-3 m3=1kg Q吸= cm(t-to)= 4.2 103J/(kg) 1kg(100-20) =3.36 105J W=Pt=Q = = 3.36105 760 = 800 P= 2 = 2 = (220)2 800 = 60.5 答：选择的加热电阻阻值最大为 60.5 （3）在加热的支路上增加温度控制开关（合理即可） 【解析】 （1）根据功率的公式 = 2 可知，在电压相同时，只有使总电阻变小，才能使总功率变
49、大。 方案一： 将两个电阻串联， 开关与其中一个电阻并联。 当这个开关闭合后， 短路电阻， 这时总电阻变小， 总功率增大，符合要求； 方案二： 将两个电阻并联， 一个开关与其中一个电阻串联。 闭合这个开关后， 总电阻变小， 总功率增大， 符合要求，如下图所示： 四、实验探究题四、实验探究题 25.（2021 台州）某兴趣小组欲利用如图所示的装置研究镍铬合金丝电阻大小与温度的关系”。 （1）图中的镍铬合金丝通电后，使烧瓶内煤油的温度升高，这是因为电流具有_效应。 （2）用笔画线代替导线将图中电路连接完整，并写出实验步骤。 【答案】 （1）热（2） 连线如图实验方案连接电路，将滑动变阻器滑片移到阻
50、值最大处，闭合开关移动滑片至适当位置观 察温度计，间隔相同温度，多次同时读取温度计，电压表和电表的示数，并记录在表格中根据 R= ， 计算各个温度下电阻值，分析表中数据得出结论. 【解析】 （1）图中的镍铬合金丝通电后，使烧瓶内煤油的温度升高，这是因为电流具有热效应。 （2）根据图片可知，滑动变阻器应该与合金丝串联。变阻器的左下角的接线柱已经与开关连接，此时 只要将它右上角的接线柱与合金丝右端相连即可，如下图所示： 实验步骤为：连接电路，将滑动变阻器滑片移到阻值最大处，闭合开关； 移动滑片至适当位置观察温度计，间隔相同温度，多次同时读取温度计，电压表和电表的示数，并记 录在表格中根据 = ，计
