專題3　電學(xué)（原卷版）

專題3電學(xué)【命題重點(diǎn)】電學(xué)內(nèi)容是中考命題十分重要的內(nèi)容,具體重難點(diǎn)一般落實(shí)在這些知識(shí)點(diǎn)上:串、并聯(lián)電路特點(diǎn),電路設(shè)計(jì),故障分析判斷,動(dòng)態(tài)電路分析,歐姆定律,焦耳定律,電功、電功率的計(jì)算等?！痉椒ㄒc(diǎn)】利用電路圖協(xié)助分析,將題中相關(guān)信息標(biāo)注在圖上相應(yīng)元件附近,將復(fù)雜電路通過(guò)去表簡(jiǎn)單化,并分析各表測(cè)量的對(duì)象。動(dòng)態(tài)電路分析可以變動(dòng)為靜,取幾個(gè)特殊點(diǎn)看變化。定律、公式在使用時(shí)應(yīng)注意量的一一對(duì)應(yīng)和適用條件。【例題精析】類型1串、并聯(lián)電路如圖所示電路，電源電壓保持不變，電流表的內(nèi)阻不可忽略，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω，閉合開(kāi)關(guān)后，滑由b端滑動(dòng)到a端，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示，則可判斷電源電壓是V，電流表的內(nèi)阻是Ω。某工廠生產(chǎn)一批零件，對(duì)零件表面粗糙程度的一致性有較高要求，驗(yàn)收時(shí)需要進(jìn)行表面粗糙程度測(cè)試。小明設(shè)計(jì)如圖甲所示裝置，用于比較零件表面粗糙程度。壓敏電阻R1的阻值與壓力關(guān)系如下表所示；絕緣杠桿AB可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，A端通過(guò)連桿與壓敏電阻R1接觸，B端與輕質(zhì)彈簧相連，OA：OB＝l：1；彈簧受到的拉力F與伸長(zhǎng)x的關(guān)系如圖乙所示，彈簧右端連接滑片P和吸盤；R2是水平放置的、粗細(xì)均勻的電阻棒，長(zhǎng)度L為40厘米，總電阻為12歐。使用前，滑片P恰好位于R2左端，使用時(shí)，先用吸盤將零件“粘住”，再用水平力向右拉動(dòng)木板，待零件穩(wěn)定時(shí)讀出電壓表示數(shù)，用電壓表示數(shù)來(lái)判斷零件表面越粗糙程度。（導(dǎo)線對(duì)杠桿AB沒(méi)有力的作用，彈簧電阻忽略不計(jì)。）壓力（牛）00.20.40.60.81.0壓敏電阻R1阻值（歐）121824303642（1）將吸盤壓在零件表面，排出內(nèi)部空氣，吸盤和零件就會(huì)“粘住”，這主要是的作用。（2）已知電源電壓為6伏，單個(gè)零件質(zhì)量為200克，若要求該批次零件在木板上的滑動(dòng)摩擦力不大于零件重力的0.2倍，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明判斷零件合格的電壓表示數(shù)范圍。（3）小明用該裝置分別測(cè)試相同體積的鐵塊和銅塊，多次實(shí)驗(yàn)示數(shù)均相同，已知：鐵塊密度為7.9克/厘米3，銅塊的密度為8.9克/厘米3。請(qǐng)判斷哪個(gè)物體底部較粗糙并說(shuō)明理由。如圖所示電路，電源電壓U0不變，初始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端，但由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后滑片P向左滑過(guò)一段距離后電流表才有讀數(shù)。且電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系如圖2所示，則（1）電阻R＝。（2）從斷點(diǎn)處滑片P向左滑動(dòng)的過(guò)程中，該滑動(dòng)變阻器滑片P每滑動(dòng)1cm的阻值變化為歐姆。類型2電路故障的判斷如圖所示電路，開(kāi)關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)L1、L2都不亮。小明將開(kāi)關(guān)、L1和L2的接線柱分別用a、b、c、d、e、f表示，用一塊電壓表檢測(cè)電路故障。表中是他記錄的檢測(cè)數(shù)據(jù)。則故障的原因可能是（）電壓表接入的位置a、fa、ea、da、ca、b電壓表的示數(shù)（V）33330A．L1的燈絲斷了 B．L2被短路了 C．連接e、d的導(dǎo)線斷了 D．連接b、c的導(dǎo)線斷了如圖所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)后移動(dòng)滑片，小燈泡始終不發(fā)光，在閉合開(kāi)關(guān)且不拆開(kāi)導(dǎo)線的情況下，將N接電源“﹣”極，M依次試觸A、B、C接線柱，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)分別為0V、3V、3V，若故障只有一處，下列判斷正確的是（）A．小燈泡斷路 B．開(kāi)關(guān)斷路 C．小燈泡短路 D．滑動(dòng)變阻器斷路如圖所示，電源電壓為U且保持不變，電阻R1＝R2，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)電流表A1有示數(shù)。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，三個(gè)電表中示數(shù)變大的是（選填“V”、“A1”或“A2”），電壓表示數(shù)變?yōu)椋ㄓ米帜副硎荆Ｈ綦娮鑂1、R2中一個(gè)出現(xiàn)故障，電流表A1的示數(shù)變?yōu)榱悖妷罕鞻的示數(shù)變?yōu)閁，則故障是。類型3動(dòng)態(tài)電路分析為了讓植物葉片保持一定的含水量，小敏設(shè)計(jì)了如圖所示的檢測(cè)報(bào)警電路，當(dāng)葉片含水量過(guò)低時(shí)提醒主人澆水。R為濕敏電阻，其阻值隨含水量的升高而增大。電源電壓不變，將濕敏電阻R附著在葉片上。以下說(shuō)法正確的是（）A．定值電阻R0沒(méi)有作用，是多余的 B．當(dāng)葉片的含水量減小時(shí)，工作電路中指示燈L變亮 C．當(dāng)葉片的含水量增加時(shí)，電壓表的示數(shù)增大 D．當(dāng)葉片的含水量減小時(shí)，控制電路總功率增大如圖甲所示電路中，電阻R1＝2Ω，R3是0～10Ω的滑動(dòng)變阻器，電源電壓恒為6V。已知滑片每滑動(dòng)1cm時(shí)，R3接入電路的阻值變化1Ω，滑片距離a端的長(zhǎng)度設(shè)為x；閉合開(kāi)關(guān)，R3的滑片滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表V1示數(shù)U與x的圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法中正確的是（）A．R2＝12Ω B．當(dāng)x＝2cm時(shí)，電阻R1的功率為0.5W C．當(dāng)x＝10cm時(shí)，電壓表V2的讀數(shù)為5.4V D．移動(dòng)滑片的過(guò)程中，電阻R2功率的最大值為0.72W（多選）在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，四個(gè)電表的示數(shù)都發(fā)生了變化，電表A、V1、V2、V3的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，電阻R1、R2、R3消耗的功率分別用P1、P2、P3表示，下列選項(xiàng)正確的是（）A．U1I不變?chǔ)1ΔI不變 B．C．U3I變大ΔU3ΔI不變 D．ΔU類型4電功、電功率（多選）如圖所示，在閉合電路中，只有滑動(dòng)變阻器甲和乙串聯(lián)，將阻值調(diào)到相等的地方，此時(shí)甲和乙的電功率均為P。先將乙的滑片向右移甲不動(dòng)，其電功率分別為P甲和P乙，再將甲的滑片向右移，乙不動(dòng)，其電功率分別為P′甲和P′乙，下列說(shuō)法正確的是（）A．P甲＞P乙 B．P乙′＜P乙 C．P甲＜P乙 D．P′乙＞P乙如圖甲所示電路中，R0為定值電阻，R1為滑動(dòng)變阻器。圖乙是該滑動(dòng)變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的圖象，則下列說(shuō)法不正確的是（）A．滑動(dòng)變阻器最大阻值為50Ω B．電源電壓為10V C．R0阻值為10Ω D．滑動(dòng)變阻器R1最大功率3.6W如圖甲是某同學(xué)“探究定值電阻品的發(fā)熱功率P0、滑動(dòng)變阻器R消耗的電功率PR和電源總功率P總隨電流I變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法在同一坐標(biāo)系中作出a、b、c三條圖線（如圖乙）。下列敘述正確的是（）A．圖線a為定值電阻R0的發(fā)熱功率曲線 B．電源電壓為4.5V C．滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為6Ω D．滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率為2.25W綜合實(shí)踐活動(dòng)中，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了一款可用電流表示數(shù)顯示拉力大小的測(cè)力計(jì)模型（如圖甲所示），并且電流表示數(shù)隨拉力的增大而增大。ab為長(zhǎng)10cm、阻值25Ω的電阻絲，電源電壓恒為6V，彈簧電阻恒為1Ω，R0為4Ω，其余部分電阻不計(jì)，電流表量程為0～0.6A。忽略彈簧、拉桿和拉環(huán)的重力及滑片與電阻絲的摩擦。求：（1）虛線框里面接線柱“1”應(yīng)與接線柱相連（選填“2”或“3”）（2）閉合開(kāi)關(guān)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)剛好對(duì)準(zhǔn)a處，R0消耗的功率多大？（3）圖甲中若去掉電流表，用一只電壓表（量程0～3V）與R0并聯(lián)，利用電壓表的示數(shù)來(lái)顯示拉力的大小，則與利用電流表相比，電壓表所能顯示的最大拉力將提升多少N？（4）在匯報(bào)交流階段，同學(xué)們對(duì)模型設(shè)計(jì)的不足提出了改進(jìn)措施。如圖甲的方案，從電路的安全性考慮，其他條件不變，R0的阻值應(yīng)不小于多少s？

【針對(duì)訓(xùn)練】一．選擇題（共11小題）1．如圖所示電源電壓保持不變，R1阻值為6Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V；當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了2V，在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60J，下列結(jié)果正確的是（）A．電源電壓為10V B．電路中的最大電流為1.5A C．滑動(dòng)變阻器最大阻值為9Ω D．R1先后兩次消耗的電功率之比為16：92．如圖，L1、L2兩燈泡分別標(biāo)有“110V100W”和“110V40W”，按不同方法接入220V電路，使兩燈泡正常發(fā)光，且電路總功率最小的是（）A． B． C． D．3．有一只標(biāo)有“6V3W”字樣的燈泡A和一只定值電阻B，A和B的電流隨兩端電壓變化關(guān)系的圖象如圖甲所示。則下列判斷不正確的有（）A．定值電阻B的阻值為6Ω B．將A、B串聯(lián)接在9V電源兩端，燈泡A正常發(fā)光 C．A、B并聯(lián)接在6V電源兩端，10s內(nèi)電路消耗的電能是30J D．將A與一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在6V電源兩端，如圖乙所示，當(dāng)燈泡的功率與滑動(dòng)變阻器的功率相等時(shí)，滑動(dòng)變阻器的功率為0.9W4．在“測(cè)量小燈泡和定值電阻的阻值”實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)測(cè)得的電流和電壓數(shù)據(jù)繪制了如圖甲中A、B的I﹣U圖象，現(xiàn)將小燈泡L和定值電阻R連成如圖乙、丙電路（電源電壓均為8V），則下列說(shuō)法正確（）A．由圖甲知小燈泡電阻隨溫度的增大而減小 B．圖乙電路的總功率為2.4W C．由圖甲知定值電阻的阻值為10Ω D．圖丙電路中電流表示數(shù)為0.7A5．某同學(xué)用如圖所示的電路測(cè)小燈泡的功率。已知電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A．滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20ΩlA”，燈泡標(biāo)有“2.5V1.25W”字樣，不考慮燈絲電阻的變化，為保證電路安全，下列說(shuō)法中正確的是（）A．該電路的最大總功率是2.25W B．電流表示數(shù)的變化范圍是0.18～0.6A C．燈泡的電功率變化范圍是0.5～1.25W D．滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是5～20Ω6．小金設(shè)計(jì)了如圖所示的電路來(lái)判斷電阻的大小，先將一根合金絲接入電路，后將合金絲拉長(zhǎng)再次接入電路，發(fā)生的變化是（）A．燈泡變暗，電流表讀數(shù)變小 B．燈泡變暗，電流表讀數(shù)變大 C．燈泡變亮，電流表讀數(shù)變小 D．燈泡變亮，電流表讀數(shù)變大7．如圖甲是燈泡L和電阻R的I﹣U關(guān)系圖象，燈絲電阻受溫度的影響，溫度越高電阻越大，將L和R以兩種不同的方式接在同一電源上，如圖乙和丙，若乙圖中U1：U2＝m，丙圖中I1：I2＝n，則下列關(guān)系式中正確的是（）A．m＝n B．m=1n C．m＜18．如圖a所示，在一個(gè)電阻均勻的金屬圓環(huán)上有A、B、C、D四點(diǎn)。其中O為圓心，AB、CD為圓環(huán)的兩條互相垂直的直徑?，F(xiàn)把A、B兩點(diǎn)接入電源電壓保持不變的如圖b所示的電路MN兩端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為I0，當(dāng)換接A、C兩點(diǎn)，則此時(shí)電流表的示數(shù)應(yīng)為（）A．I04 B．3I04 9．如圖甲所示，電源電壓恒為3V，R0是阻值為10Ω的定值電阻，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S，通過(guò)分析，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．圖甲中的R0有保護(hù)電路的作用 B．溫度為40℃時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A C．溫度升高時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)變小 D．溫度降低時(shí)，電壓表與電流表示數(shù)的比值變小10．如圖是已連接的一部分電路圖，R1＝5Ω，R2＝20Ω．表中的結(jié)果與ab間、ac間、bc間的連接情況相符合的是（）選項(xiàng)ab間連接ac間連接bc間連接結(jié)果A4V的電源不接一根導(dǎo)線電流表示數(shù)為0.2AB不接一根導(dǎo)線4V的電源電流表示數(shù)為0.8AC不接4V的電源不接R2兩端電壓為0.8VD4V的電源不接一只電壓表電壓表示數(shù)為4VA．A B．B C．C D．D11．如圖所示，S閉合后，兩個(gè)燈泡均不發(fā)光，電流表及電壓表的指針均無(wú)明顯的偏轉(zhuǎn)，若電路只有一處故障，可能是（）A．電流表壞了或未接好 B．L1的燈絲短路 C．L2的燈絲短路 D．L1的燈絲被燒斷二．計(jì)算題（共3小題）12．小明家的電熱水器及其簡(jiǎn)化電路如圖所示，R1和R2均為用來(lái)加熱且阻值不變的電熱絲，電熱水器部分參數(shù)如表所示：額定電壓220V頻率50Hz保溫功率220W加熱功率2200W水箱容量50L（50kg）（1）當(dāng)S1和S2均閉合時(shí)，電熱水器處于狀態(tài)。（選填“加熱”或“保溫”）（2）電熱絲R1的阻值是多少？（3）加熱時(shí)流過(guò)電熱絲R2的電流是多少？（4）假設(shè)將一滿箱水加熱，溫度升高22℃，用時(shí)40min，則電熱水器的效率是多少？已知，水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃），Q＝cm（t1﹣t0）。電熱水器的效率等于水吸收的熱量與熱水器消耗的電能的比值（用百分比表示）。13．如圖是溫度可調(diào)的育苗箱電路，電源電壓為36V保持不變，發(fā)熱電阻R1規(guī)格是“24V40Ω”。閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P的位置，當(dāng)R1正常工作時(shí)，求：（1）電路中的電流。（2）R2的阻值。（3）育苗箱正常工作5min產(chǎn)生的熱量。14．北京