广西各地市2022年中考物理真题分项汇编-12电磁学（电功和电功率-填空、计算题）

广西各地市2022年中考物理真题分项汇编-12电磁学（电功和电功率-填空、计算题）

一、填空题

1．（2022·广西柳州·统考中考真题）如图电路，电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R，为二极管（二极管具有单向导电性，只允许电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通过，如同自动开关）。闭合开关S，接入电路的总电阻为 ___________。现将电源正负极对调再接回原位置，则前后两种情况消耗的功率之比为 ___________。

2．（2022·广西贵港·统考中考真题）黄大年教授是著名地球物理学家，小学和高中就读于贵县（今贵港市市区），黄大年曾任国家“深部探测关键仪器装备研制与实验项目”的负责人，在黄大年团队的努力下，中国的超高精密机械和电子技术、纳米和激电机技术。高温和低温超导原理技术等多项关键技术进步显著。上述中的纳米是 ___________的单位，超导材料可以适用于制作 ___________（只选填标号：A．“电能输送导线”或B．“电饭锅发热部件”）。

3．（2022·广西贵港·统考中考真题）如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S、S1，断开开关S2，在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表示数变化范围是4～12V，电流表示数变化范围是0.4～1.2A，则电源电压是 ___________V；闭合开关S、S2，断开开关S1，当滑动变阻器的滑片从a端移动到中点时，小灯泡L恰好正常发光，此过程中电路最大功率和最小功率之比为4:3，则小灯泡L的额定功率是 ___________W。（不计温度对灯丝电阻的影响）

4．（2022·广西河池·统考中考真题）某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位，其内部简化电路如图所示，，，当闭合，断开时，电热水壶处于________挡；加热挡的电功率为________W。

5．（2022·广西贺州·统考中考真题）教室的灯管之间是______联的，灯管正常发光时两端电压为______V；多开一盏灯，干路上的电流大小会______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

6．（2022·广西·统考中考真题）用电器消耗的电能可用电能表计量。如图所示的电能表应接在______V的电路中使用，示数是______kW·h。

7．（2022·广西贺州·统考中考真题）在家庭电路中，用______来测量所消耗的电能；正确使用试电笔来辨别火线和零线，若试电笔的氖管发光，表明笔尖接触的是______线。

二、计算题

8．（2022·广西玉林·统考中考真题）技术研究小组在实验室模仿工程师做“钢梁承重后的下垂量h”的测试，他们用厚钢尺制成了一座跨度为L的桥梁（如图甲所示），并设计了一个方便读取“厚钢尺桥梁受压后下垂量”的测试仪，测试仪由压力传感器R与外部电路组成（如图乙所示）。已测得跨度为L时，在一定范围内，其压力F与下垂量h满足关系，k＝1×10﹣3m/N。已知电源电压不变，当电压表的示数为4V时，电流表示数为0.4A。当压力F1＝32N时，电路中的电流为I1，此时R的功率为P1；当压力F2＝40N时，电路中的电流为I2，此时R的功率为P2；且I1与I2相差0.1A。传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线（如图丙所示），忽略传感器与钢梁自重产生的影响。求：

（1）R0的阻值；

（2）当桥梁的下垂量为3cm时，压力传感器受到的压力；

（3）当压力为零时，电路中的总电阻；

（4）P1与P2的差值

9．（2022·广西桂林·统考中考真题）用电能驱动的电动汽车，方便了广大市民的绿色出行。某新型纯电动汽车说明书中有如下表格（取）

请根据表格中的参数解答以下几个问题。计算过程中：车上仅有司机1人，车与人总质量以计；实际可利用的电能以电池总电能的计；忽略动力以外的电能消耗。

（1）当汽车以的速度匀速行驶时，阻力刚好是车与人总重的0.02倍，那么此时的阻力是多少？

（2）请通过计算判断，电池可利用的电能是否能让汽车以的速度匀速完成续航里程？

（3）如果汽车匀速行驶时的阻力始终与速度的平方成正比，那么汽车以刚好能匀速完成续航里程的速度行驶时，电池的输出电流是多少？

10．（2022·广西梧州·统考中考真题）在如图所示的电路中，电源电压恒定为6V，R1阻值为10Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.9A，问：

（1）通过R1的电流是多少？

（2）R2的阻值是多少？

（3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2，要求：替换后，电源的最大电功率不小于15W，则电源的最小电功率是多少？

11．（2022·广西贵港·统考中考真题）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，电压表量程可选，电流表量程为，滑动变阻器R2标有“1A”字样，最大阻值未知。闭合开关S1、S3，断开开关S2，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端，得R1的“U﹣I”关系图像如图乙所示。

（1）求电阻R1的阻值和R2的最大阻值；

（2）若闭合开关S2、S3，断开开关S1，使R2的滑片P位于a端，此时电流表示数为0.42A，求R3通电50s产生的电热；

（3）若闭合开关S1、S3，断开开关S2，且电压表的量程为 ，在保证电路元件都安全的情况下，求电路总功率的变化范围。

12．（2022·广西河池·统考中考真题）如图所示为某智能烘干机的简化电路原理图，其工作电路由电压为220V的电源、阻值为55Ω的电热丝R、红灯L和蜂鸣器组成；控制电路由电源U、电磁铁（线圈电阻忽略不计）、开关S、热敏电阻R1和滑动变阻器R2组成；R1的阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥0.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，表明烘干机内温度过高。

（1）电热丝R工作时的电流为多少？

（2）电热丝R通电10s产生的热量为多少？

（3）已知控制电路的电源电压U=6V，当调节滑动变阻器R2=70Ω时，烘干机内温度至少多高会发出报警信号？

13．（2022·广西·统考中考真题）善于观察的小明发现，家中的即热式水龙头使用时冬季水温偏低，夏季水温偏高，还发现水龙头标有“220V；2200W”。于是他增加两个相同的发热电阻R、两个指示灯（电阻不计）设计了如图所示的电路进行改进，其中为改进前水龙头发热电阻。开关可以只与c相连或同时与a、b相连，使其具有两挡工作状态，且冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4∶1。求：

（1）电阻的阻值；

（2）改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量；

（3）改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率。

14．（2022·广西百色·统考中考真题）如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的P－I关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：

（1）灯泡L正常发光时的电阻；

（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能；

（3）电源电压；

（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。

15．（2022·广西贺州·统考中考真题）如图所示，电源电压为9V，电阻R1=10Ω，闭合开关S时电阻R2两端电压为6V。求：

（1）通过电阻R1的电流；

（2）电阻R2的电功率；

（3）电阻R2通电1min产生的热量。

参考答案：

1．         

【详解】[1]如图，结合二极管的单向导电性可知，闭合开关S时，电阻R2、R3串联，由串联电路的电阻特点可知，接入电路的总电阻

[2]如图，结合二极管的单向导电性可知，将电源正负极对调再接回原位置时，电阻R1、R2串联，由串联电路的电阻特点可知，接入电路的总电阻

两种情况下电源相同，电源电压相同，前后两种情况消耗的功率之比

2．     长度     A

【详解】[1]纳米是长度的单位，。

[2]A．根据焦耳定律可知，导线的电阻越小导线产生的热量越少，电损越小，超导材料没有电阻，可以适用于制作电能输送导线，故A符合题意；

B．电饭锅主要利用电流的热效应工作的，电流通过导体的电阻产生热量，不能用超导体制作， 故B不符合题意。

故选A。

3．     12     3.2

【详解】[1]闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P在b端时，电路中只接入R1，电压表测电源电压，此时电压表的示数为12V，即电源电压为12V。此时电流表的示数为1.2A，则R1的阻值为

[2]闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P在a端时，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，此时电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A，则R2两端的电压为

R2的最大阻值为

闭合开关S、S2，断开开关S1时，小灯泡L和R2串联，滑片从a端移动到中点时，电源电压不变，电路最大功率和最小功率之比为4:3，由公式可得

可求得RL=20Ω。

滑片移动到中点时，电路总电阻为

此时小灯泡L恰好正常发光，电路中的电流为

则小灯泡L的额定功率为

4．     保温     1512.5

【详解】[1]由电路图可以知道，当开关S2断开、S1闭合时，电路中只有R1，根据可知，此时电功率较小，因此电热水壶处于保温档。

[2]当开关S1、S2同时闭合时，电路中R1与R2并联，此时总电阻较第一种情况是比较小的，根据可知，此时电功率大，因此电热水壶处于加热档，所以此时电路的总电阻为

那么加热挡的电功率为

5．     并     220     变大

【详解】[1]由于家庭电路的各用电器可以单独工作，互不影响，所以教室里的日光灯之间是并联连接。

[2]家庭线和零线之间的电压为220V，所以日光灯正常工作时两端电压为220V。

[3]多开一盏灯，相当于增大了电路中导体的横截面积，电路中的总电阻变小，家庭电路的电压不变，根据 可知，干路上的电流会变大。

6．     220     2022.6

【详解】[1]由图可知，电能表上的“220V”表示该电能表应该接在220V的电路中使用。

[2]由图可知，根据电能表的读数规则，最后一位是小数，单位是kW·h，所以该电能表的示数是2022.6 kW·h。

7．     电能表     火

【详解】[1]在家庭电路中，用电能表来测量所消耗的电能，电能的单位为，。

[2]正确使用试电笔来辨别火线和零线，若试电笔的氖管发光，表明笔尖接触的是火线，此时火线、测电笔、大地构成通路，氖管发光；若氖管不发光，则接触的是零线。

8．（1）10Ω；（2）30N；（3）40Ω；（4）0.1W

【详解】解：（1）由图乙可知，R和R0串联，电压表测R0的电压，电压表的示数为4V，即R0的电压为4V，电流表的示数为0.4A，即R0的电流为0.4A，根据欧姆定律得

（2）压力F与下垂量h满足关系

已知

k=1×10-3m/N，h=3cm=0.03m

代入数据

（3）由图丙可知，压力为零时，R=30Ω，结合（1）得R0为10Ω，根据串联电阻的规律，电路中的总电阻

R总=R+R0=30Ω+10Ω=40Ω

（4）传感器的电阻R与压力F的关系图像是一条直线，设关系式为

R=aF+b①

将（0，30Ω）、（60N，0）两组数据代入上式可得到

30Ω=a×0+b，0Ω=60N×a+b

解之

a =-0.5Ω/ N，b=30Ω

故传感器的电阻R与压力F的关系式为

R=-0.5Ω/ N×F+30Ω  ②

当压力F1=32N时，代入②得

R1=-0.5Ω/ N×32N+30Ω=14Ω

当压力F2=40N时，代入②得

R2=0.5Ω/ N×40N+30Ω=10Ω

所以电阻为R1时电路总电阻更大，电流更小，I1与I2相差0.1A，因此

I2=I1+0.1A ③

电源电压不变，由串联电阻的规律及欧姆定律有

I1(R0+R1)=I2(R0+R2)

代入数据有

I1(10Ω+14Ω)=(I1+0.1A)×(10Ω+10Ω)

解得

I1=0.5A

由③可知

I2=0.6A

P1=I12×R1=(0.5A)2×14Ω=3.5W

P2=I22×R2=(0.6A)2×10Ω=3.6W

故P1与P2的差值为

ΔP=P2-P1=3.6W-3.5W=0.1W

9．（1）180N；（2）可以完成续航里程；（3）32A

【详解】解：

（1）当汽车以18m/s的速度匀速行驶时受到的阻力为

（2）电池充满电后能获得的机械能为

因汽车匀速运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力, 所以，汽车的牵引力

由可得，电动运输车匀速行驶的路程

所以，电池可利用的电能可以让汽车以18m/s的速度匀速完成续航里程。

（3）汽车刚好能匀速完成续航里程时的牵引力

则汽车受到的阻力为

因汽车匀速行驶时的阻力始终与速度的平方成正比，且时，

所以，由得

即

解得，

此时汽车得机械功率为

忽略动力以外的电能消耗，此时电动机的电功率

由可得，电池的输出电流

（1）当汽车以的速度匀速行驶时，此时的阻力是；

（2）请通过计算判断，电池可利用的电能可以让汽车以的速度匀速完成续航里程；

（3）如果汽车匀速行驶时的阻力始终与速度的平方成正比，那么汽车以刚好能匀速完成续航里程的速度行驶时，电池的输出电流是。

10．（1）；（2）；（3）

【详解】解：如图，两个电阻并联，电源电压恒定为6V，电流表测干路电流，通过R1的电流

（2）R2的阻值是

（3）现用一个规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器替换R1或R2.，滑动变阻器的最大功率为

替换后，电源的最大电功率不小于15W，则要求剩余的电阻的功率大于3W，电源电压不变，两电阻在电路中的功率不变，R1的功率

R2的功率

因电阻R2的功率小于3W，因此只能被替换，电路中剩余R1与“50Ω 2A”的滑动变阻器并联，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，变阻器的电功率最小，最小值

电源的最小电功率是

答：（1）通过R1的电流为；

（2）R2的阻值是；

（3）电源的最小电功率是。

11．（1） ，；（2）；（3）

【详解】解：（1）闭合开关S1、S3，断开开关S2，滑动变阻器R2与R1串联，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端时，电路中只有R1，由乙图可知，此时R1两端的电压为6V，电流为0.6A，电阻R1的阻值

滑动变阻器R2的滑片P在b端时，滑动变阻器R2与R1串联，变阻器连入电路的电阻最大，此时R1两端的电压为1V，电流为0.1A，R2的最大阻值

（2）电源电压保持不变，若闭合开关S2、S3，断开开关S1，电阻R2与R3并联，电流表测干路电流；使R2的滑片P位于a端，滑动变阻器接入电路的电阻最大为50Ω，通过滑动变阻器的电流

通过R3的电流

R3通电50s产生的电热

（3）若闭合开关S1、S3，断开开关S2，滑动变阻器R2的滑片P在b端时，滑动变阻器R2与R1串联，变阻器连入电路的电阻最大，此时R1两端的电压为1V，电流为0.1A，电路中的电流最小，电路的功率最小，最小功率为

电压表的示数最大时，电路中的电流最大，电流的最大值

电路的最大功率

电路总功率的变化范围为：。

答：（1）电阻R1的阻值为，R2的最大阻值为；

（2）R3通电50s产生的电热为；

（3）电路总功率的变化范围为。

12．（1）4A；（2）8800J；（3）60℃

【详解】解：（1）由电路图可知，电热丝R工作时，衔铁与工作电路中上触点接触，电热丝R单独连接在工作电路中，其两端电压U工作=220V，由题意可知，电热丝的阻值R=55Ω，根据欧姆定律可以得出，电热丝R工作时的电流为

（2）电热丝通电时间为t=10s，由焦耳定律得，电热丝通电10s产生的热量为

（3）由控制电路图可知，控制电路的电源电压U=6V，电磁铁、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联在控制电路中，则流过三者的电流相等，不计电磁铁的电阻，电磁铁相当于一条导线，则电路中总电阻为

当控制电路电流I≥0.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，由欧姆定律可知，此时电路中总电阻为

此时，滑动变阻器阻值R2=70Ω，则热敏电阻R1的阻值为

由欧姆定律可知电路中总电阻越小电流越大，则根据题意只要热敏电阻R1≤50Ω，电路就会发出报警，由题中表格可知，温度越高，热敏电阻R1越小，查询表格数据可知，对应热敏电阻R1=50Ω的温度为60℃，则当调节滑动变阻器R2=70Ω时，烘干机内温度至少为60℃会发出报警信号。

答：（1）电热丝R工作时的电流为4A。

（2）电热丝R通电10s产生的热量为8800J。

（3）当调节滑动变阻器R2=70Ω时，烘干机内温度至少60℃会发出报警信号。

13．（1）22Ω；（2）1.98×105J；（3）4400W

【详解】解：（1）R0的电阻为

（2）改进前，正常加热100s消耗的电能

W=P额t=2200W×100s=2.2×105J

正常加热100s提供的热量

Q=Wη=2.2×105J×90%=1.98×105J

（3）由电路图可知，将开关S1与a、b相连时工作的电路元件，R0和R并联，电路的总电阻最小，由可知，电路的总功率最大，水龙头处于高温状态；将开关S1与c相连时，R与R0串联，总电阻较大，由可知，总功率较小，水龙头处于低温状态；因为冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4∶1，所以两季电流之比

解方程可得

R=22Ω

改进后，冬季使用时水龙头工作的总电流

改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率

P总=UI冬=220V×20A=4400W

答：（1）电阻的阻值是22Ω；

（2）改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量是1.98×105J；

（3）改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率是4400W。

14．（1）10Ω；（2）54J；（3）6V；（4）2Ω

【详解】解：（1）灯泡的型号规格为“5V，2.5W”，即灯泡的额定功率

P额=2.5W

U额=5V

根据公式P=UI变形得

（2）当滑动变阻器完全接入电路时，即滑片P位于b端，此时电路中接入的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡两端的电压最小，消耗的电功率最小，由乙图可知，P位于b端时，此时灯泡消耗的电功率为

P灯=0.9W

根据电能公式W=Pt得，滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能

W灯= P灯t=0.9W×1×60s=54J

电源电压为

①

（3）当滑动变阻器的滑片P滑到中点时，电路中的电流为0.4A，此时电源电压为

③

由①③式得

代入①式得

（4）灯泡电流最大为

最大电流小于电流表的量程，所以电路中最大电流只能为0.5A，且滑动变阻器必须接入，根据串联电路中电压的规律可知，当电路中的电流最大为0.5A时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，此时灯泡两端电压为5V，滑动变阻器两端电压为1V，且不超过电压表量程的最大值，所以此时接入电路的阻值为最小值

答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为10Ω；

（2）滑片P在b端时，lmin内灯泡L消耗的电能为54J；

（3）电源电压为6V；

（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为2Ω。

15．（1）0.3A；（2）1.8W；（3）108J

【详解】解：（1）电路中R1和R2串联，R1两端电压为

通过R1电流

（2）电路中电流为

R2的电功率为

（3）R2通电1min产生的热量

答：（1）通过电阻R1的电流为0.3A；

（2）电阻R2的电功率为1.8W；

（3）电阻R2通电1min产生的热量是108J。