2023-2025年江苏省中考物理真题分类汇编考点23 电学综合计算（Word版附解析）

这是一份2023-2025年江苏省中考物理真题分类汇编考点23 电学综合计算（Word版附解析），共13页。试卷主要包含了与电磁结合，与力学结合等内容，欢迎下载使用。
1．（2025·江苏南京·中考真题）在跨学科实践中，科技小组设计了如图所示的无土栽培营养液自动添加装置简图。控制电路电源电压U=10V，电磁铁线圈电阻R0=50Ω；当线圈中的电流I1≥25mA时，衔铁被吸合，当线圈中的电流I2≤20mA时，衔铁被释放。R2是阻值为600Ω的半圆形（O为圆心）电阻丝，其阻值与长度成正比；QP为电阻不计可绕O点转动的金属细杆，P端可在R2上滑动且接触良好，QO长50cm。当液面到达最高位置A处时，添加营养液的电动水泵停止工作，杆QP水平且P位于R2中点。
(1)电磁铁通电时上端为 极。电动水泵应接在 （选填“C、D”或“E、F”）之间；
(2)最高液面在A处时，电阻箱R1的阻值为多大 ？
(3)当液面从最高位置A处下降 cm时开始添加营养液。（设浮球随液面升降时，浸入液体中的体积不变，且细杆NQ始终处于竖直方向）
(4)该装置长期使用后，U会变小，营养液最高液面会如何变化？为保持最高液面位置不变，除更换电源外，再提出一个解决措施 。
【答案】(1) N E、F
(2)50Ω
(3)25
(4)U变小，控制电路的电流变小，水泵继续供水，使水位升高；若增大电流，由欧姆定律可得，减小电路的电阻，即将电阻箱R1调小。
【详解】（1）[1]根据电流的流向和安培定则可知：电磁铁通电时，上端为N极。
[2]据图可知，水位越高，R2的阻值越小，控制电路中电流越大，当I1达到最小值时电磁铁吸附，应断开水泵，所以水泵应接在E、F之间。
（2）最高液面在A处时，R2=300Ω；电流I1达到最小值，I1=25mA=0.025A，依据欧姆定律得
当液面到达最高位置A处时，添加营养液的电动水泵停止工作，杆QP水平且P位于R2中点，则
则
（3）在R1=50Ω，I2=20mA，依据欧姆定律可得
所以
则可计算出
R2是阻值为600Ω的半圆形（O为圆心）电阻丝，其阻值与长度成正比，则每100Ω的阻值对应的圆心角为30°；由几何关系可知：QP绕O顺时针旋转30°角，又QO=50cm，所以浮子下降的高度h25cm。
（4）U变小，控制电路的电流变小，水泵继续供水，使水位升高；若增大电流，由欧姆定律可得，减小电路的电阻，即将电阻箱R1调小。
2．（2024·江苏镇江·中考真题）某水位报警模拟装置如图1所示：浮子Q由圆柱体和硬杆构成，圆柱体的底面积，高，密度，硬杆的质量和体积均不计。Q只能沿图中竖直虚线运动。当向水池内缓慢注水使水位达到某处时，衔铁K被释放，电铃开始报警。已知：电源电压，为电阻箱，压敏电阻的阻值与硬杆对其压力F的关系图线如图2所示；当电磁铁线圈中的电流时，衔铁K被吸住，当时，衔铁K才会被释放；不计线圈电阻，g取。
(1)Q的质量为 。当水位不断上升时，池底所受水的压强将变 ；
(2)当Q刚开始向上运动时，求其浸在水中的体积；
(3)在报警装置能正常报警的情况下：
①求电阻箱接入电路的阻值范围；
②为降低刚开始报警时的水位，下列措施可行的有 。
（有多个选项正确，全部选对得2分，漏选得1分，不选或错选得0分）
A．仅适当增大硬杆的长度 B．仅适当增大圆柱体的高度
C．仅适当增大电源电压U D．仅适当增大接入电路的阻值
【答案】(1) 0.6 大
(2)
(3) ABD
【详解】（1）[1]浮子Q的质量为
[2]当水位不断上升时，水的深度h变大，由可知，池底所受水的压强将变大。
（2）当浮子Q刚开始向上运动时，受到的浮力和重力相等，根据阿基米德原理可得，其浸在水中的体积
（3）[1]当硬杆刚刚接触压敏电阻且压敏电阻受到的压力为0时，若电流为0.05A，则开始报警，由图可知，此时R2最小，为10Ω，R1接入电路的最大阻值
当圆柱体刚好浸没，即F最大时，若电流为0.05A，则开始报警，浮子Q所受浮力最大值
则F最大值为
由图可知，此时R2最大，为50Ω，R1接入电路的最小阻值
所以电阻箱R1接入电路阻值范围70Ω~110Ω。
[2] AB．在其他条件不变时，仅适当增大硬杆的长度或仅适当增大圆柱体的高度，随着水位升高，可以使得硬杆更早接触R1，使硬杆刚好接触到压敏电阻时的水位降低，因此可以降低开始报警时的水位。故AB符合题意；
C．仅适当增大电源电压U，若电路的总电阻不变，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁不容易脱落，因此报警器更不容易报警；若开始报警时的电流不变，由欧姆定律可知，此时电路的总电阻变大，由串联电路的电阻特点可知，压敏电阻的阻值变大，由图乙可知，受到的压力变大，此时圆柱体受到的浮力变大，水面较原来应升高一些。故此办法不能降低刚开始报警时的水位。故C不符合题意；
D．仅适当增大R1​接入电路的阻值，在其他条件不变时，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，衔铁更容易脱落。水位还未达到之前位置时，电流小于等于0.05A，衔铁释放，触发报警。 因此可以降低刚开始报警时的水位。故D符合题意。
故选ABD。
3．（2024·江苏宿迁·中考真题）教室的饮水机上有两条提示语：“注意水温，谨防烫伤”和“节约用电，弘扬美德”。小明画出了饮水机电路示意图，如图甲所示，电阻，加热时总功率为840W。线圈内阻不计，为热敏电阻，其阻值随温度的变化如表格所示，控制电路电源电压恒为3V，当电流达到0.02A时衔铁被吸合。
(1)衔铁被吸合时，饮水机处于 （选填“加热”或“保温”）状态，饮水机处于保温状态时，功率为 W；
(2)设定最高水温为，需要将滑动变阻器阻值调至 ；根据图乙中电能表参数，饮水机处于加热状态时，经过10min，电能表指示灯闪烁 次。
【答案】(1) 保温 40
(2) 50 350
【详解】（1）[1][2]由图可知，当衔铁未被吸合时，R1、R2并联，电路电阻较小，根据公式可知，功率较大，为加热状态；当衔铁被吸合时，R2断开，电路只有R1工作，此时电路电阻较大，根据公式可知，功率较小，为保温状态；保温功率为
（2）[1]由表格中数据可知，当水温为60℃时，Rt=100Ω，电路电流为0.02A，控制电路的总电阻为
需要将滑动变阻器阻值调至
[2]饮水机处于加热状态时，经过10min消耗的电能为
电能表指示灯闪烁的次数为
4．（2024·江苏淮安·中考真题）某款恒温箱的简化电路如图甲所示，控制电路中电源电压为且保持不变，电磁铁线圈电阻为，R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示；工作电路中的加热器（图中未画出）正常工作时的电阻为。求：
(1)加热器应接在图甲中 （填“ab”或“cd”）之间，控制电路中电磁铁的上端为 极；
(2)加热器正常工作产生的热量是多少？
(3)控制电路的电流减小到，衔铁会被释放。则当调节时，恒温箱内设定的最低温度为多少摄氏度？
(4)若使恒温箱内设定的最低温度提高一些，可将的滑片向 滑动一点。
【答案】(1) ab N
(2)
(3)50℃
(4)右
【详解】（1）[1]控制电路中，热敏电阻R和变阻器、电磁铁线圈串联。当温度升高时，热敏电阻R阻值变小，根据可知电流变大，则电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，ab间用电器脱离电路。所以加热器应接在图甲中ab之间。
[2]电流从电磁铁下端流入，根据安培定则可知控制电路中电磁铁的上端为N极。
（2）加热器正常工作产生的热量为
（3）电流减小到时，控制电路总电阻为
则当调节时，热敏电阻阻值为
由乙图可知，此时温度为50℃，则恒温箱内设定的最低温度为50℃。
（4）衔铁被释放时的电流不变，根据可知总电阻不变，若使恒温箱内设定的最低温度提高一些，则对应的热敏电阻阻值变小，所以变阻器阻值应调大，可将的滑片向右滑动一点。
考点二 与力学结合
5．（2023·江苏宿迁·中考真题）图甲所示是一种自动测定水箱内水面高度的装置。电源电压恒为4.5V，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0～3V，R0是定值电阻，R是压力传感器。R的位置固定不动，其电阻随压力的变化关系如图乙所示。杠杆AB可绕O点转动，A端悬挂一重为15N的圆柱体M，M的底面积为45cm2，高为30cm，下底面距离容器底1cm，杆B端始终压在传感器R上。AO长30cm，OB长15cm，杆重忽略不计，杆始终静止在水平位置。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）水箱内水面高度h小于1cm时，求压力传感器R受到杆B端的压力大小。( )
（2）水箱内水面高度h小于1cm时，电流表的示数为0.5A，求R0的阻值。( )
（3）水箱内水面高度h大于1cm时，随着水面的升高，用于显示水面高度的电表示数会增大，应该选用图甲电路中的 表显示水面高度。该装置能显示水面的最大高度h最大是 cm。将支点O适当向 （选填“左”或“右”）移动，可增大该装置显示水面的最大高度h最大。

【答案】 30N 6Ω 电压 26 右
【详解】（1）[1]水箱内水面高度h小于1cm时，圆柱体M没有受到浮力的作用，则杠杆A端受到的作用力
根据杠杆平衡条件可知，压力传感器R受到杆B端的压力
（2）[2]水箱内水面高度h小于1cm时，压力传感器R受到杆B端的压力为30N，由图像乙可知，此时R=3Ω。
由图甲可知，R与R0串联，电流表的示数为0.5A时，电路总电阻为
R0的阻值
（3）[3]水箱内水面高度h大于1cm时，随着水面的升高，圆柱体M收到的浮力变大，作用在杠杆A端受到的力变小，则压力传感器R受到杆B端的压力变小，由图像乙可知，R的阻值变大，总电阻变大，电流变小，即电流表的示数变小，由于R0不变，由可得R0两端的电压变小，则R两端的电压变大，即电压表示数变大，故应该选用图甲电路中的电压表显示水面高度。
[4]由题意可知，水面高度越大，压力传感器R受到杆B端的压力越小，R的阻值越大。当电压表的示数最大时，水面最高，当电压表的示数Umax=3V时，R0两端的电压
电路中的电流
则R接入电路的电阻
由图像乙可得R～F的函数式
则当R的电阻为12Ω时，F=7.5N，即压力传感器R受到杆B端的压力为7.5N，则杠杆A端的作用力
则圆柱体M受到的浮力为
圆柱体M排开水的体积
圆柱体M浸入水中的深度
该装置能显示水面的最大高度h最大
[5]在B端作用力不变的情况下，支点O向右移动，L2变小，L1变大，根据杠杆平衡条件可得，杠杆A端受到的作用力变小，则圆柱体M受到的浮力变大，则要增大该装置显示水面的最大高度h最大。
6．（2025·江苏苏州·中考真题）【新情景】如图是控制车辆进出的电动闸门设计图，抬杆质量分布均匀，长度为，重为，在最右端B点处悬挂一重为的铁柱，B点到支点O的距离为。开关S闭合后，调节滑动变阻器使抬杆处于水平静止状态。（忽略支点O处的摩擦）
(1)电磁铁上端为 极；
(2)此时电磁铁对铁柱的吸引力为 N；
(3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起，滑动变阻器的滑片P应向 端移动。
【答案】(1)S
(2)5
(3)上
【详解】（1）电流从电磁铁下端流入，根据安培定则，电磁铁上端为S极，下端为N极。
（2）抬杆重心到支点O的距离为
根据杠杆平衡条件则有
代入数据则有
解得电磁铁对铁柱的吸引力。
（3）使抬杆A端从图示位置向上抬起，应增大电磁铁的磁性，则应增大电路中电流，根据，应减小电路总电阻，减小变阻器连入电路的电阻，所以滑动变阻器的滑片P应向上端移动。
7．（2023·江苏无锡·中考真题）图甲是某型号电开水器结构简图，图乙是它的电路原理图。控制进水口的浮球阀由不锈钢浮球、绕O点转动的金属杆、连杆、活塞组成。使用时，将插头插入家庭电路的插座中，电压为。冷水自进水口进入冷水箱，再经连通管进入煮水箱，当冷水箱水位达到设定高度，浮球浮起，水平，连杆水平向右推动活塞堵住进水口，停止进水，同时开关S2闭合，开关S1与触点2接通，煮水箱中的电热管工作，额定煮水功率为，水沸腾后经出水管溢入贮水箱，冷水再补充入煮水箱，冷水箱中水位下降，进水口打开进水，同时S2断开，重复上述过程，至贮水箱中注满水后，开关S1与触点1接通，贮水箱中的电热管工作，进行保温，额定保温功率为。保温时，S3同时接通，当电磁铁线圈中的电流达到，衔铁P被吸起（开关断开）；当电磁铁线圈中电流减小到，衔铁P被释放（开关重新接通），使贮水箱内热水温度维持在。是定值电阻。是热敏电阻，其温度与贮水箱内水温相同，温度每升高，电阻减小，电磁铁线圈的电阻忽略不计。（，，g取）

（1）该电开水器正常工作时，熔断器上通过的最大电流为 ；
A． B． C． D．
（2）该电开水器煮水箱电热管连续正常工作1小时能产生的开水，若冷水温度为，开水温度为，则煮水箱的加热效率为 ；
（3）冷水箱中的浮球质量为，金属杆质量和体积忽略不计，进水口被活塞堵住不能进水时，若浮球恰好一半体积浸在水中，连杆受到活塞对它水平向左的推力为；若浮球全部浸没于水中，此时连杆能够承受活塞的水平推力为，则浮球体积为 ，贮水箱中保温控制电路的电压U是 V。
【答案】 C 91% 2.2×10-3 10
【详解】（1）[1]由题意可知，开关S2闭合，开关S1与触点2接通，煮水箱中的电热管工作，额定煮水功率为，工作电路中功率最大，所以熔断器上通过的最大电流
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（2）[2]的开水的质量
冷水温度为，开水温度为，则水吸收热量
电热管连续正常工作1小时，产生热量
则煮水箱的加热效率
（3）[3]浮球质量为0.55kg，则浮球的重力
G球=m球g=0.55kg×10N/kg=5.5N
若浮球恰好一半体积浸在水中，连杆CD受到活塞对它水平向左的推力为30N，根据杠杆平衡原理可得
(F浮1-G)×l1=F推1×l2
浮球全部浸没于水中，此时连杆能够承受活塞的水平推力为90N，根据杠杆平衡原理可得
(F浮2-G)×l1=F推2×l2
根据阿基米德原理可得
F浮2=2F浮1
解得一半浮球受到的浮力
F浮1=2G=2×5.5N=11N
由阿基米德原理可得，浮球的体积
[4]贮水箱内热水温度维持在，则温度在95℃时，电磁铁线圈中的电流达到，衔铁P被吸起，是热敏电阻，其温度与贮水箱内水温相同，温度每升高，电阻减小，设此时电阻为，则贮水箱中保温控制电路的电压
①
温度在90℃时，电磁铁线圈中电流减小到，衔铁P被释放，此时电阻为，则贮水箱中保温控制电路的电压
②
联立①②解得
U1=10Vt/℃
30
40
50
60
70
/Ω
220
165
130
100
83