专题练习6电学计算-2022年中考物理热点及重难点专练试卷（原卷+解析）

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【突破点】解电学计算题，一般步骤是：先做出符合要求的电路图，标上已知、待求的量，然后结合计算公式进行分析推导。这一过程一般在草稿纸上进行，待分析清楚后，理清顺序，规范书写解题过程。要注意各用电器的量的对应关系，切忌“张冠李戴”。
2.（2021内蒙古）中国的厨艺最讲究“火候”二字，图甲所示的智能蛋糕机就是采用智能化技术控制制作过程不同时间段的温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的部分参数如下表所示。
蛋糕机部分参数表
（1）求该蛋糕机正常工作时中温挡和高温挡的电流之比；（2）求该蛋糕机正常工作处于中温档时电路的总电阻；（3）小明课下查得其实际工作的简化电路图如图乙所示，S1为单刀开关，S2为单刀多掷开关，R1、R2为电加热丝。请判断蛋糕机处于高温、中温、低温挡时开关S1、S2所处的状态；并计算该蛋糕机低温挡的额定功率。
【突破点】1.串联式加热模型：
如上图所示，对于两个电阻串联后组成的加热装置，都可以等效为这种模型。当S闭合时，R1被短路，只有R2工作，这时处于加热状态，R2为一个阻值较小的电阻。当S断开后，R1、R2串联，电路处于“保温”状态，R1是一个阻值较大的电阻。
对这类问题涉及的主要计算公式为：
（1）R2=U2/P加热；（2）R=R1+R2=U2/P保温；（3）P=PR1+PR2；（4）W=Pt。
2.并联式加热模型：
如上图所示，对于将电阻并联后的加热装置原理，都可以等效为这个模式。当S闭合时，只有R2工作，处于低温档（或保温档），当S、S0同时闭合时，处于加热状态，或者“高温档”。这里R2的阻值一般比R1大，用作保温加热。
计算该类题目的常见公式：（1）P保温=U2/R2；（2）R= ；（3）P=PR1+PR2。
3.（2021青海）酒驾、醉驾会给交通安全带来巨大隐患，便携式酒精测试仪给交警执法带来了极大的便利。如图1所示，是便携式酒精测试仪的原理图，电源电压恒为3V，Rp是酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图2所示，R0是报警器，其电阻值恒定为50Ω。问：
（1）当气体中酒精浓度为0时，电路中的电流是多少？通电10s电流产生的热量是多少？
（2）我国法律规定，当每100ml的气体中酒精浓度大于或等于20mg小于80mg为酒驾，大于或等于80mg为醉驾。在对某司机的检测中，电压表的示数为2V，通过计算分析该司机属于酒驾还是醉驾。
【突破点】设计电学的图像分析常见的主要是伏安曲线。对于伏安曲线一定要注意横纵坐标所表示的量。其次是各类可变电阻对应的图像，比如压力-电阻；酒精浓度-电阻；光照强度-电阻等，分析时要注意电阻随这些量的变化趋势。
4.（2021长沙）下图是小伟做课外实验的实物图，他闭合开关后，把滑动变阻器的滑片从一个端点A移到另一个端点B时，在下表中记录下滑片在这两个端点时电压表V1、V2的信息，滑片在A、B两点时，R1和R2的功率之和相差0.35W。已知灯泡上标有“2.5V 0.5A”的字样，灯的电阻随温度的变化忽略不计，电源电压恒定不变。求：
（1）灯泡正常发光时的电阻；（2）灯泡正常发光100s消耗的电能；（3）闭合开关，滑片从端点A移到端点B的过程中电路总功率的最小值。
【突破点】求电路的最小（最大）电功率的思考方法
由P=U2/R可知：当电压一定时（一般此时是求电路的总功率），电路的电阻最小时，电功率最大；电路的电阻最大时，电功率最小。所以此时需要分析清楚什么时候电路的电阻取得最大或最小值。
由P=UI可知：对于电阻一定时，电压最高时，电功率最大；电压最低时，电功率最小。
5．（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测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，将待测液体加满小桶，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0～0.6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）。
（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，根据上述信息，分析密度与电流的关系并确定量程。
①写出密度ρ与电流I的关系式ρ=______。
②该密度仪能测量的最大密度为______克/厘米3。
6.（2021泰安）物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪，如图甲所示，它主要是由探头A和控制盒B构成，A、B之间用有绝缘皮的细导线相连。探头A是一个装配有压敏电阻RX的圆柱体，压敏电阻RX所受压力等于圆柱体底部所受压力。圆柱体底面积为、高、重3N，工作时底部始终与水平面相平。A、B之间的电路连接如图乙所示，电源电压恒为12V，当压敏电阻RX受到的压力达到最大值时，电路中的电流为10mA，报警器（电阻不计）开始报警。正常工作时，压敏电阻RX阻值随压力的变化规律如图丙所示。（不考虑大气压强的影响，细导线重力与体积均不计湖水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。（1）探头A的密度是多少？（2）为保证压敏电阻RX受到的压力达到最大值时报警器能正常报警，接入电路的定值电阻R0阻值为多大？（3）小组同学将该装置带到湖面进行测量，当探头A在细导线的牵引下，下沉到湖中某深度处时，电压表示数是8V，求此处的深度和此时细导线对探头A的拉力。
7.（2021·云南中考真题）交通安全要求广大司机“开车不喝酒，喝酒不开车”，酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪，其电路原理如图甲所示。电源电压为12V， R1是气敏电阻，其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图乙所示，R2为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A，调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如下：
（1）求“调零”后变阻器R2接入电路的阻值；（2）检测前R2工作10s消耗的电能；（3）对某司机进行检测时，电流表示数为0.16A，依据信息窗资料，通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
8.（2021连云港）一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有___________，它的工作原理是___________；
（2）求重物下落时，重力做功的功率；
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
【突破点】对应电路安全问题，关键是分析出电路的最大电流值和用电器可承受的最高电压值。一般是分析串联电路，电流表的最大量程、电路中某个用电器可承受的最大电流值、与电压表并联的用电器所允许的通过的最大电流值，即为该电路中的最大电流值。根据Rmin=U/Imax求出电路的最小电阻值，从而确定滑动变阻器的滑片的位置。当电压表与定值电阻并联时，电压达到电压表所能测的最大值时滑动滑动变阻器连入电路中的阻值最小；当电压表与滑动变阻器并联时，电压达到电压表所能测的最大值时滑动滑动变阻器连入电路中的阻值最大。
U额=220V
额定功率/W
中温440
高温880
滑动变阻器的滑片位置
电压表V1的示数U1/V
电压表V2的示数U2/V
A
9U0
9U0
B
6U0
10U0
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