2022届中考科学专题练：电学

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【方法要点】利用电路图协助分析,将题中相关信息标注在图上相应元件附近,将复杂电路通过去表简单化,并分析各表测量的对象。动态电路分析可以变动为静,取几个特殊点看变化。定律、公式在使用时应注意量的一一对应和适用条件。
【例题精析】
类型1 串、并联电路
1．如图甲所示电路，V1、V2是两只相同的电压表，当闭合开关后，灯泡L1、L2都发光，这是两只电压表的指针偏转角度相同，均为图乙所示。问：
（1）求L1和L2两端的电压；
（2）若将L1和L2改接成如图丙所示的电路，电源电压不变，闭合开关后L1和L2都发光，此时电流表A1的示数为1.5A，电流表A2的示数为2.4A，求此时通过L2的电流和L2两端的电压。
2．如图1所示的电路中，电源电压不变。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P由a端移动到中点时，测得电阻R两端的电压U与通过R的电流I的变化关系如图2所示。求：
（1）电源电压；
（2）R的阻值；
（3）变阻器的最大阻值。
3．如图所示两个方案是某中学九年级物理课外实践活动小组设计的风力测量仪的电路示意图，电源电压U＝15V不变，电压表的量程是0﹣15V，电流表的量程是0﹣3A，电阻R1＝10Ω，均匀电阻丝的阻值R2＝20Ω，金属丝（电阻忽略不计）的上墙固定在O点，下端系有一块塑料片A，当风从右向左吹动塑料片时，金属丝向左摆动并与电阻始终保持良好的接触，风力最强时，金属丝均能滑至电阻丝的最左端，无风时，自然垂滑到电阻丝的最右端。
（1）请分别计算两种方案中电表的示数变化范围。
（2）分析说明甲、乙两种方案中的电表盘上的刻度是否均匀。
类型2 电路故障的判断
4．如图所示的家庭照明电路中某处存在故障。电工师傅为查明故障，在保险丝处接入一只“220V，40W”的灯泡L0。当只闭合开关S、S1时，灯泡L0正常发光，灯泡L1不发光；当只闭合开关S、S2时，L0和L2都呈暗红色（比正常发光状态暗得多）。由此可以确定（ ）
A．L1灯头接线处断路B．L1灯头接线处短路
C．开关S1短路D．L2灯头接线处短路
5．如图所示，按电路图连接好电路后，接通开关S，移动滑动变阻器的滑片，结果灯不发光，电流表指针不动，但电压表有明显的示数，电路故障可能是（ ）
A．连线时，把电流表和电压表互换了位置
B．小灯泡短路
C．滑动变阻器的滑片接触不良
D．电流表烧坏了，造成短路
6．小明利用如图所示电路分析串联电路中的一些现象，下列判断正确的是（ ）
A．若R短路，则电流表、电压表均有示数
B．若L短路，则电流表有示数，电压表示数为零
C．若R断路，则电流表示数为零，电压表有示数且接近电源电压
D．若L断路，则电流表示数为零，电压表有示数且接近电源电压
类型3 动态电路分析
（多选）7．如图所示，电源电压不变，L灯丝电阻不变。下列说法正确的是（ ）
A．只闭合S1，将P向右移动一段距离，电压表示数与电流表示数的比值变小，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值也变小
B．只闭合S1，将P向右移动，R1消耗的功率增加
C．开关S1、S2闭合S3断开，将P向左移动，电压表示数变大，L的亮度变大，电流表示数变小
D．开关都闭合，将P向右移动，L消耗的功率不变，R2消耗的功率变大
（多选）8．在如图示的电路中，电源电压保持不变，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻。闭合开关S，将滑片P由a端向b端滑动一段距离后，电压表V1、V2示数变化的大小分别为ΔU1、ΔU2，电流表示数变化的大小为ΔI。下列判断正确的是（ ）
A．电压表V1示数变小，电压表V2示数变大，电流表示数变大
B．ΔU2大于ΔU1
C．ΔU2ΔI与ΔU1ΔI的差值等于R2
D．R2和R3消耗的电功率的和增加了ΔU2•ΔI
（多选）9．如图所示电路，电源电压为6V，定值电阻R的阻值为10Ω，电压表接入0～3V量程，电流表接入0～0.6A量程，滑动变阻器标有“20Ω 0.5A”，闭合开关，在保证各元件安全的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变化范围0.3A～0.6A
B．电压表示数变化范围2V～3V
C．滑动变阻器阻值变化范围10Ω～20Ω
D．电路总功率最大值2.7W
类型4 电功、电功率
10．如图甲所示的模拟调光灯电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示，则电源电压为 V，电路允许的最大功率为 W；小灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min消耗的电能为 J；若R2的滑片可自由移动，灯泡能正常发光且安全，需串联一个阻值为 Ω的电阻。
（多选）11．如图所示，在闭合电路中，只有滑动变阻器甲和乙串联，将阻值调到相等的地方，此时甲和乙的电功率均为P。先将乙的滑片向右移甲不动，其电功率分别为P甲和P乙，再将甲的滑片向右移，乙不动，其电功率分别为P′甲和P′乙，下列说法正确的是（ ）
A．P甲＞P乙B．P乙′＜P乙C．P甲＜P乙D．P′乙＞P乙
12．同类型的A、B两个灯泡，分别按图中甲、乙两种方式连接，电源电压相同且恒定，已知RA＜RB，忽略灯丝电阻随温度的变化，且电路安全。两电路均闭合开关后（ ）
A．甲中A灯比B灯亮
B．乙中A灯比B灯亮
C．甲中A灯比乙中A灯亮
D．甲中的电路总功率比乙中的电路总功率要大
13．饮水机是一种常见的家用电器，其工作原理可简化为如图所示的电路，其中S是一个温控开关，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，开关S自动切换到另一挡，饮水机便处于保温状态。若饮水机加热时电功率为440W，而保温时电功率为88W。（不考虑温度对阻值的影响）。
（1）请分析说明温控开关S接a或b时，饮水机分别对应的工作状态。
（2）求电阻R1和R2的阻值。
（3）用电高峰期，饮水机两端实际电压只有198V，求饮水机在加热状态下的实际电功率。
【针对训练】
一．选择题（共8小题）
1．如图所示，闭合开关后小灯泡L1、L2都能发光。过了一会儿，小灯泡L1、L2同时都熄灭，且电流表和电压表的示数均变为零。如果小灯泡L1、L2中只有一处故障，则故障可能是（ ）
A．小灯泡 L1断路B．小灯泡L2断路
C．小灯泡L1短路D．小灯泡L2短路
2．如图所示的电路中，闭合开关S，两只电压表的指针偏转角度相同，则灯L1和L2两端的电压之比U1：U2等于（ ）
A．5：1B．1：5C．4：1D．1：43．如图，将甲、乙两个带电小球放在光滑的绝缘水平面上，其中甲球带正电荷、乙球带负电荷，为了使这两个小球在原来的位置静止，沿着甲、乙两球的球心连线方向，在某一位置放上一个带电小球丙，可以恰好使得三球均保持静止。则丙球可能（ ）
A．带正电，放在甲的左侧
B．带负电，放在甲与乙之间
C．带正电，放在乙的右侧
D．带负电，放在乙的右侧
4．在甲、乙两个精密电子仪器中，为了便于调节电路中的电流，其调节部分都使用了R1、R2两个滑动变阻器，如图所示，其中R1的总电阻是200Ω，R2的总电阻是5000Ω，开始时两滑动变阻器都处于最大阻值位置。下面的几种调节中，能既快又准确地使电流表指针指到要求位置的是（ ）
A．甲仪器先调节R1，再调节R2，乙仪器先调节R2，再调节R1
B．甲仪器先调节R2，再调节R1，乙仪器先调节R1，再调节R2
C．甲、乙两仪器都是先调节R2，再调节R1
D．甲、乙两仪器都是先调节R1，再调节R2
5．如图所示的电路，电源电压恒定，R1＝12Ω，R2＝6Ω，R3是定值电阻.闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6A，接b时电流表的示数可能为（ ）
A．0.3 AB．0.5AC．0.6AD．0.9A
6．如图所示的电路中，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了3V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为3W，则下列说法正确的（ ）
A．滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为5.4W
B．小灯泡正常发光时的电阻为20Ω
C．滑动变阻器的最大阻值为50Ω
D．电源电压为18V
7．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片由a端向b端移动的过程中，图乙是将滑动变阻器的滑片由a端向b端移动的过程中小灯泡的I—U图像（小灯泡的额定电压为12V）。下列判断正确的是（ ）
①小灯泡的平均电阻为4.5Ω
②电压表V示数变小，电路消耗的总功率变小
③滑动变阻器的最大阻值为9Ω
④电压表V的示数与电流表A的比值变小
⑤滑片在a端和在b端时，小灯泡的功率变化了9W
A．②③B．③④⑤C．②③④D．①②③④⑤
8．如图，甲所示电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为3V
B．电压表的最大示数为2V
C．整个电路功率变化了0.1W
D．R的功率变化了3.2W
二．多选题（共1小题）
（多选）9．如图甲所示电路中，电源电压不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，小灯泡参数“？V？W”模糊不清。第一次只闭合开关S、S1，保证电路中所有元件都安全的前提下，最大范围内移动滑片P。第二次只闭合开关S、S2，滑片P从左端移到右端；图乙是这两次实验过程中电压表与电流表示数的关系图象。下列判断正确的是（ ）
A．电源电压为10V
B．小灯泡参数为“3V 1.2W”
C．定值电阻R1阻值为20Ω
D．只闭合开关S、S1电路的总功率最大时，灯与滑动变阻器的功率之比为5：3
三．填空题（共3小题）
10．将“6V 3W”和“6V 6W”的两只灯泡L1和L2接在电源两端（如图所示），不考虑灯丝电阻的变化，闭合开关，两只灯泡都不亮，且电流表和电压表的指针都不动，现将两灯泡L1和L2的位置对调，再次闭合开关时，发现两只灯泡仍不亮，电流表指针仍不动，但电压表的指针却有了明显的偏转；该电路的故障可能是： 。排除故障后，灯泡发光时，电路中允许通过的最大电流为 。
11．在如图所示的部分电路中，V1表的示数是8V，V2表的示数是12V。若ab间的总电压是17V，则灯L1两端的电压是 ，灯L2两端的电压是 。
12．如图所示，两位同学分别设计了用一个单刀双掷开关，一只电压表，在不改变电路连接的前提下，能测出灯L1和L2两端电压的电路图。请你判断，设计的电路图中 （填“甲”或“乙”）图是正确的。他们选择正确的电路图进行测量，当开关拨至1时，电压表的示数为2V；当开关拨至2时，电压表的示数为5V。则灯L1两端电压为 V，灯L2两端电压为 V。
四．计算题（共2小题）
13．在图所示的电路中，当S1闭合，S2、S3断开时，电压表的示数为6V．当S1、S3断开，S2闭合时，电压表的示数为3V．求：
（1）电源电压是多少？
（2）当S1、S3闭合，S2断开时，电压表的示数为多少？灯泡L2两端电压是多少？（图中电压表流入电流方向相反时，电压表能照常读数）
14．如图甲电路，电源电压恒定不变，小灯泡L的额定电压为12V，图22乙中的A、B分别是灯泡L和电阻R1的U图线。闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器的滑片移至a端时，小灯泡恰好正常发光。闭合开关S、S2，断开S1，滑动变阻器滑片P移至中点时，电路中的电流为0.2A．求：
（1）小灯泡L的额定功率；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）电路的最大功率。
五．综合能力题（共1小题）
15．如图甲所示，已知电源电压U恒定不变，R0为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器滑片P从a移向b的过程中，
（1）请你在如图坐标系中，分别画出定值电阻R0的功率、电路的总功率与电流的关系的图象。
（2）请你推导出滑动变阻器的功率与电流的关系式，并在图坐标系中，画出滑动变阻器的功率与电流的关系的图象；若电路中的最大电流为1A，此时电路的最大功率是6W；当滑动变阻器的功率为1.44W时对应的滑片位置有两处，求滑片位于这两处时电流表的示数之和。
温馨提示：推导过程中需要的物理量可以提前设定。
六．解答题（共1小题）16．阅读下面两则材料，回答对应的问题
材料一：巨磁效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性的示意图，图中GMR是巨磁电阻。
（1）如果先闭合S2，再闭合S1，指示灯的亮度 （变亮、变暗、不变）；
（2）闭合S1、S2后，向 （左、右）调节滑片P，会发现电压表的示数变小；如果此过程中，电压表的示数是由3V变成2V，且通过指示灯的电流在0.2A和0.3A之间变化，则灯泡的电阻是 Ω，指示灯所在电路电源电压是 V（忽略灯丝电阻的变化）。
材料二：双触点干簧管是一种磁控开关，结构如图1所示，其外壳是一只密封的玻璃管，管内充有某种惰性气体，并装有A、B和C三块簧片，A的端点与C的端点是固定端点，B的端点是自由端点，正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当绕在干簧管上的线圈通电时，B与A的端点分开，并与C的端点接触。
请回答下列问题：
（3）簧片A、B和C所对应的材料可能是 。
A.铁、铁、铜
B.铜、铝、铁.
C铜、铁、铁
D.镍、铁、铝
（4）如图3所示，请将电路连接完整，要求闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电。