第34讲 含有图像的电学类中考问题-2022年中考物理二轮复习核心素养专题讲义

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2022年中考物理二轮复习核心素养专题讲义 第34讲  含有图像的电学类中考问题  专题知识概述 1.图像法在物理学中，常采用数学中的函数图像，将物理量之间的关系表示出来。因此图像实际上反映了物理过程和物理量的关系（如电阻的伏安特性曲线等）。运用图像知识来解物理试题的方法，叫“图像法”。  运用此方法时应做到：(1)识别或认定图像横坐标和纵坐标所表示的物理量，弄清情景所描述的物理过程及其有关的因素和控制条件；(2) 分析图像的变化趋势或规律，弄清图像所表达的物理意义；(3)根据图像的变化情况确定两个物理量之间的关系，并给以正确描述或做出正确判断。图象是一个数学概念，用来表示一个量随另一个量的变化关系，很直观。由于物理学中经常要研究一个物理量随另一个物理量的变化情况，因此图象在物理中有着广泛的应用。在实验中，运用图象来处理实验数据，探究内在的物理规律，具有独特之处。例如在探究串联电路中电流规律实验中，把各点作为横轴、电流为纵轴，作出的图象为水平直线，很直观表示出串联电路中各点电流相等的规律。2.I-U图象（1）一般情况下，在I-U图象中，找一点读出对应的电流和电压，根据欧姆定律R=U/I求出元件A、B的电阻；根据串联分压及并联分流的原理求解即可.（2）考查与I-U图像相关的电功率计算（3）其他情况。中考典型例题解析 【例题1】（2021辽宁阜新）图甲是测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V。闭合开关S后，将规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器滑片，从右端向左滑动，当电流表示数为0.3A时，小灯泡正常发光；图乙是此过程中，电压表与电流表示数变化的关系图象，下列分析正确的是（　　）A. 小灯泡的额定功率是1.14WB. 小灯泡的电阻为12.7ΩC. 电路中最小电流为0.125AD. 电压表示数为2Ｖ时电路总功率是1.32W【例题2】（2021长春）某加热器简化电路如图甲所示，其加热元件是利用新型材料制成的，它的电阻R随温度t变化的关系图象如图乙所示；照明灯L标有“220V 100W”。此加热器白天只加热不照明，夜晚加热并照明。（1）该加热器的金属外壳应与______相连，避免金属外壳带电时发生触电事故；（2）白天和夜晚加热器的加热元件温度均为t0时，电路总功率之比为4：5，则t0=___________℃；（3）闭合开关S，若加热元件的温度从16℃升高37℃，通过加热元件的电流变化情况是___________。【例题3】（2021陕西）在探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，小明设计了如图-1所示电路。电源电压为3V且保持不变，R为定值电阻。
（1）连接电路时，开关应处于______状态；闭合开开关前滑动变阻器的滑片P应处于______处；（2）闭合开关S，发现电压表示数接近3V，电流表指针几乎不偏转，移动滑片P的过程中，两表示数均无变化。已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因是______；  （3）排除故障后，闭合开关S，小明改变电阻R两端电压，进行了多次实验，实验数据记录如下表。试验次数1234电压表示数U/V1.01.52.02.5电流表示数I/A0.100.150.200.25①请根据表中数据，在图-2中用描点法画出导体中的电流I与导体两端电压U的关系图象；（    ）②分析数据可得：当导体电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成______；（4）在此实验中改变电阻R两端的电压是通过改变______来实现的；（5）此实验中多次测量寻找普遍规律的目的与下面的______（选填“A”或“B”）实验中多次测量的目的相同。A．探究电流与电阻的关系B．测量未知电阻的阻值专题问题综合训练 一、选择题1．（2021四川攀枝花）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R0为定值电阻、R为电阻箱，调整电阻箱R的电阻值，电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示，以下说法中正确的是（　　）A．电源电压为3.6V B．通过R0的最大电流为2A C．调整电阻箱R的阻值，则R的最大功率为0.75W D．调整电阻箱R的阻值，则R0的最大功率为0.48W2. （2021大庆）如图甲所示，电源电压U恒定不变，R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，电路的总功率、定值电阻R的功率及滑动变阻器的功率与电流的关系图线如图乙所示，下列说法中正确的是（　　）A．滑动变阻器功率为0.72W滑片位置有2处，此2处电流表示数之和为1A B．电压表示数与电流表示数比值不变 C．电压表示数的减少量与电流表示数的增加量比值减小 D．当电流表示数为1A时，滑动变阻器的滑片P处于a端3.（2020牡丹江鸡西）张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象，根据图象，下列说法错误的是  A. 当在导体乙的两端加上1 V的电压时，通过导体乙的电流为0.1 AB. 将甲、乙两导体并联后接到电压为3 V的电源上时，干路中的电流为0.9 AC. 通过导体甲的电流与其两端的电压成正比D. 导体甲的电阻大于导体乙的电阻4．（2020苏州）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）A．电压表V1对应的是图线② B．电压满足Uc＝Ua+Ua’ C．R2的最大阻值小于R1的阻值 D．电路的最大总功率为2UbIb5.（2020江苏连云港）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2VC. 整个电路功率变化了0.1W D. 电流表的示数变化了0.4A6．（2020大庆）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡上标有4v“字样，电流表的量程为0～0.6A图乙是小灯泡的电流随其电压变化的图象。滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2的阻值为10Ω．当闭合S和S2，断开S1，滑片移到中点时，小灯泡L恰好正常发光则下列说法正确的是（　　）A．电源电压为5V B．闭合s和S2，断开S1，滑片移到中点时，用一个“4V  0.5W“的灯泡L′替换L，则将正常发光 C．闭合S和S2，断开S1，当小灯泡的功率为0.8w时，滑动变阻器的阻值是17.5Ω D．闭合S和S1，断开S2，为保证电路安全，电阻R2的最大功率为8.1W7. （2020辽宁盘锦）如图甲所示，小灯泡的额定电压为6V。R2的滑片P2移至最左端，闭合开关S，先将R1的滑片P1由最右端移至最左端，图乙是这一过程中电流表与电压表示数的关系图象。然后保持滑片P1位置不动，将滑片P2向右移动，直至小灯泡正常发光，图丙是这一过程中电压表示数与R2连入阻值的关系图象。下列判断正确的是（　　）A. 小灯泡正常发光时，R2两端电压为7VB. 图丙中a点对应的阻值为2ΩC. 整个过程中小灯泡消耗的最小功率为0.9WD. 整个过程中电路在10s内能够消耗的最大电能为60J8. （2020山东青岛）小明测量小灯泡的电功率，电路如图甲所示，电源电压恒为6V，小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图象如图乙所示。下列分析正确的是（　　）A. 小灯泡的电阻约为12.7ΩB. 小灯泡的额定功率为1.14WC. 小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路中的阻值为20ΩD. 小灯泡两端电压为2.0V时，滑动变阻器消耗的电功率为0.88W9．标有“6V1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为（　　）A．24Ω 0.67W B．20Ω 0.8W C．24Ω 0.96W D．20Ω 0.67W10．如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图象如图乙，下列说法正确的是（　　）A．电源电压为3V，R1阻值为1.8Ω B．电路消耗的最小功率为0.2W C．当Rp总阻值的接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为6：5 D．当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为1：2二、填空题1.（2021天津）电阻R1、R2的U-I图象如图所示，则R1：R2=________。将R1、R2接入电源电压不变的电路中，如图所示。当只闭合S时，电路消耗的总功率为P1；当S和S1都闭合时，电路消耗的总功率为P2  ， 则P1：P2=________。  2．（2021四川攀枝花）如图甲所示的电路，电源电压为9V，小灯泡L的额定电压为4V，图乙是小灯泡L的电流I随其电压U的变化的图像。当S闭合，将滑片P移到滑动变阻器R的中点时，小灯泡L恰好正常发光，则滑动变阻器R的最大阻值为 　　Ω。移动滑片P，当小灯泡L的功率为1W时，滑动变阻器R接入的阻值为 　　Ω。3. （2020黑龙江绥化）电阻R1的I-U图像如图所示，R1的阻值是______Ω，把R1与阻值是30Ω的电阻R2并联在电源电压是4V的电路中，通过R1与R2的电流之比是______，R1与R2两端的电压之比是______。4.（2020黑龙江绥化）灯泡L的I-U图像如图甲所示，电阻R1的阻值是10Ω，电源电压是8V。在图乙所示的电路中，若只闭合S1和S2时，电压表的示数是2V，此时电路中的电流是______A；若只闭合S1和S3时，电压表的示数是4V，10s内电流通过电阻R2产生的热量是______J；若将电压表换成电流表，闭合S1、S2和S3时，电流表的示数是______A。三、实验题1.（2021青海） 某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时，他们先进行了如下猜想：猜想一：小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大；猜想二：小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小；猜想三：小灯泡电阻不随温度的变化而变化。接下来他们设计了如图所示的实验电路进行探究，他们具体的探究过程为：（1）完成电路连接，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最______（填“左”或“右”）端；（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数发生变化，则故障原因可能是小灯泡______（填“断路”或“短路”）；（3）故障排除后，进行实验并记录了前4组数据如下表所示，第5次实验的电流值如图所示，则电流大小为______A；次数12345电压（U/V）0.51.01.52.02.5电流（I/A）0.180.300.380.44 （4）根据上表记录的实验数据，在如图所示的坐标中绘出小灯泡的电流随电压变化的大致图像______。通过图像分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而______（填“增大”“不变”或“减小”）。2. （2021福建）如图甲是“探究电流与电阻的关系”的实验电路图，实验器材有：电源（输出电压为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个，定值电阻5个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25 Ω）和导线若干。（1）连接电路，闭合开关，电流表指针偏到零刻度线左边，如图乙，原因是______；（2）正确连接电路，用上述5个定值电阻进行实验得到5组数据，作出电流与电阻的关系图象如图丙、实验中定值电阻两端的电压保持______V，滑动变阻器的最大阻值应不小于______Ω；（3）为了更直观地表示电压不变时电流与电阻的关系，可以改变横坐标，处理数据后画出电流I与______的关系图线。3. （2021安徽）用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，电源电压为3V，滑动变阻器的规格为“20Ω  1.5A”；（1）实验时，依次更换不同的电阻，调节______，保证电阻两端电压不变，分别记录每次电阻R和电流示数I，数据如下表：实验次数12345电阻R/Ω302015105电流I/A0.080.120.16 0.48电阻的测数0.330.500.0670.1000.200 （2）第4次实验的电流表示数如图乙所示，该数为______A；（3）为了更精确地描述I与R的关系，在表中增加了的数据，并根据I，的值在图丙的坐标纸中描出相应的点。请你在图丙中补充第4次的实验数据点，并作出I-的图像______；（4）根据图像可以得到的实验结论是：______。4. （2021浙江湖州）小萍同学想利用如图甲所示电路研究通过小灯泡额定电压为3伏的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像如图丙所示。已知滑动变阻器最大阻值为20欧。
（1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮
（2）根据图像a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。______
（3）当电流表示数为时，电压表的示数为多少？
（4）图丙阴影部分的面积表示______ 。
5. （2020黑龙江绥化）小飞要测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻，选取电压是6V的电源。(1)用笔划线代替导线，将图甲的实物图连接完整。（要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮，导线不允许交叉）(2)此实验的原理是______。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最______瑞。（填“左”或“右”）(3)图乙中，小灯泡的I-U图像不是一条直线，原因是小灯泡的电阻随______的变化而变化，小灯泡的额定功率是______W。(4)小飞又取来阻值是600Ω的定值电阻R0、一个开关和阻值约5Ω的未知电阻R1，用如图所示的电路来测量R1的阻值，小飞的实验方案如下：a.闭合S1，断开S2，读出电压表的示数是U1b.闭合S1和S2，读出电压表的示数是U2则电阻R1=______（用U1、U2和R0表示），小飞的实验方案______（填“能”或“不能”）准确测得电阻R1的阻值，理由是______。四、综合应用题1. （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。2．（2020苏州）如图所示电路中，电源电压6V，灯泡L规格为“6V 3W”。其电流与电压的关系如图乙所示。当S、S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为0.5A。（1）求灯泡L的额定电流；（2）求定值电阻R1的阻值；（3）断开S1、S3，闭合S、S2，调节滑片P，使R2的电功率为灯泡的2倍，求此时滑动变阻器接入电路的阻值为多大？3.（2022山西模拟）几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字．现在市面上流行如图1所示的新型电饭锅，采用了“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图2甲所示．R1和R2均为电热丝，S是自动控制开关．把电饭锅接入220V的电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图2乙所示．（1）求电热丝R2的阻值（计算结果保留一位小数）；（2）这个电饭锅在0﹣15min把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃，求电饭锅在这段时间内加热的效率[c米饭=4.2×103J/（kg•℃）]．