2024中考物理压轴大题专练-专题05压轴之“电”（含解析）

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专题05 电磁学专练
训练题01【2023·山东青岛·中考真题】
（1）有一个阻值未知的定值电阻，小兰用伏安法测量其阻值，过程如下。
①用笔画出导线，将图甲中的电路连接完整。
②正确连接电路后，将滑动变阻器的滑片P移至阻值 处，再闭合开关，小兰发现移动滑动变阻器滑片P的过程中，电压表有示数且几乎不变，电流表没有示数，则电路中存在的故障可能是：两个接线柱 （选填“a与b”或“c与d”）间发生了断路。
③解决故障后，通过调节滑动变阻器滑片P的位置，进行多次实验，得到实验数据如表，其中有一组数据是错误的。小兰和小海根据实验数据分别画出了电阻的I﹣U图象，如图乙、丙所示，其中图象 是正确的。
④所测电阻的阻值为 Ω。
（2）小兰和小海共同设计了图丁所示的电路，探究金属丝电阻的大小跟导线长度的关系。
①电路中的R1、R2、R3均是由材料、粗细相同的金属丝制成，长度分别为0.4m、1.2m、1.6m。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P置于合适位置，电压表V1、V2、V3的示数之比为1：3：4，则三个电阻的阻值之比为R1：R2：R3＝ 。
②通过分析，可以得出结论：材料、粗细相同的金属丝，其电阻大小与长度成 。
③通过查阅资料，该金属丝的电阻与导线长度的比例系数k＝5Ω/m，则长10m的这种金属丝的电阻是 Ω。
训练题02【2023·西藏·统考中考真题】
如图甲所示，电源电压保持不变，滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端的过程中，电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示。求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）把定值电阻换成标有“2.5V 0.625W”的小灯泡，当滑动变阻器的滑片P在中间位置时，计算小灯泡的实际功率（忽略温度对小灯泡电阻的影响）。
训练题03【2023·云南·中考真题】
实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R 开路 （选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察 温度计示数的变化 来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
（3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法： 将测得的Q与I的数据描点画出Q﹣I图像，若Q﹣I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比 。
（4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有 电饭锅 （请举一例）。
（5）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 B （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 串 联（选填“串”或“并”）进行实验。
（6）本实验应用的研究方法有转换法和 控制变量 法。
训练题04【2023·山西·统考中考真题】
如图是某地消防部门公布的2022年各场所火灾数据统计图，其中住宅火灾占比达43%，不正确的家庭用电是形成住宅火灾的主要原因。在“安全用电”主题班会上，小梦和小兰针对家庭电路火灾原因发表了不同见解。请你任选一个同学的观点，用所学物理知识解释家庭电路引发电线火灾的原因：
（一）选择小梦的观点。
（二）选择小兰的观点。

训练题05【2023·黑龙江大庆·中考真题】
图甲为某品牌饮水机及其铭牌，图乙为其内部简化电路图，该饮水机有加热和保温两个挡位。R1、R2均为电热丝，当热水箱中水温降至70℃时通过自动开关S2切换到加热挡，当温度达到100℃时自动切换到保温挡，饮水机始终在额定电压下工作，已知c水=4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）电热丝R1的阻值；
（2）热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量；
（3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量。

训练题06【2022·四川成都·中考真题】
如图所示，电源电压U=5V，定值电阻R1=10Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电压表的量程为3V，电流表的量程为0.6A。
（1）开关S1、S2、S3均闭合时，求电路消耗的总功率；
（2）S1闭合，S2、S3断开，为保证电路元件安全，求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围。
训练题07【2022·安徽·模考预测】
小红测量一小灯泡 （额定电压为2.5V） 正常发光时的电阻， 电源电压保持3V不变， 滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。
（1）图甲为实验电路图， 图中的圆圈分别表示电流表和电压表， 请在圆圈内填入相应的字母；( )
（2）正确连接电路后， 将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处， 闭合开关。要使小灯泡正常发光，应进行的操作是：___________；
（3）正确完成上述操作后， 电流表的示数如图乙所示， 则小灯泡正常发光时的电阻为___________； （结果保留一位小数）
（4）小灯泡正常发光时， 因灯丝断路突然熄灭， 若其他元件均完好， 则此时电压表的示数___________（选填“小于”“等于”或“大于”）2.5 。
训练题08【2021·江苏淮安·中考真题】
如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
（1）实验中，AB棒的材料可能是______ （填“塑料”或“铝”）；
（2）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断______；
（3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为电能；
（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与______的关系；
（5）若将此装置中灵敏电流计换成______，可进一步探究电动机的工作原理。
训练题09【2021·青海·校考一模】
如图所示，是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路，电源电压恒定。R1为电热丝，白炽灯泡L标有“12V 18W”字样（R1和L电阻均恒定不变），滑动变阻器R的最大阻值为40Ω。当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，灯泡正常发光。当所有开关都闭合，P位于最右端时，电路中的总电流为2.1A。求：
（1）电源电压；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量。
训练题10【2021·福建厦门·二中校模】
在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中：
（1）小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图（a）所示，放小磁针的目的是___________，闭合开关后观察到如图（b）所示的现象，说明通电螺线管周围存在___________；
（2）如图（c）所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与________的磁场相似；
（3）通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关，你怎样验证，方法是___________；
（4）小明猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。为此他又设计了如图（d）所示的实验。实验中，他将开关S从l换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，此时调节滑动变阻器是为了_________，来研究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
题型训练
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.1
0.22
2
1.5
0.30
3
1.9
0.28
4
2.3
0.45
5
2.5
0.50
次数
AB棒在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
沿磁场方向运动（不切割磁感线运动）
无
3
切割磁感线运动
有
答案&解析
训练题01【2023·山东青岛·中考真题】
【答案】（1）①见解答图；②最大；c与d；③乙；④5；（2）①1：3：4；②正比；③50。
【解答】解：（1）①滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，如下图所示：
；
②为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处；移动滑动变阻器的滑片P发现，电流表示数始终为零，说明电路可能断路；电压表示数几乎不变，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，故电路故障可能是c与d间断路；
③去除错误的第3个数据可得结论：导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，其图像为过原点的直线，故乙正确，丙错误；
④根据R＝得正确的四次电阻分别为：R1＝5Ω；R2＝5Ω；R4≈5.1Ω；R5＝5Ω，则平均电阻为：
R＝≈5Ω；
（2）①由电路图知三个电阻串联，电压表测量V1测量R1两端的电压，V2测量R2两端的电压，V3测量R3两端的电压；
在串联电路中，电流相同，由I＝知电路中的电流与电阻两端的电压成正比，由于电压表V1、V2、V3的示数之比为1：3：4，则三个电阻的阻值之比为R1：R2：R3＝1：3：4；
②由于R1、R2、R3均是由材料、粗细相同的金属丝制成，长度分别为0.4m、1.2m、1.6m，则长度之比为：1：3：4，故可以得出材料、粗细相同的金属丝，其电阻大小与长度成正比；
③该金属丝的电阻与导线长度的比例系数k＝5Ω/m，则长10m的这种金属丝的电阻是：10m×5Ω/m＝50Ω。
故答案为：（1）①见解答图；②最大；c与d；③乙；④5；（2）①1：3：4；②正比；③50。
训练题02【2023·西藏·统考中考真题】
【答案】（1）电源电压为3.0V；
（2）滑动变阻器的最大阻值为20Ω；
（3）小灯泡的实际功率为0.225W。
【解答】解：（1）由图甲知定值电阻与变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测量定值电阻两端电压。当变阻器的滑片P在最左端时，电压表两端电压为电源电压，由图乙知电源电压U总＝3.0V。
（2）当变阻器滑片在最右端时，变阻器连接电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙知I最小＝0.075A，定值电阻两端的电压最小UR小＝1.5V，则变阻器两端电压U'P＝U总﹣UR小＝3V﹣1.5V＝1.5V，
滑动变阻器的最大阻值R'最大＝＝＝20Ω。
（3）小灯泡的电阻RL＝＝＝10Ω，
当变阻器的滑片在中间位置时，R'P＝×R'最大＝×20Ω＝10Ω，
电路电流I'＝＝＝0.15A，
小灯泡的实际功率PL＝I'2RL＝（0.15A）2×10Ω＝0.225W。
训练题03【2023·云南·中考真题】
【答案】（1）见解答图；（2）开路；温度计示数的变化；（3）将测得的Q与I的数据描点画出Q﹣I图像，若Q﹣I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比；（4）电饭锅；（5）B；串；（6）控制变量。
【解答】解：（1）滑片向右滑动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器连入电路的电阻变小，故滑动变阻器右下接线柱连入电路中，如图所示：
；
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，说明电路断路，由于经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R开路；
由于电流产生的热量不能用眼睛直接观察，此时应采用转换法，通过温度计示数的变化来反映产生热量的多少；
（3）实验小组测出了多组Q与I的数据，由数学知识可知，可以将测得的Q与I的数据描点画出Q﹣I图像，若Q﹣I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比（或求出Q与I的比值，若Q与I的比值为定值，则Q与I成正比，否则不成正比）；
（4）利用电热工作的家用电器的特点是将电能转化为内能，根据生活常识可知，电饭煲、电热水壶等都是利用电热工作；
（5）根据控制变量法可知，探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系时，应控制电流相等，改变电阻的阻值，因此应该选用阻值与原来烧瓶中电阻丝阻值不同的B烧瓶中的电阻，由于要控制两电阻的电流相等，因此应将图乙中B烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻串联；
（6）在研究某个因素对电流通过导体产生的热量的影响时，只改变这个因素，而保持其他因素不变，从而确定该因素是否影响电流通过导体产生热量的多少，这种研究方法称为控制变量法，因此还采用了控制变量法。
故答案为：（1）见解答图；（2）开路；温度计示数的变化；（3）将测得的Q与I的数据描点画出Q﹣I图像，若Q﹣I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比；（4）电饭锅；（5）B；串；（6）控制变量。
训练题04【2023·山西·统考中考真题】
【答案】见解析
【详解】（一）小梦的观点：电路发生短路时，电路中的电阻很小，而家庭电路两端的电压保持不变，根据欧姆定律可知，通过电线的电流很大；在电线电阻和通电时间一定时，又根据焦耳定律可得，电流通过电线产生热量很多，使电线的温度急剧升高，容易引发电线火灾。
（二）小兰的观点：用电器总功率过大时，而家庭电路两端的电压保持不变，根据可知，通过电线的电流很大；在电线的电阻和通电时间一定时，又根据耳定律可得，电流通过电线产生热量很多，使电线的温度急剧升高，容易引发电线火灾。
训练题05【2023·黑龙江大庆·中考真题】
【答案】（1）440Ω；（2）；（3）2000J
【详解】解：（1）由图乙可知，当开关S1闭合，开关S2接b时，电路中只有R2，由可知，饮水机处于加热状态，则R2的阻值为
当开关S1闭合，开关S2接a时，R1和R2串联，总电阻最大，由可知，饮水机处于保温状态，则此时电路的总电阻为
则电热丝R1的阻值为
（2）根据可得，热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量为
（3）当饮水机处于保温挡工作时，由欧姆定律可得，电路中电流为
根据串联电路的电流特点和可得，饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量为
答：（1）电热丝R1的阻值为440Ω；
（2）热水箱中的水由70℃加热到 100℃所吸收的热量为；
（3）饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝R1产生的热量为2000J。
训练题06【2022·四川成都·中考真题】
【答案】（1）3.75W；（2）0~15Ω
【解析】（1）S1、S2、S3均闭合时，R1、R2并联，滑动变阻器R、电压表、电流表被短接，电源电压U=5V，电路中定值电阻R1=10Ω，R2=20Ω，电路中的总电阻R总为
即推出
电路消耗的总功率
（2）S1闭合，S2、S3断开，R1与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，当滑动变阻器R接入电阻为0时，电路中总电阻最小，电路中的电流最大，此时电路中的电流为
由以上分析可知，电路中电流最大时并未超过电流表的量程，故滑动变阻器阻值可选取的最小值为Rmin=0。
根据串联电路中的电阻分压原理，滑动变阻器的电阻越大，其两端电压越大，电压表的示数也就越大，但电压表由于量程限制，最大示数只能到3V，此时是滑动变阻器达到电路安全允许的最大值，根据串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和

可知，当滑动变阻器R两端的电压达到电压表的量程Umax=3V时，定值电阻R1两端电压最小，此时电路中电流最小为
由以上分析可知，当时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，滑动变阻器接入电路中的最大阻值为
滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，所以可以取到15Ω，综上可总结出滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~15Ω。
答：（1）开关S1、S2、S3均闭合时，电路消耗的总功率为3.75W。
（2）S1闭合，S2、S3断开，为保证电路元件安全，滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~15。
训练题07【2022·安徽·模考预测】
【答案】 向右移动滑片直至灯泡两端的电压为2.5V 7.8 大于
【解析】
（1）[1]由于电压表与被测电路并联，电流表应与被测电路串联，故电表连接如下
（2）[2]由图知道，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移至电阻值最大处，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，灯泡两端的电压应小于额定电压，由串联分压原理知道，为了使小灯泡正常发光，应向右移动滑片直至灯泡两端的电压为2.5V。
（3）[3]电流表选用0～0.6A量程，分度值是0.02A，示数为0.32A，小灯泡正常发光时的电阻为
（4）[4]由图知道，若小灯泡正常发光时，灯丝断路突然熄灭，而其他元件均完好，此时电压表将会与电流表、滑动变阻器串联，由串联分压原理知道，此时电压表的示数应是电源电压值，即示数大于2.5V。
训练题08【2021·江苏淮安·中考真题】
【答案】 铝 电流的方向 切割磁感线 磁感线的方向 电源
【解析】
（1）[1]探究感应电流产生的条件，电路需要形成闭合回路，AB应为导体，则可能是铝。
（2）[2]可以通过灵敏电流计的正反偏转来判断电流的方向。
（3）[3]由表格可知，当AB棒在磁场中静止或沿磁场方向运动（不切割磁感线运动）时，没有感应电流，当AB棒在磁场中切割磁感线运动时，产生感应电流，则总结可得：电路中产生感应电流的条件是，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为电能。
（4）[4]AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，则磁感线方向发生改变，可用于探究感应电流方向与磁感线方向的关系。
（5）[5]将灵敏电流计换成电源，则可观察到通电导体在磁场中受力运动，则可用于探究电动机的工作原理。
训练题09【2021·青海·校考一模】
【答案】（1）12V；（2）0.25A；（3）108J
【解析】
解：（1）当只闭合开关S和S2，将滑片P移到最右端时，只有灯泡的简单电路，灯泡正常发光，此时灯泡两端的电压是12V，电源电压是12V。
（2）灯泡的电阻

当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，变阻器连入电路的电阻最大，变阻器和灯泡串联，通过灯泡的电流

（3）当所有开关都闭合，P位于最右端时，灯泡和电阻R1并联，此时通过灯泡的电流

由并联电路电流的规律可知通过电阻R1的电流
I1=I总-IL=2.1A-1.5A=0.6A
电阻R1的阻值

当只闭合开关S和S1，电阻R1和变阻器R串联，电热丝R1产生的热量

当
R=R1=20Ω
电阻丝R1在1min产生的热量最大，电热丝R1工作1min产生的最大热量

答：（1）电源电压是12V；
（2）当只闭合开关S和S2，滑片P位于最左端时，通过灯泡的电流是0.25A；
（3）当只闭合开关S和S1，移动滑片P，电热丝R1工作1min产生的最大热量是108J。
训练题10【2021·福建厦门·二中校模】
【答案】（1）便于观察磁场方向， 磁场；（2）条形磁体；（3）把连接电池正负极的导线对调；（4）控制两次实验的电流大小不变。
【解析】（1）由于磁场看不见摸不着，在螺线管周围放上小磁针就是为了通过小磁针观察通电螺线管周围的磁场方向，这是转换法思想。
闭合开关后，小磁针发生了偏转，而且在不同的位置小磁针的N、S极偏转方向不同，说明通电螺线管周围存在磁场，且不同位置磁场方向不同。
（2）由图（c）可知，通电螺线管周围铁屑的分布和条形磁体周围铁屑的分布相似，由此可知，通电螺线管周围的磁场和条形磁体周围磁场相似。
（3）对调电池的正负极，发现小磁针的N、S极偏转方向也发生了变化，由此说明通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关。
（4）通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关，他将开关S从l换到2上时，就改变了接入电路的线圈匝数，说明要探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系，此时调节滑动变阻器是为了保持电路中的电流大小不变，这里运用的了控制变量法。