2019年中考物理电学难题及解析

2019年中考物理电学难题及解析1．如图25所示电路，电源两端电压保持不变。

当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P移到A端时，R3的电功率为P3，电流表的示数为I1；当开关S1断开、S2闭合时，R3的电功率为P3’，电流表的示数为I2。

已知P3:P3’=9:25，（1）求电流表的示数I 1与I2的比值。

（2）当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在中间某位置C时，变阻器接入电路的电阻为R c，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，已知U1:U2=3:2，R c的电功率为10Ｗ，这时R3的电功率为P。

通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片，会形成不同的电路，电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:1。

求R3的电功率P。

解:(1)当开关S1闭合、S2断开，变阻器的滑片移到B端时，等效电路如图甲所示；当开关S1断开、S2闭合时，等效电路如图乙所示。

1分P 32IR139I13P 3 I2R2325I521分（2）当开关S1、S2都断开，变阻器的滑片在C点时，等效电路如图丙所示。

∵U1U232∴R3R1R1RC32∴3R1+3RC=2R３+2R12R３=R1+3R C⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯①电源两端电压一定，在甲、乙电路中，根据U=IR I1（R３+R B）=I2（R３+R1）3R B=2R３+5R1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯②1分用其它方法解题，过程结论正确给分。

电路消耗功率最大应为开关S1、S2都闭合，只有1分R3接入。

消耗功率最小应为R3、R1、滑动变阻器R B全部串联接入电路。

∵电路总电压U一定2U∴P最大P最小＝R32U＝R RR B31R331R3R1RB1分2R3=R1+R B⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯③根据①②③式，可得：R3＝2R C在丙电路中，电流一定，PR211分3P C RC1分P=2P C=2×10Ｗ=20Ｗ2.如图19所示电路电源两端电压恒定，定值电阻R1＝15，忽略灯丝电阻值R L随温度的变化。

只断开开关S3时，电流表的示数为I；只闭合开关S2时，电压表示数为U1，电流表的示数为I1＝0.4A；只断开开关S1，并把R2接入电路的电阻值调整为原来的一半时，电压表的示数为U2，电电阻箱流表的示数为I2。

若U1∶U2＝7∶10，I∶I2＝2∶1。

求：（1）灯泡L的电阻；（2）在上面的三个电路状态中，。

电路消耗的最大电功率图19解：只断开关S 3，电流表的示数为I ，等效电路如图7甲所示；只闭合开关S 2，电流表的示数为I 1，等效电路如图7乙所示；只断开开关S 1，电阻箱接入电路的电阻为原来的一半，等效电路如图 7丙所示 RLR 1R 2 R L R 1R 2 II 1U U 1UI 2U甲乙丙∵ U U 1 2 = 7 10即U 1 U = 7 10∴图乙中 U L U = 3 10；R 1R 2 R L =7 3⋯⋯①⋯⋯⋯1分又∵ I I 2= 2 1 ∴ 1 R 1R 2 2R L=2 1⋯⋯② ① 则②得： R 1 R 1R 2 1 2 R 2 = 7 6；15则15R 2 1 2 R 2=7 6 ；R 2=6Ω⋯⋯⋯⋯1分将R 2=6Ω代入①式得：R L =9Ω⋯⋯⋯⋯2分由图乙：U ＝I(R 1＋R 2＋R L )＝0.4A ×(15＋6＋9)＝12V ⋯⋯⋯1分2U（2）根据P=电路中总电压不变，当电路中电阻最小时，电功率最大R2 U R （= 2 12V ）9由甲、乙、两三图分析，图甲电功率最大P = =16W ⋯2分注：三个电路全对给1分3．某校的同学们在研究电路消耗的电功率与电阻的关系时设计了如图19所示的电路，滑动变阻器的最大阻值为R３。

３。

当滑动变阻器的滑片P置于最左端时，R1S1只闭合开关S1，滑动变阻器的功率为P3，电压表的示数为U1，电路中的电流P为I1；当滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S2时，滑动变阻器的功率为P3′，电压表的示数为U2，电路中的电流为，此时电路的总电功率为I2R2 S24W。

已知UU1238，P3P394，电路中图19电源两端电压保持不变。

（6分）（1）求I1与I2之比（2）请你计算出电阻R1与电阻R2的比值。

（3）请你回答：如何通过开关的断开与闭合以及滑动变阻器滑片位置的改变，使整个电路消耗的总电功率最大；并请你计算出这个总电功率。

解：（1）滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S1；等效电路如图（甲）所示（2）滑动变阻器的滑片P置于最左端时，只闭合开关S2；等效电路如图（乙）所示（3）滑动变阻器的滑片P置于最右端时，开关S1、S2都闭合；等效电路如图（丙）所示，电路消耗的电功率达到最大值P。

-----------------------------------------------（三个电路图正确1分）由图甲、图乙得：P 3 P 3 II2R32R3=94∴I=I32∵----------------------1分∵U=IR11UIR2238∴R=1R21----------------------1分4U一定：I=I32=R2R1R3R3R３=2R2－3R1∴R=5R1----------------------------------------------------------1分由图（乙）（丙）U一定：RRRR2P323 P=P1+P2=总P总RR129=9P总P总=45W-----2分44．如图25所示电路，设电源电压不变，灯丝电阻不随温度变化。

当只闭合开关S1时，电流表的示数是I1。

当只闭合开关S2时，电流表的示数是I2。

当断开S1、S2时，电流表的示数是I3，电压表V1、V2示数之比为2:1，此时RL消耗的电功率为0.24W；当开V2关S1、S2闭合时，灯L正常发光，S2V 电流表的示数为I4。

已知I1:I2=2:1，求：(1)电阻R1与R2之比；R2R1(2)电流I3与I4之比；S1L(3)灯L的额定功率。

V1V图25解：S1闭合，电路如图①， I 1R 2图①S 2闭合，电路如图②，I 2 图②S 1、S 2断开，电路如图③，I3R 1R 2 图③RS 1、S 2闭合，电路如图④，I 4R 1图④ R238（1）由图①、②、③，有I R L 1 I 2R 22 1UR L 1 R 1 R 2 2U 2R 11∴R 1R 23 1（2）由图③④得：I I 3 4 R 并R 串6R /11 26R 21 11（3）U L URLR串 1 32 p L U L1p额 2 U9 p 额9p L 2.16W说明：其它方法正确给分。

5、现有一阻值不变的纯电阻元件R0，标有“6V1.8W”字样，由于电路元件R0的实际电阻值与其标准值之间可能存在差异，所以导致所标的额定功率值有可能不准。

如果电路元件实际电阻值与其标准电阻值之间的差异超过1.5欧，则该电路元件将不能使用，检测人员为检测该电路元件是否合乎标准，设计了如图所示的检测电路，已知电路中电流表的量程为0－0.6A，电压表的量程为0－3V，滑动变阻器标有“20Ω1A”的字样；（1）请根据电路元件上所标的额定电压和额定功率，算出电路元件的标准电阻值；（2）若电路元件的额定功率刚好是1.8W，则电路中允许通过的最大电流是多大？电源电压不能超过多少伏？（3）某次元件检测时，检测人员闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.22A时，电压表的示数为2.42V；当电流表的示数为0.25A 时，电压表的示数为1.85V，请通过计算判断所检测的电路元件是否可以使用？实际检测时，滑动变阻器的滑片是否能滑至最左端？说出理由。

解：（1）由P 额=U 额 2/R 0得R 0=U 2/P 额 2/1.8W=20Ω 额=(6V)(2)电路元件的额定电流：I 额=P 额/U 额=1.8W/6V=0.3A与电流表允许通过的最大电流相比较，可确定电路中允许通过的最大电流是0.3A为保证定值电阻不被损坏，其两端电压最大为其额定电压（即U0m=6V)滑动变阻器两端电压最大为3V(电压表的量程为0~3V,即U Rm =3V)电源电压的最大值：Um=U0m+URm=6V+3V=9V(3)在实际检测时电源电压不变，由串联电路的电压特点和题意，可列出方程组：′ U=2.42+0.22R0 ′ ①U=1.85+0.25R0② ′=19Ω，U=6.6V.联立①、②解得R 0因为20Ω－19Ω=1Ω<1.5Ω，所以检测的电路元件可以使用。

若滑动变阻器的滑片滑至最左端，元件R 0两端电压等于电源电压3.V ，超过其额定电压，会损坏电路元件，故不能。

6、热熔胶是生产中常用的粘合剂，它在常温下是固体，熔化后再冷却就能将物体牢牢地粘合在—起。

图21甲是热熔胶枪(简称“胶枪”的)外形，其内部有两只相同的PTC加热元件，电路如图21乙所示，单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图21丙所示。

胶枪扳机松开时，开关S l断开，开关S2的触片与b触点接通，若此时接通电源，胶枪就进入预热状态，约60s后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度(170℃~210℃)。

此后，若扣动扳机，胶枪就进入正常工作状态：固体胶条向前挤压，开关S1闭合，开关S2的触片与a触点接通，枪口冒出温度为170℃～210℃的胶液。

在近似计算时，可以认为胶液的温度与PTC加热元件的温度相同。

接通电源120s后，问：（1）胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多大?（2）假设胶枪在温度为170℃的条件下工作200s，它产生热量的80％被胶条吸收，在这过程中胶条吸收了多少热量?（3）胶枪正常工作时的最小电流是多少?解：（1）胶枪预热时，R 1和R 2串联，当电阻最小时（即R 1=R2=1000Ω）， 胶枪消耗的功率最大，此时电路的总电阻R=R 1+R 2=1000Ω+1000Ω=2000Ω. 最大功率P=UI=U 2/R=(220V)2/2000Ω=24.2W(2)胶枪正常工作时，R 1和R 2并联，由图丙可知，当温度为170℃，′ R1=R2=1600Ω，此时电路的总电阻R=R1R2/（R1+R 2）=R 1/2=800Ω使用200s ，胶枪消耗的电能W=U 2t/R ′=(220V) 2 ×200s/800Ω=12100J胶条吸收的热量Q=W η=12100J ×80%=9680J(3)胶枪正常工作时，R 1和R 2并联，当电阻最大时（即R 1=R2=2200Ω）， ′=′R 1/2=1100Ω电流最小，此时电路的总电阻R最小电流I=U/R ′′ =220V/1100Ω=0.2A7、小明发现自己家汽车照明大灯的灯泡内有两根灯丝，一根是功率较小的近光灯丝(主要用于照亮前方较近的路面)，另一根是功率稍大的远光灯丝(主要用于照亮前方较远的路面)。