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电学综合题高频考点 冲刺练
2025年中考物理三轮复习备考
1．如图甲所示，在2025年春晚的舞台上，一组跳舞机器人以其精准的舞步和协调的动作吸引了观众的目光。每个机器人总质量为，机器人在舞台上移动时，可以通过轮子匀速直线运动，也可以通过关节的电机实现复杂的舞蹈动作。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，如图乙所示为控制电机运转的原理电路，为输入电压，为定值电阻，为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。图表中有机器人的部分参数，求：
电池的质量 10kg 减速器的减速比 30∶1
电池比能量 150W·h/kg 驱动电机的输入总功率 500W
移动速度 0.1-1m/s 驱动电机将电能转化为机械能的效率 60%
(1)如果机器人在跳舞过程中突然跳起，离地高度为后落地，求这一过程中重力对机器人所做的功；
(2)机器人完成一个舞蹈动作需要10s，则驱动电机在这段时间内消耗的电能；
(3)当机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动10s，此过程中机器人受到的阻力；
(4)正常工作时，当阻值为，的阻值为，线圈电阻忽略不计，处在磁场中的电功率为，则两端的电压是多少？
2．物理兴趣小组开展了关爱社区老人的社会实践活动。他们应用电学知识为社区孤独老人们设计了一款可调挡电热水壶，其简化电路如图所示，均为阻值不变的电热丝，的阻值为110Ω，保温功率为220W。
(1)电热丝的阻值是多大？
(2)同学们发现，让自制的电热水壶在加热挡正常工作，烧开这壶水用时太长。请你利用图中的所有元件重新设计具有加热和保温两挡功能的电热水壶，并在虚线框中画出相应的电路图。要求使改进后的电热水壶加热挡正常工作时，烧开这壶水较改进前能缩短较长时间。
3．“围炉煮茶”是近年人们喜爱的“国风”休闲方式之一，其中最离不开的就是土陶罐制作的小火炉（如图甲所示），考虑到安全性和环保性，不少顾客更愿意选择电陶炉（如图乙所示）。小德同学发现其中工作的关键就是一条可拆卸的发热电阻丝，在原包装盒内还找到了一条一模一样的备用电热丝（可剪短），于是他想通过所学知识改装该电陶炉的加热挡位。可惜由于食物污渍，已无法由铭牌得知电热丝的具体信息。小德关闭其他用电器，将电陶炉单独接入220V的家庭电路，观察并记录家中电能表（如图丁所示）的指示灯闪烁情况：1分钟之内闪烁了20次，求：
(1)该过程中电热丝产生的电热Q为多少焦耳；
(2)炉腔内电热丝的电阻R的大小；
(3)小德同学想借助备用电阻丝串联或并联在原炉体内部改装电陶炉的加热功率，使之与原功率成为不同挡位，且高低挡位功率之比为，请你从可实现性通过计算说明改装方案。
4．海洋中有一种会放电的鱼，它采用电击使猎物昏厥的方式来捕猎。如图甲为该鱼电击猎物时的示意图，其身体可以等效为一个电压为U的电源和一个阻值为R0的定值电阻串联，猎物可以看成一个阻值为R的电阻。其电击猎物的过程简化电路如图乙所示电路。生物学家为了得到该鱼的电压，换用不同猎物测出R两端电压UR和流过猎物的电流I，得到如图丙所示函数关系。求：
(1)当流过猎物的电流为0.05A时猎物的电阻；
(2)电击猎物时电鱼的电压U的大小；
(3)当猎物的电阻R=15Ω时，被电击时猎物电功率。
5．为开展科技活动，小阳设计了一个用开关S2控制阻值为R1的电阻两端电压的工作电路，如图甲所示，电源电压恒为18V。此外，利用实验测得通过R1的电流与其两端电压的关系如图乙所示。求：
(1)电阻R1的阻值。
(2)闭合开关S1，要使S2断开时R1两端的电压变为16V，电阻R2的阻值。
6．图甲是一款多功能电煮锅，图乙为该电煮锅简化电路图，其中开关S2可以断开、接A或接B，R1和R2都是用于加热的纯电阻，电煮锅的部分参数如下表所示（R1和R2的电阻值不随温度变化而变化）。求：
项目 额定电压（V） 低温挡功率（W） 中温挡功率（W） 高温挡功率（W）
参数 220 550 1100 2200W
(1)电煮锅处于中温挡正常工作时，求电路中的电流大小；
(2)R1、R2的阻值；
(3)在某次用电高峰期，利用高温挡将质量为3kg的汤汁由20℃加热至100℃，所用时间600s，已知电煮锅的热效率为80%，汤汁的比热容为c汤=4×103J/（kg·℃），求此次高温挡的实际功率是多少？
7．生活中，电梯超载时，自动报警系统的电铃响起，电梯无法起降。报警系统的工作原理如图甲所示，控制电路电源电压U=6V，电磁铁线圈电阻R0=150Ω，电阻箱R1的电阻设定为250Ω，R2为压敏电阻，其阻值与压力的大小关系如图乙所示。当线圈中的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸合，受控制电路中电动机断电，报警电铃响，实现超载停机并发出提醒。
(1)电梯的自动报警电铃应接在 （选填“C、D”或“E、F”）之间。
(2)空载时电梯底座对R2的压力等于电梯厢的重 力为4000N，闭合开关S1，求空载时控制电路中的电流大小；
(3)求该电梯限载人数；（设每人质量为70kg，g取10N/kg）
(4)若要求电梯限载人数减小，请对控制电路提出一种改进措施。
8．如图甲所示是一款具有发热、控温双重功能的电加热眼罩。其内部结构如图乙所示，它由6V的锂电池供电，在绝缘薄膜表面有序排列10根相同的PTC加热丝，加热丝两端与金属导线相连。每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示，当温度达到40℃时，电加热眼罩的温度将保持不变，从而实现智能控温。
(1)电加热眼罩所用锂电池的容量为“6V 1500mA·h”，求充满一次电消耗的电能。
(2)当通过PTC加热丝的电流最大时，求通过金属导线中B处的电流。
(3)当温度达到40℃后，求该电加热眼罩加热20min散失的热量。
(4)请从安全的角度写出一条使用电加热眼罩的注意事项。
9．物理兴趣小组运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如图所示。其中定值电阻为10Ω，电源电压恒为6V，是竖直放置的硬电阻棒，总长为50cm，总电阻为20Ω，其接入电路的电阻阻值与接入电路的长度成正比。
(1)不测量身高时，滑片P刚好滑至最下端，此时电流表示数是多少？
(2)小君量身高时，电流表示数为0.4A，电阻棒接入电路的电阻是多少？
(3)小丽量身高时，电压表示数为3V，则小丽和小君谁更高？高多少？
10．如图甲所示是电加热器的内部电路图，如图乙是加热器电源电压随时间的变化图像，其电压大小成周期变化。已知电阻的阻值R=20Ω，水壶中装有1L的水，电加热器的效率为70%。请完成以下问题：[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），ρ水=1.0×103kg/m3]
(1)在标准大气压下水从37.5℃加热至沸腾所吸收的热量；
(2)将水加热至沸腾需要的时间；
(3)电压有效值的定义为：假设有两个完全相同的电阻，分别让直流电流和交流电流通过它们，经过一个周期的时间，如果他们在电阻上所消耗的电能相等的话，则把该直流电压的大小作为交流电压的有效值，求此电加热器电源电压的有效值。（保留一位小数）
11．物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋。如图甲为该模拟系统示意图，Rc为控制电路中的气敏电阻，定值电阻R0=30Ω。控制电路中的电流I控≥0.02A时，磁性开关动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统正常工作，控制电路中的电流I控<0.02A时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻50Ω，气敏电阻RC的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示。工作电路电源电压U=36V，报警电铃标有“36V 18W”字样，安全指示灯L标有“24V 12W”。
(1)报警电铃响时电流表示数为2.5A，喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？
(2)工作电路中R′阻值多大？
(3)通过调节U控大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。调节U控，当触发报警喷淋的最低烟雾浓度C=8%时，则控制电路此时消耗的电功率是多少？
12．某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是内部简化电路图，、、为加热电阻，其中的阻值均为，通过旋转开关可以实现挡位切换，使用的电压供电。
(1)旋转开关转至 时，电热敷腰带处于中温挡；
(2)低温挡工作10min，消耗的电能为多少？
(3)若高温挡的功率至少为中温挡功率的2倍，则阻值应满足什么要求 对阻值的设置你认为还需考虑什么影响因素
参考答案
1．(1)
(2)
(3)300N
(4)9V
（1）重力对机器人所做的功
（2）驱动电机在这段时间内消耗的电能
（3）机器人的牵引力做功的功率为
最大速度为，根据，结合二力平衡，此过程中机器人受到的阻力为
（4）分析电路可知，和串联。根据，电路中电流为
则两端的电压
2．(1)
(2)
（1）只闭合开关时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据可知总功率较小，电热水壸处于保温挡，根据可知，总电阻
根据串联电路电阻的特点可知，电热丝的阻值
（2）根据可知，为缩短加热时间，应增大电热水壸的加热功率，根据可知，应减小电路的电阻。因为并联电阻小于其中任一电阻，故可将两电阻并联作为加热挡，如图所示
3．(1)
(2)
(3)见解析
（1）从电能表的参数和工作情况可知，电能表闪烁20次，所以该过程中电热丝产生的电热
（2）该电阻丝工作时的功率为
则电阻大小为
（3）可能的改装方案有两种，等效电路图如图所示：
方案①：串联后炉腔内总电阻大于R，故发热功率低于原发热功率，因此改装后该方案只能作为低温挡，由题意知，则有
则炉腔内的电热丝阻值为
由于电炉丝不能达到，故该方案舍去。方案②：并联后炉腔内总电阻小于R，故发热功率高于原发热功率，因此改装后该方案只能作为高温挡，由题意知，又因为此时，故有，则有
需要并联入炉腔的电热丝
将备用电炉丝剪短为原长度的即可实现，该方案可行。所以将备用电热丝剪短为原来长度的再并联接入炉腔内作为高温挡，原电热丝作为低温挡。
4．(1)30Ω
(2)2V
(3)0.096W
（1）由图丙知道，当流过猎物的电流为0.05A时，测出R两端电压UR=1.5V，由知道，此时猎物的电阻
（2）由图丙知道，当流过猎物的电流为0.05A时，测出R两端电压UR=1.5V；当流过猎物的电流为0.1A时，猎物测出R两端电压，根据欧姆定律和串联电路电压的特点知道，
代入数据得，
两式联立解得，
（3）当猎物的电阻R=15Ω时，根据欧姆定律和串联电路电压的特点知道
即
解得电路的电流
由知道，被电击时猎物电功率
5．(1)20Ω
(2)2.5Ω
（1）由乙图可得电阻R1的阻值
（2）闭合开关S1，S2断开时、串联，两端的电压变为16V，电阻两端的电压
电路中的电流
电阻的阻值
6．(1)5A
(2)44Ω，44Ω
(3)2000W
（1）由表格中数据可知，电煮锅处于中温挡正常工作时，电路中的电流大小为
（2）由图乙可知，当只闭合S1时，电路中只有R1工作，为中温挡，则R1的阻值为
当开关S1断开，S2接A时，R1和R2串联，为低温挡，此时电流中的电流为
电路中的总电阻为
所以R2的阻值为
（3）汤汁吸收的热量为
消耗的电能为
此次高温挡的实际功率
7．(1)E、F
(2)5mA
(3)8人
(4)见解析
（1）根据题意，当线圈中的电流大于或等于10mA时，衔铁被吸合，受控制电路中电动机断电，报警电铃响，故电梯的自动报警电铃应接在E、F之间。
（2）由图乙知，空载时电梯底座对R2的压力为4000N时，R2压敏电阻对应的电阻为800Ω，由图甲知控制电路中电磁铁线圈电阻R0、电阻箱R1和压敏电阻R2串联接入电路，电路的总电阻R总=R0+R1+R2=150Ω+250Ω+800Ω=1200Ω
空载时控制电路中的电流
（3）当线圈中的电流等于10mA时，电路的总电阻
此时压敏电阻R2′=R总′-R0-R1=600Ω-150Ω-250Ω=200Ω
由图丙可知，此时对应的压力为1×104N，即当压力F=1×104N时超载，电梯报警，空载时电梯底座对R2的压力等于电梯厢的重力为4000N，故电梯中人的重力为G人=F-F空=1×104N-4×103N=6×103N
一个人的重力为G1=mg=70kg×10N/kg=700N
电梯超载时的人数为人
故电梯限载人数为8人。
（4）①保持起始报警电流不变，若要减小核载人数，压力变小，则R2的阻值变大；由于吸合电路不变，根据U=IR可知，可以增大电源电压；②吸合电流不变，在电源电压一定时，电路的总电阻不变，所以可以减小R1的阻值。
8．(1)3.24×104J
(2)0.75A
(3)4320J
(4)见解析
（1）充满一次电消耗的电能
（2）由图乙可知10根PTC加热丝并联接入电路，由图丙可知PTC加热丝电阻最小为40Ω，此时通过一根PTC加热丝的电流
则通过金属导线中B处的电流
（3）当温度达到40℃后，电加热眼罩的温度将保持不变，则PTC加热丝电阻不变，为100Ω，且PTC加热丝的发热功率等于散热功率。每根PTC加热丝的发热功率
眼罩加热电路的发热功率
眼罩加热电路的散热功率
加热20min散失的热量
（4）选择正规品牌、质量有保障的电加热眼罩；如使用电加热眼罩前做好眼部清洁；请勿使用打湿或进水的电加热眼罩；使用电加热眼罩时间不宜过长，避免低温烫伤。
9．(1)0.6A
(2)5Ω
(3)小丽更高，12.5cm
（1）如图为串联电路，滑片在的最下端时，接入电路的阻值为0，此时电流表示数
（2）小君量身高时，
此时
（3）小君量身高时，连入电路的长度
小丽量身高时，电压表示数为3V，因为电源电压恒为6V，根据串联电路电压规律，则有
根据串联电路分压规律，可知
此时连入电路的长度
故，所以小丽更高，高了
10．(1)2.625×105J
(2)270s
(3)166.7V
（1）壶内水的质量为
标准大气压下水的沸点为100℃，则在标准大气压下水从37.5℃加热至沸腾所吸收的热量
（2）消耗的电能为
由电路图可知，只有电阻工作，由乙图可知，每9s一个周期，每个周期有2s的时间内电源电压为300V，7s的时间内电源电压为100V，则一个周期消耗的电能为
则经历的周期数为
则将水加热至沸腾需要的时间
（3）在一个周期内交流电消耗的电能，在一个周期内直流电消耗的电能
他们在电阻上所消耗的电能相等，则有
解得直流电压，则此电加热器电源电压的有效值为166.7V。
11．(1)1440J
(2)24Ω
(3)0.12W
（1）由图甲的工作电路知，报警电铃响时，电铃与喷淋系统并联，电流表测干路的电流。电流表示数为2.5A，工作电路工作20s消耗的总电能
报警电铃消耗的电能
喷淋系统消耗的电能
（2）工作电路中，安全指示灯工作时，与电阻R′串联接入电路，此时电路中的电流
R′两端的电压
R′的阻值
（3）由乙图可知，RC与浓度成一次函数关系，当浓度为0时，RC为300Ω，当浓度为5%时，RC为250Ω，所以当浓度为8%时，有
解得RC的电阻。
控制电路中，两个电阻及电磁铁串联接入电路，电路的总电阻
触发报警喷淋时，电路中的电流大于等于0.02A，所以控制电路此时消耗的电功率
12．(1)
(2)13200J
(3)见解析
（1）由图乙知道，当开关接ab时，电路开路，当开关接bc时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由知道，电路中的总功率最小，电热敷腰带处于低温挡；当开关接de时，R2、R3并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，总功率最大，电热敷腰带处于高温挡；当开关接cd时，只有R2工作，电热敷腰带处于中温挡。
（2）低温档工作10min，消耗的电能为
（3）中温档功率为，高温挡功率为
则
高温挡功率过高会影响电路安全，因此阻值不能过小。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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