江苏省各地市2022年中考物理真题分项汇编-13电磁学(欧姆定律)2
一、单选题
1.(2022·江苏无锡·统考中考真题)连接如图所示的电路,闭合开关后,调节滑动变阻器,观察到白炽灯泡L1比L2亮,说明L1的实际功率比L2大。关于该实验,下列说法中正确的是( )
A.可以验证电功与电压大小的关系 B.L1对应的电压表示数比L2小
C.通过L1的电流比L2大 D.L1、L2规格是相同的
2.(2022·江苏无锡·统考中考真题)如图所示,电源电压保持不变,R1是电阻箱,最大阻值为R,R2是定值电阻。闭合开关S,当电阻箱阻值调为R时,电压表示数为3V,电阻箱的功率为0.9W;当电阻箱阻值调为0.5R时,电压表的示数变化了1.5V。则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为3V B.电阻箱R1的最大阻值为40Ω
C.前后两次电路总功率变化了0.45W D.为保证电路安全,电流表量程不能选0~0.6A
3.(2022·江苏苏州·统考中考真题)图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V B.R的最大阻值为20Ω
C.R=10Ω时,其功率最大 D.R=15Ω时,电路消耗的功率为1.8W
4.(2022·江苏连云港·统考中考真题)如图所示,电路中电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变大
C.小灯泡变得更亮 D.电路的总功率变大
二、多选题
5.(2022·江苏扬州·统考中考真题)测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数。如图所示,为定值电阻,R是光敏电阻,电源电压为3V。闭合开关S,无人通过时,电压表示数为2.5V,有人通过时,挡住入射到光敏电阻上的光,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,装置计数一次。下列说法正确的是( )
A.有人通过,的电流变小 B.有人通过,电路总功率变小
C.无人通过,R的阻值为25Ω D.无人通过,的功率为0.2W
三、填空题
6.(2022·江苏苏州·统考中考真题)用如图所示电路探究电流与电阻的关系,电源电压不变,电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。连接电路闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压为了找出故障,把导线M的一端从接线柱a移开,分别连到接线柱b和c上,发现两表指针位置均和之前一样,进一步检查发现电流表完好,则电路的故障是___________排除故障后,将不同阻值的电阻分别接入电路,移动滑片记录的数据如下表:
实验次数 1 2 3 4
电阻/Ω 5 10 15 20
电流/A 0.40 0.20 0.13 0.10
分析表中数据,实验中电阻两端的电压为___________V,实验得出的结论是___________。
7.(2022·江苏扬州·统考中考真题)在如图所示的电路中,电源电压6V,。电压表量程为0~15V,电流表A量程为0~3A、量程为0~0.6A,闭合开关S,电压表的示数为___________V。当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数___________,电压表示数与电流表示数的比值___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。为确保电表安全,连入电路的阻值最小为___________Ω。
四、实验题
8.(2022·江苏苏州·统考中考真题)小华用电源(3V)、电流表(0~0.6A 0~3A)、刻度尺、鳄鱼夹等器材,探究粗细均匀电阻丝的电阻与长度的关系,实验电路如图甲所示,测得数据如下表:
序号 长度L/cm 电流I/A
1 30.0 0.20
2 20.0 0.30
3 10.0 0.60
(1)根据实验数据,可求得1cm该电阻丝的电阻为___________Ω;
(2)小明在小华实验的基础上,利用该电阻丝测量未知电阻R的阻值(约10Ω)
①按图甲连好电路,闭合开关,在电阻丝上移动鳄鱼夹M,使电流表的示数为0.50A;
②保持M位置不变,把R接入电路,如图乙所示。闭合开关,此时电流表的示数为0.20A。请在虚线框内画出图乙的电路图___________,并求出此时R的电阻为___________Ω;
③小明实验时电源的实际电压比3V略低,则他测算出的电阻值___________(偏大/偏小/不变);
④为了消除因电源电压降低对电阻测量结果的影响,小明用原实验电路,改变测量方法就可以消除影响。其做法是:
i、连接图甲电路,闭合开关,移动M使电流表的示数为0.20A,记下M的位置A;
ii、把Rx接入电路,闭合开关,移动M使电流表示数为___________A,记下M的位置B;
iii、用刻度尺量出AB间距离为Lcm,则R=___________。
9.(2022·江苏扬州·统考中考真题)用一串小彩灯扮靓教室,发现一个小彩灯熄灭后,其他小彩灯依然发光,小丽猜想小彩灯并联;取下这个小彩灯,整串彩灯都会熄灭,小丽认为每个小彩灯应该是串联的。她决定将小彩灯接入图1所示的电路,测其电阻,探寻奥秘。已知电源电压为3V,小彩灯的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,在图1中将实物电路连接完整;( )
(2)接入未损坏的小彩灯,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,示数为___________A,则小彩灯正常发光时接入电路的电阻为___________Ω;
(3)接入灯丝断裂的小彩灯,当电压表示数为0.4V时,电流表示数为0.5A,可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为___________Ω;
(4)根据实验数据可知,灯丝断裂后,小彩灯并未断路,而是相当于一段导线,起到连接电路的作用,可使其他小彩灯继续工作,但其余小彩灯实际功率会___________。
10.(2022·江苏连云港·统考中考真题)某同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时,他用图甲所示的电路进行实验,实验中电阻两端的电压始终保持不变,电路中仪表均完好无损。
(1)某同学将最后一根导线接入滑动变阻器的A接线柱后就完成电路的连接,该同学连接过程中存在的问题是___________;
(2)连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表无示数,则电路故障的原因可能是___________;
(3)排除故障后,某同学将不同阻值的电阻接入电路进行实验,某次实验时电流表的示数如图乙所示,此时电阻的阻值为___________;
(4)在实验过程中,当把电阻由更换为时,滑动变阻器接入电路中的电阻应___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
五、计算题
11.(2022·江苏苏州·统考中考真题)在如图甲所示的电路中,电源电压不变,R的阻值为8Ω,灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关,灯泡L两端的电压为8V。求:
(1)电源电压;
(2)将图甲中的R换成和L一样的灯泡,10s内一个灯泡消耗的电能;
(3)将图甲中R和L由串联改为并联,整个电路的电功率。
12.(2022·江苏连云港·统考中考真题)在一次综合实践活动中,小明制作了一个简单的保温箱,其工作原理如图所示。热敏电阻、定值电阻和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,当箱内温度达到100℃时,电磁铁吸合衔铁,使触点A脱开触点改与触点接触,当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁,触点A再次与触点接触。当触点A先后与触点、接触时,电流表的示数分别为和。求:
(1)电阻和的阻值;
(2)保温箱加热时工作电路的功率;
(3)保温箱保温工作电路消耗的电能。
六、综合题
13.(2022·江苏无锡·统考中考真题)家用食具消毒柜是对家庭餐具进行消毒、烘干的生活健康器具。某品牌消毒柜的电路原理图如图所示,下表是它的部分参数,消毒电路由S1、紫外线灯管L、发热管R1、温控开关K组成,K开始时处于闭合状态,当柜内温度超过120℃时断开,当温度降到120℃以下时自动闭合,烘干电路由S2、发热管R2、电磁继电器开关组成,其中R2正常工作时的功率为烘干功率,烘干时,当电磁铁线圈中的电流达到0.02A,衔铁被吸起,触点D、E断开:当电磁铁线圈中电流减小到0.01A,衔铁被释放,触点D、E重新接触,使烘干温度维持在55℃~85℃控制电路电压U=6V,R3是定值电阻,RT是热敏电阻,其温度与消毒柜内温度相同,阻值随温度升高而减小,电磁铁线圈的电阻忽略不计。
额定电压 220V
紫外线灯管功率 20W
烘干功率 500W
烘干温度 55℃-85℃
某次使用时,将餐具放入消毒柜内,关闭好柜门,将插头插人家庭电路的插座中,电压为220V。闭合开关S、S1,对餐具消毒15min;断开开关S1,闭合S、S2、S3,再烘干60min。
(1)若为该消毒柜写一份使用时的安全注意事项,其中错误的是__________
A.禁止用潮湿的手操作
B.消毒柜的金属外壳不需要接地
C.消毒时切勿将塑料等不耐高温的食具靠近R1
D.严禁在无保护条件下,直视正在工作中的紫外线灯管
(2)烘干期间,当消毒柜内温度为55℃时,控制电路中RT的阻值为500Ω,则当消毒柜内温度为85℃时,RT的阻值为多少__________?
(3)若本次消毒、烘干电路实际消耗的电能为,其中,消毒时,L和R1同时正常工作时通过消毒电路的总电流为1A;烘干时,R2实际工作时间为总烘干时间的20%。则R1=____________Ω,R1实际工作时间为__________min。
参考答案:
1.A
【详解】A.灯泡L1和L2串联,通过两灯泡的电流和时间相等,观察到白炽灯泡L1比L2亮,可知两灯实际功率不等,由可知,两灯获得的电压不同,在电流和时间相等,电压不等的情况下,根据,可知此电路可以验证电功与电压大小的关系,故A正确;
B.灯泡L1和L2串联,通过两灯泡的电流相等,而白炽灯泡L1比L2亮,则灯泡L1的实际功率比L2大,由可知,L1对应的电压表示数比L2大,故B错误;
C.灯泡L1和L2串联,通过两灯泡的电流相等,故C错误;
D.L1两端的电压比L2大,通过两灯的电流相等,根据可知,L1的电阻大于L2的电阻,两灯规格不相同,故D错误。
故选A。
2.B
【详解】A.由电路图可知,电阻箱R1与定值电阻R2串联,电流表测量串联电路的电流,电压表测量R2两端电压,由题意得,当电阻箱R1的阻值为R时,电压表示数即R2两端电压为U2=3V,电阻箱R1的功率为P1=0.9W,电路中的电流为
电阻箱R1两端电压为
由串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和可得,电源电压为
当电阻箱R1的阻值为0.5R时,电压表示数变化了,根据串联电路中电阻分压可知,R1减小,R1两端电压减小,相应的R2两端电压增大,故此时R2两端电压为
此时电路中的电流为
R1两端电压为
由串联电路的电压规律可得
两次电源电压不变,则有
即
解得R=2R2,将此结果代入以上推导式可知,当电阻箱R1的阻值为R时,R1两端电压为
则电源电压为
故A错误;
B.当电阻箱R1的阻值为R时,其电功率为
则定值电阻R2的阻值为
电阻箱R1的最大阻值R为
故B正确;
C.当R1阻值为R时,电路中电流为
此时电路中的总功率为
当电阻箱阻值调为0.5R时,R2两端电压为,电路中电流为
此时电路中的总功率为
前后两次电路总功率变化为
故C错误;
D.根据欧姆定律可知,当电路中电压一定时,总电阻最小时,电路中电流值最大。电路中总电阻为
当变阻箱R1为零时,电路中总电阻最小为
此时电路中电流最大为
因0.45A<0.6A,所以为保证电路安全,电流表量程能选0~0.6A,故D错误。
故选B。
3.D
【详解】A.由图甲可知,滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压;由图乙可知,当变阻器阻值为5Ω时,其两端电压为3V;当变阻器两端电压为10Ω时,其两端电压为4V,由串联电路中的电压规律和电源电压不变可得
……①
……②
由①②解得
U=6V,R0=5Ω
故A错误;
B.由图乙可知,R的最大阻值应大于20Ω,故B错误;
C.R的功率
由上式可知,当
R=R0=5Ω
时,滑动变阻器有最大电功率。故C错误;
D.当R=15Ω时,电路消耗的功率为
故D正确。
故选D。
4.D
【详解】A.闭合开关后,灯泡L与滑动变阻器并联,电流表测量通过滑动变阻器的电流,滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器阻值减小,根据可知,电压一定时,电阻变小,电流变大,故电流表示数变大,故A错误;
B.此时电压表测量电源电压,电路中电源电压保持不变,故电压表示数不变,故B错误;
C.因为灯泡L与滑动变阻器并联,并联电路各支路用电器互不影响,故当滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器阻值减小时,对灯泡没有影响,故小灯泡亮度不变,故C错误;
D.灯泡L与滑动变阻器并联,滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器阻值减小,根据可知,电压一定时,电阻变小,电流变大,故通过滑动变阻器的电流变大;并联电路各支路用电器互不影响,故通过灯泡的电流不变,电路中的总电流等于支路电流之和,所以电路中总电流变大,根据可知,电源电压保持不变,电路中总电流变大,故电路的总功率变大,故D正确。
故选D。
5.C
【详解】AB.由题意可知,有人通过时R两端的电压减小,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压增大,为定值电阻,由可知,R0的电流变大,又因为串联电路电流处处相等,因此电路中的电流变大,由由P=UI可知,电源电压一定,有人通过时,电路中的电流变大,电路的总功率变大,故AB错误;
C.有人通过时,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,此时电路中电流
由串联电路的电压特点可知,此时R0两端的电压
U0有=U-UR有=3V-2V=1V
R0的阻值
无人通过时,电压表示数为2.5V,由串联电路的电压特点可知,此时R0两端的电
U0无=U-UR无=3V-2.5V=0.5V
此时电路中电流
由欧姆定律可知,R的阻值
故C正确;
D.由串联电路的电流特点可知,通过无人通过,R0的电流为0.1A,此时R0的功率
故D错误。
故选C。
6. cd间导线断路 2 电压一定时,导体中的电流与电阻成反比
【详解】[1]连接电路闭合开关,发现电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表示数接近电源电压,可能电压表并联的部分断路,把导线M的一端从接线柱a移开,分别连到接线柱b和c上,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,说明ac之间无断路,可能cd间导线断路。
[2]探究电流与电阻的关系,保持电压不变,由表中数据可知,电阻两端的电压
U=IR=0.40A×5Ω=0.20A×10Ω=2V
所以实验中电阻两端的电压为2V。
[3]由表中数据可知,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,即电阻两端的电压不变,可以得到电压一定时,导体中的电流与其电阻值成反比。
7. 6 变大 不变 2.4
【详解】[1] 由图可知,电压表测电源电压,而电源电压恒定为6V,所以电压表示数为6V。
[2][3] 由图可知,滑动变阻器和电阻R1并联,电流表A测干路上的总电流,而A1测通过电阻R1的电流,根据并联电路各支路独立工作互不影响的特点,移动滑片P对电流表A1的示数没有影响,只对A的示数有影响,当滑片P向左移动时,滑动变阻器阻值变小,通过滑动变阻器的电流要变大,所以干路上电流表A的示数也要增大,而电流表A1的示数和电压表的示数将不变,所以电压表示数与电流表A1的示数的比值不变。
[4]根据并联电路电流的规律可知,电流表A的示数等于电流表A1的示数加上通过滑动变阻器的电流,而电流表A的示数即为通过电阻R1的电流,根据公式可知通过电阻R1的电流为
保证电流表A1安全的情况下,允许通过它的最大电流为它所能测量的最大值,即3A ,所以通过滑动变阻器的最大电流
3A -0.5A=2.5A
所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为
8. 0.5 9 偏大 0.20 0.5L
【详解】(1)[1]电源电压为3V,当长度为30cm时,电流的大小为0.2A,则接入的电阻为
1cm该电阻丝的电阻为
(2)②[2][3]根据实物图,依次画电源、开关、电流表、待测电阻、滑动变阻器,并用导线依次连接,故如图所示:
当闭合开关,在电阻丝上移动鳄鱼夹M,使电流表的示数为0.50A,此时滑动变阻器的阻值为
保持M位置不变,把R接入电路,此待测电阻与滑动变阻器串联,电流表的示数为0.2A,则总电阻为
待测电阻的阻值为
③[4]这待测电阻两端的电压为U0,电源电压为U,则滑动变阻器两端的电压为
待测电阻与滑动变阻器的电阻之比为
则待测电阻为
电源电压变小,故待测电阻偏大。
④[5][6]用等效替代的方法测量电阻,连接图甲电路,闭合开关,移动M使电流表的示数为0.20A,记下M的位置A;把Rx接入电路,闭合开关,移动M使电流表示数为0.2A,记下M的位置B,电源电压一定,电流相同,故两次实验的总电阻相同,用刻度尺量出AB间距离为Lcm,则待测电阻的阻值即为AB间的电阻,每1cm,电阻为0.5Ω,故待测电阻的阻值为0.5L。
9. 0.16 15.625 0.8 变大
【详解】(1)[1]测量小彩灯电阻,滑动变阻器与小彩灯串联,电压表测量小彩灯的电压,电流表测量小彩灯的电流,小彩灯的额定电压为2.5V,故电压表的量程选择0~3V,滑动变阻器的连线一上一下,如图所示
(2)[2]电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.16A小彩灯正常发光时的电流为0.16A。
[3]小彩灯正常发光时的电流为0.16A,电压为2.5V,由欧姆定律得,小彩灯正常发光的电阻为
(3)[4]接入灯丝断裂的小彩灯,当电压表示数为0.4V时,电流表示数为0.5A,由欧姆定律得,小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为
(4)[5]根据实验数据可知,灯丝断裂后,小彩灯并未断路,而是相当于一段导线,起到连接电路的作用,可使其他小彩灯继续工作,小彩灯灯丝断裂后,电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流变大,其余小彩灯的电压变大,由 得,其余小彩灯实际功率会变大。
10. 开关没有断开 断路 5 变大
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时应断开开关。由图得,某同学连接电路时开关没有断开。
(2)[2]由图甲得,电阻R与滑动变阻器串联,电压表测量电阻R的电压,电流表测量电路电流,连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数,电流表无示数,说明电路电路,且电压表与电源相连接,故故障是与电压表并联的电阻R断路。
(3)[3]由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,由欧姆定律得,此时电阻的阻值为
( 4)[4]串联电路中,电阻越大,分到的电压越大。在实验过程中,当把电阻由更换为时,电阻的电压变大,应使滑动变阻器接入电路中的电阻变大,增大滑动变阻器分到的电压,使电阻的电压减小为2.5V。
11.(1)12V;(2)27J;(3)25.2W
【详解】解:(1)由图乙可知,当灯泡两端的电压
UL=8V
此时
IL=0.5A
根据公式U=IR可知此时电阻R两端的电压
UR=IRR=0.5A×8Ω=4V
根据串联电路中电压的规律可知电源电压为
U=UL+UR=8V+4V=12V
(2)将R换成L后,相当于两个型号规格一样的灯泡串联一起,根据串联电路中电压的规律可知灯泡L两端的电压为
由图乙可知,当灯泡两端的电压为6V时,通过灯泡的电流
I'L=0.45A
根据公式W=UIt可知一个灯泡10s内消耗的电能为
W'L=U'LI'Lt=6V×0.45A×10s=27J
(3)将电阻R与灯L并联,根据并联电路中电压的规律可知,灯L两端的电压为12V,由图乙可知,当灯L两端的电压为12V 时,通过灯泡的电流为
I2L=0.6A
由欧姆定律得,通过电阻R的电流为
根据并联电路中电流的规律可知,总电流
I=I"L+IR=0.6A+1.5A=2.1A
所以整个电路消耗的电功率为
P总=UI=12V×2.1A=25.2W
答:(1)电源电压为12V;
(2)将图甲中的R换成和L一样的灯泡,10s内一个灯泡消耗的电能为27J;
(3)将图甲中R和L由串联改为并联,整个电路消耗的电功率为25.2W。
12.(1),;(2);(3)
【详解】解:(1)当触点A与触点接触时,被短路,此时只有连接在电路中,保温箱处于加热状态,电阻R1的阻值
当触点A与触点接触时,和串联,此时保温箱处于保温状态,电路的总电阻
由串联电路电阻的规律可知的阻值
(2)保温箱加热时工作电路的功率
(3)保温箱保温工作电路消耗的电能
答:(1)电阻的阻值是,的阻值是;
(2)保温箱加热时工作电路的功率是;
(3)保温箱保温工作电路消耗的电能是。
13. B 200Ω 242 6
【详解】(1)[1]A.生活中水是导体,用湿手去触碰电器容易触电,所以禁止用潮湿的手操作,故A正确,A不符合题意;
B.在电器漏电时,接地线可以将金属外壳所带的电荷导入地下,所以为了安全,消毒柜的金属外壳需要接地,故B错误,B符合题意;
C.由于R1是发热管,所以在工作时温度较高,如果塑料等不耐高温的食具靠近R1,塑料可能会熔化并产生有害物质,所以不应将塑料等不耐高温的食具靠近R1,故C正确,C不符合题意;
D.紫外线对眼睛有一定刺激和伤害作用,长时间的紫外线照射,可能会使眼睛发生病变,所以严禁在无保护条件下,直视正在工作中的紫外线灯管,故D正确,D不符合题意。
故选B。
(2)[2]由题意可知,烘干温度在55℃时,此时控制电路的电流为0.01A,则控制电路的总电阻
则R1的阻值
当消毒柜内温度为85℃时,此时电路中的电流为0.02A,则此时电路的总电阻
此时RT的阻值为
(3)[3]消毒时,通过紫外线灯的电流
则R1的阻值
烘干时,R2实际工作时间为总烘干时间的20%,则烘干消耗的电能
则本次消毒消耗的电能
消毒的总功率
消毒时紫外线灯消耗的电能
则R1消耗的电能
R1的电功率
则R1实际工作时间为
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