专题05 专练突破（电学）-决胜2020年中考物理压轴题全揭秘（天津专用）

一、计算题

1. 难度：困难

实际测量中所使用的电流表和电压表是由G表改装而成的，电流表或电压表的示数大小取决于通过G表的电流，当通过G表的电流为表头电流时，电压表或电流的示数刚好达到最大测量值。请结合小下问题：

（1）图是一块实验用双量程直流电压表的三个接线柱与表体内部电阻连接情况的示意图，根据图中数据计算出G表的表头电流和电阻的阻值；

（2）现准备只接入一个定值电阻，将G表改装成最大测量值为（为已知量）的大量程电流表，请推导出电阻与之间的关系。

2. 难度：困难

如图甲所示为一台电压力锅，它结合了高压锅和电饭锅的优点，具有省时省电、安全性高等优点，很受人们喜爱。它有加热、保温、断电的功能，其内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“1”“2”“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。

(1)已知电阻的阻值是的7倍，那么这个电压力锅的加热功率是保温功率的多少倍？

(2)此次煮饭时，前3min内电能表（如丁图所示）的转盘转了160转，电压力锅的加热功率是多少？问此次煮饭总共消耗了多少电能？

(3)电压力锅省时省电的原因是锅内气压比一标准大气压高，那么水的沸点就会高于100℃。当时的大气压为，限压阀的质量为，排气孔的内径为。请推导出这个电压力锅工作时，锅内的最高气压的表达式。

3. 难度：困难

如图甲所示，电源电压不变，、为定值电阻，为滑动变阻器，已知的阻值为．当闭合开关、、断开，将滑动变阻器滑片由一端移动到另一端时，电压表示数与变阻器连入电路的阻值变化图象如图乙所示，电流表的最小示数为；当闭合开关、、断开，将滑动变阻器滑片由一端移动到另一端时，得到电流表示数与连入电路的总电阻的阻值变化图象如图丙所示，求：

（1）电源电压；

（2）图乙中，电压表示数的最大值？

4. 难度：困难

如图所示的电路图，R₁是阻值为 20Ω的定值电阻，R₂为滑动变阻器，其上标有“80Ω  3A”的字样，两电流表量程均为 0~3A，灯泡上标有“6V  3W”的字样。当只闭合开关 S 时，灯泡恰好正常工作（不考虑温度对灯丝电阻的影响），求：

（1）灯泡正常工作时的电阻；

（2）电源电压；

（3）开关 S、S₁、S₂ 均闭合时，在保证电路安全的情况下，R₂所消耗电功率的变化范围。

5. 难度：困难

小敏看到超载车损坏公路的新闻报道，设计了一个称量车重的模拟电路，将载重量转化成电流表示数，如图甲．电路由电源、称重计（电流表、量程0～0.6A）、定值电阻R₀，滑动变阻器R₁、弹簧和开关组成．已知电源电压8伏，滑动变阻器R₁长40厘米、最大阻值20欧，且电阻的大小与其接入的长度成正比，弹簧的长度与受到压力之间的关系如图乙，当没有载物时，变阻器滑片指在上端，电流表示数是0.1A。

（1）定值电阻R₀多大？

（2）最大载重时，该模拟电路的电流表示数多大？

（3）小华觉得最大称量时，该模拟电路的电流表示数应该过满量程的一半，则应选择定值电阻：R₂＝20欧、R₃＝5欧和R₄＝1欧中哪个替换R₀，替换后，最大称量时，电流表示数多大？

6. 难度：困难

喜爱物理的小夏发明了一个简易台秤，其内部电路图如图甲所示，其中R₀为压敏电阻，它的阻值随所受压力的增大而减小，如表格所示，电流表的表盘被改装为台秤的示数。当电流表的示数达到最大值时，台秤达到称量的最大值。若电源电压为6V，电流表的量程为0~0.6A，定值电阻R的阻值为6Ω。求：

压力/N	3	6	10	15	20
R0阻值/Ω	24	20	14	6	4

(1)当电流表示数为0.2A时，台秤的示数为多少N？

(2)如图乙所示，在该台秤上放置一个重为25N的均匀柱体A，并用一根轻质不可伸长的细线绕过定滑轮（不计摩擦）将A与B相连，B是重为15N、高为12cm，且底面积S_B=100cm²的均匀柱体，将B置于足够高的薄壁柱形容器中（该薄壁柱形容器底面积S_容=200cm²）。B与薄壁容器底部无挤压，则此时电流表相应的读数为多少？

(3)若足够高的薄壁柱形容器重为6N，则在第(2)问的基础上，向薄壁容器中缓慢加入一定量的水，为了保证电路的安全，该薄壁柱形容器对支持面的最大压强是多少Pa？

7. 难度：中等

甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知每条输电线每千米的电阻为0.2Ω．现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，枪修员进行了如下操作：在甲地利用电源（电压恒为6v）、定值电阻Ro（阻值为20Ω）、电压表（量程为0～3V）以及开关等与输电线组成了一个检测电路（如图所示，电压表未画出）：闭合开关后，电压表示数为2V；解答如下问题：

（1）根据题意判定电压表的连接位置，将它接入检测电路；

（2）计算出短路位置离甲地的距离。

8. 难度：困难

电子地磅在实际生活中用途越来越广，某常用的电子地磅的一种工作电路简化如图所示，显示质量大小的仪表V（实质是电压表）。

 

为了探究电子地磅的奥秘，小李在实验室找到了电源电压为6V的电源，一个定值电阻R₀，一个压敏电阻，其说明书上写着电阻R的阻值与所受压力F变化的关系部分数据如下表所示。

压力F/N	0	1	3	5	7	10
电阻R/Ω	50	40	25	15	10	5

他按照如图(1)连接了地磅工作原理的电路。闭合开关后，他将厚度不计，重1N，底面积为50cm²，装有8cm深水的直柱形容器置于压敏电阻上，如图(2)甲所示，读出电压表此时示数为3V。他又用一根轻质细线系了一个小球，将球浸没在水中静止且不接触烧杯的底和侧壁，如图(2)乙，读出电压表示数为3.6V；他轻轻将球放下，如图(2)丙，读出电压表示数为4.5V。求：

(1)小球未放入时，水对容器底部的压力；

(2)电阻R₀的阻值；

(3)小球的密度为多少？

9. 难度：困难

如图甲所示，柱形储水箱的底面积为 400cm²，在其底部紧密嵌入一个压敏电阻 Rx（上表面与水接触并涂有绝缘漆，其阻值与储水箱水深 h 的关系如图乙所示），Rx 所在电路的电源电压为 30V，A 为水位指示表（由量程为 0~0.6A 的电流表改成）。把重为 8N 的柱体 A 与重为 20N 的正方体 B 用细绳连接，放入水箱底部，B 未与 Rx 接触， A 的底面积为 200 cm²、高为 10 cm，B 的边长为 10 cm。向水 箱中缓慢注水，当 A、B 之间的绳子拉力为 4N 时停止注水，此时电流表的示数为 0.24A 。求：

（1）电流表的示数为 0.24A 时，储水箱中水对水箱底部的压强；

（2）若继续向储水箱中加水直至 B 对水箱底部压力刚好为 0，此时水面上升的高度；

（3）在（2）问基础上，若再将 A 竖直向上提升 17cm，此时电流表的示数。（细绳的体积忽略不计且不会 被拉断）

10. 难度：困难

小军同学在一次科技活动中了解到有一种用半导体材料制成的热敏电阻，其电阻值随温度变化的关系图像如图甲。小军同学根据所学的知识设计了如图乙所示的电路图，图中R为热敏电阻，R₀为定值电阻。已知电源电压恒为24V，电流表的量程为0~0.6A。通过测量他得知，当空间温度为20℃时，电流表的示数为0.2A。

（1）求定值电阻R₀的阻值；

（2）当空间的温度为40℃时电路消耗的总功率为多少？

（3）若在热敏电阻R两端并联一个量程为0~15V的电压表（如图丙），为保证电路各元件安全，则空间温度的变化范围为多少？

11. 难度：困难

如图所示，是一个照明系统模拟控制电路，已知电源电压U=4.5V，定值电阻R₁=5Ω。滑动变阻器R₂上标有“25Ω 1A”，R₃为光敏电阻，其阻值随光照度的变化遵循某一规律，部分数据如下表所示（相同条件下，光越强，光照度越大，光照度单位为勒克斯，符号为lx，白天光照度大于3lx），当R₁两端电压低至0.5V时，控制开关自动启动照明系统（不考虑控制开关对虚线框内电路的影响）。利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E₀时，照明系统内照明灯自动工作。

（1）闭合开关S，将滑片P移至b端，求E₀为多少？

（2）要使E₀=1.5lx，则R₂接入电路的电阻应调为多大?若环境的光照度降至1.5lx时能保持3min不变，求这段时间内R₂消耗的电能？

（3）本系统可调E₀的最小值是多少？

光照度E/lx	0.5	1	1.5	2	2.5	3
光敏电阻R3阻值/Ω	60	30	20	15	12	10

12. 难度：困难

如图甲所示。柱体A与B经细线绕过定滑轮（不计绳重及摩擦）相连，A放置于力敏电阻上，力敏电阻其电阻值随压力F的变化关系如表，电源电压恒为6V。逐渐向容器中注水至满，得到了电流表的示数I与注水体积V之间的关系，如图乙所示。已知，柱形容器底面积为，高，求：

（1）水深时，水对容器底部的压强：

（2）定值电阻的阻值：

（3）若电流表的量程为，电压表的量程为，在注水过程中。为确保电路安全，求电路消耗的功率范围。

	15	20	22	25	28	30	35
	20	14	13	11	10	9	8

13. 难度：困难

现有一个可调电压电源，一个滑动变阻器R（铭牌上标有“50Ω 2A”的字样），一个电压表，A、B、C三盏小灯泡规格分别为：A灯“6V 3W”、B灯“6V 4.8W”、C灯“6V 6W”，三盏小灯泡的电流电压关系如图甲所示，即三个灯的电阻随实际功率变化而变化．在保证电路安全的情况下，进行以下实验

（1）若将A、B、C三盏小灯泡并联接在可调电压电源两端，电源电压调节为6V，求经过2.5min，三盏小灯泡消耗的总电能为多少J

（2）若将A、B、C三盏小灯泡串联接在可调电压电源两端，调节电源电压，使A灯正常发光，求此时C灯的实际电功率

（3）若将电路元件按如图乙所示连接，电源电压调节为20V，当滑动变阻器滑片在某个点时，电压表读数为15V，求将滑动变阻器滑片从这个点开始向左滑动的过程中，滑动变阻器阻值变化范围

14. 难度：困难

育华的学子都充满了创造力，初三五班的谢玉同学设计如图1所示的道路限载报警器。是压敏电阻，其电阻大小随压力大小变化的关系如图2所示，当超载车辆通过压敏电阻时，报警器受到压力过大，电铃就会响，发出警报。通过用电压表（量程）改装的车重显示表，还能显示出通过车辆的重力。调节的大小，可以实现限载重力的调节。为，电磁铁线圈电阻不计，请完成下列问题：

（1）请根据题意将图1的电路补充完整；

（2）在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时报警器受到的压力是多少？

（3）在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是多少？（提示：电磁铁的启动电流是保持不变的）

15. 难度：困难

如图甲所示为一台电压力锅，它结合了高压锅和电饭锅的优点，具有省时省电、安全性高等优点，很受人们喜爱。它有加热、保温、断电的功能，其内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“1”“2”“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。

(1)已知电阻的阻值是的7倍，那么这个电压力锅的加热功率是保温功率的多少倍？

(2)此次煮饭时，前3min内电能表（如丁图所示）的转盘转了160转，电压力锅的加热功率是多少？问此次煮饭总共消耗了多少电能？

(3)电压力锅省时省电的原因是锅内气压比一标准大气压高，那么水的沸点就会高于100℃。当时的大气压为，限压阀的质量为，排气孔的内径为。请推导出这个电压力锅工作时，锅内的最高气压的表达式。

16. 难度：困难

图甲是一电子拉力计原理图．硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R间的摩擦不计）．电压表量程为0～3V，a、b是一根长为L＝6cm的均匀电阻丝，阻值R＝30Ω（相当于一个滑动变阻器），电源电压U＝6V，不施加拉力时滑片P位于a端．

（1）R₀在电路中的作用是保护电路，要保证电压表能正常工作，计算R₀的最小值；

（2）已知该弹簧伸长的长度∆L与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R₀=45Ω，当电压表的示数为1.6V时，计算作用在拉环上水平向右的拉力和此拉力器的量程．

二、综合题

17. 难度：困难

若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的位置？针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，运用“建模”思想进行了研究：用两条足够长的电阻丝模拟输电线（每条电阻丝单位长度阻值为r），将导线连在电阻丝A处模拟输电线短路，如图甲所示。他们把一个电源（电压恒为）、一个定值电阻（阻值为）和一块电压表用导线连接起来装入一个盒内，并引出两根导线到盒外，制成检测盒，如图乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线B端的两接线柱相连，从而构成检测电路。通过读取盒内电压表示数、经过计算得知短路处到B端的距离。

请你解答如下问题：

（1）在图乙所示的检测盒内画出元件连接情况的电路图；

（____）

（2）根据你设计的检测电路，推导出AB间距离L与电压表示数U的关系式；_____

（3）进一步研究发现，当电压表的量程为0时，如果短路位置改变，需考虑测量值超电压表量程的可能。于是在检测盒中增加两个单刀双掷开关（符号），通过操作这两个开关来改变电压表的连接，完成检测。请在改进后的检测盒内画出元件连接情况的电路图。

（____）

三、计算题

18. 难度：困难

如图所示电路中电源电压不变，电表为实验室常用电表（电流表量程有0〜0.6A和0〜3A；电压表量程有0〜3 V和0〜15 V）。R₀阻值为10Ω，R₁标有“30 Ω  1.5 A”字样，R₂标有“20Ω   2A”字样。只闭合S₂，R₂的滑片置于中点时，电流表示数为1.2A。

（1）求电源电压。

（2）只闭合S₂时，求R₀消耗的最大功率。

（3）将R₂的滑片置于最左端不动。用另一电源替换原有电源，同时在电路中再接入两个与A相同规格的电流表A₁、A₂（各电表可能重新选择量程），将R₁的滑片置于中点后，同时闭合S₁和S₂，电流表A、A₁、A₂的偏转角度之比为1：2：3，调节R₁滑片至某位置时，有两个电表指针满偏。求电源电压和在满足电路安全的情况下R₁消耗功率的范围。