四川省泸州市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-05电磁学(电流和电路、电压和电阻、欧姆定律)
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一、单选题
1.(2022·四川泸州·中考真题)下面是小钱同学在学习物理过程中所整理的相关笔记,其中错误的是( )
A.摩擦起电的过程就是电子转移的过程 B.指南针指南北,是因为地磁场的作用
C.超导材料可用来制作电饭锅的发热体 D.病毒、原子、电子三者中电子尺度最小
2.(2022·四川泸州·中考真题)在泸州市第37届科技创新大赛上,某学生设计了一款可同时测量身高和体重的仪器,当被测者站在绝缘台面上时,能自动显示其身高及体重,其原理图如图所示。已知电源电压恒定,R1为压敏电阻,其阻值随压力增大而减小,R2为粗细均匀的电阻丝,且阻值与其长度成正比。测量时电压表、电流表均未超过所选量程,滑片P始终与电阻丝接触良好。下列说法中正确的是( )
A.被测者身高越高,电压表的示数越小
B.被测者体重越重,电流表的示数越小
C.被测者身高越高,R2消耗的电功率越大
D.被测者体重越重,R1消耗的电功率越大
3.(2021·四川泸州·统考中考真题)我们已学习了多种物理方法,下列探究实验涉及的方法中,其中一个与其余不同的是( )
A.探究磁场中通电导体受力方向与电流方向的关系
B.探究通过导体中电流大小与其电阻大小的关系
C.探究导体电阻的大小与导体长度的关系
D.探究串联电路的等效电阻与各串联电阻间的关系
二、多选题
4.(2020·四川泸州·统考中考真题)某兴趣小组探究小台灯电路中各物理量的关系,如图所示。已知小灯泡的规格为“3V 0. 9W”,假设灯泡电阻不变,电源电压为3V。在探究过程中,闭合开关S,无论如何调节滑动变阻器,电流表示数都不会低于0.1A。则下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的电阻为10Ω
B.当电流表示数为0.2A时,电压表示数为2V
C.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
D.该电路消耗的最大功率与最小功率之比为3:1
三、填空题
5.(2022·四川泸州·中考真题)小吴通过观察小区门口的车辆出入自动控制闸,发现当车牌被识别系统识别后,指示灯亮,栏杆抬起,车辆通行,于是他设计了如图所示的模拟装置,电源电压恒定,指示灯L标有“3V 1.8W”字样,电磁铁的线圈阻值不计,当车牌识别成功,相当于将图中开关S闭合,当滑动变阻器接入电阻为10Ω时,指示灯L刚好正常发光,铁柱被电磁铁向下吸引抬起栏杆,此时电磁铁的上端为___________(选填“N”或“S”)极,电源电压为___________V,若电源电压降低,闭合开关,电磁铁磁性减弱,栏杆不能自动抬起,除了更换电源外,请你再写出一种能使栏杆自动抬起的方法:___________。
6.(2022·四川泸州·中考真题)电学兴趣小组的同学连接了如图所示的电路进行实验探究,电源电压恒定,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,现有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻,实验时在a、b间每次只接入其中一个定值电阻,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数保持2V不变,分别读出电流表的示数,此实验所采用的主要科学探究方法是___________ ,当完成对15Ω定值电阻的探究后,为了继续对20Ω定值电阻进行探究,应___________,换接20Ω定值电阻,正确操作后,当滑动变阻器滑片P移至最大阻值时,恰能达到探究目的,若持续通电10s,则滑动变阻器产生的热量为___________J。
7.(2021·四川泸州·统考中考真题)王力同学在学校看到电工师傅们正在更换安全出口指示灯,他发现这些指示灯都是LED灯(发光二极管,电路元件符号为)在实验室他找来了一只标有“5V”字样的LED灯,电压为9V的电源,并设计了如图甲所示的电路。
(1)如图甲所示,闭合开关S前,要将滑动变阻器的滑片置于______(选填“a”或“b”)端,闭合开关S后移动滑片P,LED灯发光,测得4组数据并在坐标纸上描点如图乙所示。当该LED灯正常工作时,LED灯的额定功率为______W,此时变阻器Rp接入电路的阻值是______。再调节滑动变阻器,当LED灯两满电压达到6V时,该LED灯井未烧毁,则LED灯在6V电压下工作10s消耗的电能为______J;
(2)在图甲中断开S,只改变电源的正负极后再闭合S,LED灯不发光、电流表示数几乎为零,但电压表有示数,此时LED灯所在的电路相当于______(选填“通路”“开路”或“短路”)。王力同学又把该LED灯接入某低压电路中,该灯出现持续频闪现象,说明这个电路中的电流是______(选填“交流电”或“直流电”)。
8.(2020·四川泸州·统考中考真题)2020年6月28日,国产大飞机C919在新疆吐鲁番交河机场完成了高温极端天气下的试飞。飞机翅膀做成下平上凸形状,飞行时飞机翅膀上部空气流速快压强______( 选填“大”或“小”),使飞机获得升力;飞机轮胎表面有凹凸不平的花纹, 有利于着陆减速时______(选填“增大"或“减小”)摩擦;飞机在高空飞行过程中与空气______(选填“摩擦”或“接触”)起电使飞机带上电荷,轮胎胶合了钢丝的目的,是飞机在着陆时将机身所带电荷导入大地,保证乘客安全。
四、计算题
9.(2020·四川泸州·统考中考真题)电学实验室有一种恒流电源,将电源接入电路工作时,该电源输出恒定的电流,而电源两端的电压会随着外电路的电阻变化而变化。小浩在一次实验时, 将恒流电源接入如图所示的电路中,其中、均为定值电阻。只闭合开关S1时,电压表示数,此时电阻消耗的电功率。
(1)求该恒流电源输出的恒定电流;
(2)若同时闭合开关S1、S2时,电压表示数变为,求定值电阻的阻值;
(3)若同时闭合开关S1、S2,通电1min,求电阻产生的热能。
参考答案:
1.C
【详解】A.摩擦起电的过程并不是创造了电荷,实质是电子的转移的过程,故A正确,不符合题意;
B.地球是一个磁体,周围存在着磁场,指南针指南北,就是在地磁场的作用下指示南北的,故B正确,不符合题意;
C.超导材料电阻为零,不可用来制作电饭锅的发热体,故C错误,符合题意;
D.病毒的直径约为100nm,原子的直径约为10nm,电子的直径约为1×10-6nm,故空间尺度最大的是新冠病毒,最小的是电子,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】由电路图可知,R1、R2串联,R2全部接入电路,电压表测量R2滑片以下部分电阻两端的电压,电流表测通过R1的电流。
AC.由于R2两端的电压始终等于电源电压,R2全部接入电阻不变,根据可知,通过R2的电流始终不变,P=UI可知,R2消耗的电功率不变;被测者身高越高,滑片越靠上,电压表所测电阻越大,通过R2的电流始终不变,根据U=IR可知,电压表示数变大,故AC错误;
BD.由于R1阻值随压力增大而减小,所以被测者体重越大,对R1压力越大,R1接入电路中的电阻变小,根据可知,通过R1的电流变大,即电流表示数变大,由于并联电路电压等于电源电压,且保持不变,根据P=UI可知,R1消耗的功率变大,故B错误,D正确。
故选D。
3.D
【详解】当所探究的量跟多个因素都有关的时候,需要使用控制变量法,改变其中一个因素,同时使其它因素不变,用于探究变量之间的关系,本题中,磁场中通电导体受力方向与磁场方向和电流方向两个因素有关,通过导体中电流大小与导体两端电压和导体电阻有关,导体电阻大小与导体长度、横截面积及材料有关,所以均需要使用控制变量法,而探究串联电路等效电阻与各串联电阻关系没有其它影响因素,不需要使用控制变量法。
故选D。
4.AD
【详解】A.由可得小灯泡的电阻为
故A正确;
B.由图知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测整个电路的电流,电压表测变阻器两端的电压,当电流表示数为0.2A时,小灯泡两端的电压为
由串联电路电压的特点可得,电压表的示数为
故B错误;
C.当电路的电流为0.1A时,小灯泡两端的电压为
根据串联电路分压的特点可得
则变阻器的最大阻值为
故C错误;
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,此时电路消耗的功率最大,即为小灯泡的额定功率,即
当变阻器接入电路的阻值最大时,此时电路消耗的功率最小,即
最大功率与最小功率之比为
故D正确。
故选AD。
5. N 9 将滑动变阻器的滑片向上移动
【详解】[1]由图中可知,闭合开关后,电流从通电螺线管的上端流入,根据导线的缠绕方式,由安培定则可知,此时电磁铁的上端为N极。
[2]由电路图可知,滑动变阻器与指示灯串联,当滑动变阻器接入电路中的阻值为R滑=10Ω时,指示灯L刚好正常发光,由题意可知,指示灯L的额定电压为U=3V,额定功率为P=1.8W,故由P=UI可得,此时电路中的电流为
由欧姆定律可得,此时滑动变阻器两端电压为
U滑=IR滑=0.6A×10Ω=6V
由串联电路的电压规律可得,电源电压为
U源=U+U滑=3V+6V=9V
[3]若电源电压降低,闭合开关,电路中电流减小,,电磁铁磁性减弱,使得栏杆不能自动抬起,若要使栏杆抬起,应增大电路中电流,则应减小电路中的电阻,故可减小滑动变阻器接入电路中的阻值,即可以将滑动变阻器的滑片向上移动。
6. 控制变量法 断开开关 2
【详解】[1]由题意可知,在探究电流与电阻的关系时,控制电阻两端电压不变,故此实验所采用的主要科学探究方法是控制变量法。
[2]当完成对15Ω定值电阻的探究后,为了继续对20Ω定值电阻进行探究,应更换电阻,故应断开开关,换接20Ω定值电阻。
[3]换接20Ω定值电阻后,由题意可知,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为R滑=20Ω,此时定值电阻两端电压为U=2V,故由欧姆定律可得,此时电路中的电流为
故由P=I2R可得,滑动变阻器的功率为
P滑=I2R滑=(0.1A)2×20Ω=0.2W
由W=Pt可得,持续通电10s,滑动变阻器产生的热量为
Q=W=P滑t=0.2W×10s=2J
7. b 开路 交流电
【详解】(1)[1]如图甲所示,闭合开关S前,为确保电路安全,要将滑动变阻器的滑片滑到最大值,即置于b端。
[2]当该LED灯正常工作时,额定电压为5V,电流为20mA,LED灯的额定功率为
[3]此时变阻器Rp接入电路的阻值
[4]LED灯在6V电压下工作10s消耗的电能为
(2)[5]在图甲中断开S,只改变电源的正负极后再闭合S,LED反接,由于二极管具有单向导电性,灯不发光、LED灯所在的电路相当于开路。
[6] 王力同学又把该LED灯接入某低压电路中,该灯出现持续频闪现象,说明这个电路中的电流方向不断变化,故这个电路中的电流是交流电。
8. 小 增大 摩擦
【详解】[1]飞机翅膀做成下平上凸形状,根据伯努利原理,飞行时飞机翅膀上部空气流速快压强小。
[2]飞机轮胎表面有凹凸不平的花纹,这是通过增大接触面的粗糙程度,增大摩擦。
[3]飞机在飞行时,与空气摩擦产生大量的静电,所以轮胎胶合了钢丝,将静电导走,防止对乘客带来危害。
【点睛】
9.(1) 0.6A; (2) 20Ω;(3) 48J
【详解】(1)设恒流电源的恒定电流为I,当只闭合S1时,电路中只有接入电路,由功率公式可得
(2)只闭合S1时,由欧姆定律可得的阻值
同时闭合两个开关,电阻、并联,则通过的电流为
根据并联电路分流的特点知
则的阻值为
(3)由焦耳定律可得电阻产生的热能
答:(1)该恒流电源输出的恒定电流为0.6A;
(2)定值电阻的阻值为20Ω;
(3)电阻产生的热能为48J。
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