三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（全国通用）专题22 多状态电路分析与计算（解析版）

这是一份三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（全国通用）专题22 多状态电路分析与计算（解析版），共10页。试卷主要包含了【跨学科实践】，【物理与日常生活】等内容，欢迎下载使用。

1．【跨学科实践】（2024·山西·中考真题）海鲜保存常要求温度低于-18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（ ）
A．冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大
B．工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响
C．冷库温度为-18℃时，控制电路中电流为0.03A
D．冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大
【答案】C
【解析】A．由图乙可知，当冷库温度升高时，热敏电阻的阻值减小，故A错误；
B．根据图甲，当衔铁被吸下后，电铃接通，灯泡断路，则铃响灯不亮，故B错误；
C．冷库温度为-18℃时，由图乙可知热敏电阻的阻值为100Ω，控制电路中电流为
故C正确；
D．冷库温度降低时，由图乙可知热敏电阻阻值变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，根据可知控制电路中电功率变小，故D错误。
故选C。
2．【物理与日常生活】（2024·山东枣庄·中考真题）如图所示是一款电子握力计的电路原理图，M、N均为金属板，N固定不动，当握力F增大时，则（ ）
A．滑动变阻器R接入电路中的阻值变小B．电压表示数增大
C．电阻R的功率一定减小D．电阻R0的功率增大
【答案】B
【解析】ABD．如图所示，定值电阻R0和滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器R两端的电压，当握力F增大时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电压表示数增大，电路中的总电阻增大，电路中的电流减小，由
知电阻R0的功率减小，故AD错误，B正确；
C．当定值电阻R0和滑动变阻器R阻值相同时，电阻R的功率最大，当握力F增大时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，当定值电阻R0和滑动变阻器R阻值大小关系不确定，故电阻R的功率不一定减小，故C错误。
故选B。
3．【跨学科实践】（2024·四川成都·中考真题）小孟在实验室设计了一款测量物体重力的装置，其示意图如图甲，物体放在有弹簧支撑的托盘上，弹簧底部固定，该装置可以通过电表示数转换测出重力大小。图乙是变阻器接入电路中的阻值RP。与被测物体重力G的关系图像。电源电压恒为24V，定值电阻R0为30Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，变阻器标有“50Ω 1A”。
（1）闭合开关S，当电流表示数I=0.4A时，求物体的重力G。
（2）在保证电路各元件安全的情况下，求RP的变化范围。
【答案】（1）4N；（2）18Ω~50Ω
【解析】解：（1）当电流表示数I=0.4A时，电路中的总电阻
此时RP大小
RP= R-R0=60Ω-30Ω=30Ω
根据图乙可知，此时物体重力为4N。
（2）因电压表的量程为0~15V，故R0能通过的最大电流
结合电流表量程、滑动变阻器允许通过的最大电流可得，电路的最大电流
Imax=I0=0.5A
此时RP的最小阻值
当物体重力为0时，RP取最大阻值50Ω，此时电路安全，故
所以RP的变化范围为18Ω~50Ω。
答：（1）闭合开关S，当电流表示数I=0.4A时，物体的重力为4N；
（2）在保证电路各元件安全的情况下，RP的变化范围为18Ω~50Ω。
4．【新中考·科技创新】（2024·四川成都·中考真题）图是小李购买的一款国产电话手表，她与爸爸妈妈一起了解和研究电话手表功能，以确保正确且安全使用；
（1）小李阅读说明书后，有以下认识，你认为不合理的是 ；
A．电话手表的表带内侧设计有导汗槽，有助于加快汗液的蒸发
B．用尖锐物撬手表电池容易起火，可能是因为电路发生了断路
C．恶劣天气搜索不到通信信号，可能是因为电磁波传播过程受到干扰
D．紧贴耳朵使用会造成听力损伤，是因为声音响度与声源到耳朵距离有关
（2）小李用电话手表与爷爷长时间视频通话，手表突然自动关机，原因是手表过热，启动了保护功能。她认为手表启动保护功能一段时间后，应有自动开机功能，于是她用所学知识设计出模拟热保护装置的示意图（如图甲），R0为定值电阻，R为热敏电阻（有两种类型可供选择，其电阻随温度变化关系如图乙所示，R的温度变化主要受发热元件影响）；下列分析合理的是 ；
A．热敏电阻应选择NTC类型
B．热敏电阻温度升高，电磁铁磁性减弱
C．启动保护模式后，控制电路自动断开
D．启动保护模式后，工作电路无法再次启动
（3）小李和爸爸在家庭实验室对电话手表进行充电测试，测得充电时充电器的输出电压约为5V，输出功率约为6W，则输出电流与常见家用电器 （选填“电视机”、“空调”或“电热灭蚊器”）的正常工作电流最接近；
（4）妈妈告诉小李，充电器在插座上未给电话手表充电时，内部也有电流通过。他们查阅网站得知，截止2024年3月末我国移动电话用户总数约为18亿户。若有四分之一用户不拔充电器，一户一个充电器，每个充电器每天平均闲置时间约为20h，平均实际功率约为0.1W，则全国一天因此浪费的电能约为 kW·h；
小李通过查询资料进一步发现，长时间让家用电器处于待机状态，不仅浪费电能，还可能引起火灾。为了您和家人的安全，请正确使用家用电器。
【答案】 B A 电视机 9×105
【解析】（1）[1]A．电话手表的表带内侧设计有导汗槽，通过增大蒸发面积，来加快汗液的蒸发，故A不符合题意；
B．用尖锐物撬手表电池容易起火，可能是因为电路发生了短路，造成电路中电流大，产生大量的热量，故B符合题意；
C．恶劣天气时，空中云层带有静电，会发生闪电现象，干扰电磁波传播，所以搜索不到通信信号，故C不符合题意；
D．由于声音响度与声源到耳朵距离有关，将声源紧贴耳朵，则声音的响度大，会造成听力损伤，故D不符合题意。
故选B。
（2）[2]A．由图甲可知，当温度过高时，发热元件所在电路应该断路，则衔铁应被吸下，则电磁铁的磁性应该增强，则控制电路中的电流应该增大，所以R的阻值应该减小，所以热敏电阻的阻值应该随温度升高而减小，故应选择NTC类型，故A符合题意；
B．由图乙可知，NTC热敏电阻温度升高，阻值减小，控制电路中的电流增大，电磁铁磁性增强，故B不符合题意；
C．启动保护模式后，发热元件不能工作，所以工作电路自动断开，故C不符合题意；
D．启动保护模式后，当温度降低，NTC热敏电阻温度降低，阻值增大，控制电路中的电流减小，电磁铁磁性减弱，则衔铁被弹开，工作电路再次启动，故D不符合题意。
故选A。
（3）[3]充电时充电器的输出电压约为5V，输出功率约为6W，则输出电流
由于电视机的电流接近1A，空调的电流约为5A，电热灭蚊器的电流约0.01A，所以充电器的输出电流与常见家用电器电视机的正常工作电流最接近。
（4）[4]全国一天因此浪费的电能
5．【科学探究·跨学科实践·物理与生物】（2024·吉林长春·中考真题）“遥遥”生物小组培育的植株的生长环境温度不能超过30℃，并且在20~30℃之间需满足一定的湿度要求。“领先”科创小组为其设计的温、湿度报警触发电路如图甲所示。电源为特制的可调恒流电源（使所在电路中的电流恒等于“预先设定的电流”），完全相同的防水热敏电阻、的阻值随温度的变化规律如图乙所示。
（1）小组将“预先设定的电流”设置为后进行报警触发设置。
温度报警触发设置：30℃时两端电压为，将该电压设为温度报警触发值U，当两端实际电压时，触发温度报警。
湿度报警触发设置：用一端浸在水中的湿纱布敷在上。由于湿纱布中的水 ，使温度降低，导致两端电压与两端电压产生电压差。环境越干燥，与的温差越大，也越大，因此可用表示湿度状况。当时需要湿度报警，将时的电压差设为湿度报警触发值，记为。请计算 （写出必要的文字说明、表达式及最后结果）；
（2）现根据实际需要改变“预先设定的电流”，使装置在且湿度报警触发值比增大时触发湿度报警。重新调节后的温度报警触发值U为 。
【答案】 汽化吸热 2.4
【解析】（1）[1]由于湿纱布中的水汽化吸热，使温度降低。
[2]根据30℃时，R1两端的电压为3.6V，电流为2×10-3A，则30℃时R1的阻值为
每降低1℃，电阻阻值增加量为
初始两个电阻阻值相同，电压相同，均为3.6V，随着R2上的湿纱布水的汽化吸热，R2阻值增大，当Δt=5℃时，R2的增加量为
ΔR2=5℃×75Ω/℃=375Ω
故电压增加量为
ΔU=I·ΔR=2×10-3A×375Ω=0.75V
故ΔU0=0.75V。
（2）[3]增加后的
当Δt=8℃时，电阻增加量为
ΔR2′=8℃×75Ω/℃=600Ω
此时电流为
当温度为30℃时，电阻R1两端电压为
则
现在，则有
可解得
当的温度应该为30℃时，电阻为1800Ω，则温度报警触发值U为
6．【生活实践】（2024·福建·中考真题）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
【答案】（1）5A；（2）198Ω；（3）
【解析】解：（1）烧制炉加热状态时，加热电路中只有R1工作，通过R1的电流
（2）烧制炉保温状态时，R1与R2串联，根据可知，总电阻
R2的阻值
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即，且根据欧姆定律有，则有，冷点探头温度，保温时电磁铁线圈的电流
第一次测试：变阻器电阻，炉内温度，则有
第二次测试：变阻器电阻，炉内温度，则有
代入数据，解得：电磁铁线圈电阻 温差电源提供的电压与两探头间的温度差的比值 ，则R与t关系的表达式为
7．【新中考·实践活动】（2024·四川内江·中考真题）图甲是某物理兴趣小组设计的简易“坐位体前屈”测试仪，其简化原理如图乙。在测试中，测试的同学向前水平推动测试仪的滑块（相当于向右移动图乙中滑动变阻器的滑片P），用电压表的示数来反映被测试者的成绩。电源的电压恒为6V，电压表的量程为0~3V，电流表的量程为0~0.6A，滑动变阻器R1标有“20Ω；1.5A”的字样，定值电阻R2=10Ω。闭合开关S，求：​
（1）当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时，电压表的示数。
（2）在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值。
【答案】（1）1V；（2）1.8W
【解析】解：（1）由图可知，滑动变阻器与定值电阻R2串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时，电路总电阻
R=R1+R2=10Ω+2Ω=12Ω
电路电流
滑动变阻器两端的电压
（2）由P=UI可知，电源电压恒定，电流越小，电路消耗的电功率越小，则滑动变阻器阻值最大时，电路中的电流最小；因为电压表最大示数为3V，定值电阻R2两端电压
则电路中的最小电流
由P=UI可知，电路中的最小电功率
Pmin=UImin=6V×0.3A=1.8W
答：（1）当滑动变阻器连入电路的阻值R1=2Ω时，电压表的示数为1V；
（2）在保证电路元件安全的情况下，电路消耗总功率的最小值为1.8W。
8．【新中考·科学探究】（2024·山东滨州·中考真题）为研究调光灯的工作原理，某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样，电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下，通过调节滑动变阻器，分别记录三个电表的示数，并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图象，求：
（1）灯泡L正常发光时的电流。
（2）灯泡L正常发光10s消耗的电能。
（3）电源电压。
（4）滑动变阻器阻值的变化范围。
【答案】（1）1A；（2）120J；（3）18V；（4）6Ω~50Ω
【解析】解：由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测滑动变阻器两端电压，电压表V2测灯泡两端电压，电流表测电路电流。
（1）由P=UI可知，灯泡L正常发光时的电流
（2）灯泡L正常发光10s消耗的电能
W=Pt=12W×10s=120J
（3）当滑动变阻器向左移动时，其接入的阻值变大，电路总电阻变大，由欧姆定律可知，电路电流变小，则灯泡两端电压减小，由串联分压可知，滑动变阻器两端电压增大，因此由图乙可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小为0.3A，此时灯泡两端的电压为3V，滑动变阻器两端的电压为15V，根据串联电路电压的特点可知，电源电压为
U=15V+3V=18V
（4）由上述可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小为0.3A，滑动变阻器两端的电压为15V，则滑动变阻器接入的最大阻值为
灯泡L正常发光时的电流为1A，所以电路中允许通过的最大电流为1A，由图乙可知，此时滑动变阻器两端的电压为6V，则滑动变阻器允许接入的最小阻值为
因此滑动变阻器阻值的变化范围为6Ω~50Ω。
答：（1）灯泡L正常发光时的电流为1A；
（2）灯泡L正常发光10s消耗的电能为120J；
（3）电源电压为18V；
（4）滑动变阻器阻值的变化范围为6Ω~50Ω。
一、单选题
1．（2024·湖北武汉·中考真题）如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，杠杆的右端是滑动变阻器的滑片，杠杆左端固定着一个浮子，油箱内油量变化时，滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是（ ）
A．定值电阻和滑动变阻器是串联的B．油量减少时，滑动变阻器接入电路的电阻变大
C．油量增加时，电流表示数变大D．油箱中没有油时，电流表示数为零
【答案】D
【解析】A．如图所示，定值电阻与变阻器串联，电流表测量电路中电流，故A正确，不符合题意；
B．当油箱中的油量减少时，浮子向下运动，滑杆会向上运动，变阻器接入电路中电阻增大，故B正确，不符合题意；
C．当油箱中的油量增加时，浮子向上运动，滑杆会向下运动，变阻器接入电路中电阻变小，由欧姆定律得，电路中电流变大，故C正确，不符合题意；
D．油箱中没有油时，滑片在最上端，滑动变阻器连入电路的阻值最大，此时R0与R串联，电路中电阻最大，电流最小，但不为0，电流表有示数，故D错误，符合题意。
故选D。
2．（2024·四川达州·中考真题）如图所示，为定值电阻，为滑动变阻器，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变大，电压表示数变小B．电流表示数变小，电压表示数变大
C．电压表与电流表示数的比值变大D．电压表与电流表示数的比值变小
【答案】B
【解析】AB．由电路图可知，这是一个串联电路，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压。滑动变阻器的滑片P向右移动时，R2接入电路的电阻值变大。 因此整个电路的总电阻增大。根据欧姆定律可知​ ，当电压U保持不变，电阻R增大时，电流I会减小。所以，电流表示数会变小。 由于电流减小，根据 U=IR可知，R1两端的电压减小。所以，电压表V1的示数会变小。 由串联电路电压规律可知，R2两端的电压会增大。所以，电压表V2的示数会变大。故A错误，B正确；
C．由欧姆定律可知，电压表V1与电流表示数的比值等于定值电阻R1的阻值不变。故C错误；
D．由欧姆定律可知，电压表V2与电流表示数的比值为滑动变阻器接入电路中的阻值，滑动变阻器的阻值变大，则其比值变大。故D错误。
故选B。
3．（2023·江苏连云港·中考真题）如图是测量货车质量的地磅示意图，货车的质量可以通过电流表的示数转换测出，为定值电阻。下列说法正确的是（ ）

A．地磅的量程与大小无关
B．货车的质量变大时，电流表的示数变小
C．将电流表换成电压表也能测量货车的质量
D．仅增大，称量同一货车质量时，电流表示数变小
【答案】D
【解析】A．由图可知，变阻器和电阻R0串联，电流表测量电路中的电流，电路中的电流，即电流表的示数
货车的质量可以通过电流表的示数转换测出，地磅的量程与大小有关，故A错误；
B．货车的质量变大，滑动变阻器的滑片向下移动，其接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由可知电路中电流变大，电流表的示数变大，故B错误；
C．电压表内阻很大，将电流表换成电压表，电路中电流很小，电压表的指针偏转很小，不能测量货车的质量，故C错误；
D．仅增大，称量同一货车质量时，变阻器连入电路的阻值不变，由
可知电路中的电流变小，即电流表的示数变小，故D正确。
故选D。
4．（2023·重庆·中考真题）如图甲所示的电路，电源电压恒定。闭合开关S，移动滑片P，电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是（ ）

A．电源电压为
B．最大功率为
C．滑片P向左移动过程中，两端电压逐渐变小
D．滑片P向右移动过程中，电压表与电流表的比值变大
【答案】D
【解析】由图甲得，电阻R0与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器电压。
A．由图乙得，当电压表示数为10V时，电流表示数为0.1A，由串联电路特点与欧姆定律得
当电压表示数为0V时，电流表示数为0.6A，由串联电路特点与欧姆定律得
解得
，
故A错误；
B．最大功率为
故B错误；
C．滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变小，变阻器分到电压变小，两端电压逐渐变大，故C错误；
D．滑片P向右移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变大，电压表与电流表的比值为变阻器接入电路中的阻值，变大，故D正确。
故选D。
5．（2022·江苏苏州·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5VB．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
【答案】D
【解析】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。
二、多选题
6．（2024·四川宜宾·中考真题）我国交规规定，酒后不能开车。图甲是一种对驾驶员进行检测的呼气式酒精测试仪，其简化电路如图乙所示，测试仪里面装有酒精气体传感器，它是一种气敏电阻，用符号“”表示，其阻值R随酒精气体浓度K变化图像如图丙所示。已知电源电压为12V，是阻值为20Ω的定值电阻，设血液酒精浓度M＝呼出酒精气体浓度K×2500，当血液酒精浓度≥0.2mg/mL时，属于饮酒驾驶。下列说法正确的是（ ）
A．酒精气体浓度越大，电流表示数越大
B．刚达到饮酒驾驶时，R的阻值为64Ω
C．电流表示数为0.12A时，不属于饮酒驾驶
D．达到饮酒驾驶，电路消耗的最小功率为1.44W
【答案】ABC
【解析】由图乙得，R与R1串联，电流表测量电路电流；
A．由图丙可知，酒精气体浓度越大，R电阻越小，此时电路总电阻越小，由欧姆定律得，电流电流越大，即电流表示数越大，故A正确；
B．刚达到饮酒驾驶时，呼出酒精气体浓度
由图得，此时R的阻值为64Ω，故B正确；
C．电流表示数为0.12A时，由欧姆定律得，此时电路电阻为
R的阻值为
由图丙可知，此时呼出酒精气体浓度为K=4×10-5mg/mL，则血液酒精浓度
M＝4×10-5mg/mL×2500=0.1mg/mL