高中试卷答案网湖南省岳阳市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-04电磁学（电功和电功率、电和磁、信息的传递）
一、单选题
1．（2022·湖南岳阳·统考中考真题）如图，电源电压不变，定值电阻R1=20Ω，小灯泡L标有“8V 4W”字样（灯丝电阻不变），电流表量程为0~3A。当只闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P从b端滑动到某一位置时，变阻器连入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下，都正确且无漏选的一组是（ ）
①电源电压为12V
②R2的最大阻值为24Ω
③开关都闭合时，R2的最大功率为28.8W
④在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为3.6W
A．①② B．①②④ C．①③④ D．①②③④
2．（2022·湖南岳阳·统考中考真题）下列做法符合安全用电要求的是（ ）
A．使用验电笔时，手指接触笔尖金属体
B．电冰箱的金属外壳采用保护接地
C．开关接在灯泡和零线之间
D．在高压电线下放风筝
3．（2022·湖南岳阳·统考中考真题）图甲是USB迷你电风扇，下列装置中与它的核心部件（电动机）原理相同的是（ ）
A．司南 B．电铃
C．麦克风 D．扬声器
4．（2022·湖南岳阳·统考中考真题）2021年10月16日，我国神舟十三号载人飞船成动发射三名航天员历时六个月，在太空完成各项既定任务，于2022年4月16日返回地面。下列说法正确的是（ ）
A．运载火箭点火发射时，机械能转化为内能
B．飞船与空间站对接完成后，飞船相对于空间站是运动的
C．空间站利用电磁波与地面指挥中心传递信息
D．飞船返回舱返回地面过程中，重力势能保持不变
5．（2021·湖南岳阳·统考中考真题）2021年5月15日，祝融号火星车成功降落在火星上，实现了中国航天史无前例的突破。以下分析正确的是（ ）
A．火星车与地球间通过超声波传递信息
B．火星车在降落过程中相对火星是静止的
C．火星车减速着陆过程动能不变
D．火星车上的摄像头成像原理是凸透镜成像
6．（2021·湖南岳阳·统考中考真题）如图所示是检测河水流速变化的装置原理图，机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。电源电压保持4.5V不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，定值电阻R1的阻值为，滑动变阻器的规格为“1A”。闭合开关S，随着水流速度的改变，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大，表示水流速度增大
B．电流表示数变小，表示水流速度增大
C．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为
D．电路消耗总功率的变化范围为1.35W~2.7W
7．（2021·湖南岳阳·统考中考真题）“珍爱生命，注意安全”是每个公民应有的安全意识。以下做法符合安全常识的是（ ）
A．汽车超速、超载行驶
B．用湿布擦拭工作中的台灯
C．发生触电事故，第一时间切断电源
D．一个插座上同时使用多个大功率用电器
8．（2020·湖南岳阳·统考中考真题）下列物理量最接近实际的是（ ）
A．普通中学生的质量约为200kg B．成年人的正常步行速度约为1.2m/s
C．人的正常体温约为42℃ D．日光灯管的功率约为900W
9．（2020·湖南岳阳·统考中考真题）如图所示的四个实验，能反映电动机工作原理的是（ ）
A． B． C． D．
10．（2020·湖南岳阳·统考中考真题）关于能源和信息的说法，正确的是（ ）
A．北斗卫星导航系统是利用电磁波导航的
B．电话的听筒是把声音信息转换成电流信息
C．煤、石油、天然气都是可再生能源
D．目前人类已建立核电站，是利用核聚变发电
二、填空题
11．（2021·湖南岳阳·统考中考真题）如图是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时，它能发电，其原理是_________（选填“电磁感应”或“磁场对电流的作用”）。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时，魔方相当于电路中的_________（选填“电源”或“用电器”）。
12．（2021·湖南岳阳·统考中考真题）如图甲所示，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置，电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。则电源电压为_________V，灯的额定功率为_________W。
13．（2020·湖南岳阳·统考中考真题）如图所示是某小灯泡的电流电压图像，小灯泡的额定电压为6V。小灯泡正常发光时，灯丝的电阻是______Ω。若将小灯泡与R=10Ω的定值电阻并联接入某电路，干路中的总电流为0.5A，通电10s，电阻R消耗的电能为______J。
三、作图题
14．（2021·湖南岳阳·统考中考真题）如图所示，请根据小磁针指向确定电源a 端的极性（用“+”或“﹣”表示）．
( )
15．（2020·湖南岳阳·统考中考真题）请用笔画线代替导线，按安全用电要求将开关、灯泡接入家庭电路中（开关控制灯泡）。
四、实验题
16．（2020·湖南岳阳·统考中考真题）在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用器材如下：2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整( )；
(2)正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端（选填“A”或“B”）；
(3)闭合开关后，移动滑片，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，则该电路的故障可能是______（选填序号）；
A．小灯泡短路 B．小灯泡开路 C．电流表开路
(4)排除故障后，通过正确操作使小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为______W；
(5)实验时，小明组的电流表坏了，他找来了一个已知阻值的定值电阻R0，设计了图丙电路，测小灯泡的额定功率，连好电路后，操作步骤如下：①断开S1、闭合S2，移动滑片，使电压表示数等于灯泡的额定电压U额；②保持滑片位置不变，断开S2、闭合S1，记下电压表示数U。则小灯泡额定功率表达式：P额=______（用U额、U、R0表示）。
五、计算题
17．（2022·湖南岳阳·统考中考真题）音乐喷泉是集光机电技术于一体的装置，让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上，通过电脑控制三种色灯功率的比例就能让水柱变换颜色，呈现美轮美奂的视觉效果。图甲是某段时间内红、绿两色灯功率随时间变化的图像。
（1）第28s红灯两端的电压为100V，求此时通过红灯的电流；
（2）请计算0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能；
（3）图乙是控制喷泉水柱工作的模拟电路。AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压U，定值电阻R=2Ω，D为特殊电子元件。当UAB<6V时，D两端的电压U=U；当时，U恒为6V不变当通过R的电流满足时，电路启动喷水，此时U至少为多少伏？该电路工作l0min，其中喷水时间有多少秒？
18．（2021·湖南岳阳·统考中考真题）图甲是某款电熨斗，图乙是其电路原理图。电源电压为220V，、为发热体。熨斗两挡功率分别为100W和500W，通过开关S实现温度控制，S闭合时为高温档。
（1）求的阻值；
（2）在使用过程中，若电熨斗10min消耗电能，请通过计算说明：在这段时间内电熨斗处于何种工作状态，并求出相应状态下的工作时间；
（3）为了适应不同室温和更多衣料，小明对电路做了改进，将换成滑动变阻器，如图丙所示，、均为发热体。假定电熨斗每秒钟散失的热量Q跟电熨斗表面温度与环境温度的温度差关系如图丁所示。在一个20℃的房间，要求电熨斗表面保持220℃不变，应将的阻值调为多大？
19．（2020·湖南岳阳·统考中考真题）某物理兴趣小组设计了一个拉力传感器，工作原理如图所示。其中M、N均为绝缘材料，将N固定在地面上，P、Q间是可伸缩导线（电阻不计），弹簧上端M和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，电源电压为12V，拉力F竖直向上。闭合开关S，当拉力为10N时，电流表示数为1A，电压表示数为2V。
(1)拉力F为10N时，求R2接入电路的阻值大小；
(2)拉力F为10N时，求10s内R1产生的热量；
(3)已知拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系，即F=kR2，求k的数值，拉动M，当电压表示数为8V时，求拉力F的大小。
六、综合题
20．（2022·湖南岳阳·统考中考真题）PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。它有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其阻值随温度的升高而减小；高于这个温度时，其阻值随温度的升高而增大。我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”。如图甲的3D打印笔，其内部电路如图乙所示，R1、R2是两个相同的PTC发热电阻，单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示：
（1）打印笔工作时有快、慢两挡，图乙中当S、S1都闭合时，处于_______挡；
（2）由图丙可知，该PTC材料的“居里点温度”是______℃。
参考答案：
1．D
【详解】①②由于小灯泡L标有“8V4W”字样，所以小灯泡的额定电流为
小灯泡的电阻为
当滑片P从b端滑动到某一位置时，电流表电流表示数增大了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光，所以滑片P在b端时，电路中的电流为
当滑片P在b端时，电源电压为
U=I（RL+R2b）=0.3A×（16Ω+R2b）①
当滑片P在某一位置时，电源电压为
U=I额（RL+R2′）=0.5A×（16Ω+R2b-16Ω）②
由于电源电压不变，由①②式得
R2b=24Ω，U=12V
故①②正确；
③开关都闭合时，R1、R2并联，小灯泡L被短路，电流表测干路电流。通过R1的电流为
由于电流表量程为0~3A，所以当电流表满偏时，通过滑动变阻器R2的电流最大，为
I2大=I-I1=3A-0.6A=2.4A
所以滑动变阻器R2的最大功率为
P=UI2大=12V×2.4A=28.8W
故③正确；
④当S闭合，S1、S2断开且滑动变阻器的滑片P位于b端时，电路中的电阻最大，电流最小，由①②分析可知，最小电流为I=0.3A，所以在电流表有示数的情况下，电路消耗的总功率最小值为
P小=UI=12V×0.3A=3.6W
故④正确。
总上，①②③④都正确，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
2．B
【详解】A．使用测电笔时，手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触电线，手指不能接触笔尖金属体，否则会发生触电事故，故A不符合题意；
B．电冰箱的金属外壳采用保护接地，防止金属外壳漏电，发生触电事故，故B符合题意；
C．控制电灯的开关必须接在火线和灯泡之间，若开关接在灯泡和零线之间，断开开关时，灯泡还与火线相连，接触灯泡容易发生触电事故，故C不符合题意；
D．安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。在高压电线下放风筝，非常容易发生触电事故，不符合安全用电原则，故D不符合题意。
故选B。
3．D
【详解】电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用而运动。
A．思南是利用地磁场指示南北方向的，故A不符合题意；
B．电铃通上电后，里面的电磁铁就具有磁性，是利用电流的磁性应工作的，故B不符合题意；
C．对着麦克风讲话，声波迫使里面的线圈振动，同时切割磁感线，产生感应电流，所以利用的是电磁感应原理，故C错误；
D．扬声器工作时，带有声音信息的电流通过磁场中的线圈时，线圈受到力的作用而运动，从而带动纸盒运动，利用的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故D符合题意。
故选D。
4．C
【详解】A．运载火箭点火发射时，燃气的内能转化为火箭的机械能，故A错误；
B．飞船与空间站对接完成后，飞船相对于空间站没有发生位置变化，故飞船相对于空间站是静止的，故B错误；
C．电磁波能够在真空中传播，故空间站利用电磁波与地面指挥中心传递信息，故C正确；
D．重力势能大小与质量和高度有关，飞船返回舱返回地面过程中，质量不变，高度不断减小，故重力势能减小，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．声的传播需要介质，真空不能传声，太空是真空，没有能传播声音的介质；火星车与地球间通过电磁波传递信息，故A错误；
B．火星车在降落过程中相对火星有位置上的改变，是运动的，故B错误；
C．火星车减速着陆过程质量不变，速度变小，动能变小，故C错误；
D．火星车上的摄像头镜头相当于一个凸透镜，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】AB．分析电路，R1和R2串联接入电路，电压表测R2两端电压，电流变测该电路电流。水中探头做成上凸下平的流线型，水流在其上方流动速度快，压强小，下方流动速度慢，压强大，探头上下表面产生压强差，使探头受到向上的压力。当水流速度增大时，压力差变大，滑片向上移动，R2接入电路的电阻变小，根据串联分压规律可知，R2两端分的电压变小，电压表示数变小；此时电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路电流变大，电流表示数变大。故AB错误；
C．当电流表示数为0.6A时，R2接入电路的电阻最小，此时电路总电阻
R2接入电路的最小电阻
当电压表示数为3V时，R2接入电路的电阻最大，此时R1两端电压
根据串联分压规律
即
解得
故滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为，故C错误；
D．电路消耗的最大功率
当R2接入电路的电阻为10Ω时，电路最小电流
此时电路消耗的功率最小
电路消耗总功率的变化范围为1.35W~2.7W，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．汽车超速、超载行驶会增大汽车运动时的动能，想要停下来需要克服摩擦力做的功变大，停下来需要的安全距离越长，容易发生危险，故A不符合题意；
B．用湿布擦拭工作中的台灯容易发生触电事故，故B不符题意；
C．发生触电事故，第一时间切断电源，使人脱离电路再施救，符合安全用电的原则，故C符合题意；
D．一个插座上同时使用多个大功率用电器会导致电路电流过大，容易引起火灾，故D不符合题意。
故选C。
8．B
【详解】A．普通中学生的质量约为50kg，故A不符合题意；
B．成年人的正常步行速度约为
4km/h=4×m/s≈1.1m/s
故B符合题意；
C．人的正常体温约为37℃，故C不符合题意；
D．日光灯管的功率约为40W，故D不符合题意。
故选B。
9．D
【详解】A．图中是验电器检验物体是否带电的实验，不符合题意；
B．图中是探究磁极间的相互作用的实验，不符合题意；
C．导体棒切割磁感线，电流表指针发生偏转，说明此时电路中有电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，不符合题意；
D．电路中有电流，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是电动机的工作原理，符合题意。
故选D。
10．A
【详解】A．电磁波可以在真空中传播，故卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的，故A正确；
B．电话的听筒是把电流信息转换成声音信息，故B错误；
C．煤、石油和天然气都是不可再生能源，故C错误；
D．核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的，故D错误。
故选A。
11． 电磁感应 电源
【详解】[1]将闭合回路的一部分导线放在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这个现象叫做电磁感应现象。转动魔方发电，就是利用了电磁感应原理。
[2]利用魔方给移动设备充电时，魔法为移动设备提供电能，此时魔方相当于电源。
12． 10 5.6
【详解】[1]由电路图知灯泡与滑动变阻器串联在电路中，电压表V1测灯泡两端的电压，V2测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。变阻器的滑片P从最右端滑到灯正常发光位置的过程中，变阻器接入电路的阻值变小，电路中的总阻值变小，据欧姆定律知，电路中的电流变大，那么灯泡两端的电压变大，变阻器两端的电压变小，由图乙知，电路中的最大电流为0.8A，此时灯泡正常发光，变阻器接入电路的阻值最小，两端的电压为3V；电路中的最小电流为0.2A，此时变阻器接入电路的阻值最大，两端的电压为9V，灯泡两端的电压为1V，电源的电压
U=U1+U2=9V+1V=10V
[2]由题意知，当灯泡正常发光时，电路中的电流最大，此时灯泡两端的电压
UL=U-U1′=10V-3V=7V
灯的额定功率
P=ULI=7V×0.8A=5.6W
13． 20 9
【详解】[1]小灯泡正常发光时，小灯泡两端的电压为6V，由图可知，通过小灯泡的电流为0.3A，小灯泡的电阻
RL==20Ω
[2]由图可知，当电压为3V时，通过灯泡L的电流为0.2A，并联电路各支路电压相等，通过R的电流
IR==0.3A
干路电流为
0.2A+0.3A=0.5A
通电10s，电阻R消耗的电能为
14．
【详解】已知小磁针右端为N极，根据磁极间的相互作用可确定螺线管的左端为S极，右端为N极，用右手握住螺线管，大拇指所指的方向为N极方向，四指指向电流方向，则电流从螺线管的左端流入，所以电源a 端为正极，如图所示：
15．
【详解】根据安全用电原则可知，开关一端接火线，另一端接灯泡的顶端，螺旋套接零线，如图所示：
16． A B 0.65
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率小于1W，通过小灯泡的电流小于
I==0.4A
电流表选择0-0.6A的量程，将电流表串联在电路中，如图所示：
(2)[2]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于阻值最大处，即A端。
(3)[3]A．小灯泡短路，电路中有电流，电流表有示数，电压表没有示数，不符合题意。
B．小灯泡开路，闭合开关，电路中没有电流，电流表没有示数，电压表串联在电路中，电压表有示数，符合题意。
C．电流表开路，电流表没有示数，电压表没有示数，不符合题意。
故选B。
(4)[4]由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.26A，则灯泡的额定功率
PL=ULIL=2.5V×0.26A=0.65W
(5)[5]断开S1、闭合S2，移动滑片，使电压表示数等于灯泡的额定电压U额；保持滑片位置不变，断开S2、闭合S1，记下电压表示数U，电压表测量电源电压，电阻R0两端的电压
U0=U-U额
由串联电路电流的规律可知通过电路的电流
I=I0=
小灯泡额定功率表达式
P额=U额I=U额×=
17．（1）2A；（2）6000J；（3）10V，200s
【详解】解：（1）由图甲可知，第28s时红灯的功率是200W，红灯两端的电压为100V，则此时通过红灯的电流为
（2）如图甲所示，根据可知，要计算0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能，即总电能大小为P-t图像与横坐标轴围成的面积大小。则0～30s内红灯消耗的电能为
则0～30s内绿灯消耗的电能为
则0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能为
（3）当UAB≥6V时，UD恒为6V不变当通过R的电流满足时，电路启动喷水，根据可知，喷水时R两端的电压至少为
这个电压为能否喷水的临界电压，所以UAB对应的电压为
由图丙可知，0-3s内AB两端的电压均匀增加，3s时到达15V，则2s时对应的电压为10V，即这个周期内的2-4s内，，则在一个周期(周期为6s)内有三分之一的时间在喷水（一个周期内喷水的时间为2s），所以10min=600s，相当于100个周期，则有的时间在喷水。
答：（1）此时通过红灯的电流为2A；
（2）0～30s内红灯和绿灯消耗的总电能为6000J；
（3）电路启动喷水，此时UAB至少为10V，该电路工作l0min，其中喷水时间有200s。
18．（1）96.8Ω；（2）在这段时间内电熨斗在低温档工作了一段时间，也在高温档工作了一段时间。在低温档工作时间为420s，在高温档工作的时间为180s；（3）24.2Ω
【详解】解：（1）当开关S闭合时，电路中只有接入电路，电路处于高温档，其消耗的功率P高=500W，的阻值
（2）若电熨斗10min消耗电能，则电路功率
，故在这段时间内电熨斗在低温档工作了一段时间，也在高温档工作了一段时间。假设在低温档工作的时间为t1，则在高温档工作的时间就为600－t1，则
即
解得，即低温档工作时间；高温档工作时间
（3）电熨斗表面温度与环境温度的温度差
由图丁可知，当时，电熨斗每秒钟散失的热量Q=400J，此时电熨斗的发热功率
此时电路总电阻
接入电路的电阻
答：（1）的阻值为96.8Ω；
（2）在这段时间内电熨斗在低温档工作了一段时间，也在高温档工作了一段时间。在低温档工作时间位420s，在高温档工作的时间为180s；
（3）的阻值调为24.2Ω。
19．(1)2Ω；(2)100J；(3)5N/Ω，100N
【详解】(1)由图可知，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，拉力F为10N时，R2接入电路的阻值大小
(2)拉力F为10N时，由串联电路电压的规律可知R1两端的电压
U1=U-U2=12V-2V=10V
串联电路中各处的电流相等，通过R1的电流为1A，R1的阻值
R1=
10s内R1产生的热量
Q=I12R1t=(1A)2×10Ω×10s=100J
(3)拉力F为10N时，滑动变阻器R2接入电路的阻值是2Ω，拉力F的大小与滑动变阻器R2接入电路的阻值大小成正比例关系，即
F=kR2
k=
当电压表示数为8V时，R1两端的电压
U1′=U-U2′=12V-8V=4V
通过电路的电流
I′=I1′==0.4A
滑动变阻器R2接入电路的阻值
R2′==20Ω
因为
F=kR2=5N/ΩR2
所以
F′=5N/Ω×20Ω=100N
答：(1)拉力F为10N时，R2接入电路的阻值大小是2Ω；
(2)拉力F为10N时，10s内R1产生的热量是100J；
(3)k的数值是5N/Ω，拉动M，当电压表示数为8V时，拉力F的大小是100N。
20． 快 120
【详解】（1）[1]由图乙知，只闭合S时，电路中只有R1工作，此时电路中的电阻较大，据 知，电路的功率较小，处于慢挡；S、S1都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路中的总电阻较小，据 知，电路的功率较大，处于快挡。
（2）[2]由图丙知，低于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而减小，高于120℃时，发热电阻阻值随温度升高而增大，所以该PTC材料的居里点温度是120℃。
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