2024年湖南省長沙中考物理二輪復(fù)習(xí)：壓軸題之電學(xué) (含答案)

2024長沙中考物理二輪復(fù)習(xí)專題三壓軸題一一沖刺滿分之電學(xué)

類型1動態(tài)電路計算(含比值、極值、范圍)(10年4考)

考向1滑片移動類

1.某款水位自動測控儀的測量原理如圖甲所示，電源電壓U恒為15V,定值電阻&=10。,

后為一豎直固定光滑金屬棒，總長40cm,阻值為200,其接入電路的阻值與對應(yīng)棒長成

正比.彈簧上端固定，滑片尸固定在彈簧下端且與用接觸良好，滑片及彈簧的阻值、重力

均不計.圓柱體M通過無伸縮的輕繩掛在彈簧下端，重80N,高60cm,底面積為100cm2.

當(dāng)水位處于最高位置/時，M剛好浸沒在水中，此時滑片尸恰在后最上端；當(dāng)水位降至最

低位置B時，M的下表面剛好離開水面.已知彈簧所受拉力廠與其伸長量的關(guān)系如圖

乙所示，閉合開關(guān)S.(已知o水=L0X103kg/m3,g取10N/kg)

第1題圖

⑴當(dāng)水位下降時，電壓表示數(shù)(選填“增大”或“減小”)；

(2)當(dāng)水位處于位置/時，電路中的電流為A；

(3)水位在位置/時電壓表示數(shù)為％,水位降至3時電壓表示數(shù)為為，貝IjUA：UB=.

2.在圖b所示電路中，電源電壓為6V且保持不變，滑動變阻器尺2允許通過的最大電流為

3A.電流表⑤、③的表盤均如圖a所示.變阻器滑片P位于最大阻值處，閉合開關(guān)S,電

流表③示數(shù)為0.3A,兩電流表指針偏離零刻度線的角度相同.

(a>(h)

第2題圖

⑴求電阻幻的阻值.

⑵求此時經(jīng)過變阻器&的電流12.

(3)移動滑動變阻器滑片尸，在電路安全工作的前提下，求變阻器處消耗的最小電功率與最

大電功率之比尸2min：尸2max.

3.在如圖所示的電路中，電源電壓U=4V,電阻尺i=20Q閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器&

的滑片尸移至某處時，電流表⑤的示數(shù)為0.4A.求：

第3題圖

⑴通過電阻尺的電流；

⑵滑動變阻器&接入電路的阻值；

(3)電路消耗的最大電功率.

4.如圖甲所示的電路，電源兩端電壓U不變，凡是定值電阻，R是滑動變阻器.將滑動變

阻器的滑片滑到。端，閉合開關(guān)時滑動變阻器R消耗的功率尸1為L8W.斷開開關(guān)時電流

表的示數(shù)改變了0.3A；當(dāng)開關(guān)S斷開后，滑動變阻器的滑片在滑動的過程中，滑動變阻器

接入電路的阻值R與電流表示數(shù)的倒數(shù)1的關(guān)系如圖乙所示.求:

I

第4題圖

(1)電源兩端的電壓。和滑動變阻器最大的阻值Rm；

⑵定值電阻的阻值R0；

(3)電路消耗的最小功率P2.

考向2多開關(guān)類

5.如圖所示電路，電源電壓不變，當(dāng)只閉合Si時，通過凡的電流為/i；當(dāng)只閉合S2時，

通過心的電流為/2,此時凡消耗的功率為10W,/1：/2=2：1.當(dāng)只閉合S3時，尺3消耗的功

率為5W.

第5題圖

(1閑：&=；

(2)只閉合Si時，Ri消耗的功率為W；

(3)Si、S2、S3均閉合時，電路消耗的總功率為W.

6.如圖甲所示，是小喬同學(xué)從廢棄的電熱器上拆下的加熱部件，該部件由阻值不變的兩根電

阻絲凡、艮構(gòu)成，小喬設(shè)計了圖乙的電路對該部件進(jìn)行檢測，其中&=22。，M、N為接

線柱.

_____芻一卜"rr^i

?熱郁件檢?(電H

甲匕

第6題圖

⑴用導(dǎo)線把M和N連接，只閉合開關(guān)％,電流表示數(shù)為1A,求電源電壓；

⑵把M接4N接8,只閉合開關(guān)Si,電流表示數(shù)為0.5A,求員的阻值；

(3)用導(dǎo)線把2和。連接，然后將〃■接4N接3,閉合開關(guān)Si和S2,電流表示數(shù)為1.5A；

檢測結(jié)束后，小喬利用該部件重新組裝一個加熱器，求新加熱器接入220V電路中能達(dá)到的

最大電功率.

7.如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，員：&=1：2,只閉合開關(guān)Si時，電流表的

示數(shù)是0.4A,此時小燈泡L正常發(fā)光，Q消耗的功率為P；只閉合S2,&消耗的功率為

Pi,且尸1:22=8：9,通過小燈泡L的電流與電壓關(guān)系圖像如圖乙所示：

第7題圖

(1)求小燈泡L的額定功率;

⑵求電源電壓；

(3)若電壓表選用0~15V量程，電流表選用0?0.6A量程，用一個“60。0.5A”的滑動

變阻器替換小燈泡L,在只閉合S2時，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，電路的最大功率和最小

功率分別是多少？

考向3多開關(guān)+滑動變阻器類(2015.39,2013,39)

8.如圖甲所示，電源電壓保持不變，后是定值電阻，小燈泡L的額定電壓是6V且燈絲電

阻不隨溫度變化.當(dāng)閉合開關(guān)Si、S3,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器&的滑片，使電壓表

示數(shù)從IV變?yōu)?V的過程中，電路總功率變化了3.6W,其中電壓表示數(shù)為3V時，電流

表示數(shù)為0.3A；滑動變阻器&的電功率尸2與電壓表示數(shù)Ui的關(guān)系如圖乙所示，滑動變阻

器史的滑片在a點(diǎn)、6點(diǎn)時，對應(yīng)電壓表示數(shù)為Ua、Ub,且Ub=8U?,則電源電壓為V；

滑動變阻器史的滑片從。點(diǎn)滑到6點(diǎn)過程中，&接入電路的阻值范圍是,當(dāng)閉

合開關(guān)Si、S2,斷開開關(guān)S3,滑動變阻器尺2的滑片在中點(diǎn)時，小燈泡L恰好正常發(fā)光，其

電功率為PL;當(dāng)滑動變阻器的滑片在阻值最大處時，小燈泡L的電功率為PJ.則PL與PL'

之比是.

第8題圖

9.如圖，電路中電源電壓恒定，小燈泡L的額定電壓為6V,滑動變阻器以標(biāo)有“200。

1A”，電壓表量程為0?5V.只閉合開關(guān)S2,當(dāng)4的滑片尸移至最左端時，小燈泡恰好

正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)為0.5A；再閉合Si,電流表的示數(shù)變?yōu)?.8A.求：

(D燈泡的額定功率；

⑵電阻處的阻值；

⑶只閉合Si,滑動變阻器凡允許接入電路的阻值范圍.

10.如圖所示電路中，電源為電壓可調(diào)的學(xué)生電源，燈泡L標(biāo)有“5V2.5W”字樣且阻

值不變，滑動變阻器的最大阻值為120。，兩電壓表量程均為“0?15V"，電流表量程為

“0?0.6A”.閉合開關(guān)S、Si,將學(xué)生電源調(diào)至12V,移動滑片，使滑動變阻器接入的電

阻為應(yīng)時，燈泡L恰好正常發(fā)光.求:

r-0-T-0—I

第10題圖

(1)燈泡L正常發(fā)光時，通過燈泡的電流；

⑵滑動變阻器接入電阻RA的阻值；

⑶將學(xué)生電源調(diào)至另一擋位，并斷開開關(guān)Si.移動滑片，滑動變阻器接入阻值為R”時，它

的電功率為尸M;滑動變阻器接入阻值為RN時，它的電功率為Bv,且尺M(jìn)：RN=1：2,PM-.

PN=9:8,且滑動變阻器接入電路的阻值由尺M(jìn)變?yōu)镽N的過程中，電壓表⑨的示數(shù)變化了2

V,電壓表怎的示數(shù)變化了3V.繼續(xù)移動滑動變阻器滑片，在滑動過程中，保證元件安全

的條件下，該電路總功率的范圍.

類型2分類討論類

11.有一盒被混在一起的定值電阻，共有四種阻值，分別是5。、10。、15Q和20。若干，

現(xiàn)在從中隨機(jī)取出三個：R、尺2和尺3,連成如圖所示電路，S、Si、S2都閉合時電壓表的示

數(shù)是20V.閉合開關(guān)S,在閉合S1、S2與斷開S1、S2兩種狀態(tài)下，電流表的示數(shù)之比為10：

I.閉合S后，電路消耗的電功率有四種不同的情況，其中消耗電功率的最大值為80W.求：

第11題圖

(1)電源電壓.

⑵處的阻值.

(3)在開關(guān)S閉合，Si、S2斷開的狀態(tài)下，電壓表示數(shù)可能的值是多少？

12.如圖甲所示，電源電壓保持不變，定值電阻尺1=100,4=5。，滑動變阻器R的規(guī)格

為“30。2.5A”，電流表③選用0?3A的量程，電壓表選用0?15V的量程.閉合全部

開關(guān)，電流表⑤的示數(shù)為1A.求：

第12題圖

(1)電源電壓.

(2)若將表盤如圖乙所示的電流表③接入電路，閉合全部開關(guān)，改變滑片位置，③的指針恰

好指在滿偏的三分之二處，變阻器接入電路的可能值.

⑶用一個新的電源替代原來的電源，只閉合S,在保證電路安全的情況下，電源電壓的最大

值.

類型3黑盒子類

13.為了比較方便地測量出未知電阻的阻值，物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計了一個“電阻測量

盒”：將一個電源(電壓不變)、一個阻值為心的定值電阻、一個開關(guān)和一個電流表用導(dǎo)線連

接起來裝入一個盒內(nèi)，并引出兩根導(dǎo)線到盒外，如圖甲所示.未使用時，盒內(nèi)開關(guān)斷開，電

流表無示數(shù).使用時，將盒外的兩根導(dǎo)線分別與待測電阻尺的兩端相連，讀取開關(guān)閉合時

電流表的示數(shù)力、開關(guān)斷開時電流表的示數(shù)上.經(jīng)計算得知心的阻值.

X」TI

口一”■二ft

V乙

第13題圖

請你解答如下問題：

(1)在圖乙的虛線框內(nèi)畫出測量盒中符合上述設(shè)計要求的兩種可能的電路圖；

⑵在你所設(shè)計的電路中任選T?種，推導(dǎo)出待測電阻尺的數(shù)學(xué)表達(dá)式.(請注明所選擇的電路,

凡表達(dá)式用已知量和測量量表示)

14.如圖甲是一個密封盒，盒內(nèi)是由兩個電阻和一些導(dǎo)線組成的電路，電路與盒外的6、

c、4四個接線柱相連，而接線柱b、c在盒內(nèi)已用導(dǎo)線相連.某活動小組欲探究盒內(nèi)兩電阻

的阻值和電路結(jié)構(gòu)，他們使用的器材是：能輸出穩(wěn)定電壓的電池組、量程是0?0.6A的電

流表、阻值為10。的定值電阻R以及若干條導(dǎo)線，并組成圖乙虛線框內(nèi)所示的探測電路，

圖乙中僅、〃是從探測電路引出的兩根導(dǎo)線.探測時，他們首先將機(jī)與"直接連接，觀察到

電流表的示數(shù)為0.6A,接下去的操作程序、方法和所得數(shù)據(jù)，記錄在下表中：

與"2、77相連的接線柱電流表示數(shù)/A

機(jī)、〃分別接。、6兩接線柱0.3

加、〃分別接C、4兩接線柱0.2

機(jī)、〃分別接。、d兩接線柱0.15

甲乙

第14題圖

根據(jù)以上操作和數(shù)據(jù)，求：

⑴所使用的電源電壓為多大？

(2)通過計算(要求寫出計算過程)，在甲盒子內(nèi)畫出盒內(nèi)的電路圖并標(biāo)出電阻的阻值.

(3)若電源電壓保持不變，在連接好的甲圖中，當(dāng)把探測電路的〃八〃分別與。、6兩接線柱

相連時，電路消耗的總功率為多大？

參考答案

1.⑴減小(2)0.5(3)2：I2.(1)20Q(2)1.2A(3)4：9

3.解：(1)由題意可得，電阻凡和滑動變阻器&并聯(lián)，則通過電阻4的電流/1=2=已上=

7?i20Q

0.2A

(2)由題意可得，電流表⑤測量的是干路電流，通過滑動變阻器幻的電流

/2=/—/1=0.4A-0.2A=0.2A

滑動變阻器及接入電路的阻值尺2=0=＜工=20Q

h0.2A

(3)由題意可得，電流表③的量程0?0.6A,所以干路通過的最大電流為0.6A,則電路消耗

的最大電功率Pmax=Ulmax=4VX0.6A=2.4W

4.解：(1)當(dāng)滑片滑至。端，閉合開關(guān)時，R與Ro并聯(lián)，R接入的阻值最大，滑動變阻器7?

消耗的功率尸產(chǎn)1.8W,通過滑動變阻器的電流為/i,斷開開關(guān)時，R所在的支路電路斷開，

變化的電流為71=0.3A,即為通過滑動變阻器的電流，電源兩端的電壓

/i0.3A

6V

滑動變阻器接入電路的最大阻值即=5=萼=20Q

110.3A

(2)當(dāng)開關(guān)S斷開后，滑動電阻器與定值電阻&串聯(lián)，根據(jù)圖像可知，當(dāng)尺=2。時，5=2A

一1,即/=0.5A

根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電源的電壓為U=/(R)+R),即6V=0.5AX(&)+2。)

定值電阻的阻值為&=10。

⑶當(dāng)開關(guān)S斷開，滑片滑到b端時，滑動變阻器接入電路的最大阻值R與定值電阻扁串聯(lián)，

電路消耗的電功率最小，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律

R.B=Rm+Ro=2OQ+10C=30Q

2

電路消耗的最小功率P2=—=^7=1.2W

R&30Q

5.(1)1：I(2)40(3)40

6.解：(1)由圖乙可知，用導(dǎo)線把M、N連接起來，只閉合Si,電流表的示數(shù)為1A,只有

&接入電路，則電源電壓為C/=/i7?o=lAX22Q=22V

⑵初接/,N接B,只閉合Si，4與心串聯(lián)，電流表測電路中電流，其示數(shù)為0.5A

根據(jù)/=2可得，電路中的總電阻為R總=?=.=44Q

Rh0.5A

根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可得，尺的阻值為：Ri=R總一&=44。-22。=22。

(3)用導(dǎo)線把8和C連接，河接/,N接8時，閉合Si、S2,&被短路，&、&并聯(lián)，電流

表測干路的電流

由/="可得，此時電路中的總電阻尺總,=t/=22V=44Q

RI31.5A3

ITTI2(220V)

當(dāng)Ri和七并聯(lián)時電路電功率最大，根據(jù)P=4/=U可得，最大電功率----

RRJ44Q

3

=3300W

7.解：(1)只閉合Si時，4與L串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測以兩端的電壓,

此時電路中的電流/i=0.4A

由圖乙可知，燈泡兩端的電壓UL=10V

小燈泡正常發(fā)光，所以，小燈泡的額定功率

PL=C/L/I=10VX0.4A=4W

(2)只閉合Si時，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓。=UL+/I以

=10V+0.4AX7?I

只閉合S2時，&與L串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測以兩端的電壓

P：=

由P=FR可得:(%x汽

2—欣2—

解得：-=-

h3

QT.

則^=-/i=-X0.4A=0.3A

44

由圖乙可知，燈泡兩端的電壓LV=6V

電源的電壓。=UL'+/?尺2=6V+0.3A義2R

電源的電壓不變，所以10V+0.4AXRi=6V+0.3AX2Ri

解得：尺尸20。

7?2=2&i=2X20Q=40Q

電源的電壓U=UL+IIRI=10V+0.4AX20Q=18V

(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)最大5大=15V時，電路中的電流/=祟=痣=0.375A

電流表的量程為0~0.6A,滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A

所以，電路中的最大電流/人=0.375A,此時電路的功率最大，則乙=〃k=18VXO.375A

=6.75W

當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路的總功率最小

(18V)2

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以電路的最小功率:尸d==

R2+Rs40Q+60Q

=3.24W

8.181.25。?80。25：9

9.解：(1)只閉合開關(guān)S2，當(dāng)凡的滑片尸移至最左端時，則電路為小燈泡的簡單電路；此

時，小燈泡恰好正常發(fā)光，則電源電壓等于小燈泡的額定電壓6V.小燈泡的額定功率P額

=U額I嚼=67乂Q5N=3N

(2)電阻&兩端電壓為U=U電="額=6丫

通過電阻Ri的電流/=7■總一/額=0.8A-0.5A=0.3A

電阻&的阻值尺2=二=且二=20Q

/0.3A

(3)只閉合Si,則以、尺2串聯(lián).當(dāng)電壓表示數(shù)為5V時，后接入電路的阻值最大，此時&

兩端電壓為。2=。電一Unax=6V—5V=1V

電路中電流為/min=2=U'=0.05A

Ri20Q

滑動變阻器Ri接入電路的最大阻值為7?i=-^=—V-=100Q

/min0.05A

當(dāng)滑動變阻器R1接入電路的阻值為0時，此時電路的最大電流/max=O=4=0.3A<lA,

R220Q

滿足題意要求

滑動變阻器&接入電路的阻值范圍為0?100。

10.解：(I)燈泡正常發(fā)光時，通過燈泡的電流/L=3=/^=0.5A

(2)閉合開關(guān)S、Si,將學(xué)生電源調(diào)至12V,移動滑片，使滑動變阻器接入的電阻為R”時，

燈泡L恰好正常發(fā)光，此時電阻凡被短路，滑動變阻器接入電阻處兩端的電壓a=u—

UL=12V-5V=7V,則RA的阻值為RA=—=^~=14Q

IL0.5A

(3)當(dāng)將學(xué)生電源調(diào)至另一擋位，并斷開開關(guān)Si時，滑動變阻器接入阻值由RM變?yōu)镽N過程

中電壓表0的示數(shù)變化量AU2=AUL+AUI,所以燈泡L兩端電壓的變化量AUL=AU2—AUi

L

=3V-2V=1V,根據(jù)歐姆定律可知燈泡的電阻R=5=2*=ioQ

IL0.5A

根據(jù)皿^=&,代入AUL=1V、AU1=2V、&=10Q,解得尺1=20。

XU\R\

設(shè)滑動變阻器接入阻值為時，電流為九滑動變阻器接入阻值為RN時，電流為A

由于PM=ERM=92可得，么=3,=AtA

RM:RN=1△II\—h金^=0.1A,解得/i

PNRRN8h2Ri20Q

0.3A,h=0.2A

根據(jù)U=/I(7?L+RM+RI)和U=IZ(RL+RN+RD,將RM：RN=1?2、I\=0.3A、h=0.2A、

&L=10Q、7?I=20Q代入，解得。=18V

綜合分析，當(dāng)電流為/max=0.5A時，電路有最大總功率尸max="max=18VX0.5A=9W

當(dāng)滑動變阻器接入的電阻為120。時，此時怎的示數(shù)為18Vx歪=18

R總

VX——J20Q——=14.4V,未超過電壓表的最大量程，所以電路有最小總功率尸min

10Q+120Q+20Q

(18V)2

=2.16W

RL+&+RI10Q+120Q+20Q

該電路總功率的范圍為2.16W?9W

11.解：（l）S、Si、S2都閉合時三個電阻并聯(lián)，電壓表測電源電壓，故電源電壓為20V

⑵尸max=80W

r——max_80W_4A

U20V

閉合開關(guān)S,在閉合開關(guān)Si、S2與斷開開關(guān)Si、S2兩種狀態(tài)下，電流表的示數(shù)為10：I,則

最小電流：/min=0.4A

20V

尺1+七+尺3=2=50Q

/min0.4A

以、&和凡的電阻可能是10。、20。、20Q組合或20Q、15。、15Q組合，經(jīng)計算

可知后一種組合的尸maxW80W,不符合題意，所以以、&和尺3的電阻是10。、20。、20

。組合

若處=10。，已知閉合開關(guān)Si、S2與斷開Si、S2兩種狀態(tài)下，電流表的示數(shù)之比為10：1,

則電路在S、Si、S2都閉合時，電路中的功率為80W,只閉合S時，電路中的功率為8W,

只閉合S、Si和只閉合S、S2時電路中的功率都為20W,電路中的功率只有3種情況，不

符合題意

若處=20。，已知閉合開關(guān)Si、S2與斷開Si、S2兩種狀態(tài)下，電流表的示數(shù)之比為10：1,

則電路在S、Si、S2都閉合時，電路中的功率為80W,只閉合S時，電路中的功率為8W,

只閉合S、Si和只閉合S、S2時電路中的功率不同，電路中的功率有4種情況，符合題意.所

以處=20。

（3）電阻連接的順序只有兩種情況：

7?i=10Q,7?2=20Q,%=20。或Ri=20。，&=20Q,7?3=1OQ

當(dāng)開關(guān)S閉合，Si、S?斷開時，Ri、尺2、尺3串聯(lián)

電壓表測量的是尺1兩端的電壓

當(dāng)&=10。時：｛71=4V

當(dāng)火1=20。時：Ui'=8V

因此，電壓表示數(shù)的可能值是：4V和8V

12.解：（I）當(dāng)開關(guān)全部閉合時，R與R并聯(lián)

則電源電壓U=/iRi=lAXl0Q=l0V

（2）將卷）接入電路，開關(guān)全部閉合，分析題意可知，有兩種連接方法：①③串聯(lián)在干路中；

②卷）與火串聯(lián)

①當(dāng)?串聯(lián)在干路中時，由于/I=1A,則③選用0?3A的量程，由題意可知，干路中的電

流/=2A

通過滑動變阻器的電流：ZPI=7-/I=2A-1A=1A,此時滑動變阻器的阻值：RPI=U=

Ip\

②當(dāng)卷）與r串聯(lián)時，③可選用0?3A和0?0.6A的量程

③選用0?3A量程時，//>2=2A

此時滑動變阻器的阻值：RP2="=”=5Q

Ip?2A

③選用0?0.6A量程時，