初三物理电学综合题(较难)含答案

初三物理电学综合题(较难)含答案

一、电磁学综合题

1．所以变阻器的总电阻：R1?R串?R0?U5U4U5U1???。（2019·山东中考模拟）I1I4I1I1家庭电路示意图及原理图如图所示，用电压表测得进入某用户的电压为U2＝220V，如果该用户在某日18：00～19：00这个时间段有三个用电器同时工作，其中白炽灯标有“220V100W”、电烙铁标有“220V800W”，家中的电能表记录了这1h的用电情况（见图）。请解答以下问题：

（1）该用户在这1h内消耗的电能有多少？该电能表能否正常工作？（友情提示：要读出小数部分）

（2）空调器消耗的电功率有多大？ （3）通过用户保险丝的电流有多大？

（4）如果输电线路的总电阻（配电室到进户处）约为1.5Ω，假设配电室仅向该用户供电，要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，配电室向线路输出的电压U1约为多少伏？

（5）若要求减少输电线损失的功率，用学过的知识分析说明可以采取的方法。 【答案】（1）4.4kW?h（2）能（3）3.5kW（4）20A（5）250V（6）见解析 【解析】 【详解】

（1）由如图18：00时，电能表示数为132.1kW?h，19：00电能表示数为136.5kW?h， 所以该用户在这1h内消耗的电能：W=136.5kW?h﹣132.1kW?h=4.4kW?h； 三个用电器的总功率为：P?W44kWh??4400W； t1h该电能表允许接的用电器的总功率是 P=UI=220V×20A=4400W 因为4400W=4400W，所以电能表能正常工作；

（2）由题电源电压220V，家庭电路各用电器并联，所以三种用电器都正常工作， 所以空调的电功率：P空调=4.4kW -0.1kW-0.8kW=3.5kW； （3）此时用电器的总功率：P=4400W， 由P=UI可得通过保险丝的电流：

I?P4400W??20A； U220V（4）输电导线与用电器是串联的，要保证用户家里这三个用电器同时正常工作，则用电器两端电压为220V；

根据U?IR得，导线电压：U线=IR线=20A×1.5Ω=30V， 根据串联电路的电压特点，所以配电室向线路输出的电压： U1=U额+U线=220V+30V=250V；

2．（3）根据（1）知当人体身高越高时，R2接入电路中的电阻越大，电路中的总电阻越

U2大，根据P＝知电路的总功率越小，测量仪消耗电能越慢。（2019·江苏中考模拟）如

R图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人。机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。表一为某扫地机器人的部分参数。电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。

12V 额定功率 30W 额定工作电压 电池容量 2500mAh 工作噪音 最大集尘量 ＜50dB 净重 4kg 1kg 表一：

机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数，测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二。真空度指主机内部气压与外界的气压差。风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。 表二： 真空度（Pa） 风量（m3/s） 吸入功率（W） 400 0.025 10 450 0.02 9 500 0.017 8.5 550 0.015 600 0.013 7.8 （1）机器人工作时，主机内部的气压_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气

压而产生吸力。若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离为_____ cm．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s） （2）该机器人正常工作时的电流为_____A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为_____min。

（3）由表二数据可知，当风量为0.015m/s时，若吸尘电机的输入功率为25W，此时其效率为_____%；上述风量下，10min内通过吸尘电机排出的空气质量为_____kg．（取ρ＝1.3kg/m3）

（4）光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。图乙为某机器人中吸尘电机内部的光敏电阻的控制电路，两端总电压U0恒定（U0＜12V），RG为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为4.5V和2.25V，则R0＝_____Ω。

（5）若机器人1秒钟消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。已知集尘盒空置时，机器人匀速运动时受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比，则达到最大集尘量时机器人运动的速度为多少？（写出必要计算步骤）（____）

【答案】小于 17 2.5 48 33 11.7 6 达到最大集尘量时机器人运动的速度为0.6m/s。 【解析】 【详解】

（1）由流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小可知，

机器人在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，在外界大气压的作用下将灰尘、杂物吸入集尘盒，

故主机内部的气压小于大气压而产生吸力； 由v＝

空气

3

s得， t超声波从发射到收到回波所通过的总路程： s总＝vt＝340m/s×0.001s＝0.34m， 则其发射超声波时与障碍物间的距离： s＝

s总0.34m=＝0.17m＝17cm，

22（2）由P＝UI得，机器人正常工作时的电流： I＝

P30W＝＝2.5A， U12V充满电后的电池容量Q1＝2500mAh，下一次自动充电前的电池容量： Q2＝ηQ1＝20%×2500mAh＝500mAh， 消耗的电池容量：

Q＝Q1﹣Q2＝2500mAh﹣500mAh＝2000mAh， 正常工作时的电流： I＝2.5A＝2500mA，

由I＝t＝

Q得，连续正常工作的最长时间： tQ2000mAh＝＝0.8h＝48min； I2500mA（3）由表格中数据可知，吸入功率等于真空度与风量的乘积，

3

当风量为0.015m/s时，吸尘电机吸入功率：

P吸入＝550Pa×0.015m3/s＝8.25W， 电动机的效率： η电机＝

P8.25W吸入×100%＝×100%＝33%， P输入25W3

当风量为0.015m/s时，t＝10min＝600s，

通过吸尘电机提出的空气体积： V＝0.015m3/s×600s＝9m3，

m得，通过吸尘电机提出的空气质量： Vm＝ρ空气V＝1.3kg/m3×9m3＝11.7kg；

由ρ＝

（4）由电路图可知，光敏电阻RG和定值电阻R0串联，电压表测定值电阻R0两端的电压，

当光敏电阻RG1＝6Ω时，电压表的示数U1＝4.5V，光敏电阻两端的电压U＝U0﹣U1， 此时电路中的电流： I1＝

U1U0?U14.5VU0?4.5V=，即=…① R0RG1R06Ω当光敏电阻RG2＝18Ω时，电压表的示数U1＝3V，光敏电阻两端的电压U′＝U0﹣U2， 此时电路中的电流： I2＝

U2U0?U22.25VU0?2.25V=，即=…② R0RG2R018Ω联立①②可解得：U0＝9V，R0＝6Ω，

（5）吸尘器压力等于其重力。由题，摩擦力与压力成正比。

f1G1m1==， f2G2m2达到最大最大集尘量时的摩擦力f2为：

16N4kg=， f24kg?1kg解得：f2＝20N，

消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。 所以40%P＝Fv＝f2v，

3．（4）无人机水平向右做匀速直线运动的过程中，间隔相同时间从飞机上依次自由释放