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專題十一 B卷電磁學(xué)綜合
考情解讀
本專題主要內(nèi)容為B卷電磁學(xué)綜合，該題主要以情境化、生活化的物理情境為抓手，考查歐姆定律、電功率、焦耳定律、電能、生活用電等電學(xué)綜合知識(shí)。該題一般還會(huì)講力學(xué)與電學(xué)結(jié)合或?qū)釋W(xué)與電學(xué)結(jié)合等，是一道較為綜合的題，本題難度中上，一般文字篇幅較多。要求考生理解題目情景，首先要明確題目所涉及的物理現(xiàn)象和過(guò)程，弄清題目中提供的條件和要求得到的結(jié)論。，該題一般以填空題、選擇題的形式出現(xiàn)在B卷中，一般只會(huì)有一到兩個(gè)空較難，其他都較為簡(jiǎn)單。
課堂精講
1．空氣炸鍋（如圖甲）因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，無(wú)油煙味，深受廣大市民青睞，其原理是利用熱空氣流加熱食物?？萍紕?chuàng)新小組的同學(xué)將其拆解后，發(fā)現(xiàn)核心元件是兩個(gè)發(fā)熱電阻和一個(gè)風(fēng)扇，由溫控開關(guān)S進(jìn)行自動(dòng)控制，經(jīng)研究后畫出簡(jiǎn)化電路圖如圖乙。
（1）空氣炸鍋采用高速熱風(fēng)循環(huán)技術(shù)，工作時(shí)會(huì)通過(guò)電動(dòng)機(jī)向內(nèi)部吹風(fēng)，借助循環(huán)風(fēng)，達(dá)到炸鍋內(nèi)部迅速升溫的目的，與傳統(tǒng)烤箱相比、空氣炸鍋烹制食物時(shí)，所用時(shí)間更 ；
（2）使用空氣炸鍋，安全至關(guān)重要。同學(xué)們認(rèn)真研究說(shuō)明書及內(nèi)部結(jié)構(gòu)后，作出如下分析，其中合理的是 ；
A．若空氣炸鍋的風(fēng)扇不轉(zhuǎn)了，發(fā)熱電阻仍然工作，可以正常使用
B．烹制食物時(shí)為了提升加熱效率，可以堵住空氣炸鍋背部的出風(fēng)口
C．空氣炸鍋的電源線使用三腳插頭，目的是讓烹制美食更快速、更高效
D．為了安全和延長(zhǎng)使用壽命，嚴(yán)禁直接用冷水沖洗未冷卻的空氣炸鍋
（3）科技小組斷開家中其他用電器，只讓該空氣炸鍋以低溫?fù)豕ぷ?min，觀察到圖丙所示的家用電能表轉(zhuǎn)了90圈，此時(shí)空氣炸鍋的實(shí)際電功率是 W；
（4）若科技小組使用電功率為1500W的檔位烹制薯?xiàng)l，已知薯?xiàng)l的質(zhì)量為0.24kg，初始溫度為20℃，通電1min達(dá)到120℃，空氣炸鍋的能量轉(zhuǎn)化效率為80%，請(qǐng)利用上述數(shù)據(jù)計(jì)算出薯?xiàng)l的比熱容 。
【答案】 短 D 900 3×103
【詳解】（1）[1]由材料信息得，空氣炸鍋采用高速熱風(fēng)循環(huán)技術(shù)，工作時(shí)會(huì)通過(guò)電動(dòng)機(jī)向內(nèi)部吹風(fēng)，借助循環(huán)風(fēng)，達(dá)到炸鍋內(nèi)部迅速升溫的目的，說(shuō)明與傳統(tǒng)烤箱相比、空氣炸鍋烹制食物時(shí)，空氣炸鍋中食物升溫較快，在短時(shí)間內(nèi)可以吸收到較大的熱量，因此空氣炸鍋烹制食物所用時(shí)間更短。
（2）[2]A．若空氣炸鍋的風(fēng)扇不轉(zhuǎn)了，發(fā)熱電阻雖然工作，但無(wú)法形成空氣對(duì)流，不能使食物均勻受熱，不能正常使用，故A不符合題意；
B．堵住空氣炸鍋背部的出風(fēng)口，可能導(dǎo)致空氣炸鍋內(nèi)部溫度過(guò)高，導(dǎo)致電路燒壞，故B不符合題意；
C．空氣炸鍋的電源線使用三腳插頭，目的是為了避免觸電現(xiàn)象發(fā)生，故C不符合題意；
D．空氣炸鍋使用完畢，溫度非常高，為了防止出現(xiàn)燙傷現(xiàn)象，嚴(yán)禁直接用冷水沖洗未冷卻的空氣炸鍋，故D符合題意。
故選D。
（3）[3]科技小組斷開家中其他用電器，只讓該空氣炸鍋以低溫?fù)豕ぷ?min，觀察到圖丙所示的家用電能表轉(zhuǎn)了90圈，此時(shí)空氣炸鍋消耗的電能為
實(shí)際電功率是
（4）[4]由得，烹制薯?xiàng)l時(shí)，消耗的電能為
則薯?xiàng)l吸收的熱量為
由得，薯?xiàng)l的比熱容
2．圖甲是小明設(shè)計(jì)的一種家用即熱式電飲水機(jī)，R為電阻箱，RF為置于儲(chǔ)水箱底部的壓力敏感電阻，阻值受上方水對(duì)其壓力大小的影響。已知電源電壓U恒為6V，當(dāng)電磁鐵線圈中的電流時(shí)，開關(guān)K被釋放，指示燈L發(fā)光，表示水量不足；當(dāng)時(shí)，開關(guān)K被電磁鐵吸起，指示燈L熄滅，電磁鐵線圈電阻不計(jì)。
（1）圖乙中的 （選填“①”或“②”）RF是的阻值與受到的壓力間的關(guān)系圖像；
（2）將電阻箱R的阻值調(diào)至120Ω，當(dāng)RF的阻值為 Ω時(shí)，指示燈L剛好發(fā)光；
（3）如圖丙所示，水泵使水箱內(nèi)的冷水以0.1m/s的恒定速度流過(guò)粗細(xì)均勻的薄壁加熱管，加熱管橫截面積為，虛線框內(nèi)是長(zhǎng)的加熱區(qū)，阻值的電熱絲均勻纏繞在加熱區(qū)的管道上，兩端電壓恒為220V。若有3.6L冷水持續(xù)流過(guò)加熱區(qū)被加熱，需消耗電能 J；
（4）為提高經(jīng)過(guò)加熱區(qū)后熱水的溫度，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N符合實(shí)際的解決辦法： 。
【答案】 ① 180 見(jiàn)解析
【詳解】（1）[1]由“當(dāng)電磁鐵線圈中的電流I≤0.02A時(shí)，開關(guān)K被釋放，指示燈L亮起，表示水量不足。” 可知：水箱內(nèi)水量越少，電路中總電流越??；根據(jù)歐姆定律知：電源電壓不變，電路中總電流越小，總電阻越大；即隨著水箱內(nèi)水量的減少，RF所受水的壓力減小；RF的阻值應(yīng)隨壓力的減小而增大，故RF的阻值隨壓力的變化的圖像可能是①，故選①。
（2）[2]由圖甲知RF、R串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓、電流規(guī)律和歐姆定律可得，將電阻箱R的阻值調(diào)至120Ω，指示燈L剛好發(fā)光時(shí)，RF的阻值
（3）[3]管道中每秒通過(guò)水的質(zhì)量
3.6L水的質(zhì)量為
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×3.6×10-3m3=3.6kg
則加熱時(shí)間為
需消耗電能
（4）[4]為提高經(jīng)過(guò)加熱區(qū)后熱水的溫度，可以延長(zhǎng)加熱時(shí)間或提高加熱功率，故可以降低水的流速或減小電阻絲的阻值。
3．圖甲為某型號(hào)電子秤，其原理圖如圖乙所示，R0為定值電阻，R是壓敏電阻，其阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖丙所示。改寫電壓表（量程為3V）的表盤數(shù)值后可直接讀出所稱量物體的質(zhì)量，設(shè)踏板的質(zhì)量為5kg，電源電壓保持9V不變?？蛰d時(shí)（踏板上不放物體），電壓表的示數(shù)為1V，g取10N/kg。
（1）R0阻值為 ；
（2）該電子秤的量程是 ；
（3）如果保持電子秤結(jié)構(gòu)和電壓表量程不變，使該電子秤的量程變?yōu)?10kg，你設(shè)計(jì)的方案是：在R左側(cè)串聯(lián)一 的電阻，或在R0兩端并聯(lián)一個(gè) 的電阻。

【答案】 30 90kg 40 15Ω
【詳解】（1）[1]空載時(shí)，踏板對(duì)R的壓力為
F=G踏板=m踏板g=5kg×10N/kg=50N
由圖丙可知，壓敏電阻R與所受壓力F的關(guān)系為
所以當(dāng)壓力F=50N時(shí)，R=240Ω。根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知，R兩端電壓為
UR=U-U0=9V-1V=8V
根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)及歐姆定律可得，電路電流為
R0阻值為
（2）[2]物體質(zhì)量越大，踏板對(duì)R的壓力越大，R的阻值越小，電壓表示數(shù)越大，所以當(dāng)電壓表最大為U0最大=3V時(shí)，電子秤量程最大。此時(shí)電路電流為
R兩端電壓為
URˊ=U-U0最大=9V-3V=6V
則
根據(jù)公式
可得：Fˊ=950N。即踏板和物體總重力為G總=950N，總質(zhì)量為
該電子秤的量程是
95kg-5kg=90kg
（3）[3]當(dāng)電子秤的量程變?yōu)?10kg時(shí)，R所受壓力
F"=G總ˊ=m總ˊg=（110kg+5kg）×10N/kg=1150N
根據(jù)關(guān)系式
可知，壓敏電阻為R"=20Ω。保持電子秤結(jié)構(gòu)和電壓表量程不變，電路中的最小電流0.1A不變，此時(shí)電路的總電阻
因?yàn)榇?lián)電路中的總電阻等于各電阻之和，所以可以在R左側(cè)串聯(lián)一個(gè)電阻，大小為
R加=R總-R0-R"=90Ω-20Ω-30Ω=40Ω
[4]若保持電壓表與R0并聯(lián)以外的結(jié)構(gòu)不變，壓敏電阻兩端的電壓URˊ=6V不變，此時(shí)電路的最大電流為
此時(shí)電壓表并聯(lián)部分的電阻
所以，應(yīng)并聯(lián)一個(gè)電阻，根據(jù)并聯(lián)電路電阻特點(diǎn)可得
即
解得R加=15Ω，即在R0兩端并聯(lián)一個(gè)15Ω的電阻。
4．綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小樂(lè)決定制作可顯示風(fēng)力等級(jí)的簡(jiǎn)易風(fēng)速儀，其工作原理如圖甲所示。裝有擋風(fēng)板和滑片P的輕質(zhì)滑塊與輕質(zhì)彈簧套在滑桿上，滑桿上的摩擦力忽略不計(jì)，彈簧左端固定，右端與滑塊相連。擋風(fēng)板的擋風(fēng)面積為0.2m2，均勻電阻絲長(zhǎng)為50cm，阻值為25Ω，電源電壓U恒為15V，R0為保護(hù)電阻，電壓表量程0～15V。彈簧彈力F的大小與彈簧長(zhǎng)度改變量x成正比，如圖乙所示。無(wú)風(fēng)時(shí)，滑片P在電阻絲最右端，有風(fēng)時(shí)，滑塊移動(dòng)，穩(wěn)定后讀出電壓表示數(shù)，計(jì)算并查閱如表數(shù)據(jù)可知風(fēng)速及風(fēng)級(jí)。
風(fēng)級(jí) 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 四級(jí) 五級(jí) 六級(jí) 七級(jí) 八級(jí)
風(fēng)速v（m/s） 0.3～1.5 1.6～3.3 3.4～5.4 5.5～7.9 8.0～10.7 10.8～13.8 13.9～17.1 17.2～20.7
風(fēng)壓p（Pa） 0.056～0.14 0.16～6.8 7.2～18.2 18.9～39 40～71.6 72.9～119 120～183 184～268

（1）閉合開關(guān)，電流表的示數(shù)為0.5A，保護(hù)電阻為 Ω；
（2）這個(gè)風(fēng)速儀所測(cè)最大風(fēng)力等級(jí)為 級(jí)；
（3）電壓表示數(shù)為5V時(shí)，風(fēng)力等級(jí)為 級(jí)；
（4）關(guān)于這個(gè)風(fēng)速儀，下列說(shuō)法正確的是 。
A．當(dāng)所測(cè)風(fēng)力越大時(shí)，電壓表的示數(shù)越小
B．電壓表的示數(shù)可以從零變化到最大刻度值
C．電壓表的示數(shù)變化量與彈簧長(zhǎng)度改變量x成正比
D．滑片P向左移動(dòng)的過(guò)程中，電路的總電阻在減小
【答案】 5 六 四 C
【詳解】（1）[1]當(dāng)閉合開關(guān)，電流表的示數(shù)為0.5A，根據(jù)可得
又，可得。
（2）[2]根據(jù)題意可知，電阻絲全部接入電路時(shí)，由串聯(lián)分壓可得，電壓表的最大值為12.5V，此時(shí)接入電路的電阻為
由圖像可知，當(dāng)電阻絲長(zhǎng)為50cm時(shí)風(fēng)力為16N，根據(jù)可得，壓強(qiáng)為
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，可知當(dāng)風(fēng)壓為80Pa時(shí)，風(fēng)速為六級(jí)。
（3）[3]當(dāng)電壓表示數(shù)為5V時(shí)，此時(shí)接入電路的電阻為
由于均勻電阻絲長(zhǎng)為50cm，阻值為25Ω，可知
解得彈簧的形變量為
根據(jù)圖像可知，此時(shí)彈簧的彈力為
可得
此時(shí)壓強(qiáng)為
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，可知當(dāng)風(fēng)壓為32Pa時(shí)，風(fēng)速為四級(jí)。
（4）[4] A．當(dāng)所測(cè)風(fēng)力越大時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，電壓表所測(cè)的電阻增大，由于電流不變，則電壓表的示數(shù)越大，故A錯(cuò)誤；
B．由于電源電壓為15V，而定值電阻會(huì)分壓，電壓表的示數(shù)不能從零變化到最大刻度值，故B錯(cuò)誤；
C．由于均勻電阻絲長(zhǎng)為50cm，阻值為25Ω，而電路的電流不變，則可知電壓表的示數(shù)變化量與彈簧長(zhǎng)度改變量x成正比，故C正確；
D．根據(jù)電路圖可知，電路的總電阻不變，故滑片P向左移動(dòng)的過(guò)程中，電路的總電阻不會(huì)變，故D錯(cuò)誤。
故選C。
5．在次實(shí)踐活動(dòng)中，物理小組對(duì)汽車的轉(zhuǎn)向燈展開了探究。

（1）小李發(fā)現(xiàn)行駛中的汽車要右轉(zhuǎn)彎時(shí)，駕駛員推動(dòng)方向盤下面的撥桿就可以打開右轉(zhuǎn)向燈，這時(shí)汽車前后兩個(gè)右轉(zhuǎn)向燈同時(shí)工作起來(lái)，撥桿的作用相當(dāng)于電路中的 ；
（2）小唐觀察到汽車的兩個(gè)轉(zhuǎn)向燈亮起時(shí)， 車內(nèi)儀表盤也有指示燈同時(shí)亮起，于是小唐嘗試設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向燈的電路圖，如圖甲所示，小楊很快發(fā)現(xiàn)這個(gè)電路圖的不足之處，請(qǐng)你寫出一條該電路的不足之處： ；
（3）小楊觀察到汽車的指示燈是亮暗交替發(fā)光，這樣提示效果更明顯。他們想起了電鈴的工作原理，于是重新設(shè)計(jì)了電路圖，如圖乙所示。電源電壓恒為6V，轉(zhuǎn)向指示燈規(guī)格均為“6V 3W”，R0=48Ω。轉(zhuǎn)向指示燈阻值不變，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計(jì)。當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“3”和“4”接通后、電磁鐵通電有了磁性，動(dòng)觸點(diǎn)A與靜觸點(diǎn)B接觸，此時(shí)右轉(zhuǎn)指示燈 （選填“正常”或“微弱”）發(fā)光；電磁鐵被短路后沒(méi)有了磁性，銜鐵在彈簧的作用下使動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)再次分離。如此反復(fù)、就實(shí)現(xiàn)了指示燈亮暗的交替發(fā)光。當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“1”和“2”接通時(shí)、左轉(zhuǎn)指示燈兩端實(shí)際電壓變化規(guī)律始終如圖丙所示，則電路接通6s，左轉(zhuǎn)指示燈消耗的電能為 J。
【答案】 開關(guān) 見(jiàn)解析 正常 6.48
【詳解】（1）[1]根據(jù)題意知，駕駛員推動(dòng)方向盤下面的撥桿就可以打開右轉(zhuǎn)向燈，這時(shí)汽車前后兩個(gè)右轉(zhuǎn)向燈同時(shí)工作起來(lái)，此時(shí)電路連通，故撥桿的作用相當(dāng)于電路中的開關(guān)。
（2）[2]生活中汽車的前后轉(zhuǎn)向燈可以單獨(dú)工作，一個(gè)燈泡壞了，另一個(gè)仍能發(fā)光，圖甲中兩燈泡串聯(lián)接入電路，一個(gè)燈泡壞了，另一個(gè)不能發(fā)光。
（3）[3]當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“3”和“4”接通后、電磁鐵通電有了磁性，動(dòng)觸點(diǎn)A與靜觸點(diǎn)B接觸時(shí)，電磁鐵和定值電阻短路，此時(shí)電路為右轉(zhuǎn)指示燈的簡(jiǎn)單電路，電源電壓等于燈泡的額定電壓，右轉(zhuǎn)指示燈正常發(fā)光。
[4]當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“1”和“2”接通后，燈泡和定值電阻串聯(lián)接入電路，電磁鐵通電有了磁性，動(dòng)觸點(diǎn)A與靜觸點(diǎn)B接觸，此時(shí)左轉(zhuǎn)指示燈正常工作，電磁鐵被短路后沒(méi)有了磁性，銜鐵在彈簧的作用下使動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)再次分離，燈泡和定值電阻串聯(lián)接入電路，指示燈發(fā)光微弱，由丙圖可知，交替工作的周期為1.5s，一個(gè)周期內(nèi)正常發(fā)光的時(shí)間為0.5s，則指示燈閃爍交替工作6s內(nèi)，有4個(gè)周期，則正常發(fā)光的時(shí)間為2s，微弱發(fā)光的時(shí)間為
t2=t-t1=6s-2s=4s
根據(jù)可知燈泡的電阻
串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，此時(shí)通過(guò)電路的電流
此時(shí)燈泡的功率
P實(shí)2=I2RL=(0.1A)2×12Ω=0.12W
電路接通6s左轉(zhuǎn)指示燈消耗的電能為
W=W1+W2=PLt1+ P實(shí)t2=3W×2s+0.12W×4s=6.48J
6．在一次實(shí)踐活動(dòng)中，小睿對(duì)LED燈和白熾燈進(jìn)行了探究。
（1）小睿查閱資料了解到，白熾燈的發(fā)光原理是通過(guò)電流加熱燈絲到白熾狀態(tài)，從而利用熱輻射發(fā)出可見(jiàn)光。LED是發(fā)光二極管的簡(jiǎn)稱，它是一種特殊的半導(dǎo)體元件，通電后可以發(fā)光，直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。他對(duì)白熾燈和LED燈作出了如下分析，你認(rèn)為其中分析不合理的是 。
A．白熾燈用久了鎢絲會(huì)變細(xì)，電阻將變大，燈泡亮度會(huì)變暗
B．若將白熾燈的燈絲換成超導(dǎo)材料，可以提高白熾燈的效率
C．白熾燈泡罩一般選擇用透明、耐高溫的石英玻璃材料制成
D．LED燈泡罩一般使用透光塑料制成，不易破損，便于運(yùn)輸
（2）小睿觀察到“220V 15W”的LED燈（售價(jià)20元/個(gè)）其亮度與“220V 100W”的白熾燈（售價(jià)3元/個(gè)）相當(dāng)，若電費(fèi)單價(jià)為0.5元，則使用上述LED燈正常工作至少 小時(shí)以上，所花費(fèi)用才能比使用亮度相當(dāng)?shù)陌谉霟魟澦恪?br/>（3）小睿將如圖所示的，標(biāo)有“220V 15W”的LED燈泡（內(nèi)部由燈珠和電源轉(zhuǎn)換器等組成）和“220V 15W”的白熾燈泡并聯(lián)接入家庭電路中，LED燈泡的亮度遠(yuǎn)高于白熾燈泡的亮度，小睿對(duì)此分析得出了以下的結(jié)論，你認(rèn)為正確的是
A．通過(guò)LED燈泡的總電流大于通過(guò)白熾燈泡的電流
B．LED燈泡總的實(shí)際功率大于白熾燈泡的實(shí)際功率
C．LED燈泡消耗的總電能小于白熾燈泡消耗的電能
D．LED燈泡整體的電光轉(zhuǎn)化效率高于白熾燈泡的效率
（4）小睿取來(lái)單個(gè)“3V 3W”的LED燈珠和一只“3.8V 0.3A”的白熾小燈泡，串聯(lián)接入電源電壓為6V的電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)LED燈珠亮而小燈泡不亮。檢查后發(fā)現(xiàn)，電路既無(wú)短路也無(wú)開路，所有元件完好無(wú)損。你猜想“LED燈珠亮而小燈泡不亮”的原因可能是 。
【答案】 B 400 D 見(jiàn)解析
【詳解】（1）[1] A．燈泡燈絲材料、長(zhǎng)度不變，而用久了的燈泡由于升華作用燈泡燈絲變細(xì)，橫截面積變小，所以燈絲電阻變大，由知道，燈泡亮度會(huì)變暗，故A正確，不符合題意；
B．若將白熾燈的燈絲換成超導(dǎo)材料，則燈絲不會(huì)產(chǎn)生熱量，白熾燈無(wú)法工作，故B錯(cuò)誤，符合題意；
C．白熾燈泡罩一般選擇用透明、耐高溫的石英玻璃材料制成，燈絲發(fā)光時(shí)溫度較高，所以需要耐高溫，故C正確，不符合題意；
D．LED燈泡罩一般使用透光塑料制成，不易破損，便于運(yùn)輸，故D正確，不符合題意；
故選B。
（2）[2]設(shè)使用上述LED燈正常工作至少t小時(shí)以上，所花費(fèi)用才能比使用亮度相當(dāng)?shù)陌谉霟魟澦?。此時(shí)兩燈的費(fèi)用相等，即
解得
t=400h
（3）[3]已知標(biāo)有“220V 15W”的LED燈和“220V 15W”的白熾燈分別接入家庭電路中，
A．由P=UI知道，通過(guò)LED燈的電流等于通過(guò)白熾燈的電流，故A錯(cuò)誤；
B．已知LED燈和白熾燈的額定電壓和額定功率都相同，分別接入家庭電路中，都是220V，則二者實(shí)際功率相同，都等于15W，故B錯(cuò)誤；
C．由 知道，已知LED燈和白熾燈的額定功率都相同，則相同時(shí)間內(nèi)LED燈消耗的電能等于白熾燈消耗的電能，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)短文知道“白熾燈的發(fā)光原理是通過(guò)電流加熱燈絲到白熾狀態(tài)，從而利用熱輻射發(fā)出可見(jiàn)光。LED是發(fā)光二極管的簡(jiǎn)稱，它是一種特殊的半導(dǎo)體元件，通電后可以發(fā)光，直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。”所以，LED燈泡整體的電光轉(zhuǎn)化效率高于白熾燈泡的效率，故D正確。
故選D。
（4）[4]LED燈珠亮而小燈泡不亮的原因可能是
①LED燈發(fā)光需要的電流比白熾燈??；
②LED燈比白熾燈的功率大；
③LED燈比白熾燈兩端的電壓大；
④LED燈比白熾燈的電阻大。
7．某同學(xué)為學(xué)校草坪設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)注水噴淋系統(tǒng)，其電路設(shè)計(jì)如圖甲，控制電路電源電壓U1=13V，R0為定值電阻，Rp為壓敏電阻，電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，壓敏電阻Rp放置于水箱底部（如圖），其阻值與壓力有關(guān)，阻值隨水位變化關(guān)系如表，工作電路包括注水系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)，其電源電壓U2=220V。圓柱體水箱底面積S=0.5m2，當(dāng)水箱內(nèi)的水位上升到2m時(shí)，通過(guò)電磁鐵線圈的電流Ia=0.13A，銜鐵恰好被吸下，注水系統(tǒng)停止工作，此時(shí)電流表示數(shù)I1=1A，當(dāng)水位下降到1m時(shí)，銜鐵恰好被拉起注水系統(tǒng)開始給水箱注水，此時(shí)電流表示數(shù)I2=2A。
（1）該電磁鐵的上端是 極。
（2）定值電阻R0阻值為 Ω。
（3）當(dāng)水箱內(nèi)水位下降到1m時(shí)，控制電路中壓敏電阻Rp的電功率為 W。
（4）已知噴淋系統(tǒng)一直給草坪噴水，每秒鐘噴水恒為0.001m3，注水系統(tǒng)工作時(shí)，每秒鐘給水箱注水恒為0.006m3，相鄰兩次開始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi)，工作電路消耗的電能為 J。
水位/m 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25
壓敏電阻Rp的阻值/Ω 300 200 125 90 70 65 62 60 59
【答案】 N 40 0.9 1.54×105
【詳解】（1）[1]控制電路的開關(guān)S閉合時(shí)，根據(jù)安培定則，電流從電磁鐵的下端流入，從上端流出，電磁鐵的上端是N極。
（2）[2]控制電路中，兩電阻串聯(lián)接入電路，當(dāng)水位為2米時(shí)，由表格數(shù)據(jù)知RP=60Ω，
串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，根據(jù)歐姆定律可得R0阻值為
（3）[3]當(dāng)水位1米時(shí)，由表格數(shù)據(jù)知RP1=90Ω，由串聯(lián)電路電阻規(guī)律和歐姆定律可得線圈的電流為
控制電路中壓敏電阻Rp的電功率為
（4）[4]由工作電路知，注水和噴淋系統(tǒng)是并聯(lián)的，注水系統(tǒng)從水位1米開始注水到2米，注水的總體積為
注水的同時(shí)噴淋系統(tǒng)一直工作，所以注水時(shí)間為
水位從2米下降到1米，需要的時(shí)間為
所以注水系統(tǒng)與噴淋系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)，工作電路電流做的功為
W=U2I2t1=220V×2A×100s=4.4×104J
噴淋系統(tǒng)單獨(dú)工作時(shí)，工作電路電流做功為
所以相鄰兩次開始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi)，工作電路消耗的電能為
8．小軍是位喜愛(ài)研究的同學(xué)，他在有了研究電熱水壺的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)后，小軍又對(duì)電吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行了研究。
（1）他仍然先認(rèn)真閱讀了使用說(shuō)明書，對(duì)其中一些重要事項(xiàng)做了分析，其中分析不合理的是 ；
A．“不要在手濕的情況下使用”，是因?yàn)樗菍?dǎo)體容易引起漏電從而給人造成傷害
B．“使用時(shí)插頭需要充分插入電源插座”，若插頭外露可能會(huì)因漏電導(dǎo)致觸電事故
C．“不要在煤氣或其他易燃品附近使用電吹風(fēng)”，因?yàn)楦邷乜赡芤歼@些易燃物品
D．“接入電壓要與本機(jī)額定電壓相符合”是多余的，因?yàn)榧彝ル娐冯妷阂欢ㄊ?20V
（2）電吹風(fēng)電路圖如圖甲所示，其中和在實(shí)際電路中是兩個(gè)利用脈寬調(diào)制（PWM）方式工作的自動(dòng)控制開關(guān)，開關(guān)通過(guò)“占空比”來(lái)調(diào)節(jié)各自的平均功率?！罢伎毡取笔侵敢欢〞r(shí)間內(nèi)通電時(shí)間和總時(shí)間之比，用表示，原理示意如圖乙，據(jù)此可分析出實(shí)際平均功率P與最大功率和占空比的關(guān)系式 ；

（3）若空氣的比熱容為，空氣的密度為，室溫為20℃，當(dāng)電機(jī)吸入氣流為14L/s時(shí)，需將電機(jī)吸入的空氣加熱到90℃，需要將吹風(fēng)機(jī)的實(shí)際平均加熱功率調(diào)到 W；
（4）小軍想知道吹干一次頭發(fā)究竟需要耗費(fèi)多少電能，如果他已經(jīng)知道了電吹風(fēng)的額定功率、實(shí)際功率，電路實(shí)際電壓，除此以外還必須需要知道的一個(gè)物理量為 。
【答案】 D 1176 吹干一次頭發(fā)需要的時(shí)間
【詳解】（1）[1]A．生活中的用水是導(dǎo)體，“不要在手濕的情況下使用”，是因?yàn)樗菍?dǎo)體容易引起漏電從而給人造成傷害，故A不符合題意；
B．觸電是由于人直接或間接跟火線連通造成的，“使用時(shí)插頭需要充分插入電源插座”，若插頭外露可能會(huì)因漏電導(dǎo)致觸電事故，故B不符合題意；
C．根據(jù)安全要求，“不要在煤氣或其他易燃品附近使用電吹風(fēng)”，因?yàn)楦邷乜赡芤歼@些易燃物品，故C不符合題意；
D．“接入電壓要與本機(jī)額定電壓相符合”不是多余的，因?yàn)榧彝ル娐冯妷翰灰欢ㄊ?20V，故D符合題意。
故選D。
（2）[2]由圖乙知
3.75W=5W×0.75
2.5W=5W×0.5
1W=5W×0.2
所以平均功率等于空占比×最大功率，據(jù)此可知實(shí)際平均功率P與最大功率Pm和占空比η的關(guān)系式為
P=ηPm
（3）[3]由密度公式可知，當(dāng)電機(jī)用最大氣流吸入時(shí)每秒鐘吸入空氣的質(zhì)量為
m=ρ空氣V′=1.2kg/m3×14×10-3m3=0.0168kg
每秒鐘吸入的空氣需要吸收的熱量為
Q吸=cm(t-t0)=1.0×103 J/(kg·℃)×0.0168kg×(90℃-20℃)=1176J
即消耗的電能為
W=Q吸=1176J
則加熱電阻R支路上的平均功率為
（4）[4]根據(jù)W=Pt可知想知道吹干一次頭發(fā)究竟需要耗費(fèi)多少電能，需要知道功率和時(shí)間，已知實(shí)際功率，所以還需知道吹干一次頭發(fā)需要的時(shí)間。
9．如圖甲是小紅在學(xué)校舉行的物理創(chuàng)新大賽上制作的電子秤原理圖，其中E為電源（電壓為3V的干電池組），A是電流表（電子秤示數(shù)表盤），是一個(gè)6Ω的定值電阻，R是一根長(zhǎng)為8cm阻值均勻的電阻絲，金屬滑片Р可在R上滑動(dòng)，其余電阻忽略不計(jì)，c是一根彈簧，其所受壓力F與壓縮量的關(guān)系如圖乙所示（塑料盤的重力不計(jì)，g取10N/kg）。制作時(shí)，調(diào)整彈簧的位置，使之在沒(méi)有重物時(shí)滑片Р剛好在電阻絲的a端。
（1）沒(méi)有重物時(shí)，電子秤示數(shù)表盤零刻度應(yīng)標(biāo)在電流表表盤的 處；
（2）質(zhì)量為4kg的重物放入塑料盤中時(shí)，電流表指針在0.3A處，整個(gè)電阻絲R的阻值為 Ω；
（3）從理論上來(lái)看，該電子秤設(shè)計(jì)方案的不足是示數(shù)表盤 ；
（4）電池用久了，由于電源電壓減小會(huì)使測(cè)量不準(zhǔn)確，為了校準(zhǔn)電子秤可將電路進(jìn)一步改進(jìn)，以下改進(jìn)方案中最佳的是 。
A．增加一節(jié)干電池
B．用一個(gè)阻值較小的電阻替換
C．將電路中更換成一個(gè)阻值合適的滑動(dòng)變阻器
【答案】 0.5A 8 刻度不均勻 C
【詳解】（1）[1]當(dāng)沒(méi)有重物時(shí)，滑片在a端，電路中只有R0接入電路，電源電壓為3V，此時(shí)電路中的電流為
所以沒(méi)有重物時(shí)，電子秤示數(shù)表盤零刻度應(yīng)標(biāo)在電流表表盤的0.5A處。
（2）[2]電路總電阻為
電阻絲接入電路中的電阻為
R'=R總-R0=10Ω-6Ω=4Ω
重物對(duì)稱盤的壓力為
F=G=mg=4kg×10N/kg=40N
由乙圖可知此時(shí)，彈簧的壓縮量為4厘米，所以電阻絲有4厘米的長(zhǎng)度接入電路，即。電阻絲總長(zhǎng)度為8厘米，則整個(gè)電阻絲的電阻為1Ω/cm×8cm=8Ω。
（3）[3]電路中的電流，電流與電阻R不成正比也不成反比。I不能隨電阻R的變化而均勻變化，故該方案最大的不足是表盤刻度不均勻。
（4）[4]電池用久了由于電源電壓減小，在電路中電阻不變的情況下，電流表示數(shù)減小，為了校準(zhǔn)電子秤需要將定值電阻更換為一個(gè)滑動(dòng)變阻器以便對(duì)電子秤隨時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)。故AB不符合題意，C符合題意。
故選C。
10．在一次跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中，小李對(duì)家中常用的電熱水器（圖甲）進(jìn)行了探究。熱水器銘牌如圖乙所示，工作原理圖如圖丙所示[已知水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為c水=4.2×103J/(kg·℃)]。

（1）此電熱水器處于“加熱”檔工作時(shí)，雙擲開關(guān)S應(yīng)置于 （選填“1”、“2”或“中間”）處；
（2）電熱水器使用不當(dāng)會(huì)有火災(zāi)、漏電、爆炸等安全隱患。為了保障安全，小李首先認(rèn)真閱讀了使用說(shuō)明書，并對(duì)一些重要的注意事項(xiàng)作出了如下分析，你認(rèn)為他的分析不合理的是 ；
A．電熱水器必須安裝地線，一旦漏電可以讓電流沿地線流走
B．泄壓閥出現(xiàn)滴水，一定要把它堵住，否則會(huì)發(fā)生漏電事故
C．熱水器內(nèi)水過(guò)少會(huì)出現(xiàn)干燒，容易損壞電熱管而引起火災(zāi)
（3）小李家的電能表上標(biāo)有“1200r/( kW·h)”字樣，他斷開其它用電器，只讓該電熱水器處于加熱狀態(tài)單獨(dú)工作2min，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)80轉(zhuǎn)，若電費(fèi)單價(jià)為0.6元/( kW·h)，加熱33min后即可淋浴，該過(guò)程所花電費(fèi)為 元；
（4）此電熱水器在加熱狀態(tài)下正常工作時(shí)，將內(nèi)膽中50L的水從20℃加熱到40℃，用了40min時(shí)間，則其加熱效率為 %。
【答案】 1 B 0.66 87.5
【詳解】（1）[1]當(dāng)S撥到1時(shí)，電熱絲、燈泡A串聯(lián)；當(dāng)S撥到2時(shí)，電熱絲、R1、燈泡B串聯(lián)；因?yàn)榇?lián)電路中的總電阻大于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻，所以由
可知， 電熱絲、燈泡A串聯(lián)時(shí)，電路中的電阻最小，電功率最大，電熱水器為加熱擋；電熱絲、R1、燈泡B串聯(lián)時(shí)，電路中的電阻最大，電功率最小，電熱水器為保溫?fù)?；因此此電熱水器處于“加熱”擋工作時(shí)，雙擲開關(guān)S應(yīng)置于1處。
（2）[2]A．為了防止因漏電而發(fā)生觸電事故，電熱水器必須安裝地線，漏電時(shí)可以讓電流沿地線流走，故A正確，不符合題意；
B．當(dāng)電熱水器內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)大時(shí)，需要通過(guò)泄壓閥泄壓，此時(shí)泄壓閥會(huì)有水滴出，因此不能把它堵住，否則會(huì)出現(xiàn)因壓強(qiáng)過(guò)大而引起爆炸，故B錯(cuò)誤，符合題意；
C．熱水器內(nèi)水過(guò)少會(huì)出現(xiàn)干燒，使得電熱管的溫度過(guò)高，而損壞電熱管引起火災(zāi)，故C正確，不符合題意。
故選B。
（3）[3]1200r/( kW·h)表示電路中每消耗1 kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1200圈。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了80轉(zhuǎn)，電熱水器消耗的電能
即電熱水器工作2 min消耗的電能，因此加熱33 min電熱水器消耗的電能
則該過(guò)程所花電費(fèi)
0.6元/( kW·h)×1.1 kW·h=0.66元
（4）[4]由可知，電熱水器消耗的電能
W'=Pt=2000W×40×60s=4.8×106J
由可知，水的質(zhì)量為
m水=ρV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg
水吸收的熱量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(40-20)℃=4.2×106J
飲水機(jī)的加熱效率為
11．電吹風(fēng)是生活中的常用小家電。周末小馮和物理實(shí)驗(yàn)探究小組的同學(xué)們對(duì)某品牌家用電吹風(fēng)，如圖甲所示，進(jìn)行了實(shí)踐探究。
型號(hào) FK5568
額定功率 熱風(fēng)擋 880W
暖風(fēng)擋 475W
冷風(fēng)擋 70W
額定電壓 220V
質(zhì)量 0.6kg
（1）首先他觀察了印在電吹風(fēng)上的銘牌如表所示，按照電吹風(fēng)銘牌所標(biāo)，當(dāng)該電吹風(fēng)正常工作時(shí)，經(jīng)過(guò)電吹風(fēng)插頭線的電流最大是 A；
（2）然后閱讀了產(chǎn)品說(shuō)明書，他對(duì)其中的一些使用要求，提出了自己的猜想，你認(rèn)為不合理是 ；
A．電吹風(fēng)使用時(shí)，接入的電壓應(yīng)該與它的額定電壓一致，目的是使電吹風(fēng)能正常工作
B．電吹風(fēng)盡量不要在浴室內(nèi)或濕度大的地方使用，目的是防止觸電
C．電吹風(fēng)性能穩(wěn)定且耐用，可以連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間不關(guān)閉地隨便使用
D．電吹風(fēng)使用時(shí)，應(yīng)使入風(fēng)口與頭發(fā)保持一定距離，目的是防止頭發(fā)被吸入
（3）接著，小馮打開電吹風(fēng)進(jìn)行試用，他覺(jué)得電吹風(fēng)在冷風(fēng)狀態(tài)的風(fēng)力很強(qiáng)，可能超過(guò)了銘牌上所標(biāo)的額定功率值。為了驗(yàn)證猜想，他關(guān)閉家里所有用電器，只將該電吹風(fēng)接入家庭電路中，開關(guān)調(diào)至冷風(fēng)檔，通電8min觀察到家里的電能表（如圖乙所示）鋁盤轉(zhuǎn)了15圈，通過(guò)計(jì)算測(cè)得冷風(fēng)檔的實(shí)際功率為 W；
（4）小馮測(cè)得冷風(fēng)檔的實(shí)際功率和額定功率不相等，請(qǐng)你幫他分析功率不等原因可能是 。（填寫一種情況即可）
【答案】 4 C 75 實(shí)際電壓大于額定電壓
【詳解】（1）[1]根據(jù)電吹風(fēng)銘牌所示，當(dāng)該電吹風(fēng)正常工作處于熱風(fēng)擋時(shí)功率最大為880W，此時(shí)經(jīng)過(guò)電吹風(fēng)插頭線的電流最大，最大電流
（2）[2] A．電吹風(fēng)使用時(shí)，接入的電壓應(yīng)該與它的額定電壓一致，目的是使電吹風(fēng)能正常工作，這是對(duì)所有用電器的基本要求，故A合理，不符合題意；
B．由于生活用水屬于導(dǎo)體，因此為防止觸電，電吹風(fēng)盡量不要在浴室內(nèi)或濕度大的地方使用，故B合理，不符合題意；
C．電吹風(fēng)工作時(shí)會(huì)發(fā)熱，長(zhǎng)時(shí)間不關(guān)閉會(huì)造成溫度過(guò)高而影響其使用壽命，因此長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí)應(yīng)關(guān)閉開關(guān)，故C不合理，符合題意；
D．電吹風(fēng)使用時(shí)，由于內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)一直轉(zhuǎn)動(dòng)，故應(yīng)使入風(fēng)口與頭發(fā)保持一定距離，目的是防止頭發(fā)被吸入，故D合理，不符合題意。
故選C。
（3）[3]電能表上“1500r/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)15圈消耗電能
通電時(shí)間
t=8min＝8×60s＝480s
冷風(fēng)狀態(tài)實(shí)際功率
（4）[4]電吹風(fēng)冷風(fēng)檔的實(shí)際功率為75W，比額定功率70W大，原因可能是實(shí)際電壓大于額定電壓，則實(shí)際電流也大于額定電流。由P=UI可知，此時(shí)實(shí)際功率大于額定功率?？赡茕X盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈記數(shù)偏大；或者時(shí)間記錄偏小。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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專題十一 B卷電磁學(xué)綜合
考情解讀
本專題主要內(nèi)容為B卷電磁學(xué)綜合，該題主要以情境化、生活化的物理情境為抓手，考查歐姆定律、電功率、焦耳定律、電能、生活用電等電學(xué)綜合知識(shí)。該題一般還會(huì)講力學(xué)與電學(xué)結(jié)合或?qū)釋W(xué)與電學(xué)結(jié)合等，是一道較為綜合的題，本題難度中上，一般文字篇幅較多。要求考生理解題目情景，首先要明確題目所涉及的物理現(xiàn)象和過(guò)程，弄清題目中提供的條件和要求得到的結(jié)論。，該題一般以填空題、選擇題的形式出現(xiàn)在B卷中，一般只會(huì)有一到兩個(gè)空較難，其他都較為簡(jiǎn)單。
課堂精講
1．空氣炸鍋（如圖甲）因其烹制食物脂肪含量低，美味酥脆，無(wú)油煙味，深受廣大市民青睞，其原理是利用熱空氣流加熱食物?？萍紕?chuàng)新小組的同學(xué)將其拆解后，發(fā)現(xiàn)核心元件是兩個(gè)發(fā)熱電阻和一個(gè)風(fēng)扇，由溫控開關(guān)S進(jìn)行自動(dòng)控制，經(jīng)研究后畫出簡(jiǎn)化電路圖如圖乙。
（1）空氣炸鍋采用高速熱風(fēng)循環(huán)技術(shù)，工作時(shí)會(huì)通過(guò)電動(dòng)機(jī)向內(nèi)部吹風(fēng)，借助循環(huán)風(fēng)，達(dá)到炸鍋內(nèi)部迅速升溫的目的，與傳統(tǒng)烤箱相比、空氣炸鍋烹制食物時(shí)，所用時(shí)間更 ；
（2）使用空氣炸鍋，安全至關(guān)重要。同學(xué)們認(rèn)真研究說(shuō)明書及內(nèi)部結(jié)構(gòu)后，作出如下分析，其中合理的是 ；
A．若空氣炸鍋的風(fēng)扇不轉(zhuǎn)了，發(fā)熱電阻仍然工作，可以正常使用
B．烹制食物時(shí)為了提升加熱效率，可以堵住空氣炸鍋背部的出風(fēng)口
C．空氣炸鍋的電源線使用三腳插頭，目的是讓烹制美食更快速、更高效
D．為了安全和延長(zhǎng)使用壽命，嚴(yán)禁直接用冷水沖洗未冷卻的空氣炸鍋
（3）科技小組斷開家中其他用電器，只讓該空氣炸鍋以低溫?fù)豕ぷ?min，觀察到圖丙所示的家用電能表轉(zhuǎn)了90圈，此時(shí)空氣炸鍋的實(shí)際電功率是 W；
（4）若科技小組使用電功率為1500W的檔位烹制薯?xiàng)l，已知薯?xiàng)l的質(zhì)量為0.24kg，初始溫度為20℃，通電1min達(dá)到120℃，空氣炸鍋的能量轉(zhuǎn)化效率為80%，請(qǐng)利用上述數(shù)據(jù)計(jì)算出薯?xiàng)l的比熱容 。
2．圖甲是小明設(shè)計(jì)的一種家用即熱式電飲水機(jī)，R為電阻箱，RF為置于儲(chǔ)水箱底部的壓力敏感電阻，阻值受上方水對(duì)其壓力大小的影響。已知電源電壓U恒為6V，當(dāng)電磁鐵線圈中的電流時(shí)，開關(guān)K被釋放，指示燈L發(fā)光，表示水量不足；當(dāng)時(shí)，開關(guān)K被電磁鐵吸起，指示燈L熄滅，電磁鐵線圈電阻不計(jì)。
（1）圖乙中的 （選填“①”或“②”）RF是的阻值與受到的壓力間的關(guān)系圖像；
（2）將電阻箱R的阻值調(diào)至120Ω，當(dāng)RF的阻值為 Ω時(shí)，指示燈L剛好發(fā)光；
（3）如圖丙所示，水泵使水箱內(nèi)的冷水以0.1m/s的恒定速度流過(guò)粗細(xì)均勻的薄壁加熱管，加熱管橫截面積為，虛線框內(nèi)是長(zhǎng)的加熱區(qū)，阻值的電熱絲均勻纏繞在加熱區(qū)的管道上，兩端電壓恒為220V。若有3.6L冷水持續(xù)流過(guò)加熱區(qū)被加熱，需消耗電能 J；
（4）為提高經(jīng)過(guò)加熱區(qū)后熱水的溫度，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N符合實(shí)際的解決辦法： 。
3．圖甲為某型號(hào)電子秤，其原理圖如圖乙所示，R0為定值電阻，R是壓敏電阻，其阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖丙所示。改寫電壓表（量程為3V）的表盤數(shù)值后可直接讀出所稱量物體的質(zhì)量，設(shè)踏板的質(zhì)量為5kg，電源電壓保持9V不變?？蛰d時(shí)（踏板上不放物體），電壓表的示數(shù)為1V，g取10N/kg。
（1）R0阻值為 ；
（2）該電子秤的量程是 ；
（3）如果保持電子秤結(jié)構(gòu)和電壓表量程不變，使該電子秤的量程變?yōu)?10kg，你設(shè)計(jì)的方案是：在R左側(cè)串聯(lián)一 的電阻，或在R0兩端并聯(lián)一個(gè) 的電阻。

4．綜合實(shí)踐活動(dòng)中，小樂(lè)決定制作可顯示風(fēng)力等級(jí)的簡(jiǎn)易風(fēng)速儀，其工作原理如圖甲所示。裝有擋風(fēng)板和滑片P的輕質(zhì)滑塊與輕質(zhì)彈簧套在滑桿上，滑桿上的摩擦力忽略不計(jì)，彈簧左端固定，右端與滑塊相連。擋風(fēng)板的擋風(fēng)面積為0.2m2，均勻電阻絲長(zhǎng)為50cm，阻值為25Ω，電源電壓U恒為15V，R0為保護(hù)電阻，電壓表量程0～15V。彈簧彈力F的大小與彈簧長(zhǎng)度改變量x成正比，如圖乙所示。無(wú)風(fēng)時(shí)，滑片P在電阻絲最右端，有風(fēng)時(shí)，滑塊移動(dòng)，穩(wěn)定后讀出電壓表示數(shù)，計(jì)算并查閱如表數(shù)據(jù)可知風(fēng)速及風(fēng)級(jí)。
風(fēng)級(jí) 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 四級(jí) 五級(jí) 六級(jí) 七級(jí) 八級(jí)
風(fēng)速v（m/s） 0.3～1.5 1.6～3.3 3.4～5.4 5.5～7.9 8.0～10.7 10.8～13.8 13.9～17.1 17.2～20.7
風(fēng)壓p（Pa） 0.056～0.14 0.16～6.8 7.2～18.2 18.9～39 40～71.6 72.9～119 120～183 184～268

（1）閉合開關(guān)，電流表的示數(shù)為0.5A，保護(hù)電阻為 Ω；
（2）這個(gè)風(fēng)速儀所測(cè)最大風(fēng)力等級(jí)為 級(jí)；
（3）電壓表示數(shù)為5V時(shí)，風(fēng)力等級(jí)為 級(jí)；
（4）關(guān)于這個(gè)風(fēng)速儀，下列說(shuō)法正確的是 。
A．當(dāng)所測(cè)風(fēng)力越大時(shí)，電壓表的示數(shù)越小
B．電壓表的示數(shù)可以從零變化到最大刻度值
C．電壓表的示數(shù)變化量與彈簧長(zhǎng)度改變量x成正比
D．滑片P向左移動(dòng)的過(guò)程中，電路的總電阻在減小
5．在次實(shí)踐活動(dòng)中，物理小組對(duì)汽車的轉(zhuǎn)向燈展開了探究。

（1）小李發(fā)現(xiàn)行駛中的汽車要右轉(zhuǎn)彎時(shí)，駕駛員推動(dòng)方向盤下面的撥桿就可以打開右轉(zhuǎn)向燈，這時(shí)汽車前后兩個(gè)右轉(zhuǎn)向燈同時(shí)工作起來(lái)，撥桿的作用相當(dāng)于電路中的 ；
（2）小唐觀察到汽車的兩個(gè)轉(zhuǎn)向燈亮起時(shí)， 車內(nèi)儀表盤也有指示燈同時(shí)亮起，于是小唐嘗試設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向燈的電路圖，如圖甲所示，小楊很快發(fā)現(xiàn)這個(gè)電路圖的不足之處，請(qǐng)你寫出一條該電路的不足之處： ；
（3）小楊觀察到汽車的指示燈是亮暗交替發(fā)光，這樣提示效果更明顯。他們想起了電鈴的工作原理，于是重新設(shè)計(jì)了電路圖，如圖乙所示。電源電壓恒為6V，轉(zhuǎn)向指示燈規(guī)格均為“6V 3W”，R0=48Ω。轉(zhuǎn)向指示燈阻值不變，電磁鐵線圈及銜鐵的阻值忽略不計(jì)。當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“3”和“4”接通后、電磁鐵通電有了磁性，動(dòng)觸點(diǎn)A與靜觸點(diǎn)B接觸，此時(shí)右轉(zhuǎn)指示燈 （選填“正?！被颉拔⑷酢保┌l(fā)光；電磁鐵被短路后沒(méi)有了磁性，銜鐵在彈簧的作用下使動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)再次分離。如此反復(fù)、就實(shí)現(xiàn)了指示燈亮暗的交替發(fā)光。當(dāng)轉(zhuǎn)向開關(guān)與觸點(diǎn)“1”和“2”接通時(shí)、左轉(zhuǎn)指示燈兩端實(shí)際電壓變化規(guī)律始終如圖丙所示，則電路接通6s，左轉(zhuǎn)指示燈消耗的電能為 J。
6．在一次實(shí)踐活動(dòng)中，小睿對(duì)LED燈和白熾燈進(jìn)行了探究。
（1）小睿查閱資料了解到，白熾燈的發(fā)光原理是通過(guò)電流加熱燈絲到白熾狀態(tài)，從而利用熱輻射發(fā)出可見(jiàn)光。LED是發(fā)光二極管的簡(jiǎn)稱，它是一種特殊的半導(dǎo)體元件，通電后可以發(fā)光，直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。他對(duì)白熾燈和LED燈作出了如下分析，你認(rèn)為其中分析不合理的是 。
A．白熾燈用久了鎢絲會(huì)變細(xì)，電阻將變大，燈泡亮度會(huì)變暗
B．若將白熾燈的燈絲換成超導(dǎo)材料，可以提高白熾燈的效率
C．白熾燈泡罩一般選擇用透明、耐高溫的石英玻璃材料制成
D．LED燈泡罩一般使用透光塑料制成，不易破損，便于運(yùn)輸
（2）小睿觀察到“220V 15W”的LED燈（售價(jià)20元/個(gè)）其亮度與“220V 100W”的白熾燈（售價(jià)3元/個(gè)）相當(dāng)，若電費(fèi)單價(jià)為0.5元，則使用上述LED燈正常工作至少 小時(shí)以上，所花費(fèi)用才能比使用亮度相當(dāng)?shù)陌谉霟魟澦恪?br/>（3）小睿將如圖所示的，標(biāo)有“220V 15W”的LED燈泡（內(nèi)部由燈珠和電源轉(zhuǎn)換器等組成）和“220V 15W”的白熾燈泡并聯(lián)接入家庭電路中，LED燈泡的亮度遠(yuǎn)高于白熾燈泡的亮度，小睿對(duì)此分析得出了以下的結(jié)論，你認(rèn)為正確的是
A．通過(guò)LED燈泡的總電流大于通過(guò)白熾燈泡的電流
B．LED燈泡總的實(shí)際功率大于白熾燈泡的實(shí)際功率
C．LED燈泡消耗的總電能小于白熾燈泡消耗的電能
D．LED燈泡整體的電光轉(zhuǎn)化效率高于白熾燈泡的效率
（4）小睿取來(lái)單個(gè)“3V 3W”的LED燈珠和一只“3.8V 0.3A”的白熾小燈泡，串聯(lián)接入電源電壓為6V的電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)LED燈珠亮而小燈泡不亮。檢查后發(fā)現(xiàn)，電路既無(wú)短路也無(wú)開路，所有元件完好無(wú)損。你猜想“LED燈珠亮而小燈泡不亮”的原因可能是 。
7．某同學(xué)為學(xué)校草坪設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)注水噴淋系統(tǒng)，其電路設(shè)計(jì)如圖甲，控制電路電源電壓U1=13V，R0為定值電阻，Rp為壓敏電阻，電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)，壓敏電阻Rp放置于水箱底部（如圖），其阻值與壓力有關(guān)，阻值隨水位變化關(guān)系如表，工作電路包括注水系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)，其電源電壓U2=220V。圓柱體水箱底面積S=0.5m2，當(dāng)水箱內(nèi)的水位上升到2m時(shí)，通過(guò)電磁鐵線圈的電流Ia=0.13A，銜鐵恰好被吸下，注水系統(tǒng)停止工作，此時(shí)電流表示數(shù)I1=1A，當(dāng)水位下降到1m時(shí)，銜鐵恰好被拉起注水系統(tǒng)開始給水箱注水，此時(shí)電流表示數(shù)I2=2A。
（1）該電磁鐵的上端是 極。
（2）定值電阻R0阻值為 Ω。
（3）當(dāng)水箱內(nèi)水位下降到1m時(shí)，控制電路中壓敏電阻Rp的電功率為 W。
（4）已知噴淋系統(tǒng)一直給草坪噴水，每秒鐘噴水恒為0.001m3，注水系統(tǒng)工作時(shí)，每秒鐘給水箱注水恒為0.006m3，相鄰兩次開始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi)，工作電路消耗的電能為 J。
水位/m 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25
壓敏電阻Rp的阻值/Ω 300 200 125 90 70 65 62 60 59
8．小軍是位喜愛(ài)研究的同學(xué)，他在有了研究電熱水壺的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)后，小軍又對(duì)電吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行了研究。
（1）他仍然先認(rèn)真閱讀了使用說(shuō)明書，對(duì)其中一些重要事項(xiàng)做了分析，其中分析不合理的是 ；
A．“不要在手濕的情況下使用”，是因?yàn)樗菍?dǎo)體容易引起漏電從而給人造成傷害
B．“使用時(shí)插頭需要充分插入電源插座”，若插頭外露可能會(huì)因漏電導(dǎo)致觸電事故
C．“不要在煤氣或其他易燃品附近使用電吹風(fēng)”，因?yàn)楦邷乜赡芤歼@些易燃物品
D．“接入電壓要與本機(jī)額定電壓相符合”是多余的，因?yàn)榧彝ル娐冯妷阂欢ㄊ?20V
（2）電吹風(fēng)電路圖如圖甲所示，其中和在實(shí)際電路中是兩個(gè)利用脈寬調(diào)制（PWM）方式工作的自動(dòng)控制開關(guān)，開關(guān)通過(guò)“占空比”來(lái)調(diào)節(jié)各自的平均功率?！罢伎毡取笔侵敢欢〞r(shí)間內(nèi)通電時(shí)間和總時(shí)間之比，用表示，原理示意如圖乙，據(jù)此可分析出實(shí)際平均功率P與最大功率和占空比的關(guān)系式 ；

（3）若空氣的比熱容為，空氣的密度為，室溫為20℃，當(dāng)電機(jī)吸入氣流為14L/s時(shí)，需將電機(jī)吸入的空氣加熱到90℃，需要將吹風(fēng)機(jī)的實(shí)際平均加熱功率調(diào)到 W；
（4）小軍想知道吹干一次頭發(fā)究竟需要耗費(fèi)多少電能，如果他已經(jīng)知道了電吹風(fēng)的額定功率、實(shí)際功率，電路實(shí)際電壓，除此以外還必須需要知道的一個(gè)物理量為 。
9．如圖甲是小紅在學(xué)校舉行的物理創(chuàng)新大賽上制作的電子秤原理圖，其中E為電源（電壓為3V的干電池組），A是電流表（電子秤示數(shù)表盤），是一個(gè)6Ω的定值電阻，R是一根長(zhǎng)為8cm阻值均勻的電阻絲，金屬滑片Р可在R上滑動(dòng)，其余電阻忽略不計(jì)，c是一根彈簧，其所受壓力F與壓縮量的關(guān)系如圖乙所示（塑料盤的重力不計(jì)，g取10N/kg）。制作時(shí)，調(diào)整彈簧的位置，使之在沒(méi)有重物時(shí)滑片Р剛好在電阻絲的a端。
（1）沒(méi)有重物時(shí)，電子秤示數(shù)表盤零刻度應(yīng)標(biāo)在電流表表盤的 處；
（2）質(zhì)量為4kg的重物放入塑料盤中時(shí)，電流表指針在0.3A處，整個(gè)電阻絲R的阻值為 Ω；
（3）從理論上來(lái)看，該電子秤設(shè)計(jì)方案的不足是示數(shù)表盤 ；
（4）電池用久了，由于電源電壓減小會(huì)使測(cè)量不準(zhǔn)確，為了校準(zhǔn)電子秤可將電路進(jìn)一步改進(jìn)，以下改進(jìn)方案中最佳的是 。
A．增加一節(jié)干電池
B．用一個(gè)阻值較小的電阻替換
C．將電路中更換成一個(gè)阻值合適的滑動(dòng)變阻器
10．在一次跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中，小李對(duì)家中常用的電熱水器（圖甲）進(jìn)行了探究。熱水器銘牌如圖乙所示，工作原理圖如圖丙所示[已知水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為c水=4.2×103J/(kg·℃)]。

（1）此電熱水器處于“加熱”檔工作時(shí)，雙擲開關(guān)S應(yīng)置于 （選填“1”、“2”或“中間”）處；
（2）電熱水器使用不當(dāng)會(huì)有火災(zāi)、漏電、爆炸等安全隱患。為了保障安全，小李首先認(rèn)真閱讀了使用說(shuō)明書，并對(duì)一些重要的注意事項(xiàng)作出了如下分析，你認(rèn)為他的分析不合理的是 ；
A．電熱水器必須安裝地線，一旦漏電可以讓電流沿地線流走
B．泄壓閥出現(xiàn)滴水，一定要把它堵住，否則會(huì)發(fā)生漏電事故
C．熱水器內(nèi)水過(guò)少會(huì)出現(xiàn)干燒，容易損壞電熱管而引起火災(zāi)
（3）小李家的電能表上標(biāo)有“1200r/( kW·h)”字樣，他斷開其它用電器，只讓該電熱水器處于加熱狀態(tài)單獨(dú)工作2min，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)80轉(zhuǎn)，若電費(fèi)單價(jià)為0.6元/( kW·h)，加熱33min后即可淋浴，該過(guò)程所花電費(fèi)為 元；
（4）此電熱水器在加熱狀態(tài)下正常工作時(shí)，將內(nèi)膽中50L的水從20℃加熱到40℃，用了40min時(shí)間，則其加熱效率為 %。
11．電吹風(fēng)是生活中的常用小家電。周末小馮和物理實(shí)驗(yàn)探究小組的同學(xué)們對(duì)某品牌家用電吹風(fēng)，如圖甲所示，進(jìn)行了實(shí)踐探究。
型號(hào) FK5568
額定功率 熱風(fēng)擋 880W
暖風(fēng)擋 475W
冷風(fēng)擋 70W
額定電壓 220V
質(zhì)量 0.6kg
（1）首先他觀察了印在電吹風(fēng)上的銘牌如表所示，按照電吹風(fēng)銘牌所標(biāo)，當(dāng)該電吹風(fēng)正常工作時(shí)，經(jīng)過(guò)電吹風(fēng)插頭線的電流最大是 A；
（2）然后閱讀了產(chǎn)品說(shuō)明書，他對(duì)其中的一些使用要求，提出了自己的猜想，你認(rèn)為不合理是 ；
A．電吹風(fēng)使用時(shí)，接入的電壓應(yīng)該與它的額定電壓一致，目的是使電吹風(fēng)能正常工作
B．電吹風(fēng)盡量不要在浴室內(nèi)或濕度大的地方使用，目的是防止觸電
C．電吹風(fēng)性能穩(wěn)定且耐用，可以連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間不關(guān)閉地隨便使用
D．電吹風(fēng)使用時(shí)，應(yīng)使入風(fēng)口與頭發(fā)保持一定距離，目的是防止頭發(fā)被吸入
（3）接著，小馮打開電吹風(fēng)進(jìn)行試用，他覺(jué)得電吹風(fēng)在冷風(fēng)狀態(tài)風(fēng)力很強(qiáng)，可能超過(guò)了銘牌上所標(biāo)的額定功率值。為了驗(yàn)證猜想，他關(guān)閉家里所有用電器，只將該電吹風(fēng)接入家庭電路中，開關(guān)調(diào)至冷風(fēng)檔，通電8min觀察到家里的電能表（如圖乙所示）鋁盤轉(zhuǎn)了15圈，通過(guò)計(jì)算測(cè)得冷風(fēng)檔實(shí)際功率為 W；
（4）小馮測(cè)得冷風(fēng)檔的實(shí)際功率和額定功率不相等，請(qǐng)你幫他分析功率不等原因可能是 。（填寫一種情況即可）
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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