2020中考物理电热与生活用电（电热与安全）素养全练(含答案和解释)

2020 中考物理电热与生活用电（电热与安全）素养全练 题号 一、填 空题 二、选 择题 三、实 验,探 究题 四、计 算题 总分 得分 一、填空题 （每空？ 分，共？ 分） 1、(2019·贵州贵阳中考)22 岁的中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能,这是一百多年来对物质 超导零电阻特性的又一重大发现。若未来实现石墨烯超导输电,根据　　　　定律推断输电线路可实现电能零耗损。 2、(2019·广西桂林中考)我国的家庭电路有两根进户线,都是从低压输电线上引下来的。其中一根叫零线,一根 叫　　　　,两根进户线之间有　　　　 V 的电压。 3、小青同学想在家里安装一盏照明灯,如图所示是他设计的电路。图中虚线框 1 和 2 应连入开关和电灯;则开关应装在　　　 (选填“1”或“2”)虚线框中。 4、如图所示的家庭电路的连接中,有两部分连接错误,它们是　　　　(选填序号即可,①闸刀开关;②带开关的灯泡;③ 带保险丝的两孔插座;④三孔插座。) 5、家用洗衣机的主要部件是电动机,某洗衣机的电动机在 220 V 电压下正常工作时的电流 2 A,线圈电阻为 4 Ω,则该电 动机正常工作时每分钟产生的热量是　　　　 J。 6、(2019·吉林中考)电炉丝通过导线接到电路里,通过电炉丝和导线的电流大小　　　　,由于电炉丝的电阻比导线的 电阻大,导致电炉丝在相同时间产生的热量比导线产生的热量　　　　。 7、 (2019·广西贵港中考)家用电吹风的简化电路如图所示,主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时,电热 丝的阻值是　　　　 Ω,正常工作吹热风 5 min 电热丝产生的热量是　　　　 J。 热风温度 50-75 ℃ 额定功率 热风时;1 000 W 冷风时:120 W 额定电压 220 V 质量 0.5 kg 8、(2019·四川南充中考)如图,灯 L 标有“4 V　2 W”,R=20 Ω,闭合开关 S 时,灯 L 正常发光(灯丝的电阻不受温度影 响),电流表示数为　　　　 A,通电 1 min 电路中产生的热量为　　　　 J。 9、(2019·安徽蚌埠二模)某电饭锅简化电路如图甲所示,R1 和 R2 均为定值电热丝,S 为自动开关,煮饭时,把电饭锅接 入 220 V 电路中,电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示。电热丝 R1 的阻值为　　　　 Ω;通电 30 min 电饭锅产 生的热量为　　　　 J。 10、(2019·贵州毕节中考)电热水壶上标有“220 V　800 W”,小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热,但连 接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻　　　　;在额定电压下,热水壶烧水 210 s,这段时间内电热 评卷人 得分水壶发热体产生的热量为　　　　 J,若发热体产生的热量全部被水吸收,能将　　　　 kg 的水从 20 ℃升高至 100 ℃。 [c 水=4.2×103 J/(kg·℃)] 11、 (2019·云南昆明中考)如图是一个家用电热水龙头。打开龙头开关,几秒就可以流出热水,这种加热水的过程很短,俗 称“过水热”。某品牌电热水龙头的额定功率是 3 000 W,额定电压是 220 V,则该电热水龙头正常工作时的电阻是　　　　 Ω(计算结果精确到 0.1)。某次使用该龙头加热水时,测得实际电压为 235 V,水的初温为 21 ℃,加热 14 s,得到 0.5 L、末温 42 ℃的热水,则加热水的功率是　　　　 W[c 水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3]。 二、选择题 （每空？ 分，共？ 分） 12、关于家庭电路,下列说法正确的是(　　) A.工作的用电器越多,电路的总电阻越大 B.控制家用电器的开关一定要接在火线上 C.家庭中的电能表是测量总电功率的仪表 D.洗衣机、电冰箱等家用电器使用三脚插头是为了节约用电 13、如图为一条刚装好的民用照明电路,在未装保险丝之前,先将规格为“220 V　40 W”的白炽灯 L0 接在火线上要装保 险丝的两个接线柱上,当只闭合 S1 时,L0 和 L1 都呈暗红色;当只闭合 S2 时,L0 不亮;当只闭合 S3 时,L0 正常发光。下 列判断正确的是 (　　) A.L0 暗红色时消耗的功率为 40 W B.L1 所在支路短路 C.L2 所在支路短路 D.L3 所在支路短路 14、如图所示的关于家庭用电的图片中正确的是(　　) 15、将规格都是“220 V　100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列说 法正确的是(　　) A.三个用电器产生的热量一样多 B.电风扇产生的热量最多 C.电视机产生的热量最多 D.电烙铁产生的热量最多 16、 (2019·四川自贡中考)把一个标有“10 V　3 W”的小灯泡和定值电阻 R 串联后接在电压为 12 V 的电源上(如图所 示),小灯泡恰能正常工作。该电路工作 10 s 定值电阻产生的热量是 (　　) A.60 J B.36 J C.30 J D.6 J 17、(2019·湖南怀化中考)“珍爱生命,注意安全”是每个公民必备的生活常识。关于安全用电,下列说法正确的是 (　　) A.发生电火灾时应立即用水将火扑灭 评卷人 得分B.不接触低压带电体,不靠近高压带电体 C.在野外遇到雷雨天气应就近到大树底下躲雨 D.使用试电笔时,手可以接触笔尖金属体 18、(2019·陕西中考)如图是小轩家的部分电路。下列说法正确的是(　　) A.若熔断器熔丝熔断了,可以用铜丝代替 B.若导线 cd 间断路,仍然可以安全使用三线插座 C.若闭合开关 S,灯泡 L 不发光。用测电笔检测 e 点,氖管不发光,则说明灯丝一定断了 D.若 ab 间断路,灯泡 L 仍能正常工作 三、实验,探究题 （每空？ 分，共？ 分） 19、在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采取了如图所示的实验装置(两个透明容器 中封闭着等量的空气)。 (1)实验中通过观察　　　　　　　　　　变化来比较电流通过电阻产生热量的多少。 (2)观察图甲中的 A、B 管,在通电时间相等时,发现 B 管液面上升的高,则表明电流通过导体产生的热量多少与　　　　 有关。 (3)采用图乙实验装置,可以得出结论:在电阻和通电时间相同时,　　　　越大电流产生的热量越多。 四、计算题 （每空？ 分，共？ 分） 20、一个标有“220 V　100 W”的白炽灯接在 220 V 的电源两端,如图所示,由于输电线的电损,小灯泡发光时的实际功 率是 81 W(电源电压不变,不计灯泡电阻的变化)。 (1)求出此时白炽灯 L 两端的电压; (2)试证明:这种情况下输电线损耗的电功率 P 线与灯泡实际功率 PL 之比是 P 线∶PL=1∶9。 21、如图甲的多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能,深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。 [ρ水=1×103 kg/m3,c 水=4.2×103 J/(kg·℃),g 取 10 N/kg] 项目 参数 电源电压(V) 220 低温挡功率(W) 275 中温挡功率(W) 550 高温挡功率(W) 1 100 容积(L) 1 (1)开关 S1、S2 处于什么状态,养生壶为高温挡,说明判断依据; (2)求 R1 的阻值; 评卷人 得分 评卷人 得分(3)养生壶处于低温挡工作时,求电路中的电流大小; (4)在标准大气压下,使用高温挡将初温是 12 ℃的一壶水烧开,若养生壶高温挡加热效率为 80%,求水吸收的热量和烧开 一壶水需要的时间。 参考答案 一、填空题 1、焦耳 解析当导体的温度降至某一低温时,它的电阻突然变为零,这种特性称超导性。由于超导体的电阻为零,根据 Q=I2Rt 知, 产生的热量为零,所以在用超导体进行远距离输电时不会消耗电能产生热量,减少了在输电过程中的能量损耗,大大节 约了能源。 2、火线　220 解析进户线分为零线和火线,火线与零线之间有 220 V 的电压,火线与大地之间也有 220 V 的电压。 3、2 解析为了用电的安全,开关应接在火线与电灯之间,因此开关应装在 2 处。 4、②④ 解析进户线进入用户,首先接入总开关,即闸刀开关,总开关的后面接入保险丝,图中闸刀开关①连接正确。开关控制灯 泡时,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套;开关既能控制灯泡,又能在灯泡损 坏后,断开开关,切断火线,安全地更换灯泡。由图知,带开关的灯泡②连接错误。两孔插座左孔接零线,右孔接火线;当 插座上接入大功率的用电器时,还要在火线上串联一根保险丝,这样在电流过大时,能自动切断电源。由图知,带保险丝 的两孔插座③连接正确。三孔插座中,左孔应接零线,右孔接火线,上孔接地线;而图中上孔接零线,左孔接地线,故三孔 插座④连接错误。综上分析,连接错误的是带开关的灯泡②和三孔插座④。 5、960 解析该电动机正常工作时每分钟产生的热量 Q=I2Rt=(2 A)2×4 Ω×60 s=960 J。 易错警示 要注意电动机是非纯电阻用电器,消耗的电能和产生的热量不相等。 6、相等　多 解析电炉工作时,导线和电炉丝串联,所以通过导线和电炉丝的电流相等,电炉丝电阻比导线电阻大,根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知,相同时间内电炉丝产生的热量比导线多。 7、55　2.64×105 解析由表格数据可知,电吹风吹冷风时的功率,即电动机的功率为 120 W,由图知,电吹风正常工作且吹热风时,电动机和 电热丝并联,因电路的总功率等于各用电器功率之和,所以电热丝的功率 P 电热丝=P 热-PM=1 000 W-120 W=880 W,并联 电路中各支路两端的电压相等,得电热丝的电阻 R 电热丝==55 Ω;电吹风正常工作且吹热风时,5 分钟内电流通过电热 丝产生的热量 Q=W=PRt=880 W×5×60 s=2.64×105 J。 8、0.7　168 解析由图知 R 与 L 并联,电流表测干路电流,灯 L 正常发光,所以 U=UR=UL=4 V,由 P=UI 可得通过灯泡的电流 IL= =0.5 A,由欧姆定律可得通过 R 的电流 IR= =0.2 A,由并联电路的电流特点可得电流表示数 I=IL+IR=0.5 A+0.2 A=0.7 A;通电 1 min 电路中产生的热量 Q=W=UIt=4 V×0.7 A×60 s=168 J。 9、22　8.91×105 解析由电路图可知,当开关 S 闭合,电路为 R2 的简单电路,电路中的电流大,由 P=UI 可知,电饭锅的总功率大,处于加热 状态,当 S 断开时,电阻 R1 与 R2 串联,电路中的总电阻大,电路中的电流小,由 P=UI 可知,电饭锅的总功率小,处于保温 状态。电热丝 R2 的阻值为 R2= =88 Ω;电阻丝 R1 和 R2 串联的总电阻 R 总= =110 Ω,R1=R 总 -R2=22 Ω。由图乙知,通电 30 min,加热 15 min,保温 15 min,电饭锅产生的热量 Q=UI 大 t1+UI 小 t2=220 V×2.5 A× 15×60 s+220 V×2 A×15×60 s=8.91×105 J。 10、小　1.68×105　0.5 解析热水壶的发热体与电线串联,通过它们的电流及时间相等,但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多,由焦耳 定律 Q=I2Rt 可知,热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多,所以电热丝很热,但与之相连的电线却不怎么热;在额 定电压下,烧开一壶水用时 210 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量 Q=W=Pt=800 W×210 s=1.68×105 J;根据公 式 Q=cm(t-t0)得,加热水的质量 m= =0.5 kg。 11、16.1　3 150解析由 P= 可得,该电热水龙头正常工作时的电阻 R= ≈16.1 Ω;由ρ= 可得,加热的水的质量 m=ρ 水 V=1×103 kg/m3×0.5×10-3 m3=0.5 kg,水吸收的热量(有用能量)Q 吸=c 水 mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg× (42 ℃-21 ℃)=4.41×104 J;则加热水的功率 P 实= =3 150 W。 二、选择题 12、B 解析家庭电路的用电器是并联,工作的用电器越多,相当于增大导体的横截面积,总电阻越小,故 A 错;从安全用电的角 度来分析,在接灯泡时,开关必须串联在火线和灯泡之间,故 B 正确;家庭中的电能表是测量消耗电能的仪表,故 C 错;洗 衣机、电冰箱是金属外壳,使用三脚插头,把金属外壳接上地线,在金属外壳的用电器漏电,人接触时地线把人体短路,可 以防止触电,不是为了节约电,故 D 错。 13、D 解析家庭电路电压是 220 V,一般照明灯泡额定电压也是 220 V。当只闭合 S1 时,L0 和 L1 都呈暗红色,原因是两只灯泡 串联分压,说明此段电路正常;同时说明 L0 两端电压低于 220 V,所以其实际功率低于 40 W,故 A、B 均错误;当只闭合 S2 时,L0 不亮,说明此段电路有开路情况,即 L2 可能开路,故 C 错误;在只闭合 S3 时,L0 正常发光,说明此处支路肯定被短 路,使得火线上的灯泡与零线相连而正常发光,即 L3 可能短路,故 D 正确。 14、D 解析三孔插座中,左零右火中接地,中间的应该接地线,目的是为了让金属外壳与大地相连,故 A 错;使用测电笔辨别火 线时,一定要用手触及笔尾的金属部分,否则容易造成误判,认为带电体不带电是十分危险的,故 B 错;教室内的灯工作 时互不干扰,为并联连接,不是串联,故 C 错;三孔插座中多出一个专门用于接地的孔,三脚插头中,中上的要与用电器的 金属外壳相连,目的是为了让金属外壳与大地相连,故 D 正确。 15、D 解析因为 U=220 V,所以三种用电器的实际功率 P=P 额=100 W;又因为 W=Pt,所以三种用电器消耗的电能相同;因为电视机 将一部分电能转化为光能,电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能,电烙铁将电能全部转化为内能。所以产生热量 最多的是电烙铁。 16、D 解析由 P=UI 可得,灯泡正常发光时的电流 IL= =0.3 A;因串联电路中总电压等于各分电压之和,且小灯泡正 常发光,所以 R 两端的电压 UR=U-UL=12 V-10 V=2 V,串联电路中各处的电流相等,该电路工作 10 s 定值电阻产生的热 量 Q=W=URIt=2 V×0.3 A×10 s=6 J。 17、B 解析因电发生火灾时,由于水是电的良导体,如果用水来灭火,很容易造成救火人员的间接触电,故 A 不符合安全用电原 则;安全用电的原则是:不接触低压带电体,不靠近高压带电体,故 B 符合安全用电的原则;在大树下避雨,因为大树和人 体都是电的良导体,雷电极易通过突起的大树传向人体,而造成雷电灾害,故 C 不符合安全用电原则;使用测电笔辨别火 线时,用手触及测电笔笔尾金属体,才能辨别出火线、零线,手不能接触笔尖金属体,否则会发生触电事故,故 D 不符合安 全用电原则。 18、D 解析保险丝熔断后,不能用铜丝来代替,因为铜丝的电阻率小、熔点高,用铜丝代替保险丝,不能在电流过大时自动切断 电路,故 A 错误;由图知,如果导线 cd 间断路,用电器的金属外壳无法接地,存在漏电危险,所以不能继续安全使用三线 插座,故 B 错误;如果火线断路、熔断器的熔丝烧断、灯泡灯丝断了或者灯泡到火线间的电路断路,灯泡都不能发光,同 时测电笔接触 e 点,氖管都不能发光,所以不能说明灯丝一定断了,故 C 错误;由图知,虽然 ab 间断路,但电流可以从火 线到灯泡,经 a 点回到零线,所以灯泡 L 仍能正常工作,故 D 正确。 三、实验,探究题 19、(1)液面高度差　(2)电阻　(3)电流 解析(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究 方法叫转换法;(2)如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生 热量跟电阻的关系;(3)在乙图中,右侧容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,由于并联电路 有分流作用,所以通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,由乙图所示的实验现象可以得到的结论 是:在电阻、通电时间相同的情况下,电流越大,电流通过电阻产生的热量越多。 四、计算题 20、(1)198 V　(2)证明见解析。 解析(1)灯丝的电阻RL= =484 Ω, 灯泡的实际电压 UL= =198 V; (2)根据串联电路电压的规律知,电线上的电压:U 线=U-UL=220 V-198 V=22 V, 因串联电路电流处处相等,根据 P=UI 知,输电线损耗的电功率 P 线与灯泡实际功率 PL 之比: =1∶9。 21、(1)当开关 S1 闭合,S2 接 B 时,为高温挡;因为此时电阻 R1、R2 并联,电路中的总电阻最小,总功率最大　(2)88 Ω　 (3)1.25 A　(4)3.696×105 J　420 s 解析(1)由图知,当开关 S1 闭合,S2 接 B 时,电阻 R1、R2 并联,电路中的总电阻最小,由 P= 可知,总功率最大,所以此 时养生壶为高温挡; (2)由图知,当开关 S1 断开,S2 接 A 时,电阻 R1、R2 串联,电路中的总电阻最大,由 P= 可知,总功率最小,此时为低温 挡; 当 S2 接 A,S1 闭合时,R2 被短路,只有电阻 R1 接入电路,养生壶处于中温挡。 由 P=UI 得,正常工作时通过 R1 的电流为 I1= =2.5 A, 由 I= 得,R1 的阻值 R1= =88 Ω; (3)由 P=UI 得,养生壶在低温挡工作时电路中的电流为 I 低= =1.25 A; (4)由ρ= 可得,水的质量 m=ρ水 V=1×103 kg/m3×1×10-3 m3=1 kg, 水吸收的热量 Q 吸=c 水 m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-12 ℃)=3.696×105 J, 由η= 和 W=Pt 得,烧开一壶水需要的时间为 t= =420 s。