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文檔簡介
2024年中考物理專項題型突破(含18個專項8大題型)下冊恒定,大小未知)。(1)該實驗的實驗原理是(選填“”或“”或“”);(2)如果實驗中只有一只電壓表或只有一只電流表,其他器材不變,則下列四種電路設計,能測出的是。
【答案】BD【解析】(1)[1]實驗是利用伏安法測電阻,測量出待測電阻的兩端電壓以及通過的電流即可得出待測電阻的阻值,所以該實驗的實驗原理是。(2)[2]A.如圖所示,開關閉合,兩電阻串聯,電壓表測的是R0的兩端電壓,根據歐姆定律可得電路的電流,但由于電源電壓未知,無法通過歐姆定律求出待測電阻的阻值,故A不符合題意;B.如圖所示,當兩開關都閉合時,電路是待測電阻Rx的簡單電路,此時電壓表測的是電源電壓U0;當開關S1閉合,S2斷開時,兩電阻串聯,電壓表測的是Rx的兩端電壓U1,根據歐姆定律和串聯電路電壓特點可得,此時電路的電流為根據串聯電路電流特點和歐姆定律可得,待測電阻的阻值為即該電路圖可以測出待測電阻的阻值,故B符合題意;C.如圖所示,開關閉合,兩電阻并聯,電流表測的是通過R0的電流,通過歐姆定律可求出電源電壓,根據并聯電路的電壓特點可得出待測電阻的兩端電壓,但由于無法測出通過待測電阻的電流,所以不能測出待測電阻的阻值,故C不符合題意;D.如圖所示,當開關S1閉合、S2斷開時,電路是待測電阻Rx的簡單電路,電流表測的是此時通過Rx的電流I1,根據歐姆定律可得,電源電壓為;兩開關都閉合時,兩電阻并聯,電流表測的是干路電流I2,此時通過R0的電流為由歐姆定律可得故待測電阻的阻值為即該電路圖可以測出待測電阻的阻值,故D符合題意。故選BD。19.(2023·東營)某興趣小組在“測量小燈泡正常發光時的電阻”實驗中,選用器材連接了如圖所示的電路,其中電源電壓恒為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V,所用器材均能滿足實驗需要。
(1)請用筆畫線代替導線,完成實物電路的連接,注意導線不能交叉;(2)該實驗中,滑動變阻器除了保護電路,其主要作用是;(3)閉合開關后,移動滑動變阻器的滑片,發現小燈泡不亮,電壓表指針偏轉明顯,電流表無示數,則發生的故障可能是小燈泡;(選填“斷路”或“被短接”)(4)排除電路故障后進行實驗,測得小燈泡正常發光時的電流為0.3A,則小燈泡此時的電阻為Ω;(結果保留一位小數)(5)實驗中發現,當電壓表示數為0.9V時,小燈泡剛好微微發光,你認為此時小燈泡的電阻比它正常發光時的電阻要(選填“大”或“小”)。【答案】
見解析斷路8.3小【解析】(1)[1]電流表串聯在電路中,故其負接線柱接燈泡右端,電壓表并聯在燈泡兩端,故其負接線柱接燈泡左端
(2)[2]為了測量小燈泡正常發光時的電阻,需要調節電壓,使燈泡兩端電壓等于燈泡的額定電壓,可以通過滑動變阻器進行調節。(3)[3]電流表無示數,說明發生了斷路,電壓表有示數,說明是其測量對象斷路,即小燈泡斷路。(4)[4]小燈泡正常發光時的電流為0.3A,額定電壓為2.5V,根據歐姆定律可知,小燈泡正常發光時的電阻為(5)[5]溫度越高,小燈泡電阻越大,而電壓為0.9V時,小燈泡微微發光,溫度比額定電壓下工作時的溫度低,故電阻小。20.(2023·河南)在“測量小燈泡電阻”實驗中,選用的器材有:兩節新干電池,額定電壓為的待測小燈泡、滑動變阻器、電流表、電壓表,開關和若干導線。
(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲中的實物電路連接完整;(2)正確連接好電路,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置于(選填“A”或“B”)端;(3)閉合開關,發現小燈泡不發光,電壓表無示數,電流表有示數,造成這一現象的原因可能是(選填字母代號);A.電流表短路
B.小燈泡短路
C.滑動變阻器斷路(4)排除故障后,移動滑片P,某次實驗時,電壓表的示數為,電流表的示數如圖乙所示,則通過小燈泡的電流為A,小燈泡正常發光時的電阻約為(結果保留一位小數);(5)經過多次實驗,測出并記錄多組電壓和電流的值,得到小燈泡的圖像如圖丙所示,通過分析圖像,寫出一條你發現的結論:。【答案】
AB0.288.9小燈泡的電阻是變化的【解析】(1)[1]測小燈泡的電阻實驗中,電壓表并聯在小燈泡兩端,電壓表“正進負出”(2)[2]為了保護電路,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應在阻值最大處,由圖可知,滑動變阻器的滑片置于A端。(3)[3]A.若電流表短路,電流表沒有示數,電壓表有示數,故A不符合題意;B.若小燈泡短路,電壓表測一段導線的電壓,所以電壓表無示數,電流表有示數,小燈泡不發光,故B符合題意;C.若滑動變阻器斷路,整個電路斷路,兩表都沒有示數,故C不符合題意。故選B。(4)[4]由圖乙可知,電流表的量程是0~0.6A,此時電流表的示數為0.28A。[5]小燈泡的額定電壓是2.5V,此時流過小燈泡的電流為0.28A,所以小燈泡正常發光時的電阻(5)[6]由圖丙可知,小燈泡的I-U圖像不是過原點的傾斜直線,所以小燈泡的電阻是變化的,可以得出的結論是小燈泡兩端的電壓與通過它的電流的比值不是定值。解題技巧(1)根據歐姆定律公的變形式,測得待測電阻兩端的電壓和通過它的電流,就可以求出它的電阻值(2)測燈泡電阻時不能求平均值,因為在不同電壓下燈泡的溫度不同,其電阻是不同的,求平均值沒有意義;測定值電阻的阻值時應該求平均值,因為定值電阻的阻值不變,求平均值可以減小誤差(3)電路故障分析方法①電流表無示數,故障原因可能是電流表被短路,或從電流表兩接線柱到電源兩極間的電路中某處斷路。②電壓表無示數,故障原因可能是電壓表被短路,或電壓表兩接線柱到電源兩極間的電路中某處斷路。③電流表無示數但電壓表有示數且接近電源電壓,可以肯定電壓表兩接線柱到電源兩極間的電路為通路,故障原因是與電壓表并聯部分的電路斷路,或電壓表串聯在電路中了。(4)單表測電阻R的方法伏安法測電阻的原理是歐姆定律。在實驗中,如果電流表或電壓表損壞,可以利用電流表和已知定值電阻串聯(相當于電壓表)或電壓表和已知定值電阻并聯(相當于電流表)進行間接測量,即無論用哪種特殊方法測未知電阻,都要測出或算出未知電阻兩端的電壓Ux,測出或算出通過未知電阻的電流Ix,利用,求出的值。1.(新情境)(2023·濰坊)某實驗小組利用圖甲所示電路測量自來水電阻阻值,其中內徑均勻的圓柱形玻璃管側壁連接一細管,細管上閥門K可以控制管內自來水的水量,玻璃管兩端接有導電活塞(活塞電阻可忽略)。電源電壓約為3V,滑動變阻器銘牌標有“”字樣。
(1)連接完成圖甲所示電路,閉合開關前發現有一根導線連接錯誤,請在錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線將電路連接正確;(2)正確連接電路后,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移至(選填“A”或“B”)端;(3)實驗中發現無論如何移動滑片P,電流表示數幾乎為0,電壓表示數接近3V,檢查發現各電路元件完好。出現該現象的原因可能是;(4)為能正確測出玻璃管內自來水的電阻,某同學利用定值電阻(阻值)、定值電阻(阻值)、電阻箱R(最大阻值)、單刀雙擲開關S、兩個相同的電壓表(量程為0~3V)等器材,連接了如圖乙所示電路,進行了如下實驗操作。①把S撥到1位置,記錄電壓表示數;②把S撥到2位置,調整電阻箱阻值,使電壓表示數與電壓表示數相同,記錄此時電阻箱的阻值;③計算玻璃管內自來水的電阻值,則。【答案】
B連接電壓表和右端的導線斷路2.4【解析】(1)[1]原電路電壓表和被短路,接電源負極的導線應該接在的左端。(2)[2]正確連接電路后,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移至阻值最大處,即對應該電路圖的滑動變阻器B端。(3)[3]實驗中發現無論如何移動滑片P,電流表示數幾乎為0,電壓表示數接近3V,檢查發現各電路元件完好。說明電壓表與電源連通,且測量的是電源電壓,所以與電壓表并聯以外的電路是完好的,與電壓表并聯的支路斷路了,又因為電路各元件完好,那么斷路的應該是連接電壓表和右端的導線。(4)[4]把S撥到1位置,記錄電壓表示數,記為,的電壓記為,根據串聯電路分壓可得把S撥到2位置,調整電阻箱阻值,使電壓表示數與電壓表示數相同根據串聯電路分壓可得又因為,所以,所以解得2.(跨學科)(2023·常德)在今天的生活中傳感器的應用越來越廣泛。小明想可不可以利用壓力傳感器和初中所學的物理知識來設計一個可以直接測量壓力大小的“壓力計”呢?他找到一個壓力傳感器,知道它的阻值R與受壓力大小F的對應關系圖像如圖甲所示,當0≤F≤200N時圖像為直線。下面他設計了“壓力計”電路圖如圖乙所示。已知電源電壓為12V,電流表的量程為50mA。
(1)請根據電路圖完善圖丙的實物連接,要求閉合開關后滑動變阻器的滑片向右滑動時R1接入電路的阻值變大;(2)閉合開關S,不施加壓力,調節滑動變阻器接入電路部分的阻值,從最大值逐漸減小,當電流表讀數為40mA時電壓表讀數為4V,可知R0=Ω;(3)閉合開關S,不施加壓力,繼續調節滑動變阻器R1,電流表指針指表盤正中間位置,將此位置標記刻度為F=0。此時滑動變阻器接入電路部分的阻值為Ω。(4)此后小明在保持滑動變阻器阻值不變的前提下,逐漸對傳感器施加壓力,并將對應的壓力值標記到電流表上,制成了一個簡易的“壓力計”。若此“壓力計”測得的F=160N時,電流表對應的示數為mA。【答案】
10038030【解析】(1)[1]由于閉合開關后滑動變阻器的滑片向右滑動時R1接入電路的阻值變大,所以滑動變阻器選擇左側下接線柱接入電路
;
(2)[2]由題意知,電流表讀數為I0=40mA時,電壓表讀數為U0=4V,R0的阻值(3)[3]由題意知,當F=0時,電流表示數+由歐姆定律公式得R0的電壓U0=I0R0=25×10-3A×100Ω=2.5V滑動變阻器兩端的電壓U滑=U﹣U0=12V﹣2.5V=9.5V滑動變阻器接入電路部分的電阻(4)[4]由圖甲可知R與F的關系式為R=kF+b再將F=0時,R0=100Ω和F′=200N時,R′=0Ω分別代入得,b=100即R與F的關系式為將F=160N代入上式得,R″=20Ω;此時電路中總電阻R總=R″+R滑=20Ω+380Ω=400Ω由歐姆定律得電路中電流表的示數3.(新考法)(2023·天津)如圖所示的“電阻測量盒”,內有電源(電壓不變且未知)、阻值已知的定值電阻、開關和電流表,并引出兩根導線到盒外。將盒外的兩根導線分別與待測電阻的兩端相連,根據開關閉合、斷開時電流表的示數,可以算出的阻值。設計的盒內電路圖,其中符合要求的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】ABD【解析】A.閉合開關,通過電流表示數和R0的阻值,可以計算出電源電壓,再斷開開關,將盒外的兩根導線分別與待測電阻Rx的兩端相連,根據電源電壓和電流表示數,可以計算出Rx的阻值,故A符合題意;B.將盒外的兩根導線分別與待測電阻Rx的兩端相連,斷開開關,則電阻Rx和R0串聯,用兩電阻的阻值和電流表示數表示出電源電壓;再閉合開關,R0被短路,用電阻Rx的阻值和電流表示數再次表示出電源電壓,由于電源電壓不變,聯立等式,計算出Rx的阻值,故B符合題意;C.將盒外的兩根導線分別與待測電阻Rx的兩端相連,斷開開關,則電阻Rx和R0串聯,用兩電阻的阻值和電流表示數表示出電源電壓;再閉合開關,Rx和電流表被短路,電流表無示數,不能再次表示出電源電壓,所以不能計算出Rx的阻值,故C不符合題意;D.閉合開關,通過電流表示數和R0的阻值,可以計算出電源電壓,再斷開開關,將盒外的兩根導線分別與待測電阻Rx的兩端相連,則電阻Rx和R0串聯,根據電源電壓和電流表示數,可以計算出電路的中阻值,進而可以計算出Rx的阻值,故D符合題意。故選ABD。1.(2023·江西)如圖所示,電源電壓恒定不變,閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P向右移動,下列說法正確的是()A.A的示數變大,V1的示數不變 B.A的示數變大,V2的示數變大C.V1的示數與V2的示數之和不變 D.V2的示數與A的示數之比變小【答案】D【解析】ABC.由電路圖可知,滑動變阻器與定值電阻R2串聯在電路中,電流表A測電路的電流,V1測量滑動變阻器的電壓,V2測量電源電壓,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,滑動變阻器接入電路的電阻變小,則電路中的電流增大,定值電阻R2兩端的電壓增大,又電源電壓恒定不變,可知滑動變阻器兩端的電壓減小,即V1的示數變小,V2的示數不變,V1的示數與V2的示數之和變小,故ABC錯誤;D.由于V2測量電源電壓,示數不變,電路中的電流增大,A的示數增大,則V2的示數與A的示數之比變小,故D正確。故選D。2.(2023·濟寧)小明家的屋頂上有一個水池,圖是他設計的一種自動測量水池內水位高低的裝置,R'是定值電阻,R是滑動變阻器,它的金屬滑片是杠桿的一端。從水位表(用電流表改裝)指針的刻度,就可知道水池內水位的高低。下列對裝置的設計方案提出的建議,可行的是()
A.用電壓表改裝水位表,并與R'并聯B.用塑料材料制作杠桿ABC.用軟繩連接杠桿A端與浮標D.用導線代替電阻R'接通電路【答案】A【解析】A.如果用電壓表改裝水位表,把電壓表與R'并聯,測R'兩端電壓,根據串聯電路分壓特點,當水位升高時,變阻器接入電路電阻變小,變阻器兩端電壓變小,電源電壓不變,則R'兩端電壓變大。所以這個方案可行,故A符合題意;B.R是滑動變阻器,它的金屬滑片是杠桿的一端。因為塑料是絕緣體,所以不能用塑料制作杠桿AB,故B不符合題意;C.如果用軟繩連接杠桿A端與浮標,當水位上升時,浮標對杠桿沒有力的作用,則不能改變變阻器的電阻值,故C不符合題意;D.如果用導線代替電阻R'接通電路,當變阻器滑片滑到最下端時,等同于用導線直接接到電源兩端,可能會因電流過大把電源燒壞,故D不符合題意。故選A。3.(2023·淄博)如圖所示電路中,電源電壓6V恒定不變,電流表的量程是0~0.6A,電壓表的量程是0~3V,小燈泡上標有“2V;1W”(燈絲電阻不變),滑動變阻器標有“20Ω;1A”。閉合開關S,移動滑動變阻器的滑片P,在不損壞電路元件的前提下,電流表、電壓表示數的范圍分別是()
A.0.25A~0.6A,1V~2VB.0.3A~0.5A,1V~1.5VC.0.25A~0.5A,1.5V~2VD.0.25A~0.5A,1V~2V【答案】D【解析】由電路圖知,閉合開關,小燈泡與滑動變阻器串聯在電路中,電壓表測小燈泡兩端的電壓,電流表測電路中的電流。小燈泡正常工作時的電流此時變阻器兩端的電壓變阻器接入電路的阻值在不損壞電路元件的前提下,電路中的最大電流為0.5A,所以電流表的最大示數為0.5A,此時電壓表的示數也最大,為2V。小燈泡正常發光時,電阻當變阻器接入電路的阻值最大時,電路中的總電阻最大為電路中的電流最小為此時電流表示數最小為0.25A。燈絲電阻不變,則電壓表示數也最小所以電流表、電壓表示數的范圍分別是0.25A~0.5A,1V~2V,故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。4.(2023·德州)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關S,滑動變阻器滑片P由圖示位置向右滑動時,下列說法正確的是()
A.小燈泡與滑動變阻器串聯 B.電壓表示數變大C.電流表和示數都變小 D.小燈泡亮度變暗【答案】C【解析】由圖可知,滑動變阻器和小燈泡并聯,電流表測通過滑動變阻器的電流,電流表測干路總電流,電壓表測各支路兩端和電源兩端電壓。A.由圖可知,有兩條電流路徑,所以滑動變阻器和小燈泡并聯,故A錯誤;B.電壓表測各支路兩端和電源兩端電壓,電源電壓不變,則電壓表示數不變,故B錯誤;C.滑動變阻器滑片P向右滑動時,其阻值增大,由于其并聯在電源兩端,所以滑動變阻器兩端電壓不變,根據可知,通過的電流變小,所以電流表示數變小;由并聯電路,各個用電器之間相互不影響可知,通過小燈泡的電流不變,根據并聯電路電流特點可知,干路電流減小,所以電流表示數變小,故C正確;D.由于并聯電路,各個用電器之間相互不影響,所以通過小燈泡的電流不變,小燈泡的亮度不變,故D錯誤。故選C。5.(2023·哈爾濱)如圖所示是電阻R1、R2的電壓—電流關系圖像,下列說法正確的是()
A.電阻R1兩端電壓為4V時,通過R1的電流是0.3AB.電阻R1、R2串聯,當電流為0.2A時,R1、R2兩端總電壓為3VC.電阻R1、R2并聯到2V電壓下,干路中的電流是0.3AD.電阻R1和R2的阻值之比是1∶2【答案】B【解析】A.由圖可知當電阻R1兩端電壓為4V時,通過其電流為0.4A,故A錯誤;B.由圖像可知,若電阻R1、R2串聯,當電流為0.2A時,R1、R2兩端電壓分別為2V、1V,根據串聯電路電壓特點知,R1、R2兩端總電壓為故B正確;C.由圖像可知,電阻R1、R2并聯到2V電壓下時,通過R1、R2電流分別為0.2A、0.4A,由并聯電路中干路中的電流等于各支路電流之和可知,干路中的電流故C錯誤;D.由圖像可知,R1、R2為定值電阻,若電阻R1、R2串聯,當電流為0.2A時,R1、R2兩端電壓分別為2V、1V,根據歐姆定律知,電阻R1和R2的阻值之比是故D錯誤。故選B。6.(2023·哈爾濱)如圖所示,探究“電流跟電壓的關系”實驗中,下列說法不正確的是()
A.探究電流跟電壓的關系時,需要控制導體的電阻一定B.滑動變阻器可以起到改變定值電阻兩端電壓的作用C.實驗的結論是:電流跟電壓成反比D.多次實驗是為了得到電流跟電壓之間的定量關系【答案】C【解析】A.探究電流跟電壓的關系時,由控制變量法可知,需要控制導體的電阻一定,故A正確,不符合題意;B.滑動變阻器可以改變接入電路中的電阻,使得電路中電流發生改變,從而起到改變定值電阻兩端電壓的作用,故B正確,不符合題意;C.由歐姆定律可知,電阻不變時,電流跟電壓成正比,故C錯誤,符合題意;D.多次實驗得到多組實驗數據,從而可以得到電流跟電壓之間的定量關系,故D正確,不符合題意。故選C。7.(2023·內江)計算機鼠標內裝有自動控制傳感器,其工作原理電路如圖所示。物體M在導軌上左右移動時,可帶動與之相連的滑動變阻器滑片P左右移動,通過電壓表示數變化可反映出物體M移動的距離。當物體M向右移動時()
A.電流表示數不變,電壓表示數變小B.電流表示數變大,電壓表示數變大C.電壓表示數和電流表示數的比值變大D.電壓表示數和電流表示數的比值不變【答案】C【解析】由題圖可知,電流表串聯接入電路中,電壓表測量R左邊部分電阻兩端的電壓。AB.當物體M向右移動時,電阻上的滑片右移,R接入電路的電阻不變,根據歐姆定律可知,電路中的電流不變,電流表示數不變;P點左側部分變長,左側電阻變大,根據U=IR可知,左側兩端的電壓變大,電壓表示數變大,故AB不符合題意;CD.電流表示數不變,電壓表示數變大,電壓表示數和電流表示數比值變大,故C符合題意,D不符合題意。故選C。8.(2023·山西)小偉給學校勞動實踐基地的蔬菜大棚設計了一個測量空氣濕度的電路圖,如圖甲所示。電源電壓恒為6V,定值電阻的阻值為20Ω,濕敏電阻R的阻值隨空氣濕度H的變化關系圖乙所示。下列分析正確的是()
A.空氣濕度越大,濕敏電阻R的阻值越大B.空氣濕度越大,電壓表示數越小C.當空氣濕度為40%時,電壓表的示數為3.6VD.當電路中電流為0.15A時,空氣濕度為50%【答案】D【解析】AB.由圖乙可知,空氣濕度越大,濕敏電阻越小;由電路圖可知,R0與濕敏電阻串聯,根據串聯電路的分壓作用,濕敏電阻的阻值變小,它兩端的電壓變小,則R0兩端的電壓變大,即電壓表的示數變大。故AB錯誤;C.當空氣濕度為40%時,濕敏電阻為30Ω,電路總電流為電壓表的示數為故C錯誤;D.當電路中電流為0.15A時,電路的總電阻則濕敏電阻的阻值為由圖像乙可知空氣濕度為50%,故D正確。故選D。9.(2023·聊城)(多選)如圖所示是電阻甲和乙的I-U圖像,由圖像可知下列判斷正確的是()
A.甲的電阻值是20ΩB.甲的電阻值大于乙的電阻值C.甲、乙串聯,乙兩端的電壓為1V時,甲兩端的電壓為3VD.甲、乙并聯,通過甲的電流為0.1A時,通過乙的電流為0.2A【答案】ACD【解析】A.分析圖像可知,甲是定值電阻,根據歐姆定律,甲的電阻值故A正確;B.分析圖像可知,甲是定值電阻,乙的阻值是變化的,在兩圖線相交時,甲的阻值等于乙的阻值,故B錯誤;C.由圖象可知,甲和乙串聯,乙兩端電壓為1V時,由串聯電路電流的規律可知通過甲、乙的電流相等為0.15A,則甲兩端電壓為3V,故C正確;D.由圖象可知,甲和乙并聯,通過甲的電流為0.1A時,由并聯電路電壓的規律可知甲、乙兩端的電壓相等為2V,則通過乙的電流為0.2A,故D正確。故選ACD。10.(2023·株洲)(多選)圖為某款電加熱器的簡化電路圖,R1、R2、R3為定值電阻,a、b、c、d為金屬觸點,S為旋鈕開關,轉動旋鈕可以將相鄰兩個觸點連通。則開關()
A.連接a、b時,R1和R2串聯B.連接c、d時,R1和R3串聯C.從連接a、b旋轉至c、d時,通過R1的電流變小D.從連接a、b旋轉至c、d時,通過R1的電流變大【答案】AD【解析】A.如圖所示,當連接a、b時,電路中只有R1和R2串聯,故A符合題意;B.如圖所示,當連接c、d時,電路由R1和R3并聯,故B不符合題意;CD.如圖所示,當連接a、b時,電路總電阻是R1和R2電阻之和,當連接c、d時,R1支路上電阻只有自己的電阻,根據歐姆定律可知,電壓不變時,電阻越小,電流越大,故從連接a、b旋轉至c、d時,通過R1的電流變大。故C不符合題意,D符合題意。故選AD。11.(2023·甘孜)如圖所示,在探究電流與電壓關系的實驗中,電源電壓恒定,閉合開關S后,滑動變阻器的滑片向左移動的過程中,電壓表示數,電流表示數。(兩空均選填“變大”或“變小”)
【答案】變大變大【解析】[1][2]分析電路為串聯電路,當滑片P向左移動時,滑動變阻器接入電路中的電阻變小,電路總電阻變小,根據可知,電路中電流變大;電壓表測定值電阻電壓,據可知,定值電阻阻值不變,電流變大,則電壓變大,即電壓表的示數變大。12.(2023·濱州)某實驗小組用圖甲所示電路進行“探究電流與電壓的關系”實驗。
(1)請用筆畫線代替導線將圖甲電路連接完整,要求滑動變阻器滑片P向左移動時電阻變大,導線不交叉;(2)連接電路時,開關應該。閉合開關前,滑動變阻器滑片P應該位于(選填“A”或“B”)端;(3)閉合開關,同學們發現電流表沒有示數,電壓表示數接近電源電壓,原因可能是;(4)排除故障后,移動滑片P到某一位置時電流表示數如圖乙所示,此時通過定值電阻R的電流為A,根據實驗數據繪制出定值電阻R的I-U圖像如圖丙所示。由圖像可得:當導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成;(5)同學們利用完整的圖甲電路進一步“探究電流與電阻的關系”,測得實驗數據如下表所示。實驗時,保持電壓表的示數為V不變。分析數據可得:當導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;實驗次數12345R/Ω510152025I/A0.400.200.130.100.08(6)該小組用電壓表和一個最大阻值為R0的滑動變阻器,測量未知電阻Rx的阻值。他們設計了如圖丁所示的電路圖,進行如下實驗操作:
①閉合開關,將滑動變阻器滑片P移到最左端,此時電壓表的示數為U1;②將滑動變阻器滑片P移到最右端,此時電壓表的示數為U2;③則Rx=(用R0、U1、U2表示)。【答案】
斷開A定值電阻R斷路0.3正比2【解析】(1)[1]由題意可知,滑動變阻器滑片P向左移動時電阻變大,應該將滑動變阻器右下端的B端接線柱連入電路,如圖所示:
(2)[2]為了起到保護電路的作用,連接電路時,開關應該斷開。[3]為了起到保護電路的作用,閉合開關前,滑動變阻器滑片P應該位于最大阻值處的A端。(3)[4]電流表沒有示數,說明電路斷路;電壓表示數接近電源電壓,說明電壓表兩接線柱之間的電路元件斷路,由圖可知,電壓表測量的是定值電阻R兩端的電壓,原因可能是定值電阻R斷路。(4)[5]如圖乙所示,電流表選擇的是小量程,分度值為0.02A,電流表的示數為0.3A,則此時通過定值電阻R的電流為0.3A。[6]如圖丙所示,電阻一定時,電壓隨電流的增大而增大,故可得:當導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。(5)[7]探究電流與電阻的關系,根據控制變量法的要求,應該控制電阻兩端的電壓不變,由表格數據結合公式U=IR可知,保持電壓表的示數為2V不變。(6)[8]閉合開關,將滑動變阻器滑片P移到最左端,此時電壓表的示數為U1;可知電源的電壓為U=U1……①將滑動變阻器滑片P移到最右端,此時電壓表的示數為U2,可得……②由①②兩式聯立可得13.(2023·青島)(1)有一個阻值未知的定值電阻,小蘭用伏安法測量其阻值,過程如下。
①用筆畫出導線,將圖甲中的電路連接完整;②正確連接電路后,將滑動變阻器的滑片P移至阻值處,再閉合開關,小蘭發現移動滑動變阻器滑片P的過程中,電壓表有示數且幾乎不變,電流表沒有示數,則電路中存在的故障可能是:兩個接線柱(選填“a與b”或“c與d”)間發生了斷路;③解決故障后,通過調節滑動變阻器滑片P的位置,進行多次實驗,得到實驗數據如表,其中有一組數據是錯誤的。小蘭和小海根據實驗數據分別畫出了電阻的I-U圖象,如圖乙、丙所示,其中圖象是正確的;實驗次數電壓U/V電流I/A11.10.2221.50.3031.90.2842.30.4552.50.50④所測電阻的阻值為Ω;
(2)小蘭和小海共同設計了圖丁所示的電路,探究金屬絲電阻的大小跟導線長度的關系。
①電路中的R1、R2、R3均是由材料、粗細相同的金屬絲制成,長度分別為0.4m、1.2m、1.6m。閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P置于合適位置,電壓表V1、V2、V3的示數之比為1∶3∶4,則三個電阻的阻值之比為R1∶R2∶R3=;②通過分析,可以得出結論:材料、粗細相同的金屬絲,其電阻大小與長度成;③通過查閱資料,該金屬絲的電阻與導線長度的比例系數k=5Ω/m,則長10m的這種金屬絲的電阻是Ω。【答案】
最大c與d乙51∶3∶4正比50【解析】(1)[1]滑動變阻器應一上一下連接入電路中
[2]為了保護電路,閉合開關實驗前,應將滑動變阻器的滑片移到最大阻值處。[3]整個電路屬于串聯電路,閉合開關后,移動滑片P時發現電流表無示數,但電壓表有示數但隨著滑動變阻器劃片的移動示數不變化,說明電壓表所在的整條電路是通路,故只能是與電壓表并聯的部分導線c與d之間斷路。[4]根據歐姆定律可知第三組數據是錯誤的,與其他數據結果不符,應排除錯誤數據以后進行繪圖,故乙是正確的。[5]根據歐姆定律得所測電阻的阻值(2)[6]由圖可知是串聯電路,根據串聯電路電流特點可得根據歐姆定律可得即[7]電路中的R1、R2、R3均是由材料、粗細相同的金屬絲制成,長度之比等于電阻之比其電阻大小與長度成正比;[8]因為電阻大小與長度成正比,可得14.(2023·蘭州)習了歐姆定律的知識后,老師給同學們布置了設計不同方案測量未知電阻的任務,三位同學的設計方案如下:
(1)小明的設計方案如圖甲所示,閉合開關S,調節滑動變阻器R的滑片P至適當位置,電壓表、電流表的示數分別如圖乙、丙所示,則電壓表的示數為V,未知電阻的阻值為Ω;(2)小林的設計方案如圖丁所示,閉合開關S,電流表和的示數分別為和。已知定值電阻的阻值為,則未知電阻=(用、和表示);
(3)小剛的設計方案如圖戊所示,閉合開關S后,先將開關S1撥至觸點,移動滑動變阻器R的滑片P至適當位置,此時電壓表的示數為U;保持滑片P的位置不變,再將開關S1撥至另一觸點,調節電阻箱的阻值,使,此時電阻箱的讀數為,則未知電阻=。【答案】2.79b電壓表示數恰為UR0【解析】(1)[1][2]由乙圖可知,電壓表使用的是0~3V的量程,分度值為0.1V,電壓表的示數是2.7V;由丙圖可知,電流表使用的是0~0.6A的量程,分度值為0.02A,電流表的示數是0.3A,電阻的阻值為(2)[3]由圖可知,兩個電阻并聯,電流表A1測量干路中的電流,電流表A2測量通過R0的電流,在并聯電路中,干路電流等于各支路電流之和,所以Rx這條支路的電流為Ix=I1-I2電源電壓U=I2R0未知電阻(3)[4][5][6]閉合開關S后,先將開關S1撥至觸點b,移動滑動變阻器R的滑片P至適當位置,此時電壓表的示數為U;保持滑片P的位置不變,再將開關S1撥至另一觸點,調節電阻箱的阻值,使電壓表的示數仍為U;此時電阻箱的讀數為,根據歐姆定律可知,Rx與R0相等,即Rx=R0。15.(2023·深圳)已知:電源電壓為3V,小燈泡額定電壓為2.5V,滑動變阻器(30Ω,1.2A)
(1)請幫助亮亮根據電路圖,連接實物圖;(要求:滑片在最右端時,電阻最大。)(2)在閉合開關前,滑動變阻器滑片需要調到端(選填“M”或“N”);(3)亮亮同學檢查電路連接正確,并且電路元件沒有故障后,閉合開關,發現小燈泡不發光,電流表偏轉角度很小,請問故障原因是:,接下來亮亮同學的提作方法是:;(4)實驗數據如下圖:電壓U/V11.522.52.8電流I/A0.140.210.270.30.31請問:正常發光時,小燈泡的電阻是:Ω;(5)由實驗數據說明:小燈泡的電阻隨電壓的增大而;(選填:“增大”,“變小”或“不變”)(6)小白同學在電路連接正確后,閉合開關,小燈泡亮了一下之后就熄滅,電流表無示數,電壓表有示數,請在圖丙中,畫出電壓表指針指的位置。(用帶箭頭的線段表示)()【答案】
N燈泡的實際功率很小移動滑動變阻器滑片8.3增大
【解析】(1)[1]滑動變阻器滑片在最右端時阻值最大,所以滑動變阻器應接左下接線柱(2)[2]在閉合開關前,滑動變阻器滑片需要調到N端,使得滑動變阻器為最大阻值,保護電路。(3)[3]閉合開關前,滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值,閉合開關,由于電路總電阻很大,電路電流較小,燈泡的實際功率很小,可能不足以引起燈泡發光。[4]閉合開關后,如果燈泡不亮,應移動滑動變阻器滑片,減小電路的總電阻,使電燈泡發光。(4)[5]由題意可知小燈泡的額定電壓是2.5V,所以小燈泡正常發光時,電壓為2.5V,而電流由表中數據得0.3A,所以小燈泡電阻為(5)[6]由表中數據得電壓為1V,電流為0.14A,小燈泡電阻為由表中數據得電壓為1.5V,電流為0.21A,小燈泡電阻為由表中數據得電壓為2V,電流為0.27A,小燈泡電阻為由表中數據得電壓為2.8V,電流為0.31A,小燈泡電阻為所以小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大。(6)[7]閉合開關,小燈泡亮了一下之后就熄滅,電流表無示數,電壓表有示數,說明小燈泡斷路了,電壓表測電源的電壓示數接近電源電壓3V16.(2023·龍東)在探究“電流與電阻關系”實驗時,老師給小明提供了如下器材:電源(電壓恒定為4.5V),電流表,電壓表,開關各一個,滑動變阻器甲“10Ω;2A”和滑動變阻器乙“20Ω;1A”各一個,定值電阻5Ω、10Ω、15Ω各一個,導線若干。
(1)注意在連接電路時,開關必須處于狀態;(2)用筆畫線代替導線,將圖甲的實驗電路連接完整(要求:滑動變阻器滑片P向左滑動時電流表示數變大,導線不允許交叉);(3)正確連接電路后閉合開關,發現電流表有示數,無論怎樣移動滑片P,電壓表都無示數,則故障可能是(答出一種情況即可);(4)排除故障后,小明把5Ω的電阻接入電路中,移動滑片P到適當位置,讀出電流表示數如圖乙所示,正確記錄后,小明又改用10Ω電阻繼續實驗,閉合開關后,小明應將滑片P向(選填“左”或者“右”)移動至電壓表示數為V;(5)小明在實驗中所選用的滑動變阻器應該是(選填“甲”或“乙”);(6)利用老師給的器材,還能完成的電學實驗有:(寫出一個即可)。【答案】斷開
定值電阻短路(電壓表短路)右2.5乙探究電流和電壓的關系(測定值電阻的阻值)(答案合理即可)【解析】(1)[1]在連接電路時,為保護電路,要先斷開開關。(2)[2]由題意知,當滑動變阻器A端與定值電阻正接線柱連接,使得滑動變阻器與定值電阻串聯接入電路,滑動變阻器滑片P向左滑動時,接入電路的電阻變小,根據歐姆定律可知,電路中的電流變大,從而電流表示數變大(3)[3]由題意知,電流表有示數,說明電路有電流為通路,而此時電壓表無示數,說明與電壓表并聯的電阻R短路。(4)[4][5]有圖乙知,電流表接入量程為0~0.6A,且最小分度值為0.02A,則電流表示數為0.5A。根據可得,電壓表示數為小明又改用10Ω電阻繼續實驗,應利用控制變量法,保持電壓表示數不變,根據串聯電路分壓特點,為控制定值電阻兩端電壓保持不變,此時應滑動變阻器滑片P向右移動,增大接入電路電阻,從而增大滑動變阻器兩端電壓。(5)[6]實驗中使用的定值電阻阻值最大為15Ω時,根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓變阻器分得的電壓為電壓表示數倍數為根據分壓原理,當接入15Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為因此小軍實驗所選用的滑動變阻器應該是乙“20Ω;1A”。(6)[7]電流表可測量電路中電流,電壓表可測量用電器兩端電壓,因此還可通過該實驗裝置探究電流和電壓的關系和測定值電阻的阻值的實驗。17.(2023·撫順)小碩同學使用可調電壓的電源,四個定值電阻(阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、25Ω)、電壓表、電流表、標有“20Ω1A”的滑動變阻器、開關、導線等器材探究“電流和電阻的關系”。
(1)小碩連接如圖甲所示電路,檢查電路發現有一條導線連接錯誤,請在圖甲中錯誤導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線將電路連接正確。(2)改正電路,閉合開關前將滑動變阻器滑片滑至最(填“左”或“右”)端。閉合開關,發現電流表有示數,電壓表無示數,可能是定值電阻發生(填“斷路”或“短路”)。(3)排除故障后,當接入5Ω定值電阻時,調節滑動變阻器的滑片到某位置,電流表的示數如圖乙所示為A.依次更換定值電阻進行實驗,當接入20Ω電阻時,調節滑動變阻器的滑片,使電壓表示數保持V不變,滑動變阻器恰好達到最大阻值,則可知電源電壓為V。(4)將20Ω的電阻更換成25Ω的電阻時,為完成實驗,應該將電源電壓調(填“大”或“小”),使電壓表示數恢復到控制電壓。通過分析實驗數據得出結論:在電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成比。(5)小碩在完成上述實驗后,想測量小燈泡兩端電壓為U0(U0<U額)時的電阻。他取來一個小燈泡L,已知其額定電壓為U額、額定電流為I額,連接了如圖丙所示電路。已知定值電阻阻值為R0,電源電壓未知。請完成下列實驗步驟:①只閉合開關S、S1,調節滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數為時,小燈泡L正常發光;②保持滑動變阻器滑片位置不變,只閉合開關S、S2,讀出電壓表示數為U1。接著調節滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數為,則小燈泡L兩端電壓達到U0;③接著斷開開關S2,閉合開關S1,讀出電壓表示數為U2;④小燈泡L兩端電壓為U0時的電阻表達式為R=(用所測物理量字母和已知物理量字母表示)。【答案】
右短路0.424小反I額R0U1+U額-U0【解析】(1)[1]電路中應當將電源、開關、滑動變阻器、定值電阻、電流表串聯,將電壓表并聯在定值電阻兩端
(2)[2]為了保護電路,閉合開關前,應將滑動變阻器移至最大阻值處,即將滑片移至最右端。[3]閉合開關,發現電流表有示數,證明電路不能斷路;電壓表無示數,證明與之并聯的定值電阻短路。(3)[4]由圖可知,電流表選用0~0.6A量程,分度值為0.02A,因此讀數為0.4A。[5]因為探究電流與電阻的關系,保持定值電阻兩端電壓不變,因此接入20Ω電阻時,調節滑動變阻器的滑片,使電壓表示數保持為U=IR=0.4A×5Ω=2V[6]滑動變阻器最大阻值為20Ω,根據串聯分壓可知因此滑動變阻器兩端電壓為2V,根據串聯電路電壓的特點U=U定+U滑=2V+2V=4V(4)[7]根據串聯分壓可知,將20Ω的電阻更換成25Ω的電阻時因此滑動變阻器兩端電壓為1.6V,根據串聯電路電壓的特點U=U定+U滑=1.6V+2V=3.6V因此應將電源電壓調小。[8]通過分析實驗數據可知,電流隨電阻的增大而減小,所以得出結論:在電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。(5)[9分析電路可知,只閉合開關S、S1,定值電阻、滑動變阻器、燈泡串聯,電壓表測定值電阻兩端電壓,為了使燈泡正常工作,根據串聯電路電流的特點,使電壓表示數為I額R0。[10]保持滑動變阻器滑片位置不變,只閉合開關S、S2,定值電阻、滑動變阻器、燈泡串聯,電壓表測定值電阻和滑動變阻器兩端電壓,讀出電壓表示數為U1。根據串聯電路電壓的特點可知,電源電壓為U1+U額。接著調節滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數為U1+U額-U0,則小燈泡L兩端電壓達到U0。[11]接著斷開開關S2,閉合開關S1,定值電阻、滑動變阻器、燈泡串聯,電壓表再次測定值電阻兩端電壓,讀出電壓表示數為U2;根據歐姆定律及串聯電路電流的特點可知,此時小燈泡的電流為小燈泡L兩端電壓為U0時的電阻表達式為18.(2023·天津)如圖所示的電路,電源電壓為5V,四個定值電阻的阻值均為5Ω。請完成下列任務:(1)畫出開關均斷開時的等效電路圖(只畫出電路中工作電阻的連接方式);(2)當開關均閉合時,求電流表的示數。
【答案】(1)
;(2)2A【解析】(1)由圖可知,開關均斷開時,電阻只有R1與R2串聯接入電路中,電流表也接入串聯電路,所以此時等效電路圖為:
(2)當開關均閉合時,R2與R4被短路了,R1與R3并聯接入電路中,電流表在干路上,所以經過R1的電流為經過R3的電流為所以電流表的示數為19.(2023·上海)如圖所示電路,電源電壓為6V,滑動變阻器為:20Ω
2A,閉合開關后(1)若此時,求通過的電流大小;(2)若在電路中再接入一個電流表,調節滑動變阻器使得兩個電流表的示數為如圖所示(電流表量程可調節),求R2的阻值。
【答案】(1)0.4A;(2)見解析【解析】(1)由電路圖可知,閉合開關后,R1與R2并聯,則R1兩端的電壓通過R1的電流(2)由圖可知,電流表A的示數為0.3A或者1.5A,電流表A1的示數為0.24A或1.2A;當R1的最大值時,通過R1的電流則電流表A的示數應為1.5A。當電流表A1的示數為1.2A。若A1接在R2所在支路,則通過R2的電流為1.2A,故R2的阻值為若A1接在R1所在支路,則通過R2的電流為則R2的阻值為當電流表A1的示數為0.24A。若A1接在R2所在支路,則通過R2的電流為0.24A,故R2的阻值為若A1接在R1所在支路,最小電流為0.3A,故不符合題意,舍去。20.(2023·河南)某物理實踐小組設計了一種工程上的壓力測量裝置,其原理如圖甲所示,電路中電源電壓恒為,定值電阻R0的阻值為,電壓表的量程為,輕質絕緣的壓力檢測板與可變電阻相連。的阻值與壓力的關系如圖乙所示,閉合開關S后,試問:
(1)當檢測板所受壓力增大時,電壓表的示數(選填“增大”“減小”或“不變”)。(2)檢測板不受壓力時,電壓表的示數為多少?()(3)該裝置所能測量的最大壓力為多少?()(4)在不改變電源電壓和電壓表量程的情況下,若要提高該裝置所能測量的最大壓力值,請寫出一種簡便可行的方法。【答案】增大1.2V見解析【解析】(1)[1]由圖像可知,當檢測板所受壓力增大時,可變電阻R的阻值變小,則電路的總電阻減小,電路的電流增大,電壓表的測定值電阻R0兩端的電壓,可知電壓表的示數增大。(2)[2]由圖像可知,檢測板不受壓力時,力敏電阻的阻值,此時電路中的電流為兩端的電壓為即電壓表的示數為。(3)[3]當電壓表示數達到時,該裝置測量的壓力達到最大值,此時電路中的電流兩端的電壓為的阻值為由圖像可知,該裝置所能測量的最大壓力為。(4)[4]因電壓表量程固定,要想提高最大壓力值,即電路中可變電阻的阻值更小,且定值電阻兩端的電壓不超過3V。故可將定值電阻換為阻值較小的電阻或在定值電阻兩端并聯一個阻值適當的電阻等。21.(2023·長春)小明發現家中馬桶的沖水量(水箱單次排水的質量)較大,浪費水資源。于是設計了可以調節馬桶沖水量的裝置,簡化原理圖如圖所示,R1為力敏電阻,其所受壓力每減小1N阻值增大1Ω,當水箱注滿水時,R1的阻值為10Ω;R2為滑動變阻器,滑片P每移動1cm,其接入電路的阻值變化5Ω。該裝置通過在電壓表上設置“觸發電壓”控制水箱的停止排水和自動注水,當電壓表示數達到“觸發電壓”時,排水閥門被關閉,停止沖水,同時注水閥門被打開,自動將水箱注滿水。設置好“觸發電壓”后,在水箱注滿水的前提下,通過調節滑片P的位置,設置不同的沖水量,當滑片P在阻值最大位置時,沖水量最大。水箱內注滿水,滑片P從阻值最大位置向左移動5cm,閉合開關,電壓表示數為1V;在滑片P位置不變的情況下,若設置“觸發電壓”為2V,沖水量為1.5kg。(1)沖水過程中,隨著水箱中水面下降,水箱底部所受水的壓強逐漸,力敏電阻R1的阻值變;(2)若設置“觸發電壓”為2.4V,請通過計算求出裝置的最大沖水量(寫出必要的文字說明、表達式及最后結果。取g=10N/kg,水箱中水足量)。)。
【答案】變小大4kg【解析】(1)[1][2]沖水過程中,隨著水箱中水面下降,由p=ρgh可知水箱底部所受水的壓強變小,水箱的底面積不變,由F=pS可知水箱底部所受水的壓力變小,壓力每減小1N阻值增大1Ω,所以力敏電阻R1的阻值變大。(2)[3]由圖可知,R1和R2串聯,電壓表測量R1兩端的電壓,水箱內注滿水,滑片P從阻值最大位置向左移動5cm,電壓表示數為1V,電路中的電流滑片P每移動1cm,其接入電路的阻值變化5Ω,此時變阻器減小的阻值是ΔR2=5×5Ω=25Ω電源電壓U=U1+U2U=U1+I(R-ΔR2)U=1V+0.1A×(R2-25Ω)①在滑片P位置不變的情況下,若設置“觸發電壓”為2V,沖水量為1.5kg,水對箱底的壓力為F=G=mg=1.5kg×10N/kg=15N壓力每減小1NR1阻值增大1Ω,所以R1的阻值是R′1=10Ω+15×1Ω=25Ω此時電源電壓②由①和②得到R2=75Ω,U=6V滑片P在阻值最大位置時,沖水量最大,設置“觸發電壓”為2.4V,由歐姆定律和串聯電路電壓的規律可知電路中的電流R1的阻值R1電阻的變化量是壓力的變化量最大沖水量主題三電學專題15電功率考情概覽:理解課標要求,把握命題方向,總結出題角度。真題透視:精選真題,歸類設置,完整展現中考試題的考查形式。中考新考法:從新情境、新設問、跨學科等方向設置新考法真題。新題特訓:選用最新優質題、創新題,鞏固考點復習效果。考點內容課標要求命題預測電能、電功結合實例,了解電功主要考查電能的計算和測量。題型主要是選擇題和填空題,有時也會出現在計算題中。主要命題點有:電能、電功的計算,電能表的使用、讀數等。電功率結合實例,了解電功率。知道用電器的額定功率和實際功率。電功率是電學考題中命題點較為集中的內容,主要考查電功率的相關計算。常見考題類型是選擇題、填空題和計算題,有時也會出現在綜合題中。命題點有:電功率概念的理解,電功率的基本計算,額定功率和實際功率的計算,動態電路分析與計算,電功率的范圍、極值等問題。測量電功率測量電功率是電學部分的重要實驗之一。對測量電功率的考查題型基本上是探究實驗題。命題點有:測量電功率的電路圖及實物圖連接、實驗步驟,數據處理,故障分析及特殊測量電功率的方法等。焦耳定律通過實驗,了解焦耳定律。能用焦耳定律說明生產生活中的有關現象。焦耳定律方面的考題題型多是選擇題、填空題,有時也會有實驗探究題。命題點有:電流的熱效應,探究電熱與電流、電阻的關系,焦耳定律的相關計算,電熱器的相關計算等。?考向一電能、電功1.(2023·青島)有一塊手機用的電池,上面標明電壓為3.7V,容量為4000mA·h,它充滿電后大約儲存的電能為()A.5.3×104J B.5.3×107JC.14.8J D.14.8kW·h【答案】A【解析】根據電功的計算公式W=UIt可得電池充滿電后大約儲存的電能為故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。2.(2023·湘潭)如圖是電能表表盤示意圖,下列說法正確的是()
A.電能表是用來測電功率的儀器B.此時電能表的讀數為61985kW·hC.這個電能表通過的電流一定為10AD.這個電能表應該在220V的電路中使用【答案】D【解析】A.電能表是用來測量電路消耗電能(電流做功)的儀器,故A錯誤;B.電能表最后一位是小數,故電能表的讀數為,故B錯誤;C.10A表示電能表可以通過的最大電流為10A,故C錯誤;D.“220V”表示此電能表應該在220V的電路中使用,故D正確。故選D。3.(2023·哈爾濱)小明家3月末和4月末電能表表盤示數如圖所示,則小明家4月份用電kW·h,若以當地電價0.5元/度計算,小明家4月份應繳納電費元。
【答案】240120【解析】[1]4月末的電能表示數為6262.3kW·h,3月末的電能表示數為6022.3kW·h,小明家4月份用電[2]小明家4月份應繳納電費4.(2023·煙臺)如圖甲所示,電源電壓恒定不變,的阻值為,圖乙是小燈泡L的電流與電壓關系的圖像。當只閉合時,電壓表示數為,通過小燈泡的電流為A,電源電壓為V;當只閉合時,電壓表示數為,電路在內消耗的電能為J。
【答案】0.68384【解析】[1]如電路圖甲所示,當只閉合時,燈泡與R1串聯,電壓表測燈泡兩端電壓,電壓表示數為,如圖乙所示,當小燈泡電壓為2V時,通過電路的電流為0.6A。[2]串聯電路中電流處處相等,則電阻R1兩端的電壓為根據串聯電路中電壓規律,電路總電壓等于各部分電壓之和,故電源電壓為[3]如電路圖甲所示,當只閉合時,燈泡與R2串聯,電壓表測燈泡兩端電壓,電壓表示數為,如圖乙所示,當小燈泡電壓為4V時,通過電路的電流為0.8A。電路在內消耗的電能為解題技巧(1)由電功公式和歐姆定律公式,可推導出公式和。適用于任何電路,而和只適用于純電阻電路。(2)用電能表所示的后一次示數減去前一次示數,就是用電器在這段時間內消耗的電能;弄清每消耗1kW˙h的電能,電能表轉盤轉多少轉;用標定的電壓乘以額定最大電流就是電能表允許接入的用電器的最大功率。?考向二電功率5.(2023·營口)如圖所示,電源電壓不變,閉合開關,在保證電路安全的情況下,變阻器的滑片由中點向右移動的過程中,下列判斷正確的是()
A.小燈泡亮度變暗 B.電壓表示數變大C.電流表示數不變 D.電路總功率變小【答案】D【解析】AB.由圖可知,燈泡與滑動變阻器并聯在電路中,電壓表測電源的電壓,電流表測通過滑動變阻器的電流;并聯電路中各個支路的用電器互不影響,滑片由中點向右移動的過程中,通過燈泡的電流不變,小燈泡亮度不變,因電源電壓保持不變,電壓表的示數不變,故AB錯誤;CD.滑片由中點向右移動的過程中,滑動變阻器接入電路的電阻變大,根據可知,通過滑動變阻器的電流減小,即電流表的示數減小,通過燈泡的電流不變,由并聯電路的電流特點可知干路中的電流減小;因電源電壓不變,干路中的電流減小,則根據P=UI可知,整個電路的總功率小,故D正確,C錯誤。故選D。6.(2023·赤峰)如圖所示,電源電壓保持不變,,。當閉合開關S,斷開開關、時,電壓表的示數為4V,電流表示數為0.2A,則電源電壓為V;當開關S、、都閉合時,則電路消耗的總功率為W。
【答案】63【解析】[1]閉合開關S,斷開開關、時,R1與R3串聯,電壓表測量的是R1兩端的電壓,所以R1的電阻為則電源電壓為[2]當開關S、、都閉合時,R3被短路,R1與R2并聯,所以R1與R2兩端的電壓等于電源電壓,R1的電流為R2的電流為所以電路消耗的總功率為7.(2023·丹東)如圖甲所示,電源電壓保持不變,R1=10Ω。閉合開關S,將滑動變阻器R2的滑片P從b端移動到a端的過程中,電流表示數隨滑動變阻器R2連入電路的阻值的變化關系如圖乙所示。下列說法正確的是()
A.電源電壓為8VB.R1的最小電功率為1.6WC.滑動變阻器R2的最大阻值為30ΩD.當滑片P位于中點時,R1與R2的電功率之比為2∶3【答案】ACD【解析】A.由圖甲可知,當滑動變阻器的滑片位于a端時,電路為R1的簡單電路,此時電路中的電流最大,為0.8A,則電源電壓U=I最大R1=0.8A×10Ω=8V故A正確;BC.由圖甲可知,當滑動變阻器的滑片位于b端時,兩電阻串聯,滑動變阻器全部接入電路,阻值為30Ω,此時電路中電流最小為0.2A,R1的電功率最小,R1的最小電功率P1最小=I2最小R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W故B錯誤,C正確;D.當滑片P位于中點時,變阻器接入電路的阻值為15Ω,R1與R2的電功率之比為故D正確。故選ACD。8.(2023·本溪)(多選)如圖所示電路,燈泡L1為“12V
12W”、燈泡L2為“12V
6W”,滑動變阻器的最大阻值為48Ω,電壓表的量程為“0~15V”。只閉合開關S1,滑動變阻器的滑片從最右端向左移動,當電壓表示數為6V時,燈泡L1正常發光。只閉合開關S2,保證所有元件安全的情況下,最大范圍內調節滑動變阻器的滑片。忽略溫度對燈絲電阻的影響,下列有關該電路說法正確的是()
A.電源電壓為18VB.只閉合開關S1,當燈泡L1正常發光時,滑動變阻器連入電路的阻值為6ΩC.只閉合開關S2,電壓表示數的最大值為15VD.只閉合開關S2,電路總功率的變化范圍為4.5W~9W【答案】ABD【解析】AB.只閉合開關S1,L1與滑動變阻器串聯,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。滑動變阻器的滑片從最右端向左移動,當電壓表示數為6V時,燈泡L1正常發光,則電源電壓為通過燈泡L1的電流滑動變阻器連入電路的阻值故AB正確;CD.燈泡L2的阻值只閉合開關S2,L2與滑動變阻器串聯,當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,電壓表的示數最大,根據串聯電路的分壓原理可得則電壓表示數的最大值為12V。此時電路的電流最小,最小電流為電路的最小總功率當小燈泡L2正常發光時,電路的電流最大電路的最大總功率故C錯誤,D正確。故選ABD。9.(2023·達州)小明家的電能表面板如圖所示,圖中電能表的示數為kW·h,他家同時使用的用電器總功率不能超過W,家里新添置一臺空調并接入該電能表中,讓其單獨工作5min,電能表的指示燈閃爍了320次,則該空調的實際電功率為W。【答案】219.622001200【解析】[1]電能表最后一位讀成小數,圖中電能表的示數為219.6kW·h。[2]由圖知,電能表的額定電壓為220V,允許通過的最大電流為10A,由P=UI可知,他家同時使用的用電器總功率不能超過[3]空調單獨工作5min消耗的電能為空調的實際電功率為10.(2023·營口)如圖所示,電源電壓恒為9V,電壓表V1、V2完全相同,連入電路的量程也相同,小燈泡L1“6V6W”、L2“6V3W”(燈絲電阻不變)。當開關都閉合時,電路中的電流為A,此時只有一個小燈泡正常發光,未正常發光的小燈泡的實際功率為W;斷開開關S1、S2,電壓表V1的示數為V。
【答案】0.51.54.5【解析】[1][2]由圖可知,當開關都閉合時,兩個燈泡串聯,電壓表V1測量燈泡L1兩端的電壓,電壓表V2測量燈泡L2兩端的電壓,兩個燈泡電阻分別為,兩個燈泡的額定電流分別為,電路中的電流為此時電路中的電流I=I2=0.5AL2小燈泡正常發光,L1小燈泡的實際功率為[3]斷開開關S1、S2,兩個電壓表串聯在電路中,電壓表V1、V2完全相同,它們的電阻相同,由串聯分壓可知,它們兩端的電壓相等,由串聯電路電壓的規律可知電壓表V1的示數為11.(2023·撫順)如圖甲所示的電路,電源電壓不變,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V。閉合開關S、,斷開,滑動變阻器的滑片P從最右端向左移動,直至燈泡正常發光,電流表示數和電壓表示數關系圖像如圖乙所示,燈泡正常發光時,某塊電表的示數恰好達到最大值;再斷開,閉合,將滑片P調回至最右端,電壓表示數和滑動變阻器連入電路的阻值關系圖像如圖丙所示。則電源電壓為V,變化過程中,燈泡的最小電阻為,燈泡的額定功率為W。
【答案】9105.4【解析】[1][2]閉合開關S、,斷開,燈L與滑動變阻器R串聯,電流表測電路中的電流,電壓表測燈L兩端電壓,再斷開,閉合,燈L與滑動變阻器R串聯,電流表測電路中的電流,電壓表測電源兩端電壓,由圖丙可知,滑動變阻器R的最大阻值為20Ω;閉合開關S、,斷開,滑片P在最右端時,電路中的電阻最大,電流最小,由圖乙可知I=0.3A,此時燈L兩端的電壓,變阻器R兩端的電壓為則電源電壓為當滑動變阻器接入的阻值最大時,燈L的電阻最小,則燈L的最小阻值為[3]當滑片P從最右端向左移動時,電路總電阻變小,電流變大,由串聯電路的分壓規律可知,電壓表的示數變小,電路的總電阻最小(即R=0)時,電流表的示數達到最大值,此時燈L剛好正常發光,兩端的電壓為則燈L的額定功率為12.(2023·營口)如圖所示,電源電壓恒為18V,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V。閉合開關,移動變阻器的滑片,當電壓表示數為12V時,電流表示數為0.5A,求:(1)電阻R1的阻值以及R1通電60s消耗的電能;(2)在保證元器件安全的前提下,電阻R1的最大功率。
【答案】(1)12Ω,180J;(2)4.32W【解析】解:(1)由圖可知,電阻R1和變阻器R2串聯,電壓表測量變阻器兩端的電壓,電流表測量電路中的電流,當電壓表示數為12V時,電流表示數為0.5A,由串聯電路電流的規律可知電阻R1兩端的電壓U1=U-U2=18V-12V=6V由串聯電路電流的規律和歐姆定律得到電阻R1的阻值R1通電60s消耗的電能W1=U1It=6V×0.5A×60s=180J(2)電流表量程為0~0.6A,電路中的最大電流是0.6A,電阻R1的最大功率P1=I大2R1=(0.6A)2×12Ω=4.32W13.(2023·德州)如圖甲所示,電源電壓U保持不變,當只閉合開關S1,滑動變阻器的滑片從最右端滑向中點過程中得到電壓表與電流表示數的變化圖像如圖乙所示。閉合開關S1、S3,斷開S2,滑動變阻器的滑片在最左端時,電路的總功率為15W。已知R2=2R1,求:(1)定值電阻R1的阻值;(2)R0的最大阻值和電源電壓U;(3)定值電阻R3的阻值及整個電路的最大功率。
【答案】(1)10Ω;(2)10V;(3)20W【解析】(1)只閉合S1時,R0與R1串聯,電壓表V測R1兩端的電壓,電流表A測串聯電路中的電流,由乙圖可知,R1的阻值(2)只閉合開關,滑片位于最右端時,電源電壓……①滑片位于R0中點時,電源電壓……②聯立①②兩式解得,即R0的最大阻值為30Ω,電源電壓為10V。(3)由題意可知閉合開關S1和S3,斷開開關S2,滑動變阻器滑片滑到最左端時,R1和R3并聯,則所以R3的阻值當滑片位于最左端,開關S1、S2、S3都閉合時,R1、R2、R3并聯,此時電路總電阻最小,電路總功率最大,整個電路的最大功率解題技巧(1)每個用電器的額定電壓值和額定功率值只有一個,而實際電壓和實際功率可以有無數個。(2)額定電壓和額定功率與實際電壓和實際功率的關系電壓關系電功率關系用電器工作情況用電器正常工作用電器不能正常工作易損壞用電器(3)電路中(不論是串聯電路還是并聯電路)所有用電器的總功率都等于各用電器的電功率之和,即;對于同一用電器而言,它在不同電壓下的電功率之比,等于它相應的電壓的二次方之比,即。(4)額定電壓相同、額定功率不同的兩個燈泡并聯在同一電路中,額定功率小的燈泡的實際功率小,其亮度較小;額定電壓相同、額定功率不同的兩個燈泡串聯在同一電路中,額定功率小的燈泡的實際功率大,其亮度較大。?考向三測量電功率14.(2023·興安盟)在“測量小燈泡的電功率”的實驗中,老師給同學們提供的器材有:電壓恒為的電源、額定電壓為的小燈泡(燈絲電阻約為),電流表、電壓表、開關各一個,導線若干,三種規格的滑動變阻器、、可供選擇。
(1)通過估算,滑動變阻器應選擇(選填“R1”“R2”或“R3”)。選擇合適變阻器后,請用筆畫線表示導線將電路連接完整。要求:變阻器的滑片P向B端移動時,燈泡變暗;(2)滑片P置于阻值最大處,閉合開關試觸時,發現電壓表示數很大,電流表幾乎無示數,出現的電路故障原因可能是;(3)排除故障后,閉合開關S,移動滑片P到某一位置時,電壓表示數如圖乙所示為;若要測量小燈泡的額定功率,應將滑片P向(選填“A”或“B”)端移動。根據圖丙圖象信息,可計算出小燈泡的額定功率是。【答案】
燈泡斷路2.2A0.5【解析】(1)[1]燈泡正常發光時的電壓UL=2.5V,正常發光時燈絲電阻約為10Ω,由歐姆定律,燈的額定電流約為電源電壓恒為6V,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,燈正常發光時,滑動變阻器兩端的電壓U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V由歐姆定律知道,燈正常發光時,變阻器連入電路的電阻為考慮到電流因素,則滑動變阻器選R2。[2]滑動變阻器按“一上一下”的方式串聯接入電路,滑片向右移動,燈泡變暗,表明電路中的電流減小,電路的總電阻變大,滑動變阻器電阻變大,故變阻器左下接線柱連入電路中
(2)[3]閉合開關,發現燈泡不亮,電流表無示數,說明電路出現了斷路現象,電壓表有示數,說明電壓表與電源之間是接通的,出現故障的原因可能是燈泡斷路。(3)[4]P到圖甲中某一位置時,電壓表示數(如圖乙所示),電壓表選用小量程,分度值為0.1V,電壓為2.2V。[5]因2.2V小于燈的額定電壓2.5V,應增大燈的電壓,根據串聯電路電壓的規律,應減小變阻器的電壓,由分壓原理,應減小變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向A端移動,直到電壓表示數為額定電壓。[6]根據圖丙信息知道,燈在額定電壓下的電流為0.2A,可計算出小燈泡的額定功率是15.(2023·錦州)小明利用4節新干電池,阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻,銘牌上標有“20Ω
1A”的滑動變阻器等實驗器材“探究電流與電阻關系”。(1)小明連接好如圖甲所示的電路,檢查時發現電路中有一處連接錯誤,請你在錯誤的導線上畫“×”,并用筆畫線代替導線,將電路連接正確
(2)電路改接正確后,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應滑到最(選填“左”或“右”)端;(3)小明將10Ω的定值電阻接入電路中,閉合開關,調節滑動變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓為4V,讀出并記錄電流表示數;保持滑動變阻器的滑片位置不變,把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻后,直接閉合開關,電壓表的示數將(選填“大于”、“小于”或“等于”)4V,此時應將滑動變阻器的滑片在原來基礎上向(選填“左”或“右”)端移動,直到電壓表的示數再次達到4V,記錄電流表的示數;(4)當小明將50Ω定值電阻接入電路時,無論怎樣調節滑動變阻器的滑片,都無法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是(寫出一條即可);(5)完成實驗探究后,小明得出結論:當導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成;(6)完成上述實驗后,小明又利用原實驗器材,設計了如圖乙所示的電路,測出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。請幫他將實驗步驟補充完整:①閉合開關S、S1和S2,調節滑動變阻器的滑片,使電壓表示數為V時,小燈泡正常發光;②閉合開關S、S1,斷開S2,保持滑片位置不變,讀出電壓表示數為2.5V;③閉合開關S、S2,斷開S1,讀出電壓表的示數為4V;④小燈泡的額定功率W。【答案】
左大于左所選滑動變阻器的最大阻值太小或電源電壓過大(其他答案合理即可)反比3.50.7【解析】(1)[1]小明連接好如圖甲所示的電路,該電路有一處故障是:電阻與電流表并聯了,將電流表應與電阻串聯,電壓表與電阻并聯
(2)[2]為了保護電路,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應置于阻值最大處,即圖中最左端。(3)[3][4]實驗中,當把10Ω的電阻換成20Ω的電阻后,根據分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關系時要控制電壓不變,根據串聯電路電壓的規律,要增大滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大滑動變阻器電阻阻值,故應把滑動變阻器滑片向左滑動。(4)[5]4節新干電池電壓為6V,電阻兩端的電壓始終保持UV=4V,根據串聯電路電壓的規律,變阻器分得的電壓U滑=U-UV=6V-4V=2V變阻器分得的電壓為電壓表示數的0.5倍,根據分壓原理,當接入50Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為R滑=0.5×50Ω=25Ω故為了完成整個實驗,應該選取最大阻值至少25Ω的滑動變阻器,而現有變阻器的最大電阻太小(或控制的電阻電壓不變,變阻器分得的電壓過小,即電源電壓太大了),故當小明將50Ω定值電阻接入電路時,無論怎樣調節滑動變阻器的滑片,都無法使定值電阻兩端電壓為4V,則原因可能是所選滑動變阻器的最大阻值太小或電源電壓過大。(5)[6]在導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。(6)①[7]閉合開關S、S1、S2,調節滑動變阻器的滑片,變阻器滑片以左
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