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試卷第=page2424頁(yè),共=sectionpages2424頁(yè)專題15電功和電功率2023年考點(diǎn)與往年變化不大,考法上更加注重對(duì)學(xué)生能力的考查,在生活生產(chǎn)實(shí)例中運(yùn)用物理知識(shí)解決問題。如:電功率的計(jì)算式P=UI及推導(dǎo)式的應(yīng)用焦耳定律的公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用畫出部分家庭電路圖三線插頭電功率的定義式P=W/t的應(yīng)用動(dòng)態(tài)電路中電功率的最值問題仍是高頻考點(diǎn),占分比較重;利用電能表的主要參數(shù)計(jì)算電能練習(xí)使用測(cè)電筆尋找家庭電路斷路的故障點(diǎn)家庭電路中各用電器的連接方式觸電防護(hù)也是必考點(diǎn),一般結(jié)合生活中的現(xiàn)象進(jìn)行考查;另外還有結(jié)合其他知識(shí)點(diǎn)綜合考查,與內(nèi)能的結(jié)合,與歐姆定律等的結(jié)合考查。預(yù)測(cè)今年中考考點(diǎn)不會(huì)變化太大,考點(diǎn)還是會(huì)延續(xù)之前的考點(diǎn)??疾榉绞綍?huì)進(jìn)一步突出對(duì)能力的考查,即用所學(xué)知識(shí)解決問題,情景設(shè)置上更加新穎、貼近生活、加入最近科技信息,考有所依,學(xué)有所用。(建議用時(shí):20分鐘)一、單選題1.(2023·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè))如圖甲所示電路,電源電壓恒定,燈泡標(biāo)有“8V”的字樣,閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片在A點(diǎn)時(shí),電壓表的示數(shù)為12V,圖乙是滑動(dòng)變阻器的滑片從A點(diǎn)移到最右端的過程中,電壓表的示數(shù)與滑動(dòng)變阻器連入電路阻值之間變化關(guān)系的圖像,在這一過程中,下面分析正確的是()
A.燈泡的額定功率為16W B.燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為C.電路消耗的最大功率為10W D.電路至少做功1200J【答案】D【詳解】A.由電路圖可知,燈泡與變阻器串聯(lián),電壓表V1測(cè)電源電壓,電壓表V2測(cè)燈泡的電壓,電流表測(cè)電路中的電流;滑片在A點(diǎn)時(shí),電壓表V1的示數(shù)為12V,則電源電壓為12V;滑片在A時(shí),變阻器連入電路中電阻最小,根據(jù)分壓原理可知,變阻器兩端的電壓最小,燈兩端的電壓最大,則燈的電壓最大UL1=8V,此時(shí)燈泡正常發(fā)光,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,變阻器兩端的電壓U滑1=U?UL1=12V?8V=4V由圖乙可知,此時(shí)變阻器的電阻為R滑1=4Ω,則通過變阻器的電流串聯(lián)電路電流處處相等,則燈的額定電流IL=I滑=1A所以,燈的額定功率PL=UL1IL=8V×1A=8W故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)歐姆定律可得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻故B錯(cuò)誤;C.滑片在A點(diǎn)時(shí),變阻器連入電路中的電阻最小,電路的總電阻最小,電路中電流最大,電路的最大電流為1A,則電路消耗的最大功率P總大=UI大=12V×1A=12W故C錯(cuò)誤;D.當(dāng)滑片移動(dòng)至最右端時(shí),變阻器連入電路中的電阻最大,由圖乙可知R滑大=12Ω,此時(shí)電路中的電流最小,由圖乙知此時(shí)電壓表V2的示數(shù)即燈的電壓為2V,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得變阻器兩端的電壓U滑=U?UL'=12V?2V=10V根據(jù)歐姆定律可得,此時(shí)電路中的最小電流即通過變阻器的電流則2min電路至少做功故D正確。故選D。2.(2023·江蘇鹽城·三模)家庭照明使用的燈泡已經(jīng)經(jīng)過三個(gè)階段的發(fā)展,圖甲是白熾燈,圖乙是節(jié)能燈,圖丙是LED燈。光通量是指光源在單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的光量,它是衡量燈的光亮度的重要指標(biāo),單位用LM。光效即發(fā)光效率,是指一個(gè)光源所發(fā)出的光通量和所消耗的電功率之比,可用表示(一般家庭使用的白熾燈、節(jié)能燈、),30W節(jié)能燈與某白熾燈發(fā)光亮度相同,該白熾燈的電功率是()A.15W B.50W C.80W D.100W【答案】D【詳解】30W節(jié)能燈的光通量為30W節(jié)能燈與某白熾燈發(fā)光亮度相同,該白熾燈的電功率故ABC不符合題意,D符合題意。故選D。3.(2023·江蘇常州·二模)關(guān)于電能表、家庭電路和安全用電,下列說(shuō)法正確的是()A.圖示電能表只能在220V的電路中使用,負(fù)載用電器的最大功率不超過2200WB.圖示電能表表盤轉(zhuǎn)動(dòng)300轉(zhuǎn),表明電路消耗電能0.5kW?hC.家庭電路中插座與各用電器之間是并聯(lián),只有大功率用電器才使用三腳插頭D.用電器不慎起火后,應(yīng)立即用水滅火,使用測(cè)電筆時(shí)手不能接觸筆上任何金屬體【答案】B【詳解】A.由圖可知,該電能表正常工作的電壓為220V,若實(shí)際電壓稍低于或稍高于220V電能表也能工作,則接在該電能表下用電器的最大功率為P=UI=220V×20A=4400W故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,600r/kW?h是指電路每消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600轉(zhuǎn),當(dāng)該電能表表盤轉(zhuǎn)動(dòng)300轉(zhuǎn)時(shí),電路消耗電能為故B正確;C.家庭電路中,插座和各用電器在工作時(shí)互不影響,則它們之間是并聯(lián)的;帶金屬外殼的用電器應(yīng)該使用三孔插座,可以防止因漏電而發(fā)生觸電事故,故C錯(cuò)誤;D.用電器不慎起火后,應(yīng)立即切斷電源,然后施救,絕對(duì)不能潑水滅火,因?yàn)槌R娝菍?dǎo)體,會(huì)導(dǎo)致救火者觸電;用測(cè)電筆時(shí),手必須要接觸筆尾金屬體,這樣才能使測(cè)電筆發(fā)揮作用,故D錯(cuò)誤。故選B。4.(2023·江蘇無(wú)錫·二模)在“估測(cè)用電器的實(shí)際功率”的綜合實(shí)踐活動(dòng)中,小明先斷開家中所有用電器,只讓圖甲所示空調(diào)工作3min,測(cè)得電能表指示燈閃爍120次。若只讓圖乙所示的電視機(jī)工作12min,則電能表指示燈閃爍的次數(shù)最可能是()空調(diào)電視機(jī)額定電壓220V220V額定功率1200W120W
A.8次 B.16次 C.32次 D.48次【答案】D【詳解】掛式空調(diào)功率為1200W=1.2kW,液晶電視機(jī)的功率為120W=0.12kW,空調(diào)工作3min消耗電能為電視機(jī)工作12min消耗的電能為設(shè)此段時(shí)間電能表指示燈閃爍的次數(shù)為n,則解得n=48,故ABC不符合題意,故D符合題意;故選D。5.(2023·江蘇無(wú)錫·一模)圖甲是模擬調(diào)光燈,電源電壓為5.6V,小燈泡額定電壓為2.8V,電流隨電壓變化的I-U圖像如圖乙所示,小燈泡兩端電壓達(dá)到0.4V時(shí)“剛亮”。鉛筆芯長(zhǎng)15cm、阻值為30Ω,其阻值與長(zhǎng)度成正比。回形針A固定在鉛筆芯右端,回形針P可以在鉛筆芯上自由滑動(dòng),該調(diào)光燈在使用時(shí),以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.閉合開關(guān),移動(dòng)P能連續(xù)調(diào)光B.小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.36AC.小燈泡工作時(shí),從“剛亮”到正常發(fā)光,實(shí)際功率變化范圍為0.048W~1.008WD.閉合開關(guān),P滑到距A點(diǎn)10cm處,小燈泡的實(shí)際功率為0.032W【答案】D【詳解】A.由題知小燈泡兩端電壓達(dá)到0.4V時(shí)“剛亮”,根據(jù)圖乙可知此時(shí)通過燈泡的電流IL=0.12A,即電路中的電流I=IL=0.12A根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知此時(shí)“變阻器”兩端的電壓UP=U-UL=5.6V-0.4V=5.2V則此時(shí)“變阻器”接入電路的阻值而所給鉛筆芯的最大阻值為30Ω<43.3Ω則回形針P在鉛筆芯左端時(shí)電路中電流一定大于0.12A,此時(shí)燈泡一定發(fā)光,移動(dòng)P能連續(xù)改變電路中的電流,所以能連續(xù)調(diào)光,故A正確,不符合題意;B.小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓是2.8V,根據(jù)乙圖可知,此時(shí)通過小燈泡的電流為0.36A,故B正確,不符合題意;C.小燈泡正常工作時(shí)的電功率P額=U額I額=2.8V×0.36A=1.008W小燈泡剛亮?xí)r的電壓0.4V,此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率PL=ULIL=0.4V×0.12A=0.048W所以從“剛亮”到正常發(fā)光,燈泡實(shí)際功率的變化范圍為0.048W~1.008W,故C正確,不符合題意;D.因鉛筆芯長(zhǎng)15cm、阻值為30Ω,其阻值與長(zhǎng)度成正比,所以,P滑到距A點(diǎn)10cm處,接入電路中的電阻則電源電壓U=UL′+IL′R滑′5.6V=UL′+IL′×20Ω由圖象可知,燈泡兩端的電壓UL′=1.6V,通過燈泡的電流IL′=0.2A時(shí)符合,此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率PL′=UL′IL′=1.6V×0.2A=0.32W故D錯(cuò)誤,符合題意。故選D。6.(2023·江蘇無(wú)錫·一模)如圖甲所示,電源電壓恒定,R1是定值電阻,R2是滑動(dòng)變阻器,閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑片P從B端滑到A端的過程中,R1、R2的U-I關(guān)系如圖乙所示。下列判斷正確的是()A.R1的阻值是20Ω B.圖線MN是R2電阻的I-U關(guān)系圖像C.滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為20Ω D.滑片P在B端時(shí)電路消耗的電功率為3.2W【答案】C【詳解】AB.如圖甲,R1、R2串聯(lián),如圖乙MN為正比例函數(shù)圖像,故MN是定值電阻R1的U-I關(guān)系圖,則EF為R2的U-I關(guān)系圖;由M點(diǎn)可知,當(dāng)R1兩端電壓為4V時(shí),通過R1的電流為0.4A,故R1的電阻為故AB錯(cuò)誤;C.滑動(dòng)變阻器R2的阻值最大時(shí),其兩端電壓最大,對(duì)應(yīng)E點(diǎn),故滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為故C正確;D.滑片P在B端時(shí),R2最大,電流最小,對(duì)應(yīng)圖乙中E點(diǎn),此時(shí)電流為I=0.4A,電源電壓為U=U1+U2=4V+8V=12V電路消耗的電功率為P=UI=12V×0.4A=4.8W故D錯(cuò)誤。故選C。7.(2023·江蘇泰州·二模)如圖所示,電源電壓不變,為定值電阻,滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“,2A”字樣。閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片從C點(diǎn)向左移動(dòng)到A點(diǎn)與向右移動(dòng)到最右端B點(diǎn),電壓表示數(shù)均變化了2V,電路總功率均變化了;滑片位于最右端B點(diǎn)時(shí),電流表示數(shù)為。下列說(shuō)法中正確的是(
)
A.C點(diǎn)位于AB的中點(diǎn) B.電源電壓為10VC.的值為 D.滑片在A點(diǎn)時(shí)電流為【答案】D【詳解】由圖可知,、串聯(lián),電壓表測(cè)兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流。BC.由題意可知,兩次電壓表的示數(shù)差分別為則兩次電路的總功率差分別為則由可知?jiǎng)t由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知,滑片在A處時(shí),電源電壓滑片在B處時(shí),電源電壓由①②解得由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知,滑片在B處時(shí),電源電壓解得故BC錯(cuò)誤;D.滑片在B點(diǎn)時(shí)電路的總功率則滑片在A點(diǎn)時(shí)電路的總功率由可知,滑片在A點(diǎn)時(shí)電流故D正確;A.由歐姆定律可知,滑片在A點(diǎn)時(shí)電路的總電阻由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的電阻則滑動(dòng)變阻器AB之間的電阻由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,滑片位于AB的中點(diǎn)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻滑片在C點(diǎn)時(shí)電路的總功率由可知,滑片在C點(diǎn)時(shí)電流此時(shí)電路的總電阻此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的電阻即C點(diǎn)不是位于AB的中點(diǎn),故A錯(cuò)誤。故選D。8.(2023·江蘇南京·二模)某科技小組為快遞公司設(shè)計(jì)的分揀計(jì)數(shù)裝置簡(jiǎn)化電路如圖所示。R2為定值電阻,R1為光敏電阻,其阻值與光照強(qiáng)度大小成反比。激光被遮擋一次,計(jì)數(shù)器會(huì)自動(dòng)計(jì)數(shù)一次(計(jì)數(shù)器可視為電壓表)。閉合開關(guān),激光被遮擋瞬間,下列說(shuō)法正確的是()
A.電阻R1的阻值變小 B.通過R2的電流變大C.電阻R1兩端的電壓變大 D.電阻R2消耗的功率變大【答案】C【詳解】A.根據(jù)電路圖可知,兩電阻串聯(lián),計(jì)數(shù)器(電壓表)測(cè)R1的電壓,已知光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)度大小成反比,所以激光被遮擋瞬間電阻R1的阻值變大,故A錯(cuò)誤;B.電阻R1變大,由串聯(lián)電阻的規(guī)律可知,電路的總電阻變大,由歐姆定律可知,電路中的電流變小,通過R2的電流變小,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)U=IR可知,電流變小時(shí),R2兩端的電壓變小,由于電源電壓不變,由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,則R1兩端的電壓變大,故C正確;D.根據(jù)P=I2R可知,電阻R2消耗的功率變小,故D錯(cuò)誤。故選C。9.(2023·江蘇泰州·二模)如圖所示是一種檢測(cè)植物葉片含水量的電路,為定值電阻,R為條狀石墨烯制成的濕敏電阻(阻值隨葉片含水量的增大而減?。?。電源兩端的電壓保持不變,閉合開關(guān),當(dāng)所檢測(cè)的葉片含水量增大時(shí),下列說(shuō)法中正確的是()
A.濕敏電阻兩端的電壓變大B.電路中的電流變小C.濕敏電阻消耗的功率一定增大D.電源輸出功率與阻值的乘積增大【答案】D【詳解】由電路圖可知,定值電阻與濕敏電阻R串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流;A.閉合開關(guān),當(dāng)所檢測(cè)的葉片含水量增大時(shí),濕敏電阻R的阻值變小,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理,電阻越小兩端的電壓越小,故A錯(cuò)誤;B.因?yàn)槭谴?lián)電路,濕敏電阻R的阻值變小,總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,故B錯(cuò)誤;C.濕敏電阻消耗的功率為由此可知,當(dāng)時(shí),R消耗的功率是最大的,所以R的阻值變化時(shí),濕敏電阻消耗的功率不一定增大,故C錯(cuò)誤;D.電源電壓不變,電路中的電流變大,根據(jù)可知,總功率變大;阻值不變,所以電源輸出功率與阻值的乘積增大,故D正確。故選D。10.(2023·江蘇鹽城·模擬預(yù)測(cè))某電熱水壺有兩根電熱絲,若把其中一根接入電路,燒開一壺水要30min;若把另一根接入原電路,燒開一壺水要15min,若把這兩根電熱絲并聯(lián)起來(lái)接入原電路,燒開這壺水需要(不計(jì)熱損失)(
)A.8min B.10min C.12min D.6min【答案】B【詳解】設(shè)兩根電阻絲的電阻分別為R1和R2,由題意可知Q=W1=W2設(shè)R2為R,R1為2R,把兩根電熱絲并聯(lián)起來(lái)接入原電路,則有t=10min故選B。11.(2023·江蘇常州·三模)2023年科學(xué)家研制出了“室溫超導(dǎo)”,室溫超導(dǎo)指在20.6℃、1萬(wàn)個(gè)大氣壓下,特定材料能實(shí)現(xiàn)電阻趨近于零的現(xiàn)象。下列關(guān)于室溫超導(dǎo)材料的說(shuō)法中正確的是()A.用室溫超導(dǎo)材料做輸電線可以節(jié)省大量的能源B.用室溫超導(dǎo)材料做成熱水壺的發(fā)熱板,燒水效率會(huì)變高C.室溫超導(dǎo)材料可以用來(lái)制作熔斷器D.目前,室溫超導(dǎo)材料可以在生活中推廣使用【答案】A【詳解】A.超導(dǎo)材料的電阻為0,不會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng),用室溫超導(dǎo)材料做輸電線可以節(jié)省大量的能源,故A正確;B.熱水壺是利用電流的熱效應(yīng)工作的,不能用室溫超導(dǎo)材料制作熱水壺的發(fā)熱板,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)電路中電流較大時(shí),熔斷器產(chǎn)生的熱量使熔斷器的溫度達(dá)到熔點(diǎn),熔斷器熔斷,起到保護(hù)電路的作用,室溫超導(dǎo)材料不會(huì)產(chǎn)生熱量,無(wú)法使材料熔斷,故不能用室溫超導(dǎo)材料制作熔斷器,故C錯(cuò)誤;D.室溫超導(dǎo)材料對(duì)氣壓要求較高,無(wú)法在生活中大量推廣,故D錯(cuò)誤。故選A。12.(2023·江蘇鹽城·一模)小明同學(xué)利用如圖甲所示裝置和器材(煤油和水的初溫相同),完成以下實(shí)驗(yàn):(1)探究不同物質(zhì)吸熱升溫現(xiàn)象:(2)探究Q與I的關(guān)系:(3)探究Q與R的關(guān)系:(4)觀察水的沸騰:下列說(shuō)法正確的是()
A.當(dāng)R1=R2時(shí),可完成實(shí)驗(yàn)2B.當(dāng)R1>R2時(shí),可完成實(shí)驗(yàn)3C.閉合開關(guān)S1、S2,探究實(shí)驗(yàn)1時(shí),即使水加熱至沸騰,也可以通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到結(jié)論D.完成實(shí)驗(yàn)4時(shí),得到如圖乙的圖像,第5min-15min和第40min-50min出現(xiàn)的溫度變化現(xiàn)象的原因是不同的【答案】D【詳解】A.由圖甲知,開關(guān)都閉合時(shí),兩個(gè)阻值相同的電阻并聯(lián)在電路中,兩電阻兩端的電壓相同,據(jù)歐姆定律知,通過兩電阻的電流相同,要探究Q與I的關(guān)系,通過兩電阻的電流就不同,所以不能完成實(shí)驗(yàn)2,故A錯(cuò)誤;B.當(dāng)R1>R2時(shí),據(jù)歐姆定律知,通過兩電阻的電流不同,要探究Q與I的關(guān)系,應(yīng)保持電阻相同,不能完成實(shí)驗(yàn)3,故B錯(cuò)誤;C.要探究實(shí)驗(yàn)1,通過比較溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)反映物質(zhì)吸熱升溫現(xiàn)象,而水沸騰時(shí),溫度保持不變,油的沸點(diǎn)較高,溫度仍繼續(xù)升高,所以不能通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到結(jié)論,故C錯(cuò)誤;;D.由圖乙知,5min-15min,水是由于吸熱,而溫度上升,40min-50min,水是由于放出熱量而溫度降低,所以兩次溫度變化的原因不同,故D正確。故選D。13.(2023·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè))如圖甲所示的家庭電路中,閉合開關(guān)S,燈泡L發(fā)光。小明將臺(tái)燈L1插頭(A、B)插入兩孔插座中,再閉合臺(tái)燈開關(guān)S1,兩個(gè)燈泡都不亮。用測(cè)電筆分別測(cè)M和N點(diǎn),測(cè)電筆都發(fā)光(圖丙是臺(tái)燈L1的電路圖)。此時(shí)電路中出現(xiàn)的故障是()
A.L1斷路 B.零線斷路 C.插頭短路 D.L短路【答案】B【詳解】A.由圖可知,閉合開關(guān)S,燈泡L發(fā)光。小明將臺(tái)燈L1插頭(A、B)插入兩孔插座中,再閉合臺(tái)燈開關(guān)S1,兩燈并聯(lián)。根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn),如果L1斷路,那么不影響其他支路,燈泡L會(huì)發(fā)光,故A不符合題意;B.由題知,臺(tái)燈插頭插入插座后再閉合開關(guān)S1時(shí),兩個(gè)燈泡不亮,這說(shuō)明可能是臺(tái)燈內(nèi)部短路,導(dǎo)致圖中L左側(cè)零線斷路(零線上的保險(xiǎn)絲熔斷),此時(shí)用測(cè)電筆分別測(cè)M和N點(diǎn),M、N兩點(diǎn)都與火線相連,所以測(cè)電筆都發(fā)光,故B符合題意;C.如果插頭短路,將L1插頭插入兩孔插座中時(shí),就會(huì)引起保險(xiǎn)絲熔斷,兩燈都不會(huì)發(fā)光,而題中是插頭插入插座后再閉合開關(guān)S1時(shí),兩個(gè)燈泡才不亮的,所以不可能是插頭短路,故C不符合題意;D.如果L短路,那么第一次L不會(huì)發(fā)光,故D不符合題意。故選B。14.(2023·江蘇南京·二模)每年3月最后一周的星期一是全國(guó)中小學(xué)生安全教育日。關(guān)于安全用電下列說(shuō)法正確的是()A.人體的安全電壓是220V B.空氣開關(guān)“跳閘”一定是電路發(fā)生了短路C.當(dāng)有人觸電時(shí),應(yīng)該立即切斷電源 D.多個(gè)大功率用電器可以同時(shí)使用一個(gè)接線板【答案】C【詳解】A.人體的安全電壓是不高于36V,故A錯(cuò)誤;B.空氣開關(guān)“跳閘”的原因是電路中電流過大,可能是電路發(fā)生了短路,也可能是電路中總功率過大,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)有人觸電時(shí),應(yīng)該立即切斷電源,再實(shí)施救援,故C正確;D.多個(gè)大功率用電器同時(shí)使用一個(gè)接線板,則電路中總功率過大,通過接線板的電流過大,容易引發(fā)火災(zāi),故D錯(cuò)誤。故選C。15.(2023·江蘇揚(yáng)州·三模)如圖甲所示,電源電壓恒定,是定值電阻,是滑動(dòng)變阻器,閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P從B端移至A端的過程中,兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示,則()
A.電源電壓為20VB.EF是電壓表的示數(shù)隨電流表A的示數(shù)變化的圖像C.滑動(dòng)變阻器的最大功率為D.整個(gè)電路的最大功率為【答案】D【詳解】AB.由甲圖可知,兩個(gè)電阻串聯(lián),電流表測(cè)電路中電流,電壓測(cè)兩端電壓,電壓表測(cè)兩端電壓?;琍從B點(diǎn)滑到A點(diǎn)的過程中,變阻器連入電路的電阻變小,電路中的電流變大;根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變小;由于電源電壓不變,則兩端的電壓變大;所以,通過的電流隨其兩端電壓的減小而增大,通過的電流隨其兩端電壓的增大而增大;由此可知,乙圖中MN是的圖像,EF是的圖象即EF是表示數(shù)隨A表示數(shù)變化的圖像,由乙圖可知,滑片在B點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻最大,電流最小為:,此時(shí),,則串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得,電源電壓故AB錯(cuò)誤;C.由乙圖可知,滑片在B點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻最大,電流最小為,變阻器的電壓,則滑動(dòng)變阻器的最大電阻為,則的阻值為在滑片移動(dòng)過程中,滑動(dòng)變阻器的最大功率為當(dāng)時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率最大,最大功率為故C錯(cuò)誤;D.由圖乙可知,電路的最大電流為,電源電壓為,所以,整個(gè)電路的最大功率故D正確。故選D。16.(2023·江蘇揚(yáng)州·一模)如圖甲是某一特殊純電阻元件D和定值電阻R的I-U關(guān)系圖像。小明將D和R以兩種不同的方式接在同一電源上,如圖乙和丙,若乙圖中D與R的電功率之比為P1∶P2=a,丙圖中D與R的電功率之比P3∶P4=b,則下列關(guān)系式中正確的是()
A.a(chǎn)b=1;a>b B.a(chǎn)b<1;a<bC.a(chǎn)b<1;a>b D.a(chǎn)b>1;a<b【答案】B【詳解】設(shè)乙圖中的電源電壓為U,由乙圖知R和D并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知,R和D兩端的電壓相等都等于電源電壓,則R與D的電功率之比為由丙圖知R和D串聯(lián),設(shè)此時(shí)特殊純電阻元件D的電阻為RD′,根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知,通過R和D的電流相等,則R和D的電功率之比為則由題意可知,乙圖和丙圖中的電源電壓相等,當(dāng)R和D串聯(lián)時(shí),由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知UR+UD=U而R和D并聯(lián)時(shí)它們兩端的電壓都等于電源電壓,在甲圖中作出D元件的I-U圖像如下(其中紫色斜線為并聯(lián)時(shí)D元件的I-U圖像,紅色斜線為串聯(lián)時(shí)D元件的I-U圖像),在I-U圖像中,圖線越靠近電壓這一端,表示元件的電阻越大,所以由下圖可知
由①④可知a<1,由②④可知b>1,則a<b由③④可知ab<1故選B。17.(2023·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè))如圖甲所示的電路中,在滑片P由a移到b的過程中,電壓表示數(shù)U及滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R1的變化情況如圖乙所示,已知定值電阻R2=10Ω。則下列說(shuō)法正確的是()
A.電源電壓為8VB.滑動(dòng)變阻器R1的最大值為10ΩC.滑片P在移動(dòng)過程中,R1消耗的功率一直增大D.通過R2的電流變化范圍為0.2A~0.6A【答案】D【詳解】A.當(dāng)滑片P移到b端時(shí),電路為R2的簡(jiǎn)單電路,電壓表的示數(shù)為電源的電壓,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0,兩端的電壓為0,由圖像可知,電壓表的示數(shù)為6V,即電源的電壓U=6V,故A錯(cuò)誤;B.當(dāng)電壓表的示數(shù)最小為U2=2V時(shí),因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,電路中的電流即R1通過的電流則滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為故B錯(cuò)誤;C.滑片P由a移到b的過程中,在b端時(shí),R1電阻為零,消耗的電功率為零,一直增大說(shuō)法錯(cuò)誤,故C錯(cuò)誤;D.滑片P移到b端時(shí),R2單獨(dú)接入電路,此時(shí)電路的電流最大,為通過R2的電流變化范圍為0.2A~0.6A,故D正確。故選D。18.(2023·江蘇揚(yáng)州·二模)如圖甲所示,電源電壓恒為9V,小燈泡L上標(biāo)有“5V1W”字樣,燈絲的電阻隨溫度的變化而變化,為定值電阻,電壓表選用“”量程,電流表選用“”量程。只閉合開關(guān)S1,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,消耗的功率隨電流變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最右端時(shí),電壓表示數(shù)為5V,消耗的功率為,電流表示數(shù)為;滑片P置于最左端,此時(shí)燈泡正常發(fā)光,消耗的功率為,電流表示數(shù)為,,下列說(shuō)法正確的是()
A.燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為B.滑動(dòng)變阻器的最大阻值為C.同時(shí)閉合S1和S2,電路消耗的最大功率為D.與的比值為4∶1【答案】C【詳解】A.由可得,燈泡L正常工作時(shí)的電流由可知,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻故A錯(cuò)誤;BD.只閉合開關(guān)S1,燈泡L、滑動(dòng)變阻器、定值電阻串聯(lián),電壓表測(cè)兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流;滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最右端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大;滑片P置于最左端,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零,燈泡L、定值電阻串聯(lián),由燈泡正常發(fā)光可知,此時(shí)電路中的電流為燈泡L兩端的電壓為,由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,兩端的電壓由可知,的阻值由可知,滑片P置于最右端時(shí)與滑片P置于最左端時(shí)電路的電流之比則滑片P置于最右端時(shí),電路中的電流由可知,滑動(dòng)變阻器的最大阻值故BD錯(cuò)誤;C.同時(shí)閉合S1和S2,燈泡L被短路,滑動(dòng)變阻器、定值電阻串聯(lián),電壓表測(cè)兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流;由可知,電源電壓一定時(shí),電路中的電流最大時(shí),電路消耗的電功率最大,由歐姆定律可知,此時(shí)電路中的電阻最小,由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零時(shí),電路中電阻最小,此時(shí)電路中的電流因此電路中的最大電流為,則此時(shí)電路消耗的最大功率故C正確。故選C。二、填空題19.(2023·江蘇鎮(zhèn)江·二模)圖甲中電源電壓恒定,定值電阻R0=3Ω。閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片P從A端滑至B端的過程中,電路中的一些物理量的變化規(guī)律如圖乙:圖Ⅰ描述電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化規(guī)律,圖Ⅱ描述效率(滑動(dòng)變阻器消耗的功率與電路消耗總功率之比)隨滑動(dòng)變阻器電阻的變化規(guī)律,電表、導(dǎo)線的電阻對(duì)電路影響不計(jì)。則電源電壓為V,滑動(dòng)變阻器最大阻值為Ω,圖Ⅰ上經(jīng)過a點(diǎn)的兩條虛線與坐標(biāo)軸圍成的長(zhǎng)方形面積為W。
【答案】975.67【詳解】[1]當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在A端時(shí),連入電路的電阻為0,由圖乙Ⅰ圖像可知,電路中只有R0,電流I1=3A,電源電壓U=I1R0=3A×3Ω=9V[2]當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在B端時(shí),連入電路的電阻最大,電路中R與R0串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓,設(shè)此時(shí)電壓表示數(shù)為U1,電流為I2,由圖乙Ⅱ圖像可知解得U1=6.3V,則R0兩端電壓U2=U-U1=9V-6.3V=2.7V電路中的電流滑動(dòng)變阻器最大電阻[3]圖Ⅰ上經(jīng)過a點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,縱坐標(biāo)為U1=6.3V,則兩條虛線與坐標(biāo)軸圍成的長(zhǎng)方形面積為此時(shí)滑動(dòng)變阻器的功率P=U1I2=6.3V×0.9A=5.67W20.(2023·江蘇鹽城·二模)閱讀短文,回答問題:空氣發(fā)電機(jī)清潔能源被認(rèn)為是未來(lái)的趨勢(shì)。一種發(fā)電裝置名為“空氣發(fā)電機(jī)”,可以直接利用空氣中的水分發(fā)電,這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)可能會(huì)對(duì)可再生能源、氣候變化和醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。如圖所示,這種“空氣發(fā)電機(jī)”主要由微生物地桿菌產(chǎn)生的導(dǎo)電蛋白納米線形成了7微米的薄膜構(gòu)成,薄膜的底部和頂部各有一個(gè)電極。當(dāng)?shù)鞍准{米線與電極相連后,就可以利用薄膜從空氣中吸收水分,水分子被分解成氫離子和氧離子,導(dǎo)致電荷在薄膜頂部聚集,利用兩個(gè)電極形成的電荷差讓電子流動(dòng),從而產(chǎn)生電能。此外,“空氣發(fā)電機(jī)”在濕度為45%的空氣中效果最好,但即便在極度干燥的地方,比如撒哈拉沙漠,一樣能發(fā)電,這與太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源相比,“空氣發(fā)電機(jī)”有著明顯優(yōu)勢(shì),它不需要風(fēng)力和太陽(yáng),在室內(nèi)也能運(yùn)行。不過這種“空氣發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電量十分有限,單個(gè)設(shè)備只能產(chǎn)生約0.5V的持續(xù)電壓,電流密度約為1.5×10-2mA/cm2(電流密度的大小表示單位截面面積的電流),因此需要多個(gè)設(shè)備一起運(yùn)行才能實(shí)現(xiàn)供電。
(1)“空氣發(fā)電機(jī)”電極的材料應(yīng)選用(導(dǎo)體/絕緣體/半導(dǎo)體);(2)圖中電壓表指針正向偏轉(zhuǎn),則“空氣發(fā)電機(jī)”的上電極片應(yīng)為(正/負(fù))極;(3)下列關(guān)于“空氣發(fā)電機(jī)”的說(shuō)法正確的是;A.“空氣發(fā)電機(jī)”主要由微生物地桿菌構(gòu)成B.“空氣發(fā)電機(jī)”不可以在室內(nèi)運(yùn)行C.“空氣發(fā)電機(jī)”工作時(shí)將水分子分解成氫離子和氧離子D.“空氣發(fā)電機(jī)”違背了能量守恒定律(4)“空氣發(fā)電機(jī)”在發(fā)電過程中,將(化學(xué)/機(jī)械)能轉(zhuǎn)化為電能;(5)若讓200個(gè)薄膜為40cm2的“空氣發(fā)電機(jī)”同時(shí)工作,10天產(chǎn)生的電能供給標(biāo)有“2.5V0.72W”的小燈泡工作,可供盞這種燈泡正常工作1小時(shí)。【答案】氣體正C化學(xué)20【詳解】(1)[1]“空氣發(fā)電機(jī)”電極的材料應(yīng)選用半導(dǎo)體,濕度變化時(shí),其阻值會(huì)發(fā)生變化。(2)[2]圖中電壓表指針正向偏轉(zhuǎn),則電流從電壓表的正極線柱流入,所以“空氣發(fā)電機(jī)”的上電極片應(yīng)為正極。(3)[3]ABC.所給材料信息可知,這種“空氣發(fā)電機(jī)”主要由微生物地桿菌產(chǎn)生的導(dǎo)電蛋白納米線形成了7微米的薄膜構(gòu)成,薄膜的底部和頂部各有一個(gè)電極。當(dāng)?shù)鞍准{米線與電極相連后,就可以利用薄膜從空氣中吸收水分,水分子被分解成氫離子和氧離子,導(dǎo)致電荷在薄膜頂部聚集,利用兩個(gè)電極形成的電荷差讓電子流動(dòng),從而產(chǎn)生電能?!翱諝獍l(fā)電機(jī)”有著明顯優(yōu)勢(shì),它不需要風(fēng)力和太陽(yáng),在室內(nèi)也能運(yùn)行,故AB錯(cuò)誤,C正確;D.“空氣發(fā)電機(jī)”是利用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,沒有違背了能量守恒定律,故D錯(cuò)誤。故選C。(4)[4]“空氣發(fā)電機(jī)”在發(fā)電過程中,消耗化學(xué)能,獲得電能,所以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(5)[5]由“單個(gè)設(shè)備只能產(chǎn)生約0.5V的持續(xù)電壓,電流密度約為1.5×10-2mA/cm2”可知,若讓200個(gè)薄膜為40cm2的“空氣發(fā)電機(jī)”同時(shí)工作,在10天內(nèi)產(chǎn)生的電能為W=nUIt=200×0.5V×40cm2×1.5×10-5A/cm2×10×24×3600s=51840J燈泡1h消耗的電能為W'=Pt=0.72W×3600s=2592J燈泡的盞數(shù)為21.(2023·江蘇蘇州·一模)如圖所示為電烤爐的簡(jiǎn)化電路圖,閱讀說(shuō)明書后得知:、均為電熱絲,。當(dāng)開關(guān)閉合,處于不同狀態(tài)時(shí),電烤爐處于不同擋位,閉合、時(shí),電烤爐處于擋狀態(tài)(選填“低溫”、“高溫”);電烤爐分別處于高溫?fù)跖c低溫?fù)鯛顟B(tài)時(shí),電路在相同時(shí)間內(nèi)所消耗的電能之比為(忽略溫度對(duì)電阻的影響)?!敬鸢浮扛邷?∶3【詳解】[1]由可知,當(dāng)、閉合時(shí),電路為的簡(jiǎn)單電路時(shí),電路中的電阻最小,電功率最大,電烤爐為高溫?fù)?。[2]電烤爐處于高溫?fù)鯐r(shí),電路為的簡(jiǎn)單電路,電路中的電流為電烤爐處于低溫?fù)鯐r(shí),、串聯(lián),電路中的電流為由可知,電烤爐處于高溫?fù)跖c低溫?fù)鯛顟B(tài)時(shí),電路在相同時(shí)間內(nèi)所消耗的電能之比為22.(2023·江蘇無(wú)錫·一模)如圖甲所示為小明家的電能表,若電能表記錄小明家在10min內(nèi)消耗的電能為,此時(shí)只有額定電壓為220V的電爐在正常工作,則電爐的額定電流為A(結(jié)果保留1位小數(shù)),這段時(shí)間內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn),小明發(fā)現(xiàn)圖乙電爐絲熱得發(fā)紅,而跟電爐絲連接的導(dǎo)線卻發(fā)熱不明顯,可以通過比較圖丙實(shí)驗(yàn)中的C和(選填“A”或“B”)兩個(gè)液柱高度來(lái)解釋這種情況。
【答案】5.5120B【詳解】[1][2]電爐的額定功率電爐的額定電流這段時(shí)間內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)n=600r/(kW·h)×0.2kW·h=120r[3]圖乙中的電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的,通過的電流和通電時(shí)間相等,根據(jù)Q=I2Rt可知電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多,電爐絲的電阻遠(yuǎn)大于導(dǎo)線的電阻,所以在相同的時(shí)間內(nèi),電爐絲產(chǎn)生的熱量較多,電爐絲熱得發(fā)紅,而與電爐絲連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱;圖丙中B、C兩電阻串聯(lián)接入電路,通過兩電阻的電流相等,兩電阻的阻值不同,故可用圖丙中的B、C兩個(gè)液柱高度可說(shuō)明這種情況。23.(2023·江蘇無(wú)錫·一模)小明家電熱飲水機(jī)的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示,它有加熱和保溫兩種工作狀態(tài),R1和R2均為用來(lái)加熱且阻值不變的電熱絲,當(dāng)S閉合,S1斷開時(shí),飲水機(jī)處于(加熱/保溫)狀態(tài)。飲水機(jī)部分參數(shù)如表所示。電熱絲R2的阻值為Ω,飲水機(jī)在加熱狀態(tài)下正常工作,加熱效率為80%,將2.2L的水從20℃加熱至100℃,需要min。【】額定電壓220V額定功率加熱功率2200W保溫功率440W容量2.2L【答案】保溫27.57【詳解】[1]由電路圖知,當(dāng)開關(guān)都閉合時(shí),兩個(gè)電阻并聯(lián)在電路中,電路的總電阻較小,據(jù)知,飲水機(jī)的功率較大,是加熱狀態(tài);當(dāng)開關(guān)S閉合,斷開時(shí),是R1工作的簡(jiǎn)單電路,電路的電阻較大,據(jù)知,飲水機(jī)的功率較小,是保溫狀態(tài)。[2]電熱絲R2的功率P2=P加熱-P保溫=2200W-440W=1760W電熱絲R2的阻值[3]飲水機(jī)中水的質(zhì)量加熱水需要吸收的熱量加熱水需要消耗的電能加熱水需要的時(shí)間24.(2023·江蘇蘇州·一模)小明書房照明燈標(biāo)有“220V,60W”,發(fā)現(xiàn)開關(guān)S閉合后燈不亮,電工檢修照明電路時(shí)用測(cè)電筆去測(cè)C、D兩點(diǎn)時(shí)(如甲圖所示),發(fā)現(xiàn)氖管均發(fā)光,用測(cè)電筆去測(cè)A、B兩點(diǎn)時(shí),只有測(cè)A點(diǎn)時(shí)氖管發(fā)光,那么故障原因可能是(選填“A、B間短路”;“D、C間短路”;“A、D間斷路”;“B、D間斷路”);電路維修完成后,小明用家中電能表(如乙圖所示)測(cè)量了該燈的實(shí)際功率,單獨(dú)使用該照明燈,發(fā)現(xiàn)電能表指示燈6min才閃爍了11次,該燈的實(shí)際功率是W?!敬鸢浮緽、D間斷路55【詳解】[1]由題意可知,用測(cè)電筆測(cè)A、B、C、D四點(diǎn)時(shí),測(cè)A、C、D三點(diǎn)時(shí),氖管均發(fā)光,只有測(cè)B點(diǎn)時(shí)氖管不發(fā)光,則說(shuō)明A、C、D三點(diǎn)與火線相連,B點(diǎn)與火線是斷開的,由此可知B與D點(diǎn)之間斷路。[2]電能表指示燈閃爍11次消耗的電能用電器的實(shí)際功率25.(2023·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè))如圖甲是一種家用電暖器,電熱絲工作時(shí)溫度升高,內(nèi)能增加的方式是通過(“做功”或“熱傳遞”)實(shí)現(xiàn)的。圖乙是其簡(jiǎn)化的電路圖,已知R1<R2,電暖器的部分參數(shù)如表中所示。經(jīng)過分析R2的電阻Ω,閉合開關(guān)S,要讓電暖器處于第二擋工作,則應(yīng)再將開關(guān)閉合;若電暖器在第二擋正常工作1min,則產(chǎn)生的熱量是J。額定電壓220V功率選擇一擋400W二擋1200W三擋1600W
【答案】做功121S17.2×104【詳解】[1]電熱絲工作時(shí)溫度升高,內(nèi)能增加,這是電流通過電熱絲時(shí)做功,使電熱絲內(nèi)能增加的。[2][3]由題可知閉合開關(guān)S、時(shí),單獨(dú)接入電路,電路中電阻最大,根據(jù)可知,功率最小,電暖器處于第一擋;閉合開關(guān)S、時(shí),單獨(dú)接入電路,電路電阻較大,功率較大,電暖器處于第二擋;閉合開關(guān)S、、時(shí),、并聯(lián),電路中電阻最小,功率最大,電暖器處于第三擋;電暖器第一擋功率則R2電阻為[4]已知電暖器處于第二擋時(shí)正常工作時(shí)間電暖器在第二擋正常工作,產(chǎn)生的熱量是三、實(shí)驗(yàn)題26.(2023·江蘇無(wú)錫·一模)在測(cè)定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,小明所在的實(shí)驗(yàn)小組用的電源電壓為,小燈泡額定電壓為。他們所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。
(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,按照電路圖將實(shí)物電路補(bǔ)充完整要求導(dǎo)線不能交叉;(2)正確操作后,小明同學(xué)閉合開關(guān),電壓表示數(shù)(如圖乙所示)為V,若他想測(cè)量小燈泡的額定功率,應(yīng)將圖甲中滑片P向(選填“左”或“右”)端移動(dòng),使電壓表的示數(shù)為;(3)小麗同學(xué)移動(dòng)滑片P,記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖丙所示的圖像,根據(jù)圖像信息,可計(jì)算出小燈泡的額定功率是W;(4)該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為;(5)小組的同學(xué)完成上述試驗(yàn)后,小華提議用這些器材探究電流與電壓的關(guān)系,小明立刻說(shuō)明無(wú)法完成此實(shí)驗(yàn),小明認(rèn)為不能完成此實(shí)驗(yàn)探究的理由是?!敬鸢浮?/p>
1.5左0.510燈絲的阻值不是定值,會(huì)隨溫度的變化而變化【詳解】(1)[1]變阻器按一下一上接入電路,電壓表與燈并聯(lián),電流表串聯(lián)在電路中,如下所示:(2)[2]燈在額定電壓下正常發(fā)光,正確操作后,小明同學(xué)閉合開關(guān),電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)(如圖乙所示)為1.5V。[3]若他想測(cè)量小燈泡的額定功率,應(yīng)增大燈的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向,就要減少變阻器的電壓,所以應(yīng)將圖甲中滑片P向左端移動(dòng),使電壓表的示數(shù)為2.5V。(3)[4]繪制成圖丙所示的I-U圖像,燈的額定電壓下的電流為0.2A,根據(jù)圖像信息,小燈泡的額定功率是P=UI=2.5V×0.2A=0.5W(4)[5]由歐姆定律可知,燈正常發(fā)光的電阻為根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得電壓為4.5V-2.5V=2V根據(jù)分壓原理,該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為(5)[6]探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)要控制電阻不變,而燈的電阻隨溫度的變化而變化,不是一個(gè)定值,故小明立刻說(shuō)明無(wú)法完成此實(shí)驗(yàn)。27.(2023·江蘇徐州·一模)小明用符合實(shí)驗(yàn)條件的電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線、開關(guān)及干電池等實(shí)驗(yàn)器材,測(cè)量額定電壓為2.5V小燈泡L的額定功率。
(1)為了測(cè)出小燈泡的額定功率,請(qǐng)?zhí)砑右桓鶎?dǎo)線完成圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路的連接;(2)閉合開關(guān)前滑片P應(yīng)該置于滑動(dòng)變阻器的端(選填“左”或“右”);(3)小明移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)如圖乙所示.由此可知,小燈泡L的額定功率為W;(4)小明查閱有關(guān)資料后得知,電壓表工作時(shí),其實(shí)內(nèi)部有微弱電流通過,據(jù)此分析他所測(cè)得的額定功率偏(選填“大”或“小”)?!敬鸢浮?/p>
左0.5大【詳解】(1)[1]分析電路可知為串聯(lián)電路,電壓表測(cè)小燈泡電壓,所以缺滑動(dòng)變阻器和開關(guān)之間的一條導(dǎo)線,連接如下圖:
(2)[2]為保護(hù)電路,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到阻值最大處,即最左端。(3)[3]圖一中電流表使用的是小量程,分度值為0.02A,則電流表的讀數(shù)為0.2A,則小燈泡L的額定功率為(4)[4]若電壓表工作時(shí),內(nèi)部有微弱電流通過,則電流表測(cè)量的是燈泡和電壓表的總電流,電流偏大,根據(jù)可知,他所測(cè)得的額定功率偏大。28.(2023·江蘇蘇州·二模)小明在“探究通過導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,所用電源電壓恒為4.5V,所選定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖(圖甲)補(bǔ)充完整;(要求導(dǎo)線不交叉,當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大);
(2)閉合開關(guān),電流表有示數(shù),電壓表無(wú)示數(shù),其原因可能是;(3)排除故障后,先接入5Ω的電阻,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至某一位置時(shí),觀察到電表指針位置如圖乙,則實(shí)驗(yàn)中保持電壓表示數(shù)不變?yōu)?,為了完成本?shí)驗(yàn),小明所選滑動(dòng)變阻器的最大阻值不小于Ω;(4)小明在探究完導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系后,同組的小華找來(lái)額定電壓為6V的小燈泡測(cè)電功率,其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示,根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,若小燈泡兩端電壓恰好為3V,則燈的功率可能是(單選)。試驗(yàn)次數(shù)123電壓U/V4.05.06.0電流I/A0.400.460.50A.0.75W
B.0.95W
C.1.02W
D.1.20W【答案】
小燈泡短路2V37.5B【詳解】(1)[1]當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,則此時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入左下接線柱,電路連接如下圖所示
(2)[2]閉合開關(guān),電流表有示數(shù),說(shuō)明電路處于通路狀態(tài),電壓表無(wú)示數(shù),可能是小燈泡短路。(3)[3]由圖乙可知,電流表選擇小量程,此時(shí)電流表示數(shù)為I=0.4A,故由歐姆定律可知,實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)保持為U=IR=0.4A×5Ω=2V[4]由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U滑=U源-U=4.5V-2V=2.5V定值電阻的最大阻值為R大=30Ω,由歐姆定律可得,此時(shí)電路中的最小電流為同理可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為可知小明所選滑動(dòng)變阻器的最大阻值不小于37.5Ω。(4)[5]由表中數(shù)據(jù)可知,小燈泡的電阻隨電壓的升高而增大,當(dāng)小燈泡兩端電壓為4.0V時(shí),由歐姆定律可求得此時(shí)小燈泡的電阻為10Ω,若小燈泡兩端電壓為3V,故可知此時(shí)小燈泡兩端電阻將小于10Ω,由可得,此時(shí)小燈泡的功率為由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)小燈泡兩端電壓從6.0V減小到5.0V時(shí),流過小燈泡的電流變化量為ΔI1=0.50A-0.46A=0.04A當(dāng)小燈泡兩端電壓從5.0V減小到4.0V時(shí),流過小燈泡的電流變化量為ΔI2=0.46A-0.40A=0.06A故可知當(dāng)小燈泡兩端電壓從4.0V減小到3.0V時(shí),流過小燈泡的電流變化量為ΔI3>ΔI2=0.06A即此時(shí)流過小燈泡的電流為I實(shí)=0.40A-ΔI3<0.40A-0.06A=0.34A則由P=UI可得,小燈泡的功率為P實(shí)=U實(shí)I實(shí)<3V×0.34A=1.02W即此時(shí)小燈泡的功率為0.9W<P實(shí)<1.02W故ACD不符合題意,B符合題意,故選B。29.(2023·江蘇泰州·三模)(1)小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“比較煤油和水的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中,取相同質(zhì)量的水和煤油倒入相同燒杯中,用相同的酒精燈加熱。
①通過(選填“加熱時(shí)間的長(zhǎng)短”或“溫度計(jì)示數(shù)的變化”)來(lái)反映煤油和水吸收熱量的多少;②小明通過實(shí)驗(yàn),記錄了相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示,根據(jù)表中數(shù)據(jù)。小明的實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是:水和煤油相比較,(選填“水”或者“煤油”)的吸熱能力較強(qiáng);加熱時(shí)間t/min0246810水的溫度/℃202224262830煤油溫度/℃202428323640③同組的小麗提出疑問:如果上面的實(shí)驗(yàn)中水和煤油的初溫和末溫都不同,加熱相同的時(shí)間,則(選填“能”或者“不能”)得出水和煤油的比熱容大小關(guān)系;(2)如圖2所示,在探究“影響電流熱效應(yīng)的因素”實(shí)驗(yàn)中:①為了探究電流通過電阻產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,小明設(shè)計(jì)了甲圖裝置,在燒瓶?jī)?nèi)安裝一根電阻絲,并插入一支溫度計(jì),該實(shí)驗(yàn)通過比較(選填“溫度計(jì)示數(shù)變化量”或“加熱時(shí)間”)來(lái)判斷不同電流產(chǎn)生的熱量多少;②若要探究電流通過電阻產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系,可選擇乙圖中(選填“A”或“B”)燒瓶中的電阻與甲圖燒瓶中的電阻(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)?!敬鸢浮考訜釙r(shí)間的長(zhǎng)短水能溫度計(jì)示數(shù)變化量B串聯(lián)【詳解】(1)①[1]比較煤油和水的吸熱能力時(shí),用相同的酒精燈加熱,則在相同時(shí)間內(nèi)酒精燈放出的熱量相同,煤油和水吸收的熱量相同,時(shí)間不同,吸收的熱量不同,所以通過加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)反映煤油和水吸收熱量的多少。②[2]由表格數(shù)據(jù)知,在相同的時(shí)間內(nèi),兩種液體吸收的熱量相同,水的溫度變化比煤油的小,說(shuō)明水的吸熱能力較強(qiáng)。③[3]水和煤油的初溫和末溫不同,加熱相同的時(shí)間,即吸收相同的熱量,比較兩種液體溫度變化情況,能得出水和煤油比熱容的大小關(guān)系。(2)①[4]據(jù)焦耳定律,通過電阻絲的電流不相同,加熱時(shí)間相同時(shí),電阻絲產(chǎn)生的熱量不同,則溫度計(jì)示數(shù)變化不同,所以通過比較溫度計(jì)示數(shù)變化來(lái)判斷不同電流產(chǎn)生的熱量多少。②[5][6]要探究電流通過電阻產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系,應(yīng)保持通過阻值不同電阻的電流相同,所以讓圖乙中B燒瓶中的電阻與甲圖燒瓶中的電阻串聯(lián)。30.(2023·江蘇南京·三模)如圖所示是物理課上曾經(jīng)做過的三個(gè)實(shí)驗(yàn),請(qǐng)完成以下問題。(ρ煤油=0.8g/cm3)
(1)如圖甲所示是“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)裝置,小華選用沙子和水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用分別裝入質(zhì)量相等的沙子和水,用相同的裝置加熱。從實(shí)驗(yàn)效果考慮,本實(shí)驗(yàn)選擇(填“燒杯”或“易拉罐”)作為盛放沙和水的容器較好。本實(shí)驗(yàn)可通過加熱時(shí)間相同,比較來(lái)探究沙和水兩種物質(zhì)吸熱升溫的特點(diǎn),根據(jù)的現(xiàn)象可判斷出水的比熱容比沙子的比熱容大;(2)如圖乙實(shí)驗(yàn)是“比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時(shí)發(fā)出的熱量”,發(fā)現(xiàn)用碎紙片加熱燒杯中水溫度升得快,(選填“能”或“不能”)說(shuō)明碎紙片的熱值大;(3)小明想對(duì)丙裝置進(jìn)行改裝,來(lái)探究“物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”,他應(yīng)將圖丁中(選填“A”、“B”或“C”)燒瓶?jī)?nèi)的電阻與圖丙中燒瓶?jī)?nèi)的電阻(選填“串聯(lián)”、“并聯(lián)”或“串聯(lián)、并聯(lián)都可以”)?!敬鸢浮恳桌逌囟扔?jì)升高的示數(shù)水升溫比沙子慢不能A串聯(lián)、并聯(lián)都可以【詳解】(1)[1]因金屬導(dǎo)熱性能好,故以從實(shí)驗(yàn)效果考慮,本實(shí)驗(yàn)選擇易拉罐作為盛放液體的容器較好。[2]要探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象,應(yīng)使用相同的加熱器,控制不同液體相同時(shí)間內(nèi)吸熱相同,通過溫度的變化來(lái)判斷不同液體的吸熱能力。[3]實(shí)驗(yàn)中,沙子和水的質(zhì)量相等,由比較吸熱能力的方法,根據(jù)加熱相同的時(shí)間(吸收相同熱量),水升高的溫度小于沙子升高溫度的現(xiàn)象,即根據(jù)水升溫比沙子慢可以得出水的比熱容比沙子的比熱容大。(2)[4]乙實(shí)驗(yàn)中,控制酒精與碎紙片質(zhì)量相等,燒杯中水的質(zhì)量與初溫相等,發(fā)現(xiàn)用碎紙片加熱燒杯中水溫度升得快,但升高的不一定多,不能說(shuō)明碎紙片的熱值大。(3)[5][6]根據(jù)可知,探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象,由控制變量法,要控制Q及質(zhì)量相同,根據(jù)Q=I2Rt,應(yīng)控制電流和通電時(shí)間及電阻值大小相同,根據(jù)串聯(lián)電路各處的電流相等,可將圖2中A燒瓶?jī)?nèi)的電阻與丙圖中的燒瓶?jī)?nèi)的電阻串聯(lián),根據(jù)控制電阻絲的電壓和電阻絲的電阻大小相同及通電時(shí)間相同也可以,由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律,故將圖2中A燒瓶?jī)?nèi)的電阻與丙圖中的燒瓶?jī)?nèi)的電阻并聯(lián),故串聯(lián)、并聯(lián)都可以。31.(2023·江蘇·二模)小明在如圖所示“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)裝置中使用四根電阻絲,其材料規(guī)格如下表所示,實(shí)驗(yàn)中將電阻絲的兩個(gè)端點(diǎn)接入電路。
編號(hào)材料長(zhǎng)度/m橫截面積/燈泡亮度A錳銅合金0.50.8亮B鎳鉻合金0.50.8較亮C鎳鉻合金D鎳鉻合金1.00.4暗(1)分別將編號(hào)為的電阻絲接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可得出結(jié)論:導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料有關(guān);為了探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度和橫截面積的關(guān)系,C電阻絲的長(zhǎng)度和橫截面積應(yīng)為m,。(2)小明又用了A、B兩個(gè)電阻絲探究電流熱效應(yīng)與電阻的關(guān)系,裝置如圖所示,①、②兩個(gè)瓶中裝有質(zhì)量相等的煤油,通過來(lái)比較瓶?jī)?nèi)金屬絲產(chǎn)生熱量的多少;相同時(shí)間內(nèi)①瓶升高溫度比②瓶多,可以得出結(jié)論:在相同時(shí),電阻越大,電流產(chǎn)生熱量越多。
【答案】A、B1/0.50.8/0.4煤油升高的溫度/溫度計(jì)示數(shù)變化電流和通電時(shí)間【詳解】(1)[1]導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度和橫截面積有關(guān),研究與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí),要控制另外的兩個(gè)因素不變;由轉(zhuǎn)換法,根據(jù)燈泡的亮度表示導(dǎo)體的電阻大小,研究導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料有關(guān),要控制導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積相同,故分別將編號(hào)為A、B的電阻絲接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可得出結(jié)論:導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料有關(guān)。[2][3]為了探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系,要控制導(dǎo)體的材料和橫截面積相同;為了探究導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系,要控制導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系和材料相同,據(jù)此可知C電阻絲的長(zhǎng)度和橫截面積應(yīng)為1.0m和0.8mm2或者0.5m和0.4mm2。(2)[4][5]根據(jù)表中AB數(shù)據(jù)可知,在長(zhǎng)度和橫截面積相同的條件下,連入鎳絡(luò)合金的電路的電阻較小,說(shuō)明在長(zhǎng)度和橫截面積相同的條件下鎳絡(luò)合金的電阻比錳銅合金的電阻大;圖乙中兩電阻絲串聯(lián),通過的電流和通電時(shí)間相同,相同時(shí)間內(nèi)①瓶升高溫度比②瓶多,即鎳鉻合金電阻絲產(chǎn)生的熱量多,故可以得出結(jié)論:在電流和通電時(shí)間相同時(shí),電阻越大,電流產(chǎn)生熱量越多。32.(2023·江蘇淮安·模擬預(yù)測(cè))小明用如圖所示裝置探究?jī)煞N液體的吸熱能力,兩燒瓶中的電阻絲相同。
(1)實(shí)驗(yàn)中,必須?。ㄟx填“質(zhì)量”或“體積”)相等的甲、乙兩種液體;(2)要完成該探究實(shí)驗(yàn),除了圖中所示的器材外,還需要的測(cè)量工具有和;(3)實(shí)驗(yàn)中,用間接反映液體吸收熱量的多少;通過比較來(lái)判斷液體吸熱能力的強(qiáng)弱;(以上均選填序號(hào))A.通電時(shí)間
B.溫度計(jì)示數(shù)的變化(4)如表是某次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析可知,(選填“甲”或“乙”)液體的吸熱能力較強(qiáng)。物質(zhì)質(zhì)量(g)初始溫度(℃)加熱時(shí)間(min)最終溫度(℃)液體甲15020345液體乙15020368【答案】質(zhì)量溫度計(jì)秒表AB甲【詳解】(1)[1]由于物體吸收熱量的多少與質(zhì)量有關(guān),所以要探究不同物質(zhì)的吸熱能力,應(yīng)控制兩種液體的質(zhì)量相等。(2)[2][3]需要測(cè)量時(shí)間的工具秒表,需要測(cè)量溫度的工具溫度計(jì)。(3)[4][5]兩電阻絲串聯(lián),相同的電阻絲在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同,所以實(shí)驗(yàn)中可用通電時(shí)間來(lái)間接反映液體吸收熱量的多少,并通過溫度計(jì)的變化來(lái)判斷兩種液體的吸熱能力。(4)[6]由表格中數(shù)據(jù)知,甲乙的質(zhì)量相等,在相同時(shí)間內(nèi)吸收相同的熱量,甲的溫度變化更小,說(shuō)明甲的吸熱能力更強(qiáng)。33.(2023·江蘇蘇州·三模)按圖示的電路圖做“測(cè)量小電燈的功率”的實(shí)驗(yàn)。所用器材有:標(biāo)有“”字樣的待測(cè)小電燈、電壓恒為6V的電源、標(biāo)有“”的滑動(dòng)變阻器、電流表(量程為0~0.6A,0~3A)、電壓表(量程為0~3V,0~15V)、開關(guān)及導(dǎo)線若干。(1)另一學(xué)生按圖連接電路后,閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端時(shí),燈不亮,電壓表有較大的示數(shù)。經(jīng)檢查,導(dǎo)線連接完好,則電路故障是:。排除該故障換用新元件后,閉合開關(guān)時(shí),觀察到燈閃亮一下后立即熄滅,該學(xué)生在操作過程中的不當(dāng)之處是:;(2)小明同學(xué)按電路圖正確連接電路后。閉合開關(guān),從大到小調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,并將正確操作下的電壓表和電流表的小數(shù)填入下表電壓表的不數(shù)電流表的示數(shù)小電燈的功率①通過上表數(shù)據(jù),可算得小電燈的額定功率為W;②當(dāng)小電燈正常工作時(shí),連入電路的滑動(dòng)變阻器的阻值約為Ω;③將兩個(gè)這樣的相同規(guī)格的小電燈串聯(lián)后直接接在6V電源的兩端,兩燈消耗的總功率為W;(3)若電壓表的0~15V量程已損壞,只能使用0~3V量程,其它器材不變,如何測(cè)出小電燈的額定功率?①在虛線框中畫出測(cè)量電路圖;②按①題設(shè)計(jì)圖,若小電燈兩端最大可加4.5V電壓,為保證實(shí)驗(yàn)時(shí)你所設(shè)計(jì)的測(cè)量電路中各元件的安全,參照小明的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),估算滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍應(yīng)為Ω~Ω。
【答案】小電燈斷路閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器滑片沒有放到最大阻值處1.147.31.5
12【詳解】(1)[1]閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端時(shí),燈不亮,說(shuō)明斷路,電壓表有較大的示數(shù),則說(shuō)明電壓表接入電路,據(jù)此判斷是小電燈斷路。[2]排除故障換用新元件后,閉合開關(guān)時(shí),觀察到燈閃亮一下后立即熄滅,說(shuō)明電路原來(lái)是通路,因電流過大,燈燒壞了,故該學(xué)生在操作過程中的不當(dāng)之處是閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器滑片沒有放到最大阻值處。(2)①[3]由表中數(shù)據(jù)知,燈泡額定電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的電流為,則燈泡的額定功率為②[4]小電燈正常發(fā)光時(shí),電壓為額定電壓,由表中數(shù)據(jù)知,此時(shí)電路電流,由串聯(lián)電路特點(diǎn)知,滑動(dòng)變阻器兩端電壓為此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為③[5]將兩個(gè)這樣的相同規(guī)格的小電燈串聯(lián)后直接接在6V電源的兩端,根據(jù)分壓原理,每個(gè)燈兩端電壓都相等,均為3V,由表中數(shù)據(jù)知,此時(shí)電路電流,則兩燈消粍的總功率為(3)①[6]電壓表只能使用0~3V量程,電源電壓為6V,小電燈電壓為額定電壓時(shí),滑動(dòng)變阻器分得的電壓為2.2V,故可以將電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端,電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表組成串聯(lián)電路,電路圖如下圖所示
②[7][8]當(dāng)電壓表示數(shù)為最大值3V時(shí),根據(jù)分壓原理,變阻器連入電路中的電阻最大,電源電壓為6V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,小電燈兩端的電壓為,由表中數(shù)據(jù)知,電流為,由歐姆定律,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為當(dāng)小電燈電壓最大為時(shí),由表中數(shù)據(jù)知,電路電流為,電源電壓為6V,所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是。34.(2023·江蘇揚(yáng)州·三模)小明做測(cè)“小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí),所用器材有:電壓可變的電源,額定電壓為的小燈泡,以及滑動(dòng)變阻器規(guī)格分別為”、”和”可選、電壓表、電流表、開關(guān)和導(dǎo)線。
(1)如圖甲所示是小明連接的電路,檢查發(fā)現(xiàn)接錯(cuò)了一根導(dǎo)線,請(qǐng)你在這根導(dǎo)線上打“”,并補(bǔ)畫出正確連接的那根導(dǎo)線;(2)連接好電路,正確操作后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,小明發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表、電流表示數(shù)均為0,經(jīng)檢查電表完好。則故障可能是。A.燈泡短路
B.滑動(dòng)變阻器斷路
C.燈泡斷路(3)故障排除后,小明將電源電壓調(diào)為,然后從滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)開始記錄數(shù)據(jù),得到小燈泡的圖像,如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是W,所用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是。實(shí)際測(cè)量時(shí),當(dāng)電壓表有示數(shù)時(shí)其內(nèi)部是有微弱電流通過的,若考慮這個(gè)微弱電流的影響,則所測(cè)小燈泡的額定功率(選填“偏大”、“偏小”或“不受影響”);(4)實(shí)驗(yàn)過程中,小明向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,若滑動(dòng)變阻器的功率減小了,燈泡的功率變化了,則(選填“>”“<”或“=”);(5)愛動(dòng)腦筋的小明想出另一種測(cè)量該刻小燈泡額定功率的方法,設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路(電源電壓為,燈泡的額定電壓為),請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整;①檢查電路無(wú)誤后,閉合開關(guān)S,將開關(guān)撥至“1”,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為V;②滑片不動(dòng),再將開關(guān)撥至“2”時(shí),讀出電壓表示數(shù)為。③小燈泡的額定功率:(用、、表示)。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小明同學(xué)將原電路中小燈泡換成幾個(gè)定值電阻,用來(lái)探究電流與電阻的關(guān)系,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖丁所示的圖像(定值電阻阻值分別為、、)。若選用“”的規(guī)格滑動(dòng)變阻器,則小明選擇的電源電壓的取值范圍為V?!敬鸢浮?/p>
B0.75B偏大<228【詳解】(1)[1]原電路圖中,燈泡和電壓表沒有接入電路是錯(cuò)誤的,在測(cè)“小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)中,小燈泡、滑動(dòng)變阻器和電流表串聯(lián),電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端,如圖所示:
(2)[2]小明發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電流表示數(shù)為0,說(shuō)明電路可能斷路,電壓表示數(shù)為0,說(shuō)明電壓表與電源沒有連通,經(jīng)檢查電表完好,則故障可能是滑動(dòng)變阻器斷路,故B符合題意,AC不符合題意。故選B。(3)[3]小燈泡的額定電壓為,從圖中可知,小燈泡的額定電流為,小燈泡的額定功率[4]當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí),電路中的電流最小為,此時(shí)燈泡兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為故滑動(dòng)變阻器選B。[5]實(shí)際測(cè)量時(shí),電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,當(dāng)電壓表有示數(shù)時(shí)其內(nèi)部是有微弱電流通過的,若考慮這個(gè)微弱電流的影響,電流表所測(cè)電流大于燈泡的額定電流,根據(jù)可知所測(cè)小燈泡的額定功率偏大。(4)[6]當(dāng)向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小,由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,燈泡兩端的電壓增大;由圖乙可知,通過燈泡的電流也變大,燈泡的實(shí)際功率變大;電源電壓恒為,由可知,電路總功率變大;電路總功率等于各用電器消耗功率之和,故滑動(dòng)變阻器的功率減小小于燈泡的功率變化,即。(5)實(shí)驗(yàn)步驟:①[7]檢查電路無(wú)誤后,閉合開關(guān)S,將開關(guān)撥至“1”,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為2V;②滑片不動(dòng),再將開關(guān)撥至“2”時(shí),讀出電壓表示數(shù)為;③[8]在步驟①中,小燈泡、和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)和滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至電壓表示數(shù)為2V,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈兩端的電壓燈泡正常發(fā)光;在步驟②中,滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng),再將開關(guān)撥至“2”,電壓表測(cè)兩端的電壓為,此時(shí)電路中的電流即為小燈泡的額定電流,則小燈泡的額定功率(6)[9][10]由圖丁可知,定值電阻兩端電壓為當(dāng)定值電阻最大值為時(shí),滑動(dòng)變阻器的最大值為,若控制的定值電阻兩端的電壓不變,為2V,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知,滑動(dòng)變阻器分擔(dān)的電壓為6V,則電源電壓最大值為當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為零時(shí),電壓表的示數(shù)為2V,此時(shí)只有一個(gè)用電器,電壓表也測(cè)量電源電壓,故電源電壓最小值為2V,故電源電壓需要控制在。四、作圖題35.(2023·江蘇南通·二模)如圖,S1是光控開關(guān),夜晚自動(dòng)閉合,白天斷開;S2是聲控開關(guān),有聲音時(shí)自動(dòng)閉合,安靜時(shí)斷開。請(qǐng)將如圖連接成聲光控樓道節(jié)能照明電路。
【答案】
【詳解】由題意可知,樓道照明燈泡亮的條件是:必須是晚上亮、白天不亮,必須有人經(jīng)過亮、沒人不亮,所以光控開關(guān)和聲控開關(guān)不能獨(dú)立工作,所以,燈泡應(yīng)用與兩個(gè)開關(guān)串聯(lián),且火線要先過開關(guān),再接入燈泡尾部的金屬點(diǎn),零線接入螺旋套,如下圖所示:
36.(2023·江蘇泰州·二模)完成下列作圖:如圖,甲是家庭電路中常見的帶開關(guān)的插座,請(qǐng)?jiān)趫D乙中補(bǔ)畫出其在家庭電路中的連接情況?!敬鸢浮俊驹斀狻繛榱税踩?,開關(guān)接在火線上,三孔插座中上孔接地線,左孔接零線,右孔接火線,如下圖:37.(2023·江蘇鎮(zhèn)江·模擬預(yù)測(cè))請(qǐng)將圖中的開關(guān)、燈泡、三孔插座正確接入家庭電路,使開關(guān)控制燈泡的亮滅。
【答案】
【詳解】由燈泡得接法可知,火線進(jìn)入開關(guān),零線直接接入燈泡的螺旋套,這樣在斷開開關(guān)能切斷火線,接觸燈泡不會(huì)發(fā)生觸電事故。既能控制燈泡,又能更安全。由三孔插座的接法可知,上孔接地線;左孔接零線。如圖所示:
38.(2023·江蘇宿遷·一模)如圖所示,用試電筆檢測(cè)家庭電路的兩根輸電線,其中下面那根氖管會(huì)發(fā)光,圖中兩個(gè)標(biāo)有“220V,25W”的燈泡接入電路后正常發(fā)光,開關(guān)S控制這兩個(gè)燈泡。請(qǐng)畫出正確的光路圖?!敬鸢浮俊驹斀狻坑迷囯姽P檢測(cè)家庭電路的兩根輸電線,其中下面那根氖管會(huì)發(fā)光,則下面這根線是火線,上面那根線是零線。家庭電路的電壓是220V,燈泡參數(shù)是“220V
25W”,要想正常發(fā)光,則兩燈泡應(yīng)并聯(lián)接入電路,開關(guān)控制兩燈泡,故接在干路上,并與火線相連,如下圖39.(2023·江蘇淮安·一模)如圖所示,請(qǐng)將燈泡和開關(guān)連入家庭電路。
【答案】
【詳解】燈泡接法:火線進(jìn)入開關(guān),再進(jìn)入燈泡頂端的金屬點(diǎn),零線直接接入燈泡的螺旋套,如圖所示:
40.(2023·江蘇無(wú)錫·一模)小紅家臥室安裝了兩盞“220V,11W”的壁燈L1、L2和一個(gè)三孔插座,把a(bǔ)、b、c三個(gè)點(diǎn)的導(dǎo)線正確連接在家庭電路中,要求開關(guān)S只控制兩盞電燈且都能正常發(fā)光?!敬鸢浮俊驹斀狻块_關(guān)S控制兩盞電燈且都能正常發(fā)光,兩燈泡并聯(lián),開關(guān)S要接在火線與燈之間,如圖所示:五、計(jì)算題41.(2023·江蘇蘇州·一模)如圖所示,電源電壓不變,定值電阻,電流表量程為,小燈泡標(biāo)有“6V,3W”字樣(不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響)。當(dāng)開關(guān)S閉合,S1、S2斷開,滑動(dòng)變阻器滑片P從b端滑動(dòng)到某一位置時(shí),變阻器接入電路中的阻值減小了10Ω,電流表示數(shù)變化了0.2A,此時(shí)小燈泡恰好正常發(fā)光。(1)電源電壓是多大?(2)S閉合,S1、S2斷開時(shí),為保證電路安全,滑動(dòng)變阻器的取值范圍是多少?(3)S、S1、S2都閉合,為保證電路安全,求滑動(dòng)變阻器的最大功率?!敬鸢浮浚?)7.5V;(2)3Ω-13Ω;(3)16.875W【詳解】答:(1)由得小燈泡正常發(fā)光的電流為由得燈泡的電阻為當(dāng)開關(guān)S閉合,、斷開,該電路為滑動(dòng)變阻器R和小燈泡L的串聯(lián)電路,電流表測(cè)電路中的電流;由題知滑片P從b滑至某一位置時(shí),其接入電路的阻值變小,電路中的電流變大;當(dāng)滑片P從b端滑至某一位置時(shí),燈泡正常發(fā)光,則電路中的電流為則電源電壓為①當(dāng)滑片P在b端時(shí),電路中的電流為則電源電壓為②聯(lián)立①②可解得(2)S閉合,、斷開時(shí),為保證電路安全,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小時(shí),燈正常發(fā)光,此時(shí)接入的電阻當(dāng)變阻器接入電路的電阻最大,電路安全,故滑動(dòng)變阻器的取值范圍。(3)當(dāng)開關(guān)S、、都閉合時(shí),L被短路,該電路為滑動(dòng)變阻器R和定值電阻的并聯(lián)電路,電流表測(cè)干路的電流;通過的電流為已知電流表量程為,則干路電流最大,由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過R的最大電流為則滑動(dòng)變阻器的最大功率為答:(1)電源電壓是;(2)滑動(dòng)變阻器的取值范圍;(3)當(dāng)開關(guān)S、、都閉合時(shí),調(diào)節(jié)滑片P,在保證電路安全的前提下,滑動(dòng)變阻器R的最大功率是。42.(2023·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè))如圖所示,電源電壓恒定,R為滑動(dòng)變阻器,小燈泡L的規(guī)格為“3V
3W”,不計(jì)燈絲電阻隨溫度而發(fā)生的變化?,F(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的觸頭移至某一位置,當(dāng)S1閉合,S2斷開時(shí),小燈泡正常發(fā)光;當(dāng)S1與S2均閉合時(shí),電流表的示數(shù)為1.5A。求:(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)流過燈泡的電流強(qiáng)度I;(2)電源電壓U及滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R1;(3)S1閉合,S2斷開,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為12Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器在50s內(nèi)消耗的電能W。
【答案】(1)1A;(2)9V,6Ω;(3)216J【詳解】解:(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)流過燈泡的電流強(qiáng)度(2)將滑動(dòng)變阻器的觸頭移至某一位置,當(dāng)S1閉合,S2斷開時(shí),變阻器和燈泡串聯(lián),電流表測(cè)量電路中的電流,由串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過變阻器的電流是1A,電源電壓U=UL+IR1=3V+1A×R1①當(dāng)S1與S2均閉合時(shí),只有變阻器的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)量電路中的電流,電源電壓U=I′R1=1.5A×R1②由①和②得到U=9V,R1=6Ω(3)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻S1閉合,S2斷開,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為12Ω時(shí),電路中的電流滑動(dòng)變阻器在50s內(nèi)消耗的電能W=I″2Rt=(0.6A)2×12Ω×50s=216J答:(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)流過燈泡的電流強(qiáng)度I為1A;(2)電源電壓U等于9V,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R1為6Ω;(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為12Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器在50s內(nèi)消耗的電能W為216J。43.(2023·江蘇徐州·三模)如圖所示的電路,電源電壓為6V,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω1A”字樣,小燈泡標(biāo)有“3V0.9W”字樣(不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響)。閉合開關(guān),移動(dòng)金屬滑片的過程中,確保各元件使用安全。求:(1)燈泡的額定電流;(2)滑動(dòng)變阻器消耗的最小電功率。
【答案】(1)0.3A;(2)0.8W【詳解】解:(1)由得,燈泡的額定電流(2)由得,燈泡的電阻由歐姆定律、電阻的串聯(lián)可得滑動(dòng)變阻器消耗的功率為由數(shù)學(xué)知識(shí)可知,當(dāng)變阻器的阻值時(shí),變阻器R消耗的電功率最大,所以滑片向左移動(dòng)時(shí),變阻器消耗的功率先變大后變小,而由題意可知,當(dāng)時(shí),燈泡會(huì)燒壞,所以,當(dāng)變阻器的阻值最大為時(shí),其消耗的功率最小,則變阻器消耗的最小功率為答:(1)燈泡的額定電流是0.3A;(2)滑動(dòng)變阻器消耗的最小電功率是0.8W。44.(2023·江蘇鹽城·三模)如圖甲所示,電源電壓保持不變,是定值電阻,是最大阻值為16Ω的滑動(dòng)變阻器,小燈泡L上標(biāo)有“6V、3W”,其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。(1)求小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻;(2)閉合開關(guān)S、,滑動(dòng)變阻器滑片在a端時(shí),小燈泡恰好正常發(fā)光,電流表示數(shù)為0.9A,求的電功率:(3)閉合開關(guān)S,斷開,求燈泡在1min內(nèi)消耗電能的最小值。
【答案】(1)12Ω;(2)2.4W;(3)30J【詳解】解:(1)根據(jù)題意可知,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為(2)閉合開關(guān)S、,滑動(dòng)變阻器滑片在a端時(shí),是燈泡和定值電阻并聯(lián)的電路,電流表測(cè)干路電流,小燈泡恰好正常發(fā)光,說(shuō)明燈泡和定值電阻兩端的電壓等于電源電壓為6V。如圖乙所示,小燈泡正常發(fā)光時(shí)通過的電流為0.5A,根據(jù)并聯(lián)電路中電流規(guī)律可知,通過定值電阻的電流為則定值電阻的電功率為(3)閉合開關(guān)S,斷開時(shí),燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),根據(jù)歐姆定律可知,當(dāng)電路電阻越大時(shí),電流越小。所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí),小燈泡消耗電能最??;設(shè)此時(shí)通過的電流為I,則燈泡兩端的電壓為如圖乙所示,當(dāng)電流為0.25A時(shí),燈泡兩端電壓為2V,剛好滿足上式條件。則燈泡在1min內(nèi)消耗電能的最小值為答:(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻12Ω;(2)閉合開關(guān)S、,滑動(dòng)變阻器滑片在a端時(shí),小燈泡恰好正常發(fā)光,電流表示數(shù)為0.9A,的電功率為2.4W;(3)閉合開關(guān)S,斷開,求燈泡在1min內(nèi)消耗電能的最小值為30J。45.(2023·江蘇鹽城·模擬預(yù)測(cè))如圖所示是某溫控裝置的簡(jiǎn)化圖,受控電路由電源和電熱絲R0組成,電源電壓為220V,R0=44Ω。控制電路由電源E、電磁鐵(線圈電阻忽略不計(jì))、開關(guān)、電阻箱R和熱敏電阻Rt組成,Rt的阻值隨溫度變化關(guān)系如表所示。當(dāng)控制電路電流I≥50mA時(shí),銜鐵吸合,受控電路斷開;當(dāng)I≤40mA時(shí),銜鐵釋放,受控電路接通。求:溫度/℃90806660504640363534Rt/Ω102040507080100120130150(1)受控電路工作時(shí),1min內(nèi)R0產(chǎn)生的熱量;(2)當(dāng)溫度為60℃時(shí),電阻箱R=70Ω,銜鐵恰好吸合,控制電路的電源電壓;(3)若控制電路電源電壓不變,控制的最高溫度為80℃,此時(shí)電阻箱R的電功率。
【答案】(1)6.6×104J;(2)6V;(3)0.25W【詳解】解:(1)受控電路工作時(shí),1min內(nèi)R0產(chǎn)生的熱量(2)由圖可知,電阻箱R和熱敏電阻Rt串聯(lián),由圖表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)溫度為60℃時(shí),熱敏電阻Rt的阻值為50Ω,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,控制電路的總電阻R總=Rt+R=50Ω+70Ω=120Ω根據(jù)題意可知,當(dāng)控制電路電流I≥50mA時(shí),銜鐵吸合,由可知,控制電路的電源電壓U控=IR總=50×10-3A×120Ω=6V(3)若控制電路電源電壓不變,銜鐵吸合時(shí)的電流不變,由歐姆定律可知,控制電路的總電阻為120Ω不變,由表格數(shù)據(jù)可知,當(dāng)控制的最高溫度為80℃,熱敏電阻Rt的阻值為20Ω,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,電阻箱R的阻值R′=R總-Rt′=120Ω-20Ω=100Ω此時(shí)電阻箱R的電功率P=I2R′=(50×10-3A)2×100Ω=0.25W答:(1)受控電路工作時(shí),1min內(nèi)R0產(chǎn)生的熱量為6.6×104J;(2)當(dāng)溫度為60℃時(shí),電阻箱R1=70Ω,銜鐵恰好吸合,控制電路的電源電壓為6V;(3)若控制電路電源電壓不變,控制的最高溫度為80℃,此時(shí)電阻箱R的電功率為0.25W。46.(2023·江蘇揚(yáng)州·二模)如圖甲所示,是芳芳家新買的一款多功能電飯煲,乙為該電飯煲的工作原理圖。R1和R2均為阻值不變的電熱絲,S為手動(dòng)開關(guān),S1為自動(dòng)控制開關(guān)。已知R2=800Ω,多功能電飯煲的主要部分參數(shù)如表所示。求:品名多功能電飯煲額定電壓220V頻率50Hz加熱擋功率605W保溫?fù)豕β剩?)
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