2023年中考物理真题分类汇编:电压 电阻及欧姆定律2专题及答案
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一、单选题
1.计算机鼠标内装有自动控制传感器,其工作原理电路如图所示。物体M在导轨上左右移动时,可带动与之相连的滑动变阻器滑片P左右移动,通过电压表示数变化可反映出物体M移动的距离。当物体M向右移动时( )
A.电流表示数不变,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电压表示数和电流表示数的比值变大
D.电压表示数和电流表示数的比值不变
2.用如图电路探究电流与电阻的关系,所用器材:电源(6V),定值电阻R1(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各1个),规格为“15Ω:1A”的滑动变阻器R2,右表为实验数据记录表.关于该实验,下列说法正确的是( )
序号
电阻R1/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.2
4
20
未测
A.实验过程中控制电压表示数为2V
B.将电阻R1由5Ω更换为10Ω时,应向左适当移动滑动变阻器滑片
C.前3次实验中,滑动变阻器的功率在第1次实验中最小
D.若使用现有器材完成第4次实验,需要改变电路
3.R1与R2此时接入电路中的阻值相同,S1断开,S2闭合;求下列操作中,一定可以使电流表示数变大的是( )
A.闭合S1,断开S2 B.闭合S1,向右滑动滑片P
C.减小电源电压,闭合S1 D.增大电源电压,向右滑动滑片P
4.小明设计了一个电梯自动报警模拟装置,如图-1所示。在控制电路中,电源电压为12V,R1为滑动变阻器,R2为压敏电阻,R2的阻值大小随压力F的变化关系如图-2所示。闭合开关S1和S2,当压敏电阻受到的压力达到4000N时,电磁铁线圈中的电流为0.1A,此时衔铁被吸下,动触点K与触点A断开,同时与触点B接触,电动机停止工作,报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
A.S1闭合时,电磁铁的上端为N极
B.压敏电阻受到的压力越大,控制电路中的电流越小
C.当电梯自动报警铃声开始响起时,R1的功率为0.4W
D.若控制电路电源电压降低,要保证电梯最大载重不变,应将R1的滑片P向左移
5.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器R1的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )
A.A的示数变大,V1的示数不变 B.A 的示数变大,V2的示数变大
C.V1的示数与V2的示数之和不变 D.V2的示数与A的示数之比变小
6.定值电阻R的U-I关系图像如图所示,当该电阻两端电压为3V时,通过它的电流为( )
A.1A B.2A C.3A D.4A
7.电位器实质是一种变阻器,如图是电位器的结构和连入电路的示意图,A、B、C是接线柱。当滑片向A端旋转时,连入电路的电阻( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
8.如图所示,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是光敏电阻,其阻值随光照的增强而减小。闭合开关,逐渐减小R的光照强度,电表示数的变化情况是( )
A.A表和V表示数均变大 B.A和V表示数均变小
C.A表示数变大,V表示数变小 D.A表示数变小,V表示数变大
9.关于生活用电,下列说法正确的是( )
A.通常情况下,家庭电路中各个用电器是串联的
B.同伴发生触电时,应立即用手去拉触电的同伴
C.家庭电路中电流过大的原因一定是发生了短路
D.我国家庭电路的电压是220V
10.如图所示电路的电源电压为1.5V,电阻R1的阻值为2Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.3A,则( )
A.通过R1的电流大于0.3A B.电阻R1和R2是并联的
C.电压表的示数为0.9V D.电阻R2的阻值为3Ω
11.图甲所示电路的电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示,则( )
A.a是灯泡的U-I图线 B.灯泡电阻的最小值为10Ω
C.R的最大阻值为25Ω D.电路的最大功率为1.2W
12.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数不变,电压表V的示数变小
B.电流表A2的示数不变,电压表V的示数不变
C.电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变
D.电压表V的示数与电流表A2的示数比值变小
13.如图所示,甲图是灯泡L和定值电阻R的I−U图像,将L和R先后以乙、丙图两种方式连在同一电源上,若乙图中U1:U2=a,丙图中I1:I2=b,则下列选项中不正确的是( )
A.a>1 B.b<1 C.a>b D.ab=1
14.将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录;将记录的数据绘制成如图乙所示的I−U图象。下列分析正确的是( )
A.电源电压为3.5V
B.图象b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的
C.定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
二、多选题
15. 如图甲所示的电路,R0为定值电阻,R为滑动变阻器(0~25Ω)。闭合开关,调节滑动变阻器,记录电压表示数U、电流表示数I,作出U−I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的有( )
A.R0的阻值为5Ω
B.电源电压为2.5V
C.当电压表示数为2V时,电路消耗的总功率为0.6W
D.当电压表示数为1V时,滑动变阻器消耗的电功率最大
16.如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R0=6Ω。将滑片滑到滑动变阻器的b端时,闭合开关,电压表的读数为3V;将滑片滑到滑动变阻器的中点时,电压表的读数为4.5V。下列判断正确的是( )
A.电路中的最小电流是0.5A
B.电源电压是9V
C.滑动变阻器的最大阻值是9Ω
D.移动滑片,R0在通电100s内产生的热量最多1350J
17.如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V,闭合开关S后,当滑片Р从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的I−U关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.小灯泡的额定功率为6W
C.滑动变阻器的最大电阻为6Ω
D.滑动变阻器阻值最大时,滑动变阻器10s内产生的热量为22.5J
18.如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向下移动,则( )
A.电压表V1和电流表A的示数之比不变
B.电压表V2和电流表A的示数之比变大
C.电压表V1示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值|ΔU1ΔI|变大
D.电压表V2示数的变化量和电流表A示数的变化量A比值的绝对值|ΔU2ΔI|不变
三、填空题
19.在如图所示的电路中,已知R1、R2中仅有一个发生故障,闭合电键S时,发现电流表示数变大;请写出电表有无示数及对应的故障。
20.图甲所示电路的电源电压为3V,闭合开关后,两电流表的指针偏转均如图乙所示,则电路的总电阻为 Ω;断开开关后,电阻R2的阻值为 Ω。
21.如图所示的电路,电源电压恒为6V,白炽灯泡L1标有“5V;0.25A”,白炽灯泡L2标有“6V;3W”,R的阻值为10Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响,只闭合开关S1时,灯泡 更亮;只闭合开关S2时,R的功率为 W。
四、计算题
22.下图是陈老师办公室电热水壶的照片,右图是其内部电路的简化图。电路主要由并联的两个支路组成:一支路是由指示灯(2V 0. 1W)和“限流电阻”串联而成;另一支路接有发热盘(发热电阻)。已知电源电压为220V,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
(1)判断“限流电阻”是“大电阻”还是“小电阻”(小于10Ω为“小电阻”,大于100Ω为“大电阻”)。直接写出你判断的结论无需证明无需说明理由;
(2)用该电热水壶给壶内1kg、20℃的水加热,已知加热功率为1000W,加热时80%的热量被壶内的水吸收,求多长时间可以将水烧开(100℃)?
23.如图甲,R1阻值为20Ω,图乙为小灯泡L的U~I图像。闭合开关S、S1,断开S2,电流表示数为0.4A,再闭合开关S2,电流表示数变为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)若只闭合S,1min内电阻R1产生的热量。
24.小明要测出一个电压约为30V的电源电压(电压保持不变),手边可供选用的器材如下:待测电源;一块电压表(量程0~15V);一块电流表(量程0~0.6A);两个阻值已知的电阻,分别为R1(20Ω)和R2(40Ω);一个开关及若干导线。请你合理选择器材,设计实验测出该电源的电压。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出电源电压的表达式(用已知量和测量量表示)。
25.如图所示的电路,电源电压可调,R为标有“1.5A”字样的滑动变阻器,a、c为其两端点,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~15V,灯L1标有“6V 7.2W”字样,灯L2标有“6V 4.8W”字样,忽略温度变化对灯丝电阻的影响。试问:
(1)L1正常发光时的电流和电阻;
(2)闭合开关S,断开S1和S2,在不损坏电路的情况下,使其中一盏灯正常发光,电压表示数是多少?
(3)闭合开关S和S2,断开S1,将电源电压调至12V,当滑动变阻器滑片P滑到b点时,小灯泡正常发光,此时Rbc=3Rab,则滑动变阻器的最大阻值是多少?
(4)闭合开关S和S1,断开S2,将滑片P由b滑动到c端的同时调节电源电压,使小灯泡正常发光,其它各元件均安全,此过程中电路的总功率变化的范围。
26.随着生活水平的提高,煎饼已由果腹的家庭主食变为临沂的一道美食。图甲是具有两档加热功率的煎饼锅,图乙是其内部简化电路图。当开关S1和S2均闭合时,煎饼锅的加热功率为968W;仅闭合开关S1时,煎饼锅的工作电流为1A。求:
(1)当开关S1和S2均闭合时,煎饼锅的工作电流和电阻R1的阻值。
(2)电阻R2的阻值。
27.如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S1断开时,电流表示数为0.2A;当开关S、S1都闭合时,电流表示数为0.5A。求:
(1)当开关S、S1都闭合时,通过R2的电流;
(2)R2的阻值;
(3)当开关S、S1都闭合时,通电1min电流通过R1做的功。
28.在如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A,求
(1)R2的阻值;
(2)通电1min,电流通过R1做的功;
(3)电路消耗的电功率。
五、实验探究题
29.某中学的物理课外实验小组,用如图所示的电路来测量待测电阻Rx的阻值。其中,R0为定值电阻(R0=10Ω),V为电压表,S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关,R为滑动交阻器,E为电源,采用如下步骤完成该实验:
(1)按照实验电路图,用笔画线表示导线将实物进行连线,组成完整电路(部分导线已连接)。
(2)在连线时开关S1应 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片P应移到 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关S1,将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑片P的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后,将开关S2掷于2端,记下此时电压表V的示数U2。待测电阻阻值的表达式Rx= (用R、U1、U2表示)。
(4)重复步骤(3)的实验操作,得到数据记录表。利用表中5次测量的数据,可得U2U1的平均值为 ,待测电阻的阻值Rx= Ω。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U1/V
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
电压U2/V
1.8
2.1
2.5
2.7
2.9
U2U1
3
3
3.1
3
2.9
30.如图甲是小明用伏安法测量额定电压为2. 5V小灯泡电阻的实物图。
丙
序号
U/V
I/A
R/Ω
1
(1)用笔画线代替导线,补画一根导线将图甲中的实物电路连接完整 ;
(2)实验中当滑动变阻器的滑片滑到某位置时,电压表示数如图乙所示为 V,此时电流表的示数为0. 200A,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(3)如图丙是小明设计的实验数据记录表,该表格存在的不足之处是 。
31.小明选取了两根长度相等材料不同的合金丝a和b,连接成图甲电路。M为合金丝b的左端点,N为合金丝a的右端点,Q为在合金丝上可移动的触点。闭合开关,将滑动变阻器滑片移至适当位置后,移动Q,发现电流表指针保持图乙所示位置不动,电压表读数U随QN之间的距离x的变化如图丙所示。
(1)电流表示数为 A;
(2)合金丝a的长度为 cm,其阻值为 Ω。合金丝b两端电压为 V;
(3)小明再利用合金丝a和其他器材测量一个未知电阻Rx的阻值,电路如图丁所示;
①请在图戊中用笔画线代替导线帮他完成电路连接 ;
②电路连接好后,闭合开关S、S1,发现电压表无示数,检查发现是由于滑动变阻器出现 (断路/短路);
③排除故障后,先闭合开关S和S1,移动滑动变阻器滑片至适当位置,读出电压表示数U1;再断开S1,闭合S2,读出此时电压表示数U2,则待测电阻阻值为 (合金丝a的电阻用Ra表示);
④若在步骤③中,小明在测量U2时,将S2闭合前,忘记断开S1,仍用原方法算出的待测电阻阻值 (大于/等于/小于)真实值。
32. 小明与小军用两节干电池作为电源,测量未知电阻Rx的阻值。
(1)小明设计如图甲所示电路进行测量,请用笔画线代替导线,在图乙中替小明完成实验电路的连接。
(2)闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”)。
(3)设计电路时,使用了滑动变阻器(0~20Ω),其作用除了保护电路之外,还有 。
(4)闭合开关,小明发现电压表和电流表均无示数。经检测,出现故障的元件为Rx或滑动变阻器中的一个,则故障原因是 。
(5)排除故障后,闭合开关,观察到电流表的示数很小,电压表的示数接近3V,移动滑动变阻器的滑片,两表示数无明显变化,这是因为未知电阻Rx的阻值 。
(6)小明用电阻箱(0~9999Ω)代替待测电阻Rx,用等效替代法测量其阻值。他调节电阻箱的阻值为1000Ω时,电压表的示数接近3V,电流表示数很小,于是他得出Rx=1000Ω。小军指出他的测量不正确,理由是 。
(7)小军用电阻箱(0~9999Ω)代替滑动变阻器,他将电阻箱的阻值调为1000Ω时,电压表的示数为2V,电流表的示数仍很小,小军通过计算得出待测电阻Rx= Ω。
33.小明同学在“测量定值电阻的阻值”实验中,电路图如图-1所示,请回答以下问题。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关S,电压表有示数,电流表指针向零刻度线左侧偏转,该故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图-2所示,则电阻R的阻值为 Ω。小明进行了多次测量,计算出R的阻值的平均值,目的是 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”);
(4)小明要进一步测量长度为100cm的镍铬合金丝MN的阻值,器材如图-3所示。其中导线只有7根,且长度均为30cm。请根据实际操作需要,用笔画线代替剩余2根导线,在图-3中将实物电路示意图补充完整(实物图中导线及电阻丝长度未按照比例绘制)。要求:导线两端只能接在各电路元件的接线柱上。
34.【实验名称】测量小灯泡正常发光时的电阻
【实验器材】额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时电阻约10Ω)、两节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 1A)、开关、导线若干。
【实验原理】
(1)如图甲所示,是某同学连接的电路。他检查电路连接完好后,正准备闭合开关,同组的另一同学及时提醒他,这样操作存在不足,其不足之处是 ;
(2)正确操作后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数:断开开关,将电压表接在C接线柱上的导线改接到B接线柱上,闭合开关,电压表指针有明显偏转而电流表仍无示数,则故障是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻为 Ω(计算结果保留一位小数);
(4)【拓展】该同学实验兴致正浓,他又分别测出了2V和3V电压下小灯泡的电阻,然后用这三次电阻的平均值作为小灯泡正常发光时的电阻值。他的这种做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
35.为测量某待测电阻Rx的阻值,实验探究小组设计了如图甲所示的电路图,并进行了实验。
(1)在连接如图乙的电路时,开关S应处于 状态,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端;
(2)在如图乙所示的电路中,闭合开关,移动滑片,发现电压表示数为零,电流表有示数,经分析电路连接不完整,具体原因是 ,请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整;
(3)正确连接电路后,某次测量时,电压表的示数为1.5V,电流表的示数为0.3A,则待测电阻Rx的阻值为 Ω;实验时应多测几组数据,求电阻的平均值,目的是 ;
(4)某实验小组实验时发现电压表已损坏,为测量Rx的阻值,他们经过讨论设计了如图丙的电路图。已知电源电压不变,定值电阻的阻值为R,闭合开关S1、断开S2时电流表读数为I1;同时闭合开关S1和S2时电流表读数为I2,则Rx= (用R、I1、I2表示);
(5)实验小组完成实验后,他们经过讨论,认为用图甲的电路图还可以完成 实验。(至少填写一个实验名称)
36.用图甲所示电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻,电源电压为3V。
(1)图甲中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,补画一条线将电路连接正确;
(2)改正错误并检查无误后闭合开关,小灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,可能是小灯泡 (选填序号);
A.短路 B.开路 C.实际功率太小
(3)实验记录的数据如下表所示,其中第4次实验时电压表的示数如图乙所示,为 V,接下来测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动;
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.6
1.0
1.5
2.5
电流I/A
0.16
0.2
0.24
0.26
0.3
电阻R/Ω
(4)由实验数据可知,小灯泡正常发光时电阻为 Ω(保留1位小数);
(5)为顺利完成该实验,滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω;
(6)仅利用本实验提供的器材, (选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
37.小李利用以下器材探究“电流与电阻的关系”:学生电源、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路(连线不得交叉);
(2)连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”),且应将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)小李把学生电源调至6V,将定值电阻依次接入电路,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,得到图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成 (选填“正比”或“反比”);
(4)正确连接电路后,实验中小李发现电压表示数突然变大,电流表示数几乎为零,则可能是定值电阻出现 故障;
(5)在图丙中,定值电阻的阻值为5Ω和20Ω时,滑动变阻器的电功率分别为P1和P2,则P1∶P2= 。
38.小明利用甲图所示的器材“测量小灯泡的电阻”,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整(要求:滑片P向右移,电路中电流变大,导线不得交叉);( )
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电压表示数接近电源电压,电流表几乎无示数,经检查电表完好,则故障可能是 ;
(3)故障排除后,小明移动滑片P,使小灯泡正常发光,此时电压表的指针位置如图乙所示,由此可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω;
(4)小明发现在相同情况下,长期使用的灯泡的亮度明显不如规格相同的新灯泡亮。请你帮他分析灯泡变暗的原因可能是: (写出1条即可)。
六、综合题
39.近几年衡阳市进行老旧小区改造,不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图,它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成,轿厢质量为400kg,配重质量为300kg,绳重和摩擦忽略不计。为了安全,电梯设置了超载自动报警系统,如图乙。闭合控制开关S1,电梯没有超载时,再闭合运行开关S2,电动机正常工作:超载时(即控制电路中的电流I≥0.1A),电铃发出报警铃声,即使闭合S2,电动机也不工作。控制电路电源电压为9V,定值电阻R1的阻值为30Ω,电磁铁线圈电阻不计,轿厢内底面压力传感器R2的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。
(1)该电梯空载静止时,与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为 N,超载时,图乙中触点将与 点接触(选填“A”或“B”),电铃发出报警铃声;
(2)该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8000N,试通过计算判断电梯是否超载;
(3)如图丁所示是某次电梯上升时的v−t图像,若轿厢内人和货物总重为5000N,求电梯匀速上升运行阶段,电动机牵引轿厢的钢丝绳做功的功率。
答案解析部分
1.C
2.D
3.B
4.D
5.D
6.A
7.B
8.D
9.D
10.D
11.C
12.C
13.D
14.C
15.A,C
16.A,B,D
17.B,D
18.A,B,D
19.故闭合电键S时,电流表示数变大,若电压表示数也变大,则R1短路;若电压表示数不变,则R2短路。
20.2;2.5
21.L1;0.4
22.(1)由图可知,指示灯和限流电阻串联,根据P=UI可知,显示灯的工作电流为I=P灯U灯=0.1W2V=0.05A
流电阻分担的电压为U=220V-2V=218V
根据欧姆定律I=UR可知,图限流电阻为R=UI=218V0.05A=4360Ω
由于大于100Ω为大电阻,故限流电是大电阻
(2)对壶中的水来讲,吸收的热量为Q吸=cmΔt
对电热盘来讲,由P=Wt可得W=Pt, 有效放热与吸热的关系为Ptη=cmΔt
加热时间为t=cmΔtPη=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)1000W×80%=420s
23.(1)解:闭合开关S、S1,只有R1接入电路,则电源电压U=U1=I1R1=0.4A×20Ω=8V
答:电源电压为8V
(2)解:再闭合开关S2,R1与R2并联,则通过R2的电流I2=I−I1=0.6 A−0.4 A=0.2 A
R2的阻值R2=U2I2=UI2=8V0.2 A=40Ω
答:R2的阻值是40Ω;
(3)解:若只闭合S,R1与L串联,由于电源电压为8V,利用图乙分析可知,通过R1的电流为0.3A,则1min内电阻R1产生的热量Q1=I'2R1t=(0.3A)2×20Ω×60s=108J
答:若只闭合S,1min内电阻R1产生的热量为108J。
24.(1)解:利用串联电路电压特点和欧姆定律,设计如下图2
(2)解:①按照电路图连接电路;
②闭合开关S,读出电压表的示数U1。
(3)解:根据串联电路电压特点知,电源电压U=U1+U2
再根据欧姆定律和串联电路电流特点知UR1+R2=U1R1
解得U=R1+R2R1U1
25.(1)解:灯L1标有“6V 7.2W”字样,L1正常发光时的电流I1=P1U1=7.2W6V=1.2A
L1正常发光时的电阻R1=U12P1=(6V)27.2W=5Ω
答:L1正常发光时的电流为1.2A,电阻为5Ω
(2)解:闭合开关S,断开S1和S2,两灯泡串联,电压表测量两灯泡的总电压,灯L2标有“6V 4.8W”字样,则L2正常发光时的电阻R2=U22P2=(6V)24.8W=7.5Ω
由于串联分压可知,在不损坏电路的情况下,使其中一盏灯正常发光,由于L2正常发光时的电阻大于L1正常发光时的电阻,所以L2的电压先达到额定电压6V,能正常发光,此时L1两端电压U3=U2R2×R1=6V7.5Ω×5Ω=4V
则电压表示数U4=U2+U3=6V+4V=10V
答:电压表示数是10V;
(3)解:则滑动变阻器Rab接入电路中,小灯泡正常发光,则L1的电压达到额定电压6V,电源电压调至12V,则滑动变阻器此时电阻Rab=UabI1=U电源−U1I1=12V−6V1.2A=5Ω
由于Rbc=3Rab,则滑动变阻器的最大阻值R最大=Rab+Rbc=Rab+3Rab=5Ω+3×5Ω=20Ω
闭合开关S和S2,断开S1,则L2被短路,L1与滑动变阻器串联,当滑动变阻器滑片P滑到b点时,
答:滑动变阻器的最大阻值是20Ω;
(4)解:(4)闭合开关S和S1,断开S2,则L1被短路,L2与滑动变阻器串联,电压表测量L2两端电压,滑片P由b滑动到c端的同时调节电源电压,使L2小灯泡正常发光,则电压表安全,则电路中电流I2=P2U2=4.8W6V=0.8A
则电路中电流表安全,滑片P在b端时,L2小灯泡正常发光,则电源电压U5=U2+I2Rab=6V+0.8A×5Ω=10V
则电路的最小总功率P最小=U5I2=10V×0.8A=8W
滑片P在c端时,L2小灯泡正常发光,则电源电压U6=U2+I2R最大=6V+0.8A×20Ω=22V
则电路的最大总功率P最大=U6I2=22V×0.8A=17.6W
所以此过程中电路的总功率变化的范围为8W~17.6W。
答:此过程中电路的总功率变化的范围为8W~17.6W。
26.(1)解:当开关S1和S2均闭合时,R2短路了,电路中只有R1接入电路中,这时煎饼锅的工作电流为I=PU=968W220V=4.4A
电阻R1的阻值为R1=UI=220V4.4A=50Ω
答:当开关S1和S2均闭合时,煎饼锅的工作电流为4.4A,电阻R1的阻值为50Ω;
(2)解:仅闭合开关S1时,R1和R2串联,煎饼锅的工作电流为1A,电路中的总电阻为R总=UI'=220V1A=220Ω
电阻R2阻值为R2= R总- R1=220Ω-50Ω=170Ω
答:电阻R2的阻值为170Ω。
27.(1)解:当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,R1的两端电压等于电源电压,此时电路电流为I1=0.2A;当开关S、S1都闭合时,两电阻并联,电流表测的是干路电流,根据并联电路的电压特点可知,两电阻的两端电压都等于电源电压,此时通过R1的电流等于I1,根据并联电路的电流特点可得,通过R2的电流为I2=I−I1=0.5A−0.2A=0.3A
答:当开关S、S1都闭合时,通过R2的电流为0.3A
(2)解:根据欧姆定律可得,R2的阻值为R2=UI2=6V0.3A=20Ω
答:R2的阻值为20Ω;
(3)解:当开关S、S1都闭合时,通过R1的电流等于I1,则通电1min电流通过R1做的功为W2=UI1t=6V×0.2A×60s=72J
答:当开关S、S1都闭合时,通电1min电流通过R1做的功为72J。
28.(1)解:由电路图知道,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,串联电路中的电流处处相等,由欧姆定律知道,电路的总电阻R总=R1+R2=UI=6V0.2A=30Ω
由串联电路电阻的特点知道,R2的阻值R2=R总−R1=30Ω−20Ω=10Ω
答:R2的阻值是10Ω;
(2)解:电路工作1min,电流通过电阻R1做的功W1=I2R1t=(0.2A)2×20Ω×60s=48J
答:通电1min,电流通过R1做的功48J
(3)解:由P=UI知道,电路消耗的电功率P=UI=6V×0.2A=1.2W
答:电路消耗的电功率是1.2W。
29.(1)
(2)断开;B
(3)U2−U1U1R0
(4)3;20
30.(1) 或
(2)2. 2;11
(3)只有一次实验
31.(1).0.4
(2)10;20;2
(3);断路;U2RaU1−U2;大于
32.(1)
(2)A
(3)改变定值电阻两端的电压的作用
(4)滑动变阻器断路
(5)太大
(6)没有控制电压表的示数不变
(7)2000
33.(1)断开;B
(2)电流表正负接线柱可能连接反了
(3)5Ω;减小误差
(4)
34.(1)滑动变阻器未移动到阻值最大处
(2)滑动变阻器断路
(3)0.26;9.6
(4)错误;不同电压下小灯泡的电阻值不同,灯丝阻值随温度变化而变化,求平均值无意义。
35.(1)断开;B
(2)电压表没有测量电阻两端的电压;
(3)5;减小实验误差
(4)I1RI2−I1
(5)探究电流与电压的关系
36.(1)
(2)C
(3)2;左
(4)8.3
(5)15
(6)不能
37.(1)
(2)断开;右
(3)反比
(4)断路
(5)4∶1
38.(1)
(2)小灯泡断路
(3)12.5
(4)小灯泡长期使用,灯丝由于表面升华而变细,在材料和长度不变的情况下,灯丝的横截面积越小,灯丝电阻越大,根据P=U2R可知,灯泡的实际功率变小,会导致小灯泡变暗。
39.(1)3000;A
(2)超载
(3)1.2×104W
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