专题25 电学综合-2020年中考物理真题分项汇编详细解答(全国通用)04期(教师版)
展开专题25 电学综合
一、选择题
1.(2020·四川省自贡市)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V3W”字样,当开关S1、S2都断开,滑片P从b端滑到某一位置c时(图中未标出),滑动变阻器R的电阻减小了6Ω,电流表示数变化了0.1A,此时灯泡恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,闭合开关S1、S2,电流表示数又变化了1.5A,设灯丝电阻不变,则下列说法正确的是( )
A. 灯泡的电阻为2Ω
B. 电源电压为9V
C. 滑动变阻器的最大电阻为12Ω
D. 当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗总功率的最小值为20W
【答案】D
【解析】
【详解】A.灯泡正常发光时的电流
IL==0.5A
灯泡的电阻
RL==12Ω
故A错误;
BC.当开关S1、S2都断开,滑片P在b端,变阻器连入电路的阻值最大,与灯泡串联,滑片P从b端滑到某一位置c时,电变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由I=可知通过电路的电流变大,通过电路的电流是0.5A,滑片P在b端的电流为
Ib=0.5A-0.1A=0.4A
因为电源的电压不变,由串联电路特点和欧姆定律得到
U=Ib(RL+Rab)=Ib(RL+Rac)
0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω)
解得
Rab=18Ω,Rac=12Ω
电源电压
U=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V
故BC错误;
D.当开关S1、S2都闭合,变阻器和电阻R0并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路电阻的规律可知总电阻变小,总电流变大,所以干路电流
I=0.4A+0.1A+1.5A=2A
并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过滑动变阻器的电流
I滑==1A
R0的阻值
R0=
当S1、S2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,则电路的最小功率
Pmin=
故D正确。
故选D。
2.(2020·四川省自贡市)在图的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻.闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置,电压表和电流表的示数分别变化了△U和△I.下列分析正确的是( )
A. 变大 B. 变小
C. 不变 D. 先变小后变大
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可以知道,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
设滑片移动前后电路中的电流分别为、,则,
由可得,电压表的示数分别为:
电压表示数的变化量:
即
所以,不变.
所以C选项是正确的.
【点睛】由电路图可以知道,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,设出滑片移动前后电路中的电流,根据欧姆定律表示出电压表示数的变化,然后得出答案.
3.(2020·山东省临沂市)小灯泡的I-U图像如图甲所示,将它与定值电阻R并联,如图乙所示,闭合开关S1,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S2,电流表的示数增加了0.25A.则( )
A. 电源电压为2V B. 灯泡功率为5W
C. 定值电阻的阻值为8Ω D. 电路总功率为9W
【答案】A
【解析】
【详解】A.闭合开关S1,为R的简单电路,电流表测量通过R的电流,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S2,灯与R并联,由并联电路各支路互不影响,通过R的电流不变,电流表的示数增加了0.25A,即通过灯的电流为0.25A,由图甲可知,灯两端的电压为2V,即电源电压为2V,符合题意;
B.灯的功率为
P=UI=2V×0.25A=0.5W
不符合题意;
C.定值电阻的阻值为
R==10Ω
不符合题意;
D.由并联电路电流的规律,干路电流为
I总=0.2A+0.25A=0.45A
电路总功率为
P=UI总=2V×0.45A=0.9W
不符合题意.
故选A。
4.(2020·江苏省南京市)如图所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,R2的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V;移动滑片P到某位置的过程中,两表的示数分别变化了0.3A和1.5V。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4.5V
B. R2的最大阻值为20Ω
C. 电路消耗的总功率最小时,R1与R2接入电路的阻值之比为3∶1
D. 电流表示数为0.4A时,R1与R2消耗的功率之比为1∶1
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器两端的电压。R2的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V,滑片P不可能在阻值最小处一端,如果在阻值最小处一端,电压表的示数为零,说明滑片P在阻值最大处,变阻器的最大阻值
R2=
电源电压
U=I2(R2+R1)=0.2A×(15Ω+R1)
移动滑片P到某位置的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,说明电路中的电流变大,此时电路中的电流为
I=0.2A+0.3A=0.5A
由串联分压可知,变阻器两端的电压变小,电压表的示数变小,此时电压表的示数为
3V-1.5V=1.5V
变阻器连入电路的电阻
电源电压
R1=5Ω
电源电压
U=I2(R2+R1)=0.2A×(15Ω+5Ω)=4V
故AB错误;
C.当变阻器连入电路的电阻最大时,通过电路的电流最小,由P=UI可知电路消耗的总功率最小,R1与R2接入电路的阻值之比为
R1∶R2=5Ω∶15Ω=3∶1
D.电流表示数为0.4A时,电路的总电阻
R总=
变阻器连入电路的电阻
R1与R2消耗的功率之比为
故D正确。
故选D。
5.(2020·湖北省随州市)某同学做“调节灯泡亮度”的实验,电路图如图所示,电源电压恒定为4.5V,电压表量程为“0-3V”,电流表量程为“0-0.6A”,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,灯泡标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻受温度的影响),为保证电路安全,小灯泡两端电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。则以下判断不正确的是( )
A. 变阻器滑片向右滑动时,电压表示数变大,电流表示数变小
B. 灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值为3Ω
C. 当电压表示数为3V时,电路消耗的总功率最大
D. 当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时,灯泡的功率为0.54W
【答案】C
【解析】
【详解】电路为串联电路,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路电流。
A.变阻器滑片向右滑动时,滑动变阻器接入阻值变大,由欧姆定律以及串联分压的特点可知滑动变阻器两端电压变大,即电压表示数变大,通过电路电流变小,即电流表示数变小,故A正确,不符合题意;
B.灯泡正常发光时,由P=UI可得电路电流为
根据串联分压可知此时滑动变阻器两端电压为
由可得滑动变阻器接入阻值
故B正确,不符合题意;
C.根据P=UI可知,要想电路消耗的总功率最大,则电路电流应该最大,考虑电路安全,电路最大电流应该为0.6A,由可得灯泡的阻值
此时由可得灯泡两端电压
根据串联分压可知此时滑动变阻器两端电压为
即电压表示数为0.9V时,电路消耗的总功率最大,故C错误,符合题意;
D.当滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω时,电路总电阻
此时电路电流
由可得灯泡两端电压
则灯泡的功率
故D正确,不符合题意。
故选C。
6.(2020·湖北省黄冈市)在大型赛事的短跑比赛中,赛道起点均安装有电子起跑器。电子起跑器可以记录运动员起跑时刻,以判断运动员是否提前起跑。图甲是简化的电子起跑器的传感电路图,电源电压恒定,圆圈处为电表,R0为定值电阻,压敏电阻Rx安装在踏板上,其电阻与所受压力的关系如图乙所示。下列分析正确的是
A. 电阻R0与Rx并联 B. 圆圈处的电表为电压表
C. 运动员起跑时,用力踩踏板, R0两端电压变小 D. 运动员没有踩踏板时,电路消耗的总功率最小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图甲知,电阻R0与Rx串联,故A错误;
B.由图甲知,电表与R0 、Rx串联,故圆圈处的电表应为电流表;故B错误;
C.由图乙知,运动员起跑时,用力踩踏板,压敏电阻阻值变小,电路中的总电阻变小,因电源电压恒定,故电路电流变大,R0两端的电压变大,故C错误;
D.由图乙知,运动员没有踩踏板时,压敏电阻阻值最大,电路中的总电阻最大,则电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小,故D正确。
故选D。
7.(2分)(2020·江苏省扬州市)“模拟调光灯”的电路如图甲,电源电压4.5V,电压表量程“0~3V”,电流表量程“0~0.6A”,滑动变阻器(20Ω 1A),灯泡L标有“2.5V 1.25W”,调节滑动变阻器测得多组数据,作出U﹣I图线如图乙,下列判断正确的是( )
A.随电压的增加,小灯泡的电阻减小
B.电路中最小电流是0.18A
C.灯泡正常发光时,电路的总功率是2.25W
D.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值是10Ω
【答案】C。
【解析】解:
A、灯与变阻器串联,电压表测灯的电压,电流表测电路的电流,由图乙知,随电压的增大,通过灯的电流变大,灯的功率变大,灯丝的温度升高,灯的电阻变大,A错误;
B、根据图乙知,当灯的电压为额定电压2.5V时,灯的额定电流为:IL=0.5A,由欧姆定律,灯正常发光时的电阻:
RL===5Ω;
变阻器连入电路的电阻越大,电压表示数越小,电流表示越小,根据P=UI,灯的实际功率越小,灯丝的温度越低,灯的电阻越小,即灯电压小于2.5V时,灯的电阻小于5Ω
根据欧姆定律和串联电阻的规律,当变阻器连入电路的电阻最大时,电路的电流大于:
I===0.18A,B错误;
C、灯泡正常发光时,电路的总功率是:
P=UIL=4.5V×0.5A=2.25W,C正确;
D、根据串联电路的规律及欧姆定律,灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑===4Ω,D错误。
故选:C。
二、多项选择题
8.(2020·四川省泸州市)某兴趣小组探究小台灯电路中各物理量的关系,如图所示。已知小灯泡的规格为“3V 0. 9W”,假设灯泡电阻不变,电源电压为3V。在探究过程中,闭合开关S,无论如何调节滑动变阻器,电流表示数都不会低于0.1A。则下列说法中正确的是( )
A. 小灯泡的电阻为10Ω
B. 当电流表示数为0.2A时,电压表示数为2V
C. 滑动变阻器的最大阻值为30Ω
D. 该电路消耗的最大功率与最小功率之比为3:1
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由可得小灯泡的电阻为
故A正确;
B.由图知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测整个电路的电流,电压表测变阻器两端的电压,当电流表示数为0.2A时,小灯泡两端的电压为
由串联电路电压的特点可得,电压表的示数为
故B错误;
C.当电路的电流为0.1A时,小灯泡两端的电压为
根据串联电路分压的特点可得
则变阻器的最大阻值为
故C错误;
D.当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,此时电路消耗的功率最大,即为小灯泡的额定功率,即
当变阻器接入电路的阻值最大时,此时电路消耗的功率最小,即
最大功率与最小功率之比为
故D正确。
故选AD。
9.(2020·山东省潍坊市)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L发光。向左移动滑动变阻器的滑片P,发生的变化是( )
A. 电流表示数变大 B. 电压表示数变大
C. 电路的总功率变小 D. 灯泡变亮
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由电路图可知,滑动变阻器与灯泡L串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故A错误;
B.由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B正确;
C.电源电压不变,由P=UI可知,电路的总功率变小,故C正确;
D.电路中的电流变小,灯泡变暗,故D错误。
故选BC。
10.(2020·山东省青岛市)小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图象如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 小灯泡的电阻约为12.7Ω
B. 小灯泡的额定功率为1.14W
C. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值为20Ω
D. 小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为0.88W
【答案】BD
【解析】
【详解】A.灯泡电阻随温度升高而增大,所以灯泡电阻不能确定,故A错误;
B.由乙可知,当灯泡电压为3.8V时,通过灯泡电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
故B正确;
C.小灯泡正常发光时,灯泡亮度电压为3.8V时,通过灯泡电流为0.3A,根据串联电路的电流与电压特点可得,滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的阻值为
故C错误;
D.小灯泡两端电压为2.0V时,电路电流为0.22A,根据串联电路的电流与电压特点可得,滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器消耗的电功率为
故D正确。
故选BD。
11.(2020·辽宁省营口市)如图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a、b两点与图甲中滑动变阻器的滑片在a、b两位置时相对应。下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器的滑片在a点与b点时,电路的总功率之比是1∶2
B. 电源电压为12V
C. 滑动变阻器消耗的最大电功率为3.6W
D. 电路消耗的最大电功率为7.2W
【答案】BC
【解析】
【详解】A.串联电路中总电压不变,所以电路中总功率之比
故A错误;
B.假设总电压为U,当滑片位于a端时,利用公式,可计算滑动变阻器的电压为4V,则总电压为
当滑片位于b端时,可计算滑动变阻器的电压为8V,则总电压为
由①=②可解得,代入①可解得U=12V,故B正确;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时,电路中的电流
则滑动变阻器消耗的电功率
所以当时,滑动变阻器功率最大,最大是
故C正确;
D.由可知,当总电阻最小时,总功率最大,也就是说滑动变阻器阻值是0,此时电路的最大功率
故D错误。
故选BC。
12.(2020·辽宁省朝阳市)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,电流表的量程为0~ 0.6A,R1=50Ω, 电灯的额定电压为6V,图乙是电灯的电流与电压关系的图像。当开关S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电流表的示数为0.25A:当滑动变阻器阻值的接入电路时,电灯正常发光。当开关S、S1和S2均闭合时,下列说法正确的是( )
A. 电源电压为10V
B. 滑动变阻器的最大阻值为30Ω
C. 为了保护电路,滑动变阻器接入电路的最小阻值为25Ω
D. 整个电路消耗的最小电功率为6W
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB.当开关S闭合,S1、S2断开,电灯L与R2串联,当滑动变阻器的滑片在最右端时,R2的阻值最大,此时电流表的示数为,由乙图可知,此时灯泡的电压为2.5V,根据串联电路的特点可得,电源电压为
当滑动变阻器阻值的接入电路时,电灯正常发光。此时灯泡的电压,由乙图可知,此时电路中的电流为,根据串联电路的特点及欧姆定律可得,电源电压为
联合上面两式解得
故AB正确;
C.当开关S、S1和S2均闭合时,电灯短路,R1与R2并联,电流表的量程为0~ 0.6A,为保护电路,电路中的最大电流为0.6A,根据并联电路的特点,经过R1的电流为
则滑动变阻器分到的电流为
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为
故C正确;
D.当开关S、S1和S2均闭合时,电灯短路,R1与R2并联,电流表的量程为0~ 0.6A,为保护电路,电路中的最大电流为0.6A,由可得电路中的总功率的最大值为
当变阻器连入阻值最大时总功率最小,由可得,电路的总功率最小值为
故D错误。
故选ABC。
13.(2020·黑龙江省牡丹江、鸡西地区)如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合,电路正常工作,滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 灯泡L变亮 B. 电路总电阻增大
C. 电压表示数变大 D. 电流表示数逐渐变大
【答案】BC
【解析】
【详解】电路为小灯泡和滑动变阻器串联的简单电路,电流表测总电流,电压表测量滑动变阻器电压;
BD.滑片P向右移动过程中,电路的总电阻增大,根据公式讨论可知,电流表示数逐渐变小,B正确,D错误;
A.根据公式讨论可知,小灯泡电功率变小,亮度变暗,A错误;
C.电压表测量滑动变阻器两端电压,滑片P向右移动过程中,滑动变阻器电阻增大,根据串联电路分压定律可知,电压表示数变大,C正确。
故选BC。
三、填空题
14.(2020·上海市)某导体两端的电压为6伏,10秒内通过其横截面的电荷量为3库,通过该导体的电流为______安, 该导体的电阻为______欧;增大该导体两端的电压,其电阻值______(选填“增大””“不变”或“减小”)。
【答案】 (1). 0.3 (2). 20 (3). 不变
【解析】
【详解】[1]通过导体的电流为
[2]由欧姆定律可得,该导体的电阻为
[3]电阻是导体的一种性质,与导体材料、长度和横截面积有关,与导体两端的电压和通过的电流无关,因此当导体两端的电压增大时,导体的电阻不变。
15.(2020·上海市)家庭电路中, 电饭煲与空调是______的(选填“串联”或“并联”);发电站通过______输电线路将电能输送至远方的变电站(选填“高压”或“低压”);将根导线置于静止的小磁针上方,当导线通电时小磁针发生偏转,此现象表明电流周围存在______。
【答案】 (1). 并联 (2). 高压 (3). 磁场
【解析】
【详解】[1]在家庭电路中,电饭煲与空调之间工作相互不影响,是以并联的方式连接。
[2]在输送功率一定时,电压越高,电流越小,输送过程中能量损失越小,所以从发电站到用电区采用高压输电。
[3]在静止的小磁针上方,放一根导线,给导线通电时磁针将偏转,说明了通电导体周围存在磁场。
16.(2020·青海省)如图所示的电路中,电阻R1的阻值为4Ω,当开关闭合后,电压表V1的示数为2V,V2的示数为1V,电源两端的电压为______V,通过电阻R1的电流为______A,电阻R2的阻值为______Ω,电阻R2在1min内产生的热量是______J。
【答案】 (1). 3 (2). 0.5 (3). 2 (4). 30
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压。因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压为
U=U1+U2=2V+1V=3V
[2]通过R1的电流
[3]因串联电路中各处的电流相等,则
I2=I1=0.5A
电阻R2的阻值
[3]R2在1min内产生的热量
Q2=I22R2t=(0.5A)2×2Ω×60s=30J
17.(2020·辽宁省朝阳市)将电阻R1和R2串联后接在6V的电源上,R1=40Ω, R2=20Ω, 则通过R1的电流为____A,通电1min后,R2所产生的热量为______J。
【答案】 (1). 0.1 (2). 12
【解析】
【详解】[1]由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电路中的总电阻为
由欧姆定律可得电路中的电流为
根据串联电路电流处处相等,所以通过R1的电流为0.1A。
[2]串联电路电流处处相等,所以通过R2的电流为0.1A,通电1min后,R2所产生的热量为
18.(2020·江苏省南京市)一个密封盒的表面可见两个接线柱、一个灯泡和一个可调变阻器的旋钮。盒内只有灯泡和变阻器两个用电器,小明想探究它们的连接方式,连接了如图所示的电路(电源电压恒为3V),做了两次实验,部分数据记录如表格所示:
实验序号
变阻器电阻R/Ω
电流表示数I/A
①
15
0.5
②
5
(1)灯泡和变阻器的连接方式是______联;
(2)第一次实验中,电路消耗的总功率是______W,灯泡工作时的电阻是______Ω;
(3)第二次实验中,电流表示数是______A,变阻器工作1min产生的热量是______J。
【答案】 (1). 并 (2). 1.5 (3). 10 (4). 0.9 (5). 108
【解析】
【详解】(1)[1]假如灯泡和变阻器串联,电流表的示数小于
I==02A
由表中数据可知,当变阻器的电阻为15Ω时,电流表的示数为0.5A,由并联电路电流的规律可知灯泡和变阻器并联,电流表测量干路中的电流。
(2)[2]第一次实验中,电路消耗的总功率
P1=UI1=3V×0.5A=1.5W
[3]第一次实验中,通过变阻器的电流
I变==0.2A
由并联电路电流的规律可知通过灯泡的电流
IL=I1-I变=0.5A-0.2A=0.3A
灯泡的电阻
RL==10Ω
(3)[4]第二次实验中,通过变阻器的电流
通过灯泡的电流
电流表示数
[5]变阻器工作1min产生的热量
19.(2020·湖北省宜昌市)两只定值电阻R1和R2的I-U图像如下图所示。当把这两只电阻并联接在3V电源上时,通过干路的电流是____A,在相同时间内,产生的热量更多的是___ (选填“R1”或“R2”)
【答案】 (1). 045 (2). R1
【解析】
【详解】[1]并联时电压相等,由图可知:当电压等于3V时,R1中的电流为0.3A,R2中的电流为0.15A,所以干路上的电流为
0.3A+0.15A=0.45A
[2]根据公式Q=W=UIt可知:电压和时间相同,R1中的电流大于R2中的电流,所以R1中产生的热量更多。
20.(2020·湖北省襄阳市)如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙所示。则电源电压为______V,灯的功率变化量为______W。
【答案】 (1). 9 (2). 4
【解析】
【详解】[1]由甲图知,灯与滑动变阻器串联,电流表测整个电路的电流,电压表灯两端的电压,电压表测的是滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的滑片位于最右端时,即滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,由图乙知,此时滑动变阻器分得的电压为8V,灯两端的电压为1V,根据串联电路电压的特点知,电源电压为
[2]由乙图知,灯正常发光时,此时电路中的电流最大,即灯正常发光时的电流为0.6A,此时滑动变阻器分得的为2V,灯两端的电压为
灯的额定功率为
当滑片位于最大值端时,灯消耗的功率为
灯的功率变化量为
21.(2020·海南省)长1m、横截面积1mm2的银与铁,在20℃时的电阻值分别为0.016Ω与0.096Ω,银与铁两种材料相比,____更容易导电;已知金属丝的电阻和它的长度成正比,和它的横截面积成反比。在长短与粗细完全相同的银丝和铁丝两端加相同电压,通电相同时间,不计温度对电阻的影响,银丝和铁丝消耗的电能之比为____。
【答案】 (1). 银 (2). 6∶1
【解析】
【详解】[1]相同情况下,银的电阻比铁的电阻小,所以银与铁相比,银更容易导电。
[2]由长1m、横截面积1mm2的银与铁,在20℃时的电阻值分别为0.016Ω与0.096Ω,得相同情况下,银与铁的电阻比
所以在长短与粗细完全相同的银丝和铁丝两端加相同电压,通电相同时间,不计温度对电阻的影响,银丝和铁丝消耗的电能之比为
22.(2020·甘肃省金昌市)总功率为9W的节日彩灯由30只相同的LED小灯珠连接而成,任意取下其中一只灯珠后,其余灯珠仍能发光,则这30只小灯珠的连接方式是______联;与普通白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,若LED灯可以节约80%的电能,则这串彩灯正常工作时与______W的白炽灯亮度相当。
【答案】 (1). 并 (2). 45
【解析】
【详解】[1]任意取下其中一只灯珠后,其余灯珠仍能发光,说明它们互不影响,因此它们是并联连接。
[2]因在达到相同亮度的条件下,若LED灯可以节约80%电能,所以,这个LED灯与亮度相当白炽灯的功率
P白炽灯==45W
四、计算题
23.(2020·四川省自贡市)如图所示的电路中,电源电压为3V,R为阻值未知的定值电阻,小灯泡L的规格为“6V 3W”,闭合开关S后,电流表的示数为1.25A。(不考虑温度对小灯泡电阻的影响)求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)小灯泡的实际功率;
(3)通电1min,电阻R产生的热量。
【答案】(1) 12Ω;(2)0.75W;(3)180J
【解析】
【详解】由电路图可知,灯泡L与电阻R并联,电流表测干路中的电流。
(1)小灯泡的电阻
RL==12Ω
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,灯泡两端的电压等于电源电压,小灯泡的实际功率
(3)通过灯泡的电流
IL==0.25A
通过R的电流
IR=I-IL=1.25A-0.25A=1A
通电1min,电阻R产生的热量
Q=W=UIRt=3V×1A×60s=180J
答:(1)小灯泡的电阻是12Ω;
(2)小灯泡的实际功率是0.75W;
(3)通电1min,电阻R产生的热量是180J。
24.(2020·内蒙古赤峰市)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,R1、R2是定值电阻,R1=20Ω,R2 =10Ω, R3是滑动变阻器,阻值变化范围是0~50Ω。
(1)当开关S、S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P移至最左端时,电压表示数为6V,求:
①电路中的总电流;
②通电10s整个电路消耗的总电能;
(2)当开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片P滑至某一位置时,电压表的示数为2V,求此时滑动变阻器R3接入电路的阻值。
【答案】(1) ①0.9A;②54 J;(2) 20Ω
【解析】
【详解】(1)由电路图知道,当开关S、S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P移至最左端时,R1、R2并联,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电压表测量电源的电压,即电源电压是U=6V
①此时电路的总电阻
由知道,电路中的总电流
②由 知道,通电10s整个电路消耗的总电能
(2)当开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片P滑至某一位置时,则电路是R2、R3串联,电压表测量电阻R2两端的电压,由于电压表的示数为2V,由串联分压原理知道,此时滑动变阻器R3两端的电压是
U3=U-U2=6V-2V=4V
由串联电路电压与电阻的关系知道,此时滑动变阻器接入电路的电阻
答:(1)当开关S、S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片P移至最左端时,电路中的总电流0.9A;通电10s整个电路消耗的总电能54 J;
(2)当开关S、S2闭合,S1断开,电压表的示数为2V时,滑动变阻器R3接入电路的阻值20Ω.。
25.(2020·辽宁省营口市)图甲所示的电路中,电源电压不变,定值电阻,滑动变阻器R最大阻值为,灯泡标有“ ”,灯泡的信息图像如图乙所示。当只闭合开关、,滑动变阻器滑片位于最右端时,灯泡L的实际功率为。求:
(1)电源电压是多少?
(2)只闭合开关,电路消耗的最小电功率是多少?
【答案】(1)8V;(2)3.2W
【解析】
【详解】(1)当只闭合开关、,滑片位于最右端时,灯泡L与R最大值串联,灯泡L的实际功率为,根据图乙可得,此时灯泡两端电压为,通过灯泡的电流为,则电阻R两端电压为
电源电压为
(2)当只闭合开关S、,与串联,当滑片在最右端时,此时电路中电流最小,电路消耗电功率最小,则此时电路中总电阻为
电路消耗的最小电功率为
答:(1)电源电压为;
(2)当只闭合开关S、时,电路消耗的最小电功率为。
26.(2020·湖北省襄阳市)在如图所示的电路中,电源电压为6V,电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器上标有“30Ω 2.5A”字样。闭合开关S,电流表A的示数为0.9A.求:
(1)此时通过电阻的电流;
(2)此时滑动变阻器消耗的电功率。
【答案】(1)0.6A;(2)1.8W
【解析】
【详解】(1)由电路图知,与并联,电流表测干路的电流;由欧姆定律可得,通过的电流
(2)根据并联电路电流的规律可得通过的电流
消耗的电功率为
答:(1)此时通过电阻的电流为0.6A;
(2)此时滑动变阻器消耗的电功率为1.8W。
27.(2020·湖北省黄冈市)如图甲所示,电源电压可调,R1、R2为定值电阻,灯泡的额定电压为2.5V,图乙是该灯泡的I-U图像。闭合开关S,把电源电压调到4V,R2的功率为0.8W。求∶
(1)通过R2的电流。
(2)若小灯泡正常发光,则1min内电流在R1上做的功是多少?
(3)现把电源电压调到某一值时,通过R2的电流为0.1A,灯泡与R2两端的电压之比为1∶2,则灯泡的实际功率是多少?
【答案】(1)0.2A;(2)27J;(3)0.2W
【解析】
【详解】(1)由公式可得,通过R2的电流
(2)由图乙可知,当小灯泡正常发光时,U灯=2.5V,此时I灯=0.30A
R1两端的电压
U1=U-U灯=4V-2.5V=1.5V
通过R1的电流,1min内电流在R1上做的功
(3)由公式可得
R2两端的电压
由可得
由图乙可知,当,此时,灯泡的实际功率
答:(1)通过R2的电流0.2A;
(2)若小灯泡正常发光,则1min内电流在R1上做的功是27J;
(3)现把电源电压调到某一值时,通过R2的电流为0.1A,灯泡与R2两端的电压之比为1∶2,则灯泡的实际功率是0.2W。
28.(2020·黑龙江省牡丹江、鸡西地区)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡L标有“12V 6W”的字样,其电阻不随温度变化,R为定值电阻。当开关S闭合时,小灯泡L正常发光,电流表的示数如图乙所示。求:
(1)小灯泡L的电阻;
(2)电阻R的阻值;
(3)电阻R消耗的电功率。
【答案】(1)24Ω;(2)40Ω;(3)3.6W
【解析】
【详解】(1)小灯泡L正常发光时,根据欧姆定律可知其电阻为
(2)由电路图可知,小灯泡和电阻并联,电流表测量干路电流;由功率公式可知小灯炮正常发光时的电流为
干路电流应大于0.5A,则图乙所示电流表最大量程应为3A,故读数为0.8A,则通过R的电流为
则R的电阻为
(3)电阻R消耗的功率为
答:(1)小灯泡L的电阻为24Ω;
(2)电阻R的阻值为40Ω;
(3)电阻R消耗的电功率为3.6W。
29.(2020·甘肃省金昌市)如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图,它的工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡,低温挡电烤箱的电功率为440W。
(1)低温挡工作时,电路中的电流是多少?( )
(2)发热电阻R1的阻值是多少?( )
(3)高温挡时应该闭合开关是______,高温挡的电功率是多少?( )
(4)小余发现傍晚用电高峰时,电烤箱内比平时温度低,他猜想是用电高峰时电压偏低所致,于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时,他关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温挡工作,发现在30s内电能表的转盘转了25转,电能表的铭牌如图丙所示,则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少?( )(不考虑电阻值随温度的变化)
【答案】 (1). 2A (2). 40Ω (3). S1、S2 (4). 1210W (5). 200V
【解析】
【详解】(1)[1]只闭合S1时为低温挡,电功率为440W,由P=UI可得电路中的电流
(2)[2]只闭合S1时,R1与R2串联,电烤箱处于低温挡,由可得,电路的总电阻
所以,电阻R1的阻值
(3)[3][4]闭合开关S1、S2,只有电阻R1的简单电路,电路的总电阻较小,由P=可知电路的功率较大,处于高温档。高温挡的电功率
(4)[5]电能表的表盘转25转,电流通过电烤箱做的电功
电烤箱的实际电功率为
实际电压为
30.(2020·甘肃省金昌市)如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻,电阻,当只闭合开关时,电流表A的示数。开关、都闭合时,求:
(1)电流表A的示数;
(2)通电1分钟,电流通过所做的电功。
【答案】(1)1A;(2)144J
【解析】
【详解】(1)只闭合开关S1,只有电阻R1的简单电路,通过R1的电流为0.6A,电源电压
U=I1R1=0.6A×10Ω=6V
两个开关都闭合,两个电阻并联,由并联电路的特点可知通过R1的电流不变,电流表测量干路中的电流,电流表的示数
(2)通电1分钟,电流通过所做的电功
答:(1)电流表A的示数是1A;
(2)通电1分钟,电流通过所做的电功是144J。
31.(6分)(2020·江苏省扬州市)如图所示电路中,电源电压不变,小灯泡L标有“3V 1.2W”的字样,R1、R2为定值电阻,R1=15Ω,R2=30Ω.当开关S闭合,S1、S2都断开时小灯泡L正常发光(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)电压表的示数;
(2)当开关S,S1闭合,S2断开时,电流表的示数;
(3)当开关S,S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率。
【答案】(1)6V;(2)0.6A;(3)8.1W。
【解析】解:(1)当开关S闭合,S1、S2都断开时,灯泡L与电阻R1串联,电压表测R1两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡L正常发光,
所以,由P=UI可得,电路中的电流I===0.4A,
由I=可得,电压表的示数U1=IR1=0.4A×15Ω=6V;
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压U=UL+U1=3V+6V=9V,
当开关S,S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中电流,
则电流表的示数I1===0.6A;
(3)当开关S,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,
因并联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路的总电阻R===10Ω,
整个电路消耗的电功率P===8.1W。
答:(1)电压表的示数为6V;
(2)当开关S,S1闭合,S2断开时,电流表的示数为0.6A;
(3)当开关S,S1、S2都闭合时,整个电路消耗的电功率为8.1W。
专题23 电学综合-2020年中考物理真题分项汇编详细解答(全国通用)03期(教师版): 这是一份专题23 电学综合-2020年中考物理真题分项汇编详细解答(全国通用)03期(教师版),共38页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,计算题等内容,欢迎下载使用。
专题23 电学综合-2020年中考物理真题分项汇编详细解答(全国通用)03期(学生版): 这是一份专题23 电学综合-2020年中考物理真题分项汇编详细解答(全国通用)03期(学生版),共17页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,计算题等内容,欢迎下载使用。
专题23 电学综合-2020年中考物理真题分项汇编详细解答(全国通用)02期(教师版): 这是一份专题23 电学综合-2020年中考物理真题分项汇编详细解答(全国通用)02期(教师版),共15页。试卷主要包含了选择题,填空题等内容,欢迎下载使用。