内容正文:
专题16 电流做功和电功率
2024年
一、单选题
1.(2024·山东青岛·中考真题)如图所示电路,开关S闭合,灯泡L1和L2均发光。若它们的阻值不同,忽略温度对电阻的影响,下列说法不正确的是( )
A.通过A、B两点的电流不相等 B.L1和L2两端的电压相等
C.L1和L2的实际功率不相等 D.若L1断路,则L2不会发光
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】断路的电路连接情况及电路特点、并联电路的电压规律及应用、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】AB.由图可知,灯L1与灯L2是并联,由于并联电路两端电压相等,因此灯L1与灯L2两端的电压一定相等,均等于电源电压;由于两灯的电阻不同,根据欧姆定律可知,通过两灯的电流不相等,所以,通过A、B两点的电流不相等,故AB正确,不符合题意;
C.两灯的两端电压相等,电阻不等,根据可知,L1和L2的实际功率不相等,故C正确,不符合题意;
D.由于两灯是并联连接的,所以,两灯可以独立工作;若L1断路,则L2会发光,故D错误,符合题意。
故选D。
2.(2024·山东泰安·中考真题)如图甲所示电路,电源电压保持不变,电阻,图乙为小灯泡L的关系图象。当只闭合开关时,电阻功率为,电流表示数为,电路的总功率为;当开关、闭合,断开时,电流表示数为,电路的总功率为;当开关闭合,断开时,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为,电路的总功率为。已知,下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有②④正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】①②由图甲可知,当只闭合开关时,只有R1和电流表接入电路中,电路的总功率等于R1的电功率,P1=1.8W,电源电压
当开关、闭合,断开时,电阻R1和R2并联,电流表测量干路中的电流,已知,所以电路的总功率
P2=5P1=5×1.8W=9W
电路的总电阻
由电阻的并联可知
R2=5Ω
故②正确,①错误;
③④当开关闭合,断开时,灯泡L和电阻R1并联,电流表测量干路中的电流,灯泡L两端的电压等于电源电压,灯泡L两端的电压是6V,由图乙可知,通过灯泡的电流是0.3A,灯泡电阻
灯泡的电功率为
PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W
电阻R1的电功率是1.8W,电路的总功率为
P3=P1+PL=1.8W+1.8W=3.6W
故④正确,③错误。
故选A。
3.(2024·山东济南·中考真题)如图所示,是“220V 15W”的LED灯和“220V 15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时,下列说法正确的是( )
A.灯两端的实际电压:LED灯低于白炽灯
B.相同时间产生的内能:LED灯多于白炽灯
C.相同时间消耗的电能:LED灯少于白炽灯
D.电能转化为光能的效率:LED灯高于白炽灯
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】了解各种用电器使用时的能量转化、用电器铭牌的含义
【详解】A.由两灯的规格可知,两灯的额定电压都是220V,所以两灯正常工作时,灯泡的实际电压都达到220V,所以两灯的实际电压相等,故A错误;
BC.由两灯的规格可知,两灯的额定功率都是15W,所以两灯正常工作时,相同时间消耗电能相同,由于LED灯将电能转化为内能的占比较少,所以相同时间LED灯产生的内能更少,故BC错误;
D.由图可知,正常工作时,LED灯将电能转化为光能的占比比白炽灯将电能转化为光能的占比大,所以LED灯将电能转化为光能的效率高,故D正确。
故选D。
4.(2024·山东济宁·中考真题)图中,小灯泡、的额定电压相同。闭合开关后,发现比亮,下列分析正确的是( )
A.的额定功率比的额定功率大
B.两端电压比两端电压小
C.的电阻比的电阻大
D.通过的电流比通过的电流小
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】串联电路的电流规律、欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、实际电压与实际功率
【详解】AC.开关闭合后,L1比L2亮,则说明L1的实际功率大于L2的实际功率,由于L1、L2两灯串联在电路中,所以通过L1、L2的电流相等,由可知灯L1的阻值大于灯L2的阻值,小灯泡、的额定电压相同,由可知,L1的额定功率比L2的额定功率小,故A错误,C正确;
BD.由于L1、L2两灯串联在电路中,所以通过L1、L2的电流相等,由可知灯L1的阻值大于灯L2的阻值,由U=IR可知两端电压比两端电压大,故BD错误。
故选C。
5.(2024·山东聊城·中考真题)根据生活经验,下列数据符合实际的是( )
A.一台家用空调的功率约为1000W
B.一本初中物理课本的厚度约为ldm
C.两个鸡蛋的质量约为1kg
D.磁悬浮列车的速度可达400m/s
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】常见的长度及估测、常见物体的速度及速度的估测、常见用电器的电功率、常见物体的质量及质量估算
【详解】A.家用空调正常工作时的功率约为1000W,故A符合实际,符合题意;
B.一本初中物理课本的厚度约为lcm,故B不符合实际,不符合题意;
C.十个鸡蛋的质量约为一斤即500g,则两个鸡蛋的质量约为100g,故C不符合实际,不符合题意;
D.磁悬浮列车的速度可达400km/h,故D不符合实际,不符合题意。
故选A。
6.(2024·山东潍坊·中考真题)图示为某家庭电路示意图,关于该家庭电路,下列说法正确的是( )
A.导线b是火线
B.电能表上计数器示数的单位是千瓦
C.空气开关跳闸,原因可能是电路中出现短路
D.正确使用试电笔插入三孔插座的某一孔,氖管灯不亮,该孔一定接零线
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】电能表的作用和读数、家庭电路中各元件的连接方式、练习使用测电笔、短路及其对家庭电路的影响
【详解】A.由图可知,开关接在导线a上,故导线a是火线,故A错误;
B.电能表上计数器示数的单位是千瓦时,故B错误;
C.家庭电路中发生短路或者用电器总功率过大都会导致空气开关跳闸,故C正确;
D.正确使用试电笔插入三孔插座的某一孔,氖管灯不亮,该孔可能是零线,也可能是地线,故D错误。
故选C。
7.(2024·山东济宁·中考真题)图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I-U图像。下列分析正确的是( )
A.甲为灯泡L的图线
B.当电压为0时,L与R的阻值均为0
C.将L和R并联在的电源两端,电路总电阻为
D.将L和R串联在的电源两端,L的功率为
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】导体的电阻是导体本身的一种性质、欧姆定律的图像表示、欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】A.R为定值电阻,电流随电压的变化关系为过原点的倾斜直线;而灯的电阻随温度的变化而变化,电流随电压的变化关系为曲线,所以甲是定值电阻的I-U图像,乙是小灯泡的I-U图像,故A错误;
B.电阻是导体的一种性质,与电压和电流无关,当电压为0时,L与R的阻值不为零,故B错误;
C.当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为6V电路中,由并联电路电压的规律,R和灯L的电压都为6V,由图知,R的电流都为0.25A,L的电流是0.5A,由并联电路电流的规律,电路中总电流为
I=I1+I2=0.25A+0.5A=0.75A
电路总电阻为
故C错误;
D.R与L串联,电路各处的电流相等,由图知,当电路的电流为0.2A时,灯L的电压为1.2V,R的电压为4.8V,由串联电路电压的规律,电路的电压为
1.2V+4.8V=6V
L的功率
PL=ULIL=1.2V×0.2A=0.24W
故D正确。
故选D。
8.(2024·山东潍坊·中考真题)手机是常用的电子工具。图示是某款国产手机,使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电。下列对于该款手机的估测,最符合实际的是( )
A.质量约为500g
B.正常使用时,后壳温度约为
C.充满一次电消耗的电能约为
D.长度约为1.2dm
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】常见的长度及估测、电功的概念、单位及换算、常见物体的温度、常见物体的质量及质量估算
【详解】A.手机质量约为100g,故A不符合题意;
B.手机正常使用时,后壳温度约为40℃,故B不符合题意;
C.手机充满一次电消耗的电能约为
故C不符合题意;
D.手机长度略短于人的手掌,约为1.2dm,故D符合题意。
故选D。
9.(2024·山东菏泽·中考真题)下列家用电器,利用电流的热效应工作的是( )
A.电冰箱 B.洗衣机 C.电脑 D.电饭煲
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】了解各种用电器使用时的能量转化、利用电流的热效应工作的用电器
【详解】利用电流的热效应工作的用电器将电能转化为内能。
A.电冰箱将电能转化为内能与机械能,故A不符合题意;
B.洗衣机主要将电能转化为机械能,故B不符合题意;
C.电脑将电能转声能与光能等,故C不符合题意;
D.电饭煲将电能转化为内能,故D符合题意。
故选D。
10.(2024·山东枣庄·中考真题)如图所示,电源电压保持不变,R2=2R1,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,电压表的示数为3V,电路的总功率为P1;当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片移至中点时,电压表示数为1.2V,电路的总功率为P2。下列说法正确的是( )
A.P1:P2=4:5 B.电源电压为12V
C.R1阻值为40Ω D.电路的最大功率为2.7W
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】含有变阻器电路的动态计算
【详解】A.闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,R1与R串联,电压表的示数为3V,此时电路中的电流为
当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片移至中点时,R2与R串联电压表示数为1.2V,此时电路中的电流为
则
故A错误;
BC.由题意得
解之得电源电压U=6V,R1阻值R1=20Ω,R2阻值R2=40Ω;
故BC错误;
D.当闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片位于最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,电阻R1与R2并联,电路中的电阻最小,电流最大,电路的总功率最大。此时通过R1的电流为
通过R2的电流为
电路中的总电流为
电路的最大功率为
故D正确。
故选D。
11.(2024·山东临沂·中考真题)闭合如图所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中( )
A.灯泡的亮度变小 B.电流表的示数不变
C.电压表的示数变大 D.电路的总功率变小
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】应用欧姆定律判断电表示数和灯泡亮度的变化、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】C.由电路图可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测通过灯泡的电流;因电源的电压不变,所以滑片移动时,电压表的示数不变,故C错误;
AB.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡的电流和灯泡的实际功率不变,则灯泡的亮暗不变,故A错误,B正确;
D.将滑动变阻器滑片向左移动,变阻器接入电路的电阻变小,由可知,通过滑动变阻中的电流变大,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变大,由可知,电路消耗的总功率变大,故D错误。
故选B。
12.(2024·山东临沂·中考真题)图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V,闭合开关后,“0.5V 0.2W”的指示灯正常发光,线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作,则( )
A.指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B.电动机的发热功率为1.6W
C.电动机的额定功率为0.08W D.电路的总功率为1.8W
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】A.由得,指示灯的灯丝电阻为
故A不符合题意;
B.由P=UI得,指示灯的灯丝电流为
电动机的发热功率为
P=I2R=(0.4A)2×0.5Ω=0.08W
故B不符合题意;
C.指示灯正常发光时,电动机两端电压
U电=U-UL=4.5V-0.5V=4V额定功率为
P电=U电I=4V×0.4A=1.6W
故C不符合题意;
D.电路的总功率为
P=UI=4.5V×0.4A=1.8W
故D符合题意。
故选D。
二、多选题
13.(2024·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变.闭合开关和,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A,将电压表和电流表互换位置,闭合,断开,电流表示数为0.2A,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V B.电阻的阻值为
C.电阻的阻值为 D.电路消耗的总功率减小了
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】并联电路的电压规律及应用、欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】A.闭合开关和,R1和R2并联,电压表测量电源电压,电压表示数为6V,则电源电压为6V,故A正确;
BC.闭合开关和,R1和R2并联,电流表测量通过R2的电流,电流表示数为0.3A,则R2的阻值为
将电压表和电流表互换位置,闭合,断开,R1和R2串联,电压表测量R2两端电压,电流表测量串联电路电流,电路中的总电阻为
则R1的阻值为
故B错误,C正确;
D.更换前电路的总功率为
更换后电路的总功率为
减小的总功率为
故D错误。
故选AC。
14.(2024·山东济南·中考真题)下列对家中厨房内相关数据的估计,与实际相符的是( )
A.十个鸡蛋的质量之和约为500g B.灶台的台面离地高度约为90cm
C.微波炉工作1min耗电约为 D.家用冰箱冷冻室内的温度约为3℃
【答案】ABC
【难度】0.65
【知识点】常见的长度及估测、常见用电器的电功率、常见物体的温度、常见物体的质量及质量估算
【详解】A.由于一个鸡蛋的质量约为50g,所以十个鸡蛋的质量之和约为500g,故A符合题意。
B.中学生的身高在160cm左右,灶台的台面离地高度大约是中学生身高的一半,在80cm左右,接近90cm,故B符合题意;
C.微波炉的功率约为1000W,工作1min耗电
故C符合题意;
D.家用电冰箱冷冻室的温度在-15℃左右,冷藏室的温度在3℃左右,故D不符合题意。
故选ABC。
15.(2024·山东潍坊·中考真题)如图甲所示的电路,电流表量程为0~0.6A,小灯泡L标有“4V 2W”字样。闭合开关、,在确保电路安全的情况下,调整滑动变阻器滑片P位置,记录多组电压表示数U与相应的电流表示数I,并作出如图乙所示的图像。下列分析正确的是( )
A.电源的电压为10V
B.电阻R能达到的最大功率为3.6W
C.滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为
D.断开,小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为2.5W
【答案】BC
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】A.由图甲可知,闭合开关、,则L被短路,R与串联,电压表测两端电压,电流表测电路中电流。由图乙可知,当电压表示数为10V时,电流表示数为0.2A,由串联电路电压规律可得,电源电压为
①
当电压表示数为6V时,电流表示数为0.6A,则电源电压
②
由①②可得
,
故A错误;
B.由可知,当电路中电流最大时,即为0.6A时,电阻R的功率最大,为
故B正确;
C.由欧姆定律可知,当电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小。由图乙可知,当电路中电流最大时,即为0.6A时,滑动变阻器两端的电压为6V,则滑动变阻器接入电路的最小值为
故C正确;
D.由图乙可知,断开,则,L、R与串联,小灯泡正常发光时的电流为
则电路中电流
R两端电压
由串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端电压
滑动变阻器的功率为
故D错误。
故选BC。
16.(2024·山东滨州·中考真题)某次实践活动中,小滨观察了某型号家用电热水器的铭牌如图甲所示,他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)。下列分析正确的是( )
A.当S接“1”时,电热水器为高温挡
B.满箱水由20℃升高到70℃,水吸收的热量为1.26×107J
C.R的阻值为24.2Ω
D.断开其他用电器,仅让电热水器高温挡正常加热1min,可使图丙所示电能表的转盘转100r
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】利用电能表的主要参数计算电能、电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】A.由图乙可知,当当S接“1”时,R被短路,电路中只有R0,此时电阻较小,由可知,功率较大,电热水器为高温挡,故A正确;
B.由表甲可知,热水器的容积为60L即0.06m3,则满箱水的质量为
m水=ρV=1.0×103kg/m3×0.06m3=60kg
则由20℃升高到70℃,水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×(70℃-20℃)=1.26×107J
故B正确;
C.由表甲可知,高温档的功率为2000W,则R0的阻值为
低温档的功率为200W,则R和R0的总阻值为
根据串联电路电阻的关系可知,R的阻值为
R=R总-R0=242Ω-24.2Ω=217.8Ω
故C错误;
D.断开其他用电器,仅让电热水器高温挡正常加热1min,消耗的电能为
电能表的转盘转
故D正确。
故选ABD。
三、计算题
17.(2024·山东青岛·中考真题)小明家里有两只加热方式不同的水壶,甲是用天然气加热的水壶,乙是电热水壶.已知燃气灶用最大火力烧水时每小时燃烧0.16m3天然气,加热水的热效率为60%;天然气的热值为,价格约为3元/m3,电热水壶工作时的功率为2000W,加热水的热效率为80%,当地居民用电的价格约为0.5元,小明要将2升的水在1标准大气压下烧开,。
(1)求水吸收的热量;
(2)请你从省时和省钱两个角度中任选一个,通过计算说明用哪只壶更省时或更省钱。
【答案】(1)(2)见解析
【难度】0.65
【知识点】密度公式的简单应用、电功率P=W/t的简单计算、计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、加热效率的计算
【详解】(1)水的体积为2L,则水的质量为
水烧开吸收的热量为
(2)用燃气灶加热时,燃气需要放出的热量为
燃气的体积为
燃气费为
用电热水壶加热时,电热水壶消耗的电能为
电费为
燃气费小于电费,用燃气灶更省钱。
燃气灶加热的时间为
电热水壶加热的时间为
燃气灶加热的时间大于电热水壶加热的时间,用电热水壶更省时。
18.(2024·山东泰安·中考真题)实践活动小组为学校设计了智能花卉温室,其顶部用薄膜太阳能板覆盖发电,保障了花卉生长所需的夜间补光照明和低温环境加热的能源需求。图甲为温室智能补光系统电路,当室外自然光照强度低于某数值时,磁性开关自动闭合,补光灯L发光,模拟自然光照为花卉补光。图乙为电热器的加热电路简图,发热体由和两个电热丝构成,且对应电热器的3个按键,使用时只能单独按下某一个按键,再按另一个时,前一个按键会弹起断开,且无法同时按下2个或3个按键。已知保持不变,补光灯L规格为“”。求:
照度
0.15
0.3
0.6
1.2
2
3
32
16
8
4
2.4
1.6
(1)若补光灯L在一段时间内正常发光消耗电能,该灯发光时间为多少小时?
(2)若电热器的最大功率是最小功率的12倍,在最大功率状态下60s产生的热量为,求和的阻值。
(3)“照度”是反映光照强度的一种物理量,用表示,国际单位为勒克斯(1x)。已知光敏电阻与照度之间成反比例函数关系,部分数据如下表所示。调节智能补光系统电路正常工作过程如下:当照度下降为时,调节滑动变阻器滑片P至a点,磁性开关的动触片受到电磁铁的吸引力减小至临界值,动触片回弹,开关闭合,补光灯L开始正常工作,此时电流表示数为;保持滑片P在a点不动,提高照度至时,电流表示数变化了,此时光敏电阻的阻值为,设此时滑动变阻器消耗的电功率为,电磁铁线圈电阻忽略不计。求和的大小。
【答案】(1)(2),(3),
【难度】0.4
【知识点】串联电路的电压规律及应用、欧姆定律的简单计算、电功率P=W/t的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】(1)由得,该灯发光时间为
(2)由乙图可知,按下按键,电路中只有,则
①
按下按键,电路中只有,则
②
按下按键和串联入电路中,则
③
又因为
则
由①③式得
④
根据题意
则
⑤
由④⑤得
(3)当照度为时,设滑动变阻器滑至a点连入电路的电阻为和串联在电路中,由欧姆定律得
①
当提高照度至时,和串联在电路中,依题意得
则
由表格中数据得,E越大,RE越小,则和的总电阻小于和的总电阻,则
由欧姆定律得
②
由表中数据可知,和照度的反比例关系式为
则
则
③
由①②③得
则
19.(2024·山东济南·中考真题)学校开展了防溺水安全教育后,小华组经过合作探究,设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V,报警器由电压表改装,是定值电阻,是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时,的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A;报警器浸入水下深度h大于等于1m时,报警器报警,当h为1m时,两端的电压为1.5V。通过计算回答:
(1)报警器未浸入水中时,两端的电压是多少?
(2)报警器浸入水下深度h为1m时,通过的电流是多少?
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,的电功率是多少?
【答案】(1)4.8V(2)0.15A(3)0.675W
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有敏感电阻的动态分析、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】(1)由甲图可知,与串联,电流表测串联电路中的电流,由乙图可知,报警器未浸入水中时,的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A,则两端的电压
(2)由于报警器浸入水下深度h为1m时,两端的电压为1.5V,电源电压为6V,由串联电路中电压规律可知,两端的电压
由乙图可知,报警器浸入水下深度h为1m时,的阻值为30Ω,通过的电流
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,的电功率
20.(2024·山东威海·中考真题)小明家有一款多功能厨房神器,它的内部结构主要由两个电热丝和一个电动机构成,通过旋转开关可实现常温搅拌、高温翻炒、低温慢炖、高温蒸煮(电动机可实现搅拌、翻炒功能)。参数如表所示,内部电路简图如图所示。已知的阻值为66Ω。
部分参数
功能
额定功率P/W
常温搅拌
100
高温翻炒
2300
低温慢炖
__________
高温蒸煮
__________
请解答下列问题:
(1)画出该机器高温翻炒功能的等效电路图,并求出的阻值;
(2)小明早晨想利用该机器的低温慢炖功能将质量为400g、初温为20℃的牛奶加热到55℃,他把加热时间设置为1min,请通过计算说明这种设置是否合理?(不计热量损失,)
【答案】(1);22Ω(2)不合理
【难度】0.4
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题、焦耳定律的推导式及其应用、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】(1)由图可知,当闭合开关S,开关S1接触点“0”和“1”时只有电动机接入电路,该机器处于常温搅拌挡,此时功率P1=100W,当闭合开关S,开关S1接触点“1”和“2”时电动机和电阻R1并联接入电路中,该机器处于高温翻炒挡,等效电路图如图所示:
已知高温翻炒挡的功率为P2=2300W,则R1的功率为
则R1的阻值为
(2)当闭合开关S,开关S1接触点“3”和“4”时,电阻R1与R2串联,处于低温慢炖挡,通电1min放出的热量为
牛奶需要吸收的热量为
故不合理。
21.(2024·山东威海·中考真题)共享电动自行车满足了人们对短途出行的需求。某型号电动自行车的部分参数如表所示,厂家在电动自行车出厂前在水平路面上进行骑行测试。(g取10N/kg)
整车质量:50kg 电池容量:12Ah
最高时速:6m/s 电池额定电压:50V
轮胎能承受的最大压强: 电机最大功率:400W
压强最大时轮胎与地面接触的总面积:
请解答下列问题:
(1)轮胎能承受的最大压力是多少?
(2)实际测试者质量为70kg,以最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍,则骑行100s牵引力做功的功率为多少?
(3)电池充满电后,该测试者始终以最高时速骑行,电池能量的80%用于牵引力做功,则骑行的路程为多少?
【答案】(1)2000N(2)216W(3)48000m
【难度】0.65
【知识点】压强公式的简单应用、功的计算和估算、P=Fv、电功的公式及简单应用
【详解】(1)轮胎能承受的最大压力
F压=pS=2×105Pa×1×10-2m2=2000N
(2)人、车总重力
G=mg=(50kg+70kg)×10N/kg=1200N
以最高时速匀速骑行时所受阻力为
f=0.03G=0.03×1200N=36N
以最高时速匀速骑行时,牵引力和阻力是平衡力,牵引力
F=f=36N
骑行100s牵引力做功的功率
(3)电池能量
W=UIt=50V×12A×3600s=2.16×106J
牵引力做功
W牵=W×80%=2.16×106J×80%=1.728×106J
骑行的路程为
22.(2024·山东潍坊·中考真题)中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图,电源电压,、、是阻值不变的电热丝,用于“加热”或“保温”,,,S为电源开关,通过温控开关可实现“加热”和“保温”状态的切换,煮茶机的“加热”功率,“加热”效率。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作,其工作过程是首先将水“加热”至,然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”(“煮茶加热”时间如表格所示),最后自动进入“保温”状态。将0.8L、初温为的水装入煮茶机,水的比热容,水的密度。
茶品
低浓度“煮茶加热”时间
中浓度“煮茶加热”时间
高浓度“煮茶加热”时间
乌龙茶
2min
5min
10min
红茶
1min
2min
5min
黑茶
2min
5min
7min
(1)求将水“加热”至过程中水吸收的热量;
(2)求煮茶机的“保温”功率;
(3)若用户选择“红茶高浓度煮茶”,煮茶机经过将水“加热”至、“煮茶加热”和“保温”状态,共工作15min,求这个过程煮茶机消耗的电能。
【答案】(1)(2)(3)
【难度】0.65
【知识点】电功的公式及简单应用、电功率P=UI及推导式的简单计算、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】(1)将水“加热”至100°C过程中水吸收的热量为
(2)由题意可知
则定值电阻R0的阻值为
煮茶机的“保温”功率为
(3)将水“加热”至100°C过程中消耗的电能为
将水“加热”至100°C过程需要的时间为
由表格可知,若用户选择“红茶高浓度煮茶”,“煮茶加热”时间为5min,则保温时间为
煮茶机经过将水“加热”至100°C、“煮茶加热”和“保温”状态,共工作15min,这个过程煮茶机消耗的电能为
23.(2024·山东聊城·中考真题)如甲图所示电路中,电源电压不变,R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω,电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V,其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S2时,电流表的示数为0.25A。求:
(1)电源电压 ;
(2)当只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器R2连入电路的电阻 ;
(3)当闭合S1、S2、S3时,为保证不损坏电流表,滑动变阻器R2的电阻可调范围和电路消耗的总电功率的变化范围 。
【答案】(1)8V(2)14Ω(3)40~50Ω,4.48~4.8W
【难度】0.4
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】(1)当只闭合S2时,R1与小灯泡串联,电流表的示数为0.25A,根据图乙可知,小灯泡此时六两端的电压为3V,R1两端的电压为
则电源电压
(2)当只闭合S3时,R2与小灯泡L串联,要使小灯泡L正常发光,小灯泡两端的电压为3.8V,则R2两端的电压为
根据图乙可知,此时电路中的电流为0.3A,则滑动变阻器接入的电阻为
(3)当闭合S1、S2、S3时,R1与R2并联,电流表测量干路电流,通过定值电阻R1的电流为
由电流表的量程可知,干路的最大电流为0.6A,则通过滑动变阻器的最大电流为
滑动变阻器接入的最小值为
此时电路中的总功率最大,最大总功率为
当滑动变阻器全部接入时,滑动变阻器接入的阻值为50Ω,通过滑动变阻器的电流最小,总电流最小,总功率最小,通过滑动变阻器的最小电流为
电路中的总电流为
电路总功率最小为
滑动变阻器R2的电阻可调范围为40~50Ω,电路消耗的总电功率的变化范围为4.48~4.8W。
24.(2024·山东济宁·中考真题)医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒,不同的器械所要求的温度、压强不同。图为自动测量锅内温度、气压的电路原理图(虚线框内为锅内部分),电源电压恒为。
按要求回答下列问题:
(1)若对总质量为、初温为15℃的钢制器械进行消毒,消毒温度达到115℃时,求器械吸收的热量;[]
(2)为阻值随所受压强大小而变化的可变电阻,其阻值与气压的关系如表1所示,为显示锅内气压大小的仪表(实质是电流表)。当锅内气压等于(个标准大气压)时,显示的气压为0,则气压表零刻度线应标在电流表刻度盘的多少毫安处?
表1
气压
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
…
电阻
200
170
150
140
132
…
表2
温度
100
105
110
115
120
…
电阻
120
110
100
90
80
…
(3)为阻值随温度而变化的可变电阻,其阻值与温度的关系如表2所示,为显示温度的仪表(实质是电流表)。当显示气压大小为1.4atm、显示温度为110℃时,求电路的总功率。
【答案】(1)(2)30mA(3)0.6W
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】(1)器械吸收的热量为
(2)由图可知,当开关S闭合时,R1与R2并联,A1测量R1的电流,A2测量R2的电流。由表1可知,当锅内气压等于时,R1=200Ω,通过R1的电流为
此时气压表显示气压为0,则气压表零刻度线应标在电流表刻度盘的30mA处。
(3)由表1可知,当显示气压大小为1.4atm时,R1=150Ω;由表2可知,当显示温度为110℃时,R2=100Ω,则电路的总电阻为
电路的总功率为
25.(2024·山东滨州·中考真题)为研究调光灯的工作原理,某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样,电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下,通过调节滑动变阻器,分别记录三个电表的示数,并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图象,求:
(1)灯泡L正常发光时的电流。
(2)灯泡L正常发光10s消耗的电能。
(3)电源电压。
(4)滑动变阻器阻值的变化范围。
【答案】(1)1A;(2)120J;(3)18V;(4)6Ω~50Ω
【难度】0.65
【知识点】串联电路的电压规律及应用、欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】解:由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端电压,电压表V2测灯泡两端电压,电流表测电路电流。
(1)由P=UI可知,灯泡L正常发光时的电流
(2)灯泡L正常发光10s消耗的电能
W=Pt=12W×10s=120J
(3)当滑动变阻器向左移动时,其接入的阻值变大,电路总电阻变大,由欧姆定律可知,电路电流变小,则灯泡两端电压减小,由串联分压可知,滑动变阻器两端电压增大,因此由图乙可知,当滑动变阻器阻值最大时,电路电流最小为0.3A,此时灯泡两端的电压为3V,滑动变阻器两端的电压为15V,根据串联电路电压的特点可知,电源电压为
U=15V+3V=18V
(4)由上述可知,当滑动变阻器阻值最大时,电路电流最小为0.3A,滑动变阻器两端的电压为15V,则滑动变阻器接入的最大阻值为
灯泡L正常发光时的电流为1A,所以电路中允许通过的最大电流为1A,由图乙可知,此时滑动变阻器两端的电压为6V,则滑动变阻器允许接入的最小阻值为
因此滑动变阻器阻值的变化范围为6Ω~50Ω。
答:(1)灯泡L正常发光时的电流为1A;
(2)灯泡L正常发光10s消耗的电能为120J;
(3)电源电压为18V;
(4)滑动变阻器阻值的变化范围为6Ω~50Ω。
26.(2024·山东烟台·中考真题)为了方便学生就餐,某学校餐厅使用了一款智慧餐盘,该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量,并在显示屏上显示出价钱,通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后,他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω)等器材设计了一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端,如图甲所示。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现,滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求:
(1)定值电阻在电路中的作用是什么?阻值为多少?
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少?
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为多少(结果保留一位小数)?此时对应的物体质量为多少?
(4)实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,在图丙方框内画出,并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
【答案】(1)保护电路,;(2);(3),1千克;(4),见解析
【难度】0.4
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】解:(1)根据甲图可知,定值电阻与滑动变阻器R串联,电压表测量R两端电压,在R接入电路中的电阻为0时,定值电阻可以保护电路;根据题意可知,电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω),滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg,此时的电压是15V,滑动变阻器R接入电路阻值最大,为100Ω,此时电路中的电流是
定值电阻的阻值为
(2)根据题意可知,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,所以滑片P在a端时,电路中只有定值电阻,根据
可知,整个电路消耗的电功率为
滑片P在b端时,定值电阻与滑动变阻器R串联,同理可知,整个电路消耗的电功率为
整个电路消耗的电功率的变化范围是;
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,滑动变阻器接入电路中的电阻为50Ω,此时电路中的电流为
电压表的示数为
滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,最大称量质量为2kg,当滑片P位于滑动变阻器的中点时,质量为1kg。
(4)要使表盘上刻度均匀,必须保证电流不变,电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比,电路如图;
与图甲相比,该电路电流最小且保持不变,比图甲电路更节能。
四、作图题
27.(2024·山东济南·中考真题)小宇家电饭锅的内部电路元件可简化为两个发热电阻和两个开关,其中是手动控制开关,是温控开关。当、都闭合时,发热电阻、均工作,电饭锅处于加热状态;当温度达到设定温度时,自动断开,只有工作,电饭锅处于保温状态;只要断开,、均不工作。如图所示,已画出电源部分,请画出此电饭锅内部的电路图。
【答案】
【难度】0.65
【知识点】并联电路的设计
【详解】由题意可知,只要断开,、均不工作,则开关控制整个电路;当、都闭合时,发热电阻、均工作,电饭锅处于加热状态,由可知,电阻、并联时,电路中的电阻最小,总功率最大,处于加热状态;断开时,只有工作,则开关控制的电流的通断,则开关在干路中,开关与在一条支路中,如下图所示:
五、填空题
28.(2024·山东威海·中考真题)如图所示,电源电压恒定,电流表的量程为“0~3A”,。只闭合开关S,滑动变阻器R(40Ω 1A)的滑片P处于中点时,小灯泡L(3V 1.8W)正常发光,则电源电压为 V。当开关全部闭合时,在保证电路安全的前提下,该电路消耗的最大功率为 W(不考虑灯丝电阻的变化)。
【答案】 15 30
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、动态电路中电功率的范围问题
【详解】[1]只闭合开关S,此时变阻器与灯泡串联,滑动变阻器R(40Ω 1A)的滑片P处于中点时,接入电路的电阻为20Ω,不考虑灯丝电阻的变化,小灯泡的阻值为
灯泡正常发光,则电路中的电流为
则电源电压为
[2]当开关全部闭合时,灯泡短路,变阻器和定值电阻并联,当电流最大时,电路消耗的电功率最大,变阻器允许通过的最大电流为1A,则变阻器的最大功率为
定值电阻的功率为
则电路的最大功率为
29.(2024·山东济宁·中考真题)在图所示的电路中,电源电压为,当开关S闭合后,电路总功率变化了,则电流表示数变化了 A,电阻 。
【答案】 0.3 20
【难度】0.65
【知识点】并联电路的电流规律、欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】[1][2]由图可知,开关S闭合后,R与L并联,电流表测量干路电流。由于灯泡的功率不变,电路总功率变大,变化的功率就是R的功率,则R的阻值为
电流表变化的示数就是R电流
30.(2024·山东聊城·中考真题)为了测量家中路由器的电功率,小慧利用五一假期外出期间,关闭家里的其它用电器,用电能表测出一台路由器所消耗的电能,数据见下表,计算可得路由器的电功率为 W。若小慧所在小区有1000户家庭,按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机,每度电0.6元计算,则小区用户每月(30天)为路由器支付的总电费为 元。
【答案】 10 4320
【难度】0.65
【知识点】电功率P=W/t的简单计算
【详解】[1]路由器的电功率为
[2]若小慧所在小区有1000户家庭,按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机,小区用户每月(30天)消耗的电能为
需要交的电费为
31.(2024·山东枣庄·中考真题)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A。当开关S1、S2同时闭合时,小灯泡正常发光,则小灯泡正常发光的电阻RL为 Ω,滑动变阻器滑片P向右移动时,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,通过调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1:P2= 。
【答案】 12 不变 11∶3
【难度】0.65
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、动态电路中电功率的范围问题
【详解】[1]由题可知,灯泡L上标有“6V 3W”的字样,那么灯泡电阻为
[2]小灯泡所在的支路与滑动变阻器所在的支路并联,相互独立,当滑动变阻器向右滑动时,灯泡两端的电压不变,灯泡的电阻不变,灯泡的实际功率不变,灯泡的亮度不变。
[3]闭合S1、S2通过滑动变阻器的电流最大I最大=0.6A时,电路中的功率最大
闭合S1,断开S2,当滑动变阻器阻值最大时,电路中的功率最小
则
32.(2024·山东烟台·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器R的最大阻值为 Ω,电阻消耗的最大功率和最小功率之比为 。
【答案】 3 10
【难度】0.85
【知识点】欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算
【详解】[1][2][3]根据电路图可知,和R串联,电流表测量电路中电流,电压表测量R两端电压;当滑动变阻器R的滑片P滑到b端时,变阻器R阻值最大,电路中的电流最小,是0.2A,电压是2V,变阻器R的最大阻值是
当滑动变阻器R的滑片P滑到a端时,电路中只有,变阻器阻值最小,电路中的电流最大,是0.6A,电压是0V,电源电压为
联立①②解得
根据
可知,电阻消耗的最大功率和最小功率取决于电路中电流的最大值和最小值,所以电阻消耗的最大功率和最小功率之比为
六、实验题
33.(2024·山东济宁·中考真题)某物理兴趣小组将电源(电压为)、小灯泡(额定电压为)、电流表、滑动变阻器、开关串联后,将电压表并联接入电路。实验时,将电压表的示数,电流表的示数,以及两者的乘积记录下来,表中所示为部分数据。
序号
1
2.0
1.2
2
4.0
3
6.0
1.8
结合以上信息,按要求回答下列问题:
(1)请在图的虚线框内画出上述实验的电路图 ;
(2)小灯泡两端电压为时的电阻 ;(保留两位小数)
(3)小灯泡的额定功率 W。
【答案】(1)(2)6.67(3)3.6
【难度】0.65
【知识点】串联电路的电压规律及应用、欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、伏安法测小灯泡电功率的实验步骤和数据处理
【详解】(1)分析表格中的数据:当电压表示数为2V时,电压表与电流表的乘积(电功率)为1.2W,则电流为
同理可知,当电压表示数为6V时,电流表示数为
可知,电压表示数越大,电流表示数越小,根据欧姆定律可知,灯泡两端的电压越小,根据串联电路电压特点可知,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,电路图如下:
(2)小灯泡两端电压为时,滑动变阻器电压,即电压表示数为
8V-2V=6V
此时电路电流为I3=0.3A,小灯泡电阻
(3)当小灯泡两端电压为额定电压6V时,滑动变阻器电压,即电压表示数为
8V-6V=2V
此时电路电流为I1=0.6A,则小灯泡的额定功率
34.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示为“测量小灯泡电阻”的实验装置,已知小灯泡标有2.5V字样。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮);
(2)在检查电路无误后进行实验,当电压表的示数如图乙时,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,同时眼睛注意观察 (选填“电压表”、“电流表”或“灯泡”),直至灯泡正常发光;
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)根据图丙可知小灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不变”),你认为原因是 ;
(5)根据小灯泡的U-I图像和观察到的亮度变化,还可以发现 。
【答案】 B 电压表 10 变化 灯泡的电阻随温度的变化而变化 灯泡的亮度与实际功率有关,实际功率越大,灯泡越亮
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻的实验原理和电路图、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测小灯泡电功率的实验步骤和数据处理
【详解】(1)[1]根据题意,要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变亮,说明电路中电流变大,则滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与灯泡串联在电路中,如图所示:
(2)[2][3]电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,要测量小灯泡正常发光时的电流,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将图甲中滑动变阻器的滑片向B端移动,直至电压表示数为2.5V,所以眼睛一直观察电压表。
(3)[4]由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.25A,则小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[5][6]由图丙可知,灯泡的U-I图像不是一条直线,因此灯泡的电阻是变化的,变化的原因是灯泡的电阻随温度的变化而变化。
(5)[7]根据小灯泡的U-I图像和观察到的亮度变化可知,灯泡两端的电压越大,通过的电流越大,根据P=UI可知,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮,因此可知,灯泡的亮度与实际功率有关,实际功率越大,灯泡越亮。
2023年
一、单选题
1.(2023·山东淄博·中考真题)如图所示,在探究并联电路中电流电压规律的实验中,闭合开关S后,发现L1比L2亮。则( )
A.L1的电流小于L2的电流
B.L1的电阻小于L2的电阻
C.L1两端电压大于L2两端电压
D.L1的实际功率小于L2的实际功率
【答案】B
【详解】由题意知L1比L2亮,可知L1的实际功率大于L2的实际功率,又两灯并联电压相等,根据可知,电压相等时,功率越大,电阻越小,所以L1的电阻小于L2的电阻,故灯泡L2的实际功率较小,电阻较大,由欧姆定律可知,通过L1的电流大于通过L2的电流,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(2023·山东淄博·中考真题)物理量的测量是物理实验的基本操作。以下测量工具的使用与读数正确的是( )
A.图甲:铅笔的长度为3.28cm
B.图乙:物体所受的重力为2.4N
C.图丙:烧杯和水的总质量为82.8g
D.图丁:用电器消耗的总电能是20216kW·h
【答案】B
【详解】A.铅笔的起点没有对应刻度尺的零刻度线,测量错误,故A错误;
B.弹簧测力计上1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N,物体所受的重力为2.4N,故B正确;
C.在天平的标尺上,1g之间有5个小格,一个小格代表0.2g,即天平的分度值为0.2g,故烧杯和水的总质量为
50g+20g+10g+2.4g=82.4g
故C错误;
D.由图丁可知,电能表表盘上的数字为20216,最后一位是小数,单位是kW·h,所以电能表的读数为2021.6kW·h,即该用户截止目前消耗的总电能为2021.6kW·h,即用电器消耗的总电能是2021.6kW·h,故D错误。
故选B。
3.(2023·山东德州·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变。电流表A的量程为,电压表、的量程均为,滑动变阻器的规格为“”,小灯泡的额定电压为。滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表的示数为。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为 B.电压表的示数变化范围为
C.滑动变阻器的取值范围是 D.小灯泡的功率范围为
【答案】D
【详解】分析甲图可知,电路为灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端电压,电压表V2测滑动变阻器电压,向右调节滑动变阻器,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电路中电流变小,根据串联分压原理可知,滑动电阻器两端电压变大,所以图乙是电压表V2与电流表示数变化图像;
A.移动滑片当灯泡正常发光,此时灯泡的电压为2.5V,电压表V2的示数为1.5V,即滑动变阻器的电压为1.5V,根据串联电路电压规律可知,电源电压为
故A错误;
B.因为灯泡的额定电压为2.5V,保证电路各元件安全,说明电压表V1可调节的最大值为2.5V,故B错误;
C.根据图乙可知,当电流为0.5A时,滑动变阻器的电压为1.5V,此时接入电路中的电阻为
当电流为0.1A时,滑动变阻器的电压为3V,此时接入电路中的电阻为
所以滑动变阻器的取值范围是3Ω∼30Ω,故C错误;
D.由图乙可知,电路中的最大电流为0.5A时,灯泡的电压为
则灯泡此时的电功率为
当电路中最小电流为0.1A时,灯泡的电压为
则灯泡此时的电功率为
由此可得小灯泡的功率范围为0.1W∼1.25W,故D正确。
故选D。
4.(2023·山东德州·中考真题)生活中处处有物理,下列估测符合实际情况的是( )
A.中学生大拇指指甲的宽度约为 B.德州市一年的平均气温约为30℃
C.人体的密度约为 D.家用液晶电视正常工作时的功率约为
【答案】C
【详解】A.手指甲的宽度约为
1cm=1×10-2m=0.1dm
故A不符合题意;
B.据气象局发布信息,德州市一年的平均气温约为14.5℃,故B不符合题意;
C.人体的密度和水差不多,约为1g/cm3,故C符合题意;
D.家用液晶电视机的电功率约为100W,故D不符合题意。
故选C。
5.(2023·山东青岛·中考真题)有一块手机用的电池,上面标明电压为 3.7V,容量为 4000 mA·h,它充满电后大约储存的电能为( )
A.5.3×104J B.5.3×107J
C.14.8J D.14.8kW·h
【答案】A
【详解】根据电功的计算公式W=UIt可得电池充满电后大约储存的电能为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.(2023·山东威海·中考真题)商场里的自动扶梯无人乘坐时,运行速度缓慢;有人乘坐时,“感应开关”自动闭合,速度增大。自动扶梯的出、入口处各有一个“紧急制动开关”,断开任何一个,都能使自动扶梯停止,模拟电路如图所示。下列说法错误的是( )
A.是“紧急制动开关”,是“感应开关”
B.有人乘坐时,均闭合
C.有人乘坐时,电动机两端电压小于电阻R两端电压
D.无人乘坐时,电阻R可以起到节约电能的作用
【答案】C
【详解】ABD.由图知断开任何一个,整个电路断路,所以是紧急制动开关。无人乘坐时, 处于断开状态,此时电动机和定值电阻串联,根据,总电阻大,电流小,电动机转速小,电梯运行缓慢,所以根据,电阻R可以起到节约电能的作用;当有人乘坐时,自动闭合,定值电阻被短路,只有电动机连入电路,电阻小,电流变大,电动机转速变大,电梯速度增大。所以是感应开关。故ABD正确,不符合题意;
C.当有人乘坐时,自动闭合,定值电阻被短路,不分压,只有电动机连入电路,所以电动机两端电压大于电阻R两端电压,故C错误,符合题意。
故选C。
7.(2023·山东菏泽·中考真题)图甲为某家庭电路的部分电路,下列说法正确的是( )
A.控制照明灯的开关应接在图中的b处
B.保险丝熔断后,可以临时用一段铜线代替
C.用电器的功率越大,电能表记录的数字一定越大
D.使用验电笔检测的正确方式如图乙所示
【答案】A
【详解】A.控制灯泡的开关要接在火线和灯泡之间,即应接在图中的b处,这样断开开关时,灯泡处才不会带电,故A正确;
B.保险丝是利用电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的,铜丝的电阻率小、熔点高,不能代替保险丝,如果铜丝代替保险丝,电流过大,铜丝不能熔断,起不到保护电路的作用,故B错误;
C.电能表记录的是用电器消耗的电能,用电器的功率越大,使用的时间未知,消耗的电能未知,电能表记录的数字不一定越大,故C错误;
D.使用验电笔时,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,图乙手没有接触笔尾金属体,故D错误。
故选A。
8.(2023·山东济南·中考真题)商场中,卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说:微波炉很省电,用一次花不了多少电费;顾客说:我觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看,售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时( )
A.消耗较少的电能,消耗较多的电能
B.电功率较小,电功率较大
C.电功率较小,消耗较多的电能
D.消耗较少的电能,电功率较大
【答案】D
【详解】售货员认为微波炉很省电,是说微波炉的电功率大,但加热食物用时很短,消耗的电能并不多,所以“微波炉很省电,用一次花不了多少电费”,即售货员是从消耗较少的电能角度说的;顾客是从电功率角度考虑的,因为微波炉属于大功率用电器,工作时电路中电流很大,会烧断保险丝,相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”。
故选D。
9.(2023·山东日照·中考真题)如图所示的电路中,、是两只规格相同的小灯泡,R是滑动变阻器。开始时,滑动变阻器的滑片P位于中点位置。当S闭合后,两只小灯泡都发光。将滑片P向左移动时,下列关于小灯泡、亮度的变化情况,判断正确的是( )
A.变暗 B.变暗 C.、均变暗 D.、均变亮
【答案】B
【详解】当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,并联部分电阻变小,电路的总电阻变小;则由欧姆定律可知,电路中电流增大;则流过L1的电流增大;故L1变亮。因总电流增大,则L1两端的电压增大,故并联部分电压减小,灯泡电阻不变,根据可知,灯泡L2的功率减小,故灯泡L2变暗。故B正确,ACD错误。
故选B。
10.(2023·山东日照·中考真题)下列测量仪器对应的读数,正确的是( )
A. B. 5min 18s
C. D.
【答案】C
【详解】A.由图可知,刻度尺的分度值为1mm,物体起始位置对应的刻度值为1.00cm,物体末端对应的刻度值为3.35cm,则被测物体的长度为
故A错误;
B.机械停表小盘的分度值是0.5min,指针在5min和6min之间,偏向6min一侧;大盘的分度值是0.1s,大盘指针在48.0s,因此机械停表读数为5min48.0s。故B错误;
C.图中电压表选择的量程是0~15V,分度值为0.5V,示数为12.5V。故C正确;
D.由电能表表盘上的信息可知,单位为kW·h,数字最后一位表示小数,则其示数为31.6kW·h。故D错误。
故选C。
11.(2023·山东济宁·中考真题)图是灯泡L的I-U图像,结合图像分析,下列选项正确的是( )
A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,其实际功率为0.72W
C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端,电路的总功率为0.24W
D.将灯泡L和18Ω的定值电阻并联在3.6V的电源两端,电路的总电阻为6Ω
【答案】D
【详解】A.由图可知,灯泡L的I-U图像是一条曲线,说明通过它的电流与电压不成正比关系,,故A错误;
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,由图像可知,灯泡L两端的电压略小于2.4V,根据
可得小灯泡的实际功率小于0.72W,故B错误;
C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端,根据串联分压的规律,各小灯泡分得的电压为1.2V,由图像可知,此时电路中的电流为0.2A,则电路的总功率为
故C错误;
D.将灯泡L和18Ω的定值电阻并联在3.6V的电源两端,由图可知,此时小灯泡的电流为0.4A,根据欧姆定律,可得小灯泡的阻值为
电路中总阻值为
故D正确。
故选D。
12.(2023·山东济宁·中考真题)下列物理量的单位换算不正确的是( )
A.长度: B.质量:
C.电流: D.电功:
【答案】B
【详解】A.因为,所以,故A正确,不符合题意;
B.由质量的单位换算可知,,故B错误,符合题意;
C.因为
故C正确,不符合题意;
D.由电功单位换算可知
1kW·h=3.6×106J
故D正确,不符合题意。
故选B。
13.(2023·山东烟台·中考真题)生活中处处有物理,根据你的经验,下列描述最符合实际的是( )
A.一层教学楼的高度约为 B.一名普通中学生的质量约为
C.成年人步行的速度约为 D.教室内每只灯管的电功率约为
【答案】B
【详解】A.一层教学楼的高度约为4m,故A不符合题意;
B.普通中学生的质量约为50~60kg,故B符合题意;
C.成年人步行的速度约为1.0~1.2m/s,故C不符合题意;
D.教室内每只灯管的电功率约为50W,故D不符合题意。
故选B。
14.(2023·山东临沂·中考真题)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
C.R的最大阻值为 D.电路的最大功率为1.2W
【答案】C
【详解】A.分析电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路电流。滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中,电阻越来越小,电路总电阻越来越小,根据欧姆定律可知,电路电流变大,当滑动变阻器阻值最小时,电路电流最大,此时滑动变阻器两端电压为零,因此a是滑动变阻器的U-I图线,故A错误;
B.b是灯泡的U-I图线,由图可知,小灯泡的电阻随电压的增大而增大,当电压为6V时,灯泡有最大电阻
故B错误;
C.a是灯泡的U-I图线,由图可知,当电流最小时,滑动变阻器在最大阻值处,即
故C正确;
D.根据图像可知,当滑动变阻器阻值为零时,电流最大,此时灯泡两端电压等于电源电压,因此电源电压为6V,根据P=UI,当电流最大时,电路的功率最大
P大=UI大=6V×0.6A=3.6W
故D错误。
故选C。
15.(2023·山东临沂·中考真题)将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A.大于3W B.等于3W C.小于3W D.无法确定
【答案】B
【详解】由题意可知小灯泡的电阻为
小灯泡与一个阻值为的电阻串联,所以电路的电流为
所以小灯泡的实际功率为
故选B。
16.(2023·山东泰安·中考真题)如图所示的电路中,电源电压U恒定,灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),定值电阻阻值为15Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关,断开开关、,在确保电路各元件安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最小阻值为,当滑动变阻器滑片移至中点时,电流表示数为0.3A;闭合开关、、,在确保电路各元件安全的情况下,滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P,定值电阻在10s内产生的热量为Q。下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①④正确 B.只有①③正确 C.只有②③正确 D.只有②③④正确
【答案】C
【详解】闭合开关S、断开开关S1、S2,变阻器R2与灯泡L串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压,当滑动变阻器滑片移至中点时,电流表示数为0.3A,即接入电路的电阻为10Ω,由得,此时滑动变阻器两端电压为
由得,灯泡电阻为
由得,此时电压表示数即灯泡两端电压为
根据串联电路电压规律可知,电源电压为各部分电压之和,即
由得,灯泡正常工作电流为
已知电流表量程为0~0.6A为,则为了确保电路各元件安全,电路中最大电流为0.5A,由题意知,此时灯泡电压为2.5V,则滑动变阻器两端电压为
由得,滑动变阻器接入电路的最小阻值为,即
闭合开关S、S1、S2,小灯泡被短路,R1、R2并联,根据并联电路电压特点可知
由得,通过R1的电流为
由于电流表量程为0~0.6A,则通过滑动变阻器的最大电流为
由可得,滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P,即
由Q可知,定值电阻在10s内产生的热量为Q,即
故选C。
17.(2023·山东枣庄·中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的阻值不变,滑动变阻器R的规格是“100;1A”。闭合开关,在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.小灯泡的电阻为10
C.小灯泡的额定功率为1.8W
D.整个电路电功率最小时,20s内滑动变阻器消耗的电能为12J
【答案】C
【详解】A.由题意及图中数据可得,当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时,通过电阻的电流为0.3A,则滑动变阻器两端的电压为
U=IR=0.3A×20Ω=6V
而电源电压应该大于6V,故A错误;
B.由题意及欧姆定律可得
有
解得
RL=20Ω
U电=12V
故B错误;
C.由题意可得,要保证电路安全且灯泡正常发光,则通过灯泡的电流最大为其额定电流,结合上述分析可得,小灯泡的额定电流为0.3A,额定电压为
U额=U电-U=12V-6V=6V
则小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=6V×0.3A=1.8W
故C正确;
D.整个电路中电源电压不变,当电流最小时,功率最小,由题意可得,电功率最小时,20s内滑动变阻器消耗的电能为
W=I2Rt=(0.1A)2×100Ω×20s=20J
故D错误。
故选C。
二、多选题
18.(2023·山东青岛·中考真题)某品牌电热水壶,部分参数如图所示,它正常工作245s,可将体积为2L、温度为20℃的水加热到70℃。下列分析正确的是( )
A.电热水壶正常工作时的电流约为0.12A
B.电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为26.9Ω
C.电热水壶整个过程消耗的电能是4.41×105J
D.电热水壶中的水吸收的热量为4.2×105J
【答案】BCD
【详解】A.根据电热水壶的额定功率和额定电压,其正常工作时的电流约为
故A错误;
B.根据电功率公式可得电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为
故B正确;
C.电热水壶整个过程消耗的电能是
故C正确;
D.电热水壶中的水的质量为
电热水壶中的水吸收的热量为
故D正确。
故选BCD。
19.(2023·山东威海·中考真题)如图所示,电源电压为4.5V,R1阻值为6Ω,滑动变阻器规格为“”,电压表量程为“”,电流表量程为“”,在保证电路安全的前提下,闭合开关,调节滑动变阻器,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动时,电压表示数变大
B.滑片向左滑动时,电流表示数变大
C.连入电路的最小阻值是
D.电路最大总功率为
【答案】BD
【详解】由电路图可知,串联,电流表测电路电流,电压表测的电压。
AB.滑片向右滑动时,滑动变阻器电阻变大,则总电阻变大,根据知,电流变小。再根据知定值电阻两端电压变小,即电压表示数变小。滑片向左滑则反之。故A错误,B正确。
CD.分析得,在保证电路安全的前提下,当定值电阻两端电压为3V时,电路中电流最大,最大电流为
此时连入电路的阻值最小,最小阻值为
根据,此时电路总功率最大,最大总功率为
故C错误,D正确。
故选BD。
20.(2023·山东济南·中考真题)下列对教室内相关数据的估计,与实际相符的是( )
A.新的白色粉笔的长度约10mm
B.教室内较为舒适的温度约26℃
C.教室内空调的额定电流约10A
D.从地上捡起签字笔做功约0.1J
【答案】BCD
【详解】A.一支新的白色粉笔的长度约10cm,故A不符合题意;
B.人体的正常体温大约是37℃,教室内较为舒适的温度约26℃,故B符合题意;
C.教室内空调的功率约为2000W,教室内空调的额定电流约
故C符合题意;
D.一支签字笔的质量约为15g,从地上捡起签字笔在力的方向上移动距离约80cm,从地上捡起签字笔做功
W=Gh=mgh=15×10-3kg×10N/kg×0.8m=0.12J
故D符合题意。
故选BCD。
21.(2023·山东日照·中考真题)如图甲所示的电路中,为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关后,调节滑动变阻器R的阻值,根据记录的数据,作出电压表与电流表读数关系图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压
B.电流表读数为时,滑动变阻器阻值
C.定值电阻
D.滑动变阻器的阻值为零时,定值电阻的功率
【答案】ABD
【详解】A.定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流,由电路图知,当变阻器所在的支路断路时,电路中的电流为零,电压表测量电源电压,示数为1.50V,所以电源电压为1.50V,故A正确;
BC.根据图乙可知,当电压表示数为1.00V时,电路的电流最大为0.40A,根据欧姆定律可知滑动变阻器的阻值为
根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压为
U0=U-UV=1.50V-1.00V=0.50V
根据欧姆定律可知
故B正确,C错误;
D.滑动变阻器的阻值为零时,电路为定值电阻的简单电路,定值电阻的功率
故D正确。
故选ABD。
22.(2023·山东潍坊·中考真题)某同学连接了如图所示电路,电源电压恒为18V,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“”,小灯泡标有“6V 3W”字样。不考虑灯丝电阻的变化,在确保电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电路允许通过的最大电流是0.5A B.电压表示数的变化范围是3~6V
C.小灯泡消耗电功率的最小值是0.75W D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是
【答案】AC
【详解】由电路图可知,灯泡L和滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
ABD.灯泡正常发光时的电压UL=6V,功率PL=3W,由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流为
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程是0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以,电路中的最大电流为
I大=IL=0.5A
此时电压表的示数最小,变阻器接入电路中的电阻最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表的最小示数为
由可得,滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
由题意知,不考虑灯丝电阻的变化,则灯泡的电阻为
当滑动变阻器两端电压最大,即电压表的示数UR大=15V时,灯泡两端的电压最小为
此时电路中的最小电流为
此时变阻器接入电路中的电阻阻值最大为
由60Ω<100Ω可知,电路中的最小电流为0.25A,滑动变阻器接入电路中的最大阻值为60Ω,电压表的最大示数为15V,所以,电压表示数变化范围是12V~15V,电流表示数变化范围是0.25A~0.5A,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是24Ω~60Ω,故A正确,BD错误;
C.当电路中的电流最小时,小灯泡消耗电功率最小,则由可得,小灯泡消耗电功率最小值为
故C正确。
故选AC。
23.(2023·山东滨州·中考真题)某小组在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中,发现电压表只有0~3V量程完好,正确连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,测得三组数据记录在表一中同学们分析数据,发现小灯泡不能正常发光。讨论后重新连接电路,再次测得三组数据记录在表二中。下列分析正确的是( )
表一
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
1
1.5
0.16
2
2.5
0.22
3
3
0.24
表二
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
4
3
0.24
5
2.2
0.28
6
1.5
0.30
A.电源电压为6V
B.小灯泡的额定电压为3V
C.小灯泡正常发光时的电阻为20Ω
D.小灯泡正常发光消耗的电功率为1.064W
【答案】AD
【详解】由于该实验为测量小灯泡电功率的实验,故该电路应设计为串联电路。分析两表数据,可以发现,表一电压表示数变大,电流表数据变大;表二电压表示数变小,电流表示数变大,可推测出,表一电压表测量灯泡两端电压,表二电压表测量滑动变阻器两端电压。
结合两表数据可知,由得,当电压表为3V时,可得灯泡和滑动变阻器电阻相等为
根据电路电流处处相等,由得,电源电压为
由题意知小灯泡正常发光时电流为0.28A,此时滑动变阻器两端的电压为2.2V,根据串联电路电压特点,电源电压等于个部位电压之和,可得,小灯泡的额定电压为
根据得,小灯泡正常发光时得电功率为
故选AD。
三、填空题
24.(2023·山东德州·中考真题)如图所示,某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡,已知定值电阻与阻值相等,“低温挡”正常工作时的功率为,则的阻值为 。在标准大气压下,用“高温挡”加热初温为15℃、质量为的水,该过程消耗的电能为 ,若产生的热量全部被水吸收,则水的温度升高了 ℃。
【答案】 50 85
【详解】[1][2][3]当开关S1、S2均闭合时,R1被短路,电路中只有R2工作,当开关S2闭合,S1断开时,R1、R2串联;根据
可知,电源电压一定时,总电阻越大,总功率越小,故当开关S2闭合,S1断开时,R1、R2串联,总电阻最大,总电功率最小,为低温挡。当开关S1、S2均闭合时,R1被短路,电路中只有R2工作,此时电阻最小,此时的电功率最大,电热水壶处于高温挡;“低温挡”正常工作时,电路的总电阻为
已知R1、R2阻值相等,所以两电阻的阻值为
R1=R2=50Ω
所以高温挡的功率为
该过程消耗的电能为
若产生的热量全部被水吸收,则水吸收的热量为
所以,水升高的温度为
由计算得,水的末温是
t=t0+Δt=15℃+96.8℃=111.8℃>100℃
1标准大气压下水的沸点是100℃,所以水的末温是100℃,水实际升高的温度为
Δt′=100℃-15℃=85℃
25.(2023·山东威海·中考真题)如图所示的实验装置是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系,通过U形管内液面的高度差反映电流通过导体产生热量的多少,下列实验采用同种研究方法的是 (选填“①”或“②”)。①探究光的反射定律②探究阻力对物体运动的影响
【答案】 电阻 ②
【详解】[1]由图示知,两个阻值不同的电阻串联在电路中,通过的电流相同,所以探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
[2]导体产生热量的多少,通过U形管两侧液面高度差来反映,运用转换法。探究光的反射定律,通过光线来反映光的传播路径,应用了模型法;探究阻力对物体运动的影响,通过小车通过距离的远近来反映阻力的影响,应用转换法,故采用同种研究方法的是②。
26.(2023·山东聊城·中考真题)熔断器是根据电流超过规定值一定时间后,以本身产生的热量使其熔断的原理制成的。测得某熔断器在不同电流下的熔断时间如下表。若通过的电流为2.0A,熔断器的电阻为1Ω,则通电时间为 s时熔断器熔断,此过程中熔断器产生的热量是 J。
电流I/A
1.2
2.0
2.5
3.0
4.0
熔断时间t/s
不会熔断
40
8
4.5
2.5
【答案】 40 160
【详解】[1]由表格数据可知,电流为2.0A时,通电时间40s时熔断器熔断。
[2]熔断器产生的热量为
即40s时间内,熔断器产生的热量是160J。
27.(2023·山东菏泽·中考真题)在如图所示的电路中,电源的电压保持不变。先闭合开关S1后,再闭合开关S2,电流表的示数 ,灯泡L1的电功率 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 变大 不变
【详解】[1]如图所示的电路中,先闭合开关S1时,电路为灯泡L1的简单电路,电压表测量灯泡L1两端电压,电流表测通过灯泡L1的电流;闭合开关S1后,再闭合开关S2,灯泡L1和L2并联,此时电源的电压保持不变,电流表测干路电流,即通过灯泡L1和L2的电流之和,根据并联电路电流特点知,电流表的示数变大。
[2]闭合开关S1后,再闭合开关S2,此时电源的电压保持不变,灯泡L1和L2并联,根据并联电路特点知,通过灯泡L1的电流和L1的两端电压都不变。根据知,灯泡L1的电功率不变。
28.(2023·山东济南·中考真题)1953年我国第一条220kV高压输电线路工程破土动工,1981年500kV超高压输变电工程正式投入运行,2009年1000kV特高压交流试验示范工程投入商业运行,我国高压输电技术从“跟跑”到“领跑”,已成为中国制造的“金色名片”。为什么远距离输电的电压越来越高?原来,当电流通过输电线时,由于电流的热效应,输电线上就不可避免地有电能损失。在输电线电阻一定的情况下,要减小输电线上的电能损失,就要尽可能减小 ;为了在一定时间内输送更多的电能,就应该采用 来输电。
【答案】 输电电流 更高电压
【详解】[1][2]在输电时,尽可能减小输电电流,在输电线电阻一定的情况下,由P=I2R可知输电线上损失的功率较小,由P=UI可知,在输送电功率不变的情况下,要减小电流,必须提高电压,所以远距离输电主要采取高压输电的方式来减少线路上的电能损失。
29.(2023·山东烟台·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定不变,的阻值为,图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合时,电压表示数为,通过小灯泡的电流为 A,电源电压为 V;当只闭合时,电压表示数为,电路在内消耗的电能为 J。
【答案】 0.6 8 384
【详解】[1]如电路图甲所示,当只闭合时,灯泡与R1串联,电压表测灯泡两端电压,电压表示数为,如图乙所示,当小灯泡电压为2V时,通过电路的电流为0.6A。
[2]串联电路中电流处处相等,则电阻R1两端的电压为
根据串联电路中电压规律,电路总电压等于各部分电压之和,故电源电压为
[3] 如电路图甲所示,当只闭合时,灯泡与R2串联,电压表测灯泡两端电压,电压表示数为,如图乙所示,当小灯泡电压为4V时,通过电路的电流为0.8A。电路在内消耗的电能为
30.(2023·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻的阻值为10Ω。闭合开关,电流表A的示数为0.5A,A1的示数为0.3A,则电源电压为 V,定值电阻在1min内消耗的电能为 J。
【答案】 3 36
【详解】[1]由电路图可知,S闭合,R1、R2并联,电流表Al测电阻R1的支路电流,电流表A测干路电流。因并联电路中各支路两端电压相等且等于电源电压,所以由可得,电源电压为
[2]因并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻R2的电流为
由得,R2的阻值为
根据W=UIt得,R2在1min内消耗的电能为
W=UI2t=3V×0.2A×60s=36J
31.(2023·山东临沂·中考真题)2023年,淄博烧烤火出了圈,人们纷纷赴淄“赶烤”,满足味蕾的同时也感受到了淄博人民的热情好客。
(1)串羊肉串的钢签前端尖细,可以减小受力面积, (选填“增大”或“减小”)钢签对肉的压强,便于串肉;
(2)烤肉串的过程中,通过 的方式增加了肉的内能;肉串散发出香味表明分子 ;
(3)烧烤现场“人声鼎沸”指声音的 (选填“音调高”或“响度大”);相对于正在一路小跑上菜的服务员,坐在烧烤炉旁的顾客是 (选填“运动”或“静止”)的;
(4)为让肉串受热均匀,味道更好,部分店家使用了一种新型电烧烤炉,这种烧烤炉可在电热丝烤肉串的同时,由电动机带动肉串缓慢转动,简化电路如图所示、其中电热丝R的阻值为55Ω,电动机的额定功率为22W。该烧烤炉正常工作时,通过电热丝R的电流为 A;电动机10min消耗的电能为 J。
【答案】 增大 热传递 在不停地做无规则运动 响度大 运动 4
【详解】(1)[1]串羊肉串的钢签前端尖细,是在压力一定时,减小受力面积,从而增大压强。
(2)[2][3]烤肉串是通过高温物体给低温物体加热,是通过热传递的方式增加肉的内能;肉串散发出香味属于扩散现象,表明分子在不停地做无规则运动。
(3)[4]人声鼎沸指声音大,表明发出声音的响度大。
[5]坐在烧烤炉旁的顾客与正在一路小跑上菜的服务员之间的相对位置在变化,所以以上菜的服务员为参照物,坐在烧烤炉旁的顾客是运动的。
(4)[6]由图可知,R与电动机并联,该烧烤炉正常工作时,通过电热丝R的电流为
[7]由可知,电动机10min消耗的电能为
32.(2023·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中 (选填“dc”或“ec”)表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像;
(2)该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为 。
【答案】 ec 3∶1
【详解】(1)[1]由甲图可知,R0与R串联,电压表V1测R0两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,滑动变阻器R接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,根据串联分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,R0两端的电压变大,所以图乙dc表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像,ec表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。
(2)[2]滑片P在a点时,电路中的电阻最小,电流最大,电流,由可知,电路总功率最大,滑片P在b点时,电路中的电阻最大,电流最小,电流,由可知,电路总功率最小,则该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为
四、实验题
33.(2023·山东德州·中考真题)某同学在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时,设计了如图甲所示的实验电路,已知标有“”字样的小灯泡正常发光时的电阻约为,电源电压为,可供选用的滑动变阻器有和。
(1)为了能完成实验,应该选用的滑动变阻器是 (选填“”或“”);
(2)将滑动变阻器调至阻值最大处,闭合开关,发现 (选填“电压表”或“电流表”)无示数。通过分析发现图甲中有一根导线连接错误,请在错误连线上画“”并在图中画出那一根正确的连线;
(3)电路改正后,某次测量时电压表的示数为,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端滑动。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 ;
(4)该同学又取来的定值电阻,设计了如图丙所示的电路图,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 A时,小灯泡正常发光。此时电路的总功率为 W。
【答案】 电流表 B 9.5 0.38 4.68
【详解】(1)[1]已知标有“”字样的小灯泡正常发光时的电阻约为,由欧姆定律得到灯的额定电流约为
根据串联电路电压的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻
故选用。
(2)[2]由图可知,电压表串联在电路中,电流表和灯泡并联,电压表内阻很大,通过电路的电流很小,电流表示数几乎为零。
[3]电压表和灯泡并联,电流表串联在电路中,如图所示:
(3)[4][5]某次测量时电压表的示数为,小灯泡的额定电压是3.8V,要测量小灯泡的额定功率,应增大小灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,由串联分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路中的电阻,即将滑片向B移动,使灯泡电压等于额定电压;由图乙所示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值是0.02A,示数为0.4A,小灯泡正常发光时的电阻为
(4)[6]图丙中灯泡和电阻并联,由并联电路电压的规律可知灯泡和电阻两端的电压相等,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为
[7]小灯泡正常发光,通过灯泡的电流是0.4A,干路中的电流
I=0.4A+0.38A=0.78A
此时电路的总功率为
P=UI=6V×0.78A=4.68W
34.(2023·山东聊城·中考真题)如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,电源电压为6V;
(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:导线不交叉);
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 (选填“太小”或“太大”);
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2.2
0.28
比正常发光暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
比正常发光亮
0.90
(4)将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是 。
【答案】 太小 0.75 右 实际功率 灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]测量小灯泡的电功率,灯泡应串联接入电路,小灯泡的额定电压为2.5V电压表并联在灯泡两端且用小量程。故连接电路图如下
(2)[2]连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,根据串联分压的原理知,滑动变阻器分得电压较小,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值太小。
(3)[3]小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表用的是小量程,分度值为0.02A,通过小灯泡的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
[4]若要使小灯泡变得更亮一些,灯泡两端电压应更大一点,滑动变阻器分得的电压应小一些。根据串联分压原理知,滑动变阻器接入电路阻值应变小,故滑动变阻器的滑片应向右移动。
(4)[5]将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡的电功率越大,小灯泡的越亮,所以小灯泡的亮度是由其实际功率决定的。
(5)[6]观察表中的数据发现,当小灯泡两端电压为2.2V时,小灯泡的电阻为
当小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡的电阻为
当小灯泡两端电压为2.8V时,小灯泡的电阻为
由上分析可知,当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比在增大。虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大。
35.(2023·山东菏泽·中考真题)实验室有一只标有“”字样的灯泡,额定功率模糊不清。现欲测量其在不同电压U下的功率P,并作出灯泡的关系图线。
(1)除被测灯泡、电源、滑动变阻器、开关、导线外,实验中还需要用到的两个器材是 、 ;
(2)请把测量电路的实验原理图甲补充完整;
(3)开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应置于 端;
(4)某同学作出灯泡的图线如图乙所示,则该灯泡的额定功率为 W,正常发光时的电阻为 。
【答案】 电压表 电流表 A 0.9 6.9
【详解】(1)[1][2]测量小灯泡的电功率,需要测量小灯泡的电压和通过它的电流,用到电压表和电流表。
(2)[3]图甲中电路中需要串联一个电流表,电压表和灯泡并联,如图所示:
(3)[4]为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应置于阻值最大处,即A端。
(4)[5][6]灯泡的额定电压是2.5V,此时
U2=(2.5V)2=6.25V2
由图乙可知对应的电功率是0.9W,该灯泡的额定功率为0.9W。由可知正常发光时的电阻为
36.(2023·山东济宁·中考真题)电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同()。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制 和 相等;
(2)通电一段时间后,通过观察 来比较电流做功多少;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝 (选填“”或“”)做的功多;
(4)若两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则10s内电流通过做的功为 J。
【答案】 电流 时间 温度计的示数 12
【详解】(1)[1][2]如图所示,探究电功跟电压、电流和时间关系时,将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制通过的电流和经过的时间相等。
(2)[3] 通电一段时间后,通过观察温度计的示数计算出两个玻璃瓶中煤油温度的变化量,温度升高越多,说明煤油吸热越多,即可说明电流做功越多。
(3)[4] 通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝做功较多,因为,根据串联电路分压特点可知,电阻越大两端电压越大,即两端的电压较大;根据可知,在电流和时间相等时,电压越大电功越大。
(4)[5]根据题意可知,10s内电流通过做的功为
37.(2023·山东泰安·中考真题)物理实验小组连接了如图甲所示的电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有:电源(可选电压为4.5V、6V),规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器一个,小灯泡(额定电压为2.5V,额定功率小于0.75W)一个,电压表、电流表各一个,开关、导线若干。
(1)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线);
(2)正确连接电路后,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电源电压为 V,小灯泡的额定功率为 W;
(3)变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18A,电压表示数如图乙所示为 V,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(4)该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电压表、等器材,测量额定电压为的小灯泡L的额定功率,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表 (选填“”或“”)的示数为,同时读出另一个电压表的示数,记为U;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率 。
【答案】 4.5 0.5 1.8 10 V1
【详解】(1)[1]由图可知,电压表被串联在电路中,正确做法是将其正极导线,接在灯泡正极,负极导线接在灯泡负极,使其并联在灯泡两侧,如图所示:
(2)[2][3]由题意知,小灯泡与滑动变阻器串联,小灯泡额定电压为2.5V,额定功率小于0.75W,由得
小灯泡额定电流不能大于0.3A,变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光,根据欧姆定律得
变阻器此时分得电压应低于3V,根据串联电路电压特点,电源电压等于各部分电压之和,为保证灯泡正常工作,所以电源电源应选择4.5V,则此时滑动变阻器分得电压为
由得,此时经过变阻器电流为
根据串联电路电流处处相等可得,灯泡得额定电流为0.2A,由可得,灯泡得额定功率为
(3)[4][5]图乙可知,电压变读数为1.8V,根据得,小灯泡电阻阻值为
(4)[6]由图可知,电压表V1测灯泡两端电压,所以要测量灯泡得额定电压,应让电压表V1示数为U额。
[7] 由图可知另一个电压表V2测灯泡与定值电阻R0两端电压,示数记为U,其中定值电阻R0与灯泡串联,根据串联电路电压特点可得,定值电阻R0两端电压为
由于串联电路电流处处相等,根据得,经过定值电阻R0的电流就是电路电流,即
由得,灯泡额定功率为
38.(2023·山东枣庄·中考真题)在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图所示,三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)要探究电热与电阻的关系。应选用 组合,并将它们 接到电源两端进行实验。
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U型管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下, 。
(3)实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列实例采用研究方法与此相同的是 。
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C.研究光的传播时,引入“光线”
D.探究平面镜成像的特点
【答案】 甲、乙 串联 通过导体的电流越大,产生的热量越多 B
【详解】(1)[1][2]要研究电热与电阻的关系,需要控制通过电阻的电流与通电时间相同,而电阻的阻值不同,因此选用甲和乙组合,将它们串联接到电源两端进行实验。
(2)[3]乙和丙,由于串联在电路中,可知通过电路乙中5Ω电阻的电流大于通过丙中5Ω电阻的电流,当在通电时间相同的情况下,发现乙装置U型管中液面高度变化大,可知气压差越大,温度差越大,热量越多,可以得出的结论是:通过导体的电流越大,产生的热量越多。
(3)[4] A.实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,这用到了转化法,而探究电流与电压、电阻的关系时,用到的方法是控制变量法,故A不符合题意;
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布时,磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少,故B符合题意;
C.研究光的传播时,引入“光线”,这是模型法,故C不符合题意;
D.探究平面镜成像的特点,用到的是替代法,故D不符合题意。
故选B。
五、综合题
39.(2023·山东东营·中考真题)小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示,其内装有4kg导热油,转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换,图乙是其内部电路原理图,其中四个发热电阻阻值相同。
(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于 位置(选填“1”“2”或“3”)。
(2)已知中温挡额定功率为1000W,求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。 、
(3)使用高温挡正常工作5min,导热油温度由15℃升高到75℃,若消耗的电能有84%被导热油吸收,求导热油的比热容。
(4)根据所学的电学知识,请你提出一条安全使用电暖器的建议。
【答案】 1 48.4Ω 2000W 2.1×103J/(kg·℃) 大功率电器要接地线(合理即可)
【详解】(1)[1]由电路图可知,开关处于1位置时,两个R串联,总电阻为2R,开关处于2位置时,是一个R的简单电路,开关处于3位置时,两个R并联,总电阻为。根据可知,当开关处于1位置时,为低温挡,当开关处于2位置时,为中温挡,当开关处于3位置时,为高温挡。
(2)[2]中温挡时,根据可知
[3]高温挡功率为
(3)[4] 高温挡正常工作5min产生的热量为
导热油吸收的热量为
导热油的比热容为
(4)[5] 为了安全,大功率用电器应接地线,以防触电。
40.(2023·山东日照·中考真题)为了节约能源,我市一些公共场所改用光控开关控制照明系统,光控开关可用光敏电阻控制,某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线如图甲所示。光的照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为勒克斯(lx)。
某学校科学探究小组的同学设计了图乙所示的电路,利用图甲特性的光敏电阻测量光的照度。图乙中定值电阻。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)开关闭合后,读取电压表、的示数分别为3.0V、4.2V。求:
①定值电阻的电功率( );
②光敏电阻中的电流( );
(3)该科学探究小组的同学通过共同研究,利用该光敏电阻进一步设计了图丙所示的照明系统控制电路,电源电压为12V。当天色渐暗,照度降低至1.0(lx)时控制开关会自动启动照明系统,此时光敏电阻两端的电压等于2V。
①请分析此控制电路中电流与光的照度的变化关系;( )
②求电路中定值电阻R的阻值。( )
【答案】 左 光的照度越大,控制电路的电流越大 100kΩ
【详解】(1)[1]开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,即滑片应置于最左端。
(2)[2]由图乙可知,电压表V1测的是定值电阻R0的两端电压,电压表V2测的是光敏电阻RG的两端电压。根据可得,定值电阻R0的电功率为
[3]根据可得,通过定值电阻R0的电流为
由图乙可知,R0和RG串联在同一支路上,通过的电流相等,故通过光敏电阻RG中的电流为。
(3)①[4]由图丙可知,光敏电阻与定值电阻串联在控制电路中,由图甲可知,当光的照度增大时,光敏电阻的阻值变小,控制电路的总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,控制电路的电流变大。
②[5]当天色渐暗,照度降低至1.0(lx)时,由图甲可知,此时光敏电阻的阻值为RG1=20kΩ,此时光敏电阻RG两端的电压等于2V,根据欧姆定律可得,此时控制电路的电流为
根据串联电路特点和欧姆定律可得,电路中定值电阻R的阻值为
六、计算题
41.(2023·山东淄博·中考真题)如图甲为一款养生壶,其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V,R1、R2均是发热电阻,其中R2=506。养生壶正常工作时,开关置于“1”为加热挡,电路中电流为5A;开关置于“2”为保温挡。求:
(1)当开关置于“1”时,R1的阻值及R1消耗的电功率;
(2)当开关置于“2”时,养生壶1min消耗的电能;
(3)将壶内500g的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量。[]
【答案】(1)44Ω,1100W;(2);(3)
【详解】解:(1)当开关置于“1”时,电路为R1的简单电路,由欧姆定律可知,R1的阻值
由P=UI=12R得,R1消耗的电功率
(2)当开关置于“2”时,电阻R1和R2串联,电路的总电阻
养生壶1min消耗的电能
(3)养生壶加热时,水吸收的热量
答:(1)当开关置于“1”时,R1的阻值为44Ω,R1消耗的电功率为1100W;
(2)当开关置于“2”时,养生壶1min消耗的电能为;
(3)水吸收的热量为。
42.(2023·山东德州·中考真题)如图甲所示,电源电压U保持不变,当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片从最右端滑向中点过程中得到电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。闭合开关S1、S3,断开S2,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路的总功率为15W。已知R2=2R1,求:
(1)定值电阻R1的阻值;
(2)R0的最大阻值和电源电压U;
(3)定值电阻R3的阻值及整个电路的最大功率。
【答案】(1)10Ω;(2)10V;(3)20W
【详解】解:(1)只闭合S1时,R0与R1串联,电压表V测R1两端的电压,电流表A测串联电路中的电流,由乙图可知,R1的阻值
(2)只闭合开关,滑片位于最右端时,电源电压
……①
滑片位于R0中点时,电源电压
……②
联立①②两式解得
即R0的最大阻值为30Ω,电源电压为10V。
(3)由题意可知
闭合开关S1和S3,断开开关S2,滑动变阻器滑片滑到最左端时,R1和R3并联,则
所以R3的阻值
当滑片位于最左端,开关S1、S2、S3都闭合时,R1、R2、R3并联,此时电路总电阻最小,电路总功率最大,整个电路的最大功率
答:(1)定值电阻R1的阻值为10Ω;
(2)R0的最大阻值和电源电压为10V;
(3)定值电阻R3的阻值及整个电路的最大功率为20W。
43.(2023·山东德州·中考真题)今年一季度,我国汽车出口量全球第一,电动汽车贡献非常大。如图所示为某型号电动汽车运动的图像,它在第10秒时速度达到,然后以的速度做匀速直线运动。已知该车质量为,以的速度运动时所受阻力为该车重力的0.1倍,,不计机械摩擦。
(1)已知物体运动的图像与时间轴围成的面积大小等于路程的大小。则在内,该车通过的路程与的关系为?
(2)该汽车以的速度匀速直线行驶了,该过程中加在电动机上的电压为,通过的电流为,求电动机的效率为多少?
(3)求该车电动机的线圈电阻是多少?
【答案】(1)大于;(2)72%;(3)1.4Ω
【详解】解:(1)因为物体运动的图像与时间轴围成的面积大小等于路程的大小,由图可知三角形面积为
该车通过的图形面积大于三角形的面积,所以该车通过的路程大于。
(2)根据二力平衡知识,汽车匀速直线运动时受到的牵引力
根据,汽车行驶的路程
汽车牵引力做功即为有用功
消耗的电能即为总功
电动机的效率
(3)由题意可知,不计机械摩擦损失,电动机线圈产生的热量即为额外功
由焦耳定律得,电动机线圈电阻
答:(1)该车通过的路程大于;
(2)电动机的效率为72%;
(3)该车电动机的线圈电阻是1.4Ω。
44.(2023·山东威海·中考真题)小明家的电热水器,铭牌参数如表所示,速热挡位功率模糊不清。工作电路如图甲所示,其内部有两个电热丝(阻值不变),通过控制开关,可以实现速热、加热、保温三个功能(速热功率大于加热功率)。
(1)计算的阻值。
(2)在用电高峰期,小明关闭其他用电器,只让电热水器处于速热挡位工作,观察如图乙所示电能表,发现1.5分钟内脉冲灯闪烁了80次,请计算此时小明家的实际电压。
(3)小明调查发现,小区居民用电是由附近的配电室提供。为研究家庭电路电压偏低的原因,小明设计如图丙所示的电路进行模拟实验:用学生电源模拟配电室:用小灯泡L()模拟家庭用电器:由于配电室距离居民楼较远,故选用约长的细导线模拟配电室到用户间的输电线。连接电路闭合开关,调节学生电源输出电压为,此时电压表示数为。要使小灯泡L正常工作,应将学生电源的输出电压调到多少?请根据以上实验,分析解决家庭电路实际电压偏低的方法。(忽略温度对导线和灯丝电阻的影响)
表
额定电压
220V
速热
加热
1100W
保温
100W
容积
60L
【答案】(1)44Ω;(2)200V;(3)3.6V;减小输电线导线电阻
【详解】解:由图甲可知,当闭合,接1时,、并联;当闭合,接2时,短路,电路为的简单电路;当断开,接2时,、串联;根据,U一定时,总电阻R越小,电路的电功率P越大,当闭合,接1时,、并联,为速热挡;当闭合,接2时,短路,电路为的简单电路,为加热挡;当断开,接2时,、串联,为保温挡。
(1)当闭合,接2时,短路,电路为的简单电路,为加热挡,的阻值为
(2)当断开,接2时,、串联,为保温挡,此时电路的总电阻为
的阻值为
处于速热挡时,消耗的电功率为
速热挡的电功率为
处于速热挡时,电路的总电阻为
脉冲灯闪烁了80次,电热水器速热挡工作消耗的电能为
电热水器速热挡工作的实际电功率
根据的实际电压
解得
(3)灯泡的电阻为
电压表示数为,电路的电流为
导线与灯泡串联,导线分到的电压为
导线的电阻为
则电路的总电阻为
小灯泡L正常工作时电路的电流为
则电源电压为
解决家庭电路实际电压偏低有提高配电室输出电压、减小输电线导线电阻(缩短配电室到居民楼距离、增大输电线横截面积)等方法。
答:(1)的阻值为44Ω;
(2)小明家的实际电压为200V;
(3)要使小灯泡L正常工作,应将学生电源的输出电压调到3.6V;解决家庭电路实际电压偏低有提高配电室输出电压、减小输电线导线电阻(缩短配电室到居民楼距离、增大输电线横截面积)等方法。
45.(2023·山东聊城·中考真题)如图所示,电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。小灯泡L标有“6V 1.2W”字样,为10Ω的定值电阻,滑动变阻器R铭牌上标有“■Ω 1A”字样(电阻值已模糊不清),电压表使用的量程为0~3V,电流表使用的量程为0~0.6A。闭合所有开关,小灯泡正常发光,此时滑动变阻器的滑片在最右端,滑动变阻器的电功率为0.72W。求:
(1)滑动变阻器R铭牌上标注的电阻值;
(2)当开关、闭合,、断开时,小灯泡的实际功率;
(3)当开关、闭合,、断开时,在不损坏各电路元件的情况下,电路中允许通过的最大电流。
【答案】(1)50Ω;(2)0.675W;(3)0.3A
【详解】解:(1)由图可知,闭合所有开关,灯泡L与滑动变阻器R并联,电流表测量通过滑动变阻器的电流;根据并联电路的电压特点可知,电源电压
U=UR=UL=6V
此时滑动变阻器的滑片在最右端,接入电路的阻值最大,滑动变阻器的最大阻值
(2)由图可知,当开关S1、S3闭合,S2、S4断开时,灯泡与R0串联,小灯泡的电阻
根据串联电路特点和欧姆定律可知,电路中的电流
小灯泡的实际功率
PL′=I2RL=(0.15A)2×30Ω=0.675W
(3)由图可知,当开关S2、S4闭合,S1、S3断开时,滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电压表测量R0两端的电压;根据电压表量程可知,R0两端的最大电压U0大=3V,电路中的最大电流
根据题意可知,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以在不损坏各电路元件的情况下,电路中允许通过的最大电流额为0.3A。
答:(1)滑动变阻器R铭牌上标注的电阻值为50Ω;
(2)当开关S1、S3闭合,S2、S4断开时,小灯泡的实际功率为0.675W;
(3)当开关S2、S4闭合,S1、S3断开时,在不损坏各电路元件的情况下,电路中允许通过的最大电流为0.3A。
46.(2023·山东菏泽·中考真题)如图所示为某用电器内部简化电路,电源的电压不变,定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为。闭合开关S后,求:
(1)电路中电流I的变化范围;
(2)滑动变阻器的电压与电流I的关系式;
(3)当滑动变阻器的电功率时,接入电路的阻值。
【答案】(1)0.4A~2A;(2)U2=6V-I×3Ω;(3)9Ω或1Ω
【详解】解:(1)由图可知,闭合开关S,当滑片移到最左端时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,由欧姆定律可知,电路中的电流最大为
当滑片移到最右端时,R1与R2串联接入电路,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知,电路中的电流最小为
所以电路中电流的变化范围是0.4A~2A。
(2)设电路中的电流为I,则R1两端的电压为
U1=IR1=I×3Ω
则R2两端的电压为
U2=U-U1=6V-I×3Ω
所以滑动变阻器R2的电压U2与电流I的关系式为:U2=6V-I×3Ω
(3)由P=UI可知,当滑动变阻器R2的电功率P2=2.25W时,P2= U2I,则
(6V- I×3Ω)×I=2.25W
解得电路中的电流为I1=0.5A或I2=1.5A。
①当电路中的电流I1=0.5A时,R2两端的电压为
U2′=6V-I×3Ω=6V-3Ω×0.5A=4.5VR2接入电路中的阻值为
②当电路中的电流I1=1.5A时,R2两端的电压为
U2′′=6V-I×3Ω=6V-3Ω×1.5A=1.5VR2接入电路中的阻值为
所以当滑动变阻器R2的电功率P2=2.25W时,R2接入电路的阻值为9Ω或1Ω。
答:(1)电路中电流I的变化范围为0.4A~2A;
(2)滑动变阻器R2的电压U2与电流I的关系式为U2=6V-I×3Ω;
(3)当滑动变阻器R2的电功率P2=2.25W时,R2接入电路的阻值为9Ω或1Ω。
47.(2023·山东济南·中考真题)传感器(transducer)是一种能感受被测量信息并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置。图甲是一种常用压力传感器的原理电路图,电源电压恒定,R1为电阻器,压力感应板A和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,压力感应板A、B之间由绝缘弹簧相连,其间有可伸缩的导线。闭合开关S,不对压力感应板A施加力时,滑动变阻器R2的滑片P恰在其最上端,电流表、电压表的示数如图乙所示;当在压力感应板A上施加一个5N的压力F时,电流表的示数变为0.3A。通过计算回答:
(1)电阻器R1的电阻值是多少?
(2)此时电压表的示数是多少?
(3)此时滑动变阻器R2消耗的电功率是多少?
【答案】(1);(2)1.8V;(3)0.36W
【详解】解:(1)分析电路图可知,电阻R1和滑动变阻器R2串联,开始时R2阻值为0,电源电压U=3V;由欧姆定律可得,电阻器R1的电阻值
(2)当电流表的示数变为0.3A时,由欧姆定律可得,此时电压表的示数
(3)此时滑动变阻器两端电压
此时滑动变阻器R2消耗的电功率
答:(1)电阻器R1的电阻值是6Ω ;
(2)此时电压表的示数是1.8V;
(3)此时滑动变阻器R2消耗的电功率是0.36W。
48.(2023·山东潍坊·中考真题)恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门,图示为某恒温箱的工作原理图。S为电源开关,通过控制温控开关可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压,、是电热丝,,“加热”时恒温箱的电功率。将恒温箱两气孔封闭,闭合开关S,置于“加热”挡位,箱内温度从升至设定的恒温温度,用时130s,该段时间内的加热效率。恒温箱的容积,箱内空气密度,箱内空气的比热容。求:
(1)“保温”时恒温箱的电功率;
(2)电热丝的阻值;
(3)恒温箱的恒温温度。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)由图可知,当闭合开关S,温控开关S1置于右边两个触点时,R1和R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,恒温箱处于加热挡,当闭合开关S,温控开关S1置于左边触点时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,总功率最小,恒温箱处于保温挡,“恒温”时恒温箱的电功率为
(2)由于并联电路中各用电器的电功率之和等于电路的总功率,则加热挡工作时R2的电功率为
由可知,R2的阻值为
(3)由可知,恒温箱消耗的电能为
由可知,恒温箱内气体吸收的热量为
由可知,恒温箱内气体的质量为
由可知,恒温箱的恒温温度为
(1)“保温”时恒温箱的电功率为;
(2)电热丝的阻值为;
(3)恒温箱的恒温温度为。
49.(2023·山东济宁·中考真题)在如图所示的电路中,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,定值电阻,滑动变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合,滑动滑片P,使变阻器电阻,此时电压表示数为10V。若电源电压不变,不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)电源电压;
(3)只闭合,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,电路消耗的总功率范围。
【答案】(1)12Ω;(2)18V;(3)4.5W-9W
【详解】解:(1)由
可知灯泡的电阻为
(2)只闭合S1,滑动滑片P,使变阻器电阻
此时电压表示数为10V,定值电阻为
故电源电压为
(3)已知灯泡的电阻为
当灯泡两端电压为额定电压时,其两端电压为6V,故滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小为
此时电路中的电流为
复合题意,当电压表示数最大为15V时,此时电路中滑动变阻器接入电路的阻值最大为
故滑动变阻器接入电路的阻值范围为
根据
可知电路电功率变化的范围为
即
答:(1)小灯泡的电阻为;
(2)电源电压为18V;
(3)只闭合S2,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,电路消耗的总功率范围为4.5W-9W。
50.(2023·山东烟台·中考真题)在实践活动中,物理小组计划制作一个水位显示仪,用电流表或电压表来显示蓄水池水位的高低。小组选用了电压恒为的电源、最大阻值为的均匀弧形电阻片R、多个定值电阻、量程为的电流表、量程为的电压表以及滑杆、细杆、浮子等器材。设计要求是:①电流表或电压表示数越大,表示水位越高。②当滑片滑动到电阻片的一端时,电流表或电压表示数要恰好达到满偏(量程的最大值),指针位置表示蓄水池规定的最高水位;当滑片滑动到电阻片的另一端时,电流表或电压表指针所指位置表示规定的最低水位。小明利用电流表设计了一个符合要求的装置,其中滑片P与滑杆连接,滑杆可绕固定轴O转动,另一端通过轻质细杆连接一个浮子,如图甲所示。求:
(1)当水位最高时,滑片应该滑到a端还是b端?小明选用的定值电阻的阻值为多少?
(2)当水位最低时,电流表的示数为多少?此时电路中消耗的功率为多少?
(3)另一个同学想用电压表显示水位高低,他拆下装置中的电流表,将电压表连接到电路中,如图乙所示。请分析说明他的设计是否符合要求?如果符合,说明理由;如果不符合,提出能够达到设计要求的具体改进方法。
【答案】(1)b端,;(2)0.2A,0.4W;(3)不符合,改进设计的方法是,把电压表并联在两端
【详解】(1)如图甲所示,当水位最高时,滑片应该滑到b端;此时,电路中只有定值电阻,电流最大为0.6A,则定值电阻的阻值为
(2)当水位最低时,变阻器阻值最大为20Ω,此时串联,电路总电阻为
则通过电路的电流即此时电流表示数为
此时电路中消耗的功率为
(3)如图乙所示,电压表测变阻器两端电压,当水位升高时,变阻器的电阻变小,电压表的示数变小,题目要求的是水位越高,电压表的示数越大,所以他的设计不符合要求。
改进设计的方法是,把电压表并联在两端,根据串联电路中分压原理,当水位升高时,变阻器的电阻变小,变阻器两端的电压变小,两端的电压就变大,电压表示数就变大,这样就能符合题目中的设计要求。
答:(1)当水位最高时,滑片应该滑到b端,定值电阻的阻值为;
(2)当水位最低时,电流表的示数为0.2A,此时电路中消耗的功率为0.4W;
(3)另一个同学的设计不符合要求,改进设计的方法是,把电压表并联在两端。
51.(2023·山东滨州·中考真题)某科研小组用如图甲所示的电路,对由多种半导体材料混合制成的一种新材料电阻(标有2.5V字样)进行了测量。电源电压恒定不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。当闭合S和S1、断开S2,将滑动变阻器的滑片P从一端移至另一端,测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中的图象A所示。当把电压表并联在两端,闭合S和S2、断开S1,移动滑动变阻器的滑片P,测得新材料电阻电流随电压变化情况如图乙中的图象B所示。求:
(1)新材料电阻正常工作时的电功率。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)电源电压。
(4)在图甲电路中,电压表并联在两端,当闭合S和S2、断开S1时,为保证电路安全滑动变阻器连入电路的阻值范围。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【详解】解:(1)当闭合S和S2、断开S1时,电阻R3与滑动变阻器串联,由图乙可知电阻R3正常工作时的电压为2.5V,电流为0.5A,根据得,电阻R3正常工作时的电功率为
(2)当闭合S和S1、断开S2时,电阻R1与滑动变阻器串联,由图乙可知,滑动变阻器接入电路阻值最大时,电路电流为0.2A,电压表示数为3V,由得,滑动变阻器最大阻值为
(3)根据串联电路电源电压等于各部分电压之和可知
得电阻R1的阻值为
滑动变阻器接入电路阻值最小时,电路电流为0.6A,可知
解得电源电压为。
(4)当闭合S和S2、断开S1时,电阻R3与滑动变阻器串联。根据串联电路电流特点,滑动变阻器接入电阻最小时,电路电流最大,由图乙知R3最大电流为0.5A,由得,电阻R3此时的阻值为
同理可得,电路中总电阻最小为
可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值为
由题意知,滑动变阻器接入电阻最大时,已知电压表最大量程为3V。根据串联电路电压特点可知,滑动变阻器分得的最大电压为3V, 此时电阻R3分得的最小电压为1.5V。 结合图乙知此时电流表示数为0.25A,由由得,滑动变阻器接入电路的最大阻值为
所以为保证电路安全滑动变阻器连入电路的阻值范围为。
答:(1)新材料电阻正常工作时的电功率为。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)电源电压为。
(4)在图甲电路中,电压表并联在两端,当闭合S和S2、断开S1时,为保证电路安全滑动变阻器连入电路的阻值范围。
52.(2023·山东枣庄·中考真题)体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少;
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
【答案】(1)6V;(2)0.45W;(3)1200N
【详解】解:(1)由图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0与压敏电阻R串联,由图乙可知当体重计空载时,R=45,I=0.12A,则电源电压为
(2)由题图乙可知,当体重计示数为600N时,压敏电阻的阻值R'=15Ω,此时电路中电流为
定值电阻R0消耗的功率为
(3)已知电流表量程为0~0.6A,当电路中的电流最大为Imax=0.6A时,体重计测量最大体重,此时压敏电阻的阻值为
由题图乙可知,所能测量的最大体重为1200N。
答:(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为6V;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为0.45W;
(3)此体重计所能测量的最大体重为1200N。
2022年
一、单选题
1.(2022·山东德州·中考真题)在如图所示的电路中,灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。当只闭合开关时,调节滑动变阻器的滑片P,使灯泡正常发光,此时电源的电压为12V;当只闭合开关S、、时,调节电源电压和滑动变阻器,使灯泡再次正常发光,此时滑动变阻器的滑片P恰好位于最左端(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是( )
A.灯泡第一次正常发光时,两端的电压为6V
B.灯泡第一次正常发光时,接入电路中的阻值为6Ω
C.灯泡第二次正常发光时,通过的电流为1.25A
D.前后两次灯泡正常发光时,电流表的示数之比为2∶5
【答案】D
【详解】AB.根据可得,灯泡L的阻值为
只闭合开关S、,灯泡第一次正常发光,灯泡两端的电压,此时灯泡、变阻器、串联,电流表测电路电流,电路中的电流即通过灯泡的电流为
则两端的电压为
灯泡第一次正常发光时,电源电压,根据串联电路中电压的规律可知,两端的电压为
根据欧姆定律可得,接入电路中的阻值为
故AB错误;
C.只闭合开关,灯泡第二次正常发光,此时滑动变阻器的滑片P恰好位于最左端,即滑动变阻器接入电路的阻值为0,电路为与L的并联电路,电流表测干路电流。灯泡两端的电压,根据并联电路中电压的特点可知,两端的电压为
根据欧姆定律可得,通过的电流为
故C错误;
D.灯泡第二次正常发光时,通过的电流,灯泡正常发光,通过灯泡的电流,电流表示数为电路中的总电流,根据并联电路中电流的规律可得,电路中的总电流为
则前后两次灯泡正常发光时,电流表的示数之比为
故D正确。
故选D。
2.(2022·山东青岛·中考真题)下列电流做功的过程中,电能主要转化为机械能的是( )
A.电风扇吹风 B.电灯发光
C.电饭锅煮饭 D.电解水制氧
【答案】A
【详解】A.电风扇吹风,将电能转化为内能和机械能,转化为机械能的部分较多,故A符合题意;
B.电灯发光,将电能转化为内能和光能,故B不符合题意;
C.电饭锅煮饭,将电能转化为内能,故C不符合题意;
D.电解水制氧,将电能转化为化学能,故D不符合题意。
故选A。
3.(2022·山东淄博·中考真题)如图,在“探究串并联电路中电流的规律”实验中,灯泡L1和L2上分别标有“3.8V 0.2A”和“3.8V 0.3A”字样。闭合开关两灯均发光(灯泡的电阻不受温度影响),则( )
A.两灯串联 B.电流表A1测灯L1的电流
C.灯L1比L2暗 D.电流表A2的示数为0.5A
【答案】C
【详解】A.由图知道,电流从电源的正极流出,经开关后分为两支,一支经过灯泡L1和A2,另一支经过电流表A1和灯泡L2,汇合到电源的负极,所以,两灯泡并联,故A不符合题意;
B.由图知道,电流表A1和灯泡L2在一条支路上,测量的是灯泡L2的电流,故B不符合题意;
C.两灯泡L1和L2分别标有“3.8V 0.2A”和“3.8V 0.3A”字样,由可知灯泡L1的电阻大于L2的电阻,由于两灯并联,两端的电压相等,由知道,灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率,即灯L2更亮,故C符合题意;
D.由图知道,电流表A2串联的是灯泡L1的电流,根据标有 “3.8V 0.3A”字样知道,允许通过的最大电流是0.3A,故D不符合题意。
故选C。
4.(2022·山东东营·中考真题)下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.课桌的高度约为 B.饮水杯的质量约为
C.人感觉舒适的室温约为25℃ D.台灯的功率约为
【答案】C
【详解】A.普通中学生的身高约为1.6m,即16dm,课桌的高度约为中学生身高的一半,即0.8dm,故A不符合题意;
B.一瓶普通的矿泉水的体积约为500mL=500cm3,由可知,一瓶普通的矿泉水的质量为
若饮水杯的质量约为,相当于十瓶普通矿泉水的质量,不符合实际,故B不符合题意;
C.人体正常体温在37℃左右,感觉舒适的温度比人体温度低,约25℃左右,故C符合题意;
D.台灯工作时电流约为0.2A,所以台灯的功率约为
故D不符合题意。
故选C。
5.(2022·山东济南·中考真题)在电路中,把电能转化为其他形式能的是( )
A.电源 B.开关 C.用电器 D.电能表
【答案】C
【详解】ABC.电源在电路是可提供电能,开关可控制电路的通断;用电器是消耗电能的装置,工作过程中将电能转化为其它能量,故AB不符合题意,C符合题意;
D.电能表是计量用电器消耗电能多少的装置,故D不符合题意。
故选C。
6.(2022·山东聊城·中考真题)如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后,左侧形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是( )
A.形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B.通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C.右边容器中的电阻比左边容器中的电阻小
D.通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
【答案】D
【详解】A.电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但容器中空气的温度变化导致容器中空气体积的变化,即可以通过U形管液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法,故A正确,不符合题意;
B.由图可知两个电阻串联在一起,根据串联电路中电流的规律可知,通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同,故B正确,不符合题意;
C.由电路图可知两电阻串联,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流大小相等,根据Q=I2Rt可知,当通电时间和通电电流相同时,电阻越大产生的热量就越多,形管中液面高度差就越高,所以可得右边容器中的电阻比左边容器中的电阻小,故C正确,不符合题意;
D.两个容器中的通电电流和通电时间相同,电阻大小不同,由Q=I2Rt可知,电流通过两个电阻产生的热量不同,两个容器中空气吸收的热量不同,故D错误,符合题意。
故选D。
7.(2022·山东聊城·中考真题)以下说法正确的是( )
A.只有正电荷的定向移动才能形成电流
B.金属容易导电是因为内部有大量电子
C.导体的电阻越大,导体对电流的阻碍作用越大
D.电流通过用电器产生的热量等于消耗的电能
【答案】C
【详解】A.电荷的定向移动形成电流,不管是正电荷还是负电荷只要是发生定向移动都能形成电流,故A错误;
B.金属容易导电,是因为金属内部有大量的自由电子,自由电子定向移动时可以形成电流,故B错误;
C.电阻表示导体对电流阻碍作用的大小,导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大,故C正确;
D.用电器把电能转化成了各种形式的能,而内能只是其中的一种,故D错误。
故选C。
8.(2022·山东临沂·中考真题)图甲所示电路,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中,两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为0.625W B.电路的最大总功率为1.2W
C.小灯泡的灯丝阻值越来越小 D.R的阻值变化范围为20Ω~8Ω
【答案】A
【详解】由电路图知,小灯泡与滑动变阻器串联在电路中,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由图乙知,电压表示数为2.5V时,电路中的电流为0.25A,此时小灯泡正常工作,其额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
故A正确;
B.小灯泡正常工作时,电路中的电流最大,电路的总功率最大为
P总=UI额=4.5V×0.25A=1.125W
故B错误;
C.由图甲知,滑片向左滑动过程中,变阻器接入电路的阻值变小,电路中的总电阻变小,电路的电流变大,由图乙知,随着电压增大,电流也增大,而电压的增加量比电流的大,据欧姆定律知,随着电压增大,小灯泡的灯丝电阻变大,故C错误;
D.由图乙知,变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小为0.08A,此时电压表示数为0.5V,即小灯泡两端的电压为0.5V。变阻器两端的电压
U滑1=U-U1=4.5V-0.5V=4V
滑动变阻器的最大阻值
电路中的电流最大时,变阻器两端的电压
U滑2=U-U额=4.5V-2.5V=2V
变阻器接入电路的阻值最小为
所以变阻器接入电路的阻值为50Ω~8Ω,故D错误。
故选A。
9.(2022·山东临沂·中考真题)一个标有“220V 1100W”的电热器,当通过它的电流为4A时,它的实际功率为( )
A.176W B.704W C.880W D.1100W
【答案】B
【详解】一个标有“220V 1100W”的电热器,则该电热器的电阻为
当通过它的电流为4A时,它的实际功率为
故B符合题意。
故选B。
10.(2022·山东临沂·中考真题)如图所示电路,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动一小段距离的过程中( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变小
C.灯泡的功率变大 D.电路总功率变大
【答案】D
【详解】AD.由图可知灯与滑动变阻器并联,电流表测干路上的总电流,根据并联电路中电流的规律可知,当滑动变阻器的滑片从最右端向左移动时,电阻减小,这一条支路上的电流增大,所以干路上电流表的示数增大,根据电功率公式P=UI可知,电路的总功率增大。故D符合题意,A不符合题意;
B.由图可知电压表测电源两端的电压,电源电压保持不变,所以电压表示数不变,故B不符合题意;
C.根据并联电路的特点各支路独立工作互不影响可知,灯泡的电功率不变,故C不符合题意。
故选A。
11.(2022·山东泰安·中考真题)如甲图所示,灯泡标有“”字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器标有“”字样,电压表的量程为,电流表的量程为,定值电阻的电流随电压变化的图像如乙图所示。在保证电路安全和电表不超量程的情况下,当闭合开关、、时,通电30s,电路中电流所做的功为;当闭合开关,断开开关、时,灯泡的实际功率为;当闭合开关、,断开开关时,定值电阻消耗的最小功率为。下列说法中( )
①灯泡的电阻为 ②电源电压为 ③ ④
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①②正确 D.只有①③④正确
【答案】A
【详解】①因为灯泡标有“”字样,由知道,灯泡正常发光时的电阻
故①正确;
②由图乙知道,当R2两端电压是8V时,通过的电流是0.5A,由欧姆定律知道,R2的电阻为
由图知道,当闭合开关、、时,是R2的简单电路,由于通电30s,电路中电流所做的功为,故
由以上两式解得,电源电压
U=8V
故②错误;
③由图知道,当闭合开关、,断开开关时,R1与R2串联,所以,当滑动变阻器全部接入电路时,电路的电流最小,此时电流大小是
定值电阻消耗的功率最小,为
故③错误;
④当闭合开关,断开开关、时,灯泡与R2串联,则灯泡的实际功率为
故④正确。
综上所述,A正确。
故选A。
12.(2022·山东济宁·中考真题)如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U﹣I图像。下列分析不正确的是( )
A.当L1两端的电压为100V时,其实际功率为20W
B.当通过L2的电流为0.45A时,其1min消耗的电能为4320J
C.将L1、L2串联,若L1两端的电压为40V,则L2的功率为8W
D.将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5A,则L1的功率为66W
【答案】C
【详解】A.当L1两端的电压为100V时,根据图像可知,通过L1的电流为0.2A,其实际功率为
P1=U1I1=100V×0.2A=20W
故A正确,A不符合题意;
B.当通过L2的电流为0.45A时,根据图像可知,L2两端的电压为160V,其1min消耗的电能为
W=U2I2t=160V×0.45A×60s=4320J
故B正确,B不符合题意;
C.将L1、L2串联,若L1两端的电压为40V,由图像可知,通过灯泡L1的电流为0.1A,串联电路电流处处相等,通过灯泡L2的电流也为0.1A;由图像可知,此时灯泡L2两端的电压为20V,则L2的功率为
P2=U'2I'2=20V×0.1A=2W
故C错误,C符合题意;
D.将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5A,由图像可知,L2两端的电压为220V,并联电路各支路两端电压相等,灯泡L1两端的电压也为220V;由图像可知,通过L1的电流为0.3A,则L1的功率为
P'1=U'1I'1=220V×0.3A=66W
故D正确,D不符合题意。
故选C。
二、多选题
13.(2022·山东滨州·中考真题)某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路如图甲所示,电热丝,。小滨为测量电热壶的实际功率,他把家中的其它用电器都与电源断开,仅让电热壶工作,1min内电能表(如图乙)的转盘转动了16转。【不考虑热量损失,已知水的比热容】。下面说法正确的是( )
A.开关S接“2”时,电热壶为“加热”挡位
B.电热壶的正常加热功率为100W
C.电热壶将1kg的水从25℃加热到75℃,需要正常工作210s
D.测量时电热壶的实际加热功率为800W
【答案】CD
【详解】A.由电路图可知,开关S接“1”时电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,处于加热挡,开关S接“2”时R1与R2串联,电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,处于保温挡,故A错误;
B.电热壶的正常加热功率为
故B错误;
C.1kg的水从25℃加热到75℃吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(75℃-25℃)=2.1×105J
不考虑热量损失,消耗的电能
W=Q吸=2.1×105J
需要正常工作时间
故C正确;
D.转盘转动16转消耗电能
电热壶的实际加热功率
故D正确。
故选CD。
14.(2022·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压恒定不变,开关闭合后,当滑动变阻器的滑片P由最右端向中点滑动时。下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数不变,电压表V示数不变
B.电流表A1示数变大,灯泡L的亮度不变
C.电流表A2示数变大,电压表V示数不变
D.电压表V示数与电流表A1的示数之比变大
【答案】BC
【详解】灯泡与滑动变阻器串联,电流表A1测量滑动变阻器的电流,电流表A2测量干路电流;
A.当滑动变阻器的滑片P由最右端向中点滑动时,滑动变阻器接入的阻值变小,电源电压不变,故电流表A1的示数变大,故A错误;
B.电流表A1的示数变大,灯泡两端的电压等于电源电压,灯泡两端的电压不变,灯泡L的亮度不变,故B正确;
C.电流表A1的示数变大,通过灯泡L的电流不变,电流表A2测量干路电流,故总电流变大,电流表A2示数变大,电压表测量电源电压,电压表的示数不变,故C正确;
D.电压表V示数与电流表A1的示数之比为滑动变阻器的阻值,电压表V示数与电流表A1的示数之比变小,故D错误。
故选BC。
三、填空题
15.(2022·山东德州·中考真题)如图是定值电阻R与灯泡L的图像。当定值电阻R两端电压为2V时,电阻R的电功率为 W;若将它们串联在电源电压为7V的电路中,灯泡L的电阻是 Ω,电阻R与灯泡L消耗的电能之比为 。
【答案】 0.8 12.5 2∶5
【详解】[1]由图可知,当定值电阻R两端的电压时,通过R的电流,则R的电功率
[2]R与灯泡L串联接入电路,电路中电流相当,两用电器两端电压和为电源电压,由图可知,当电路中的电流时,R两端的电压,灯泡L两端的电压,此时电源电压,灯泡L的电阻
[3]R与L消耗的电能之比
16.(2022·山东威海·中考真题)如图所示,电源电压恒为12V,,滑动变阻器的规格为“”,电流表的量程为“”,小灯泡上标有“”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合,S1、S2断开,小灯泡正常发光,则通电电流通过滑动变阻器产生的热量为 J;当S、S1、S2都闭合,为了保证电路中各元件的安全,滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为 。
【答案】 180 30
【详解】[1]当开关S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器与灯泡串联,小灯泡正常发光,灯泡两端的电压为6V,滑动变阻器两端的电压
灯泡正常发光时的电流,即电路中的电流
通电电流通过滑动变阻器产生的热量为
[2]当S、S1、S2都闭合,电阻R0与滑动变阻器并联,灯泡被短路,电流表测干路电流,为了保证电路中各元件的安全,电路中的最大电流不超过电流表的最大量程0.6A。通过电阻R0的电流
通过滑动变阻器的最大电流
滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为
17.(2022·山东东营·中考真题)如图所示,电源电压恒为,标有“ ”字样,标有“ ”字样,闭合开关后,两灯均能发光,此时两端的电压为 V。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
【答案】3
【详解】由
可知,灯泡L1的电阻为
灯泡L2的电阻为
由于两灯串联,由可知,电路中的电流为
此时两端的电压为
18.(2022·山东烟台·中考真题)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V 6W”字样。闭合开关S1,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为 Ω;再闭合开关S2,前后两次电流表的示数之比为2:3,则电阻R的阻值为 Ω,电阻R在10s内产生的热量为 J。
【答案】
【详解】[1]灯泡L标有“6V 6W”字样,说明灯泡正常工作时电压为6V,功率为6W。根据功率公式可知此灯泡正常工作时电阻为
[2] 根据灯泡的规格以及公式,可知灯泡L正常发光时电流为
设闭合开关后电流表示数为I2,由于闭合开关S2后,前后两次电流表的示数之比为2:3,即
所以,因此此时通过R电阻的电流为
此时电阻两端的电压仍未6V,故此时电阻R的阻值为
[3]电阻R产生的热量根据焦耳定律
19.(2022·山东菏泽·中考真题)小明同学在家研究不同种类灯泡的发光效率(电能转化为光能的效率),可选用的灯泡有:白炽灯①“220V40W”、②“220V15W”各一只;普通节能灯③“220V30W”、④“220V15W”各一只;LED灯⑤“220V15W”、⑥“220V7W”各一只。他从每种灯泡中各选出一只接入家庭电路进行对比实验,用温度计分别测出通电前和通电2分钟后每种灯泡的表面温度,记录如下表:
灯泡的种类
白炽灯
普通节能灯
LED灯
通电前
24℃
24℃
24℃
通电20分钟后
大于100℃
76.2℃
48.4℃
忽略其他因素的影响,认为三种灯泡每升高1℃吸收的热量都相同。回答下列问题:
(1)如果你是小明,对比实验中你选择的三只灯泡是 (填灯泡前面的序号);
(2)根据实验数据,可以判断发光效率最高的灯泡是 (填灯泡的种类)。
【答案】 ②④⑤ LED灯
【详解】(1)[1]要研究不同种类灯泡的发光效率,这里需要利用控制变量法控制灯泡的电功率相同,灯泡种类不同,故应该选择②④⑤三个灯泡。
(2)[2]根据实验数据,相同时间灯泡消耗的电能相同,但是从表中数据可知白炽灯的温度变化量最大,故此段时间灯泡消耗的电能转化为热能最多的是白炽灯,消耗电能转化为热能最少的是LED灯,故可以判断发光效率最高的灯泡是LED灯。
20.(2022·山东菏泽·中考真题)三峡水电站年发电量约为8×1010kW·h,合 J(用科学记数法表示)。已知燃煤发电的效率为40%,标准煤的热值为3×107J/kg,三峡水电站运行一年大约为国家节约 万吨标准煤。
【答案】 2.88×1017 2400
【详解】[1]由
1kW·h=3.6×106J
可知,三峡水电站年发电量约为8×1010kW·h,所以有
8×1010kW·h=8×1010×3.6×106J=2.88×1017J
[2]已知燃煤发电的效率为40%,则发出2.88×1017J的电量需要完全燃烧煤产生的热量是
所需煤的质量是
合2400万吨。故三峡水电站运行一年大约为国家节约2400万吨的标准煤。
21.(2022·山东济南·中考真题)电光源的发明,照亮了人类生活的每一个角落。图甲所示的白炽灯是利用电流的 (选填“热效应”“磁效应”或“化学效应”)使灯丝达到白炽状态而发光的,发光效率仅8%,更多能量都以内能的形式散失到周围环境中。现在用来照明的白炽灯已被图乙所示节能、环保的灯所替代,一只灯的亮度相当于一只100W白炽灯的亮度。灯主要是用 (选填“纳米材料”“超导材料”或“半导体材料”)制成的。
【答案】 热效应 半导体材料
【详解】[1]白炽灯是利用电流的热效应工作的,当电流通过灯丝时,电能主要转化为内能。
[2]半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间,LED灯主要是由半导体材料制成的。
22.(2022·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。开关闭合后,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表V1的示数如图乙所示,此时R2的功率为0.8W。则电流表的示数为 A,电源电压为 V。
【答案】 0.4 6
【详解】[1][2]由电路图可知,R1、R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
若电压表V1接小量程时,由乙图可知,电阻R1两端的电压U1=0.8V,电路中的电流
由于此时R2的功率为0.8W,所以R2两端的电压为
滑动变阻器R2接入的阻值为
所以假设不成立,故电压表V1接的是大量程,由于分度值为0.5V,所以电压表V1的示数为4V,电路中的电流为
由于此时R2的功率为0.8W,所以R2两端的电压为
根据串联电路电压特点可得,电源电压为
U=U1′+U2′=4V +2V=6V
23.(2022·山东济宁·中考真题)小明家新购置了一个额定功率为3200W的电热水龙头。经过测试,正常工作时进水温度为20℃,出水温度为45℃,30s内的出水量为800mL,则这800mL水吸收的热量Q= J,电热水龙头的加热效率η= 。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 8.4×104 87.5%
【详解】[1]水的体积为
V=800mL=800cm3
水的质量为
m=ρ水V=1.0g/cm3×800cm3=800g=0.8kg
水吸收的热量为
Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.8kg×(45℃﹣20℃)=8.4×104J
[2]消耗的电能为
W=Pt=3200W×30s=9.6×104J
电热水龙头的加热效率为
24.(2022·山东临沂·中考真题)二极管具有单向导电性,硅二极管正向导通时,其两端电压为0.7V。如图所示,将一个硅二极管和阻值为23Ω的定值电阻串联,闭合开关,二极管导通,电流表的示数为0.1A。则定值电阻两端的电压为 V,电功率为 W;电源电压为 V。
【答案】 2.3 0.23 3
【详解】[1]一个硅二极管和阻值为23Ω的定值电阻串联,电流处处相等,定值电阻两端的电压为
[2]定值电阻的电功率为
[3]电源电压为
四、实验题
25.(2022·山东淄博·中考真题)小明用电源(电压恒为3V)、电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行实验。
(1)探究电流与电压的关系:
①小明设计了图中甲、乙、丙三个电路图,经小组讨论,最终确定用图丙电路进行实验,原因是该电路不仅能保持 不变,还能很容易改变 ;
②图是小明实验时连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整;( )
③小明先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论,小丽认为还不能归纳结论,他们接下来的实验操作是 ;
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(2)测量小灯泡的电功率:
①小明将图2中的定值电阻更换为额定电压为2.5V的小灯泡,将滑动变阻器的滑片调至B端,闭合开关后发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数。接下来他首先应进行的操作是 ;
A.检查电路是否断路 B.更换小灯泡 C.调节滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
②实验中,滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表示数为1.5V,为测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直至电压表示数为 V;
③本实验多次测量的目的是 :
A.求平均值减小误差 B.测不同电压下小灯泡的电功率
【答案】 电阻阻值 定值电阻两端的电压 换用不同规格的电阻再做几次实验 C A 2.5 B
【详解】(1)①[1][2]探究电流与电压的关系时,应控制电阻阻值不变,记录电流随电压的变化规律,为得出普遍性的规律,要多次测量。甲图中灯泡的电阻随温度的变化而变化;乙图无法改变电阻两端的电压,不能多次测量;丙图不仅能保持电阻阻值不变,还可以通过移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压,从而多次测量。
②[3]滑动变阻器与定值电阻串联,电压表与定值电阻并联,如图所示:
③[4]用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多。为了使得出的结论具有普遍性,应换用不同规格的电阻再做几次实验。
(2)①[5]闭合开关后发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,电路为通路,小灯泡不亮,说明电路中的电流过小,则电路的电阻过大,故接下来应进行的操作是:移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
②[6][7]灯在额定电压下正常发光,灯泡的实际1.5V小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A端移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
③[8]灯在额定电压下的功率为额定功率,灯泡在不同电压下的功率不同,多次测量取不同电压的功率的平均值没有意义,所以本实验多次测量的目的是测不同电压下小灯泡的电功率,得出灯的亮度与灯的实际功率的关系。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
26.(2022·山东威海·中考真题)实验室购买了一批规格为“”的小灯泡,物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格。他们准备了如下器材:电源(电压恒为)、开关、滑动变阻器(“”)、电流表各1个,导线若干。
(1)若要完成此实验,还需要的器材是 ;请在图所示的虚线框内画出实验电路图( );
(2)按正确的电路图连接好电路,闭合开关,发现小灯泡强烈发光后立即熄灭,造成这种现象的原因可能是 ;
(3)问题解决后继续实验,当小灯泡两端电压为时,电流表示数如图所示,此时电路中的电流为 A,小灯泡的电功率为 W,小灯泡是否符合规格? ;
(4)兴趣小组按上述操作测量了这批小灯泡在电压为时的电功率,发现其中一些小灯泡不符合规格,如果问题出在钨丝的制作环节,其原因可能是 。
【答案】 电压表 连接电路前,滑动变阻器划片没有滑至阻值最大处 0.32 0.8 符合规格 钨丝材料、长度、横截面积等因素不合格
【详解】(1)[1]测量小灯泡的额定功率中,需要滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量灯泡电流,开关控制电路通断,故实验还需要的器材是电压表。
[2]测量小灯泡的额定功率的电路图如图所示:
(2)[3]按正确的电路图连接好电路,闭合开关,发现小灯泡强烈发光后立即熄灭,说明闭合开关后,灯泡的电流过大,电路中电阻过小,因此原因可能是连接电路前,滑动变阻器滑片没有滑至阻值最大处。
(3)[4]由图得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A,即灯泡正常发光的电流为0.32A。
[5]小灯泡的电功率为
[6]依题意得,购买了的小灯的泡规格应为“”,与计算结果相符,说明小灯泡符合规格。
(4)[7]一些小灯泡不符合规格,如果问题出在钨丝的制作环节,可能是钨丝的电阻不合格。因为电阻与材料、长度、横截面积有关,则制作钨丝时,钨丝材料、长度、横截面积不合格等都有可能是小灯泡不符合规格的原因。
27.(2022·山东聊城·中考真题)如图甲所示,小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
(1)同组的小丽发现他的连接中有一处错误,而且只需改动一根导线的连接,就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线;( )
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)小聪闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两个电表只有一个有示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是 (填字母);
A.电源 B.滑动变阻器 C.定值电阻R D.开关
(4)排除故障后,小聪正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为 ,根据三次实验数据可得定值电阻 (结果保留一位小数);
实验次数
电压
电流
电阻
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
2.5
0.24
10.4
(5)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是 (填字母)。
A. 用刻度尺测量作业本的长度
B. 探究同种物质的质量与体积的关系
C. 测量小灯泡的电功率
【答案】 右 C 0.20 9.9 A
【详解】(1)[1] 用“伏安法”测电阻时,电压表应与定值电阻并联,由图甲可知,电压表接在定值电阻与滑动变阻器两端,测定值电阻与滑动变阻器串联电压,即电源电压,电压表连接错误,电压表应并联在定值电阻两端,电路图如图所示
(2)[2]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最大值,即右端。
(3)[3]A.若电源有故障,电流表和电压表都无示数,故A不符合题意;
B.若滑动变阻器有故障,两表同时有示数或无示数,故B不符合题意;
C.若定值电阻R有故障,若断路,电压表有示数,电流表无示数;若短路,电压表无示数,电流表有示数,故C符合题意;
D.若开关有故障,两表同时有示数或无示数,故D不符合题意。
故选C。
(4)[4]由图乙知,电流表的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A。
[5]由表中数据可计算第2次实验电阻的阻值
则定值电阻R的阻值
即三次实验数据可得定值电阻的阻值为9.9Ω。
(5)[6]本实验多次测量是为了取平均值是为了提高测量的准确度,减小误差;
A.用刻度尺测量物理课本的长与宽,需要多次测量,是为了取平均值减小误差,故A符合题意;
B.探究同种物质的质量与体积的关系时,也需要多次测量得到多组数据,分析数据从而得到一个普遍规律,故B不符合题意;
C.测量小灯泡的电功率时,也需要多次测量,是为了探究灯泡亮度与实际功率的关系,找到普遍规律,故C不符合题意。
故选A。
五、综合题
28.(2022·山东青岛·中考真题)综合实践活动中,小明想设计制作一个用于户外照明的简易电路。现有器材:干电池两节,额定电压均为3V的小灯泡两个,开关一个,导线若干。小明选用一节干电池,连接了如图甲所示的电路,闭合开关后灯泡发光,但照明效果不佳。他又在原电路中接入另一个灯泡,连接成图乙所示的电路,闭合开关后,照明效果反而更差了。
(1)小华对小明的实验进行了分析:电源电压一定,两个灯泡串联后,总电阻变大,电流变 ,根据公式P=UI可知,总功率变 ,因此照明效果更差;
(2)为了获得比图甲电路更佳的照明效果,请你利用现有器材设计一个电路,画出电路图 ,并对所选器材做出必要的说明 (无需解释亮度变化的原因)。
【答案】 小 小 见解析
【详解】(1)[1][2]根据欧姆定律可知,电源电压一定,两个灯泡串联后,总电阻变大,电流变小;根据公式P=UI可知,电源电压不变,电流变小,故总电功率变小。
(2)[3][4]由于小灯泡的额定电压为3V,为了获得比图甲电路更佳的照明效果,将两节干电池串联作为电源电压,即电源电压为3V;将两个灯泡并联,两灯都能在额定电压下正常工作,能正常发光,故能达到最佳的照明效果。电路图如图所示:
六、计算题
29.(2022·山东德州·中考真题)小强设计的简易体重测量仪工作电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻,电流表的量程选用0~0.6A,压敏电阻R的阻值随压力F的变化关系如图乙所示。闭合开关S,小强从站上踏板并最终静止在踏板上的过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图丙所示。(踏板质量忽略不计,g取)求:
(1)小强未站上踏板时,压敏电阻的阻值;
(2)电源的电压;
(3)1~4s内压敏电阻消耗的电能;
(4)小强的质量。
【答案】(1);(2)12V;(3)5.4J;(4)50kg
【详解】解:(1)小强未站上踏板时,压敏电阻所受压力,由图乙可知,压敏电阻R的阻值。
(2)由图丙可知,小强未站上踏板时,电流为0.1A,由得,电源的电压为
(3)由图丙可知,1~4s内,电流表的示数,结合欧姆定律得,此时电路中的总电阻为
此时压敏电阻的阻值为
1~4s内,压敏电阻消耗的电能为
(4)运用数学知识求得压敏电阻的阻值与压力的关系式为
小强静止站在踏板上,压敏电阻的阻值为20Ω,则有
解得,此时压敏电阻受到的压力等于小强的重力,由得,小强的质量为
答:(1)小强未站上踏板时,压敏电阻的阻值为;
(2)电源的电压为12V;
(3)1~4s内压敏电阻消耗的电能为5.4J;
(4)小强的质量为。
30.(2022·山东青岛·中考真题)小明家的电热水壶电热丝断了,他想用一根新电热丝替换,但不知道阻值,于是他用伏安法进行了测量,用记录的多组数据描绘出的U-I图像,如图所示。在老师的安全指导下,小明利用重新组装好电热水壶,接在220V家庭电路中能正常工作,忽略温度对电阻的影响。求:
(1)的阻值;
(2)新电热水壶的额定功率;
(3)新电热水壶工作400s,把质量为1kg的水从20oC加热到100oC,其加热效率是多少。[]
【答案】(1)44Ω;(2)1100W;(3)76.36%
【详解】解:(1)由欧姆定律得,的阻值
(2)新电热水壶的额定功率
(3)新电热水壶工作400s,把质量为1kg的水从20oC加热到100oC,由得,热水壶消耗的电能为
水吸收的热量为
其加热效率是
答:(1)的阻值为44Ω;
(2)新电热水壶的额定功率为1100W;
(3)新电热水壶工作400s,把质量为1kg的水从20oC加热到100oC,其加热效率76.36%.
31.(2022·山东淄博·中考真题)如图所示是一种测定油箱内油量装置的示意图。当油箱中油量改变时,浮子带动滑杆,滑杆带动滑片在电阻片R上滑动,从而改变电路中电流表的示数。已知电源电压15V保持不变,R的规格为“20Ω 1A”。当油量最多时,滑片在A端;当油量最少时,滑片在B端,此时电流表示数为0.3A。求:
(1)R0的阻值;
(2)油量最多时,电流表的示数及R0消耗的电功率。
【答案】(1)30Ω;(2)7.5W
【详解】解:(1)由电路图可知,R与R0串联,当油量最少时,滑动变阻器的滑片在B端,滑动变阻器电阻最大,滑动变阻器电阻为R=20Ω,此时电流为I=0.3A,根据欧姆定律可知,
根据串联电路中的电阻等于各部分电阻之和可知
(2)当油量最多时,滑动变阻器的滑片在A端,滑动变阻器电阻最小为0,此时电路中只有R0接入,根据欧姆定律可知,电路中的电流为为
根据电功率的公式可得,消耗的电功率为
答:(1)R0的阻值为30Ω;
(2)油量最多时,电流表的示数为0.5A,R0消耗的电功率为7.5W。
32.(2022·山东威海·中考真题)小明家有一个标有“”的插排(图甲所示),同时接入一个电加热坐垫(“”)和一台吸尘器(“”),吸尘器的电动机线圈电阻为,小明家电压恒为。
(1)吸尘器工作消耗的电能是多少?
(2)现有一个电吹风机(“”),请通过计算说明插排能否允许再接入此电吹风机,使3个用电器同时工作。
(3)图乙是电加热坐垫(“”)的简化电路图,通过调控开关可实现保温和加热两个功能。电阻R1在调温盒内,电阻R2置于坐垫内用于加热。电加热坐垫处于保温状态时电阻R2消耗的电功率为20W,则R1的阻值为多少?
【答案】(1)6.6×105J;(2)可以接入该电吹风机;(3)200Ω。
【详解】解:(1)吸尘器消耗的电能
W=Pt=1100W×600s=6.6×105J
(2)插排最大功率
P最大=UI最大=220V×10A=2200W
允许接入功率
P=P总-P1-P2=2200W-24.2W-1100W=1075.8W
P=1075.8W>P3=880W
可以接入该电吹风机。
(3)当开关S1、S2都闭合时,只有R2的简单电路,电加热垫处于加热档,R2的阻值
当开关S1闭合、S2断开时,电加热垫处于保温档,R1与R2串联。由P2=I 2R2,代入
20W=I2×2000Ω
解得I=0.1A。
R1的阻值
R1=R总-R2=2200Ω-2000Ω=200Ω
答:(1)吸尘器工作 消耗的电能是6.6×105J;
(2)可以接入该电吹风机;
(3)R1的阻值为200Ω。
33.(2022·山东东营·中考真题)在综合实践活动中,兴趣小组设计了一款双档位电加热器,利用产生的蒸汽加湿或消毒,电加热器工作时,高档先将水箱内的水加热到100℃,低档维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路,S1和S均为自动控制开关,当水温达到100℃时S1自动断开,当水的质量低于0.2kg时S自动断开,R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关,电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L,水的初温为20℃。[,]
(1)求低档工作时加热器的电功率;
(2)求R1的电阻;
(3)求电加热器高档位工作的加热效率。
【答案】(1)440W;(2)27.5Ω;(3)80%
【详解】解:(1)由题意可知,低温挡工作时开关S1断开,由乙图可知加热器抵挡工作电流为2A。则加热器的电功率为
(2)低温挡工作时,R2的电阻为
当两个开关都闭合,两个电阻并联,电路的总电阻最小,由可知电功率最大,处于高温挡,总电流为10A,则由并联电路特点得
即
解得。
(3)电加热器高温挡工作7min时,电热为
水吸热为
加热效率为
答:(1)低档工作时加热器的电功率440W;
(2)R1的电阻为27.5Ω;
(3)电加热器高挡位工作的加热效率为80%。
34.(2022·山东烟台·中考真题)如图甲所示为小明家的电饭锅,铭牌上附有中国能效标识,从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级,额定电压为220V,加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示,有加热和保温两挡,由开关S调节,其中R1和R2均为发热电阻,且阻值不随着温度的变化而改变。求:
(1)小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率,他关闭家里的其它用电器,让电饭锅处于“保温”状态下正常工作,观察到电能表转盘在5min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少?
(2)电阻R1、R2的阻值分别为多少?
(3)小明上网查询了解,国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时,三级能效的热效率值(电热转化效率)范围为81%≤η<86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试:在加热状态下,将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃,电饭锅正常工作用时700s。已知c水=4.2×103J/(kg℃),请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
【答案】(1)88W;(2)40Ω,510Ω;(3)电饭锅的热效率值达到三级能效
【详解】解:(1)由丙图可知,5min中电饭锅消耗的电能
电饭锅的保温功率
(2)由乙图可知,闭合开关S,电路中只有R1,电功率较大,为加热状态;断开开关S,R1与R2串联,电功率较小,为保温状态。根据
P=UI,R1的电阻为
R1和R2的总电阻为
R2的电阻为
R2=R总-R1=550Ω-40Ω=510Ω
(3)由题可知,水升高的温度
t=100℃-23℃=77℃
水吸收的热量
Q吸=cmt=4.2×103 J/(kg℃)×2.2kg×77℃=7.1148×105J
消耗的电能
W=Pt=1210W×700s=8.47×105J
加热功率
81%<84%<86%
电饭锅的热效率值达到三级能效。
答:(1)电饭锅的保温功率88W;
(2)R1的电阻为40Ω,R2的电阻为510Ω;
(3)电饭锅的热效率值达到三级能效。
35.(2022·山东潍坊·中考真题)图示是一款自动炖煮机的简化电路图,、是两个完全相同的电热丝,为电源开关,通过控制开关、实现“低温”“中温”“高温”三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知,其额定电压220V,加热效率为75%,但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息,在炖煮机中装入的水,闭合开关,通过观察其电子显示屏(消耗电能忽略不计),记录有关信息如表格所示。水的比热容,求:
指示灯状态
工作时间
水温变化
高温灯亮
34℃升至100℃
中温灯亮
100℃保持不变
低温灯亮
100℃保持不变
(1)水吸收的热量;
(2)炖煮机高温挡时的功率;
(3)炖煮机消耗的电能。
【答案】(1);(2)2200W;(3)
【详解】解(1)水吸收的热量
(2)高温挡消耗的电能
高温挡的功率
(3)高温挡工作时,据 知,电路中的电阻较小,由电路图知,和并联,电阻丝的阻值
时,低温挡工作,据 知,电路中的电阻较大,和串联,低温挡的功率
低温挡消耗的电能
答:(1)0~14min水吸收的热量为1.386×106J;
(2)炖煮机高温挡时的功率为2200W;
(3)炖煮机24~29min消耗的电能1.65×105J。
36.(2022·山东菏泽·中考真题)如图所示为某用电器的内部简化电路,R1和R2为定值电阻, 。现将该用电器接入电压为220V的电路,当S1断开、S2接b时用电器消耗的电功率为220W。求:
(1)只闭合S1时,流过R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)该用电器的最大电功率。
【答案】(1)1.25A;(2)44Ω;(3)1375W
【详解】解:(1)只闭合S1时,流过R1的电流为
(2)当S1断开,S2接b时,R1和R2串联,由公式P=UI得电路总电流
R1的电功率为
R2的阻值为
(3)当S1闭合,S2接a时,R1和R2并联,该用电器功率最大。R1和R2的电功率分别为
该用电器最大电功率为
答:(1)只闭合S1时,流过R1的电流是1.25A;
(2)电阻R2的阻值是44Ω;
(3)该用电器的最大电功率为1375W。
37.(2022·山东济南·中考真题)小梅家的电热水器有“关”、“加热”和“速热”三个档位,其简化电路如图所示。若电热丝R1的阻值是48.4Ω,通过计算回答:该电热水器在“加热”档位工作时
①通过它的电流是多少安?
②它的电功率是多少瓦?
③它工作100s消耗了多少焦的电能?
【答案】①;②;③
【详解】解:①由电路图知电热水器在“加热”档位工作时,只有R1接入电路,根据欧姆定律可得,电热水器在“加热”档的电流为
②“加热”档的电功率为
③由公式,得:它工作100s消耗的电能为
答:①通过它的电流是4.55安;
②它的电功率是1000瓦;
③它工作100s消耗了1×105焦的电能。
38.(2022·山东聊城·中考真题)如图所示,电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。为的定值电阻,小灯泡上标有“”字样,滑动变阻器上标有“”字样,电流表使用的量程为。当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片移到最上端时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)开关、闭合,,断开时,定值电阻两端的电压;
(3)开关、闭合,,断开时,为了保证测量精确,要求电流表示数不小于其量程的,求滑动变阻器连入电路的最大阻值。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)所有开关都闭合时,R1被短路,灯与并联,小灯泡正常发光,则
滑动变阻器的滑片移到最上端时,滑动变阻器连入电路中的阻值为,通过滑动变阻器的电流
通过小灯泡的电流
小灯泡的额定功率
(2)开关、闭合,、断开时,定值电阻和小灯泡串联,小灯泡的灯丝电阻
电路中的电流
定值电阻两端的电压
(3)开关、闭合,、断开时,定值电阻和滑动变阻器串联,若R2接入最大值,此时电路中的电流最小,最小值为
因为0.75A大于电流表量程的最大值,电流表只能接入大量程,题中要求的电流值至少达到
则电路中最小电流
电路中的最大总电阻
则滑动变阻器连入电路的最大阻值
答:(1)小灯泡的额定功率为;
(2)开关、闭合,,断开时,定值电阻两端的电压为;
(3)开关、闭合,,断开时,要求电流表示数不小于其量程的,滑动变阻器连入电路的最大阻值为。
39.(2022·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像,如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R0的阻值和电源电压;
(3)整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。
【答案】(1)50Ω;(2)10Ω,12V;(3)
【详解】解:由甲图可知,R0与R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压。
(1)由乙图可知,当滑片P在b端时,电路中的电流最小,且,,由可知,滑动变阻器的最大阻值为
(2)由乙图可知,当滑片P在某点c处时,电路中的电流,,所以滑动变阻器连入电路的阻值为
当滑片P在b端时,电源电压为
①
当滑片P在c点时,电源电压为
②
由①②两式可得,电阻R0的阻值为
电源电压为
(3)当滑片P在b端时,电路消耗的电功率最小,则
当滑片P在a端时,电路消耗的电功率最大,则
电路消耗的最小电功率与最大电功率之比为
或电路消耗的最小电功率与最大电功率之比为
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为50Ω;
(2)R0的阻值为10Ω,电源电压为12V;
(3)整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比为。
40.(2022·山东临沂·中考真题)某品牌浴室多功能取暖器具有灯暖和风暖两种功能,其简化电路如图所示,部分参数如表所示。当取暖器正常工作时,求:
(1)灯暖灯丝的电阻;
(2)灯暖功能10min消耗的电能;
(3)仅使用风暖功能时电路中的电流。
额定电压
220V
灯暖
额定电流2.5A
风暖
吹风机额定电流0.15
加热电阻22Ω
【答案】(1)88Ω;(2)3.3×105J;(3)10.15A
【详解】解:(1)由参数表知,灯暖灯丝的电阻
(2)灯暖功能10min消耗的电能
W=UI暖t=220V×2.5A×10×60s=3.3×105J
(3)由电路图知,风暖开关闭合时,启动风暖功能,吹风机和加热电阻并联连接。仅使用风暖功能时,通过加热电阻的电流
电路中的总电流
I风暖=I1+I2=10A+0.15A=10.15A
答:(1)灯暖灯丝的电阻为88Ω;
(2)灯暖功能10min消耗的电能为3.3×105J;
(3)仅使用风暖功能时电路中的电流为10.15A。
41.(2022·山东泰安·中考真题)如图所示,物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型,由控制器和加热器组成,可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位,由开关和加热电阻丝、组成,,;控制电路电压恒定,,为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘形硬质杆,水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮,通过形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加,电阻减小。浮体体积为,质量为。科技小组对加湿器进行测试:向水箱内缓慢注水,当液面上升至浮体体积的浸入水中时,电磁铁线圈中电流为,此时衔铁恰好被吸下,加热器开始工作;当液面上升至浮体体积的浸入水中时,电磁铁线圈中电流为;当水箱注水量达到最大值时,电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计,取,水的密度为,水的比热容为。
(1)当加热器处于高档位时,加热所产生的热量全部被的水吸收,水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率;
(2)求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力;
(3)求水箱注水量达到最大值时,浮体浸入水中的体积。
【答案】(1)900W,200W;(2)1.5N;(3)
【详解】解:(1)的水吸收的热量为
当加热器处于高档位时,加热所产生的热量全部被的水吸收,则高温挡产生的热量为
加热器的高档功率
根据可知,电源电压一定时,电阻越大,电功率越小,故当开关S闭合时,、并联,总电阻较小,电功率较大,此时为加热挡,加热挡的功率为900W,当开关S断开时,只有工作,电阻较大,处于低温挡,低档功率
(2)浮体体积的浸入水中时受到的浮力
物体A所受的重力为
物体A受到了向下的重力为0.5N,向上的浮力为2N,故杆对A的力是向下的,杆对A的压力为
(3)设控制电路的电压为U控,当杆对A的压力为1.5N时,对应压敏电阻的阻值为,则根据串联电路电压规律可以列等式
①
浮体体积的浸入水中时受到的浮力
物体A受到了向下的重力为0.5N,向上的浮力为5N,故杆对A的力是向下的,杆对A的压力为
根据所受压力每增加,电阻减小,此时压敏电阻的阻值为
此时对应的控制电路的电流为
根据串联电路电压规律可以列等式
②
联立①②可知
当水箱注水量达到最大值时,电磁铁线圈中电流为,则此时总电阻为
压敏电阻的阻值为
当压敏电阻为50欧姆时,对应的压力为1.5N,此时压敏电阻的阻值为30Ω,则对应的压力为
此时物体A的浮力为
此时物体A浸入水中的体积
答:(1)加热器的高档功率为900W和低档功率为200W;
(2)浮体体积的浸入水中时受到的浮力为2N和此时压敏电阻受到的压力为1.5N;
(3)水箱注水量达到最大值时,浮体浸入水中的体积为。
42.(2022·山东日照·中考真题)2022年8月,第25届山东省运动会将在日照市举行。为给运动员加热食品提供方便,某校师生用电阻丝自制了100台电烘箱。其中一台电烘箱在220V电压下工作时,每分钟产生的热量为6.6×104J。假设电烘箱的电阻丝的电阻不随温度变化。
(1)求这台电烘箱在220V电压下工作时的电功率;
(2)求制作这台电烘箱所用电阻丝的电阻值;
(3)小明家供电线路的总空气开关上标有“C32”字样,通过查阅资料知道,当电流达到或超过32A时,总空气开关就会跳闸,切断电路,起到保护作用。短暂的跳闸能影响正在工作的家用电器,引起不必要的麻烦,例如:电冰箱突然断电;正在播放的电视节目中断;电灯突然熄灭等。小明家现有家用电器的总功率为5600W,在它们都正常工作的情况下,能否将这台电烘箱连接到他家同时使用?
【答案】(1)1100W;(2)44Ω;(3)能
【详解】解:(1)电烘箱每分钟产生的热量为6.6×104J,即电流每分钟做的功为
W=Q=6.6×104J
做功时间
t=1min=60s
这台电烘箱在220V电压下工作时的电功率为
(2)根据可得,这台电烘箱所用电阻丝的电阻值为
(3)小明家用电器允许消耗的最大电功率为
P大=UI大=220V×32A=7040W
小明家现有家用电器的总功率为5600W,还能连接用电器的功率为
P加=P大-P0=7040W-5600W=1440W>1100W
由于1440W>1100W,所以这台电烘箱可以连接到他家同时使用。
答:(1)这台电烘箱在220V电压下工作时的电功率为1100W;
(2)制作这台电烘箱所用电阻丝的电阻值为44Ω;
(3)这台电烘箱可以连接到他家同时使用。
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专题16 电流做功和电功率
2024年
一、单选题
1.(2024·山东青岛·中考真题)如图所示电路,开关S闭合,灯泡L1和L2均发光。若它们的阻值不同,忽略温度对电阻的影响,下列说法不正确的是( )
A.通过A、B两点的电流不相等 B.L1和L2两端的电压相等
C.L1和L2的实际功率不相等 D.若L1断路,则L2不会发光
2.(2024·山东泰安·中考真题)如图甲所示电路,电源电压保持不变,电阻,图乙为小灯泡L的关系图象。当只闭合开关时,电阻功率为,电流表示数为,电路的总功率为;当开关、闭合,断开时,电流表示数为,电路的总功率为;当开关闭合,断开时,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为,电路的总功率为。已知,下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有②④正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确
3.(2024·山东济南·中考真题)如图所示,是“220V 15W”的LED灯和“220V 15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时,下列说法正确的是( )
A.灯两端的实际电压:LED灯低于白炽灯
B.相同时间产生的内能:LED灯多于白炽灯
C.相同时间消耗的电能:LED灯少于白炽灯
D.电能转化为光能的效率:LED灯高于白炽灯
4.(2024·山东济宁·中考真题)图中,小灯泡、的额定电压相同。闭合开关后,发现比亮,下列分析正确的是( )
A.的额定功率比的额定功率大
B.两端电压比两端电压小
C.的电阻比的电阻大
D.通过的电流比通过的电流小
5.(2024·山东聊城·中考真题)根据生活经验,下列数据符合实际的是( )
A.一台家用空调的功率约为1000W
B.一本初中物理课本的厚度约为ldm
C.两个鸡蛋的质量约为1kg
D.磁悬浮列车的速度可达400m/s
6.(2024·山东潍坊·中考真题)图示为某家庭电路示意图,关于该家庭电路,下列说法正确的是( )
A.导线b是火线
B.电能表上计数器示数的单位是千瓦
C.空气开关跳闸,原因可能是电路中出现短路
D.正确使用试电笔插入三孔插座的某一孔,氖管灯不亮,该孔一定接零线
7.(2024·山东济宁·中考真题)图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I-U图像。下列分析正确的是( )
A.甲为灯泡L的图线
B.当电压为0时,L与R的阻值均为0
C.将L和R并联在的电源两端,电路总电阻为
D.将L和R串联在的电源两端,L的功率为
8.(2024·山东潍坊·中考真题)手机是常用的电子工具。图示是某款国产手机,使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电。下列对于该款手机的估测,最符合实际的是( )
A.质量约为500g
B.正常使用时,后壳温度约为
C.充满一次电消耗的电能约为
D.长度约为1.2dm
9.(2024·山东菏泽·中考真题)下列家用电器,利用电流的热效应工作的是( )
A.电冰箱 B.洗衣机 C.电脑 D.电饭煲
10.(2024·山东枣庄·中考真题)如图所示,电源电压保持不变,R2=2R1,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片位于最右端时,电压表的示数为3V,电路的总功率为P1;当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片移至中点时,电压表示数为1.2V,电路的总功率为P2。下列说法正确的是( )
A.P1:P2=4:5 B.电源电压为12V
C.R1阻值为40Ω D.电路的最大功率为2.7W
11.(2024·山东临沂·中考真题)闭合如图所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中( )
A.灯泡的亮度变小 B.电流表的示数不变
C.电压表的示数变大 D.电路的总功率变小
12.(2024·山东临沂·中考真题)图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V,闭合开关后,“0.5V 0.2W”的指示灯正常发光,线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作,则( )
A.指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B.电动机的发热功率为1.6W
C.电动机的额定功率为0.08W D.电路的总功率为1.8W
二、多选题
13.(2024·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变.闭合开关和,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A,将电压表和电流表互换位置,闭合,断开,电流表示数为0.2A,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V B.电阻的阻值为
C.电阻的阻值为 D.电路消耗的总功率减小了
14.(2024·山东济南·中考真题)下列对家中厨房内相关数据的估计,与实际相符的是( )
A.十个鸡蛋的质量之和约为500g B.灶台的台面离地高度约为90cm
C.微波炉工作1min耗电约为 D.家用冰箱冷冻室内的温度约为3℃
15.(2024·山东潍坊·中考真题)如图甲所示的电路,电流表量程为0~0.6A,小灯泡L标有“4V 2W”字样。闭合开关、,在确保电路安全的情况下,调整滑动变阻器滑片P位置,记录多组电压表示数U与相应的电流表示数I,并作出如图乙所示的图像。下列分析正确的是( )
A.电源的电压为10V
B.电阻R能达到的最大功率为3.6W
C.滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为
D.断开,小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为2.5W
16.(2024·山东滨州·中考真题)某次实践活动中,小滨观察了某型号家用电热水器的铭牌如图甲所示,他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)。下列分析正确的是( )
A.当S接“1”时,电热水器为高温挡
B.满箱水由20℃升高到70℃,水吸收的热量为1.26×107J
C.R的阻值为24.2Ω
D.断开其他用电器,仅让电热水器高温挡正常加热1min,可使图丙所示电能表的转盘转100r
三、计算题
17.(2024·山东青岛·中考真题)小明家里有两只加热方式不同的水壶,甲是用天然气加热的水壶,乙是电热水壶.已知燃气灶用最大火力烧水时每小时燃烧0.16m3天然气,加热水的热效率为60%;天然气的热值为,价格约为3元/m3,电热水壶工作时的功率为2000W,加热水的热效率为80%,当地居民用电的价格约为0.5元,小明要将2升的水在1标准大气压下烧开,。
(1)求水吸收的热量;
(2)请你从省时和省钱两个角度中任选一个,通过计算说明用哪只壶更省时或更省钱。
18.(2024·山东泰安·中考真题)实践活动小组为学校设计了智能花卉温室,其顶部用薄膜太阳能板覆盖发电,保障了花卉生长所需的夜间补光照明和低温环境加热的能源需求。图甲为温室智能补光系统电路,当室外自然光照强度低于某数值时,磁性开关自动闭合,补光灯L发光,模拟自然光照为花卉补光。图乙为电热器的加热电路简图,发热体由和两个电热丝构成,且对应电热器的3个按键,使用时只能单独按下某一个按键,再按另一个时,前一个按键会弹起断开,且无法同时按下2个或3个按键。已知保持不变,补光灯L规格为“”。求:
照度
0.15
0.3
0.6
1.2
2
3
32
16
8
4
2.4
1.6
(1)若补光灯L在一段时间内正常发光消耗电能,该灯发光时间为多少小时?
(2)若电热器的最大功率是最小功率的12倍,在最大功率状态下60s产生的热量为,求和的阻值。
(3)“照度”是反映光照强度的一种物理量,用表示,国际单位为勒克斯(1x)。已知光敏电阻与照度之间成反比例函数关系,部分数据如下表所示。调节智能补光系统电路正常工作过程如下:当照度下降为时,调节滑动变阻器滑片P至a点,磁性开关的动触片受到电磁铁的吸引力减小至临界值,动触片回弹,开关闭合,补光灯L开始正常工作,此时电流表示数为;保持滑片P在a点不动,提高照度至时,电流表示数变化了,此时光敏电阻的阻值为,设此时滑动变阻器消耗的电功率为,电磁铁线圈电阻忽略不计。求和的大小。
19.(2024·山东济南·中考真题)学校开展了防溺水安全教育后,小华组经过合作探究,设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示。已知电源电压为6V,报警器由电压表改装,是定值电阻,是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值随水深h变化的图像。报警器未浸入水中时,的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A;报警器浸入水下深度h大于等于1m时,报警器报警,当h为1m时,两端的电压为1.5V。通过计算回答:
(1)报警器未浸入水中时,两端的电压是多少?
(2)报警器浸入水下深度h为1m时,通过的电流是多少?
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,的电功率是多少?
20.(2024·山东威海·中考真题)小明家有一款多功能厨房神器,它的内部结构主要由两个电热丝和一个电动机构成,通过旋转开关可实现常温搅拌、高温翻炒、低温慢炖、高温蒸煮(电动机可实现搅拌、翻炒功能)。参数如表所示,内部电路简图如图所示。已知的阻值为66Ω。
部分参数
功能
额定功率P/W
常温搅拌
100
高温翻炒
2300
低温慢炖
__________
高温蒸煮
__________
请解答下列问题:
(1)画出该机器高温翻炒功能的等效电路图,并求出的阻值;
(2)小明早晨想利用该机器的低温慢炖功能将质量为400g、初温为20℃的牛奶加热到55℃,他把加热时间设置为1min,请通过计算说明这种设置是否合理?(不计热量损失,)
21.(2024·山东威海·中考真题)共享电动自行车满足了人们对短途出行的需求。某型号电动自行车的部分参数如表所示,厂家在电动自行车出厂前在水平路面上进行骑行测试。(g取10N/kg)
整车质量:50kg 电池容量:12Ah
最高时速:6m/s 电池额定电压:50V
轮胎能承受的最大压强: 电机最大功率:400W
压强最大时轮胎与地面接触的总面积:
请解答下列问题:
(1)轮胎能承受的最大压力是多少?
(2)实际测试者质量为70kg,以最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍,则骑行100s牵引力做功的功率为多少?
(3)电池充满电后,该测试者始终以最高时速骑行,电池能量的80%用于牵引力做功,则骑行的路程为多少?
22.(2024·山东潍坊·中考真题)中国茶文化源远流长。图示是一款智能煮茶机的简化电路图,电源电压,、、是阻值不变的电热丝,用于“加热”或“保温”,,,S为电源开关,通过温控开关可实现“加热”和“保温”状态的切换,煮茶机的“加热”功率,“加热”效率。煮茶机会根据用户选择的茶品和所需茶水浓度不同进行智能工作,其工作过程是首先将水“加热”至,然后继续以“加热”功率再进行相应时间的“煮茶加热”(“煮茶加热”时间如表格所示),最后自动进入“保温”状态。将0.8L、初温为的水装入煮茶机,水的比热容,水的密度。
茶品
低浓度“煮茶加热”时间
中浓度“煮茶加热”时间
高浓度“煮茶加热”时间
乌龙茶
2min
5min
10min
红茶
1min
2min
5min
黑茶
2min
5min
7min
(1)求将水“加热”至过程中水吸收的热量;
(2)求煮茶机的“保温”功率;
(3)若用户选择“红茶高浓度煮茶”,煮茶机经过将水“加热”至、“煮茶加热”和“保温”状态,共工作15min,求这个过程煮茶机消耗的电能。
23.(2024·山东聊城·中考真题)如甲图所示电路中,电源电压不变,R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω,电流表使用的量程为0~0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V,其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S2时,电流表的示数为0.25A。求:
(1)电源电压 ;
(2)当只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器R2连入电路的电阻 ;
(3)当闭合S1、S2、S3时,为保证不损坏电流表,滑动变阻器R2的电阻可调范围和电路消耗的总电功率的变化范围 。
24.(2024·山东济宁·中考真题)医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒,不同的器械所要求的温度、压强不同。图为自动测量锅内温度、气压的电路原理图(虚线框内为锅内部分),电源电压恒为。
按要求回答下列问题:
(1)若对总质量为、初温为15℃的钢制器械进行消毒,消毒温度达到115℃时,求器械吸收的热量;[]
(2)为阻值随所受压强大小而变化的可变电阻,其阻值与气压的关系如表1所示,为显示锅内气压大小的仪表(实质是电流表)。当锅内气压等于(个标准大气压)时,显示的气压为0,则气压表零刻度线应标在电流表刻度盘的多少毫安处?
表1
气压
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
…
电阻
200
170
150
140
132
…
表2
温度
100
105
110
115
120
…
电阻
120
110
100
90
80
…
(3)为阻值随温度而变化的可变电阻,其阻值与温度的关系如表2所示,为显示温度的仪表(实质是电流表)。当显示气压大小为1.4atm、显示温度为110℃时,求电路的总功率。
25.(2024·山东滨州·中考真题)为研究调光灯的工作原理,某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样,电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下,通过调节滑动变阻器,分别记录三个电表的示数,并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图象,求:
(1)灯泡L正常发光时的电流。
(2)灯泡L正常发光10s消耗的电能。
(3)电源电压。
(4)滑动变阻器阻值的变化范围。
26.(2024·山东烟台·中考真题)为了方便学生就餐,某学校餐厅使用了一款智慧餐盘,该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量,并在显示屏上显示出价钱,通过人脸识别系统自动扣费。某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后,他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω)等器材设计了一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端,如图甲所示。闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg。实践探究过程中同学们还发现,滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和aP之间的距离成正比。求:
(1)定值电阻在电路中的作用是什么?阻值为多少?
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少?
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为多少(结果保留一位小数)?此时对应的物体质量为多少?
(4)实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示。请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,在图丙方框内画出,并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价。
四、作图题
27.(2024·山东济南·中考真题)小宇家电饭锅的内部电路元件可简化为两个发热电阻和两个开关,其中是手动控制开关,是温控开关。当、都闭合时,发热电阻、均工作,电饭锅处于加热状态;当温度达到设定温度时,自动断开,只有工作,电饭锅处于保温状态;只要断开,、均不工作。如图所示,已画出电源部分,请画出此电饭锅内部的电路图。
五、填空题
28.(2024·山东威海·中考真题)如图所示,电源电压恒定,电流表的量程为“0~3A”,。只闭合开关S,滑动变阻器R(40Ω 1A)的滑片P处于中点时,小灯泡L(3V 1.8W)正常发光,则电源电压为 V。当开关全部闭合时,在保证电路安全的前提下,该电路消耗的最大功率为 W(不考虑灯丝电阻的变化)。
29.(2024·山东济宁·中考真题)在图所示的电路中,电源电压为,当开关S闭合后,电路总功率变化了,则电流表示数变化了 A,电阻 。
30.(2024·山东聊城·中考真题)为了测量家中路由器的电功率,小慧利用五一假期外出期间,关闭家里的其它用电器,用电能表测出一台路由器所消耗的电能,数据见下表,计算可得路由器的电功率为 W。若小慧所在小区有1000户家庭,按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机,每度电0.6元计算,则小区用户每月(30天)为路由器支付的总电费为 元。
31.(2024·山东枣庄·中考真题)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A。当开关S1、S2同时闭合时,小灯泡正常发光,则小灯泡正常发光的电阻RL为 Ω,滑动变阻器滑片P向右移动时,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,通过调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1:P2= 。
32.(2024·山东烟台·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器R的最大阻值为 Ω,电阻消耗的最大功率和最小功率之比为 。
六、实验题
33.(2024·山东济宁·中考真题)某物理兴趣小组将电源(电压为)、小灯泡(额定电压为)、电流表、滑动变阻器、开关串联后,将电压表并联接入电路。实验时,将电压表的示数,电流表的示数,以及两者的乘积记录下来,表中所示为部分数据。
序号
1
2.0
1.2
2
4.0
3
6.0
1.8
结合以上信息,按要求回答下列问题:
(1)请在图的虚线框内画出上述实验的电路图 ;
(2)小灯泡两端电压为时的电阻 ;(保留两位小数)
(3)小灯泡的额定功率 W。
34.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示为“测量小灯泡电阻”的实验装置,已知小灯泡标有2.5V字样。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮);
(2)在检查电路无误后进行实验,当电压表的示数如图乙时,为了测量小灯泡正常发光的电阻,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,同时眼睛注意观察 (选填“电压表”、“电流表”或“灯泡”),直至灯泡正常发光;
(3)通过移动滑动变阻器的滑片P,进行多次测量记录数据,并绘制U-I图像如图丙所示,由此可得小灯泡正常发光时的电阻是 Ω;
(4)根据图丙可知小灯泡的电阻是 (选填“变化”或“不变”),你认为原因是 ;
(5)根据小灯泡的U-I图像和观察到的亮度变化,还可以发现 。
2023年
一、单选题
1.(2023·山东淄博·中考真题)如图所示,在探究并联电路中电流电压规律的实验中,闭合开关S后,发现L1比L2亮。则( )
A.L1的电流小于L2的电流
B.L1的电阻小于L2的电阻
C.L1两端电压大于L2两端电压
D.L1的实际功率小于L2的实际功率
2.(2023·山东淄博·中考真题)物理量的测量是物理实验的基本操作。以下测量工具的使用与读数正确的是( )
A.图甲:铅笔的长度为3.28cm
B.图乙:物体所受的重力为2.4N
C.图丙:烧杯和水的总质量为82.8g
D.图丁:用电器消耗的总电能是20216kW·h
3.(2023·山东德州·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变。电流表A的量程为,电压表、的量程均为,滑动变阻器的规格为“”,小灯泡的额定电压为。滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表的示数为。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为 B.电压表的示数变化范围为
C.滑动变阻器的取值范围是 D.小灯泡的功率范围为
4.(2023·山东德州·中考真题)生活中处处有物理,下列估测符合实际情况的是( )
A.中学生大拇指指甲的宽度约为 B.德州市一年的平均气温约为30℃
C.人体的密度约为 D.家用液晶电视正常工作时的功率约为
5.(2023·山东青岛·中考真题)有一块手机用的电池,上面标明电压为 3.7V,容量为 4000 mA·h,它充满电后大约储存的电能为( )
A.5.3×104J B.5.3×107J
C.14.8J D.14.8kW·h
6.(2023·山东威海·中考真题)商场里的自动扶梯无人乘坐时,运行速度缓慢;有人乘坐时,“感应开关”自动闭合,速度增大。自动扶梯的出、入口处各有一个“紧急制动开关”,断开任何一个,都能使自动扶梯停止,模拟电路如图所示。下列说法错误的是( )
A.是“紧急制动开关”,是“感应开关”
B.有人乘坐时,均闭合
C.有人乘坐时,电动机两端电压小于电阻R两端电压
D.无人乘坐时,电阻R可以起到节约电能的作用
7.(2023·山东菏泽·中考真题)图甲为某家庭电路的部分电路,下列说法正确的是( )
A.控制照明灯的开关应接在图中的b处
B.保险丝熔断后,可以临时用一段铜线代替
C.用电器的功率越大,电能表记录的数字一定越大
D.使用验电笔检测的正确方式如图乙所示
8.(2023·山东济南·中考真题)商场中,卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说:微波炉很省电,用一次花不了多少电费;顾客说:我觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看,售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时( )
A.消耗较少的电能,消耗较多的电能
B.电功率较小,电功率较大
C.电功率较小,消耗较多的电能
D.消耗较少的电能,电功率较大
9.(2023·山东日照·中考真题)如图所示的电路中,、是两只规格相同的小灯泡,R是滑动变阻器。开始时,滑动变阻器的滑片P位于中点位置。当S闭合后,两只小灯泡都发光。将滑片P向左移动时,下列关于小灯泡、亮度的变化情况,判断正确的是( )
A.变暗 B.变暗 C.、均变暗 D.、均变亮
10.(2023·山东日照·中考真题)下列测量仪器对应的读数,正确的是( )
A. B. 5min 18s
C. D.
11.(2023·山东济宁·中考真题)图是灯泡L的I-U图像,结合图像分析,下列选项正确的是( )
A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,其实际功率为0.72W
C.将两个完全相同的灯泡L串联在2.4V的电源两端,电路的总功率为0.24W
D.将灯泡L和18Ω的定值电阻并联在3.6V的电源两端,电路的总电阻为6Ω
12.(2023·山东济宁·中考真题)下列物理量的单位换算不正确的是( )
A.长度: B.质量:
C.电流: D.电功:
13.(2023·山东烟台·中考真题)生活中处处有物理,根据你的经验,下列描述最符合实际的是( )
A.一层教学楼的高度约为 B.一名普通中学生的质量约为
C.成年人步行的速度约为 D.教室内每只灯管的电功率约为
14.(2023·山东临沂·中考真题)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
C.R的最大阻值为 D.电路的最大功率为1.2W
15.(2023·山东临沂·中考真题)将一只“6V 3W”的小灯泡与一个阻值为的电阻串联后接到12V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A.大于3W B.等于3W C.小于3W D.无法确定
16.(2023·山东泰安·中考真题)如图所示的电路中,电源电压U恒定,灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),定值电阻阻值为15Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关,断开开关、,在确保电路各元件安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最小阻值为,当滑动变阻器滑片移至中点时,电流表示数为0.3A;闭合开关、、,在确保电路各元件安全的情况下,滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P,定值电阻在10s内产生的热量为Q。下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①④正确 B.只有①③正确 C.只有②③正确 D.只有②③④正确
17.(2023·山东枣庄·中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的阻值不变,滑动变阻器R的规格是“100;1A”。闭合开关,在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图象,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.小灯泡的电阻为10
C.小灯泡的额定功率为1.8W
D.整个电路电功率最小时,20s内滑动变阻器消耗的电能为12J
二、多选题
18.(2023·山东青岛·中考真题)某品牌电热水壶,部分参数如图所示,它正常工作245s,可将体积为2L、温度为20℃的水加热到70℃。下列分析正确的是( )
A.电热水壶正常工作时的电流约为0.12A
B.电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为26.9Ω
C.电热水壶整个过程消耗的电能是4.41×105J
D.电热水壶中的水吸收的热量为4.2×105J
19.(2023·山东威海·中考真题)如图所示,电源电压为4.5V,R1阻值为6Ω,滑动变阻器规格为“”,电压表量程为“”,电流表量程为“”,在保证电路安全的前提下,闭合开关,调节滑动变阻器,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动时,电压表示数变大
B.滑片向左滑动时,电流表示数变大
C.连入电路的最小阻值是
D.电路最大总功率为
20.(2023·山东济南·中考真题)下列对教室内相关数据的估计,与实际相符的是( )
A.新的白色粉笔的长度约10mm
B.教室内较为舒适的温度约26℃
C.教室内空调的额定电流约10A
D.从地上捡起签字笔做功约0.1J
21.(2023·山东日照·中考真题)如图甲所示的电路中,为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关后,调节滑动变阻器R的阻值,根据记录的数据,作出电压表与电流表读数关系图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压
B.电流表读数为时,滑动变阻器阻值
C.定值电阻
D.滑动变阻器的阻值为零时,定值电阻的功率
22.(2023·山东潍坊·中考真题)某同学连接了如图所示电路,电源电压恒为18V,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“”,小灯泡标有“6V 3W”字样。不考虑灯丝电阻的变化,在确保电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电路允许通过的最大电流是0.5A B.电压表示数的变化范围是3~6V
C.小灯泡消耗电功率的最小值是0.75W D.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是
23.(2023·山东滨州·中考真题)某小组在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中,发现电压表只有0~3V量程完好,正确连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,测得三组数据记录在表一中同学们分析数据,发现小灯泡不能正常发光。讨论后重新连接电路,再次测得三组数据记录在表二中。下列分析正确的是( )
表一
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
1
1.5
0.16
2
2.5
0.22
3
3
0.24
表二
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
4
3
0.24
5
2.2
0.28
6
1.5
0.30
A.电源电压为6V
B.小灯泡的额定电压为3V
C.小灯泡正常发光时的电阻为20Ω
D.小灯泡正常发光消耗的电功率为1.064W
三、填空题
24.(2023·山东德州·中考真题)如图所示,某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡,已知定值电阻与阻值相等,“低温挡”正常工作时的功率为,则的阻值为 。在标准大气压下,用“高温挡”加热初温为15℃、质量为的水,该过程消耗的电能为 ,若产生的热量全部被水吸收,则水的温度升高了 ℃。
25.(2023·山东威海·中考真题)如图所示的实验装置是用来探究电流通过导体产生的热量与 的关系,通过U形管内液面的高度差反映电流通过导体产生热量的多少,下列实验采用同种研究方法的是 (选填“①”或“②”)。①探究光的反射定律②探究阻力对物体运动的影响
26.(2023·山东聊城·中考真题)熔断器是根据电流超过规定值一定时间后,以本身产生的热量使其熔断的原理制成的。测得某熔断器在不同电流下的熔断时间如下表。若通过的电流为2.0A,熔断器的电阻为1Ω,则通电时间为 s时熔断器熔断,此过程中熔断器产生的热量是 J。
电流I/A
1.2
2.0
2.5
3.0
4.0
熔断时间t/s
不会熔断
40
8
4.5
2.5
27.(2023·山东菏泽·中考真题)在如图所示的电路中,电源的电压保持不变。先闭合开关S1后,再闭合开关S2,电流表的示数 ,灯泡L1的电功率 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
28.(2023·山东济南·中考真题)1953年我国第一条220kV高压输电线路工程破土动工,1981年500kV超高压输变电工程正式投入运行,2009年1000kV特高压交流试验示范工程投入商业运行,我国高压输电技术从“跟跑”到“领跑”,已成为中国制造的“金色名片”。为什么远距离输电的电压越来越高?原来,当电流通过输电线时,由于电流的热效应,输电线上就不可避免地有电能损失。在输电线电阻一定的情况下,要减小输电线上的电能损失,就要尽可能减小 ;为了在一定时间内输送更多的电能,就应该采用 来输电。
29.(2023·山东烟台·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定不变,的阻值为,图乙是小灯泡L的电流与电压关系的图像。当只闭合时,电压表示数为,通过小灯泡的电流为 A,电源电压为 V;当只闭合时,电压表示数为,电路在内消耗的电能为 J。
30.(2023·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻的阻值为10Ω。闭合开关,电流表A的示数为0.5A,A1的示数为0.3A,则电源电压为 V,定值电阻在1min内消耗的电能为 J。
31.(2023·山东临沂·中考真题)2023年,淄博烧烤火出了圈,人们纷纷赴淄“赶烤”,满足味蕾的同时也感受到了淄博人民的热情好客。
(1)串羊肉串的钢签前端尖细,可以减小受力面积, (选填“增大”或“减小”)钢签对肉的压强,便于串肉;
(2)烤肉串的过程中,通过 的方式增加了肉的内能;肉串散发出香味表明分子 ;
(3)烧烤现场“人声鼎沸”指声音的 (选填“音调高”或“响度大”);相对于正在一路小跑上菜的服务员,坐在烧烤炉旁的顾客是 (选填“运动”或“静止”)的;
(4)为让肉串受热均匀,味道更好,部分店家使用了一种新型电烧烤炉,这种烧烤炉可在电热丝烤肉串的同时,由电动机带动肉串缓慢转动,简化电路如图所示、其中电热丝R的阻值为55Ω,电动机的额定功率为22W。该烧烤炉正常工作时,通过电热丝R的电流为 A;电动机10min消耗的电能为 J。
32.(2023·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从b点滑向a点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中 (选填“dc”或“ec”)表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像;
(2)该电路消耗的最大总功率与最小总功率之比为 。
四、实验题
33.(2023·山东德州·中考真题)某同学在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时,设计了如图甲所示的实验电路,已知标有“”字样的小灯泡正常发光时的电阻约为,电源电压为,可供选用的滑动变阻器有和。
(1)为了能完成实验,应该选用的滑动变阻器是 (选填“”或“”);
(2)将滑动变阻器调至阻值最大处,闭合开关,发现 (选填“电压表”或“电流表”)无示数。通过分析发现图甲中有一根导线连接错误,请在错误连线上画“”并在图中画出那一根正确的连线;
(3)电路改正后,某次测量时电压表的示数为,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端滑动。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 ;
(4)该同学又取来的定值电阻,设计了如图丙所示的电路图,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 A时,小灯泡正常发光。此时电路的总功率为 W。
34.(2023·山东聊城·中考真题)如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,电源电压为6V;
(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:导线不交叉);
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 (选填“太小”或“太大”);
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2.2
0.28
比正常发光暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
比正常发光亮
0.90
(4)将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是 。
35.(2023·山东菏泽·中考真题)实验室有一只标有“”字样的灯泡,额定功率模糊不清。现欲测量其在不同电压U下的功率P,并作出灯泡的关系图线。
(1)除被测灯泡、电源、滑动变阻器、开关、导线外,实验中还需要用到的两个器材是 、 ;
(2)请把测量电路的实验原理图甲补充完整;
(3)开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应置于 端;
(4)某同学作出灯泡的图线如图乙所示,则该灯泡的额定功率为 W,正常发光时的电阻为 。
36.(2023·山东济宁·中考真题)电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同()。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制 和 相等;
(2)通电一段时间后,通过观察 来比较电流做功多少;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝 (选填“”或“”)做的功多;
(4)若两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则10s内电流通过做的功为 J。
37.(2023·山东泰安·中考真题)物理实验小组连接了如图甲所示的电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有:电源(可选电压为4.5V、6V),规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器一个,小灯泡(额定电压为2.5V,额定功率小于0.75W)一个,电压表、电流表各一个,开关、导线若干。
(1)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线);
(2)正确连接电路后,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电源电压为 V,小灯泡的额定功率为 W;
(3)变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18A,电压表示数如图乙所示为 V,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(4)该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电压表、等器材,测量额定电压为的小灯泡L的额定功率,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表 (选填“”或“”)的示数为,同时读出另一个电压表的示数,记为U;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率 。
38.(2023·山东枣庄·中考真题)在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图所示,三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)要探究电热与电阻的关系。应选用 组合,并将它们 接到电源两端进行实验。
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,在通电时间相同的情况下,发现乙装置U型管中液面高度变化大,由此可得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下, 。
(3)实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列实例采用研究方法与此相同的是 。
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C.研究光的传播时,引入“光线”
D.探究平面镜成像的特点
五、综合题
39.(2023·山东东营·中考真题)小明家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示,其内装有4kg导热油,转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换,图乙是其内部电路原理图,其中四个发热电阻阻值相同。
(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于 位置(选填“1”“2”或“3”)。
(2)已知中温挡额定功率为1000W,求电阻R的阻值和高温挡的额定功率。 、
(3)使用高温挡正常工作5min,导热油温度由15℃升高到75℃,若消耗的电能有84%被导热油吸收,求导热油的比热容。
(4)根据所学的电学知识,请你提出一条安全使用电暖器的建议。
40.(2023·山东日照·中考真题)为了节约能源,我市一些公共场所改用光控开关控制照明系统,光控开关可用光敏电阻控制,某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线如图甲所示。光的照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为勒克斯(lx)。
某学校科学探究小组的同学设计了图乙所示的电路,利用图甲特性的光敏电阻测量光的照度。图乙中定值电阻。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 (选填“左”或“右”)端;
(2)开关闭合后,读取电压表、的示数分别为3.0V、4.2V。求:
①定值电阻的电功率( );
②光敏电阻中的电流( );
(3)该科学探究小组的同学通过共同研究,利用该光敏电阻进一步设计了图丙所示的照明系统控制电路,电源电压为12V。当天色渐暗,照度降低至1.0(lx)时控制开关会自动启动照明系统,此时光敏电阻两端的电压等于2V。
①请分析此控制电路中电流与光的照度的变化关系;( )
②求电路中定值电阻R的阻值。( )
六、计算题
41.(2023·山东淄博·中考真题)如图甲为一款养生壶,其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V,R1、R2均是发热电阻,其中R2=506。养生壶正常工作时,开关置于“1”为加热挡,电路中电流为5A;开关置于“2”为保温挡。求:
(1)当开关置于“1”时,R1的阻值及R1消耗的电功率;
(2)当开关置于“2”时,养生壶1min消耗的电能;
(3)将壶内500g的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量。[]
42.(2023·山东德州·中考真题)如图甲所示,电源电压U保持不变,当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片从最右端滑向中点过程中得到电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。闭合开关S1、S3,断开S2,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路的总功率为15W。已知R2=2R1,求:
(1)定值电阻R1的阻值;
(2)R0的最大阻值和电源电压U;
(3)定值电阻R3的阻值及整个电路的最大功率。
43.(2023·山东德州·中考真题)今年一季度,我国汽车出口量全球第一,电动汽车贡献非常大。如图所示为某型号电动汽车运动的图像,它在第10秒时速度达到,然后以的速度做匀速直线运动。已知该车质量为,以的速度运动时所受阻力为该车重力的0.1倍,,不计机械摩擦。
(1)已知物体运动的图像与时间轴围成的面积大小等于路程的大小。则在内,该车通过的路程与的关系为?
(2)该汽车以的速度匀速直线行驶了,该过程中加在电动机上的电压为,通过的电流为,求电动机的效率为多少?
(3)求该车电动机的线圈电阻是多少?
44.(2023·山东威海·中考真题)小明家的电热水器,铭牌参数如表所示,速热挡位功率模糊不清。工作电路如图甲所示,其内部有两个电热丝(阻值不变),通过控制开关,可以实现速热、加热、保温三个功能(速热功率大于加热功率)。
(1)计算的阻值。
(2)在用电高峰期,小明关闭其他用电器,只让电热水器处于速热挡位工作,观察如图乙所示电能表,发现1.5分钟内脉冲灯闪烁了80次,请计算此时小明家的实际电压。
(3)小明调查发现,小区居民用电是由附近的配电室提供。为研究家庭电路电压偏低的原因,小明设计如图丙所示的电路进行模拟实验:用学生电源模拟配电室:用小灯泡L()模拟家庭用电器:由于配电室距离居民楼较远,故选用约长的细导线模拟配电室到用户间的输电线。连接电路闭合开关,调节学生电源输出电压为,此时电压表示数为。要使小灯泡L正常工作,应将学生电源的输出电压调到多少?请根据以上实验,分析解决家庭电路实际电压偏低的方法。(忽略温度对导线和灯丝电阻的影响)
表
额定电压
220V
速热
加热
1100W
保温
100W
容积
60L
45.(2023·山东聊城·中考真题)如图所示,电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。小灯泡L标有“6V 1.2W”字样,为10Ω的定值电阻,滑动变阻器R铭牌上标有“■Ω 1A”字样(电阻值已模糊不清),电压表使用的量程为0~3V,电流表使用的量程为0~0.6A。闭合所有开关,小灯泡正常发光,此时滑动变阻器的滑片在最右端,滑动变阻器的电功率为0.72W。求:
(1)滑动变阻器R铭牌上标注的电阻值;
(2)当开关、闭合,、断开时,小灯泡的实际功率;
(3)当开关、闭合,、断开时,在不损坏各电路元件的情况下,电路中允许通过的最大电流。
46.(2023·山东菏泽·中考真题)如图所示为某用电器内部简化电路,电源的电压不变,定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为。闭合开关S后,求:
(1)电路中电流I的变化范围;
(2)滑动变阻器的电压与电流I的关系式;
(3)当滑动变阻器的电功率时,接入电路的阻值。
47.(2023·山东济南·中考真题)传感器(transducer)是一种能感受被测量信息并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置。图甲是一种常用压力传感器的原理电路图,电源电压恒定,R1为电阻器,压力感应板A和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,压力感应板A、B之间由绝缘弹簧相连,其间有可伸缩的导线。闭合开关S,不对压力感应板A施加力时,滑动变阻器R2的滑片P恰在其最上端,电流表、电压表的示数如图乙所示;当在压力感应板A上施加一个5N的压力F时,电流表的示数变为0.3A。通过计算回答:
(1)电阻器R1的电阻值是多少?
(2)此时电压表的示数是多少?
(3)此时滑动变阻器R2消耗的电功率是多少?
48.(2023·山东潍坊·中考真题)恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业部门,图示为某恒温箱的工作原理图。S为电源开关,通过控制温控开关可实现“保温”“加热”两个挡位间的切换。电源电压,、是电热丝,,“加热”时恒温箱的电功率。将恒温箱两气孔封闭,闭合开关S,置于“加热”挡位,箱内温度从升至设定的恒温温度,用时130s,该段时间内的加热效率。恒温箱的容积,箱内空气密度,箱内空气的比热容。求:
(1)“保温”时恒温箱的电功率;
(2)电热丝的阻值;
(3)恒温箱的恒温温度。
49.(2023·山东济宁·中考真题)在如图所示的电路中,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,定值电阻,滑动变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合,滑动滑片P,使变阻器电阻,此时电压表示数为10V。若电源电压不变,不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)电源电压;
(3)只闭合,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,电路消耗的总功率范围。
50.(2023·山东烟台·中考真题)在实践活动中,物理小组计划制作一个水位显示仪,用电流表或电压表来显示蓄水池水位的高低。小组选用了电压恒为的电源、最大阻值为的均匀弧形电阻片R、多个定值电阻、量程为的电流表、量程为的电压表以及滑杆、细杆、浮子等器材。设计要求是:①电流表或电压表示数越大,表示水位越高。②当滑片滑动到电阻片的一端时,电流表或电压表示数要恰好达到满偏(量程的最大值),指针位置表示蓄水池规定的最高水位;当滑片滑动到电阻片的另一端时,电流表或电压表指针所指位置表示规定的最低水位。小明利用电流表设计了一个符合要求的装置,其中滑片P与滑杆连接,滑杆可绕固定轴O转动,另一端通过轻质细杆连接一个浮子,如图甲所示。求:
(1)当水位最高时,滑片应该滑到a端还是b端?小明选用的定值电阻的阻值为多少?
(2)当水位最低时,电流表的示数为多少?此时电路中消耗的功率为多少?
(3)另一个同学想用电压表显示水位高低,他拆下装置中的电流表,将电压表连接到电路中,如图乙所示。请分析说明他的设计是否符合要求?如果符合,说明理由;如果不符合,提出能够达到设计要求的具体改进方法。
51.(2023·山东滨州·中考真题)某科研小组用如图甲所示的电路,对由多种半导体材料混合制成的一种新材料电阻(标有2.5V字样)进行了测量。电源电压恒定不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。当闭合S和S1、断开S2,将滑动变阻器的滑片P从一端移至另一端,测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中的图象A所示。当把电压表并联在两端,闭合S和S2、断开S1,移动滑动变阻器的滑片P,测得新材料电阻电流随电压变化情况如图乙中的图象B所示。求:
(1)新材料电阻正常工作时的电功率。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)电源电压。
(4)在图甲电路中,电压表并联在两端,当闭合S和S2、断开S1时,为保证电路安全滑动变阻器连入电路的阻值范围。
52.(2023·山东枣庄·中考真题)体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计,求:
(1)闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少;
(3)此体重计所能测量的最大体重为多少。
2022年
一、单选题
1.(2022·山东德州·中考真题)在如图所示的电路中,灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为20Ω。当只闭合开关时,调节滑动变阻器的滑片P,使灯泡正常发光,此时电源的电压为12V;当只闭合开关S、、时,调节电源电压和滑动变阻器,使灯泡再次正常发光,此时滑动变阻器的滑片P恰好位于最左端(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。下列说法正确的是( )
A.灯泡第一次正常发光时,两端的电压为6V
B.灯泡第一次正常发光时,接入电路中的阻值为6Ω
C.灯泡第二次正常发光时,通过的电流为1.25A
D.前后两次灯泡正常发光时,电流表的示数之比为2∶5
2.(2022·山东青岛·中考真题)下列电流做功的过程中,电能主要转化为机械能的是( )
A.电风扇吹风 B.电灯发光
C.电饭锅煮饭 D.电解水制氧
3.(2022·山东淄博·中考真题)如图,在“探究串并联电路中电流的规律”实验中,灯泡L1和L2上分别标有“3.8V 0.2A”和“3.8V 0.3A”字样。闭合开关两灯均发光(灯泡的电阻不受温度影响),则( )
A.两灯串联 B.电流表A1测灯L1的电流
C.灯L1比L2暗 D.电流表A2的示数为0.5A
4.(2022·山东东营·中考真题)下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.课桌的高度约为 B.饮水杯的质量约为
C.人感觉舒适的室温约为25℃ D.台灯的功率约为
5.(2022·山东济南·中考真题)在电路中,把电能转化为其他形式能的是( )
A.电源 B.开关 C.用电器 D.电能表
6.(2022·山东聊城·中考真题)如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后,左侧形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是( )
A.形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B.通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C.右边容器中的电阻比左边容器中的电阻小
D.通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
7.(2022·山东聊城·中考真题)以下说法正确的是( )
A.只有正电荷的定向移动才能形成电流
B.金属容易导电是因为内部有大量电子
C.导体的电阻越大,导体对电流的阻碍作用越大
D.电流通过用电器产生的热量等于消耗的电能
8.(2022·山东临沂·中考真题)图甲所示电路,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中,两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为0.625W B.电路的最大总功率为1.2W
C.小灯泡的灯丝阻值越来越小 D.R的阻值变化范围为20Ω~8Ω
9.(2022·山东临沂·中考真题)一个标有“220V 1100W”的电热器,当通过它的电流为4A时,它的实际功率为( )
A.176W B.704W C.880W D.1100W
10.(2022·山东临沂·中考真题)如图所示电路,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动一小段距离的过程中( )
A.电流表示数变小 B.电压表示数变小
C.灯泡的功率变大 D.电路总功率变大
11.(2022·山东泰安·中考真题)如甲图所示,灯泡标有“”字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器标有“”字样,电压表的量程为,电流表的量程为,定值电阻的电流随电压变化的图像如乙图所示。在保证电路安全和电表不超量程的情况下,当闭合开关、、时,通电30s,电路中电流所做的功为;当闭合开关,断开开关、时,灯泡的实际功率为;当闭合开关、,断开开关时,定值电阻消耗的最小功率为。下列说法中( )
①灯泡的电阻为 ②电源电压为 ③ ④
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①②正确 D.只有①③④正确
12.(2022·山东济宁·中考真题)如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U﹣I图像。下列分析不正确的是( )
A.当L1两端的电压为100V时,其实际功率为20W
B.当通过L2的电流为0.45A时,其1min消耗的电能为4320J
C.将L1、L2串联,若L1两端的电压为40V,则L2的功率为8W
D.将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5A,则L1的功率为66W
二、多选题
13.(2022·山东滨州·中考真题)某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路如图甲所示,电热丝,。小滨为测量电热壶的实际功率,他把家中的其它用电器都与电源断开,仅让电热壶工作,1min内电能表(如图乙)的转盘转动了16转。【不考虑热量损失,已知水的比热容】。下面说法正确的是( )
A.开关S接“2”时,电热壶为“加热”挡位
B.电热壶的正常加热功率为100W
C.电热壶将1kg的水从25℃加热到75℃,需要正常工作210s
D.测量时电热壶的实际加热功率为800W
14.(2022·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压恒定不变,开关闭合后,当滑动变阻器的滑片P由最右端向中点滑动时。下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数不变,电压表V示数不变
B.电流表A1示数变大,灯泡L的亮度不变
C.电流表A2示数变大,电压表V示数不变
D.电压表V示数与电流表A1的示数之比变大
三、填空题
15.(2022·山东德州·中考真题)如图是定值电阻R与灯泡L的图像。当定值电阻R两端电压为2V时,电阻R的电功率为 W;若将它们串联在电源电压为7V的电路中,灯泡L的电阻是 Ω,电阻R与灯泡L消耗的电能之比为 。
16.(2022·山东威海·中考真题)如图所示,电源电压恒为12V,,滑动变阻器的规格为“”,电流表的量程为“”,小灯泡上标有“”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合,S1、S2断开,小灯泡正常发光,则通电电流通过滑动变阻器产生的热量为 J;当S、S1、S2都闭合,为了保证电路中各元件的安全,滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为 。
17.(2022·山东东营·中考真题)如图所示,电源电压恒为,标有“ ”字样,标有“ ”字样,闭合开关后,两灯均能发光,此时两端的电压为 V。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
18.(2022·山东烟台·中考真题)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V 6W”字样。闭合开关S1,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为 Ω;再闭合开关S2,前后两次电流表的示数之比为2:3,则电阻R的阻值为 Ω,电阻R在10s内产生的热量为 J。
19.(2022·山东菏泽·中考真题)小明同学在家研究不同种类灯泡的发光效率(电能转化为光能的效率),可选用的灯泡有:白炽灯①“220V40W”、②“220V15W”各一只;普通节能灯③“220V30W”、④“220V15W”各一只;LED灯⑤“220V15W”、⑥“220V7W”各一只。他从每种灯泡中各选出一只接入家庭电路进行对比实验,用温度计分别测出通电前和通电2分钟后每种灯泡的表面温度,记录如下表:
灯泡的种类
白炽灯
普通节能灯
LED灯
通电前
24℃
24℃
24℃
通电20分钟后
大于100℃
76.2℃
48.4℃
忽略其他因素的影响,认为三种灯泡每升高1℃吸收的热量都相同。回答下列问题:
(1)如果你是小明,对比实验中你选择的三只灯泡是 (填灯泡前面的序号);
(2)根据实验数据,可以判断发光效率最高的灯泡是 (填灯泡的种类)。
20.(2022·山东菏泽·中考真题)三峡水电站年发电量约为8×1010kW·h,合 J(用科学记数法表示)。已知燃煤发电的效率为40%,标准煤的热值为3×107J/kg,三峡水电站运行一年大约为国家节约 万吨标准煤。
21.(2022·山东济南·中考真题)电光源的发明,照亮了人类生活的每一个角落。图甲所示的白炽灯是利用电流的 (选填“热效应”“磁效应”或“化学效应”)使灯丝达到白炽状态而发光的,发光效率仅8%,更多能量都以内能的形式散失到周围环境中。现在用来照明的白炽灯已被图乙所示节能、环保的灯所替代,一只灯的亮度相当于一只100W白炽灯的亮度。灯主要是用 (选填“纳米材料”“超导材料”或“半导体材料”)制成的。
22.(2022·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。开关闭合后,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表V1的示数如图乙所示,此时R2的功率为0.8W。则电流表的示数为 A,电源电压为 V。
23.(2022·山东济宁·中考真题)小明家新购置了一个额定功率为3200W的电热水龙头。经过测试,正常工作时进水温度为20℃,出水温度为45℃,30s内的出水量为800mL,则这800mL水吸收的热量Q= J,电热水龙头的加热效率η= 。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
24.(2022·山东临沂·中考真题)二极管具有单向导电性,硅二极管正向导通时,其两端电压为0.7V。如图所示,将一个硅二极管和阻值为23Ω的定值电阻串联,闭合开关,二极管导通,电流表的示数为0.1A。则定值电阻两端的电压为 V,电功率为 W;电源电压为 V。
四、实验题
25.(2022·山东淄博·中考真题)小明用电源(电压恒为3V)、电阻(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行实验。
(1)探究电流与电压的关系:
①小明设计了图中甲、乙、丙三个电路图,经小组讨论,最终确定用图丙电路进行实验,原因是该电路不仅能保持 不变,还能很容易改变 ;
②图是小明实验时连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连接完整;( )
③小明先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论,小丽认为还不能归纳结论,他们接下来的实验操作是 ;
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
(2)测量小灯泡的电功率:
①小明将图2中的定值电阻更换为额定电压为2.5V的小灯泡,将滑动变阻器的滑片调至B端,闭合开关后发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数。接下来他首先应进行的操作是 ;
A.检查电路是否断路 B.更换小灯泡 C.调节滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
②实验中,滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表示数为1.5V,为测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直至电压表示数为 V;
③本实验多次测量的目的是 :
A.求平均值减小误差 B.测不同电压下小灯泡的电功率
26.(2022·山东威海·中考真题)实验室购买了一批规格为“”的小灯泡,物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格。他们准备了如下器材:电源(电压恒为)、开关、滑动变阻器(“”)、电流表各1个,导线若干。
(1)若要完成此实验,还需要的器材是 ;请在图所示的虚线框内画出实验电路图( );
(2)按正确的电路图连接好电路,闭合开关,发现小灯泡强烈发光后立即熄灭,造成这种现象的原因可能是 ;
(3)问题解决后继续实验,当小灯泡两端电压为时,电流表示数如图所示,此时电路中的电流为 A,小灯泡的电功率为 W,小灯泡是否符合规格? ;
(4)兴趣小组按上述操作测量了这批小灯泡在电压为时的电功率,发现其中一些小灯泡不符合规格,如果问题出在钨丝的制作环节,其原因可能是 。
27.(2022·山东聊城·中考真题)如图甲所示,小聪同学设计了用“伏安法”测电阻的实验。
(1)同组的小丽发现他的连接中有一处错误,而且只需改动一根导线的连接,就可以顺利进行实验。请你在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线;( )
(2)电路连接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)小聪闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,发现两个电表只有一个有示数,初步检查确认,电路接线完好,两个电表均无故障,则发生故障的元件应是 (填字母);
A.电源 B.滑动变阻器 C.定值电阻R D.开关
(4)排除故障后,小聪正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第2次测量时电流表的示数如图乙所示,为 ,根据三次实验数据可得定值电阻 (结果保留一位小数);
实验次数
电压
电流
电阻
1
1.5
0.16
9.4
2
2.0
3
2.5
0.24
10.4
(5)在物理实验中,经常要对物理量进行多次测量,下列实验与本次实验进行多次测量的目的相同的是 (填字母)。
A. 用刻度尺测量作业本的长度
B. 探究同种物质的质量与体积的关系
C. 测量小灯泡的电功率
五、综合题
28.(2022·山东青岛·中考真题)综合实践活动中,小明想设计制作一个用于户外照明的简易电路。现有器材:干电池两节,额定电压均为3V的小灯泡两个,开关一个,导线若干。小明选用一节干电池,连接了如图甲所示的电路,闭合开关后灯泡发光,但照明效果不佳。他又在原电路中接入另一个灯泡,连接成图乙所示的电路,闭合开关后,照明效果反而更差了。
(1)小华对小明的实验进行了分析:电源电压一定,两个灯泡串联后,总电阻变大,电流变 ,根据公式P=UI可知,总功率变 ,因此照明效果更差;
(2)为了获得比图甲电路更佳的照明效果,请你利用现有器材设计一个电路,画出电路图 ,并对所选器材做出必要的说明 (无需解释亮度变化的原因)。
六、计算题
29.(2022·山东德州·中考真题)小强设计的简易体重测量仪工作电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻,电流表的量程选用0~0.6A,压敏电阻R的阻值随压力F的变化关系如图乙所示。闭合开关S,小强从站上踏板并最终静止在踏板上的过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图丙所示。(踏板质量忽略不计,g取)求:
(1)小强未站上踏板时,压敏电阻的阻值;
(2)电源的电压;
(3)1~4s内压敏电阻消耗的电能;
(4)小强的质量。
30.(2022·山东青岛·中考真题)小明家的电热水壶电热丝断了,他想用一根新电热丝替换,但不知道阻值,于是他用伏安法进行了测量,用记录的多组数据描绘出的U-I图像,如图所示。在老师的安全指导下,小明利用重新组装好电热水壶,接在220V家庭电路中能正常工作,忽略温度对电阻的影响。求:
(1)的阻值;
(2)新电热水壶的额定功率;
(3)新电热水壶工作400s,把质量为1kg的水从20oC加热到100oC,其加热效率是多少。[]
31.(2022·山东淄博·中考真题)如图所示是一种测定油箱内油量装置的示意图。当油箱中油量改变时,浮子带动滑杆,滑杆带动滑片在电阻片R上滑动,从而改变电路中电流表的示数。已知电源电压15V保持不变,R的规格为“20Ω 1A”。当油量最多时,滑片在A端;当油量最少时,滑片在B端,此时电流表示数为0.3A。求:
(1)R0的阻值;
(2)油量最多时,电流表的示数及R0消耗的电功率。
32.(2022·山东威海·中考真题)小明家有一个标有“”的插排(图甲所示),同时接入一个电加热坐垫(“”)和一台吸尘器(“”),吸尘器的电动机线圈电阻为,小明家电压恒为。
(1)吸尘器工作消耗的电能是多少?
(2)现有一个电吹风机(“”),请通过计算说明插排能否允许再接入此电吹风机,使3个用电器同时工作。
(3)图乙是电加热坐垫(“”)的简化电路图,通过调控开关可实现保温和加热两个功能。电阻R1在调温盒内,电阻R2置于坐垫内用于加热。电加热坐垫处于保温状态时电阻R2消耗的电功率为20W,则R1的阻值为多少?
33.(2022·山东东营·中考真题)在综合实践活动中,兴趣小组设计了一款双档位电加热器,利用产生的蒸汽加湿或消毒,电加热器工作时,高档先将水箱内的水加热到100℃,低档维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路,S1和S均为自动控制开关,当水温达到100℃时S1自动断开,当水的质量低于0.2kg时S自动断开,R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关,电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L,水的初温为20℃。[,]
(1)求低档工作时加热器的电功率;
(2)求R1的电阻;
(3)求电加热器高档位工作的加热效率。
34.(2022·山东烟台·中考真题)如图甲所示为小明家的电饭锅,铭牌上附有中国能效标识,从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级,额定电压为220V,加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示,有加热和保温两挡,由开关S调节,其中R1和R2均为发热电阻,且阻值不随着温度的变化而改变。求:
(1)小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率,他关闭家里的其它用电器,让电饭锅处于“保温”状态下正常工作,观察到电能表转盘在5min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少?
(2)电阻R1、R2的阻值分别为多少?
(3)小明上网查询了解,国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时,三级能效的热效率值(电热转化效率)范围为81%≤η<86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试:在加热状态下,将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃,电饭锅正常工作用时700s。已知c水=4.2×103J/(kg℃),请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
35.(2022·山东潍坊·中考真题)图示是一款自动炖煮机的简化电路图,、是两个完全相同的电热丝,为电源开关,通过控制开关、实现“低温”“中温”“高温”三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知,其额定电压220V,加热效率为75%,但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息,在炖煮机中装入的水,闭合开关,通过观察其电子显示屏(消耗电能忽略不计),记录有关信息如表格所示。水的比热容,求:
指示灯状态
工作时间
水温变化
高温灯亮
34℃升至100℃
中温灯亮
100℃保持不变
低温灯亮
100℃保持不变
(1)水吸收的热量;
(2)炖煮机高温挡时的功率;
(3)炖煮机消耗的电能。
36.(2022·山东菏泽·中考真题)如图所示为某用电器的内部简化电路,R1和R2为定值电阻, 。现将该用电器接入电压为220V的电路,当S1断开、S2接b时用电器消耗的电功率为220W。求:
(1)只闭合S1时,流过R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)该用电器的最大电功率。
37.(2022·山东济南·中考真题)小梅家的电热水器有“关”、“加热”和“速热”三个档位,其简化电路如图所示。若电热丝R1的阻值是48.4Ω,通过计算回答:该电热水器在“加热”档位工作时
①通过它的电流是多少安?
②它的电功率是多少瓦?
③它工作100s消耗了多少焦的电能?
38.(2022·山东聊城·中考真题)如图所示,电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。为的定值电阻,小灯泡上标有“”字样,滑动变阻器上标有“”字样,电流表使用的量程为。当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片移到最上端时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)开关、闭合,,断开时,定值电阻两端的电压;
(3)开关、闭合,,断开时,为了保证测量精确,要求电流表示数不小于其量程的,求滑动变阻器连入电路的最大阻值。
39.(2022·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像,如图乙所示。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R0的阻值和电源电压;
(3)整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。
40.(2022·山东临沂·中考真题)某品牌浴室多功能取暖器具有灯暖和风暖两种功能,其简化电路如图所示,部分参数如表所示。当取暖器正常工作时,求:
(1)灯暖灯丝的电阻;
(2)灯暖功能10min消耗的电能;
(3)仅使用风暖功能时电路中的电流。
额定电压
220V
灯暖
额定电流2.5A
风暖
吹风机额定电流0.15
加热电阻22Ω
41.(2022·山东泰安·中考真题)如图所示,物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型,由控制器和加热器组成,可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位,由开关和加热电阻丝、组成,,;控制电路电压恒定,,为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘形硬质杆,水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮,通过形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加,电阻减小。浮体体积为,质量为。科技小组对加湿器进行测试:向水箱内缓慢注水,当液面上升至浮体体积的浸入水中时,电磁铁线圈中电流为,此时衔铁恰好被吸下,加热器开始工作;当液面上升至浮体体积的浸入水中时,电磁铁线圈中电流为;当水箱注水量达到最大值时,电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计,取,水的密度为,水的比热容为。
(1)当加热器处于高档位时,加热所产生的热量全部被的水吸收,水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率;
(2)求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力;
(3)求水箱注水量达到最大值时,浮体浸入水中的体积。
42.(2022·山东日照·中考真题)2022年8月,第25届山东省运动会将在日照市举行。为给运动员加热食品提供方便,某校师生用电阻丝自制了100台电烘箱。其中一台电烘箱在220V电压下工作时,每分钟产生的热量为6.6×104J。假设电烘箱的电阻丝的电阻不随温度变化。
(1)求这台电烘箱在220V电压下工作时的电功率;
(2)求制作这台电烘箱所用电阻丝的电阻值;
(3)小明家供电线路的总空气开关上标有“C32”字样,通过查阅资料知道,当电流达到或超过32A时,总空气开关就会跳闸,切断电路,起到保护作用。短暂的跳闸能影响正在工作的家用电器,引起不必要的麻烦,例如:电冰箱突然断电;正在播放的电视节目中断;电灯突然熄灭等。小明家现有家用电器的总功率为5600W,在它们都正常工作的情况下,能否将这台电烘箱连接到他家同时使用?
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