九年级上学期物理期末复习（压轴精选60题30大考点）-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲（鲁科版）

九年级上学期物理期末复习（压轴精选60题30大考点） 训练范围：鲁科版： 九年级上册第11~15章、 九年级下册第16章。 一．根据实物图画电路图（共1小题） 1．根据实物电路图甲，在图乙中画出相应的电路图： 二．串联和并联的概念与辨析（共2小题） 2．如图所示的电路图，下列说法中不正确的是（　　） A．闭合S2，断开S1、S3，两灯串联 B．闭合S1、S3，断开S2，两灯并联 C．闭合S1、S2，断开S3，两灯短路 D．闭合S2、S3，断开S1，两灯均发光 3．物理课上，老师给同学们出示了一个有盖的木盒，盒盖上可看到两只灯泡和一只开关（导线的连接情况隐藏在盒内），如图所示。 （1）当老师闭合开关时，两只小灯泡都亮了；断开开关，两灯泡又同时熄灭。 ①请你判断：在这个木盒内，除了导线，一定还有另外一个电路元件，它是 　 　。 ②根据上述现象，你 　 　（选填“能”或“不能”）断定这两只小灯泡是串联的。 （2）经过检验，这两只灯泡确实是串联的，但在老师闭合开关的时候，细心的小华观察到灯L1比L2亮些。她认为这是因为L1比L2更靠近电源正极的缘故。 ①你认为小华的判断是 　 　（选填“正确的”或“错误的”）； ②在不增加其他器材的条件下，能证实小华的判断是否正确的做法是 　 　。 三．开关在串并联电路中的作用（共1小题） 4．请你拆去一根导线（在图上用“╳”表示拆去），再补上一根导线（用虚线表示）使开关闭合后，规格相同的3个灯泡同时发光且亮度相同。 四．探究串联电路中各处电流的关系（共2小题） 5．甲为研究并联电路电流规律的实验电路图。 （1）若要测量干路电流，则电流表应串联在甲图中的　 　（选填“A”、“B”或“C”）处。 （2）若要测量A处的电流，连好电路闭合开关前，发现电流表指针位置如图乙所示。调整正确后闭合开关，发现指针又偏向图乙位置，其原因是　 　。 （3）纠正（2）中错误后，测出A、B、C三处的电流值如表所示。由此得出结论：　 　。 位置 A B C 电流（A） 0.18 0.18 0.36 6．如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图： （1）刚连接电路后，两灯泡都亮，由于连线较乱，一时无法确定电路是串联还是并联，以下两种简单判断方法是否可行？请你在表中空格填写“可行”或“不可行”。 方法 操作 现象 结论 方法是否可行 方法1 把其中一灯泡从灯座中取下 另一灯熄灭 两灯一定是串联 　 方法2 把任意一根导线断开 两灯熄灭 两灯一定是串联 （2）确定了电路连接正确以后，如表是某同学实验中的一组数据： 电流表的位置 A B C 电流I/A 0.3 0.3 1.5 指出表格所记录的数据中，明显错误的数值是 　 　，造成错误的原因是 　 　。 （3）当用电流表测出A、B、C三点的电流并记录数据后，下一步应该做的是 　 　。 A．整理器材，结束实验 B．换不同规格的小灯泡再测几组电流值 C．分析数据，得出结论 D．换电流表的另一量程再测一组电流值 （4）实验中发现两个串联的小灯泡，一个很亮，一个发光微弱，造成这种现象的原因可能是 　 　。 A．通过两个灯泡的电流大小不同 B．发光微弱的灯泡的灯丝断了 C．灯泡的规格不同 D．发光微弱的灯泡被短路。 五．探究串联电路中的电压规律（共2小题） 7．“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示 （1）为了使探究得出的结论具有普遍意义，L1、L2应该选择　 　（选填“相同”或“不同”）规格的小灯泡。 （2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使实验结果更准确，接下来他应该　 　。 （3）测出L1两端的电压后，小明断开开关，准备拆下电压表，改接在B、C之间。小聪认为小明的操作太麻烦，只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法是否正确？答：　 　，原因是　 　。 （4）小明按甲图实验一会儿后看到两个灯都熄灭，电压表示数明显增大，则故障原因可能是　 　。 8．如图所示，小明在“探究串联电路电压特点”的实验中： （1）请在图丙的方框内画出与图甲对应的电路图，并在电路图中标上Ll、L2； （2）某次测量时，电压表的示数如图乙所示，则此时灯L1两端的电压为　 　V； （3）闭合开关后，小明发现L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近3V，则电路中出现的故障可能是L1发生了　 　（选填“短路”或“断路”）。 （4）排除故障后，小明在测量了灯L1两端的电压后，断开开关，然后将AE导线的A端松开，接到D接线柱上，测量灯L2两端的电压，这一做法存在的问题是　 　。 （5）小明进行多次实验的主要目的是　 　（填序号） ①寻找普遍规律 ②减小实验误差。 六．串联电路中的电压规律（共1小题） 9．如图所示，电压表的示数分别为U1、U2、U3，电流表的示数分别为I1、I2，则下列关系中正确的是（　　） A．U1＝U2＝U3，I1＝I2 B．U1＝U2＝U3，I1＞I2 C．U1+U2＝U3，I1＝I2 D．U1+U2＝U3，I1＜I2 七．运用串联电路中的电压规律计算（共3小题） 10．如右图所示电路，电源由4节全新干电池串联组成，当S1闭合，S2断开时，电压表示数为2.5V；则当S1断开，S2闭合时，电压表示数为 　 　V；灯L1两端的电压为 　 　V，灯L2两端的电压为 　 　V。 11．如图所示电路中，电源电压不变，当开关S断开时，V1的示数为5V，V2的示数为7V；当开关S闭合时，V1的示数为9V，V2的示数为5.4V．求： （1）电源的电压为多少？ （2）开关S断开时，每盏灯两端的电压各为多少？ 12．如图（a）所示电路，V1、V2是两只相同的电压表。当闭合开关后。灯泡L1和L2都发光，这时两只电压表的指针偏转角度相同，均为图（b）所示，指针刚好对准刻度线位置。则： （1）求L1和L2两端的电压； （2）若将L1和L2改接为图（c）所示的电路，电源电压不变，闭合开关后灯泡L1和L2都发光，此时电流表A2的示数为1.5A，电流表A1的示数为1.2A，求此时通过L2的电流I2和L2的电阻R2。 八．探究影响电阻大小的因素（共2小题） 13．小明设计了如图甲所示的电路图，做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”的实验，在A、B间接入下表中待研究的电阻丝，电源电压U恒定，忽略温度对灯丝电阻的影响（电阻丝用电阻符号表示）： 序号 材料 长度 横截面积 1 锰铜合金丝 L S 2 镍铬合金丝 L S 3 镍铬合金丝 L 2S 4 镍铬合金丝 2L S （1）小明选择序号为 　 　的两根电阻丝来探究导体电阻大小与导体长度的关系。 （2）他正确选择后，将电阻丝分别接入A、B间，闭合开关，观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。以上两种观察方案中，你认为观察 　 　更好。 （3）实验中，两次电流表指针均有偏转，但第1次的示数大于第2次的示数，说明第 　 　次接入的电阻丝阻值较小。 （4）小明继续用上述电源设计了图乙所示的电路图，来探究导体电阻大小与导体长度的关系。他选择合适的两根电阻丝分别接入R1、R2所在位置。他只要通过比较 　 　就可以判断R1、R2的阻值大小。 14．如图所示，为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验电路，A、B之间接导体。（不探究与温度的关系）。 （1）本实验可通过比较　 　或　 　来比较导体电阻的大小。 （2）小明实验时发现手边只有一根较长的铁丝，用这根铁丝小明可以探究导体电阻的大小与导体　 　和　 　的关系。 （3）若想较完整的完成整个探究，至少还要准备一根什么样的金属丝？ 　 　。 九．用滑动变阻器改变小灯泡的亮度（共1小题） 15．如图所示的实验器材，现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压，电路中电流约为0.5A，并用变阻器改变小灯泡的电流，要求滑片向右滑动时灯泡变亮。 ①按要求连接实物图。 ②画出相应的电路图。 ③连接电路时开在应处于　 　状态，变阻器的滑片应处于　 　端（A或B）。 ④滑片P向左移动时，电流表示数变　 　，灯泡亮度　 　。（填“变亮”、“变暗”或“不变”） ⑤若闭合开关灯不亮，但电压表示数约等电源电压，此时故障可能是　 　；如发现电流表、电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是　 　；如移动滑片P发现两表示数均比较小且不变，则原因为　 　。 一十．探究电流与电阻的关系（共1小题） 16．探究“电流与电阻关系”的实验中，有电源（电压6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱R、开关及导线若干。 （1）如图甲是连接的实物图，其中有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根导线，并只改接一根导线使电路成为正确的电路；（要求：导线不交叉） （2）连接电路时，开关应该断开，正确连接电路闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表示数较大，则电路故障可能为 　 　； A．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路 C．电阻箱断路 D．电阻箱短路 （3）将实验数据记录在下表中（不代表操作顺序），其中当R＝20Ω时，电流表示数如图乙所示，则此时的电流值为 　 　A； R/Ω 50 40 30 20 10 I/A 0.08 0.10 0.12 0.40 （4）分析表中数据发现，有一组数据有明显的错误，原因是有一次调节电阻箱后没有移动滑动变阻器所致，则该次实验是在阻值为 　 　Ω的电阻完成后进行的； （5）修正数据后，根据所测得的数据可以得到结论：在电压一定时，电流与电阻成 　 　比； （6）若依次选用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻替代电阻箱，其余连接均不变，已知滑动变阻器的规格为“40Ω 1A”，若定值电阻两端的电压保持2V不变，当用25Ω的电阻进行实验时，发现电压表的示数始终不能调到2V。解决的办法有：一是可以将其中一个定值电阻串联接入电路，使得用25Ω和30Ω的电阻都可以完成实验，则选择的定值电阻是 　 　Ω；二是可以调整定值电阻两端的电压，则为了完成所有实验，定值电阻两端的电压不得低于 　 　V。 一十一．动态电路的分析（共1小题） 17．如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合开关，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P从a端滑到b端的过程中（　　） A．U先变大后变小 B．I先变小后变大 C．U与I比值先变小后变大 D．U变化量与I变化量比值等于R3 一十二．欧姆定律的应用（共6小题） 18．如图所示，AB、BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中，则以下判断正确的是（　　） A．RAB＜RBC，UAB＝UBC B．RAB＞RBC，IAB＝IBC C．RAB＞RBC，IAB＜IBC D．RAB＝RBC，IAB＜IBC 19．如图所示电路中，电源电压6V恒定不变，电流表的量程是0～0.6A，电压表的量程是0～3V，小灯泡上标有“2V，0.5A”（灯丝电阻不变），滑动变阻器标有“20Ω，1A”。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，在不损坏电路元件的前提下，电流表、电压表示数的范围分别是（　　） A．0.25A～0.5A，1V～2V B．0.3A～0.5A，1V～1.5V C．0.25A～0.5A，1.5V～2V D．0.25A～0.6A，1V～2V 20．小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪，R是一根粗细均匀的电阻丝，其每厘米长的电阻为0.5Ω，电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动，并带动与之相连的金属滑片P移动，电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝中点，此时电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A．由此可知（　　） A．电阻丝的总电阻为7.5Ω B．当电压表示数为2V时，物体M向右移动了5cm C．当电压表示数为1V时，物体M向左移动了5cm D．若开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝某端点，可测量的最大距离30cm。 21．如图所示，滑动变阻器R0，标有“150欧 3安”字样，电阻R标有“50欧 2安”字样。当输入电压UAB＝200伏时，为保证各电阻均不损坏，滑片P上、下移动过程中输出电压UCD的变化范围是 　 　。 22．小明同学在初三物理创新实验大赛中设计了一个电子量角器。如图甲所示，把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形，O为圆心，OP为阻值不计的金属滑片。如图乙所示，A为电流表（量程0～0.6A），R0为保护电阻，电源电压U＝6V不变。备用滑动变阻器R1（8Ω 1A）、R2（15Ω 0.6A）。 （1）用导线连接M、N，将A、O分别与E、F相接，闭合开关。当P滑到A处时，电流表示数为0.4A；当P滑到B处时，电流表示数为0.15A。则电子量角器的最大电阻为多少？ （2）小明希望选择上述器材重新设计电路，将电压表（接入量程0～3V）表盘重标数据后可以从电压表上直接读出OP的旋转角度θ，即∠AOP，并且将180°刻度线标在电压表“3V”刻度处。请按要求在图乙中画出符合要求的电路图。当被测量角度θ为36°时，电压表的示数应该为多少。 （3）请对你的电路进行评价。 23．现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P，移至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。 （1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是 　 　cm。 （2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值是多少？ （3）每1cm电阻丝的阻值是 　 　。（提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻） （4）如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后，闭合开关S，求电流表的最大值。（计算过程中不需要说明取最大值的理由） 一十三．应用欧姆定律进行故障分析（共2小题） 24．如图所示，三个电阻串联后接在电压为12V的电路中，现知道在三个电阻R1、R2和R3中只有一个电阻断路，一个电阻短路。现用一只标有“12V”（注：12V表示小灯泡在达到此电压时正常发光）字样的灯泡对该电路进行检测，当它接在下表所列的某两点时，灯泡的亮暗情况如表所示，则下列判断正确的是（　　） A．电阻R1断路，电阻R2短路 B．电阻R1短路，电阻R3断路 C．电阻R2短路，电阻R3断路 D．电阻R3短路，电阻R2断路 25．“疯狂物理杯”创新大赛中，评委对小杨的量水仪进行评审检测，其内部简化结构如图所示。一根轻质绝缘细杆将木块A与轻质滑片P固定在一起，底面积为0.01m2的木块A放在圆柱形容器内，当容器中注入水时，滑片P随A的浮动在滑动变阻器R1上滑动。评委检测发现滑动变阻器ab一段发生短路，滑动变阻器的电功率P、电压表示数U与水深H的关系分别如图甲和乙所示。已知电源电压U0恒定不变，R2为定值电阻，R1的阻值与自身长度成正比（容器足够高，不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦）。求： （1）当水深H＝5cm时，水对容器底的压强； （2）木块A的重力； （3）图甲和乙中对应H0的值。 一十四．光敏、热敏、压敏等半导体电路分析（共1小题） 26．为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。若已知电源电压为12V，某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次 B．绳子没挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍 C．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍 D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍 一十五．串并联的比例计算（共1小题） 27．灯L1和灯L2连接在电压为6V的电源上（电路中无其他用电器，且电源电压保持不变，L1和L2电阻不随温度变化），L1的电阻为20Ω，两灯均发光时，测得L2中的电流为0.2A，则下列判断正确的是（　　） ①L1和L2两端的电压之比可能是1：1 ②L1和L2的电阻之比可能是2：3 ③L1和L2的电阻之比可能是2：1 ④L1和L2中的电流之比可能是1：1。 A．只有①和② B．只有③和④ C．只有①②③ D．①②③④均正确 一十六．欧姆定律的多状态计算（共2小题） 28．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝10Ω．当开关S1闭合，S2、S3断开时，电压表的示数为U1．电流表A2的示数为0.1A；当开关S1、S2、S3闭合时，电压表的示数为U1′，且电流表A1的示数为0.9A．已知U1：U1′＝1：6，求： （1）电源电压U； （2）R2、R3的大小； （3）开关S1、S2、S3都闭合时，电流表A2的示数。 29．如图所示，R1＝25Ω，小灯泡L的规格为“2.5V 0.3A”，电源电压保持不变。（小灯泡的电阻不变）求： （1）小灯泡的电阻。 （2）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压。 （3）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的阻值。 一十七．伏安法测电阻（共1小题） 30．图示电路中，E为电源，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，电流表A的量程为0.1mA，内阻约为100Ω．用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA： ①闭合S1，断开S2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0； ②保持R1不变，闭合S2，调节R2，使电流表读数等于，读出R2的值，等于RA的大小。 试分析： （1）R2与RA相等的原因是：　 　。 （2）该实验测量出的结果与真实值相比偏　 　（填“大”或“小”）。 （3）要减小由于设计方案带来的测量误差，R1与RA应该满足的条件是：　 　。 一十八．电功率范围值问题（共1小题） 31．如图甲所示，设电源电压U恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，移动滑动变阻器滑片P改变变阻器阻值，滑片P从a端移动到b端过程中，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示。求： （1）当电路中的电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功； （2）电源的恒定电压和定值电阻R0的大小； （3）若电压表量程为0～15V，电流表量程为0～1A，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率范围。 一十九．结合图像计算电功率（共1小题） 32．如图甲电路，电源电压保持不变。当闭合开关时，将变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，两电压表V1、V2示数与电流表示数的变化关系如图乙，下列说法正确的是（ ） A．图像a表示V1示数变化 B．电源电压为12V C．滑片移至最左端时R1的功率为0.6W D．电路消耗的最大功率为3.6W 二十．电功率的综合计算（共10小题） 33．如图所示电源电压U保持不变，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。当闭合S1、断开S2、S3时，将滑片置于最上端，电流表的示数为I1，定值电阻R1的电功率为P1，滑动变阻器的电功率为P；当闭合S1、S2、S3时，将滑片置于最下端，此时电流表的示数为I2，R1的电功率为P1′，R3的电功率为P2；当闭合S3、断开S1、S2时，将滑片置于最下端，此时电路中的电流为0.1A，R3的电功率为P2′。已知I1：I2＝1：4，P1：P1′＝1：9，P＝0.8W。下列结果不正确的是（　　） A．U＝6V B．I1＝0.2A C．R3＝30Ω D．P2：P2′＝2：1 34．如图所示，电源电压U保持不变。当单刀双掷开关S1接a，S2和S3断开，将滑动变阻器滑片移到中点时，电流表的示数为I1，电压表的示数为U1；当S1接b，S2和S3断开，滑动变阻器滑片仍在中点时，电流表的示数为I2，电压表的示数为U2，此时滑动变阻器消耗的功率为P；当S1接a，S2和S3闭合，滑动变阻器滑片移到最左端时，电流表的示数为1.9A。已知滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，I1：I2＝1：2，U1：U2＝5：4。下列说法正确的是（　　） A．U＝12V B．R2＝10Ω C．I1＝0.2A D．P＝2.4W 35．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．R1的电功率减小 B．R2的电功率变化范围为UcIa～0 C．R2的最大功率为UbIb D．电路的最大总功率为2UbIb 36．如图所示，电源电压U保持不变，滑动变阻器最大阻值为R3。当只闭合开关S，滑片P在最左端时，电压表示数为U1，R1的电功率为P1，再将S1闭合，滑片P移至最右端，电压表示数变为U2；当只闭合S、S2、S3，滑片P仍在最右端时，R1的电功率为P1′，R3的电功率为P3，电流表A与A1示数之差为1.2A。已知U1：U2＝5：9，P1：P1′＝1：9，P3＝4.8W。下列结论中不正确的是（　　） A．只闭合S时，电路的最大总功率为4.8W B．只闭合S时，电路的最大总功率是最小总功率的3倍 C．只闭合S2、S3，电路的最小总功率为19.2W D．只闭合S、S2、S3，电路的最小总功率为26.4W 37．如图甲所示，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“10V，5W”字样，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，定值电阻R0的电功率变化了5.4W。（忽略灯泡电阻随温度的变化），则下列说法中错误的是（　　） A．灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A B．定值电阻R0的阻值为40Ω C．只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率为0.45W D．只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，当电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率为2.25W 38．如图所示电路，电源电压U恒定不变，电流表A1、A2量程均为0～3A，电压表V量程为0～15V，滑动变阻器R3上标有“50Ω 1A”。闭合S，断开S1、S2，滑片P移到最左端，A1表的示数为0.2A，R1和R2消耗的电功率之比P1：P2＝4：1；闭合S、S2，断开S1，R1消耗的电功率为2.5W。则R1和R2的电阻之比R1：R2＝　 　，任意改变开关的断开闭合情况，在确保电路安全的前提下，整个电路消耗的最大功率与最小功率之差 　 W。 39．如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从端点a向b端滑动的过程中（没有滑到端点b）电压表V2与电流表示数变化的图像如图乙所示。 （1）滑动变阻器的最大阻值为 　 　Ω。 （2）以上实验过程中电压表V1与电流表示数的关系图像 　 　（选填“一定”、“不一定”或“一定不”）与图乙中的图像相交。 （3）以上实验过程中滑动变阻器的最大功率与定值电阻的最大功率之比为 　 　。 （4）若要使滑动变阻器的功率达到最大值，在该实验的基础上应移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 　 　A。 40．如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，R1是定值电阻，R2是标有“100Ω0.5A”字样的滑动变阻器。R3为标有“3V0.9W”字样的定值电阻。求： （1）R3的阻值； （2）当闭合S、S1、S2时，电流表的示数为0.3A，求R1的阻值； （3）当闭合S，断开S1、S2时，为保证电路各元件安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。 41．如图所示，电路中电源电压保持不变，小灯泡L的规格为“12V 18W”（不考虑灯丝电阻受温度的影响），滑动变阻器的最大阻值为R2，将滑动变阻器的滑片P置于A端，只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1，电路中的总电流为I1，电压表V2的示数为U2；将滑动变阻器的滑片P置于B端，仍只闭合开关S1，电压表V1的示数为U1'，电路中的总电流为I2，电压表V2的示数为U2'，R1消耗的电功率为1.08W。已知U1：U1'＝3：4，U2：U2'＝2：1。试求： （1）小灯泡L的电阻； （2）I1和I2的比值； （3）电源电压； （4）若电源电压可调，闭合开关S1、S2和S3，电流表量程为0～3A，滑动变阻器的阻值变化范围为3Ω～15Ω，要求电流表最大值和最小值的差值不小于电流表量程的，求可调电源电压的范围。 42．小明对家中的豆浆机收集了如下信息：如图甲是豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率P1＝200W；R是加热电阻，额定功率P2＝1100W．图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息，请你根据信息解答以下问题。 （1）豆浆机正常工作，打浆时的工作电流。（保留两位小数） （2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能。 （3）一次妈妈做豆浆时，小明对豆浆机的实际电功率产生怀疑，他用所学的知识和妈妈进行如下实验：关掉家里的所有用电器，只让豆浆机单独工作，豆浆机在加热过程中，他观察到家中的电子式电能表“220V，10A（40A），1800imp/Kw•h”耗电指示灯1min闪烁了30imip（imip表示闪烁次数）．请你帮助小明计算豆浆机实际加热电功率，并分析产生这种情况的可能原因。 二十一．伏安法测量小灯泡的电功率（共1小题） 43．同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。 （1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。 （2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是 　 　。 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为 　 　V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 　 　（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V。 （4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如表），你认为她这样处理数据是 　 　（选填“合理”或“不合理”）的，理由是 　 　。 实验序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率P/W 1 2.0 0.26 0.52 0.71 2 2.5 0.28 0.70 3 3.0 0.30 0.90 （5）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻Rx的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后： ①当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I1； ②当开关 　 　闭合，　 　断开时，电流表示数为I2； ③未知电阻的阻值Rx＝　 　（用已知量和测量量的符号表示）。 二十二．三线插头和三孔插座的好处（共4小题） 44．最近，小明买了一台取暖机，为了安全用电，接入家中电路时，应选用图中　 　插座（选填“甲”或“乙”），因为它能保证取暖机金属外壳与　 　相连。图是小明用测电笔辨别火线和零线的示意图，其中正确的是　 　图（选填“A”或“B”）。 45．如图甲为储水式电热水器的内部结构，它利用加热管对水箱中的水进行加热。长时间使用后可能导致绝缘部分可能破损，使热水器中的外壳和水带电，从而造成触电事故。所以国家规定电热水器须采用接地、漏电保护器、防电墙等多重保护措施。 （1）若电热水器水箱容量为50L，额定功率1500W，则正常工作时，将水从20℃加热至50℃，至少需要多长时间？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3] （2）考虑到用电安全，电热水器应使用 　 　（选填“两孔”或“三孔”）插座，且进、出水管口都装有防电墙，其内部结构如图乙所示，流经其中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，与普通水管相比其中的水柱变得更细更长，从而使水的电阻 　 　； （3）若人体电阻为2kΩ，某种防电墙电阻为468kΩ，当如图丙所示地线失效时： ①试用计算说明此防电墙能否保证人的安全？ ②若防电墙内部容积为10cm3，横截面1cm2，长度为10cm的自来水水柱的电阻为13kΩ，水柱的电阻跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，则此防电墙中需要将内部的水分隔成长度为 　 　cm的螺旋水柱。（不考虑内部隔片本身的厚度影响） 46．如图甲，是某品牌全自动洗碗机，它的外表是金属外壳。该洗碗机工作程序为：首先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水泵启动，将水箱中的废水排出。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），设水箱中水的初温为20℃，加热时产生的热量全部被水吸收。 （1）为了安全，该洗碗机应选用图乙中　 　（选填：“上”或“下”）插座。图丙为等效的加热电路图，R为发热电阻，其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。此开关除了具有注满水自动加热功能（一般的水是导体）外，还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，　 　的功能。 （2）图丁为该洗碗机某次正常工作时的P﹣t图像，求R的阻值多大？（不计水的电阻）。 （3）某家庭每天洗碗2次，若人工洗碗一次用水20kg，则改用该洗碗机洗碗，该家庭一年（按300天）可节水多少kg？ （4）该款洗碗机一次正常工作（如图丁）后，碗总是湿漉漉的，很长时间干不了，很容易滋生细菌。请你针对这一缺陷，加装一个电路，使一次正常工作后，能在较短时间内将碗烘干，请将加装后的电路补充完整。（必要时可在符号旁边注明装置名称） 47．电开水器是为了满足较多人员饮用开水的需求而设计、开发的一种生产开水的饮水设备。某会议室杆买来一台电开水器，如图甲所示。下表为其部分技术参数，其中供水量是指电开水器正常加热1h能提供的开水的体积（水的初温为20℃）。该电热水器有加热挡和保温挡，开水烧开后，电开水器会通过电磁继电器切换到保温状态。图乙是其内部简化的工作原理图，R1、R2都是阻值恒定的加热电阻，R0为阻值会随温度变化而变化的感温电阻。 （1）电开水器处于加热状态时，S应接　 　（选填1或2）。 （2）下列关于电开水器的说法中，错误的是　 　。 A．应选三孔插座板 B．应先接通电源后再注水 C．不能将电开水器安装在潮湿的环境中 D．电开水器工作时，将电能转化为水的内能 额定电压/V 220 最大容量/L 15 额定保温功率/W 1210 额定加热功率/W 5000 供水量/L•h﹣1 40 （3）水烧开后，若无人接水，电开水器处于额定保温状态时可保持水温不变，则电开水器每分钟散失的热量为　 　J，此时流过加热电阻的电流I＝　 　A。 （4）若会议室内装有如图丙所示的电能表，则该会议室可供总功率为　 　W的用电器同时正常工作。若某次仅将上述电开水器接入电路中，当开启保温挡连续工作10min，发现该电能表的转盘恰好转过200转，则电源的实际电压为　 　V。 （5）某次将水箱装满20℃的水并使电开水器正常工作，将水加热到100℃沸腾时（中途不接水），共耗时21min。则该过程中电开水器的加热效率为　 　；这一效率　 　（选填大于、等于或小于）其提供规定供水量时的效率。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 二十三．家庭电路的故障分析（共1小题） 48．如图所示，小明同学在搬新家之前，用自己所学的知识对新家的电路进行检测。他断开所有的用电器和总开关。将火线上的保险丝取下，换上一只额定电压为220V的灯泡L0，并闭合总开关。 （1）若闭合S1，L0不亮，说明该支路　 　； （2）若闭合S2，L0正常发光，说明该支路　 　； （3）若闭合S3，L0发暗红色的光，说明该支路　 　（选填正常，开路或短路）。 二十四．人体电阻及触电的实质（共1小题） 49．阅读《漏电保护器》，回答问题。 漏电保护器 漏电保护器，主要是用来对用电设备发生漏电故障或对有致命危险的人身触电时的保护。漏电保护器在发生以下事故时起到保护作用： ①设备发生碰壳故障。 ②私拉乱接的电线绝缘皮破损。 ③人体直接触及相线电压。 ④在特别潮湿的地方如游泳池、淋浴房、厨房、卫生间等），因人体表皮电阻减小，触电死亡的危险大大增加，安装漏电保护器后便能有效地减少触电伤亡事故。 ⑤当一些电子设备绝缘材料损坏时，其外露的金属附件如电视机、收录机的拉杆天线等）可能带危险电压，这种危险电压是不能用接地的方法消除的，只有靠安装漏电保护器才能保证在人身触电的瞬间迅速切断电路，保证人身安全。 如图是安装了漏电保护器的家庭电路。家庭电路中火线与零线间、火线与之间有220V电压。通常情况下，通过人体的电流超过20mA时，人会感到剧痛，呼吸困难，甚至会有生命危险。当人体直接或间接接触火线时，有触电危险。此时，火线、人体、将构成回路，所产生的电流将不通过零线，此时通过如图线路中A、B两点的电流不等。当漏电保护器检测到通过图中A、B两处的电流不相等（即发生漏电）时，会迅速切断电路，从而起到保护作用。 低压配电系统中设漏电保护器是防止人身触电事故的有效措施之一，也是防止因漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。但安装漏电保护器后并不等于绝对安全，运行中仍应以预防为主，并应取其他防止触电和电气设备损坏事故的技术措施。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）在特别潮湿的地方，因人体表皮电阻 　 　，触电死亡的危险增加。 （2）假如有人在如图所示的电路C点处不慎触电时，漏电保护器 　 　（选填“会”或“不会”）切断电路。 （3）假如某人不慎触电时，且没有发生生命危险，则他的身体电阻至少为 　 　Ω。 二十五．常见的触电事故（共1小题） 50．如图所示，a图中甲站在干燥的木桌上，一只手接触到火线上；b图中乙站在干燥的木桌上，一只手接触到火线上，此时另有丙站在地面上用手去拉乙。则甲、乙、丙三人谁会触电？（　　） A．甲 B．乙和丙 C．甲和乙 D．甲、乙和丙 二十六．磁场的概念（共1小题） 51．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”，为了探究磁铁外轴线上磁感应强度的大小，小刚设计了如图1所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感电阻。其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。 （1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为 　 　A．闭合S1和S2，将图乙中滑动变阻器的滑片P向 　 　移动，图甲中电流表的示数逐渐减小。 （2）闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如下表。请计算x＝3cm时，B＝　 　T。 x/cm 1 2 3 4 5 6 I/mA 10 12 15 20 30 46 B/T 0.68 0.65 0.51 0.40 0.20 二十七．标出螺线管中电流的方向（共1小题） 52．如图所示，请在图中括号内标出通电螺线管两端的磁极及小磁针静止时的N、S极。 二十八．探究影响带电磁铁磁性强弱的实验（共1小题） 53．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 （1）实验中通过观察 　 　来判断电磁铁磁性的强弱，这种研究方法 　 　。当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 　 　（填“增加”或“减少”），说明电流越 　 　，电磁铁磁性越强。 （2）根据图示的情境可知，　 　（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，　 　，电磁铁磁性越强。 （3）根据右手螺旋定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 　 　极。 （4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 　 　。 二十九．电磁继电器的构造与原理（共4小题） 54．小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U＝6V，定值电阻R0＝3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。 （1）当E与C、D接触时，电路接通，衔铁吸下与触点 　 　接触（选填“A”或“B”），线圈和R0被 　 　（选填“短路”或“断路”）。 （2）在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在AB之间切换的时间。在未解除报警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能。 （3）Q为边长10cm的正方体，密度为0.6×103kg/m3，h0＝10cm，h＝22cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及E与支架间的摩擦。 ①求刚开始报警时水面距池底的高度H。 ②下列措施中，可使①中H值增大的有 　 　。 A.将池中水换为密度更大的液体 B.仅适当减小Q的边长 C.仅适当减小Q的密度 D.仅在空心管F中装入适量沙子 55．小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线。 （1）电磁继电器中电磁铁上端是 　 　极（N/S）。 （2）当温度较低时，电磁铁的磁性较 　 　，触点开关 　 　（接通/断开）。 （3）电磁继电器的电源两端电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时，恒温箱温度可达到 　 　℃．当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变 　 　（高/低）。 （4）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种，你选择 　 　。 A．0～100Ω B．0～200Ω C．0～1000Ω D．0～1500Ω 56．如图所示，R为压强电阻，其电阻与压强成正比例，当压强为100Pa时，电阻为10Ω，R0为改版滑动变阻器，一共有三个挡位，有实际阻值的有2段，每段的阻值为20Ω，电磁铁阻值为10Ω，当电流不低于600mA时，电磁铁工作，下方电路断开，U1为12V，当压强过大时，红灯绿灯一起亮，当压强处于正常值时，只有绿灯亮，每个灯泡的额定电压是12V，额定电阻为12Ω。 （1）绿灯和红灯应分别接在 　 　、　 　（填“AB”或“CD”）处。 （2）当压强等于600Pa，滑动变阻器位于最后触点时，电磁铁工作，则U为多少？ （3）若将滑动变阻器调至第一触点，则刚好红灯亮起时R受到的压强为多少？若接触面积为10cm2，则物重G为多少？ （4）若想要提高红灯刚好亮起时所需的压强，则可以 　 　、　 　。 57．电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具。电梯的结构示意图如图1所示。电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧，在电梯空载时，轿厢总重和配重的重力相等。满载上升时，主电动机利用与钢丝绳之间的摩擦提供动力，驱动轿厢。某电梯其相关参数如下表： 额定电压/V 额定运行功率/kW 额定待机功率/kW 轿厢质量/kg 最大载重/N 220 30 1.2 600 为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，工作原理如图2所示，压力传感器器面置于轿厢内部地面，其电阻R与所受人或货物对它的压力F的关系如图3所示，线圈阻值可忽略。当电流大于0.08A时，针启动警报系统，同时无论如何按压运行控制器，电动机均不转动。“运行频次比w”是电梯养护的重要指标，w一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示。 （1）该观光电梯配重的重力为 　 　N； （2）电梯的载重量越大，电磁铁的磁性越 　 　； （3）当电梯空载时，R0与R的电压之比为1：3，当电梯的载重量为4000N时，电路中的电流为0.04A，则低压控制电路的电源电压是 　 　V； （4）压力传感器消耗的最大电功率为 　 　W； （5）该大厦每天营业时间为18h，设电梯均在额定功率下工作。经测算，该观光电梯平均每天耗电69.6kW•h，则该观光电梯的运行频次w＝　 　； （6）通过推理计算出该电梯的最大载重量（写出必要的计算过程、文字说明及最后结果）。 三十．电磁继电器在实际生活中的应用（共3小题） 58．如图﹣1是物理创新小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，控制电路电源电压为6V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为力敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图﹣2所示。当光控开关接收到绿光时断开，工作电路中指示灯亮，电控照相机不工作，当光控开关接收到红光时自动闭合，且当力敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中电流等于或大于0.06A时，电控照相机开始拍照，g取10N/kg。下列说法中不正确的是（　　） A．若使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以适当减小线圈的匝数 B．当控制电路中电流等于0.06A时，闯红灯的车对力敏压阻的压力为4000N C．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为0.9W D．a处是指示灯，b处是电控照相机 59．下表为人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化，当人体距离大门的距离为3.0m时，刚好触发电动机工作，此时控制电路中的电流为100mA，已知电动机铭牌上标有“220V 44W”的字样，控制电路的电源电压U为24V，开门一次用时3s，不计电磁铁线圈的电阻、求： L/m 0 1.5 3.0 4.5 ≥6.0 R/Ω 60 90 120 150 180 （1）开门一次电动机消耗的电能。 （2）定值电阻R1的阻值。 （3）电动机刚好工作时，定值电阻R1消耗的功率。 （4）若要使人体距离大门的距离更大时就可以触发电动机工作，请你写出可采取的措施。 60．为了比赛的公平公正，小芸为学校短跑比赛设计了一款防抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示，丙图是其工作原理图：起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，K与A端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S2相连动，扣动扳机，枪响同时开关S2断开；当电流表示数小于或等于30mA时，在弹簧弹力作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电流表示数大于30mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑。已知两电路电源电压均为6V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，压板重力不计，电磁铁线圈电阻不计。 （1）起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人（压力F＝0N）时，左端电路消耗的电功率为多少？ （2）比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900N时，左端电路电流表读数为多少？ （3）比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1500N时，要使得红灯不亮，电阻R0至少为多大？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 九年级上学期物理期末复习（压轴精选60题30大考点） 训练范围：鲁科版： 九年级上册第11~15章、 九年级下册第16章。 一．根据实物图画电路图（共1小题） 1．根据实物电路图甲，在图乙中画出相应的电路图： 【答案】见试题解答内容 【解答】解：由实物电路图可知，电流从电源正极出发经开关S2，然后电路分为两条支路，一路径经灯L1、开关S1，回到电源负极，另一路径灯L2回到电源负极，由此可见，两灯泡并联，如图所示。 二．串联和并联的概念与辨析（共2小题） 2．如图所示的电路图，下列说法中不正确的是（　　） A．闭合S2，断开S1、S3，两灯串联 B．闭合S1、S3，断开S2，两灯并联 C．闭合S1、S2，断开S3，两灯短路 D．闭合S2、S3，断开S1，两灯均发光 【答案】D 【解答】解：A、闭合S2，断开S1、S3，L1、L2顺次连接，因此L1、L2串联，故A正确； B、闭合S1、S3，断开S2，L1、L2并列在两点之间，因此L1、L2并联，故B正确； C、闭合S1、S2，断开S3，电流经导线直接回到电源的负极，会造成两灯短路，即电源短路，故C正确； D、闭合S2、S3，断开S1，电路为L1的简单电路，L2被短路，所以L1亮、L2不亮，故D错误。 故选：D。 3．物理课上，老师给同学们出示了一个有盖的木盒，盒盖上可看到两只灯泡和一只开关（导线的连接情况隐藏在盒内），如图所示。 （1）当老师闭合开关时，两只小灯泡都亮了；断开开关，两灯泡又同时熄灭。 ①请你判断：在这个木盒内，除了导线，一定还有另外一个电路元件，它是 　电源　。 ②根据上述现象，你 　不能　（选填“能”或“不能”）断定这两只小灯泡是串联的。 （2）经过检验，这两只灯泡确实是串联的，但在老师闭合开关的时候，细心的小华观察到灯L1比L2亮些。她认为这是因为L1比L2更靠近电源正极的缘故。 ①你认为小华的判断是 　错误　（选填“正确的”或“错误的”）； ②在不增加其他器材的条件下，能证实小华的判断是否正确的做法是 　将两只灯泡交换位置，再比较亮度　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）①在这个木盒内，除了导线，一定还有另外一个电路元件是电源，因为没有电源来提供电压，就不可能产生电流； ②根据上述现象，我们不能断定这两只小灯泡是串联的。因为如果开关在干路上，同样可以看到闭合开关时，两只小灯泡都亮了，断开开关，两灯泡又熄灭的现象； （2）①串联电路电流处处相等，两灯泡串联，流过两灯泡的电流相等，因此小华的判断是错误的； ②在不增加其他器材的条件下，能验证小华的判断是否正确的做法是将两只灯泡交换位置，再比较亮度，会发现，交换位置后，原先较亮的灯泡，依然较亮，说明与是否靠近电源的正极无关。 故答案为：（1）①电源；②不能；（2）①错误；②将两只灯泡交换位置，再比较亮度。 三．开关在串并联电路中的作用（共1小题） 4．请你拆去一根导线（在图上用“╳”表示拆去），再补上一根导线（用虚线表示）使开关闭合后，规格相同的3个灯泡同时发光且亮度相同。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： 分析电路，从电源正极流出的电流，不能依次进入3个灯泡，其中L2和电流表被短路，则应让电流分别进入3个灯泡。故应将L2所在的支路也并联在L1两端，由于电流表在L2支路上，所以，可以将电流表与L1相连的导线改接在L1的右端。如图。 四．探究串联电路中各处电流的关系（共2小题） 5．甲为研究并联电路电流规律的实验电路图。 （1）若要测量干路电流，则电流表应串联在甲图中的　C　（选填“A”、“B”或“C”）处。 （2）若要测量A处的电流，连好电路闭合开关前，发现电流表指针位置如图乙所示。调整正确后闭合开关，发现指针又偏向图乙位置，其原因是　电流表正负接线柱接反了　。 （3）纠正（2）中错误后，测出A、B、C三处的电流值如表所示。由此得出结论：　干路电路等于各支路电流之和　。 位置 A B C 电流（A） 0.18 0.18 0.36 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）电流表与待测电路串联，若要测量干路电流，则电流表应串联在甲图中的 C处。 （2）若要测量A处的电流，连好电路闭合开关前，发现电流表指针位置如图乙所示，即指针没有对准零刻度，说明电流表指针没有调零；调整正确后闭合开关，发现指针又偏向图乙位置，其原因是：电流表正负接线柱接反了。 （3）纠正（2）中错误后，测出A、B、C三处的电流值如表所示。因使用同一个灯泡，选用的器材较特殊，故通过的支路电流相等，这个结论不具有普遍性。由此得出结论：干路电路等于各支路电流之和。 故答案为：（1）C；（2）电流表正负接线柱接反了；（3）干路电路等于各支路电流之和。 6．如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图： （1）刚连接电路后，两灯泡都亮，由于连线较乱，一时无法确定电路是串联还是并联，以下两种简单判断方法是否可行？请你在表中空格填写“可行”或“不可行”。 方法 操作 现象 结论 方法是否可行 方法1 把其中一灯泡从灯座中取下 另一灯熄灭 两灯一定是串联 　可行　 方法2 把任意一根导线断开 两灯熄灭 两灯一定是串联 　不可行　 （2）确定了电路连接正确以后，如表是某同学实验中的一组数据： 电流表的位置 A B C 电流I/A 0.3 0.3 1.5 指出表格所记录的数据中，明显错误的数值是 　1.5　，造成错误的原因是 　按大量程读数了　。 （3）当用电流表测出A、B、C三点的电流并记录数据后，下一步应该做的是 　B　。 A．整理器材，结束实验 B．换不同规格的小灯泡再测几组电流值 C．分析数据，得出结论 D．换电流表的另一量程再测一组电流值 （4）实验中发现两个串联的小灯泡，一个很亮，一个发光微弱，造成这种现象的原因可能是 　C　。 A．通过两个灯泡的电流大小不同 B．发光微弱的灯泡的灯丝断了 C．灯泡的规格不同 D．发光微弱的灯泡被短路。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）方法1：把其中一只灯泡从灯座中取下来，如果观察另一只灯泡熄灭，则亮灯一定是串联，该方法是可行的； 方法2：把任意一根导线断开，如果观察两灯都熄灭，则是无法确定两灯的连接方式的。因为两灯无论是串联还是并联，当把任意一根导线断开时，都有可能造成两灯熄灭。串联电路的电流路径只有一条，一处断开则电路中就不会有电流，两灯都不发光；并联电路的电流路径虽然有多条，各用电器可以独立工作，但如果是并联电路干路上的导线断的话，则也会造成两灯都不发光，所以该方法是不可行的。 （2）由表中实验数据可知，电路电流应该是0.3A，因此1.5A数据明显错误；这是因为，在读数时，错把电流表把电流表0～0.6A量程当作0～3A量程了。 （3）一次实验的结果带有一定的偶然性，所以应改变实验条件，即换用不同规格的灯泡使电路中的电流发生变化，再进行几次测量，才能得出可靠的结论。而改变电流表的量程则无助于实验结论的得出，故选B； （4）实验中发现两个串联的小灯泡，一个很亮，一个发光微弱，说明两灯的实际功率不同，两灯串联在电路中，电流相等，根据P＝UI，可以判断较亮的实际电压远远大于微弱发光的实际电压，说明亮灯的规格不同，故选C。 故答案为：（1）可行；不可行；（2）1.5；按大量程读数了；（3）B；（4）C。 五．探究串联电路中的电压规律（共2小题） 7．“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示 （1）为了使探究得出的结论具有普遍意义，L1、L2应该选择　不同　（选填“相同”或“不同”）规格的小灯泡。 （2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使实验结果更准确，接下来他应该　断开开关，将电压表改接到小量程　。 （3）测出L1两端的电压后，小明断开开关，准备拆下电压表，改接在B、C之间。小聪认为小明的操作太麻烦，只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法是否正确？答：　不正确　，原因是　会造成电压表正负接线柱接反了　。 （4）小明按甲图实验一会儿后看到两个灯都熄灭，电压表示数明显增大，则故障原因可能是 　灯泡L1出现断路　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）为了使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不同的小灯泡进行实验，这样才更有说服力； （2）根据图乙电压表所示情况可知，电压表指针偏转角度太小，误差过大，所以接下来需要断开开关，换用较小量程重新做实验； （3）测出L1两端的电压后，小明断开开关，准备拆下电压表，改装在B、C之间。小聪认为小明的操作太麻烦，只需将与A点相连的导线改接到C点即可。这样做是不可以的，因为根据电路图分析可以看出，直接改接一端连线，会造成电压表正负接线柱接反了； （4）灯泡熄灭，说明电路出现断路，电压表有示数，说明电压表两接线柱与电源两极相连，并且测量电源电压，因此示数变大，故与电压表并联的灯泡L1处出现断路，即灯泡L1出现断路。 故答案为：（1）不同；（2）断开开关，将电压表改接到小量程；（3）不正确；会造成电压表正负接线柱接反了；（4）灯泡L1出现断路。 8．如图所示，小明在“探究串联电路电压特点”的实验中： （1）请在图丙的方框内画出与图甲对应的电路图，并在电路图中标上Ll、L2； （2）某次测量时，电压表的示数如图乙所示，则此时灯L1两端的电压为　1.9　V； （3）闭合开关后，小明发现L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近3V，则电路中出现的故障可能是L1发生了　断路　（选填“短路”或“断路”）。 （4）排除故障后，小明在测量了灯L1两端的电压后，断开开关，然后将AE导线的A端松开，接到D接线柱上，测量灯L2两端的电压，这一做法存在的问题是　电压表的正负接线柱接反了　。 （5）小明进行多次实验的主要目的是　①　（填序号） ①寻找普遍规律 ②减小实验误差。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）由实物图分析知：本电路为串联电路，开关控制整个电路，电压表测量灯泡L1两端电压，画出相应的电路图如下： （2）由图甲可知，电源电压大约3V，因此图乙电压表选用的是小量程，其分度值是0.1V，故此时电压表的示数是1.9V。 （3）闭合开关S后，灯L1、L2均不发光，而电压表的示数大小接近电源电压3V，说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连，故灯L1发生断路。 （4）如图，如果将AE导线的A端松开，接到D接线柱上来测量灯L2两端的电压，这样电流从电压表的“﹣”接线柱流入，从“+”接线柱流出了，电压表的正负接线柱接反了； （5）多次实验分析数据是为了寻找普遍规律，故填①。 故答案为：（1）见下图；（2）1.9；（3）断路；（4）电压表的正负接线柱接反了。（5）①。 六．串联电路中的电压规律（共1小题） 9．如图所示，电压表的示数分别为U1、U2、U3，电流表的示数分别为I1、I2，则下列关系中正确的是（　　） A．U1＝U2＝U3，I1＝I2 B．U1＝U2＝U3，I1＞I2 C．U1+U2＝U3，I1＝I2 D．U1+U2＝U3，I1＜I2 【答案】C 【解答】解：把电流表看做一段导线，电压表所在的电路看做断路，对电路进行简化如下图： 由图可以看出两灯泡属于串联，串联电路中各处的电流都相等，所以两电流表的示数相等，即I1＝I2； 由电路图可以看出，电压表V1测的是灯泡L1两端的电压，电压表V2测的是灯泡L2两端的电压，电压表V3测的是电源电压，即总电压，根据串联电路的电压特点可知：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，所以U1+U2＝U3。 故选：C。 七．运用串联电路中的电压规律计算（共3小题） 10．如右图所示电路，电源由4节全新干电池串联组成，当S1闭合，S2断开时，电压表示数为2.5V；则当S1断开，S2闭合时，电压表示数为 　6　V；灯L1两端的电压为 　2.5　V，灯L2两端的电压为 　3.5　V。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）电源的电压U＝4×1.5V＝6V； （2）由电路图可知，当S1闭合，S2断开时和当S1断开，S2闭合时，两灯泡始终串联； 当S1闭合，S2断开时，电压表测L1两端的电压，所以灯L1两端的电压U1＝2.5V； 当S1断开，S2闭合时，电压表测电源的电压，所以电压表的示数U＝6V； 灯L2两端的电压U2＝U﹣U1＝6V﹣2.5V＝3.5V。 故答案为：6；2.5；3.5。 11．如图所示电路中，电源电压不变，当开关S断开时，V1的示数为5V，V2的示数为7V；当开关S闭合时，V1的示数为9V，V2的示数为5.4V．求： （1）电源的电压为多少？ （2）开关S断开时，每盏灯两端的电压各为多少？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）当开关S闭合时，L3被短路，L1与L2串联，电压表V1测L1与L2的总电压，即电源的电压，则 电源的电压U＝9V； （2）当开关S断开时，三灯泡串联，V1测L1与L2的电压之和，V2测灯泡L1与L3两端的电压之和， ∵串联电路中总电压等于各分电压之和， ∴L3两端的电压为： U3＝U﹣UV1＝9V﹣5V＝4V； L2两端的电压为： U2＝U﹣UV2＝9V﹣7V＝2V； L1两端的电压为： U1＝U﹣U2﹣U3＝9V﹣2V﹣4V＝3V。 答：（1）电源的电压为9V； （2）开关S断开时，L1、L2、L3的电压依次为3V、2V、4V。 12．如图（a）所示电路，V1、V2是两只相同的电压表。当闭合开关后。灯泡L1和L2都发光，这时两只电压表的指针偏转角度相同，均为图（b）所示，指针刚好对准刻度线位置。则： （1）求L1和L2两端的电压； （2）若将L1和L2改接为图（c）所示的电路，电源电压不变，闭合开关后灯泡L1和L2都发光，此时电流表A2的示数为1.5A，电流表A1的示数为1.2A，求此时通过L2的电流I2和L2的电阻R2。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）由图a所示电路图可知，两灯泡串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测L1两端电压； 串联电路总电压大于部分电路电压，由图b所示电压表可知，两电压表指针位置相同， 则电压表V1的量程为0～15V，示数为6V，电压表V2的量程为0～3V，示数为1.2V； 则灯L1两端两端电压为1.2V，灯L2两端电压U2＝U﹣U1＝6V﹣1.2V＝4.8V； （2）由图c所示电路可知，两灯泡并联，电流表A1测L1支路电流，电流表A2测干路电流， 通过L2的电流：I2＝I﹣I1＝1.5A﹣1.2A＝0.3A，灯L2并联在电源两端，电源电压为6V，则L2两端电压为6V。 由I＝可知： R2＝＝＝20Ω。 答：（1）L1两端电压为1.2V，L2两端的电压为4.8V； （2）通过L2的电流I2为0.3A，L2的电阻R2为20Ω。 八．探究影响电阻大小的因素（共2小题） 13．小明设计了如图甲所示的电路图，做“探究导体电阻大小与导体长度的关系”的实验，在A、B间接入下表中待研究的电阻丝，电源电压U恒定，忽略温度对灯丝电阻的影响（电阻丝用电阻符号表示）： 序号 材料 长度 横截面积 1 锰铜合金丝 L S 2 镍铬合金丝 L S 3 镍铬合金丝 L 2S 4 镍铬合金丝 2L S （1）小明选择序号为 　2、4　的两根电阻丝来探究导体电阻大小与导体长度的关系。 （2）他正确选择后，将电阻丝分别接入A、B间，闭合开关，观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。以上两种观察方案中，你认为观察 　电流表的示数　更好。 （3）实验中，两次电流表指针均有偏转，但第1次的示数大于第2次的示数，说明第 　1　次接入的电阻丝阻值较小。 （4）小明继续用上述电源设计了图乙所示的电路图，来探究导体电阻大小与导体长度的关系。他选择合适的两根电阻丝分别接入R1、R2所在位置。他只要通过比较 　电压表示数　就可以判断R1、R2的阻值大小。 【答案】（1）2、4； （2）电流表的示数；（3）1； （4）电压表示数。 【解答】解：（1）要探究电阻与导体长度的关系，就要选取两根材料和横截面积都相同的导线进行实验。由此可以确定应该选取导线2、4。 （2）将电阻丝分别接入A、B间，闭合开关，观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小。以上两种观察方案中，观察电流表的示数更好。 （3）这里用到了转换的方法，利用电流表的示数来反映电路中电阻的大小。由于第一次电流表的示数较大，说明此时的电路对电流的阻碍作用较小，即电阻较小。 （4）电压表分别测量的是导体R1和R2两端的电压，由于R1和R2串联，所以通过它们的电流相等，根据公式U＝IR可知，导体的电阻越大，导体中两端的电压就越大，因此可以利用电压表的示数的大小来比较导体电阻的大小，这也是一种转换的方法。 故答案为：（1）2、4； （2）电流表的示数；（3）1； （4）电压表示数。 14．如图所示，为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验电路，A、B之间接导体。（不探究与温度的关系）。 （1）本实验可通过比较　小灯泡亮度　或　电流表示数　来比较导体电阻的大小。 （2）小明实验时发现手边只有一根较长的铁丝，用这根铁丝小明可以探究导体电阻的大小与导体　长度　和　横截面积　的关系。 （3）若想较完整的完成整个探究，至少还要准备一根什么样的金属丝？ 　与铁丝长度、横截面积相同的其它金属丝　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）在电源电压不变的情况下，AB之间接入的电阻越大，电路中的总电阻越大，电流就越小。灯泡电阻不变的情况下，电流越小，灯泡的实际功率就越小，灯泡就越暗。所以可以根据电流表示数的大小或灯泡的亮暗程度来判断所接入导体电阻的大小。 （2）导体的电阻是本身的属性，它跟导体的长度、横截面积和材料有关： 当探究导体电阻与长度的关系时，可控制横截面积和材料不变，改变导体的长度，能够完成； 当探究导体电阻与横截面积的关系时，可控制长度和材料不变，改变导体的横截面积，能够完成； 当探究导体电阻与材料的关系时，可控制长度和横截面积不变，因为只有一个金属丝，所以无法改变材料，不能够完成； （3）若想较完整的完成整个探究，需要一个长度、横截面积与铁丝相同但材料不同的其它金属丝。 故答案为：（1）小灯泡亮度；电流表示数；（2）长度；横截面积；（3）与铁丝长度、横截面积相同的其它金属丝。 九．用滑动变阻器改变小灯泡的亮度（共1小题） 15．如图所示的实验器材，现用电流表、电压表分别测出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压，电路中电流约为0.5A，并用变阻器改变小灯泡的电流，要求滑片向右滑动时灯泡变亮。 ①按要求连接实物图。 ②画出相应的电路图。 ③连接电路时开在应处于　断开　状态，变阻器的滑片应处于　A　端（A或B）。 ④滑片P向左移动时，电流表示数变　小　，灯泡亮度　变暗　。（填“变亮”、“变暗”或“不变”） ⑤若闭合开关灯不亮，但电压表示数约等电源电压，此时故障可能是　灯泡断路　；如发现电流表、电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是　调换电源的正负极　；如移动滑片P发现两表示数均比较小且不变，则原因为　滑动变阻器的下面两个接线柱同时接入电路　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：①电路中电流约为0.5A，则电流表可选择0～0.6A量程，电源为两节干电池，则电压表可选择0～3V量程，滑动变阻器选择一上一下，且必须连接右下端接线柱，才能符合“滑片向右滑动时灯泡变亮”的要求，如下图所示： ②电路图如图所示： ③为了保护电路，要求在电路连接的过程中，开关必须是断开的。图中为了使滑动变阻器接入电路的阻值最大，应先使滑片P处于变阻器的最左端，即A端； ④读图可知，当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的总电阻变大，则电路中的电流变小，灯泡的亮度变暗。 ⑤a、闭合开关灯不亮，但电压表示数约等电源电压说明电压表并联的部分断路，即电路故障可能是灯泡断路； b、流表、电压表的指针均反偏，最简单的解决方法是调换电源的正负极； c、在使用滑动变阻器时，只有选用一上一下两个接线柱，滑动变阻器才具有调节作用； 当同时选用下面两个接线柱时或同时选用上面两个接线柱时滑动变阻器不起调节作用，两电表的示数较小说明下面两个接线柱同时接入电路。 故答案为： ①②如上图； ③断开；A； ④小；变暗。 ⑤灯泡断路；调换电源的正负极；滑动变阻器的下面两个接线柱同时接入电路。 一十．探究电流与电阻的关系（共1小题） 16．探究“电流与电阻关系”的实验中，有电源（电压6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱R、开关及导线若干。 （1）如图甲是连接的实物图，其中有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根导线，并只改接一根导线使电路成为正确的电路；（要求：导线不交叉） （2）连接电路时，开关应该断开，正确连接电路闭合开关后，发现电流表示数为零，电压表示数较大，则电路故障可能为 　C　； A．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路 C．电阻箱断路 D．电阻箱短路 （3）将实验数据记录在下表中（不代表操作顺序），其中当R＝20Ω时，电流表示数如图乙所示，则此时的电流值为 　0.2　A； R/Ω 50 40 30 20 10 I/A 0.08 0.10 0.12 0.40 （4）分析表中数据发现，有一组数据有明显的错误，原因是有一次调节电阻箱后没有移动滑动变阻器所致，则该次实验是在阻值为 　40　Ω的电阻完成后进行的； （5）修正数据后，根据所测得的数据可以得到结论：在电压一定时，电流与电阻成 　反　比； （6）若依次选用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻替代电阻箱，其余连接均不变，已知滑动变阻器的规格为“40Ω 1A”，若定值电阻两端的电压保持2V不变，当用25Ω的电阻进行实验时，发现电压表的示数始终不能调到2V。解决的办法有：一是可以将其中一个定值电阻串联接入电路，使得用25Ω和30Ω的电阻都可以完成实验，则选择的定值电阻是 　20　Ω；二是可以调整定值电阻两端的电压，则为了完成所有实验，定值电阻两端的电压不得低于 　2.57　V。 【答案】（1）如图所示；（2）C；（3）0.2；（4）40；（5）反；（5）20；2.57。 【解答】解：（1）电路中电压表与变阻箱串联，电流表与变阻箱并联时错误的接法，正确接法应该是电压表与变阻箱并联，电流表与变阻箱串联，如图所示： （2）AC、电流表示数为零，说明电路出现断路，若滑动变阻器断路，则电压表示数也会为零；电阻箱断路时，电压表测电源电压，故A不符合题意，C符合题意； BD、滑动变阻器与电阻箱串联，若电路出现短路故障，电路依然是通路，电流表的示数不会为零，故BD不符合题意； 故选C。 （3）由实物图知，电流表接0～0.6A的量程，分度值为0.02A，由图乙知，电流表的示数为0.2A； （4）按照实验要求，调节阻值后要调节滑动变阻器，使得电阻箱两端的电压与之前保持相同，根据表中数据及欧姆定律可知，每一组对应的电流与电阻的乘积是定值4V，当接入电阻的阻值为30Ω时，电流为0.12A，电流与电阻的乘积为3.6V，与其他几次实验不同，故这组数据有明显的错误； 在这次实验中，电路的总电阻R总＝＝＝50Ω， 根据电阻的串联可得此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝R总﹣R定＝50Ω﹣30Ω＝20Ω， 由题知，造成错误的原因是有一次调节电阻箱后没有移动滑动变阻器所致，说明上一次实验时满足实验要求（即满足定值电阻两端电压为4V），则上一次实验时滑动变阻器两端的电压U滑＝U﹣U定＝6V﹣4V＝2V， 根据串联分压的规律可得：＝，即＝，解得R定′＝40Ω， 所以该次实验是在阻值为40Ω的电阻完成后进行的； （5）数据修正后，根据表中数据，电压一定时，随着电阻减小，通过电阻的电流增大，且电流与对应的电阻的乘积是一个定值，故电压一定时，电流与电阻成反比； （6）根据题意，当使用25Ω电阻时，电路中的电流I＝＝＝0.08A； 此时，滑动变阻器和接入定值电阻所分的电压为U′＝U电﹣U＝6V﹣2V＝4V； 滑动变阻器和接入的定值电阻的总电阻R总＝＝＝50Ω； 滑动变阻器最大的阻值为40Ω，则接入定值电阻的最小阻值R′＝R总﹣R滑＝50Ω﹣40Ω＝10Ω； 当使用30Ω电阻时，电路中的电流I1＝＝＝A； 滑动变阻器和接入定值电阻所分的电压依然为4V，滑动变阻器和接入的定值电阻的总电阻为R′总＝＝＝60Ω； 滑动变阻器最大的阻值为40Ω，则接入定值电阻的最小阻值R1′＝R′总﹣R滑＝60Ω﹣40Ω＝20Ω； 故使得用25Ω 和30Ω 的电阻都可以完成实验，则选择的定值电阻是为20Ω。 实验中，保持定值电阻两端的电压为2V不变时，不能满足实验操作，所以需要将定值电阻两端的电压调整。将定值电阻两端的电压调整为UV时，更换定值电阻的过程，滑动变阻器分去的电压保持为U﹣UV。当定值电阻的换用最大电阻30Ω时，变阻器接入电路的阻值也为最大值时，定值电阻两端的电压为能调整的最低电压。据串联电路的分压特点有UV：（6V﹣UV）＝30Ω：40Ω，解得，定值电阻两端最小电压UV＝2.57V。 故答案为：（1）如图所示；（2）C；（3）0.2；（4）40；（5）反；（5）20；2.57。 一十一．动态电路的分析（共1小题） 17．如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合开关，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P从a端滑到b端的过程中（　　） A．U先变大后变小 B．I先变小后变大 C．U与I比值先变小后变大 D．U变化量与I变化量比值等于R3 【答案】B 【解答】解：由电路图可知，当滑片位于a点和b点时，R1接入电路中的电阻为零，R2与R3串联，电压表测电源两端的电压，电流表测R2支路的电流； 在滑动变阻器R1的滑片P从a端滑到b端的过程中，aP部分电阻和Pb部分电阻并联后再与R2串联，然后它们与R3并联，电压表测电源两端的电压，电流表测R2支路的电流； 因电源内阻忽略不计，即电源的电压不变， 所以，滑片移动时，电压表的示数U不变，U变化量等于零，U变化量与I变化量比值也等于零，故AD错误； 因滑片位于a端和b端时R1并联部分的电阻为零，从a端滑到b端的过程中并联部分的电阻不为零， 所以，R2支路的总电阻先变大后变小， 由I＝可知，电路中电流表的示数I先变小后变大，故B正确； 由R＝可知，U与I比值先变大后变小，故C错误。 故选：B。 一十二．欧姆定律的应用（共6小题） 18．如图所示，AB、BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中，则以下判断正确的是（　　） A．RAB＜RBC，UAB＝UBC B．RAB＞RBC，IAB＝IBC C．RAB＞RBC，IAB＜IBC D．RAB＝RBC，IAB＜IBC 【答案】B 【解答】解：在材料和长度相同时，导体横截面积越小电阻越大， 对于AB和BC是由同种材料制成的长度相同的两段导体，由于AB段的横截面积小，BC段的横截面积大， 故AB段的电阻大于BC段的电阻，即RAB＞RBC； 此两段电阻串联，根据串联电流处处相等的关系可知，这两段导体中的电流是相等的，即IAB＝IBC， 根据U＝IR可知UAB＞UBC，故ACD错误，B正确。 故选：B。 19．如图所示电路中，电源电压6V恒定不变，电流表的量程是0～0.6A，电压表的量程是0～3V，小灯泡上标有“2V，0.5A”（灯丝电阻不变），滑动变阻器标有“20Ω，1A”。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，在不损坏电路元件的前提下，电流表、电压表示数的范围分别是（　　） A．0.25A～0.5A，1V～2V B．0.3A～0.5A，1V～1.5V C．0.25A～0.5A，1.5V～2V D．0.25A～0.6A，1V～2V 【答案】A 【解答】解：由图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量小灯泡两端的电压； 根据题意可知，小灯泡的额定电压为2V，小于3V，即小灯泡两端的最大电压UL＝2V， 小灯泡允许通过的最大电流：IL＝0.5A， 电流表量程为0～0.6A，所以电路中允许通过的最大电流I大＝IL＝0.5A； 由I＝可知，小灯泡的电阻：RL＝＝＝4Ω， 当滑动变阻器接入电路的阻值最大，即R滑＝20Ω，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最小， 根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R＝R滑+RL＝20Ω+4Ω＝24Ω， 电路中的最小电流：I小＝＝＝0.25A， 由I＝可知，小灯泡两端的最小电压：UL小＝I小RL＝0.25A×4Ω＝1V， 所以电流表的示数变化范围为0.25A～0.5A，电压表的示数变化范围为1V～2V。 故选：A。 20．小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪，R是一根粗细均匀的电阻丝，其每厘米长的电阻为0.5Ω，电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动，并带动与之相连的金属滑片P移动，电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝中点，此时电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A．由此可知（　　） A．电阻丝的总电阻为7.5Ω B．当电压表示数为2V时，物体M向右移动了5cm C．当电压表示数为1V时，物体M向左移动了5cm D．若开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝某端点，可测量的最大距离30cm。 【答案】D 【解答】解：（1）金属滑片P置于电阻丝中点时， 电阻丝接入电路的电阻R中＝＝＝7.5Ω， 电阻丝的总电阻为R＝2R中＝2×7.5Ω＝15Ω； 电阻丝的长度L＝＝30cm， 即当开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝某端点，可测量的最大距离30cm； （2）当电压表示数为2V时，接入电路的电阻R′＝＝＝10Ω， 物体M位于L′＝＝20cm， 故物体M向左移动了ΔL＝L′﹣L＝20cm﹣15cm＝5cm； （3）当电压表示数为1V时，接入电路的电阻R″＝＝＝5Ω， 物体M位于L″＝＝10cm， 故物体M向右移动了ΔL＝L﹣L″＝15cm﹣10cm＝5cm； 故选：D。 21．如图所示，滑动变阻器R0，标有“150欧 3安”字样，电阻R标有“50欧 2安”字样。当输入电压UAB＝200伏时，为保证各电阻均不损坏，滑片P上、下移动过程中输出电压UCD的变化范围是 　75﹣100V　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： 根据题意画出等效电路图如下：R1与RL串联然后再与R2并联， 电阻R标有“50欧 2安”字样据此可知： CD两端的最大电压值为：UCD最大＝ILRL＝2A×50Ω＝100V； 当滑片向下移动，由于允许通过滑动变阻器最大电流为3A， 滑动变阻器下半部分电阻最小值为R2＝＝≈66.7Ω， 则上半部分电阻为：R1＝R﹣R2＝150Ω﹣66.7Ω＝83.3Ω； 此时通过是RL的电流为：I1＝＝≈1.5A， 此时CD两端电压为：UCD最小＝I1RL＝1.5A×50Ω＝75V； 故输出电压UCD的变化范围是75﹣100V。 故答案为：75﹣100V。 22．小明同学在初三物理创新实验大赛中设计了一个电子量角器。如图甲所示，把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形，O为圆心，OP为阻值不计的金属滑片。如图乙所示，A为电流表（量程0～0.6A），R0为保护电阻，电源电压U＝6V不变。备用滑动变阻器R1（8Ω 1A）、R2（15Ω 0.6A）。 （1）用导线连接M、N，将A、O分别与E、F相接，闭合开关。当P滑到A处时，电流表示数为0.4A；当P滑到B处时，电流表示数为0.15A。则电子量角器的最大电阻为多少？ （2）小明希望选择上述器材重新设计电路，将电压表（接入量程0～3V）表盘重标数据后可以从电压表上直接读出OP的旋转角度θ，即∠AOP，并且将180°刻度线标在电压表“3V”刻度处。请按要求在图乙中画出符合要求的电路图。当被测量角度θ为36°时，电压表的示数应该为多少。 （3）请对你的电路进行评价。 【答案】（1）25Ω；（2）如图所示；（3）电压表上标注的刻度不均匀，改进方法是将AB间的电阻丝应全部接入电路。 【解答】解：（1）用导线连接M、N，将A、O分别与E、F相接， 当P滑到A处时，电子量角器的电阻为零，只有电阻R0工作，电流表示数为0.4A，由I＝可知： R0＝＝＝15Ω；当P滑到B处时，电子量角器的最大电阻与保护电阻R0串联，电流表示数为0.15A，此时电路的总电阻： R总＝＝40Ω，电子量角器的最大电阻为： RAB＝R﹣R0＝40Ω﹣15Ω＝25Ω； （2）电源电压是6V，R0＝15Ω，RAB＝25Ω，若希望180°刻度线标在电压表“3V”刻度处时电子量角器的电阻最大，应把电子量角器、滑动变阻器、定值电阻R0串联，则电路中的最小电流为： I最小＝＝0.12A，由串联电路规律和欧姆定律可知此时总电阻为： R总最大＝＝＝50Ω；根据串联电路的电阻特点可知，滑动变阻器的电阻为：R滑＝R总最大﹣RAB﹣R0＝50Ω﹣25Ω﹣15Ω＝10Ω＞8Ω， 所以选用R2（15Ω 0.6A）接入电路，又因电子量角器角度增大时，电压表示数增大，所以电压表应并联接在E、F两点间，如下图所示： 按此要求接好电路并将滑动变阻器滑片调到要求位置，闭合开关，当被测量角度为36°时： 由（1）知电子量角器的最大电阻为25Ω，即∠AOP＝180°时电阻为RAB＝25Ω，当被测量角度为36°时，电压表测量的电子量角器的电阻为： RAP＝25Ω＝5Ω， 此时电路的电流为： I＝＝＝0.2A， 则电压表的示数为： UAP＝I′RAP＝0.2A×5Ω＝1V。 （3）（2）题电路中电子量角器接入电路中的电阻一直在变化，由欧姆定律知：电路中的电流也会一直变化，这会导致电压表上标注的刻度不均匀， 根据欧姆定律的变形式U＝IR知：电压表示数与电阻丝接入电路的电阻R成正比，则电路中的电流不变，所以AB间的电阻丝应全部接入电路，可以把电路图改进如下所示： 故答案为：（1）25Ω；（2）如图所示；（3）电压表上标注的刻度不均匀，改进方法是将AB间的电阻丝应全部接入电路。 23．现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P，移至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。 （1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是 　10　cm。 （2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值是多少？ （3）每1cm电阻丝的阻值是 　0.4Ω　。（提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻） （4）如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后，闭合开关S，求电流表的最大值。（计算过程中不需要说明取最大值的理由） 【答案】（1）10； （2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值为4Ω； （3）0.4Ω； （4）电流表的最大值为1.2A。 【解答】解：（1）铜丝电阻忽略不计，相当于导线，当滑片在铜丝上移动时，金属圆环的总电阻不变，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流不变，由图乙可知，x从30cm到40cm的过程中，电路的电流不变， 则该金属圆环中铜丝的长度为：L＝40cm﹣30cm＝10cm； （2）当x＝0或x＝50cm时，金属圆环接入电路中的电阻为零，此时电路为R1的简单电路， 由图乙可知，电路中的电流I大＝0.9A， 由I＝可得变阻器接入电路中的电阻为：R1＝＝＝5Ω， 当电路中的电流最小时，电路的总电阻最大，金属圆环接入电路中的电阻最大， 由图乙可知，电路中的电流I小＝0.5A， 此时电路的总电阻为：R总＝＝＝9Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，M、N之间的最大值RMN大＝R总﹣R1＝9Ω﹣5Ω＝4Ω； （3）由题意可知，M、N之间两段弧形金属丝并联，分别设为R3、R4，如下图所示： 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以，＝+，即RMN＝， 因金属圆环中电阻丝的总电阻一定，即R3+R4的值不变， 所以，由数学知识“两个正数和一定，两数相同时乘积最大”可知，R3＝R4时，M、N之间的总电阻最大，则RMN大＝，即4Ω＝，解得：R3＝R4＝8Ω， 金属圆环中电阻丝的总电阻R环＝R3+R4＝8Ω+8Ω＝16Ω， 由图乙可知，金属圆环中电阻丝的总长度L＝50cm﹣10cm＝40cm， 所以，每1cm电阻丝的阻值是：＝0.4Ω； （4）把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移动到最左端后，电路为圆环的简单电路，由电阻的并联可知，当铜丝全部位于MN上方（或下方）时，上方（或下方）的电阻最小，则电路的总电阻最小，此时MN上、下两部分电阻丝的电阻分别为： R5＝25cm×0.4Ω/cm＝10Ω， R6＝R环﹣R5＝16Ω﹣10Ω＝6Ω， 此时电路总电阻为：＝， 则电流表的最大值为：＝1.2A。 故答案为：（1）10； （2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值为4Ω； （3）0.4Ω； （4）电流表的最大值为1.2A。 一十三．应用欧姆定律进行故障分析（共2小题） 24．如图所示，三个电阻串联后接在电压为12V的电路中，现知道在三个电阻R1、R2和R3中只有一个电阻断路，一个电阻短路。现用一只标有“12V”（注：12V表示小灯泡在达到此电压时正常发光）字样的灯泡对该电路进行检测，当它接在下表所列的某两点时，灯泡的亮暗情况如表所示，则下列判断正确的是（　　） A．电阻R1断路，电阻R2短路 B．电阻R1短路，电阻R3断路 C．电阻R2短路，电阻R3断路 D．电阻R3短路，电阻R2断路 【答案】D 【解答】解：接a、d时能正常发光，说明电源正常； 接a、b时，不发光，说明bcd断路； 接b、c时，比正常发光暗，说明R1、R2能接到电源上，并联的R2断路； 接a、c时，正常发光，说明灯泡两端的电压与电源的电压相等，所以串联的电阻R3短路。 故选：D。 25．“疯狂物理杯”创新大赛中，评委对小杨的量水仪进行评审检测，其内部简化结构如图所示。一根轻质绝缘细杆将木块A与轻质滑片P固定在一起，底面积为0.01m2的木块A放在圆柱形容器内，当容器中注入水时，滑片P随A的浮动在滑动变阻器R1上滑动。评委检测发现滑动变阻器ab一段发生短路，滑动变阻器的电功率P、电压表示数U与水深H的关系分别如图甲和乙所示。已知电源电压U0恒定不变，R2为定值电阻，R1的阻值与自身长度成正比（容器足够高，不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦）。求： （1）当水深H＝5cm时，水对容器底的压强； （2）木块A的重力； （3）图甲和乙中对应H0的值。 【答案】（1）当水深H＝5cm时，水对容器底的压强为500Pa； （2）木块A的重力5N； （3）图甲和乙中对应H0的值为28cm。 【解答】解：（1）根据液体压强公式p＝ρgh可得当水深H＝5cm时，水对容器底的压强为：； （2）根据图2可知，当水深超过5cm时，电压表开始有示数，表明此时木块A刚好开始离开容器底，处于漂浮状态，根据物体沉浮条件可知木块A的重力为：； （3）由图2可知，当R1两端电压U1＝1.5V时，功率为P1＝1.125W，由P＝UI可知此时电路中的电流为：I1＝＝＝0.75A， 则电源电压为：U＝U1+I1R2＝1.5V+0.75A×R2……① 当R1两端电压U2＝3.0V时，功率为P2＝1.8W，由P＝UI可知此时的电流为： I2＝＝＝0.6A， 则电源电压为：U＝U2+I2R2＝3.0V+0.6A×R2……② 联立①②可得：U＝9V，R2＝10Ω， 当水深为10cm时，R1接入的电阻为：R1＝＝＝5Ω， 此时滑片向上移动的距离为：h＝10cm﹣5cm＝5cm， 则滑动变阻器每1cm的电阻为1Ω，当水位到达H0后，电压表示数不再增加，表明此时滑片处于最上端即最大阻值处，此时的R1的功率也为1.8W，则： P2＝I2R大＝＝＝1.8W， 解方程可得：R大＝5Ω或20Ω， 因为当水深为10cm时，R1接入的电阻为5Ω，则滑动变阻器最大阻值应为20Ω， 对应的电阻丝的长度为：L＝1cm/Ω×20Ω＝20cm， 由图2可知，当水位在10～13cm时，电压表示数不变，表明接入电阻不变， 即短路部分的长度为：l＝13cm﹣10cm＝3cm， 所以图2中对应H0的值为：H0＝H+L+l＝5cm+20cm+3cm＝28cm。 答：（1）当水深H＝5cm时，水对容器底的压强为500Pa； （2）木块A的重力5N； （3）图甲和乙中对应H0的值为28cm。 一十四．光敏、热敏、压敏等半导体电路分析（共1小题） 26．为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。若已知电源电压为12V，某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次 B．绳子没挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍 C．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍 D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍 【答案】D 【解答】解：由甲图电路知，R1与R2串联，AB间电压为R2两端电压。 （1）由题知，当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，根据串联电路的分压原理知，R1分得电压增大，R2分得电压减小， 由图象知，此时U2＝UAB＝2V，因为R1的电阻变大，自动计数器会计数一次，即AB间电压为2V计数一次，故A错误； 由串联电路的分压原理有：＝＝，即：＝， 所以：R1＝5R2，故C错误； （2）当射向R1的激光没有被挡时，R1阻值变小，R1分得电压减小，R2分得电压增大，由图象知，此时，U2'＝UAB'＝6V， 由串联电路的分压原理有：＝＝，即：＝， 所以：R1'＝R2，故B错误； 且R1＝5R1'，即绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍，故D正确。 故选：D。 一十五．串并联的比例计算（共1小题） 27．灯L1和灯L2连接在电压为6V的电源上（电路中无其他用电器，且电源电压保持不变，L1和L2电阻不随温度变化），L1的电阻为20Ω，两灯均发光时，测得L2中的电流为0.2A，则下列判断正确的是（　　） ①L1和L2两端的电压之比可能是1：1 ②L1和L2的电阻之比可能是2：3 ③L1和L2的电阻之比可能是2：1 ④L1和L2中的电流之比可能是1：1。 A．只有①和② B．只有③和④ C．只有①②③ D．①②③④均正确 【答案】D 【解答】解：①若两灯串联， 通过两灯的电流：I1＝I2＝0.2A，I1：I2＝1：1； ∵U1＝I1R1＝0.2A×20Ω＝4V， U2＝U﹣U1＝6V﹣4V＝2V， ∴U1：U2＝4V：2V＝2：1， R1：R2＝U1：U2＝2：1； ②若两灯并联， 则U1＝U2＝6V，U1：U2＝1：1； R2＝＝＝30Ω， R1：R2＝20Ω：30Ω＝2：3， I1：I2＝R2：R1＝30Ω：20Ω＝3：2； 由上分析可知①②③④都有可能。 故选：D。 一十六．欧姆定律的多状态计算（共2小题） 28．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝10Ω．当开关S1闭合，S2、S3断开时，电压表的示数为U1．电流表A2的示数为0.1A；当开关S1、S2、S3闭合时，电压表的示数为U1′，且电流表A1的示数为0.9A．已知U1：U1′＝1：6，求： （1）电源电压U； （2）R2、R3的大小； （3）开关S1、S2、S3都闭合时，电流表A2的示数。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）由图知，当开关S1闭合，S2、S3断开时，三只电阻串联，电压表测量R1两端电压，电流表A2测电路中的电流； 由I＝可得，电压表的示数（即R1两端电压）： U1＝IR1＝0.1A×10Ω＝1V； 当开关S1、S2、S3都闭合时，等效电路图如下图所示； 此时三只电阻并联，电压表测量R1两端电压，由并联电路的电压特点可知，此时电压表的示数为U1′等于电源电压U； 已知U1：U1′＝1：6， 则U1′＝6U1＝6×1V＝6V，即电源电压U为6V。 （2）由前面解答可知，三只电阻串联时，电路中的电流为0.1A， 由欧姆定律可得，三只电阻串联的总电阻： R总＝＝＝60Ω； 根据串联电路的电阻特点可得，R2、R3阻值之和： R2+R3＝R总﹣R1＝60Ω﹣10Ω＝50Ω； 当三只电阻并联时，因串联电路各支路两端电压相等， 则由欧姆定律可得，此时通过R1的电流： I1＝＝＝0.6A， 由上图可知，三只电阻并联时，电流表A1测通过R1与R2的总电流，电流表A2测整个电路的总电流， 由并联电路的电流特点可得，通过R2的电流： I2＝IA1﹣I1＝0.9A﹣0.6A＝0.3A， 则R2的阻值： R2＝＝＝20Ω； 由前面解答可知R2+R3＝50Ω， 所以，R3＝50Ω﹣R2＝50Ω﹣20Ω＝30Ω； （3）开关S1、S2、S3都闭合时，三只电阻并联， 由欧姆定律可得，通过R3的电流： I3＝＝＝0.2A， 因电流表A2测量整个电路的总电流， 根据并联电路的电流特点可得，电流表A2的示数： I总＝IA1+I3＝0.9A+0.2A＝1.1A。 答：（1）电源电压U为6V； （2）R2、R3的阻值分别为20Ω、30Ω； （3）开关S1、S2、S3都闭合时，电流表A2的示数为1.1A。 29．如图所示，R1＝25Ω，小灯泡L的规格为“2.5V 0.3A”，电源电压保持不变。（小灯泡的电阻不变）求： （1）小灯泡的电阻。 （2）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压。 （3）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的阻值。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）由I＝可得，小灯泡的电阻： RL＝＝＝Ω≈8.3Ω； （2）S1、S2都断开时，R1与L串联， 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光， 所以，电源的电压： U＝I（R1+RL）＝IL（R1+RL）＝0.3A×（25Ω+Ω）＝10V； （3）S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流， 则电路中的总电阻： R＝＝＝， 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以，＝+，即＝+， 解得：R2＝50Ω。 答：（1）小灯泡的电阻为8.3Ω； （2）电源的电压为10V； （3）R2的阻值为50Ω。 一十七．伏安法测电阻（共1小题） 30．图示电路中，E为电源，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，电流表A的量程为0.1mA，内阻约为100Ω．用此电路，经以下步骤可近似测得A的内阻RA： ①闭合S1，断开S2，调节R1，使电流表读数等于其量程I0； ②保持R1不变，闭合S2，调节R2，使电流表读数等于，读出R2的值，等于RA的大小。 试分析： （1）R2与RA相等的原因是：　R2和A并联，电压相等，电流都为，故电阻相等　。 （2）该实验测量出的结果与真实值相比偏　小　（填“大”或“小”）。 （3）要减小由于设计方案带来的测量误差，R1与RA应该满足的条件是：　R1远大于RA　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）闭合开关S2，电阻箱R2与电流表A并联，它们两端的电压相等，流过电阻箱R2与电流表A电流都为，由R＝知电阻箱电阻R2与电流表电阻RA相等。 （2）闭合开关S2，电阻箱R2与电流表A并联，并联电阻小于电流表电阻RA，电路总电阻R变小，电源电压U不变，由I＝知电路电流变大，滑动变阻器R1分压U1＝IR1变大，并联电路电压U并变小，由RA＝变小，所以电流表A电阻的测量值偏小。 （3）当R1远大于RA时，闭合开关s2后，并联电阻阻值的变化对电路的影响越小，实验误差越小。 故答案为：（1）R2和A并联，电压相等，电流都为，故电阻相等。（2）小。（3）R1远大于RA。 一十八．电功率范围值问题（共1小题） 31．如图甲所示，设电源电压U恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，移动滑动变阻器滑片P改变变阻器阻值，滑片P从a端移动到b端过程中，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示。求： （1）当电路中的电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功； （2）电源的恒定电压和定值电阻R0的大小； （3）若电压表量程为0～15V，电流表量程为0～1A，为保证电表正常工作，定值电阻R0消耗的功率范围。 【答案】（1）电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功为240J； （2）电源电压为24V，定值电阻R0为20Ω； （3）定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～20W。 【解答】解：由电路图可知，R与R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。 （1）由图乙可知，电路中的最小电流I小＝0.2A，R两端的电压UR＝20V， 1min内电流通过电阻R做的功： WR＝URI小t＝20V×0.2A×60s＝240J； （2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，电源的电压： U＝I小R0+UR＝0.2A×R0+20V， 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流最大， 由图象可知，电路中的最大电流I大＝1.2A， 则电源的电压： U＝I大R0＝1.2A×R0， 因电源的电压不变， 所以，0.2A×R0+20V＝1.2A×R0， 解得：R0＝20Ω， 电源的电压U＝I大R0＝1.2A×20Ω＝24V； （3）当电路中的电流最大为1A时，定值电阻R0消耗的功率最大，则R0消耗的最大功率： P0大＝（I大）2R0＝（1A）2×20Ω＝20W， 当电压表的示数最大时电路中的电流最小，R0消耗的电功率最小， 此时R0两端的电压： U0小＝U﹣UR大＝24V﹣15V＝9V， R0消耗的最小功率： P0小＝＝＝4.05W， 定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～20W。 答：（1）电路中电流最小时，1min内电流通过电阻R做的功为240J； （2）电源电压为24V，定值电阻R0为20Ω； （3）定值电阻R0消耗的功率范围为4.05W～20W。 一十九．结合图像计算电功率（共1小题） 32．如图甲电路，电源电压保持不变。当闭合开关时，将变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，两电压表V1、V2示数与电流表示数的变化关系如图乙，下列说法正确的是（　　） A．图像a表示V1示数变化 B．电源电压为12V C．滑片移至最左端时R1的功率为0.6W D．电路消耗的最大功率为3.6W 【答案】C 【解答】解：A.由电路图可知，电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中，电压表V1测量R2两端的电压，电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压。所以电压表V2的示数大于电压表V1的示数，由乙图可知，电流相同时，a的电压大于b的电压，所以图像a表示V2示数变化，故A错误； B.由于电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联， 则由乙图可知当I＝0.2A时（滑片在最左端时），U＝12V，R＝＝＝60Ω，U总＝0.2A×（60Ω+R1）； 则由乙图可知当I＝0.6A时（滑片在最右端时），U＝6V，R＝＝＝10Ω，U总＝0.6A×（10Ω+R1）； 解上面的方程组得：U总＝15V，R1＝15Ω，故B错误； C.当滑片在最左端时，电阻最大，电流最小，R1的功率P＝UI＝I2R1＝（0.2A）2×15Ω＝0.6W，故C正确； D.当滑片在最右端时，电阻最小，电流最大，电路消耗的最大功率P＝U总I＝15V×0.6A＝9W，故D错误。 故选：C。 二十．电功率的综合计算（共10小题） 33．如图所示电源电压U保持不变，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。当闭合S1、断开S2、S3时，将滑片置于最上端，电流表的示数为I1，定值电阻R1的电功率为P1，滑动变阻器的电功率为P；当闭合S1、S2、S3时，将滑片置于最下端，此时电流表的示数为I2，R1的电功率为P1′，R3的电功率为P2；当闭合S3、断开S1、S2时，将滑片置于最下端，此时电路中的电流为0.1A，R3的电功率为P2′。已知I1：I2＝1：4，P1：P1′＝1：9，P＝0.8W。下列结果不正确的是（　　） A．U＝6V B．I1＝0.2A C．R3＝30Ω D．P2：P2′＝2：1 【答案】D 【解答】解：AB、当闭合S1、断开S2、S3时，将滑片置于最上端，电阻R1与滑动变阻器串联，电压表测量电阻R1的电压，电流表测量电路的电流，根据串联电路特点表示出电源电压U＝I1（R1+R4）； 定值电阻R1的电功率为P1＝R1；滑动变阻器的电功率为P＝R4； 根据P＝0.8W解得I1＝0.2A； 当闭合S1、S2、S3时，将滑片置于最下端，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电阻R1、R2和R3并联， 根据并联电路特点表示出电源电压U＝I1′R1； R1的电功率为P1′＝I1′2R1； 根据P1：P1′＝1：9，解得I1：I1′＝1：3； 电压不变，U＝I1（R1+R4）＝I1′R1； 解得：R1＝10Ω； I1′＝0.6A； U＝I1′R1＝0.6A×10Ω＝6V；故AB正确； CD、根据I1：I2＝1：4，I2＝0.8A； 通过R3的电流I3＝I2﹣I1’＝0.8A﹣0.6A＝0.2A； ＝0.2A，解得R3＝30Ω； R3的电功率为P2＝R3＝（0.2A）2×30Ω＝1.2W； 当闭合S3、断开S1、S2时，将滑片置于最下端，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电阻R1、R2、R3串联，串联电路中电流处处相等，则通过R3的电流I′3＝0.1A； 此时R3的电功率为P′2＝I′32R3＝（0.1A）2×30Ω＝0.3W； 则P2：P′2＝4：1； 故C正确，D错误。 故选：D。 34．如图所示，电源电压U保持不变。当单刀双掷开关S1接a，S2和S3断开，将滑动变阻器滑片移到中点时，电流表的示数为I1，电压表的示数为U1；当S1接b，S2和S3断开，滑动变阻器滑片仍在中点时，电流表的示数为I2，电压表的示数为U2，此时滑动变阻器消耗的功率为P；当S1接a，S2和S3闭合，滑动变阻器滑片移到最左端时，电流表的示数为1.9A。已知滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，I1：I2＝1：2，U1：U2＝5：4。下列说法正确的是（　　） A．U＝12V B．R2＝10Ω C．I1＝0.2A D．P＝2.4W 【答案】C 【解答】解：（1）当单刀双掷开关S1接a，S2和S3断开，将滑动变阻器滑片移到中点时，滑动变阻器R1与电阻R2、R3串联，电流表测量电路中电流，电压表测量R1与R3两端的总电压； 则滑动变阻器连入电路的电阻值为：R中＝R1＝×20Ω＝10Ω， 根据串联电路的特点和欧姆定律可得： U1＝I1（R中+R3）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 电源电压：U＝I1（R中+R2+R3）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 当S1接b，S2和S3断开，滑动变阻器滑片仍在中点时，滑动变阻器R1与电阻R2串联，电流表测量电路中电流，电压表测量R1两端的电压； 根据串联电路的特点和欧姆定律可得： U2＝I2R中﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 电源电压：U＝I2（R中+R2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 由①③可得：＝， 已知：I1：I2＝1：2，U1：U2＝5：4，则：＝，解得：R3＝15Ω， 由②④可得：I1（R中+R2+R3）＝I2（R中+R2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤ 已知：I1：I2＝1：2，R中＝10Ω，R3＝15Ω，代入⑤可得R2＝5Ω，故B错误； （2）当S1接a，S2和S3闭合，滑动变阻器滑片移到最左端时，滑动变阻器R1与R2、R3并联，滑动变阻器的阻值全部连入电路，电流表测量干路电流， 根据并联两端的电阻特点可得： ＝++＝++＝，则总电阻为：R＝Ω， 根据I＝可得电源电压：U＝IR＝1.9A×Ω＝6V，故A错误； （3）根据串联电路的特点和I＝可得：I1＝＝＝＝0.2A，故C正确； （4）已知I1：I2＝1：2，则I2＝2I1＝2×0.2A＝0.4A， 滑动变阻器消耗的功率P＝R中＝（0.4A）2×10Ω＝1.6W，故D错误。 故选：C。 35．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．R1的电功率减小 B．R2的电功率变化范围为UcIa～0 C．R2的最大功率为UbIb D．电路的最大总功率为2UbIb 【答案】C 【解答】解：由甲图分析可知：R1和R2串联接入电路。滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端，阻值逐渐减小至0，电流逐渐变大，所以由乙图可知：随着电流逐渐变大，V1的示数由Ua到Ud，V2的示数由Uc到0。 A、通过R1的电流增大，R1两端的电压增大，根据P＝UI可知，R1的电功率增大，故A错误； BC、R2的电功率可表为：P2＝（Ud﹣IR1）I＝﹣R1I2+UdI，当I＝时，P2最大，此时电路总电阻为2R1，由乙图可知Ud＝2Ub，故I2＝Ib；则R2的最大功率为P2＝UbIb，最小功率为零，故B错误，C正确； D、电源电压一定，当R2接入阻值为0时，电流最大，由P＝UI可知，功率最大，且I＝＝2Ib，P＝UI＝2Ub×2Ib＝4UbIb，故D错误。 故选：C。 36．如图所示，电源电压U保持不变，滑动变阻器最大阻值为R3。当只闭合开关S，滑片P在最左端时，电压表示数为U1，R1的电功率为P1，再将S1闭合，滑片P移至最右端，电压表示数变为U2；当只闭合S、S2、S3，滑片P仍在最右端时，R1的电功率为P1′，R3的电功率为P3，电流表A与A1示数之差为1.2A。已知U1：U2＝5：9，P1：P1′＝1：9，P3＝4.8W。下列结论中不正确的是（　　） A．只闭合S时，电路的最大总功率为4.8W B．只闭合S时，电路的最大总功率是最小总功率的3倍 C．只闭合S2、S3，电路的最小总功率为19.2W D．只闭合S、S2、S3，电路的最小总功率为26.4W 【答案】B 【解答】解：当只闭合开关S，滑片P在最左端时，等效电路图如图1所示； 再将S1闭合，滑片P移至最右端，等效电路图如图2所示； 当只闭合S、S2、S3，滑片P仍在最右端时，等效电路图如图3所示。 图1中，R1的电功率：P1＝， 图2中，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R1的电功率：P1′＝， 则＝＝＝，解得：＝， 图1中，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以＝＝＝＝， 整理可得：R2＝2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 图1和图2中，因电源的电压不变，所以＝＝＝， 两电压表的示数之比：＝＝×＝×＝， 整理可得：R3＝3R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 图3中，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，且电流表A与A1示数之差为1.2A， 所以通过R1的电流I1＝1.2A，即＝1.2A﹣﹣﹣﹣③ R3的电功率：P3＝＝，即4.8W＝﹣﹣﹣④ 由③④可得：U＝12V，R1＝10Ω， 代入①②可得：R2＝20Ω，R3＝30Ω。 AB．只闭合S时，定值电阻R1和R2与滑动变阻器R3串联，电压表测R1和R3两端的电压之和，电流表测电路中的电流， 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，总功率最大， 则P大＝＝＝＝4.8W，故A正确； 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总电阻最达，总功率最小， 则P小＝＝＝＝2.4W， 所以，P大：P小＝4.8W：2.4W＝2：1，即电路的最大总功率是最小总功率的2倍，故B错误； C．只闭合S2、S3时，定值电阻R1和滑动变阻器R3并联，电流表A1测R3支路的电流，电流表A测干路电流， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小， 则P小′＝+＝+＝19.2W，故C正确； D．只闭合S、S2、S3时，定值电阻R1和R2与滑动变阻器R3并联，电流表A1测R2和R3支路的电流之和，电流表A测干路电流， 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总功率最小， 则P小″＝++＝++＝26.4W，故D正确。 故选：B。 37．如图甲所示，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“10V，5W”字样，电流表量程为0﹣0.6A，电压表量程为0﹣15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，定值电阻R0的电功率变化了5.4W。（忽略灯泡电阻随温度的变化），则下列说法中错误的是（　　） A．灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A B．定值电阻R0的阻值为40Ω C．只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率为0.45W D．只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，当电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率为2.25W 【答案】B 【解答】解： A.由P＝UI可得，灯泡L正常发光时通过的电流：IL＝＝＝0.5A，故A正确； BD.当只闭合S和S1时，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流， 则变阻器接入电路中的为R1和4R1时，电路中的电路中的电流分别为： I1＝＝，I2＝＝， 由图乙可知，变阻器接入电路中的为R1和4R1时对应电压表的示数分别为U1、2U1， 则两次电压表的示数之比： ＝＝＝＝＝＝， 解得：R1＝R0， 由P＝I2R可得，定值电阻R0的电功率： ΔP0＝R0﹣R0＝（）2R0﹣（）2R0＝（）2R0﹣（）2R0＝5.4W， 解得：R0＝20Ω，故B错误； 当电压表的示数为15V时， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，R0两端的电压： U0＝U总﹣UR大＝18V﹣15V＝3V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以，电路中的电流： I＝＝＝0.15A＜0.6A， 所以，此时电阻R0消耗的电功率最小，则滑动变阻器R消耗的电功率： PR＝UR大I′＝15V×0.15A＝2.25W，故D正确； C.灯泡的电阻：RL＝＝＝20Ω， 只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，L与R串联， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流：I＝＝＝0.15A， 灯泡的实际功率： PL′＝I2RL＝（0.15A）2×20Ω＝0.45W，故C正确。 故选：B。 38．如图所示电路，电源电压U恒定不变，电流表A1、A2量程均为0～3A，电压表V量程为0～15V，滑动变阻器R3上标有“50Ω 1A”。闭合S，断开S1、S2，滑片P移到最左端，A1表的示数为0.2A，R1和R2消耗的电功率之比P1：P2＝4：1；闭合S、S2，断开S1，R1消耗的电功率为2.5W。则R1和R2的电阻之比R1：R2＝　4：1　，任意改变开关的断开闭合情况，在确保电路安全的前提下，整个电路消耗的最大功率与最小功率之差 　21.5　W。 【答案】4：1；21.5。 【解答】解：当只有开关S闭合，变阻器滑片在最左端时，电路中R1、R2串联，电流表A1表测串联电路电流，电流表A1的示数为0.2A，此时电压表被短路。R1和R2两个定值电阻消耗的功率为P1：P2＝4：1，且串联电路中电流I处处相等，由则R1和R2的电阻之比即为R1和R2消耗的电功率之比：……………………①， 闭合S，断开S1、S2，滑片P移到最左端，A1表的示数为0.2A，电路中R1、R2串联，有：0.2A×（R1+R2）＝U……………………②， 闭合S、S2，断开S1，R2、R3被短路，此时电路中只有R1，此时R1消耗的电功率为2.5W，有 ……………………③ 联合①②③解得：R1＝40Ω，R2＝10Ω，U＝10V； 当闭合S，断开S1、S2，电路中R1、R2、R3串联，根据可知，总电阻最大时，总功率最小，即 当闭合S、S1、S2，R1、R2、R3并联； 滑动变阻器R3上标有“50Ω 1A”，R3的电流为1A时，电路中的总电流最大为：， 根据P＝UI可知此时在确保电路安全的前提下，整个电路消耗的最大功率为：Pmax＝UImax＝10V×2.25A＝22.5W， 整个电路消耗的最大功率与最小功率之差为：△P＝Pmax﹣Pmin＝22.5W﹣1W＝21.5W。 故答案为：4：1；21.5。 39．如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片从端点a向b端滑动的过程中（没有滑到端点b）电压表V2与电流表示数变化的图像如图乙所示。 （1）滑动变阻器的最大阻值为 　30　Ω。 （2）以上实验过程中电压表V1与电流表示数的关系图像 　一定不　（选填“一定”、“不一定”或“一定不”）与图乙中的图像相交。 （3）以上实验过程中滑动变阻器的最大功率与定值电阻的最大功率之比为 　3：4　。 （4）若要使滑动变阻器的功率达到最大值，在该实验的基础上应移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 　0.7　A。 【答案】30；一定不；3：4；0.7。 【解答】解：（1）由图甲得，R0和滑动变阻器串联，电力表测电路中的电流，电压表V1测R0两端的电压，电压表V2测滑动变阻器R两端的电压，闭合开关，当滑动变阻器的滑片在a端时，滑动变阻器的阻值接入的最大，电压表V2的示数最大，电路中电流最小，由图乙可知，此时I＝0.2A，U2＝6V，所有由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值为：Rmax＝＝＝30Ω； （2）当滑片从a端向b端过程中（没有滑到端点b），当滑片移到能接入滑动变阻器阻值的最小值时，由图乙可知，此时I′＝0.6A，U2′＝4V，所以电源电压为：U电＝0.6A×R0+4V ①，由（1）可知，当I＝0.2A时，电源电压为：U电＝0.2A×R0+6V②，由①②可得：U电＝7V，R0＝5Ω；当电流表示数从0.2A～0.6A变化时，因为R0是定值电阻，由欧姆定律可得，电压表V1的示数变化从1V～3V，即电压表V1与电流表的关系图象的两个端点分别为（0.2A，1V）和（0.6A，3V），所以一定不与图乙中的图像相交； （3）对于定值电阻，由电功率公式可知，当I′＝0.6A时，其电功率最大为P0＝（0.6A）2×5Ω＝1.8W，对于滑动变阻器，由电功率公式可知，当I＝0.6A时，其电功率最大为PR＝0.6A×4V＝2.4W，所以此过程中滑动变阻器的最大电功率与定值电阻的最大功率之比为：1.8W：2.4W＝3：4； （4）若要使滑动变阻器的功率达到最大值，在该实验的基础上应移动滑动变阻器，假设此时的电流为I′，则R0两端的电压为5I′，则滑动变阻器两端的电压为7﹣5I′，所以滑动变阻器的电功率为P＝I′×（7﹣5I′） ＝﹣5（I′﹣0.7）2+0.49×5，当I′＝0.7时，P有最大值，所以要使电流表的示数为0.7A。 故答案为：30；一定不；3：4；0.7。 40．如图所示电路，电源电压为12V且保持不变，R1是定值电阻，R2是标有“100Ω0.5A”字样的滑动变阻器。R3为标有“3V0.9W”字样的定值电阻。求： （1）R3的阻值； （2）当闭合S、S1、S2时，电流表的示数为0.3A，求R1的阻值； （3）当闭合S，断开S1、S2时，为保证电路各元件安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）根据P＝得：R3＝＝＝10Ω； （2）当闭合S、S1、S2时，R1、R2并联，电流表测R1支路的电流， 由I＝得R1的阻值：R1＝＝＝40Ω， （3）当闭合S，断开S1、S2时， 由P＝UI得：R3允许通过的最大电流I＝＝＝0.3A，R2允许通过的最大电流为0.5A， 所以为保证整个电路安全，电路中的电流为0.3A， R3＝＝＝10Ω， 电路的最小电阻，R总＝＝＝40Ω， 滑动变阻器接入的最小阻值相等时， R2＝R总﹣R3＝40Ω﹣10Ω＝30Ω， 所以滑动变阻器接入电路的阻值范围30Ω～100Ω。 答：（1）R3的阻值为10Ω； （2）R1的阻值为40Ω； （3）当闭合S，断开S1、S2时，为保证整个电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为30Ω～100Ω。 41．如图所示，电路中电源电压保持不变，小灯泡L的规格为“12V 18W”（不考虑灯丝电阻受温度的影响），滑动变阻器的最大阻值为R2，将滑动变阻器的滑片P置于A端，只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1，电路中的总电流为I1，电压表V2的示数为U2；将滑动变阻器的滑片P置于B端，仍只闭合开关S1，电压表V1的示数为U1'，电路中的总电流为I2，电压表V2的示数为U2'，R1消耗的电功率为1.08W。已知U1：U1'＝3：4，U2：U2'＝2：1。试求： （1）小灯泡L的电阻； （2）I1和I2的比值； （3）电源电压； （4）若电源电压可调，闭合开关S1、S2和S3，电流表量程为0～3A，滑动变阻器的阻值变化范围为3Ω～15Ω，要求电流表最大值和最小值的差值不小于电流表量程的，求可调电源电压的范围。 【答案】（1）小灯泡L的电阻为8Ω： （2）I1和I2的比值为2：1： （3）电源电压为12V； （4）可调电源电压的范围为3.75V～7.2V。 【解答】解：（1）由根据P＝UI＝可得，小灯泡L的电阻： RL＝＝＝8Ω； （2）将滑动变阻器的滑片P置于A端，只闭合开关S1时，等效电路图如图1所示； 将滑动变阻器的滑片P置于B端，仍只闭合开关S1时，等效电路图如图2所示： 因U2：U2'＝2：1，所以，根据欧姆定律和串联电路的特点可得： ＝＝＝； （3）因电源的电压保持不变，所以， ＝＝＝； 整理可得：R2＝R1+8Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 因U1：U1′＝3：4，所以，根据欧姆定律和串联电路的特点可得： ＝＝×＝×＝； 整理可得：3R2＝5R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②可得：R1＝12Ω，R2＝20Ω， 因图2中，R1消耗的电功率为1.08W， 所以，由P＝UI＝I2R可得，电路中的电流： I2＝＝＝0.3A， 则电源的电压： U＝I2（R1+R2+RL）＝0.3A×（12Ω+20Ω+8Ω）＝12V； （4）闭合开关S1、S2和S3时，等效电路图如下图所示： 因滑动变阻器的阻值变化范围为3Ω～15Ω，且电流表量程为0～3A， 所以，当滑动变阻器接入电路中的电阻为3Ω时，电路中的电流不能超过3A， 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和， 所以，当R2′＝3Ω时R1与变阻器的总电阻： R＝＝＝2.4Ω， 则电流表的示数：IA＝≤3A，即：≤3A， 解得：U′≤7.2V， 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R1的电流不变， 又因电流表最大值和最小值的差值不小于电流表指针偏转的， 所以，（+）﹣（+）＝﹣＝﹣≥×3A， 解得：U′≥3.75V， 所以，可调电源电压的范围为3.75V～7.2V。 答：（1）小灯泡L的电阻为8Ω： （2）I1和I2的比值为2：1： （3）电源电压为12V； （4）可调电源电压的范围为3.75V～7.2V。 42．小明对家中的豆浆机收集了如下信息：如图甲是豆浆机的工作原理图，其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的，额定功率P1＝200W；R是加热电阻，额定功率P2＝1100W．图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息，请你根据信息解答以下问题。 （1）豆浆机正常工作，打浆时的工作电流。（保留两位小数） （2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能。 （3）一次妈妈做豆浆时，小明对豆浆机的实际电功率产生怀疑，他用所学的知识和妈妈进行如下实验：关掉家里的所有用电器，只让豆浆机单独工作，豆浆机在加热过程中，他观察到家中的电子式电能表“220V，10A（40A），1800imp/Kw•h”耗电指示灯1min闪烁了30imip（imip表示闪烁次数）．请你帮助小明计算豆浆机实际加热电功率，并分析产生这种情况的可能原因。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）由P＝UI可得， 豆浆机正常工作，打浆时的工作电流I＝＝≈0.91A； （2）豆浆机正常工作做一次豆浆，总打浆的时间t1＝2min＝120s，总加热的时间t2＝11min＝660s， P＝总共消耗的电能W总＝P1t1+P2t2＝200W×120s+1100W×660s＝7.5×105J； （3）豆浆机在1min内消耗的电能W实＝kW•h＝60000J， 豆浆机的实际加热功率P实＝＝＝1000W； 实际功率小于额定功率的原因可能是：实际电压小于额定电压。 答：（1）豆浆机正常工作，打浆时的工作电流为0.91A； （2）总共消耗的电能为7.5×105J； （3）豆浆机的实际加热电功率为1000W；实际功率小于额定功率的原因可能是：实际电压小于额定电压。 二十一．伏安法测量小灯泡的电功率（共1小题） 43．同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。 （1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。 （2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是 　小灯泡断路　。 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为 　2.2　V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 　A　（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V。 （4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如表），你认为她这样处理数据是 　不合理　（选填“合理”或“不合理”）的，理由是 　小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义　。 实验序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率P/W 1 2.0 0.26 0.52 0.71 2 2.5 0.28 0.70 3 3.0 0.30 0.90 （5）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻Rx的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后： ①当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I1； ②当开关 　S、S1　闭合，　S2　断开时，电流表示数为I2； ③未知电阻的阻值Rx＝　　（用已知量和测量量的符号表示）。 【答案】（1）如图所示；（2）小灯泡断路；（3）2.2；A；（4）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）S、S1；S2；。 【解答】解：（1）向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，即滑动变阻器接入阻值变小，所以应接左下接线柱，如图所示； （2）电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，可能为小灯泡断路； （3）电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，读数为2.2V；还未达到2.5V，所以滑动变阻器向A滑，阻值减小，电流变大，小灯泡两端电压会达到2.5V； （4）计算小灯泡的平均电功率是不合理的，因为小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义； （5）实验电路图如图丙所示，操作思路为两电阻并联，当开关S、S2闭合，S1断开时，先测干路电流I1；然后单独测R0的电流，所以开关S、S1闭合，S2断开时，电流表测的是R0的电流为I2； 并联电路中，各支路电压相等，所以Rx两端的电压Ux＝U0＝I2R0；通过Rx的电流Ix＝I1﹣I2； 根据欧姆定律可得Rx＝＝。 故答案为：（1）如图所示；（2）小灯泡断路；（3）2.2；A；（4）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）S、S1；S2；。 二十二．三线插头和三孔插座的好处（共4小题） 44．最近，小明买了一台取暖机，为了安全用电，接入家中电路时，应选用图中　乙　插座（选填“甲”或“乙”），因为它能保证取暖机金属外壳与　大地　相连。图是小明用测电笔辨别火线和零线的示意图，其中正确的是　B　图（选填“A”或“B”）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）取暖机为金属外壳的家用电器，为了安全用电，因此必须使用三孔插座，因为它能保证取暖机金属外壳与大地相连，这样若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生，故选乙； （2）B图，测电笔的笔尖接触被检测的导线，手接触笔尾金属体，操作正确。 A图，手没有接触笔尾金属体，即使笔尖接触火线，氖管也不会发光，操作错误。 故答案为：乙；大地；B。 45．如图甲为储水式电热水器的内部结构，它利用加热管对水箱中的水进行加热。长时间使用后可能导致绝缘部分可能破损，使热水器中的外壳和水带电，从而造成触电事故。所以国家规定电热水器须采用接地、漏电保护器、防电墙等多重保护措施。 （1）若电热水器水箱容量为50L，额定功率1500W，则正常工作时，将水从20℃加热至50℃，至少需要多长时间？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3] （2）考虑到用电安全，电热水器应使用 　三孔　（选填“两孔”或“三孔”）插座，且进、出水管口都装有防电墙，其内部结构如图乙所示，流经其中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，与普通水管相比其中的水柱变得更细更长，从而使水的电阻 　变大　； （3）若人体电阻为2kΩ，某种防电墙电阻为468kΩ，当如图丙所示地线失效时： ①试用计算说明此防电墙能否保证人的安全？ ②若防电墙内部容积为10cm3，横截面1cm2，长度为10cm的自来水水柱的电阻为13kΩ，水柱的电阻跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，则此防电墙中需要将内部的水分隔成长度为 　60　cm的螺旋水柱。（不考虑内部隔片本身的厚度影响） 【答案】（1）若电热水器水箱容量为50L，额定功率1500W，则正常工作时，将水从20℃加热至50℃，至少需要的时间为4200s； （2）三孔；变大； （3）①此防电墙能保证人的安全； ②60。 【解答】解：（1）水的体积V＝50Ldm3＝0.05m3， 由ρ＝可知，水的质量：m＝ρ水V＝1×103kg/m3×0.05m3＝50kg， 水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣20℃）＝6.3×106J， 不考虑热量损失，消耗的电能W＝Q吸＝6.3×106J， 由P＝可知，需要加热的时间t＝＝＝4200s； （2）电热水器有金属外壳，为了用电的安全，防止因用电器漏电而发生触电事故，其外壳必须要接地，故应使用三孔插座； 导体的电阻与导体的材料、横截面积、长度和温度有关；流经防电墙中的水必须沿着内部隔片螺旋流动，与普通水管相比其中的水柱变得更细更长，使水的横截面积变小，长度变大，从而使水的电阻变大； （3）①防电墙与人的电阻串联，由串联分压特点可知，＝＝＝……①， 由串联电路电压的规律可知：U1+U2＝220V……②， 由①和②得到人体的电压：U2≈0.9V 因为0.9V＜36V，所以此防电墙能保证人的安全； ②水柱的电阻跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比， 则电阻与长度和横截面积的关系为：R＝k……③， 横截面1cm2，长度为10cm的自来水水柱的电阻为13kΩ，代入到③式得到：13kΩ＝k×， 解得：k＝1.3kΩ/cm， 防电墙内部容积为10cm3，防电墙电阻为468kΩ，代入③式得到：468kΩ＝1.3kΩ/cm×， 解得：L′＝60cm。 答：（1）若电热水器水箱容量为50L，额定功率1500W，则正常工作时，将水从20℃加热至50℃，至少需要的时间为4200s； （2）三孔；变大； （3）①此防电墙能保证人的安全； ②60。 46．如图甲，是某品牌全自动洗碗机，它的外表是金属外壳。该洗碗机工作程序为：首先给水箱注水，当水注满时停止注水并自动加热，水温上升到50℃即停止加热，洗涤程序启动，水从喷管喷出对餐具清洗、喷淋，直到洗涤过程结束，排水泵启动，将水箱中的废水排出。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），设水箱中水的初温为20℃，加热时产生的热量全部被水吸收。 （1）为了安全，该洗碗机应选用图乙中　下　（选填：“上”或“下”）插座。图丙为等效的加热电路图，R为发热电阻，其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关。此开关除了具有注满水自动加热功能（一般的水是导体）外，还具有当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，　自动停止加热　的功能。 （2）图丁为该洗碗机某次正常工作时的P﹣t图像，求R的阻值多大？（不计水的电阻）。 （3）某家庭每天洗碗2次，若人工洗碗一次用水20kg，则改用该洗碗机洗碗，该家庭一年（按300天）可节水多少kg？ （4）该款洗碗机一次正常工作（如图丁）后，碗总是湿漉漉的，很长时间干不了，很容易滋生细菌。请你针对这一缺陷，加装一个电路，使一次正常工作后，能在较短时间内将碗烘干，请将加装后的电路补充完整。（必要时可在符号旁边注明装置名称） 【答案】（1）下；自动停止加热；（2）R的阻值为60.5Ω；（3）改用该洗碗机洗碗，该家庭一年（按300天）可节水7200kg；（4）。 【解答】解：（1）①由图甲可知，洗碗机有金属外壳，应使用三线插头和图乙下插座，正确连接后，即使外壳带电也会导入大地，不会使人触电发生危险； ②水是导体，当水箱注满水时会自动加热，当加热过程中意外排水或排水阀没有关好时，会造成电路断路，自动停止加热； （2）由图丁可知，该洗碗机正常加热时的功率P＝800W，不计水的电阻， 由P＝UI＝可得，发热电阻的阻值：R＝＝＝60.5Ω； （3）由图乙可知，加热时间t加热＝22min﹣1min＝21min＝1260s， 加热时产生的热量Q＝W＝Pt加热＝800W×1260s＝1.008×106J， 由加热时产生的热量全部被水吸收可知，水吸收的热量Q吸＝W＝1.008×106J， 由Q吸＝cm（t﹣t0）可得，洗碗机一次洗碗用水的质量m＝＝＝8kg， 人工洗碗一次用水20kg，改用该选碗机洗碗一次用水8kg， 则该家庭一年（按300天）可节约水的质量m总＝（20kg﹣8kg）×2×300＝7200kg； （4）要使在较短时间内将碗烘干，应提高碗内残留水温度的同时加快空气的流动，电路应有加热的电热丝和吹风的电动机，如下图所示： 故答案为：（1）下；自动停止加热；（2）R的阻值为60.5Ω；（3）改用该洗碗机洗碗，该家庭一年（按300天）可节水7200kg；（4）电路图如上图所示。 47．电开水器是为了满足较多人员饮用开水的需求而设计、开发的一种生产开水的饮水设备。某会议室杆买来一台电开水器，如图甲所示。下表为其部分技术参数，其中供水量是指电开水器正常加热1h能提供的开水的体积（水的初温为20℃）。该电热水器有加热挡和保温挡，开水烧开后，电开水器会通过电磁继电器切换到保温状态。图乙是其内部简化的工作原理图，R1、R2都是阻值恒定的加热电阻，R0为阻值会随温度变化而变化的感温电阻。 （1）电开水器处于加热状态时，S应接　2　（选填1或2）。 （2）下列关于电开水器的说法中，错误的是　B　。 A．应选三孔插座板 B．应先接通电源后再注水 C．不能将电开水器安装在潮湿的环境中 D．电开水器工作时，将电能转化为水的内能 额定电压/V 220 最大容量/L 15 额定保温功率/W 1210 额定加热功率/W 5000 供水量/L•h﹣1 40 （3）水烧开后，若无人接水，电开水器处于额定保温状态时可保持水温不变，则电开水器每分钟散失的热量为　7.26×104　J，此时流过加热电阻的电流I＝　5.5　A。 （4）若会议室内装有如图丙所示的电能表，则该会议室可供总功率为　8800　W的用电器同时正常工作。若某次仅将上述电开水器接入电路中，当开启保温挡连续工作10min，发现该电能表的转盘恰好转过200转，则电源的实际电压为　200　V。 （5）某次将水箱装满20℃的水并使电开水器正常工作，将水加热到100℃沸腾时（中途不接水），共耗时21min。则该过程中电开水器的加热效率为　80%　；这一效率　大于　（选填大于、等于或小于）其提供规定供水量时的效率。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】（1）2；（2）B；（3）7.26×104；5.5；（4）8800；200；（5）80%；大于。 【解答】解：（1）由乙电路图可知，S接1时R1与R2串联，S接2时电路为R2的简单电路， 因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻， 所以，S接1时，电路的总电阻最大，由P＝UI＝可知，电源的电压一定时，电开水器功率最小，处于保温状态， 同理可知，S接2时，电开水器处于加热状态； （2）A.电开水器是大功率用电器，从安全用电的角度考虑，必须选用三孔插座板，将用电器外壳接地，防止因用电器意外漏电发生触电事故，故A正确； B.为防止干烧而烧坏加热器，要先注水，再接通电源，故B错误； C.不能将电开水器安装在潮湿的环境中，防止因潮湿而漏电，发生触电事故，故选项C正确； D.电开水器工作时，消耗电能，水的温度升高，将电能转化为水的内能，故D正确； 故选：B。 （3）因水烧开后，若无人接水，电开水器处于额定保温状态时可保持水温不变， 所以，每分钟水散失的热量等于消耗的电能，则Q散失＝W保温＝P保温t保温＝1210W×60s＝7.26×104J； 由P＝UI可得，此时流过加热电阻的电流：I＝＝＝5.5A； （4）①由电能表的铭牌可知，正常工作时的电压U＝220V，平时允许流过电能表的最大电流I大＝40A， 则该会议室用电器同时正常工作的最大总功率：P＝UI大＝220V×40A＝8800W； ②由I＝可得，电开水器开启保温挡时电路的总电阻：R保温＝＝＝40Ω， 因1200r/（kW•h）表示用电器消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转1200转， 所以，电能表的转盘转200转消耗的电能：W＝kW•h＝kW•h＝6×105J， 由W＝UIt＝t可得，电源的实际电压：U实＝＝＝200V； （5）①电热水器装满水时水的体积：V＝15L＝15dm3＝1.5×10﹣2m3， 由ρ＝可得，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣2m3＝15kg， 则水吸收的热量：Q吸＝c水m（t2﹣t1）＝4.2×103J/（kg•℃）×15kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×106J， 该过程中电开水器消耗的电能：W加热＝P加热t3＝5000W×21×60s＝6.3×106J， 电热水器的效率：η＝×100%＝×100%＝80%； ②供水量为40L，即V＝40L＝40dm3＝4×10﹣2m3， 供水水的质量：m′＝ρ水V′＝1.0×103kg/m3×4×10﹣2m3＝40kg， 水吸收的热量：Q吸′＝c水m′（t2′﹣t1′）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×107J， 1h内电热水器共消耗的电能：W加热′＝P加热t4＝5000W×60×60s＝1.8×107J， 电热水器的效率：η′＝×100%＝×100%≈74.7%， 由η＞η′可知，效率大于提供规定供水量时的效率。 故答案为：（1）2；（2）B；（3）7.26×104；5.5；（4）8800；200；（5）80%；大于。 二十三．家庭电路的故障分析（共1小题） 48．如图所示，小明同学在搬新家之前，用自己所学的知识对新家的电路进行检测。他断开所有的用电器和总开关。将火线上的保险丝取下，换上一只额定电压为220V的灯泡L0，并闭合总开关。 （1）若闭合S1，L0不亮，说明该支路　开路　； （2）若闭合S2，L0正常发光，说明该支路　短路　； （3）若闭合S3，L0发暗红色的光，说明该支路　正常　（选填正常，开路或短路）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）若闭合S1，L0不亮，说明该支路开路。 （2）若闭合S2，L0正常发光，说明该支路短路。 （3）若闭合S3，L0发暗红色的光，L0与L3是串联，两个灯得到的电压小于220V，故不能正常发光，反而说明L是正常的。 故答案为：（1）开路；（2）短路；（3）正常。 二十四．人体电阻及触电的实质（共1小题） 49．阅读《漏电保护器》，回答问题。 漏电保护器 漏电保护器，主要是用来对用电设备发生漏电故障或对有致命危险的人身触电时的保护。漏电保护器在发生以下事故时起到保护作用： ①设备发生碰壳故障。 ②私拉乱接的电线绝缘皮破损。 ③人体直接触及相线电压。 ④在特别潮湿的地方如游泳池、淋浴房、厨房、卫生间等），因人体表皮电阻减小，触电死亡的危险大大增加，安装漏电保护器后便能有效地减少触电伤亡事故。 ⑤当一些电子设备绝缘材料损坏时，其外露的金属附件如电视机、收录机的拉杆天线等）可能带危险电压，这种危险电压是不能用接地的方法消除的，只有靠安装漏电保护器才能保证在人身触电的瞬间迅速切断电路，保证人身安全。 如图是安装了漏电保护器的家庭电路。家庭电路中火线与零线间、火线与之间有220V电压。通常情况下，通过人体的电流超过20mA时，人会感到剧痛，呼吸困难，甚至会有生命危险。当人体直接或间接接触火线时，有触电危险。此时，火线、人体、将构成回路，所产生的电流将不通过零线，此时通过如图线路中A、B两点的电流不等。当漏电保护器检测到通过图中A、B两处的电流不相等（即发生漏电）时，会迅速切断电路，从而起到保护作用。 低压配电系统中设漏电保护器是防止人身触电事故的有效措施之一，也是防止因漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的技术措施。但安装漏电保护器后并不等于绝对安全，运行中仍应以预防为主，并应取其他防止触电和电气设备损坏事故的技术措施。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）在特别潮湿的地方，因人体表皮电阻 　减小　，触电死亡的危险增加。 （2）假如有人在如图所示的电路C点处不慎触电时，漏电保护器 　会　（选填“会”或“不会”）切断电路。 （3）假如某人不慎触电时，且没有发生生命危险，则他的身体电阻至少为 　11000　Ω。 【答案】（1）减小；（2）会；（3）11000。 【解答】解：（1）由题意可知，在特别潮湿的地方，因人体表皮电阻减小，根据欧姆定律I＝，在一定电压下，电阻减小，电流会增大，人触电死亡的危险会增加。 （2）假如有人在如图所示的电路C点处不慎触电时，火线、人体、大地将构成回路，所产生的电流将不通过零线，此时通过线路中A、B两点的电流不等。当漏电保护器检测到通过图中A、B两处的电流不相等时，会迅速切断电路，从而起到保护作用。 （3）根据欧姆定律I＝，由题意可知，通常情况下，通过人体的电流不能超过20mA， 因此，假如某人不慎触电时，且没有发生生命危险，则他的身体电阻至少为：R＝＝＝11000Ω。 故答案为：（1）减小；（2）会；（3）11000。 二十五．常见的触电事故（共1小题） 50．如图所示，a图中甲站在干燥的木桌上，一只手接触到火线上；b图中乙站在干燥的木桌上，一只手接触到火线上，此时另有丙站在地面上用手去拉乙。则甲、乙、丙三人谁会触电？（　　） A．甲 B．乙和丙 C．甲和乙 D．甲、乙和丙 【答案】B 【解答】解： a中，由于人踩在干燥的木凳上，且只有一只手接触火线，不能构成电流的路径，故不会发生触电； b中，乙接触火线，乙丙相连，丙踩在地上，所以此时相当于乙丙串联，故会造成乙丙中有电流通过，即乙丙都会触电。 故选：B。 二十六．磁场的概念（共1小题） 51．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”，为了探究磁铁外轴线上磁感应强度的大小，小刚设计了如图1所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感电阻。其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。 （1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为 　0.06　A．闭合S1和S2，将图乙中滑动变阻器的滑片P向 　右　移动，图甲中电流表的示数逐渐减小。 （2）闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如下表。请计算x＝3cm时，B＝　0.6　T。 x/cm 1 2 3 4 5 6 I/mA 10 12 15 20 30 46 B/T 0.68 0.65 0.51 0.40 0.20 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，即磁场强度为零，据图2可知，此时的R＝100Ω，故此时电路中的电流是：I＝＝＝0.06A； 图甲中电流表的示数逐渐减小，故电路的电阻变大，故巨磁电阻的阻值变大，所以巨磁电阻所处的磁场变强，所以滑动变阻器的有效电阻变小，故滑片P向右移动； （2）x＝3cm时，对于图表得出电流是15mA，据欧姆定律可知，R＝＝＝400Ω，故对应磁场的强度是0.6T； 故答案为：（1）0.06；右；（2）0.6。 二十七．标出螺线管中电流的方向（共1小题） 52．如图所示，请在图中括号内标出通电螺线管两端的磁极及小磁针静止时的N、S极。 【答案】 【解答】解：如图，电源的左端是正极，说明电流从螺线管的左端进入、从右端流出，根据安培定则知，螺线管的右端是N极，左端是S极；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的右端是N极，左端是S极。 二十八．探究影响带电磁铁磁性强弱的实验（共1小题） 53．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 （1）实验中通过观察 　电磁铁吸引大头针数目的多少　来判断电磁铁磁性的强弱，这种研究方法 　转换法　。当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 　增加　（填“增加”或“减少”），说明电流越 　大　，电磁铁磁性越强。 （2）根据图示的情境可知，　甲　（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，　线圈匝数越多　，电磁铁磁性越强。 （3）根据右手螺旋定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 　S　极。 （4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 　大头针被磁化，同名磁极相互排斥　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）磁性的强弱是无法直接观察的。利用磁性的不同产生的磁力不同来认识电磁铁磁性的强弱不同，此题中就是利用电磁铁吸引大头针数目的不同来反映磁性强弱的不同的，这是一种转换的方法； 当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，通过的电流变大，所以电磁铁甲、乙的磁性增强，吸引大头针的个数增加；说明电流越大，电磁铁的磁性越强； （2）根据图示的情境可知，电磁铁甲吸引的大头针数目多，说明甲的磁性强； 两电磁铁串联，电流相同，所以得出的结论是：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强； （3）乙螺线管中的电流是从上边导线流入的，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，那么，大拇指所指的下端为N极，所以上端为S极； （4）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散。 故答案为：（1）电磁铁吸引大头针数目的多少；转换法；增加；大；（2）甲；线圈匝数越多；（3）S；（4）大头针被磁化，同名磁极相互排斥。 二十九．电磁继电器的构造与原理（共4小题） 54．小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U＝6V，定值电阻R0＝3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。 （1）当E与C、D接触时，电路接通，衔铁吸下与触点 　B　接触（选填“A”或“B”），线圈和R0被 　短路　（选填“短路”或“断路”）。 （2）在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在AB之间切换的时间。在未解除报警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能。 （3）Q为边长10cm的正方体，密度为0.6×103kg/m3，h0＝10cm，h＝22cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及E与支架间的摩擦。 ①求刚开始报警时水面距池底的高度H。 ②下列措施中，可使①中H值增大的有 　D　。 A.将池中水换为密度更大的液体 B.仅适当减小Q的边长 C.仅适当减小Q的密度 D.仅在空心管F中装入适量沙子 【答案】（1）B；短路；（2）开始报警后1min内电路所消耗的电能为225J；（3）刚开始报警时水面距池底的高度H为38cm；D。 【解答】解：（1）电路接通后，电磁铁开始工作。衔铁被吸下来，衔铁与B点接触，R0被短路。 （2）已知tA＝1s，tB＝1.5s，U＝6V，R0＝3Ω，R＝9Ω，那么完成一个周期消耗的电能： WAB＝WA+WB＝+＝+＝7.5J； 1min完成30个周期，故： W总＝30×WAB＝30×7.5J＝225J。 （3）已知L木＝10cm，ρ木＝0.6×103kg/m3，木头飘在水面上，故： F浮＝G木＝ρ木V木g＝0.6×103kg/m3×103×10﹣6m3×10N/kg＝6N； V排＝＝＝6×10﹣4m3； h排＝＝＝0.06m＝6cm； 刚开始报警时水面距池底的高度： H＝h0+h+h排＝10cm+22cm+6cm＝38cm。 刚开始报警时水面距池底的高度H＝h0+h+h排，根据题意和图示可知h0和h不变； A、若将池中水换为密度更大的液体，根据漂浮条件和阿基米德原理可知h排会变小，则H值变小，故A不符合题意； B、仅适当减小Q的边长，Q仍然为正方体，其体积会减小、重力也会减小，漂浮时浮力减小，由阿基米德原理可知h排会变小，则H值变小，故B不符合题意； C、仅适当减小Q的密度，其重力会减小，漂浮时浮力减小，由阿基米德原理可知h排会变小，则H值变小，故C不符合题意； D、仅在空心管F中装入适量沙子，Q漂浮时浮力变大，由阿基米德原理可知h排会变大，则H值变大，故D符合题意； 故选：D。 故答案为：（1）B；短路；（2）开始报警后1min内电路所消耗的电能为225J；（3）刚开始报警时水面距池底的高度H为38cm；D。 55．小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线。 （1）电磁继电器中电磁铁上端是 　S　极（N/S）。 （2）当温度较低时，电磁铁的磁性较 　弱　，触点开关 　接通　（接通/断开）。 （3）电磁继电器的电源两端电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时，恒温箱温度可达到 　90　℃．当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变 　高　（高/低）。 （4）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种，你选择 　B　。 A．0～100Ω B．0～200Ω C．0～1000Ω D．0～1500Ω 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）电流从电磁铁的上端流入下端流出，结合图示的线圈绕向利用安培定则可以确定电磁铁的上端为S极，下端为N极。 （2）温度较低时，由R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，热敏电阻的阻值较大，控制电路中的电流较小，电磁铁的磁性较弱，此时的衔铁不会被吸下来，根据图示的工作电路可知，加热丝所在的电路接通。 （3）U源＝6V I＝30mA＝0.03A， 电路的总电阻：R总＝＝＝200Ω， 此时R1＝热敏电阻的阻值：R1＝R总﹣R2＝200Ω﹣150Ω＝50Ω， 由图像知，热敏电阻的阻值为50Ω时，对应的温度为90℃。 当可变电阻器R2的电阻变大时，在热敏电阻阻值不变的情况下，电路中的电流会减小，此时电磁铁的磁性会减弱，所以衔铁不会被吸下来，工作电路继续工作，恒温箱内的温度持续升高，热敏电阻的阻值会继续降低，控制电路中的电流会增大，直到电流到达临界值时，电磁铁切断工作电路。 （4）由第三问的分析可知：当设定温度最低为90℃，根据热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，此时热敏电阻的阻值最大为50Ω，因为控制电路的U源＝6V不变，I＝0.03A不变，极控制电路的总电阻200Ω保持不变，所以此时要求R2的阻值为150Ω，且此时为最小值； 当设定温度为150℃时，根据热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，此时热敏电阻的阻值最小为30Ω，因为控制电路的总电阻为200Ω不变，所以此时要求R2的阻值为170Ω，且为最大值。 综上分析，当恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃时，滑动变阻器的阻值变化范围为150Ω～170Ω，故选B。 故答案为：（1）S；（2）弱；接通；（3）90；高；（4）B。 56．如图所示，R为压强电阻，其电阻与压强成正比例，当压强为100Pa时，电阻为10Ω，R0为改版滑动变阻器，一共有三个挡位，有实际阻值的有2段，每段的阻值为20Ω，电磁铁阻值为10Ω，当电流不低于600mA时，电磁铁工作，下方电路断开，U1为12V，当压强过大时，红灯绿灯一起亮，当压强处于正常值时，只有绿灯亮，每个灯泡的额定电压是12V，额定电阻为12Ω。 （1）绿灯和红灯应分别接在 　CD　、　AB　（填“AB”或“CD”）处。 （2）当压强等于600Pa，滑动变阻器位于最后触点时，电磁铁工作，则U为多少？ （3）若将滑动变阻器调至第一触点，则刚好红灯亮起时R受到的压强为多少？若接触面积为10cm2，则物重G为多少？ （4）若想要提高红灯刚好亮起时所需的压强，则可以 　提高电源电压U　、　减小滑动变阻器的电阻　。 【答案】（1）CD；AB； （2）电磁铁工作U至少为42V； （3）红灯亮起时R受到的压强为200Pa；若接触面积为10cm2，则物重G为0.2N； （4）提高电源电压U；减小滑动变阻器的电阻。 【解答】解：（1）根据题意可知，无论电磁铁是否工作，绿灯一直亮，可判断绿灯接在CD处，则红灯接在AB处； （2）由压强电阻R的电阻与压强成正比例R＝kp，当压强为100Pa时，电阻为10Ω，可得电阻系数k＝， 当压强等于600Pa时，压强电阻R′＝kp′＝0.1Ω/Pa×600Pa＝60Ω，滑动变阻器位于最后触点R0＝0，电磁铁阻Rc＝10Ω，电磁铁工作最小电流I0＝600mA＝0.6A， 由欧姆定律可得U＝I0（R′+Rc）＝0.6A×（60Ω+10Ω）＝42V； （3）红灯刚好亮起时电路的总电阻为R总＝＝，滑片调至第一触点时R′0＝40Ω，所以此时压强电阻为R″＝70Ω﹣40Ω﹣10Ω＝20Ω，由R＝kp得此时压强为p″＝＝； 接触面积为S＝10cm2＝1×10﹣3m2，由p＝得，F＝pS＝200Pa×1×10﹣3m2＝0.2N，物体放在水平面上，压力的大小等于重力，所以物重G＝0.2N； （4）根据电路的组成和欧姆定律可知，想要提高红灯刚好亮起时所需的压强，则可以 提高电源电压U或减小滑动变阻器的电阻。 故答案为：（1）CD；AB；（2）电磁铁工作U至少为42V；（3）红灯亮起时R受到的压强为200Pa；若接触面积为10cm2，则物重G为0.2N；（4）提高电源电压U；减小滑动变阻器的电阻。 57．电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具。电梯的结构示意图如图1所示。电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧，在电梯空载时，轿厢总重和配重的重力相等。满载上升时，主电动机利用与钢丝绳之间的摩擦提供动力，驱动轿厢。某电梯其相关参数如下表： 额定电压/V 额定运行功率/kW 额定待机功率/kW 轿厢质量/kg 最大载重/N 220 30 1.2 600 为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，工作原理如图2所示，压力传感器器面置于轿厢内部地面，其电阻R与所受人或货物对它的压力F的关系如图3所示，线圈阻值可忽略。当电流大于0.08A时，针启动警报系统，同时无论如何按压运行控制器，电动机均不转动。“运行频次比w”是电梯养护的重要指标，w一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示。 （1）该观光电梯配重的重力为 　6000　N； （2）电梯的载重量越大，电磁铁的磁性越 　强　； （3）当电梯空载时，R0与R的电压之比为1：3，当电梯的载重量为4000N时，电路中的电流为0.04A，则低压控制电路的电源电压是 　12　V； （4）压力传感器消耗的最大电功率为 　0.36　W； （5）该大厦每天营业时间为18h，设电梯均在额定功率下工作。经测算，该观光电梯平均每天耗电69.6kW•h，则该观光电梯的运行频次w＝　9.8　； （6）通过推理计算出该电梯的最大载重量（写出必要的计算过程、文字说明及最后结果）。 【答案】（1）6000；（2）强；（3）12；（4）0.36；（5）9.8；（4）见解析。 【解答】解：（1）由题意知，电梯空载时，轿厢和配重的重力相等，所以配重的重力为： G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N； （2）电梯载重量越大，对轿厢内部地面的压力就越大，由图3知，轿厢内地面所受压力越大，压力传感器的电阻越小。由图2知，压力传感器与电磁铁的电路是串联连接，那么压力传感器的电阻越小，电路中的总电阻也越小，据欧姆定律知，电路中的电流变大，那么电磁铁的磁性越强。 （3）空载时，压力传感器受到的压力为0。由图3知，此时它的阻值为300Ω。当电梯空载时，R0与R的电压之比为1：3，据串联电路的分压特点有： R0：300Ω＝1：3， 解得，R0的阻值：R0＝100Ω， 当电梯的载重为4000N时，压力传感器的阻值为200Ω，线圈阻值忽略时，电路中的总电阻为： R＝R0+R2＝100Ω+200Ω＝300Ω， 据欧姆定律知低压控制电路的电源电压为： U＝IR＝0.04A×300Ω＝12V； （4）据串联电路的特点得，压力传感器的功率为： P＝I2R压敏＝＝＝， 当压力传感器的阻值等于R0的阻值为100Ω时，压力传感器的电功率最大为： ， 此时电路中的电流为：＝＜0.08A， 所以压力传感器的最大功率能达到0.36W。 （5）运行频次比w一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示。假设电梯的运行时间为t1，待机时间t2＝18h﹣t1， 据W＝Pt得：30kW×t1+1.2kW×（18h﹣t1）＝69.6kW•h， 解得电梯的运行时间为：， 则电梯的待机时间， 所以运行频次比为：w＝＝9.8； （6）当电流大于0.08A时，自动报警系统会自动报警。所以电梯运行的最大电流为0.08A。此时电路中的总阻值为： ＝， 压力传感器的阻值为： R3＝R总﹣R0＝150Ω﹣100Ω＝50Ω， 由图3知，压力传感器的阻值与所受压力成一次函数关系， 当阻值为50Ω时（在坐标原点处），延长图线可知此时传感器所受压力为10000N，即该电梯的最大载重量为10000N。 故答案为：（1）6000；（2）强；（3）12；（4）0.36；（5）9.8；（4）见解析。 三十．电磁继电器在实际生活中的应用（共3小题） 58．如图﹣1是物理创新小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，控制电路电源电压为6V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为力敏电阻，其阻值大小随压力F的变化关系如图﹣2所示。当光控开关接收到绿光时断开，工作电路中指示灯亮，电控照相机不工作，当光控开关接收到红光时自动闭合，且当力敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中电流等于或大于0.06A时，电控照相机开始拍照，g取10N/kg。下列说法中不正确的是（　　） A．若使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以适当减小线圈的匝数 B．当控制电路中电流等于0.06A时，闯红灯的车对力敏压阻的压力为4000N C．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为0.9W D．a处是指示灯，b处是电控照相机 【答案】A 【解答】解：D、根据题意，当光控开关接收到绿光时，光控开关断开，此时电磁铁无磁性，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光，此时指示灯所在的支路应该接通，即a处是指示灯；当光控开关接收到红光时自动闭合，同时受到压力时，由于压敏电阻的电阻减小，所以电路中的电流值增大，由于电磁铁的磁性将衔铁吸下，此时电控照相机工作，电控照相机所在的电路应接通所以b处是电控照相机；故D正确； B、由I＝可得，衔铁刚被吸下时，控制电路的总电阻： R总＝＝＝100Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，压敏电阻的阻值： R＝R总﹣R线圈＝100Ω﹣10Ω＝90Ω， 查图象可知，当R＝90Ω时，压敏电阻所受的压力F＝4000N， 则此时车的重力G＝F＝4000N， 由G＝mg可得，车的质量： m＝＝＝400kg，故B正确； C、当质量为1200kg的车闯红灯时，此时的压力：F′＝G′＝m′g＝1200kg×10N/kg＝12000N， 查图象可知，当压敏电阻所受的压力F′＝4000N时，R′＝30Ω， 控制电路的总电阻R总′＝R′+R线圈＝30Ω+10Ω＝40Ω， 则控制电路消耗的总功率为：P总′＝＝＝0.9W，故C正确； A、若使质量较小的车闯红灯也能被拍下，由于压力F越小时，电阻R越大，根据串联电路中的总电阻等于各串联电阻之和，则电路中的总电阻变大，电流会变小，此时应增大电磁铁磁性，所以，可以适当增加线圈的匝数，故A错误。 故选：A。 59．下表为人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化，当人体距离大门的距离为3.0m时，刚好触发电动机工作，此时控制电路中的电流为100mA，已知电动机铭牌上标有“220V 44W”的字样，控制电路的电源电压U为24V，开门一次用时3s，不计电磁铁线圈的电阻、求： L/m 0 1.5 3.0 4.5 ≥6.0 R/Ω 60 90 120 150 180 （1）开门一次电动机消耗的电能。 （2）定值电阻R1的阻值。 （3）电动机刚好工作时，定值电阻R1消耗的功率。 （4）若要使人体距离大门的距离更大时就可以触发电动机工作，请你写出可采取的措施。 【答案】（1）开门一次电动机消耗的电能为132J； （2）定值电阻R1的阻值为120Ω； （3）电动机刚好工作时，定值电阻R1消耗的功率为1.2W； （4）可减小定值电阻R1的阻值。 【解答】解：（1）开门一次电动机消耗的电能： W＝Pt＝44W×3s＝132J； （2）当人体距离大门的距离为3.0m时，刚好触发电动机工作，此时控制电路中的电流为100mA＝0.1A，此时控制电路中的总电阻为： R总＝＝＝240Ω， 由图可知，控制电路中，两个电阻及电磁铁串联，由表格数据知，L＝3.0m时，R为120Ω，则R1的阻值为： R1＝R总﹣R＝240Ω﹣120Ω＝120Ω； （3）电动机刚好工作，定值电阻R1消耗的功率为： P1＝I2R1＝（0.1A）2×120Ω＝1.2W； （4）由表格数据可知，人体到大门的距离越大，R的阻值越大，而电动机触发时，控制电路中的电流保持不变，控制电路的电压不变，可减小控制电路的总电阻，即可减小定值电阻R1的阻值。 答：（1）开门一次电动机消耗的电能为132J； （2）定值电阻R1的阻值为120Ω； （3）电动机刚好工作时，定值电阻R1消耗的功率为1.2W； （4）可减小定值电阻R1的阻值。 60．为了比赛的公平公正，小芸为学校短跑比赛设计了一款防抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示，丙图是其工作原理图：起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，K与A端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S2相连动，扣动扳机，枪响同时开关S2断开；当电流表示数小于或等于30mA时，在弹簧弹力作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电流表示数大于30mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑。已知两电路电源电压均为6V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图象如图乙所示，压板重力不计，电磁铁线圈电阻不计。 （1）起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人（压力F＝0N）时，左端电路消耗的电功率为多少？ （2）比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900N时，左端电路电流表读数为多少？ （3）比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1500N时，要使得红灯不亮，电阻R0至少为多大？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）当开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人时，由图象知，压力传感器的电阻为R＝300Ω， 所以左端电路消耗的电功率为P＝＝＝0.12W； （2）当有人抢跑时，对传感器的压力为900N，由图象知，此时压力传感器的电阻为R′＝100Ω， 所以左端电路电流表读数为I′＝＝＝0.06A； （3）有题意知，红灯不亮时的电路最小电流为I最小＝30mA＝0.03A， 此时的电路最大电阻为R总＝＝＝200Ω， 由图象知，当传感器受到的压力是1500N时，此时的电阻为R最小＝50Ω， 所以保护电阻的阻值最小为R0＝R总﹣R最小＝200Ω﹣50Ω＝150Ω。 答：（1）左端电路消耗的电功率为0.12W； （2）左端电路电流表读数为0.06A； （3）电阻R0至少为150Ω。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$