内容正文:
答案及解析·贵州物理
分
层
作
业
本
阻为 R串 =R1 +R2 = 10
Ω+ 5
Ω = 15
Ω,并联的总阻值为
R并 =
R1R2
R1 +R2
= 10
Ω×5
Ω
10
Ω+5
Ω
= 10
3
Ω,两电阻串联与并联的总
阻值之比为
R串
R并
= 15
Ω
10
3
Ω
= 9 ∶2,B 错误;两电阻串联时通过
它们的电流相等,它们两端的电压之比为
U1
U2
=
IR1
IR2
=
R1
R2
=
10
Ω
5
Ω
= 2
1
,C 错误;将两电阻并联接入电路,它们两端的
电压相等,通电 1 分钟,电流通过 R1 产生的热量与电流
通过 R2 产生的热量之比为
Q1
Q2
=
U2
R1
t
U2
R2
t
=
R2
R1
= 5
Ω
10
Ω
= 1
2
,D
正确. 故选 D.
17.
ABD
18.
BCD 【解析】在移动滑片过程中,由图乙可知,当灯泡
两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据 P = UI 可
知,灯泡实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的
升高而增大,因此 L 的电阻不会始终为 20
Ω,
A 错误;
滑片向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变
大,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中电
流变小,由图乙可知,L 两端电压减小,根据 P=UI 可知,
L 的实际功率减小,B 正确;当灯泡正常发光时电路中的
电流最大,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,由图
乙可知,当灯泡两端电压为 6
V 时,通过灯泡的额定电
流为 0. 3
A,根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两
端电压为 U滑 =U-UL = 9
V-6
V = 3
V,根据串联电路电
流特点结合欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的阻值
为 R滑 =
U滑
IL
= 3
V
0. 3
A
= 10
Ω,即 R 接入的最小阻值为
10
Ω,C 正确;当 L 实际功率为 0. 75
W 时,根据图乙结
合 P=UI 可知,灯泡两端电压为 3
V,通过灯泡的电流为
0. 25
A,此时滑动变阻器两端电压为 U滑 ′=U-UL ′= 9
V-
3
V = 6
V,根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知,此
时滑动变阻器接入电路的阻值为 R滑 ′ =
U滑 ′
IL ′
= 6
V
0. 25
A
=
24
Ω,D 正确. 故选 BCD.
19.
10 3. 6 方法指导:20 6 10
【解析】由电路图可知,R1 与 R 串联,电压表测 R1 两端
的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,当 R1 =
10
Ω 时,P1 = 0. 9
W,由 P=UI = I2R 可知,此时电路的电
流 I1 =
P1
R1
= 0. 9
W
10
Ω
= 0. 3
A,根据串联电路的电压
特点和欧姆定律可知,电源电压 U = I1(R+R1 ) = 0. 3
A×
(R+10
Ω)……①;当 R1 ′ = 20
Ω 时,P1 ′ = 0. 8
W,由 P =
UI= I2R 可知,此时电路的电流 I1 ′ =
P1 ′
R1 ′
= 0. 8
W
20
Ω
=
0. 2
A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源
电压 U= I1 ′(R+R1 ′)= 0. 2
A×(R+20
Ω) ……②;联立①
②两式解得:电源电压 U= 6
V,电阻 R 的阻值 R = 10
Ω;
当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,只有 R 接入电
路,此时电路中的总电阻最小,根据 P =
U2
R
可知,电路中
消耗的总功率最大,整个电路的消耗的最大功率 P大 =
U2
R
= (6
V) 2
10
Ω
= 3. 6
W.
20.
B
命题点 4 焦耳定律
1.
D 2.
C 3.
D 4.
电热毯 2
560 5.
热 3
600
6.
D 【解析】由 P =
U2
R
可知,指示灯的灯丝电阻 RL =
UL 2
PL
=
(0. 5
V) 2
0. 2
W
= 1. 25
Ω,
A 错误;由图乙可知,电动机和指示
灯串联,由 P = UI 可知,电路中的电流 I = IM = IL =
PL
UL
=
0. 2
W
0. 5
V
= 0. 4
A,电动机的发热功率 P热 = IM 2RM = (0. 4
A) 2
×0. 5
Ω = 0. 08
W,B 错误;根据串联电路的电压特点可
知,电动机两端的电压 UM =U-UL = 4. 5
V-0. 5
V = 4
V,电
动机的额定功率 PM =UM IM = 4
V×0. 4
A = 1. 6
W,C 错误;
电路的总功率 P总 =UI= 4. 5
V×0. 4
A = 1. 8
W,D 正确. 故
选 D.
7.
(1)相等 (2)高度差 转换 (3)电阻 右侧 电流
电阻 (4)电流 电流 电阻 电流 (5)电路中电流
过小 将 100
Ω 的电阻丝换成阻值更小的电阻丝或增大
电源电压 (6)气球膨胀程度 电阻 (7)移动滑动变
阻器的滑片 煤油 (8)不可行 测温枪能直接测量电
阻丝的温度,但不能反映电阻丝产生热量的多少 (9)不
能 因为用 Q =UIt 计算的是电流做的总功,而总功除了
转化成用电器产生的热量外,另外一部分可能转化为其
他形式的能量
8.
答:(1)短路会导致电流变大;(2)输电线电阻一定,电路
中电流变大,根据 Q = I2Rt
可知,在短时间内电流通过输
电线产生的热量增大,冰由于吸收大量的热量而熔化.
9.
答:钥匙与细铁丝串联,电流相同,但钥匙的电阻比细铁
丝的电阻小的多,由 Q= I2Rt 可知,工作相同的时间,钥匙
产生的热量很少,细铁丝产生的热量较多,使得温度很
高,利用电流的热效应切开纸杯.
命题点 5 与电热器有关的计算
1.
44 1
思路点拨:①串 R1 ②串 保温 R1 加热
【变式训练】148
2.
1
100 9. 9×104
3.
D 【解析】根据电路中只有两个电阻,而 R1 的功率可以
改变,说明通过 R1 的电流可以改变,则两个电阻必须串
联,武火时,限流电阻被短路,当温控开关和水量开关同
时断开时,两个电阻串联,处于文火状态,而只有温控开
关断开时,限流电阻仍是短路,故温控开关、水量开关与
限流电阻 R2 三者并联,电路如解图所示. 若壶内水量小
4
答案及解析·贵州物理
分
层
作
业
本
于 0. 2
L,但温度低于60
℃ ,温控开关将限流电阻短路,
仍是武火加热,
A、C 错误;武火时,限流电阻被短路,只
有 R1 工作, R1 的功率是 800
W, 其电阻 R1 =
U2
P
=
(220
V) 2
800
W
= 60. 5
Ω,B 错误;若限流电阻 R2 断路,当温控
开关和水量开关中任意一个闭合,是武火加热,如果温控
开关和水量开关都断开,则电路断路,不能加热,D 正确.
故选 D.
第 3 题解图
4.
b 200 193. 6 7. 26×104
思路点拨:①R1 串 并 ②R1 中温 串 低温 并
高温 【变式训练】(1)1 ∶3 (2)121 1. 2×104
【解析】电炒锅处于高温挡时,电路总电阻最小,R1 和 R2
应并联在电路中,所以开关 S1 应闭合,开关 S2 应接 b 点.
只闭合开关 S1 ,只有 R1 接入电路,此时为中温挡,由 P =
UI 得,通过 R1 的电流 I1 =
P中
U
= 242
W
220
V
= 1. 1
A,则 R1 的电
阻 R1 =
U
I1
= 220
V
1. 1
A
= 200
Ω;由题可知电炒锅处于高温挡,
电路中的总电流为 5. 5
A,此时 R1 与 R2 并联,则通过 R2
的电流 I2 = I-I1 = 5. 5
A-1. 1
A = 4. 4
A,则 R2 的电阻 R2 =
U
I2
= 220
V
4. 4
A
= 50
Ω,当开关 S1 断开,S2 接 a 点时,R1 与 R2
串联,电路总电阻最大,电炒锅处于低温挡,由 P =
U2
R
可
得,低温挡的功率 P低 =
U2
R
= U
2
R1 +R2
= (220
V) 2
200
Ω+50
Ω
=
193. 6
W;电炒锅处于高温挡工作 5
min,电流通过 R1 做
的功
W=UI1 t= 220
V×1. 1
A×5×60
s = 7. 26×104
J.
【变式训练】(1)设两个阻值相同的发热电阻的电阻为 R,
快煮时功率最大,电阻最小,即两电阻并联,快煮时电阻
为 R并联 =
1
2
R,慢熬时功率次之,只有一个发热电阻工作,
则 R慢 =R,由图乙可知,快煮时间为 10
min,慢熬时间为
60
min,由
W=Pt 可知,快煮和慢熬过程电流做功的比值
W1
W2
=
P快 t1
P慢 t2
=
U2
1
2
R
×10×60
s
U2
R
×60×60
s
= 1
3
.
5.
90 35 【解析】由图可知,当开关 S、S1 、S2 都闭合时,
R1 、R2 并联,电路中的总电阻最小,由 P =
U2
R
可知,电路中
的总功率最大,电锅处于高温挡;当开关 S、S2 闭合,S1 断
开时,只有 R2 工作,电路中总电阻较小,总功率较大,电
锅处于中温挡;高温挡时 R1 消耗的电功率 P1 =
U2
R1
=
(30
V) 2
15
Ω
= 60
W,因高温挡时总功率等于 R1 、R2 消耗电功
率之和,且 R2 在高温挡和中温挡消耗的电功率不变,即
P高 =P1 +P2 =P1 +P中,所以电锅中温挡功率 P中 =P高 -P1 =
150
W-60
W = 90
W;由 P =
U2
R
可知,R2 的阻值 R2 =
U2
P中
=
(30
V) 2
90
W
= 10
Ω;在低温挡工作时,断开 S1 、S2 ,闭合 S,由
图可知,此时 R0 、R2 串联,当功率最小为 20
W 时,由 P =
U2
R
可知,电路中的最大总电阻 R总大 =
U2
P低
= (30
V) 2
20
W
=
45
Ω,R0 接入电路的最大阻值 R0大 = R总大 -R2 = 45
Ω -
10
Ω = 35
Ω.
专项提思维 2 动态电路分析
1.
ABCE 思路点拨:方式一:
R
RL
小 大 方式二:小 大
大 小 大 小 小 大 大 小
【变式训练】B
2.
BDF
思路点拨:小 大 不变 不变 不变 小 大
【变式训练】
C
3.
A
4.
BE 思路点拨:大 小
【变式训练】(1)AC (2)D
【解析】由图可知,闭合开关 S1 时,电路为小灯泡 L2 的简
单电路,电流表测量通过 L2 的电流,电压表测量电源电
压;再闭合开关 S2 ,电路为小灯泡 L1 和 L2 的并联电路,
电流表测量干路的电流,电压表测量电源电压,故电压表
示数不变,B 正确;由于并联电路各支路互不影响,所以
通过 L2 的电流不变,由于并联电路干路中的电流等于各
支路电流之和,电流表的示数增大,
A 错误;电压表与电
流表示数之比减小,C 错误;由 P=UI 可得,电路消耗的总
功率变大,小灯泡 L1 由不发光变发光,通过小灯泡 L2 的
电流不变,则小灯泡亮度不变,D 错误,E 正确. 故选 BE.
专项提思维 3 动态电路计算
1.
0. 5 6 【解析】已知灯泡上标有“6
V 0. 5
A”的字样,
则灯泡正常发光时的电流 I额 = 0. 5
A;若将小灯泡接在电
源电压为 9
V 的电路中,要使小灯泡正常发光,则定值电
阻两端电压 U′=U0 -U= 9
V-6
V = 3
V;由欧姆定律可得,
需要串联的定值电阻阻值 R=
U′
I额
= 3
V
0. 5
A
= 6
Ω.
2.
0. 5 3
3.
7 3~ 10 【变式训练】4 20
【解析】定值电阻 R1 和滑动变阻器 R2 串联,电流表的量
程为 0~ 3
A,而滑动变阻器 R2 允许通过的最大电流为
3
A,则电路中的最大电流I最大 = 3
A,此时电路中总电阻
的最小值 R总min =
U
I最大
= 21
V
3
A
= 7
Ω;滑动变阻器连入电路
5
分层作业本·贵州物理
模
块
一
电
学
磁
学
命题点 5 与电热器有关的计算
(贵州 2023. 12 第二空;贵阳 2019. 11)
方法指导
电热器挡位的判断
家庭电路电压为 220
V 不变,由 P=U
2
R
可知,当电
路总电阻最大时,电功率最小,此时用电器处于
低温挡;当电路总电阻最小时,电功率最大,此时
用电器处于高温挡. 若用电器有三挡,则当总电
阻介于最大和最小之间时,用电器处于中温挡.
类型 1 “两挡”型电热器
1.
[一题多变] [2023 全省统考一模]如图所示为某
品牌电蒸锅原理的电路图,该电蒸锅具有加
热和保温两个挡位,由温控开关 S1 控制,部分
参数如下表所示. 已知定值电阻 R2 的阻值为
176
Ω,则 R1 的阻值为 Ω,保温时通
过该电蒸锅的电流是 A.
第 1 题图
××电蒸锅
挡位 额定电压 加热功率
2 挡 220
V 1
100
W
思路点拨:(电源电压为 220
V 不变)
①根据开关通断判断电路状态(只闭合 S,电
阻 R1、R2 联;开关 S、S1 都闭合,电路
为 的简单电路)
②根据电阻接入电路情况判断用电器挡位
(电阻 R1、R2 联,电蒸锅处于
挡;电路为 的简单电路,电蒸锅处于
挡)
③相关数据计算(P加热 =
U2
R1
,P保温 =
U2
R1 +R2
)
变式训练
若想了解家庭电路的实际电压,可将家里的
其他用电器都关闭,只让电蒸锅在加热挡工
作,观察到家里标有“3
000
revs / ( kW·h)”
字样的电能表铝盘 2
min 转过 50 转,则家里
的实际电压约为 V( 220 ≈14. 8).
2.
[2024 自贡]如图所示是一款有两个挡位的挂
烫机的工作电路图,正常工作电压为 220
V,
加热电阻 R1 = 44
Ω,R2 = 88
Ω,只闭合开关 S1
时,挂烫机的功率是 W. 同时闭合开
关 S1、S2,挂烫机工作中 1
min 消耗的总电能
为 J.
第 2 题图
3.
[2024 陕西]中药煎煮方式分为“文
火”和“武火”,小明受此启发,用手动开关 S1、
温控开关 S2、水量开关 S3、加热电阻 R1 和限
流电阻 R2(R1、R2 阻值不随温度变化),设计
了煎药壶电路,其中 S1 为总开关,电源电压为
220
V. 闭合开关 S1,能实现如表所示的功能,
下列关于此电路的分析正确的是 ( )
温度
/ ℃
温控开
关 S2
壶内水
量 V / L
水量开
关 S3
R1 的功
率 P / W
煎煮
方式
<60 闭合 >0. 2 闭合 800 武火
≥60 断开 >0. 2 闭合 800 武火
≥60 断开 ≤0. 2 断开 100 文火
A.
温控开关 S2 与水量开关 S3 是串联的
B.
加热电阻 R1 的阻值是 484
Ω
C.
若壶内水量小于 0. 2
L,煎药壶工作时无法
进行“武火”加热
D.
若限流电阻 R2 断路,煎药壶工作时只能进
行“武火”加热
类型 2 “三挡”型电热器(贵州 2023. 12;贵阳
2019. 11)
4.
[一题多变][2024 贵阳市南明区一模改编]某品牌
电炒锅有高温、中温、低温三个挡位,其电路原
理图如图所示,额定工作电压为 220
V,开关 S2
可分别与触点 a、b 接触. 闭合开关 S1,开关 S2
接 点,电炒锅处于高温挡,此时电路
02
分层作业本·贵州物理
模
块
一
电
学
磁
学
中的总电流为 5. 5
A. 只闭合开关 S1,电路消耗
的功率为 242
W,则发热电阻 R1 = Ω,低
温挡的功率为 W,电炒锅处于高温挡
工 作 5
min, 电 流 通 过 R1 做 的 功
W =
J.
第 4 题图
思路点拨:(电源电压为 220
V 不变)
①根据开关通断判断电路状态(只闭合 S1,电
路为 的简单电路;S1 断开,S2 接 a
时,R1、R2 联;S1 闭合,S2 接 b 时,R1、
R2 联)
②根据电阻接入电路情况判断用电器挡位
(电路为 的简单电路,电饭锅处于
挡;S2 接 a 时,R1、R2 联,电饭
锅处于 挡;S1 断开,S1 闭合,S2 接 b 时,
R1、R2 联,电饭锅处于 挡)
③相关数据计算(P高温 =
U2
R1
+U
2
R2
,P中温 =
U2
R1
,
P低温 =
U2
R1 +R2
)
变式训练
(1)[2023 贵州 12 题改编]如图甲所示为家用
电饭锅,其内部主要部件有:两个阻值相同
的发热电阻、温控开关等,熬煮稀饭时,在温
控开关的自动控制下按快煮→慢熬→保温
三种不同的发热功率完成工作流程,其中慢
熬过程仅有一个发热电阻工作,电功率
P
随时间 t 变化关系的图像如图乙所示. 若快
煮过程电流做功为
W1,慢熬过程电流做功
为
W2,则 W1 ∶W2 = .
甲 乙
【变式训练】(1)题图
(2)
[2024 成都]小张想设计一个有“低温”
“中温”和“高温”三个挡位的电加热器,其
电路图如图所示,电源电压为 220
V,R1、R2
是电热丝,开关 S 接触相邻的两个触点. 她
准备了三根电热丝,R1 = 242
Ω,另外两根电
热丝的阻值分别是 121
Ω 和 242
Ω,R2 该选
取阻值为 Ω 的电热丝. 开关 S 接触
“1”、“2”两个触点时,通电 1
min,电流产生
的热量是 J.
【变式训练】(2)题图
5.
[2023 广安改编]轩轩设计了一款
高、中、低三个挡位的迷你多功能电锅,其部
分设计参数如表所示,简化电路如图,R0、R1、
R2 为电热丝,其中 R1 = 15
Ω. 电锅在高温挡、
中温挡工作时,开关 S2 都处于闭合状态,则电
锅在中温挡工作时的功率为 W;在低
温挡工作时,开关 S1、S2 均处于断开状态,只
闭合开关 S,滑动变阻器接入电路最大阻值为
Ω.
额定电压 30
V
高温挡功率 150
W
中温挡功率 ?
W
低温挡功率范围 20
W~ 50
W
第 5 题图
12