内容正文:
2025年中考物理一轮复习提升训练:生活用电实验题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.酷暑的傍晚,小聪打开空调后,发现台灯发光变暗,他猜想:开了空调,家用电器的总功率增大,总电流变大,输电线上有电阻,“分走”的电压U=IR变大,导致台灯两端的实际电压变小,实际功率变小,台灯变暗,为了验证猜想是否正确,他把所有家用电器看做一个整体,用不同规格的小灯泡来模拟这个整体,并用电压恒为3 V的电源,根据图所示的电路进行了以下实验:
第1步:连接电路后闭合开关,读出电压表和电流表的示数,并记录在表格中.
第2步:分别换接两个不同规格的小灯泡重复第1步操作;
第3步:计算小灯泡的电功率并记录在表格中.
灯泡
电压/V
电流/A
电功率/W
L1
2.40
0.43
1.03
L2
2.60
0.33
0.86
L3
2.75
0.26
0.72
请你分析实验过程和数据后解答:
(1)由于每次实验小灯泡两端的电压都 电源电压(选填“大于”、“等于”或“小于”),从而验证了电路中导线等元件有 ,会“分走”一部分电压;
(2)进一步分析可知,家用电器的总功率越大,其两端的电压就越 ,这时并联在家庭电路值的台灯就越暗;
(3)在实际生活中,解决“台灯发光变暗”的一种方法是尽量选择 的导线.
2.电饼铛是现代家庭厨房有力的小帮手之一,很多特色美食都出自它手。
(1)使用说明:电饼铛不得用水直接冲洗。因该产品的功率较高,所以请务必选择较粗的电线引进电源,一般选择直径为2.24mm的铜芯线连接。箱内装有四条喷塑式电镀腿,在使用前请安装好。箱体后面有一只M8接地罗丝,请接好牢靠的地线后再使用电饼铛,使用完毕请切断电饼铛的总电源。电饼铛选用性能优良的电子元件,发热管采用高碳钢材质,干烧也不会损坏,安全可靠,使用寿命长。其中M8接地罗丝接好牢靠的地线后再使用电饼铛,是为了使电饼铛的金属外壳与 相连,防止漏电时发生触电事故;发热管采用高碳钢材质,因为高碳钢的 较高,干烧也不会损坏;
(2)图甲所示的是一种用来煎烤食物的双面电饼铛,它的上、下盘既可同时加热,也可以使用下盘单独加热,如图所示,可在把手A处用力掀起上盘(O是上盘转轴所在的位置),若要在A处用最小的力抵起电饼铛的上盘,请画出这个最小的力F的示意图 ;
(3)电饼铛简化的内部电路如图乙所示。闭合电源开关S1,当温控开关S2接接线柱“2”时,下盘开始加热,再闭合开关S3,上盘也开始加热:当温度超过设定温度时,温控开关S2自动转接接线柱“1”,进入保温状态,电饼铛的部分参数如表所示。则R1:R2:R3= ;
额定电压
220V
单盘额定加热功率
800W
双盘额定加热功率
1600W
额定保温功率
300W
额定频率
50Hz
(4)当用电饼铛煎烤美食时,是通过 使食物温度升高的;房间里充满食物诱人的香味,这说明分子在 。
3.在连接并联电路的实验中,如图甲所示的电路图。
(1)请你根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线连接如图乙所示的实物图 ;
(2)她将所有开关闭合,发现S1支路的灯L1不亮,S2支路的灯L2发光由此推测电路中存在的故障可能是 (选填“短路”、“通路”或“断路”)引起的;于是她断开所有开关,交换两灯位置后,再闭合所有开关,发现仍然是S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光,则故障原因可能是 (合理即可);
(3)她排除故后,继续进行实验,为了探究开关S1的作用,在观察灯泡发光情况时,她应该 (选填“同时观察两个”、“只观察S1所在”或“只观察S2所在”)支路上的灯泡;
(4)若小红用一根导线将灯L1两端连接,灯L2 (选填“亮”、“不亮”或“烧坏”)。
4.小红同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,选取额定电压为2.5 V的小灯泡,电压恒为3 V的电源、电流表、电压表、开关、导线若干,另有三种规格的滑动变阻器可供选择:R1(10 Ω 1 A),R2(20 Ω 0.5 A),R3(50 Ω 0.2 A),按如图甲所示的电路图进行实验.
(1)请将图乙中的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变亮) .
(2)闭合开关,调节滑片的位置,当小灯泡两端电压为2.5 V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W.
(3)下表是小红四次实验的数据,根据数据可知,小灯泡的实际功率随 而改变.
(4)请你分析表中的实验数据,判断小红在实验中选用的滑动变阻器是 (填“R1”“R2”或“R3”).
5.(1)如图1所示,电压表的示数是 V,电流表的示数是 A。
(2)用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球(图2),验电器的金属箔由于带 种电荷互相斥而张开。图3中的电能表表盘若转了300转,则用电器消耗的电能为 kW·h。
(3)图3中a为锰铜合金丝,b、c、d为镍铬合金丝,a、b、c长度相同,a、b粗细相同,为了探究导体的电阻与横截面积的关系,应选用的导线是 ,实验中,通过观察 来比较导体电阻的大小。
6.小明家的电能表如图所示,他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时,他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作,测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶的实际功率 W,实际电压 V。(假设电水壶电阻不变)。造成家庭电路中电流过大的原因是 。
7.学习了家庭电路后,小明在家中进行综合实践活动“对家庭用电的调查研究”.
(1)家庭电路中“超负荷”是指家庭用电器的 过大,这时电路中的 也跟着过大.小明发现,出现上述情况时,电路中的熔断器或空气开关会自动切断电路.熔断器中的保险丝熔断的原理是电流的 效应.如图甲是空气开关的原理图,当电路中电流过大时,通电线圈P产生较强的磁性,吸引衔铁Q,弹簧拉动开关,自动切断电路.可见空气开关切断电路则是利用了电流的 效应;
(2)观察厨房中的电器时,妈妈告诉他,以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来,既不方便也容易损坏插座.后来电工师傅换了一个如图乙的带开关的插座后,只要拨动下开关就可以断开电了.小明仔细观察了如图示的插座后,很快就在纸上画出了如图丙所示的插座背面接线示意图.则图中最上面的一根线应该是 (火/零)线,两孔插座与三孔插座是 联的.
(3)要利用图丁所示的电能表来估测测电饭锅的电功率,小明首先断开家中所有用电器,再将一只电饭煲接入电路正常工作.小明发现电能表的转盘转过24转所需的时间刚好为1min,则这只电饭煲的额定功率是 W.
8.认识短路的危害【设计实验】
目的:认识短路的危害
器材:低压电源(直流6V)、开关、额定电流为1A的保险丝、额定电压为6V的灯泡、 导线、电流表(演示电流表,0~5A档)
【进行实验】
(1)在图中,CD间接上一段保险丝,AB间接入电流表,其它部分按图所示连接好电路.
(2)当开关闭合时,灯泡 (填“发光”或“不发光”),电流表 (填“有”或“无”)示数.
(3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,你将会观察到
A.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断
B.电流表的指针无示数,保险丝不会熔断
C.电流表读数稳定不变,灯泡正常发光
D.电流表读数稳定不变,灯泡不亮
【分析论证】
B、D间接入铜丝时,灯泡被短路.根据欧姆定律知道,闭合开关的瞬间,线路中的电流 ,通过保险丝和导线的电流 ,但是保险丝的电阻比导线大很多,在电流相同时,导体的电功率跟电阻成 比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高,这实际是我们学过的电流的 效应.
为了防止电路中电流过大,发生危险,电路中常常需要安装保险丝.保险丝安装在玻璃管中,称为保险管.实验室有熔断电流分别为1A和4A的两种保险管,保险管上印刷的文字已经模糊不清,但小明知道:熔断电流较大的保险丝,其电阻较小.因此,小明设计了如图甲所示电路图,想通过比较它们的电阻大小来区别这两种保险管.
9.实验:测量小灯泡的电功率
【实验器材】额定电压为2.5 V的小灯泡(正常发光时电阻约为6 Ω)、滑动变阻器(“10 Ω 2 A”)、新干电池两节、开关、导线若干等.
【实验原理】 ;
【实验步骤】
(1)请你用笔画线代替导线将如图-甲所示的实物电路连接完整 .
(2)若连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭.检查发现连线正确,请你找出实验中的两个操作不当之处: 和 .
(3)排除故障后,当移动滑片P到某位置时,电压表示数如图-乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,此时应在此位置基础上将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为 V,此时电流表的示数如图-丙所示,则小灯泡的额定功率是 W.
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图-丁所示的I-U图像,结果发现该图像不是直线,主要原因是 .
10.李建光师傅是个经验非常丰富的电工,熟练掌握了各种判断家庭电路故障的方法:
(1)检验灯法
如图所示,取下保险丝,在该处接一个额定电压为220V的检验灯泡L0,分别闭合各个开关即可知道故障。
①闭合S、S1,L0正常发光,则说明 ;
②闭合S、S2,L0不亮,则说明 ;
③闭合S、S3,L0、L3发光都较暗,则说明 ;
(2)测电笔法
如图1所示,电灯和取暖器正常工作,在三孔插座上接入一个电饭锅后,取暖器突然停止工作,拔下电饭锅后,电灯正常发光。李师傅判断应该是发生了断路,于是用测电笔去判断故障位置。
①如图2所示,测电笔使用正确的是 (选填“A或B”)。
②用测电笔检测三孔插座左右两孔都发光,则故障是图1中 间断路。(选填“AB、AC、CD或BD”)
③当李师傅把图1中电灯和取暖器的开关都断开后,再用测电笔去测三孔插座,此时测 孔会发光。(选填“左或右”)
(3)保护元件法
李师傅还能根据家庭电路中的不同保护元件的响应情况来判断故障。汪老师家的漏电保护器跳闸了,李师傅马上判断出是电路中发生了 。(选填“短路、断路或漏电”)
11.如图所示是某电热器的工作原理图,R1、R2是发热电阻,虚线框为电热器的金属外壳,它用一个旋转开关可以实现电热器多挡位工作的要求。其中旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘的左边缘依次有4个金属触点①、②、③、④,右边缘是一金属板,可绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片,转动开关旋钮可以将左边缘相邻的两个触点与右边缘的金属板同时连通。如旋到图中位置S时,金属滑片将1、2两触点同时与右边缘金属板接通。
导线规格
导线横截面积S/mm2
0.5
1
1.5
2.5
安全载流量I/A
4
8
12
20
(1)小红想在电路中加一个“倾倒开关”,使电热器被碰倒时能自动断开电路,以免引起火灾。该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的点 处;
(2)如果R1=R2,旋钮开关旋到位置S时的电功率为1000W,R1= Ω;
(3)在(2)的条件下,当旋钮开关旋到位置T时,通电1min消耗的电能 J,这些电能若用于加热水,且加热效率为70%,能使0.5kg、20℃的水温度升高 ℃(水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)。
12.认识短路的危害和保险丝的作用
【设计实验】
目的:认识短路的危害
器材:低压电源(直流6V)、开关、额定电流为1A的保险丝、额定电压为6V的灯泡、导线、电流表(演示电流表,0~5A)
【进行实验】
(1)在图中,CD间接上一段保险丝,AB间接入电流表,其它部分如图所示连接好电路.
(2)当开关闭合时,灯泡 (填“发光”或“不发光”),电流表 (填“有”或“无”)示数.
(3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,当闭合开关的瞬间,你将会观察到
A.电流表没有读数,灯泡也不亮
B.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,灯泡变得非常亮
C.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,AB间导线也随即熔断
D.电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断
【分析论证】
B、D间接入铜丝时,灯泡被短路,电路中电阻很小.根据欧姆定律知道,闭合开关的瞬间,线路中的电流 .这时,通过保险丝 (填“等于”、“小于”或“大于”)导线的电流,但保险丝的电阻比导线大很多,根据焦耳定律,在电流相同时,导体中的产生的热量跟电阻成 比,所以保险丝的温度更高,又由于保险丝的 较低,所以发生了上述的现象.
13.寒冷的冬天,人们经常会使用油汀取暖器。如图为小舟家油汀取暖器的工作原理示意图,R1和R2为发热体,其部分参数如表所示,试回答问题:
产品类型
油汀取暖器
额定电压
220V
发热体R1规格
48.4Ω
发热体R2规格
96.8Ω
操作挡位
三挡
(1)取暖器的工作原理:导热油是一种易导热但不易 的液体。接通电路,发热体放热,导热油吸热,温度升高, 变小,在油管内上升,同时向周围的空气散热,到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热;
(2)取暖器有高、中、低三挡,小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律,取暖器工作25分钟后,温控开关断开停止加热,5分钟后温控开关又自动闭合,取暖器再次工作,如此循环,维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时,取暖器每小时消耗多少电能?( )
(3)某次使用时,取暖器突然不工作了,于是小舟和父亲一起寻找故障。接入电源,闭合所有开关,用测电笔检测a~i各处,发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光,根据此现象,可以推测取暖器发生的故障是 。
14.如图所示是小雷设计的部分家庭电路示意图,他与爸爸共同按图进行布线安装。完成连接后,两人同时闭合总开关S及开关S1时,灯泡L1闪一下便熄灭,家中所有用电器停止工作。为确定发生故障的元件进行了如下的探究:
请你回答下列问题:
(1)若要通过插座判断家中电路是否有电,则测电笔应插入插座的 (选填“左”或“右”)孔。
(2)检测结果是测电笔氖管不发光,可判断是哪根进户线发生开路? ,则应检查 所在的位置;(选填“灯泡L1”或“熔断器”)。
(3)确定上述开路故障后,经排查,小雷猜想发生断电的原因可能是:灯泡L₁内部短路或插座内部短路。于是将熔断器更换为“220V”的检测灯泡L2。
①闭合开关S、S1,检测灯泡L2正常发光,L1不发光,上述现象能否判断一定是灯泡L1内部短路? (选填“能”或“不能”),理由是 。
②断开开关S1,检测灯泡L2正常发光,这一现象能否判断一定是插座内部短路? (选填“能”或“不能”),理由是 。
15.小明用灯泡做了几个实验。
(1)图甲可以用来研究“电流做功的多少与电流关系”,将两个阻值不同的白炽灯并联接在电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,观察 和记录 ,进一步分析就能顺利得出实验结论;
(2)图乙是研究短路引起熔丝熔断的实验,则应该将导线接在 (选填“AC”或“BD”) 两点间造成短路,引起熔丝熔断;
(3)图丙是一条刚装好的家庭电路,在未装保险丝之前,先把灯泡 L0 接在装保险盒的两个接线柱上,当闭合S、S1 时,L0 和 L1 发光都偏暗,说明 L1 ;当闭合 S、S2 时,L0 正常发光,说明 L2 。(选填“正常”、“短路”或“断路”)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
《2025年中考物理一轮复习提升训练:生活用电实验题》参考答案
1. 小于 电阻 低 短而粗
【分析】(1)根据表格中的数据即可得出结论;
(2)家庭用电器都是并联,并联的越多,总电阻会越小,电路中的电流越大,这样会导致输电线分担电压增多,导致用电器得到的电压减小,功率减小,据此即可解答;
(3)导线电阻与导线的材料、长度以及横截面积有关,据此即可解答.
【详解】(1)由电路图知道,电压表测量的是灯泡两端的电压,而分析实验数据知道,每次实验,电压表的读数都小于电源电压,所以,说明电路中的导线及其他元件 “分走”了一部分电压,表明它们也是有电阻的;
(2)在用电高峰期时,同时使用的用电器增多,由于并联后的总电阻变小,又因为用电器与输电线串联,由欧姆定律可知,此时通过输电线的电流变大,分得的电压变大,而用电器分得的电压减小,实际功率减小,所以灯泡变暗一些;
(3)当导线的材料一定时,导线越短、越粗,导线的电阻越小,由知道,导线消耗的电能越少,所以,为了解决“台灯发光变暗”,应选择短而粗的导线.
【点睛】本题考查的是实验数据分析、串联电路的特点和欧姆定律的应用,解题的关键是根据题中信息结合电路图进行实际分析.
2. 大地 熔点 见解析 3:3:8 热传递 不停地做无规则运动
【详解】(1)[1][2]金属箱体应接地,金属外壳用电器漏电时,人接触金属箱体,地线把人体短路,电流不会经过人体,能避免触电事故发生;发热管是加热设备,需用面耐高温的材料即熔点高的材料组成。
(2)[3]由图知,若用最小的力掀起电饼铛的上盘,应选取点A做为动力作用点,OA做动力臂时动力臂最长,由杠杆平衡条件可知动力最小,如图1所示:
。
(3)[4]温控开关S2接接线柱2时,由图可知,只有R1发热,P1=800W,则
当再闭合开关S3,上盘也开始加热,由图可知,此时R1与R2并联接入,总功率,则R2的功率
R2的值
当温度超过设定温度时,温控开关S1自动转接接线柱“1”,进入保温状态,由图可知,只有R3接入电路发热,此时功率P3=300W,则
则
(4)[5][6]用电饼铛煎烤美食,电流通过发热体时温度升高,与美食存在温度差,热量就会以热传递的方式传给美食;充满食物诱人的香味,是因为分子总是永不停息地作无规则运动的。
3. 断路 S1支路某处断路 同时观察两个 不亮
【详解】(1)[1]由图甲可知,两灯泡并联,开关S在干路上,开关S1和灯L1串联在支路中,开关S2和灯L2串联在支路中,如下图所示:
(2)[2]S1支路的灯L1不亮,S2支路的灯L2发光,说明是S1支路断路了,没有电流流过,灯泡不亮。
[3]闭合所有开关,S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光,将两灯位置互换后,S1支路的灯仍不亮,S2支路的灯仍发光,则说明两灯及S2支路都正常,出现故障的是S1支路某处断路。
(3)[4]为了探究开关S1的作用,进行实验时,应同时观察两个支路上的灯泡,才能确定S1只是控制所在支路的通断,还是能控制所有支路的通断。
(4)[5]小红用一根导线将L1两端连接,电流直接从短路的导线通过,没有通过小灯泡的灯丝,所以小灯泡不能发光,不会被烧坏。
4. 0.75 实际电压(或电压) R2
【详解】(1)因为滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮,即电路电流变大,滑动变阻器接入电路的电阻变小,所以应将滑片滑片以左电阻丝连入电路中,并且与灯串联,如下所示:
(2)由图乙知道,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,故电流表的示数是0.28A,所以,小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(3)分析表格中的数据知道,小灯泡的实际功率随实际电压的变化而改变,且小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大;
(4)由表格中的数据知道,测第4组数据时,U1 =0.5V,I1 =0.15A,此时滑动变阻器两端电压是:U滑 =U-U1 =3V-0.5V=2.5V,此时滑动变阻器接入电路的阻值是:R滑=U滑/I1=2.5V/0.16A=15.625Ω>10Ω,所以可选的滑动变阻器的规格应是R2 (20Ω 0.5A),由于R3 (50Ω0.2A)单位长度的电阻较大,不易调节电压值,故也不适合.
点睛:本题考查的是测量灯泡电功率实验,包括电流表的读数、电功率的计算及实际功率与实际电压的关系,是一道常见题,难度不大.
5. 2 0.2 同 0.5 b、c 电流表的示数大小
【详解】(1)[1]如图1所示,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,示数是2V。
[2]电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,示数是0.2A。
(2)[3]如图2所示,验电器是根据“同种电荷相互排斥”的原理制成的,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,去接触验电器的金属球,验电器的金属箔由于带同种电荷互相斥而张开。
[4]图3中的电能表表盘若转了300转,则用电器消耗的电能为
(3)[5]图3中a为锰铜合金丝,b、c、d为镍铬合金丝,a、b、c长度相同,a、b粗细相同,为了探究导体的电阻与横截面积的关系,根据控制变量法,应控制材料、长度相同,横截面积不同,所以应选用的导线是b、c。
[6]实验中,电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过观察电流表的示数大小来比较导体电阻的大小。
6. 810 198 电路总功率过大或短路
【详解】[1]由电能表的参数“1800r/(kW•h)”可知,电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转1800转,所以电能表的转盘转81转消耗的电能为
电热水壶的实际功率为
[2]根据可得,电热水壶的电阻
根据可得,实际电压
[3]家庭电路中电流过大的原因可能是发生了短路,也可能是同时工作用电器的总电功率过大。
7. 总功率 电流 热 磁 零 并 800
【分析】(1)电线“超负荷”是生活用语,它实际就是指物理中的过载,是由电路中电流过大引起的;保险丝是用电阻率比较大、熔点比较低的铅锑合金制成的,当电路中电流过大时,保险丝产生的热量较多,温度升高能及时达到熔点而熔断;空气开关是由电磁铁、衔铁、触点和弹簧组成的,当电路中电流过大时,电磁铁会产生较强的磁性从而吸引衔铁,则脱扣器将产生作用使脱扣机构中的锁钩脱开,于是主触点在弹簧的作用下被迅速分断.(2)根据“左零右火上接地”确定最上面一根线,家庭电路中各用电器独立工作、互不影响;(3)1800r/(kW•h)表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转1800r,或者表示电能表每转1r,电路中消耗kW•h的电能,求出转盘转50转电路中消耗的电能,然后根据P=求出电饭煲的功率.
【详解】(1)电线都有允许通过的最大电流值,如果电流超过允许通过的最大电流值,即总功率过大,则电流会使电线发热引起火灾,这就是物理中所说的过载,也就是我们生活中所说的“超负荷”;电流通过导体时电能转化成热,这种现象叫电流的热效应.熔断器中的熔丝就是保险丝,它之所以被熔断是由于电流过大,通过熔丝时产生的热量过多,使得熔丝的温度升高而被熔断,所以熔丝熔断是电流的热效应引起的;通电导线周围存在磁场,这种现象叫电流的磁效应.由图可知,空气开关中有一个电磁铁(电磁铁的原理是电流的磁效应),当电流过大时,电磁铁会产生较强的磁性从而吸引衔铁,使开关断开,切断电路,所以空气开关切断电路是电流的磁效应引起的.(2)由图丙可知,图中最上面的一根线应该是零线;两孔插座与三孔插座的用电器可以独立工作、互不影响,则两孔插座与三孔插座是并联的; (3)转盘转动24转,则电饭煲消耗的电能:W=kW⋅h=kW⋅h;因此时电饭煲正常工作,则电饭煲的额定功率:P= =0.8kW=800W.
8. 见解析 发光 有 A 很大 相同 正 热
【详解】【进行实验】 (2)当开关闭合时,由图可知,这是一个正常连接的电路,灯泡与保险丝串联,所以灯泡发光,电流表有示数. (3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,此时灯泡被短路,电流通过保险丝后,直接经电流表回到电源负极,所以当闭合开关的瞬间,将会观察到电流表 的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断,灯泡不发光.故只有A符合题意; 【分析论证】 当B、D间接入铜丝时,灯泡被短路.根据欧姆定律I=可知,闭合开关的瞬间,线路中的电流很大,通过保险丝和导线的电流相同,但是保险丝的电阻比导线大很多,由公式P=I2R可知,在电流相同时,导体的电功率跟电阻成正比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高,这实际是我们学过的电流的热效应.
点睛:本实验中,一开始电路连接正确,当在B、D间接一根粗铜丝时,电路发生短路,则灯泡不发光,根据欧姆定律可知,此时电路中电流突 然变大.再根据电功率的公式和电流的热效应分析所产生热量的情况,从而知道保险丝会及时熔断的原理. 本题通过实验,研究和验证了短路的危害,要会判断电 流的连接,会用欧姆定律、电功率、电流的热效应等来分析电路的特点,是解答的关键.
9. P=UI 连接电路时,开关未断开 闭合电路前,滑动变阻器没有调到最大阻值处 右 2.5 1 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【详解】 (1)由于灯泡的额定电压是2.5V,因此电压表的量程选择0∼3V即可;灯泡的额定电流I= =0.42A,因此电流表的量程选择0∼0.6A即可;所以从电源的正极连起,电流表串联在电路里,选择0∼0.6A量程,电压表与灯泡并联,选择0∼3V量程,如图:
(2)连接好最后一根导线,灯泡立即发光,说明电路是通路,即连接电路时没有断开开关;灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明电路电流太大,电路电阻太小,滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处.(3)由图乙表针位置可知,电压表选择0∼3V量程,示数为2.6V,超过了灯泡的额定电压,要使灯泡正常发光,应增大变阻器的阻值,将滑片向右适当滑动,使电压表的示数等于灯泡的额定电压2.5V;根据图丙电流表的指针位置,电流表选择0∼0.6A的量程,示数为0.4A;所以该灯泡的额定电功率为:P=UI=2.5V×0.4A=1W.(4)由图象知,小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线,说明小灯泡的电阻不是定值,并且灯丝的电阻随电压的增大而升高,即灯丝的电阻随温度的升高而增大.
点睛:丁图中图象不是直线,即电压和电流的比值不是定值,说明小灯泡发光的过程中,影响电阻大小的因素是存在的.灯丝的电阻随温度的升高而变大.
10. L1短路 L2断路 电路连接正常 B CD 右 漏电
【详解】(1)[1]电路没有故障时,闭合S、S1,则L0与L1串联,不能正常发光,现在L0正常发光,说明L1短路;
[2]闭合S、S2,则L0与L2串联,L0不亮,则说明电路出现断路,即L2断路;
[3]闭合S、S3,则L0与L3串联,L0、L3发光都较暗,则说明电路连接正常;
(2)[4]测电笔使用时,笔尖要检测导线,手接触笔尾金属体,故测电笔使用正确的是B。
[5]用测电笔测试三孔插座的左右两孔,氖管都发光,说明两空与火线是连通的,零线上的熔丝断了,而原来灯泡可以与火线和零线连接成通路,所以是CD间断路。
[6]当李师傅把图1中电灯和取暖器的开关都断开后,三孔插座的左孔无法与火线相连,因此用测电笔检测三孔插座的左孔时,氖管不发光,而右孔与火线相连,因此用测电笔检测三孔插座的右孔时,氖管发光。
(3)[7]家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备,所以电路短路和断路漏电保护器不会跳闸。
11. A 48.4 30000 10
【详解】(1)[1]家庭电路中,开关应该与火线相连,故应该安装在A点处。
(2)[2]当开光旋转到S位置时,电阻R1被短路,电路中只有R2接入电路,由电功率公式可知
因为R1=R2,所以R1的阻值为48.4Ω。
(3)[3][4]当开关旋转到T时,电路中R1与R2串联接入电路,电路中的总电阻为
R总=R1+R2=48.4Ω+48.4Ω=96.8Ω
此时电功率为
1min消耗的电能为
根据效率公式,这些热量被水吸收的量为
由比热容公式可得升高的温度为
可以使20℃的水升高10℃。
12. 发光 有 D 很大 等于 正 熔点
【详解】(2)由图知道,当开关闭合时,这是一个正常连接的电路,灯泡与保险丝串联,所以灯泡发光,电流表有示数;
(3)断开开关,在B、D间接一根粗铜丝,此时灯泡被短路,电流通过保险丝后,直接经电流表回到电源负极,所以当闭合开关的瞬间,将会观察到电流表的指针迅速摆动较大的幅度,保险丝也随即熔断,灯泡不发光,故只有D符合题意;
【分析论证】
当B、D间接入铜丝时,灯泡被短路,根据欧姆定律I=U/R知道,闭合开关的瞬间,线路中的电流很大,通过保险丝和导线的电流相等,但是保险丝的电阻比导线大很多,由公式P=I2 R知道,在电流相同时,导体的电功率跟电阻成正比,所以保险丝的电功率比铜丝的电功率大得多,使保险丝的温度升高,又由于保险丝的熔点较低,故保险丝就熔断了.
点睛:本题考查的是家庭电路电流过大的原因,通过实验,研究和验证了短路的危害,解题的关键是会判断电流的连接,会用欧姆定律、电功率、电流的热效应等来分析电路的特点.
13. 导电 密度 3×106 温控开关断路
【详解】(1)[1]取暖器是将电能转化为内能的,油是绝缘体,导热油是一种易导热但不易导电的液体。
[2]接通电路,发热体放热,导热油吸热,温度升高,质量不变,体积膨胀,根据可知,液体的密度变小,在油管内上升。
(2)[3]由表格数据知R1电阻值小于R2电阻值,当只闭合开关S、S2时电阻R2工作,电路的总电阻最大,根据可知电功率最小,是低温挡;只闭合开关S、S1时电阻R1工作,电路的总电阻较大,根据可知电功率较小,是中温挡;开关均闭合时,R1、R2并联,电路的总电阻最小,根据可知电功率较大,是高温挡。中温挡时,电功率
中温挡工作1小时,电阻R1的通电时间
t=25min+25min=50min=3000s
消耗的电能
W=Pt=1000W×3000s=3x106J
(3)[4]取暖器突然不工作了,a、b两处测电笔的氖管能发光,说明电路不是发生短路而造成的空气开关断开,是电路中发生了断路;b处测电笔的氖管能发光,d、e、处测电笔的氖管能不发光,根据此现象,可以推测取暖器发生的故障是温控开关发生断路。
14. 右 火线 熔断器 能 L2两端的电压为220V 能 L2两端的电压为220V
【详解】(1)[1]若要通过插座判断家中电路是否有电,则测电笔应插入插座的右孔,因为右孔与火线相连。
(2)[2][3]检测结果是测电笔氖管不发光,说明测电笔与火线之间是断开的,即火线发生开路;接下来应该检测火线,即检测熔断器。
(3)①[4][5]闭合开关S、S1,灯泡L1与L2串联,检测灯泡L2正常发光,L1不发光,这说明L2两端的电压为220V,则故障是灯泡L1内部短路。
②[6][7]断开开关S1,检测灯泡L2正常发光,这说明L2两端的电压为220V,则故障是插座内部短路。
15. 灯泡亮度 电流表示数 BD 正常 短路
【详解】(1)[1][2]根据题意可知,将两个阻值不同的白炽灯并联接在电路中,闭合开关,每个灯两端的电压相同,工作的时间相同,调节滑动变阻器滑片,观察灯泡的亮度和记录电流表示数的大小,进一步分析就能顺利得出实验结论。
(2)[3]如图所示的电路,闭合开关,电路中只有灯泡连入,且电灯正常发光,B、D间的熔丝不会熔断;要造成短路,引起熔丝熔断,则只有熔丝接入电路,故BD两个接线柱之间接入一根导线后,会发生电源短路,此时C、D间的熔丝将会熔断。
(3)[4][5]当闭合S、S1 时,L0 和 L1 发光都偏暗,L1所在支路正常;当闭合 S、S2 时,L0 正常发光,说明该支路存在短路,即L2短路。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
$$