精品解析：山东省济宁市邹城市2024-2025学年九年级上学期期末竞赛物理试题

初三物理期末竞赛试题 （考试时间60min，共60分） 一、选择题（每题2分，共20分） 1. 小明在一次实验探究中利用电压表和电流表测得了多组数据，记录如下表。请根据表中的数据，分析判断出小明实验时的电路可能是图中的（　　） U/V 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 A. B. C. D. 2. 如图所示，电源电压U＝2V不变，R＝4Ω，虚线框内所有电阻均未知．闭合开关，电流表示数为1A；如果用一个2Ω定值电阻替换R，虚线框内的电阻均保持不变，则电流表示数将变为 A. 2A B. 1.5A C. 1.2A D. 0.5A 3. 如图所示是电阻甲和乙的U-I图像，下列说法正确的是（ ） A. 甲的电阻值保持不变 B. 乙的电阻值保持不变 C. 甲、乙并联时，当干路电流为时，乙的功率为 D. 甲、乙串联时，当电路总电压为6V时，甲的功率为 4. 张晨做电学实验时，电路如图所示，已知他所用的电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，电源电压6V保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻R0为10Ω，S闭合后，在实验操作无误的情况下，不正确的说法是（　　） A. 电流表的最大示数为0.6A B. 滑动变阻器消耗的最小功率为0W C. 电压表的最小示数为1V D. 电阻R0消耗的最大功率为1.8W 5. 在用伏安法测未知电阻时，如果缺少电流表或电压表，可以通过增加一个定值电阻和开关来解决，下面四种方案中哪一个是错误的 A. B. C. D. 6. 两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为100W和40W，为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示的四个电路中最合理的是图是（　　） A. B. C. D. 7. 如图是某品牌智能体重秤的电路结构图，电源电压恒定，为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻其阻值随所受压力增大而减小。体重越重时，下列判断正确的是（　　） A. 电流表示数越小 B. 电压表示数越小 C. 电路消耗的总功率越大 D. 电压表与电流表示数的比值越大 8. 小夏将n个“3V，0.3W”的小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电压为U的电路中（如图所示），通过分别调节滑动变阻器和，使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流与总功率的关系正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图甲所示的电路中电源电压不变R为定值电阻，滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a、b两点分别与滑片P在图甲中的a、b两位置相对应则下列说法错误的是（ ） A. 滑动变阻器在a点与b点时电源的输出功率相同 B. 电路中的最大功率为6.4W C. R的阻值是10Ω，滑动变阻器的最大功率为3.6W D. 电源电压为12V 10. 在研究“一定电压下，电流与电阻的关系”时，电路如图所示，电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样．在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻，移动滑片P，使电压表示数为1.5V，读出电流表的示数．当20Ω的电阻接入a、b间时，电压表示数始终无法达到1.5V，其原因可能是 A. 滑动变阻器阻值太小 B. 电源电压3V太高 C. 20Ω的阻值太小 D. 控制的电压1.5V太高 二、填空题（每空1分，共12分） 11. 如图所示是一种自动测定油箱内油画高度的油量表，在某次的测量过程中，油量表损坏，请你改装：使用电压表作为油量表，与原来的油量表有相同的示数效果（油量增加，指针右偏），则电压表需与______（选填R或R'）并联。 12. 一根均匀的电阻丝总电阻为20Ω，把它围成一个圆形，在圆周上等间距安装5个接线柱。将其任意两个接线柱接入电路中，两接线柱间电阻最大是______Ω，最小是______Ω。 13. 三个定值电阻串联后接在电压恒定的电路两端，其阻值，，。某同学不小心将一只电流表接在的两端，如图所示，发现其示数为0.3A，则电路两端U为______V。若将图中的电流表换成电压表，则电压表的示数为______V。 14. 如图所示，电源电压恒为12V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10Ω时，电压表的示数为10V，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是_______W；若电动机内部线圈的电阻为2Ω，则通电5min电流通过电动机内部线圈产生的热量是________J． 15. 如图所示是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲图中的电阻丝通电一段时间后，右侧比左侧U形管中液面的高度差大，说明电流通过导体产生的热量跟 ___________有关。乙图通电一段时间，电流通过R1产生的热量与通过R2产生的热量之比为 ___________。 16. 如图所示的电路，电源电压保持不变，灯丝电阻不随温度变化而变化，当滑动变阻器的滑片移到a端时，灯泡L的功率为36W；当滑动变阻器的滑片移到b端时，灯泡L的功率为9W。则滑片移到ab的中点时，灯泡L的功率为______W。 17. 如图所示，R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω，电源电压保持4.5V不变，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~3V”。为保证电路安全，R2接入电路中的最小阻值为______Ω，此时R1的功率为______W。 三、作图与实验探究题（18题2分，19题2分，20题7分，21题7分，共18分） 18. 已知某电饭锅有发热电阻R1，保温电阻R2，A、B接220V电压。当开关S闭合时只有R1工作（煮饭）；当开关S断开时保温，R1与R2都工作。试在框内画出R1与R2的电路连接图。 19. 在如图中画出螺线管B上的绕线，要求通电后使图中的A、B两个螺线管相互排斥． 20. 在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源两端电压3V且保持不变，滑动变阻器规格为“25Ω，1A”。 （1）闭合开关后，发现电压表______示数，电流表______示数（填“有”或“无”）；试改动一根线，使电路完成该实验； （2）排除故障后，进行实验。实验数据如表所示。其中第1次实验中电流表示数如图乙所示，为______A；分析实验数据可得出电流与电压的定量关系为：______； 实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 0.6 1 1.5 2 2.5 电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 （3）利用本实验电路还可以进行“探究电流和电阻关系”和“伏安法测电阻”实验。在这两个实验中进行多次实验的目的是不相同的。前者是______，后者是______。 21. 小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）。 （1）在甲方框中画出相应的电路图______； （2）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用______（选填“A”或“B”）； A. “10Ω，5A”的滑动变阻器 B. “50Ω，0.5A”滑动变阻器 （3）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数。若电路只有一处故障，则故障原因是______； （4）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像（如图乙所示），分析图像可知:小灯泡的额定功率为______W； （5）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经坏了。于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路。已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤： ①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为______； ②闭合S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的不动，读出电压表示数为U1； ③灯泡的额定功率的表达式为P额=______。 四、计算题（共22题5分，23题5分，共10分） 22. 如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡L标有“12V6W”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω1A”，电流表量程“0～0.6A”电压表量程“0～15V”，闭合开关，在电路安全的情况下（不考虑灯丝电阻的变化），求： （1）小灯泡L正常发光时的电流； （2）滑动变阻器的电阻允许调节的范围； （3）灯泡消耗的最小功率． 23. 小明家新买了一台智能电加热器，他查阅使用说明书发现加热电路有高、中、低三档并可手动调节。其额定电压为220V，低温档、中温档的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图如图所示，用两个定值电阻R1和R2表示两电热丝，开关S2可分别接a或b触点，电路接入家庭电路中时均能正常工作。 （1）当断开S1，将S2接b点时，此档位的加热电流是多少？ （2）用中温档加热10min，求消耗电能多少J？ （3）求高温档加热的额定功率是多少W？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 初三物理期末竞赛试题 （考试时间60min，共60分） 一、选择题（每题2分，共20分） 1. 小明在一次实验探究中利用电压表和电流表测得了多组数据，记录如下表。请根据表中的数据，分析判断出小明实验时的电路可能是图中的（　　） U/V 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】分析表中数据要知，当电压表示数变大时，电流表示数变小。 AB． 两图中，电压表都测量电源电压，滑动变阻器滑片移动时，电压表示数不变，故AB不符合题意； C．定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测电路中电流，电压表测滑动变阻器两端电压，当滑处右移时，滑动变阻器电阻变大，电路总电阻变大，电源电压不变，所以电路中电流变小，电流表示数变小；根据U=IR可知，定值电阻两端电压变小，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器两端电压变大，电压表示数变大，故C符合题意； D．定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测电路中电流，电压表测定值电阻两端电压，当滑处右移时，滑动变阻器电阻变大，电路总电阻变大，电源电压不变，所以电路中电流变小，电流表示数变小；根据U=IR可知，定值电阻两端电压变小，电压表示数变小，故D不符合题意。 故选C。 2. 如图所示，电源电压U＝2V不变，R＝4Ω，虚线框内所有电阻均未知．闭合开关，电流表示数为1A；如果用一个2Ω的定值电阻替换R，虚线框内的电阻均保持不变，则电流表示数将变为 A. 2A B. 1.5A C. 1.2A D. 0.5A 【答案】B 【解析】 【详解】设虚线框内所有电阻的等效电阻为R′，由电路图知道，定值电阻R与R′并联，电流表测量干路的电流；由欧姆定律知道，R所在支路的电流是： =0.5A，由于闭合开关时，电流表示数为1A，所以，由并联电路电流的特点知道，等效支路的电流是：IR′=1A-0.5A=0.5A；当用一个2Ω的定值电阻替换R时， R所在支路的电流是： =1A，而等效支路的电流不变，故此时电流表示数是：I=1A+0.5A=1.5A． 3. 如图所示是电阻甲和乙的U-I图像，下列说法正确的是（ ） A. 甲的电阻值保持不变 B. 乙的电阻值保持不变 C. 甲、乙并联时，当干路电流为时，乙功率为 D. 甲、乙串联时，当电路总电压为6V时，甲的功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知，甲对应的电流与电压成正比，当时，，根据欧姆定律可知甲电阻的阻值为 故A错误； B．乙电阻的电流与电压的图像为曲线，表明其阻值在不断变化，故B错误； C．甲、乙并联时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，由图像可知，当电源的电压、、时符合，此时电路总电流 则乙的功率 故C正确； D．甲、乙串联且电路总电压为6V时，因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以，由图像可知，电路中的电流、、时符合，则甲的功率 故D错误。 故选C。 4. 张晨做电学实验时，电路如图所示，已知他所用的电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，电源电压6V保持不变，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻R0为10Ω，S闭合后，在实验操作无误的情况下，不正确的说法是（　　） A. 电流表的最大示数为0.6A B. 滑动变阻器消耗的最小功率为0W C. 电压表的最小示数为1V D. 电阻R0消耗的最大功率为1.8W 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．当滑动变阻器接入阻值为零，此时电流最大，电流表的最大示数为，此时电压表示数为电源电压6V；滑动变阻器消耗的功率为零；电阻R0消耗的最大功率为 故AB正确，不符合题意；D错误，符合题意； C．电压表测定值电阻电压，当滑动变阻器全部接入，电压表示数最小，电压表的最小示数为 故C正确，不符合题意。 故选D。 5. 在用伏安法测未知电阻时，如果缺少电流表或电压表，可以通过增加一个定值电阻和开关来解决，下面的四种方案中哪一个是错误的 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．当开关S1、S2闭合时，R1被短路，电压表的示数等于电源电压；再断开开关S2时，电压表测量Rx两端的电压，则可计算出R1两端的电压，即可计算出电路中的电流，从而可计算出被测电阻的阻值，A能测出，不符合题意； B．电压表串联在电路中，其示数始终等于电源电压，不可知被测电阻的电压和电流，不能测出其阻值，B符合题意； C．只闭合S2可测出通过被测电阻的电流，两个开关都闭合，可测出干路电流，则可计算出R1的电流，由U=IR可得R1两端的电压，根据并联电路各支路两端电压相等的关系可得被测电阻两端的电压，从而计算出待测电阻的阻值，故C能测出，不符合题意； D．当S1闭合，S2断开时，电流表测出通过R1的电流，由U=IR可计算出电源电压； 当两开关都闭合时，两电阻并联，电流表测干路电流，则可根据并联电路的电流规律计算出通过Rx的电流，从而计算出Rx的阻值，故D能测出，不符合题意． 【点睛】本题考查的是测量电阻的特殊方法，解题的关键是能够根据开关的开合得出电阻两端的电压及通过电阻的电流． 6. 两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为100W和40W，为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图所示的四个电路中最合理的是图是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．图中A灯泡的电压等于220V，大于额定电压110V，灯泡A将会烧坏，不能正常发光，故A不符合题意； B．由于额定电压都是110V，额定功率PA=100W、PB=40W，由可知，RA<RB，把灯泡A与电阻并联，会使并联的部分的电阻更小，不可能使B与并联部分的电阻相同，所以A、B不能同时正常发光，故B不符合题意； CD．由于额定电压都是110V，额定功率PA=100W、PB=40W，由可知，RA<RB，C图中，把灯泡B与电阻并联，可以使并联部分的电阻减小，所以A、B的电压会平分，A、B会同时正常发光，此时电路消耗的总功率为200W；D图中，把A、B并联之后与电阻串联接入电路的话，当电阻的阻值与A、B并联的总的电阻相等时，A、B就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为A、B灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为280W，正常发光并且消耗的功率最小的为C。故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 7. 如图是某品牌智能体重秤的电路结构图，电源电压恒定，为定值电阻，秤盘下方的电阻R为压敏电阻其阻值随所受压力增大而减小。体重越重时，下列判断正确的是（　　） A. 电流表示数越小 B. 电压表示数越小 C. 电路消耗的总功率越大 D. 电压表与电流表示数的比值越大 【答案】C 【解析】 【详解】如图所示，定值电阻和压敏电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测通过的电流，压敏电阻其阻值随所受压力增大而减小。 A．当体重越重时，压敏电阻阻值减小，则电路总电阻减小，电源电压恒定，根据欧姆定律可知，通过电路的电流增大，电流表示数变大，故A错误； B．根据串联电路中分压原理可知，电阻越大两端的电压越大，又因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以当体重越重时，压敏电阻阻值减小，压敏电阻两端的电压减小，电源电压恒定，定值电阻两端的电压增大，即电压表示数变大，故B错误； C．当体重越重时，压敏电阻阻值减小，则电路总电阻减小，电源电压恒定，根据欧姆定律可知，通过电路的电流增大；根据可知，总电流越大，电路总功率越大，故C正确； D．电压表测定值电阻两端的电压，电压表与电流表示数的比值刚好是定值电阻的阻值，定值电阻的阻值不变，所以电压表与电流表示数的比值不会变，故D错误。 故选C 8. 小夏将n个“3V，0.3W”小灯泡，按照甲、乙两种连接方式分别接入电压为U的电路中（如图所示），通过分别调节滑动变阻器和，使所有灯泡均正常发光。则甲、乙两电路中的总电流与总功率的关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】所有的小灯泡规格相同，都正常发光，则每个灯泡的电流和功率都一样。图甲中小灯泡并联，根据并联电路电流规律得电路的总电流为，电路的总功率为；图乙中小灯泡串联，根据串联电路电流规律得电路的总电流为，电路的总功率为。则甲、乙两电路中的总电流关系为，总功率的关系是。 故选B。 9. 如图甲所示的电路中电源电压不变R为定值电阻，滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a、b两点分别与滑片P在图甲中的a、b两位置相对应则下列说法错误的是（ ） A. 滑动变阻器在a点与b点时电源的输出功率相同 B. 电路中的最大功率为6.4W C. R的阻值是10Ω，滑动变阻器的最大功率为3.6W D. 电源电压为12V 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A．由可知，电源的电压不变，滑片P在a点与b点时，电路中的电流不同，则电源的输出功率不相同。A项错误；故A项符合题意； BD．由电路图可知R0与R串联。由图乙可知，滑动变阻器消耗的功率时，电路中的电流可能为，也可能为，由可得两种情况下变阻器接入电路中的电阻： 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，所以，由可得，电源的电压： 即 解得：=10 电源的电压 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总功率最大，则 B项错误D项正确；故B项符合题意，D项不符合题意； C．滑动变阻器接入电路中的电阻为R时电路中的电流： 滑动变阻器消耗的电功率： 当时，滑动变阻器的电功率最大，则 C项正确；故C项不符合题意； 故选AB。 10. 在研究“一定电压下，电流与电阻的关系”时，电路如图所示，电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样．在a、b间先后接入不同阻值的定值电阻，移动滑片P，使电压表示数为1.5V，读出电流表的示数．当20Ω的电阻接入a、b间时，电压表示数始终无法达到1.5V，其原因可能是 A. 滑动变阻器阻值太小 B. 电源电压3V太高 C. 20Ω的阻值太小 D. 控制的电压1.5V太高 【答案】A 【解析】 【详解】当20Ω的电阻接入a、b间时，滑动变阻器将全部阻值连入电路时其两端电压最大，电阻之比为15:20=3:4，最大电压值为总电压的七分之三，即为，所以电压表示数始终无法为1．5V，其原因可能是滑动变阻器最大阻值太小，选A 二、填空题（每空1分，共12分） 11. 如图所示是一种自动测定油箱内油画高度的油量表，在某次的测量过程中，油量表损坏，请你改装：使用电压表作为油量表，与原来的油量表有相同的示数效果（油量增加，指针右偏），则电压表需与______（选填R或R'）并联。 【答案】R' 【解析】 【详解】如图，定值电阻和滑动变阻器串联，当油量增加时，浮标上浮，滑下下移，滑动变阻器的阻值变小，根据串联分压原理可知，它分得的电压变小，定值电阻分得的电压变大，要求油量增加，指针右偏，即油量增加，电压表示数增大，所以，电压表应与定值电阻R'并联。 12. 一根均匀的电阻丝总电阻为20Ω，把它围成一个圆形，在圆周上等间距安装5个接线柱。将其任意两个接线柱接入电路中，两接线柱间电阻最大是______Ω，最小是______Ω。 【答案】 ①. 4.8 ②. 3.2 【解析】 【详解】[1][2]一根均匀的电阻丝总电阻为20Ω，把它围成一个圆形，在圆周上等间距安装5个接线柱，则相邻两个接线柱之间的电阻为 并联电路总电阻小于任何一条支路的电阻，并联电路其中一条支路的电阻变大，则总电阻变大，所以，当两接线两一侧为2段电阻、另一侧为3段电阻时，两接线柱间电阻最大，最大值为 当两接线两一侧为1段电阻、另一侧为4段电阻时，两接线柱间电阻最小，最小值为 13. 三个定值电阻串联后接在电压恒定的电路两端，其阻值，，。某同学不小心将一只电流表接在的两端，如图所示，发现其示数为0.3A，则电路两端U为______V。若将图中的电流表换成电压表，则电压表的示数为______V。 【答案】 ① 6 ②. 2 【解析】 【详解】[1] 电流表接在的两端，则被短路，电路中、串联，电流表测电路电流，则电路两端电压为 [2] 若将图中的电流表换成电压表，则电路中、、串联，电压表测电压，电路电流为 则电压表的示数为 14. 如图所示，电源电压恒为12V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10Ω时，电压表的示数为10V，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是_______W；若电动机内部线圈的电阻为2Ω，则通电5min电流通过电动机内部线圈产生的热量是________J． 【答案】 ①. 0.4 ②. 24 【解析】 【详解】由图可知，电压表测电动机两端电压，串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和，滑动变阻器两端电压 UR=U﹣U1=12V﹣10V=2V， 则 I===0.2A， 则滑动变阻器消耗的功率 PR=URI=2V×0.2A=0.4W； 由焦耳定律得：电动机内部线圈产生的热量 Q=I2R1t=（0.2A）2×2Ω×5×60s=24J． 15. 如图所示是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲图中的电阻丝通电一段时间后，右侧比左侧U形管中液面的高度差大，说明电流通过导体产生的热量跟 ___________有关。乙图通电一段时间，电流通过R1产生的热量与通过R2产生的热量之比为 ___________。 【答案】 ①. 电阻 ②. 4∶1 【解析】 【详解】[1]电流通过导体产生热量的多少是通过U形管中液面的高度差来反映的。甲图中，说明电流通过右侧电阻丝产生的热量多，两电阻丝串联，通过它们的电流相等，由此可知电流通过导体产生的热量跟电阻有关。 [2]乙图中，R2与R3并联后，再与R1串联，R1在干路中，R2在支路中。三个电阻丝的阻值相同，所以通过R1是R2的电流的2倍，R1与R2的阻值相同，通电时间相同由Q=I2Rt可得，电流通过R1产生的热量与通过R2产生的热量之比 16. 如图所示的电路，电源电压保持不变，灯丝电阻不随温度变化而变化，当滑动变阻器的滑片移到a端时，灯泡L的功率为36W；当滑动变阻器的滑片移到b端时，灯泡L的功率为9W。则滑片移到ab的中点时，灯泡L的功率为______W。 【答案】16 【解析】 【详解】当滑动变阻器的滑片移到a端时，电路为灯泡的简单电路，灯泡L的功率为36W；当滑动变阻器的滑片移到b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，灯泡L的功率为9W。这两种情况下，灯泡的电功率之比为4∶1，灯丝的电阻不变，根据可知，两种情况下，灯丝两端电压之比为2∶1；结合串联分压原理可知，滑动变阻器的最大阻值与灯丝阻值相等。滑片移到ab的中点时，滑动变阻的一半阻值接入电路，则灯丝两端电压为 灯泡L的功率为 17. 如图所示，R1的阻值为5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω，电源电压保持4.5V不变，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~3V”。为保证电路安全，R2接入电路中的最小阻值为______Ω，此时R1的功率为______W。 【答案】 ①. 2.5 ②. 1.8 【解析】 【详解】[1]由图知两电阻与电流表串联，电压表测量滑动变阻器电压，电流表量程为“0~0.6A”，为保证电路安全，R2接入电路中的最小阻值为 [2]此时的功率为 三、作图与实验探究题（18题2分，19题2分，20题7分，21题7分，共18分） 18. 已知某电饭锅有发热电阻R1，保温电阻R2，A、B接220V电压。当开关S闭合时只有R1工作（煮饭）；当开关S断开时保温，R1与R2都工作。试在框内画出R1与R2的电路连接图。 【答案】 【解析】 【详解】当电压一定时，由可知，加热时功率最大，电阻最小，保温时功率最小，电阻最大。当开关S闭合时只有工作（煮饭）；当开关S断开时保温，与都工作，说明两电阻串联，且开关与并联，电路如下图所示： 19. 在如图中画出螺线管B上的绕线，要求通电后使图中的A、B两个螺线管相互排斥． 【答案】略 【解析】 【详解】由安培定则可知，A螺线管右侧为N极，左侧是S极；为使两磁极相互排斥，则B的左侧应为N极，右侧是S极；故用右手握住螺线管，大拇指指向左侧，则可知B线圈的绕向如下图所示： 20. 在“探究电流与电压的关系”的实验中，电源两端电压3V且保持不变，滑动变阻器规格为“25Ω，1A”。 （1）闭合开关后，发现电压表______示数，电流表______示数（填“有”或“无”）；试改动一根线，使电路完成该实验； （2）排除故障后，进行实验。实验数据如表所示。其中第1次实验中电流表示数如图乙所示，为______A；分析实验数据可得出电流与电压的定量关系为：______； 实验次数 1 2 3 4 5 电压U/V 0.6 1 1.5 2 2.5 电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 （3）利用本实验电路还可以进行“探究电流和电阻的关系”和“伏安法测电阻”实验。在这两个实验中进行多次实验的目的是不相同的。前者是______，后者是______。 【答案】（1） ①. 有 ②. 无 （2） ①. 0.12 ②. 见解析 （3） ①. 寻找普遍规律 ②. 减小误差 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由实物电路可知，电流表与电阻R并联，电压表与电阻R串联，则闭合开关后，电压表有示数且接近电源电压，由于电压表的内阻非常大，故电流表无示数。 【小问2详解】 [1]由图乙可知，电流表所选量程为0～0.6A，分度值为0.02A，则读数为0.12A。 [2]由表格数据知，电压与电流的比值是一个定值，则可得出：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【小问3详解】 [1]“探究电流和电阻的关系”实验中，需要保持导体两端的电压不变，改变接入电路的电阻，得出电流与电阻的关系，故多次测量的目的是寻找普遍规律。 [2]“伏安法测电阻”实验中，需要测量电阻两端的电压和通过的电流，再根据计算出电阻，则多次测量求平均值的目的是为了减小误差。 21. 小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）。 （1）在甲方框中画出相应的电路图______； （2）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用______（选填“A”或“B”）； A. “10Ω，5A”的滑动变阻器 B. “50Ω，0.5A”的滑动变阻器 （3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数。若电路只有一处故障，则故障原因是______； （4）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像（如图乙所示），分析图像可知:小灯泡的额定功率为______W； （5）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经坏了。于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路。已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤： ①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为______； ②闭合S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的不动，读出电压表示数为U1； ③灯泡的额定功率的表达式为P额=______。 【答案】（1） （2）B （3）小灯泡断路 （4）0.625 （5） ①. U-U额 ②. 【解析】 【小问1详解】 在“测定小灯泡电功率”的实验中，需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，再根据计算出小灯泡的功率，实验过程中还需要测量小灯泡在不同电压下的电功率，则需要串联接入一个滑动变阻器，则实验电路图如下： 【小问2详解】 灯泡正常发光时的电压为UL=2.5V，则滑动变阻器的电压 由于灯泡与滑动变阻器串联，根据串联分压原理可得，当灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻约为 则应选“50Ω，0.5A”的滑动变阻器，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 【小问3详解】 闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源构成通路，且电压表与滑动变阻器串联，则电压表的示数几乎为电源电压，若电路只有一处故障，则故障为小灯泡断路。 【小问4详解】 由图乙图像可知，当小灯泡的电压为额定电压UL＝2.5V时，电流I＝0.25A，则小灯泡的额定功率为P额=ULI=2.5V×0.25A=0.625W 【小问5详解】 [1][2]当闭合开关S、S1，断开S2时，灯泡L与R0、滑动变阻器串联，电压表测量R0与滑动变阻器两端的总电压，当灯泡正常发光时，两端的电压为U额，此时R0与滑动变阻器两端为U-U额，故移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U-U额，小灯泡正常发光。 当闭合S、S2，断开S1时，灯泡L与R0、滑动变阻器串联，电压表测量R0两端的电压，保持滑动变阻器的不动，则灯泡仍正常发光，此时电压表示数为U1，则通过灯泡的额定电流 则灯泡的额定功率 四、计算题（共22题5分，23题5分，共10分） 22. 如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡L标有“12V6W”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω1A”，电流表量程“0～0.6A”电压表量程“0～15V”，闭合开关，在电路安全的情况下（不考虑灯丝电阻的变化），求： （1）小灯泡L正常发光时的电流； （2）滑动变阻器的电阻允许调节的范围； （3）灯泡消耗的最小功率． 【答案】（1）0.5A；（2）12～120Ω；（3）0.375W． 【解析】 【详解】（1）．由P＝UI得 小灯泡L正常发光时的电流； （2）．因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A，所以，电路中的最大电流I大＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小; 由可得，电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为： 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值： ； 当电压表的示数UR＝15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时灯泡两端的电压： UL＝U﹣UR＝18V﹣15V＝3V， 则电路中的最小电流： 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值： 则滑动变阻器接入电路的阻值在12Ω～120Ω的范围时才能保证电路的安全； （3）．当灯泡两端的电压最小，即UL＝3 V时，灯泡消耗功率最小，为： ． 23. 小明家新买了一台智能电加热器，他查阅使用说明书发现加热电路有高、中、低三档并可手动调节。其额定电压为220V，低温档、中温档的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图如图所示，用两个定值电阻R1和R2表示两电热丝，开关S2可分别接a或b触点，电路接入家庭电路中时均能正常工作。 （1）当断开S1，将S2接b点时，此档位的加热电流是多少？ （2）用中温档加热10min，求消耗电能多少J？ （3）求高温档加热的额定功率是多少W？ 【答案】（1）0.1A （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当断开S1，将S2接b点时，两电阻串联，电路电阻最大，由可知，此时电功率最小，为低温档，此档位的加热电流是 【小问2详解】 用中温档加热10min，求消耗电能为 小问3详解】 由可知总电阻最小时，功率最大，即为高温档，当闭合S1，将S2接a点时，两电阻并联为高温档。低温档总电阻为两个电阻串联之和 中温度档为接入一个电阻其阻值为 则两电阻阻值相同，可知 高温档加热的额定功率是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$