内容正文:
30
第十五章复习 ▶ “答案与解析”见P19
考点一 电学图像
典例1 如图甲所示为天然气泄漏检测电路原
理图.电源电压恒定,R0为定值电阻,气敏传感
器两端的电压UQ 随天然气浓度c变化的关系
如图乙所示.下列描述R0的功率P0、电路的总
功率P随天然气浓度c变化的关系图线中,可
能正确的是 ( )
(典例1图)
A. B. C. D.
物理(苏科版)九年级下
31
跟踪训练
1.
某同学设计的煤气检测电路如图甲所示,电
源电压恒定,R0为定值电阻,气敏元件R 的
阻值随煤气浓度的变化而改变.改变煤气浓
度,电流表的示数随煤气浓度c变化的关系
如图乙所示,则下列描述电压表的示数U、电
路消耗的总功率P随煤气浓度c变化的关系
图像中,可能正确的是 ( )
(第1题)
A. B.
C. D.
典例2 如图所示的电路中,电源电压保持6V
不变,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,定值电阻
R2为5Ω.电压表示数为U1,R2 的电功率为
P2,电流表示数为I.闭合开关后,移动滑片P,
下列图像中,可能正确的是 ( )
(典例2图)
A. B.
C. D.
跟踪训练
2.
小明利用如图所示的电路测小灯泡的电功
率,其中小灯泡灯丝的阻值会随着温度的变
化而变化.小灯泡上标有“2.5V 0.5W”字
样,电源电压恒为3V,根据实验所得数据绘
制出了电路总功率P总、小灯泡功率PL、电
压表示数U1 和U2 随电路中电流变化的图
像,其中正确的是 ( )
(第2题)
A. B.
C. D.
典例3 (2024·南通)图甲是灯泡L的I-U 图
像,灯泡的额定电压为2.5V.将灯泡L接入图
乙电路中,已知电阻R0的阻值为5Ω,电流表的
量程为0~0.6A,电源电压可调.在电路安全工
作的前提下,下列判断中,正确的是(提示:可在
图甲中作出电阻R0的I-U图像) ( )
(典例3图)
A.
两条支路中的电流不可能相同
B.
灯泡的实际功率总比电阻功率大
C.
电路总功率最大可达到1.5W
D.
电源可调的最大电压为1.8V
第十五章 电功和电热
32
跟踪训练
3.
(2024·济宁)如图所示为一个灯泡L和一个
定值电阻R 的I-U 图像.下列分析中,正确
的是 ( )
(第3题)
A.
甲为灯泡L的图线
B.
当电压为0时,L与R的阻值均为0
C.
将L和R并联在6V的电源两端,电路总
电阻为36Ω
D.
将L和R串联在6V的电源两端,L的功
率为0.24W
典例4 (2023·广安)如图甲所示,电源电压保
持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P 从a
端移至b端的过程中,R1消耗的电功率P随R1
阻值变化的关系如图乙所示.下列分析中,错误
的是 ( )
(典例4图)
A.
定值电阻R2为10Ω
B.
电源电压为12V
C.
滑片P置于b端时,闭合开关S,电压表的示
数为10V
D.
滑片P置于b端时,闭合开关S,通电1min
R2产生的热量为24J
跟踪训练
4.
如图甲所示的电路中,R 为定值电阻,R1为
滑动变阻器.滑动变阻器的滑片从一端移至
另一端的过程中,滑动变阻器的电功率与其
接入电路的阻值的关系图像如图乙所示.下
列说法中,正确的是 ( )
(第4题)
A.
滑动变阻器R1接入电路的阻值最大时,
电路中的电流为0.1A
B.
电源电压为3V
C.
定值电阻R的阻值为20Ω
D.
电路的最小总功率为1.2W
考点二 电学综合
(典例5图)
典例5 如图所示,电源电压保
持不变,R1 是电阻箱,最大阻
值为R.R2 是定值电阻.闭合
开关S,当电阻箱的阻值调为
R时,电压表示数为3V,电阻箱的功率为
0.9W;当电阻箱的阻值调为0.5R时,电压表的
示数变化了1.5V.下列说法中,正确的是( )
A.
电源电压为3V
B.
电阻箱R1的最大阻值为40Ω
C.
前后两次电路总功率变化了0.45W
D.
为保证电路安全,电流表的量程不能选0~0.6A
跟踪训练
5.
如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动
变阻器R2的滑片P从a端滑到b端的过程
中,电流表示数变化了0.2A,电压表V1的
示数从6V变为2V,电压表V2的示数变化
了9V,R1的功率变化了ΔP1,电路总功率变
化了ΔP.下列选项中,正确的是 ( )
(第5题)
A.
电源电压为13.5V
物理(苏科版)九年级下
33
B.
R2的最大阻值为45Ω
C.
ΔP1为0.8W
D.
ΔP为1.8W
典例6 在“学习使用滑动变阻器”的活动中,小
明设计了如图所示的电路.滑动变阻器标有
“20Ω 1A”字样,小灯泡标有“3V 0.9W”字
样(不考虑温度对灯丝电阻的影响).闭合开关,
将滑动变阻器的金属滑片移至中点时,小灯泡
恰好正常发光.移动金属滑片的过程中,确保各
元件使用安全,则 ( )
(典例6图)
A.
电源电压为9V
B.
小灯泡消耗的最小电功率为
0.6W
C.
电路消耗的最大电功率为
2.7W
D.
滑动变阻器消耗的最小电功率为0.8W
跟踪训练
(第6题)
6.
如图所示,电源电压不变,R1
为定值电阻,R2为滑动变阻
器(a、b为其两端点).闭合开
关S,当滑片P 在某一端点
时,电流表的示数为0.1A,R2消耗的电功率
为1W;当滑片P移动至某一位置时,电流表
的示数为0.3A,R2消耗的电功率为1.8W.
下列说法中,正确的是 ( )
A.
题中的“某一端点”指的是a点
B.
R2的最大阻值为20Ω
C.
电源电压为10V
D.
R2消耗的最大电功率为1.8W
典例7 (2024·新疆)如图所示的电路中,电源
电压保持不变,甲、乙均为滑动变阻器.开关S闭
合后,甲、乙接入电路的电阻分别为R甲、R乙,此
时电路的总功率为P0.若将甲接入电路的阻值
增大10Ω,乙接入电路的阻值减小10Ω,电路的
总功率仍为P0;若将甲接入电路的阻值增大
6Ω,乙接入电路的阻值减小6Ω,此时,甲的电
功率为P甲,乙的电功率为P乙,则 ( )
(典例7图)
A.
R甲>R乙,P甲>P乙 B.
R甲<R乙,P甲>P乙
C.
R甲>R乙,P甲<P乙 D.
R甲<R乙,P甲<P乙
跟踪训练
7.
如图所示的电路中,电源电压不变,AB 为铅
笔芯,开关闭合后,当滑片M 在某一位置时,
电路的总功率为P,电流表A1、A2的示数分
别为I1、I2;当滑片M 移到另一位置时,电路
的总功率仍为P,电流表A1的示数变为I1',
且I1'=
1
2I1
,此时电流表 A2 的示数变为
I2',则 ( )
(第7题)
A.
I2'≥2I2 B.
I2'≤2I2
C.
I2'>2I2 D.
I2'=2I2
考点三 家庭电路
典例8 (2024·潍坊)如图所示为某家庭电路
的示意图,关于该家庭电路,下列说法中正确
的是 ( )
(典例8图)
A.
导线b是火线
B.
电能表上计数器示数的单位是千瓦
C.
空气开关跳闸,原因可能是电路中出现短路
D.
正确使用测电笔插入三线插座的某一孔,氖
管不亮,该孔一定接零线
第十五章 电功和电热
34
跟踪训练
8.
(2024·齐齐哈尔)如图所示为比较简单的家
庭电路示意图,关于该示意图,下列说法中正
确的是 ( )
(第8题)
A.
电能表是测量家庭电路中正在工作的用
电器总功率的仪表
B.
保险盒内的保险丝熔断后,可以用铜导线
或者铁导线代替
C.
控制灯泡的开关和它所控制的灯泡,位置
可以互换
D.
连接三线插座的导线中,a导线接的是零
线,b导线接的是火线
考点四 安全用电
典例9 (2024·宜宾)关于安全用电,下列说法
中正确的是 ( )
A.
用湿手触摸家庭电路开关
B.
多个大功率用电器同时工作时,共用一个
插座
C.
使用测电笔时,手指按住笔尾金属帽,用笔尖
接触被测导线
D.
将冰箱的三线插头中较长插脚去掉后,可直
接插入两线插座中使用
跟踪训练
9.
(2024·安徽)关于安全用电,下列说法中错
误的是 ( )
A.
绝缘皮破损的电线,需要及时更换
B.
家用电器工作时起火,可以直接用水浇灭
C.
发生触电事故时,不能直接用手去拉触
电者
D.
手机充电结束后,要把充电器从插座上及
时拔下
1.
小徐用如图甲所示的电路来进行电
学实验,他按照正确步骤进行实验
并记录数据,图乙是根据实验所得
数据画出的定值电阻R0消耗的电功率和滑
动变阻器R 消耗的电功率随电流变化的图
像,则下列说法中,正确的是 ( )
(第1题)
A.
R0的阻值为20Ω
B.
电源电压为12V
C.
P1的值为4W
D.
滑动变阻器的最大功率为5W
(第2题)
2.
如图所示的电路中,电源电
压保持不变,滑动变阻器
R1的最大阻值为20Ω,小
灯泡的电阻RL=8Ω,R2<
RL,闭合开关S,当滑片P 置于b端时,小灯
泡的实际功率为2W,忽略温度对小灯泡灯
丝电阻的影响,则滑片P 置于a端时小灯泡
的实际功率可能是 ( )
A.
10W B.
15W C.
25W D.
30W
(第3题)
3.
如图所示的电路中,电源电压
保持不变,R1、R2 和R3 三个
电阻中有两个电阻的阻值相
等.当所有开关都闭合时,电路
总功率是只闭合S1时电路总功率的4.5倍.
R1与R2的比值最大为 ( )
A.
1 B.
2 C.
3 D.
5
4
物理(苏科版)九年级下
35
4.
(2023·武汉)小强同学放学回家后,打开电
灯,接入电热水壶,两者均正常工作,接着启
动微波炉加热食品时,发现微波炉不工作,电
热水壶突然停止工作,但是电灯仍然正常发
光,如图所示.他对故障作了下列四种判断,
其中正确的是 ( )
(第4题)
A.
零线上a、b间断路
B.
零线上b、c间断路
C.
微波炉所在支路b、e间短路
D.
电热水壶所在支路c、d间短路
5.
如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关
S,移动滑动变阻器的滑片至某位置,定值电
阻R0消耗的功率为2.5W;再次移动滑片至
另一位置,R0消耗的功率为10W,电压表的
示数为5V.若前、后两次滑动变阻器消耗的
功率相同,则电源电压U= V.
(第5题)
(第6题)
6.
如图所示的电路中,电源电压保持不变.只闭
合开关S1时,定值电阻R1的功率是16W;
当开关S1、S2都闭合时,R1的功率是25W.
先后两次电路消耗的功率之比是 .
(第7题)
7.
如图所示,电源电压恒定不
变,R1、R2 为定值电阻,
R1=10Ω,R1<R2.当闭合
开关S2、S3,开关S1 处于
状态时,R1、R2并
联,电流表示数为0.45A;当断开S2、S3,闭
合S1时,电流表示数为0.1A.由以上数据可
得,电源电压为 V;R1、R2并联时,
R2消耗的功率为 W.
8.
有两根电阻丝R1、R2和一个电源,
电源电压保持不变.若只将电阻丝
R1接在电源两端,电阻丝R1 在
120s内产生的热量为12Q.若将电阻丝R1、
R2并联接在电源两端,电阻丝R1、R2在60s
内产 生的总热量为 8Q,则 R1∶R2=
.若将电阻丝R1、R2串联在电源两
端,为使电阻丝R1、R2产生的总热量为3Q,
则需通电的时间是 s.
9.
如图甲所示,电源电压保持不变,R2是定值
电阻,R1是最大阻值为16Ω的滑动变阻器.
小灯泡L上标有“6V 3W”的字样,其电流
与电压的关系如图乙所示.
(第9题)
(1)
求小灯泡正常发光时的电阻.
(2)
闭合开关S、S1,滑动变阻器滑片在a端
时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.9A.
求R2的电功率.
(3)
闭合开关S,断开S1,求灯泡在1min内
消耗电能的最小值.
第十五章 电功和电热
7.
[解析](1)
电能表允许负载的最大
功率Pmax=UI=220V×10A=
2200W,现有用电器总功率P现有=
40W×8+100W+150W+100W+
750W=1420W,如果再装上空调,那
么总功率为 1420W+1000W=
2420W>2200W,超过电能表允许
负载的最大电功率,所以原有电路上
不能再安装一台1000W 的空调.
(2)
①
换用允许通过更大电流的电
能表,换用熔断电流更大的保险丝,同
时应考虑电线的安全性.②
另外拉一
条线路供空调专用.
家庭电路设计与安装的注意点
整个家庭电路中的所有元件
组成一个相互关联的整体,各个元
件规格的选择一定要注意匹配性,
整个电路的安装一定要注意安
全性.
第十五章复习
[知识体系构建]
UIt I2Rt U
2
Rt 3.6×10
6 UI
I2R U
2
R I
2Rt UIt U
2
Rt =
< 地 火 36 火
[高频考点突破]
典例1 C [解析]如图甲所示的电
路中,开关S闭合后,气敏传感器与
R0串联,电压表与气敏传感器并联.
由图乙可知:UQ=kc(k是定值),则
U0=U源-UQ=U源-kc,P0=
U02
R0
=
(U源-kc)2
R0
=
k2c2-2kU源c+U源2
R0
,
P0与c是二次函数关系,A、B均错;
电路中的电流I=I0=
U0
R0
=
U源-kc
R0
,
P=U源I=
-kU源c+U源2
R0
,P 与c
是一次函数关系且P随c的增大而减
小,C对,D错.
[跟踪训练]
1.
A [解析]由图甲可知,定值电阻
R0和气敏元件R 串联,电压表测R
两端的电压,电流表测电路中的电流,
由图乙可知,煤气浓度增大时,电路中
的电流线性增大,由U=IR 可知,定
值电阻R0 两端的电压也线性增大,
因为串联电路中总电压等于各部分电
压之和,所以R 两端的电压U=
U总-U0,则电阻R 两端的电压线性
减小,A正确,B错误;由P=U总I可
知,电路消耗的总功率线性增大,C、D
错误.
典例2 D [解析]电压表的示数
U1=U-IR2,由于电源电压U、电阻
R2不变,故U1与I是一次函数关系
且U1 随I的增大而减小,故选项B
错误;当R1=15Ω时,电路总电阻最
大,电 路 中 的 电 流 最 小,Imin =
U
R1+R2=
6V
15Ω+5Ω=0.3A
,此时
U1=IminR1=0.3A×15Ω=4.5V,
故选项A错误;P2=I2R2,所以P2
与电流I是二次函数关系,故选项C
错误;当R1'=0时,电流最大,Imax=
U
R2
=6V5Ω=1.2A
,P2大=Imax2R2=
(1.2A)2×5Ω=7.2W,电流最小为
0.3A,P2小=Imin2R2=(0.3A)2×
5Ω=0.45W,故选项D正确.
[跟踪训练]
2.
C [解析]由图可知,该电路为串
联电路,电流表测量电路中的电流,电
压表V1 测量的是灯泡两端的电压,
电压表V2测量的是滑动变阻器两端
的电压;灯泡的额定电流I=
P额
U额 =
0.5W
2.5V=0.2A
,为了保护电路,电路
中的最大电流为0.2A,则电路的最
大总功率P总=UI=3V×0.2A=
0.6W,故A错误;小灯泡灯丝的阻值
会随着温度的变化而变化,根据P=
I2R可知,小灯泡功率与电流的图像
不是一条直线,故B错误;当滑动变
阻器接入电路的电阻变小时,总电阻
变小,根据欧姆定律可知,电路中的电
流变大;由于电流越大,灯泡的实际功
率越大,灯丝的温度越高,灯泡的电阻
越大,根据U=IR 可知,灯泡两端的
电压随着电路中电流的增大而增大,
电流越大,电压表示数U1 的增加量
越大,故C正确;根据串联电路的电
压规律可知,随着电流的增大,灯两端
的电压增大,滑动变阻器两端的电压
减小,故D错误.
典例3 D [解析]先在图甲中作出
电阻R0的I-U图像,如图所示.由答
图可知,当U源 =1.8V 时,IL=
0.24A,IR0=
U源
R0
=1.8V5Ω =0.36A
,
I=IL+IR0=0.24A+0.36A=
0.6A,D对;当U源'=1V时,IL'=
0.2A,IR0'=
U源'
R0
=1V5Ω=0.2A
,
IL'=IR0',A错.据P=UI和图像可
知,当1V<U源≤1.8V时,PR0>
PL,B错.P总max=U源I=1.8V×
0.6A=1.08W<1.5W,C错.
(典例3图)
[跟踪训练]
3.
D [解析]定值电阻的电流与其两
端电压成正比,所以定值电阻R的I-U
关系图像是一条直线,所以甲表示电
阻R的I-U关系图像,曲线乙是灯泡
L的I-U 关系图像,故A错误;当电
压为0时,L与R的阻值均不为0,故
B错误;将L和R并联在6V的电源
91
两端,由图像知,定值电阻R 中流过
的电流为0.25A,灯泡L中流过的电
流为0.5A,电路中的总电流为
0.25A+0.5A=0.75A,故电路中的
总电阻R总=UI总=
6V
0.75A=8Ω
,故C
错误;若将L和R串联在6V的电源
两端,结合串联电路的电流、电压规
律,通过分析图像可知,此时小灯泡两
端电压为1.2V,定值电阻两端电压
为4.8V,电路中电流为0.2A,L的
功率PL=ULIL=1.2V×0.2A=
0.24W,故D正确.
典例4 C [解析]由图甲可知,R1、
R2串联,电压表测量R2 两端的电
压,电流表测量电路中的电流;闭合开
关S,滑动变阻器的滑片P 从a端移
至b端的过程中,由图乙可知,当滑动
变阻器R1的阻值为10Ω,R1消耗的
电功率为3.6W,由P=I2R可知,此
时电 路 中 的 电 流 I1 =
P1
R1
=
3.6W
10Ω =0.6A
,根据串联电路的电
压特点和欧姆定律可知,电源电压
U=I1R2+I1×10Ω=0.6A×R2+
0.6A×10Ω ①;由图乙可知,当滑
动变阻器R1 的滑片移至b端时,阻
值最大为50Ω,R1 消耗的电功率为
2W,由P=I2R可知,此时电路中的
电流I2=
P2
R1'
= 2W50Ω=0.2A
,
根据串联电路的电压特点和欧姆定律
可知,电源电压U=I2R2+I2×50Ω=
0.2A×R2+0.2A×50Ω ②.联立
①②两式解得电源电压U=12V,
R2=10Ω,故A、B正确;滑片P 置于
b端时,电流I2=0.2A,R2两端的电
压U2=I2R2=0.2A×10Ω=2V,即
电压表的示数为2V,故C错误;滑片
P 置于b 端时,闭合开关 S,通电
1min
R2 产生的热量 Q2=W2=
U2I2t=2V×0.2A×1×60s=24J,
故D正确.
[跟踪训练]
4.
D [解析]由图甲可知,滑动变阻
器R1 与定值电阻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,滑动变阻器R1为最
大阻值20Ω时,其电功率为0.8W,
此时电路中的电流I=
P1
R1
=
0.8W
20Ω =0.2A
,故A错误;由图乙
可知,当滑动变阻器的阻值为10Ω
时,它的电功率为0.9W,此时电路中
的电流I'=
P1'
R1'
= 0.9W10Ω =
0.3A,电源电压U=I(R+R1)=
I'(R+R1'),即0.2A×(R+20Ω)=
0.3A×(R+10Ω),解得R=10Ω,则
电源电压U=I(R+R1)=0.2A×
(10Ω+20Ω)=6V,故B、C错误;由
P=U
2
R
可知,电源电压一定时,电路的
总功率与总电阻成反比,当滑动变阻
器的阻值最大时,电路总电阻最大,总
功率最小,则电路的最小总功率
Pmin=
U2
R+R1=
(6V)2
10Ω+20Ω=1.2W
,
故D正确.
典例5 B [解析]在题图所示的电
路中,闭合开关S后, 、R1与R2串
联, 与R2并联.设电源电压为U,
则据串联电路电流、电压的特点和欧
姆定律,当R1 的阻值调为R 时,有
U-3V
R =
3V
R2
①,当R1的阻值调为
0.5R 时, 有 U-3V-1.5V0.5R =
3V+1.5V
R2
②,由①②
可得U=9V,
A错;当R1 的阻值调为R 时,U1=
U-U2=9V-3V=6V,R=
U12
P1
=
(6V)2
0.9W=40Ω
,B对;将U=9V,R=
40Ω代入①式可得R2=20Ω.当R1
的阻值调为R 时,P总 = U
2
R+R2=
(9V)2
40Ω+20Ω=1.35W
;当R1 的阻值
调为0.5R 时,P总'= U
2
0.5R+R2=
(9V)2
20Ω+20Ω=2.025 W
,ΔP总 =
P总'-P总 =2.025W-1.35W=
0.675W,C错;当R1 的阻值调为0
时,R总 最小,I 最大,Imax=
U
R2
=
9V
20Ω=0.45A<0.6A
,故电流表的量
程选0~0.6A 能保证电路安全,
D错.
[跟踪训练]
5.
A [解析]滑片P在a端时,电路
是R1、R3的串联电路;滑片P在b端
时,电路是R1、R2、R3的串联电路,此
时电流减小0.2A.假设电源电压为
U,据此有 UR1+R3=
U
R1+R2+R3+
0.2A ①;电压表 V1 始终测R1
两端的电压,根据串联电路分压原
理有U·
R1
R1+R3=6V ②
,U·
R1
R1+R2+R3=2V ③.
用②式除以
③式,可得 UR1+R3=3
U
R1+R2+R3
,
代入①式,可得滑片P 在a端时,电
流I1=0.3A,滑片P在b端时,电流
I2=0.1A.滑片P 在b端时电压表
V2示数为9V,故R2 的最大阻值
R2=
U2
I2
= 9V0.1A=90Ω.R1
的阻值
R1=
U1'
I2
= 2V0.1A=20Ω
,代入①式,
解得R3=25Ω,电源电压U=13.5V.
02
R1 的 功 率 变 化 ΔP1 =I12R1 -
I22R1 = (0.3 A)2 × 20 Ω -
(0.1A)2×20Ω=1.6W,电路总功率
变化ΔP= U
2
R1+R3-
U2
R1+R2+R3=
(13.5V)2
20Ω+25Ω-
(13.5V)2
20Ω+90Ω+25Ω=
2.7W.综上,A选项符合题意.
典例6 D [解析]将滑片移至中点
时,变阻器接入电路中的电阻R'=
10Ω;小灯泡恰好正常发光,小灯泡两
端的电压为3V,此时电路中的电流
即电路中的最大电流I=
P额
U额 =
0.9W
3V =0.3A
;变阻器两端的电压
U'=IR'=0.3A×10Ω=3V;电源电
压U=U'+U额=3V+3V=6V,故
A 错误;灯泡的电阻 RL=
U额
I =
3V
0.3A=10Ω
;当滑动变阻器的电阻全
部接入电路中时,电路中的电流最小,
灯泡消耗的电功率最小,则小灯泡消
耗 的 最 小 功 率 P小 =
U
RL+Rmax
2
RL=
6V
10Ω+20Ω
2
×
10Ω=0.4W,故B错误;电路中的最
大电流为0.3A,则电路消耗的最大
功率P=UI=6V×0.3A=1.8W,
故C错误;滑动变阻器消耗的功率
P滑= URL+R
2
R= U
2R
RL2+2RLR+R2
=
U2
(RL-R)2+4RLR
R
= U
2
(RL-R)2
R +4RL
=
(6V)2
(10Ω-R)2
R +4×10Ω
,由数学知识
可知,当变阻器的阻值R=RL=10Ω
时,变阻器R 消耗的电功率最大,所
以滑片从右向左移动时,变阻器消耗
的功率先变大后变小,而由题意可知
R<10Ω时,灯泡会烧坏,所以,当变阻
器的阻值取最大值20Ω时,其消耗的
功率最小,则变阻器消耗的最小功率
P滑小 =
(6V)2
(10Ω-20Ω)2
20Ω +4×10Ω
=
0.8W,故D正确.
[跟踪训练]
6.
D [解析]滑片P在某一端点时,
电流表的示数为0.1A,滑片P 移动
至某一位置时,电流表的示数为
0.3A,故滑片P在某一端点时,电流
最小,即滑片位于b端,滑动变阻器最
大阻值R2=
P2
I12
= 1W(0.1A)2=100Ω
,
电源电压U=I1(R1+R2)=0.1A×
(R1+100Ω),滑片P 移动至某一位
置时,R2'=
P2'
I22
= 1.8W(0.3A)2=20Ω
,电
源电压U=I2(R1+R2')=0.3A×
(R1+20Ω),有0.1A×(R1+
100Ω)=0.3A×(R1+20Ω),解得
R1=20Ω,U=12V;P2″=
U
R1+R2″
2
×
R2″=
U2
(R1-R2″)2
R2″
+4R1
,当 R2″=
R1=20Ω时,R2消耗的电功率最大,
此时U2″=
1
2U=
1
2×12V=6V
,
P2大=
U2″2
R2″
=
(6V)2
20Ω =1.8W.
典例7 D [解析]由题意可知,
U2
R甲+
U2
R乙=P0
,把R甲 增加10Ω,R乙
减小10Ω后电路的总功率不变,即
U2
R甲+10Ω+
U2
R乙-10Ω=P0
,那么
U2
R甲+
U2
R乙=
U2
R甲+10Ω+
U2
R乙-10Ω
,
整理等式可得R甲=R乙-10Ω,即
R甲<R乙;若将甲接入电路的阻值增
大6Ω,乙接入电路的阻值减小6Ω,
此时R甲'>R乙',则由P=U
2
R
可知,
P甲<P乙,故D正确.
[跟踪训练]
7.
D [解析]由题中电路图可知,铅
笔芯的AM 部分和BM 部分并联,电
流表 A1 测通过AM 部分电阻的电
流,电流表A2 测通过BM 部分电阻
的电流,因为滑片M 在某一位置和另
一位置时,电路的总功率相等,所以,
由P=UI=U
2
R
可知,两种情况下电路
的总电阻相等,当滑片M 移到某一位
置时,电路的总电阻R=
RAMRBM
RAM+RBM
,
同理可得,滑片M 移到另一位置时,
电路中的总电阻R=
RAM'RBM'
RAM'+RBM'
,则
RAMRBM
RAM+RBM =
RAM'RBM'
RAM'+RBM'
, 即
RAMRBM=RAM'RBM',因为并联电路
中各支路两端的电压相等,且电源电
压不变,所以,由I=UR
可得,I1'
I1
=
U
RAM'
U
RAM
=
RAM
RAM'
=12
,即RAM'=2RAM,
代入 RAMRBM =RAM'RBM'可 得,
RBM'=
1
2RBM
,电流表A2 两次的示
数之比
I2'
I2
=
U
RBM'
U
RBM
=
RBM
RBM'
=21
,即
I2'=2I2.故选D.
典例8 C [解析]开关和灯泡连接
时,为了安全,开关应接在火线和灯泡
之间,所以导线a是火线,导线b是零
线,A错误;电能表上计数器示数的单
位是千瓦时,B错误;空气开关“跳闸”
是电路中的电流过大造成的,可能是
电路中出现了短路,也可能是电路中
的总功率过大,C正确;正确使用测电
笔分别测试三线插座的三个孔时,氖
管不发光,则该孔所接的是零线或地
12
线,氖管发光说明接的是火线,D错误.
[跟踪训练]
8.
D [解析]电能表是测量家庭电路
中正在工作的用电器消耗电能多少的
仪表,故A错误;保险盒内的保险丝
熔断后,不可以用铜导线或者铁导线
代替,因为熔点高,故B错误;控制灯
泡的开关和它所控制的灯泡,位置不
可以互换,故C错误;连接三线插座
的导线中,a导线接的是零线,b导线
接的是火线,故D正确.
典例9 C [解析]生活用水是导体,
用湿手触摸开关,有触电的危险,不符
合安全用电原则,故A错误;多个大
功率用电器同时使用一个插座易造成
电流过大,引发火灾,故B错误;使用
测电笔时手指要接触金属笔尾,笔尖
接触电线,可辨别火线与零线,故C
正确;电冰箱的外壳必须接地,所以冰
箱的三线插头中较长插脚(连接地线)
绝对不能去掉,否则可能使冰箱外壳
带电,人体接触造成触电,故D错误.
[跟踪训练]
9.
B [解析]家庭电路中,应及时更
换使用年限过长的电线,防止绝缘皮
破损或老化,造成短路,故A符合安
全用电要求;电器着火,首先应切断电
源,生活用水是导体,为防止触电,不
能用水扑灭,故B不符合安全用电要
求;一旦发生触电事故,施救人员不要
马上用手拉开触电人员,应先切断电
源再施救,故C符合安全用电要求;
将手机充电器长期插在电源插座上,
可能会因充电器发热而造成危险,故
D符合安全用电要求.
[综合素能提升]
1.
D [解析]由图甲可知,定值电阻
R0与滑动变阻器R 串联,电压表测
R两端的电压,电流表测电路中的电
流.R0消耗的功率P=I2R0,功率与
电流的平方成正比,所以R0 消耗的
功率随电流变化的图像为图乙中下方
的图线,则上方的图线为R消耗的功
率随电流变化的图像.当滑片滑到b
端时,R接入电路的阻值最大,此时电
路的总电阻最大,电路中的电流最小,
由图乙可知,最小电流Imin=0.4A,
此时R0消耗的功率为0.8W,R消耗
的功率为3.2W,则R0 两端的电压
U0=
P0
Imin
=0.8W0.4A=2V
,R 两端的电
压UR'=
PR'
Imin
=3.2W0.4A=8V
,所以电
源电压U=U0+UR'=2V+8V=
10V,故 B错误;R0 的阻值R0=
U0
Imin
= 2V0.4A=5Ω
,故A错误;由图乙
可知,P1表示R0和R消耗的功率相
等,通过R0、R 的电流也相等,则由
P=I2R 可知,此时R0 和R 接入电
路的阻值相等,即R=R0=5Ω,则此
时电路的总电阻R总 =R+R0=
5Ω+5Ω=10Ω,电路中的电流I1=
U
R总=
10V
10Ω=1A
,所以P1=I12R0=
(1A)2×5Ω=5W,故C错误;滑动变
阻器的功率PR=URI=(U-U0)I=
(U -IR0)I= -R0I2 +UI=
-R0I-
U
2R0
2
+U
2
4R0
,当I=U2R0=
10V
2×5Ω=1A
时,滑动变阻器的功率
最大,则滑动变阻器的最大功率
PRmax=
U2
4R0=
(10V)2
4×5Ω=5W
,故 D
正确.
2.
B [解析]由电路图知,当滑动变
阻器滑片P置于b端时,灯泡L和定
值电阻R2、滑动变阻器R1 的最大阻
值串联,根据P=I2R可知,灯泡的实
际功率PL=I2RL=I2×8Ω=2W,
解得I=0.5A,串联电路中总电阻等
于各分电阻之和,由I=UR
可得,电源电
压U=I(R1+RL+R2).当滑片P在a
端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为
0,灯泡L与R2串联,此时电路中的电
流I'= URL+R2=
I(R1+RL+R2)
RL+R2 =
IR1+I(RL+R2)
RL+R2 =
IR1
RL+R2+I=
0.5A×20Ω
8Ω+R2 +0.5A=
10V
8Ω+R2+
0.5A,灯 泡 的 实 际 功 率 PL'=
I'2RL= 10V8Ω+R2+0.5A
2
×8Ω,
当 R2 =0 时,PL' = 10V8Ω +
0.5A
2
×8Ω=24.5W;当R2=8Ω
时,PL'= 10V8Ω+8Ω+0.5A
2
×
8Ω=10.125W,因为R2<RL,所以
10.125W<PL'<24.5W,结合选项
可知,B正确.
3.
B [解析]设电源电压为U,当所
有开关都闭合时,R2 与R3 并联,R1
被短路,P总= U
2
R2R3
R2+R3
;当只闭合S1
时,R1 与R2 串联,R3 断路,P总'=
U2
R1+R2
,根 据 题 意 有 P总
P总' =
(R1+R2)(R2+R3)
R2R3
=4.5,整理可得
R1R2+R1R3-3.5R2R3+R22=
0 ①.若R1=R2,则
R1
R2
=1;若R1=
R3 ②,则将②代入①,并整理可得
R12 - 2.5R1R2 + R22 = 0,即
(0.5R1-R2)(2R1-R2)=0,解得
R1
R2
=2或
R1
R2
=12
;若R2=R3 ③,
则将③代入①,并整理可得2R1R2-
2.5R22=0,即R2(2R1-2.5R2)=0,
22
解得
R1
R2
=54
,故R1=R3 时,
R1
R2
有最
大比值2.故选B.
4.
A [解析]电灯仍正常工作,说明
火线、零线均正常;电热水壶和微波炉
不工作,电灯仍正常发光,故障应为电
热水壶和微波炉所在的干路出现断路
现象,因此可能是a、b间发生了断
路.若微波炉所在支路b、e间短路或
电热水壶所在支路c、d间短路,所有
用电器都不可能有电流通过,电灯不
能正常发光.
5.
15 [解析]由图可知,滑动变阻器
与定值电阻R0 串联,电压表测滑动
变阻器两端的电压.闭合开关S,移动
滑动变阻器的滑片至某位置时,R0消
耗的功率为2.5W,由P=UI和串联
电路的规律可得,滑动变阻器消耗的
功率P滑=P总-P0=UI1-2.5W,
再次移动滑片至另一位置,R0消耗的
功率为10W,滑动变阻器消耗的功率
P滑'=P总'-P0'=UI2-10W,前、后
两次滑动变阻器消耗的功率相同,则
UI1-2.5W=UI2-10W,即UI2-
UI1=7.5W ①,由P=I2R 可得,
前、后两次电路中电流之比I1
I2
=
P0
R0
P0'
R0
=
P0
P0'
= 2.5W10W =
1
2 ②
,
由①②可得,UI2=15W,则P滑'=
UI2-10W=15W-10W=5W,由
于闭合开关S,移动滑动变阻器的滑
片至另一位置时,电压表的示数为
5V,则P滑'=U滑'I2=5V×I2=
5W,解得I2=1A,代入UI2=15W,
则电源电压U=15V.
6.
4∶5 [解析]由题意可知,电源电
压保持不变.只闭合开关S1时,R1和
R2串联在电路中,定值电阻R1 的功
率是16W,即P1=
U
R1+R2
2
R1=
16W ①,此时电路消耗的功率P=
U2
R1+R2
;当开关S1、S2 都闭合时,R2
被短路,电路是R1 的简单电路,R1
的功率是25W,此时电路总功率是
25W,即P'=P1'=
U2
R1
=25W ②,
由 ① ② 式 可 知,P1 ∶ P1' =
U
R1+R2
2
R1∶
U2
R1
=
R12
(R1+R2)2
=
16
25
,即 R1
R1+R2=
4
5
,先后两次电路消
耗的功率之比P∶P'= U
2
R1+R2∶
U2
R1
=
R1
R1+R2=
4
5
,即4∶5.
7.
断开 3 0.45 [解析]当闭合开
关S2、S3,开关S1 处于断开状态时,
R1、R2 并联;当断开S2、S3,闭合S1
时,R1、R2串联.设电源电压为U,当
R1、R2 并联时,电流表测干路电流,
其示数I1=0.45A,根据并联电路的
电流特点有U
R1
+UR2=I1
,即 U
10Ω+
U
R2
=0.45A ①;当R1、R2 串联时,
电流表测串联电路中的电流,其示数
I2=0.1A,根据串联电路的电压特点
有U=I2(R1+R2),即U=0.1A×
(10Ω+R2) ②,由①②解得R2=
5Ω或20Ω,由于R1<R2,故R2=
20Ω,则电源电压U=I2(R1+R2)=
0.1A×(10Ω+20Ω)=3V.当R1、
R2 并联时,R2 消耗的功率 P2=
U2
R2
=
(3V)2
20Ω =0.45W.
8.
1∶3 120 [解析]只将R1 接在
电源两端时,Q1=
U2
R1
×120s=12Q,
R1、R2 并联接在电源两端,Q总 =
U2
R1
×60s+U
2
R2
×60s=8Q,可得R1∶
R2=1∶3.R1、R2 串联接在电源两
端,Q总'= U
2
R1+R2×t=
U2
4R1×t=
3Q,可得t=120s.
9.
[解析](1)
灯泡L上标有“6V
3W”的字样,由P=U
2
R
可得,灯泡正
常发光时的电阻RL=
UL2
PL
=
(6V)2
3W =
12Ω.(2)
闭合开关S、S1,滑动变阻器
滑片在a端时,滑动变阻器接入电路
的电阻为0,此时灯泡和电阻R2 并
联,电流表测干路电流,因灯泡正常发
光,则电源电压等于灯泡的额定电压,
即U=6V.由P=UI可得,通过灯泡
的电流IL=
PL
U =
3W
6V=0.5A
,通过
电阻R2的电流I2=I-IL=0.9A-
0.5A=0.4A,则电阻R2 的电功率
P2=UI2=6V×0.4A=2.4W.
(3)
闭合开关S,断开S1时,灯泡与滑
动变阻器串联,当滑动变阻器接入电
路的最大电阻为16Ω时,电路中电流
最小,此时灯泡消耗的功率最小.由图
乙可知,当通过灯泡的电流为0.25A
时,灯泡两端的电压为2V,此时滑动
变阻器两端电压U滑 =U-UL小 =
6V-2V=4V,滑动变阻器接入电路
的电阻R滑=
U滑
I小 =
4V
0.25A=16Ω
,与
滑动变阻器接入电路的最大电阻为
16Ω一致,符合条件.灯泡在1min内
消耗的电能最小值WL小=UL小I小t=
2V×0.25A×60s=30J.
第十六章 电磁转换
一、
磁体与磁场
第1课时 磁 体
1.
磁性 南(或S) 北(或N) 指南
针 电动机(后两空答案合理即可)
2.
D 3.
A
4.
N(或北) 吸引 [解析]由异名磁
极相互吸引和题图乙中小磁针静止时
的指向可知,右边这段裂纹处的磁极
是N极;左边那段裂纹处的磁极是S
32