重难点08 欧姆定律和电功率-2025年中考物理【热点·重点·难点】专练(广东专用)
2025-04-16
|
2份
|
79页
|
581人阅读
|
25人下载
内容正文:
重难点08 欧姆定律和电功率
考点
三年考情分析
2025考向预测
探究电流与电压和电阻的关系、 欧姆定律的简单计算、动态电路分析、伏安法测电阻的实验、电功的公式及简单应用、电功率P=W/t的简单计算、伏安法测小灯泡的电功率、焦耳定律的推导式及其应用、电功率的多挡位问题
近三年广东中考物理欧姆定律和电功率主要以综合选填题、实验题和计算题形式出现,分值约为2-16分不等,是中考最重要的考点。
近三年中考都考查了欧姆定律的简单计算及电功和电功率的应用;同时2022年还考查了 动态电路中电功率的简单计算、伏安法测小灯泡的电功率、 焦耳定律的推导式及其应用等;2023年考查了 电功率P=UI及推导式的简单计算、 电功率的比值问题;2024年考查了电功率的多挡位问题、探究电流与电阻的关系等。
1、欧姆定律
(1)基础计算:在选择、填空、计算题中,直接利用公式,结合串并联电路电流、电压、电阻规律,计算电流、电压或电阻值。
(2) 动态电路分析:常以选择、填空题考查,涉及滑动变阻器滑片移动,或开关通断改变电路结构,分析电表读数、灯泡亮度变化。
(3) 实验探究:实验题考查“探究电流与电压、电阻的关系”,涉及实验设计、操作步骤、数据处理与分析;也可能考伏安法测电阻实验,包括电路连接、故障分析、电阻计算等。
2、电功率
(1)功率计算:以选择、填空、计算题呈现,依据P=UI,结合欧姆定律公式推导式,计算用电器的额定功率、实际功率 。
(2)实际应用:结合生活中用电器,如多档位电热器,考查档位与功率关系,分析不同档位下电路状态和功率变化。
(3)实验探究:在实验题中考查“测量小灯泡的电功率”,涉及实验器材选择、电路连接、实验步骤、数据处理,以及根据实验现象判断灯泡工作状态 。
【知识必备】
一、欧姆定律
1、欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。公式:式中单位:I(电流)→安(A);U(电压)→伏(V);R(电阻)→欧(Ω)。
2、欧姆定律的应用
(1)同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 ,但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大。()
(2)当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小。()
(3)当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。(U=IR)
3、伏安法测导体电阻
(1)实验原理:。
(2)实验方法:伏安法。
(3)实验器材:电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、导线若干。
(4)实验电路:如图所示。
(5)实验步骤
①按实验原理图正确连接实验电路。
②电路经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P的位置,使电阻两端的电压分别为U1、U2、U3,观察电流表的示数,每次对应的数值为I1、I2、I3,分别填入设计的表格中。
③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3,求出它们的平均值R=(R1+R2+R3)/3。
(6)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压;③改变通过定值电阻的电流
4、串联电路特点:分压不分流
(1)电流:串联电路中各处的电流相等(不分流)(I串=I1=I2 )。
(2)电压:总电压等于各处电压之和(分压)(U串=U1+U2 )。
(3)电阻:总电阻等于各电阻之和(串联相当于增大导体的长度);R串=R1+R2 (总电阻大于分电阻)。
(4)分压原理:U1:U2 =R1:R2(串联电路各部分分配的电压与它的电阻成正比)。
5、并联电路特点:分流不分压
(1)电流:干路电流等于各支路电流之和(分流)(I并=I1+I2)。
(2)电压:各支路电压都等于电源电压(不分压)(U并=U1=U2)。
(3)电阻:总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和(并联相当于增大导体的横截面积),(总电阻小于分电阻)。
(4)分流原理:I1:I2 =R2:R1(并联电路各支路分配的电流与它的电阻成反比)。
6、欧姆定律在串并联电路中的应用
(1)串联电路:当串联电路中一个电阻改变时,电路中电流及另一个电阻电压也随之变化。
(2)当并联电路一个支路的电阻改变时,这个支路电流也会改变干路电流也会变化;但另一个支路电流和电压都不变。
(3)家庭电路中,各用电器采用并联方式接入电路。
二、电功率
1、电功:电流所做的功叫电功,电功的符号是W。实际上就是电能转化为其他形式的能的过程。电功的单位是焦耳(焦,J),电功的常用单位是度,即:千瓦时(kW·h)(1度=1kw.h=3.6×106J)。电功计算公式是W=UIt(适用于所有电路)。
2、计算电功还有以下公式
(1)W=Pt(适用于电功、机械功等所有求功的办法),计算时有两套单位:千瓦时、焦
(2)对于纯电阻电路(只有电能转化为内能的电路)可推导出:。
①串联电路:。
②并联电路:。
③在任何情况下,在一定时间所做的总功。
3、电功的测量
(1)电能表:测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
(2)电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样,分别表示:电能表额定电压是220V;允许通过的最大电流是5A;每消耗一度电,电能表转盘转3000转。
(3)读数时:①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位;②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。电能表以千瓦时为单位。
4、电功率(P):电流在单位时间内做的功。
(1)电功率表示电流做功快慢,不表示做功多少。
(2)单位:瓦特(国际),符号是W;常用单位有:千瓦符号是KW。
5、电功率公式:(适用于所有电路)。 利用计算时单位要统一
(1)如果W用焦、t用秒,则P的单位是瓦。
(2)如果W用千瓦时、t用小时,则P的单位是千瓦。
6、对于纯电阻电路推导公式:。
(1)串联电路中。
(2)并联电路中:。
(3)无论用电器串联或并联,计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
7、测量小灯泡的电功率
(1)小灯泡的发光情况由它的实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。
(2)灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变,电压越大,功率越大。
(3)灯泡的实际功率可以等于额定功率,也可以不等于额定功率。
※实验中电路故障分析
故障
现象
故障原因
灯泡不亮
闭合开关,灯泡不亮,电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低
闭合开关,灯泡不亮,电压表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏
②接线柱接触不良 ③连接导线断裂
闭合开关,灯泡不亮,电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良
②电流表和电压表的位置互换了
电表问题
电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转
电流表和电压表的“﹢”“-”接线柱接反了
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低
电表的指针超过最大刻度
①量程选择过小 ②电路中出现短路
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时,电表示数及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误,没有遵循“一上一下”的接线原则,使滑动变阻器接成了定值电阻
无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表指针偏转后又回到零刻度线处,电压表仍有示数
灯泡两端电压过高,滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置
8、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟
通电时间成正比。公式是Q= I2Rt。
9、串联电路各部分电路产生的热量与它的电阻成正比,并联电路各支路产生的热量与它的电阻成反比。
【重难解读】
1、欧姆定律
(1)重点:理解定律内容,熟练运用公式计算,掌握伏安法测电阻。
(2)难点:分析电路动态变化,结合串并联特点进行复杂电路计算。
2、电功率
(1)重点:掌握功率公式,区分额定与实际功率,分析实际问题。
(2)难点:根据条件选公式计算,掌握测电功率实验,解决综合问题。
一、探究电流与电压和电阻的关系(4小题)
1.(2024·广东深圳·中考真题)乐佳乐同学在探究电流与电阻的实验中:
(1)乐佳乐同学连接电路如图所示,他检查电路时,发现存在错误。请把接错的那一根导线找出来并打上“×”,再画线把它改到正确的位置上 ;
(2)纠正错误后,保持定值电阻两端电压为2V不变,得到实验数据如下表所示。其中有一组数据是错误的,乐佳乐同学发现错误数据的序号是 ;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
电流 I/A
0.07
0.08
0.10
0.70
0.20
0.40
(3)整理表中数据可得结论:导体两端电压一定时,导体中的电流与导体电阻成反比,请写出成反比的依据是什么?
(4)乐佳乐同学在做第五次实验时,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,用时8s完成电流表读数,这8s内,定值电阻R消耗的电能是 J。
【答案】 4 见解析 3.2
【详解】(1)[1]图中电压表串联在电路中,电流表和电阻并联,是错误的,应该将电压表和电阻并联,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)[2]由表中数据可知,第4次数据电压表的示数为
0.7A×15Ω=10.5V
其它各数据电压表的示数为
UV=0.08A×25Ω=2V
所以第4次数据错误。
(3)[3]由表中数据可知,电流和电阻的乘积不变,为2V,所以导体两端电压一定时,导体中的电流与导体电阻成反比。
(4)[4]定值电阻R消耗的电能
W=UIt=2V×0.2A×8s=3.2J
2.(2024·广东汕头·一模)小红用如图甲所示电路“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”,电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“ ”。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑到最右端时阻值最大。( )
(2)电路连接正确后闭合开关,发现电压表示数为0,电流表有示数,则原因可能是 。
(3)实验时小红设计并记录了表格如下,其中第 次实验数据一定不是这次做实验得到的;修正后,通过分析表格中有效的数据,可得结论: 。
实验次数
1
2
3
4
5
1
1.5
2
2.5
3
0.10
0.15
0.20
0.25
0.3
(4)接下来探究电流与电阻的关系,先用的定值电阻进行实验,闭合开关S,调节滑片P到合适位置,电流表示数如图丙所示,则此时电流大小为 A,并记录电压表示数。再将的定值电阻依次更换为、、继续探究,移动滑片P,直到电压表示数每次均为 V,并记录数据。
【拓展】小红还想使用的电阻继续完成第5次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表的示数与之前相同,为了让前4次数据有效利用,下列解决方案可行的有 (填字母)。
A.将定值电阻两端电压改为3V
B.电源改为3节干电池的串联
C.在电流表附近串联一个的定值电阻
【答案】 电阻短路 1 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 0.4 2 B
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片移到最右端时阻值最大,且满足使电流从正接线柱流入电压表,滑动变阻器左下端的接线柱应与定值电阻左接线柱相连,如图所示:
(2)[2]电路连接正确后闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为0,说明故障可能是电压表并联的电路短路,即原因可能是电阻R短路。
(3)[3]由表中第1组数据可知,当定值电阻两端电压为1.0V时,通过定值电阻的电流为0.1A,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为5.0V,此时滑动变阻器的阻值为
故第一组数据不是实验得到的。
[4]第2组数据可计算出定值电阻的阻值为
第3组数据可计算出定值电阻的阻值为
由剩余表中数据可知,计算的定值电阻阻值均相同,故可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
(4)[5]根据电流表的接线柱和读数规则可知,电流表示数为0.4A,即电流大小为0.4A。
[6]定值电阻为5Ω时两端电压为
故后续测量均需要保持定值电阻两端电压为2V。
[7]A.控制定值电阻两端电压由2V改为3V,虽然此时滑动变阻器分得的电压减小,当30Ω的电阻接入电路中时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,但该方案改变了定值电阻两端的电压,需要分别用不同阻值的定值电阻重新进行实验,而根据题意可知其余各组数据有效利用,故A不符合题意;
B.将电源更换为3节干电池,即4.5V,定值电阻两端的电压是2 V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为
此时电路中电流为
滑动变阻器接入阻值为
滑动变阻器连入电路中的电阻没有超过滑动变阻器的最大阻值,可以完成实验,故B符合题意;
C.为了能完成这次实验,滑动变阻器和串联的电阻分配的电压为4V,由上述分析可知电路中电流,故滑动变阻器和串联电阻的总阻值为
故需要串联的定值电阻的阻值至少应为
故C不符合题意。
故选B。
3.(2024·广东阳江·二模)在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中,准备的电学器材如下:电源电压为4.5V、电流表、电压表、标有“30Ω 1A”字样的滑动变阻器R、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)、开关及导线若干。
(1)“探究电流与电压的关系”实验。
①请按照如图甲所示的电路图在图乙中连接实物,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变小 。试触时发现,电流表指针由b位置向左偏转到a位置,如图丙所示,则电路连接出现的错误是 ;
②纠正错误后开始实验,移动滑片到不同位置,使定值电阻R0,两端的电压由1.6V逐渐增大到2V、2.6V,读出对应的电流值。第2次实验中电流表的示数如图丁所示,为 A。实验数据如表所示;
实验次序
1
2
3
U/V
1.6
2
2.6
I/A
0.16
0.26
③分析数据,得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 比。
(2)“探究电流与电阻的关系”实验。
①将10Ω的定值电阻接入A、B两点间,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出电流表示数;
②接下来用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为 V时,读出电流表示数;
③将实验器材中30Ω的定值电阻接入A、B两点间,无论怎样移动滑片P都无法完成实验。为了完成实验,滑动变阻器的电阻最少为 Ω。
【答案】(1) 电流表的正负接线柱接反了 0.2 正
(2) 2 37.5
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变小,说明电阻变大,又电压表需“正进负出”,故应将滑动变阻器左下接线柱与待测电阻右接线柱相连,如图所示:
[2]电流表指针由b位置向左偏转到a位置,说明电流表指针反偏,原因是电流表正负接线柱接反了。
[3]如图丁,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,由指针位置可知电流表示数为0.2A。
[4]由表中数据可知,当电阻一定时,导体两端的电压与导体中的电流的比值一定,故可得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
(2)[1]探究电流与电阻的关系时,需控制导体两端的电压一定,所以用20Ω的电阻替换10Ω的电阻后,需调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V。
[2] 电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V
根据分压原理,滑动变阻器的阻值为
当定值电阻阻值最大时,滑动变阻器的阻值最大,为
滑动变阻器的电阻最少为37.5Ω。
4.(2024·广东东莞·一模)小华用如甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,为 A,根据表中数据可归纳得出结论: ;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关.缓慢移动滑片,接下来用.10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,电压的预设值最小为 V。
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3) 0.3 见解析
(4) 右 1.2
【详解】(1)滑片P向右滑动时,电流表的示数变小,滑动变阻器接入电路阻值变大,电路图如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路可能断路了,电压表有示数,则电压表和电源形成的回路没有断路,所以电路故障可能是与电压表并联的定值电阻发生了断路。
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,该示数为0.30A,根据表中数据可知,电压与电流的比值不变,即
所以,可得结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。
(4)[1]原来接入的电阻为5Ω,电压表示数为1V,即UR=1V,由串联分压可知
U滑=U总-UR=3V-1V=2V由于串联电路中,各串联导体起分担电压的作用,电压之比等于电阻之比
所以接下来用10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向右滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。
[2]当将20Ω 的电阻接入电路进行实验时
滑动变阻器需要40Ω,才能控制定值电阻两端的电压为1V,此实验中滑动变阻器的规格是“30Ω 2A”,所以不能完成实验。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,定值电阻两端的电压即为电压表的预设最小电压。把滑动变阻器的最大阻值30Ω接入电路时,电路中的电流最小
电压表的预设最小电压
U最小=I最小R=0.06A×20Ω=1.2V
二、 欧姆定律的简单计算(6小题)
5.(2024·广东云浮·一模)定值电阻、的图像如下题图所示,定值电阻、的阻值之比是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】当电路中的电流为0.1A时,R1两端的电压为4V,R2两端的电压为2V,定值电阻、的阻值之比是
故B符合题意;ACD不符合题意。
故选B。
6.(2024·广东广州·三模)某电路如图所示,电源两端的电压恒定不变,定值电阻器R1<R2,闭合开关,电路正常工作,下列说法符合题意的是( )
A.R1和R2的连接方式为串联 B.通过R1的电流比R2小
C.若R1断路,电流表示数变大 D.若R1断路,电流表示数不变
【答案】D
【详解】A.由图可知,电流从电源正极出发经过开关分流后,有两条路径回到电源负极,所以R1和R2并联,故A不符合题意;
B.并联电路各支路两端电压相等,且R1<R2,根据可知,通过R1的电流比R2大,故B不符合题意;
CD.由图可知,电流测定值电阻R2所在支路电流,因为并联电路各支路可以独立工作、互不影响,所以R1损坏,通过R2的电流不变,即电流表示数不变,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.(2024·广东清远·一模)在一个定值电阻两端加6V电压时,通过电阻的电流为0.3A,则该电阻的阻值大小为 Ω;当定值电阻的两端电压为4V时,通过电阻的电流为 A;当电阻两端电压为0V时,电阻阻值为 Ω。
【答案】 20 0.2 20
【详解】[1]根据欧姆定律可得,在一个定值电阻两端加6V电压时,通过电阻的电流为0.3A,则该电阻的阻值大小为
[2]当定值电阻的两端电压为4V时,根据欧姆定律可得,通过电阻的电流为
[3]因电阻是导体本身的一种性质,与其两端的电压和通过的电流无关,所以,当电阻两端电压为0V时,该定值电阻的阻值仍为20Ω不变。
8.(2024·广东汕头·一模)小海同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压为2V的整数倍)、滑动变阻器两个分别标有A“”、B“”字样、待测小灯泡(标有“”字样)、电流表、电压表、开关及导线若干。他选取一个滑动变阻器进行实验,将电流表串联在电路中,将电压表并联在电路中。移动滑片,进行实验,记录数据如下表,并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
实验序号
电压
电流
1
3.0
0.18
2
2.5
0.26
3
5
(1)请通过以上信息分析判断小海同学所选滑动变阻器的规格(需写出主要推理和计算过程)。
(2)请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率。
【答案】(1)B
(2)
【详解】(1)根据表格中的数据分析可知,电路中的电流越大,电压表的示数越小,所以电压表并联在滑动变阻器两端,电源电压为的整数倍,小灯泡的额定电压是,第三次灯泡正常发光,此时变阻器阻值为,电压应该低于,根据串联电路的电压特点,此时变阻器两端电压只能为,即电源电压为。当滑动变阻器电阻最大时,电压表示数最大,电流最小,此时滑动变阻器的最大电阻
所以滑动变阻器应该选择B。
(2)当小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为,此时滑动变阻器两端的电压为
电路中的电流
此时灯泡两端的电压为额定电压时,对应的电流为,所以小灯泡的额定功率
9.(2024·广东佛山·三模)跨学科实践小组设计了一个可自动注水的茶吧机电路,原理简化如图。控制电路电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为力敏电阻。平底薄壁直筒状水杯放在装有R2的平板上,平板受到的压力F随杯中水深h变化的关系满足F=2N+20N/m×h,R2阻值随压力F变化的部分数据如下表。R1两端的电压变化能自动控制注水电路的通断。当空杯放在平板上时,R1两端电压为9V,此时恰好触发注水电路启动注水;当水深h达到0.15m时,R1两端电压为12V,此时恰好断开注水电路停止注水。求:
F/N
1
2
3
4
5
6
R2/Ω
6000
4000
2900
2400
2000
1800
(1)空杯的重力;
(2)水深为0.15m时,R2的阻值;
(3)控制电路的电源电压和R1的阻值。
【答案】(1)2N;(2)2000Ω;(3)18V,4000Ω
【详解】解:(1)由
F=2N+20N/m×h
可知当水的深度h=0时,压力F=2N,即空杯的重力为2N。
(2)由
F=2N+20N/m×h
可知当水的深度h′=0.15m时,压力为
F′=2N+20N/m×0.15m=5N
由表格数据知,此时R2的阻值为2000Ω。
(3)设电源电压为U,当水的深度h=0时,压力F=2N,R2的阻值为4000Ω,电压表的示数为9V,则电源电压为
……①
当水的深度h′=0.15m时,压力F=5N,R2的阻值为2000Ω,电压表的示数为12V,则电源电压为
……②
由①②可得,R1=4000Ω,U=18V。
答:(1)空杯的重力为2N;
(2)水深为0.15m时,R2的阻值为2000Ω;
(3)控制电路的电源电压为18V,R1的阻值为4000Ω。
10.(2024·广东珠海·一模)如图甲所示将定值电阻R1与R2接入电路,其中通过电阻R2的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。电源电压保持不变,当开关S闭合、S1断开时,电流表示数为0.4A;当开关S、S1均闭合时,电流表示数变为0.9A。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)通过电阻R1的电流;
(3)电阻R1的阻值。
【答案】(1)20Ω;(2)0.5A;(3)16Ω
【详解】解:(1)由图乙可知,当电阻R2的两端电压为6V,通过它的电流为0.3A,则
(2)由并联电路的电流特点可知,通过电阻R1的电流
(3)由可得,电阻R2两端电压
并联电路个支路两端电压相等,则
答:(1)电阻R2的阻值为20Ω;
(2)通过电阻R1的电流为0.5A;
(3)电阻R1的阻值16Ω。
三、动态电路分析(6小题)
11.(2024·广东广州·中考真题)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
【答案】A
【详解】由题图可知,两电阻串联,电流表测的是电路电流,电压表测的是变阻器滑片P上部分的两端电压。闭合开关S,车辆总质量越大时,滑片P向下滑动,变阻器连入电路的电阻不变,电路的总电阻不变,根据欧姆定律,电路电流不变,因此电流表示数不变;跟电压表并联的那部分电阻变大,根据欧姆定律,跟电压表并联的那部分电阻的两端电压变大,电压表示数变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12.(2024·广东东莞·一模)如图所示电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向左滑动。下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变大
B.电流表A1的示数变小
C.电流表A1与电流表A2示数的差变大
D.电压表V与电流表A2示数的比值变小
【答案】B
【详解】由电路图可知,两电阻并联,电压表V测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测滑动变阻器支路的电流;电源的电压保持不变,移动滑片时,电压表V的示数不变,并联电路中各支路独立工作、互不影响,移动滑片时,通过定值电阻的电流不变;将滑动变阻器的滑片由中点向左移动过程中,接入电路中的电阻变大,根据可知,该支路的电流变小,即电流表A2的示数变小;并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,电流表A1与电流表A2示数的差等于通过定值电阻的电流,则电流表A1与电流表A2示数的差值不变;电压表的示数不变,电流表A2的示数变小,电压表V与电流表A2示数的比值变大,故ACD错误,B正确。
故选B。
13.(2024·广东江门·三模)如图所示电路中,闭合开关S,让开关S1和S2断开,调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的中间某处,此时灯泡L恰好正常发光,电流表A和电压表V均有示数、已知滑动变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻,不计温度对灯泡L电阻的影响。以下判断正确的是( )
A.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,灯泡L变亮甚至可能被烧毁
B.若保持P不动,S1仍断开,闭合S2后,A表和V表示数均变小
C.若保持P不动,同时闭合S1和S2后,A表和V表示数将变大
D.若保持S1和S2断开,P移至最右端,V表示数变化量和A表示数变化量的比值不变
【答案】D
【详解】A.若当保持S1和S2断开,小灯泡和滑动变阻器串联,让P缓慢向右滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流变小,灯泡中的电流减小,所以灯泡变暗,不可能被烧毁,故 A错误;
B.保持P不动,S1仍断开,闭合S2后,电阻R与R0并联,然后再与灯泡串联,电路总电阻减小,电流表测干路电流,由欧姆定律可知电流表A示数增大,电阻R与R0并联后总电阻减小,则根据串联分压规律可知灯泡两端的电压增大,即电压表V示数变大,故B错误.;
C,保持P不动,同时闭合S1和S2后,灯泡被短路,电压表示数减小为0;电阻R与R0并联,并联后的电阻小于R接入电路的电阻,电路中电阻变小,电流表测干路电流,由欧姆定律可知电流变大,即电流表A示数变大,故 C错误;
D.若保持S1和S2断开,L和滑动变阻器串联,让P移至最右端,假设电流的变化量为,A表示数变化量和V表示数变化量的比值为
不计温度对电阻的影响,灯丝的电阻不变,则A表示数变化量和V表示数变化量的比值不变,故D正确。
故选D。
14.(2022·广东深圳·中考真题)如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是( )
A.R不断减小 B.R总不断减小
C.I总不断减小 D.R两端电压不断减小
【答案】C
【详解】由电路图可知,R0与R串联,电流表测量电路中的电流。当油量减少时,浮子下降,滑杆右端向上滑动,R接入电阻增大,串联电路中,电路的总电阻等于各个电阻之和,所以电路中总电阻R总增大,根据可知,电压不变时,电流I总减小;R接入电阻增大,根据串联正比分压可知,R两端电压不断增大,故C正确,ABD错误。
故选C。
15.(2024·广东·模拟预测)“地磅”可检测货车是否超载。题图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动。闭合开关S,当货车质量增大时,显示器的示数增大。“显示器”由 (选填“电流”或“电压”)表改装而成;接线柱“1”应与接线柱 (选填“2”或“3”)连接。长期使用后显示器示数会偏小,可能的原因是 。
【答案】 电流 3 电源电压变小
【详解】[1]“显示器”是串联在电路中的,由此可得“显示器”应该是电流表改装而成的。
[2]当货车质量增大时,货车对地磅的压力变大,弹簧被压缩,滑动变阻器滑片向下移动,因为由电表改装成的显示器的示数也增大,由欧姆定律可得,当电压一定时,电阻变小,电流变大,说明滑动变阻器滑片向下移动,变阻器的电阻在变小,由此可得接线柱“1”应与接线柱“3”连接。
[3]长期使用后显示器示数会偏小,可能的原因是电源电压变小,根据,所以电流变小。
16.(2024·广东深圳·三模)图甲是某款电梯工作原理的简化模型,轿厢质量600kg,压力传感器置于轿厢内部地面,检测压力大小。图乙是压力传感器电路,电源电压恒定,电阻,电磁铁线圈电阻不计,压敏电阻R阻值随压力F压的变化情况如图丙所示。当压力为时,电路中电流为0.06A:当电路中的电流大于0.1A时启动警报系统,电梯停止运行。求:
(1)空厢匀速竖直上升时,拉力F的大小。
(2)在6s内将空厢匀速竖直提升3m,拉力F做功的功率。
(3)电梯正常运行,压力传感器能承受的最大压力。
【答案】(1)6000N;(2)3000W;(3)4×103N
【详解】解:(1)忽略绳重、摩擦,空厢匀速竖直上升时,绳拉力F的大小
F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N
(2)绳端移动距离s=3m,绳拉力F做的功
W=Fs=6000N×3m=18000J
绳拉力F的功率
(3)当压力为2×103N时,R=120Ω,电路中电流为0.06A;则电源电压为
U=I(R+R0)=0.06A×(120Ω+80Ω)=12V
控制电路的最大电流时,载重量最大控制电路最小总电阻
力敏电阻的阻值
由图丙可知,当RF=40Ω,压力F压=4×103N。
答:(1)空厢匀速竖直上升时,绳拉力F的大小是6000N;
(2)在6s内将空厢匀速竖直提升3m,拉力F做功的功率是3000W;
(3)压力传感器能承受的最大压力4×103N。
四、伏安法测电阻的实验(4小题)
17.(2023·广东深圳·中考真题)已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)( )
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端 (选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是: ,接下来亮亮同学的操作方法是: ;
(4)实验数据如下图:
电压U/V
1
1.5
2
2.5
2.8
电流I/A
0.14
0.21
0.27
0.3
0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是: Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而 ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)( )
【答案】 N 灯泡的实际功率很小 移动滑动变阻器滑片 8.3 增大
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片在最右端时阻值最大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示:
(2)[2]在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到N端,使得滑动变阻器为最大阻值,保护电路。
(3)[3]闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,闭合开关,由于电路总电阻很大,电路电流较小,灯泡的实际功率很小,可能不足以引起灯泡发光。
[4]闭合开关后,如果灯泡不亮,应移动滑动变阻器滑片,减小电路的总电阻,使电灯泡发光。
(4)[5]由题意可知小灯泡的额定电压是2.5V,所以小灯泡正常发光时,电压为2.5V,而电流由表中数据得0.3A,所以小灯泡电阻为
(5)[6]由表中数据得电压为1V,电流为0.14A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为1.5V,电流为0.21A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2V,电流为0.27A,小灯泡电阻为
由表中数据得电压为2.8V,电流为0.31A,小灯泡电阻为
所以小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
(6)[7]闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,说明小灯泡断路了,电压表测电源的电压示数接近电源电压3V,如图所示:
18.(2022·广东·中考真题)图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是 。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下:
测量次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1.8
1.5
1.0
___________
0.3
电流I/A
0.32
0.30
0.26
___________
0.18
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过它的电流是 A。
②小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
【答案】 连接电路时,开关没有断开 0.6 0.22 5 错误 见解析
【详解】(1)[1]由题意可知,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转,说明电路是一个通路,所以造成这种异常现象的原因是连接电路时,开关没有断开。
(2)[2]由图乙中的电压表图可知,电压表选择的量程为0~3V,根据指针所在的位置可得,该电压表的示数为0.6V。
[3]由图乙中的电流表图可知,电流表选择的量程为0~0.6A,根据指针所在的位置可得,该电流表的示数为0.22A。
[4]由题意可知,小灯泡额定电压为1.5V,再由表格可知,当小灯泡两端电压为额定电压时,通过小灯泡的电流为0.3A,根据欧姆定律可得小灯泡正常发光时的电阻是
[5][6]小灯泡不发光,小明断定是灯丝断了,这个判断是错误的,因为若是小灯泡灯丝断了,那么电压表将串联在电路之中,此时电压表的示数将接近于电源电压,电流表的示数接近于0,根据表格中的数据可知,与实际情况不符,所以不是小灯泡灯丝断了,故小明的判断是错误的。
19.(2024·广东汕头·二模)小华用如图甲所示电路测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)根据图甲将图乙中实物图连接完整 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至最 (选填“左”或“右”)端;
(3)小华移动滑片P,当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图丙所示,为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω;(计算结果保留小数点后1位)
(4)小灯泡和滑动变阻器的I-U图像如图丁所示,根据图像可知:小灯泡的电阻 (选填“可以”或“不可以”)取平均值;当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时,小灯泡消耗的功率是 W;
(5)实验小组完成实验后,认为将灯泡换为定值电阻后还可以完成 (填写一个实验名称)的实验。
【答案】(1)
(2)右
(3) 0.24 9.2
(4) 不可以 0.3
(5)探究电流与电压关系
【详解】(1)已知小灯泡的额定电压为2.5V,故将电压表的“3”接线柱与灯L的右端相连,电源正极与滑动变阻器的右上端相连,如图所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至阻值最大处,即最右端。
(3)[1]电流表示数如图丙所示,选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A。
[2]根据欧姆定律可得,此时小灯泡的电阻为
(4)[1]由图丁可知,灯泡两端的电压增加的快,电流增加的慢,由可知,灯丝电阻变大,故可知灯丝两端的电压越大,电阻越大。即小灯泡的电阻不是一个固定值,不可以取平均值。
[2]当灯泡电阻和变阻器电阻的大小相等时,根据U=IR可知,两者的电压相等,由图丁可知,小灯泡两端电压是U′=1.5V,通过的电流I′=0.2A,则小灯泡的功率为
P=U′I′=1.5V×0.2A=0.3W
(5)将灯泡换为定值电阻后,定值电阻的阻值不变,根据控制变量法可知,可以探究控制电阻阻值这个因素不变的实验,故可以完成探究电流与电压关系的实验。
20.(2024·广东汕头·一模)小明用图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)根据图甲电路,用笔画线表示导线,将图乙中的实物图连接完整 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至 端。
(3)闭合开关,移动滑片P,发现灯泡不亮,电流表和电压表均有较小示数,造成这一现象的原因可能是 (选填“小灯泡短路”“小灯泡断路”或“小灯泡的实际功率太小”),接下来应进行的操作是 。
(4)排除故障后进行实验,移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,为 A,此时小灯泡的电阻是 Ω(小数点后保留两位)。
(5)另一组的同学作出的电流表和电压表的示数关系图像如图丁所示,电流表示数随电压表示数的增大而减小.小明看了一眼图像就想到了出现这一现象的原因,你认为原因是 。
【答案】(1)
(2)最右
(3) 小灯泡的实际功率太小 向左移动滑动变阻器滑片
(4) )0.24 10.42
(5)电压表测量的是滑动变阻器两端的电压
【详解】(1)由电路图可知,电压表并联在灯泡两端,且灯泡的额定电压为2.5V,故接小量程,滑动变阻器的接线柱应“一上一下”接入电路,故实物图如图所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至阻值最大处,故应调至最右端。
(3)[1][2]闭合开关,移动滑片P,发现灯泡不亮,但电流表和电压表均有较小示数,可能是滑动变阻器接入的阻值太大,导致电路中电流太小,小灯泡的实际功率太小灯泡不亮,应向左移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入的电阻变小,电路中的电流变大。
(4)[1]由图可知电流表的分度值为0.02A,示数为0.24A。
[2] 小灯泡的电阻为
(5)电流表示数随电压表示数的增大而减小是因为电压表并联在了滑动变阻器两端,测量的是滑动变阻器两端的电压。
五、电功的公式及简单应用(3小题)
21.(2024·广东中山·一模)某同学对于身边物理量的大小进行了估测,其中最接近实际的是( )
A.上自习课时,同学们脉搏跳动一次的平均时间约为0.3s
B.120W的电冰箱正常工作一天耗电约为30kW·h
C.普通自行车轮的直径约为70cm
D.体育课中所用的铅球质量约为200g
【答案】C
【详解】A.脉搏约为每分钟70~80次,平均间隔时间为0.8s左右,故A不符合题意;
B.120W的电冰箱正常工作一天耗电约为
W=Pt=120×10-3kW×24h=2.88kW·h
但由于电冰箱的工作时间是间歇性的,故实际耗电小于2.88kW·h,故B不符合题意;
C.普通自行车轮的直径约为0.7m即70cm,故C符合题意;
D.体育课中所用的铅球质量约为2kg即2000g,故D不符合题意。
故选C。
22.(2024·广东汕头·模拟预测)电动自行车因为其便利性而被越来越多的人接受,成为重要的代步工具。驾驶电动自行车要佩戴头盔,因为头盔可以 (选填“增大”或“减小”)碰撞时对头部的压强,某款电动自行车的电池铭牌为“超长续航48V 20A•h”,充满电时储存电能 J,行驶时将电能主要转化为 能。
【答案】 减小 3.456×106 机械
【分析】在压力一定时,增大受力面积可减小压强;由W=UIt可得电池充满电时储存电能;电动机正常工作时,将电能主要转化为机械能。
【详解】[1]骑共享单车要求佩戴头盔,头盔可以增大受力面积,从而减小头部被撞击时受到的压强。
[2]电池充满电时储存电能
W=UIt=48V×20A×3600s=3.456×106J
[3]电动机工作时,主要将电能转化为机械能。
23.(2024·广东汕头·二模)将额定电压是8V的小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I-U关系图像如图乙所示,R的阻值是 Ω,小灯泡的额定功率是 W,闭合开关,当电源电压是6V时,电路1min消耗的总电能是 J。
【答案】 40 3.2 180
【详解】[1]由图乙得,R的阻值是
[2]小灯泡的额定功率是
[3]闭合开关,L与R并联,当电源电压是6V时,L与R的电压均为6V,由图得,L、R的电流分别为0.35A、0.15A,则电路总电流为
电路1min消耗的总电能是
24.(2024·广东汕头·一模)如图甲所示,这是小灯泡L和定值电阻R的图像。将小灯泡L和定值电阻R按图乙所示方式接入电路中,只闭合开关S时,小灯泡的实际功率为1W,则小灯泡两端的电压为 V;再闭合开关,电流表的示数变化了 A,通电10s电路消耗的总电能为 J。
【答案】 2 0.2 14
【详解】[1] 由图甲可知,灯泡的电压为2V时,电流为0.5A,功率恰好为
所以小灯泡的实际功率为1W,则小灯泡两端的电压为2V。
[2] 小灯泡两端的电压为2V,则电源电压为2V。再闭合开关,灯泡和并联,电流表测干路电流,由图甲可知,电压为2V时,电流为0.2A,根据并联电流规律可知电流表的示数变化了0.2A。
[3] 干路电流为
则通电10s电路消耗的总电能为
25.(2024·广东佛山·二模)如图甲所示的电路,电源电压恒定,小灯泡L的额定电压为2.5V,小灯泡L的电流与电压的关系图像如图乙所示。闭合开关S时,小灯泡恰好正常发光,电流表的示数为0.75A,求:
(1)电源电压;
(2)R的阻值;
(3)通电1min小灯泡消耗的电能。
【答案】(1)2.5V;(2)5Ω;(3)37.5J
【详解】解:(1)当再闭合开关S后,因为灯与电阻并联,它们的两端电压相等,小灯泡恰好正常发光,电源电压等于灯泡的额定电压,即U=2.5V。
(2)根据乙图知,当灯泡的两端电压为U=2.5V时,通过灯泡的电流IL =0.25A,根据并联电路的电流特点知,通过电阻R的电流为
IR=I-IL=0.75A-0.25A=0.5A
根据欧姆定律可得,R的阻值为
(3)通电1min小灯泡消耗的电能为
W=UIL t=2.5V×0.25A×60s=37.5J
答:(1)电源电压2.5V;
(2)R的阻值是5Ω;
(3)通电1min小灯泡消耗的电能是37.5J。
26.(2024·广东广州·二模)在如图的电路中,电源电压9V保持不变,电阻的阻值为。当开关闭合时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电阻两端的电压;
(2)电阻的阻值;
(3)通电1min,电流通过做的功。
【答案】(1)6V;(2)10Ω;(3)54J
【详解】解:(1)由图可知,、串联,根据串联电路的电流特点可知,通过、的电流
由可知,两端的电压
(2)根据串联电路的电压特点可知,两端的电压
由可知,的阻值
(3)通电,电流通过做的功
答:(1)电阻两端的电压为;
(2)电阻的阻值为;
(3)通电,电流通过做的功为。
六、伏安法测小灯泡的电功率(3小题)
27.(2024·广东揭阳·一模)小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压约为且恒定不变,小灯泡上标有“”的字样,电压表只有量程可用。
(1)连接电路时开关需要 。
(2)图甲的电路还差最后一根导线,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,连好就通电实验。
(3)连接好电路后,闭合开关,电流表有示数,电压表没有示数,则故障原因是___________。
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器断路 C.灯泡短路 D.灯泡断路
(4)排除故障后,小明为准确测出小灯泡的额定功率,实验步骤如下:
①调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为,然后断开开关,将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动,再次闭合开关后,观察电压表并继续移动滑片,直至电压表示数 ,读出此时电流表示数如图乙所示,此时电流为 。
③小灯泡额定功率为
【答案】(1)断开
(2)
(3)C
(4) 减小0.7V 0.3 1.14
【详解】(1)为了保护电路,连接电路时开关需要断开。
(2)滑动变阻器上下各选一个接线柱与开关串联在电路中,如下图
或
(3)连接好电路后,闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即故障原因是灯泡短路,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[1][2]由①知道,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压;当灯泡正常发光时,根据串联电路电压规律知道,滑动变阻器两端电压为
即电压表示数为0.7V,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A。
[3]则小灯泡额定功率为
28.(2024·广东汕头·二模)实验小组的同学们利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,要求:闭合开关,滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小 ;
(2)若想测小灯泡的额定功率,移动滑动变阻器滑片时,眼睛要注意观察 (选填“电压表”“电流表”或“小灯泡”)。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
实验次数
电压
电流
电功率
灯泡发光情况
1
2.5
明亮
2
2.0
0.34
0.68
较亮
3
1.0
0.18
0.18
较暗
4
0.5
0.1
0.05
不发光
(3)通过实验数据分析,发现小灯泡的亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(4)在第4次实验中,小灯泡不发光,原因是 ;
(5)另一个小组的同学根据测出的电流和电压数据绘制出了如图所示的图像,但由于粗心忘了标注坐标轴的符号,根据灯丝电阻的变化规律判断横坐标轴是 (选填“电压”或“电流”)。
【答案】(1)
(2) 电压表 1
(3)实际功率
(4)小灯泡实际功率过小
(5)电流
【详解】(1)滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:
(2)[1]若想测小灯泡的额定功率,应使灯泡两端电压为额定电压,故移动滑动变阻器滑片时,眼睛要注意观察电压表。
[2]当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,则小灯泡额定功率为
(3)由表中数据可知,灯泡的实际功率越大,灯泡亮度越亮,故小灯泡的亮度是由其实际功率决定的。
(4)在第4次实验中,小灯泡实际功率为0.05W,远小于灯泡额定功率1W,说明灯泡实际功率太小,故小灯泡不发光。
(5)由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,由可知,灯泡电压的变化量大于电流的变化量,所以可以判断图象的横坐标为电流。
29.(2024·广东汕头·一模)在“探究导体中电流与导体电阻的关系”实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器标有“1A 20Ω”字样,实验中用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω。
(1)图甲所示是将其中的部分器材进行了连接,请你用笔画线代替导线,在答题卡上把图中的器材连接成完整的电路(导线不允许交叉)。要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表示数增大;
(2)闭合开关后,小明同学发现电压表有示数,但是电流表没有示数。若电流表和电压表均完好,经检查发现电路中只有一处出现故障,则故障可能是 ;
(3)探究导体中电流与导体电阻的关系时,每次更换定值电阻后需要调节 ,使定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢?同学们分别提出1V、1.5V和2V三个电压值,大家进行了分析与讨论后认为,控制电压为 时,可以使实验顺利进行;
(4)通过实验数据描绘得到图乙所示图像,分析图像可以得到结论: ;
(5)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量目的相同的是__________。(选填序号)
A.用刻度尺测量物理教科书的长和宽 B.用电流表和电压表测量小灯泡的电功率
C.用电流表和电压表测量定值电阻的阻值 D.探究影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关
【答案】(1)
(2)定值电阻断路
(3) 滑动变阻器 2V
(4)当电压相同时,电流和电阻成反比
(5)BD
【详解】(1)根据题意,滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表示数增大,滑动变阻器的阻值变小,因此使用滑动变阻器的右下接线柱,连线如图所示:
(2)串联电路中无电流,说明电路发生断路,电压表有示数,电压表串联接入电路测电源电压,因此故障为定值电阻断路。
(3)[1]在“探究导体中的电流与导体电阻的关系”实验中,需要保持定值电阻两端电压不变,因此每次更换定值电阻后需要调节滑动变阻器,使定值电阻两端的电压达到相同的值。
[2]需要保持定值电阻两端电压一定,根据串联电路规律可知
由于等式左边为一定值,则等式右边也为一定值。 当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,定值电阻所分的电压最小,即
解得最小电压为。根据题意,故定值电阻只能选择2V的电压保持不变。
(4)由图像可知,电压一定时,随着电阻的增大,电流在减小,即当电压一定时,电路中的电流和电阻成反比。
(5)本实验多次测量的目的是,测量在电压一定时,不同电阻下电流的大小,寻找电流和电阻之间的规律。
A.用刻度尺测量物理教科书的长和宽,多次测量是为了减小误差,使结果更接近真实值,故A不符合题意;
B.用电流表和电压表测量小灯泡的电功率,多次测量是为了测量在不同电压下小灯泡的实际功率, 寻找灯泡两端电压和灯泡实际功率的规律,故B符合题意;
C.用电流表和电压表测量定值电阻的电阻,多次测量是为了减小误差,使结果更接近真实值,故C不符合题意;
D.探究影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关,多次测量的目的是为了寻找普遍规律,避免偶然性, 故D符合题意。
故选BD。
七、焦耳定律的推导式及其应用(6小题)
30.(2024·广东·一模)如图所示,甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水,每个容器放入同种材料绕成的导电线圈,其电阻R1=R3,R2=R4,2R2=3R1,若同时通电,经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是( )(不考虑热量散失)
A.乙、甲、丙、丁
B.乙、甲、丁、丙
C.丙、丁、乙、甲
D.丙、丁、甲、乙
【答案】C
【详解】左图中,R1与R2串联,根据串联电路特点和焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相同的情况下,电阻大的产生的热量多。因为2R2=3R1,所以
Q2>Q1
右图中,R3与R4并联,根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式可知,在电压和通电时间相同的情况下,电阻小的产生的热量多。因为R1=R3,R2=R4,2R2=3R1,则R4>R3所以
Q3>Q4
左图中,通过R2的电流是
所以
右图中,通过R4的电流是
所以
因为R2=R4且通电时间相同,所以电流大的产生的热量多。因为I4>I2所以
Q4>Q2
这样我们得出了这四个电阻产生的热量关系是
Q3>Q4>Q2>Q1
不考虑热量损失,最后根据Q=cmΔt可知,水温从高到底应该是丙、丁、乙、甲。
故选C。
31.(2022·广东深圳·中考真题)(多选)某爱心团队去养老院送电暖气,电暖气有低、中、高三挡,已知R1=55Ω,R2=44Ω,以下说法正确的是( )
A.使用“低温挡”只需要闭合S2
B.使用“高温挡”要闭合S1、S2
C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5:4
D.中温挡正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104J
【答案】BD
【详解】AB.根据可知,当电压一定时,R越大,P越小,为低温挡,R越小,P越大,为高温挡。由电路图可知,S1、S2同时闭合时,R1、R2并联,电阻最小,功率最大,为高温挡;由于R1>R2,所以只闭合S1时,电阻最大,功率最小,为低温挡;只闭合S2时,为中温挡。故A错误,B正确;
C.当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为
故C错误;
D.中温挡正常工作,R2接入电路,1分钟产生的热量为
故D正确。
故选BD。
32.(2024·广东·中考真题)如图所示,闭合开关,导线夹M在铅笔芯上向右移动,电流表的示数变 。若要测量铅笔芯的电阻,需补充的仪表是 。实验时铅笔芯发烫的现象,属于电流的 效应。
【答案】 小 电压表 热
【详解】[1]闭合开关,导线夹M在铅笔芯上向右移动时,铅笔芯接入电路的长度变长,电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小。
[2]若要测量铅笔芯的电阻,需补充的仪表是电压表,用电压表测出铅笔芯两端的电压,用电流表测出通过铅笔芯的电流,由求出电阻。
[3]在实验中,当电流通过铅笔芯时,由于铅笔芯的电阻作用,电能转化为内能,使铅笔芯的温度升高,从而出现了发烫的现象。这就是电流的热效应在铅笔芯上的体现。
33.(2024·广东揭阳·一模)小吴家的电能表的表盘如图所示,电能表的读数为 kW·h。小陈家中用电器正常使用的总功率不能超过 W,一个22Ω的电阻当通过电流为2A,10s内产生的热量为 J;
【答案】 2017.6 8800 880
【详解】[1]由图可知,电能表的示数为。
[2]220V表示电能表的工作电压为220V,10(40)A表示电能表的标定电流为10A,额定最大电流为40A.,家中用电器正常使用的最大总功率
[3]一个22Ω的电阻当通过电流为2A,10s内产生的热量
34.(2024·广东·一模)仅以如图所示的实验装置,不增加其它计量工具,可探究通电导体产生的热量与 的关系:保持滑片位置不动,通电一段时间, U型管液面高度差较大(选填“左边”、“右边”);已知电源电压为4.5V,滑动变阻器的最大电阻是20Ω,将滑动变阻的滑片移至最右端,在2min内电流通过右端盒子内10Ω电阻丝产生的热量为 J。
【答案】 电阻 右边 l08
【详解】[1]如图所示两个电阻大小不相等,处于串联状态,电流相同,通电时间相同,不增加其它计量工具,所以是“探究通电导体产生的热量与电阻大小关系”的实验装置。
[2]由题意可得,两个电阻串联,保持滑片位置不动,电流中的电流大小不变,由可得,在相同的时间内,电阻大的产生的热量多,U型管液面高度差大,右边的电阻大,所以右边U型管液面高度差较大。
[3]当滑动变阻器滑片移至最右端时,电路中只有两个电阻串联,电路中的电流为
在2min内电流通过右端盒子内10Ω电阻丝产生的热量为
35.(2024·广东惠州·二模)如图甲为一款养生壶,其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V,、均是发热电阻,其中。养生壶正常工作时,开关置于“1”为加热挡,电路中电流为5A;开关置于“2”为保温挡。求:
(1)将壶内500g的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量;[];
(2)当开关置于“1”时,的阻值及消耗的电功率;
(3)当开关置于“2”时,养生壶1min消耗的电能。
【答案】(1)1.68×105J;(2)44Ω,1100W;(3)5280J
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×500×10-3kg×(100℃-20℃)=1.68×105J
(2)开关置于“1”,由图乙可知,此时电路中只有R1工作, R1的阻值
R1消耗的电功率P1=UI=220V×5A=1100W
(3)由图乙可知,当开关置于“2”时,R1、R2串联, 根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻R=R1+R2=44Ω+506Ω=550Ω
养生壶1min消耗的电能
答:(1)水吸收的热量为1.68×105J;
(2)R1的阻值为44Ω,R1消耗的电功率为1100W;
(3)养生壶1min消耗的电能为5280J。
36.(2023·广东广州·中考真题)把一个某种类型的电阻R接在电压恒为12V的电源两端,通电后,同时记录R的温度一时间图线、流过R的电流一时间图线如图所示;
(1)根据图线,R的温度为50时,流过R的电流为 A;
(2)求在30s时R的阻值和电功率;
(3)30s~40s,R产生的热量为Q1;90s~100s,R产生的热量为Q2,Q1 Q2(选填“>”“=”“<”),写出判断依据: 。
【答案】 0.08 150;0.96 > 电压一定,在90s-100s阶段的电流小于30s-40s的电流
【详解】(1)[1]由上图可知R的温度为50时,对应的时间是40s,再根据下图可知在40s时,对应的电流为0.08A。
(2)[2]30s时电流为0.08A,电压为12V,故根据欧姆定律可得电阻为
电功率为
(3)[3] 30s~40s,R产生的热量为
90s~100s,R产生的热量为
[4]判断依据是电压相等,电流在90s~100s阶段比30s~40s阶段变小。
八、电功率的多挡位问题(9小题)
37.(2024·广东深圳·三模)一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机,图乙是其电路结构简化图,电动机用于磨咖啡豆,R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如表所示。下列说法正确的是( )
额定电压
220V
磨豆功率
110W
加热功率
1210W
保温功率
88W
产品规格
295*280*410mm
A.仅闭合S2时咖啡机的工作状态处于加热阶段
B.磨一次咖啡豆需要9秒,消耗的电能为约为一千焦,即约为1度电
C.R2的电阻为40欧
D.此咖啡机在加热第一杯咖啡时,可以同时磨第二杯咖啡的咖啡豆,此时,通过插头的电流为6A
【答案】D
【详解】A.仅闭合S2时,R1、R2串联,电路电阻最大,电路电功率最小,咖啡机的工作状态处于保温阶段;当S1、S2闭合,R1独自工作,电路电阻较小,电路电功率较大,咖啡机的工作状态处于加热阶段;当S1、S2、S3均闭合,R1与电动机并联,为磨咖啡豆挡,故A错误;
B.磨一次咖啡豆需要9秒,由得,消耗的电能为约
故B错误;
C.由得,R1、R2的总阻值为
R1的阻值为
R2的电阻为
故C错误;
D.此咖啡机在加热第一杯咖啡时,可以同时磨第二杯咖啡的咖啡豆,此时咖啡机的功率为
由得,通过插头的电流为
故D正确。
故选D。
38.(2024·广东东莞·二模)在具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换,下图是模拟加热的原理图,其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。开关旋至“3”挡时,开启的是 功能,此时电路总功率为 W;从防雾到除露,电路总电流变化了 A。
【答案】 化霜 20 0.5
【详解】[1][2]根据可知,电路中总电阻越大,则总功率最小,所以,当开关旋至“1”挡时,两段电热丝电阻串联,总电阻最大,开启防雾功能,开关旋至“3”挡,两段电热丝电阻并联,总电阻最小,开启化霜功能,电路的总电阻为
电路的总电流为
此时总功率为
[3]开启防雾功能时电路中的电流为
当开关旋至“2”挡时,一条电阻丝单独接入电路,电阻较大(大于并联时的总电阻),电路消耗的功率较小,此时为除露功能;此时电路中的电流
从防雾到除露,电路总电流变化量为
I2-I1=1A-0.5A=0.5A
39.(2024·广东·模拟预测)如题图是某家用电压力锅的简化电路图,R1、R2均为发热电阻,R1=40Ω、R2=202Ω,当开关S1、S2均闭合时,电压力锅处于 (选填“加热”或“保温”)挡,此时电路中的电流是 A;该电压力锅加热挡和保温挡的电功率之比为 。
【答案】 加热 5.5 121︰20
【详解】[1]当开关S1、S2均闭合时,电路化为R1的简单电路,电路电阻较小,电功率较大,为加热挡;当开关S1闭合、S2断开时,电路为R1、R2串联,电路电阻较大,电功率较小,为保温挡。
[2]加热挡电路中的电流是
[3]由得,该电压力锅加热挡和保温挡的电功率之比为
40.(2023·广东·中考真题)题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求
(1)低温挡工作时,通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)R2的电阻值。
【答案】(1)1.5A;(2)9W;(3)12Ω
【详解】解:(1)由题意可知,电源电压恒为6V,只闭合S1时,电路中只有R1一个用电器,则R1两端电压为6V,R1=4Ω,根据欧姆定律可得
(2)只闭合S1时低温挡工作,电压为6V,则低温挡的电功率为
(3)S1、S2都闭合时高温挡工作,R1和R2并联,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,即
则高温挡的功率为
电路并联,总功率等于各支路功率之和,即
则R2的电功率为
根据
可得,R2的电阻值为
答:(1)低温挡工作时,通过R1的电流为1.5A;
(2)低温挡的功率为9W;
(3)R2的电阻值为12Ω。
41.(2022·广东·中考真题)某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W,R1=55Ω。求:
(1)取暖器工作时通过R1的电流;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量;
(3)R2的阻值。
【答案】(1)4A;(2)52800J;(3)110Ω
【详解】解:(1)由电路图知,两个开关都闭合时,两个电阻并联在电路中,电路中的总电阻较小,据 知,电路中的总电功率较大,处于高温挡;S1闭合、S2断开时,电路中只有R1工作,电路中的电阻较大,据 知,电路中的总电功率较小,处于低温挡。此时通过R1的电流
(2)电热取暖器处于低温挡时,功率
P低温=UI1=220V×4A=880W
工作1min产生的热量
Q=P低温t=880W×60s=52800J
(3)高温挡工作,R2消耗的功率
P2=P高温-P低温=1320W-880W=440W
所以R2的阻值
答:(1)取暖器工作时通过R1的电流为4A;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量为52800J;
(3)R2的阻值为110Ω。
42.(2024·广东中山·模拟预测)如图所示是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知、是电热丝,,温水挡的电功率是2.2kW。求:
(1)当流出水为温水时,接入电阻的值;
(2)若该水龙头1min能放出约1kg的温水,消耗电能多少焦耳?
(3)当流出水为热水时,热水挡的电功率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据电路图可知,当只接入电阻时,为温水挡,由可得,流出水为温水时接入电阻的值
(2)当流出水为温水时,由可知,该水龙头消耗的电能为
(3)由图可知,当扇形开关接1、2时,只有工作,此时为温水挡,由上述可知,当扇形开关接3、2时,与并联,此时为热水挡,电热丝的功率为
热水挡的电功率为
43.(2024·广东汕头·一模)图甲为某电热饮水机,有加热和保温两挡功能,其简化电路如图乙所示,已知电热饮水机的额定保温功率为44W,R1的阻值为55Ω,求:
(1)饮水机加热挡的功率;
(2)R2的阻值;
(3)保温时R1两端的电压。
【答案】(1)880W
(2)1045Ω
(3)11V
【详解】(1)当开关S和S0都闭合时,电路为R1的简单电路,电路总电阻最小,电路的总功率最大,为加热挡;当开关S闭合,S0断开时,R1、R2串联,电路电阻最大,为保温挡。饮水机加热挡的功率
(2)由可知,此时电路的总电阻
所以R2的阻值
(3)保温时,电路中的电流
由欧姆定律得,保温时R1两端的电压
44.(2024·广东广州·中考真题)某电热敷腰带如图甲所示,有高温、中温和低温三个挡位,图乙是内部简化电路图,、、为加热电阻,其中、的阻值均为,通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中。
(1)旋转开关转至 (选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”)时,电热敷腰带处于高温挡工作,理由是: ;
(2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为,求通电消耗的电能;
(3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为,求电路的总电流;
(4)旋转开关转至cd时,求电热敷腰带的功率。
【答案】 de 旋转开关转至de时,电路电阻最小,电功率最大 3.3×104J 0.1A 44W
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,旋转开关转至bc时,R1、R2串联,此时电路电阻最大,根据公式可知,电功率最小,为低温挡;旋转开关转至cd时,只有R2接入电路,为中温挡;旋转开关转至de时,R2与R3并联,电路电阻最小,功率最大,为高温挡。
(2)[3]电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为,通电消耗的电能为
(3)[4]旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为,电路的总电流为
(4)[5]旋转开关转至cd时,只有R2工作,为中温挡,电热敷腰带的功率为
45.(2024·广东东莞·一模)即热式热水宝是一种无内胆的纳米管加热装置,因为其体积小、加热速度快,真正实现即开即热的使用功能,得到了广泛应用。其电路原理如图,电热丝、绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变水龙头控制开关S、的状态,可以选择出凉水、温水或开水。该管线机的额定电压是220V,开水加热电功率是4200W,温水加热电功率是2200W。已知:电热丝、电阻不随温度变化,水的比热容,水的密度,g取10N/kg。求:
(1)开关S断开时,水龙头出 (凉水、温水或开水)。开关S、都闭合时,水龙头出 (凉水、温水或开水);
(2)现在需要100℃的开水500mL,已知水的初温是:20℃,水需要吸收多少热量 ?
(3)如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,烧开这些水需要多长时间 ?
【答案】 凉水 开水 1.68×105J 50s
【详解】(1)[1][2]开关S断开时,R1、R0没有连在电路中,水龙头出凉水;闭合S,断开S0,两电阻串联,电阻最大,电功率较小,水龙头出温水;开关S、S0都闭合时,R0单独工作,电路电阻最小,电功率最大,水龙头出开水。
(2)[3]由得,水的质量为
水吸收的热量为
(3)由可得,烧开这些水需要的电能
由可得,烧开这些水需要
1 / 6
学科网(北京)股份有限公司
$$
重难点08 欧姆定律和电功率
考点
三年考情分析
2025考向预测
探究电流与电压和电阻的关系、 欧姆定律的简单计算、动态电路分析、伏安法测电阻的实验、电功的公式及简单应用、电功率P=W/t的简单计算、伏安法测小灯泡的电功率、焦耳定律的推导式及其应用、电功率的多挡位问题
近三年广东中考物理欧姆定律和电功率主要以综合选填题、实验题和计算题形式出现,分值约为2-16分不等,是中考最重要的考点。
近三年中考都考查了欧姆定律的简单计算及电功和电功率的应用;同时2022年还考查了 动态电路中电功率的简单计算、伏安法测小灯泡的电功率、 焦耳定律的推导式及其应用等;2023年考查了 电功率P=UI及推导式的简单计算、 电功率的比值问题;2024年考查了电功率的多挡位问题、探究电流与电阻的关系等。
1、欧姆定律
(1)基础计算:在选择、填空、计算题中,直接利用公式,结合串并联电路电流、电压、电阻规律,计算电流、电压或电阻值。
(2) 动态电路分析:常以选择、填空题考查,涉及滑动变阻器滑片移动,或开关通断改变电路结构,分析电表读数、灯泡亮度变化。
(3) 实验探究:实验题考查“探究电流与电压、电阻的关系”,涉及实验设计、操作步骤、数据处理与分析;也可能考伏安法测电阻实验,包括电路连接、故障分析、电阻计算等。
2、电功率
(1)功率计算:以选择、填空、计算题呈现,依据P=UI,结合欧姆定律公式推导式,计算用电器的额定功率、实际功率 。
(2)实际应用:结合生活中用电器,如多档位电热器,考查档位与功率关系,分析不同档位下电路状态和功率变化。
(3)实验探究:在实验题中考查“测量小灯泡的电功率”,涉及实验器材选择、电路连接、实验步骤、数据处理,以及根据实验现象判断灯泡工作状态 。
【知识必备】
一、欧姆定律
1、欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。公式:式中单位:I(电流)→安(A);U(电压)→伏(V);R(电阻)→欧(Ω)。
2、欧姆定律的应用
(1)同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 ,但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大。()
(2)当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小。()
(3)当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。(U=IR)
3、伏安法测导体电阻
(1)实验原理:。
(2)实验方法:伏安法。
(3)实验器材:电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、导线若干。
(4)实验电路:如图所示。
(5)实验步骤
①按实验原理图正确连接实验电路。
②电路经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P的位置,使电阻两端的电压分别为U1、U2、U3,观察电流表的示数,每次对应的数值为I1、I2、I3,分别填入设计的表格中。
③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3,求出它们的平均值R=(R1+R2+R3)/3。
(6)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变定值电阻两端的电压;③改变通过定值电阻的电流
4、串联电路特点:分压不分流
(1)电流:串联电路中各处的电流相等(不分流)(I串=I1=I2 )。
(2)电压:总电压等于各处电压之和(分压)(U串=U1+U2 )。
(3)电阻:总电阻等于各电阻之和(串联相当于增大导体的长度);R串=R1+R2 (总电阻大于分电阻)。
(4)分压原理:U1:U2 =R1:R2(串联电路各部分分配的电压与它的电阻成正比)。
5、并联电路特点:分流不分压
(1)电流:干路电流等于各支路电流之和(分流)(I并=I1+I2)。
(2)电压:各支路电压都等于电源电压(不分压)(U并=U1=U2)。
(3)电阻:总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和(并联相当于增大导体的横截面积),(总电阻小于分电阻)。
(4)分流原理:I1:I2 =R2:R1(并联电路各支路分配的电流与它的电阻成反比)。
6、欧姆定律在串并联电路中的应用
(1)串联电路:当串联电路中一个电阻改变时,电路中电流及另一个电阻电压也随之变化。
(2)当并联电路一个支路的电阻改变时,这个支路电流也会改变干路电流也会变化;但另一个支路电流和电压都不变。
(3)家庭电路中,各用电器采用并联方式接入电路。
二、电功率
1、电功:电流所做的功叫电功,电功的符号是W。实际上就是电能转化为其他形式的能的过程。电功的单位是焦耳(焦,J),电功的常用单位是度,即:千瓦时(kW·h)(1度=1kw.h=3.6×106J)。电功计算公式是W=UIt(适用于所有电路)。
2、计算电功还有以下公式
(1)W=Pt(适用于电功、机械功等所有求功的办法),计算时有两套单位:千瓦时、焦
(2)对于纯电阻电路(只有电能转化为内能的电路)可推导出:。
①串联电路:。
②并联电路:。
③在任何情况下,在一定时间所做的总功。
3、电功的测量
(1)电能表:测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
(2)电能表上“220V、5A、3000R/kW·h”等字样,分别表示:电能表额定电压是220V;允许通过的最大电流是5A;每消耗一度电,电能表转盘转3000转。
(3)读数时:①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位;②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。电能表以千瓦时为单位。
4、电功率(P):电流在单位时间内做的功。
(1)电功率表示电流做功快慢,不表示做功多少。
(2)单位:瓦特(国际),符号是W;常用单位有:千瓦符号是KW。
5、电功率公式:(适用于所有电路)。 利用计算时单位要统一
(1)如果W用焦、t用秒,则P的单位是瓦。
(2)如果W用千瓦时、t用小时,则P的单位是千瓦。
6、对于纯电阻电路推导公式:。
(1)串联电路中。
(2)并联电路中:。
(3)无论用电器串联或并联,计算总功率常用公式P=P1+P2+…Pn。
7、测量小灯泡的电功率
(1)小灯泡的发光情况由它的实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。
(2)灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变,电压越大,功率越大。
(3)灯泡的实际功率可以等于额定功率,也可以不等于额定功率。
※实验中电路故障分析
故障
现象
故障原因
灯泡不亮
闭合开关,灯泡不亮,电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低
闭合开关,灯泡不亮,电压表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏
②接线柱接触不良 ③连接导线断裂
闭合开关,灯泡不亮,电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良
②电流表和电压表的位置互换了
电表问题
电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转
电流表和电压表的“﹢”“-”接线柱接反了
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低
电表的指针超过最大刻度
①量程选择过小 ②电路中出现短路
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时,电表示数及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误,没有遵循“一上一下”的接线原则,使滑动变阻器接成了定值电阻
无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表指针偏转后又回到零刻度线处,电压表仍有示数
灯泡两端电压过高,滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置
8、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟
通电时间成正比。公式是Q= I2Rt。
9、串联电路各部分电路产生的热量与它的电阻成正比,并联电路各支路产生的热量与它的电阻成反比。
【重难解读】
1、欧姆定律
(1)重点:理解定律内容,熟练运用公式计算,掌握伏安法测电阻。
(2)难点:分析电路动态变化,结合串并联特点进行复杂电路计算。
2、电功率
(1)重点:掌握功率公式,区分额定与实际功率,分析实际问题。
(2)难点:根据条件选公式计算,掌握测电功率实验,解决综合问题。
一、探究电流与电压和电阻的关系(4小题)
1.(2024·广东深圳·中考真题)乐佳乐同学在探究电流与电阻的实验中:
(1)乐佳乐同学连接电路如图所示,他检查电路时,发现存在错误。请把接错的那一根导线找出来并打上“×”,再画线把它改到正确的位置上 ;
(2)纠正错误后,保持定值电阻两端电压为2V不变,得到实验数据如下表所示。其中有一组数据是错误的,乐佳乐同学发现错误数据的序号是 ;
数据序号
1
2
3
4
5
6
电阻R/Ω
30
25
20
15
10
5
电流 I/A
0.07
0.08
0.10
0.70
0.20
0.40
(3)整理表中数据可得结论:导体两端电压一定时,导体中的电流与导体电阻成反比,请写出成反比的依据是什么?
(4)乐佳乐同学在做第五次实验时,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,用时8s完成电流表读数,这8s内,定值电阻R消耗的电能是 J。
2.(2024·广东汕头·一模)小红用如图甲所示电路“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”,电源电压为6V,滑动变阻器的规格为“ ”。
(1)请根据图甲的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑到最右端时阻值最大。( )
(2)电路连接正确后闭合开关,发现电压表示数为0,电流表有示数,则原因可能是 。
(3)实验时小红设计并记录了表格如下,其中第 次实验数据一定不是这次做实验得到的;修正后,通过分析表格中有效的数据,可得结论: 。
实验次数
1
2
3
4
5
1
1.5
2
2.5
3
0.10
0.15
0.20
0.25
0.3
(4)接下来探究电流与电阻的关系,先用的定值电阻进行实验,闭合开关S,调节滑片P到合适位置,电流表示数如图丙所示,则此时电流大小为 A,并记录电压表示数。再将的定值电阻依次更换为、、继续探究,移动滑片P,直到电压表示数每次均为 V,并记录数据。
【拓展】小红还想使用的电阻继续完成第5次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表的示数与之前相同,为了让前4次数据有效利用,下列解决方案可行的有 (填字母)。
A.将定值电阻两端电压改为3V B.电源改为3节干电池的串联
C.在电流表附近串联一个的定值电阻
3.(2024·广东阳江·二模)在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中,准备的电学器材如下:电源电压为4.5V、电流表、电压表、标有“30Ω 1A”字样的滑动变阻器R、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω、30Ω)、开关及导线若干。
(1)“探究电流与电压的关系”实验。
①请按照如图甲所示的电路图在图乙中连接实物,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数变小 。试触时发现,电流表指针由b位置向左偏转到a位置,如图丙所示,则电路连接出现的错误是 ;
②纠正错误后开始实验,移动滑片到不同位置,使定值电阻R0,两端的电压由1.6V逐渐增大到2V、2.6V,读出对应的电流值。第2次实验中电流表的示数如图丁所示,为 A。实验数据如表所示;
实验次序
1
2
3
U/V
1.6
2
2.6
I/A
0.16
0.26
③分析数据,得出结论:电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成 比。
(2)“探究电流与电阻的关系”实验。
①将10Ω的定值电阻接入A、B两点间,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出电流表示数;
②接下来用20Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为 V时,读出电流表示数;
③将实验器材中30Ω的定值电阻接入A、B两点间,无论怎样移动滑片P都无法完成实验。为了完成实验,滑动变阻器的电阻最少为 Ω。
4.(2024·广东东莞·一模)小华用如甲所示装置探究电流与电压的关系,电源电压3V恒定不变,滑动变阻器规格为“30Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线。在图甲中完成电路连接,要求滑片P向右滑动时,电流表的示数变小
(2)连接好电路闭合开关后,移动滑片发现,电流表无示数,电压表有示数,则出现该故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,改变滑片位置,记录实验数据如下表,空白处的电流如图乙所示,为 A,根据表中数据可归纳得出结论: ;
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.10
0.20
0.40
0.50
0.60
(4)为了进一步探究电流与电阻的关系,又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验。
①将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,闭合开关.缓慢移动滑片,接下来用.10Ω的电阻替换原电阻,应将滑片向 (选填“左”或“右)滑动,使电压表示数仍为1V,记录电流表示数。再将15Ω、20Ω的定值电阻分别接入电路;
②当将20Ω的电阻接入电路进行实验时,发现无论如何调节滑片都无法满足预设电压为1V的条件。为使该电阻也能完成实验,电压的预设值最小为 V。
二、 欧姆定律的简单计算(6小题)
5.(2024·广东云浮·一模)定值电阻、的图像如下题图所示,定值电阻、的阻值之比是( )
A. B. C. D.
6.(2024·广东广州·三模)某电路如图所示,电源两端的电压恒定不变,定值电阻器R1<R2,闭合开关,电路正常工作,下列说法符合题意的是( )
A.R1和R2的连接方式为串联 B.通过R1的电流比R2小
C.若R1断路,电流表示数变大 D.若R1断路,电流表示数不变
7.(2024·广东清远·一模)在一个定值电阻两端加6V电压时,通过电阻的电流为0.3A,则该电阻的阻值大小为 Ω;当定值电阻的两端电压为4V时,通过电阻的电流为 A;当电阻两端电压为0V时,电阻阻值为 Ω。
8.(2024·广东汕头·一模)小海同学做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压为2V的整数倍)、滑动变阻器两个分别标有A“”、B“”字样、待测小灯泡(标有“”字样)、电流表、电压表、开关及导线若干。他选取一个滑动变阻器进行实验,将电流表串联在电路中,将电压表并联在电路中。移动滑片,进行实验,记录数据如下表,并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
实验序号
电压
电流
1
3.0
0.18
2
2.5
0.26
3
5
(1)请通过以上信息分析判断小海同学所选滑动变阻器的规格(需写出主要推理和计算过程)。
(2)请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率。
9.(2024·广东佛山·三模)跨学科实践小组设计了一个可自动注水的茶吧机电路,原理简化如图。控制电路电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为力敏电阻。平底薄壁直筒状水杯放在装有R2的平板上,平板受到的压力F随杯中水深h变化的关系满足F=2N+20N/m×h,R2阻值随压力F变化的部分数据如下表。R1两端的电压变化能自动控制注水电路的通断。当空杯放在平板上时,R1两端电压为9V,此时恰好触发注水电路启动注水;当水深h达到0.15m时,R1两端电压为12V,此时恰好断开注水电路停止注水。求:
F/N
1
2
3
4
5
6
R2/Ω
6000
4000
2900
2400
2000
1800
(1)空杯的重力;
(2)水深为0.15m时,R2的阻值;
(3)控制电路的电源电压和R1的阻值。
10.(2024·广东珠海·一模)如图甲所示将定值电阻R1与R2接入电路,其中通过电阻R2的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示。电源电压保持不变,当开关S闭合、S1断开时,电流表示数为0.4A;当开关S、S1均闭合时,电流表示数变为0.9A。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)通过电阻R1的电流;
(3)电阻R1的阻值。
三、动态电路分析(6小题)
11.(2024·广东广州·中考真题)如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
12.(2024·广东东莞·一模)如图所示电路,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从中点向左滑动。下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变大
B.电流表A1的示数变小
C.电流表A1与电流表A2示数的差变大
D.电压表V与电流表A2示数的比值变小
13.(2024·广东江门·三模)如图所示电路中,闭合开关S,让开关S1和S2断开,调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的中间某处,此时灯泡L恰好正常发光,电流表A和电压表V均有示数、已知滑动变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻,不计温度对灯泡L电阻的影响。以下判断正确的是( )
A.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,灯泡L变亮甚至可能被烧毁
B.若保持P不动,S1仍断开,闭合S2后,A表和V表示数均变小
C.若保持P不动,同时闭合S1和S2后,A表和V表示数将变大
D.若保持S1和S2断开,P移至最右端,V表示数变化量和A表示数变化量的比值不变
14.(2022·广东深圳·中考真题)如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是( )
A.R不断减小 B.R总不断减小
C.I总不断减小 D.R两端电压不断减小
15.(2024·广东·模拟预测)“地磅”可检测货车是否超载。题图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动。闭合开关S,当货车质量增大时,显示器的示数增大。“显示器”由 (选填“电流”或“电压”)表改装而成;接线柱“1”应与接线柱 (选填“2”或“3”)连接。长期使用后显示器示数会偏小,可能的原因是 。
16.(2024·广东深圳·三模)图甲是某款电梯工作原理的简化模型,轿厢质量600kg,压力传感器置于轿厢内部地面,检测压力大小。图乙是压力传感器电路,电源电压恒定,电阻,电磁铁线圈电阻不计,压敏电阻R阻值随压力F压的变化情况如图丙所示。当压力为时,电路中电流为0.06A:当电路中的电流大于0.1A时启动警报系统,电梯停止运行。求:
(1)空厢匀速竖直上升时,拉力F的大小。
(2)在6s内将空厢匀速竖直提升3m,拉力F做功的功率。
(3)电梯正常运行,压力传感器能承受的最大压力。
四、伏安法测电阻的实验(4小题)
17.(2023·广东深圳·中考真题)已知:电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器(30Ω,1.2A)
(1)请帮助亮亮根据电路图,连接实物图;(要求:滑片在最右端时,电阻最大。)( )
(2)在闭合开关前,滑动变阻器滑片需要调到端 (选填“M”或“N”);
(3)亮亮同学检查电路连接正确,并且电路元件没有故障后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表偏转角度很小,请问故障原因是: ,接下来亮亮同学的操作方法是: ;
(4)实验数据如下图:
电压U/V
1
1.5
2
2.5
2.8
电流I/A
0.14
0.21
0.27
0.3
0.31
请问:正常发光时,小灯泡的电阻是: Ω;
(5)由实验数据说明:小灯泡的电阻随电压的增大而 ;(选填:“增大”,“变小”或“不变”)
(6)小白同学在电路连接正确后,闭合开关,小灯泡亮了一下之后就熄灭,电流表无示数,电压表有示数,请在图丙中,画出电压表指针指的位置。(用带箭头的线段表示)( )
18.(2022·广东·中考真题)图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图(小灯泡额定电压为1.5V)。
(1)小明按电路图连接实物,刚接上最后根导线,看到电流表指针立刻有偏转。若电路连线正确,造成这种异常现象的原因是 。
(2)实验中,调节滑动变阻器,分别记录电压表和电流表的示数如下:
测量次序
1
2
3
4
5
电压U/V
1.8
1.5
1.0
___________
0.3
电流I/A
0.32
0.30
0.26
___________
0.18
①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压是 V,通过它的电流是 A。
②小灯泡正常发光时的电阻是 Ω。
③第5次测量中,小灯泡不发光。小明断定是灯丝断了。这个判断是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
19.(2024·广东汕头·二模)小华用如图甲所示电路测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)根据图甲将图乙中实物图连接完整 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至最 (选填“左”或“右”)端;
(3)小华移动滑片P,当电压表示数为2.2V时,电流表示数如图丙所示,为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω;(计算结果保留小数点后1位)
(4)小灯泡和滑动变阻器的I-U图像如图丁所示,根据图像可知:小灯泡的电阻 (选填“可以”或“不可以”)取平均值;当滑动变阻器电阻与小灯泡电阻相等时,小灯泡消耗的功率是 W;
(5)实验小组完成实验后,认为将灯泡换为定值电阻后还可以完成 (填写一个实验名称)的实验。
20.(2024·广东汕头·一模)小明用图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻,现有器材:电源(3V)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关、导线若干。
(1)根据图甲电路,用笔画线表示导线,将图乙中的实物图连接完整 。
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应调至 端。
(3)闭合开关,移动滑片P,发现灯泡不亮,电流表和电压表均有较小示数,造成这一现象的原因可能是 (选填“小灯泡短路”“小灯泡断路”或“小灯泡的实际功率太小”),接下来应进行的操作是 。
(4)排除故障后进行实验,移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,为 A,此时小灯泡的电阻是 Ω(小数点后保留两位)。
(5)另一组的同学作出的电流表和电压表的示数关系图像如图丁所示,电流表示数随电压表示数的增大而减小.小明看了一眼图像就想到了出现这一现象的原因,你认为原因是 。
五、电功的公式及简单应用(3小题)
21.(2024·广东中山·一模)某同学对于身边物理量的大小进行了估测,其中最接近实际的是( )
A.上自习课时,同学们脉搏跳动一次的平均时间约为0.3s
B.120W的电冰箱正常工作一天耗电约为30kW·h
C.普通自行车轮的直径约为70cm
D.体育课中所用的铅球质量约为200g
22.(2024·广东汕头·模拟预测)电动自行车因为其便利性而被越来越多的人接受,成为重要的代步工具。驾驶电动自行车要佩戴头盔,因为头盔可以 (选填“增大”或“减小”)碰撞时对头部的压强,某款电动自行车的电池铭牌为“超长续航48V 20A•h”,充满电时储存电能 J,行驶时将电能主要转化为 能。
23.(2024·广东汕头·二模)将额定电压是8V的小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I-U关系图像如图乙所示,R的阻值是 Ω,小灯泡的额定功率是 W,闭合开关,当电源电压是6V时,电路1min消耗的总电能是 J。
24.(2024·广东汕头·一模)如图甲所示,这是小灯泡L和定值电阻R的图像。将小灯泡L和定值电阻R按图乙所示方式接入电路中,只闭合开关S时,小灯泡的实际功率为1W,则小灯泡两端的电压为 V;再闭合开关,电流表的示数变化了 A,通电10s电路消耗的总电能为 J。
25.(2024·广东佛山·二模)如图甲所示的电路,电源电压恒定,小灯泡L的额定电压为2.5V,小灯泡L的电流与电压的关系图像如图乙所示。闭合开关S时,小灯泡恰好正常发光,电流表的示数为0.75A,求:
(1)电源电压;
(2)R的阻值;
(3)通电1min小灯泡消耗的电能。
26.(2024·广东广州·二模)在如图的电路中,电源电压9V保持不变,电阻的阻值为。当开关闭合时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电阻两端的电压;
(2)电阻的阻值;
(3)通电1min,电流通过做的功。
六、伏安法测小灯泡的电功率(3小题)
27.(2024·广东揭阳·一模)小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压约为且恒定不变,小灯泡上标有“”的字样,电压表只有量程可用。
(1)连接电路时开关需要 。
(2)图甲的电路还差最后一根导线,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,连好就通电实验。
(3)连接好电路后,闭合开关,电流表有示数,电压表没有示数,则故障原因是___________。
A.滑动变阻器短路 B.滑动变阻器断路 C.灯泡短路 D.灯泡断路
(4)排除故障后,小明为准确测出小灯泡的额定功率,实验步骤如下:
①调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为,然后断开开关,将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动,再次闭合开关后,观察电压表并继续移动滑片,直至电压表示数 ,读出此时电流表示数如图乙所示,此时电流为 。
③小灯泡额定功率为
28.(2024·广东汕头·二模)实验小组的同学们利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,要求:闭合开关,滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变小 ;
(2)若想测小灯泡的额定功率,移动滑动变阻器滑片时,眼睛要注意观察 (选填“电压表”“电流表”或“小灯泡”)。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
实验次数
电压
电流
电功率
灯泡发光情况
1
2.5
明亮
2
2.0
0.34
0.68
较亮
3
1.0
0.18
0.18
较暗
4
0.5
0.1
0.05
不发光
(3)通过实验数据分析,发现小灯泡的亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(4)在第4次实验中,小灯泡不发光,原因是 ;
(5)另一个小组的同学根据测出的电流和电压数据绘制出了如图所示的图像,但由于粗心忘了标注坐标轴的符号,根据灯丝电阻的变化规律判断横坐标轴是 (选填“电压”或“电流”)。
29.(2024·广东汕头·一模)在“探究导体中电流与导体电阻的关系”实验中,电源使用两节新干电池,滑动变阻器标有“1A 20Ω”字样,实验中用到的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、25Ω。
(1)图甲所示是将其中的部分器材进行了连接,请你用笔画线代替导线,在答题卡上把图中的器材连接成完整的电路(导线不允许交叉)。要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表示数增大;
(2)闭合开关后,小明同学发现电压表有示数,但是电流表没有示数。若电流表和电压表均完好,经检查发现电路中只有一处出现故障,则故障可能是 ;
(3)探究导体中电流与导体电阻的关系时,每次更换定值电阻后需要调节 ,使定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢?同学们分别提出1V、1.5V和2V三个电压值,大家进行了分析与讨论后认为,控制电压为 时,可以使实验顺利进行;
(4)通过实验数据描绘得到图乙所示图像,分析图像可以得到结论: ;
(5)本实验进行了多次测量,其目的与下列实验中多次测量目的相同的是__________。(选填序号)
A.用刻度尺测量物理教科书的长和宽 B.用电流表和电压表测量小灯泡的电功率
C.用电流表和电压表测量定值电阻的阻值 D.探究影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关
七、焦耳定律的推导式及其应用(6小题)
30.(2024·广东·一模)如图所示,甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水,每个容器放入同种材料绕成的导电线圈,其电阻R1=R3,R2=R4,2R2=3R1,若同时通电,经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是( )(不考虑热量散失)
A.乙、甲、丙、丁 B.乙、甲、丁、丙
C.丙、丁、乙、甲 D.丙、丁、甲、乙
31.(2022·广东深圳·中考真题)(多选)某爱心团队去养老院送电暖气,电暖气有低、中、高三挡,已知R1=55Ω,R2=44Ω,以下说法正确的是( )
A.使用“低温挡”只需要闭合S2
B.使用“高温挡”要闭合S1、S2
C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5:4
D.中温挡正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104J
32.(2024·广东·中考真题)如图所示,闭合开关,导线夹M在铅笔芯上向右移动,电流表的示数变 。若要测量铅笔芯的电阻,需补充的仪表是 。实验时铅笔芯发烫的现象,属于电流的 效应。
33.(2024·广东揭阳·一模)小吴家的电能表的表盘如图所示,电能表的读数为 kW·h。小陈家中用电器正常使用的总功率不能超过 W,一个22Ω的电阻当通过电流为2A,10s内产生的热量为 J;
34.(2024·广东·一模)仅以如图所示的实验装置,不增加其它计量工具,可探究通电导体产生的热量与 的关系:保持滑片位置不动,通电一段时间, U型管液面高度差较大(选填“左边”、“右边”);已知电源电压为4.5V,滑动变阻器的最大电阻是20Ω,将滑动变阻的滑片移至最右端,在2min内电流通过右端盒子内10Ω电阻丝产生的热量为 J。
35.(2024·广东惠州·二模)如图甲为一款养生壶,其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V,、均是发热电阻,其中。养生壶正常工作时,开关置于“1”为加热挡,电路中电流为5A;开关置于“2”为保温挡。求:
(1)将壶内500g的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量;[];
(2)当开关置于“1”时,的阻值及消耗的电功率;
(3)当开关置于“2”时,养生壶1min消耗的电能。
36.(2023·广东广州·中考真题)把一个某种类型的电阻R接在电压恒为12V的电源两端,通电后,同时记录R的温度一时间图线、流过R的电流一时间图线如图所示;
(1)根据图线,R的温度为50时,流过R的电流为 A;
(2)求在30s时R的阻值和电功率;
(3)30s~40s,R产生的热量为Q1;90s~100s,R产生的热量为Q2,Q1 Q2(选填“>”“=”“<”),写出判断依据: 。
八、电功率的多挡位问题(9小题)
37.(2024·广东深圳·三模)一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多档位咖啡机,图乙是其电路结构简化图,电动机用于磨咖啡豆,R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如表所示。下列说法正确的是( )
额定电压
220V
磨豆功率
110W
加热功率
1210W
保温功率
88W
产品规格
295*280*410mm
A.仅闭合S2时咖啡机的工作状态处于加热阶段
B.磨一次咖啡豆需要9秒,消耗的电能为约为一千焦,即约为1度电
C.R2的电阻为40欧
D.此咖啡机在加热第一杯咖啡时,可以同时磨第二杯咖啡的咖啡豆,此时,通过插头的电流为6A
38.(2024·广东东莞·二模)在具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换,下图是模拟加热的原理图,其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。开关旋至“3”挡时,开启的是 功能,此时电路总功率为 W;从防雾到除露,电路总电流变化了 A。
39.(2024·广东·模拟预测)如题图是某家用电压力锅的简化电路图,R1、R2均为发热电阻,R1=40Ω、R2=202Ω,当开关S1、S2均闭合时,电压力锅处于 (选填“加热”或“保温”)挡,此时电路中的电流是 A;该电压力锅加热挡和保温挡的电功率之比为 。
40.(2023·广东·中考真题)题图甲是用某款3D打印第进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4∶3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化,求
(1)低温挡工作时,通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)R2的电阻值。
41.(2022·广东·中考真题)某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W,R1=55Ω。求:
(1)取暖器工作时通过R1的电流;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量;
(3)R2的阻值。
42.(2024·广东中山·模拟预测)如图所示是一种电热水龙头和它的电路简图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知、是电热丝,,温水挡的电功率是2.2kW。求:
(1)当流出水为温水时,接入电阻的值;
(2)若该水龙头1min能放出约1kg的温水,消耗电能多少焦耳?
(3)当流出水为热水时,热水挡的电功率是多少?
43.(2024·广东汕头·一模)图甲为某电热饮水机,有加热和保温两挡功能,其简化电路如图乙所示,已知电热饮水机的额定保温功率为44W,R1的阻值为55Ω,求:
(1)饮水机加热挡的功率;
(2)R2的阻值;
(3)保温时R1两端的电压。
44.(2024·广东广州·中考真题)某电热敷腰带如图甲所示,有高温、中温和低温三个挡位,图乙是内部简化电路图,、、为加热电阻,其中、的阻值均为,通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中。
(1)旋转开关转至 (选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”)时,电热敷腰带处于高温挡工作,理由是: ;
(2)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为,求通电消耗的电能;
(3)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为,求电路的总电流;
(4)旋转开关转至cd时,求电热敷腰带的功率。
45.(2024·广东东莞·一模)即热式热水宝是一种无内胆的纳米管加热装置,因为其体积小、加热速度快,真正实现即开即热的使用功能,得到了广泛应用。其电路原理如图,电热丝、绕在出水管上,水经过出水管时被加热,通过改变水龙头控制开关S、的状态,可以选择出凉水、温水或开水。该管线机的额定电压是220V,开水加热电功率是4200W,温水加热电功率是2200W。已知:电热丝、电阻不随温度变化,水的比热容,水的密度,g取10N/kg。求:
(1)开关S断开时,水龙头出 (凉水、温水或开水)。开关S、都闭合时,水龙头出 (凉水、温水或开水);
(2)现在需要100℃的开水500mL,已知水的初温是:20℃,水需要吸收多少热量 ?
(3)如果电能转化为水的内能的效率是80%,饮水机正常工作时,烧开这些水需要多长时间 ?
1 / 6
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。