动态电路综合计算-【一战成名新中考】2025辽宁中考物理中考必考知识点专题特训
2025-05-16
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内容正文:
参考答案与解析
类型一:选择题
1.D 【解析】将滑片滑至最左端时,灯泡和定值电阻串联,电流表测量电路电流.灯泡恰好正常发光,电路电流为0.5A,从图乙中可知灯泡两端的电压为4V,根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压U=UL+U0=4V+0.5A×R0........①,将滑动变阻器的滑片移到最右端后闭合开关,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压U=UL′+U0′+U滑=1.5V+0.3A×R0+0.3A×15Ω......②,联立①②得:电源电压U=9V,R0=10Ω;故B错误;定值电阻可起到保护电路的作用,该调光灯电路需要保护电阻R0,故A错误;电路中允许通过的最大电流为0.5A,根据P=UI可知电路的最大功率是P=UI=9V×0.5A=4.5W,故C错误;灯泡正常发光时,R0的功率P0=I2R0=
(0.5A)2×10Ω=2.5W,故D正确.故选D.
2.CD 【解析】根据电路图可知,两个电阻串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大;根据U=IR可知,R1两端电压变大,电压表示数变大,故A错误;根据图乙可知,电路中的最大电流为0.5A,最小电流为0.2A;定值电阻R1的最大电功率为:P大=U1I大=10V×0.5A=5W;定值电阻R1的最小电功率为:P小=U2I小=4V×0.2A=0.8W;电路中定值电阻R1的电功率的变化量为:ΔP=P大﹣P小=5W﹣0.8W=4.2W,故B错误;当滑动变阻器滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路中的电流最大,电压表测量的是电源电压,根据图乙可知,电源电压为U=10V;电路消耗的最大功率为:P=UI大=10V×0.5A=5W,故C正确;当滑动变阻器全部接入电路中时,电路中的电流最小,则滑动变阻器的最大阻值为:R230Ω,故D正确.故选CD.
3.CD 【解析】由图可知,灯泡和R串联.当滑片从b端向a端滑动时,电流减小,电压表V1的示数减小,V2的示数增大.Ⅰ是灯泡的I﹣U关系图像,故A错误.当滑片滑到a点时,滑动变阻器全部接入电路,此时灯泡的功率最小.由图可知,灯泡电压1V,电流0.2A,功率PL=UI=1V×0.2A=0.2W,故B错误.当滑片在a点时,由图乙可知,滑动变阻器全部接入电路,R的电压、电流为5V、0.2A,R25Ω,故C正确.当滑片在b点时,滑动变阻器阻值为零,此时电路中的功率最大.电路电压、电流分别为6V、0.6A,P=UI=6V×0.6A=3.6W,故D正确.故选CD.
4.AD 【解析】由电路图可知,开关闭合时,定值电阻R1与滑动变阻器R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;吹气时,气球胀大,隔板向上运动,变阻器滑片向上移动,R0接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小;由I可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由U=IR可知,R1两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,在电源电压不变时,R0两端的电压变小,即电压表的示数变小;由P=UI可知,电路总功率变大;故A正确、BC错误;如果在电路中再串联一个电阻,电流表的示数为:I,当滑动变阻器阻值发生变化时,电流表示数变化量变小,电流表的灵敏度会变低,故D正确.故选AD.
5.BC 【解析】由电路图可知,控制电路中湿敏电阻R与定值电阻R0串联,当空气湿度降低时,湿敏电阻R的阻值减小,串联电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,控制电路中电流增大,故A不符合题意;由A可知,当空气湿度降低时,串联电路的总电阻减小,控制电路中电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,工作电路指示灯电路接通,指示灯发光,故B符合题意;由A可知,当空气湿度降低时,串联电路的总电阻减小,控制电路中电流增大,由U=IR可知,定值电阻R0两端电压增大,则电压表示数变大,故C符合题意;由A可知,当空气湿度降低时,串联电路的总电阻减小,控制电路中电流增大,根据P=UI可知,控制电路总功率增大,故D不符合题意.故选BC.
6.BD 【解析】由图甲可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,当R2两端的电压为13V时,R2消耗的电功率为6.5W,由P=UI可知,此时电路中的电流:I0.5A,由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=U1+U2=IR1+U2=0.5A×R1+13V﹣﹣﹣﹣﹣①;当R2两端的电压为15V时,R2消耗的电功率为4.5W,由P=UI可知,此时电路中的电流:I'0.3A,由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=U1'+U2'=I'R1+U2'=0.3A×R1+15V﹣﹣﹣﹣﹣②;由①②解得:R1=10Ω,U=18V,故A错误,B正确;由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电压表的示数最小,由欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,因为电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流I大=0.6A,由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻:R30Ω,由串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值:R2小=R﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,因为电压表的量程为0~15V,因此滑动变阻器两端的最大电压U2大=15V,由串联电路的电压特点可知,此时定值电阻R1两端的电压:U1小=U﹣U2大=18V﹣15V=3V,此时电路中的电流:I最小0.3A,由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值:R2大50Ω,所以,滑动变阻器R2的调节范围为20Ω~50Ω,故D正确;电路中的最小电流I最小=0.3A,则电路消耗总功率的最小值:P最小=UI最小=18V×0.3A=5.4W,故C错误.故选BD.
7.B 【解析】当开关S1、S2都闭合时,灯泡L与滑动变阻器R1并联,电流表测R1电流,灯泡在工作时正常发光,由图乙可知,R1=20Ω时,I1=0.3A,电源电压U=0.3A×R1=0.3A×20Ω=6V,故A错误;已知灯泡L的额定电流是I额=0.5A,则PL额=UI额=6V×0.5A=3W,故B正确;开关都断开时电路最大功率P开=0.6A×6V=3.6W;开关都闭合时,I总=0.5A+0.6A=1.1A,电路最大功率P合=1.1A×6V=6.6W,开关都断开与都闭合时电路最大功率之比为:,故C错误;当开关S1、S2都断开时,电阻R0与滑动变阻器R1串联,由图乙可知,R1=0Ω时,I=0.6A,则R010Ω,故D错误.故选B.
8.A 【解析】由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;为保证电路安全,电路中允许通过的最大电流是I″=0.3A,即电流表的最大示数是0.3A,由P=UI可得,电路的最大功率是:Pmax=UI″=6V×0.3A=1.8W,故A错误;由串联电路的分压特点可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大时,灯泡两端的电压最小,而且此时流过小灯泡的电流也最小,即电流表的示数最小,即当电压表的示数为3V时,小灯泡的电功率最小,此时小灯泡两端的电压为:UL小=U﹣U滑=6V﹣3V=3V,由图乙可知,此时流过小灯泡的最小电流是IL小=0.25A,小灯泡的最小功率是PL小=UL小IL小=3V×0.25A=0.75W;由图乙可知,此时流过小灯泡的最大电流是IL大=0.3A,小灯泡的最大功率是PL大=ULIL大=4.5V×0.3A=1.35W,故B正确;根据上面的分析,电路中的电流范围是0.25A﹣0.3A,故C正确.当电压表的示数为3V时,灯泡L两端的电压UL=U﹣U滑=6V﹣3V=3V,由图乙可知,此时电路中的电流I′=IL小=0.25A;由欧姆定律知,滑动变阻器的最大电阻;当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电路中的电流I=0.3A,由串联电路电压的特点知,滑动变阻器两端的电压U小=U﹣UL=6V﹣4.5V=1.5V;由欧姆定律知,滑动变阻器的最小电阻;则滑动变阻器接入的阻值为5Ω﹣12Ω,故D正确.故选A.
9.ABD 【解析】解:A.当S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑片位于右端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的电流I大=0.6A,电源的电压:U=I大R1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当滑片位于左端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图乙可知,电路中的电流I小=0.2A,R2两端的电压U2=3V,则滑动变阻器的最大阻值:R2大15Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电源的电压:U=I小R总=I小(R1+R2大)=0.2A×(R1+15Ω)﹣﹣﹣﹣②;由①②可得U=4.5V,R1=7.5Ω,故A正确;当S2闭合、S1断开时,R2与L串联,电压表测R2两端的电压,滑片向左移动的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变大,所以电流表示数变小,灯变暗,电压表示数变大,故B正确;因为小灯泡的额定电压为2.5V,由图像可知,灯的额定电流为0.5A.电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路的最大功率P=UI最大=4.5V×0.5A=2.25W,故C错误;电压表的量程为0~3V,当电压表的示数为3V时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,电路中的电流最小,此时灯两端的电压为1.5V,由图像可知,当灯两端的电压为1.5V时,电路中的电流为0.4A,所以滑动变阻器的电阻,滑动变阻器连入电路的最大阻值为7.5Ω,所以合理.即R2连入电路的阻值范围为4Ω~7.5Ω,故D正确.故选ABD.
10.CD 【解答】由图甲可知:滑动变阻器与R0串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中电流;当滑动变阻器的电阻丝有断点时,电压表测量电源电压,
由图乙可知,当X<5cm时,电压表示数保持3.0V不变,则电源电压为3.0V;断点处离变阻器最右端5cm,故C正确;由I可得,当X=5cm时,滑动变阻器接入电路中的电阻R118Ω,当X=10cm时,电压表示数U2=2.4V,电流表示数I2=0.3A,则R28Ω,故滑动变阻器滑动5cm电阻的改变量是ΔR=R1﹣R2=18Ω﹣8Ω=10Ω,所以从断点处滑片P向左滑动的过程中,该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是2Ω,故B错误;该滑动变阻器没有断路时的总电阻值:R总=R1+5cm×2Ω/cm=18Ω+10Ω=28Ω,故A错误;当X=5cm时,由乙、丙图可知,电压表示数U1=2.7V,电流表示数I1=0.15A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压:U01=U﹣U1=3.0V﹣2.7V=0.3V,由I可得,电阻R0的阻值:R02Ω;当滑动变阻器滑片P在最左端,接入电路的电阻为零,电路中只有R0连入电路,此时电路中的电流最大,功率最大,电路中的最大电流:I最大1.5A<3A,没有超过电流表的量程;则此电路的最大功率:P最大4.5W,故D正确.故选CD.
类型二:填空题
1.1 6
2.ec 50 1.8 【解答】解:[1]分析电路可知,R0和变阻器串联,电压表V1测R0电压,电压表V2测变阻器电压,电流表测电路电流.滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,滑动变阻器R连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路的分压原理可知:滑动变阻器两端的电压变小,R2两端的电压变大;所以图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,ec是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线;
[2]由乙图可知,当滑动变阻器阻值最大时,电流为0.1A,电压表V2示数为5V,则滑动变阻器的最大阻值为:
[3]由乙图可知,电流最大为0.3A,此时两电压表示数均为3V,根据串联分压规律可知电源电压为U=U1+U2=3V+3V=6V
所以该电路的最大功率为Pmax=UImax=6V×0.3A=1.8W
类型三:综合应用题
1.解:(1)闭合开关S、S1,断开开关S3时,灯泡L1与滑动变阻器R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,由灯L1恰好正常发光可知,其两端的电压U1=12V,功率P1=6W,此时电路中的电流I1此时R0两端的电压U0=U﹣U1=18V﹣12V=6V,
滑动变阻器消耗的电功率P0=U0I=6V×0.5A=3W;
(2)灯泡L2的电阻R212Ω;
闭合开关S、S2,断开开关S1时,灯泡L2与滑动变阻器R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,因灯泡L2正常发光时的电流I1A大于电流表的量程0.6A,所以,电路中的最大电流为0.6A,此时灯泡的电压为U2=IR2=0.6A×12Ω=7.2V;
滑动变阻器的电压为U0=U﹣U2=18V﹣7.2V=10.8V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小R018Ω;当电压表的示数U0″=15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时灯泡L2两端的电压U2′=U﹣U0″=18V﹣15V=3V,此时电路中的电流I3,即,即R'0=60Ω,所以,滑动变阻器的阻值取值范围是18Ω~60Ω.
2.解:(1)不考虑温度对灯丝电阻的影响,根据P
可知小灯泡L的电阻RL12Ω;
(2)当开关S、S1都闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,定值电阻和灯泡并联,电流表测量干路电流.小灯泡L恰好正常发光,则电源电源U=UL=6V,通过灯泡的电流IL0.5A,
通过定值电阻的电流I10.3A,
电流表的示数I=IL+I1=0.5A+0.3A=0.8A;
(3)当开关S1断开,S闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到b端时,灯泡和滑动变阻器串联,根据欧姆定律可知电路电流I′0.2A,
小灯泡L的电功率P灯=I′2RL=(0.2A)2×12Ω=0.48W.
3.解:(1)定值电阻R0在电路中的作用是与R串联分压,才能使电压表的示数随滑片位置而改变;滑片在b端时的电流:I0.15A;R0两端电压:U0=U﹣UR=24V﹣15V=9V;R0的阻值:R0;
(2)滑片在b端,电路的电功率Pb=UI=24V×0.15A=3.6W;滑片在a端,电路的电功率Pa;整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W~9.6W;
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,变阻器的阻值R′100Ω=50Ω,此时电路总电阻R总=R0+R′=60Ω+50Ω=110Ω,在串联电路中,,此时电压表示数:,滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端,最大称量质量为2kg,所以,滑片移到中点时对应的物体质量为1kg;
(4)要使表盘上刻度均匀,必须保证电流不变,电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比,电路如图;
与图甲相比,该电路电流最小且保持不变,比图甲电路更节能.
4.解:(1)R与 R0 串联,不受压力时,R的阻值 R=40Ω,
电路中电流 ;
(2)当压力为600N 时,R的阻值 R=25Ω,
电路中电流 ;
R0 消耗的电功率 ;
(3)电路中所允许通过最大电流 Im=0.6A,
;
R的阻值 R2=R总﹣R0=15Ω﹣5Ω=10Ω;
由图像可知体重计所能测量的最大体重为1200N
5.解:(1)由图可知,保温功率为0.2kW,由P可知,电水壶正常保温10min消耗的电能:W=P保温t=0.2×1000W×10×60s=1.2×105J;
(2)由图可知,加热功率为0.8kW=800W,由可知,电水壶的发热电阻的阻值:;
(3)由题意知,某次用电高峰时,实际加热电功率为600W,使用电水壶加热5min消耗电能:W实=P实t′=600W×5×60s=1.8×105J=0.05kW•h,图中3000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过3000转,则该电水壶加热5min电能表转盘转过的圈数:n=0.05kW•h×3000r/(kW•h)=150r.
6.解:(1)乙图中两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,由甲图可知当F=300N时电阻R=10Ω,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得此时通过电路的电流:I0.2A,则R0的电功率:P0=I2R0=(0.2A)2×20Ω=0.8W;
(2)图丙中,R和R0并联,电流表测干路电流,由甲图可知当F=100N时电阻R=30Ω,
根据欧姆定律可得通过R的电流:IR0.2A,通过R0的电流:I00.3A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以电流表示数:I′=IR+I0=0.2A+0.3A=0.5A;
(3)由于电流表的量程为0~0.6A,干路电流最大为Imax=0.6A;
根据并联电路电流的特点可知通过R的最大电流I′′=Imax﹣I0=0.6A﹣0.3A=0.3A,
则电阻R的阻值R′′20Ω,由图甲可知推力F=200N.
7.解:(1)由图甲可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流;报警器未浸入水中时,RP的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A,则RP两端的电压为:UP=I1RP=0.12A×40Ω=4.8V;
(2)由图乙可知,报警器浸入水下深度h为1m时RP的阻值为30Ω,此时R0两端的电压为1.5V,根据串联电路电压规律可知,RP两端电压为:UP=U﹣U0=6V﹣1.5V=4.5V,
则通过RP的电流为:IP0.15A;
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,RP的电功率为:P=UPIP=4.5V×0.15A=0.675W.
8.解:(1)由图乙可知,当水温达到100℃时,热敏电阻R大小为20Ω,此时控制电路中电流;
(2)当水温达到100℃时,衔铁会被吸下,工作电路处于保温状态,此时工作电路中R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,保温时工作电路中电阻
R总=R1+R2=44Ω+956Ω=1000Ω
由P可得,电热水器实际电功率
由P可得,此时电热水器两端的实际电压
9.解:(1)由图甲可知,该电路为R1和R0的串联电路,电压表测R0两端的电压,根据欧姆定律,由串联电路的电流特点可知通过R1的电流为,由图乙可知,当环境温度为30℃时,R1的阻值为30Ω,由可知R1两端电压
U1=I1R1=0.09A×30Ω=2.7V,
由串联电路的电压特点可知电源电压为U=U′+U1=1.8V+2.7V=4.5V;
(2)当环境温度为30℃时,通电 1min电路消耗的电能
W=UIt=4.5V×0.09A×60s=24.3J;
(3)已知电压表量程为0~3V,即R0两端的电压最大为U0大=3V,则电路中的最大电流为,
由串联电路的电压特点可知此时R1两端的最小电压为U1小=U﹣U0大=4.5V﹣3V=1.5V,
由图乙知R1的阻值随温度升高而变小,则R1的最小阻值为
,
由图可知,该电子温度计可以测量的最高温度为50℃.
10.解:(1)如图所示,只闭合开关S0时,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,由欧姆定律可得,串联电路的总电阻为:R总50Ω,
由串联电路的电阻关系可得,此时接入滑动变阻器的阻值为:R=R总﹣R0=50Ω﹣20Ω=30Ω;
(2)保持(1)中开关状态和电源电压不变,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,在电路安全的情况下,调节滑动变阻器,当接入的阻值最大时,电路中电流最小,由欧姆定律可得,电路中的电流最小值为:Imin0.25A,
由电功率公式可得,定值电阻的最小电功率为:P0min=I2minR0=(0.25A)2×20Ω=1.25W,
因为电流表量程为0~0.6A,可知该电路的最大电流为:Imax=0.6A,定值电阻两端电压为:U0=ImaxR0=0.6A×20Ω=12V<15V,
由电功率公式可得,定值电阻的最大电功率为:P0max=I2maxR0=(0.6A)2×20Ω=7.2W;
(3)只闭合S1时,滑动变阻器R与灯L1串联,L1的额定功率为1.6W,额定电流为0.4A,由电功率公式可得R1的阻值为:R110Ω
当滑动变阻器的阻值接入最大值时,电路中的电流最小,灯L1的最小电功率为0.4W,由电功率公式可得,电路中的最小电流为:I1min0.2A
由欧姆定律的电源电压U1为:U1=I1min(R1+Rmax)=0.2A×(10Ω+40Ω)=10V
只闭合开关S2时,滑动变阻器与L2串联,当滑动变阻器的阻值接入最小时,电路中的电流为最大,由题意可知,此时L2不会正常发光,R的接入值为0Ω,则灯L2的电功率最大为1.6W,可以得到电源电压U2为:U2①
当滑动变阻器的阻值接入最大时,灯L2的电功率为0.4W,所以电源电压U2为:
U2=I2min(R2+Rmax)(R2+Rmax)②由①②式,解之得:U2=8V
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动态电路综合计算
类型一:选择题
1.综合实践活动课上,小明设计了一个如图甲所示的调光灯电路.已知电源电压不变,灯泡额定电流为0.5A,R0是保护电阻,滑动变阻器的最大阻值是15Ω,图乙是灯泡的I﹣U图像.调试时小明将滑动变阻器的滑片移到最右端后闭合开关,电流表的示数为0.3A;将滑片滑至最左端时灯泡恰好正常发光.下列说法正确的是( )
第1题图
A.该调光灯电路不需要保护电阻R0 B.电源电压是10V
C.电路的最大功率是2.7W D.灯泡正常发光时,R0的功率是2.5W
2.(多选)如图甲所示的电路图,从最左端向最右端移动滑动变阻器的滑片,两电表示数间的关系如图乙所示,则在移动滑片的过程中,下列说法正确的是( )
第2题图
A.P向右移动时两电表的示数都变小
B.电路中定值电阻R1的电功率的变化量ΔP是1.8W
C.电路的最大电功率是5W
D.R2的最大电阻是30Ω
3.(2024•黑龙江)(多选)如图,甲电路中电源电压保持不变,闭合开关后,将变阻器的滑片由a端向b端移动的过程中,两电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙Ⅰ、Ⅱ所示,则( )
第3题图
A.Ⅱ是灯泡的I﹣U关系图像 B.灯泡最小功率为1W
C.R的最大阻值为25Ω D.电路的最大功率为3.6W
4.(多选)为了学校体测,科学小组自制肺活量比较装置,如图所示,吹气时,气球胀大,隔板向上运动的过程中,下列说法正确的是( )
第4题图
A. 电路总功率变大
B.电压表示数变大
C.电流表示数变小
D.如果在电路中再串联一个电阻,电流表的灵敏度会变低
5.(多选)为了让蔬菜临时储存仓库内保持一定的含水量,小敏设计了一个检测报警电路,当空气湿度过低时会提醒喷水.湿敏电阻R的阻值会随湿度的升高而增大,设计的电路如图所示.电源电压不变,当空气湿度降到过低时( )
第5题图
A.控制电路中电流减小 B.指示灯会发光提醒
C.电压表示数会增大 D.控制电路总功率减小
6.(多选)如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω.在保证电路元件安全的情况下,缓慢移动滑片,R2消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
第6题图
A.电源电压为15V
B.定值电阻R1的阻值为10Ω
C.电路消耗总功率的最小值为10.8W
D.滑动变阻器R2的调节范围为20Ω~50Ω
7.图甲中R0为定值电阻,电源电压保持不变.滑动变阻器R1标有“20Ω,1A”字样,电流表量程0~0.6A,灯泡L的额定电流是0.5A.当开关S1、S2都断开或都闭合两种情况中,移动滑片P(所有元件都安全)得到了两次电流表示数与R1阻值变化关系的图像(如图乙所示),灯泡在工作时正常发光.下列说法正确的是( )
第7题图
A.电源电压为12V
B.小灯泡L的额定功率为3W
C.开关都断开与都闭合时,电路最大功率之比为5:11
D.电阻R0的阻值为12Ω
8.如图甲所示电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“25Ω,1A”,电流表量程选择“0∼0.6A”,电压表量程选择“0∼3V”,小灯泡上标有“4.5V,0.3A”字样,其I﹣U图像如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项不正确的是( )
第8题图
A.电路的最大功率是3.6W
B.小灯泡的功率变化范围是0.75W﹣1.35W
C.电流表的示数范围是0.25A﹣0.3A
D.滑动变阻器接入的阻值为5Ω﹣12Ω
9.(多选)(2024•邢台三模)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变.电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.当S1闭合、S2断开时,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中,电流表随电压表示数变化的情况如图乙中的A线所示.图乙中的B线为小灯泡的I﹣U图像,小灯泡的额定电压为2.5V.当S2闭合、S1断开时,为保证电路中的各元件都不会损坏,下列说法中正确的是( )
第9题图
A.电源电压为4.5V
B.滑片向左移动的过程中,电压表示数变大,灯变暗
C.电路的最大功率为2.7W
D.R2连入电路的阻值范围为4Ω~7.5Ω
10.(多选)物理兴趣小组的同学,为了探究滑动变阻器的电流、电压关系,按照如图甲的电路进行实验.组装好电路后,闭合开关,让滑片P从最右端开始向左滑动,测量滑片到最右端的距离x,同时观察电压表、电流表的示数,记录数据并绘制图像.电压表读数U与x的关系如图乙所示,电流表读数I与x的关系如图丙所示.根据题目信息,以下说法中正确的是( )
第10题图
A.定值电阻R0的阻值是10Ω
B.滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化3.6Ω
C.由图像可知,电源电压为3.0V,滑动变阻器出现了断路故障,且断点位置x=5cm
D.若电流表的量程为0~3A,则此电路的最大功率可达4.5W
类型二:填空题
1.如图甲,电源电压不变,闭合开关S,滑片P从b端移动到a端的过程中,小灯泡的I﹣U关系如图乙所示.滑片P移到a端时,小灯泡恰好正常发光,此时通过小灯泡的电流是
A.该电路总功率的最小值为 W.
第1题图
2.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片P从b端滑向a端的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示.则
(选填“dc”或“ec”)是电压表V1的示数随电流表示数变化的图像;滑动变阻器的最大阻值为 Ω;该电路的最大功率为 W.
第2题图
类型三:综合应用题
1.在如图所示的电路中,电源的电压恒为18V.两灯泡L1、L2分别标有“12V 6W”和“12V 12W”的字样,不考虑两灯泡电阻随温度的变化.已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R0的规格为“100Ω 1A”.求:
第1题图
(1)开关S、S1闭合、S2断开,当灯泡L1正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率;
(2)开关S、S2闭合,S1断开,为了保证整个电路的安全,滑动变阻器的阻值取值范围.
2.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V,3W”字样,定值电阻R1阻值为20Ω,滑动变阻器R2最大阻值为18Ω.(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
第2题图
(1)小灯泡L的电阻;
(2)当开关S、S1都闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到a端时,小灯泡L恰好正常发光,求电流表的示数;
(3)当开关S1断开,S闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到b端时,小灯泡L的电功率.
3.为了方便学生就餐,某学校餐厅使用了一款智慧餐盘,该系统可以自动识别餐盘中食品的种类和质量,并在显示屏上显示出价钱,通过人脸识别系统自动扣费.某实践小组在了解智慧餐盘的工作原理后,他们利用电压恒为24V的电源、量程为0~15V的电压表、定值电阻、滑动变阻器R(最大阻值为100Ω)等器材设计了一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出.当餐盘不放物体时,滑片P恰好位于滑动变阻器的a端,如图甲所示.闭合开关S,滑片P从滑动变阻器的a端移动到b端的过程中,电压表的示数由0逐渐增大到15V,此过程的最大称量质量为2kg.实践探究过程中同学们还发现,滑片下移的距离与餐盘中所放物体质量的大小成正比,滑动变阻器a端与滑片P所在位置之间的阻值和a、P之间的距离成正比.求:
第3题图
(1)定值电阻R0在电路中的作用是什么?阻值为多少?
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少?
(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时,电压表的示数为多少(结果保留一位小数)?
此时对应的物体质量为多少?
(4)实践小组在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现,表盘上原刻度的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙所示.请设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,在图丙方框内画出,并从节能的角度对甲、丙两个电路作出评价.
4.小明受家里体重计的启发,设计了一种简易体重计,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为9V,定值电阻R0的阻值为5Ω,电流表的量程为0~0.6A,轻质绝缘的压力检测板Y与压敏电阻R相连.R的阻值与压力F的关系如图乙所示.闭合开关S后,求:
第4题图
(1)当检测板不受压力时,电路中的电流;
(2)当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率;
(3)此体重计所能测量的最大体重.
5.如图所示,甲是某型号电水壶内部电路原理图(具有加热和保温功能),乙则是其正常工作时电功率与时间的关系图像,丙是家用电能表的铭牌参数.
(1)电水壶加热水后,求正常保温10min消耗的电能;
(2)正常加热时,求电水壶的发热电阻的阻值大小;
(3)某次用电高峰时,实际加热电功率为600W,此时使用该电水壶加热5min电能表转多少转?
第5题图
6.R是一个随推力F变化而变化的电阻,F与R的关系如图甲所示.现有如图乙、丙的两个电路,R0为定值电阻,阻值为20Ω,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A.
第6题图
(1)用300N的力推电阻,求R0的电功率(图乙).
(2)用100N的力推电阻,求电流表的示数(图丙).
(3)图丙中当干路电流不超过电流表量程时,求推力F的最大值.
7.学校开展了防溺水安全教育后,小华组经过合作探究,设计了一种可以戴在手腕上的防溺水定位求救报警器,其简化电路如图甲所示.已知电源电压为6V,报警器由电压表改装,R0是定值电阻,RP是压敏电阻,图乙是压敏电阻阻值RP随水深h变化的图像.报警器未浸入水中时,RP的阻值为40Ω,电流表示数是0.12A;报警器浸入水下深度h大于等于1m时,报警器报警,当h为1m时,R0两端的电压为1.5V.通过计算回答:
(1)报警器未浸入水中时,RP两端的电压是多少?
(2)报警器浸入水下深度h为1m时,通过RP的电流是多少?
(3)报警器浸入水下深度h为1m时,RP的电功率是多少?
第7题图
8.某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器,其内部简化电路如图甲所示.该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成.控制电路由电源(电压恒定U=6V)、开关S0、电磁铁(线圈电阻R0=20Ω)、热敏电阻R组成,热敏电阻R的阻值随水温的变化图像如图乙所示.工作电路中R1=44Ω,R2=956Ω.当开关S0和S均闭合时,电热水器开始加热,当水温达到100℃时,衔铁会被吸下,工作电路处于保温状态.已知,解答下列问题:
(1)当水温达到100℃时,控制电路中的电流是多少?
(2)用电高峰期,当电热水器处于保温状态时,电热水器工作450s,消耗1.8×104J的电能,此时电热水器两端的实际电压是多少?
第8题图
9.图甲是利用热敏电阻制作的电子温度计,由电压表的示数来显示温度,其电路原理如图乙所示,R1是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图丙所示,电源电压恒定不变,R0阻值为20Ω,电压表量程为0~3V,闭合开关S后,当环境温度为30℃时,电压表示数为1.8V,求:
第9题图
(1)电源电压;
(2)当环境温度为30℃时,通电1min电路消耗的电能;
(3)为了保证电路安全,该电子温度计可以测量的最高温度?
10.如图,电路中电源电压可调,定值电阻R0=20Ω.L1和L2为额定功率不同、额定电流均为0.4A的小灯泡(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R的铭牌上标有“40Ω,1A”字样,电流表量程0~0.6A.
(1)只闭合开关S0,电源电压U=15V时,电流表的示数为0.3A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)保持(1)中开关状态和电源电压不变,在电路安全的情况下,调节滑动变阻器,求定值电阻R0的功率变化范围;
(3)调节电源电压为U1,只闭合开关S1,调节滑动变阻器,
灯L1的功率为1.6W时正常发光,最小功率为0.4W;再调
节电源电压为U2,只闭合开关S2,调节滑动变阻器,灯L2
的最大功率为1.6W,最小功率为0.4W.(调节滑动变阻器时
电路安全)求:U1、U2. 第10题图
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