内容正文:
专题06 电磁学(二)(原卷版)
欧姆定律与电功率的动态问题
1.(2025·辽宁朝阳·一模)如图所示的电路,先闭合开关S1、再闭合开关S2,下列对电路的分析正确的 ( )
A.电流表A2的示数将不变 B.电压表V的示数将变小
C.小灯泡L1的亮度将变暗 D.电流表A1的示数将变小
2.(2025·安徽合肥·一模)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,电压表V1、电压表V2、电流表A的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI,则( )
A.ΔU1>ΔU2 B.ΔU1=ΔU2
C.ΔU2与ΔI的比值会逐渐变小 D.ΔU1与ΔI的乘积不变
3.(2025·甘肃天水·一模)如图所示的电路,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,闭合开关S,将滑片P从b端向a端移动的过程中,忽略灯泡电阻变化,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变暗,电压表示数变大,电流表示数变小
B.灯泡L变暗,电压表示数变小,电流表示数变小
C.灯泡L变亮,电压表示数变大,电流表示数变大
D.灯泡L变亮,电压表示数变小,电流表示数变大
4.(2025·广东广州·一模)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑 片P从b端向a端移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数不变
B.电压表V2的示数不变
C.电压表V1与电流表A的示数的比值变大
D.电压表V2与电流表A的示数的比值不变
5.(2025·江苏徐州·一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,是滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片从最左端向最右端移动的过程中,电表均不超过量程,下列分析正确的是( )
A.电压表与电流表示数的比值变大
B.电压表与电流表示数的比值变小
C.电压表 与 的示数不可能相等
D.电压表与示数的变化量相同
6.(2025·河南平顶山·一模)(多选)如图所示,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。当闭合开关,滑片P向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变大
B.电压表V1的示数不变
C.电压表V1的示数变化量等于电压表V2的示数变化量
D.电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变小
7.(2025·辽宁本溪·一模)(多选)如图电路中电源电压恒为6V,灯泡标有“2.5V 0.5W”。闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为4V时,下列说法正确的是( )
A.为使灯泡正常发光应将滑片向左滑动
B.将滑片向右滑动,电压表与电流表示数的比值会变大
C.忽略灯泡电阻的变化,将滑片从变阻器的中点滑至最右端,电压表的示数会变大一倍
D.若某时刻灯泡熄灭,电压表示数接近电源电压,则一定是滑动变阻器发生了断路
8.(2025·河北保定·一模)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表示数变大
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数比值变小,电压表示数与电流表示数乘积变大
D.电压表示数与电流表示数比值不变,电压表示数与电流表示数乘积变大
9.(2025·四川泸州·一模)(多选)如图是一个简易身高测量仪的工作电路示意图。电源电压6V保持不变,电压表的量程为“0~3V”,R1=20Ω,R2是一根长为80cm的均匀电阻丝(规格为0.5Ω/cm,A、B为R2的两个端点)。滑片P可在竖直放置的R2上滑动,被测者身高不同电压表示数也会不同,在电压表的刻度盘上标注相应的身高值,改装完成后,便可测量身高。下列说法正确的是( )
A.正常工作时,被测者的身高越高,电压表的示数越大
B.正常工作时,被测者的身高越矮,电路中的电流越小
C.如果用量程为“0~0.6A”的电流表替代电压表,身高的测量范围会变大
D.用电压表和电流表改装的身高刻度盘,刻度值都是均匀的
10.(2025·重庆九龙坡·一模)中小学生进行体能测试中有一个项目为坐位体前屈,进行身体柔韧性测试。测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的滑块,滑块被推动的距离越大,仪器的示数就越大。如图甲是体育课上坐位体前屈测量仪,图乙是小明设计的模拟电路。下列说法正确的是( )
A.向前推的距离越大,电压表示数越大
B.向前推的距离越小,电路的总功率越大
C.闭合开关不推动时,电路中的电流为零
D.此电路设计中,用电流表示数反映测量成绩
欧姆定律与电功率的图像问题
1.(2025·陕西西安·一模)在图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。闭合S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.9V
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.滑动变阻器的调节范围为0~36Ω
D.当滑片P位于b端时,R0的电功率最小
2.(2025·湖南长沙·一模)如图甲所示电路中,电源电压为,滑动变阻器的最大阻值为,电流表、电压表连入电路的量程分别为“”和“”,小灯泡上标有“”字样。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,通过小灯泡的电流随其两端的电压变化关系如图乙。下列说法不正确的是( )
A.灯泡的额定功率为
B.滑片向移动,电压表示数变大
C.小灯泡正常发光时其电阻为
D.当电流表的示数为时,通电,小灯泡消耗的电能为
3.(多选)(2025·江西·一模)如图甲所示,电源两端电压不变,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。当开关S闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,根据电压表与电流表的示数,绘制的图象如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源两端电压为10V B.电路中允许通过的最大电流为0.6A
C.定值电阻R2的电阻值为40Ω D.变阻器R1接入电路的最大阻值为100Ω
4.(2025·山东德州·一模)如图,甲电路中电源电压保持不变,闭合开关后,将变阻器的滑片由端向端移动的过程中,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( )
A.II是灯泡的关系图像 B.电源电压为
C.灯泡两端的最小和最大电压之比为 D.电路的最大功率为
5.(2025·湖南娄底·一模)如图1所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,、的U-I关系图像如图2所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻的U-I关系图像 B.电源电压为12V
C.电阻的最小电功率为2.7W D.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
6.(2025·江苏无锡·一模)如图甲所示,电源两端电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的规格是“”,电压表的量程为0~15V。电压表的示数与滑动变阻器的关系如图乙所示。以下分析正确的是( )
A.电源电压 B.当时,
C.的取值范围是 D.电路消耗的总功率的变化范围是9.6W~36W
7.(2025·云南昆明·一模)(多选)某同学设计了一个检测酒精气体浓度的电路,如图甲所示,为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度增大而变小,为定值电阻。当开关闭合后,随着酒精气体浓度增大,电压表、的示数与电流表示数的整个变化过程的关系如图乙所示,则( )
A.电源电压为3V B.的阻值为20
C.乙图中a线表示的变化规律 D.电路的最大功率3W
8.(2025·江苏泰州·一模)图甲中,电源电压恒定、电流表(0~0.6A)、 电压表(0~3V)、 滑动变阻器上标有 “24Ω 1A” 字样,小灯泡L 的额定电压为4V。 在元件安全情况下,使滑片P 移动范围最大,得到灯泡和滑动变阻器的I-U 图像如图乙,在滑片P 移动过程中电路的最大总功率为2.25W,则以下结论中正确的有( )
①电源电压为7.5V ②小灯泡L 的额定功率为2W
③滑动变阻器阻值变化范围为1~12Ω ④小灯泡L 的额定功率为1.2W
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
9.(2025·北京·一模)如图甲所示,电源两端电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。对于这个电路,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的额定电流是0.2A B.此过程中灯泡的阻值不变
C.滑片P在最右端时滑动变阻器两端电压是7V D.图中A点对应的电压是5V
10.(2025·重庆·一模)图甲是体重400N的小李设计的体重测量仪的电路图,电源电压为6V,电阻,R为压敏电阻,体重计是由量程为0~0.6A的电流表改装而成。图乙是压敏电阻大小随站板受到压力大小变化的图像。闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.若将压敏电阻①接入电路,站板未受压力时,电阻R0两端的电压为2.2V
B.若将压敏电阻②接入电路,小李站在站板上,电路消耗的总功率为1.8W
C.无论接入压敏电阻①还是②,该体重计一定能称出体重为900N的同学
D.若要满足体重越重,体重计的指针偏转越大,应选图乙中的压敏电阻②
11.(2025·陕西榆林·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻R0=10Ω。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P从最右端开始最大限度地向左端调节,两电压表示数与电流表示数变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V B.AB图线对应的是电压表V1示数变化
C.滑动变阻器的最大阻值为50Ω D.电路消耗的最大功率为3.6W
12.(2025·江苏无锡·一模)如图甲所示电路中,电源电压不变,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0﹣15V,小灯泡参数“?V,?W”模糊不清。第一次只闭合开关S、S1,滑片P从a端移到b端;第二次只闭合开关S、S2,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为10Ω
B.小灯泡的参数为“4V,2W”
C.只闭合开关S、S2,电路的总功率最大时,灯与滑动变阻器的功率之比为5:3
D.只闭合开关S、S2,为保证电路安全,滑动变阻器的阻值范围为7.5﹣10Ω
13.(2025·四川宜宾·一模)如图所示是关于电阻、的电流与电压关系的图象,、并联在电源电压为的电路中时,干路电流为 A;R甲、R乙串联在电源电压为的电路中时,电阻、的电压之比为 。
14.(2025·河南平顶山·一模)物理兴趣小组进行电学实验探究,电路如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,记录实验数据,绘制电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。则定值电阻R的阻值为 Ω;滑片P在b端时,电路的总功率为 W,通电1min电阻R产生的热量为 J。
电功与电功率
1.(2025·江苏南通·一模)如图,电源电压为9V,定值电阻R1为6Ω,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样。闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是( )
A.通过电阻R1的电流为1.0A
B.变阻器R2接入电路的最小阻值为4.5Ω
C.电压表的变化范围为4.5V~9V
D.变阻器R2功率的变化范围为4.05W~13.5W
2.(2025·辽宁朝阳·一模)(多选)如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样,灯丝的电阻保持不变,滑动变阻器R铭牌上的规格是“20Ω 1A”,电流表所用量程为0~0.6A,电压表所用量程为0~15V。该电路工作时,要求各元件均安全,则闭合开关,在滑动变阻器滑片P移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变化范围是3.5V~6V
B.电流表的示数变化范围是0.24A~0.5A
C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是7Ω~20Ω
D.该电路消耗的最大功率与最小功率之比为25︰12
3.(2025·江苏无锡·一模)如图所示,某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,上面标有10V,12000mAh的字样,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端的连接方式是 联;用移动电源为手机充电时,手机相当于电路中的 。该充电宝能储存的电能为 J。
4.(2025·山东德州·一模)新能源汽车在我们身边随处可见,蓄电池是其核心部件,如图所示为新能源汽车充电时的情景,在充电时电能转化为化学能,此时蓄电池相当于电路中的 。一个电动汽车的电池组容量为,充电桩的输出功率为,请计算该车辆从30%的电量充到80%的电量需要的充电量是 ,充电时间是 。
5.(2025·河南洛阳·一模)如图甲为定值电阻和小灯泡的I-U图像,其中 (选填“A”或“B”)是小灯泡的图像。小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示。电源电压为8V,定值电阻的阻值为 Ω,灯泡的实际电功率为 W。
6.(2025·江苏盐城·一模)如图是现代家庭中的电子式电能表,它的示数为 ,小明利用该电能表测某家用电器的电功率,测量前,他应该 ,直至电能表指示灯停止闪烁再进行测量。若按正确方法测量,从指示灯第 1 次闪烁开始计时到第 9 次闪烁停止计时所用时间为 1min,这个用电器的功率是 W。
7.(2025·广东东莞·一模)如图所示的电路中,开关S和S1闭合后,为使电阻R1、R2组成串联电路,则甲、乙两表均为 (选填“电流表”或“电压表”),此时甲、乙两电表的示数之比为3∶2,则R1和R2的电阻之比为 ;若将甲、乙两表均换为另一种电表,闭合开关S、断开开关S1后,则R1和R2消耗的功率之比为 。
焦耳定律与电功率的档位问题
1.(2025·山西朔州·一模)物理课上,老师做了一个小实验:将一张口香糖包装锡纸剪开,形成中间狭窄的条形,如图所示,随后锡纸中间狭窄的部分快速燃烧起来(危险操作请勿模仿)( )
A.锡纸中间狭窄的部分横截面积小,电阻大
B.通过锡纸中间狭窄部分的电流小于通过锡纸两端的电流
C.锡纸燃烧的原因是内能转化为电能
D.锡纸中间狭窄的部分产生的热量与锡纸两端产生的热量相同
2.(2025·四川广元·一模)如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气, ,下列有关说法正确的是( )
A.通过R1的电流是通过R2的电流的一半
B.通电一段时间,R1产生的热量是 R2产生的热量的2倍
C.R3两端的电压等于R4两端的电压
D.通电一段时间,R3产生的热量是R4产生的热量的4倍
3.(2025·山东青岛·一模)某电吹风有冷风、热风档,仅电动机工作时吹冷风,电动机、电热丝均工作时吹热风,其电路如右图,图中未标识电动机和电热丝。下列说法正确的是( )
A.电吹风的塑料外壳是导体 B.电路处为电热丝,处为电动机
C.仅闭合开关S1时,电吹风吹热风 D.电路处接火线、处接零线会更安全
4.(2025·山西朔州·一模)为了安全,冷暖风机都装有跌倒开关S,如图甲所示。当工作中的风机跌倒时(跌倒开关S未画出),下列说法正确的是( )
A.跌倒开关S应装在P处 B.正立时,只闭合开关S1,风机吹冷风
C.正立时,只闭合开关S2,风机吹热风 D.跌倒时,只闭合开关S1,风机吹热风
5.(2025·四川宜宾·一模)如图所示,是家用吹风机的工作原理,既可吹热风也可吹冷风,它的主要技术参数如下表,则电吹风正常工作吹热风时,则下列说法正确的是( )
额定功率
热风时:
冷风时:
额定电压
质量
A.把开关拨到1、2处吹风机吹冷风
B.若只有电热丝工作,它的功率是1000W
C.吹风机吹冷风正常工作,消耗电能
D.理想情况下,吹风机吹热风正常工作时,电热丝的电阻为
6.(2025·云南昆明·一模)如图甲所示是一款熨烫衣物的挂烫机,其简化电路如图乙所示,为限流电阻,为加热电阻,S为温控开关,自动切换加热和待机状态。下列说法正确的是( )
A.开关置于1时为加热状态
B.开关置于2时为待机状态
C.用超导材料制成加热电阻更省电
D.挂烫机工作时主要利用了电流的热效应
7.(2025·湖南长沙·一模)如图甲所示是常用的3D打印笔,它通过加热,挤出热熔的塑料,然后在空气中迅速冷却,最后凝固成形。此打印笔有快速挡和慢速挡,其内部简化电路如图乙所示,使用快速挡打印时的总功率为66W,两个电阻都是用于发热的电热丝,其中,。则闭合开关S、S1时,打印笔处于 挡;慢速挡时,R1在10s内产生的热量为 J;R2的电阻大小为 Ω。
8.(2025·甘肃天水·一模)空气炸锅,因其烹制食物脂肪含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐。如图甲所示,某品牌空气炸锅,其发热元件为两个电阻:R1=55Ω、R2=220Ω:,额定工作电压为220V,内部电路可简化为图乙所示电路,请回答以下问题:
(1)当开关S1 (选填“断开”或“闭合”),开关S接 (选填“a”或“b”)端时为低温挡。
(2)中温挡正常工作时,求通过电阻R2的电流是多少 A?
(3)高温挡正常工作时,求电阻R1消耗的功率是多少 W?
(4)若用此空气炸锅高温挡加工薯条,原料薯条温度为20℃,炸熟至少需要达到170℃,空气炸锅电能转化为热能效率为75%,求一次炸熟200g薯条至少需要多少J的电能?[薯条比热容c=3.63×103J/(kg·℃)]
欧姆定律与电功率的多开关问题
1.(2025·山东泰安·一模)如图所示电路中,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V 2.4W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器标有“40Ω 2A”字样,是阻值为的定值电阻,电压表量程为,电流表量程为。闭合开关S1、S2,断开开关S3,小灯泡L恰好正常发光。将的滑片P移至最右端,闭合开关,断开开关、,此时电压表示数为,消耗的功率为;向左移动滑片P至某点,此时电压表示数为,消耗的功率为。已知。下列说法中正确的是( )
① ② ③ ④
A.只有①④正确 B.只有①③正确
C.只有②④正确 D.只有②③正确
2.(2025·河北沧州·模拟预测)如图所示,电源电压不变,R1、R3为定值电阻,滑片置于滑动变阻器R2的中点,a、b为电流表或电压表。开关都闭合时,三个电阻并联,下列说法正确的是( )
A.a是电流表
B.当开关S、S1闭合,S2断开时,滑片向左滑动,电路消耗的功率变大
C.当开关S闭合,S1、S2断开时,滑片向右端滑动,电表a示数变化量与电流表A示数变化量的比值等于R1+R3
D.当开关S、S2闭合,S1断开,将b换成另一种表,滑片向左滑动时,电表a的示数与电表b的示数之和不变
3.(2025·重庆九龙坡·一模)如图所示的电路中,电源电压为12V。当单刀双掷开关S1接a,开关S2和S3断开,将滑动变阻器的滑片移到中点时,电流表的示数为I1,电压表的示数为U1,电路消耗的总功率P1;当开关S1接b,开关S2和S3断开,滑动变阻器的滑片仍在中点时,电流表的示数为I2,电压表的示数为U2,电路消耗的总功率P2;当开关S1接a,开关S2和S3闭合,滑动变阻器的滑片移到最左端时,电流表的示数为1.7A,滑动变阻器消耗的功率为P。已知,I1∶I2=1∶3,U1∶U2=4∶3。下列说法正确的是( )
A.R1∶R3=3∶4 B.P1∶P2=3∶1 C.I1=0.4A D.P=3.6W
4.(2025·陕西西安·一模)(多选)如图,电源电压和灯泡电阻不变,灯L标有“2.5V,1.25W”字样,滑动变阻器R0标有“30Ω,1A”字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V。当闭合S2、S3,断开S、S1时,电流表示数为1.8A;当闭合开关S、S3,断开S1、S2,滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时,R0连入的电阻减小了9Ω,此时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻变化),下列说法正确的是( )
A.电源电压为14.4V
B.当闭合开关S、S3,断开S1、S2时,电流表示数变化范围为0.3~0.5A
C.S断开,S1、S2、S3开关均闭合时,电路中的最大电流与最小电流之比为7∶6
D.在保证电路安全的情况下,任意断开、闭合开关,电路消耗的最大功率为50.4W
5.(2025·河南郑州·一模)标有“6V;1.8W”的L1灯和标有“6V;3.6W”的L2灯接入了下面的电路。当S1、S2闭合,S3断开时,两灯正常发光,则干路电流是 A;当S3闭合,S1、S2断开时,电路中的电流是 A,此时 灯的亮度更亮些。(灯丝的电阻恒定不变)
6.(2025·重庆九龙坡·一模)如图所示的电路中,电源电压恒为9V,小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样,滑动变阻器R1的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,当只闭合S3时,小灯泡正常发光。不考虑小灯泡电阻的变化,小灯泡电阻为 Ω,在保证电路中各元件安全的情况下,任意闭合开关和移动滑片,电路电功率最大值与最小值之差为 W。
电学实验探究
1.(2025·湖南岳阳·一模)小光和小山在“探究并联电路中电流的规律”的实验中,他们按如图甲所示的电路图进行实验:
(1)在实验过程中,灯泡L2突然熄灭,灯泡L1亮度不变,电路可能出现的故障是 。
(2)排除故障后,用电流表测出通过L1、L2两灯泡和干路的电流,记录如下表,第三次实验时电流表A1指针指在如图乙的位置,其读数应为 A;小光分析实验数据后得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等。小山认为小光的结论可能不正确,为了验证这个结论是否正确,他们应该更换规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡再次实验。
实验次数
1
2
3
电流表A1的示数/A
0.18
0.2
电流表 A2的示数/A
0.18
0.2
电流表A的示数/A
0.36
0.4
(3)本实验要进行多次实验的目的是 。
2.(2025·广东梅州·一模)小乐同学准备对串联电路的电压规律进行探究,主要步骤如下:
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.5
3.9
(1)按图所示的电路图连接电路;
(2)闭合开关,用电压表测出R1两端的电压;
(3)在测R2两端的电压时,小乐同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。
①在连接、拆除电路时,开关必须 。
②小乐同学用上面的方法 (选填“能”或“不能”)准确测出R2两端的电压。原因是 。
③方法改正后,所测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中;分析小乐同学的实验数据得出的结论是: 。
④这个实验在数据收集方面还存在的不足之处是: 。
3.(2025·四川成都·一模)如图甲是“探究并联电路的电流规律”的实验装置。
(1)如图甲所示电路,闭合开关S,电流表测量的是灯泡 (选填“”或“”)的电流,实验中应该选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)完成实验后,利用已有器材又找来电压表探究“串联电路的电压规律”,设计了图乙所示电路。选择合适的器材多次实验并记录数据,如下表所示。由此可得出串联电路的电压规律: (用U、、写表达式即可)。
实验次数
两端电压
两端电压
、两端电压
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
4.(2025·安徽六安·一模)某实验小组探究串联电路中电压的规律。
(1)断开开关,连接完电路,闭合开关时,发现电压表指针反向偏转,原因是 ;
(2)正确连接好电路后,用电压表分别测出电压、和。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压
电压
电压
1
1.2
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压与各部分电路两端电压的关系为 (用、、写出关系式)。
5.(2025·山西朔州·一模)如图所示,在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,读出电流表的示数。接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,接入10Ω定值电阻,闭合开关,电压表的示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)2V,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表的示数为2V时,读出电流表的示数。再更换20Ω、25Ω的定值电阻继续实验
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
5
10
20
25
I/A
0.4
0.2
0.1
0.08
(3)由实验数据可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
6.(2025·湖北武汉·模拟预测)小李同学连接如图所示的电路探究“电流和电阻的关系”。实验器材如下:2节崭新的干电池,滑动变阻器标有“”字样,电流表(量程,)、电压表(量程,),阻值为、、、、、的定值电阻各1个,开关1个,导线若干。
(1)小李检查电路发现有一条导线连接错误,在图中错误导线上画“”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)重新正确连接电路后,小李将电阻接入电路,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针都迅速右偏接近了满刻度,则小李在操作上存在的问题是 。
(3)纠正问题后继续实验,将得到的数据记录于表格之中。分析表格中数据可知:第 次数据是实验时操作不当或读数出错所致;第 次数据是人为编造,非实验所得。
次数
1
2
3
4
5
6
电阻/Ω
1
5
10
15
20
25
电流/A
1.5
0.3
0.15
0.1
0.09
0.06
7.(2025·河南周口·一模)小华用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为6V,电压表(0~3V),电流表(0~0.6A),定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器。
(1)如图甲所示连接电路,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)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障是( )(选填“A”“B”或“C”)。
A.开关断路 B.滑动变阻器断路 C.定值电阻断路
(3)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P移至最 端。闭合开关,移动滑片P,进行实验,根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象如图乙所示,由图像得到的实验结论为: 。当R的电阻由10Ω更换为5Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端滑动,直至电压表示数为 V,记录电流表示数;要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
(4)同组的小丽同学用未知电阻替换电阻R,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为1.5V,如图丙所示电流表示数为 A,该电阻的阻值为 Ω。
8.(2025·河南南阳·一模)如图甲和乙所示,是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端,通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在该实验中,通过观察U形管中液面的 来反映电阻丝产生热量的多少,这种研究方法叫 法。
(2)在图甲中,通过两电阻丝的电流 ,该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系。
(3)在图乙中,是探究电流通过导体产生的热量与 的关系,通电一段时间后, 侧容器 U形管液面高度差较大,这说明 。
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 成正比,跟导体的电阻正比,跟通电时间成正比,这个规律叫做焦耳定律。
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与其相连的导线却不怎么热”,这一现象可用 装置(选“甲”或“乙”)的实验结论解释。
9.(2025·辽宁营口·一模)小明用图甲电路测量一个额定电压为2.5V的小灯泡电阻,电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整 ;
(2)小明将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值端,闭合开关,灯泡没有发光,电流表示数为0.1A,电压表示数为0.5V,则滑动变阻器的最大阻值是 ;
(3)排除故障后,小明移动滑片P至某处时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应使滑动变阻器接入电路中的阻值适当变 一些,使电压表的示数为 V;
(4)小明通过连续移动滑片P,记下多组灯泡的电压和电流值,绘制出图丙I-U图像,小灯泡正常发光时的电阻是 。老师指出小明绘制图像时的部分数据不是在真实的实验情境中获取的,依据是 ;
10.(2025·河南信阳·一模)如图甲,在测量额定电压为的小灯泡的电功率的实验中,电源电压不变;
(1)请按图甲所示将图乙的实物电路连接完整;
(2)连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表示数变化明显。电压表示数始终为零,电路故障可能是 ;
(3)排除故障后闭合开关,滑动变阻器的滑片在某处时,电压表示数为2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,眼睛注意观察 (选填“电压表”“电流表”或“小灯泡”) 。当小灯泡正常工作时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系,小明继续调节滑动变阻器的滑片,并记录数据如表,发现第2次实验小灯泡最亮,此时小灯泡的实际电功率为 W。结合表中数据可知小灯泡的亮度与实际电功率的关系为: ;
(5)结合表中数据还可判断出小灯泡的电阻随电压升高逐渐 。
实验次数
1
2
3
电压表示数
电流表示数
11.(2025·山西朔州·一模)用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)闭合开关,使导体棒竖直上下运动,观察发现电流表的指针 (选填“会”或“不会”)发生偏转;再使导体棒水平向右运动,发现灵敏电流计指针向左偏转,发现灵敏电流计指针向右偏转,说明感应电流的方向与导体的 有关。
(2)断开开关,无论磁铁如何放置,导体棒怎样运动,由此得出结论: 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组实验现象不太明显,为使实验现象更明显( )(填序号)。
A.改变磁场方向 B.换用磁性更强的磁铁
12.(2025·湖南长沙·一模)某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在闭合开关前,小磁针静止时,N极指向地理的 极,说明地球周围存在磁场。
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙,对调电源正负极,小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反(如图丙),说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
(3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱,铁屑规则排列的效果不明显,为增强螺线管的磁场,可行的措施:
(写出一种方法即可)。
电学综合计算
1.(2025·山东济宁·一模)如图电路中,电源两端电压U=6V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=50Ω,R3=40Ω。
(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为4V,求R1消耗的电功率P1。
2.(2025·山东济宁·一模)如图电路中,电源两端电压U=6V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=50Ω,R3=40Ω。
(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为4V,求R1消耗的电功率P1。
3.(2025·安徽合肥·一模)如图所示电路,电源电压恒为12 V,定值电阻R1=30Ω、R3=10Ω、电流表的量程为0~0.6 A,滑动变阻器R2标有“50Ω 0.5A”字样。
(1)当闭合开关S1、S2,断开开关S,电流表的示数是多少?
(2)只闭合开关S,当滑动变阻器的滑片在某一个位置时,电流表的示数为0.3A,此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少?
(3)当开关S、S1、S2均闭合时,若将电流表的量程换成0~3A。在确保电路安全的前提下,求电路消耗的最大总功率。
3.(2025·河南平顶山·一模)电饭煲是现代家庭必备厨具,它融合了高效、智能、安全与实用等多方面的卓越优势,为人们的日常烹饪带来极大便利。如图所示为某电饭煲的内部简化电路,其有高温烧煮和保温焖饭两个挡位,和为两个加热电阻。已知电阻保温焖饭时电饭煲的功率。
(1)求电饭煲高温烧煮时的功率;
(2)若一次做饭时该电饭煲高温烧煮30min,保温焖饭10min,求此过程中电饭煲消耗的电能;
(3)用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让此电饭煲在高温挡工作,观察到标有“”的电能表转盘在100s内转了90圈,求此时电饭煲的实际电压。
4.(2025·江苏盐城·一模)音乐喷泉是集声光电技术于—体的装置,它通过电脑采集音乐的声音频率特征,并将其转 化为控制信号,控制水泵喷出水柱,形成喷泉。如图甲为控制喷泉工作的模拟电路,控制电 路电源电压 Ua,呈周期性变化(如图乙所示),定值电阻 R1=2Ω ,E为具有特殊功能的电子 元件,当 Ua<6V 时,电路中没有电流通过;当 Ua≥6V 时,E 两端电压恒为 6V,当线圈中通 过的电流I≥2A 时,电磁继电器衔铁被吸下,水泵启动喷水(不计线圈电阻)已知水泵每秒 可喷出水的体积为 2×10-3m3,求:
(1)t=3s 时,线圈中通过的电流;
(2)电磁继电器衔铁刚好被吸下水泵启动喷水时,电阻 R1 的功率;
(3)在 0~6s 内,水泵喷水的总质量。
5.(2025·山东东营·一模)图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,R1和R2是电热丝,通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换,低温挡功率为440W,高温挡功率为880W,已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg•℃)。求:
(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要吸收的热量;
(4)若实际正常使用高温挡加热(3)中粥的时间为800s,该电饭锅的加热效率。
6.(2025·陕西榆林·一模)如图甲所示是某型号电烤箱,图乙是其内部加热简化电路,工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的电热丝(阻值不变),此电烤箱有高温和低温两个挡位,低温挡电功率为220W,R1的阻值为44Ω。图丙是家中电能表的表盘示意图。问:
(1)电烤箱是利用电流的 效应工作的 家中允许同时工作的用电器总功率不能超过 W。
(2)电热丝R2的阻值是多少?
(3)在某次用电高峰期,关闭家里其它用电器,只让电烤箱高温挡工作,观察到家里的电能表的转盘6min内转过300r,此时电烤箱高温挡的实际功率是多少?
7.(2025·山东潍坊·一模)如图所示为某一品牌生产的一款挂烫机的原理图。现向挂烫机分别注入、温度为的水,将开关拧到同时接触0和1触点时,发现将水加热至用时。已知,,求这段时间内:
(1)挂烫机中水吸收的热量;
(2)挂烫机此时加热水的效率;
(3)当开关拧至接触1和2触点时,挂烫机的电功率。
8.(2025·辽宁朝阳·一模)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,R1、R2、R3为加热电阻,其中R1、R2的阻值均为1100Ω,通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中。
(1)旋转开关转至bc时,电热败腰带通电10min消耗的电能
(2)旋转开关转至cd时,求电热敷腰带的功率;
(3)旋转开关转至de时,电热敷腰带的总功率为132W,求R3的阻值。
家庭电路
1.(2025·北京门头沟·一模)下列关于家庭电路的说法中正确的是( )
A.保险丝的作用是保证电路不断开 B.电视机和照明灯是串联的
C.我国家庭电路的电压是380 V D.控制电灯的开关应接在火线上
2.(2025·江苏无锡·一模)关于安全用电下列说法正确的是( )
A.人体的安全电压是220V B.当有人触电时,应该立即切断电源
C.空气开关“跳闸”一定是电路发生了短路 D.多个大功率用电器可以同时使用一个接线板
3.(2025·河南平顶山·一模)为响应国家节能减排政策,许多家庭开始更换节能家电。关于家庭电路和安全用电,以下说法正确的是( )
A.更换节能灯泡时,为了节省时间,可以在通电的情况下进行操作
B.新安装的大功率节能电器,可直接接在原来的普通插座上使用
C.家庭电路中安装漏电保护器,是为了防止因漏电而发生触电事故
D.当家庭电路出现跳闸现象时,应立即重新合上闸刀开关,恢复供电
4.(2025·山西太原·模拟预测)关于家庭用电,下列说法不正确的是( )
A.家用电器通过插头插入插座与电源连接 B.验电笔可以用来区分火线和零线
C.家用电器总功率过大,可能引发火灾 D.家庭电路着火应首先用冷水浇灭
5.(2025·江苏无锡·一模)如图所示,是一个带有开关和指示灯的家用插线板,插线板上接有正在工作的电暖器和正在充电的手机充电器,插线板规格为“250V 10A”。下列分析正确的是( )
A.插线板上的指示灯和插孔之间是串联
B.图中插孔1应与接地线相连
C.在导线A、B、C三处,A处通过的电流最大
D.这个插线板可供4个任意功率的用电器同时使用
6.(2025·甘肃武威·一模)学习家庭电路相关知识后,小明对如图所示设计的家庭电路的认识正确的是( )
A.控制白炽灯的开关和灯不可以互换位置
B.如图中AB之间发生断路,则用测电笔检查插座C的各个插孔,测电笔的氖管都不发光
C.闭合开关S2后发现灯L2不亮,用测电笔检查插座D两孔发现氖管都不发光,则故障可能是进户零线断路
D.当有人触电时保险丝会熔断
7.(2025·陕西商洛·一模)随着生活条件的改善,大功率用电器的增多,我国家庭用电量日益剧增,如即热式电热水器,功率可达,家用蒸烤一体机功率可达,一般家用电能表限制家中同时使用的用电器总功率不能超过。关于这两个用电器,下列说法正确的是( )
A.可以长时间同时使用即热式电热水器和蒸烤一体机
B.蒸烤一体机应该使用三脚插头
C.即热式电热水器的导线应该细一些
D.可以用湿手插拔蒸烤一体机的插头
8.(2025·山东潍坊·一模)如图所示为家庭电路的简化电路图,若该电路中各处的连接都是正确的,则关于该家庭电路下列说法中正确的是( )
A.A处为空气开关,B处为电能表
B.a线是零线,b线是火线
C.断开开关,测电笔分别测试c、d两处,氖管均不发光
D.空气开关跳闸,一定是电路中总功率过大
9.(2025·陕西汉中·一模)关于家庭电路和安全用电,下列说法错误的是( )
A.图甲中,人不接触高压带电体就不会造成触电事故
B.图乙中,测电笔使用时手必须接触笔尾金属体
C.图丙中,多个大功率用电器不能接同一插线板同时使用
D.图丁中,灯泡及开关的接法不符合安全用电要求
10.(2025·河北张家口·一模)一款塔式多孔插座如图所示,关于该插座的接线和使用方法正确的是( )
A.插座内可以只接火线和零线
B.插座通电后不可用湿布擦去表面灰尘
C.插座上连接的各用电器之间是串联的
D.该插座可以接入多个大功率用电器同时工作
电与磁
1.(2025·河北邯郸·一模)关于电与磁,下列说法正确的是( )
A.同名磁极靠近时会相互吸引 B.奥斯特实验证实了电流周围存在磁场
C.螺线管通电时,电流越大其磁性越弱 D.在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向
2.(2025·河北张家口·一模)下列有关电和磁的说法错误的是( )
A.指南针能够指南北,是由于受到地磁场的作用
B.改变电流方向会改变电流周围磁场的强弱
C.电动机正常工作时电能主要转化为机械能
D.动圈式话筒的工作原理和发电机的工作原理相同
3.(2025·福建宁德·一模)如图是磁悬浮鼠标。基座通电后鼠标会悬浮起来,悬浮鼠标的工作原理是( )
A.异名磁极相互排斥 B.同名磁极相互排斥
C.同种电荷相互排斥 D.异种电荷相互排斥
4.(2025·广东清远·一模)关于如图所示的实验装置,下列说法正确的是( )
A.该装置用于研究磁场对通电导体的作用
B.该装置将电能转化为机械能
C.当AB上下运动时,灵敏电流计指针偏转
D.当AB不动,磁体左右运动时,灵敏电流计指针偏转
5.(2025·四川泸州·一模)关于如图所示四个实验的说法不正确的是( )
A.图甲,说明通电导线的周围有磁场 B.图乙,闭合开关后,小磁针N极将顺时针偏转
C.图丙,反映的是电动机的工作原理 D.图丁,反映电磁铁磁性强弱用到了转换法
6.(2025·江苏盐城·一模)第十五届中国航展展示的运-8反潜巡逻机配备了磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为电流大小变化。下面能反映磁异探测器工作原理的是( )
A. B.
C. D.
7.(2025·陕西汉中·一模)如图是西安大唐不夜城的“钢琴街”,游客踩在琴键上时,路面下的线圈中就会产生感应电流,从而发出美妙的声音。以下选项与“钢琴街”的原理相同的是( )
A. B.
C. D.
8.(2025·湖南永州·一模)图甲是某养生壶的简化电路。控制电路中电源电压为6V,R0为热敏电阻,其阻值随水温变化的图像如图乙所示,R为滑动变阻器,电磁继电器线圈电阻不计,当继电器线圈中的电流达到60mA时,衔铁会被吸下。R1、R2为电热丝。下列相关描述正确的是( )
A.电磁继电器工作时利用了电动机原理
B.闭合开关S后电磁铁上端为S极
C.如果设定水温达到100℃时停止加热进行保温,则滑动变阻器接入电路的阻值为100Ω
D.滑动变阻器滑片右移,可以降低设定的最高水温
9.(2025·山西太原·一模)如图甲为电梯自动报警装置工作原理图。控制电路电源电压为12V,R1为定值电阻,R2为压敏电阻,R的阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。闭合开关S1和S2,当压敏电阻受到的压力达到4000N时,电磁铁线圈中的电流为0.1A,此时衔铁被吸下。若线圈的电阻忽略不计( )
A.R2受到的压力越大阻值越大
B.R2受到的压力为4000N时,电动机工作,电铃响起
C.自动报警铃声响起时,控制电路总功率小于1.2W
D.当电梯自动报警铃声开始响起时,R1的功率为0.8W
10.(2025·江苏无锡·一模)在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,小聪连接了如图所示的电路,电磁铁A端放有一小磁针,闭合开关,小磁针 (选填“顺”或“逆”)时针转动,向右移动滑动变阻器的滑片,电磁铁磁性 (选填“增强”、“减弱”或“不变”)。电磁铁磁性的强弱还与线圈匝数有关,匝数越多,磁性越 (选填“强”或“弱”)。
12.(2025·江苏盐城·一模)如图所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,这说明磁场对 有力的作用,利用这一原理可以制成 机;断开开关,对调电源正、负两极,重新接入电路,再次闭合开关,观察到铝棒向右运动,该步骤是验证 的猜想。
信息传递
1.(2025·山东烟台·一模)我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星,架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号,鹊桥二号距月球更近(如图),采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法正确的是( )
A.鹊桥号利用声波进行信号传输
B.鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C.镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108km/s
D.信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时长
2.(2025·山东济宁·一模)下列关于材料、信息和能源的说法中不正确的是( )
A.超导材料可应用于远距离输电线
B.化石能源的大量使用造成酸雨、雾霾等环境问题
C.LED灯是由半导体材料制成的,具有单向导电性
D.光纤通讯利用电信号传递信息,具有抗干扰的特点
3.(2025·陕西商洛·一模)我国自主设计、独立运行的北斗卫星导航系统,在交通出行、精准农业等众多领域发挥着关键作用。北斗卫星与地面播种机之间进行信息传递,主要依靠的是( )
A.超声波 B.电磁波 C.次声波 D.红外线
4.(2025·陕西汉中·一模)如图所示是我国第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机“启明星50”,全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法正确的是( )
A.太阳能属于不可再生能源
B.地面通过超声波控制“启明星50”
C.太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变产生的能量
D.所有原子都是由质子和电子构成的
5.(2025·河南南阳·一模)如图所示是电磁波家族。目前主流的无线WiFi网络常用的频率约是2.4GHz(=2.4×109Hz)。根据所给信息,可以推测WiFi信号( )
A.在真空中传播的速度比可见光小 B.属于红外线
C.波长比可见光短 D.频率比可见光小
6.(2025·四川资阳·模拟预测)能源、交通、信息是现代基础设施体系的三大核心支柱,共同支撑经济社会的高效运行和可持续发展。中国在这三大领域均取得突破性进展,部分技术已全球领先。下列关于信息、能源及可持续发展,判断正确的是( )
A.5G网络使用的电磁波频率比4G网络更高,其波长更长
B.因为核聚变比核裂变释放能量更大,所以被广泛利用于核电站
C.风能、水能、太阳能、电能都是一次可再生能源
D.能量的转化、能量的转移,都是有方向性的
7.(2025·山东威海·二模)关于信息的传递和能源,下列说法中正确的是( )
A.电磁波和声波都能够传递信息并且具有能量
B.石岛核电站中的核反应堆利用核聚变获取核能
C.空气中,频率为的电磁波比的电磁波传播速度慢
D.新能源汽车中用到的氢能、太阳能、压缩天然气等能源,都属于不可再生能源
8.(2025·湖南永州·一模)下列说法中正确的是( )
A.光波、电磁波、声波都可以在真空中传播
B.频率越高的电磁波波长越短
C.光和电磁波都能够传递信息,声音不能传递信息
D.中央电视台与永州电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同
9.(2025·山东青岛·一模)2024年11月16日2时32分,天舟八号赁运飞船成功对接在空间站天和核心舱后向端口,如图所示,完成对接后,天舟八号将转入组合体飞行段,每90分钟绕地球飞行一圈,下列说法正确的是( )
A.航天器中各工作单元的电路都应采用串联方式,以便统一控制
B.组合体飞行时,以天和核心舱为参照物,天舟八号是静止的
C.空间站与地面指挥中心传递图像和声音信号是通过超声波
D.在空间站中,分子间相互作用的引力和斥力不再存在
10.(2025·山东滨州·一模)很多电子智能化公交站牌,其能源来自它顶部的太阳能电池板,乘客可以从电子路线图上很清晰地知道途经各路公交车与本站的距离。同时,USB充电口也能为乘客“应急”。其相关物理知识正确的是( )
A.太阳能是不可再生能源
B.公交车定位是靠超声波传递信息的
C.太阳能电池板采用半导体材料制作
D.不同的USB充电口的连接方式为串联
11.(2025·辽宁锦州·一模)下列关于智能家居中能源、材料和信息的说法正确的是( )
A.智能电表计量的电能属于一次能源
B.智能灯具使用太阳能供电,太阳能是不可再生能源
C.智能家电的外壳很多采用新型塑料,这种塑料是超导材料
D.智能家居设备之间通过蓝牙传输信息,蓝牙利用的是电磁波
12.(2025·山东烟台·一模)(多选)如图所示,打开收音机的开关,旋至没有电台的位置,将音量开大,取一节干电池和一根导线,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦,使它们时断时续地接触,会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验,下列说法正确的是( )
A.电磁波可以传递信息 B.迅速变化的电流能够产生电磁波
C.收音机可以接收到电磁波信号 D.电磁波只能在空气中传播
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题06 电磁学(二)
欧姆定律与电功率的动态问题
1.(2025·辽宁朝阳·一模)如图所示的电路,先闭合开关S1、再闭合开关S2,下列对电路的分析正确的 ( )
A.电流表A2的示数将不变 B.电压表V的示数将变小
C.小灯泡L1的亮度将变暗 D.电流表A1的示数将变小
【答案】A
【详解】由图可知,先闭合开关S1,电路中只有L1工作,电流表A1、A2均测量电路中的电流,电压表测电源电压;再闭合开关S2,此时两灯泡并联,电流表A2测灯泡L1所在支路的电流,电流表A1测干路中的电流,电压表仍测电源电压,根据并联电路的特点可知,通过灯泡L1的电流不变,因此其亮度不变,电流表A2的示数不变,电流表A1的示数将变大。故A正确,BCD错误。故选A。
2.(2025·安徽合肥·一模)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,电压表V1、电压表V2、电流表A的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI,则( )
A.ΔU1>ΔU2 B.ΔU1=ΔU2
C.ΔU2与ΔI的比值会逐渐变小 D.ΔU1与ΔI的乘积不变
【答案】B
【详解】由图知道,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表V1测定值电阻两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压。
AB.根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和知道,
当滑动变阻器的滑片由B端滑到A端后
由于电源电压不变,所以,即,即
故电压表V1、电压表V2示数的变化量相等,故A错误,B正确;
C.由欧姆定律知道,电压表V1的示数变化量
所以和与的比值都等于R的阻值,故C错误;
D、闭合开关,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由知道,电路中的电流变大,电流表的示数变大,由U=IR知道定值电阻R两端的电压变大,所以与的乘积变大,故D错误。故选B。
3.(2025·甘肃天水·一模)如图所示的电路,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,闭合开关S,将滑片P从b端向a端移动的过程中,忽略灯泡电阻变化,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变暗,电压表示数变大,电流表示数变小
B.灯泡L变暗,电压表示数变小,电流表示数变小
C.灯泡L变亮,电压表示数变大,电流表示数变大
D.灯泡L变亮,电压表示数变小,电流表示数变大
【答案】A
【详解】由电路图可知,闭合开关S,灯泡L与定值电阻、滑动变阻器串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。将滑片P从b端向a端移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由可知,灯泡L和定值电阻两端的电压均变小;因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压恒定不变,所以,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗;故A正确,BCD错误。
故选A。
4.(2025·广东广州·一模)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑 片P从b端向a端移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数不变
B.电压表V2的示数不变
C.电压表V1与电流表A的示数的比值变大
D.电压表V2与电流表A的示数的比值不变
【答案】D
【详解】AB.据图可知,闭合开关S,电路为变阻器和定值电阻串联,电压表V1测变阻器两端电压,电压表V2测定值电阻两端电压,当滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动时,变阻器接入电路中的阻值变小,电路中的电流会变大,即电流表的示数会变大;根据串联分压原理可知,变阻器两端电压会变小,即电压表V1的示数会变小,据串联电压规律可知,定值电阻两端电压会变大,即电压表V2的示数会变大,故AB错误;
C.由于电压表V1的示数变小,电流表的示数变大,则电压表V1与电流表A的示数的比值变小,故C错误;
D.电压表V2与电流表A的示数的比值是定值电阻R2的阻值,因此保持不变,故D正确。故选D。
5.(2025·江苏徐州·一模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻,是滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片从最左端向最右端移动的过程中,电表均不超过量程,下列分析正确的是( )
A.电压表与电流表示数的比值变大
B.电压表与电流表示数的比值变小
C.电压表 与 的示数不可能相等
D.电压表与示数的变化量相同
【答案】D
【详解】A.电压表V1示数与电流表示数的比值等于定值电阻R1的阻值,R1为定值电阻,因此电压表V1示数与电流表示数的比值不变,故A错误;
B.由于电压表V2测量R2两端电压,电流表测电路中的电流,所以电压表V2的示数与电流表示数的比值等于R2的阻值,由于滑片P向右移动时,R2接入电路中的电阻变大,所以电压表V2的示数与电流表示数的比值变大,故B错误;
C.当R2接入电路阻值等于R1时,根据串联分压规律可知,电压表 与 的示数相等,故C错误;
D.电压表与示数之和始终等于电源电压,故电压表与示数的变化量相同,故D正确。
故选D。
6.(2025·河南平顶山·一模)(多选)如图所示,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。当闭合开关,滑片P向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变大
B.电压表V1的示数不变
C.电压表V1的示数变化量等于电压表V2的示数变化量
D.电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变小
【答案】AC
【详解】A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表A测电路中的电流。当闭合开关,滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故A正确;
B.由U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表V1的示数变大,故B错误;
C.因串联电路中总电压等于各部分电压之和,可知电压表V1与压表V2的示数之和等于电源电压,保持不变。所以电压表V1的示数变化量等于电压表V2的示数变化量,故C正确;
D.由可知,电压表V1的示数与电流表A的示数的比值等于R1的阻值,而R1为定值电阻,则该比值不变,故D错误。故选AC。
7.(2025·辽宁本溪·一模)如图电路中电源电压恒为6V,灯泡标有“2.5V 0.5W”。闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为4V时,下列说法正确的是( )
A.为使灯泡正常发光应将滑片向左滑动
B.将滑片向右滑动,电压表与电流表示数的比值会变大
C.忽略灯泡电阻的变化,将滑片从变阻器的中点滑至最右端,电压表的示数会变大一倍
D.若某时刻灯泡熄灭,电压表示数接近电源电压,则一定是滑动变阻器发生了断路
【答案】AB
【详解】由电路图可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当电压表示数为4V时,灯泡的电压UL=U-UV=6V-4V=2V
小于额定电压,故需要增大灯泡的电压,减小滑动变阻器的电压,根据串联分压规律知,减小滑动变阻器的电阻,向左移动滑片,故A正确;
B.当滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,滑动变阻器的电阻变大,电压表与电流表示数之比等于滑动变阻器的电阻,故比值变大,故B正确;
C.忽略灯泡电阻的变化,将滑片从变阻器的中点滑至最右端,电路中的电流变小,滑动变阻器的电阻变为原来的2倍,根据U=IR知,电阻为2倍,而电流变小了,电压表的示数会变大,但不到2倍,不可能增大一倍,故C错误;
D.若某时刻灯泡熄灭,可能是电路断路或灯泡短路,电压表示数接近电源电压,说明灯泡的电压为0,故可能是灯泡短路,也可能是滑动变阻器发生了断路,故D错误。故选AB。
8.(2025·河北保定·一模)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片由最右端向中点滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表示数变大
B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数与电流表示数比值变小,电压表示数与电流表示数乘积变大
D.电压表示数与电流表示数比值不变,电压表示数与电流表示数乘积变大
【答案】D
【详解】由电路图可知,R2与R1并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源两端的电压。
AB.电源电压不变,则滑片移动过程中电压表示数不变;滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变大;因并联电路中各支路互不影响,则通过R1的电流不变,即电流表A1示数不变;根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流变大,即电流表A2示数变大,故AB错误;
C.电压表示数不变,电流表A2示数变大,则电压表示数与电流表A2示数比值变小,电流表A1示数不变,则电压表示数与电流表A1示数乘积不变,故C错误;
D.电压表示数不变,电流表A1示数不变,则电压表示数与电流表A1示数比值不变,电流表A2示数变大,则电压表示数与电流表A2示数乘积变大,故D正确。故选D。
9.(2025·四川泸州·一模)(多选)如图是一个简易身高测量仪的工作电路示意图。电源电压6V保持不变,电压表的量程为“0~3V”,R1=20Ω,R2是一根长为80cm的均匀电阻丝(规格为0.5Ω/cm,A、B为R2的两个端点)。滑片P可在竖直放置的R2上滑动,被测者身高不同电压表示数也会不同,在电压表的刻度盘上标注相应的身高值,改装完成后,便可测量身高。下列说法正确的是( )
A.正常工作时,被测者的身高越高,电压表的示数越大
B.正常工作时,被测者的身高越矮,电路中的电流越小
C.如果用量程为“0~0.6A”的电流表替代电压表,身高的测量范围会变大
D.用电压表和电流表改装的身高刻度盘,刻度值都是均匀的
【答案】AC
【详解】由电路图可知,定值电阻R1和变阻器R2串联,电压表测量滑片下方电阻丝两端的电压,因电压表在电路中相当于开路,则可知变阻器始终以最大电阻接入电路,电阻丝R2接入电路的阻值
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,且R2始终以最大电阻接入电路,所以电路中的电流
AB.身高测量仪正常工作时,测量者的身高越矮,滑片下方的电阻丝长度越短,但电路的总电阻不变,且电源电压不变,所以根据欧姆定律可知电路中的电流不变;身高测量仪正常工作时,测量者的身高越高,滑片下方的电阻丝长度越长,即滑片下方电阻丝的阻值越大,同理可知电路中的电流不变(总电阻和电源电压不变),则由可知,电压表所测量电阻丝两端的电压越大,即电压表的示数越大,故A正确,B错误;
C.电压表的量程为“0∼3V”,当电压表示数最大为3V时,滑片P与B端之间电阻丝的阻值最大,所测身高最高,由可得,滑片P与B端之间电阻丝的最大阻值
则滑片P与B端之间的最大距离,如果用量程为“0~0.6A”的电流表替代电压表,定值电阻与变阻器串联,电流表测串联电路中的电流,当滑片在最上端A时,变阻器被短路,则电路中的最大电流,此时滑片P与B端之间距离为80cm>60cm,由此可知,用电流表替代电压表后,身高的测量范围会变大,故C正确;
D.若用电流表改装成身高刻度盘,即用电流表替代电压表,此时电路中的电流,且R2接入电路的阻值是变化的,I与R2不成正比,也不成一次函数关系,所以此时身高刻度盘的刻度值不均匀;若用电压表改装成身高刻度盘,因电路中的电流不变,则根据下可知,电压表的示数与滑片下方电阻丝的阻值成正比,所以电压表示数变化是均匀的,即刻度值是均匀的,故D错误。故选AC。
10.(2025·重庆九龙坡·一模)中小学生进行体能测试中有一个项目为坐位体前屈,进行身体柔韧性测试。测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的滑块,滑块被推动的距离越大,仪器的示数就越大。如图甲是体育课上坐位体前屈测量仪,图乙是小明设计的模拟电路。下列说法正确的是( )
A.向前推的距离越大,电压表示数越大
B.向前推的距离越小,电路的总功率越大
C.闭合开关不推动时,电路中的电流为零
D.此电路设计中,用电流表示数反映测量成绩
【答案】D
【详解】由电路图可知,滑动变阻器R1与R2串联,电压表测R1的两端电压,电流表测电路的电流。
A.向前推的距离越大,变阻器R1连入电路的电阻越小,根据串联电阻的规律可知电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电源电压不变时,电阻越小,电流越大,即电流表示数越大,根据可知R2的两端电压越大,由串联电路电压的规律可知,变阻器R1的两端电压越小,即电压表示数越小,故A错误;
B.向前推的距离越小,变阻器R1连入电路的电阻越大,根据串联电阻的规律可知电路的总电阻越大,根据欧姆定律可知,电源电压不变时,电阻越大,电流越小,根据可知电路中总功率越小,故B错误;
C.闭合开关后,电路是一个通路,电路中有电流,故C错误;
D.由A选项可知,向前推的距离越大,电流表示数越大,电压表示数越小,根据题目要求,滑块被推动的距离越大,仪器的示数就越大,故仪器要选择电流表,电流表示数反映测量成绩,故D正确。故选D。
欧姆定律与电功率的图像问题
1.(2025·陕西西安·一模)在图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。闭合S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.9V
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.滑动变阻器的调节范围为0~36Ω
D.当滑片P位于b端时,R0的电功率最小
【答案】D
【详解】AB.由图甲可知,R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电压表示数为0,电路中的电流最大,电路为R0的简单电路,由图乙可知,此时电路中电流为,根据欧姆定律可得电源电压①
由图乙可知,当电流,电压表示数为4V,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压②
由①②可得电源电压为,定值电阻阻值为,故AB错误;
C.当滑片P位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,则根据欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值为
当滑片P位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,电路中的电流最大,
则滑动变阻器的调节范围为0~20Ω,故C错误;
D.当滑片P位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由定值电阻的功率最小,,故D正确。
故选D。
2.(2025·湖南长沙·一模)如图甲所示电路中,电源电压为,滑动变阻器的最大阻值为,电流表、电压表连入电路的量程分别为“”和“”,小灯泡上标有“”字样。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,通过小灯泡的电流随其两端的电压变化关系如图乙。下列说法不正确的是( )
A.灯泡的额定功率为
B.滑片向移动,电压表示数变大
C.小灯泡正常发光时其电阻为
D.当电流表的示数为时,通电,小灯泡消耗的电能为
【答案】D
【详解】A.由图乙得,灯泡的电压为3V时,电流为0.25A,灯泡的额定功率为
故A正确,不符合题意;
B.灯泡与变阻器串联,电压表测量变阻器的电压,电流表测量电路电流。滑片向移动,变阻器接入电路中电阻变大,由串联电路中电阻越大分到的电压越大得,电压表示数变大,故B正确,不符合题意;
C.由欧姆定律得,小灯泡正常发光时其电阻为,故C正确,不符合题意;
D.当电流表的示数为时,由串联电路中电流处处相等得,此时灯泡、变阻器的电流均为0.2A,此时灯泡的电压为2V,通电,小灯泡消耗的电能为
故D错误,符合题意。故选D。
3.(多选)(2025·江西·一模)如图甲所示,电源两端电压不变,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。当开关S闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,根据电压表与电流表的示数,绘制的图象如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源两端电压为10V B.电路中允许通过的最大电流为0.6A
C.定值电阻R2的电阻值为40Ω D.变阻器R1接入电路的最大阻值为100Ω
【答案】BD
【详解】由电路图可知,当滑片位于最左端时,电路为R2的简单电路,此时电路中电阻最小,电流最大,由乙图可知电路的最大电流I最大=0.6A,由可得,电源的电压U=I最大R2=0.6A×R2①
当滑片位于最右端时,滑动变阻器连入电路阻值为其最大阻值,且R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,此时电路中的电流最小,由乙图可知U1=10V,I最小=0.1A,所以变阻器R1接入电路的最大阻值
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,则电源的电压U=U1+I最小R2=10V+0.1A×R2②
电源两端电压不变,由①②可得0.6A×R2=10V+0.1A×R2
解得R2=20Ω,电源的电压U=0.6A×R2=0.6A×20Ω=12V,故AC错误,BD正确。故选BD。
4.(2025·山东德州·一模)如图,甲电路中电源电压保持不变,闭合开关后,将变阻器的滑片由端向端移动的过程中,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( )
A.II是灯泡的关系图像 B.电源电压为
C.灯泡两端的最小和最大电压之比为 D.电路的最大功率为
【答案】B
【详解】A.开关闭合后,灯泡与滑动变阻器构成串联电路,电压表V1测灯泡两端电压,将变阻器的滑片由端向端移动的过程中,电路中的总电阻变小,电流变大,所以灯泡两端的电压变大,符合这个变化情况的是图像Ⅰ,故A不符合题意;
B.由题意可知,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,只有灯泡接入电路,此时电流最大,此时电压表V1的示数即为电源电压,由图乙可知,电路中的电流最大为0.6A,此时灯泡的图像Ⅰ所对应的电压为6V,所以电源电压为6V,故B符合题意;
C.由图乙中的图像Ⅰ可知,灯泡两端的最小电压为1V,最大电压为6V,所以灯泡两端的最小和最大电压之比为,故C不符合题意;
D.由题意可知,本电路中电源电压为6V,最大电流为0.6A,所以电路的最大功率为,故D不符合题意。故选B。
5.(2025·湖南娄底·一模)如图1所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,、的U-I关系图像如图2所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻的U-I关系图像 B.电源电压为12V
C.电阻的最小电功率为2.7W D.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
【答案】B
【详解】由图1可知,两电阻串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,电流表测电路中电流。
A.当滑动变阻器接入电路中的阻值减小时,电阻中总电阻减小,电流增大,由可知,R1两端电压增大,由串联电路电压特点可知,R2两端电压减小。图象甲,电压随电流的增大而减小,甲是滑动变阻器的图象;图象乙,电压随电流的增大而变大,乙是电阻R1的图象,故A错误;
B.由图乙可知,电流I=0.3A时,滑动变阻器的电压U甲=9V,电阻R1的电压U乙=3V
电源电压U=U甲+U乙=9V+3V=12V,故B正确;
C.乙是电阻R1的图象,电压最小时,其电流也最小,电阻R1的最小电功率
故C错误;
D.当电路电流最小为I=0.3A时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时滑动变阻器电压U甲=9V
滑动变阻器最大阻值,故D错误。故选B。
6.(2025·江苏无锡·一模)如图甲所示,电源两端电压保持不变,为定值电阻,滑动变阻器的规格是“”,电压表的量程为0~15V。电压表的示数与滑动变阻器的关系如图乙所示。以下分析正确的是( )
A.电源电压 B.当时,
C.的取值范围是 D.电路消耗的总功率的变化范围是9.6W~36W
【答案】D
【详解】AB.由电路图可知,闭合开关S后, 与串联,电压表测两端的电压;由图乙可知,当=10Ω时电压表的示数,当时电压表的示数
因串联电路中各处的电流相等,所以,两种状态下电路中的电流分别为,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,所以,电源电压,,解得,电源电压
当时,电压表的示数,电路中的电流,故AB错误;
CD.电压表测两端的电压,且电压表的量程为0~15V,当电压表的示数最大为15V时,电路中的电流最大,变阻器接入电路中的电阻最小,则电路中的最大电流
此时滑动变阻器两端的电压
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
当变阻器的阻值最大为50Ω时,电路中电流最小,电压表示数最小,所以的取值范围是6Ω~50Ω。电路总功率的最大值
当变阻器的阻值最大为50Ω时,电路中电流最小,总功率最小, 则电路总功率的最小值
所以,电路消耗总功率的变化范围是9.6W~36W,故C错误,D正确。故选D。
7.(2025·云南昆明·一模)(多选)某同学设计了一个检测酒精气体浓度的电路,如图甲所示,为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度增大而变小,为定值电阻。当开关闭合后,随着酒精气体浓度增大,电压表、的示数与电流表示数的整个变化过程的关系如图乙所示,则( )
A.电源电压为3V B.的阻值为20
C.乙图中a线表示的变化规律 D.电路的最大功率3W
【答案】CD
【详解】由图得,定值电阻R1、R2串联,电压表V1测量R1的电压,电压表V2测量R2的电压,电流表测量电路电流。
A.串联电路电流处处相等,由图得,当电路电流为0.2A时,电压表V1、V2示数均为3V,电源电压为,故A不符合题意;
B.由欧姆定律得,R2的阻值为,故B不符合题意;
C.R1为气敏电阻,当其阻值变小时,电路电阻变小,由欧姆定律得,电路电流变大,此时R2的电压增大,电源电压不变,由串联电路电压特点得,R1的电压变小,则乙图中a线表示的变化规律,乙图中b线表示的变化规律,故C符合题意;
D.当电路电流最大为0.5A时,电路的功率最大为,故D符合题意。故选CD。
8.(2025·江苏泰州·一模)图甲中,电源电压恒定、电流表(0~0.6A)、 电压表(0~3V)、 滑动变阻器上标有 “24Ω 1A” 字样,小灯泡L 的额定电压为4V。 在元件安全情况下,使滑片P 移动范围最大,得到灯泡和滑动变阻器的I-U 图像如图乙,在滑片P 移动过程中电路的最大总功率为2.25W,则以下结论中正确的有( )
①电源电压为7.5V ②小灯泡L 的额定功率为2W
③滑动变阻器阻值变化范围为1~12Ω ④小灯泡L 的额定功率为1.2W
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
【答案】B
【详解】①.电流表(0~0.6A)、 电压表(0~3V),在元件安全情况下,使滑片P 移动范围最大,得到灯泡和滑动变阻器的I-U 图像如图乙,由图像可知,灯泡两端电压最小值为,滑动变阻器两端电压的最大值,所以电源电压故①错误;
②④. 在滑片P 移动过程中电路的最大总功率为2.25W,也就是灯泡正常发光时电路最大功率2.25W,由得,灯泡正常发光时的电流
小灯泡L 的额定功率故②正确,④错误;
③. 滑动变阻器两端电压的最大值时,变阻器连入的阻值最大,此时电流为,变阻器连入的最大阻值;
灯泡正常发光时变阻器连入的阻值最小,此时变阻器两端电压
此时电流,变阻器连入的最小阻值
所以滑动变阻器连入的阻值变化范围为1~12Ω,故③正确;故选B。
9.(2025·北京·一模)如图甲所示,电源两端电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。对于这个电路,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的额定电流是0.2A B.此过程中灯泡的阻值不变
C.滑片P在最右端时滑动变阻器两端电压是7V D.图中A点对应的电压是5V
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测L两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流;由串联电路的分压原理可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器两端的电压最大,灯泡两端的电压最小,因此图乙中过(3,0.8)的曲线是灯泡的I-U图线,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置,此时通过小灯泡的电流为0.8A,故A错误;
B.如果灯泡的阻值不变,电流与电压成正比,图像应该是过原点的直线,而图中是曲线,说明电阻是变化的,故B错误;
C.滑片P在最右端时滑动变阻器电阻最大,根据欧姆定律知,电流电流最小,根据图像知滑动变阻器两端电压大于7V,故C错误;
D.当滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,并且滑动变阻器分得的电压最大,因此根据图乙可知,此时电路电流为0.8A,灯泡两端电压为7V,滑动变阻器两端电压为3V,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压U=UL1+U滑=3V+7V=10V
图中A点是交叉点,说明电压相等,即每个的电压是电源电压的一半,即对应的电压是5V,故D正确。
故选D。
10.(2025·重庆·一模)图甲是体重400N的小李设计的体重测量仪的电路图,电源电压为6V,电阻,R为压敏电阻,体重计是由量程为0~0.6A的电流表改装而成。图乙是压敏电阻大小随站板受到压力大小变化的图像。闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.若将压敏电阻①接入电路,站板未受压力时,电阻R0两端的电压为2.2V
B.若将压敏电阻②接入电路,小李站在站板上,电路消耗的总功率为1.8W
C.无论接入压敏电阻①还是②,该体重计一定能称出体重为900N的同学
D.若要满足体重越重,体重计的指针偏转越大,应选图乙中的压敏电阻②
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,压敏电阻R与R0串联,若将压敏电阻①接入电路,站板未受压力时,由乙图可知,压敏电阻的阻值为5Ω,此时电路中的电流
则电阻R0两端的电压为,故A错误;
B.将压敏电阻②接入电路时,人静止站在水平站板时,人对站板的压力等于人的重力,即此时人对站板的压力,由乙图可知,压敏电阻的阻值为10Ω,则此时电路消耗的总功率
故B错误;
C.由图乙可知,压敏电阻①随压力的增大而增大,当人的重力越大时,压敏电阻越大,根据串联电路的电阻规律可知,电路中的电流越小,不会超过电流表的量程,故接入压敏电阻①时,该体重计一定能称出体重为900N的同学;压敏电阻②随压力的增大而减小,由图乙可知,当人的重力为800N时,即人对压敏电阻的压力为800N时,压敏电阻②接入电路的阻值为5Ω,此时电路中的电流
当人的重力为900N时,即人对压敏电阻的压力为900N时,压敏电阻的阻值小于5Ω,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可知,此时电路中的电流大于0.6A,即超过了电流表的量程,故接入压敏电阻②,该体重计一定不能称出体重为900N的同学,故C错误;
D.由图甲可知,体重计串联在电路中,所以体重计是由电流表改装而成,体重计的示数越大,电路中的电流越大,根据欧姆定律可知电路中的总电阻变小,由串联电路电阻规律可知压敏电阻的阻值越小,因此要使测量时,要使体重越重人对站板的压力越大,体重计的指针偏转越大,则压敏电阻R应该选择其阻值随压力增大而减小的电阻,即选择图乙中的②电阻,故D正确。故选D。
11.(2025·陕西榆林·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻R0=10Ω。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P从最右端开始最大限度地向左端调节,两电压表示数与电流表示数变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V B.AB图线对应的是电压表V1示数变化
C.滑动变阻器的最大阻值为50Ω D.电路消耗的最大功率为3.6W
【答案】C
【详解】A.由乙图可知,当电流为0.3A时,两电压表示数相等,此时电压表示数U0=UR=IR0=0.3A×10Ω=3V,电源电压为U=U0+UR=3V+3V=6V,故A错误;
B.由题意可得,两电阻串联,V1测R0两端的电压,V2测滑动变阻器的电压,当滑动变阻器的滑片P从最右端开始最大限度地向左端调节时,电路中的总共电阻变小,电路中电流变大,R0两端的电压变大,即V1的示数变大,故CA图线对应的是电压表V1示数变化,故B错误;
C.当电路电流最小为0.1A时,电路总电阻
根据串联电路的电阻规律知滑动变阻器的最大阻值为R最大=R总﹣R0=60Ω﹣10Ω=50Ω,故C正确;
D.当电流最大为0.3A时,电路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W,故D错误。故选C。
12.(2025·江苏无锡·一模)如图甲所示电路中,电源电压不变,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0﹣15V,小灯泡参数“?V,?W”模糊不清。第一次只闭合开关S、S1,滑片P从a端移到b端;第二次只闭合开关S、S2,保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P。图乙是这两次实验过程绘制的电压表与电流表示数的关系图像。下列判断正确的是( )
A.定值电阻R0的阻值为10Ω
B.小灯泡的参数为“4V,2W”
C.只闭合开关S、S2,电路的总功率最大时,灯与滑动变阻器的功率之比为5:3
D.只闭合开关S、S2,为保证电路安全,滑动变阻器的阻值范围为7.5﹣10Ω
【答案】C
【详解】第一次只闭合开关S、S1,滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流;第二次只闭合开关S、S2,滑动变阻器与灯泡L串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流;第一次只闭合开关S、S1,滑片P从a端移到b端,当滑片在b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,其分得的电压为0,即电压表示数为0,所以图乙中直线为滑动变阻器与R0串联时的图像,曲线为滑动变阻器与灯泡L串联时的图像;
A.只闭合开关S、S1,滑片P在b端时,电路中只有R0,此时电路中电流最大为I大=0.4A,滑片在a端时,滑动变阻器与定值电阻串联,电路中的电流最小,最小为I小=0.2A,滑动变阻器两端电压为4V;由欧姆定律和串联电路的电压特点得,电源电压
即,解得R0=20Ω,电源电压,故A错误;
B.图乙中曲线为滑动变阻器与灯泡串联时的图像,由图像可知,电压表示数最小为3V时,此时灯泡两端电压最大,则灯泡正常发光,额定电压是
此时电路中的电流是0.4A,则小灯泡的额定功率
则小灯泡的参数为“5V 2W”,故B错误;
C.只闭合开关S、S2,电路的总功率最大时,电路中的电流最大,由图像知最大电流为0.4A,滑动变阻器的电压为3V,灯泡电压为5V,根据可知,灯与滑动变阻器的功率之比,C正确;
D.只闭合开关S、S2,在保证电路中所有元件都安全的前提下,最大范围内移动滑片P,由串联电路的分压规律当电压表示数最大时滑动变阻器接入电路的阻值最大,由图乙可知电压表示数最大为6.4V,此时电路的电流为I滑=0.32A,由欧姆定律可得,滑动变阻器连入电路的最大电阻为
当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,由图乙可知这种情况下电路中的最大电流为0.4A,此时滑动变阻器两端的电压为3V,则滑动变阻器连入电路的最小电阻为
所以滑动变阻器的阻值范围为7.5Ω~20Ω,故D错误。故选C。
13.(2025·四川宜宾·一模)如图所示是关于电阻、的电流与电压关系的图象,、并联在电源电压为的电路中时,干路电流为 A;R甲、R乙串联在电源电压为的电路中时,电阻、的电压之比为 。
【答案】0.6 2:1
【详解】[1]当R甲、R乙并联在电源电压为U=1V的电路中时,因为并联电路各支路电压相等且等于电源电压,即U甲=U乙=U=1V,从电流-电压关系图象可知,当U甲=1V时,通过R甲的电流I甲=0.2A;当U乙=1V时,通过R乙的电流I乙=0.4A。根据并联电路电流特点:干路电流I=I甲+I乙=0.2A + 0.4A = 0.6A
[2]当R甲、R乙串联在电源电压为U'=3V的电路中时,串联电路中各处电流相等。从图象可知,当电流I'=0.4A时,U'甲=2V,U'乙=1V,此时U'=U'甲+U'乙=2V+ 1V=3V
满足电源电压为3V的条件,此时
14.(2025·河南平顶山·一模)物理兴趣小组进行电学实验探究,电路如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,记录实验数据,绘制电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。则定值电阻R的阻值为 Ω;滑片P在b端时,电路的总功率为 W,通电1min电阻R产生的热量为 J。
【答案】5 1.35 27
【详解】[1]由图甲可知,定值电阻R与滑动变阻器RP串联,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压。当滑片P在a端时,RP连入电路的电阻为0,电路中只有R工作,则电压表示数最大且等于电源电压,由图乙可知,电源电压
此时电路中的电流,根据欧姆定律可得,定值电阻R的阻值
[2]当滑片P在b端时,定值电阻R与滑动变阻器RP串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路电流处处相等的特点,由图乙可知,此时电路中的电流
电路的总功率为
[3]通电1min电阻R产生的热量
电功与电功率
1.(2025·江苏南通·一模)如图,电源电压为9V,定值电阻R1为6Ω,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样。闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是( )
A.通过电阻R1的电流为1.0A B.变阻器R2接入电路的最小阻值为4.5Ω
C.电压表的变化范围为4.5V~9V D.变阻器R2功率的变化范围为4.05W~13.5W
【答案】D
【详解】由电路图可知,R1与滑动变阻器R2并联,电流表测干路电流。
A.由于并联电路各支路电压与总电压相等,则R1两端的电压
通过电阻R1的电流,故A错误;
B.电流表的量程为0~3A,则电路中的电流最大为3A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时滑动变阻器的最大电流,R2两端的电压
变阻器R2接入电路的最小阻值,故B错误;
C.由于并联电路各用电器互不影响,且并联电路各支路电压与总电压相等,在不损坏电路元件的情况下,无论滑动变阻器接入电路的阻值多少,电压表的示数不变,故C错误;
D.由于并联电路各支路电压与总电压相等,则滑动变阻器两端的电压都为9V,当滑动变阻器接入电路的阻值最小6Ω时,滑动变阻器的功率最大,则最大功率
当滑动变阻器接入电路的阻值最大20Ω时,滑动变阻器的功率最小,则最小功率
则变阻器R2功率的变化范围为4.05W~13.5W。故D正确。故选D。
2.(2025·辽宁朝阳·一模)(多选)如图所示电路,电源电压为6V且保持不变,灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样,灯丝的电阻保持不变,滑动变阻器R铭牌上的规格是“20Ω 1A”,电流表所用量程为0~0.6A,电压表所用量程为0~15V。该电路工作时,要求各元件均安全,则闭合开关,在滑动变阻器滑片P移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变化范围是3.5V~6V
B.电流表的示数变化范围是0.24A~0.5A
C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是7Ω~20Ω
D.该电路消耗的最大功率与最小功率之比为25︰12
【答案】BCD
【详解】ABC.由电路图可知,灯泡L与变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。由题意知,灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,功率PL=1.25W,由P=UI可得灯泡正常发光时的电流
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,滑动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=IL=0.5A
此时电压表的示数最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表的最小示数UR=U-UL=6V-2.5V=3.5V
由欧姆定律可得滑动变阻器接入电路中的最小电阻
灯泡的电阻
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,此时电路的电流为
此时滑动变阻器两端的电压最大,为UR′=R滑大I小=20Ω×0.24A=4.8V
因此电压表的示数变化范围是3.5V~4.8V;电流表的示数变化范围是0.24A~0.5A;滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是7Ω~20Ω。故A错误,BC正确;
D.该电路消耗的最大功率与最小功率之比为,故D正确。故选BCD。
3.(2025·江苏无锡·一模)如图所示,某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,上面标有10V,12000mAh的字样,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端的连接方式是 联;用移动电源为手机充电时,手机相当于电路中的 。该充电宝能储存的电能为 J。
【答案】并 用电器 432000
【详解】[1]移动电源给手机充电过程中,通过电源线可以单独或同时为手机充电,各手机间互不影响,所以输出端的连接方式是并联。
[2]用移动电源为手机充电时,手机消耗电能,则手机相当于电路中的用电器。
[3]根据题意知道,充电宝充满电后储存的电能W=UIt=10V×12000×10-3A×3600s=432000J
4.(2025·山东德州·一模)新能源汽车在我们身边随处可见,蓄电池是其核心部件,如图所示为新能源汽车充电时的情景,在充电时电能转化为化学能,此时蓄电池相当于电路中的 。一个电动汽车的电池组容量为,充电桩的输出功率为,请计算该车辆从30%的电量充到80%的电量需要的充电量是 ,充电时间是 。
【答案】用电器 25 0.25
【详解】[1]在充电过程中,蓄电池消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,其作用是消耗电能,所以相当于电路中的用电器。
[2]一个电动汽车的电池组容量为,该车辆从30%的电量充到80%的电量需要的充电量
[3]充电桩的输出功率为,则充电时间
5.(2025·河南洛阳·一模)如图甲为定值电阻和小灯泡的I-U图像,其中 (选填“A”或“B”)是小灯泡的图像。小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示。电源电压为8V,定值电阻的阻值为 Ω,灯泡的实际电功率为 W。
【答案】A 20 0.6
【详解】[1]定值电阻的图像为一过原点的直线,而灯的电阻是变化的,图像为一曲线,如图甲为定值电阻和小灯泡的图像,其中A是小灯泡的图像。
[2]根据图甲信息和欧姆定律可得,定值电阻的阻值为
[3]灯与定值电阻串联,电流表测电路的电流,由甲图知,电路的电流为时,灯的电压为2V,定值电阻的电压为6V,且有8V=2V+6V,所以,灯泡的实际电功率为
6.(2025·江苏盐城·一模)如图是现代家庭中的电子式电能表,它的示数为 ,小明利用该电能表测某家用电器的电功率,测量前,他应该 ,直至电能表指示灯停止闪烁再进行测量。若按正确方法测量,从指示灯第 1 次闪烁开始计时到第 9 次闪烁停止计时所用时间为 1min,这个用电器的功率是 W。
【答案】12.5 断开所有用电器开关 150
【详解】[1]如图为电子式电能表,它的示数为。
[2]要用该电能表测某家用电器的电功率,测量前,他应该断开所有用电器开关,直至电能表指示灯停止闪烁再进行测量。
[3]由表盘可知,电路中的用电器每消耗的电能,电能表的指示灯闪烁3200次,1min指示灯闪烁8次,用电器消耗的电能
这个用电器的功率是
7.(2025·广东东莞·一模)如图所示的电路中,开关S和S1闭合后,为使电阻R1、R2组成串联电路,则甲、乙两表均为 (选填“电流表”或“电压表”),此时甲、乙两电表的示数之比为3∶2,则R1和R2的电阻之比为 ;若将甲、乙两表均换为另一种电表,闭合开关S、断开开关S1后,则R1和R2消耗的功率之比为 。
【答案】电压表 1∶2 2∶1
【详解】[1]闭合开关S和S1,若电阻 R1、R2组成串联电路,则甲、乙两电表所在的支路在电路中应都相当于断路,故两表均为电压表。
[2]此时电压表甲测量电源电压,电压表乙测量电阻R2两端的电压,此时甲、乙两电表的示数之比为3∶2,即
故
由串联电路的分压规律知道
[3]若甲、乙两表均为电流表,闭合开关S,断开开关S1,R1与R2并联,由知道,R1和R2消耗的功率之比
焦耳定律与电功率的档位问题
1.(2025·山西朔州·一模)物理课上,老师做了一个小实验:将一张口香糖包装锡纸剪开,形成中间狭窄的条形,如图所示,随后锡纸中间狭窄的部分快速燃烧起来(危险操作请勿模仿)( )
A.锡纸中间狭窄的部分横截面积小,电阻大
B.通过锡纸中间狭窄部分的电流小于通过锡纸两端的电流
C.锡纸燃烧的原因是内能转化为电能
D.锡纸中间狭窄的部分产生的热量与锡纸两端产生的热量相同
【答案】A
【详解】A.锡纸中间狭窄部分横截面积小,在材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大,A符合题意;
B.锡纸是串联在电路中,串联电路中电流处处相等,所以通过中间狭窄部分和两端的电流相等,故B不符合题意;
C.锡纸燃烧是因为电流通过时,电能转化为内能,温度升高达到着火点,不是内能转化为电能,故C不符合题意;
D.根据焦耳定律,锡纸中间狭窄的部分电阻大,电流相同,通电时间相同,因此锡纸中间狭窄的部分产生的热量大于锡纸两端产生的热量,故D不符合题意。故选A。
2.(2025·四川广元·一模)如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器内密封着等量的空气, ,下列有关说法正确的是( )
A.通过R1的电流是通过R2的电流的一半
B.通电一段时间,R1产生的热量是 R2产生的热量的2倍
C.R3两端的电压等于R4两端的电压
D.通电一段时间,R3产生的热量是R4产生的热量的4倍
【答案】D
【详解】A.甲装置中,两电阻串联,串联电路中电流处处相等,通过R1的电流和通过R2的电流相等,故A错误;
B.根据Q=I2Rt可知,电流和通电时间相同时,产生热量与电阻成正比,在通电一段时间,由已知条件有,故R1产生的热量是R2产生的热量的倍,故B错误;
CD.乙装置中,R3=R4=R5,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,由欧姆定律和并联、串联电路电流的规律可知,通过R3的电流是R4电流的2倍,根据U=IR,R3两端的电压大于R4两端的电压;通电一段时间,根据Q=I2Rt可知,在电阻和通电时间不变条件下,产生热量与电流的平方成正比,R3产生的热量是R4产生的热量的4倍,故C错误,D正确。 故选D。
3.(2025·山东青岛·一模)某电吹风有冷风、热风档,仅电动机工作时吹冷风,电动机、电热丝均工作时吹热风,其电路如右图,图中未标识电动机和电热丝。下列说法正确的是( )
A.电吹风的塑料外壳是导体 B.电路处为电热丝,处为电动机
C.仅闭合开关S1时,电吹风吹热风 D.电路处接火线、处接零线会更安全
【答案】B
【详解】A.电吹风的塑料外壳是不容易导电的物体,为绝缘体,故A错误;
BC.由图可知:当S1和S2都闭合时,a与b并联,同时工作,吹出的应是热风;而当S1闭合,S2断开时,a所在支路没有接通,只有b工作,吹出的应是冷风;所以此时工作是电动机,则b是电动机,由此可知:a是电热丝,故B正确,C错误;
D.为防止接触用电器发生触电事故,火线应先进开关,所以d处接火线,故D错误。 故选B。
4.(2025·山西朔州·一模)为了安全,冷暖风机都装有跌倒开关S,如图甲所示。当工作中的风机跌倒时(跌倒开关S未画出),下列说法正确的是( )
A.跌倒开关S应装在P处 B.正立时,只闭合开关S1,风机吹冷风
C.正立时,只闭合开关S2,风机吹热风 D.跌倒时,只闭合开关S1,风机吹热风
【答案】B
【详解】AD.根据题意,当工作中的风机跌倒时,电动机不工作,发热丝不发热,因此跌倒开关S应装在干路上,故AD错误;
B.正立时,跌倒开关S闭合,只闭合开关S1,电动机工作,发热丝不发热,风机吹冷风,故B正确;
C.正立时,跌倒开关S闭合,只闭合开关S2,电动机不工作,发热丝不发热,故C错误。故选B。
5.(2025·四川宜宾·一模)如图所示,是家用吹风机的工作原理,既可吹热风也可吹冷风,它的主要技术参数如下表,则电吹风正常工作吹热风时,则下列说法正确的是( )
额定功率
热风时:
冷风时:
额定电压
质量
A.把开关拨到1、2处吹风机吹冷风
B.若只有电热丝工作,它的功率是1000W
C.吹风机吹冷风正常工作,消耗电能
D.理想情况下,吹风机吹热风正常工作时,电热丝的电阻为
【答案】CD
【详解】A.把开关拨到1、2处电路为电动机和电热丝并联,此时吹风机吹热风,故A错误;
B.若只有电热丝工作,它的功率是
故B 错误;
C.吹风机吹冷风正常工作,消耗电能为
故C正确;
D.理想情况下,吹风机吹热风正常工作时,电热丝的电阻为
故D正确。故选CD。
6.(2025·云南昆明·一模)如图甲所示是一款熨烫衣物的挂烫机,其简化电路如图乙所示,为限流电阻,为加热电阻,S为温控开关,自动切换加热和待机状态。下列说法正确的是( )
A.开关置于1时为加热状态
B.开关置于2时为待机状态
C.用超导材料制成加热电阻更省电
D.挂烫机工作时主要利用了电流的热效应
【答案】D
【详解】AB.由图乙可知,当开关S接2时,只有工作,由于是加热电阻,所以此时挂烫机处于加热状态;当开关S接1时,只有工作,由于是限流电阻,所以此时挂烫机处于待机状态,故AB错误;
CD.挂烫机,工作时将电能转化为内能,使挂烫机的内能增加,温度升高,所以它是利用电流的热效应工作,而电流通过号体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,如果超导材料制成加热电阻,则加热电阻的阻值为零,中流通过加热电阻时不会产生热量,所以加热电阻不能用超导材料制成,故C错误、D正确。故选D。
7.(2025·湖南长沙·一模)如图甲所示是常用的3D打印笔,它通过加热,挤出热熔的塑料,然后在空气中迅速冷却,最后凝固成形。此打印笔有快速挡和慢速挡,其内部简化电路如图乙所示,使用快速挡打印时的总功率为66W,两个电阻都是用于发热的电热丝,其中,。则闭合开关S、S1时,打印笔处于 挡;慢速挡时,R1在10s内产生的热量为 J;R2的电阻大小为 Ω。
【答案】 快速 220 1100
【详解】[1]闭合开关S、S1时,R1和R2并联,电路的电阻最小,由可知电路的总功率最大,处于快速挡。
[2]只闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电路的电阻最大,由可知电路的总功率最小,处于慢速挡,R1在10s内产生的热量
[3]快速挡工作时,总功率为66W,R1的功率
R2的功率P2=P-P1=66W-22W=44W,R2的电阻
8.(2025·甘肃天水·一模)空气炸锅,因其烹制食物脂肪含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐。如图甲所示,某品牌空气炸锅,其发热元件为两个电阻:R1=55Ω、R2=220Ω:,额定工作电压为220V,内部电路可简化为图乙所示电路,请回答以下问题:
(1)当开关S1 (选填“断开”或“闭合”),开关S接 (选填“a”或“b”)端时为低温挡。
(2)中温挡正常工作时,求通过电阻R2的电流是多少 A?
(3)高温挡正常工作时,求电阻R1消耗的功率是多少 W?
(4)若用此空气炸锅高温挡加工薯条,原料薯条温度为20℃,炸熟至少需要达到170℃,空气炸锅电能转化为热能效率为75%,求一次炸熟200g薯条至少需要多少J的电能?[薯条比热容c=3.63×103J/(kg·℃)]
【答案】(1) 断开 a (2)1 (3)880 (4)1.452×104J
【详解】(1)[1][2]由图乙可知,当开关闭合、S接b时,、并联,根据并联电路特点可知,此时电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,空气炸锅处于高温挡;当开关断开,S接a时,、串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻最大,由可知,总功率最小,空气炸锅处于低温挡;当开关闭合、S接a时,只有工作,由可知,空气炸锅处于中温挡。
(2)中温挡正常工作时,通过电阻的电流
(3)高温挡工作时的电功率
(4)薯条吸收的热量
由可知,一次炸熟200g薯条至少需要消耗的电能
欧姆定律与电功率的多开关问题
1.(2025·山东泰安·一模)如图所示电路中,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V 2.4W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器标有“40Ω 2A”字样,是阻值为的定值电阻,电压表量程为,电流表量程为。闭合开关S1、S2,断开开关S3,小灯泡L恰好正常发光。将的滑片P移至最右端,闭合开关,断开开关、,此时电压表示数为,消耗的功率为;向左移动滑片P至某点,此时电压表示数为,消耗的功率为。已知。下列说法中正确的是( )
① ② ③ ④
A.只有①④正确 B.只有①③正确
C.只有②④正确 D.只有②③正确
【答案】D
【详解】闭合开关S1、S2,断开开关S3,电路为灯泡L的简单电路,小灯泡L恰好正常发光,故灯泡两端的电压为电源电压,即电源电压;闭合开关,断开开关、,此时电阻R2与电阻R1串联,电压表测R1两端的电压,电路中的电流
电压表示数为
消耗的功率为
向左移动滑片P至某点,此时电压表示数为,已知,电压表示数
消耗的功率为
综上所述可知,只有②③正确,故D正确,ABC错误。
故选D。
2.(2025·河北沧州·模拟预测)如图所示,电源电压不变,R1、R3为定值电阻,滑片置于滑动变阻器R2的中点,a、b为电流表或电压表。开关都闭合时,三个电阻并联,下列说法正确的是( )
A.a是电流表
B.当开关S、S1闭合,S2断开时,滑片向左滑动,电路消耗的功率变大
C.当开关S闭合,S1、S2断开时,滑片向右端滑动,电表a示数变化量与电流表A示数变化量的比值等于R1+R3
D.当开关S、S2闭合,S1断开,将b换成另一种表,滑片向左滑动时,电表a的示数与电表b的示数之和不变
【答案】D
【详解】A.由题意可知,开关都闭合时,R1、R2、R3三个电阻并联,若a是电流表,则R1被短路,所以a必定是电压表,故A错误;
B.当开关S、S1闭合,S2断开时,由电路图可知,只有定值电阻R3接入电路,滑动变阻器没有接入电路,所以滑片的滑动,不会造成电路消耗的功率变大,故B错误;
C.由题意可知,a为电压表,b为电流表,当只闭合开关S时,电阻R1、R2、R3串联,电压表测R1两端电压,当滑动变阻器的滑片右移时,R2连入电路的阻值变大,所以R总变大,电路电流I变小,因R1为定值电阻,所以电表a示数变化量与电流表A示数变化量的比值等于R1,故C错误;
D.由题意可知,a为电压表,b为电流表,当开关S、S₂闭合,S1断开,将b换成电压表时,电阻R1、R2、R3串联,电压表a测R1两端电压,电压表b测R2与R3两端的总电压,电压表a与电压表b两表的示数之和为电源电压。所以,滑片向左滑动时,两表示数之和为电源电压,是不变的,故D正确。故选D。
3.(2025·重庆九龙坡·一模)如图所示的电路中,电源电压为12V。当单刀双掷开关S1接a,开关S2和S3断开,将滑动变阻器的滑片移到中点时,电流表的示数为I1,电压表的示数为U1,电路消耗的总功率P1;当开关S1接b,开关S2和S3断开,滑动变阻器的滑片仍在中点时,电流表的示数为I2,电压表的示数为U2,电路消耗的总功率P2;当开关S1接a,开关S2和S3闭合,滑动变阻器的滑片移到最左端时,电流表的示数为1.7A,滑动变阻器消耗的功率为P。已知,I1∶I2=1∶3,U1∶U2=4∶3。下列说法正确的是( )
A.R1∶R3=3∶4 B.P1∶P2=3∶1
C.I1=0.4A D.P=3.6W
【答案】D
【详解】A.当单刀双掷开关S1接a,S2和S3断开,将滑动变阻器滑片移到中点时,滑动变阻器R1与电阻R2、R3串联,电流表测量电路中电流,电压表测量R1与R3两端的总电压;根据串联电路的特点和欧姆定律可得:电压表示数U1=I1(0.5R1+R3)①
电源电压U=I1(0.5R1+R2+R3)②
当S1接b,S2和S3断开,滑动变阻器滑片仍在中点时,滑动变阻器R1与电阻R2串联,电流表测量电路中电流,电压表测量R1两端的电压;根据串联电路的特点和欧姆定律可得U2=I2×0.5R1③
电源电压U=I2(0.5R1+R2)④
由①③可得U1∶U2=I1(0.5R1+R3)∶(I2×0.5R1)
已知I1∶I2=1∶3,U1∶U2=4∶3,故有R1∶R3=2∶3,故A错误;
BC.由②④两式可得:I1(0.5R1+R2+R3)=I2(0.5R1+R2),已知I1∶I2=1∶3,且R3=1.5R1
则有4R2=R1,即R1∶R2=4∶1,因R3=1.5R1,R1=4R2,故有R3=6R2
当开关S1接a,开关S2和S3闭合,滑动变阻器R1与R2、R3并联,滑动变阻器的阻值全部连入电路,电流表测量干路电流,根据欧姆定律及并联电路电流的规律有
即,则
当单刀双掷开关S1接a,S2和S3断开,将滑动变阻器滑片移到中点时,滑动变阻器R1与电阻R2、R3串联,根据串联电阻的规律及欧姆定律可知电流表示数
故BC错误;
D、当开关S1接a,开关S2和S3闭合,滑动变阻器的滑片移到最左端时,滑动变阻器的阻值全部连入电路。滑动变阻器消耗的功率为,故D正确。故选D。
4.(2025·陕西西安·模拟预测)(多选)如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,灯L标有“2.5V,1.25W”字样,滑动变阻器R0标有“30Ω,1A”字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V。当闭合S2、S3,断开S、S1时,电流表示数为1.8A;当闭合开关S、S3,断开S1、S2,滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时,R0连入的电阻减小了9Ω,此时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻变化),下列说法正确的是( )
A.电源电压为14.4V
B.当闭合开关S、S3,断开S1、S2时,电流表示数变化范围为0.3~0.5A
C.S断开,S1、S2、S3开关均闭合时,电路中的最大电流与最小电流之比为7∶6
D.在保证电路安全的情况下,任意断开、闭合开关,电路消耗的最大功率为50.4W
【答案】CD
【详解】A.当闭合S2、S3,断开S、S1时,电流表示数为1.8A,电路为R1的简单电路,由欧姆定律得,电源电压为①
当闭合开关S、S3,断开S1、S2,滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时,R0连入的电阻减小了9Ω,此时灯泡恰好正常发光,此时灯泡L、变阻器R0、定值电阻R1串联。串联电路中电流处处相等,由得,此时电路电流为
由串联电路电压特点与欧姆定律得,电源电压为②
联立①②可得,电源电压为,定值电阻的阻值,故A错误;
B.由欧姆定律得,灯泡的电阻为
当闭合开关S、S3,断开S1、S2时,灯泡L、变阻器R0、定值电阻R1串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡的电压。电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,灯泡的额定电压为2.5V、额定电流为0.5A,则电路的最大电流为0.5A;当变阻器接入电路中电阻最大时,电路电流最小为
则电流表示数变化范围为0.4~0.5A,故B错误;
C.S断开,S1、S2、S3开关均闭合时,变阻器R0、定值电阻R1并联,电流表测量干路电流。滑动变阻器R0标有“30Ω,1A”字样,当变阻器的电流为1A时,电路最大电流为
当变阻器接入电路中电阻最大时,电路电流最小为
则电路最大电流与最小电流之比为,故C正确;
D.在保证电路安全的情况下,当S断开,S1、S2、S3开关均闭合时,变阻器R0、定值电阻R1并联,且电路电流最大为2.8A时,电路消耗的电功率最大,为,故D正确。故选CD。
5.(2025·河南郑州·一模)标有“6V;1.8W”的L1灯和标有“6V;3.6W”的L2灯接入了下面的电路。当S1、S2闭合,S3断开时,两灯正常发光,则干路电流是 A;当S3闭合,S1、S2断开时,电路中的电流是 A,此时 灯的亮度更亮些。(灯丝的电阻恒定不变)
【答案】0.9 0.2 L1
【详解】[1]当S1、S2闭合,S3断开时,两灯并联,电灯正常发光,由得,此时L1的电流为,此时L2的电流为,则干路电流是
[2]当S1、S2闭合,S3断开时,两灯并联,电灯正常发光,由并联电路电压特点得,电源电压为
由得,L1、L2的电阻分别为、
电路中的电流是
[3]串联电路中电流处处相等,L1的电阻较大,由得,此时灯L1的电功率较大,则此时灯L1的亮度更亮些。
6.(2025·重庆九龙坡·一模)如图所示的电路中,电源电压恒为9V,小灯泡L标有“6V 3.6W”的字样,滑动变阻器R1的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,当只闭合S3时,小灯泡正常发光。不考虑小灯泡电阻的变化,小灯泡电阻为 Ω,在保证电路中各元件安全的情况下,任意闭合开关和移动滑片,电路电功率最大值与最小值之差为 W。
【答案】10 22.5
【详解】[1]串联电路中电流处处相等,当只闭合S3时,小灯泡L与R2串联,此时小灯泡正常发光,则电路中的电流为,灯泡的电阻为
[2]定值电阻R2两端的电压为U2=U-UL=9V-6V=3V
定值电阻R2的阻值为
只闭合S1、S2,灯泡L与滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据串联电路的电阻规律可知,电路中的总电阻最大,根据可知,电路中的总功率最小,则电路的最小总功率为
只闭合S0、S2、S3,R1和R2并联,R1允许通过的最大电流为1A,此时R2所在支路的电流为
电流表接在干路上,则最大电流I大=I1大+I2'=1A+1.8A=2.8A
则电路的总功率最大值为P大=UI大=9V×2.8A=25.2W
则电路电功率最大值与最小值之差为ΔP=P大-P小=25.2W-2.7W=22.5W
电学实验探究
1.(2025·湖南岳阳·一模)小光和小山在“探究并联电路中电流的规律”的实验中,他们按如图甲所示的电路图进行实验:
(1)在实验过程中,灯泡L2突然熄灭,灯泡L1亮度不变,电路可能出现的故障是 。
(2)排除故障后,用电流表测出通过L1、L2两灯泡和干路的电流,记录如下表,第三次实验时电流表A1指针指在如图乙的位置,其读数应为 A;小光分析实验数据后得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等。小山认为小光的结论可能不正确,为了验证这个结论是否正确,他们应该更换规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡再次实验。
实验次数
1
2
3
电流表A1的示数/A
0.18
0.2
电流表 A2的示数/A
0.18
0.2
电流表A的示数/A
0.36
0.4
(3)本实验要进行多次实验的目的是 。
【答案】(1)L2断路 (2) 0.24 不同 (3)避免偶然性,寻找普遍规律
【详解】(1)由电路图知灯泡L1和L2并联,并联电路中各用电器互不影响,在实验过程中,L2突然熄灭,L1亮度不变,所以电路可能出现的故障是L2断路,若L2短路时,L1也会同时被短路,不会发光。
(2)[1]由图乙中电流表的指针位置可知,电流表选用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.24A。
[2]实验中,两支路的电流相等,是选用了规格相同的灯泡进行实验,这样的结论具有偶然性,所以结论可能不正确,为了让实验结论更具普遍性,应换用不同规格的灯泡进行实验。
(3)本实验要进行多次操作,是为了避免偶然性,从而寻找具有普遍性的规律。
2.(2025·广东梅州·一模)小乐同学准备对串联电路的电压规律进行探究,主要步骤如下:
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.5
3.9
(1)按图所示的电路图连接电路;
(2)闭合开关,用电压表测出R1两端的电压;
(3)在测R2两端的电压时,小乐同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。
①在连接、拆除电路时,开关必须 。
②小乐同学用上面的方法 (选填“能”或“不能”)准确测出R2两端的电压。原因是 。
③方法改正后,所测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中;分析小乐同学的实验数据得出的结论是: 。
④这个实验在数据收集方面还存在的不足之处是: 。
【答案】断开 不能 电压表正、负接线柱接反 见解析 仅一组数据,得出的结论具有偶然性
【详解】[1]连接电路时,为了不让各电学原件被损坏,电路要处于断开状态,所以开关要断开;
[2][3]测R1两端的电压时,电压表正接线柱接B点,电压表负接线柱接A接点,测R2两端的电压时,因为B接点不动,只将A接点改接到C接点上时,则电压表正接线柱接B点,电压表负接线柱接C接点,导致开关闭合后,电流从电压表负接线柱流入,正接线柱流出,电压表指针反偏,不能准确测出R2两端的电压。
[4]由表格数据得出3.9V =2.4V+1.5V,即UAC=UAB+UBC,即串联电路中,总电压等于各部分电路电压之和。
[5]上述结论只有一组数据,得出的数据可能只在上述这一种情况下成立,具有偶然性,为了能得出普遍规律,要更换不同规格的电阻或者电源进行多次试验。
3.(2025·四川成都·一模)如图甲是“探究并联电路的电流规律”的实验装置。
(1)如图甲所示电路,闭合开关S,电流表测量的是灯泡 (选填“”或“”)的电流,实验中应该选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)完成实验后,利用已有器材又找来电压表探究“串联电路的电压规律”,设计了图乙所示电路。选择合适的器材多次实验并记录数据,如下表所示。由此可得出串联电路的电压规律: (用U、、写表达式即可)。
实验次数
两端电压
两端电压
、两端电压
1
1.3
1.5
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
【答案】(1) 不同 (2)
【详解】(1)[1]甲图中,闭合开关,电流表与灯泡L1在同一条支路上,因此测量的是灯泡的电流。
[2]实验中为了使实验结论具有普遍性,避免偶然性,实验中应该选择规格不同的灯泡进行实验。
(2)分析表格中的数据,第 1 次实验1.3V+1.5V=2.8V,第 2 次实验1.2V+1.6V=2.8V,第 3 次实验1.1V+1.7V=2.8V,可以得出在串联电路中,电源两端电压U等于各用电器两端电压之和,即
4.(2025·安徽六安·一模)某实验小组探究串联电路中电压的规律。
(1)断开开关,连接完电路,闭合开关时,发现电压表指针反向偏转,原因是 ;
(2)正确连接好电路后,用电压表分别测出电压、和。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压
电压
电压
1
1.2
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压与各部分电路两端电压的关系为 (用、、写出关系式)。
【答案】(1)电压表正负接线柱接反 (2)
【详解】(1)电压表使用注意事项,必须与被测电路并联且电流必须从“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。若电压表的正负接线柱接反,导致电流方向错误,指针就会反向偏转。
(2)三次实验数据均满足,结论是串联电路电压特点是总电压等于各部分电压之和。
5.(2025·山西朔州·一模)如图所示,在“探究电流与电阻的关系”实验中:
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,读出电流表的示数。接下来断开开关,取下5Ω的定值电阻,接入10Ω定值电阻,闭合开关,电压表的示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)2V,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表的示数为2V时,读出电流表的示数。再更换20Ω、25Ω的定值电阻继续实验
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
5
10
20
25
I/A
0.4
0.2
0.1
0.08
(3)由实验数据可得结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 。
【答案】(1)断开 (2) 大于 B (3)反比
【详解】(1)闭合开关前,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)[1][2]定值电阻与滑动变阻器串联,电压表与定值电阻并联,取下5Ω的定值电阻,接入10Ω定值电阻,根据串联分压,电压表示数增大,即示数大于2V,若要将电压表示数调回2V,应调大滑动变阻器接入阻值,即向B端调节滑片。
(3)由实验数据可得结论,电阻与电流乘积为定值,即在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
6.(2025·湖北武汉·模拟预测)小李同学连接如图所示的电路探究“电流和电阻的关系”。实验器材如下:2节崭新的干电池,滑动变阻器标有“”字样,电流表(量程,)、电压表(量程,),阻值为、、、、、的定值电阻各1个,开关1个,导线若干。
(1)小李检查电路发现有一条导线连接错误,在图中错误导线上画“”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)重新正确连接电路后,小李将电阻接入电路,闭合开关S,发现电流表和电压表的指针都迅速右偏接近了满刻度,则小李在操作上存在的问题是 。
(3)纠正问题后继续实验,将得到的数据记录于表格之中。分析表格中数据可知:第 次数据是实验时操作不当或读数出错所致;第 次数据是人为编造,非实验所得。
次数
1
2
3
4
5
6
电阻/Ω
1
5
10
15
20
25
电流/A
1.5
0.3
0.15
0.1
0.09
0.06
【答案】(1)
(2)闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处
(3) 5 1、6
【详解】(1)根据探究电流与电阻关系的实验电路图可知,整个电路为串联电路,电压表测定值电阻两端电压,为改正电路连接,在图中错误导线上画“”,并再画一根导线将电路连接正确,如图所示:
(2)小李正确连接好电路,将电阻接入电路后,小李应先将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,才能闭合开关S,所以小李在操作上存在的问题是:闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处。
(3)[1]小李用本实验电路探究“电流与电阻的关系”,在探究过程中,需控制定值电阻两端的电压不变。由题意分析可得,电压控制为1.5V不变,故分析表格中数据可知:第5次数据是实验时操作不当或读数出错所致;
[2]电源电压为3V,根据串联分压规律可知,滑动变阻器的电阻需调节与定值电阻阻值相等,才能完成所有实验;因滑动变阻器的规格为“”,即滑动变阻器的最大阻值为,所以第6次的定值电阻阻值为的实验不能完成,其数据是人为编造,非实验所得。在第1次实验数据中,电流值1.5A超过了滑动变阻器允许通过的最大电流值,这在实验中是不允许的,因此该组数据是人为编造,非实验所得。
7.(2025·河南周口·一模)小华用如图所示的电路探究电流与电压、电阻的关系。电源电压恒为6V,电压表(0~3V),电流表(0~0.6A),定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,滑动变阻器。
(1)如图甲所示连接电路,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)正确连接并规范操作后,闭合开关,两电表均无示数。为了检查电路故障,小华将电压表接在滑动变阻器两端时无示数,接在开关两端时有示数,则电路的故障是( )(选填“A”“B”或“C”)。
A.开关断路 B.滑动变阻器断路 C.定值电阻断路
(3)排除故障后,将滑动变阻器的滑片P移至最 端。闭合开关,移动滑片P,进行实验,根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象如图乙所示,由图像得到的实验结论为: 。当R的电阻由10Ω更换为5Ω时,闭合开关后,应该将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端滑动,直至电压表示数为 V,记录电流表示数;要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
(4)同组的小丽同学用未知电阻替换电阻R,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为1.5V,如图丙所示电流表示数为 A,该电阻的阻值为 Ω。
【答案】(1)
(2)A
(3) 左 电压一定时,电流与电阻成反比 右 2 50
(4) 0.3 5
【详解】(1)在“探究电流与电阻的关系”实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻两端的电压,如图所示:
(2)闭合开关,电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表无示数,说明电压表不能与电源两极连通,即电压表所测电路之外的电路有断路,当电压表与开关并联时,电压表有示数,说明此时电压表能与电源两极连通,则除开关外,其他部分电路没有断路,电路的故障是开关断路,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)[1]为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大端,由图可知,即将滑动变阻器的滑片P移至最左端。
[2]由图像数据可知,I与R的乘积为一定值,可得结论为:当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
[3][4]由图乙可知,当R=10Ω时,电流I=0.2A,当R=5Ω时,电流I=0.4A,由U=IR可知,R两端的电压为2V。当R的电阻由10Ω更换为5Ω时,由串联电路的分压原理可知,R两端的电压会变小,要控制R两端的电压不变,应将变阻器两端的电压调小,即将变阻器接入电路的阻值调小,所以应该将滑动变阻器的滑片 P 向右端滑动。
[5]已知电源电压 U=6V,R两端所控制的电压U定=2V,所以滑动变阻器两端的电压U滑=U-U定=6V-2V=4V
由串联电路的分压原理可得:R滑大:R定大=U滑大:U定大=4V:2V=2:1
即滑动变阻器的最大阻值至少是R滑大=2R定大=2×25Ω=50Ω
(4)[1][2]由图丙可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,未知电阻的阻值
8.(2025·河南南阳·一模)如图甲和乙所示,是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端,通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在该实验中,通过观察U形管中液面的 来反映电阻丝产生热量的多少,这种研究方法叫 法。
(2)在图甲中,通过两电阻丝的电流 ,该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系。
(3)在图乙中,是探究电流通过导体产生的热量与 的关系,通电一段时间后, 侧容器 U形管液面高度差较大,这说明 。
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 成正比,跟导体的电阻正比,跟通电时间成正比,这个规律叫做焦耳定律。
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红,而与其相连的导线却不怎么热”,这一现象可用 装置(选“甲”或“乙”)的实验结论解释。
【答案】(1) 高度差 转换
(2) 相等 电阻
(3) 电流 左 在其它情况相同时,电流越大,电流产生的热量越多
(4)电流的平方
(5)甲
【详解】(1)[1][2]实验中,电流通过电阻丝产生热量,容器内空气吸收热量温度升高,体积变大,U形管内液面产生高度差;电热越多,U形管内液面高度差越大;实验中通过U形管液面高度差来间接反映电热多少,这种研究方法是转换法。
(2)[1][2]图甲中,两电阻丝串联,通过它们电流相等;两容器电阻丝中电流相等,通电时间相等,只是两个电阻丝电阻不同,通电一段时间后,右侧U形管液面高度差较大,实验可以探究电热与电阻关系。
(3)[1][2][3]图乙中,左右两容器中电阻丝电阻相等,通电时间相等,因为右侧容器内外两个电阻并联后再与左侧容器中的电阻串联,由于右侧容器外电阻丝的分流作用,右侧容器中电阻丝中电流小于左侧,是探究电流通过导体产生的热量与电流的关系;一段时间后,左侧U形管内液面高度差大,这说明,在电阻与通电时间都相同时,电流越大,电热越大。
(4)最先准确研究影响电热多少因素的科学家是焦耳,该结论被称为焦耳定律,内容为:电流通过导体产生热量的多少与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比,数学表达式为。
(5)导线与电炉丝串联,通过的电流相等,通电时间相等,只是电炉丝电阻大于导线电阻,所以电流通过电炉丝产生的电热大,这可以用甲装置的实验结论来解释。
9.(2025·辽宁营口·一模)小明用图甲电路测量一个额定电压为2.5V的小灯泡电阻,电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整 ;
(2)小明将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值端,闭合开关,灯泡没有发光,电流表示数为0.1A,电压表示数为0.5V,则滑动变阻器的最大阻值是 ;
(3)排除故障后,小明移动滑片P至某处时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应使滑动变阻器接入电路中的阻值适当变 一些,使电压表的示数为 V;
(4)小明通过连续移动滑片P,记下多组灯泡的电压和电流值,绘制出图丙I-U图像,小灯泡正常发光时的电阻是 。老师指出小明绘制图像时的部分数据不是在真实的实验情境中获取的,依据是 ;
【答案】(1)(2)25(3) 小 2.5(4) 10 见解析
【详解】(1)测量小灯泡的电阻,把小灯、电流表、滑动变阻器串联起来,电压表与小灯泡并联。小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用小量程,如图所示:
(2)小明将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值端,闭合开关,灯泡没有发光,电流表示数为0.1A,电压表示数为0.5V,滑动变阻器两端电压为3V-0.5V=2.5V
则滑动变阻器的最大阻值是
(3)[1][2]如图乙所示,因电压表选择的是小量程,则示数为2.2V,要测量小灯泡正常发光时的电阻,需调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V。根据串联电路电压特点可知,应减小滑动变阻器电压;再由串联分压原理可知,应使滑动变阻器接入电路中的阻值适当变小一些。
(4)[1]由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻是
[2]当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,灯泡两端的最小电压为0.5V,最小电流为0.1A,即灯泡两端的电压不可能小于0.5V,电流不可能小于0.1A,则绘制图像时的部分数据不是在真实的实验情境中获取的。
10.(2025·河南信阳·一模)如图甲,在测量额定电压为的小灯泡的电功率的实验中,电源电压不变;
(1)请按图甲所示将图乙的实物电路连接完整;
(2)连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表示数变化明显。电压表示数始终为零,电路故障可能是 ;
(3)排除故障后闭合开关,滑动变阻器的滑片在某处时,电压表示数为2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,眼睛注意观察 (选填“电压表”“电流表”或“小灯泡”) 。当小灯泡正常工作时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系,小明继续调节滑动变阻器的滑片,并记录数据如表,发现第2次实验小灯泡最亮,此时小灯泡的实际电功率为 W。结合表中数据可知小灯泡的亮度与实际电功率的关系为: ;
(5)结合表中数据还可判断出小灯泡的电阻随电压升高逐渐 。
实验次数
1
2
3
电压表示数
电流表示数
【答案】(1)(2)灯泡短路(3) 左 电压表
(4) 灯的实际功率越大,灯越亮
(5)变大
【详解】(1)灯的额定电压为,故电压表选用小量程与灯并联,选择小量程,故如图所示:
(2)连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电流表示数变化明显,电路为通路,发现小灯泡不亮电压表示数始终为零,电路故障可能是灯泡短路。
(3)[1]灯在额定电压下正常发光,示数为2V小于灯的额定电压,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动。
[2]滑片向左移动,直至电压表的示数为2.5V,小灯泡正常发光,故移动滑动变阻器时,眼睛需要盯着电压表。
[3]当小灯泡正常工作时,电流表示数如图丙所示,为0.22A,则小灯泡的额定功率为
(4)[1]第2次实验小灯泡最亮,此时小灯泡的实际电功率为
[2]可知大于其它两次实验的电功率,结合表中数据可知小灯泡的亮度与实际电功率的关系为:灯的实际功率越大,灯越亮。
(5)根据表中数据,3次实验的电阻分别为
结合表中数据可知,小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大。
11.(2025·山西朔州·一模)用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)闭合开关,使导体棒竖直上下运动,观察发现电流表的指针 (选填“会”或“不会”)发生偏转;再使导体棒水平向右运动,发现灵敏电流计指针向左偏转,发现灵敏电流计指针向右偏转,说明感应电流的方向与导体的 有关。
(2)断开开关,无论磁铁如何放置,导体棒怎样运动,由此得出结论: 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显,为使实验现象更明显( )(填序号)。
A.改变磁场方向
B.换用磁性更强的磁铁
【答案】(1) 不会 运动方向 (2)闭合 (3)B
【详解】(1)[1]导体棒竖直上下运动时,没有切割磁感应线,故不产生感应电流,电流表指针不会偏转。
[2]导体棒运动方向改变时,灵敏电流计指针偏转方向也发生改变,即运动方向改变时,电流方向发生改变,说明感应电流的方向与导体的运动方向有关。
(2)开关断开,电路就断开了,此时电路中不存在电流,说明只有电路闭合时,才能产生感应电流。
(3)实验现象不明显说明产生的感应电流很小,要让现象明显,就是要让产生的感应电流增大,让磁场变强或者增大导体棒切割磁感线的速度都可以增大感应电流,故选B。
12.(2025·湖南长沙·一模)某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在闭合开关前,小磁针静止时,N极指向地理的 极,说明地球周围存在磁场。
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,对调电源正负极,小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反(如图丙),说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
(3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱,铁屑规则排列的效果不明显,为增强螺线管的磁场,可行的措施: (写出一种方法即可)。
【答案】(1)北
(2)电流方向
(3)见解析
【详解】(1)小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向,地球外部磁场的方向为从地磁的北极出来回到地磁的南极,故小磁针静止时N极指向地磁的南极即地理的北极,说明地球周围存在磁场。
(2)对调电源正负极,电路中电流方向改变,小磁针静止时N极所指方向也改变,说明通电螺线管的磁极与电流的方向有关。
(3)通电螺线管周围磁场的强弱和电流大小有关,电流越大,磁场越强。可以调节滑动变阻器接入电路的阻值,增大螺线管中的电流从而增强磁场,或者增大电源电压。
电学综合计算
1.(2025·山东济宁·一模)如图电路中,电源两端电压U=6V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=50Ω,R3=40Ω。
(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为4V,求R1消耗的电功率P1。
【答案】(1)6V
(2)0.27A
(3)0.2W
【详解】(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,为R3的简单电路,电压表测量R3的电压,R3两端的电压为电源电压,即
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,R2、R3并联,则流过R2的电流
流过R3的电流
则干路电流
故电流表的示数为0.27A
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,R1与R3串联,电压表测量R3的电压,,根据串联电路电压规律
R1消耗的电功率
2.(2025·山东济宁·一模)如图电路中,电源两端电压U=6V,R1、R2、R3均为定值电阻,其中R2=50Ω,R3=40Ω。
(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,求R3两端的电压U3;
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,求电流表的示数I;
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,电压表示数为4V,求R1消耗的电功率P1。
【答案】(1)6V
(2)0.27A
(3)0.2W
【详解】(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2时,为R3的简单电路,电压表测量R3的电压,R3两端的电压为电源电压,即
(2)当开关S、S1和S2均闭合时,R2、R3并联,则流过R2的电流
流过R3的电流
则干路电流
故电流表的示数为0.27A
(3)当闭合开关S,断开开关S1和S2时,R1与R3串联,电压表测量R3的电压,,根据串联电路电压规律
R1消耗的电功率
3.(2025·安徽合肥·一模)如图所示电路,电源电压恒为12 V,定值电阻R1=30Ω、R3=10Ω、电流表的量程为0~0.6 A,滑动变阻器R2标有“50Ω 0.5A”字样。
(1)当闭合开关S1、S2,断开开关S,电流表的示数是多少?
(2)只闭合开关S,当滑动变阻器的滑片在某一个位置时,电流表的示数为0.3A,此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少?
(3)当开关S、S1、S2均闭合时,若将电流表的量程换成0~3A。在确保电路安全的前提下,求电路消耗的最大总功率。
【答案】(1)
(2)30Ω
(3)
【详解】(1)由题意可知,当闭合开关S1、S2,断开开关S时,只有电阻R1接入电路,此时电路是由R1和电流表组成的简单电路,所以电流表的示数为
(2)当只闭合开关S时,滑动变阻器R2与R3串联接入电路,当滑动变阻器的滑片在某一个位置时,当电流表的示数为0.3A,由欧姆定律可得电路中的总电阻为
所以此时滑动变阻器接入电路的电阻为
(3)由题意可知,当开关S、S1、S2均闭合时,电阻R1、R2并联接入电路。因为滑动变阻器R2标有“50Ω 0.5A”字样,又因为通过电阻R1的电流仍为0.4A不变,所以在确保电路安全的前提下,电路中的电流最大为
所以电路消耗的最大总功率为
3.(2025·河南平顶山·一模)电饭煲是现代家庭必备厨具,它融合了高效、智能、安全与实用等多方面的卓越优势,为人们的日常烹饪带来极大便利。如图所示为某电饭煲的内部简化电路,其有高温烧煮和保温焖饭两个挡位,和为两个加热电阻。已知电阻保温焖饭时电饭煲的功率。
(1)求电饭煲高温烧煮时的功率;
(2)若一次做饭时该电饭煲高温烧煮30min,保温焖饭10min,求此过程中电饭煲消耗的电能;
(3)用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让此电饭煲在高温挡工作,观察到标有“”的电能表转盘在100s内转了90圈,求此时电饭煲的实际电压。
【答案】(1)1000W (2)0.506kWh (3)198V
【详解】(1)由题意得,当开关S打至“1”时,此时只有R2接入电路,为高温烧煮挡,已知,所以电饭煲高温烧煮时的功率为
(2)已知高温烧煮时间为,保温焖饭时间为,所以这次做饭过程中电饭煲消耗的电能为
(3)由题意可知,用电高峰期,电能表转盘在100s内转了90圈,则实际消耗的电能为
已知此时电饭煲只在高温挡工作,故此时的高温挡实际功率为
所以此时电饭煲的实际电压为
4.(2025·江苏盐城·一模)音乐喷泉是集声光电技术于—体的装置,它通过电脑采集音乐的声音频率特征,并将其转 化为控制信号,控制水泵喷出水柱,形成喷泉。如图甲为控制喷泉工作的模拟电路,控制电 路电源电压 Ua,呈周期性变化(如图乙所示),定值电阻 R1=2Ω ,E为具有特殊功能的电子 元件,当 Ua<6V 时,电路中没有电流通过;当 Ua≥6V 时,E 两端电压恒为 6V,当线圈中通 过的电流I≥2A 时,电磁继电器衔铁被吸下,水泵启动喷水(不计线圈电阻)已知水泵每秒 可喷出水的体积为 2×10-3m3,求:
(1)t=3s 时,线圈中通过的电流;
(2)电磁继电器衔铁刚好被吸下水泵启动喷水时,电阻 R1 的功率;
(3)在 0~6s 内,水泵喷水的总质量。
【答案】(1)4.5A (2)8W (3)4kg
【详解】(1)由图乙知道,当t=3s时,电源电压是15V,定值电阻两端的电压为
线圈中通过的电流
(2)根据题意知道,水泵启动喷水时,当线圈中通过的电流I≥2A,则根据欧姆定律知道
则根据串联电路的电压特点知道,电源电压
此时,电阻R1的功率
(3)当Ua<6伏时,电路中没有电流通过,水泵不工作;当线圈中通过的电流I≥2A时,电磁继电器衔铁被吸下,水泵启动喷水,控制电路两端的电压≥10V,由图乙知道,电压在3s内由0V增大到15V,又在3s内由15V减小到0V,那么每秒电压的变化量为5V,据此推算0~2s内电源电压小于10V,水泵不工作;2s~4s内电源电压大于等于10V,水泵启动喷水;已知水泵每秒可喷出水的体积为2×10-3m3,则在0~6s内喷时间是2s,则这段时间喷水的质量为
5.(2025·山东东营·一模)图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如乙图所示,R1和R2是电热丝,通过单独或同时闭合开关实现低温和高温挡切换,低温挡功率为440W,高温挡功率为880W,已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg•℃)。求:
(1)当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)使用高温挡将2kg的粥从20℃加热到86℃时需要吸收的热量;
(4)若实际正常使用高温挡加热(3)中粥的时间为800s,该电饭锅的加热效率。
【答案】(1)2A (2)110Ω (3)5.28×105J (4)75%
【详解】(1)根据电功率的计算公式可得,当电饭锅正常使用时,处于低温挡时的电流为
(2)由图乙可知,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电饭锅处于高温挡;当只闭合S1时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,所以,电路的总功率最小,电饭锅处于低温挡;R2的电功率为P2=P高-P低=880W-440W=440W
R2的阻值为
(3)由热量的计算公式可得,粥吸收的热量为
(4)电饭锅实际消耗的电能为W=Pt=880W×800s=7.04×105J
则该电饭锅的加热效率为
6.(2025·陕西榆林·一模)如图甲所示是某型号电烤箱,图乙是其内部加热简化电路,工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的电热丝(阻值不变),此电烤箱有高温和低温两个挡位,低温挡电功率为220W,R1的阻值为44Ω。图丙是家中电能表的表盘示意图。问:
(1)电烤箱是利用电流的 效应工作的 家中允许同时工作的用电器总功率不能超过 W。
(2)电热丝R2的阻值是多少?
(3)在某次用电高峰期,关闭家里其它用电器,只让电烤箱高温挡工作,观察到家里的电能表的转盘6min内转过300r,此时电烤箱高温挡的实际功率是多少?
【答案】(1) 热 4400 (2)176Ω (3)1000W
【详解】(1)[1]电烤箱工作时将电能转化为内能,因此电烤箱是利用电流的热效应工作的
[2]家中允许同时工作的用电器总功率为P=UI=220V×20A=4400W
(2)由图乙可知,当只闭合开关S1时,两电热丝串联,总电阻较大,根据可知,总功率较小,为低温挡,总电阻为
根据电阻串联的特点可知,R2电热丝的阻值R2=R﹣R1=220Ω﹣44Ω=176Ω
(3)电烤箱高温挡工作6min消耗的电能
电烤箱的实际功率
7.(2025·山东潍坊·一模)如图所示为某一品牌生产的一款挂烫机的原理图。现向挂烫机分别注入、温度为的水,将开关拧到同时接触0和1触点时,发现将水加热至用时。已知,,求这段时间内:
(1)挂烫机中水吸收的热量;
(2)挂烫机此时加热水的效率;
(3)当开关拧至接触1和2触点时,挂烫机的电功率。
【答案】(1) (2) (3)2200W
【详解】(1)挂烫机中水吸收的热量
(2)将开关拧到同时接触0和1触点时,和串联,电路的总电阻
挂烫机此时加热功率为,消耗的电能为
挂烫机此时加热水的效率
(3)当开关拧至接触1和2触点时,被短路,接入电路,挂烫机的电功率
8.(2025·辽宁朝阳·一模)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,R1、R2、R3为加热电阻,其中R1、R2的阻值均为1100Ω,通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中。
(1)旋转开关转至bc时,电热败腰带通电10min消耗的电能
(2)旋转开关转至cd时,求电热敷腰带的功率;
(3)旋转开关转至de时,电热敷腰带的总功率为132W,求R3的阻值。
【答案】(1)13200J (2)44W (3)550Ω
【详解】(1)当开关接bc时, R1、R2串联,总电压为220V,故电路电流为
通电10min消耗的电能为
(2)当开关接de时,R2、R3并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,总功率最大,电热敷腰带处于高温挡;当开关接cd时,只有R2工作,电热敷腰带处于中温挡,旋转开关转至cd时,电热敷腰带的功率
(3)当开关接de时,R2、R3并联,总电阻为,解得
家庭电路
1.(2025·北京门头沟·一模)下列关于家庭电路的说法中正确的是( )
A.保险丝的作用是保证电路不断开 B.电视机和照明灯是串联的
C.我国家庭电路的电压是380 V D.控制电灯的开关应接在火线上
【答案】D
【详解】A.保险丝的作用是在电路中电流过大时,能自动切断电源,故A不符合题意;
B.电视机和照明灯都属于家用电器,在家庭电路中都是并联的,故B不符合题意;
C.我国家庭电路的电压是220 V,故C不符合题意;
D.家庭电路中控制用电器的开关应接在火线和用电器之间,即控制电灯的开关接在火线上,故D符合题意。
故选D。
2.(2025·江苏无锡·一模)关于安全用电下列说法正确的是( )
A.人体的安全电压是220V B.当有人触电时,应该立即切断电源
C.空气开关“跳闸”一定是电路发生了短路 D.多个大功率用电器可以同时使用一个接线板
【答案】B
【详解】A.人体的安全电压是不高于36V的电压,故A错误;
B.当有人触电时,首先切断电源,或者用一根绝缘棒将电线挑开(切勿直接碰触电者),尽快使触电者脱离电源,故B正确;
C.空气开关“跳闸”不一定是电路发生了短路,也可能是电路中的总功率过大,故C错误;
D.多个大功率用电器不可以同时使用一个接线板,否则可能会使电路中的电流过大,引起火灾,故D错误。
故选B。
3.(2025·河南平顶山·一模)为响应国家节能减排政策,许多家庭开始更换节能家电。关于家庭电路和安全用电,以下说法正确的是( )
A.更换节能灯泡时,为了节省时间,可以在通电的情况下进行操作
B.新安装的大功率节能电器,可直接接在原来的普通插座上使用
C.家庭电路中安装漏电保护器,是为了防止因漏电而发生触电事故
D.当家庭电路出现跳闸现象时,应立即重新合上闸刀开关,恢复供电
【答案】C
【详解】A.在通电情况下更换节能灯泡,人体容易接触到带电部分,从而引发触电事故,故A错误;
B.新安装的大功率节能电器,其工作时电流较大,原来的普通插座可能无法承受这么大的电流,容易引发火灾等危险,故B错误;
C.家庭电路中安装漏电保护器,当电路发生漏电时,漏电保护器会迅速切断电路,防止人因漏电而发生触电事故,故C正确;
D.当家庭电路出现跳闸现象时,可能是电路中存在短路或过载等故障,应先检查故障并排除后,再重新合上闸刀开关,恢复供电,不能立即合闸,故D错误。故选C。
4.(2025·山西太原·模拟预测)关于家庭用电,下列说法不正确的是( )
A.家用电器通过插头插入插座与电源连接 B.验电笔可以用来区分火线和零线
C.家用电器总功率过大,可能引发火灾 D.家庭电路着火应首先用冷水浇灭
【答案】D
【详解】A.家用电器通常通过插头、插座与电源连接,且小功率的一般用两头插头,大功率带金属外壳的一般用三头插头,故A正确,不符合题意;
B.验电笔可以用来区分火线和零线,接触火线时发光,接触零线时不发光,故B正确,不符合题意;
C.家庭电路的电压不变,由P=UI可知,用电器总功率过大时,电路中电流变大,从而导线过热,而引起火灾。故C正确,不符合题意;
D.家庭电路着火应首先断开电源,如果之间用冷水浇可能会引起触电事故,故D错误,符合题意。
故选D。
5.(2025·江苏无锡·一模)如图所示,是一个带有开关和指示灯的家用插线板,插线板上接有正在工作的电暖器和正在充电的手机充电器,插线板规格为“250V 10A”。下列分析正确的是( )
A.插线板上的指示灯和插孔之间是串联
B.图中插孔1应与接地线相连
C.在导线A、B、C三处,A处通过的电流最大
D.这个插线板可供4个任意功率的用电器同时使用
【答案】C
【详解】A.插线板上的指示灯和插孔之间互不影响,是并联的,故A错误;
B.根据三孔插座的接线原则“左零右火,上接地”,图中插孔1应与接零线相连,故B错误;
C.在导线A、B、C三处,A处通过的电流最大,因为A相当于接在干路上,故C正确;
D.插线板上不能同时使用几个大功率用电器,容易导致电流过大,发生火灾,故D错误。
故选C。
6.(2025·甘肃武威·一模)学习家庭电路相关知识后,小明对如图所示设计的家庭电路的认识正确的是( )
A.控制白炽灯的开关和灯不可以互换位置
B.如图中AB之间发生断路,则用测电笔检查插座C的各个插孔,测电笔的氖管都不发光
C.闭合开关S2后发现灯L2不亮,用测电笔检查插座D两孔发现氖管都不发光,则故障可能是进户零线断路
D.当有人触电时保险丝会熔断
【答案】A
【详解】A.在家庭电路中,为了安全,控制白炽灯的开关必须接在火线上,开关和灯不可以互换位置。如果互换,断开开关后,灯仍与火线相连,人接触灯可能会触电,故A正确;
B.如图中 AB 之间发生断路,插座 C 的右孔还是与火线相连,用测电笔检查插座C的右插孔时,测电笔的氖管会发光,故B错误;
C.闭合开关S2后发现灯L2不亮,用测电笔检查插座D两孔发现氖管都不发光,说明插座D火线断开,故障可能是进户火线断路,而不是进户零线断路,故C错误;
D.当有人触电时,电流会通过人体流入大地,由于人体电阻较大,通过的电流较小,一般不会使保险丝熔断。保险丝熔断通常是因为电路中电流过大,如短路等情况,故D错误。故选A。
7.(2025·陕西商洛·一模)随着生活条件的改善,大功率用电器的增多,我国家庭用电量日益剧增,如即热式电热水器,功率可达,家用蒸烤一体机功率可达,一般家用电能表限制家中同时使用的用电器总功率不能超过。关于这两个用电器,下列说法正确的是( )
A.可以长时间同时使用即热式电热水器和蒸烤一体机
B.蒸烤一体机应该使用三脚插头
C.即热式电热水器的导线应该细一些
D.可以用湿手插拔蒸烤一体机的插头
【答案】B
【详解】A.即热式电热水器功率为 6kW,家用蒸烤一体机功率为 3.5kW,它们的总功率为 6kW+3.5kW=9.5kW
而一般家用电能表限制家中同时使用的用电器总功率不能超过 8.8kW,9.5kW 超过了限制。如果长时间同时使用,会使电路中电流过大,可能导致电能表过载、导线发热,甚至引发火灾等安全隐患,故A错误;
B.三脚插头有一根接地线,蒸烤一体机这类大功率用电器在使用时,若外壳漏电,接地线可以将电流导入大地,从而防止人触电,保障用电安全,所以蒸烤一体机应该使用三脚插头,故B正确;
C.根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。导线越细,其电阻越大。即热式电热水器功率大,电流大,如果导线细,会产生较多热量,容易引发安全问题,所以即热式电热水器的导线应该粗一些,故C错误;
D.用湿手插拔插头时,水可能会流到插头的金属部分,使人触电,存在安全风险,所以不可以用湿手插拔蒸烤一体机的插头,故D错误。故选B。
8.(2025·山东潍坊·一模)如图所示为家庭电路的简化电路图,若该电路中各处的连接都是正确的,则关于该家庭电路下列说法中正确的是( )
A.A处为空气开关,B处为电能表
B.a线是零线,b线是火线
C.断开开关,测电笔分别测试c、d两处,氖管均不发光
D.空气开关跳闸,一定是电路中总功率过大
【答案】C
【详解】A.家庭电路的组成:从进户线开始,依次是电能表、总开关、用户保险、插座、开关、灯泡等元件。所以A处是电能表,B处是空气开关,故A错误;
B.为了用电安全,开关应接在灯泡和火线之间,所以a线是火线,b线是零线,故B错误;
C.断开开关,测电笔分别测试c、d两处,c、d两处与火线都不连通,氖管均不发光,故C正确;
D.空气开关跳闸,可能是电路中总功率过大,也可能是发生了短路,故D错误。
故选C。故选B。
9.(2025·陕西汉中·一模)关于家庭电路和安全用电,下列说法错误的是( )
A.图甲中,人不接触高压带电体就不会造成触电事故
B.图乙中,测电笔使用时手必须接触笔尾金属体
C.图丙中,多个大功率用电器不能接同一插线板同时使用
D.图丁中,灯泡及开关的接法不符合安全用电要求
【答案】A
【详解】A.不接触高压带电体可能造成高压电弧触电和跨步电压触电,故A错误,符合题意;
B.验电笔电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,才能在接触火线时氖管发光,故B正确,不符合题意;
C.家庭电路电压不变,使用多个大功率用电器时总功率过大,会使总电流过大,烧坏插座,故C正确,不符合题意;
D.火线首先进开关,再入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套,图丁中,灯泡及开关的接法不符合安全用电要求。故D正确,不符合题意。故选A。
10.(2025·河北张家口·一模)一款塔式多孔插座如图所示,关于该插座的接线和使用方法正确的是( )
A.插座内可以只接火线和零线 B.插座通电后不可用湿布擦去表面灰尘
C.插座上连接的各用电器之间是串联的 D.该插座可以接入多个大功率用电器同时工作
【答案】B
【详解】A.三孔插座上面的孔接地线时,可以防止带有金属外壳的用电器由于漏电而造成的触电事故,所以插座内要接地线,故A错误;
B.由于含有杂质的水能导电,当插座通电时,用湿布擦灰尘容易发生触电事故,所以插座通电后不可用湿布擦去表面灰尘,故B正确;
C.插座上连接的各用电器在工作时互不干扰,所以它们是并联,故C错误;
D.接入多个大功率用电器同时工作时,会导致电路中电流过大,容易引起火灾,所以不可以接入多个大功率用电器同时工作,故D错误。故选B。
电与磁
1.(2025·河北邯郸·一模)关于电与磁,下列说法正确的是( )
A.同名磁极靠近时会相互吸引 B.奥斯特实验证实了电流周围存在磁场
C.螺线管通电时,电流越大其磁性越弱 D.在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向
【答案】B
【详解】A.同名磁极靠近时会相互排斥,异名磁极靠近时会相互吸引,故A错误;
B.奥斯特实验中,放置在通电直导线下方的小磁针在磁力的作用下发生偏转,证实了电流周围存在磁场,故B正确;
C.螺线管通电时,电流越大其磁性越强,故C错误;
D.在磁体周围撒铁屑只能根据铁屑的疏密大致看出磁场的强弱,并不能判断该磁体周围的磁场方向,故D错误。故选B。
2.(2025·河北张家口·一模)下列有关电和磁的说法错误的是( )
A.指南针能够指南北,是由于受到地磁场的作用
B.改变电流方向会改变电流周围磁场的强弱
C.电动机正常工作时电能主要转化为机械能
D.动圈式话筒的工作原理和发电机的工作原理相同
【答案】B
【详解】A.指南针能够指南北,是由于受到地磁场的作用,指南针指南的那一端是它的S极,故A正确,不符合题意;
B.改变电流方向会改变电流周围磁场的方向,不会改变磁场的强弱,磁场的强弱与电流的大小有关,故B错误,符合题意;
C.电动机正常工作时,消耗的电能主要转化为机械能,故C正确,不符合题意;
D.动圈式话筒的工作原理和发电机的工作原理相同,都是电磁感应现象,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.(2025·福建宁德·一模)如图是磁悬浮鼠标。基座通电后鼠标会悬浮起来,悬浮鼠标的工作原理是( )
A.异名磁极相互排斥 B.同名磁极相互排斥
C.同种电荷相互排斥 D.异种电荷相互排斥
【答案】B
【详解】A.异名磁极(如N极与S极)会相互吸引,而非排斥,故A不符合题意;
B.同名磁极(如N极与N极或S极与S极)会相互排斥,这是磁悬浮技术的基础,与题目描述的悬浮现象一致,故B符合题意;
C.题目涉及磁悬浮而非静电现象,电荷间的相互作用不适用,故C不符合题意;
D.异种电荷会相互吸引,且题目讨论的是磁力而非电力,故D不符合题意。故选B。
4.(2025·广东清远·一模)关于如图所示的实验装置,下列说法正确的是( )
A.该装置用于研究磁场对通电导体的作用
B.该装置将电能转化为机械能
C.当AB上下运动时,灵敏电流计指针偏转
D.当AB不动,磁体左右运动时,灵敏电流计指针偏转
【答案】D
【详解】AB.图中装置中没有电源,有灵敏电流表,所以是用于研究电磁感应现象,将机械能转化为电能,故AB错误;
C.当AB上下运动时,导体AB没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,灵敏电流计指针不会偏转,故C错误;
D.当AB不动,磁体左右运动时,导体AB做切割磁感线运动,会产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,故D正确。故选D。
5.(2025·四川泸州·一模)关于如图所示四个实验的说法不正确的是( )
A.图甲,说明通电导线的周围有磁场 B.图乙,闭合开关后,小磁针N极将顺时针偏转
C.图丙,反映的是电动机的工作原理 D.图丁,反映电磁铁磁性强弱用到了转换法
【答案】C
【详解】A.图甲是奥斯特实验,奥斯特实验表明通电导体周围存在磁场,这是电流的磁效应,故A正确,不符合题意;
B.图乙,闭合开关后,根据安培定则可知,通电螺线管的左端为S极,会吸引小磁针的N极,所以小磁针N极将顺时针偏转,故B正确,不符合题意;
C.图丙,导体ab做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,这是电磁感应现象,发电机是利用此原理制成的,故C错误,符合题意;
D.图丁,两个电磁铁串联,电流相等;右侧电磁铁的线圈匝数更多,吸引的大头针数量更多,说明其磁性更强,用吸引大头针的数目来反映磁性的强弱,用到了转换法,故D正确,不符合题意。 故选C。
6.(2025·江苏盐城·一模)第十五届中国航展展示的运-8反潜巡逻机配备了磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为电流大小变化。下面能反映磁异探测器工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知,机尾的磁异探测器,能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流,其工作原理为电磁感应;
A.如图为奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故A不符合题意;
B.由图可知,闭合开关,通电线圈相当于电磁铁,利用了电流的磁效应,故B不符合题意;
C.如图,闭合路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,闭合开关后,电流表的指针发生偏转,是电磁感应现象,故C符合题意;
D.该图说明通电导体在磁场中要受到力的作用,电动机是利用该原理来工作的,故D不符合题意。
故选C。
7.(2025·陕西汉中·一模)如图是西安大唐不夜城的“钢琴街”,游客踩在琴键上时,路面下的线圈中就会产生感应电流,从而发出美妙的声音。以下选项与“钢琴街”的原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】“钢琴街” 中,游客踩琴键使路面下的线圈切割磁感线,从而产生感应电流,这是电磁感应现象(磁生电 )。
A.这是奥斯特实验,表明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,与电磁感应原理不同,故A不符合题意;
B.此装置是通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理(电生磁后受力 ),与电磁感应(磁生电 )不同,故B不符合题意;
C.该装置是电磁铁,利用电流的磁效应(通电产生磁性 ),与电磁感应无关,故C不符合题意;
D.此为发电机的工作原理演示装置,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,属于电磁感应现象,与 “钢琴街” 原理相同,故D符合题意。故选D。
8.(2025·湖南永州·一模)图甲是某养生壶的简化电路。控制电路中电源电压为6V,R0为热敏电阻,其阻值随水温变化的图像如图乙所示,R为滑动变阻器,电磁继电器线圈电阻不计,当继电器线圈中的电流达到60mA时,衔铁会被吸下。R1、R2为电热丝。下列相关描述正确的是( )
A.电磁继电器工作时利用了电动机原理
B.闭合开关S后电磁铁上端为S极
C.如果设定水温达到100℃时停止加热进行保温,则滑动变阻器接入电路的阻值为100Ω
D.滑动变阻器滑片右移,可以降低设定的最高水温
【答案】D
【详解】A.电磁继电器利用的是电流的磁效应,不是电动机原理(电动机是磁场对电流的作用),A错误;
B.根据安培定则(右手螺旋定则),闭合开关S后,电磁铁上端为N极,故B错误;
C.水温100℃时,由图乙知R0=20Ω,控制电路电流I=60mA=0.06A
电源电压U=6V,根据,控制电路总电阻
则滑动变阻器接入电阻R=R总-R0=100Ω-20Ω=80Ω
故C错误;
D.滑动变阻器滑片右移,R减小,总电阻减小,要使电流达到0.06A,R0需要更大(因为R总=R+R0),而R0越大对应水温越低,可以降低设定最高水温,故D正确。
故选 D。
9.(2025·山西太原·一模)如图甲为电梯自动报警装置工作原理图。控制电路电源电压为12V,R1为定值电阻,R2为压敏电阻,R的阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。闭合开关S1和S2,当压敏电阻受到的压力达到4000N时,电磁铁线圈中的电流为0.1A,此时衔铁被吸下。若线圈的电阻忽略不计( )
A.R2受到的压力越大阻值越大
B.R2受到的压力为4000N时,电动机工作,电铃响起
C.自动报警铃声响起时,控制电路总功率小于1.2W
D.当电梯自动报警铃声开始响起时,R1的功率为0.8W
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,R2受到的压力越大阻值越小,故A不符合题意;
B.由题意,当压敏电阻受到的压力达到4000N时,电磁铁线圈中的电流为0.1A,此时衔铁被吸下,电铃响,电动机不工作,故B不符合题意;
C.自动报警铃声响起时,电磁铁线圈中的电流为0.1A,控制电路总功率为
故C不符合题意;
D.当电梯自动报警铃声开始响起时,压敏电阻受到的压力达到4000N,压敏电阻R2为40Ω,电磁铁线圈中的电流为0.1A,控制电路总电阻
线圈的电阻忽略不计,控制电路中R1、R2串联,由串联电路电阻关系可知,R1的值为
R1的功率为,故D符合题意。
故选D。
10.(2025·江苏无锡·一模)在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,小聪连接了如图所示的电路,电磁铁A端放有一小磁针,闭合开关,小磁针 (选填“顺”或“逆”)时针转动,向右移动滑动变阻器的滑片,电磁铁磁性 (选填“增强”、“减弱”或“不变”)。电磁铁磁性的强弱还与线圈匝数有关,匝数越多,磁性越 (选填“强”或“弱”)。
【答案】顺 减弱 强
【详解】[1]由图可知螺线管中电流由左侧流入,则由安培定则可知,螺线管A端为N极,B端为S极,因异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,则可知小磁针顺时针转动。
[2]若滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则由欧姆定律可得线圈中的电流变小,则电磁铁的磁性减弱。
[3]电磁铁磁性的强弱除了和电流的大小有关,还与线圈的匝数有关,且匝数越多,磁性越强。
12.(2025·江苏盐城·一模)如图所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,这说明磁场对 有力的作用,利用这一原理可以制成 机;断开开关,对调电源正、负两极,重新接入电路,再次闭合开关,观察到铝棒向右运动,该步骤是验证 的猜想。
【答案】通电直导线 电动机 通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关
【详解】[1][2]通电导体在磁场中受到力的作用,铝棒在磁场中,闭合开关,铝棒中有电流,铝棒由静止向左运动,说明磁场对通电导体有力的作用。电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的。
[3]对调电源正、负两极,改变了导体中电流的方向,再次闭合开关,铝棒将向右运动;该步骤是验证通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关的猜想。
信息传递
1.(2025·山东烟台·一模)我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星,架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号,鹊桥二号距月球更近(如图),采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法正确的是( )
A.鹊桥号利用声波进行信号传输
B.鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C.镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×108km/s
D.信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时长
【答案】B
【详解】A.声音的传播需要介质,如空气、水等,在真空中无法传播。而月球背面与地球之间的空间是真空环境,声波无法在这种环境中传播,所以鹊桥号不可能利用声波进行信号传输,故A错误;
B.电磁波可以在真空中传播,并且具有传播速度快、穿透能力强等特点,非常适合用于远距离的通信。在地球与月球背面之间的通信中,鹊桥二号作为中继星,是利用电磁波进行信号传输的,故B正确;
C.电磁波在真空中的传播速度是一个定值,约为,故C错误;
D.相比于鹊桥号,鹊桥二号距月球更近。在信息传输过程中,距离越短,信息传输所需的时间就越短。所以信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短,故D错误。故选B。
2.(2025·山东济宁·一模)下列关于材料、信息和能源的说法中不正确的是( )
A.超导材料可应用于远距离输电线
B.化石能源的大量使用造成酸雨、雾霾等环境问题
C.LED灯是由半导体材料制成的,具有单向导电性
D.光纤通讯利用电信号传递信息,具有抗干扰的特点
【答案】D
【详解】A.超导材料电阻为零,应用于远距离输电线时,可避免因电阻产生的电能损耗,能极大提高输电效率,故A正确,不符合题意;
B.化石能源燃烧会产生二氧化硫等污染物,是造成酸雨的“罪魁祸首”之一,燃烧不充分时还会产生一氧化碳、炭黑颗粒等可吸入颗粒物,形成雾霾,故B正确,不符合题意;
C.LED 灯以半导体材料为基础,其半导体芯片中的PN结具有单向导电性,故C正确,不符合题意;
D.光纤通讯是利用光信号在光导纤维中传输信息,而非电信号。光在光纤内通过全反射进行传播,具有抗干扰能力强、传输容量大等特点,故D错误,符合题意。故选D。
3.(2025·陕西商洛·一模)我国自主设计、独立运行的北斗卫星导航系统,在交通出行、精准农业等众多领域发挥着关键作用。北斗卫星与地面播种机之间进行信息传递,主要依靠的是( )
A.超声波 B.电磁波 C.次声波 D.红外线
【答案】B
【详解】超声波、次声波不能在真空中传播。红外线的有效传播距离较短。电磁波可以在真空中传播且能传递信息,北斗卫星与地面播种机之间进行信息传递,主要依靠的是电磁波;故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
4.(2025·陕西汉中·一模)如图所示是我国第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机“启明星50”,全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法正确的是( )
A.太阳能属于不可再生能源
B.地面通过超声波控制“启明星50”
C.太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变产生的能量
D.所有原子都是由质子和电子构成的
【答案】C
【详解】A.太阳能是可以从自然界源源不断获取的能源,是可再生能源,故A错误;
B.电磁波可以传递信息,且电磁波的传播不需要介质,所以地面通过电磁波控制“启明星50”,故B错误;
C.太阳之所以能发光发热,是因为其内部氢原子核在超高温下发生核聚变释放核能,故C正确;
D.所有原子都是由原子核和核外电子构成的,原子核由质子和中子构成,故D错误。
故选C。
5.(2025·河南南阳·一模)如图所示是电磁波家族。目前主流的无线WiFi网络常用的频率约是2.4GHz(=2.4×109Hz)。根据所给信息,可以推测WiFi信号( )
A.在真空中传播的速度比可见光小 B.属于红外线
C.波长比可见光短 D.频率比可见光小
【答案】D
【详解】A.各种电磁波在真空中的速度都是相同的,为c=3×108m/s,故A不符合题意;
B.读图可得,wifi信号的频率约是2.4GHz=2.4×109Hz,该信号属于无线电波,不是红外线,B不符合题意;
C.由图可知,无线电波的频率小于可见光的频率,波速一定,根据c=λf可知,无线wifi的波长大于可见光的波长,故C不符合题意;
D.wifi信号的频率约是2.4GHz=2.4×109Hz,由图知wifi信号的频率比可见光小,故D符合题意。
故选D。
6.(2025·四川资阳·模拟预测)能源、交通、信息是现代基础设施体系的三大核心支柱,共同支撑经济社会的高效运行和可持续发展。中国在这三大领域均取得突破性进展,部分技术已全球领先。下列关于信息、能源及可持续发展,判断正确的是( )
A.5G网络使用的电磁波频率比4G网络更高,其波长更长
B.因为核聚变比核裂变释放能量更大,所以被广泛利用于核电站
C.风能、水能、太阳能、电能都是一次可再生能源
D.能量的转化、能量的转移,都是有方向性的
【答案】D
【详解】A.5G信号频率更高,能够传输更多的信息,从而提高信息传输效率,但5G信号和4G信号都属于电磁波,传播速度都等于光速,则频率越高,波长越短,故A错误;
B.核电站获得核能是在可控的条件下进行的,其获得核能的途径是核裂变,故B错误;
C.风能、水能、太阳能可以在自然界源源不断地得到,都是可再生能源,电能不是一次能源,是可再生能源,故C错误;
D.能量的转化和转移都是具有方向性的,人们是在能量的转化或转移过程中利用能量的,有些能量可以利用,有些则不能。故D正确。
故选D。
7.(2025·山东威海·二模)关于信息的传递和能源,下列说法中正确的是( )
A.电磁波和声波都能够传递信息并且具有能量
B.石岛核电站中的核反应堆利用核聚变获取核能
C.空气中,频率为的电磁波比的电磁波传播速度慢
D.新能源汽车中用到的氢能、太阳能、压缩天然气等能源,都属于不可再生能源
【答案】A
【详解】A.无线通讯利用电磁波传递信息,微波炉利用电磁波传递能量;声波能够传递信息和能量,所以电磁波和声波都能够传递信息并且具有能量,故A正确;
B.目前可控的核能获得方式为核裂变,核电站核反应堆利用可控的核裂变来发电的,故B错误;
C.电磁波的传播速度与光速相同,与介质有关,在空气中频率为的电磁波与的电磁波传播速度相同,故C错误;
D.天然气短时间不可再生,属于不可再生能源,氢能、太阳能都可以在短时间得到补充,是可再生能源,故D错误。故选A。
8.(2025·湖南永州·一模)下列说法中正确的是( )
A.光波、电磁波、声波都可以在真空中传播
B.频率越高的电磁波波长越短
C.光和电磁波都能够传递信息,声音不能传递信息
D.中央电视台与永州电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同
【答案】B
【详解】A.光波是一种电磁波,电磁波可以在真空中传播,声波不能在真空中传播,故A错误;
B.由于电磁波传播的速度是一定的,根据可知,频率越高的电磁波波长越短,故B正确;
C.光、电磁波、声波都能够传递信息,故C错误;
D.中央电视台与永州电视台发射的电磁波在空气中传播速度相同,故D错误。故选B。
9.(2025·山东青岛·一模)2024年11月16日2时32分,天舟八号赁运飞船成功对接在空间站天和核心舱后向端口,如图所示,完成对接后,天舟八号将转入组合体飞行段,每90分钟绕地球飞行一圈,下列说法正确的是( )
A.航天器中各工作单元的电路都应采用串联方式,以便统一控制
B.组合体飞行时,以天和核心舱为参照物,天舟八号是静止的
C.空间站与地面指挥中心传递图像和声音信号是通过超声波
D.在空间站中,分子间相互作用的引力和斥力不再存在
【答案】B
【详解】A.航天器中各工作单元的电路通常采用并联方式。因为并联电路中各支路用电器互不影响,当某一工作单元出现故障时,不会影响其他单元的正常工作,且便于独立控制和维护。而串联电路中只要有一个用电器出现问题,整个电路就会断路,所有用电器都无法工作,故A错误;
B.天舟八号与天和核心舱对接后,它们成为一个整体,以天和核心舱为参照物,天舟八号相对于天和核心舱的位置没有发生变化,所以天舟八号是静止的,故B正确;
C.空间站与地面指挥中心传递图像和声音信号是通过电磁波。因为太空是真空环境,超声波不能在真空中传播,而电磁波可以在真空中传播,且传播速度快,能够满足空间站与地面之间的高速数据传输需求,故C错误;
D.分子间的引力和斥力是由分子间的相互作用产生的,与物体所处的位置无关。在空间站中,虽然处于微重力环境,但分子间相互作用的引力和斥力依然存在,故D错误。故选B。
10.(2025·山东滨州·一模)很多电子智能化公交站牌,其能源来自它顶部的太阳能电池板,乘客可以从电子路线图上很清晰地知道途经各路公交车与本站的距离。同时,USB充电口也能为乘客“应急”。其相关物理知识正确的是( )
A.太阳能是不可再生能源 B.公交车定位是靠超声波传递信息的
C.太阳能电池板采用半导体材料制作 D.不同的USB充电口的连接方式为串联
【答案】C
【详解】A.太阳能可从自然界源源不断地得到,是可再生能源,故A错误;
B.定位系统是通过卫星来工作的,是靠电磁波传播信息的,故B错误;
C.大部分太阳能电池板的主要材料为硅,所以太阳能电池板采用半导体材料制作,故C正确;
D.不同的USB充电口都能独立工作,互不影响,所以连接方式为并联,故D错误。故选C。
11.(2025·辽宁锦州·一模)下列关于智能家居中能源、材料和信息的说法正确的是( )
A.智能电表计量的电能属于一次能源
B.智能灯具使用太阳能供电,太阳能是不可再生能源
C.智能家电的外壳很多采用新型塑料,这种塑料是超导材料
D.智能家居设备之间通过蓝牙传输信息,蓝牙利用的是电磁波
【答案】D
【详解】A.智能电表计量的电能属于二次能源,需要消耗一次能源得到,故A错误;
B.太阳能可以从自然界源源不断得到,属于可再生能源,故B错误;
C.智能家电的外壳很多采用新型塑料,这种塑料的导电性很差,属于绝缘体,故C错误;
D.电磁波可以传递信息,智能家居设备之间通过蓝牙传输信息,蓝牙利用的是电磁波,故D正确。
故选D。
12.(2025·山东烟台·一模)(多选)如图所示,打开收音机的开关,旋至没有电台的位置,将音量开大,取一节干电池和一根导线,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦,使它们时断时续地接触,会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验,下列说法正确的是( )
A.电磁波可以传递信息 B.迅速变化的电流能够产生电磁波
C.收音机可以接收到电磁波信号 D.电磁波只能在空气中传播
【答案】BC
【详解】A.在该实验中,将导线一端与电池负极相连,另一端与正极快速摩擦使它们时断时续地接触,听到收音机中传出“喀喀”声,此实验主要体现的是电流变化与电磁波产生以及收音机接收电磁波的关系,并没有直接涉及到电磁波传递信息这一过程,故A错误;
B.当把导线的一端与电池的负极相连,另一端与正极快速摩擦,使它们时断时续地接触时,电路中就会产生时断时续的电流,此时收音机中传出了“喀喀”声,说明有电磁波被收音机接收到,这表明迅速变化的电流能够产生电磁波。 故B正确;
C.实验中,在导线与电池正极时断时续接触产生迅速变化的电流,进而产生电磁波后,收音机中传出了“喀喀”声,这说明收音机接收到了由迅速变化的电流产生的电磁波信号。 故C正确;
D.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,也可在固体、液体、气体等介质中传播。该实验只是展示在空气中电磁波被收音机接收到的现象,不能得出电磁波只能在空气中传播结论。故D错误。 故选BC。
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$$