内容正文:
2025-2026学年九年级上册物理单元检测卷
第十五章·素养提升
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1
2
3
4
5
6
7
C
B
B
D
D
B
D
二、填空题(共9小题,每空1分,共28分)
8.热 3023.6 等于
9.2 0.45 0.5
10.左 6
11.小 电压表 热
12.3286.4 8800 600
13.5.5 100 1000 70
14.10 不变 26:3
15.0.25 5
16.38000 2000 94.7%
三、实验题(共3小题,每空1分,共21分)
17.(1)电流 时间;(2)温度计的示数;(3)R1;(4)12
18.(1);(2)将滑动变阻器的滑片P向A端移动 0.3 8.3;(3)温度;(4)C;(5)<;(6)2.6
19.(1);(2)B;(3)短路;(4)电压 2.5;(5)0.2 0.75;(6)小灯泡的亮度越高,其电阻变大
四、计算题(共2小题,共12分)
20.(1);(2)880W;(3)
解:(1)当S接a时,电路为的简单电路,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4A ,根据欧姆定律可得,的阻值为
(2)根据P=UI可得,电饭锅高温挡的功率为
(3)当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,此时两电阻串联,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25A。根据串联电路特点和欧姆定律可得,分压电阻的阻值为
保温16min,分压电阻产生的热量为
21.(1)0.2A;(2)18V;(3)10Ω~20Ω
解:(1)求滑片置于A时,变阻器R、R1和R2串联,V2测量R2两端的电压,根据串联电路规律可知,电路中的电流等于通过R2的电流,为
(2)R1两端的电压为
V1测量变阻器R和R2两端的总电压,则电源电压为
(3)根据可知,当R阻值越小时,电路中电流越大,R2两端电压越大,V2的量程为0~3V,则R2两端的最大电压为3V,电路中的最大电流为
R1两端的电压为
则R两端的电压为
则替换前R最小电阻为
当R阻值最大时,R和R2两端电压最大,为15V,则此时R1两端电压为
电路中的电流为
则R2两端的电压为
则此时R两端电压为
R的最大阻值为
即R的范围为30Ω~90Ω,闭合开关,使电路总功率保持最大,根据可知,当电流恒为最大值时,电路的总功率保持最大,由上述可知,电流最大时为
电路中的总电阻为
此时R在阻值最小值时,为30Ω,则R0的最大阻值为
当R阻值最大时,R0两端的阻值最小,R和R2两端电压最大为15V,则R0两端的电压为
则R0的最小阻值为
综上所述,R0的阻值范围为10Ω~20Ω。
五、综合能力题(共3小题,共18分)
22.(1)(2)220Ω
解:(1)由题意知,内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路,且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象,因此发热电阻与电动机并联,一个开关在干路控制整个电路,另一个开关与发热电阻串联,控制发热电阻,如图所示:
(2)将发热电阻的功率减小到原来的一半,则更换后发热功率为220W,根据可知,此时发热电阻的阻值为
23.(1)0.08;(2)150;0.96;(3)> 电压一定,在90s-100s阶段的电流小于30s~40s的电流
24.(1)0.625;(2)25~2;(3)6;(4)0.534
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2025-2026学年八年级上册物理单元检测卷
第十五章·素养提升
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.某智能手机的锂电池上标有“”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持充电电压3.7V不变,增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能,需要充电40min,此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近( )
A.节能灯 B.电风扇 C.电饭锅 D.电冰箱
2.L1标有“220V、100W”,L2标有“220V、40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于140W B.两灯的总功率小于40W
C.较亮的灯是L1 D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光
3.有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800W,乙的额定功率为1200W.两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶两端的电压较高
B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等
D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
4.下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A.电视机 B.电风扇 C.电脑 D.电炉
5.如图所示的电路,电源电压保持不变,甲、乙均为滑动变阻器。开关S闭合后,甲、乙接入电路的电阻分别为R甲、R乙,此时电路的总功率为P0。若将甲接入电路的阻值增大10Ω,乙接入电路的阻值减小10Ω,电路的总功率仍为P0;若将甲接入电路的阻值增大6Ω,乙接入电路的阻值减小6Ω,此时,甲的电功率为P甲,乙的电功率为P乙,则( )
第5题图 第6题图
A.R甲>R乙,P甲>P乙 B.R甲<R乙,P甲>P乙
C.R甲>R乙,P甲<P乙 D.R甲<R乙,P甲<P乙
6.在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关 S 后,当滑片 P 在某一端点时,电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的功率为 0.9W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为2W。下列说法中正确的是( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.电源电压为10V
D.当滑片P在最右端时,滑动变阻器消耗的功率为3.6W
7.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R 2的最大阻值为80Ω,电源电压保持不变。滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,测得R 2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
第7题图 第8题图
A.R 1的阻值为16Ω
B.R 2的滑片向左滑动时,电压表与电流表示数之比不变
C.当电流为0.2A时,滑动变阻器R 2消耗的电功率最大
D.电流为0.4A时,10s内电流通过R 1产生的热量是32J
二、填空题(共9小题,每空1分,共28分)
8.电热水器是利用电流的 效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为 J,其两端电压 (高于/等于/低于)220V。
9.图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,则电源电压为 V,干路电流为 A,此时灯泡L的电功率为 W。
第9题图 第10题图
10.在“练习使用滑动变阻器”的实验中,连接了如图所示电路。闭合开关,当滑片P向 移动时小灯泡变亮;已知电源电压为9V,小灯泡标有“6V 3W”的字样,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω。
11.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。
第11题图 第12题图
12.小明家的电能表如图所示,示数是 kW•h,电路中接入的最大电功率不得超过 W,断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2min,转盘转了32转,则电饭锅消耗的电功率为 W。
13.图甲是一款电中药壶,图乙是其内部简化电路,定值电阻. R1、R2中只有 R1为加热管。该壶的额定电压为220V,加热时的额定功率为1210W,则额定电流为 A。正常工作时加热管R1在加热和保温时的功率之比为49:4,则定值电阻R2的阻值为 Ω。若家庭电路中仅有该壶工作,使质量为1kg、初温为的水升高60℃共用时6min, 如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次,则此过程中该壶的实际功率为 W,加热效率为 %。
14.如图所示,已知电源电压为3V,小灯泡L的规格“3V 0.9W”,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~3A,则小灯泡正常发光时阻值RL= Ω。当开关S1、S2同时闭合,改变滑动变阻器的接入电阻,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1:P2= 。
第14题图 第15题图 第17题图
15.如图所示,电源电压恒为4V、小灯泡标有“2.5V;1W”的字(电阻不变),滑动变阻器上标有“20Ω;1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某处时,电流表的示数为0.2A,则小灯泡的实际功率为 W;在保证电路安全使用的情况下,继续移动滑片,设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1,小灯泡的电功率P2,的最大值为a、最小值为b,则= 。
16.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时,10s消耗的电能为 J,产生的热量为 J,该电动机的效率为 。
三、实验题(共3小题,每空1分,共21分)
17.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同(R1>R2)。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制 和 相等;
(2)通电一段时间后,通过观察 来比较电流做功多少;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝 (选填“R1”或“R2”)做的功多;
(4)若R1两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则10s内电流通过R1做的功为 J。
18.在测量小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片P置于B端时滑动变阻器接入电路的电阻最大 ;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表、电流表示数均较小,接下来的操作是 ,多次改变小灯泡两端的电压,记录电压表、电流表的示数,当小灯泡两端电压为时,电流表示数如图乙所示,为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(3)根据数据绘制I-U图像,如图丙所示,发现此图像不是直线,主要原因是灯丝电阻受 的影响;
(4)实验中滑动变阻器的规格可能是 ;
A.10Ω;2A B.20Ω;2A C.50Ω;1.5A
(5)小灯泡逐渐变亮的过程中,电路中电流依次为I1、I2、I3时,小灯泡对应的功率分别为P1、P2、P3。若I2-I1=I3-I2,则P2-P1 (选填“”“”或“”)P3-P2;(假设小灯泡的电阻保持不变)
(6)将上述实验中的小灯泡与一个10Ω的定值电阻串联在电源电压为4V的电路中,则定值电阻两端的电压为 V。
19.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、标有“”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题:
(1)如图甲,请用笔画线代替导线,正确连接电路 ;
(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关S,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该电路故障可能是小灯泡 ;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察 表的示数,直到示数为 V时,小灯泡正常发光,记录电压表和电流表示数;
(5)继续移动滑片P,让电压表示数低于2.5V,某时刻电流表示数如图乙为 A,观察灯泡亮度并记录电表示数:继续缓慢移动滑片P,让电压表示数高出2.5V少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的U-I图像,如图丙,则小灯泡额定功率为 W;
(6)根据小灯泡U-I图像和亮度变化,还可以发现 。
四、计算题(共2小题,共12分)
20.某电饭锅的电路如图所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关,当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25A。求:
(1)R1的阻值;
(2)电饭锅高温挡的功率;
(3)保温16min,分压电阻R2产生的热量。
21.如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15V,V2的量程为0~3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。
五、综合能力题(共3小题,共18分)
22.在项目化学习中,科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器,如图所示,可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻()、一个电动机()和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W,且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题:
(1)在虚线框内画出烘干器内部电路图;
(2)使用时发现温度过高,存在安全隐患,想要把发热电阻的功率减小到原来的一半,需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
23.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: 。
24.在测量小灯泡额定功率的实验中,小兵连接的电路如图1所示。图2中图线a是V与A示数间的关系图线,图线b是一只定值电阻R0的U﹣I图线。电源电压U恒为3V,小灯泡L的额定电压为2.5V。则:
(1)L的额定功率为 W;
(2)图线a对应的过程中,R的调节范围为 Ω;
(3)若将R替换成R0,则L工作时的阻值为 Ω;
(4)若将R替换成与L相同的小灯泡,则根据图线可求得电路消耗的总功率约为 W。
试题 第4页(共6页) 试题 第5页(共6页) 试题 第6页(共6页)
试题 第1页(共6页) 试题 第2页(共6页) 试题 第3页(共6页)
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第十五章·素养提升
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.某智能手机的锂电池上标有“”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持充电电压3.7V不变,增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能,需要充电40min,此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近( )
A.节能灯 B.电风扇 C.电饭锅 D.电冰箱
2.标有“220V、100W”,标有“220V、40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于140W. B.两灯的总功率小于40W
C.较亮的灯是 D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光
3.有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800W,乙的额定功率为1200W.两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶两端的电压较高 B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等 D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
4.下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A.电视机 B.电风扇 C.电脑 D.电炉
5.如图所示的电路,电源电压保持不变,甲、乙均为滑动变阻器。开关S闭合后,甲、乙接入电路的电阻分别为、,此时电路的总功率为。若将甲接入电路的阻值增大10Ω,乙接入电路的阻值减小10Ω,电路的总功率仍为;若将甲接入电路的阻值增大6Ω,乙接入电路的阻值减小6Ω,此时,甲的电功率为,乙的电功率为,则( )
A. B.
C. D.
6.在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关 S 后,当滑片 P 在某一端点时,电流表示数为 0.3A,小灯泡消耗的功率为 0.9W;当滑片 P 移至中点时,电压表示数变化了 2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为 2W。下列说法中正确的是( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为 10Ω
B.滑动变阻器的最大阻值为 20Ω
C.电源电压为 10V
D.当滑片 P 在最右端时,滑动变阻器消耗的功率为 3.6W
7.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R 2的最大阻值为80Ω,电源电压保持不变。滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,测得R 2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.R 1的阻值为16Ω
B.R 2的滑片向左滑动时,电压表与电流表示数之比不变
C.当电流为0.2A时,滑动变阻器R 2消耗的电功率最大
D.电流为0.4A时,10s内电流通过R 1产生的热量是32J
二、填空题(共9小题,每空1分,共28分)
8.电热水器是利用电流的 效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为 J,其两端电压 (高于/等于/低于)220V。
9.图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,则电源电压为 V,干路电流为 A,此时灯泡L的电功率为 W。
10.在“练习使用滑动变阻器”的实验中,连接了如图所示电路。闭合开关,当滑片P向 移动时小灯泡变亮;已知电源电压为9V,小灯泡标有“6V 3W”的字样,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω。
11.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。
12.小明家的电能表如图所示,示数是 kW•h,电路中接入的最大电功率不得超过 W,断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2min,转盘转了32转,则电饭锅消耗的电功率为 W。
13.图甲是一款电中药壶,图乙是其内部简化电路,定值电阻. R1、R2中只有 R1为加热管。该壶的额定电压为220V,加热时的额定功率为1210W,则额定电流为 A。正常工作时加热管R1在加热和保温时的功率之比为49∶4,则定值电阻R2的阻值为 Ω。若家庭电路中仅有该壶工作,使质量为1kg、初温为的水升高60℃共用时6min, 如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次,则此过程中该壶的实际功率为 W,加热效率为 %。
14.如图所示,已知电源电压为3V,小灯泡L的规格“3V 0.9W”,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~3A,则小灯泡正常发光时阻值RL= Ω。当开关S1、S2同时闭合,改变滑动变阻器的接入电阻,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1︰P2= 。
15.如图所示,电源电压恒为4V、小灯泡标有“2.5V;1W”的字(电阻不变),滑动变阻器上标有“20Ω;1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某处时,电流表的示数为0.2A,则小灯泡的实际功率为 W;在保证电路安全使用的情况下,继续移动滑片,设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1,小灯泡的电功率P2,的最大值为a、最小值为b,则= 。
16.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时,10s消耗的电能为 J,产生的热量为 J,该电动机的效率为 。
三、实验题(共3小题,每空1分,共21分)
17.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同(R1>R2)。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制 和 相等;
(2)通电一段时间后,通过观察 来比较电流做功多少;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝 (选填“R1”或“R2”)做的功多;
(4)若R1两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则10s内电流通过R1做的功为 J。
18.在测量小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片P置于端时滑动变阻器接入电路的电阻最大 ;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表、电流表示数均较小,接下来的操作是 ,多次改变小灯泡两端的电压,记录电压表、电流表的示数,当小灯泡两端电压为时,电流表示数如图乙所示,为 A,此时小灯泡的电阻为 (结果保留一位小数);
(3)根据数据绘制图像,如图丙所示,发现此图像不是直线,主要原因是灯丝电阻受 的影响;
(4)实验中滑动变阻器的规格可能是 ;
A.;2A B.;2A C.;1.5A
(5)小灯泡逐渐变亮的过程中,电路中电流依次为、、时,小灯泡对应的功率分别为、、。若,则 (选填“”“”或“”);(假设小灯泡的电阻保持不变)
(6)将上述实验中的小灯泡与一个的定值电阻串联在电源电压为的电路中,则定值电阻两端的电压为 V。
19.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、标有“”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题:
(1)如图甲,请用笔画线代替导线,正确连接电路 ;
(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关S,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该电路故障可能是小灯泡 ;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察 表的示数,直到示数为 V时,小灯泡正常发光,记录电压表和电流表示数;
(5)继续移动滑片,让电压表示数低于,某时刻电流表示数如图乙为 A,观察灯泡亮度并记录电表示数:继续缓慢移动滑片,让电压表示数高出少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像,如图丙,则小灯泡额定功率为 W;
(6)根据小灯泡图像和亮度变化,还可以发现 。
四、计算题(共2小题,共12分)
20.某电饭锅的电路如图所示,发热盘内有发热电阻和分压电阻,S是温控开关,当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25A。求:
(1)的阻值;
(2)电饭锅高温挡的功率;
(3)保温16min,分压电阻产生的热量。
21.如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15V,V2的量程为0~3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。
五、综合能力题(共3小题,共18分)
22.在项目化学习中,科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器,如图所示,可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻()、一个电动机()和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W,且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题:
(1)在虚线框内画出烘干器内部电路图;
(2)使用时发现温度过高,存在安全隐患,想要把发热电阻的功率减小到原来的一半,需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
23.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: 。
24.在测量小灯泡额定功率的实验中,小兵连接的电路如图1所示。图2中图线a是V与A示数间的关系图线,图线b是一只定值电阻R0的U﹣I图线。电源电压U恒为3V,小灯泡L的额定电压为2.5V。则:
(1)L的额定功率为 W;
(2)图线a对应的过程中,R的调节范围为 Ω;
(3)若将R替换成R0,则L工作时的阻值为 Ω;
(4)若将R替换成与L相同的小灯泡,则根据图线可求得电路消耗的总功率约为 W。
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2025-2026学年八年级上册物理单元检测卷
第十五章·素养提升
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单项选择题(共 7小题,每小题 3分,共 21分)
1.某智能手机的锂电池上标有“3.7V 4200mA h ”字样,该手机搭配了
超级快充功能,快充时保持充电电压 3.7V不变,增大充电的电流。若
给锂电池充入 80%的电能,需要充电 40min,此时手机的快充电流大
小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近( )
A.节能灯 B.电风扇 C.电饭锅 D.电冰箱
2.L1标有“220V、100W”,L2标有“220V、40W”,把它们串联后接在
220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于 140W B.两灯的总功率小于 40W
C.较亮的灯是 L1 D.若电源电压是 440V,两灯都能正常发光
3.有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为 1800W,
乙的额定功率为 1200W.两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正
确的是( )
A.甲电热水壶两端的电压较高
B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等
D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
4.下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A.电视机 B.电风扇 C.电脑 D.电炉
5.如图所示的电路,电源电压保持不变,甲、乙均为滑动变阻器。开
关 S闭合后,甲、乙接入电路的电阻分别为 R 甲、R 乙,此时电路的总
功率为 P0。若将甲接入电路的阻值增大 10Ω,乙接入电路的阻值减小
10Ω,电路的总功率仍为 P0;若将甲接入电路的阻值增大 6Ω,乙接入
电路的阻值减小 6Ω,此时,甲的电功率为 P 甲,乙的电功率为 P 乙,
则( )
第 5题图 第 6题图
A.R 甲>R 乙,P 甲>P 乙 B.R 甲<R 乙,P 甲>P 乙
C.R 甲>R 乙,P 甲<P 乙 D.R 甲<R 乙,P 甲<P 乙
6.在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关 S 后,当滑片 P
在某一端点时,电流表示数为 0.3A,小灯泡消耗的功率为 0.9W;当
滑片 P移至中点时,电压表示数变化了 2V,此时小灯泡恰好正常发
光,且消耗的功率为 2W。下列说法中正确的是( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为 10Ω
B.滑动变阻器的最大阻值为 20Ω
C.电源电压为 10V
D.当滑片 P在最右端时,滑动变阻器消耗的功率为 3.6W
7.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器 R 2的最大阻值
为 80Ω,电源电压保持不变。滑动变阻器 R的滑片从一端滑到另一端
的过程中,测得 R 2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下
列说法正确的是( )
第 7题图 第 8题图
A.R 1的阻值为 16Ω
B.R 2的滑片向左滑动时,电压表与电流表示数之比不变
C.当电流为 0.2A时,滑动变阻器 R 2消耗的电功率最大
D.电流为 0.4A时,10s内电流通过 R 1产生的热量是 32J
二、填空题(共 9小题,每空 1分,共 28分)
8.电热水器是利用电流的 效应工作的。小明利用电能表测
量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能
表示数如图甲所示为 kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电
热水器,观察到电能表指示灯 1min内闪烁 80次,则 1min内消耗电
能为 J,其两端电压 (高于/等于/低于)220V。
9.图甲为灯泡 L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,
电阻 R阻值为 10Ω,闭合开关 S,电流表示数为 0.2A,则电源电压为
V,干路电流为 A,此时灯泡 L的电功率为 W。
第 9题图 第 10题图
10.在“练习使用滑动变阻器”的实验中,连接了如图所示电路。闭合
开关,当滑片 P向 移动时小灯泡变亮;已知电源电压为 9V,
小灯泡标有“6V 3W”的字样,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入
电路的电阻为 Ω。
11.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。
第 11题图 第 12题图
12.小明家的电能表如图所示,示数是 kW•h,电路中接入的最
大电功率不得超过 W,断开其他用电器,只让电饭锅单独工
作 2min,转盘转了 32转,则电饭锅消耗的电功率为 W。
13.图甲是一款电中药壶,图乙是其内部简化电路,定值电阻. R1、
R2中只有 R1为加热管。该壶的额定电压为 220V,加热时的额定功率
为 1210W,则额定电流为 A。正常工作时加热管 R1在加热和
保温时的功率之比为 49:4,则定值电阻 R2的阻值为 Ω。若
家庭电路中仅有该壶工作,使质量为 1kg、初温为 20 C 的水升高 60℃
共用时 6min, 如图丙所示的电能表指示灯闪烁了 120次,则此过程
中该壶的实际功率为 W,加热效率为 %。
14.如图所示,已知电源电压为 3V,小灯泡 L的规格“3V 0.9W”,滑
动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为 0~3A,则小灯泡正常发光
时阻值 RL= Ω。当开关 S1、S2同时闭合,改变滑动变阻器的接
入电阻,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”);
保持开关 S1始终闭合,调节电路,使电路消耗的最大功率为 P1,最小
功率为 P2,则 P1:P2= 。
第 14题图 第 15题图 第 17题图
15.如图所示,电源电压恒为 4V、小灯泡标有“2.5V;1W”的字(电
阻不变),滑动变阻器上标有“20Ω;1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,
电压表的量程为 0~3V。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某处时,
电流表的示数为 0.2A,则小灯泡的实际功率为 W;在保证电
路安全使用的情况下,继续移动滑片,设移动过程中滑动变阻器的电
功率为 P1,小灯泡的电功率 P2, 1
2
P
P 的最大值为 a、最小值为 b,则
a
b
= 。
16.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为 380V,线圈的电阻为
2Ω,通过线圈的电流为 10A。这台电动机正常工作时,10s消耗的电
能为 J,产生的热量为 J,该电动机的效率
为 。
三、实验题(共 3小题,每空 1分,共 21分)
17.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通
过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两
玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同(R1
>R2)。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制 和 相等;
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(2)通电一段时间后,通过观察 来比较电流做功多少;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝 (选填“R1”
或“R2”)做的功多;
(4)若 R1两端的电压为 3V,电路中的电流为 0.4A,则 10s内电流通
过 R1做的功为 J。
18.在测量小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为 4.5V,小灯泡的额定
电压为 2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片 P
置于 B端时滑动变阻器接入电路的电阻最大 ;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表、电流表示数均较小,接
下来的操作是 ,多次改变小灯泡两端的电压,记录电压表、
电流表的示数,当小灯泡两端电压为 2.5V 时,电流表示数如图乙所示,
为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(结果保留一位小
数);
(3)根据数据绘制 I-U图像,如图丙所示,发现此图像不是直线,主
要原因是灯丝电阻受 的影响;
(4)实验中滑动变阻器的规格可能是 ;
A.10Ω;2A B.20Ω;2A C.50Ω;1.5A
(5)小灯泡逐渐变亮的过程中,电路中电流依次为 I1、I2、I3时,小
灯泡对应的功率分别为 P1、P2、P3。若 I2-I1=I3-I2,则 P2-P1 (选
填“ ”“ ”或“ ”)P3-P2;(假设小灯泡的电阻保持不变)
(6)将上述实验中的小灯泡与一个 10Ω的定值电阻串联在电源电压为
4V的电路中,则定值电阻两端的电压为 V。
19.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、
标有“2.5V ”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若
干。请完成下列问题:
(1)如图甲,请用笔画线代替导线,正确连接电路 ;
(2)在开关 S闭合前,应将滑片 P移到 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关 S,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该
电路故障可能是小灯泡 ;
(4)排除故障后,闭合开关 S,移动滑片 P,同时眼睛要观察 表
的示数,直到示数为 V时,小灯泡正常发光,记录电压表和电
流表示数;
(5)继续移动滑片 P,让电压表示数低于 2.5V,某时刻电流表示数
如图乙为 A,观察灯泡亮度并记录电表示数:继续缓慢移动滑
片 P,让电压表示数高出 2.5V少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。
小华根据所有实验数据作出了小灯泡的 U-I图像,如图丙,则小灯泡
额定功率为 W;
(6)根据小灯泡 U-I图像和亮度变化,还可以发现 。
四、计算题(共 2小题,共 12分)
20.某电饭锅的电路如图所示,发热盘内有发热电阻 R1和分压电阻
R2,S是温控开关,当 S接 a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为
4A;当温度达到一定值时,开关 S自动切换到 b,电饭锅处于保温挡,
通过的电流为 0.25A。求:
(1)R1的阻值;
(2)电饭锅高温挡的功率;
(3)保温 16min,分压电阻 R2产生的热量。
21.如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,
R为滑动变阻器,电压表 V1的量程为 0~15V,V2的量程为 0~3V。
闭合开关,滑动变阻器 R的滑片置于某一位置 A时,电压表 V1的示
数为 14V,V2的示数为 2V。在保证电路安全的情况下移动 R的滑片,
两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于 A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为 50Ω的滑动变阻器 R0替换电阻 R1,不改变其他元
件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情
况下,调节 R和 R0接入电路的阻值,其中 R仅可以在替换前的范围
内变化,求 R0接入电路的阻值范围。
五、综合能力题(共 3小题,共 18分)
22.在项目化学习中,科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改
装成湿鞋烘干器,如图所示,可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。
其内部电路是由一个发热电阻( )、一个电动机( )
和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为 440W,且
不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题:
(1)在虚线框内画出烘干器内部电路图;
(2)使用时发现温度过高,存在安全隐患,想要把发热电阻的功率减
小到原来的一半,需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
23.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: 。
24.在测量小灯泡额定功率的实验中,小兵连接的电路如图 1所示。
图 2中图线 a是 V与 A示数间的关系图线,图线 b是一只定值电阻
R0的 U﹣I图线。电源电压 U恒为 3V,小灯泡 L的额定电压为 2.5V。
则:
(1)L的额定功率为 W;
(2)图线 a对应的过程中,R的调节范围为 Ω;
(3)若将 R替换成 R0,则 L工作时的阻值为 Ω;
(4)若将 R替换成与 L相同的小灯泡,则根据图线可求得电路消耗
的总功率约为 W。
2025-2026学年八年级上册物理单元检测卷
第十五章·素养提升
建议用时:90分钟,满分:100分
一、单项选择题(共7小题,每小题3分,共21分)
1.某智能手机的锂电池上标有“”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持充电电压3.7V不变,增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能,需要充电40min,此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近( )
A.节能灯 B.电风扇 C.电饭锅 D.电冰箱
【答案】C
【解析】此时手机的快充电流
A.节能灯正常工作时的电流约0.1A,故A不符合题意;
BD.电风扇、电冰箱正常工作时的电流约1A,故BD不符合题意;
C.电饭锅正常工作时的电流约5A,故C符合题意。
故选C。
2.标有“220V、100W”,标有“220V、40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于140W. B.两灯的总功率小于40W
C.较亮的灯是 D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光
【答案】B
【解析】AB.由于标有“220V、100W”,标有“220V、40W”,所以两灯的电阻分别为
把它们串联后接在220V电源上,两灯的总功率为
故A错误,B正确;
C.根据可知,当电流相等时,实际电功率与电阻成正比,由于,所以,即较亮的是,故C错误;
D.若电源电压是440V,由串联电阻的分压特点可知,两灯两端的电压不相等,不可能两灯都正常发光,且,可能会被烧坏,故D错误。
故选B。
3.有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800W,乙的额定功率为1200W.两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶两端的电压较高 B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等 D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
【答案】B
【解析】A. 因为两个电热水壶的额定电压相同,且两个电热水壶都正常工作,即在额定电压下工作,所以甲、乙电热水壶两端的电压相等,故A错误;
B. 都正常工作时,甲的额定功率大,所以电流通过甲电热水壶做功较快,故B正确;
C. 都正常工作时,甲的额定功率大,根据,通过甲电热水壶的电流大,故C错误;
D. 都正常工作时,甲的额定功率大,根据可知,相同时间内,甲电热水壶消耗的电能多,故D错误;
故选B.
点睛:要理解用电器在额定电压下工作时的功率才是额定功率,正常工作即代表在额定电压下工作,再者要理解功率是表示做功快慢的物理量,所以功率大即代表做功快.
4.下列利用电流热效应工作的用电器是( )
A.电视机 B.电风扇 C.电脑 D.电炉
【答案】D
【解析】A.电视机工作时电能不是主要转化为内能,不是利用电流热效应工作的,故A不符合题意;
B.电风扇工作时电能主要转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故B不符合题意;
C.电脑工作时电能不是主要转化为内能,不是利用电流热效应工作的,故C不符合题意;
D.电炉工作时电能主要转化为内能,是利用电流热效应工作的,故D符合题意。
故选D。
5.如图所示的电路,电源电压保持不变,甲、乙均为滑动变阻器。开关S闭合后,甲、乙接入电路的电阻分别为、,此时电路的总功率为。若将甲接入电路的阻值增大10Ω,乙接入电路的阻值减小10Ω,电路的总功率仍为;若将甲接入电路的阻值增大6Ω,乙接入电路的阻值减小6Ω,此时,甲的电功率为,乙的电功率为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由图可知,两个滑动变阻器并联,电压相等,开关S闭合后,甲、乙接入电路的电阻分别为、,此时电路的总功率为,则有
若将甲接入电路的阻值增大10Ω,乙接入电路的阻值减小10Ω,电路的总功率仍为,则有
即
解得
即
若将甲接入电路的阻值增大6Ω,乙接入电路的阻值减小6Ω,即
则此时甲的电阻大于乙的电阻,根据可知,并联电压相同,甲的电功率小于乙的电功率,即
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6.在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关 S 后,当滑片 P 在某一端点时,电流表示数为 0.3A,小灯泡消耗的功率为 0.9W;当滑片 P 移至中点时,电压表示数变化了 2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为 2W。下列说法中正确的是( )
A.小灯泡正常发光时的电阻为 10Ω
B.滑动变阻器的最大阻值为 20Ω
C.电源电压为 10V
D.当滑片 P 在最右端时,滑动变阻器消耗的功率为 3.6W
【答案】B
【解析】由图可知,开关S闭合后,小灯泡与滑动变阻器及电流表串联,电压表测量小灯泡两端的电压。
A.当滑片 P 在某一端点时,电流表示数为 0.3A,小灯泡消耗的功率为 0.9W,根据公式可得,此时小灯泡两端的电压为
当滑片 P 移至中点时,电压表示数变化了 2V,且此时小灯泡恰好正常发光,说明小灯泡正常发光时的电压大于3V,所以小灯泡的额定电压为
U额=3V+2V=5V
额定功率为2W,则小灯泡正常发光时的电阻为
故A错误;
BC.根据串联分压原理可知,滑片P位于最右端,即滑动变阻器最值最大时,电路电流为0.3A,根据欧姆定律及串联电路电压规律可得
①
当滑片 P 移至中点时,电路电流为
则
②
由①②两式可得:U=9V,R滑=20Ω,故B正确,C错误;
D.当滑片 P 在最右端时,滑动变阻器消耗的功率为
故D错误。
故选B。
7.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R 2的最大阻值为80Ω,电源电压保持不变。滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,测得R 2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.R 1的阻值为16Ω
B.R 2的滑片向左滑动时,电压表与电流表示数之比不变
C.当电流为0.2A时,滑动变阻器R 2消耗的电功率最大
D.电流为0.4A时,10s内电流通过R 1产生的热量是32J
【答案】D
【解析】由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,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,由图象可知最大和最小电流分别为
I最小=0.1A,I最大=0.5A
由欧姆定律及串联电路的电压规律可得
U=I最小(R1+R2大)=0.1A×(R1+80Ω) ①
U=I最大R1=0.5A×R1②
解①②得
R1=20Ω,U=10V
故A错误;
B.R2的滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,因电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,则电压表与电流表示数之比变小,即滑动变阻器阻值变小,故B错误;
C.滑动变阻器R2消耗的功率为
可知当
R2=R1=20Ω
时滑动变阻器R2消耗的功率最大,此时电路电流
故C错误;
D.电流为0.4A时,10s内电流通过R 1产生的热量
Q1=I12R1t= (0.4A)2×20Ω×10s=32J
故D正确。
故选D。
二、填空题(共9小题,每空1分,共28分)
8.电热水器是利用电流的 效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为 J,其两端电压 (高于/等于/低于)220V。
【答案】 热 3023.6 等于
【解析】[1]电流通过导体时,导体发热是电能转化为内能,这种现象是电流的热效应。
[2]电能表的读数方法:最后一位是小数,由甲图可得家中的电能表示数为3023.6kW·h。
[3]电能表指示灯 1min 内闪烁 80 次,电能表参数“3200imp/(kW·h)”,则 1min 内消耗电能为
[4]电热水器的实际功率为
实际功率等于额定功率,所以实际电压等于额定电压,为220V。
9.图甲为灯泡L的电流与电压关系的图像。将该灯泡接入图乙电路,电阻R阻值为10Ω,闭合开关S,电流表示数为0.2A,则电源电压为 V,干路电流为 A,此时灯泡L的电功率为 W。
【答案】 2 0.45 0.5
【解析】[1]定值电阻R与灯泡L并联,根据并联电路电压规律
电流表接在定值电阻R支路上,且示数为0.2A
故电源电压为2V。
[2]由甲图可知,当灯泡电压为2V时,电流为0.25A,故干路电流为
[3] 此时灯泡L的电功率
10.在“练习使用滑动变阻器”的实验中,连接了如图所示电路。闭合开关,当滑片P向 移动时小灯泡变亮;已知电源电压为9V,小灯泡标有“6V 3W”的字样,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的电阻为 Ω。
【答案】 左 6
【解析】[1]由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,要让小灯泡变亮,电路中的电流就要变大,即滑动变阻器接入电路中的电阻要变小,所以滑片P应向左移动。
[2]当小灯泡正常发光时,电路中的电流为
滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器连入电路的电阻为
11.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
【解析】[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。
12.小明家的电能表如图所示,示数是 kW•h,电路中接入的最大电功率不得超过 W,断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2min,转盘转了32转,则电饭锅消耗的电功率为 W。
【答案】 3286.4 8800 600
【解析】[1]从电能表上可以看出电能表的示数为3286.4,最后一位是小数,单位是,故电能表的读数为3286.4
[2]“20A”是指电能表的标定电流,“40A”是指电能表平时工作允许通过的最大电流,电路中接入的最大电功率
[3]电能表的转盘转32r时,电饭锅消耗的电能
电饭锅的功率
13.图甲是一款电中药壶,图乙是其内部简化电路,定值电阻. R1、R2中只有 R1为加热管。该壶的额定电压为220V,加热时的额定功率为1210W,则额定电流为 A。正常工作时加热管R1在加热和保温时的功率之比为49∶4,则定值电阻R2的阻值为 Ω。若家庭电路中仅有该壶工作,使质量为1kg、初温为的水升高60℃共用时6min, 如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次,则此过程中该壶的实际功率为 W,加热效率为 %。
【答案】 5.5 100 1000 70
【解析】[1]由P=UI知道,电中药壶的额定电流
[2]由图乙知道,当开关S闭合、S1断开时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点知道,此时电路中的总电阻最大,由知道,电路中的总功率最小,电中药壶处于保温状态;当开关S、S1都闭合时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,电中药壶处于加热状态;由知道,R1的阻值
根据题意知道,R1在保温时的电功率
由P=I2R知道,保温时的电流
由知道,保温状态时电路中的总电阻
根据串联电路的电阻特点知道,R2的阻值
[3]电能表上的1200imp/kW•h表示电路中的用电器每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁1200次,电能表的指示灯闪烁120次,电中药壶消耗的电能
电中药壶的实际功率
[4]水吸收的热量
电中药壶的热效率
14.如图所示,已知电源电压为3V,小灯泡L的规格“3V 0.9W”,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~3A,则小灯泡正常发光时阻值RL= Ω。当开关S1、S2同时闭合,改变滑动变阻器的接入电阻,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1︰P2= 。
【答案】 10 不变 26∶3
【解析】[1]由P=UI可知,小灯泡的额定电流
由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时阻值
[2]当开关S1、S2同时闭合,灯泡与滑动变阻器并联,由并联电路的特点可知,改变滑动变阻器的接入电阻时,灯泡所在支路不受影响,因此此时小灯泡的亮度将不变。
[3]由P=UI可知,电源电压一定时,电路中电流最小时,电路消耗的电功率最小,电路中电流最大时,电流消耗的电功率最大,由并联电路的特点可知,当开关S1始终闭合,S2断开,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由欧姆定律可知,电路中的最小电流
灯泡允许通过的最大电流为
IL大=I额=0.3A
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~3A,由并联电路的电流特点可知,电路中的最大电流
I大=IL大+IR=0.3A+1A=1.3A
由P=UI可知
15.如图所示,电源电压恒为4V、小灯泡标有“2.5V;1W”的字(电阻不变),滑动变阻器上标有“20Ω;1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某处时,电流表的示数为0.2A,则小灯泡的实际功率为 W;在保证电路安全使用的情况下,继续移动滑片,设移动过程中滑动变阻器的电功率为P1,小灯泡的电功率P2,的最大值为a、最小值为b,则= 。
【答案】 0.25 5
【解析】[1]由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,闭合开关,移动滑动变阻器到某处,由题意得,此时电路的电流为I=0.2A,因为小灯泡的电阻不变,先根据小灯泡的规格可得
则小灯泡的电阻
故小灯泡的实际功率
P实=I2RL=(0.2A)2×6.25Ω=0.25W
[2]由于电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,保证电路安全使用的情况下,当电压表示数为3V时,接入滑动变阻器的阻值最大,此时电路中的电流最小,小灯泡的电功率最小,根据串联电路分压特点及欧姆定律可得电路此时的电流
此时滑动变阻器电功率
P1=URI1=3V×0.16A=0.48W
小灯泡的电功率
P2=I12RL=(0.16A)2×6.25Ω=0.16W
此时
因为小灯泡的额定电流为0.4A,所以电路通过的最大电流为0.4A,此时接入滑动变阻器的阻值最小,电路中的电流最大,小灯泡的电功率最大,所以小灯泡两端的电压为额定电压2.5V,电流为0.4A,电功率为P2'=1W,根据串联分压可得此时滑动变阻器两端的电压
UR'=4V-2.5V=1.5V
滑动变阻器电功率
P1'=UR'I2=1.5V×0.4A=0.6W
则
根据,灯泡电阻不变,可知最大值a=3、最小值b=0.6,则
16.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时,10s消耗的电能为 J,产生的热量为 J,该电动机的效率为 。
【答案】 38000 2000 94.7%
【解析】[1]电动机消耗的电能
W=UIt=380V×10A×10s=38000J
[2]产生的热量为
Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×10s=2000J
[3]电动机转化成的机械能
W机械=W电-Q
所以电动机的效率
三、实验题(共3小题,每空1分,共21分)
17.电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。小明想通过实验验证电功跟电压的关系,选用的器材如图所示。其中甲、乙两玻璃瓶内装有初始温度相同、等质量的煤油,两电阻丝阻值不同(R1>R2)。
(1)将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制 和 相等;
(2)通电一段时间后,通过观察 来比较电流做功多少;
(3)通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝 (选填“R1”或“R2”)做的功多;
(4)若R1两端的电压为3V,电路中的电流为0.4A,则10s内电流通过R1做的功为 J。
【答案】(1)电流 时间;(2)温度计的示数;(3)R1;(4)12
【解析】(1)[1][2]如图所示,探究电功跟电压、电流和时间关系时,将两根电阻丝串联后接入电路中,可控制通过的电流和经过的时间相等。
(2)[3] 通电一段时间后,通过观察温度计的示数计算出两个玻璃瓶中煤油温度的变化量,温度升高越多,说明煤油吸热越多,即可说明电流做功越多。
(3)[4] 通过实验发现:在相同时间内,电流通过电阻丝做功较多,因为,根据串联电路分压特点可知,电阻越大两端电压越大,即两端的电压较大;根据可知,在电流和时间相等时,电压越大电功越大。
(4)[5]根据题意可知,10s内电流通过做的功为
18.在测量小灯泡电阻的实验中,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整,要求滑片P置于端时滑动变阻器接入电路的电阻最大 ;
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表、电流表示数均较小,接下来的操作是 ,多次改变小灯泡两端的电压,记录电压表、电流表的示数,当小灯泡两端电压为时,电流表示数如图乙所示,为 A,此时小灯泡的电阻为 (结果保留一位小数);
(3)根据数据绘制图像,如图丙所示,发现此图像不是直线,主要原因是灯丝电阻受 的影响;
(4)实验中滑动变阻器的规格可能是 ;
A.;2A B.;2A C.;1.5A
(5)小灯泡逐渐变亮的过程中,电路中电流依次为、、时,小灯泡对应的功率分别为、、。若,则 (选填“”“”或“”);(假设小灯泡的电阻保持不变)
(6)将上述实验中的小灯泡与一个的定值电阻串联在电源电压为的电路中,则定值电阻两端的电压为 V。
【答案】(1);(2)将滑动变阻器的滑片P向A端移动 0.3 8.3;(3)温度;(4)C;(5)<;(6)2.6
【解析】(1)[1]滑片P置于B端时滑动变阻器接入电路的电阻最大,说明此时滑动变阻器左下部分电阻接入电路,则下面的接线柱应该接在A接线柱上,如图所示:
(2)[2]电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流,此时电压表示数很小,说明灯泡的电压比较小,因为串联分压,那么滑动变阻器的电压较大,电阻越大分压越多,即滑动变阻器的电阻太大,所以滑动变阻器的滑片P应该向阻值减小的一端即A端移动。
(2)[3][4]从甲图中看出电流表接的是小量程,分度值是0.02A,根据图乙可知电流表读数为,小灯泡的电阻为
(3)[5]由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以通过灯泡的电流与电压不成正比。
(4)[6]当电路电流最小时,电路中接入的总电阻最大,根据图丙可得出最小电流为,根据欧姆定律可计算出此时电路总电阻
因为灯丝电阻随温度升高而增大,可知电流为时的小灯泡的电阻小于小题2中求出的小灯泡在额定电压下工作时的电阻,由此可得出滑动变阻器阻值应至少为
故选C。
(5)[7]根据题意可知
因为灯泡依次变亮时的电流也依次变大,即
故
由此得出
(6)[8]设此时灯泡两端电压为,电路中的电流为,由串联电路电压特点可得
即
变形可得
在图丙中作出该直线图像如图所示:
;
由图可知两图线的交点为,此时小灯泡两端的电压为,电流为,则定值电阻两端电压
19.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、标有“”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题:
(1)如图甲,请用笔画线代替导线,正确连接电路 ;
(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关S,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该电路故障可能是小灯泡 ;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察 表的示数,直到示数为 V时,小灯泡正常发光,记录电压表和电流表示数;
(5)继续移动滑片,让电压表示数低于,某时刻电流表示数如图乙为 A,观察灯泡亮度并记录电表示数:继续缓慢移动滑片,让电压表示数高出少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像,如图丙,则小灯泡额定功率为 W;
(6)根据小灯泡图像和亮度变化,还可以发现 。
【答案】(1);(2)B;(3)短路;(4)电压 2.5;(5)0.2 0.75;(6)小灯泡的亮度越高,其电阻变大
【解析】(1)[1]根据实验要求可知,电压表测小灯泡两端的电压,由于小灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选择小量程,电路图如下图所示
(2)[2]闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端。
(3)[3]灯泡不亮,说明没有电流流过小灯泡,电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,说明小灯泡两端没有电压,则电路故障可能是小灯泡短路。
(4)[4][5]闭合开关S,移动滑片P,要使小灯泡正常发光,则应该观察电压表的示数,使其达到小灯泡正常发光的额定电压2.5V,记录电压表和电流表示数。
(5)[6]由于电流表的小量程接入电路,当电流表示数如图乙所示时,此时电路电流为0.2A。
[7]根据小灯泡的图像图丙可知,当达到小灯泡的额定电压2.5V时,通过小灯泡的额定电流为0.3A,由可得,小灯泡的额定功率为
[8]根据小灯泡图像和亮度变化可知,随着小灯泡两端的电压增大,小灯泡的亮度越高,其电阻变大。
四、计算题(共2小题,共12分)
20.某电饭锅的电路如图所示,发热盘内有发热电阻和分压电阻,S是温控开关,当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25A。求:
(1)的阻值;
(2)电饭锅高温挡的功率;
(3)保温16min,分压电阻产生的热量。
【答案】(1);(2)880W;(3)
【解析】解:(1)当S接a时,电路为的简单电路,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4A ,根据欧姆定律可得,的阻值为
(2)根据P=UI可得,电饭锅高温挡的功率为
(3)当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,此时两电阻串联,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25A。根据串联电路特点和欧姆定律可得,分压电阻的阻值为
保温16min,分压电阻产生的热量为
答:(1)的阻值为;
(2)电饭锅高温挡的功率为880W;
(3)保温16min,分压电阻产生的热量为。
21.如图所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20Ω,R2=10Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15V,V2的量程为0~3V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14V,V2的示数为2V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。
(1)求滑片置于A时,电路中的电流;
(2)求电源电压;
(3)用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。
【答案】(1)0.2A;(2)18V;(3)10Ω~20Ω
【解析】解:(1)求滑片置于A时,变阻器R、R1和R2串联,V2测量R2两端的电压,根据串联电路规律可知,电路中的电流等于通过R2的电流,为
(2)R1两端的电压为
V1测量变阻器R和R2两端的总电压,则电源电压为
(3)根据可知,当R阻值越小时,电路中电流越大,R2两端电压越大,V2的量程为0~3V,则R2两端的最大电压为3V,电路中的最大电流为
R1两端的电压为
则R两端的电压为
则替换前R最小电阻为
当R阻值最大时,R和R2两端电压最大,为15V,则此时R1两端电压为
电路中的电流为
则R2两端的电压为
则此时R两端电压为
R的最大阻值为
即R的范围为30Ω~90Ω,闭合开关,使电路总功率保持最大,根据可知,当电流恒为最大值时,电路的总功率保持最大,由上述可知,电流最大时为
电路中的总电阻为
此时R在阻值最小值时,为30Ω,则R0的最大阻值为
当R阻值最大时,R0两端的阻值最小,R和R2两端电压最大为15V,则R0两端的电压为
则R0的最小阻值为
综上所述,R0的阻值范围为10Ω~20Ω。
答:(1)求滑片置于A时,电路中的电流0.2A;
(2)求电源电压18V;
(3)R0接入电路的阻值范围为10Ω~20Ω。
五、综合能力题(共3小题,共18分)
22.在项目化学习中,科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器,如图所示,可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻()、一个电动机()和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W,且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题:
(1)在虚线框内画出烘干器内部电路图;
(2)使用时发现温度过高,存在安全隐患,想要把发热电阻的功率减小到原来的一半,需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
【答案】(1)(2)220Ω
【解析】解:(1)由题意知,内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路,且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象,因此发热电阻与电动机并联,一个开关在干路控制整个电路,另一个开关与发热电阻串联,控制发热电阻,如图所示:
(2)将发热电阻的功率减小到原来的一半,则更换后发热功率为220W,根据可知,此时发热电阻的阻值为
答:(1)烘干器内部电路图,如图所示:
(2)需要购买一个220Ω电阻替换原发热电阻。
23.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】(1)0.08;(2)150;0.96;(3)> 电压一定,在90s-100s阶段的电流小于30s~40s的电流
【解析】(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。
24.在测量小灯泡额定功率的实验中,小兵连接的电路如图1所示。图2中图线a是V与A示数间的关系图线,图线b是一只定值电阻R0的U﹣I图线。电源电压U恒为3V,小灯泡L的额定电压为2.5V。则:
(1)L的额定功率为 W;
(2)图线a对应的过程中,R的调节范围为 Ω;
(3)若将R替换成R0,则L工作时的阻值为 Ω;
(4)若将R替换成与L相同的小灯泡,则根据图线可求得电路消耗的总功率约为 W。
【答案】(1)0.625;(2)25~2;(3)6;(4)0.534
【解析】(1)[1]由图1可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表并联在滑动变阻器两端,电流表串联电路中的电流;由图2可知,图线a是滑动变阻器的电压与电流关系图线;当灯泡两端电压为2.5V时,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
3V﹣2.5V=0.5V
由图2可知,此时电路中的电流为0.25A,根据串联电路电流特点可知,灯泡额定电流为0.25A,则灯泡额定功率为
(2)[2]由图2可知,当滑动变阻器两端电压为2.5V时,通过滑动变阻器的电流为0.1A,此时滑动变阻器的阻值为
同理,当滑动变阻器两端电压为0.5V时,通过滑动变阻器的电流为0.25A,此时滑动变阻器的阻值为
故图线a对应的过程中,R的调节范围为25Ω~2Ω。
(3)[3]根据串联电路特点,由图2中图线a可知,当滑动变阻器两端电压为2.5V时,灯泡两端的电压为
3V﹣2.5V=0.5V
通过的电流为0.10A,记为A点,当滑动变阻器两端电压为0.5V时,灯泡两端的电压为
3V﹣0.5V=2.5V
通过的电流为0.25A,记为B点,通过A、B两点在图2中画出灯泡的I﹣U图线,如图所示:
若将R替换成R0,由灯泡的I﹣U图线可知,当电流为0.125A时,灯泡两端电压为0.75V,R0两端电压为2.25V,灯泡与R0两端电压之和等于电源电压,则L工作时的阻值为
(4)[4]若将R替换成与L相同的小灯泡,根据串联分压原理可知,此时每个灯泡两端为1.5V,由图2中灯泡I﹣U图线可知,此时电路中的电流约为0.178A,则电路消耗的总功率约为
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