专题05 电学综合(新疆专用)-【好题汇编】5年(2021-2025)中考1年模拟物理真题分类汇编
2025-08-19
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2份
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54页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电磁学 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 新疆维吾尔自治区 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.60 MB |
| 发布时间 | 2025-08-19 |
| 更新时间 | 2025-08-19 |
| 作者 | 傅七七 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-08-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53522346.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题5 电学综合
1.(2025•新疆)【实验操作与个性化学习】小红在测量小灯泡的电功率的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,实验装置如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到 (选填“A”或“B”)端。实验中,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)小红完成实验后,小明使用相同的实验器材和相同的电源电压重新连接电路,也完成了该实验。小红测得的实验数据如表1所示,小明测得的实验数据如表2所示。分析表1和表2可得:实验时,电源电压为 V;小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时,小灯泡的电阻变化了 Ω(结果保留1位小数)。
表1
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.5
0.24
2
2.0
0.26
3
2.5
表2
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
3.0
0.20
2
2.5
0.24
3
1.8
0.27
2.(2025•新疆)如图所示,电路中电源电压为6V,R1、R2均为滑动变阻器。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,使电路的总功率为5.4W时,发现无论怎样改变滑动变阻器的阻值,两个滑动变阻器接入电路中的电阻之差的最大值为10Ω。则R1、R2两个滑动变阻器的最大阻值可能为( )
A.15Ω 30Ω B.20Ω 30Ω C.20Ω 25Ω D.15Ω 20Ω
3.(2024•新疆)如图所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器和小灯泡两个元件中,一个接在A、B两点之间,另一个接在C、D两点之间。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,用电压表测得A、B两点间的电压为1.8V,C、D两点间的电压为1.2V;移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为1.5V,已知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值可能为( )
A.5Ω B.6Ω C.7Ω D.8Ω
4.(2024•新疆)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( )
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
5.(2024•新疆)如图所示的电路,定值电阻R1的阻值为10Ω,定值电阻R2的阻值为20Ω,闭合开关S后,电流表A的示数为0.10A。求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)电源电压;
(3)整个电路在1min内产生的热量。
6.(2023•新疆)用如图所示的电路研究滑动变阻器R的电功率。电源电压保持不变,R0为定值电阻,滑动变阻器R的滑片可移动的最大距离为18cm,滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关S后,当滑片位于滑动变阻器R的中点时,滑动变阻器R的电功率为1.50W;将滑片移动一段距离后,滑动变阻器R的电功率变为2.94W,则滑动变阻器R的滑片移动的方向和距离可能为( )
A.向左移动7cm B.向左移动6cm
C.向右移动5cm D.向右移动4cm
7.(2023•新疆)近几年,随着电动汽车的普及,为电动汽车提供电能的充电桩数量在全国迅猛增加(图1)。
(1)充电桩为电动汽车的电池充电时,电能转化为 (填“机械”或“化学”)能, (填“充电桩”或“电池”)是用电器。充电桩有较好地防水保护功能,是为了防止线路过于潮湿出现 (填“短路”或“断路”)现象。
(2)如图2所示为充电桩给某电动汽车充电时充电功率P随充电时间t的变化图像。若充电过程的前18min充电电流不变,充电18min时充电电压升至500V,则充电9min时,充电电流为 A,充电电压为 V。若充电18min至30min的时间内,充电电压保持500V不变,则该过程中充电电流逐渐 (填“变大”或“变小”)。
(3)若上述电动汽车充电前和充电30min时电池显示的储能量分别为20%和70%,充电30min的时间内,平均充电功率为80kW,则该电池充满电时的储能量为 kW•h。该电动汽车在高速公路上分别以80km/h和100km/h的速度匀速行驶30min,电池的储能量分别下降了10%和15%,若能量转化效率始终不变,则电动汽车分别以80km/h和100km/h的速度匀速行驶时受到的阻力之比为 。
8.(2023•新疆)某兴趣小组利用电源、电压表V、电流表A、滑动变阻器R、开关S、导线等实验器材,测量某额定电流为700mA的LED灯正常工作时的电阻。
(1)请将图甲中的元件符号连成实验电路图(要求:电流必须从LED的“+”接线柱流入,“﹣”接线柱流出)。
(2)兴趣小组连好电路并闭合开关S后,移动滑动变阻器R的滑片,发现LED灯不亮,通过检查电路发现LED的“+”“﹣”接线柱接反了;正确连接后,闭合开关S,LED灯亮了。该现象说明LED具有 (填“单向”或“双向”)导电性。
(3)实验过程中,当电流表的示数为0.70A时,电压表的示数为3.5V,则LED灯正常工作时的电阻为 Ω。
(4)该兴趣小组通过查阅资料得到,通过该型号LED灯的电流与两端的电压的变化关系如图乙所示。由图乙可知,该LED灯发光过程中,电阻温度升高时,LED灯的电阻值 (填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(2022•新疆)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,Rt为热敏电阻。在0℃~80℃的范围内,电压表的示数U随热敏电阻的温度t变化的关系如图乙所示。已知当温度t由10℃升高到30℃的过程中,热敏电阻Rt的阻值变化了20Ω,则温度t由30℃升高到50℃的过程中,热敏电阻Rt的阻值变化情况是( )
A.阻值减小且阻值变化量小于20Ω
B.阻值减小且阻值变化量大于20Ω
C.阻值增大且阻值变化量小于20Ω
D.阻值增大且阻值变化量大于20Ω
10.(2022•新疆)某兴趣小组用如图甲所示的电路测量滑动变阻器R1的最大电阻,电源电压保持不变。该小组通过实验测得6组电压表示数U和电流表示数I的数据并在I﹣U图像中描点,如图乙所示。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器 (填“R1”或“R2”)的滑片调至最右端。
(2)请根据描点数据,在图乙中做出滑动变阻器R1的最大电阻的I﹣U图像。
(3)根据做出的图像,求得R1的最大阻值为 Ω。
(4)滑动变阻器R2的最大阻值至少为 Ω。(填“20”“25”或“30”)
(5)实验中发现,当滑动变阻器R2接入电路的电阻为零时,电压表的示数小于电源电压。该小组通过讨论,对产生此现象的原因提出了多种猜想。他们提出的下列猜想中,最不合理的一项是 (填序号)。
A.电流表本身有电阻
B.导线本身有电阻
C.电压表本身的电阻不够大
D.电压表使用前未调零
11.(2021•新疆)如图所示的电路中,电源电压恒为3V,R1、R2均为定值电阻。若断开开关S1、S3,闭合开关S2,电路的总功率为0.5W;若断开开关S2,闭合开关S1、S3,则电路的总功率不可能为( )
A.1 W B.2 W C.3 W D.4 W
12.(2021•新疆)某兴趣小组用如图所示的实验器材探究磁敏电阻RB在强弱不同的磁场中的阻值变化情况。
无磁场
较弱磁场
较强磁场
强磁场
U/V
6.0
6.0
6.0
6.0
I/A
0.40
0.36
0.30
0.24
(1)请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)磁敏电阻在强弱不同的磁场中时,电压表和电流表的示数如图表所示,则在无磁场的环境中,磁敏电阻的阻值为 Ω;磁敏电阻的阻值随所处环境的磁场的增强而 (填“增大”或“减小”)。
(3)实验中,在无磁场和强磁场中测量磁敏电阻的阻值时滑动变阻器接入电路的电阻阻值相差5Ω,则电源电压为 V;在上表四种情况中,若控制磁敏电阻两端电压保持不变,电路中的滑动变阻器的最大阻值为20Ω,则应控制磁敏电阻两端电压至少为 V。
13.(2025•昭苏县二模)如图所示,电路中电源两端的电压保持不变。当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两表示数之比为2:5;当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数U甲:U乙为( )
A.5:3 B.5:2 C.3:2 D.2:3
14.(2025•昭苏县二模)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的阻值与长度成正比,变阻器R1和R2总长度相等,滑动变阻器R1的最大阻值与R2的最大阻值之比为1:4,滑片均在距左端时电流表示数为I1,滑片均在中点时电流表示数为I2,滑片均在距右端时电流表示数为I3,则I1:I2:I3为( )
A.6:4:2 B.2:4:6 C.15:12:10 D.10:12:15
15.(2025•乌鲁木齐三模)小陈同学在测量标有电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中,已知电源电压为4.5V。电路图如图甲所示:
(1)请根据图甲的电路图,用笔画代替导线连接实物图,要求滑片P向右移动时变阻器的电阻变大。
(2)小陈同学闭合开关,发现电压表的示数为1V,为测量小灯泡的额定功率,应向 调节滑片,使电压表读数为2.5V。
(3)小陈同学移动滑动变阻器的滑片,分别记录电压表、电流表示数,并描绘出灯泡L的I﹣U图像,如图丙中M所示,则小灯泡的额定功率为 W。小陈同学还发现灯丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)小陈同学利用该电路将灯泡换成定值电阻进行测电阻实验,他描绘出定值电阻的I﹣U图像,如图丙中N所示,若将该电阻与灯泡L串联在电压可调的电路中,当它们实际功率相同时,电源电压为 V。
16.(2025•乌鲁木齐三模)如图甲所示的空气净化器又称空气清洁器,能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等),有效提高空气清洁度的家电产品。
(1)机器内的电动机带动风扇使室内空气循环流动,电动机工作时将电能转化为 能,机器工作时的噪声约为32dB,这种噪声环境 (选填“影响”或“不影响”)人的正常工作和学习,净化器在出风口加装负离子(负电)发生器,空气中的轻小颗粒物接近负离子(负电荷)的金属网会被 (选填“吸引”或“排斥”),净化空气的目的。
(2)CADR是空气净化器的重要参数,CADR是反映其净化能力的性能指标可按下列公式计算CADR(V:房间容积;t:空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间),CADR值越大,其净化效率越 (选填“高”或“低”),某空气净化器功率为100W时CADR为600m3/h,将容积为200m3的房间污染物的浓度下降90%运行的时间为 h;这个过程中消耗电能 kW•h。
(3)利用气敏电阻可以检测空气质量,如图乙所示为检测电路,定值电阻R0=10Ω,电源电压恒为28V;如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。代用此电路检测该型净化器的净化效率:净化器启动前,检测电路中电流表的示数为0.7A,此时空气中有害气体浓度是 μg/m3;净化器正常使用30min后,检测电路的电流变为0.1A,则该空气净化器的实际净化效率为 %。(净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比)
17.(2025•喀什地区模拟)如图所示,电源两端的电压不变,滑动变阻器的阻值大小与其长度成正比。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移到中点时,变阻器的电功率为0.8W;滑片P移到最右端时,滑动变阻器的电功率为0.9W,则P移到中点时定值电阻R0的电功率为( )
A.0.8W B.1.6W C.2.4W D.3.6W
18.(2025•喀什地区模拟)电热毯是北方人们常用的取暖电器。
(1)电热毯在工作时,电流通过电热丝 (选填“做功”或“热传递”)产生内能,电流通过电热丝产生的热量与其电阻成 (选填“正比”或“反比”),电热毯中使用的合金丝的电阻 (选填“大于”“等于”或“小于”)与它同种长度和规格的导线的电阻。
(2)自动调温型电热毯带控温元件,通常控温元件使用PTC材料,某品牌自限温电热毯所用PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图所示,当PTC加热丝电阻从10℃升高到30℃的过程中,电阻 ,若加热电阻接到家庭电路中,加热丝温度为30℃时电功率为 W;当温度达到40℃时加热丝的发热功率等于其散热功率;其在工作过程中电功率P随时间t变化的图像最可能是 。
19.(2025•米东区校级三模)在如图所示的电路中,W为一个稳压管,其作用是确保C、D之间的电压UCD不变,只要流过稳压管W的电流在5mA和25mA之间,UCD将稳定为15V.R2为一可变电阻,它的最小值为1000Ω,最大值为无穷大(即断路)。设电源电压U为25V,则当R2变化时,为了确保UCD为15V,则R1阻值范围应为( )
A.2500Ω~2000Ω B.400Ω~500Ω
C.250Ω~400Ω D.500Ω~2000Ω
20.(2025•米东区校级三模)现代新房装修体现了多项时代特色,如图甲卫生间安装智能马桶,电路结构如图乙所示。图表为这种马桶的相关参数。
项目
内容
适应水压
0.2﹣0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
(1)智能马桶具有坐垫加热功能,坐垫加热原理是电流的 效应;为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装 (选填“漏电保护器”或“保险丝”)。小谢想实现调控的温度的恒温马桶,将定值电阻改装为 (选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料制作的热敏电阻。
(2)水通过进水管进入水箱,随着水位的上升,出水管阀门表面的压强会逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”),马桶内部有个存水弯管,实质是一个 ,可以有效防止臭味散发。某高楼内的住户家的马桶比地面的配水房高20m,若要该户居民家里的马桶能正常工作,则此配水房提供的水压应不低于 Pa;
(3)当S1闭合,S2接b时,马桶的设置为 (选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”);若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,则相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比为 。
21.(2025•天山区校级三模)如图所示电路,电源电压不变,R1、R2为长度相同的滑动变阻器,它们的电阻与长度成正比。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片均位于最右端时,电路的总功率为12W;当滑动变阻器的滑片均位于最左端时,电路的总功率为36W。若电路的总功率为24W时,滑片的位置可能均位于( )
A.距左端总长度的处 B.距左端总长度的处
C.距左端总长度的处 D.距左端总长度的处
22.(2025•天山区校级三模)小宇用图甲所示电路探究电流与电阻关系,器材有电源、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器“40Ω,1A”,且变阻器AB两接线柱的距离为20cm,变阻器的电阻与长度成正比,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整(要求:连接后闭合开关,不移动滑动变阻器的滑片就能起到保护电路的作用,导线不允许交叉)。
(2)小宇把5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,示数为 A。
(3)正确记录后,小宇用10Ω电阻替换5Ω电阻后,直接闭合开关,发现电压表示数 (填“大于”或“小于”)上次示数,当将滑片P向 (填“左”或“右”)移动4cm时,电压表示数恰好与上次示数相同,则电源电压为 V。
23.(2025•吐鲁番市一模)小陈同学把电压表改装为间接测量电阻大小的仪表,设计了如图甲、乙所示的实验方案(电源电压恒定不变)。
(1)小陈同学在图乙电路的M、N点间接入一个电阻箱,若电阻箱的电阻越大时,电路的电流越 ,电压表的示数越 。(均填“大”或“小”)
(2)小陈同学在图甲电路的M、N两点之间接入一个电阻箱,调节旋钮使它接入电路的阻值为5Ω时,电压表的示数为1.5V,此时电路的电流为 A;它接入电路的阻值为8Ω时,电压表的示数为2V;定值电阻R0的阻值为 Ω。
(3)图甲中电压表指针3.0V的刻度线,应该标电阻的数值为 Ω。
24.(2025•天山区模拟)小梁在实验室探究热敏电阻的特性及其应用,所用的器材有热敏电阻R、电压恒为9V的电源、定值电阻R0,电流表、控制开关和加热系统。
(1)请将图甲中的电路图补充完整。
(2)实验前测得热敏电阻R的阻值与环境温度变化关系如图乙的R﹣t图像所示,闭合开关S,随着温度升高热敏电阻R两端的电压 (填“增大“减小”或“不变”);当环境温度为20℃时,电流表示数为3mA,则定值电阻R0的阻值为 Ω。
(3)现要将室内环境温度控制在一定范围,当1、2两端电压大于4.5V时,控制开关开启加热系统加热,则要求控制室内的最低温度为 ℃。
25.(2025•天山区模拟)如图所示,电源电压保持不变,两个滑动变阻器R1、R2的电阻分别与其接入电路的长度成正比。当R1和R2的滑片均位于最右端时,电路的总功率为6P0;当R1和R2的滑片均位于中点时,电路的总功率为3P0;当R1和R2的滑片均位于最左端时,电路的总功率为( )
A.P0 B.2P0 C.3P0 D.4P0
26.(2025•新疆一模)小畅用如图甲所示的电路测量水的纯净程度。已知电源电压为3V,R0为定值电阻,电流表量程为0~5mA,玻璃管两端为导电活塞(右端固定,左端可移动),打开阀门K,移动左端活塞可改变玻璃管内水柱的长度L。
(1)闭合开关S,玻璃管内水柱的长度越短,其电阻越 (填“大”或“小”)。若玻璃管中水柱的长度固定,水越纯净,导电性越差,电流表的示数越 (填“大”或“小”);
(2)改变玻璃管中水柱的长度L,读出对应的电流表的示数I,并绘制出L的图像如图乙中实线a所示。当L=2cm时,玻璃管内水柱的电阻大小为 Ω。玻璃管中水柱均匀缩短的过程中,电流表示数的变化越来越 (填“快”或“慢”);
(3)小畅换另一种水,采集数据绘制出L的图像如图乙中虚线b所示,则a、b中更纯净的水是 (填“a”或“b”)。
27.(2025•新疆一模)图甲所示为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为如图乙所示的电路,图乙中的“恒流源”是一个输出电流大小保持不变的特制电源。
(1)电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,随着温度升高,电阻R的阻值 ,数字电压表的示数 (均填“变大”“变小”或“不变”)。冬天数字电压表的示数一般会 (填“大于”“小于”或“等于”)夏天数字电压表的示数。
(2)某次环境温度从20℃上升到40℃,电压表的示数变化了24mV,则通过R的电流为 mA,环境温度为10℃时,电压表的示数为 mV。测温装置的灵敏度是指数字电压表示数的变化量与环境温度的变化量之比,当“恒流源”输出电流设定为5mA时,测温装置的灵敏度为 mV/℃。
28.(2025•新疆一模)如图所示的电路,当滑片P在最右端时,电压表的示数为3V,R′消耗的功率为P1;移动滑片P,电压表的示数为4V时,R′消耗的功率为P2=1.1W;移动滑片P至中点时,R′消耗的功率为P3。若P1:P3=18:25,则P3为( )
A.0.95W B.1.15W C.1.25W D.1.35W
29.(2025•阿克苏地区一模)在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压为3V且保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接。要求:闭合开关,当滑片P向左端移动时,电流表的示数变大。(导线不能交叉)
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近3V。移动滑动变阻器的滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图乙所示。由图像可得,实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω。实验中滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
(4)分析图像可得结论:电阻一定时,电流与电压成 。
30.(2025•新疆模拟)如图所示电路中,电源两端电压的电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中( )
A.电流表、电压表的示数都减小
B.电流表、电压表的示数都增大
C.电流表的示数增大、电压表的示数减小
D.电流表的示数减小、电压表的示数增大
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专题5 电学综合
1.(2025•新疆)【实验操作与个性化学习】小红在测量小灯泡的电功率的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,实验装置如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到 (选填“A”或“B”)端。实验中,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)小红完成实验后,小明使用相同的实验器材和相同的电源电压重新连接电路,也完成了该实验。小红测得的实验数据如表1所示,小明测得的实验数据如表2所示。分析表1和表2可得:实验时,电源电压为 V;小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时,小灯泡的电阻变化了 Ω(结果保留1位小数)。
表1
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
1.5
0.24
2
2.0
0.26
3
2.5
表2
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
3.0
0.20
2
2.5
0.24
3
1.8
0.27
【答案】(1);(2)A;0.7;(3)4;3.9。
【解答】解:(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处,即A端;
实验中,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.28A,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W;
(3)在测量小灯泡的电功率的实验中,当小灯泡两端电压增大时,通过灯泡的电流也增大;由表1中的数据可知,电压表和电流表的示数同时增大,说明电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中的电流;由表2中的数据可知,随着电压表示数减小,电流表示数增大,说明电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流;
由表1和表2中的数据可知,当电路中的电流为0.24A时,灯泡两端电压为1.5V,滑动变阻器两端电压为2.5V,根据串联电路电压规律,电源电压为U=1.5V+2.5V=4V;
由表2中数据可知,当滑动变阻器两端电压为3V时,根据串联电路电压规律,灯泡两端电压为U1=U﹣U滑=4V﹣3V=1V,此时通过灯泡的电流为0.2A,则小灯泡的电阻为:
R15Ω,
小灯泡正常发光时的电阻为:
RL8.9Ω,
则小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时,小灯泡的电阻变化了ΔR=RL﹣R1=8.9Ω﹣5Ω=3.9Ω。
故答案为:(1);(2)A;0.7;(3)4;3.9。
2.(2025•新疆)如图所示,电路中电源电压为6V,R1、R2均为滑动变阻器。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,使电路的总功率为5.4W时,发现无论怎样改变滑动变阻器的阻值,两个滑动变阻器接入电路中的电阻之差的最大值为10Ω。则R1、R2两个滑动变阻器的最大阻值可能为( )
A.15Ω 30Ω B.20Ω 30Ω C.20Ω 25Ω D.15Ω 20Ω
【答案】D
【解答】解:A.当滑动变阻器15Ω,全部接入时其功率为,那么另一滑动变阻器接入的电阻的功率P2=5.4W﹣2.4W=3W,此时接入电阻R′30Ω,接入电阻相差15Ω﹣12Ω=3Ω;当滑动变阻器30Ω全部接入,其功率P1′1.2W,另一滑动变阻器接入的电阻R′8.57Ω<15Ω,但接入电阻之差30Ω﹣8.57Ω=21.43Ω>10Ω;故A不符合题意;
B.当滑动变阻器20Ω,全部接入时其功率为,那么另一滑动变阻器接入的电阻的电阻Ω<30Ω,接入电阻相差20Ω﹣10Ω=10Ω,当滑动变阻器接入电阻为30Ω时,由以上可知另一滑动变阻器接入的电阻为为8.57Ω<20Ω,此时接入电阻之差30Ω﹣8.57Ω=21.43Ω>10Ω,故B不符合题意;
C.当滑动变阻器20Ω,全部接入时其功率为,那么另一滑动变阻器接入的电阻的电阻Ω<25Ω,接入电阻相差20Ω﹣10Ω=10Ω,当另一滑动变阻器电阻25Ω全部接入电路,则功率为1.44W,那么另一滑动变阻器接入的电阻的电阻20Ω,接入电阻相差25Ω﹣9.1Ω=15.9Ω>10Ω,故不符合题意;
D.A.当滑动变阻器15Ω,全部接入时其功率为,那么另一滑动变阻器接入的电阻的功率P2=5.4W﹣2.4W=3W,此时接入电阻R′20Ω,接入电阻相差15Ω﹣12Ω=3Ω,当滑动变阻器20Ω,全部接入时其功率为,那么另一滑动变阻器接入的电阻的电阻Ω<15Ω,接入电阻相差20Ω﹣10Ω=10Ω,故符合题意。
故选:D。
3.(2024•新疆)如图所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器和小灯泡两个元件中,一个接在A、B两点之间,另一个接在C、D两点之间。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,用电压表测得A、B两点间的电压为1.8V,C、D两点间的电压为1.2V;移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数变大,A、B两点间的电压变为1.5V,已知小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,则此时滑动变阻器接入电路的电阻值可能为( )
A.5Ω B.6Ω C.7Ω D.8Ω
【答案】C
【解答】解:先算出电源电压为U总=UAB+UCD=1.8V+1.2V=3V。
当滑片使得电流表示数变大时,滑动变阻器接入阻值变小,分压减小,故滑动变阻器接入的是A、B两点间,灯泡接入的是C、D两点间。
滑片移动前,根据C、D两点间电压和电流可以算出小灯泡此时电阻为;
滑片移动后,根据串联电路的分压原理,可得C、D间的电压为U'CD=U总﹣U'AB=3V﹣1.5V=1.5V,此时灯泡和滑动变阻器分得的电压相同,故此时两者实际阻值相等。
因为小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,故灯泡此时电阻应大于6Ω;
因为滑动变阻器接入阻值变小,电路中电流变大,故实际电流大于0.2A,则实际电阻应小于。
故电阻的取值范围应为:6Ω<R<7.5Ω,符合选项的是C。
故选:C。
4.(2024•新疆)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( )
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
【答案】D
【解答】解:如图所示,滑动变阻器甲与乙并联,量程是0~0.6A的电流表测滑动变阻器乙的电流,量程是0~3A的电流表测干路电流,假设电源电压为U,
开关闭合后,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,此时电路的总电阻为:R,则P0①,
若将甲接入电路的阻值增大到10Ω,乙接入电路的阻值减小10Ω,此时电路的总功率仍为P0,此时电路的总电阻为:R′,即P0②,由①②得:
R甲R乙=(R甲+10Ω)(R乙﹣10Ω),解之得:R乙=R甲+10Ω,所以R甲<R乙
若将甲接入电路的阻值增大6Ω,乙接入电路的阻值减小6Ω,此时,甲的电功率为P甲,乙的电功率为P乙,则P甲,P乙,因为R乙=R甲+10Ω,所以R甲+6Ω>R乙﹣6Ω,所以P甲<P乙。
故选:D。
5.(2024•新疆)如图所示的电路,定值电阻R1的阻值为10Ω,定值电阻R2的阻值为20Ω,闭合开关S后,电流表A的示数为0.10A。求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)电源电压;
(3)整个电路在1min内产生的热量。
【答案】(1)电阻R1两端的电压是1V;
(2)电源电压是3V;
(3)整个电路在1min内产生的热量是18J。
【解答】解:(1)电阻R1两端的电压U1=IR1=0.10A×10Ω=1V;
(2)电源电压等于总电阻与电流的乘积,U=I×(R1+R2)=0.10A×(20Ω+10Ω)=3V;
(3)整个电路在1min产生热量等于电流做功,Q=W=UIt=3V×0.10A×60s=18J;
故答案为:(1)电阻R1两端的电压是1V;
(2)电源电压是3V;
(3)整个电路在1min内产生的热量是18J。
6.(2023•新疆)用如图所示的电路研究滑动变阻器R的电功率。电源电压保持不变,R0为定值电阻,滑动变阻器R的滑片可移动的最大距离为18cm,滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关S后,当滑片位于滑动变阻器R的中点时,滑动变阻器R的电功率为1.50W;将滑片移动一段距离后,滑动变阻器R的电功率变为2.94W,则滑动变阻器R的滑片移动的方向和距离可能为( )
A.向左移动7cm B.向左移动6cm
C.向右移动5cm D.向右移动4cm
【答案】C
【解答】解:
假设滑动变阻器R的每1cm的电阻为R0的n倍,假设某次接入的长度为kcm,
则滑动变阻器的电功率P=()2×knR0;
第一次滑片位于中点时,接入电路的长度k=9cm;
有1.50W=()2×9nR0;——①
A、假设向左移动7cm,接入电路的长度为16cm,有:2.94W=()2×16nR0;————②
联立①②解得n<0,故A不可能;
B、假设向左移动6cm,接入电路的长度为15cm,有:2.94W=()2×15nR0;————③
联立①③解得n<0,故B不可能;
C、假设向右移动5cm,接入电路的长度为4cm,有:2.94W=()2×4nR0;————④
联立①④解得n≈1.83,故C可能;
D、假设向右移动4cm,接入电路的长度为5cm,有:2.94W=()2×5nR0;————⑤
联立①⑤解得n<0,故D不可能;
故选:C。
7.(2023•新疆)近几年,随着电动汽车的普及,为电动汽车提供电能的充电桩数量在全国迅猛增加(图1)。
(1)充电桩为电动汽车的电池充电时,电能转化为 (填“机械”或“化学”)能, (填“充电桩”或“电池”)是用电器。充电桩有较好地防水保护功能,是为了防止线路过于潮湿出现 (填“短路”或“断路”)现象。
(2)如图2所示为充电桩给某电动汽车充电时充电功率P随充电时间t的变化图像。若充电过程的前18min充电电流不变,充电18min时充电电压升至500V,则充电9min时,充电电流为 A,充电电压为 V。若充电18min至30min的时间内,充电电压保持500V不变,则该过程中充电电流逐渐 (填“变大”或“变小”)。
(3)若上述电动汽车充电前和充电30min时电池显示的储能量分别为20%和70%,充电30min的时间内,平均充电功率为80kW,则该电池充满电时的储能量为 kW•h。该电动汽车在高速公路上分别以80km/h和100km/h的速度匀速行驶30min,电池的储能量分别下降了10%和15%,若能量转化效率始终不变,则电动汽车分别以80km/h和100km/h的速度匀速行驶时受到的阻力之比为 。
【答案】(1)化学;电池;短路;(2)200;400;变小;(3)80;5:6。
【解答】解:(1)蓄电池充电时消耗电能,产生化学能,所以是将电能转化为化学能的过程,故电池相当于电路中的用电器;
正常情况下,水是导体,充电桩有较好地防水保护功能,防止线路过于潮湿出现短路;
(2)充电过程的前18min充电电流不变,充电18min时充电电压升至500V,可知充电9min时和充电18min时电流相等,
由图2可知充电18min时对应的电功率P=100kW,充电18min时充电电压U=500V,
根据P=UI可得第18分钟时,充电电流为:
I200A,故充电9min时,充电电流为200A;
由图2可知第9min位于0~18min中间位置,图象是一次函数关系,第9min电功率也应在数值60和100中间,为80kW,
根据P=UI可知第9min充电电压为:
U400V;
充电18min至30min的时间内,充电电压保持500V不变,根据P=UI可得,该过程中充电电流为:
I在充电电压U一定时,由图看出电功率P在逐渐减小,故充电电流I也在逐渐变小;
(3)电动汽车充电前和充电30min时电池显示的储能量分别为20%和70%,可知充电30min所充电能占总储能的50%,
充电30min的时间内,平均充电功率为80kW,可得30min所充电能为:
W=Pt=80kW×0.5h=40kW•h,
该电池充满电时的储能量为:
W总=W÷50%80kW•h;
电动汽车在高速公路上分别以80km/h和100km/h的速度匀速行驶30min,电池的储能量分别下降了10%和15%,
可知:以80km/h匀速行驶30min消耗电能W1=10%W总=0.1W总,以100km/h匀速行驶30min消耗电能W2=15%W总=0.15W总,所用时间t1=t2,
由功W=Fs=Fvt可得:
,
故。
故答案为:(1)化学;电池;短路;(2)200;400;变小;(3)80;5:6。
8.(2023•新疆)某兴趣小组利用电源、电压表V、电流表A、滑动变阻器R、开关S、导线等实验器材,测量某额定电流为700mA的LED灯正常工作时的电阻。
(1)请将图甲中的元件符号连成实验电路图(要求:电流必须从LED的“+”接线柱流入,“﹣”接线柱流出)。
(2)兴趣小组连好电路并闭合开关S后,移动滑动变阻器R的滑片,发现LED灯不亮,通过检查电路发现LED的“+”“﹣”接线柱接反了;正确连接后,闭合开关S,LED灯亮了。该现象说明LED具有 (填“单向”或“双向”)导电性。
(3)实验过程中,当电流表的示数为0.70A时,电压表的示数为3.5V,则LED灯正常工作时的电阻为 Ω。
(4)该兴趣小组通过查阅资料得到,通过该型号LED灯的电流与两端的电压的变化关系如图乙所示。由图乙可知,该LED灯发光过程中,电阻温度升高时,LED灯的电阻值 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)见解答图;(2)单向;(3)5;(4)变小。
【解答】解:(1)在测LED灯正常工作时电阻的实验中,LED灯、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在LED灯两端,如下图所示:
;
(2)晶体二极管具有单向导电性,将LED灯的“+”“﹣”接线柱接反,相当于断路,LED灯不亮;
(3)实验过程中,当电流表的示数为0.70A时,电压表的示数为3.5V,则LED灯正常工作时的电阻为:
R5Ω;
(4)由图乙可知,LED灯两端电压的增加量相同时,通过电流的增加量越来越大,由R可知,随着LED灯两端电压的增大,电阻温度升高时,LED灯的电阻值变小。
故答案为:(1)见解答图;(2)单向;(3)5;(4)变小。
9.(2022•新疆)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,Rt为热敏电阻。在0℃~80℃的范围内,电压表的示数U随热敏电阻的温度t变化的关系如图乙所示。已知当温度t由10℃升高到30℃的过程中,热敏电阻Rt的阻值变化了20Ω,则温度t由30℃升高到50℃的过程中,热敏电阻Rt的阻值变化情况是( )
A.阻值减小且阻值变化量小于20Ω
B.阻值减小且阻值变化量大于20Ω
C.阻值增大且阻值变化量小于20Ω
D.阻值增大且阻值变化量大于20Ω
【答案】A
【解答】解:根据甲图可知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测热敏电阻两端的电压,
由乙图可知,热敏电阻Rt两端的电压UV跟温度t之间的关系是温度越高,热敏电阻Rt两端的电压越小,由串联分压的规律可知热敏电阻的阻值越小,即热敏电阻的阻值随温度的升高而减小;
当电压表示数为UV时,定值电阻两端的电压为U﹣UV,
由串联分压的规律可得,整理可得UV,根据数学知识(或串联分压的规律)可知电压表示数UV随Rt的增大而增大,且Rt增大时电压表的示数UV增大得越来越慢,其大致图像如下:
当温度t由10℃升高到30℃的过程中,电压表示数变化量为ΔU,热敏电阻Rt的阻值变化量(减小量)ΔRt=20Ω;
则温度t由30℃升高到50℃的过程中,由于电压表的示数UV随热敏电阻的温度t变化的关系是一次函数关系,变化量仍为ΔU,
因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,则温度t由30℃升高到50℃的过程中,热敏电阻的阻值继续减小,结合上图可知,热敏电阻Rt的阻值变化量小于20Ω。
故选:A。
10.(2022•新疆)某兴趣小组用如图甲所示的电路测量滑动变阻器R1的最大电阻,电源电压保持不变。该小组通过实验测得6组电压表示数U和电流表示数I的数据并在I﹣U图像中描点,如图乙所示。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器 (填“R1”或“R2”)的滑片调至最右端。
(2)请根据描点数据,在图乙中做出滑动变阻器R1的最大电阻的I﹣U图像。
(3)根据做出的图像,求得R1的最大阻值为 Ω。
(4)滑动变阻器R2的最大阻值至少为 Ω。(填“20”“25”或“30”)
(5)实验中发现,当滑动变阻器R2接入电路的电阻为零时,电压表的示数小于电源电压。该小组通过讨论,对产生此现象的原因提出了多种猜想。他们提出的下列猜想中,最不合理的一项是 (填序号)。
A.电流表本身有电阻
B.导线本身有电阻
C.电压表本身的电阻不够大
D.电压表使用前未调零
【答案】(1)R2;(2)如图所示;(3)5;(4)25;(5)C。
【解答】解:(1)实验中是测量滑动变阻器R1的最大电阻,因此R1相当于一个定值电阻,因此起滑动变阻器的作用的是滑动变阻器R2,因此为了保护电路,闭合开关S前,应将滑动变阻器R2的滑片调至阻值最大的最右端;
(2)用平滑的线将图中所描点连起来,如图所示:
;
(3)由图像中可知,6组电压表示数U和电流表示数I的数据分别为:(2V,0.4A)、(4V,0.8A)、(6V,1.2A)、(8V,1.6A)、(10V,2.0A)、(12V,2.4A),
由欧姆定律可知,6次实验的滑动变阻器R1的最大电阻为:R15Ω,
因此滑动变阻器R1的最大电阻为5Ω;
(4)由图像可知,电源电压至少为12V,电路中的最小电流为0.4A,此时对应的电压为2V,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,此时滑动变阻器R2接入电路的阻值:R225Ω,
因此滑动变阻器R2的最大阻值至少为25Ω;
(5)当滑动变阻器R2接入电路的电阻为零时,电压表的示数小于电源电压,由串联电路的电压特点可知,除了滑动变阻器R1外,还有元件分压,因此可能是电流表或导线本身有电阻,从而分压,或者电压表在使用之前没有调零,电压表与滑动变阻器R1并联,根据并联电路的特点可知,电压表对滑动变阻器R1两端的电压没有影响,故C选项不合理,故选C。
故答案为:(1)R2;(2)如图所示;(3)5;(4)25;(5)C。
11.(2021•新疆)如图所示的电路中,电源电压恒为3V,R1、R2均为定值电阻。若断开开关S1、S3,闭合开关S2,电路的总功率为0.5W;若断开开关S2,闭合开关S1、S3,则电路的总功率不可能为( )
A.1 W B.2 W C.3 W D.4 W
【答案】A
【解答】解:断开开关S1、S3,闭合开关S2,该电路为串联电路,根据P可知,电路的总电阻为:R18Ω,所以:R1+R2=18Ω;
断开开关S2,闭合开关S1、S3,该电路为并联电路,则总功率为:P',由于R1+R2=18Ω,且电阻值都大于0,当R1=R2时,其乘积是最大的,则最小功率为:P'2W,所以总功率不可能小于2W,故A符合题意。
故选:A。
12.(2021•新疆)某兴趣小组用如图所示的实验器材探究磁敏电阻RB在强弱不同的磁场中的阻值变化情况。
无磁场
较弱磁场
较强磁场
强磁场
U/V
6.0
6.0
6.0
6.0
I/A
0.40
0.36
0.30
0.24
(1)请用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)磁敏电阻在强弱不同的磁场中时,电压表和电流表的示数如图表所示,则在无磁场的环境中,磁敏电阻的阻值为 Ω;磁敏电阻的阻值随所处环境的磁场的增强而 (填“增大”或“减小”)。
(3)实验中,在无磁场和强磁场中测量磁敏电阻的阻值时滑动变阻器接入电路的电阻阻值相差5Ω,则电源电压为 V;在上表四种情况中,若控制磁敏电阻两端电压保持不变,电路中的滑动变阻器的最大阻值为20Ω,则应控制磁敏电阻两端电压至少为 V。
【答案】(1);(2)15;增大;(3)9;5。【解答】解:(1)电压表应与磁敏电阻并联接入电路,滑动变阻器接入电路时应选择一上一下两个接线柱,如图:
;
(2)由表格可知,在无磁场的环境中,磁敏电阻两端的电压为6V,通过磁敏电阻的电流为0.40A,由欧姆定律可得此时磁敏电阻的阻值:RB15Ω;
由表格可知磁敏电阻两端的电压保持6V不变,随所处环境的磁场的增强,通过磁敏电阻的电流变小,由欧姆定律可得磁敏电阻的阻值变大;
(3)滑动变阻器和磁敏电阻串联接入电路,串联电路总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律可得电源电压:U=I(RB+RH)=0.4A×(15Ω+RH)﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
强磁场中磁敏电阻两端的电压为6V,通过磁敏电阻的电流为0.24A,由欧姆定律可得此时磁敏电阻的阻值:RB′25Ω,
实验中,在无磁场和强磁场中测量磁敏电阻的阻值时滑动变阻器接入电路的电阻阻值相差5Ω,由欧姆定律可得电源电压:U=I′(RB′+RH′)=0.24A×(25Ω+RH+5Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
①②两式联立,解得:RH=7.5Ω,U=9V;
由串联电路分压原理可知当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,磁敏电阻两端的电压最小,
强磁场中磁敏电阻的阻值最大,此时若滑动变阻器接入电路最大阻值,电路中的电流:I″0.2A,
由欧姆定律可得磁敏电阻两端的电压为:UB′=I″RB′=0.2A×25Ω=5V。
故答案为:(1)见上图;(2)15;增大;(3)9;5。
13.(2025•昭苏县二模)如图所示,电路中电源两端的电压保持不变。当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两表示数之比为2:5;当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数U甲:U乙为( )
A.5:3 B.5:2 C.3:2 D.2:3
【答案】A
【解答】解:由图可知,当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1与R2并联,
电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流,
已知甲、乙两表示数之比为I甲:I乙=I2:I=2:5,
根据并联电路的电流规律可得,通过R1与R2的电流之比为
I1:I2=(I﹣I2):I2=(5﹣2):2=3:2,
根据并联电路的分流关系可得,R1与R2的阻值之比为
R1:R2=I2:I1=2:3;
当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2串联,
电压表甲测R1与R2两端的总电压,电压表乙测R2两端的电压。
根据串联电路的分压关系可得,R1与R2两端的电压之比为
U1:U2=R1:R2=2:3
根据串联电路的电压规律可得,两表的示数之比为
U甲:U乙=U:U2=(U1+U2):U2=(2+3):3=5:3,
综上可知,A正确。
故选:A。
14.(2025•昭苏县二模)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的阻值与长度成正比,变阻器R1和R2总长度相等,滑动变阻器R1的最大阻值与R2的最大阻值之比为1:4,滑片均在距左端时电流表示数为I1,滑片均在中点时电流表示数为I2,滑片均在距右端时电流表示数为I3,则I1:I2:I3为( )
A.6:4:2 B.2:4:6 C.15:12:10 D.10:12:15
【答案】C
【解答】解:由图可知,两滑动变阻器串联,
设滑动变阻器R1的最大阻值为R1,滑动变阻器R2的最大阻值为R2,
因为滑动变阻器R1的最大阻值与R2的最大阻值之比为1:4,则:R2=4R1,
当滑片均在距左端时,电路中的电流为:I1,
滑片均在中点时,电路中的电流为:I2,
则,所以:I1,
滑片均在距右端时,电路中的电流为:I3,
则,所以:I3,
则:I1:I2:I3:I2:15:12:10,故C正确。
故选:C。
15.(2025•乌鲁木齐三模)小陈同学在测量标有电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中,已知电源电压为4.5V。电路图如图甲所示:
(1)请根据图甲的电路图,用笔画代替导线连接实物图,要求滑片P向右移动时变阻器的电阻变大。
(2)小陈同学闭合开关,发现电压表的示数为1V,为测量小灯泡的额定功率,应向 调节滑片,使电压表读数为2.5V。
(3)小陈同学移动滑动变阻器的滑片,分别记录电压表、电流表示数,并描绘出灯泡L的I﹣U图像,如图丙中M所示,则小灯泡的额定功率为 W。小陈同学还发现灯丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)小陈同学利用该电路将灯泡换成定值电阻进行测电阻实验,他描绘出定值电阻的I﹣U图像,如图丙中N所示,若将该电阻与灯泡L串联在电压可调的电路中,当它们实际功率相同时,电源电压为 V。
【答案】(1);(2)左;(3)0.5;增大;(4)3。
【解答】解:(1)使滑动变阻器的滑片P向右移动时接入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
;
(2)灯上标有电压为2.5V,则灯的额定电压为2.5V,灯在额定电压下正常发光,示数为1V,小于灯的额定电压2.5V,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,直到电压表示数为额定电压2.5V;
(3)根据描绘出灯泡L的I﹣U图象知灯在额定电压下的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为:
P=ULIL=2.5V×0.2A=0.5 W;
根据灯的电流随电压的变化关系可知,灯的电压为0.5V和1.5V时,对应的电流分别为0.075A及0.15A,由欧姆定律,灯的电阻分别为:
R16.7Ω;同理,R2=10Ω,灯正常发光时的电阻为:RL12.5Ω,故小明还发现灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(4)当它们实际功率相同时,根据P=UI,灯与电阻的电压相同,由图可知,即两图象的交点,灯与电阻的电压都为1.5V,由串联电路电压的规律,电源电压是:U电源=1.5V+1.5V=3V。
故答案为:(1)见解答图;(2)左;(3)0.5;增大;(4)3。
16.(2025•乌鲁木齐三模)如图甲所示的空气净化器又称空气清洁器,能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等),有效提高空气清洁度的家电产品。
(1)机器内的电动机带动风扇使室内空气循环流动,电动机工作时将电能转化为 能,机器工作时的噪声约为32dB,这种噪声环境 (选填“影响”或“不影响”)人的正常工作和学习,净化器在出风口加装负离子(负电)发生器,空气中的轻小颗粒物接近负离子(负电荷)的金属网会被 (选填“吸引”或“排斥”),净化空气的目的。
(2)CADR是空气净化器的重要参数,CADR是反映其净化能力的性能指标可按下列公式计算CADR(V:房间容积;t:空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间),CADR值越大,其净化效率越 (选填“高”或“低”),某空气净化器功率为100W时CADR为600m3/h,将容积为200m3的房间污染物的浓度下降90%运行的时间为 h;这个过程中消耗电能 kW•h。
(3)利用气敏电阻可以检测空气质量,如图乙所示为检测电路,定值电阻R0=10Ω,电源电压恒为28V;如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。代用此电路检测该型净化器的净化效率:净化器启动前,检测电路中电流表的示数为0.7A,此时空气中有害气体浓度是 μg/m3;净化器正常使用30min后,检测电路的电流变为0.1A,则该空气净化器的实际净化效率为 %。(净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比)
【答案】(1)机械;不影响;吸引;(2)高;0.8;0.08;(3)2.0;95。
【解答】解:(1)电动机工作时,消耗电能,使风扇转动获得机械能,将电能转化为机械能;人们比较理想的安静环境中的噪声范围约为30~40dB,32dB的噪声是比较弱的,不影响人的正常工作和学习;由于带电体能够吸引轻小物体,所以空气中的轻小颗粒物接近负离子(负电荷)的金属网会被吸引。
(2)在房间容积不变时,空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间越短,净化效率越高,由给出的CADR公式可知,CADR值越大,其净化效率越高;
某空气净化器功率为100W时CADR为600m3/h,将容积为200m3的房间污染物的浓度下降90%运行的时间为t0.8h;
这个过程中消耗电能W=Pt=0.1kW×0.8h=0.08kW•h。
(3)由图乙知,电路为定值电阻R0和气敏电阻R组成的串联电路,电流表测量电路电流。当电流表的示数为0.7A时,电路的总电阻R总40Ω,
气敏电阻R=R总﹣R0=40Ω﹣10Ω=30Ω,
由图丙可知此时空气中有害气体浓度是2.0μg/m3;
净化器正常使用30min后,检测电路的电流变为0.1A,此时电路的总电阻R总'280Ω,
气敏电阻R'=R总'﹣R0=280Ω﹣10Ω=270Ω,
由图丙可知此时空气中有害气体浓度是0.1μg/m3;
则该空气净化器的实际净化效率为95%。
故答案为:(1)机械;不影响;吸引;(2)高;0.8;0.08;(3)2.0;95。
17.(2025•喀什地区模拟)如图所示,电源两端的电压不变,滑动变阻器的阻值大小与其长度成正比。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移到中点时,变阻器的电功率为0.8W;滑片P移到最右端时,滑动变阻器的电功率为0.9W,则P移到中点时定值电阻R0的电功率为( )
A.0.8W B.1.6W C.2.4W D.3.6W
【答案】B
【解答】解:由图可知,R0与滑动变阻器串联;闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移到中点时,电路中的电流为:
I,则此时滑动变阻器的电功率为:
P1=I2R=()2R=0.8W……①;
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电路中的电流为:
I',则此时滑动变阻器的电功率为:
P2=I'2R=()2R=0.9W……②,
由①②解得,R0=R,U2=3.6R;
则P移到中点时定值电阻R0的电功率为:
P0=I2R0=()2×R0R0R=1.6W,故ACD错误,B正确。
故选:B。
18.(2025•喀什地区模拟)电热毯是北方人们常用的取暖电器。
(1)电热毯在工作时,电流通过电热丝 (选填“做功”或“热传递”)产生内能,电流通过电热丝产生的热量与其电阻成 (选填“正比”或“反比”),电热毯中使用的合金丝的电阻 (选填“大于”“等于”或“小于”)与它同种长度和规格的导线的电阻。
(2)自动调温型电热毯带控温元件,通常控温元件使用PTC材料,某品牌自限温电热毯所用PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图所示,当PTC加热丝电阻从10℃升高到30℃的过程中,电阻 ,若加热电阻接到家庭电路中,加热丝温度为30℃时电功率为 W;当温度达到40℃时加热丝的发热功率等于其散热功率;其在工作过程中电功率P随时间t变化的图像最可能是 。
【答案】(1)做功;正比;大于;(2)减小;1210;D。
【解答】解:(1)电热毯在工作时,电流通过电热丝做功产生内能。根据焦耳定律Q=I2Rt,电流通过电热丝时,将电能转化为热能,这是电流做功的过程。
由焦耳定律可知,在电流和通电时间相同的情况下,电流通过电热丝产生的热量与其电阻成正比,电阻越大,产生的热量越多。
电热毯中使用的合金丝的电阻大于与它同种长度和规格的导线的电阻。因为合金丝是用来发热的,根据Q=I2Rt,需要较大的电阻才能产生足够的热量来取暖;而导线是用于传输电流的,要求电阻越小越好,以减少电能在导线上的损耗。
(2)通常情况下,PTC材料在一定温度范围内,电阻随温度升高而减小。所以当PTC加热丝从10℃升高到30℃的过程中,电阻减小。
家庭电路的电压U=220V,从图像中可知,当加热丝温度为30℃时,其电阻R=40Ω,可得此时电功率P1210W。
当电热毯开始工作时,温度较低,PTC加热丝电阻较大,根据P,此时电功率较小;随着温度升高,电阻逐渐减小,电功率逐渐增大;当温度达到40℃时,发热功率等于散热功率,温度保持不变,电功率也保持稳定。所以其在工作过程中电功率P随时间t变化的图像最可能是先上升,然后在某一功率值处保持稳定,即图像是一条先上升后水平的曲线,故选D。
故答案为:(1)做功;正比;大于;(2)1210;D。
19.(2025•米东区校级三模)在如图所示的电路中,W为一个稳压管,其作用是确保C、D之间的电压UCD不变,只要流过稳压管W的电流在5mA和25mA之间,UCD将稳定为15V.R2为一可变电阻,它的最小值为1000Ω,最大值为无穷大(即断路)。设电源电压U为25V,则当R2变化时,为了确保UCD为15V,则R1阻值范围应为( )
A.2500Ω~2000Ω B.400Ω~500Ω
C.250Ω~400Ω D.500Ω~2000Ω
【答案】B
【解答】解:根据题意可知:电源电压U=25V,R2两端电压U2=15V,
所以R1两端的电压U1=U﹣U2=25V﹣15V=10V
当R2最小时,流过稳压管的电流最小为5mA,则电阻R1的电流最大,根据欧姆定律,有:
I=5mA5mA+15mA=20mA,
R1500Ω;
当R2最大时,R2无穷大,即断路,流过稳压管的电流最大为25mA,因为此时稳压管与R1串联,所以流过R1的电流也是25mA,根据欧姆定律,有:
R1′400Ω;
故R1阻值范围应为:400Ω<R1<500Ω。
故选:B。
20.(2025•米东区校级三模)现代新房装修体现了多项时代特色,如图甲卫生间安装智能马桶,电路结构如图乙所示。图表为这种马桶的相关参数。
项目
内容
适应水压
0.2﹣0.7MPa
水箱容积
1.8L
冲洗方式
喷射虹吸式
(1)智能马桶具有坐垫加热功能,坐垫加热原理是电流的 效应;为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装 (选填“漏电保护器”或“保险丝”)。小谢想实现调控的温度的恒温马桶,将定值电阻改装为 (选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料制作的热敏电阻。
(2)水通过进水管进入水箱,随着水位的上升,出水管阀门表面的压强会逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”),马桶内部有个存水弯管,实质是一个 ,可以有效防止臭味散发。某高楼内的住户家的马桶比地面的配水房高20m,若要该户居民家里的马桶能正常工作,则此配水房提供的水压应不低于 Pa;
(3)当S1闭合,S2接b时,马桶的设置为 (选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”);若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,则相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比为 。
【答案】(1)热;漏电保护器;半导体;(2)增大;连通器;4×105;(3)高温挡;25:4。
【解答】解:(1)智能马桶将电能转化为内能,所以坐垫加热原理是电流的热效应;
因漏电保护器能在人体触电或电器漏电时自动切断电源,所以为防止人体意外触电,应在马桶线路内加装漏电保护器;
小谢想实现调控的温度的恒温马桶,将定值电阻改装为半导体材料制作的热敏电阻;
(3)由于液体的压强随深度的增加而增大,所以随着水位的上升,出水管阀门表面的压强会逐渐增大;
马桶内部有个存水弯管,实质是一个连通器;
20m水深产生的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa,
配水房需要提供的最小水压:p′=p+p最小=2×105Pa+0.2MPa=2×105Pa+0.2×106Pa=4×105Pa;
(3)由图乙可知,当S1闭合,S2接b时,R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由P可知,电路的总功率最大,智能马桶处于高温挡;
当S1断开,S2接a时,R1、R2串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻最大,总功率最小,智能马桶处于低温挡;
当S1闭合,S2接a时,只有R1工作,智能马桶处于中温挡;
S1闭合、S2接a时,通过温控开关的电流为1A,由欧姆定律可知,R1的阻值:R1220Ω,
若S1闭合、S2接b时,通过温控开关的电流为5A,根据并联电路的特点可知,通过R2的电流:I2=I﹣I1=5A﹣1A=4A,
由欧姆定律可知,R2的阻值:R255Ω,
根据串联电路的特点可知,低温挡工作时,电路的总电阻:R=R1+R2=220Ω+55Ω=275Ω,
则低温挡工作时电路中的电流:I′0.8A,
相同时间内高温挡消耗的电能与低温挡消耗的电能之比:W高:W低=UIt:UI′t=I:I′=5A:0.8A=25:4。
故答案为:(1)热;漏电保护器;半导体;(2)增大;连通器;4×105;(3)高温挡;25:4。
21.(2025•天山区校级三模)如图所示电路,电源电压不变,R1、R2为长度相同的滑动变阻器,它们的电阻与长度成正比。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片均位于最右端时,电路的总功率为12W;当滑动变阻器的滑片均位于最左端时,电路的总功率为36W。若电路的总功率为24W时,滑片的位置可能均位于( )
A.距左端总长度的处 B.距左端总长度的处
C.距左端总长度的处 D.距左端总长度的处
【答案】A
【解答】解:当滑动变阻器的滑片均位于最右端时,R1接入电路的电阻为0,R2接入电路的电阻为R2,电路的总功率为P1=12W,
则R2,U为电源电压,
当滑动变阻器的滑片均位于最左端时,R1接入电路的电阻为R1,R2接入电路的电阻为0,电路的总功率为P1=36W,
则R1,
电路的总功率为P3=24W时,电路的总电阻R总,
若此时滑片的位置均位于距左端总长度的处,R1接入电路的电阻为R1′R1,R2接入电路的电阻为R2′R2,
则:R1′+R2′=R总,
即:R1R2,
,
解得:n=4,此时滑片的位置均位于距左端总长度的处;
故选:A。
22.(2025•天山区校级三模)小宇用图甲所示电路探究电流与电阻关系,器材有电源、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器“40Ω,1A”,且变阻器AB两接线柱的距离为20cm,变阻器的电阻与长度成正比,定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一个,导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整(要求:连接后闭合开关,不移动滑动变阻器的滑片就能起到保护电路的作用,导线不允许交叉)。
(2)小宇把5Ω的电阻接入电路中,移动滑片P到适当位置,读出电流表示数如图乙所示,示数为 A。
(3)正确记录后,小宇用10Ω电阻替换5Ω电阻后,直接闭合开关,发现电压表示数 (填“大于”或“小于”)上次示数,当将滑片P向 (填“左”或“右”)移动4cm时,电压表示数恰好与上次示数相同,则电源电压为 V。
【答案】(1);(2)0.4;(3)大于;右;5.2。
【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片位于最右端,为保护电路,闭合开关前,应将滑片移至阻值最大处,滑动变阻器应连接左下接线柱,如图所示:
;
(2)由乙图可知,电流表连接小量程,分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.4A;
则定值电阻两端的电压:U=IR=0.4A×5Ω=2V;将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,滑动变阻器两端的电压变大,定值电阻两端的电压变小,大于2V,要减小定值电阻两端的电压,需增大滑动变阻器接入电路的电阻,即滑片P向右移动,直到电压表的示数为2V为止;
(3)根据串联电压可知,,探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端电压不变,为一定值,所以为一定值,移动4cm时,电压表示数恰好与上次示数相同,滑动变阻器“40Ω,1A”,且变阻器AB两接线柱的距离为20cm,,解得R滑=8Ω,根据串联分压可得电源电压U=I(R+R滑)=0.4A×(5Ω+8Ω)=5.2V。
故答案为:(1)见解答图;(2)0.4;(3)大于;右;5.2。
23.(2025•吐鲁番市一模)小陈同学把电压表改装为间接测量电阻大小的仪表,设计了如图甲、乙所示的实验方案(电源电压恒定不变)。
(1)小陈同学在图乙电路的M、N点间接入一个电阻箱,若电阻箱的电阻越大时,电路的电流越 ,电压表的示数越 。(均填“大”或“小”)
(2)小陈同学在图甲电路的M、N两点之间接入一个电阻箱,调节旋钮使它接入电路的阻值为5Ω时,电压表的示数为1.5V,此时电路的电流为 A;它接入电路的阻值为8Ω时,电压表的示数为2V;定值电阻R0的阻值为 Ω。
(3)图甲中电压表指针3.0V的刻度线,应该标电阻的数值为 Ω。
【答案】(1)小;小;(2)0.3;10;(3)20。
【解答】解:(1)如图乙所示,定值电阻R0与电阻箱串联,电压表测量定值电阻两端电压;
当电阻箱的阻值越大时,根据串联电路的电阻特点可知,电路的总电阻越大,
电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流越小;
而电压表测量R0两端电压,根据U=IR可知,R0两端的电压变小,即电压表的示数也越小;
(2)图甲中,定值电阻R0与电阻箱串联,电压表测量电阻箱两端电压,
则根据欧姆定律可知电阻箱接入电路的阻值为5Ω时电路中的电流为,
电阻箱接入电路的阻值为8Ω时,电压表的示数为2V,则可得此时电路中的电流为,
因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得,电源电压:U=I1(R1+R0)=I2(R2+R0),
代入数据可解得R0=10Ω;
(3)图甲中,电源电压为U=I1(R1+R0)=0.3A×(5Ω+10Ω)=4.5V
电压表示数为3V时,由串联电路的电压规律可知R0两端电压为U0=U﹣U3=4.5V﹣3V=1.5V
则此时电路中的电流为
电压表测量电阻的阻值为
故答案为:(1)小;小;(2)0.3;10;(3)20。
24.(2025•天山区模拟)小梁在实验室探究热敏电阻的特性及其应用,所用的器材有热敏电阻R、电压恒为9V的电源、定值电阻R0,电流表、控制开关和加热系统。
(1)请将图甲中的电路图补充完整。
(2)实验前测得热敏电阻R的阻值与环境温度变化关系如图乙的R﹣t图像所示,闭合开关S,随着温度升高热敏电阻R两端的电压 (填“增大“减小”或“不变”);当环境温度为20℃时,电流表示数为3mA,则定值电阻R0的阻值为 Ω。
(3)现要将室内环境温度控制在一定范围,当1、2两端电压大于4.5V时,控制开关开启加热系统加热,则要求控制室内的最低温度为 ℃。
【答案】(1);(2)减小;1600;当(3)10。
【解答】解:(1)由图甲可知,控制开关和加热系统与热敏电阻R并联,利用电流表需要测量通过R的电流,利用定值电阻R0串联在电路中起保护作用,所以电路图如下:
(2)由图乙知,热敏电阻R的阻值随空气温度增大而减小,空气温度越高,热敏电阻R的阻值减小,根据串联电路的分压特点可知热敏电阻R两端的电压减小;
当环境温度为20℃时,电流表示数为3mA,由图甲可知此时热敏电阻Rt的阻值Rt=1400Ω,
由I可得电路中的总电阻为:R总3000Ω,
由于R和R0串联,故定值电阻R0的阻值为:
R0=R总﹣R=3000Ω﹣1400Ω=1600Ω;
(3)从图乙中可知,环境温度越高,热敏电阻的阻值越小,根据串联分压特点可知,R0两端的电压越大,
当1、2两端电压大于4.5V时,即R0两端的电压:U0=U﹣U12=9V﹣4.5V=4.5V时,此时是此电路所允许的最低环境温度,
此时电路中的电流为:I′2.8125×10﹣3A,
根据欧姆定律可知此时热敏电阻的阻值为:
R′1600Ω;
由图乙可知,热敏电阻为1600Ω时,对应的环境温度为10℃。
答:(1)见解答图;(2)减小;1600;当(3)10。
25.(2025•天山区模拟)如图所示,电源电压保持不变,两个滑动变阻器R1、R2的电阻分别与其接入电路的长度成正比。当R1和R2的滑片均位于最右端时,电路的总功率为6P0;当R1和R2的滑片均位于中点时,电路的总功率为3P0;当R1和R2的滑片均位于最左端时,电路的总功率为( )
A. P0 B.2P0 C.3P0 D.4P0
【答案】B
【解答】解:闭合开关,两滑动变阻器串联接入电路,由题意知R1、R2的电阻与长度成正比,当滑动变阻器的滑片均位于它们的最右端时,此时R2全部接入电路中,R1接入电路的电阻为0,假设电源电压为U,则此时电路电功率P6P0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,当R1和R2的滑片均位于中点时,电路的总功率为P′3P0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
①②联立可得R1=3R2,
当R1和R2的滑片均位于最左端时,此时R2接入电路的电阻为0,R1全部接入电路中,电路的总功率为P″6P0=2P0。
故选:B。
26.(2025•新疆一模)小畅用如图甲所示的电路测量水的纯净程度。已知电源电压为3V,R0为定值电阻,电流表量程为0~5mA,玻璃管两端为导电活塞(右端固定,左端可移动),打开阀门K,移动左端活塞可改变玻璃管内水柱的长度L。
(1)闭合开关S,玻璃管内水柱的长度越短,其电阻越 (填“大”或“小”)。若玻璃管中水柱的长度固定,水越纯净,导电性越差,电流表的示数越 (填“大”或“小”);
(2)改变玻璃管中水柱的长度L,读出对应的电流表的示数I,并绘制出L的图像如图乙中实线a所示。当L=2cm时,玻璃管内水柱的电阻大小为 Ω。玻璃管中水柱均匀缩短的过程中,电流表示数的变化越来越 (填“快”或“慢”);
(3)小畅换另一种水,采集数据绘制出L的图像如图乙中虚线b所示,则a、b中更纯净的水是 (填“a”或“b”)。
【答案】(1)小;小;(2)2400;快;(3)a。
【解答】解:(1)电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积有关,闭合开关S,玻璃管内水柱的长度越短,其电阻越小;
若玻璃管G中的水量固定,长度、横截面积不变,水越纯净,导电性就越差,材料不同,相当于电阻越大,由欧姆定律可知,电路中的电流就越小,即电流表的示数越小。
(2)由图乙可知,当L=0cm,Rx=0Ω,电路中只有R0,此时0.2mA﹣1,则电路中的电流I0mA=5mA=0.005A
则根据I可得R0的阻值:,
当L=2cm时,,则电流I=1mA=0.001A,
根据I可得电路的总电阻,
公积金串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得玻璃管内水柱的电阻大小为:
Rx=R总﹣R0=3000Ω﹣600Ω=2400Ω;
由图中数据可知,当L=3cm,此时,电路中的电流I3=0.7mA=0.0007A,
当L=2cm,此时,电路中的电流I2=1mA=0.001A,ΔI1=0.001A﹣0.0007A=0.0003A,
当L=1cm,此时,电路中的电流I1=1.7mA=0.0017A,ΔI2=0.0017A﹣0.001A=0.0007A,
当L=0cm,此时,电路中的电流I0=5mA=0.005A,ΔI3=0.005A﹣0.0017A=0.0033A,
因此可知,玻璃管中水柱均匀缩短的过程中,电流表示数的变化越来越快。
(3)由图像分析出L相同时,Ia<Ib,故a的电阻大,水更纯净。
故答案为:(1)小;小;(2)2400;快;(3)a。
27.(2025•新疆一模)图甲所示为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为如图乙所示的电路,图乙中的“恒流源”是一个输出电流大小保持不变的特制电源。
(1)电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,随着温度升高,电阻R的阻值 ,数字电压表的示数 (均填“变大”“变小”或“不变”)。冬天数字电压表的示数一般会 (填“大于”“小于”或“等于”)夏天数字电压表的示数。
(2)某次环境温度从20℃上升到40℃,电压表的示数变化了24mV,则通过R的电流为 mA,环境温度为10℃时,电压表的示数为 mV。测温装置的灵敏度是指数字电压表示数的变化量与环境温度的变化量之比,当“恒流源”输出电流设定为5mA时,测温装置的灵敏度为 mV/℃。
【答案】(1)变大;变大;小于;
(2)3;312;2。
【解答】解:(1)由图丙可知,电阻R的阻值随温度的变化规律是:温度升高,电阻R的阻值变大;
通过电阻R的电流不变,电阻R变大时,由U=IR可知,数字电压表的示数变大。
夏天温度高,电阻R的阻值大,由U=IR可知,数字电压表的示数大;
同理冬天温度较低,电阻R的阻值小,由U=IR可知,数字电压表的示数小;
因此冬天时冬天数字电压表的示数一般会小于夏天数字电压表的示数。
(2)某次环境温度从20℃上升到40℃,电阻R的值由108Ω变为116Ω,电压表的示数变化了24mV,通过电阻的电流不变,则有
解得20℃时,电阻R两端的电压U=0.324V,则通过R的电流为
假设环境温度从20℃上升到40℃,电阻R的值由108Ω变为116Ω,由此可知,环境温度为10℃时,电阻R的值为104Ω,通过电阻的电流恒为3mA,电压表的示数为U′=IR′=0.003A×104Ω=0.312V=312mV
当“恒流源”输出电流设定为5mA时,假设环境温度从20℃上升到40℃,电阻R的值由108Ω变为116Ω,电压表的示数变化量ΔU′=I′R′﹣I′R=0.005A×116Ω﹣0.005A×108Ω=0.04V=40mV
环境温度的变化量Δt′=40℃﹣20℃=20℃
测温装置的灵敏度为
故答案为:(1)变大;变大;小于;
(2)3;312;2。
28.(2025•新疆一模)如图所示的电路,当滑片P在最右端时,电压表的示数为3V,R′消耗的功率为P1;移动滑片P,电压表的示数为4V时,R′消耗的功率为P2=1.1W;移动滑片P至中点时,R′消耗的功率为P3。若P1:P3=18:25,则P3为( )
A.0.95W B.1.15W C.1.25W D.1.35W
【答案】C
【解答】解:由图可知,电阻R0和变阻器R′串联,电压表测量电阻R0两端的电压,电流表测量电路中的电流,
当滑片P在最右端时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,电压表的示数为3V,设电源电压为U,
则此时电路中的电流为I,
R′消耗的功率为:
P1=I2R′=()2R′.①
电路中的电流:I,
根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压:
②
移动滑片P至中点时,R′消耗的功率为:
P3=I'2R′中=()2③
已知P1:P3=18:25,
则:,
即:,所以:R′=4R0,
移动滑片P,电压表的示数为4V时,
电源电压:④
电源电压不变,由②和④得到R0=3R'﹣4R'1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤
R′消耗的功率为P2=1.1W,所以,即:1.1W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥
移动滑片P至中点时,R′消耗的功率为P3。
若P1:P3=18:25,则,
①代入上式化简得到R′=4R0,带入式子①得到电源电压:
,
由式子②得到:
,
所以,带入②式得R0,
解得R0=40Ω,则R′=4R0=4×40Ω=160Ω,
当滑片P在最右端时,电压表的示数为U1=3V,
此时电路中的电流:
I′,
R′消耗的功率:
P1=I′2′R′160Ω=0.9W,
由可得,。
故选:C。
29.(2025•阿克苏地区一模)在“探究电流与电压关系”的实验中,图甲是某实验小组设计的电路,电源电压为3V且保持不变。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成电路连接。要求:闭合开关,当滑片P向左端移动时,电流表的示数变大。(导线不能交叉)
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近3V。移动滑动变阻器的滑片P,两电表示数均无变化,则电路故障可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,实验中测得五组数据,并绘制出定值电阻R的I﹣U图像如图乙所示。由图像可得,实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω。实验中滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
(4)分析图像可得结论:电阻一定时,电流与电压成 。
【答案】(1);(2)断路;(3)5;25;(4)正比。
【解答】解:(1)滑片向左滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,故滑动变阻器右下接线柱连入电路中,如图所示:
;
(2)电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的定值电阻断路了;
(3)由图像可知,当定值电阻两端的电压为2.5V时,通过定值电阻的电流为0.5A,
由欧姆定律可知,定值电阻的阻值:R5Ω;根据图像知,五次实验中,R两端电压最小为0.5V,根据串联电路的特点知,此时变阻器两端电压为3V﹣0.5V=2.5V,通过变阻器的电流为0.1A,此时变阻器连入电路的阻值R滑25Ω,实验所用滑动变阻器的最大阻值应不小于25Ω;
(4)根据图象知,电阻一定时,电流与电压成正比。
故答案为:(1);(2)断路;(3)5;25;(4)正比。
30.(2025•新疆模拟)如图所示电路中,电源两端电压的电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中( )
A.电流表、电压表的示数都减小
B.电流表、电压表的示数都增大
C.电流表的示数增大、电压表的示数减小
D.电流表的示数减小、电压表的示数增大
【答案】A
【解答】解:由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大;
根据I可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
根据U=IR可知,R1两端的电压变小,即电压表示数变小。
故选:A。
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