专题02 第14-15章 计算题+实验题（期末压轴题训练）九年级物理上学期新教材苏科版

专题02 第14-15章 计算题+实验题 难点分析 1．（23-24九年级上·江苏盐城·期末）如图甲所示某品牌电吹风的原理图，S是功能切换开关，可实现“关”、“凉风挡”、“热风挡”之间的转换，某次工作过程中，其电功率与时间的图像如图乙所示。求： （1）电吹风在凉风挡工作时通过电动机的电流； （2）电热丝的阻值； （3）电吹风在热风挡正常工作100s所消耗的电能。 2．（23-24九年级上·江苏常州·期末）打印笔是具有立体绘画功能的画笔，如图甲所示，通电后笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为，打印笔工作有高温挡和低温挡两个挡位，高温挡和低温挡的功率之比为，，忽略电阻丝阻值随温度变化，求： （1）处于低温挡时，电路中的电流大小； （2）处于高温挡时，通电，产生的热量； （3）若只要求将高温挡的功率提升，请通过计算说明具体改进措施。 3．（23-24九年级上·江苏南京·期末）如图甲所示，RG是光敏电阻，R是阻值为10kΩ的定值电阻，电源电压U=9V。小芳将量程为0~3V的电压表接入图甲电路，将其改装成照度表。光敏电阻RG的阻值与光的照度（光照越强，照度越大，单位为Lux）关系如图乙所示。 （1）RG的阻值随光照增强而______； （2）为使光照增强时电压表的示数也增大，电压表应并联在______（填字母）两端。当照度为0.8Lux时，电压表的示数为多少V？______ （3）若小芳将电源换为电压可调电源（调节范围为12V﹣15V），且将R换为可调电阻（调节范围为5kΩ~20kΩ），则该装置所能测量的最大照度为多少Lux？ 4．（24-25九年级上·江苏徐州·期末）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R1=20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电压表量程是0~3V。当三个开关S1、S2、S3都闭合时，小灯泡正常发光。求： （1）小灯泡正常发光时的电流； （2）电源电压； （3）当只闭合S1，断开S2、S3，该电路10min内至少消耗的电能。 5．（23-24九年级上·江苏镇江·期末）如图甲所示的弹簧测力计，用刻度尺测得其外壳上全部刻度的长度为10cm，实践小组同学取出该测力计的弹簧，将其安装在如图乙所示的模型电路中，改装成了可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型。滑片P固定在金属拉杆上，ab是长为10cm、阻值为30Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。弹簧处于原长状态时，滑片P位于a端。电源电压恒为9V，电流表量程为，弹簧电阻恒为1Ω，R0为5Ω，其余部分电阻不计，忽略弹簧、拉杆和秤钩的重力及滑片与电阻丝的摩擦。 （1）闭合开关，弹簧处于原长状态时，消耗的功率多大_________？ （2）该装置所能显示的最大拉力是多大_________？ （3）经分析，该模型的设计存在不足，同学们提出了以下两种有效改进措施： 方案一：不改变乙图电路的连接，且其他条件不变，的阻值应不小于_________Ω。 方案二：去掉电流表，用一只量程为的电压表，显示拉力大小。要求拉力F为0时，滑片P位于a端，电压表示数也为0，请按要求将图丙连接完整_________。为使拉力为5N时电压表示数恰为3V，可将R0更换为_________Ω的定值电阻或将电源电压调为__________V。 6．（24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图所示，电源电压保持3V不变，滑动变阻器标有“”字样，仅闭合开关S2、滑片P处于图示位置时，电压表的示数为2V，电流表的示数为。求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）仅闭合开关S2、滑片P处于图示位置时，10s内滑动变阻器R2消耗的电能； （3）仅闭合开关、时，电路的最大电功率。 7．（24-25九年级上·江苏苏州·期末）如图所示，灯泡L标有“12V，6W”的字样，定值电阻R=10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω。闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡L正常发光。 （1）求电源的电压U电； （2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作1min消耗的电能； （3）滑片P在b端，开关S1拨回2，电压表示数为3V，求此时灯泡L的功率。 8．（24-25九年级上·江苏扬州·期末）图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成，电流鉴别器相当于电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝的阻值为24.2Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器（调温电阻）的最大阻值为130Ω；热敏电阻置于热水器内部，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，当电流鉴别器的电流达到50mA时，开关断开，加热电路停止加热。 （1）开关闭合，求加热电路的电功率； （2）当最高控温设置在80℃时，滑动变阻器接入电路中阻值应为多少； （3）当最高控温设置在80℃时，用电热水壶把2kg水从30℃开始加热，不计能量损失，请通过计算判断通电200s时加热电路的状态是“工作”还是“不工作”。[] 9．（24-25九年级上·江苏宿迁·期末）在物理跨学科实践活动课上，小华和同学利用所学的电学知识，设计了电子秤的原理图，如图所示。它利用电压表的示数来表示物体的质量，托盘、轻弹簧上端和金属滑片固定在一起（托盘和弹簧的质量、电阻均不计）。已知电源电压U=3V，电阻R0=10Ω，电阻R1=20Ω，电压表的量程为0~3V。 （1）电路设计： 要使电子秤能正常工作，应将触点1与触点____连接； （2）故障排除： 小华在正确完成电路连接后闭合开关S，改变托盘中物体的质量，发现电压表有示数，但始终不变，发生故障的原因可能是 ； A. R0断路 B. R1短路 C. 电压表短路 D. 金属滑片P处断路 （3）刻度调试： ①调零。在托盘中无物体时使金属滑片P处于R1最上端，此时电压表的示数为零； ②标度。每次向托盘中增加100g的砝码，在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的质量值。当将1kg的物体放在托盘中，金属滑片P刚好指在距R1上端四分之一处，则“1kg”应标在电压表____V的位置上。该电子秤能测量的最大质量是_______kg，应标在电压表_____V的位置上； （4）发现问题： 小华在标示电子秤刻度时，同组的同学发现电子秤的刻度___（选填“均匀”或“不均匀”）。 10．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）如图甲所示，是小华家汽车上自动测定油箱内油量的装置，R是滑动变阻器（规格为“50Ω，1A”），油量表由电流表改装而成，油箱无油时，滑片在一端；油箱装满时，滑片在另一端。小华想知道R′的阻值，她拆下油量表，另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2、电压表、电流表和开关等器材，组成如图乙所示的电路进行测量，调节R1大小，当电流表示数为0.6A时，油量表的指针指向满刻度，继续调节R1大小，得到如下表所示的数据。 求：（1）油量表示数为45L时，电压表的示数是多少？ （2）电阻R2的阻值是多少？ （3）油量表的0刻度对应的电流值是多少？ （4）图甲中电阻R′的阻值是多少？ 电压表示数/V 0.5 1 1.5 2 2.5 3 油量表示数/L 0 10 20 30 45 60 11．（22-23九年级上·江苏无锡·期末）综合实践活动小组设计了如图所示“自带电风扇的简易调光灯”的电路。选用装有四节新干电池的电池盒、标有“0.5A”的小灯泡、线圈电阻为2Ω的直流电动机（电风扇）、标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器、电流表、开关、导线等进行实践活动。当只闭合开关S1，将滑动变阻器移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，缓慢移动滑片至最右端，观察到灯泡的亮度不断发生变化。再将滑片移到最左端位置后，同时闭合开关S2，此时电流表示数为1A。 （1）只闭合S1时，小灯泡的额定功率及其功率的变化范围；（灯丝电阻不变） （2）当两个开关都闭合，滑片移到最左端位置，通电1min，电动机消耗的电能和转化的机械能； （3）实际操作中有小组成员发现：当小灯泡和电风扇同时工作时，移动滑动变阻器的滑片，不仅小灯泡亮度发生变化，电风扇转动快慢也发生变化。为了在移动滑片时，只让小灯泡的亮度发生明显变化，你觉得电路设计应如何改进？（在虚线框内画出改进后的电路图） 12．（24-25九年级上·江苏苏州·期末）在探究“导体中的电流与电阻关系”的实验中，电源电压调为4.5V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”，定值电阻、、。 （1）小明连接的电路如图甲，电路还差一根导线没有连接，小华指出在连接最后一根导线之前，必须进行的一步操作是______。请用笔画线代替导线，将电路补充完整，要求滑片向左移，电流表示数变大； （2）正确连接电路，闭合开关后发现，无论怎样移动滑片P，电流表的指针几乎不动，电压表指针明显偏转，若仅是导线连接点发生故障，则可能是导线______与的连接点接触不良；（选填“①”“②”或“③”） （3）故障排除后，为完成本实验小明实验操作如下： ①将接入电路，闭合开关调节滑片P，使电流表的示数如图乙所示，电流表示数为______A，记录两电表示数； ②用替换，调节滑片P，使______（选填“电压”或“电流”）表示数不变，并记录两电表示数； ③用替换，闭合开关后发现无论怎样调节滑片P，都无法完成实验。此时，调节滑片P过程中，小明观察发现，电压表示数的最小值为______V； （4）为完成上述③步骤的实验，小明应将电源电压调节到______范围之内。 13．（24-25九年级上·江苏连云港·期末）下面是探究焦耳定律的实验： （1）实验装置如图，该实验通过观察______来比较电阻产生电热的多少？ （2）若要探究电流对电热的影响，应选择观察______两个实验装置； （3）若观察甲、丙两实验装置，会发现电阻丝______（R1/R3）产生的热量更多，由这一现象可知______（电流/电阻）对电热的影响更大。 14．（24-25九年级上·江苏南通·期末）小明利用图甲“探究电流与电压、电阻的关系”，器材有：可调电压电源（可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一）、5个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω）、滑动变阻器（10Ω，1A）、电压表和电流表。 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ R/Ω 5 10 15 20 30 I/A （1）小明发现甲图连接电路有一处错误，请在接错的那一根导线上打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接______； （2）改正后，小明设计了实验表格，通过此表格可知其实验目的是探究电流与______的关系； （3）小明将电源电压调为3V，进行（2）中的实验； ①图乙是第2次实验时电流表的示数，读数为______A； ②当其中某个定值电阻接入电路时，无法满足实验条件，这个定值电阻的阻值为______Ω，为了让该电阻也能完成实验，则： a．若仅更换滑动变阻器，其最大阻值______Ω； b．若仅改变定值电阻两端电压的预设值，其范围是______V； （4）小华利用现有器材又做了下面的实验： ①按改正后的图甲连接电路，将电源电压调到某个值，闭合开关，移动滑片使电压表示数为4V； ②保持滑片不动，换接入另一个定值电阻，调节电源电压，在电路安全条件下闭合开关，发现电压表示数恰好为4V； 通过以上实验现象可以推断：此时滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω。 15．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）如图甲所示，在“探究流过导体的电流与电阻的关系”实验中，电源电压保持不变，由三节新干电池组成，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，三个阻值分别为、、的定值电阻。 （1）连接电路时，开关应处于______状态，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应处于最______端（选填“左”或“右”）； （2）将的电阻接入电路，调节滑片P至适当位置A（未标出），读出电流表的示数为；用的电阻替换的电阻，调节滑片P至位置A的______（选填“左”或“右”）侧，使电压表的示数为______V，并记录电流表的示数； （3）用的电阻替换的电阻，无论怎样调节滑片P，电压表的示数仍无法与上一次相同。要继续完成实验，仅利用现有器材，简单操作即可，其操作是：______； （4）正确操作后，收集数据并画出图像，如图乙所示，直观反映了该实验的结论，则图像的横坐标是______（用符号表示）。 16．（24-25九年级上·江苏常州·期末）小华在“探究电流与电阻的关系”实验时，实验器材有：学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 2A）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关一个、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整，要求：滑片P向右移动时电流表示数变小，导线不交叉；_______ （2）连接好电路闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最_______（选填“左”或“右”）端。闭合开关S，发现电流表有示数，电压表无示数，电路出现的故障可能是_______； （3）排除故障后正确进行实验，根据实验数据得到I-R图像如图乙。图乙中阴影部分面积表示的物理量是_______，本实验中电源电压不得超过_______V； （4）实验之后，小华利用一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器R1设计如图丙的电路，测量额定电压为U0的灯泡正常发光时的电功率。 实验步骤： ①移动滑片P2到b2端，闭合开关S，移动滑片P1到a1端，调节滑片P2使电压表示数为U0； ②移动滑片P1到b1端，读出电压表的示数为U； ③小灯泡的额定功率P额=_______； 若实验中，小明在“②移动滑片P1到b1端，读出电压表的示数为U”时，不小心将滑片P2向右移动少许，其他操作正确，则小灯泡的额定功率P额的测量值_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 17．（24-25九年级上·江苏苏州·期末）如图甲所示，小明探究通过导体的电流与电阻的关系。实验器材有：电压可调节的学生电源、电阻箱、不同规格的滑动变阻器多个、电流表、电压表、开关、导线等。实验过程如下： （1）连接电路时，开关处于______状态； （2）小明将电源电压调至，调节电阻箱阻值，测得对应的电流，根据实验数据，绘制图像如图乙中曲线B所示，推断实验中选用的滑动变阻器可能是________； A. ， B. ， C. ， D. ， （3）上述实验中，小明将电阻箱阻值调至时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数达到（2）中实验要求的电压，若想继续实验，下列操作中不可行的是________； A. 串联一个的定值电阻 B. 串联一个的定值电阻 C. 换最大阻值更大的滑动变阻器 D. 调大电源电压 （4）小红根据实验的数据，绘制的图像如图乙中曲线A，分析图像A可知，导致小红错误的原因可能是______。 18．（24-25九年级上·江苏南通·期末）为测量标有“”字样的小灯泡正常发光时的电阻，小明设计了如图甲所示电路。 （1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整，使滑片向右移动时，小灯泡变亮________。 （2）闭合开关，发现小灯泡几乎不亮，电流表、电压表示数均较小，接下来的操作是________。当电压表示数为时，电流表示数如图乙所示，为________A，此时小灯泡的电阻为______Ω（保留1位小数）。 （3）高性能混凝土广泛应用于现代建筑中，导电性能也是其重要的参数。小明想要测量一段浇铸好的混凝土管阻值，进行了如下操作：将混凝土管替换灯泡接入甲电路，测量时发现电流表示数始终小于分度值。于是，找来一个智能恒流源，能够输出大小恒定为的电流，按照如图丙设计的电路，连接电路，测量混凝土管的阻值。改变电阻箱阻值，记录电流表对应的示数，得到多组数据，画出的图像如图丁所示。当调大电阻箱的阻值，通过混凝土管的电流将________，根据图像可知，________，混凝土管的阻值为________。 19．（23-24九年级上·江苏南通·期末）探究“电流与电阻关系”的实验中，有电源（电压6V）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1A）、电阻箱R、开关及导线若干。 （1）请用笔画线将甲图电路补充完整。_______ （2）连接电路时，开关应该_______，正确连接电路闭合开关后，发现两电表示数均为零，于是将一根完好的导线一端接在电源正极，另一端依次接在开关的E、F及滑动变阻器的A、C接线柱上，发现只有接在C接线柱上时，两电表有示数，则故障原因可能是__________。 （3）排除故障以后，将实验数据记录在表中（不代表操作顺序），其中当R＝20Ω时，电流表示数如图乙所示，则此时的电流值为________A；分析表中数据发现，有一组数据有明显的错误，原因是有一次在阻值为_______Ω的电阻完成后没有移动滑动变阻器所致；修正数据后，根据所测得的数据得到结论：在电压一定时，电流与电阻成_____比。 R/Ω 10 20 30 40 I/A 0.40 0.12 0.10 （4）若依次调节电阻箱的阻值为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω进行实验，其余连接均不变，若调节电阻两端的电压保持3V不变，当用25Ω的电阻进行实验时，发现电压表的示数始终不能调到3V，为了能完成所有实验，小明想了三种不同的方案。 方案一：只调整电压表示数为3.5V； 方案二：只调整电源输出电压为7V； 方案三：只更换滑动变阻器为40Ω 1A。 其中能解决的问题的是方案_____。 20．（24-25九年级上·江苏泰州·期末）小红用如图甲所示电路“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”，电源（6V），滑动变阻器（，1A）。 （1）连接电路时，开关应处于______状态。请依据图甲将图乙实物电路连接完整________（要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大）； （2）闭合开关，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表指针不偏转，电压表指针有明显偏转且保持不变，已知导线及各接线柱连接完好，则电路中可能出现的故障是______； （3）实验时小红设计并记录了表格如下，其中第______次实验数据一定不是这次做实验得到的，理由是______。修正后，通过分析表格中有效的数据，可得结论：______。 实验次数 1 2 3 4 5 U/V 1 1.5 2 2.5 3 I/A 0.10 0.15 0.20 0.25 0.3 （4）接下来探究电流与电阻的关系，先用的定值电阻进行实验，闭合开关S，调节滑片P到合适位置，电流表示为0.4A，并记录电压表示数。再将的定值电阻依次更换为、、继续探究，移动滑片P，直到电压表示数每次均为______V，并记录数据； （5）小红还想使用的电阻继续完成第5次实验，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表的示数与之前相同，为了让前4次数据有效利用，下列方案可行的有______（填字母）。 A. 将定值电阻两端电压改为3V B. 电源改为3节干电池的串联 C. 在电流表附近串联一个的定值电阻 21．（24-25九年级上·江苏镇江·期末）某小组同学在进行“伏安法”测电阻实验时，连接了如图甲所示的电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，多次测量并记录实验数据。小组同学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的a、b、c，发现电压表未调零。将电压表调零后，重做实验，第二次测量数据如图乙中的A、B、C。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至最______（选填“左”或“右”）端。图丙是该小组在一次测量中的电流表指针位置，其示数为______A； （2）分析图乙中的第二次测量数据，待测电阻的阻值是______（结果保留一位小数）； （3）小组同学讨论发现，利用第一次的测量数据，能求出第一次实验中电压表接入电路前指针所指的刻度值，也能求出被测电阻的阻值。分析图乙，写出第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值______，并说明理由______； （4）小南设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡L正常工作时的电阻，已知电源电压恒定，定值电阻阻值为，小灯泡正常工作时的电压为，实验步骤如下： ①将开关S拨到触点1，调节滑片P，使电流表的示数为______； ②保持滑动变阻器的滑片位置不动，再将开关S拨到触点2，读出电流表的示数为I； ③根据实验数据，计算出小灯泡正常工作时的电阻______。（用、和I表示） 22．（24-25九年级上·江苏常州·期末）某物理实验小组在“测量小灯泡的功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。 （1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是______； （2）三次实验记录如表，在完成第①次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向______（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W； 实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡亮暗情况 ① 1.4 0.20 028 较暗 ② 2.5 正常发光 ③ 2.8 0.30 0.84 很亮 （3）另一组的同学设计了如图丙所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下： ①只闭合开关S、S1，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额； ②只闭合开关S、S2，调节______，使______； ③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额＝______（用U额、U1、U2、R0表示）。 23．（24-25九年级上·江苏泰州·期末）两个小组利用图甲电路图做实验，提供的器材有：学生电源、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）、规格为“45Ω、”的滑动变阻器R、开关、导线若干。 （1）小组一探究“电流与电压的关系”，电源电压调为5V且不变 ①连接电路时，应将开关________；将5Ω的电阻接入电路，正确操作后，发现电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是________。 ②调整电路后闭合开关，移动滑片，使两端电压由1V逐渐增大到1.5V、2V、3V，读出对应的电流值，做出U-I图线如乙图所示，由此得到的结论是________。实验中改变两端电压多次实验的目的是________。 （2）小组二探究“电流与电阻的关系”，电源电压调为15V且不变。 ①将15Ω的定值电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为5V，记下相应的电流值。将阻值用10Ω替换15Ω，闭合开关，此时电压表示数________于5V。 ②正确操作实验中，当接入10Ω电阻时，滑动变阻器的功率和该电阻的功率之比为，若接入15Ω电阻时，该比值为，则________（选填“＞”“=”或“＜”） ③为了更好地得出结论，充分利用上述电阻组合连接成串联电路，要求保持电压表示数为5V，则最多可以完成________次不同阻值下的实验。（包含①中两次实验） ④若定值电阻两端的预设电压为2V，利用R分压，将5Ω、10Ω、15Ω三个电阻分别接入电路完成三次实验，电源电压可调的范围值是________。 24．如图，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，该电热水壶有高温、中温、低温三挡，分别对应甲、乙、丙、丁四种连接方式中的一种。 （1）高温挡对应的是图_________的连接方式； （2）若该热水壶标注的中温挡功率为500W，试据此求出R1的阻值_________； （3）若仅将该电热水壶接入家庭电路，用高温挡烧水时，电能表指示灯6分钟内闪烁了128次，如图戊，试通过计算说明该水壶高温挡的功率有没有“虚标”_________? 25．小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示，其简化电路如图甲所示，R1、R2均为电热丝（阻值不随温度变化）。求： （1）该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流？ （2）电热丝 R2的阻值？ （3）傍晚用电高峰期，小明想测量电烤箱在工作时的实际功率，于是他断开了家中其他用电器，仅让电烤箱在加热状态下工作，1min内如图乙所示的电能表转盘转了50r，则电烤箱的实际功率是多少？ 26．如图甲所示，为小明家安装的全屋“零冷水”系统结构简图。太阳能热水器作为主热水器，水箱容积为，当恒温控制中心检测到热水管中的水温低于设置温度时，启动循环泵，点燃燃气，辅助加热，以满足设置的水温条件；当热水管中水温高于设置温度时，可以通过调节水龙头，补充冷水，确保使用水满足设置温度；在无人用水时，恒温控制中心会启动循环泵，用的力推动管中的水以的速度按图中箭头方向循环，保证热水管中水温维持在设定温度，做到全屋热水即开即用。已知；。 （1）小明家无人用水时，循环泵每小时推动水流做功多少焦耳？ （2）如图乙所示，为恒温控制中心测温原理简图。当热水管中热水流过时，微电脑读取两端的电压信息，即可感知热水温度，从而控制燃气辅热以及循环泵的工作情况．已知电源电压为，的阻值随温度的变化关系图像如图丙所示，微电脑正常工作的电压范围为，为了能确保读取的水温范围，则的阻值范围是多少？ （3）某日晚，“零冷水”系统水箱装满水，显示器如图丁所示，则水箱中的热水降低到设置水温，可以释放多少热量？若小明家晚上洗漱共需要设置温度下的热水，为保证热水供应，除了热水释放的上述热量外，需要消耗多少升的燃气？（不计热量的损失，燃气热水器的加热效率为，燃气的热值） 27．如图甲是某品牌电吹风机，吹风机工作时高速电机在手柄下段吸入气体，从环形出风口高速吹出，同时带动后面及周围的倍增气流向前流动，其相关参数见下表。（ρ空气＝1.3kg/m3）。 相关参数 额定电压 220V 最大功率 1600W 电动机功率 200W 电动机转速 1.1×105r/min 电动机吸入最大气流 14L/S 出风口最大气流 40L/S （1）下列关于该品牌电吹风机说法不正确的是 　 　； A. 吹热风时将电能转化为内能和机械能 B. 电热丝和电动机之间是并联的 C. 外壳复合材料具有绝缘性好的特点 D. 单独以最大功率工作3min，可使标有2000imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁9600次 （2）该电吹风等效电路如图乙，R为定值加热电阻，电动机的功率为200W，则电阻R的阻值为多少？（保留一位小数） （3）实际电路中，图乙中的S2是利用脉宽调制（PWM）方式工作的自动控制开关，即开关通过“占空比”来调节所在支路的平均功率，“占空比”是指一定时间内通电时间和总时间之比，原理示意图如图丙所示，则平均功率P与最大功率PM和占空比的关系式为P＝ ___________；当电机用最大气流吸入时，若加热电阻R工作时产生的热量全部被吸入的空气吸收，且控制开关S2的占空比η为0.78，则每秒最多能使吸入的空气温度升高多少℃_____。[c空气＝1.0×103J/（kg•℃），室温为20℃] 28．额定电压为220V的某型号电加热器有高、低温两挡，内部电路由发热电阻R1、R2和开关S1组成，其中R1=44Ω。 （1）在不拆解内部电路的情况下，小明用图甲电路对其进行测试：先闭合S，电流表的示数为1A，再闭合S1，电流表的示数变为5A，则R2=______Ω； （2）小明又增加了一个单刀双掷开关S2，利用原有元件对该电加热器的内部电路改装，改装后的电路如图乙，要使改装后的电加热器处于高温挡，开关S1和S2的状态应分别是______，改装后高温挡的功率提升______%；将改装后的电加热器接入电路，高温挡工作10min消耗的电能为多少焦耳？（ ） 29．探究“电流与电压的关系”实验中，已知电源电压恒为4.5V，滑动变阻器规格为“40Ω1A”，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”。 （1）如图甲，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最______（选填“左”或“右”）端； （2）实验前，电流表指针如图乙，其原因是______； （3）排除故障后，调节滑片P，测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值，绘制出I—U图象（图丙a）；接着将电阻换成小灯泡，重复上述过程，绘制出I—U图象（图丙b），则图像中三处电阻、、中最小的是______； （4）实验完成后，用该装置探究“电流与电阻的关系”，可供选择的电阻分别为4Ω，8Ω、12Ω、16Ω和20Ω； ①将4Ω电阻连入电路，闭合开关，适当调节滑片P，读出电流表的示数I1为0.4A，记录数据； ②断开开关，将4Ω电阻换成8Ω电阻接入电路，正确操作后，读出电流表示数I2为______A，记录数据，此时变阻器接入电路中的电阻是______Ω； ③······； ④若分别将五个电阻单独换入电路都能完成实验，控制不变的电压值应该不低于______V，不高于______V。 30．小明利用如图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，可供选择的器材有；电源（5V保持不变），电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器R0（20Ω 1.0A）、导线若干； （1）连接电路时应 _____开关，闭合开关前，将滑动变阻器滑片P移到最 _____端； （2）在探究“电流与电压的关系”时，小明将电阻箱的阻值调至10Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，记下几组电压值U1、U2、U3和对应的电流值I1、I2、I3。下列对数据的处理方法正确的是 _____； ①计算对应电压与电流的比值，看比值是否为某一定值 ②在坐标系中画出电流与电压的关系图像，看图像是否符合某函数特点 ③分别求出U1∶U2∶U3和I1∶I2∶I3，看两者是否近似相等 A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③均可 （3）在探究“电流与电阻的关系”实验时，小明先将电阻箱的阻值调至30Ω。闭合开关，调节滑片使电压表示数为U0，记录I和R的数据，再将电阻箱调至其它阻值继续实验，并根据测量的数据描绘I﹣R﹣1数据点，如图乙所示，检查图乙数据点时，小明发现有一个点描绘错误，该点是由于将电阻由 _____Ω变换为错误数据点对应电阻时，未调节滑动变阻器就读取电流而造成的。剔除该错误点可得出：电压一定时，电流与电阻成 _____。实验时，小明控制电阻箱两端的电压为 _____V。 31．测量电阻的实验中，电源电压约3V且不变，滑动变阻器R1的规格为“10Ω1A”，待测电阻的阻值约几欧，小灯泡L的额定电流为0.3A。 （1）测量待测电阻的阻值： ①图甲所示电路中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并在图中改正______； ②改正后闭合开关，调节，得出的实验数据如下表，第三次实验的电压表示数如图乙，为______V； 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻 1 1.2 0.24 2 1.5 0.30 3 0.46 ③根据表中数据得出为______Ω（保留一位小数）； （2）测量小灯泡L正常发光时的阻值： 用滑动变阻器（最大阻值未知）、滑动变阻器和电流表等器材，设计电路如图丙，虚线框内分别为或（未填出），步骤如下： ①将、的滑片移至最右端，闭合S、S1，断开S2，再将的滑片移至最左端，电流表的示数为0.28A； ②将的滑片移至最右端，断开S1，闭合S、S2，向左移动______的滑片，直至电流表的示数为______A； ③______，断开，闭合S、S1，电流表的示数恰好为0.2A； ④则小灯泡正常发光时的电阻______Ω（保留一位小数）. 32．为测量小灯泡额定功率，提供如下器材：电压恒为的电源、标有“”的小灯泡L、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻，开关和导线若干，设计以下两种测量方案。 方案一 （1）连接好图甲电路，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数且超过量程，则电路故障可能是________________。 序号 小灯泡的亮度 1 1 02 0.2 较暗 2 2.5 正常 3 3.0 0.32 0.96 很亮 （2）排除故障后继续进行实验，记录数据如表所示，当电压表示数为时，电流表示数如图乙所示，其读数是________________A。分析数据可知：小灯泡的额定功率是________________W，小灯泡的亮度随________________电功率的增大而变亮．要完成表格所有数据的收集，滑动变阻器的最大阻值至少是___________； 方案二 （3）在丙图设计的电路中，先断开，闭合S和，调节滑片P，使电压表示数为________________V；再保持滑片位置不变，断开，闭合读出电压表的示数为U； （4）小灯泡额定功率的表达式是________________（用相关符号及数据来表示）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 第14-15章 计算题+实验题 难点分析 1．（23-24九年级上·江苏盐城·期末）如图甲所示某品牌电吹风的原理图，S是功能切换开关，可实现“关”、“凉风挡”、“热风挡”之间的转换，某次工作过程中，其电功率与时间的图像如图乙所示。求： （1）电吹风在凉风挡工作时通过电动机的电流； （2）电热丝的阻值； （3）电吹风在热风挡正常工作100s所消耗的电能。 【答案】（1）0.4A；（2）100Ω；（3）5.72×104J 【详解】解：（1）根据图乙可知，凉风档的功率为88W，由P=UI可得，正常工作吹冷风时，通过电动机的电流 （2）热风档的功率为572W，S置于2时，只有电风扇工作，为凉风档；S置于1时，电风扇和电热丝并联，为热风档。根据并联电路各支路可独立工作、互不影响，电热丝的功率为 PR=P﹣PM=572W﹣88W＝484W 由可得电吹风中电热丝的电阻 （3）由功率公式可得，正常工作吹热风时100s内电吹风所消耗的电能 W=Pt=572W×100s=5.72×104J 答：（1）正常工作吹冷风时，通过电动机的电流为0.4A； （2）电吹风中电热丝的电阻为100Ω； （3）正常工作吹热风时，100s内电吹风所消耗的电能为5.72×104J。 2．（23-24九年级上·江苏常州·期末）打印笔是具有立体绘画功能的画笔，如图甲所示，通电后笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化；加热电路简化后如图乙所示，电源电压恒为，打印笔工作有高温挡和低温挡两个挡位，高温挡和低温挡的功率之比为，，忽略电阻丝阻值随温度变化，求： （1）处于低温挡时，电路中的电流大小； （2）处于高温挡时，通电，产生的热量； （3）若只要求将高温挡的功率提升，请通过计算说明具体改进措施。 【答案】（1）1A （2）150J （3）再并联一个，且受开关控制；或者将电阻换成阻值为的电阻。 【小问1详解】 由图可知，只闭合开关时，只有R1工作；当闭合开关S1、S2时，两个电阻并联，此时总电阻最小；根据可知，电源电压一定，电阻越小，总功率越大，故当两个开关都闭合时，两个电阻并联，此时总电阻最小，功率最大，是高温挡；当只闭合开关时，只有R1工作，打印笔处于低温挡，电路中的电流 【小问2详解】 开关均闭合时，打印笔处于高温挡，的功率 高温挡和低温挡的功率之比为，即 所以高温挡下，与的功率之比 R2的功率为 处于高温挡时，通电产生的热量 【小问3详解】 高温挡的功率为 只要求将高温挡的功率提升，此时高温挡的功率为 方法一 再并联一个电阻，该电阻的阻值为 再并联一个，且受开关控制。 方法二 将用另外一个电阻替换R2，该电阻的阻值为 将电阻换成阻值为的电阻。 3．（23-24九年级上·江苏南京·期末）如图甲所示，RG是光敏电阻，R是阻值为10kΩ的定值电阻，电源电压U=9V。小芳将量程为0~3V的电压表接入图甲电路，将其改装成照度表。光敏电阻RG的阻值与光的照度（光照越强，照度越大，单位为Lux）关系如图乙所示。 （1）RG的阻值随光照增强而______； （2）为使光照增强时电压表的示数也增大，电压表应并联在______（填字母）两端。当照度为0.8Lux时，电压表的示数为多少V？______ （3）若小芳将电源换为电压可调电源（调节范围为12V﹣15V），且将R换为可调电阻（调节范围为5kΩ~20kΩ），则该装置所能测量的最大照度为多少Lux？ 【答案】（1）变小 （2） ①. R ②. 2 （3）则该装置所能测量的最大照度为1.4Lux 【小问1详解】 由图乙可知，光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小。 【小问2详解】 [1]由图甲可知，两电阻串联，又知道光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小，根据串联分压原理可知当照度增大时，光敏电阻分得的电压变小，由串联电压规律，定值电阻R分得的电压变大，为使光的照度增大时电压表的示数也增大，应将电压表并联在定值电阻R的两端。 [2]对照图乙可得，当照度为0.8Lux时，RG的阻值为35kΩ，此时电路中的总电阻为 电路中的电流为 根据可得电压表示数为 【小问3详解】 因光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小，且电压表的最大示数不变，则换成可调电源和可调电阻后，根据串联分压原理可知，为提高最大照度，应选择较小的电源电压和较小的定值电阻，当电源电压为12V，电阻调至5kΩ时，电压表仍并联在可调电阻的两端，当电压表示数最大为3V时，电路中的电流 RG两端的电压为 根据可得RG的阻值 对照图乙可得，此时能测量的最大照度为1.4Lux。 4．（24-25九年级上·江苏徐州·期末）如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R1=20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω，电压表量程是0~3V。当三个开关S1、S2、S3都闭合时，小灯泡正常发光。求： （1）小灯泡正常发光时的电流； （2）电源电压； （3）当只闭合S1，断开S2、S3，该电路10min内至少消耗的电能。 【答案】（1）0.5A （2）6V （3）540J 【小问1详解】 由电功率公式变形可得小灯泡正常发光时的电流 【小问2详解】 当三个开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡和定值电阻并联，电阻R2被短路，小灯泡正常发光，此时灯泡两端的电压为6V，由并联电路的电压特点可知电源电压 【小问3详解】 当只闭合S1，断开S2、S3，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电压表量程为，由串联电路的分压规律可知，电压表示数最大为3V时，变阻器接入电路的阻值最大，此时电路中的电流最小，由串联电路的电压特点和欧姆定律可知电路中的最小电流 此时电路消耗的电能最少，由电功公式可得则该电路内至少消耗的电能W=UImint=6V×0.15A×10×60s=540J 5．（23-24九年级上·江苏镇江·期末）如图甲所示的弹簧测力计，用刻度尺测得其外壳上全部刻度的长度为10cm，实践小组同学取出该测力计的弹簧，将其安装在如图乙所示的模型电路中，改装成了可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型。滑片P固定在金属拉杆上，ab是长为10cm、阻值为30Ω的电阻丝，其阻值与长度成正比。弹簧处于原长状态时，滑片P位于a端。电源电压恒为9V，电流表量程为，弹簧电阻恒为1Ω，R0为5Ω，其余部分电阻不计，忽略弹簧、拉杆和秤钩的重力及滑片与电阻丝的摩擦。 （1）闭合开关，弹簧处于原长状态时，消耗的功率多大_________？ （2）该装置所能显示的最大拉力是多大_________？ （3）经分析，该模型的设计存在不足，同学们提出了以下两种有效改进措施： 方案一：不改变乙图电路的连接，且其他条件不变，的阻值应不小于_________Ω。 方案二：去掉电流表，用一只量程为的电压表，显示拉力大小。要求拉力F为0时，滑片P位于a端，电压表示数也为0，请按要求将图丙连接完整_________。为使拉力为5N时电压表示数恰为3V，可将R0更换为_________Ω的定值电阻或将电源电压调为__________V。 【答案】 ①. 0.3125W ②. 3.5N ③. 14 ④. ⑤. 59 ⑥. 3.6 【详解】 [1]当弹簧处于原长状态时，滑片P位于a端，此时电路电阻丝全部连入，此时电路中的电流 此时，消耗的功率 [2]由题意可知，当电流表达到0.6A时，拉力最大，此时，金属杆接入电路的电阻 解得 R1=9Ω 电阻丝接入电路的长度为 解得 L=3cm 此时弹簧被拉长 10cm-3cm=7cm 则所能显示的最大拉力为 解得 F=3.5N 方案一：当滑片P位于b端时，电流表的恰为0.6A，则的阻值应不小于 解得 [4][5]方案二：去掉电流表，用一只量程为0~3V的电压表，显示拉力大小。要求拉力F为0时，滑片P位于a端，电压表示数也为0，则电压表并联在金属杆的a端，如图所示 则当电压表示数为3V时，弹簧的拉力为5N，此时金属杆全部连入电路，则电路的电流为 电路的总电阻为 所以 或者将电源电压调为 U总2=I2R总2=0.1A×（1Ω+30Ω+5Ω）=3.6V 6．（24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图所示，电源电压保持3V不变，滑动变阻器标有“”字样，仅闭合开关S2、滑片P处于图示位置时，电压表的示数为2V，电流表的示数为。求： （1）定值电阻R1的阻值； （2）仅闭合开关S2、滑片P处于图示位置时，10s内滑动变阻器R2消耗的电能； （3）仅闭合开关、时，电路的最大电功率。 【答案】（1）10Ω； （2）2J； （3）3.9W 【小问1详解】 由图可知，仅闭合开关S2、与串联，电压表测量两端的电压，电流表测量电路中的电流，由欧姆定律可知，定值电阻R1的阻值 【小问2详解】 仅闭合开关S2、滑片P处于图示位置时，根据串联电路的电压特点可知，两端的电压 10s内滑动变阻器消耗的电能 【小问3详解】 仅闭合开关、时，与并联，此时通过的电流 根据滑动变阻器R的规格可知，通过的最大电流，根据并联电路的电流特点可知，干路中的最大电流 电路的最大电功率 7．（24-25九年级上·江苏苏州·期末）如图所示，灯泡L标有“12V6W”的字样，定值电阻R=10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω。闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡L正常发光。 （1）求电源的电压U电； （2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作1min消耗的电能； （3）滑片P在b端，开关S1拨回2，电压表示数为3V，求此时灯泡L的功率。 【答案】（1）12V （2）54J （3）0.9W 【小问1详解】 当闭合开关S，将开关S1拨至2，滑片P移至a端时，此时电路中只有灯泡L接入电路，且灯泡L正常发光。因为灯泡正常发光时，其两端电压等于额定电压，已知灯泡L标有“12V6W”，所以电源电压 【小问2详解】 当滑片P移至b端，开关S1拨至1，定值电阻R与滑动变阻器R1的最大阻值串联。 定值电阻R=10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为30Ω。 根据串联电路电阻特点，总电阻 此时电路中的电流 因为定值电阻R两端的电压 定值电阻R工作1min消耗的电能 【小问3详解】 滑片P在b端，开关S1拨回2，灯泡L与滑动变阻器R1的最大阻值串联，电压表测灯泡两端的电压UL=3V。 由串联电路电压特点可知，滑动变阻器两端的电压 此时电路中的电流 此时灯泡L的功率 8．（24-25九年级上·江苏扬州·期末）图甲是某电热水壶内部简化电路，由控制电路和加热电路组成，电流鉴别器相当于电流表；加热电路中电源电压为220V，电热丝的阻值为24.2Ω；控制电路电源电压为8V，滑动变阻器（调温电阻）的最大阻值为130Ω；热敏电阻置于热水器内部，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，当电流鉴别器的电流达到50mA时，开关断开，加热电路停止加热。 （1）开关闭合，求加热电路的电功率； （2）当最高控温设置在80℃时，滑动变阻器接入电路中阻值应为多少； （3）当最高控温设置在80℃时，用电热水壶把2kg水从30℃开始加热，不计能量损失，请通过计算判断通电200s时加热电路的状态是“工作”还是“不工作”。[] 【答案】（1）2000W （2）90Ω （3）“工作” 【小问1详解】 由图甲可知，当S2闭合时，电热丝R1工作，此时电功率为 【小问2详解】 由图甲可知，控制电路中R2和RT串联，当最高控温设置在80℃时，由图乙可知，此时RT=70Ω，要满足通过控制电路的电流为50mA，则控制电路的总电阻为 则滑动变阻器R2接入电路的阻值为 【小问3详解】 通电200s时，加热电阻产生的热量为 不计能量损失，这些热量全部被水吸收，则由Q吸=Q放=cmΔt得，水升高的温度为 则水的末温为 由于此时温度低于最高的80℃，则此时加热电路仍然处于工作状态。 9．（24-25九年级上·江苏宿迁·期末）在物理跨学科实践活动课上，小华和同学利用所学的电学知识，设计了电子秤的原理图，如图所示。它利用电压表的示数来表示物体的质量，托盘、轻弹簧上端和金属滑片固定在一起（托盘和弹簧的质量、电阻均不计）。已知电源电压U=3V，电阻R0=10Ω，电阻R1=20Ω，电压表的量程为0~3V。 （1）电路设计： 要使电子秤能正常工作，应将触点1与触点____连接； （2）故障排除： 小华在正确完成电路连接后闭合开关S，改变托盘中物体的质量，发现电压表有示数，但始终不变，发生故障的原因可能是 ； A. R0断路 B. R1短路 C. 电压表短路 D. 金属滑片P处断路 （3）刻度调试： ①调零。在托盘中无物体时使金属滑片P处于R1最上端，此时电压表的示数为零； ②标度。每次向托盘中增加100g的砝码，在电压表指针所指位置的刻度盘上标出相应的质量值。当将1kg的物体放在托盘中，金属滑片P刚好指在距R1上端四分之一处，则“1kg”应标在电压表____V的位置上。该电子秤能测量的最大质量是_______kg，应标在电压表_____V的位置上； （4）发现问题： 小华在标示电子秤刻度时，同组的同学发现电子秤的刻度___（选填“均匀”或“不均匀”）。 【答案】（1）2 （2）D （3） ①. 1 ②. 4 ③. 2 （4）不均匀 【小问1详解】 分析电路可知，R0与R1串联，无论将点“1”与点“2”连接或点“1”与点“3”连接电压表都是测量R1两端电压，而要使电子秤能正常工作（质量大小变化时，使R1连入电路中的电阻变化，从而使电压表的示数变化），应将点“1”与点“2”连接。若点“1”与点“3”连接，当物体质量变化时，R1接入电路中的电阻不变，电压表示数不变，无法完成不同质量的测量。 【小问2详解】 A.分析电路发现，R0与R1串联，电压表测量R1两端的电压，若R0断路，则电压表两接线柱不能与电源两极连通，电压表无示数。故A不符合题意； BC．分析电路发现，R0与R1串联，电压表测量R1两端的电压，若R1短路，则电压表也被短路，此时电压表不能工作，电压表无示数。故BC不符合题意； D．分析电路发现，R0与R1串联，电压表测量R1两端的电压，若金属滑片P处断路，则电压表串联接入电路中，电压表有示数且示数等于电源电压不变，故D符合题意。 故选D。 【小问3详解】 [1][2][3]当将1kg的物体放在托盘中，金属滑片P刚好指在距R1上端处时，连入电阻 电路中的电流为 R1两端的电压即电压表的示数为 将1kg的物体放在托盘中，金属滑片P刚好指在距R1上端处，弹簧的形变量与物体质量成正比，当R1全部接入电路中时该电子秤能测量的质量达到最大为4kg，此时电路中的电流为 R1两端的电压即电压表的示数为 所以应将4kg标在电压表2V的位置上。 【小问4详解】 R1两端的电压即电压表的示数与R1的关系为 可知U1与R1的关系不是成正比的，反映在刻度上是不均匀的。 10．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）如图甲所示，是小华家汽车上自动测定油箱内油量的装置，R是滑动变阻器（规格为“50Ω，1A”），油量表由电流表改装而成，油箱无油时，滑片在一端；油箱装满时，滑片在另一端。小华想知道R′的阻值，她拆下油量表，另外找来电源、滑动变阻器R1、定值电阻R2、电压表、电流表和开关等器材，组成如图乙所示的电路进行测量，调节R1大小，当电流表示数为0.6A时，油量表的指针指向满刻度，继续调节R1大小，得到如下表所示的数据。 求：（1）油量表示数为45L时，电压表的示数是多少？ （2）电阻R2的阻值是多少？ （3）油量表的0刻度对应的电流值是多少？ （4）图甲中电阻R′的阻值是多少？ 电压表示数/V 0.5 1 1.5 2 2.5 3 油量表示数/L 0 10 20 30 45 60 【答案】（1）2.5V；（2）5Ω；（3）0.1A；（4）10Ω 【详解】解：（1）由图乙可知，油量表与滑动变阻器R1、定值电阻R2串联，电压表测量定值电阻R2两端的电压；根据表中数据可知，油量表示数为45L时，电压表的示数是2.5V； （2）根据表格信息可知当油量表有最大读数时，电压表的示数为 U2=3V 此时乙图中的最大电流 Imax=0.6A 根据串联电路电流规律可知通过定值电阻R2的电流 I2=Imax=0.6A 由可得R2的阻值 （3）当油量表的读数为0时，电压表的示数为0.5V，则此时电路电流 （4）由图甲可知，当油箱装满时，滑片P在下端，电路为电阻R′的简单电路，此时电路中的电流 Imax=0.6A 根据有 U= Imax R′① 当油箱无油时，滑片在上端，电阻R′与R的最大值串联，此时电路电流 Imin=0.1A 电源电压不变，根据串联电路电流、电压规律，结合可知有 U= Imin(R′+R)② 联立①②，代入数据解得 R′=10Ω 答：（1）油量表示数为45L时，电压表的示数是2.5V； （2）电阻R2的阻值是5Ω； （3）油量表的0刻度对应的电流值是0.1A； （4）图甲中电阻R′的阻值是10Ω。 11．（22-23九年级上·江苏无锡·期末）综合实践活动小组设计了如图所示“自带电风扇的简易调光灯”的电路。选用装有四节新干电池的电池盒、标有“0.5A”的小灯泡、线圈电阻为2Ω的直流电动机（电风扇）、标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器、电流表、开关、导线等进行实践活动。当只闭合开关S1，将滑动变阻器移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，缓慢移动滑片至最右端，观察到灯泡的亮度不断发生变化。再将滑片移到最左端位置后，同时闭合开关S2，此时电流表示数为1A。 （1）只闭合S1时，小灯泡的额定功率及其功率的变化范围；（灯丝电阻不变） （2）当两个开关都闭合，滑片移到最左端位置，通电1min，电动机消耗的电能和转化的机械能； （3）实际操作中有小组成员发现：当小灯泡和电风扇同时工作时，移动滑动变阻器的滑片，不仅小灯泡亮度发生变化，电风扇转动快慢也发生变化。为了在移动滑片时，只让小灯泡的亮度发生明显变化，你觉得电路设计应如何改进？（在虚线框内画出改进后的电路图） 【答案】（1）3W ，；（2）180J ， 150J；（3） 【详解】解：（1）依题意，电源为四节新干电池，则电源电压,闭合S1，将滑片移到最左端位置，此时小灯泡正常工作，电流为，则小灯泡的额定电功率为 小灯泡的电阻为 移动滑片至最右端，滑动变阻器的阻值为，此时小灯泡的电功率最小，电路的电流为 此时小灯泡的电功率为 因此灯泡功率的变化范围为。 依题意，闭合S1、S2时，将滑片移到最左端位置，滑动变阻器的阻值为0，小灯泡与电风扇并联，此时小灯泡正常工作，电流为，干路的电流为，则通过电风扇的电流为 电动机消耗的电能为 根据焦耳定律，线圈电阻产生的热量为 电动机工作时，将电能转化为机械能和内能，则转化的机械能为 （3）为了在移动滑片时，只让小灯泡的亮度发生明显变化，则要把滑动变阻器只与小灯泡串联，如图所示： 答：（1）只闭合S1时，小灯泡的额定功率为3W，其功率的变化范围； （2）电动机消耗的电能为180J，转化的机械能为150J。 （3）如图所示。 12．（24-25九年级上·江苏苏州·期末）在探究“导体中的电流与电阻关系”的实验中，电源电压调为4.5V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”，定值电阻、、。 （1）小明连接的电路如图甲，电路还差一根导线没有连接，小华指出在连接最后一根导线之前，必须进行的一步操作是______。请用笔画线代替导线，将电路补充完整，要求滑片向左移，电流表示数变大； （2）正确连接电路，闭合开关后发现，无论怎样移动滑片P，电流表的指针几乎不动，电压表指针明显偏转，若仅是导线连接点发生故障，则可能是导线______与的连接点接触不良；（选填“①”“②”或“③”） （3）故障排除后，为完成本实验小明实验操作如下： ①将接入电路，闭合开关调节滑片P，使电流表的示数如图乙所示，电流表示数为______A，记录两电表示数； ②用替换，调节滑片P，使______（选填“电压”或“电流”）表示数不变，并记录两电表示数； ③用替换，闭合开关后发现无论怎样调节滑片P，都无法完成实验。此时，调节滑片P过程中，小明观察发现，电压表示数的最小值为______V； （4）为完成上述③步骤的实验，小明应将电源电压调节到______范围之内。 【答案】（1）断开开关 （2）① （3） ①. 0.3 ②. 电压 ③. 2.5 （4）1.5~2.7 【小问1详解】 实验中为了保护电路，连接电路时，开关要断开，图中开关未断开，因此在连接最后一根导线之前，必须进行的一步操作是断开开关。 【小问2详解】 根据实验，电路是串联的，闭合开关后发现，无论怎样移动滑片P，电流表的指针几乎不动，说明电路发生断路，电压表指针明显偏转，说明电压表串联接在电路中，若仅是导线连接点发生故障，则可能是导线①与的连接点接触不良。 【小问3详解】 [1]乙图中电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，读数为0.3A。 [2]探究电流与电阻关系的实验值，需要保持定值电阻两端电压不变，因此用替换，调节滑片P，使电压表的示数不变。 [3]用替换，当变阻器接入电路中电阻最大为20Ω时，电压表示数最小，此时电路中电阻为 电路电流为 由欧姆定律得，电压表示数的最小值为 【小问4详解】 根据步骤（3）可知，当定值电阻接入电路中时，电路中的电流为0.3A，说明实验中控制定值电阻两端电压为 因此当变阻器接入电路中电阻为0时，电源电压最小，等于定值电阻两端电压为1.5V；当接入R3时，变阻器接入电路中电阻最大时，根据串联分压原理可知，电源电压最大，由串联电路特点与欧姆定律得，电源电压为 则电源电压的变化范围为1.5~2.7V。 13．（24-25九年级上·江苏连云港·期末）下面是探究焦耳定律的实验： （1）实验装置如图，该实验通过观察______来比较电阻产生电热的多少？ （2）若要探究电流对电热的影响，应选择观察______两个实验装置； （3）若观察甲、丙两实验装置，会发现电阻丝______（R1/R3）产生的热量更多，由这一现象可知______（电流/电阻）对电热的影响更大。 【答案】 ①. U形管内的液面高度差 ②. 乙丙 ③. R1 ④. 电流 【详解】（1）[1]如图所示实验装置，容器内密封等质量的空气，电热丝产生热量越多，U形管内的液面高度差越大，故通过观察U形管液面高度差来比较电流通过电阻产生电热的多少。这种探究问题的方法叫转换法。 （2）[2]若观察乙、丙两实验装置可知，R3和R4并联后再与R2串联，根据串联和并联电路电流的规律，通过电阻R2的电流大于通过电阻R3的电流，而通电时间相同 根据控制变量法，这是在探究电流通过导体产生热量多少与电流的关系。 （3）[3][4]观察甲、丙两实验装置可知，甲图容器内R1的电阻阻值是丙图容器中电阻R3阻值的一半；根据串联和并联电路电流的规律，通过R1的电流是通过R3电流的2倍，而甲中U形管液面的高度差要大于丙中U形管的液面的高度差，则R1电阻丝产生的热量更多，这表明电流对电热的影响更大。 14．（24-25九年级上·江苏南通·期末）小明利用图甲“探究电流与电压、电阻的关系”，器材有：可调电压电源（可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一）、5个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω）、滑动变阻器（10Ω，1A）、电压表和电流表。 实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ R/Ω 5 10 15 20 30 I/A （1）小明发现甲图连接电路有一处错误，请在接错的那一根导线上打“×”，用笔画线代替导线画出正确的连接______； （2）改正后，小明设计了实验表格，通过此表格可知其实验目的是探究电流与______的关系； （3）小明将电源电压调为3V，进行（2）中的实验； ①图乙是第2次实验时电流表的示数，读数为______A； ②当其中某个定值电阻接入电路时，无法满足实验条件，这个定值电阻的阻值为______Ω，为了让该电阻也能完成实验，则： a．若仅更换滑动变阻器，其最大阻值______Ω； b．若仅改变定值电阻两端电压的预设值，其范围是______V； （4）小华利用现有器材又做了下面的实验： ①按改正后的图甲连接电路，将电源电压调到某个值，闭合开关，移动滑片使电压表示数为4V； ②保持滑片不动，换接入另一个定值电阻，调节电源电压，在电路安全条件下闭合开关，发现电压表示数恰好为4V； 通过以上实验现象可以推断：此时滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω。 【答案】 ①. ②. 电阻 ③. 0.2 ④. 30 ⑤. 15 ⑥. 2.25~3 ⑦. 2.5 【详解】（1）[1]原电路图中，电压表串联在电路中，电流表并联在电路中是错误的，探究电流与电压、电阻的关系时，电流表应该串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端，如下图所示： 。 （2）[2]由表可知，定值电阻的阻值不断变化，探究电流与电阻关系时，需要控制定值电阻两端的电压不变，改变定值电阻的阻值。 （3）①[3]由图甲可知，电流表的量程是0~0.6A，此时电流表的读数是0.2A。 ②[4][5][6]第2次实验时电流表的示数为0.2A，接入电路中定值电阻的阻值是10Ω，由欧姆定律可知，定值电阻两端的电压 UV=IR=0.2A×10Ω=2V 根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压 U滑=U-UV=3V-2V=1V 当定值电阻为30Ω时，根据分压原理可得 即 解得R滑=15Ω，即所选择滑动变阻器的最大阻值不能小于15Ω，即，因实验中的滑动变阻器最大阻值为10Ω，故当30Ω的定值电阻接入电路时，无法满足实验条件；若仅改变定值电阻两端电压的预设值，当30Ω的定值电阻和滑动变阻器的最大值接入电路中时，电路中的电流 则定值电阻两端的电压 U'=I'R''=0.075A×30Ω=2.25V 电源电压为3V，所以定值电阻两端电压最大可以预设为3V，其范围是2.25~3V。 （4）[7]因为电压表测的是定值电阻两端的电压，根据电压表的示数为4V，可以排除电源电压为1.5V、3.0V， 由题意可知，两次实验中滑动变阻器接入电路的阻值不变， 由串联电路的电压特点可知， 当电源电压为4.5V时，滑动变阻器两端的电压 U滑1=U''-UV'=4.5V-4V=0.5V 由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻与定值电阻的阻值之比 则R1=8R滑''， 当电源电压为6V时，滑动变阻器两端的电压 U滑2=U'''-UV''=6V-4V=2V 由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电路的电阻与定值电阻的阻值之比 则R2=2R滑'''， 则两次实验中定值电阻的阻值之比 由器材中的5个定值电阻的阻值可知，只有5Ω和20Ω满足上述条件，故两次的电源电压分别为4.5V和6V， 则定值电阻R1=20Ω，R2=5Ω， 因此滑动变阻器接入电路的阻值 15．（24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图甲所示，在“探究流过导体的电流与电阻的关系”实验中，电源电压保持不变，由三节新干电池组成，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，三个阻值分别为、、的定值电阻。 （1）连接电路时，开关应处于______状态，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应处于最______端（选填“左”或“右”）； （2）将的电阻接入电路，调节滑片P至适当位置A（未标出），读出电流表的示数为；用的电阻替换的电阻，调节滑片P至位置A的______（选填“左”或“右”）侧，使电压表的示数为______V，并记录电流表的示数； （3）用的电阻替换的电阻，无论怎样调节滑片P，电压表的示数仍无法与上一次相同。要继续完成实验，仅利用现有器材，简单操作即可，其操作是：______； （4）正确操作后，收集数据并画出图像，如图乙所示，直观反映了该实验的结论，则图像的横坐标是______（用符号表示）。 【答案】 ①. 断开 ②. 右 ③. 右 ④. 1.5 ⑤. 将的电阻串联到电路中 ⑥. 【详解】（1）[1][2] 为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应处于阻值最大处，即最右端。 （2）[3][4] 探究流过导体的电流与电阻的关系，应控制电阻两端电压不变，则控制的电压值为 用的电阻替换的电阻，根据串联分压原理，可知电阻两端电压变大，为控制电阻两端电压为1.5V不变，应该增大变阻器阻值，即将滑片向右移，所以调节滑片P至位置A的右侧。 （3）[5] 实验中，电源由三节新干电池组成，所以电源电压为4.5V，所以用的电阻替换的电阻后，根据串联分压原理，则有 解得，而滑动变阻器最大阻值为，所以为继续完成实验，由串联电路的电阻特点可知，需要将的电阻串联到电路中。 （4）[6] 根据欧姆定律可知，电压一定时，电流与电阻成反比，变形则有，可知电压一定时，电流与电阻的倒数成正比，所以图像的横坐标是。 16．（23-24九年级上·江苏常州·期末）小华在“探究电流与电阻的关系”实验时，实验器材有：学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 2A）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关一个、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整，要求：滑片P向右移动时电流表示数变小，导线不交叉；_______ （2）连接好电路闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最_______（选填“左”或“右”）端。闭合开关S，发现电流表有示数，电压表无示数，电路出现的故障可能是_______； （3）排除故障后正确进行实验，根据实验数据得到I-R图像如图乙。图乙中阴影部分面积表示的物理量是_______，本实验中电源电压不得超过_______V； （4）实验之后，小华利用一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器R1设计如图丙的电路，测量额定电压为U0的灯泡正常发光时的电功率。 实验步骤： ①移动滑片P2到b2端，闭合开关S，移动滑片P1到a1端，调节滑片P2使电压表示数为U0； ②移动滑片P1到b1端，读出电压表的示数为U； ③小灯泡的额定功率P额=_______； 若实验中，小明在“②移动滑片P1到b1端，读出电压表的示数为U”时，不小心将滑片P2向右移动少许，其他操作正确，则小灯泡的额定功率P额的测量值_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1） （2） ①. 右 ②. 定值电阻短路 （3） ①. 定值电阻两端的电压 ②. 6 （4） ①. ②. 小于 【小问1详解】 要求滑片P向右移动时电流表示数变小，根据欧姆定律，电源电压不变时，电流变小则电路总电阻变大，所以滑动变阻器接入电路的电阻应变大，因此应将滑动变阻器左下接线柱接入电路。如下图所示 【小问2详解】 [1]连接好电路闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，由滑动变阻器的连接方式可知，应置于最右端。 [2]闭合开关S，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，可能是与电压表并联定值电阻短路，此时电压表被短路，所以无示数。 【小问3详解】 [1]图乙中阴影部分是电流I与电阻R的乘积，根据U = IR，可知阴影部分面积表示的物理量是定值电阻两端的电压。 [2]探究电流与电阻的关系时，要控制定值电阻两端电压不变。从图乙可知，当定值电阻的阻值为15Ω时，对应的电流为0.2A，则定值电阻两端电压 为了能完成实验，当接入最大定值电阻20Ω时，滑动变阻器才能用到最大阻值20Ω，根据串联电路分压原理有 解得U电=6V，即本实验中电源电压不得超过6V。 【小问4详解】 [1]如图为串联电路，移动滑片P2到b2端，闭合开关S，移动滑片P1到a1端，电压表测量灯泡电压，调节滑片P2使电压表的示数为U0，此时灯泡正常发光；移动滑片P1到b1端，电压表测量灯泡和R1两端电压，读出电压表的示数为U，此时R1两端电压为 根据欧姆定律，此时电路电流为 小灯泡的额定功率 [2]移动滑片P1到b1端，读出电压表的示数为U时，不小心将滑片P2向右移动少许，R2接入电路的电阻变大。由串联电路分压原理可知，R2两端电压变大，那么灯泡与R1两端的总电压变小。从可看出，U变小，这样会导致结果变小。 17．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）如图甲所示，小明探究通过导体的电流与电阻的关系。实验器材有：电压可调节的学生电源、电阻箱、不同规格的滑动变阻器多个、电流表、电压表、开关、导线等。实验过程如下： （1）连接电路时，开关处于______状态； （2）小明将电源电压调至，调节电阻箱阻值，测得对应的电流，根据实验数据，绘制图像如图乙中曲线B所示，推断实验中选用的滑动变阻器可能是________； A. ， B. ， C. ， D. ， （3）上述实验中，小明将电阻箱阻值调至时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表示数达到（2）中实验要求的电压，若想继续实验，下列操作中不可行的是________； A. 串联一个的定值电阻 B. 串联一个的定值电阻 C. 换最大阻值更大的滑动变阻器 D. 调大电源电压 （4）小红根据实验的数据，绘制的图像如图乙中曲线A，分析图像A可知，导致小红错误的原因可能是______。 【答案】（1）断开 （2）B （3）D （4）调节电阻箱后，没有移动滑动变阻器的滑片使电阻箱两端电压相等，就读出了电流表的示数 【小问1详解】 连接电路时，为保护电路，开关处于断开状态。 【小问2详解】 由图像B可知，多次实验，电压与电流的乘积不变，可以得出结论：在电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；当电路电路最小为0.15A时，电路总电阻为 此时电阻箱电阻为20Ω，则滑动变阻器连入电路的阻值为 即滑动变阻器最小电阻为20Ω；由图像可知，电路电流最大为0.6A，所以实验中选用的滑动变阻器可能是，，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【小问3详解】 由图乙中曲线B实验数据可知，电阻箱两端的电压保持 0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=0.2A×15Ω=3V 不变。若保持电源电压不变，滑动变阻器电压为 ABC．滑动变阻器电压与电阻箱电压相等，根据串联分压原理，当电阻箱阻值调至时，滑动变阻器连入电路的阻值为50Ω，因此为了继续实验，可以换用最大阻值更大的滑动变阻器，或者串联一个定值电阻，其阻值的最小值为50Ω-30Ω=20Ω 最大值为50Ω，故ABC可行，不符合题意； 若改变电源电压，当电阻箱最大为50Ω且变阻器接入电路阻值最大时，电源电压最大，由分压原理可得 所以电源电压最大值为 因此为继续实验，应将电源电压调小，故D不可行，符合题意。 故选D。 【小问4详解】 探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变。根据图乙图像A可知，几次实验电阻箱两端的电压不相等，可能是小红调节电阻箱后，没有移动滑动变阻器的滑片使电阻箱两端电压相等，就读出了电流表的示数。 18．（23-24九年级上·江苏南通·期末）为测量标有“”字样的小灯泡正常发光时的电阻，小明设计了如图甲所示电路。 （1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整，使滑片向右移动时，小灯泡变亮________。 （2）闭合开关，发现小灯泡几乎不亮，电流表、电压表示数均较小，接下来的操作是________。当电压表示数为时，电流表示数如图乙所示，为________A，此时小灯泡的电阻为______Ω（保留1位小数）。 （3）高性能混凝土广泛应用于现代建筑中，导电性能也是其重要的参数。小明想要测量一段浇铸好的混凝土管阻值，进行了如下操作：将混凝土管替换灯泡接入甲电路，测量时发现电流表示数始终小于分度值。于是，找来一个智能恒流源，能够输出大小恒定为的电流，按照如图丙设计的电路，连接电路，测量混凝土管的阻值。改变电阻箱阻值，记录电流表对应的示数，得到多组数据，画出的图像如图丁所示。当调大电阻箱的阻值，通过混凝土管的电流将________，根据图像可知，________，混凝土管的阻值为________。 【答案】（1） （2） ①. 将滑动变阻器的滑片向右移动 ②. 0.3 ③. 8.3 （3） ①. 变大 ②. 0.5 ③. 750 【小问1详解】 由题意知，滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变亮，说明电路中的电流变大，滑动变阻器接入的电阻变小，由此可知滑动变阻器右下接线柱接入电路，如图所示： 【小问2详解】 [1]闭合开关，小灯泡几乎不亮，电流表、电压表数据均较小，说明电路通路，电路中电流较小，小灯泡的实际功率较小，为了使小灯泡正常发光，应减小滑动变阻器接入的阻值，故滑动变阻器的滑片向右移动。 [2][3]当电压表示数为2.5V时，电路表的示数如图乙，电压表的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，电流I=0.3A，小灯泡的电阻 【小问3详解】 [1][2][3]图丙中电路的总电流恒定，待测电阻与电阻箱并联，所以两支路的电压相等且固定，当电阻箱的阻值调大时，由欧姆定律可知，电阻箱支路的电流变小，干路电流不变，由并联电路中电流的特点可知，的电流就变大；由图像丁可知，当电阻箱断开时，，所以I0=0.5A，当，即电阻箱阻值R0=500Ω时，即电流表的示数I=0.2A，所以此时电阻箱所在支路的电路电流I'=I0-I=0.5A-0.2A=0.3A 由并联电路电压相等得 19．（23-24九年级上·江苏南通·期末）探究“电流与电阻关系”的实验中，有电源（电压6V）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1A）、电阻箱R、开关及导线若干。 （1）请用笔画线将甲图电路补充完整。_______ （2）连接电路时，开关应该_______，正确连接电路闭合开关后，发现两电表示数均为零，于是将一根完好的导线一端接在电源正极，另一端依次接在开关的E、F及滑动变阻器的A、C接线柱上，发现只有接在C接线柱上时，两电表有示数，则故障原因可能是__________。 （3）排除故障以后，将实验数据记录在表中（不代表操作顺序），其中当R＝20Ω时，电流表示数如图乙所示，则此时的电流值为________A；分析表中数据发现，有一组数据有明显的错误，原因是有一次在阻值为_______Ω的电阻完成后没有移动滑动变阻器所致；修正数据后，根据所测得的数据得到结论：在电压一定时，电流与电阻成_____比。 R/Ω 10 20 30 40 I/A 0.40 0.12 0.10 （4）若依次调节电阻箱的阻值为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω进行实验，其余连接均不变，若调节电阻两端的电压保持3V不变，当用25Ω的电阻进行实验时，发现电压表的示数始终不能调到3V，为了能完成所有实验，小明想了三种不同的方案。 方案一：只调整电压表示数为3.5V； 方案二：只调整电源输出电压为7V； 方案三：只更换滑动变阻器为40Ω 1A。 其中能解决的问题的是方案_____。 【答案】（1） （2） ①. 断开 ②. 滑动变阻器断路 （3） ①. 0.2 ②. 30 ③. 反 （4）三 【小问1详解】 将电压表和电阻箱并联，电流表串联在电路中。如图所示： 【小问2详解】 [1]连接电路时，为了保护电路，开关应该断开。 [2]闭合开关，两电表示数都为0，电路可能断路，用一条导线检查电路故障，将该导线的导线一端接在电源正极，另一端依次接在开关的E、F及滑动变阻器的A、C接线柱上，发现只有接在C接线柱上时，两电表有示数，说明EF、ED、EA之外的电路有断路，当接到C接线柱上时，两电表都有示数，则正接线柱与C接线柱之外的电路为通路，由此可以判断故障是滑动变阻器断路。 【小问3详解】 [1]由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.2A。 [2][3]电压表的示数分别为， ， 由此可见，当电阻为30Ω时，电压表的示数没有保持3V不变，该数据错误。根据所测得的数据得到结论为：在电压一定时，电流与电阻成反比。 【小问4详解】 当用25Ω的电阻的进行实验时，发现电压表的示数始终不能调到3V，说明滑动变阻器的最大阻值偏小；根据串联分压可知，即，解得 应将定值电阻两端电压调整为3.6V以上，故方案一不可行； 根据串联分压可知，为了能够完成实验，则 解得，应将电源电压调整为5N以下，故方案二不可行； 根据串联分压可知，为了能够完成实验， 则，解得R滑＝30Ω，所以滑动变阻器阻值应大于30Ω，因变阻器的最大电阻为40Ω，实验能完成，故方案三可行。 20．（24-25九年级上·江苏泰州·期末）小红用如图甲所示电路“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”，电源（6V），滑动变阻器（，1A）。 （1）连接电路时，开关应处于______状态。请依据图甲将图乙实物电路连接完整________（要求滑动变阻器滑片向左移动时电流表示数变大）； （2）闭合开关，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，电流表指针不偏转，电压表指针有明显偏转且保持不变，已知导线及各接线柱连接完好，则电路中可能出现的故障是______； （3）实验时小红设计并记录了表格如下，其中第______次实验数据一定不是这次做实验得到的，理由是______。修正后，通过分析表格中有效的数据，可得结论：______。 实验次数 1 2 3 4 5 U/V 1 1.5 2 2.5 3 I/A 0.10 0.15 0.20 0.25 0.3 （4）接下来探究电流与电阻的关系，先用的定值电阻进行实验，闭合开关S，调节滑片P到合适位置，电流表示为0.4A，并记录电压表示数。再将的定值电阻依次更换为、、继续探究，移动滑片P，直到电压表示数每次均为______V，并记录数据； （5）小红还想使用的电阻继续完成第5次实验，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表的示数与之前相同，为了让前4次数据有效利用，下列方案可行的有______（填字母）。 A. 将定值电阻两端电压改为3V B. 电源改为3节干电池的串联 C. 在电流表附近串联一个的定值电阻 【答案】（1） ①. 断开 ②. （2）电阻R断路 （3） ①. 1 ②. 见解析 ③. 见解析 （4）2 （5）B 【小问1详解】 [1]为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。 [2]滑动变阻器滑到最左端移动时电流表示数变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联在电路中，如下图： 【小问2详解】 电路连接正确后闭合开关，发现电流表无示数，说明电路是断路，电压表指针有明显偏转且保持不变，说明电压表并联的电路断路，即电阻R断路。 【小问3详解】 [1][2]由表中第1组数据知道，当定值电阻两端电压为1.0V时，通过定值电阻的电流为0.1A，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为 根据串联电路电流特点结合欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的阻值为 故第1次实验数据一定不是通过做实验得到的。 [3]去掉第1组数据，由剩余表中数据可知，当定值电阻两端增大为原来的几倍，通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍。故可得结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 【小问4详解】 接下来探究电流与电阻的关系，先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关S，调节滑片P到合适位置，电流表示数为0.4A，则定值电阻两端电压为 研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，因此再将5Ω的定值电阻依次更换为10Ω、15Ω、20Ω继续探究，移动滑片P，直到电压表示数每次均为2V，并记录数据。 【小问5详解】 A．控制定值电阻两端电压由2V改为3V，虽然此时滑动变阻器分得的电压减小，当30Ω的电阻接入电路中时滑动变阻器接入电路的阻值减小，但该方案改变了定值电阻两端的电压，前4次数据都需重新测量，故A方案不正确； B．将电源更换为3节干电池，即4.5V，定值电阻两端的电压是2V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压 滑动变阻器分得的电压为电压表示数的 根据分压原理，当接入30Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为 没有超过滑动变阻器的最大阻值，可以完成实验，故B方案正确； C．为了能完成这次实验，滑动变阻器的最小电阻为 即 解得滑动变阻器的最大电阻为，需在电路中再串联一个定值电阻的阻值为 故C方案不正确； 故选B。 21．（24-25九年级上·江苏镇江·期末）某小组同学在进行“伏安法”测电阻实验时，连接了如图甲所示的电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，多次测量并记录实验数据。小组同学将第一次实验测得的数据绘制成图乙中的a、b、c，发现电压表未调零。将电压表调零后，重做实验，第二次测量数据如图乙中的A、B、C。 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至最______（选填“左”或“右”）端。图丙是该小组在一次测量中的电流表指针位置，其示数为______A； （2）分析图乙中的第二次测量数据，待测电阻的阻值是______（结果保留一位小数）； （3）小组同学讨论发现，利用第一次的测量数据，能求出第一次实验中电压表接入电路前指针所指的刻度值，也能求出被测电阻的阻值。分析图乙，写出第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值______，并说明理由______； （4）小南设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡L正常工作时的电阻，已知电源电压恒定，定值电阻阻值为，小灯泡正常工作时的电压为，实验步骤如下： ①将开关S拨到触点1，调节滑片P，使电流表的示数为______； ②保持滑动变阻器的滑片位置不动，再将开关S拨到触点2，读出电流表的示数为I； ③根据实验数据，计算出小灯泡正常工作时的电阻______。（用、和I表示） 【答案】（1） ①. 右 ②. 0.3 （2）4.9 （3） ①. 0.5V ②. 电路中的电流为0时，电压表的示数为0.5V （4） ①. ②. 【小问1详解】 [1]闭合开关前，为了保护电路，应将滑动变阻器的滑片位于阻值最大处，即最右端。 [2]由图丙可知，电流表使用的小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A。 【小问2详解】 分析乙图中的第二次测量数据，由可知，待测电阻两端的电压为1.5V时，流过电阻的电流为0.3A，此时待测电阻的阻值为 待测电阻两端的电压为2.0V时，流过的电流为0.4A，此时测待测电阻的阻值为 待测电阻两端的电压为2.9V时，流过的电流为0.6A，此时测待测电阻的阻值为所以待测电阻的阻值为 所以待测电阻的阻值为 【小问3详解】 [1][2]由图乙可知，第一次实验电压表接入电路前指针所指的刻度值为0.5V，理由是abc三点的连线，与从坐标相交于0.5V，即电路中的电流为0时，电压表的示数为0.5V。 【小问4详解】 [1][2]将开关S拨到触点1，灯与定值电阻并联后再与变阻器串联，电流表测定值电阻的电流，调节滑片P使电流表的示数为，因并联电路中各支路电压相同，因此此时灯泡是正常发光的。保持滑动变阻器的滑片位置不动，再将开关S拨到触点2，电路的连接关系没有改变，各电阻大小和通过的电流没有改变，电流表测灯与定值电阻的电流，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流 由欧姆定律可得出灯泡正常发光时的电阻为 22．（24-25九年级上·江苏常州·期末）某物理实验小组在“测量小灯泡的功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V。 （1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是______； （2）三次实验记录如表，在完成第①次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向______（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W； 实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡亮暗情况 ① 1.4 0.20 028 较暗 ② 2.5 正常发光 ③ 2.8 0.30 0.84 很亮 （3）另一组的同学设计了如图丙所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下： ①只闭合开关S、S1，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额； ②只闭合开关S、S2，调节______，使______； ③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额＝______（用U额、U1、U2、R0表示）。 【答案】 ①. 变阻器接入阻值太大，灯泡实际功率太小 ②. B ③. 0.7 ④. R2的滑片 ⑤. 使电压表示数仍为U额 ⑥. 【详解】（1）[1]所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小。 （2）[2]灯在额定电压下正常发光，由表中数据可知第1次实验中，灯泡两端的电压为1.4V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。 [3]图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，则小灯泡的额定功率是 P灯=U灯I灯=2.5V×0.28A=0.7W （3）根据①可知，变阻器R1与灯串联，电压表则灯的电压，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额，灯泡正常发光，根据可知，求出小灯泡灯正常发光时的电阻即可。可根据等效替代法求灯泡灯正常发光时的电阻：通过开关的转换，使两变阻器串联（R1的滑片位置不动），电压表测R2的电压，通过移动R2的滑片，使电压表示数仍为U额时，R2连入电路中的电阻大小等于小灯泡灯正常发光时的电阻的大小；在③中，根据串联电路的电压规律以及分压原理可以求出R2连入电路中的电阻大小即小灯泡灯正常发光时的电阻的大小，故可求出小灯泡额定功率。 ②[4][5]只闭合开关S、S2，调节R2的滑片，使使电压表示数仍为U额。 ③[6]保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，则R1的最大电阻R0与R2串联，电压表测R2的电压，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，电路为R2的简单电路，记下电压表的示数U2，即电源电压，根据串联电路电压的规律，则两变阻器串联时，则最大电阻R0 的电压为 U0=U2-U1 根据分压原理有 故有 即小灯泡正常发光电阻，故小灯泡的额定功率为 23．（24-25九年级上·江苏泰州·期末）两个小组利用图甲电路图做实验，提供的器材有：学生电源、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）、规格为“45Ω、”的滑动变阻器R、开关、导线若干。 （1）小组一探究“电流与电压的关系”，电源电压调为5V且不变 ①连接电路时，应将开关________；将5Ω的电阻接入电路，正确操作后，发现电压表无示数，电流表有示数，造成这一现象的原因可能是________。 ②调整电路后闭合开关，移动滑片，使两端电压由1V逐渐增大到1.5V、2V、3V，读出对应的电流值，做出U-I图线如乙图所示，由此得到的结论是________。实验中改变两端电压多次实验的目的是________。 （2）小组二探究“电流与电阻的关系”，电源电压调为15V且不变。 ①将15Ω的定值电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为5V，记下相应的电流值。将阻值用10Ω替换15Ω，闭合开关，此时电压表示数________于5V。 ②正确操作实验中，当接入10Ω电阻时，滑动变阻器的功率和该电阻的功率之比为，若接入15Ω电阻时，该比值为，则________（选填“＞”“=”或“＜”） ③为了更好地得出结论，充分利用上述电阻组合连接成串联电路，要求保持电压表示数为5V，则最多可以完成________次不同阻值下的实验。（包含①中两次实验） ④若定值电阻两端的预设电压为2V，利用R分压，将5Ω、10Ω、15Ω三个电阻分别接入电路完成三次实验，电源电压可调的范围值是________。 【答案】（1） ①. 断开 ②. 短路 ③. 见解析 ④. 见解析 （2） ①. 小 ②. = ③. 4 ④. 2V~8V 【小问1详解】 ①[1]为了保护电路，连接电路时，开关要断开。 [2]将5Ω的电阻接入电路，正确操作后，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，可能与电压表并联的地方短路，即造成这一现象的原因可能是R0短路。 ②[3]由乙图可知，R0的U-I图线是过原点的一条直线，则可得出的结论是：在电阻一定时，电流与电压成正比。 [4]通过改变R0 两端的电压进行多次实验，是为了得到不同的电流值，以便于绘制出 U-I图线，使实验结论更具有普遍性。 【小问2详解】 ①[1]将15Ω的定值电阻接入电路，检查无误后闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为5V，仅将R0阻值用10Ω替换15Ω，即R0阻值变小，根据串联分压原理可，R0两端的电压变小，即电压表的示数变小。 ②[2]由①可知，电压表的示数为5V，即探究“电流与电阻的关系”实验，可知定值电阻两端的电压为5V，则滑动变阻器两端的电压为 当接入10Ω电阻时，电流中的电流为 此时滑动变阻器和10Ω电阻的功率分别为 则滑动变阻器的功率和该电阻的功率之比为 当接入15Ω电阻时，电流中的电流为 此时滑动变阻器和15Ω电阻的功率分别为 则滑动变阻器的功率和该电阻的功率之比为 即k1=k2。 ③[3]滑动变阻器的最大阻值为45Ω，且保持电压表示数为5V，根据串联电路分压原理可知 则定值电阻的最大阻值为 充分利用上述电阻组合连接成串联电路，能完成实验的有5Ω、10Ω、15Ω及 5Ω+10Ω=15Ω 5Ω+15Ω=20Ω 所以，最多可以完成4次不同阻值下的实验。 ④[4]设该可调电压电源，电压最小值为Umin， 最大值为Umax， 要保证预设电压表示数为2V不变，可知假设该电源电压最小为2V，滑动变阻器接入电路的阻值为0，则定值电阻两端的电压就等于电源电压，符合题意，实验可以正常进行，电压不能再小了，小于2V，就不能保证预设电压表示数为2V，综上所述，该电源电压最小为2V； 滑动变阻器的最大阻值为45Ω，定值电阻两端的预设电压为2V，根据串联电路分压原理可知，当15Ω定值电阻和滑动变阻器最大电阻接入电路时，电源电压最大，则 即 解得Umax=8V。综上所述，电源电压可调的范围值是2V~8V。 24．如图，是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中R1、R2为阻值相同的电热丝，该电热水壶有高温、中温、低温三挡，分别对应甲、乙、丙、丁四种连接方式中的一种。 （1）高温挡对应的是图_________的连接方式； （2）若该热水壶标注的中温挡功率为500W，试据此求出R1的阻值_________； （3）若仅将该电热水壶接入家庭电路，用高温挡烧水时，电能表指示灯6分钟内闪烁了128次，如图戊，试通过计算说明该水壶高温挡的功率有没有“虚标”_________? 【答案】 ①. 丁图 ②. 96.8 ③. 该水壶高温挡的功率有“虚标” 【详解】解：（1）[1]当甲图中，电路处于断路状态；乙图中，两电阻串联，电路中电阻最大，电功率最小，为低温挡；丙图中，只有R1工作，电路中电阻较大，电路电功率较小，为中温挡；丁图中，两电阻并联，电路电阻最小，电功率最大，为高温挡。 （2）当R1独自工作时，电路为中温挡，R1的电阻为 （3）中温挡时，R1独自工作时；高温挡时，R1、R2并联，则R1、R2电压相等，R1、R2阻值相同，则R1、R2的电功率相同，水壶高温挡的额定功率为 1600imp/（kW•h），是指每消耗1kW•h的电能，电能表指示灯闪烁了1600次，指示灯闪烁128次，电热水壶消耗的电能 电热水壶的实际功率 说明该水壶高温挡的功率有“虚标”。 答：（1）丁图连接方式电热水壶处于高温挡， （2）R1的阻值是96.8Ω； （3）该水壶高温挡的功率有“虚标” 25．小明家一款新型电烤箱铭牌上的部分参数如表所示，其简化电路如图甲所示，R1、R2均为电热丝（阻值不随温度变化）。求： （1）该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流？ （2）电热丝 R2的阻值？ （3）傍晚用电高峰期，小明想测量电烤箱在工作时的实际功率，于是他断开了家中其他用电器，仅让电烤箱在加热状态下工作，1min内如图乙所示的电能表转盘转了50r，则电烤箱的实际功率是多少？ 【答案】（1）0.5A； （2）44Ω； （3）1000W 【小问1详解】 已由图可知，保温功率是110W，该电烤箱在额定保温功率下工作时的电流为 【小问2详解】 据图可知，开关S闭合，开关S1接a时，电路为两电阻并联；开关S闭合，开关S1接b时，电路为R1的简单电路，根据串并联电阻规律可知，并联电阻比两电阻任意一个电阻都小，根据可知，开关S闭合，开关S1接a时，处于加热挡；开关S闭合，开关S1接b时，电路处于保温挡，则电热丝 R2的电功率为 电热丝 R2的阻值为 【小问3详解】 1min内如图乙所示的电能表转盘转了50r，电烤箱实际消耗的电能为 则电烤箱的实际功率是 26．如图甲所示，为小明家安装的全屋“零冷水”系统结构简图。太阳能热水器作为主热水器，水箱容积为，当恒温控制中心检测到热水管中的水温低于设置温度时，启动循环泵，点燃燃气，辅助加热，以满足设置的水温条件；当热水管中水温高于设置温度时，可以通过调节水龙头，补充冷水，确保使用水满足设置温度；在无人用水时，恒温控制中心会启动循环泵，用的力推动管中的水以的速度按图中箭头方向循环，保证热水管中水温维持在设定温度，做到全屋热水即开即用。已知；。 （1）小明家无人用水时，循环泵每小时推动水流做功多少焦耳？ （2）如图乙所示，为恒温控制中心测温原理简图。当热水管中热水流过时，微电脑读取两端的电压信息，即可感知热水温度，从而控制燃气辅热以及循环泵的工作情况．已知电源电压为，的阻值随温度的变化关系图像如图丙所示，微电脑正常工作的电压范围为，为了能确保读取的水温范围，则的阻值范围是多少？ （3）某日晚，“零冷水”系统水箱装满水，显示器如图丁所示，则水箱中的热水降低到设置水温，可以释放多少热量？若小明家晚上洗漱共需要设置温度下的热水，为保证热水供应，除了热水释放的上述热量外，需要消耗多少升的燃气？（不计热量的损失，燃气热水器的加热效率为，燃气的热值） 【答案】（1） （2） （3） 【小问1详解】 小明家无人用水时，循环泵的功率为 每小时推动水流做功 【小问2详解】 由图丙可知，温度为10℃时R1的阻值为30×103Ω，温度为80℃时R1的阻值为15×103Ω，由串联电路的特点和欧姆定律可知，当R1的阻值为较大值时，电路中电流较小，当R2的阻值为较小值时，R2两端的电压较低，由题意可知，此时R2两端的电压为3V，则R1两端的电压 此时电路中电流 R2阻值的最小值 当R1的阻值为较小值时，电路中电流较大，当R2的阻值为较大值时，R2两端的电压较高，由题意可知，此时R2两端的电压为6V，则R1两端的电压 此时电路中的电流 R2阻值的最大值 则R2的阻值范围是 【小问3详解】 水箱装满水时水的质量为 由表中数据可知，水箱中的热水降低到设置水温时，下降的温度 此时水放出的热量为 110L水的质量 此时水吸收的热量 则燃气热水器需要提供的热量 燃气完全燃烧放出的热量 由可知，需要消耗天然气的体积 27．如图甲是某品牌电吹风机，吹风机工作时高速电机在手柄下段吸入气体，从环形出风口高速吹出，同时带动后面及周围的倍增气流向前流动，其相关参数见下表。（ρ空气＝1.3kg/m3）。 相关参数 额定电压 220V 最大功率 1600W 电动机功率 200W 电动机转速 1.1×105r/min 电动机吸入最大气流 14L/S 出风口最大气流 40L/S （1）下列关于该品牌电吹风机说法不正确的是 　 　； A. 吹热风时将电能转化为内能和机械能 B. 电热丝和电动机之间是并联的 C. 外壳复合材料具有绝缘性好的特点 D. 单独以最大功率工作3min，可使标有2000imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁9600次 （2）该电吹风等效电路如图乙，R为定值加热电阻，电动机的功率为200W，则电阻R的阻值为多少？（保留一位小数） （3）实际电路中，图乙中的S2是利用脉宽调制（PWM）方式工作的自动控制开关，即开关通过“占空比”来调节所在支路的平均功率，“占空比”是指一定时间内通电时间和总时间之比，原理示意图如图丙所示，则平均功率P与最大功率PM和占空比的关系式为P＝ ___________；当电机用最大气流吸入时，若加热电阻R工作时产生的热量全部被吸入的空气吸收，且控制开关S2的占空比η为0.78，则每秒最多能使吸入的空气温度升高多少℃_____。[c空气＝1.0×103J/（kg•℃），室温为20℃] 【答案】（1）D （2）34.6Ω （3） ①. ②. 60℃ 【小问1详解】 A．吹热风时将电能转化为内能和机械能，故A正确，不符合题意； B．由题意知道，电热丝和电动机能够独立工作，它们之间是并联的，故B正确，不符合题意； C．外壳复合材料具有绝缘性好的特点，故C正确，不符合题意； D．单独以最大功率工作3min，消耗的电能 可使标有2000imp/（kW•h）的电能表指示灯闪烁的次数 故D错误，符合题意。 故选D。 【小问2详解】 该电吹风等效电路如图乙，两开关均闭合时，定值电阻和电动机并联。R为定值加热电阻，电动机的功率为200W，电阻R的功率 由知道，R阻值为 【小问3详解】 [1]根据题意知道，平均功率P与最大功率PM和占空比关系式 [2]加热电阻R的功率为1400W，占空比为0.78，因此实际功率为 每秒产生的热量为1092J。空气的比热容c空气＝1.0×103J/（kg•℃）。每秒吸入的空气体积为14L，即0.014m3，空气质量为 由知道，空气温度升高 28．额定电压为220V的某型号电加热器有高、低温两挡，内部电路由发热电阻R1、R2和开关S1组成，其中R1=44Ω。 （1）在不拆解内部电路的情况下，小明用图甲电路对其进行测试：先闭合S，电流表的示数为1A，再闭合S1，电流表的示数变为5A，则R2=______Ω； （2）小明又增加了一个单刀双掷开关S2，利用原有元件对该电加热器的内部电路改装，改装后的电路如图乙，要使改装后的电加热器处于高温挡，开关S1和S2的状态应分别是______，改装后高温挡的功率提升______%；将改装后的电加热器接入电路，高温挡工作10min消耗的电能为多少焦耳？（ ） 【答案】 ①. 176 ②. S1闭合、S2拨到b ③. 25 ④. 8.25×105J 【详解】（1）[1]若R1单独接入电路中，则电路中的电流 因先闭合开关S时电流表的示数为1A（低温挡），再闭合S1时电流表的示数变为5A（高温挡），所以，高温挡时电路为R1的简单电路，低温挡时，电路中的电流较小（为1A），由欧姆定律可知此时电路的总电阻较大，则此时电路是R1与R2串联，由以上分析可知，该电加热器的内部电路如下图所示： 低温挡时R1与R2串联，电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值 R2=R-R1=220Ω-44Ω=176Ω （2）[2][3]由乙图可知，开关S1闭合且S2接b时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，由可知总功率最大，电加热器处于高温挡；开关S1断开且S2接a时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，由可知总功率最小，电加热器处于低温挡，因并联电路中各支路两端的电压相等，且电路的总功率等于各用电器功率之和，所以，改装后的高温挡功率 改装前的高温挡功率 P高=UI1=220V×5A=1100W 改装后高温挡的功率提升 [4]改装后的电加热器接入电路且高温挡正常工作10min,消耗的电能为 W=P′高t=1375W×10×60s=8.25×105J 29．探究“电流与电压的关系”实验中，已知电源电压恒为4.5V，滑动变阻器规格为“40Ω1A”，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～3V”。 （1）如图甲，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最______（选填“左”或“右”）端； （2）实验前，电流表指针如图乙，其原因是______； （3）排除故障后，调节滑片P，测出通过定值电阻R的电流和对应的电压值，绘制出I—U图象（图丙a）；接着将电阻换成小灯泡，重复上述过程，绘制出I—U图象（图丙b），则图像中三处电阻、、中最小的是______； （4）实验完成后，用该装置探究“电流与电阻的关系”，可供选择的电阻分别为4Ω，8Ω、12Ω、16Ω和20Ω； ①将4Ω电阻连入电路，闭合开关，适当调节滑片P，读出电流表的示数I1为0.4A，记录数据； ②断开开关，将4Ω电阻换成8Ω电阻接入电路，正确操作后，读出电流表示数I2为______A，记录数据，此时变阻器接入电路中的电阻是______Ω； ③······； ④若分别将五个电阻单独换入电路都能完成实验，控制不变的电压值应该不低于______V，不高于______V。 【答案】 ①. 左 ②. 电流表没有调零 ③. ④. 0.2 ⑤. 14.5 ⑥. 1.5 ⑦. 2.4 【详解】（1）[1]闭合开关前，为了各元件安全，滑动变阻器应位于阻值最大处，即滑片应移到最左端。 （2）[2]闭合开关前，发现电流表指针如图乙，原因是电流表没有调零。 （3）[3]由图丙可知，a图线是定值电阻的图象，所以B点电阻与a、b相交处电阻相等，由b图线可知，灯泡两端的电压变大时，电流变大，但电压增大比电流增大得更快，根据欧姆定律可知，灯泡的电阻增大，所以 即 所以图像中三处电阻、、中最小的是。 （4）②[4][5]探究电流与电阻的关系的实验中，要控制定值电阻两端的电压不变，由题意可知，定值电阻两端的电压为 此时电路中的电流 变阻器两端的电压 变阻器接入电路的电阻 ④[6][7]由电流表量程为“0～0.6A”可知，电路中的最大电流为0.6A，定值电阻接4Ω时，其两端的电压 所控制的电压不能超过2.4V，小于3V，符合题意；当滑动变阻器移到最大阻值，定值电阻接20Ω时，此时电路中的电流最小，最小电流 此时定值电阻两端的电压 此时所控制的电压为1.5V，当控制电压小于1.5V时，接20Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片无法使电压表的示数达到所控制的电压，所以所控制的电压最小不能小于1.5V，最大不能超过2.4V。 30．小明利用如图甲所示的电路探究“电流与电压、电阻的关系”，可供选择的器材有；电源（5V保持不变），电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器R0（20Ω 1.0A）、导线若干； （1）连接电路时应 _____开关，闭合开关前，将滑动变阻器滑片P移到最 _____端； （2）在探究“电流与电压的关系”时，小明将电阻箱的阻值调至10Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，记下几组电压值U1、U2、U3和对应的电流值I1、I2、I3。下列对数据的处理方法正确的是 _____； ①计算对应电压与电流的比值，看比值是否为某一定值 ②在坐标系中画出电流与电压的关系图像，看图像是否符合某函数特点 ③分别求出U1∶U2∶U3和I1∶I2∶I3，看两者是否近似相等 A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③均可 （3）在探究“电流与电阻的关系”实验时，小明先将电阻箱的阻值调至30Ω。闭合开关，调节滑片使电压表示数为U0，记录I和R的数据，再将电阻箱调至其它阻值继续实验，并根据测量的数据描绘I﹣R﹣1数据点，如图乙所示，检查图乙数据点时，小明发现有一个点描绘错误，该点是由于将电阻由 _____Ω变换为错误数据点对应电阻时，未调节滑动变阻器就读取电流而造成的。剔除该错误点可得出：电压一定时，电流与电阻成 _____。实验时，小明控制电阻箱两端的电压为 _____V。 【答案】 ①. 断开 ②. 右 ③. D ④. 15 ⑤. 反比 ⑥. 3 【详解】（1）[1]连接电路时，为保护电路，开关要断开。 [2]闭合开关前，为保护电路，应使闭合电路后，电路中电流最小，根据欧姆定律知，应将变阻器滑片P移到阻值最大处的右端。 （2）[3]要探究“电流与电压的关系”，即寻找电流随电压的变化关系： ①计算对应电压与电流的比值，若比值为定值，则电流跟电压成正比，故①正确； ②在坐标系中画出电流与电压的关系图像，若直线为过原点的直线，则电流跟电压成正比，故②正确； ③分别求出U1∶U2∶U3和I1∶I2∶I3，若两者近似相等，则说明电流跟电压成正比，故③正确。 故选D。 （3）[4][5][6]把图像上的各点连接起来，错误的坐标点是（0.25，0.10），因为该点与其它各点明显不在一条直线上。由图像可知，当电路的电流为0.25A时 解得R＝10Ω，对应的电压为 则滑动变阻器两端的电压 此时滑动变阻器接入电路中的阻值 由图像可知，变换错误数据点之前，电压表示数大约保持 不变，此时滑动变阻器两端的电压 因为串联电路中各处的电流相等，所以 即 解得R0＝15Ω，故小明是将R0的阻值由15Ω变换为10Ω错误数据点对应阻值时，未调节滑片P就读取电流而造成的；剔除该错误点可得出：电压一定时，电流与电阻成反比。 31．测量电阻的实验中，电源电压约3V且不变，滑动变阻器R1的规格为“10Ω1A”，待测电阻的阻值约几欧，小灯泡L的额定电流为0.3A。 （1）测量待测电阻的阻值： ①图甲所示电路中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并在图中改正______； ②改正后闭合开关，调节，得出的实验数据如下表，第三次实验的电压表示数如图乙，为______V； 实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻 1 1.2 0.24 2 1.5 0.30 3 0.46 ③根据表中数据得出为______Ω（保留一位小数）； （2）测量小灯泡L正常发光时的阻值： 用滑动变阻器（最大阻值未知）、滑动变阻器和电流表等器材，设计电路如图丙，虚线框内分别为或（未填出），步骤如下： ①将、的滑片移至最右端，闭合S、S1，断开S2，再将的滑片移至最左端，电流表的示数为0.28A； ②将的滑片移至最右端，断开S1，闭合S、S2，向左移动______的滑片，直至电流表的示数为______A； ③______，断开，闭合S、S1，电流表的示数恰好为0.2A； ④则小灯泡正常发光时的电阻______Ω（保留一位小数）. 【答案】 ①. ②. 2.4 ③. 5.1 ④. R2 ⑤. 0.3 ⑥. 保持R1和R2的滑片不变 ⑦. 5.3 【详解】（1）[1]由图可知，滑动变阻器和定值电阻并联，电压表和滑动变阻器串联在同一条支路中，所以将电阻左端的导线打“×”，将电阻左端的导线改接到滑动变阻器的左上接线柱，如图所示： [2]由图可知，电压表量程为0~3V，所以电压表示数为2.4V。 [3]由表中数据可知，三次实验测得的电阻分别为 根据表中数据得出为 （2）[4][5][6][7]本题为特殊方法测小灯泡正常发光时的电阻，方法为先测电源电压，在让小灯泡正常发光，最后找到正常发光时的电压，所以可判断电路图为： 将R1、R2的滑片移至最右端，闭合S、S1，断开S2，再将R2的滑片移至最左端，此时为R1的简单电路，且R1有最大阻值为10Ω，电流表示数为0.28A，根据欧姆定律可知，电源电压为 将R2的滑片移至最右端，断开S1，闭合S、S2，此时电路为R2与灯泡的串联电路，向左移动R2的滑片，直至电流表的示数为0.3A，使灯泡正常发光，然后保持R1、R2的滑片不变，断开S2，闭合S、S1，此时电路为R1、R2的串联电路，电流表示数恰好为0.2A，根据欧姆定律可知R1两端的电压为 则R2两端的电压为 所以R2阻值为 所以当R2与灯泡的串联电路中时，R2两端电压为 则灯泡的额定电压为 则灯泡正常发光时的电阻为 32．为测量小灯泡额定功率，提供如下器材：电压恒为的电源、标有“”的小灯泡L、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻，开关和导线若干，设计以下两种测量方案。 方案一 （1）连接好图甲电路，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数且超过量程，则电路故障可能是________________。 序号 小灯泡的亮度 1 1 02 0.2 较暗 2 2.5 正常 3 3.0 0.32 0.96 很亮 （2）排除故障后继续进行实验，记录数据如表所示，当电压表示数为时，电流表示数如图乙所示，其读数是________________A。分析数据可知：小灯泡的额定功率是________________W，小灯泡的亮度随________________电功率的增大而变亮．要完成表格所有数据的收集，滑动变阻器的最大阻值至少是___________； 方案二 （3）在丙图设计的电路中，先断开，闭合S和，调节滑片P，使电压表示数为________________V；再保持滑片位置不变，断开，闭合读出电压表的示数为U； （4）小灯泡额定功率的表达式是________________（用相关符号及数据来表示）。 【答案】 ①. 小灯泡L断路 ②. 0.3 ③. 0.75 ④. 实际 ⑤. 25 ⑥. 3.5 ⑦. 【详解】（1）[1]小灯泡不发光，电流表无示数，故障可能是断路，电压表有示数且超过量程，说明电压表和电源连通，电压表测量的部分断路，即小灯泡L断路。 （2）[2][3][4][5]由图可知，电流表接0~0.6A的小量程，分度值为0.02A，其示数为0.3A；则小灯泡的额定功率 分析表格数据可知，小灯泡的亮度随实际电功率的增大而变亮； 序号1的实验，小灯泡两端电压最小为1V，根据串联电路电压规律可得，滑动变阻器两端的电压 因为此时电路电流最小为0.2A，此时滑动变阻器阻值 滑动变阻器的最大阻值至少是25Ω。 （3）[6]因测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端电压为2.5V，则先断开，闭合S和时，小灯泡、电阻R0和滑动变阻器R1是串联关系，根据串联电路电压规律可得，电阻R0和滑动变阻器R1两端的电压 即电压表示数为3.5V。 （4）[7]电路的电流 小灯泡额定功率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $