内容正文:
江苏省南京市第一中学2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试卷
一、选择题(本题共12小题,每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1. 将下列物体接入如图所示电路的A、B 两点,可使小灯泡发光的是( )
A. 玻璃棒 B. 塑料尺 C. 橡皮筋 D. 铁片
2. 如图甲是小明在学校科技实践活动中自制的盐水动力车,主要是由盐水电池和一个小电动机组装而成的。图乙是他在测量自制盐水电池的电压。下列内容摘自关于盐水动力车的说明书,其中说法合理的是( )
A. 盐水电池给小车供电时,电能转化为机械能
B. 盐水电池的铜片为电池的负极
C. 自制盐水电池的电压是2V
D. 小车运动时,电能转化为机械能
3. 下列数据中符合生活实际的是( )
A. 一节新的干电池的电压是3V
B. 我国家庭电路的电压是0.22kV
C. 家庭电脑的额定电流约为5mA
D. 一台家用节能灯1h消耗的电能约为1kW·h
4. 在如图甲所示电路中, 电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω 。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则下列说法不正确的是( )
A. 通过R2的电流为0.2A B. 通过R1的电流为0.8A
C. 电源电压为16V D. R2的电阻值为5Ω
5. 关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A. 导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B. 通过导体电流越大,导体的电阻越小
C. 导体的电阻跟导体两端的电压和通过的电流大小无关
D. 导体的电阻只决定于导体的长度、横截面积和温度
6. 小明家使用的是如图所示的智能门锁,它可以通过指纹加密码,或者指纹加人脸的方式解锁.已知S1、S2、S3分别表示指纹、密码和人脸识别,由M执行解锁工作,下列电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
7. 如图所示是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A. 乙是小灯泡的I-U图像
B. 定值电阻阻值为5Ω
C. 小灯泡的电阻值是5Ω
D. 将R和L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
8. 如图所示为风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,为定值电阻,为电阻丝,滑片与电阻丝接触良好。无风时,滑片在A处;有风时,滑块与滑片一起向左移动。闭合开关,当风速增大时下列分析正确的是( )
A. 风速越大,电流表示数越小
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数与电流表示数的比值变大
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
9. 如图所示,两只灯泡都不亮。在闭合开关且不拆开导线的情况下,将M接电源“+”极, N依次试触A、B接线柱,发现电压表示数前后两次相等,且接近3V。若故障是由两灯引起的,则可能是( )
A L1、L2都短路
B. L1、L2都断路
C. L1短路且L2断路
D L1断路且L2短路
10. 如图所示,若甲、乙两表都是电压表,当开关S闭合时两表示数之比;若甲、乙两表都是电流表,当开关S断开时,下列判断正确的是( )
A. 两电阻的阻值之比
B. 两表的示数之比
C. 、两电阻两端的电压之比
D. 、两电阻消耗的电功率之比
11. 如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B. 电流表示数的变化范围是
C. 电压表示数的变化范围是
D. 电路总功率的变化范围是
12. 如图甲所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,小灯泡L标有“4V 1W”的灯L的I﹣U图线如图乙所示。电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V。在保障电路安全的前提下:只闭合开关S、S1,滑片P位于最右端,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器R2滑片只能从最右端至中点处来回调节;再断开S1闭合S、S2、S3时,滑动变阻器R2滑片只能从最左端至中点处来回调节,下列选项正确的是( )
①电源电压为5V
②定值电阻R120Ω
③滑动变阻器R2最大阻值为30Ω
④如对调甲图中R1和R2位置,只闭合开关S、S1,电路总功率为0.8W
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
二、填空题
13. 若导体两端的电压为5V,通过它的电流强度为0.5A,则导体的电阻为_____Ω ;若导体的两端电压改为3V,则通过导体的电流强度为______A。若导体两端电压为零,则导体的电阻为______Ω。
14. 学生实验用的小灯泡额定电流约为300______(填上适当的单位)。家庭电路中冰箱和空调是______(选填“串联”或“并联”)连接的,标有“220V 100W”的家用电器正常工作2h,消耗电能______度。
15. 两个定值电阻甲和乙,规格分别为“6V 0.3A ”和“4V 0.4A ”。将它们串联接入电路中,则它们两端的电压之比为_______ ,允许接入的最大电源电压为______V;将它们并联接入同一电路中,则通过它们的电流之比为________,此电路中的干路的最大电流为_______A。
16. 如图所示,电流表的读数是_______A,电阻箱的读数是___________Ω。
17. 如图所示,电源电压U=6V,R1=5Ω,R2=10Ω;仅闭合S2,电路的总电阻为_______Ω;仅闭合S3,电压表示数为4.5V,R3=_______Ω;当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为_____A。R2消耗的功率为________W。
18. 在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:电能表如图甲所示,该电能表此时示数为______kW·h,首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp,则这1min家中所用用电器共消耗电能为______J;然后关闭电热水器,让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp,则该电热水器的实际功率为______W,电热水器简化电路图如图乙所示,已知电阻R1=R2,则电阻R1的阻值等于______Ω(精确到0.1)。
19. 如图所示电路,电源电压恒为4.5V,定值电阻R0的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为300Ω,电阻箱Rx最大阻值为999.9Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,S1、S2均向左闭合,Rx允许接入电路的最大阻值为______Ω;S1、S2均向右闭合,电路允许消耗的最大功率为______W;S1向左、S2向右闭合,Rx允许接入电路的最大阻值为______Ω。
20. 如图甲是“实践”兴趣小组设计的超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路。电源电压U不变,电压表量程为0~15V,R0为定值电阻,湿敏电阻R的阻值与湿度RH变化的关系图像如图乙所示,R的最大阻值为90Ω。闭合开关S,在保障电路安全的情况下,当湿度为某一数值RH1时,电压表示数为12V,气敏电阻R的功率为4.8W;当湿度增加到RH2(RH2=RH1+30%)时,电压表示数变化了4V,则电源电压为______V,定值电阻R0为______Ω。若要将该电路允许监测湿度值RH范围增大,可以将电源电压U调______(选填“大”或“小”)。
三、解答题(第27题要有解题过程)
21. 按要求作图。
(1)如图为一身高测量仪的电路示意图,金属板M可带动金属片P滑动,请在电路的圆圈内填上合适的电表或电阻符号,使电路完整。
(2)如图所示的电路中,有几根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上,补上后要求:闭合开关后,两灯都能发光;电流表只测灯L1的电流;向A端移动滑动变阻器的滑片P只有L2变暗。
(3)请在图中用笔画线代替导线,要求添加两根导线后,使灯L1与L2并联。
22. 在“连接串联电路”实验中,实验电路如图所示。
(1)在连接实验电路时,小华应将开关处于__________状态;
(2)连接好电路后闭合开关S,小华发现L1、L2两只灯泡都不亮,她用手按一下灯泡L1,L1、L2仍然都不亮,按一下灯泡L2,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是_______(填字母);
A. L1灯丝断了 B. L2灯丝断了 C. L1短路 D. L2与灯座接触不良
(3)排除故障后,小轩同学发现L1比L2更亮,则两个灯的电流关系是I1__________I2(选填“>”、“=”或“<”,下同),则两个灯的实际功率关系是P1__________P2,若两个灯的额定电压相同,则两个灯的额定功率关系是P1_______P2。
23. 在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在、两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
1.0
C
镍铬合金
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中应通过观察________来比较电阻的大小;
(2)为完成实验,电阻丝C的规格应选择_________m,__________;
(3)选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,可探究导体电阻大小与__________的关系;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,能探究电阻的哪些影响因素?_____________
A.长度 B.材料 C.横截面积
24. 在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,小明利用可调电压电源(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)、电压表和电流表做了如下实验:
(1)探究电流与电压的关系
①他按照图甲连接电路,正确操作:
②下表为实验记录表格、在表中(a)______、(b)______两处填写合适的项目:
实验序号
(a)
(b)
电流I/A
①
②
③
③正确实验,得出的结论是:_______________
(2)探究电流与电阻的关系
①小明将电源电压调为3V;
②将定值电阻10Ω接入电路,调节滑动变阻器滑片,记录此时电流表的示数如图乙所示,为______A;
③小明换其余定值电阻继续实验,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;为使该电阻能满足实验条件,小明决定在5个定值电阻中选一个串联入电路中就可以满足条件继续完成实验,则5个定值电阻中符合要求的电阻有______个;
(3)小明利用现有器材完成了得出未知电阻Rx阻值的实验:
①取5个定值电阻的某一个,按丙图连接电路,将电源电压调到某个值,电压表示数为2.5V
②换接入另一个定值电阻,调节电源电压,闭合开关,电压表示数仍为2.5V;
通过以上实验现象可以推断:未知电阻阻值为______Ω。
25. 有两只阻值未知的定值电阻R1、R2.
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω.
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉).
( )
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是_______(填字母).
A.滑动变阻器断路 B. R1断路 C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1=_______ Ω
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有_______(填序号).
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.475
(2)图丙是能巧测R2阻值的实验电路,图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知).要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值.请在空白处填上适当内容.
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下_________ ;
②将开关接b,调节 _________ ,保持_________不变,记下_____________ ;
③则R2= _____________________________.
26. 现想测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉)_______;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡______(选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U(I0、R0、U已知,且满足测量要求)。
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为______时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作,就求得小灯泡正常发光时的电阻。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表示数U1,则小灯泡L2正常发光时的电阻为______(用I0、R0、U和U1表示,下同)
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表示数U1,则小灯泡L2正常发光时的电阻为______。
27. 图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”字样,R1为光敏电阻。其阻值随光照强度的变化如图乙所示。滑动变阻器R2最大阻值为30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的阻值为12Ω时。灯正常发光(不计温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能;
(2)电源电压;
(3)光照强度在E1~E2之间,通过调节R2,灯泡实际功率的变化范围。(灯泡两端的电压不能超过额定电压)
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
江苏省南京市第一中学2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试卷
一、选择题(本题共12小题,每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1. 将下列物体接入如图所示电路的A、B 两点,可使小灯泡发光的是( )
A. 玻璃棒 B. 塑料尺 C. 橡皮筋 D. 铁片
【答案】D
【解析】
【详解】A.玻璃棒通常情况下是绝缘体,不容易导电,接入电路不能使小灯泡发光,故A不符合题意;
B.塑料尺是塑料制品,属于绝缘体,不容易导电,接入电路不能使小灯泡发光,故B不符合题意;
C.橡皮筋一般是橡胶材料,橡胶是绝缘体,不容易导电,接入电路不能使小灯泡发光,故C不符合题意;
D.铁片是金属,金属是导体,容易导电,接入电路能使电路形成通路,从而使小灯泡发光,故D符合题意。
故选D。
2. 如图甲是小明在学校科技实践活动中自制的盐水动力车,主要是由盐水电池和一个小电动机组装而成的。图乙是他在测量自制盐水电池的电压。下列内容摘自关于盐水动力车的说明书,其中说法合理的是( )
A. 盐水电池给小车供电时,电能转化为机械能
B. 盐水电池的铜片为电池的负极
C. 自制盐水电池的电压是2V
D. 小车运动时,电能转化为机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.盐水电池给小车供电时,消耗化学能转化成电能,故A不符合题意;
B.使用电压表时,电流要从电压表的正接线柱流进,负接线柱流出,如图电压表指针正向偏转,说明连接正确,故图中铜片为电源正极,锌片为负极,故B不符合题意;
C.由图知道,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为0.4V,所以,盐水电池的电压是0.4V,故C不符合题意;
D.小车运动起来,动能增大,是电能转化为机械能,故D符合题意。
故选D。
3. 下列数据中符合生活实际的是( )
A. 一节新的干电池的电压是3V
B. 我国家庭电路的电压是0.22kV
C. 家庭电脑的额定电流约为5mA
D. 一台家用节能灯1h消耗的电能约为1kW·h
【答案】B
【解析】
【详解】A.一节新的干电池的电压是1.5V,而不是3V,故A不符合题意;
B.我国家庭电路的电压是220V,且1kV=1000V,所以220V=0.22kV,故B符合题意;
C.家庭电脑的额定功率约为200W,额定电流约为
故C不符合题意;
D.一台家用节能灯的功率约为,则1h消耗的电能约为
故D不符合题意。
故选B。
4. 在如图甲所示电路中, 电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω 。闭合开关S,两电流表的指针均指在如图乙所示的位置。则下列说法不正确的是( )
A. 通过R2的电流为0.2A B. 通过R1的电流为0.8A
C. 电源电压为16V D. R2的电阻值为5Ω
【答案】D
【解析】
【详解】R1、R2并联,电流表A1、A2分别测量R2的电流、干路电流,干路电流大于R2的电流,电流表A1、A2指针偏转角度相同,则电流表A1、A2的量程分别为0~0.6A、0~3A,分度值分别为0.02A、0.1A,示数分别为0.2A、1A,则R2的电流、干路电流分别为0.2A、1A,由并联电路电流特点得,通过R1的电流为
由欧姆定律得,电源电压为
R2的电阻值为
故ABC正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
5. 关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A. 导体两端的电压越大,导体的电阻越大
B. 通过导体的电流越大,导体的电阻越小
C. 导体的电阻跟导体两端的电压和通过的电流大小无关
D. 导体的电阻只决定于导体的长度、横截面积和温度
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.电阻是导体的属性,与导体的长度、横截面积和材料以及温度有关,与导体两端的电压和通过的电流都无关;故AB错误,C正确;
D.导体的电阻不仅决定于导体的长度、横截面积和温度,还与导体的材料有关,故D错误。
故选C。
6. 小明家使用的是如图所示的智能门锁,它可以通过指纹加密码,或者指纹加人脸的方式解锁.已知S1、S2、S3分别表示指纹、密码和人脸识别,由M执行解锁工作,下列电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】智能门锁,它可以通过指纹加密码或者指纹加人脸的方式打开,这两种方式都必须指纹正确,因而指纹开关是在干路中,与电动机串联,而人脸和密码只要有一个满足即可,互不影响,故人脸与密码的开关并联,故ABC错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A. 乙是小灯泡的I-U图像
B. 定值电阻的阻值为5Ω
C. 小灯泡的电阻值是5Ω
D. 将R和L并联接在4V的电源上,干路中的电流是1.2A
【答案】D
【解析】
【详解】A.定值电阻的阻值不变,其I—U图像是过原点的直线,故图像乙是定值电阻R的I—U图像,图像甲是灯泡L的I—U图像,故A不符合题意;
B.由图像可知,定值电阻R两端的电压为4V时,通过R的电流为0.4A,定值电阻R的阻值为
故B不符合题意;
C.灯泡L的I—U图像是一条曲线,不同电压下,灯泡的电阻不同,不是一个定值,故C不符合题意;
D.并联电路中各个支路两端的电压均等于电源电压,由图像可知,定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,通过L的电流为0.8A,通过R的电流为0.4A,由并联电路的电流特点可知,干路的电流为
故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示为风速仪的工作原理简化图,装有挡风板和滑片的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆上,弹簧左端固定,右端与滑块相连,为定值电阻,为电阻丝,滑片与电阻丝接触良好。无风时,滑片在A处;有风时,滑块与滑片一起向左移动。闭合开关,当风速增大时下列分析正确的是( )
A. 风速越大,电流表示数越小
B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数与电流表示数的比值变大
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由图得,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路电流。风速越大,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律得,电流表示数变大,变阻器接入电路中电阻变小,由串联电路电阻越小分得的电压越小,电压表示数变小,故A错误,故B正确;
C.电压表示数与电流表示数的比值等于变阻器接入电路的电阻,变阻器接入电路的电阻变小,则比值变小,故C错误;
D.由串联电路电压特点得,滑动变阻器两端的电压变化量等于定值电阻R0两端的电压变化量,串联电路电流处处相等,则电流表示数变化量等于定值电阻R0的电流变化量,由欧姆定律得,滑动变阻器的滑片移动前后,R0的电压分别为、
则
即
则为定值,即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,故D错误。
故选B。
9. 如图所示,两只灯泡都不亮。在闭合开关且不拆开导线的情况下,将M接电源“+”极, N依次试触A、B接线柱,发现电压表示数前后两次相等,且接近3V。若故障是由两灯引起的,则可能是( )
A. L1、L2都短路
B L1、L2都断路
C. L1短路且L2断路
D. L1断路且L2短路
【答案】D
【解析】
【详解】闭合开关,该电路为串联电路,灯泡不亮,说明灯泡短路或电路中有断路故障。在闭合开关且不拆开导线的情况下,将M接电源“+”极,N依次试触A、B接线柱,发现电压表示数前后两次相等,且接近3V,若故障是由两灯引起的;当N接A时,电压表有示数且接近3V,说明L1可能断路;N接B时,电压表有示数且接近3V,说明此段电路有可能断路。若L1短路,则电压表无示数;若L2短路,则L1能亮;因此判断为L1断路,L2短路。
故选D。
10. 如图所示,若甲、乙两表都是电压表,当开关S闭合时两表示数之比;若甲、乙两表都是电流表,当开关S断开时,下列判断正确的是( )
A. 两电阻的阻值之比
B. 两表的示数之比
C. 、两电阻两端的电压之比
D. 、两电阻消耗的电功率之比
【答案】D
【解析】
【详解】甲乙为电压表、开关闭合时,、串联,甲电压表测电源电压U,乙电压表测两端电压,已知,即。由串联电压规律,可得,因此
根据欧姆定律,串联电路中电流相等,故
甲乙为电流表、开关断开时、并联:甲电流表与并联,故测支路电流,乙电流表测干路电流。根据并联电压相等及欧姆定律,得
因此两表示数比
并联电路中,,电功率比为
故ABC错误,D正确
故选D。
11. 如图所示的电路,电源电压恒为,灯泡标有“”字样(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“”字样,电流表量程为,电压表量程为。闭合开关,在不损坏电路元件的前提下,移动滑动变阻器的滑片,则( )
A. 滑动变阻器接入电路的阻值范围是
B. 电流表示数的变化范围是
C. 电压表示数的变化范围是
D. 电路总功率的变化范围是
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图知道,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压,由于灯泡标有“”字样,由知道,灯泡的额定电流
灯泡的电阻
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,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,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡的功率最小,此时灯泡两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的最小电流
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
所以,滑动变阻器允许的调节范围是4Ω~10Ω,电流表的变化范围是,故AB错误;
C.滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,电压表的示数
则电压表示数的变化范围是,故C错误;
D.由知道,电路最小总功率
电路最大总功率
即电路总功率的变化范围是,故D正确。
故选D。
12. 如图甲所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,小灯泡L标有“4V 1W”的灯L的I﹣U图线如图乙所示。电流表量程0~0.6A、电压表量程0~3V。在保障电路安全的前提下:只闭合开关S、S1,滑片P位于最右端,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器R2滑片只能从最右端至中点处来回调节;再断开S1闭合S、S2、S3时,滑动变阻器R2滑片只能从最左端至中点处来回调节,下列选项正确的是( )
①电源电压为5V
②定值电阻R1为20Ω
③滑动变阻器R2最大阻值为30Ω
④如对调甲图中R1和R2位置,只闭合开关S、S1,电路总功率为0.8W
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】A
【解析】
【详解】只闭合开关S、S1,滑片P位于最右端,变阻器接入电路的电阻为0,电路为灯泡的简单电路,小灯泡恰好正常发光,则电源电压等于灯泡的额定电压,所以电源电压,故①错误;
只闭合开关S、S1,变阻器R2与灯泡串联,电压表测量变阻器两端的电压,在保障电路安全的前提下,此时滑动变阻器R2滑片在中点时电路中的电流最小,此时灯泡两端的电压最低,变阻器R2两端的电压即电压表示数最大为,根据串联电路电压规律可得,灯泡两端的电压
由图乙可知此时电路中的电流,由欧姆定律可得此时变阻器接入电路的电阻
则滑动变阻器的最大阻值
故③错误;
断开S1,闭合S、S2、S3时,变阻器R2与定值电阻R1并联,电流表测量干路中的电流,电流表的量程为0~0.6A,在保障电路安全的前提下,滑动变阻器R2滑片在中点时,变阻器接入电路的电阻为最大阻值的一半,此时干路中的电流最大为,由欧姆定律可得,通过变阻器的电流
根据并联电路的规律可得,通过R1的电流
由欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值
故②错误;
如对调甲图中R1和R2位置,只闭合开关S、S1,定值电阻R1与灯泡串联,
定值电阻R1的阻值为10Ω,在图乙中作出R1的图线,如图所示:
由图像可知,当电路中电流时,灯泡和R1的电压均为2V,则定值电阻R1与灯泡两端电压之和
符合题意;
所以,此时电路的总功率为
故④正确。
故A正确,BCD错误。
故选A。
二、填空题
13. 若导体两端的电压为5V,通过它的电流强度为0.5A,则导体的电阻为_____Ω ;若导体的两端电压改为3V,则通过导体的电流强度为______A。若导体两端电压为零,则导体的电阻为______Ω。
【答案】 ①. 10 ②. 0.3 ③. 10
【解析】
【详解】[1]若导体两端的电压为5V,通过它的电流强度为0.5A,可得导体的电阻为
[2]若导体的两端电压改为3V,则通过导体的电流强度为
[3]导体的电阻是它的一种属性,大小与其材料、长度、粗细有关,与其两端电压无关,若导体两端电压为零,则导体的电阻不变,仍为10Ω。
14. 学生实验用的小灯泡额定电流约为300______(填上适当的单位)。家庭电路中冰箱和空调是______(选填“串联”或“并联”)连接的,标有“220V 100W”的家用电器正常工作2h,消耗电能______度。
【答案】 ①. mA ②. 并联 ③. 0.2
【解析】
【详解】[1]通常小灯泡的电流比较小,学生实验用的小灯泡额定电流为300mA比较合适。
[2]家庭电路中,冰箱和空调需独立工作、互不影响,因此是并联连接。
[3]“220V 100W”的用电器,正常工作的功率
根据电能公式得,消耗电能
15. 两个定值电阻甲和乙,规格分别为“6V 0.3A ”和“4V 0.4A ”。将它们串联接入电路中,则它们两端的电压之比为_______ ,允许接入的最大电源电压为______V;将它们并联接入同一电路中,则通过它们的电流之比为________,此电路中的干路的最大电流为_______A。
【答案】 ①. 2:1 ②. 9 ③. 1:2 ④. 0.6
【解析】
【详解】[1][2]由题意知,甲电阻的阻值为
乙电阻阻值为
将它们串联接入电路中,根据串联分压可知,它们两端的电压之比为
根据串联电路电流可知,在串联电路中电流处处相等,因此电路中允许通过的最大电流为0.3A,根据串联电路电压的特点和欧姆定律可知,允许接入的最大电源电压为
[3]将它们并联接入同一电路中,根据并联分流可知,通过它们的电流之比为
[4]根据并联电路电压的特点可知,各支路两端电压相等,因此两电阻两端的电压最大均为4V,根据并联电路电流的特点和欧姆定律可知,此电路中的干路的最大电流为
16. 如图所示,电流表的读数是_______A,电阻箱的读数是___________Ω。
【答案】 ①. 0.46 ②. 2098
【解析】
【详解】[1]由左图知,电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数是0.46A。
[2]由右图可知,电阻箱的读数R=2×1000Ω+0×100Ω+9×10Ω+8×1Ω=2098Ω
17. 如图所示,电源电压U=6V,R1=5Ω,R2=10Ω;仅闭合S2,电路的总电阻为_______Ω;仅闭合S3,电压表示数为4.5V,R3=_______Ω;当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为_____A。R2消耗的功率为________W。
【答案】 ①. 15 ②. 15 ③. 1 ④. 3.6
【解析】
【详解】[1]仅闭合S2,R1、R2串联,电路的总电阻为
[2]仅闭合S3,R1、R3串联,电压表测R3两端电压为4.5V,根据串联电路电压规律可知,R1两端电压为
由分压原理可知,,即
解得R3=15Ω。
[3]当S1、S2、S3均闭合时,R2、R3并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。
通过R2的电流
通过R3的电流
干路电流
即电流表示数为1A。
[4]R2消耗的功率
18. 在使用电能表测量电热水器实际功率的实践活动中,小滨无法做到关闭某些家用电器只让电热水器单独工作,于是他进行如下操作:电能表如图甲所示,该电能表此时示数为______kW·h,首先让电热水器在高温挡和这些用电器同时工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为80imp,则这1min家中所用用电器共消耗电能为______J;然后关闭电热水器,让这些用电器继续工作1min,记录家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp,则该电热水器的实际功率为______W,电热水器简化电路图如图乙所示,已知电阻R1=R2,则电阻R1的阻值等于______Ω(精确到0.1)。
【答案】 ①. 2025.6 ②. 1.8×105 ③. 2400 ④. 40.3
【解析】
【详解】[1]由图甲可知,该电能表此时示数为。
[2]由图甲可知,每消耗1的电能,电能表脉冲灯闪烁1600次,脉冲灯闪烁次数为80imp,消耗的电能为
[3]家用电能表脉冲灯闪烁次数为16imp,消耗的电能为
电热水器与其余用电器一起工作时的功率为
其余用电器的实际功率为
则电热水器的功率为
[4]根据可知,当电路中的电阻越小,功率越大。当开关S1和S2闭合时,R1和R2并联,电路中的总电阻较小,总功率较大,为高温挡,即功率为2400W。由于R1=R2,则R1的电功率
则
19. 如图所示电路,电源电压恒为4.5V,定值电阻R0的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为300Ω,电阻箱Rx最大阻值为999.9Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,S1、S2均向左闭合,Rx允许接入电路的最大阻值为______Ω;S1、S2均向右闭合,电路允许消耗的最大功率为______W;S1向左、S2向右闭合,Rx允许接入电路的最大阻值为______Ω。
【答案】 ①. 620 ②. 1.35 ③. 590
【解析】
【详解】[1]闭合开关S,S1、S2均向左闭合,R0与Rx和滑动变阻器串联,电压表测量Rx两端的电压,电流表测量电路中的电流,当滑动变阻器电阻值最大且电压表示数为3V时,Rx电阻值最大,此时滑动变阻器和R0两端电压之和为
电路中的电流为
Rx允许接入电路的最大阻值为
[2]S1、S2均向右闭合,R0与Rx和滑动变阻器串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测量电路中的电流,当电压表示数为3V时,电路中的电流最大,为
此时电路的电功率最大,为
[3]S1向左、S2向右闭合,R0与RX和滑动变阻器串联,电压表测量Rx和R0两端的电压,电流表测量电路中的电流,当滑动变阻器电阻值最大且电压表示数为3V时,Rx电阻值最大,此时滑动变阻器两端电压为
电路中的电流为
Rx允许接入电路的最大阻值为
20. 如图甲是“实践”兴趣小组设计的超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路。电源电压U不变,电压表量程为0~15V,R0为定值电阻,湿敏电阻R的阻值与湿度RH变化的关系图像如图乙所示,R的最大阻值为90Ω。闭合开关S,在保障电路安全的情况下,当湿度为某一数值RH1时,电压表示数为12V,气敏电阻R的功率为4.8W;当湿度增加到RH2(RH2=RH1+30%)时,电压表示数变化了4V,则电源电压为______V,定值电阻R0为______Ω。若要将该电路允许监测湿度值RH范围增大,可以将电源电压U调______(选填“大”或“小”)。
【答案】 ①. 24 ②. 30 ③. 小
【解析】
【详解】[1][2]由图甲得,R0与R串联,电流表测量电路中电流,电压表测量R0电压,当湿敏电阻为某一数值RH1时,若R的阻值为R1,由串联电路特点和欧姆定律得,电路中电流
电源电压
┄┄①
此时湿敏电阻器R的功率为4.8W,由得
┄┄②
由串联电路中电流处处相等得
┄┄③
由图乙得,RH每增加10%,湿敏电阻器电阻的阻值增加10Ω,则当湿度增加到RH2(RH2=RH1+30%)时,湿敏电阻器电阻的阻值变为
电压表示数变化了4V,则此时R0的电压变为
此时电路中的电流为
由欧姆定律得,电源电压为
┄┄④
由①③得
┄┄⑤
由②⑤得
或(舍去)
代入⑤得
将数据代入①得,电源电压
[3]当电源电压不变时,RH值越大,R阻值越大,电路中电流越小,R0的电压越小;当RH值越小,R阻值越小,电路中电流越大,R0的电压越大,可能会超过电压表的量程,导致电压表被损坏,则若要将该电路允许监测湿度值RH范围增大,可以将电源电压U调小。
三、解答题(第27题要有解题过程)
21. 按要求作图。
(1)如图为一身高测量仪的电路示意图,金属板M可带动金属片P滑动,请在电路的圆圈内填上合适的电表或电阻符号,使电路完整。
(2)如图所示的电路中,有几根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上,补上后要求:闭合开关后,两灯都能发光;电流表只测灯L1的电流;向A端移动滑动变阻器的滑片P只有L2变暗。
(3)请在图中用笔画线代替导线,要求添加两根导线后,使灯L1与L2并联。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据电路图可知,下方的元件与变阻器R并联,为电压表,上方的元件与变阻器串联进电路,为电流表或定值电阻,若此处为电流表,当滑片P位于变阻器最下端时,会造成电源短路,所以此处应是定值电阻,可以起到保护电路的作用,如图所示:
【小问2详解】
由题意可知,两只灯泡的连接方式为并联,电流表只测量通过灯L1的电流,所以灯L1与电流表串联,再与L2并联; 闭合开关后,向A端移动滑动变阻器的滑片P,只有L2变暗,所以滑动变阻器与L2串联,且灯泡变暗,电流变小,连入电路的电阻变大,所以滑动变阻器应选B接线柱,如图所示:
【小问3详解】
根据并联电路的特点,需要将灯L1和灯L2的两端分别连接,再与开关、电源组成串联电路,电压表并联在灯泡两端,如图所示:
22. 在“连接串联电路”实验中,实验电路如图所示。
(1)在连接实验电路时,小华应将开关处于__________状态;
(2)连接好电路后闭合开关S,小华发现L1、L2两只灯泡都不亮,她用手按一下灯泡L1,L1、L2仍然都不亮,按一下灯泡L2,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是_______(填字母);
A. L1灯丝断了 B. L2灯丝断了 C. L1短路 D. L2与灯座接触不良
(3)排除故障后,小轩同学发现L1比L2更亮,则两个灯的电流关系是I1__________I2(选填“>”、“=”或“<”,下同),则两个灯的实际功率关系是P1__________P2,若两个灯的额定电压相同,则两个灯的额定功率关系是P1_______P2。
【答案】(1)断开 (2)D
(3) ①. = ②. > ③. <
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,连接电路前开关应处于断开状态。
【小问2详解】
两灯串联,闭合开关后两灯都不亮,当按一下灯泡L2时,两灯都亮,松开手两灯又不亮,说明灯泡L2与灯座接触不良,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【小问3详解】
[1]图可知,两灯串联,在串联电路中电流处处相等,故两个灯的电流关系是
[2][3]实际功率越大,灯泡越亮,则两个灯的实际功率关系是,根据可知两灯的电阻大小关系为,若两个灯的额定电压相同,根据可知两个灯的额定功率关系是。
23. 在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在、两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
1.0
C
镍铬合金
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中应通过观察________来比较电阻的大小;
(2)为完成实验,电阻丝C的规格应选择_________m,__________;
(3)选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,可探究导体电阻大小与__________的关系;
(4)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,能探究电阻的哪些影响因素?_____________
A.长度 B.材料 C.横截面积
【答案】 ①. 电流表示数 ②. 0.5 ③. 1.0 ④. 材料 ⑤. AC
【解析】
【详解】(1)[1]实验中应通过观察电流表示数来比较电阻的大小,电流表的示数越大,导体电阻越小,这种实验方法叫转换法。
(2)[2][3]探究导体的电阻与导体的长度的关系,应控制导体材料与横截面积相同而长度不同,由表中数据可知,选择BC进行实验,电阻丝C的长度为0.5m,横截面积为1.0mm2。
(3)[4]选用编号为A、D的两根电阻丝进行实验,长度和横截面积相同,材料不同,探究导体电阻大小与材料的关系。
(4)[5]如果手边只有一根电阻丝,电阻丝的材料和横截面积不变,可以改变连入电路电阻丝的长度来探究导体的电阻与导体长度的关系;还可以把电阻丝对折,改变电阻丝的横截面积,来探究导体的电阻与导体横截面积的关系;由于不能改变导体的材料,所以不能探究导体的电阻与导体材料的关系,故选AC。
24. 在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,小明利用可调电压电源(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)、电压表和电流表做了如下实验:
(1)探究电流与电压的关系
①他按照图甲连接电路,正确操作:
②下表为实验记录表格、在表中(a)______、(b)______两处填写合适的项目:
实验序号
(a)
(b)
电流I/A
①
②
③
③正确实验,得出的结论是:_______________
(2)探究电流与电阻的关系
①小明将电源电压调为3V;
②将定值电阻10Ω接入电路,调节滑动变阻器滑片,记录此时电流表的示数如图乙所示,为______A;
③小明换其余定值电阻继续实验,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;为使该电阻能满足实验条件,小明决定在5个定值电阻中选一个串联入电路中就可以满足条件继续完成实验,则5个定值电阻中符合要求的电阻有______个;
(3)小明利用现有器材完成了得出未知电阻Rx阻值的实验:
①取5个定值电阻的某一个,按丙图连接电路,将电源电压调到某个值,电压表示数为2.5V
②换接入另一个定值电阻,调节电源电压,闭合开关,电压表示数仍2.5V;
通过以上实验现象可以推断:未知电阻阻值为______Ω。
【答案】(1) ①. 电阻R/Ω ②. 电压U/V ③. 当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比
(2) ①. 0.2 ②. 30 ③. 3
(3)4
【解析】
【小问1详解】
[1][2]实验中需要记录接入电路的定值电阻的阻值,并且测量定值电阻两端的电压和电流,故(a)(b)应分别为电阻R/Ω、电压U/V。
[3]根据电流与电压的关系和实验可得出结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
【小问2详解】
[1]将定值电阻10Ω接入电路,不考虑其他因素,电路中的电流为,因此电流表量程选择0~0.6A,由图乙可知,此时电流表的分度值为0.02A,示数为0.2A。
[2]实验中应保持定值电阻两端的电压不变,定值电阻两端的电压为
则滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器的最大阻值为10Ω,根据串联电路中电阻与电压的比值关系可知
故接入电路的定值电阻最大为
因此当阻值为30Ω的定值电阻接入电路时,无法满足实验条件。
[3]若串联一个电阻后,要使阻值为30Ω的定值电阻接入电路时仍能完成实验,根据串联电路中电阻与电压的比值关系可知,
解得,当滑动变阻器的阻值为最大阻值为10Ω时,则串联的电阻最小,为
当滑动变阻器的阻值为最小阻值为0Ω时,则串联的电阻最大,为
因此满足条件的电阻为,共3个。
【小问3详解】
由图可知,定值电阻与未知电阻串联,电压表测量定值电阻的阻值,由于电压表示数为2.5V,因此电源电压不能为1.5V。若电源电压为3V时,未知电阻两端的电压为
定值电阻与未知电阻的关系为
此时
若电源电压为4.5V时,未知电阻两端的电压为
定值电阻与未知电阻的关系为
此时
若电源电压为6V时,未知电阻两端的电压为
定值电阻与未知电阻的关系为
此时
根据三次数据可知,三次定值电阻的比值为
5个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、只有5Ω、20Ω两个电阻满足上面的比值,且比值为。故使用的电阻为5Ω、20Ω;两次的电源电压为3V、4.5V。
由于,即3V时的定值电阻是4.5V时的定值电阻的4倍,故3V时使用的定值电阻为20Ω,4.5V时使用的定值电阻为5Ω。则未知电阻的阻值为
25. 有两只阻值未知的定值电阻R1、R2.
(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω.
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉).
( )
②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是_______(填字母).
A.滑动变阻器断路 B. R1断路 C.R1短路
③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R1=_______ Ω
④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有_______(填序号).
实验序号
U/V
I/A
R1/Ω
1
0.8
0.2
2
1.6
0.4
3
1.9
0.475
(2)图丙是能巧测R2阻值的实验电路,图中R为电阻箱,R0为定值电阻(阻值未知).要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值.请在空白处填上适当内容.
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下_________ ;
②将开关接b,调节 _________ ,保持_________不变,记下_____________ ;
③则R2= _____________________________.
【答案】 ①. ②. A ③. 4 ④. 1、3 ⑤. 电流表的示数I和电阻箱R的阻值RA ⑥. 电阻箱 ⑦. 电流表的示数I ⑧. 电阻箱R的阻值RB ⑨. RA-RB
【解析】
【详解】(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω.
①甲图中电压表串联在电路中错误,电流表和滑动变阻器与电阻R1并联也是错误,改正后如图所示:
②A.若滑动变阻器断路,则电路断路,两表都没有示数,符合题意;
B. 若R1断路,则电流表串联在电路中,电流表示数为0,电压表与电源连通,电压表有示数,不符合题意;
C. 若R1短路,相当于电压表与导线并联电路是通路,电流表有示数,移动滑动变阻器滑片P,电压表始终无示数,不符合题意;
③排除故障后,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,示数为0.3A, R1阻值: ;
④根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为:,
电流表分度值为0.02A,故不能得到0.475A,
即不可能通过以上实验获得的数据有1、3;
(2)①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值RA,此时 ;
②将开关接b,调节电阻箱,保持电流表的示数I不变,记下电阻箱R的阻值RB ,此时;
③由以上两个等式可以解得:R2= RA-RB.
26. 现想测量两个小灯泡L1、L2正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量L1(U额=2.5V)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整(导线不允许交叉)_______;
②闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针明显偏转,故障原因可能是小灯泡______(选填“断路”或“短路”);
③排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为______Ω(精确到0.1)。
(2)为了测量额定电流为I0的小灯泡L2正常发光时的电阻,小明和小华设计了图丙所示的电路,定值电阻的阻值为R0,电源电压恒为U(I0、R0、U已知,且满足测量要求)。
①将滑动变阻器R的滑片移至阻值最大端;
②闭合S、S1,断开S2,调节滑片P,使电压表示数为______时,小灯泡正常发光;
③共同完成上述操作后,小明和小华分别只进行了以下一步操作,就求得小灯泡正常发光时的电阻。
小明:保持滑片不动,断开S1,闭合S、S2,读出电压表示数U1,则小灯泡L2正常发光时的电阻为______(用I0、R0、U和U1表示,下同)
小华:保持滑片不动,闭合S、S1、S2,读出电压表示数U1,则小灯泡L2正常发光时的电阻为______。
【答案】(1) ①. ②. 断路 ③. 8.3
(2) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
[1]伏安法测小灯泡正常发光时的电阻,电压表并联在小灯泡两端测电压,电流表串联在电路中测电流,且两表都要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出(由图乙知选择小量程),如图所示:
[2]闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电路中出现断路,电压表指针明显偏转,说明电压表测电源,所以故障原因可能是小灯泡断路。
[3]电流表的量程0~0.6A,分度值为0.02A,电流为I=0.3A,电阻为
【小问2详解】
[1]分析电路可知,当闭合开关S、S1,断开开关S2,此时灯泡L2、滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测量灯泡L2和滑动变阻器电压之和,当电路中电流为I0时,小灯泡正常发光,此时R0的电压为
根据串联电路中的电压规律可知,当小灯泡正常发光时,电压表示数为
[2]分析电路可知,当保持滑片不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,此时灯泡L2、滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电压表示数为U1,电路中电流为I0,根据串联电路中的电压规律可知,此时小灯泡正常发光的电压为
根据欧姆定律可知小灯泡正常发光时的电阻为
[3]分析电路可知,当保持滑片不动,闭合S、S1、S2,此时滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电压表示数为U1。根据串联电路中的电压规律可得,定值电阻R0的电压为
由欧姆定律可知,此时电路中的电流为
根据串联电路中电流处处相同可知,滑动变阻器和定值电阻的电流相同,由欧姆定律可知滑动变阻器的阻值为
当闭合开关S、S1,断开开关S2时,电路为灯泡L2、滑动变阻器与定值电阻R0串联,此时电路中的总电阻为
根据串联电路中的电阻规律可知,小灯泡正常发光时的电阻为
27. 图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”字样,R1为光敏电阻。其阻值随光照强度的变化如图乙所示。滑动变阻器R2最大阻值为30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的阻值为12Ω时。灯正常发光(不计温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能;
(2)电源电压;
(3)光照强度在E1~E2之间,通过调节R2,灯泡实际功率的变化范围。(灯泡两端的电压不能超过额定电压)
【答案】(1)3600J;(2)36V;(3)4.32W~12W
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)灯泡的电阻为
灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能为
(2)电路中的电流为
电源电压为
(3)光照强度在E1~E2之间,电路中的总电阻为
电路中的最小电流为
灯泡的最小功率为
灯泡的最大功率为
实际功率的取值范围为4.32W~12W。
答:(1)灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能为3600J;;
(2)电源电压为36V;
(3)光照强度在E1~E2之间,通过调节R2,灯泡实际功率的变化范围为4.32W~12W。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$