内容正文:
电 学
要点 初中物理介绍的是简单的电路,主要有串联和并联两种。考试
要求根据实际连接相应的电路,或识别两种电路连接的方式和特点,并会画电路图和连接实物图。
热点考向1
电路连接
答案
解析
典例1 现代社会倡导文明出行,某班同学对十字路口人行
横道的红、绿交通信号灯进行了观察,画出了如图所示的控制人行红、绿灯的电路图,你认为可行的是( )
A. B.
C. D.
解析 A图两开关均闭合时红绿交通信号灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故A 不正确;
B图只闭合开关S1时绿灯亮,只闭合开关S2时红灯亮,两灯独立工作,互不影响,故B正确;
C图两开关都闭合时会造成电源短路且两灯泡不发光,任何一个开关断开时红绿交通信号灯同时发光,故C不正确;
D图当只闭合开关S2时,两灯泡都发光,只闭合S1时绿灯亮,故D不正确。
典例1 现代社会倡导文明出行,某班同学对十字路口人行
横道的红、绿交通信号灯进行了观察,画出了如图所示的控制人行红、绿灯的电路图,你认为可行的是( )
答案
解析
B
A. B.
C. D.
答案
解析
典例2 如图是某名牌榨汁机,为保障安全,该榨汁
机设置了双重开关——电源开关S1和安全开关S2,当杯体倒扣在主机上时,S2自动闭合,此时再闭合S1,电动机才能启动,开始榨汁,下列电路图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
解析 由题意可知,只有开关S1、S2都闭合后,电动机才能启动,开始榨汁,说明一个开关不能单独控制电动机,因此两开关是串联的,且两开关、电动机与电源组成串联电路,由电路图可知,选项C符合题意。
典例2如图是某名牌榨汁机,为保障安全,该榨汁
机设置了双重开关——电源开关S1和安全开关S2,当杯体倒扣在主机上时,S2自动闭合,此时再闭合S1,电动机才能启动,开始榨汁,下列电路图符合上述要求的是( )
答案
解析
A. B.
C. D.
C
要点 电表的正确使用主要包括:连接、量程的选择等。连接时要注
意:电压表应并联,电流表应串联,不直接接在电源两端,电表的正负接线柱不能接反等。读数时要看清电表选择的量程,再进行读数,以免读数错误。量程选择要合适,电流表接小量程与用电器串联分别是为了提高实验的精确程度和测出实验所需要的电路数据。
热点考向2
电压表、电流表的正确使用
答案
解析
典例3 如图所示的电路,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1,灯泡L1与滑动变阻器并联,电流表测干路电流
B.只闭合开关S2,灯泡L1与滑动变阻器并联后再与L2串联
C.闭合开关S1、S2,灯泡L1、L2并联后再与滑动变阻器串联
D.闭合开关S1、S2,灯泡L2被短路,电压表测灯泡L1两端的电压
解析 根据实物图可知,只闭合S1时,灯泡L1与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,故A错误;
只闭合S2时,灯泡L2与滑动变阻器串联,故B错误;
闭合S1、S2时,灯泡L1、L2并联后与滑动变阻器串联,故C正确,
电压表测的是电路的总电压,故D错误。
答案
解析
典例3 如图所示的电路,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1,灯泡L1与滑动变阻器并联,电流表测干路电流
B.只闭合开关S2,灯泡L1与滑动变阻器并联后再与L2串联
C.闭合开关S1、S2,灯泡L1、L2并联后再与滑动变阻器串联
D.闭合开关S1、S2,灯泡L2被短路,电压表测灯泡L1两端的电压
C
答案
解析
典例4 如图所示,能正确地测出小灯泡L1两端电压的电
路是( )
A. B.
C. D.
解析 由电路图A可知,电压表正负接线柱接反了,不能测出小灯泡L1两端电压,故A错误。
由电路图B可知,电压表测量的是两灯泡串联总电压,即测量的是电源电压,不能测出小灯泡L1两端电压,故B错误。
由电路图C可知,电压表与小灯泡L2并联,测量的是小灯泡L2两端电压,不能测出小灯泡L1两端电压,故C错误。
由电路图D可知,电压表并联在小灯泡L1两端,测小灯泡L1两端电压,故D正确。
答案
解析
典例4 如图所示,能正确地测出小灯泡L1两端电压的电
路是( )
D
A. B.
C. D.
要点 正确使用滑动变阻器,掌握滑动变阻器在电路中的作用,以及
改变电路中电流、电压的分配等。
热点考向3
滑动变阻器的使用
答案
解析
典例5 在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,小明
连接好的电路如图所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动电阻器,电流表、电压表示数都不变化,小明连接的电路有不妥之处,改正的方法是( )
A.将导线K的a端移至接线柱A
B.将导线M的c端移至接线柱B
C.将导线M的c端移至接线柱D
D.将导线L的b端移至接线柱D
解析 由电路图可知,滑动变阻器没有按一上一下的原则串联在电路中,而是全接到上方两个接线柱上;要测用电器中电流随电压变化关系时,电压表应并联在用电器的两端,而电路图中电压表测电源的电压。将导线M的c端移至接线柱B时,电压表测用电器两端的电压,通过移动滑片可以改变用电器两端的电压,进行实验探究,故B可行。
答案
解析
典例5 在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,小明
连接好的电路如图所示,闭合开关,发现电流表、电压表均有示数,调节滑动电阻器,电流表、电压表示数都不变化,小明连接的电路有不妥之处,改正的方法是( )
A.将导线K的a端移至接线柱A
B.将导线M的c端移至接线柱B
C.将导线M的c端移至接线柱D
D.将导线L的b端移至接线柱D
B
答案
解析
典例6 如图所示的电路,闭合开关S,当滑片P向右移动过程中( )
A.小灯泡变亮
B.电流表示数变大
C.电压表示数变小
D.电路的总功率变大
解析 由图示电路图可知,滑动变阻器阻值全部接入电路,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器右半部分电压。所以,当滑片向右移动过程中,电路总电阻不变,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流不变,电流表示数不变,由于灯泡电流不变,灯泡实际功率不变,灯泡亮度不变,故A、B错误;
滑片向右移动过程中,与电压表并联的滑动变阻器阻值减小,电压表所测电压减小,电压表示数变小,故C正确;
电路电流不变,电源电压不变,由P=UI可知,电路总功率不变,故D错误。
答案
解析
典例6 如图所示的电路,闭合开关S,当滑片P向右移动过程中( )
A.小灯泡变亮
B.电流表示数变大
C.电压表示数变小
D.电路的总功率变大
C
要点 欧姆定律是指通过导体的电流,跟这导体两端的电压成正比,
跟这段导体的电阻成反比。欧姆定律适用在同一段导体上,具有对应性。
热点考向4
理解欧姆定律
答案
解析
U/V 3.0 2.5 2.0 1.8 1.5 1.3
I/A 0.20 0.30 0.40 0.44 0.50 0.54
A. B. C. D.
典例7 某学习小组在一次实验探究中利用电压表和电流表
测得了多组数据,记录如下表。请根据表中给出的数据,判断分析出他们实验时的电路可能是图中的( )
解析 由表中数据可知,当电压表的示数减小时,电流表的示数增大; A、B电压表测量电源电压,当移动滑片时,电压表的示数不变,故不符合题意;
C电压表测量滑动变阻器两端的电压,当滑片左移时连入电阻变小,电路中的电阻变小,电流变大(电流表的示数变大);
电阻和滑动变阻器串联,定值电阻两端电压变大,则变阻器两端电压将变小,即电压表示数减小,符合题意;
D电压表测量的是定值电阻两端的电压,电阻与滑动变阻器串联,当滑片左移时连入电阻变小,电流变大(电流表的示数变大),电压表的示数也变大,故不符合题意。
答案
解析
典例7 某学习小组在一次实验探究中利用电压表和电流表
测得了多组数据,记录如下表。请根据表中给出的数据,判断分析出他们实验时的电路可能是图中的( )
C
U/V 3.0 2.5 2.0 1.8 1.5 1.3
I/A 0.20 0.30 0.40 0.44 0.50 0.54
A. B. C. D.
解答
解析
典例8 如图甲所示,电源的电压U保持不变,R1是一定值电阻,当滑动变阻器滑片移动时,整个电路消耗的总功率P随着电流I的变化如图乙
中的直线OAC所示,抛物线OBC为电阻R1消耗的电功率P1随电流I变化的图线,A、B两点对应的横坐标为2A。求:
(1)电源电压U和R1分别是多少?
解析 根据P-I图像判断电路的连接情况,当I最大时P总等于P1,即P2为0W,说明电压全部加在R1两端,R2的阻值为0Ω,再根据功率的公式进行相关的计算;
解答
解析
典例8 如图甲所示,电源的电压U保持不变,R1是一定值电阻,当滑动变阻器滑片移动时,整个电路消耗的总功率P随着电流I的变化如图乙
解 取图中C点,此时电阻R1的功率与总功率相等,即电压全部分配在R1上,滑动变阻器电阻为0Ω,
答:电源电压U和R1分别3V、1Ω;
中的直线OAC所示,抛物线OBC为电阻R1消耗的电功率P1随电流I变化的图线,A、B两点对应的横坐标为2A。求:
(1)电源电压U和R1分别是多少?
解答
解析
(2)线段AB表示的电功率为多大?
解析 由图像OBC知IB的电流和P=I2R计算B的功率,由图像OAC知A点的功率为6W。
解 由图像可得:IB=2A,PB=IB2 R=(2A)2×1Ω=4W;
PA=6W,PAB=6W-4W=2W;
答:线段AB表示的电功率为2W。
要点 本热点的能力要求较高,要求学生会设计伏安法测导体电阻的
电路图,灵活合理应用电压表、电流表测量导体的电阻,收集和整理实验数据并得出正确实验结论。
热点考向5
伏安法测导体电阻
答案
解析
典例9 如图所示,甲是用
“伏安法”测量未知电阻Rx的实物
电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中
的实物电路连接完整。
解析 滑动变阻器应和电流表串联,接线柱应该“一上一下”接入电路,如下图:
答案
解析
典例9 如图所示,甲是用
“伏安法”测量未知电阻Rx的实物
电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中
的实物电路连接完整。
答案 如解析图
答案
解析
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到________
处;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是Rx_____。
解析 为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处。闭合开关,电流表指针几乎未动,说明电路中没有电流(或电流很小),则电路中可能出现了断路;又因为电压表指针有明显偏转,说明电压表两接线柱到电源两极间的电路是连通的,则出现的故障可能是Rx断路。
阻值最大
断路
答案
解析
(3)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,
电压表示数为2.4V,电流表示数如图乙所示,其读数为_____A,则未知电阻Rx=___Ω。
解析 如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.24A;
0.24
10
答案
解析
(4)若实验中电压表损坏,利用其它的原有器材也能测
出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到________,记录电流表示数I2;
答案
解析
(4)若实验中电压表损坏,利用其它的原有器材也能测
出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到________,记录电流表示数I2;
解析 步骤②,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有R0工作,电流表示数为I2,所以电源电压:U=I2R0;
步骤①,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,两电阻并联,总电流为I1;两次实验中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流Ix=I1-I2,并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压:Ux=U
=I2R0,所以待测电阻 。
答案
解析
(4)若实验中电压表损坏,利用其它的原有器材也能测
出未知电阻Rx的阻值。实验电路如图丙所示(滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整:
①闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数为I1;
②闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到_____,记录电流表示数I2;
b端
答案
解析
③写出待测电阻的表达式,Rx=________(用已知量和测量量符号表示)。
答案
解析
典例10 乙同学在做“用电压表和电流表测
电阻”的实验中,设计了如图一所示的电路图并利用导线将电压表、电流表、小灯泡、滑动变阻器 (“50,1A”)、开关、两节新干电池连接了部分电路图(如图二)。请回答下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图二中的电
路连接完整。
解析 滑动变阻器一上一下接入,实物图如图所示。
答案
答案
解析
(2)根据连接完整的电路进行实验,第3次实验电压表的示数如图三,其
读数为____伏。
解析 电压表选择的是0~3V量程,分度值是0.1V,此时读数为:1.5V。
1.5
答案
解析
(3)下表是乙同学记录的实验数据,其中第___次(填序号)数据是错误的。
1
实验次数 1 2 3 4
U/V 0.30 1.00 ? 2.00
I/A 0.03 0.10 0.15 0.20
解析 在本次实验中,电源电压为3V,由这几组数据分析可知,待测电阻阻值为10欧,而滑动变阻器最大阻值为50欧,即电路总电阻为60欧,由欧姆定律I= 可知此电路中电流最小值为:Imin=0.05A,而第一组数据电流值为0.03A,比最小值还小的数据是不可能的,故第1次数据错误。
答案
解析
(4)利用该实验的电路图(图一)还可以研究的问题有_________________。
测小灯泡的电功率
解析 测定小灯泡功率的实验原理是:用电压表测出小灯泡两端的电压,用电流表测出通过小灯泡的电流,根据P=UI求出小灯泡的电功率。
要点 串联电路的总电压等于各导体两端的电压之和,因此串联1个电
阻,可以分走一部分电压,即U=U1+U2。并联电路的干路电流等于各支路电流之和,在总电流一定的情况下,并联一个电阻,可以分走一部分电流,即I=I1+I2。
热点考向6
串联、并联电路的特点
答案
解析
典例11 小希用如图所示电路来探究串联电路的电压特点。
(1)在连接电路时,开关必须______。
解析 为保护电路安全,在拆接电路时,开关必须断开。
断开
答案
解析
(2)实验中最好选择规格________(填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
解析 研究电压的关系,就是将电压表并联在电路里,记录各段的电压大小,为了寻找规律,必须换用不同规格的小灯泡进行多次实验,这样得出的规律才有说服力。
不相同
答案
解析
(3)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C点间的电压为UAB、UBC、UAC。经过多次实验,得到的数据记录在图表中。分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是_______________(用公式表示)。
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 0.8 2.2 3.0
2 1.0 2.0 3.0
3 1.2 1.8 3.0
解析 AB两点间的电压为L1两端的电压,BC两点间的电压为L2两端的电压,AC两点间的电压为电路的总电压。由表中的数据可以看出:
第一次实验:UAC=3V,UAB+UBC=0.8V+2.2V=3V;
第二次实验:UAC=3V,UAB+UBC=1.0V+2.0V=3V;
第三次实验:UAC=3V,UAB+UBC=1.2V+1.8V=3V;
因此可以得出:串联电路的总电压等于各串联电阻两端的电压之和,即UAC=UAB+UBC。
答案
解析
(3)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C点间的电压为UAB、UBC、UAC。经过多次实验,得到的数据记录在图表中。分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是_______________(用公式表示)。
UAC=UAB+UBC
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 0.8 2.2 3.0
2 1.0 2.0 3.0
3 1.2 1.8 3.0
答案
解析
(4)小希进行多次实验的主要目的是_____(填序号)。
①寻找普遍规律 ②减小实验误差
①
解析 实验过程中,小希测量得到多组电压值的目的是:总结规律,避免结论的片面性。
位置 A B C
电流(A) 0.18 0.18 0.36
答案
解析
典例12 甲为探究并联电路电流规律的实验电路图。
(1)若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的 ____ 处(选填
“A”、“B”或“C”)。
解析 电流表测电流时,应与被测电路串联;要测量并联电路中干路的电流,图中A、B、C三点中C点在干路上,A、B两点都在支路上,因此将C点断开接入电流表。
典例12 甲为探究并联电路电流规律的实验电路图。
位置 A B C
电流(A) 0.18 0.18 0.36
(1)若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的 ____ 处(选填
“A”、“B”或“C”)。
C
答案
解析
(2)若要测量A处的电流,在连接电路闭合开关前,发现电流表指针位置
如图乙所示,调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是______________________。
解析 由图乙所示电流表可知,电流表指针反向偏转,这是由于电流表正负接线柱接反了造成的。
答案
解析
电流表正负接线柱接反
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如上表,由此得出结论:
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等,这个实验在设计方案上还存在的不足之处是: ___________________
______________________________________________(写出一条)。
解析 由表中实验数据可知,两支路电流相等,说明所选灯泡规格相同;只有一组实验数据,只进行了一次实验,实验次数太少,得出的结论不具有普遍性。
答案
解析
泡太特殊(或只测量了一次就得出结论不具有普遍性)
选两个规格相同的小灯
位置 A B C
电流(A) 0.18 0.18 0.36
要点 判断N、S极的周围磁感线方向、磁场方向、N极所指方向,可
以通过选择题、画图、填空等多种方式进行考查。
热点考向7
磁的基本性质
答案
解析
典例13 关于磁场和磁感应线,以下说法正确的是( )
①磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在 ②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线 ③磁场对放入其中的磁体有力的作用 ④地球周围存在磁场
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
解析 ①磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在,这是典型的转化法,故正确;
②磁感线是不存在的,是为了研究方便假设的一些有方向的曲线,故错误;
③磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用,故正确;
④地球是一个巨大的磁体,地球周围存在磁场,故正确。
答案
解析
典例13 关于磁场和磁感应线,以下说法正确的是( )
①磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在 ②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线 ③磁场对放入其中的磁体有力的作用 ④地球周围存在磁场
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
C
答案
解析
典例14 一根条形磁铁断裂成三段(如图所示),以下现象与
相关的说法,正确的是( )
解析 任意磁铁均有两个磁极,一个为N极,另一个为S极,断开后,每一段均有两个磁极,所以A为S极,B为N极,C为S极,D为N极。A图中A端为S极与小磁针的N极相互吸引,所以小磁针的黑色部分为N极,故A正确;
B图中可利用安培定则确定螺线管的左端为N极,C为S极,所以两者相互吸引,故B错误;
C图中同一块磁体的磁极磁性相同,吸引大头针的数量也相同,故C错误;
D图中闭合电路的EF段导体穿过CD之间时,切割了磁感线,产生感应电流,故D错误。
答案
解析
典例14 一根条形磁铁断裂成三段(如图所示),以下现象与
相关的说法,正确的是( )
A
要点 在家庭电路中,各用电器(包括插座)之间都并联,控制各用电器
的开关与用电器串联在各条支路中。电灯通过开关接在火线上。使用三孔插座时,左零右火上接地。家庭电路的故障有:用电器不能工作或电路烧毁等情况。一般可利用测电笔初步获得一些情况(笔尖金属体接触火线时氖管发光,接触零线时氖管不发光),然后根据测电笔的亮暗情况来分析电路的问题所在。当电路短路或使用大功率用电器时,会造成电流过大而使保险丝熔断,从而切断电路,造成电路不能工作。
热点考向8
家庭电路的连接及故障分析
答案
解析
典例15 如图所示,闭合开关S后,发现电灯L不亮,且保险丝没有熔
断。某同学用测电笔测试灯头的两根电线C、D,发现这两处都能使测电笔氖管发光。再用测电笔测试火线A和零线B时,氖管在A处能发光,在B处不发光。下列故障判断合理的是( )
A.火线和零线短路
B.电灯L短路
C.电线AC段某处断路
D.电线BD段某处断路
解析 本题考查家庭电路出现故障的原因。当火线和零线短路时,会出现保险丝熔断;
当电灯L短路时,会出现保险丝熔断;
电线AC段某处断路时,用测电笔测试,接触C、D、B处氖管不发光,仅A处能发光。故本题符合要求的是选项D。
答案
解析
典例15 如图所示,闭合开关S后,发现电灯L不亮,且保险丝没有熔
断。某同学用测电笔测试灯头的两根电线C、D,发现这两处都能使测电笔氖管发光。再用测电笔测试火线A和零线B时,氖管在A处能发光,在B处不发光。下列故障判断合理的是( )
A.火线和零线短路
B.电灯L短路
C.电线AC段某处断路
D.电线BD段某处断路
D
答案
解析
典例16 如图所示电路图,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合
时,电流表的读数为0.50安,电压表的读数为2.50伏。当开关S1、S2闭合,S3断开时,由于电阻R1、R2中有一个电阻出现故障,电流表的读数为0.60安,电压表的读数为3.00伏。则电源电压为_____伏,电路中出现的故障是____________。
解析 当开关S1、S2闭合,S3断开时,由于R1、R2并联,电压表的读数即为电源电压U=3V,
当开关S1、S2断开,S3闭合时,R1、R2串联,电压表的读数为R2两端电压U2=2.50V,
R=R2=5Ω,所以当开关S1、S2闭合,S3断开时,电路中出现的故障是电阻R1断路。
答案
解析
典例16 如图所示电路图,电源电压恒定。当开关S1、S2断开,S3闭合
时,电流表的读数为0.50安,电压表的读数为2.50伏。当开关S1、S2闭合,S3断开时,由于电阻R1、R2中有一个电阻出现故障,电流表的读数为0.60安,电压表的读数为3.00伏。则电源电压为_____伏,电路中出现的故障是____________。
3V
电阻R1断路
要点 用伏安法测定小灯泡消耗的电功率,其实验原理为P=UI。选
择电路中各元件时,电源电压应大于小灯泡的额定电压;电压表量程应大于小灯泡的额定电压;电流表量程应大于小灯泡的额定电流。正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器,可测得小灯泡工作时两端的电压和通过的电流,利用公式P=UI可算出小灯泡实际消耗的电功率和额定功率。
热点考向9
小灯泡电功率的测定
答案
解析
典例17 在“测定小灯泡功率”的实验中,提供的器材有:
“3.8V?A”的小灯泡、“10Ω 1A”的滑动变阻器、四节新干电池等。
(1)连接电路时开关应 ______。
断开
解析 为保护电路元件,连接电路时,开关应断开。
答案
解析
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,使闭合开关时
滑动变阻器连入电路的电阻最大。
解析 由小灯泡额定电压为3.8V>3V和图丙知,电压表选用大量程,电流表选用小量程,并要使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大,滑片以右部分的电阻丝连入电路,如图所示。
答案
解析
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,使闭合开关时
滑动变阻器连入电路的电阻最大。
答案 如解析图所示
答案
解析
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,两电表均无示数。为了查找故障,小明将
电压表拆下,在开关闭合状态下,分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端,结果只有接在滑动变阻器两端时,电压表无示数,则肯定出现故障的元件是_____。
解析 闭合开关,发现灯泡不亮,两电表均无示数,则此电路为断路;在开关闭合状态下,将电压表接在电源两端时,电压表有示数,说明电源、电压表是完好的;电压表接在开关两端时有示数,说明开关以外的电路是通路,而开关是断开的,所以,肯定出现故障的元件是开关(电压表接在滑动变阻器两端,因无电源,没有示数)。
答案
解析
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,两电表均无示数。为了查找故障,小明将
电压表拆下,在开关闭合状态下,分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端,结果只有接在滑动变阻器两端时,电压表无示数,则肯定出现故障的元件是_____。
开关
答案
解析
(4)排除故障后继续实验,滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,
为测量灯泡的额定功率,应将滑片P向________端移动,直至电压表的示数为3.8V,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是________W。
解析 电压表大量程的分度值为0.5V,示数为3V,为使灯泡正常发光,应增加灯的电压;根据分压原理,减小变阻器的电压,变阻器连入电路中的电阻减小,滑动变阻器的滑片向右移动。电流表小量程的分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率P额=U额I=3.8V×0.3A=1.14W。
答案
解析
(4)排除故障后继续实验,滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,
为测量灯泡的额定功率,应将滑片P向____端移动,直至电压表的示数为3.8V,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是_____W。
右
1.14
答案
解析
(5)若用该电路测量规格是“2.5V 0.3A”灯泡的额定功率,须对实验进
行适当调整,写出你的做法。
方法一:_________________________________________________;
方法二:________________________________________________。
滑动变阻器要分去的电压U滑=6V-2.5V=3.5V的电压,灯才能正常工作,
所以,可换最大阻值较大的滑动变阻器(或串联定值电阻);
方法二:由上面的计算可知,“10Ω 1A”的滑动变阻器最大阻值连入电路时,灯的电压仍高于2.5V,所以,也可以采用减小电池个数的方法来减小电源电压达到使灯正常发光的目的。
答案
解析
(5)若用该电路测量规格是“2.5V 0.3A”灯泡的额定功率,须对实验进
行适当调整,写出你的做法。
方法一:_____________________________________________;
方法二:______________。
减小电池个数
换用最大阻值较大的滑动变阻器(或串联定值电阻)
答案
解析
序号 ① 电流(A) 功率(W) 灯泡亮度变化
1
2
3
典例18 做“测定小灯泡的功率”实验
时,小金设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样,滑动变阻器规格为“25Ω 0.5A”。
(1)实验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是______。
实验记录表
解析 做“测定小灯泡的功率”实验时,由P=UI可知,需要测量灯泡两端的电压和电路中的电流,则实验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是电压;
答案
解析
典例18 做“测定小灯泡的功率”实验
时,小金设计了如图所示的电路。已知电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样,滑动变阻器规格为“25Ω 0.5A”。
(1)实验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是______。
实验记录表
序号 ① 电流(A) 功率(W) 灯泡亮度变化
1
2
3
电压
答案
解析
(2)连接好电路后,小金将滑动变阻器滑片P移到b
端,闭合开关,发现小灯泡不亮,为查找原因,他仔细检查了电路中各元件的工作状态,判断出电路既不断路,也不短路。小金做出这样判断的依据是_______________________。
解析 闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,小金之所以判断出电路既不断路,也不短路的依据是两表都有示数,因为若灯泡短路,电压表示数为零。所以小灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器连入电路阻值过大,灯泡能够分得的电压很小所致。
电压表和电流表都有示数
要点 用电器消耗多少电能,即电流做了多少功,可用公式W= UIt或
W=Pt来计算,当用电器为纯电阻时,还可用公式W=U2t/R=I2Rt来计算。在计算的时候要注意单位统一和各量的对应。电功率表示电流做功的快慢,可用P=W/t,P=UI来计算用电器消耗的电功率大小,对于纯电阻用电器,电功率还可用P=U2/R,P=I2R计算,并且电流产生的热量与电流所做的功相等,即:Q=W。
热点考向10
电学知识的计算(电功、电功率、电热等的计算)
解答
典例19 如图甲所示的滑动变阻器是贺州市初中物理实验
操作考查中要用到的仪器之一,小露将一个标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器的A、B、C接线柱,分别与图乙中部分电路图的A′、B′、C′导线对应连接。已知滑动变阻器的滑片P恰好移到中点,定值电阻R=10Ω,电源电压为6V。
(1)连接好甲、乙两图中对应AA′、BB′、CC′后,闭合开关S,求电
路中通过电阻R的电流是多少A,此时电压表的计数是多少V?
解 由电路图可知,连接好甲、乙两图中对应AA′、BB′、CC′后,定值电阻R与滑动变阻器R′串联,电压表测滑动变阻器中点右边的一半电阻两端的电压,
则总电阻R总=R+R′=10Ω+20Ω=30Ω,
答:通过电阻R的电流是0.2A,此时电压表的计数是2V;
(2)求电阻R的电功率是多少W?
解 R的电功率P=I2R=(0.2A)2×10Ω=0.4W;
答:电阻R的电功率是0.4W;
解答
(3)通电1min后电阻R产生的热量是多少J?
解 R产生的热量Q=W=Pt=0.4W×60s=24J。
答:通电1min后电阻R产生的热量是24J。
解答
典例20 小科同学家有一种新型插座如图甲,能即时显示用
电器的工作电压和所耗电费等,插座本身消耗电能由内部电池提供。如图乙为电火锅的铭牌。周六晚餐吃火锅时,小科同学将电火锅单调插在该插座上,这时插座屏幕显示如图丙;用加热档加热一段时间后,屏幕显示如图丁。(电费单价:0.5元/千瓦时;忽略温度对电阻的影响;本次使用电火锅时,假设其两端电压不变。)请回答:
答案
(1)晚餐时家中照明电路的实际电压是_____伏;
200
答案
(2)请从两个角度计算电火锅加热的实际电功率。
答案 方法一:由图丙和图丁可知,电费为0.25元,则消耗的电能:
电火锅工作的时间:t=18∶40-18∶10=30min=0.5h,
U实=200V时的实际功率:
答:电火锅加热的实际电功率为1000W。
本课结束
U===3V,R1===1Ω;
由I=得未知电阻的阻值:Rx===10Ω。
Rx==R0
R0
电路中电阻R===5Ω
∴R2===5Ω
R1===1Ω
解析 方法一:灯正常工作时的电阻RL==≈8.3Ω,
根据分压原理,=,
滑动变阻器的电阻至少为R滑=×RL=×8.3Ω≈11.62Ω,
所以,I===0.2A,
由I=可知电压表示数为U滑′=I×R′=0.2A××20Ω=2V;
W==0.5kW·h,
电火锅加热的实际电功率:P===1kW=1000W。
方法二:由P=可得,电火锅的电阻:R===40Ω,
P实===1000W。
$