内容正文:
江西南丰第一中学2025-2026学年九年级
上学期寒假复习业4(人教版电学2)
一、多选题
1.某科技小组设计了一个监测水位变化的装置,其原理如图所示。电路中电源电压保持不变,为定值电阻,是竖直放置的长条形电阻片,浮子可带动金属滑杆在竖直方向上下移动,与接触良好,当电流表的示数达到某一数值时,报警器发出响声,提醒监测员水位达到警戒值。当水位升高时,下列说法正确的是( )
A.接入电路的阻值变小
B.电压表的示数变大
C.消耗的电功率变小
D.为了让警戒水位值在更低时也能预警,可以增大电源电压
2.如图,在电热水壶旁放有一瓶普通500mL瓶装水,下列估测中较符合实际的是( )
A.该电水壶的安全烧水容积大约为1500mL B.春天久置于室内的瓶装水温度约为40℃
C.该电热水壶的额定电功率大约为1500W D.该电水壶的高度约为1.2dm
3.用如图所示的装置可探究电流产生热量的影响因素,下列说法中正确的是( )
A.该装置中的U形管属于连通器
B.通过U形管内液面高度差来反映电流产生热量的多少
C.该装置可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
D.若通过R2的电流为0.2A,那么通电1min内R2上产生的热量为12J
4.如图甲为电子高度测量仪,用粗细均匀的电阻丝代替滑动变阻器,将电压表改装成高度显示仪,电压表示数随高度变化规律如图乙。电源电压恒定不变,电阻丝R足够长,每1cm的阻值为0.1Ω,电压表量程0~15V,电流表量程0~3A,身高170cm的甲同学站上后电压表示数9V,电流表示数1A,身高110cm的乙同学站上后电压表示数4.5V,下列说法正确的是( )
A.电源电压是 18V
B.甲同学站上后,电阻丝接入电路的长度为90cm
C.乙同学站上后,R0的电功率为27W
D.为保证安全,该测量仪测量的最大高度是530cm
5.如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数不变
6.学校劳动实践基地的蔬菜大棚测量空气湿度的电路如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为10Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为50%时,电压表的示数为4V
D.当电路电流为0.3A时,空气湿度约为80%
二、实验题
7.小明利用如图甲所示的电路图,测量额定电压为(阻值约为)的小灯泡的电功率。
(1)按照图甲所示的电路图,用笔画线代替导线在图乙中将实物图连接完整;(导线不能交叉)( )
(2)电路连接完成后,闭合开关发现:小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 。
(4)小明在进行实验时发现电流表损坏,他找来了一个单刀双掷开关和一个阻值为的定值电阻,设计了如图丁所示的电路图,也测出了该小灯泡的额定功率,其实验步骤如下:
①开关拨到“”,移动滑片,直至电压表示数为;
②保持滑片位置不动,将开关拨到“”,读出电压表示数。
请写出小灯泡额定功率的表达式 (用、、表示)。
8.小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时,实验室提供了如下器材:电源(电压恒为8V),一个电流表,一个电压表,滑动变阻器“20Ω 2A”,小灯泡(额定电压2.5V,额定功率小于1.2W),一个阻值已知的定值电阻,开关及导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,完成实验电路图乙的连接;
(2)正确连接电路后,闭合开关进行实验,记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为 W;
实验次数物理量
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而 (选填“增大”、“不变”或“减小”),小灯泡的实际功率由 (选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”)决定;
(4)完成实验后,利用上述器材,小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图所示的电路,所用电压表量程为“0~15V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V;
②滑动变阻器滑片不动,再将开关,拨至“2”读出电压表示数为;
③小灯泡的额定功率 (用、、表示)。若步骤②中,在将开关拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许、其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
9.图甲是测量小灯泡灯丝电阻的电路,小灯泡的额定电压2.5V,电源电压恒为3V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应置于 端。
(3)连接好电路,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,发现灯L不亮,电压表有示数,电流表无示数,则原因可能是 。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P到某个位置时,电压表的示数为2.2V,若要使小灯泡正常发光,则应将滑片P向 端移动,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,则小灯泡正常发光时灯丝的电阻为 Ω。
(5)若只用电压表,也能测量额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻RL,实验电路如图丙,R为电阻箱,实验步骤如下:
①闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表的示数为U;
②闭合开关S和S1,断开S2,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数为U﹣U额,读出此时电阻箱的阻值为R1;
③RL的表达式为:RL= 。(用U额、U、R1表示)
10.某班同学利用图甲所示的电路测量约为5Ω的定值电阻的阻值。电源为两节新干电池,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”。
(1)请你根据电路图用笔画线代替导线,将图乙的实物电路连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于最 (选填“A”或“B”)端;
(3)完成电路连接后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,小明利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障可能为 。
(4)排除故障之后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,多次实验所测量的结果如下表所示,则的阻值为 Ω。
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
电阻/Ω
1
1.0
0.20
______
2
1.5
0.30
3
2.0
0.40
(5)下列与本次实验中多次测量数据目的相同的是( )
A.测量物体的长度时,进行多次测量
B.探究串联电路电压特点的实验中,换用不同规格的小灯泡多次测量
C.探究光的反射定律时,多次测量入射角和对应的反射角的度数
(6)电流表发生故障,实验中小明挑选标有“,1A”字样的滑动变阻器进行实验,设计了如图丙所示的电路。接下来小明的实验操作是:(电源电压不变)
①闭合开关S,调节滑片至最左端时,读出电压表的示数为;
②闭合开关S,调节滑片至最右端时,读出电压表的示数为;
③未知电阻 (用题目给出的。表示)。
11.小李想测定额定电压为小灯泡正常发光时的电阻和功率,将学生电源调到电压为,使用滑动变阻器规格为“”。
(1)在图甲中,用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)电路连接无误,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近,则电路故障可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路”)。
(3)正确连接电路后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,为使灯泡正常发光,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动。
(4)小李根据测量的四组数据,用描点法画出了灯泡的图象如图丙,根据图像提供的信息,可计算出灯泡的额定功率是 W。还发现小灯泡的电阻随两端的电压发生改变,这是因为小灯泡的电阻受到 的影响。
(5)实验过程中,小李不慎将小灯泡的玻璃外壳碰碎了,发现小灯泡几乎不发光,但电流表的示数变大了。初步分析可知:玻璃破碎后小灯泡的电阻会 (选填“变大”或“变小”),你认为造成此变化的原因是: (合理即可)。
(6)小李根据所得到的4次数据,计算出在移动滑片的过程中,当某两次实验滑动变阻器的功率变化量最小,则小灯泡对应的功率变化量 。
三、计算题
12.在如图所示电路中,电流表的量程为,电流表的量程为,电源电压可以调节,调节电源电压为,闭合开关,电流表、的示数分别为和,求:
(1)电阻、的阻值;
(2)通电后电阻产生的热量;
(3)为了保证电流表安全,电源电压可调的最大值。
13.如图甲是一款煮茶器,有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路如图乙所示,和均为发热电阻,煮茶器正常工作的电压为220V,保温功率为100W,加热功率为1200W。在1个标准大气压下,煮茶器将初温20℃、质量1kg的水加热到沸腾。[c水=4.2×103 J/(kg⋅℃)]求:
(1)水吸收的热量;
(2)电阻R1的阻值;
(3)若用加热挡煮沸这壶水需要6min,则煮茶器的加热效率。
14.如图甲是一款简易电阻温度计原理图,图中所示的“恒流源”是一个特殊电源,调节旋钮可以选择不同的输出电流(如图乙),且输出电流不随外部条件的变化而变化,电阻R为热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次测量中,所选择恒流源输出的电流始终不变,当环境温度从20℃上升到40℃时,电压表的示数变化了1.6V,求∶
(1)所选择恒流源输出的电流I;
(2)将一阻值为44Ω的定值电阻R1与R并联接入电路,当电压表示数为6.6V时,电路消耗电能的总功率P及此时的环境温度t。
15.某电热敷腰带有高温、中温和低温三个挡位,高温和中温两个挡位对应额定功率分别为、, 图甲是内部简化电路图,额定电压为为定值电阻,其中,通过温控开关可实现不同挡位的切换。家中所使用的电能表如图乙所示,求:
(1)加热电阻和的比值;
(2)若将电热敷腰带单独接入家庭电路,此时家庭电路的电压为,高温挡工作,电能表转盘转的圈数。
16.如图甲所示为某款具有三个挡位可调的智能加热菜罩,其简化电路如图乙所示,四个阻值相同且不变的加热电阻可通过旋转开关实现高、中、低三挡位切换。高温挡和中温挡电功率分别是200W和100W。
(1)当开关旋转到1位置时,智能加热菜罩处于什么挡?说明判断依据。
(2)加热电阻的阻值为多大?
(3)该加热菜罩低温挡的电功率为多大?
(4)如图丙为加热菜罩某次工作时的P-t图像,则此次加热菜罩共消耗多少电能?
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
答案
AD
AC
BCD
ABD
AD
AD
1.AD
【难度】0.85
【知识点】含有变阻器电路的动态分析、动态电路中电功率的变化分析
【详解】ABC.由图示知,长条形电阻片R与定值电阻R0串联在电路中,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,水位升高时,金属滑杆向上移动,R接入电路的阻值变小,据串联电路的分压特点知,R两端的电压变小,电压表示数变小,电路的总阻值变小,电路的电流变大,电流表示数变大,由可知,消耗的电功率变大,故A正确,BC错误;
D.警戒水位值调小,则金属滑杆AP向下移动,变阻器接入电路的阻值变大,而报警器发出响声时的电流值不变,则可增大电源电压或减小定值R0的阻值,故D正确。
故选AD。
2.AC
【难度】0.85
【知识点】常见物体的温度、常见用电器的电功率、常见的长度及估测、物理常识
【详解】A.电热水壶与普通水瓶高度接近,底面积是水瓶的3倍左右,即电水壶的容积约为水瓶的3倍,一般在1500mL 左右,故A符合题意;
B.室内温度一般不超过30℃,久置于室内的瓶装水温度应接近室内温度,约 25℃左右,故B不符合题意;
C.常见电热水壶的额定电功率通常在 1500~2000W 左右,1500W 是合理的,故C符合题意;
D.电热水壶的高度与水瓶的高度接近,一般在 20~30cm 左右,故D不符合题意。
故选AC。
3.BCD
【难度】0.65
【知识点】焦耳定律的公式及简单应用、探究电流产生热量与电阻的关系、设计探究电流热效应的实验原理和电路图、连通器的原理
【详解】A.该装置中的U形管一端开口,一端封闭,不是连通器,故A错误;
B.电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但电流通过导体产生的热量可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法,故B正确;
C.由电路图可知,两个5Ω电阻并联再与5Ω的串联,通过它们装置盒的电流不相等,通电时间相同,电阻相同,该装置可以探究电流产生的热量与电流大小的关系,故C正确;
D.若通过的电流为0.2A,那么通电1min内上产生的热量为
故D正确。
故选BCD。
4.ABD
【难度】0.65
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、欧姆定律的简单计算
【详解】B.图甲可知,电阻R0和变阻器R串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,由欧姆定律可知,h1=170cm的同学站上后,电阻丝接入电路的电阻值为
因为每1cm的阻值大小为0.1Ω,所以9Ω的长度为
故B正确;
A .由题意可知,h2=110cm的同学站上后,滑动变阻器接入电路的电阻R'=R-(h1-h2)×0.1Ω/cm=9Ω-(170cm-110cm)×0.1Ω/cm=3Ω
由图乙可知,此时电压表的示数为4.5V,由欧姆定律可知,此时电路中的电流
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,h1=170cm的同学站上后,电源电压U=UR+IR0=9V+1A×R0①
h2=110cm的同学站上后,电源电压U=UR'+I'R0=4.5V+1.5A×R0②
由①②解得R0=9Ω,U=18V
故A正确;
C.R0消耗的电功率P0=I'2R0=(1.5A)2×9Ω=20.25W
故C错误;
D.由串联电路的分压作用知,当电压表的示数最大时分压最多,滑动变阻器的电阻最大,由于电压表的量程为0~15V,所以滑动变阻器两端的最大电压为15V,由串联电路电压的规律知定值电阻R0两端的电压为U0=U-UV大=18V-15V=3V
此时电路中的电流为
滑动变阻器的最大电阻为
45Ω的长度为
当h1=170cm时,电阻丝连入电路的总长度为90cm,则滑动变阻器最下端到地面的距离h0=h1-L=170cm-90cm=80cm
所以该测量仪能够测量的最大高度为h最大=h0+L′=80cm+450cm=530cm
故D正确。
故选ABD。
5.AD
【难度】0.65
【知识点】含有变阻器电路的动态分析、串联电路的电压规律及应用
【详解】由图可知,R0和滑动变阻器R的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器R上半部分电压;闭合开关S,车辆总质量越大时,滑动变阻器滑片向下移动,电压表所测部分电阻长度增大,电阻变大,根据串联分压原理可知,电压表示数变大;因滑片向下移动过程中,电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路的电流大小不变,即电流表示数不变,故AD符合题意,BC不符合题意。
故选AD。
6.AD
【难度】0.65
【知识点】含有敏感电阻的动态分析、欧姆定律的简单计算
【详解】AB.由图甲可知,电路中湿敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测量定值电阻R0两端的电压,由图乙可知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,通过电路的电流越大,由U=IR0可知定值电阻R0两端的电压越大,即电压表示数越大,故A正确,B错误;
C.当空气湿度为50%时,湿敏电阻R的阻值为20Ω,通过电路的电流
由欧姆定律可得,此时定值电阻R0两端的电压U0=IR0=0.2A×10Ω=2V
即电压表的示数为2V,故C错误;
D.当电路中电流为0.3A时,电路的总电阻
湿敏电阻R的阻值R'=R总-R0=20Ω-10Ω=10Ω
由图乙可知,当湿敏电阻R的阻值为10Ω时,空气湿度为80%,故D正确。
故选AD。
7. 小灯泡断路 0.5
【难度】0.94
【知识点】伏阻法测小灯泡的电功率、伏安法测小灯泡的电功率
【详解】(1)[1]测量小灯泡的电功率,电压表与小灯泡并联,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路为断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两端相连,则故障为小灯泡断路。
(3)[3]由图丙可知,电流表选用0~0.6A的量程,0.2A之间有10个小格,1小格代表0.02A,电流表的分度值为0.02A,电流表的读数为0.2A。小灯泡的额定功率
(4)[4]如图丁所示,测出该小灯泡的额定功率,其实验步骤如下:
①开关拨到“”,移动滑片,直至电压表示数为,此时电压表测小灯泡两端的电压等于额定电压;
②保持滑片位置不动,将开关拨到“”,读出电压表示数,电压表测R0和小灯泡两端的总电压,R0两端的电压
电路中的电流
小灯泡额定功率的表达式
8.(1)
(2)1.05
(3) 增大 实际电压
(4) 5.5 偏小
【难度】0.65
【知识点】伏阻法测小灯泡的电功率、伏安法测小灯泡的电功率
【详解】(1)如图甲,定值电阻、灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,电流表测电流,滑动变阻器要一上一下接入,滑片P向右滑动时,接入阻值增大,即应接滑动变阻器左下接线柱,如图所示:
(2)电流表示数如图丙所示,接小量程,示数为0.42A,小灯泡的额定功率为
(3)[1][2]根据。由表格数据可得,小灯泡电压越大,电流也越大,功率也越大,因此小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大,小灯泡的实际功率由实际电压决定。
(4)[1]闭合开关S,将开关S1拨至“1”,电压表测定值电阻与滑动变阻器两端总电压,若要使灯泡正常发光,其两端电压应为2.5V,因此电压表示数应为
[2] 滑动变阻器滑片不动,再将开关S1,拨至“2”,电压表测定值电阻两端电压,读出电压表示数为U0,则电流为
小灯泡的额定功率
[3]若步骤②中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,即滑动变阻器接入阻值增大,电压表示数U0会减小,根据公式,测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。
9.(1)
(2)最右
(3)小灯泡断路
(4) 左 0.26 9.6
(5)
【难度】0.65
【知识点】伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻的实验原理和电路图
【详解】(1)图甲是测量小灯泡灯丝电阻的电路,应将电压表与小灯泡并联,电流从电压表正接线柱流入,负接线柱流出;滑动变阻器采用“一上一下”的接法与灯泡串联,实物连接如下:
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大端,起到保护电路的作用。滑动变阻器接了下面左边的接线柱,那么滑片P应置于最右端。
(3)电流表无示数,灯不亮,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则原因可能是与电压表并联的小灯泡断路。
(4)[1]排除故障后,闭合开关S,移动滑片P到某个位置时,电压表的示数为2.2V,小于小灯泡的额定电压2.5V。根据串联电路电压的特点,要使小灯泡两端电压增大到2.5V,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,即应将滑片P向使滑动变阻器阻值变小的方向移动。滑动变阻器接了下面左边的接线柱,应将滑片P向左端移动。
[2][3]电流表接小量程,分度值为0.02A,读出的电流表示数为0.26A。小灯泡正常发光时灯丝的电阻
(5)闭合开关S和S2,断开S1时,电压表测的是电源电压U。闭合开关S和S1,断开S2 时,灯泡与电阻箱串联,电压表测的是电阻箱两端的电压U﹣U额,此时电路中的电流。因为串联电路中电流处处相等,所以灯泡正常发光时的电流也为I,那么根据欧姆定律可得
10.(1)
(2)B
(3)滑动变阻器断路
(4)
(5)A
(6)
【难度】0.65
【知识点】单伏法测电阻、伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻的实验原理和电路图
【详解】(1)电流表应串联接入电路,电源为2节干电池,未知电阻的阻值大约为5Ω,由欧姆定律可得通过电路的最大电流
所以电流表选择0~0.6A的量程。如图所示
(2)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处。由图可知,应位于最B端,此时滑动变阻器接入电路的电阻丝最长。
(3)把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,说明a、电源、b之间是通路,电流表、待测电阻、c也是通路,根据接在a、c之间,电压表无示数,如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是滑动变阻器断路。
(4)根据,分别计算三次测量的电阻值第一次
第二次
第三次。
则Rx的阻值为。
(5)本次实验多次测量数据的目的是求平均值减小误差。测量物体的长度时,进行多次测量是为了求平均值减小误差,与本次实验目的相同;探究串联电路电压特点的实验中,换用不同规格的小灯泡多次测量是为了寻找普遍规律,与本次实验目的不同;探究光的反射定律时,多次测量入射角和对应的反射角的度数是为了寻找普遍规律,与本次实验目的不同。故BC不符合题意。A符合题意。
故选A。
(6)①闭合开关S,调节滑片至最左端时,读出电压表的示数为,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路为定值电阻的简单电路,电压表示数即电源电压;
②闭合开关S,调节滑片至最右端时,读出电压表的示数为,此时定值电阻和滑动变阻器的最大阻值串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压
由欧姆定律可得通过电路的电流
③由欧姆定律可得未知电阻。
11.(1)
(2)断路
(3)右
(4) 0.625 温度
(5) 变小 小灯泡的玻璃外壳破碎,导致温度降低
(6)0.15
【难度】0.4
【知识点】动态电路中电功率的变化分析、电功率P=UI及推导式的简单计算、伏安法测电阻实验中的注意事项和故障分析、伏安法测电阻的实验步骤和数据处理、伏安法测电阻的实验原理和电路图
【详解】(1)在测量小灯泡额定功率的实验中,电流表应与灯泡串联,电压表应与灯泡并联,灯泡额定电压为2.5V,电压表量程应选0~3V,滑动变阻器采用“一上一下”的接法串联在电路中,如图所示:
(2)如果小灯泡短路,那么电路中电流会较大,电压表无示数,这与题目中“小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V”的现象不符,而当小灯泡断路时,电路中没有电流通过,电流表无示数,电压表相当于串联在电路中,测电源电压,所以示数接近3V,故电路故障可能是小灯泡断路。
(3)由图乙可知,电压表的示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,根据串联电路的分压原理,且满足,要使灯泡两端电压增大到额定电压,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,从而减小滑动变阻器两端的电压,所以应将滑片向左移动。
(4)[1]由图丙可知,当灯泡两端电压U=2.5V时,通过灯泡的电流I=0.25A,根据,可得灯泡的额定功率
[2]小灯泡的电阻随两端电压发生改变,这是因为小灯泡的电阻受到温度的影响。当电压变化时,电流变化,根据,灯泡的实际功率变化,灯泡的温度改变,从而电阻改变。
(5)[1]实验过程中,小灯泡玻璃外壳碰碎后,电流表的示数变大了,根据,电源电压不变,可知电路中的总电阻变小了,由于滑动变阻器的阻值不变,所以小灯泡的电阻变小了。
[2]造成此变化的原因可能是:小灯泡玻璃破碎后,灯丝散热加快,温度降低,电阻减小。
(6)设电源电压为U=3V,设两次实验中滑动变阻器的电阻分别为R1、R2,对应的灯泡电阻为RL1、RL2,当滑动变阻器功率变化量最小时,可认为滑动变阻器的电阻变化较小,且接近与灯泡电阻相等的状态。
由图丙可知,当时,,此时
当时,,此时
滑动变阻器功率变化量最小为0时,则小灯泡对应的功率变化量
12.(1),
(2)
(3)
【难度】0.85
【知识点】焦耳定律的公式及简单应用、欧姆定律的简单计算、并联电路的电流规律
【详解】(1)由图可知,闭合开关后,R1与R2并联,电流表测干路总电流为,电流表测通过R1的电流为,电源电压为,则R1的阻值为
通过R2的电流为
则R2的阻值为
(2)通电后电阻产生的热量为
(3)为了保证电流表安全,电流表允许通过的最大电流为0.6A,此时电源电压为
通过R2的电流为
则干路总电流为,符合题意,故电源电压可调的最大值为12V。
13.(1)3.36×105 J
(2)484Ω
(3)77.8%
【难度】0.85
【知识点】电功率的多挡位问题
【详解】(1)标准大气压下水的沸点为,加热过程水吸收的热量
(2)由电路图可知,闭合开关、时,电阻与并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,电源电压一定,由可知,电路中的总功率最大,煮茶器处于加热状态;
只闭合开关时,电路为的简单电路,此时电路中的总电阻较大,总功率最小,煮茶器处于保温状态;由可知,的电阻:
(3)消耗的电能
加热效率
14.(1)0.2A
(2)1.32W,80℃
【难度】0.65
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、欧姆定律的简单计算
【详解】(1)由图丙可知,当环境温度为20℃时,电阻R的阻值为108Ω,根据欧姆定律可知,电压表示数U=IR=I×108Ω
当环境温度为40℃时,电阻R的阻值为116Ω,电压表示数U′=IR′=I×116Ω
由于环境温度从20℃上升到40℃时,电压表的示数变化了1.6V,所以得ΔU=U′-U= I×116Ω- I×108Ω= I×8Ω=1.6V
解得I=0.2A
(2)恒流源输出的电流I不变,当电压表示数为6.6V时,即两并联电阻两端的电压为6.6V,此时电路消耗电能的总功率
由欧姆定律可知,通过R1的电流为
由于恒流源输出的电流I=0.2A不变,所以通过R的电流为IR=I-I1=0.2A-0.15A=0.05A
此时R的阻值为
由图丙知,此时环境温度为80℃。
15.(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】电功率的多挡位问题、电功率P=UI及推导式的简单计算、电功的公式及简单应用、利用电能表的主要参数计算电能
【详解】(1)当开关接时,只有电阻接入电路,总电阻最小,由可知,功率最大,为高温挡,当开关接时,与串联,当开关接时,与串联,由于,与串联的总电阻大于与串联的总电阻,由可知,开关接时为低温挡,开关接时为中温挡。高温挡功率
解得①
中温挡功率
解得②
由①②得,加热电阻和的比值
(2)高温挡额定功率
高温挡实际功率
正常工作消耗的电能
电能表转盘转的圈数
16.(1)
低温挡,理由见解析
(2)
484Ω
(3)
50W
(4)
【难度】0.4
【知识点】电功的公式及简单应用、电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题
【详解】(1)当开关旋转到1位置时,电路中R3和R4串联接入电路,此时电路中的总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,智能加热菜罩处于低温挡。
当旋转开关接2位置时,电路中只有R3接入电路,总电阻较大,由可知,电路中的总功率较小,智能加热菜罩处于中温挡。
当旋转开关接3位置时,电路中R1和R2并联接入电路,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,智能加热菜罩处于高温挡。
(2)设每个加热电阻的阻值为R。中温挡时,由可知,
(3)该加热菜罩低温挡的电功率
(4)消耗的电能
答案第1页,共2页
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