内容正文:
提分精练九
(主要内容:欧姆定律、电功率 建议时间:40分钟)
一、选择题
1.下列对于某款国产手机的估测,最符合实际的是 ( )
A.手机的质量约为3kg
B.手机的长度约为14 cm
C.手机的电池电压约为220 V
D.手机正常工作时的功率约为 400 W
2.小明利用如图所示的装置来探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气,U形管内液面的高度变化反映密闭空气温度的变化, 若通过R₁的电流 下列说法正确的是 ( )
A.为保证实验顺利进行,乙容器中 R₂的阻值应为10 Ω
B.通过电阻R₂的电流大小为1 A
C.10 s内电流通过电阻 R₂产生的热量为200 J
D.电阻R₂两端的电压为30 V
3.小明家安装的电能表如图所示,下列说法中正确的是 ( )
A.该电能表的示数为21 682 kW·h
B.用该电能表和秒表可以估测家中用电器的实际功率
C.该电能表允许通过的最大额定电流为10 A
D.家中用电器消耗1 J电能,该电能表指示灯闪烁3 000 次
4.在研究通过导体的电流I随导体两端的电压U变化规律的实验时,根据实验数据作出通过金属导体 R₁、R₂的电流和其两端电压的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.由图像可知,两个电阻的阻值随电压的变化而变化
B.由图像可知,两个电阻的阻值不变且
C.若两个电阻串联,则通过R₁的电流大于通过R₂的电流
D.若两个电阻并联,则通过R₁的电流小于通过R₂的电流
5.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示(假设小灯泡电阻不变),下列说法正确的是 ( )
A.甲灯的实际功率一定是 40 W
B.将乙灯接入110 V的电路中,它的实际功率为30 W
C.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
D.若两灯并联在 220 V的电路中,则乙灯较亮
6.如图所示的电路中,电表和各元件均完好,电源是保持电流恒定的直流电源。当开关S闭合,滑片 P 向左移动时,下列判断正确的是 ( )
A.电流表和电压表示数都变大,灯泡变亮
B.电流表和电压表示数都变小,灯泡变暗
C.电流表示数不变,电压表示数变大,电路总功率变大
D.电流表示数不变,电压表示数变小,电路总功率变小
7.某兴趣小组想设计一种能自动测定光照强度的装置,当光照强度增强时,光敏电阻Rₓ阻值变小,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大。若电源电压不变,R₀是定值电阻,则下列设计的电路图符合要求的是 ( )
8.如图甲所示,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“10 Ω 1 A”。闭合开关 S,调节滑动变阻器的滑片从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光,绘制出滑片从最右端到a点过程中,电流表与两电压表示数关系的图像如图乙所示。下列说法正确的是 ( )
A.整个电路的最小功率为1.75 W
B.电源电压为5 V
C.小灯泡的额定功率为2 W
D.滑片在 a 点时,小灯泡与滑动变阻器的功率之比为1:1
9.如图所示的电路正常工作一段时间后,两电表中一个表示数变大,另一个表示数变小。电路中除了灯泡 L 和电阻 R 外,其他元件及连接均无问题,则下列分析正确的是 ( )
A. R短路或断路都有可能
B.一定是 R 断路
C.可能是灯泡短路
D.可能是灯泡断路
10.电子体重计是健身达人必备的一种工具。某体重计电路原理如图甲所示,电源电压恒定,电压表的测量范围为0~3V,定值电阻 R₀为15 Ω,压敏电阻 R 的阻值随平板受到压力大小的变化关系如图乙所示,平板质量不计。若该体重计空载时电压表的示数为1.5V,则下列有关说法错误的是 ( )
A.闭合开关S,电路中 R 与R₀串联
B.电压表指针偏转角度随人体质量的增大而增大
C.电源电压为 6 V
D.该体重计的最大测量值为1 600 N
二、填空题
11.图甲是一款多功能烘鞋器,它具有恒温烘干、除湿杀菌等功能,其简化电路如图乙所示,R是电热丝,L是紫外线灯,S₁、S₂ 同时闭合时,电动机与电热丝 (选填“串”或“并”)联。湿鞋在吹热风时比在吹冷风时干得更快,原因是温度越高,蒸发越 (选填“快”或“慢”)。若烘干一双鞋需用时 40 min,电热丝的额定功率为 180 W,则R 在这段时间产生的热量为 J。
12.石墨烯的结构如图所示,它是目前强度最大、导电性最好的材料,适合制成 (选填“输电线”或“电热丝”)。第9 届亚冬会主持人服装添加石墨烯后,若在某处加热即可将热量均匀地传递全身,说明石墨烯还具有优良的 (选填“导热性”或“隔热性”)。
13.小明家的电能表表盘示数如图所示,读数为 kW·h。小明用该电能表测量家中电热水壶工作时的实际功率,测量过程中电路电压稳定。他关闭家中其他用电器,只使用电热水壶烧水,发现电热水壶工作 1 min,电能表转盘转过了60 r,则烧水过程中该电热水壶的实际功率为 W。
14.在如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,两个电流表指针偏转均如图乙所示,则通过灯泡L₁ 的电流为 A,此时灯泡L₁、L₂的电阻之比是 。
15.如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡正常工作时的电压为 12 V。闭合开关S,当滑片 P 从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的 I-U关系如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
三、作图题
16.如图所示,一束光射向平面镜,请画出其反射光并标出反射角。(保留作图痕迹)
17.一人体身高测量仪的电路图如图所示,其中部分元件未画出,要求被测人身高变高时,电表的示数增大,请在“定值电阻”“电流表”或“电压表”中选两个元件,将其符号画在方框内。
四、实验探究题
18.小明想要“探究电流与电阻的关系”,选用的实验器材有两节新干电池,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一个,阻值为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻各一个,导线若干(导线电阻忽略不计)。
(1)如图甲所示,用笔画线代替导线将实物图连接完整(要求导线不交叉,当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小)。
(2)小明接入 5 Ω的电阻,闭合开关发现电压表无示数,此时电路出现的故障可能是
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片到合适位置,待电表示数稳定后,记录电流表的示数如图乙所示,为 A。
(4)多次实验后,根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R 变化的图像(如图丙所示),由图像可知,R两端的电压为 V,要完成该实验,滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。根据Ⅰ与R 的乘积为定值,可得到结论:电压一定时,电流与电阻 。
19.实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流I额=0.3 A,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案。根据要求回答下列问题。
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【方案一】
(1)图甲中电路未连接完成,请用笔画线代替导线帮小明补全实物电路。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)图甲中,闭合开关前,滑片 P 应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,并观察 (选填“电流表”“电压表”或“小灯泡”)的变化。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
【方案二】
(5)小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,R₁和R₂为滑动变阻器,R₂的最大电阻为R₀,实验步骤如下:
①闭合开关S和S₁,断开S₂,调节R₂,使电流表的示数为0.3A;
②保持R₂滑片位置不变,闭合开关S和S₂,断开 S₁,调节 R₁,使电流表的示数仍为0.3 A;
③保持 R₁滑片位置不变,接着将 R₂的滑片 P 调至最左端,记下电流表的示数为 I₁,再将 R₂的滑片 P 调至最右端,记下电流表的示数为 I₂,则小灯泡额定功率的表达式 (用I额、R₀、I₁、I₂表示)。
五、计算题
20.某品牌电热水壶的简化电路如图所示,电源电压恒为220 V,R₁、R₂是发热电阻(阻值不变)。只闭合开关 S₁时为保温挡,保温挡额定功率为 220 W;同时闭合开关S₁、S₂时为加热挡,加热挡额定功率为1 100 W。电热水壶装满水时,水的质量为 求:
(1)保温挡正常工作时,电路中的电流;
(2)发热电阻R₂的阻值;
(3)满壶水温度升高 80℃时,水吸收的热量。
21.如图所示,闭合开关S后,滑动变阻器 R₂的滑片 P从B端移动到A端的过程中,电压表的示数变化范围是3 V~0V,电流表的示数变化范围是0.2 A~0.5 A。求:
(1)滑动变阻器 R₂的最大阻值;
(2)电源电压;
(3)移动滑片的过程中,电阻 R₁ 的功率变化范围。
1. B 2. C 3. B 4. B 5. D 6. D 7. C 8. C 9. A10. D 11.并 快 12.输电线 导热性13.31.6 1200 14.1.2 1:4 15.12 9
16.
18.(1) (2)滑动变阻器断路(合理即可)
(3)0.4 (4)2 12.5 成反比
19.(1)(2)B (3)A 电流表
(4)0.75
20.解:(1)保温挡正常工作时,电路中的电流
(2)只闭合开关S₁时为保温挡,此时电路为R₁的简单电路,同时闭合开关S₁、S₂时为加热挡,R₁与R₂并联,故加热挡下 R₂的电功率
根据 可得,发热电阻R₂的阻值
(3)满壶水温度升高80℃时,水吸收的热量
21.解:(1)P在B端,电路中滑动变阻器的最大阻值 R₂与R₁串联,此时电路中的最小电流 电压表的最大值 ,故滑动变阻器R₂的最大阻值
(2)P在A端,电路中只有 R₁,此时最大电流 Imax=0.5 A,则电源电压
P在 B端,电路中滑动变阻器最大阻值R₂与R₁串联,此时最小电流 则电源电压
联立①②,解得U=5 V,R₁=10Ω。
(3)根据P=UI=I²R可知,当P在B端,电路中的电流最小,电阻R₁ 的功率最小,最小功率
当P在A端,电路中的电流最大,电阻R₁的功率最大,最大功率
因此,R₁的电功率变化范围为0.4 W~2.5 W。
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