摘要:
**基本信息**
本卷为高中物理恒定电流单元复习卷,分层设计(素养提升练),满分100分,90分钟。以真实情境(如空调能效标识、紫砂电饭锅)为载体,覆盖电阻定律、电路分析等核心知识,融合物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/40|电阻率、伏安特性曲线、电表改装|结合家电能效比(题4)考查能量观念,区分纯电阻与非纯电阻电路(题6)|
|非选择题|2/18|半偏法测电阻、电阻率测量|创新设计“U-l”图像求电阻率(题12),体现科学探究与模型建构|
|计算题|3/42|电路功率、电动机输出功率|以紫砂电饭锅电路(题15)为情境,综合考查串并联电路分析与能量转化,落实科学态度与责任|
内容正文:
第3章 恒定电流 章节复习
(分层作业-素养提升练)(解析版)
姓名: 准考证号:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2。
选择题部分
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.关于材料的电阻率,下列说法中不正确的是( )
A.把一根长导线截成等长的三段,每段的电阻率是原来的
B.金属的电阻率随温度的升高而增大
C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小
D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量
【答案】A
【详解】A.电阻率只与材料有关,与长度无关,选项A错误,符合题意;
B.金属的电阻率随温度的升高而增大,选项B正确,不符合题意;
C.纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大,故C正确,不符合题意;
D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,选项D正确,不符合题意。
故选A。
2.如图所示,电阻和的伏安特性曲线把第一象限分成了I、II、III三个区域。下列说法中正确的是( )
A.
B.
C.若将和串联在电路中,串联后总电阻的伏安特性曲线在I区域
D.若将和并联在电路中,并联后总电阻的伏安特性曲线在III区域
【答案】A
【详解】AB.I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数;故电阻R1<R2;故A正确,B错误;
CD.串联电阻的总阻值大于任一电阻,故串联后的I-U图象应在区域III中;并联电阻的总阻值小于任一电阻,故并联后的I-U图象应在区域I中;故CD错误;
故选A。
3.下列物理量中是电学量的是( )
A.红外线 B.位移 C.酸碱度 D.电压
【答案】D
【详解】A、红外线属于光学的物理量,故选项A错误;
B、位移属于力学的物理量,故选项B错误;
C、酸碱度属于化学上的物理量,故选项C错误;
D、电压属于电学物理量,故选项D正确.
点睛:掌握各个物理量属于哪类领域,在学习中注意领会掌握.
4.中国是全球最大的家用电器生产和消费国。家用电器拥有量的迅速增长带来了巨大的能源消耗,同时也加重了对环境的污染。因此,我国通过制定和实施能效标准、推广能效标识制度来提高用能产品的能源效率,促进节能减排,减少对环境的污染。图是某型号空调的能效标识。其中,能效等级是依据能效比来划分的,目前中国的能效等级根据能效比由高到低依次分为1、2、3三个等级。能效比是指空调在额定工作条件下制冷时,制冷量与输入功率之比。制冷量是指空调制冷时,单位时间内从密闭空间内去除的热量总和。若空调在额定工作条件下制冷,根据以上资料可以判断,下列说法中正确的是( )
A.在制冷量相同的情况下,能效比大的空调输入功率大
B.在能效比相等的情况下,制冷量大的空调输入功率小
C.在输入功率相同的情况下,能效比大的空调制冷量大
D.在输入功率相同的情况下,制冷量大的空调能效比小
【答案】C
【详解】A.在制冷量相同的情况下,能效比大的空调输入功率小,故A错误;
B.在能效比相等的情况下,制冷量大的空调输入功率大,故B错误;
C.在输入功率相同的情况下,能效比大的空调制冷量大,故C正确;
D.在输入功率相同的情况下,制冷量大的空调能效比大,故D错误。
故选C。
5.一电流表G的满偏电流Ig=2mA,内阻为100Ω.要把它改装成一个量程为0.4A的电流表,则应在电流表G上
A.并联一个0.5Ω的电阻 B.并联一个100Ω的电阻
C.串联一个0.5Ω的电阻 D.串联一个100Ω的电阻
【答案】A
【详解】把电流表改装成0.4A的电流表需要并联一个分流电阻,分流电阻阻值:,故选A.
【点睛】本题考查了电流表的改装,知道电流表改装原理、应用并联电路特点与欧姆定律即可正确解题.
6.如图,电源电动势为12V,内阻r为1Ω,电阻R1为1Ω,R2为6Ω。开关闭合后,电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V,线圈电阻RM为0.5Ω,则下列正确的是( )
A.电源的输出功率为36W B.流过电动机的电流为12A
C.电动机的输出功率为10W D.电动机的发热功率为72W
【答案】C
【详解】BCD.由于,所以电阻两端的电压为
流过的电流为
流过电动机的电流为
所以电动机的输出功率为
电动机的发热功率为
故BD错误、C正确;
A.电源的输出功率为
故A错误。
故选C。
7.一段长为L,电阻为R的均匀电阻丝,把它拉制成3L长的均匀细丝后,其电阻值为:( )
A. B.3R
C. D.9R
【答案】D
【详解】当把它拉制成3L长的均匀细丝后,横截面积变为原来的,则电阻
选项D正确;
8.风扇是夏日必备用品,如图为一电脑连接的迷你风扇的铭牌,由铭牌中我们可以得到的信息是( )
A.该风扇的内阻为
B.该风扇的机械功率为
C.若该风扇正常工作,8小时耗电
D.若该风扇被卡住,产生的热功率为
【答案】C
【详解】A.因风扇不是纯电阻,故不满足欧姆定律,即
故A错误;
B.风扇的机械功率等于风扇的输入功率2.5W减去其发热功率,由于风扇电阻未知,所以不能得到风扇的发热功率,也就不能得到风扇的机械功率,故B错误;
C.若该风扇正常工作,8小时耗电
故C正确;
D.若该风扇被卡住,电流做功把电能全部转化为电热,风扇可看作是纯电阻电路,因风扇的电阻未知,无法根据欧姆定律求出电流,从而无法根据求风扇的发热功率,故D错误。
故选C。
9.如图所示的电路中,电源的电动势,内阻,小灯泡的额定电压为,额定功率为。开关闭合时小灯泡正常发光,电动机正常工作,此时电动机的输出功率与电动机消耗的总功率之比为。下列说法正确的是( )
A.通过灯泡的电流为 B.电动机的额定功率为
C.电源的内阻消耗功率为 D.电动机的线圈电阻为
【答案】B
【详解】A.小灯泡L正常发光,此时电路的电流为,故A错误;
B.电动机M正常工作,电动机的输入电压为
则电动机的额定功率为,故B正确;
C.电源内阻消耗的功率为,故C错误;
D.由题意可知,电动机的输出功率为
则电动机的内耗功率为
又由
解得,故D错误。
故选B。
10.如图甲所示电路,电源电压不变,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A。只闭合S、,在滑动变阻器的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,灯泡、的图像如图乙,滑片在a点时灯泡恰好正常发光。保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.灯泡的额定功率是0.12W
B.只闭合S、时,电路的最大功率为2.7W
C.只闭合S、时,灯泡2s内最小消耗0.24J电能
D.只闭合S、,的滑片在a点,允许接入电路的阻值范围是1.5Ω~12Ω
【答案】D
【详解】A.滑动变阻器的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,灯泡两端电压增大,电流增大,两端电压减小,电流增大,可知图乙中左边图像为灯泡的I-U图像,滑片在a点时灯泡恰好正常发光,此时
灯泡的额定功率是
故A错误;
B.电源电压
电路最大功率
故B错误;
C.只闭合S、时,根据图乙,当滑动变阻器接入电路中电阻最大时,电路中电流最小,最小值为
此时灯泡最小功率
灯泡2s内最小消耗电能
故C错误;
D.滑动变阻器的滑片滑至a点时,接入电路中的电阻
由图可知,只闭合S、,的滑片在a点,与串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,由于串联电路中各处的电流相等,电流表的量程为0.6A,所以,电路中的最大电流
=0.6A
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中最小总电阻
根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得,滑动变阻器接入电路中的最小电阻
由于电压表采用0~3V量程,当电压表的示数等于3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时,两端的电压
=4.5V-3V=1.5V
电路中的最小电流
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值
所以,允许接入电路的阻值范围是1.5Ω~12Ω,故D正确。
故选D。
非选择题部分
二、非选择题(本题共2小题,每小题8分,共18分)
11.把电流表改装成电压表的实验中,电流表G的满偏电流为,内阻在之间。
(1)电路如图所示,所用电源是由两节内阻很小的干电池串联组成的电池组,利用半偏法测定电流表G的内阻,其供选用的器材如下:
A.滑动变阻器(阻值范围)
B.滑动变阻器(阻值范围)
C. 电阻箱(阻值范围)
D.电阻箱(阻值范围)
依据实验要求,应该选用______、应该选用______。(填入选用器材前面的字母代号)
(2)该实验操作的步骤有:
A.只接通,调节电阻,使电流表G指针偏转到满刻度
B.保持不变,再接通,调节电阻,使电流表G指针偏转到满刻度的一半
C. 读出的阻值,即认为
用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比_______。(填“偏大”或“偏小”或“相等”)
(3)由此实验测出电流表内阻,现通过串联一个的电阻把它改装成为一个电压表,如果用改装后的电压表进行测量(已校准),表头示数如图所示
则测得的电压值是______V(保留两位有效数字)。
【答案】 D C 偏小 6.0
【详解】(1)[1]根据半偏法测量原理可知,要尽量保证干路电流不变,且能达到满偏电流Ig,则干路电阻R1阻值约为
所以R1选择电阻箱(阻值范围),故选D。
[2] 根据半偏法测量原理可知, R2应该选用大于电流表内阻的变阻箱,故选C。
(2)[3]闭合开关K2,回路中总电阻减小,干路电流增大,故干路电流略大于Ig,此时电流表示数为 ,流过R2的电流略大于,两者并联电压相等,且根据
可知,故电流表内阻得测量值与真实值相比偏小。
(3)[4]电流表改装成电压表后,其量程为
因此读数为
12.实验小组利用下列器材测量某种金属电阻丝(阻值约为)的电阻率:
A.电源(电动势,内阻不计)
B.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约0.5Ω)
D.滑动变阻器(0~5Ω,3A)
E.滑动变阻器(0~1750Ω,3A)
F.开关S、导线若干
(1)先用螺旋测微器测金属丝直径D,用游标卡尺测金属丝的长度L,示数如图甲所示,则_______mm,_______cm;
(2)为使电阻的测量结果尽量准确、调节方便且在调节电路的过程中电压表示数的变化范围足够大,滑动变阻器应选用_______(填“D”或“E”);应选择以下哪个电路进行测量?_______(填标号)利用该电路测量电阻,电阻测量值会使测得的电阻率_______(填“偏大”“偏小”或“不变”);
A.B.C.D.
(3)实验小组又对测量电路进行了创新,如图乙所示,在电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头的位置可从刻度尺上读出实验时改变触头P与电阻丝接触的位置,多次改变电阻丝接入电路的长度l,调节滑动变阻器滑动触头的位置,使电流表的读数达到某一相同值I时,记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,如图丙所示。
①如果已经测得电阻丝的直径为d,根据图丙所给数据,可得电阻丝的电阻率_______(用a、b、c、d表示);
②请从理论上分析并说明,①问求得的电阻丝电阻率_______(填“存在”或“不存在”)因电表内阻带来的误差。
【答案】(1) 1.842/1.843/1.844/1.843/1.845/1.846 4.240
(2) D B 偏小
(3) 不存在
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图可得金属丝直径为
[2]20分度游标卡尺的精确值为0.05mm,由图可知测金属丝的长度为
(2)[1]由于尽可能大范围测量,电路图滑动变阻器采用分压式接法,为了调节方便,滑动变阻器选用小阻值的,故填D。
[2]为使电阻的测量结果尽量准确且在调节电路的过程中电压表示数的变化范围足够大,应选择分压式接法的电路,且因为,故电流表采用外接法,所以选择电路图B。
故选B。
[3]外接法电流测量值偏大,根据可知,电阻测量值偏小;由知,会使电阻率偏小。
(3)[1][2]根据欧姆定律有
由电阻定律有
联立可得
由图像斜率可得
解得
由上述分析可知,求得的电阻丝电阻率不存在因电表内阻带来的误差。
三、计算题(本大题共3小题,第13题12分、第14题14分、第15题16分,共42分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
13.如图,灯泡 D 与电动机 M 中串联在一个稳压电源上,电源的输出电压为,灯泡 D 的电阻为,电动机 M 线圈的电阻为,与电动机并联的理想电压表读数为,电动机的转轴的摩擦可忽略,求:
(1)通过灯泡的电流
(2)电动机 M 线圈的发热功率
(3)电动机 M 输出的机械功率
【答案】(1) (2) (3)
【分析】电动机正常工作时的电路是非纯电阻电路,欧姆定律不成立,而灯泡D是纯电阻,可以对灯泡D,运用用欧姆定律求电路中的电流;发热功率根据PQ=I2RM即可求解;电动机M输出的机械功率P机=PM-P热;
【详解】解:(1)灯两端的电压为
所以通过灯泡的电流为
(2)电动机M线圈的发热功率
(3)电动机M消耗的电功率为
输出的机械功率
14.在如图所示的电路中,电源的电动势,,滑动变阻器的总阻值为10Ω,定值电阻的阻值为3Ω,电动机的额定电压为4V、额定电流为0.5A,线圈电阻为1.0Ω。
(1)将开关闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片从最右端缓慢移动到最左端,求此过程中滑动变阻器消耗的最大功率,并求出此时滑动变阻器的接入电阻;
(2)将开关闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片调到某位置,电动机刚好正常工作,求此时滑动变阻器的接入电阻和电动机的输出功率。
【答案】(1),
(2),
【详解】(1)当开关闭合,开关断开时,滑动变阻器消耗的功率
所以当
即
此时滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率
(2)当开关闭合,开关断开,当电动机正常工作时有
解得
此时电动机输出的功率
15.如图甲所示为一款紫砂电饭锅,图乙所示为其工作原理图,它能够实现高温、中温和低温三种加热功能。它在低温挡工作时的电功率为176W,中温挡工作时的电功率为880W。
(1)电饭锅在低温挡工作时,电路中的电流;
(2)的阻值;
(3)电饭锅在高温挡工作时的电功率;
(4)若不计热量损失,电饭锅使用高温挡加热,使水从升高到,需要多长时间。
【答案】(1)0.8A
(2)
(3)1100W
(4)672s
【详解】(1)由图乙可知,当开关S1闭合,S2接a时,R1、R2并联,电路中的总电阻最小,电源电压一定,由知,电路中的总功率最大,多功能锅处于高温挡;
根据串并联电路的电阻特点可知,当S1断开,S2接b时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,总功率最小,电饭锅处于低温挡;
当开关S1闭合,S2接b时,只有R1工作,多功能锅处于中温挡;
由P=UI可得,电饭锅在低温挡工作时,电路中电流;
(2)中温挡时,由可得
低温挡时,电路的总电阻
所以R2的阻值R2=R低-R1=275Ω-55Ω=220Ω
(3)电饭锅在高温挡工作时的功率
(4)水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.2kg×(100℃-20℃)=7.392×105J
不计热量损失,消耗电能W=Q吸=7.392×105J
所用时间
1 / 12
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第3章 恒定电流 章节复习
(分层作业-素养提升练)(解析版)
姓名: 准考证号:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2。
选择题部分
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.关于材料的电阻率,下列说法中不正确的是( )
A.把一根长导线截成等长的三段,每段的电阻率是原来的
B.金属的电阻率随温度的升高而增大
C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小
D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量
2.如图所示,电阻和的伏安特性曲线把第一象限分成了I、II、III三个区域。下列说法中正确的是( )
A.
B.
C.若将和串联在电路中,串联后总电阻的伏安特性曲线在I区域
D.若将和并联在电路中,并联后总电阻的伏安特性曲线在III区域
3.下列物理量中是电学量的是( )
A.红外线 B.位移 C.酸碱度 D.电压
4.中国是全球最大的家用电器生产和消费国。家用电器拥有量的迅速增长带来了巨大的能源消耗,同时也加重了对环境的污染。因此,我国通过制定和实施能效标准、推广能效标识制度来提高用能产品的能源效率,促进节能减排,减少对环境的污染。图是某型号空调的能效标识。其中,能效等级是依据能效比来划分的,目前中国的能效等级根据能效比由高到低依次分为1、2、3三个等级。能效比是指空调在额定工作条件下制冷时,制冷量与输入功率之比。制冷量是指空调制冷时,单位时间内从密闭空间内去除的热量总和。若空调在额定工作条件下制冷,根据以上资料可以判断,下列说法中正确的是( )
A.在制冷量相同的情况下,能效比大的空调输入功率大
B.在能效比相等的情况下,制冷量大的空调输入功率小
C.在输入功率相同的情况下,能效比大的空调制冷量大
D.在输入功率相同的情况下,制冷量大的空调能效比小
5.一电流表G的满偏电流Ig=2mA,内阻为100Ω.要把它改装成一个量程为0.4A的电流表,则应在电流表G上
A.并联一个0.5Ω的电阻 B.并联一个100Ω的电阻
C.串联一个0.5Ω的电阻 D.串联一个100Ω的电阻
6.如图,电源电动势为12V,内阻r为1Ω,电阻R1为1Ω,R2为6Ω。开关闭合后,电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V,线圈电阻RM为0.5Ω,则下列正确的是( )
A.电源的输出功率为36W B.流过电动机的电流为12A
C.电动机的输出功率为10W D.电动机的发热功率为72W
7.一段长为L,电阻为R的均匀电阻丝,把它拉制成3L长的均匀细丝后,其电阻值为:( )
A. B.3R
C. D.9R
8.风扇是夏日必备用品,如图为一电脑连接的迷你风扇的铭牌,由铭牌中我们可以得到的信息是( )
A.该风扇的内阻为
B.该风扇的机械功率为
C.若该风扇正常工作,8小时耗电
D.若该风扇被卡住,产生的热功率为
9.如图所示的电路中,电源的电动势,内阻,小灯泡的额定电压为,额定功率为。开关闭合时小灯泡正常发光,电动机正常工作,此时电动机的输出功率与电动机消耗的总功率之比为。下列说法正确的是( )
A.通过灯泡的电流为 B.电动机的额定功率为
C.电源的内阻消耗功率为 D.电动机的线圈电阻为
10.如图甲所示电路,电源电压不变,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A。只闭合S、,在滑动变阻器的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,灯泡、的图像如图乙,滑片在a点时灯泡恰好正常发光。保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.灯泡的额定功率是0.12W
B.只闭合S、时,电路的最大功率为2.7W
C.只闭合S、时,灯泡2s内最小消耗0.24J电能
D.只闭合S、,的滑片在a点,允许接入电路的阻值范围是1.5Ω~12Ω
非选择题部分
二、非选择题(本题共2小题,每小题8分,共18分)
11.把电流表改装成电压表的实验中,电流表G的满偏电流为,内阻在之间。
(1)电路如图所示,所用电源是由两节内阻很小的干电池串联组成的电池组,利用半偏法测定电流表G的内阻,其供选用的器材如下:
A.滑动变阻器(阻值范围)
B.滑动变阻器(阻值范围)
C. 电阻箱(阻值范围)
D.电阻箱(阻值范围)
依据实验要求,应该选用______、应该选用______。(填入选用器材前面的字母代号)
(2)该实验操作的步骤有:
A.只接通,调节电阻,使电流表G指针偏转到满刻度
B.保持不变,再接通,调节电阻,使电流表G指针偏转到满刻度的一半
C. 读出的阻值,即认为
用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比_______。(填“偏大”或“偏小”或“相等”)
(3)由此实验测出电流表内阻,现通过串联一个的电阻把它改装成为一个电压表,如果用改装后的电压表进行测量(已校准),表头示数如图所示
则测得的电压值是______V(保留两位有效数字)。
12.实验小组利用下列器材测量某种金属电阻丝(阻值约为)的电阻率:
A.电源(电动势,内阻不计)
B.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约0.5Ω)
D.滑动变阻器(0~5Ω,3A)
E.滑动变阻器(0~1750Ω,3A)
F.开关S、导线若干
(1)先用螺旋测微器测金属丝直径D,用游标卡尺测金属丝的长度L,示数如图甲所示,则_______mm,_______cm;
(2)为使电阻的测量结果尽量准确、调节方便且在调节电路的过程中电压表示数的变化范围足够大,滑动变阻器应选用_______(填“D”或“E”);应选择以下哪个电路进行测量?_______(填标号)利用该电路测量电阻,电阻测量值会使测得的电阻率_______(填“偏大”“偏小”或“不变”);
A.B.C.D.
(3)实验小组又对测量电路进行了创新,如图乙所示,在电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头的位置可从刻度尺上读出实验时改变触头P与电阻丝接触的位置,多次改变电阻丝接入电路的长度l,调节滑动变阻器滑动触头的位置,使电流表的读数达到某一相同值I时,记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,如图丙所示。
①如果已经测得电阻丝的直径为d,根据图丙所给数据,可得电阻丝的电阻率_______(用a、b、c、d表示);
②请从理论上分析并说明,①问求得的电阻丝电阻率_______(填“存在”或“不存在”)因电表内阻带来的误差。
三、计算题(本大题共3小题,第13题12分、第14题14分、第15题16分,共42分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
13.如图,灯泡 D 与电动机 M 中串联在一个稳压电源上,电源的输出电压为,灯泡 D 的电阻为,电动机 M 线圈的电阻为,与电动机并联的理想电压表读数为,电动机的转轴的摩擦可忽略,求:
(1)通过灯泡的电流
(2)电动机 M 线圈的发热功率
(3)电动机 M 输出的机械功率
14.在如图所示的电路中,电源的电动势,,滑动变阻器的总阻值为10Ω,定值电阻的阻值为3Ω,电动机的额定电压为4V、额定电流为0.5A,线圈电阻为1.0Ω。
(1)将开关闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片从最右端缓慢移动到最左端,求此过程中滑动变阻器消耗的最大功率,并求出此时滑动变阻器的接入电阻;
(2)将开关闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片调到某位置,电动机刚好正常工作,求此时滑动变阻器的接入电阻和电动机的输出功率。
15.如图甲所示为一款紫砂电饭锅,图乙所示为其工作原理图,它能够实现高温、中温和低温三种加热功能。它在低温挡工作时的电功率为176W,中温挡工作时的电功率为880W。
(1)电饭锅在低温挡工作时,电路中的电流;
(2)的阻值;
(3)电饭锅在高温挡工作时的电功率;
(4)若不计热量损失,电饭锅使用高温挡加热,使水从升高到,需要多长时间。
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