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文档简介
专题15电功、电功率和电热第2期一、单选题1.(2021·北京中考真题)下列四种用电器中。利用电流热效应工作的是()A.电冰箱 B.电视机 C.电脑 D.电热水壶2.(2021·四川眉山市·中考真题)如图所示,电源电压为保持不变,,,灯泡L标有“”字样,假定灯丝电阻不变。下列说法中正确的是()A.灯泡L正常工作时的电阻为B.当只闭合开关时,电阻消耗的功率为C.如果开关、和同时闭合,灯泡L短路不工作D.此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为3.(2021·江苏泰州市·中考真题)A、B两只灯泡的额定电压均为6V,通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示,下列选项正确的是()A.A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小B.将两灯并联接在3V的电源两端,A、B两灯的实际功率之比为2:1C.将两灯串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,电源两端电压为9VD.将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端,该电阻消耗的功率为0.8W4.(2021·山东菏泽市·中考真题)在如图所示的电路中,电源的电压保持不变,R1为定值电阻。开关S闭合后,将滑动变阻器的滑动触头向右移动时,下列说法正确的是()A.电压表的示数减小 B.电流表的示数减小C.电流表A1的示数减小 D.滑动变阻器消耗的电功率变大5.(2021·山东枣庄市·中考真题)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,闭合开关,电流表示数为0.1A,小灯泡的功率为0.3W。移动滑片,使滑动变阻器最大阻值的接入电路,电流表示数为0.2A,小灯泡恰好正常发光,且小灯泡消耗的功率为1W,下列计算结果错误的是()A.电源电压为9VB.小灯泡正常发光时电阻为25C.滑动变阻器的最大阻值为60D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的功率为4W二、双选题6.(2021·黑龙江中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压为且保持不变,闭合开关后,滑片P从端移动到端的过程中,电压表的示数与电流表的示数的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是()A.的阻值为 B.电路消耗的最小功率为C.滑动变阻器的最大阻值为 D.电路消耗的最大功率为7.(2021·河北中考真题)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0,a、b、c分别为电阻(阻值均为R0)、电流表、电压表其中之一,且不相同。当S1、S3闭合时,移动滑片P,电路中消耗的功率始终为I02R0,下列有关说法正确的是()A.b一定是电流表,c一定是电压表B.开关都闭合时,电路消耗功率为2I02R0C.只闭合S1,若b为电压表,P向右移动,b的示数可能变小D.将a、c互换,开关都闭合时,电路中的电流可能为3I0三、填空题8.(2021·湖南郴州市·中考真题)小林家中五月月初和月末电能表示数如图所示。这个月他家的用电量是_______度,若小林家所在地区每度电的电费是0.6元,这个月他家应交_______元电费。9.(2021·广西中考真题)家庭装修中遇到导线不够长时,有的装修师傅把两根导线连接起来使用,但连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾。这是因为与别处相比,连接处接触电阻较______,电能转化为热的功率较______。10.(2021·江苏泰州市·中考真题)小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温50℃,水吸收的热量为________J。若电水壶工作时功率为2000W,所消耗的电能全部被水吸收,则加热这壶水需要的时间是_______秒。小明家的电能表参数如图所示,若家中只有电水壶单独工作,则这段时间内电能表指示灯闪烁了_______次。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]11.(2021·黑龙江中考真题)如图所示的电路中,电源电压为且保持不变,电流表量程为“”,电压表量程为“”,小灯泡标有“”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器上标有“”字样。闭合开关,在保证电路元件安全情况下,则电压表的示数变化范围是______,小灯泡的最小功率为______。12.(2021·山东临沂市·中考真题)仅将一把电热水壶接入图示电能表所在的电路,正常工作6min,电能表的转盘转过了360r,则电热水壶消耗的电能为_________kW·h,电功率为________kW。13.(2021·湖南长沙市·中考真题)中国的中医已有两千多年的历史,中医是祖国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎药时的火候,某厂家生产了如图甲所示的一款全自动电煎药壶,它有“加热”和“保温”两个挡位,简化电路图如乙图所示,其中S2是一个温控开关,温度过高时自动断开。(1)当S1和S2闭合时,电煎药壶处于______挡位;(2)电煎药壶在_______挡位工作时,通过P点的电流更小。14.(2021·四川广安市·中考真题)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示,则电源电压为_______V。当滑片在a点时,通电10s,消耗的电能为_______J。15.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题)如图所示,电源电压6V保持不变,R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω,若只闭合S2、R1与R2两端电压之比为______;若同时闭合三个开关,R2与R3电流之比为______;电路中的最大功率可达______W。四、实验题16.(2021·黑龙江中考真题)如下图所示,在研究电热与哪些因素有关的实验中,同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。(1)左侧密闭容器内电阻丝阻值为,右侧密闭容器外部,将一个阻值为的电阻与这个容器内的电阻丝并联,目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的______不同,右侧容器内电阻丝的阻值应为______,才能符合实验研究的要求;(2)在第(1)问实验中测得,左侧容器内电阻丝的电流大小为,则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为______;形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化,左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差,说明:___________;(3)本实验是研究电流的_______效应,从能量转化的角度分析,是______能转化为______能。17.(2021·北京中考真题)小梦在初三总复习时认识到,水吸收的热量可以定量测量了,于是她想重新设计一个实验证明;水吸收热量的多少与水升高的温度有关。图是小梦已经设计好的电路,其中保温杯中装有质量一定的水、阻值为5Ω的电阻丝R和数字温度计的测温探头,请利用该电路及秒表,帮助小梦完成实验设计。请你写出主要实验步骤,画出实验数据记录表。18.(2021·广西中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压有4V、6V、8V、10V、12V可选,待测小灯泡标有“6V”字样。小华按图甲连接电路,再将电压表接入电路。
序号电压表示数U/V电流表示数I/A小灯泡功率P/W11.60.3020.4234.00.53(1)本实验的实验原理是______。(2)实验前应将滑动变阻器R1的滑片P置于______(选填“A”或“B”)端。(3)小华检查电路连接无误后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,接下来应该观察的是_______。(4)排除故障后,小华闭合开关S,将电压表和电流表示数记录在上表的序号1中。接着,先后将滑片P移到R1中间某处及另一端,将相应的电压表和电流表示数分别记录在上表序号2、3中。①序号2数据中,电压表示数如图乙所示,为______V;②分析数据可知,实验中小华将电压表接在______(选填“小灯泡”或“R1”)两端。19.(2021·四川眉山市·中考真题)在测量额定电压为小灯泡额定功率的实验中,电源电压恒定不变。(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求实验时向右移动滑片P小灯泡亮度变暗;_______(2)实验过程中,某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如下表:物理量次数电压电流灯泡亮度灯泡实际电功率灯泡电功率的平均值10.50.18不亮210.2发暗光320.3发较亮光42.50.32正常发光52.80.34发光强烈①小灯泡的额定功率为_______;②表格中有一处设计不合理,请指出不合理的设计是_______;③分析表中数据还发现灯丝电阻跟_______有关。(3)测量额定电压为的小灯泡额定功率,物理科代表设计了图乙所示的电路(为已知的定值电阻,R为滑动变阻器)。①断开开关,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电流表示数为_______时,小灯泡恰好正常发光;②保持滑动变阻器滑片P位置不变,闭合开关,断开开关,记下电流表示数为;③推导出小灯泡L的额定功率表达式_______(用物理量、和表示)。20.(2021·江苏泰州市·中考真题)小明和小华在实验室做如下两个电学实验:(1)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中,小明所用的器材有:新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,电流表电压表、“20Ω1A”的滑动变阻器、开关各一个及导线若干;①实验中小明将5Ω的电阻接入电路中,连接的电路如图甲所示,经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;(____)②改正错误后,将滑片调至______(选填“A”或“B”)端,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为1.6V,读出电流表的示数并记录在表格中,将此时滑片的位置标记为M;实验次数电阻R/Ω电流I/A150.322100.163200.08③接着将5Ω的电阻换为10Ω,调节滑动变阻器,使电压表示数仍为1.6V,读出对应电流表的示数并记录,此时滑片的位置在M的______(选填“左侧”或“右侧”);④最后小明换用20Ω的电阻继续进行实验并记录电流表的示数;分析表中数据,可得到的结论是:______;(2)小华利用电源(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(0~999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图乙所示电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案:①闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使______,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R;②仍闭合开关S1,将开关S2拨至2,只调节R2,使电流表示数为I额;③在步骤②的基础上,将R1阻值调为0,R2的滑片______(填滑动变阻器滑片的位置变化情况),并读出电流表示数为I;④则小灯泡额定功率的表达式为:P=______(用已知量和所测物理量的符号表示);⑤实验后小华发现,电路中只需将______和______互换位置,可以更简单地测出小灯泡的额定功率。21.(2021·四川广安市·中考真题)某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中,选用器材连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10),电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程,电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接,注意导线不能交叉。(______)(2)实验小组闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,若电路中仅有一处故障,则故障原因不可能是___________。A.电流表断路B.小灯泡断路C.滑动变阻器断路(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察两电表示数,记录数据。实验小组根据实验数据绘制的图像如图乙所示,根据图像可计算出小灯泡的额定功率是________W。(4)实验小组发现小灯泡的图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随________变化而变化。22.(2021·江苏苏州市·中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)用笔画线代替导线,将电路连接完整______;(2)连接好电路闭合开关后,发现灯泡不亮,检查电路发现电压表、电流表均有示数,则接下来的操作应是______;(3)问题解决后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.3V时,为了让灯泡正常发光,此时应将滑片向______(左/右)侧移动;(4)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为______W;(5)下表是实验中测量的几组数据,其中一个电流数据有误,此数据为______;U/V1.01.52.02.53.0I/A0.20.250.280.37(6)要完成上述表中数据测量,实验中滑动变阻器的总阻值至少为______Ω;(7)小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率,他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示电路,请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中便其能完成实验______。五、计算题23.(2021·河北中考真题)如图所示,小灯泡L规格为“5V1W”,R0=50Ω,电源电压不变,电流表的量程为“0~0.6A”、“0~3A”。闭合开关,小灯泡L正常发光。(1)求R0的功率和电源电压;(2)拆除小灯泡L,从规格分别为“10Ω1A”、“100Ω0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一,以及若干导线连入电路,选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大?最大功率是多少?24.(2021·北京中考真题)图示的是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。电热器高温档的功率为990W,低温档的功率为110W求∶(1)低温档时通过电路的电流;(2)电热丝R2的阻值。25.(2021·湖南郴州市·中考真题)如图甲所示电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S.滑动变阳器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阻器的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示。求:(1)滑动变阻器接入电路电阻为零时,电路中的电流;(2)滑动变阻器接入电路电阻最大时,滑动变阳器两端的电压;(3)滑动变阳器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阳器的最大功率。26.(2021·广西中考真题)学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为,定值电阻标有“,”字样,过氧乙酸气体传感器的阻值随过氧乙酸气体浓度的变化关系如图乙所示。电压表的量程为,电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,请通过计算说明:(1)按要求,才能达到消毒要求。当电压表的示数为时,教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求;(2)若该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作了,电路消耗的电功率及消耗的电能;(3)若检测仪所能测量的最大值调整为,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用哪种规格的定值电阻。27.(2021·四川眉山市·中考真题)如图所示是某种电热器工作的部分电路图,电源电压不变,两根电热丝的电阻关系为,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、低两个档位的转换,低温档时的发热功率为。求:(1)和的电阻值;(2)电热器处于高温档时的总功率;(3)如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收,在一个标准大气压下这些热量能够让、的水,温度升高多少?(水的比热容为)28.(2021·江苏泰州市·中考真题)如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图,该电热锅有两挡,分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝,R1的阻值为66Ω,S1为温控开关,保温挡时的总功率是440W。求:(1)保温挡时电路中的电流;(2)高温挡时的电功率;(3)若该电热锅煲汤时,高温挡工作0.5h,保温挡工作1h,则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。29.(2021·山东菏泽市·中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,电压表V1的示数为2.4V,电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中,电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。(1)求R1的阻值;(2)求R2的最大阻值;(3)同时闭合S1和S2,当R2的阻值为何值时,R2的电功率最大?R2电功率的最大值是多少?
30.(2021·山东临沂市·中考真题)某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能,其简化电路如图所示,其中R1是额定功率为2000W的电热丝,R2是阻值为130Ω的分压电阻,电磁泵的额定电压为12V,在1标准大气压下,将初温为20℃、质量为2.5kg的水装入电热水瓶,正常加热8min20s将水烧开,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),求该电热水瓶:(1)此次加热水的效率;(2)电磁泵的额定功率。31.(2021·四川广安市·中考真题)在抗击新冠肺炎疫情期间,中医为诊疗发挥了积极作用,成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。如图甲所示为小艺同学家的电中药壶,有“猛火”和“文火”两个档位,工作电路简化为图乙所示,其中为档位开关,、为定值电阻,A、B为阻值可忽略不计的指示灯。当电中药壶处于猛火档时,红灯亮;处于文火档时,绿灯亮。已知电中药壶额定电压为220V,猛火档的额定功率为2420W,。(1)判断A灯是红灯还是绿灯;(2)求电中药壶文火档的额定功率;(3)暑假的一天晚上,小艺用电中药壶帮奶奶熬药,先用猛火档加热6min至沸腾后,再用文火档慢熬30min,共消耗电能0.3KW·h,由此计算电中药壶的实际电压。32.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变,电流表量程0-0.6A,电压表量程0-15V灯泡上标有“6V3W”字样,R1=18Ω。(a)当开关S2断开,S、S1闭合,滑片移到变阻器中点时,灯泡正常发光。(b)当S1断开,S、S2闭合,滑片移至最大阻值处时,电流表示数为0.3A。求:(1)灯泡正常发光时的电阻多大?(2)电源电压多大?(3)若将R1换成R3=9Ω的定值电阻,闭合开关S、S2,断开S1,电路中的电功率变化范围(结果保留一位小数)?33.(2021·山东潍坊市·中考真题)某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示,电路中、、均为发热电阻,已知,,,仅闭合S1时,加热功率;仅闭合S2时,加热功率,求:(1)电源电压U及的电阻值;(2)该装置的最大加热功率。专题15电功、电功率和电热第2期一、单选题1.(2021·北京中考真题)下列四种用电器中。利用电流热效应工作的是()A.电冰箱 B.电视机 C.电脑 D.电热水壶【答案】D【详解】A.电冰箱是将电能转化为电动机的机械能,通过做功发生物态变化工作的,不是利用电流的热效应来工作的,故A不符合题意;B.电视机将电能转化为声音与图像,不是利用电流的热效应来工作的,故B不符合题意;C.电将电能转化为声音与图像,不是利用电流的热效应来工作的,故C不符合题意;D.电水壶工作时将电能转化为内能,利用电流的热效应工作的;故D符合题意。故选D。2.(2021·四川眉山市·中考真题)如图所示,电源电压为保持不变,,,灯泡L标有“”字样,假定灯丝电阻不变。下列说法中正确的是()A.灯泡L正常工作时的电阻为B.当只闭合开关时,电阻消耗的功率为C.如果开关、和同时闭合,灯泡L短路不工作D.此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为【答案】D【详解】A.由得,灯泡L正常工作时的电阻为故A错误;B.当只闭合开关时,电阻与灯泡L串联,此时电路的总电阻为电路的电流电阻消耗的功率故B错误;C.如果开关、和同时闭合,电阻被短路,电阻与灯泡L并联,故C错误;D.当只闭合开关时,电阻与灯泡L串联,此时电路的总电阻最大为电路的电流电路消耗的功率最小如果开关、和同时闭合,电阻被短路,电阻与灯泡L并联,此时电路电阻最小为电路的功率最大为此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为故D正确。故选D。3.(2021·江苏泰州市·中考真题)A、B两只灯泡的额定电压均为6V,通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示,下列选项正确的是()A.A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小B.将两灯并联接在3V的电源两端,A、B两灯的实际功率之比为2:1C.将两灯串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,电源两端电压为9VD.将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端,该电阻消耗的功率为0.8W【答案】D【详解】A.由图可知,电流增大,电压变大,曲线的斜率变大,说明电阻变大,故两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而增大,故A错误;B.将两灯并联接在3V的电源两端,两灯电压都是3V,A电流0.7A,B电流0.3A,所以A、B两灯的实际功率之比为故B错误;C.使B灯恰好正常发光,所以B电压6V,电流0.5A,此时A电压2V,两灯串联,电源电压为U=6V+2V=8V故C错误;D.如果电阻功率为0.8W,则电阻分压为电源电压6V,B分压为4V,此时电流0.4A,流过电阻电流为故电阻功率确实为0.8W,故D正确。故选D。4.(2021·山东菏泽市·中考真题)在如图所示的电路中,电源的电压保持不变,R1为定值电阻。开关S闭合后,将滑动变阻器的滑动触头向右移动时,下列说法正确的是()A.电压表的示数减小 B.电流表的示数减小C.电流表A1的示数减小 D.滑动变阻器消耗的电功率变大【答案】B【详解】ABC.由电路图知,两个电阻并联在电路中,电流表A1测电阻R1支路的电流,A测干路的电流,电压表测电源电压,当滑动变阻器的滑动触头向右移动时,变阻器接入电路的阻值变大,而电源电压保持不变即电压表示数不变,据欧姆定律知,变阻器所在支路的电流变小,R1所在支路的电阻不变,那么通过的电流也不变,所以电流表A1的示数不变,据并联电路的电流特点知,干路的电流变小,即A的示数变小,故AC错误,B正确;D.滑动触头向右移动时,通过变阻器的电流变小,两端的电压不变,据P=UI知,变阻器R2消耗的电功率变小,故D错误。故选B5.(2021·山东枣庄市·中考真题)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,闭合开关,电流表示数为0.1A,小灯泡的功率为0.3W。移动滑片,使滑动变阻器最大阻值的接入电路,电流表示数为0.2A,小灯泡恰好正常发光,且小灯泡消耗的功率为1W,下列计算结果错误的是()A.电源电压为9VB.小灯泡正常发光时电阻为25C.滑动变阻器的最大阻值为60D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的功率为4W【答案】D【详解】AC.如图灯泡与滑动变阻器串联,设电源电压为U,滑动变阻器最大阻值R,则有联立解得故AC正确,不符合题意;B.小灯泡正常发光时电阻为故B正确,不符合题意;D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的功率为故D错误,符合题意。故选D。二、双选题6.(2021·黑龙江中考真题)如图甲所示的电路中,电源电压为且保持不变,闭合开关后,滑片P从端移动到端的过程中,电压表的示数与电流表的示数的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是()
A.的阻值为 B.电路消耗的最小功率为C.滑动变阻器的最大阻值为 D.电路消耗的最大功率为【答案】CD【详解】从电路图中可以看出,R1、R2串联,电压表测量R2电压,电流表测量电路电流。滑片从端移动到端的过程中,滑动变阻器接入的电阻由最变为0。由乙图得,滑片从端移动到端的过程中,电压表示数由4V变为0V,电流表示数由0.2A变为0.6A。A.由串联电路特点可知,R1阻值故A错误;B.当电路电流为0.2A时,电路消耗的功率最小为故B错误;C.滑动变阻器的最大阻值为故C正确;D.当电路电流为0.6A时,电路消耗的功率最大为故D正确。故选CD。7.(2021·河北中考真题)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0,a、b、c分别为电阻(阻值均为R0)、电流表、电压表其中之一,且不相同。当S1、S3闭合时,移动滑片P,电路中消耗的功率始终为I02R0,下列有关说法正确的是()A.b一定是电流表,c一定是电压表B.开关都闭合时,电路消耗功率为2I02R0C.只闭合S1,若b为电压表,P向右移动,b的示数可能变小D.将a、c互换,开关都闭合时,电路中的电流可能为3I0【答案】BD【详解】A.当S1、S3闭合时,电阻R1开路。移动滑片P,电路中消耗的功率始终为I02R0,说明此时电路中滑动变阻器被短路,故c一定是电流表。若a是电压表,则整个电路相当于开路,故不符合题意,因此a是电阻,b是电压表,故A错误;B.开关都闭合时,电阻与R1并联,滑动变阻器被短路,电路的总电阻为电路中的电流电路消耗功率为故B正确;C.只闭合S1,电阻R1开路,滑动变阻器R2与电阻串联。若b为电压表,电压表测量滑动变阻器R2电压,P向右移动,R2接入的阻值变大,b的示数会变大,故C错误;D.将a、c互换,开关都闭合时,电阻R1被短路,电阻与滑动变阻器R2并联,当动变阻器R2接入的电阻为时,电路中的电流为3I0,故D正确。故选BD。三、填空题8.(2021·湖南郴州市·中考真题)小林家中五月月初和月末电能表示数如图所示。这个月他家的用电量是_______度,若小林家所在地区每度电的电费是0.6元,这个月他家应交_______元电费。【答案】8048【详解】[1]用电能表计算用电量,拿月末的电能表示数减去月初的电能表示数,小林家中这个月他家的用电量是866.0度-786.9度=48度[2]小林家所在地区每度电的电费是0.6元,这个月他家应交的电费为48度×0.6元/度=48元9.(2021·广西中考真题)家庭装修中遇到导线不够长时,有的装修师傅把两根导线连接起来使用,但连接处往往比别处更容易发热,加速老化,甚至引起火灾。这是因为与别处相比,连接处接触电阻较______,电能转化为热的功率较______。【答案】大大【详解】[1]导体的电阻与导体的长度有关,导体越长,导体的电阻越大。把两根导线连接起来使用,是增大了导体的长度,因此连接处接触电阻较大。[2]由于导线连接处与导线串联在电路中,通过的电流相等,根据P=I2R,连接处的电阻较大,电能转化为热的功率较大。10.(2021·江苏泰州市·中考真题)小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温50℃,水吸收的热量为________J。若电水壶工作时功率为2000W,所消耗的电能全部被水吸收,则加热这壶水需要的时间是_______秒。小明家的电能表参数如图所示,若家中只有电水壶单独工作,则这段时间内电能表指示灯闪烁了_______次。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]【答案】189315【详解】[1]水吸收的热量为[2]加热这壶水需要的时间是[3]消耗电能为W=0.105kW·h,则这段时间内电能表指示灯闪烁次数11.(2021·黑龙江中考真题)如图所示的电路中,电源电压为且保持不变,电流表量程为“”,电压表量程为“”,小灯泡标有“”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器上标有“”字样。闭合开关,在保证电路元件安全情况下,则电压表的示数变化范围是______,小灯泡的最小功率为______。【答案】1.530.3【详解】[1]灯泡正常发光时,两端的电压为3V,功率为1.2W,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则滑动变阻器两端的最小电压URmin=U-U额=4.5V-3V=1.5V则滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡分得的电压最小,滑动变阻器R两端的电压最大,由P=UI可得,灯泡的额定电流此时灯泡的电阻电路中的最小电流此时滑动变阻器两端的电压3.2V超过了电压表的量程,不符合题意,故电压表的最大值为3V。[2]当电压表的最大值为3V时,灯泡的功率最小,最小值12.(2021·山东临沂市·中考真题)仅将一把电热水壶接入图示电能表所在的电路,正常工作6min,电能表的转盘转过了360r,则电热水壶消耗的电能为_________kW·h,电功率为________kW。【答案】0.121.2
【详解】[1]电能表的转盘转过了360r,电热水壶消耗的电能W=×1kW·h=×1kW·h=0.12kW·h[2]电热水壶消耗的电能W=0.12kW·h=4.32×105J电热水壶工作的时间t=6min=360s电热水壶的电功率P===1200W=1.2kW13.(2021·湖南长沙市·中考真题)中国的中医已有两千多年的历史,中医是祖国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎药时的火候,某厂家生产了如图甲所示的一款全自动电煎药壶,它有“加热”和“保温”两个挡位,简化电路图如乙图所示,其中S2是一个温控开关,温度过高时自动断开。
(1)当S1和S2闭合时,电煎药壶处于______挡位;(2)电煎药壶在_______挡位工作时,通过P点的电流更小。【答案】加热保温【详解】(1)[1]当S1和S2闭合时,R1、R2并联,此时电路的功率大,电煎药壶处于加热挡位。(2)[2]P点在干路,要使通过P点的电流更小,只需断开S2,即电煎药壶在保温挡位工作时,通过P点的电流更小。14.(2021·四川广安市·中考真题)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示,则电源电压为_______V。当滑片在a点时,通电10s,消耗的电能为_______J。【答案】6180【详解】[1]由电路图知,滑动变阻器R和电阻R0串联,电压表V1测R0两端电压,V2测R两端电压,电流表测电路中电流,滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中,滑动变阻器R连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,R0两端的电压变大;所以上方为电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,下方是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线;0.5A时,根据串联电路分压规律可知,电源电压为U=5V+1V=6V[2]由图可知,阻值当滑片在a点时,变阻器电阻为0,通电10s,消耗的电能为15.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真题)如图所示,电源电压6V保持不变,R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω,若只闭合S2、R1与R2两端电压之比为______;若同时闭合三个开关,R2与R3电流之比为______;电路中的最大功率可达______W。【答案】1:23:23【详解】[1]由图,闭合S2时,R1、R2串联,根据串联分压[2]同时闭合三个开关,R2、R3并联,R1被短路,根据并联分流[3]同时闭合三个开关时,R2、R3并联,R1被短路,电路总电阻最小,电路中有最大功率四、实验题16.(2021·黑龙江中考真题)如下图所示,在研究电热与哪些因素有关的实验中,同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。(1)左侧密闭容器内电阻丝阻值为,右侧密闭容器外部,将一个阻值为的电阻与这个容器内的电阻丝并联,目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的______不同,右侧容器内电阻丝的阻值应为______,才能符合实验研究的要求;(2)在第(1)问实验中测得,左侧容器内电阻丝的电流大小为,则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为______;形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化,左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差,说明:___________;(3)本实验是研究电流的_______效应,从能量转化的角度分析,是______能转化为______能。【答案】电阻50.25当电阻相同时,电流越大,产生的热量越多热电内【详解】(1)[1]由图得,右侧容器中电阻丝与的电阻并联后,与左侧的电阻丝串联,故左侧密闭容器内电阻丝的电流大于右侧密闭容器内电阻丝的电流。[2]当电流不同时,应控制电阻相同,研究电热与电流的关系,故右侧容器内电阻丝的阻值应为。(2)[3]由串、并联特点可知,右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为[4]电阻产生热量越多,密闭空气温度越高,密闭空气受热膨胀越严重,空气压强越大,形管中液面高度差越大。左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差,说明左侧电阻丝产生的热量比右侧电阻丝产生的热量多。因此可得:当电阻相同时,电流越大,产生的热量越多。(3)[5][6][7]本实验研究的是电阻产生热量的多少与电流大小的关系,电阻消耗电能产生热量,是电流的热效应。17.(2021·北京中考真题)小梦在初三总复习时认识到,水吸收的热量可以定量测量了,于是她想重新设计一个实验证明;水吸收热量的多少与水升高的温度有关。图是小梦已经设计好的电路,其中保温杯中装有质量一定的水、阻值为5Ω的电阻丝R和数字温度计的测温探头,请利用该电路及秒表,帮助小梦完成实验设计。请你写出主要实验步骤,画出实验数据记录表。【答案】见解析【详解】保温杯中装入一定质量的水,按图连接电路,闭合开关,观察数字温度计示数,每升高1℃,记录时间,填写在下面的表格中。升高温度/℃123456789…时间/s18.(2021·广西中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压有4V、6V、8V、10V、12V可选,待测小灯泡标有“6V”字样。小华按图甲连接电路,再将电压表接入电路。
序号电压表示数U/V电流表示数I/A小灯泡功率P/W11.60.3020.4234.00.53(1)本实验的实验原理是______。(2)实验前应将滑动变阻器R1的滑片P置于______(选填“A”或“B”)端。(3)小华检查电路连接无误后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,接下来应该观察的是_______。(4)排除故障后,小华闭合开关S,将电压表和电流表示数记录在上表的序号1中。接着,先后将滑片P移到R1中间某处及另一端,将相应的电压表和电流表示数分别记录在上表序号2、3中。①序号2数据中,电压表示数如图乙所示,为______V;②分析数据可知,实验中小华将电压表接在______(选填“小灯泡”或“R1”)两端。【答案】P=UIA电流表是否有示数2.5R1【详解】(1)[1]伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理是P=UI。(2)[2]实验前应将滑动变阻器R1的滑片P置于最大阻值处的A端。(3)[3]小华检查电路连接无误后,闭合开关S,发现小灯泡不亮,接下来应该观察的是电流表是否有示数,如果有示数,且电流表指针偏转的角度过小,说明滑动变阻器此时接入电路的阻值过大,接下来应该移动滑动变阻器滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使小灯泡正常发光。(4)①[4]序号2数据中,电压表示数如图乙所示,电压表选择的是小量程的0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为2.5V。②[5]因为小灯泡的额定电压为6V,分析数据可知,电压表的示数都达不到小灯泡的额定电压值,所以实验中小华将电压表接在R1两端。19.(2021·四川眉山市·中考真题)在测量额定电压为小灯泡额定功率的实验中,电源电压恒定不变。(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,要求实验时向右移动滑片P小灯泡亮度变暗;_______(2)实验过程中,某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如下表:物理量次数电压电流灯泡亮度灯泡实际电功率灯泡电功率的平均值10.50.18不亮210.2发暗光320.3发较亮光42.50.32正常发光52.80.34发光强烈①小灯泡的额定功率为_______;②表格中有一处设计不合理,请指出不合理的设计是_______;③分析表中数据还发现灯丝电阻跟_______有关。(3)测量额定电压为的小灯泡额定功率,物理科代表设计了图乙所示的电路(为已知的定值电阻,R为滑动变阻器)。①断开开关,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,当电流表示数为_______时,小灯泡恰好正常发光;②保持滑动变阻器滑片P位置不变,闭合开关,断开开关,记下电流表示数为;③推导出小灯泡L的额定功率表达式_______(用物理量、和表示)。【答案】0.8灯泡电功率的平均值的一栏温度【详解】(1)[1]将图甲中电路连接完整,要求实验时向右移动滑片P,小灯泡亮度变暗,说明接入的电阻阻值需要变大,总电阻需要变大,电流需要变小,故滑动变阻器需要接到下面的接线柱,向右滑时,电阻变大,电流变小,灯泡变暗,故用一根导线将滑动变阻器的左端的下面的接线柱和和电流表的负接线柱,故如下图所示:。(2)[2][3][4]小灯泡的额定功率为故小灯泡的额定功率为0.8W;不合理的是求灯泡电功率的平均值的一栏,因为不同电压下,不同的电功率,求平均功率没有任何意义;分析表中数据还发现灯丝电阻跟温度的关系,因为电压变大,实际功率变大,灯泡变亮,温度变高,电阻变小。(3)[5][6]断开开关,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,定值电阻和灯泡并联,此时电流表测量定值电阻的电流,为了测量小灯泡的额定电压,故可以用电流表的示数和定值电阻组合成电压表,为了测量额定功率,故需要灯泡为额定电压,故此时的电流为故此时的电流为;保持滑动变阻器滑片P位置不变,闭合开关,断开开关,记下电流表示数为,此时灯泡和定值电阻仍然并联,电流表测干路电流,那么通过灯泡的额定电流为那么小灯泡的额定功率为故小灯泡的额定功率为。20.(2021·江苏泰州市·中考真题)小明和小华在实验室做如下两个电学实验:(1)在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中,小明所用的器材有:新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个,电流表电压表、“20Ω1A”的滑动变阻器、开关各一个及导线若干;①实验中小明将5Ω的电阻接入电路中,连接的电路如图甲所示,经检查发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;(____)②改正错误后,将滑片调至______(选填“A”或“B”)端,闭合开关,调节滑动变阻器滑片至某一位置,使电压表示数为1.6V,读出电流表的示数并记录在表格中,将此时滑片的位置标记为M;实验次数电阻R/Ω电流I/A150.322100.163200.08③接着将5Ω的电阻换为10Ω,调节滑动变阻器,使电压表示数仍为1.6V,读出对应电流表的示数并记录,此时滑片的位置在M的______(选填“左侧”或“右侧”);④最后小明换用20Ω的电阻继续进行实验并记录电流表的示数;分析表中数据,可得到的结论是:______;(2)小华利用电源(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(0~999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图乙所示电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案:①闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使______,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R;②仍闭合开关S1,将开关S2拨至2,只调节R2,使电流表示数为I额;③在步骤②的基础上,将R1阻值调为0,R2的滑片______(填滑动变阻器滑片的位置变化情况),并读出电流表示数为I;④则小灯泡额定功率的表达式为:P=______(用已知量和所测物理量的符号表示);⑤实验后小华发现,电路中只需将______和______互换位置,可以更简单地测出小灯泡的额定功率。【答案】B右侧导体两端电压一定时,导体电流与导体电阻成反比电流表示数为I额保持不动R1R2【详解】(1)①[1]探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验,定值电阻要与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,如图所示:②[2]闭合开关前,滑动变阻器阻值调到最大,为B端。③[3]接着将5Ω的电阻换为10Ω,要使电压表示数仍为1.6V,根据串联分压,滑动变阻器电阻要调大,即向B端调,位置在M的右侧。④[4]根据数据可得实验结论为:导体两端电压一定时,导体电流与导体电阻成反比。(2)①[5]闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使灯泡正常发光,即使电流表示数为I额。③[6]利用等效替代法,R2滑片应保持不动,读出电流表示数I,以求得电源电压。④[7]闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使灯泡正常发光,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R,电源电压可表示为将开关S2拨至2,只调节R2,使电流表示数为I额,可知R2阻值与RL相同,但R2不可读数,将R1阻值调为0,R2的滑片不动,并读出电流表示数为I,电源电压可表示为联立两式可得可求得因此灯泡额定功率为⑤[8][9]将电阻箱R1、滑动变阻器R2交换位置,可测灯泡额定功率,闭合S1,将S2接1,调R2将电流表示数调为I额,将S2接2,调R1,使电流表示数调为I额,根据等效替代,R1可读数,此时的阻值R1为灯泡正常发光时的阻值,额定功率为21.(2021·四川广安市·中考真题)某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中,选用器材连接了如图甲所示的电路,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10),电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程,电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接,注意导线不能交叉。(______)(2)实验小组闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,若电路中仅有一处故障,则故障原因不可能是___________。A.电流表断路B.小灯泡断路C.滑动变阻器断路(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察两电表示数,记录数据。实验小组根据实验数据绘制的图像如图乙所示,根据图像可计算出小灯泡的额定功率是________W。(4)实验小组发现小灯泡的图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随________变化而变化。【答案】B0.625温度【详解】(1)[1]测量小灯泡功率实验使用的是伏安法,所以应将滑动变阻器、电流表、小灯泡串联在电路中,电压表并联在小灯泡两端,因为小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10,所以小灯泡正常工作时的电流约为0.25A,故电流表量程选择0~0.6A,从电源正极开始依次连接电路即可,如图所示:(2)[2]因为闭合开关后,小灯泡不亮且电流表无示数,所以可以初步判断电路中某处发生了断路,又因为电压表无示数,所以电压表两接线柱到电源两端的连线部分有断路故障,所以故障有可能为电流表断路、滑动变阻器断路、开关接触不良,不可能是小灯泡断路,因为如果小灯泡断路,且故障只有一处的,那么电压表此时可以测量电源电压,所以有示数,这与实际情况不符,所以不可能为小灯泡断路,故选B。(3)[3]由题干信息可知,小灯泡的额定电压为2.5V,对应乙图可知,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,根据可知,小灯泡的额定功率为(4)[4]小灯泡在发光的过程中,由于电流做功,灯丝的温度上升,所以不同电流下,小灯泡灯丝的温度不同,从而使得电阻不同,所以小灯泡的电压电流关系图像不是一条直线。22.(2021·江苏苏州市·中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)用笔画线代替导线,将电路连接完整______;(2)连接好电路闭合开关后,发现灯泡不亮,检查电路发现电压表、电流表均有示数,则接下来的操作应是______;(3)问题解决后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.3V时,为了让灯泡正常发光,此时应将滑片向______(左/右)侧移动;(4)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为______W;(5)下表是实验中测量的几组数据,其中一个电流数据有误,此数据为______;U/V1.01.52.02.53.0I/A0.20.250.280.37(6)要完成上述表中数据测量,实验中滑动变阻器的总阻值至少为______Ω;(7)小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率,他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示电路,请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中便其能完成实验______。【答案】移动滑片,观察灯泡是否发光右0.750.3717.5【详解】(1)[1]在测量小灯泡的电功率时,所用的电路应是串联电路,而滑动变阻器上边的接线接任一端都可以,对变阻器接入电路的阻值大小无影响,而电压表应并联在小灯泡两端,所以电路连接如下:(2)[2]闭合开关,灯泡不亮,但电压表、电流表均有示数,说明电路中无断路,小灯泡也无短路,那么可能是滑动变阻器接入电路的阻值过大,造成电路中的电流过小。所以应移动滑片,观察灯泡的发光情况。(3)[3]小灯泡的额定电压为2.5V,而电压表示数为2.3V时,比小灯泡的额定电压小,据串联电路的分压特点,应移动滑片让变阻器接入电路的阻值变小,分去的电压变小,直到电压表的示数为2.5V。所以应向右移动滑片。(4)[4]由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A。那么小灯泡的额定功率P=ULI=2.5V×0.3A=0.75W(5)[5]由表格数据知,前四组对应的电压与电流的比值分别为5、6、7.1、8.4,即电压增大时,电压与电流的比值也增大,而第五组数据中电压与电流的比值为8.1,比8.4小,那么此组数据的电流0.37A有误。(6)[6]实验探究中,当电压表的示数最小时,即小灯泡两端的电压最小时,变阻器分去的电压最大,此时变阻器接入电路的阻值最大为所以实验中变阻器的总阻值至少为17.5Ω。(7)[7]按题意,应将定值电阻与小灯泡并联后再与滑动变阻器串联在电路中,通过两个开关的通断来控制电流表所测量的电流。当开关S1断开、S2闭合时,电流表测定值电阻R0支路的电流,调节变阻器的滑片,让电流表的示数为0.25A,则小灯泡两端的电压U1=I1R0=0.25A×10Ω=2.5V保持滑片位置不变,将开关S2断开、S1闭合,此时电流表测干路的电流,记下电流表的示数为I总,据并联电路的电流特点,可求得通过小灯泡的电流,然后据P=UI求出小灯泡的额定功率,所以作图如下:五、计算题23.(2021·河北中考真题)如图所示,小灯泡L规格为“5V1W”,R0=50Ω,电源电压不变,电流表的量程为“0~0.6A”、“0~3A”。闭合开关,小灯泡L正常发光。(1)求R0的功率和电源电压;(2)拆除小灯泡L,从规格分别为“10Ω1A”、“100Ω0.5A”的滑动变阻器中选择其中之一,以及若干导线连入电路,选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大?最大功率是多少?【答案】(1),;(2)“100Ω0.5A”;12W【详解】(1)分析电路,闭合开关,小灯泡和电阻串联,电流表测该电路电流。小灯泡正常发光,流过小灯泡的电流流过R0的电流R0的功率R0两端电压电源电压(2)由题意知,滑动变阻器和定值电阻并联时,电路消耗的功率可实现最大,当“10Ω1A”接入电路时,流过10Ω电阻的最小电流1.5A大于该电阻允许的最大电流1A,该电阻会被损坏,故舍去。所以选择“100Ω0.5A”的滑动变阻器接入电路时电路消耗的功率可达到最大,此时流过100Ω电阻的最大电流I滑max=0.5A。流过电阻的电流干路最大电流Imax=I滑max+IR0=0.5A+0.3A=0.8A电路最大功率Pmax=U电Imax=15V×0.8A=12W答:(1)R0的功率为;电源电压为;(2)选择“100Ω0.5A”变阻器电路消耗的功率最大;最大功率是12W。24.(2021·北京中考真题)图示的是某款家用电热器的简化电路,R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。电热器高温档的功率为990W,低温档的功率为110W求∶(1)低温档时通过电路的电流;(2)电热丝R2的阻值。【答案】(1)0.5A;(2)55Ω【详解】解:(1)低温档时,开关S1闭合S2断开,R1接入电路,低温档功率为110W,通过电路的电流(2)高温档时,开关S1S2闭合,R1、R2并联,R2功率为电热丝R2的阻值答:(1)低温档时通过电路的电流0.5A;(2)电热丝R2的阻值55Ω。25.(2021·湖南郴州市·中考真题)如图甲所示电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S.滑动变阳器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阻器的电功率P随电流I变化关系图线如图乙所示。求:(1)滑动变阻器接入电路电阻为零时,电路中的电流;(2)滑动变阻器接入电路电阻最大时,滑动变阳器两端的电压;(3)滑动变阳器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阳器的最大功率。
【答案】(1)0.6A;(2)5V;(3)0.9W【详解】解:(1)当滑动变阻器接入电路电阻为零时,电流最大,由图乙可知最大电流为0.6A。(2)当滑动变阻器接入电路电阻最大时,电流最小,由图乙可知最小电流为0.1A,滑动变阻器的电功率为0.5W,根据P=UI可知,此时滑动变阻器两端电压为(3)由甲图可知R0与R串联,则又联立可得=6V,=10滑动变阻器的电功率当P最大,为答:(1)滑动变阻器接入电路电阻为零时,电路中的电流为0.6A;(2)滑动变阻器接入电路电阻最大时,滑动变阳器两端的电压为5V;(3)滑动变阳器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,滑动变阳器的最大功率为0.9W。26.(2021·广西中考真题)学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为,定值电阻标有“,”字样,过氧乙酸气体传感器的阻值随过氧乙酸气体浓度的变化关系如图乙所示。电压表的量程为,电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,请通过计算说明:(1)按要求,才能达到消毒要求。当电压表的示数为时,教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求;(2)若该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作了,电路消耗的电功率及消耗的电能;(3)若检测仪所能测量的最大值调整为,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用哪种规格的定值电阻。
【答案】(1)达到了消毒要求;(2)2.4W;200J;(3)“5Ω0.6A”【详解】(1)由图甲知,定值电阻与过氧乙酸气体传感器串联,电压表测定值电阻的电压,已知电源的电压为6V,当电压表的示数为0.75V时,根据串联电路电压的规律,传感器的电压为U1=6V-0.75V=5.25V由分压原理,此时传感器的阻值R1=×2.5Ω=17.5Ω由图乙知,过氧乙酸气体浓度大于0.1g/m3,故教室内过氧乙酸气体的浓度达到了消毒要求。(2)定值电阻标有“,”,故电路中最大电流为0.4A,此时传感器的阻值最小,检测仪处在所能测量的最大值,此时电路消耗的电功率P=UI=6V0.4A=2.4W即电路消耗的电功率为2.4W;此状态工作了,消耗的电能W=U0It=I2R0t=(0.4A)22.5Ω500s=200J即消耗的电能为200J。(3)由图乙知,若检测仪所能测量的最大值调整为时,传感器的阻值为5Ω。电压表的量程为,电压表指针刚好偏转到最大刻度,即电压表示数为3V,电源的电压为6V,则过氧乙酸气体传感器两端的电压也为3V,根据串联电路的分压规律可知,定值电阻的阻值电压等于此时过氧乙酸气体传感器的阻值,即定值电阻阻值为5Ω,电路中的最大电流为I′===0.6A故需重新选用“5Ω0.6A”的定值电阻。答:(1)当电压表的示数为时,教室内过氧乙酸气体的浓度达到了消毒要求;(2)若该检测仪处在所能测量的最大值状态下工作了,电路消耗的电功率为2.4W;消耗的电能为200J;(3)若检测仪所能测量的最大值调整为,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用“5Ω0.6A”的定值电阻。27.(2021·四川眉山市·中考真题)如图所示是某种电热器工作的部分电路图,电源电压不变,两根电热丝的电阻关系为,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、低两个档位的转换,低温档时的发热功率为。求:(1)和的电阻值;(2)电热器处于高温档时的总功率;(3)如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收,在一个标准大气压下这些热量能够让、的水,温度升高多少?(水的比热容为)【答案】(1)110Ω;55Ω;(2)1320W;(3)60℃【详解】解:(1)旋转开关当接时,仅连入电路,电热器处于低温档。由电功率公式得所以(2)旋转开关,当接,接时,和并联,电热器处于高温档。发热功率发热总功率(3)高温档产生热量水吸热由得在1个标准大气压下水沸点为,水沸腾过程中水温不再升高,不会达到,所以水末温应为,水升高的温度答:(1)和的电阻值分别为110Ω、55Ω;(2)电热器处于高温档时的总功率为1320W;(3)如果在高温档下工作产生的热量全部被水吸收,在一个标准大气压下这些热量能够让、的水,温度升高为60℃。28.(2021·江苏泰州市·中考真题)如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图,该电热锅有两挡,分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝,R1的阻值为66Ω,S1为温控开关,保温挡时的总功率是440W。求:(1)保温挡时电路中的电流;(2)高温挡时的电功率;(3)若该电热锅煲汤时,高温挡工作0.5h,保温挡工作1h,则在此过程中消耗的电能是多少kW·h。【答案】(1)2A;(2)1100W;(3)0.99kW·h【详解】解:(1)两开关都闭合,为简单电路,只闭合S,为串联电路,电阻较大,根据,两开关都闭合为高温,只闭合S为保温,保温挡时电路中的电流(2)R2阻值为高温挡时的电功率(3)此过程中消耗的电能是答:(1)保温挡时电路中的电流2A;(2)高温挡时的电功率1100W;(3)此过程中消耗的电能是0.99kW·h。29.(2021·山东菏泽市·中考真题)如图甲所示的
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