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文档简介
考点15欧姆定律
例1在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器
的滑片P向右移动时,电流表A的示数将(选填“变小”、"不变''或"变
大”),电压表V与电压表V2示数的差值跟电压表V|示数的比值_________(选
填“小于1”、“等于1”或“大于1”)。
(2007年上海市)
解析由电路图可知,必与&串联,电压表Vi与电压表V2分别测凡与&
两端电压,电压表V测电源电压。可知滑片P向右移动时,电阻变大,电流表
的示数/=上—将会变小,根据串联电路的电压关系,可知仇=。-5,所以电
7?i+凡
压表V与电压表V2的差值与电压表V1的比值等io
答案变小等于1
例2如图所示电路中电源电压恒定,电流表的量程是3A,电阻&的阻值是
12Qo当S闭合时,将滑片P滑到滑动变阻器的中点时,电流表的示数是1.5A,
当滑片尸滑到最右端6点时,电流表的示数为1A。则电源电压是V,允
许滑动变阻器接入电路中的电阻最小值是______Qo
(2007年遂宁市)
12Qx4
解析由于电源电压不变,则有U=L5Ax-----J-^lAxl12QX7;IL解
一R、120+R
12Q+」
2
得滑动变阻器的最大阻值凡=12Q,进而解得电源电压t/=6Vo
由于&为定值电阻,所以/2啜=黑=。”’不变,则人最大为2.5A,
nU6Vc
R\最小=--------=--------=2.4Co
%大2.5/
答案62.4
例3在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时,小东选用了两个定
值电阻R、&分别做实验,他根据实验数据画出了如图所示的图象,请你根据
图象比较电阻火1与&的大小,贝UR2。(选填“大于”、“等于”或“小
于,,)
(2009年北京市)
解析可用控制变量法,当/相当时,5>。2,由火=亍•可知
答案大于
例4在某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示。
由图可知,元件甲的电阻是。,将元件甲、乙并联后接在电压为2V
的电源两端,则流过元件甲的电流是A,流过元件乙的电流是
Ao
(2008年广东省)
解析元件甲的图象是直线说明其电阻是一个定值,%=±-=5。,元件
0.6A
乙的图象不是直线说明其电阻在变化,当甲乙并联在2V电源两端时,尺中=5。不
变,/甲=0.4A,由图象知/乙=0.2A。
R甲5Q
答案50.40.2
例5如图,电源电压保持不变,表①②③是电流表或电压表,滑动变阻器
&的滑片。在中点,闭合开关S,三只电表均有示数。当滑片P向左移动时,下
列说法正确的是()
A.若电阻串联,①③是电压表,则表②示数变大
B.若电阻串联,①③是电压表,则表②示数不变
C.若电阻并联,①③是电压表,则表②示数变小
(2007年宁波市)
解析根据电流表内阻很小,相当于导线,电压表内阻大,相当于开路,若
当、々串联,则①③为电压表,②为电流表,P向左移,电阻变小,电流表②变
大;若R、&并联,则①③为电压表,②为电压表,②表示数不会变。
答案A
例6右图所示的是握力计的原理图,其中弹簧上端和
滑动变阻器滑片固定在一起,48是可收缩的导线,&为
保护电阻,电压表可显示压力的大小。则当握力尸增加时,
电压表的示数将()
A.变大B.变小
C.不变D.无法确定
(2008年河南省)
解析由图可知,心和变阻器串联,电压表V测变阻器两端电压,当握力增
加时,变阻器连入电路电阻变大,由串联分电压与电阻成正比可知电压表V变
大。
答案A
R
0~3V,0〜15V)、滑动变阻器(阻值变化范围为0-120)、被测电阻Rx(约6Q,
按6Q计算)及由三节新干电池串联组成的电源。若实验要求电表指针不超过量
程,且几次测量指针都偏过电表刻度盘的中线。则变阻器连入电路的阻值至少为
()
A.1.5QB.2Q
C.2.5QD.3Q
(2007年兰州市)
解析由电源电压4.5V和电表指针偏过中线,可知4最大为3V,
/0.54.5V-3V
=3Q,故D对。
R,0.5A
答案D
例8在如图所示的电路中,当闭合开关S后,发现两灯都不亮,电流表的指
针儿乎指在“0”刻度线不动,电压表指针则有明显偏转,该电路中的故障可能是
()
A.电流表被烧坏了B.灯泡L,的灯丝断了
C.两个灯泡都断路D.灯炮L2的灯丝断了
(2007年厦门市)
解析电压表V指针有明显偏转,说明电压表V所在电路闭合,而电流表A
示数儿乎为“0”,说明电路中电阻很大,故障为L2断开。
答案D
例9小明按如图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,电压表Vi和V2的
指针位置完全一样,如图乙所示,造成这一现象的原因是()
A.可能L.开路
B.可能L2短路
C.可能V]和V2所选量程不相同,L短路
D.可能V1和V2所选量程不相同,电路各处完好
(2006年武汉市)
解析图中电压表V1测总电压,V2测L2的电压。若L|开路,则V2无示数;
若上短路,V2也无示数,这均与题设矛盾,所以A、B两项均不对。当L1短路
时,两表所测电压均为电源电压,所选量程应相同,故C项不对。若电路各处
完好,则两表所测电压值应不同。指针的位置相同,是因为它们选择了不同的量
程:I选较大量程,示数10V;V2选较小量程,示数为2V。
答案D
例10如图甲所示是某同学设计的一个能够测定油箱内油面高度的装置。油
量表是由学生用电流表改装而成,滑动变阻器R的金属滑片P是杠杆的一端。
当P在。端时,电路中的电流为0.6A,表示油箱已满;尸在6端时,电路中的
电流为0.1A,表示油箱内无油。
(1)在改装表盘时,当他选择的滑动变阻器最大阻值为50。时,他应选择的
电源电压值和火'的阻值是多少?
(2)若油箱的容积为50L,请你按该同学的改装,在电流表表盘图乙上标出油量
值为0.40L、50L的刻度位置(滑动变阻器接入的阻值随浮标升降均匀变化;确
定40L的位置时要求有运算过程)。
甲乙
(3)你认为他在设计该装置的电路时,在选择器材的过程中应考虑什么问
题?并说明理由。
(2006年哈尔滨市)
解析当P在。端时,滑动变阻器R连入电路中的阻值为0,电路中只有电
阻必,此时电源电压与郡的比值应为最大电流0.6A,即4=0.6A①当P在6
R'
端时,滑动变阻器连入电路中的阻值为最大值50。,此时电流为最小值0.1A,
即<4L=O1A②,由①②两式联立求解可得出。源和必。
*+50。
油箱中油加满时,电流表应指示最大值0.6A,所以50L应标在0.6A的刻度
处,油箱中油用尽时,电流表应指示最小值0.1A,所以0应标在0.1A的刻度处,
而刻度均匀变化,0.1A-0.6A之间被平均分成25小格,那么0-50L之间也应被
等分成25份,每格代表2L,40L应为20小格,所以40L应标在0之后第20小格
的刻度处。
答案(1)当P在。端时,只有R
由/=下得,U源=1及,、R'=0.6AxR'
当尸在8端时,R最大为50Q,火与R串联
U源=/及小(火+7?,)=0.1Ax(50Q+R')
即0.6AxR=0.1Ax(50Q+R)
解得H'=10O。源=6V
(2)尸在。端时,油满,50L应在/最小=0.6A处
P在6端时,油空,0应在/城小=0.1A处
表盘上0.1A-0.6A之间为25小格
1小格代表竺L=2L
25
要401=2。(格)
40L应在0之后20小格处即0.5A处。
(3)因电流表属精密仪器,电路中电流不能超过其量程,电源电压与此阻值之
比应小于或等于电流表的量程,为了使油量表灵敏度高,应使用电流表的小量程。
例11如图甲所示是周小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R
是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表格所示。已知继电器的线圈电阻凡为
10Q,左边电嫄电压为6V恒定不变。电流表0〜30mA量程接入电路,图乙是电
流表表盘。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,
右边空调电路正常工作。
温度〃℃0510152025303540
电阻&/Q600550500450420390360330300
(1)该同学将电流表改成了温度表,通过计算标出表盘上25c的位置。
(2)为了节省电能,使温度达到30℃时空调才能启动制冷,电路中要串联
多大电阻?
(3)为了给空调设定不同的启动温度,请你提出一种可行的、调节方便的
措施(改变电阻除外)。
(2006年黄冈市)
解析(1)在表中查出25℃时,R的阻值为3900,R与火0串联,根据欧姆定
律,求出此时电流,25℃就应标在此电流刻度处。
(2)当电路中电流为15mA时,空调电路被启动,根据欧姆定律求出此时电路
中的总电阻R总=O=—^J=400Q,火此时为360Q,R。仍为10。,那么应再
I15mA
联入一个30。的电阻。
(3)可改变电源电压或串联一个滑动变阻器,题中要求改变电阻除外,那么只
能改变电压了。
答案(1)25℃时火=390£1
U6V
=0.015A=15mA(图略)
4+R―10Q+390Q
⑵30℃时火=360Q
R产—-R-Ro=6V,360Q-10Q=30Q
7,,0.015A
(3)改变电压或安调压器
例12为探究电流与电压、电阻的关系,小明将实物连接成如图甲所示。
乙
(1)请你指出图甲中连接的错误之处:①.;②.
(2)请你将正确的电路图画在虚线框内。
(3)电路连接正确后,在研究电流与电阻的关系时,更换阻值不同的定值电阻
后,应调节,使定值电阻两端的电压□
(4)图乙是实验中电流表的某次示数,则电流是安。要使电路中的
电流增大,根据你所画的电路图,滑动变阻器的滑片应向移动。
(2007年福州市)
解析找错误时,多注意两表接线柱是否接反,量程选择是否合适,
各表是否按题要求测被测部分电流、电压,滑动变阻器接法是否正确等。研究电
流与电阻的关系时,应保持定值电阻两端电压不变。
答案(1)①电流表正、负接线柱接反了
②电压表没有测量定值电阻两端电压
(2)电路图如图所示。(3)滑动变阻器滑片保持不变
-0——
JJ±1_
(4)0.2右
例13某同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝及的电阻,他已连接了
部分电路,如图甲所示。请你接着完成下列步骤:
AB
(1)用笔画线代替导线,将电路补画完整.
(2)当电压表示数为2.4V时,电流表的示数如图乙所示,这时电路中的电流
是A,电阻丝的电阻为欧。这位同学通过改变被测电阻两端的电
压,共测得三组对应的电压值和电流值,最后算出电阻的平均值,这样做的目的
是。
(3)不改变上面连好的电路,用它还可以完成的实验
是.
(4)若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡,在多次测电阻的过程中,发现
当电压表的示数增大时,电压表与电流表示数的比值将增大,造成这一现象的原
因是_____________
(2006年沈阳市)
解析连接实物图时要求导线不得交叉,电压表与待测电阻并联,在不超过
量程的情况下,两表尽量用小量程,多次测量求平均值可减小误差,实验中电阻
的值也会随温度改变。
答案(1)如图所示。
⑵0.2410减小误差
(3)研究电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压的关系或测电阻的电功
率
(4)温度升高,电阻增大
例14小红同学用如图所示电路测小灯泡的电阻,记录数据如下表:
实验次数123
电压UN2.04.06.0
电流Z/A0.150.200.25
电阻火/Q13.320.024.0
灯泡发光情况较暗正常较亮
(1)实验依据的原理就是欧姆定律的一个变形公式,这种用电压表和
电流表测量电阻的方法称为法。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑动片应移到端(填“左”或“右”),
这样做能对电路起作用,在实验过程中,滑动变阻器的另一个作用是改
变灯泡两端的电压值。
(3)由表中数据可知,三次测得的小灯泡的阻值不相等,你认为主要的原因
是0
(2007年岳阳市)
解析伏安法测电阻的基本原理是火=亍;滑动变阻器串联在电路中,闭合
开关前应先将滑片拨到最大值位置使电路电流最小,以保护电流表;灯丝电阻在
亮度不同时,阻值不同,根据影响电阻大小的因素猜想可能是由于温度的影响。
答案ng伏安
⑵左保护
(3)温度对电阻的影响(或温度越高,导体的电阻越大)
例15有一种电源暗箱,内有一电源与一定值电阻串联,如图1所示。某
同学为了测定电源暗箱内电阻描的阻值,设计了如图2所示的电路,在确认连
接正确后,进行实验。
图i图2
(1)在闭合开关前,还需完成的操作是。
(2)调节滑动变阻器滑片,当电压表的示数为10伏时,电流表的示数为1安,
计算此时滑动变阻器上消耗的功率为多大?
(3)再次调节滑动变阻器滑片,当电压表的示数为5伏时,电流表的示数为
2A,则可知电源暗箱中的电阻RQ的阻值为欧姆。
(2009年义乌市)
解析滑动变阻器在电路中起到保护电路作用,开始闭合开头前滑片必须放
在阻值最大处。
答案(1)移动滑动变阻器滑片到阻值最大处
(或“将变阻器滑片移到最左端”、“使变阻器阻值最大”等合理答案均可)
Q)P=UI
=10伏xl安
=10瓦
答:此时滑动变阻器上消耗的功率为10瓦。
(3)5
例16如图所示,电源电压不变,灯L的电阻为RL,
滑动变阻器R的滑片P在中点和。端时,电压表的示数之比
为4:3,则HL与R之比是。
解析首先明确此题为灯L与滑动变阻器火组成串联电路,电压表测灯L两
端的电压,然后根据已知条件及条件的改变情况列出方程。当滑片P在中点时,
电路中的电流/=丁、,此时电压表的示数UL=IRL当滑片P
22
在a端时,电路中的电流I'=U,此时电压表的示数U'L=/7?L=U中L。
R+R]R+R[
由已知4=3得
U:3
/、
4
3
172+KLJ
整理得H=&贝
答案1:1
例17如图所示的电路中,R[=1Q,&=2Q,R3=3Q。开关SI、S2都断开时,
电阻凡、&、心两端电压之比为;当开关吊、S2都闭合时,电阻凡、
&、当中电流之比为
解析当开关与、S2都断开时,电阻以、&、当串联,通过三个电阻的电流
相等,设为/,电阻/、&、心两端的电压之比。1:。2:。3=/火1:次2:笈3=4:即
火3=1。:2Q:30=1:2:3;当开关61、S2都闭合时,Ri、&、%并联,它们两端
UAB,则电阻火1、&、R中电流之比八:h:
,3=UAB.UAB.U福_J_
7?1R27?3&
此题第二空容易错,简单地认为电流之比为3:2:1。
答案1:2:36:3:2
例18将欧姆定律的基本公式/=巨变形得到公式R,关于火=1的物理
RII
意义,下列说法中正确的是()
A.导体中通过的电流增大时,其电阻值反而减小
B.加在导体两端的电压增大时,其电阻也会相应增大
C.导体的电阻值可用电压与电流的值来计算,它等于导体两端的电压与通过
的电流之比
D.导体的电阻与加在两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比
(2008年吉林省)
解析电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于自身因素—导体的
材料、长度和横截面积;另外还受到外界因素——温度影响,它的大小与加在其
两端的电压和流过的电流大小无关。同时,物理公式都表达一定的物理意义,不
能单独当作一个数学式子来分析。错选D就是没弄清电阻是导体本身的一种性
质,而仅把火=彳当作一个数学式子,单独从数学角度考虑,忘记了物理公式所
表达的物理意义。
答案C
例19如图所示的电路中,三个定值电阻凡、&、尺3的阻
值分别为Ri=2Q、&=4。、&=5。,则图中所示的电流表的
_'Hl---©―
示数分别是多少?(电源电压为12V且保持不变)
(2007年山西省)
解析分析电路图可知,电阻凡、&、%并联接在电路中,电流表Ai测电路
中的总电流。电流表A2测通过电阻R、&的电流,电流表A3测通过电阻/?2、
心的电流,根据并联电路的电压和电阻特点可知:电路总电压与每一支路的电
压都为12V,总电阻R=-——J——-=———J——--1.05。;4与&的并联
---1----1---------1----1---
RR2&2Q4Q5Q
2Qx4Q
总电阻为必=遇4-«1.33Q.
R1+火22c+4Q
R2与R3的并联总电阻为R”=-^J-=驾空=2.22。,于是:电流表Ai的示
4Q+5O
_U_12V电流表的示数人/品双。。电流表
数,~11.4AoA?2AA3
~~R1.05Q
的示数5=12V
=5.4A。
2.22Q
例19实验中常见电压表和电流表来测量未知电阻R的阻值。
某同学在实验时根据图甲所示的电路图将实物连接成了乙所示的实物图。请
指出图乙中的错误和每一错误具体错在哪里,将答案写在下面的横线上。
(1):
(2):
(3):
cD
解析此类电路的错误所在i般集中于滑动变阻器、电压表和电流表处,滑
动变阻器应“一上一下”连入电路。电压表与被测电路并联,电流表与被测电路串
联。电压表、电流表均要求“+”入“一”出。根据以上要求易于做出判断。
答案(1)滑动变阻器连接错误,在电路中起不到变阻的作用。
(2)电流表连接错误,电流表的正、负接线柱接反了。
(3)电压表的量程连接错误,不能选择3V这一量程(因为电源是三节干电池,
提供的电压是高于3V的)。
例20小明、小强在“用电压表和电流表测导体电阻”的实验中,为了记录实
验数据和计算结果,分别设计了下列两张表格,其中规范的是()
电压U(伏)电流/(安)电阻R(欧)
1
2
3
平均值
表(I)
电压U(伏)电流/(安)电阻火(欧)
1
2
3
表(H)
A.只有表(I)合理
B.只有表(II)合理
(2.表(I)和表(II)均合理
D.表(I)和表(H)均不合理
(2008年湖南省)
解析用电压表、电流表测导体的电阻,并不需要求电压、电流的平均值,
只需求三次测得电阻的平均值即可,所以选B。
答案B
考点17电功率及发热功率
例1如图所示电路,电源电压恒定不变,电阻I—=---------
RI=200,R2=60Q,当S断开时,电流表的示数为0.3A,当S闭=》
合时,电流表的示数为_______A;电路1分钟内总共产生的热厂不
量为J01一"
(2007年兰州市)
解析S断开时,电流表测区的电流,S闭合时,测&总电流,
i=0.3Ax20Q=6V
I*—=-=0.1A,/=/|+/2=0.4A
460Q
2=W/=6Vx0.4Ax60s=144Jo
答案0.4144
例2小明同学在“测定小灯泡的功率”实验中,所用电源电
压不变,滑动变阻器上标有“50。2A”字样,小灯泡标有
“0.3A”字样,估计小灯泡的额定功率在L2W以上。他正确连磊°°
接电路,闭合电键,移动变阻器的滑片,当观察到电流表的示数为A时,
小灯泡正常发光。此时电压表的示数如图所示,变阻器的滑片恰好在中点上(即
它接入电路的电阻为25Q)o小灯泡的额定电压为V,额定功率为
W,所用的电源电压为Vo
(2007年上海市)
解析“0.3A”表示额定电流,此时■小灯泡正常发光,由额定功率大于L2W,
可知额定电压大于4V,则图中表的量程为15V,示数为4.5V,电源电压
U=4.5V+0.3Ax25Q=12V。
=
P0=WO4.5VX0.3A=1.35WO
答案0.34.51.3512
例3如图是某同学探究电流与电压关系的电路图。开关S闭合后,将滑动变
阻器的滑片尸从“端移至6端,电流表和电压表的示数变化关系如图所示。由
图象可得:通过火。的电流与火o两端的电压成。定值电阻火0的阻值是
。。实验时,电源电压3V保持不变,当滑片尸位于。端时,滑动变阻器消耗的
电功率是Wo
(2008年福州市)
O0.5L01.52.02.53.0U/V
甲乙
解析当电阻一定时,导体中的电流和导体两端的电压成正比,取坐标中的
一点,可知火0=落,=5。。P位于a端时,对应坐标(0.5VQ.1A),变阻器电功
率P变=。交/变=(3V-0.5V)x0.1A=0.25W。
答案正比50.25
例4如图所示,电源电压恒定,小灯泡L标有“3V0.6W”字样,R为定值电
阻。闭合S,断开S1,小灯泡正常发光;若再闭合Si,发现电流表示数变化了0.3A,
则R的阻值为。,此时小灯泡L和电阻R消耗的功率之比
是o
-----
R
—(2007年南京市)
解析电流表示数变化0.3A是火通过的电流,
U3V10Q2
R=—=------=10Q,&二
I0.3AL15Q-3
答案102:3
例5小阳在实验室测量小灯泡的电功率。当小灯泡两端电
压为3V时,电流表的示数如图所示,此时通过小灯泡的电流
为A,小灯泡的电功率为Wo
(2009年河南省)
解析考查电流表正确读数方法,要先判断量程是0〜0.6A。读数时取内圈数
值;功率尸=U-/=3Vx0.3A=0.9W。
答案0.30.9
例6有两只灯泡Li和L2,分别标有“PZ110-40”,“PZ110-60”字样,若不考虑
温度对电阻的影响,下列说法正确的是()
A.正常发光时,通过L]的电流大
B.并联后,接在110V的电源上,L2消耗的功率大
C.串联后,接在220V的电源上,它们都能正常发光
D.串联后,接在110V的电源上,LI消耗的功率大
(2007年潍坊市)
解析…号儒P240W
UT-iiov
/1</2
B.并联在110V电源上,都正常工作,实际功率为额定功率尸1<尸2
c.串联电流相同,42=(U°V)2
P\40W
U\(110V)2
2
P260W
火i>&,则实际功率a>尸2
D.串联功率与电阻成正比,':Ri>R2,:.Pi>P2o
答案BD
例7有两个额定电压相同的小灯泡,串联起来接到电源r@~
上,亮度不同,在判断哪个灯泡的额定功率比较大时,要做产一
以下分析:L|y^
①从关系式P=/2&可以知道:
②较亮灯泡的电阻较大;
③在相同电压下工作时,灯泡的电功率和它的电阻成反比;
④从关系式P=U2/R可以知道:
⑤串联时流过两个灯泡的电流相同;
⑥所以,串联时那个较暗灯泡的额定功率大
请你将最合理的排序选出来()
A.②①③④⑤⑥B.⑥②①③④⑤C.①③④②⑥⑤
D.⑤①②④③⑥
(2007年兰州市)
解析两灯串联后亮度不同,由P=I2R可知它们的电阻不同,较亮的灯电阻
TJ2
大,它们的额定电压相同,由p=2-可知电阻大的灯额定功率小。
R
答案D
例8如图是新安装的照明电路,已知两个并联灯泡的灯头接线存在一处故障。
小明学电工的检修方法,在保险丝处接入一个“220V40W”的灯泡。当只闭合S、
Si时,LO和L都呈暗红色;当只闭合S、S2时,&正常发光,L2不发光。由此
可以确定()
火线-----<40——砂r------r-
220V
零线=O——
A.Li灯头断路B.Li灯头短路C.L2灯头短路D.L2灯头断路
(2007年大连市)
解析保险丝是串联在干路上的,所以Lo与电路是串联的,若闭合S、S2、
L2若正常,则Lo与L2串联在220V电路中发光较暗,若L2开路则L)不亮,若
L2短路,则Lo正常发光,因题中告知Lo正常,则判定L2短路。
答案C
例9下列关于电源与用电器说法正确的是()
A.电源是把化学能转化为电能的装置
B.电源是把其他形式的能转化为电能的装置
C.充电电池只能作电源,不能作用电器
D.用电器是产生电能的装置
(2007年山西省)
解析充电电池工作同时也是用电器;用电器是消耗电能的装置,电源是把
其他形式的能转化为电能的装置,故选B。
答案B
例10小丽做测量小灯泡电功率实验中,根据如图所示器材用笔画线代替
导线,将下列还没有连接的器材按实验需要连接完整。
(2008年广东省)
解析按照测小灯泡电功率的基本要求,连接即可,要注意,两电表的量程
和接线柱。
答案如图所示。
例11小明要用如图所示的实验器材探究电压一定时,电流热效应与电阻
的关系。其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
(1)请你用笔画线代替导线,帮他把电路连接完整。
(2)电流产生热量的多少不易直接测量。因此,在这个实验中是通过
显示电流产生热量的多少的。像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量
的方法叫“转换法”。这种方法在物理学的研究中经常用到,请你列举一
例o
(3)在这个实验中,除了控制电压一定外,还要控制的量
有o
(4)在这个实验中,若两个电阻丝的通电时间相同,则瓶内温度计的
示数升高得多。
(2007年济宁市)
解析(3)问探究电热与电阻关系必须用控制变量法,除电阻外,要保持通电
时间相等,因此应串联,结论为电热与电阻成正比。
答案(1)如图所示。
(2)温度计示数升高的多少(只答出温度计也可)研究声音是由振动产生时,
用乒乓球的振动显示音叉的振动;或研究分子运动时,用固体、液体、气体的扩
散(或生活、自然中的热现象)推测分子的热运动;探究平面镜成像时,用相同的
蜡烛找像的位置等(只要符合转换法即可)
(3)两瓶内煤油的质量、通电时间等(只要答出两个量即可)
(4)甲
例12培养菌种需要在相对稳定的温度环境下进气孔
绝
热
行,如图是研究性学习小组的同学设计的恒温箱,他材
料
们将一段电热丝火接入电源电压为36V的电路中,测
得其实际功率为27Wo(电热丝阻值不随温度变化)请
你解答下列问题:
(1)电热丝是利用电流的效应工作的。
(2)通过电热丝尺的电流为多大?
(3)为保证菌种的培养,箱内发热功率为12W,在不改变电源电压和原电热
丝的情况下,需在箱内串联•段多大阻值的电热丝?
(2009年江西省)
解析(1)热
(2)因为片〃
p
故通过电热丝R的电流I=C=2K7、W=0.75A
U36V
(3)因为/=±,所以电热丝R的电阻
R
I0.75A
因为P=U/,所以串联电阻后的电流
,P12W1
1=—=---=-AA
U36V3
因为1=",所以串联电阻后的总电阻火总=包=学Y=108Q
RI1.
-A
3
需要串联电热丝的电阻值R'=R断R=108Q-48Q=60Q
答案(1)热(2)0.75A(3)600
例13中考前,由于气温偏高,瑞瑞的妈妈为了让他有一个更好的学习环
境,特地买了一台冷热两用的空调安装在他的房间。这台空调的说明书中主要数
据如下表:
电源电压220V
频率50Hz
额定制冷功率1320W
额定制热功率1420W
(1)空调工作时应选图中孔插座。
(2)空调正常制冷时电流为多少?连续正常制冷30min消耗的电能为多少
kWh?
(3)夏天由于空调使用较多,供电系统负荷增大,应如何使用空调有利于节
能?(答出一点即可)
(2007年南昌市)
解析(1)空调有金属外壳,使用时应接地,故应用三孔插座。
⑵由制冷功率1〃可求/=齐3|詈=6A。
gP-1.32kWQ5h=0.66kWh。
(3)使用空调时,门窗应关严,温度不要设定太低,
答案(1)三
(2)I=P^/U=l320W/220V=6A
W=P;.z=1.32kW0.5h=0.66kWh
(3)调高设定温度或减少使用时间。
例14在如图所示的电路中,电源电压为9V旦保持
不变,电流表的规格为“0〜0.6A”,电压表的规格为
“0〜15V”,灯泡上标有“6V6W”字样,灯泡电流随电压变
化关系如图所示。求:
(1)灯泡正常发光时的电流。
(2)当电流表示数为0.4A时,电压表的示数。
⑶为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值及此时电路消耗的
电功率。
(2007年扬州市)
解析此题注意电阻是随温度变化的,所以必须用题中图象来帮助找已知条
件。
⑵中电流为0.4A时,由图象知灯两端电压为IV。
答案(1)灯泡正常发光时的电流/=£p=*6w=1A
(2)电流表的示数/=0.4Ant/L=1V=>UR=U-UL=9V-1V=8V
(3)保证电路安全/=0.6AnUL=2V=UR=U-UL=9V-2V=7V
U7V
R=-^-=——。11.670
10.6A
P="=9VxO.6A=5.4W。
例15清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器,有一种CC5020型清
洗机的铭牌如下表所示:
型号CC5020额定压力5Mpa
电源220V/50HZ额定流量20L/min
额定功率2.2kW防护等级IP25
请回答:
(1)从物理学的角度看,铭牌中有一个物理量名称与单位不一致,请你指出。
(2)清洗机正常工作时,通过清洗机的电流是多少?
(3)某汽车清洗行用该清洗机一•天平均正常工作4小时,则一天需要用水多少
立方米?耗电多少千瓦时?
(2008年南昌市)
解析注意额定功率和额定流量的含义。从流量的单位上分析可知其含义为
单位时间内流过的体积,再乘以时间可得体积。
答案(1)额定压力的单位与物理量名称不一致(指出额定压力或5MPa均
可)
(2)/=P/t/=2.2x103W/220V=10A
(3)K=20L/minx(4x60)min=4800L=4.8m3
%P/=2.2kWx4h=8.8kWh
例16小明看到他家5月份的电费缴费通知单,这个月的用电量是
116kWh,过去他家每个月的用电量在90kW-h〜100kW-h之间,家里没有增添新
的电器且用电器工作的时间与过去基本相同,5月份为什么会用这么多电呢?于
是,小明将一个标准的灯泡(220V100W)单独连入了家庭电路中,用调节好的电
压表测出了其两端电压为198V,观察到电能表(3000转/千瓦时)的铝盘在lOmin
内转过了50转。(灯丝电阻不变)求:
(1)灯泡的灯丝电阻多大?
(2)灯泡消耗的实际功率多大?
(3)10min灯泡消耗多少电能?
(4)请通过计算分析小明家的电能表是否存在问题。
(2007年河北省)
解析(1)因为4力/=-
R
所以灯泡灯丝的电阻为火=生=«20V):=484Q
P100W
(2)灯泡消耗的实际功率P'=—=098V)-=81W
R484。
(3)10min灯泡消耗的电能W=P7=81Wx10x60s=4.86xlO4J
(4)已知lOmin电能表的铝盘转过了50转,则电能表显示的灯泡消耗的电能
为
%'=-^-x3.6xIO,J=6x104J
3000
因为仍〉归所以小明家的电能表存在问题,铝盘转得快了。
答案(1)484。(2)81W(3)4.86x104J(4)存在问题。
例17如图所示,电源电压不变,Ri、火2的阻值不变。当开关S断开时,
火2的功率是20W;当开关S闭合时,通过心的电流为5A。已知开关S断开时
Ri消耗的电功率尸1与S闭合时区消耗的电功率B之比Pi:P2=1:25,则&的阻
值是。,电源电压是________Vo
解析首先判断出由于开关S的开、合,电路连接的变化。当S断开时,电
阻与七串联,设此时电路中电流为/;当S闭合时,尺2被短路,电路中只有
Ri,设此时电路中电流为几由已知此乃=1:25,产以:I,2R=I:25,得
2
由/'=5A,得1=1A。由已知,当开关S断开时,&的功率尸2=20W,P2=U2I=IRI-
2
,20W=(1A)X/?2,得&=20。又因为电源电压不变,设其为U,当S断开时,则
有(/=/(4+&尸lAx(火1+200)…①当S闭合时,有。=/Ri=5Ax/?|...②,由①式等
于②式得以=5。,将其代入②式得U=5Ax5Q=25V。
答案2025
例18如图所示,电灯Li和L2的额定电压相同(电阻不变),滑动变阻器的滑
片尸滑到图中位置时,两灯实际功率相同,则灯Li、L2的额定功率尸卜尸2的大
小关系是o
u
解析此题中电路为滑动变阻器与灯L2并联后再与L串联的混联电路。欲求
出灯L1、L2的额定功率B、P2的大小关系。根据P额=U额•/额领•*=1广,
由已知两灯的额定电压相同,则只要比较出两灯的电阻Ri和R2的大小就行了。
由已知两灯的实际功率相同,即21实=「2实,P]实必/1实=/2]炭R。同理,乃实=产2
U2______................
实色,因为小为干路电流,/1»2,得火|<&,代入P额=石产得
RS
P\额>尸2额。
答案Pi>P?'一"----
例19如图所示,电源电源不变,闭合开关S时,灯L正常发光。要使S
断开时,灯L仍能正常发光,滑动变阻器的滑片应o
解析当S闭合时,电路为灯L与R并联后与R,串联的混联电路,此时灯L
正常发光,当S断开时,电路为灯L与R串联,灯L两端的电压随两端的总电
TJ2
阻的变大而变大,由P=U/=幺,所以灯L将变亮,为使灯L
仍能正常发光,应减小灯L两端的电压,即滑动变阻器的滑
片向右移动,增大R'两端的电压,才能达到要求。
答案向右移动
例20如图所示,小灯泡Li、L2、L3所消耗的电功率相等,这时三个小灯泡
的灯丝电阻之比为火1:尺2:火3=o
解析此题中电路为灯L、L2串联后与L3并联。由Li、L2串联,得/尸/2;由
已知尸1=尸2,得尸1=。山=尸田|,同理22=尸2尺2,整理得
RX=R2,UI=U2,U3=2UI
①式等于②式得
41
—所以R:火2次3=1:1:4。
&&
答案1:1:4
考点18
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