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Page51审题实力与阅读实力专练(电学2)一、单选题小明的新家买了250W的电视机一台,300W的洗衣机一台,100W的电冰箱一台,2200W的柜式空调机一台,250W的电脑一台,800W的电饭锅一台,40w照明灯8盏,请为小明家选择一种合适的电能表( )A.220V5A B.220V15A C.220V20A D.220V30A【答案】C【解析】王老师家中所用用电器同时工作时的总功率为:
P总=250W+300W+100W+2200W+250W+800W+40W×8=4220W;
A中电能表的最大功率:P=UI=220V×5A=1100W<4220W;
B中电能表的最大功率:P=UI=220V×15A=3300W<4220W;
C中电能表的最大功率:P=UI=220V×20A=4400W>4220W;
D中电能表的最大功率:P=UI=220V×30A=6600W>4220W;
综合上述分析可知,AB选项中的电能表最大功率小于电路中的实际功率,故AB不符合题意,而电路中的实际功率与C选项中电能表允许的最大功率接近,与D选项中电能表允许的最大功率相差较大,因此C选项符合题意。
故选如图是体重自动测试仪的工作原理,下列有关它的说法中正确的是A.体重越大,体重示数计的示数越小
B.体重示数计是用电压表改装成的
C.体重测试仪电路由于缺少开关,始终处于通路
D.体重测试仪所测体重越大,相同时间内电路消耗电能越多【答案】D【解析】解:B.由电路图可知,体重测试仪串联在电路中,所以体重显示表是用电流表改装成的,故B不正确;
A.当测试仪所测体重越大时,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻越小,总电阻变小,由I=UR可知,电路中的电流越大,即体重显示表的示数越大,故A不正确;
C.当自动体重测试仪的上方无物体时,滑片位于绝缘体的位置,电路断路,故C不正确;
D.体重测试仪所测体重越大,电路中的电流越大,由W=UIt可知,相同时间内电路消耗电能越多,故D正确。
故选:如图所示,同时闭合开关S1、S2与只闭合开关S1相比,在相同时间内电路消耗的电能会( )A.削减
B.增多
C.不变
D.无法推断【答案】A【解析】同时闭合开关S1、S2时,R2由于短路不工作,电路中只有R1工作,依据电功公式W=UIt=U2Rt可知此时电路在时间t内消耗的电能为:W1=U2R1t;
只闭合开关S1时,R1与R2串联在电路中,依据串联电路规律R小华用如图所示的电路测小灯泡功率.电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变更,则下列说法正确的是A.电流表示数的变更范围是0~0.5A
B.滑动变阻器的电阻允许调整的范围是2.5~20Ω
C.灯泡的最小功率是【答案】C【解析】A、①电流表测量灯泡的电流,灯泡两端电压不允许超过额定值,也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流,
即电流最大值I最大=I灯=P灯U灯=1.25W2.5V=0.5A;R灯=U灯I灯=5Ω
②滑动变阻器接入阻值最大时,电路中的电流最小,即电流最小值.
故电流表示数的变更范围是0.18A~0.5A,因此该选项不正确.
B、①滑动变阻器允许接入的最大值为20Ω;
②电路中电流最大为0.5A,依据串联电路电阻的特点,滑动变阻器允许接入的最小阻值为:
故滑动变阻器接入的阻值范围是4Ω~20Ω如图为试电笔的结构及运用方法。下列说法正确的是( )
A.试电笔可以推断物体是带正电还是带负电
B.若氖管发光,说明人体成为了电流的通路
C.笔尖、电阻和氖管是导体,外壳、弹簧和笔卡是绝缘体
D.在两种运用试电笔的方法中,甲是正确的,乙是错误的【答案】B【解析】解:
A、测电笔的用途是辨别火线和零线,不能推断物体是带正电还是带负,故A错误;
B、若氖管发光,说明试电笔接触的是火线,电流须要经过人体形成回路,即人体成为了电流的通路(但电流很小),故B正确;
C、笔尖、电阻、氖管、弹簧和笔卡是导体,外壳是绝缘体,故C错误;
D、在两种运用试电笔的方法中,手指要接触测电笔尾部的金属体(或笔卡),甲图手没有接触笔卡,运用方法错误;乙图手接触了笔卡,运用方法正确,故D错误。
故选:B。小强家新购住房刚装修完毕,家中部分照明电路如图所示。验收工程时,小茜闭合了开关S(家中其他用电器均处于断开状态),白炽灯L亮了一段时间后熄灭了。她用测电笔分别测试了图中插座的两个孔,发觉测电笔都发光。她断开开关S,再次用测电笔测试插座的两个孔,她将视察到(假设故障只有一处)( )A.测试两孔时测电笔都发光
B.测试两孔时测电笔都不发光
C.只有测试左边的孔时测电笔才发光
D.只有测试右边的孔时测电笔才发光【答案】D【解析】【试题解析】(1)闭合了开关S(家中其他用电器均处于断开状态),白炽灯L亮了一段时间后熄灭了,说明灯泡和火线和零线不能构成通路。可能是火线断路,可能是零线断路;
(2)灯泡熄灭后,用测电笔分别测试了图中插座的两个孔,发觉测电笔都发光。说明左孔和右孔都和火线相连。如图,右孔和火线相连(如图中绿色的划线),测电笔的氖管发光。如图,左孔和火线相连(如图中红色划线),测电笔的氖管发光;
(3)经过(2)中的分析可知,灯泡亮了一段时间后熄灭,是因为图中的零线断路(如图中蓝色划线);
(4)当断开开关时,切断了左孔和火线的连接,所以测电笔接触左孔时,氖管不会再发光。测电笔接触右孔时,氖管照常发光。
故选D。如图所示是某同学家的部分电路,起先时各部分正常工作,当电饭煲的插头插入插座后,正常烧水的电热壶突然不工作了,灯泡也熄灭了,拔出电饭煲的插头后,电热壶和灯泡仍不能工作,把试电笔分别插入插座的左、右两孔中,氖管均能发光,下列说法正确的是( )A.和灯泡连接的开关接法正确
B.故障可能是电热壶所在电路的B、D两点间短路
C.故障可能是电路的C、D两点间导线断路
D.故障可能是零线至C点间导线断路【答案】D【解析】A.开关应接在火线上,而图中是接在零线上的,故A错误;
B.试电笔分别插入插座的左、右两孔中,氖管均能发光,说明火线上有电,而零线上本该不亮,但也亮了,说明是零线开路了,故B错误;
C.假如是电路CD间断路,则灯泡要发光,故C错误;
D.故障可能是入户零线至C点间导线断路,则电热水壶和灯泡不亮,且把试电笔分别插入插座的左、右两孔中,氖管均能发光,故D正确。
故选D。如图所示,是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )A.电冰箱连入三孔插座后,电灯与电冰箱是串联
B.漏电爱护器跳闸,可能是因为家中用电器总功率过大或短路
C.为用电平安,应在甲处安装电灯,乙处安装开关
D.站在地上的人若用手干脆接触A点,会有触电危急【答案】D【解析】A.由于并联电路中的各个用电器是互不影响的,所以电冰箱接入三孔插座后电灯与电冰箱是并联的,故A错误;
B.漏电爱护器原理是假如有人体触摸到火线,或电器设备内部漏电,这时电流从火线通过人体或电器设备外壳流入大地,而不流经零线,火线和零线的电流就会不相等,漏电爱护器检测到这部分电流差别后马上跳闸爱护人身和电器的平安,所以总功率过大或电路短路,漏电爱护器不会跳闸,故B错误;
C.在家庭电路中,为了平安,一般把开关接在火线和用电器之间,故甲处接开关,乙处接灯,故C错误;
D.A点在火线上,站在地上的人接触A点时会触电的,故D正确;
故选D。有一种插线板,当开关断开时,指示灯不亮,插孔无法正常工作;当开关闭合时,假如指示灯损坏,插孔也能正常工作。图既能满意限制要求,又符合平安用电原则的是( )A. B.
C. D.【答案】D【解析】解:插线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电,说明开关同时限制灯泡和插座,灯泡和插座之间可能是串联,也可能是并联,假如两者并联,开关应当在干路上;
假如指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电,说明灯泡和插座之间是并联的,开关接在灯泡、插座和火线之间限制火线运用更平安,故只有D正确。
故选:D
如图所示的家庭电路中,正常发光的两盏灯突然全部熄灭,用试电笔分别插入插座的两孔,氖管均发光。造成这一现象的缘由可能是( )A.ab间的保险丝熔断了B.cg间的插座短路了
C.dh间的电灯短路了D.ef间的导线断路了【答案】D【解析】A.ab间的保险丝熔断了,试电笔的氖管不会发光,故A错误.
B.cg间的插座处发生短路,会使保险丝熔断,试电笔的氖管不会发光,故B错误;
C.dh间的电灯短路,会使保险丝熔断,试电笔的氖管不会发光,故C错误;
D.试电笔能亮,说明火线上有电,而零线上本该不亮,但也亮了,说明是进户线的零线开路了,即ef间的导线断路了
,故D正确。
故选D。如图所示,在水平地面上的磁体上方,有挂在弹簧测力计上的小磁体(下部是N极)。小明提着弹簧测力计向右缓慢移动,挂在弹簧测力计上的小磁体下端,沿图示水平路途从A缓慢移到B,则下图中能反映弹簧测力计示数F随位置变更的是( )A.B.
C.D.【答案】C【解析】条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱,且同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,当挂着的磁体向右移动时,相互吸引力渐渐减小,而过了大磁体中点后,相互排斥力渐渐增大,故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是渐渐变小的。
故选C。如图甲所示,一个不能打开的盒子外面露出一段瘦长的导线,在不损坏导线的状况下,用图乙中(a)、(b)两个试验所对应的结论来推断导线中是否有电流,下列说法中正确的是( )A.只有(a)能 B.只有(b)能 C.(a)(b)都能 D.(a)(b)都不能【答案】C【解析】解:由图可知,(a)由a图可知,直导线在磁场中运动说明导线中有电流,若在磁场中不动说明导线没有电流;
(b)中的小磁针在通电导线的四周,闭合开关后,小磁针会发生偏转,就能说明导线中有电流,这是电流的磁效应。
故选:C。
直线电流四周磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚转动敏捷的小磁针放在水平放置的直导线正下方,俯视时,直导线通电的瞬间( )A.若电流方向从南向北,则小磁针顺时针偏转
B.若电流方向从北向南,则小磁针逆时针偏转
C.若电流方向从东向西,则小磁针不发生偏转
D.若电流方向从西向东,则小磁针不发生偏转【答案】D【解析】解:由图知,推断通电直导线四周磁场方向用到了右手螺旋定则,即:用右手握住直导线,使大拇指指向电流的方向,则四指环绕的方向就是通电直导线四周的磁场方向;
A、若电流方向从南向北,如下图(即图中电流从左到右),依据上面的方法可知,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,而纸的里面是西,则小磁针的N极指向也指向西面(如图中红色磁针),小磁针的N极原来指向北面(如图中蓝色磁针),所以,小磁针从北往西转动,俯视时,会发觉小磁针逆时针转动,故A错误。
B、若电流方向从北向南,即下图中电流从左到右,依据上面的方法可知,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是东,小磁针N极指向也指向东面(如图中红色磁针),小磁针的N极原来指向北面(如图中蓝色磁针),所以,小磁针从北往东转动,俯视时,会发觉小磁针顺时针转动。故B错误。
C、若电流方向从东向西,即下图中电流从左到右,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是南,小磁针N极指向也指向南面如图中红色磁针,小磁针原来指向北面如图中蓝色磁针,所以小磁针会转动到相反的方向,故C错误。
D、若电流方向从西向东,即下图中电流从左到右,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是北,小磁针N极指向也指向北面如图蓝色磁针,小磁针原来指向北面(如图蓝色磁针),所以小磁针不转动。故D正确。
故选:D。如图所示,两电池的规格相同,当开关S由触点2拨到触点1时,螺线管磁性强弱及其A端磁极极性的变更状况分别为( )。A.磁性增加,由S极变为N极 B.磁性减弱,由S极变为N极
C.磁性增加,由N极变为S极 D.磁性减弱,由N极变为S极【答案】C【解析】开关S连接触点2时,螺线管、定值电阻接在下面电池的两端;开关S连接触点1时,只有螺线管接在上面电池的两端;
所以,当开关由触点2转到触点1时,由题意知电源电压没有变更,但电路中的电阻减小,依据欧姆定律I=UR可知,电路中的电流增大;电路中的电流增大,由于电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,在其它因素不变的状况下,电流越大,磁性越强,故螺线管的磁性增加。
当开关接触点2时,利用安培定则可以确定A端为N极;当开关连接触点1时,电流的方向变更,利用安培定则可以判定A端为S极,磁极变更。综上所述,C正确,ABD错误。
故选:C如图,闭合开关S,当滑片P向b端移动时,下列有关电磁铁的磁性强弱和条形磁体对水平地面压力大小变更推断正确的是A.磁性减弱,压力减小
B.磁性减弱,压力增大
C.磁性增加,压力减小
D.磁性增加,压力增大【答案】A【解析】解:
闭合开关S,当滑片P向b端移动时,变阻器连入电路中的电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,则电磁铁的磁性减弱;
开关闭合,电流从螺线管的上方流入,依据安培定则可知通电螺线管的下端为N极,依据同名磁极相互排斥可知,通电螺线管对条形磁体有向下的斥力;当滑片P向b端移动时,电磁铁的磁性减弱,通电螺线管对条形磁体向下的斥力减小,则条形磁体对水平地面的压力减小。
故选:A。一试验小组做了这样一个好玩的试验。如图所示,他们将盛有适量盐水的玻璃皿置于条型磁铁的正上方,在干电池的两端分别接上一根金属棒,并在其中一个金属棒上接上一个金属环。将金属环平放于液面上,另一根金属棒竖直插入盐水中心(不接触金属环),再向盐水中撒入碎纸屑。闭合开关后,碎纸屑绕中心的金属棒沿相同方向转动起来,拿走磁体后碎纸屑停止转动。下列相关说法中正确的是A.纸屑转动说明通了电的盐水在磁场中受到了力的作用
B.纸屑转动,属于电磁感应现象
C.若将盐水换成纯净水做同样的试验,纸屑同样能够转动
D.将电源正负极对调,且将磁体的两极对调,闭合开关后碎纸屑转动方向变更【答案】A【解析】AB.此题中有一个磁场,盐水是导体,即当通电后,盐水中的纸片转动,即说明盐水运动,故说明通电盐水在磁场中受力的作用,故A正确,B错误;
C.由于纯水是绝缘体,即纯水中没有电流,所以若用纯水做试验时,纸屑不会转动,故C错误;
D.将电源正负极对调,即电流方向变更,又将磁体的两极对调,即磁场方向变更,故闭合开关后碎纸屑转动方向不变,故D错误。
故选A。如图所示是将绝缘导线缠绕在指南针上而制成的简易电流计,现将导线的两端接到电源两极,磁针发生了偏转,下列设备中与其工作原理相同的是( )A.电磁铁 B.电动机 C.电饭煲 D.动圈式话筒【答案】B【解析】小磁针供应磁场,绝缘导线通电,磁场对通电导线具有力的作用,力的作用是相互的,通电导线地小磁针也具有力的作用,小磁针受力转动,故与电动机原理相同;电磁铁的原理是电流的磁效应,电饭煲的原理是电流的热效应,动圈式话筒是利用电磁感应的原理,故B正确,ACD错误。
故选B。
如下图所示是一手压电筒,按压手柄,塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转,使灯泡发光。下列四图中与这一过程的工作原理相同的是( )A.B.
C.D.【答案】A【解析】A.图中导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生了感应电流(可以从电流表指针发生偏转来体现),这是电磁感应现象,与手压电筒的制成原理相符合,故A正确;
B.此图反映了通电导体在磁场中受到力的作用,与手压电筒的制成原理无关,故B错误;
C.此图探究的是电磁铁的磁效应,与手压电筒的制成原理无关,故C错误;
D.奥斯特试验证明通电导体四周存在磁场,与手压电筒的制成原理无关,故D错误。
故选A。二、填空题小华发觉家中空调每制冷工作10min后,就转变成送风状态工作5min,然后再转变为制冷状态,如此反复。为了测量空调制冷时的电功率,他在空调插座处接入一个电能表,用于测量空调消耗的电能。相关数据见下表。则空调送风10min所消耗的电能为为________kW·h,30min内空调消耗的电能为_______kW·h,空调制冷时的电功率为_______kW。送风状态时消耗的电功率:0.18Kw测量时间30分钟电能表示数起先计时时1 7 0 0 030分钟后1 7 0 0 5【答案】0.03
0.5
1.41【解析】解:
(1)∵P=Wt,
∴空调送风10分钟所消耗的电能:
W1=Pt=0.18kW×1060h=0.03kW⋅h;①
(2)30分钟内空调消耗的电能:
W=1700.5kW⋅h-1700.0kW⋅h=0.5kW⋅h;②
(3)由②可得15分钟内空调消耗的电能:
W'=12W═12×0.5kW⋅h=0.25kW小青同学想在家里安装一盏照明灯,如图所示是他设计的电路。图中虚线框1和2应连入开关和电灯;则开关应装在______虚线框中(选填“1“或“2”)。安装完毕后,用一只额定电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明灯是否正常,闭合开关后,发觉灯泡L0发光呈暗红色,则说明安装的照明灯______【答案】2
正常【解析】解:
(1)为了用电的平安,开关应接在火线与电灯之间,因此开关应装在2处;
(2)若保险丝处用一只额定电压为220V的灯泡L0替换,此时两灯泡串联;闭合开关后,发觉灯泡L0发光呈暗红色,说明检验灯L0分得的电压小于220V,也说明新安装的照明灯分得一部分电压,则安装的照明灯是正常的。三、作图题在老师的指导下,小刚和小红通过试验探究“220V
60W”和“220V
15W”的白炽灯接到电路中哪个更亮。小刚的试验结论是“220V
60W”灯泡更亮,小红却得出了与小刚相反的结论。
(1)他们是怎样把两个灯泡接在照明电路中的?请完成下面虚线框内的电路连接。
(2)请说出小刚或小红试验结论成立的条件,并说明理由。【答案】解:“220V
60W”的电阻是:R1= U12P1=(220V)260W=806.7Ω
“220V
15W”的电阻是:R2=U22P2=(220V)215W=3226.7Ω
(1)小刚的连接方法:“220V
60W”和“220V
15W”并联在220V电路上,灯泡都能在额定电压下正常发光,即60W灯泡更亮。
小红的连接方法:“220V
60W”和“220V
15W”两灯泡串联,通过两灯泡的电流相等;
经计算,60W灯泡的电阻小于15W灯泡的电阻;依据P=I2R可知15W灯泡的实际功率较大,即15W的灯泡更亮。
故答案为:【解析】知道额定电压和额定功率求出电阻,经计算,60W灯泡的电阻小于15W灯泡的电阻。两灯的连接方式只有串联和并联两种,两灯的亮度不同,肯定是实际功率不同。并联时电压相等,依据P=U2R得,60W灯泡的电阻小,实际功率越大,灯泡越亮,属于小刚的连接方式。串联时电流相等,依据P=I2R得,15W灯泡的电阻大,实际功率越大,灯泡越亮,属于小红的连接方式。
依据额定电压和额定功率求出额定电流和电阻是常用的一种方法,P=U2四、试验探究题在“探究电流做功多少与电压、电流的关系”的活动中,同学们设计了如图甲、乙、丙三个电路。
(1)试验中我们通过比较______来比较相同时间内电流做功的多少,所用的两灯L1和L2规格是______(选填“相同”或“不同”)。
(2)利用图甲可以探讨电流做功多少与______的关系。经过探讨,同学们认为图甲电路存在一个缺陷,其缺陷在于______。
(3)在乙图的试验中,两灯都发光,但灯L1较亮,灯L1两端的电压也较大,依据此现象可以得出的初步结论是______。
(4)某同学想利用丙图来探讨电流做功与电压的关系,通过调整滑动变阻器的滑片P的位置来变更灯两端电压,他设计的试验方案中存在什么问题?______【答案】(1)灯泡的亮度;不同;
(2)电流大小;无法限制灯两端的电压,没有利用滑动变阻器爱护电路;
(3)在电流和通电时间相同时,电压越大,电流做功越多;
(4)不能限制电流相同【解析】(1)灯泡越亮功率越大,在相同时间里消耗的电能越多,电流做功越多。所以我们可以通过灯泡的亮度来比较相同时间内电流做功的多少;依据限制变量法可知甲图中,L1、L2两端电压相等、通电时间相同,应保持电流不同,所用的两灯L1和L2规格不同;
(2)图甲中两灯并联,两灯两端的电压相等,电流表分别测出灯泡的电流,由W=UIt,可知这是探究电流做功与电流大小的关系;由图知,电路中没有滑动变阻器,所以无法限制灯两端的电压,利用利用滑动变阻器爱护电路;
(3)因为电流做的功与电压、电流和时间有关,而图乙电路中,两灯串联电流和通电时间相同,电压不同,依据限制变量法的思路可知是探讨电流做功与电压的关系;通过公式W=UIt推断,在电流和时间相同的状况下,电压越大,电流做的功越多;
(4)探讨电流做功与电压的关系时,应限制电流和通电时间相同,由图丙可知:调整滑动变阻器的滑片P的位置来变更灯两端电压,也变更了灯泡中的电流,所以不能探讨电流做功与电压关系。
故答案为:(1)灯泡的亮度;不同;(2)电流大小;无法限制灯两端的电压,没有利用滑动变阻器爱护电路;(3)在电流和通电时间相同时,电压越大,电流做功越多;(4)小明同学在“测量小灯泡电功率”的试验中,已知电源电压是6V,小灯泡的额定电压是3.8V,电阻约为8Ω。
(1)请你用笔画线代替导线帮他将图甲中的实物图连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应当置于______(选填“A”或“B”)端。
(3)小明同学调整滑动变阻器,进行了几次试验,得到部分U和I的数据如下表所示:试验次数12345U/V1.002.003.003.804.20I/A0.200.400.470.51灯泡亮度不亮不亮偏暗正常很亮(4)小明同学在对数据进行分析时发觉:小灯泡灯丝电阻随电压的增大而______(选填:“增大”或“减小”、“不变”)。在第1次试验中,小灯泡不亮的缘由是______。
(5)当小明同学接着调整滑动变阻器测量时,把灯丝烧断了(其余元件完好),则此时电压表示数约为______V。
(6)小明同学在试验室借了甲:“10Ω1.5A”、乙:“20Ω1.2A”和丙:“30Ω1A”三个滑动变阻器,你认为他完成上表试验所运用的滑动变阻器是:______(选填:“甲”或“乙”、“丙”),理由是:______。【答案】B
增大
小灯泡实际功率太小
6
丙
为完成第一次试验,滑动变阻器接入电路的电阻至少为25Ω【解析】解:(1)小灯泡的额定电压是3.8V,电阻约为8Ω,由欧姆定律,小灯泡的额定电流约为:
I=UR3.8V8Ω=0.475A,故电流表选用量程“0~0.6A”,滑动变阻器按一上一下连接与灯泡串联接入电路,如下图所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应当置于阻值最大处,即B端;
(3)(4)由图乙电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.50A,依据表中2、3、4、5次的数据,由欧姆定律,R=UI,对应的电阻分别为:5.0Ω、6.4Ω、7.6Ω、8.2Ω,故小灯泡灯丝电阻随电压的增大而增大;
灯的额定功率:PL=ULIL=3.8V×0.5A=1.9W;
在第1次试验中,小灯泡的实际功率:P=U1I1=1.00V×0.20A=0.2W,远小于灯的额定功率,故灯不发光的缘由是小灯泡实际功率太小;
(5)当小明同学接着调整滑动变阻器测量时,把灯丝烧断了(其余元件完好),电路中没有电流,电流表没有示数,电压表干脆接在电源的两端,电压表的示数为电源电压为6V;
(6)第一次试验时,灯泡电压U灯=1.00V,由串联电路特点知,滑动变阻器电压:
U滑=U总-在“测量小灯泡额定功率”试验中,己知小灯泡L的额定电压U额=2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向左滑动时灯泡变亮。
(2)闭合开关,移动滑片P至某位置时,电压表示数为2V,为测量小灯泡L的额定功率应将滑片P向______(填“左”或“右”)端移动,当小灯泡L正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡L的额定功率为______W。
(3)小明利用一个电压未知的电源(电压不变)、已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,测出额定电压为U额的另一小灯泡的额定功率。请完成下列试验步骤:
①闭合开关S1,开关接______线柱,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为______;
②闭合开关S1,开关S2接______接线柱,滑动变阻器的滑片______(选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),读出电压表示数为U1;再将开关S2接c接线柱,读出电压表的示数为U2;
③则小灯泡L额定功率的表达式P额=______。【答案】左
0.65
a
U额
b
保持不动
【解析】解:(1)由小灯泡的额定电压为2.5V可知,电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联;
滑动变阻器的左下方接线柱接入电路中时,滑片向左滑动会使灯泡变亮,如下图所示:
(2)灯泡两端的电压为2V,要测量小灯泡L的额定功率,应使灯泡两端的电压达到2.5V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,应减小变阻器两端的电压,
由串联电路的分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左端移动;
当小灯泡L正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A,
则小灯泡L的额定功率为P=UI=2.5V×0.26=0.65W;
(3)①要测小灯泡的额定功率,应使灯泡两端的电压达到U额,所以应闭合开关S1,开关接a线柱,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U额;
②灯泡两端的电压达到额定电压后滑动变阻器的滑片不再变更,应利用电压表测出定值电阻R0两端的电压,然后利用串联电路的电流特点测出干路电流,
所以,闭合开关S1,开关S2接b接线柱,滑动变阻器的滑片,读出电压表示数为U1;再将开关S2接c接线柱,读出电压表的示数为U2;
③电压表示数为U额时,R0的电压U0=U2-U1,此时电路中的电流I=冬季,汽车后风窗玻璃上常会形成一层薄霜,导致驾驶员无法精确视察后方状况。为保障行车平安,后风窗玻璃装有加热除霜电路。如图甲所示,是某同学设计的模拟汽车后风窗玻璃加热电路,它由限制电路和受控电路组成。限制电路中S接“手动”时,电磁铁A通电吸引衔铁,使触点D、E接触、受控电路中电热丝R2工作,对玻璃匀称加热。S接“自动”时,加热过程中,玻璃温度上升至45℃时,触点D、E恰好脱开,此时限制电路中通过的电流为0.02A.电路中U1=6V,U2=12V,R0=150Ω,R2=0.8Ω,R1为固定在玻璃内的热敏电阻,其温度始终与玻璃温度相同,阻值随温度上升而增大。若电热丝R2所产生的热量完全被玻璃汲取,玻璃质量为9kg,玻璃比热容为0.8×103J/(kg⋅℃)。电磁铁A线圈的电阻忽视不计。
(1)开关S接“手动”:
①电磁铁A通电时具有磁性,此现象称为电流的______效应,A的上端是______极。
②将玻璃从-5℃加热至45℃.所需的时间是多少?
(2)开关S接“自动”。玻璃的温度为15℃和45℃时,限制电路的功率相差了0.03W,则15℃时热敏电阻R1的阻值为______Ω。【答案】磁
N
90
其它条件不变时增加银浆线的厚度(或其它条件不变时增加银浆线的条数、或其它条件不变时增加银浆线的横截面积等)【解析】解:(1)①电磁铁A通电时具有磁性,此现象称为电流的磁效应,
电流从电磁铁的下端流入,用右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向N极,即A的上端是N极;
②玻璃从-5℃加热至45℃时,玻璃汲取的热量:
Q吸=cm(t-t0)=0.8×103J/(kg⋅℃)×9kg×[45℃-(-5℃)]=3.6×105J,
因电热丝R2所产生的热量完全被玻璃汲取,
所以,消耗的电能W=Q吸=3.6×105J,
由W=UIt=U2Rt可得,须要的加热时间:
t'=WR2U22=3.6×105J×0.8Ω(12V)2=2000s;
(2)由题意可知,玻璃的温度为45℃时,限制电路中通过的电流为0.02A,
此时限制电路的功率:
P1=U1I1=6V×0.02A=0.12W,
因热敏电阻R1的阻值随温度上升而增大,且玻璃的温度为15℃和45℃时,限制电路的功率相差了0.03W,
所以,15℃时限制电路的功率:
P2=P1+△P=0.12W+0.03W=0.15W,
此时限制电路的总电阻:
R=U“大胆猜想与当心求证”是科学探讨的基本要求。甲乙两同学做了如图所示的试验:在静止的小磁针上方平行地放一根直导线,闭合开关,原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的缘由,两同学有着不同的假设:
甲:是因为导线通电发热,造成导线四周空气温度上升,空气的对流运动使磁针偏转
乙:是因为电流四周产生磁场,磁场对磁针产生了力的作用
(1)没通电时,静止的小磁针的N极指向______。(填“南方”或“北方”)
(2)两同学探讨后,设计了以下试验来验证哪一个观点是正确的:他们调换电池的正负极,变更电流的方向,闭合开关,假如甲同学的假设是正确的,预料应当看到的现象是______。
(3)老师在其它试验条件不变的状况下,把小磁针从直导线下方移到了直导线上方,闭合开关后,小磁针的转动方向将______(选填“不变更”或“变更”)。【答案】北方;磁针偏转的方向不变;变更【解析】解:(1)没通电时,通电导线四周有磁场;
没通电时,小磁针在地磁场的作用下N极指向北方;
(2)假如乙正确,他们调换电池的正负极,变更电流的方向,磁场方向变更,小磁针偏转方向变更,假如甲同学的假设是正确的,磁针偏转的方向不变。
(3)由于电流产生的磁场在导线上、下方的方向相反,当小磁针从下方移到上方之后,小磁针的转动方向会相反。
故答案为:(1)北方;(2)磁针偏转的方向不变;(3)变更。物理学中,用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉(符号是T),磁感应强度B越大表明磁场越强;B=0表明没有磁场。有一种电阻,其阻值大小随四周磁场强度的变更而变更,这种电阻叫做磁敏电阻。为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关,小超设计了甲、乙两图所示的电路,图甲中电源电压恒为6V,R为磁敏电阻,图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲的磁敏电阻R;磁敏电阻R的阻值随磁感应强度变更的关系图象如图丙所示。
(1)标出电磁铁的N极
(2)当图乙S2断开时S1闭合时,磁敏电阻R的阻值是______Ω,则此时电流表的示数为______mA。
(3)闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动时,小超发觉图甲中电流表的示数渐渐减小,说明磁敏电阻R的阻值变______,电磁铁的磁感应强度变______【答案】100
60
大
强【解析】解:(1)闭合开关S2时,螺线管产生磁性,由安培定则知:右手握住螺线管,四肢指向电流的方向,大拇指指向左端,即左端为N极,右端为S极;如图所示:
(2)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,即磁场强度为零,据图丙可知,此时的R=100Ω,故此时电路中的电流是:I=UR=6V100Ω=0.06A=60mA;
(3)闭合开关S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器电阻变小,电流变大磁场变强,图甲中电流表的示数渐渐减小,即R的电阻变大,据此分析可知:磁感电阻R处的磁感应强度B渐渐在“探究什么状况下磁可以生电”的试验中:
(1)小星设计的电路如图甲所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab,ab的两端分别跟开关,螺线管连接,螺线管旁放置一个小磁针,当ab中产生电流时,螺线管中有______通过,小磁针会发生偏转。
(2)小星闭合开关后,不管导线ab在磁场中怎样运动,小磁针都不偏转,是没有产生电流,还是产生的电流太微弱?他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针,假如灵敏电流表指针发生偏转,表明ab中产生电流,试验的状况如图乙所示。
A、视察并分析①②③现象可知:导体静止时,______产生感应电流;导体沿着磁感线方向运动时,不能产生感应电流;导体切割磁感应线运动时,______产生感应电流。(均选填“能”或“不能”)。
B、视察并分析③④现象可知:产生感应电流的条件之一是______。
(3)对比图甲和图乙两次试验后,小星认为:图甲中小磁针不发生偏转,不是没有产生电流,而是______。【答案】电流
不能
能
闭合电路
产生的电流太微弱【解析】解:(1)当导体ab中产生电流时,螺线管中有电流通过,通电螺线管四周存在磁场,小磁针受磁力作用会发生偏转。
(2)A、图乙中①②③的电路都是闭合电路,视察并分析①②③现象可知:导体静止时,没有做切割磁感线运动,不能产生感应电流;导体沿着磁感线方向运动时,没有做切割磁感线运动,不能产生感应电流;导体切割磁感应线运动时,灵敏电流表的指针发生偏转,能产生感应电流。
B、视察并分析③④现象可知:产生感应电流的条件之一是闭合电路。
(3)对比图甲和图乙两次试验可知,图甲中小磁针不发生偏转,不是没有产生电流,而是产生的电流太微弱。
故答案为:(1)电流;(2)不能;能;闭合电路;(3)产生的电流太微弱。
五、计算题小明家有一台家用电子秤,其显示器由电流表改装而成,电路原理如图甲所示,R1是一个定值电阻,R2是一个压敏电阻。经过多次试验,压敏电阻R2与盘中物体的质量关系如图乙所示。已知电源电压为12V且保持不变,当盘中不放物体时,电流表示数为I1(1)求定值电阻R1(2)当盘中放一物体称重时,电流表示数为I2=0.04A,求所称物体的重力(g取(3)某次小明用过电子秤后忘了关电源,其次天再次运用时距离上次运用已过了20小时,则该电子秤在这段时间内消耗的电量为多少度(称重物体已取下)⋅(4)运用一段时间后,电源电压变小,若要保证电子秤示数的精确性,应换用阻值________(选填“更大”或“更小”)的定值电阻。【答案】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流;
(1)由图乙可知,当盘中无食物时(即质量m=0),电阻R2=500Ω;
当盘中无食物时,电路中电流表的示数I1=0.02A,
由I=UR可得,电路的总电阻:
R=UI1=12V0.02A=600Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R1的阻值:
R1=R-R2=600Ω-500Ω=100Ω;
(2)当盘中有食物时,电路中电流表的示数I2=0.04A,此时电路中的总电阻:
R'=UI2=12V0.04A=300Ω,
此时电阻【解析】(1)由图乙可知,当盘中无食物时R2的阻值;依据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R1的阻值;
(2)依据欧姆定律求出此时电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R2的阻值,由图乙可知食物的质量,依据G=mg求所称物体的重力;
(3)依据W=UIt求该电子秤在这段时间内消耗的电量;
(4)依据如图,电源电压为6V,电阻R0=10Ω,电流表量程为0∼0.6A,电压表量程为0∼3V,滑动变阻器R上标有“20Ω0.5A”字样。求:(1)当电路中电流最小时,2min内电流通过电阻R0(2)当电路中电流最大时,2min整个电路消耗的电能。【答案】解:
(1)由图R与R0串联,当滑片在左端最大处时电路总电阻最大,电流最小,
此时电路中电流:I=UR0+R=6V10Ω+20Ω=0.2A,依据W=UIt=I2Rt,
2min内电流通过电阻R0做的功:
W0=I2R0t=(0.2A)2×10Ω×2×60s=48J;
(2)由题电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R规格为“20Ω
0.5A”,而电压表的最大电压为3V,
允许通过的最大电流为I最大【解析】本题考查串联电路的特点和欧姆定律公式的应用,留意保证电路平安电路中最大电流不是0.6A也不是0.5A。本题属于综合题,须要在学生娴熟驾驭公式的基础上,敏捷应用。
(1)由图R与R0串联,当滑片在左端最大处时电路中电流最小,计算出这个最小电流,利用
W0=I2R0t求出2min内电流通过电阻R0做的功;
(2)为了保证电路平安十九大报告指出:“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”。2024年郑州市中心城区日产垃圾已上升到8500吨。近日,《郑州市城市生活垃圾分类管理方法》起先实施,郑州市正式进入生活垃圾强制分类时代。焚烧发电是目前世界上普遍采纳的最平安、最有效的生活垃圾处理技术。垃圾分类后再焚烧,其热值可提升30%至40%,二噁英(致癌物质)排放量可降低80%.如图所示是位于中牟的中国中部最大垃圾焚烧发电站,日处理生活垃圾4200吨,发电站配备3台功率均为3×104kW的发电机组,平均每天工作15小时。求:
(1)垃圾分类的好处是______。(写出一条即可)
(2)假如将发电站日处理的4200吨垃圾完全燃烧产生热量的75%用来加热水,能使多少千克20℃的水上升45℃?[设垃圾的平均热值为6×【答案】(1)垃圾分类的好处是:资源再次利用、降低了处理成本、能爱护环境等;
(2)4200t垃圾完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=4200×103kg×6×106J/kg=2.52×1013J;
将这些垃圾完全燃烧后产生的热量的75%用来加热水,水汲取的热量:
Q吸=75%×Q放=75%×2.52×1013J=1.89×1013J,
由Q吸=cmΔt可得水的质量:
;
(3)3台机组一天的发电量:
W=Pt=3×3×104kW×15h=1.35×106kW【解析】
(1)从爱护环境、能源利用方面进行分析;
(2)先依据Q放=mq求出垃圾完全燃烧放出的热量,然后再依据Q吸=75%Q放和Q吸=cmΔt求出水的质量;
(3)依据W=Pt求动身如图所示电路中,小灯泡L标有“6V6W”字样,R2=4Ω,当S1,S2都闭合时,电流表示数为1.2A,这时小灯泡L正常发光,求:
(1)电源电压U;
(2)电阻R1的阻值;
(3)当S1,S【答案】解:
(1)由图知,当S1、S2都闭合时,电阻R1与灯泡并联接在电源两端,
灯泡正常发光,则电源电压:U=UL额=6V;
(2)由P=UI可得,灯泡正常发光时电流:
IL=P额U额=6W6V=1A,
由并联电路特点得,通过电阻R1的电流:
I1=I-IL=1.2A-1A=0.2A,
由I=UR得,电阻R1的阻值:
R1=UI1=6V0.2A=30Ω;
(3)由I=UR可得灯泡电阻:
RL=U【解析】(1)由电路图可知,当S1、S2都闭合时,电阻R2被短路,电阻R1与灯泡并联,灯泡电压等于额定电压时,灯泡正常发光,据此求出电源电压;
(2)由电功率变形公式求出灯泡正常发光时的电流,由并联电路特点求出通过电阻R1的电流,由欧姆定律求出电阻R1的阻值;
(3)当S某型号家用电饭锅有高温烧煮和保温焖饭两个档位,其原理如图所示,R1和R2为两个加热电阻。已知电阻R2=44Ω,保温焖饭时电饭锅的功率P'=22W。求:
(1)电饭锅高温烧煮的功率P;
(2)保温焖饭时电路中的电流I和R2两端的电压U2;
(3)一次做晚饭,用该电饭锅高温烧煮15min【答案】解:(1)电饭锅高温烧煮时S闭合,此时为R2的简洁电路,则P=U2R2=(220V)244Ω=1100W;
(2)由P=UI可得,保温焖饭时电路中的电流I=P'U=22W220V=0.1A,
保温焖饭时,S断开,R1、R2串联,则由I=UR可得,R2两端的电压U2=IR2=0.1A×44Ω=4.4V,
(3)由P=Wt可得,
电饭锅高温烧煮15min消耗的电能W1=Pt=1.1kW×1【解析】(1)电饭锅高温烧煮时S闭合,已知电源电压为220V,电阻R2=44Ω,依据P=U2R可求得电饭锅高温烧煮的功率P;
(2)已知保温焖饭时电饭锅的功率,依据P=UI可求得保温焖饭时电路中的电流I,依据欧姆定律可求得R2两端的电压U2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116kW·h,过去他家每个月的用电量在90kW·h∼100kW·h之间,家里没有增加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(220V 100W)单独连入了家庭电路中,用调整好的电压表测出了其两端电压为198V,视察到电能表(3000r/kW·h)的铝盘在10min内转过了50r。(灯丝电阻不变)(1)灯泡的灯丝电阻;(2)灯泡消耗的实际功率;(3)10min灯泡消耗的电能;(4)通过计算分析小明家的电能表是否存在问题。【答案】解:(1)灯丝的电阻:
R=U额2P额=(220V)2100W=484Ω;
(2)当灯两端电压U=198V时,灯的实际功率:
P= U2R=(198V)2484Ω =81W;
(3)10min灯泡消耗电能:
W=Pt=81W×600s=48600J=4.86×104J;
(4)电能表(3000R/kW⋅h)的铝盘在10min
内转过了50转得出10min消耗的电能:
【解析】
(1)由灯铭牌“220V、100W”,依据R=U额2P额求灯丝的电阻;
(2)知道灯两端的实际电压和灯丝电阻,利用P= U2R求灯的实际功率;
(3)知道灯的实际功率和通电时间,利用W=Pt求消耗的电能;
(4)通过电能表(3000R/kW⋅h)的铝盘在某电饭锅简化电路如图甲所示,,R1和R2均为定值电热丝,S、S1为自动开关,煮饭时,把电饭锅接入220 V(1)电饭锅工作时的最大功率和最小功率;(2)电热丝R2(3)若电压降低,S1断开,这时电路中的电流始终为1 A,10 min【答案】解:(1)由电路图可知,当S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联,电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流I大=3A,则电饭锅的最大功率:
P大=UI大=220V×3A=660W,
当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简洁电路,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I小=2A,则电饭锅的最小功率:
P小=UI小=220V×2A=440W;
(2)因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,电阻R1与R2并联时,通过R1的电流为2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电热丝R2的电流:
I2=I大-I小=3A-2A=1A,
由I=UR可得,电热丝R2的阻值:
R2=UI2=220V1A=220Ω;
(3)当开关S闭合、S1断开时,电路为R1【解析】(1)由电路图可知,当S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联,电路中的电流最大;当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简洁电路,电路中的电流最小,依据图乙可知电路中的最大和最小电流,依据P=UI求出电饭锅工作时的最大功率和最小功率;
(2)电路中电流最大和最小时通过R1的电流不变,依据并联电路的电流特点求出通过电热丝R2的电流,依据欧姆定律求出电热丝R2的阻值;
(3)当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简洁电路,依据欧姆定律求出R图甲是某款家用电熨斗.电路原理如图乙,R1、R2为发热体,R1的阻值为220 Ω,通过S1、S2实现温度限制.电源电压为电熨斗的额定电压220 V(1)只闭合S1(2)只闭合S2,求R2在(3)为适应更多衣料,小明对电路作了改进(如图丙).在电熨斗原低温工作状态下,移动滑片P,使相应发热体的功率可在原功率的25%~100%之间变更【答案】解:
(1)只闭合S1时,只有R1工作
I=UR1=220V220Ω=1A,
P=I2R=1A2×220Ω=220W,
(2)只闭合S2,只有R2工作,由题意知电熨斗的最大功率为660W,由P=U2R总即当R总最小时有最大功率,所以R1、R2应为并联。
R总=R1R2R1+R2=R2×220ΩR2+220Ω,
P=U2R=220V2R2×220ΩR2+220Ω=660W,【解析】略
疫情让大家更加相识到增加体质的重要性,这须要科学的膳食结构保障,比如我们应当多吃水果补充维C,可是冬天打出来的果汁太凉,科技小组的同学设计了一款“智能榨汁杯”,如图甲所示。其自动控温工作原理如图乙所示,限制电路中的电磁铁线圈电阻不计,R0是爱护电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随温度变更的规律如图丙所示,电源电压U1恒为6V;工作电路中,U2=220V,R1、R2是加热电阻。当线圈中的电流I>8mA时,加热电路接通。加热功率400W,加热效率为90%,保温功率80W(1)智能榨汁机起先加热时金属板应与________(选填“a”或“b”)端相连接。若要使智能榨汁机刚起先保温时的温度降低一些,可实行的措施是:________(写一条即可)。(2)若R0为200Ω,则智能榨汁机刚起先(3)电阻丝R1(4)该热水器在加热状态下,将500mL、20ºC的果汁加热到50ºC须要加热多长时间。【c果汁=4×10【答案】解:(1)由乙图可知,电磁铁有磁性,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点b接通时,电路为R2的基本电路;
电磁铁无磁性,继电器上方触点和触点a接通时,R1与R2串联;
因串联电路中的总电阻等于各部分电阻之和,所以继电器下方触点和触点b接通时,为R2的基本电路,依据P=U2R可知,电路处于加热状态;
依据图丙可知,起先保温的温度越低,热敏电阻的阻值越小,由I=UR和串联电路电阻特点可知:
Rt=U1I-R0,因此使热水器刚起先保温时的温度降低一些,可增大爱护电阻R0或减小电源电压;
(2)由题意可知,刚起先保温时,电路电流为0.8mA,
由I=UR可知,电路的总电阻为:R总=UI=6V8×10-3A=750Ω,
因串联电路中的总电阻等于各部分电阻之和,所以热敏电阻的阻值为:Rt=R总-R0=750Ω-200Ω=550Ω,
由图乙可知,此时温度为80℃;
(3)由乙图可知,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点b接通时,电路为R2的基本电路,电路处于加热状态;由【解析】(1)由乙图可知,电磁铁有磁性,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点b接通时,电路为R2的基本电路;电磁铁无磁性,继电器上方触点和触点a接通时,R1与R2串联,然后依据P=U2R进行推断即可;
依据图丙可知,起先保温的温度越低,热敏电阻的阻值越小,依据欧姆定律的的应用和串联电路电阻特点可知爱护电阻阻值的变更或电源电压的变更;
(2)依据题意可知,当电路电流为0.8mA时,刚起先保温,依据欧姆定律的应用求出此时电路的总电阻,然后依据串联电路电阻特点求出R的阻值,再依据图乙读出此时水的温度;
(3)由甲图可知,电磁铁的衔铁被吸下,继电器下方触点和触点b接通时,电路为R2的基本电路;继电器上方触点和触点a接通时,R1与R2串联;依据串联电路特点和P=U2R可知电路的工作状态,并进一步求出R1的阻值;如图甲所示电路,电源电压恒为4.5V,闭合开关S后,滑片P由右向左滑动,因变阻器某处发生断路,滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数,当电流表起先有读数时,才闭合开关S1,此时电压表的示数为2.5V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图乙所示。求:
(1)当电流表起先有读数时,R1接入电路的阻值;
(2)当滑片P移到s=2cm处时,电阻R0在10s内产生的热量;
(3)当滑片P移到s=6cm处时,R1消耗的电功率;
(4)电压表的量程为“0-3V”,电流表的量程为“0-0.6A”。若R1未断路,为爱护电路平安,R0【答案】解:由电路图可知,两开关均闭合时,R1与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
(1)由图乙和题意可知,当电流表起先有读数即I=0.2A时,滑片P移动的距离x=2cm,此时电压表的示数为2.5V,
由I=UR可得,R1接入电路的阻值:
R1=U1I=2.5V0.2A=12.5Ω;
(2)当s=2cm时,电压表的示数为2.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0两端的电压:
U0=U-U1=4.5V-2.5V=2V,
则电阻R0的阻值:
R0=U0I=2V0.2A=10Ω,
电阻R0在10s内产生的热量为:
Q0=I2R0t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J;
(3)当滑片P滑到s=6cm处时,由图乙可知,此时电路中的电流I'=0.4A,
此时R0两端的电压:
U0'=I'R0=0.4A×10Ω=4V,
此时R1两端的电压:
U1'=U-U0'=4.5V-4V=0.5V,
则R1消耗的电功率:
P1=U1'I'=0.5V×0.4A=0.2W;
(4)假设滑动变阻器某处未发生断路,
当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,此时电路中的电流最大,
则电路中的最大电流为:
I大=UR0=4.5V10Ω=0.45A<0.6A,
R0的最大电功率为:
P0大【解析】由电路图可知,两开关均闭合时,R1与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
(1)由图乙读出电流表起先有读数时滑片P移动的距离和电路中的电流,又知道此时电压表的示数,依据欧姆定律求出R1接入电路的阻值;
(2)当s=2cm时,依据串联电路的电压特点求出R0两端的电压,依据欧姆定律求出电阻R0的阻值,依据Q0=I2R0t算出电阻R0在10s内产生的热量;
(3)当滑片P滑到s=6cm处时,由图乙可知电路中的电流,依据欧姆定律求出R0两端的电压,利用串联电路的电压特点求出此时R1两端的电压,利用P=UI求出R1消耗的电功率;
(4)假设滑动变阻器某处未发生断路,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路的总电阻最小,电流最大,依据P0大=阅读短文,回答问题:
巨磁电阻效应1988年阿尔贝⋅费尔和彼得⋅格林贝格尔发觉,在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变更,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。更多的试验发觉,并非随意两种不同种金属相间的膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种简洁被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”。进一步探讨表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复含膜R与R0之比与膜睽厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图所示。
1994年IBM公司依据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变更来读取信息。
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是______。
A.铜、银B.铁、铜C.铜、铝D.铁、镍
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是1.7nm时,这种复合膜电阻______。(选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”。
(3)“新型读出磁头”可将微弱的______信息转化为电信息。“新型读出磁头”的工作原理是______。
(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0______。(选填“大”或“小”)得多。
(5)如图是硬盘某区域磁记录的分布状况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域。将“新型读出磁头”组成如图所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变更状况应是图中的______。【答案】B
具有
磁
电磁感应
小
B【解析】解:(1)由题意知,组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁钴镍中的其中一种,另一种是不易被磁化的,故选B;
(2)由图知:当d=1.7nm时,RR0远小于1,即在施加磁场前后,复合膜的阻值变更较大,符合“巨磁电阻效应”,即此时复合膜具有“巨磁电阻效应”;
(3)“新型读出磁头”将磁场对复合膜阻值的影响转化为电流,即将磁场的变更(磁信息)转化电流的变更(电信息)该转化过程是利用电磁感应原理;
(4)同(2),由图知:当复合膜发生“巨磁电阻效应”时,RR0<1,即:R<R0,因此电阻R要比R0小的多;
(5)在“硬盘的磁信息”中,左数第一、四、五格均为有磁区域,由“巨磁电阻效应”知,此时电阻要变小,相应的电流要变大;而左数其次、三格为无磁区域,电阻没有变更,电流较小;
依据上面的分析知,只有B图符合上述要求,故选B。
故答案为:(1)B;(2)某爱好小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型,接通相应指示灯后,该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪耀发光,电路中电源电压恒为6伏,指示灯规格为“6V3W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及铁的阻值忽视不计。指示灯的电流与电压的变更电压/V……0.41.22.03.04.05.05.5……电流/A……0.070.120.180.260.340.420.46……(1)电磁铁的原理是利用电流的______效应,图甲中电磁铁上端为______极。(选填“N”或“S”)
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时,右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变更规律如图乙所示,已知当右转指示灯微弱发光时,右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1:4,求:
①定值电阻R0的阻值和功率;
②右转指示灯闪耀交替工作30【答案】磁
N【解析】解:(1)电磁铁的原理是利用电流的磁效应;
已知电源正负极,依据电流流向,由安培定则可知,图甲中电磁铁上端为N极,下端是S极;
(2)①当转向开关与触点“2和3”接通时,右转指示灯与R0串联接入电路中,电流相同,右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1:4,
则依据P=UI知,右转指示灯的电压与定值电阻R0的电压之比为UL:U0=PLI:P0I=PL:P0=1:4;
在串联电路中电源电压等于各部分电压之和,U=UL+U0=6V,
则UL=1.2V,U0=4.8V;
由表格数据知,当灯泡两端的电压为1.2V时,通过灯泡的电流为0.12A,
由欧姆定律可知,R0的阻值为:R0=U0I=4.8V0.12A=40Ω,
此时R0的功率为:
PR0=I2R0=(0.12A)2×40Ω=0.576W;
②右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变更规律如图乙所示,
由图乙可知,每1.5s的时间里,电压为6V时的工作时间是0.5s,电压为1.2V时的工作时间是1s,
则指示灯工作30s,电压为6V的工作的时间t1=301.5×0.5=10s,电压为1.2V时的工作的时间t2=30s-10s=20s;
当电压为6V时,灯泡正好正常发光,功率为3W,
所以电压为6V时灯泡消耗的电能:W1=Pt1=3W×10s=30J;电梯为居民出入带来很大的便利.小明家住某小区某栋6楼,放学后乘电梯回家.小明查阅资料,了解到出于平安考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和限制电路组成:在工作电路中,当电梯没有超载时,动触点K与静触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作.当电梯超载时,动触点K与静触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作.在限制电路中,已知电源电压U=6V,爱护电阻R1=100Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变更如图乙所示.电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽视不计.(g取10N/kg)
(1)在限制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F增大时,电磁铁的磁性____________(选填“(2)某次电梯正常运行时,测得通过电磁铁线圈的电流为10mA,则此时电梯载重为多少?(3)若电磁铁线圈电流达到20mA时,刚好接触静触点B,电铃发出警报声、当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载?【答案】解:(1)在限制电路中,当压敏电阻
R2受到的压力
F
增大时,其阻值减小,电路中的总电阻减小,由
I=UR知,电路中的电流变大,电流增大时电磁铁的磁性增加。
(2)电路总电阻
R=UI=6V0.01A=600Ω;
依据串联电路电阻特点可知,此时压敏电阻的阻值
R2=R-R1=600Ω-100Ω=500Ω;
由图乙可知此时压敏电阻所受的压力为
F1=6×103
N,故此时电梯载重为
6×103
N;
(3)电梯厢内站立总质量为
1000kg
的乘客时,电梯受到的压力等于乘客的重力,
即
F2=G'=mg=1000
kg×10
N/kg=104
N;
由题图乙可知,当压力
F2=104
N
时,对应的压敏电阻阻值
R2【解析】本题考查了欧姆定律的敏捷应用,明白电梯超载自动报警系统的工作原理是电磁铁和知道电磁铁磁性的强弱与电流的关系是解决本题的关键。
(1)在限制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,依据欧姆定律可知电路中电流的变更,再依据电磁铁中电流增大时磁性增加推断此时电磁铁的磁性的变更;
(2)依据欧姆定律计算出电路中的总电阻,依据电阻的串联计算出压敏电阻的阻值,结合图乙确定压力大小,然后推断载重;
(3)依据G=mg求出乘客的重力,也就是对电梯的压力,找出图象中压力对应的R2电阻值,依据欧姆定律的学问计算出此时电路中的电流,将这个电流和20mA如图所示是始终流电动机提升重物的装置。电源电压U=12V保持不变,已知电动机线圈电阻为1Ω.开关闭合后,电动机匀速提升重物,此时,电流表读数为1A,电压表读数为3V.不计任何摩擦,求:
(1)1分钟内该电路消耗的总电能;(2)电动机的发热功率;(3)当重物的质量超过肯定数值时,电动机将无法转动,求此时电动机的电功率。(4)依据以上计算说明,为什么电动机不转时很简洁被烧坏。【答案】解:(1)1分钟内该电路消耗的总电能:W=UIt=12V×1A×60s=720J;(2)电动机的发热功率:P热(3)当电动机不转动时,相当于一个1Ω的电阻,定值电阻;由欧姆定律可得,此时电路中的电流:,电动机的功率:P=I'(4)电动机不转时,电流大大超过额定电流,依据Q=I【解析】此题考查学生对电动机的电功率、电动机消耗的电能、电动机的发热功率的计算;关键知道电动机是非纯电阻用电器。
(1)1分钟内该电路消耗的总电能用公式W=UIt计算即可;
(2)电动机的发热功率P热=I2R线;
(3)当电动机不转动时,相当于一个1Ω的电阻,定值电阻;
由欧姆定律可得,此时电路中的电流:;
电动机的功率:P=I'2R线六、综合题阅读短文,回答问题
电动平衡车
电动平衡车又称体感车,是一种时尚代步工具,以内置的精密固态陀螺仪来推断车身所处的姿态状态,检测车体姿态的变更,并利用伺服限制系统,精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整,以保持系统的平衡,电动平衡车采纳站立式驾驶方式,如图1所示,通过身体重心和操控杆限制车体运行,采纳锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。
下表为某品牌电动平衡车部分技术参数。
电池可光锂电池车身自重20kg电池最大储能0.5kWh最大载重90kg每个电动机最大输出功率350W最高速度18km/h每个电动机的能量转化效率80%最大陡坡30°平衡车的转向指示灯电路如图乙所示,电路中电源电压恒为6V,指示灯L1、L2的规格均为“6V6W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽视不计,不考虑指示灯电阻随温度的变更,当单刀双掷开关S与“1”接通后,左转指示灯L1会亮暗交替闪耀。在此过程中,左转指示灯L1两端实际电压UL随时间,变更规律如图丙所示。
(1)当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法正确的是______。
A.平衡车轮胎上的花纹只是为了美观
B.平衡车做匀速直线运动是因为不受摩擦力
C.平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力是一对相互作用力
(2)如图所示,与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是______。
(3)图乙电路中定值电阻R0的阻值为______Ω,在单刀双掷开关S与“1”接通状况下,左转指示灯L1亮暗交替闪耀工作10min,则整个电路消耗的电能为______J。
(4)体重为60kg的小明站在该双轮电动平衡车上时,若每个车轮与地面的接触面积为20cm2,则地面受到的压强是______Pa;他驾驶该电动平衡车在水平路面上以最大速度匀速行驶时,受到的阻力是人与车总重的0.1倍,则阻力为______N.(g=10N/kg)
(5)体重为60kg【答案】D
C
24
1680
2×105
80
200【解析】解:
(1)A.平衡车轮胎上的花纹,是在压力肯定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,不单单是为了美观,故A错误;
B.平衡车做匀速直线运动是因为受到的牵引力和摩擦力是一对平衡力,故B错误;
C.平衡车的重力与地面对平衡车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故C错误;
D.人对平衡车的压力与平衡车对人的支持力大小相等、方向相反、在同始终线上、作用于两个不同的物体上,是一对相互作用力,故D正确。
(2)电动平衡车驱动前行时的主要部件是电动机,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而转动;
A图没有电源,是电磁感应现象,是发电机的原理图,故A图不符合题意;
B图是奥斯特试验,说明通电导体四周有磁场,故B图不符合题意;
C图有电源,其原理是通电导体在磁场受力而转动,是电动机的原理图,故C图符合题意;
D图是电磁铁,是利用电流的磁效应制成的,故D图不符合题意。
故选:C。
(3)①由P=UI=U2R可得,指示灯L1的阻值RL=UL2PL=(6V)26W=6Ω,
S与“1”接通,触电A与B分别时,L1与R0串联,由图象知灯泡两端电压UL=1.2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R0两端的电压U0=U-UL'=6V-1.2V=4.8V,
因串联电路中各处的电流相等,所以此时电路中的电流I=UL'RL=1.2V6Ω=0.2A,
由I=UR可知,定值电阻R0的阻值:R0=U0I=4.8V0.2A=24Ω;
②0~1s内电路消耗的电能W1=ULIt=6V×0.2A×1s=1.2J,
当触点A与B接通时,电磁铁和电阻R0被短路,指示灯两端的电压和额定电压相等,
则1s~1.5s内电路消耗的电能W2=PLt'=6W×0.5s=3J,
由图丙可知,一个周期的时间T=1.5s,10min内有10×60s1.5s=400个周期,
则指示灯交替工作10min整个电路消耗的电能W=(W1+W2)×400=(1.2J+3J)×400=1680J。
(4)①小明站在该双轮电动平衡车上时,地面受到的压力:
F=阅读短文,回答问题:
××系列电饼铛产品说明书
一、产品特点
1、上下铛可同时加热
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