5.1 电荷间的相互作用规律、物体带电情况的判断、基本电路与电路图、根据实物图画电路图、实物的电路连接、串联电路与并联电路的辨别、串并联电路的设计(解析版)_第1页
5.1 电荷间的相互作用规律、物体带电情况的判断、基本电路与电路图、根据实物图画电路图、实物的电路连接、串联电路与并联电路的辨别、串并联电路的设计(解析版)_第2页
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中考科学教师题库--物质科学一(物理)5电与电路5.1电荷间的相互作用规律、物体带电情况的判断、基本电路与电路图、根据实物图画电路图、实物的电路连接、串联电路与并联电路的辨别、串并联电路的设计一、单选题1.如图所示的电蚊拍,具有灭蚊和照明等功能。当开关S1闭合、S2断开时,只有灭蚊网通电起到灭蚊作用;当开关S1和S2都闭合时,灭蚊网与灯都通电同时起到灭蚊和照明作用。下列电路设计符合这种要求的是()A.

B.

C.

D.

【答案】C【解析】串联电路的特点是各用电器之间相互影响,并联电路的特点是互不影响.再根据开关的作用来判断符合要求的电路图。根据题意可知,灭蚊网和灯泡互不影响,因此属于并联,故ABD错误;当开关S1闭合、S2断开时,只有灭蚊网通电起到灭蚊作用;当开关S1和S2都闭合时,灭蚊网与灯都通电,同时起到灭蚊和照明作用,说明S1控制整个电路,S2控制灯泡,故C正确。故答案为:C2.小科同学对十字路口的红、绿交通信号灯进行了观察,画出了如图所示的四种控制红、绿灯的电路图,你认为可行的是(

)A.

B.

C.

D.

【答案】B【解析】首先判断红灯和绿灯的串并联关系,然后根据开关的控制作用判断开关的位置。十字路口的红灯亮时,绿灯肯定不亮,因此二者不相互影响,应该并联;红灯和绿灯各有一个开关控制它们,因此两个开关应该分别和灯泡串联,故B正确。

故选B。3.小云家卫生间安装了换气扇和照明灯,换气扇和照明灯的电路连接如图所示,下列说法中正确的是()​A.

换气扇和照明灯不能同时工作

B.

换气扇和照明灯只能同时工作

C.

换气扇和照明灯工作时,通过它们的电流一定相等

D.

换气扇和照明灯工作时,它们两端的电压一定相等【答案】D【解析】由电路图可知,照明灯和换气扇并联,它们可以独立工作、互不影响;开关S1控制换气扇,开关S2控制照明灯;AB、当只闭合S1时,只有换气扇工作,当只闭合S2时,只有照明灯工作,当S1与S2同时闭合时,换气扇与照明灯同时工作,故AB错误;C、换气扇与照明灯工作时电压相等,它们的电流不一定相等,故C错误;D、并联电路电压相等,换气扇与照明灯并联,它们工作时两端电压一定相等,故D正确;故选:D(1)并联电路各用电器独立工作、互不影响,串联电路各用电器相互影响不能独立工作;(2)并联电路中,干路开关控制整个电路,支路开关只能控制所在的支路4.图为学生做电学实验的电路图,电源电压不变,闭合开关后,下列说法正确的是(

)A.

向左移动变阻器的滑片P,A表示数变大,V2表示数变大

B.

向左移动变阻器的滑片P,电阻R消耗的电功率一定变小

C.

向右移动变阻器的滑片P到最右端时,电路电功率达到最大

D.

向右移动变阻器的滑片P,V1表和A表的示数之比始终不变【答案】D【解析】串联电路中,电流处处相等,各用电器电压之比等于电阻之比,功率之比等于电阻之比;A、该电路是串联电路,滑动变阻器滑片向左滑动,电阻减小,电路中总电阻减小,而电压不变,故电流增大,A表示数变大;V2表测的是滑动变阻器的电压,电阻减小,故分得电压也减小,V2表示数减小;故A错误;

B、该电路是串联电路,滑动变阻器滑片向左滑动,电阻减小,电路中总电阻减小,而电压不变,故电流增大,电功率P=UIU在减小,I在增大;R的功率不一定减小;故B错误;

C、该电路是串联电路,滑动变阻器滑片在最右端,电阻最大,电路中的总电阻达到最大值,而电压不变,故电流达到最小值,电路功率P=UI

U不变,I最小,电路的功率达到最小值;故C错误;

D、V1测得是R0的电压,而V1表和A表的示数之比就是R0的阻值,R0是定值电阻,阻值不变;故D正确;

故答案为:D。5.家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备,家庭电路漏电时,通过火线与零线的电流不相等,漏电保护器中有一特殊装置(在图中虚线框内,未画出)检测到这一差异后,便切断电源,起到保护作用。漏电保护器中还有实验电路,由一只开关S与电阻R组成,闭合开关S就能模拟漏电情形,试验电路的连接符合要求的是(

)A.

B.

C.

D.

【答案】D【解析】分析各个选项的电路中,当开关S闭合后,火线电流和零线电流不相等的就是正确选项。

A.开关S闭合前和闭合后,通过火线和零线的电流都是用电器的电流,二者相等,故A不合题意;

B.开关S闭合前,火线和零线都是用电器的电流;闭合后,火线和零线电流都是干路电流,二者始终相等,故B不合题意;

C.当开关S闭合前,零线和火线都是用电器的电流;开关S闭闭合后,电阻R被短路,零线和火线部分还是用电器的电流,二者始终相等,故C不合题意;

D.当开关S闭合前,零线和火线测用电器的电流;闭合后,火线测用电器的电流,零线测R和用电器的干路电流,二者此时不相等,故D符合题意。

故选D。6.如图所示电路,电源电压恒为6伏。L1标有“6V

7.2W”,L2标有“6V

3.6W”,忽略温度对灯丝电阻的影响。下列说法正确的是(

)A.

仅闭合S1、S3,L1不亮、L2亮

B.

仅闭合S2、S3,电流表读数为0.6安

C.

仅闭合S1、S2,电路总电阻为15欧

D.

仅闭合S3,电路消耗的总功率为10.8瓦【答案】B【解析】本题是一道关于欧姆定律、电功率以及串并联电路的分析判断题,解题的关键是先按照相关的条件简化电路(画出等效电路),再进行分析判断各个选项的正误。(1)仅闭合S1、S3时,灯泡L2被短路,电路为L1的简单电路,短路的灯泡不会发光;(2)仅闭合S2、S3时,电路为L2的简单电路,电流表测电路中的电流,额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,根据P=UI求出电流表的示数;(3)仅闭合S1、S2时,两灯泡并联,根据P=UI求出两灯泡的电流,根据并联电路中电流特点和欧姆定律求出总电阻;(4)仅闭合S3时,两灯泡串联,根据电阻的串联和P=U2(1)仅闭合S1、S3时,灯泡L2被短路,电路为L1的简单电路,所以只有灯泡L1亮,L2不亮,故A不正确;

(2)仅闭合S2、S3时,电路为L2的简单电路,电流表测电路中的电流,因L2两端的电压和额定电压相等,

所以,由P=UI可得,电流表的示数:I2=P2U2=3.6W6V=0.6A,故B正确;

(3)仅闭合S1、S2时,两灯泡并联,均正常发光。由P=UI可得,通过两灯的电流:

I1=

结合欧姆定律可得:R1=UI=6V1.2A

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路中的电流:I=1.2A+0.6A;

根据欧姆定律:总电阻R=UI4)仅闭合S3时,两灯泡串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,总电阻R=5Ω+10Ω=15Ω

所以,电路消耗的总功率:P=U2R=7.小明家所在的小区安装了自动售水机。售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”,接通供水电机取水,也可以通过投币闭合“投币开关”,接通供水电机取水。光线较暗时“光控开关”自动闭合,接通灯泡提供照明。以下简化电路符合要求的是(

)A.

B.

C.

D.

【答案】A【解析】首先根据用电器是否相互影响判断电路的串并联关系,然后再根据串并联电路开关的控制作用分析开关的位置,最后画出符合要求的电路图即可。这个自动售水机有三个开关,一个灯泡和一个电动机。

(1)灯泡只有在光线较暗时才会工作,和电动机之间不相互影响,因此灯泡和电动机应该并联;

(2)“光控开关”专门控制灯泡,因此它应该和灯泡在同一支路上串联;

(3)“感应开关”和“投币开关”都能控制电动机,但二者不相互影响,因此它们应该并联然后与电动机串联在同一支路上。

故选A。8.在如图所示的电路中,电流表和电压表均为理想电表,则下列判断正确的是(

)A.

RAB=RBD,且RBC最大,RAC最小

B.

RAB=RCD,且RBC最大,RAC最小

C.

RAC=RCD,且RBC最大,RAD最小

D.

RAC=RBD,且RBC最大,RAD最小【答案】C【解析】理想电表对电路的影响不计,电流表内阻看作零,电压表内阻看作无穷大,结合电路的结构分析电阻的大小。

理想电流表看作短路,理想电压表看作断路,由图可得,RAB=RBD=R;RBC=R+1/2R=1.5R,RAC=RCD

=1/2R,RAD=0,所以RBC最大,RAD最小,故ABD错误,C正确。

故答案为:C9.如图所示的电路中,电源两端电压为6V且保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电压表接入电路的量程(0~3)V,电流表接入电路的量程(0~0.6)A。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由b端缓慢向a端移动,直至某一电表的指针达到满偏。有关变化下列说法正确的是(

)①电压表的示数变大,电流表的示数变大

②电流表的示数变化范围为0.2A~0.6A③电压表的示数变化范围为2V~6V

④R2阻值变化范围为20Ω~10Ω⑤指针达到满偏的是电流表A.

只有②⑤正确

B.

只有③④正确

C.

只有①④正确

D.

都正确【答案】C【解析】根据欧姆定律和串联电路的特点,综合考虑电流表和电压表的安全问题,依次分析解答。

该电路是一个串联电路,电压表测电阻R1两端的电压,电流表测总电流;将滑动变阻器的滑片P由b端缓慢向a端移动时,滑动变阻器接入的有效阻值减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知总电流增大,即电流表的示数变大;滑动变阻器分得的电压减小,所以R1两端的电压增大,即电压表的示数变大,故①说法正确。

由图可知:当滑P在b端时,电阻最大,所以总电流最小,R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,此时总电流I=UR=6V30Ω=0.2A,电压表示数U1=IR1=0.2A×10Ω=2V,所以总电流最小0.2A;当滑片P在a端时,电阻最小,所以总电流最大,R=R1=10Ω,此时总电流I=UR=6V10Ω=0.6A,但此时U1=IR1=0.6A×10Ω=6V超过了电压表的量程,所以此时电路的最大电流不能是0.6A,而应该用电压表所接量程3V来进行计算,故②说法错误。10.某档案馆的保密室进出门有下列要求:甲、乙两资料员必须同时用各自的钥匙(S甲、S乙分别表示甲、乙两资料员的钥匙)使灯亮才能进入保密室;而馆长只要用自己的钥匙(S馆长表示馆长的钥匙)使灯亮就可以进入保密室。下列电路中符合上述要求的是(

)A.

B.

C.

D.

【答案】C【解析】根据串并联电路的关系判断甲、乙两资料员开关之间的关系和馆长钥匙之间关系,然后判断灯亮的位置即可得出答案。由题意可知,甲、乙两资料员必须同时用各自的钥匙使灯亮才能进入保密室说明两者不能独立工作、相互影响即为串联;

馆长只要用自己的钥匙使灯亮就可以进入保密室说明馆长的钥匙开关与甲、乙资料员钥匙开关并联,且灯泡位于干路;

由选项可知C符合,ABD不符合。故答案为:C二、填空题11.把下面实物图连成S为总开关,S1控制L1、S2控制L2的并联电路

。发现并联电路至少有

条电流路径,并且支路用电器工作互相

(填“影响”或“不影响”),并画出电路图

。【答案】;2;不影响;【解析】根据题意画出电路图和根据电路图连接实物图电路图,关键是明白各个用电器的连接情况以及开关的控制情况,从正极开始连接,经开关S开始分支,一支经开关S1、L1,与另一支经L2、S2的电流汇合回到负极;如图所示:

并联电路至少有2条电流路径,并且支路用电器工作互不影响;

由题意可知,L1、L2并联,开关S位于干路,开关S1与L1串联,开关S2与L2串联,然后与电源组成电路,如下图所示:

故答案是:;2;不影响;.12.如图所示,在电路中要使电灯L1和L2并联,应闭合开关

。为了防止电路出现短路,不能同时闭合开关

。【答案】S1;S3;S2;S3【解析】要判断电路是串联还是并联,可从两方面加以区别:一是看电路结构,串联电路的电路元件逐个顺次连接,而并联电路则将电路元件并列接在电路两点间;从电流的回路看,串联电路只有一条电流路径,而并联电路则有多条电流路径。故本题中,只闭合开关S2,两灯是串联,闭合开关Sl、S3,两灯是并联。短路是不经过用电器而与电源直接构成回路的电路,本题中开关S2、S3闭合构成短路。要使两灯泡并联,电流从电源正极流出需要经过S1,然后分别经过灯泡支路L1和支路L2、S3,再流回电源负极;因此应闭合开关S1、S3;

当闭合开关S2、S3时,电流不经过用电器直接从电源的正极流入电源负极,从而形成电源短路,故不能同时闭合开关S2、S3。故答案为S1、S3;S2、S3。13.如图所示,在探究“电流做功与哪些因素有关”的实验中,小电动机通过细线将砝码吊起。(1)请将滑动变阻器接入电路中(要求连线不得交叉)。(2)若不计摩擦及损耗,则电流通过小电动机所做的功,与小电动机对________做的功相等。(3)电流表和电压表的读数如图甲、乙所示,则小电动机两端的电压是________V,电功率P电=________W。(4)若砝码的重力是10N,小电动机在5s内将砝码匀速提升0.4m,则它的机械功率P=________W。(5)P电与P的大小关系是P电________P(选填“>”“=”或“<”)。造成这种情况的原因可能是________

(写出一条理由即可)。【答案】(1)

(2)砝码

(3)4.5;0.9

(4)0.8

(5)>;电能一部分转化为内能【解析】(1)根据滑动变阻器的使用方法解答;

(2)电流对电动机所做的功等于它输出的机械能和产生内能的总和,因为不计摩擦和损耗,那么这些功全部转化为输出的机械功,即对砝码所做的功;

(3)根据乙图,确定电压表的量程和分度值,读出电压值,根据甲图读出电流值,根据公式P=UI计算出功率;

(4)根据W=Gh计算出功,根据公式P=Wt计算出功率;(1)滑动变阻器应该与开关串联,因为它上面的接线柱与开关相连,根据“一上一下”原则,只需将它左下角的接线柱与电压表的“15”接线柱连接即可,如下图所示:

(2)若不计摩擦及损耗,则电流通过小电动机所做的功,与小电动机对砝码做的功相等。

(3)根据乙图可知,电压表选择量程0~15V,分度值为0.5V,那么电压表的示数为4.5V。根据甲图可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,那么电流表的示数为0.2A,因此电功率为P=UI=4.5V×0.2A=0.9W;

(4)小电动机的机械功率P=Wt=10N×0.4m5s=0.8W;

14.电流表、电压表是初中科学中重要的仪表,试回答:(1)如下图是某同学设计的汽车油量表原理图,当油箱里的油面降低时,浮标下降,杠杆的指针上升,油量表示数变小,则图中的油量表是由________表改装而成的。(2)我们常用的电流表、电压表内有磁体和线圈等,指针的偏转类似电动机转动的原理,即是利用了________的原理而制成的。【答案】(1)电压

(2)通电导体在磁场中会受到力的作用【解析】(1)根据题意分析电路图,可知R1和R2串联,油量表与R2并联;

(2)电动机原理:通电导体在磁场中会受到力运动。

(1)根据题意分析电路图,可知R1和R2串联,油量表与R2并联,即图中的电表为电压表,测R2两端的电压;

(2)电动机的原理是:通电导体在磁场中受到力的作用。

故答案为:(1)电压;(2)通电导体在磁场中受到力的作用。15.随着经济水平的不断提高,小汽车越来越多地走进了普通家庭。(1)如图,电磁铁的上端为________极。(2)汽车启动时,需将钥匙插入钥匙孔内并旋转(相当于闭合开关),请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整。【答案】(1)N

(2)【解析】(1)根据安培定则判断电磁铁的极性;

(2)左边为控制电路,右边为工作电路,分别找到两个电路的电源,开关,用电器,将没有连接的部分补齐即可。(1)电磁铁的上面的线头与电源负极相连,下面的线头肯定与电源正极相连,线圈上的电流方向是从左到右。右手握住螺线管,四个手指指尖向右,大拇指指向上面,所以电磁铁的上端是N极;

(2)控制电路和工作电路共用一个电池。控制电路为:从正极B出发,分别经过钥匙孔(开关)、电磁铁回到负极A。工作电路:从正极C出发,分别经过电动机、两个分开的出点流回负极,据此将电路连接齐全即可。

故答案为:(1)N;(2)同解析16.

2014年以来,世界各国多地发生了恐怖事件,引起了人们的高度重视,加强了各国政府对恐怖分子的打击力度。某次发生了恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,起爆前定时开关S是闭合的,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开。为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中________(选填“a”或“b”)处剪断导线。拆除前起爆器上________(选填“有”或“没有”)电流通过。【答案】a;没有【解析】由图可知当S闭合时起爆器被短路,则起爆器中没有电流通过;若S断开起爆器将接在电源两端,则起爆器中产生电流从而引爆炸弹。由以上原理可知答案。由题意知当S断开时,起爆器中将通以电流,引爆炸弹,故为了使引爆装置停止工作,应将起爆器与电源断开,故应剪断a处;

折除前由于起爆器被短路,故起爆器上没有电流。

故答案为:a

没有17.如图所示是小金设计的车库积水自动报警器,由控制电路和工作电路两部分组成。车库没有积水时,LED灯亮;车库有积水时,控制电路接通,电磁铁通电,具有磁性,把衔铁吸下,电铃发出声音。请回答:(1)控制电路对工作电路来说,相当于起到了电路元件中的________的作用;(2)在调试过程中发现,车库有积水时,电铃并没有发出声音,下列调整措施可行的有________。(填字母编号)A.增大电源甲的电压B.减小线圈匝数C.弹簧稍往右移D.升高衔铁的高度【答案】(1)开关

(2)A、C【解析】(1)在电路中,电源提供电能、导线输送电能、开关控制电路通断、用电器消耗电能,据此分析判断;

(2)电铃没有发出声音,说明衔铁没有被吸下来,也就是电磁铁的吸力不够大,根据影响电磁铁磁场强度的因素和杠杆的平衡条件分析改进措施即可。(1)控制电路其实就是控制衔铁的位置变化,衔铁在上,电路断开;衔铁在下,电路闭合,因此它们相当于电路元件中的开关。

(2)A.增大电源甲的电压,通过电磁铁的电流增大,电磁铁的磁场变强,对衔铁的吸引力增大,故A符合题意;

B.减小线圈匝数,电磁铁的磁场强度变弱,对衔铁的吸引力变小,故B不合题意;

C.弹簧稍往右移,则弹力的力臂变小,根据F1L1=F2L2可知,此时吸合衔铁的力会变小,衔铁可能被吸下来,故C符合题意;

D.升高衔铁的高度,则衔铁受到的吸引力会变小,故D不合题意。

故选AC。

18.电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品,小明查阅使用说明书,其相关参数如下表乙。(1)据图甲,该电加热眼罩内部总电阻是________欧姆。(2)图乙是小明设计的可以手动调节加热的电热眼罩原理图。若要将该电路改装成R1和R2的并联电路,则小明该如何操作?(3)小明还想设计一个开关外观如图丙所示的电热眼罩,可通过“手动金属旋转滑片”连续微调加热,其电路设计要求:①电阻忽略不计的金属旋转滑片OP能起到开关通断的作用,不能出现短路;②滑片OP顺时针旋转时电流表的示数增大(即升温)。下列符合以上设计要求的电路是__________.A.B.C.D.【答案】(1)9.6

(2)当开关S1、S2闭合,S3接b时,两个电阻并联;

(3)C【解析】(1)根据公式R总=U总I(1)根据甲图可知,加热眼罩的总电阻为:R总=U总I总=4.8V0.5A=9.6Ω;

(2)如下图所示,当开关S1、S2闭合,S3接b时,两个电阻并联;

三、实验探究题19.用图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压15V保持不变,滑动变组器的规格是“50Ω2A”,阻值为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻各1个,电流表量程0~0.6A、0~3A,电压表量程0~3V、0~15V。实验次序

R/Ω

I/A

1

10

0.59

2

20

0.30

3

30

0.20

4

40

0.15

5

50

0.12

(1)根据图甲将图乙所示的实物图连接完整,电压表量程选择应满足能测量5组数据。(2)要完成预定实验探究任务,滑动变阻器除了保护电路外,另有一个重要作用是________。(3)如表为另一同学提交的实验数据,老师指出第4、5组的数据不符合实际,理由是________。【答案】(1)

(2)改变电阻两端的电压

(3)要控制电阻两端的电压6V不变,所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值【解析】(1)根据电路图分析各元件的链接方式,通过表格数据分析电流表和电压表的量程,在此基础上连接实物图。

(2)根据串联电路分压分析回答。

(3)从滑动变阻器的最大值分析。

(1)由表中数据可知I最大值为0.59A,故电流表应该选择“0~0.6A”量程;由电路可知,电压表测R两端的电压,由表中R、I数据计算可知U=6V,故电压表应该选择“0~15V”量程。电压表和电阻并联,电流表和电阻串联,实物图连接如下:

(2)串联电路是一个分压电路,当定值电阻阻值改变时,电压表示数就会改变,此时需要调节滑动变阻器使电压表的值与原来相同。

(3)如果I=0.15A,根据欧姆定律,滑动变阻器此时的阻值R=U/I=(15V-6V)/0.15A=60Ω>50Ω,故不符合实际,同样第5组数据也不符合。故答案为:(1)

(2)改变电阻两端的电压;

(3)要控制电阻两端的电压6V不变,所需分压电阻超出了滑动变阻器的最大阻值20.小敏用如图甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6伏。改变电阻R的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中。(1)实验过程中,移动滑动变阻器滑片时,眼睛应注视________(填字母)。A.变阻器滑片

B.电压表示数

C.电流表示数(2)在图丙中,用笔画线代替导线,将电压表正确连入电路。(3)实验中,他所选择的变阻器是

(填字母)。A.10欧,0.5安

B.20欧,1安

C.50欧,2安(4)图乙中阴影部分面积表示的科学量是________

。(5)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6伏,电路发生的故障可能是

________.【答案】(1)B

(2)

(3)C

(4)电压

(5)电阻R断路【解析】(1)实验研究的是电流与电阻的关系,因此必须控制电阻两端的电压值一定,所以眼睛应注视电压表的示数,移动滑片保持电压表示数不变;

(2)研究通过导体的电流与导体的电阻的关系时,应控制电压表的示数不变,由图乙给出的点和欧姆定律求出电压表的示数,据此选择量程,然后把电压表并联在乙图中定值电阻的两端;

(3)根据图乙可知实验中的最小电流,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值即可确定滑动变阻器的规格;

(4)阴影部分为电流和电阻的乘积,应该为定值电阻两端的电压值;

(5)电压表的表示数接近6V说明电压表的两接线柱与电源之间是通路,电流表的示数为0说明电路断路,即电压表并联部分断路。(1)探究电压一定时,电流与电阻的关系时,在不断的改变定值电阻的同时,必须不断的移动滑动变阻器,使得电压表的示数是一个定值,故在移动滑片的同时,眼睛观察电压表的示数;

(2)由图乙所给出的点可知,电压表的示数为2V不变,所以电压表的量程为0~3V,然后把电压表并联在乙图中定值电阻的两端,如下图所示:

(3)由图乙可知,实验中的最小电流I=0.1A,电压表的示数UR=2V,

因串联电路中总电压等于各分电压之和,

所以,滑动变阻器两端的电压:

U滑=U-UR=6V-2V=4V,

由I=U/R可得,滑动变阻器接入电路中的电阻:

R滑=U滑/I=4V/0.1A=40Ω。

所以,滑动变阻器的规格为C;

(4)阴影部分为横、纵坐标的乘积,即阴影部分的面积为:

S=U=IR=0.2A×10Ω=2V,即测量的是电压;

(5)电压表的表示数接近6V说明电压表的两接线柱与电源之间是通路,电流表的示数为0说明电路断路,

即电压表并联部分断路,

故答案为:

(1)B;

(2)如上图所示;

(3)C;

(4)电压

(5)电阻R断路。21.在探究“串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”时,小明同学想用图甲中的器材组成电路,其中一个电压表测量电源两端的电压、一个电压表测量某一个灯泡两端的电压,请你帮助他完成下述工作(电源电压不超过3V)。(1)在方框内画出电路图;(2)用笔画线表示导线,将实物图连成实验电路;(3)正确操作后,测量电源两端电压和灯泡两端电压的两电压表示数分别如图丙a、b所示,则电源两端的电压为________V,被直接测量的灯泡两端的电压为________V。(4)由串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系得:另一个灯泡两端的电压为________V。【答案】(1)

(2)

(3)2.8;1.6

(4)1.2【解析】(1)在画电路图时,可以使用“补充法”,即先画出一个只有电源和两个灯泡的简单电路,作为框架,然后根据开关、电压表或电流表等的控制作用,确定好位置后补充进去即可;

(2)根据电路图连接实物图时,首先根据电路图连接好一条通路,然后确定分流点和汇流点,最后将剩余的部分补充进入即可;

(3)根据丙图确定电压表的量程和分度值,然后根据指针的位置读数即可;

(4)根据串联电路总电压等于各处电压之和计算即可。

(1)①两个灯泡串联,即从电源正极开始,依次连接两个灯泡,最后连接到负极上;

②开关控制两个灯泡,即与灯泡串联,将其接在正极和右边灯泡之间即可;

③一个电压表测总电压,那么将电压表并联在电源和开关两端即可;

④一个电压表测一个灯泡电压,那么将这个电压表并联在右边灯泡两侧即可,如下图所示:

(2)①根据电路图可知,电流从正极出发,依次经过开关S、两个灯泡流会负极;

②分流点在开关S和右边灯泡之间,汇流点在负极和左边灯泡之间,在实物图中找到这两个接线柱,将一个电压表接在这两点之间;

③分流点在右边灯泡与开关之间,汇流点在两个灯泡之间,将另一个电压表连接在这两点之间即可。

如下图所示:

(3)根据丙中的a图可知,电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,那么电源电压为:2V+0.1V×8=2.8V;

根据b图可知,电压表选择量程0~3V量程,分度值为0.1V,那么灯泡的电压为:1.5V+0.1V=1.6V;

(4)另一个灯泡的电压为:U2=U总-U1=2.8V-1.6V=1.2V。22.为测量规格“6.3V,0.15A”小灯泡的额定功率,提供的实验器材有:蓄电池(输出电压约10V)、滑动变阻器(有“10Ω,2A”、“50Ω,1.5A”两种规格)、电流表、电压表各一只。(1)下图是小张测量时所连接的部分实物连线图,请你根据电路图补全实物连线图。(2)实验中,小徐同学选择了规格为“10Ω,2A”的滑动变阻器,你预计会出现什么现象?说明理由。(3)在某次测量中,电流表、电压表读数如图所示,则电流表读数为________,电压表读数为________,此时应如何改变滑动变阻器的阻值才能测量小灯泡的额定功率?________(选填“变大”“变小”“不变”)

【答案】(1)

(2)现象:小灯泡烧坏;理由:滑动变阻器最大阻值太小,电路最小电流大于灯泡额定电流,灯泡有可能被烧坏。

(3)0.08A;2.5V;变小【解析】(1)根据电路图连接实物电路图。

(2)应用串联电路特点与欧姆定律求滑动变阻器的最小阻值,然后答题。

(3)由图示电表确定其量程与分度值,然后读出其示数,根据电压表示数与灯泡额定电压的关系分析答题。

(1)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:

(2)灯泡正常发光时,电路电流等于灯泡额定电流0.15A,滑动变阻器两端电压U滑=U-UL=10V-6.3V=3.7V,

此时滑动变阻器接入电路的阻值:

R=UI=3.7V.015A≈24.7Ω>10Ω,由于滑动变阻器阻值太小,

实验时电路电流将大于灯泡额定电流,灯泡可能被烧坏。

(3)由图示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.08A,电压表量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为2.5V,

电压表示数小于灯泡额定电压3.8V,要测灯泡额定功率,应减小滑动变阻器分压,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,知道电压表示数等于灯泡额定电压为止。

故答案为:(1)实物电路图如图所示;(2)现象:小灯泡烧坏;理由:滑动变阻器最大阻值太小,电路最小电流大于灯泡额定电流,灯泡有可能被烧坏;(3)0.08;2.5;变小。23.小明和小亮探究“并联电路电压的关系”,小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物图(电压表尚未连接)。(1)在连接电路时,开关必须________。小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现________(填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成________损坏。(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。他的做法可能是________。(指出一种即可)(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,电压表V2的示数如图丁所示,则电压表V1的示数是________伏,电压表V的示数是________伏。(4)他们在电路中串联滑动变阻器的作用是________,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于________(填“左”或“右”)端。【答案】(1)断开;短路;电源

(2)将导线①的一端从接线柱C改接到D(B)[或将导线②的一端从接线柱A改接到B(D)]

(3)2.5;2.5

(4)改变电路中的电流(或改变小灯泡两端的电压);左【解析】(1)掌握短路现象,发生短路时,电路中的电流会较大,有可能损坏电源;

(2)通过改动后,能使电流分别通过两灯泡各自形成回路;

(3)确定电压表的量程和分度值,读出电压值,根据并联电路各支路两端的电压相等得出V的示数;

(4)滑动变阻器在电路中有保护电路的作用,同时可以改变电路中的电流或灯泡两端的电压;

在闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处.(1)连接电路时,开关必须断开;由图知,电流未通过两灯泡直接形成了回路,可知两灯泡被短路,此时两灯泡都不会亮;

滑动变阻器的阻值不是最大,电路中的电流会较大,有可能损坏滑动变阻器或电源;

(2)可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B;

(3)由图丁知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V;

因为灯泡并联,所以V的示数也为2.5V;

(4)滑动变阻器在电路中的基本作用是保护电路,还可以改变灯泡两端电压或电路中的电流;

滑动变阻器的下面接了右边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最左端,使其阻值最大.

故答案为:(1)断开;短路;电源;(2)将导线①的一端从接线柱C改接到D(或将导线②的一端从接线柱A改接到B);(3)2.5;(4)改变电路中的电流(或改变小灯泡两端的电压);左.24.小柯用如图甲所示电路测定小灯泡额定功率,其中电源电压为4.5V、小灯泡额定电压为3.8V。

(1)请按照实物图在答题纸相应位置画出电路图________

。(2)小柯连好电路闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡逐渐变暗。你认为小柯实验操作中存在的问题是________

。(3)实验时小柯发现自己无法准确判断电压表指针是否指向3.8V(如图乙)。于是他做了3次实验,每次实验都认为电压表示数最接近3.8V。相关实验记录及数据处理见下表:实验序号电流表示数/A测得灯泡的额定功率/W测得灯泡额定功率的平均值/W10.301.140P额=(1.140+1.102+1.178)/3=1.14020.291.10230.311.178你认为小柯这样处理数据的方法是否合理________

。【答案】(1)

(2)闭合开关前滑片未移至最大阻值处

(3)合理【解析】(1)分析清楚实物电路图的结构,明确各电路元件的连接方式,然后根据实物图画出电路图。

(2)小灯泡逐渐变暗,说明滑动变阻器的阻值逐渐变大,说明在闭合开关前滑片未移至最大阻值处。

(3)为能准确地测出小灯泡的额定电功率,可使灯泡两端的电压为额定电压,分别测出三组电流值,计算出电功率求平均值。(1)由图知,从电源的正极出发依次经过开关、滑动变阻器、灯泡、电流表,最后回到电源的负极,电压表与灯泡并联,电路如图所示:(2)移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡逐渐变暗,说明滑动变阻器的阻值逐渐变大,所以在闭合开关前滑片未移至最大阻值处。

(3)要正确测量小灯泡的额定功率,可使灯泡两端的电压为额定电压,分别测出三组电流值,计算出电功率求平均值。

因为电压表无法准确显示3.8V的刻度,所以可通过小柯的方法求平均值,这样比较合理。

故答案为:(1)见上图;(2)闭合开关前滑片未移至最大阻值处;(3)合理。25.某兴趣小组探究滑动变阻器消耗的电功率大小与滑动变阻器阻值大小之间的关系。老师提供的器材有:定值电阻R1=20Ω、R2=30Ω、R3=40Ω,标有“50Ω3A”滑动变阻器R,电压表(量程0--3V、0--15V),电流表(量程0--0.6A、0--3A),电压为12V的电源,开关、导线若干。(1)根据实验要求,连接实物图。(2)请补充完整实验步骤①之后的其它步骤,并说明对测量数据的处理方法。①连接实物;……②________【答案】(1)

(2)②移动滑片到最右端,闭合开关S,读出电压表和电流表示数并记录在表格中。③向左移动滑片,读出电压表和电流表的示数并记录在表格中。④继续向左移动滑片,重复第③步多次,读出电压表和电流表的示数并记录在表格中。⑤依次用R2、R3代替R1,重复以上步骤。⑥计算每次滑动变阻器的功率与电阻,记录在表格中。分析数据、得出结论。【解析】(1)根据P=UI可知,测量变阻器的功率其实就是测量它两端的电压和通过它的电流,那么电压表要与变阻器并联,电流表要与变阻器串联,电压表的量程以电源电压为准,电流表的量程以电源电压和总电阻的最小值的比值为准,最后将缺少的部分补齐即可;

(2)先连接电路,然后移动滑动变阻器的滑片,分别记录下对应的电压表和电流表的示数,这样的实验要多做几次,收集更多的数据,最后记录数据,计算功率和电阻,得出结论即可。

(1)电压表要与变阻器并联,电流表要与变阻器串联,其它的都串联。因为电源电压是12V,所以电压表选择0~15V的量程;因为I=12V20Ω=0.6A,所以电流表选择0~0.6A量程,如下图所示:

(2)实验步骤为:

①连接实物;

②移动滑片到最右端,闭合开关S,读出电压表和电流表示数并记录在表格中。

③向左移动滑片,读出电压表和电流表的示数并记录在表格中。

④继续向左移动滑片,重复第③步多次,读出电压表和电流表的示数并记录在表格中。

⑤依次用R2、R3代替R1,重复以上步骤。

⑥计算每次滑动变阻器的功率与电阻,记录在表格中。分析数据、得出结论。26.如图所示电路中,电源电压为4.5V,滑动变阻器的规格为“30Ω1A”(1)小丽想用该电路研究“电流与电阻的关系”,请帮她把电路连接完整.(2)以下是小丽的一些操作步骤:①将阻值为10Ω的定值电阻R1接入电路,________,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为2.0V时,读出电流表示数并记录;②断开开关,拆下R1,接上阻值为20Ω的定值电阻R2…,使电压表示数为2.0V,读出电流表示数并记录;③断开开关,拆下R2,接上阻值为30Ω的定值电阻R3,重复②的操作.小丽发现无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压达到2.0V,经检查电路完好.为顺利完成实验,可行的措施有________(写一种即可)(3)小王同学选用另一组规格相同的实验器材,进行“测定小灯泡额定功率”的实验(小灯泡额定电压为3.8V).小王按小丽的电路,将定值电阻换成小灯泡,电压表量程改为“0-15V”,连接好电路进行实验.闭合开关后,出现以下现象:电灯的亮暗电流表示数I/A电压表示数U/V不亮01.0出现以上现象的原因可能是

(填字母编号)A.小灯泡断路

B.小灯泡短路

C.电流表断路

D.电流表短路【答案】(1)

(2)将滑动变阻器滑片移到阻值最大处;增大滑动变阻器的最大阻值或降低电源电压或增大设定的电压值

(3)D【解析】(1)电压表测量定值电阻两端的电压,电压表要与定值电阻并联。

(2)①探究电流与电阻的关系实验中,闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至阻值最大位置处。

②无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压达到2.0V,根据串联分压分析;

(3)电压表有示数,但不是电源电压,灯泡不亮,电流表无示数,说明电流表短路。

(1)研究“电流与电阻的关系”,要控制被研究电阻两端的电压保持不变,此时电压表与被测电阻并联,通过调节滑动变阻器来调节,使得电阻两端的电压保持不变,故电路的连接可以如下:(2)为了保证电路的安全,滑动变阻器接入是要使阻值处于最大。

小丽发现无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压达到2.0V,可能是滑动变阻器阻值过小或电源电压过大,使得电压表示数是示数一直大于2V,此事要增大滑动变阻器的最大阻值或降低电源电压或增大设定的电压值

(3)如果小灯泡断路,电流表无示数。电压表值接近电源电压,故A不正确;如果灯泡短路,电流表有示数,电压表无示数,故B不正确;如果电流表短路,电流表和电压表都无示数,故C不正确;如果电流表短路,除了电流表无示数之外,其它与导线相同,故D说法正确。

故答案为:(1)见答案;(2)将滑动变阻器滑片移到阻值最大处;增大滑动变阻器的最大阻值或降低电源电压或增大设定的电压值(3)D

27.小明用如甲图所示实物图来测量小灯泡两端电压,请回答下列问题:(1)在连接电路过程中,开关应处于

1

(填“断开”或“闭合”)状态。(2)在闭合开关前,小明应将滑动变阻器的滑片置于

1

(填“A”或“B”)端,闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,小灯泡不发光,则电路故障是

2

。(3)如乙图所示,电压表的读数为

1

伏。【答案】(1)断开

(2)B;灯泡断路

(3)2.0【解析】(1)熟知电路连接注意事项;(2)根据电路图可知,电阻与灯泡串联,电压表测量灯泡两端电压;灯泡不亮,说明电路有断路或灯泡短路,电压表有示数,说明电路故障为断路,并且灯泡断路;(3)根据量程进行正确读数.

(1)在连接电路时,为保护电路,开关应该处于断开状态;

(2)在闭合开关前,滑片应该处于最大阻值处,图甲中滑片左侧的电阻丝接入电路,故小明应将滑动变阻器的滑片罝于B端,此时变阻器接入电路的阻值最大;闭合开关后,小灯泡不发光,发现电流表无示数,即说明该电路是断路,而此时电压表有示数,表明此时电压表一定可以与电源相连通,所以此时该电路故障是小灯泡断路;

(3)此电压表的量程是小量程,分度值是0.1V,此时电压表的读数为2V;

故答案为:(1)断开;(2)B;灯泡断路;(3)2;28.小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同。(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路。要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压。(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3伏的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法应该是________。(3)他们在测量L2两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0。小刚用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,由此判断出L1处的故障是________;L2是短路还是正常的?小丽在原电路中又添加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是________。L1两端电压(伏)L2两端电压(伏)串联总电压(伏)1.43.14.5(4)他们排除故障后继续实验,得出了上表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应当________。【答案】(1)

(2)先选用0~15伏量程试测;如果示数小于3伏,再改用0~3伏量程测量

(3)断路;用小灯泡或定值电阻或滑动变阻器与L1并联(或替换L2),如果L2发光,则L2正常;若L2不发光,则L2短路

(4)换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量【解析】(1)串联电路电流只有一条路径,一般从电源的正极开始练起,按电流的路径连到电源负极,最后连接电压表;

(2)在不能估计被测电压大小的情况下,应选用电压表的大量程进行试触,通过指针的偏转角度确定选择的量程;

(3)两灯都熄灭,说明电路中有断路的地方,用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,说明电压表和电源两极连接的部分电路无断路;

(4)实验中,为得出普遍规律,应换用不同规格器材进行多次测量.(1)按电流路径连接电路,电压表测量串联后的总电压,如下图所示:

(2)电流表和电压表在使用时,如不能估计测量值的大小,应采用试触法选择合适量程,即先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量.

答:先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量.

(3)①在测量L2两端的电压时,电路如下图:

两灯突然熄灭,说明电路中有断路的地方;电压表示数为零,说明L2短路或者电压表和电源连接的部分“电压表--开关--电源--L1”电路中出现了断路.

②再电压表检测L1两端的电压,电路如下图:

电压表示数为电源电压,说明电压表和电源连接的部分“电压表--L2--开关--电源”无断路,只能是灯泡L1断路.

③判断L2是否短路,可以采用替换L1的方法,让它恢复通路,根据L2的发光情况进行判断.

答:L1处的故障是断路;判断L2是短路还是正常的方法是:用小灯泡与L1并联(或替换L1),如果L2发光,则L2正常;若L2不发光,则L2短路.

(4)为了得出串联电路电压关系的普遍规律,换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量.

答:换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量.29.某小组同学利用规格为“50Ω0.6A”的滑动变阻器和其他的器材来测导体电阻,该变阻器的电阻丝上有一处断点。实验电路如图所示,电源电压恒为4.5V。请分析回答:(1)连接好电路,闭合开关,向右移动滑动变阻器滑片,当滑片移到C点时,发现两表才有示数,示数分别为1.5V、0.1A。根据以上信息用笔画线代替导线将图中电路连接完整。(2)该实验多次测量的目的是________。(3)小组同学用这套器材(所有器材不变)和阻值为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。实验中要控制电阻两端的电压不变,那么电阻两端电压最小能控制到________V。【答案】(1)

(2)求平均值减少误差

(3)1.8【解析】(1)在闭合开关前,为了保护电路安全,滑动变阻器的阻值要调到最大,据此推测变阻器的接线情况;

(2)在测量电阻的实验中,多次测量,收集多组实验数据,最后将得到的电阻相加求平均值,可以减少实验误差;

(3)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比。计算出电压表的示数为1.5V时变阻器接入电路的阻值,这就是该变阻器能够使用的最大电阻。当定值电阻两端的电压保持不变时,它的阻值越大,变阻器接入的阻值越大,据此计算出定值电阻20Ω时,变阻器全部使用时电压表的示数即可。(1)连接好电路,闭合开关,向右移动滑动变阻器滑片,说明滑片在最左端时变阻器的阻值最大,那么变阻器下面的接线柱必须选择右下方的,上面的接线柱任选,如下图所示:

(2)该实验多次测量的目的是:求平均值减少误差;

(3)当电压表的示数为1.5V时,电流为0.1A,

那么此时变阻器正常使用的电阻为:R变=U变I=4.5V−1.5V0.1A=30Ω;

当R=20Ω时,变阻器的阻值R变=30Ω,四、解答题30.小明查阅资料,了解到出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成:在工作电路中,当电梯没有超载时,触点K与触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,触点K与触点B接触,电铃发出报警铃声,闭合开关S,电动机不工作。在控制电路中,已知电源电压U=6V,保护电阻R1=100Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。(1)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,从而使电磁铁的磁性________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。(2)若电磁铁线圈电流达到20mA时,衔铁刚好被吸住,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。(g取10N/kg)【答案】(1)增强

(2)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F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N,由图乙知,当压力F=10000N,对应的压敏电阻阻值R2=100Ω,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以控制电路中的电流:I=UR1+【解析】(1)串联电路中的其中一个电阻减小时,电路中的总电阻随着减小,电路中的电流增大;影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯;

(2)利用公式G=mg求出乘客对电梯的压力,由图乙得出此压力下压敏电阻的阻值,根据欧姆定律求出此时电路中的电流与20mA比较得出结论。

(1)电阻R1、R2与电磁铁串联,其中一个电阻减小时,当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,从而电路中的总电阻随着减小,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强;

(2)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F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N,

由图乙知,当压力F=10000N,对应的压敏电阻阻值R2=100Ω,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以控制电路中的电流:I=U故答案为:(1)增强;(2)超载。31.小阳同学在实验室选用部分器材连接了如图所示的电路,其中电源电压为6伏并保持不变,灯泡L上标有“3V、0.3A”字样,滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω,电流表选“0~0.6A”量程。检查连接正确后,闭合开关S,灯泡发光。(1)遵循规范的实验操作,为配合答题分析,小阳认为需要画出此时的电路图,请你帮她将电路图画在方框内。要求:①电路图必须包含实物图中所有元件(开关S闭合,可用导线代替)②在图中标出该状态时可以确认并可供计算的已知条件③最终图形请用0.5毫米及以上的黑色签字笔描黑(2)请列式计算此时电流表的读数。(3)要保证电路中各元件不损坏,请通过计算确定滑动变阻器可连入电路的阻值范围。【答案】(1)如图所示

(2)解:灯泡电阻:RL=UL额I电流表读数:=U

(3)解:要保证电路中各元件不损坏,电路中最大电流为0.3AR小=U变阻器连入电路的最小电阻为R’小=R小-RL=20Ω-10Ω=10Ω可得:滑动变阻器连入电路的阻值范围为10Ω~20Ω【解析】(1)根据实物图画电路图时,可以先找到一条通路,然后从电源的正极开始,依次经过各个元件,然后再根据其它用电器的并联位置,在电路图的相应位置补充即可。

(2)首先根据

RL=UL额IL额计算出灯泡正常发光时的电阻,然后根据R总=RL+R变计算出电路的总电阻,最后根据I总(1)电流从电源正极出发,依次经过开关、电流表、灯泡和滑动变阻器,然后流回负极。在灯泡上标上它的额定电压和额定电流,在变阻器上标上它的最大阻值,在电源上标上它的电源电压,如下图所示:

(2)灯泡电阻:

RL=UL额IL额=3V0.3A=10Ω

电流表读数:

I总=U总R总=632.雾霾天气调查报告显示,我国雾霾天气现象出现增多,危害加重。造成雾霾天气的最主要“元凶”是PM2.5。(1)某科研队伍成功研制出PM2.5净化器,其原理如图1所示。闭合开关S1、S2后,风扇旋转吸入含有颗粒物空气,当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来。当颗粒物快速通过光洁金属网C后,会带上负电荷,然后被带有正电荷的棉芯D吸附住,这是因为________。(2)大力发展电动车,减少燃油汽车的尾气排放量是防止雾霾天气的有效措施。没有传统无轨电车的“辫子”、没有尾气排放,乘客上下车的30秒内可充满电并至少能行驶5公里。刹车和下坡时,还可把80%的刹车能量转成电能回收储存再使用…全球首创超级电容储能式现代电车将在我国一些大城市投入使用,它在公交史上将会有划时代的意义。若某辆电车的技术参数如下表:整备质量(吨)12座位数(人)50~60电动机工作电压(V)500电动机的线圈电阻(Ω)2行李舱(m3)0.6轮胎数(只)12最高车速(km/h)80①该无轨电车与天然气公交车相比有哪些优点?请说出两点。②若该车以40千米/时的速度在水平路面上行驶5千米时,电动机线圈中的电流为40安,则乘客一次上下车的30秒内,至少能向电瓶充多少千瓦时的电?若不计电动机发热以外的其他能量损耗,此时电车的牵引力是多大?【答案】(1)异种电荷相互吸引

(2)①清洁环保;污染少②解:由v=st得,电车行驶5千米需要的时间:t=sv=电动机输出功率为:P=UI=500伏×40安=20000瓦=20千瓦汽车消耗的电能为:W电=Pt=20千瓦×0.125时=2.5千瓦·时所以至少能充2.5千瓦·时的电,电动机发热损耗的功率:P热=I2R=(40安)2×2欧=3200瓦,则电动机的机械功率:P=P电-P热=20000瓦-3200瓦=16800瓦,电车的速度v=40千米/时=1009米/秒,由P=Fv得,电车的牵引力为:F=Pv=【解析】同名电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。通过读图获取解题的有效信息,如正常工作电压、电动机的线圈电阻等。要分清:W=UIt为消耗的总电能,Q=I2Rt为电阻为热消耗的电能,则W机=W-Q

(1)原理如图1所示。闭合开关S1、S2后,风扇旋转吸入含有颗粒物空气,当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来。当颗粒物快速通过光洁金属网C后,会带上负电荷,根据异种电荷相互吸引,然后被带有正电荷的棉芯D吸附住。故答案为:异种电荷相互吸引。

(2)①该无轨电车与天然气公交车相比有清洁环保;污染少。

首先要分清:W=UIt为消耗的总电能,Q=I2Rt为电阻为热消耗的电能,则W机=W-Q。

33.笔记本电脑已进入寻常百姓家庭,出差旅游时常随身携带。出于安全考虑,民航局规定,乘客可随身携带0.16kW·h以下的可充电设备。目前,部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回答下列问题:(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量3000mAh,输出电压15V,充满电后,若工作时的平均电流为1.5A,可连续工作多少时间?(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。(3)使用发现,电脑工作时会发热,原因是________。当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,风扇启动,加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2,风扇M和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点,下列可能符合散热控温特点的原理图是________。【答案】(1)笔记本电脑电池容量3000mAh,工作时的平均电流为I=1.5A=1500mA。可连续工作时间t=3000m

(2)W=UIt=15V×3A×3600s=162000J=0.045kW·h,因为0.045kW·h<0.16kW·h,所以该笔记本电脑能带上民航飞机。

(3)电流通过导体会产生热量;B【解析】(1)根据t=QI计算可持续工作的时间;

(2)根据W=UIt计算出笔记本电池存储的电能,然后与民航局的标准进行比较即可;(1)笔记本电脑电池容量Q=3000mAh,工作时的平均电流为I=1.5A=1500mA。

可连续工作时间t=

3000mAh1500mA=2h。

(2)笔记本电池储藏的电能W=UIt=15V×3A×3600s=162000J=0.045kW·h,

因为0.045kW·h<0.16kW·h,所

以该笔记本电脑能带上民航飞机。

(3)使用发现,电脑工作时会发热,原因是:电流通过导体会产生热量。

①根据题目描述可知,当工作系统正常运转时,风扇不一定启动,即只有温度升高到一定程度才会启动,那么工作系统和风扇不相互影响,二者并联。

②温控开关S1只能控制风扇,所以它与风扇串联在同一支路上;

③电源总开关S34.小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘.为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材,对原有的窗帘盒进行改造.①如图甲所示,小明在窗帘盒(上方的双虚线框)内安装了电动装置,电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动.改变通过微型电动机的电流方向,就可改变其转轴转动的方向,从而将窗帘打开或关闭.利用双刀双掷开关,可以实现电源对电动机供电电流方向的改变.请你在答题卷(图甲右侧的虚线框内),完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接.②电动机的转速一般很高,需要安装减速装置,如图乙所示.请说明减速装置的减速原理.③下表是所使用的微型电动机的部分数据.表格中,额定功率是“电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率”,堵转电流是“在额定电压下,让电动机的转轴同定不动时的电流”.型号工作电压范围U/V额定电压U额/V额定电流I额/A额定功率(输出)P输/W额定转速n/r·min-1堵转电流I堵/ARS-360SH-142808.0-30-0120.342.1550001.36请根据表中的有关数据计算:(1)以额定功率运行时,该电动机的效率为多少?(2)电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成,分别写出以额定功率运行时,该电动机的热损耗功率和机械损耗功率.(3)在图甲中,减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置.已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m,要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开.拉动半边窗帘时,挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N.通过计算说明:安装电动窗帘时,对传动装置的机械效率有何要求?【答案】(1)(A)(B)

(2)与输入轴固定在一起的齿轮周长小,齿轮数少,与输出轴固定在一起的齿轮周长大,齿轮数多.因此,输入轴转动很多圈才能带动输出轴转动一圈,实现减速的功能.

(3)①:由于电动机正常运行时的总功率P总=U额I额=12V×0.34A=4.08W,电动机的额定输出功率P出=2.15W,故电动机以额定功率运行时的效率η=P出P额③:对于传动装置,其输入的功率为P入=2.15W,已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m,窗帘运行的速度v=st=1.5m则传动装置的输出功率P=Wt=Fs故传动装置的机械效率η=P出P入故要求其传动装置的机械效率大于46.5%.【解析】(1)单刀双掷开关的动片,不在上面的触点,就在下面的触点,分析两个开关的动、静触点怎样连接,可以改变通过电动机的电流方向即可;

(2)相互咬合的齿轮,在相同的时间内转过的齿数是相同的,则齿轮的转速与齿轮的周长成反比,即齿轮周长越大,而转速越低;

(3)①首先根据P总=U额I额计算出电动机运行时的总功率,再根据表格确定电动机的输出功率,然后根据η=

P出②首先根据电阻R=U额I堵计算出电动机的线圈电阻,再根据P热=I额2R计算出电动机的发热功率。接下来根据P额=P总-P出计算出电动机消耗的额外功率之和,最后根据P损=P额-P热计算出机械损耗功率;

③传功装置的输入功率等于电动机的输出功率2.15W,根据计算v=

st

出半边窗帘的运行速度,再根据P出=

Wt

=

Fst

=2Fv计算出传动装置的输出功率,最后根据η=

P出P入计算出传动装置的机械效率。

(1)把双刀双掷的两个动片接在电源两端,可以实现电源对电动机供电电流方向的改变,(或者是把电源与下端的两个接线柱接通,双刀双掷开关的动片与电动机接通,开关的上、下四个静片分别交叉连接也可以),如图所示:

(2)与输入轴固定在一起的齿轮周长小,齿轮数少,与输出轴固定在一起的齿轮周长大,齿轮数多.因此,输入轴转动很多圈才能带动输出轴转动一圈,实现减速的功能.

(3)①由于电动机正常运行时的总功率P总=U额I额=12V×0.34A=4.08W,

电动机的额定输出功率P出=2.15W,

故电动机以额定功率运行时的效率:η=

②电动机正常运行时的电阻R=U额I额=12V1.36A=8.82Ω,

故电动机的热损耗功率为P热=I额2R=(0.34A)2×8.82Ω=1.02W,

电动机的额外功率P额=P总-P出=4.08W-2.15W=1.93W,

故电动机的机械损耗功率P损=P额-P热=1.93W-1.02W=0.91W.

③对于传动装置,其输入的功率为P入=2.15W,

已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m,

窗帘运行的速度v=

st

=

1.5m6s

=0.25m/s,,

则传动装置的输出功率P出=

Wt

=

Fst

=2Fv=2×2N×0.25m/s=1W,故要求其传动装置的机械效率大于46.5%。

35.小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响。图甲中继电器的供电电压U1=3V,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。(1)由图乙可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻阻值为________Ω。当环境温度升高时,热敏电阻阻值将________,继电器的磁性将________(均选填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)图甲中警铃的接线柱C应________与接线柱相连。(3)请计算说明,环境温度在什么范围内时,警铃报警。【答案】(1)70;减小;增大

(2)B

(3)当线圈电流是50mA时,串联电路的总电阻为:R总=U总I总=3V0.05A【解析】(1)从乙图横轴上找到40℃,然后再从纵轴上找到热敏电阻对应的阻值;根据乙图确定热敏电阻阻值随温度升高的变化规律,然后利用欧姆定律判断电路电流的变化,进而得到继电器磁性的变化;

(2)当环境温度超高时,电磁继电器工作,哪个触点被接通,警铃的接线柱就与它相连;

(3)首先根据欧姆定律计算出当线圈电流是50mA时电路的总电阻,然后根据R=R总−R0计算出这时热敏电阻对应的阻值,最后通过乙图确定报警的最低温度即可。

(1)通过乙图可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻阻值为70Ω;当环境温度升高时,热敏电阻阻值将减小,电路电流增大,继电器的磁性将增大;

(2)根据题目描述,当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,即触电B被接通,这时警铃响起,因此警铃的接线柱C应与B接线柱相连;

(3)当线圈电流是50mA时,串联电路的总电阻为:R总=U总I总36.小科家有几盏相同的照明灯,如图甲所示,按要求连接在家庭电路上,并由一个开关控制。(1)取下任何一个灯泡后,闭合开关,其余的灯仍能发光,则这几盏灯之间是

联的,断开开关,装上灯泡;

(2)小科觉得连接灯泡的金属导线没有用绝缘材料包裹,可能有安全隐患,如果照明灯的额定电压是220V,要辨别连接灯泡的两根金属导线中与火线相连的一根,请写出检测工具及步骤;(3)小科用第(2)题的检测方法也无法辨别,于是怀疑照明灯的额定电压不是220V,观察灯泡外包装,上面有如图乙所示信息,请你对这种接线方法的安全性进行分析。

【答案】(1)并

(2)检测工具:测电笔;检测步骤:①断开开关,将灯泡拧下;②闭合开关,用测电笔对连接灯泡的两根金属线分别进行检测,氖管发光的是火线;

(3)从灯泡铭牌可以知道,这盏灯泡的额定电压是12V,低于人体安全电压,对人体是安全的;但如果导线不用绝缘材料包裹,很容易在意外情况下被短路,造成火灾等事故。

【解析】(1)串联电路用电器工作过程中互相影响;并联电路中用电器工作过程互不影响。(2)家庭电路常用测电笔区分火线和零线。(3)人体安全电压不超过36V,导线表面没有绝缘皮可能造成短路或漏电。(1)几盏相同的照明灯连接在家庭电路上,由一个开关控制.取下任何一个灯泡后,闭合开关,其余的灯仍能发光,说明彼此没有影响,所以则这几盏灯之间是并联关系。(2)检测工具:测电笔检测步骤:①断开开关,将灯泡拧下②闭合开关,用测电笔对连接灯泡的两根金属线分别进行检测,氖管发光的是火线;(3)从灯泡铭牌可以知道,这盏灯泡的额定电压是12V,低于人体安全电压,对人体是安全的;但如果导线不用绝缘材料包裹,很容易在意外情况下被短路,造成火灾等事故。故答案为:(1)并(2)检测工具:测电笔检测步骤:①断开开关,将灯泡拧下。②闭合开关,用测电笔对连接灯泡的两根金属线分别进行检测,氖管发光的是火线。(3)从灯泡铭牌可以知道,这盏灯泡的额定电压是12V,低于人体安全电压,对人体是安全的;但如果导线不用绝缘材料包裹,很容易在意外情况下被短路,造成火灾等事故。37.“混联电路”是有串联电路和并联电路组合而成,如图所示的电路图甲就是一个“混联电路”,它可以等效为R1与R2先并联(如图乙,并联的总电阻R)再与R3串联.已知图甲中电源电压为3V,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=0.8Ω.请根据这个思路,完成如下计算:(1)R1与R2并联的总电阻.(2)开关闭合后电流表的示数.【答

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