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第14讲简单机械杠杆五要素和平衡条件定义一根硬棒，在力的作用下绕着______转动的硬棒叫做杠杆五要素支点如图所示，杠杆绕着_____，用字母____表示动力如图所示，使杠杆______的力，用字母____表示阻力如图所示，_____杠杆转动的力，用字母____来表示动力臂如图所示，从支点到_______的_____，用字母l1表示阻力臂如图所示，从支点到_______的_____，用字母l2表示探究杠杆平衡条件探究过程实验前调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自身重力对实验的影响，实验中使杠杆在水平位置平衡，目的是方便从杠杆上直接读出力臂结论动力×动力臂=阻力×阻力臂F1l1 = F2l2说明为了消除实验中错误的结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，可用弹簧测力计代替一侧钩码斜拉杠杆3）最后从支点向力的作用线引垂线.2.杠杆的分类力臂关系力的关系距离关系实例省力杠杆L1 ___ l2 F1 ____F2 省力，____ 距离羊角锤、起子、撬棒等费力杠杆L1 ____l2 F1______ F2 _____，省距离钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等等臂杠杆L1 ____l2 F1 ____F2 不省力，不费力天平、定滑轮等滑轮比较分类定滑轮动滑轮滑轮组示意图定义中间的轴________的滑轮和重物一起_______的滑轮定滑轮、动滑轮组合成滑轮组实质_______杠杆动力臂为阻力臂倍的杠杆特点不能__________但是能改变_________能省_________的力，但不能改变________在不考虑绳子重及滑轮重和摩擦力的情况下，F＝__________.距离的关系___________ ____________ ______________【提示】判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几.如图甲、乙所示.斜面与轮轴斜面轮轴示意图定义一个与水平面成一定夹角的倾斜平面由____和_____组成，能绕共同轴线转动的 _________叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴特点省力机械能够连续旋转的______，支点就在______，轮轴在转动时轮与轴有相同的___________应用螺旋、楼梯、盘山公路等方向盘、水龙头、扳手【提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用在轮还是轴.命题点1 杠杆(2015·兰州)如图是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图．当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水．请在图中作出力F1、F2的力臂L1、L2，O为支点．画力臂是力学作图题中的一个难点，但作力臂也是有一定的规律可循，即一定点(支点)，二画线(力的作用线)，三从支点向线引垂线．1．(2015·莱芜)如图所示，杠杆在力F1、F2(F2未画出)的作用下处于平衡状态．O为支点，L2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂L1和力F2示意图．2．(2015·益阳)如图是自行车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称是________，当图中手对车闸的作用力F＝10 N时，刹车拉线受到力的大小为________N.3．(2015·镇江)如图所示，小华正在做俯卧撑，可以将他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为他的重心，相关长度已在图中标明，已知他的质量m＝60 kg，g＝10 N/kg.(1)求小华受到的重力G.(2)求图示时刻地面对双手支持力F的力臂l1，并在图中画出此力臂．(3)求图示时刻地面对双手的支持力F.命题点2杠杆的分类(2015·广州)AC 硬棒质量忽略不计，在棒的B 、C 两点施加力F 1、F 2，F 2的方向沿OO′线，棒在图所示位置处于平衡状态，则（ ）A ．F 1<F 2B ．F 1＝s 2s 1·F 2 C ．F 1力臂小于s 1 D ．F 2方向沿OO′线向下判断杠杆类型，关键是确定动力臂和阻力臂的长短关系．首先应找准支点，并明确动力和阻力，然后过支点作动力臂和阻力臂，最后再根据动力臂和阻力臂的长短关系判断是省力杠杆还是费力杠杆，即动力臂比阻力臂长的为省力杠杆，动力臂比阻力臂短的为费力杠杆．4．(2015·邵阳)如图所示，下列工具属于费力杠杆的是（ ）A .开瓶起子B .镊子C .钢丝钳D .独轮车5．(2015·滨州)根据工作需要选择合适的工具是劳动者的基本技能．要剪断铁丝等较硬的物体，下图中的4种剪刀应选择（ ）6．(2014·绵阳)如图所示的杠杆是________(填“省力”或“费力”)杠杆，图中O 为支点，F 1的力臂l 1，F 2的力臂l 2，当杠杆平衡时，F 1与F 2定量关系式为________．命题点3 滑轮(2015·汕尾)如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（ ）滑轮组的计算技巧：先对动滑轮进行受力分析，再找出动力与阻力之间的关系，最后利用平衡力的知识求解．7．(2014·桂林)小明利用如图所示的简单机械移动物体A时．当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（）A．F1＝F2＜F3B．F1＜F2＜F3C．F1＞F2＞F3D．F1＝F2＝F3第7题图第8题图8．(2015·株洲)如图是用高枝剪修剪树枝的情景．仔细观察高枝剪头部的结构和使用情况，发现高枝剪头部有________和________两类简单机械．当园林工用30 N的力向下拉绳时，因拉绳而使图中A处受到的作用力大约增加________N.9．(2015·铜仁)请在图中画出滑轮组最省力的绕法．命题点探究杠杆的平衡条件探究杠杆平衡条件实验是简单机械中的一个重要探究实验，是中考考查的重点内容，其主要考点为：杠杆水平调节的方法和目的、实验结论的得出、杠杆平衡条件的应用等．(2015·长沙)小刚和小明等同学一起做“探究杠杆的平衡条件”的实验．(1)小刚将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆的左端上翘，此时，他应将杠杆两端的平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡．(2)如图甲所示，若每个钩码重0.5 N，且杠杆上每格相等，小明在杠杆左端图示位置处挂上3个钩码，为使杠杆在水平位置平衡，他在图中A处施加一个方向向上的力F1，此力大小至少为________N.(3)若撤去力F1，改在杠杆右端B处施加一个方向向下的力F2(如图乙所示)，仍使杠杆平衡．请在图乙中画出力F2的力臂．(1)杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，公式表达为：F1l1＝F2l2；(2)调节杠杆在水平位置平衡的目的是力臂的大小可以直接从杠杆上读出，测量力臂比较方便；(3)在探究杠杆的平衡条件时，实验数据至少测量三组，这样才能够使实验结论具有说服力，不具有偶然性．(4)实验中，小刚将杠杆中点置于支架上，这样做的好处是：________________________；让杠杆在水平位置平衡的目的是：________________．(5)小明同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，小刚同学认为他的做法不合理，理由是________________________________________________________________________．(6)小明组通过实验探究得出了杠杆的平衡条件是：动力乘以支点到动力作用点的距离等于阻力乘以支点到阻力作用点的距离．请利用图中的实验器材证明小明的观点是错误的．写出简要的实验步骤及实验现象．一、选择题1．如图，这款图钉来自一位初中生的创意，翘起部分为我们预留出施力空间，图钉作为杠杆，其支点是（）A．A点B．B点C．C点D．O点2．(2015·黄冈)使用下列简单机械，为了省力的是（）A．旗杆顶的定滑轮B．理发用的剪刀C．拔钉子的羊角锤D．龙舟比赛用的船桨3．(2014·盐城)学校旗杆顶装有定滑轮，这样做（）A．既省力，也改变施力的方向B．省力，但不改变施力的方向C．不省力，但改变施力的方向D．既不省力，也不改变施力的方向4．(2015·漳州)如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M.用一把弹簧测力计依次在A、B、C三点沿与圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3.它们的大小关系是（）A．F1<F2<F3<G B．F1>F2>F3>G C．F1＝F2＝F3＝G D．F1>F2＝F3＝G第4题图第5题图5．(2014·泰州)如图所示的滑轮组，每个滑轮重为20 N，绳重及摩擦不计，用它匀速提升重为100 N的物体，所用的拉力F是（）A．50 N B．60 NC．70 N D．120 N6．(2015·娄底)用图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（）7．(2015·玉林)如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中间虚线所示位置，在转动的过程中（）A．动力臂逐渐变大B．阻力臂逐渐变大C．动力F保持不变D．动力F逐渐减小第7题图第8题图8．(2015·枣庄)如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（）A．杠杆仍能平衡B．杠杆不能平衡，右端下沉C．杠杆不能平衡，左端下沉D．无法判断二、填空题9．(2015·安徽)如图，AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10 N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G＝________N．若保持拉力方向不变，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将________(填“增大”“不变”或“减小”)．第9题图第10题图10．(2015·广东)如图所示，已知物体A和动滑轮的总重为200 N，当物体A匀速上升高度为1 m时，绳子移动的距离为________m，人对绳子的拉力为________N．(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计)11．(2015·河南)如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船需要很大的力，则应选用方案________(填“甲”或“乙”)，因为采用这种方案可以________．(不计机械的自重及摩擦)三、作图与实验题12．(2015·广东)如图，请在杠杆A处画出把物体拉起时的最小拉力F1，并画出拉力F1的力臂L1.13．(2014·衡阳)如图所示，某人站在A处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体B，所用的拉力F＝100 N，物体B重300 N(不计滑轮重和绳重，不计摩擦力)，画出滑轮组的绕线．14．(2015·江西)探究杠杆的平衡条件：【提出问题】如图a所示，是一种常见的杆秤，此时处于水平位置平衡．发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提绳左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的________来实现；发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡．说明通过改变________的长短也可以改变杠杆的平衡．那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？【制定计划与设计实验】实验前，轻质杠杆处于如图b所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是________________．【实验结论】如图c所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是________________________．【拓展应用】如图d所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，此杠杆的支点是图中的________点，假如托起6 N的重物，请你根据图d所示，估算出手臂要用的动力大约是________N.四、计算题15．(2014·临沂)如图所示是某建筑工地用吊车提升大理石板的示意图．已知大理石的密度是2.8×103kg/m3，每块大理石板的规格为50 cm×50 cm×2 cm，升降机吊框的重力是600 N．不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦，g取10 N/kg.则：(1)一块大理石板平放在水平地面上时对地面的压强是多少？(2)若吊车钢丝绳能承受的最大拉力是10 000 N，则该吊车一次最多能匀速提升多少块大理石板？(3)在某次提升作业中，吊车钢丝绳的拉动速度是0.1 m/s，则在2 min内吊车将大理石板提升的高度是多少？第七单元简单机械功与功率机械效率第14讲简单机械考点解读考点1 1.固定点O 转动的点O 转动F1阻碍F2动力作用线距离阻力作用线距离 2.＞＜费＜＞费力＝＝考点2固定不动移动等臂 2 省力省力动力的方向一半动力的方向1nG s＝h s＝2h s＝nh考点3轮轴简单机械杠杆轴线转速各个击破例1题组训练1.2.杠杆403.(1)重力G＝mg＝60 kg×10 N/kg＝600 N．(2)支持力的力臂l1＝100 cm＋50 cm＝150 cm，力臂如图所示：(3)由杠杆平衡条件知，F×l1＝G×l2，即F×150 cm＝600 N×100 cm，则F＝400 N.例2C题组训练 4.B 5.D 6.省力F1l1＝F2l2例3C题组训练7.D8.杠杆滑轮组909.实验突破例(1)左(2)2(3)拓展训练(4)消除杠杆自重对实验的影响方便直接测力臂(5)实验次数太少，结论不具有普遍性(6)实验步骤：在杠杆左端某处挂3个钩码；弹簧测力计竖直向上拉动杠杆，记下弹簧测力计的示数F1；弹簧测力计斜向上拉动杠杆，记下弹簧测力计的示数F2.实验现象：F2＞F1.整合集训匠心文档，专属精品。
---------------- 密★启用前 __ --------------------项选择题(本题共 13 小题，每小题 2 分，共 26 分) __ __ _号 卷 B .一名中学生的质量大约为 50 k g 生 _ 考 ____ ___ __ 上__ _ __ _ __ ____ __ __ __答__ __ _-------------------- 无A .深秋的早上,屋顶的瓦上结了一层霜——凝华现象-------------绝在--------------------青海省 2018 年初中毕业升学考试物化合卷物理部分D .春天,冰雪消融——汽化现象5.下列能源中,属于可再生能源的是( )A .煤炭B .石油_ __ ( ) __ __ A .普通人正常步行速度约为 4 m/s __ __ D .正常人的体温约为 39 ℃___ _C .插入水中的筷子看上去变“折了”是光的反射现象 名 __姓 _ D .光在真空中不能传播_ __ __ A .声音在真空中传播的速度是 340 m/s __ _题 B .辨别不同乐器主要是依据声音的音调校 C .在太空中工作的宇航员是通过电磁波与地面指挥中心联系的 学 业 D .“B 超”是利用次声波诊断患者病情的 毕本试卷满分 90 分,考试时间 90 分钟。
本试卷中 g 取10 N/k g 。
此 一、单1.小丽对一些物理量的估测,其中合理的是-------------------- C .教室里课桌的高度约为 150 cm2.下列光现象中,叙述正确的是 ( )-------------------- A .岸边的树的“倒影”是光的折射形成的 B .雨后天空出现的彩虹是色散现象-------------------- 3.下列说法中,正确的是( )4.下列自然现象与物态变化相符合的( ) --------------------B .夏天的早上,太阳一照浓雾很快散去——液化现象C .冬天,晾在外面的冻衣服变干了——熔化现象C .太阳能D .天然气6.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。
第14讲电功率第一节电功电功率焦耳定律(建议答题时间：50分钟)基础过关一、选择题1. (2017河南)某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是下列哪个物理量的单位( )A. 电能B. 电功率C. 电流D. 时间2. (2017连云港)智能手机在现代生活中的作用越来越重要，频繁地使用会导致它的电能消耗很快．当手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间．这是通过以下哪种方式实现的( )A. 增大电池电压B. 增加总功率C. 减小总功率D. 降低散热能力3. (2017巴蜀一模)如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，下列说法中正确的是( )第3题图A. 电阻R1和R2的连接方式为并联B. 若R1短路，电流表示数将变为零C. 若R2断路，电压表示数将变为零D. 若R1大于R2，R1的电功率将大于R2的电功率4. (2017哈尔滨)两定值电阻R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，现将R1、R2接入如图所示的电路，电源电压为3 V，当开关S闭合时，下列分析正确的是( )第4题图A. R1、R2电流之比为1∶2B. R1、R2两端的电压之比为2∶1C. R1、R2消耗的电功率之比为1∶2D. 电路消耗的总电功率等于2.7 W5. (2017毕节)有两只分别标有“6 V 3 W”和“9 V 3 W”的小灯泡L1、L2，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是( )A. L1和L2正常工作时的电流一样大B. L1和L2串联在一起同时使用时，两灯一样亮C. L1和L2并联在一起同时使用时，两灯消耗的功率一样大D. 将L1串联一个12 Ω的电阻，接在电源电压为12 V的电路中，L1也能正常发光6. (2017黔西南州)标有“6 V 1.5 W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示．若把这样的三只灯泡串联起来，接在12 V的电源两端，灯泡的电阻和实际功率约为( )第6题图A. 24 Ω0.67 WB. 20 Ω0.96 WC. 24 Ω0.96 WD. 20 Ω0.8 W7. (2017聊城改编)如图甲所示的电路中，电源电压为16 V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图像信息可知，下列判断不正确．．．的是( )第7题图A. R0的阻值是10 ΩB. 电路的最大总功率是25.6 WC. R0的最小功率是3.2 WD. 滑动变阻器的最大阻值是70 Ω二、填空题8. (2017抚顺)如图所示为小桐家的电能表，此时示数是________kW·h，单独接入某用电器工作一段时间消耗0.01 kW·h的电能，电能表转盘转过________转；她家同时工作的用电器总功率不能超过________W.第8题图9. (2017大渡口区二诊)家庭电路中，各用电器之间是________(选填“串联”或“并联”)的；若某家用电器的电阻为1 100 Ω，通过它的电流为0.2 A，则在10 s时间内产生的热量为________J.10. (2017曲靖)将标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”的灯泡L1、L2串联接在电源电压为6 V的电路中，灯泡________两端的电压较大．通电1 min，L1、L2消耗电能之比为________．11. (2017重庆八中一模)如图所示，电源电压不变，滑动变阻器的滑片在某两点间移动时，电流表示数从1 A变化到2 A，此时滑动变阻器R的电功率从9 W变化到12 W，则R1的电阻值是____Ω，电源电压为________V.第11题图12. (2017南岸区指标到校)分别标有“6 V 6 W”和“6 V 3 W”的甲、乙两只灯泡，经实验测得其I －U特性曲线如图所示．现将甲、乙两灯串联后接在8 V的电源上，则甲灯两端电压为________V，两只灯泡消耗的总功率是________W.第12题图13. (2017镇江)图甲中，电源电压U＝6 V，R为定值电阻，通过灯泡L的电流与灯泡两端电压关系如图乙所示，闭合开关S，电压表示数为4.5 V，则电路中电流I＝________A，灯泡功率P＝________W，定值电阻R＝________Ω.第13题图三、论述计算题14. (2017南岸区指标到校)如图所示的电路中，R1的阻值为10 Ω，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.3 A，再闭合开关S2后，电流表的示数为0.5 A．求：(1)电源电压；(2)通电1 min电流通过R2所做的功．第14题图15. (2017南开下半期考试)“感恩父母，为天下父母洗脚”．冬季来临，张老师为父母买了一款如图甲所示的电加热足浴盆．在只用加热功能时的简化电路图如图乙所示，电热丝电阻分别为R1、R2，若足浴盆处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有75%被水吸收．请根据说明书提供的信息计算．[水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg· ℃)](1)如果足浴盆中的水位刚好到最高水位，水温由14 ℃加热到44 ℃时，水吸收的热量为多少？(2)水位刚好到最高水位时将水从14 ℃加热到44 ℃需用多长时间？(3)电阻丝R1的阻值为多少？满分冲关一、选择题1. (2017贵阳)如图所示的电路中，电源电压恒为6 V，定值电阻R＝20 Ω.闭合开关后，下列说法正确的是( )第1题图A. 电压表测量定值电阻R两端的电压B. 滑动变阻器的滑片P向左移动时，电压表的示数变大C. 当电压表示数为3 V时，滑动变阻器接入电路的阻值是30 ΩD. 当滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω时，R消耗的功率为0.8 W2. (2017南岸区二诊)小明同学利用压敏电阻设计出判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘小球，小车始终在平直的轨道上向右运动．压敏电阻R的阻值随所受的压力增大而减小，当小车向右做匀速直线运动时，绝缘球对小车的挡板及压敏电阻的压力均为零，压敏电阻R的阻值最大．小车在整个运动的过程中，电流表的示数随时间的变化情况如图乙所示．已知电源电压为6 V，电阻R0为5 Ω，小车在0～10 s内的速度为0.5 m/s.则下列说法中错误．．的是( )第2题图A. 小车在0～20 s内，当电路中电流最大时压敏电阻所消耗的功率是6 WB. 小车在0～10 s内，压敏电阻R的阻值都是10 ΩC. 小车在0～10 s内通过的路程是5 mD. 小车在10～20 s内做加速运动3. (2017山西)酒驾易造成交通事故，利用酒精测试仪可以检测司机是否酒驾，其电路原理如图甲所示．R1为“气敏传感器”，它的电阻值与它接触到的酒精气体浓度的关系如图乙所示，R2为定值电阻，阻值为60 Ω，电源电压恒为12 V．若酒精气体浓度≥0.2 mg/mL时，则判定被检者为酒驾．以下说法正确的是( )第3题图A. 被检者的酒精气体浓度越高，电流表示数越小B. 电流表的示数为0.12 A时，判定被检者为酒驾C. 电压表示数为3 V时，R2消耗的电功率是0.45 WD. 被检者酒精气体浓度为0.2 mg/mL时，电压表的示数是4 V二、填空题4. (2017巴南区指标到校)如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器(a、b为其两端点)，闭合开关S，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.1 A，R2消耗的电功率为1 W，此时电压表的示数为______V; 当滑片P移动至某一位置时，电流表示数为0.3 A，R2消耗的电功率为 1.8 W．则当滑片P从a移到b的过程中电路消耗的总功率变化了________W.第4题图5. (2017南开阶段测试)如图，电源电压不变，定值电阻的阻值为R0，将滑动变阻器滑片P从A点移到B点，电压表示数将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)，若变阻器在A、B两点时消耗的功率恰好相等，而滑片P在A点时，变阻器接入电路的阻值刚好等于5R0，则滑片P在B点时，变阻器接入电路的阻值等于________R0.第5题图6. (2017威海)如图所示，电源电压12 V保持不变，小灯泡L的规格为“6 V 3 W”，滑动变阻器的最大阻值为12 Ω，电流表的量程为0～3 A．当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为____Ω；当开关S1、S2都闭合时，要保证电路各元件安全，整个电路电功率的变化范围是________W.第6题图7. (2017巴蜀二模)如图所示，电源两端电压U ＝3 V 保持不变．当开关S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器滑片P 在AB 中点时，电压表示数为U 1，电流表示数为I 1；当滑动变阻器滑片P 移至B 端时，电压表示数为U 2，电流表示数为I 2.当开关S 1、S 2都闭合，滑动变阻器滑片P 移至A 端时，电流表示数为I 3.已知：R 2＝1 Ω，U 1∶U 2＝3∶4，I 2∶I 3＝1∶6.则I 1∶I 2＝________，当开关S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器滑片P 在中点时，通电1 min 电路消耗的总电能是________J.第7题图8. (2017西大附中一模)如图所示，电源电压恒为12 V ，滑动变阻器R 1的规格为“50 Ω 2 A ”，电流表的量程为“0～0.6 A ”，小灯泡上标有“6 V”字样．若开关S 、S 1、S 2都闭合，当滑片P 在b 端时，电路消耗的总功率为5.28 W ，则定值电阻R 0为________Ω；若开关S 闭合，S 1、S 2都断开，当滑动变阻器接入电路的阻值由R 1增大到3R 1时，电流表的示数变为原来的12，小灯泡的实际电功率变化了2.7 W ，则小灯泡的额定电功率是________W ．(不考虑灯丝电阻变化，并保证电路元件安全)第8题图三、论述计算题9. 在科技创新活动中，小黎同学设计如图所示的电路来检测某传感器R 1(该传感器可看作定值电阻)．电源电压恒定不变，滑动变阻器R 0上标有“20 Ω1 A”字样，传感器R 1上标有“0.9 W”字样，定值电阻R 2＝20 Ω，若只闭合开关S 、S 1，调节滑片P ，当传感器R 1正常工作时，电压表示数为3 V ，若只闭合开关S 、S 2，调节滑片P 至中点时，电压表示数为2 V ．求：(1)传感器R 1的电阻是多少？(2)电源电压是多少？(3)闭合所有开关，调节滑片P 至最右端，10 min 内整个电路消耗的电能为多少？第9题图10. (2017重庆八中一模)如图甲所示，电源电压U ＝10 V ，R 1为定值电阻，阻值为20 Ω，R 为滑动变阻器，R的最大阻值为50 Ω，小灯泡上标有“6 V 3 W”字样，小灯泡的U－I关系如图乙所示．求：(1)小灯泡正常工作时通过灯丝的电流；(2)S闭合，S1、S2都断开时，调节滑动变阻器滑片使小灯泡两端的电压为4 V时，滑动变阻器接入电路的阻值；(3)S、S1、S2都闭合时，通过调节滑动变阻器滑片，整个电路消耗的总功率最小是多少？第10题图答案基础过关1. A 【解析】“千瓦时”表示额定功率为一千瓦的用电器正常工作一小时消耗的电能，因此“千瓦时”是电能的单位．故选A.2. C 【解析】手机“电量”所剩无几，为了延长使用时间，根据W＝Pt可知，在相等的时间内，手机的总功率越小，耗电量越少，因此C正确．故选C.3. D 【解析】电压表相当于开路，去掉电压表，电路中电流只有一条路径，R 1和R 2串联，A 错误；若R 1短路，电路为只有电阻R 2的简单电路，此时电路为通路，电流表有示数，B 错误；若R 2断路，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，C 错误；在串联电路中电流处处相等，由公式P ＝I 2R 知，电流I 相等，若R 1大于R 2，则P 1大于P 2，D 正确．故选D.4. B 【解析】串联电路中各处电流相等，因此R 1与R 2电流之比为1∶1，A 错误；由U ＝IR 知，电流相同时，电压与电阻成正比，所以U1U2＝IR1IR2＝R1R2＝10 Ω5 Ω＝21，B 正确；由P ＝UI 知，电流相同时，电功率与电压成正比，所以R 1、R 2消耗的电功率之比为2∶1，C 错误；电路中的电流I ＝U R1＋R2＝ 3 V 10 Ω＋5 Ω＝0.2 A ，电路消耗的总电功率P ＝UI ＝3 V×0.2 A＝0.6 W ，D 错误．故选B.5. D 【解析】L 1正常工作时的电流为I 1＝P1U1＝3 W 6 V ＝0.5 A ，L 2正常工作时的电流为I 2＝P2U2＝3 W 9 V ＝13A ，A 错误；L 1的电阻为R 1＝U1I1＝6 V 0.5 A ＝12 Ω，L 2的电阻为R 2＝U2I2＝9 V 13 A ＝27 Ω，若L 1和L 2串联在一起同时使用，通过两灯的电流相等，由于R 2>R 1，根据电功率公式P ＝I 2R 可知，L 2的实际功率大，所以L 2较亮，B 错误；若L 1和L 2并联在一起同时使用，两灯两端的电压相等，由于R 2>R 1，根据电功率公式P ＝U2R可知，L 1消耗的功率大，C 错误；若将L 1串联一个12 Ω的电阻，接在12 V 电源的电路中，电路中的总电阻为R ＝12 Ω＋12 Ω＝24 Ω，电路中的电流为I ＝U R ＝12 V 24 Ω＝0.5 A ，此时电路中的电流达到了小灯泡L 1的额定电流，所以小灯泡L 1能正常工作，D 正确．故选D.6. D 【解析】因为三只灯泡串联且规格相同，所以它们的电流和电阻都相同，即这三只灯泡两端分得的电压都相同，当三只灯泡串联接在12 V 的电源两端时，每只灯泡两端的电压都为U ＝4 V ；由图像可知，当U ＝4 V 时，I ＝0.2 A ，则此时小灯泡的电阻R ＝U I ＝ 4 V 0.2 A＝20 Ω，小灯泡的实际电功率P ＝UI ＝4 V×0.2 A＝0.8 W ．故选D.7. C 【解析】由题图乙可知，当滑片P 滑到最左端时，电压U R ＝0 V ，电流I ＝1.6 A ，此时电源电压全部加在R 0两端，所以R 0＝U I ＝16 V 1.6 A＝10 Ω，A 正确；当滑片P 滑到最左端时，电路中电阻最小，电流最大，电路消耗的总功率最大，P 最大＝UI ＝16 V×1.6 A＝25.6 W ，B 正确；当滑片P 滑到最右端时，电路中电阻最大，电流最小，R 0消耗的电功率最小，从题图乙中读出此时电流I ′＝0.2 A ，P 0最小＝I ′2R 0＝(0.2 A)2×10 Ω＝0.4 W ，C 错误；当滑片P 滑到最右端时，电路中的总电阻R ＝U I′＝16 V 0.2 A＝80 Ω，所以滑动变阻器的最大阻值R 滑＝R －R 0＝80 Ω－10 Ω＝70 Ω，D 正确．故选C.8. 1 123.4 20 4 400 【解析】电能表的示数为1 123.4，其单位为kW·h，电能表在读数时一定要注意，最后一个方框为小数点后的第一位；由于该用电器单独工作，消耗的电能为0.01 kW ·h ，电能表的转盘每转动2 000转，电路中消耗的电能为1 kW·h，所以消耗的电能为0.01 kW·h 转动20转，由于该电能表的最大工作电流为20 A ，所以由P ＝UI ＝220 V×20 A ＝4 400 W.9. 并联 440 【解析】家庭电路中，各用电器工作时互不影响的，故它们之间是并联的；通电10 s 时间内该家用电器产生的热量Q ＝I 2Rt ＝(0.2 A)2×1 100 Ω×10 s ＝440 J.10. L 1 2∶1 【解析】由P ＝U2R 可得，R 1＝U21P 1＝（6 V ）23 W ＝12 Ω，R 2＝U22P 2＝（6 V ）26 W＝6 Ω.根据串联电路中的分压原理可知，灯泡L 1两端的电压较大；由W ＝Q ＝I 2Rt 可知，因通电时间、电流均相等，则L 1、L 2消耗的电能之比为电阻之比，即W 1∶W 2＝R 1∶R 2＝12 Ω∶6 Ω＝2∶1.11. 3 12 【解析】电阻R 1与滑动变阻器R 串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，设电压表示数为U ，此时滑动变阻器消耗的电功率为9 W ＝U ×1 A ，可得U ＝9 V ，当电路中的电流为2 A 时，设电压表的示数为U ′，此时滑动变阻器消耗的电功率为12 W ，则可得U ′＝6 V ，则由电源电压不变可得，I 1R 1＋U ＝I 2R 1＋U ′，则解得R 1＝3 Ω，则电源电压为U 源＝12 V.12. 2 4 【解析】由甲、乙两只灯泡的铭牌可得：甲、乙两只灯泡的额定电流分别为：I 甲额＝P 甲额U 甲额＝6 W 6 V ＝1 A 、I 乙额＝P 乙额U 乙额＝3 W 6 V＝0.5 A ，则由图像可知：上面的那条曲线代表甲灯泡，下面的那条曲线代表乙灯泡．由题意可知：两灯泡串联，则电流相等，且两个灯泡两端的总电压等于8 V ；由图像可知：当甲灯泡两端的电压等于2 V ，乙灯泡两端的电压为6 V ，通过的电流均为0.5 A 时，符合要求，则两只灯泡消耗的总功率为P ＝UI ＝8 V×0.5 A＝4 W.13. 0.25 0.375 18 【解析】由题图甲可知，电压表测定值电阻R 两端的电压，电压表读数为4.5 V ，即电阻R 两端的电压为4.5 V ，根据串联电路的分压规律可知，灯泡L 两端的电压为U ＝6 V －4.5 V ＝1.5 V ，根据图像可知，此时通过灯泡的电流为0.25 A ，即电路中电流为0.25 A ；灯泡的功率为P ＝UI＝1.5 V×0.25 A ＝0.375 W ；定值电阻的阻值为R ＝UR I ＝4.5 V 0.25 A ＝18 Ω.14. 解：(1)电源电压U ＝U 1＝I 1R 1＝0.3 A×10 Ω＝3 V (2)闭合开关S 2后，通过R 1的电流I 1不变I 2＝I －I 1＝0.5 A －0.3 A ＝0.2 A W 2＝U 2I 2t 2＝3 V×0.2 A×60 s＝36 J15. 解：(1)水位最高时V 水＝10 L ＝1.0×10－2m 3水的质量m 水＝ρ水V 水＝1.0×103 kg/m 3×1.0×10－2 m 3＝10 kg水吸收的热量为Q 吸＝c 水m 水Δt ＝4.2×103J/(kg·℃)×10 kg ×(44 ℃－14 ℃)＝1.26×106J(2)消耗的电能W ＝Q 吸η＝1.26×106 J 75%＝1.68×106J所用时间t ＝W P ＝1.68×106 J800 W＝2 100 s(3)闭合S 1、S 2，电路中只有R 2，为加热挡R 2＝U2额P 加＝（220 V ）2800 W ＝60.5 Ω闭合S 2，断开S 1，R 1、R 2串联，为保温挡R 1＋R 2＝U2额P 保＝（220 V ）240 W＝1 210 ΩR 1＝R 总－R 2＝1 210 Ω－60.5 Ω＝1 149.5 Ω满分冲关1. D 【解析】该电路为串联电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，A 错误；滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据串联电路中电阻分压特点，滑动变阻器分得的电压减小，即电压表示数减小，B 错误；电源电压为6 V ，R 两端电压为U R ＝U －3 V ＝6 V －3 V ＝3 V ，电源电压被滑动变阻器和电阻R 平均分配，根据串联电路中电阻两端电压与电阻成正比的特点可知，滑动变阻器接入阻值和定值电阻的阻值相同，故滑动变阻器接入电路中的阻值是20 Ω，C错误；当滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω时，I ＝U R ＋R 滑＝ 6 V 20 Ω＋10 Ω＝6 V30 Ω＝0.2 A ，R 消耗的功率为P ＝I 2R ＝(0.2 A)2×20 Ω＝0.8 W ，D 正确．故选D. 2. A 【解析】小车在0～20 s 内，电路中最大电流I最大＝1.0 A ，则电阻R 0两端的电压U 0＝I最大R 0＝1.0 A×5 Ω＝5 V ，压敏电阻R 两端的电压U 压敏＝U －U 0＝6 V －5 V ＝1 V ，则压敏电阻所消耗的功率P＝U 压敏I 最大＝1 V×1.0 A＝1 W ，故A 说法错误，符合题意；小车在0～10 s 内，电路中的电流I ＝0.4 A ，则电路总电阻R 总＝U I ＝6 V0.4 A ＝15 Ω，故压敏电阻R 的阻值R ＝R 总－R 0＝15 Ω－5 Ω＝10 Ω，故B说法正确，不符合题意；小车在0～10 s 内通过的路程s ＝vt ＝0.5 m/s×10 s＝5 m ，故C 说法正确，不符合题意；小车在10～20 s 内，电流I 均匀变大，说明压敏电阻R 的阻值变小，压力变大，小车做加速运动，故D 说法正确，不符合题意．故选A.3. D 【解析】分析电路图可知，R 1和R 2串联在电路中，电压表测R 1两端电压，电流表测电路中的电流．由图像可知，被检者的酒精气体浓度越高，电阻R 1的阻值越小，电路中的总电阻越小，由欧姆定律可知电路中的电流越大，即电流表示数越大，A 错误；当I ＝0.12 A 时，R 总＝U I ＝12 V0.12 A ＝100 Ω，则R 1＝R 总－R 2＝100 Ω－60 Ω＝40 Ω，由图像知，R 1＝40 Ω时，被检者的酒精气体浓度为0.1 mg/mL ＜0.2 mg/mL ，所以被检者没有酒驾，B 错误；当电压表的示数为3 V 时，根据串联电路电压的分布特点可知，定值电阻R 2两端的电压U 2＝U －U 1＝12 V －3 V ＝9 V ，R 2消耗的电功率P 2＝U22R 2＝（9 V ）260 Ω＝1.35 W ，C 错误；由图像知当被检者酒精气体浓度为0.2 mg/mL 时，R 1′＝30 Ω，根据串联分压特点U R 总′＝U1′R1′可知，电压表的示数为U 1′＝UR1′R 总′＝12 V×30 Ω30 Ω＋60 Ω＝4 V ，D 正确．故选D. 4. 10 6 【解析】由题可知，0.1 A 时，P 在b 端，根据P ＝UI 可得U ＝10 V ，另外根据P ＝I 2R ，可得R 2＝100 Ω；当电流表示数为0.3 A 时，U ′＝6 V ，则有：0.1 A×R 1＝U 源－10 V 和0.3 A ×R 1＝U 源－6V ，从而可算出R 1＝20 Ω，U 源＝12 V ，再根据P ＝U2R 知，在a 端时，P a ＝U2a R 1＝（12 V ）220 Ω＝7.2 W ，在b端时，P b ＝U2b R 2＋R 1＝（12 V ）2100 Ω＋20 Ω＝1.2 W ，故电路总功率变化了6 W. 5. 变小 15 【解析】滑片P 从A 点移到B 点的过程中，电路电阻变小，电流变大，根据U ＝IR 可知R 0两端的电压U 0变大，电源电压不变，所以电压表示数将变小；变阻器在A 点时消耗的功率P A ＝(U R0＋RA )2·R A ，由于滑片P 在A 点时，变阻器接入电路的阻值刚好等于5R 0，所以P A ＝(U R0＋RA )2·R A ＝(U R0＋5R0)2·5R 0＝U2·5R036R20；设滑片P 在B 点时，变阻器接入电路的阻值等于nR 0，在B 点消耗的功率P B＝(U R0＋RB )2·R B ＝(U R0＋nR0)2·nR 0＝U2·nR0（1＋n ）2R20，由于变阻器在A 、B 两点时消耗的功率恰好相等，所以U2·5R036R20＝U2·nR0（1＋n ）2R20，解得：n ＝5或n ＝15(n ＝5舍去)，故n ＝15，即滑片P 在B 点时，变阻器接入电路的阻值等于R05.6. 12 24～36 【解析】当S 1、S 2都断开时，R 1、L 串联，L 正常发光时的电压U L ＝6 V ，功率P L ＝3 W ，因为串联电路中各处的电流相等，则根据P ＝UI 可得，电路中的电流I ＝I L ＝PL UL ＝3 W6 V ＝0.5 A ，由串联电路中总电压等于各分电压之和，得R 1两端的电压U 1＝U －U L ＝12 V －6 V ＝6 V ，则R 1＝U1I ＝6 V0.5 A ＝12Ω；当S 1、S 2均闭合时，L 被短路，R 1、R 2并联，电流表测量的是干路中的电流，由并联电路中各支路两端的电压相等，得通过R 1的电流I 1＝U R1＝12 V12 Ω＝1 A ，R 1消耗的电功率P 1＝UI 1＝12 V×1 A＝12 W ；要使电流表安全使用，通过R 2的电流不能超过 I 2＝I －I 1＝3 A －1 A ＝2 A ，所以R 2的阻值不能小于R 2＝U I2＝12 V 2 A ＝6 Ω，此时R 2消耗的电功率最大P 2max ＝U22R 2＝（12 V ）26 Ω＝24 W ，当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，R 2消耗的电功率最小P 2min ＝U22R 2′＝（12 V ）212 Ω＝12 W ，故整个电路消耗的最大电功率P 最大＝P 1＋ P 2max ＝12 W ＋24 W ＝36 W ；整个电路消耗的最小电功率P 最小＝P 1＋P 2min ＝12 W ＋12 W ＝24 W ，则整个电路中电功率的变化范围为24～36 W.7. 3∶2 270 【解析】当开关S 1闭合，S 2断开，滑动变阻器滑片P 在AB 中点时，滑动变阻器与R 1串联，根据题意有U 1＝I 1·R32，当滑动变阻器滑片P 移至B 端时，U 2＝I 2·R 3，由于U 1∶U 2＝3∶4，所以U1U2＝I1·R32I2R3＝34，解得I1I2＝32；由于电源电压不变，所以I1I2＝R1＋R3R1＋12R3＝32，解得R 3＝2R 1，所以I 2＝U R1＋R3＝U R1＋2R1＝U3R1.当开关S 1、S 2都闭合时，滑动变阻器滑片P 移至A 端时，R 1与R 2并联，由于并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流I 3＝U R1＋U R2＝3 VR1＋3 V 1 Ω＝3 V R1＋3 A ，由于I 2∶I 3＝1∶6，所以I 3＝6I 2，即3 V R1＋3 A ＝6×3 V3R1，解得R 1＝1 Ω，R 3＝2R 1＝2 Ω.I 1＝UR1＋R32＝ 3 V1 Ω＋2 Ω2＝1.5 A ，当开关S 1闭合、S 2断开，滑动变阻器滑片P 在中点时，通电1 min 电路消耗的电能W ＝UI 1t ＝3 V×1.5 A×60 s＝270 J.8. 60 3.6 【解析】当开关S 、S 1、S 2都闭合，电路为R 0、R 1的并联电路；由P ＝UI 可知，电路中的电流I ＝ P U ＝5.28 W 12 V ＝0.44 A ；通过滑动变阻器的电流：I 滑＝U R ＝12 V50 Ω＝0.24 A ；因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R 0的电流I 0＝I 总－I 滑＝0.44 A －0.24 A ＝0.2 A ；由I ＝UR可知，R 0＝U I0＝12 V 0.2 A＝60 Ω；当开关S 闭合，S 1、S 2都断开时，滑动变阻器与灯泡串联；当滑动变阻器接入电路的阻值由R 1增大到3R 1时，电流表示数变为原来的12，故I 1＝U R1＋RL ，I 2＝U 3R1＋RL ，I1I2＝UR1＋RLU3R1＋RL ＝3R1＋RL R1＋RL ＝2，化简后可得：R L ＝R 1；小灯泡的实际功率P 1＝I 21R L ＝(U R1＋RL )2R L ＝(U 2R1)2×R 1＝（12 V ）24R21×R 1＝36R1，P 2＝I 2R L ＝(U 3R1＋RL )2R L ＝(U 4R1)2×R 1＝（12 V ）216R21×R 1＝9R1，因为小灯泡的实际电功率变化了2.7 W ，所以P 1－P 2＝36R1－9R1＝2.7 W ，解得：R 1＝10 Ω；即R L ＝R 1＝10 Ω；灯泡的额定功率：P L ＝U2L R L ＝（6 V ）210 Ω＝3.6 W.9. 解：(1)传感器的电阻R 1＝U21P 额＝（3 V ）20.9 W＝10 Ω(2)当闭合开关S 、S 2，断开S 1时，调节滑片P 至中点时，电路为R 0、R 2的串联电路，滑片P 滑至中点时，R 0＝10 Ω，I ＝U2R2＝2 V20 Ω＝0.1 A电源电压U ＝I (R 0＋R 2)＝0.1 A×(10 Ω＋20 Ω)＝3 V(3)当闭合开关S 、S 1、S 2时，调节滑动变阻器滑片P 至最右端，电路为R 1、R 2的并联电路，t ＝10 min ＝600 sR 并＝R1R2R1＋R2＝10 Ω×20 Ω10 Ω＋20 Ω＝203Ω消耗的电能W ＝U2R 并t ＝（3 V ）2203 Ω×600 s ＝810 J 10. 解：(1)由P ＝UI 可得，小灯泡正常工作时通过灯丝的电流I L ＝PL UL ＝3 W6 V＝0.5 A(2)S 闭合，S 1、S 2都断开时，滑动变阻器与灯泡L 串联，电压表测灯泡L 两端的电压，电流表测电路中的电流，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 －U L ′＝10 V －4 V ＝6 V因串联电路中各处的电流相等，所以由图像可知，电路中的电流I ＝I L ′＝0.4 A ，由I ＝UR可得，滑动变阻器接入电路中的电阻R 滑＝U 滑I ＝6 V 0.4 A＝15 Ω (3)S 、S 1、S 2都闭合时，R 1与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，当滑片位于b 端时，接入电路中的电阻最大，电路消耗的总功率最小，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和电路中的总电阻R总＝RR1R＋R1＝50 Ω×20 Ω50 Ω＋20 Ω＝1007Ω电路的最小功率P min＝U2R总＝（10 V）21007Ω＝7 W。
