【精品试题】20届中考物理压轴培优练 专题18 电学大综合(解析版)
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2020年初中物理电学中考综合测试题含答案一、电磁学综合题1.由P=Wt=Fst=Fv,可得,机器人运动的速度:v=20.4Pf=0.43020WN=0.6m/s.(2019·陕西中考模拟)多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能,深受市场认可和欢迎。
图乙是某品牌养生壶简化电路图。
(ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),g =10N/kg)(1)开关S1、S2处于什么状态,养生壶为高温档,说明判断依据;(2)求R1的阻值;(3)养生壶处于低温档工作时,求电路中的电流大小;(4)在标准大气压下,使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开,若养生壶高温档加热效率为80%,求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。
【答案】(1)当开关S1闭合,S2接B时,为高温档;因为此时电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,总功率最大;(2)88Ω;(3)1.25A;(4)420s【解析】【详解】(1)由图知,当开关S1闭合,S2接B时,电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由P=2UR可知,总功率最大,所以此状态为高温档;答:当开关S1闭合,S2接B时,为高温档;因为此时电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,总功率最大。
(2)由图知,当开关S 1断开,S 2接A 时,电阻R 1、R 2串联,电路中的总电阻最大,由P=2U R可知,总功率最小,此时为低温档;当S 2接A ,S 1闭合时,R 2被短路,只有电阻R 1接入电路,养生壶处于中温档。
由P =UI 得,正常工作时通过R 1的电流为:I 1=P U中=550220W V =2.5A ,由I =U R 得,R 1的阻值:R 1=1U I =2202.5VA=88Ω;答:电阻R 1的阻值是88Ω(3)由P =UI 得,养生壶在低温档工作时电路中的电流为:I 低=P U低=275220WV =1.25A ; 答:养生壶处于低温档工作时电流为1.25A (4)由ρ=m V可得,水的质量:m =ρV =1×103kg/m 3×1×10﹣3m 3=1kg ,水吸收的热量:Q 吸=cm (t ﹣t 0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣12℃)=3.696×105J ,由η=Q w吸和W =Pt 得,烧开一壶水需要的时间为:t =W P 高=Q P η吸高=53.69610110080%JW ⨯⨯=420s 。
2020年中考物理电学专项复习综合训练题及答案(1) 一、电磁学综合题1.由P=Wt=Fst=Fv,可得,机器人运动的速度:v=20.4Pf=0.43020WN=0.6m/s.(2019·陕西中考模拟)多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能,深受市场认可和欢迎。
图乙是某品牌养生壶简化电路图。
(ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),g =10N/kg)(1)开关S1、S2处于什么状态,养生壶为高温档,说明判断依据;(2)求R1的阻值;(3)养生壶处于低温档工作时,求电路中的电流大小;(4)在标准大气压下,使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开,若养生壶高温档加热效率为80%,求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。
【答案】(1)当开关S1闭合,S2接B时,为高温档;因为此时电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,总功率最大;(2)88Ω;(3)1.25A;(4)420s【解析】【详解】(1)由图知,当开关S1闭合,S2接B时,电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由P=2UR可知,总功率最大,所以此状态为高温档;答:当开关S1闭合,S2接B时,为高温档;因为此时电阻R1、R2并联,电路中的总电阻最小,总功率最大。
(2)由图知,当开关S 1断开,S 2接A 时,电阻R 1、R 2串联,电路中的总电阻最大,由P =2U R可知,总功率最小,此时为低温档;当S 2接A ,S 1闭合时,R 2被短路,只有电阻R 1接入电路,养生壶处于中温档。
由P =UI 得,正常工作时通过R 1的电流为:I 1=P U中=550220W V =2.5A ,由I =U R 得,R 1的阻值:R 1=1U I =2202.5V A=88Ω; 答:电阻R 1的阻值是88Ω(3)由P =UI 得,养生壶在低温档工作时电路中的电流为:I 低=P U 低=275220W V =1.25A ; 答:养生壶处于低温档工作时电流为1.25A(4)由ρ=m V可得,水的质量:m =ρV =1×103kg/m 3×1×10﹣3m 3=1kg ,水吸收的热量:Q 吸=cm (t ﹣t 0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣12℃)=3.696×105J ,由η=Q w吸和W =Pt 得,烧开一壶水需要的时间为:t =W P 高=Q P η吸高=53.69610110080%J W ⨯⨯=420s 。
2020年中考物理 精选真题试卷 电学综合 专题练习含答案解析一、电磁学综合题1.(3)不锈钢餐具吸收的热量:Q 吸=cm (t ′-t 0)=0.46×103J/(kg•℃)×100kg×(70℃-26℃)=2.024×106J ,不计热量损失,则加热管消耗的电能:W =Q 吸=2.024×106J ,则正常工作需要的加热时间:t =62.024101840s 1100WJR R W Q P P ⨯===。
(2019·河南师大附中实验学校中考模拟)为了改善能源结构,减少污染物排放,大力发展清洁能源,我省西部山区大力发展风电产业,如图所示在闲置的山地、丘陵地带,耸立起高约90m 、风叶半径60m 、单机容量3000kW ,总装机容量6210⨯kW 的风电场。
(1)风力发电是将_______________能转化为电能。
(2)总装机容量6210⨯kW 的风力发电机组同时工作,若每天平均发电10h ,6天向电网输送的能量是多少kW h ⋅?这些电能可供功率为6000kW 的动车组运行多长时间? (3)火电站燃煤发电的效率是30%,6天内风力发电机产生的电量相当于燃烧多少吨煤?(煤的热值7310q =⨯J/kg )【答案】(1)风;(2)1.2×108; 4210h ⨯;(3)44.810⨯ 【解析】 【详解】(1)风力发电是将风能转化为电能;(2)总装机容量6210⨯kW 的风力发电机组同时工作,若每天平均发电10h ,6天向电网输送的能量是:W =Pt =6210⨯kW ×10h ×6=1.2×108kW ∙h ,这些电能可供功率为6000kW 的动车组运行:'4'81.210kW 210h 6000kWhW t P =⨯⨯⋅==;(3)由Q =mq 可得:83747 4.810kg=4.810t30%310J/1.21010W 3600k s gWQ W m q q q ηη⨯=====⨯⨯⨯⨯⨯⨯。
2020年初中物理电学中考综合测试题含答案解析一、电磁学综合题1.(4)风能属于可再生能源,风力发电其主要特点是取之不尽用之不竭,并且环保无污染;(2019·江门市第二中学中考模拟)阅读短文微波炉微波炉是厨房电器之一,微波有三个主要特性:一是反射性,微波碰到金属会被反射回来。
二是穿透性,微波对一般的陶瓷、玻璃、耐热塑胶、木器等具有穿透作用,故用这些材料制成的器皿盛放食物加热时,能快速煮熟,而容器不发热。
三是吸收性,微波容易被含有水份的食品吸收而转变成热。
微波穿透食物的深度一般为2~4cm,且随着深度的增加而减弱,直径大于5cm的食物,可采取刺洞的方法增加微波的触及表面或切成小于4cm厚度的薄片,微波炉独特快速的加热方式是直接在食物内部加热,几乎没有热散失,具有很高的热效率,因此它具有加热快、高效节能等优点。
(1)用微波炉加热饭菜时,应选用________(选填“不锈钢”或“陶瓷”)容器来加热。
为防止微波泄漏对人体造成危害,微波炉的外壳内壁应选用________(选填“不锈钢”或“玻璃”)。
(2)为了用电安全,微波炉应该使用___________(两脚/三脚)插头。
(3)小明想知道微波炉的实际功率,他用电能表(表面如图所示)、钟表等工具进行了实验:他将家中其它用电器关闭,只让微波炉工作,测得该电能表的脉冲灯在1min内闪了64次,则微波炉在1min内消耗了___________J的电能,微波炉的功率为_________W。
【答案】陶瓷不锈钢三脚 72000 1200【解析】【详解】(1)根据短文知道,微波炉内不能使用金属容器,因为微波遇到金属物体,会像光遇到镜子一样地发生反射,使微波能在金属中产生强大的电流,损坏微波炉;又因为微波对一般的陶瓷、玻璃、耐热塑胶、木器等具有穿透作用,使用这些材料制成的器皿盛放食物加热时,能快速煮熟,而容器不发热,所以,加热饭菜时,应选用陶瓷容器;微波炉的电磁波,过量的照射对人体有害,金属物质对电磁波有屏蔽作用,能阻挡电磁波的传播,微波炉的外壳内壁应选用不锈钢;(2)由于微波炉有金属外壳,且是大功率用电器,所以,为了用电安全,微波炉应该使用三脚插头;2.(2)如图乙所示,通电长方体金属导体在磁场中发生霍尔效应时,由于C、D表面带有不同种电荷,因此在C、D的表面之间就形成一定电压,导体C、D两表面间的电压一定不为零;通过实验可知,电流越大、磁场越强,C 、D 两表面间的电压就越大,霍尔效应越显著,保持通过导体的电流大小与方向及磁场的方向均不变,C 、D 两表面间的电压越大,说明此时磁场越强。
2020年初中物理电学中考综合测试题 及详细答案解析一、电磁学综合题1.(4)若要使恒温箱的设定温度低于80℃,由图乙知道,热敏电阻的阻值R 1将增大,衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A ,即要求控制电路中的总电阻不变,所以R 0的阻值必须调小。
(2019·江苏中考模拟)某同学设计的一个温控电加热装置,原理如图所示,电压U =6V ,R t 为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。
电磁铁线圈电阻不计,当线中的电流I >=10mA 时,铁吸下与下触点A 接触;当I <10mA 时,衔铁松开与B 触点接触,U 2=220V ,R 1=48.4Ω(1)衔铁刚被吸下时,求R t 的阻值;(2)仅需在线框内加一根导线,即可安现该电加热器具有加热和保温功能请用笔画线画出这根导线(3)求该电加热器处于加热挡时的电功率(4)若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%,求R 2的阻值【答案】(1)600Ω(2)(3)1000W (4)435.6Ω【解析】 【详解】(1) 当线中的电流I >=10mA 时, 衔铁吸下,因此衔铁刚被吸下时,R t 的阻值为: R t =1U I =36V1010A-⨯=600Ω; (2) 在线框内加一根导线,如图所示,衔铁吸下与下触点A 接触,电路中只有R 1,加热器处于加热状态,衔铁上触点B 接触,电路中R 1和R 2串联,加热器处于保温状态。
(3)该电加热器处于加热挡时的电功率:P 加热=221U R =()222048.4ΩV =1000W(4) 若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%, 则电加热器的保温时功率为: P 保温= P 加热⨯10%=1000W ⨯10%=100W,由P =2U R得,电加热器的保温时电路的总电阻为:R 总=2U P 保温=()2220100WV =484Ω,则R 2的阻值为:2.(2019·福建中考模拟)医生对病人进行脑部手术时,需要将体温降至合适的温度。
2020年中考物理 精选真题试卷 电学综合 专题练习及详细答案解析一、电磁学综合题1.(4)若要使恒温箱的设定温度低于80℃,由图乙知道,热敏电阻的阻值R 1将增大,衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.05A ,即要求控制电路中的总电阻不变,所以R 0的阻值必须调小。
(2019·江苏中考模拟)某同学设计的一个温控电加热装置,原理如图所示,电压U =6V ,R t 为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。
电磁铁线圈电阻不计,当线中的电流I >=10mA 时,铁吸下与下触点A 接触;当I <10mA 时,衔铁松开与B 触点接触,U 2=220V ,R 1=48.4Ω(1)衔铁刚被吸下时,求R t 的阻值;(2)仅需在线框内加一根导线,即可安现该电加热器具有加热和保温功能请用笔画线画出这根导线(3)求该电加热器处于加热挡时的电功率(4)若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%,求R 2的阻值【答案】(1)600Ω(2)(3)1000W (4)435.6Ω【解析】【详解】(1) 当线中的电流I >=10mA 时, 衔铁吸下,因此衔铁刚被吸下时,R t 的阻值为: R t =1U I =36V 1010A-⨯=600Ω; (2) 在线框内加一根导线,如图所示,衔铁吸下与下触点A 接触,电路中只有R 1,加热器处于加热状态,衔铁上触点B 接触,电路中R 1和R 2串联,加热器处于保温状态。
(3)该电加热器处于加热挡时的电功率:P 加热=221U R =()222048.4ΩV =1000W (4) 若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%,则电加热器的保温时功率为:P 保温= P 加热⨯10%=1000W ⨯10%=100W,由P =2U R得,电加热器的保温时电路的总电阻为: R 总=2U P 保温=()2220100WV =484Ω, 则R 2的阻值为:2.再如:无线电遥控设备是通过什么来传递信息的?答:无线电遥控设备是通过电磁波来传递信息的。
2020年中考物理精选真题试卷电学综合专题练习及答案解析一、电磁学综合题1.储油过少,滑片向上移动,接入电阻变大,电流变小,电磁铁磁性减弱,衔铁向上,接A触点,红灯亮。
储油过多,滑片向下移动,接入电阻变小,电流变大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,接B触点,绿灯亮。
(2019·山东中考模拟)物理学中,磁场的强弱用磁感应强度表示,符号是B,单位是T。
磁感应强度的大小和方向都相同的磁场叫做匀强磁场。
(1)如图甲,相距为L的两光滑水平放置的平行导轨,整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。
当通过金属棒ab的电流为I时,金属棒受到水平向右的磁场力F磁,F磁的大小与磁感应强度B、导轨间距L、电流I的乘积成正比,且比例系数为1。
则F 磁=_____。
(2)根据磁场对电流产生力的作用人们研制出一种武器——电磁炮,它的基本原理是:把待发射的炮弹放置在图乙中的金属棒ab上,如图乙所示。
若炮弹的质量为M(金属棒的质量忽略不计),在磁场力的作用下炮弹沿轨道向前运动。
试证明当炮弹在磁场中滑行的距离为s时炮弹的速度v _____。
(物体运动的距离与物体质量、水平拉力和速度的关系为:s=22mvF)【答案】BIL详见解析【解析】【详解】(1)由F磁的大小与磁感应强度B、导轨间距L、电流I的乘积成正比,且比例系数为1得到,F磁= BIL;2.(4)使用时把悬挂在绳子末端的重物提至灯的顶端,因此悬挂的高度有一定的局限性。
同时,功率小;供电时间短;不能持续供电。
(2019·广东中考模拟)阅读材料,回答问题“翼龙”无人机“翼龙”无人机是由中航工业成都飞机设计研究所研制的多用途无人机,是中国无人机制造领域“当家明星”。
上表为其部分技术参数。
该无人机具备全自主平台,可广泛应用于如灾情监视、军事活动等科学研究领域。
(1)无人机机身表面采用的复合材料受力不易形变,说明该材料的_____较大;无人机将灾情监视、军事活动等信息通过_____(选填“超声波”或“电磁波”)及时传达到指挥中心。
2020年中考物理电学专项复习综合训练题含答案解析一、电磁学综合题1.电动机的机械功W 机=W −Q =3.3×105J −1.5×104J =3.15×105J ,(2019·天津中考模拟)如图甲所示,设闭合电路中的电流为I ,外部电路的等效电阻为R ,电源内部电阻为r(r 为定值),电源电动势为E ,根据串联电路电压特点有E=IR+Ir 。
现有如图乙所示的电路,当变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数与电流表读数的变化情况,如图丙中AC 、BC 两直线所示。
(1)电压表V 1、V 2的示数与电流表A 的示数的变化图线分别为(丙)图中的哪一条?并加以说明。
(2) 请你计算出变阻器的总电阻R 1的大小。
小贴士电源两极间存在电压。
实验表明:不接用电器时,电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的,物理学中用“电动势”表征电源这一特性,即电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,用符号“E ”表示,实际上由于电源内部有电阻,所以当电路中有电流通过时,电源的内阻也分得一定的电压。
【答案】(1)详见解析(2)5541101411U U U U R R R I I I I =-=-=-串 【解析】 【分析】根据题中“小贴士”和电路图可知,本题考查闭合电路的欧姆定律。
当滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器接入电路的电阻减小,电路中电流增大,定值电阻R 0的电压增大,路端电压减小,结合图丙进行分析判断,确定两电表对应的图线;结合图像,利用欧姆定律求出R 1的值; 【详解】解:电压表V 1测电路中电阻R 0及R 1两端总电压(或电源输出电压)。
(1)BC 直线为电压表V 1的示数随电流表示数变化的图线,AC 直线为电压表V 2的示数随电流表示数变化的图线。
当滑动变阻器滑片从一端滑到另一端时,电流表示数从I 1增大到I 4,乙图中电压表V 2的示数U 0=IR 0,可知当电流表A 的示数增大时,电压表V 2的示数也随着增大:因为E=I(R 0+R 1)+Ir ,已知电源内阻r 和电源电压不变,可知当电流I 增大时,Ir 增大,则I(R 0+R 1)减小,即电源输出电压减小,所以BC 直线为电压表V 1的示数随电流表示数变化的图线。
2020年中考物理电学综合习题含答案解析一、电磁学综合题1.R2= R总-R1=484Ω-48.4Ω=435.6Ω.(2019·天津中考模拟)(一)小泽发现:漆黑夜间上洗手间,很难摸到墻上开关,于是动手自制夜间照明电路。
器材:6V新蓄电池,规格为“2.5V0.5A”的新灯泡L、定值电阻R0、开关S、导线若干。
(1)请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。
要求:夜间闭合开关S,电压表显示电源电压,灯泡正常发光;白天断开开关S,电压表指针指零,灯泡熄灭。
(______)(二)数月后,小泽发现:闭合开关S,灯泡发光,亮度有所下降。
(2)小泽猜想1:可能是长期使用,蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低。
闭合开关,如图乙所示,电压表显示旧蓄电池的输出电压为________伏。
小泽猜想2:可能是长期使用,灯泡自身发生了变化。
因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。
灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生________(填所选项的字母)。
A.先升华后凝华B.先汽化后液化 C.先熔化后凝固 D.先升华后凝固(三)小泽用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I—U图像。
(3)请在图内中以笔画线代替导线完成电路,要求:闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于A端。
(______)(4)请根据图丁将实验⑥的电流表的示数填入表格,并根据实验表格在图戊中画出旧灯泡的I—U的图像。
(______)【答案】详见解析 4.5 A 详见解析 0.4 详见解析【解析】【分析】根据题中“于是动手自制夜间照明电路”可知,本题考查电路的连接、电表读数、物态变化、以及I-U图象。
根据电压表的使用规则和滑动变阻器的连接方式连接电路,根据量程和分度值读出电压表和电流表的示数,根据描点法画出图象。
完成解答。
【详解】(一)(1)闭合开关S,灯泡正常发光,电压表显示电源电压,说明电压表可并联在电源两端或并联在灯泡和定值电阻的两端;断开开关S,灯泡熄灭,电压表指针指零,说明电压表并联在灯泡和定值电阻的两端,电源电压为6V,所以电压表选用0~15V量程,实物连接如下:(二)(2)由图乙可知,电压表使用0~15V量程,分度值为0.5V,示数为4.5V;灯泡的钨丝在温度较高时会直接变成气体,发生了升华现象;当钨蒸气遇到冷的玻璃泡内壁时,又会直接变成固体附着在灯泡上,发生了凝华现象。
压轴培优专题年中考物理【高分·突破】压轴题培优专题精练A.电路总电流关系为:I甲∶I乙=5∶8B.电灯正常发光时电阻:R A∶R B=5∶3C.电阻消耗功率关系为:P1∶P2=1∶4D.电阻阻值大小关系为:R1∶R2=8∶32.如图所示,电源电压恒定,S断开后,L1变化的电功率为的是()A.∆P1大于∆P2B.∆P1小于∆C.∆P1等于∆P2D.以上三种情况都有可能3.便携式酒精测试仪是交警查酒(醉)驾的利器。
如图甲是其原理图,电源电压恒为传感器,其阻值随酒精气体浓度变化的规律如图乙所示。
1.5V时,以下分析正确的是(规定:每100mL气体中酒精量非酒驾M<20mg酒驾20mg<M<80mg醉驾M≥80mgA.当酒精浓度为0时,电压表的示数为0.6VB.电压表的示数越大,说明酒精气体浓度越小C.当电压表的示数为1.5V时,可知被查者非酒驾D.酒精气体传感器的阻值随着酒精气体浓度的增大而增大4.某新型防盗玻璃是由中间嵌有极细金属丝的多层玻璃组成。
当玻璃被击碎时,金属丝断裂。
报警器就会报警。
下列电路图,能满足上述要求的是(导线a为金属丝)()A.B.5.小明利用电压为3V的电源、开关S和阻值均为10Ω的两个定值电阻,设计了一种电路。
电路藏于桌面以下,接线柱a、b位于桌面以上。
若把电压表接在a、b上,闭合开关S后其示数为3V;若把电流表接在a、b上,闭合开关S后其示数为0.3A,下列符合要求的电路图是()A.B....小华为公园设计了一款智慧路灯。
当夜晚来临时,定时开关S 1闭合,路灯低功率照明;当雷达开关感知游客靠近时自动闭合,路灯的亮度增加,方便游客行走。
图中电路设计符合要求的是(....二、计算题饮水机加满水通电后有加热和保温两种交替工作状态;加热器R 2额定电压为该机简化电路如图所示。
请回答以下问题:)温控开关S 接b 时,饮水机是处于加热状态还是保温状态?)正常加热时,加热器电阻)如果保温功率是44W ,那么电阻的阻值是多少?8.如图所示,这是某电热足浴盆的简易电路图,有加热(发热电阻)和按摩(电动机)两个功能,加热和按摩交替进行,其部分参数如表所示。
压轴专题18 电学大综合一.选择题(共16小题)1.(2019•武汉)如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R0的最大电阻是50Ω.当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,R1的功率是P1;当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U1′,R2和R3的功率之和是3.2W;当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P1′;已知R2:R3=3:1,U1:U1′=3:2,P1:P1′=1:36。
下列结论正确的是()A.电源电压是12V B.R2的阻值是30ΩC.电流表的最大示数是2.1A D.该电路的最大功率是64W【答案】:C。
【解析】:第一过程:当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R1和滑动变阻器R0的全部串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1,如图甲。
第二过程:当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1′,如图乙。
已知R2:R3=3:1,串联电路中功率比等于电阻比,所以P2:P3=3:1,R2和R3的功率之和是3.2W,P2+P3=3.2W,所以,P2=2.4W,P3=0.8W,第三过程:当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3并联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是电源电压U,电流表测量R1、R2的总电流,如图丙。
甲图,电压表示数是U1,R1的电压是U1,R1的功率是P1;丙图中电压表示数是U,R1的电压是U,R1的功率是P1′;P1:P1′=1:36,对于同一导体,()2=()2,所以,,所以,U1U,因为,R1和滑动变阻器R0的全部串联在电路中,所以U0U,因为,R0=50Ω,串联电路中电压比等于电阻比,所以 R1=10Ω。
甲图,电压表示数是U1,R1的电压是U1,乙图,电压表示数是U1′,R1的电压是U1′,U1:U1′=3:2,又因为U1U,所以,U1′U,所以,乙图中 U1′U,U2′+U3′U,,R1、R2、R3串联在电路中,串联电路中电压比等于电阻比,R1=10Ω,R2+R3=80Ω,已知 R2:R3=3:1,所以,R2=60Ω,R3=20Ω,又因为P2=2.4W,P3=0.8W,所以,P2,2.4W,解得:U2′=12V,同理解得 U3′=4V,所以 U2′+U3′=12V+4V=16V,又因为,,所以 U1′=2V,所以电源电压为:U=U1′+U2′+U3′=2V+16V=18V。
A、电源电压是18V,【答案】项错误。
B、R2=60Ω,【答案】项错误。
C、甲乙都是串联电路,电阻大,电流小,丙是并联电路,电流大,电流表测量R1、R2的电流,I1 1.8A,I20.3A,I30.9Ω,电流表测量R1、R2的电流,所以,电流表示数最大为:I'=I1+I2=1.8A+0.3A=2.1A,【答案】项正确。
D、电路中并联电路电阻最小,电流最大,最大电流为:I=I1+I2+I3=1.8A+0.3A+0.9A=3A,所以电路最大功率为:P=UI=18V×3A=54W,【答案】项错误。
2.(2018•南京)如图所示电路,电源电压不变,小灯泡标有“6V 3W“字样,闭合开关后,当滑片P移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为P1;当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.3A,电压表示数变化了3V,此时滑动变阻器消耗的功率为P2,且P1:P2=5:6.下列判断正确的是()A.滑动变阻器的最大阻值为10ΩB.电路允许消耗的最大功率为4.5WC.小灯泡正常发光时,滑片P位于滑动变阻器中点位置D.滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中,小灯泡消耗的功率变化了0.6W【答案】:B。
【解析】:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)设电源电压为U,当滑片P移至某位置时,小灯泡恰好正常发光,且串联电路中电流处处相等,由P=UI可得,此时电路中的电流为:I=I L0.5A,滑动变阻器消耗的功率为:P1=(U﹣U L)I=(U﹣6V)×0.5A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.3A,电流表示数减小,说明变阻器接入的电阻变大,此时滑片在最大阻值处;变阻器接入的电阻变大,由串联分压规律可知,变阻器分得的电压变大,所以,电压表示数变化了3V即增大了3V,此时滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣6V+3V=U﹣3V,此时滑动变阻器消耗的功率为:P2=U滑I′=(U﹣3V)×0.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣②已知P1:P2=5:6﹣﹣﹣﹣③联立①②③解得,电源电压U=9V;则滑动变阻器的最大阻值为:R滑大20Ω,故A错误;(2)灯泡的额定电流为0.5A,则电路中的最大电流为0.5A,电路允许消耗的最大功率:P大=UI大=9V×0.5A=4.5W,故B正确;(3)小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电压为:U滑′=U﹣6V=9V﹣6V=3V,此时滑动变阻器的电阻为:R滑′6Ω,因为滑动变阻器的最大阻值为20Ω,所以此时滑片P不在中点位置,故C错误;(4)由题意可知,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为P1,则此时灯泡消耗的功率P L =P额=3W,滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中,电压表示数变化了3V即增大了3V,由串联电路的电压规律可得,灯泡两端的电压减小了3V,则此时灯泡两端的电压U L′=6V﹣3V=3V,此时灯泡消耗的电功率:P L′=U L′I′=3V×0.3A=0.9W,则灯泡消耗的功率变化了:△P=P L﹣P L′=3W﹣0.9W=2.1W,故D错误。
3.(2018•武汉)如图所示,电源电压U保持不变。
当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的总功率为P1,再将滑片滑至最左端,有一只电表的示数变为原来的;当开关S1和S3闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时,R3的功率增大了0.05W,且滑片在中点时,电压表V1的示数为U1;当所有开关闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路的总功率为P2,两只电流表示数相差0.3A.已知P1:P2=2:15,下列结论正确的是()A.P2=5.4W B.U=12V C.U1=6V D.R2=20Ω【答案】:A。
【解析】:(1)当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,等效电路图如图1所示;再将滑片滑至最左端时,等效电路图如图2所示:由图1和图2可知,示数变化的电表为V2,且R2两端的电压U R2U,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R3两端的电压U R3U,则U R2:U R3=1:4,因串联电路中各处的电流相等,所以,由I可得:,即R3=4R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;(2)当开关S1和S3闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片位于最右端时,等效电路图如图3所示;滑片位于中点时,等效电路图如图4所示;当所有开关闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路的等效电路图如图5所示:因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,图1中,电路的总功率:P1,因并联电路中各支路两端的电压相等,且电路的总功率等于各用电器功率之和,所以,图5中,电路的总功率:P2,由P1:P2=2:15可得:15P1=2P2,即152×(),解得:R1=2R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且图5中两只电流表示数相差0.3A,所以,图5中,通过R1的电流:I5=I﹣I4=0.3A,则0.3A,即0.6A﹣﹣﹣﹣﹣﹣③图3中,电路中的电流:I20.6A=0.1A,图4中,电路中的电流:I30.6A=0.15A,因图4和图3相比较R3的功率增大了0.05W,所以,由P=I2R可得:P3′﹣P3=I32R3﹣I22R3=(0.15A)2R3﹣(0.1A)2×R3=0.05W,解得:R3=40Ω,代入①②③两式可得:R1=20Ω,R2=10Ω,U=6V,故BD错误;图4中,U1=I3R1=0.15A×20Ω=3V,故C错误;图5中,P2 5.4W,故A正确。
4.(2019•硚口区二模)定值电阻R1、R2和滑动变阻器R3接入如图电路中,电源电压不变。
当开关S1闭合,S2断开,滑片P位于a点时,电压表V1和V2的示数之比U1:U2=2:1,电流表的示数I1=1A;滑片P位于最右端时,电压表V1和V2的示数之比U1′:U2′=2:5.当开关S1断开,S2闭合,两个电压表V1和V2的示数之比U1″:U2″=3:1.通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片,使电路消耗的功率最小为4.5W.下列说法正确的是()A.电源的电压为 10VB.滑动变阻器的最大阻值是 24ΩC.当开关 S1闭合,S2断开,滑片 P 位于 a 点时,R3消耗的功率为 8WD.当开关 S1断开,S2闭合,滑片 P 位于最左端时,电路消耗的最大功率为 12W【答案】:D。
【解析】:当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于a点时等效电路为图1所示:当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于最右端时等效电路为图2所示:当开关S1断开,S2闭合的等效电路如图3所示:在可能得到的各种电路中,只有当开关S1、S2都断开,并且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路的总电阻最大,消耗的电功率最小,此时的等效电路如图4所示:(1)图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且U1:U2=2:1,根据欧姆定律可得:,所以,R a R1;根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得电源电压:U=I1(R1+R a)=1A×(R1R1)=1A R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①图2中:根据I可得:,即:R b R1;图3中:根据I可得:,解得:R2R1;图4中,最小总功率:P min 4.5W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②两式可得:R1=8Ω,U=12V;故A错误;(2)滑动变阻器的最大阻值:R b R18Ω=20Ω;故B错误;(3)R a R18Ω=4Ω,则R3消耗的功率P a=(I1)2R a=(1A)2×4Ω=4W;故C错误;(4)当开关S1断开,S2闭合,滑片P位于最左端时,电阻R1与R2串联,R2R18Ω=4Ω;电路中的最大电功率:P12W;故D正确。
5.(2017•武汉)如图所示,电源电压U保持不变,灯泡L标有“6V 3W”字样。
当开关S1,S2都闭合,滑片P移到最左端时,电流表的示数为I,电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3,R1消耗的功率为P1,电路消耗的总功率为P;当开关S1闭合,S2断开,滑片P移到最右端时,电流表的示数为I′,电压表V1、V2和V3的示数分别为U1′、U2′和U3′,R1消耗的功率为P1′,电路消耗的总功率为P′.此时灯泡L恰好正常发光。