2018届中考物理复习第九单元电流和电路欧姆定律专题(9)电路安全问题
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初三物理欧姆定律和安全用电试题1.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电建S,电路正常工作。
一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变。
若故障只发生在电阻R1、R2上,用某完好的定值电阻R(R<R1)替换R2,替换前、后两电表的示数恰好不变,则()A. R1一定断路B. R2一定断路C. R1可能断路D. R2可能断路【答案】A【解析】此电路是并联电路,电流表测干路电流,其示数变小,说明总电阻增大,应为断路故障,由于用完好的电阻替换R2后,两表的示数都不变,所以故障不在R2,是R1断路。
【考点】故障电路2.用电安全是天大的事,在某地曾发生过这样一幕惨剧,某农户的鱼塘上空有高压线通过,一位钓鱼者抬杆取鱼时,钓鱼杆触及电线,钓鱼者当场触电身亡。
下面说法不正确的是A.此高压线是裸露导线(导线外没有绝缘皮)B.钓鱼杆接触到了火线C.钓鱼杆导电了D.小鸟只能落在零线上,落在火线上同样会触电身亡【答案】D【解析】对于高电压来说,橡胶不再是绝缘体,所以高压线没有绝缘皮,A对;火线与大地间有电压,所以接触到火线会发生触电事故,B对;钓鱼竿对高电压来说是导体,C对;小鸟落在火线上不会触电,因为它两脚间的电压很小,D错。
【考点】安全用电3.如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S后,电路正常工作,过了一会儿灯L突然变亮,两表示数都变大,则该电路出现的故障可能是()A.灯L短路B.灯L断路C.电阻R断路D.电阻R短路【答案】D【解析】若灯L短路,灯L不亮,不符合题意,A不可能;若灯L断路,灯L不亮,不符合题意,B不可能;若电阻R断路,灯L与电阻串联,电路中无电流,灯L不亮,不符合题意;若电阻R短路,因为电源电压不变,电路中电流增大,灯L变量,符合题意,选填D。
【考点】电路故障分析4.有关资料表明:人体出汗或潮湿时的电阻为200-800Ω;人体中电流超过30mA时将会造成生命危险.若某人身体潮湿时的电阻为500Ω,则当他接触电压为220V的照明电路时,通过他的电流为 mA.请根据计算结果为右图配上解说词:.【答案】440;不要用湿手按开关【解析】通过人体的电流为:;由于人体潮湿时电阻减小,所以不要用湿手按用电器开关。
九年级欧姆定律章节考点题型汇总类型一:欧姆定律的实验探究我们进行过“科学探究欧姆定律”的实验,(l)请在右边方框画出该实验的电路图.(2)①由于电路图中电流的大小受多种因素的影响,所以我们在探究某一因素变化对电流的影响时,必须保持其它因素不变,即采用了_______法。
②如图是某实验小组深究过程中,根据实验数据绘制的图像,其中表示电压不变时,电流随电阻变化的图像是__图;表示电阻不变时,电流随电压变化的图像是__图。
(选填“甲”或“乙”)(3)在探究过程中,使用滑动变阻器的目的是________和_________。
(4)实验的结论是:①________________________②________________________类型二:欧姆定律的理解由欧姆定律公式,对同一段电路,则下列说法中正确的是()A、R与U成正比B、当U为0时,R为零C、U与I成正比D、以上说法都不对类型三:应用欧姆定律进行计算一个电阻的两端加上3V的电压时,通过它的电流是0.2A,导体的电阻是_____Ω,如果导体两端的电压扩大为原来的2倍,则导体的电阻为____Ω。
变式训练(1)一只电阻当其两端电压从2V增加到2.8V时,通过该电阻的电流增加了0.1A,那么该电阻阻值为()A、8ΩB、20ΩC、28ΩD、18Ω(2)一段导体的电阻值增加4Ω时,接到原来的电源上,发现通过该导体的电流变为原来的3/4,则该导体原来的电阻为()A、16ΩB、12ΩC、8ΩD、20Ω类型四:利用图像法解决欧姆定律的相关问题通过导体a、b的电流随电压的变化情况如图所示,则导体a、b的电阻相比较()A、R a>R b B、R a<R b C、Ra=R b D、无法确定变式训练在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。
则由图可知,元件A的电阻为____Ω;将A和B并联后接在电压为2.0V的电源两端,则通过A和B的总电流是_____A类型五:导体的串联如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,比较这两段导体两端的电压和通过它们的电流的大小,有()A、U AB>U BC,I AB<I BC B、U AB<U BC,I AB=I BCC、U AB>U BC,I AB=I BCD、U AB=U BC,I AB<I BC类型六:串联电路比例的计算长短粗细都相同的铁丝和银铝合金丝,它们的电阻之比是1:10,当它们由联在同一电路时,通过它们的电流之比是_______,它们两端的电压之比是______。
一、初中物理欧姆定律问题1.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当开关闭合时,标有“8V8W”的小灯泡L恰好正常发光;若保持定值电阻R不变,将L换成另一只标有“8V 4W”的小灯泡,闭合开关后,小灯泡工作时消耗的实际功率A.大于4W B.等于4W C.小于4W D.无法确定【答案】A【解析】【分析】【详解】根据公式可知,当额定电压相同时,额定功率越大,电阻越小,所以“8V 8W”的灯泡电阻小,“8V 4W”的灯泡电阻大;根据串联电路电阻的分压特点可知,改接后,灯泡两端的电压变大,大于8V,所以这只灯泡消耗的功率大于4W.2.如图所示,电源电压恒为9V,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“24Ω 0.8A”,灯泡标有“3V 1.5W”字样。
闭合开关,在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化),则下列说法中正确的是()A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~24ΩB.电流表示数的变化范围是0.1A~0.5AC.电压表示数的变化范围是1V~3VD.灯泡的最小功率是0.54W【答案】D【解析】【详解】从图中可以看到,灯泡和滑动变阻器串联,根据电功率公式P UI=可知灯的额定电流是LLL1.5W0.5A3VPIU===额额额还可知道灯泡的电阻是L L L3V6Ω0.5AU R I ===额额因为电压表的量程是0到3V ,所以当灯泡两端的电压是3V ,电路中的电流最大,大小是max L 0.5A I I ==额由此可计算得电路中的最小总电阻是min max 9V18Ω0.5AU R I ===总 那么滑动变阻器接入电路的最小阻值是L min min -18Ω-6Ω12ΩR R R ===滑总而当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,灯泡两端的电压最小,电流也是最小的,电路是安全的,所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是12Ω~24Ω;电路中的最大总电阻是L max 6Ω24Ω30ΩR R R =+=+=总电路中的最小电流是min max9V0.3A 30ΩU I R ===总 所以电流表示数的变化范围是0.3A~0.5A ;也可知道灯泡两端的电压最小值是Lmin min L 0.3A 6Ω 1.8V U I R ==⨯=所以电压表示数的变化范围是1.8V~3V ;当电路中电流最小时,灯泡的电功率最小,大小是()22Lmin min L 0.3A 6Ω0.54W P I R ==⨯=故选D 。
初中九年级中考物理欧姆定律和安全用电要点及练习(附答案)知识回顾1.电压越高越危险:根据欧姆定律,导体中的电流的大小跟导体两端的电压成正比;人体也是导体,电压越高,通过的电流就越大,达到一定程度就很危险了。
2. 注意防雷:雷电是大气中一种剧烈的放电现象,放电时,电压和电流极大,放出巨大的热量和引起空气的振动。
防雷要安避雷针。
3. 安全电压:不高于36 V的电压。
4.家庭电路中的触电事故:都是人体直接或间接跟火线连通造成的。
5.预防家庭电路中的触电事故:(1)绝对不要接触没有绝缘皮的火线以及跟火线连通的导体。
(2)绝缘部分破损,导电部分裸露处要及时更换。
(3)不要在电线上搭晾衣物,不要用湿手触摸电器。
6.安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
7.断路:某处断开,没有接通的电路。
8. 短路:电路中两点不该连的两点连到一起的现象。
由于电线的电阻很小,电源短路时电流会非常大,会损坏电源和导线。
练习:1.家庭电路的电压是______V,经验证明,只有__________的电压才是安全的.2.使用有室外天线的电视机,要重视防雷,这是因为,雷电是自然界中发生的__________现象,发生雷电时,在云层和大地之间的雷电路径上有强大的__________流过,会给人们带来危害.3.欧姆定律告诉我们:导体中的电流大小跟__________成正比;人体也是导体,通过人体的电流也会随着______的增大而增大.4.下列几种情况,可能会引起触电的是A.用12 V蓄电池做实验B.无意中碰到36 V电压的两根导线C.站在干燥的木凳上触到家庭电路中的一根火线D.站在地上触到家庭电路中的一根火线5.一个灯泡灯光暗淡,下列原因不可能的是A.电源电压过低B.灯泡陈旧,灯丝升华变细,使灯丝电阻变大,电流变小C.电源电压过高D.线路因潮湿或绝缘线损坏有漏电现象6.有下面几种做法:①同时用手接触三节串联着的铅蓄电池组;②用手去捡落在地上的高压输电线;③用湿布去擦亮着的电灯泡;④站在地上用手碰到了家庭电路中的火线;⑤站在干燥的木板上同时接触家庭中的火线和零线.其中会发生触电事故的做法是A.只有②④B.只有①③C.②③④⑤D.①②③④⑤7.一只麻雀停在高压输电线上而不会触电致死,其原因是()A.麻雀身体是一种电阻特别大的绝缘体B.麻雀两脚间的电压很小,通过身体的电流很微弱C.麻雀的脚是绝缘的,不导电D.麻雀有适应电流通过的天性8.发现有人触电时,为什么不能用手去拉?应该怎样做?9.关于安全用电问题,下列说法正确的是()A.只有36 V的电压对人体才是安全的B.家庭电路的电压是低压,对人体没有危险C.不能靠近高压带电体D.只要电流通过人体,就会发生触电事故10.下列行为中,符合安全用电原则的是()A.用湿手拨动开关B.把湿衣服晾在室外电线上C.发生电着火,赶紧用水扑火D.保持绝缘部分干燥参考答案:1.220、不高于36 V2.放电、电流3.导体两端的电压、电压4.D5.C6.C7.B8.因为用手去拉触电的人,会使救人的人与触电的人连接在一起,人体是导体,就会有电流从触电人传到救人的人,这时救人的人也会触电.若遇到有人触电,应赶快切断电源,或者用干燥的木棍将电线从触电人身上挑开,迅速使触电人脱离电源.9.C 10.D。
一、初中物理欧姆定律问题1.洋洋设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如下图所示,R是定值电阻,R′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大的电路是A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A.由图知,R与R′串联,电压表并联在电源两端测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故A不符合题意;B.由图知,R与R′并联,电压表串联在电路中测电源的电压,其示数不随滑片的移动而变化,故B不符合题意;CD.电路中R与R′串联,当身高越高时,滑片上移,R′接入电路中的电阻越大,电路中的总电阻越大,由UIR=可知,电路中的电流越小,由U IR=可知,R两端的电压越小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,所以,R′两端的电压变大;C选项中电压表测R′两端的电压,身高越高时,其示数越大,故C符合题意;D选项中电压表测R两端的电压,身高越高时,其示数越小,故D不符合题意.故选C.2.如图所示的电路,电源电压不变,R1为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.闭合开关S,当监控区的温度升高时,电压表示数U与电流表示数I的关系图象是A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以,当温度升高时,热敏电阻R1的阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=UR可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;热敏电阻R1的阻值变小,由串联分压原理可知,R1两端的电压减小,即电压表的示数减小;由上述分析可知,当电流表示数I变大时,电压表的示数U减小,故A图象错误;BCD.根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电压表示数U1=U总−U2=U总−IR2因U总、R2是定值,所以,电压表示数U1与I为一次函数,其图象是一条倾斜的直线,且电流增大时,电压变小,故C图象正确,BD图象错误。
故选C。
【点睛】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.由题意可知温度升高时热敏电阻阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中的电流和R2两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化,进而分析可得图象。
专题05 欧姆定律知识点一、欧姆定律一、电流与电压和电阻的关系【实验器材】电源、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻、开关、导线。
【实验结论】在电阻一定时,通过电阻的电流和电阻两端的电阻成正比;在电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比。
知识点二、欧姆定律1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2.公式:R U I =(这是基本公式)。
变形公式:I U R =,U=IR (只能用于计算,不能用于解释三者之间的关系)。
3.适用范围:(1)欧姆定律适用于从电源正极到负极之间的整个电路或其中某一部分电路,并且是纯电阻电路。
(2)定律中“导体”中的电流I ,“两端”的电压U 及“导体”的电阻R ,是对同一和导体或同一段电路而言,三者要一一对应。
在解题中,习惯上把同一个导体的各个物理量符号的下角标用同一数字表示,表示R 1、U 1、I 1等。
知识点三:电阻的测量1.实验原理:由欧姆定律R U I =可知IU R =,用电压表测出导体两端的电压U ,用电流表测出导体中的电流I ,就可以求出电阻R 。
这种测量方法叫做伏安法。
2.实验电路图:测量电阻和“电流与电压和电阻的关系”(图1)所用的电路图相似。
3.实验器材:电源、开关、导线、滑动变阻器、待测电阻、电流表、电压表。
4.实验步骤:(1)根据电路图连接实物。
将滑动变阻器滑片移到阻值最大处后闭合开关。
(2)改变待测电阻两端的电压,分别记录三组对应的电压值个电流值。
根据每组数据,求出电阻,最后求出电阻得平均值(减少误差),作为被测电阻的阻值。
5.注意事项:(1)电压表、电流表的量程选择要适当,一般以电表指针偏转到过半为宜。
可用试触和估算电压、电流最大值的方法,选择合适量程。
(2)滑动变阻器在电路中,一起到改变待测电阻两端电压和通过待测电阻电流的作用,二起到保护电路的作用。
(3)如果测小灯泡的电阻,不能采用“求平均数”的方法处理数据,因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化。
专项训练(九) 电路安全问题一、选择题1.[2017·苏州]如图ZX9-1所示,电源电压4.5V,定值电阻R0为10Ω,滑动变阻器R规格为“20Ω2A”,电流表和电压表量程分别为0~0.6A和0~3V。
闭合开关S,电路正常工作时,下列叙述正确的是( ) A.电流表示数最大值为0.6AB.电压表示数范围为1~3VC.滑动变阻器的功率可达0.5WD.滑动变阻器阻值变化范围为5~10ΩZX9-1图ZX9-22.如图ZX9-2所示,电源电压为12V,R0=60Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω2A”,电流表的量程为0~0.6A,小灯泡上标有“6V 3W”字样。
不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全。
则( )A.S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8~50ΩB.S闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是2.25~3WC.S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4WD.S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω图ZX9-33.如图ZX9-3是一款电子秤,它的工作原理如图ZX9-4甲所示,其中E为干电池,电子秤示数表盘由电流表改装而成,R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,电流表示数为0.6A;在b端时,电流表示数为0.15A。
c是一根弹簧,其所受压力F与压缩量ΔL的关系如图乙所示(挂钩的重力不计,g取10N/kg,不挂重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时滑片P在b端)。
下列说法正确的是( )图ZX9-4A.该电子秤中R0阻值为0.5ΩB.闭合开关,不挂重物时电阻R0两端电压为6VC .电子秤工作时,电路中电阻R 0消耗的电功率范围是0.1125~1.8WD .当电路中的电流为0.3A 时,电子秤称重示数为4kg二、计算题4.图ZX9-5所示,是小勇设计的某电器设备的部分电路。
电源电压9V 保持不变,灯泡L 标有“8V 4W ”字样,电流表的量程为0~3A ,电压表的量程为0~15V ,滑动变阻器R 2的最大阻值为20Ω。
一、初中物理欧姆定律的实际应用问题1.如图所示电路,电源电压保持不变·当闭合开关S ,调节滑片的位置,使滑动变阻器的阻值从最大变化到最小,得到两个电阻的“U-I ”关系图像如图所示,则下列判断正确的是A .滑动变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3 AB .定值电阻的阻值为20 ΩC .图象乙反映了的U-I 关系D .滑动变阻器R 2的阻值变化范围为0~10 Ω【答案】A【解析】【详解】 C .从“U-I ”关系图像可以看出,甲为滑动变阻器的关系图像,因为最后电压变为0,此时滑动变阻器的电阻为0,乙为电阻R 1的图像,故C 错误;B .当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,电路中的电流最小;由图乙可知,此时电路中的电流I =0.2A ,电阻R 1的电压U 1=2V ,滑动变阻器两端的电压U 2=4V ;因为串联电路总电压等于各支路电压之和,所以电源电压为122V 4V 6V U U U =+=+=;根据欧姆定律可得,定值电阻R 1的阻值:112V =10Ω0.2AU R I ==, 故B 错误;D .滑动变阻器的阻值最大为: 224V =20Ω0.2AU R I ==, 即滑动变阻器R 2的阻值变化范围为0~20Ω,故D 错误; A .因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以变阻器滑片在中点时,电流表示数:126V 0.3A 1110Ω20Ω22U I R R '===++⨯, 故A 正确。
2.小明设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路,其电路图如图甲所示。
其中,电源两端电压U =4V (恒定不变),电压表量程为0~3V ,R 0是阻值为300Ω的定值电阻,R 1是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )A .R 1的阻值随温度升高而减小B .环境温度升高时,电路的总功率变小C .此电路所允许的最高环境温度是80℃D .当环境温度为40℃时,R 1两端的电压为2V【答案】AC【解析】【详解】 A .由乙图可知,随温度升高R 1的阻值逐渐降低,故A 正确;B .由于电源电压不变,当环境温度升高时,R 1的阻值变小,电路总电阻变小,则由2U P R=可知,电路总功率变大,故B 错误; C .由于温度越高R 1阻值越小,则由串联分压可知,R 0两端电压越大,由于电压表测量R 0两端电压,量程为0~3V ,则电压最大不超过3V ,当电压表为3V 时,对应环境最高温度,此时电路电流为01003V 0.01A 300ΩU I I I R ===== 则此时R 1阻值为 1114V 3V 100Ω0.01AU R I -=== 由乙图得对应最高温度为80℃,故C 正确;D .当环境温度为40℃时,由乙图得R 1阻值为200Ω,则电路总阻值为500Ω,电路电流为4V 0.008A 500ΩU I R '===总 由于串联,则流过R 1电流为0.008A ,此时R 1两端电压为1110.008A 200Ω=1.6V U I R '''==⨯故D 错误。
一、初中物理欧姆定律问题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,则A.电流表A示数与电流表A1示数的差值变大B.电流表A示数与电流表A1示数的差值变小C.电流表A示数与电流表A1示数的比值变大D.电流表A示数与电流表A1示数的比值变小【答案】C【解析】【分析】【详解】AB. 滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,接入电路电阻变大,通过的电流变小,即电流表A1示数变小,但通过定值电阻R2的电流不变,电流表A示数与电流表A1示数的差值就等于通过定值电阻R2的电流,所以电流表A示数与电流表A1示数的差值不变,故A、B错误;CD.根据欧姆定律可知,I11UR=;干路电流IUR总=,电流表A示数与电流表A1示数的比值为1112121212+==+R R R RIR RI R RR R=总,因为R1在变大,所以比值变大,故C正确;D错误.2.某同学利用如图甲所示的电路图测定小灯泡电阻,电路中电源电压保持4.5V不变,灯泡上标有“2.5V,?A”字样,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”。
闭合开关,将滑片P滑到某一位置时,两电表的示数如图乙所示,则下列说法不正确的是()A.此时灯泡的电阻为8ΩB .此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8∶7C .该电路能探究串联电路电流的特点D .该电路能探究电流与电压的关系 【答案】D 【解析】 【分析】由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;由图示电表确定其量程与分度值,读出其示数,应用串联电路特点与欧姆定律分析答题。
【详解】 A .此时灯泡电阻L 2.4V8Ω0.3AU R I === 故A 正确,不符合题意; B .滑动变阻器两端电压L = 4.5V 2.4V 2.1V U U U -=-=滑此时灯泡与滑动变阻器的阻值之比L L 2.4V 82.1V 7R U R U ===滑滑 故B 正确,不符合题意;C .利用该电路可以探究串联电路电流特点,故C 正确,不符合题意。
专项训练(九) 电路安全问题
一、选择题
1.[2017·苏州]如图ZX9-1所示,电源电压4.5V,定值电阻R0为10Ω,滑动变阻器R规格为“20Ω2A”,电流表和电压表量程分别为0~0.6A和0~3V。
闭合开关S,电路正常工作时,下列叙述正确的是( ) A.电流表示数最大值为0.6A
B.电压表示数范围为1~3V
C.滑动变阻器的功率可达0.5W
D.滑动变阻器阻值变化范围为5~10Ω
ZX9-1
图ZX9-2
2.如图ZX9-2所示,电源电压为12V,R0=60Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω2A”,电流表的量程为0~0.6A,小灯泡上标有“6V 3W”字样。
不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全。
则( )
A.S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8~50Ω
B.S闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是2.25~3W
C.S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D.S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
图ZX9-3
3.如图ZX9-3是一款电子秤,它的工作原理如图ZX9-4甲所示,其中E为干电池,电子秤示数表盘由电流表改装而成,R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,电流表示数为0.6A;在b端时,电流表示数为0.15A。
c是一根弹簧,其所受压力F与压缩量ΔL的关系如图乙所示(挂钩的重力不计,g取10N/kg,不挂重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时滑片P在b端)。
下列说法正确的是( )
图ZX9-4
A.该电子秤中R0阻值为0.5Ω
B.闭合开关,不挂重物时电阻R0两端电压为6V
C .电子秤工作时,电路中电阻R 0消耗的电功率范围是0.1125~1.8W
D .当电路中的电流为0.3A 时,电子秤称重示数为4kg
二、计算题
4.图ZX9-5所示,是小勇设计的某电器设备的部分电路。
电源电压9V 保持不变,灯泡L 标有“8V 4W ”字样,电流表的量程为0~3A ,电压表的量程为0~15V ,滑动变阻器R 2的最大阻值为20Ω。
闭合开关S 和S 1时,电路消耗的功率为4.05W 。
(不计灯丝电阻随温度的变化)求:
(1)小灯泡L 的电阻;
(2)开关S 、S 1、S 2都闭合时,通过电流表的最小电流;
(3)在不超过电表量程和灯泡额定电压的条件下,只闭合开关S 2时滑动变阻器R 2的电功率变化范围。
图ZX9-5
参考答案
1.C [解析] 根据电路图可知,电压表测量的是定值电阻R 0两端的电压,根据它的量程选择,R 0两端的电压最大是3 V ,所以电路中的最大电流I 大=U 0R 0=3 V
10 Ω=0.3 A ,所以A 错误;当滑动变阻器移到最右端时,R 接入电路的阻值
最大,此时电路中电流最小,I 小=U R 0+R = 4.5 V
10 Ω+20 Ω
=0.15 A ,这时电压表的示数U′0=I 小R 0=0.15 A×10 Ω=
1.5 V ,所以电压表的示数范围是1.5~3 V ,所以B 错误;当电压表的示数为3 V 时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路的阻值最小R 小=U -U 0I 大=4.5 V -3 V
0.3 A
=5 Ω,但滑动变阻器的最大阻值为20 Ω,此时电流表、电压表都未超
过量程,所以D 错误;在滑动变阻器的滑片移动过程中,当滑片P 在中点时,滑动变阻器的功率最大,为P 大=⎝
⎛⎭⎪
⎪⎫
U R 0+12R 2
·12R =⎝ ⎛⎭
⎪⎫4.5 V 10 Ω+10 Ω2×10 Ω=0.50625 W ,所以C 正确。
2.D [解析] S 闭合,S 1、S 2都断开时,滑动变阻器与L 串联,小灯泡上标有“6 V 3 W”字样。
小灯泡电阻R L
=U L 额2
P L 额=(6 V )2
3 W =12 Ω,小灯泡正常发光时的电流I L =P L 额U L 额=3 W 6 V =0.5 A ,则滑动变阻器接入电路的最小阻值R 小=U -U L 额I L =12 V -6 V
0.5 A =12 Ω;滑动变阻器的规格为“50 Ω 2 A”,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是12~50 Ω,故A 错误。
S 闭合,S 1、S 2都断开时电路中的最小电流I 最小=U R L +R 滑=12 V 12 Ω+50 Ω=631 A ,则灯泡的最小功率P L 最小=
I 最小
2R L =⎝ ⎛⎭
⎪⎫631 A 2
×12 Ω≈0.45 W,故B 错误。
S 、S 1、S 2都闭合时,滑动变阻器与R 0并联,流经R 0的电流I 1=U R 0=
12 V 60 Ω=0.2 A ;当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,此支路上的电流最小,则I 2=
U R 滑=12 V
50 Ω
=0.24 A ,则此时干路上的最小电流I′最小=I 1+I 2=0.2 A +0.24 A =0.44 A ,电路消耗的总功率最小值为P 最小=UI′最小=12 V×0.44 A=5.28 W ,故C 错误。
由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6 A ,则此时电路消耗的总功率最大,电路中的总电阻R 总=U I 大=12 V 0.6 A =20 Ω,因滑动变阻器与R 0并联,则1R 总=1R 0+1R′滑,即120 Ω=160 Ω+1R′滑,解得R′滑=30 Ω,故D 正确。
3.C [解析] 由题图可知,滑片在a 端时,电路为R 0的简单电路,电路中的电流I a =0.6 A ,电源电压U =I a R 0=0.6 A×R 0;滑片在b 端时,R 与R 0串联,电路中的电流I b =0.15 A ,电源电压U =I b (R +R 0)=0.15 A×(15 Ω+R 0),因电源电压不变,所以,0.6 A×R 0=0.15 A×(15 Ω+R 0),解得:R 0=5 Ω,故A 错误。
电源电压U =I a R 0=0.6 A ×5 Ω=3 V ,所以,不称量重物时R 0两端的电压为3 V ,故B 错误。
当滑片在a 端时,电阻R 0消耗的电功率最大,则P 最
大=I a 2R 0=(0.6
A)2×5 Ω=1.8 W ;滑片在b 端时,电阻R 0消耗的电功率最小,则P 最小=I b 2R 0=(0.15 A)2
×5 Ω=0.1125 W ,所以电子秤工作时,电路中电阻R 0消耗的电功率范围是0.1125~1.8 W ,故C 正确。
当电路中的电流为0.3 A 时,电路中的总电阻R 总=U I =3 V
0.3 A =10 Ω,滑动变阻器连入电路的阻值R′=R 总-R 0=10 Ω-5 Ω=5 Ω,由题意可知,
此时弹簧的压缩量ΔL =6 cm
15 Ω×5 Ω=2 cm ,由图丙可知,此时弹簧所受压力为20 N ,即G =F =20 N ,物体的质量m
=G g =20 N 10 N/kg
=2 kg ,故D 错误。
4.解:(1)小灯泡L 的电阻R L =U 额2
P 额=(8 V )
2
4 W
=16 Ω。
(2)闭合开关S 和S 1时,电路中只有R 1,P 1=4.05 W ,R 1=U 2
P 1=(9 V )
2
4.05 W =20 Ω,
开关S 、S 1、S 2都闭合时,小灯泡被短路,
电阻R 1与滑动变阻器并联,当R 2的阻值为最大值20 Ω时,电流表的示数最小, 因为R 1=R 2=20 Ω,所以R 并=20 Ω
2=10 Ω,
则I min =U R 并=9 V
10 Ω
=0.9 A 。
(3)只闭合开关S 2时滑动变阻器R 2与灯串联,
小灯泡的额定电流为I 额=P 额U 额=4 W
8 V =0.5 A ,电流表的最大量程为3 A ,
所以为了保护小灯泡,电路中的最大电流为I =0.5 A , 滑动变阻器消耗的电功率:
P 2=U 2I =(U -U L )I =(9 V -IR L )I =9I -I 2R L =9I -16I 2
=-(4I -98)2+8164,
所以当为最大值0.5 A 时,P 2有最小值,此时R 总=U I =9 V
0.5 A =18 Ω,
则滑动变阻器接入电路的最小阻值R 2′=R 总-R L =18 Ω-16 Ω=2 Ω,
P 2=I 2R 2′=(0.5 A)2
×2 Ω=0.5 W ,
当4I -98=0时滑动变阻器消耗的电功率有最大值P 2″=81
64 W≈1.27 W,
所以,滑动变阻器R 2的电功率变化范围是0.5~1.27 W 。