初中物理教科版九年级上册2 电路同步达标检测题
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2023年中考物理复习专项训练 动态电路计算
1.(2021自贡模拟)如图所示,电源电压不变,R1、R2是两个相同的电阻,当闭合开关S1,断开S2、S3,通电10 min,电路产生的热量为Q;同时闭合S2、S3,断开S1,若要产生相同的热量Q,则通电时间为( )
A.2.5 min B.10 min
C.20 min D.40 min
2.(2021石家庄长安区模拟)如图甲所示电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器闭合开关,滑片P从一端滑到另一端的过程中电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是
A.滑片从最左端向最右端滑动过程中,电流表示数变大
B.滑片滑动过程中,电压表与电流表示数之比不变
C.电源电压为6V
D.电路消耗的最大功率为3.6W
3.(2021宿迁模拟)如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示,以下分析错误的是 ( )
A.电源电压是3V
B.的的电阻值是10Ω
C.R2的变化范围是0~20Ω
D.当滑片P移到中点时,电阻R1在l0s内产生的热量是4J
4.(2021雅安模拟)如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I-U图象.将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1 W.下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为5 Ω
B.再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2 A
C.再闭合开关S2时,电路总功率为1.6 W
D.再闭合开关S2后,在1 min内电阻R产生的热量为240 J
5.(2021眉山模拟)如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I-U图象.将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1 W.下列说法错误( )
①只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为3 Ω;②再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2 A;③再闭合开关S2时,电路总功率为1.4 W;④再闭合开关S2后,在1 min内电阻R产生的热量为240 J.
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
6.(2021哈尔滨模拟)灯泡L上标有“6V6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为10V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,则下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为6V
B.当电流表的示数为0.4A时,电压表的示数为9V
C.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为3W
7.(2021雅安模拟)小灯泡L的额定电压为3 V,它的I-U图象如图甲所示,把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关S,电压表示数为1.5 V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3 V.已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌标有“10 Ω 2 A”.下列说法中错误的是( )
A.电源电压为4.5 V
B.小灯泡的额定功率为1.5 W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3 Ω
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为2.5 W
8.(2021济宁模拟)如图所示的电路,电源电压保持不变。多次只改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如表所示。此实验中,电源电压为______ V,R2接入电路的阻值为______ Ω。
9.(2021宜宾模拟)如图所示电路中,开关S由断开到闭合时,电流表的示数由0.3 A变化到0.5 A,此时电压表的示数始终为6 V,则滑动变阻器R2连入电路的阻值为________Ω,通电1 min电阻R1产生的热量为________J.
10.(2021雅安模拟)如图所示为一种保温电热水壶的电路示意图.若电热水壶烧水时消耗的功率为1 000 W,则电阻R1为________Ω.如果保温状态下电热水壶消耗的功率是烧水时消耗功率的,则电阻R2消耗的功率为________W.
11.(2021洪泉中学二模)如图1,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片P从a滑到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图2所示,由图象可知,R1的阻值为 Ω;当电路中的电流为0.2A时,R1与R2消耗的电功率之比为 。
12.(2021哈尔滨模拟)如图甲、乙所示是我们常见的可调节亮度的台灯及电路图,变阻器R的最大电阻值为2200Ω,台灯灯泡的铭牌如图丙所示。灯泡正常发光时的电流为 A;台灯处在最省电的工作状态时,灯泡的电功率为 W。(不考虑灯丝电阻随温度的变化)
13.(2021抚松模拟)小明同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的一些特性,图中R0为定值电阻,R为电阻式传感器。当控制其阻值从0逐渐变为80Ω时,小明测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示,已知电源电压恒定不变。则电源电压是____V,R0的阻值是_____Ω;最大功率P1的值是_____W。
14.(2021福建模拟)小明用如图所示的电路“探究电流与电压的关系”,所用电源电压为4.5 V,闭合开关S时,发现电压表无示数,但电流表有示数,电路故障可能是电阻__________(填“断路”或“短接”)。排除故障后,他移动滑动变阻器的滑片,发现当电压表示数是1.2 V时,电流表示数是0.30 A;继续移动滑片,使电压表示数从1.2 V增加到2.4 V,那么该过程中滑动变阻器连入电路的阻值减小了__________Ω。
15.(2021济南模拟)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻R1=10Ω.只闭合开关S1,电流表示数为0.3A;再闭合开关S2.电流表示数为0.5A.求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)开关均闭合时,电路消耗的总功率。
16.(2021抚松模拟)如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图,电饭锅有两挡,分别是高温烧煮和低温焖饭。S1为挡位自动控制开关,R1和R2为电热丝,R1的阻值为80Ω,高温烧煮挡的功率为660W。求:
(1)高温烧煮时干路中的电流;
(2)电阻丝R2的阻值;
(3)电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能。
17.(2021宿迁模拟)如图所示,电源电压U为6V并保持不变,滑动变阻器规格为“24Ω 1A”,当滑片P移至最左端时,灯泡L正常发光,电流表示数为0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.3A.求:
(1)灯泡正常发光时灯丝的电阻大小?
(2)滑片P在最左端时,5min内通过灯泡的电流做了多少功?
(3)滑片P在中点时,灯泡的实际功率多大?
18.(2021宜宾模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0是阻值为8 Ω的定值电阻,小灯泡L上标有“6 V 3.6 W”字样.当单刀双掷开关S接1,滑动变阻器的滑片P位于b端时,定值电阻R0在1 min内消耗的电能为750 J.不考虑温度对灯丝电阻的影响.
(1)求小灯泡L的电阻.
(2)求电源电压.
(3)当单刀双掷开关S接2,移动滑动变阻器的滑片P在某一位置时,小灯泡的电功率为1.6 W,求此时滑动变阻器的电功率.
19.(2021自贡模拟)如图所示,电源电压恒定为6 V不变.灯泡L标有“6 V 3 W”的字样,定值电阻R1=40 Ω,R2为标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器.求:(忽略温度对电阻的影响)
(1)灯泡L正常工作时的电阻.
(2)当闭合开关S1,断开开关S2、S3,滑动变阻器在最大阻值处时定值电阻R1消耗的功率.
(3)当闭合开关S1、S2、S3时,整个电路工作100 s消耗的电能.
20.(2021济宁模拟)如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图象如图乙所示,求:
(1)R1的电阻;
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)整个电路的最大功率
21.(2021眉山模拟)如图所示电路,电源电压为18 V恒定不变,小灯泡L标有“12 V 6 W”的字样,滑动变阻器的规格为“200 Ω 1 A”,电流表量程为“0~0.6 A”,电压表量程为“0~15 V”.闭合开关,在电路安全的情况下,求:(不考虑灯丝电阻的变化)
(1)小灯泡L正常发光时的电流.
(2)滑动变阻器的电阻允许调节的范围.
(3)小灯泡消耗的最小功率.
22.(2021石家庄长安区模拟)如图甲所示,电源电压12V保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其规格为“20Ω 1A”。图乙是灯泡的I-U图象。
(1)只闭合开关S和S1,当电流表示数为0.6A时,灯泡正常发光,求灯泡的额定功率。
(2)只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,电流表能达到满偏,且最小示数为0.4A,求R1的阻值及电压表示数变化范围。
23.(2021南通模拟)如图甲所示电路,电源电压恒为6V,小灯泡L的I-U图像如图乙所示.电阻R1为30Ω,滑动变阻器R2的额定电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.
(1)当开关S1、S2、S3,都闭合时,L正常发光,此时通过R1的电流是多少?
(2)只闭合开关S,移动滑片P,当R2接人电路中的阻值为其最大阻值的四分之一时,电流表的示数为0.2A,滑动变阻器的最大阻值是多少?
(3)在保证各元件安全的条件下,求电路消耗的最大功率和最小功率之比。
24.(2021雅安模拟)如图所示,电源电压可调节,定值电阻R=10 Ω,小灯泡标有“4 V 2 W”(小灯泡电阻不变),滑动变阻器上标有“50 Ω 2 A”的字样.问:
(1)小灯泡的电阻为多大?
(2)只闭合S1时,通过R的电流为I;只闭合S2并保持电源电压不变,调节滑动变阻器,通过R的电流为I,此时滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
(3)只闭合S2,调节滑动变阻器和电源电压,要求电压表示数为2 V,则电源可调节的最大电压和最小电压分别为多少?
25.(2021福建模拟)在中学生创新大赛中,某初中参赛小组设计了一种测定风力的装置,如图甲所示,迎风板与压敏电阻连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向.压敏电阻的阻值随风力的变化而变化,其阻值与风力F的关系图像如图乙所示.已知电源电压恒为5 V,定值电阻.
(1)开关闭合后,风力增大时,电压表的示数是增大还是减小?
(2)无风时,压敏电阻的功率为多少瓦?(保留两位小数)
(3)若电压表的量程为0~3 V,该装置所能测量的最大风力为多少牛?(保留一位小数)
26.(2021攀枝花模拟)如图甲所示的电路,电源两端电压U不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,将滑动变阻器的滑片滑到A端,闭合开关S时滑动变阻器R消耗的功率P1为1.8
W,断开开关时电流表的示数改变了0.3 A;当开关S断开后,滑动变阻器的滑片在滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值R与电流表示数的倒数的关系如图乙所示,求:
(1)电源两端的电压U和滑动变阻器最大的阻值Rm.
(2)定值电阻的阻值R0.
(3)电路消耗的最小功率P2.
27.(2021资阳模拟)如图所示是某型号电压力锅工作电路简图,如表所示是其部分参数.接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,处于1挡加热状态.当锅内混合物质温度达到102 ℃时,开关S自动与a、b断开,与触点c接通,处于2挡加热状态,锅内温度和压强保持不变,进入保压状态.现将质量为2 kg、初温为36 ℃的混合物质放入电压力锅中,接通电路使其正常工作20 min.假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收,混合物质的比热容c=4.0×103 J/(kg·℃).求:
(1)R1、R2的阻值.
(2)电压力锅加热多少分钟后开始保压.
(3)电压力锅最后2 min内消耗的电能.
2023年中考物理复习专项训练 动态电路计算参考答案
1.(2021自贡模拟)如图所示,电源电压不变,R1、R2是两个相同的电阻,当闭合开关S1,断开S2、S3,通电10 min,电路产生的热量为Q;同时闭合S2、S3,断开S1,若要产生相同的热量Q,则通电时间为( )
A.2.5 min B.10 min
C.20 min D.40 min
【答案】A
2.(2021石家庄长安区模拟)如图甲所示电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器闭合开关,滑片P从一端滑到另一端的过程中电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是
A.滑片从最左端向最右端滑动过程中,电流表示数变大
B.滑片滑动过程中,电压表与电流表示数之比不变
C.电源电压为6V
D.电路消耗的最大功率为3.6W
【答案】AC
3.(2021宿迁模拟)如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示,以下分析错误的是 ( )
A.电源电压是3V
B.的的电阻值是10Ω
C.R2的变化范围是0~20Ω
D.当滑片P移到中点时,电阻R1在l0s内产生的热量是4J
【答案】D
4.(2021雅安模拟)如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I-U图象.将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1 W.下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为5 Ω
B.再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2 A
C.再闭合开关S2时,电路总功率为1.6 W
D.再闭合开关S2后,在1 min内电阻R产生的热量为240 J
【答案】B
5.(2021眉山模拟)如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I-U图象.将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1 W.下列说法错误( )
①只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为3 Ω;②再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2 A;③再闭合开关S2时,电路总功率为1.4 W;④再闭合开关S2后,在1 min内电阻R产生的热量为240 J.
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
【答案】C
6.(2021哈尔滨模拟)灯泡L上标有“6V6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为10V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,则下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为6V
B.当电流表的示数为0.4A时,电压表的示数为9V
C.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为3W
【答案】B
7.(2021雅安模拟)小灯泡L的额定电压为3 V,它的I-U图象如图甲所示,把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关S,电压表示数为1.5 V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3 V.已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌标有“10 Ω 2 A”.下列说法中错误的是( )
A.电源电压为4.5 V
B.小灯泡的额定功率为1.5 W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3 Ω
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为2.5 W
【答案】D
8.(2021济宁模拟)如图所示的电路,电源电压保持不变。多次只改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如表所示。此实验中,电源电压为______ V,R2接入电路的阻值为______ Ω。
【答案】3 5
9.(2021宜宾模拟)如图所示电路中,开关S由断开到闭合时,电流表的示数由0.3 A变化到0.5 A,此时电压表的示数始终为6 V,则滑动变阻器R2连入电路的阻值为________Ω,通电1 min电阻R1产生的热量为________J.
【答案】20 72
10.(2021雅安模拟)如图所示为一种保温电热水壶的电路示意图.若电热水壶烧水时消耗的功率为1 000 W,则电阻R1为________Ω.如果保温状态下电热水壶消耗的功率是烧水时消耗功率的,则电阻R2消耗的功率为________W.
【答案】48.4 90
11.(2021洪泉中学二模)如图1,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片P从a滑到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图2所示,由图象可知,R1的阻值为 Ω;当电路中的电流为0.2A时,R1与R2消耗的电功率之比为 。
【答案】10;2:1。
12.(2021哈尔滨模拟)如图甲、乙所示是我们常见的可调节亮度的台灯及电路图,变阻器R的最大电阻值为2200Ω,台灯灯泡的铭牌如图丙所示。灯泡正常发光时的电流为 A;台灯处在最省电的工作状态时,灯泡的电功率为 W。(不考虑灯丝电阻随温度的变化)
【答案】0.1 5.5
13.(2021抚松模拟)小明同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的一些特性,图中R0为定值电阻,R为电阻式传感器。当控制其阻值从0逐渐变为80Ω时,小明测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示,已知电源电压恒定不变。则电源电压是____V,R0的阻值是_____Ω;最大功率P1的值是_____W。
【答案】10 20 1.25
14.(2021福建模拟)小明用如图所示的电路“探究电流与电压的关系”,所用电源电压为4.5 V,闭合开关S时,发现电压表无示数,但电流表有示数,电路故障可能是电阻__________(填“断路”或“短接”)。排除故障后,他移动滑动变阻器的滑片,发现当电压表示数是1.2 V时,电流表示数是0.30 A;继续移动滑片,使电压表示数从1.2 V增加到2.4 V,那么该过程中滑动变阻器连入电路的阻值减小了__________Ω。
【答案】短接;7.5
15.(2021济南模拟)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻R1=10Ω.只闭合开关S1,电流表示数为0.3A;再闭合开关S2.电流表示数为0.5A.求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)开关均闭合时,电路消耗的总功率。
【答案】(1)电源电压为3V;
(2)定值电阻R2的阻值为15Ω;
(3)开关均闭合时,电路消耗的总功率为1.5W。
16.(2021抚松模拟)如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图,电饭锅有两挡,分别是高温烧煮和低温焖饭。S1为挡位自动控制开关,R1和R2为电热丝,R1的阻值为80Ω,高温烧煮挡的功率为660W。求:
(1)高温烧煮时干路中的电流;
(2)电阻丝R2的阻值;
(3)电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能。
【答案】3A; 880Ω; 9.9×104J
17.(2021宿迁模拟)如图所示,电源电压U为6V并保持不变,滑动变阻器规格为“24Ω 1A”,当滑片P移至最左端时,灯泡L正常发光,电流表示数为0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.3A.求:
(1)灯泡正常发光时灯丝的电阻大小?
(2)滑片P在最左端时,5min内通过灯泡的电流做了多少功?
(3)滑片P在中点时,灯泡的实际功率多大?
【答案】(1)12Ω (2)900J (3)0.72W
18.(2021宜宾模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0是阻值为8 Ω的定值电阻,小灯泡L上标有“6 V 3.6 W”字样.当单刀双掷开关S接1,滑动变阻器的滑片P位于b端时,定值电阻R0在1 min内消耗的电能为750 J.不考虑温度对灯丝电阻的影响.
(1)求小灯泡L的电阻.
(2)求电源电压.
(3)当单刀双掷开关S接2,移动滑动变阻器的滑片P在某一位置时,小灯泡的电功率为1.6 W,求此时滑动变阻器的电功率.
【答案】(1)由P=可得小灯泡的电阻RL===10 Ω. (2)当单刀双掷开关S接1,滑动变阻器的滑片P位于b端时,电路为定值电阻R0的简单电路.此时电路的电功率P0===12.5 W.由P=得电源电压U===10 V. (3)当单刀双掷开关S接2,移动滑动变阻器的滑片P在某一位置时,小灯泡与滑动变阻器串联.由P=I2R可得电路中的电流I===0.4 A,小灯泡两端的电压UL=IRL=0.4 A×10 Ω=4 V,滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=10 V-4 V=6 V,滑动变阻器的电功率P滑=U滑I=6 V×0.4 A=2.4 W.
19.(2021自贡模拟)如图所示,电源电压恒定为6 V不变.灯泡L标有“6 V 3 W”的字样,定值电阻R1=40 Ω,R2为标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器.求:(忽略温度对电阻的影响)
(1)灯泡L正常工作时的电阻.
(2)当闭合开关S1,断开开关S2、S3,滑动变阻器在最大阻值处时定值电阻R1消耗的功率.
(3)当闭合开关S1、S2、S3时,整个电路工作100 s消耗的电能.
【答案】(1)由P=可得,灯泡L正常工作时的电阻RL===12 Ω. (2)当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,R1与R2串联,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的总电阻R总=R1+R2=40 Ω+20 Ω=60 Ω,通过R1的电流I1===0.1 A,定值电阻R1消耗的功率P1=IR1=(0.1 A)2×40 Ω=0.4 W. (3)当闭合开关S1、S2、S3时,定值电阻R1与灯泡L并联,通过定值电阻R1的电流I′1===0.15 A;此时灯泡正常发光,由P=UI可得,通过灯泡的电流IL===0.5 A;干路电流I=I′1+IL=0.15 A+0.5 A=0.65 A,整个电路工作100 s消耗的电能W=UIt=6 V×0.65 A×100 s=390 J.
20.(2021济宁模拟)如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图象如图乙所示,求:
(1)R1的电阻;
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)整个电路的最大功率
【答案】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2 两端电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图甲可知,当滑片位于A端时,接入电路中的电阻为零,电路为R1的简单电路,此时电压表V1测电源的电压(V1示数最大),电压表V2被短路(V2示数为0),此时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流I=1.2A,此时N点对应的电压为12V,F点对应的电压为0V,所以,MN是R1的U-I图象即电压表V1示数变化的图象,EF是R2的U-I图象即压表V2示数变化的图象,且电源的电压U=12V,
由I=U/R可得,电阻R1的阻值R1=U/I=12V/1.2=10Ω;
(2)当滑片位于B端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压 表V2的示数最大,
由图乙可知,此时电路中的最小电流I′=0.4A,R2两端的最大电压U2=8V,
则滑动变阻器的最大阻值R2=U2/I’=8V/0.4A=20Ω;
(3)当滑片位于A端时,电路中的电流最大,整个电路的功率最大,
则电路的最大功率P=UI=12V×1.2A=14.4W。
答:
(1)R1的电阻为10Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值为20Ω;
(3)整个电路的最大功率为14.4W。
21.(2021眉山模拟)如图所示电路,电源电压为18 V恒定不变,小灯泡L标有“12 V 6 W”的字样,滑动变阻器的规格为“200 Ω 1 A”,电流表量程为“0~0.6 A”,电压表量程为“0~15 V”.闭合开关,在电路安全的情况下,求:(不考虑灯丝电阻的变化)
(1)小灯泡L正常发光时的电流.
(2)滑动变阻器的电阻允许调节的范围.
(3)小灯泡消耗的最小功率.
【答案】(1)由P=UI可知,小灯泡L正常发光时的电流I额===0.5 A. (2)由题图可知,小灯泡L和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压.因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6 A,小灯泡L正常发光时的电流为0.5 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,所以电路中的最大电流I大=0.5 A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小.由I=可得,电路中的总电阻和小灯泡的电阻分别为R总===36 Ω,RL===24 Ω.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小=R总-RL=36 Ω-24 Ω=12 Ω.当电压表的示数UR=15 V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大.因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时小灯泡两端的电压UL=U-UR=18 V-15 V=3 V,电路中的最小电流I小=== A,则滑动变阻器接入电路中的最大阻值R大===120 Ω,所以滑动变阻器接入电路的阻值在12 Ω~120 Ω的范围时才能保证电路的安全. (3)当小灯泡两端的电压最小,即UL=3 V时,小灯泡消耗的功率最小,为PL小=ULI小=3 V×A=0.375 W.
22.(2021石家庄长安区模拟)如图甲所示,电源电压12V保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其规格为“20Ω 1A”。图乙是灯泡的I-U图象。
(1)只闭合开关S和S1,当电流表示数为0.6A时,灯泡正常发光,求灯泡的额定功率。
(2)只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,电流表能达到满偏,且最小示数为0.4A,求R1的阻值及电压表示数变化范围。
【答案】解:(1)只闭合开关S和S1灯泡与R2串联,由图可知,当电流0.6A时灯正常发光,则额定电压为6V。
P额=UI=6V×0.6A=3.6W
(2)只闭合开关S和S2,R1与R2串联,根据滑动变阻器规格及电流表可以满偏判断,电流表选小量程。
当R2最大为20Ω时,电路中电流最小为0.4A
电压表最小示数
当R2最小时,电路中电流最大为0.6A
电压表最大示数
故电压表示数变化范围为4V-6V
23.(2021南通模拟)如图甲所示电路,电源电压恒为6V,小灯泡L的I-U图像如图乙所示.电阻R1为30Ω,滑动变阻器R2的额定电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.
(1)当开关S1、S2、S3,都闭合时,L正常发光,此时通过R1的电流是多少?
(2)只闭合开关S,移动滑片P,当R2接人电路中的阻值为其最大阻值的四分之一时,电流表的示数为0.2A,滑动变阻器的最大阻值是多少?
(3)在保证各元件安全的条件下,求电路消耗的最大功率和最小功率之比。
【答案】(1)0.2(2)40Ω(3)9:2
24.(2021雅安模拟)如图所示,电源电压可调节,定值电阻R=10 Ω,小灯泡标有“4 V 2 W”(小灯泡电阻不变),滑动变阻器上标有“50 Ω 2 A”的字样.问:
(1)小灯泡的电阻为多大?
(2)只闭合S1时,通过R的电流为I;只闭合S2并保持电源电压不变,调节滑动变阻器,通过R的电流为I,此时滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
(3)只闭合S2,调节滑动变阻器和电源电压,要求电压表示数为2 V,则电源可调节的最大电压和最小电压分别为多少?
【答案】(1)小灯泡的电阻RL===8 Ω.
(2)只闭合S1时,电路为定值电阻R与小灯泡L的串联电路,通过R的电流I==…①.只闭合S2时,电路为定值电阻R与滑动变阻器的串联电路,电压表测定值电阻R两端的电压,电源电压保持不变,通过R的电流I==…②,联立①②解得R′=26 Ω,即此时滑动变阻器接入电路的阻值为26 Ω.
(3)由串联电路的电压特点有U=UV+RP=UV+·RP,当UV=2 V、RP=0时,电源可调节的电压最小,Umin=2 V+0=2 V;当UV=2 V、RP=50 Ω时,电源可调节的电压最大,Umax=2 V+×50 Ω=12 V.
25.(2021福建模拟)在中学生创新大赛中,某初中参赛小组设计了一种测定风力的装置,如图甲所示,迎风板与压敏电阻连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向.压敏电阻的阻值随风力的变化而变化,其阻值与风力F的关系图像如图乙所示.已知电源电压恒为5 V,定值电阻.
(1)开关闭合后,风力增大时,电压表的示数是增大还是减小?
(2)无风时,压敏电阻的功率为多少瓦?(保留两位小数)
(3)若电压表的量程为0~3 V,该装置所能测量的最大风力为多少牛?(保留一位小数)
【答案】(1)增大.
(2)由图像可知,无风时
(3)风力最大时,
由图乙可知,与F为一次函数关系,
解得
26.(2021攀枝花模拟)如图甲所示的电路,电源两端电压U不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,将滑动变阻器的滑片滑到A端,闭合开关S时滑动变阻器R消耗的功率P1为1.8
W,断开开关时电流表的示数改变了0.3 A;当开关S断开后,滑动变阻器的滑片在滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值R与电流表示数的倒数的关系如图乙所示,求:
(1)电源两端的电压U和滑动变阻器最大的阻值Rm.
(2)定值电阻的阻值R0.
(3)电路消耗的最小功率P2.
【答案】(1)将滑动变阻器的滑片滑到A端,闭合开关时,滑动变阻器的最大阻值Rm与R0并联,滑动变阻器R消耗的功率P1=1.8 W.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且断开开关时电流表的示数改变了0.3 A,所以通过滑动变阻器的电流I1=0.3 A.由P=UI可得,电源的电压U===6 V.由I=可得,滑动变阻器最大的阻值Rm===20 Ω. (2)当开关S断开后,滑动变阻器R与R0串联.由图乙可知,当R=2 Ω时,=2 A-1,即I=0.5 A,此时电路的总电阻R总===12 Ω.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以定值电阻的阻值R0=R总-R=12 Ω-2 Ω=10 Ω. (3)当开关S断开后,滑片位于B端时,Rm与R0串联,此时电路的总电阻最大,总功率最小,则电路消耗的最小功率P2===1.2 W.
27.(2021资阳模拟)如图所示是某型号电压力锅工作电路简图,如表所示是其部分参数.接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,处于1挡加热状态.当锅内混合物质温度达到102 ℃时,开关S自动与a、b断开,与触点c接通,处于2挡加热状态,锅内温度和压强保持不变,进入保压状态.现将质量为2 kg、初温为36 ℃的混合物质放入电压力锅中,接通电路使其正常工作20 min.假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收,混合物质的比热容c=4.0×103 J/(kg·℃).求:
(1)R1、R2的阻值.
(2)电压力锅加热多少分钟后开始保压.
(3)电压力锅最后2 min内消耗的电能.
【答案】(1)由题意可知,开关S与触点a、b接通时,R1与R2并联,电压力锅处于1挡加热状态.开关S自动与a、b断开并与触点c接通时,电路为R2的简单电路,电压力锅处于2挡加热状态.因电路的总功率等于各用电器功率之和,且并联电路中各支路互不影响,所以1挡加热时,R1消耗的电功率P1=P加热1-P加热2=550 W-110 W=440 W.因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由P=可得,R1、R2的阻值分别为R1===110 Ω,R2===440 Ω. (2)当锅内混合物质温度达到102 ℃时,开始保压.混合物质温度升高到102 ℃时所吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.0×103 J/(kg·℃)×2 kg×(102 ℃-36 ℃)=5.28×105 J,因加热器产生的热量全部被混合物质吸收,所以,由W=Pt=Q吸可得,从加热到保压的时间t′===960 s=16 min. (3)由于电压力锅正常工作时间为20 min,加热时间为16 min,所以电压力锅最后2 min处于保压状态,则消耗的电能W′=P加热2t″=110 W×2×60 s=1.32×104 J.
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