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辽宁省丹东市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-05电磁学(电功和电功率、电和磁、信息的传递)
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辽宁省丹东市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-05电磁学(电功和电功率、电和磁、信息的传递)
一、单选题
1.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)下列说法正确的是( )
A.摩擦起电现象中,物体由于得到正电荷而带正电
B.家庭电路中,电能表是测量电功率大小的仪表
C.利用超导材料可以制作二极管
D.家庭电路中,电流过大的原因可能是发生短路
2.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)下列数据最接近实际的是( )
A.课桌的高度大约为0.75m B.体温计的刻度范围通常为35-45℃
C.台式计算机的额定功率约为2000W D.普通中学生上一层楼所做的功约为150J
3.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)英国物理学家法拉第揭示了磁生电现象,下列四幅图中与磁生电原理相同的是( )
A.奥斯特实验 B.电铃
C.扬声器 D.话筒
4.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,风车可以带动发电机发电。下列四幅图中能揭示发电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
5.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)物理知识在生产和生活中的广泛应用,促进了社会的发展和进步。下列说法正确的是( )
A. 图中,钻木取火是用做功的方法来改变物体的内能
B.图中,汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能
C. 图中,电热器在工作时将内能转化为电能
D.图中,太阳能汽车利用了太阳能,太阳能是可再生能源
6.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关,当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电压表示数为,定值电阻消耗的功率为;当滑片滑到点时,电压表示数为消耗的功率为。下列说法正确的是( )
A.电源电压为
B.定值电阻的阻值为
C.滑动变阻器的最大阻值为
D.滑片在点时,滑动变阻器消耗的功率为
7.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)下列说法正确的是( )
A.连通器各部分中的液面高度一定是相同的
B.四冲程汽油机的做功冲程将内能转化为机械能
C.同一支密度计在不同液体的液面漂浮时所受浮力相等
D.电流通过导体时电能转化成内能的现象叫电流的热效应
8.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)如图甲所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2=10Ω,滑动变阻器R3的阻值变化范围为0~50Ω。闭合开关,滑动变阻器滑片从一端向另一端移动过程中,滑动变阻器的电功率随其电阻变化的图象如图乙所示。则( )
A.电源电压为9V
B.滑动变阻器最大功率为0.45W
C.电路工作时总功率最大值与最小值之比为7∶2
D.电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比变大
9.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电压表的量程为0~15V。闭合开关S。移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图象,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为18V
B.R1的阻值为5Ω
C.R1的最小功率为0.9W
D.为保证电压表安全,R1的阻值与R2接入电路的最小阻值之比为6∶1
三、填空题
10.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“12V 12W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S1,断开S2,灯泡L正常发光;闭合开关S1、S2,电流表示数为1.5A,则电源电压为___________V;闭合开关S1,断开S2,通电30s定值电阻R产生的热量是___________J。
11.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)小明断开家中所有用电器后,观察到此时电能表示数如图所示,根据电能表参数分析,此电路中的用电器总功率不能超过______W。然后接入“220V 1210W”的电热器单独工作30min,电能表示数变为 ,则电热器实际工作电压为______V,在1min内电能表转盘转过______r。
12.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)新建居民楼电路中,当电流过大时_____自动断开,切断电路,俗称跳闸:为了避免人不小心接触火线,电流经人体流入大地时发生触电事故,会装上______对人体起到保护作用。
13.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)家庭电路中电子式电能表的表盘上标有3200imp/( )字样。将一个电热棒单独接在家庭电路中正常工作12min,电能表指示灯闪烁了320 次,上述时间内该电热棒消耗的电能为______J, 它的额定功率为______W, 它正常工作时的电阻是________Ω.
14.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)2020年6月,我国自主研发的北斗卫星导航系统的最后一颗组网人造地球卫星 “北斗三号”发射成功。该卫星入轨后,是通过______与地面进行信息传递的, 北斗卫星导航系统包含多颗相对地球“静止”的______卫星。
15.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置,待电路稳定后,小磁针静止时B端为______(选填“N”或“S”)极。将滑动变阻器的滑片向右滑动,电阻R1的电流变化量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)电阻R3的电流变化量。(不考虑地磁场的影响)
16.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)5G是第五代移动通信技术的简称,5G是利用______传递信息的。据专家预计到2030年5G网络将完全开发和建立,将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施,其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次______将信息传到远方。
17.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)神舟十四号载人飞船发射升空后与中国空间站顺利实现自主快速交会对接,它们之间利用___________波传递信息;载人飞船向空间站靠近的过程中,以空间站为参照物,载人飞船是___________(选填“静止”或“运动”)的。
18.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,是一种水位自动报警器的原理图。水位到达金属块时,___________灯亮;此时电磁铁的上端为___________(选填“”或“”)极。(容器内的水是导电的)
四、作图题
19.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)请用笔画线代替导线将如图所示的家庭电路连接完整,开关只控制壁灯。
20.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)如图是常用的插线板电路简化图,开关断开时指示灯不发光,插孔不提供工作电压;开关闭合时指示灯发光,插孔提供工作电压;若指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,请在图中画出开关、指示灯、插孔的连接方式。
21.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)如图,用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求:闭合开关后,使电磁铁的右端为N极,并且当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电磁铁的磁性增强。
五、实验题
22.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)“测量小灯泡的电功率”实验,小丹同学设计了如图甲所示的电路图。所用电学器材如下:电源、额定电压为的小灯泡正常发光时电阻约为11Ω、电流表,、电压表、滑动变阻器标有“”、滑动变阻器标有“”、开关、导线若干。
(1)进行实验
①连接电路时,应选用滑动变阻器___________(选填“R1”或“R2”)进行实验,电流表量程应选___________选填“”或“”更合理;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡两端的电压分别低于、等于、高于额定电压,记下电压值和电流值,并观察小灯泡的亮度,把实验数据和观察到的现象记录在表格里。
次数
电压
电流
电功率
小灯泡亮暗情况
较暗
正常
较亮
(2)分析与归纳,由表格中数据可得:
①小灯泡额定功率为___________;
②小灯泡亮度由___________功率决定;
(3)完成上述实验后,小丹同学在缺少电压表的情况下,为了测量另一个额定电流为的小灯泡的额定功率,设计了如图乙所示的电路。电源电压(未知)保持不变。请完成实验步骤:
①闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为;
②断开开关,用的定值电阻替换灯泡,滑动变阻器滑片 ___________(选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”)。闭合开关,电流表的示数为;
③将滑动变阻器滑片移到最左端,电流表示数为,可得电源电压为___________;
④小灯泡的额定功率为___________。
23.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)在“测量小灯泡的电功率实验”中,小明设计了如图甲所示的电路图。已知小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电源电压恒为3V。
(1)小明同学连接电路后闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中发现,小灯泡变亮时电压表示数反而减小,小灯泡变暗时电压表示数反而增大,经检查所用器材均完好,你认为原因可能是______;
(2)重新正确连接好电路后闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为______W;
(3)接下来,小明想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压时的电功率,滑动变阻器的滑片应向______(选填“A”或“B”)端调节;
(4)小明又设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1最大阻值为R0,小灯泡额定电压为U额(U额小于电源电压)。请将实验步骤补充完整;
①闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器R2滑片,使电压表示数为U额,小灯泡正常发光;
②闭合开关S1、S2,使滑动变阻器R2滑片______(选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),滑动变阻器R1滑片______(选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),记下此时电压表示数为U1;
③闭合开关______,滑动变阻器R2滑片______(选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),记下此时电压表示数为U2;
④小灯泡额定功率P额=______(选用字母U1、U2、U额、R0表示)。
24.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)小明做“探究电流与电阻关系”实验。
实验器材有:电源(电压恒为6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只)、滑动变阻器(规格为“30Ω 0.5A”)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关、导线若干。
(1)小明连接好如图甲所示的电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最______(选填“左”或“右”)端,闭合开关,小明发现电压表示数接近电源电压,可能是定值电阻R出现了______(选填“短路”或“断路”)故障;
(2)排除故障后,多次改变R的阻值,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R的变化图象;
①由图象可得:导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______;
②该实验采用的研究方法是______;
(3)为了顺利完成本次实验,则定值电阻两端的电压可调范围为______V;
(4)在使用10Ω和20Ω电阻实验时,滑动变阻器消耗的电功率之比为______。
六、计算题
25.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R3最大阻值20Ω。当闭合开关S、S1,断开S2,滑片P在某位置时,电流表示数为0.4A,电压表示数为1V;当开关S、S1、S2都闭合,滑片P在最左端时,电流表示数为0.75A。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)闭合开关S、S2,断开S1,电路的最小功率。
26.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)中国茶文化源远流长。如图甲所示是一款煮茶器,有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路图如图乙所示,R1和R2均为发热电阻,煮茶器部分参数如表。煮茶器中装有初温为20℃的水,在标准大气压下,将水刚好加热到沸腾,用时700s,在此过程中煮茶器的加热效率为80%。求:
额定电压
220V
保温挡功率
100W
加热挡功率
900W
(1)发热电阻R1的阻值;
(2)加热过程中煮茶器消耗的电能;
(3)煮茶器中水的质量。[水的比热容]
27.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,电源电压恒定,灯泡L标有“10V 5W”(灯丝电阻不变)定值电阻R1阻值为10Ω,电压表量程0~15V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器R2标有“40Ω 0.5A”字样。当S闭合,单刀双掷开关S1接a,滑片置于某位置时,电压表示数为5V,电流表示数为0.4A。求:
(1)灯丝电阻和电源电压;
(2)在保证电路安全的前提下,且电路中有电阻或小灯泡工作时,整个电路总功率最小值;
(3)在保证电路安全的前提下,S1分别接a和b时,滑片从左端向右端滑动过程中,两次电路总功率最大值之比。
28.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,是一款利用高温水蒸气熨衣物的便携式挂烫机的简化电路图,它的工作电压为220V,电阻R1与R2的阻值不随温度变化,电阻R1的阻值为55Ω,它有高温档和低温档两种加热模式,高温档的额定功率为880W。求:
(1)高温档加热时,电路中的电流为多少?
(2)低温档加热时,电路中的功率为多少?
(3)若将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)](不计热量损失)
29.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路,它有加热功能和按摩功能。加热电阻的阻值为48.4Ω,电动机线圈电阻为2Ω,电源电压220V稳定不变。求:
(1)加热电阻正常工作时的电功率是多少?
(2)在足浴盆中加入体积为4L、初温为的水,加热电阻正常工作420s,它的电加热效率为80%,则水的温度会升高到多少摄氏度? []
(3)启动按摩功能时,电动机启动,通过电动机线圈的电流为0.1A,按摩10min,电动机线圈产生的热量是多少?
30.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)如图,电源电压不变,小灯泡L上标有“6V 6W”字样(灯丝电阻不变)。定值电阻R1的阻值为10Ω,R2为滑动变阻器。
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,小灯泡L正常发光,求此时电流表的示数。
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2,当滑动变阻器的滑片调至阻值最大时,电压表示数为1.5V,求R2的最大阻值。
(3)当电路中有电阻或小灯泡工作时,求整个电路的最小电功率。
参考答案:
1.D
【详解】A.摩擦起电的实质是电子的转移,得到电子带负电,失去电子带正电,故A错误;
B.家庭电路中的电能表是测量电流做功多少的仪表,不能直接测量电功率,故B错误;
C.半导体的导电性能受到温度、光照、杂质等外界因素的影响,因此利用半导体材料可以制作二极管、三极管等,故C错误;
D.家庭电路中电流过大的原因有短路和用电器总功率过大,因此电流过大的原因可能是发生了短路,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】A.课桌的高度大约为中学生身高的一半,故一般约为0.75m,故A符合题意;
B.体温计的刻度范围通常为35-42℃,故B不符合题意;
C.台式计算机的额定功率约为200W,故C不符合题意;
D.普通中学生上一层楼所做的功约为
故D不符合题意。
故选A。
3.D
【详解】磁生电现象是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动,从而产生感应电流的现象。
A.奥斯特实验揭示了通电导体周围存在磁场,故A不符合题意;
B.电铃响动是因为通电螺线管周围有磁场,将衔铁吸引,从而使电铃发声,故B不符合题意;
C.扬声器是线圈通电后,在磁场中受力振动,带动纸盆振动,从而发出声音。是通电导体在磁场中受到力的作用。故C不符合题意;
D.话筒是人说话带动线圈振动,做切割磁感线运动,从而产生感应电流,电信号转换为声信号,与磁生电现象原理相同,故D符合题意。
故选D。
4.D
【详解】风车可以带动发电机发电,发电机工作原理的是电磁感应。
A.图为奥斯特实验,该实验表明通电直导线周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图为通电螺线管周围会产生磁场,故B不符合题意;
C.图为研究磁场对通电导线的作用的实验装置,该实验说明通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁场方向都有关,故C不符合题意;
D.图为电磁感应现象的实验装置,当导体棒ab做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,将机械能转化为电能。发电机就是根据这一实验原理制成的,故D符合题意。
故选D。
5.ABD
【详解】A.钻木取火是将机械能转化为内能的过程,是通过做功改变物体的内能,故A正确;
B.汽油机的做功冲程是利用内能转化为机械能的过程,内能转化为机械能也是热机的工作原理,故B正确;
C.电饭锅、电烫斗、电炉等都是电热器,电热器工作时,将电能转化为内能,故C错误;
D.太阳能是可再生能源,太阳能汽车是利用太阳能转化为电能工作的,故D正确。
故选ABD。
6.BD
【详解】.由电路可知,电压表测量的电压,设电源电压为,当电压表示数为时,定值电阻两端的电压
则消耗的功率为
……①
当电压表示数为时,定值电阻两端的电压
则消耗的功率为
……②
解两式得
故A错误,B正确;
C.闭合开关,当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电压表示数为,根据串联电路的特点,串联电路的电阻之比等于电压之比,即
则滑动变阻器的最大阻值
故C错误;
D.滑片在点时,电压表的示数为,则两端的电压为
则串联电路中的电流
由
可得,此时滑动变阻器消耗的功率
故D正确。
故选。
7.BCD
【详解】A.液体不流动时,连通器两侧液面高度一定是相同的,故A错误;
B.四冲程汽油机的做功冲程,气体燃烧对外做功,将内能转化为机械能,故B正确;
C.同一支密度计在不同液体的液面漂浮时,浮力都等于重力,故密度计所受浮力相等,故C正确;
D.电流通过导体时,通过电流做功,将电能转化成内能的现象叫电流的热效应,故D正确。
故选BCD。
8.BC
【详解】A.从图乙可以看到,当R3=10Ω时,P3=0.4W,根据电功率的公式可知,流过滑动变阻器的电流大小是
流过滑动变阻器的电流大小是0.2A,这是一个串联电路,电流处处相等,那么根据欧姆定律的变换式可知
当时,,根据电功率的公式可知,流过滑动变阻器的电流大小是
流过滑动变阻器的电流大小是0.1A,这是一个串联电路,电流处处相等,那么根据欧姆定律的变换式可知
解得
、
电源电压是6V,故A不符合题意;
B.根据可知滑动变阻器的电功率是
数学变换可得
可知当R3=20Ω时,的值达到最小,滑动变阻器功率是最大,大小是,滑动变阻器最大功率为0.45W,故B符合题意;
C.根据可知,电源电压大小不变,当电路的电流达到最大值时,电路工作时总功率最大,这时电路的总电阻最小,可知道
当电路的电流达到最小值时,电路工作时总功率最小,这时电路的总电阻最大,可知道
电路工作时总功率最大值与最小值之比是
电路工作时总功率最大值与最小值之比7:2,故C符合题意;
D.这是一个串联电路,三个电阻是串联的,把R1、R2看作一个整体,那么R3电压的变化量,大小等于R1、R2这一个整体的电压变化量,那么电压表示数的变化量等于R1、R2这一个整体的电压变化量,即
电流表测串联电路的电流,那么电流表示数的变化量是
那么电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比是
R1=10Ω,R2=10Ω,那么是一个定值,是一个定值,所以电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比不变,故D不符合题意。
故选BC。
9.AC
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压;由图乙可知,当R2的阻值为10Ω和20Ω时电压表的示数,根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值,进一步求出电源的电压;当电压表的示数最大时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最大电流,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,据此得出滑动变阻器接入电路中的阻值范围;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1消耗的功率最小,根据欧姆定律和P=I2R求出R1的最小功率。
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压;
AB.由图乙可知,当R2=10Ω时U1=9V,当时,因串联电路中各处的电流相等,则电路中的电流分别为
,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,则电源的电压
解得:R1=10Ω,电源的电压
故A正确,B错误;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1消耗的功率最小
故C正确;
D.当电压表的示数时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的电流
此时滑动变阻器两端的电压
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
则R1的阻值与R2接入电路的最小阻值之比为
故D错误。
故选AC。
10. 36 720
【详解】[1]闭合开关S1,断开S2,灯泡和定值电阻串联,灯泡正常发光,根据可知电路电流
根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压
根据串联电路的电压特点可知电源电压
……①
闭合开关S1、S2,电路为定值电阻的简单电路,电流表示数为1.5A,则电源电压为
……②
联立①②可知,U=36V,R=24Ω。
[2] 闭合开关S1,断开S2,灯泡L和定值电阻串联,通电30s定值电阻R产生的热量为
11. 200 50
【详解】[1]根据电能表参数分析,电能表平时允许通过的最大电流为30A,此电路中的用电器总功率不能超过
[2]“220V 1210W”的电热器,表示其额定电压为220V,额定功率为1210W。根据题意可知,电热器单独工作30min消耗的电能为
其功率为
根据,在电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,故有
电热器实际工作电压为
[3]表示消耗的电能,电能表转盘转3000圈,现消耗的电能为,则电能表转1500圈,在1min内电能表转盘转过
12. 空气开关 漏电保护器
【详解】[1]当家庭电路中电流过大时,空气开关自动断开,切断电路。
[2]如果站在地上的人不小心接触了火线,电流经过人体流入大地,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用。
13.
【详解】[1]电能表指示灯闪烁了320次,消耗的电能为
[2]利用公式可算出额定功率为
[3]根据公式,可得
14. 电磁波 地球同步卫星
【详解】[1]卫星与地面应用电磁波进行通信。
[2]北斗卫星导航系统包含多颗相对地球“静止”的地球同步卫星。
15. N 小于
【详解】[1]将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置,待电路稳定后,根据安培定则可知,通电螺线管的右侧为N极,左侧为S极,根据异名磁极相互吸引,故小磁针静止时B端为N极。
[2]上图中,通电螺线管与R2串联后与变阻器并联,最后再与R1串联,将滑动变阻器的滑片向右滑动,变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大。由分压原理,并联部分的电压变大,由欧姆定律,通过R2的电流变大;根据串并联电阻的规律,并联部分的电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律,通过电阻R1的电流变小,根据并联电路的电流等于各支路电流之和,故电阻R1的电流变化量小于电阻R3的电流变化量。
【点睛】本题为混联电路,考查安培定则、磁极的相互作用和串联、并联电路的规律及欧姆定律的运用,最后一问难度较大。
16. 电磁波 反射
【详解】[1]电磁波可传递信息,且传递信息的质量高、传输距离远。5G是利用电磁波传递信息的。
[2]光从光纤的一端射入,在内壁上多次反射,从另一端射出,把它携带的信息传到了远方,即光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射将信息传到远方。
17. 电磁 运动
【详解】[1]电磁波广泛应用于生活中,广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
[2]载人飞船向空间站靠近的过程中,以空间站为参照物,载人飞船的位置是不断发生变化的,故载人飞船是运动的。
18. 红 N
【详解】[1]当水位到达金属块时,左端的控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁,使红灯电路接通,红灯亮。
[2]根据安培定则可知,右手握住螺丝管,四个手指的方向为电流的方向,拇指所指的方向为北极方向,故螺线管的上端是N极。
19.
【详解】壁灯接法:火线进入开关,再进入灯泡,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。另一侧接零线;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
20.
【详解】在串联电路中,用电器之间相互影响,在并联电路中,用电器之间相互不受影响;根据题意可知指示灯和插孔的连接方式为并联,各自独立工作,互不影响;在连接电路时,开关串联在干路上,靠近火线;发光二极管长脚接火线,短脚接零线,插座的连接方式为“左零右火中接地”,如图所示:
21.
【详解】闭合开关后,使电磁铁的右端为N极,根据安培定则可知,电流从通过螺线管的左端流入,右端流出,故应将电源正极与开关右接线柱相连,开关负极与通电螺线管左接线柱相连,通电螺线管的右接线柱与变阻器C接线柱相连;因滑动变阻器的滑片P向右移动时,电磁铁的磁性增强,则此时滑动变阻器接入电路的阻值减小,整个电路中的电流增大,故应将电源的负极与变阻器的B接线柱相连,如下所示。
22. 实际 保持不动
【详解】(1)[1]连接电路时,应选用滑动变阻器进行实验,因为
即
得出
所以应选。
[2]电流表量程应选更合理,因为
所以应该选择的量程。
(2)[3]小灯泡额定功率为
。
[4]由表格中的数据可得出:小灯泡亮度由实际功率决定。
(3)[6]将滑动变阻器滑片移到最左端,电流表示数为,可得电源电压为
[5]在灯泡与滑动变阻器串联使用的过程中要把滑动变阻器当定值电阻来使用,所以用的定值电阻替换灯泡,必须让滑动变阻器滑片保持不动,闭合开关,电流表的示数为。此时总电阻为
变阻器接入的电阻为
闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为。此时总电阻为
小灯泡的电阻为
④[6]则灯泡的额定功率为
23. 电压表并联在滑动变阻器两端 0.5 A 保持不动 滑到最右端 S1、S2 滑到最左端
【详解】(1)[1] 小灯泡变亮时电压表示数反而减小,小灯泡变暗时电压表示数反而增大,根据串联分压,电压表测量的不是小灯泡的电压,只有滑动变阻器的电压与小灯泡的电压变化相反,故可能原因是电压表并联在滑动变阻器两端。
(2)[2]电流表示数如图乙所示,选择小量程0——0.6A,故选择下面的刻度读数,此时电流为0.2A,则小灯泡的额定电功率为
故小灯泡的电压为0.5W。
(3)[3]想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压时的电功率,则小灯泡的电压变小,那么滑动变阻器的电压需要变大,根据串联分压,滑动变阻器的阻值需要变大,才能多分担电压,故滑片往A端移动。
(4)[4][5]闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器R2滑片,小灯泡与滑动滑动变阻器R2串联,小灯泡正常发光,闭合开关S1、S2,滑动变阻器R1与R2串联,此时滑动变阻器R2滑片保持不动,这样才能保证滑动变阻器R2的接入的阻值不变,便于求出R2的接入的阻值;再利用滑动变阻器R1的最大值,求出此时电路中的电流,此时电路中的电流为
此时电路中的电流为。
[6][7][8]闭合开关S1、S2,滑动变阻器R1与R2串联,将滑动变阻器R2的滑片移动最左端,此时滑动变阻器R2接入的阻值为0,电压表的示数直接是电源电压,此时之所以不用灯泡,是为了保证灯泡的安全,故电源电压为U2;当闭合开关S1、S2,滑动变阻器R1与R2串联,此时滑动变阻器R2滑片保持不动,滑动变阻器R1的滑片在阻值最大处,此时滑动变阻器R2的阻值为
再将此时的阻值代入,闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器R2滑片,小灯泡与滑动滑动变阻器R2串联,滑动滑动变阻器R2的电压为
可知额定电流为
小灯泡额定功率
24. 左 断路 反比 控制变量法 2.4~2.5 21
【详解】(1)[1]小明连接好如图甲所示的电路,闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,即最左端。
[2]若定值电阻短路,则电压表示数为0;若定值电阻为断路,则电压表串联在电路中,电压表测电源电压,电压表示数接近电源电压,故闭合开关,小明发现电压表示数接近电源电压,可能是定值电阻R出现了断路故障。
(2)①[3]由图乙知,因电流与电压之积为一定值2.5V,故可得:导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
②[4]研究电流与电阻的关系时要控制电阻的电压不变,故该实验采用的研究方法是控制变量法。
(3)[5]定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联电路电压的规律及分压原理有
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,电阻的电压最小,即
故电压表控制的最小示数为
U1=2.4V
由于滑动变阻器的规格为“30Ω 0.5A”,所以电路的最大电流为0.5A,由欧姆定律,因此定值电阻两端允许的最大电压:
U最大=I最大R1=0.5A×5Ω=2.5V
因此,为了顺利完成本次实验,则定值电阻两端的电压可调范围为2.4~2.5V。
(4)[6]实验中,定值电阻的电压保持不变,使用10Ω和20Ω电阻实验时,由欧姆定律可知,电路的电流之比为21,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压也不变,根据,在电压不变时,电功率与电流成正比,故使用10Ω和20Ω电阻实验时,滑动变阻器消耗的电功率之比为21。
25.(1)5V;(2)20Ω;(3)0.625W
【详解】解:(1)当闭合开关S、S1,断开S2,滑片P在某位置时,此时R1与R3串联,电压表测R3两端电压,电流表测电路中电流,由欧姆定律可知,R1两端电压为
所以电源电压为
(2)当开关S、S1、S2都闭合,滑片P在最左端时,此时R1与R2并联,电流表测干路电流,此时通过R1的电流为
则通过R2的电流为
由欧姆定律可知,定值电阻R2的阻值为
(3)闭合开关S、S2,断开S1,此时R2与R3串联,要使电路中总功率最小,由可知,应使电路中电流最小,当变阻器全部连入电路时,最小电流为
所以电路的最小功率为
答:(1)电源电压为5V;
(2)定值电阻R2的阻值为20Ω;
(3)闭合开关S、S2,断开S1,电路的最小功率为0.625W。
26.(1)484Ω;(2);(3)1.5kg
【详解】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,此时电路中的总电阻较大比并联的总电阻大,根据
可知,电热水壶的总功率小,处于保温挡,R1的电阻为
由可得,加热过程中煮茶器消耗的电能为
由可得,吸收热量为
由可求得煮茶器中水的质量为
答:(1)发热电阻的阻值为484Ω;
(2)加热过程中煮茶器消耗的电能为;
(3)煮茶器中水的质量为1.5kg。
27.(1);9V;(2)1.35W;(3)
【详解】解:(1)灯泡L标有“10V 5W”,表示灯的额定电压为10V,额定功率为5W,根据,灯泡的额定电流为
由欧姆定律,灯丝的电阻
当S闭合,单刀双掷开关S1接a,滑片置于某位置时,定值电阻与变阻器串联,电压表测变阻器(滑片以右电阻丝)的电压,电流表测电路的电流,根据欧姆定律,定值电阻R1的电压
由串联电路电压的规律,电源电压
(2)根据,当电路的电阻最大时,整个电路的总功率最小,因> R1,由串联电阻的规律,故当变阻器的最大电阻连入电路中(滑片移动到最左端)与RL串联时,此时电路的最大电阻
因电压表选用大量程,15V>9V,故电压表是安全的。滑动变阻器R2标有“40Ω 0.5A”字样,可知滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,电路的电阻越大,电路的电流越小,故灯、电流表和滑动变阻器此时都是安全的,因此,在保证电路安全的前提下,整个电路总功率的最小值
(3)根据可知,在电源电压一定时,电路的电流最大时,电路消耗的电功率最大。滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,小于电流表选用的量程,故S1接a,定值电阻与变阻器串联时,若电路的最大电流为0.5A,根据串联电阻的规律及欧姆定律,此时变阻器连入电路的电阻
即当变阻器连入电路的电阻为时,电路的最大电流可为0.5A;当S1接b时,灯泡与变阻器串联,当变阻器的滑片移动到最右端,变阻器连入电路的电阻为0时,由欧姆定律,电路的最大电流为
故当S1接b时,电路的最大电流为0.45A。根据可知,在电压不变时,电功率与电流成正比,当S1分别接a和b时,滑片从左端向右端滑动过程中,两次电路总功率最大值之比为
答:(1)灯丝电阻为,电源电压为9V;
(2)在保证电路安全的前提下,且电路中有电阻或小灯泡工作时,整个电路总功率最小值为1.35W;
(3)在保证电路安全的前提下,S1分别接a和b时,滑片从左端向右端滑动过程中,两次电路总功率最大值之比。
【点睛】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的灵活运用,综合性强,难度较大,最后一问是难点,关键是确定电路允许的最大电流。
28.(1)4A;(2)440W;(3)
【详解】解:(1)高温档的额定功率为880W,它的工作电压为220V,高温档加热时,电路中的电流为
(2)当只闭合S1时,两电阻串联,再闭合S2时,R1短路,电路为R2的简单电路,根据串联电阻大于其中任一电阻,由可知,当只闭合S1时功率小,为低温档;两开关都闭合时为高温档,R2的阻值为
由串联电阻的规律,低温档加热时,电路的电阻
低温档加热时,电路中的功率为
(3)0.22L水的质量为
将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,吸收的热量
求挂烫机加热的最短时间,故应选用高温档,因不计热量损失,挂烫机至少需要的加热时间
答:(1)高温档加热时,电路中的电流为4A;
(2)低温档加热时,电路中的功率为440W;
(3)若将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热。
【点睛】本题为电热综合题,考查串联电路的规律和电功率公式、密度公式及吸热公式的运用,关键是明确高温、低温档电路的结构。
29.(1)100W;(2)40℃;(3)12J
【详解】(1)由电路图知,电动机与加热电阻并联,故加热电阻正常工作时的电功率为
(2)水吸收的热量为
加热电阻放出的热量为
由题意知
即
则
水的温度会升高到
(3)由焦耳定律可得电动机线圈产生的热量
答:(1)加热电阻正常工作时的电功率100W;
(2)水的温度会升高到40℃;
(3)电动机线圈产生的热量是12J。
30.(1)1.6;(2)30Ω;(3)0.9W
【分析】(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L与电阻R1并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点结合额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压;
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,根据欧姆定律可求出此时电路中的电流,再根据串联分压原理和即可求出R2的最大阻值;
(3)根据求出灯泡的电阻,然后与R1的阻值相比较,两者中的最大阻值和滑动变阻器的最大阻值串联时电路的总电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和求出电路的最小总功率。
【详解】(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L与电阻R1并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡L正常发光,则电源的电压
U=UL=6V
通过电阻R1的电流
电流表的示数
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,此时电路中的电流
根据串联分压原理和可得,R2的最大阻值
(3)根据可得,灯泡的电阻
由RL
答:(1)电源电压为6V;(2)R2的最大阻值为30Ω;(3)当电路中有电阻或小灯泡工作时,整个电路的最小电功率为0.9W。
一、单选题
1.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)下列说法正确的是( )
A.摩擦起电现象中,物体由于得到正电荷而带正电
B.家庭电路中,电能表是测量电功率大小的仪表
C.利用超导材料可以制作二极管
D.家庭电路中,电流过大的原因可能是发生短路
2.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)下列数据最接近实际的是( )
A.课桌的高度大约为0.75m B.体温计的刻度范围通常为35-45℃
C.台式计算机的额定功率约为2000W D.普通中学生上一层楼所做的功约为150J
3.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)英国物理学家法拉第揭示了磁生电现象,下列四幅图中与磁生电原理相同的是( )
A.奥斯特实验 B.电铃
C.扬声器 D.话筒
4.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,风车可以带动发电机发电。下列四幅图中能揭示发电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
5.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)物理知识在生产和生活中的广泛应用,促进了社会的发展和进步。下列说法正确的是( )
A. 图中,钻木取火是用做功的方法来改变物体的内能
B.图中,汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能
C. 图中,电热器在工作时将内能转化为电能
D.图中,太阳能汽车利用了太阳能,太阳能是可再生能源
6.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关,当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电压表示数为,定值电阻消耗的功率为;当滑片滑到点时,电压表示数为消耗的功率为。下列说法正确的是( )
A.电源电压为
B.定值电阻的阻值为
C.滑动变阻器的最大阻值为
D.滑片在点时,滑动变阻器消耗的功率为
7.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)下列说法正确的是( )
A.连通器各部分中的液面高度一定是相同的
B.四冲程汽油机的做功冲程将内能转化为机械能
C.同一支密度计在不同液体的液面漂浮时所受浮力相等
D.电流通过导体时电能转化成内能的现象叫电流的热效应
8.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)如图甲所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2=10Ω,滑动变阻器R3的阻值变化范围为0~50Ω。闭合开关,滑动变阻器滑片从一端向另一端移动过程中,滑动变阻器的电功率随其电阻变化的图象如图乙所示。则( )
A.电源电压为9V
B.滑动变阻器最大功率为0.45W
C.电路工作时总功率最大值与最小值之比为7∶2
D.电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比变大
9.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电压表的量程为0~15V。闭合开关S。移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图象,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为18V
B.R1的阻值为5Ω
C.R1的最小功率为0.9W
D.为保证电压表安全,R1的阻值与R2接入电路的最小阻值之比为6∶1
三、填空题
10.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“12V 12W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S1,断开S2,灯泡L正常发光;闭合开关S1、S2,电流表示数为1.5A,则电源电压为___________V;闭合开关S1,断开S2,通电30s定值电阻R产生的热量是___________J。
11.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)小明断开家中所有用电器后,观察到此时电能表示数如图所示,根据电能表参数分析,此电路中的用电器总功率不能超过______W。然后接入“220V 1210W”的电热器单独工作30min,电能表示数变为 ,则电热器实际工作电压为______V,在1min内电能表转盘转过______r。
12.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)新建居民楼电路中,当电流过大时_____自动断开,切断电路,俗称跳闸:为了避免人不小心接触火线,电流经人体流入大地时发生触电事故,会装上______对人体起到保护作用。
13.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)家庭电路中电子式电能表的表盘上标有3200imp/( )字样。将一个电热棒单独接在家庭电路中正常工作12min,电能表指示灯闪烁了320 次,上述时间内该电热棒消耗的电能为______J, 它的额定功率为______W, 它正常工作时的电阻是________Ω.
14.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)2020年6月,我国自主研发的北斗卫星导航系统的最后一颗组网人造地球卫星 “北斗三号”发射成功。该卫星入轨后,是通过______与地面进行信息传递的, 北斗卫星导航系统包含多颗相对地球“静止”的______卫星。
15.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置,待电路稳定后,小磁针静止时B端为______(选填“N”或“S”)极。将滑动变阻器的滑片向右滑动,电阻R1的电流变化量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)电阻R3的电流变化量。(不考虑地磁场的影响)
16.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)5G是第五代移动通信技术的简称,5G是利用______传递信息的。据专家预计到2030年5G网络将完全开发和建立,将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施,其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次______将信息传到远方。
17.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)神舟十四号载人飞船发射升空后与中国空间站顺利实现自主快速交会对接,它们之间利用___________波传递信息;载人飞船向空间站靠近的过程中,以空间站为参照物,载人飞船是___________(选填“静止”或“运动”)的。
18.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,是一种水位自动报警器的原理图。水位到达金属块时,___________灯亮;此时电磁铁的上端为___________(选填“”或“”)极。(容器内的水是导电的)
四、作图题
19.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)请用笔画线代替导线将如图所示的家庭电路连接完整,开关只控制壁灯。
20.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)如图是常用的插线板电路简化图,开关断开时指示灯不发光,插孔不提供工作电压;开关闭合时指示灯发光,插孔提供工作电压;若指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,请在图中画出开关、指示灯、插孔的连接方式。
21.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)如图,用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求:闭合开关后,使电磁铁的右端为N极,并且当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电磁铁的磁性增强。
五、实验题
22.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)“测量小灯泡的电功率”实验,小丹同学设计了如图甲所示的电路图。所用电学器材如下:电源、额定电压为的小灯泡正常发光时电阻约为11Ω、电流表,、电压表、滑动变阻器标有“”、滑动变阻器标有“”、开关、导线若干。
(1)进行实验
①连接电路时,应选用滑动变阻器___________(选填“R1”或“R2”)进行实验,电流表量程应选___________选填“”或“”更合理;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡两端的电压分别低于、等于、高于额定电压,记下电压值和电流值,并观察小灯泡的亮度,把实验数据和观察到的现象记录在表格里。
次数
电压
电流
电功率
小灯泡亮暗情况
较暗
正常
较亮
(2)分析与归纳,由表格中数据可得:
①小灯泡额定功率为___________;
②小灯泡亮度由___________功率决定;
(3)完成上述实验后,小丹同学在缺少电压表的情况下,为了测量另一个额定电流为的小灯泡的额定功率,设计了如图乙所示的电路。电源电压(未知)保持不变。请完成实验步骤:
①闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为;
②断开开关,用的定值电阻替换灯泡,滑动变阻器滑片 ___________(选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”)。闭合开关,电流表的示数为;
③将滑动变阻器滑片移到最左端,电流表示数为,可得电源电压为___________;
④小灯泡的额定功率为___________。
23.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)在“测量小灯泡的电功率实验”中,小明设计了如图甲所示的电路图。已知小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电源电压恒为3V。
(1)小明同学连接电路后闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中发现,小灯泡变亮时电压表示数反而减小,小灯泡变暗时电压表示数反而增大,经检查所用器材均完好,你认为原因可能是______;
(2)重新正确连接好电路后闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为______W;
(3)接下来,小明想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压时的电功率,滑动变阻器的滑片应向______(选填“A”或“B”)端调节;
(4)小明又设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1最大阻值为R0,小灯泡额定电压为U额(U额小于电源电压)。请将实验步骤补充完整;
①闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器R2滑片,使电压表示数为U额,小灯泡正常发光;
②闭合开关S1、S2,使滑动变阻器R2滑片______(选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),滑动变阻器R1滑片______(选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),记下此时电压表示数为U1;
③闭合开关______,滑动变阻器R2滑片______(选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),记下此时电压表示数为U2;
④小灯泡额定功率P额=______(选用字母U1、U2、U额、R0表示)。
24.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)小明做“探究电流与电阻关系”实验。
实验器材有:电源(电压恒为6V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω各一只)、滑动变阻器(规格为“30Ω 0.5A”)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、开关、导线若干。
(1)小明连接好如图甲所示的电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移到最______(选填“左”或“右”)端,闭合开关,小明发现电压表示数接近电源电压,可能是定值电阻R出现了______(选填“短路”或“断路”)故障;
(2)排除故障后,多次改变R的阻值,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R的变化图象;
①由图象可得:导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______;
②该实验采用的研究方法是______;
(3)为了顺利完成本次实验,则定值电阻两端的电压可调范围为______V;
(4)在使用10Ω和20Ω电阻实验时,滑动变阻器消耗的电功率之比为______。
六、计算题
25.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R3最大阻值20Ω。当闭合开关S、S1,断开S2,滑片P在某位置时,电流表示数为0.4A,电压表示数为1V;当开关S、S1、S2都闭合,滑片P在最左端时,电流表示数为0.75A。求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)闭合开关S、S2,断开S1,电路的最小功率。
26.(2022·辽宁丹东·统考中考真题)中国茶文化源远流长。如图甲所示是一款煮茶器,有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路图如图乙所示,R1和R2均为发热电阻,煮茶器部分参数如表。煮茶器中装有初温为20℃的水,在标准大气压下,将水刚好加热到沸腾,用时700s,在此过程中煮茶器的加热效率为80%。求:
额定电压
220V
保温挡功率
100W
加热挡功率
900W
(1)发热电阻R1的阻值;
(2)加热过程中煮茶器消耗的电能;
(3)煮茶器中水的质量。[水的比热容]
27.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,电源电压恒定,灯泡L标有“10V 5W”(灯丝电阻不变)定值电阻R1阻值为10Ω,电压表量程0~15V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器R2标有“40Ω 0.5A”字样。当S闭合,单刀双掷开关S1接a,滑片置于某位置时,电压表示数为5V,电流表示数为0.4A。求:
(1)灯丝电阻和电源电压;
(2)在保证电路安全的前提下,且电路中有电阻或小灯泡工作时,整个电路总功率最小值;
(3)在保证电路安全的前提下,S1分别接a和b时,滑片从左端向右端滑动过程中,两次电路总功率最大值之比。
28.(2021·辽宁丹东·统考中考真题)如图所示,是一款利用高温水蒸气熨衣物的便携式挂烫机的简化电路图,它的工作电压为220V,电阻R1与R2的阻值不随温度变化,电阻R1的阻值为55Ω,它有高温档和低温档两种加热模式,高温档的额定功率为880W。求:
(1)高温档加热时,电路中的电流为多少?
(2)低温档加热时,电路中的功率为多少?
(3)若将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)](不计热量损失)
29.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)如图是某品牌足浴盆工作时的简化电路,它有加热功能和按摩功能。加热电阻的阻值为48.4Ω,电动机线圈电阻为2Ω,电源电压220V稳定不变。求:
(1)加热电阻正常工作时的电功率是多少?
(2)在足浴盆中加入体积为4L、初温为的水,加热电阻正常工作420s,它的电加热效率为80%,则水的温度会升高到多少摄氏度? []
(3)启动按摩功能时,电动机启动,通过电动机线圈的电流为0.1A,按摩10min,电动机线圈产生的热量是多少?
30.(2020·辽宁丹东·统考中考真题)如图,电源电压不变,小灯泡L上标有“6V 6W”字样(灯丝电阻不变)。定值电阻R1的阻值为10Ω,R2为滑动变阻器。
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,小灯泡L正常发光,求此时电流表的示数。
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2,当滑动变阻器的滑片调至阻值最大时,电压表示数为1.5V,求R2的最大阻值。
(3)当电路中有电阻或小灯泡工作时,求整个电路的最小电功率。
参考答案:
1.D
【详解】A.摩擦起电的实质是电子的转移,得到电子带负电,失去电子带正电,故A错误;
B.家庭电路中的电能表是测量电流做功多少的仪表,不能直接测量电功率,故B错误;
C.半导体的导电性能受到温度、光照、杂质等外界因素的影响,因此利用半导体材料可以制作二极管、三极管等,故C错误;
D.家庭电路中电流过大的原因有短路和用电器总功率过大,因此电流过大的原因可能是发生了短路,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】A.课桌的高度大约为中学生身高的一半,故一般约为0.75m,故A符合题意;
B.体温计的刻度范围通常为35-42℃,故B不符合题意;
C.台式计算机的额定功率约为200W,故C不符合题意;
D.普通中学生上一层楼所做的功约为
故D不符合题意。
故选A。
3.D
【详解】磁生电现象是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动,从而产生感应电流的现象。
A.奥斯特实验揭示了通电导体周围存在磁场,故A不符合题意;
B.电铃响动是因为通电螺线管周围有磁场,将衔铁吸引,从而使电铃发声,故B不符合题意;
C.扬声器是线圈通电后,在磁场中受力振动,带动纸盆振动,从而发出声音。是通电导体在磁场中受到力的作用。故C不符合题意;
D.话筒是人说话带动线圈振动,做切割磁感线运动,从而产生感应电流,电信号转换为声信号,与磁生电现象原理相同,故D符合题意。
故选D。
4.D
【详解】风车可以带动发电机发电,发电机工作原理的是电磁感应。
A.图为奥斯特实验,该实验表明通电直导线周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图为通电螺线管周围会产生磁场,故B不符合题意;
C.图为研究磁场对通电导线的作用的实验装置,该实验说明通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁场方向都有关,故C不符合题意;
D.图为电磁感应现象的实验装置,当导体棒ab做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,将机械能转化为电能。发电机就是根据这一实验原理制成的,故D符合题意。
故选D。
5.ABD
【详解】A.钻木取火是将机械能转化为内能的过程,是通过做功改变物体的内能,故A正确;
B.汽油机的做功冲程是利用内能转化为机械能的过程,内能转化为机械能也是热机的工作原理,故B正确;
C.电饭锅、电烫斗、电炉等都是电热器,电热器工作时,将电能转化为内能,故C错误;
D.太阳能是可再生能源,太阳能汽车是利用太阳能转化为电能工作的,故D正确。
故选ABD。
6.BD
【详解】.由电路可知,电压表测量的电压,设电源电压为,当电压表示数为时,定值电阻两端的电压
则消耗的功率为
……①
当电压表示数为时,定值电阻两端的电压
则消耗的功率为
……②
解两式得
故A错误,B正确;
C.闭合开关,当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电压表示数为,根据串联电路的特点,串联电路的电阻之比等于电压之比,即
则滑动变阻器的最大阻值
故C错误;
D.滑片在点时,电压表的示数为,则两端的电压为
则串联电路中的电流
由
可得,此时滑动变阻器消耗的功率
故D正确。
故选。
7.BCD
【详解】A.液体不流动时,连通器两侧液面高度一定是相同的,故A错误;
B.四冲程汽油机的做功冲程,气体燃烧对外做功,将内能转化为机械能,故B正确;
C.同一支密度计在不同液体的液面漂浮时,浮力都等于重力,故密度计所受浮力相等,故C正确;
D.电流通过导体时,通过电流做功,将电能转化成内能的现象叫电流的热效应,故D正确。
故选BCD。
8.BC
【详解】A.从图乙可以看到,当R3=10Ω时,P3=0.4W,根据电功率的公式可知,流过滑动变阻器的电流大小是
流过滑动变阻器的电流大小是0.2A,这是一个串联电路,电流处处相等,那么根据欧姆定律的变换式可知
当时,,根据电功率的公式可知,流过滑动变阻器的电流大小是
流过滑动变阻器的电流大小是0.1A,这是一个串联电路,电流处处相等,那么根据欧姆定律的变换式可知
解得
、
电源电压是6V,故A不符合题意;
B.根据可知滑动变阻器的电功率是
数学变换可得
可知当R3=20Ω时,的值达到最小,滑动变阻器功率是最大,大小是,滑动变阻器最大功率为0.45W,故B符合题意;
C.根据可知,电源电压大小不变,当电路的电流达到最大值时,电路工作时总功率最大,这时电路的总电阻最小,可知道
当电路的电流达到最小值时,电路工作时总功率最小,这时电路的总电阻最大,可知道
电路工作时总功率最大值与最小值之比是
电路工作时总功率最大值与最小值之比7:2,故C符合题意;
D.这是一个串联电路,三个电阻是串联的,把R1、R2看作一个整体,那么R3电压的变化量,大小等于R1、R2这一个整体的电压变化量,那么电压表示数的变化量等于R1、R2这一个整体的电压变化量,即
电流表测串联电路的电流,那么电流表示数的变化量是
那么电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比是
R1=10Ω,R2=10Ω,那么是一个定值,是一个定值,所以电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比不变,故D不符合题意。
故选BC。
9.AC
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压;由图乙可知,当R2的阻值为10Ω和20Ω时电压表的示数,根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值,进一步求出电源的电压;当电压表的示数最大时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最大电流,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,据此得出滑动变阻器接入电路中的阻值范围;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1消耗的功率最小,根据欧姆定律和P=I2R求出R1的最小功率。
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压;
AB.由图乙可知,当R2=10Ω时U1=9V,当时,因串联电路中各处的电流相等,则电路中的电流分别为
,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,则电源的电压
解得:R1=10Ω,电源的电压
故A正确,B错误;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1消耗的功率最小
故C正确;
D.当电压表的示数时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的电流
此时滑动变阻器两端的电压
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
则R1的阻值与R2接入电路的最小阻值之比为
故D错误。
故选AC。
10. 36 720
【详解】[1]闭合开关S1,断开S2,灯泡和定值电阻串联,灯泡正常发光,根据可知电路电流
根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压
根据串联电路的电压特点可知电源电压
……①
闭合开关S1、S2,电路为定值电阻的简单电路,电流表示数为1.5A,则电源电压为
……②
联立①②可知,U=36V,R=24Ω。
[2] 闭合开关S1,断开S2,灯泡L和定值电阻串联,通电30s定值电阻R产生的热量为
11. 200 50
【详解】[1]根据电能表参数分析,电能表平时允许通过的最大电流为30A,此电路中的用电器总功率不能超过
[2]“220V 1210W”的电热器,表示其额定电压为220V,额定功率为1210W。根据题意可知,电热器单独工作30min消耗的电能为
其功率为
根据,在电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,故有
电热器实际工作电压为
[3]表示消耗的电能,电能表转盘转3000圈,现消耗的电能为,则电能表转1500圈,在1min内电能表转盘转过
12. 空气开关 漏电保护器
【详解】[1]当家庭电路中电流过大时,空气开关自动断开,切断电路。
[2]如果站在地上的人不小心接触了火线,电流经过人体流入大地,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用。
13.
【详解】[1]电能表指示灯闪烁了320次,消耗的电能为
[2]利用公式可算出额定功率为
[3]根据公式,可得
14. 电磁波 地球同步卫星
【详解】[1]卫星与地面应用电磁波进行通信。
[2]北斗卫星导航系统包含多颗相对地球“静止”的地球同步卫星。
15. N 小于
【详解】[1]将滑动变阻器R3的滑片调节到图示位置,待电路稳定后,根据安培定则可知,通电螺线管的右侧为N极,左侧为S极,根据异名磁极相互吸引,故小磁针静止时B端为N极。
[2]上图中,通电螺线管与R2串联后与变阻器并联,最后再与R1串联,将滑动变阻器的滑片向右滑动,变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大。由分压原理,并联部分的电压变大,由欧姆定律,通过R2的电流变大;根据串并联电阻的规律,并联部分的电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律,通过电阻R1的电流变小,根据并联电路的电流等于各支路电流之和,故电阻R1的电流变化量小于电阻R3的电流变化量。
【点睛】本题为混联电路,考查安培定则、磁极的相互作用和串联、并联电路的规律及欧姆定律的运用,最后一问难度较大。
16. 电磁波 反射
【详解】[1]电磁波可传递信息,且传递信息的质量高、传输距离远。5G是利用电磁波传递信息的。
[2]光从光纤的一端射入,在内壁上多次反射,从另一端射出,把它携带的信息传到了远方,即光纤通信是利用光在光导纤维中多次反射将信息传到远方。
17. 电磁 运动
【详解】[1]电磁波广泛应用于生活中,广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
[2]载人飞船向空间站靠近的过程中,以空间站为参照物,载人飞船的位置是不断发生变化的,故载人飞船是运动的。
18. 红 N
【详解】[1]当水位到达金属块时,左端的控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁,使红灯电路接通,红灯亮。
[2]根据安培定则可知,右手握住螺丝管,四个手指的方向为电流的方向,拇指所指的方向为北极方向,故螺线管的上端是N极。
19.
【详解】壁灯接法:火线进入开关,再进入灯泡,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。另一侧接零线;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
20.
【详解】在串联电路中,用电器之间相互影响,在并联电路中,用电器之间相互不受影响;根据题意可知指示灯和插孔的连接方式为并联,各自独立工作,互不影响;在连接电路时,开关串联在干路上,靠近火线;发光二极管长脚接火线,短脚接零线,插座的连接方式为“左零右火中接地”,如图所示:
21.
【详解】闭合开关后,使电磁铁的右端为N极,根据安培定则可知,电流从通过螺线管的左端流入,右端流出,故应将电源正极与开关右接线柱相连,开关负极与通电螺线管左接线柱相连,通电螺线管的右接线柱与变阻器C接线柱相连;因滑动变阻器的滑片P向右移动时,电磁铁的磁性增强,则此时滑动变阻器接入电路的阻值减小,整个电路中的电流增大,故应将电源的负极与变阻器的B接线柱相连,如下所示。
22. 实际 保持不动
【详解】(1)[1]连接电路时,应选用滑动变阻器进行实验,因为
即
得出
所以应选。
[2]电流表量程应选更合理,因为
所以应该选择的量程。
(2)[3]小灯泡额定功率为
。
[4]由表格中的数据可得出:小灯泡亮度由实际功率决定。
(3)[6]将滑动变阻器滑片移到最左端,电流表示数为,可得电源电压为
[5]在灯泡与滑动变阻器串联使用的过程中要把滑动变阻器当定值电阻来使用,所以用的定值电阻替换灯泡,必须让滑动变阻器滑片保持不动,闭合开关,电流表的示数为。此时总电阻为
变阻器接入的电阻为
闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为。此时总电阻为
小灯泡的电阻为
④[6]则灯泡的额定功率为
23. 电压表并联在滑动变阻器两端 0.5 A 保持不动 滑到最右端 S1、S2 滑到最左端
【详解】(1)[1] 小灯泡变亮时电压表示数反而减小,小灯泡变暗时电压表示数反而增大,根据串联分压,电压表测量的不是小灯泡的电压,只有滑动变阻器的电压与小灯泡的电压变化相反,故可能原因是电压表并联在滑动变阻器两端。
(2)[2]电流表示数如图乙所示,选择小量程0——0.6A,故选择下面的刻度读数,此时电流为0.2A,则小灯泡的额定电功率为
故小灯泡的电压为0.5W。
(3)[3]想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压时的电功率,则小灯泡的电压变小,那么滑动变阻器的电压需要变大,根据串联分压,滑动变阻器的阻值需要变大,才能多分担电压,故滑片往A端移动。
(4)[4][5]闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器R2滑片,小灯泡与滑动滑动变阻器R2串联,小灯泡正常发光,闭合开关S1、S2,滑动变阻器R1与R2串联,此时滑动变阻器R2滑片保持不动,这样才能保证滑动变阻器R2的接入的阻值不变,便于求出R2的接入的阻值;再利用滑动变阻器R1的最大值,求出此时电路中的电流,此时电路中的电流为
此时电路中的电流为。
[6][7][8]闭合开关S1、S2,滑动变阻器R1与R2串联,将滑动变阻器R2的滑片移动最左端,此时滑动变阻器R2接入的阻值为0,电压表的示数直接是电源电压,此时之所以不用灯泡,是为了保证灯泡的安全,故电源电压为U2;当闭合开关S1、S2,滑动变阻器R1与R2串联,此时滑动变阻器R2滑片保持不动,滑动变阻器R1的滑片在阻值最大处,此时滑动变阻器R2的阻值为
再将此时的阻值代入,闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器R2滑片,小灯泡与滑动滑动变阻器R2串联,滑动滑动变阻器R2的电压为
可知额定电流为
小灯泡额定功率
24. 左 断路 反比 控制变量法 2.4~2.5 21
【详解】(1)[1]小明连接好如图甲所示的电路,闭合开关前,为保护电路,应将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,即最左端。
[2]若定值电阻短路,则电压表示数为0;若定值电阻为断路,则电压表串联在电路中,电压表测电源电压,电压表示数接近电源电压,故闭合开关,小明发现电压表示数接近电源电压,可能是定值电阻R出现了断路故障。
(2)①[3]由图乙知,因电流与电压之积为一定值2.5V,故可得:导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
②[4]研究电流与电阻的关系时要控制电阻的电压不变,故该实验采用的研究方法是控制变量法。
(3)[5]定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联电路电压的规律及分压原理有
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,电阻的电压最小,即
故电压表控制的最小示数为
U1=2.4V
由于滑动变阻器的规格为“30Ω 0.5A”,所以电路的最大电流为0.5A,由欧姆定律,因此定值电阻两端允许的最大电压:
U最大=I最大R1=0.5A×5Ω=2.5V
因此,为了顺利完成本次实验,则定值电阻两端的电压可调范围为2.4~2.5V。
(4)[6]实验中,定值电阻的电压保持不变,使用10Ω和20Ω电阻实验时,由欧姆定律可知,电路的电流之比为21,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压也不变,根据,在电压不变时,电功率与电流成正比,故使用10Ω和20Ω电阻实验时,滑动变阻器消耗的电功率之比为21。
25.(1)5V;(2)20Ω;(3)0.625W
【详解】解:(1)当闭合开关S、S1,断开S2,滑片P在某位置时,此时R1与R3串联,电压表测R3两端电压,电流表测电路中电流,由欧姆定律可知,R1两端电压为
所以电源电压为
(2)当开关S、S1、S2都闭合,滑片P在最左端时,此时R1与R2并联,电流表测干路电流,此时通过R1的电流为
则通过R2的电流为
由欧姆定律可知,定值电阻R2的阻值为
(3)闭合开关S、S2,断开S1,此时R2与R3串联,要使电路中总功率最小,由可知,应使电路中电流最小,当变阻器全部连入电路时,最小电流为
所以电路的最小功率为
答:(1)电源电压为5V;
(2)定值电阻R2的阻值为20Ω;
(3)闭合开关S、S2,断开S1,电路的最小功率为0.625W。
26.(1)484Ω;(2);(3)1.5kg
【详解】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,此时电路中的总电阻较大比并联的总电阻大,根据
可知,电热水壶的总功率小,处于保温挡,R1的电阻为
由可得,加热过程中煮茶器消耗的电能为
由可得,吸收热量为
由可求得煮茶器中水的质量为
答:(1)发热电阻的阻值为484Ω;
(2)加热过程中煮茶器消耗的电能为;
(3)煮茶器中水的质量为1.5kg。
27.(1);9V;(2)1.35W;(3)
【详解】解:(1)灯泡L标有“10V 5W”,表示灯的额定电压为10V,额定功率为5W,根据,灯泡的额定电流为
由欧姆定律,灯丝的电阻
当S闭合,单刀双掷开关S1接a,滑片置于某位置时,定值电阻与变阻器串联,电压表测变阻器(滑片以右电阻丝)的电压,电流表测电路的电流,根据欧姆定律,定值电阻R1的电压
由串联电路电压的规律,电源电压
(2)根据,当电路的电阻最大时,整个电路的总功率最小,因> R1,由串联电阻的规律,故当变阻器的最大电阻连入电路中(滑片移动到最左端)与RL串联时,此时电路的最大电阻
因电压表选用大量程,15V>9V,故电压表是安全的。滑动变阻器R2标有“40Ω 0.5A”字样,可知滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,电路的电阻越大,电路的电流越小,故灯、电流表和滑动变阻器此时都是安全的,因此,在保证电路安全的前提下,整个电路总功率的最小值
(3)根据可知,在电源电压一定时,电路的电流最大时,电路消耗的电功率最大。滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,小于电流表选用的量程,故S1接a,定值电阻与变阻器串联时,若电路的最大电流为0.5A,根据串联电阻的规律及欧姆定律,此时变阻器连入电路的电阻
即当变阻器连入电路的电阻为时,电路的最大电流可为0.5A;当S1接b时,灯泡与变阻器串联,当变阻器的滑片移动到最右端,变阻器连入电路的电阻为0时,由欧姆定律,电路的最大电流为
故当S1接b时,电路的最大电流为0.45A。根据可知,在电压不变时,电功率与电流成正比,当S1分别接a和b时,滑片从左端向右端滑动过程中,两次电路总功率最大值之比为
答:(1)灯丝电阻为,电源电压为9V;
(2)在保证电路安全的前提下,且电路中有电阻或小灯泡工作时,整个电路总功率最小值为1.35W;
(3)在保证电路安全的前提下,S1分别接a和b时,滑片从左端向右端滑动过程中,两次电路总功率最大值之比。
【点睛】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的灵活运用,综合性强,难度较大,最后一问是难点,关键是确定电路允许的最大电流。
28.(1)4A;(2)440W;(3)
【详解】解:(1)高温档的额定功率为880W,它的工作电压为220V,高温档加热时,电路中的电流为
(2)当只闭合S1时,两电阻串联,再闭合S2时,R1短路,电路为R2的简单电路,根据串联电阻大于其中任一电阻,由可知,当只闭合S1时功率小,为低温档;两开关都闭合时为高温档,R2的阻值为
由串联电阻的规律,低温档加热时,电路的电阻
低温档加热时,电路中的功率为
(3)0.22L水的质量为
将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,吸收的热量
求挂烫机加热的最短时间,故应选用高温档,因不计热量损失,挂烫机至少需要的加热时间
答:(1)高温档加热时,电路中的电流为4A;
(2)低温档加热时,电路中的功率为440W;
(3)若将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热。
【点睛】本题为电热综合题,考查串联电路的规律和电功率公式、密度公式及吸热公式的运用,关键是明确高温、低温档电路的结构。
29.(1)100W;(2)40℃;(3)12J
【详解】(1)由电路图知,电动机与加热电阻并联,故加热电阻正常工作时的电功率为
(2)水吸收的热量为
加热电阻放出的热量为
由题意知
即
则
水的温度会升高到
(3)由焦耳定律可得电动机线圈产生的热量
答:(1)加热电阻正常工作时的电功率100W;
(2)水的温度会升高到40℃;
(3)电动机线圈产生的热量是12J。
30.(1)1.6;(2)30Ω;(3)0.9W
【分析】(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L与电阻R1并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点结合额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压;
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,根据欧姆定律可求出此时电路中的电流,再根据串联分压原理和即可求出R2的最大阻值;
(3)根据求出灯泡的电阻,然后与R1的阻值相比较,两者中的最大阻值和滑动变阻器的最大阻值串联时电路的总电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和求出电路的最小总功率。
【详解】(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L与电阻R1并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡L正常发光,则电源的电压
U=UL=6V
通过电阻R1的电流
电流表的示数
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端的电压,此时电路中的电流
根据串联分压原理和可得,R2的最大阻值
(3)根据可得,灯泡的电阻
由RL
答:(1)电源电压为6V;(2)R2的最大阻值为30Ω;(3)当电路中有电阻或小灯泡工作时,整个电路的最小电功率为0.9W。