[物理]广西南宁市2024年中考模拟试卷(三)(解析版)

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1. 在国际单位制中，电压的单位是（ ）
A. J（焦）B. V（伏）C. A（安）D. W（瓦）
【答案】B
【解析】在国际单位制中，功、能量的单位是焦耳（J），电流的单位是安培（A），电功率的单位是瓦特（W），电压的单位是伏特（V）。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2. 消防员戴的5G智能头盔可以把火灾现场的信息及时传回指挥中心，头盔传递信息是通过（ ）
A. 超声波B. 次声波C. 红外线D. 电磁波
【答案】D
【解析】5G信号的智能头盔是通过电磁波传递信息的，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3. 下列能源中，属于不可再生能源的是（ ）
A. 水能B. 风能C. 潮汐能D. 核能
【答案】D
【解析】水能、风能、潮汐能短时间内可以再生，可再生能源，核燃料短时间内无法再生，是不可再生能源。
故选D。
4. 下列物体属于导体的是（ ）
A. 橡胶B. 铜线C. 玻璃D. 陶瓷
【答案】B
【解析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体。橡胶、玻璃、陶瓷不容易导电，属于绝缘体；铜线容易导电，属于导体。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5. 滑动变阻器可以改变接入电路中电阻的大小。使用时移动滑片，改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的（ ）
A. 材料B. 横截面积C. 长度D. 电流方向
【答案】C
【解析】导体的电阻受导体的材料、长度、横截面积、温度的影响；滑动变阻器的原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻。故C符合题意，ABD不符合题意。
6. 以下家用电器中，消耗的电能主要转化为机械能的是（ ）
A. 洗衣机B. 电饭锅C. 电烤箱D. 日光灯
【答案】A
【解析】A．洗衣机主要将电能转化为机械能，故A符合题意；
B．电饭锅工作时主要把电能转化为内能，故B不符合题意；
C．电烤箱工作时主要把电能转化为内能，故C不符合题意；
D．日光灯工作时主要把电能转化为光能，故D不符合题意。
7. 电给人类带来了便利，但使用不当也会造成危害。下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A. 发生触电事故时先切断电源
B. 使用试电笔时，手接触笔尖金属体
C. 用绝缘材料制作地线
D. 将多个大功率用电器接在同一插排上同时使用
【答案】A
【解析】A．发生触电事故时先切断电源，可以避免触电，故A符合题意；
B．使用试电笔时，手接触笔尾金属体，不允许接触笔尖金属体，故B不符合题意；
C．用绝缘材料制作地线，则发生漏电事故时，电不能导向大地，造成触电事故，故C不符合题意；
D．将多个大功率用电器接在同一插排上同时使用，会因为功率过大，电流过大，引起火灾，故D不符合题意。
8. 物流仓库值班室，当前门来人时灯亮，后门来人时电铃响。下列电路设计符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A．由图可知，当前门开关闭合后门开关断开时，灯泡发光，电铃不响；当前门开关断开后门开关闭合时，灯泡发光，电铃响，故A不符合题意；
B．由图可知，当前门开关闭合后门开关断开时，灯泡不亮，故B不符合题意；
C．由图可知，当前门开关闭合后门开关断开时，灯泡不亮，电铃响；当前门开关断开后门开关闭合时，灯泡亮，电铃不响，故C不符合题意；
D．由图可知，当前门开关闭合后门开关断开时，灯泡亮，电铃不响；当前门开关断开后门开关闭合时，灯泡不亮，电铃响，故D符合题意。
故选D。
9. 手与硅胶管M均不带电，用手摩擦M后，M与带负电的塑料管互相排斥，则（ ）
A. M带正电B. M不带电
C. 手摩擦M时，正电荷从手转移到MD. 手摩擦M时，电子从手转移到M
【答案】D
【解析】由题意可知，开始手与硅胶管M均不带电，用手摩擦M后，M与带负电的塑料管互相排斥，根据同种电荷互相排斥可知此时M带负电；根据摩擦起电的本质可知，得到电子的带负电，失去电子的带正电，因此手摩擦M时，电子从手转移到M。
故选D。
10. 2023年5月18日，第七届世界智能大会在天津拉开帷幕，我国自主研发的电力组塔机器人展示了自主攀爬越障等一系列施工作业。机器人灵活的动作均是由电动机带动的、下列实验，能说明电动机工作原理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A．如图是奥斯特实验，能证明电流周围有磁场，故A不符合题意；
B．如图是探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关的实验，故B不符合题意；
C．如图是探究通电导体在磁场中受到力的作用的装置，电动机是根据这个原理工作的，故C符合题意；
D．如图是探究电磁感应现象装置，是发电机原理，故D不符合题意。
故选C。
11. 如图所示，其中正确反映两根大头针被条形磁铁吸起时的真实情况的是( )
A. 图甲B. 图乙C. 图丙D. 图乙和图丙
【答案】C
【解析】由题目图中，大头针是吸在磁铁的S极或N极上，大头针针在磁铁磁场的作用下被磁化，从而获得了磁性，靠近磁铁的一端都是极S或N极，远离磁铁的一端都是N极或S极，由于同名磁极互相排斥，故C正确，ABD错误。
故选C。
12. 在橙子上插入铜片和锌片，制成水果电池，将水果电池与发光二极管（简称“LED”）连接成如图所示的电路，LED发光。下列说法正确的是（ ）
A. 铜片相当于电池的正极
B. LED的材料主要是超导体
C. 水果电池将电能转化为化学能
D. 电流从锌片经过LED流向铜片
【答案】A
【解析】AD．由于发光二极管具有单向导电性，图中LED发光，所以电流从铜片流向LED，再流向锌片，所以铜片相当于电池的正极，故A正确，D错误；
B．由于发光二极管主要是由半导体材料制成的，所以LED的材料主要是半导体，故B错误；
C．水果电池发生化学反应，同时释放电能，所以是将化学能转化为电能，故C错误。
故选A。
13. 如图所示，电源电压不变，闭合开关S，灯泡L1、L2都发光。一段时间后，由于某个灯泡发生故障，使两灯都熄灭，且电流表示数为零，电压表示数变大，则下列说法正确的是（ ）

A. 灯泡L1和L2发光时，两灯并联
B. 灯泡熄灭是由于灯L2断路造成的
C. 灯泡熄灭是由于灯L1断路造成的
D. 灯泡熄灭是由于灯L2短路造成的
【答案】C
【解析】A．由图可知，开关闭合后，两个灯泡串联在电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量的是L1两端的电压，根据串联电路的电压特点可知，此时电压表示数要小于电源电压，故A错误；
BCD．某灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，说明电路出现了断路现象，电压表的示数比原来还大，说明电压表和电源之间是接通的，即测量的是电源电压，所以故障是与电压表并联的灯泡L1断路造成的，故BD错误，C正确。
故选C。
二、多选题：本大题共3小题，共9分。
14. 关于电与磁的知识，以下说法正确的是（ ）
A. 摩擦起电过程，创造了电荷
B. 螺线管通电时，周围存在着磁场
C. 法拉第发现了电磁感应现象
D. 灯泡未通电时，它两端电压为零其电阻也为零
【答案】BC
【解析】A．摩擦起电过程中转移了电荷，而不是创造电荷，故A错误；
B．奥斯特实验说明通电导线的周围存在着磁场，通电螺线管周围存在着与条形磁体相似的磁场，故B正确；
C．1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，该发现进一步揭示了电与磁的联系，开辟了人类的电气化时代，故C正确；
D．电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，故D错误。
故选BC。
15. 如图所示是电磁继电器的工作原理图，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的弹性势能减小B. 电磁铁的上端为S极
C. 电动机工作D. 灯不发光
【答案】CD
【解析】A．当闭合开关后，电磁铁产生磁性吸引衔铁，右半部分下落，弹簧被拉长，弹性势能增大，故A错误；
B．当闭合开关后，线圈相当于通电螺线管，根据安培定则判断电磁铁上端为N极，故B错误；
CD．当闭合开关后，电磁铁产生磁性吸引衔铁，右半部分往下落，开关与下面电动机所在的电路结合，电动机所在电路闭合，电动机正常工作，开关与上面灯泡所在的电路分离，灯泡所在电路断路，灯泡不发光，故CD正确。
故选CD。
16. 如图所示，是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，电源两端电压保持不变，电阻、中的一个是定值电阻，另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随油箱中油量的减少而增大，当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警。电压表示数为U时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（ ）
A. 为压敏电阻
B. 随着油箱的油量减少，通过定值电阻的电流变大
C. 若换用阻值更大的定值电阻，警戒油量将变小
D. 若换用电压更大的电源，警戒油量将变小
【答案】AC
【解析】A．依题意得，当邮箱中的油量不足时，电压表示数会大于某一值U时，就会触发报警。由图得，两电阻串联，电压表测量电阻R1的电压。依题意得，压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大，由串联电路电压特点得，随着油量减小，压敏电阻的电压增大，定值电阻电压减小，因此与电压表并联的电阻为压敏电阻，故A正确；
B．由图可知，电阻R1、R2串联，随着油箱的油量减少，电路中的总电阻变大，电路中电流减小，则通过定值电阻的电流变小，故B错误；
C．若换用阻值更大的定值电阻，触发警报时，电路中电流更小，压敏电阻的阻值更大，警戒油量将变小，故C正确；
D．若换用电压更大的电源，触发警报时，定值电阻两端的电压增大，电路中电流增大，压敏电阻的阻值减小，警戒油量将变大，故D错误。
三、填空题：本大题共6小题，共12分。
17. 《论衡》中有关于用布摩擦过的琥珀吸引轻小的干草和天然磁石吸引铁针的记载。这是因为用布摩擦过的琥珀带了______，天然的磁石具有______。
【答案】电 磁性
【解析】[1]带电体具有吸引轻小物体的性质，用布摩擦过的琥珀吸引轻小的干草，是因为布摩擦过的琥珀带了电。
[2]磁体具有吸引铁、钴、镍等金属的性质，天然磁石吸引铁针，说明天然的磁石属于磁铁，磁铁具有磁性。
18. 今年四月份，我国新一代人造太阳取得重大突破，它致力于太阳中能量产生方式——________（选填“核聚变”或“核裂变”）的研究，使其可以控制，追求无污染的人类能源自由。核能属于________（选填“一次”或“二次”）能源。
【答案】核聚变 一次
【解析】[1]获取核能有两种途径：核裂变和核聚变。太阳释放的能量是由于太阳内部进行着核聚变。
[2]可以从自然界直接获取的能源叫一次能源，不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源，核能可以从自然界直接获取，属于一次能源。
19. “节能减排”要从身边小事做起，如离开房间后要熄灭电灯、减少电视机的待机时间等，家庭电路中，电灯与电视机是______联的，控制电灯的开关应接在电灯和______线之间。
【答案】并 火
【解析】[1]并联电路中，用电器之间不会相互影响，当电视机停止工作时，灯泡不会受到影响，故电视机与灯泡是并联的。
[2]根据安全用电的原则，开关应控制火线，故控制电灯的开关应接在电灯和火线之间。
20. 如图所示，小桂将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在电池的两极上，发现铝箔纸发热并燃烧。实验中铝箔纸较粗部分的电流______（选填“>”“=”或“<”）较细部分的电流，较______（选填“粗”或“细”）的部位先燃烧起来。
【答案】= 细
【解析】[1]实验中铝箔纸较粗部分与较细部分串联，由串联电路的电流特点可知，通过它们的电流相等。
[2]由影响导体电阻的因素可知，较细部分的电阻大于较粗部分的电阻，由可知，相同时间内较细的部位产生的热量较多，因此较细的部位先达到燃点先燃烧起来。
21. 如图所示，AB间的弹簧中间有可收缩的导线将滑动变阻器接入电路，为定值电阻。此装置可做为压力计使用，当闭合开关S，要求A板上受到的压力F增大时，压力计的示数会随着指针向右摆动而增大，应把______ （选填“电流表”或“电压表”）改装为压力计。改装后的压力计表盘刻度______ （选填“均匀”或“不均匀”）。

【答案】电压表 不均匀
【解析】[1]由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联接入电路，电流表测电路电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压；当压力增大时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，滑动变阻器分压变大，电压表示数变大，电路总电阻变大，电路电流变小，电流表示数变小，因此，为使压力增大时，压力计的示数增大，应把电压表改装为压力计。
[2]根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电路中的电流为
由得，电压表示数
由此可知，电压表示数与不成正比，由于接入电路的阻值与压力成正比，所以，压力计示数与压力不成正比，所以，压力计刻度不均匀。
22. 如图是某电加热器的工作电路图，电加热器有“高温”和“低温”两挡，其中R1=44Ω，R2=176Ω。当开关S1闭合，S2___________时是高温挡。该电加热器低温挡正常工作5min产生的热量是___________J。

【答案】闭合 66000
【解析】[1]由图知道，当开关S1闭合，S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点知道，此时电路中的总电阻最大，由知道，电路中的总功率最小，电加热器处于低温挡；当开关S1、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的电阻阻值最小，总功率最大，电加热器处于高温挡。
[2]低温挡的功率
由 知道，该电加热器低温挡正常工作5min产生的热量
Q=W=P低t=220W×5×60s=6.6×104J
四、作图题：本大题共2小题，共4分。
23. 用笔画线代替导线，将图中灯泡、开关正确接入家庭电路中。

【答案】
【解析】灯与开关串联，为了安全，开关一端要接在火线上，另一端接灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，如图所示

24. 如图所示，请在括号内标出通电螺线管左端的磁极、小磁针右端的磁极以及导线上A点的电流方向。（磁极均用“N”或“S”表示）

【答案】
【解析】如图，电源的右端是正极，说明电流从螺线管的右端进入、从左端流出，所以A点的电流是从上往下；根据安培定则知，螺线管的右端是N极，左端是S极；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的右端是S极，左端是N极。如图所示：

五、实验探究题：本大题共4小题，共25分。
25. 在探究“串联电路电流规律”的实验中：
（1）为保护电路，连接电路时开关要 ___________；
（2）实验中，选择两个小灯泡的规格应该 ___________（选填“相同”或“不相同”）；
（3）在闭合开关前，看到电流表的指针如乙图所示，此现象产生的原因是电流表 ________；
（4）确定了电路连接正确以后，表中是某同学实验中的一组数据，分析数据时发现所记录的数据中，具有明显错误的数据是 ___________；
（5）通过多组实验得到实验结论是为了 ___________。
A．减小实验误差 B．避免偶然性，增强普遍性
【答案】（1）断开 （2）不相同 （3）没有调零 （4）1.5A （5）B
【解析】（1）[1]为保护电路安全，避免闭合开关瞬间，电流过大，连接电路时开关要断开。
（2）[2]为了获得的结论具有普遍性，实验中，应该选择两个小灯泡的规格应该不相同。
（3）[3]在闭合开关前，看到电流表的指针如乙图所示，指针反向偏转，原因是电流表没有调零。
（4）[4]串联电路电流处处相等，分析数据时发现所记录的数据中，具有明显错误的数据是1.5A。
（5）[5]该实验是探究性实验，多组实验得到实验结论是为了避免偶然性，增强普遍性。
故选B。
26. （1）探究“电阻大小与哪些因素有关”的实验装置如图甲所示，实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路，其中a、b、d长度相同，a、b、c粗细相同，b、d粗细不同。选用b、c两根导线进行对比，是为了探究电阻大小跟导体的______有关。选用______（填写导体的代号）两根导线进行对比，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关；
（2）小明用如图乙所示的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”。实验中通过观察U形管中液面______的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫______法；
（3）用图丙所示的装置研究电磁感应现象，实验中通过观察______来判断电路中是否有感应电流产生。若将此装置中电流计换成______，可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】（1）长度 b、d （2）高度差 转换 （3）灵敏电流计的指针是否偏转 电源
【解析】（1）[1]探究电阻大小跟导体的长度有关时，需要控制材料和横截面积相同，所以需要将b、c两根导线分别接入电路中进行实验。
[2]要探究电阻大小跟导体的横截面积有关，需要控制导体的材料和长度相同，横截面积不同；由图可知，导线b、d的长度、材料均相同、粗细不同，因此选用导线b、d分别接入电路中。
（2）[3][4]小明用如图乙所示的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，实验中通过观察U形管中液面高度差的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种实验研究的方法叫转换法。
（3）[5]实验中通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生。
[6]若将此装置中灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理。
27. 利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中所示的器材连接成完整电路_____；
（2）正确连接电路后，应将滑片P由最大电阻处缓慢向______端移动（选填“A”或“B”），使灯逐渐变亮；
（3）某次实验时，移动滑片P，记下多组电压和电流值，绘制成图乙所示的图像，根据图像的信息，小灯泡的额定电功率为______W；
（4）实验时，由于操作失误，在未断开开关的情况下，直接将亮着的小灯泡从灯座上取出，电压表的示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）在没有电流表的情况下，用如图丙所示的实验电路，也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R，实验步骤如下：
①只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U额；
②保持滑片位置不变，只闭合开关S 、S2、，此时电压表的示数为U；
可知小灯泡的额定功率P额=______（用U额、U和R表示）；若已知电源电压为U0，此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx=______（用U0、U额、U和R表示）。
【答案】（1） （2）A （3）0.625 （4）变大 （5）
【解析】（1）[1]连接电路时，电压表与灯泡并联，且电流从电压表的正接线柱流入，根据额定电压2.5V，确定选择小量程，如下图所示：
。
（2）[2]为保护电路，连接电路时，滑动变阻器开始处于最大阻值处，即在图中的B端，开关闭合后，要使灯变亮，应减小滑动变阻器连入电路的电阻，应将滑片向A端移动。
（3）[3]由图乙可知，当小灯泡两端电压为其额定电压2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，故小灯泡的额定电功率
P=UI=2.5V×0.25 A=0.625W
（4）[4]电路为灯泡与滑动变阻器串联，正常工作时电压表测量灯泡两端电压，灯泡两端电压小于电源电压；在未断开开关的情况下，直接将亮着的小灯泡从灯座上取出，小灯泡处发生断路，电压表测量电源电压，故电压表示数变大。
（5）[5][6]①只闭合开关S、S1，灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端电压，调节滑片，使电压表示数为U额，此时灯泡正常发光。②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电路电流不变，电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压，此时电压表的示数为U，则定值电阻两端电压为U-U额，电路电流
故可知小灯泡的额定功率
若已知电源电压为U0，则滑动变阻器两端的电压为U0-U，此时滑动变阻器接人电路的阻值
28. 某课外小组学习了导体电阻的知识后，对食盐溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想：
①食盐水溶液的导电性能可能与溶液的浓度有关；
②食盐水溶液的导电性能可能与溶液的质量有关；
③食盐水溶液的导电性能可能与溶液中两金属片间的距离有关；
为了验证猜想，他们设计了如图1所示的装置，将电路中的a、b两金属片分别插入如图2甲、乙、丙、丁溶液中所示位置（金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同）进行探究：

（1）电路中定值电阻R0的作用是：__________；
（2）食盐水溶液的导电性能可以由电流表示数的大小来判断，这种物理研究方法为：__________法；
（3）将金属片a、b分别插入如图2甲、乙所示位置可探究猜想 __________（选填序号），为了探究猜想②应将金属片a、b分别插入 __________两图所示位置；
（4）将金属片a、b分别插入如图2乙、丁所示位置，若I乙__________I丁，由此可得到的结论是食盐水溶液的导电性能与溶液中两金属片间的距离有关；（选填“＝”或“≠”）
（5）将两金属片插入溶液更深些，发现电流表示数发生了变化，由此，可以提出一个可探究科学问题是：__________；
（6）实验完成后，课外小组的同学想进一步测量食盐水溶液的电阻，为此，老师提醒同学们，在原有的实验器材基础上再加一个开关，进行设计电路，就可以测出此时食盐水溶液的电阻。请在虚线框内画出可行的电路图__________。（食盐水溶液的电阻用字母“Rx”表示）

【答案】（1）保护电路 （2）转换法 （3）① 甲丙 （4）≠ （5）金属片在食盐水中的深度会不会影响它的导电性 （6）见解析
【解析】（1）[1]在连接电路时，开关必须断开，在电路中串联接入定值电阻可以防止电路电流过大烧坏电路，所以本实验电路中接入电阻R0的目的是保护电路。
（2）[2]若食盐水溶液的导电性能比较强，其电阻就比较小，电流表示数较大；反之，电流表示数较小，可见，食盐水溶液的导电性能可以由电流表示数的大小来反应，这是转换法。
（3）[3]a、b分别插入甲、乙所示位置，盐水的质量和金属片的距离不变，盐水的浓度不同，可探究食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度是否有关。
[4]为了探究食盐水溶液的导电性能与溶液的质量的关系，需要保持溶液的浓度和溶液中两点间的距离不变，改变溶液的质量，应将金属片a、b分别插入甲、丙两图所示位置。
（4）[5]将金属片a、b分别插入乙、丁所示位置时，溶液的浓度相同，质量也相等，溶液中两点间的距离不相等，若I丙≠I丁，说明食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
（5）[6]将两金属片插入溶液更深些，发现电流表示数发生了变化，由此，可以提出一个可探究的科学问题是：金属片在食盐水中的深度会不会影响它的导电性。
（6）[7]把开关与Rx并联，通过开关的断开与闭合来测出此时食盐水溶液的电阻，如图所示：

六、计算题：本大题共3小题，共24分。
29. 如图所示，电源电压U=24V，定值电阻R0=4Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”，电压表量程为0～15V。

（1）求当电压表示数U0=6V时，通过定值电阻R0的电流；
（2）求电路消耗的最小电功率；
（3）请分析说明，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路最小阻值。
【答案】（1）1.5A；（2）24W；（3）8Ω
【解析】解：（1）由电路图可知，两电阻串联，电压表测量R0两端的电压。通过定值电阻的电流为
（2）根据可知，当电压一定时，电阻越大，电功率越小。当滑动变阻器全部接入电路时，电路中的电阻最大，为
R总=R0+R大=4Ω+20Ω=24Ω
电路消耗的最小电功率为
（3）要保证滑动变阻器安全，电路中允许通过的最大电流为I大=2A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，最小阻值为
要保证电压表安全，R0两端最大电压为U1=15V，则滑动变阻器两端电压为
U2=U-U1=24V-15V=9V
电路中最大电流为
超过了滑动变阻器允许通过的最大电流，所以要使电路安全，滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为8Ω。
30. 图甲为汽车倒车雷达中的距离报警器简化电路图。电源电压为12V，R1为定值电阻，R2为距离传感器的核心部件，其阻值随传感器到障碍物距离s的变化关系图像如图乙所示。当传感器到障碍物距离为1.3m时，报警器开始报警，此时电路中报警电流为0.2A。求：

（1）R1的阻值；
（2）当传感器到障碍物距离s1＝1m时，电路的电功率；
（3）保持起始报警电流不变，若要增大起始报警距离s2＝1.5m，小明提出的改进方案是降低电源电压；小红提出的改进方案是减小R1的阻值；请你通过计算，具体说明以上两种方案是否可行。
【答案】（1）30Ω；（2）2.88W；（3）小明提出的改进方案不可行；小红提出的改进方案可行
【解析】解：（1）闭合开关，两个定值电阻串联，电流表测量电路电流。从图乙可知：传感器到障碍物距离越近，R2的阻值越小；当传感器到障碍物距离为1.3m时，R2的阻值为30Ω，此时电路中报警电流为0.2A，根据欧姆定律可知，总电阻
根据电阻串联的特点可知
（2）当传感器到障碍物距离
时
电路的电功率
（3）保持起始报警电流不变，若要增大起始报警距离
R2阻值为40Ω，根据定律可知总电阻
根据电阻串联的特点可知
若降低电源电压，根据欧姆定律可知电路电阻减小，R2的阻值更小，故小明提出的改进方案不可行；小红提出的改进方案可行。
答：（1）R1的阻值为30Ω；
（2）当传感器到障碍物距离s1＝1m时，电路的电功率为2.88W；
（3）小明提出的改进方案不可行；小红提出的改进方案可行。
31. 小华家有一个标有“220V 2200W”的即热式水龙头，在使用时发现不能满足家人对冬夏两季水温的需求，于是他增加了两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计），设计了如图甲所示的电路进行改进，其中为改进前水龙头的发热电阻，开关可以同时与a、b相连或只与c相连，使其具有两档工作状态（忽略发热电阻阻值的变化）。

（1）请求出的阻值；
（2）改进前，小华关闭家中其他电器，只让该水龙头工作，发下家中电能表（如图乙所示）1min转20r，请求出此时该水龙头的实际功率；
（3）改进后，水龙头正常工作时两档电功率之比为4∶1，请求出正常工作时高温档的电功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）根据可得，的阻值为
（2）根据图乙可知，当电能表转600r时，消耗的电能为，当转20r时，消耗的电能为
则此时该水龙头的实际功率为
（3）由电路图可知，将开关S与a、b相连时，电阻R与R0并联，电阻较小，根据
可知，此时电路的总功率最大，水龙头处于高温状态，由电路图可知，将开关S与c相连时，R与R0串联，总电阻较大，总功率较小，水龙头处于低温状态，因为水龙头分别处于高温挡与低温挡时，两档电功率之比为4∶1，则有
由于水龙头分别处于高温挡与低温挡时，两档电功率之比为4:1，可得
解得
则高温挡时的电功率为
答：（1）的阻值为；
（2）该水龙头的实际功率为；
（3）正常工作时高温档的电功率为。
次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.3
0.3
1.5
2
0.28
0.28
0.28
3
0.22
0.22
0.22