2021中考物理专题复习 专题1.3 选择题(电学)(解析版)
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【迎战中考】2021年物理二轮之试卷题型解密(通用版)
一、中考试卷中的选择题
选择题是中考物理试卷中的固定题型,也是一种基本题型,在中考物理试卷中占据非常重要的位置。从全国各地历年中考试卷来看,选择题所占分值在15分—30分之间,分值比例在25%—38%范围内,平均分值比例高达30%左右;由此可见,对中考物理选择题的考查方向、问题形式、解答技巧和考试内容进行全面的分析和掌握,其重要性不言而喻。
二、选择题考查内容分类
选择题是客观题中最广泛的基本题型,主要考查物理的基本知识、基本概念和基本技能,属于对基础知识的考查形式,故题目难度一般不会太高,属于中低档难度题。选择题是由题干和若干选项组成的。“题干”提出问题,告诉学生要解答的问题,“选项”作为试题的主要内容,可以考查一个或多个知识点,学生通过对备选选项的分析和理解,找出正确答案。由此看来,解答选择题,除了应该具备完整、扎实的基本知识外,还应对选择题的常考知识点和考查方式熟练掌握。下面对选择题常考内容进行分类说明:
1.概念辨析型选择题
用所学物理知识或基本概念解释物理现象,并对题干中的每一项内容进行分析(辨析),找出答案,此为概念辨析型选择题。此种类型的考题,考查的知识点广泛,涵盖内容多,并能很好考查学生对基本概念的理解程度,所以题目出现概率很高。
2.规律应用型选择题
利用所学物理规律,对某种物理现象或表述进行分析判断,此类题型属于规律应用型选择题。规律应用型选择题需要学生能很好的理解物理概念,能运用物理规律分析、解释问题,做到透过现象看本质。
3.现象判别型选择题
利用所学知识,对生活中的一些自然现象或物理现象进行判断、辨别就是现象判别型选择题。此类考题问题形式简洁、考查方向明确,会经常出现,也是选择题中常考类型,应该加以重视。
4.图表信息型选择题
图表信息型选择题是通过题干给出的图像、表格信息,利用所学概念和规律进行分析、判断或计算的题型。此类考题除考查学生对物理概念和规律理解程度外,也考查了学生读取信息和利用信息的能力。
5.实验探究型选择题
通过实验探究活动,对所探究的物理现象、物理规律、理论验证等,进行分析、判断和总结,找出题干中符合要求的答案,此类考题就是实验探究型选择题。解答此类问题,需要学生熟悉要验证的理论和规律,实验探究过程会得到什么结论。
6.应用计算型选择题
计算型选择题是利用所学物理规律、公式进行计算,并通过计算找出正确答案的考题类型。计算型选择题主要涉及到压强、浮力、机械效率、功和功率、杠杆、电路、电功率和电热等,考查学生计算能力和运用理论解题能力。
7.物理量估测型选择题
估测题是利用所学的物理概念、规律、物理常数和生活常识对物理量的数值和数量级进行快速计算和取值范围合理估测。估算法是一种科学的近似计算,它不仅是一种常用的解题方法和思维方法,而且是一种重要的科学研究方法,在生产和生活中也有着重要作用。估测型选择题主要考查对长度、速度、时间、温度和热量、质量和重力、体积和容量、压力和压强、功和功率等常见物理量的估测,考查一般为数值判断式和单位判断式两种。
电学部分选择题包括电荷概念、电流和电路、串联和并联电路以及电流和电压关系、电流的测量、电压及其测量、电阻概念、欧姆定律、电阻测量、欧姆定律应用、电功与电功率、测量小灯泡电功率、焦耳定律等知识点。
一、考点分析
电学部分选择题在整个选择题中占有很大比例,属于必考内容,在选择题中一般有2-4道题。常见考查内容除了考查对这些知识点理解、认识程度外,更多的是如何利用所学知识点分析、判断和解释我们看到的现象及其应用。
根据历年全国各地中考试卷来看,在选择题中,对以上知识点的考查主要集中在电流、电压和电阻的概念,电路连接方式判断、电路故障判断、电路应用分析、串并联电路特点分析、欧姆定律的应用、测量电路分析、电路电学量计算等。
二、常见考查方式
本专题常见考查方式见下表。
序号
问题方式
序号
问题方式
1
对导体、绝缘体、两种电荷的认识
2
电路概念的理解与分析
3
串并联电路分析
4
测量电路判断
5
电路故障分析
6
实用电路应用分析
7
电压概念理解
8
串并联电路电流、电压分析
9
电阻概念的理解
10
电路简单计算
11
欧姆定律的应用
12
电功、电功率及其计算
13
电热计算与分析
14
常见实验探究分析
15
电阻、电功率测量分析
16
家庭电路及用电常识理解
一、选择题考查内容分类
力学部分选择题类型有概念辨析型、现象判别型、规律应用型、图表信息型、应用计算型和实验探究型六个大类。
二、解题方略
解答选择题,一定要避免题目的干扰和误导,防止和减少凭猜测确定答案的做法;二要认真审题,明确对选项的要求,如所要选择的选项是“正确”的还是“不正确(错误)”的,防止由于“眼误”而导致解题错误;三要针对不同题目选择合适的解题方法。
解答力学选择题常见方法有:直接判断法、排除法(剔除法)、概念辨析法、计算求解法四种方法。
方法一:直接判断法
直接判断法是直接运用基本概念、基本规律,对备选项中的答案进行判断。选项常以物理观象、知识点和基本概念等内容为主,对应的题型多数是识记型选择题。这类题目主要用于考查学生对物理知识的记忆和理解程度,属常识性知识的题目。
【典例】(2020•广西)眼镜各部分的构成材料如图所示,通常情况下属于导体的是( )。
A.塑料镜框 B.玻璃镜片 C.橡胶鼻托 D.金属螺丝
【答案】D
【解析】眼镜上的塑料镜框、玻璃镜片、橡胶鼻托都不容易导电,是绝缘体;而金属螺丝容易导电,是导体。故选:D。
【跟踪练习】
1.(2020•烟台)如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒a去接触不带电的验电器金属球b后,验电器的两片金属箔张开,则下列说法正确的是( )。
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷;
B.丝绸与玻璃棒a摩擦过程中创造出了新电荷;
C.a、b接触时,a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→a;
D.验电器的两片金属箔张开时,金属箔都带正电荷
【答案】D。
【解析】A、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故A错误;
B、摩擦起电的实质是电荷的转移,在摩擦起电中并没有创造电荷,故B错误;
CD、当带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时,玻璃棒上的正电荷吸引验电器上的负电荷(自由电子),验电器上的自由电子转移到玻璃棒上,由于验电器的金属箔片失去电子而带正电,验电器的两片金属箔都带正电荷,相互排斥张开,瞬时电流方向a→b,故C错误,故D正确。故选:D。
2.(2020•烟台)如图所示,当开关S闭合时,小灯泡L不亮,小明同学利用电压表进行电路故障检测,测量结果如表所示。假设导线连接良好,电路只有一处故障。则电路中的故障是( )。。
测试点
a、b
b、c
c、d
电压表示数
有示数
有示数
无示数
A.开关S断路 B.小灯泡L断路
C.滑动变阻器R短路 D.滑动变阻器R断路
【答案】B。
【解析】当开关S闭合时,小灯泡L不亮,说明电路可能出现了断路现象或灯泡短路;ab间电压表有示数,说明电源正常;
bc间电压表有示数,说明灯泡不可能短路,也说明除灯泡外的电路都是接通的,所以故障是灯泡断路。故选:B。
3.(2020•大连)如图所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片从a端向b端移动的过程中,不计温度对灯丝电阻的影响,则电路总功率P与电压表示数U之间的关系图象为( )。
A.;B.;C.;D.
【答案】A。
【解析】滑动变阻器R和灯L串联接入电路,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,
设电压表示数为U,电源电压为U′,
由串联电路电压的规律及欧姆定律,灯的电流即电路的电流:I=,
则电路的总功率:P=U′I=U′×=﹣×U,
因上式中,U′和RL均为定值,故电路的总功率随电压表示数变化的一次减函数关系式,只有A正确。故选:A。
4.(2020•南通)图甲为天然气泄漏检测电路原理图,电源电压恒定,R0为定值电阻,气敏传感器两端电压UQ随天然气浓度C变化的关系如图乙,则下列描述R0的功率P0,电路的总功率P随天然气浓度C变化的关系图线中,可能正确的是( )。
A.;B.;C.;D.
【答案】C。
【解析】由题图可知,R0与气敏传感器串联,电压表测气敏传感器两端的电压。
由图乙可得,气敏传感器两端的电压与天然气浓度C成正比,即根据串联电路的电阻分压特点可知:气敏传感器的阻值变大,
所以,气敏传感器的阻值(R气)与天然气浓度C也成正比。
A和B、R0的功率P0==,故P0与U0是一个二次函数关系,因U0与C是一个一次函数关系(成正比),所以P0与C项是二次函数关系。故A、B错误;
C和D、电路总功率P=,R气随C的增大而增大,所以P随C的增大而减小,故C正确,D错误。故选:C。
5.(2020•娄底)下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是( )。
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡;
B.家里使用电热水壶烧水;
C.小明妈妈用电熨斗熨衣服;
D.电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温
【答案】D。
【解析】ABC、用电热孵化器孵小鸡、使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服,都是将电能转化为内能,属于利用电流的热效应,故ABC不符合题意;
D、电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温,是为了防止电热产生危害,故D符合题意。
故选:D。
方法二:排除法
按照题意的要求,熟练运用物理概念、规律,对选项与题干的关系或对选项本身的科学性进行判断,将与题干无关或缺乏科学性的选项排除;此方法常应用于单选题。注意有时题目要求选出错误的选项,那就是排除正确的选项。
【典例】(2020•安顺)如图所示是额定电压为3V的小灯泡的I﹣U变化关系图象。根据图象,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是( )。
A.此过程中电流与电压成正比;
B.此过程中小灯泡电阻保持不变;
C.额定电流是0.3A;
D.额定功率是1.5W
【答案】D。
【解析】AB、由图可知,I﹣U变化关系图象是曲线,小灯泡的电流与电压不成正比,电阻不是定值,故AB错误;
C、由图象可得,电压为3V(在额定电压下)时的电流(额定电流)是0.5A,故C错误;
D、额定功率P=UI=3V×0.5A=1.5W,故D正确;故选:D。
【跟踪练习】
1.(2020•泰州)如图甲所示电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,小灯泡上标有“4.5V 0.3A”字样,其I﹣U图象如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项正确的是( )。
A.电路的最大功率是3.6W;
B.小灯泡的最小功率是0.75W;
C.电流表的最小示数是0.15A;
D.电流表的最大示数是0.4A
【答案】B。
【解析】AD.由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;题意可知,为保证电路安全,电路中允许通过的最大电流是0.3A,即电流表的最大示数是0.3A,电路的最大功率是:P=UI=6V×0.3A=1.8W,故AD错误;
BC.由串联电路的分压特点可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大时,灯泡两端的电压最小,而且此时流过小灯泡的电流也最小,即电流表的示数最小;即当电压表的示数为3V时,小灯泡的电功率最小,此时小灯泡两端的电压为:
UL=U﹣U滑=6V﹣3V=3V,
由图乙可知,此时流过小灯泡的最小电流是0.25A,小灯泡的最小功率是
PL=ULIL=3V×0.25A=0.75W,故B正确;C错误。故选:B。
2.(2020•青岛)甲、乙两个电热器的电阻之比为5:4,通电相同时间产生的热量之比为5:1,则通过甲、乙的电流之比为( )。
A.4:1 B.1:4 C.2:1 D.1:2
【答案】C。
【解析】由题意可知,R甲:R乙=5:4,产生的热量之比Q甲:Q乙=5:1,通电时间之比t甲:t乙=1:1,
由Q=I2Rt可得通过甲、乙两个电热器的电流之比:
I甲:I乙=:=:=1:=2:1,故C正确、ABD错误。
故选:C。
3.(2020•鞍山)如图所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向左移动。下列说法中正确的是( )。
A.电流表A1的示数变大;
B.电压表V的示数变小;
C.电流表A2与A1的示数之差不变;
D.电压表V与电流表A2的示数之比变大
【答案】D。
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路电流。
A、因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R2的电流不变,即电流表A1的示数不变,故A错误;
B、因电源电压恒定,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故B错误;
CD、将滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器R1接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R1的电流变小;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A2的示数变小,则电压表V与电流表A2的示数之比变大,故D正确;由电流表A2与A1的示数之差等于通过R1的电流可知,两电流表的示数之差变小,故C错误。故选:D。
4.(2020•鄂尔多斯)图甲是身高测量仪,体检者站在绝缘平台上,能自动显示身高,电路原理如图乙。R0为定值电阻,滑动变阻器R的滑片P随身高的增高而上滑。下列有关分析,正确的是( )。
A.电流表示数显示身高,身高越高示数越大;
B.电压表示数显示身高,身高越高示数越大;
C.身高越高,R0消耗的电功率越小;
D.身高越高,电路消耗的总功率越大
【答案】B。
【解析】由电路图可知,R与R0串联在电路中,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、因电压表在电路中相当于断路,则当滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻不变;
身高越高时,滑片会向上移动,由于滑动变阻器接入电路的电阻不变,电路的总电阻不变,由欧姆定律可知,电路中的电流不变,所以电流表示数不能显示身高的变化,故A错误;
B、电压表测滑片下方电阻丝两端的电压,身高越高时,滑片下方电阻丝的阻值越大,由U=IR可知电压表示数越大,所以应该用电压表示数显示身高,且身高越高示数越大,故B正确;
C、身高越高时,由于电路中的电流不变、R0的阻值不变,则根据P=I2R可知R0消耗的电功率不变,故C错误;
D、身高越高时,总电压不变,电路中电流不变,由P=UI可知,电路消耗的总功率不变,故D错误。故选:B。
5.(2020•河池)如图所示,若要使R1、R2并联,则( )。
A.只闭合S1 B.只闭合S3
C.只闭合S2、S3 D.只闭合S1、S2
【答案】D。
【解析】若要使R1、R2并联,则电流从电源正极出来后,要分成两条路径,且两个电阻在两条支路中,所以由图可知应只闭合S1、S2,断开S3,故D正确。故选:D。
方法三:概念辨析法
利用所学概念和理论,对需要解答每个选项进行分析,判断选项的正误,找出需要的答案。此方法与直接判断法类似,但有不同点。直接判断法可以直接利用所学知识进行正误判断;但概念辨析法需要对选项进行分析,找出题干中不符合概念要求或不正确的论述。
【典例】(2020•南宁)图是某简易煤气检测电路,其中Q为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而减小。若输出信号的仪表选用电压表或电流表,闭合开关S,当煤气浓度升高时,要求仪表的示数增大,则( )。
A.选用电压表接在a、b之间;B.选用电压表接在b、c之间;
C.选用电流表接在b、c之间;D.选用电流表接在a、c之间
【答案】A。
【解析】由图示知,若在ab或bc间连接电流表,则电路中的电阻R或气敏元件Q会被短路,所以仪表应选用电压表。
由题意可知,当煤气浓度升高时,气敏元件Q的阻值减小,电路的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流增大,电阻R两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,气敏电阻Q两端的电压减小,
按要求,仪表的示数增大,说明电压表接在ab间,故A符合题意、BCD不符合题意。故选:A。
【跟踪练习】
1.(2020•大连)下列电路图中,电流表能直接测量灯L1电流的是( )。
A. B.
C. D.
【答案】C。
【解析】A、电流表没有经过用电器直接接在电源上,会损坏电源和电流表,故A错误;
B、电流表能直接测量灯L1电流,电流表和灯L1要串联,而选项中电流表和L1并联,故B错误;
C、电流表能直接测量灯L1电流,电流表和灯L1串联,故C正确;
D、电流表串联在干路上,电流表测量干路电流,故D错误。故选:C。
2.(2020•甘孜州)小刚用图所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了完成探究,他应该采取的措施是( )。
A.将变阻器滑片适当向右移动;
B.保持变阻器滑片不动;
C.将变阻器滑片适当向左移动;
D.适当增加电池的节数
【答案】A。
【解析】ABC、当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电路中的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,
由U=IR可知,滑片不动时,变阻器两端电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,定值电阻两端的电压变大,
因探究“一段电路中电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,
所以,应调节滑动变阻器的滑片增大接入电路中的电阻,减小电路中的电流,即将变阻器滑片适当向右移动,故A正确,BC错误;
D、在电池节数不变、A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω时,电压表的示数已经增大了,若适当的加电池的节数,滑片不动时,增加电池的节数,会使电阻两端的电压更大,故D错误。
故选:A。
3.(2020•葫芦岛)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,下列说法正确的是( )。
A.电流表A示数变小;
B.电压表V1 示数不变;
C.电压表V2示数与电流表A示数乘积变小;
D.电压表V1示数与电流表A示数比值变小
【答案】D。
【解析】由图可知,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量电源电压;
A、闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;故A错误;
B、滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器两端的电压减小,电压表V1 示数减小;电压表V2测量电源电压,保持不变;故B错误;
C、电压表V2示数不变,电流表A示数变大,其乘积变大;故C错误;
D、电压表V1示数与电流表A示数比值为滑动变阻器的电阻,电阻变小,比值变小,故D正确。
故选:D。
4.(2020•北京)如图所示电路中,将开关S闭合,完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是( )。
A.灯L1比灯L2亮;
B.通过A点的电流大于通过B点的电流;
C.灯L1的实际电功率比灯L2的实际电功率小;
D.电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压
【答案】D。
【解析】由图知,两灯泡串联;在串联电路中,各处电流都相等,所以通过A点的电流等于通过B点的电流;
已知灯L1和灯L2完全相同(其电阻相同)并且串联,所以由U=IR可知,两灯的电压相同,即AB两点间的电压等于BC两点间的电压;
灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,两只灯泡两端电压相同,通过的电流相同,由公式P=UI知,其实际功率相同,所以两灯泡的亮度相同,故D正确,ABC错误。故选:D。
5.(2020•哈尔滨)如图所示,L1“3V 3W”、L2“3V 1.5W”。灯丝电阻不变,电源电压3V.开关S闭合后,下列说法正确的是( )。
A.L1和L2的电阻之比是2:1;
B.L1和L2的电流之比是1:2;
C.L1两端电压是2V;
D.两灯消耗的总功率是1W
【答案】D。
【解析】根据电路图可知,两灯泡串联;
A、根据P=知,L1的电阻为:R1===3Ω;
L2的电阻为:R2===6Ω;
所以L1和L2的电阻之比为:==,故A错误;
B、因为串联电路电流处处相等,所以L1和L2的电流之比是1:1,故B错误;
C、电路的电流为I===A,
L1两端电压是:U1=IR1=A×3Ω=1V,故C错误;
D、两灯泡消耗的总功率为:P===1W,故D正确。故选:D。
方法四:推理法
推理法是根据题干给出的条件,利用有关的物理规律、物理公式或物理原理通过逻辑推理或计算得出正确答案,然后再与备选答案对照作出选择。
【典例】(2020•聊城)如表是小明家电饭煲铭牌的部分信息,小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时,下列说法错误的是( )。
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
高挡
1800W
中挡
1200W
低挡
500W
A.电饭煲是利用电流的热效应工作的;
B.电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小;
C.电饭煲在高挡正常工作10min,消耗的电能是1.08×106J;
D.若家中只接入电饭煲,在高挡正常工作10min,电能表示数将变成7328.6kW•h
【答案】D。
【解析】A、电饭煲工作时把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故A正确;
B、由表格数据可知,电饭煲中挡时的功率为1200W,低档时的功率为500W,且电饭煲正常工作时的电压不变,由P=可得,电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小,故B正确;
C、由P=可得,电饭煲在高挡正常工作10min,消耗的电能W=P高t=1800W×10×60s=1.08×106J,故C正确;
D、在高挡正常工作10min,电饭煲消耗的电能W=1.08×106J=0.3kW•h,
由图知,电能表原来的示数为7325.6kW•h,则电能表示数将变成7325.6kW•h+0.3kW•h=7325.9kW•h,故D错误。故选:D。
【跟踪练习】
1.(2020•常德)用电器R1和R2上都标有“6V”字样,它们的电流随电压变化关系如图所示。下列说法不正确的是( )。
A.R1 和R2的阻值不随温度的变化而变化;
B.R1:R2=2:1;
C.R1和R2并联在4V电源上,通过电流I1:I2=2:1;
D.R1和R2并联在4V电源上,消耗总功率为1.2W
【答案】C。
【解析】(1)两电阻的电流随电压变化关系为过原点的直线,故两电阻都为定值,R1 和R2的阻值不随温度的变化而变化,故A正确;
由图知,当电压为4V时,通过R1 和R2的电流分别为0.1A和0.2A,通过R1 和R2的电流之比:I1:I2=0.1A:0.2A=1:2,故C错误;
R1和R2并联在4V电源上,两电阻的电压相同,根据U=IR可知,在电压不变时,电流与电阻成反比,故R1:R2=I2:I1=0.2A:0.1A=2:1,故B正确;
(2)R1和R2并联在4V电源上,干路电流为:I=I1+I2=0.1A+0.2A=0.3A,
电路消耗的总功率为:P=UI=4V×0.3A=1.2W,故D正确。故选:C。
2.(2020•无锡)在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时。小红所观察和记录的结果如表所示。
小灯泡两端的电压U/V
0.5
1.0
1.5
2
2.5
3
通过小灯泡的电流I/A
0.12
0.16
0.19
0.23
0.25
0.28
小灯泡的亮度
暗→亮
正常发光
过亮
分析实验记录,她得出了以下结论:
①小灯泡的额定功率为0.625W
②小灯泡的实际功率越大,亮度越亮
③小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大
①小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端时,能正常发光
其中正确的是( )。
A.只有① B.只有①② C.只有①②③ D.①②③④都正确
【答案】D。
【解析】①灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光,由表中数据知,此时通过灯泡的电流为0.25A,
所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W,故①正确;
②由表中数据知,灯泡两端电压越大,通过的电流也越大,由P=UI可知,灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,故②正确;
③由R=计算可得,各次实验灯泡电阻分别为:4.17Ω、6.25Ω、7.89Ω、8.70Ω、10Ω、10.71Ω,所以小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大,故③正确;
④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端,
由表中数据知,当灯泡电压2.5V,对应电流为0.25A,
此时定值电阻两端电压:UR=IR=0.25A×2Ω=0.5V,
恰好满足电源电压:U=UL+UR=0.5V+2.5V=3V,
所以灯泡能正常发光,故④正确。故选:D。
3.(2020•遵义)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,电流表A示数为I,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,电压表V2示数变化了△U2,电流表A示数变化了△I.下列说法正确的是( )。
A.U1不变,U2变大,I变小 B.U1变小,U2不变,I变小
C.|△U2|与|△I|的比值不变 D.|△U2|与|△I|的比值变大
【答案】C。
【解析】AB、当S闭合时,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,由I=可知电路中电流I变小,根据U=IR可知R1两端电压U1变小,由串联电路电压的规律可知V2示数U2增大,故A、B错误;
CD、因为串联电路各部分电压之和等于电源电压,
所以R1和R2两端电压的变化量相等,则有:△U1=△U2﹣﹣﹣﹣﹣①,
又因为R1是定值电阻,根据欧姆定律可得前后两次V1示数分别为U1=IR1,U′1=I′R1,
则U1﹣U′1=IR1﹣I′R1,即△U1=△IR1,
所以=R1﹣﹣﹣﹣②,
由①②可知△U2 与△I 的比值不变,故C正确,D错误。故选:C。
4.(2020•镇江)测温模拟电路如图1所示,温度表由量程为3V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40Ω,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示。则当开关S闭合后( )。
A.电路可测量的最高温度为50℃;
B.温度表的0℃应标在电压表零刻度处;
C.若增大U,电路可测量的最高温度将增大;
D.若U 增大3V,R 增大45Ω,电路可测量的最高温度将增大
【答案】D。
【解析】由a图可知,R、Rt串联,电压表测Rt两端电压,
A、当电压表的示数最大,即Ut=3V时,电路允许测量的温度最高,
根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得:
定值电阻R两端的电压:UR=U﹣Ut=6V﹣3V=3V,
则电路中的电流:I===0.075A,
热敏电阻的阻值:Rt===40Ω,
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30℃,故A错误;
B、当温度表的示数为0℃时,热敏电阻Rt的阻值不为零,根据串联电路的分压作用知,热敏电阻Rt两端的电压不为零,电压表的示数 不为零,故B错误;
C、若增大电源电压U,电压表的量程仍为0﹣3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,由欧姆定律I=知电路的电流增大,热敏电阻的阻值Rt的阻值减小,电路可测量的最高温度减小,故C错误;
D、若U 增大3V,即电源电压为3V+6V=9V,R 增大45Ω,此时电压表的量程仍为0﹣3V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,变为9V﹣3V=6V,由欧姆定律I=知此时电路的电流为I′===A,热敏电阻的阻值Rt的阻值为Rt′===42.5Ω,由图2知此时电路可测量的最高温度大于30℃,即电路可测量的最高温度将增大,故D正确。故选:D。
5.(2020•呼和浩特)科学方法在物理问题的研究中,起到了重要的作用。比如,两个定值电阻,一个5Ω,一个10Ω,粗细均匀。以下描述正确的是( )。
A.如果这两个电阻的材料相同,则5Ω的长度一定大于10Ω的长度;
B.如果这两个电阻的材料不同,则5Ω的长度一定小于10Ω的长度;
C.如果这两个电阻的材料、横截面积相同,则5Ω的长度一定小于10Ω的长度;
D.如果这两个电阻的材料、长度相同,则5Ω的横截面积一定小于10Ω的横截面积
【答案】C。
【解析】AC、两个电阻粗细均匀、材料相同,电阻越大,长度越长,所以10Ω的电阻较长;故A错误、C正确;
B、两个电阻粗细均匀,若材料不同,无法判断两个电阻的长度大小;故B错误;
D、两个电阻的材料、长度相同,横截面积越大,电阻越小,所以10Ω的电阻较小;故D错误。
故选:C。
一、电路基本概念
1.(2020•广西)如图所示,在探究“并联电路的电流规律”时,闭合开关S后,电流表A的示数是0.4A,A1的示数是0.1A,则通过小灯泡L1的电流( )。
A.0.5A B.0.4A C.0.3A D.0.1A
【答案】D。
【解析】由电路图可知,两灯并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L1支路的电流,所以通过小灯泡L1的电流为0.1A。故选:D。
2.(2020•淄博)小明要设计一款电热水壶,能实现自动抽水和加热,且抽水和加热能独立操作。下列符合要求的电路是( )。
A.;B.;C.;D.
【答案】A。
【解析】A、电动机M与R并联,每个开关与一个电路元件串联,抽水和加热互不影响,A正确;
BC、S1控制整个电路,只有闭合S1,M(R)工作时,再闭合S2,R(M)才能工作,不符合题意;
D、S1控制整个电路,两用电器串联,只闭合(断开)S1,M和R同时工作(停止工作);
再闭合S2,M短路,M不能工作,只有R工作,不符合题意;故选:A。
3.(2020•百色)三个轻质泡沫小球甲、乙、丙之间相互作用时的情景如图所示,已知甲球带正电荷,下列判断正确的是( )。
A.乙、丙两球一定带同种电荷;
B.乙、丙两球一定带异种电荷;
C.丙球可能带负电;
D.丙球可能带正电
【答案】C。
【解析】由图知,甲球与乙球靠近时相互排斥,已知甲球带正电,根据同种电荷相互排斥可知,乙球一定带正电;
甲球与丙球靠近时相互吸引,根据异种电荷相互吸引可知,丙球可能带负电;但带电体能够吸引不带电的轻小物体,所以丙球也可能不带电;
综合分析可知,乙球带正电,丙球可能带负电,也可能不带电,只有C说法正确。故选:C。
4.(2020•西宁)如图所示是某校科技小组的四位同学设计的天然气泄露检测电路,其中R为气敏电阻,它的阻值随天然气浓度变化曲线如图所示,R0为定值电阻,电源两端的电压恒定不变。电路设计要求当天然气浓度增大时,电路中电表示数增大。图中电路图符合设计要求的是( )。
A.;B.;C.;D.
【答案】C。
【解析】由图象可知,当天然气浓度增大时,气敏电阻的阻值减小;
A、由图可知,R与R0并联,电压表测电源的电压;因电源的电压不变,所以当天然气浓度增大时,电压表的示数不变,故A不符合题意;
B、由图可知,R与R0并联,电流表测R0支路的电流;根据并联电路独立工作互不影响可知,当天然气浓度增大时,通过R0支路的电流不变,即电流表的示数不变,故B不符合题意;
C、由图可知,R与R0串联,电流表测电路中的电流;当天然气浓度增大时,气敏电阻的阻值减小、电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知电路中的电流增大,即电流表的示数增大,故C符合题意;
D、由图可知,R与R0串联,电压表测气敏电阻R两端的电压;当天然气浓度增大时,气敏电阻的阻值减小,由串联电路的分压特点可知R两端分得的电压减小,即电压表的示数减小,故D不符合题意。故选:C。
5.(2020•十堰)某学校有前、后两个大门,在前、后门上各装有一个按钮开关,门卫室内有电池组和甲、乙两盏电灯,前门来人按下开关时甲灯亮,后门来人按下开关时乙灯亮。下列电路图符合要求的是( )。
A.;B.;C.;D.
【答案】C。
【解析】由题知,前门来人按下开关时甲灯亮,后门来人按下开关时乙灯亮,
说明两灯互不影响、能独立工作,即甲乙两个电灯应并联,且前门开关控制甲灯、后门开关控制乙灯,由各选项电路图可知,C正确,ABD错误。故选:C。
6.(2020•宿迁)取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示,下列说法正确的是( )。
A.铁片是水果电池的正极;
B.两个相同水果电池串联后可提供更高电压;
C.该水果电池的电压是 3V;
D.水果电池将内能转化为电能
【答案】B。
【解析】A、电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此铜电极为正极,故A错误;
B、两个相同水果电池串联后可提供更高电压,故B正确;
C、由图知电压表的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.6V,故C错误;
D、水果电池工作时,将消耗化学能,产生电能,所以是将化学能转化为电能,故D错误。
故选:B。
7.(2020•鄂州)如图所示,先后将不同材料接在电路的A、B两点间,闭合开关,能使小灯泡发光的是( )。
A.干木条 B.铜丝 C.塑料棒 D.陶瓷棒
【答案】B。
【解析】A、干木条属于绝缘体,所以,不能使小灯泡发光,故A错误。
B、铜丝是导体,能使小灯泡发光,故B正确。
C、塑料棒不易导电,属于绝缘体,不能使小灯泡发光,故C错误。
D、陶瓷棒不易导电,属于绝缘体,不能使小灯泡发光,故D错误。故选:B。
8.(2020•海南)如图所示电路,探究并联电路中电流的关系。L1与L2是两个不同规格的小灯泡,闭合开关后,通过a、b、c、d四处电流的大小关系正确的是( )。
A.Ia=Ib B.Ia=Ic C.Ib=Ic D.Ia=Id
【答案】D。
【解析】根据电路图可知,两灯并联,Ia、Id为干路电流,Ib、Ic是两条支路的电流;
AB、根据干路电流等于各支路电流之和可得:Ia=Ib+Ic;故AB错误;
C、由于两个小灯泡是不同的规格,根据并联电路各支路两端的电压相等和欧姆定律可得:Ib≠Ic;故C错误;
D、由于a、d点都在干路上,则:Ia=Id,故D正确。故选:D。
9.(2020•湘潭)图中的电加热眼罩,可以缓解眼睛疲劳,它有两个发热电阻。当开关S1闭合时,R1工作,为低温状态;再闭合S2,R1、R2同时工作,为高温状态;若断开S1,眼罩停止发热。下面电路图符合以上要求的是( )。
A.;B. ;C.;D.
【答案】A。
【解析】经分析可知,R1、R2并联,开关S1位于干路,开关S2位于R2支路。
A、由电路图可知,开关S1闭合时,只有R1工作,电路的总电阻最大,总功率最小,为低温状态;再闭合S2后,R1、R2并联同时工作,电路的总电阻最小,总功率最大,为高温状态;若断开S1,电路断路,眼罩停止发热,故A符合题意;
B、由电路图可知,开关S2闭合时,只有R2工作,再闭合S1后,R1与R2同时工作,故B不符合题意;
C、由电路图可知,开关S1闭合时,R1与R2同时工作,再闭合S2后,只有R1工作,故C不符合题意;
D、由电路图可知,开关S1闭合时,R1与R2同时工作,再闭合S2后,只有R2工作,故D不符合题意。故选:A。
10.(2020•仙桃)在干燥的环境下,用丝绸摩擦两根玻璃棒,手持其中一根靠近被吊起的另一根,它们相互排斥。下列说法中正确的是( )。
A.玻璃棒失去电子带正电;
B.玻璃棒得到电子带正电;
C.在潮湿的环境下重复实验,它们相互吸引;
D.玻璃棒在任何条件下都是绝缘体
【答案】A。
【解析】AB、用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒失去电子带正电荷,故A正确、B错误;
C、在潮湿的环境中玻璃棒上的电荷可以透过潮湿的空气导走,不再带有电荷,所以在潮湿的环境下重复实验,玻璃棒不能带电、不相互吸引,故C错误;
D、导体和绝缘体没有绝对的界限,玻璃在高温下可以导电,故D错误。故选:A。
二、欧姆定律及应用
1.(2020•桂林)从2020年5月1日起,驾驶员酒醉后驾车要负刑事责任。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,如图所示是它的原理图。图中R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的増大而减小的,酒精气体浓度越大,那么测试仪的( )。
A.电压表示数不变 B.电压表示数越大
C.通过传感器的电流越小 D.传感器两端的电压越大
【答案】B。
【解析】从电路图可知,电阻R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压;酒精气体浓度越大,酒精气体传感器R2的电阻变小,根据串联电路的电阻关系可知,总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路电流越大,即通过传感器的电流越大;根据公式U=IR可知R1两端的电压越大,所以电压表示数越大,根据串联电路的电压规律可知,传感器两端的电压会变小;故ACD错误,B正确。故选:B。
2.(2020•广西)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S、S1后,再断开S1时( )。
A.灯L的亮度变暗 B.电压表V的示数变小
C.电流表A1的示数变大 D.电流表A的示数变小
【答案】C。
【解析】由电路图可知,开关S、S1闭合时,灯泡与定值电阻R并联,电流表A测干路电流,电流表A1被短路无示数,电压表测电源两端的电压;
再断开S1时,灯泡与定值电阻仍并联,电流表A、A1均测干路电流,电压表测电源两端的电压,
由电源电压保持不变可知,电路中的总电流不变,则电压表V和电流表A的示数均不变,故BD错误;
由灯泡两端的电压不变可知,灯泡的实际功率不变,则灯泡的亮暗不变,故A错误;
因电流表A1从无示数变为有示数可知,电流表A1的示数变大,故C正确。故选:C。
3.(2020•西藏)如图所示,开关闭合后,电压表V1的示数为2V,电压表V2的示数为5V,则R1:R2等于( )。
A.2:5 B.5:2 C.3:2 D.2:3
【答案】D。
【解析】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测电源电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,两电阻两端的电压之比:===,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:===。故选:D。
4.(2020•广西)如图是某简易煤气检测电路,其中Q为气敏元件,其阻值随煤气浓度的升高而减小。若输出信号的仪表选用电压表或电流表,闭合开关S,当煤气浓度升高时,要求仪表的示数增大,则( )。
A.选用电压表接在a、b之间;
B.选用电压表接在b、c之间;
C.选用电流表接在b、c之间;
D.选用电流表接在a、c之间
【答案】A。
【解析】由图示知,若在ab或bc间连接电流表,则电路中的电阻R或气敏元件Q会被短路,所以仪表应选用电压表。
由题意可知,当煤气浓度升高时,气敏元件Q的阻值减小,电路的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流增大,电阻R两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,气敏电阻Q两端的电压减小,
按要求,仪表的示数增大,说明电压表接在a、b间,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
5.(2020•鄂尔多斯)在图甲电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。在滑片P从最右端向最左端滑动过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙。则下列说法正确的是( )。
A.电源电压为5V;
B.R0消耗的最小功率为0.4W;
C.定值电阻R0为8Ω;
D.滑片P在中点时,电流为0.4A
【答案】B。
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最左端时,电路电流最大,根据图乙可知:Imax=0.6A,
由I=可得,电源电压:U=ImaxR0=0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于最右端时,电路电流最小,电压表示数最大,根据图乙可知:Imin=0.2A,UR=4V,
根据串联电路电压规律和I=可得,电源电压:U=UR+IminR0=4V+0.2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得,R0=10Ω,U=6V,故AC错误;
(2)R0消耗的最小功率:P0min=(Imin)2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故B正确;
(3)由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:R===20Ω,
滑片P在中点时,电路电流:I===0.3A,故D错误。故选:B。
6.(2020•广安)如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,开关闭合后滑片向右移动时,下列说法错误的是( )。
A.电压表测的是R1两端电压;
B.电流表示数变大;
C.电压表示数变小;
D.电压表与电流表示数之比不变
【答案】B。
【解析】A、两电阻串联,电压表测R1的电压,故A正确;
B、电流表测电路的电流,滑片向右移动时,变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电流表示数变小,故B错误;
C、根据U=IR,R1两端的电压变小,电压表示数变小,故C正确;
D、由欧姆定律可知,电压表与电流表示数之比等于R1的阻值,所以比值不变,故D正确。故选:B。
7.(2020•长春)某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R1为定值电阻,R2为光敏电阻。当有光照射时电阻变小,激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表),闭合开关。激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是( )。
A.电阻R2的阻值变小 B.通过R2的电流变大
C.计数器两端的电压变大 D.R1与R2的电流之比变小
【答案】C。
【解析】A、两电阻串联,计数器(电压表)测R2的电压,已知当有光照射时电阻变小,故激光被遮挡瞬间电阻R2变大,A错误;
B、由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路的电流变小,B错误;
C、根据U=IR,R1的电压变小,由串联电路电压的规律可知,电压表示数变大,计数器两端的电压变大,C正确;
D、根据串联电路各处的电流相等,故R1与R2的电流之比为1:1,保持不变,D错误。故选:C。
8.(2020•绵阳)电梯超载报警器工作原理示意图如图所示,R0为定值电阻,压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小,A为电流表,其示数超过设定值时自动报警。电梯处于运行状态,开关S闭合,有人进入电梯后( )
A.电流表示数变小,R和R0的总电功率变大;
B.电流表示数变小,R和R0的总电功率变小;
C.电流表示数变大,R和R0的总电功率变大
D.电流表示数变大,R和R0的总电功率变小
【答案】C。
【解答】解:由图可知,该电路为串联电路;开关S闭合,有人进入电梯后,压敏电阻R受到的压力变大,其电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大;
根据P=UI可知,在U一定的情况下,I变大,则R和R0的总电功率变大,故C正确。故选:C。
9.(2020•烟台)在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右端滑动时( )。
A.电流表示数减小,电压表示数增大;
B.电流表示数减小,电压表示数不变;
C.电流表示数不变,电压表示数不变;
D.电流表示数增大,电压表示数减小
【答案】C。
【解析】由电路图可知,闭合开关S后,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测并联电路两端的电压,电流表测通过R1的电流;
因为并联电路中各支路互不影响,所以当滑片向右移动时,通过定值电阻R1的电流不变,即电流表示数不变,故ABD错误;
由于电压表测量并联电路两端的电压(等于电源电压),因此电压表的示数始终不变,故C正确。
故选:C。
10.(2020•河池)如图所示为某学生实验小组设计的电路,电源电压和灯泡的电阻始终保持不变。闭合开关S,在确保电路安全的情况下,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,下列说法正确的是( )。
A.电压表V1的示数变大;
B.电流表A的示数变小;
C.电压表V1与V2的示数之和变小;
D.若电压表V1突然短路,则小灯泡变亮
【答案】A。
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器和灯泡串联,电流表测量电路中的电流;电压表V1测量灯泡两端电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
将滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大;即电流表示数变小大,故B错误;
由于灯泡的电阻始终保持不变,根据U=IR可知灯泡两端的电压变大,即电压表V1的示数变大;故A正确,
由串联电路的电压特点可知,V1、V2示数之和为电源电压,因电源电压不变,所以V1、V2示数之和不变,故C错误;
由于电压表V1与灯泡并联,若电压表V1突然短路,则灯泡也被短路,所以灯泡不发光;故D错误。故选:A。
三、电功率
1.(2020•河池)“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟,用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12V 6W”的红灯、“12V 12W”的绿灯及“24Ω 2A”的滑动变阻器等元件,设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S,且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时,两灯都正常发光。电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是( )。
A.电源电压为24V;
B.该电路最大工作电流是2A;
C.该电路最小电功率是3W;
D.该电路最大电功率与最小电功率之比为9:2
【答案】C。
【解析】(1)当闭合开关S1、S2、S,且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时,两灯并联,两灯都正常发光,说明灯泡两端的电压为额定电压,根据并联电路电压的规律知电源电压为12V,故A错误;
(2)当闭合开关S1、S2、S,且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时,两灯并联,两灯都正常发光
根据P=UI知,红灯中的电流:I红===0.5A,
绿灯中的电流:I绿===1A,
因为两灯并联,所以电路中的总电流:I=I红+I绿=0.5A+1A=1.5A,
所该电路最大工作电流是1.5A,故B错误;
(3)由P=UI知,电压一定,当R电阻最小且两灯并联时,电路中的电流最大,电路中的功率最大,
两灯泡并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小,此时两灯并联且都正常发光,
所以电路中的最大功率为:P大=P红+P绿=12W+6W=18W;
当R的阻值最大,且和两灯中电阻较大的串联时电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,消耗的总功率最小,
由R=可知,两灯的额定电压相同,红灯的功率较小,所以红灯电阻较大,
R红===24Ω,
电路中的总电阻:R总=R红+R1=24Ω+24Ω=48Ω,
由题意知,电源电压为U=12V,
电路消耗的最小功率:P小===3W,故C正确;
该电路最大电功率与最小电功率之比为P大:P小=18W:3W=6:1,故D错误。故选:C。
2.(2020•广安)利用如图所示的装置测量小灯泡的电功率,电源电压恒定不变,小灯泡上标有“3.8V“字样。如果闭合开关,实验操作过程中出现了以下几种情况,分析错误的是( )。
A.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不亮,电压表的示数几乎等于电源电压,电流表几乎无示数,原因可能是小灯泡断路;
B.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡很暗且亮度不变,原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱;
C.当小灯泡的实际电压为2.5V 时,要测量小灯泡的额定功率,需将滑片向左移动;
D.电压表无示数,小灯泡不亮,可能是小灯泡短路
【答案】C。
【解析】A、无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不亮,电流表几乎无示数,则电路可能断路;电压表的示数几乎等于电源电压,说明电压表与电源连通,原因是小灯泡断路,故A正确;
B、无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡很暗且亮度不变,则电路的电流很小,变阻器没有了变阻的作用,故原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱,故B正确;
C、灯在额定电压下正常发光,示数为2.5V小于灯的额定电压3.8V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,故C错误;
D、电压表无示数,小灯泡不亮,若电流表有示数,可能是小灯泡短路;若电流表无示数,则可能整个电路断路,故D正确。故选:C。
3.(2020•宿迁)图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置,将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内,且R1>R2,瓶内装入等质量的煤油,下列说法错误的是( )。
A.烧瓶内选用比热容较小的液体,可以使实验现象更明显;
B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系;
C.实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少;
D.若要比较水和煤油的比热容大小,只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
【答案】D。
【解析】A、在液体质量相同、吸收热量相同的情况下,比热容小的物质温度要升高的多,所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显,故A正确;
B、由图可知,该电路为串联电路,通过两个电阻的电流和通电时间是相同的,电阻不同,所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系,故B正确;
C、通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少,这个研究方法为转换法,故C正确;
D、比较水和煤油的比热容大小时,需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体,使它们在相同的时间内吸收相同的热量,所以需要控制两个电阻的阻值相同,故D错误。本题选错误的;故选:D。
4.(2020•株洲)如图所示,长度、横截面积一样,材料不同的两个长方体电阻串联在电路中,电阻分别为R1=2Ω,R2=4Ω在它们表面涂上厚度一样的蜡,现在闭合开关给它们通电,过一段时间后,我们观察到( )。
A.R1上的蜡熔化得快;
B.R2上的蜡熔化得快;
C.R1、R2上的蜡熔化得一样快;
D.无法比较
【答案】B。
【解析】由图可知,该电路为串联电路;通过两个电阻的电流、通电时间相同,电阻不同,根据焦耳定律可知,电阻越大,产生的热量越多,R1的电阻小于R2的电阻,则R2产生的热量较多,R2上的蜡熔化的快一些,故B正确。故选:B。
5.(2020•陕西)如图1所示的电路,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2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,电流表示数变小;
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】C。
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当变阻器滑片向右滑动过程中,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的读数变大,故A错误;
(2)由电路图可知,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测滑动变阻器中的电流,所以电压表与电流表示数之比为滑动变阻器的电阻,因为变阻器滑片向右滑动过程中变阻器接入电路中的电阻变小,所以电压表与电流表示数之比变小,故B错误;
(3)由图2可知,当滑动变阻器的电阻为5Ω时,其两端的电压为3V,通过电路的电流为:I1===0.6A,则电源电压为:U=U1+R1I1=3V+0.6AR0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
滑动变阻器的电阻为10Ω时,其两端的电压为4V,通过电路的电流为:I2===0.4A,则电源电压为:U=U2+R2I2=4V+0.4AR0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
联立①②得,R0=5Ω,U=3V+0.6A×5Ω=6V,故C正确;
(4)当滑动变阻器的电阻为零时电路消耗的功率最大,电路消耗的最大功率为P===7.2W,故D错误。故选:C。
6.(2020•武汉)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,电压表的示数是2V,电流表的示数是I1;当只闭合开关S1、S3.滑片P在最左端时,电流表的示数是I2;当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,电压表的示数是3V,电流表的示数是I3.已知I1:I2=2:9,I2:I3=3:1.当滑片P在最左端时,通过开关通断,可使电路消耗的功率最大,该最大值是( )。
A.7.2W B.8.1W C.9.0W D.9.9W
【答案】B。
【解析】当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,灯泡L与R1串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流,
由电压表的示数是3V可知,灯泡两端的电压UL=3V,由图乙可知,通过灯泡的电流即电路中电流表的示数I3=0.3A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由I=可得,电源的电压U=UL+I3×R1=3V+0.3A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当只闭合开关S1、S3,滑片P在最左端时,R2与R3并联,电流表测两支路的电流之和,
由I2:I3=3:1可得,此时两支路的电流之和I2=3I3=3×0.3A=0.9A,
当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
由I1:I2=2:9可知,电路中的电流I1=0.2A,
电源的电压U=I1R1+U2=0.2A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:U=6V,
当滑片P在最左端时,闭合S1、S2、S3后,R2、R3、L并联,此时电路的总电阻最小,电路消耗的总功率最大,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,灯泡两端的电压为6V,由图乙可知,通过灯泡的电流IL=0.45A,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,R2、R3两支路的电流之和为I2=0.9A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,此时电路的总电流I=IL+I2=0.45A+0.9A=1.35A,
则电路的最大功率P=UI=6V×1.35A=8.1W。故选:B。
7.(2020•邵阳)甲、乙二个普通白炽灯泡铭牌上分别标着“220V 40W”、“110V 40W”字样,正常发光相同时间,它们消耗的电能( )。
A.甲灯的多 B.乙灯的多 C.一样多 D.不能确定
【答案】C。
【解析】用电器在正常工作时的实际功率等于用电器的额定功率,
由灯泡的铭牌可知,两个白炽灯的额定功率相等,
则它们正常发光时的实际功率P相等,
由W=Pt可知,在相等时间t内它们消耗的电能相等。故选:C。
8.(2020•眉山)如图甲所示,电源电压不变,将小灯泡L和电阻R接入电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W.图乙是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。下列说法中正确的是( )。
A.只闭合开关S1时,L的电阻为10Ω;
B.再闭合开关S2后,电路总功率为1.2W;
C.再闭合开关S2后,电流表示数增加0.5A;
D.再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量是24J
【答案】D。
【解析】A.只闭合开关S1时,电路为小灯泡L的简单电路,此时小灯泡L的实际功率为1W,
由图象可知,当UL=2V时,IL=0.5A,其实际功率为:PL=ULIL=2V×0.5A=1W,
则电源的电压U=UL=2V,
由I=可得,小灯泡L的电阻:RL===4Ω,故A错误;
B.再闭合S2后,R与L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,
所以,R两端的电压也为2V,由图象可知,此时通过R的电流为0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流为:I=IR+IL=0.2A+0.5A=0.7A,
电路总功率:P=UI=2V×0.7A=1.4W,故B错误;
C.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,再闭合开关S2后,通过L的电流不变,
则电流表示数的增加量即为通过R的电流,其大小为0.2A,故C错误;
D.再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量:QR=WR=URIRt=2V×0.2A×60s=24J,故D正确。故选:D。
9.(2020•眉山)两个定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.6A”,现把它们连入由一个开关和电源组成的电路,以下说法正确的是( )。
A.甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6A;
B.甲、乙并联时允许乙的最大功率为9W;
C.甲、乙串联时允许电源最大电压为19V;
D.甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6W
【答案】D。
【解析】AB.由I=可得,两电阻两端允许加的最大电压分别为:
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V,U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,甲、乙并联时,电源的最大电压U=U乙=9V,
此时通过甲电阻的电流I甲′===0.9A,通过乙电阻的电流I乙′=I乙=0.6A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路中允许通过的最大电流:I大=I甲′+I乙′=0.9A+0.6A=1.5A,故A错误;
允许乙的最大功率:P乙′=UI乙′=9V×0.6A=5.4W,故B错误;
CD.因串联电路中各处的电流相等,且甲乙允许的最大电流分别为1A、0.6A,
所以,甲、乙串联时电路的最大电流I大′=I乙=0.6A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,允许电源最大电压:U大′=I大′(R甲+R乙)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V,故C错误;
允许甲的最大功率:P甲′=(I大′)2R甲=(0.6A)2×10Ω=3.6W,故D正确。故选:D。
10.(2020•眉山)如图所示,电源电压不变,电阻R为定值电阻,下列说法正确的是( )。
①要使电路中消耗的总功率减小,给R并联一个较大阻值的电阻;
②要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点,给R并联一个较大阻值的电阻;
③如果给R并联一个等值电阻,此电路在相同的时间内产生的热量为原来的二分之一;
④如果给R串联一个标有“6V 2W”的灯泡,灯泡恰好能正常发光。若换上一个“6V 3W”的灯泡与R串联,则此灯泡消耗的实际功率一定小于3W。
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
【答案】B。
【解析】由电路图可知,电路为定值电阻R的简单电路。
①②电源电压一定,由P=UI=可知,要使电路中消耗的总功率减小,应增大电路中的总电阻,
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,
所以,应给R串联一个电阻,故①错误;
同理可知,要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点,应使电路中的总电阻稍稍减小一些,应给R并联一个较大阻值的电阻,故②正确;
③如果给R并联一个等值电阻,电路的总电阻变为原来的一半,
由Q=W=UIt=t可知,此电路在相同的时间内产生的热量为原来的2倍,故③错误;
④如果给R串联一个标有“6V 2W”的灯泡,灯泡恰好能正常发光(其电压恰好为6V),若换上一个“6V 3W”的灯泡与R串联,
由P=UI=的变形式R=可知,“6V 3W”的灯泡电阻较小,
由串联电路的分压特点可知,“6V 3W”灯泡两端分得的电压变小,即小于6V,此灯泡消耗的实际功率一定小于其额定功率3W,故④正确。
综上可知,②④正确。故选:B。
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