1.(2分)物理知識無處不在,生活中的許多現(xiàn)象都與物理知識息息相關,以下所描述的物理量中,符合生活實際的是( )
A.一節(jié)新干電池的電壓為2V
B.白熾燈正常工作時通過燈絲的電流大約是20A
C.家用彩電的電功率約為2000W
D.手電筒中通過小燈泡的電流大約是0.2A
2.(2分)在教室中有7盞燈正常發(fā)光,若熄滅其中一盞燈,則電路的( )
A.總電壓增大B.總功率減小
C.總電阻減小D.總電流增大
3.(2分)下列關于家庭電路的分析和安全用電的做法,正確的是( )
A.在未斷開電源開關的情況下更換燈泡
B.在家庭電路中安裝空氣開關或保險絲
C.把用電器的三腳插頭改為兩腳插頭接在兩孔插座上使用
D.家庭電路中總電流過大一定是短路造成的
4.(2分)新冠病毒疫情防控期間,為了嚴格控制區(qū)分外來車輛出入小區(qū),很多小區(qū)裝備了門禁系統(tǒng),內(nèi)部車輛可以被自動識別橫桿啟動,外部車輛需要門衛(wèi)人員按動按鈕才能將門打開。若將門禁系統(tǒng)看做一個自動開關,按鈕看做一個手動開關,內(nèi)部電路最接近下圖中的( )
A.B.
C.D.
5.(2分)我國年僅23歲的優(yōu)秀青年科學家曹原研究發(fā)現(xiàn):當兩層石墨烯以一個“魔角”疊加在一起時,再加入一定數(shù)量的電子,“魔角”石墨烯的電阻突然消失,如果把這一技術應用于生產(chǎn),它不可以制作的是( )
A.電飯鍋B.電磁鐵C.電風扇D.導線
6.(2分)甲、乙二個普通白熾燈泡銘牌上分別標著“220V 40W”、“110V 40W”字樣,正常發(fā)光相同時間,它們消耗的電能( )
A.甲燈的多B.乙燈的多C.一樣多D.不能確定
7.(2分)如圖甲所示的電路中,閉合開關,兩燈泡均發(fā)光,且兩個完全相同的電流表指針偏轉均如圖乙所示,則通過燈泡L1、L2的電流分別為( )
A.0.3A 1.2AB.1.2A 0.3A
C.1.5A 0.3AD.1.2A 1.5A
8.(2分)如圖所示,電源電壓為6V,閉合開關后,電壓表的示數(shù)為4V,下列描述不正確的是( )
A.L1兩端電壓為2V
B.L2兩端電壓為4V
C.L1和L2兩端電壓之和為6V
D.開關斷開后電壓表示數(shù)為0V
9.(2分)甲、乙兩個電熱器的電阻之比為5:4,通電相同時間產(chǎn)生的熱量之比為5:1,則通過甲、乙的電流之比為( )
A.4:1B.1:4C.2:1D.1:2
10.(2分)如圖所示,下列關于物理實驗表述正確的是( )
A.圖甲,地理的兩極和地磁場的兩極并不重合的現(xiàn)象是我國宋代學者沈括最早發(fā)現(xiàn)的
B.圖乙實驗揭示了電流的周圍存在磁場,應用電動機
C.圖丙實驗揭示了通電導體在磁場中受力運動,應用發(fā)電機
D.圖丁實驗電源的左端是正極,小磁針A端是S極
11.(2分)如圖所示的鎢絲是將一個白熾燈去除玻璃罩制成的,閉合開關S,小燈泡L發(fā)光,鎢絲不發(fā)光,向鎢絲吹氣時,小燈泡L變亮,用酒精燈給鎢絲加熱,小燈泡L逐漸變暗直至熄滅,由實驗可知下列說法正確的是( )
①鎢絲的電阻隨溫度升高而減小
②向鎢絲吹氣時,鎢絲電阻變小
③給鎢絲加熱時,電路中的電流變小
④小燈泡L發(fā)光而鎢絲不發(fā)光是因為通過鎢絲的電流小于小燈泡L的電流
A.只有①②B.只有②③C.只有②④D.只有①④
12.(2分)如圖是電路元件甲和乙的I﹣U圖象,下列說法正確的是( )
①乙為定值電阻
②當甲兩端電壓為2V時,R甲=5Ω
③甲和乙兩個元件串聯(lián)接入電路中,電路電流為0.2A時,電路的總功率為0.6W
④甲和乙兩個元件并聯(lián)接入電路中,當電源電壓為2V時,電路總電流為0.4A
A.只有①②B.只有②③C.只有③④D.只有①④
13.(2分)為了營造良好的交通秩序,我縣交警加大力度排查違章和酒駕。如圖甲是呼氣式酒精測試儀的電路原理圖,R1為氣敏電阻,它的阻值隨酒精氣體濃度的變化曲線如圖乙,R2為定值電阻,電源電壓保持不變。檢測時,當駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大,則:下列說法正確的是( )
①測試儀中電壓表的示數(shù)越大
②測試儀中電流表的示數(shù)越大
③電路消耗的總功率越小
④電壓表與電流表示數(shù)的比值越大
A.只有①②B.只有②③C.只有③④D.只有①④
14.(2分)探究“電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關”時,兩個相同的透明容器中密封著質(zhì)量相等的空氣,用電阻R1、R2對容器中的空氣進行加熱,如圖所示。下列說法中正確的是( )
①該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系
②實驗時通過裝置中R1與R2的電流相同
③電流產(chǎn)生的熱量越多,U形管內(nèi)液面高度差越大
④通電一段時間后左右兩邊容器內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量之比是4:1
A.只有①②B.只有②③C.只有①④D.只有③④
15.(2分)如圖甲所示電路中,R為定值電阻,R1為滑動變阻器。圖乙是該滑動變阻器滑片從一端移至另一端過程中變阻器的電功率與其電阻的關系圖象。下列說法正確的是( )
①電源電壓為6V
②電壓表的最大示數(shù)為2V
③整個電路功率變化了0.1W
④電流表的示數(shù)變化了0.4A
A.只有①④B.只有②③C.只有③④D.只有①②
二、填空題(每空1分,共4分)
16.(1分)如圖是測量 的儀表,此時它的讀數(shù)為 kW?h。
17.(1分)為了避免人不小心接觸火線,電流經(jīng)人體流入大地時發(fā)生觸電事故,會裝上 對人體起到保護作用。
18.(1分)某款新型魔方充電器,轉動魔方就能產(chǎn)生電能,并儲存于魔方內(nèi),它的工作原理跟 (選填“發(fā)電機”或“電動機”)相同。
19.(1分)現(xiàn)有兩電熱絲,甲標有“10Ω 1A”,乙標有“15Ω 0.6A”,把它們并聯(lián)起來,通電10s后,甲、乙兩電熱絲產(chǎn)生的總熱量最多為 J。
三、作圖題(每題2分,共4分)
20.(2分)請根據(jù)安全用電原則在圖中完成家庭電路的連接。要求:開關只控制照明燈,熔斷器保護三孔插座。
21.(2分)如圖所示,根據(jù)圖中通電螺線管的磁感線方向,在括號中標出通電螺線管的N、S極和電源的正、負極。
四、實驗探究題(第22題6分,第23題10分,共16分)
22.(6分)在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中,小明制成簡易電磁鐵甲、乙,并設計了如圖所示的電路。
(1)實驗中是通過觀察電磁鐵 來判定其磁性強弱的。
(2)圖中甲、乙串聯(lián)的目的是 。
(3)根據(jù)圖示的情境可知, (填“甲”或“乙”)的磁性強,說明電流一定時, ,電磁鐵磁性越強。
(4)若讓乙鐵釘再多吸一些大頭針,滑動變阻器的滑片應向 端移動。(選“左”或“右”)。
(5)實驗中,大頭針的下端都是分開的原因是 。
23.(10分)在“測量小燈泡額定功率”的實驗中,器材有:電源(電壓恒為3V)、開關、電壓表和電流表各一只、額定電壓為2.5V的燈泡、滑動變阻器(20Ω、1A)、導線若干。
(1)以畫線代替導線,將圖甲中的實物圖連接完整。(要求:滑片向左移動時小燈泡變亮)
(2)閉合開關前,發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖乙所示,其原因是 ;
(3)問題解決后,第一小組的同學通過改變滑動變阻器的阻值,得到了小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖像,如圖丙所示,則小燈泡的額定功率為 W;
(4)第一小組的同學在實驗中還發(fā)現(xiàn),電壓表與電流表示數(shù)的比值變大,原因是 ;
(5)第二小組的同學在準備進行實驗時,發(fā)現(xiàn)電壓表壞了,他們找到了一個阻值為10Ω的定值電阻R0,設計了如圖丁所示的電路,也順利的完成了實驗:
①先閉合開關S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表的示數(shù)為I1,則I1= A;
②保持滑片P的位置不變,閉合開關S、S2,斷開S1,讀出電流表的示數(shù)為I2,則小燈泡的額定功率P額= 。(用U額、I1、I2表示)
五、計算題(第24題6分,第25題10分,共16分)
24.(6分)如圖所示電路中電源電壓不變,燈泡L上標有“6V 3W”字樣,電阻R的阻值為8Ω,閉合開關S后,燈泡正常發(fā)光。求:
(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻;
(2)電源電壓。
25.(10分)如圖甲所示電路,電源電壓恒為4.5V,閉合開關S后,滑片P由右向左滑動,因變阻器某處發(fā)生斷路,滑片P向左移動一段距離后電流表才有讀數(shù),當電流表開始有讀數(shù)時,才閉合開關S1,此時電壓表的示數(shù)為2.5V。電流表讀數(shù)I與滑片P滑動距離s的關系如圖乙所示。求:
(1)當電流表開始有讀數(shù)時,R1接入電路的阻值;
(2)當滑片P移到s=2cm處時,電阻R0在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量;
(3)當滑片P移到s=6cm處時,R1消耗的電功率;
(4)電壓表的量程為“0﹣3V”,電流表的量程為“0﹣0.6A”。若R1未斷路,為保護電路安全,R0的電功率變化范圍。
參考答案與試題解析
一、選擇題
1.解:A、一節(jié)新干電池的電壓為1.5V,故A錯誤。
B、白熾燈正常工作時通過燈絲的電流大約是0.5A,故B錯誤。
C、家用彩電的電功率約為100W,故C錯誤。
D、手電筒中通過小燈泡的電流大約是0.2A,符合實際,故D正確。
故選:D。
2.解:A、由于在家庭電路中為照明電壓,保持220V不變,故A錯誤;
D、因并聯(lián)電路中各支路互不影響,因此通過發(fā)光燈泡的電流不變,而通過熄滅燈泡的電流為0,又因為并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和,所以總電流將減小,故D錯誤;
B、因電壓不變,總電流將減小,根據(jù)P=UI可知總功率減小,故B正確;
C、因電壓不變,總電流將減小,根據(jù)R=可知,總電阻增大,故C錯誤。
故選:B。
3.B。
4.解:小區(qū)內(nèi)部車輛門禁系統(tǒng)可以自動識別將門打開,外部車輛需要門衛(wèi)人員按動按鈕才能將門打開,若將門禁系統(tǒng)看做一個自動開關,按鈕看做一個手動開關,則兩個開關單獨都能打開大門,即兩開關并聯(lián)后再與電動機串聯(lián),只有B正確。
故選:B。
5.解:
在“魔角”石墨烯中加入一定數(shù)量的電子,“魔角”層疊石墨烯的電阻突然消失,這就是超導現(xiàn)象;
電飯鍋是利用電流的熱效應工作的,當電流通過超導體時,因為電阻為零,產(chǎn)生的熱量為零;
電磁鐵、電風扇工作不需要熱能,利用超導體能夠工作;導線電阻越小,電能的損耗越少,導線可以使用超導體,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選:A。
6.解:用電器在正常工作時的實際功率等于用電器的額定功率,
由燈泡的銘牌可知,兩個白熾燈的額定功率相等,
則它們正常發(fā)光時的實際功率P相等,
由W=Pt可知,在相等時間t內(nèi)它們消耗的電能相等。
故選:C。
7.解:由電路圖可知,兩燈泡并聯(lián),電流表A1測干路電流,電流表A2測L2支路電流,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,且兩個電流表的指針在同一個位置,
所以,干路電流表A1的量程為0~3A,分度值為0.1A,示數(shù)I=1.5A,
L2支路電流表A2的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)I2=0.3A,
則燈L1中的電流:
I1=I﹣I2=1.5A﹣0.3A=1.2A。
故選:B。
8.解:
ABC、由圖可知,閉合開關后,L1、L2串聯(lián),電壓表測L2兩端的電壓;已知電壓表的示數(shù)為4V,則L2兩端的電壓為4V;
電源電壓為6V,由串聯(lián)電路的電壓特點可知,L1和L2兩端電壓之和為6V;
則L1的電壓:U1=U﹣U2=6V﹣4V=2V;故ABC正確;
D、開關斷開后,電壓表串聯(lián)在電路中,此時電壓表測量的是電源電壓,則電壓表有示數(shù),故D錯誤。
本題選錯誤的;
故選:D。
9.解:
由題意可知,R甲:R乙=5:4,產(chǎn)生的熱量之比Q甲:Q乙=5:1,通電時間之比t甲:t乙=1:1,
由Q=I2Rt可得通過甲、乙兩個電熱器的電流之比:
I甲:I乙=:=:=1:=2:1,故C正確、ABD錯誤。
故選:C。
10.解:A、圖甲,地理的兩極和地磁場的兩極并不重合的現(xiàn)象是我國宋代學者沈括最早發(fā)現(xiàn)的,這一發(fā)現(xiàn)比西方國家早了400多年,故A正確;
B、如圖乙是奧斯特實驗,說明電流周圍存在磁場,即電生磁,這個現(xiàn)象叫做電流的磁效應,應用在電磁鐵上,故B錯誤;
C、如圖丙,電路中有電源、有磁場,是通電導體在磁場中受力而運動,其實際應用是電動機,故C錯誤;
D、如圖丁,螺線管的左端是N極,右端是S極,根據(jù)安培定則可知電源的右端是正極,由磁極間相互作用規(guī)律可知小磁針的A端是S極,故D錯誤。
故選:A。
11.解:閉合開關S,小燈泡L發(fā)光,鎢絲不發(fā)光,向鎢絲吹氣時,小燈泡L變亮,說明通過小燈泡的電流變大,則鎢絲的電阻減??;
用酒精燈對白熾燈的鎢絲加熱,鎢絲的溫度升高,觀察到小燈泡L的亮度明顯變暗,說明通過小燈泡L的電流變小,鎢絲的電阻增大;
由于鎢絲和小燈泡串聯(lián)接入電路中,則通過它們的電流是相同的;綜上所述,①④錯誤,②③正確。
故選:B。
12.解:
①由I﹣U圖象可知,元件乙對應的電流與電壓不成正比,根據(jù)歐姆定律可知乙不是定值電阻,故①錯誤;
②由圖象可知,當甲兩端電壓為2V時,通過甲的電流為0.4A,由I=可得,R甲===5Ω,故②正確;
③甲和乙兩個元件串聯(lián)接入電路中,電路電流為0.2A時,由圖象可知,兩元件兩端的電壓分別為U甲=1V、U乙=2V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以電源電壓U=U甲+U乙=1V+2V=3V,
則電路的總功率:P=UI=3V×0.2A=0.6W,故③正確;
④甲和乙兩個元件并聯(lián)接入電路中,當電源電壓為2V時,它們兩端的電壓均為2V,
由圖象可知,此時通過的電流分別為I甲=0.4A,I乙=0.2A,
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以干路電流I′=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故④錯誤;
綜上可知,只有②③正確。
故選:B。
13.解:由電路圖可知,氣敏電阻R1與定值電阻R2串聯(lián),電壓表測電阻R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
由圖象可知氣敏電阻的阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小,
當駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大時,電路中的總電阻越小,
由I=可得,電路中的電流越大,即電流表的示數(shù)越大,故②正確;
由U=IR可得,定值電阻R2兩端的電壓越大,即電壓表的示數(shù)越大,故①正確;
由P=UI可知,電路消耗的總功率越大,故③錯誤;
因電壓表與電流表示數(shù)的比值等于定值電阻R2的阻值,
所以,電壓表與電流表示數(shù)的比值不變,故④錯誤。
綜合分析①②正確,故A正確。
故選:A。
14.解:①②、由圖可知,R2、R3并聯(lián)后再與R1串聯(lián)在電路中,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知,通過R1、R2的電流是不同的,電阻相同,通電時間相同,所以該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關系,故①②錯誤;
③、電流產(chǎn)生的熱量越多,空氣吸收的熱量越多,溫度越高,氣體膨脹程度越大,則U形管內(nèi)液面高度差越大,故③正確;
④、右側兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再與左側的5Ω的電阻串聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知,通過左側電阻的電流等于通過右側容器中電阻的電流的2倍,根據(jù)公式Q=I2Rt可知,通電后,甲圖中左、右電阻產(chǎn)生的熱量之比是4:1,故④正確。
故選:D。
15.解:由電路圖可知,R1與R串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
①由圖乙可知,當R1=10Ω時,P1=0.9W,當R1′=20Ω時,P1′=0.8W,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,由P=UI=I2R可得,電路中的電流分別為:
I1===0.3A,I2===0.2A,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,且電源的電壓不變,
所以,由I=可得,電源的電壓:
U=I1(R+R1)=I2(R+R1′),即0.3A×(R+10Ω)=0.2A×(R+20Ω),
解得:R=10Ω,
電源的電壓U=I1(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V,故①正確;
②當R1′=20Ω時,變阻器接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,電壓表的示數(shù)最大,
則電壓表的最大示數(shù)U1′=I2R1′=0.2A×20Ω=4V,故②錯誤;
③當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,電路的總電阻最小,整個電路的總功率最大,
則P大===3.6W,
當R1′=20Ω時,變阻器接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,整個電路的總功率最小,
則P小=UI2=6V×0.2A=1.2W,
所以,整個電路功率變化了:ΔP=P大﹣P?。?.6W﹣1.2W=2.4W,故③錯誤;
④當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,電路的總電阻最小,電路中電流表的示數(shù)最大,
則I大===0.6A,
當R1′=20Ω時,變阻器接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,即電流表的示數(shù)最小,
所以,電流表的示數(shù)變化了:ΔI=I大﹣I2=0.6A﹣0.2A=0.4A,故④正確。
綜合分析①④正確。
故選:A。
二、填空題
16.解:電能表是測量電功的儀表,
上面有五個數(shù)字窗口,最后一位是小數(shù)位,單位是kW?h,從電能表上可以看出電能表的示數(shù)為122.8kW?h。
故答案為:電功;122.8。
17.解:如果站在地上的人不小心接觸了火線,電流經(jīng)過人體流入大地,這時通過火線和零線的電流不相等,漏電保護器會迅速切斷電路,對人身起到保護作用。
故答案為:漏電保護器。
18.解:轉動魔方就能產(chǎn)生電能,將機械能轉化為電能,其工作原理是電磁感應現(xiàn)象,與發(fā)電機的工作原理相同。
故答案為:發(fā)電機。
19.解:由I=可得,兩電熱絲兩端允許所加的最大電壓:
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V,
U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V,
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,兩電熱絲并聯(lián)時,電路中的最大電壓U=U乙=9V;
兩電熱絲并聯(lián)的總電阻:
R===6Ω,
通電10s后,甲、乙兩電熱絲產(chǎn)生的總熱量最多為:
Q=W=t=×10s=135J。
故答案為:135。
三、作圖題
20.解:(1)燈泡接法:火線與開關串聯(lián),然后再接到燈泡頂端的金屬點,零線直接與燈泡的螺旋套相連;
(2)安裝三孔插座的原則,左孔接零線,中間插孔與地線相連,右孔接火線;將熔斷器接到火線上,如下圖所示:
21.解:根據(jù)磁體周圍的磁感線都是從N極出發(fā)回到S極,可以判斷通電螺線管的右端是N極,左端是S極。
根據(jù)安培定則,用右手握住通電螺線管,四指指向電流方向,大拇指所指的方向N極,可以判斷電流從螺線管的左端進入,從右端流出,可以判斷電源的左端是正極,右端是負極,如圖所示:
四、實驗探究題
22.解:
(1)磁性的強弱是無法直接觀察的,此題中是利用電磁鐵吸引大頭針數(shù)目的不同來反映磁性強弱的不同的,這是一種轉換的方法;
(2)圖中將兩電磁鐵串聯(lián),是為了使通過兩電磁鐵線圈的電流相同,這樣才能比較線圈匝數(shù)與磁性強弱的關系;
(3)電磁鐵甲吸引的大頭針數(shù)目多,說明甲的磁性強;兩電磁鐵串聯(lián),電流相同,所以得出的結論是:電流一定時,線圈匝數(shù)越多,磁性越強;
(4)若讓乙鐵釘再多吸一些大頭針,即增強其磁性,根據(jù)在匝數(shù)不變的情況下,通過增大電流可增大電磁鐵的磁性,故滑動變阻器的滑片應向左端移動
(5)大頭針被磁化,同一端的磁性相同,同名磁極相互排斥,所以下端分散。
故答案為:(1)吸引大頭針的多少;(2)使通過兩電磁鐵線圈的電流相同;(3)甲;線圈匝數(shù)越多;(4)左;(5)同名磁極相互排斥。
23.解:
(1)因滑片向左移動時小燈泡變亮,即電流變大,電阻變小,故變阻器左下接線柱連入電路中,如下所示:
(2)閉合開關前,發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖乙所示,其原因是:沒有將電流表的指針調(diào)零;
(3)根據(jù)圖丙小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖像知,燈在額定電壓2.5V時的電流為0.25A,則小燈泡的額定功率為:P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)由歐姆定律,電壓表與電流表示數(shù)的比值變大,即燈絲的電阻變大,其原因是燈絲電阻隨著溫度的升高而增大;
(5)①先閉合開關S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表的示數(shù)為I1=0.25A;
②保持滑片P的位置不變,閉合開關S、S2,斷開S1,讀出電流表的示數(shù)為I2,
在①中,R0與燈泡并聯(lián),電流表測定值電阻的電流,電流表的示數(shù)為I1=0.25A,定值電阻的電壓為U0=I1 R0=0.25A×10Ω=2.5V,由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律,燈的電壓為2.5V,燈正常發(fā)光;
在②中,電流表測燈與R0并聯(lián)的總電流,因電路的連接關系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,燈仍正常發(fā)光,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,燈的額定電流:
I額=I2﹣I1,則小燈泡的額定功率:
P額=U額I額=U額(I2﹣I1)。
故答案為:
(1)如上所示;(2)沒有將電流表的指針調(diào)零;(3)0.625;(4)燈絲電阻隨著溫度的升高而增大;(5)①0.25;②U額(I2﹣I1)。
五、計算題
24.解:
(1)由P=可得,燈泡正常發(fā)光時的電阻:RL===12Ω;
(2)由P=UI可知,通過燈泡的電流:IL===0.5A,
由圖知,燈泡和電阻R串聯(lián),由串聯(lián)電路的電流特點可知:I=IL=0.5A,
由I=可得,R兩端電壓:UR=IR=0.5A×8Ω=4V,
因串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,
所以電源電壓:U=UR+UL=4V+6V=10V。
答:(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻為12Ω;
(2)電源電壓為10V。
25.解:由電路圖可知,兩開關均閉合時,R1與R0串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測R1兩端的電壓。
(1)由圖乙和題意可知,當電流表開始有讀數(shù)即I=0.2A時,滑片P移動的距離x=2cm,此時電壓表的示數(shù)為2.5V,
由I=可得,R1接入電路的阻值:
R1===12.5Ω;
(2)當s=2cm時,電壓表的示數(shù)為2.5V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,R0兩端的電壓:
U0=U﹣U1=4.5V﹣2.5V=2V,
則電阻R0的阻值:
R0===10Ω,
電阻R0在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為:
Q0=I2R0t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J;
(3)當滑片P滑到s=6cm處時,由圖乙可知,此時電路中的電流I′=0.4A,
此時R0兩端的電壓:
U0′=I′R0=0.4A×10Ω=4V,
此時R1兩端的電壓:
U1′=U﹣U0′=4.5V﹣4V=0.5V,
則R1消耗的電功率:
P1=U1′I′=0.5V×0.4A=0.2W;
(4)假設滑動變阻器某處未發(fā)生斷路,
當滑動變阻器接入電路的電阻為零時,此時電路中的電流最大,
則電路中的最大電流為:
I大===0.45A<0.6A,
R0的最大電功率為:
P0大=I大2R0=(0.45A)2×10Ω=2.025W;
由(1)知,滑片P移動的距離x=2cm時,滑動變阻器接入電路的電阻為12.5Ω;
向左移動6cm時,滑動變阻器接入電路的電阻為:R1′===1.25Ω,
因此每向左移動1cm,滑動變阻器接入電路的電阻減?。海?.8125Ω,
所以滑動變阻器的最大電阻為:R滑大=12.5Ω+2×2.8125Ω=18.125Ω,
電路的最小電流為:
I?。剑剑?.16A,
定值電阻的最小功率為:
P0?。絀小2R0=(0.16A)2×10Ω=0.256W;
所以R0的電功率變化范圍為0.256W~2.025W。
答:(1)當電流表開始有讀數(shù)時,R1接入電路的阻值為12.5Ω;
(2)當滑片P移到s=2cm處時,電阻R0在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為4J;
(3)當滑片P移到s=6cm處時,R1消耗的電功率為0.2W;
(4)R0的電功率變化范圍為0.256W~2.025W。

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