1.【分析問題能力】(2024·四川達(dá)州·中考真題)如圖所示電路,閉合開關(guān)后,整個電路正常工作。其中一盞燈突然熄滅,兩只電表示數(shù)均變大,則該電路可能發(fā)生的故障為( )
A.短路B.短路C.開路D.開路
【答案】A
【解析】由圖可知,兩燈串聯(lián),電壓表測L2兩端電壓,電流表測串聯(lián)電路電流;
A.如果L1短路,則串聯(lián)電路的總電阻變小,由歐姆定律可知,電路中電流變大,則電流表示數(shù)變大。由于L1短路,電路中只有L2,L2兩端電壓等于電源電壓,電壓表示數(shù)變大。此時燈泡L2發(fā)光。則A符合題意;
B.如果L2短路,電路中電流變大,電流表的示數(shù)變大,由于電壓表測L2兩端電壓,則電壓表的示數(shù)為0,即電壓表的示數(shù)變小,故B不符合題意;
C.如果L1開路,兩個電表與電源不通,則兩個電表的示數(shù)都變?yōu)?,即示數(shù)都變小。故C不符合題意;
D.如果L2開路,電路斷路,電流表的示數(shù)變小。此時電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓,則電壓表的示數(shù)變大。故D不符合題意。
故選A。
2.【生活實(shí)踐】(2024·江蘇揚(yáng)州·中考真題)如圖1是家庭電路示意圖,插座與燈泡的連接方式是 聯(lián)。閉合開關(guān)后,燈泡不亮,測電筆分別插入插座的三個孔中都不發(fā)光,則電路故障是 斷路。家用電能表如圖2所示,能接入電路中用電器的最大總功率為 W。若家中僅有電飯鍋工作,5min內(nèi)電能表指示燈閃爍了300次,電飯鍋在這段時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是 J。
【答案】 并 火線 8800 3.6×105
【解析】[1]由題圖1可知,插座與燈泡互不影響,故它們的連接方式是并聯(lián)。
[2]由圖1可知,若火線斷路,則電路中沒有電流,測電筆測任何位置均不發(fā)光。
[3]由圖2可知,該電能表能接入電路中用電器的最大總功率為
[4]圖2中電能表常數(shù)3000imp/kW·h表示每消耗1kW·h的電能,電能表指示燈閃爍3000次,所以當(dāng)指示燈閃爍了300次,電飯煲消耗的電能即這段時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為
3.【跨學(xué)科實(shí)踐】(2024·四川南充·中考真題)如圖所示,電源電壓不變,電流表的量程為,定值電阻,,為滑動變阻器,其最大阻值為50,滑動變阻器的滑片在b端時,電流表的讀數(shù)為,則電源電壓為 ,在保證電路安全的情況下,滑動變阻器的功率范圍為 。
【答案】 24 3.6W~4.8W
【解析】[1]變阻器的最大阻值為50,滑動變阻器的滑片在端時,電路的總電阻為
電流表的讀數(shù)為,電源電壓為
[2]根據(jù)可知,變阻器的功率可表示為
當(dāng)時,變阻器的功率最大,為
根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律可知,變阻器的功率可表示為
故變阻器的功率是關(guān)于電流的二次函數(shù),由數(shù)學(xué)知識可知,當(dāng)電流為電路中的最大電流0.6A時,變阻器的功率最小,為
故變阻器的功率范圍為3.6W~4.8W。
4.【思維能力】(2024·四川達(dá)州·中考真題)如圖甲所示,將定值電阻與規(guī)格為“40Ω 2A”的滑動變阻器連入電源電壓恒定不變的電路中。移動滑片P,的電功率P與其連入電路電阻R之間的變化圖像如圖乙所示。則電源電壓 V,的阻值為 Ω,電路的最大電功率為 W。
【答案】 24 20 28.8
【解析】[1][2]由圖甲可知,R1、R2串聯(lián),由圖乙知,當(dāng)R2=10Ω時,P2=6.4W,由P=I2R得,此時電路中電流
同理,當(dāng)時,,由P=I2R得
根據(jù)電源電壓不變建立等式有

解得R1=20Ω。電源電壓
[3]由可知,當(dāng)電路中電流最大時,電路中電功率最大,當(dāng)R2接入電路的阻值為0時,此時電路中總電阻最小,為
則電路中電流最大為
電路中最大電功率為
5.【科學(xué)探究】(2024·重慶·中考真題)將標(biāo)有“2A”但最大阻值未知的滑動變阻器R1、阻值為15Ω的R2和標(biāo)有“2.5V 1.25W”的燈泡L(不計(jì)燈泡電阻變化)接入如圖所示的電路,其中電源具有6V和另一電壓未知的檔位,電壓表量程為0~3V,電流表量程為0~0.6A。燈泡的額定電流為 A。將電源調(diào)到電壓未知的檔位,只閉合開關(guān)S和S2,當(dāng)R1接入電路的阻值為其最大阻值的時,燈泡正常發(fā)光,移動滑片使R1接入電路的阻值增大6Ω,電流表示數(shù)變化了0.2A。保障電路安全,只閉合開關(guān)S和S1,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器及電源電壓,電路的最大功率和最小功率之差為 W。
【答案】 0.5 1.95
【解析】[1]燈泡正常發(fā)光時的電流為
[2]燈泡的電阻
只閉合開關(guān)S和S2時,L與R1串聯(lián),當(dāng)R1接入電路的阻值為其最大阻值的時,燈泡正常發(fā)光,此時電路中的電流為0.5A,則電源電壓為
…………①
移動滑片使R1接入電路的阻值增大6Ω,電流表示數(shù)變化了0.2A,即此時電流表的示數(shù)為
電源電壓為
…………②
由①②兩式可得,R1=40Ω,U=4.5V。
只閉合開關(guān)S和S1時,R1與R2串聯(lián);當(dāng)電源電壓為6V,當(dāng)R1接入電路為0時,即電壓表的示數(shù)為0,則R2兩端的電壓為電源電壓6V時,電路中的電流最大,此時電路中的電流
電路的最大功率為
當(dāng)電源電壓為另一檔位4.5V時,電壓表的示數(shù)為最大3V時,電路中的電流最小,此時R2兩端的電壓
電路中的最小電流
電路的最小功率為
電路的最大功率和最小功率之差為
6.【科技創(chuàng)新】(2024·河南周口·三模)小科和同學(xué)們在做“研究電流與電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)過程中:
(1)小科和同學(xué)們經(jīng)過討論,完成了“研究電流與電壓的關(guān)系”兩次實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì),如圖甲、乙所示。由圖甲改進(jìn)為圖乙,是因?yàn)槭褂没瑒幼冏杵骷饶鼙Wo(hù)電路,又能改變 ,進(jìn)行多次測量,方便尋找普遍規(guī)律;
(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線,幫助小科按電路圖乙,將圖丙中的實(shí)物電路連接完整 ;
(3)小科連完電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為0,電壓表有示數(shù)。若電路僅有一處故障,則故障為 ;
(4)在排除故障后,用同一定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),移動滑動變阻器的滑片P位于不同位置,讀出電表的示數(shù)并記錄數(shù)據(jù),當(dāng)電壓表示數(shù)為3 V時,其電流表示數(shù)如圖丁所示,請補(bǔ)充在表格中 ,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可得出結(jié)論 。為了得到普遍的規(guī)律,請你為小科的實(shí)驗(yàn)提出一些建議 ;
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小飛同學(xué)又取來阻值是600Ω的定值電阻R0 、一個開關(guān)和阻值約5Ω的未知電阻R?,用如圖戊所示的電路來測量 R?的阻值,小飛的實(shí)驗(yàn)方案如下:
a.閉合 S1,斷開S2,讀出電壓表的示數(shù)是 U1;
b.閉合 S1和S2,讀出電壓表的示數(shù)是 U2;
則電阻R?= (用 U1、U2和R0表示);小紅認(rèn)為小飛的實(shí)驗(yàn)方案不能準(zhǔn)確測得電阻R?的阻值,理由是 。
【答案】 電阻 R 兩端的電壓 定值電阻R 斷路 0.3 導(dǎo)體的電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比 換用不同阻值的定值電阻,再次重復(fù)實(shí)驗(yàn),看能否得到相同的結(jié)論 R0的阻值太大,導(dǎo)致電壓表的示數(shù)太小,誤差較大
【解析】(1)[1]由圖乙得,定值電阻與變阻器串聯(lián),串聯(lián)電路中各用電器起到分壓作用,滑動變阻器既能保護(hù)電路,又能改變定值電阻的電壓與電流,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。
(2)[2]實(shí)驗(yàn)中,定值電阻與變阻器串聯(lián),電壓表測量定值電阻的電壓,電流表測量電路電流,變阻器的滑片向右移動時,接入電路中電阻變小,則變阻器的右下接線柱接入電路中,如圖所示:
(3)[3]小科連完電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為0,電壓表有示數(shù)。若電路僅有一處故障,則故障為與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路。
(4)[4]由圖丁得,電流表的分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A。
[5]由表格中數(shù)據(jù)得,定值電阻的電壓與電流的比值為定值,說明導(dǎo)體的電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比。
[6]為了得到普遍的規(guī)律,避免偶然性,應(yīng)換用不同阻值的定值電阻,再次重復(fù)實(shí)驗(yàn),看能否得到相同的結(jié)論。
(5)[7] a.閉合 S1,斷開S2,定值電阻R0 、未知電阻R?串聯(lián),電壓表測量未知電阻R?的電壓,讀出電壓表的示數(shù)是 U1;
b.閉合 S1和S2,電壓表測量電源電壓,讀出電壓表的示數(shù)是 U2,則電源電壓為U2。
定值電阻R0 、未知電阻R?串聯(lián)時,定值電阻R0的電壓為
此時電路電流為
[8] R0的阻值太大,導(dǎo)致電路電阻太大,電路電流太小,導(dǎo)致電阻R?的電壓太小,即電壓表的示數(shù)太小,誤差較大,因此小紅認(rèn)為小飛的實(shí)驗(yàn)方案不能準(zhǔn)確測得電阻R?的阻值。
7.【數(shù)學(xué)運(yùn)算能力】(2024·四川達(dá)州·中考真題)如圖所示,電源電壓恒定不變。電流表量程0~3A,電壓表量程0~15V,滑動變阻器標(biāo)有“40Ω 1A”字樣,已知阻值為30Ω。當(dāng)滑片P置于最左端,開關(guān)S置于1時,電流表示數(shù)為0.8A;當(dāng)滑片P置于中點(diǎn),開關(guān)S先后置于1、2時,電流表示數(shù)之比為4∶5。求:
(1)電源電壓;
(2)電阻的阻值;
(3)當(dāng)S置于2時,在保證電路安全的前提下,整個電路的最小電功率。
【答案】(1)24V;(2)20Ω;(3)10.8W
【解析】解:(1)當(dāng)滑片P置于最左端,開關(guān)S置于1時,電路為R1?的簡單電路,電流表測電路中的電流,由可得,電源的電壓
(2)當(dāng)滑片P置于中點(diǎn),開關(guān)S置于1時,R1?與串聯(lián),電流表測電路中的電流,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,電路中的電流
因電流表示數(shù)之比為4∶5,所以,開關(guān)S置于2時,電路中的電流
此時電路中的總電阻
R2?的阻值
(3)當(dāng)S置于2時,R2與R3?串聯(lián),電壓表測R3兩端的電壓,電流表測電路中的電流,當(dāng)電壓表示數(shù)最大為15V時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,電路消耗的功率最小,此時R2兩端的電壓為
電路中的最小電流
此時滑動變阻器接入電路中的阻值
整個電路的最小電功率
答:(1)電源電壓為24V;
(2)電阻R2?的阻值為20Ω;
(3)當(dāng)S置于2時,在保證電路安全的前提下,整個電路的最小電功率為10.8W。
8.【新中考·創(chuàng)新題】(2024·四川廣安·中考真題)如圖所示,電源電壓為6V恒定不變,燈泡L標(biāo)有“2V 0.4W”的字樣(忽略溫度對燈絲電阻的影響),滑動變阻器標(biāo)有“60Ω 1A”的字樣,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V。
(1)求燈泡L正常發(fā)光時的電阻。
(2)當(dāng)、均閉合,接b,滑動變阻器滑片移到最大阻值處時,電流表示數(shù)為0.4A,求的阻值。
(3)在保證電路安全的情況下,求整個電路電功率的變化范圍。
【答案】(1)10Ω;(2)20Ω;(3)0.6W~3.6W
【解析】解:(1)燈泡L標(biāo)有“2V 0.4W”的字樣,則燈泡的額定電壓為2V,額定功率為0.4W,所以燈泡L正常發(fā)光時的電阻
(2)當(dāng)S1、S2均閉合,S3接b時,燈泡被短路,R1與R2并聯(lián),電流表測量干路中電流,由于干路中各支路中電壓等于電源電壓,滑動變阻器滑片移到最大阻值處,所以通過滑動變阻器
則通過R1的電流
I1=I-I2=0.4A-0.1A=0.3A
則R1的阻值
(3)當(dāng)S1、S2均閉合,S3接b時,燈泡被短路,R1與R2并聯(lián),電流表測量干路中電流,電流表量程為0~0.6A,所以干路中最大電流為0.6A,則整個電路最大電功率
P大=UI大=6V×0.6A=3.6W
當(dāng)S1、S2均斷開,S3接a時,燈泡、R1與R2串聯(lián),電壓表測量R2兩端電壓,當(dāng)電壓表示數(shù)最大時,電路中電流最小,則整個電路電功率最小,電壓表量程為0~3V,則電壓表最大電壓為3V,電路中最小電流
則整個電路最小電功率
P小=UI小=6V×0.1A=0.6W所以整個電路電功率的變化范圍為0.6W~3.6W。
答:(1)燈泡L正常發(fā)光時的電阻為10Ω;
(2)R1的阻值為20Ω;
(3)在保證電路安全的情況下,整個電路電功率的變化范圍為0.6W~3.6W。
一、單選題
1.(2024·四川廣安·中考真題)如圖甲所示電路,電源電壓恒定不變,電流表量程是0~0.6A,電壓表量程是0~3V。閉合開關(guān)S,在滑動變阻器R的滑片從最右端向左滑到a點(diǎn)的過程中,滑動變阻器R和燈泡L的圖像分別如圖乙所示,當(dāng)滑片在a點(diǎn)時燈泡L恰好正常發(fā)光。下列說法正確的是( )
A.電源電壓為4VB.燈泡L正常發(fā)光時的電阻為6Ω
C.電路中允許的最大功率為2.25WD.電壓表測量的是滑動變阻器R兩端的電壓
【答案】C
【解析】ABD.由電路圖可知,L與R串聯(lián),電流表測電路中電流,電壓表測燈泡兩端電壓。當(dāng)滑動變阻器R的滑片從最右端向左滑到a點(diǎn)的過程中,滑動變阻器接入電路的阻值減小,電路中總電阻減小,由歐姆定律可知,電路中電流增大,則燈泡兩端電壓增大,由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知,滑動變阻器兩端電壓減小,因此上半部分圖像是R的圖像,下半部分是L的圖像。當(dāng)滑片在a點(diǎn)時燈泡L恰好正常發(fā)光,則由圖乙可知此時
,,
由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知,電源電壓
燈泡L正常發(fā)光時的電阻為
故ABD錯誤;
C.因燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5A,因此電路中允許的最大功率為
故C正確。
故選C。
2.(2023·西藏·中考真題)如圖所示,電源兩端電壓恒為,定值電阻的阻值為,滑動變阻器的最大阻值為,開關(guān)閉合后,滑動變阻器的滑片從最右端滑至中點(diǎn)的過程中,下列選項(xiàng)正確的是( )

A.電流表的示數(shù)變小B.電流表示數(shù)的最大值與最小值之比是
C.電路中的最大功率是D.通電,電阻消耗的電能是
【答案】C
【解析】A.由圖可知,電阻R1和變阻器R并聯(lián),電流表測量干路中的電流,開關(guān)閉合后,滑動變阻器的滑片從最右端滑至中點(diǎn)的過程中,變阻器連入電路的電阻變小,由電阻的并聯(lián)可知電路的總電阻變小,由可知電路中的電流變大,即電流表的示數(shù)變大,故A錯誤;
B.滑動變阻器的滑片在中點(diǎn)時,電路的總電阻最小,由歐姆定律可知電路中的電流最大,電流表的示數(shù)最大,最大值
滑動變阻器的滑片在最右端時,變阻器連入電路的電阻最大,由電阻的并聯(lián)可知電路的總電阻最大,由可知電路中的電流最小,電流表的示數(shù)最小值
電流表示數(shù)的最大值與最小值之比
故B錯誤;
C.電路中的最大功率是
P大=UI大=12V×1.8A=21.6W
故C正確;
D.通電,電阻消耗的電能是
故D錯誤。
故選C。
3.(2023·四川巴中·中考真題)在如圖所示的電路中,已知電源電壓4.5V且保持不變,電壓表的量程為0~3V,電流表的量程為0~0.6A,定值電阻R1標(biāo)有“2.5V 5Ω”字樣,滑動變阻器R2標(biāo)有“10Ω 1A”字樣。在保證電路安全的前提下,下列判斷正確的是( )

A.電路中允許通過的最大電流為
B.滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的最小阻值為
C.電壓表的變化范圍為1.5~3V
D.滑動變阻器的最大電功率為
【答案】D
【解析】A.根據(jù)歐姆定律,定值電阻R1允許通過的最大電流為
故A錯誤;
B.當(dāng)電路中電流最大時,電路中允許的最小總電阻為
滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的最小阻值為
故B錯誤;
C.當(dāng)電路中電流最大時,R1兩端電壓即電壓表的示數(shù)為
當(dāng)滑動變阻器接入最大電阻時,電路中最小電流為
此時R1兩端電壓為
所以電壓表的變化范圍為1.5~2.5V,故C錯誤;
D.滑動變阻器的電功率為
當(dāng)時,滑動變阻器功率最大,最大功率為
故D正確。
故選D。
4.(2022·江蘇南京·中考真題)如圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P從a端滑到b端的過程中,電流表示數(shù)變化了0.2A,電壓表的示數(shù)從6V變?yōu)?V,電壓表的示數(shù)變化了9V,R1的功率變化了,電路總功率變化了。下列選項(xiàng)正確的是( )

A.電源電壓13.5VB. R2的最大阻值為45Ω
C.為0.8WD.為1.8W
【答案】A
【解析】由電路圖可知,三個電阻串聯(lián)在電路中,電壓表V1測的是R1的兩端電壓,電壓表V2測的是滑動變阻器R2的兩端電壓,電流表測的是電路電流。
AB.設(shè)電源電壓為U,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P在a端時,R2接入電路的電阻為0,根據(jù)歐姆定律可得,此時電路電流為
電壓表V1的示數(shù)為
電壓表V2的示數(shù)為0;當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P在b端時,R2接入電路的電阻為最大電阻R2,根據(jù)歐姆定律可得,此時電路電流為
此時電壓表V1的示數(shù)為
電壓表V2的示數(shù)為
由題意可得
根據(jù)題意得,電壓表的示數(shù)變化為
聯(lián)立以上式子解得,電源電壓為U=13.5V,R1=20Ω,滑動變阻器最大阻值R2=90Ω,R3=25Ω。故A正確,B錯誤;
CD.由以上分析可得,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P在a端時,電路電流為
當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P在b端時,此時電路電流為
根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI可得,R1的功率變化
電路總功率變化
故CD錯誤。
故選A。
二、多選題
5.(2024·山東煙臺·中考真題)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),假設(shè)電路中只有一個元件發(fā)生故障,則故障的原因可能是( )
A.燈泡短路B.燈泡短路C.燈泡斷路D.燈泡斷路
【答案】AD
【解析】根據(jù)題意可知,電壓表無示數(shù),一是電壓表并聯(lián)部分短路,即燈泡短路,二是電壓表兩接線柱到電源兩極中間某處斷路,即燈泡斷路,故AD符合題意,BC不符合題意。
故選AD。
6.(2024·河北·中考真題)如圖所示,電源電壓為6V。a、b為兩個電表,其中一個為電流表,一個為電壓表。R1=10Ω,R2∶R3=2∶3。閉合開關(guān)S,電路總功率為P1,通過M點(diǎn)的電流為I1;a、b互換后再閉合開關(guān),電路總功率為P2,通過M點(diǎn)的電流為I2。若P1∶P2=5∶6,I2-I1=0.1A,下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)為電流表
B.R2的阻值為30Ω
C.將圖中的電源、電表a、電表b任意互換,閉合開關(guān),電路總功率的最小值為3W
D.將R1、R2、R3中的一個與圖中的電表a互換,閉合開關(guān),電表a的示數(shù)可能比互換前小
【答案】AC
【解析】A.由題意可知,當(dāng)兩個表互換位置后,P1∶P2=5∶6,則

兩次的電流關(guān)系為

聯(lián)立①②式可得,。當(dāng)a為電壓表,b為電流表時,R1單獨(dú)工作,R2和R3短路,電路中的電流為
則開始時,a為電流表,b為電壓表,電路電流為。故A正確;
B.當(dāng)a為電流表,b為電壓表時,R1短路,R2和R3并聯(lián)工作,則電路中的電流為

兩個電阻的阻值關(guān)系為

聯(lián)立③④可得,,故B錯誤;
C.由題意可知,將圖中的電源、電表a、電表b任意互換,共有如下6種組合:
根據(jù)可知,當(dāng)電路中阻值最大時,電路的電功率最小,(1)為題中原圖,為R2和R3并聯(lián)工作,阻值為
(2)為題中a,b互換位置后,為R1單獨(dú)工作,阻值為,(3)為R1單獨(dú)工作,阻值為,(4)為R1、R2和R3并聯(lián)工作,阻值為
(5)為R2和R3并聯(lián)工作,阻值為
(6)為R1、R2和R3并聯(lián)工作,阻值為
綜上可知,電路中的最大阻值為12Ω,則電路中的最小電功率為
故C正確;
D.將R1、R2、R3中的一個與圖中的電表a互換,有如下3種情況:
根據(jù)A中分析可知,未更換之前,R1短路,R2和R3并聯(lián)工作,電流表測量干路電流,電路中的阻值為12Ω;(7)中,R1短路,R2和R3并聯(lián),與未更換前一致,故(7)中電流表示數(shù)將不變;(8)中,R3短路,R1和R2并聯(lián),電流表測量干路電流,電路中的阻值為
根據(jù)可知,(8)中電流表示數(shù)將變大;(9)中R2短路,R1和R3并聯(lián),電流表測量干路電流,電路中的阻值為
根據(jù)可知,(9)中電流表示數(shù)將變大。綜上所述,故D錯誤。
故選AC。
7.(2024·黑龍江齊齊哈爾·中考真題)如圖所示的電路,電源電壓保持不變。小燈泡的額定電壓為6V,滑動變阻器銘牌標(biāo)有“50Ω 1A”字樣,電流表選用0~3A量程。先閉合開關(guān)、斷開開關(guān),此時小燈泡正常發(fā)光;保持開關(guān)閉合,再閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器連入電路的阻值為30Ω時,電流表的示數(shù)為0.8A。則保持開關(guān)、都閉合,忽略溫度對燈絲電阻的影響,使用過程中元件完好,在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是( )
A.將滑動變阻器的滑片向右移動,小燈泡實(shí)際功率不變
B.滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是2.5~50Ω
C.通過電流表的電流最小值為0.72A
D.電路的總功率最大值為9.6W
【答案】ACD
【解析】A.先閉合開關(guān)S1?、斷開開關(guān)S2?,此時小燈泡正常發(fā)光,說明燈泡兩端的電壓為6V,電源電壓等于燈泡的額定電壓;保持開關(guān)S1?閉合,再閉合開關(guān)S2?,燈泡與滑動變阻器并聯(lián),電流表測干路電流,當(dāng)滑動變阻器連入電路的阻值為30Ω時,電流表的示數(shù)為0.8A,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,通過滑動變阻器的電流
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過燈泡的電流
由可得,燈泡的電阻
將滑動變阻器的滑片向右移動,接入電路中的電阻變大,由可知,通過滑動變阻器的電流變小,因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,燈泡兩端的電壓和通過的電流不變,實(shí)際功率不變,故A正確;
B.滑動變阻器允許通過的最大電流為1A,則滑動變阻器接入電路中的最小阻值
滑動變阻器的最大阻值為50Ω,所以,滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是6Ω~50Ω,故B錯誤;
C.當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,干路電流最小,所以,通過滑動變阻器的最小電流為
通過電流表的電流最小值為
I總小=I小+I=0.12A+0.6A=0.72A
即電流表的示數(shù)最小為0.72A,故C正確;
D.當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最小時,滑動變阻器允許通過的最大電流為1A,此時通過電路的總電流為
電路的總功率最大,則電路的最大總功率
故D正確。
故選ACD。
8.(2024·黑龍江雞西·中考真題)如圖,甲電路中電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后,將變阻器的滑片由a端向b端移動的過程中,兩電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙Ⅰ、Ⅱ所示,則( )
A.Ⅱ是燈泡的I-U關(guān)系圖像B.燈泡最小功率為1W
C.R的最大阻值為25ΩD.電路的最大功率為3.6W
【答案】CD
【解析】A.由電路圖可知,小燈泡與滑動變阻器R串聯(lián),電壓表V1測小燈泡兩端的電壓,電壓表V2測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流,滑片從最右端向最左端滑動的過程中,滑動變阻器接入電路的阻值變小,電路總電阻變小,電路電流變大,根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知,小燈泡兩端的電壓變大,滑動變阻器兩端的電壓變小,因此Ⅱ?yàn)榛瑒幼冏杵鱎的U-I關(guān)系圖像,Ⅰ為小燈泡的U-I關(guān)系圖像,故A錯誤;
B.由圖線Ⅰ可知,小燈泡的電流隨其兩端電壓的增大而增大,故當(dāng)小燈泡兩端的電壓最小時,小燈泡的電流最小,由題圖乙可知,小燈泡兩端的最小電壓為U燈小=1V,此時通過小燈泡的電流為I燈小=0.2A,小燈泡的最小電功率為
故B錯誤;
C.當(dāng)R接入電路的阻值最大時,電路電流最小,分析圖線Ⅱ可知,此時R兩端電壓為UR=5V,通過R的電流為IR=0.2A,故R的最大阻值為
故C正確;
D.根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律并結(jié)合圖像可知,電源電壓
電路中的最大電流為I最大=0.6A,故電路的最大功率為
故D正確。
故選CD。
9.(2023·遼寧鞍山·中考真題)如圖甲所示電路中,電源電壓不變,燈泡標(biāo)有“,”字樣(燈絲電阻不變),。閉合開關(guān),斷開開關(guān)、,滑片P從端向右滑到某一位置時(圖中未標(biāo)出),燈泡恰好正常發(fā)光;保持滑片P的位置不變,同時閉合開關(guān)、和,滑片P從向左滑到端。兩次電流表的示數(shù)隨滑動變阻器阻值變化情況如圖乙所示,則下列說法正確的是( )
A.燈泡的電阻為
B.電源電壓為
C.滑動變阻器的最大電阻為
D.當(dāng)、和都閉合時,調(diào)節(jié)滑片P,電路消耗總功率的最小值為
【答案】ACD
【解析】A.燈泡L標(biāo)有“,”字樣(燈絲電阻不變),由電功率可知,燈泡的電阻
故A正確;
B.閉合開關(guān),斷開開關(guān)和,燈泡L阻值和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電流表測量電路電流,保持滑片P的位置不變,同時閉合開關(guān)、和,定值電阻和滑動變阻器并聯(lián)接入電路,電流表測量電路電流,可知在滑片滑動過程中,由并聯(lián)電路的電阻特征可知,串聯(lián)電路的總電阻(在對應(yīng)的滑片一定時的阻值)大于并聯(lián)電路的總電阻,電流表的示數(shù)在第一步操作時的電流較小,對應(yīng)圖乙中下部分曲線,由歐姆定律和串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,當(dāng)閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)和,滑片P在端阻值最大處時,電路電流最小為,電源電壓

當(dāng)閉合開關(guān),斷開開關(guān)和,滑片P在處時,燈泡恰好正常發(fā)光,電路電流為
電源電壓

保持滑片P的位置不變,同時閉合開關(guān)S、和,滑片P從向左滑到端時,由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知,為定值電阻,所在支路電流不變,當(dāng)滑動變阻器在滑動過程中阻值最小時即在處時,干路電路最大為,由
可得


將②代入③可得
將代入②可得,電源電壓,故B錯誤;
C.將電源電壓代入①可得
故C正確;
D.當(dāng)、和都閉合時,電阻和滑動變阻器并聯(lián)接入電路,電流表測量電路電流,為定值電阻,所在支路電流不變,由電功率和并聯(lián)電路電流規(guī)律可知,在電源電壓一定時,電路中電路最小時,電路消耗總功率電小,即滑動變阻器在端時并聯(lián)電路總電流最小,電路消耗總功率最小為
故D正確。
故選ACD。
10.(2023·遼寧阜新·中考真題)如圖甲所示,電源電壓恒為6V。燈泡L的規(guī)格為“6V 3.6W”,且電阻不隨溫度變化。閉合開關(guān)后,燈泡正常發(fā)光,當(dāng)移動滑動變阻器的滑片P時,電流表的示數(shù)發(fā)生變化,若其最小值如圖乙所示,最大值為滿刻度。下列說法正確的是( )

A.圖乙中電流表的示數(shù)為0.2A
B.滑動變阻器連入電路的最小阻值為15Ω
C.滑動變阻器連入電路的阻值變化量為12.5Ω
D.此電路的最大功率為18W
【答案】CD
【解析】A.如圖所示,燈泡與滑動變阻器并聯(lián),電流表測干路的電流值,根據(jù)并聯(lián)電路中電流電壓特點(diǎn),干路電流等于各支路電流之和,每條支路兩端電壓相等。閉合開關(guān)后,燈泡正常發(fā)光,說明每條支路兩端的電壓等于電源電壓為6V,而通過燈泡的電流為
所以可以據(jù)此判定當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,干路電流應(yīng)該大于0.6A,電流表量程應(yīng)該選擇大量程為0 ~3A;如圖乙所示,電流表的分度值為0.1A,示數(shù)為1A;故A錯誤;
B.因?yàn)闊襞菖c滑動變阻器并聯(lián),變阻器改變阻值不影響燈泡正常發(fā)光,即通過燈泡的電流不變;根據(jù)可知,電壓不變時電阻越小電流越大,所以當(dāng)滑動變阻器連入電路的電阻最小時電流最大,此時電流表為滿刻度3A,則通過變阻器的最大電流為
則滑動變阻器連入電路的最小阻值為
故B錯誤;
C.當(dāng)滑動變阻器連入電路的電阻最大時電流最小,此時電流表為乙圖示數(shù)1A,則通過變阻器的最小電流為
則滑動變阻器連入電路的最大阻值為
則滑動變阻器連入電路的阻值變化量為
故C正確;
D.當(dāng)變阻器接入電路的電阻最小時,電路總電流最大為3A,此電路的最大功率為
故D正確。
故選CD。
三、填空題
11.(2024·吉林·中考真題)某調(diào)光臺燈簡化電路圖如圖所示,電源電壓保持不變。為使臺燈變亮,滑片應(yīng)向 端移動。臺燈工作一段時間后,發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑片,臺燈一直很亮且亮度不變,電路發(fā)生的故障可能是滑動變阻器 。
【答案】 左/A端 短路
【解析】[1]為使臺燈變亮,要增大電路中的電流,電源電壓不變,由歐姆定律可知應(yīng)減小電路中的電阻,由圖可知滑片往左端(或A端)移動可減小接入電路的阻值。
[2]臺燈工作一段時間后,發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑片,臺燈一直很亮且亮度不變,說明滑動變阻器不能改變接入阻值大小,故電路發(fā)生的故障可能為滑動變阻器短路。
12.(2022·江蘇南京·中考真題)如圖所示,燈泡標(biāo)有“6V 3W”字樣,R1標(biāo)有“5Ω 1.5A”,R2為標(biāo)有“10Ω 1A”的滑動變阻器,電源電壓恒定,閉合所有開關(guān),燈泡恰好正常發(fā)光,則電源電壓是 V,10s內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量為 J;斷開、,R2允許調(diào)節(jié)的阻值范圍為 Ω,移動R2滑片的過程中,R2的電功率與電路總功率的最大比值為 。

【答案】 6 72 1~10 2∶3
【解析】[1]閉合所有開關(guān),R2被短路,R1和燈泡并聯(lián)在電路中,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,此時燈泡恰好正常發(fā)光,電源電壓等于燈泡的額定電壓,即
[2]當(dāng)閉合所有開關(guān)時,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,R1兩端電壓等于電源電壓,即
根據(jù)
可得,10s內(nèi)R1產(chǎn)生的熱量為
[3]閉合S、斷開、時,R1和R2串聯(lián)在電路中,由于R1標(biāo)有“5Ω 1.5A”,所以通過R1的最大電流為1.5A;又因?yàn)镽2為標(biāo)有“10Ω 1A”的滑動變阻器,所以通過R2的最大電流為1A。故此時電路的最大電流為I大=1A,根據(jù)歐姆定律可知,變阻器連入電路的阻值最小,總電阻最小,即
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可得,R2接入電路的最小電阻為
而滑動變阻器連入電路的阻值最大時,電路是安全的。故R2允許調(diào)節(jié)的阻值范圍為1~10Ω。
[4]移動R2滑片的過程中,由于串聯(lián)電路電流處處相等,因此通過R1的電流等于電路電流。根據(jù)可得,R2的電功率與電路總功率的比值為
因?yàn)镽2允許調(diào)節(jié)的阻值范圍為1~10Ω,當(dāng)R2等于10Ω時,R2的電功率與電路總功率的比值最大,即
四、實(shí)驗(yàn)題
13.(2024·遼寧·中考真題)某小組猜想電流與電壓和電阻有關(guān),現(xiàn)要探究電流與電壓的關(guān)系。
(1)為探究電流與電壓的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制 不變;
(2)該小組連接的部分電路如圖所示,請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)充完整 (導(dǎo)線不能交叉);
(3)正確連接電路后,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到最 端;
(4)試觸時發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針均不偏轉(zhuǎn)。為查找故障,閉合開關(guān),保持導(dǎo)線ab的a端不動,將b端依次接到A、B和C接線柱,電壓表的指針均偏轉(zhuǎn),電流表指針均不偏轉(zhuǎn)。若電路中只有一處故障,則發(fā)生的故障是 ;
(5)排除故障后,閉合開關(guān),通過移動 的位置改變電阻兩端的電壓,測量電阻兩端的電壓U和對應(yīng)的電流I,記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示;
分析表格中的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)電壓與其對應(yīng)電流的比值 ,從而得出結(jié)論: 。
【答案】 電阻 右 滑動變阻器斷路 滑動變阻器滑片 不變 電阻一定時,電流與電壓成正比
【解析】(1)[1]探究電流與電壓的關(guān)系時,根據(jù)控制變量法,需要控制電阻不變。
(2)[2]探究電流與電壓的關(guān)系的實(shí)驗(yàn),定值電阻與滑動變阻器要串聯(lián),電壓表測定值電阻兩端的電壓,所以連接如下圖所示:
(3)[3]正確連接電路后,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片要移到阻值最大的位置,由圖可知,滑動變阻器的滑片要移動最右端。
(4)[4]閉合開關(guān),保持導(dǎo)線ab的a端不動,將b端依次接到A,電壓表有示數(shù);接到B,電壓表有示數(shù);接到C接線柱,電壓表有示數(shù),據(jù)此可知開關(guān)、電流表是完好的;但是電流表都沒有示數(shù),說明電路為斷路,則故障可能為滑動變阻器斷路。
(5)[5][6][7]閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,改變定值電阻兩端的電壓,測出多組數(shù)據(jù);根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,發(fā)現(xiàn)電壓與其對應(yīng)電流的比值為
即電壓與電流的比值不變;故可得出結(jié)論為:當(dāng)電阻一定時,電流與電壓成正比。
14.(2024·甘肅白銀·中考真題)在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,小明使用阻值為的定值電阻各一個,電壓為的電源等器材進(jìn)行探究。
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖電路連接完整 (要求:滑片P向右移動時電路中電流變大);
(2)正確連接并規(guī)范操作后,閉合開關(guān),兩電表均無示數(shù)。為了檢查電路故障,小華將電壓表接在滑動變阻器兩端時無示數(shù),接在開關(guān)兩端時有示數(shù),則電路的故障是 (選填“A”、“B”或“C”);
A.開關(guān)斷路 B.滑動變阻器斷路 C.定值電阻斷路
(3)圖乙是改正故障后根據(jù)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖像,由圖像可知R兩端的電壓為 V;當(dāng)R的電阻由更換為時,閉合開關(guān)后,應(yīng)該將滑動變阻器的滑片P向 端(選填“左”或“右”)滑動;要完成該實(shí)驗(yàn)滑動變阻器的最大阻值至少是 Ω;由圖像得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論為:當(dāng) 一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成 ;
(4)同組的珊珊同學(xué)用未知電阻替換電阻R,移動變阻器的滑片P至某一位置,此時電壓表示數(shù)為,如圖丙所示電流表示數(shù)為 A,該電阻的阻值為 。
【答案】 A 2 左 50 電壓 反比 0.3 5
【解析】(1)[1]滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中,滑片P向右移動時電路中電流變大,說明接入電路中的電阻變小,即右下方接線柱必須接入電路中,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)連接,實(shí)物電路圖如圖所示:
(2)[2]正確連接并規(guī)范操作后,閉合開關(guān),兩電表均無示數(shù),說明電路斷路。將電壓表接在滑動變阻器兩端時無示數(shù),說明滑動變阻器之外斷路,接在開關(guān)兩端時有示數(shù),說明電壓表與電源之間是通路,故電路故障開關(guān)斷路。
故選A。
(3)[3]由圖象可知,當(dāng)R=5Ω時,電路中的電流I=0.4A,定值電阻兩端的電壓
[4]當(dāng)R的電阻由5Ω更換為10Ω時,電阻變大,分壓增多,電壓表示數(shù)增大,根據(jù)控制變量法可知在探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變,即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓,由分壓原理,應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻,所以滑片應(yīng)向左端移動,使電壓表的示數(shù)為2V。
[5]因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,滑動變阻器兩端的電壓
當(dāng)定值電阻的阻值為25Ω時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,此時電路中的電流
此時滑動變阻器接入電路中的阻值
??即滑動變阻器的阻值至少為50Ω;
[6][7]如圖丙的圖像所示,導(dǎo)體兩端電壓一定時,此時導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻的乘積是一個定值,故當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
(4)[8]由丙圖可知,電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A。
[9]未知電阻的阻值
五、計(jì)算題
15.(2023·山東德州·中考真題)如圖甲所示,電源電壓U保持不變,當(dāng)只閉合開關(guān)S1,滑動變阻器的滑片從最右端滑向中點(diǎn)過程中得到電壓表與電流表示數(shù)的變化圖像如圖乙所示。閉合開關(guān)S1、S3,斷開S2,滑動變阻器的滑片在最左端時,電路的總功率為15W。已知R2=2R1,求:
(1)定值電阻R1的阻值;
(2)R0的最大阻值和電源電壓U;
(3)定值電阻R3的阻值及整個電路的最大功率。

【答案】(1)10Ω;(2)10V;(3)20W
【解析】解:(1)只閉合S1時,R0與R1串聯(lián),電壓表V測R1兩端的電壓,電流表A測串聯(lián)電路中的電流,由乙圖可知,R1的阻值
(2)只閉合開關(guān),滑片位于最右端時,電源電壓
……①
滑片位于R0中點(diǎn)時,電源電壓
……②
聯(lián)立①②兩式解得
即R0的最大阻值為30Ω,電源電壓為10V。
(3)由題意可知
閉合開關(guān)S1和S3,斷開開關(guān)S2,滑動變阻器滑片滑到最左端時,R1和R3并聯(lián),則
所以R3的阻值
當(dāng)滑片位于最左端,開關(guān)S1、S2、S3都閉合時,R1、R2、R3并聯(lián),此時電路總電阻最小,電路總功率最大,整個電路的最大功率
答:(1)定值電阻R1的阻值為10Ω;
(2)R0的最大阻值和電源電壓為10V;
(3)定值電阻R3的阻值及整個電路的最大功率為20W。
16.(2022·山東菏澤·中考真題)如圖所示為某用電器的內(nèi)部簡化電路,R1和R2為定值電阻, ?,F(xiàn)將該用電器接入電壓為220V的電路,當(dāng)S1斷開、S2接b時用電器消耗的電功率為220W。求:
(1)只閉合S1時,流過R1的電流;
(2)電阻R2的阻值;
(3)該用電器的最大電功率。
【答案】(1)1.25A;(2)44Ω;(3)1375W
【解析】解:(1)只閉合S1時,流過R1的電流為
(2)當(dāng)S1斷開,S2接b時,R1和R2串聯(lián),由公式P=UI得電路總電流
R1的電功率為
R2的阻值為
(3)當(dāng)S1閉合,S2接a時,R1和R2并聯(lián),該用電器功率最大。R1和R2的電功率分別為
該用電器最大電功率為
答:(1)只閉合S1時,流過R1的電流是1.25A;
(2)電阻R2的阻值是44Ω;
(3)該用電器的最大電功率為1375W。電壓U/V
3.00
2.50
2.00
1.50
電流I/A
0.25
0.20
0.15
數(shù)據(jù)序號
1
2
3
4
5
電壓U/V
1.60
1.90
2.20
2.50
2.80
電流I/A
0.16
0.19
0.22
0.25
0.28

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通用版中考物理講義練習(xí)復(fù)習(xí)專題23 電路故障分析與電路極值問題(原卷版):

這是一份通用版中考物理講義練習(xí)復(fù)習(xí)專題23 電路故障分析與電路極值問題(原卷版),共13頁。試卷主要包含了【分析問題能力】等內(nèi)容,歡迎下載使用。

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這是一份通用版中考物理講義練習(xí)復(fù)習(xí)專題23 電路故障分析與電路極值問題(原卷版),共13頁。試卷主要包含了【分析問題能力】等內(nèi)容,歡迎下載使用。

通用版中考物理講義練習(xí)復(fù)習(xí)專題23 電路故障分析與電路極值問題(解析版):

這是一份通用版中考物理講義練習(xí)復(fù)習(xí)專題23 電路故障分析與電路極值問題(解析版),共37頁。試卷主要包含了【分析問題能力】等內(nèi)容,歡迎下載使用。

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