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电学
1.如图所示(甲)是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),则可知()
A.R0的电阻值是10Ω
B.电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
C.该电路最小功率0.05W
D.滑动变阻器R的电功率变化范围0﹣0.45W
2.阅读下列短文,完成短文后的题目。
新型发热材料——PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成,目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。
PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,应用十分广泛。
(1)家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件,图甲为其电阻随温度变化的图像,由图可知,该PTC材料的居里点温度为℃;家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,若它的温度高于165℃,电阻增大,功率减小,使其温度降低;反之,也能自动调节。
因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能;
(2)某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”。
将PTC电阻安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,指示灯亮;当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时,由于电阻变化,导致电磁铁磁性减弱,使警铃响。
请帮他将图乙所示的电路连接完整;
(3)如果报警电路中的指示灯的额定电压是6V,额定功率9W。
指示灯在工作时的电阻保持不变,那么根据图乙计算它在电路中的实际电功率是(一节干电池电压为1.5V,计算结果保留两位小数)。
3.某校师生为自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下,R1和R2均为电热丝且电阻值恒定。
额定电压
220V
正常工作电流
高温档
5A
低温档
2A
根据师生们的设计,求:
(1)电烘箱在高温档正常工作时每分钟可产生的热量;
(2)电热丝R1的阻值;
(3)电烘箱在低温档时正常工作时,R2的功率。
4.如图是某电热器的原理简图,它有加热和保温两档,发热体由R1=1210Ω和R2=55Ω两个电热丝构成。
(1)S1、S2都闭合加热时,求通过电阻R2的电流;
(2)S1闭合、S2断开保温时,求电热器工作1分钟产生的热量;
(3)在傍晚用电高峰期,供电电压可能会下降。
当实际电压只有198V时,这个电热器R2的实际功率是多大?
5.图甲是周小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如下表格所示。
已知继电器的线圈电阻R0为10Ω,左边电源电压为6V恒定不变。
电流表0~30mA量程接入电路,图乙是电流表表盘。
当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时,继电器的衔铁被吸合,右边空调电路正常工作。
温度t/℃
0
5
10
l5
20
25
30
35
40
电阻R/Ω
600
550
500
450
420
390
360
330
300
(1)该同学将电流表改成了温度表,通过计算并标出表盘上25℃的位置。
(2)为了节省电能,使温度达到30℃时空调才能启动制冷,电路中要串联多大电阻?
(3)为了给空调设定不同的启动温度,请你提出一种可行的、调节方便的措施。
(改变电阻除外)
6.(10分)寒冷的冬天,孝顺的小茜用自己平时积攒的零花钱给住在偏远农村的奶奶买了一个“暖手宝”,铭牌如表中所示,请回答下列问题:
产品名称
暖手宝
产品货号
QB32
额定功率
440W
额定电压
220V
通电储热
5~8分钟
电源线长
约80cm
暖手宝直径
约220mm
(1)该“暖手宝”正常工作时的电流和电阻各是多少?
(2)该“暖手宝”正常工作工作5分钟产生的热是多少?
(3)在奶奶家,到晚上用电高峰小茜再次给“暖手宝”加热时,发现加热时间明显比白天长.聪明的小茜知道这是因为电压降低了的缘故,于是专门进行了一番测量:
她关掉其它用电器,单独给这个“暖手宝”通电6分钟,观察到家里的电能表(如图所示)转盘转了44转.请你帮小茜计算出这时她奶奶家实际电压是多少?
(不考虑温度对电阻的影响)
7.下表为某电烤箱铭牌,如图虚线框内所示是其内部简化电路图,R1和R2均为电热丝。
求:
(1)电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能。
(2)电路中R2的阻值。
(3)若在电路中加一个“限高温开关”,当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路。
该开关最好安装在A、B、C中的点处。
8.甲图为升降机电路的部分原理图。
电源电压恒为6V,R0为定值电阻,电压表量程为O~3V,压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。
(1)压敏电阻不受压力时,电压表示数为2V,定值电阻R0的电功率为多少?
(2)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为多少?
(3)在不改变电表的条件下,要增大压敏电阻的承压范围,应如何调整?
(写出一条)
(4)若在升降机底板放置一个物块,静止时电压表示数为U0,当升降机匀速下降时,电压表示数(选填“大于”、“等于”或“小于”)U0。
9.某校兴趣小组同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”,设计了如下图甲所示的电路图。
(1)根据该兴趣小组设计的图甲电路图,把图乙的实物图连接完整;
(2)在此探究实验过程中,当E、F两点间的电阻由4Ω更换为5Ω后,为了探究上述
问题,你认为应该采取的操作是;
A.闭合开关,读出电流表的读数B.闭合开关,将变阻器的滑片适当向左移
C.改变电压表、电流表的量程D.闭合开关,将变阻器的滑片适当向右移
(3)从该实验中你可得出什么结论?
;(用文字表述)
(4)用小灯泡替换电路中的电阻就可以测定小灯泡的额定功率,该小组将一只标有“2.5V”的小灯泡连到电路中,通过调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,此时电流表的读数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为W。
10.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。
(1)为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用________。
A.“10Ω0.5A”的滑动变阻器B.“20Ω0.5A”的滑动变阻器
(2)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。
(3)多次实验,通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示。
分析图像可知,该小灯泡的额定功率为________W。
11.小明在做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有:
电源(4节干电池),额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。
图甲是小明没有连接完的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小明将实物电路连接完整,滑动变阻器接线要求:
当滑片向右移动时电流表示数变小;
(2)小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了图乙所示的U-I图像。
根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是W,当加在小灯泡两端的电压为1.5V时,小灯泡的电阻是Ω。
(3)在进行实验结论交流时,小刘对小明所画图乙的图像产生了困惑。
根据欧姆定律,在电阻不变时,电流与电压成正比,所连成的线应是一条直线,而小明的图乙却是一条曲线。
实验过程中没有操作错误啊!
请你替小明解释一下。
你的解释是。
12.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应,电流表的量程应选0~A。
(2)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前,图1中滑动变阻器的滑片P应位于(选填“A”或“B”)端。
(4)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示)为V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图1中滑片P向(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是W。
(6)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是(写出一种即可)。
参考答案
1.D
【解析】
2.
(1)100;
(2)见图所示;
(3)5.06W;
【解析】
3.
(1)66000J;
(2)44Ω;(3)264W
【解析】
4.
(1)4A;
(2)2400J;(3)712.8W
【解析】
5.
(1)
如图所示
(2)30Ω
(3)①使用滑动变阻器改变电路中的电流,从而达到改变电磁铁磁性的目的;
②调节电源电压;
③调节弹簧的倔强系数。
(合理即可)
【解析】
(1)解:
当t=25℃时,R热1=390Ω
∴R总=R0+R热1=10Ω+390Ω=400Ω
∴
答:
如右图所示
(2)当t=30℃时,R热2=360Ω
∴R总=R0+R热2+R接=10Ω+390Ω+R接=400Ω
∴R接=30Ω
6.
(1)2A;110Ω
(2)1.32×105J(3)110V
【解析】
(1)由表格数据可知,暖手宝正常工作时的功率P=440W,电压U=220V,
根据P=UI可得,通过的电流:
根据欧姆定律
可得,其电阻:
(2)暖手宝正常工作5分钟产生的热量:
(3)只使用这个“暖手宝”,电能表转盘6分钟转过44转,
消耗的电能:
t=6min=360s
由
可得,实际电压:
掌握电能表的参数的理解,如:
220V:
表示电能表应该在220V的电路中使用;10(20)A:
表示该电能表的标定电流是10A,额定最大电流是20A;50Hz:
表示电能表在50Hz的交流电路中使用;600revs/kW•h:
表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能,电能表上的转盘转过600圈。
本题旨在考查电功率、电能表、焦耳定律的知识,考查学生对电功率公式和欧姆定律、电功公式的掌握和应用。
难度:
中偏难。
7.
(1)6.6×105J
(2)66Ω(3)B
【解析】
(1)W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J(2分,公式1分,代入和结果1分)
(2)高温档时,R1=U2÷P高=(220V)2÷1100W=44Ω(1分,没有公式不给分)
低温档时,R总=U2÷P低=(220V)2÷440W=110Ω(2分,公式1分,代入和结果1分)
R2=R总-R1=110Ω-44Ω=66Ω(1分)
(3)B(2分)
8.
(1)0.04W
(2)2500Ω(3)适当减小R0阻值/减小电源电压/串联一个电阻(4)等于
【解析】解:
(1)压敏电阻不受压力时,R1=200,U1=U-U0=6v-2v=4v
I=U1/R1=4V/200Ω=0.02A
R0=U0/I=2v/0.02A=100Ω
P0=U0I=2V×0.02A=0.04W
(2)要使压敏电阻所受压力最大,其阻值最小,在不烧坏电表条件下,R0两端最大电压值为3V
U1,,=U-U0,=6V-3V=3V
I,,=U0,/R0=3V/100Ω=0.03A
R1=U1,,/I,,=3v/0.03A=100Ω
据图知R1=100Ω时,F=2500Ω
(3)适当减小R0阻值/减小电源电压/串联一个电阻等于
9.
(1)把实物图连接完整,见图所示;
(2)D;
(3)当电压不变时,通过导体的电流与这段导体的电阻成反比;
(4)0.5;
【解析】
10.
(1)B
(2)如图
(3)0.5
【解析】
11.
(1)
(2)0.510
(3)灯泡的电阻随温度的变化而变化
【解析】
12.
(1)断开、0.6;
(2)如图所示
(3)A;(4)2.2、B;(5)0.5
(6)小灯泡开路(或小灯泡灯丝断了或小灯泡灯座接触不良或小灯泡接线柱接触不良)
【解析】
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