2011年中考物理总复习专题:电学图象题
2013-05-14
2011年中考物理总复习专题:电学图象题
一、填空题(共7小题,每小题5分,满分35分)
1.(5分)(2006•莱芜)在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示.则由图可知,元件A的电阻为 _________ Ω;将A和B并联后接在电压为2V的电源两端,则通过A和B的总电流是 _________ A,将A和B串联后接在电压为3V的电源两端,则A的电功率是 _________ W.
2.(5分)伏安特性曲线能够直观地描述物体的导电能力.如图是气体导电时的伏安特性曲线,可知气体的电阻随电流的变化情况是: _________ .
3.(5分)家用电灭蚊器的发热部分使用了PTC发热材料,它的电阻随温度变化规律如图所示.使用时发热体直接连入家庭电路,当发热体的温度为60℃时,则此时电功率为 _________ W,如果这只电灭蚊器的平均电功率为5W,按一天工作10h计算,这只家用电灭蚊器一个月(按30天计算)消耗电能 _________ kW•h;当发热体温度继续上升时,它的电功率会 _________ (最后两空选填“增大”、“不变”、“减小”).
4.(5分)小名在研究导体电阻与温度的关系时,在不同时刻测量了一段锰铜合金线的电阻,其电阻与时间的图象如图所示,与时刻t2相比较,时刻t1的温度较 _________ (选填“高”、“低”和“一样高”).
5.(5分)如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙,则可判断电源电压是 _________ V,定值电阻R的阻值是 _________ Ω,定值电阻能达到的最大功率为 _________ W.
6.(5分)甲、乙两小组同学用图甲所示的电路进行了一些实验探究.
(1)甲小组选取的定值电阻为15Ω,电阻箱阻值如图乙所示,其值为 _________ ,此时电压表的示数为3.5V,则该小组所用电源的电压为 _________ V;实验中若增大电阻箱阻值,电路中的电流将 _________ ,电压表示数将 _________ (选填变化情况).
(2)乙小组选用其它规格的电源和定值电阻进行实验,他们通过调节电阻箱,得到几组电阻箱的阻值和对应的电压值,并作出U﹣R图象(如图丙).由图象可知,电阻箱阻值为20Ω时,电压表的示数为 _________ V,该组所选用定值电阻的阻值为 _________ .
7.(5分)小明利用标有“6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验.
(1)当L1正常发光时,通过L1的电流为 _________ A.
(2)如图甲所示:A、B分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线.现将两灯连入图乙所示电路中,使其中一个灯泡正常发光时,电路两端加的最大电压是 _________ V,电路消耗的总功率为 _________ W.
二、选择题(共3小题,每小题4分,满分12分)
8.(4分)(2009•包头)某同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象分析,下列说法错误的是( )
A. | 通过导体a的电流与其两端电压成正比 | |
B. | 导体a的电阻大于b的电阻 | |
C. | 当导体b两端电压是1V时,通过b导体中的电流为0.1A | |
D. | 将a、b两导体串连接在电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A |
9.(4分)(2005•南京)有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I﹣U图线如图所示.如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的I﹣U图线所在的区域,下列说法中正确的是( )
A. | R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域 | B. | R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域 | |
C. | R串在Ⅰ区域,R并在Ⅱ区域 | D. | R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域 |
10.(4分)如图所示,一个白炽灯泡,当其两端电压增加时,以下是它的电流随电压变化的图象,正确的是( )
A. | B. | C. | D. |
三、解答题(共14小题,满分0分)
11.某科学兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件(如图甲所示):透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L(阻值不变)和一个由一种特殊金属丝制成的导体R0,A、B、C是其外露的三个接线柱.为进一步了解导体R0的某些特征,他们使用了如图乙所示电源电压恒为6伏的实验装置:把导线M,N分别与A,C接线柱相连,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,测得了一组电流表和电压表的读数,并绘制成图丙所示曲线.
(1)小灯泡L的电阻值为 _________ Ω,当它正常工作时,通过的电流是 _________ A.
(2)小明同学在原来连线的基础上,再用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,此时电流表的示数是多少安培?
(3)若把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端,则小灯泡消耗的电功率为多少?(温馨提示:本小题可用作图法辅助求解)
12.(2006•浙江)蓄电池充电后即使不用,储存的能量也会逐渐损失,但其电压变化很小,可认为恒定不变.如图是电压为12伏、容量为15A•h的某品牌蓄电池剩余容量随时间变化的图线.现有一只该种蓄电池充足电,存放6个月,用来给额定电压为12伏、额定功率为36瓦的电灯供电.求:
(1)蓄电池容量为“15A•h”,它表示:若该蓄电池以1安的电流为用电器供电,可以工作15小时;则当该蓄电池以2安的电流为用电器供电时,可以工作 _________ 小时.
(2)此灯正常发光时的电流是多少安?
(3)存放6个月的该蓄电池最多可给此灯提供多少焦的电能?
13.如图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R0、R2均为定值电阻,电源两端电压保持不变.改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线分别画在如图乙所示的坐标系中.根据以上条件可知电阻R0的阻值为 _________ Ω.
14.(2006•太原)为防止湿手板开关造成触电事故,小宇同学为家中的灯暖型浴霸(冬季家庭洗浴时取暖时用的电器)设计了一个温度自动控制装置,如图甲所示.其中半导体材料制成的热敏电阻阻值R1随温度变化的曲线如图乙所示.已知继电器线圈电阻R2为20Ω,电源的电压U0恒为12V.浴霸共安装有4只“220V 250W”的灯泡,当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,浴霸电路断开;当线圈中的电流小于或等于40mA时,继电器的衔铁被释放,浴霸电路闭合.求:
(1)浴霸电路闭合时,通过浴霸的总电流.
(2)若将此装置放在浴室内,浴室内的温度可控制在什么范围?
15.如图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时,测得电阻R两端的电压U与通过R的电流I的变化关系如图(b)所示.
求:(1)电源电压;
(2)变阻器的最大阻值;
(3)电压表示数的变化范围.
16.(2007•乌兰察布)热敏电阻的阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感.热敏电阻的阻值在特定温度时会发生急剧变化,它在笔记本电脑、自动控制系统等方面有多种用途.如甲电路图,电源电压是7伏,当闭合开关S,电压表示数如乙图所示.热敏电阻的电流随电压变化I﹣U关系如丙图所示.
(1)热敏电阻两端的电压;
(2)电阻R的值.
17.为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,实验室提供的器材有:电源一个,滑动变阻器一个,电压表两只,开关一个,导线若干,另有一个电子元件,该电子元件的I﹣U图象(即通过电子元件的电流I与电子元件两端的电压U的关系图象)如图甲所示.
(1)一个同学设计了如图乙所示的电路图,如图丙是根据电路图乙连接实物图的一部分,请用笔画线代替导线将实物连线补充完整.
(2)测量时要调节滑动变阻器滑片使电压表V1的示数为 _________ V,若此时电压表V2的示数为2.2V,则灯泡的额定电功率为 _________ W.
18.(2006•上海)在如图(a)所示的电路中,电源电压为6V且不变,滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样.闭合电键S,移动滑片P到某位置时,电压表、电流表的示数分别为2V和0.2A.求:
(1)滑动变阻器R2接入电路的阻值.
(2)电阻R1的阻值.
(3)在移动滑片P的过程中,通过电阻R1的最大电流I最大.
(4)改变滑片P的位置,使电压表、电流表指针偏离零刻度线的角度恰好相同,如图(b)和(c)所示,此时滑动变阻器R2接入电路的阻值.
19.(2006•苏州)经测试知,通过某新型电子元件Z的电流I跟加在它两端电压U的关系如下表所示.
(1)在图(甲)中画出电子元件Z的电流I跟电压U关系的图线.
(2)将电子元件Z、电流表、滑动变阻器R和供电电压恒为5V的电源等连接成如图(乙)所示的电路.接通开关S,当电流表的示数为0.2A时,滑动变阻器接入电路的电阻值为 _________ Ω.
(3)改变图(乙)所示电路中滑动变阻器接人电路的电阻,在使电流表的示数由0.2A增大到0.6A的过程中,滑动变阻器自身消耗电功率的变化情况是( _________ )
A、始终增大;B、始终不变
C、先增大后减小;D、先减小后增大.
20.某兴趣小组利用图甲所示电路进行如下的实验研究.
(1)闭合S1,断开S2,调节电源电压,得到上表中三组数据.请根据表中的数据,计算电阻R的阻值.(计算结果保留1位小数)
1 | 2 | 3 | |
V | 2.0 | 4.0 | 5.0 |
A | 0.2 | 0.39 | 0.51 |
(3)同时闭合S1和S2,调节电源电压,当灯泡L的功率为1W时,R与RL的总功率是多大?
21.小华同学阅读课外资料时,获得一幅“220V 40W”白炽灯电流和电压的关系图象,如图所示,从图象上能推知,白炽灯泡在不同电压下的实际电阻值.小华想:若将两只相同的这种灯泡串联在220V的电源上,两只灯泡实际消耗的总电功率会是多少呢?小华与小明同学交流了这一想法,小明给出以下解答:
一只灯泡的电阻R=Ω
两只灯泡串联接在220V的电源上,消耗的总电功率为:==20W
你认为小明同学的解答是否正确?若不正确,请你说明不正确的原因,并给出正确的解答.
23.科技小组的同学们准备对市场上一批标有“PZ220V﹣1OOW”的灯泡进行一项质量检测.他们测出灯泡在不同电压下的实际电流值(见下表).实验操作可靠、数据无误.
请你回答:
(1)试通过计算说明这种灯泡在标称电压下工作时,其消耗的功率是否等于额定功率.
(2)假如生产这种灯泡的钨丝的粗细是一定的,为使其在标称电压下工作时消耗的功率等于额定功率,其长度为一确定的数值l0实际上这个灯泡钨丝的长度比l0长了还是短了?为什么?
(3)如果要使这种灯泡达到额定功率,加在灯泡上的实际电压应为多大?
提示:可用作图象的方法解答.在如图的坐标纸上作出相关图象,根据图象求得结果.
24.某同学连接的电路如图甲所示,当他闭合开关后,使滑动变阻器取四个不同的值时,电压表、电流表对应有四组值.该同学将这四组数值在图乙所示的坐标中分别描出来,即a、b、c、d四个点.由这四个点作出的U﹣I图象为一条直线,延长直线交纵轴(U轴)于E点,交横轴于F点.如果电源电压为U0,定值电阻的阻值为R0.请你分析:
(1)E点表示的电流表、电压表的示数各为多少?此时电路处于什么状态?
(2)F点表示的电流表、电压表的示数各为多少?此时电路处于什么状态?
2011年中考物理总复习专题:电学图象题
参与试题解析
一、填空题(共7小题,每小题5分,满分35分)
1.(5分)(2006•莱芜)在某一温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示.则由图可知,元件A的电阻为 5 Ω;将A和B并联后接在电压为2V的电源两端,则通过A和B的总电流是 0.6 A,将A和B串联后接在电压为3V的电源两端,则A的电功率是 0.2 W.
考点: | 欧姆定律的应用;电阻的并联;电功率的计算.1513136 |
专题: | 计算题. |
分析: | 首先在图中找出元件A的一组对应电压和电流,利用R=解电阻;将A和B并联后,在图中横坐标上找出电压2V是元件A和B的电流,利用公式I=I1+I2求得总电流;要想求串联功率得先求元件B的电阻,然后计算串电阻,最后用公式P=计算. |
解答: | 解:(1)由图中可知元件A的电压为1.0V时,电流为0.2A,则RA===5Ω, 元件B的电压为1.0V时,电流为0.1A,则RB===10Ω; (2)当电压U=2V时,通过RA的电流在纵坐标上为0.4A,通过RB的电流在纵坐标上为0.2A,则总电流为0.6A; (3)将A和B串联后总电阻R总=RA+RB=5Ω+10Ω=15Ω,接在电压为3V的电源两端,电流为I==A=0.2A, 则A的电功率PA=I2R=(0.2A)2×5Ω=0.2W 故答案为:5、0.6、0.2. |
点评: | 这类题目要能读懂图象,找出横坐标与纵坐标对应的物理量,然后利用公式计算,对与功率的计算还可以利用串联分压求得元件A的电压然后用公式计算. |
2.(5分)伏安特性曲线能够直观地描述物体的导电能力.如图是气体导电时的伏安特性曲线,可知气体的电阻随电流的变化情况是: 随着电压的增加,在开始阶段电阻几乎不变,到某一位置时电阻随电压增加而增大,到另一位置时,又几乎保持不变 .
考点: | 欧姆定律的应用.1513136 |
专题: | 应用题. |
分析: | 由图象可知电压变化时对应的电流变化,根据欧姆定律可知不同的电压下工作时气体的电阻变化. |
解答: | 解:由图象可知,开始阶段电压变化与电流变化成之比,电阻几乎不变,然后随电压的增加,电流基本不变,所以电阻在变大,到另一位置时,电压与电流又成正比,电阻基本不变. 故答案为:随着电压的增加,在开始阶段电阻几乎不变,到某一位置时电阻随电压增加而增大,到另一位置时,又几乎保持不变 |
点评: | 本题考查了欧姆定律的应用;关键是根据图象找出电流和电压的变化. |
3.(5分)家用电灭蚊器的发热部分使用了PTC发热材料,它的电阻随温度变化规律如图所示.使用时发热体直接连入家庭电路,当发热体的温度为60℃时,则此时电功率为 4.84 W,如果这只电灭蚊器的平均电功率为5W,按一天工作10h计算,这只家用电灭蚊器一个月(按30天计算)消耗电能 1.5 kW•h;当发热体温度继续上升时,它的电功率会 减小 (最后两空选填“增大”、“不变”、“减小”).
考点: | 电功率的计算;电功的计算.1513136 |
专题: | 计算题;信息给予题. |
分析: | (1)从图中可以看出,当发热体的温度为60℃时,对应电阻为10kΩ=104Ω,根据公式P=可求电功率; (2)根据公式W=pt可计算消耗的电能; (3)当发热体温度继续上升时,电阻变大,根据公式P=可知电功率的变化. |
解答: | 解:(1)当发热体的温度为60℃时,电功率为P===4.84W; (2)5W=0.005kw, W=Pt=0.005kw×10h×30=1.5kw•h; (3)发热体温度继续上升时,电阻变大,电源电压不变,根据公式P=可知电功率变小. 故答案为:4.84,1.5,减小. |
点评: | 本题考查电功率的计算,关键是会分析图象,能从图象中找到有用的数据,这是本题的重点,本题还有一个隐含条件就是家庭电路电压为220V. |
4.(5分)小名在研究导体电阻与温度的关系时,在不同时刻测量了一段锰铜合金线的电阻,其电阻与时间的图象如图所示,与时刻t2相比较,时刻t1的温度较 高 (选填“高”、“低”和“一样高”).
考点: | 温度.1513136 |
专题: | 图析法. |
分析: | 金属导电是由于金属中的自由电子定向运动导致的.金属中的除自由电子外的原子实也在其位置附近振动,这种振动的剧烈程度与金属的温度有关,温度越高,振动越剧烈.同时自由电子与这种原子实之间的碰撞机会就越大,也就越阻碍电子的定向运动,也就是电阻增大了. |
解答: | 解:锰铜合金随温度的升高而变大,随温度的降低而变小. 故答案为;高 |
点评: | 金属导线的电阻一般随温度的升高而增大. |
5.(5分)如图甲的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙,则可判断电源电压是 9 V,定值电阻R的阻值是 6 Ω,定值电阻能达到的最大功率为 13.5 W.
考点: | 电功率的计算;欧姆定律的应用.1513136 |
专题: | 图析法. |
分析: | 由滑动变阻器的滑片滑到a点时电路的特点可求得电源电压,由欧姆定律可得R的阻值,由功率公式可求得最大功率. |
解答: | 解:由乙图可知,当滑片滑到a点时电压为9V,此时滑动变阻器短路,只有R接入电路,则R两端的电压即为电源电压,即电源电压为9V;此时电流为1.5A,由欧姆定律知:R==6Ω;此时电阻功率达最大,则P=UI=9V×1.5A=13.5W; 故答案为:9,6,13.5. |
点评: | 本题考查对电路图的认识及对图象的分析. |
6.(5分)甲、乙两小组同学用图甲所示的电路进行了一些实验探究.
(1)甲小组选取的定值电阻为15Ω,电阻箱阻值如图乙所示,其值为 35Ω ,此时电压表的示数为3.5V,则该小组所用电源的电压为 5 V;实验中若增大电阻箱阻值,电路中的电流将 变小 ,电压表示数将 变大 (选填变化情况).
(2)乙小组选用其它规格的电源和定值电阻进行实验,他们通过调节电阻箱,得到几组电阻箱的阻值和对应的电压值,并作出U﹣R图象(如图丙).由图象可知,电阻箱阻值为20Ω时,电压表的示数为 3 V,该组所选用定值电阻的阻值为 20Ω .
考点: | 欧姆定律的应用;串联电路的电压规律.1513136 |
专题: | 压轴题;方程法. |
分析: | (1)①用“△”所对的数字乘以下面的倍数,然后把他们相加,就得出连入电路的电阻值; ②知道两电阻的阻值和U1,根据串联电路的分压关系,可以求U2,从而得出电源电压(U=U1+U2); ③当增大电阻箱连入的阻值,电路中的总电阻增大(分压增大),电路中的电流将变小; (2)当电阻箱阻值为20Ω、40Ω时,由U﹣R图象可找到电压表的示数U2′=3V,U2″=4V, 根据串联电路的电流特点求解. |
解答: | 解:(1)①连入电路的电阻值:R1=3×10Ω+5×1Ω=35Ω; ②由题知和①可知:R1=15Ω,R2=35Ω,U2=3.5V ∵, ∴ 所以电源电压U=U1+U2=3.5V+1.5V=5V ③当增大电阻箱连入的阻值,电路中的总电阻增大(分压增大,电压表的示数变大),电路中的电流将变小; (2)当电阻箱连入阻值R2′=20Ω,由U﹣R图象可知U2′=3V, ,即:﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当电阻箱连入阻值R2″=40Ω,由U﹣R图象可知U2″=4V, ,即:﹣﹣﹣﹣﹣﹣② ①②二式联立解得: R1=20Ω 故答案为:(1)35Ω,5,变小,变大 (2)3,20Ω |
点评: | 会从U﹣R图象得出有关信息(电阻箱连入某一电阻值时的电压值),灵活运用串联电路的电流特点和分压关系是本题关键. |
7.(5分)小明利用标有“6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验.
(1)当L1正常发光时,通过L1的电流为 1 A.
(2)如图甲所示:A、B分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线.现将两灯连入图乙所示电路中,使其中一个灯泡正常发光时,电路两端加的最大电压是 8 V,电路消耗的总功率为 4 W.
考点: | 探究电流与电压、电阻的关系实验.1513136 |
专题: | 计算题;信息给予题. |
分析: | (1)已知额定电压及额定功率,由欧姆定律可求得电流. (2)由图可知A的电流大于B的电流,故只能B正常发光,因两灯串联故电流相等,则可知A中电压,由P=UI可得总功率. |
解答: | 解:(1)由P=UI得:I===1A; (2)由图象可知,L1正常发光的电流为1A,L2的正常发光电流为0.5A,两灯串联在电路中,只有一灯正常发光,则一定是L2,则此时电流为0.5A,由图甲可知L1的电压为2V,即电压表示数为2V.同样由图甲可以看出L2的电压为6V,所以 电路两端加的最大电压为:U=U1+U2=2V+6V=8V. 电路中消耗的电能P=UI=(U1+U2)I=(2V+6V)×0.5A=4W 故答案为:(1)1A;(2)8;4. |
点评: | 本题图中电压和电流不成正比,即电阻为变化的,故直接从图中找出电流对应的电压,而不是先求得电阻再求电压. |
二、选择题(共3小题,每小题4分,满分12分)
8.(4分)(2009•包头)某同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象分析,下列说法错误的是( )
A. | 通过导体a的电流与其两端电压成正比 | |
B. | 导体a的电阻大于b的电阻 | |
C. | 当导体b两端电压是1V时,通过b导体中的电流为0.1A | |
D. | 将a、b两导体串连接在电压为3V的电源上时,通过导体的电流为0.2A |
考点: | 探究电流与电压、电阻的关系实验;串联电路的电压规律;欧姆定律的变形公式.1513136 |
专题: | 信息给予题;图析法. |
分析: | 从图象可以得出的信息: (1)在一定电压下通过导体的电流; (2)运用欧姆定律求电阻值; (3)通过比较相同电压下的电流大小,比较电阻的大小关系; (4)通过导体的电流与其两端的电压成正比. |
解答: | 解:A、通过导体a、b的电流都与其电压成正比,这是正比例函数图象,该选项说法正确; B、由图象可得,当电压同为2.0V时,Ia=0.4A,Ib=0.2A, ∴a导体电阻Ra===5Ω,b导体电阻Rb===10Ω 所以Ra<Rb,该选项说法错误; C、对照图线,b导体两端电压是1V时,对应的电流是0.1A,因此该选项说法正确; D、将a、b两导体串连接在电压为3V的电源时,根据串联电路电阻的特点和欧姆定律, 电流中的电流I===0.2A,该选项说法正确. 故选B. |
点评: | 图象中反映的是电流与电压的关系,都是正比例函数,通过两段导体的电流与电压成正比.当取相同的电压时,可以从图象中分别得到对应的电流,从而求出两导体的电阻. |
9.(4分)(2005•南京)有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I﹣U图线如图所示.如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的I﹣U图线所在的区域,下列说法中正确的是( )
A. | R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域 | B. | R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域 | |
C. | R串在Ⅰ区域,R并在Ⅱ区域 | D. | R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域 |
考点: | 探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律;电阻的串联;电阻的并联.1513136 |
专题: | 图析法. |
分析: | 由于是确定关于R串、R并的I﹣U图线的所在区域,而区域是以定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I﹣U图线来划分的,所以了解R1、R2、R串、R并之间的大小关系是此题的突破口. |
解答: | 解:根据串联电路的电阻特点知:R串比每一个串联的分电阻都要大,根据并联电路中电阻的特点可知:R并比每一个并联电路的分电阻都要小.在这四个电阻值中,R串最大,R并最小,所以,当它们两端加相同的电压时,通过R串的电流最小,故它的I﹣U图线在I区;通过R并的电流最大,故它的I﹣U图线在III区. 综上分析,故选D. |
点评: | 做关于图象的题目时,首先要弄清楚图象中横纵坐标的物理含义. |
10.(4分)如图所示,一个白炽灯泡,当其两端电压增加时,以下是它的电流随电压变化的图象,正确的是( )
A. | B. | C. | D. |
考点: | 欧姆定律的应用;影响电阻大小的因素.1513136 |
专题: | 图析法. |
分析: | 灯丝电阻随温度的升高而增大,在I﹣U图象中图象的倾斜程度表示表示电阻的倒数,则由电阻的变化可知图象倾斜程度的变化. |
解答: | 解:电灯的灯丝电阻随温度的升高而增大;故随着电压的增大,灯泡温度升高,灯丝的阻值将增大,故图象的倾斜程度将减小; 故选D. |
点评: | 该题考查I﹣U图象中斜率的含义以及灯丝电阻随温度升高而变大的规律.图象问题为物理中常考查问题应熟练掌握. |
三、解答题(共14小题,满分0分)
11.某科学兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件(如图甲所示):透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L(阻值不变)和一个由一种特殊金属丝制成的导体R0,A、B、C是其外露的三个接线柱.为进一步了解导体R0的某些特征,他们使用了如图乙所示电源电压恒为6伏的实验装置:把导线M,N分别与A,C接线柱相连,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,测得了一组电流表和电压表的读数,并绘制成图丙所示曲线.
(1)小灯泡L的电阻值为 12 Ω,当它正常工作时,通过的电流是 0.5 A.
(2)小明同学在原来连线的基础上,再用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,此时电流表的示数是多少安培?
(3)若把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端,则小灯泡消耗的电功率为多少?(温馨提示:本小题可用作图法辅助求解)
考点: | 电功率的计算;串联电路和并联电路的辨别;欧姆定律的应用;电路的动态分析.1513136 |
专题: | 计算题;作图题;学科综合题. |
分析: | (1)由灯的铭牌求出灯丝电阻和灯正常工作时的电流; (2)再用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,画出此时的等效电路图(电阻R0和灯L并联),利用欧姆定律求IL,再从图中找出当电压为6V时通过R0的电流值I0,利用并联电路的电流特点求电流表的示数; (3)把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端,画出此时的等效电路图(电阻R0和灯L串联),做出灯的U﹣I图象,找出当电流相等时的电压值,利用电功率的公式求解. |
解答: | 解:(1)灯丝电阻: , 灯正常工作时的电流: ; (2)再用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,如右上图所示, ∵U=6V,R0与L并联 ∴由图丙可知:I0=0.45A, ∴I=I0+IL=0.45A+0.5A=0.95A,此时电流表的示数为0.95A. (3)把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端,如右下图所示, ∵R0与L串联, ∴U=UL′+U0′=IL′RL+U0′=I0′RL+U0′, 即:6V=12Ω×I0′+U0′,﹣﹣﹣﹣﹣① 在图丙中做①的图象,与原曲线相交得到: I0′=0.3A,此时U0′=2.4V, PL′=UL′IL′=(U﹣U0′)I0′=(6V﹣2.4V)×0.3A=1.08W. 答:(1)小灯泡L的电阻值为12Ω,当它正常工作时,通过的电流是0.5A; (2)小明在原来连线的基础上,再用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,此时电流表的示数是0.95A; (3)若把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端,则小灯泡消耗的电功率为1.08W. |
点评: | 本题考查了学生对灯铭牌的理解和运用、电路动态分析、串并联电路的特点,涉及到画电路图、作U﹣I图象,属于难题. |
12.(2006•浙江)蓄电池充电后即使不用,储存的能量也会逐渐损失,但其电压变化很小,可认为恒定不变.如图是电压为12伏、容量为15A•h的某品牌蓄电池剩余容量随时间变化的图线.现有一只该种蓄电池充足电,存放6个月,用来给额定电压为12伏、额定功率为36瓦的电灯供电.求:
(1)蓄电池容量为“15A•h”,它表示:若该蓄电池以1安的电流为用电器供电,可以工作15小时;则当该蓄电池以2安的电流为用电器供电时,可以工作 7.5 小时.
(2)此灯正常发光时的电流是多少安?
(3)存放6个月的该蓄电池最多可给此灯提供多少焦的电能?
考点: | 电量及其计算;电功的计算.1513136 |
专题: | 计算题;信息给予题. |
分析: | (1)由电流的定义可求得工作时间; (2)由功率公式可求得灯正常发光时的电流; (3)由图可知6个月后蓄电池的容量,由容量可求得供电时间,由功率公式可求得电能. |
解答: | 解:(1)由Q=It可知,A•h为电量单位,由I=得:t===7.5h. (2)由P=UI得:I===3A; (3)存放6个月后,该电池还有电量为:Q2=Q×80%=15A•h×80%=12A•h. 则还能提供3A的电流的时间:t2==4h; 能提供的电能Q′=Pt=36W×4×3600s=518400J. 答:(1)灯可以工作7.5h;(2)灯的电流为3A;(3)能提供的电能为518400J. |
点评: | 本题应注意从图象中寻找有用信息.图象是物理学中的一重要方法,应注意把握. |
13.如图甲所示的电路中,R1为滑动变阻器,R0、R2均为定值电阻,电源两端电压保持不变.改变滑动变阻器R1的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线分别画在如图乙所示的坐标系中.根据以上条件可知电阻R0的阻值为 2 Ω.
考点: | 欧姆定律的应用;电阻的串联.1513136 |
专题: | 图析法;方程法. |
分析: | 从图象上读出电压表的示数和对应的电流值,然后以电源电压为等价列出两个关系式,解之即可. |
解答: | 解:因为V1测量R1和R2两端的电压,V2测量R2两端的电压,所以从图象上可以读出:U1=10V,I1=1A,U1′=4V,I1′=4A; 所以列出的关系式为:U=10V+1A×R0 U=4V+4A×R0 解之:R0=2Ω 故答案为:2Ω. |
点评: | 知道串联电路起分压作用,会灵活应用欧姆定律进行计算. |
14.(2006•太原)为防止湿手板开关造成触电事故,小宇同学为家中的灯暖型浴霸(冬季家庭洗浴时取暖时用的电器)设计了一个温度自动控制装置,如图甲所示.其中半导体材料制成的热敏电阻阻值R1随温度变化的曲线如图乙所示.已知继电器线圈电阻R2为20Ω,电源的电压U0恒为12V.浴霸共安装有4只“220V 250W”的灯泡,当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,浴霸电路断开;当线圈中的电流小于或等于40mA时,继电器的衔铁被释放,浴霸电路闭合.求:
(1)浴霸电路闭合时,通过浴霸的总电流.
(2)若将此装置放在浴室内,浴室内的温度可控制在什么范围?
考点: | 电功率的计算;电磁铁的其他应用;欧姆定律的应用.1513136 |
专题: | 计算题;信息给予题. |
分析: | (1)当浴霸电路闭合时,电路中四只电灯并联,知道每只灯的电功率,求出总电功率,再利用P=UI求通过浴霸的总电流; (2)取临界情况,当电流为50mA时和当电流等于40mA时,知道电源电压U0,分别求出总电阻,利用串联电阻的特点求热敏电阻R1的大小,对应图象找出温度值,从而得到浴室内温度的变化范围. |
解答: | 解:(1)当浴霸电路闭合时: P总=nPL=250W×4=1000W, 通过浴霸的总电流: I==≈4.5A; (2)取临界情况,当电流为I=50mA=0.05A时: ∵R1+R2===240Ω, ∴R1=240Ω﹣R2=240Ω﹣20Ω=220Ω,由图可得对应的温度为30℃;﹣﹣﹣﹣﹣① 当电流为I′=40mA=0.04A时: ∵R1′+R2===300Ω, ∴R1′=300Ω﹣R2=300Ω﹣20Ω=280Ω,由图可得对应的温度为22℃;﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②可知室内温度可控制在22℃~30℃范围内. 答:(1)浴霸电路闭合时,通过浴霸的总电流约为4.5A. (2)若将此装置放在浴室内,浴室内的温度可控制在22℃~30℃范围内. |
点评: | 本题考查了电功率计算公式的应用、串联电路中欧姆定律的应用、电磁铁的应用,能从热敏电阻阻值R1随温度变化图象上搜集到相关信息是本题的关键. |
15.如图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由a端移动到b端时,测得电阻R两端的电压U与通过R的电流I的变化关系如图(b)所示.
求:(1)电源电压;
(2)变阻器的最大阻值;
(3)电压表示数的变化范围.
考点: | 欧姆定律的应用;电阻的并联.1513136 |
专题: | 计算题;推理法. |
分析: | 由U﹣I图象可知当滑动变阻器的滑片在a(电阻不连入)和b(电阻全连入)两种情况下的电压值的电流值,利用欧姆定律和串联电路的特点求解. |
解答: | 解:(1)R与滑动变阻器串联,电压表V测R两端的电压,电压表V1测滑动变阻器两端的电压. 当p滑至a端时,Rp=0,电路中最大电流,I=1.5A,R两端的电压等于电源电压,∴U=12V (2)当p滑至b端时,变阻器电阻R1最大,电路中电流最小:I小=0.5A, 所以:R1=16Ω (3)当p滑至a时,U1=0V,当p滑至b时,U1´=I1R1=0.5A×16Ω=8V 所以,电压表V1示数的变化范围为0~8V 答:(1)电源的电压为12V; (2)滑动变阻器的最大阻值为16Ω; (3)电压表V1示数的变化范围0~8V. |
点评: | 分析电路图,得出滑动变阻器和定值电阻串联,利用好串联电路的特点和欧姆定律是基础,利用好从U﹣I图象得出的信息:知道P在a和b时,相应电压下通过导体的电流是本题关键. |
16.(2007•乌兰察布)热敏电阻的阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感.热敏电阻的阻值在特定温度时会发生急剧变化,它在笔记本电脑、自动控制系统等方面有多种用途.如甲电路图,电源电压是7伏,当闭合开关S,电压表示数如乙图所示.热敏电阻的电流随电压变化I﹣U关系如丙图所示.
(1)热敏电阻两端的电压;
(2)电阻R的值.
考点: | 电压表的读数方法;串联电路的电压规律;欧姆定律的变形公式.1513136 |
专题: | 信息给予题. |
分析: | 本题要明确电压表的读数方法,串联电路的电压关系:U=U1+U2,及欧姆定律变形公式的应用. |
解答: | 解:(1)0﹣15V的量程分度值为0.5V,根据指针位置电压表读数为4V,U2=U﹣U1=7V﹣4V=3V. 答:热敏电阻两端的电压是3V. (2)根据图象,热敏电阻电压为3V时,电流为10mA,10mA=0.01A, 则定值电阻的阻值:R===400Ω. 答:电阻R的值是400Ω. |
点评: | 本题考查了电压表的读数方法,串联电路的电压关系以及欧姆定律. |
17.为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,实验室提供的器材有:电源一个,滑动变阻器一个,电压表两只,开关一个,导线若干,另有一个电子元件,该电子元件的I﹣U图象(即通过电子元件的电流I与电子元件两端的电压U的关系图象)如图甲所示.
(1)一个同学设计了如图乙所示的电路图,如图丙是根据电路图乙连接实物图的一部分,请用笔画线代替导线将实物连线补充完整.
(2)测量时要调节滑动变阻器滑片使电压表V1的示数为 2.5 V,若此时电压表V2的示数为2.2V,则灯泡的额定电功率为 0.7 W.
考点: | 探究用电器的电功率实验.1513136 |
专题: | 实验题;解题方法. |
分析: | (1)实物图中,没有连接的是滑动变阻器和电压表V1,滑动变阻器接线柱按“一上、一下”的方式连接,电压表V1的量程根据小灯泡的额定电压选; (2)实验中小灯泡和电子元件串联,电压表V1测量小灯泡两端的电压,电压表V2测量电子元件两端的电压;当电压表V1示数等于小灯泡额定电压2.5V时,小灯泡正常发光,此时电压表V2示数对应甲图的电流值就是灯泡的额定电流,额定电压和额定电流的乘积就是额定功率. |
解答: | 解:(1)滑动变阻器下面的接线柱已选,从上面仍选一个与开关相连;小灯泡的额定电压是2.5V,因此电压表V1选择0~3V量程即可,连接后如下图. (2)小灯泡的额定电压是2.5V,此时电子元件两端的电压2.2V,对应甲图中的电流为0.28A,因为电子元件和小灯泡串联电流相等,所以小灯泡的额定电流为0.28A,则 灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W. 故答案为 (2)2.5,0.7. |
点评: | 题中易错点是小灯泡额定电流的确定,学生必须掌握串联电路电流的特点和具备一定的分析能力. |
18.(2006•上海)在如图(a)所示的电路中,电源电压为6V且不变,滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样.闭合电键S,移动滑片P到某位置时,电压表、电流表的示数分别为2V和0.2A.求:
(1)滑动变阻器R2接入电路的阻值.
(2)电阻R1的阻值.
(3)在移动滑片P的过程中,通过电阻R1的最大电流I最大.
(4)改变滑片P的位置,使电压表、电流表指针偏离零刻度线的角度恰好相同,如图(b)和(c)所示,此时滑动变阻器R2接入电路的阻值.
考点: | 欧姆定律的应用;电阻的串联.1513136 |
专题: | 计算题. |
分析: | (1)根据串联电路电流特点,A的示数就是滑阻的电流,V的示数就是滑阻的电压,利用公式可求滑阻此时阻值; (2)根据串联分压可知R1的电压为电源电压减去R2的电压,电流不变为A的示数,利用公式可求R1阻值; (3)通过电阻R1的电流最大时,滑阻零阻值接入电路,则电流为电源电压除以R1的阻值; (4)电压表、电流表指针偏离零刻度线的角度恰好相同,分别对电压表和电流表取不同量程时的情况进行分析,利用公式电压除以电流可求电阻. |
解答: | 解:(1)R2===10Ω; (2)R1====20Ω; (3)I大===0.3A; (4)∵电压表大量程时的分度值为0.5V,小量程时的分度值为0.1V, 电流表大量程时的分度值为0.1A,小量程时的分度值为0.02A, 设此时电压上的格数为n,则讨论得: ①当电压表、电流表均选大量程时; 滑动变阻器的阻值R2==5Ω. ②当电压表、电流表均选小量程时; 滑动变阻器的阻值R2==5Ω. ③当电压表选大量程、电流表选小量程时; 滑动变阻器的阻值R2==25Ω. ④因最大电流为0.3A,故电流表不可能选大量程; 答:(1)滑动变阻器R2接人电路的阻值为10Ω. (2)电阻R1的阻值为20Ω. (3)在移动滑片P的过程中,通过电阻R1的最大电流I最大为0.3A. (4)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值可能为5Ω、25Ω. |
点评: | 滑动变阻器的移动可以改变电路中的物理量的值,当滑阻阻值最大接入时电路的电流最小,与滑阻串联的用电器电压最小,若滑阻阻值最小接入电路就相当于导线,对电路无影响. |
19.(2006•苏州)经测试知,通过某新型电子元件Z的电流I跟加在它两端电压U的关系如下表所示.
(1)在图(甲)中画出电子元件Z的电流I跟电压U关系的图线.
(2)将电子元件Z、电流表、滑动变阻器R和供电电压恒为5V的电源等连接成如图(乙)所示的电路.接通开关S,当电流表的示数为0.2A时,滑动变阻器接入电路的电阻值为 15 Ω.
(3)改变图(乙)所示电路中滑动变阻器接人电路的电阻,在使电流表的示数由0.2A增大到0.6A的过程中,滑动变阻器自身消耗电功率的变化情况是( C )
A、始终增大;B、始终不变
C、先增大后减小;D、先减小后增大.
考点: | 串联电路的电压规律;欧姆定律的应用;电路的动态分析.1513136 |
专题: | 作图题. |
分析: | (1)根据表格中所给的数据,在坐标轴上描点连线. (2)如图(乙)所示的电路,为串联电路.接通开关S,电流表示数为0.2A,根据(1)题中图象找出电子元件Z的电压,得出滑动变阻器两端的电压,从而得出滑动变阻器接入电路的电阻值. (3)根据题中的数据得出变阻器与电压电流的关系,从而判断功率的变化. |
解答: | 解:(1)用描点法作图. (2)由图象知,当电流为0.2A时,电子元件两端电压为2V,则变阻器两端电压为3V,R=U÷I=3V÷0.2A=15Ω (3)电子元件Z的电阻:RZ=U÷I=2V÷0.2A=10Ω. 变阻器消耗的电功率:P=I2R=I2(R总﹣10Ω)=I2(5÷I﹣10)=5I﹣10I2. 根据二次函数图象知,滑动变阻器自身消耗的功率在电流由0.2A增大到0.6A的过程中,先增大后减小. 答:(1)如图所示. (2)15,(3)C. |
点评: | 此题考查了电路的分析,串联电路的电流电压规律,以及欧姆定律的应用.应该仔细分析. |
20.某兴趣小组利用图甲所示电路进行如下的实验研究.
(1)闭合S1,断开S2,调节电源电压,得到上表中三组数据.请根据表中的数据,计算电阻R的阻值.(计算结果保留1位小数)
1 | 2 | 3 | |
V | 2.0 | 4.0 | 5.0 |
A | 0.2 | 0.39 | 0.51 |
(3)同时闭合S1和S2,调节电源电压,当灯泡L的功率为1W时,R与RL的总功率是多大?
考点: | 欧姆定律的应用;误差及其减小方法;并联电路的电压规律;电功的计算;电功率的计算.1513136 |
专题: | 计算题;信息给予题. |
分析: | (1)闭合S1,断开S2,电路中只有电阻R工作,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路总电流,根据欧姆定律可求R的阻值,求出后求其平均值. (2)断开S1,闭合S2,电路中只有灯泡工作,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路总电流,当电压表示数为0.5V时,从图象上找到对应的电流,根据公式W=UIt可求灯泡消耗的电能. (3)同时闭合S1和S2,电阻R与灯泡并联,已知灯泡的功率,根据公式P=UI和图象,找出对应的电压和电流,再利用公式P=求出R的功率,进一步求出总功率. |
解答: | 解:(1)根据欧姆定律可知,电阻R1==10Ω,R2==10.3Ω,R3==9.8Ω, 所以R===10.0Ω. 答:电阻R的阻值为10.0Ω. (2)当电压表示数为0.5V时,对应电流I=0.2A, 灯泡L消耗电能W=UIt=0.5V×0.2A×50s=5J. 答:灯泡L消耗电能5J. (3)根据公式P=UI可知,当灯泡L的功率为1W时,从图象上可以看出,灯泡两端的电压为2.5V,通过的电流为0.4A, 所以R的功率P1===0.625W, R与RL的总功率是P=0.625W+1W=1.625W. 答:R与RL的总功率是1.625W. |
点评: | 本题考查电阻、消耗电能、电功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是根据图象得出数据解决问题,还考查了减小误差的方法,多次测量求平均值. |
21.小华同学阅读课外资料时,获得一幅“220V 40W”白炽灯电流和电压的关系图象,如图所示,从图象上能推知,白炽灯泡在不同电压下的实际电阻值.小华想:若将两只相同的这种灯泡串联在220V的电源上,两只灯泡实际消耗的总电功率会是多少呢?小华与小明同学交流了这一想法,小明给出以下解答:
一只灯泡的电阻R=Ω
两只灯泡串联接在220V的电源上,消耗的总电功率为:==20W
你认为小明同学的解答是否正确?若不正确,请你说明不正确的原因,并给出正确的解答.
考点: | 电功率的计算.1513136 |
专题: | 错解分析题. |
分析: | 根据题意实验把两只灯泡是串联在电路中,各支路的电压之和为总电压,由欧姆定律I=,就会算出通过灯泡的电流,根据电功率公式就会算出每只灯泡的实际功率,因为题中两灯泡是串联在电路中,每个灯泡两端的电压不为220V,小明的解题思路是错误的. |
解答: | 解:小明的解法不对,灯泡的电阻是随温度的变化而变化的,每只灯泡两端的实际电压是110V,由图象分析可知,110V电压下工作,通过灯泡的实际电流大约为0.155A, 那么每只灯实际功率P=UI=110V×0.155A=17.05W,P总=2P=34.1W, 故小明的解法不对,两只灯泡消耗的实际总功率为34.1W. |
点评: | 本题考查了串联电路中的灯泡的实际功率的计算,属于基础知识考题. |
23.科技小组的同学们准备对市场上一批标有“PZ220V﹣1OOW”的灯泡进行一项质量检测.他们测出灯泡在不同电压下的实际电流值(见下表).实验操作可靠、数据无误.
请你回答:
(1)试通过计算说明这种灯泡在标称电压下工作时,其消耗的功率是否等于额定功率.
(2)假如生产这种灯泡的钨丝的粗细是一定的,为使其在标称电压下工作时消耗的功率等于额定功率,其长度为一确定的数值l0实际上这个灯泡钨丝的长度比l0长了还是短了?为什么?
(3)如果要使这种灯泡达到额定功率,加在灯泡上的实际电压应为多大?
提示:可用作图象的方法解答.在如图的坐标纸上作出相关图象,根据图象求得结果.
考点: | 电功率的计算;影响电阻大小的因素;欧姆定律的应用.1513136 |
专题: | 计算题;应用题;作图题;信息给予题. |
分析: | (1)由图可知灯泡在标称电压下工作时的电压和电流,可求此时的实际功率,与额定功率比较就可. (2)根据求出的实际功率来看,实际功率大,电阻变小,说明灯丝短. (3)额定功率已知,灯泡电阻可求,从而求出实际电压. |
解答: | 解:(1)P实=U1I1=220×0.467W=102.74W>100W,消耗的功率不等于额定功率. (2)实际上这个灯泡钨丝的长度比l0短了,因为长度变短,电阻变小,实际功率才变大. (3),加在灯泡上的实际电压U实==10V. 答:加在灯泡上的实际电压应为V. |
点评: | 本题考查电功率的计算,影响电阻大小的因素,欧姆定律的应用.难点就是求灯泡的实际电压. |
24.某同学连接的电路如图甲所示,当他闭合开关后,使滑动变阻器取四个不同的值时,电压表、电流表对应有四组值.该同学将这四组数值在图乙所示的坐标中分别描出来,即a、b、c、d四个点.由这四个点作出的U﹣I图象为一条直线,延长直线交纵轴(U轴)于E点,交横轴于F点.如果电源电压为U0,定值电阻的阻值为R0.请你分析:
(1)E点表示的电流表、电压表的示数各为多少?此时电路处于什么状态?
(2)F点表示的电流表、电压表的示数各为多少?此时电路处于什么状态?
考点: | 电路的三种状态;欧姆定律的应用.1513136 |
专题: | 跨学科;推理法. |
分析: | 要会分析坐标中特殊点的含义,E点与U轴相交,代表I轴为0,F点与I轴相交,代表U轴为0. |
解答: | 解: (1)E点代表I轴为0,I=0意味着开关是断开的,电压表相当于与R0串联在电源两端,故电压表约等于电源电压,即U=U0; (2)F点代表U轴为0,即电压表示数为0,意味着滑动变阻器接入阻值为0,此时电源电压全提供给R0,根据欧姆定律有I=. 答: (1)I=0,U=U0,开关断开. (2)I=,U=0,开关闭合,滑动片滑到电阻最右端. |
点评: | 在串联电路中,电压表所测部分电阻为0,电压表示数也为0,电压表所测部分断路,电压表示数约等于电源电压.串联电路中电流表示数为0的最大可能性是某处断路. |