中考物理电学压轴-必刷题(含答案和详细解答步骤).doc
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中考物理电学压轴-必刷题
1、为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用.交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示.电源电压恒为8V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω.使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器R1的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的为6V.
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为多少?
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?
(3)调零后,R1的电阻保持不变.某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为多少?
解:
由电路图可知,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.
(1)当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω,此时电压表的示数为6V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:
I===0.1A;
(2)∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴此时R1两端的电压:
U1=U﹣U2=8V﹣6V=4V,
∴R1===20Ω;
(3)调零后,R1的电阻保持不变,此时变阻器两端的电压:
U1′=I′R1=0.2A×20Ω=4V,
∴电压表的示数:
U2′=U﹣U1′=8V﹣4V=4V.
答:
(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.1A;
(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为20Ω;
(3)调零后,电流表的示数达到0.2A时电压表的示数为4V.
S22222
S1
S3
2、如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20Ω。
当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电流表的示数为0.50A;当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电流表的示数为0.90A。
求:
(1)电阻R2的阻值。
[来源:
Z,xx,k.Com]
(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,加在电阻R1两端的电压。
解:
(1)当S1和S2断开,S3闭合时,R2断路,I1=0.50A
电源电压U=I1R1=0.50A×20Ω=10V
当S2断开,S1和S3闭合时,R1和R2并联
过R2的电流:
I2=I-I1=0.90A-0.50A=0.40A
R2=U/I2=10V/0.40A=25Ω
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,R1和R2串联,电流I=I1=I2=U/(R1+R2)=10/45(A)
R1的电压:
U1=I1R1=UR1/(R1+R2)=10V×20Ω/(20Ω+25Ω)=4.4V
3、如图所示,变阻器R2上标有“20Ω1A”的字样。
只闭合开关S1,将变阻器滑片P移到中点时,电流表A1示数为0.2A,灯泡L的实际功率为0.8W;闭合开关S1、S2,将变阻器滑片P移到a端时,灯泡正常发光,电流表A1示数为0.4A,此时电压表示数是多少?
电阻R1的阻值是多少?
灯泡L的额定功率是多少?
(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
L
S1
P
R2
R1
V
A1
A2
S2
ab
解:
由题意可知:
当闭合时在中点时:
滑动变阻器两端电压为
电源电压
即电压表示数为
当闭合.在点时
通过的电流为:
4、如图24甲所示,电源电压为U保持不变,R0为定值电阻。
闭合开关,电流表A的示数为I,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2。
移动滑动变阻器得到在不同电流下的U1—I图线和U2—I图线,如图24乙所示。
⑴随着电路中电流的增大,电压表V1的示数U1,电压表V2的示数U2;(选填“减小”或“增大”)
2222
01.02.03.0I/A
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
5.0
4.5
U/V
Q
图24
R0
V1
V2
A
U
乙
⑵在U—I坐标中两条图线在Q点相交,此状态滑动变阻器连入电路的阻值是Ω;⑶请根据图像求电源电压U和定值电阻R0的阻值。
甲
解:
⑴减小增大
⑵0
⑶由图像可知:
电源电压U=4.5V
U1=1.5V时,电路中的电流I=3.0A
两端的电压Uo=U-U1=4.5V-1.5V=3.0V
的电阻=
根据图像中不同的点,只要结果正确都得分
5、如图所示,电源电压保持不变,S1和S2是两个R1
R3
S1
S2
R2
A
可以同时断开或同时闭合的联动开关,已知R1=12Ω。
当两个开关同时处于某一工作状态(断开或闭合)时,R3的功率P3为2.25W,当两个开关同时处于另一个工作状态时,电流表的示数为2A,此时R2的功率P2为12W,求:
(1)电源电压为多少?
(2)R2和R3阻值各为多少?
解:
S1和S2断开时:
①
S1和S2闭合时:
②
③
联立得:
U=12V,R2=12Ω,R3=4Ω
R1
A1
V
R2
S
A2
6、如图所示,R1是0~20Ω的滑动变阻器,闭合开关S后电
压表示数为6V,电流表A1的示数是1.5A,电流表A2的示数是0.5A,求:
⑴R2的阻值和变阻器R1接入电路的电阻?
⑵电流表A1的量程是0~3A,电流表A2的量程是0~0.6A,为使电表不损坏,滑动变阻器接入电路的电阻值至少要多大?
解:
(1)R===12Ω
I1=I总-I2=1.5-0.5=1AR1==6Ω
A1
(2)若 满偏,且A2一定且为0.5A,
则
故Ω,滑动变阻器连入电路的阻值至少要2.4Ω
7、图15甲表示一种自动测定油箱内油面高度的油量表(实际上是量程为0-0.6A的电流表改装而成),滑动变阻器R的最大值为60Ω,金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。
从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度.电源电压为24V,R0为定值电阻,
R0
R
浮标
油量表
R0
R
浮标
油量表
(1)R0的作用是,当油箱油面下降时,油量表的示数将变。
(2)油箱装满汽油时,油量表示数为最大值(即电流表达到最大值,此时,滑动变阻器的触头在某一端),求R0的阻值。
(3)当油箱中的汽油用完时(此时滑动变阻器的触头在另一端),电路中的电流为多少?
(4)改装设计:
用电压表代替电流表做油量表,图15中的乙图已画出部分电路,请在乙图中完成电路的设计。
要求:
当油箱中的油用完时,油量表(电压表)的示数为零。
解:
当油量表示数最大时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,由
得
Ω
(3)公式正确得1分,计算过程、单位、结果正确得2分。
不带单位或单位错误扣1分,仅结果计算错误扣1分)
解:
当油箱中汽油用完时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,由
得
=0.24A
R0
R
浮标
油量表
R0
R
浮标
油量表
(4)、设计改装原理图,有如下两种设计,电路正确均得2分,油量表一端接在滑动触头上也给分(其它合理答案均给分)
8、如图甲所示,额定电压为20V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入点路,电源电压为24V.灯泡L的I﹣U图象如图乙所示,当灯泡正常发光时,求:
(1)通过灯泡的电流和灯泡所消耗的电功率
(2)滑动变阻器接入电路的阻值.
解:
(1)灯泡正常发光时的电压UL=20V,由图乙可知此时通过灯泡的电流IL=0.4A,
灯泡所消耗的电功率:
PL=ULIL=20V×0.4A=8W;
(2)∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴滑动变阻器两端的电压:
UR=U﹣UL=24V﹣20V=4V,
∴串联电路中各处的电流相等,
∴滑动变阻器接入电路中的电阻:
R====10Ω.
9、培养菌种需要在恒温下进行,图10是探究小组设计的恒温箱的简易图,他们将一段阻值为72Ω的电热丝接入电源电压为36V的电路中(假设电热丝阻值不随温度变化),请解答下列问题:
(1)电路工作时,通过电热丝的电流是多少安?
(2)电热丝工作1h消耗电能多少焦耳?
(3)为了保证某种菌种的培养,恒温箱的发热功率应调整为12W,在不改变电源电压和原电热丝的情况下,需在箱内串联一个阻值多大的电热丝?
解:
(1)电路工作时通过电热丝的电流是I=36V/72Ω=0.5A;
(2)电热丝工作1h所消耗的电能是W=UIt=36V×0.5A×3600s=64800J;
(3)∵P=
∴调整后电路的总电阻为R总===108Ω
∴需要串联的电阻为R串=R总﹣R=108Ω﹣72Ω=36Ω.
10、如图所示,电源电压为6V,R为“30Ω0.25A”滑动变阻器,R1为“10Ω0.4A”电阻,电压表量程为0–3V.图中虚线框内接有一只“20Ω0.3A”电阻R2(未画出).已知:
①闭合S1和S2,断开S3时,调节R,使其接入电路的阻值为10Ω,此时电路消耗的电功率为1.2W;②断开S1,闭合S2、S3,调节R,使其接入电路的阻值为6Ω,此时电压表的示数为1.0V.
⑴在情形①中,求电路的总电阻;
⑵请在答题卷的图中画出虚线框内的电路;
⑶当闭合所有开关时,为保证电路安全,求滑动变阻器接入电路的阻值范围.
解:
⑴题中告诉了总功率和电源电压,由公式P总=U2/R总得R总=30Ω
⑵如图所示(分析略)
⑶当闭合所有开关时,R2与R串联
比较R2与R允许的最大电流,为保证电路安全,电流最大为0.25A
当I1=0.25A时,U=I1(R2+R)
解得R=4Ω
为保证电路安全,电压表示数最大为3V
根据串联分压规律有,UR/U=R/(R2+R)
代入数据解得R=20Ω
为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值R的范围应为:
4Ω≤R≤20Ω
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