A.R3可能是110Ω C.P2可能是0.54W
【来源】四川省成都市2018年中考物理试题 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
B.R3可能是5Ω D.P2可能是0.65W
由电路图知道,开关都闭合时,电路中只有R1,电压表测电源两端的电压;由电压表的示数知道,电源的电压U=6U1;当闭合S1,断开S2 时,R1与R2 串联,电压表测R1两端的电压;由于串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压是:UR2 =U-U1 =6U1 -U1 =5U1,由于串联电路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流是:I=U1/R1=UR2/R2,即U1/R1=5U1/50Ω,故R1 =10Ω;又因为R1的电功率是P1=0.1W,所以,由P=I2 R知道,此时电路中的电流是:I=
,根据串联电路的特点知道,电源的电压
是:U=I(R1 +R2)=0.1A×(10Ω+50Ω)=6V,所以U1 =U/6=6V/6=1V,
当用电阻R3替换R1 后,闭合开关S1 断开S2 时,R2与R3 串联,电压表测R3 两端的电压; (1)若U2 与U1 相比增加了0.5V,则电压表的示数U2 =1.5V,R2 两端的电压UR2′=U-U2 =6V-1.5V=4.5V,此时电路中的电流是:I1 =UR2′/R2=4.5V/50Ω=0.09A,则R3 的阻值是:R3 =U2/I1=1.5V0.09A≈16.7Ω,电路的总功率是:P2 =UI1 =6V×0.09A=0.54W;
(2)若U2 与U1 相比减小了0.5V,则电压表的示数是U2 =0.5V,R2 两端的电压UR2″=U-U2 =6V-0.5V=5.5V,此时电路中的电流是:I2 =UR2′/R2=5.5V/50Ω=0.11A,则R3 的阻值是:R3 =U2/I2=0.5V/0.11A≈4.5Ω,电路的总功率是:P2 =UI2 =6V×0.11A=0.66W,故C正确,D错误; 当用电阻R3 替换R2 后,闭合开关S1 断开S2 时,R1 与R3 串联,电压表测R1 两端的电压, (1)若U2 与U1 相比增加了0.5V,则电压表的示数是:U2 =1.5V,R3 两端的电压是:U3=U-U2 =6V-1.5V=4.5V,此时电路中的电流是:I3 =U2/R1=1.5V/10Ω=0.15A,则R3 的阻值是:R3 =U3/I3=4.5V/0.15A=30Ω,电路的总功率是:P2 =UI3 =6V×0.15A=0.9W;
(2)若U2 与U1 相比减小了0.5V,则电压表的示数是:U2 =0.5V,R3 两端的电压是:U3=U-U2 =6V-0.5V=5.5V,此时电路中的电流是:I4 =U2/R1=0.5V/10Ω=0.05A,则R3 的阻值是:R3 =U3/I4=5.5V/0.05A=110Ω,电路的总功率是:P2 =UI4 =6V×0.05A=0.3W,故AB错误,综上所述,只有AC正确,故选AC. 【点睛】
本题考查的是串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确的讨论电阻R3替换R1、R2 中的一个电阻后电压表可能的示数是解题关键,需要仔细分析找出各种情况中的联系,然后列式求解,属于难题.
6.如图的电路中,电源电压为18V且保持不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻R2的阻值为90Ω,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0~15V。当只闭合开关S,滑动变阻器R1的滑片P置于中点时,灯泡L正常发光(不考虑灯丝电阻的变化)。则下列说法正确的是( )
①动变阻器R1的最大阻值为50Ω
②只闭合开关S、S1,在各元件安全的情况下,小灯泡L消耗的电功率的取值范围是1.08W~3W
③只闭合开关S、S2、S3,在各元件安全的情况下,整个电路消耗的最大电功率是10.8W ④只闭合开关S、S1,在各元件安全的情况下,整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W A.①② 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
①根据题意知道,当只闭合开关S,滑动变阻器R1的滑片P置于中点时,灯泡L正常发光,此时由图知道,滑动变阻器与灯泡串联,由于小灯泡L标有“6V 3W”字样,所以,此时电路的电流是:
B.②③
C.③④
D.②④
【来源】重庆市第一中学2019-2020学年九年级12月月考物理试题(第二次定时作业)
I?IL?灯泡的电阻是:
PL3W??0.5A UL6V2UL2?6V?R灯=??12?, PL3W又因为电源电压为18V,所以,滑动变阻器两端的电压是:
U滑=U?UL?18V?3V?15V,
由欧姆定律知道,滑动变阻器接入电路的电阻是:
115VR=R滑=?30?, 20.5A滑动变阻器的最大阻值是60Ω,故①错误;
②只闭合开关S、S1,在各元件安全的情况下,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据题意知道,滑动变阻器R1的滑片P置于中点时,灯泡L正常发光,此时灯泡功率最大,当滑动变阻器R1的滑片P置于最左端时,灯泡两端的电压最小,功率最小,此时灯泡两端的电压是:
U灯=故此时灯泡的功率是:
U18VRL=?12??3V
R滑?RL60??12???3V??P==U灯?RL2小212??0.75W
即小灯泡L消耗的电功率的取值范围是0.75W~3W,故②错误;
③只闭合开关S、S2、S3,则R1与R2并联,灯泡被短路,电流表测量干路电流,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.6A时,电路消耗的电功率最大,由于电源电压为18V且保持不变,所以,电路消耗的电功率是:
P?UI?18V?0.6A=10.8W
故③正确;
④只闭合开关S、S1,在各元件安全的情况下,滑动变阻器与灯泡串联,当灯泡L正常发光时,电路电流最大,此时电路消耗的电功率最大,
P最大?UI最大?18V?0.5A=9W;
当滑动变阻器全部接入电路时,电路电阻最大,由欧姆定律知道,电流最小,此时电路消耗的电功率最小,
R最大=R滑?R灯=60??12?=72?,
U2由P?知道,电路消耗的最小电功率是:
RP最小U2?18V??==4.5W R最大72?2即整个电路消耗的电功率的取值范围是4.5W-9W,故④正确; 综上所述,只有C符合题意。
7.小文同学在探究“电流与电压关系”实验中,分别测量了定值电阻R和小灯泡L在不同电压下的电流值,并根据数据绘制了I-U图象,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.① 是小灯泡的I-U图像,② 是定值电阻的I-U图像 B.当通过定值电阻R的电流为0.2A时,它消耗的电功率为0.4W
C.把定值电阻R和小灯泡L串联后接在电源电压恒为9V的电路中,电路中的电流是0.4A D.当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中,电路中总电流为1A 【来源】北京市东城区2019-2020学年九年级(上)期末考试物理试题 【答案】B 【解析】 【详解】
A.定值电阻R的阻值大小不变,由I?1U1可知I??U,因的大小不变,那么定值电RRR阻的I-U图像应该是过原点的直线,即① 是定值电阻的I-U图像;而小灯泡L的阻值随温度的变化而变化,那么② 是小灯泡的I-U图像;A错误;
B.当通过定值电阻R的电流为0.2A时,由图像可知,此时定值电阻R的电压是2V,那么它消耗的电功率是
P?UI?2V?0.2A?0.4W
B正确;
C.从图中可以看到,当把定值电阻R和小灯泡L串联后,电流是0.5A时,定值电阻R两端的电压是5V,小灯泡L的电压是4V,这时刚好符合电源电压恒为9V的电路,电流是0.5A,不是0.4A,C错误;
D.当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为4V电路中,从图中可以看到,定值电阻R的电流是0.4A,小灯泡L的电流是0.5A,电路中总电流为0.9A,D错误。
8.如图所示是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压380V保持不变,电动机线圈电阻为1Ω,不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中,电路中的电流为20A,动滑轮的机械效率为80%,则电动机提升重物所用的时间为
A.10s C.20s
【来源】【初中科学2026】【初三下】 【答案】B 【解析】 【详解】 拉力做的有用功:
B.15s D.25s
W有用=Gh=mgh=540kg×10N/kg×16m=8.64×104J,
拉力所做的功(总功):
8.64?104J=W总== 1.08×105J, ?80%W有用电动机线圈电阻的发热功率:
P热=I2R=(20A)2×1Ω=400W,
因能量守恒,电动机的拉力做功的功率为:
P=P总-P热=20A×380V-400W=7.2×103W,
电动机提升重物所用的时间:
W总1.08?105Jt==15s, ?3P7.2?10W故选B。 【点睛】
解决本题的关键知道电动机不是纯电阻用电器,电流做功消耗的电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能(发热)。
9.如图所示的电路中,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样, 电压表选用的是“0~15V的量程,电流表均选“0~0.6A\的量程, 电源的电压保持不变。当只闭合开关S1、S3, 滑动变阻器的滑片P滑至最左端时,电路消耗的总功率为2.7W,电流表A的示数为I1,电压表的示数为U1;当只断开开关S1,滑片P滑至最右端时,电流表A的示数为I2,电压表的示数为U2;当只闭合开关S1,滑片P仍在最右端时,电流表A1的示数为I3,电压表的示数为U3。若I1∶I2=5∶3,U2∶U3=3∶5, 则下列结论错误的是( )
A.I2∶I3=3∶2 B.U1∶U3=4∶3
C.该电路的最小功率为1.08W D.该电路的最大功率为5.4W
【来源】2019年陕西省西安市西工大附中中考三模物理试题 【答案】B 【解析】 【详解】
根据电路图,分别画出当只闭合开关S1、S3、当只断开开关S1和只闭合开关S1的等效电