【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 C．定值電阻電功率的最小值為 D．定值電阻電功率的變化量的大小為 【考點(diǎn)】 電功率的計(jì)算；歐姆定律的應(yīng)用． 【分析】 由電路圖可知，定值電阻 R1 與滑動(dòng)變阻器 R2 串聯(lián)，電壓表測(cè) R2 兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流． （ 1）當(dāng) R2 接入電路中的電阻為零時(shí)，電路中的電流最大，根據(jù)圖象讀出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓；當(dāng) R2 接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最大，根據(jù)圖象讀出電表的示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓，根據(jù)電源的電壓不變得出等式即可求出 R1 的阻值，進(jìn)一步求出電源的電壓； （ 2）根據(jù) P=UI 求出電路的最大和最小電功率，根 據(jù) P=I2R 求出定值電阻電功率的最大和最小總功率，然后求出定值電阻電功率的變化量． 【解答】 解：由電路圖可知，定值電阻 R1 與滑動(dòng)變阻器 R2 串聯(lián)，電壓表測(cè) R2兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流． （ 1）當(dāng) R2 接入電路中的電阻為零時(shí)，電路中的電流最大， 由圖象可知，電路中的最大電流 I 大 =， 由 I= 可得，電源的電壓： U=I 大 R1= R1， 當(dāng) R2 接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，電壓表的示數(shù)最大， 由圖象可知，電路中的最小電流 I 小 =，電壓表的最大示數(shù) U2=， 因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和， 所以，電源的電壓： U=I 小 R1+U2= R1+， 因電源的電壓不變， 所以， R1= R1+， 解得： R1=5Ω， 電源的電壓 U=I 大 R1= 5Ω=6V； 第 22 頁(yè)（共 65 頁(yè)） （ 2）電路總功率的最小值 P 小 =UI 小 =6V =，故 A 正確； 電路總功率的最大值 P 大 =UI 大 =6V =，故 B 錯(cuò)誤； 定值電阻電功率的最小值 P1 小 =I 小 2R1=（ ） 2 5Ω=，故 C 錯(cuò)誤； 定值電阻電功率的最小值 P1 大 =I 大 2R1=（ ） 2 5Ω=， 定值電阻電功率的變化量 △ P1=P1 大 ﹣ P1 小 =﹣ =，故 D 正確． 故選 BC． 三、填空題 (本大題共 6 小題，每小題 4 分，共 24 分） 14．用如圖所示的裝置可以探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向． （ 1）選用小磁針是為了 顯示磁場(chǎng)方向 ． （ 2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，把電池的正負(fù)極位置對(duì)調(diào)，這樣操作是為了研究 通電螺線管外部磁場(chǎng)方向 和 電流方向 是否有關(guān)． 【考點(diǎn)】 通電螺線管的磁場(chǎng)． 【分析】 （ 1）小磁針?lè)湃氪艌?chǎng)，小磁針靜止時(shí) N 極指向和該點(diǎn)磁場(chǎng)方向相同； （ 2）通通電直螺線管的磁場(chǎng)方向可能也跟電流方向有關(guān)，所以要改變電流方向，觀察小磁針受力情況． 【解答】 解：（ 1）因?yàn)樾〈裴樂(lè)湃氪艌?chǎng)，小磁針靜止時(shí) N 極指向和該點(diǎn)磁場(chǎng)方向相同，所以實(shí)驗(yàn)中使用小磁針是為了指示磁場(chǎng)方向，從而判斷該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向； （ 2）把電池正負(fù)極對(duì)調(diào)，改變了電流方向，閉合開(kāi)關(guān)后，會(huì)發(fā)現(xiàn)小磁針指示磁場(chǎng)方向改變了，此現(xiàn)象說(shuō)明磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)．因此這樣操作是為了研究通電螺線管外部磁場(chǎng)方向和電流方向是否有關(guān)． 故答案為：（ 1）顯示磁場(chǎng)方向； （ 2）通電螺線管外部磁場(chǎng)方向； 電流方向． 15．小明學(xué)習(xí)了電能表的知識(shí)后，回到家里觀察電能表的示數(shù)是 ，過(guò)一段時(shí)間后，小明家電能表的示數(shù)如圖所示，則小明家這段時(shí)間消耗的電能是 第 23 頁(yè)（共 65 頁(yè)） kW?h；若小明只讓家中一個(gè)用電器工作，觀察到 1min 電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了30 轉(zhuǎn)，則該用電器的功率是 kW． 【考點(diǎn)】 電功率的計(jì)算；電能表參數(shù)的理解與電能的求法． 【分析】 （ 1）電能表顯示的數(shù)字中最后一位是小數(shù)，單位為 kW?h，兩次示數(shù)之差即為小明家這段時(shí)間消耗的電能； （ 2） 1500r/（ kW?h）表示的含義是：每消耗 1kW?h 的電能，電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1500 轉(zhuǎn)，據(jù)此求出電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò) 30r 消耗的電能，根據(jù) P= 求出該用電器的功率． 【解答】 解：（ 1）開(kāi)始時(shí)電能表的讀數(shù)為 ?h，現(xiàn)在電能表的讀數(shù)為?h， 小明家這段時(shí)間消耗的電能 W=?h﹣ ?h=?h； （ 2）電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了 30r 消耗的電能： W= kW?h=?h， 她家所有用電器的總功率： P= = =． 故答案為： ； ． 16．如圖，是宿遷市區(qū)一交通道路上使用的風(fēng)光互補(bǔ) LED 路燈外形圖和電路原理圖，該電路中兩只 LED 燈是并聯(lián)的，燈上標(biāo)有 “24V 60W”字樣．則兩個(gè) LED 燈正常發(fā)光時(shí)，通過(guò)光控開(kāi)關(guān) S 的電流為 5 A；如果用這種路燈替換發(fā)光亮度相同的 420瓦的傳統(tǒng)路燈，那么 500套風(fēng)光互補(bǔ)路燈每天工作 10小時(shí)可節(jié)約電能 109 J． 第 24 頁(yè)（共 65 頁(yè)） 【考點(diǎn)】 電功率與電壓、電流的關(guān)系；電功率與電能、時(shí)間的關(guān)系． 【分析】 （ 1）兩個(gè) LED 燈并聯(lián)，正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù) P=UI求出通過(guò)每個(gè) LED 燈的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)光控開(kāi)關(guān) S 的電流； （ 2）根據(jù) W=Pt 求出 節(jié)約的電能． 【解答】 解：（ 1）兩個(gè) LED 燈并聯(lián)且正常發(fā)光，通過(guò)每個(gè) LED 燈的電流 I= ==：因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過(guò)光控開(kāi)關(guān) S 的電流 I 總 =I+I=+=5A； （ 2） 500 套風(fēng)光互補(bǔ)路燈每天工作 10 小時(shí)可節(jié)約電能 W=nPt=50010h=1500kW?h=1500 106J= 109J． 答：（ 1）通過(guò)光控開(kāi)關(guān) S 的電流為 5A； （ 2） 500 套風(fēng)光互補(bǔ)路燈每天工作 10 小時(shí)可節(jié)約電能 109J． 17．小亮利用 兩個(gè)密閉容器中裝有質(zhì)量相等的空氣的裝置（如圖所示）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究 “電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān) ”． （ 1）在圖（乙）中兩密閉容器中的電阻絲阻值一樣，但在其中一容器外并聯(lián)了一個(gè)阻值相同的電阻絲，此裝置研究的是 電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系 ． （ 2）在此實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生的熱量不易觀察，都是通過(guò)觀察 U 型管液面高度的變化 來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量多少． 【考點(diǎn)】 焦耳定律． 【分析】 （ 1）根據(jù) Q=cm△ t，當(dāng)物體的質(zhì)量和比熱相同時(shí)，物體的溫度升高越多，第 25 頁(yè)（共 65 頁(yè)） 物體吸收熱量越多； 電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)．探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時(shí)，控制電阻和通電時(shí)間不變；探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時(shí)，控制通電時(shí)間和電流不變；探究電流產(chǎn)生熱量跟通電時(shí)間關(guān)系時(shí)，控制電流和電阻不變． （ 2）電流產(chǎn)生的熱量不能用眼睛直接觀察，通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，這屬于轉(zhuǎn)換法． 【解答】 解： （ 1）兩個(gè)密閉容器中裝有質(zhì)量相同的空氣，空氣的質(zhì)量和比熱相同，根據(jù) Q=cm△ t，溫度變化量相同，空氣吸收熱量相同；相同時(shí)間內(nèi)，空氣溫度升高越快，空氣吸收熱量越多，電流產(chǎn)生熱量越多； 圖 1 中，兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時(shí)間相同，電阻不同，所以探究是電流產(chǎn)生熱量跟電阻大小關(guān)系； 圖 2 中，兩個(gè)相同的電阻串聯(lián)在電路中，通電時(shí)間和電阻相同，當(dāng)給其中一個(gè)并聯(lián)一個(gè)電阻時(shí)，電阻的電流改變，探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系． （ 2）電流產(chǎn)生的熱量不便于用眼睛直接觀察和測(cè)量，通過(guò) U 形管內(nèi)液柱的高度差來(lái)反映，這種方法是初中物理常用的轉(zhuǎn)換法． 故答案為：（ 1）電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；（ 2） U 型管液面高度的變化． 18．空氣污染指數(shù)（ API﹣ Air Pollution Index 的英文縮寫(xiě)）是一種反映 和評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量的方法，便于直觀表征空氣質(zhì)量狀況和空氣污染的程度．某興趣小組為了檢測(cè)空氣質(zhì)量的指數(shù)，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的檢測(cè)電路． R 為氣敏電阻，其電阻的倒數(shù)與空氣質(zhì)量指數(shù)的關(guān)系如圖乙所示，已知電源電壓為 12V 保持不變， R0=5Ω，當(dāng)電壓表示數(shù)為 4V 時(shí)，氣敏電阻 R 的阻值是 10Ω ，此時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)是 25 （ API）． 第 26 頁(yè)（共 65 頁(yè)） 【考點(diǎn)】 歐姆定律的應(yīng)用． 【分析】 由電路圖可知， R0 與 R 串聯(lián)，電壓表測(cè) R0 兩端的電壓．當(dāng)電壓表示數(shù)為 4V 時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出 R 兩端 的電壓，根據(jù)歐姆定律求出 R 的阻值，然后求出 ，根據(jù)圖乙可知此時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)． 【解答】 解：由電路圖可知， R0 與 R 串聯(lián)，電壓表測(cè) R0 兩端的電壓． 當(dāng)電壓表示數(shù)為 4V 時(shí)， 因串聯(lián)電路中各處的電流相等， 所以，電路中的電流： I= = =， 因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和， 所以， R 兩端的電壓： UR=U﹣ U0=12V﹣ 4V=8V， 則 R 的阻值： R= = =10Ω， 則 = =﹣ 1，由圖乙可知，空氣質(zhì)量指數(shù)為 25． 故答案為： 10Ω； 25． 19．在如圖所示的電路中，已知電源電壓 U 和定值電阻的阻值 R0． （ 1）若在 a、 b 間接入一個(gè)未知電阻 Rx，閉合開(kāi)關(guān)，測(cè)得電壓表的示數(shù)為 Ux，則由已知量和測(cè)得量可以推出 Rx 的電功率 Px= ． （ 2）若在 a、 b 間接入一個(gè)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P 從一端滑到另一端時(shí)，已知電路消耗的總功率的變化量的大小為 △ P，則電壓表示數(shù)的變化量 |△ U|= ． 第 27 頁(yè)（共 65 頁(yè)） 【考點(diǎn)】 電功率的計(jì)算；歐姆定律的應(yīng)用． 【分析】 （ 1）在 a、 b 間接入一個(gè)未知電阻 Rx 時(shí)， Rx 與 R0 串聯(lián)，電壓表測(cè) Rx 兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出 R0 兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，利用 P=UI 求出 Rx 的電功率； （ 2）在 a、 b 間接入一個(gè)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為零時(shí)，電壓表的示數(shù)為零，電路的總功率最大，根據(jù) P=UI= 求出電路的最大功率；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最大，電路的總功率最小，根據(jù)的串聯(lián)和 P=UI= 求出電路消耗的最小總功率，根據(jù) “電路消耗的總功率的變化量的大小為 △ P”求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，即為電壓表示數(shù)的變化量． 【解答】 解：（ 1）在 a、 b 間接入一個(gè)未知電阻 Rx 時(shí)， Rx 與 R0 串聯(lián)，電壓表測(cè)Rx 兩端的電壓， 因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和， 所以， R0 兩端的電壓： U0=U﹣ Ux， 因串聯(lián)電路中各處的電流相等， 所以，電路中的電流： I= = ， 則 Rx 的電功率： Px=UxI=Ux = ； （ 2）在 a、 b 間接入一個(gè)滑動(dòng)變阻器， 當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為零時(shí)，電壓表的示數(shù)為零，電路的總功率最大， 則 P 大 = ， 第 28 頁(yè)（共 65 頁(yè)） 當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最大，電路的總功率最小， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以，電路消耗的最小總功率： P 小 = ， 因電路消耗的總功率的變化量的大小為 △ P， 所以， △ P=P 大 ﹣ P 小 = ﹣ ， 整理可得： R 滑 = ， 此時(shí)電路中的電流： I′= = = ， 電壓表的最大示數(shù)即電壓表示數(shù)的變化量： △ U0=I′R 滑 = = ． 故答案為：（ 1） ；（ 2） ． 四、綜合題 (本大題共 6 小題，共 37 分） 20．如圖甲是某同學(xué)家的水族箱，箱內(nèi)盛水 40L，為了讓熱帶魚(yú)有一個(gè)舒適的生活環(huán)境，箱內(nèi)裝有一個(gè) “220V 200W”的電加熱棒給水加熱，當(dāng)水溫升到設(shè)定值時(shí)，加熱棒便自動(dòng)停止工作，待水溫自然冷卻到一定溫度后再次加熱，使箱內(nèi)水溫穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)，水溫隨時(shí)間變化圖象如圖乙所示．求： 第 29 頁(yè)（共 65 頁(yè)） （ 1）水族箱內(nèi)水吸收的熱量； [C 水 = 103J/（ kg?℃ ） ] （ 2）電加熱棒給水加熱時(shí)的效率． 【考點(diǎn)】 電功與熱量的綜合計(jì)算；能量利用效率． 【分析】 （ 1）由 m=ρV 求水的質(zhì)量，由圖乙可知溫度的變化，根據(jù) Q 吸 =cm（ t﹣t0）求出水吸收的熱量； （ 2）應(yīng)用 W=Pt 求出消耗的電能，應(yīng)用效率公式可以求出電加熱棒給水加熱時(shí)的效率． 【解答】 解：（ 1） 40L 水的質(zhì)量 m=ρV= 103kg/m3 40 10﹣ 3m3=40kg， 由圖可知，加熱過(guò)程中溫度由 22℃ 加熱到 28℃ ， 水吸收的熱量： Q 吸 =cm（ t﹣ t0） = 103J/（ kg?℃ ） 40kg （ 28℃ ﹣ 22℃ ）= 106J； （ 2）加熱時(shí)間為 100min 消耗的電能： W=Pt=200W 100 60s= 106J， 電加熱棒給水加熱時(shí)的效率： η= 100%= 100%=84%． 答：（ 1）在一次加熱過(guò)程中水從 22℃ 升高到 28℃ 需要吸收 106J 的