【正文】 28．某興趣小組在研究 “串聯(lián)電路特 點(diǎn) ”的活動(dòng)中，將一個(gè)阻值約為 10 歐的普通小燈泡 L 和一個(gè) LED 燈串聯(lián)后接入電路（如圖甲）．閉合開(kāi)關(guān) S1，發(fā)現(xiàn) LED 燈亮而小燈泡 L 不亮．針對(duì)這種現(xiàn)象，同學(xué)們提出了以下猜想： 猜想一：小燈泡 L 處發(fā)生短路 猜想二： LED 燈電阻很大導(dǎo)致電路電流很小 第 30 頁(yè)（共 37 頁(yè)） 為了驗(yàn)證猜想，小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)一：將一根導(dǎo)線并聯(lián)在圖甲電路中 LED 燈的兩端，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象否定了猜想一． 實(shí)驗(yàn)二：利用電流表和電壓表，按圖乙所示的電路對(duì) LED 燈的電阻進(jìn)行測(cè)量．閉合開(kāi)關(guān)， 依次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，獲得多組數(shù)據(jù)如下表．經(jīng)分析，結(jié)果支持猜想 二． 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電壓（伏） 電流（毫安） 電阻（歐） 1 12 2 14 3 16 … … … … （ 1）實(shí)驗(yàn)一中觀察到的現(xiàn)象是 燈泡發(fā)光 ． （ 2）在實(shí)驗(yàn)二測(cè)定 LED 燈電阻的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的滑片是向 右 （填 “左 ”、“右 ”）端移動(dòng)． 【考點(diǎn)】 電流表、電壓表在判斷電路故障中的應(yīng)用． 【分析】 （ 1）若小燈泡 L 處發(fā)生短路，當(dāng)將一根導(dǎo)線并聯(lián)在圖甲電路中 LED 燈的兩端時(shí)，燈泡不會(huì)發(fā)光； （ 2）由圖乙知，電壓表測(cè) LED 燈兩端電壓，電流表測(cè)電路電 流，根據(jù)串聯(lián)分壓和歐姆定律分析． 【解答】 解： （ 1）若小燈泡 L 處發(fā)生短路，當(dāng)將一根導(dǎo)線并聯(lián)在圖甲電路中 LED 燈的兩端時(shí)，電流流經(jīng)導(dǎo)線，燈泡不會(huì)發(fā)光，但根據(jù)觀察到的現(xiàn)象否定了猜想，說(shuō)明小燈泡 L發(fā)光； （ 2）測(cè)定 LED 燈電阻，需要 LED 燈兩端電壓和流經(jīng) LED 燈電流的數(shù)值，由表中數(shù)據(jù)知， LED 燈的電壓逐漸增大，電路中電流也逐漸增大，由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)知實(shí)驗(yàn)過(guò)程中減小滑動(dòng)變阻器兩端電壓，所以要減小變阻器連入的阻值，即滑動(dòng)變阻器的滑片向右端移動(dòng)． 故答案為：（ 1）燈泡發(fā)光；（ 2）右． 第 31 頁(yè)（共 37 頁(yè)） 四、作圖題（每空 2 分，共 4 分） 29．將電燈和開(kāi)關(guān)連入電路，用開(kāi)關(guān)控制電燈． 【考點(diǎn)】 家庭電路的連接． 【分析】 電燈的連接方法：火線首先過(guò)開(kāi)關(guān)，然后進(jìn)入燈泡頂端的金屬塊，零線直接進(jìn)入螺旋套． 【解答】 解：零線直接連接燈泡的螺旋套，火線進(jìn)入開(kāi)關(guān)，再進(jìn)入燈泡頂端的螺旋套．如下圖所示： 30．畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖． 【考點(diǎn)】 根據(jù)實(shí)物圖畫(huà)電路圖． 【分析】 根據(jù)實(shí)物圖可知，兩燈泡并聯(lián)，開(kāi)關(guān) S 控制整個(gè)電路， S1 控制支路，甲第 32 頁(yè)（共 37 頁(yè)） 電流表在干路，乙電流表在支路，根據(jù)實(shí)物圖完成電路圖即可． 【解答】 解：電流從正極出發(fā)，經(jīng)開(kāi)關(guān) S、電 流甲分支，一支經(jīng)開(kāi)關(guān) S1，上面的燈泡，另一支經(jīng)電流表乙，下面的燈泡、然后兩支匯合共同回到電源負(fù)極．如圖所示： 五、計(jì)算題（ 6 分 +6 分 +8 分，共 20 分） 31．如圖所示，電源電壓為 6V， R1=8Ω， R3=10Ω．當(dāng)開(kāi)關(guān) S 閉合后，電流表示數(shù)為 ，求： （ 1） R3 兩端的電壓． （ 2）電阻 R1 的電功率． （ 3） R2 的阻值． 【考點(diǎn)】 歐姆定律的應(yīng)用；電功率的計(jì)算． 【分析】 由電路圖可知， R R R3 串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流． （ 1）根據(jù)歐姆定律求出 R3 兩端的電壓； （ 2）根據(jù) P=UI=I2R 求 出電阻 R1 的電功率． （ 3）根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出 R2 的阻值． 【解答】 解：由電路圖可知， R R R3 串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流． （ 1）由 I= 可得， R3 兩端的電壓： U3=IR3= 10Ω=2V； （ 2）電阻 R1 的電功率： 第 33 頁(yè)（共 37 頁(yè)） P1=I12R1=（ ） 2 8Ω=； （ 3）電路中的總電阻： R= = =30Ω， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以， R2 的阻值： R2=R﹣ R1﹣ R3=30Ω﹣ 8Ω﹣ 10Ω=12Ω． 答：（ 1） R3 兩端的電壓為 2V； （ 2）電阻 R1 的電功率為 ； （ 3） R2 的阻值為 12Ω． 32．小夢(mèng)家新買了一口電飯鍋，如圖甲所示．通過(guò)查看說(shuō)明書(shū)，發(fā)現(xiàn)電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另一種是水燒干后的保溫狀態(tài)．圖乙是電飯鍋的電路圖， R2=，保溫時(shí)總功率為 100W． （ 1）自動(dòng)開(kāi)關(guān) S 接通時(shí)，電飯鍋處于哪種狀態(tài)？此時(shí)電功率多大？ （ 2） R1 的阻值多大？ （ 3）用電飯鍋將 5kg 水加熱升溫 20℃ （整個(gè)過(guò)程不計(jì)能量損失），需要多長(zhǎng)時(shí)間？ 【考點(diǎn)】 電功與熱量的綜合計(jì)算；電功率的計(jì)算． 【分析】 （ 1）自動(dòng)開(kāi)關(guān) S 接通時(shí)，電路為 R2 的簡(jiǎn)單電路，電路中的總電阻最小，根據(jù) P=UI= 可知電路的總功率最大，據(jù)此判斷電飯鍋的狀態(tài)，根據(jù) P=UI= 求出此時(shí)電功率； （ 2）自動(dòng)開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi)時(shí)， R1 與 R2 串聯(lián)，電路的總電阻最大，根據(jù) P=UI= 可知電路的總功率最小，電飯鍋處于保溫狀態(tài)，根據(jù) P=UI= 求出電路中的總電阻，第 34 頁(yè)（共 37 頁(yè)） 利用電阻的串聯(lián)求出 R1 的阻值； （ 3）根據(jù) Q 吸 =cm△ t 求出水吸收的熱量，整個(gè)過(guò)程不計(jì)能量損失，根據(jù) Q=W=Pt求出需要的加熱時(shí)間． 【解答】 解：（ 1）自動(dòng)開(kāi)關(guān) S 接通時(shí)，電路為 R2 的簡(jiǎn)單電路，電路中的總 電阻最小， 由 P=UI= 可知，電路的總功率最大，電飯鍋處于加熱狀態(tài)， 此時(shí)電功率： P 加熱 = = =800W； （ 2）自動(dòng)開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi)時(shí)， R1 與 R2 串聯(lián)，電路的總電阻最大， 由 P=UI= 可知，電路的總功率最小，電飯鍋處于保溫狀態(tài)， 此時(shí)電路中的總電阻： R= = =484Ω， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以， R1 的阻值： R1=R﹣ R2=484Ω﹣ =； （ 3）水吸收的熱量： Q 吸 =cm△ t= 103J/（ kg?℃ ） 5kg 20℃ = 105 J， 整個(gè)過(guò)程不計(jì) 能量損失，由 Q=W=Pt 可得需要的加熱時(shí)間： t= = = =525s． 答：（ 1）自動(dòng)開(kāi)關(guān) S 接通時(shí)，電飯鍋處于加熱狀態(tài)，此時(shí)電功率為 800W； （ 2） R1 的阻值為 ； （ 3）用電飯鍋將 5kg 水加熱升溫 20℃ ，需要 525s． 33．小雞孵化器的電路如圖所示，在一般情況下，只需燈光照明，電源電壓為72V， R1 為定值電阻， R2 為發(fā)熱電阻絲改成的滑動(dòng)變阻器，其上標(biāo)有 “100Ω 3A”字樣，電流表 A2 的量程為 0～ 3A，燈泡上標(biāo)有 “12V 3W”的字樣．求： 第 35 頁(yè)（共 37 頁(yè)） （ 1）燈泡正常工作時(shí)的電流和電阻； （ 2）閉合 S，斷開(kāi) S S2，燈泡正常發(fā)光，求 R1 的阻值； （ 3） S、 S S2 均閉合時(shí)，求 R2 消耗的最大電功率和最小電功率． 【考點(diǎn)】 歐姆定律的應(yīng)用；電功率的計(jì)算． 【分析】 （ 1）根據(jù)燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，可利用公式 I= 計(jì)算出燈泡 L 正常工作時(shí)的電流，根據(jù)歐姆定律即可求出電阻． （ 2）閉合 S，斷開(kāi) S S2，燈泡 L 與電阻 R1串聯(lián)，而此時(shí)燈泡正常工作，從而可以判斷出燈泡兩端的電壓，知道電源電壓，利用串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)計(jì)算出電阻 R1 兩端的電壓，又知道此時(shí)通過(guò)燈泡的電流，再利用公式 R= 計(jì)算 出 R1 的阻值． （ 3） S、 S S2 均閉合時(shí)，電阻 R1 和滑動(dòng)變阻器 R2 并聯(lián)，燈泡被短路，電流表A1 測(cè)通過(guò)電阻 R1 的電流，電流表 A2 測(cè)干路中的總電流．知道電源電壓，利用并聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)判斷出電阻 R1 和滑動(dòng)變阻器 R2 兩端的電壓，知道滑動(dòng)變阻器的最大電阻，可利用公式 P= 計(jì)算出 R2 上消耗電功率的最小值．知道定值電阻R1 兩端的電壓和 R1 的阻值，可利用公式 I= 計(jì)算出此時(shí)通過(guò) R1 的電流，又知道電流表 A2 量程為 0～ 3A，從而可以判斷出干路中 的最大電流，再利用并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)計(jì)算出通過(guò) R2 的最大電流，再利用公式 P=UI 計(jì)算出求 R2 上消耗電功率的最大值． 【解答】 解：（ 1）由 P=UI 可知燈泡 L 正常工作時(shí)的電流為： IL= = =， 由 I= 得：電阻 R= = =48Ω． 第 36 頁(yè)（共 37 頁(yè)） （ 2）閉合 S，斷開(kāi) S S2，燈泡 L 與電阻 R1 串聯(lián)，而此時(shí)燈泡正常工作， 則此時(shí)電路中的電流為 I=I 額 =，燈泡兩端的電壓為 UL=U 額 =12V，而電源電壓為 U=72V， 根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知： 電阻 R1 兩端的電壓為： U1=U﹣ UL=72V﹣ 12V=60V， 由 I= 可知電阻 R1 的阻值為： R1= = =240Ω． （ 3） S、 S S2 均閉合時(shí)，電阻 R1 和滑動(dòng)變阻器 R2 并聯(lián)，電源電壓為 U=72V， 則 U1=U2=U=72V， 而滑動(dòng)變阻器的最大電阻為 R 大 =100Ω， R2 消耗電功率的最小值為： P 小 = = =． 電阻 R1 的阻值為 240Ω，而 U1=U2=U=72V， 此時(shí)通過(guò) R1 的電流為： I1= = =， 電流表 A1 測(cè)通過(guò)電阻 R1 的電流，電流表 A2測(cè)干路中的總電流，電流表 A1 的量程為 0～ ，電流表 A2 的量程為 0～ 3A， 通過(guò) R2 的最大電流為： I2=I﹣ I1=3A﹣ =， R2 消耗電功率的最大值為： P 大 =UI2=72V =． 答：（ 1）燈泡正常工作時(shí)的電流是 ，電阻為 48Ω． （ 2）閉合 S，斷開(kāi) S S2，燈泡正常工作，電阻 R1 的阻值為 240Ω． （ 3） S、 S S2 均閉合時(shí)， R2 上消耗電功率的最小值為 、最大值為 ． 第 37 頁(yè)（共 37 頁(yè)） 2022 年 1 月 13 日