【正文】 29． 某微電腦電熱水壺具有溫度可控、自動(dòng)抽水等優(yōu)點(diǎn)，如圖是該電熱水壺的銘牌． （ 1）如圖所示，小電動(dòng)機(jī)將質(zhì)量為 的水從桶中提升了 ，電動(dòng)機(jī)對(duì)水做的功至少是多少？（ g 取 10N/kg） （ 2）電熱水壺在額定電壓下工作時(shí)的電流（保留一位小數(shù)）？ （ 3）水壺正常工作時(shí)，將 水從 20℃ 加熱到 100℃ 時(shí)，則水需吸收熱量是多少？ [c 水= 103J/（ kg℃ ） ] （ 4）若（ 3）中的加熱時(shí)間為 7min，求電熱水壺的熱效率． 【考點(diǎn)】 電功與熱量的綜合計(jì)算；能量利用效率；功的計(jì)算；熱量的計(jì)算；電功的計(jì)算． 【分析】 （ 1）根據(jù) W=Gh=mgh 求出電動(dòng)機(jī)對(duì)水做的功即為最少做的功； （ 2）由表中數(shù)據(jù)可以得到額定電壓、 額定功率，由電功率公式 P=UI 可以求得電流； （ 3）根據(jù) Q 吸 =c 水 m△ t 求出水吸收熱量． （ 4）先根據(jù) W=Pt 求出電熱水壺消耗的電能；然后根據(jù) η= 求出電熱水壺的加熱效率． 【解答】 解：（ 1）電動(dòng)機(jī)對(duì)水做的功： W=Gh=mgh= 10N/kg =6J； （ 2）由圖知：電水壺的額定電壓為 220V，額定功率為 1200W，由 P=UI 得： I= = ≈ ； （ 3）水需吸收熱量： Q 吸 =c 水 m△ t= 103J/（ kg℃ ） 80℃ = 105J； （ 4）電熱水壺消耗的 電能： W 電 =Pt=1200W 420s= 105J， 熱水壺的效率： η= 100%= 100%=80%． 答：（ 1）電動(dòng)機(jī)對(duì)水做的功至少是 6J； （ 2）電熱水壺在額定電壓下工作時(shí)的電流為 ； （ 3）要將水從 20℃ 加熱到 100℃ ，則 的水需吸收熱量是 105J； （ 4）若（ 3）中的加熱時(shí)間為 7min，電熱水壺的熱效率為 80%． 【點(diǎn)評(píng)】 本題考查了功、電流、吸熱公式、電功公式以及熱效率公式的應(yīng)用，知識(shí)點(diǎn)多、聯(lián)系實(shí)際生活，屬于中考常見(jiàn)題型，從電熱水壺銘牌得出相關(guān)信息是本題的關(guān) 鍵． 30． 創(chuàng)建生態(tài)文明城市需要我們共同關(guān)注環(huán)境，我市某興趣小組為了檢測(cè)空氣質(zhì)量指數(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，己知電源電壓 12V 保持不變． R0=5Ω，當(dāng)電壓表示數(shù)為 4V 時(shí)．求： （ 1）通過(guò) R 的電流： （ 2） 5min 內(nèi) R0 消耗的電能； （ 3）此時(shí)氣敏電阻 R 的電功率； （ 4）當(dāng)電壓表的示數(shù)為 6V 時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)． 【考點(diǎn)】 歐姆定律的應(yīng)用；電功的計(jì)算；電功率的計(jì)算． 【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． （ 1）根據(jù)串聯(lián)電路 的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出通過(guò) R 的電流； （ 2）根據(jù) W=UIt 求出 5min 內(nèi) R0 消耗的電能； （ 3）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) P=UI 求出氣敏電阻 R 的電功率； （ 4）當(dāng)電壓表的示數(shù)為 6V 時(shí)，根據(jù)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，然后根據(jù)歐姆定律求出電阻的倒數(shù)，再?gòu)膱D象中讀出空氣質(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． （ 1）因串聯(lián)電路中各處的電流相等， 所以，通過(guò) R 的電流： I= = =； （ 2） 5min 內(nèi) R0 消耗的 電能： W0=U0It=4V 5 60s=960J； （ 3）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， 氣敏電阻 R 的電功率： PR=URI=8V =； （ 4）當(dāng)電壓表的示數(shù)為 6V 時(shí)，電路中的電流： I′= = =， R 兩端的電壓： UR′=U﹣ U0′=12V﹣ 6V=6V， 此時(shí)氣敏電阻的倒數(shù)： = = =﹣ 1， 由圖象可知，空氣質(zhì)量指數(shù)為 50． 答：（ 1）通過(guò) R 的電流為 ： （ 2） 5min 內(nèi) R0 消耗的電能 為 960J； （ 3）此時(shí)氣敏電阻 R 的電功率為 ； （ 4）當(dāng)電壓表的示數(shù)為 6V 時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)為 50． 【點(diǎn)評(píng)】 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是從圖象中獲取有用的信息． 31． 在探究 “電流與電阻的關(guān)系 ”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，小明選擇了 5Ω、 10Ω、 20Ω、 25Ω五個(gè)電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電路圖如圖甲所示． （ 1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中未完成的電路完成，且使變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大．（導(dǎo)線不能交叉） （ 2）連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表沒(méi)有示數(shù)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)始終接 近電源電壓．造成這一現(xiàn)象的原因可能是 A （填字母）． A．電阻斷路 B．電流表壞了 C．滑動(dòng)變阻器短路 D．電阻短路 （ 3）排除電路故障進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑒?dòng)變阻器除了起到保護(hù)電路的作用外，還起到 調(diào)節(jié)電阻兩端電壓保持不變 的作用．實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)把 5Ω的電阻換成 10Ω的電阻后，應(yīng)把變阻器滑片向 左 （填 “左 ”或 “右 ”）滑動(dòng)，同時(shí)眼睛盯住 電壓表 才可能達(dá)到這個(gè)目的． （ 4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出 I﹣ R 圖象如圖丙所示．根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治鰣D象可得出結(jié)論： 電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 ． 【考點(diǎn)】 探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)． 【分析】 （ 1）由圖甲， R 與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè) R 兩端電壓，滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大，即電阻變?。? （ 2）電流表沒(méi)有示數(shù)，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓，電路故障可能為電壓表所測(cè)量的電阻斷路； （ 3）探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變；根據(jù)電路圖與歐姆定律分析滑片移動(dòng)方向． （ 4）根據(jù)圖象得出電流和電阻的關(guān)系：電壓不變，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比． 【解答】 解：（ 1）由圖甲，實(shí)驗(yàn)中電壓表測(cè) R 兩端電壓，滑動(dòng)變阻器與 R 串聯(lián)，滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大，即 電阻變小，所以應(yīng)把變阻器右下角接線柱接入電路．如圖所示： ． （ 2） A、閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表沒(méi)有示數(shù)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓，原因可能是電壓表所測(cè)量的電阻斷路，這樣使得電壓表串聯(lián)入電路中，故 A 符合題意； B、如果電流表壞了，整個(gè)電路斷路，電壓表也不會(huì)有示數(shù)，故 B 不合題意； C、如果滑動(dòng)變阻器短路，電流表會(huì)有示數(shù)，且更大，故 C 不合題意； D、如果電阻短路，則電壓表的示數(shù)將為零，且電流表的示數(shù)將變大，故 D 不合題意． （ 3）探究 “電流與電阻的關(guān)系 ”，應(yīng)不斷改變電阻阻值而控制電阻兩端電壓 不變，該實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電路外，其作用主要是控制電阻兩端電壓保持不變； 根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，把 5Ω換成 10Ω，電阻分壓變大，滑動(dòng)變阻器分壓變小，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)減小電阻分壓，增大滑動(dòng)變阻器分壓，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，由圖示電路圖可知，閉合開(kāi)關(guān)后應(yīng)向左移動(dòng)滑片，同時(shí)眼睛盯住電壓表． （ 4）由圖象知，電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比． 故答案為：（ 1）見(jiàn)上圖；（ 2） A；（ 3）調(diào)節(jié)電阻兩端電壓保持不變；左；電壓表；（ 4）電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比． 【點(diǎn)評(píng)】 探究電流與電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)，應(yīng)采用控制變量法，即控制電阻兩端電壓不變．考查了電路連接、滑動(dòng)變阻器的使用、電路故障的判斷和圖象的題解等．判斷電路故障時(shí)，要根據(jù)故障的表現(xiàn)，逐一分析可能的原因或現(xiàn)象，最后做出判斷，是較易出錯(cuò)的問(wèn)題． 32． 小明家有個(gè)木衣架，有一次放學(xué)回家，他把書包掛在衣架 A 處，衣架倒了下來(lái)．小明是個(gè)聰明的孩子，他分析了衣架倒下來(lái)的原因后，測(cè)量了如下的數(shù)據(jù)：書包質(zhì)量 5 千克；木衣架質(zhì)量 3 千克；圓底盤直徑 30 厘米；其他數(shù)據(jù)如圖．衣架受到重力的作用線經(jīng)過(guò)圓底盤的圓心． （ 1）請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算，解釋 衣架倒下來(lái)的原因． （ 2）為了防止衣架倒下來(lái)，小明提出了改進(jìn)意見(jiàn)﹣﹣﹣﹣適當(dāng)增大圓底盤直徑．請(qǐng)你再說(shuō)出一種其他方法． 【考點(diǎn)】 杠桿的平衡條件；重心． 【分析】 （ 1）分別計(jì)算兩個(gè)力和力臂的乘積，比較大小得出結(jié)論； （ 2）根據(jù)杠桿的平衡條件分析，得出具體方法． 【解答】 解：（ 1）書包的重力 G1=m1g=5kg 10N/kg=50N； 木衣架的重力： G2=m2g=3kg 10N/kg=30N； 圓盤的半徑為 =15cm，由圖知，以底盤右側(cè)點(diǎn)為支點(diǎn)， 書包對(duì)衣架力和力臂的乘積 =F1L1=50N （ 25cm﹣ 15cm） =500Ncm； 衣架自身重力和力臂的乘積 =F2L2=30N 15cm=450Ncm； 因?yàn)?F1L1＞ F2L2，所以衣架傾倒； （ 2）由題意知，衣架傾倒的原因是兩邊力和力臂的乘積不相等造成的，所以要防止其傾倒，可減小掛物與其力臂的乘積或增大自重與其力臂的乘積，故可減小掛衣鉤的長(zhǎng)度、或增大底盤的直徑、或圓盤底座換用大理石等密度更大的材料、或在掛衣鉤的對(duì)側(cè)掛物品等． 【點(diǎn)評(píng)】 本題主要考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，不僅能夠利用平衡條件解釋有關(guān)的現(xiàn)象，并且要學(xué)會(huì)應(yīng)用其解決有關(guān)的問(wèn)題． 33． 現(xiàn)有兩個(gè)電阻元件， 其中一個(gè)是由金屬材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而增大，另一個(gè)是由半導(dǎo)體材料制成的，其電阻隨溫度的升高而減?。F(xiàn)對(duì)其中一個(gè)電阻元件 R0 進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得其電流與加在它兩端的電壓值，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表： 次數(shù) 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次 第七次 第八次 物理量 U/V I/A （ 1）請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷元件 R0 可能是由上述哪類材料制 成的？并說(shuō)明理由． （ 2）把定值電阻 R 和元件 R0 接入如圖所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)后，電流表讀數(shù)為 ．已知電路中電源電壓恒為 3V，此時(shí)定值電阻 R 的電功率為多大？ （ 3）分析表中數(shù)據(jù)，寫出通過(guò)元件 R0 的電流 I 和元件 R0 兩端的電壓 U 之間的關(guān)系式． 【考點(diǎn)】 電功率的計(jì)算． 【分析】 （ 1）根據(jù)歐姆定律的變形公式 R= 可知，電阻隨電壓的增大，阻值如何變化，從而判斷元件 R0 是由上述哪類材料制成的． （ 2）由電路圖可知， R0、 R 串聯(lián)，先由表格得出 時(shí)電阻 R0 的阻值，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出 R 兩端的電壓，再 利用 P=UI 求出此時(shí)電阻 R 的電功率； （ 3）分析表中數(shù)據(jù)，找出電壓隨電流變化的規(guī)律，從而寫出通過(guò)它電流 I 和它兩端電壓 U的關(guān)系式． 【解答】 解：（ 1）利用公式 R= 分別計(jì)算不同電壓下的電阻值，即 2Ω、 、 1Ω、 、 、 ，可見(jiàn)，電阻的阻值隨著溫度的升高而減小，故為半導(dǎo)體材料． （ 2）由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電流為 時(shí)， R0 兩端電壓 U0=， 則 R 兩端電壓 U=U 總 ﹣ U0=3V﹣ =， R 的電功率 P=UI= =； （ 3）分析表中 數(shù)據(jù)可知：流過(guò)電阻元件 R0 的電流 I 與它兩端電壓 U 的平方成正比， 不妨設(shè) I=kU2，將 I=， U= 代入得： k=； 則通過(guò)阻元件 R0 的電流 I 和它兩端電壓 U 的關(guān)系式是： I=； 答：（ 1）半導(dǎo)體材料；因?yàn)楫?dāng)電流增大時(shí)，發(fā)熱功率多，溫度高，電阻?。? （ 2）此時(shí)定值電阻 R 的電功率為 ； （ 3）通過(guò)電阻元件 R0 的電流 I 和它兩端電壓 U 的關(guān)系式是： I=． 【點(diǎn)評(píng)】 本題考查串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是通過(guò)數(shù)據(jù)分析歸納得出電 流 I 跟電壓 U 之間的關(guān)系式