【正文】 變阻器連入的最小阻值 R最小 =? =? ≈ Ω。 LUI2 .5 V0 .2 39。U I滑 最 小1 .5 V0 .2 2 A評析 本題綜合考查了動態(tài)電路、歐姆定律、電功率等知識 ,結(jié)合動態(tài)電路圖像信息 ,并正確 從中提取有用信息是解題的關(guān)鍵 ,屬于難題。 7.(2022湖南張家界 ,19,7分 )李明做測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn) ,所用小燈泡的額定電壓為 V。 (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線 ,將如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路連接完整 : 圖甲 (2)丙圖中陰影部分面積表示的物理量是 。 (3)實(shí)驗(yàn)時閉合開關(guān) ,李明發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光 ,且電流表無示數(shù) ,而電壓表有示數(shù) ,則電路的故障 可能是 : 。 (4)故障排除后 ,閉合開關(guān) ,李明發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為 2 V,若想測量小燈泡的額定電功率 ,應(yīng)再調(diào) 節(jié)滑動變阻器的滑片 P,使 P向 移動 (選填“左”或“右” ),當(dāng)電壓表的示數(shù)為 V時 , 對應(yīng)電流表的示數(shù)如圖乙為 A,則小燈泡的額定電功率是 W。 答案 (1)(2分 ,每連對一根線計(jì) 1分 ,連線不能交叉 )如圖 (2)電壓 (1分 ) (3)小燈泡斷路 (1分 ) (4)右 (1分 ) (1分 ) (1分 ) 解析 (1)應(yīng)用“先串后并”的方法 ,先將滑動變阻器的上接線柱 (A或 B)與燈泡的右接線柱連 接 ,又因?yàn)闊襞莸念~定電壓為 V,所以電壓表應(yīng)選 0~3 V量程 ,并聯(lián)在燈泡兩端 。(2)陰影部分的 面積等于長與寬的乘積 ,由 U=IR可知 ,陰影部分的面積表示電阻兩端的電壓 。(3)由“閉合開關(guān) , 小燈泡不發(fā)光 ,且電流表無示數(shù)”可知 ,電路故障應(yīng)為斷路 ,又因?yàn)椤半妷罕碛惺緮?shù)” ,所以可 推斷出應(yīng)為燈泡處發(fā)生了斷路 。(4)電壓表示數(shù)為 2 V,若要測量燈泡的額定功率 ,應(yīng)使電壓表示 數(shù)增大為 V,則需減小滑動變阻器連入電路的阻值 ,即 P應(yīng)向右移動 。由圖乙可知 ,電壓表示數(shù) 為 V時 ,電流表示數(shù)為 A,則小燈泡的額定功率 P=UI= V A= W。 8.(2022湖南郴州 ,29,10分 )熱熔膠是常用的粘合劑 ,它在常溫下是固體。圖甲是熱熔膠槍 (簡稱 “膠槍” )的外形 ,其內(nèi)部有兩只相同的 PTC加熱元件 ,電路如圖乙所示 ,單只 PTC加熱元件的電 阻與溫度的變化關(guān)系如圖丙所示。膠槍扳機(jī)松開時 ,開關(guān) S1斷開 ,開關(guān) S2的觸片與 b觸點(diǎn)接通 ,若 此時接通電源 ,膠槍就進(jìn)入了預(yù)熱狀態(tài) ,約 60 s后熱熔膠熔化成的膠液溫度達(dá)到正常工作溫度 (150~180 ℃ )。此后 ,若扣動扳機(jī) ,膠槍就進(jìn)入正常工作狀態(tài) :開關(guān) S1閉合 ,開關(guān) S2的觸片與 a觸點(diǎn) 接通 ,固體膠條向前擠壓 ,槍口冒出溫度為 150~180 ℃ 的膠液。在近似計(jì)算時 ,可以認(rèn)為膠液的 溫度與 PTC加熱元件的溫度相同。問 : (1)單只 PTC加熱元件在預(yù)熱過程中的最小電阻為多少 ? (2)膠槍在預(yù)熱過程中消耗的最大功率是多大 ? (3)接通電源 60 s后 ,假設(shè)膠槍在恒溫為 150 ℃ 的條件下正常工作 100 s,它產(chǎn)生熱量的 60%被膠 條吸收 ,在這過程中膠條吸收了多少熱量 ? 丙 答案 (1)500 Ω (2) W (3)103 J 解析 (1)由圖丙可得 ,單只 PTC的最小電阻為 R=500 Ω(2分 ) (2)膠槍在預(yù)熱過程中 ,R1與 R2串聯(lián) ,最小總電阻為 : R總 =R1+R2=2R=2500 Ω=1 000 Ω(2分 ) 此時消耗的功率最大 : P最大 =? =? = W(2分 ) (3)當(dāng)溫度為 150 ℃ 的條件下正常工作時 ,R1與 R2并聯(lián) ,總電阻為 : R總 39。=? R139。=? 1 200 Ω=600 Ω(1分 ) 產(chǎn)生熱量為 : Q放 =? t? (1分 ) 膠條吸收的熱量為 : Q吸 =ηQ放 =η? t=60%? 100 s=103 J(1分 ) 2UR 總2( 20 V )1 000Ω1212 239。UR 總 2 39。UR總2( 20 V )600Ω9.(2022河北 ,38,7分 )如圖甲所示 ,電源電壓可調(diào) ,燈泡 L規(guī)格為“ 15 V 45 W” ,且燈絲電阻不隨 溫度變化。電流表量程為“ 0~ A”和“ 0~3 A” ,滑動變阻器 R的規(guī)格分別為“ 25 Ω 2A” 和“ 10 Ω 3 A”。 甲 乙 (1)將電源電壓調(diào)到 18 V,閉合開關(guān) ,移動 P,使燈泡正常發(fā)光。求燈泡的電阻和燈泡消耗的最小 功率。 (2)將電源電壓調(diào)到 15 V,用定值電阻 R0替換燈泡 ,P置于中點(diǎn) A,閉合開關(guān) ,電流表指針指到滿偏 刻度的三分之二位置 (可能重新選擇了電表量程和變阻器 R)。然后將 P從 A移到最左端 B,兩表 示數(shù)的 IU關(guān)系如圖乙所示。通過計(jì)算判斷所用變阻器的規(guī)格。 答案 (1)5 Ω W (2)見解析 解析 (1)由 I=? P=UI得 燈絲電阻 RL=? =? =5 Ω(2分 ) 燈泡正常發(fā)光時 ,通過的電流 IL=? =? =3 A,通過變阻器的電流大于 2 A,所以 R為“ 10 Ω 3 A”的變阻器 。又由于 L與 R串聯(lián) ,電路中的電阻最大時 ,電流最小 ,所以燈泡消耗的功率最小 (1分 ) PL最小 =I2RL=? RL=? 5 Ω= W(1分 ) (2)由題意和圖可知 ,P在中點(diǎn) A時 ,UA=10 V,電流可能為 2 A或 A(1分 ) ? (1分 ) 由題意可知 ,所用變阻器的規(guī)格為“ 25 Ω 2 A” ? (1分 ) 評分說明 :(1)解答應(yīng)寫出必要的文字說明、公式和演算步驟 ,只寫最后答案的不給分。答案中 必須寫出數(shù)字和單位。只寫出公式 ,不能與題目所給條件相聯(lián)系的不給分。 UR 2P LL2(1 5 )45VWLLUR1 5 V5 Ω2LURR???????21 8 V5Ω 10Ω?AA1 1A1AA2 2A239。 15V 10V2A , 2 2 5Ω2A39。 15V , 2 2 25ΩUUIRIUUIRI? ? ?? ? ? ? ????? ??? ? ? ? ???最 大最 大① 當(dāng) 時 變 阻 器② 當(dāng) 時 變 阻 器(2)運(yùn)用其他方法解題正確的 ,參照評分標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)給分。 (3)解題過程中不重復(fù)扣分 ,哪一步錯扣哪一步分 ,運(yùn)用該步驟錯誤結(jié)果代入下步進(jìn)行計(jì)算不再 出現(xiàn)錯誤的 ,不扣后邊的分。 (4)計(jì)算結(jié)果錯誤扣 1分 ,對有效數(shù)字不做要求。 評析 此題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律以及電功率的計(jì)算 ,解題關(guān)鍵是確定電路中所 用變阻器規(guī)格及最小功率的計(jì)算 ,并根據(jù)定值電阻兩端電壓與電流成正比、題意和圖像確定 電流表和電壓表示數(shù) ,本題難度較大。 10.(2022湖南長沙 ,39,8分 )如圖甲所示 ,電源電壓恒為 18 V,燈泡 L上標(biāo)有“ 10 V 5 W”字樣 ,電 流表量程為 0~ A,電壓表量程為 0~15 V,滑動變阻器 R的最大阻值為 200 Ω。當(dāng)只閉合 S和 S1, 移動滑動變阻器的滑片 P時 ,它兩端的電壓與其接入電路的電阻關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)滑動變阻 器接入電路的阻值由 R1增大到 4R1時 ,定值電阻 R0的電功率變化了 W。求 : (1)燈泡 L正常發(fā)光時通過的電流 。 (2)只閉合 S和 S2,且滑動變阻器的滑片 P置于中點(diǎn)位置時 ,燈泡的實(shí)際功率 。 (3)只閉合 S和 S1,在保證電路安全的情況下 ,當(dāng)電阻 R0消耗電功率最小時 ,滑動變阻器 R消耗的電 功率。 答案 (1) A (2) W (3) W 解析 (1)燈泡 L正常發(fā)光時通過的電流 I額 =? =? = A (2)P在中點(diǎn)時 ,滑動變阻器連入電路的阻值為 100 Ω 閉合 S和 S2時 ,燈泡 L和 R串聯(lián) , IL=I總 =? RL=? PL=? RL 聯(lián)立以上各式 ,代入數(shù)據(jù)解得 PL= W (3)由圖可知 S、 S1閉合時 ,R0與 R串聯(lián) ? (R1+R0)=U ? (4R1+R0)=U (? )2R0(? )2R0=ΔP PU 額 額5W1 0 V LURR?2UP 額額2I L 11U 1124UR11U 1124UR聯(lián)立以上各式 ,代入數(shù)據(jù)解得 R0=20 Ω R0消耗電功率最小 ,則回路電流最小 ,總電阻最大 ,但必須確保電壓表不超出量程。 則 UR=15 V,UR0=3 V 此時 R=100 Ω,PR=? = W 2RUR評析 本題是一道結(jié)合圖像來解答的計(jì)算題 ,前兩問難度不大 ,第三問需要列出方程組 ,結(jié)合數(shù) 學(xué)知識才能解答 ,難度較大。 考點(diǎn)三 電熱 1.(2022北京 ,36,5分 )實(shí)驗(yàn)桌上有三個完全相同的燒瓶 ,燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等的煤油、型號相同 的溫度計(jì)和阻值相等且不變的電阻絲 R,如圖所示。另外 ,還有滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、滑動變 阻器和開關(guān)各一個 ,電流表和停表各一塊 ,導(dǎo)線若干。請利用上述實(shí)驗(yàn)器材 ,設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)證 明 :“保持電阻阻值不變 ,在相同時間內(nèi)通過電阻的電流越大 ,電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越 多”。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中可用煤油升高的溫度 Δt的大小表示電流通過電阻絲 R產(chǎn)生熱量的多少。請 畫出實(shí)驗(yàn)電路圖 ,寫出實(shí)驗(yàn)步驟 ,畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。 ? 答案 見解析 解析 實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示 ? 實(shí)驗(yàn)步驟 : (1)按電路圖將裝置甲、滑動變阻器、電流表等串聯(lián)接入電路中 ,將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻 值最大的位置 ,觀察并記錄裝置甲中溫度計(jì)的示數(shù) t0。 (2)閉合開關(guān) S的同時按下停表開始計(jì)時 ,觀察并記錄電流表的示數(shù) I。通電 3 min,停止計(jì)時的同 時觀察并記錄溫度計(jì)的示數(shù) t,斷開開關(guān) S。 (3)用裝置乙替換電路中的裝置甲 ,改變滑動變阻器滑片的位置 ,觀察并記錄裝置乙中溫度計(jì)的 示數(shù) t0。仿照步驟 (2),做一次實(shí)驗(yàn)。 (4)用裝置丙替換電路中的裝置乙 ,再次改變滑動變阻器滑片的位置 ,觀察并記錄裝置丙中溫度 計(jì)的示數(shù) t0。仿照步驟 (2),再做一次實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 : I/A t0/℃ t/℃ Δt/℃ 評析 本題主要考查依據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力。正確控制變量 ,正確記錄和改變自 變量和因變量是解題的關(guān)鍵 ,同時對學(xué)生的語言表達(dá)能力也進(jìn)行了考查 ,題目難度較大。 2.(2022湖南衡陽 ,32,10分 ,★ )超聲波加濕器通電工作時 ,霧化片產(chǎn)生每秒 170萬次的高頻率振 動 ,將水拋離水面霧化成大量 1~5 μm的超微粒子 (水霧 ),吹散到空氣中使空氣濕潤 ,改變空氣的 濕度。圖甲所示是某型號超聲波加濕器 ,下表為其部分技術(shù)參數(shù) ,其中額定加濕量是指加濕器 正常工作 1 h霧化水的體積 ,加濕效率是指實(shí)際加濕量和實(shí)際功率的比值。 額定加濕量 Q額 15 L/h 額定電壓 U額 220 V 額定功率 P額 660 W 水箱容量 V 30 L 加濕效率 k ≥ 102 L/(hW) 丙 (1)水霧化成超微粒子的過程 (選填“是”或“不是” )汽化現(xiàn)象。加濕器正常工作時 的電流為 A,加滿水后最多能加濕 h。 (2)若在沒有其他用電器接入電路的情況下 ,加濕器工作 30 min,標(biāo)有“ 3 000 imp/kWh”的電能 表指示燈閃爍了 720次 ,此過程中加濕器的實(shí)際功率為多少 W?加濕器的加濕量 Q實(shí) 至少為多少 L/h? (3)超聲波加濕器內(nèi)部有一個濕度監(jiān)測裝置 ,利用濕敏電阻可實(shí)現(xiàn)對環(huán)境濕度的精確測量。圖 乙為該濕度監(jiān)測裝置的電路圖 ,已知電源電壓為 24 V,定值電阻 R0的阻值為 120 Ω,電流表的量 程為 0~100 mA,電壓表的量程為 0~15 V,濕敏電阻的阻值 R隨濕度 RH變化的關(guān)系圖線如圖丙所 示 ,請你根據(jù)該電路計(jì)算濕度監(jiān)測裝置能夠測量的濕度范圍。 答案 (1)不是 3 2 (2)480 W L/h (3)30%~90% 解析 (1)超聲霧化是將水打成更小顆粒的液態(tài)水 ,不是汽化現(xiàn)象 。正常工作時 ,工作電壓為 220 V, 功率為 660 W,由公式 P=UI可得 I=? =? =3 A。水箱容量為 30 L,額定加濕量為 15 L/h,則加 滿水可以用 2 h。 (2)電能表標(biāo)有“ 3 000 imp/kWh” ,指示燈閃爍 720次共耗電 W=? = kWh,所 用時間為 30 min= h,功率為 P實(shí) =? =? =480 W。加濕效率最小為 102 L/(hW),最小 加濕量 Q實(shí) =kP=102 L/(hW)480 W= L/h。 (3)由電壓表和電流表的量程可知 ,當(dāng)濕敏電阻減小時 ,要考慮電流表不能被燒壞 ,通過電路的 最大電流為 100 mA= A,則有 R總 =? =? =240 Ω,此時濕敏電阻最小