沪科版物理九年级全册课课练:专题训练 电学图像问题(含答案)

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名称 沪科版物理九年级全册课课练:专题训练 电学图像问题(含答案)
格式 docx
文件大小 214.5KB
资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2022-07-26 18:46:31

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文档简介

专题训练
[电学图像问题]
类型一 定值电阻的图像计算
方法诠释:定值电阻的I-U图像是一条过原点的斜线,先明确横轴、纵轴所表示的物理量,找出图像中对应点的电流I、电压U,可计算电阻大小;根据控制变量法的思维,对应相同电流找到相应的电压大小,对应相同电压找到相应的电流大小。
1.在某一温度下,电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系图像如图图ZT11-1所示,则下列说法正确的是 (  )
图ZT11-1
A.RA的阻值为10 Ω
B.RA与RB并联在电压为2 V的电源两端,干路中的电流为0.5 A
C.RA与RB串联后接在某一电路上,电流通过RA和RB产生的热量之比是1∶2
D.RA和RB并联后接在某一电路上,RA和RB消耗的电功率之比为1∶2
类型二 小灯泡的图像计算
方法诠释:小灯泡的I-U图像是一条过原点的曲线,电阻随温度的升高而增大,不同电压下对应的电阻不同,做题时一定要明确是哪个电压或哪个电流下的电阻,不能张冠李戴。
2.如图图ZT11-2所示是电阻R和灯泡L的U-I图像,由图像可知下列判断正确的是 (  )
图ZT11-2
A.两者都是定值电阻
B.当灯L两端电压为1 V时,其电阻值为10 Ω
C.将R和L串联,若R中的电流为0.4 A,则电路的总功率为1.2 W
D.将R和L并联,若R两端电压为1 V,则干路中的电流为0.4 A
3.[2020·岳阳] 如图图ZT11-3所示是某小灯泡的I-U图像,小灯泡的额定电压为6 V。小灯泡正常发光时,灯丝的电阻是    Ω。若将小灯泡与R=10 Ω的定值电阻并联接入某电路,干路中的总电流为0.5 A,通电10 s,电阻R消耗的电能为    J。
图ZT11-3
4.如图图ZT11-4甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12 V,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I-U关系图像如图图乙所示,则小灯泡的额定功率为    W,电源电压为    V,滑动变阻器的最大阻值为    Ω。
图ZT11-4
5.[2020·营口] 如图图ZT11-5甲所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R0=10 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω,灯泡标有“6 V 4.8 W”字样,灯泡的I-U图像如图图乙所示。当只闭合开关S、S1,滑动变阻器滑片位于最右端时,灯泡L的实际功率为1.2 W,求:
(1)电源电压。
(2)只闭合开关S、S2,电路消耗的最小电功率。
   图ZT11-5
类型三 滑动变阻器的图像计算
方法诠释:串联电路中滑动变阻器的滑片在移动过程中,其接入电路的电阻会改变,电阻改变导致其两端的电压和通过的电流都会发生改变。变阻器接入电路中的电阻变大,其两端的电压变大,但通过的电流会变小;接入电路中的电阻变小,通过的电流变大,但其两端的电压却变小。这时用公式P=UI就很难分析滑动变阻器的功率问题。通过极值公式推导和图像可以恰当地表示各种现象的物理过程和规律,可以使物理量之间的函数关系明确,可根据图像中的特殊点列式进行分析计算。
6.如图图ZT11-6甲所示,R是压敏电阻,其阻值随压力的变化而改变,R0为定值电阻,闭合开关S,改变R上压力大小,两电表示数之间的关系图像如图图乙所示,则下列判断错误的是 (  )
图ZT11-6
A.电源电压为6 V
B.当R0消耗的电功率为0.4 W时,R的电阻为20 Ω
C.R0的阻值为10 Ω
D.当电压表示数为1 V时,R0的电功率为0.5 W
7.如图图ZT11-7甲所示的电路中,电源电压为16 V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P移动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图图乙所示,根据图像信息可知,电阻R0的阻值是    Ω,滑动变阻器的最大阻值是    Ω,电路的最大功率是    W。
图ZT11-7
8.[2020·湖州] 方方用如图图ZT11-8甲所示电路研究电功率和电流的关系,绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图像,如图图乙所示。
(1)实线表示的是    (选填“R”或“R0”)的功率与电流的关系。
(2)求R0的阻值。
(3)当电流表示数为0.5 A时,求R消耗的电功率。
图ZT11-8
9.某同学设计了如图图ZT11-9(a)所示的电路,已知电源电压不变,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置,根据电路中电压表和电流表的示数描绘了如图图(b)所示的两条U-I图线。其中利用电压表V1和电流表A的示数描绘出甲图线,利用电压表V2和电流表A的示数描绘出乙图线。求:
(1)定值电阻R2的阻值。
(2)电源电压的大小及定值电阻R1的阻值。
(3)R2消耗的最大功率。
图ZT11-9
答案
1.C  由图像可得,当RA、RB两端电压为2 V时,通过RA、RB的电流分别是0.4 A和0.2 A,则RA===5 Ω,RB===10 Ω,故A选项错误;RA与RB并联在电压为2 V的电源两端,则通过RA、RB的电流分别是0.4 A和0.2 A,所以干路中的电流为0.4 A+0.2 A=0.6 A,故B选项错误;当RA与RB串联后接在某一电路上,通过它们的电流相等,则根据Q=I2Rt可知,产生的热量之比QA∶QB=RA∶RB=5 Ω∶10 Ω=1∶2,故C选项正确;当RA和RB并联后接在某一电路上时,它们两端的电压相等,则根据P=可知,消耗的电功率之比PA∶PB=RB∶RA=10 Ω∶5 Ω=2∶1,故D选项错误。
2.C  电阻R的U-I图像是直线,说明它是定值电阻,灯L的U-I图像是曲线,说明它是非定值电阻,故A项错误;从图中可知,当L两端电压为1 V时,对应的电流为0.4 A,此时它的电阻为R===2.5 Ω,故B项错误;将R、L串联,若R中的电流为0.4 A,则L中的电流也为0.4 A,从图像中可分别读出对应的电压为2 V、1 V,则总电压为3 V,电路的总功率为P=U总I=3 V×0.4 A=1.2 W,故C项正确;若将R、L并联,则其两端电压相等,R两端电压为1 V时,L两端电压也为1 V,从图像中读出对应的电流分别为0.2 A、0.4 A,则干路电流为0.2 A+0.4 A=0.6 A,故D项错误。
3.20 9  小灯泡的额定电压为6 V,由图像知,小灯泡正常发光时UL=6 V,IL=0.3 A,由欧姆定律可得,小灯泡的电阻为RL===20 Ω;将小灯泡与R=10 Ω的定值电阻并联接入某电路,由图像知,当电源电压为3 V时,通过小灯泡的电流为0.2 A,已知R=10 Ω,通过R的电流为IR===0.3 A,而0.2 A+0.3 A=0.5 A符合题意,所以电源电压为3 V,通电10 s,定值电阻消耗的电能为WR=Q=Rt=(0.3 A)2×10 Ω×10 s=9 J。
4.24 12 9
5.(1)当只闭合开关S、S1,滑动变阻器滑片位于最右端时,灯泡L与滑动变阻器(最大阻值接入电路)串联,由图乙可知,当UL=2 V、IL=0.6 A时,灯泡的实际功率PL=ULIL=2 V×0.6 A=1.2 W,因串联电路中各处的电流相等,且串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由I=可得,电源的电压:U=UL+IRR=2 V+0.6 A×10 Ω=8 V。
(2)只闭合开关S、S2时,R0与R串联,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路的最小电功率:P小===3.2 W。
6.D  由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。由图像可知,当电路中电流I1=0.2 A时,压敏电阻两端的电压U1=4 V;当电路中电流I2=0.5 A时,压敏电阻两端的电压U2=1 V。根据串联电路的规律及欧姆定律,由电源的电压不变得:
U=I1R0+U1,即U=0.2 A×R0+4 V①,
U=I2R0+U2,即U=0.5 A×R0+1 V②,
由①②得:R0=10 Ω,U=6 V,故A、C正确。
当R0消耗的电功率为0.4 W时,根据P=I2R可知,电路的电流为I===0.2 A,由欧姆定律和电阻的串联可得此时R的电阻为R=-R0=-10 Ω=20 Ω,故B正确。
由图乙可知,当电压表示数为1 V时,电路的电流为0.5 A,R0的电功率为P0=I'2R0=(0.5 A)2×10 Ω=2.5 W,故D错误。
7.10 70 25.6  (1)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,此时R0两端的电压等于电源电压,由图乙可知,电路中的最大电流I大=1.6 A,
由I=可得电阻R0的阻值:
R0===10 Ω。
(2)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.2 A,此时变阻器R两端的电压UR=14 V,
则滑动变阻器的最大阻值:
R滑大===70 Ω。
(3)电流最大时,电路的总功率最大,
则电路的最大总功率:P大=UI大=16 V×1.6 A=25.6 W。
8.(1)R0
(2)由图乙中R0的功率与电流关系图像知,I=2 A时,P0=32 W,由P=I2R可得,R0的阻值:R0===8 Ω。
(3)由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流,当滑动变阻器R连入电路的阻值为0时,电路为R0的简单电路,电路中电流最大,由图像知此时的电流I=2 A,由P=UI可得,电源电压:U===16 V,由欧姆定律可得,当电路中电流I'=0.5 A时,R0两端电压:U0=I'R0=0.5 A×8 Ω=4 V,由串联电路特点知,此时R两端电压:UR=U-U0=16 V-4 V=12 V,R消耗的电功率:PR=URI'=12 V×0.5 A=6 W。
9.(1)由欧姆定律I=得,R2===2 Ω。
(2)由串联电路电压关系得,电源电压:U=U1+IR1,
将图(b)中甲图线上的两组数据代入得:
U=1.3 V+0.2 A×R1,
U=1.0 V+0.5 A×R1,
联立解得:U=1.5 V,R1=1 Ω。
(3)当两电压表示数相同时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,此时电路中电流最大,为I2=0.5 A,R2消耗的电功率最大,为P=R2=(0.5 A)2×2 Ω=0.5 W。