2023年科学中考真题分类汇编:电与电路

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名称 2023年科学中考真题分类汇编:电与电路
格式 zip
文件大小 1.3MB
资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2023-07-10 16:02:35

文档简介

2023年科学中考真题分类汇编:电与电路
一、单选题
1.(2023·温州)用伏安法测电阻时,某次电表的指针位置如图所示。其示数为(  )
A. B. C. D.
2.(2023·杭州)如图所示为多档位加热器的电路图,电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时,对电路的分析正确的是(  )
A.R1和R2串联
B.R1两端的电压小于R2两端的电压
C.流过R1的电流大于流过R2的电流
D.如果R1断了,R2也不能工作
3.(2023·舟山)测量时需要准确读数,图中电流表的示数是(  )
A.0.22A B.1.20A C.0.24A D.1.40A
4.(2023·丽水)公交车后门左右扶杆上各装有一个按钮开关(如图)。当乘客按下任一按钮时,蜂鸣器响起提示音,提醒司机有乘客要下车,下列电路符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
二、解答题
5.(2023·温州)在献爱心活动中,小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫,能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲,是安装在坐垫内的热敏电阻,其阻值随温度的变化如表所示。
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
闭合开关,电热坐垫启动高功率工作模式,当通过电磁铁的电流达到0.05安时,衔铁和同时被吸引,转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时,电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位,又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换,使其温度维持在一定范围。
(1)分析表中数据,当温度升高时,热敏电阻R,的阻值   。(选填“变大”或“变小”)
(2)图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中,电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟,则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦?
(3)小明想在控制电路中增加一个力敏电阻,以实现两个功能:
①1000牛压力以下,坐垫最高温度不超过;
②人离开后,坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻,其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式,并写出500牛压力下坐垫的最高温度值:   。(线圈阻值忽略不计)
6.(2023·台州)我省实施“清凉工程”,为每个教室安装了空调。
(1)安装一台额定电压为220伏,最大功率为5500瓦的空调,需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明,应选择允许通过最大电流至少为多少的导线?
(2)某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦,若连续制冷0.5小时,消耗多少电能?
(3)为落实节能降耗,某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路,实现当气温升至30℃时,衔铁才能被电磁铁吸下,接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙。
实际使用中发现:当气温在30℃上下波动时,空调线路会频繁接通和断开,影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0(如图丙),实现了空调线路接通后,气温降低至26℃以下时才自动切断,回升至30℃后才重新接通。请计算R0的阻值,并说出“气温从30℃降低至26℃时,空调线路不断开”的工作原理。(电路改进前后,衔铁刚被吸下时,电磁铁线圈中的电流大小不变;线圈电阻忽略不计)
7.(2023·舟山)科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动,过程如下:
[明确问题]科技小组同学们讨论后认为,电饭煲应具有如下基本功能,并提出具体标准:
①工作电压:220V;煮饭模式功率:880W ;保温模式功率:88W;
②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
(1)[方案设计]根据标准,小组讨论后,初步设计了如图甲的方案,图中开关S1,S2都闭合时,电饭煲处于煮饭模式,功率为880W,则发热电阻R1,应选择的阻值为多少欧?
(2)[方案优化]有同学认为甲方案不能实现自动切换功能,于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻,设计了如图乙的方案。
①工作电路中的发热电阻R,应设计在 ▲ 处(选填“a"或“b")。
②为确保安全,当电饭煲内温度达到设定温度105℃时,工作电路自动切换到保温模式,其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V,当电流达到0.03A时,电磁铁会吸下衔铁,工作电路自动切换到保温模式。那么,选用的定值电阻R0阻值应为多少欧?(电磁铁线圈阻值不计)
三、实验探究题
8.(2023·杭州)小金用如图甲所示电路测某导体的电阻。回答下列问题:
(1)用笔画线代替导线在答题纸的图中完成实物图的连接;   
(2)闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的指针位置如图丙所示,则被测导体R0的电阻为   欧;
(3)为减小实验误差,需进行多次测量。当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时,电压表的示数将   (选填“变大”或“变小”)。
9.(2023·台州)某同学查阅资料得知:溶液的导电能力与溶质的种类、溶质的质量分数、电极间的距离、电极与溶液接触面积等因素有关。该同学用如图装置,利用5%和10%的氢氧化钠溶液,证溶液导电能力与溶质质量分数大小的关系。
(1)配制5%的氢氧化钠溶液200克,取现有10%的氢氧化钠溶液   克,再加一定量的水混合均匀。
(2)用笔画线将图中电路连接完整。
(3)实验步骤:①连接实验电路。
请补充实验的其他步骤   。
10.(2023·舟山)科学小组同学用电压表和电流表测导体的电阻R,过程如下。
(1)[实验步骤]
①连接电路,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,读出电压表和电流表的示数并记录;
③改变滑动变阻器的阻值,读数并记录,重复实验。
记录表
实验次数 U/V I/A R/Ω
1 1.0 0.50 2.0
2 1.5 0.14 10.7
3 2.0 0.19 10.5
4 2.5 0.23 10.9
请在答题卷中用笔画线代替导线,将实物图连接完整。
(2)[数据处理]表中数据有一组是错误的,剔除后可得出导体的电阻R=    Ω。
(3)[反思交流]实验中,通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据,这样操作的目的是   。
11.(2023·丽水)小科通过实验对“串联电路各部分电压的关系“进行了验证。利用学生电源、小灯泡2个、电压表1个、开关1个、导线若干等器材,按图甲电路逐一接入电压表进行实验。
(1)实验中小灯泡L1、L2的规格应了   (填“相同"或“不同");
(2)在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应正确选择量程、具体操作是   。
(3)某次测量时电压表示数如图乙,则读数为   伏;
(4)整理实验数据时,小科发现两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两消的总电压U,与预期结果不相符。换用其他器材并规范操作,多次实验后结果均相同。其原因可能是   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】电压的测量及电压表的使用
【解析】【分析】根据图片确定电压表的量程和分度值,根据指针位置读出示数。
【解答】根据图片中的“V”可知,这个为电压表,量程为0~3V,分度值为0.1V,则示数为1.2V。
故选C。
2.【答案】C
【知识点】基本电路与电路图;电功率计算公式的应用;电功率
【解析】【分析】如图所示电路中,当开关S1和S2均闭合时,电热丝R1和R2为并联关系,此时电路中的总电阻最大,相同时间内产生的热量最多。
【解答】A.由图可知R1和R2为并联关系;
B.R1和R2为并联关系,故两端电压相等;
C.电压相同时,电阻越大,电流越小,故其正确;
D.并联电路两条支路不会相互影响。
故答案为:C
3.【答案】C
【知识点】电流的测量及电流表的使用
【解析】【分析】电流表读数分三步,一看量程,二看分度值,三读数;
【解答】由图可知其表接的是小量程,故分度值为0.02A,又由于是0.2A后面两格,故为0.24A.
故答案为:C
4.【答案】B
【知识点】基本电路与电路图;串联电路和并联电路的辨别
【解析】【分析】本题考查对电路的基本认识和串并联电路的区分。
【解答】 当乘客按下任一按钮时,蜂鸣器响起提示音,提醒司机有乘客要下车 ,说明电路中任意开关闭合,蜂鸣器都能工作,故只有B符合题意。
故答案为:B
5.【答案】(1)减小
(2)解:工作电路处于低功率状态时, 和 串联


工作电路处于高功率状态时, 和 并联

消耗的总电能为 焦
答:测试中电热丝消耗的总电能为 焦。
(3)选用 与 并联,500牛压力下坐垫的最高温度值为
【知识点】欧姆定律及其应用;电功计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据表格数据分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律;
(2)根据甲图可知,当电路处于低功率状态时,两个电阻串联,根据R总=R1+R2计算出此时的总电阻,再根据 计算消耗的总电能。
当电路处于高功率状态时,两个电阻并联。根据分别计算出两个电阻丝消耗的电能,然后相加即可。
(3)①当电磁铁的电流达到0.05A时,转为低功率模式,此时温度达到最高。根据计算出此时控制电路的总电阻,然后根据表格确定45℃时热敏电阻的阻值,二者进行比较,根据串并联电路的电阻特点确定连接方式,并计算出加入的阻值。根据图像判断压力减小时45℃是否为最高温度,最终确定加入的力敏电阻即可。
②根据乙图确定500N时加入力敏电阻的阻值,然后根据并联电路的电阻规律计算出此时热敏电阻Ra的阻值,最后根据表格确定对应的最高温度即可。
【解答】(3)①当电磁铁的电流达到0.05A时,转为低功率模式,此时温度达到最高。
此时电路的总电阻为:;
根据表格可知,当温度为45℃时,热敏电阻Ra=180Ω;
则此时的总电阻小于热敏电阻,
根据并联电路总电阻小于任何一个组成电阻的规律可知,力敏电阻与热敏电阻并联。
根据得到:;
解得:R=360Ω;
即压力为1000N时,力敏电阻的阻值为360Ω;
则可能为Rc或Rd;
对于Rc来说,当压力减小时它的阻值增大,
根据并联电路电阻的特点可知,当总电阻不变时,热敏电阻的阻值要减小,
则此时温度会高于45℃;
因此只能选择Rd与Ra并联;
②当压力为500N时,Rd的阻值为300Ω;
根据得到:;
解得:Ra=200Ω;
根据表格可知,此时最高温度为43℃。
6.【答案】(1)解:
答:应选择允许通过最大电流至少为25安的导线
(2)解:
答:消耗电能1.17千瓦时。
(3)解:根据图乙可知,当温度为30℃时,Rt=20欧。根据图甲可知衔铁刚被吸下时线
圈的电流
当温度降为26℃时,Rt′=30欧
此时流过Rt的电流
工作原理:气温升至30℃时,衔铁被吸下,Rt和R0并联工作。气温从30℃下降到26℃,由于R0的作用,线圈的电流一直大于等于0.15安,衔铁一直被吸引,空调线路不断开。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)电功率最大时电流为最大值;
(2)电能=电功率x时间;
(3)自动控制模拟电路原理为:当气温升高时,电阻R1的阻值变小,控制电路中的电流增大,磁性增强,上方的衔铁被吸合,空调线路接通,空调工作;当空调工作,温度降低时,电阻R1升高,电流变小,衔铁向上运动,空调断路。
7.【答案】(1)解:发热电阻R1应选择的阻值为:R1= =55Ω
答:发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
(2)a;解:通过图丙可知,当电饭煲内温度达到设定温度105℃时,热敏电阻的阻值为:600Ω;
控制电路中的电流达到0.03A时,电路的总电阻为:R总=q= =800Ω,
选用的定值电阻R0阻值为:R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答:选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功计算公式的应用;电功率计算公式的应用;电器的电功率
【解析】【分析】电磁继电器是电磁铁应用,可以利用低电压、弱电流控制高电压和强电流;功率是指电流在单位时间内所做的功,表示做功的快慢;P=I2R=U2/R=UI
【解答】(1)已知加热功率P=880W;R1===55Ω;答:发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
(2)①从图中可以看出控制电路中的热敏电阻随着温度的升高而降低,所以当温度升高是时,控制电路中电阻变小,电流变大,磁性变强,吸引衔铁,所以发热电阻不工作,所以①工作电路中的发热电阻R,应设计在a处。
②解:通过图丙可知,当电饭煲内温度达到设定温度105℃时,热敏电阻的阻值为:600Ω;控制电路中的电流达到0.03A时,电路的总电阻为:R总=q= =800Ω,选用的定值电阻R0阻值为:R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω;
故答案为:(1) 解:发热电阻R1应选择的阻值为:R1= =55Ω
答:发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
(2) a;解:通过图丙可知,当电饭煲内温度达到设定温度105℃时,热敏电阻的阻值为:600Ω;控制电路中的电流达到0.03A时,电路的总电阻为:R总=q= =800Ω,选用的定值电阻R0阻值为:R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答:选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
8.【答案】(1)如图:
(2)13
(3)变大
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的使用方法解答;
(2)根据丙图确定电流表和电压表的量程和分度值,根据指针位置读出示数,然后根据公式计算即可;
(3)根据滑片移动方向分析变阻器的阻值变化,再根据R总=R变+R0分析总电阻的变化,最后根据“电流与电压的反比关系”确定电流表的示数变化,最后根据U=IR分析电压表的示数变化。
【解答】(1)滑动变阻器应该与电阻串联,且接线一上一下。根据图片可知,变阻器右下角的接线柱已经与定值电阻R0相连,此时可以将左上角的C接线柱与电源正极相连,如下图所示:
(2)根据丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.2A;
电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.6V,
那么R0的阻值:;
(3)当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时,变阻器的阻值减小,根据R总=R变+R0可知,总电阻减小。根据“电流与电阻的反比关系”可知,电流表的示数增大。根据U=IR可知,电压表的示数增大。
9.【答案】(1)100
(2)电路链接如图:
(3)实验基本操作(滑动变阻器的使用)、无关变量的选择(烧杯选择、氩氧化钠体积控制)、因变量观测(电流表读数)、重复实验
【知识点】基本电路与电路图;欧姆定律及其应用;溶质的质量分数及相关计算
【解析】【分析】(1)稀释溶液前后溶质的质量保持不变;
(2)应使整个电路串联在一起;
(3)在补充步骤时,应保持初溶质质量分数大小外的其余变量均相同。
【解答】(1)10%m=200x5%,故m=100g;
(2) 电路连接如图:
(3)1.断开开关,往相同的烧杯中先后加入等体积的 5%和10%的氢氧化钠溶液 ;2.移动滑动变阻器,使其接入电路的阻值最大;3.移动滑片使前后两组实验处于相同的位置,测得电流表的示数的大小;4.重复试验。
10.【答案】(1)
(2)10.7
(3)取平均值,减小误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)需将定值电阻和滑动变阻器串联在一起;
(2)伏安法通过多次测量电压和电流值来计算不同的电阻大小,并求得其平均值;
(3)多次测量求平均值以减小实验误差;
【解答】(1)只需将电阻串联进去;
(2);
(3)调节滑动变阻器的阻值获得多组数据,这样操作的目的是取平均值,减小误差;
故答案为:(1)(2)10.1 (3)取平均值,减小误差
11.【答案】(1)不同
(2)先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱,若指针偏转角度太小,再使用较小的量程
(3)1.5
(4)导线有电阻,两端存在电压
【知识点】电压;电压的测量及电压表的使用;串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)探究串联电路电压特点时,应保持两元件的规格不同;
(2)试触法指使用电表时,为了不损坏元件,一般先用大量程;
(3)电压表的读数需注意其量程和分度值;
(4)只要元件有电阻,在串联电路中就会分去电压。
【解答】(1)若两个灯泡的规格相同,则两个灯泡两端电压始终相等,故不能等到普遍结论,所以不相同;
(2) 在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应先用试触法(先用大量程);
(3)由图乙可知,读书为1.5v;
(4)电压U1、U2之和略小于两灯泡两消的总电压U ,原因可能是导线电阻分到了部分的电压;
故答案为:(1)不同;(2) 先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱,若指针偏转角度太小,再使用较小的量程 ;(3)1.5v;(4) 导线有电阻,两端存在电压
1 / 12023年科学中考真题分类汇编:电与电路
一、单选题
1.(2023·温州)用伏安法测电阻时,某次电表的指针位置如图所示。其示数为(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】电压的测量及电压表的使用
【解析】【分析】根据图片确定电压表的量程和分度值,根据指针位置读出示数。
【解答】根据图片中的“V”可知,这个为电压表,量程为0~3V,分度值为0.1V,则示数为1.2V。
故选C。
2.(2023·杭州)如图所示为多档位加热器的电路图,电热丝R1的电阻小于电热丝R2的电阻。闭合S1和S2时,对电路的分析正确的是(  )
A.R1和R2串联
B.R1两端的电压小于R2两端的电压
C.流过R1的电流大于流过R2的电流
D.如果R1断了,R2也不能工作
【答案】C
【知识点】基本电路与电路图;电功率计算公式的应用;电功率
【解析】【分析】如图所示电路中,当开关S1和S2均闭合时,电热丝R1和R2为并联关系,此时电路中的总电阻最大,相同时间内产生的热量最多。
【解答】A.由图可知R1和R2为并联关系;
B.R1和R2为并联关系,故两端电压相等;
C.电压相同时,电阻越大,电流越小,故其正确;
D.并联电路两条支路不会相互影响。
故答案为:C
3.(2023·舟山)测量时需要准确读数,图中电流表的示数是(  )
A.0.22A B.1.20A C.0.24A D.1.40A
【答案】C
【知识点】电流的测量及电流表的使用
【解析】【分析】电流表读数分三步,一看量程,二看分度值,三读数;
【解答】由图可知其表接的是小量程,故分度值为0.02A,又由于是0.2A后面两格,故为0.24A.
故答案为:C
4.(2023·丽水)公交车后门左右扶杆上各装有一个按钮开关(如图)。当乘客按下任一按钮时,蜂鸣器响起提示音,提醒司机有乘客要下车,下列电路符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】基本电路与电路图;串联电路和并联电路的辨别
【解析】【分析】本题考查对电路的基本认识和串并联电路的区分。
【解答】 当乘客按下任一按钮时,蜂鸣器响起提示音,提醒司机有乘客要下车 ,说明电路中任意开关闭合,蜂鸣器都能工作,故只有B符合题意。
故答案为:B
二、解答题
5.(2023·温州)在献爱心活动中,小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫,能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲,是安装在坐垫内的热敏电阻,其阻值随温度的变化如表所示。
热敏电阻的阻值与温度的关系
温度/ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
闭合开关,电热坐垫启动高功率工作模式,当通过电磁铁的电流达到0.05安时,衔铁和同时被吸引,转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时,电磁铁无法吸住衔铁和、恢复原位,又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换,使其温度维持在一定范围。
(1)分析表中数据,当温度升高时,热敏电阻R,的阻值   。(选填“变大”或“变小”)
(2)图甲中和的阻值均为1210欧。在某次测试中,电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟,则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦?
(3)小明想在控制电路中增加一个力敏电阻,以实现两个功能:
①1000牛压力以下,坐垫最高温度不超过;
②人离开后,坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻,其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及在控制电路中的连接方式,并写出500牛压力下坐垫的最高温度值:   。(线圈阻值忽略不计)
【答案】(1)减小
(2)解:工作电路处于低功率状态时, 和 串联


工作电路处于高功率状态时, 和 并联

消耗的总电能为 焦
答:测试中电热丝消耗的总电能为 焦。
(3)选用 与 并联,500牛压力下坐垫的最高温度值为
【知识点】欧姆定律及其应用;电功计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据表格数据分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律;
(2)根据甲图可知,当电路处于低功率状态时,两个电阻串联,根据R总=R1+R2计算出此时的总电阻,再根据 计算消耗的总电能。
当电路处于高功率状态时,两个电阻并联。根据分别计算出两个电阻丝消耗的电能,然后相加即可。
(3)①当电磁铁的电流达到0.05A时,转为低功率模式,此时温度达到最高。根据计算出此时控制电路的总电阻,然后根据表格确定45℃时热敏电阻的阻值,二者进行比较,根据串并联电路的电阻特点确定连接方式,并计算出加入的阻值。根据图像判断压力减小时45℃是否为最高温度,最终确定加入的力敏电阻即可。
②根据乙图确定500N时加入力敏电阻的阻值,然后根据并联电路的电阻规律计算出此时热敏电阻Ra的阻值,最后根据表格确定对应的最高温度即可。
【解答】(3)①当电磁铁的电流达到0.05A时,转为低功率模式,此时温度达到最高。
此时电路的总电阻为:;
根据表格可知,当温度为45℃时,热敏电阻Ra=180Ω;
则此时的总电阻小于热敏电阻,
根据并联电路总电阻小于任何一个组成电阻的规律可知,力敏电阻与热敏电阻并联。
根据得到:;
解得:R=360Ω;
即压力为1000N时,力敏电阻的阻值为360Ω;
则可能为Rc或Rd;
对于Rc来说,当压力减小时它的阻值增大,
根据并联电路电阻的特点可知,当总电阻不变时,热敏电阻的阻值要减小,
则此时温度会高于45℃;
因此只能选择Rd与Ra并联;
②当压力为500N时,Rd的阻值为300Ω;
根据得到:;
解得:Ra=200Ω;
根据表格可知,此时最高温度为43℃。
6.(2023·台州)我省实施“清凉工程”,为每个教室安装了空调。
(1)安装一台额定电压为220伏,最大功率为5500瓦的空调,需要给教室单独铺设输电线。通过计算说明,应选择允许通过最大电流至少为多少的导线?
(2)某台空调制冷时消耗的功率为2340瓦,若连续制冷0.5小时,消耗多少电能?
(3)为落实节能降耗,某同学设计并安装了如图甲的自动控制模拟电路,实现当气温升至30℃时,衔铁才能被电磁铁吸下,接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙。
实际使用中发现:当气温在30℃上下波动时,空调线路会频繁接通和断开,影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻R0(如图丙),实现了空调线路接通后,气温降低至26℃以下时才自动切断,回升至30℃后才重新接通。请计算R0的阻值,并说出“气温从30℃降低至26℃时,空调线路不断开”的工作原理。(电路改进前后,衔铁刚被吸下时,电磁铁线圈中的电流大小不变;线圈电阻忽略不计)
【答案】(1)解:
答:应选择允许通过最大电流至少为25安的导线
(2)解:
答:消耗电能1.17千瓦时。
(3)解:根据图乙可知,当温度为30℃时,Rt=20欧。根据图甲可知衔铁刚被吸下时线
圈的电流
当温度降为26℃时,Rt′=30欧
此时流过Rt的电流
工作原理:气温升至30℃时,衔铁被吸下,Rt和R0并联工作。气温从30℃下降到26℃,由于R0的作用,线圈的电流一直大于等于0.15安,衔铁一直被吸引,空调线路不断开。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)电功率最大时电流为最大值;
(2)电能=电功率x时间;
(3)自动控制模拟电路原理为:当气温升高时,电阻R1的阻值变小,控制电路中的电流增大,磁性增强,上方的衔铁被吸合,空调线路接通,空调工作;当空调工作,温度降低时,电阻R1升高,电流变小,衔铁向上运动,空调断路。
7.(2023·舟山)科技小组开展设计一款多功能电饭煲的项目活动,过程如下:
[明确问题]科技小组同学们讨论后认为,电饭煲应具有如下基本功能,并提出具体标准:
①工作电压:220V;煮饭模式功率:880W ;保温模式功率:88W;
②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。
(1)[方案设计]根据标准,小组讨论后,初步设计了如图甲的方案,图中开关S1,S2都闭合时,电饭煲处于煮饭模式,功率为880W,则发热电阻R1,应选择的阻值为多少欧?
(2)[方案优化]有同学认为甲方案不能实现自动切换功能,于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻,设计了如图乙的方案。
①工作电路中的发热电阻R,应设计在 ▲ 处(选填“a"或“b")。
②为确保安全,当电饭煲内温度达到设定温度105℃时,工作电路自动切换到保温模式,其中热敏电阻R的阻值与温度关系见图丙。控制电路的电源电压为24V,当电流达到0.03A时,电磁铁会吸下衔铁,工作电路自动切换到保温模式。那么,选用的定值电阻R0阻值应为多少欧?(电磁铁线圈阻值不计)
【答案】(1)解:发热电阻R1应选择的阻值为:R1= =55Ω
答:发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
(2)a;解:通过图丙可知,当电饭煲内温度达到设定温度105℃时,热敏电阻的阻值为:600Ω;
控制电路中的电流达到0.03A时,电路的总电阻为:R总=q= =800Ω,
选用的定值电阻R0阻值为:R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答:选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功计算公式的应用;电功率计算公式的应用;电器的电功率
【解析】【分析】电磁继电器是电磁铁应用,可以利用低电压、弱电流控制高电压和强电流;功率是指电流在单位时间内所做的功,表示做功的快慢;P=I2R=U2/R=UI
【解答】(1)已知加热功率P=880W;R1===55Ω;答:发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
(2)①从图中可以看出控制电路中的热敏电阻随着温度的升高而降低,所以当温度升高是时,控制电路中电阻变小,电流变大,磁性变强,吸引衔铁,所以发热电阻不工作,所以①工作电路中的发热电阻R,应设计在a处。
②解:通过图丙可知,当电饭煲内温度达到设定温度105℃时,热敏电阻的阻值为:600Ω;控制电路中的电流达到0.03A时,电路的总电阻为:R总=q= =800Ω,选用的定值电阻R0阻值为:R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω;
故答案为:(1) 解:发热电阻R1应选择的阻值为:R1= =55Ω
答:发热电阻R1应选择的阻值为55Ω。
(2) a;解:通过图丙可知,当电饭煲内温度达到设定温度105℃时,热敏电阻的阻值为:600Ω;控制电路中的电流达到0.03A时,电路的总电阻为:R总=q= =800Ω,选用的定值电阻R0阻值为:R0=R总-R= 800Ω-600Ω=200Ω
答:选用的定值电阻R0阻值应为200Ω。
三、实验探究题
8.(2023·杭州)小金用如图甲所示电路测某导体的电阻。回答下列问题:
(1)用笔画线代替导线在答题纸的图中完成实物图的连接;   
(2)闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电流表和电压表的指针位置如图丙所示,则被测导体R0的电阻为   欧;
(3)为减小实验误差,需进行多次测量。当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时,电压表的示数将   (选填“变大”或“变小”)。
【答案】(1)如图:
(2)13
(3)变大
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据滑动变阻器的使用方法解答;
(2)根据丙图确定电流表和电压表的量程和分度值,根据指针位置读出示数,然后根据公式计算即可;
(3)根据滑片移动方向分析变阻器的阻值变化,再根据R总=R变+R0分析总电阻的变化,最后根据“电流与电压的反比关系”确定电流表的示数变化,最后根据U=IR分析电压表的示数变化。
【解答】(1)滑动变阻器应该与电阻串联,且接线一上一下。根据图片可知,变阻器右下角的接线柱已经与定值电阻R0相连,此时可以将左上角的C接线柱与电源正极相连,如下图所示:
(2)根据丙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.2A;
电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.6V,
那么R0的阻值:;
(3)当图乙所示滑动变阻器的滑片P从A端向B端移动时,变阻器的阻值减小,根据R总=R变+R0可知,总电阻减小。根据“电流与电阻的反比关系”可知,电流表的示数增大。根据U=IR可知,电压表的示数增大。
9.(2023·台州)某同学查阅资料得知:溶液的导电能力与溶质的种类、溶质的质量分数、电极间的距离、电极与溶液接触面积等因素有关。该同学用如图装置,利用5%和10%的氢氧化钠溶液,证溶液导电能力与溶质质量分数大小的关系。
(1)配制5%的氢氧化钠溶液200克,取现有10%的氢氧化钠溶液   克,再加一定量的水混合均匀。
(2)用笔画线将图中电路连接完整。
(3)实验步骤:①连接实验电路。
请补充实验的其他步骤   。
【答案】(1)100
(2)电路链接如图:
(3)实验基本操作(滑动变阻器的使用)、无关变量的选择(烧杯选择、氩氧化钠体积控制)、因变量观测(电流表读数)、重复实验
【知识点】基本电路与电路图;欧姆定律及其应用;溶质的质量分数及相关计算
【解析】【分析】(1)稀释溶液前后溶质的质量保持不变;
(2)应使整个电路串联在一起;
(3)在补充步骤时,应保持初溶质质量分数大小外的其余变量均相同。
【解答】(1)10%m=200x5%,故m=100g;
(2) 电路连接如图:
(3)1.断开开关,往相同的烧杯中先后加入等体积的 5%和10%的氢氧化钠溶液 ;2.移动滑动变阻器,使其接入电路的阻值最大;3.移动滑片使前后两组实验处于相同的位置,测得电流表的示数的大小;4.重复试验。
10.(2023·舟山)科学小组同学用电压表和电流表测导体的电阻R,过程如下。
(1)[实验步骤]
①连接电路,将滑动变阻器的滑片移到阻值最大位置;
②闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,读出电压表和电流表的示数并记录;
③改变滑动变阻器的阻值,读数并记录,重复实验。
记录表
实验次数 U/V I/A R/Ω
1 1.0 0.50 2.0
2 1.5 0.14 10.7
3 2.0 0.19 10.5
4 2.5 0.23 10.9
请在答题卷中用笔画线代替导线,将实物图连接完整。
(2)[数据处理]表中数据有一组是错误的,剔除后可得出导体的电阻R=    Ω。
(3)[反思交流]实验中,通过调节滑动变阻器的阻值获得多组数据,这样操作的目的是   。
【答案】(1)
(2)10.7
(3)取平均值,减小误差
【知识点】伏安法测电阻的探究实验
【解析】【分析】(1)需将定值电阻和滑动变阻器串联在一起;
(2)伏安法通过多次测量电压和电流值来计算不同的电阻大小,并求得其平均值;
(3)多次测量求平均值以减小实验误差;
【解答】(1)只需将电阻串联进去;
(2);
(3)调节滑动变阻器的阻值获得多组数据,这样操作的目的是取平均值,减小误差;
故答案为:(1)(2)10.1 (3)取平均值,减小误差
11.(2023·丽水)小科通过实验对“串联电路各部分电压的关系“进行了验证。利用学生电源、小灯泡2个、电压表1个、开关1个、导线若干等器材,按图甲电路逐一接入电压表进行实验。
(1)实验中小灯泡L1、L2的规格应了   (填“相同"或“不同");
(2)在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应正确选择量程、具体操作是   。
(3)某次测量时电压表示数如图乙,则读数为   伏;
(4)整理实验数据时,小科发现两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两消的总电压U,与预期结果不相符。换用其他器材并规范操作,多次实验后结果均相同。其原因可能是   。
【答案】(1)不同
(2)先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱,若指针偏转角度太小,再使用较小的量程
(3)1.5
(4)导线有电阻,两端存在电压
【知识点】电压;电压的测量及电压表的使用;串、并联电路的电压特点
【解析】【分析】(1)探究串联电路电压特点时,应保持两元件的规格不同;
(2)试触法指使用电表时,为了不损坏元件,一般先用大量程;
(3)电压表的读数需注意其量程和分度值;
(4)只要元件有电阻,在串联电路中就会分去电压。
【解答】(1)若两个灯泡的规格相同,则两个灯泡两端电压始终相等,故不能等到普遍结论,所以不相同;
(2) 在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应先用试触法(先用大量程);
(3)由图乙可知,读书为1.5v;
(4)电压U1、U2之和略小于两灯泡两消的总电压U ,原因可能是导线电阻分到了部分的电压;
故答案为:(1)不同;(2) 先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱,若指针偏转角度太小,再使用较小的量程 ;(3)1.5v;(4) 导线有电阻,两端存在电压
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