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…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
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)
专题22-欧姆定律
一、单选题
1.如图1所示是电阻甲和乙的I﹣U图象,下列说法正确的是(
??)
A.?电阻乙为定值电阻
B.?当电阻甲两端电压为2V时,R甲=0.4Ω
C.?如图2所示,当开关闭合,电路电流为0.2A时,电路总电阻是15Ω
D.?如图3所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路总电流为0.4A
2.一定值电阻接在某电路中,当其两端的电压从6V增大到10V,通过该定值电阻的电流变化了0.2A,则该定值电阻的功率变化了多少?(??
)
A.?0.8W????????????????????????????????????B.?1.2W????????????????????????????????????C.?2W????????????????????????????????????D.?3.2W
3.导体甲、乙、丙分別连接成三个电装置,如图所示。三个导体均由相同的材质组成,导体甲的长度为Lcm,截面积为Acm;导体乙的长度为2Lcm,截面积为Acm;导体丙的长度为Lcm,截面积为2Acm。若电路中连线及电流表的电阻、电池内电阻忽略不计,导体甲、乙、丙所连接的电路装置中,流经三导体的电流值分別为I甲、I乙、I丙
,
其大小关系为下列选项中的哪一个(???
)
?
A.?I甲>I乙>I丙???????????????????????B.?I乙>I甲>I丙???????????????????????C.?I丙>I甲>I乙???????????????????????D.?I丙>I乙>I甲
4.?图为灯L1、L2的U﹣I图象,根据图象可知( )
A.?通过L2的电流为0.2A时,L2两端的电压为100V???B.?电压为160V时,通过Ll的电流较大
C.?电压为160V时,L1的电阻较大????????????????????????????D.?把两灯并联接入220V的电路中,Ll较亮
5.傍晚时用户家中的灯泡会变暗,(设干路电流为I,总电阻为R,导线电压为U1
,
灯泡两端的电压为U2
,
消耗的功率为P),产生这种现象的原因是:傍晚用电器增多,使(??
)
A.?R变大,I不变;U1变小,U2变小,P变小???????????B.?R变小,I变大,U1变小,U2变大,P变大
C.?R变小,I变大,U1变大,U2变小,P变小???????????D.?R变大,I变大;U1变小,U2变大,P变大
6.小楠运用所学电学知识,设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中定值电阻R1=6Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“15Ω?
0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。为了保证电路各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是(?
)
A.?0Ω~15Ω????????????????????????B.?1.5Ω~12Ω???????????????????????????C.?3Ω~12Ω????????????????????????D.?6Ω~15Ω
7.在如图所示的电路中,电源电压为3伏特,电阻R的阻值为5欧姆,滑动变阻器标有“20Ω2A”字样,当滑片由A端滑到B端的过程中(
???)
A.?电阻R两端的电压不断变大??????????????????????????????????B.?电阻R的功率不断变小
C.?滑动变阻器两端的电压不断变小?????????????????????????D.?滑动变阻器的功率不断变大
8.在下列现象中:①插座中的两个线头相碰;②开关中的两个线头相碰;③电路中增加了大功率用电器;④户外输电线绝缘皮损坏,可能引起家中保险丝断的是(??
)
A.?只有①②???????????????????????????B.?只有②③???????????????????????????C.?只有②④???????????????????????????D.?只有①③
9.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示。若电源电压恒为
4.5V,
电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω
1A”,灯泡
L
标有“2.5V
1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是(???
)
A.?电路中电流变化的范围是
0.18A~0.5A???????????????B.?该电路的最大功率是
2.25W
C.?灯泡的最小功率是
0.162W?????????????????????????????????D.?滑动变阻器阻值变化的范围是
2.5Ω~10Ω
10.如图,电源电压18
V且保持不变,电流表接“0~0.6
A”量程,电压表接“0~15
V”量程,灯泡上标有“6
V
,3
W”字样,灯丝电阻保持恒定不变,要求两电表示数均不超过量程,灯泡两端电压不能超过额定电压,下列说法正确的是(???
)
A.?滑动变阻器的滑片向左移动时,两电表的示数都将变大
B.?当电流表示数为0.4A时,电压表示数为12V
C.?该电路的最大功率是10.8W
D.?滑动变阻器允许调节的范围是24欧~6欧
11.电阻R是一种可伸缩电阻,它由一根弹簧(绝缘体)和粘在弹簧上的导体组合而成,当弹簧伸长时,导体的长度也随着变长、变细,导体的电阻也发生变化。小明想利用该电阻R制作一个电子秤,要求是物体的质量越大,电路中的电流表或电压表的示数也越大。下列符合该电子秤工作原理的电路图是(??
)
A.????????????????????????????????????????????B.?
C.?????????????????????????????????????????D.?
二、填空题
12.某体重测试仪的工作原理如图所示,已知电源电压保持不变。体重表是用________(选填“电压表”或电流表”)改装而成的。若体重越大,电表示数越大,则压敏电阻R的阻值应随着踏板施加的压力增大而
________。
13.伏安法测电阻R的电路中,某同学做了如下实验,请你一起帮助完成下列问题。
(1)当滑片P在某点时,电压表的示数是8.5V,电流表示数如图为________A,则被测电阻R的阻值是________Ω。
(2)若闭合开关后发现电压表指针偏转接近电源电压值,电流表指针没有偏转,该故障的原因是
________
A.电阻R接线短路?
B.电阻R接线断路???
C.电源接触不良??
14.小明设计了一个道路限载报警器(图甲),R0是变阻器,R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。当超载车辆通过压敏电阻时,限载报警器就会报警。
(1)调试好电路,闭合开关S1和S2
,
当超载车辆通过时,限载报警器会________(填“灯亮”、“铃响”)
(2)一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道,就要适当调高报警的限载重量,下列操作可行的是???
(填编号)。
A.把变阻器R0的滑片适当左移
B.把电源1的电压适当增大
C.把弹簧AB的A端适当左移
D.把电磁铁C适当右移
15.在物联网中,传感器担负着信息采集的重要任务,可以实现“提醒”和“报警”功能。其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化。热敏电阻阻值随温度变化的曲线如下图甲所示,图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图,图中a、b为两个固定的金属片,d为铁片。
(1)为了使温度过低时发送报警信息,开关c应该接在________处。
(2)若使报警的最低温度提高些,应将P点要向哪个方向移动并给出理由。________
16.?如图是甲、乙两导体的电流与电压的关系图象,由图可知甲的电阻是________?Ω.若将甲和乙并联接在电路中,通过它们的电流之比I甲:I乙=________?
17.如图所示,将电阻R1和电阻R2分别按甲、乙两种方式连接,电源电压不变,R1=2R2。
(1)采用甲图连接方式,闭合开关S,R1与R2的电功率之比P1:P2=________。
(2)采用乙图连接方式,闭合开关S,R1与R2在相同时间内产生的热量之比Q1:Q2=________?。
三、解答题
18.某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”(用电灯取暖的用电器)设计了一个温度可自动控制的装置,如图甲所示。“控制电路”中的热敏电阻
R1
的阻值随温度变化的曲线如图乙所示.电磁铁线圈可看成阻值为
30Ω
的纯电阻
R0,“浴霸”共安装有2
盏标有“220V,440W”的灯泡,当电磁铁线圈中电流大于或等于
50mA
时,继电器的衔铁被吸合,使“浴霸”电路断开;当线圈中的电流小于或等于
40mA
时,继电器的衔铁被释放,使“浴霸”电路闭合。
求:
(1)工作电路正常工作时,每盏灯泡在
1min
内产生的热量是多少?
(2)若浴室中的温度不得超过
40℃,则控制电路的电源电压
U1
最小值是多少?
(3)若电源
U1
电压恒定为
12V,则将此装置放在浴室内,浴室内温度可控制在多大范围内?
19.在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机,其原理示意图如图甲所示,游人手戴拳击手套,
击打可水平移动的
A
装置,A
通过压杆与压力传感器接触,压力传感器的电阻值
R
会随所受压力大小发生变化。电压表的示数可反映出打击力的大小。已知电阻
R0=120?,压力传感器表面能承受的最大压力为
4000N。压力传感器的电阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。若在某次游戏过程中,游人用
2000N
的力击中装置
A,此时电压表的示数为
1.5V。设电源电压恒定不变。
(1)电源电压是多少?
(2)当装置
A
不受打击力作用时,电压表的示数是多少?
20.如图甲是电热恒温箱的原理图,由控制电路和加热电路组成(部分电路尚未连接完整),其中控制电路由U1=6V的电源.电磁继电器(线圈电阻忽略不计)、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联而成,加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝组成,R1和R0置于恒温箱内,图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系图,当控制电路的电流达到0.05A时,衔铁被吸下来,触点处断开,加热电路停止工作,当控制电路中的电流小于0.05A时,衔铁被弹回,触点处接通,加热电路正常工作,从而使恒温箱内的温度达到理想的恒温效果,根据上述信息回答下列问题
(1)请你在电路图中画线加热电路与电磁继电器正确地连接好,当热敏电阻的温度升高时,电磁铁的磁性________?(选填“增强”、“减弱”或“不变”)
(2)电热丝正常工作100s产生的热量是多少?
(3)若设定恒温箱的恒温温度为60℃,则滑动变阻器接入的电阻为多少?若滑动变阻器的最大阻值为80Ω,求恒温箱可设定的最高恒温温度.
21.?如图所示是检测某一传感器的电路图,这种传感器上标有“6V、1.8W”的字样(该传感器可看作一个纯电阻电器),滑动变阻器上标有“10Ω、1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.求:
(1)这种传感器的电阻R0是多少?
(2)如果在a、b之间所加的恒定电压为6V、试分析当滑动变阻器的阻值变化时,电阻值为R0的传感器两端的电压变化范围.
(3)根据技术资料可知,如果测得该传感器的实际电阻与第(1)问中R0的值(称为额定值)偏差大于1Ω,则该传感器就不能正常使用.实际检测时,将一个电压恒定的电源加在图a、b之间,闭合开关S,调节滑动变阻器R1的阻值,改变电路中电流表和电压表的示数,检测数据记录如下表:
检
测
次
数
电流表示数/A
电压表示数/V
第1次
0.18
1.68
第2次
0.22
0.90
通过计算分析,你认为这个传感器是否可以正常使用?此时在a、b之间所加电源的电压是多大?
22.电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果。如图甲是一款市场上的产品,小敏查阅使用说明书,其相关参数如下表乙。
(1)当该款眼罩还剩10%的电池容量时,在额定电压下充电.充满电至少需要多少时间?
(2)图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压U恒为4.8伏,已知电热丝R1阻值为4欧,电热丝R2阻值为6欧,开关S3只接a或b。
①丙图电路中S1闭合,S2断开,S3接a时,加热电路为_____(选填“高”、“中”或“低”)温档。
②中温档功率为多少瓦?
③高温档工作20分钟,眼罩消耗的电能为多少焦?
答案解析部分
一、单选题
1.
C
【解析】分析:并联电路:并联电路是使在构成并联的电路元件间电流有一条以上的相互独立通路,为电路组成二种基本的方式之一。串并联电路,电路实物图画法口诀:首首连接,尾尾相连,首进尾出。
解答:A、由图1可知,乙电阻的伏安特性曲线是一条曲线,因此乙电阻是可变电阻;故A错误;
B、由图1可知,当甲两端的电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,因此R甲=5Ω;故B错误;
C、图2是串联电路,当电路电流为0.2A时,甲两端的电压为1V,乙两端的电压为2V,因此电源电压为3V,故C正确;
D、图3所示电路为并联电路,电源电压为2V时,甲、乙电阻两端的电压均为2V,由图1可知,通过甲电阻的电流为0.4A,通过乙电阻的电流为0.2A,则电路的总电流为
0.4A+0.2A=0.6A;故D错误;
故答案为:C。
2.
D
【解析】分析:首先根据计算出阻值,然后根据分别计算出功率,最后计算功率的变化量。
解答:该电阻的阻值为:;
那么该电阻的功率变化量为:。
故选D。
3.
C
【解析】分析:电阻器在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件,将电阻接在电路中后,电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚,它可限制通过它所连支路的电流大小。欧姆定律是指在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
解答:导体甲的电阻为:;
导体乙的电阻为:;
导体丙的电阻为:;
则三个导体电阻的关系是:R乙>R甲>R丙;
当电压相同时,电阻越大,电流越小,则三个电路中的电流关系是:I丙>I甲>I乙;
故答案为:C。
?
4.
C
【解析】解答:解:A.由图象可知,通过L2的电流为0.2A时,L2两端的电压为58V,故A错误;
B.由图象可知,电压为160V时,通过Ll、L2的电流大小关系为I2>I1
,
故B错误;
C.由于电压为160V时,I2>I1
,
根据R=可知,R1>R2
,
即L1的电阻较大,故C正确;
D.把两灯并联接入220V的电路中,则它们两端的电压相等,根据图象可知,通过L2的电流大于通过Ll的电流,根据P=UI可知:P2>P1
,
所以L2较亮,故D错误.
故选C.
分析:(1)根据图象读出通过L2的电流为0.2A时L2两端的电压;
(2)根据图象比较得出电压为160V时,通过Ll、L2的电流大小关系;
(3)已知电压为160V时,通过Ll、L2的电流大小关系,根据欧姆定律比较两电阻的大小关系;
(4)两电阻并联时两端的电压相等,根据图象比较它们的电流关系,即可根据P=UI比较灯泡的亮度.
5.
C
【解析】分析:(1)在并联电路中,并联的用电器越多,总电阻越小;
(2)当电阻不变时,电压与电流成正比;
(3)在串联电路中,总电压等于各处电压之和;
(4)根据公式可知,当电阻不变时,电压越小,功率越小。
解答:(1)整个电路可以看成一个混联电路,所有的用电器并联后再与导线的电阻串联。
(2)傍晚时候,使用的用电器增多,由于它们都是并联,所以导致用电器并联的总电阻变小,而导线电阻不变,这时整个电路的电阻R变小,那么总电流I变大;
(3)总电流I变大,而导线电阻不变,根据U1=IR1可知,导线上分的电压U1变大;
(4)根据U总=U1+U并可知,用电器灯泡两端的电压U2变小;
(5)根据公式可知,灯泡的电阻不变,那么灯泡的功率P变小。
故选C。
6.
C
【解析】分析:①从电路图可知,滑动变阻器与电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流;②由题意知:电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器的额定电流是0.5A,则电路允许通过的最大电流为0.5A,电压表示数最大为3V,根据欧姆定律分别算出对应的滑动变阻器的阻值。
解答:①当电路电流最大为I1=0.5A时,
电阻R1两端电压为U1=I1R1=0.5A×6Ω=3V;
滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=4.5V-3V=1.5V,
滑动变阻器连入电路的最小阻值
;
②当电压表示数最大为U2′=3V时,
R1两端电压为U1′=U-U2′=4.5V-3V=1.5V,
电路电流为
,
滑动变阻器接入电路的最大阻值
故滑动变阻器接入电路的阻值范围是3Ω~12Ω。
故选:C
7.
B
【解析】分析:该题主要考查动态电路的分析及电功率的变化。
解答:由图可知,该电路是串联电路,各用电器电压与电阻成征比;
A、滑动变阻器滑片从A端滑到B端,滑动变阻器接入电路的电阻逐渐增大,因此电路电流减小,所以定值电阻R两端的电压不断变小;故A错误;
B、根据P=I2R可知,R不变,I减小,所以R的功率不断减小;故B正确;
C、定值电阻R分担的电压减小,电源电压不变,所以滑动变阻器两端的电压不断变大;故C错误;
D、滑动变阻器的功率为:P=U滑I=(U-UR)I=(U-IR)I=(3-5I)I=-5I2+3I;可知P是一条开口向下的二次函数,有最大值,所以P先增大后减小;故D错误;
故答案为:B。
8.
D
【解析】分析:本题考查学生对家庭电路中电流过大原因的掌握情况,需要从具体问题入手,分析原因得出是短路问题还是用电器总功率过大。保险丝熔断是由于电路电流过大引起的;家庭电路中电流过大的原因有两个,短路或总功率过大。根据给出情况中的现象,进行判断。
解答:①若插头中的两个线头相碰,当把插头插入插座时,插头将家庭电路的火线和零线相连而短路,烧坏保险丝或空气开关跳闸;
②开关中的两个线头相碰,会导致开关无法控制用电器,用电器将一直工作,但不会导致电流过大;
③电路中有大功率的用电器,当用电器的功率没有超过电路负荷时,不会导致电流过大;
④户外输电线绝缘层,不会烧毁家庭电路中的保险丝。
故选D
9.
B
【解析】分析:闭合回路的欧姆定律内容为闭合电路里的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比;灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据串联电路的电压特点求出电压表的示数即可判断灯泡两端的最大电压;根据串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为灯泡的额定电流和滑动变阻器允许通过最大电流中较小的一个,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,利用欧姆定律求出灯泡的电阻,利用串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的电流,从而求出电路中电流变化的范围,最后根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值即可得出滑动变阻器阻值变化的范围,根据P=UI求出灯泡的最小功率和电路中最小功率;
解答:A、灯泡L电阻RL=
,
根据P=UI可知,灯泡正常发光的电流Imax=
,
此时滑动变阻器的阻值R滑=;当电压表的最大电压为3V时,闭合回路的电流Imin=
;所以电路中电流的变化范围为:0.3A0.5A;故A错误;
B、闭合回路的电源电压不变,当闭合回路中的电阻最小时,电路的功率最大,闭合回路的最小电阻R=RL+R滑=5+4=9
,
最大功率为:P==;故B正确;
C、当灯泡两端的电压最小时,灯泡的功率最小为:PL=;故C错误;
D、当灯泡正常发光时,闭合回路的电流为0.5A,此时滑动变阻器的最小阻值为:R滑=;当滑动变阻器两端的电压为3V时,闭合回路的电流为0.3A,此时滑动变阻器的最大阻值为:R滑=
,
所以滑动变阻器阻值变化的范围是
4Ω~10Ω;故D错误;
故答案为:B。
10.
D
【解析】分析:滑动变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流;
(1)
滑动变阻器的滑片向左移动时,?变阻器接入电阻变小,根据欧姆定律判断电流表示数的变化,根据串联电路电压与电阻成正比判断电压表示数的变化;
(2)首先根据
计算出灯泡的电阻,然后根据U=I'R计算出灯泡的实际电压,最后根据U变=U总-U'计算出电压表的示数;
(3)首先通过电压表,灯泡和电流表的比较得到电路的电流变化范围,然后根据P=UI计算出最大功率;
(4)根据总电流的变化范围利用欧姆定律计算出变阻器接入阻值的范围。
解答:滑动变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器的电压,电流表测总电流;
A.滑动变阻器的滑片向左移动时,?变阻器接入电阻变小,那么总电阻变小,总电流变大;根据串联电路电压分配与电阻成正比可知,这时电压表的示数变小,故A错误;
B.灯泡的电阻为:
;
当电流表的示数为0.4A时,灯泡的实际电压为:U'=I'R=0.4A×12Ω=4.8V;
电压表的示数为:U变=U总-U'=18V-4.8V=13.2V,故B错误;
C.电压表最大电压要≤15V,那么灯泡两端的电压就要≥3V,
因为
,
所以这时灯泡的电流要≥0.25A;
灯泡的额定功率6V,那么它的额定电流:
;
所以灯泡的电流要≤0.5A;
因为电流表的电流要≤0.6A,
所以电路电流的变化范围为0.25A~0.5A。
那么电路的最大功率为:P总=U总I总=18V×0.5A=9W,故C错误;
D.当电路电流为0.25A时,总电阻为:
;
变阻器接入电阻为:R变=R总-R=36Ω-12Ω=24Ω;
当电流为0.5A时,总电阻为:
;
变阻器接入电阻为:R'变=R'总-R=18Ω-12Ω=6Ω。
因此变阻器允许调节的范围是24Ω~6Ω,故D正确。
故选D。
11.
C
【解析】分析:当物体的质量增大时,弹簧受到的拉力增大,那么弹簧的长度变长,据此判断电阻R的阻值变化,根据欧姆定律判断电压表或电流表的示数变化,哪个电表示数增大,哪个就是正确选项。
解答:电阻R和电阻R0串联;当物体的质量增大时,弹簧受到的拉力增大,那么弹簧的长度变长,导体R的电阻变大。
A.当R的电阻变大时,电路的总电阻变大,总电流变小,即电流表的示数变小,故A不合题意;
B.电流表把电阻R短路,电阻R的变化不会影响电流的变化,故B不合题意;
C.电压表测R的电压;根据串联电路中,电压的分配与电阻成正比可知,当电阻R的阻值变大时,电压表的示数会增大,故C符合题意;
D.电压表测电阻R0的电压;当电阻R的阻值增大时,总电流会减小,根据U0=I0R0可知,电压表的示数会减小,故D不合题意。
故选C。
二、填空题
12.
电流表;减小
【解析】分析:(1)电压表必须与被测用电器并联,电流表必须与被测用电器串联;
(2)根据欧姆定律分析判断。
解答:(1)根据图片可知,体重表与电阻串联,那么它应该是电流表;
(2)电源电压不变,根据欧姆定律可知,电流表的示数增大,压敏电阻的阻值减小,因此压敏电阻R的阻值随着踏板施加的压力增大而减小。
13.
(1)1.7;5
(2)B
【解析】分析:(1)根据图片确定电流表的量程和分度值,然后读出示数,然后根据计算R的阻值;
(2)在伏安法测量电阻的实验中,如果与电压表并联的电阻发生断路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,所以通过电流表的示数会很小,几乎不动。串联电路中电压分配与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电压,所以示数接近电源电压,据此判断即可。
解答:(1)跟家图片可知,电流表选择量程0~3A,分度值为0.1A,那么读数为1.7A,那么电阻;
(2)A.电阻R接线短路,那么电压表也被短路,示数为零,故A不合题意;
B.如果与电压表并联的电阻发生断路,那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大,所以通过电流表的示数会很小,几乎不动。串联电路中电压分配与电阻成正比,因此电压表几乎分得全部电压,所以示数接近电源电压,故B符合题意;
C.如果电源接触不良,那么电压表有示数时,电流表应该也有示数,故C不合题意。
故选B。
14.
(1)铃响
(2)A,C
【解析】分析:(1)根据乙图可知,当车辆超载时,压敏电阻受到的压力增大,电阻会变小,判断电磁铁磁性的变化,从而确定衔铁的运动方向,接通哪个电路,哪个用电器就工作;
(2)电磁铁将衔铁吸下来是需要一个最小的电磁力的,可以根据杠杆平衡原理调整弹簧拉力的作用位置,也可以通过改变电阻保证电流不变,据此解答。
解答:(1)观察图乙可知,压敏电阻R0的阻值随着压力的增大而减小。闭合开关S1和S2
,
当超载车辆通过时,压敏电阻的阻值减小,通过电磁铁线圈电流增大,磁性增强,衔铁被吸下来,灯熄灭,电铃电路接通会响;
(2)当限载质量增大时,压敏电阻受到的压力增大,电阻变小,电流变大;要保证电流大小不变,可以将滑动变阻器的滑片向左移动,适当增大总电阻,故A正确,D错误;
把电源1的电压适当增大,电路中电流增大,电磁铁磁性增强,会更早的将衔铁吸下来报警,相当于降低了限载质量,故B错误;
观察甲图可见,衔铁部分实际上是一个杠杆,当限载质量增大导致电路电流增大电磁铁的磁性增强时,可以将弹簧向左移动,增大力臂,防止衔铁过早的被吸下来报警,故C正确。
故选AC。
故答案为:(1)铃响;(2)AC
15.
(1)b
(2)向左移动,温度升高时,R1变小,电流变大,不能报警,故需增大R
【解析】分析:(1)弹簧的拉力和电磁铁的引力共同决定了衔铁d的位置;根据甲图判断温度过低时热敏电阻的阻值大小变化,然后判断电流变化和电磁铁的磁力变化,进而确定衔铁的位置,从而判断开关C应接的位置;
(2)报警器报警时,电磁铁产生的磁力大小一定,即控制电路的电流大小一定,根据欧姆定律判断总电阻的变化,进而根据热敏电阻的阻值变化判断变阻器的阻值变化,确定滑片的移动方向。
解答:(1)当温度降低时,根据甲图可知,热敏电阻的阻值增大,总电流变小,电磁铁的磁力变小,衔铁d在弹簧拉力作用下与b接触;如果这时要报警,那么就必须接通工作电路,即开关C与b相接;
(2)当报警器报警时,电磁铁产生的磁力大小一定,即电流大小不变,根据欧姆定律可知,控制电路的总电阻不变;当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,根据R总=R1+R可知,滑动变阻器的阻值增大,即滑片向右移动。
16.
10;2:1
【解析】解答:解:(1)由图象可知,当U甲=U乙=2V时,I甲=0.2A,I乙=0.1A,
由I=可得,两电阻的阻值分别为:
(2)将甲和乙并联接在电路中时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过它们的电流之比:
.
故答案为:10;
2:1.
分析:(1)由图象可知,甲乙两电阻的I﹣U图象为正比例函数,则两电阻为定值电阻,根据图象读出任意一组电流和电压值,根据欧姆定律求出两电阻的阻值;
(2)两电阻并联时它们两端的电压相等,根据欧姆定律求出通过两电阻的电流之比.
17.
(1)1:2
(2)2:1
【解析】分析:(1)根据公式分别计算出功率,然后作比即可;
(2)根据公式Q=I2Rt分别计算出热量,然后作比即可。
解答:(1)在并联电路中,各支路两端电压相等,即U1=U2;
根据得到:;
(2)在串联电路中,各处电流都相等,即I1=I2
,
且t1=t2;
根据公式Q=I2Rt得到:。
三、解答题
18.
(1)解:每只灯泡正常发光时1分钟产生的热量Q=W=Pt=440W×60s=2.64×104J
答:工作电路闭合,两灯正常工作时1分钟产生的热量2.64×104J
(2)解:当R1温度为40℃时,其阻值R1=170Ω;
因为R1和R0串联,
所以R总=R1+R0=170Ω+30Ω=200Ω;
因此,控制电路的最小电压为:Umin=I1R总=0.05A×200Ω=10V
答:若浴室中的温度不得超过40℃,则控制电路的电源电压U1最小值是10V
(3)解:当电流为I=50mA=0.05A时:
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=
可得:R1+R0=
=
=240Ω,
则R1=240Ω-R0=240Ω-30Ω=210Ω,由图可得对应的温度为32℃;
当电流为I′=40mA=0.04A时:
因R1′+R0=
=
=300Ω,
则R1′=300Ω-R0=300Ω-30Ω=270Ω,由图可得对应的温度为23℃;
所以,室内温度可控制在23℃~32℃范围内
答:若电源U1电压恒定为12V,则将此装置放在浴室内,温度可控制的范围为23℃~32℃。
【解析】分析:(1)根据Q=W=Pt求出每盏灯泡正常发光时1分钟产生的热量;(2)由控制电路图可知R1和R0串联,
浴室中的温度为40℃时由图象读出R1的阻值,根据串联电路的电阻规律算出总电阻;由题意可知最小电流为0.05A,利用
U=IR总计算出最小电源电压值;(3)当电流为50mA时,由欧姆定律可求出串联电路的总电阻,再利用串联电阻的特点求热敏电阻R1的大小,由乙图可得对应的最高温度;当电流等于40mA时,由欧姆定律可求出串联电路的总电阻,再利用串联电阻的特点求热敏电阻R1的大小,由乙图可得对应的最低温度,从而得到浴室内温度的变化范围。
19.
(1)电路中的电流
I=U0/R0
,
电阻
R
两端的电压
UR=IR,电源电压
U=U0+UR=6V
(2)不受打击力作用时的电流
I’=U/(R’+R0)
由
U’=I’R0得不受打击力作用时电压表的示数
U0’=1/120×120V=1V
【解析】分析:(1)当F=2000N时,由乙图可知R的阻值为360Ω,此时电压表的示数为1.5V。先利用R0两端的电压和R0的阻值计算出电流,由电流计算出此时R两端的电压,R0和R两端的电压之和即为电源电压。
(2)由乙图得到,不受打击力时R的阻值,利用电源电压和电路中的总电阻求出电流。由R0的阻值和电流求出R0两端的电压。
解答:
20.
(1)增强
(2)电热丝正常工作100s产生的热量:
Q=W=t=×100s=1×105J
(3)由图乙可知,当温度为60℃时,R1=70Ω,
在控制电路中,R总===120Ω,
R2=R总﹣R1=120Ω﹣70Ω=50Ω,
设变阻器接入电路的电阻为80Ω时,热敏电阻的阻值为R1′,
R1′=R总﹣R2′=120Ω﹣80Ω=40Ω,
由图乙可知,当R1′=40Ω时,温度为100℃,
恒温箱可设定的最高恒温温度为100℃.
【解析】解答:由题知,当控制电路的电流达到0.05A时,衔铁被吸下来,触点处断开,加热电路停止工作;当控制电路中的电流小于0.05A时,衔铁被弹回,触点处接通,加热电路正常工作,将电源U2与电阻R0通过上面两个触点组成加热电路,如图所示:
分析:(1)分析题意可知,工作电路电源与电阻R0通过上面两个触点组成电路;根据图乙所示图象判断温度升高时,热敏电阻阻值如何变化,然后判断电磁铁电流如何变化,最后判断磁性如何变化.
(2)已知电压、电阻和工作时间,利用Q=W=t计算产生的热量;
(3)因电阻R2与电阻R1串联,故电流相等,已知总电压和总电流(最大电流0.05A),根据R=可得总电阻.减去R2的阻值剩下的就是R1此时的阻值;
知道总电阻,利用串联电路的特点求热敏电阻的阻值,然后利用该阻值结合图象可以得到此时的恒温箱的温度值.
21.
(1)由P=可得,传感器的电阻:
R0===20Ω;
(2)由P=UI可得,传感器正常工作时的电流:
I0===0.3A,
因串联电路中各处的电流相等,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的电流最大为0.3A,此时传感器两端电压为6V,
当滑动变阻器接入阻值为R1=10Ω时,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中电流:
I1===0.2A,
则传感器两端电压:
U2=I1R0=0.2A×20Ω=4V,
则传感器两端电压变化范围是4V~6V;
(3)因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
Uab=U传+U0
,
将表中数据代入可得:
1.68V+0.18A×R传=Uab
,
0.90V+0.22A×R传=Uab
,
解得:R传=19.5Ω,Uab=5.19V,
传感器的电阻变化
R﹣R传=20Ω﹣19.5Ω=0.5Ω<1Ω,则这个传感器仍可使用.
【解析】分析:(1)知道传感器的额定电压和额定功率,根据P=求出传感器的电阻;
(2)由P=UI求出传感器正常工作时的电流,然后与滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程相比较确定电路中的电流,然后确定传感器两端的最大电压,根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流,再根据欧姆定律求出传感器两端的最大电压,然后得出答案;
(3)根据串联电路中部分电路电压之和等于总电压,可以列出两个式子,联立可以解出a、b间所加的电压和此时传感器电阻,进而比较它的阻值变化情况,得出它是否可以使用.
22.
(1)解:t=800mAh×(1-10%)/500mA=1.44h
(2)解:①低
②当S1闭合,S2闭合,S3接a时为中温档:P1=U2/R1=(4.8伏)2/4欧=5.76瓦
③当S闭合,S2闭合,S2接b时为高温档R2的功率:P2=U2/R2=(4.8伏)2/6欧=3.84瓦
R1的功率:P1=5.76瓦
总功率:P=P1+P2=5.76瓦+3.84瓦=9.6瓦
消耗的总电能:W=Pt=9.6瓦×20×60秒=11520焦
【解析】分析:(1)根据公式计算充满电需要的时间;
(2)①根据公式分析三种状态下的功率大小,按照从大到小的顺序依次为高档、中档和抵挡;
②确定中温档时的串并联情况,然后根据计算出此时的功率;
③首先根据计算出R2的功率,再根据P=P1+P2计算出高档时的总功率,最后根据W=Pt计算出消耗的电能。
解答:(1)根据乙图可知,充满电需要的时间为:;
(2)①当开关S1闭合,S2断开,S3接a时,两个电阻串联,总电阻为R串=R1+R2;
当开关S1闭合,S2闭合,S3接a时,只有电阻R1工作,总电阻为R1;
当开关S1闭合,S2闭合,S3接b时,两个电阻并联作,总电阻为R并;
那么总电阻R串>R1>R并;
根据公式可知,三者的总功率大小依次为:P串
那么三者对应的状态依次为低档、中档和高档。
②当开关S1闭合,S2闭合,S3接a时,只有电阻R1工作,总电阻为R1;
那么中温档的功率为:;
③当S闭合,S2闭合,S2接b时为高温档,
R2的功率:;
R1的功率:P1=5.76W;
此时总功率:P=P1+P2=5.76W+3.84W=9.6W;
消耗的总电能:W=Pt=9.6W×20×60s=11520J。
?