資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺重難點08 電功率的計算 圖像計算 動態(tài)電路的分析命題趨勢考點 三年考情分析 2025考向預測1、電功率的計算:基本公式的應用,結合用電器銘牌信息計算,多擋位用電器的電功率計算 2、圖像分析:U-I圖像,P-I圖像,P-U圖像 3、動態(tài)電路的分析:開關,滑動變阻器,敏感電阻 在近三年浙江中考科學試卷中,電功率的計算、圖像計算與動態(tài)電路分析考查題型多樣。選擇題常考查基本概念和公式的理解,如判斷不同電路中電功率的變化、根據(jù)圖像分析電阻或電功率等;填空題多涉及電功率的計算,包括結合用電器銘牌、圖像數(shù)據(jù)等;實驗探究題可能圍繞測量電功率實驗,分析實驗數(shù)據(jù)、探究影響電功率的因素,或考查動態(tài)電路中電學量的變化;計算題一般將電功率計算與電路分析相結合,綜合考查學生對歐姆定律、電功率公式等知識的運用。 預計 2025 年浙江中考科學仍會考查電功率的計算、圖像計算與動態(tài)電路分析。選擇題可能會深化對概念和公式的考查,如分析復雜電路中不同位置電功率的變化規(guī)律、不同類型圖像(如P t圖像等)與電學量的關系等;填空題或許會結合更復雜的生活場景,給出多組數(shù)據(jù),考查學生對電功率公式的靈活運用和計算能力;計算題大概率會綜合多個電學知識點,如將電功率計算與電路故障分析、電能的轉化與守恒等相結合,考查學生的綜合分析和計算能力。重點詮釋【體系構建】【重難詮釋】知識點一、電功率比例計算問題①電功率物理意義:描述電流做功快慢的物理量②公式:←(純電阻電路)③比例運算:串聯(lián):P1∶P2=U1∶U2=R1∶R2并聯(lián):P1∶P2=I1∶I2=R2∶R1①電功率公式:a.b.純電阻電路時,還有②電功率比例關系:a.串聯(lián):P1∶P2=W1∶W2=U1∶U2=R1∶R2b.并聯(lián):P1∶P2=W1∶W2=I1∶I2=R2∶R1知識點二、電功率圖像問題電功率常見圖像:①類型——直線型/曲線型:②看圖方法:a.看坐標b.看曲線變化c.找實心點常見考法①判斷P與其他物理量的圖像關系:②圖像計算問題:③歸納總結——兩步解題a.看圖b.找實心點(交點)知識點三、電功率電路動態(tài)分析問題①并聯(lián)電路的動態(tài)分析:②串聯(lián)電路的動態(tài)分析:技巧歸納①并聯(lián)動態(tài)分析:電阻變化—→電流變化—→電功率變化②串聯(lián)動態(tài)分析:電阻變化—→電流變化—→定值電阻電壓變化—→變阻器電壓變化—→電功率變化限時提升訓練1.小明用如圖甲所示的電路來研究電功率與電流的關系,電源電壓保持不變,閉合開關S,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了定值電阻R0和滑動變阻器R的電功率與電流的關系圖像,如圖乙所示,下列說法正確的是( )A.圖乙中的B線是R0的功率與電流的關系圖像B.定值電阻R0的阻值為15ΩC.當R接入電路中的阻值為其最大阻值的十分之一時,電路消耗的電功率為37.5WD.在移動滑片的過程中,R消耗的電功率的最大值是3.75W【答案】C【知識點】歐姆定律及其應用;電功率的計算2.估值在生活中隨處可見,下列估值最接近實際的是( )A.一個分子的直徑約0.1mmB.兩節(jié)干電池串聯(lián)的電壓約為1.5VC.臺式計算機的電功率約為200WD.一臺智能手機工作1h需要消耗約1kW·h的電【答案】C【知識點】長度的估測;電壓和電壓的單位換算;電功率3.如圖甲所示,電源電壓恒定,小燈泡標有“2.5V 0.5W”字樣、其I-U圖像如圖5乙所示,定值電阻R2=40Ω,電流表量程為0~0.6A。當只閉合開關S2時,電流表示數(shù)為0.16A;當只閉合開關S1,滑片P移動到R1中點時,電流表的示數(shù)為0.18A。在保證電路所有元件都安全的前提下,以下推理論證正確的是:A.根據(jù)題目情境,可以推理計算得到電源電壓為6.4VB.結合題目中的有關信息,小燈泡的額定電流為0.4AC.分析題目中信息,滑動變阻器R1的最大阻值為30 ΩD.當S、S1、S2都閉合,R1消耗的最大功率為3.024W【答案】D【知識點】探究用電器的電功率實驗【解析】【解答】 A.當只閉合開關S2 時,是R,和L的串聯(lián)電路,此時電流表示數(shù)為0.16A,其I-U圖像如圖乙所示,則此時L電阻為,則電源電壓故A錯誤;B.已知小燈泡標有“2.5V 0.5W"字樣,根據(jù)P=UI得 小燈泡的額定電流為故B錯誤;C. 當只閉合開關S1,則電路是由L與R1組成串聯(lián)電路,滑片P移動到R1中點時,電流表的示數(shù)為0.18A,由圖乙知,則此時L電阻為則有解得R1=60Ω故C錯誤;D. 當S、S、S, 都閉合時,L被短路,R1和R2并聯(lián),電流表測干路電流,由于電流表量程為0~0.6A,根據(jù)P=U/I可得,電路最大功率為P總大=UI大=7.2V×0.6A=4.32W由/=U/R得,此時通過R2電流為則R2消耗的功率為所以R1消耗的最大功率為故D正確。故選D。【分析】(1)根據(jù)乙圖算出此時燈泡的電阻,根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律計算電源電壓;(2)利用燈泡的規(guī)格參數(shù),求出燈泡正常發(fā)光時的電流;(3)判斷出開關轉換時電路的連接情況,根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律計算出滑動變阻器的最大電阻;(4)判斷出開關都閉合時電路的連接情況,結合電流表允許通過的最大電流和電源電壓計算出電路允許的最大電功率,再算出R2消耗的電功率,最后算出R1消耗的最大電功率。4.物理興趣小組的同學,組裝了如圖甲所示電路,假設滑動變阻器阻值隨長度均勻變化。閉合開關,讓滑片P從最右端開始向左滑動,測量滑片到最右端的距離x,同時觀察電壓表、電流表的示數(shù),記錄數(shù)據(jù)并繪制圖像。電壓表讀數(shù)U與x的關系如圖乙所示,電流表讀數(shù)I與x的關系如圖丙所示。以下說法中正確的是( )A.滑動變阻器出現(xiàn)了斷路故障,且斷點位置x=10cmB.通過計算可知,R0的阻值為5ΩC.當滑片滑到最左端時,x=16.25cmD.若電流表的量程為0~3A,則此電路的最大功率可達12.6W【答案】B【知識點】歐姆定律及其應用;電路的動態(tài)分析;電功率的計算5.圖甲所示,是小軍用伏安法測電阻的實驗電路圖。通過正確的實驗操作,他將實驗時收集到的數(shù)據(jù)繪制出電流與電壓的關系圖像,如圖乙所示。已知電源電壓8V保持不變,下列說法中正確的是( )A.由圖像中數(shù)據(jù)計算出定值電阻的阻值是10ΩB.當電壓表示數(shù)為2V時,定值電阻的功率是4WC.當電壓表示數(shù)為2V時,滑動變阻器連入電路中的阻值是10ΩD.在不拆改電路的情況下,利用圖甲所示的電路還可以探究電流與電阻的關系【答案】A【知識點】歐姆定律及其應用;電功率的計算【解析】【解答】A.由圖像可知定值電阻的阻值是 ,故正確;B.當電壓表示數(shù)為2V時,電路電流為0.2A,定值電阻的功率是 ,故錯誤;C.由圖像可知當電壓表示數(shù)為2V時,電流為0.2A,滑動變阻器連入電路中的阻值是 ,故錯誤;D.探究電流與電阻的關系,要改變定值電阻的阻值,在不拆改電路的情況下無法完成實驗,故錯誤。故答案為:A。【分析】根據(jù)電壓和電流的比值計算電阻,利用電壓和對應電流的乘積計算電功率。6.圖-1是小燈泡L和電阻R的I-U圖像。將小燈泡L和電阻R接入圖-2所示電源電壓不變的電路中,只閉合開關S1時,電流表的示數(shù)為0.5A。下列分析與計算正確的是( )A.只閉合開關S1時,小燈泡L的電阻為6ΩB.再閉合開關S2后,通過電阻R的電流為0.3AC.閉合開關S1、S2時,整個電路的總電阻小于6ΩD.將小燈泡L和電阻R串聯(lián)在5V的電路中,通過電路的電流為0.4A【答案】C【知識點】電阻的并聯(lián);歐姆定律及其應用7.如圖甲所示電路,電源電壓恒為,燈泡額定電壓為,通過的電流隨其兩端電壓變化關系圖像如圖乙所示。閉合開關,在保證電路元件安全的情況下,下列分析正確的是( )A.燈泡的電阻始終為B.燈泡的額定功率是C.電路的最大電功率是D.當電路中電流是時,滑動變阻器兩端電壓是【答案】D【知識點】串聯(lián)電路的電壓規(guī)律;歐姆定律及其應用;電路的動態(tài)分析;電功率的計算8.小明測量小燈泡的電功率,電路如圖甲所示,電源電壓恒為6V, 小燈泡上標有“3.8V”字樣。實驗得到小燈泡的U-I圖像如圖乙所示。下列分析正確的是A.閉合開關S前,滑動變阻器的滑片P應滑到最左端B.小燈泡的電阻約為12.7ΩC.小燈泡正常發(fā)光10min,消耗的電能為684JD.小燈泡兩端電壓為 2.0V時,滑動變阻器消耗的電功率為 0.88W【答案】D【知識點】歐姆定律及其應用;電功的計算;電功率的計算【解析】【解答】 A.閉合開關S前,為了保護電路,滑動變阻器應移至阻值最大處,即最右端,故A錯誤;B.小燈泡的U-I圖像為曲線,根據(jù)歐姆定律可知燈泡的電阻不是固定不變的,故B錯誤;C.小燈泡正常發(fā)光10min,消耗的電能為W=UIt=3.8V×0.3A×10×60s=684J,故B正確;D.小燈泡兩端電壓為2.0V時,由乙圖可知電路中的電流為0.22A,則滑動變阻器兩端電壓為UP=U-UL=6V-2V=4V,滑動變阻器消耗的電功率為PP=UPI'=4V×0.22A=0.88W,故D正確。故選CD。【分析】 A.閉合開關S前,為了保護電路,滑動變阻器應移至阻值最大處;B.燈泡的電阻隨溫度的升高而變大,不是一個定值;C.小燈泡正常發(fā)光10min,根據(jù)W=UIt可知消耗的電能;D.由乙圖可知電路中的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點得出滑動變阻器兩端電壓,根據(jù)P=UI可知滑動變阻器消耗的電功率。9.如圖甲所示的電路,電源電壓恒定,閉合開關S,移動滑片P,電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示。以下分析正確的是( )A.電源電壓為10VB.最大功率為1WC.最小功率為0.2WD.滑片P向左移動過程中,兩端電壓逐漸變小【答案】C【知識點】串聯(lián)電路的電壓規(guī)律;電功率的計算10.為了動態(tài)監(jiān)測同學們的體重,物理科創(chuàng)小組設計了一款簡易體重計。圖甲是其工作原理電路圖,電源電壓6V不變,定值電阻R0為15Ω,RP的阻值隨壓力F變化,其變化關系圖象如圖乙所示,RP允許通過的最大電流為0.3A。下列分析錯誤的是( )A.R0的最大功率為1.35WB.壓力越大,電壓表示數(shù)越大C.壓力為0N時,電壓表示數(shù)為4VD.在保證電路安全的情況下,RP允許的最大壓力為1000N【答案】C【知識點】歐姆定律及其應用;電路的動態(tài)分析;電功率的計算11.如圖-1所示的電路,電源電壓恒定不變,滑動變阻器Rp的規(guī)格為“20Ω,1A”。在保證電路安全的情況下,移動滑片P,兩電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的關系圖像如圖-2所示,下列分析正確的是( )A.滑片P向b端滑動過程中,電流表示數(shù)增大B.電源電壓為10VC.滑動變阻器Rp接入電路的阻值范圍為10~20ΩD.當電壓表V1的示數(shù)為5V時,滑動變阻器Rp消耗的電功率為3.5W【答案】D【知識點】歐姆定律及其應用;電功率的計算12.圖甲是實踐小組為食品發(fā)酵車間設計的智能溫控器電路原理圖,電源電壓恒為12V,為10Ω的定值電阻,為溫控傳感器,其電阻隨溫度變化的關系圖像如圖乙所示。下列分析正確的是( )A.溫控電阻的電阻值隨溫度升高而增大B.當環(huán)境溫度升高時,電路消耗的電功率不變C.當電壓表示數(shù)為6V時,環(huán)境溫度為40℃D.當環(huán)境溫度為20℃時,電壓表示數(shù)為2V【答案】D【知識點】歐姆定律及其應用;電路的動態(tài)分析;電功率的計算【解析】【解答】電路由和串聯(lián),電壓表測兩端的電壓。A.由乙圖可知,溫控電阻的電阻值隨溫度升高而減小,故A錯誤;B.由乙圖可知,當環(huán)境溫度升高時,溫控電阻的電阻值減小,則電路總電阻減小,電壓不變,由可知,電路消耗的電功率變大,故B錯誤;C.當電壓表示數(shù)為6V時,由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得兩端的電壓:由串聯(lián)電路中電壓規(guī)律可知因此此時溫控電阻阻值大小等于定值電阻等于10Ω,由圖乙可知此時環(huán)境溫度為100℃,故C錯誤;D.當環(huán)境溫度為20℃時,由圖乙可知溫控電阻阻值為50Ω,由歐姆定律可得電路電流為由串聯(lián)電路的電流規(guī)律可知所以電壓表示數(shù)為故D正確。故選:D。【分析】電路由和串聯(lián),電壓表測兩端的電壓。A、分析乙圖可得溫控電阻的電阻值隨溫度的變化;B、由乙圖可知,當環(huán)境溫度升高時,溫控電阻的電阻值變化,判斷電路總電阻的變化,電壓不變,根據(jù)判斷電路消耗的電功率的變化;C、由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得兩端的電壓和電壓比與電阻值的關系,算得此時溫控電阻阻值大小,根據(jù)乙圖得此時的環(huán)境溫度;D、由圖乙可知溫控電阻阻值,由歐姆定律可得電路電流,由U=IR算出兩端的電壓。13.如圖所示電路,電源電壓不變。小燈泡L1標有“6 V3 W”,L2標有“6 V6 W”的字樣,滑動變阻器R標有“18 Ω1.5 A”字樣,閉合開關S,S1,S2,滑動變阻器的滑片P移至b端時,兩燈都正常發(fā)光。求:(設燈絲電阻不變)(1)電源電壓。(2)當閉合開關S,S2、斷開開關S1,電流表示數(shù)為0.25 A時,滑動變阻器接入電路的電阻。(3)分析該電路結構,當整個電路功率最小時,請寫出開關的狀態(tài)和滑片的位置,并計算最小功率。【答案】(1)解: 當閉合開關S,S1,S2,滑動變阻器的滑片P移至b端時,兩燈泡并聯(lián),并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,等于電源電壓,且兩燈泡均正常發(fā)光,所以電源的電壓U=6 V(2)解: 兩燈都正常發(fā)光時,由P=UI可得,兩燈泡的額定電流分別為I1===0.5 A,I2===1 A,由歐姆定律可得,兩燈泡的電阻分別為R1===12 Ω,R2===6 Ω,當S,S2閉合、S1斷開時,L2與滑動變阻器串聯(lián),電流表測電路中的電流。此時電路中的總電阻R===24 Ω,串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以滑動變阻器接入電路中的電阻RH=R-R2=24 Ω-6 Ω=18 Ω(3)解: 因12 Ω>6 Ω,所以當S,S1閉合、S2斷開,滑片P在a端,滑動變阻器與L1串聯(lián),此時電路的總電阻最大,電路中的電功率最小,最小功率為Pmin===1.2 W【知識點】電功率的計算;額定功率【解析】【分析】(1)分析題意可知閉合開關S、S1、S2,滑動變阻器的滑片移至b端時,燈泡L1與燈泡L2并聯(lián);兩燈正常發(fā)光時,小燈泡的實際電壓與額定電壓相等,可知小燈泡兩端的電壓為6V,而并聯(lián)電路中各支路電壓相等且等于電源電壓,可知電源電壓為6V;(2)分析題意可知閉合開關S、S2、斷開開關S1,此時滑動變阻器與燈泡L2串聯(lián),可利用電功率的計算公式、歐姆定律,求解燈泡L2的電阻,已知電路中的電流及電源電壓,根據(jù)歐姆定律可計算電路中的等效電阻;(3)根據(jù)電功率的計算公式可知,當電路中的電阻達到最大時此時電路的總功率有最小值,利用電功率的計算公式可計算燈泡L1與燈泡L2的阻值,當開關S、S1閉合,開關S2斷開時,滑動變阻器滑片在a端,滑動變阻器與燈泡L1串聯(lián)時,電路的電阻達到最大,電路的總功率達到最小。14.實踐小組的同學想制作簡易加熱墊給戶外工作者送溫暖。同學們設計了加熱和保溫兩個擋位,并設計出兩種不同的電路如圖甲、乙,所有定值電阻和滑動變阻器都是發(fā)熱電阻,乙圖中R3處于兩個端點時分別為加熱和保溫狀態(tài)。圖中R1的阻值為4.8Ω,R2的阻值為14.4Ω,R3的最大阻值與R2相等。請回答下列問題:(1)計算甲圖中處于加熱狀態(tài)時通過R1的電流是多少A?(2)計算乙圖中保溫功率是多少W?(3)分析說明采用甲、乙哪個原理圖加熱最快?計算加熱5min產(chǎn)生的熱量最多是多少焦耳?【答案】(1)2.5A(2)7.5W(3)甲原理圖加熱快;1.2×104J【知識點】歐姆定律及其應用;電功率的計算;焦耳定律的應用鞏固訓練1.為了測出未知電阻的阻值,某同學利用阻值已知的電阻和電流表或電壓表分別設計了如圖所示的四種電路,其中可行的是(電源電壓未知且不變)( )A. B.C. D.【答案】D【知識點】電流的測量及電流表的使用;電壓的測量及電壓表的使用;電路的動態(tài)分析【解析】【分析】電壓表在測量電壓時,并聯(lián)在測量對象兩端,電流要從正接線柱流進,負接線柱流出。電流表串聯(lián)在電路中,電流要從正接線柱流進,負接線柱流出。【解答】A、圖中兩電阻是串聯(lián)的,通過它們的電流是相等的,當開關S接1時,電壓表測定值電阻R0兩端的電壓,可求出電路中的電流;當開關S接2時,電壓表正負接線柱反接,造成電壓表不能正常工作,故A不符合題意;B、圖中兩個電阻是并聯(lián)的,電流表在干路上,測通過兩個電阻的總電流,無法求出未知電阻兩端的電壓和通過的電流,故B不符合題意;C、圖中兩個電阻是串聯(lián)的,通過電流表可以知道通過未知電阻的電流,但無法求出未知電阻兩端的電壓,故C不符合題意;D、圖中當兩個開關都閉合時,定值電阻被短路,電壓表測的是電源電壓,當開關S1閉合,S2斷開時,兩個電阻是串聯(lián)的,電壓表測的是未知電阻兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求出定值電阻R0兩端的電壓,根據(jù)歐定律可求出此時通過R0的電流也就是通未知電阻的電流,所以未知電阻可以測出,故D符合題意。故答案為:D。2.小溫把兩個小燈泡和電表連成了如圖所示的電路,若電源電壓恒定,先閉合S1,再閉合S2,兩表示數(shù)變化正確的是( )A.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變大B.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變小C.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小D.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大【答案】A【知識點】歐姆定律及其應用;電路的動態(tài)分析【解析】【分析】首先確定電器元件的串并聯(lián)關系,以及電表所測的物理量,然后根據(jù)歐姆定律,結合串并聯(lián)電路的特點分析判斷。【解答】根據(jù)圖片可知,當只閉合S1時,電路力只有燈泡L2,此時電流表測通過它的電流,電壓表測它的電壓。那么此時電流表的示數(shù)為:,此時電壓表的示數(shù)等于電源電壓。再閉合開關S2時,兩個燈泡并聯(lián),電流表測干路電流,電壓表仍然測L2的電壓。此時電流表的示數(shù)為:,電壓表的示數(shù)仍然等于電源電壓。比較可知,電壓表的示數(shù)保持不變,而電流表的示數(shù)變大。故選A。3.如圖所示,兩只燈泡和上分別標有“6V;4W”和“3V;1W”字樣,將它們串聯(lián)暫接在電壓可在3 9V之間調(diào)節(jié)的電源上,閉合開關S,若兩燈的燈絲電阻不隨溫度變化,則下列說法正確的是( )A.通過燈的電流大于通過燈的電流B.當電源電壓調(diào)節(jié)到9V時,燈與都能正常發(fā)光C.調(diào)節(jié)電源電壓過程中,燈始終與燈一樣亮D.與產(chǎn)生的光能可用焦耳定律進行計算【答案】C【知識點】串、并聯(lián)電路的電流特點;串、并聯(lián)電路的電壓特點;電功率計算公式的應用【解析】【分析】 A.由題知,燈泡L1、L2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知通過兩燈的電流關系;B.知道兩燈泡的額定電壓和額定功率,根據(jù)求出兩燈泡的電阻,再根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可得兩燈的實際電壓,與額定電壓比較可知,兩燈是否都能正常發(fā)光;C.根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=UI得出兩燈泡實際功率之間的關系,再根據(jù)燈泡的亮暗取決于實際功率的大小比較兩燈泡的亮暗;D.分析燈泡工作時能量轉化情況,從而判斷能否用焦耳定律計算燈泡工作時產(chǎn)生光能。【解答】 A.串聯(lián)電路中電流處處相等,所以燈泡L1、L2串聯(lián)后,通過它們的電流相等,故A錯誤;B.燈L1的電阻:,燈L2的電阻:,由串聯(lián)電路的分壓原理知,,當電源電壓調(diào)節(jié)到9V時,兩燈的實際電壓:,由于兩燈的實際電壓都不等于它們各自的額定電壓,所以兩燈都不能正常發(fā)光,故B錯誤;C.兩燈串聯(lián)在電源上時,通過兩燈的電流相等,且兩燈分得電壓也相等,由P=UI知,兩燈的實際功率相等,所以在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中,兩燈是一樣亮的,故C正確;D.燈泡在工作時,消耗的電能轉化為內(nèi)能和光能,所以不能用焦耳定律計算其工作時產(chǎn)生的光能,故D錯誤。故選C。4.在如圖所示電路中,閉合開關S后,在滑片P向右滑動過程中,各電表示數(shù)變化正確的是( )A.A1、V示數(shù)不變,A2、A3示數(shù)變大B.A1、A2、V示數(shù)不變,A3示數(shù)變小C.A1、A3示數(shù)不變,A2、V示數(shù)變小D.A2、V示數(shù)不變,A1示數(shù)變小,A3示數(shù)變大【答案】B【知識點】電路的動態(tài)分析5.小明利用熱敏電阻設計了如圖丁的模擬測溫報警電路:電源電壓為18V,報警器(電阻不計)通過的電流超過10mA時就會報警,電阻箱最大阻值為999Ω,熱敏電阻 Rr阻值隨溫度T的變化關系如圖戊所示。在37℃時,熱敏電阻R1的阻值為500Ω。(1)要求:當所測溫度達到或超過37℃時,系統(tǒng)報警,按照下列步驟調(diào)試電路:a.電路接通前,應先將滑動變阻器滑片置于b端,再將電阻箱調(diào)到 Ω;b.將開關S向c端閉合,移動滑動變阻器的滑片,直至 ;c.保持滑動變阻器滑片位置不變,將開關S向另一端閉合,報警系統(tǒng)即正常使用;(2)如果使用一段時間后由于電源電壓的降低,報警溫度將會 (選填“偏低”“偏高”或“不變”),這時應將變阻器阻值 (選填“調(diào)大一些”或“調(diào)小一些”)。【答案】(1)500;報警器報警(2)偏高;調(diào)小一些【知識點】電路的動態(tài)分析6.某同學發(fā)現(xiàn)家里的臺燈是通過滑動變阻器來調(diào)節(jié)亮度的。臺燈亮度發(fā)生變化時滑動變阻器消耗的電功率會如何變化呢?為此他設計了如圖甲所示的電路進行探究。已知實驗器材的規(guī)格:電源電壓4伏并保持不變,2個電壓表(伏),電流表(安),滑動變阻器R標有“20歐1安”,小燈泡L標有“2.5伏”字樣。(1)按圖甲連接電路,閉合開關后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮。該同學根據(jù)三只電表的“示數(shù)有無”判斷出是小燈泡發(fā)生了短路。則他觀察到的無示數(shù)的電表是 。(2)排除故障后繼續(xù)實驗。當小燈泡正常發(fā)光,電流表指針位置如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 瓦。(3)如圖丙所示為該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù),繪制出滑動變阻器的電功率與小燈泡的電功率的關系圖像。由圖可知:小燈泡的電功率變大時,滑動變阻器的電功率的變化情況是 。(4)該同學用上述器材重復實驗,進一步對比分析實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的電功率最大時,兩個電壓表的示數(shù)相同。于是得出結論:串聯(lián)電路中,滑動變阻器的電功率最大時,滿足滑動變阻器有效電阻等于燈泡電阻。判斷該實驗結論是否可靠并說明理由。 【答案】(1)電壓表(2)1.25(3)先增大后減小(4)不合理,沒有換用不同規(guī)格的燈泡和滑動變阻器進行多次重復實驗,實驗結論不具有普遍性。【知識點】電器的電功率【解析】【分析】 (1)閉合開關后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮。該同學根據(jù)三只電表的“示數(shù)有無”判斷出是小燈泡發(fā)生了短路,小燈泡短路時,小燈泡兩端電壓為零;(2)實驗中,電壓表的示數(shù)V1為2.5伏時,小燈泡正常發(fā)光,電流表指針位置如圖乙所示,電流表表所選量程已知,分度值可知,讀取電流表的示數(shù),小燈泡額定功率等于額定電壓與其電流的乘積;(3)如圖丙所示為該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù),繪制出滑動變阻器的電功率PR與小燈泡的電功率PL的關系圖像。由圖可知;小燈泡的電功率(亮度)變大時,滑動變阻器的電功率先變大后變小;(4)在科學探究中,往往需要換用不同器材多次完成實驗,從而收集多組數(shù)據(jù),這樣得到的結論會更加客觀,具有普遍意義。【解答】 (1)閉合開關后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮。該同學根據(jù)三只電表的“示數(shù)有無”判斷出是小燈泡發(fā)生了短路,小燈泡短路時,小燈泡兩端電壓為零,故它觀察到的無示數(shù)的電表是電壓表V1;(2)實驗中,電壓表V1的示數(shù)為2.5伏時,小燈泡正常發(fā)光,圖乙總電流表的示數(shù)I=0.5A,小燈泡的額定功率P額=IU額=0.5A×2.5V=1.25W;(3)如圖丙所示為該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù),繪制出滑動變阻器的電功率PR與小燈泡的電功率PL的關系圖像由圖可知;小燈泡的電功率(亮度)變大時,滑動變阻器的電功率先變大后變小;(4)我認為這個實驗結論不可靠,理由是:沒有換用不同規(guī)格的燈泡和滑動變阻器進行多次重復實驗,實驗結論不具有普遍性。7. 小柯在科學課上設計了一款加熱裝置,加熱電路如圖甲所示,電阻和是阻值恒定的電熱絲,單刀雙擲開關可接或,再通過開關的通斷,實現(xiàn)“高、中、低”三種溫檔的調(diào)節(jié),電阻為。(1)中溫檔時,開關應 (選填“斷開”或“閉合”),開關接 (選填“a”或“b”);(2)在高溫檔時,若要使整個電路的總功率不超過,求的最大阻值是多少?(3)若電路中只有該裝置在低溫檔時工作了,如圖乙所示的家用電能來指示燈閃爍了150次,則該裝置的低溫檔功率為多少?若此時的阻值為,則電路實際電源電壓為多少伏?【答案】(1)閉合;b(2)高溫擋工作時R1的電功率:,在高溫擋時,若要使整個電路的總功率不超過150W,則R2的最大電功率:P2=P高-P1=150W-100W=50W,由可知,R2的最小阻值:(3)圖乙中3000imp/(kW h)表示電路中用電器每消耗1kW h電能,電能表的指示燈閃爍3000次,則指示燈閃爍150次,電路消耗的電能:,該裝置的低溫擋功率:;根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知,R1、R2的串聯(lián)總電阻:R=R1+R'2=484Ω+316Ω=800Ω,由可知,電路的實際電源電壓:。【知識點】電路的動態(tài)分析;電能表參數(shù)的理解與電能的求法【解析】【分析】 (1)由圖甲可知,當開關S1閉合、S2接a時,R1、R2并聯(lián),當開關S1閉合、S2接b時,只有R1工作,當開關S1斷開、S2接b時,R1、R2串聯(lián),根據(jù)串并聯(lián)電路的特點和可知加熱電路高溫擋、中溫擋和低溫擋的電路連接;(2)根據(jù)可求出高溫擋工作時R1的電功率,根據(jù)P2=P高-P1求出R2的最大電功率,根據(jù)可求出R2的最小阻值;(3)圖乙中3000imp/(kW h)表示電路中用電器每消耗1kW h電能,電能表的指示燈閃爍3000次,據(jù)此求出指示燈閃爍150次,電路消耗的電能,根據(jù)求出該裝置低溫擋的功率;根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點求出R1、R2的串聯(lián)總電阻,根據(jù)可求出電路的實際電源電壓。【解答】 (1)由圖甲可知,當開關S1閉合、S2接a時,R1、R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的特點可知,此時電路的總電阻最小,由可知,電路的總功率最大,加熱電路處于高緯度;當開關S1斷開、S2接b時,R1、R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知,此時電路的總電阻最大,總功率最小,加熱電路處于低溫擋;當開關S1閉合、S2接b時,只有R1工作,加熱電路處于中溫擋;(2)高溫擋工作時R1的電功率:,在高溫擋時,若要使整個電路的總功率不超過150W,則R2的最大電功率:P2=P高-P1=150W-100W=50W,由可知,R2的最小阻值:;(3)圖乙中3000imp/(kW h)表示電路中用電器每消耗1kW h電能,電能表的指示燈閃爍3000次,則指示燈閃爍150次,電路消耗的電能:,該裝置的低溫擋功率:;根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知,R1、R2的串聯(lián)總電阻:R=R1+R'2=484Ω+316Ω=800Ω,由可知,電路的實際電源電壓:。8. 如圖甲所示是測量定值電阻Rx阻值的實驗電路,器材可以滿足實驗要求。(1)現(xiàn)要求滑動變阻器滑片向左移動時,電流表示數(shù)增大。請你按照對電壓表量程的選擇和對滑動變阻器連接的要求,用筆畫線代替導線,完成圖中實驗電路的連接; (2)同學們按照電路圖中正確連接電路后,閉合開關,改變電阻Rx兩端的電壓進行了三次測量,其中第二次實驗中電流表的示數(shù)如圖乙所示,請將表格中的實驗數(shù)據(jù)補充完整。實驗次數(shù) 1 2 3電壓U/V 1.0 1.6 1.8電流I/A 0.32 0.56電阻Rx/ 3.13 3.21電阻的平均值Rx/ (3)同學們又設計了兩種測量方案,方案中定值電阻的阻值為R0。①方案一:閉合開關S,如果電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U1和U2,則電阻Rx的阻值表達式為 ;②方案二:電路中Rx≠R0,將S接到a,讀出電流表的示數(shù)I1,再將S接到b,讀出電流表的示數(shù)I2,由I1R0=I2Rx可得,請判斷結果是否正確并簡要說明理由 。【答案】(1)(2)0.5;3.20(3);該方案不正確,因為:在串聯(lián)電路中,根據(jù)分壓原理,用電器兩端電壓與其阻值成正比,因Rx≠R0,當開關S由a撥到b時,電阻R0和Rx兩端的電壓不相等,所以實驗過程中沒有保持Rx和R0兩端的電壓相等。【知識點】影響電阻大小的因素;伏安法測電阻的探究實驗;電路的動態(tài)分析【解析】【分析】 (1)滑動變阻器滑片向左移動時,電流表示數(shù)增大,說明滑動變阻器阻值變小,據(jù)此確定滑動變阻器選用的下端接線柱;(2)根據(jù)電流表選用量程確定分度值讀數(shù),利用歐姆定律求出Rx的阻值,然后求平均值;①根據(jù)串聯(lián)分壓原理求出電阻Rx的阻值表達式;②用等效替代法測待測電阻的電壓,但根據(jù)設計,當開關S由a撥到b時,電阻R0和Rx兩端的電壓不相等,故設計是不合理的。【解答】 (1)滑動變阻器滑片向左移動時,電流表示數(shù)增大,說明滑動變阻器阻值變小,故滑動變阻器選用左下接線柱與燈泡串聯(lián)在電路中,如下圖所示:;(2)第二次實驗中電流表的示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.5A,則Rx的阻值為:;①閉合開關S,如果電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U1和U2,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,,解得:;②該方案不正確,因為:在串聯(lián)電路中,根據(jù)分壓原理,用電器兩端電壓與其阻值成正比,因Rx≠R0,當開關S由a撥到b時,電阻R0和Rx兩端的電壓不相等,所以實驗過程中沒有保持Rx和R0兩端的電壓相等。9.小科進行了如下電學實驗。(1)正確連接電路后,閉合開關S,小燈泡不亮,電壓表和電流表均有示數(shù),可能是小燈泡____。A.短路 B.開路 C.實際功率太小(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當電壓表示數(shù)為 2V ,電流表示數(shù)如圖乙所示, 此時小燈泡的電功率為 W。(3)將以上實驗的小燈泡更換成不同阻值的定值電阻,閉合開關并移動滑片,使定值電阻兩端電壓始終保持不變,記錄每次的電流值和電阻值。據(jù)此推測,該實驗是在研究 的關系。(4)下表是小科測得的數(shù)據(jù),據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,小科連接的實驗電路是下圖中____。實驗次數(shù) 電壓 U (V) 電流 I (A)1 2.5 0.082 2.0 0.103 1.5 0.144 1.0 0.18A. B. C. D.【答案】(1)C(2)0.4(3)電流與電阻(4)C【知識點】電功率計算公式的應用;電器的電功率【解析】【分析】(1) 根據(jù)電表的示數(shù)變化,結合燈泡的發(fā)光情況分析判斷;(2)根據(jù)圖片乙確定燈泡的電流,根據(jù)P=UI計算燈泡的電功率;(3)根據(jù)描述分析實驗探究的自變量和因變量即可;(4)根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析電阻的串并聯(lián)關系,以及電表所測的物理量即可。【解答】(1) (1)正確連接電路后,閉合開關S,電壓表和電流表均有示數(shù),說明電路是通路,且燈泡沒有短路,小燈泡不亮,說明燈泡實際功率太小,故選C;(2)根據(jù)乙圖可知,電流表的量程為0-0.6A,分度值為0.02A,則示數(shù)為0.2A,那么燈泡的電功率為P=UI=2W×0.2A=0.4W;(3)根據(jù)題意可知,每次換用不同電阻,保持電源不變,那么電流會不斷改變,那么實驗探究的是電流與電阻的關系;(4)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,當電流增大時,滑動變阻器接入的阻值減小。根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,此時變阻器的電壓減小。根據(jù)U總=U1+U2可知,定值電阻的電壓變大。則電路中定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),電流表測總電流,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。故選C。10.在測定“小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓為4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。(1)連接電路時開關應 ,電流表的量程應選 A;(2)請你用筆畫線代替導線,將圖甲中的實物電路連接完整 ;(3)閉合開關前,圖甲中滑動變阻器的滑片P應位于 (填“A”或“B”)端;(4)小葉同學閉合開關,移動滑片P到某一點時,電壓表示數(shù)(如圖乙所示)為 V,若他想測量小燈泡的額定功率,應將圖甲中滑片P向 (填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5V;(5)小向同學移動滑片P,記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖丙所示的,圖像,根據(jù)圖像信息,可計算出小燈泡的額定功率是 W。小燈泡正常工作時的電阻等于 Ω;(6)小勇同學在實驗中連接好電路,閉合開關,移動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),原因可能是 (寫出一種即可)【答案】(1)斷開;0~0.6(2)(3)A(4)2.3;B(5)0.5;12.5(6)燈泡斷路【知識點】電路的動態(tài)分析;測定小燈泡的功率11.某同學發(fā)現(xiàn)不少商場洗手間為顧客提供干手器(如圖甲),他也想設計并制作一款干手器供學校使用。(1)某同學利用電磁繼電器設計了電路圖(如圖乙所示),實現(xiàn)自動化控制。閉合開關S、后,干手器感應到手伸入時,感應開關閉合,電動機開始工作。此時電磁鐵上端為 極,圖丙中的光敏電阻 (填“①”或“②”)符合他的設計要求。(2)若全校師生均使用熱風干手,一周累計10000次,按照某同學的設計圖及干手器參數(shù)表計算干手器一周消耗的總電能。干手器參數(shù)額定電壓 220伏電動機額定功率 50瓦加熱功率 950瓦工作時間 18秒【答案】(1)N;①(2)解:此時的總功率P總=P動+P熱;干手器一周消耗的電能。答:干手器一周消耗的總電能為。【知識點】歐姆定律及其應用;通電螺線管的極性和電流方向的判斷;電功率計算公式的應用【解析】【分析】 (1)根據(jù)安培定則判斷磁極,根據(jù)歐姆定律分析結合電磁鐵的磁性與電流大小有關分析;(2)首先將加熱功率和電機功率相加得到吹熱風時的總功率,再根據(jù)W=Pt計算電能。【解答】 (1)①根據(jù)圖乙可知,電流從上方流入,線圈中的電流指向右側,由安培定則可知,電磁鐵的上端為S極;②干手器感應到手伸入時,光強減小,此時感應開關閉合,說明電流變大,則電阻減小,因此①符合他的設計要求。12. 某滾桶洗衣機自帶加熱功能,其洗衣過程分“加熱水”、“保溫洗滌”、“脫水”三種狀態(tài),圖乙是其簡化電路圖,其中電熱絲R1、R2的阻值分別為24.2Ω和242Ω。(1)當開關置于2位置時,R2與電動機并聯(lián),此時洗衣機的工作狀態(tài)是 (填“加熱水“保溫洗滌”或“脫水”)。(2)該洗衣機脫水過中消耗的電能主要轉化為 能。(3)洗衣機處于“加熱水”狀態(tài)(R1與R2并聯(lián))正常工作的功率為多少 ?【答案】(1)保溫洗滌(2)機械(3)2200W【知識點】電器的電功率;電功率【解析】【分析】 (1)由電路圖可知,開關置于1位置時,R1與R2并聯(lián),電路的總電阻最小,總功率最大,洗衣機處于“加熱水”狀態(tài),開關置于2位置時,電動機與R2并聯(lián),洗衣機處于“保溫洗滌”狀態(tài),開關置于3位置時,電路中只有電動機工作,洗衣機處于脫水狀態(tài);(2)根據(jù)脫水時,只有電動機工作,由此可得出能量的轉化;(3)當洗衣機處于加熱狀態(tài)時,兩個電阻并聯(lián),根據(jù)公式分別計算出它們的電功率,然后相加得到此時的總功率即可。【解答】 (1)根據(jù)乙圖可知,當開關位于1位置時,兩個電阻并聯(lián),電阻最小,根據(jù)可知,此時加熱功率最大,應該為加熱水狀態(tài)。當開關S位于2位置時,電阻R2與電動機并聯(lián),此時既發(fā)熱也洗滌,應該為保溫洗滌狀態(tài);當開關S位于3位置時,只有電動機工作,應該為脫水狀態(tài)。(2)該洗衣機脫水過程中消耗的電能主要轉化為機械能。(3)洗衣機處于“加熱水”狀態(tài),R1與R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點知,U1=U2=U=220V,正常工作時,電阻R1電功率;正常工作時,電阻R1電功率;電路的總功率P=P1+P2=2000W+200W=2200W。13.圖甲是用某款3D打印筆進行立體繪畫時的場景,打印筆通電后,筆內(nèi)電阻絲發(fā)熱使筆內(nèi)繪畫材料熔化;加熱電路簡化后如圖乙所示,電源電壓恒為6V,R1和為發(fā)熱電阻絲,高溫擋和低溫擋的功率比為4:3,R1=4Ω,忽略電阻絲阻值隨溫度變化,求:(1)低溫檔工作時,通過R1的電流;(2)低溫擋的功率;(3)R2的電阻值。【答案】(1)解:電源電壓恒為6V,R1=4Ω,低溫檔時只有R1單獨工作,則通過R1的電流為:;(2)解:只閉合S1時低溫擋工作,此時電路為只有R1的簡單電路,則低溫擋的功率為:;(3)解:因為高溫擋和低溫擋的功率比為4:3,所以,S1、S2都閉合時為高溫擋,此時R1、R2并聯(lián),因R1前后電壓不變,電阻不變,所以功率不變,故R2的功率為:P2=P高-P低=12W-9W=3W,則R2的電阻值為:。【知識點】歐姆定律及其應用;電功率計算公式的應用【解析】【分析】 (1)低溫擋時根據(jù)求出此時線路中的電流。(2)根據(jù)P=I2R求出此時的電功率。(3)根據(jù)高溫擋和低溫擋的功率比為4:3,可求出高檔時的電功率和R2的功率,根據(jù)求出R2。14.小高家有一款家用空氣炸鍋如圖甲所示,其簡化電路如圖乙所示,工作過程風扇始終轉動,而發(fā)熱管則通過溫控開關有規(guī)律地閉合或斷開,使鍋內(nèi)溫度在一定范圍內(nèi)波動。其中電風扇功率為55 W,發(fā)熱管電阻為44Ω。小明用空氣炸鍋烘焙牛排時,設定溫度為 總工作時間為20 min,溫度傳感器顯示鍋體溫度隨時間變化關系如圖丙所示。(1)使空氣炸鍋能自動停止工作,應在圖乙電路 (選填“a”或“b”)處串聯(lián)一個定時開關。(2)空氣炸鍋工作到12 min時,圖乙電路c點電流為多少 (3)空氣炸鍋這次烘焙牛排共消耗了多少電能 【答案】(1)a(2)由圖丙可知,空氣炸鍋工作到12min時,空氣炸鍋內(nèi)的溫度在上升,表明此時發(fā)熱管與電風扇同時工作;根據(jù)P=UI可得,電風扇的電流:,由歐姆定律可得,發(fā)熱管中通過的電流:,根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律可得,圖乙電路c點電流:I=I扇+I管=0.25A+5A=5.25A;(3)由圖丙可知,在整個工作過程中,風扇始終是工作狀態(tài),時間t=20min=1200s,則風扇消耗的電能:W扇=P扇t=55W×1200s=6.6×104J;由圖丙計算溫度上升的時間,即發(fā)熱管的工作時間,t管=8min+(13min-10min)+(18min-15min)=14min=840s,發(fā)熱管消耗的電能;,空氣炸鍋這次烘焙牛排共消耗的電能:W=W扇+W管=6.6×104J+9.24×105J=9.9×105J。【知識點】電功計算公式的應用;電功率計算公式的應用【解析】【分析】 (1)由圖可知空氣炸鍋工作時,電風扇與發(fā)熱管并聯(lián),在干路的開關可以控制整個電路;(2)由圖丙可知,空氣炸鍋工作到12min時,空氣炸鍋內(nèi)的溫度在上升,表明此時發(fā)熱管與電風扇同時工作;根據(jù)P=UI計算電風扇的電流,由歐姆定律計算發(fā)熱管中通過的電流,根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律計算圖乙電路c點電流;(3)由圖丙可知,在整個工作過程中,風扇始終是工作狀態(tài),由計算風扇消耗的電能;由圖丙計算溫度上升的時間,即發(fā)熱管的工作時間,根據(jù)歐姆定律和W=UIt計算發(fā)熱管消耗的電能;再計算空氣炸鍋這次烘焙牛排共消耗的電能。【解答】 (1)由圖可知空氣炸鍋工作時,電風扇與發(fā)熱管并聯(lián),所以在干路的a點串聯(lián)一個定時開關,在定時開關斷開時能使空氣炸鍋能自動停止工作;15.如圖所示電路,電源電壓恒定,當電路正常時,電流表的示數(shù)為3.0安,電流表的示數(shù)為1.0安,電壓表V的示數(shù)為4.0伏;當三個電阻中,其中某一個電阻發(fā)生了故障,則電壓表V的示數(shù)變?yōu)?伏,電流表的示數(shù)相等且不為零。則(1)哪一個電阻發(fā)生何種故障?(2)發(fā)生故障后電阻消耗的電功率為多少瓦?【答案】(1)斷路(2)16W【知識點】電路的動態(tài)分析;電功率計算公式的應用16.某項目化小組為了研究蹦床運動員的訓練情況,設計了一種測定蹦床所受壓力的裝置,其原理如圖甲所示。已知電源電壓為3V且保持不變,定值電阻,壓敏電阻的阻值R隨壓力F的變化而變化,如圖乙所示。已知小溫從距離蹦床越高處下落則對蹦床的壓力越大,小溫從某一高度下落后得到電路中電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)之間的關系如圖丙中線段ab所示。(1)當小溫還在空中時,由于受到蹦床自重的影響,壓敏電阻所受壓力為200牛,求此時電路總電功率;(2)小溫從這一高度跳下后,在與蹦床接觸的過程中,電流表的示數(shù)達到最大值時,壓敏電阻受到的壓力為多大?(3)若小溫從距離蹦床更高的位置跳下,則b點的位置將會移動至B點,請在圖丙中用黑點標出B點可能的位置。【答案】(1)由乙圖可知,壓敏電阻所受壓力為200N時,R的阻值為40Ω,定值電阻,則此時電路總電功率(2)由圖丙可知,電路中最大電流為0.15A,則此時電路中總阻值則壓敏電阻的阻值由圖乙可知,壓敏電阻受到的壓力為800N。(3)【知識點】電路的動態(tài)分析;電功率計算公式的應用【解析】【分析】(1)根據(jù)壓敏電阻所受壓力,從乙圖讀出電阻大小;由可得電功率;(2)根據(jù)b點確定最大電流,根據(jù)歐姆定律計算壓敏電阻,對照乙圖知壓力大小;(3)根據(jù)運動員從距離蹦床更高的位置跳下,更多的重力勢能轉化為彈性勢能,分析彈力大小,得出壓敏電阻的大小,計算電流,在圖中標注。【解答】(1)由乙圖可知,壓敏電阻所受壓力為200N時,R的阻值為40Ω,定值電阻,則此時電路總電功率(2)由圖丙可知,電路中最大電流為0.15A,則此時電路中總阻值則壓敏電阻的阻值由圖乙可知,壓敏電阻受到的壓力為800N。(3)若小溫從距離蹦床更高的位置跳下,壓敏電阻受到的壓力大于800N,則壓敏電阻的阻值小于10Ω,由歐姆定律可知,電路中的電流變大,大于0.15A;由于壓敏電阻的阻值最小為5Ω時,則電路中最大電流所以小溫從距離蹦床更高的位置跳下,則b點的位置將會移動至B點,B點對應的電流大于0.15A,小于0.2A,如下圖所示:(1)由乙圖可知,壓敏電阻所受壓力為200N時,R的阻值為40Ω,定值電阻,則此時電路總電功率(2)由圖丙可知,電路中最大電流為0.15A,則此時電路中總阻值則壓敏電阻的阻值由圖乙可知,壓敏電阻受到的壓力為800N。(3)若小溫從距離蹦床更高的位置跳下,壓敏電阻受到的壓力大于800N,則壓敏電阻的阻值小于10Ω,由歐姆定律可知,電路中的電流變大,大于0.15A;由于壓敏電阻的阻值最小為5Ω時,則電路中最大電流所以小溫從距離蹦床更高的位置跳下,則b點的位置將會移動至B點,B點對應的電流大于0.15A,小于0.2A,如下圖所示:21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)中小學教育資源及組卷應用平臺重難點08 電功率的計算 圖像計算 動態(tài)電路的分析命題趨勢考點 三年考情分析 2025考向預測1、電功率的計算:基本公式的應用,結合用電器銘牌信息計算,多擋位用電器的電功率計算 2、圖像分析:U-I圖像,P-I圖像,P-U圖像 3、動態(tài)電路的分析:開關,滑動變阻器,敏感電阻 在近三年浙江中考科學試卷中,電功率的計算、圖像計算與動態(tài)電路分析考查題型多樣。選擇題常考查基本概念和公式的理解,如判斷不同電路中電功率的變化、根據(jù)圖像分析電阻或電功率等;填空題多涉及電功率的計算,包括結合用電器銘牌、圖像數(shù)據(jù)等;實驗探究題可能圍繞測量電功率實驗,分析實驗數(shù)據(jù)、探究影響電功率的因素,或考查動態(tài)電路中電學量的變化;計算題一般將電功率計算與電路分析相結合,綜合考查學生對歐姆定律、電功率公式等知識的運用。 預計 2025 年浙江中考科學仍會考查電功率的計算、圖像計算與動態(tài)電路分析。選擇題可能會深化對概念和公式的考查,如分析復雜電路中不同位置電功率的變化規(guī)律、不同類型圖像(如P t圖像等)與電學量的關系等;填空題或許會結合更復雜的生活場景,給出多組數(shù)據(jù),考查學生對電功率公式的靈活運用和計算能力;計算題大概率會綜合多個電學知識點,如將電功率計算與電路故障分析、電能的轉化與守恒等相結合,考查學生的綜合分析和計算能力。重點詮釋【體系構建】【重難詮釋】知識點一、電功率比例計算問題①電功率物理意義:描述電流做功快慢的物理量②公式:←(純電阻電路)③比例運算:串聯(lián):P1∶P2=U1∶U2=R1∶R2并聯(lián):P1∶P2=I1∶I2=R2∶R1①電功率公式:a.b.純電阻電路時,還有②電功率比例關系:a.串聯(lián):P1∶P2=W1∶W2=U1∶U2=R1∶R2b.并聯(lián):P1∶P2=W1∶W2=I1∶I2=R2∶R1知識點二、電功率圖像問題電功率常見圖像:①類型——直線型/曲線型:②看圖方法:a.看坐標b.看曲線變化c.找實心點常見考法①判斷P與其他物理量的圖像關系:②圖像計算問題:③歸納總結——兩步解題a.看圖b.找實心點(交點)知識點三、電功率電路動態(tài)分析問題①并聯(lián)電路的動態(tài)分析:②串聯(lián)電路的動態(tài)分析:技巧歸納①并聯(lián)動態(tài)分析:電阻變化—→電流變化—→電功率變化②串聯(lián)動態(tài)分析:電阻變化—→電流變化—→定值電阻電壓變化—→變阻器電壓變化—→電功率變化限時提升訓練1.小明用如圖甲所示的電路來研究電功率與電流的關系,電源電壓保持不變,閉合開關S,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了定值電阻R0和滑動變阻器R的電功率與電流的關系圖像,如圖乙所示,下列說法正確的是( )A.圖乙中的B線是R0的功率與電流的關系圖像B.定值電阻R0的阻值為15ΩC.當R接入電路中的阻值為其最大阻值的十分之一時,電路消耗的電功率為37.5WD.在移動滑片的過程中,R消耗的電功率的最大值是3.75W2.估值在生活中隨處可見,下列估值最接近實際的是( )A.一個分子的直徑約0.1mmB.兩節(jié)干電池串聯(lián)的電壓約為1.5VC.臺式計算機的電功率約為200WD.一臺智能手機工作1h需要消耗約1kW·h的電3.如圖甲所示,電源電壓恒定,小燈泡標有“2.5V 0.5W”字樣、其I-U圖像如圖5乙所示,定值電阻R2=40Ω,電流表量程為0~0.6A。當只閉合開關S2時,電流表示數(shù)為0.16A;當只閉合開關S1,滑片P移動到R1中點時,電流表的示數(shù)為0.18A。在保證電路所有元件都安全的前提下,以下推理論證正確的是:A.根據(jù)題目情境,可以推理計算得到電源電壓為6.4VB.結合題目中的有關信息,小燈泡的額定電流為0.4AC.分析題目中信息,滑動變阻器R1的最大阻值為30 ΩD.當S、S1、S2都閉合,R1消耗的最大功率為3.024W4.物理興趣小組的同學,組裝了如圖甲所示電路,假設滑動變阻器阻值隨長度均勻變化。閉合開關,讓滑片P從最右端開始向左滑動,測量滑片到最右端的距離x,同時觀察電壓表、電流表的示數(shù),記錄數(shù)據(jù)并繪制圖像。電壓表讀數(shù)U與x的關系如圖乙所示,電流表讀數(shù)I與x的關系如圖丙所示。以下說法中正確的是( )A.滑動變阻器出現(xiàn)了斷路故障,且斷點位置x=10cmB.通過計算可知,R0的阻值為5ΩC.當滑片滑到最左端時,x=16.25cmD.若電流表的量程為0~3A,則此電路的最大功率可達12.6W5.圖甲所示,是小軍用伏安法測電阻的實驗電路圖。通過正確的實驗操作,他將實驗時收集到的數(shù)據(jù)繪制出電流與電壓的關系圖像,如圖乙所示。已知電源電壓8V保持不變,下列說法中正確的是( )A.由圖像中數(shù)據(jù)計算出定值電阻的阻值是10ΩB.當電壓表示數(shù)為2V時,定值電阻的功率是4WC.當電壓表示數(shù)為2V時,滑動變阻器連入電路中的阻值是10ΩD.在不拆改電路的情況下,利用圖甲所示的電路還可以探究電流與電阻的關系6.圖-1是小燈泡L和電阻R的I-U圖像。將小燈泡L和電阻R接入圖-2所示電源電壓不變的電路中,只閉合開關S1時,電流表的示數(shù)為0.5A。下列分析與計算正確的是( )A.只閉合開關S1時,小燈泡L的電阻為6ΩB.再閉合開關S2后,通過電阻R的電流為0.3AC.閉合開關S1、S2時,整個電路的總電阻小于6ΩD.將小燈泡L和電阻R串聯(lián)在5V的電路中,通過電路的電流為0.4A7.如圖甲所示電路,電源電壓恒為,燈泡額定電壓為,通過的電流隨其兩端電壓變化關系圖像如圖乙所示。閉合開關,在保證電路元件安全的情況下,下列分析正確的是( )A.燈泡的電阻始終為B.燈泡的額定功率是C.電路的最大電功率是D.當電路中電流是時,滑動變阻器兩端電壓是8.小明測量小燈泡的電功率,電路如圖甲所示,電源電壓恒為6V, 小燈泡上標有“3.8V”字樣。實驗得到小燈泡的U-I圖像如圖乙所示。下列分析正確的是A.閉合開關S前,滑動變阻器的滑片P應滑到最左端B.小燈泡的電阻約為12.7ΩC.小燈泡正常發(fā)光10min,消耗的電能為684JD.小燈泡兩端電壓為 2.0V時,滑動變阻器消耗的電功率為 0.88W9.如圖甲所示的電路,電源電壓恒定,閉合開關S,移動滑片P,電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示。以下分析正確的是( )A.電源電壓為10VB.最大功率為1WC.最小功率為0.2WD.滑片P向左移動過程中,兩端電壓逐漸變小10.為了動態(tài)監(jiān)測同學們的體重,物理科創(chuàng)小組設計了一款簡易體重計。圖甲是其工作原理電路圖,電源電壓6V不變,定值電阻R0為15Ω,RP的阻值隨壓力F變化,其變化關系圖象如圖乙所示,RP允許通過的最大電流為0.3A。下列分析錯誤的是( )A.R0的最大功率為1.35WB.壓力越大,電壓表示數(shù)越大C.壓力為0N時,電壓表示數(shù)為4VD.在保證電路安全的情況下,RP允許的最大壓力為1000N11.如圖-1所示的電路,電源電壓恒定不變,滑動變阻器Rp的規(guī)格為“20Ω,1A”。在保證電路安全的情況下,移動滑片P,兩電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的關系圖像如圖-2所示,下列分析正確的是( )A.滑片P向b端滑動過程中,電流表示數(shù)增大B.電源電壓為10VC.滑動變阻器Rp接入電路的阻值范圍為10~20ΩD.當電壓表V1的示數(shù)為5V時,滑動變阻器Rp消耗的電功率為3.5W12.圖甲是實踐小組為食品發(fā)酵車間設計的智能溫控器電路原理圖,電源電壓恒為12V,為10Ω的定值電阻,為溫控傳感器,其電阻隨溫度變化的關系圖像如圖乙所示。下列分析正確的是( )A.溫控電阻的電阻值隨溫度升高而增大B.當環(huán)境溫度升高時,電路消耗的電功率不變C.當電壓表示數(shù)為6V時,環(huán)境溫度為40℃D.當環(huán)境溫度為20℃時,電壓表示數(shù)為2V13.如圖所示電路,電源電壓不變。小燈泡L1標有“6 V3 W”,L2標有“6 V6 W”的字樣,滑動變阻器R標有“18 Ω1.5 A”字樣,閉合開關S,S1,S2,滑動變阻器的滑片P移至b端時,兩燈都正常發(fā)光。求:(設燈絲電阻不變)(1)電源電壓。(2)當閉合開關S,S2、斷開開關S1,電流表示數(shù)為0.25 A時,滑動變阻器接入電路的電阻。(3)分析該電路結構,當整個電路功率最小時,請寫出開關的狀態(tài)和滑片的位置,并計算最小功率。14.實踐小組的同學想制作簡易加熱墊給戶外工作者送溫暖。同學們設計了加熱和保溫兩個擋位,并設計出兩種不同的電路如圖甲、乙,所有定值電阻和滑動變阻器都是發(fā)熱電阻,乙圖中R3處于兩個端點時分別為加熱和保溫狀態(tài)。圖中R1的阻值為4.8Ω,R2的阻值為14.4Ω,R3的最大阻值與R2相等。請回答下列問題:(1)計算甲圖中處于加熱狀態(tài)時通過R1的電流是多少A?(2)計算乙圖中保溫功率是多少W?(3)分析說明采用甲、乙哪個原理圖加熱最快?計算加熱5min產(chǎn)生的熱量最多是多少焦耳?鞏固訓練1.為了測出未知電阻的阻值,某同學利用阻值已知的電阻和電流表或電壓表分別設計了如圖所示的四種電路,其中可行的是(電源電壓未知且不變)( )A. B.C. D.2.小溫把兩個小燈泡和電表連成了如圖所示的電路,若電源電壓恒定,先閉合S1,再閉合S2,兩表示數(shù)變化正確的是( )A.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變大B.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變小C.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小D.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大3.如圖所示,兩只燈泡和上分別標有“6V;4W”和“3V;1W”字樣,將它們串聯(lián)暫接在電壓可在3 9V之間調(diào)節(jié)的電源上,閉合開關S,若兩燈的燈絲電阻不隨溫度變化,則下列說法正確的是( )A.通過燈的電流大于通過燈的電流B.當電源電壓調(diào)節(jié)到9V時,燈與都能正常發(fā)光C.調(diào)節(jié)電源電壓過程中,燈始終與燈一樣亮D.與產(chǎn)生的光能可用焦耳定律進行計算4.在如圖所示電路中,閉合開關S后,在滑片P向右滑動過程中,各電表示數(shù)變化正確的是( )A.A1、V示數(shù)不變,A2、A3示數(shù)變大B.A1、A2、V示數(shù)不變,A3示數(shù)變小C.A1、A3示數(shù)不變,A2、V示數(shù)變小D.A2、V示數(shù)不變,A1示數(shù)變小,A3示數(shù)變大5.小明利用熱敏電阻設計了如圖丁的模擬測溫報警電路:電源電壓為18V,報警器(電阻不計)通過的電流超過10mA時就會報警,電阻箱最大阻值為999Ω,熱敏電阻 Rr阻值隨溫度T的變化關系如圖戊所示。在37℃時,熱敏電阻R1的阻值為500Ω。(1)要求:當所測溫度達到或超過37℃時,系統(tǒng)報警,按照下列步驟調(diào)試電路:a.電路接通前,應先將滑動變阻器滑片置于b端,再將電阻箱調(diào)到 Ω;b.將開關S向c端閉合,移動滑動變阻器的滑片,直至 ;c.保持滑動變阻器滑片位置不變,將開關S向另一端閉合,報警系統(tǒng)即正常使用;(2)如果使用一段時間后由于電源電壓的降低,報警溫度將會 (選填“偏低”“偏高”或“不變”),這時應將變阻器阻值 (選填“調(diào)大一些”或“調(diào)小一些”)。6.某同學發(fā)現(xiàn)家里的臺燈是通過滑動變阻器來調(diào)節(jié)亮度的。臺燈亮度發(fā)生變化時滑動變阻器消耗的電功率會如何變化呢?為此他設計了如圖甲所示的電路進行探究。已知實驗器材的規(guī)格:電源電壓4伏并保持不變,2個電壓表(伏),電流表(安),滑動變阻器R標有“20歐1安”,小燈泡L標有“2.5伏”字樣。(1)按圖甲連接電路,閉合開關后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮。該同學根據(jù)三只電表的“示數(shù)有無”判斷出是小燈泡發(fā)生了短路。則他觀察到的無示數(shù)的電表是 。(2)排除故障后繼續(xù)實驗。當小燈泡正常發(fā)光,電流表指針位置如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 瓦。(3)如圖丙所示為該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù),繪制出滑動變阻器的電功率與小燈泡的電功率的關系圖像。由圖可知:小燈泡的電功率變大時,滑動變阻器的電功率的變化情況是 。(4)該同學用上述器材重復實驗,進一步對比分析實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的電功率最大時,兩個電壓表的示數(shù)相同。于是得出結論:串聯(lián)電路中,滑動變阻器的電功率最大時,滿足滑動變阻器有效電阻等于燈泡電阻。判斷該實驗結論是否可靠并說明理由。 7. 小柯在科學課上設計了一款加熱裝置,加熱電路如圖甲所示,電阻和是阻值恒定的電熱絲,單刀雙擲開關可接或,再通過開關的通斷,實現(xiàn)“高、中、低”三種溫檔的調(diào)節(jié),電阻為。(1)中溫檔時,開關應 (選填“斷開”或“閉合”),開關接 (選填“a”或“b”);(2)在高溫檔時,若要使整個電路的總功率不超過,求的最大阻值是多少?(3)若電路中只有該裝置在低溫檔時工作了,如圖乙所示的家用電能來指示燈閃爍了150次,則該裝置的低溫檔功率為多少?若此時的阻值為,則電路實際電源電壓為多少伏?8. 如圖甲所示是測量定值電阻Rx阻值的實驗電路,器材可以滿足實驗要求。(1)現(xiàn)要求滑動變阻器滑片向左移動時,電流表示數(shù)增大。請你按照對電壓表量程的選擇和對滑動變阻器連接的要求,用筆畫線代替導線,完成圖中實驗電路的連接; (2)同學們按照電路圖中正確連接電路后,閉合開關,改變電阻Rx兩端的電壓進行了三次測量,其中第二次實驗中電流表的示數(shù)如圖乙所示,請將表格中的實驗數(shù)據(jù)補充完整。實驗次數(shù) 1 2 3電壓U/V 1.0 1.6 1.8電流I/A 0.32 0.56電阻Rx/ 3.13 3.21電阻的平均值Rx/ (3)同學們又設計了兩種測量方案,方案中定值電阻的阻值為R0。①方案一:閉合開關S,如果電壓表V1和V2的讀數(shù)分別為U1和U2,則電阻Rx的阻值表達式為 ;②方案二:電路中Rx≠R0,將S接到a,讀出電流表的示數(shù)I1,再將S接到b,讀出電流表的示數(shù)I2,由I1R0=I2Rx可得,請判斷結果是否正確并簡要說明理由 。9.小科進行了如下電學實驗。(1)正確連接電路后,閉合開關S,小燈泡不亮,電壓表和電流表均有示數(shù),可能是小燈泡____。A.短路 B.開路 C.實際功率太小(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,當電壓表示數(shù)為 2V ,電流表示數(shù)如圖乙所示, 此時小燈泡的電功率為 W。(3)將以上實驗的小燈泡更換成不同阻值的定值電阻,閉合開關并移動滑片,使定值電阻兩端電壓始終保持不變,記錄每次的電流值和電阻值。據(jù)此推測,該實驗是在研究 的關系。(4)下表是小科測得的數(shù)據(jù),據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,小科連接的實驗電路是下圖中____。實驗次數(shù) 電壓 U (V) 電流 I (A)1 2.5 0.082 2.0 0.103 1.5 0.144 1.0 0.18A. B. C. D.10.在測定“小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓為4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。(1)連接電路時開關應 ,電流表的量程應選 A;(2)請你用筆畫線代替導線,將圖甲中的實物電路連接完整 ;(3)閉合開關前,圖甲中滑動變阻器的滑片P應位于 (填“A”或“B”)端;(4)小葉同學閉合開關,移動滑片P到某一點時,電壓表示數(shù)(如圖乙所示)為 V,若他想測量小燈泡的額定功率,應將圖甲中滑片P向 (填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5V;(5)小向同學移動滑片P,記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖丙所示的,圖像,根據(jù)圖像信息,可計算出小燈泡的額定功率是 W。小燈泡正常工作時的電阻等于 Ω;(6)小勇同學在實驗中連接好電路,閉合開關,移動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),原因可能是 (寫出一種即可)11.某同學發(fā)現(xiàn)不少商場洗手間為顧客提供干手器(如圖甲),他也想設計并制作一款干手器供學校使用。(1)某同學利用電磁繼電器設計了電路圖(如圖乙所示),實現(xiàn)自動化控制。閉合開關S、后,干手器感應到手伸入時,感應開關閉合,電動機開始工作。此時電磁鐵上端為 極,圖丙中的光敏電阻 (填“①”或“②”)符合他的設計要求。(2)若全校師生均使用熱風干手,一周累計10000次,按照某同學的設計圖及干手器參數(shù)表計算干手器一周消耗的總電能。干手器參數(shù)額定電壓 220伏電動機額定功率 50瓦加熱功率 950瓦工作時間 18秒12. 某滾桶洗衣機自帶加熱功能,其洗衣過程分“加熱水”、“保溫洗滌”、“脫水”三種狀態(tài),圖乙是其簡化電路圖,其中電熱絲R1、R2的阻值分別為24.2Ω和242Ω。(1)當開關置于2位置時,R2與電動機并聯(lián),此時洗衣機的工作狀態(tài)是 (填“加熱水“保溫洗滌”或“脫水”)。(2)該洗衣機脫水過中消耗的電能主要轉化為 能。(3)洗衣機處于“加熱水”狀態(tài)(R1與R2并聯(lián))正常工作的功率為多少 ?13.圖甲是用某款3D打印筆進行立體繪畫時的場景,打印筆通電后,筆內(nèi)電阻絲發(fā)熱使筆內(nèi)繪畫材料熔化;加熱電路簡化后如圖乙所示,電源電壓恒為6V,R1和為發(fā)熱電阻絲,高溫擋和低溫擋的功率比為4:3,R1=4Ω,忽略電阻絲阻值隨溫度變化,求:(1)低溫檔工作時,通過R1的電流;(2)低溫擋的功率;(3)R2的電阻值。14.小高家有一款家用空氣炸鍋如圖甲所示,其簡化電路如圖乙所示,工作過程風扇始終轉動,而發(fā)熱管則通過溫控開關有規(guī)律地閉合或斷開,使鍋內(nèi)溫度在一定范圍內(nèi)波動。其中電風扇功率為55 W,發(fā)熱管電阻為44Ω。小明用空氣炸鍋烘焙牛排時,設定溫度為 總工作時間為20 min,溫度傳感器顯示鍋體溫度隨時間變化關系如圖丙所示。(1)使空氣炸鍋能自動停止工作,應在圖乙電路 (選填“a”或“b”)處串聯(lián)一個定時開關。(2)空氣炸鍋工作到12 min時,圖乙電路c點電流為多少 (3)空氣炸鍋這次烘焙牛排共消耗了多少電能 15.如圖所示電路,電源電壓恒定,當電路正常時,電流表的示數(shù)為3.0安,電流表的示數(shù)為1.0安,電壓表V的示數(shù)為4.0伏;當三個電阻中,其中某一個電阻發(fā)生了故障,則電壓表V的示數(shù)變?yōu)?伏,電流表的示數(shù)相等且不為零。則(1)哪一個電阻發(fā)生何種故障?(2)發(fā)生故障后電阻消耗的電功率為多少瓦?16.某項目化小組為了研究蹦床運動員的訓練情況,設計了一種測定蹦床所受壓力的裝置,其原理如圖甲所示。已知電源電壓為3V且保持不變,定值電阻,壓敏電阻的阻值R隨壓力F的變化而變化,如圖乙所示。已知小溫從距離蹦床越高處下落則對蹦床的壓力越大,小溫從某一高度下落后得到電路中電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)之間的關系如圖丙中線段ab所示。(1)當小溫還在空中時,由于受到蹦床自重的影響,壓敏電阻所受壓力為200牛,求此時電路總電功率;(2)小溫從這一高度跳下后,在與蹦床接觸的過程中,電流表的示數(shù)達到最大值時,壓敏電阻受到的壓力為多大?(3)若小溫從距離蹦床更高的位置跳下,則b點的位置將會移動至B點,請在圖丙中用黑點標出B點可能的位置。21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 資源列表 重難點08 電功率的計算 圖像計算 動態(tài)電路的分析(學生版).docx 重難點08 電功率的計算 圖像計算 動態(tài)電路的分析(教師版).docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫