專題3電學【命題重點】電學內容是中考命題十分重要的內容,具體重難點一般落實在這些知識點上:串、并聯(lián)電路特點,電路設計,故障分析判斷,動態(tài)電路分析,歐姆定律,焦耳定律,電功、電功率的計算等?！痉椒ㄒc】利用電路圖協(xié)助分析,將題中相關信息標注在圖上相應元件附近,將復雜電路通過去表簡單化,并分析各表測量的對象。動態(tài)電路分析可以變動為靜,取幾個特殊點看變化。定律、公式在使用時應注意量的一一對應和適用條件。【例題精析】類型1串、并聯(lián)電路【例1】圖甲是一個能反映水平風力大小的裝置電路圖。電源電壓恒為16V．L為額定電壓2.5V的小燈泡，其I﹣U關系的部分數(shù)據(jù)如圖乙所示。電阻絲AB長30cm、粗細均勻、最大阻值為75Ω．OP為質量、電阻均不計的金屬細桿，下端連接一個重2N的圓球P．閉合開關S，無風時，OP下垂并與A端接觸，此時電流表示數(shù)為0.2A；有風時，OP繞懸掛點O轉動，風對球的作用力F始終水平向右。已知OA為10cm，OP始終與AB接觸良好且無摩擦。（1）電流表示數(shù)為0.2A時，燈泡的電阻為Ω。（2）該電路可承受風對球施加的最大作用力為N。（3）為提高可承受風對球施加的最大作用力，可采取的措施是。A．增加電源電壓B．串聯(lián)一個電阻C．加粗電阻絲ABD．增大圓球P的重力【解答】解：（1）由圖可知，燈泡和電阻絲串聯(lián)；當電流表示數(shù)為0.2A時，通過燈泡的電流為0.2A，由圖乙可知此時燈泡兩端的電壓為1V；由I=UR可得，燈泡的電阻：RL（2）電路中最大電流等于燈泡正常工作時的電流，由圖乙可知最大電流為I′＝0.3A，此時風對球的壓力最大，設此時OP與AB的接觸點為C，所以RBC兩端的電壓：UBC＝U﹣UL＝16V﹣2.5V＝13.5V，此時電阻絲連入電路的電阻：RBC=U由于電阻絲的電阻與電阻絲的長度成正比，則：BCAB=RBCR則AC＝AB﹣BC＝30cm﹣18cm＝12cm，根據(jù)上圖和杠桿平衡條件可得：F×OD＝G×PD，則：FG由于△OAC∽△ODP，根據(jù)相似三角形的知識可得：PDOD=ACOA，所以FG（3）綜合以上分析可知，為提高可承受風對球施加的最大作用力，可采取的措施是串聯(lián)一個電阻或增大圓球P的重力。故答案為：（1）5；（2）2.4；（3）BD?！咀兪?】有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀被廣泛用來檢測酒駕，傳感器R1的阻值隨酒精氣體濃度的變化如圖甲，工作電路如圖乙，電源電壓恒為8V，定值電阻R2＝20Ω．求：（1）被檢測者的酒精氣體濃度為0時，電壓表的示數(shù)是多少；（2）現(xiàn)在公認的酒駕標準為0.2mg/ml≤酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，當電流表示數(shù)為0.2A時，通過計算說明被檢測司機是否酒駕？【解答】解：（1）由圖象可知，當被檢測者未喝酒時，即酒精氣體的濃度為0時，R1的電阻為60Ω，由圖R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1電壓，電流表測電路電流，電路電流：I=U電壓表示數(shù)即R1兩端電壓U1＝IR1＝0.1A×60Ω＝6V；（2）當電流表示數(shù)為I'＝0.2A時，R2兩端電壓：U'2＝I'R2＝0.2A×20Ω＝4V，R1的電阻：R'1=U?U由甲圖可知，被檢測者的酒精氣體濃度為0.3mg/ml＞0.2mg/ml，所以被檢測者屬于酒駕。答：（1）被檢測者的酒精氣體濃度為0時，電壓表的示數(shù)是6V；（2）現(xiàn)在公認的酒駕標準為0.2mg/ml≤酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，當電流表示數(shù)為0.2A時，被檢測司機屬于酒駕。類型2電路故障的判斷【例2】如圖所示的電路中，正常發(fā)光的三盞燈中突然有兩盞燈L2、L3熄滅，經(jīng)檢查保險絲完好，在插座沒有插入任何用電器的情況下，用試電筆插進插座的兩孔，氖管均發(fā)光。造成這一現(xiàn)象的原因是（）A．一定是插座發(fā)生短路了 B．一定是進戶的零線BD之間斷了 C．一定是進戶的零線BC之間斷了 D．一定是進戶的零線CD之間斷了【解答】解：A、插座處發(fā)生短路，會使保險絲熔斷，試電筆的氖管不會發(fā)光，故A錯誤。B、C、試電筆插進插座的兩孔，氖管均發(fā)光，說明零線的短路出在插座之前，即進戶的零線BC之間斷了，故B錯誤、C正確；D、進戶的零線CD之間斷了，試電筆插進插座的兩孔，應只有一個孔氖管發(fā)光，故D錯誤。故選：C。【變式2】如圖所示的電路出現(xiàn)故障，總開關S跳閘后，復位時又立即跳閘。電工檢修時斷開所有開關，拔去保險絲，并在此處接入一只普通的白熾燈泡L0，當閉合開關S、S1時，L0正常發(fā)光，L1不發(fā)光；當閉合開關S、S2時，L0和L2都發(fā)出暗紅色光；則可以確定電路故障是（）A．燈L1斷路 B．燈L1短路 C．燈L2斷路 D．燈L2短路【解答】解：A、B、當只閉合S、S1時，L0正常發(fā)光，L1不發(fā)光，是因為L1被短路，使L直接接在電源上，正常發(fā)光。選項A不符合題意，選項B符合題意；C、D、當只閉合S、S2時L0呈暗紅色，是因為L與該燈串聯(lián)接入電路，所分電壓低于220V，所以L2正常。此兩選項均不符合題意。故選：B。【變式3】周六傍晚夜幕降臨，小科同學在家開燈時發(fā)現(xiàn)燈不亮。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)保險絲被燒斷。他在爸爸的協(xié)助下用一盞標有“220V40W”的燈泡L0（檢驗燈泡）取代保險絲接入電路，如圖所示。然后進行如下操作，并觀察到相應的現(xiàn)象：當只閉合開關S1時，L0和L1均發(fā)光，且都比正常發(fā)光時暗；當只閉合開關S2時，L0正常發(fā)光，L2不發(fā)光。由此可以判斷（）A．只閉合開關S1時，L0兩端的電壓一定是110伏 B．L1所在的支路完好，L2所在的支路短路 C．只閉合開關S2時，L0的實際功率一定大于40瓦 D．L1所在的支路短路，L2所在的支路斷路【解答】解：（1）只閉合開關S1時，L0和L1均發(fā)光，但都比正常發(fā)光暗，說明L1支路工作正常，由于不知道兩燈泡的規(guī)格，無法判定實際電壓的大小，故A錯誤，D錯誤；（2）當只閉合開關S2時，L0正常發(fā)光，L2不發(fā)光。說明L2短路，L0的實際功率一定等于40瓦，故B正確，C錯誤。故選：B。類型3動態(tài)電路分析【例3】新型PTC發(fā)熱材料可以自動調節(jié)電路的電功率，在生活中廣泛應用，圖甲是PTC調試工作電路，R0是保護電阻，阻值恒定；R1是PTC電阻，阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示。閉合開關S，當溫度從20℃升高到120℃的過程中（）A．電流表示數(shù)先變小后變大 B．電壓表示數(shù)先變大后變小 C．電流表與電壓表示數(shù)的比值先變小后變大 D．保護電阻消耗的功率先變大后變小【解答】解：A、甲圖中，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R1的電壓，電流表測電路的電流，由圖乙知，當溫度從20℃升高到120℃的過程中，R1的阻值先變小后變大，則根據(jù)電阻串聯(lián)的規(guī)律，總電阻先變小后變大，由歐姆定律可知，電路中的電流先變大后變小，即電流表示數(shù)先變大后變小，故A錯誤；B、電路中的電流先變大后變小，根據(jù)U＝IR可知，定值電阻R0的電壓先變大后變小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，R1的電壓先變小后變大，即電壓表示數(shù)先變小后變大，故B錯誤；C、根據(jù)歐姆定律可知，電壓表與電流表的比值等于PTC電阻R1的阻值，所以電壓表與電流表的比值先變小后變大，而電流表與電壓表的比值先變大后變小，故C錯誤；D、因電路中的電流先變大后變小，所以根據(jù)P＝I2R0可知，保護電阻R0消耗的功率先變大后變小，故D正確。故選：D?！咀兪?】在如圖所示電路中，電源電壓保持不變。閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，四個電表的示數(shù)都發(fā)生了變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用△I、△U1、△U2和△U3表示，電阻R1、R2、R3消耗的電功率分別用P1、P2、P3表示，下列選項正確的是（）A．U1I變小，△UB．U2I變大，△UC．U3I變大，△UD．滑動變阻器的滑片P向下滑動時，P1變大，P2變小，P3變大【解答】解：A、三個電阻串聯(lián)，電流表測電路的電流，電壓表V1測R1的電壓，電壓表V2測R2的電壓，V3測R1與測R2的電壓，當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，變阻器連入電路的電阻變大，由歐姆定律，R1=U1IB、同理，R2=U2I根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，V2示數(shù)變化量等于R1、R3的（R1、R3串聯(lián)的等效電阻為R13）電壓變化量，△U2＝△U13，根據(jù)歐姆定律，U13＝IR13﹣﹣﹣﹣﹣①U13′＝I′R13﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；①﹣②得：△U13＝U13﹣U13′＝IR13﹣I′R13＝（I﹣I′）R13＝△IR13，故△U13△I即△U13△IC、由歐姆定律，U3I=R1+R2，因R1故U3由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，U3的變化量等于R2的電壓變化量，△U3＝△UR2，類似選項B，△UR2△I△U3△I=△UD、當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，變阻器連入電路的電阻變大，根據(jù)電阻的串聯(lián)，電路的總電阻變大，由歐姆定律，電路的電流變小，根據(jù)P＝I2R，P1變小，P3變小，D錯誤。故選：C?！咀兪?】如圖所示電路，電源電壓恒定，定值電阻的阻值為R1，滑動變阻器的最大阻值為R2、已知R2＞R1，閉合開關S后，將滑動變阻滑片從左端向右端移動過程中（）A．電壓表V1的示數(shù)變大，電阻R1的電功率先變大后變小 B．電壓表V2的示數(shù)變小，滑動變阻器的電功率一直不變 C．電流表A的示數(shù)變大，電路消耗的總功率一直變大 D．電流表A的示數(shù)變大，電路消耗的總功率先變大后變小【解答】解：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表V1測R1兩端的電壓，電壓表V2測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流；將滑動變阻器滑片從左端向右端移動過程中，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，由I=U根據(jù)U＝IR可知，R1和R3兩端的電壓均增大，則電壓表V1的示數(shù)增大，因為串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以滑動變阻器R2兩端的電壓變小，電壓表V2示數(shù)變??；由P＝I2R可知，R1的電功率都變大，故A錯誤；由P＝UI可知，電源電壓一定時，電流變大，總功率變大，故C正確，D錯誤?；瑒幼冏杵鞴β蕿椋篜2=(UR1當R滑＝R1+R3時，滑動變阻器的電功率最大，之后又逐漸減小，所以滑動變阻器的電功率是變化的，故B錯誤。故選：C。類型4電功、電功率【例4】如圖所示，電源電壓為18V，R0＝60Ω，滑動變阻器的規(guī)格為“100Ω2A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標有“12V6W”字樣。不考慮燈絲電阻變化，并保證電路安全，則（）A．S、S1、S2都閉合，電路消耗的總功率最小值為5.4W B．S、S1、S2都閉合，當電路消耗的總功率最大時，滑動變阻器接入電路的阻值是30Ω C．S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是6～100Ω D．S閉合，S1、S2都斷開，調節(jié)滑動變阻器，燈泡的功率變化范圍是0.5～6W【解答】解：（1）S、S1、S2都閉合，燈被短路，滑動變阻器與R0并聯(lián)，電流表測干路電流，通過定值電阻的電流：I0=U當滑動變阻器接入電路阻值最大時，通過滑動變阻器的最小電流：Imin=U因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以干路電流：I＝I0+Imin＝0.3A+0.18A＝0.48A，電路消耗的總功率最小值：P?。経I＝18V×0.48A＝8.64W，故A錯誤；由電流表的量程可知，干路中的最大電流為0.6A，此時通過滑動變阻器的最大電流：I滑′＝I′﹣I0＝0.6A﹣0.3A＝0.3A，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R滑′=U（2）S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器與L串聯(lián)，電流表測電路中的電流，由P＝UI可得，燈泡的額定電流：IL=P因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且滑動變阻器允許通過的最大電流為2A，電流表的量程為0～0.6A，所以，電路中的最大電流I大＝0.5A，由I=URL=ULI因串聯(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最小阻值：R滑?。絉﹣RL＝36Ω﹣24Ω＝12Ω；因此滑動變阻器接入電路的阻值范圍是12～100Ω，故C錯誤；當變阻器的最大電阻連入電路中時，電路中電流最小，燈的實際功率最??；串聯(lián)電阻的規(guī)律，R總＝RL+R滑＝24Ω+100Ω＝124Ω，由歐姆定律，電路小的最小電流：I最小=U燈的最小功率：P燈＝I最小2×RL＝（962A）2故燈泡的功率變化范圍是0.5～6W，故D正確。故選：D。【變式6】如圖所示為多功能電飯鍋的原理圖，其中S為溫控器（控制電飯鍋不超過某一個溫度，對電飯鍋起保護作用），三個燈泡為發(fā)熱電阻R1、R2、R3相應的工作指示燈，其功率忽略不計。下表中“★”表示對應的開關閉合，相應的指示燈亮。“●”表示對應的開關斷開，相應的指示燈熄滅。功率格給出了相應狀態(tài)時電飯鍋的功率值。為了延長鍋的使用壽命，不得同時閉合擋位S1、S2、S3三個開關。電飯鍋的銘牌上標有220V50HZ的字樣。擋位S1S2S3功率（W）擋位S1S2S3功率（W）1★●●4004★★●2●★●6005★●★1200380061400根據(jù)圖表資料，分析計算：（1）計算R1的阻值；（2）分析3擋位時，S2、S1、S3閉合或斷開的情況；（3）計算4擋位時，25分鐘消耗的電能；（4）若S2、S1、S3均閉合，計算進線路中的電流；（5）通過圖表分析歸納當電壓相同時，實際功率與電阻大小的一般規(guī)律?！窘獯稹拷猓海?）工作指示燈消耗的電功率忽略不計，閉合開關S、S1時，電路可以看做R1的簡單電路，由表可知，此時功率為400W，由P＝UI=U2R可得，R1的阻值：R（2）由表格可知，1擋位時電路可以看做R1的簡單電路，2擋位時電路可以看做R2的簡單電路，由3擋位的功率與1擋位和2擋位的功率無關可知，3擋位時電路可以看做R3的簡單電路，此時開關S3閉合，開關S1和S2斷開；（3）由表格可知，4擋位時，開關S1、S2閉合，電路可以看做R1、R2并聯(lián)，因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，所以，4擋位的功率：P4＝P1+P2＝400W+600W＝1000W，由P=Wt可得，25分鐘消耗的電能：W＝P4t＝1000W×25×60s＝1.5×10（4）若S2、S1、S3均閉合，電路可以看做R1、R2、R3并聯(lián)，此時電路的電功率P＝P2+P5＝600W+1200W＝1800W，由P＝UI可得，進線路中的電流I=P（5）1擋位時電路可以看做R1的簡單電路，5擋位時電路可以看做R1、R2并聯(lián)，因并聯(lián)電路中總電阻小于任何一個分電阻，即R1＞R5，所以，由P1＜P5可知，當電壓相同時，電阻越小，實際功率越大。答：（1）R1的阻值121Ω；（2）3擋位時，開關S3閉合，開關S1和S2斷開；（3）4擋位時，25分鐘消耗的電能1.5×106J；（4）若S2、S1、S3均閉合，進線路中的電流約為8.18A；（5）通過圖表分析歸納：當電壓相同時，電阻越小，實際功率越大?！踞槍τ柧殹恳唬x擇題（共10小題）1．如圖所示電路，電源使用的是學生電源，當電源旋鈕旋至某一檔后，開關S閉合，S1、S2斷開時，電壓表的示數(shù)為2V，燈泡L正常發(fā)光，且功率為4W；當電源旋鈕至另一檔時，開關S、S1、S2都閉合時，電流表的示數(shù)為2.5A，燈泡L的功率為1W；已知R2＝0.5R1．則下列說法正確的是（）（不考慮溫度對燈泡電阻的影響）A．燈泡L的電阻為2Ω B．電阻R1的阻值為4Ω C．先后所使用兩檔電源電壓之比為3：1 D．S、S1、S2都閉合時，電路的總功率是15W【解答】解：開關S閉合，S1、S2斷開時，等效電路圖如圖1所示：因串聯(lián)電路中電流相等，且此時燈泡正常發(fā)光，所以燈泡的額定電流：IL＝I=U燈泡的額定功率：PL＝IL2RL＝（2VR1）2×R化簡得：RL＝R12（為便于計算，沒有帶單位，同理后面部分方程），又因R2＝0.5R1，所以RL＝R12＝4R22；（2）開關S、S1、S2都閉合時的等效電路圖如圖2所示：設此時電源電壓為U′，則通過電阻R2與燈泡的電流之比為：I2IL所以I2＝4IL′R2，﹣﹣﹣﹣﹣﹣①因并聯(lián)電路中，干路電流等于各支路電流之和，即IL′+I2＝2.5A，IL′+4IL′R2＝2.5A﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，根據(jù)題意可得：PL′＝IL′2RL＝1W，因為RL＝4R22，所以4IL′2R22＝1W，IL′R2＝0.5﹣﹣﹣﹣﹣③聯(lián)立①②③得：IL′＝0.5A，R2＝1Ω，I2＝2A；因RL＝R12＝4R22，所以R1＝2R2＝2×1Ω＝2Ω，RL＝R12＝4Ω；IL＝I=U由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和歐姆定律可得，原來的電源電壓：U＝UV+IRL＝2V+1A×4Ω＝6V，現(xiàn)在的電源電壓：U′＝IL′RL＝0.5A×4Ω＝2V；則先后所使用兩檔電源電壓之比為U：U′＝6V：2V＝3：1，開關S、S1、S2都閉合時電路的總功率：P′＝U′I′＝2V×2.5A＝5W；故ABD錯誤，C正確。故選：C。2．如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，電源電壓不變。閉合開關S后，滑片P從a端移動到b端，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關系如圖乙所示，則下列判斷不正確的是（）A．電源電壓為3V B．R1的最大功率為0.2W C．R2的最大阻值為10Ω D．電路的總功率變化了1.2W【解答】解：由圖1可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，由圖2可知I1＝0.6A，由I=UU＝I1R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，由圖2可知，I2＝0.2A，U2＝2V，則由I=UR2=U因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓：U＝I2R1+U2＝0.2A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解①②得：R1＝5Ω，U＝3V，故A正確；當電路中的電流最小時，電路的總功率最小，則P小＝UI2＝3V×0.2A＝0.6W，當電路中的電流最大時，電路為R1的簡單電路，其電功率最大即為電路的最大總功率，則P1大＝P大＝UI1＝3V×0.6A＝1.8W，故B錯誤；所以，電路的總功率的變化量：△P＝P1大﹣P1?。?.8W﹣0.6W＝1.2W，故D正確。故選：B。3．如圖所示，S閉合后，兩個燈泡均不發(fā)光，電流表及電壓表的指針均無明顯的偏轉，若電路只有一處故障，可能是（）A．電流表壞了或未接好 B．L1的燈絲短路 C．L2的燈絲短路 D．L1的燈絲被燒斷【解答】解：A、電流表壞了或未接好，整個電路斷路，所以燈泡不亮、電流表電壓表無示數(shù)。故A符合題意；B、C、L1或L2短路時，另一只燈泡會發(fā)光，電流表有示數(shù)。故B、C不符合題意；D、L1的燈絲被燒斷，兩個燈泡均不發(fā)光，電流表無示數(shù)；電壓表通過燈L2、閉合的開關、電流表和導線接在電源的兩極上，電壓表有示數(shù)。故D不符合題意。故選：A。4．如右圖所示電路中，電源電壓不變，當閉合開關S，滑動變阻器的滑片P從中點向上移動時，則電流表A的示數(shù)、電壓表V的示數(shù)變化情況是（）A．A表示數(shù)變小，V表示數(shù)變大 B．A表示數(shù)變大，V表示數(shù)變小 C．A表示數(shù)變大，V表示數(shù)變大 D．A表示數(shù)變小，V表示數(shù)不變【解答】解：由電路圖可知，定值電阻R1和滑動變阻器R2并聯(lián)，電壓表測電源兩端的電壓，電流表測干路電流，因電源電壓不變，所以滑片移動時電壓表V的示數(shù)不變，故ABC錯誤；因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，所以滑片移動時通過R1的電流不變，當滑動變阻器的滑片P從中點向上移動時，接入電路中的電阻變大，由I=UR可知，通過R因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，干路電流變小，即電流表A的示數(shù)變小，故D正確。故選：D。5．如圖所示為某家庭的部分電路，電燈和電熱器都在正常工作。當三孔插座上剛插上洗衣機的插頭時，所有用電器都停止工作。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)有一根保險絲熔斷了，拔出洗衣機的插頭后，用測電筆測試三孔插座的左右兩孔，氖管都發(fā)光。下列分析合理的是（）A．一定是火線上的保險絲熔斷了 B．只斷開S1，再用測電筆檢測燈泡的兩個接線柱，氖管都不發(fā)光 C．只斷開S2，再用測電筆檢測三孔插座的左右兩孔，氖管都發(fā)光 D．斷開S1和S2，再用測電筆檢測三孔插座的左右兩孔，氖管都發(fā)光【解答】解：A、原來電燈和電熱器都在正常工作，在插上洗衣機的插頭后，所有用電器都停止工作，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)有一根保險絲熔斷了；拔出洗衣機的插頭后，用測電筆測試插座的兩孔，氖管都發(fā)光，說明兩孔與火線是連通的，所以只可能是零線上的保險絲熔斷了，故A不合理；B、只斷開S1，燈泡的兩個接線柱通過電熱器、開關S2與火線相連，所以再用測電筆檢測燈泡的兩個接線柱，測電筆的氖管都發(fā)光，故B不合理；C、只斷開S2，插座的左孔通過燈泡、開關S1與火線相連，所以，用測電筆檢測三孔插座的左右兩孔，氖管都發(fā)光，故C合理；D、斷開S1、S2，再用測電筆檢測三線插座的左右兩孔，只有右孔與火線相連，氖管發(fā)光，左孔與火線不相連，氖管不會發(fā)光，故D不合理。故選：C。6．如圖甲所示，閉合開關后，在滑片P由b端向a端移動的過程中，電壓表示數(shù)U隨滑動變阻器的電阻R2變化關系圖象如圖乙所示，當滑片P在a端時，下列判斷不正確的是（）A．電壓表的示數(shù)為2V B．滑動變阻器兩端電壓為4V C．電流表的示數(shù)為0.2A D．電路的總電阻為20Ω【解答】解：由圖甲所示電路圖可知，定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測定值電阻R1兩端電壓；電流表測量電路中的電流。由圖甲所示電路可知，當滑片在b端時，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源兩端電壓，由圖乙所示圖象可知，電源電壓U＝6V；當滑片位于a端時，R1與R2的最大阻值串聯(lián)，此時電壓表的示數(shù)最小，由圖乙所示圖象可知，變阻器的最大阻值R2＝20Ω，電壓表的示數(shù)最小為U1最?。?V，所以，此時電壓表的示數(shù)為U1＝2V，故A正確；因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以此時滑動變阻器兩端的電壓：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，故B正確；則電路中電流為I=U根據(jù)I=UR可得總電阻：R故選：D。7．如圖所示電路，電源電壓不變，開關S閉合、S1斷開，電壓表示數(shù)為U1，開關S、S1均閉合，電壓表示數(shù)為U2．已知U1：U2＝5：8，則電阻R1、R2阻值之比是（）A．3：5 B．5：3 C．5：8 D．8：5【解答】解：開關S閉合、S1斷開時，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，即R2兩端的電壓為U1；開關S、S1均閉合時，電路為R2的簡單電路，電壓表測電源的電壓，即電源電壓為U2；因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，則兩電阻串聯(lián)時R1兩端的電壓：UR1＝U2﹣U1，串聯(lián)電路中各處的電流相等，已知U1：U2＝5：8，由I=UR1故選：A。8．如圖1所示電路，電源電壓保持不變，當閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器阻值從最大變化到最小，兩個電阻的“U﹣I”關系圖象如圖2所示。則下列判斷正確的是（）A．電源電壓為10V B．定值電阻R1的阻值為20Ω C．滑動變阻器R2的阻值變化范圍為0～10Ω D．變阻器滑片在中點時，電流表示數(shù)為0.3A【解答】解：當滑動變阻器的阻值最大時，兩電阻串聯(lián)，干路電流最?。篒＝0.2A，電阻R1的電壓U1＝2V，滑動變阻器兩端的電壓U2＝4V；所以電源電壓U＝U1+U2＝2V+4V＝6V，故A錯誤。定值電阻R1的阻值為R1=U滑動變阻器的阻值最大為R2=U所以滑動變阻器R2的阻值變化范圍為0～20Ω，故C錯誤。變阻器滑片在中點時，滑動變阻器接入電路的電阻為10Ω，此時R1、R2的阻值相同，分得的電壓相同，從圖上看，此時電流表的示數(shù)為I＝0.3A。故選：D。9．多功能煲湯燉鍋可以實現(xiàn)保溫、慢燉、快燉三種功能，使用時可通過旋鈕開關實現(xiàn)功能切換。下圖是模擬加熱原理圖，其中測試電源的電壓為5伏，四段電熱絲電阻均為5歐，保溫、慢燉、快燉所需加熱功率依次增大。下列說法正確的是（）A．開關旋至“1”檔，開啟快燉功能 B．開啟保溫功能，電路中的總電阻為5歐 C．從快燉到慢燉，電路總電流變化0.5安 D．快燉與慢燉電路總功率之比為2：1【解答】解：A、開關旋至“1”檔，兩個電阻串聯(lián)，此時電路總電阻：R串＝2R＝2×5Ω＝10Ω；此時的總功率P1=U開關旋至“2”檔，只有一個電阻工作，此時的總功率P2=U開關旋至“3”檔，兩個電阻并聯(lián)，并聯(lián)的電阻為：R并=12R此時的總功率P3=U因此開關旋至“1”檔，為保溫擋；接“2”時為慢燉，接“3”時為快燉，故A錯誤；B、開關旋至“1”檔，為保溫擋，總電阻為10Ω，故B錯誤；C、快燉時，兩個電阻并聯(lián)，總電流為：I并=U慢燉時，只有一個電阻，總電流為：I=U則從快燉到慢燉，電路總電流變化：△I＝I并﹣I＝2A﹣1A＝1A，故C錯誤；D、快燉與慢燉電路總功率之比：P3：P2＝10W：5W＝2：1，故D正確。故選：D。10．某建筑工地需要架設臨時供電線路，實現(xiàn)照明和電加熱功能。其簡化電路如圖所示，供電處電壓U不變，從供電處到工地用長導線（有電阻）連接。閉合開關S1、S2時，加熱器和照明燈同時工作。斷開S2后與斷開S2前相比較，則（）A．照明燈亮度不變 B．照明燈亮度變弱 C．長導線上消耗的電能增加 D．整個供電線路消耗的電功率變小【解答】解：AB、設長導線的電阻為R0，由圖知，閉合開關S1、S2時，燈泡與加熱器并聯(lián)后再與R0串聯(lián)，設此時燈泡兩端電壓為UL，斷開開關S2時，燈泡與R0串聯(lián)，設此時燈泡兩端電壓為UL′；由于并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個分電阻，所以，斷開開關S2時，燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯(lián)的總電阻，導線的電阻不變，因燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯(lián)的總電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，燈泡兩端的電壓變大，即UL′＞UL，燈泡的電阻可認為不變，由P=U2R知，PL′＞PLC、斷開開關S2時，整個電路的電阻變大，電源電壓不變，由歐姆定律知，電路中電流減小，導線的電阻不變，由公式W＝I2Rt知，單位時間內長導線上消耗的電能減少，故C錯誤；D、斷開開關S2時，整個電路的電阻變大，電源電壓不變，由P=U故選：D。二．填空題（共1小題）11．小珍用如圖所示的電路進行實驗，R0為定值電阻，閉合開關S后，當滑片P在某兩點之間滑動時，電流表的示數(shù)變化范圍是0.5～2A，電壓表的示數(shù)變化范圍是4～10V，小珍通過推算，滑動變阻器滑片P在某兩點之間滑動時，其電阻變化范圍，R0的阻值為?！窘獯稹拷猓河呻娐穲D可知，滑動變阻器與定值電阻R0串聯(lián)，電流表測電路電流，電壓表測滑動變阻器兩端電壓；（1）滑動變阻器接入電路阻值越大（?。?，由電阻串聯(lián)和歐姆定律，電路電流越?。ù螅?，R0的電壓越?。ù螅纱?lián)電路電壓的規(guī)律，電壓表示數(shù)越大（?。?；由于電流表的示數(shù)變化范圍是0.5～2A，電壓表的示數(shù)變化范圍是4～10V，則由公式I=UR最小=UR最大=U所以，變阻器連入電路的電阻變化范圍為2～20Ω；（2）由串聯(lián)電路的電壓特點和I=UU總＝U最小+I最大R0＝4V+2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①U總＝U最大+I最小R0＝10V+0.5A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②解得：R0＝4Ω。故答案為：2～20Ω；4Ω。三．實驗探究題（共1小題）12．如圖所示是某電熱器的工作原理圖，R1、R2是發(fā)熱電阻，虛線框為電熱器的金屬外殼，它用一個旋轉開關可以實現(xiàn)電熱器多擋位工作的要求。其中旋轉開關內有一塊絕緣圓盤，在圓盤的左邊緣依次有4個金屬觸點，右邊緣是一金屬板，可繞中心軸轉動的開關旋鈕兩端各有一個金屬滑片，轉動開關旋鈕可以將左邊緣相鄰的兩個觸點與右邊緣的金屬板同時連通。如旋到圖中位置S時，金屬滑片將1、2兩觸點同時與右邊緣金屬板接通。若電源電壓為220V，則由圖可知：（1）圖中P、Q兩個接頭中，與零線相連。（2）為安全起見，需在電路中安裝一總開關，該開關最好應安裝在圖中A、B、C、D、E中的點處。（3）如果R1＝R2＝48.4Ω，則當旋鈕開關旋到位置M時，電熱器通電1min產(chǎn)生的熱量是J?！窘獯稹拷猓海?）圖中P、Q兩個接頭中，P接零線，Q接地線。（2）為安全起見，需在電路中安裝一總開關，該開關最好應安裝在火線上，即開關接在C處。（3）當旋鈕開關旋到位置M時，R1與R2串聯(lián)，通電1min產(chǎn)生的熱量是：Q=U2R1+故答案為：（1）P；（2）C；（3）3.0×104。四．計算題（共6小題）13．現(xiàn)有一個粗細均勻的金屬圓環(huán)，它是由一段銅絲和一段同種材料制成的電阻絲連接而成的。為了研究它的導電性，小科把它接入到如圖甲所示的電路中。實驗時，小科先將觸點M與圓環(huán)上的A點連接，再移動滑動變阻器R1的滑片P至最右端后，閉合開關S，將觸點N從A開始沿逆時針方向滑動一周，在觸點N滑動的過程中，觸點M、N之間的電阻等效于一個變化的電阻，記為RMN．設滑過弧MN的長為x，電流表示數(shù)I與x之間的關系如圖乙所示。已知電源電壓恒為4.5V，銅絲的阻值不計，觸點接觸良好。粗細均勻、同種材料制成的電阻絲阻值與其長度成正比。（1）由圖乙可知，該金屬圓環(huán)中銅絲的長度是cm。（2）在觸點N滑動過程中，RMN的最大值是多少？（3）每1cm電阻絲的阻值是Ω．（提示：圖甲中M、N之間的電阻等效于M、N之間兩段弧形金屬絲并聯(lián)后的總電阻）（4）如圖丙所示，把M、N接到圓環(huán)其中一條直徑的兩端，將滑片P移到最左端后閉合開關S，通電1min，電路消耗的電能為W．求W的最大值。（計算過程中不需要說明取最大值的理由）【解答】解：（1）當滑片在銅絲上移動時，金屬圓環(huán)的總電阻不變，根據(jù)歐姆定律可知，此時電路中的電流不變，由圖乙可知，x從30cm到40cm的過程中，電路的電流不變，則該金屬圓環(huán)中銅絲的長度為40cm﹣30cm＝10cm；（2）當x＝0或x＝50cm時，金屬圓環(huán)接入電路中的電阻為零，此時電路為R1的簡單電路，由圖乙可知，電路中的電流I大＝0.9A，由I=UR可得，變阻器接入電路中的電阻R1當電路中的電流最小時，電路的總電阻最大，金屬圓環(huán)接入電路中的電阻最大，由圖乙可知，電路中的電流I?。?.5A，此時電路的總電阻R總=U因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，M、N之間的最大值RMN大＝R總﹣R1＝9Ω﹣5Ω＝4Ω；（3）由題意可知，M、N之間兩段弧形金屬絲并聯(lián)，分別設為R3、R4，如下圖所示：因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，1RMN=1因金屬圓環(huán)中電阻絲的總電阻一定，即R3+R4的值不變，所以，由數(shù)學知識“兩個正數(shù)和一定，兩數(shù)相同時乘積最大”可知，R3＝R4時，M、N之間的總電阻最大，則RMN大=R3R4R3+金屬圓環(huán)中電阻絲的總電阻R環(huán)＝R3+R4＝8Ω+8Ω＝16Ω，由圖乙可知，金屬圓環(huán)中電阻絲的總長度L＝50cm﹣10cm＝40cm，所以，每1cm電阻絲的阻值是16Ω40（4）把M、N接到圓環(huán)其中一條直徑的兩端，將滑片P移到最左端后，電路為圓環(huán)的簡單電路，由電阻的并聯(lián)可知，當銅絲全部位于MN上方（或下方）時，上方（或下方）的電阻最小，電路的總電阻最小，此時MN上、下兩部分電阻絲的電阻分別為R5＝25cm×0.4Ω/cm＝10Ω，R6＝R環(huán)﹣R5＝16Ω﹣10Ω＝6Ω，此時電路的總電阻R總′=R則通電1min，電路消耗的最大電能W=U2R答：（1）10；（2）在觸點N滑動過程中，RMN的最大值是4Ω；（3）0.4；（4）通電1min，電路消耗電能的最大值為324J。14．為延長蔬果保鮮時間，某同學幫助菜農設計了蔬果保鮮倉庫的自動制冷裝置。裝置如圖甲所示，控制電路中電源電壓恒為3伏，R1為熱敏電阻，R2阻值為10歐，電磁鐵線圈阻值忽略不計。R1阻值隨溫度的變化關系如圖乙所示。當溫度升高到啟動值時，控制電路中電流達到0.1安，銜鐵吸下，制冷器啟動工作；當溫度降低到設定值后。工作電路斷開，制冷器停止工作，如此進行間歇性循環(huán)工作。圖丙為工作電路某1小時內制冷器功率與時間的關系圖。請完成下列問題：（1）通過計算并結合圖乙確定該制冷器啟動工作的溫度。（2）在圖丙所示的1小時內工作電路中制冷器消耗的總電能是多少？【解答】解：（1）由圖可知，R1與R2串聯(lián)，由I=UR可得，該制冷器啟動工作的總電阻R則R1＝R﹣R2＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，查乙圖可知定該制冷器啟動工作的溫度5.6℃；（2）在圖丙所示的1小時內工作時間t＝15min+10min+10min+10min＝45min＝2700s，由P=Wt可得，制冷器消耗的總電能W＝Pt＝2400W×2700s＝6.48×10答：（1）通過計算并結合圖乙確定該制冷器啟動工作的溫度為5.6℃。（2）在圖丙所示的1小時內工作電路中制冷器消耗的總電能是6.48×106J。15．如圖所示為“無人機”，它具有4個旋翼，每個旋翼下方有一個電動機，可通過無線電進行操控，其在拍攝調查、無人配送等方面具有廣闊的前景（1）起飛時，增大四個旋翼的轉速，使吹向下方的風量增加，無人機就會上升，這是因為力的作用是。（2）該機一個旋翼的電動機額定功率為30瓦，額定旋翼電壓為15伏，電動機正常工作時通過的電流為多少安？（3）該機所需的能量是由一塊輸出電壓為15伏，容量為5000mA?h的電池提供。若飛