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1、
類型二 電學(xué)選填類計(jì)算
針對(duì)訓(xùn)練
一. 歐姆定律的計(jì)算及應(yīng)用
1. 如圖甲是一個(gè)用電壓表的示數(shù)反映溫度變化的電路原理圖,其中電源電壓U=4.5 V且保持不變,電壓表量程為0~3 V,R0是300 Ω的定值電阻,R1是熱敏電阻,其電阻隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖乙所示.若閉合開關(guān)S( )
第1題圖
A. 電壓表的最小示數(shù)是1.5 V
B. 環(huán)境溫度為40 ℃時(shí),熱敏電阻阻值是150 Ω
C. 電壓表示數(shù)越小,環(huán)境溫度越高
D. 此電路允許的最高環(huán)境溫度為60 ℃
2. 如圖甲所示電路,電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端滑到b端的過(guò)程中,兩個(gè)電阻的U-
2、I關(guān)系圖像如圖乙所示.則下列判斷正確的是( )
第2題圖
A. 圖線甲是電阻R1的“U-I”關(guān)系圖像
B. 電源電壓為9 V
C. 滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為20 Ω
D. R1的阻值是10 Ω
3. (2017達(dá)州)創(chuàng)建生態(tài)文明城市需要我們共同關(guān)注環(huán)境.我市某興趣小組為了檢測(cè)空氣質(zhì)量的指數(shù),設(shè)計(jì)了如圖甲所示的檢測(cè)電路.R為氣敏電阻,其電阻的倒數(shù)與空氣質(zhì)量指數(shù)的關(guān)系如圖乙所示,已知電源電壓12 V保持不變,R0=5 Ω;當(dāng)電壓表示數(shù)為4 V時(shí),通過(guò)R的電流是________ A,此時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)為________.
第3題圖
4. (2017高新二校模擬)如圖甲所示,
3、電源電壓恒定,R0為定值電阻.將滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到b端的過(guò)程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I間的關(guān)系圖像如圖乙所示.則滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為________,電源電壓為________.
第4題圖
5. (2017河池)如圖甲所示電路,電源電壓不變.閉合開關(guān)后,滑片P由b端滑到a端,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的變化關(guān)系如圖乙所示.則可判斷電源電壓是________V,變阻器的最大阻值是________Ω.
第5題圖
6. 如圖甲所示,電源電壓保持不變,小燈泡的額定電壓為12 V,閉合開關(guān)S后,當(dāng)滑片P從最右端滑到最左端的過(guò)程中,小燈泡的I-U關(guān)系圖像如圖乙所示,則電源電
4、壓為________V,小燈泡正常發(fā)光的電阻為________Ω.
第6題圖
7. 如圖a所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖線如圖b所示.根據(jù)圖像信息可知________(選填“甲”或“乙”)是電壓表示數(shù)變化的圖線;電源電壓是________ V;R1的阻值是________ Ω.
第7題圖
8. 如圖甲所示電路中,R0、R2均為定值電阻,R1為滑動(dòng)變阻器,電源電壓保持不變.改變滑動(dòng)變阻器R1滑片的位置,兩電壓表的示數(shù)隨電流變化的圖像如圖乙所示.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí),電壓表的示數(shù)________(選填“變大”“
5、不變”或“變小”),根據(jù)以上條件可得,電阻R2的阻值為________Ω,電源電壓為________V.
第8題圖
二.電功率的相關(guān)計(jì)算
9. 如圖甲所示的電路中,R1為定值電阻,R2為滑動(dòng)變阻器,電源電壓不變.閉合開關(guān)S后,滑片P從a端移動(dòng)到b端,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖乙所示,則下列判斷錯(cuò)誤的是( )
第9題圖
A. 電源的電壓為6 V
B. 電路的最大總功率為3.6 W
C. R2的電功率一直變大
D. 圖乙中D點(diǎn)是滑片位于中點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)
10. 某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一種測(cè)定水平方向風(fēng)力的裝置(如圖甲).絕緣輕彈簧的左端固定在壓敏電阻R上,右端與中心
6、有孔、表面豎直的金屬迎風(fēng)板相連,一起套在粗細(xì)均勻的水平金屬桿上,迎風(fēng)板與金屬桿之間的摩擦忽略不計(jì).電源電壓保持7.5 V不變,電流表的量程為0~0.6 A,電壓表的量程為0~15 V,小燈泡上標(biāo)有“6 V 3 W”字樣,且燈泡兩端電壓不允許超過(guò)額定電壓(燈絲電阻不變),壓敏電阻R的阻值隨壓力的變化規(guī)律如圖乙所示.為了保證電路安全,下列說(shuō)法正確的是( )
第10題圖
A. 電路中的最大電流值為0.8 A
B. 壓敏電阻的阻值變化范圍是0~18 Ω
C. 當(dāng)壓敏電阻所受的壓力為0時(shí),小燈泡的實(shí)際功率為0.75 W
D. 當(dāng)壓力由0變大到5 N時(shí),電壓表的示數(shù)從1.5 V變大到4.5
7、 V
11. (2017未央?yún)^(qū)模擬)某物理興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,電源為可調(diào)壓直流學(xué)生電源,電壓表量程為“0~15 V”,電流表量程為“0~0.6 A”,小燈泡標(biāo)有“6 V 1.2 W”字樣,R0為20 Ω的定值電阻.小組內(nèi)的同學(xué)根據(jù)記錄的電流表和電壓表示數(shù),描繪出U-I關(guān)系圖,如圖乙所示.則:
(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為________Ω.
(2)當(dāng)電壓表示數(shù)為1 V時(shí),通過(guò)R0的電流為________A,通過(guò)燈絲的電流________A.
(3)調(diào)節(jié)電源電壓,當(dāng)小燈泡與定值電阻R0消耗的總功率為0.8 W時(shí),小燈泡的實(shí)際電功率是________W.
8、
第11題圖
答案
1. D 【解析】由甲圖可知,R0、R1串聯(lián),電壓表測(cè)R0兩端電壓,由圖像可知,溫度每升高20 ℃,R1的阻值減小50 Ω,所以溫度為0 ℃時(shí),熱敏電阻的阻值最大R1最大=300 Ω,由串聯(lián)電路的分壓原理可知,此時(shí)電壓表的示數(shù)最小,此時(shí)電路中的電流:I最?。剑剑?.007 5 A,電壓表的最小示數(shù):U0最?。絀最小R0=0.007 5 A×300 Ω=2.25 V,故A錯(cuò)誤;由圖乙可知,環(huán)境溫度為40 ℃時(shí),熱敏電阻R1阻值是200 Ω,故B錯(cuò)誤;因串聯(lián)電路中各處的電流相等,由I=可知,當(dāng)電壓表示數(shù)越小時(shí),電路中的電流越小,由R=可知,電路中的總電阻越大,因串聯(lián)電路中
9、總電阻等于各分電阻之和,所以熱敏電阻的阻值越大,由圖乙可知,環(huán)境溫度越低,故C錯(cuò)誤;當(dāng)電壓表的示數(shù)最大,即U0=3 V時(shí),電路允許測(cè)量的溫度最高,此時(shí)電路中的電流:I===0.01 A,電路中的總電阻:R===450 Ω,熱敏電阻連入的阻值:R1=R-R0=450 Ω-300 Ω=150 Ω,由圖像可知,此電路允許的最高環(huán)境溫度為60 ℃,故D正確.故選D.
2. D 【解析】由電路圖可知,電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián),電壓表測(cè)定值電阻R1兩端的電壓,電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電流表測(cè)量電路中的電流;R1為定值電阻,根據(jù)歐姆定律可知,通過(guò)R1的電流與它兩端的電壓成正比,其U-I圖線為延長(zhǎng)
10、線過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線;由圖乙可知,圖線乙中電流與電壓成正比,因此圖線乙是電阻R1的“U-I”關(guān)系圖像,則圖線甲為滑動(dòng)變阻器R2的“U-I”關(guān)系圖像,故A錯(cuò)誤;由圖乙可知,電流I=0.3 A時(shí),滑動(dòng)變阻器電壓U甲=9 V,電阻R1的電壓U乙=3 V,所以電源電壓U=U甲+U乙=9 V+3 V=12 V,故B錯(cuò)誤;由圖乙可知,電路中最小電流為I最?。?.3 A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大,此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電壓U甲=9 V,則滑動(dòng)變阻器最大阻值:R滑大===30 Ω,故C錯(cuò)誤;圖線乙是電阻R1的“U-I”關(guān)系圖像,當(dāng)U乙=3 V時(shí),I乙=0.3 A,所以R1的電阻:R1==10 Ω,故D正確.故
11、選D.
3. 0.8 25 【解析】由圖甲可知R0和R串聯(lián),電壓表測(cè)R0兩端的電壓,所以I= ==0.8 A;UR=U-U0=12 V-4 V=8 V,所以R===10 Ω,所以==0.1 Ω-1,由圖像乙可知,此時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)為25.
4. 20 Ω 12 V 【解析】如圖甲所示,R0與R串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)R兩端的電壓;當(dāng)滑片位于a端時(shí),R0與R串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)R兩端的電壓,此時(shí)電路中的電流最小,由圖乙可知,電路中的電流I?。?.4 A,UR=8.0 V,由I=可得,滑動(dòng)變阻器的最大阻值:R===20 Ω;R0與R串聯(lián),則根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各分
12、電阻之和和歐姆定律可得:電源的電壓:U=I小(R0+R)=0.4 A×(R0+20 Ω),當(dāng)滑片位于b端時(shí),電路為R0的簡(jiǎn)單電路,電路中的電流最大,由圖乙可知,電路中的最大電流I大=1.2 A,則根據(jù)歐姆定律可得:電源的電壓:U=I大R0=1.2 A×R0,因電源的電壓不變,所以,0.4 A×(R0+20 Ω)=1.2 A×R0,解得:R0=10 Ω,電源的電壓U=I大R0=1.2 A×10 Ω=12 V.
5. 12 16 【解析】當(dāng)P在a端時(shí)電路中只有電阻R,此時(shí)電路中的電流最大,電壓表的示數(shù)即為電源電壓,由圖像可知,電路中的最大電流為1.5 A,此時(shí)電壓表的示數(shù)為12 V,所以電源電壓
13、為12 V;當(dāng)滑片在b端時(shí),電路中的阻值最大,此時(shí)電路中的電流最小,由圖像可知為0.5 A,定值電阻的阻值為R===8 Ω,電路中的總電阻R總===24 Ω,所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值R滑=R總-R=24 Ω-8 Ω=16 Ω.
6. 12 6
7. 甲 6 10 【解析】圖a中,R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)在電路中,將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從最右端調(diào)到最左端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻減小,電路中的電流增大,電壓表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)減小,故圖b中的甲圖像是電壓表示數(shù)變化的圖線;甲圖線上坐標(biāo)為(0.6, 6)的點(diǎn),表示滑片P在最左端,此時(shí)電壓表的示數(shù)為電源電壓,故電源電壓為6 V,并且由該
14、點(diǎn)的電壓值和電流值可求出R1的電阻值R1===10 Ω.
8. 變小 2 12 【解析】分析題圖可知該電路為串聯(lián)電路,電壓表測(cè)R2與滑動(dòng)變阻器的總電壓,當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小,電路中電流增大,R0、R2兩端的電壓都增大,R2與滑動(dòng)變阻器的總電壓減小;從圖像兩條線可以看出,當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí),一個(gè)電壓表示數(shù)增大,一個(gè)減小,可知增大的是,減小的是,當(dāng)滑片移到最左端時(shí),滑動(dòng)變阻器電阻為0,兩電壓表都測(cè)量電阻R2兩端電壓,與示數(shù)相等,為4 V,所以R2阻值為R2===2 Ω;根據(jù)圖像由電源電壓U=8 V+I(xiàn)R0可得,U=8 V+R0①;由電源電壓U=4 V+I(xiàn)′R0可得,U=4
15、 V+2R0②,聯(lián)立①②解得R0=4 Ω,代入②式得電源電壓U=12 V.
9. C
10. C 【解析】由P=UI和I=可知小燈泡的電阻:R燈===12 Ω,由P=UI得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流:I===0.5 A.所以為了保證電路安全,電路中的最大電流值是0.5 A,A錯(cuò)誤;當(dāng)電路中的最大電流值是0.5 A時(shí),壓敏電阻阻值最小,燈泡兩端的電壓U燈=6 V,壓敏電阻兩端的電壓UR=U-U燈=7.5 V-6 V=1.5 V,由I=得壓敏電阻的阻值:R===3 Ω,由圖乙可知,當(dāng)F=0時(shí),壓敏電阻的阻值最大,壓敏電阻此時(shí)的阻值是18 Ω,所以壓敏電阻的阻值變化范圍是3~18 Ω,B錯(cuò)誤;當(dāng)壓敏
16、電阻所受的壓力為0時(shí),壓敏電阻R=18 Ω,電路中的電流為I′====0.25 A.小燈泡的實(shí)際電壓為:U燈=I′R燈=0.25 A×12 Ω=3 V,小燈泡的實(shí)際功率為:P燈=U燈I′=3 V×0.25 A=0.75 W,C正確;當(dāng)壓力為0時(shí),壓敏電阻R=18 Ω,壓敏電阻的電壓為:U=I′R=0.25 A×18 Ω=4.5 V,當(dāng)壓力為5 N時(shí),壓敏電阻R=4 Ω,電路中電流I″=== A,則UR=I″R= A×4 Ω=1.875 V,當(dāng)壓力由0增大到5 N時(shí),電壓表的示數(shù)會(huì)從4.5 V減小到1.875 V,D錯(cuò)誤.故選C.
11. (1)30 (2)0.05 0.25 (3)0.6 【
17、解析】(1)因?yàn)閁額=6 V,P額=1.2 W,所以燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為:R===30 Ω;(2)從圖甲可知,小燈泡與電阻R0并聯(lián),當(dāng)電壓表的示數(shù)為1 V,即U=UL=U0=1 V,而R0=20 Ω,則通過(guò)R0的電流為:I0===0.05 A,由圖乙可知,當(dāng)電壓表示數(shù)為1 V時(shí),電流表的示數(shù)為0.3 A,所以此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流為:IL=I-I0=0.3 A-0.05 A=0.25 A;(3)當(dāng)電路消耗的總功率為0.8 W,從圖乙中可以看出,電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.4 A和2 V;此時(shí)通過(guò)定值電阻R0的電流為:I0′===0.1 A,通過(guò)燈泡的電流為:IL′=I-I0′=0.4 A-0.1 A=0.3 A,燈泡的實(shí)際功率為:PL實(shí)=U′IL′=2 V×0.3 A=0.6 W.
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