初中物理电学培优习题.docx

初中物理电学培优习题.docx

《初中物理电学培优习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中物理电学培优习题.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

初中物理电学培优习题

一、单选题（共1题；共2分）

1.粗细均匀的电热丝放入水中，通电10min水开始沸腾；若将电阻丝对折并联后放入同一壶水中，通电到水开始沸腾，所需要的时间是（不计一切热损失）（  ）

A. 2.5min                                

B. 5min                                

C. 20min                                

D. 40min

二、填空题（共2题；共6分）

2.如图所示，电源电压为9V，当闭合S、S1，断开S2时，调节滑片P，使电压表示数为5V，此时电流表示数为1A，小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率为________W．若保持滑片P位置不动，闭合S、S2，断开S1时，电流表示数增大0.5A，则定值电阻R0的阻值为________Ω，此时R0的功率为________W。

3.如图是电热饮水机电路原理图，已知R1＝20Ω，R2＝100Ω．饮水机工作时把电能转化为________能，当开关S断开时，饮水机处于________状态（选填“保温”或“加热”），饮水机的保温功率与加热功率之比为________。

三、计算题（共6题；共76分）

4.某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。

其简化电路如图所示。

S1是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到120℃自动断开。

S2是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态。

S3是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵将水抽出。

已知电热水瓶保温功率为50W，加热功率为1000W。

（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？

（2）闭合S3，电磁泵两端电压为12V。

已知R3阻值为200Ω，求电磁泵的电功率。

（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过多长时间，S1才会断开？

已知发热盘质量为0．5kg，比热容为0．5×103J/（kg·℃）．设水烧干瞬间，发热盘的温度为110℃，不计热损失。

5.小明家准备买某品牌的电热水器，售货员向他宣传该电热水器注满水时，水温从20℃加热至设定温度仅需要30min，为了验证售货员的话是否正确，小明查阅了该热水器的说明书。

电热水器部分参数如表所示，简化电路图如图所示，S2是温控开关，当水温低于设定温度时自动闭合，达到设定温度时自动断开。

使用时，手动闭合开关S1，电热水器开始工作。

c水＝4.2×103J/（kg•℃），则：

额定电压

220V

频率

50Hs

保温功率

220W

加热功率

1980W

水箱容积

50L

设定温度

40℃

（1）电热丝R1的阻值是多少？

（2）加热时流过电热丝R2的电流是多少？

（3）售货员的话可信吗？

请你通过计算说明理由。

6.图甲为新型电热冲水马桶，图乙为它的加热座便盖工作电路图。

座便盖加热电路有高温、低温两档可调，其额定电压为220V，高、低温档的额定功率分别为66W和22W，定值电阻R1和R2表示两电热丝。

当它接入家庭电路中正常工作时，求：

（1）低温档加热电流是多少？

（2）该座便盖的质量为0.66kg，不计热量损失，高温档加热使它升高10℃需要多长时间？

[座便盖材料的比热容为2.0×103J/（kg•℃）]

（3）定值电阻R2的阻值是多少？

7.将电阻R1接在电压为16伏的电源两端，R1的阻值为10欧。

①求通过电阻R1的电流I1。

②求通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W1。

③现有表盘如图1所示的电流表、电压表，以及分别标有“20Ω2A”“50Ω1A”字样的滑动变阻器两个。

选取一个变阻器与电阻R1并联、另一个变阻器与电阻R1串联，如图2（a）（b）所示。

若要使电流表A1示数Ia与电流表A2示数Ib的比值最小，可通过闭合或断开开关S1、S2及移动变阻器的滑片，请说明两电路所选择的变阻器、开关的状态，并求Ia与Ib的比值。

8.在图所示的电路中，电源电压恒定不变，R1的阻值为30欧，变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。

将变阻器R2的划片P移到某一位置后，闭合电键S，通过R1的电流为0.2安，电流表A2的示数为如图所示。

求：

（1）电源电压U；

（2）通过电阻R2的电流I2；

（3）安全状态下，电路所消耗的最大总功率P总最大。

9.如图所示的自动饮水机已经普遍用于车站、学校等公共场所，它的简化电路图如图所示，电热丝电阻分别为R1、R2，请根据说明书提供的信息计算（水的密度ρ水=1×103kg/m3，水的比热容C水=4.2×103J/kg·℃）

饮水机参数

热水温度：

≥90℃

热胆容积：

2L

额定功率：

1000W

保温功率：

40W

额定电压：

220V

频率：

50Hz

（1）如果饮水机处在“加热”状态正常工作时，电热丝所产生的热量有80%被水吸收，饮水机的热胆装满水，水温由20℃加热到90℃，需用多长时间？

（2）开关断开时，饮水机处于________状态（填“加热”或“保温”）。

（3）电阻丝R1的阻值。

四、实验探究题（共6题；共38分）

10.在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V且保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）。

（1）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用    。

A.“10Ω 0.4A”的滑动变阻器

B.“20Ω 0.4A”的滑动变阻器

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光．电压表有示数：

电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障的原因是________。

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表的示数如图乙所示，其读数是________Ⅴ，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向________端移动（选填“A”或“B”）。

（4）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图丙所示，分析图像可知，图中阴影部分的面积表示小灯泡的________。

11.如图为测定小灯泡的功率的实验电路。

已知小灯泡的额定电压为2．5V。

（1）开关闭合后，会发现________（选填“电压表”或“电流表）的指针反偏；

（2）将错误连接改正后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为0.2V时，发现灯泡不亮，你认为其原因是    （填写选项前的字母序号）。

A.小灯泡断路

B.小灯泡的实际功率太小

（3）继续调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数为0.3A；则小灯泡的额定功率是________W；

（4）测得小灯泡的额定功率后，某同学又把小灯泡两端电压为额定电压的一半，发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一，其原因是________。

（5）再调节滑动变阻器，使电压表的示数达到3.0V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的实际功率________（选填“小于”或“等于”或“大于1.08W。

12.小吴同学利用四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、规格为“15Ω1A”的滑动变阻器、电源（电压为4.5V）、电压表、电流表、开关和导线等器材，进行了“探究电流与电压、电阻关系”的实验。

（1）小吴选择10Ω的定值电阻，连接了如图甲所示的电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，电流表示数________，电压表示数________（两空选填“改变”或“不变”）。

经检查发现电路中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并将电路连接正确________。

（2）排除故障后，闭合开关，调节滑片到适当位置，电流表示数如图乙所示，此时电压表示数为________V．然后小吴就得出“电阻一定，电流与电压成正比”的结论，这一过程所存在的问题是________。

（3）小吴利用以上器材继续“探究电流与电阻的关系”，他将控制电压设为2.5V，分析发现无法完成探究，于是他想在电路中再串联一个定值电阻来解决，则应串联一个阻值在________Ω至________Ω之间的电阻，才能使四个电阻分别接入电路都能完成实验。

（4）实验结束后，小昊又设计了一个方案测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，电路如图丙所示（电源电压为7V，R0的阻值为10Ω），请你完成下面的实验步骤：

①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为________V，小灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器的滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表示数为3V；再将滑动变阻器的滑片调到最________（选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为5V，电路中的电流为________A；

③小灯泡的额定功率为________A。

13.在图所示的电路中，电源电压为6伏且不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“50Ω0.5A”字样。

闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表为4.5伏。

求：

（1）电路中的电流________；

（2）电路的最大功率________；

（3）现有“5Ω1A”、“10Ω0.5A”、“20Ω1A”三种规格的滑动变阻器，从中选择一个来替换R2，要求：

闭合开关后滑片P在移动过程中，两电表指针分别达到某量程的满刻度且电路能安全工作：

①应选择________规格的滑动变阻器；

②满足上述要求时，滑动变阻器连入电路的阻值范围________。

14.物理兴趣小组想测量额定电压为U0=2．5V小灯泡的电功率，实验时发现电流表损坏，却多了一个滑动变阻器R0（最大阻值为R0）他们设计了如图所示的电路图，测出了额定电压为U0=2．5V小灯泡的电功率，请补全下面的步骤：

⑴按照电路连接好实物电路图；

⑵闭合开关S，先调节滑动变阻器________（选填“R0”或“R”）的滑片到最左

边，再调节另一个滑动变阻器的滑片，直到________时为止；

⑶保持其中一个滑动变阻器的滑片P位置不动，调节另一个滑动变阻器________ （选填“R0”或“R）的滑片到最右边，读出这时电压表示数为U；

⑷小灯泡额定电功率P=________（用字母表示）。

15.现有如下器材：

电源（电压未知但符合实验要求），三个开关，一个已调零的电压表，一个已知阻值为R0的定值电阻，待测电阻Rx，一个符合实验要求的滑动变阻器和若干导线。

利用上述器材测量待测电阻Rx的阻值，如图是某同学连接的部分电路。

（1）请只添加两根导线把电路（如图）补充完整。

（2）请你将正确的操作步骤补充完整：

将滑动变阻器调到最大阻值处，闭合开关S1和S3，断开开关S2，调节滑动变阻器到合适位置，读出电压表示数为U1；________，读出电压表示数为U2；并记录U1、U2的数据。

（3）请你用R0、U1和U2表示未知电阻Rx．Rx＝________，并记录。

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】A

二、填空题

2.【答案】4；1；2.25

3.【答案】内；保温；1：

6

三、计算题

4.【答案】

（1）解：

由P=

得：

P保=

=968Ω

（2）解：

U3=U-U电=220V-12V=208V

I=

=1.04A

P电=U电·I=12V×1.04A=12.48W

（3）解：

Q吸=cm△t=0.5×103J/（kg·℃）×0.5kg×（120℃-110℃）=2500J

W=Q放=Q吸=2500J

由P=

得：

t=

=2.5s

5.【答案】

（1）解：

由图知，当只有S1闭合时，R1单独工作，电源电压一定，此时电阻较大，由P＝

知，功率较小，用电器处于保温状态；

由P＝

可得：

R1＝

＝

＝220Ω

答：

电热丝R1的阻值是220Ω；

（2）解：

当两开关都处于闭合状态时，两电阻并联，此时电路中电阻较小，功率较大，处于加热状态，

R2的功率为：

P2＝P﹣P1＝1980W﹣220W＝1760W，

由P＝UI可得电热丝R2的电流是：

I2＝

＝

＝8A

答：

加热时流过电热丝R2的电流是8A；

（3）解：

电热水器30min消耗电能：

W＝P加热t＝1980W×30×60s＝3.564×106J，

由ρ＝

可得热水器注满水时水的质量：

m＝ρV＝1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg，

水吸收的热量为：

Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×106J，

因为W＜Q吸，所以这个热水器在30min内加热到设定温度的说法不可信

答：

不可信，因为30min内电热水器产生热量小于水加热到设定温度所吸收的热量。

6.【答案】

（1）解：

由P＝UI可得，低温档加热的电流：

I＝

＝

＝0.1A。

答：

低温档加热的电流0.1A；

（2）解：

座便盖吸收的热量：

Q吸＝cm△t＝2.0×103J/（kg•℃）×0.66kg×10℃＝1.32×104J，

不计热量损失，消耗的电能W＝Q吸＝1.32×104J，

由P＝

得，加热时间：

t＝

＝

＝200s。

答：

该座便盖的质量为0.66kg，不计热量损失，高温档加热使它升高10℃需要200s

（3）解：

当只闭合S时，电路为R1的简单电路，电路电阻较大，根据P＝

可知，电功率较小，座便盖处于低温档，

当开关S和S1都闭合时，R1与R2并联，电路电阻较小，根据P＝

可知，电功率较大，座便盖处于高温档，R2的功率：

P2＝P高温﹣P低温＝66W﹣22W＝44W，

由P＝

可得，R2的电阻：

R2＝

＝

＝1100Ω。

答：

电阻R2的阻值是1100Ω。

7.【答案】解：

根据欧姆定律可得

根据公式

当S2断开，（b）图为串联电路，当S2闭合，滑动变阻器被短路，所以（b）图为串联电路，（a）图为并联电路，即S1闭合，S2断开。

若要使电流表A1示数Ia与电流表A2示数Ib的比值最小，所以电流表A1测串联电路电流，A2测并联电路电流，

即（b）图电流较小，选择电阻更大的滑动变阻器“50Ω1A”，（a）图选择“20Ω2A”，（b）图滑动变阻器调到电阻最大，得

当（a）图的滑动变阻器调节阻值到零时，电路短路，电流很大，超过电流表量程，所以调节滑动变阻器，直到电流表示数最大，Ib=3A。

所以

答：

①通过电阻R1的电流I1=1.6A。

②通电10秒钟，电流通过电阻R1所做的功W1=1600J。

③Ia与Ib的比值为8∶99。

8.【答案】

（1）解：

由图知道，R1、R2并联，电流表A1的串联R1支路的电流，电流表A2测量干路电流；当通过R1的电流为0.2安时，由并联电路电压的特点和欧姆定律知道，电源电压U＝U2＝U1＝I1R1＝0.2A×30Ω＝6V

答：

电源电压6V；

（2）解：

由于电流表A2测量干路电流，即I总＞I1，由图知道，I总＝1A，由并联电路电流的特点知道，通过电阻R2的电流I2＝I总-I1＝1A-0.2A＝0.8A

答：

通过电阻R2的电流0.8A；

（3）解：

由于变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样，所以，I2最大＝2A，即干路电流的最大值I总最大＝I1+I2最大＝0.2A+2A＝2.2A＜3A

由

知道，安全状态下，电路所消耗的最大总功率P总最大＝U×I总最大＝6V×2.2A＝13.2W

答：

安全状态下，电路所消耗的最大总功率13.2W。

9.【答案】

（1）解：

热胆装满水时水的体积：

V=2L=2×10-3m3

由ρ=

得：

m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg

水吸收的热量：

Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（90℃-20℃）=5.88×105J

由η=

×100%得，消耗的电能：

W=

=

=7.35×105J

由P=

得，需要加热的时间：

t'=

=

=735s

（2）保温

（3）解：

当S1，S2都闭合时，电路中只有R2工作，则R2的阻值：

R2=

=

=48.4Ω

当S1断开，S2闭合时，R1与R2串联，则电路中的总电阻：

R=

=

=1210Ω

R1的阻值为：

R1=R-R2=1210Ω-48.4Ω=1161.6Ω

四、实验探究题

10.【答案】

（1）B

（2）小灯泡断路

（3）2.2；B

（4）额定功率

11.【答案】

（1）电流表

（2）B

（3）0.75

（4）灯丝电阻随温度升高而增大

（5）小于

12.【答案】

（1）改变；不变；

（2）2；只测一组数据无法得出普遍结论

（3）1；4

（4）4.5；右；0.2；0.75

13.【答案】

（1）0.15安

（2）3瓦

（3）10欧，0.5安；0≤R滑≤10欧

14.【答案】R0；电压表读数为2.5V；R0；U0（U-U0）/R0

15.【答案】

（1）解：

如图所示：

（2）保持滑动变阻器滑片P位置不动，断开开关S3，再闭合开关S2

（3）

R0