中考物理试题分类汇编计算题含答案解析文档格式.docx
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I=I0=IR===0.15A,
所以R0的阻值:
R0====60Ω;
(2)当油箱装满汽油,变阻器连入阻值最大时,电路中电阻最大,电源电压一定,由P=知整个电路功率最小,
电路最小功率:
P最小===3.6W;
当汽油用完时,滑片在另一端,即在上端,此时只有R0接入电路中,电路功率最大,
P最大===9.6W,
所以整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W~9.6W;
(3)由图乙知,滑动变阻器始终以最大值串联入电路中,电压表示数UV=IR滑,能反应测量的变化情况,且电路中电阻始终处于最大值,由P=可知电路中功率最小,由W=Pt可知,同样时间内电路消耗的电能最少,所以乙图的电路设计可以节能。
故答案为:
(1)校准电阻除了可以校准表盘,还有能起保护电路的作用,校准电阻的阻值为60Ω;
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6W~9.6W;
(3)图乙的设计从能耗的角度看优点是节约电能。
【点评】本题以测量表为情景考查了电路设计、串联电路特点和欧姆定律定律以及电功率公式的应用,从能耗上分析电路设计优点起到培养学生节能的意识,有意义。
25.(2018•淄博)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。
闭合开关S.移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图象如图乙所示求
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R0的阻值和电源电压。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R1的最大阻值和R0串联,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最小,根据图乙读出电路中的最小电流和滑动变阻器的功率,根据P=I2R求出滑动变阻器的最大阻值;
(2)根据的电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压;
由图乙可知,当电路中的电流I′=0.4A时滑动变阻器的功率,根据P=I2R求出滑动变阻器的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,根据电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值,进一步求出电源的电压。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R的最大阻值和R0串联,电流表测电路中的电流,
由图乙可知,电路中的最小电流I最小=0.2A,滑动变阻器的功率P1=1.2W,
由P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值:
R最大===30Ω;
(2)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=I最小(R最大+R0)=0.2A×
(30Ω+R0),
由图乙可知,当电路中的电流I′=0.4A时,滑动变阻器的功率P1′=1.6W,
则滑动变阻器接入电路中的电阻:
R′===10Ω,
电源的电压:
U=I′(R′+R0)=0.4A×
(10Ω+R0),
因电源的电压不变,
所以,0.2A×
(30Ω+R0)=0.4A×
解得:
R0=10Ω,
U=I最小(R+R0)=0.2A×
(30Ω+10Ω)=8V。
答:
(1)滑动变阻器的最大阻值30Ω;
(2)R0的阻值10Ω;
电源电压8V。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象读出电流和滑动变阻器功率的对应值。
24.(2018•枣庄)如图甲所示的电路,电源电压保持不变。
小灯泡L标有“2.5V0.25A”字样,滑动变阻器R1的最大值为30Ω,定值电阻R2=30Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.求:
(1)小灯泡的额定功率是多少?
(2)只闭合S、S2和S3,将变阻器R1的滑片P调到中点时,电流表示数为0.45A,则电源电压是多少?
(3)只闭合开关S、S1,移动变阻器的滑片P,小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。
在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?
(1)由小灯泡L标有“2.5V0.25A”字样,根据P=UI求灯的额定功率;
(2)只闭合开关S、S2和S3,分析电路的连接,L短路,电阻R1与R2并联,求出并联的总电阻,已知电流根据欧姆定律求出电源电压;
(3)只闭合开关S、S2,R1与灯泡串联,R2不接入电路,移动变阻器的滑片P,向左移动时,R1变大,电压表的示数也变大,当电压表示数为3V时,R1最大,可求R1的电压,即可得小灯泡的电压,可得电路中最小电流,可求此时滑动变阻器的电阻;
当滑片向右移动时,R1变小,电流表的示数变大,UL也变大,由图象可知电路中的最大电流,根据欧姆定律可求此时滑动变阻器的电阻,即可得在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围。
(1)小灯泡的额定功率是:
PL=ULIL=2.5V×
0.25A=0.625W;
(2)只闭合开关S、S2和S3,分析电路的连接,L短路,电阻R1与R2并联,
并联的总电阻,R并===10Ω,
由I=可得电源电压:
U=IR并=0.45A×
10Ω=4.5V;
(3)只闭合开关S、S1,灯泡L与R1串联,R2不接入电路,移动变阻器的滑片P,向左移动时,R1变大,电压表的示数也变大,当电压表示数为3V时,R1最大,则R1的电压U1大=3V,此时小灯泡两端的电压为:
UL′=U﹣U1大=4.5V﹣3V=1.5V,
由图乙可知电路中最小电流:
I最小=0.2A,
所以R1连入电路的电阻:
R1===15Ω,
当滑片向右移动时,R1变小,电流表的示数变大,UL也变大,由图象可知电路中的最大电流:
I最大=0.25A<0.6A(电流表安全),
由图象可知,此时UL′=2.5V,
R1两端的电压为:
U1′=U﹣UL′=4.5V﹣2.5V=2V,
R1连入电路的电阻:
R1′===8Ω,
所以在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是8~15Ω。
(1)小灯泡的额定功率是0.625W;
(2)只闭合S、S2和S3,将变阻器R1的滑片P调到中点时,电流表示数为0.45A,则电源电压是4.5V;
在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是8~15Ω。
【点评】本题考查串联、并联电路的规律和欧姆定律及电功率公式的运用,关键是正确识别电路,从图象中获取有效的信息。
32.(2018•青岛)如图甲所示电路,电源电压恒为6V,小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。
电阻R1为30Ω,滑动变阻器R2的额定电流为1A,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0~3V.请画出该题的各个等效电路图。
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,L正常发光,此时通过R1的电流是多少?
(2)只闭合开关S3,移动滑片P,当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的时,电流表的示数为0.2A,滑动变阻器的最大阻值是多少?
(3)在保证各元件安全的条件下,电路消耗的最大功率和最小功率各是多少?
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,变阻器短路,画出等效图,由L正常发光确定灯的实际电压,根据并联电路电压的规律,求出电源电压即R1的电压,由欧姆定律求此时通过R1的电流;
(2)由图乙知,找出灯的电压为6V时,灯的额定电流,由欧姆定律求出灯正常发光的电阻;
只闭合开关S3,灯与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,画出等效图2,由已知条件,由欧姆定律求出电路的总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值;
(3)①根据P=,当电路的总电阻最小时,总功率最大,根据串联电阻大于其中任一电阻,并联电阻小于其中任一电阻,分析电路的连接求最小总电阻,
根据P=求出电路的最大功率;
②根据P=,当电路的总电阻最大时,总功率最小,因R1>RL,根据串联电阻的规律求出此时的最大电阻,电路中的电阻越大,电路中电流越小,电流表越安全;
根据分压原理,电压表示数小于的R1的电压,根据串联电路电压的规律,比较电压表示数与3V的大小,根据P=求电路的最小功率。
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,变阻器短路,等效图如图1所示,
L正常发光,灯的实际电压为6V,根据并联电路电压的规律,电源电压即R1的电压为6V,由欧姆定律,此时通过R1的电流是:
I1===0.2A;
(2)由图乙知,灯的电压为6V时,灯的额定电流为0.25A,由欧姆定律,故灯正常发光的电阻:
29实验探究题
23.(2018•淄博)下图是小明同学探究电流与电压、电阻关系的电路图,提供的器材有:
6V的电源一个,电流表(0﹣0.6A,0~3A)。
电压表(0﹣3V,0~15V)各一个,开关一个,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,“20Ω1A”的滑动变阻器一个,导线若干(忽略
导线电阻),以上实验器材完好无损,实验中数据读取准确无误。
(1)探究电流与电压的关系时,移动滑动变阻器的滑片,改变电阻两端的电压,进行了多次测量,归纳得出 电阻不变时,电流与电压成正比 的规律。
(2)探究电流与电阻的关系时,测得的几组数据如下表所示。
由于操作不当,导致表中第 3 次实验的数据存在错误,出错的原因是 滑动变阻器滑片没有调节就读数了 。
纠正错误以后,小明用30Ω的电阻替换15Ω电阻进行第4次实验,发现实验无法进行下去,为完成第4次实验,请给小明提出可行的解决方案(不限于提供的实验器材):
换用最大阻值至少为30Ω的变阻器 。
实验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
0.3
3
15
0.24
(3)利用该实验电路图也可以测量定值电阻的阻值,实验中也要进行多次测量,其目的是 取平均值减小误差 ;
将定值电阻换成小灯泡后,利用该实验电路图还可以“测量小灯泡的电功率”,实验中也要移动滑动变阻器的滑片,其目的是 改变灯的电压 。
若被测小灯泡的额定电压为3.8V,在调节滑片使小灯泡正常发光时,电压表的示数很难准确达到3.8V.测量误差较大,为此,小明改动电路,在不更换现有器材的情况下,提高了测量数据的精确度。
请补全小明的做法:
断开开关 将电压表小量程(0﹣3V)并联在变阻器的两端 ;
闭合开关, 移动变阻器的滑片,当电压表示数为2.2V时 ;
读出此时电流表的示数;
计算小灯泡的额定功率。
(1)电阻不变时,电流与电压成正比;
(2)研究电流与电阻关系时,要控制电阻的电压不变,根据串联电路的规律和欧姆定律,求出第2次实验时滑动变阻器接入的阻值;
由欧姆定律,分析在第3次实验数据,由欧姆定律和电阻的串联求出变阻器连入电路中的电阻,据此分析;
(3)测量定值电阻的阻值,实验中进行多次测量,其目的是:
取平均值减小误差;
利用该实验电路图还可以“测量小灯泡的电功率”,实验中也要移动滑动变阻器的滑片,其目的是改变灯的电压;
根据串联电路电压的规律,当灯变阻器的电压为6V﹣3.8V=2.2V时,灯的电压为3.8V,电压表大量程分度值为0.5V,故测量3.8V电压误差较大;
而电压表小量程分度度值为0.1V,故测量2.2V电压较为准确,据此确定实验步骤。
(1)究电流与电压的关系时,移动滑动变阻器的滑片,改变电阻两端的电压,进行了多次测量,归纳得出电阻不变时,电流与电压成正比的规律;
(2)①当接入电阻R2=10Ω时,电路中的电流为I2=0.3A,根据串联电路的规律和欧姆定律,此时滑动变阻器接入的阻值为:
R===10Ω,
在第3次实验中,由欧姆定律,R总===25Ω,
将R2换为R3=15Ω时,根据电阻的串联,变阻器的电阻R滑=25Ω﹣15Ω=10Ω,即滑动变阻器滑片位置不动,故第3次实验时,没有移动滑片就读电流表示数了;
由于电压一定时,导体中的电流与其电阻成反比,故应该为0.2A;
(3)利用该实验电路图也可以测量定值电阻的阻值,实验中也要进行多次测量,其目的是:
将定值电阻换成小灯泡后,利用该实验电路图还可以“测量小灯泡的电功率”,实验中也要移动滑动变阻器的滑片,其目的是改变灯的电压;
根据串联电路电压的规律,当灯变阻器的电压为6V﹣3.8V=2.2V时,灯的电压为3.8V,故可将电压表小量程(0﹣3V)并联在变阻器的两端,而电压表小量程分度度值为0.1V,故测量2.2V电压较为准确;
故断开开关,将电压表小量程(0﹣3V)并联在变阻器的两端,闭合开关,移动变阻器的滑片,当电压表示数为2.2V时,读出此时电流表的示数;
(2)3;
滑动变阻器滑片没有调节就读数了;
换用最大阻值至少为30Ω的变阻器;
(3)取平均值减小误差;
改变灯的电压;
将电压表小量程(0﹣3V)并联在变阻器的两端;
移动变阻器的滑片,当电压表示数为2.2V时。
【点评】本题探究电流与电压、电阻关系,考查控制变量法、欧姆定律的运用、对器材的要求及对实验方案的设计。
21.(2018•贵阳)如图甲所示,是科技迷小明制作的“真空炮”模型:
在一根两端开口、内壁光滑、水平放置的透明塑料管左端管口处,放置一枚弹丸;
管口两端各有一块可自由开合的挡板;
靠近管口右端连接一抽气机。
抽气一段时间后,迅速将挡板1打开,弹丸便可冲开挡板2从管右端射出。
弹丸从管口射出的出口速度与哪些因素有关呢?
小明提出了如下猜想:
A:
与弹丸的形状有关B:
与弹丸的直径有关C:
与塑料管的长度有关
小明在塑料管壁两侧安装了多套光电传感计时器,用于测量弹丸在管中不同位置的运动速度。
请完成下列各实验步骤的填空:
(1)抽出挡板1时,弹丸受到的动力来自于其两端气体的 气压差 。
(2)探究猜想A时,控制其他因素相同,分别用球形与弹头形弹丸进行实验,测得弹丸速度大小随运动位置变化关系的图象(如图乙所示),则出口速度较大的是 弹头形 弹丸。
(3)探究猜想B时,小明仅换用底面直径不同的两枚弹头形弹丸重复上述实验,发现直径越小的弹丸,出口速度越小。
你认为直径小的弹丸出口速度小的原因可能是 直径越小,质量越小,惯性越小,运动状态越容易改变,速度减小的快 。
(1)抽气机将透明塑料管内的气体抽出,管内气体压强减小,外界大气压大于里面的大气压,里外气压差将弹丸压出;
(2)由图乙知,弹头形弹丸的出口速度大;
(3)探究猜想B即探究弹丸从管口射出的出口速度与弹丸的直径的关系时,需要控制弹丸的质量一定,改变弹丸的直径,而小明仅换用底面直径不同的两枚
10.(2018•湖州)小华和小丽在观摩一次自行车比赛中,看到运动员在转弯时,身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的,如图甲所示。
(1)骑自行车转弯时,身体为什么要向弯道内侧倾斜呢?
小华提出了疑问,一旁的小丽说:
“要想转弯,必须受力,身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力,”小华觉得小丽“要想转弯,必须受力”的观点很有道理,因为 力是改变物体运动状态的原因 。
(2)我们平时骑自行车转弯时,身体的倾斜没有这么明显,可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢?
且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显,使骑行的自行车转弯的力的大小,可能与哪些因素有关呢?
小华和小提出了两种猜想。
猜想一:
可能与骑行的速度有关;
猜想二:
可能与圆弧形跑道的半径有关。
(3)接着,小华和小丽一起设计实验,并在实验室里通过实验验证猜想一。
把半径为0.5米的半圆轨道(左端连着横杆)通过横杆在O点与墙壁活动连接(能绕O点在竖直方向自由转动),轨道置于压力传感器上时,传感器示数为1牛,让质量为30克的同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面A、B、C三处自由滚下,如图乙所示,观察、记录每次压力传感器达到的最大示数(注:
小钢球到达最低点时的示数最大),记录如下表。
小钢球初始位置
A
B
C
距压力传感器
高度/米
0.5
0.4
压力传感器
达到的最大示数/牛
1.90
1.78
1.66
该实验可以得出的结论是 在其它条件相同时,使自行车转弯所需要的力随速度的增加而增大 。
若要验证猜想二,从控制变量角度考虑,需对上述实验进行哪两项改变?
(不考虑小钢球与轨道之间的摩擦)① 改变圆弧形跑道的半径 ;
② 让同一小球在不同轨道上距压力传感器的同一高度自由滚下 。
(4)实验后,他俩在与同学们的交流中,有了新的猜想:
让骑行的自行车转弯需要的力还可能与人和车的总质量有关。
于是,他俩又展开了后续实验探究……
(1)力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因;
(3)比较表格中的数据知,根据控制变量法和实验目的得出结论;
根据控制变量的要求退出改进措施。
(1)力是改变物体运动状态的原因,转弯时,运动方向改变,运动状态发生改变,一定是受到力的作用,所以“要转弯,必须受力”;
(3)要验证猜想:
“骑行的自行车转弯的力的大小可能与骑行的速度有关”,实验中需要控制控制小球的质量相同、圆弧形跑道的半径相同,使同一小球从不同的高度滚下来,从而使得小球到达压力传感器的速度不同,根据表格数据知:
距压力传感器高度越高,压力传感器示数越大,故可以得出:
在其它条件相同时,使自行车转弯所需要的力随速度的增加而增大;
若要验证猜想二即骑行的自行车转弯的力的大小,可能与圆弧形跑道的半径有关,需要控制小球的质量相同、下落的高度相同,圆弧形跑道的半径不相同,故需要①改变圆弧形跑道的半径;
②让同一小球在不同轨道上距压力传感器的同一高度自由滚下。
(1)力是改变物体运动状态的原因;
(3)在其它条件相同时,使自行车转弯所需要的力随速度的增加而增大;
①改变圆弧形跑道的半径;
【点评】本题考查了用控制变量法分析和设计实验,考查学生的分析解答能力,难度不是很大。
24(2018•广州)小明把两端开口的细玻璃管插入水中,发现管内的液面上升(如图27)他查资料得知;
管内外液面高度差与水温、管的内径有关.小明想利用这支细玻璃管探宄管内外液面高度差与水温的定量关系,请你帮他设计实验方案。
(1)实验器材:
细玻璃管、__________
(2)实验步骤(可画图或文字表述)
(3)设计记录数据的表格。
24.
(1)烧杯、温度计、刻度尺、热水
(2)①往烧杯加入适量的热水,将细玻璃管和温度计插入水中;
②等细玻璃管内液面和温度计示数稳定时,用刻度尺测出液面高度差和温度计读数,并记录在表格中;
③5分钟后用刻度尺测出液面高度差和温度计读数,并记录在表格中;
④重复步骤③多次实验。
(3)
27.(2018•广西北部湾)(7分)在测量小灯泡的电阻的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)为了测量更精确.电压表应选择的量程是0—_____(选填“3”或“15”)V。
(2)小明按图19甲连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,电压表无示数。
则故障原因可能是小灯泡_____(选填“短路”或“断路”)
(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图19乙所示,为_______A.
(4)接着调节滑动变阻器滑片,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,小灯泡变暗直至完全不发光,测量数据如下表所示。
综合分析可知,实验中滑动变阻器的滑片逐渐向____(选填“左”或“右"
)端滑动:
随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值变_____(选填“大”或“小”).
(5)小明还设计了如图20所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率。
已知滑动变阳器的最大阻值为,小灯泡的额定电压为U额。
请完成下列实验步骤:
①闭合开关S,,调节的滑片,使电压表的示数为U额;
②接着_____________________________________________;
③调节R1的滑片调至最左端,记下电压表示数将的滑片调至最右端,记下电压表示数为,小灯泡额定功率的表达式:
P=_______(用、U额,、表示)27、
(1)3;
(2)短路;
(3)0.3A;
(4)左,小;
(5)②只闭合开关S、,调节的滑片,使电压表的示数仍为;
③
29.(2018•咸宁)(7分)朵朵和同学们在做电学实验过程中
(1)朵朵和同学们经过讨论,依次完成了“探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计,如图12。
由图甲改进为图乙是为保证实验过程中
这一因素不变;
由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节使电阻R两端的电压
(选填“改变”或“保持不变”)。
(2)请用笔画线代替导线,帮助朵朵按电路图丙将图13中实物电路连