2020年初三物理电学综合题(较难)

2020年初三物理电学综合题(较难)

‎2020年初中物理电学知识 ‎1、如图所示，电源电压和灯泡电阻不变，当合上开关S1，断开开关S2和S3时，电灯R1正常发光，电压表示数为6V；当合上开关S1，S2，断开S3时，电流表示数为1A；当合上S3，断开S1、S2时，灯R1的实际功率为其额定功率的1/9，R2消耗的功率为0.6W，求灯L的额定功率和电阻R3的阻值。‎ ‎2、两只灯泡L1和L2分别标有“220V  40W”和“110V  100W”字样，若把它们串联在电路中，总功率最大不得超过多少瓦？若把它们并联在电路中，总功率最大不得超过多少瓦？‎ 已知：      ‎ 求：串联时的最大总功率 ‎    并联时的最大总功率 ‎ 16‎ ‎3、如图16所示，电源电压为12V，并且保持不变，滑动变阻器的最大阻值为18Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样。求：‎ ‎  （1）灯泡的电阻和正常工作时的电流是多少？‎ ‎  （2）当S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路中的阻值为多大？‎ ‎  （3）保持滑动变阻器的位置不变，闭合S、S1、S2，此时电流表示数变化了1A，求R0的阻值是多少？‎ ‎  （4）闭合S、S1、S2，调节滑动变阻器，使整个电路消耗的总功率为最小，这个最小值是多少？‎ 16‎ ‎4、在学习了电学知识后，同学们尝试“设计电路和编制习题”，老师提供了以下器材：电源、两个“12V 18W”的电阻和若干开关、导线．‎ ‎(1)小虎第一个完成设计，他设计的电路如图所示．他编制的试题是：“在如图a所示的电路中，闭合开关S1，通电5min产生多少热量?”  请你解答此题：‎ ‎(2)小华思考一会儿，设计了能提供两种功率工作的电路．编制的试题是：“在小虎设计的电路上再加一个开关，使电路能以两种功率工作，其大、小功率之比是___________．”‎ ‎  请你在图a中完成小华的设计，并将电路大小功率之比填入空格中．‎ ‎(3)小明经过认真思考后，用了三个开关，设计了能提供三种功率工作的电路．请你在图b的方框内，画出小明所设计的电路图．‎ 16‎ ‎5、如图甲所示电路，电源电压为12V，电阻R1的阻值为20Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω，当开关S闭合时，电流表A的示数为0.2A。求：‎ ‎（1）电压表V的示数；‎ ‎（2）R2消耗的功率;‎ ‎（3）滑动变阻器的滑片P移到另一位置时，电压表V1的示数如图所示乙所示，求此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。‎ ‎6、在图11所示的电路中，电源电压为12伏且不变，电阻R1的阻值为22欧，滑动变阻器R2上标有“10W  1A”字样。闭合电键S，电流表的示数为0.5安。求：‎ ‎（1）电阻R1两端的电压。‎ ‎（2）滑动变阻器R2接入电路的阻值。‎ ‎（3）现设想用定值电阻R0来替换电阻R1，要求：在移动滑动变阻器滑片P的过程中，两电表的指针分别能达到满刻度处，且电路能正常工作。‎ ‎①现有阻值为16欧的定值电阻，若用它替换电阻R1，请判断：________满足题目要求（选填“能”或“不能”）。若能满足题目要求，通过计算求出替换后滑动变阻器的使用范围；若不能满足题目要求，通过计算说明理由。‎ ‎②满足题目要求的定值电阻R0的可能取值范围为_______________________。‎ 16‎ ‎7、如图所示,电源电压恒为6V,R1、R2是定值电阻，滑动变阻器最大值为R，当断开S2、S3、闭合S1时，移动滑片P，电路消耗功率的最大值和最小值之比为4：1;当断开S1和S3、闭合S2时，滑片P在a点（此时滑动变阻器连入电路中的电阻为1/4R）和在最右端电流表的示数之比2：1；当S1、S2、S3都闭合时，电流表的示数为1.25A．求:①R1和R的比值; ②R2和R的比值; ③R1、R2、R3的值。‎ 二、综合题 ‎8、家庭电路的引线均有一定的电阻（约几欧），因此，当家中空调、电炉等大功率用电器工作时，家中原来开着的电灯会变暗。某科技小组的同学通过测试就可以估算出家庭电路引线部分的电阻。如图所示，用r表示家庭电路引线部分的总电阻，L为一只普通家用白炽灯泡，M是一台空调节器。在测试时，先断开开关S，接通灯泡L，测得灯泡两端的电压为，灯泡的功率为；再闭合开关S ，测得灯泡两端的电压为，空调的功率为（远大于）。试写出估算r的表达式（只用、和表示，设电源电压恒定）（8分）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 16‎ ‎9、某电热水器的简化电路，如图所示。请你设计虚线框内的指示灯电路。供选择的器材有：“220V  10W”灯泡一只，“2.5V  0.75W”灯泡一只，“2V  10mA”发光二极管一只，各种阻值的电阻，导线若干。‎ ‎（1）在指示灯能正常工作的情况下，请你通过计算说明选用器材的最佳方案及器材的具体规格。‎ ‎（2）将电路图中的虚线框部分补充完整。‎ ‎10、电阻R1与电阻R2组成并联电路。试证明总电阻小于电阻R1、小于电阻R2。 ‎ 16‎ 三、选择题 ‎11、图所示的电路中，电源电压恒定．闭合开关S后，电路正常工作．过了一会儿，两电表的示数突然都变为零，则该电路中出现 的故障可能是:‎ A. 电阻R断路;    B．电阻R短路;    C．灯L断路;      D．灯L短路.‎ ‎12、在下图的电路中，R为待测电阻，阻值约为5欧。给你的器材有：滑动变阻器（2A，0～10欧Ω）；电压表，有2个量程，分别为0～3V、0～15V；电流表，有2个量程，分别为0～0.6A、0～3A；电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法，但为使测量时能较准确地读数，最后，两只电表的量程应采用   [    ]‎ A．0～0.6A和0～1.5V      B．0～3A和0～15V C．0～0.6A和0～3V        D．0～3A和0～3V ‎13、如图4所示电路，电阻R1标有“6Ω  lA”，R2标有“3Ω 1．2A”，电流表A1、A2的量程均为0～3A，电压表量程0~15V，在a、b间接入电压可调的直流电源．闭合开关s后，为保证R1、R2均不损坏，则允许加的电源电压和通过电流表A1的电流不得超过      (　　)  ‎ A．9V   1A         B．3.6V    0.6A C．9.6V  lA         D．3.6V    1.8ª 16‎ ‎14、如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中:‎ A．电压表V1示数变大，v2示数变大，电流表A的示数变大;‎ B．电压表V1示数不变，V2示数变大，电流表A的示数变小;‎ C．电压表V1示数不变，V2示数变小，电流表A的示数变大;‎ D．电压表V1示数变小，V2示数变大，电流表A的示数变小.‎ ‎15、如图所示．物体M在水平导轨上平移时．带动滑动变阻器的滑片P移动，通过电压表显示的数据，可反映出物休移动距离的大小．下列说法正确的是:‎ A．物体M不动时，电流表、电压表都没有示数;‎ B．物体M不动时．电流表有示数，电压表没有示数;‎ C．物体M向右移动时．电流表、电压表示数都增大;‎ D．物休M向右移动时，电流表示数不变，电压表示数增大.‎ 16‎ 四、实验,探究题 ‎16、有一个电阻值已看不清楚的电阻器R1，我们想要测出它的电阻值，但手边只有一个电池组、一个伏特表、一个电阻值看得清楚的电阻器R2和几根导线，试用两个电路图表示出测量R1电阻值的方法。 ‎ 五、填空题 ‎17、为测量待测电阻Rx阻值，小敏设计了如图所示的电路，R0的阻值已知且电源电压不变，她          测出Rx的阻值（填“能”或“不能”)．因为                          ‎ 六、多项选择 ‎18、如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，电阻R2与R3的阻值均为10Ω。闭合开关S，电流表A1和A2的示数之比为3：2。若把电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2。则下列选项正确的是：‎ A、R1＝5Ω;　             B、R1＝20Ω;　   ‎ C、U1：U2＝3：4;　        D、U1：U2＝4：3.‎ 16‎ ‎19、如图所示电路，电源两端电压U＝7.5V，且保持不变，R为保护电阻， L为标有“6V  3W”的小灯泡，不考虑灯丝电阻随温度的变化。电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。闭合开关S后，要求灯L两端的电压不超过额定电压，且两电表的示数均不超过各自的量程，则关于保护电阻R和滑动变阻器允许接入电路的最大阻值R’下列说法正确的是:‎ Ａ．当R<3Ω时，灯L两端的电压可能超过6V;     ‎ Ｂ．当R=3Ω时,  R’不能超过10Ω ;   ‎ Ｃ．当R>3Ω 时,  R’可以等于任何值;                  ‎ Ｄ．无论R取什么值 , R’都等于10Ω .‎ ‎20、在图9所示的电路中，A、B两点之间电压U保持不变，电路连接完好且使用的电表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时 :‎ A．电压表V1和电流表A的示数之比不变;‎ B．电压表V2和电流表A的示数之比不变;‎ C．电压表V1示数的变化量和电流表A示数变化量比值的绝对值增大;‎ D．电压表V2示数的变化量和电流表A示数变化量比值的绝对值不变.‎ 16‎ 参考答案 一、计算题 ‎1、解析：由于电路变化大，所以在求解过程中，首先作出等效电路图，再根据电路特点，联系各量列方程求解。‎ 答案：‎ ‎（1）当S1闭合，S2，S3断开时，等效电路如图7所示，电压表示数为6V，恰好是电源电压，同时灯泡正常发光，此时灯泡功率为额定功率，  ①‎ 图7‎ ‎（2）当S1，S2合上，S3断开时，等效电路如图8所示，此时灯泡正常发光。‎ 因为 故，即 图8‎ ‎（3）当S3闭合，S1，S2断开时，等效电路如图9所示，由于灯L及R2，R3串联，根据题目所给条件，联系串联电路的分压特点。‎ 16‎ 图9‎ 因为，即 所以，而此时又因为，即  ③‎ 即   ④‎ 将③式代入④式得：，代入②式得：‎ 解得或（舍去），故 因为，故 由图可知，，解得 易错分析：求解电学综合题的思路很多，本题用常规按电路变化的顺序，列方程求解的方法，解本题的关键是按题目要求画出各种情况下对应的等效电路图，然后各个电路分步求解，思路明晰、清楚。 ‎ ‎2、分析：该题属“照顾弱者”一类典型题，即为了二者都不损坏，在串联时要使通过它们的电流等于二者中额定电流较小的；在并联时要使它们两端电压等于二者中额定电压较小的。‎ 16‎ 解：        ‎ ‎      ‎ 串联时（如图1甲）  ∵     ‎ 图1‎ ‎∴ ‎ 并联时（如图1乙）  ∵    ∴ ‎ ‎    ∴ ‎ ‎3、（1）R灯=U额2/P额=(6V)2/3W=12Ω  I额=P额/U额=3W/6V=0.5A ‎   （2）当S闭合，S1、S2都断开时，灯L和滑动变阻器串联 ‎      U滑=U-U额=12V-6V=6V  R滑=U滑/I额=6V/0.5A=12Ω ‎   （3）闭合S、S1、S2时，R0与滑动变阻器并联 ‎       I=I额+1A=0.5A+1A=1.5A  I滑=U/R滑=12V/12Ω=1A 16‎ ‎       R0=U/(I-I滑)=12V/(1.5A-1A)=24Ω ‎   （4）闭合S、S1、S2，滑动变阻器的滑片调到b端时，整个电路消耗的功率最小 ‎       I最小=I0+IR=12V/24Ω+12V/18Ω=7/6A      P最小=UI最小=12V×7/6A=14W ‎4、(1)电阻的阻值：‎ ‎    R=U2／P= (12V)2／18W=8Ω ‎    通过电阻的电流：‎ ‎    I=U／R串=U／2R=12W(2×8Ω)=0.75A ‎    电路通电5min产生的热量：‎ ‎    Q=IR串t=(0.75A)2×2×8Ω×60×5s=2.7×103J ‎  (2)2∶1；      图略(3)图略 ‎ ‎5、（1）4V;           （2）1.6W;          （3）100Ω或4Ω.‎ ‎6、（1）U1＝IR1                                             1分 ‎＝0.5安×22欧=11伏                               1分 ‎（2）R2＝U2/I2＝（U－U1）/I                              1分 ‎＝（12伏－11伏）/0.5安＝2欧                    1分 ‎（3）①能；                                             1分 电流表量程为0~0.6安：‎ 由I最大＝0.6安，     R最小＝12伏/0.6安＝20欧，‎ R滑小＝20欧－16欧＝4欧；                           1分 由U滑大＝3伏，     U1¢＝U－U滑大＝12伏－3伏＝9伏，‎ I¢＝U1¢/R0＝9伏/16欧≈0.563安，‎ R滑大＝U滑大/I¢＝3伏/0.563安≈5.33欧，                1分 所以，滑动变阻器使用范围：4~5.33欧。‎ ‎②R0的取值范围为15~20欧。        ‎ 16‎ ‎7、①断开S2和S3、闭合S1时，R1与R串联，P在最左端时电路有最大功率P大U2/R1；当P 在最右端时，电路有最小功率P小U2/（R1＋R）；‎ ‎∴P大/ P小U2/R1×（R1＋R）/ U24/1‎ ‎∴R11/3×R ‎∴即R1/R1/3‎ ‎②当断开S1和S3、闭合S2时，P在a点时，R2和R 串联，IaU/（R2＋1/4R），‎ P在最右端时I右U/（R2＋R）‎ ‎∴Ia/I右U/（R2＋1/4R）×（R2＋R）/U2/1‎ ‎∴R21/2R 即R2/R1/2。‎ ‎③当S1、S2、S3都闭合时，R被短路，R1、R2并联，有 R总R1R2/（R1＋R2）1/3R×1/2R÷（1/3R＋1/2R）1/5R I总U/ R总6V÷1/5R1.25A ‎∴R24Ω ‎∴R11/3×R8Ω,R21/2R12Ω. ‎ 二、综合题 ‎8、     ‎ ‎9、（1）若选“220V  10W”，指示灯电路消耗功率 若选“2.5V 0.75W”，指示灯电路消耗功率 若选“2V  10mA”发光二极管，指示灯电路消耗功率 根据计算结果，应选用发光二极管 16‎ 串联电阻阻值 ‎（2）电路连接如图答2所示。‎ ‎10、提示 电阻R1和电阻R2并联后的总电阻　‎ ‎　　所以，电阻R1和电阻R2组成并联电路，其总电阻小于电阻R1小于电阻R2。 ‎ 三、选择题11、C12、C 13、Ｄ 14、D15、D 四、实验,探究题 ‎16、如图121所示，(1)测R1两端电压。‎ ‎　‎ 五、填空题 ‎17、能；串联电路电流相等（其他正确均给分） 六、多项选择18、AD19、AB20、AD 16‎