專項素養(yǎng)綜合全練(九)練習課件浙教版九年級下冊科學

專項素養(yǎng)綜合全練(九)類型一滑動變阻器、敏感電阻類1.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江寧波鄞州十二校聯(lián)考)如圖所示,電源電壓18V且保持不變,電流表接“0~0.6A”量程,電壓表接“0~15V”量程,燈泡上標有“6V3W”字樣,燈絲電阻保持恒定不變,要求兩電表示數(shù)均不超過量程,燈泡兩端電壓不能超過額定電壓,下列說法正確的是

(

)DA.滑動變阻器的滑片向左移動時,兩電表的示數(shù)都將變大B.當電流表示數(shù)為0.4A時,電壓表示數(shù)為12VC.該電路的最大功率是10.8WD.滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24~60Ω解析當滑片向左移動的過程中,滑動變阻器接入電路的電

阻變小,電路的總電阻變小;根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電

流變大,即電流表的示數(shù)變大;根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可

知,滑動變阻器兩端分得的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變小,

故A錯誤;燈泡的電阻:RL=

=

=12Ω,當電路中電流為0.4A時,燈泡兩端電壓:UL'=IRL=0.4A×12Ω=4.8V;因為串聯(lián)電

路兩端電壓等于各部分電壓之和,所以滑動變阻器兩端電壓:

U2=18V-4.8V=13.2V,故B錯誤;燈泡正常發(fā)光時的電流為IL=

=

=0.5A,因此電路中的最大電流:Imax=0.5A,則電路中的最大功率:Pmax=UImax=18V×0.5A=9W,故C錯誤;當電流

最大時,變阻器電阻最小,其值

=

=

=24Ω;為保護電壓表,滑動變阻器兩端的最大電壓為15V,此時滑動變

阻器連入的電阻最大,電路中的電流最小,根據(jù)串聯(lián)電路分壓

規(guī)律有:

=

即有

=

,得

=60Ω,故滑動變阻器的允許變化范圍為24~60Ω,D正確。故選D。2.(新題型·微型實驗)某科技小組設計了一種煙霧報警裝置,其簡化電路如圖所示,電源電壓保持不變,R0為定值電阻,R為光敏電阻,R的阻值隨光照強度的減弱而增大,當電流表示數(shù)減小到某一值時,裝置報警。開關(guān)S閉合,當有煙霧遮擋射向R的激光時

(

)CA.電流表的示數(shù)減小,電壓表的示數(shù)減小B.電壓表與電流表的示數(shù)之比不變C.增大R0的阻值,可使裝置中的R在更高光照強度下報警D.增大電源電壓,可使裝置中的R在更高光照強度下報警解析由電路圖可知,光敏電阻R和定值電阻R0串聯(lián),電壓表

測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流;因光敏電阻的阻值

隨光照強度的減弱而增大,所以,當有煙霧遮擋射向R的激光

時,R的阻值增大,電路中的總電阻增大,由I=

可知,電路中的電流減小,即電流表的示數(shù)減小;R阻值變大,根據(jù)串聯(lián)電路的

分壓規(guī)律可知,R兩端電壓變大,電壓表示數(shù)變大;根據(jù)R=

可知,電壓表與電流表示數(shù)比值為R的阻值,所以比值變大,

故A、B錯誤;報警電流一定,由I=

可知,電源電壓一定時,總電阻也一定,增大R0的阻值,報警裝置會在R更小值時發(fā)出報

警信息,即可使裝置在更高光照強度下報警,故C正確;增大電

源電壓,報警電流不變,則報警時的電路總電阻需要增大,則R

的阻值更大,裝置會在更低光照強度下報警,故D錯誤。故選

C。3.(2022甘肅蘭州中考)如圖所示,電源電壓保持不變,滑動變阻器R標有“30Ω1A”,定值電阻R0的阻值為10Ω,小燈泡L標有“6V

0.6A”,電流表的量程為0~3A。不考慮燈絲電阻的變化,只閉合S,滑片P移到R的中點時,小燈泡恰好正常發(fā)光。在保證電路安全的前提下,下列說法錯誤的是

(

)DA.小燈泡的電阻為10ΩB.電源電壓為15VC.小燈泡發(fā)光最暗時的功率約為1.4WD.電路消耗總功率的最小值與最大值之比是1∶8解析小燈泡的電阻:RL=

=

=10Ω,A正確;電源電壓:U=IL(RL+RP)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V,B正確;當滑動變阻器

滑片P移到右端時,滑動變阻器接入電路的阻值最大R=30Ω,

此時電路中的電流最小I最小=

=

=0.375A,小燈泡發(fā)光最暗時的功率P=

RL=(0.375A)2×10Ω≈1.4W,C正確;要保證電路安全,分析電路可得,當閉合開關(guān)S、S1和S2,且

通過滑動變阻器的電流為1A時,干路電流最大;因并聯(lián)電路

中各支路兩端電壓相等,所以此時通過R0的電流:I0=

=

=1.5A;干路中最大總電流I最大=1.5A+1A=2.5A,電路消耗的最大總功率P最大=UI最大=15V×2.5A=37.5W;當S閉合,S1、S2都斷開,小燈泡與最大阻值的滑動變阻器串聯(lián)時,干路電流最小,I最小=

=

=0.375A,電路消耗的最小總功率P最小=UI最小=15V×0.375A=5.625W,故最小總功率與最大總功率比值為5.625W∶37.5W=3∶20,D錯誤。故選D。4.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江溫州鹿城期末模擬)按如圖所示電路研究電流與電壓的關(guān)系。已知電源電壓為6V,R1為定值電阻,滑動變阻器R2標有“20Ω1A”的字樣,電流表量程為“0~0.6A”,電壓表量程為“0~3V”。完成下列問題:(1)閉合開關(guān)后,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)接近電源電壓,出現(xiàn)此故障的原因可能是

。(2)若R1=6Ω,為保證電路安全,滑動變阻器允許接入電路的最小阻值為

。R1斷路

4Ω解析

(1)電流表無示數(shù),說明電路斷路或電流表短路,電壓

表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表兩接線柱到電源間是通路

且滑動變阻器無分壓,所以故障可能是與電壓表并聯(lián)的定值

電阻R1斷路;(2)比較R2允許通過的最大電流與電流表的量程

可知,電路中允許通過的最大電流I=0.6A,此時R2接入的阻值

最小,R總=

=

=10Ω,所以R2的最小值為R2=10Ω-6Ω=4Ω。類型二電熱器的擋位變化5.(學科素養(yǎng)·科學思維)如圖1是某電器內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)圖,R1、R2為阻值相同的電熱絲,不同的連接方式使其發(fā)熱功率不同。下列有關(guān)圖2中甲、乙、丙、丁四種連接方式的說法中,正確的是

(

)DA.甲的發(fā)熱功率與丙的發(fā)熱功率相等B.丁的發(fā)熱功率與乙的發(fā)熱功率相等C.乙的發(fā)熱功率是丙的發(fā)熱功率的2倍D.丁的發(fā)熱功率是丙的發(fā)熱功率的2倍解析由題知,R1、R2為阻值相同的電熱絲,設R1=R2=R,分析

各連接方式可知:甲為開路,P甲=0W;乙中兩電阻串聯(lián),R乙=2R,

P乙=

;丙中只有電阻R1工作,R丙=R,P丙=

;丁中兩電阻并聯(lián),R丁=

R,P丁=

;可見,甲的發(fā)熱功率與丙的發(fā)熱功率不相等,故A不正確;丁的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的4倍,故B不正

確;丙的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的2倍,故C不正確;丁的發(fā)

熱功率是丙的發(fā)熱功率的2倍,故D正確。故選D。6.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江溫州鹿城期末提優(yōu))下表為一臺電烤箱的銘牌信息,其內(nèi)部簡化電路如圖所示,R1和R2均為電熱絲,下列說法中錯誤的是

(

)CA.電烤箱在高溫擋正常工作10min所消耗的電能是6.6×105JB.R1的阻值為44ΩC.R2的阻值為60ΩD.電烤箱在低溫擋正常工作時,電路中R1消耗的電功率是176W解析電烤箱在高溫擋正常工作10min所消耗的電能W=P高t=1100W×10×60s=6.6×105J,故A正確;當兩開關(guān)均閉合時,電路為R1的簡單電路,由P=

可知,電路處于高溫擋,R1=

=

=44Ω,故B正確;當S1閉合、S2斷開時,R1、R2串聯(lián)在電路中,由P=

可知,電路處于低溫擋,電路的總電阻R總=

=

=110Ω,故R2=R總-R1=110Ω-44Ω=66Ω,故C錯誤;電烤箱在低溫擋正常工作時的電流I=

=

=2A,R1消耗的電功率P1=I2R1=(2A)2×44Ω=176W,故D正確。故選C。7.(新特色·科技創(chuàng)新)(2024浙江橫店八校月考)圖甲是一款電

熱服,衣服里嵌有電熱纖維。圖乙是其簡化的工作電路,R1、

R2為電熱纖維,R1阻值為5歐;利用配套的鋰電池供電,輸出電

壓為5伏;可在低溫、中溫、高溫三擋間切換,高溫擋功率為15瓦。

(1)電熱服是利用電流的

效應工作的。(2)電熱纖維應具有能導電、抗氧化、耐腐蝕、輕便柔軟等

性質(zhì),下列材料最適合做電熱纖維的是

(填字

母)。A.石墨纖維B.棉纖維C.細鐵絲(3)求電熱服在高溫擋工作時通過R1的電流以及R2的阻值(忽

略溫度對電阻的影響)。熱

A答案

(3)1A2.5Ω解析

(1)電熱服是利用電流的熱效應工作的;(2)棉纖維是絕緣體,細鐵絲抗氧化、耐腐蝕性能差,容易折斷,石墨纖維是制作電熱纖維的理想材料,故A符合題意,B、C不符合題意;(3)根據(jù)題圖可知:當兩個開關(guān)同時閉合時,兩段電阻絲并聯(lián),電熱服處于高溫擋,通過R1的電流為I1=

=

=1A;根據(jù)P=UI,此時干路中的電流為I=

=

=3A;因此R2中的電流I2=I-I1=3A-1A=2A,則R2=

=

=2.5Ω。8.(新特色·科技創(chuàng)新)(2024浙江溫州外國語學校段考)智能家居帶給我們健康、舒適的生活,如智能馬桶(圖甲)。某品牌智能馬桶座圈的簡易加熱電路如圖乙所示,電阻R1和R2是阻值恒定的電熱絲,單刀雙擲開關(guān)S2可接a或b,再通過開關(guān)S1的通斷,實現(xiàn)“高、中、低”三種溫擋的調(diào)節(jié),其中低溫擋的功率為20瓦,電阻R2為1210歐。請回答:

(1)當開關(guān)S1閉合、S2接a時,該座圈電路相當于下列選項中的

(填字母)。

C

(2)1千瓦時的電能可供該座圈低溫擋工作多少小時?(3)該座圈處于中溫擋工作時的電功率為多少?答案

(2)50h

(3)40W解析

(1)當開關(guān)S1閉合、S2接a時,電阻R1和R2并聯(lián);圖A為R1

的簡單電路,圖B為兩電阻串聯(lián)的電路,圖C為兩電阻并聯(lián)的

電路,故選C;(2)1千瓦時的電能可供該座圈低溫擋工作的時間t=

=

=50h;(3)根據(jù)P=

可知,當U不變時,R越小,P越大。當開關(guān)S1閉合、S2接a時,兩電阻并聯(lián),總電阻最小,為高溫擋;只閉合S時,

電路為R1的簡單電路,總電阻較小,為中溫擋;當開關(guān)S1斷開、S2接b時,電阻R1和R2串聯(lián),總電阻最大,為低溫擋。低溫擋時:

R總=

=

=2420Ω,R1=R總-R2=2420Ω-1210Ω=1210Ω。中溫擋功率:P中溫=

=

=40W。9.(學科素養(yǎng)·科學思維)如圖是某型號電壓力鍋工作電路簡

圖,如表是其部分參數(shù),接通電路后,開關(guān)S自動與觸點a、b接

通,加熱器1擋開始加熱。當鍋內(nèi)混合物質(zhì)溫度達到102℃

時,開關(guān)S自動與觸點a、b斷開,與觸點c接通,加熱器2擋開始

工作,保持鍋內(nèi)溫度和壓強不變,進入保壓狀態(tài)。現(xiàn)將質(zhì)量為

2.0kg,初溫為36℃的混合物質(zhì)放入壓力鍋中,接通電路使其

正常工作20min。假設加熱器產(chǎn)生的熱量全部被混合物質(zhì)

吸收,混合物質(zhì)的比熱容c=4.0×103J/(kg·℃)。求:額定電壓/V220加熱器1擋額定功率/W550加熱器2擋額定功率/W110保壓溫度/℃102最大容積/dm33(1)R1、R2的阻值。(2)電壓力鍋加熱多長時間后開始保壓。(3)電壓力鍋最后2min內(nèi)消耗的電能。答案

(1)110Ω440Ω

(2)960秒

(3)1.32×104J解析

(1)由題意可知,開關(guān)S與觸點a、b接通時,R1與R2并聯(lián),

電壓力鍋處于1擋加熱狀態(tài);開關(guān)S自動與觸點a、b斷開并與

觸點c接通時,電路為R2的簡單電路,電壓力鍋處于2擋加熱狀

態(tài),因電路的總功率等于各用電器功率之和,所以,1擋加熱時,

R1消耗的電功率:P1=

-

=550W-110W=440W,由P=

可得,R1=

=

=110Ω,R2=

=

=440Ω;(2)當鍋內(nèi)混合物質(zhì)溫度達到102℃時,開始保壓,則混合物質(zhì)

溫度升高到102℃時所吸收的熱量:Q吸=cm(t-t0)=4.0×103J/(kg·℃)×2kg×(102℃-36℃)=5.28×105J,因加熱器產(chǎn)生的熱

量全部被混合物質(zhì)吸收,所以,由W=Q吸=Pt可得,t=

=

=960s;(3)由于電壓力鍋正常工作時間為20min,所以電壓力鍋最后

2min處于保壓狀態(tài),則消耗的電能W=

t=110W×2×60s=1.32×104J。10.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江杭州拱墅期末)如圖甲為

小科同學設計的電熱水器的原理圖,該電熱水器具有加熱、

保溫功能,圖甲是由電磁繼電器(線圈電阻不計)、熱敏電

阻R、保護電阻R0、電壓恒為6V的電源U1、導線等組成的

控制電路,當電磁鐵線圈中的電流I<10mA時,電磁繼電器上

方觸點和觸點c接通;當電磁鐵線圈中的電流I≥10mA時,電

磁鐵的銜鐵被吸下,電磁繼電器下方觸點和觸點a、b接通,熱

敏電阻中允許通過的最大電流I0=1