2013年度上海中考物理压轴题强化训练专辑
电学计算专题(一)
1.在图13(a )所示的电路中,电源电压恒定不变,电阻R 1为20欧,滑动变阻器R 2上标有“20Ω 2A”字样。闭合电键S ,滑动变阻器R 2上的滑片P 移至某处时,电路中两个电表的指针恰好指在相同的位置上,如图13(b ) 所示。求:
(1)电源电压U 。 (2)变阻器连入电路的阻值R 2。 (3)改变滑片位置,在电路中各元件都能正常工作
的情况下,滑动变阻器R 2连入电路的阻值范围。
2.在图14(a )所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,滑动变阻器R 2上标有“50Ω 2A ”字样。闭合电键S 后,电流表A 的示数为0. 3安,电压表V 的示数为6伏。求: (1)此时滑动变阻器R 2消耗的电功率P 2;
(2)定值电阻R 1的阻值;
(3)现设想选择合适的电压表量程,并移动变阻器R 2的滑片P ,要求:电压表V 的指针处于图14(b )所示的位
置。甲同学认为应向左移动滑片P ,乙同学认为应向右移动滑片P 。请通过计算分别说明两位同学的操作是否符合要求,并求出电压表V 的指针处于该位置时的电流表示数。
3.在图9所示的电路中,电源电压保持不变,R 1与R 2为两个阻值不等的电阻,R 1的阻值为10欧。选择合适的电压表量程并将其接在AB 两点间后,闭合电键S ,电压表的示数为2伏。
① 求通过电阻R 1的电流I 1。
② 求60秒内通过导体R 1的电荷量Q 1。
③ 在电路串联的条件下,将电压表重新连接并使电路正常工作,实验时发现电压表指针偏离零刻度线的角度是原来的一半。
请判断:根据以上条件,________求出R 2的值(选填“能”、“不能”)。
若能求出R 2的值,写出R 2所有可能的值及对应的电压表的具体连接方法;若不能求出R 2的值,写出理由。
4.在图12所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S ,滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表示数为12伏,电流表示数为1.2安。求: (1)电阻R 1的阻值;
(2)当滑动变阻器的滑片向右移动到另一位置,电压表示数变化2伏 时的电流表示数I ′; (3)若把电压表改接在滑动变阻器R 2的两端,当滑动变阻器的滑片在
中点(即滑动变阻器连入电路中的阻值为滑动变阻器最大阻值的二分之一)
和最右端时,电压表的示数分别为12伏和15伏,那么电源电压U 和滑动变阻器的最大阻值R 2max 为多大?
5.在如图10所示的电路中,电源电压保持不变。电路中滑动变阻器上标有“20 2A ”字样,电流表的量程为0~0.6安,电压表的量程为0~3伏,电阻R 1的阻值为4欧。当滑片在滑动变阻器的最右端a 点时,闭合电键,电压表的示数为1.5伏,求: (1)通过电阻R 1的电流。
(2)电源电压。 (3)为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏,滑动变阻器 的取值范围。 图10
6.如图21所示,是物理兴趣小组设计的风力测量仪的电路示意图。其电源电压为3伏,电路保护电阻R 1=20欧,均匀电阻丝的阻值R 2=5欧,金属丝OA (电阻忽略不计)的上端固定在O 点,下端系有一块塑料片B ,当风从右向左吹动塑料片时,金属丝向左摆动并与电阻丝保持良好的接触,风力表由电压表改装而成。
S ⑴无风时,塑料片竖直下垂,电压表示数是多少?电路中的电流是
多少?
⑵风力最强时,金属丝滑至电阻丝的最左端,电压表的示数是多少?
⑶有人建议在此电路中串联一个电流表,用电流表的示数反映风力
大小,你认为是否可行,请说明理由。
7.如图8所示的电路,电源电压为6伏且保持不变。滑动变阻器R 2标有―2A 20Ω‖的字样。滑
动变阻器滑片P 在最右端时,闭合电键S ,电流表示数为0.2安。 求: ①滑动变阻器两端的电压;
②电阻R 1的阻值; ③在电路安全工作的情况下,选择合适的量程,移动滑动变阻器滑片P ,
图
8 R 1消耗的最大电功率。
8.在图10所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R 2上标有
“50Ω 1A”字样。闭合电键S ,电流表A 的示数为0.8安,电压表V 1的
示数为4伏,电压表V 2的示数为8伏。
求:(1)电源电压 U 。
(2)电阻R 1的阻值。
(3)各电表选择合适的量程后,在不损坏电路元件的前提下,移动滑
片P 至某位置时,当两电压表指针偏离零刻度线的角度恰好相同时,滑动变阻器R 2接入电路的阻值。
9.在图10所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R 1为30欧,滑动变阻器R 2上标有“100Ω 3A ”字样。当电键S 闭合时,电流表A 1的示数
为2. 5安,电流表A 2指针偏转角度正好与A 1相同。求: (1)电源电压U 。
图10
(2)为了能使电路中的各元件均能正常工作,变阻器在滑动过程中,
接入电路的最小电阻R 2。
10.在图10所示的电路中,电源电压为6伏,滑动变阻器标有“10 1A ”字样。闭合电键S ,电流表的示数为0.5安,电压表的示数为2伏。求:
(1)此时滑动变阻器接入电路中的电阻R 2的阻值。
(2)电阻R 1的阻值。
(3)若电流表选用0~0.6安量程,电压表选用0~3伏量程。在电路安全
的条件下,滑动变阻器R 2连入电路中电阻变化的范围。 图10
11.. 在图9所示电路中,电源电压为9伏不变,电压表量程0~3伏、电流表量程0~0.6安,定值电阻R 1=20欧,滑动变阻器标有“15Ω 2A”字样。闭合电键。求:
①电流表的读数为0.4安时,电阻R 1两端的电压。
②滑动变阻器R 2允许接入电路的最大阻值。 ③为了使移动滑片的过程中各电表能分别达到最大值,现选取合适的定值
电阻R 替换定值电阻R 1,求出符合要求的R 的取值范围。
图9
12.如图15(a )所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R 2上
标有“50Ω 2A ”字样,闭合电键后,当滑片位于中点位置时,电流表
A 1和A 2的示数均如图15(b )所示,求:
①电源电压; ②R 1的阻值; ③不改变各电表量程,在电路安全工作的情况下,移动滑片使电流表A 2与A 1的示数的比值变大,当比值达到最大时,R 2连入电路的电阻值是多少?电流表A 2与A 1的示数的比值是多少?
图15(b )
13.在图11所示电路中,电源电压为18伏,R 1的阻值为4欧,电流表和电压表均为学校实验室常用电表,闭合电键后,电流表示数为1.5安。求:
①电压表的示数U 1;
②电路的总功率P ;
图11
③现从标有―50Ω 1.5A‖和―20Ω 2A‖的滑动变阻器中选择一个来替换
R 1或R 2,要求:选择适当的量程,闭合电键后,移动变阻器的滑片,使两电表都能达到各自的最大值,且电路能正常工作。
第一,请通过计算说明被替换的定值电阻是_____(选填―R 1‖或―R 2‖)。 第二,替换后是否能满足③的要求,若不能,请说明理由;若能,请写出选用的滑动变阻器,并计算出满足③中要求的滑动变阻器的使用范围。
14.在图11所示的电路中,电阻R 1的阻值为20欧,滑动变阻器R 2上标有“10Ω 2A ”字样。闭合电键S ,电流表A 的示数为0. 9安。
① 若电源电压为6伏,求通过电阻R 1的电流I 1和变阻器R 2消耗的电功率P 2。
② 若电源电压可变,电流表A 选接“0~3A”量程。现用定值电阻R 0替
换R 1,要求:电源电压取6 ~12伏之间某一值,在移动变阻器滑片P 的过程中,电流表A 的指针能达到满刻度处。
第一,现有阻值为10欧和15欧的两个电阻,满足上述要求时应选择的电阻阻值为_______欧。 第二,满足上述要求时替换的定值电阻R 0的取值范围为_______欧至_______欧。
15.如图12所示的电路中,电源电压为18伏恒定不变,滑动变阻器R 2上标有―50Ω 1A‖字样,闭合电键S 后,电流表A 的示数为0.2安,电压表V 的示数6伏。求: (a ) (b )
图12 图13 (1)定值电阻R 1两端的电压U 1。 (2)通电10秒钟,电流通过电路所做的功W 。 (3)现用定值电阻R 0来替换电阻R 1。 第一,在选择合适的电表量程后,使电压表V 和电流表A 的指针同时能达到图13(a) 、(b)所示位置,且电路能正常工作,求替换电阻R 0的阻值。 第二,在选择合适的电表量程后,移动变阻器滑片P 的过程中,使电压表V 和电流表A 的指针分别能达到图13(a) 、(b)所示位置,且电路能正常工作,替换电阻R 0的最小阻值为________欧,最大阻值为_________欧。
16.在图12(a )所示的电路中,电源电压为6伏且不变,电阻R 1为15欧,滑动变阻器R 2上标有“50Ω 2A ”字样。闭合电键S 后,求:
2 1
3 0.4 0 0.6 A A
图12 (b ) (a )
(1)通过电阻R 1的电流;
(2)当移动滑动变阻器R 2的滑片P 至某点,电流表A 的示数如图(b )所示,求此时变阻器R 2所消耗的功率;
(3)在移动滑动变阻器R 2滑片P 的过程中,两电表的指针分别能达到满刻度处(可改变电表的量程),且电路能正常工作。求此时滑动变阻器R 2连入电路的阻值。
17.在图11所示的电路中,电源电压保持不变,R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器。闭合电键S ,移动变阻器R 2的滑片P ,使电压表和电流表的示数分别为4.5伏和0.15
① 求变阻器R 2连入电路的阻值。
② 求10秒内电流通过变阻器R 2所做的功。
③ 将变阻器R 2的滑片P 移至某一位置时,电压表和电流表的示数 分别为2.0伏和0.4安。
图11 请判断:根据以上条件,________求出定值电阻R 1的阻值
(选填“能”或“不能”)。若能求出R 1的阻值,写出求解过程; 若不能求出R 1的阻值,写出理由。
18. 在图11(a )所示的电路中,电源电压为12伏且不变。电阻R 1的阻值为30欧,滑动变阻器R 2上标有“50 1A ”字样。闭合电键S ,电路正常工作。
①求通过电阻R 1的电流。
②求变阻器R 2消耗的最大功率。 ③现用定值电阻来替换电阻R 1。要求:选择合适
的电表量程,闭合电键,移动变阻器滑片P ,能使电流表A 1与A 2的指针偏离零刻度线的角度恰好相同,如图
11(b )所示,且电路能正常工作。
Ⅰ 选用阻值为10欧的定值电阻 (2) 满足上述要求(选填“能”或“不能”)。 Ⅱ 求出符合上述要求的定值电阻的阻值范围。(写出计算过程)
19.在图12(a )所示的电路中,电源电压为18伏且不变,电阻R 1为15欧,滑动变阻器R 2上标有“50Ω 2A ”的字样。闭合电键S 后,移动变阻器的滑片P ,
① 求:电流表A 最大的示数I 。 ② 求:电阻R 1消耗的最大功率P 1。 ③ 当电压表V 的示数如图12(b )所示时, 求:此时变阻器连入电路中的电阻R 2。
电学计算专题(一)答案
1、⑴∵ 由图a 可知: R 1、R 2并联,且电流表A 串联在干路上、电流表A 1与电阻R 1串联在支路上。
∴ 电流表A 的示数比电流表A 1的示数要大,
∴ 根据图b 可以判断出通过R 1的电流I 1=0.3安、电路中的总电流I 总=1.5安。 ∴ U 总=U 2= U 1=I 1×R 1=0.3安×20欧=6伏。
⑵ ∴ I 2=I 总﹣I 1=1.5安﹣0.3安=1.2安。
∴ R 2=
6伏U 2
==5欧。 I 21. 2安
⑶若通过滑动变阻器的电流为它允许通过的最大电流为2安(此时通过R 1的电流仍为=0.3安不变、电路中的总电流变为I ′总=2.3安,没超过电流表A 的量程3安。),所以滑动变阻器接入电路的最小电阻R 2最小=U 2/ I2最大=6伏/2安=3欧。 1分 ∴改变滑片位置,在电路各元件能正常工作的情况下,滑动变阻
器R 2连入电路的阻值范围是: 3欧≤R 2≤20欧。 1分 2、(1)P 2=U 2I 2=6⨯0. 3瓦=1. 8瓦 (2分) (2)U 1=U -U 2=(12-6)伏=6伏
R 1=
U 16
=欧=20欧 (2分) I 10. 3
U 110
=安=0. 5安 R 120
(3)甲同学:U 2=2伏U 1=U -U 2=10伏 I 1=
R 2=
U 22
=欧=4欧,小于50欧,可行。 (2分) I 20. 5
U 12
=安=0. 1安 R 120
乙同学:U 2=10伏 U 1=U -U 2=2伏 I 1=
R 2=
U 210
=欧=100欧,大于50欧,不可行。 (2分) I 20. 1
3、①I 1=U 1/ R 1 =2伏/10欧=0. 2安 1分 ②Q 1=I 1t =0. 2安×60秒=12库 1分 ③ 能 1分
5欧,电压表接在BC 两点 1分 25欧,电压表接在BC 两点 1分 15欧,电压表接在AC 两点 1分 4、(1)R 1=U 1/ I =12伏/1.2安 =10欧
(2)U 1′=U 1-△U 1=12伏-2伏=10伏 1分
I 1′=U 1′/ R 1 =10伏/10欧=1安
(3)(U -U Ⅰ) /R 1=U Ⅰ/(1/2R 2max ) (U -U Ⅱ) /R 1=U Ⅱ/R 2max
(U -U Ⅰ) / (U -U Ⅱ) =2 UⅠ/ U Ⅱ (U -12伏) / (U -15伏) =2×12伏/15伏
U =20伏 R 2max = U ⅡR 1/ (U -U Ⅱ) =15伏×10欧/(20伏-15伏) =30欧 〔(3)其他正确的解题方法均可〕
5、(1)I 1=U 1/R1 =1.5伏/4欧 =0.375安
(2)U 总= I 1(R 1+R 2最大) =0.375安×(4欧+20欧) =9伏 (3)按要求:I ≤0.6安,U ≤3伏
当I =0.6安 U 1=I R1=0.6安×4欧=2.4伏 R 2=U 2/ I=(9伏-2.4伏)/0.6安=11欧 当U 1′=3伏 I ′=U 1′/ R1=3伏/4欧=0.75安(超过要求)1分 所以变阻器取值范围应为11~20欧。 1分
6、⑴∵此时电压表被短路 ∴电压表的示数为0 伏 (1分)
电流表的示数为:
R =R 1+R 2=20欧+5欧=25欧 I =U /R =3伏/25欧=0.12安 ⑵当风力最强时,R 2全部接入电路中,电压表的示数即为R 2两端的电压, I 2=I =0.12安 U 2=I 2R 2=0.12安×5欧=0.6伏
⑶不可行。 因为无论风力大小,接入电路中的总电阻都没有发生,电源电压一定,电路中的电流也就不会发生改变,因此接入电流表不可行。 (1分) 7、本题共7分。
①U 2=IR 2=0.2安×20欧=4伏
②U 1 = U – U 2=6伏-4伏=2伏 R 1=U 1=2伏=10欧
I
0. 2安
③P 1大 = U1大 I 大=6伏×0.6安=3.6瓦
8、(1)U =U 1+U 2 = 4伏+8伏=12伏 (2)R 1=U 1/I 1 =4伏/0.8安=5欧
(3) V 1取0—3伏,V 2取0—15伏 U 2=5 U 1 U 1∶U 2=R 1∶R 2 1∶5=5欧∶R 2 R 2=25欧
其它几种情况有排除说明
9、(1)I =0.5安 U 1=I 1R 1=0. 5安×30欧=15伏
(2)干路电流最大不能超过3安,即I =3安 I 2=I -I 1=3安-0.5安=2.5安 R 2=U 2/ I2=15伏/2.5安=6欧 10、(1)R 2=U 2/I =2伏/0.5安=4欧
(2)R 1=U 1/I =(U -U 2)/I =(6伏-2伏)/0.5安=8欧
(3)当I 最大=0.6安时R 2最小=R 最小-R 1=U /I -R 1=6伏/0.6安-8欧=2欧
当U 2最大=3伏时R 2最大=U2最大R 1/(U -U 2最大)=3伏×8欧/(6伏-3伏)=8欧 所以,滑动变阻器连入电路中电阻变化的范围是2欧~8欧
11、①U 1=I 1R 1=0.4安×20欧=8伏 ②U 1=U -U 2=9伏-3伏=6伏 I 2=I 1=U 1/R 1=6伏/20欧=0.3安 R 2=U 2/I 2=3伏/0.3安=10欧 ③电路电流最大为0.6安,此时R 总=U 总/I 总
=9伏/0.6安=15欧 由题给条件得 R ≥10欧 R 的取值范围为10欧~15欧 12、① U=U 1=U 2 U = I2R 2 = 0.3安⨯25欧= 7.5伏
② I 1=I -I 2=1.5安-0.3安=1.2安 R 1 = U1/I1=7.5伏/ 1.2安=6.25欧 13、本题共9分。
①U 1=I1R 1=1.5安×4欧=6伏 ②P =UI =18伏×1.5安=27瓦
③第一 若替换R 2,则当I =0.6安时,U 1=2.4伏,不可能能使电压表达到满刻度,不能替换R 2(只要合理均可得分) 所以应替换R 1 第二,选用“50Ω 1.5A ”当I =0.6安时,R 1=
③ 当I 2=0.6安时,比值最大,R 2 = U 2/I2=7.5伏/0.6安=12.5欧 I 2/I=0.6安/1.8安=1/3
U 18伏
-R 2=-8欧=22欧 当U 1=15伏时, I 0.6安
R 1=
14、
U 115伏
滑动变阻器的取值范围为22欧~40欧 R 2=⨯8欧=40欧 ∴
U 23伏
① I 1=U 1/R 1 =6伏/20欧=0. 3安
P 2=U 2I 2 =U 2(I 总 -I 1)=6伏×(0. 9安-0. 3安)=3. 6瓦 ② 10 2分
2. 5~12欧 2分
15、(1)U 1=U -U 2=18伏-6伏=12伏 (2)W =U It =18伏×0.2安×10秒=36焦 (3)第一 A 表示数为0.4安,V 表示数为2伏:
R 0=(U -U 1)/ I =(18伏-2伏)/0.4安=40欧 A 表示数为0.4安,V 表示数为10伏: R 0=(U -U 1)/ I =(18伏-10伏)/0.4安=20欧 第二 120/9欧 45欧 16、(1)I 1=U 1/R 1=6伏/15欧=0.4安
(2)I 2=I -I 1=1.2安-0.4安=0.8安P 2=U 2 I 2 =6伏×0.8安=4.8瓦
(3)当A 1表满刻度时I 2=0.6安 R 2=U 2/ I 2=6伏/0.6安=10欧当A 表满刻度时I =0.6安 I 2=I -I 1=0.6安-0.4安=0.2安R 2=U 2/ I 2=6伏/0.2安=30欧
17、①R 2=U 2/I =4.5伏/0.15安=30欧
②W 2=U 2It =4.5伏×0.15安×10秒=6.75焦
③能 电阻R 1是定值电阻,(U -U 2)/I =(U -U 2')/I '
(U -4.5伏)/0.15安=(U -2.0伏)/0.4安 U =6伏 R 1=(U -U 2)/I =(6伏-4.5伏)/0.15安=10欧
18、①I 1=U 1/R 1=U /R 1=12伏/30欧=0. 4安
②P 2最大=U 2I 2最大=UI 2最大 1分 =12伏×1安=12瓦 1分 ③Ⅰ(2)能。 1分
Ⅱ 由于I ′>I 2′,所以当电流表A 1与A 2的指针偏离零刻度线的角度恰好相同时,A 1应取0~3安量程,A 2应取0~0. 6安量程
I 1最大=I 最大-I 2最大=3安-0. 6安=2. 4安
R 1最小=U /I 1最大=12伏/2. 4安=5欧 1分 I 2最小=U /R 2最大=12伏/50欧=0. 24安 I 最小=5I 2最小=5×0. 24安=1. 2安
I 1最小=I 最小-I 2最小=1. 2安-0. 24安=0. 96安
R 1最大=U /I 1最小=12伏/0. 96安=12. 5欧 1分 符合要求的定值电阻的阻值范围为5欧~12. 5欧
19、① I =U/ R1 1分
=18伏/ 15欧=1.2安 1分 ② P 1=UI 1分
=18伏×1.2安=21.6瓦。 1分 ③ 电压表示数为3伏 1分 U 1=U -U 2=18伏-3伏=15伏 1分 I 1=U 1/ R1=15伏/ 15欧=1安