初三物理电学综合专题试题答案及解析

初三物理电学综合专题试题答案及解析1.(1)回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）如图是小雨通过改变通电螺丝管中电流方向或线圈的缠绕方向观察到的现象，请根据图甲、乙、丙中小磁针的指向，判定并标出图丁中小磁针的N、S极．请标出图中电源的正、负极请在方框中画出实验电路图：表1 R=10ΩU/V 1.0 1.6 2.2I/A0.10.160.22表2 U=2VR/Ω51020I/A0.40.2如图所示的图象中，能正确表示电阻一定时电流与电压关系的图线是___．将上述实验电路中的定值电阻换成标有“2.5V 0.3A”的小灯泡，在测量小灯泡的电功率时，两电表示数如图所示，此时小灯泡的实际功率为____W ．若要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片向____移动．【答案】（1）如下图；转换；安培；如下图；（2）如下图；0.1A；a；0.48；左．【解析】（1）从甲图可以看出甲小磁针左端为N极，所以螺线管右端为S极；比较甲和乙图可以看出，改变通电螺线管中电流方向，通电螺线管磁场方向改变。

比较甲和丙图可以看出，改变通电螺线管线圈的缠绕方向，通电螺线管磁场方向改变。

比较乙和丙图可以看出，同时改变通电螺线管中电流方向和线圈的缠绕方向，通电螺线管磁场方向不变。

丁与甲同时改变通电螺线管中电流方向和线圈的缠绕方向，故磁场方向相同。

实验中通电螺丝管的极性可以通过小磁针的指向来确定，这里运用了转换法．我们可以用安培定则来判定通电螺丝管的极性与导线中电流方向的关系．根据安培定则，用手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极，弯曲的四指所指的方向即螺线管中的电流方向，见答案。

（2）实验室里面常用伏安法测电阻，原理为R=用电压表测导体两端的电压，用电流表测通过导体的电流，滑动变阻器起到保护电路和改变电路中的电流作用，其他仪器有电源、开关、导体和导线实验电路图见答案。

由欧姆定律I===0.1A电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，故图象a能表示其关系；由图可知，电压表的示数为2.0V，电流表的示数为0.24A，灯泡的实际功率为：P=UI=2.0V×0.24A=0.48W；若“2.5V 0.3A”灯泡正常发光，要变为原来的灯泡两端的电压，变为原来的电路中的电流，所以应减小滑动变阻器的电阻，滑片向左移。

【考点】探究螺线管外部磁场欧姆定律的有关实验上标有“100Ω 1A”字样。

闭合2.在图甲所示的电路中，电源电压24伏保持不变，滑动变阻器R2示数如图乙所示。

求：电键S后，电流表A和电压表V1（1）定值电阻R1。

（2）此时滑动变阻器R2消耗的电功率。

（3）现有两个定值电阻分别为12欧、30欧来替换电阻R1，滑动变阻器“20Ω 2A”、“50Ω 1A”来替换R2。

要求：移动变阻器的滑片P，在电路安全使用的情况下（两电压表型号相同），使电流变化量达到最大。

则R1选___________欧，R2选“_________”，并计算此时电流的最大变化量。

【答案】（1）28欧（2）5瓦（3）12 20Ω 2A 0.5安【解析】由图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R2的电压，电流表测串联电路的电流。

（1）定值电阻RR1=U1/I1=14伏/0.5安=28欧（2）此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2 = U2I2=（24伏－14伏）×0.5安＝5瓦（3）替换的方式有四种：①R1选12欧；R2选“20欧 2安” ，此时I最大=U1大/R1=15伏/12欧=1.25安I最小=U/R大=24伏/（12欧+20欧）=0.75安∴电流表示数的最大变化量ΔI=1.25安－0.75安= 0.5安。

② R1选12欧；R2选“50欧 1安”，此时I最大=U1大/R1=15伏/12欧=1.25安，大于滑动变阻器允许通过的最大电流，所以不可取。

③ R1选30欧；R2选“20欧 2安”，此时I最大=U1大/R1=15伏/30欧=0.5安，此种情况下电流表示数的最大变化量ΔI一定小于 0.5安。

④ R1选30欧；R2选“50欧 1安”，同上③，电流表示数的最大变化量ΔI也一定小于 0.5安。

综上所述，则R1选12欧，R2选“20欧 2安”，电流表示数的最大变化量ΔI=1.25安－0.75安= 0.5安【考点】电路的分析；欧姆定律；电功率3.(6分) 小雨同学家买了一台新的某品牌电磁炉，她想测一下这台电磁炉的实际功率，做了如下研究：用它把2kg温度为25℃的水，加热到75℃，用时5min。

[c水=4.2×103J/(kg·℃)]求：（1）加热过程中，水吸收的热量是多少？（2）如果加热过程中有70%的热量被水吸收，则此电磁炉的实际功率是多少？【答案】(1) 4.2×105 J；(2)2000W【解析】（1）（2）【考点】热量计算电功率4.如图所示电路，闭合开关，断开开关、，将滑动变阻器的滑片移至最右端时，电路中的电流为，小灯泡恰能正常发光；闭合开关，断开开关、，将滑动变阻器的滑片移至最左端时，电路中的电流为，小灯泡的电功率是其额定电功率的，滑动变阻器的电功率为；保持滑动变阻器的滑片在最左端，闭合开关、和，阻值为的定值电阻的电功率为，此时电路的总功率与之比为。

设电路工作过程中电源两端的电压及小灯泡的电阻值保持不变，滑动变阻器的最大阻值班为。

求：（1）与的比值；（2）与的比值；（3）。

【答案】（1）I1:I2="4:3" （2）R1:R2=4:1（3）P总=5W【解析】闭合开关S，断开开关S1、S2，滑片P在变阻器的最右端，等效电路如答图4甲所示；闭合开关S，断开开关S1、S2，滑片P在变阻器的最左端，等效电路如答图4乙所示；闭合开关S、S1和S2，滑片P在变阻器的最左端，等效电路如答图4丙所示。

（1）由图甲、图乙有：，解得：（2）因PL =P额，由图甲、图乙可知：UL=U所以在图乙中： U2=U在图乙、图丙中，，，又因，代入数据解得：（3）在图丙中，因并联电路R1和R2两端的电压相同，因此各电阻的电功率与其阻值成反比，设此时滑动变阻器的电功率为P2，则有=4，所以 P2=4P1="4W" 因此【考点】电功率的综合计算5.如图所示是安装在潜水器上的深度表的电路简图，其中，显示器由电流表改装，电源电压不变，R是定值电阻。

在潜水器下潜的过程中，通过显示器的电流量增大，电路中有关物理量的变化情况正确的是A．压力传感器两端的电压增大B．压力传感器的电阻随所受压力增大而增大C．压力传感器的电阻随所受压力增大而减小D．电路的总功率减小【答案】B【解析】观察电路图可知，本电路为串联电路，当潜水器下潜时，电流表的示数增大，串联电路两端的电压增大，由于电源电压不变，根据串联电路中电压中的电流增大，由欧姆定律可知，R的规律可知，压力传感器两端的电压将减小，A选项错误；电路的总功率，因此当潜水器下潜时，电路的总功率将变大，因此D选项错误；潜水器在水中下潜时，压力传感器的深度增加，由液体压强的特点可知，压力传感器所受压强会增大，因此所受压力会增加，而压力传感器的电阻却变小了，因此B选项错误，C选项正确；因此本题答案选C.【考点】串联电路中电流、电压的规律；欧姆定律；电功率；液体压强的特点.6.如图所示是电阻甲和乙的U-I图象，下列说法不正确的是（）A．甲、乙串联的总电阻随电源电压的升高而增大B．甲、乙并联的总电阻随电源电压的升高而减小C．甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.4A时，甲、乙消耗的功率之比为4:5D．甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路总功率为1.2W【答案】A【解析】在电阻一定时，导体中的电流与两端电压成正比，U-I图像是一条过原点的直线，由图可知甲电阻是一个定值电阻，乙的电阻随着电压增大而减小的，选项A的说法是错误的。

如果把两个电阻串联，总电阻等于它们电阻之和，把电源电压增大时，乙电阻增大，总电阻减小。

当电路中电流为0.4A时，甲的电压为2V，乙的电压为2.5V，所以电压之比为4：5，根据P=UI，功率之比为4：5。

把两电阻并联时，若电源电压为1.5V时，由图可知两电阻的电流分别为0.3A和0.1A，总电流为0.4A，总电阻为3.75Ω；若电源电压为2V时，甲乙中的电流分别为0.4A、0.2A，总电流为0.6A，总电阻为3.3Ω，总功率为P=UI=2V×0.6A=1.2W，所以并联总电阻随着电源电压的升高而减小的。

【考点】电阻的变化及电路计算7.阅读下面的短文，请回答以下问题.灯泡型浴霸灯泡型浴霸是通过特制的防水红外线灯和换气扇的巧妙组合将浴室的取暖、红外线理疗、浴室换气、日常照明、装饰等多种功能结合于一体的沐浴用小家电产品.灯泡型浴霸取暖效果集中强烈，灯一开即可取暖，无需预热，非常适合生活节奏快捷的人群.在使用时应该特别注意：尽管现在的浴霸都是防水的，但在实际使用时千万不能用水去泼，因为：虽然浴霸的防水灯泡具有防水性能，但机体中的金属配件却做不到这一点，也就是机体中的金属仍然是导电的，如果用水泼的话，会引发危险.如图所示是某品牌灯泡型浴霸，其功能是取暖（采用4盏硬质石英防爆灯泡取暖）、换气、照明，该浴霸的工作原理是：4个开关控制浴霸的工作状态，闭合照明开关，位于中间的照明灯正常工作；闭合换气开关，位于浴霸内部的电机带动换气扇正常工作；闭合其中1个取暖开关，2个大功率发热灯泡同时正常工作，闭合另外1个取暖开关，另外2个大功率发热灯泡同时正常工作. （1）灯泡型浴霸的灯泡是红外线灯利用了红外线的（选填“荧光”、“热”或“化学”）效应显著。

（2）根据该浴霸的工作原理，完成该浴霸工作的电路图。

（3）如果用水泼的话，会引发浴霸的电源（选填“通路”、“断路”或“短路”）危险.（4）小明家浴室内也安装了这种类型浴霸，小明测得浴室的面积为8m2，高为2. 5m，当浴霸正常工作一段时间后，测得浴室内空气温度从13℃上升到28℃.在此过程中浴室内空气吸收的热量为 J.（空气的密度为1.2kg/m3，比热容为1.0×103J/（kg•℃）【答案】（1）热（2）如图所示（3）短路（4）2.7×J【解析】（1）灯泡型浴霸的灯泡是红外线灯利用了红外线的热效应显著，周围空气从中吸收热量、温度升高，是通过热传递使浴室内空气内能增加．（2）四个浴霸灯分别由两个开关控制，照明灯和换气风扇各有相应的开关控制，并且是并联；（3）如果用水泼的话，会引发浴霸的电源短路；（4）空气的体积：V=6×2.5m=15，空气的质量：m=ρV=1.2kg/×15=18kg，空气吸收的热量：Q=cm（t-）=1.0×J/（kg•℃）×18kg×（28℃-13℃）=2.7×J【考点】电功与热量的综合计算，串并联电路的设计8.如图所示电路中，电源电压为6V，当开关S闭合后，只有一盏灯泡发光且电压表的示数为6V，产生这一现象的原因可能是（）A．灯泡L1处短路B．灯泡L2处短路C．灯泡L1处断路D．灯泡L2处断路【答案】B【解析】由图知，两灯串联；有一只灯泡发光说明电路是连通的，即两灯不可能发生断路（排除C、D）；电压表测量的是灯L1两端的电压，其示数为6V（即电源电压），说明灯L1不可能被短路（否则电压表示数为0，排除A）；当灯L2短路时，此时只有L1连入电路，加在L1两端的电压即为电源电压，符合题意；故选B．【考点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用9. 10秒内通过某导体横截面的电荷量为3库，通过它的电流为_________安，若该导体两端电压为3伏，其电阻为_________欧，这段时间内，电流做功为_________焦．【答案】0.3；10；9．【解析】（1）通过导体的电流I=Q/t＝3C/10s=0.3A．（2）导体的电阻R=U/I=3V/0.3A=10Ω；（3）这一段时间内电流做功为W=UIt=3V×0.3A×10s=9J；【考点】电流的大小；欧姆定律的应用；电功的计算10.（9分）在如图所示的电路中，电源电压为12伏且保持不变，电阻R1的阻值为10欧，滑动变阻器R2上标有“50欧 2安”字样，闭合电键S后，电流表A的示数为0.3安，①求电阻R1两端的电压U1；②求此时变阻器R2两端的电压U2及消耗的电功率P2；③现有阻值分别为R、2R的定值电阻，最大阻值分别为4R、10R的滑动变阻器，请选择定值电阻、变阻器各一个分别替换R1、R2，要求：在移动变阻器滑片P的过程中，电流表示数的变化量最大．选择：阻值为_________的定值电阻、最大阻值为的滑动变阻器．求出电流表示数的最大变化量△I．【答案】①电阻R1两端的电压是3V；②滑动变阻器R2两端的电压是9V，滑动变阻器消耗的功率是2.7W；③R；10R；电流表示数的最大变化量为．【解析】①根据欧姆定律可得，电阻R1两端的电压：U1=IR1=0.3A×10Ω=3V；②∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴变阻器R2两端的电压：U2=U﹣U1=12V﹣3V=9V；此时滑动变阻器消耗的功率：P2=U2I=9V×0.3A=2.7W；③定值电阻阻值为R，滑动变阻器最大阻值为10R时，电路电流变化最大；滑动变阻器接入电路阻值为零时，电路电流最大为：Imax=U/R；滑动变阻器接入电路阻值为最大阻值时，电路电流最小为：Imin=U/（R+10R）=U/11R；则电路电流的变化量：△I=Imax ﹣Imin=【考点】欧姆定律的应用；电功率的计算．11.如图所示，电路中电源电压和灯L的电阻保持不变，定值电阻R=20Ω，灯L标有“8V 6.4W”字样，电流表用0～0.6A量程，电压表用0～15V量程．（1）灯泡L的电阻为多少？（2）开关S1闭合，S2、S3断开时，电压表的示数为6V，电源电压为多少？（3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S1、S2、S3时，电流表的示数为0.6A，滑动变阻器的最大电阻为多少？（4）当开关S2闭合，S1、S3断开，在确保电路安全的情况下，当电路消耗的功率最大时，滑动变阻器消耗的功率是多少？【答案】（1）灯泡L的电阻为10Ω；（2）电源电压为9V；（3）滑动变阻器的最大电阻为60Ω；（4）当开关S2闭合，S1、S3断开，在确保电路安全的情况下，当电路消耗的功率最大时，滑动变阻器消耗的功率是1.8W．【解析】（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI可得，灯泡的额定电流：IL额=P L额/UL额=6.4W/8V=0.8A，根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：RL =UL额/I L额=8V/0.8A=10Ω；（2）开关S1闭合，S2、S3断开时，R与L串联，电压表测R两端的电压，∵串联电路中各处的电流相等，∴电路中的电流：I=UR/R=6V/20Ω=0.3A，此时灯泡两端的电压：U L =IR L =0.3A×10Ω=3V ，∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴电源的电压：U=U R +U L =6V+3V=9V ；（3）将滑动变阻器的滑片移到b 端，闭合开关S 1、S 2、S 3时，R 与滑动变阻器的最大值并联，电流表测干路电流，∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴通过R 的电流：I R =U/R=9V/20Ω=0.45A ， ∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴通过滑动变阻器的电流：I ab =I-I R =0.6A-0.45A=0.15A ，滑动变阻器的最大阻值：R ab =U/I ab =9V/0.15A=60Ω；（4）当开关S 2闭合，S 1、S 3断开，滑动变阻器与灯泡串联，∵灯泡的额定电流为0.8A ，电流表的量程为0～0.6A ，∴为确保电路安全，电路中的最大电流为0.6A ，此时灯泡两端的电压：U L ′=I max R L =0.6A×10Ω=6V ， 滑动变阻器两端的电压：U 滑=U-U L ′=9V -6V=3V ，滑动变阻器消耗的功率：P 滑=U 滑I max =3V×0.6A=1.8W ．【考点】欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；电路的动态分析；电功率的计算．12. 某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示。