题目内容
4．
如图是小明设计的探究电路特点的实验电路图，其中电源电压为4.5V，定值电阻R0的规烙为“5Ω 1A”，变阻器上标有“20Ω 1A”，灯L上标有“2.5V 1W”，电流表选择量程“0～0.6A”，电压表选择量程为“0～3V”．S1闭合，S2接b，调节变阻器滑片位置使灯正常发光．不计灯丝电阻变化，求：（1）灯正常发光时，通过变阻器的电流；
（2）保持变阻器滑片位置不动，当S1闭合，S2接a时，定值电阻R0的功率；
（3）为保证电路中各元件的安全，变阻器允许接入电路的阻值范围．
分析 （1）S1闭合，S2接b，灯泡与变阻器R串联，电压表测变阻器两端电压．由串联电路特点和P=UI计算灯正常发光时，通过变阻器的电流，并计算出此时变阻器连入阻值；
（2）当S1闭合，S2接a时，R0与R串联，电流表测电路中电流，电压表测R两端电压，先串联电路特点和欧姆定律计算电路中电流，再P=I2R计算定值电阻R0的功率；
（3）根据电路元件的规格和电表量程，根据串联电路特点和欧姆定律计算变阻器的取值范围．
解答 解：
（1）由图知，S1闭合，S2接b，灯泡与变阻器R串联，电压表测变阻器两端电压，
串联电路中电流处处相等，由P=UI可得，灯正常发光时通过变阻器的电流：
I=IR=I额=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A；
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，此时变阻器连入电路的阻值：
R=$\frac{U-{U}_{额}}{{I}_{R}}$=$\frac{4.5V-2.5V}{0.4A}$=5Ω；
（2）由图知，当S1闭合，S2接a时，R0与R串联，
滑片位置不动，此时电路中电流：
I′=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$=$\frac{4.5V}{5Ω+5Ω}$=0.45A，
所以定值电阻R0的功率；
P0=I′2R0=（0.45A）2×5Ω=1.0125W；
（3）①当S1闭合，S2接a时，R0与R串联，电流表测电路中电流，电压表测R两端电压，
由题知，R和R0允许通过最大电流为1A，电流表量程0-0.6A，所以电流中最大电流为0.6A，
由串联电路特点和欧姆定律可知，
I=$\frac{U}{{R}_{0}+R}$≤0.6A，即：$\frac{4.5V}{5Ω+R}$≤0.6A，
解得：R≥2.5Ω，
电压表量程0-3V，所以UR =IR≤3V，即：$\frac{4.5V}{5Ω+R}$×R≤3V，
解得：R≤10Ω，
所以为保证电路中各元件的安全，变阻器允许接入电路的阻值范围为：2.5Ω～10Ω；
②S1闭合，S2接b，灯泡与变阻器R串联，电压表测变阻器两端电压，
灯泡电阻：RL=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω
灯泡允许通过最大电流0.4A，R允许通过最大电流为1A，所以电流中最大电流为0.4A，
所以：I=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$≤0.4A，即：$\frac{4.5V}{6.25Ω+R}$≤0.4A，
解得：R≥5Ω，
电压表量程0-3V，所以UR =IR≤3V，即：$\frac{4.5V}{6.25Ω+R}$×R≤3V，
解得：R≤12.5Ω，
所以为保证电路中各元件的安全，变阻器允许接入电路的阻值范围为：5Ω～12.5Ω．
答：（1）灯正常发光时，通过变阻器的电流为0.4A；
（2）保持变阻器滑片位置不动，当S1闭合，S2接a时，定值电阻R0的功率为1.0125W；
（3）①当S1闭合，S2接a时，变阻器允许接入电路的阻值范围为：2.5Ω～10Ω；
②S1闭合，S2接b时，变阻器允许接入电路的阻值范围为：5Ω～12.5Ω．
点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率计算公式的应用．滑动变阻器的作用就是要保护电路中的各元件，并改变电路的电流、电压大小，在确定滑动范围时，应重点关注电流与电压的变化，找出最大值和最小值才能最终确定其范围，具体电路中，尤其要关注多个电压或电流的情况，必须保证每一个元件都不能超过其工作要求
| A． | 用超声波能粉碎人体内的“小石头”，说明声波具有能量 | |
| B． | “不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”指声音的音调高 | |
| C． | 中考期间学校周围路段禁鸣喇叭，这是在声音传播的过程中减弱噪声 | |
| D． | “闻其声而知其人”主要是根据声音的响度来判断的 |
如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器的滑片P在变阻器中间位置，当电键S从断开到闭合，下列说法中正确的是（ ）| A． | 电流表示数变大，电压表示数变大 | B． | 电流表示数变小，电压表示数变小 | ||
| C． | 电流表示数变大，电压表示数变小 | D． | 电流表示数变小，电压表示数变大 |
2015年3月，全球最大的太阳能飞机“阳光动力”2号开始环球飞行机翼应采用如图中甲的形状，以提供飞行时所需的升力．飞机的巡航速度约为120km/h，飞行300km，需要的时间是2.5h．
如表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝．求：（1）电烤箱在高温档时正常工作5min所消耗电能是多少？．（2）电烤箱在低温档正常工作时，R1的功率是多少？
| XX牌电烤箱 | ||
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将完好的接线板（如图所示）连入家庭电路．闭合开关，指 示灯发光．再将台灯插入接线板上的插座，台灯与指示灯 都能发光；此时断开开关，台灯与指示灯都不发光．则（ ）| A． | 台灯与指示灯并联，并都受开关控制 | |
| B． | 台灯与指示灯串联，并都受开关控制 | |
| C． | 该接线板可接入带有三脚插头的洗衣机 | |
| D． | 该接线板上的插孔都能使检测的测电笔氖管发光 |
如图为一游客在进行户外攀岩活动时借助绳索沿倾斜的 岩壁攀登的情形．请在图中作出岩壁对游客左脚的力．
斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力，与物体在水平面上不同的是，在斜面上物体由于受重力的作用有下滑的趋势，可以等效为物体受到沿斜面向下力的作用，图示为倾角角θ=30°的固定斜面，用平行于斜面向上的拉力F=4N，将一物体从斜面底端匀速拉上斜面．所用的拉力要大于摩擦力．已知物体上升的高度h=1m．