题目内容

11．如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L1、L2的电阻R1、R2不随温度的变化而变化．当开关Sl、S2都闭合时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为10V；将电压表、电流表的位置互换，当开关Sl断开、S2闭合，电流表的示数为0.2A．则以下结论正确的是（　　）
A．小灯泡L2的电阻 R2 为50Ω
B．电压表、电流表的位置互换后电压表的示数会变小
C．电压表、电流表的位置互换后，L1的亮度比L2亮
D．电压表、电流表的位置互换后，L1通电10秒钟产生的热量为8J

分析 （1）当开关Sl、S2都闭合时，L1与L2并联，电流表测通过L1的电流，电压表测电源的电压，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出L1的阻值；
（2）将电压表、电流表的位置互换，当开关Sl断开、S2闭合时，L1与L2串联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，根据电源的电压可知电压表示数的变化，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出L2的阻值；根据P=I2R比较两灯泡的实际功率关系，实际功率大的灯泡较亮，最后利用Q=I2Rt求出L1通电10秒钟产生的热量．

解答 解：（1）当开关Sl、S2都闭合时，L1与L2并联，电流表测通过L1的电流，电压表测电源的电压，
则电源的电压U=10V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，L1的阻值：
R1=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{10V}{0.5A}$=20Ω；
（2）将电压表、电流表的位置互换，当开关Sl断开、S2闭合时，L1与L2串联，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，
因电源的电压不变，
所以，电压表的示数仍为10V不变，故B错误；
此时电路中的总电阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{10V}{0.2A}$=50Ω，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，L2的阻值：
R2=R-R1=50Ω-20Ω=30Ω，故A错误；
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，由P=I2R可知，L2的阻值较大，实际功率较大，灯泡较亮，故C错误；
L1通电10秒钟产生的热量：
Q1=I2R1t=（0.2A）2×20Ω×10s=8J，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、焦耳定律的应用，分清两种情况下电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键．

练习册系列答案
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3．一名同学做实验时，把电路元件连接成如图所示的电路．请回答下列问题：
（1）闭合开关S1、断开开关S2时，哪些灯亮？
（2）闭合开关S2、断开开关S1时，哪些灯亮？可能有什么现象发生？
2．下面是文奇和包博等同学进行的电学实验：

（1）文奇为了探究通过导体的电流跟电阻的关系，设计了如图甲所示的电路．
①请用笔画代替导线完成图甲电路的连接；
②文奇看到了邻组同学在闭合开关后，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是电流表正负接线柱接反了；
③如果文奇连接电路时接入的电阻为5Ω，控制电阻两端的电压为2V，那么将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时，应将滑动变阻器的滑片向左端调节，使电压表示数为2V；把10Ω的电阻换成20Ω的电阻，无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明她选择的滑动变阻器最大阻值太小；
④更换器材后，重新实验，将数据记录在表格中，分析实验数据可得出：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
电压U/V2
电阻R/Ω51020
电流I/A0.40.20.1
（2）包博将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡，测量其不同电压下的电功率．
①正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这种现象的原因是小灯泡断路；
②排除故障，继续实验．如图乙所示是某次实验电流表的示数为0.1A．最后根据实验数据画出I-U图象（如图丙）．根据图象求出小灯泡正常发光时的功率为0.625W；
③通过分析I-U图象，发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大，其原因是灯丝电阻随温度升高而增大．
（3）完成上述实验后，包博又重新设计了电路（如图丁），测量另一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为I1．请完成实验步骤（已知电源电压为U）．
①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I1；
②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为I1；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；
③则小灯泡的额定功率表达式为P额==$\frac{{{UI}_{1}}^{2}}{{I}_{2}}$．
19．如图所示，斜面长s=4m，高h=2m，用平行于斜面向上的7.5N的拉力将10N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，则斜面的机械效率是66.7%，（保留一位小数）物体所受的摩擦力等于2.5N．
6．下列有关的生活实例与其所运用的物理知识的说法中，正确的是（　　）
A．自行车坐垫呈马鞍型，是为了增大受力面积减小臀部所受的压力
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16．如图，电源电压恒定不变，电阻R1的阻值为20Ω，滑动变阻器铭牌模糊，只能辨识出标有“1A”字样．断开开关S，电流表示数为0.4A；闭合开关S，滑片P从某处M点分别向左、右移动，发现电流表示数的最大变化量均为0.2A．下列判断正确的是（　　）
A．电源电压为20V
B．滑动变阻器的最大阻值是20Ω
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D．滑片P移动过程中，电路的最小总功率是8W
3．如图，两个带电小球相互排斥，画出乙球所受斥力和拉力的示意图．
20．《物理能力培养》中有一些问题用手机摄像头扫描二维码（如图）可快速登录网页，访问网络数据，当手机扫描二维码时（　　）
A．二维码位于摄像头的一倍焦距以内
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C．二维码是光源
D．二维码中黑色部分反射光，白色部分吸收光
1．根据通电螺线管的N极，请在图中标出电流方向和磁感线的方向．

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