初三物理试题及答案

答案附后。祝你考试成功！
电学压轴题
2.（08海淀二模）某科技活动小组自制的电热手暖器如图26，电源电压为6V，允许通过的最大电流为6A，发热体的电阻 。
（1）从安全出发，连入的电阻 的阻值不能小于多少？
（2）当开关调至“1”档时，电热手暖器消耗功率为多少？将该功率值标在“1”档位置。
（3）该电热手暖器“2”档位置标明了“20W”字样，那么电阻 为多少？
（4）当开关分别调至“1”、“2”、“3”档时，通过 的最小电流为多少？

3.（08昌平一模）如图31所示，电源两端的电压保持不变，滑动变阻器的最大电阻Rab=12Ω，当开关S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时，电压表的示数为U1，灯L消耗的功率是其额定功率的 ；当开关S1、S2同时闭合，滑片P滑到a端时，电流表的示数为2A，此时电阻R0的电功率为12W，电压表的示数为U2，且U2∶U1=2∶1，求：
（1）当开关S1、S2同时闭合，滑片P滑到a端时，电压表的示数；
（2）灯L的额定功率．
4.（08海淀一模）如图24所示，电路中电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R3。将滑动变阻器的滑片P置于A端，只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2；将滑动变阻器的滑片P置于B端，仍只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1′，电压表V2的示数为U2′，R1消耗的电功率为0.72W。已知U1：U1′= 4：7，U2：U2′= 2：1，R2=12 。
（1）求R1的阻值；
（2）当滑动变阻器的滑片P置于B端时，闭合开关S1、S2、S3，通 过计算说明电流表能否使用0-3A这一量程进行测量。

5.（08西城一模)如图30所示电路电源两端电压保持不变，灯L标有“6V 6W”字样。只断开开关S1时，电压表的示数为U；只闭合S1时，电流表的示数为I；开关全断开时，电压表的示数为U ，电流表的示数为I ，灯L的实际功率为1.5W。已知U∶U ＝7∶5，I∶I ＝2∶1。不考虑灯丝电阻RL的变化。求：定值电阻R2的电阻值和电路消耗的最大功率。

6.（08朝阳一模）如图24所示电路，灯L1和L2分别标有“6V 0.2A”和“2V 0.2A ”。电源电压及灯丝电阻保持不变。当开关S1、S2、S3闭合，S4打开时，灯L1恰能正常发光。当开关S1、S2、S4闭合，S3打开，滑动变阻器的滑片P位于a点时，灯L1也能正常发光；滑动变阻器的滑片P位于b点时，灯L1的功率是额定功率的1/4；当开关S1、S3闭合，S2、S4打开时，灯L1的功率是额定功率的16/25。求：
（1）电源电压
（2）电阻R2的阻值
（3）滑动变阻器滑片P位于a点和b点时接入电路的电阻阻值
（4）电流表在以上状态中的最大电流和最小电流
7.（08宣武一模）如图25所示的电路实物连接示意图中，电源两端电压不变，灯电阻不变。滑动变阻器的最大阻值为R1。当滑动变阻器的滑片P在B端，只闭合S2时，电压表V1示数为U1，电流表示数为I1；滑片P在B端，开关都断开时，电压表V2示数为U2，滑动变阻器的功率P1=2W；当滑片在A端，只闭合S1时，灯泡正常发光，电流表的示数为I3。已知U1∶U2=5∶3，I1∶I3=2∶3；电阻R2=9Ω。求：
（1）灯的额定功率PL0；
（2）电源电压U ；
（3）电源不发生短路的情况下，通过不同变化，电路消耗的最大功率Pmax。
（请画出相关电路状态的等效电路图）

8.（08石景山二模）如图23所示，电路中的总电压和灯L的电阻保持不变，电阻R2的阻值为10。当闭合开关S1，断开开关S2和S3时，灯L正常发光，电流表示数为I；当闭合开关S1、S2，断开S3时，电流表示数为I’，且I:I’=3:5；当闭合开关S3，断开S1、S2时，灯L的实际功率为其额定功率的 ，电阻R1消耗的功率为0.3W，求：
（1）灯L的额定功率；
（2）电源电压。

＜答案＞ （1）1Ω（2）30W 图略（3）0.6Ω（4）1.67A
＜答案＞ （1）当开关S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时，等效电路如图甲所示，当开关S1、S2
同时闭合，滑片P滑到a端时，等效电路如图乙所示，

根据题意，由图甲可得， ①
由图乙可得， ②
将①②联立，且将U2∶U1=2∶1，Rab=12Ω，I=2A，PR2=12W代入，解得U= U2=12V
RL=12Ω
（2）当开关S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时，灯L消耗的功率PL/= PL，则IL/= IL，
IL=3 IL/=3× =1.5A，PL=I2 RL=27W
＜答案＞ 将滑片P置于变阻器的A端，只闭合开关S1时，等效电路如图1所示；
将滑片P置于变阻器的B端，只闭合开关S1时，等效电路如图2所示；
开关S1、S2、S3都闭合时，等效电路如图3所示。

（1）由图1、图2得： = =
由 = ，得
由于电源电压不变，有： = ，得 ，所以R1=2R2/3=8Ω
（2）滑动变阻器的最大阻值为R3= =20Ω，由P1′= I′2 R1 得I′=0.3A
所以电源电压 U总= I′(R1+ R2+ R3)=12V，图3中 I1= =1.5A；I3= =0.6A
通过电流表的电流为I1+I3=2.1A，没有超过电流表的量程，可以使用。
＜答案＞ 只断开S1、只闭合S1和开关都断开时电路连接分别如下（甲）、（乙） 和（丙）图所示。

灯丝电阻不变，RL＝ ＝ ＝6
在（乙）、（丙）两图中，电源电压不变， ＝ ＝
R1＝RL+R2
在丙图中， ＝ ＝ ＝
R2＝ RL＝ ×6＝8
所以R1＝RL＋R2＝6＋8＝14
I ＝ ＝ ＝0.5A
U＝I ( R1＋RL＋R2)＝0.5A×(14＋6＋8)＝14V

只断开开关S2时（电阻R2单独接入电路时），电路消耗电功率最大
P2＝ ＝ ＝24.5W
＜答案＞ 由I＝U / R，灯L1和灯L2的灯丝阻值分别为：
RL1 ＝U1额定/I1额定 ＝6V/0.2A =30Ω
RL2 =U2额定/I2额定 ＝2V/0.2A =10Ω
当开关S1、S2、S3闭合，S4打开时，
等效电路如图1所示
由已知和欧姆定律可得：
U ＝ I1额定（RL1 ＋R2） ①
当开关S1、S2、S4闭合，S3打开，滑动
变阻器的滑片P位于a点时和滑动变阻
器的滑片P位于b点时，等效电路如图2
和图3所示
由已知和欧姆定律可得：
U ＝ I1额定（RL1 ＋Ra） ②
U ＝ Ib（RL1 ＋Rb） ③
由P＝I2/R，灯丝电阻不变，得: P额定/Pb ＝I1额定2/ Ib2
Ib2 ＝ Pb•I1额定2/ P额定＝（P额定/4）•（0.2A）2/ P额定＝0.01A2
Ib ＝0.1A
当开关S1、S3闭合，S2、S4打开时，等效电路如图4所示
由已知和欧姆定律可得：
U ＝ I4（RL1 ＋RL2＋R2） ④
由P＝I2/R，灯丝电阻不变，
得P额定/P4 = I1额定2/ I42
I42 ＝ P4•I1额定2/ P额定
＝（ 16P额定/25）•（0.2A）2/ P额定
＝16×0.04/25A2
I4 ＝0.16A
由①④式得：
I1额定（RL1 ＋R2）＝ I4（RL1 ＋RL2＋R2）
0.2A×(30Ω＋R2) ＝0.16A×(30Ω＋10Ω＋R2)，解出：R2 ＝10Ω
U ＝ I1额定（RL1 ＋R2）＝0.2A×(30Ω＋10Ω) ＝8V
由①②可得：
I1额定（RL1 ＋R2）＝ I1额定（RL1 ＋Ra） Ra= R2 ＝10Ω
由②③可得：I1额定（RL1 ＋Ra）= Ib（RL1 ＋Rb）
0.2A×(30Ω＋10Ω) =0.1A×(30Ω＋Rb)， 解出： Rb＝50Ω
当开关S1、S2、S3闭合，S4打开时，电流表通过电流最小为0
当开关S1、S2、S4闭合，S3打开，滑动变阻器的滑片P位于a点时，电流表通过电流为0.2A；滑动变阻器的滑片P位于b点时，电流表通过电流为0.1A
当开关S1、S3闭合，S2、S4打开时，电流表通过电流为0.16A
所以，当开关S1、S2、S4闭合，S3打开，滑动变阻器的滑片P位于a点时，电流表通过电流最大为0.2A。
＜答案＞ （1）当滑片P在B端，只闭合S2时，电路如图（4）甲所示；当滑片P在B端，且S1、
S2都断开时，电路如图（4）乙所示；当滑片P在A端，只闭合S1时，电路如图（4）丙所示。

∵U1=U总 ∴U1/U2＝U总 /U2＝5/3
∴U总/U′1＝5/2＝(R1＋R2＋RL) / R1 ------------①
∴P总/ P1＝U总/ U1＝5 / 2
∴P总＝5P1/2 ＝5 ×2W/2 ＝5W
由甲、乙图可知U总一定，
则：I1 / I3 ＝2/3 ＝ RL/ (R1＋R2)
∴RL/(R1＋R2＋RL) ＝ 2/5 -------------------②
∴由①、②式得：RL＝R1＝2R2＝18Ω，
∴PL＝2 P总/5＝2× 5W/ 5 ＝2W
由丙、乙图可知：灯的电阻RL一定， ∵U总/UL＝5/2
∴PL0 /P L＝(U总 / UL)2
∴PL0＝25P L /4 ＝25×2W / 4 = 12.5W
（2） ∵U＝UL0＝√PL0•RL ＝√12.5W×18Ω =15V
（3） 当P在A端，只闭合S2时，电路中电阻值最小，电路如图丁所示：
∴Pmax=U 2 /R2＝(15V)2 / 9Ω = 25W

＜答案＞ 如图所示

由图甲、乙：∵ ∴
由图丙：∵ ∴
∴
又∵ ∴
∴ 代入得：RL=20
∴U=

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小型同学为自家的热水器制做了一个自动控制装置，R1是一个热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如表1
温度 10 20 30 40 50 60 70 80 90
电阻 60 42 30 20 15 10 8 6 5
已知继电器线圈电阻R2为10U欧，左边的电源电压V0为6伏不变。当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时，继电器的衔铁被吸下，电热水器电路断开，反之释放，电热器工作。求：

物理学告诉我们 : 自然界中的能量既不会消失 , 也不可能创生 , 只能由一种形式转化为另一种形式 , 或者从一个物体转移到另一个物体上。能量的转化过程 , 就是做功的过程 , 而且做了多少功就有多少能量发生了转化。例如 , 石块在下落过程中 , 重力做功 , 重力势能转化为动能 ; 刹车后 , 汽车在粗糙地面上前行的过程中 , 克服摩擦力做功 , 机械能转化为内能。同样 , 电流做功时 , 电能转化为其他形式的能。例如 , 电流通过电动机时 , 电动机便会转动并发热 , 电能就转化为电动机的机械能和内能 , 在此过程中电流做了功。各种用电器实际上都是电能转化器。电流在通过电灯、电热器、电视机、电扇、空调等用电器时 , 电能转化为内能、光能、声能、 机械能等形式的能 , 因而电流在通过各种用电器时都做了功。
　电流所做的功称为电功。电流做功的过程 , 就是电能转化为其他形式能的过程 , 并且做多少电功 , 就表示有多少电能发生了转化。电功的单位与能量的单位相同 , 都是焦耳。电功的大小是由哪些因素决定的呢 ?
　实验证明 , 电流通过导体所做的电功等于导体两端的电压、通过导体的电流和通电时间的乘积。即
电功 = 电压×电流×通电时间。
　如果用 W 表示电流通过导体所做的电功 , 用 U 表示导体两端的电压 , 用 I 表示通过导体的电流 , 用t表示通电时间 , 那么上式就可表示为
W =U I t．
在国际单位制中 , 电压的单位是伏 (V), 电流的单位是安 (A), 时间的单位是秒 (s), 那么电功的单位就是焦 (J)．显然 ,1J=lV?A?s 。

通过家用手电筒内小电珠的电流 , 每秒做的电功大约为 1 焦 , 这表明家用手电筒通电时 , 每秒约有 1 焦的电能转化为内能和光能。
例题 1 一台电视机接在 220 伏的家庭电路中 , 正常工作时通过电视机的电流约为 350 毫安。这台电视机工作 2 小时 , 电流做了多少功 ? 消耗的电能是多少 ?
解 电流所做的功可利用公式 W=UI t 来计算。所消耗的电能等于电流所做的功。

W=U I t=220 伏× 0.35 安× 2 × 3600 秒 =5.54 × 10的5次方焦。
答 电流做了 5.54 × 10的5次方焦的功 , 消耗了5.54 × 10的5次方焦的电能。
注意 : 只有当 U 、 I 、 t 的单位分别为伏、安、秒时 , 电功的单位才是焦。

电功率
电流通过不同的用电器 , 做电功的快慢程度是不同的。例如电风扇工作时 , 通过电动机的电流 1 小时可以做功十几万焦；而通过大型机床电动机的电流 ,10秒钟就可以做功几十万焦。
这表明 , 电流做功的快慢不仅与做功的多少有关 , 还与做功的时间有关。

怎样比较电流做功的快慢呢 ? 仿照机械功率的定义 , 我们可以用单位时间内电流做功的多少 , 即电功率来表示电流做功的快慢。电功与做功时间的比值称为电功率, 即
电功率 =电功／做功时间．
若用 P 表示电功率 , 用 W 表示电功 , 用 t 表示做功时间 , 那么上式可表示为
P=W/t
在国际单位制中 , 电功率的单位是瓦 , 符号是 W 。显然 ,1W=1J/s=1V·A.
电功与做功时间的比值在数值上等于每秒内电功的数值 , 因此 , 每秒内所做电功的数值越大 , 电功率就越大。
因为 W=UI t, 所以 P=UI 。
电功率等于电压与电流的乘积。用电压表和电流表分别测出用电器两端的电压 U 和通过用电器的电流 I, 就可以用 P=UI 计算出用电器的电功率。
通常增大用电器两端的电压 , 通过用电器的电流也会随之增大 , 这样用电器的电功率就会增大。但当电压超过一定数值时 , 用电器就会损坏。因此 , 所有用电器都有一个正常工作的电压值 , 称为额定电压。当用电器两端的电压为额定电压时 , 通过用电器的电流称为额定电流 , 此时的电功率称为额定功率。额定电压、额定电流或额定功率通常被标注在用电器的铭牌上。
例题 2 假定某次闪电的放电电流约为 2 × 10的4次方安 , 电压是 2 × 10的8次方伏 , 放电时间为0.01 秒 , 则这次闪电的电功率约为多大 ? 释放的电能约为多少 ?
解 当天空中空气的湿度很大、两块云之间的电压很高时 , 原先不导电的空气就会成为导体 , 强大的电流可在瞬间通过天空 , 这就是闪电。
P=U I=2 × 10的8次方伏× 2 × 10的4次方安 =4 × 10的12次方瓦。

W=P t =4 × 10的12次方瓦× 0.01 秒 =4 × 10的10次方焦。
答 这次闪电的电功率约为 4 × 10的12次方瓦 , 释放的电能约为 4 × 10的10次方焦。