2016年11月,常州出入境检验检疫局查获一批进口不合格电烤箱,电路存在安全隐患,检验人员在实验室按照规范重新连接烤箱电路,并将相关参数填入铭牌,请选择其中一种方法完成电路设计并计算出相应答案(两种方法都做,以第一种为准)
方法一 |
方法二 |
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功能:如图所示,两根电阻丝规格相同且电阻不变,旋钮开关 转动至断开位置,电路不工作;开关 转动至抵挡位置,电路处于低功率工作状态,两根电阻丝都发热;开关 转动至高挡位置,电路处于高功率工作状态,仅有一根电阻丝发热。 (1)请以笔画线代替导线完成电路连接。 测量:实验室内, 电源只接通电烤箱,电烤箱处于高挡位置,观察到实验室电子式电能表的指示灯在 内闪烁了132次。 (2)此过程中,电烤箱消耗电能 单根电阻丝的阻值为 (3)铭牌
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功能:如图所示,两根电阻丝规格相同且电阻不变,旋钮开关 转动至断开位置,电路不工作;开关 转动至抵挡位置,电路处于低功率工作状态,仅有一根电阻丝发热;开关 转动至高挡位置,电路处于高功率工作状态,两根电阻丝都发热。 (4)请以笔画线代替导线完成电路连接。 测量:实验室内, 电源只接通电烤箱,电烤箱处于低挡位置,观察到实验室电子式电能表的指示灯在 内闪烁了132次。 (5)此过程中,电烤箱消耗电能 单根电阻丝的阻值为 (6)铭牌
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某次旅游,密闭大巴内坐满了游客,司机忘了打开换气设备,时间一久,车内二氧化碳浓度上升,令人头晕脑胀。为此,小明设计了车载自动换气设备
(一 小明找来二氧化碳气敏电阻 ,其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示,其中二氧化碳浓度为0时, 阻值模糊不清,他对该电阻阻值进行测量
二氧化碳浓度 |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
|
28 |
22 |
17 |
13 |
10 |
8 |
小明把空气通过氢氧化钠溶液,得到二氧化碳浓度为0的空气,并收集于集气瓶中,再将 置于其中
(1)图甲电源电压恒为 ,请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接。要求,滑片 向 端移动时,电压表、电流表的示数都变大
(2)开关 闭合前,滑片 应移至 (选填“ ”或“ ” 端。
(3)闭合开关 ,发现电流表无示数,电压表有示数。电路某一故障可能为 。
、 断路 、 断路 、 短路 、 断路
(4)排除故障后,移动滑片 ,电压表、电流表示数如图乙所示,二氧化碳为0时, 的阻值为
(5)请在丙图中画出 阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图像
(二 小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备,如图丁所示,控制电路,恒为 的蓄电池,开关 ,定值电阻 ,二氧化碳气敏电阻 ,电磁继电器的线圈电阻不计,线圈电流大于 时衔铁被吸下,线圈电流小于 衔铁被弹回,受控电路包括,恒为 的蓄电池,额定电压均为 的绿灯、红灯、换气扇。
(6)请以笔画线完成电路连接,要求:闭合开关 ,周围空气中二氧化碳浓度小于 时,绿灯亮;大于 时,红灯亮且换气扇正常工作。
(7)定值电阻 的阻值应为 。
张老师向同学们展示了一只具有高、低温两挡调节功能的自制电加热器,并告知其内部电路由电阻丝 、 、和开关 三个元件组成,两根电阻丝允许通过的最大电流均为 , ,在不拆解加热器的情况下,小军用图1电路对其进行探究:他先闭合 ,电流表的示数为 ;再闭合 ,电流表的示数变为 ,所用电源电压为 .
(1)电阻丝 的阻值为 ;
(2)若电源电压可调,闭合 和 后,为保证电路安全,求此电加热器允许消耗的最大电功率;
(3)张老师指导小军仅利用原有元件对该电加热器的内部电路进行改装,要求改装后的电加热器须同时满足下列两个条件:
①具备高、低温两挡调节功能;
②在 电源电压下,用高温挡给 的水加热 ,可使水温升高 ,设电加热器消耗的电能全部转化为水的内能。
请在图2虚线框中画出内部改装电路图,并通过计算说明。
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空气净化器
由于雾霾天气的增多,空气净化器逐渐走入家庭,其工作过程(如图甲)是:脏空气进入净化器时,灰尘被正电钨丝放电而带上正电,流到负电路栅板时,带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时,化学有毒气体被吸附,排出空气的污染物浓度大幅降低,多次循环后变成洁净空气。
洁净空气量 是反映其净化能力的性能指标, 值越大,其净化效率越高。利用 值,可以评估其在运行一定时间后,去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算
:房间容积; :空气净化器使房间污染物的浓度下降 运行的时间。
其铭牌如表:
规格 |
额定电压 |
频率 |
额定功率 |
洁净空气量 |
型 |
|
|
|
|
(1)负电格栅板吸附灰尘的原理是 。
(2)取出使用一段时间后的活性炭,可以闻到刺激性的气味,说明分子在 。
(3)该空气净化器正常工作时的电流为 。
(4)某房间的使用面积为 ,高度是 。此空气净化器 (能 不能)在1小时内使房间污染物浓度下降 。
(5)可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件,图乙为其控制电路,电源电压保持 恒定, 为可变电阻,其阻值随二氧化碳浓度变化如图丙, 为定值电阻,当浓度为 时,电压表示数为 ,则 阻值为 ,当电压表示数大于 时,二氧化碳浓度大于 ,此时空气净化器会自动报警。
如图所示电路,电源电压保持不变。
(1)滑动变阻器的铭牌上标有“ ”字样,求滑动变阻器两端允许加的最大电压。
(2)当滑动变阻器接入电路的阻值分别为 和 时,滑动变阻器消耗的功率相同,求电阻 的阻值。
在做“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中,实验器材有:学生电源 不变),电流表、电压表、定值电阻四只 、 、 、 各一只),滑动变阻器 ,滑动变阻器 ,开关、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整,要求滑片 向 端移动时电路中电流变大。
(2)实验过程中,使用不同定值电阻进行探究时,调节滑动变阻器的阻值,使电阻 两端电压保持不变,这种方法是 (填字母编号);
.转换法 .控制变量法 .等效替代法
(3)某次实验中,连接好电路,闭合开关时,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约 ,调节滑动变阻器的阻值,两电表示数均无明显变化,电路故障原因可能是 ;
(4)排除故障后,更换不同定值电阻进行了实验,记录实验数据如表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
电阻 |
5 |
10 |
20 |
25 |
电流 |
0.40 |
0.20 |
0.10 |
0.08 |
分析表中数据可得到的结论是: ;
(5)实验中选择的滑动变阻器应是 (选填“ ”或“ ” 。
如图所示电路, , ,电源电压保持不变,当 闭合, 、 断开时,电流表的示数为 。
(1)求电源电压;
(2)当 断开, 、 闭合时,求电流表的示数;
(3)电路如何连接时,电路消耗的电功率最小?并求出该最小值。
某型号的电饭锅有两挡,分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡,其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)。已知 , 。
(1)开关 置于 挡(选填“1”或“2” 时是高温烧煮挡,它的功率是多大?
(2)保温焖饭时电路中的电流是多大? 产生的热量是多少?
(3)若只要求将保温焖饭挡的功率提升 ,请通过计算具体说明改进措施。
某同学设计一种“机动车违规拍摄系统”。该系统通过拍照来记录机动车闯红灯或超载两种违规情况。请你选择下列 完成电路设计并算出相应答案。(如两种方法都做,以第一种记分)
方法一 |
方法二 |
器材:照相机电源 、电控照相机;恒为 的控制电路电源 、光控开关 (红灯亮时断开;红灯灭时闭合)、压敏电阻 (电阻随压力的变化关系如图所示),电磁继电器(线圈的电阻为 ,当线圈中电流大于 时衔铁被吸下,当线圈中电流小于 时衔铁被弹回) |
器材:照相机电源 、电控照相机;恒为 的控制电路电源 、光控开关 (红灯亮时闭合;红灯灭时断开)、压敏电阻 (电阻随压力的变化关系如图所示),电磁继电器(线圈的电阻为 ,当线圈中电流大于 时衔铁被吸下,当线圈中电流小于 时衔铁被弹回) |
设计要求:红灯亮时,电控照相机工作,红灯灭时,电控照相机停止工作,当压敏电阻受到车的压力超过某一特定值时,电控照相机再次工作 |
设计要求:红灯亮时,电控照相机工作,红灯灭时,电控照相机停止工作,当压敏电阻受到车的压力超过某一特定值时,电控照相机再次工作 |
(1)请以笔画线代替导线完成电路连接。 (2)绿灯亮时,只有车重超过 的车辆才会被拍照。 |
(2)请以笔画线代替导线完成电路连接。 (2)绿灯亮时,只有车重超过 的车辆才会被拍照。 |
金属铂的电阻对温度变化很灵敏,可以制成电阻温度计,小明找来铂丝电阻 ,将其置于装有液体的烧杯内,通过外界改变液体的温度,用如图甲所示的电路测量其电阻值与温度的关系。
(1)图甲是小明开始时连接的电路,其中存在一处连接错误,请你在错误的导线上打“ ”,并用笔画线代替导线在原图上画出正确的是接法。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移至 端。
(3)下列液体,适合加在烧杯中的是 。
.自来水 .煤油 .食盐溶液 .酱油
(4)小明测出铂丝电阻阻值与温度的关系如表,其中温度计示数为 时,电压表、电流表示数如图乙所示,此时 阻值为 。
温度 |
100 |
80 |
60 |
40 |
20 |
0 |
电阻 |
150 |
130 |
110 |
90 |
|
50 |
(5)请在图丙中作出铂丝电阻 的阻值与温度的关系图象。
(6)小明从实验室找来了一个直流恒流电源,如图丁所示,调节旋钮可以选择不同的输出电流,正常工作时,其输出电流不随外部条件的变化而变化,请利用该恒流源以及甲图中某一电表、开关、导线和该铂丝电阻设计一个简易电阻温度计,并在方框中画出原理图,
(7)根据你在丙图中所画的 图象,当恒流源的输出电流为 ,你设计的温度计所能测量的最高温度为 ,如果要提高该温度计所能测量的最高温度值,请你提出一种简便的方法: 。
小明对"篮球在空气中是否受到浮力"进行探究,由此进行一系列的思考与实验,并最终设计出可直接测量空气密度的简易"空气密度仪"。
(1)如图甲,将一个带阀门的篮球放在天平的托盘上,阀门连接未充气的气球,且处于关闭状态。加砝码使天平平衡。打开阀门,气球变大,天平指针向右偏转。指针向右偏转的原因是 。
(2)为测量篮球受到的浮力大小,小明设计了如图乙所示的电路。电路中电源电压 为6伏,定值电阻 的阻值为10欧, 是力敏电阻,其阻值与所受压力 的关系如图丙所示。当左盘中篮球未给气球充气时,电流表示数为0.2安,当篮球给气球充气到体积为篮球的2倍时(篮球体积不变),电流表示数为0.15安。力敏电阻 所受压力 与篮球对左侧托盘的压力 的关系如图丁所示。请计算篮球所受的浮力。
(3)图乙中篮球和气球内的气体总质量保持不变,并控制气球体积为篮球的2倍,在电压表指针所指的刻度盘上标上对应的空气密度值,就制成了一台测量当地空气密度的"空气密度仪"。现用此装置测量大于1.29千克 米 的空气密度,指针大致指示在何处?请在图戊的刻度盘中用箭头标出,并写出你的判断依据。
为提高垃圾分类效率,小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时,会快速从垃圾上取出标准规格的样品。通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别,并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。
样品电阻值 |
垃圾类别 |
小于10 |
金属 |
|
餐厨 |
大于30 |
其他 |
(1)机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像来识别垃圾桶。下列物体成像原理与其相同的是 。
.平面镜
.照相机
.放大镜
.眼球
(2)机器人从某块垃圾上取样检测时。检测电路电压表读数为1伏,检测时间为0.1秒。
①通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。
②该次检测电阻过程中,检测电路消耗的电能为多少?
(3)机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米,放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功?
现有一个粗细均匀的金属圆环,它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性,小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时,小科先将触点 与圆环上的 点连接,再移动滑动变阻器 的滑片 至最右端后,闭合开关 ,将触点 从 开始沿逆时针方向滑动一周,在触点 滑动的过程中,触点 、 之间的电阻等效于一个变化的电阻,记为 .设滑过弧 的长为 ,电流表示数 与 之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为 ,铜丝的阻值不计,触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
(1)由图乙可知,该金属圆环中铜丝的长度是 。
(2)在触点 滑动过程中, 的最大值是多少?
(3)每 电阻丝的阻值是 .(提示:图甲中 、 之间的电阻等效于 、 之间两段弧形金属丝并联后的总电阻)
(4)如图丙所示,把 、 接到圆环其中一条直径的两端,将滑片 移到最左端后闭合开关 ,通电 ,电路消耗的电能为 .求 的最大值。(计算过程中不需要说明取最大值的理由)
方方用图甲所示电路研究电功率和电流的关系,绘制了定值电阻 、滑动变阻器 的功率与电流的关系图,如图乙。
(1)实线表示的是 (选填“ ”或“ ” 的功率与电流的关系。
(2)求 的阻值。(写出计算过程)
(3)当电流表示数为0.5安时,求 消耗的功率。(写出计算过程)
“光强”是表示光的强弱程度的科学量,照射光越强,光强越大,光强符号用 表示,国际单位为坎德拉 。如图甲为光敏电阻的实物和元件符号,图乙为某种光敏电阻的阻值 与光强 间的关系图,图丙为小金利用这种光敏电阻所设计的电器,已知电源电压为 ,小灯泡 标有“ ”字样,灯丝的电阻随温度的变化而变化。
(1)求小灯泡正常发光时的电流。
(2)光敏电阻接受光强为3坎德拉的光照射时,闭合开关,测得电路中的电流为 ,求此时小灯泡的电阻。
(3)某次实验中测得小灯泡两端电压为 ,光敏电阻消耗的电功率为 ,求此时光敏电阻接收到光敏的光强。
试题篮
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