初中物理电路图设计试题

常用智能手机是通过指纹开关 $S_1$ 或密码开关 $S_2$ 来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关 $S_3$ 均会断开而暂停手机解锁功能， $S_3$ 将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能。若用灯泡 $L$ 发光模拟手机解锁成功，则图中符合要求的模拟电路是 $($ 　　 $)$

A．
B．
C．
D．

"工夫茶"是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式，如图是泡"工夫茶"用的电茶炉，在电路中用 $R_1$ 和 $R_2$ 代表消毒锅和煮水壶，当闭合开关 $S$ 后， $R_1$ 和 $R_2$ 才能工作，但不能同时加热，选项的电路中符合要求的是 $($ 　　 $)$

A．
B．
C．
D．

电热蚊香器是一种常用的除蚊工具。当蚊香器接上电源，需要闭合开关 $S$ ，才能使指示灯 $L$ 发光，发热体工作。现由于某种原因指示灯断路不亮，但发热体依然能正常工作。则下列电路连接方式符合要求的是 $($ 　　 $)$

A．
B．
C．
D．

为治理雾霾天气，环保部门加强了对 $\mathit{PM}2.5$ 的监测。如图是某兴趣小组设计的监测 $\mathit{PM}2.5$ 的四个电路图，其中 $R$ 是气敏电阻，阻值随 $\mathit{PM}2.5$ 浓度增大而减小， $R_0$ 是保护电阻。现要求 $\mathit{PM}2.5$ 浓度越大，电表的示数就越大，则符合要求的电路图是 $($ 　　 $)$

A．		B．
C．		D．

在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供如下器材：电源（电压恒为 $6V)$、电压表和电流表各一个、额定电压为 $2.5V$的待测小灯泡 $L$（电阻约为 $10\Omega )$、滑动变阻器两个 $(R_{甲}$：“ $10\Omega 1A$ “； $R_{乙}$：“ $50\Omega 0.5A$ “ $)$、开关 $S$、导线若干。

（1）该实验的原理是电功率 $P=$　　。

（2）实验中，应选用的滑动变阻器是　　（选填“ $R_{甲}$”或“ $R_{乙}$” $)$；

（3）选用滑动变阻器后，请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图，并画在图甲的虚线框内；

（4）某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况，如图乙所示，完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$。（保留到小数点后一位）

（5）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验室选了一个 $10\Omega$的电阻 $R_0$和一个单刀双掷开关，设计了如图丙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变） $:$

①闭合开关 $S$， $S_1$接 $b$，调节滑动变阻器 $R$使小灯泡正常发光，记录电压表示数 $U_1$。

②闭合开关 $S$，滑动变阻器滑片保持不动， $S_1$接 $a$，读出此时电压表示数为 $U_2$。

则小灯泡额定功率 $P_{额}=$　　（用 $R_0$、 $U_1$、 $U_2$表示）。

热敏电阻的阻值是随环境温度的增大而减小的。要想设计一个通过电表示数反映热敏电阻随环境温度变化的电路，要求温度升高时电表示数减小，以下电路符合要求的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

小李为了探究“电流与电压的关系”，请你与他合作并完成以下实验步骤。

（1）请你在虚线框中设计出相应的电路图。

（2）小李在探究电流与电压的关系时，要控制　 　不变。通过实验探究，得到以下数据。在进行数据分析时，小李发现表格中有一组错误的数据，请你找出第　　组数据是错误的。

序号	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4
电流 $I/A$	0.16	0.24	0.32	0.44	0.48

（3）为了分析电流与电压的定量关系，请你利用正确的数据，在坐标中绘制出电流与电压关系的图象。

现有如下实验器材：待测电源（电压大约在 $16V~18V$之间）、一个实验室用量程为 $0~15V$的电压表、一个开关、三个定值电阻（分别为 $R_1=1\mathit{k\Omega }$、 $R_2=10\Omega$、 $R_3=20\Omega )$、导线若干。

请你利用实验器材，并从三个电阻中选择两个电阻，设计实验测量出电源电压值，根据要求完成下列问题。

（1）选择的两个电阻是　       　和　        　。

（2）在虚线框中画出实验电路图（实验测量过程中不拆接电路）。

（3）测量步骤及所需测量的物理量（用字母表示）　          　。

（4）电源电压值的表达式（用已知物理量字母和测量物理量字母表示） $U_0=$　       　。

一密封盒内有一定值电阻 $R_1$和一可变电阻 $R_2$（其阻值可调可读，电路符号 $)$，先用一个 $9V$电源和一个电流表探究这两个电阻的连接方式。通电后，将 $R_2$调到 $30\Omega$时，电流表示数为 $1.5A$。

（1）此时电源的输出功率为　　 $W$。

（2）这两个电阻是　　（填“串联”或“并联” $)$的，请在线框中画出盒内的电路图。

（3）求定值电阻 $R_1$的阻值。

某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

电热水壶由分离式底座和壶身两个部分组成。分离式底座由电源线、圆形底座和供电插座组成，如图甲：电热水壶内部简化电路，如图乙。

（1）为防止触电，供电插座的外壳材料应是　　（选填“绝缘体”或“导体” $)$。

（2）电热水壶额定电压为220伏，额定功率为1000瓦，求：

①电阻 $R_1$的阻值是多少？

②正常工作时，烧开一壶水需要300秒，消耗多少电能？

（3）为满足人们随时取用热水需求，电热水壶需设置保温功能。现有一个温控开关（一定温度时，可以自动断开或闭合；元件符号为“” $)$，一个阻值远大于 $R_1$的定值电阻 $R_x$（元件符号为“” $)$。要求利用提供的器材，对原电热水壶的简化电路进行改进，实现既可加热又能保温的功能，且加热功率保持不变。请在答题卷的虚线框内画出电路图，并说明保温的工作原理。

某熨烫机电路主要由发热体、熔丝、控制开关盒等组成，其连接如图所示，其中控制开关盒内有开关、指示灯和分压保护电阻等元件。当该熨烫机接入家庭电路后，闭合开关，指示灯发光，发热体工作。现由于某种原因熔丝熔断，发热体不工作，但指示灯仍发光。下列控制开关盒内元件的连接方式符合要求的是 $($ 　　 $)$

A．		B．
C．		D．

高铁轨道中的螺丝会因震动而松动，检修工作非常艰苦且重要。青少年科技创新大赛的获奖作品 $(5G$ 高铁轨道螺丝警报器），设计了检测螺丝松动的报警方案。其主要的科学原理是：螺丝（螺丝在电路图中用虚线框表示，其电阻不计）连接在电路中，当螺丝松动时，它会与下端的导线分离而断开，此时电灯亮起而发出警报，及时提醒工人修理。下列符合题意的电路图是 $($ 　　 $)$

A．		B．
C．		D．

为了减少碳排放，国家大力推行电动汽车。电动汽车的速度由流经电动机的电流大小控制，当驾驶员向下踩"油门"踏板时，改变接入电路的变阻器阻值，车速变大。下列是该电动汽车的模拟电路，其中符合要求的是 $($ 　　 $)$

A．		B．
C．		D．

为响应国家“节能减排”的号召，海右中学办公楼内每个楼道照明灯均由光控开关和声控开关自动控制，光控开关 $S_1$在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；声控开关 $S_2$在有人走近发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开，这样，楼道照明灯只有在夜间有人走近时才会发光，其余时间均不发光，请你画出该楼内其中一盏楼道照明灯的电路图。