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12. 如图 16-4-11 所示,电源电压保持不变$,R_1$为定值电阻$,R_2$为滑动变阻器。闭合开关后,当$ R_2$的滑片 P 向右滑动时,电压表示数
不变
,电流表$ A_1$示数与$ A_2$示数之差不变
(均选填“变大”“变小”或“不变”)。答案
不变 不变
解析
【解析】
由电路图可知，$R_1$与$R_2$并联，电压表测电源两端的电压，电流表$A_1$测干路电流，电流表$A_2$测$R_2$支路的电流。
1. 电源电压保持不变，因此电压表示数不变；
2. 并联电路中各支路独立工作、互不影响，滑片移动时，$R_1$两端电压和自身阻值均不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，$R_1$支路的电流$I_1$不变。根据并联电路的电流特点$I=I_1+I_2$，电流表$A_1$示数与$A_2$示数之差等于$I_1$，因此该差值不变。
【答案】
不变；不变
【知识点】
并联电路电压规律、并联电路电流规律、欧姆定律
【点评】
本题考查并联电路特点与欧姆定律的综合应用，解题关键是正确判断电路连接方式及电表的测量对象。
【难度系数】
0.7
由电路图可知，$R_1$与$R_2$并联，电压表测电源两端的电压，电流表$A_1$测干路电流，电流表$A_2$测$R_2$支路的电流。
1. 电源电压保持不变，因此电压表示数不变；
2. 并联电路中各支路独立工作、互不影响，滑片移动时，$R_1$两端电压和自身阻值均不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，$R_1$支路的电流$I_1$不变。根据并联电路的电流特点$I=I_1+I_2$，电流表$A_1$示数与$A_2$示数之差等于$I_1$，因此该差值不变。
【答案】
不变；不变
【知识点】
并联电路电压规律、并联电路电流规律、欧姆定律
【点评】
本题考查并联电路特点与欧姆定律的综合应用，解题关键是正确判断电路连接方式及电表的测量对象。
【难度系数】
0.7
13. 在如图 16-4-12 所示电路中,电源电压保持不变。当开关 S 闭合,滑动变阻器的滑片 P 向右移动时,电表示数变化情况是(
A.电流表$ A_2$示数减小,电压表示数不变
B.电流表$ A_1$示数不变,电压表示数不变
C.电流表$ A_2$示数减小,电压表示数增大
D.电流表$ A_1$示数增大,电压表示数增大
A
)。A.电流表$ A_2$示数减小,电压表示数不变
B.电流表$ A_1$示数不变,电压表示数不变
C.电流表$ A_2$示数减小,电压表示数增大
D.电流表$ A_1$示数增大,电压表示数增大
答案
A
解析
【解析】
由电路图可知，$R_1$与$R_2$并联，电压表$V$测电源两端的电压，电流表$A_1$测$R_2$支路的电流，电流表$A_2$测干路电流。
电源电压保持不变，因此滑片移动时，电压表$V$的示数不变，排除C、D选项；
当滑动变阻器的滑片$P$向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，$R_2$两端电压等于电源电压不变，所以通过$R_2$的电流变小，即电流表$A_1$的示数变小，排除B选项；
并联电路中各支路独立工作、互不影响，故通过$R_1$的电流不变，根据并联电路电流特点$I_{干}=I_1+I_2$，干路电流变小，即电流表$A_2$的示数变小。综上，A选项正确。
【答案】
A
【知识点】
并联电路的电流规律、欧姆定律、滑动变阻器的工作原理
【点评】
本题考查并联电路的动态分析，解题关键是明确各电表测量的电路元件，结合并联电路的特点和欧姆定律进行分析。
【难度系数】
0.6
由电路图可知，$R_1$与$R_2$并联，电压表$V$测电源两端的电压，电流表$A_1$测$R_2$支路的电流，电流表$A_2$测干路电流。
电源电压保持不变，因此滑片移动时，电压表$V$的示数不变，排除C、D选项；
当滑动变阻器的滑片$P$向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，$R_2$两端电压等于电源电压不变，所以通过$R_2$的电流变小，即电流表$A_1$的示数变小，排除B选项；
并联电路中各支路独立工作、互不影响，故通过$R_1$的电流不变，根据并联电路电流特点$I_{干}=I_1+I_2$，干路电流变小，即电流表$A_2$的示数变小。综上，A选项正确。
【答案】
A
【知识点】
并联电路的电流规律、欧姆定律、滑动变阻器的工作原理
【点评】
本题考查并联电路的动态分析，解题关键是明确各电表测量的电路元件，结合并联电路的特点和欧姆定律进行分析。
【难度系数】
0.6
14. 如图 16-4-13 所示,某实践活动小组制作了一个风速探测器,当水平方向的风吹过时,探头产生升力,弹簧的长度会发生变化,与探头连接的金属板将带动滑片 P 滑动。关于这一装置所实现的功能和各元件的作用,下列说法正确的是(
A.当风速增大时,弹簧的长度减小
B.当风速增大时,探头向下运动
C.当风速增大时,电压表示数增大
D.当风速增大时$,R_2$接入电路的电阻增大
C
)。A.当风速增大时,弹簧的长度减小
B.当风速增大时,探头向下运动
C.当风速增大时,电压表示数增大
D.当风速增大时$,R_2$接入电路的电阻增大
答案
C
解析
【解析】
1. 分析风速增大时探头的运动：
当风速增大时，探头上方空气流速大于下方，根据流体压强与流速的关系，探头受到向上的升力增大，弹簧被拉长，长度增大，探头向上运动，带动滑片P向上移动，使$R_2$接入电路的电阻减小。
2. 分析电路变化：
电路中$R_1$与$R_2$串联，电压表测$R_1$两端的电压。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路总电阻减小，电路电流$I$增大；$R_1$的阻值不变，由$U=IR$可知，$R_1$两端电压（电压表示数）增大。
3. 选项判断：
A选项：风速增大时弹簧长度增大，A错误；
B选项：风速增大时探头向上运动，B错误；
C选项：风速增大时电压表示数增大，C正确；
D选项：风速增大时$R_2$接入电路的电阻减小，D错误。
【答案】
C
【知识点】
流体压强与流速的关系、欧姆定律的应用、串联电路的电压规律
【点评】
本题综合考查流体压强与流速的关系和动态电路分析，需要将力学与电学知识结合分析，对知识的综合运用能力要求较高。
【难度系数】
0.6
1. 分析风速增大时探头的运动：
当风速增大时，探头上方空气流速大于下方，根据流体压强与流速的关系，探头受到向上的升力增大，弹簧被拉长，长度增大，探头向上运动，带动滑片P向上移动，使$R_2$接入电路的电阻减小。
2. 分析电路变化：
电路中$R_1$与$R_2$串联，电压表测$R_1$两端的电压。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路总电阻减小，电路电流$I$增大；$R_1$的阻值不变，由$U=IR$可知，$R_1$两端电压（电压表示数）增大。
3. 选项判断：
A选项：风速增大时弹簧长度增大，A错误；
B选项：风速增大时探头向上运动，B错误；
C选项：风速增大时电压表示数增大，C正确；
D选项：风速增大时$R_2$接入电路的电阻减小，D错误。
【答案】
C
【知识点】
流体压强与流速的关系、欧姆定律的应用、串联电路的电压规律
【点评】
本题综合考查流体压强与流速的关系和动态电路分析，需要将力学与电学知识结合分析，对知识的综合运用能力要求较高。
【难度系数】
0.6
15. 阅读短文,回答文后问题。
油电混合动力汽车
图 16-4-14 甲是国产某品牌油电混合动力汽车,其工作原理如图 16-4-14 乙所示。发动机内燃油燃烧放出的热量用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电。当它以 60 km/h 的速度沿水平公路匀速行驶 30 min 的过程中,燃烧了 3 kg 燃油,发动机和驱动电机同时共同为汽车行驶提供能量$ 7.5×10^7 J,$其中 60%的能量来自燃油燃烧；发动机用于充电的能量为$ 5×10^6 J。$设燃油在发动机气缸内完全燃烧,燃油的热值为$ 5×10^7 J/kg。$
与普通汽车刹车过程不同,该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。
(1)检修汽车同侧前后两个转向灯时,司机会拨动方向盘旁边的横杆,并观察转向灯的发光情况,司机所拨动的这根横杆相当于电路中的____(选填“电源”“开关”或“导线”)；若拨动横杆后发现有一个转向灯不亮,说明这两灯是____联的。
(2)图 16-4-14 丙中的 O、E、F 为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,变阻器接入电路的电阻减小,要满足以上需求,应将旋钮变阻器的____和____(选填“O”“E”或“F”)两个接线柱接入电路 M、N 之间。
(3)图 16-4-14 丁是该车测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,下列说法错误的是( )。
A. 油量表实质是电压表改装而成的
B. 定值电阻 R₀的作用是保护电路
C. 蓄电池充电时,电能转化为化学能
D. 加油的过程中,油量表的示数变大
(4)该油电混合动力汽车以 60 km/h 的速度匀速行驶 30 min 时,发动机的效率为____%(结果保留一位小数)。
(1)
(2)
(3)(
(4)
油电混合动力汽车
图 16-4-14 甲是国产某品牌油电混合动力汽车,其工作原理如图 16-4-14 乙所示。发动机内燃油燃烧放出的热量用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电。当它以 60 km/h 的速度沿水平公路匀速行驶 30 min 的过程中,燃烧了 3 kg 燃油,发动机和驱动电机同时共同为汽车行驶提供能量$ 7.5×10^7 J,$其中 60%的能量来自燃油燃烧；发动机用于充电的能量为$ 5×10^6 J。$设燃油在发动机气缸内完全燃烧,燃油的热值为$ 5×10^7 J/kg。$
与普通汽车刹车过程不同,该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。
(1)检修汽车同侧前后两个转向灯时,司机会拨动方向盘旁边的横杆,并观察转向灯的发光情况,司机所拨动的这根横杆相当于电路中的____(选填“电源”“开关”或“导线”)；若拨动横杆后发现有一个转向灯不亮,说明这两灯是____联的。
(2)图 16-4-14 丙中的 O、E、F 为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,变阻器接入电路的电阻减小,要满足以上需求,应将旋钮变阻器的____和____(选填“O”“E”或“F”)两个接线柱接入电路 M、N 之间。
(3)图 16-4-14 丁是该车测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,下列说法错误的是( )。
A. 油量表实质是电压表改装而成的
B. 定值电阻 R₀的作用是保护电路
C. 蓄电池充电时,电能转化为化学能
D. 加油的过程中,油量表的示数变大
(4)该油电混合动力汽车以 60 km/h 的速度匀速行驶 30 min 时,发动机的效率为____%(结果保留一位小数)。
(1)
开关
并
(2)
E
O
(3)(
A
)(4)
33.3
答案
(1)开关 并
(2)E 0
(3)A
(4)33.3
解析:
(4)燃油完全燃烧放出的热量为Q_{放}=mq=3 kg×5×10^{7} J/kg=1.5×10^{8} J
发动机为汽车提供部分动力的能量为W_{1}=7.5×10^{7} J×60%=4.5×10^{7} J
发动机用于充电的能量为W_{2}=5×10^{6} J
发动机用来做有用功的能量为W=W_{1}+W_{2}=4.5×10^{7} J+5×10^{6} J=5×10^{7} J
发动机的效率为η=$\frac{W}{Q_{放}}$×100%=$\frac{5×10^{7} J}{1.5×10^{8} J}$×100%≈33.3%
解析
【解析】
1. 第(1)问：司机拨动的横杆可控制转向灯的通断，相当于电路中的开关；并联电路中各支路用电器独立工作、互不影响，若一个转向灯不亮另一个仍能正常工作，说明两灯是并联的。
2. 第(2)问：驾驶员踩下“油门”时，变阻器接入电路的电阻需减小，即接入电路的电阻丝长度变短，因此应将接线柱E和O（或O和E）接入电路M、N之间，滑片向E移动时，接入的电阻丝长度变短，电阻减小。
3. 第(3)问：油量表与滑动变阻器串联在电路中，因此油量表是由电流表改装而成的，A选项错误；定值电阻$R_0$可防止滑动变阻器接入电阻为0时电路短路，起到保护电路的作用，B选项正确；蓄电池充电时，将电能转化为化学能储存起来，C选项正确；加油时浮标上浮，滑片向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路电流变大，油量表示数变大，D选项正确，故选A。
4. 第(4)问：
计算燃油完全燃烧放出的热量：$Q_{放}=mq=3\ \mathrm{kg}×5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.5×10^8\ \mathrm{J}$
计算发动机为汽车行驶提供的来自燃油的能量：$W_1=7.5×10^7\ \mathrm{J}×60\%=4.5×10^7\ \mathrm{J}$
计算发动机做的有用功（提供动力的能量与充电能量之和）：$W=W_1+W_2=4.5×10^7\ \mathrm{J}+5×10^6\ \mathrm{J}=5×10^7\ \mathrm{J}$
计算发动机的效率：$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{5×10^7\ \mathrm{J}}{1.5×10^8\ \mathrm{J}}×100\%\approx33.3\%$
【答案】
(1) 开关；并
(2) E；O（或O；E）
(3) A
(4) 33.3
【知识点】
1. 电路基本元件与串并联电路特点
2. 滑动变阻器的工作原理
3. 欧姆定律的应用
4. 热机效率的计算
【点评】
本题综合考查电学、热学多个知识点，结合汽车的实际工作场景，需要学生将电路分析、能量转化、热学计算等知识结合起来应用，对知识的综合运用能力要求较高。
【难度系数】
0.45
1. 第(1)问：司机拨动的横杆可控制转向灯的通断，相当于电路中的开关；并联电路中各支路用电器独立工作、互不影响，若一个转向灯不亮另一个仍能正常工作，说明两灯是并联的。
2. 第(2)问：驾驶员踩下“油门”时，变阻器接入电路的电阻需减小，即接入电路的电阻丝长度变短，因此应将接线柱E和O（或O和E）接入电路M、N之间，滑片向E移动时，接入的电阻丝长度变短，电阻减小。
3. 第(3)问：油量表与滑动变阻器串联在电路中，因此油量表是由电流表改装而成的，A选项错误；定值电阻$R_0$可防止滑动变阻器接入电阻为0时电路短路，起到保护电路的作用，B选项正确；蓄电池充电时，将电能转化为化学能储存起来，C选项正确；加油时浮标上浮，滑片向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路电流变大，油量表示数变大，D选项正确，故选A。
4. 第(4)问：
计算燃油完全燃烧放出的热量：$Q_{放}=mq=3\ \mathrm{kg}×5×10^7\ \mathrm{J/kg}=1.5×10^8\ \mathrm{J}$
计算发动机为汽车行驶提供的来自燃油的能量：$W_1=7.5×10^7\ \mathrm{J}×60\%=4.5×10^7\ \mathrm{J}$
计算发动机做的有用功（提供动力的能量与充电能量之和）：$W=W_1+W_2=4.5×10^7\ \mathrm{J}+5×10^6\ \mathrm{J}=5×10^7\ \mathrm{J}$
计算发动机的效率：$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{5×10^7\ \mathrm{J}}{1.5×10^8\ \mathrm{J}}×100\%\approx33.3\%$
【答案】
(1) 开关；并
(2) E；O（或O；E）
(3) A
(4) 33.3
【知识点】
1. 电路基本元件与串并联电路特点
2. 滑动变阻器的工作原理
3. 欧姆定律的应用
4. 热机效率的计算
【点评】
本题综合考查电学、热学多个知识点，结合汽车的实际工作场景，需要学生将电路分析、能量转化、热学计算等知识结合起来应用，对知识的综合运用能力要求较高。
【难度系数】
0.45
