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    7．小华设计了一个三个档位的电火锅，其内部电路如图所示，R1、R2为电热丝，R3为电位器（相当于滑动变阻器），通过控制开关S1、S2、S3的通断可使电火锅在三个不同的档位工作，其中档位Ⅰ、Ⅱ功率较小，功率大小可通过电位器调节；档位Ⅲ功率为最大值且不可调节．该电火锅在电压仅为200V的山区使用时，最大功率为1000W；只闭合开关S1时电路处于档位Ⅰ，电路总功率可从100W调节到400W．
    （1）请按上述要求计算出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值R3．
    （2）在山区使用时，只闭合开关S2时，电路处于档位Ⅱ，请计算处于这个档位时流过电阻丝R2的电流的变化范围．

    分析 （1）当只闭合S1时，滑动变阻器与R1串联；根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，当R3处于阻值为零处时，档位I功率为最大值400W；当R3处于阻值最大处时，档位I功率为最小值100W；根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$和电阻的串联求出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值．
    （2）当S1，S2，S3都闭合时，电路的功率为最大值，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$结合电压200V、最大功率1000W求出R2的阻值；当只闭合开关S2时，R2、R3串联，若R3处于阻值为零处时流过电阻丝R2的电流最大，若R3处于阻值最大处时流过电阻丝R2的电流最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出最大和最小电流，即可得出处于这个档位时流过电阻丝R2的电流的变化范围．

    解答 解：（1）当只闭合S1时，电热丝R1和电位器R3串联接入电路，如图1所示．

    由P=UI，I=$\frac{U}{R}$得，
    R3阻值为0时，档位I功率最大：P1max=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$，
    R1=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1max}}$=$\frac{（200V）^{2}}{400W}$=100Ω；
    R3阻值最大时，档位I功率最小：P1max=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{3}}$，
    R3=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{1min}}$-R1=$\frac{（200V）^{2}}{100W}$-100Ω=300Ω；
    （2）当闭合开关S1、S2、S3时，电热丝R1、R2并联接入电路，此时电路的电阻最小，功率最大，如图2所示．
    Pmix=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$，
    1000W=$\frac{（200V）^{2}}{100Ω}$+$\frac{（200V）^{2}}{{R}_{2}}$，
    R2=$\frac{200}{3}$Ω；
    当只闭合S2时，电热丝R2和电位器R3串联接入电路，如图3所示．
    最大电流I2max=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{200V}{\frac{200}{3}Ω}$=3A，
    最小电流I2mix=$\frac{U}{{R}_{2}+{R}_{3}}$=$\frac{200V}{\frac{200}{3}Ω+300Ω}$=0.55A．
    电流的变化范围约为0.55A～3A．
    答：（1）满足要求的电热丝R1的阻值为100Ω，电位器的最大电阻值R3为300Ω；
    （2）只闭合开关S2时，电路处于档位Ⅰ、Ⅱ时，流过电阻丝R2的电流的变化范围为0.55A～3A．

    点评 本题考查了串联电路和并联电路特点和欧姆定律的应用，关键是电功率公式的灵活运用和画出等效电路图，难点是根据电功率公式分析电火锅的档位．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    17．利用一把钢尺可以设计多个有关声、光、力等物理小实验，
     实验方法实验现象能说明的物理知识或规律
    样例把钢尺放在阳光下地上有钢尺的影子光的直线传播
    设计1用力弯曲钢尺手有疼痛的感觉力的作用是相互的 
    设计2把钢尺的一端压在桌边，使另一端振动 听到钢尺发出“嗡嗡”声 振动的物体会发出声音
    请根据表中的样例将空格处的内容填写完整．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    18．我国的航母正按计划进行各项科研试验和训练，如图所示是中国航母“辽宁”号训练时的图片．当舰载飞机巡航完毕返回航母甲板后（　　）
    A．航母将浮起一些，所受浮力减小B．航母始终漂浮，所受浮力不变
    C．航母将沉下一些，所受浮力减小D．航母将沉下一些，所受浮力增大

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    15．下列说法不正确的是（　　）
    A．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
    B．水平面内自由转动的小磁针静止时指南北是因为受地磁场的作用
    C．任何物体放到磁场中都会被磁化
    D．磁体无论大小，都有两个磁极

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    2．进入5月以来，攀枝花市天气酷热难当，用电量大幅上升．小明家所使用的电能表如图1所示，电线允许通过的最大电流为15A，家中已有用电器的总功率为2200W，最近又准备购买一台额定功率为2kW的空调．
    （1）他家如果安装了这台空调，家中所有用电器同时工作时，不会（填“会”或“不会”）超过电能表的负荷，最大电流将达到19.09A，电线将不能（填“能”或“不能”）承受，应采取的措施是：更换电线．
    （2）小明家的电费实行的是阶梯计价方式，计费标准如图2所示．若小明家所有用电器平均每天同时工作1.5h，5月份的用电量为189kW•h，需交电费378元．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    12．如图所示，一根轻质硬木杆，A端通过细绳竖直地挂有一重50N的物体，该物体放在水平地面上；在B点施加了一个竖直向下的力F．已知OA=15cm，OB=5cm，F=30N．则重物对水平地面的压力为（　　）
    A．80NB．60NC．40ND．20N

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    19．如图所示，是某型弹簧片测力计测量钩码重力的示意图．由图可观察出，该型测力计的量程为2N，分度值为0.05N，钩码的重力为1N．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    16．如图甲、乙所示装置是研究“电热与哪些因素有关”的实验，两个透明容器中密封着等量的空气．U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，进而反映电流产生热量的多少．

    （1）甲图探究的是电热与电阻大小关系的实验．通电一段时间后，比较两个U型管中液面高度的变化，通过分析实验现象，得出的实验结论是在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流所产生的热量就越多．
    （2）乙图中两个封闭容器中的电阻大小都是5Ω，通过它们的电流不相等（选填“相等”或“不相等”），通电一段时间后，比较两个U型管中液面高度的变化，得出的实验结论是在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    17．在探究“伏安法测小灯泡电阻”的实验中：
    （1）某同学实验中电流表和电压表的指针偏转情况如图所示，则出现的问题是电流表的量程选择过大．
    （2）在实验中，小章同学发现当小灯泡两端电压减小时，它的亮度随之减弱，测量的小灯泡电阻也相应减小，造成这一变化的合理解释是D．
    A．导体电阻与导体两端的电压有关
    B．根据欧姆定律，电流一定时，导体的电阻与电压成正比
    C．电压减小时，通过小灯泡的电流不变，电阻减小
    D．电压减小时，小灯泡亮度变暗，温度变低，电阻变小．

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