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浙教版科学九年级上第三章第6节《电能》培优训练A
第1课时
学习目标：
1.能表示电功、电功率的概念，解释电器额定电压、额定功率的意义。
2.根据电功、电功率的知识进行简单计算。
3.说明伏安法测电功率的原理是P=UI及学会用伏安法测电功率。
同步训练：
1.如图为小科设计的遮光感烟探测器部分工作原理图，在一个外部光线无法进入的烟室中，装有一个激光发生器及带有一感光电阻(R0)的电路，R为定值电阻，电源电压恒定；当烟雾进入烟室后，激光被烟雾遮挡而使感光电阻的阻值发生变化。当烟雾达到某一浓度时，探测器便会发出警报。已知光照越强，感光电阻阻值越小，反之则越大。当烟雾进人烟室并越来越浓时，则(
)
A.电路的总电阻逐渐变小
B.电压表的示数逐渐变大
C.电流表的示数逐渐变大
D.R消耗的功率逐渐变大
2.灯泡L上标有“6V
6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电路电压为10V不变，电流表的量程为“0∽0.6A”，电压表的量程为“0∽15V”。则下列说法正确的是(
)
A.灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V
B.当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为8V
C.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
D.为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为6W
3.甲、乙两用电器电功率之比为1:2,通电时间之比为3:4,则消耗电能之比为(
)
A.1:2
B.3:8
C.3:4
D.2:3
4.如图所示，干路上的电流I恒为1A不变，滑动变阻器规格为“15Ω
1A”，小灯泡L上标有“6V
3W”字样。忽略温度对小灯泡阻值的影响，则(
)
A.小灯泡L正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为6Ω
B.当滑片P移到最左端时，通过小灯泡的电流为1A
C.在滑片P向左移动过程中，并联电路两端电压会减小
D.在滑片P向左移动过程中，并联电路消耗的总功率会增大
5.如图甲所示，R1的阻值是20Ω,滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图像如图乙所示，则R2消耗的最大功率是(
)
A.0.45W
B.0.50
W
C.0.80W
D.0.90W
6.两只灯泡A和B额定电压都是110
V,A的额定功率为60W,B的额定功率为100W,为了把它们接在220V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接法？(
)
7.如图为某型号玩具电动机的工作电路图。电动机铭牌上标有“6V
6W,线圈电阻2Ω”字样。当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流。为了保护电动机，启动电流不得超过2A。问：
(1)启动时，变阻箱R的阻值至少多大？
(2)当电动机启动后，再次调节变阻箱R,使电动机进入正常工作状态。此时R消耗的电功率为多大？
8.如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是(
)
A.R1的阻值是20Ω
B.当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C.电源电压是16V
D.该电路的最大电功率为7.2W
9.现有标注为“3V
1W”和“6V
4W”的两盏电灯L1和L2,把它们与“20Ω
1A”的滑动变阻器串联后，接在9V的电源上，如图所示。开关闭合后，当滑动变阻器R的滑片P从a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是(
)
①两灯发光时，灯L2比灯L1亮；
②两灯逐渐变亮，且L1首先正常发光；
③灯L1和灯L2发光时电功率之比是1:4;
④灯L1和灯L2的总功率有可能与变阻器的功率相等。
A.①③
B.②③
C.①④
D.②④
10.发光二极管(LED)具有高亮度、低能耗等优点。如图甲所示是LED的实物图和元件符号。把一个额定电压为2.5V的LED灯接入电源电压恒为4.5V的电路，如图乙所示。
(1)闭合开关S,LED发光；断开S,改变电源的正负极后闭合S,LED却不发光，可见，LED具有
________(填“单向”或“双向”)导电性。
(2)移动滑片P,测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示。当该LED正常工作时，消耗的电功率为
。
(3)该LED正常工作100s消耗的电能为
。
11.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小明对家里的电动自行车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度υ和牵引力F随时间t变化的关系图像。已知匀速行驶时，电动机输人电压为48V,输入电流为5A,由图可知，0∽2s电动自行车受到的摩擦力为
N;电动自行车匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为
。
12.某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6V,指示灯规格为“6V
3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及铁的阻值忽略不计。
(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点
(填“1和2”“2和3”“3和4”或“4和5”)接通。
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当右转指示灯微弱发光时，其两端际电压为U,消耗的实际功率为额定功率的1/25。求：
①右转指示灯闪烁交替工作30s消耗的电能；
②定值电阻R0的阻值(指示灯的电阻不变)。
13.某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12V,R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻RF放置于水箱底部(如图乙)，其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2=220V;圆柱体水箱底面积S＝0.4m2。当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1
A,衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1=IA;当水位降到1m时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始个水箱注水，此时电流表示数I2=2A
水位／m
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
压敏电阻RF阻值／Ω
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为
W。
(2)当水箱内水位下降到1m时，通过电磁铁线圈的电流Ib为多大？
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001m3;注水系统工作时，每秒钟给喷水箱注水恒为0.005m3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。
14.科学兴趣小组的同学利用学过的知识，测量定值电阻Rx的阻值。
(1)同学们利用电路甲测量Rx的阻值，测量数据和结果如下表一：
表一
实验次数
电压U/V
电流I/mA
电阻R/Ω
1
2.0
2.30
870
2
2.5
2.90
862
3
4.0
4.70
851
根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是
。
(2)同学们发现该电阻的标定阻值为1000Ω,为什么测量值与标定值之间有较大偏差？他们查资料寻找原因，发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻，只是电压表的内阻比较大，电流表的内阻比较小，但都会对测量结果产生影响。然后，同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书，说明书显示：电压表量程0∽6V,内阻6000Ω。电流表量程0∽10mA,内阻40Ω。根据这些信息，可判断甲电路中由于
(填“电流表”或“电压表”)内阻的影响，使测量结果产生较大偏差。
(3)小组同学经过思考，改成电路乙进行实验，测量数据和结果如下表二：
表二
实验次数
电压U/V
电流I/mA
电阻R/Ω
1
2.0
1.92
1042
2
2.5
2.45
1020
3
4.0
3.75
1067
比较两次测量结果，同学们做出了以下分析，你认为正确的是
。
A.测量该定值电阻选择电路乙更合适
B.用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小
C.选择合适的电路，测得的电阻值偏差会减小，更接近真实值
(4)拓展应用：根据以上的探究，如果需要测量阻值约20Ω的小阻值电阻时，选用了合适量程的电压表和电流表后，为了使测量结果更精确，应选择甲和乙中的哪一电路？并说明理由
。
15.小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为1.5Ω。为测量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路(符号
表示数值可读的变阻器）。已知电源电压为12V,当变阻器的阻值为6Ω时，电压表的读数为3V。计算此时：
(1)通过电动机的电流。
(2)电动机消耗的电功率。
16.小华家买了电动自行车，说明书上的部分内容摘录在下图中(注：“电池容量10
Ah”可理解为“若以10A的电流放电可使用1小时”)。请回答：
(1)该电动自行车的额定电流多大？
(2)若该电动自行车行驶的平均车速为20km/h,使用50%的电池容量(按额定电流放电，不计放电时能量损失)，能行驶多长路程？
(3)某天小华想在自家的小车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座，于是小华想在下图所示的原有线路上安装一个双孔插座，应在a、b、c三处中的哪两处之间安装才合理？
。
A.a和b
B.b和c
C.a和c
第2课时
学习目标：
1.掌握电能表是计量消耗电能的仪表。
2.学会电能表的读数和计算电器消耗电能的方法。
同步训练：
1.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，忽略小灯泡电阻受温度的影响。当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，下列判断中正确的是(
)
A.电流表和电压表的示数都增大，电路总功率变大
B.电流表和电压表的示数都减小，电路总功率变小
C.电流表示数减小，电压表示数变大，灯泡功率不变
D.小灯泡亮度不变，电压表示数不变，变阻器功率变小
2.一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压。家庭里通常不备电压表，但借助电能表可以测出用电器的实际工作电压。现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌如图所示，测得电能表的表盘转过125转的时间为121s。根据所给信息可知(
)
A.该电热水壶的电阻为110Ω
B.电热水壶的实际功率为1500.W
C.电热水壶在121s内实际消耗电功为1.5×106J
D.电热水壶的实际电压为200V
3.小明放学回家，走到楼道口发现自家的电能表指示灯在不停地闪烁，便走近进行仔细观察，发现电能表的部分参数如下表。同时用手表计时，测得1min内电能表指示灯闪烁了64次。假设小明家中只有一个用电器在工作，这个用电器可能是(
)
A.节能灯
B.电风扇
C.电视机
D.挂壁式空调
14.小科同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒定不变。更换5个定值电阻R,得到如图乙所示的图像。以下说法正确的是(
)
A.该同学研究的是电流与电压的关系
B.实验中电源电压为2.5V恒定不变
C.R在a点时的电功率大于b点时的电功率
D.将Rx从10Ω换成15Ω后，应将滑片P向左移
5.如图是沈明同学家今年3月31日至4月30日电能表上的显示情况，则沈明同学家4月份的用电量为
kW·h,合
J。
6.每户人家都有电能表，如图是杭州小金家2019年12月23日和2020年1月23日的示数，他家在这段时间内用了
度电；杭州的电价0.54元／度，小金家共需交
元电费；他家有一台55寸液晶电视机，他想知道电视机的功率，如果用家里的电能表进行测算，你认为他该怎样操作？
。
7.灯L额定电压为6V,定值电阻R和灯L的电流随其两端电压变化的关系如图甲所示。
(1)将定值电阻R和L串联，如图乙所示，调节滑动变阻器，使R和L两端的总电压为8V,则定值电阻R与灯L的电功率之比为
。
(2)将定值电阻R和L并联，如图丙所示，调节滑动变阻器使灯L恰好正常发光，此时定值电阻R的电功率为
。
8.小明家刚买了一台新的电热饮水机，简化电路如图所示。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制)，小明阅读该饮水机说明书可知：额定电压220V,加热时的功率400W,保温时的功率40W。试问：
(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态？
(2)R1和R2的电阻值各是多大？
(3)在某次该饮水机持续加热时，小明将家里的其他用电器都关闭，他发现该饮水机持续加热时，家里标有“6000r/(kW·h)”字样的电能表转盘10
min内转过了324转，则该饮水机持续加热时的实际电压是多大？
9.某同学家的电子式电能表上个月月初、月末是表盘如图所示。表盘上“1600imp(kW·h)”表示每月电1kW·h指示灯闪烁1600次。根据表盘上的信息，回答下列问题：
(1)该同学家上个月共用电多少度？
(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少？
(3)若只让一个标有“220V
484W”的电热器工作3min,观察到电能表的指示灯闪烁了32次，则该同学家的实际电压是多大？(设电热器的电阻不变)
10.电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅的简化电路图，R1为加热电阻，R2为保温电阻，S1为电源开关，S2为压力开关。加热时S2与触点a接通，R1工作；保温时S2与触点b接通，R2工作。电压力锅的其他参数见铭牌。
电压力锅的铭牌
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
100W
气压设定值
175
kPa
(1)当电压力锅内的气压达到设定值时水沸腾。此时，水的温度
(填“＞”“＝”或“＜”)100℃。
(2)计算保温电阻R2正常工作时的阻值。
(3)图乙表示电压力锅工作时电功率与时间的关系。阴影部分面积表示
，并列式计算它的大小。
11.(科学思维)图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220
V,它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220
V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求：
(1)当电路中的电流为2A时，S和S1的开关情况。
(2)R1和R2的电阻。
(3)0∽30
min,电饭煲产生的总热量。
(4)在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期，当实际电压为200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间。
12.如图是小明设计连接的铅笔芯变阻器电路，将导线a固定在铅笔芯一端，闭合开关后，把导线b沿铅笔芯向右移动，灯泡变亮。则他设计的电路图是(
)
13.张强妈妈买了一个新的电饭煲，张强从说明书中，得知下表中的信息，工作电路图如图甲，S1为温控开关，加热时电阻R1和R2的阻值不随温度变化。
(1)电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流。
(2)电阻R2的阻值。
(3)某周末的晚饭时，张强想利用自家电能表(如图乙)测量家庭电路的实际电压。于是他关闭了家中其他所有用电器，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转。求家庭电路的实际电压。
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精品试卷·第
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浙教版科学九年级上第三章第6节《电能》培优训练A
第1课时
学习目标：
1.能表示电功、电功率的概念，解释电器额定电压、额定功率的意义。
2.根据电功、电功率的知识进行简单计算。
3.说明伏安法测电功率的原理是P=UI及学会用伏安法测电功率。
同步训练：
1.如图为小科设计的遮光感烟探测器部分工作原理图，在一个外部光线无法进入的烟室中，装有一个激光发生器及带有一感光电阻(R0)的电路，R为定值电阻，电源电压恒定；当烟雾进入烟室后，激光被烟雾遮挡而使感光电阻的阻值发生变化。当烟雾达到某一浓度时，探测器便会发出警报。已知光照越强，感光电阻阻值越小，反之则越大。当烟雾进人烟室并越来越浓时，则(▲)
A.电路的总电阻逐渐变小
B.电压表的示数逐渐变大
C.电流表的示数逐渐变大
D.R消耗的功率逐渐变大
【答案】B
【解析】(1)由图可知两电阻串联，电流表测量串联电路的电流，电压表测量Ro两端的电压；(2)由感光电阻性质可知Ro电阻值的变化利用欧姆定律可求得电路中电流的变化及Ro两端电压的变化。
【分析】本题考查学生电路图的分析及欧姆定律的使用，从题中得出感光电阻的阻值与光照的变化关系是本题的突破口。
【详解】由图可知两电阻串联，由感光电阻的性质知：当烟雾进入烟室并越来越浓时，使光照变弱，感光电阻阻值增大，则电路中的总电阻增大；这时由欧姆定律可得电路中电流减小，即电流表示数减小，由U=IR可知，定值电阻R两端的电压会减小，则根据串联电路的电压特点知，感光电阻Ro两端的电压增大，即电压表的示数会变大；同时根据P=I2R可知，因电路中的电流减小，R消耗的功率也减小；所以A、C、D说法错误；只有B说法正确。故选B。
2.灯泡L上标有“6V
6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，若电路电压为10V不变，电流表的量程为“0∽0.6A”，电压表的量程为“0∽15V”。则下列说法正确的是(▲)
A.灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V
B.当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为8V
C.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
D.为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为6W
【答案】D
【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据欧姆定律求出电压表的示数；(2)根据图象读出当电流表示数为0.4A时，灯泡两端的电压，根据电阻的串联特点求出电压表的示数；(3)灯泡两端的电压越大时，实际功率越大，温度越高，电阻的越大，根据串联电路的电压特点可知电压表示数增大时灯泡两端的电压变化，进一步得出灯泡电阻与电压表示数之间的关系；(4)根据图象可知灯泡正常工作时的额定电流，并与电流表的量程相比较得出电路的最大电流，即可判断灯泡是否能正常工作；根据P=UI求出电路消耗的最大电功率。
【分析】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据灯泡的额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，这也是学生比较容易出错的地方。
【详解】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；A、灯泡正常发光时的电压UL=6V;因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡L正常发光时，电压表的示数：UR=U-UL=10V-6V=4V,故A错误；B、由图象可知，当I=0.4A时，UL?=1V由串联电路电压规律可知，此时电压表的示数：U?R=U-U?L=10V-1V=9V。故B错误；C、灯泡的电阻随温度的升高而增大，即灯泡两端的电压越大时，灯泡的实际功率越大，灯丝温度越高，灯泡的电阻越大；在图示的电路中，电压表的示数越大(变阻器两端的电压越大)，灯泡两端的电压越小，灯泡的电阻越小，所以，灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而减小，故C错误；D、由图象可知，当灯泡正常发光(UL=6V)时，电路中的电流为1A>0.6A,所以电路中的最大电流为Imax=0.6A;则电路消耗的最大电功率：Pmax=UImax=10V×0.6A=6W。故D正确。故选：D。
3.甲、乙两用电器电功率之比为1:2,通电时间之比为3:4,则消耗电能之比为(▲)
A.1:2
B.3:8
C.3:4
D.2:3
【答案】B
【解析】知用电器功率与通电时间之比，由W=Pt可以求出用电器消耗的电能之比。
【分析】熟练应用电功公式即可正确解题，本题是一道基础题。
【详解】甲乙用电器消耗的电能之比为W甲/W乙=P甲t甲/P乙t乙=1/2×3/4=3/8
故选B。
4.如图所示，干路上的电流I恒为1A不变，滑动变阻器规格为“15Ω
1A”，小灯泡L上标有“6V
3W”字样。忽略温度对小灯泡阻值的影响，则(▲)
A.小灯泡L正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为6Ω
B.当滑片P移到最左端时，通过小灯泡的电流为1A
C.在滑片P向左移动过程中，并联电路两端电压会减小
D.在滑片P向左移动过程中，并联电路消耗的总功率会增大
【答案】C
【解析】(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据并联电路的电压特点可知电源的电压，根据P=UI求出通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值；(2)当滑片P移到最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，会造成电源短路；(3)在滑片P向左移动过程中，根据电阻的并联可知总电阻的变化，根据欧姆定律可知并联电路两端电压的变化，根据P=UI可知并联电路消耗的总功率变化。
【分析】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是滑片P向左移动过程中电路中总电阻变化的分析。
【详解】(1)因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L正常发光，所以，电源的电压U=UL=6V,由P=UI可得，通过灯泡的电流：IL=PL／UL=3W/6V=0.5A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过滑动变阻器的电流：I滑=I-IL=1A-0.5A=0.5A,则滑动变阻器接入电路中的阻值：R滑=U/I滑=6V/0.5A=12Ω,故A错误；(2)当滑片P移到最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，会造成电源短路，则通过小灯泡的电流为0A,故B错误；(3)在滑片P向左移动过程中，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，并联部分的总电阻变小，因干路上的电流I恒为1A不变，所以，由U=IR可知，并联电路两端电压会减小，故C正确；由P=UI可知，并联电路消耗的总功率减小，故D错误。故选C。
5.如图甲所示，R1的阻值是20Ω,滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图像如图乙所示，则R2消耗的最大功率是(▲)
A.0.45W
B.0.50
W
C.0.80W
D.0.90W
【答案】A
【解析】(1)根据滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图象利用P=I2R求出电流，结合R1阻值求出电源电压；(2)由曲线图可知当R2的阻值为20Ω时，消耗的功率最大，利用电源电压和串联总电阻求出电流，即可求出电功率。
【分析】此题为图象求解问题，始终抓住曲线告诉的信息，结合电功率公式的理解求解是解题关键。
【详解】由滑动变阻器R2消耗的功率P与其电阻R2的关系图象可知，当R2=10Ω时，P2=0.4W,由P=I2R可得：I=,由欧姆定律I=U/I=IR得：电源电压：U=IU=0.2A×(20Ω+10Ω)
=6V；乙图可知当R2=20Ω时，R2的功率最大，此时电路中的电流为I?=U/R?=6V/20Ω+20Ω=0.15A，电阻R2的最大功率为P?=
(I?)2R2=(0.15A)2×20Ω=0.45W。故选：A。
6.两只灯泡A和B额定电压都是110
V,A的额定功率为60W,B的额定功率为100W,为了把它们接在220V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接法？(▲)
【答案】C
【解析】由题知，灯泡的电压相等，但是灯泡的功率不同，由此可以知道两种灯泡的电阻的大小不同，在由电路的串并联的知识先逐个分析灯泡能否正常的发光，再判断消耗的功率最小的电路。
【分析】解答本题是一定要注意题目要同时满足两个条件即灯泡能够正常发光并且消耗的功率还要最小
【详解】A.由于额定电压都是110V,额定功率PA=60W、PB=100W,由此可知RA>RB,把灯泡B与电阻并联的话，会使并联的部分的电阻更小，所以AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，故A错误；B.由于灯泡要满足110V的额定电压，所以当A灯泡与电阻串联以后，再与B灯泡并联，而B灯泡的电压高于额定110V的电压，不能正常工作，故B错误；C.由于额定电压都是110V,额定功率PA=60W、PB=100W,由此可知RA>RB,把灯泡A与电阻并联的话，可以使并联部分的电阻减小，可能使B与并联部分的总电阻相同，所以AB能同时正常发光，此时干路电流等于B的额定电流，干路电压等于A、B的额定电压之和，所以总功率的大小P=(UA额+UB额)IB额＝UA额I额B+PB额==UA额×PB额/UB额+PB额=110V×(100W/110W)＋100W=200W
；D.把AB并联之后与电阻R串连接入电路，当电阻R的阻值与AB并联的总电阻相等时，AB可以正常发光，此时AB并联部分的总电流等于通过电阻R的电流，根据P=I2R,此时电阻R消耗的功率为AB灯泡功率的和，所以电路消耗的总功率的大小P?=2(PA额＋PB额)＋2
×(60W+100W)
=320W；由CD的分析可知，正常发光并且消耗的功率最小的为C,故C正确。故选：C。
7.如图为某型号玩具电动机的工作电路图。电动机铭牌上标有“6V
6W,线圈电阻2Ω”字样。当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流。为了保护电动机，启动电流不得超过2A。问：
(1)启动时，变阻箱R的阻值至少多大？
(2)当电动机启动后，再次调节变阻箱R,使电动机进入正常工作状态。此时R消耗的电功率为多大？
【答案】(1)启动时，变阻箱R的阻值至少4Ω；(2)此时R消耗的电功率为6W
【解析】(1)启动时，电动机尚未转动，没有对外输出机械能，此时的电路为纯电阻电路，线圈电阻和电阻箱串联，根据1=U/R求出总电阻，进而R求出变阻箱电阻；(2)电动机正常工作，其两端电压为6V,根据P=UI求出电路电流，根据串联电路的分压特点求出变阻箱两端的电压，根据P=UI求出R消耗的电功率。
【分析】此题主要考查的是学生对串联电路的电压、电阻特点和电功率计算公式的理解和掌握，难度不是很大。
【详解】(1)启动时，电动机尚未转动，没有对外输出机械能，此时的电路为纯电阻电路，线圈电阻和电阻箱串联，由I=U/R
得电路总电阻：R=U/I=4=12V/2A==62=Ω,变阻箱电阻R变=R-R线＝6Ω-2Ω=4Ω；(2)电动机正常工作，由P=UI得电路中电流：I?=P额/U额=6W/6v=1A,变阻箱两端电压U变=U-U额＝12V-6V=6V,变阻箱消耗电功率：P?=U变I?=6V×1A=6W。答：(1)启动时，变阻箱R的阻值至少4Ω；
(2)此时R消耗的电功率为6W。
8.如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是(▲)
A.R1的阻值是20Ω
B.当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C.电源电压是16V
D.该电路的最大电功率为7.2W
【答案】A
【解析】由甲图知，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量滑动变阻器两端电压；①在串联电路中，用电器两端电压与其阻值成正比。由乙图知，当滑动变阻器接入电路电阻最大时，两端电压最大，为14V；此时电路电流最小，为0.2A；当滑动变阻器接入电路电阻最小时，两端电压为0；电路电流最大，为0.9A。根据欧姆定律和串联电路特点列方程组得到电源电压和定值电阻的阻值；②已知电源电压和电路电流，可以得到电路总电阻；已知电路总电阻好定值电阻阻值，可以得到滑动变阻器接入电路的电阻；③已知电源电压和电路最大电流，利用公式P=UI得到电路最大功率。
【分析】本题考查电阻、电流、电压和电功率的计算，关键是欧姆定律、电功率及其变形的灵活运用，难点是根据图象得出数据解决问题，要记住串联电路电流和电压的规律。
【详解】AC.由乙图知，当滑动变阻器接入电路电阻最大时，两端电压最大，为14V；此时电路电流最小，为0.2A,因为I=U/R所以滑动变阻器的最大阻值为R2=U滑最大/I最小=14V/0.2A=
=70Ω；根据题意不管滑片在么位置，电源电压不变，串联电路两端的总电压都等于两部分电路两端的电压之和，当滑动变阻器接入电路电阻最大时，I最小＝0.2A,故得出电源电压：U=U1+U滑最大=0.2A×R1+14V①,由图乙可知，当滑动变阻器接入电路中电阻为0时，电路电流最大，且I最大=0.9A,则电源电压：U=I最大R1=0.
9A×R1②,联解①②得：R1=20Ω；U=18V；故A正确，C错误；B.当电路电流为I?=0.4A时，电路总电阻为R?=U/I?=18V/0.4A＝45Ω,所以滑动变阻器接入电路的电阻为R2?=R?-R1=45Ω-20Ω=25Ω。故B错误；D.电路消耗的最大功率为P最大=UI最大=18V×0.9A=16.2W。故D错误。故选：A。
9.现有标注为“3V
1W”和“6V
4W”的两盏电灯L1和L2,把它们与“20Ω
1A”的滑动变阻器串联后，接在9V的电源上，如图所示。开关闭合后，当滑动变阻器R的滑片P从a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是(▲)
①两灯发光时，灯L2比灯L1亮；
②两灯逐渐变亮，且L1首先正常发光；
③灯L1和灯L2发光时电功率之比是1:4;
④灯L1和灯L2的总功率有可能与变阻器的功率相等。
A.①③
B.②③
C.①④
D.②④
【答案】D
【解析】由电路图可知，两盏灯泡是串联在一起的，所以通过它们的电流都相等，根据灯泡的规格可以求解灯泡的电阻和额定电流，要知道灯泡的亮暗由电功率决定。
【分析】解决此类题目要分析电路中的电阻变化情况，结合欧姆定律分析电路中的电流和电压的变化。
【详解】由电灯L1的标志“3V1W”，可以知道灯泡L1的电阻为9Ω,额定电流为0.33A;由灯泡L2的标志“6V4W”，可以知道灯泡L2的电阻为9Ω,额定电流为0.67A;因它们的电流和电阻相同，所以灯泡的电功率相同，即一样亮，①说法错误；当滑动变阻器R的滑片P从a端向b端滑动的过程中，连入电路中的电阻减小，所以通过两盏灯泡的电流逐渐增大，两盏灯泡逐渐变亮，灯L1可以首先达到额定电流，所以L1首先正常发光，②说法正确；因滑动变阻器的电阻是20Ω,两盏灯泡的总电阻是18Ω,所以当滑动变阻器的电阻达到18Ω时，灯L1和L2的总功率有与阻器的功率相等，④说法正确；故选D。
10.发光二极管(LED)具有高亮度、低能耗等优点。如图甲所示是LED的实物图和元件符号。把一个额定电压为2.5V的LED灯接入电源电压恒为4.5V的电路，如图乙所示。
(1)闭合开关S,LED发光；断开S,改变电源的正负极后闭合S,LED却不发光，可见，LED具有
▲
(填“单向”或“双向”)导电性。
(2)移动滑片P,测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示。当该LED正常工作时，消耗的电功率为
▲
。
(3)该LED正常工作100s消耗的电能为
▲
。
【答案】(1)单向；(2)0.0125W；(3)1.25J
【解析】【分析】【详解】(1)闭合开关S,LED发光；断开S,改变电源的正负极后，电路中的电流方向发生改变，闭合S,LED却不发光，可见，LED具有单向导电性；(2)移动滑片P,测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示。当该LED正常工作时，LED灯的额定电压为U=2.5V,由图丙可知，此时通过LED灯的电流是I=5mA=0.005A;当该LED正常工作时，消耗的电功率为：P=UI=2.5V×0.005A=0.0125W；(3)该LED正常工作t=100s消耗的电能为：W=Pt=0.0125W×100s=1.25J。故答案为：(1)单向；(2)0.0125W；(3)1.25J。
11.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小明对家里的电动自行车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度υ和牵引力F随时间t变化的关系图像。已知匀速行驶时，电动机输人电压为48V,输入电流为5A,由图可知，0∽2s电动自行车受到的摩擦力为
▲
N;电动自行车匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为
▲
。
【答案】35；87.5％
【解析】观察速度－时间图象，电动自行车在0∽7s速度越来越快，7∽12s,速度不再变化；观察牵引力－时间图象，在7∽12s牵引力大小不变，由于电动车匀速运动，牵引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小；利用电动自行车匀速行驶时，电动机的输入功率，利用P=fv求电动自行车匀速行驶时克服摩擦力做功的有用功率，然后利用效率公式求效率。
【分析】本题以电动车为载体，考查了学生利用所学知识分析解决实际问题的能力，关键是明确图象的含义。
【详解】由速度－时间图象可知，电动自行车的运动特点是先加速、后匀速；由牵引力－时间图象可知，在7∽12s牵引力大小F=35N,因为在7∽12s匀速运动，摩擦力f=F=35N;摩擦力的大小与接触面积的粗糙程度和压力大小有关，这两个条件不变，摩擦力不变，故0∽2s电动自行车受到的摩擦力与7∽12s的摩擦力相同，都为35N；电动自行车匀速行驶时，电动机的输入功率P=UI=48V×5A=240W,由速度－时间图象可知，电动自行车匀速行驶时速度v=6m/s,则克服摩擦力做功的功率为P有用=fυ=35N×6m/s=210W；所以效率η=W有用/W总=P有用t/P总t×100%=210W/240W×100%=87.5%。故答案为：35；
87.5%。
12.(科学思维)某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6V,指示灯规格为“6V
3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及铁的阻值忽略不计。
(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点
▲
(填“1和2”“2和3”“3和4”或“4和5”)接通。
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当右转指示灯微弱发光时，其两端际电压为U,消耗的实际功率为额定功率的1/25。求：
①右转指示灯闪烁交替工作30s消耗的电能；
②定值电阻R0的阻值(指示灯的电阻不变)。
【答案】(1)3和4；(2)①右转指示灯闪烁交替工作30s消耗的电能为32.4J；②定值电阻Ro的阻值为48Ω
【解析】(1)由电路图可知，左转、右转指示灯同时工作时开关的位置。(2)①知道指示灯的额定电压和额定功率，根据P=U2/R求出指示灯的电阻，根据题意求出当右转指示灯微弱发光时指示灯的实际功率，由图乙可知，交替工作的周期和一个周期内加热时间，据此求出右转指示灯闪烁交替工作30s内正常发光的时间，进一步求出微弱发光的时间，根据P=W/t求出正常发光消耗的电能和微弱发光时消耗的电能，两者之和即为共消耗电能；②再根据P=U2/R求出灯泡两端的实际电压，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出Ro的阻值。
【分析】本题考查了电路连接的判断和电功率公式、串联电路的特点、欧姆定律、电功公式的应用，关键是从图象中得出指示灯正常工作的时间和微弱发光时的时间。
【详解】(1)由电路图可知，转向开关接3和4时，左转、右转指示灯同时工作；(2)①由P=U2/R可得，指示灯的电阻：RL=U／PL=(6V)2/3W=12Ω,当右转指示灯微弱发光时，指示灯的实际功率：PL实=1/25PL=1/25×3W=0.12W,
由图乙可知，交替工作的周期为1.5s,一个周期内正常工作的时间为0.5s,则右转指示灯闪烁交替工作30s内，正常发光的时间t1=3/1.5×0.5s=10s,微弱发光的时间t2=t-t1=30s-10s=20s,由p=W／t可得，正常发光消耗的电能：W1=PLt1=3W×10s=30J,微弱发光时消耗的电能：W2=P实t2=0.12W×20s=2.4J,共消耗电能：W=W1+W2=30J+2.
4J=32.4J；(2)当右转指示灯微弱发光时，灯泡两端的实际电压：Ux=，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压：Uo=U-Ux=6V-1.2V=4.8V,因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I=U0/R0=Ux/RL,即4.8V/R0=1.2V/12Ω,解得：Ro=48Ω。答：(1)3和4；(2)①右转指示灯闪烁交替工作30s消耗的电能为32.4J；②定值电阻Ro的阻值为48Ω。
13.某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12V,R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻RF放置于水箱底部(如图乙)，其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2=220V;圆柱体水箱底面积S＝0.4m2。当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1
A,衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1=IA;当水位降到1m时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始个水箱注水，此时电流表示数I2=2A
水位／m
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
压敏电阻RF阻值／Ω
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为
▲
W。
(2)当水箱内水位下降到1m时，通过电磁铁线圈的电流Ib为多大？
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001m3;注水系统工作时，每秒钟给喷水箱注水恒为0.005m3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。
【答案】(1)当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为0.6W；(2)当水箱内水位下降到1米时，通电电磁铁线圈的电流Ib为0.08A；(3)相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能为1.32×105J
【解析】(1)由图知，控制电路中Ro、RF、电磁铁线圈串联，当水箱内水位达到2米时，由表格可知压敏电阻RF的阻值，由P=12R计算RF的功率；(2)在水位2米时，根据串联电路特点和欧姆定律计算Ro阻值；当水位1米时，由表格数据知RF连入阻值，计算出总电阻，从而得到控制电路中电流；(3)分别计算注水系统注水时间和喷淋系统喷水时间；由W=UIt计算注水和喷淋同时进行时工作电路电流做功和喷淋系统单独工作电流做功，从而计算工作电路消耗的总的电能。
【分析】本题考查了串联和并联电路特点、欧姆定律以及电功计算公式的应用，要能看懂整个自动注水喷淋系统原理图，关键是求出各系统的工作时间。
【详解】(1)由图知，控制电路中Ro、RF、电磁铁线圈串联，由表中数据知，当水箱内水位达到2米时，RF=60Ω,控制电路中电流Ia=0.1A,所以RF的功率：PF=Ia2RF=(0.1A)2×60Ω=0.6W；
(2)当水位为2米时，根据串联电路特点和欧姆定律可得Ro阻值，Ro=R总1-RF=U/Ia-RF=12V/0.1A-60Ω=60Ω,当水位1米时，由表格数据知RF1=90Ω,由串联电路特点和欧姆定律可得线圈的电流：Ib=U/R0=RF1=12V/(60Ω+90Ω)=0.08A；(3)由工作电路知，注水和喷淋系统是并联的，注水系统从水位1米开始注水到2米，注水的总体积：V总＝0.4㎡×(2m-1m)=0.4m3,
注水的同时喷淋系统一直工作，所以注水时间：t1=0.4m3t1/(0.005m3/s-0.001m3/s)=×100s,水位从2米下降到1米，需要的时间：t2=0.4m3/s=400s,所以注水系统与喷淋系统同时工作时，工作电路电流做的功：W=U2I2t1=220V×2A×100s=4.4×104J,喷淋系统单独工作时，工作电路电流做功：W?=U2I1t2=220V×1A×400s=8.8×104J,所以相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能：W总=W+W?=4.4×104J+8.8×104J=1.32×105J。答：(1)当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为0.6W；(2)当水箱内水位下降到1米时，通电电磁铁线圈的电流Ib为0.08A；(3)相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能为1.32×105J。
14.科学兴趣小组的同学利用学过的知识，测量定值电阻Rx的阻值。
(1)同学们利用电路甲测量Rx的阻值，测量数据和结果如下表一：
表一
实验次数
电压U/V
电流I/mA
电阻R/Ω
1
2.0
2.30
870
2
2.5
2.90
862
3
4.0
4.70
851
根据表格中的数据可求得该电阻的阻值是
▲
。
(2)同学们发现该电阻的标定阻值为1000Ω,为什么测量值与标定值之间有较大偏差？他们查资料寻找原因，发现平时认为电阻为零的电流表和电阻无穷大的电压表实际上都有一定的内阻，只是电压表的内阻比较大，电流表的内阻比较小，但都会对测量结果产生影响。然后，同学们找来他们使用的电流表和电压表的说明书，说明书显示：电压表量程0∽6V,内阻6000Ω。电流表量程0∽10mA,内阻40Ω。根据这些信息，可判断甲电路中由于
▲
(填“电流表”或“电压表”)内阻的影响，使测量结果产生较大偏差。
(3)小组同学经过思考，改成电路乙进行实验，测量数据和结果如下表二：
表二
实验次数
电压U/V
电流I/mA
电阻R/Ω
1
2.0
1.92
1042
2
2.5
2.45
1020
3
4.0
3.75
1067
比较两次测量结果，同学们做出了以下分析，你认为正确的是
▲
。
A.测量该定值电阻选择电路乙更合适
B.用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小
C.选择合适的电路，测得的电阻值偏差会减小，更接近真实值
(4)拓展应用：根据以上的探究，如果需要测量阻值约20Ω的小阻值电阻时，选用了合适量程的电压表和电流表后，为了使测量结果更精确，应选择甲和乙中的哪一电路？并说明理由
▲
。
【答案】(1)861Ω；(2)电压表；(3)ABC；(4)甲；甲，电压表内阻远大于20Ω,故通过电压表的电流很小，电流表示数接近真实的电流。
【解析】(1)为提高测量的准确程度，取平均值作为测量结果；(2)分析甲电路的连接，由并联电路电流的规律，电流表示数大于待测电阻的实际电流，据此回答；(3)根据已知条件：电压表内阻与待测电阻差别不大，由欧姆定律得，根据甲中通过电压表的电流较大分析；因待测电阻远大于电流表内阻，在图乙测电阻，由分压原理得出电压表分得的电压较小，据此分析；(4)20欧的小阻值电阻与电流表内阻差别较小，分别分析乙图和甲图中对测量的影响大小，据此回答。
【分析】本题考查并联、串联电路的规律及欧姆定律的运用和数据处理、误差分析，难度较大。
【详解】(1)为提高测量的准确程度，取平均值作为测量结果：R测=870Ω+862Ω+851Ω/3==861Ω；(2)甲中，电压表与待测电阻并联，有电流通过电压表，由并联电路电流的规律，电流表示数大于待测电阻的实际电流，可判断甲电路中由于电压表内阻的影响，使测量结果产生较大偏差；(3)小组同学经过思考，改成电路乙进行实验，测量数据和结果如下表：因电压表：量程0∽6伏，内阻6000欧；电流表：量程0-10毫安，内阻40欧；A、电压表内阻与待测电阻差别不大，故甲中通过电压表的电流较大，电流表示数与待测电阻的实际电流差别较大，故甲测量误差较大，因待测电阻远大于电流表内阻，故用图乙测电阻，由分压原理，电压表分得的电压较小，比较接近电压表示数(电流表测量的电流是准确的)，测量该定值电阻选择电路乙更合适；A正确；B.用电压表和电流表测量得到的电阻阻值都会偏大或偏小，B正确；C.选择合适的电路，测得的电阻值偏差会减小，更接近真实值，C正确；(4)20欧的小阻值电阻与电流表内阻差别较小，若用乙图，电流表分得电压较大，误差较大；甲中，因电压表内阻远大于20Ω,故通过电压表的电流很小，电流表示数接近真实的电流，为了使测量结果更精确，应选择甲电路。故答案为：(1)861Ω；(2)电压表；(3)ABC；(4)甲；甲，电压表内阻远大于20Ω,故通过电压表的电流很小，电流表示数接近真实的电流。
15.小金对玩具汽车的电动机很感兴趣，他拆下电动机，测得它的内阻为1.5Ω。为测量电动机工作时的电流，利用身边现有器材，设计了如图所示的电路(符号
表示数值可读的变阻器）。已知电源电压为12V,当变阻器的阻值为6Ω时，电压表的读数为3V。计算此时：
(1)通过电动机的电流。
(2)电动机消耗的电功率。
【答案】(1)通过电动机的电流为1.5A；(2)电动机消耗的电功率4.5W
【解析】(1)电动机M与变阻器串联，根据串联电路电压的规律算出变阻器的电压，根据欧姆定律算出变阻器的电流，根据串联电路电流的规律得出电动机的电流；(2)根据P=UI算出电动机消耗的电功率。
【分析】本题考查了电动机上电流和功率的计算，只有电动机是非纯电阻电路，欧姆定律不能用。
【详解】(1)由图知，电动机M与变阻器串联，电压表测电动机M两端的电压，根据串联电路电压的规律知，变阻器的电压：UR=U-UM=12V-3V=9V,由欧姆定律可得，通过变阻器的电流：In=UR/R=9V/6Ω=1
5A；因串联电路中电流处处相等，则通过电动机的电流：IM=IR=1.5A；(2)电动机消耗的电功率：PM=UMIM=3V×1.5A=4.5W。答：(1)通过电动机的电流为1.5A；(2)电动机消耗的电功率4.5W。
16.小华家买了电动自行车，说明书上的部分内容摘录在下图中(注：“电池容量10
Ah”可理解为“若以10A的电流放电可使用1小时”)。请回答：
(1)该电动自行车的额定电流多大？
(2)若该电动自行车行驶的平均车速为20km/h,使用50%的电池容量(按额定电流放电，不计放电时能量损失)，能行驶多长路程？
(3)某天小华想在自家的小车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座，于是小华想在下图所示的原有线路上安装一个双孔插座，应在a、b、c三处中的哪两处之间安装才合理？
▲
。
A.a和b
B.b和c
C.a和c
【答案】(1)电动自行车的额定电流为5A;(2)电动自行车能行驶路程为20km；(3)
C
【解析】(1)已知电动车额定电压和额定功率，利用公式I=P/U得到额定电流；(2)已知电动车额定电流及使用的电池容量，可以得到行驶时间；已知行驶时间和速度，利用公式s=vt得到行驶路程；(3)双孔插座需要分别连接火线和零线，并且与其它用电器或插座并联。
【分析】此题是一道应用题，考查了电功率变形公式和速度变形公式的应用及家庭电路的安装，读懂题目信息是解答第二小题的关键。
【详解】(1)因为P=UI,所以电动车的额定电流为：I=P／U=180W/36V=5A；(2)根据Q=It知，电动车行驶的时间为：t=Q×50/I=10Ah×50/5A=1h,由v=s/t得电动车行驶的路程为：s=vt=20km/h×1h=20km；(3)由图知，要使双孔插座能够正常使用，需要与灯泡并联，并且不受开关控制。所以要连接在a、c之间。故选C。答：(1)电动自行车的额定电流为5A;(2)电动自行车能行驶路程为20km；(3)
C。
第2课时
学习目标：
1.掌握电能表是计量消耗电能的仪表。
2.学会电能表的读数和计算电器消耗电能的方法。
同步训练：
1.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，忽略小灯泡电阻受温度的影响。当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，下列判断中正确的是(▲)
A.电流表和电压表的示数都增大，电路总功率变大
B.电流表和电压表的示数都减小，电路总功率变小
C.电流表示数减小，电压表示数变大，灯泡功率不变
D.小灯泡亮度不变，电压表示数不变，变阻器功率变小
【答案】D
【解析】ABC、由电路可知，灯泡L与变阻器R并联，电压表测电源的电压，电流表A测变阻器支路的电流，根据电源电压不变，电压表的示数不；D、由并联电路各支路互不影响，灯的亮度不变；当滑动变阻器R的滑片P由中点向右移动时，分析变阻器接入电路中的电阻变化，由1=U/R可知通过变阻器的电流变化，根据P=UI,确定变阻器功率变化。
【分析】本题考查并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，选项中只有一项错误，这个选项都是错误的，关键是电路的识别。
【详解】ABC、由电路图可知，灯泡L与变阻器R并联，电压表测电源的电压，电流表A测变阻器支路的电流，因电源电压不变，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故ABC错误；D、因并联电路各支路互不影响，所以滑片移动时，灯的亮度不变；当滑动变阻器R的滑片P由中点向右移动时，变阻器接入电路中的电阻增大，由I=U/R可知，通过变阻器的电流变小，即电流表的示数减小，因变阻器的电压不变，而通过变阻器的电流变小，根据P=UI可知，变阻器的功率变小，故D正确。故选：D。
2.一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压。家庭里通常不备电压表，但借助电能表可以测出用电器的实际工作电压。现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌如图所示，测得电能表的表盘转过125转的时间为121s。根据所给信息可知(▲)
A.该电热水壶的电阻为110Ω
B.电热水壶的实际功率为1500.W
C.电热水壶在121s内实际消耗电功为1.5×106J
D.电热水壶的实际电压为200V
【答案】D
【解析】【分析】【详解】略
3.小明放学回家，走到楼道口发现自家的电能表指示灯在不停地闪烁，便走近进行仔细观察，发现电能表的部分参数如下表。同时用手表计时，测得1min内电能表指示灯闪烁了64次。假设小明家中只有一个用电器在工作，这个用电器可能是(▲)
A.节能灯
B.电风扇
C.电视机
D.挂壁式空调
【答案】D
【解析】已知电能表每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次，可求闪烁了64次消耗的电能，又知道工作的时间，根据P=W/t求出电功率。
【分析】本题考查消耗电能、电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对电能表各个参数物理意义的正确理解，解题过程中要注意单位的换算
【详解】电能表指示灯闪烁了64次，该用电器消耗的电能：W=64×1/3200W·h=0.02kW.h；该用电器的功率：P=W/t=0.02kW·h/(1/60)h＝1.2kW=1200W，因此该用电器可能是挂壁式空调。故选D。
14.小科同学利用如图甲所示的电路进行实验，电源电压恒定不变。更换5个定值电阻R,得到如图乙所示的图像。以下说法正确的是(▲)
A.该同学研究的是电流与电压的关系
B.实验中电源电压为2.5V恒定不变
C.R在a点时的电功率大于b点时的电功率
D.将Rx从10Ω换成15Ω后，应将滑片P向左移
【答案】C
【解析】【分析】【详解】探究电流与电压的关系时，应该改变电压控制电阻相同；根据乙图可知，该实验是控制电压相同而改变电阻，故A错误。电压表的示数为电阻Rx的电压，而不是电源电压，故B错误．根据乙图可知，Rx两端电压保持2.5V不变，a点时电流大于b点时电流；根据P=UI可知，Rx在a点时的电功率大于b点时的电功率，故C正确。将Rx从10Ω换成15Ω后，根据串联电路电压和电阻成正比可知，电压表的示数增大，为了保持电压不变，因此电压表的示数要减小。根据U总=Ux+U可知，变阻器的电压要增大，那么接入电阻增大，即滑片向右移动，故D错误。
5.如图是沈明同学家今年3月31日至4月30日电能表上的显示情况，则沈明同学家4月份的用电量为
▲
kW·h,合
▲
J。
【答案】339.3；
1.22×109
【解析】本题考查电能表的读数以及消耗电能的计算，关键是能根据电能表的读数正确计算出本月消耗的电能，还要注意单位的换算。
【分析】电能表月末的示数减去月初的示数就是本月消耗的电能。
【详解】4月份消耗的电能是：1300.5kW.h-961.2kW.h=339.3kW·h=339.3×3.6×106J=1.22×109J
故答案为：339.3；
1.22×109
6.每户人家都有电能表，如图是杭州小金家2019年12月23日和2020年1月23日的示数，他家在这段时间内用了
▲
度电；杭州的电价0.54元／度，小金家共需交
▲
元电费；他家有一台55寸液晶电视机，他想知道电视机的功率，如果用家里的电能表进行测算，你认为他该怎样操作？
▲
。
【答案】95；51.3；
【解析】(1)本月消耗电能的计算：1月23日电能表示数和12月23日电能表读数之差，注意读数时最后一位是小数、单位kW·h；(2)关闭其它所有的用电器，只开待测功率的用电器，测出电能表表盘在时间t内转过的圈数，然后求出该用电器消耗的电能，最后求出用电器的功率。
【分析】本题考查了求电能、电功率、用电能表测用电器功率的方法，知道电能表铭牌的含义是正确解题的前提与基础。
【详解】(1)12月23日电能表示数为12519.6kW.h,1月23日电能表读数12614.6kW·h,则这段时间内消耗电能W=W1-W2=12614.6kW.h－12519.6kW.h=95kW-h=95度；共需交电费为95度×0.54元／度＝51.3元；(2)a、断开家中其它所有用电器，只打开待测用电器液晶电视机；b、用秒表测出电能表闪n次所用的时间t；C、用电器消耗的电能W=(n/1600)kW.h
待测电器的功率用P=W/t可求得；故答案为：95；51.3；a、断开家中其它所有用电器，只打开待测用电器液晶电视机；b、用秒表测出电能表闪n次所用的时间t；c、用电器消耗的电能W=n/1600kW.h,待测电器的功率P=W/t。
7.灯L额定电压为6V,定值电阻R和灯L的电流随其两端电压变化的关系如图甲所示。
(1)将定值电阻R和L串联，如图乙所示，调节滑动变阻器，使R和L两端的总电压为8V,则定值电阻R与灯L的电功率之比为
▲
。
(2)将定值电阻R和L并联，如图丙所示，调节滑动变阻器使灯L恰好正常发光，此时定值电阻R的电功率为
▲
。
【答案】(1)3:5；(2)3.6w
【解析】(1)将定值电阻R和L串联，调节滑动变阻器，使R和L两端的总电压为8V,根据串联电路的特点结合图甲读出符合要求的电流与电压，根据P=UI求出定值电阻R与灯L的电功率之比；(2)将定值电阻R和L并联，调节滑动变阻器，使灯恰好L正常发光，根据并联电路的电压结合额定电压下灯泡正常发光可知R两端的压，根据图甲读出通过R的电流，利用P=UI求出此时定值电阻R的电功率。
【分析】本题考查了串并联电路的特点和电功率公式的应用，从图甲中获取有用的信息是关键。
【详解】(1)将定值电阻R和L串联，调节滑动变阻器，使R和L两端的总电压为8V,因串联电路中各处的电流相等，且R和L两端的总电压为8V,由图甲可知，I=0.3A、UR=3V、UL=5V时符合，由P=UI可得，定值电阻R与灯L的电功率之比：PR/PL=URI/ULI=UR/UL=3V/5V=3/5；(2)将定值电阻R和L并联，调节滑动变阻器，使灯恰好L正常发光，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，U?R=U?L=6V,由图甲可知，通过R的电流R=06A,则此时定值电阻R的电功率：PR=U?RIR=6V×0.6A=3.6W。故答案为：(1)3:5；(2)3.6W。
8.小明家刚买了一台新的电热饮水机，简化电路如图所示。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制)，小明阅读该饮水机说明书可知：额定电压220V,加热时的功率400W,保温时的功率40W。试问：
(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态？
(2)R1和R2的电阻值各是多大？
(3)在某次该饮水机持续加热时，小明将家里的其他用电器都关闭，他发现该饮水机持续加热时，家里标有“6000r/(kW·h)”字样的电能表转盘10
min内转过了324转，则该饮水机持续加热时的实际电压是多大？
【答案】(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于断开状态；(2)R1的阻值为121Ω,R2的电阻是1089Ω；(3)该饮水机持续加热时的实际电压是198V。
【解析】(1)开关S0断开时，电阻R1、R2串联接入电路，开关S0闭合时，电路中只有R1工作，因此开关S0断开时饮水机处于保温状态；(2)饮水机处于加热与保温时的功率，由功率的变形公式R=U2/P求出电阻R1、R2的阻值；(3)根据电能表参数及题意求出饮水机消耗的电能，然后由功率公式求出饮水机的实际功率，再根据电功率的变形公式求出电路的实际电压。
【分析】分析清楚电路结构，知道何时饮水机处于加热状态、何时处于保温状态，是正确解题的关键，灵活应用功率的变形公式、并联电路的特点可以正确解题。
【详解】(1)温控开关S0断开时，饮水机处于保温状态。因为根据P=U2/R知，保温时电功率较小，电阻大，所以开关S0断开时，两电阻串联电阻较大，电功率较小，处于保温状态；(2)开关S0闭合时，电路中只有R1工作，R1=U2/P加热=(220V)2/400W=121Ω,电阻R1、R2并联时，饮水机处于加热状态，保温时，R1、R2串联，电路总电阻R总=U2/P保温=(220V)2/400W=1210Ω,R2=R总=R1=1210Ω-121Ω＝1089Ω，(3)该饮水机在加热状态下10min内实际消耗的电能W实=324r/(6000r/kW·h)=(27/500)kW·h。饮水机的实际功率：P实=W实/t=[(27/500)kW·h]/(10/60)h=0.324kW=324W,由P=U2/R,可得，电路实际电压：U实==198V。答:(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于断开状态；(2)R1的阻值为121Ω,R2的电阻是1089Ω；(3)该饮水机持续加热时的实际电压是198V。
9.某同学家的电子式电能表上个月月初、月末是表盘如图所示。表盘上“1600imp(kW·h)”表示每月电1kW·h指示灯闪烁1600次。根据表盘上的信息，回答下列问题：
(1)该同学家上个月共用电多少度？
(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少？
(3)若只让一个标有“220V
484W”的电热器工作3min,观察到电能表的指示灯闪烁了32次，则该同学家的实际电压是多大？(设电热器的电阻不变)
【答案】(1)该同学家上个月共用电95kW.h；(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过220W；(3)该同学家的实际电压是200V。
【解析】(1)知道电能表的读数方法：(1)月末的减去月初的示数，(2)最后一位是小数，(3)单位kW·h。(2)“220V”表示这个电能表的额定电压，“10A”表示电能表的标定电流，从而可利用公式P=UI计算电能表正常工作时的最大功率。(3)“1600imp/kW·h”表示每用电1kw·h指示灯闪烁1600次，可求出指示灯闪烁32次消耗的电能，知道工作时间，可利用公式P=W/t计算出电热器的实际功率，又知道电热器的额定电压和额定功率，可利用公式R=U2/P计算出电热器的电阻，最后再利用公式P=U2/R计算出该同学家的实际电压。
【分析】本题考查对电能表各参数的理解及电功率和电能的计算，关键是对电能表各参数的正确理解以及公式及其变形的灵活运用，还要知道各物理量单位的换算，特别是公式P==U2/R以及其公式变形在电学计算中经常用到。
【详解】(1)本月消耗的电能：W=12614.6kW·h-12519.6kW.h=95kW·h。(2)∵“220V”表示这个电能表的额定电压，“10A”表示电能表的标定电流，∴电能表正常工作时的最大功率为：P=UI=220V×10A=2200W。(3)∵电能表的指示灯闪烁了32次，∴电热器消耗的电能为：W=32imp/1600imp/kw·h=0.02kW·h=7.2×104J，而t=3min=180s,∴电热器的实际功率为：P=W/t=7.2×104J/180s=400W,又∵U额=220V,P额=484W,∴电热器的电阻为：R=U2额/P额=(220V)2/484W=100Ω,而P=U2/R，∴该同学家的实际电压为：U实=200V，答：(1)该同学家上个月共用电95kW.h；(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过220W；(3)该同学家的实际电压是200V。
10.(科学态度）电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅的简化电路图，R1为加热电阻，R2为保温电阻，S1为电源开关，S2为压力开关。加热时S2与触点a接通，R1工作；保温时S2与触点b接通，R2工作。电压力锅的其他参数见铭牌。
电压力锅的铭牌
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
100W
气压设定值
175
kPa
(1)当电压力锅内的气压达到设定值时水沸腾。此时，水的温度
▲
(填“＞”“＝”或“＜”)100℃。
(2)计算保温电阻R2正常工作时的阻值。
(3)图乙表示电压力锅工作时电功率与时间的关系。阴影部分面积表示
▲
，并列式计算它的大小。
【答案】：(1)>；(2)保温电阻R2正常工作时的阻值484Ω；(3)6×105J。
【解析】(1)液体的沸点跟气压有关，气压增大沸点升高，气压减小沸点降低；比较设定气压和大气压即可得出答案；(2)知道保温功率和电压，根据P=U2/R求出保温电阻的大小；(3)由乙图可知，横坐标表示加热时间，纵坐标表示电功率，根据W=Pt可知阴影部分面积表示的意思并计算大小。
【分析】本题考查了沸腾与压强的关系、电功率公式的灵活应用，关键是明白图乙中横坐标和纵坐标的含义并利用电功率公式得出阴影部分面积表示的意思。
【详解】(1)电压力锅气压的设定值为175kPa大于标准大气压100kPa,所以当电压力锅内的气压达到设定值时水沸腾时，水的温度大于100℃；(2)∵P保温=100W、U=220V,∴由P=U2/R可知，保温电阻R2的阻值为：
R2=U2/R=(220V)2/100W=484Ω；1(3)由乙图可知，横坐标表示加热时间，纵坐标表示电功率，由W=Pt可知，阴影部分面积表示电压力锅加热t=10min消耗的电能(或电功),W=Pt=1000W×10×60s=6×105J。
故答案为：(1)>；(2)保温电阻R2正常工作时的阻值484Ω；(3)6×105J。
11.(科学思维)图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220
V,它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220
V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求：
(1)当电路中的电流为2A时，S和S1的开关情况。
(2)R1和R2的电阻。
(3)0∽30
min,电饭煲产生的总热量。
(4)在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期，当实际电压为200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间。
【答案】(1)当电路中的电流为2A时，开关S闭合、S1断开；(2)R1和R2的电阻分别为110Ω、220Ω；(3)0∽30min,电饭煲产生的总热量为9.9×105J；(4)用电高峰期，当实际电压为200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要12.1min。
【解析】当电路中的电流为2A时，利用P=UI求电饭煲的电功率，分析电路图，得出开关S和S1都闭合以及开关S闭合、S1断开时的电路组成，结合图丙得出哪种情况下电路中的电流为2A；(2)只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，利用P=U2/R求R1的阻值；当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大，知道此时功率，求出奶的功承，再利P=U2/R求R2的阻值；(3)由图丙可知，工作30min中，功率为440W、660W的时间，利用Q=W=Pt求0∽30min内电饭煲产生的总热量；(4)电饭煲正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间t1=10min;设当实际电压为200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要时间为t2,两过程电流做功产生的热量相同，利用Q=(U2/R)t列方程求解。
【分析】本题考查了电功率公式P=U2/R、P=UI及其变形公式的灵活应用，从图象中读出有用的信息和判断出不同功率时电饭煲电路的连接方式是关键。
【详解】(1)由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大，由图丙可知，此时电饭煲的功率为P大=660W,当开关S闭合、S1断开时，电路中只有R1,电饭煲的功率较小，由图丙可知，此时电饭煲的功率P小＝440W；当电路中的电流为2A时，电饭煲的电功率：P=UI=220V×2A=440W；所以，当电路中的电流为2A时，开关S闭合、S1断开；(2)只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小，P小=440W,由P=U2/R可得R1的电阻：R1=U2/R小
=(220V)2/440W=110Ω；当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大，此时总功率P大=660W,则此时R2的功率：P2=P大－P小=660W-440W=220W，由P=U2/R
可得R2的电阻：R2=U2/P2=(220V)2/220W=220Ω;(3)由图丙可知，在工作30min内，以功率P小=440W工作的时间t1=15min=900s,以功率P大=660W工作的时间t2=
30
min
-15
min
=
15
min
=
900s,由Q=W=Pt可得，0∽30min内电饭煲产生的总热量：Q总=Q1+Q2=W1+W2=P小t1＋P大t2=440W×900s+660W×900s＝9.9×105J；(4)电饭煲正常工作时，由图丙知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间t1=10min；当实际电压为200V时，使用该电饭煲，设从开始工作到S1第一次自动断开需要时间为t2,两过程电流做功产生的热量相同，即Q=W=(U2/R)t,则:[(220V)2/R]t1=[(200V)2/R]t2,(200V)2/R×10min=(200V)2/R]t2,解得：t2=12.1min。答:(1)当电路中的电流为2A时，开关S闭合、S1断开；(2)R1和R2的电阻分别为110Ω、220Ω；(3)0∽30min,电饭煲产生的总热量为9.9×105J；(4)用电高峰期，当实际电压为200V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要12.1min。
12.(2019·舟山)如图是小明设计连接的铅笔芯变阻器电路，将导线a固定在铅笔芯一端，闭合开关后，把导线b沿铅笔芯向右移动，灯泡变亮。则他设计的电路图是(▲)
【答案】B
【解析】滑动变阻器靠改变连入电路的电阻的长度改电阻，从而改变电路中电流的；滑动变阻器应与被控制电路元件串联。
【分析】本题考查电路的设计，关键是掌握好滑动变阻器的使用方法。
【详解】由题意知，铅笔芯变阻器控制灯泡的亮度，所以两者应串联在电路中，导线b沿铅笔芯向右移动，灯泡变亮，说明其连入电路的长度减小。A.
由图知，灯泡与铅笔芯并联，故A不符合题意；B.
由图知，灯泡与铅笔芯串联，且滑片向右滑连入阻值减小，电路中电流增大，灯泡变亮，故B符合题意；C.
由图知，开关闭合后会造成电源的短路，故C不符合题意；D.
由图知，灯泡被短路，且滑片滑到最右端电源被短路，故D不符合题意。故选：B。
13.(2018·广元)张强妈妈买了一个新的电饭煲，张强从说明书中，得知下表中的信息，工作电路图如图甲，S1为温控开关，加热时电阻R1和R2的阻值不随温度变化。
求:(1)电饭煲在“保温”状态下正常工作时，通过电饭煲的电流。
(2)电阻R2的阻值。
(3)某周末的晚饭时，张强想利用自家电能表(如图乙)测量家庭电路的实际电压。于是他关闭了家中其他所有用电器，只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作，观察到电能表的转盘在1min内转了50转。求家庭电路的实际电压。
【答案】1.0.4A；2.510Ω；3.200V
【解析】(1)电饭煲在“保温”状态下正常工作时，根据P=UI求出通过电饭煲的电流；(2)由电路图可知，只闭合S2时R1与R2串联，闭合S1、S2时电路为R1的简单电路，根据电阻的串联比较两种情况下的电阻关系，根据P=U1=U2/R可得，电源的电压一定时，电路的总功率最小，电饭煲处于保温状态，反之处于电饭煲处于蒸煮状态，根据P=U1=U2/R求出R1的阻值和保温时电路的总电阻，利用电阻的串联求出电阻R2的阻值；(3)“3000revs/kW·h”表示每消耗1kW·h电能，电能表转盘转3000圈，据此求出1min内转了50转消耗的电能，利用W=Ult=U2/R求出家庭电路的实际电压。
【分析】本题考查了电功率公式和电功公式以及电阻串联的应用，分清电饭锅处于不同状态时电路的连接方式是关键。
【详解】1.电饭煲在“保温”状态下正常工作时，由P=UI可得，通过电饭煲的电流：I=P保温/U=88W/220V=0.4A。答：保温状态下正常工作时，通过电饭煲的电流是0.4A。2.由电路图可知，只闭合S2时R1与R2串联，闭合S1、S2时电路为R1的简单电路，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，只闭合S2时，电路的总电阻最大，由P=UI=U2/R可得，电源的电压一定时，电路的总功率最小，电饭煲处于保温状态，同理可知，闭合S1、S2时，电路为R1的简单电路，电饭煲处于蒸煮状态，则R1的阻值：R1=U2/P蒸煮=(220V)2/1210W=40Ω，保温时电路的总电阻：R=U2/P保温=(220V)2/88W=550Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R2的阻值：R2=R-R1=550Ω-40Ω=510Ω。答：电阻R2的阻值是510Ω。3.因“3000r/kW·h”表示每消耗1kW·h电能，电能表转盘转3000圈，所以，1min内转了50转消耗的电能：W=(50/3000)kW·h=(1/60)/kW·h=6×104J,电饭煲在“蒸煮”状态下工作时，电路为R1的简单电路，由W=UIt=U2/R可得，家庭电路的实际电压：U实==200V。答：家庭电路的实际电压是200V。
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精品试卷·第
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