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物理部分--------电能
初中应用物理知识竞赛关于电功率拓展的知识点主要有：
1.用电器串联所允许加的最大电压
用电器串联是实际中经常遇到的问题。几个用电器串联，其电流相等。可根据用电器的铭牌确定各个用电器的额定电流，取各个用电器中额定电流最小的值乘以串联用电器的总电阻即得用电器串联所允许加的最大电压。
2.电热功率。电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt，单位时间产生的热量称为热功率，P热=I2R。
3.电动机电路。电动机的输入功率P入=UI，电动机内阻R发热消耗功率P热=I2R，电动机输出的机械功率P=P入- P热=UI- I2R。对于电动机电路，U>IR，欧姆定律不成立。
知识点：
1.电功率
电功率P=UI，用电器的额定功率等于额定电压与额定电流的乘积，用电器的实际功率等于实际电压与通过的实际电流的乘积。
2. 焦耳定律
电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt。
3．电能的计算
若用电器以恒定功率P工作，则t时间消耗电能为W=Pt。
知识点1、电功的计算
1、（2021 宁江区校级四模）如图所示的电路中，电源电压恒为9V，灯泡L的规格为“6V 3W”（电阻不变），闭合开关S，灯泡正常工作。求：
（1）电阻R的阻值。
（2）电路的总功率。
知识点2、 电功率的计算
2、（2020 衢州）小科测量额定电压为2.0V小灯泡的电功率，电路图如图甲所示，电源为两节干电池，利用测得数据绘制图象如图乙、丙所示，图中x为滑片P移动的距离。
（1）当滑片P移动的距离为a时，图丙中电流突然变小的原因是 。
（2）该小灯泡的额定功率是 。
知识点3、测定小灯泡的电功率
3、（2021 石嘴山三模）测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。21·cn·jy·com
（1）用笔画线代替导线，连接完整如图甲所示的实物电路。
（2）闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，其读数为 V；要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向 移动（选填“左”或“右”）。
（3）小华在做完额定电压为2.5V的小灯泡的实验后，又做了一个测量3.8V的小灯泡的额定功率的实验，此时他发现电压表0～15V量程损坏，0～3V量程能正常使用，电源电压为4.5V且恒定不变，仍利用现有的器材完成实验，你认为正确的操作方法是： 。【出处：21教育名师】
（4）小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率，你认为这样处理数据是 （选填“正确”或“错误”）的，理由 。
（5）下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中，正确的是 。
知识点4、电流的热效应
4、某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；
猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。
为验证猜想一，设计以下方案：
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数I1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；
②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数I2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题：
（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有 。（写出一条即可）。
（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是 。
（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例： 。
1．如图所示，闭合开关，发现甲灯泡比乙灯泡亮。在该电路中，关于两灯泡的实际电流、实际电压、电阻、实际电功率和额定电功率大小的判断（已知两灯的额定电压相同，且灯丝的电阻均不随温度的变化而变化），下列说法正确的是（ ）
A．U甲实＝U乙实，R甲＝R乙，P甲实＜P乙实
B．U甲实＞U乙实，R甲＞R乙，P甲实＞P乙实
C．I甲实＜I乙实，U甲实＞U乙实，P甲额＜P乙额
D．I甲实＝I乙实，U甲实＜U乙实，P甲额＜P乙额
2．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．2.0V 0.8 W B．2.5V 1.0W
C．4.5V 1.0 W D．4.5V 1.8W
3．有n个完全相同的灯泡，一是把它们并联后再与R1串联接入电路中，如图甲所示；二是把它们串联后再与R2串联接入电路，如图乙所示。若电路两端的电压均为U，分别调节R1 和R2使所有灯都能正常发光，那么电路甲（包括R1）和电路乙（包括R2）所消耗的总功率之比（ ）
A．n2：1 B．n：1 C．1：1 D．：1
4、有一种自动充电式电动车，前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接，当骑车者用力蹬车或车自行滑行时，自行车就可以向蓄电池充电，将机械能转化成电能储存起来。某人骑车以500J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，若关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化的关系如图中的曲线①所示；若启动自动充电装置，其动能随位移变化的关系如曲线②所动充电装置，其动能随位移变化的关系如曲线②所示。则向蓄电池所充电能是 200 J。
5、灯泡在额定电压下工作的寿命都是有限的（一般为1000h），实际电压高于灯泡额定电压时，灯泡的寿命会缩短，但若在低电压下工作时则寿命可延长。学校走廊过道夜间一直亮着灯，灯泡每次更换后不到两个月就烧坏了，换起来很麻烦。某同学想，如果用几个大一些的灯泡串联，每个灯泡的实际电压都比额定电压低，这样可以大大延长灯泡的寿命，不是很好吗？
于是，他跟电工师傅商量并做了下面的调整：把原来的过道每相邻两个25W灯泡都换成一个灯泡L1（规格为220V 100W）和一个灯泡L2（规格为220V 60W）串联而成。已知通过L1、L2两个灯泡的电流随两端所加电压的变化的曲线如图所示。
请问他这样的做法：
（1）灯泡L1、L2的亮度分别比原来的25瓦灯泡亮还是暗？
（2）如果这些灯泡每天工作10小时，则调整后每个月（30天）这一组灯泡（L1、L2各一个）消耗的总电能比原来两个25瓦灯泡消耗的电能多还是少？如果不一样则相差多少？
1．将阻值相等的电阻R1和R2串联后接在一个电压恒定的电源两端。若其中R1的电阻值不随温度的变化而变化。而R2的电阻值随温度升高而增大。随温度的下降而减小。则对R2加热或冷却，R2的电功率的变化情况为（ ）
A．加热升温时，电功率增大，而冷却降温时，电功率减小
B．加热升温时，电功率减小，而冷却降温时，电功率增大
C．无论是加热还是冷却，电功率均增大
D．无论是加热还是冷却，电功率均减小
2．（2021 宜城市二模）在如图所示的电路中，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L拉在离电源很近的A、B两点时，灯泡L的功率为25瓦，若将灯泡L接在离电源较远的C、D两点时，灯泡L的功率为16瓦。则此时输电导线AC、BD共同消耗的功率为（ ）
A．1瓦 B．2瓦 C．4瓦 D．9瓦
3．甲、乙、丙三只灯泡，按如图所示连接时恰好都能正常发光。当甲灯由于接触不良而熄灭时，则以下可能发生的是（ ）【来源：21·世纪·教育·网】
A．乙、丙灯立即变得更亮
B．乙灯烧毁，丙灯不亮
C．丙灯烧毁，乙灯不亮
D．乙灯变得更暗，丙灯变得更亮
4．（2021 青岛自主招生）如图所示电路，电源电压6V保持不变，定值电阻的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，当开关闭合，滑片由b端向a端移动的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．电压表示数最小值是4V
B．电流表示数最大值是0.2A
C．电路总功率不会小于1.2W
D．定值电阻消耗的最小功率是1.2W
5．在如图所示的电路中，电阻R1标有“6Ω 1A”，R2标有“3Ω 1.6A”，电流表A1、A2的量程均为0～3A，电压表量程0～15V，在a、b间接入电压可调的电源。闭合开关S后，为保证R1、R2均不损坏，则R1消耗的最大功率及允许通过电流表A1的电流分别为（ ）
A．6.0W 1.0A B．2.16W 1.8A
C．3.84W 2.4A D．6.0W 3.0A
6．将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40W。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6W，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率可能为 W。21*cnjy*com
7．定值电阻R1和小灯泡R2的伏安特性曲线分别如图所示，现将R1和R2串联后接在8伏的电源两端，则R1与R2的电功率之比为 ，小灯泡R2在此电路中工作10s消耗的电能为 J。21世纪教育网版权所有
8．一个实验用的电动机与电流表串联后接在6V的直流稳压电源上，闭合开关后电动机并没有转动，这时电流表的读数为5A，检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了。排除故障后，让电动机带动轻负载转动，这时电流表的读数为1A，由此可以求出：电动机线圈电阻是 ，电动机的机械效率是 。
9．王鑫同学用如图所示的装置进行物理知识的新探究。他先按图把器材连接好后，保持电源电压不变，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，进行了两次实验，并把实验中得到的有关数据记录在下面表格里。2-1-c-n-j-y
实验次数 钩码的质量m（g） 钩码升高的高度h（m） 钩码上升的时间t（s） 电流表的示数I（A） 电压表的示数U（V） 滑动变阻器滑片位置
1 100 1.0 3.6 0.20 3.0 中点
2 100 1.0 8.0 0.15 1.5 最右端
请你参加王鑫的研究，解答下列问题：
（1）计算出第一次实验中，电动机消耗的电功率；
（2）求出电源电压和滑动变阻器的最大阻值；
（3）第二次实验过程中，滑动变阻器消耗的电能。
10．小洋同学在用电炉烧水时发现，将两个阻值不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉烧水要热得快些，即在相同时间内电阻小的电炉产生的热量多些。于是，小洋同学猜想：“电阻越小，发热功率越大”。www.21-cn-jy.com
而小惠同学在观察电炉烧水时却发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热，于是小惠同学猜想“电阻越大，发热功率越大”。21*cnjy*com
现有：镍铬合金做的电阻R1和R2，阻值分别为5Ω和10Ω；两个相同的容器中装有质量和初始温度都相同的煤油；温度计2支、滑动变阻器1个、电源1个、开关1个、导线若干。【来源：21cnj*y.co*m】
（1）为了验证小洋同学的猜想，请你用以上器材设计实验，用笔画线代替导线连接好图甲所示的电路。
（2）下表是验证小洋同学的猜想时得到的实验数据：
加热时间/min 0 8 16 24
R1所在容器中煤油的温度/℃ 20.0 23.1 26.3 29.2
R2所在容器中煤油的温度/℃ 20.0 21.6 23.2 24.7
从上述实验数据分析发现：发热功率与电阻的关系是 。
（3）电流产生热量的多少不易直接测量，因此，在这个实验中是通过比较 来比较电阻R1、R2产生热量的多少，这种科学研究的方法叫 法。
（4）为验证小惠同学的猜想，请在图乙的方框中画出实验电路图。
（5）通过上面的实验请你评价两位同学的猜想是否矛盾，并简要说明理由。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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物理部分--------电能
初中应用物理知识竞赛关于电功率拓展的知识点主要有：
1.用电器串联所允许加的最大电压
用电器串联是实际中经常遇到的问题。几个用电器串联，其电流相等。可根据用电器的铭牌确定各个用电器的额定电流，取各个用电器中额定电流最小的值乘以串联用电器的总电阻即得用电器串联所允许加的最大电压。
2.电热功率。电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt，单位时间产生的热量称为热功率，P热=I2R。
3.电动机电路。电动机的输入功率P入=UI，电动机内阻R发热消耗功率P热=I2R，电动机输出的机械功率P=P入- P热=UI- I2R。对于电动机电路，U>IR，欧姆定律不成立。
知识点：
1.电功率
电功率P=UI，用电器的额定功率等于额定电压与额定电流的乘积，用电器的实际功率等于实际电压与通过的实际电流的乘积。
2. 焦耳定律
电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt。
3．电能的计算
若用电器以恒定功率P工作，则t时间消耗电能为W=Pt。
知识点1、电功的计算
1、（2021 宁江区校级四模）如图所示的电路中，电源电压恒为9V，灯泡L的规格为“6V 3W”（电阻不变），闭合开关S，灯泡正常工作。求：
（1）电阻R的阻值。
（2）电路的总功率。
【解答】解：
（1）由电路图可知，灯泡与定值电阻串联，电压表测灯泡两端的电压，
闭合开关，灯泡正常发光，由串联电路特点和P＝UI可得，此时电路中电流：I＝IR＝IL＝＝＝0.5A，
因串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和，所以，电阻R两端电压：UR＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，
由I＝可得，电阻R的阻值：R＝＝＝6Ω；
（2）电路的总功率：P＝UI＝9V×0.5A＝4.5W。
答：（1）电阻R的阻值为6Ω。
（2）电路的总功率为4.5W。
知识点2、 电功率的计算
2、（2020 衢州）小科测量额定电压为2.0V小灯泡的电功率，电路图如图甲所示，电源为两节干电池，利用测得数据绘制图象如图乙、丙所示，图中x为滑片P移动的距离。
（1）当滑片P移动的距离为a时，图丙中电流突然变小的原因是 。
（2）该小灯泡的额定功率是 。
【解答】解：
（1）灯与变阻器串联，电压表测灯的电压，电流表测电路的电流，当滑片P移动的距离为a时，图丙中电流突然减小到0，电路可能断路，图乙中，电压增大为电源电压3V，则电压表与电源连通，故图丙中电流突然变小的原因是灯丝断了；
（2）灯在额定电压下正常发光，由图乙知，电压表示数为2V时，x移动的距离为12cm，根据图丙知，此时的电流为0.2A，www-2-1-cnjy-com
该小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2V×0.2A＝0.4W。
故答案为：（1）灯丝断了；（2）0.4W。
知识点3、测定小灯泡的电功率
3、（2021 石嘴山三模）测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。21·cn·jy·com
（1）用笔画线代替导线，连接完整如图甲所示的实物电路。
（2）闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，其读数为 V；要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向 移动（选填“左”或“右”）。
（3）小华在做完额定电压为2.5V的小灯泡的实验后，又做了一个测量3.8V的小灯泡的额定功率的实验，此时他发现电压表0～15V量程损坏，0～3V量程能正常使用，电源电压为4.5V且恒定不变，仍利用现有的器材完成实验，你认为正确的操作方法是： 。【出处：21教育名师】
（4）小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率，你认为这样处理数据是 （选填“正确”或“错误”）的，理由 。
（5）下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中，正确的是 。
【解答】解：（1）分析电路图，电流表的连接采用正进负出，电流表的量程选择为0～0.6A，电路连接如图所示：
（2）如图乙所示，电压表选用的是小量程，分度值为0.1V，电流表的示数为2.2V，要获得小灯泡额定功率的数据，小灯泡两端的电压应为2.5V，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑动变阻器滑片P应向右端适当滑动；
（3）利用串联电路的电压分压规律，在不改变原器材的情况下，将电压表并联在滑动变阻器的两端，当滑动变阻器两端的电压为0.7V时，小灯泡两端的电压为3.8V；
（4）灯泡在额定电压下的功率是额定功率，小华对灯泡的电功率求出平均值的做法是错误的；理由是实验数据反映了小灯泡在不同实际电压下的实际功率，求平均值没有意义；
（5）灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路中电流规律和功率公式可得灯泡的功率为：P＝I2RL＝，灯泡的电功率随滑动变阻器阻值R增大时，电流减小，功率减小，利用此规律对比图像可知B图是正确的；2·1·c·n·j·y
故选：B；
故答案为：（1）如图所示；（2）2.2；右；（3）将电压表并联在滑动变阻器的两端；（4）错误；实验数据反映了小灯泡在不同实际电压下的实际功率，求平均值没有意义；（5）B。
知识点4、电流的热效应
4、某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多；
猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。
为验证猜想一，设计以下方案：
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数I1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；
②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数I2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题：
（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有 。（写出一条即可）。
（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是 。
（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例： 。
【解答】解：
（1）电流产生的热量不能直接观察，但煤油受热温度升高，同时体积膨胀，所以通过细玻璃管中液柱的高度变化，可以间接判断电流产生热量的多少，运用的是转换法；
（2）猜想一是电流产生热量与电流大小有关，要验证这一猜想是否正确，需要保持电阻不变，改变电流大小，所以必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度；
（3）猜想二是电流产生热量与电阻有关，并且电阻越大，电流产生热量越多；生活中我们注意到：电炉丝热得发红，与它串联的导线不是特别热；原因是电炉丝的电阻远远大于与它串联的导线的电阻，而通过的电流和通电时间相同，电炉丝热得发红，说明电流通过电炉丝产生的热量非常多；导线却不怎么热，说明电流通过导线产生的热量非常少。
故答案为：（1）利用玻璃管中液柱的高度变化反映电流产生热量的多少；
（2）保持电阻一定；
（3）电炉丝热得发红，与它串联的导线却不怎么热。
1．如图所示，闭合开关，发现甲灯泡比乙灯泡亮。在该电路中，关于两灯泡的实际电流、实际电压、电阻、实际电功率和额定电功率大小的判断（已知两灯的额定电压相同，且灯丝的电阻均不随温度的变化而变化），下列说法正确的是（ ）
A．U甲实＝U乙实，R甲＝R乙，P甲实＜P乙实
B．U甲实＞U乙实，R甲＞R乙，P甲实＞P乙实
C．I甲实＜I乙实，U甲实＞U乙实，P甲额＜P乙额
D．I甲实＝I乙实，U甲实＜U乙实，P甲额＜P乙额
【解答】解：（1）灯泡的亮暗程度由实际功率决定，已知甲灯较亮，乙灯较暗，则甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率，即P甲实＞P乙实；
由图可知两灯串联，由于串联电路处处电流相等，即I甲实＝I乙实，根据公式R＝可知：甲灯的电阻比乙灯的电阻大，即R甲＞R乙；
由U＝IR可知，甲灯泡两端实际电压比乙灯两端实际电压大，即U甲实＞U乙实，
（2）已知两灯的额定电压相同，且R甲＞R乙，根据P＝可知甲灯的额定功率比乙灯的额定功率小，即P甲额＜P乙额；
综上分析，只有B正确，ACD错误。
故选：B。
2．有两个电路元件A和B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图（甲）所示。把它们串联在电路中，如图（乙）所示。闭合开关S，这时电流表的示数为0.4A，则电源电压和元件B的电功率分别是（ ）
A．2.0V 0.8 W B．2.5V 1.0W
C．4.5V 1.0 W D．4.5V 1.8W
【解答】解：由电路图可知，电路元件A和B串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电流表的示数为0.4A时，IA＝IB＝I＝0.4A，
由图象可知，A和B两端的电压分别为：
UA＝2V，UB＝2.5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U＝UA+UB＝2V+2.5V＝4.5V，故AB错误；
元件B的电功率：
PB＝UBIB＝2.5V×0.4A＝1W，故C正确、D错误。
故选：C。
3．有n个完全相同的灯泡，一是把它们并联后再与R1串联接入电路中，如图甲所示；二是把它们串联后再与R2串联接入电路，如图乙所示。若电路两端的电压均为U，分别调节R1 和R2使所有灯都能正常发光，那么电路甲（包括R1）和电路乙（包括R2）所消耗的总功率之比（ ）
A．n2：1 B．n：1 C．1：1 D．：1
【解答】解：灯泡正常发光时每个灯泡的电流相等，设为I，
甲图中，n个相同灯泡并联后与R1串联，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，I甲＝nI，
乙图中，n个相同灯泡串联后与R2串联，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，I乙＝I，
由P＝UI可得，两电路的电压相等时，它们消耗的总功率之比：
＝＝＝＝。
故选：B。
4、有一种自动充电式电动车，前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接，当骑车者用力蹬车或车自行滑行时，自行车就可以向蓄电池充电，将机械能转化成电能储存起来。某人骑车以500J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，若关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化的关系如图中的曲线①所示；若启动自动充电装置，其动能随位移变化的关系如曲线②所动充电装置，其动能随位移变化的关系如曲线②所示。则向蓄电池所充电能是 200 J。
【解答】解：由图象①可以算出克服摩擦走1m消耗的能量＝＝50J/m，
由图象②看出第二次走了6m，克服摩擦消耗掉的能量＝50J/m×6m＝300J；
骑车以500焦的初动能在水平路面上滑行，根据能量守恒定律，向蓄电池所充电能＝500J﹣300J＝200J。
故答案为：200。
5、灯泡在额定电压下工作的寿命都是有限的（一般为1000h），实际电压高于灯泡额定电压时，灯泡的寿命会缩短，但若在低电压下工作时则寿命可延长。学校走廊过道夜间一直亮着灯，灯泡每次更换后不到两个月就烧坏了，换起来很麻烦。某同学想，如果用几个大一些的灯泡串联，每个灯泡的实际电压都比额定电压低，这样可以大大延长灯泡的寿命，不是很好吗？
于是，他跟电工师傅商量并做了下面的调整：把原来的过道每相邻两个25W灯泡都换成一个灯泡L1（规格为220V 100W）和一个灯泡L2（规格为220V 60W）串联而成。已知通过L1、L2两个灯泡的电流随两端所加电压的变化的曲线如图所示。
请问他这样的做法：
（1）灯泡L1、L2的亮度分别比原来的25瓦灯泡亮还是暗？
（2）如果这些灯泡每天工作10小时，则调整后每个月（30天）这一组灯泡（L1、L2各一个）消耗的总电能比原来两个25瓦灯泡消耗的电能多还是少？如果不一样则相差多少？
【解答】解：（1）因串联电路中各处的电流相等，且两灯泡两端的电压之和等于220V，
所以，由图象可知，当I＝0.26A时，U1＝60V，U2＝160V符合，
则两灯泡消耗的电功率分别：
P1＝U1I＝60V×0.26A＝15.6W，P2＝U2I＝160V×0.26A＝41.6W，
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，L1的比原来25瓦灯泡暗一些，L2的比原来25瓦灯泡亮一些；
（2）因P1+P2＝15.6W+41.6W＝57.2W＞2×25W＝50W，
所以，调整后消耗的电能多一些，
两者每个月相差：
△W＝（57.2﹣50）×10﹣3kW×30×10h＝2.16kW h＝2.16度。
答：（1）L1的比原来25瓦灯泡暗一些，L2的比原来25瓦灯泡亮一些；
（2）调整后每个月这一组灯泡消耗的总电能比原来两个25瓦灯泡消耗的电能多，相差2.16度。
1．将阻值相等的电阻R1和R2串联后接在一个电压恒定的电源两端。若其中R1的电阻值不随温度的变化而变化。而R2的电阻值随温度升高而增大。随温度的下降而减小。则对R2加热或冷却，R2的电功率的变化情况为（ ）
A．加热升温时，电功率增大，而冷却降温时，电功率减小
B．加热升温时，电功率减小，而冷却降温时，电功率增大
C．无论是加热还是冷却，电功率均增大
D．无论是加热还是冷却，电功率均减小
【解答】解：因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R1、R2串联时电路中的电流为：
I＝，
R2的电功率为：P2＝（）2R2＝＝＝＝，
当R2＝R1时，＝0，P2＝，此时R2消耗的电功率最大；
因R2的电阻值随温度升高而增大，
所以，当对R2加热或冷却时，R2≠R1，则≠0，R2消耗的电功率均小于P2＝，
所以无论是加热还是冷却，电功率均减小。
故选：D。
2．（2021 宜城市二模）在如图所示的电路中，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L拉在离电源很近的A、B两点时，灯泡L的功率为25瓦，若将灯泡L接在离电源较远的C、D两点时，灯泡L的功率为16瓦。则此时输电导线AC、BD共同消耗的功率为（ ）
A．1瓦 B．2瓦 C．4瓦 D．9瓦
【解答】解：设灯泡L连接在A、B两点时，电路的电流为I1，则
P1＝I12RL＝25W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
若将灯泡L接C、D两点时，电路的电流为I2，则
P2＝I22RL＝16W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②两式可得：
I1：I2＝5：4，
若将灯泡L接C、D两点时，电的总功率为：P3＝UI2，
则：＝，即P3＝＝×25W＝20W，
所以导线AC和BD消耗的总功率为：
P＝P3﹣P2＝20W﹣16W＝4W。
故选：C。
3．甲、乙、丙三只灯泡，按如图所示连接时恰好都能正常发光。当甲灯由于接触不良而熄灭时，则以下可能发生的是（ ）【来源：21·世纪·教育·网】
A．乙、丙灯立即变得更亮
B．乙灯烧毁，丙灯不亮
C．丙灯烧毁，乙灯不亮
D．乙灯变得更暗，丙灯变得更亮
【解答】解：由图可知，甲、乙并联后，再与丙串联，当甲灯由于接触不良而熄灭时，并联部分的电阻变大、电流变小、分压变大。对于乙灯，由P＝得，分压变大，灯泡电阻不变，所以实际功率变大，故乙灯有可能先亮度变亮后烧毁；当乙灯分压变大时，丙灯分压变小，由P＝得，分压变小，灯泡电阻不变，故灯泡会变暗，但当乙灯烧毁后，整个电路断路，丙灯也不亮。综上所述，只有选项B符合题意。
故选：B。
4．（2021 青岛自主招生）如图所示电路，电源电压6V保持不变，定值电阻的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，当开关闭合，滑片由b端向a端移动的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．电压表示数最小值是4V
B．电流表示数最大值是0.2A
C．电路总功率不会小于1.2W
D．定值电阻消耗的最小功率是1.2W
【解答】解：A、读图可知，电路串联，当滑片在b端时，电路中电阻最大为R＝10Ω+20Ω＝30Ω，
此时电流最小为I＝＝＝0.2A，此时电压表的示数最小，示数为U最小＝IR定＝0.2A×10Ω＝2V，故A错误；
B、当滑片在a端时，电路中只有定值电阻工作，电阻最小，电流最大，故电流表示数最大值是：I最大＝＝＝0.6A，故B错误；
C、由公式P＝可知，当电阻最大时，电路中总功率最小，即P最小＝＝＝1.2W，故C正确；
D、由上述解析可知，当滑片在b端时，定值电阻分压最小，电路中电流最小，定值电阻的其功率最小，故P定＝U最小×I＝2V×0.2A＝0.4W，故D错误。
故选：C。
5．在如图所示的电路中，电阻R1标有“6Ω 1A”，R2标有“3Ω 1.6A”，电流表A1、A2的量程均为0～3A，电压表量程0～15V，在a、b间接入电压可调的电源。闭合开关S后，为保证R1、R2均不损坏，则R1消耗的最大功率及允许通过电流表A1的电流分别为（ ）
A．6.0W 1.0A B．2.16W 1.8A
C．3.84W 2.4A D．6.0W 3.0A
【解答】解：开关闭合s后，两电阻并联，电压表测电源的电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过电阻R2的电流。
（1）电阻R1标有“6Ω 1A”，R2标有“3Ω 1.6A”，
根据欧姆定律可得：
电阻R1两端允许的最大电压为U1＝I1R1＝1A×6Ω＝6V，
电阻R2两端允许的最大电压为U2＝I2R2＝1.6A×3Ω＝4.8V，
由并联电路，各支路电压相等，且6V＞4.8V，
为了保护电阻R2，电源电压的最大值：U＝U2＝4.8V，
则R1消耗的最大功率为：P1＝＝＝3.84W；
（2）此时通过电阻R1的电流为：
I1′＝＝＝0.8A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
故干路电流表A1的示数I＝I1′+I2＝0.8A+1.6A＝2.4A。
故选：C。
6．将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40W。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6W，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率可能为 W。21*cnjy*com
【解答】解：将某灯泡接到电压不变的电源两端时，
灯泡的电功率PL＝＝40W，即U2＝40W×RL，
如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流I＝＝，
则电阻的电功率PR＝I2R＝（）2R＝＝＝3.6W，
整理可得：9R2﹣82RRL+9RL2＝0，
解得：RL＝9R，RL＝R，
由灯泡的电阻小于R可知，RL＝R，
则此时灯泡的电功率PL′＝I2RL＝I2×R＝I2R＝PR＝×3.6W＝0.4W。
故答案为：0.4。
7．定值电阻R1和小灯泡R2的伏安特性曲线分别如图所示，现将R1和R2串联后接在8伏的电源两端，则R1与R2的电功率之比为 ，小灯泡R2在此电路中工作10s消耗的电能为 J。21世纪教育网版权所有
【解答】解：将R1和R2串联后接在8伏的电源两端时，
因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
所以，由图象可知，当I＝0.3A，U1＝3V，U2＝5V时符合，
则R1与R2的电功率之比：
＝＝＝＝；
小灯泡R2在此电路中工作10s消耗的电能：
W2＝U2It＝5V×0.3A×10s＝15J。
故答案为：3：5； 15。
8．一个实验用的电动机与电流表串联后接在6V的直流稳压电源上，闭合开关后电动机并没有转动，这时电流表的读数为5A，检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了。排除故障后，让电动机带动轻负载转动，这时电流表的读数为1A，由此可以求出：电动机线圈电阻是 ，电动机的机械效率是 。
【解答】解：（1）电动机被卡住时为纯电阻用电器，
由I＝可得，电动机的线圈电阻：
R＝＝＝1.2Ω；
（2）让电动机带动轻负载转动时，
电动机的总功率：
P＝UI＝6V×1A＝6W，
电动机线圈的发热功率：
P热＝I2R＝（1A）2×1.2Ω＝1.2W，
电动机的机械功率：
P机＝P﹣P热＝6W﹣1.2W＝4.8W，
电动机的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：1.2Ω；80%。
9．王鑫同学用如图所示的装置进行物理知识的新探究。他先按图把器材连接好后，保持电源电压不变，闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，进行了两次实验，并把实验中得到的有关数据记录在下面表格里。2-1-c-n-j-y
实验次数 钩码的质量m（g） 钩码升高的高度h（m） 钩码上升的时间t（s） 电流表的示数I（A） 电压表的示数U（V） 滑动变阻器滑片位置
1 100 1.0 3.6 0.20 3.0 中点
2 100 1.0 8.0 0.15 1.5 最右端
请你参加王鑫的研究，解答下列问题：
（1）计算出第一次实验中，电动机消耗的电功率；
（2）求出电源电压和滑动变阻器的最大阻值；
（3）第二次实验过程中，滑动变阻器消耗的电能。
【解答】解：（1）消耗的电功率P＝UI＝3V×0.2A＝0.6W。
（2）滑动变阻器滑片位置在中点时，U1+I1＝U，即3V+0.2A×＝U ①；
滑动变阻器滑片位置在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，则U2+I2R＝U，即：1.5V+0.15R＝U ②；21教育网
①②联立，解得：U＝6V；R＝30Ω
（3）此时滑动变阻器两端的电压为U滑＝U﹣U2＝6V﹣1.5V＝4.5V；W＝UIt＝4.5V×0.15A×8s＝5.4J。21cnjy.com
答：（1）电动机消耗的电功率为0.6W；（2）电源电压为6V，滑动变阻器的最大阻值为30Ω；（3）第二次实验过程中，滑动变阻器消耗的电能是5.4J。
10．小洋同学在用电炉烧水时发现，将两个阻值不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉烧水要热得快些，即在相同时间内电阻小的电炉产生的热量多些。于是，小洋同学猜想：“电阻越小，发热功率越大”。www.21-cn-jy.com
而小惠同学在观察电炉烧水时却发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热，于是小惠同学猜想“电阻越大，发热功率越大”。21*cnjy*com
现有：镍铬合金做的电阻R1和R2，阻值分别为5Ω和10Ω；两个相同的容器中装有质量和初始温度都相同的煤油；温度计2支、滑动变阻器1个、电源1个、开关1个、导线若干。【来源：21cnj*y.co*m】
（1）为了验证小洋同学的猜想，请你用以上器材设计实验，用笔画线代替导线连接好图甲所示的电路。
（2）下表是验证小洋同学的猜想时得到的实验数据：
加热时间/min 0 8 16 24
R1所在容器中煤油的温度/℃ 20.0 23.1 26.3 29.2
R2所在容器中煤油的温度/℃ 20.0 21.6 23.2 24.7
从上述实验数据分析发现：发热功率与电阻的关系是 。
（3）电流产生热量的多少不易直接测量，因此，在这个实验中是通过比较 来比较电阻R1、R2产生热量的多少，这种科学研究的方法叫 法。
（4）为验证小惠同学的猜想，请在图乙的方框中画出实验电路图。
（5）通过上面的实验请你评价两位同学的猜想是否矛盾，并简要说明理由。
【解答】解：（1）两电阻并联，电路图如图所示。
（2）没有温度变化快慢反应了电阻发热功率的大小，由表中数据，知：在电压相同的情况下，阻值较小的电阻烧瓶内煤油温度变化快，电阻发热功率大。结论：在电压相同的情况下，电阻越小，发热功率越大。21·世纪*教育网
（3）电流产生热量的多少不易直接测量，因此，在这个实验中是通过比较煤油温度的变化大小来比较电阻R1、R2产生热量的多少，这种科学研究的方法叫转换法。
（4）两电阻应串联，电路图如图二所示。
（5）两同学的猜想不矛盾，小洋的猜想是在电压相等的条件下得出的，在电压U相同的情况下，由P＝知电阻越小功率越大；小惠的猜想是在电流相同的情况下得出的，在电流I相同的情况下，由P＝I2R知电阻越大，功率越大。【版权所有：21教育】
故答案为：（1）电路图如图一所示。（2）在电压相同时，电阻越小，发热功率越大。
（3）煤油温度变化大小；转换。（4）电路图如图而所示。（5）两同学的猜想不矛盾，小洋的猜想是在电压相等的条件下得出的，在电压U相同的情况下，由P＝知电阻越小功率越大；小惠的猜想是在电流相同的情况下得出的，在电流I相同的情况下，由P＝I2R知电阻越大，功率越大。21教育名师原创作品
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