2021-2022学年度人教版初中物理九年级全一册同步练习
——18.2电功率
1.下列单位中,电功率的单位是
A. 安培 B. 伏特 C. 焦耳 D. 瓦特
2.(2021广安模拟)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,电流表A1的示数逐渐变小,这一过程中( )
A.滑片P是向b端移动的
B.电流表A的示数逐渐变小
C.电压表V的示数逐渐变小
D.电路的总功率变大
3.(2021甘孜州模拟)小科为探究“电压一定时,电流与电阻之间的关系”,设计了如图实验.先在AB间接入10 Ω的定值电阻R1,移动滑片P,读取电压表、电流表示数并记录;然后用15 Ω的定值电阻R2替换R1后,接下来的操作和操作后的电路分析正确的是( )
A.注视电压表,并向左调节滑片
B.注视电流表,并向右调节滑片
C.操作后,电路消耗的电功率减小
D.操作后,电路消耗的电功率保持不变
4.标有“36V 15W”的车床用的台灯和标有“PZ220—15”的家用电灯都正常工作1h,消耗的电能
A. 一样多 B. 后者多 C. 前者多 D. 无法判断
5.(2021宜兴外国语学校模拟) 如图,电源电压不变,将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置时,电流表示数相应由0.3A变为0.5A,电压表的示数变化了2V,那么定值电阻的电功率改变量是( )
A.0.2W B.0.4W C.1.0W D.1.6W
6.(2021攀枝花模拟)如图所示,L1标有“3 V 3 W”,L2标有“3 V 1.5 W”,灯丝电阻不变,电源电压为3 V.开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.L1和L2的电阻之比是2∶1
B.L1和L2的电流之比是1∶2
C.L1两端电压是2 V
D.两灯的总功率是1 W
7.有两个电路元件A、B,把它们串联在电路中,如图甲所示,流过元件的电流与其两端的电压关系如图乙所示.闭合开关S,这时电流表的示数为0.4 A,则A、B两元件的电功率之比为
A. 4∶5 B. 5∶4
C. 2∶3 D. 1∶3
8.(2021广安模拟)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,灯泡L标有“6 V 6 W”,R0为定值电阻.闭合开关S,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,将滑动变阻器的滑片P由某一端点移动到某一位置过程中,U2与U1的变化关系如图乙所示,滑动变阻器在滑片P分别位于上述端点、上述位置时消耗的电功率相等,下列判断正确的是( )
A.电源电压为12 V
B.滑动变阻器的最大阻值为7 Ω
C.R在原端点时消耗的功率为7 W
D.电路允许消耗的最大功率为12 W
9.(2021重庆模拟)“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟,用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12 V 6 W”的红灯、“12 V 12 W”的绿灯及“24 Ω 2 A”的滑动变阻器等元件,设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S,且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时,两灯都正常发光。电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是( )
A.电源电压为24 V
B.该电路的最大工作电流是2 A
C.该电路的最小电功率是3 W
D.该电路最大电功率与最小电功率之比为9∶2
10.(2021铁岭模拟) 如图甲所示电路,电源电压保持 12V 不变,R0为定值电阻,电压表量程为 0~15V,电流表量程为 0~0.6A。闭合开关 S,将滑片 P 从最右端移动到最左端时,小灯泡刚好正常发光。图乙是实验过程中绘制的电流表与两块电压表示数的关系图象。下列选项中正确的是∶
A.R0的阻值为12Ω B.小灯泡的额定功率为 3W
C.滑动变阻器的最大阻值为 24Ω D.电路消耗的最大功率为 6W
11.(2021攀枝花模拟)某电动车由输出电压为48 V、容量为100 A·h的电池提供工作能量,该电池最多可提供________kW·h的电能;这些电能的80%用于清洁车工作,可供功率为800 W的清洁车工作________h.
12.某电灯泡上标着“PZ220 40”,这盏灯正常工作10h.消耗电能_____ kW h.如果这盏灯接在200V的电路中,实际功率是_____W.(灯泡电阻不变)
13.(2021广安模拟)将标有“6 V 3 W”的甲灯与标有“6 V 4 W”的乙灯并联在6 V的电源上,它们的实际电功率之比P甲∶P乙=________;若把这两灯串联在6 V的电源上,它们的实际电功率P′甲∶P′乙=________.(忽略温度对灯丝电阻的影响)
14.(2021济宁模拟)小明家的电能表如图所示,他家里能够接人用电器的最大功率为______W。将电脑单独接在该电能表上工作5min,电能表指示灯闪烁了32次,则电脑的功率是______W。
15.把标有“1A 6W”的L1和“2A 6W”的L2两个灯泡并联接入电路中,如图,让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,则该电路中干路电流是___A,两灯消耗的实际总功率为______W.
16.(2021绵阳模拟)甲、乙两灯的额定电压均为9 V,其电流与电压变化的关系如图所示,乙灯正常发光时的电阻为 Ω,若将甲、乙两灯串联接入9 V的电路中,电路消耗的电功率为 W.
17.(2021济宁模拟)在如图甲所示的电路中,电源电压为9V且保持不变,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15 V”,灯泡上标有“6V 6W”字样,灯泡电流随电压变化的关系如图乙所示。那么,为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是______,此时电路消耗的总功率是____。
18.(2021重庆模拟)如图所示,电源两端电压保持不变,电阻R2阻值为20 Ω。闭合开关S后,电流表A1的示数为0.5 A,电流表A2的示数为0.3 A。求:
(1)通电20 s电阻R2消耗的电能;
(2)电阻R1的阻值。
19.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关系如图乙所示.试问:
(1)滑动变阻器的最大阻值是多少?
(2)开关S闭合时,该电路的最小电功率是多少?
20.(2021广安模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0是阻值为8 Ω的定值电阻,小灯泡L上标有“6 V 3.6 W”字样.当单刀双掷开关S接1,滑动变阻器的滑片P位于b端时,定值电阻R0在1 min内消耗的电能为750 J.不考虑温度对灯丝电阻的影响.
(1)求小灯泡L的电阻.
(2)求电源电压.
(3)当单刀双掷开关S接2,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时,小灯泡的电功率为1.6 W,求此时滑动变阻器的电功率.
21.(2021自贡模拟)(7分)如图所示,电源电压恒定为6 V不变.灯泡L标有“6 V 3 W”的字样,定值电阻R1=40 Ω,R2为标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器.求:(忽略温度对电阻的影响)
(1)灯泡L正常工作时的电阻.
(2)当闭合开关S1,断开开关S2、S3,滑动变阻器在最大阻值处时定值电阻R1消耗的功率.
(3)当闭合开关S1、S2、S3时,整个电路工作100 s消耗的电能.
22.(2021攀枝花模拟)如图甲所示的电路,电源两端电压U不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,将滑动变阻器的滑片滑到A端,闭合开关S时滑动变阻器R消耗的功率P1为1.8
W,断开开关时电流表的示数改变了0.3 A;当开关S断开后,滑动变阻器的滑片在滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值R与电流表示数的倒数的关系如图乙所示,求:
(1)电源两端的电压U和滑动变阻器最大的阻值Rm.
(2)定值电阻的阻值R0.
(3)电路消耗的最小功率P2.
23.(2021雅安模拟)如图所示,电源电压可调节,定值电阻R=10 Ω,小灯泡标有“4 V 2 W”(小灯泡电阻不变),滑动变阻器上标有“50 Ω 2 A”的字样.问:
(1)小灯泡的电阻为多大?
(2)只闭合S1时,通过R的电流为I;只闭合S2并保持电源电压不变,调节滑动变阻器,通过R的电流为I,此时滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
(3)只闭合S2,调节滑动变阻器和电源电压,要求电压表示数为2 V,则电源可调节的最大电压和最小电压分别为多少?
24.(2021济宁模拟)如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图象如图乙所示,求:
(1)R1的电阻;
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)整个电路的最大功率
25.(2021乐山模拟)如图所示,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变,小灯泡L标有“4 V 1.6 W”字样,R1=20 Ω,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1 A,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V.只闭合开关S2时,电压表的示数为2 V.在不损坏各电路元件的情况下,闭合所有开关,滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3∶1.求:
(1)电源电压.
(2)R2的最大阻值.
(3)只闭合开关S3,小灯泡L消耗的电功率的最大值.
2021-2022学年度人教版初中物理九年级全一册同步练习
——18.2电功率参考答案
1.下列单位中,电功率的单位是
A. 安培 B. 伏特 C. 焦耳 D. 瓦特
【答案】D
2.(2021广安模拟)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,电流表A1的示数逐渐变小,这一过程中( )
A.滑片P是向b端移动的
B.电流表A的示数逐渐变小
C.电压表V的示数逐渐变小
D.电路的总功率变大
【答案】B
3.(2021甘孜州模拟)小科为探究“电压一定时,电流与电阻之间的关系”,设计了如图实验.先在AB间接入10 Ω的定值电阻R1,移动滑片P,读取电压表、电流表示数并记录;然后用15 Ω的定值电阻R2替换R1后,接下来的操作和操作后的电路分析正确的是( )
A.注视电压表,并向左调节滑片
B.注视电流表,并向右调节滑片
C.操作后,电路消耗的电功率减小
D.操作后,电路消耗的电功率保持不变
【答案】C
4.标有“36V 15W”的车床用的台灯和标有“PZ220—15”的家用电灯都正常工作1h,消耗的电能
A. 一样多 B. 后者多 C. 前者多 D. 无法判断
【答案】A
5.(2021宜兴外国语学校模拟) 如图,电源电压不变,将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置时,电流表示数相应由0.3A变为0.5A,电压表的示数变化了2V,那么定值电阻的电功率改变量是( )
A.0.2W B.0.4W C.1.0W D.1.6W
【答案】D
6.(2021攀枝花模拟)如图所示,L1标有“3 V 3 W”,L2标有“3 V 1.5 W”,灯丝电阻不变,电源电压为3 V.开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.L1和L2的电阻之比是2∶1
B.L1和L2的电流之比是1∶2
C.L1两端电压是2 V
D.两灯的总功率是1 W
【答案】D
7.有两个电路元件A、B,把它们串联在电路中,如图甲所示,流过元件的电流与其两端的电压关系如图乙所示.闭合开关S,这时电流表的示数为0.4 A,则A、B两元件的电功率之比为
A. 4∶5 B. 5∶4
C. 2∶3 D. 1∶3
【答案】A
8.(2021广安模拟)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,灯泡L标有“6 V 6 W”,R0为定值电阻.闭合开关S,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,将滑动变阻器的滑片P由某一端点移动到某一位置过程中,U2与U1的变化关系如图乙所示,滑动变阻器在滑片P分别位于上述端点、上述位置时消耗的电功率相等,下列判断正确的是( )
A.电源电压为12 V
B.滑动变阻器的最大阻值为7 Ω
C.R在原端点时消耗的功率为7 W
D.电路允许消耗的最大功率为12 W
【答案】C
9.(2021重庆模拟)“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟,用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛。他用规格为“12 V 6 W”的红灯、“12 V 12 W”的绿灯及“24 Ω 2 A”的滑动变阻器等元件,设计了如图所示电路。当闭合开关S1、S2、S,且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时,两灯都正常发光。电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是( )
A.电源电压为24 V
B.该电路的最大工作电流是2 A
C.该电路的最小电功率是3 W
D.该电路最大电功率与最小电功率之比为9∶2
【答案】C
10.(2021铁岭模拟) 如图甲所示电路,电源电压保持 12V 不变,R0为定值电阻,电压表量程为 0~15V,电流表量程为 0~0.6A。闭合开关 S,将滑片 P 从最右端移动到最左端时,小灯泡刚好正常发光。图乙是实验过程中绘制的电流表与两块电压表示数的关系图象。下列选项中正确的是∶
A.R0的阻值为12Ω B.小灯泡的额定功率为 3W
C.滑动变阻器的最大阻值为 24Ω D.电路消耗的最大功率为 6W
【答案】ABD
11.(2021攀枝花模拟)某电动车由输出电压为48 V、容量为100 A·h的电池提供工作能量,该电池最多可提供________kW·h的电能;这些电能的80%用于清洁车工作,可供功率为800 W的清洁车工作________h.
【答案】4.8 4.8
12.某电灯泡上标着“PZ220 40”,这盏灯正常工作10h.消耗电能_____ kW h.如果这盏灯接在200V的电路中,实际功率是_____W.(灯泡电阻不变)
【答案】 (1). 0.4 (2). 33.1
13.(2021广安模拟)将标有“6 V 3 W”的甲灯与标有“6 V 4 W”的乙灯并联在6 V的电源上,它们的实际电功率之比P甲∶P乙=________;若把这两灯串联在6 V的电源上,它们的实际电功率P′甲∶P′乙=________.(忽略温度对灯丝电阻的影响)
【答案】3∶4 4∶3
14.(2021济宁模拟)小明家的电能表如图所示,他家里能够接人用电器的最大功率为______W。将电脑单独接在该电能表上工作5min,电能表指示灯闪烁了32次,则电脑的功率是______W。
【答案】4.4x103 120
15.把标有“1A 6W”的L1和“2A 6W”的L2两个灯泡并联接入电路中,如图,让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,则该电路中干路电流是___A,两灯消耗的实际总功率为______W.
【答案】 (1). 2.5 (2). 7.5
16.(2021绵阳模拟)甲、乙两灯的额定电压均为9 V,其电流与电压变化的关系如图所示,乙灯正常发光时的电阻为 Ω,若将甲、乙两灯串联接入9 V的电路中,电路消耗的电功率为 W.
【答案】18;3.6;
17.(2021济宁模拟)在如图甲所示的电路中,电源电压为9V且保持不变,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15 V”,灯泡上标有“6V 6W”字样,灯泡电流随电压变化的关系如图乙所示。那么,为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是______,此时电路消耗的总功率是____。
【答案】11.7 5.4
18.(2021重庆模拟)如图所示,电源两端电压保持不变,电阻R2阻值为20 Ω。闭合开关S后,电流表A1的示数为0.5 A,电流表A2的示数为0.3 A。求:
(1)通电20 s电阻R2消耗的电能;
(2)电阻R1的阻值。
【答案】解:(1)由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流。
通电20 s电阻R2消耗的电能:
W=I22R2t=(0.3 A)2×20 Ω×20 s=36 J。
(2)由I=可得,R1两端的电压:
U1=U2=I2R2=0.3 A×20 Ω=6 V,
通过R1的电流:
I1=I-I2=0.5 A-0.3 A=0.2 A,
R1的阻值:
R1===30 Ω。
19.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关系如图乙所示.试问:
(1)滑动变阻器的最大阻值是多少?
(2)开关S闭合时,该电路的最小电功率是多少?
【答案】(1)滑动变阻器的最大阻值是70Ω;(2)开关S闭合时,该电路的最小电功率是3.6W.
【解析】
由电路图可以知道,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图2可知,I2=0.2A,U2=14V,
由可知滑动变阻器的最大阻值:;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.9A,由可知电源的电压:U=I1R1=0.9A×R1 -----------------①当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,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=I2R1+U2=0.2A×R1+14V---------------------------②因电源的电压不变,解①②可得:
R1=20Ω;U=18V;由于当电路中的电流最小时,电路消耗电功率最小,则:P最小=UI2=18V×0.2A=3.6W.
答:(1)滑动变阻器的最大阻值是70Ω;(2)开关S闭合时,该电路的最小电功率是3.6W.
20.(2021广安模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0是阻值为8 Ω的定值电阻,小灯泡L上标有“6 V 3.6 W”字样.当单刀双掷开关S接1,滑动变阻器的滑片P位于b端时,定值电阻R0在1 min内消耗的电能为750 J.不考虑温度对灯丝电阻的影响.
(1)求小灯泡L的电阻.
(2)求电源电压.
(3)当单刀双掷开关S接2,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时,小灯泡的电功率为1.6 W,求此时滑动变阻器的电功率.
【答案】(1)由P=可得小灯泡的电阻RL===10 Ω. (2)当开关S接1,滑动变阻器的滑片P位于b端时,电路为R0的简单电路.由W=t得电源的电压U===10 V. (3)当开关S接2,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时,灯泡与滑动变阻器串联.由P=I2R可得电路中的电流I===0.4 A,小灯泡两端的电压UL=IRL=0.4 A×10 Ω=4 V,滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=10 V-4 V=6 V,滑动变阻器的电功率P滑=U滑I=6 V×0.4 A=2.4 W.
21.(2021自贡模拟)(7分)如图所示,电源电压恒定为6 V不变.灯泡L标有“6 V 3 W”的字样,定值电阻R1=40 Ω,R2为标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器.求:(忽略温度对电阻的影响)
(1)灯泡L正常工作时的电阻.
(2)当闭合开关S1,断开开关S2、S3,滑动变阻器在最大阻值处时定值电阻R1消耗的功率.
(3)当闭合开关S1、S2、S3时,整个电路工作100 s消耗的电能.
【答案】(1)由P=可得,灯泡L正常工作时的电阻RL===12 Ω. (2)当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,R1与R2串联,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的总电阻R总=R1+R2=40 Ω+20 Ω=60 Ω,通过R1的电流I1===0.1 A,定值电阻R1消耗的功率P1=IR1=(0.1 A)2×40 Ω=0.4 W. (3)当闭合开关S1、S2、S3时,定值电阻R1与灯泡L并联,通过定值电阻R1的电流I′1===0.15 A;此时灯泡正常发光,由P=UI可得,通过灯泡的电流IL===0.5 A;干路电流I=I′1+IL=0.15 A+0.5 A=0.65 A,整个电路工作100 s消耗的电能W=UIt=6 V×0.65 A×100 s=390 J.
22.(2021攀枝花模拟)如图甲所示的电路,电源两端电压U不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,将滑动变阻器的滑片滑到A端,闭合开关S时滑动变阻器R消耗的功率P1为1.8
W,断开开关时电流表的示数改变了0.3 A;当开关S断开后,滑动变阻器的滑片在滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值R与电流表示数的倒数的关系如图乙所示,求:
(1)电源两端的电压U和滑动变阻器最大的阻值Rm.
(2)定值电阻的阻值R0.
(3)电路消耗的最小功率P2.
【答案】(1)将滑动变阻器的滑片滑到A端,闭合开关时,滑动变阻器的最大阻值Rm与R0并联,滑动变阻器R消耗的功率P1=1.8 W.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且断开开关时电流表的示数改变了0.3 A,所以通过滑动变阻器的电流I1=0.3 A.由P=UI可得,电源的电压U===6 V.由I=可得,滑动变阻器最大的阻值Rm===20 Ω. (2)当开关S断开后,滑动变阻器R与R0串联.由图乙可知,当R=2 Ω时,=2 A-1,即I=0.5 A,此时电路的总电阻R总===12 Ω.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以定值电阻的阻值R0=R总-R=12 Ω-2 Ω=10 Ω. (3)当开关S断开后,滑片位于B端时,Rm与R0串联,此时电路的总电阻最大,总功率最小,则电路消耗的最小功率P2===1.2 W.
23.(2021雅安模拟)如图所示,电源电压可调节,定值电阻R=10 Ω,小灯泡标有“4 V 2 W”(小灯泡电阻不变),滑动变阻器上标有“50 Ω 2 A”的字样.问:
(1)小灯泡的电阻为多大?
(2)只闭合S1时,通过R的电流为I;只闭合S2并保持电源电压不变,调节滑动变阻器,通过R的电流为I,此时滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
(3)只闭合S2,调节滑动变阻器和电源电压,要求电压表示数为2 V,则电源可调节的最大电压和最小电压分别为多少?
【答案】(1)小灯泡的电阻RL===8 Ω.
(2)只闭合S1时,电路为定值电阻R与小灯泡L的串联电路,通过R的电流I==…①.只闭合S2时,电路为定值电阻R与滑动变阻器的串联电路,电压表测定值电阻R两端的电压,电源电压保持不变,通过R的电流I==…②,联立①②解得R′=26 Ω,即此时滑动变阻器接入电路的阻值为26 Ω.
(3)由串联电路的电压特点有U=UV+RP=UV+·RP,当UV=2 V、RP=0时,电源可调节的电压最小,Umin=2 V+0=2 V;当UV=2 V、RP=50 Ω时,电源可调节的电压最大,Umax=2 V+×50 Ω=12 V.
24.(2021济宁模拟)如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图象如图乙所示,求:
(1)R1的电阻;
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)整个电路的最大功率
【答案】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2 两端电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图甲可知,当滑片位于A端时,接入电路中的电阻为零,电路为R1的简单电路,此时电压表V1测电源的电压(V1示数最大),电压表V2被短路(V2示数为0),此时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流I=1.2A,此时N点对应的电压为12V,F点对应的电压为0V,所以,MN是R1的U-I图象即电压表V1示数变化的图象,EF是R2的U-I图象即压表V2示数变化的图象,且电源的电压U=12V,
由I=U/R可得,电阻R1的阻值R1=U/I=12V/1.2=10Ω;
(2)当滑片位于B端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压 表V2的示数最大,
由图乙可知,此时电路中的最小电流I′=0.4A,R2两端的最大电压U2=8V,
则滑动变阻器的最大阻值R2=U2/I’=8V/0.4A=20Ω;
(3)当滑片位于A端时,电路中的电流最大,整个电路的功率最大,
则电路的最大功率P=UI=12V×1.2A=14.4W。
答:
(1)R1的电阻为10Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值为20Ω;
(3)整个电路的最大功率为14.4W。
25.(2021乐山模拟)如图所示,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变,小灯泡L标有“4 V 1.6 W”字样,R1=20 Ω,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1 A,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V.只闭合开关S2时,电压表的示数为2 V.在不损坏各电路元件的情况下,闭合所有开关,滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3∶1.求:
(1)电源电压.
(2)R2的最大阻值.
(3)只闭合开关S3,小灯泡L消耗的电功率的最大值.
【答案】(1)由P=可得,小灯泡的阻值RL===10 Ω.只闭合开关S2时,L与R1串联,电压表测L两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律可得此时电路中的电流I=IL===0.2 A.由串联电路的电阻特点和欧姆定律可得电源的电压U=I(RL+R1)=0.2 A×(10 Ω+20 Ω)=6 V. (2)闭合所有开关时,R1与R2并联,电流表测通过R2的电流.由P=知,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,其消耗的电功率最小,最小功率P2小=.因滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1 A,电流表的量程为0~0.6 A,所以通过滑动变阻器的最大电流I2大=0.6 A,则滑动变阻器R2消耗的最大功率P2大=UI2大.由题知,滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3∶1,所以==,由此可得R2===30 Ω. (3)只闭合开关S3时,L与R2串联,电压表测L两端的电压,当电压表的示数最大时,即U′L=3 V时,电路中的电流I1===0.3 A,在电流表的量程0~0.6 A内,所以,电路中的最大电流为0.3 A,则小灯泡L消耗的最大电功率PL大=IRL=(0.3 A)2×10 Ω=0.9 W.