14.3电功率练习题2021-2022学年鲁科版九年级物理
一、单选题
如图所示的电路中,电源电压恒为,电压表、的量程均为,电流表的量程为,滑动变阻器的规格为“”,灯泡标有“”学样。闭合开关后,若要求三只电表的示数均不能超过所选量程,且灯泡两端电压不能超过其额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是
A. 电流表示数的变化范围是
B. 整个电路的最大功率是
C. 灯泡的最小功率为
D. 滑动变阻器的电阻允许调节的范围是
在精准扶贫工作中,野洞河镇政府帮助某村民建成蝗虫养殖基地,用长导线将一盏标有“”的灯泡接在的电源上,牵到基地进行照明,由于导线过长,具有一定的电阻,导致电灯不能正常发光。物理兴趣小组测得灯泡的实际功率为,则这段长导线消耗的电功率是
A. B. C. D.
如图所示,小灯泡标有”,”字样不计温度对灯丝电阻的影响,当闭合,滑动变阻器滑片在最左端时,小灯泡正常发光;当闭合,断开,滑动变阻器滑片在中点时,电流表的示数为,下列说法正确的是
A. 电源电压为
B. 滑动变阻器的最大阻值为
C. 调节电路元件,可使电压表达到的最大值为
D. 电路的最小功率与最大功率之比为:
图甲是一款车载充电器,工作原理如图乙,闭合后稳压元件两端电压恒为,可为手机等提供稳定的充电电压,汽车电源电压为,为定值电阻,其消耗的电功率为,则下列关于图象的变化正确的是
A. B.
C. D.
如图甲所示的电路中,电源电压恒定,滑动变阻器的滑片从端移到端,两端的电压随滑动变阻器连入电路电阻变化的图象如图乙,下列说法中正确的是
A. 滑动变阻器两端电压逐渐减小
B. 时,其电功率为
C. 在端时,电阻的功率为
D. 定值电阻
现有电源、开关、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器各一个,其中小灯泡的图象如图所示。将这些元件用导线连成电路后,闭合开关,滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中,电压表的示数从开始减小,电流表的示数从开始增大。下列结论正确的是
A. 电源的电压为 B. 小灯泡的最大功率为
C. 滑动变阻器的最大阻值为 D. 整个电路的最小功率是
如图甲的电路中,电源电压为且保持不变,闭合开关后,滑片从端移动到端的过程中,电压表的示数与电流表的示数的关系图像如图乙,下列判断正确的是
A. 的阻值为 B. 电路消耗的最小功率为
C. 滑动变阻器的最大阻值为 D. 电路消耗的最大功率为
疫情防控期间,学校防疫人员利用如图甲所示的测温仪对进入校园的所有师生员工进行体温检测。如图乙是测温仪的工作电路简化图,电源电压恒定,定值电阻为保护电阻,是热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图像如图丙所示。关于此测温仪,下列分析正确的是 【 】
A. 显示仪是由电流表改装成的
B. 被测温者体温越高,电路中的电流越大
C. 被测温者体温越高,电路消耗的电功率越小
D. 若测相同温度时,将更换为阻值更大的电阻,显示仪示数将变大
下列估测值中,最符合实际的是
A. 家里电冰箱工作半小时耗电
B. 液晶电视机正常工作的电流约为
C. 人体的安全电压为
D. 一盏家用节能灯的额定功率约为
以下数据与实际情况相符的是
A. 手机电池电压约为
B. 家用空调的功率约为
C. 家用电饭锅煮饭时电阻约
D. 家里液晶电视机正常工作的电流约为
二、填空题
两个小灯泡和分别标有“”和“”字样,若把它们串联起来接到电路中,加在它们两端的总电压不得超过______,______更亮些填“”或“”;若把它们并联起来接到电路中,两灯都能工作时,电路中允许通过的最大电流是______。
在如图甲的电路中,电源电压保持不变,为滑动变阻器,其规格为“ ”,闭合开关,当滑片从一端滑到另一端的过程中测到的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示,则电源电压为 ,定值电阻的阻值为
如图所示。电源电压恒定不变,为定值电阻。闭合开关,当滑动变阻器滑片位于位置时,电压表的示数为,电流表示数为;当滑片由移至位置如图虚线位置时,电压表示数为,电流表示数为则滑片置于位置时滑动变阻器接入电路的阻值为______,滑片由移至位置的过程中,定值电阻的电功率变化量为______。
三、实验探究题
小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的。他猜想:台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小,为此他设计了甲所示的电路进行探究。已知电源电压为并保持不变,电压表个,电流表,滑动变阻器规格为“”,小灯泡标有“”字样忽略温度对灯丝电阻的影响。
电路中是______表,是______表,
实验中,小灯泡正常发光时电流表的示数为______。
根据实验数据,绘制出滑动变阻器的电功率与小灯泡的电功率的关系如图乙所示。由图可知:小灯泡的电功率亮度变大时,滑动变阻器的电功率______。
假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的,在确保电路中各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡的电功率变化范围是从______至______。
如图所示电路,电源电压不变,小灯泡标有“”字样,闭合开关后,当滑片移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为;当滑片移至某一端点时,电流表示数为,电压表示数变化了。此时滑动变阻器消耗的功率为,且::,则:
灯泡正常发光时的电流为______。
电源电压为______。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
灯泡标有“”字样,根据可得,灯泡的额定电流:
,
因为串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为,滑动变阻器的规格为“”,
所以电路中的最大电流为,
该电路的最大功率:
,故B错误;
根据得灯泡的电阻:
,
此时电路中的总电阻,
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
;
根据串联电路的分压特点可知,当电压表的示数最大为时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和,
则此时灯泡两端的电压:
,
电路中的最小电流:
,
所以电路中电流变化的范围是,故A正确;
灯泡的最小功率:,故C错误;
根据得滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
,
所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是,故D错误。
故选:。
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
根据灯泡铭牌上的数据,利用公式求出灯泡的额定电流;根据串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为灯泡的额定电流,然后根据求出电路中的最大电功率,利用欧姆定律求出灯泡的电阻,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
根据串联电路的电压特点可知:当电压表的示数最大为时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,利用串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的电流,进一步求出电路中电流变化的范围,最后利用求出灯泡的最小功率;根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值,即可得出滑动变阻器阻值变化的范围。
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确定电路中的最大电流和电压表的最大示数确定电路中的最小电流,并且要知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
2.【答案】
【解析】解:由电功率公式可知,灯泡电阻:
,
灯泡的实际电压:
,
导线上消耗的电压:
,
电路实际电流:
,
损失的功率:
。
故选:。
由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据可求得灯泡的电阻;已知实际功率根据电功率公式可求得灯泡两端的实际电压,因灯泡和导线为串联电路,根据串联电路的规律可求得导线上消耗的电压。由欧姆定律求出电路电流,然后由求出损失的功率。
本题考查了电功率公式和欧姆定律的灵活运用,关键是能把灯泡和导线转化为串联电路来处理。
3.【答案】
【解析】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是电路的分析。
解:、当闭合,滑动变阻器滑片在最左端时,为灯的简单电路,小灯泡正常发光,故电源电压为;A错误;
B、根据,灯的电阻:;
当闭合,断开,滑动变阻器滑片在中点时,变阻器与灯串联,电流表测电路的电流,电流表的示数为,由欧姆定律,灯的电压为:,
根据串联电路的规律和欧姆定律,变阻器连入电阻的大小:;
故滑动变阻器的最大阻值为:B错误;
C、当、闭合,滑片在最右端时,短路,电压表示数最大,为,故C错误;
D、
根据,当电路的电阻最大时功率最小,根据电阻的串联,电阻的最大电阻:,
故最小功率为:;
当、闭合,滑片在最左端时,、并联,电路总电阻最小,为,此时电路消耗功率最大;
所以电路的最小功率与最大功率之比为:::,D正确。
故选:。
4.【答案】
【解析】解:由欧姆定律和可得,消耗的电功率:,显然消耗的电功率随电源总电压变化关系为二次函数图象,由数学知识知,图象为抛物线,并且开口朝上,故A正确,BCD错误。
故选:。
根据串联电路特点、欧姆定律和表示出消耗的电功率:,根据二次函数知识确定正确答案。
本题考查串联电路的规律及欧姆和电功率公式的运用,关键是得出消耗的电功率随电源电压变化关系的函数关系式,根据数学知识解决,体现了数学知识在物理中的运用。
5.【答案】
【解析】解:由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端电压。
A、滑动变阻器的滑片从端移到端,滑动变阻器阻值增大,电路中电流减小,定值电阻分到的电压减小,滑动变阻器分到的电压增大,故A错误;
B、当时,此时电压表的示数,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:,
的电功率:,故B错误;
、由图乙可知,在端时,的阻值为最大值,此时电压表的示数,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:,
电阻的功率:,故C错误;
的阻值:,故D正确;
故选:。
滑动变阻器的滑片从端移到端,滑动变阻器阻值增大,电路中电流减小,定值电阻分到的电压减小,滑动变阻器分到的电压增大;
当时,此时电压表的示数,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,据此得出滑动变阻器两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律得出电路中的电流,根据得出的电功率;
在端时,的阻值最大,根据图乙读出的阻值和电压表的示数,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据求出的电功率;根据求出电阻的功率;最后根据欧姆定律的应用求出的阻值。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是从图中获取有效的信息。
6.【答案】
【解析】解:由题意可知,滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中,电压表的示数从开始减小,电流表的示数从开始增大,
由可知,电路的总电阻减小,变阻器接入电路中的电阻减小,则滑片位于最左端时变阻器接入电路中的电阻最大,
由串联电路的分压特点可知,滑片位于最左端时电压表的示数最大,则电压表应并联在滑动变阻器两端,电路图如下图所示:
当变阻器接入电路中的电阻最大时其两端的电压,电路中的电流,
则滑动变阻器的最大阻值:,故C错误;
由图象可知,此时灯泡两端的电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:,故A错误;
整个电路的最小功率:,故D错误;
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,灯泡两端的电压和电源的电压相等,
由图象可知通过灯泡的电流,
则小灯泡的最大功率:,故B正确。
故选:。
由题意可知,将滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中,电压表的示数减小,电流表的示数增大,根据欧姆定律可知电路中总电阻的变化,从而得出滑片位于最左端时变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的分压特点结合电压表示数的变化得出电压表并联的位置,据此得出电路的连接方式;
根据题意得出滑动变阻器接入电路中的电阻最大时变阻器两端的电压和电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据图象读出灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据求出整个电路的最小功率;当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,灯泡两端的电压和电源的电压相等,根据图象读出通过灯泡的电流,根据求出灯泡的最大功率。
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,关键是根据题意得出电压表所测量的电路元件和从图象中得出需要的信息。
7.【答案】
【解析】解:由电路图可知,闭合开关后,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑片位于端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,电路中的最大电流,
由可得,的阻值:,故A错误;
B.当电路中的电流最小时,电路消耗的电功率最小,
由图乙可知,电路中的最小电流,
则电路消耗的最小功率:,故B正确;
C.当滑片位于端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路的电流最小,电压表的示数最大,
由图乙可知,电路中的最小电流,电压表的最大示数,
则滑动变阻器的最大阻值:,故C错误;
D.当电路中的电流最大时,电路消耗的电功率最大,
则电路消耗的最大功率:,故D错误。
由电路图可知,闭合开关后,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片位于端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,根据图乙读出电路中的最大电流,利用欧姆定律求出的阻值;
当电路中的电流最小时,电路消耗的电功率最小,根据图乙读出电路中的最小电流,利用求出电路消耗的最小功率;
当滑片位于端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路的电流最小,电压表的示数最大,根据图乙读出电路中的最小电流和电压表的最大示数,利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
当电路中的电流最大时,电路消耗的电功率最大,利用求出电路消耗的最大功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,从图像中获取有用的信息是关键。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是题干中获取有效的信息,难度不大。
根据电路图可知,与串联,显示仪与并联;
根据电流表和电压表的正确使用确定显示仪是电流表还是电压表;
由图丙可知热敏电阻随温度的变化,根据电压表示数和欧姆定律可知电路电流的变化;
再根据可知电路消耗的电功率的变化;
当温度相同,说明热敏电阻的阻值不变,若将更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知显示仪示数的变化。
【解答】
A.因为显示仪与并联,所以显示仪是电压表,故A错误;
B.由图丙可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,被测温者温度越高,热敏电阻的阻值越小,根据串联电路电阻的规律可知,电路的总电阻越小,由由欧姆定律可知,电路电流变大,故B正确;
C.被测温者温度越高,电路电流越大,由可知,电路消耗的功率也越大,故C错误;
D.若测相同温度,说明热敏电阻的阻值不变,将更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,两端分得的电压变大,热敏电阻分得的电压变小,因此显示仪示数会变小,故D错误。
9.【答案】
【解析】解:
A、家里电冰箱的电功率约为,工作半小时耗电,故A不符合实际;
B、液晶电视机的功率约为,正常工作的电流约为,故B不符合实际;
C、经验证明:不高于的电压对人体是安全的,故C不符合实际;
D、一盏家用节能灯的额定功率较小,在左右,约为,故D符合实际。
故选:。
不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
10.【答案】
【解析】解:
A、手机电池电压约为,故A错误;
B、家用空调属于大功率用电器,其功率约为,故B正确;
C、电饭锅的额定功率在左右,其电阻为:,故C错误;
D、家里液晶电视机正常工作的电流约为,故D错误。
故选:。
根据对常见电压、电流、电功率、电阻值的了解进行估测,必要时进行简单的换算与计算,找出最接近的选项。
此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
11.【答案】
【解析】解:由可得,两灯泡的额定电流分别为:,,
由欧姆定律可得,两灯泡的电阻:,;
因为串联电路中各处的电流相等,所以两电阻串联时,电路中的最大电流,
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以电路两端允许加的最大电压:;
因串联电路各处电流相等,所以由可知,灯的实际功率大,因此灯更亮;
若把它们并联起来接到电路中,并联电路各支路两端电压相等,所以两灯都能工作时,电源电压为,此时灯泡正常发光,通过的电流为,
通过灯泡的电流:,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则电路中允许通过的最大电流:。
故答案为:;;。
已知两灯泡的额定电压和额定功率,先根据公式求出各自正常工作时的电流,根据欧姆定律求出电阻,如果把它们串联起来,则串联电路的电流只能取两个电流中最小的一个,然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压;根据可比较两灯泡的发光亮度;若把它们并联起来接到电路中,根据并联电路电压特点可知电源电压,根据欧姆定律计算各支路的电流,根据并联电路电流规律计算电路中允许通过的最大电流。
本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功率公式的应用,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道为保护电路两只灯泡串联后电路电流应选择额定电流较小的哪一个,并联后电路电流应选择额定电压较小的哪一个。
12.【答案】
【解析】略
13.【答案】;
【解析】解:由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变附器滑片位于位置时,变阻器两端的电压,电路中的电流,
由可得,此时滑动变阻器接入电路的阻值:
,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
----------
当滑片由移至位置时,变阻器两端的电压,电路中的电流,
则电源的电压:
---------
联立可得:,
滑片由移至位置的过程中,定值电阻的电功率变化量:
。
故答案为:;。
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变附器滑片位于位置时,知道变阻器两端的电压和电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压;当滑片由移至位置时,知道变阻器两端的电压和电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,联立等式即可求出的阻值,利用求出滑片由移至位置的过程中定值电阻的电功率变化量。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,要注意电压表不测带电源用电器两端的电压。
14.【答案】电流 电压 先变大后变小
【解析】解:
表串联在电路中,故是电流表;表并联在电路中,是电压表;
小灯泡标有“”字样,表示灯的额定电压为,额定功率为,
根据可得,实验中,小灯泡正常发光时电流表的示数为:
;
根据图乙绘制出滑动变阻器的电功串与小灯泡的电功率的关系可知,小灯泡的电功率亮度变大时,滑动变阻器的电功率先变大后变小;
根据可得,灯正常发光时的电阻为:
;
灯与变阻器串联,电压表分别测变阻器和灯的的电压,电流表测电路的电流,
实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的,即灯的最大电压为,灯的最大电流为:
,根据电流选用小量程,故电路的最大电流为,
灯的最大功率为:
;
变阻器连入电路的电阻越大,变阻器的电压越大,其最大值为,这时的电流最小,
由串联电路电压的规律可得,灯的最小电压为,
灯的最小功率为:
,
在确保电路中各元件安全的情况下,移动滑动变阳器的滑片,小灯泡的电功率变化范围是从至。
故答案为:电流;电压;;先变大后变小;;。
根据电流表与待测电路串联,电压表与待测电路并联分析回答;
小灯泡标有“”字样的含义,根据求出小灯泡正常发光时电流表的示数;
根据图乙绘制出滑动变阻器的电功串与小灯泡的电功率的关系回答;
根据得出灯正常发光时的电阻,灯与变阻器串联,电压表分别测变阻器和灯的的电压,电流表测电路的电流,
根据实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定电压的,可知灯的最大电压,由欧姆定律求出灯的最大电流,结合电流选用小量程确定电路的最大电流,根据得出灯的最大功率;
变阻器连入电路的电阻越大,变阻器的电压越大,根据已知条件确定变阻器的最大电压,由串联电路电压的规律求出灯的最小电压,根据求出灯的最小功率。
本题考查电表的连接、串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,第问,注意灯的最大电流不是灯的额定电流。
15.【答案】
【解析】解:灯泡正常发光时的电流;
由图可知:灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,
设电源电压为,当滑片移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,此时电路中的电流是,滑动变阻器消耗的功率为;
当滑片移至某一端点时,电流表示数为,,说明滑动变阻器接入电路的阻值变大,此时灯泡两端的电压将小于,滑动变阻器两端的电压将增大,所以电压表示数是增大,此时滑动变阻器两端的电压为,滑动变阻器消耗的功率,
又::,联立,解得
故答案是:;。
由灯泡的字样可利用解得灯泡正常发光时的电流;
由图可知:灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律可知,电源电压不变时,电路中的电流减小,灯泡两端的电压随之减小,再根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压将增大,由此判断电压表示数是增大了,再利用分别求出和即可求出电源电压。
解答本题的关键是要判断电压表示数变化了,是增大了还是减小了。
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