苏科版九年级第二学期第十五章电功和电热提优复习
一.选择题
1.如图所示,在接线柱A、B间接入导线(其材料为普通铜丝),在接线柱C、D间接入熔丝.接通电源,灯泡正常发光,熔丝不熔断;断开电源,在 B、D间连上一根导线,再次接通电源时,灯不亮,熔丝熔断。以下判断中错误的是( )
A.熔丝熔断时,熔丝中的电流大于 AB 间导线中的电流
B.导致熔丝熔断的原因是电路中电流过大
C.熔丝熔断,但灯泡依然完好
D.如果先在C、D间连上一根导线,再接通电源时,熔丝不会熔断
2.如图甲所示是小明设计的调光灯电路图,他将粗细均匀的铅笔芯AB通过回形针连入电路,小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后,回形针从B端滑到A端的过程中,电流表示数随电压表示数变化的图像如图乙所示。则( )
A.铅笔芯AB的阻值为6Ω
B.回形针向左滑动过程中,灯泡的阻值变小
C.小灯泡的最小功率为1.5W
D.电路消耗的最大功率为6W
3.如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为热敏电阻。改变环境温度,定值电阻R0两端电压U0随温度t变化的关系如图乙所示,下列关于电路消耗的总功率P随温度t变化的关系图像,正确的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示是某家庭电路,闭合开关S1、S2,灯泡L1正常发光、L2不亮。断开S1、保持S2闭合,用测电笔插入插座上孔氖管发光,插入插座下孔氖管发光。则故障可能是( )
A.ac间断路 B.bd间断路
C.灯泡L2断路 D.b点到零线之间断路
5.一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电15000kW h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“这只电吹风是1500W的,也就是1.5kW,这个厂节省的电力可以开动1000个这样的电吹风。”这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念。这两个概念是( )
A.电能和电流 B.电流和电阻
C.电能和电功率 D.电流和电功率
6.智能手机耗电达到一定值时,会自动提示用户采用或转入“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是( )
A.减小了电池的输出电流 B.增大了电池的输出电压
C.减小了电池的供电效率 D.增大了电池的输出功率
7.关于家庭电路及安全用电,下列说法中正确的是( )
A.甲图:两孔插座和三孔插座是串联的
B.乙图:白炽灯泡的金属螺纹壳既可接火线,也可接零线
C.丙图:图中测电笔的使用是正确的
D.丁图:发生此类触电时,电路中的“漏电保护器”会自动断开,切断电路
8.如图甲所示,将一个标有“36V 25W”的小灯泡接在电压为12V的恒压电源上,闭合开关的瞬间(t=0)开始利用传感器记录电路中电流随时间的变化情况(如图乙),利用慢速摄影技术可以观察到前0.04s灯丝经历了从不发光、微微发光到逐渐变亮的过程,从第0.04s后灯泡逐渐变为稳定发光。下列说法正确的是( )
A.灯丝的实际功率一直不变
B.闭合开关瞬间,灯丝的实际功率最小
C.小灯泡稳定发光后实际功率为12W
D.灯丝从0~0.04s实际功率逐渐变大
9.如图所示是一款迷你暖手宝,它内置锂电池,利用USB接口充电,工作时内部发热片发热。下列说法正确的是( )
A.暖手宝工作时发热的过程,是电流做功的过程
B.暖手宝工作时内部发热片发热的过程,是化学能转化成内能的过程
C.用暖手宝给手取暖时,手的内能的增加是做功的过程
D.无论暖手宝充电还是工作时发热的过程,内置锂电池在电路中都是电源
10.假期小明一家出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为0.2kW的冰箱正常工作,其它用电器都已关闭.小明看到家里电能表的示数为2021.6kW h,过了7天小明回家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.这段时间冰箱消耗的电能是70kW h
B.冰箱每天平均工作的时间为1h
C.冰箱正常工作1h电能表的转盘转过120转
D.再有其它家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
11.如图的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V,1.6W”字样,忽略温度对灯泡电阻的影响,滑动变阻器R1标有“50Ω,0.5A”,电阻R2阻值为20Ω.电压表的量程为0 3V,电流表的量程为0 3A.将变阻器的滑片P移至最左端,只闭合开关S、S2和S3,R2消耗的电功率为1.8W.改变开关的通断和滑片P的位置,电路状态以及电路中的诸多物理量会发生变化。在保证各元件安全的情况下移动滑片,下列选项对应的图象趋势及数据完全正确的是( )
A.闭合S、S1,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示电流表示数
B.闭合S、S1,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示R1的电功率
C.闭合开关S、S2和S3,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示电路总功率
D.闭合开关S、S2和S3,横轴表示电路总电阻的倒数,纵轴表示电流表示数
12.如图所示,从甲地通过两条输电线向乙地的用户供电,若甲地电源电压恒为U,输电线的总电阻为r,当乙地用户用电时,下列说法正确的是( )
A.用户家里的用电器两端电压等于 U
B.输电线上消耗的电功率为 U2/r
C.当用户使用的用电器增多时,输电线上因发热而损失的功率增大
D.当用户使用的用电器增多时,用户家里用电器两端电压保持不变
13.现在一般标准住宅户内,配电系统都使用了空气开关、漏电保护器、三孔插座等设备,有一配电系统如图所示,下列说法正确的是( )
A.空气开关使用起来比熔丝更安全、方便
B.人触电时,空气开关会迅速断开
C.当空调功率过大时,电灯所在支路的空气开关不会断开
D.当有电流经过人体时漏电保护器能迅速将电流导入大地
二.填空题
14.如图所示,正确使用测电笔的方法是图 ,小红家电能表表盘如图2所示,某次小红在帮助妈妈煮饭时,发现家中只有电饭煲工作时电能表指示灯比只有电视机工作时闪烁得快,这是因为电饭煲 (选填“消耗的电能”或“电功率”)比电视机的大.小红经过测量,还发现家中只有电饭煲正常工作时,5min内电能表指示灯闪烁了200次,则该电饭煲的额定功率是 W。
15.如图是灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像。则电阻R的阻值为 Ω;若将它们并联接在电压为2V的电源两端,电路中的总电流为 A;若将它们串联在电压为4V的电源上,通过电流为 A,则它们总功率为 W。
16.如图甲所示,测量废旧日光灯丝的电阻,电源电压3V恒定不变。测量后作出了U﹣I图像如图乙,在实验中同学们发现刚过B点,灯丝就开始发红,当达到C点时出现明显的红炽状态。同学们此时好奇地轻轻吹了一下日光灯丝,此时电流表的示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”),于是他们继续保持滑动变阻器滑片不动,将日光灯丝吹到刚好不发红,则此时电流表的示数应为 A,此时对灯丝功率是 W。
17.如图,甲、乙为两只相同电表,当闭合S1、S2时,甲、乙两表示数之比为4:3,则两表均为 表,两电阻大小之比R1:R2为 ,电路总功率为P1,同时更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,此时R1、R2的连接方式是 ,电路总功率为P2,则P1:P2为 。
18.如图甲是小明家电能表8月30日显示的数字,图乙是9月30日显示的数字。小明家9月份消耗了 kW h的电能,如果其中200度电是峰时用电,其余为谷时用电,根据峰谷电价收费表计算,小明家这个月的电费是 元。
峰谷电价 峰期 1.1元
谷期 0.4元
19.在“怎样使两个灯泡都亮起来”的活动中,小明采用如图甲所示的方法连接,结果两个灯泡都亮了。这时两灯的连接方式是 。若电源电压为3V,灯泡的规格均为“3V 0.6A”,则每个灯泡正常发光时的电阻是 Ω,若通过它的电流随两端电压的变化关系如图乙所示,则每个灯泡的实际功率是 W。
三.作图题
20.如图所示为“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座),部分电路已接好,请将电路补充完整,要求开关控制插座。
四.实验探究题
21.小华用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8V,额定功率约为1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲中的电路连接完整。要求:开关闭合后,变阻器滑片向左移动时,小灯泡亮度变亮。
(2)开关闭合前,变阻器的滑片应移至最 (选填“左”或“右”)端。
(3)开关闭合后,移动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小华选用一个阻值为10Ω的电阻R0,设计了如图丙的电路及实验步骤:
①按照图丙连接电路,闭合开关,调节滑片使电压表的示数为额定电压。
②保持滑片位置不变,将电压表接在b、c两点间,测出R0两端电压U0,再算出小灯泡的额定功率。
③小明通过实验操作,发现无法完成实验,经检查实验器材完好且接线正确。要解决此问题,可采取的两种方法是: 、 。
(5)完成上述实验后,小华想利用图丁所示电路,在MN间接入适当的元件,完成以下物理实验:
①接入一个未知电阻Rx,测出它的阻值;
②接入一个定值电阻R,探究电流和电阻的关系;
③接入一个灯泡,探究电流和电压的关系;
④接入一个已知额定电流的小灯泡,测出灯泡的额定功率。
其中能够完成的实验有 (填序号)。
22.某同学做“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压、电阻的关系”实验,电源电压恒定,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)按图甲连接电路,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,闭合开关,记录两表示数;移动滑片,观察并记录多组数据,绘制如图乙所示的U–I图像,则小灯泡的额定功率为 W。当电流表示数为I0(I0<0.50A)时,小灯泡的电功率为P1;
(2)断开开关,用一个定值电阻替换小灯泡,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,闭合开
关,记录两表示数,再移动滑片,测出多组数据,并记录在表格中,分析数据可知:当电
阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 (正比/反比),当电流表示数仍为I0时,定值电阻的电功率为P2,则P1、P2的大小关系为P1 P2(>/=/<);
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.9 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.18 0.40 0.50 0.60
(3)实验中所用电源的电压为 V;
(4)断开开关,增加10Ω,20Ω定值电阻来探究电流和电阻的关系,控制电压表的示数为2V,移动滑动变阻器,当接入20Ω定值电阻后无法完成该实验,请用已给的实验器材解决该问题,在虚线框内画出设计的电路图。
23.在“测量小灯泡额定功率”实验中,小灯泡的额定电压U额=2.5V。
(1)图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图.图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正。
(2)闭合开关,移动滑片P直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示为 A,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大阻值为R0,请完成下列填空。
①闭合开关S、S1,调节R2,使电压表的示数为2.5V;
②断开开关 ,闭合开关 调节 ,使电压表的示数仍为2.5V;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1,再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2。则小灯泡额定功率的表达式P额= (用U额、R0、U1、U2表示)。
24.如图所示,小华用图甲所示电路测量小灯泡的电功率(U额=2.5V)。
(1)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数为3V,电流表示数为零,已知仅导线发生故障,则图甲中导线 (选填“①”、“②”或“③”)发生了 (填写故障名称)。
(3)小华同学,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为 V,若她想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为 V。
(4)小华同学移动滑片P,绘制成图丙所示的U﹣I图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(5)在交流和评估环节中,两组的同学发现,他们使用的器材完全相同,但所测得的小灯泡的额定功率却相差较大。交流发现,他们所设计的实验电路略有不同,经老师提醒,原来实际的电流表电阻虽然很小,但并不为零,实际的电压表电阻虽然很大,但并不是无穷大。所以,按丁图测得小灯泡的额定功率与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相同”)。
25.小华做“测量小灯泡电功率”实验。实验器材如下:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、开关、规格分别为R1:“10Ω 1A”和R2:“30Ω 0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(要求:滑动变阻器向右移动灯泡变亮)。
(2)闭合开关前,应将滑片移到 端(选填“A”或“B”)。
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,无论如何移动滑动变阻器滑P,电流表几乎无示数,而电压表指针超出了最右侧刻度,则故障原因可能是 。
(4)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,电压表示数为2V,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 移(选填“左”或“右”),直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(5)为了完成整个实验过程,她应选用的滑动变阻器规格为 (选填“R1”或“R2”)。
(6)有学生认为甲图电路还可以探究电流与电压的关系,小华却认为不可以,主要原因是 。
(7)之后,小华同学在家找到两个外观一样,额定电压均为220V的普通白炽灯,其铭牌已经模糊,看不出额定功率,但是可以直接通过观察图丙灯丝比较出两只灯泡的额定功率,请你判断,若将两只灯泡串联起来,接在220V的电路中,两灯的发光情况是 (选填“A灯更亮”或“B灯更亮”或“两灯一样亮”)。
26.在测量未知电阻Rx(阻值约为150Ω)的实验中,提供的实验器材有:电源(电压3V)、滑动变阻器R(0~50Ω)、电阻箱R0(0~9999Ω)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)、开关及导线若干。
(1)小虎同学设计了如图甲所示的电路,他 (选填“能”或“不能”)较准确测出Rx的阻值,理由是 。
(2)小清设计的测量额定电压为“2.5V”小灯泡额定功率的电路如图乙所示,图中电源电压保持3V不变,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”。
①他的测量步骤如下:
第1步:闭合开关S1,S2拨向 (选填“a”或“b”),调节 (选填“R”或“R0”),使电压表的示数为2.5V;
第2步:闭合开关S1,S2拨向 (选填“a”或“b”),调节 (选填“R”或“R0”),使电压表的示数仍为2.5V,读出此时电阻箱接入电路中的阻值如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W(保留两个小数);
②在“第2步”中,若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向左移动少许,测得小灯泡正常工作时的电阻将 ,则小清测得灯泡的功率将 (两空均填“变大”、“变小”或“不变”)。
27.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,所用滑动变阻器的最大阻值40Ω。
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接;
(2)小明同学进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 (选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”);
(3)某次实验中,小明看到电压表示数为1.8V,要使灯泡L正常发光应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,同时视线应注意观察 (选填“电流表”或“电压表”)示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(4)小明还想利用图甲电路探究电流与电压的关系,你认为是否可行? (选填“可行”或“不可行”),为什么? 。
28.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。
(1)如图甲是小明测定灯泡额定功率的实物图(不完整);
①为了能够顺利完成实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 (填符号)。
A.“10Ω0.5A”的滑动变阻器 B.“50Ω0.5A”的滑动变阻器
②请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整,要求:滑片向左移时灯泡变暗,连线不得交叉;
(2)小明在连接好电路的最后一根导线时,发现电压表指针立刻偏到最大刻度处,小灯泡却不亮,且电流表也没有示数,上述现象反映他在操作中存在的不规范之处是 ,出现上述故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,小明发现他很幸运,电压表并没有因此而损坏。小明便开始进行测量,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像(如图丙所示),分析图像可知:①小灯泡的额定功率为 W;②小灯泡灯丝电阻是变化的,主要是受 变化的影响;
(5)完成上述实验后,小明进行了反思,如果刚才电表被损坏了,能不能换成其他的实验器材来完成实验呢,经过思考,小明打算增加一个阻值为10Ω的电阻R0,只利用一只电表,通过简单操作(开关S接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡的额定功率。方案一、二是小明设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是 。
A.两种方案都能B.两种方案都不能 C.方案一能,方案二不能 D.方案一不能,方案二能
29.如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)实验中,观察U形管中液面高度差的目的是 。
(2)甲装置通电一段时间后, (填“左”或“右”)侧容器中U形管中液面的高度差大。可得到的结论是: 。
(3)如果乙装置中R3发生了断路,保证通电时间相同,与R3完好时相比,则左侧U形管中液面的高度差将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)利用甲装置还可以研究电压一定时,电流通过导体时产生热量与电阻的关系。可将甲装置做如下改动:将接在B接线柱上的导线改接在A处,再取一根导线连接在 两个接线柱之间即可。
30.小明采用如图甲所示的电路进行“测量小灯泡的电功率”实验,其中电源为6V且保持不变,已知小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器铭牌:“15Ω 1A”
(1)如图甲所示是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
(2)电路连接好后,先将滑动变阻器移至阻值最大处,然后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则出现故障的原因是 (选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”)。
(3)故障排除后,为了测量小灯泡的额定功率,闭合开关后移动滑动变阻器滑片P,眼睛应该注视 (选填“电压表”或“电流表”),至灯泡正常发光,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)若此实验中电压表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小组同学们增加一个阻值为25Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)测量小灯泡的额定电功率,图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是 。
A、两种方案都能
B、两种方案都不能
C、丙方案能,丁方案不能
D、丙方案不能,丁方案能
(5)小明测量完小灯泡功率后再利用已有器材,和多个不同阻值的定值电阻,按照如戊电路图探究“电流与电阻的关系”。如表是小明提交的实验数据,老师指出有的数据不符合实际,你认为不符合实际的是实验序号 的数据。
实验序号 R/Ω I/A
1 5 0.59
2 10 0.30
3 15 0.20
4 20 0.15
5 25 0.12
31.小明做“测量小灯泡电功率”实验,器材:3节新干电池、额定电压为2.5V的小灯泡、“20Ω,0.6A”的滑动变阻器、电流表等。
(1)请将甲图中的实物电路连接完整(要求:滑片向左移动时小灯变亮)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,两表均无示数,在不拆开电路的情况下,他借助另一只电压表找出了故障:开关断路.确定此故障的相应操作为 ,观察到的现象为 。
(3)排除故障后,小华调节滑片,使电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙为 A,灯泡的额定功率为 W。小明也移动滑片,当电压表示数为1.8V,就读出电流表示数为0.45A,求出灯泡电阻,结合额定电压利用公式求出灯泡的“额定功率”。小明得到的“额定功率”与小华测得的额定功率相比 (偏大/偏小/不变),原因是 。
(4)若此实验中电流表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小华在原有器材的基础上取来了一个R0为10Ω的定值电阻替换下电流表,设计了如下实验方案:
①调节滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表改接到R0两端,测出定值电阻R0两端的电压U0;
③通过计算,可先求出电路中的电流I,就可得到小灯泡的额定功率P;
请你指出该设计方案中存在的问题: 。
32.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V。
(1)如图甲所示连接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路甲连接正确.请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)连接完实验电路,检查无误后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表的示数都为零.出现这种现象的原因可能是 。
A.小灯泡短路
B.小灯泡断路
C.变阻器短路
D.变阻器断路
(3)排除故障后再闭合开关,在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中,发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图乙所示,电压调节非常不方便,这是由于选用了以下提供的 (选填“A”或“B”)滑动变阻器.可供选用的滑动变阻器:滑动变阻器A(阻值范围0﹣500Ω,滑片行程10cm)、滑动变阻器B(阻值范围0~50Ω,滑片行程10cm)。
(4)换用另一个滑动变阻器并接通电路后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2V时,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为 V时,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率为 W。
33.小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω 1A”的滑动变阻器R1和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,帮小华同学将图甲中的电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于 状态;
(3)为了顺利完成实验,小华应选用规格为 (选填“R1”或“R2”)的滑动变阻器;
(4)连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因可能是 ;(写出一种即可)
(5)排除故障后,移动滑动变阻器滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,绘制小灯泡U﹣I图像如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W,分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是 。
(6)小华打算增加一个阻值为15Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)测量小灯泡的额定电功率,图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是 。
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.丙方案能,丁方案不能
D.丙方案不能,丁方案能
34.在“测量小灯泡的功率”的实验中。
(1)如图1甲中的实线是小华已连好的导线,她正准备接入最后一根导线(图中的虚线),请指出小华在连接电路时存在的不妥之处是 。
(2)小华改正后并进行正确操作,闭合开关,电流表示数如图1乙所示,电流表示数为 A,再读出电压表示数并观察灯的发光情况,在表中记下第1组数据;移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时,在表中记下第2组数据;再移动滑片到端点时,灯泡闪了一下后熄灭,在表中记下第3组数据;根据三组数据可知:小灯泡的额定功率是 W,电源电压是 V,滑动变阻器最大阻值是 Ω。
序号 电压表 示数 电流表 示数 小灯 亮暗程度
1 1.2V 暗
2 2.5V 0.3A 正常发光
3 6V 0A 不发光
(3)小华根据滑片P从阻值最大位置A移至阻值最小位置B的实验数据,描出灯泡的I U图象如图丙,任取图象上一点C构成图1丙中阴影部分的矩形,则矩形的面积表示的物理含义是 。
(4)小华打算增加一个电阻箱R0,只利用电压表,设计了如图2所示的电路来测量额定电压U额=2.5V的小灯泡的额定功率。主要步骤如下:
(a)按电路图连接电路;
(b)闭合开关S1,将开关S2接到b,移动滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V;
(c)将S2接到a,保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱,直到电压表示数2.5V时,读出电阻箱接入电阻为R0。则:①小灯泡的额定功率P额= 用字母表示。在步骤(c)中调节电阻箱时无法使电压表示数恰好是2.5V,小华将电阻箱阻值调到某一值后,将滑动变阻器的滑片向右移了一点电压表的示数恰为2.5V,然后用测得的数据求出小灯泡的额定功率.她这样测得的额定功率与实际值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
35.小华做测量小灯泡电功率的实验(小灯泡标有“2.5V”字样,电阻约10Ω)。
(1)如图甲所示,小华所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确.请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表也有示数.则接下来你的操作是 。
(3)实验过程中,当电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)做完此实验后,小华想根据电路图丙探究电流与电阻的关系,于是她找来电压可调的电源,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻R,铭牌上标有“xΩ,0.5A”滑动变阻器RP,她测得四次实验均能完成的最大电源电压为5V,则滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
(5)为测量一只阻值较小的电阻Rx的阻值,小华设计如图丁所示的电路,其中电阻箱R0(0~9999Ω 5A)、电源为输出电流为定值的恒流源.正确连接电路后,闭合开关,改变电阻箱接入电路的阻值多次测量,记录下电阻箱的阻值R0及对应的电流表示数I,并根据记录的数据绘制出﹣R0的图像,如图戊所示,则Rx的阻值为 Ω。
36.小华做“测量小灯泡电功率”的实验时,连接了如图甲所示的电路。实验前,观察小灯泡上标有“2.5V”字样,电源电压恒为3V。
(1)检查电路甲的连接,她发现有一根导线连接错了,请你在乙图中在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(2)电路改正后,开关闭合前,滑片P应移到滑动变阻器的最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关进行实验,若电流表的示数为0.12A,电压表的示数如图乙所示,此时滑动变阻器连入电路中的电阻为 Ω;(小数点后面保留2位)
(4)改变变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如下表所示。由测得数据可知,小灯泡正常发光时的功率为 W;
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 0.4 0.8 1.2 1.7 2.5 2.8
电流I/A 0.12A 0.22 0.34 0.36 0.44 0.46
(5)根据表中的数据,请在图丙中画出I﹣U关系的图像.由图像可知,当电压表示数为2V时,小灯泡消耗的电功率约为 W;
(6)实验中,因为电流表坏了,用一个已知阻值的定值电阻R0、若干开关和导线,小华重新设计了如图丁所示的电路图,也能测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下:闭合开关S、S1,断开S2,调节滑片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U。请用R0、U额、U写出小灯泡额定功率的表达式:P额= 。
37.某小组测量“小灯泡电功率”的实验,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,滑动变阻器上标有“30Ω,1A”字样,如图甲是斌斌同学没有连接完的实物图电路。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片左移灯变亮);
(2)移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为 V;
(3)调节滑动变阻器滑片的过程中,小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭,此刻他会观察到电压表指针 (“回到0刻度”、“达到满刻度”或“超过满刻度”);
(4)图丙是根据实验数据绘成的I﹣U图像。根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率 W;
(5)在分析误差的过程中,同组的小于认为此种方法测量的电功率也存在一定的误差,因为电压表是有电阻的,使电流测的不准确,从而使测量的灯泡额定功率 (选填“偏大”或“偏小”);
(6)测完小灯泡的电功率之后,小明同学在原电路中换下灯泡,换上另一种用电器,来测量这种用电器工作时的电功率。小明同学根据他测量的电流表和电压表的示数绘制出这种用电器工作时的U﹣I图像如图丁,接下来,他还想要绘制出该用电器的P﹣I2,和P﹣U2图像,如图,下列可能正确的是 ;
(7)小亮又找来5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”,在用20Ω的定值电阻接入电路时。他发现电压表示数始终不能调为2V。在不改变电路连接方式的情况下为完成三次探究,如果只调整电压表的示数,则应该控制电压表示数的范围为 。
38.小明测小灯泡的电功率,实验器材:电源(3V),电流表、电压表、“2.5V”字样的小灯泡、滑动变阻器(10Ω 1A)、开关、导线若干。
(1)图甲是小明连接的实物图,闭合开关后小灯泡 (会/不会)发光,电流表 (有/没有)示数,电压表 (有/没有)示数,小华发现其中有一根导线连接错误,请在错误连线上打“×”,并用笔画线代替导线画上正确的连接。
(2)正确操作后,若电压表的示数为1.5V,应向 (左/右)移动滑动变阻器的滑片,直到灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示为 A,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的功率为 W。
39.小华在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选择了额定电压为2.5V的小灯泡,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)小华连接的电路如图甲所示,闭合开关,电流表 示数(有/没有),小灯 (亮/不亮)。
(2)检查后发现电路连线存在一处错误,请你在错误的导线上面“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线。
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,此时灯泡的功率 W,要测灯泡的额定功率,则应将滑动变阻器的滑片 (左/右)移动,调节过程中,眼睛应观察 (滑动变阻器/电压表/电流表)。
(4)小华还想探究“电流与电阻的关系”,她将小灯泡换成5Ω的定值电阻,电路其他部分的连接均未改变,实验时保持定值电阻两端的电压为2V不变,当完成第一组实验,小华断开开关,拆下5Ω的电阻,改接15Ω的电阻,对于接下来的操作,小华认为:应闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V,记下电流表示数;小华的做 (合理/不合理),原因 。
40.小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右。实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只:R1(20Ω 5A),R2(50Ω 0.5A)、R3(500Ω 1A)。
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是 。正确连接电路闭合开关后,发现灯泡都不亮,电压表有示数,电流表无示数,电路的故障可能是 。
(2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图丙,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗。小明仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华,消耗的实际功率变 (选填“大”或“小”)的缘故。
(4)小明利用图甲探究电流与电压的关系,通过调节滑动变阻器改变灯泡两端端的电压,得到多组数据,画出了电流与电压的关系与丙图相似,在同学的帮助下,小明发现自己未能得出正确结论的原因是: ,及时改正错误后顺利完成了实验。
(5)另一小组的大智同学在只有一只电压表的情况下,连接了如图丁所示的电路,测出了额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。(已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0,U额小于电源电压)
①闭合开关S、S1,断开S2,将R1的滑片滑到最右端,R2的滑片滑到最上端,读出此时电压表的示数U,即为电源电压。
②闭合开关S、S2,断开S1,将R1的滑片滑到最右端,调节R2的滑片,使电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光。
③同时闭合三个开关,保持R2的滑片不动,然后调节R1的滑片,使电压表的示数为 。保持R1的滑片不动,将R2的滑片滑到最上端,读出此时电压表的示数为U1。
④小灯泡正常发光时的电阻RL= 。(用字母表示)
41.用图甲电路测量小灯泡电功率,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电流为0.2A,额定电压小于3V。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 (填序号)。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)问题解决后,某时刻电流表示数如图乙所示,示数为 A。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (填“左”或“右”)端移动,使电流表示数为0.2A。
(5)移动滑片P,记录多组数据,绘制成I﹣U图像。根据图丙所给信息,计算出小灯泡的额定功率是 W;进一步分析图丙可知,实验过程中小灯泡的电阻发生变化,电阻变化的主要原因是 。
(6)对实验现象进一步分析可知:小灯泡的实际功率越大,小灯泡亮度越大。但某同学发现:标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时,亮度几乎相当。请分析造成这一现象的原因可能是 (填序号)。
A.两灯的实际功率相同
B.相同时间内,电流通过两灯做功不同
C.两灯将电能转化为光能的效率不同
42.小组同学选择阻值不变的电阻丝,探究“电流通过电阻丝产生的热量(简称电热)与通电时间、电流、电阻的关系”。
(1)为探究电热与通电时间、电流的关系,在锥形瓶内装入适量煤油,设计电路如图甲所示,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于 (A/B)端。
(a)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为0.5A,通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。
(b)保持滑动变阻器滑片P的位置不变,通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。
(a)、(b)对比可得结论: 。
(c)向 移动滑动变阻器的滑片P,直至电流表示数为1A,通电10分钟、温度计的示数升高了33℃,(b)、(c)对比可得结论: 。
(d)实验只能得到定性结论,主要原因是 。
(2)为探究电热与电阻的关系,并测出标签污损的电阻丝R2的阻值,在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油,设计如图乙所示电路。开关闭合后,电压表有示数,但电流表无示数,电路故障是 ,排除故障后,调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示,则电压表示数为 Ⅴ,电流表示数为 A,R2阻值为 Ω。一段时间后,观察到电阻丝 所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。
(3)请分析“电炉工作时,电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”:电炉丝的电流 导线的电流,电炉丝的电阻 导线的电阻。(选填:“大于”、“等于”、“小于”)
43.小明在实验室做“测量小灯泡电功率”和“探究电流与电压、电阻关系”的实验。实验中,所用的电源为电压为6V的电池盒,小灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“30Ω,1A”。
(1)在“测量小灯泡电功率”的实验中,小明设计的电路如图甲,连接实物电路时却少了两根导线,请在图乙中用笔画线代替导线连接好(要求:闭合开关前,滑片要滑到C点)。
(2)闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障是 。
(3)闭合开关后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)移动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,绘制成如图丁所示的小灯泡的I﹣U图像。由图像可知:如果小灯泡两端的电压为1.9V,则小灯泡的实际功率 0.38W(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图象中,正确的是 。
(6)在做“探究电流与电阻关系”的实验时,小明所用的四个定值电阻的阻值分别5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,他直接利用测量小灯泡电功率时所连的电路进行实验,把电路中的小灯泡取下,电路的其他元件连接方式不动,把四个定值电阻分别接入电路中进行探究。如果要保证电路中各元件的安全,且用四个电阻都能顺利地完成实验,则定值电阻两端的电压应该在 范围内选择。
A.U≤3V
B.2.4V≤U≤3V
C.U≥3V
D.3V≤U≤6V
(7)完成上述测量后,不用电压表,用如图戊所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
① 。
②闭合开关S、S1,断开开关S2,记录下此时电流表的示数为I。
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。
44.两只铭牌模糊的小灯泡L1和L2,仅能看清L1标有“I额=0.3A”,L2标有“I额=0.5A”的字样。
(1)图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。
①图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中更正。
②正确连接电路后,闭合开关,灯泡发光,电流表有示数,电压表无示数,故障可能是 。
③排除故障后,闭合开关,电流表示数为0.1A,移动滑片P,通过观察 表的示数来判断小灯泡是否正常发光,小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为 W。
(2)小华用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率,电源电压恒定,R1是最大阻值为R0的滑动变阻器,R2的分度值为0.1Ω的电阻箱。
①闭合S,S1接 ,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至电流表示数为0.5A,记下电阻箱示数RA。
②再将S1接另一位置, ,使电流表示数为0.5A,记下电阻箱示数RB。
③小灯泡L2额定功率P额= (用I额、RA、RB表示)。
45.同学们在测量一批额定电压为2.5V的电路元件的电功率。
(1)小明按照电路图甲正确连接电路测量灯泡L1的额定电功率:
①闭合开关前,为保证电路安全将滑片P调到了最右端,请帮他将电路补充完整;
②闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表有示数而电流表无示数,经检查发现某导线断路了,他更换了 (选填“a、b、c、d、e”)导线后,电路恢复正常;
③排除故障后,再闭合开关,移动变阻器滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W;
(2)小华将灯泡L1更换成电子元件L2进行实验,并作出了L2在电压为1.5~2.5V之间的U﹣I图像,如图丙所示(AB近似看作直线),由图像可知:L2在电压为1.5V时的电阻 (选填“<”“=”或“>”)在电压为2.5V时的电阻。图中阴影部分的面积表示L2在1.5V时的 。
(3)小勇设计了如图丁所示的电路测量灯泡L3的额定功率。已知电源电压不变,R2的最大电阻为R0,请完成下列填空;
①只闭合开关S、S1,调节R2,使电压表的示数为2.5V;
②只闭合开关S、S2,调节 ,使电压表的示数仍为2.5V;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,则小灯泡L3额定功率的表达式P额= (用U额、R0、U1、U2表示)。
46.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小明同学选取了电压恒为6V的电源、一个标有“2.5V”、额定功率约为1W的小灯泡和必要的实验器材,连接的电路如图甲所示。
次数 电压表示数U/V 电流表示数I/A 灯泡亮度
1 1.50 0.32 发光微弱
2 2.00 0.38 较暗
3 2.50 正常发光
4 3.00 0.46 很亮
(1)用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)正确连接好甲图所示电路后, (可以/不可以)直接闭合开关S开始进行实验,下一步的操作是 。
(3)闭合开关,若小灯泡不亮,电压表、电流表都有示数,灯泡不亮的原因是 ,小明连续进行了4次测量,并把测量的数据和观察到的现象填写在表格里,其中第3次测量时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
(4)从表格中的数据可知,实验中灯丝的电阻发生的变化原因是灯丝的 发生的改变。
(5)完成实验后,小明将灯泡换成阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻进行另一实验的探究,根据实验数据绘制出如图丙所示的图像,本实验得出的结论是 ,实验中滑动变阻器的最大功率可达 W。
47.在“测量小灯泡额定功率”实验中,小灯泡的额定电压U额=2.5V。
(1)如图甲,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;
(2)连接完电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,经检查,导线连接完好,电表完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (短路/断路);
(3)故障排除后,移动滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (左/右)端移动;
(4)移动滑片P,记下多组数据,并绘制图丙所示的U﹣I图象,由图象可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(5)小明还发现图线在电流较小时是直线,随着电流增大,图线变成了一条曲线,如图丙所示.造成这种变化的原因是 。
(6)小明设计了如图丁所示电路,测量另一只灯泡的额定功率(已知:电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R1的最大电阻为10Ω,灯泡的额定电流为0.3A);
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.3A;
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器R1滑片位置不变,调节滑动变阻器R2,使电流表示数仍为0.3A;
③接着将R1的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为0.5A,再将R1的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为0.25A;
④该灯泡额定功率P额= W。
48.某小组测量小灯泡电功率,待测小灯泡额定电压为2.5V,额定功率不超过1W。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中电路的连接。
(2)闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片滑到最 (左/右)端。
(3)闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙,读数为 V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (左/右)移动。
(4)同学们记录多组小灯泡两端的电压及对应的电流,并描绘出小灯泡的电流随其电压变化的关系图像如图丙所示,小灯泡的额定功率是 W。
(5)继续实验时灯泡突然熄灭,经分析:可能是灯泡断路,也可能是滑动变阻器断路。直接观察 (电流表/电压表)的示数可以判断出故障类型。
(6)若实验中电流表损坏了,小明设计用一只R0=10Ω的定值电阻代替了电流表,调节滑动变阻器,当灯泡的电压为额定电压时,再用电压表测出R0两端的电压U0,计算出小灯泡的额定功率,小明的做法是否可行?若可行,请写出计算功率的表达式;若不可行,请说明理由。 。
49.小明欲测量一只小灯泡的额定功率。器材如下:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压约6V左右)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器(20Ω 2A)、开关各一只,导线若干。
(1)如图甲所示是小明开始时连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法。
(2)正确操作后,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其额定功率为 W。
(3)小明还想换一种方法测定该小灯泡的额定功率,于是向老师要了一个阻值已知的定值电阻R0和一个单刀双掷开关,借助原有的实验器材,设计了如图丙所示的电路。请你根据他设计的电路,补全主要的实验步骤:
实验步骤:①将开关S1闭合,S2断开,P滑至最左端,读出电压表示数U;
②S2与a接线柱接通,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为U额;
③S2与b接线柱接通,不移动滑动变阻器滑片,读出电压表示数U0;
小灯泡的额定功率P额= (用已知量和测量量的符号表示)。
(4)小明在(3)中测得电源电压为6V,他还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将甲图中的小灯泡换成四个阻值分别为10Ω,8Ω,6Ω和4Ω的定值电阻,其余连接均不改变。
①在实验过程中,将4个定值电阻依次接入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持某个值U0不变,为了能够顺利得到4组I、R数据,完成实验,该电压U0的取值大小应满足: ;
②四次实验中,当电压表调到控制电压时,滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比是 。
(5)小明查阅有关资料后得知,电压表工作时,其实内部有微弱电流通过,据此分析,所测量的额定功率偏 (选填“大”或“小”)。善于思考的小明把电流表和电压表按照如图的方式进行连接,他认为可以减小因电压表内部有微弱电流带来的误差,但是老师又告诉他,电流表也有电阻,工作时也会分得很小的电压,据此分析,所测量的额定功率偏 (选填“大”或“小”)。
(6)小明测量完小灯泡的额定功率后,又闭合开关,移动滑片,记录电流表和电压表示数,进行多次实验,绘制出小灯泡电功率P与小灯泡两端电压的平方U2的关系图象,如下图的四个图象中可能正确的是 。
(7)在某两次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1,小灯泡的阻值变化了△R2,根据灯的电阻变化规律可知△R1 △R2,(选填“>”、“<”或“=”)。
50.小华做“测量小灯泡电功率”实验,有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡L1(额定电压为2.5V)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω,1A”和R2“50Ω,5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变暗)
(2)电路正确连接闭合开关后,发现仅有一只电表指针明显偏转,造成该现象的原因可能是 ;
A.滑动变阻器断路
B.滑动变阻器短路
C.灯泡断路
D.开关短路
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片在不同位置,小灯泡U﹣I图象如图乙所示,影响灯泡电阻变化的主要原因是 ,小灯泡的额定功率为 W,她应选用规格为 _的滑动变阻器(选填“R1”或“R2”);
(4)滑动变阻器采用粗细均匀的电阻丝绕成线圈制成,其接入电阻与线圈长度成正比。若电压表示数在0.5V~1.5V之间变化时,滑动变阻器滑片移动的距离恰好为5cm。当小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻丝的长度为 cm(结果保留一位小数);
(5)实验结束后,为测量另一额定电压为Um的小灯泡额定功率,同组的小明设计了丙图的电路,已知他使用的电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0,将以下实验步骤补充完整:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 。
②滑片不动,再将开关S1拨至“2”时,读出电压表示数为U0。
③小灯泡的额定功率:P= (请用题中字母写出表达式)。
51.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池。
(1)请用笔画线表示导线将图所示的电路连接完整。要求滑动变阻器滑片P向左滑动时,接入电路中的电阻变小。
(2)在连接完最后一根导线时,小灯泡立即发出明亮的光,检查后发现连线正确,请你找出实验中的两个操作不当之处:
① ;② 。
(3)改正不当操作后,连续4次测量,测得的数据如表所示,其中表中最后一栏遗漏了一项,为了达成实验目的,请将其填写完整。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1 1.5 0.24
2 2 0.26
3 2.5 0.28
4 3 0.31
(4)小灯泡的额定功率是 W。
(5)在小组交流时,小明同学认为还应该利用多次测量得到的数据求功率的平均值,组员们讨论下来否定了他的观点,理由是: ,而本实验中多次测量的真正目的是: 。
(6)在交流和评估环节中,甲组和乙组的同学发现,他们使用的器材完全相同,但所测得的小灯泡的额定功率却相差较大。交流发现,他们所设计的实验电路略有不同,经老师提醒原来实际的电流表电阻虽然很小,但并不为零,实际的电压表电阻虽然很大,但并不是无穷大。所以,按甲图,测得小灯泡的额定功率与真实值相比 ;按乙图,测得小灯泡的额定功率与真实值相比 。(选填“偏大”、“偏小”、“相同”)
52.阅读短文,回答问题:
白炽灯是一种热辐射光源,电流通过灯丝(钨丝制成)后由于电流的热效应会使灯丝加热到白炽状态,其温度可高达两千摄氏度到三千摄氏度之间,灯丝在处于白炽状态时,就像烧红了的铁能发光一样而发出耀眼的白光来。
多功能计量插座是一种新型插座,它由数字显示屏和普通插座等几个部分组成,它不仅可以给用电器供电,还可以直接测出该用电器的电功率,操作简单、读数快捷。如图1是一款多功能计量插座测量一盏标有“220V100W”白炽灯的情形。兴趣小组的小明同学将白炽灯接入家庭电路中,观察白炽灯的发光情况,同时,用多功能计量插座记录了白炽灯从刚接入电路到一段时间以后的电功率,并画出了电功率随时间的变化图象,如图2所示。
通过观察图象可以看出,白炽灯接入电路的前15s内实际电功率逐渐降低,20s后状态稳定。问:
(1)白炽灯接入电路的前15s内,电功率逐渐降低,主要原因是 。
(2)兴趣小组的小红认为:“白炽灯在第15s时的亮度一定比第1s时的低”,这种说法是 的(选填“正确”或“错误”)。
(3)小明接着用多功能计量插座测出另一款LED灯的实际功率,他通过比较发现LED灯的额定功率和实际功率比该白炽灯低很多,但LED灯却更亮,则LED灯的发光效率比白炽灯 。(选填:“更高”、“更低”或“相同”)
(4)如图3所示,下列关于小明测量小灯泡的电学实验图象,正确的是 。
53.小明利用图甲的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时,滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5V,此时电流表示数如图乙,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)把另一个额定电压为6V小灯泡与电压恒为6V的电源相连,在t=0s时刻,合上开关,测得流过灯泡的电流与通电时间关系如图丙。哪一时刻开始小灯泡正常发光 。描述此图象所反映小灯泡电流的变化特点是 。
(4)完成图丁的小灯泡能量流向图,并用图中的物理量表示 。小灯泡的发光效率η= 。(用图中字母表示)
54.如图所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中(小灯泡的额定电压为2.5V):
(1)连接电路时,开关应 (选填“断开”或“闭合”)。
(2)图甲是未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连接完整。
(3)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表有示数,则故障原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(4)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数(如图乙所示)为 A,则小灯泡的额定功率是 W。
(5)根据测出的数据,画出了小灯泡的电流与电压变化的关系图象,如图丙所示,发现图线是弯曲的,其主要原因是 。
(6)若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上,则此时每个灯泡消耗的实际功率是 W。
六.计算题(共3小题)
55.冬天为解决汽车坐垫冰冷的问题,某兴趣小组设计了简易汽车加热坐垫,其电路如图所示。定值电阻R1和R2为两电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b。已知电阻R2=220Ω,所加电源电压为220V。当S1闭合,S2接a时,电路发热的功率为22W。
(1)求R1的阻值;
(2)S1断开、S2接a的情况下电路的发热功率。
(3)S1闭合、S2接b的情况下电路的发热功率。
56.如图所示,图甲是“10V 10W”的灯泡L和电阻R1的I﹣U图像,将它们按图乙所示接入电路中,滑动变阻器上标有“16Ω 2.5A“字样,电源电压恒定。只闭合开关S1,滑片P位于a端,此时电流表的示数为0.5A。求:
(1)灯泡L正常发光的电阻;
(2)电源电压;
(3)闭合开关S1和S2,滑片P位于b端,此时整个电路的总功率是多少?
57.如图甲所示是某品牌电饭煲,图乙是该电饭煲的原理图。它有加热和保温两挡,通过开关S进行调节,R0与R为阻值不同的电热丝。现在将该电饭煲接在220V的电源上,用加热挡工作时,电路的总功率为1000W;用保温挡工作时,电路的总功率为440W。求:
(1)电饭煲在保温挡时,开关S应 (选填“闭合”或“断开”)。
(2)电热丝R0的阻值是多少?
(3)用电高峰时,实际电压只有额定电压的90%,电饭锅加热状态的实际功率。
七.综合能力题(共1小题)
58.下表为小明家一台电烤箱的铭牌,其中高温挡的功率由于污损模糊不清。图甲为电烤箱的内部简化电路,R1、R2和R3均为电热丝.S为旋钮开关,可以分别置于“0”和“1”、“1”和“2”、“2”和“3”或“3”和“4”接线柱上。
(1)电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流多大?
(2)当旋钮开关S置于“ ”和“ ”接线柱上时,电烤箱处于中温挡。
(3)小明关闭家中其它所有用电器,只让电烤箱在高温挡状态下正常工作3min,发现图乙所示的电能表指示灯在这段时间内闪烁了160次。则电阻丝R3的阻值多大?
××牌电烤箱
额定电压 220V
额定功率 高温挡
中温挡 790W
低温挡 440W
频率 50Hz
八.解答题(共2小题)
59.为了解家用节能灯的耗能情况,小明进行了以下实践。
(1)如图所示是小明家节能灯和电能表的实物。如图中电能表的示数为 kW h,该电能表所接电路允许使用的最大电功率是 W。
(2)接着打开室内的一盏节能灯,节能灯正常发光。他以指示灯某一次闪烁后立即开始计时,1min电能表指示灯闪烁了50次,则电功率是 W,他发现与节能灯铭牌标值明显不符,原因最可能是 。
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大
B.小明没有关闭其他的用电器
(3)解决上述问题后,小明经过思考设计了以下两种实验方案重新进行测量。
甲方案:测量出电能表显示消耗1kW h电能所用的时间t;
乙方案:以指示灯某一次闪烁后立即开始计时,测量闪烁3次所用时间t。
你认为 (选填“甲”或“乙”)方案更合理,并说出另一个方案的不足之处: 。
60.某科技小组设计了一个记录传送带上输送产品数量的计数装置,其原理如图甲、乙电路所示。已知电源电压U1=18V,U2=9V,电阻箱R2调到200Ω,R是个标有“9V 4.5W”的自动计数器,R1是一种光敏元件.每当传送带上的产品均匀通过时,射向R1的红外线会被产品挡住。R1的电阻会变大,信号触发器两端的电压U0=UAB时就使乙图电路中S2闭合,使自动计数器计数一次。图丙是对产品输送计数项目进行测试后,信号触发器记录的某一时段AB间的电压随时间变化的图像。
(1)自动计数器正常工作时的电流为 A。
(2)如丙图,传送带匀速输送产品连续工作1min,自动计数器消耗的电能为 J。
(3)当产品挡住了射向R1的红外线,信号触发器接通受控电路时,U0为 V和R1阻值为 Ω。
(4)由于整个装置工作时间较长,导致U1的电压逐渐减小,现场又没有适合U1的电源更换,为了能使计数器正常工作,可以对甲图电路做的调节是 。
2022年02月15日吴杰的初中物理组卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.如图所示,在接线柱A、B间接入导线(其材料为普通铜丝),在接线柱C、D间接入熔丝.接通电源,灯泡正常发光,熔丝不熔断;断开电源,在 B、D间连上一根导线,再次接通电源时,灯不亮,熔丝熔断。以下判断中错误的是( )
A.熔丝熔断时,熔丝中的电流大于 AB 间导线中的电流
B.导致熔丝熔断的原因是电路中电流过大
C.熔丝熔断,但灯泡依然完好
D.如果先在C、D间连上一根导线,再接通电源时,熔丝不会熔断
【分析】(1)串联电路电流是处处相等的;
(2)熔丝熔断的原因是:短路或总功率过大导致的电流过大;
(3)据实际情况可以分析灯泡是否完好;
(4)如果先在C、D间连上一根导线,根据电路的连接方式分析。
【解答】解:A、熔丝和导线串联,熔丝熔断时,熔丝中的电流与AB间导线中的电流相等,故A错误;
B、断开电源,在B、D间连上一根导线,再次接通电源时,灯发生短路,不亮,熔丝熔断,是由于电流过大导致的,故B正确;
C、由于灯泡被短路,所以虽然熔丝熔断,但灯泡是完好的,故C正确;
D、如果先在C、D间连上一根导线,此时电路是通路,灯泡发光,电路中的电流不会过大,熔丝不会熔断,故D正确;
故选:A。
【点评】能准确的判断出熔丝熔断的原因,并能结合安全用电的知识分析是解决该题的关键。
2.如图甲所示是小明设计的调光灯电路图,他将粗细均匀的铅笔芯AB通过回形针连入电路,小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后,回形针从B端滑到A端的过程中,电流表示数随电压表示数变化的图像如图乙所示。则( )
A.铅笔芯AB的阻值为6Ω
B.回形针向左滑动过程中,灯泡的阻值变小
C.小灯泡的最小功率为1.5W
D.电路消耗的最大功率为6W
【分析】(1)当回形针位于A端时,电路为灯泡的简单电路,由欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,由乙图读出通过灯泡的电流和电压即电源的电压,根据P=UI求出电路消耗的最大功率;
(2)当滑片位于B端时,灯泡与铅笔芯AB串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路的分压特点可知,此时电路中电流最小,灯泡的电功率最小;由图乙读出灯泡两端的电压和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出铅笔芯AB两端的电压,根据欧姆定律求出铅笔芯AB的阻值,根据P=UI求出灯泡消耗的最小功率;
(3)根据欧姆定律计算滑片在不同位置时灯泡的电阻,比较电阻大小可知灯泡电阻变化。
【解答】解:(1)当滑片位于A端时,电路为灯泡的简单电路,
由乙图可知,电源的电压U=6V,与灯泡的额定电压相等,所以此时灯泡正常工作,电路中的电流Imax=1A,
电路消耗的最大功率P=UImax=6V×1A=6W,故D正确;
(2)当滑片位于B端时,灯泡与回形针AB串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;
根据串联电路的分压特点可知,灯泡两端的电压最小,
由I﹣U关系图象可知,UL=1.5V,Imin=0.5A,
串联电路的总电压等于各分电压之和,所以UAB=U﹣UL=6V﹣1.5V=4.5V,
根据欧姆定律可得:
RAB===9Ω,故A不正确;
灯泡的最小电功率:
P=ULImin=1.5V×0.5A=0.75W,故C不正确;
(3)滑片在B端时,灯泡的电阻:RL===3Ω,滑片在A端时,灯泡的电阻:RL′===6Ω,
比较电阻大小可知回形针向左滑动过程中,灯泡的阻值变大,故B不正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路特点以及欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据图象得出A点和B点对应电表的示数。
3.如图甲所示,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为热敏电阻。改变环境温度,定值电阻R0两端电压U0随温度t变化的关系如图乙所示,下列关于电路消耗的总功率P随温度t变化的关系图像,正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】由图甲电路图可知,定值电阻R0和电阻R串联,电压表测R0两端的电压,根据欧姆定律得出电路中的电流随温度t的变化图线与图乙的关系,根据P=UI得出电路消耗的总功率P与随温度t的变化图线与图乙的关系,然后得出答案。
【解答】解:由图甲电路图可知,定值电阻R0和电阻R串联,电压表测R0两端的电压,
R0为定值电阻,由I=可知,电路中的电流随温度t的变化图线与图乙类似,
电源的电压不变,由P=UI可知,电路消耗的总功率P与随温度t的变化图线也与图乙类似,由选项可知,C正确、ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的灵活应用,图像题是中考的难题之一。
4.如图所示是某家庭电路,闭合开关S1、S2,灯泡L1正常发光、L2不亮。断开S1、保持S2闭合,用测电笔插入插座上孔氖管发光,插入插座下孔氖管发光。则故障可能是( )
A.ac间断路 B.bd间断路
C.灯泡L2断路 D.b点到零线之间断路
【分析】灯泡发光时,说明该支路是正常的;测电笔在使用时,笔尖接触火线,氖管会发光;根据氖管的发光情况判定电路的故障。
【解答】解:闭合开关S1、S2,灯泡L1正常发光、L2不亮,则灯泡L1所在电路正常,即b点到零线之间不会断路;
若灯泡L2断路,因并联电路各支路互不影响,所以不会影响插座(即用测电笔测试插座的上下两孔时,只有上孔能使氖管发光),故不可能是灯泡L2断路;
断开S1、保持S2闭合,用测电笔插入插座上孔时氖管发光,说明火线是完好的,故ac间没有断路;
而用测电笔插入插座下孔时氖管也发光,这说明插座的下孔与火线之间也是接通的,由于L2是完好的,则插座的下孔通过L2与火线相连,所以故障是bd间断路;
综上所述,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了家庭电路故障的分析,属于中档题。
5.一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电15000kW h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“这只电吹风是1500W的,也就是1.5kW,这个厂节省的电力可以开动1000个这样的电吹风。”这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念。这两个概念是( )
A.电能和电流 B.电流和电阻
C.电能和电功率 D.电流和电功率
【分析】电流做功的过程就是消耗电能的过程,电流做功越多,表示消耗的电能越多;电功率是指电流在单位时间内做功的多少,它是表示电流做功快慢的物理量。
【解答】解:某工厂上半年共节电15000kW h,即节省的电能是15000kW h;这只电吹风是1500瓦的,也就是1.5kW,1.5kW是指电吹风的电功率,所以这个记者把电能和电功率混淆了。
故选:C。
【点评】本题考查了电功和电功率的意义,它们是两个不同的物理量,不能放在一起比较。
6.智能手机耗电达到一定值时,会自动提示用户采用或转入“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是( )
A.减小了电池的输出电流 B.增大了电池的输出电压
C.减小了电池的供电效率 D.增大了电池的输出功率
【分析】由公式W=Pt知,手机的“省电模式”,是在手机电池储存电能一定的前提下,通过减小输出功率延长使用时间;手机工作的电压不变,由P=UI分析电池的输出电流如何变化。
【解答】解:智能手机耗电达到一定量时,剩余的电能也是定量,
由W=Pt可知,要延长手机的工作时间,需要减小电池的输出功率,而手机工作的电压是不变的,
由P=UI可知,在省电模式下,应减小电池的输出电流,故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对电功公式和电功率公式的应用,要注意手机工作时的电压不变。
7.关于家庭电路及安全用电,下列说法中正确的是( )
A.甲图:两孔插座和三孔插座是串联的
B.乙图:白炽灯泡的金属螺纹壳既可接火线,也可接零线
C.丙图:图中测电笔的使用是正确的
D.丁图:发生此类触电时,电路中的“漏电保护器”会自动断开,切断电路
【分析】(1)家用电器是并联接入电路的,工作时互不影响;
(2)为了保证用电安全,螺丝口灯座的螺丝套应接零线;
(3)测电笔的使用方法:使用测电笔时,手要接触测电笔尾部的金属体,笔尖接触电线,氖管发光表明接触的是火线,不发光是零线;
(4)当单相触电时实际上就是人体加载在了火线和地线之间,火线电流大,零线电流小,漏电保护器工作。
【解答】解:
A、插座上的两孔插座和三孔插座是并联的,故A错误;
B、为了防止出现触电现象,在家庭电路中白炽灯螺丝套接零线(N)上,故B错误;
C、常用测电笔辨别火线和零线,使用测电笔时,手要接触测电笔尾部的金属体,笔尖接触电线,如果氖管发光,表示接触的是火线,故C错误。
D、电流直接由人体流入大地(或者由大地流入人体),造成电路中火线电流较大,且火线与零线的电流不平衡,漏电保护器会自动断开,起到保护作用,故D正确;
故选:D。
【点评】此题考查了安全用电常识和家庭电路的连接,属于基本技能的考查,难度不大;日常生活中的一些安全用电常识,并正确规范操作,就不会有危险发生。
8.如图甲所示,将一个标有“36V 25W”的小灯泡接在电压为12V的恒压电源上,闭合开关的瞬间(t=0)开始利用传感器记录电路中电流随时间的变化情况(如图乙),利用慢速摄影技术可以观察到前0.04s灯丝经历了从不发光、微微发光到逐渐变亮的过程,从第0.04s后灯泡逐渐变为稳定发光。下列说法正确的是( )
A.灯丝的实际功率一直不变
B.闭合开关瞬间,灯丝的实际功率最小
C.小灯泡稳定发光后实际功率为12W
D.灯丝从0~0.04s实际功率逐渐变大
【分析】电源的电压恒定,则小灯泡两端的电压不变,由图乙可知,通过灯泡的电流先减小后不变,由P=UI可知,灯丝的实际功率先变小后不变,据此进行解答。
【解答】解:A、电源的电压恒定,则小灯泡两端的电压不变,由图乙可知,通过灯泡的电流先减小后不变,由P=UI可知,灯丝的实际功率先变小后不变,故A错误;
B、闭合开关瞬间,电流最大,灯丝的实际功率最大,故B错误;
C.灯泡稳定发光后实际功率为:P=UI=12V×1A=12W,故C正确;
D.由P=UI可知灯丝从0~0.04s实际功率逐渐变小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键,有一定的创新性,但难度不大。
9.如图所示是一款迷你暖手宝,它内置锂电池,利用USB接口充电,工作时内部发热片发热。下列说法正确的是( )
A.暖手宝工作时发热的过程,是电流做功的过程
B.暖手宝工作时内部发热片发热的过程,是化学能转化成内能的过程
C.用暖手宝给手取暖时,手的内能的增加是做功的过程
D.无论暖手宝充电还是工作时发热的过程,内置锂电池在电路中都是电源
【分析】(1)电流做功的过程,实质就是将电能转化为其它形式能的过程。
(2)电流做功的实质是消耗电能转化为其他形式的能的过程。
(3)暖手宝给手取暖时,手的内能的增加是热传递。
(4)电池在放电过程中是电源,化学能转化成电能,而在充电过程中是用电器,将电能转化为化学能。
【解答】解:
A、暖手宝在充电过程中,将电能转化为化学能储存在锂电池中,是电流做功的过程;故A正确;
B、暖手宝发热的过程,是电流做功的过程,将电能转化为内能;故B错误;
C、暖手宝给手取暖时,手吸收热量,手的内能的增加是通过热传递的方式进行的;故C错误;
D、在电池充电的过程中,是将电能转化成了化学能,电池相当于用电器;发热的过程中电池是电源,将化学能转化为电能,再转化为内能;故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电流做功的实质、充电宝充电过程中的能量转化、电源能量转化等知识,明确电源充放电时能量转化的不同是解题的关键。
10.假期小明一家出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为0.2kW的冰箱正常工作,其它用电器都已关闭.小明看到家里电能表的示数为2021.6kW h,过了7天小明回家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.这段时间冰箱消耗的电能是70kW h
B.冰箱每天平均工作的时间为1h
C.冰箱正常工作1h电能表的转盘转过120转
D.再有其它家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
【分析】①测量较大电能时用刻度盘读数:最后一位是小数位;两次读数之差就是这段时间内消耗的电能,单位是度(千瓦时);
②根据消耗的电能和电冰箱的电功率求出电冰箱工作的时间,然后求出每天工作的时间;
③根据电冰箱的电功率和工作时间求出电冰箱消耗的电能,然后求出表盘转过的数目;
④根据W=Pt分析。
【解答】解:
A、由图知,小明回到家时电能表的读数为2028.6kW h,而离开家时电能表的示数为2021.6kW h,则在这7天内所消耗的电能W=2028.6kW h﹣2021.6kW h=7kW h,故A错误;
B、冰箱的电功率为:P=200W=0.2kW,由W=Pt可得t===35h,则每天工作的时间为=5h,故B错误;
C、冰箱正常工作1h消耗的电能为:W'=Pt'=0.2kW×1h=0.2kW h,电能表的转盘转过0.2kW h×600r/kW h=120转,故C正确;
D、再有其它家电和冰箱一同正常工作时,总功率增加,则电能表转盘的转速增大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电能表的读数,电能的计算,有一定的难度,关键是掌握电能表标识的含义,才能正确做题。
11.如图的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V,1.6W”字样,忽略温度对灯泡电阻的影响,滑动变阻器R1标有“50Ω,0.5A”,电阻R2阻值为20Ω.电压表的量程为0 3V,电流表的量程为0 3A.将变阻器的滑片P移至最左端,只闭合开关S、S2和S3,R2消耗的电功率为1.8W.改变开关的通断和滑片P的位置,电路状态以及电路中的诸多物理量会发生变化。在保证各元件安全的情况下移动滑片,下列选项对应的图象趋势及数据完全正确的是( )
A.闭合S、S1,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示电流表示数
B.闭合S、S1,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示R1的电功率
C.闭合开关S、S2和S3,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示电路总功率
D.闭合开关S、S2和S3,横轴表示电路总电阻的倒数,纵轴表示电流表示数
【分析】(1)将变阻器的滑片P移至最左端,只闭合开关S、S2和S3时,R1的最大阻值和R2并联,根据并联电路的电压特点和P=UI=求出电源的电压,根据欧姆定律求出通过R2的电流,根据并联电路的电流特点求出电流表的示数为3A时通过R1的电流,然后与变阻器允许通过的最大电流相比较确定通过R1的最大电流,此时R1接入电路中的电阻最小,电路的总功率最大,根据并联电路的电流特点求出干路的最大电流,根据欧姆定律求出此时总电阻的倒数,利用P=UI求出电路的最大总功率,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,根据P=UI=求出其大小,然后结合总功率与R1的阻值关系;
(2)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI=求出小灯泡的电阻;只闭合开关S和S1时,R1与灯泡L串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流,然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出L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最小电流,再根据欧姆定律求出接入电路中的最小阻值,根据欧姆定律得出I与R1的关系,根据P=UI=I2R求出变阻器接入电路中的阻值最大和最小时的功率,然后得出答案。
【解答】解:(1)将变阻器的滑片P移至最左端,只闭合开关S、S2和S3时,R1的最大阻值和R2并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由P=UI=可得,电源的电压:
U===6V,
通过R2的电流:
I2===0.3A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,当电流表的示数I=3A时通过R1的电流:
I1=I﹣I2=3A﹣0.3A=2.7A>0.5A,
所以,通过R1的最大电流I1大=0.5A,此时R1接入电路中的电阻最小,电路的总功率最大,
此时电路的最大总电流:
I大=I1大+I2=0.5A+0.3A=0.8A,
此时电路总电阻的倒数:===≈0.13Ω﹣1,故D错误;
则电路的最大总功率:
P大=UI大=6V×0.8A=4.8W,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,则
P小=+=+=2.52W,
由P总=+=+可知,C选项正确;
(2)由P=UI=可得,小灯泡的电阻:
RL===10Ω,
只闭合开关S和S1时,R1与灯泡L串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
灯泡正常发光时通过的电流:
IL===0.4A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为0.5A,
所以,电路中的最大电流I大′=0.4A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路中的总电阻:
R===15Ω,
因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:
R1小=R﹣RL=15Ω﹣10Ω=5Ω,
当电压表的示数最大为U1=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时灯泡两端的电压:UL′=U﹣U1=6V﹣3V=3V,
电路中的最小电流:
I小===0.3A,
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R1大===10Ω,
所以,R1允许的取值范围是5Ω~10Ω;
由电路中的电流I=可知,I与R1的关系不是一次函数,故A错误;
电路中的电流I大′=0.4A时,R1小=5Ω,则P1=(I大′)2R1小=(0.4A)2×5Ω=0.8W,
电路中的电流I小=0.3A时,R1大=10Ω,则P1′=I小2R1大=(0.3A)2×10Ω=0.9W,故B错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键,对于选择题来说,选项中只要有一处错误即可判断出该选项错误。
12.如图所示,从甲地通过两条输电线向乙地的用户供电,若甲地电源电压恒为U,输电线的总电阻为r,当乙地用户用电时,下列说法正确的是( )
A.用户家里的用电器两端电压等于 U
B.输电线上消耗的电功率为 U2/r
C.当用户使用的用电器增多时,输电线上因发热而损失的功率增大
D.当用户使用的用电器增多时,用户家里用电器两端电压保持不变
【分析】(1)根据串联电路的电压规律分析用户使用的用电器两端电压的大小;
(2)根据公式P=UI=分析输电线上消耗的电功率的大小;
(3)根据并联电路的电流特点分析用户使用的用电器增多时干路中的电流变化,根据P=I2R判断输电线上因发热而损失的功率变化;
(4)根据U=IR可知用户使用的用电器增多时导线两端电压的变化,再根据串联电路电压规律可知用电器两端电压的变化。
【解答】解:A.由于导线有一定的电阻,根据U=IR可知,导线会分担一定的电压,所以用户使用的用电器两端电压要低于电源电压U,故A错误;
B.由于导线的电阻较小,其分担的电压Ur要远小于电源电压U,输电线上消耗的电功率应为,故B错误;
C.由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,当用户使用的用电器增多时,干路电流增大,即输电线的电流增大,由P=I2r可知,输电线上因发热而损失的功率增大,故C正确;
D.当用户使用的用电器增多时,干路中的电流变大,由U=Ir可知,输电线两端电压会变大,因导线与用电器串联,而串联电路两端总电压等于各部分电压之和,所以用电器两端电压会变小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的理解与掌握,要注意导线与用电器之间是串联的。
二.多选题(共1小题)
(多选)13.现在一般标准住宅户内,配电系统都使用了空气开关、漏电保护器、三孔插座等设备,有一配电系统如图所示,下列说法正确的是( )
A.空气开关使用起来比熔丝更安全、方便
B.人触电时,空气开关会迅速断开
C.当空调功率过大时,电灯所在支路的空气开关不会断开
D.当有电流经过人体时漏电保护器能迅速将电流导入大地
【分析】(1)空气开关在电路过载或短路时,即通过电流过大时起到保护作用。
(2)漏电保护器原理是当火线电流比零线电流大太多的话就说明电路的某个地方可能接地漏电,电流从大地跑了。当单相触电时实际上就是人体加载在了火线和地线之间,火线电流大,零线电流小,漏电保护器工作。而当双相触电时实际上就是在负载上并联了一个人体,实际的火线电流和零线电流的差值并没有什么变化,所以会起不到保护作用。
【解答】解:A、空气开关和熔丝在电路短路或用电器的总功率过大时切断电路,起到保护电路的作用;但保险丝熔断以后需更换,空气开关不需要,空气开关使用时更安全、更方便;故A正确;
B、人触电时,漏电保护器会切断电源,空气开关在电流过大会“跳闸”切断电源,故B错误;
C、空调和电灯并联接入电路,工作时互不影响,当空调功率过大时,电灯所在支路的空气开关不会断开,故C正确;
D、漏电保护器作用是当有电流经过人体发生漏电时切断电源,而不是将电流导入大地,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查漏电保护器、空气开关的特点及应用,要注意二者工作原理的不同。同时了解电路中的几种情况的不同表现:一是短路,二是用电器总功率过大,三是用电器漏电或有人触电等。
三.填空题(共6小题)
14.如图1所示,正确使用测电笔的方法是图 甲 ,小红家电能表表盘如图2所示,某次小红在帮助妈妈煮饭时,发现家中只有电饭煲工作时电能表指示灯比只有电视机工作时闪烁得快,这是因为电饭煲 电功率 (选填“消耗的电能”或“电功率”)比电视机的大.小红经过测量,还发现家中只有电饭煲正常工作时,5min内电能表指示灯闪烁了200次,则该电饭煲的额定功率是 800 W。
【分析】(1)用测电笔来鉴别火线与零线,使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,才能在接触火线时氖管发光,接触零线时氖管不发光;
(2)用电器的电功率越大,做功越快,电能表的表盘转动越快;
(3)3000imp/(kW h)表示电路中的用电器每消耗1kW h的电能,电能表指示灯闪烁3000次,据此求闪烁200次时,用电器消耗的电能,再利用P=求电饭煲正常工作时的功率(额定功率)。
【解答】解:
(1)使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,故图甲正确;
(2)电能表指示灯闪烁得快,说明电流通过用电器所做的电功越快,用电器的电功率越大;只有电饭煲工作时电能表指示灯比只有电视机工作时闪烁得快,这是因为电饭煲电功率比电视机的大;
(3)3000imp/(kW h),是指电路中用电器每消耗1kW h的电能,电能表指示灯闪烁3000次,
指示灯闪烁200次,电饭煲消耗的电能:
W=kW h=kW h;
t=5min=h,
电饭煲正常工作的功率(额定功率):
P===0.8kW=800W。
故答案为:甲;电功率;800。
【点评】本题考查了测电笔的使用方法、电功率的概念、消耗电能和电功率的计算,明确电能表相关参数的意义是关键。
15.如图是灯泡L和电阻R中电流随电压变化的图像。则电阻R的阻值为 20 Ω;若将它们并联接在电压为2V的电源两端,电路中的总电流为 0.35 A;若将它们串联在电压为4V的电源上,通过电流为 0.15 A,则它们总功率为 0.6 W。
【分析】(1)根据图像可知,通过R的电流与R两端电压成正比,因此R为定值电阻,根据图像读出一组电压和电流值,利用欧姆定律求出R的阻值;
(2)小灯泡L和电阻R并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压相等,根据图像分别读出通过的电流,根据并联电路的电流特点求出电路中的总电流;
(3)若将它们串联在电压为4V的电源上,根据串联电路中各处的电流相等和串联电路中总电压等于各分电压之和,从图中找出通过电路的电流,根据P=UI得出它们总功率。
【解答】解:
(1)由图像知,当电阻R两端的电压为1V时,通过的电流为0.05A,
由I=可得,电阻R的电阻:R===20Ω;
(2)小灯泡L和电阻R并联接在电压为2V的电源两端时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压UL=UR=2V,
由图像可知,通过它们的电流分别为IL=0.25A,IR=0.1A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路中的总电流:I=IL+IR=0.25A+0.1A=0.35A;
(3)串联电路中各处的电流相等,从图中可知,当通过它们的电流:IL′=IR′=0.15A时,
小灯泡两端的电压为UL′=1V,定值电阻两端的电压为UR′=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,它们两端的总电压:U′=UL′+UR′=1V+3V=4V,等于电源电压,符合题意,故通过电路的电流为I′=0.15A,
它们总功率P=U′I′=4V×0.15A=0.6W。
故答案为:20;0.35;0.6。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率的计算,从图像中读出电流和电压的对应值是关键。
16.如图甲所示,测量废旧日光灯丝的电阻,电源电压3V恒定不变。测量后作出了U﹣I图像如图乙,在实验中同学们发现刚过B点,灯丝就开始发红,当达到C点时出现明显的红炽状态。同学们此时好奇地轻轻吹了一下日光灯丝,此时电流表的示数 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”),于是他们继续保持滑动变阻器滑片不动,将日光灯丝吹到刚好不发红,则此时电流表的示数应为 1 A,此时对灯丝功率是 3 W。
【分析】(1)由图甲可知,灯丝与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯丝两端的电压。
轻轻吹一下日光灯丝时,根据影响电阻大小的因素确定灯丝的电阻变化,根据串联电阻的规律可知电路的总电阻变化,由欧姆定律I=确定此时电流表的示数变化;
(2)在B点时(灯丝刚好不发红),结合图示,由欧姆定律求出灯丝的电阻;由图乙可知,在C点时,灯丝两端的电压为3V,等于电源电压,说明滑动变阻器接入的电阻为零;再继续保持滑动变阻器滑片不动,将日光灯丝小心地吹到刚好不发红,可知灯丝的电阻不变,由欧姆定律求出此时电流表的示数,根据P=UI求出此时灯丝功率。
【解答】解:
(1)由图甲可知,灯丝与滑动变阻器串联,电流表测量电路中