沪科版九年级物理第十六章电流做功与电功率章节训练
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、如图所示是探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置(电源电压均为18V)。下列说法不正确的是( )
A.甲图是为了研究产生的热量与电流大小的关系
B.乙装置中5Ω和10Ω两根电阻丝消耗的功率之比为1∶2
C.乙装置中阻值为10Ω的电阻3min内产生2562J的热量
D.该实验通过U形管两侧液面高度差来比较产生热量的多少
2、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10000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
3、如图所示,电源电压保持6V不变,小灯泡L1和L2的规格分别为“2.4V 0.48W”和“3V 0.9W”。下列说法错误的是( )
A.只闭合S1若接入的灯泡正常发光,则滑动变阻器接入电路的阻值是10Ω
B.只闭合S2若接入的灯泡正常发光,则滑动变阻器两端的电压是2.4V
C.只闭合S3若保证其中一个灯泡长时间正常发光,则电流表示数是0.2A
D.只闭合S3若保证其中一个灯泡长时间正常发光,则滑动变阻器和L2消耗的总功率是0.72W
4、L1标有“6V 3W”字样,L2的电阻是4Ω,把L1和L2串联后接入电路中都刚好正常发光,那么L2的额定电压和额定功率分别:( )
A.2V 1W B.8V 2W C.3V 3W D.2V 4W
5、如图所示的电路中,电源两端电压U保持不变。小灯泡L标有“6V 3W”字样,且灯丝电阻不变。当三个开关都闭合时,小灯泡正常发光,电流表示数为0.6A;当只闭合开关S,滑动变阻器的滑片置于某点时,电路的总功率为P,小灯泡L消耗功率是它额定功率的0.25倍。下列判断正确的是( )
A.RL=60Ω B.P=1.5W C.R=12Ω D.U=12V
6、用铜做成的A粗、B细的两段等长导线,串联接在某电路中,通电一段时间后,两者下列物理量一定相同的是( )
A.电压 B.电阻 C.电热 D.电流
7、如图所示是一个家用电能表面板的示意图,对于电能表相关知识的理解,下列说法正确的是( )
A.此表是测量电功率的仪器
B.某段时间内转盘转过72转表示用电器消耗了1kW h的电能
C.“5(20)A”中“5A”表示标定电流是5A
D.此时电能表的读数为368.2J
8、下列物理量最接近实际的是( )
A.冰箱冷冻室的温度约为18°C B.人体的安全电压不高于36V
C.家用电风扇的功率约为500W D.家用空调额定电流约为0.1A
9、如图甲所示电路,电源电压不变,电流表的量程为“0~3A”,小灯泡L的规格为“6V 3W”,忽略温度对小灯泡电阻的影响。只闭合开关S2,当滑动变阻器的滑片从b端滑到a端的过程中,滑动变阻器R2的电功率跟电路的总功率之比η与R2的关系如图乙所示,且当滑片滑到b端时,滑动变阻器的阻值为Rb,电流表的示数为0.3A;只闭合开关S1,小灯泡正常发光。在保证电路安全的情况下,下列说法不正确的是( )
A. B.电源电压U=18V
C.R1的阻值为24Ω D.开关均闭合,R2的变化范围为8~24Ω
10、如图所示的家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电风扇 B.电饭锅
C.电冰箱 D.笔记本电脑
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题3分,共计15分)
1、8月23日到8月29日是全国节能宣传周,宣传周活动的主题是“节能降碳,绿色发展”。看过宣传后,小明想知道家中用电器耗电情况,他观察到家中电能表的表盘如图所示,此时示数为______kW·h,然后用秒表记录了10min内电能表的转盘转过了120转,他家用电器这段时间平均每小时消耗的电能是_______kW·h。
2、输送电能时,如果输送的功率一定,采用___________(选填“高压”或“低压”)输电能够减小电能在输电线上的损失。川川家电能表标有“6400imp/(kW·h)”字样,某用电器单独接在该表上,正常工作5min,指示灯闪烁640次,该用电器的额定功率为___________W。
3、如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示,则电路的电源电压为 _____V,此过程中灯泡的功率变化量为 _____W,电路消耗的总功率最大值为 _____W。
4、家用电熨斗的铭牌上标有“220V880W”的字样,其中电功率“880W”表示的物理意义是______。
5、小帅家电能表如图所示,由图可知他家一共消耗了______kW·h的电能。将某用电器单独接在该表上工作12min,电能表上的脉冲闪了160imp。该用电器的电功率是______W。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、小华同学在学习了电功率的相关知识后查看了家里的电热水壶,发现其铭牌标识已经模糊不清。他借助电能表来测量该电热水壶的功率,电能表表盘上标有“1600imp/kW·h”的字样,表示每用电1kW·h指示灯闪烁1600次。测量过程中他关闭了家中的其他所有用电器,只让该热水器接入电路中,通电6min测量到电能表的指示灯闪烁了160次,热水壶中1kg 初温为20℃的水温度升高到70℃。求:
(1)该电热水壶的实际功率;
(2)该电热水壶的效率。
2、图甲是一种新型家用电器﹣电压力锅,图乙是某型号电压力锅工作电路简图,表中数据是其部分参数。其中R是主加热器,R0是保压加热器。接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,开始加热。当锅内温度达到105。开关S自动与a、b断开,开始保压。现将5kg初温为的水加入电压力锅中,热量损耗不计,已知水的比热容为。求
额定电压(V) 220V
主加热器额定功率(W) 700W
保压加热器额定功率(W) 60W
保压温度() 105
最大盛水量(kg) 6kg
(1)电压力锅加热状态时主加热噐R的电阻?
(2)电压力锅多少min后开始保压?
(3)电压力锅在保压状态下工作30min所消耗的电能?
3、小亮给爸爸买了一款如图甲所示的“便携式”折叠电热水壶,有“加热”和“保温”两个档位。相关参数如下表所示,(电热丝 R1、R2 电阻不变)。图乙是它电路原理图的一部分,已知电热水壶在“加热”档位工作时,开关 S1、S2都闭合,此时只有电热丝 R1 工作;小亮关闭家中其他用电器,只使用该电热水壶将一满壶 20的水加热至沸腾(标准大气压),发现如图丙所示的电能表, 指示灯闪烁 210 次。解答下列问题:[水的密度 1.0×103kg/m3,水的比热容为 4.2×103J/(kg·)]
(1)请在虚线框内画出折叠电热水壶内部的电路图;
(2)将一满壶 20的水加热至沸腾,吸收的热量是多少?
(3)电热水壶的加热效率是多少?
产品名称 “便携式”折叠电热水壶
最大容量 0.5L
电源 220V 50Hz
加热功率 P1
保温功率 P2
4、如图所示,这是某品牌电饭锅简化电路图,其部分技术参数如表所示。R1、R2为发热电阻,且R1=R2,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”“保温挡”、“加热挡”之间的转换。(ρ水=1.0×103kg/m3)
额定电压 220V
加热功率 1100W
保温功率 ?
最大容积 1.5L
(1)电阻R1的阻值是多少?
(2)电饭锅处于保温挡时的发热功率是多少?
(3)某次使用装满水的电饭锅工作10min,在1标准大气压下将水从23℃加热至沸腾,求电饭锅的加热效率。
5、如图所示,电源电压恒定,灯泡L1标有“3V 0.2A”,灯泡L2标有“6V 0.3A”,不考虑灯泡电阻受温度的影响,现只闭合开关S,灯泡L1恰能正常发光,求:
(1)灯泡L1的额定功率是多少
(2)再闭合S1时,电路1分钟消耗的总电能是多少?
四、实验探究(3小题,每小题5分,共计15分)
1、如图甲是用电压表、电流表测量小灯泡L两端电压和通过它的电流的电路图。
(1)在图甲所示电路图中补全电压表、电流表______,并将图乙中的实物连接完整______;
(2)确认电路连接正确无误后,闭合开关,若电压表示数如图丙所示,则电压表的示数是______V,则电流表的示数是______A,此时灯泡的功率为______W。
2、欢欢用图中甲电路测量额定电压为2.5V小灯泡L1的额定功率,电源电压调节为4.5V不变(提示:电源电压可调),规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器。
(1)检查电路,欢欢发现一根导线连接错误,请将图中连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确______;
(2)欢欢改正电路连接后,用开关试触时,看到小灯泡发出明亮的光,则她在操作中存在的不当之处是______;
(3)改正所有问题并正确完成了实验,她根据实验数据绘制了小灯泡的I-U图像(如图乙);欢欢发现图像是曲线,原因是小灯泡灯丝的电阻随______的变化而变化,小灯泡的额定功率是______W;
(4)欢欢将电路中小灯泡分别改接5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,探究电流与电阻的关系;
①设定电源电压为4.5V不变,控制电阻两端的电压保持2V不变,则滑动变阻器连入电路中电阻的阻值与定值电阻的阻值之比为______即可完成实验;
②电源电压可调,实验时若控制定值电阻两端电压保持2V不变,为使三个电阻单独接入电路都能完成实验,电源电压应不高于______V;
(5)完成上述实验后,欢欢设计了如图丙所示电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。方案如下(电源电压未知但保持不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R0,滑动变阻器R2最大阻值未知)。步骤:
①按电路图连接实物电路;
②只闭合开关S、S2,调节变阻器R1的滑片,使电流表的示数为______,灯泡正常发光;
③只闭合开关S、S1,保持R1滑片的位置不变,调节变阻器R2的滑片,使电流表的示数为I额(根据等效替代的关系,此时R2电压即为灯泡的额定电压);
④保持R2滑片的位置不变,只闭合开关S、S1,将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I2;
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=______(用I额,I1,I2,R0表示)。
3、小辉同学准备测小灯泡的额定功率,检查实验器材时,发现缺少电压表,滑动变阻器均标有“20Ω 2A”字样,小灯泡的额定电流是0.25A,于是他利用现有的实验器材,设计了如图所示的电路图。请你帮助小辉完成实验:
①闭合开关S1,开关S2接b,R2阻值调到最大处,R1阻值调到0,此时电流表的示数为0.3A;
②将R1阻值调到最大,闭合开关S1,开关S2接a,______,小灯泡正常发光;
③保持R1接入电路的阻值不变,闭合开关S1,开关S2接b,R2滑片仍在阻值最大处,此时电流表的示数为0.2A,则小灯泡额定功率P额=______W。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A.甲图中,5Ω的电阻与5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联,由串并联电路电流特点可知,通过左侧装置中的电阻的电流是通过右侧装置中的电阻的电流的2倍。故可以研究产生的热量与电流大小的关系。故A正确,不符合题意;
B.由电功率公式P=UI和欧姆定律可得,P=I2R。由图乙可知,电流相同,电阻之比即为功率之比。所以5Ω和10Ω两根电阻丝消耗的功率之比为1∶2,故B正确,不符合题意;
C.乙装置中5Ω的电阻与10Ω的电阻串联,串联电路电流处处都相等,故通过电阻的电流为
由焦耳定律可知,乙装置中10Ω电阻产生的热量是
故C错误,符合题意;
D.因为左右两侧产生的热量不同,容器内的气体受热膨胀不一样,从而在U型管中形成液面的高度差,因此该实验通过U形管两侧液面高度差来比较产生热量的多少。故D正确,不符合题意。
故选C。
2、C
【详解】
是指电能,1500W是指电功率,应说可以让10000这样的电吹风正常工作1小时,所以这里记者弄混的概念是电能与电功率,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3、B
【详解】
A.只闭合S1,灯泡L2和滑动变阻器R串联,若接入的灯泡L2正常发光,通过电路的电流
滑动变阻器接入电路的阻值
故A正确,不符合题意;
B.只闭合S2,灯泡L1和滑动变阻器R串联,若接入的灯泡L1正常发光,灯泡L1两端的电压是2.4V,则滑动变阻器两端的电压
UR=U-UL1=6V-2.4V=3.6V
故B错误,符合题意;
CD.两灯的额定电流
只闭合S3,两个灯泡和滑动变阻器R串联,串联电路中各处的电流相等,因为
I1<I2
保证其中一个灯泡长时间正常发光,所以电路中的电流是0.2A,灯泡L1正常发光,灯泡L1的电压是2.4V,由串联电路电压的规律可知滑动变阻器和L2的总电压
U3=U-UL1=6V-2.4V=3.6V
滑动变阻器和L2消耗的总功率
P=U3I1=3.6V×0.2A=0.72W
故CD正确,不符合题意。
故选B。
4、A
【详解】
根据题意,由串联电路电流的规律及可得L1正常工作时的电流为
由欧姆定律可得L2正常工作时的电压为
所以L2的额定功率为
所以那么L2的额定电压和额定功率分别“2V 1W”。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5、B
【详解】
当三个开关都闭合时,等效电路图如图甲所示;当只闭合开关S,滑动变阻器的滑片置于某点时,等效电路图如图乙所示:
D.图甲中,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以,电源电压
U=U额=6V
故D错误;
A.由P=UI可得,通过灯泡的电流
IL===0.5A
所以灯泡电阻
RL===12Ω
故A错误;
C.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,三个开关都闭合时,通过R的电流
IR=I-IL=0.6A-0.5A=0.1A
由I=可得,定值电阻R的阻值
R===60Ω
故C错误;
B.图乙中灯泡消耗的电功率
=PL=×3W=0.75W
由P=I2R可得,此时电路中的电流
I′===0.25A
电路消耗的总功率
P=UI=6V×0.25A=1.5W
故B正确。
故选B。
6、D
【详解】
A、B两导线的材料和长度都相同,A的横截面积大于B的横截面积,所以A的电阻小于B的电阻。两导线串联连接,所以通过的电流相等,据串联电路的分压特点有
UA:UB=RA:RB
所以
UA通电一段时间后,据Q=I2Rt知
QA故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7、C
【详解】
图示电表为电能表,是测量家庭电路中用电器消耗电能(电功)的仪表,不是测量电功率的仪器,故A错误;
B.是指电路中用电器每消耗的电能,电能表的转盘转720转,电能表转盘转72转,电路中用电器消耗的电能
故B错误;
C.“5(20)A”中,“5A”表示电能表的标定电流,它是确定电能表有关特性的电流值,故C正确;
D.由图知,此时电能表的示数为368.2,故D错误。
故选C。
8、B
【详解】
A.冰箱冷冻室的温度约为负18°C,故A不符合题意;
B.经验表明,人体的安全电压不高于36V,故B符合题意;
C.家用电风扇的功率约为50W,故C不符合题意;
D.家用空调额定电流约为5A,故D不符合题意。
故选B。
9、D
【详解】
A.只闭合S2,L与R2串联,通过二者的电流相等。根据图像,R2的功率占总功率的80%,则L的功率占总功率的20%,L与R2的功率比
根据,电流相同时,功率比等于阻值比,则
故A正确,不符合题意;
B.灯泡的电阻
滑动变阻器的滑片位于b点时的电阻
只闭合S2,滑片在b点时电路的总电阻
电源电压
故B正确,不符合题意;
C.只闭合S1时L与R1串联,此时L可以正常发光,说明L两端的电压为6V,则R1两端的电压为12V,根据串联电路分压规律,元件两端的电压比等于电阻比,所以
所以
故C正确,不符合题意;
D.开关全部闭合时,L被短路,R1,R2并联,电流表测量总电流,此时R1的电流
为了保证安全,总电流不能超过3A,则R2的最大电流
此时R2的阻值最小
所以R2的变化范围为,故D错误,符合题意。
故选D。
10、B
【详解】
A.电风扇工作时主要把电能转化为机械能,故A不符合题意;
B.电饭锅工作时电能全部转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故B符合题意;
C.电冰箱工作时,主要将电能转化为机械能,故C不符合题意;
D.笔记本电脑工作时主要将电能转化为声能、光能等,故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、1352.6 1.2
【详解】
[1] 电能表示数最后一位数字为小数点后的数字,故此时电能表的示数为1352.6 kW·h。
[2]由于电能表上标有600r/kW·h的字样,所以他家用电器10min内消耗的电能为
他家用电器的功率为
他家用电器这段时间平均每小时消耗的电能为
2、高压 1200
【详解】
[1]输送电能时,如果输送的功率一定,则由P=UI可知,采用高压输电时,输电线上的电流较小,则由Q=I2Rt可知,在电阻和通电时间相同的情况下,输电线上消耗的电能更小。
[2]由电能表的信息可知,指示灯闪烁640次消耗的电能为
由题意可知,用电器的工作时间为
t=5min=300s
故该用电器的额定功率为
3、9 4 5.4
【详解】
[1]由图可知:灯泡与变阻器串联,电压表V1测灯的电压,V2测变阻器的电压,电流表测电路的电流。调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯正常发光的位置,变阻器连入电路的电阻变小,电路的电流变大,根据U=IR可知,灯泡两端的电压变大,故左边图像为电流随V1的示数的变化关系,右边图像为电流随V2的示数变化关系,当电路电流最小为0.2A时,由图乙可知两电压表示数,根据串联电路电压的规律可知,两电压表示数之和为电源电压
U=UL小+U滑大=1V+8V=9V
[2]变阻器连入电路的电阻最大时,电路电流最小为0.2A,由乙图知,灯泡两端的电压为1V,灯的最小功率
P1=UL小I小=1V×0.2A=0.2W
灯正常发光时,电路的电流为0.6A,由乙图可知,变阻器两端的电压为2V,由串联电路电压的规律可得,灯的额定电压为
UL=U﹣U滑小=9V﹣2V=7V
灯的额定功率为
P2=ULIL=7V×0.6A=4.2W
故灯的功率变化量为:
ΔP=4.2W﹣0.2W=4W
[3]从图中可知电路电流的最大值为0.6A,根据P=UI可知电路消耗的总功率最大值
P=UI=9V×0.6A=5.4W
4、电压为220V时,电熨斗的额定功率是800W
【详解】
用电器正常工作时的电压叫额定电压,在额定电压下工作时的功率叫额定功率,电熨斗的铭牌上“220V880W”,意思是电熨斗的额定电压时220V,880W是指电熨斗两端的电压为220V时,电熨斗的额定功率是800W。
5、7325.6 500
【详解】
[1]电能表的的最后一位为小数,故由图中可知他家一共消耗了7325.6kW h的电能。
[2]由电能表上的信息可知,脉冲闪烁了160imp消耗的电能为
该用电器的工作时间为
t=12min=12×60s=720s
故可知该用电器的电功率为
三、计算题
1、(1)1000W;(2)58.3%
【详解】
解:(1)通电6min测量到电能表的指示灯闪烁了160次,6min消耗的电能为
该电热水壶的实际功率
(2)热水壶中1kg 初温为20℃的水温度升高到70℃,水吸收的热量为
该电热水壶的效率
答:(1)该电热水壶的实际功率为1000W;
(2)该电热水壶的效率为。
2、(1);(2);(3)
【详解】
解:(1)根据题意,由电功率的公式可得R的电阻为
(2)根据题意,水吸收的热量与消耗的电能相等,所以
接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,开始加热。此时R与R0并联,则电路中的总功率为
所以加热时间为
(3)根据题意,在电压力锅在保压状态下工作30min所消耗的电能为
答:(1)电压力锅加热状态时主加热噐R的电阻为;
(2)电压力锅后开始保压;
(3)电压力锅在保压状态下工作30min所消耗的电能为。
3、(1);(2);(3)80 %
【详解】
解:(1)已知电热水壶在“加热”档位工作时,开关 S1、S2都闭合,此时只有电热丝 R1 工作,而开关S1必须闭合,而保温档位是开关S1闭合,开关S2断开,根据可知,总电阻比较大,总功率小,为保温,而两个电阻,串联时,总电阻最大,电功率最小,为保温档,故加热档时,是因为开关S2闭合,电阻R2被短路,只有R1工作,电阻较小,总功率较大,为加热档,故如下图所示:
(2)由得,水的质量
水吸收的热量为
(3)消耗的电能
电热水壶的加热效率
4、(1);(2);(3)
【详解】
解:(1)开关接触2、3时,R1、R2串联,电路中电阻大,功率小,为保温档;开关接触3、4时,R2被短路,电路中只有R1,是加热档;由加热档的功率可得电阻R1的阻值
(2)R1、R2串联,为保温档,电路中的电阻R=2R1;电饭锅处于保温挡时的发热功率
(3)水的容积为
水的质量为
水从23℃加热至沸腾吸收的热量
电饭锅消耗的电能
电饭锅的加热效率
答:(1)电阻R1的阻值是;
(2)电饭锅处于保温挡时的发热功率是;
(3)电饭锅的加热效率为。
5、(1)0.6W;(2)63J
【详解】
解:(1)灯泡L1的额定功率
P1=U1I1=3V×0.2A=0.6W
(2)只闭合开关S,只有灯泡L1的简单电路,灯泡L1恰能正常发光,灯泡L1两端的电压是3V,电源电压为3V,当S1、S都闭合时,L1、L2并联,R2的电阻
由并联电路电压的规律和欧姆定律得到通过R2的电流
R1两端的电压和R1的阻值不变,所以通过R1的电流不变,为0.2A,电路的总电流
I=I1+I2=0.2A+0.15A=0.35A
电路1分钟消耗的总电能
W=UIt=3V×0.35A×60s=63J
答:(1)灯泡L1的额定功率是0.6W;
(2)再闭合S1时,电路1分钟消耗的总电能是63J。
四、实验探究
1、 2.8 0.4 1.12
【详解】
(1)[1]电压表和灯泡并联,电流表串联在电路中,如图所示:
[2]由图丙可知,电流表选择0~0.6A的量程,电流表串联在电路中,电压表和灯泡并联,如图所示:
(2)[3]根据图丙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.8V。
[4]电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A。
[5]此时灯泡的功率为
P=UI=2.8V×0.4A=1.12W
2、 滑动变阻器没有调到最大值 温度 0.625 5∶4 5
【详解】
(1)[1]如图甲:电流表把灯泡短路,电压表串联在电路中,应把灯泡右端与电压表负接线柱连接的导线断开,将灯泡右侧接线柱与电压表负极连接,如图
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片放到最大阻值处,用开关试触时,看到小灯泡发出明亮的光,电路不当之处为:开关闭合前未将变阻器的滑片放到最大阻值处。
(3)[3]小灯泡的I-U图像是曲线,原因是:小灯泡灯丝的电阻不是定值,灯泡的电阻随温度的变化而变化,灯丝的温度越高电阻越大。
[4]小灯泡正常发光时,额定电压为2.5V,由图乙中得出对应的额定电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
(4)①[5]在电路中定值电阻与滑动变阻器串联,根据分压原理,电阻比等于电压比,定值电阻两端的电压为2V,滑动变阻器两端的电压为2.5V,根据分压原理,滑动变阻器连入电路中电阻的阻值与电路中定值电阻的阻值之比等于其两端的电压比,即
[6]控制定值电阻两端电压保持2V不变,为使三个电阻单独接入电路都能完成实验,定值电阻为20Ω,滑动变阻器最大电阻30Ω时,电路中电源电压为最大允许电压,此时定值电阻的电流
滑动变阻器两端的电压
此时电源电压即为5V,故电源电压应不高于5V。
(5)②[7]要使小灯泡正常发光,此时电流表的示数为小灯泡额定电流I额;
④[8]根据实验步骤分析,闭合开关S、S1时,②③步调整电流表的示数为I额,接下来应保持变阻器R2滑片的位置不变;只闭合开关S、S1,将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I2;根据两种情况下电源电压相等得出
解得
小灯泡的额定电压为
⑤则小灯泡的额定功率
3、调节滑动变阻器R1的滑片,使电流表的示数为0.25A 0.875
【详解】
②[1]将R1阻值调到最大,闭合开关S1,开关S2接a,则灯泡与滑动变阻器R1串联,要使小灯泡正常发光,则应调节滑动变阻器R1的滑片,使电流表的示数为0.25A。
③[2]闭合开关S1,开关S2接b,R2滑片仍在阻值最大处,R1阻值调到0,此时电流表的示数为0.3A,电路为R2的简单电路,电源电压为
U=I1R2max=0.3A×20Ω=6V
步骤③中,开关S1闭合,S2接b,R1的滑片不动,R2接入电路的阻值最大,那么两变阻器串联连接,据串联电路的特点有
0.2A×20Ω+0.2A×R1=6V
解得
R1=10Ω
又小灯泡的额定电流是
IL=0.25A
根据步骤②可得
0.25A×RL+0.25A×10Ω=6V
解得
RL=14Ω
小灯泡额定功率
P额=IL2RL=(0.25A)2×14Ω=0.875W