沪科版九年级物理第十六章电流做功与电功率专项练习
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、长短、粗细均相同的保险丝和铜丝,分别接到线路板上A、B间和C、D间,如图所示。移动滑动变阻器的滑片,发现保险丝熔断而铜丝完好。下列说法错误的是( )
A.保险丝的电阻比铜丝的大
B.通过保险丝的电流比铜丝的大
C.相同时间电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多
D.为了用电安全,禁止用铜丝代替保险丝
2、直接测量消耗电能的多少可以用( )
A.电能表 B.电压表 C.电流表 D.测电笔
3、下列家用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.洗衣机 B.电风扇 C.电饭锅 D.电视机
4、关于家里的用电器,下列数据最符合实际的是( )
A.白炽灯的正常工作电流约是1A
B.遥控器的干电池电压约为220V
C.空调制冷时的功率约为10W
D.1度电可以让电风扇工作约为25h
5、有一只电烙铁(内部可看成电阻丝),如果在同一个家庭电路里,要使它在相同的时间内产生的热量少些,下面几种改装方法可行的是( )
A.把电阻丝剪去一小段 B.更换一根较粗的电阻丝
C.与电阻丝串联一个电阻 D.与电阻丝并联一个电阻
6、如图甲所示电路,电源电压保持不变,电流表A的量程为0~0.6A,电压表V1、V2的量程均为0-3V,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”;滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和为4V,在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。忽略温度对灯泡电阻的影响。下列说法正确的有( )
①电源电压为6V
②小灯泡的额定功率为0.75W
③电压表V1示数变小,电路消耗的总功率变小
④整个电路消耗的最小功率为0.8W
⑤移动过程中,滑动变阻器的最大功率与最小功率之比是5:4
A.①②③ B.③④ C.③④⑤ D.④⑤
7、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
8、甲乙两个小灯泡串联,闭合开关,甲乙两灯两端的电压之比为1∶2,工作一段时间后甲乙两灯消耗的电能之比是( )
A.1:2 B.3:1 C.2:1 D.1:3
9、为方便了解室温变化情况,张宇同学设计了如图所示的电路,图中电源两端电压保持不变,R为定值电阻,R1为热敏电阻,其阻值随温度降低而增大。在该电路中,可以通过观察电表示数的变化来判断室温变化情况;室温环境下张宇同学观察到电压表示数在缓慢增大,则室温变化和电路消耗电功率的变化情况为( )
A.室温在降低,电路消耗功率在减小
B.室温在降低,电路消耗功率在增加
C.室温在升高,电路消耗功率在减小
D.室温在升高,电路消耗功率在增加
10、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
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、1841年,英国物理学家 _______ 发现了电流通过导体所产生的热量与导体的电流、电阻和通电时间的关系。家用电暖器工作时,电暖器很热,而与之串联的导线却不怎么热,其主要原因是导线的 _______ 比电暖器的小得多。
2、电能表表盘上标有“3000r/kW·h”的字样,将某用电器单独接在该电能表上,正常工作30min,电能表转盘转动了300转,则该用电器在这段时间内消耗的电能是______kW·h,该用电器的功率是______W;这个用电器可能是______(填“电水壶”、“空调”或“电视机”)。
3、走进温馨的物理考场,请写出你学过的两个电学物理定律的表达式:______和______。
4、在物理学发展史上,许多物理学家的科学发现推动了人类文明的进步,德国物理学家______发现了电流、电压、电阻之间的关系;英国物理学家______最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
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、如图所示,电源电压为6V保持不变,电阻R1=30Ω,闭合开关后,电流表的示数为0.6A;求:
(1)通过电阻R1的电流是多少安?
(2)电阻R2的电阻是多少欧?
(3)通电20秒,电阻R2上产生的热量是多少焦?
2、如图所示电路中电源电压保持不变,灯泡标有“20V 40W”字样,灯丝电阻不随温度改变,R1阻值为20Ω,滑动变阻器标有“50Ω 1A”字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~24V。求:
(1)灯丝电阻RL;
(2)只闭合开关S、S1,电流表示数为1A,电源电压U是多少?
(3)只闭合开关S、S2,在电路安全的前提下,灯泡实际功率的取值范围是多少?
3、如图甲所示,汽车的玻璃上结了厚厚的一层霜。为此汽车挡风玻璃内安装了可加热的电热丝,通电后可将玻璃升温去霜。如图乙是其简化的电路图,电源电压为12V,R1、R2为加热电阻丝,R2=2.4Ω。电路有加热和保温两个挡位,其加热挡功率为120W。已知汽车后挡风玻璃的质量为10kg,用加热挡给玻璃加热时,1000s可以使玻璃的温度从℃升高到5℃。()求:
(1)1000s内玻璃吸收的热量;
(2)给玻璃加热过程中,电能转化为玻璃的内能的效率;
(3)保温挡的功率。
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、如图所示的电路中,R1的阻值为10Ω,只闭合开关S1时电流表的示数为0.3A,若再闭合开关S2后,电流表的示数为0.45A,求:
(1)电源电压为多少?
(2)R2的阻值为多少?
(3)电路以最大功率工作5分钟消耗多少电能?
四、实验探究(3小题,每小题5分,共计15分)
1、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)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。______
(2)连接电路时,开关应处于______(填“断开”或“闭合”)状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于______(填“a”或“b”) 端。
(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,当滑片处于某位置时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;
(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
2、某初中物理实验小组的同学想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。于是他们找来额定电流小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L接在电源电压恒为6V的电路中,按照图甲所示的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整;______
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于_______(选填“A”或“B”)端;
(3)下表为他们所测得的四次实验数据可得,丁玲同学在四次实验中观察到,灯的亮度是后一次都比前一次亮。结合表中数据得出的结论是:小灯泡越亮,它的实际功率越_______;
实验次数 1 2 3 4
U/V 1.40 2.00 2.50 2.80
I/A 0.14 0.18 0.20 0.21
(4)根据实验数据可得,小灯泡的额定功率是_______W;
(5)小明同学在计算小灯泡的电阻时,取了所求四次电阻的平均值,这种计算方法忽略了______对灯泡电阻的影响;
(6)已知实验室内有规格为“10Ω 2A”“20Ω 1A”和“50Ω 1A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器供选用,根据(3)中表格内的数据可知,该小组同学应选择________(选填“甲”“乙”或“丙”)接入电路;
(7)张飞同学按图正确连接好电路且闭合开关后,他无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡均不亮,电流表无示数,而电压表有示数且等于电源电压,则电路中出现该故障的原因可能是________。
3、小华利用电源(电压恒定且未知)、电流表、电阻箱(0999.9Ω)、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干,设计了如图所示电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案:
①闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使______,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R;
②仍闭合开关S1,将开关S2拨至2,只调节R2,使电流表示数为I额;
③在步骤②的基础上,将R1阻值调为0,R2的滑片______(填滑动变阻器滑片的位置变化情况),并读出电流表示数为I;
④则小灯泡额定功率的表达式为:P=______(用已知量和所测物理量的符号表示);
⑤实验后小华发现,电路中只需将______和______互换位置,可以更简单地测出小灯泡的额定功率。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A.保险丝是使用的导电性能较差的铅锑合金材料,长短、粗细均相同的保险丝和铜丝,保险丝的电阻大,故A正确,不符合题意;
B.保险丝和铜丝是串联在电路中,根据串联电路电流处处相等可知,通过保险丝的电流和铜丝的电流一样大,故B错误,符合题意;
C.根据焦耳定律可知,通过保险丝和铜丝的电流相等,保险丝的电阻比铜丝大,则相同时间电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多,故C正确,不符合题意;
D.因为铜丝与保险丝相比,在其他条件一定时,铜丝的电阻较小,在相同时间内发热较少,并且铜的熔点高,不容易熔断,所以为了用电安全,禁止用铜丝代替保险丝,故D正确,不符合题意。
故选B。
2、A
【详解】
A.电能表是用来直接测量消耗电能多少的仪表,故A符合题意;
B.电压表是测量电路两端电压大小的仪表,不能直接测量消耗电能,故B不符合题意;
C.电流表是测量电路中电流大小的仪表,不能直接测量消耗电能,故C不符合题意;
D.测电笔是用来辨别零线和火线的,故D不符合题意。
故选A。
3、C
【详解】
A.洗衣机工作时将电能主要转化为机械能,没有利用电流的热效应工作,故A不符合题意;
B.电风扇工作时将电能主要转化为机械能,没有利用电流的热效应工作,故B不符合题意;
C.电饭锅主要是利用电流的热效应将饭煮熟的,故C符合题意;
D.电视机工作时,电能主要转化为声能和光能,不是利用电流的热效应工作的,故D不符合题意。
故选C。
4、D
【详解】
A.白炽灯的额定功率为40W,正常工作电流约
故A不符合题意;
B.遥控器的干电池电压约为1.5V,故B不符合题意;
C.空调制冷时的功率约为1000W,故C不符合题意;
D.电扇的额定功率约为40W,正常工作25h耗电约为
故 D符合题意。
故选D。
5、C
【详解】
AB.电烙铁属于电热器,工作时把电能转化为内能,所以有W=Q=I2Rt,根据欧姆定律,有推导式。因此在同一个家庭电路里,要使它在相同的时间内产生的热量少些,可以增大电阻的阻值。把电阻丝剪去一小段、更换一根较粗的电阻丝,都是让电阻丝的阻值变小,故AB不符合题意;
CD.由焦耳定律Q=I2Rt可知,可以与电阻丝串联一个电阻,电路总电阻变大,通过电阻丝的电流变小,相等时间内产生的热量减少。若与电阻丝并联一个电阻,由于并联电路各支路独立工作,互不影响,所以对电阻丝产生热量的多少无影响。故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
6、B
【详解】
①滑动变阻器与灯泡串联,电压表V1测量灯泡的电压,电压表V2测量滑动变阻器的电压,滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和即为电源电压,故电源电压为4V,
故①错误;
②电压表V1的示数随电流增大而增大,故它的U-I图像是向上的倾斜的直线,电压表V2测量滑动变阻器的电压,滑动变阻器的阻值变大时,电源电压不变,总电阻变大,电流变小,滑动变阻器的电压变大,U-I图像是向下倾斜的直线,故图乙是电压表V2的示数,在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示,根据图乙可知,最大的电流为0.5A,此时滑动变阻器的电压为1.5V,小灯泡两端的电压为
电压表没有超过量程是安全的,根据电流表的量程可知,最大的电流为0~0.6A,滑动变阻器能够允许的电流是1A,这些器材都是安全的,那么只能是根据小灯泡确定的最大电流为0.5A,即小灯泡的额定电流为0.5A,此时小灯泡的电压为2.5V,则小灯泡的额定功率为
故②错误;
③电压表V1示数变小,电压表V1测量灯泡的电压,灯泡的电阻不变,故电路中的电流变小,根据可知,电源电压不变,电流变小,故电路消耗的总功率变小,故③正确;
④根据图乙可知,最小电流为0.2A,此时电压表V2的示数为3V,刚好达到其量程,此时滑动变阻器的阻值也是最大,故整个电路消耗的最小功率为
故④正确;
⑤根据图乙可知,当电流为0.5A时,滑动变阻器的电压为1.5V,小灯泡的电压为2.5V,此时小灯泡的电阻为
此时滑动变阻器的功率为
移动过程中,滑动变阻器的功率为
当根据数学抛物线顶点坐标为
此时滑动变阻器的功率最大,最大功率为
当电流为0.2A时,滑动变阻器的电压为3V,此时的电功率为
故滑动变阻器的最大功率为0.8W,最小功率为0.6A,滑动变阻器的最大功率与最小功率之比是
故⑤错误;
综上所述,③④正确,故B符合题意。
故选B。
7、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。
8、A
【详解】
甲乙两个小灯泡串联,所以通过甲乙灯泡的电流相等,由可知在相同时间内消耗的电能之比等于灯泡两端电压之比,即1:2。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9、A
【详解】
由图得,热敏电阻与定值电阻串联,电压表测量热敏电阻的电压,电流表测量电路的电流,室温环境下张宇同学观察到电压表示数在缓慢增大,说明热敏电阻R1增大,依题意得,热敏电阻的阻值随温度降低而增大,说明室温在降低。由串联电路特点得,电路总电阻变大,由得,电路消耗的功率在减小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10、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。
二、填空题
1、焦耳 电阻(功率)
【详解】
[1] 1841年,英国物理学家焦耳发现了电流通过导体所产生的热量与导体的电流、电阻和通电时间的关系,为了纪念他,能量的单位就是以焦耳来命名的。
[2]家用电暖器工作时,电暖器很热,而与之串联的导线却不怎么热,串联电流相同,导线的电阻小,家用电暖气电阻大,相同的时间内放出热量不同,故电阻不同,导致放出的热量不同。
2、0.1 200 电视机
【详解】
[1]该用电器在这段时间内消耗的电能是
[2]该用电器的功率是
[3]电水壶的功率大约在1000W,空调的功率也差不多是1000W,故200W左右的电器只能是电视机。
3、
【详解】
[1]欧姆定律:通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,定律表达式:。
[2]焦耳定律:导体产生的热量与通过导体电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,定律表达式:。
4、欧姆 焦耳
【详解】
[1]德国物理学家欧姆发现了电流、电压、电阻之间的关系;即欧姆定律,公式关系:。
[2]英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,即焦耳定律,数学表达式为:。
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)0.2A;(2)15Ω;(3)48J
【详解】
解:(1)由电路图可知,R1与R2并联,电流表测干路电流。因并联电路中各支路两端的电压相等,则通过电阻R1的电流是
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路电流为I=0.6A,通过电阻R2的电流
I2=I-I1=0.6A-0.2A=0.4A
根据欧姆定律可知
(3)通电时间为t=20s,则电阻R2上产生的热量
答:(1)通过电阻R1的电流是0.2A;
(2)电阻R2的电阻是15Ω;
(3)通电20秒,电阻R2上产生的热量是48J。
2、(1)10Ω;(2)30V;(3)3.6W~10W
【详解】
解:(1)由题意可知,灯丝的电阻
(2)只闭合开关S、S1时,灯泡和R1串联,电流表测得电路中的电流I=1A,电源电压
(3)只闭合开关S、S2时,灯泡和R2串联,电流表测得电路中的电流,电压表测R2两端得电压。灯泡正常工作时的电流
由题意可知,电路中的最大电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流1A,此时灯泡两端的电压
R2两端电压
U2=U-UL=30V-10V=20V<24V
此时滑动变阻器的电阻
<50Ω
所以,此时灯泡的电功率最大为
当电压表示数达到最大值24V时,灯泡两端的电压
此时电路中的电流
此时滑动变阻器的电阻
所以,此时灯泡的电功率最小为
所以,灯泡实际功率的取值范围为3.6W~10W。
答:(1)灯丝电阻RL为10Ω;
(2)电源电压U为30V;
(3)只闭合开关S、S2,在电路安全的前提下,灯泡实际功率的取值范围是3.6W~10W。
【点睛】
3、(1)8.4×104J;(2)70%;(3)40W
【详解】
解:(1)1000s内玻璃吸收的热量
(2)根据知,给玻璃加热消耗的电能为
给玻璃加热过程中电能转化为玻璃的内能的效率为
(3)由图知开关S打到1,两电阻串联,打到2,只有电阻工作,根据串联电阻的规律,打到2时,电路的电阻较小,根据知,在电源电压一定时,功率较大,为加热挡;开关S打到1时,为保温挡。的电阻为
根据串联电阻的规律,保温挡的功率为
答:(1)1000s内玻璃吸收的热量为8.4×104J;
(2)给玻璃加热过程中,电能转化为玻璃的内能的效率为70%;
(3)保温挡的功率为40W。
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)3V;(2)20Ω;(3)405J
【详解】
解:(1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为0.3A,由欧姆定律可得电源电压为
(2)若再闭合开关S2后,R1与R2并联,根据题意,由并联电路中电流的规律,R2的电流为
由欧姆定律可得R2的阻值为
(3)R1与R2并联时功率最大,所以最大功率为
所以工作5分钟消耗电能为
答:(1)电源电压为;
(2)R2的阻值为
(3)电路以最大功率工作5分钟消耗的电能为。
四、实验探究
1、 断开 b C 0.08 左 0.5 C
【详解】
(1)[1]因小灯泡的额定电压小于3V,故电压表选择小量程,连接如下图所示
(2)[2]连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
[3]闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即将滑片置于b端。
(3)[4]闭合开关后,小灯泡不亮,但电流表有示数,则说明此时电路处于通路状态,而小灯泡不亮的原因可能是滑动变阻器接入电路中的阻值过大,使得小灯泡的实际功率过小,故接下来应先移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故选C。
(4)[5]因电流表选择小量程,故电流表的分度值为0.02A,故由图乙可知,此时流过小灯泡的电流为0.08A。
[6]因小灯泡的额定电流为0.2A,故应增大电路中的电流,则应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,故应将滑片P向左端移动。
(5)[7]由图丙可知,流过小灯泡的电流为0.2A时,此时小灯泡两端电压为2.5V,故由P=UI可得,小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(6)[8]A.由题干可知,两灯的额定功率不同,故两灯正常发光时的实际功率不同,故A不符合题意;
B.因白炽灯的额定功率大于LED灯的额定功率,故可知相同时间内电流通过白炽灯做的功应大于电流通过LED灯做的功,而两灯的亮度几乎相同,故可知B不符合题意;
C.LED灯能将大部分电能转化为光能,而白炽灯发光时要将大部分电能转化为内能,仅有小部分电能转化为光能,故虽然白炽灯的功率大于LED灯的功率,但两灯亮度几乎相当,故C符合题意。
故选C。
2、 B 大 0.5 温度 丙 小灯泡断路
【详解】
(1)[1]由小灯泡的额定电流小于0.6A可知,电流表选择小量程,串联接入电路,由图甲可知,电压表测量小灯泡两端的电压,与小灯泡并联。滑动变阻器按“一上一下”方式接线,因此滑动变阻器接在C或D接线柱。故实物图连接如图所示:
(2)[2]闭合开关前,为防止电流过大,滑动变阻器的阻值调到最大值,因此调到B端。
(3)[3]根据四次实验数据,由电功率P=UI计算可得四次实验的电功率分别是
P1=U1I1=1.40V×0.14A=0.196W
P2=U2I2=2.00V×0.18A=0.36W
P3=U3I3=2.50V×0.20A=0.5W
P4=U4I4=2.80V×0.21A=0.588W
因为灯的亮度是后一次都比前一次亮。所以得出的结论是:小灯泡越亮,它的实际功率越大。
(4)[4]小灯泡的额定电压是2.5V,由表中数据可知此时的电流是0.2A,由(3)中计算可知,小灯泡的额定功率是0.5W。
(5)[5]灯丝的电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中的电阻不同;计算电阻的平均值代表灯丝的电阻无意义,小明同学忽略了温度对电阻的影响。
(6)[6]由串联电路电压特点可知,小灯泡两端电压越小,滑动变阻器两端电压越大,滑动变阻器的阻值越大。由表格内数据可知,当灯泡两端的电压为1.40V时,滑动变阻器两端的电压是
U滑=U-U1=6V-1.40V=4.6V
此时电路中的电流表示数为0.14A。通过滑动变阻器的电流为0.14A。滑动变阻器接入电路中的电阻为
因此应选择滑动变阻器丙。
(7)[7]小灯泡均不亮,电流表无示数,说明电路处于断路状态,而电压表有示数且等于电源电压,说明与电压表并联的电路部分出现断路,因此可能是小灯泡断路。
3、电流表示数为I额 保持不动 R1 R2
【详解】
①[1]闭合开关S1,将开关S2拨至1,调节电阻箱R1,使电流表示数为I额,读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R,电源电压
U=I额RL+I额R
仍闭合开关S1,将开关S2拨至2,只调节R2,使电流表示数为I额,灯泡正常工作的电阻
RL=R2
③[2]在步骤②的基础上,将R1阻值调为0,R2的滑片位置保持不变,此时R2的阻值与灯泡正常工作时的阻值相同,读出电流表示数为I,电源电压
U=IR2
④[3]由上面的式子可求得
因此灯泡额定功率为
⑤[4][5]将电阻箱R1、滑动变阻器R2交换位置,可测灯泡额定功率。闭合S1,将S2接1,调R2将电流表示数调为I额;将S2接2,只调R1,使电流表示数调为I额,根据等效替代,R1可读数,此时的阻值R1为灯泡正常发光时的阻值,额定功率为