北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率专项测试
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,把标有“”的小灯泡与最大阻值为的滑动变阻器连接在电源电压恒为的电路中,各表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(设灯丝电阻不变)。闭合开关,下列说法正确的是:( )
A.闭合开关前滑片应移至滑动变阻器的最左端
B.电路的总功率最大值为
C.小灯泡的电功率最小值为
D.滑动变阻器允许调节的范围是
2、小美观察到家中的电能表如图所示,根据表盘的信息,下列选项中正确的是( )
A.电能表此时的读数为2385.6J
B.接在这个电能表上的用电器总功率最大为2200W
C.电能表是测量电功率的仪表
D.若家里只让电热水器正常工作10min, 观察到电能表的圆盘转动了90转,则电热水器的功率为1500W
3、如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I-U图象,将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W,下列说法错误( )
①只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为3Ω
②再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2A
③再闭合开关S2时,电路总功率为1.4W
④再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量为240J
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
4、如图所示,在闭合电路中,只有滑动变阻器甲和乙串联,将阻值调到相等的地方,此时甲和乙的电功率均为P。先将乙的滑片向右移甲不动,其电功率分别为Р甲和P乙,再将甲的滑片向右移,乙不动,其电功率分别为P′甲和P′乙,下列说法正确的是( )
A.Р甲>P B.P乙<Р甲 C.P′甲 <P甲 D.P′乙<P乙
5、a、b、c三盏灯分别标有“110V,20W”、“220V,40W”、“36V,60W”的字样,三盏灯都正常发光,比较它们的亮度( )
A.a灯最亮 B.b灯最亮
C.c灯最亮 D.三盏灯一样亮
6、小明用标有“12V60W”的灯甲和标有“24V30W”的灯乙做实验,关于这两个汽车灯的比较,下列说法中正确的是( )
A.甲灯的额定功率一定小于乙灯的额定功率
B.甲灯的实际功率一定小于乙灯的实际功率
C.甲灯和乙灯均正常工作,甲灯消耗的电能一定比乙灯多
D.甲灯和乙灯均正常工作,且消耗相同的电能,甲灯工作的时间比乙灯短
7、如图所示的四种情况中,符合安全用电原则的是( )
A.电动机外壳没有接地
B.使用绝缘层破损的电线
C.人靠近高压带电体
D.使用试电笔时,手要接触笔尾金属体
8、在如图所示的电路中,第一次只闭合开关S时,灯L1的功率为9W;第二次断开开关S,闭合开关S1、S2时,灯L1的功率为16W。已知电源电压不变,且灯丝电阻不受温度的影响。灯L2第一次和第二次的实际功率之比是( )
A.1∶16 B.1∶9 C.9∶1 D.9∶16
9、下列操作符合安全用电的是( )
A.勤俭节约,电线只要能导电,即使破损了也应该继续使用
B.为防止空气开关自动断开,应滴入少量胶水使其粘合
C.在高压线下雨中漫步,感受科技与自然的美妙融合
D.发现有人触电时,不应立即用手将其拉开,而是应先切断电源
10、下列做法符合安全用电原则的是( )
A.用湿手触碰开关
B.家用电器失火时,应先断电后灭火
C.用正在充电的手机通电话
D.用电器电线绝缘层破损了仍继续使用
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题5分,共计25分)
1、从图电能表上看出,该用户家中接入用电器的电功率最多允许达到 W;若该用户家里只使用一只电水壶(其他用电器都关闭)时,电能表转盘10分钟转过150转,则电水壶的实际功率为 W。
2、某型号电饭煲有加热和保温功能,如下图甲所示为其内部电路原理图,当开关S接触点1时,该电饭煲处于 (填“保温”或“加热”)状态.如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像,则图中阴影部分面积表示的物理量是 ,其大小为 .
3、电子式电能表表盘上标有“ ”字样(imp表示闪烁次数)。将某用电器单独接在该电能表上正常工作20min,电能表指示灯闪烁了320次,该用电器在上述时间内消耗的电能为 ,该用电器的额定功率是 W。
4、李芳家的电能表上标着“”。她用这个电能表来测量某用电器的功率:她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让这个用电器工作,内电能表的转盘转了15转,该用电器消耗的电能是 ,该用电器的功率是 W。
5、如图所示,这是“探究电流通过导体产生的热量与 的关系”的实验装置。若通过电路的电流为0.6A,通电5min右侧发热电阻产生的热量为 J。
三、计算题(3小题,每小题7分,共计21分)
1、如图所示,电源电压可调,小灯泡L上标有“6V 3W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响),电流表的量程:0~0.6A,电压表的量程:0~3V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)求小灯泡L的电阻;
(2)当电源电压调至6V时,闭合开关S1和S2移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6A,则电压表的示数是多少?R0的阻值是多少?
(3)当电源电压调至8V时,断开开关S1闭合开关S2,在保证电路安全的条件下,求小灯泡L消耗的最小功率。
2、冬天打出来的果汁太凉,不宜直接饮用如图所示,是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图,该榨汁杯的部分参数如表所示,求:
榨汁杯部分参数表
额定电压 220V
加热功率 300W
保温功率 80W
榨汁功率 66W
容量 300mL
(1)仅榨汁时的正常工作电流;
(2)R2的阻值;
(3)已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为90%,给杯子盛满果汁并加热,使其温度升高30℃,要加热多长时间 [ , ]
3、图甲是一家用电暖器,有“低温”、“中温”、“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率空出),图乙为其简化的电路原理图,S是自我保护开关,电暖器跌倒时,S自动断开,切断电源,保证安全,闭合S1为“低温”档。请完成下列问题:
额定电压 220V
额定功率 低温档 550W
中温档 1100W
高温档
质量 5kg
四个轮接触地面总面积 10cm2
(1)该电暖器放在水平地面上对地面的压强是多少?(g=10N/kg)
(2)“中温档”正常工作时的总电流是多少?
(3)R1电阻值是多少?
(4)若某房间内空气质量为60kg,空气温度为10℃,设定空气的比热容为1.1×103J/(kg ℃)且保持不变,用该电要器的“高温”档正常工作20分钟,放出热量的全部被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少℃?
四、实验探究(2小题,每小题12分,共计24分)
1、用如图所示的装置探究“电流做功与电压的大小之间的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段材料、横截面积均相同的电阻丝,瓶中温度计显示煤油的温度。
(1)实验中电流做功的多少是根据煤油温度变化的大小来判断的,为比较两电阻做功的多少,两瓶煤油的质量应 ;
(2)“水比较容易获得,为什么不用水代替煤油?”对此合理的解释是____(填字母);
A.煤油有颜色便于观察
B.煤油密度较小
C.煤油比热容较小
(3)两瓶中电阻 联使得通过它们的电流和通电时间相等,甲瓶中的电阻丝较长,电阻较 ,电压较高;
(4)实验发现,甲瓶温度升高较多。表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体两端的电压越高,电流做功越 。
2、小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。
(1)电源和各仪表均完好,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 ;若小灯泡始终不发光,电压表无示数,电流表有示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 ;若小灯泡不发光,电压表电流表无示数,移动滑片,均无反应,则故障原因是 。
(2)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为 A,小灯泡的额定功率为 W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V,小灯泡强烈发光,此时小灯泡的实际功率 (填“大于”、“小于”或“等于”)1.08W;
(3)小红没有电流表,但多用了一个阻值为R的定值电阻和两个开关,其他器材与小刚的相同,如图所示,测出了小灯泡的额定功率。请将实验步骤补充完整:
①闭合开关 ,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额;
②保持滑片位置不变, ,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式P额= 。
(4)利用小红的器材,小明也设计了一个电路测小灯泡的电额定功率,如图所示,按他所设计 (“能”或“不能”)测出灯泡的额定功率,原因是 。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】A.为保护电路,闭合开关前滑片应移至滑动变阻器阻值最大处,即最右端,A不符合题意;
B.灯泡额定电流为
灯泡的电阻
因灯泡的额定电流小于0.6A,所以电路中的最大电流为0.5A,电路的总功率最大值为P大=UI大=18V×0.5A=9W
B不符合题意;
CD.由欧姆定律可得最小总电阻
由串联电路的电阻特点可得,滑动变阻器连入电路的最小阻值R滑小=R总小-RL=36Ω-12Ω=24Ω
为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V,此时滑动变阻器连入的电阻最大,电流最小,由串联电路的电压特点可得,灯泡两端的最小电压UL小=U-U滑大=18V-15V=3V
则串联电路中的最小电流
所以滑动变阻器连入的最大阻值
滑动变阻器的阻值变化范围为24Ω~60Ω,小灯泡的电功率最小值PL小=I小2RL=(0.25A)2×12Ω=0.75W
C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据用电器的电压和电功率计算电流和电阻;根据电压和电流的乘积计算电功率;根据电压和电阻的比值,计算电流,根据电压和电流的比值计算电阻,利用电流和电阻可以计算电功率大小。
2、【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,电能表此时的读数为2385.6kW·h,A不符合题意;
B.电能表的工作电压U=220V允许通过的最大电流I=20A则接在这个电能表上的用电器的最大总功率P大=UI大=220V×20A=4400W
B不符合题意;
C.电能表是测量电功(或消耗电能)的仪表,C不符合题意;
D.电能表的圆盘转动了90转时,热水器消耗的电能W= kW·h=0.25kW·h
电热水器的电功率P= =1.5kW=1500W
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】通过电能表的表盘可以看出,每消耗一度电转盘转动360圈,结合题目给出的转盘转动的圈数求解消耗的电能; 结合消耗的电能和用电器工作的时间,利用公式P=W/t求解用电器的功率。
3、【答案】C
【解析】【解答】只闭合开关S1时,电路为小灯泡L的简单电路。由图甲可知,当 ,
时,小灯泡L的实际功率
与题干符合,由欧姆定律可得,小灯泡L的电阻
故①错误。由前面的分析可知,电源电压
再闭合开关S2时,小灯泡L与电阻R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,所以
由图甲可知,通过电阻R的电流
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表示数增加了0.2A,故②正确。由②知,再闭合开关S2时,干路电流
电路的总功率
故③正确。在1min内电阻R产生的热量
故④错误。C错误,符合题意,AB中有正确的,不符合题意;D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据用电器的U-I图像,根据已知电功率判断电压和电流;根据电压和电流的比值计算电阻;根据并联电路电流规律计算干路电流,利用电压和总电流的乘积计算总电功率;根据电压、电流和时间的乘积计算消耗的电能。
4、【答案】C
【解析】【解答】AB.设最初滑动变阻器甲、乙接入电路的电阻相等且都等于R,此时甲和乙的电功率均为P,欧姆定律可知,此时电路电流
甲和乙的电功率均为 ,将乙的滑片向右移甲不动,设滑动变阻器乙的电阻增大了 ,则电路总电阻
根据欧姆定律可知,此时电路电流
此时甲的电功率为
因为
故I> I'
故P>Р甲
乙的电功率为
因为
根据P=I2R可知P甲<P乙
AB不符合题意;
C.设甲右滑后的电阻为R甲,乙右滑后的电阻为 ,甲右滑后甲的功率为
而
因为
可得
所以
C符合题意;
D.因为
所以I'<I''
根据P=I2R可知P乙<P'乙
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合电路中的电阻,利用欧姆定律求解电流,利用功率公式P=I2R求解功率即可。
5、【答案】C
【解析】【解答】由题可知,三盏灯都正常发光,它们的实际功率都是各自的额定功率。三盏灯中c灯的额定功率最大,所以c灯的实际功率也最大,灯泡亮度由实际功率决定。C灯最亮。
故答案为:C。
【分析】灯泡亮度由实际功率决定。灯泡的实际功率越大,亮度越大。
6、【答案】D
【解析】【解答】A.甲灯的额定功率为60W,乙灯的额定功率为30W,甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率,A不符合题意;
B.电灯实际功率取决于实际电压的高低,由于甲灯和乙灯实际工作的电压不清楚,所以它们的实际功率大小无法比较,B不符合题意;
C.根据公式W=Pt,两灯消耗的电能多少取决于功率和工作的时间,虽然甲灯和乙灯均正常工作时甲的功率大于乙的功率,但由于工作时间不确定,消耗的电能多少无法比较,C不符合题意;
D.根据公式
甲灯和乙灯均正常工作,且消耗相同的电能,由于P甲>P乙,那么t甲故答案为:D。
【分析】由灯泡的铭牌可知它们的额定功率,然后比较两者的大小;灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据W=Pt比较两者消耗的电能关系。
7、【答案】D
【解析】【解答】A.所有有金属外壳的用电器在使用时都必须要接地,电动机外壳没有接地不符合安全用电的原则,A不符合题意;
B.使用绝缘层破损的电线容易发生触电事故,不符合安全用电的原则,B不符合题意;
C.人靠近高压带电体也可能发生触电事故,不符合安全用电的原则,C不符合题意;
D.使用试电笔时,手接触笔尾金属体使试电笔形成闭合回路,符合安全用电的原则,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)安全用电原则:不接触低压带电体、不靠近高压带电体;
(2)有金属外壳的用电器要接地;
(3)使用试电笔时,手要接触金属体笔尾。
8、【答案】A
【解析】【解答】只闭合开关S时,两灯串联,灯L1的功率为9W;断开开关S,闭合S1、S2时,两灯并联,灯L1的功率为16W;由 ,在R不变时,功率与电压的平方成正比,对灯L1而言有
电源电压与串联电路中L1的电压之比为
根据串联电路电压的规律得到
即串联电路中,L2的电压与L1的电压之比为1∶3,由分压原理,L1、L2两灯灯丝电阻之比是3∶1,即R1=3R2
灯L2第一次和第二次的实际功率之比
故答案为:A。
【分析】结合灯泡两端的电压和用电器的电阻,利用功率公式P=U2/R求解功率,或者利用功率公式P=I2R求解功率,再求解两功率的比值即可。
9、【答案】D
【解析】【解答】A.破损的电线容易造成漏电,发生人身触电伤亡事故,A不符合题意;
B.粘合后,空气开关无法正常工作,在过载或短路时无法起到保护作用,B不符合题意;
C.下雨天四周空气变潮,高压电通过电介质向大地放电的电容电流会增大,在高压线下漫步容易触电,C不符合题意;
D.人体是良好的导体,发现有人触电时,不应立即用手将其拉开,而是应先切断电源,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】该题目考查的是安全用电原则,结合四个选项中的行为分析即可。
10、【答案】B
【解析】【解答】A.用湿手触碰开关很容易发生触电事故,不符合安全用电原则,A不符合题意;
B.家用电器失火时,应先断电,保护电路和其它用电器,后灭火,防止火势蔓延,符合安全用电原则,B符合题意;
C.你通电话的手机,因为运行程序,手机会特别热,而这个时候如果一边充电一边通电话,很有可能会因为不稳定而爆炸的,所以这是很危险的,不符合安全用电原则,C不符合题意;
D.用电器电线绝缘层破损了仍继续使用,很容易发生触电事故,不符合安全用电原则,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】家庭电路中,开关要连在火线上,保险丝和空气开关要连在火线上,三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线,用电器的金属外壳要接地线,可以防止表面带电而引发触电事故。
二、填空题
1、【答案】4400;600
【解析】【解答】最大电功率为 消耗电能为
实际电功率为
【分析】根据电压和电流的乘积计算电功率;根据电能表转数计算消耗的电能;利用电能和时间的比值计算电功率。
2、【答案】加热;电热(电功);4.8×105J
【解析】【解答】当开关S接触点1时,电路中只有电阻R1,由P=U2/R可知,电路的电功率较大,故电饭煲处于加热状态.图乙是电功率与时间的关系图像,阴影部分面积表示电功率与时间的乘积,因W=Pt,所以表示的物理量是电功.其大W=Pt=800W×10×60s=4.8×105J.
【分析】通过功率公式可知,电压一定时,电路中的电阻越大,电路的功率就越低,电阻越小,电路的功率就越高,功率乘以时间即为消耗的电能。
3、【答案】0.1;300
【解析】【解答】“ ”它表示电路中每消耗 的电能,电能表的闪烁3200次,闪烁了320次,用电器消耗电能 用电器的功率是
【分析】根据电能表指示灯闪烁次数和电能表参数计算消耗的电能;根据电能和时间的比值计算电功率。
4、【答案】0.005;300
【解析】【解答】“”表示每消耗1电能时转盘转3000圈,电能表的转盘转了15转,则该用电器消耗的电能是
该用电器的功率是
【分析】根据电能表的实际转数,计算消耗的电能;利用电能和时间的比值, 计算电功率。
5、【答案】电阻;1080
【解析】【解答】如图所示,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,根据控制变量法可知,是探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。
已知t=5min=300s
右侧电阻丝在5min内产生的热量Q右=I2R右t=(0.6A)2×10Ω×300s=1080J
【分析】利用控制变量法分析,电流通过导体产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;产生的热量直接运用焦耳定律Q=I2Rt计算。
三、计算题
1、【答案】(1)解:小灯泡L的电阻为
答:小灯泡L的电阻为12Ω
(2)解:当电源电压调至6V时,闭合开关S1和S2移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光,两端电压为6V,滑动变阻器两端电压为0;小灯泡中的电流为
电流表示数为0.6A,R0中的电流为
R0的阻值是
答:电压表的示数是0,R0的阻值是60Ω
(3)解:当电源电压调至8V时,断开开关S1闭合开关S2,在保证电路安全的条件下,电压表的量程:0~3V,小灯泡两端最低电压为5V,消耗的最小功率为
答:小灯泡L消耗的最小功率为2.08W。
【解析】【分析】(1)结合用电器的额定功率和额定电压,利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻;
(2)分析电路结构,定值电阻和灯泡是并联关系,电压相等,干路电流等于两条支路电流之和,明确电流表和电压表的测量对象,利用并联电路电压规律和欧姆定律求解即可;
(3)结合用电器两端的电压和用电器的电阻,利用功率公式P=U2/R求解功率即可。
2、【答案】(1)解:仅榨汁时的正常工作电流I= =0.3A
答:仅榨汁时的正常工作电流是0.3A
(2)解:闭合开关S2和S3时,R1和R2并联,电路的总电阻较小,由P= 可知电功率较大,榨汁杯处于加热挡,仅闭合开关S2时,只有R1的简单电路,电路的电阻较大,由P= 可知电功率较小,处于保温挡,R2的功率P2=P-P1=300W-80W=220W
R2的阻值R2= =220Ω
答:R2的阻值是220Ω;
(3)解:果汁的质量m=ρ果汁V=1.2×103kg/m3×300×10-6m3=0.36kg
果汁吸收的热量Q吸=c果汁mΔt=4×103J/(kg·℃)×0.36kg×30℃=4.32×104J
消耗的电能W= =4.8×104J
加热时间t=
答:要加热时间是160s。
【解析】【分析】(1)结合用电器的额定功率和额定电压,利用功率的变形公式I=P/U求解用电器的电流即可;
(2)结合用电器的额定功率和额定电压,利用功率的变形公式R=U2/P求解用电器的电阻;
(3)结合水吸收的热量,利用功率公式求解用电器工作的时间即可。
3、【答案】(1)解:电暖气受到的重力G=mg=5kg×10N/kg=50N,
因该电暖器放在水平地面上,所以对地面的压力等于自身的重力,
地面受到的压为:p= = = =5×104Pa
答:该电暖器放在水平地面上对地面的压强是5×104Pa
(2)解:由表格可知U=220V,P中=1100W,
中温档工作电流由公式P=UI得:I中= = =5A
答:“中温档”正常工作时的总电流是5A
(3)解:闭合S1为“低温”档,所以由公式P= 得R1电阻值是:R1= = =88Ω
答:R1电阻值是88Ω
(4)解:温档电功率P高=P中+P低=1100W+550W=1650W,
由公式P= 得高温档20分钟消耗的电能:W高=P高t高=1650W×20×60s=1.98×106J,
空气吸热Q=W=1.98×106J,
由公式Q=cm△t得房间升高的温度为:△t= = =30℃
答:可使此房间的空气温度升高30℃。
【解析】【分析】(1)根据质量计算重力,利用压力和受力面积的比值计算压强;(2)根据电压和电功率计算电流的大小;(3)根据电压和电功率可以计算电阻的大小;(4)根据电功率和时间的乘积计算产生的热量,利用热量、质量和比热容计算温度差。
四、实验探究
1、【答案】(1)相等
(2)C
(3)串;大
(4)多
【解析】【解答】(1)电流通过电阻丝会产生热量,瓶中的煤油吸热温度会升高,利用转化法,根据煤油温度变化的大小来判断电流做功的多少,并且在此利用控制变量法,从公式 可知应控制两瓶中煤油的质量相等。
(2)煤油的比热容较小,所以实验中用煤油而不用水,故答案为:C。
(3)从串联和并联电路的电路的特点可知,要想使通过两瓶中电阻丝的电流和通电时间相等,应让两电阻丝串联。
两电阻丝的材料、横截面积均相同,但甲瓶中的电阻丝较长,所以其电阻较大,分担的电压较大。
(4)甲瓶中电阻丝的阻值大于乙瓶中电阻丝的阻值,根据串联分压的特点,甲瓶中电阻丝两端的电压大于乙瓶中电阻丝两端的电压,而甲瓶温度升高较多,所以在电流和通电时间相同的情况下,导体两端的电压越高,电流做功越多。
【分析】(1)探究电流产生热量的多少时,通过相同质量的液体温度变化,反应热量的多少;
(2)对比热容较小的液体进行加热,温度变化快,现象明显;
(3)当导体串联时,电流相等;电流和时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;
(4)在电流和通电时间相同的情况下,导体两端的电压越高,电流做功越多。
2、【答案】(1)灯泡L断路;灯泡L短路;滑动变阻器或开关处断路
(2)0.3;0.75;小于
(3)SS1;闭合开关SS2;
(4)不能;移动滑片,不能使小灯泡准确地达到额定电压
【解析】【解答】(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,可能灯泡L断路。若小灯泡始终不发光,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,可能灯泡短路。若小灯泡不发光,电压表电流表无示数,可能电路中出现断路,移动滑片,均无反应,则故障原因可能滑动变阻器或开关处断路。(2)由图乙可知,电流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W由P= 可知,在电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,电压表的示数达到3.0V为额定电压的1.2倍,若灯的电阻不变,则灯泡的实际功率为P实=(1.2)2×0.75W=1.08W
但因灯的电阻随温度的升高而变大,根据P= 可知,故此时灯泡的实际功率小于1.08W。(3)①闭合开关S和S1,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额。②保持滑片位置不变,闭合开关S和S2,读出此时电压表的示数为U。③由串联电路电压的规律可知R两端的电压UR=U-U额
通过电路的电流I=IR=
小灯泡额定功率的表达式P额=U额I= (4)由电路图可知,闭合开关S和S1,电压表测量电阻两端的电压,闭合开关S和S2,电压表测量灯泡和R的总电压,移动滑片,不能使小灯泡准确地达到额定电压,不能测出灯泡的额定功率。
【分析】(1)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(2)明确电流表的量程和对应的分度值,结合表盘的指针读数,利用功率公式P=UI求解功率即可;
(3)结合题目给出的电流和电压值,利用功率公式求解功率的表达式;
(4)要测量灯泡的额定功率,电压必须调到额定电压。