2021-2022学年基础强化北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率专题测试试题(Word版含答案)

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名称 2021-2022学年基础强化北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率专题测试试题(Word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2022-05-15 21:19:21

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北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率专题测试
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
2、下列关于安全用电的描述,不正确的是(  )
A. 有金属外壳的电水壶应当连接三孔插座
B. 当家庭电路发生过载或短路时闸刀开关熔丝熔断
C. 白炽灯螺丝口灯座的螺丝套与相线相连
D. 人双手同时接触火线和零线会发生触电事故
3、如图所示,小科在家庭电路图中设置了五处开关。小江觉得有几处开关无需设置,这几处开关是(  )
A.1、2 B.2、4 C.1、4 D.3、5
4、如图所示,电源电压保持不变,灯L标有“6 V 0.6 W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移动到中点时,灯L正常发光,电压表示数为4 V,当滑片P移到最大阻值时,灯L与滑动变阻器的电功率之比为(  )
A.4∶3 B.3∶4 C.3∶2 D.2∶3
5、下列关于家庭电路和安全用电说法不正确的是(  )
A.当人的两只手分别接触火线和零线而发生后触电事故,家里的漏电保护器一定会自动断电
B.通过火线的电流和通过零线的电流不同,漏电保护器会“跳闸”切断电路
C.使用试电笔判断火线、零线时,手要按住笔尾金属帽
D.使用三线插头和三孔插座的目的,是将用电器的金属外壳与大地相连
6、将两只电压表按图所示电路连接,“探究电功率与电压的关系”,下列说法错误的是(  )
A.小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断
B.选用的两只小灯泡规格必须相同
C.将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同
D.将其中一只电压表移接到电源两端也可以完成实验
7、如图所示是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验。烧瓶内用煤油而不用水,你认为主要的原因是(  )
A.因为煤油的热值大 B.因为煤油的比热容小
C.因为煤油的密度小 D.因为煤油具有可燃性
8、下列连接方法中,闭合开关后,在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是(  )
A. B.
C. D.
9、用如图的装置探究影响电流热效应的因素,电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中,且R1<R2,瓶中装有质量相等的煤油.下列说法正确的是(  )
A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后,装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水,可比较煤油和水的比热容大小
10、在如图所示的电路中,电源的电压恒定,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为8Ω。闭合开关,移动滑片P,当R2等于2Ω或8Ω时,R2消耗的电功率均为8W,则下列选项中正确的是(  )
A.电流表示数最大为6A B.电压表示数最大为6V
C.R1的阻值为8Ω D.R2的最大功率为9W
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、如图是研究通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验装置。实验中发现,通电时电阻丝温度比连接电路的导线温度高,这是由于在导体中的   和通电时间相同的情况下,通电导体产生的热量与导体的   成正比。
2、在家庭电路中热水器单独工作5min,如图所示的电能表的转盘转了250r,热水器的实际功率为   W;若不计能量损失,这段时间内热水器中50L的水可升温   ℃(保留两位小数)。由于热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要   一些(选填“粗”或“细”)。[已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
3、如图甲所示的电路中,定值电阻R的阻值为10Ω。小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象如图乙所示。只闭合开关S1,小灯泡的实际功率为0.6W,此时灯泡的电阻为   Ω;再闭合S2,电流表示数为   A;1min内定值电阻R产生的热量为   J。
4、如图所示的电路中,L1、L2为两个阻值恒定的灯泡,甲、乙是连接实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表,只闭合开关S1,两灯均发光,两电表指针偏转角度相同。断开开关S1,在甲、乙位置分别接另一种电表,闭合开关S1和S2,两灯均发光,则此时两电表示数之比为   ,灯泡L1与L2的电功率之比为   。
5、在家用电器的调查活动中,小亮让电热水器单独工作2 min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了80r,则热水器的实际功率为   W;由于热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要   (选填粗或细)
三、计算题(3小题,每小题7分,共计21分)
1、如图所示的电路中,电源电压恒为3V,电阻R1的阻值为5Ω,闭合开关S,电流表示数为0.5A。求:
(1)电阻R2的阻值;
(2)干路中的总电流I;
(3)通电10s的时间内,电流通过电阻R2做的功W2.
2、图甲所示为某款新型电饭煲,它可以智能化地控制不同时间段的烹饪温度,从而得到食物最佳的营养和口感。图乙所示为该电饭煲的工作原理图,R1和R2为阻值不等且不变的电热丝,S是手动开关,S1是自动控制开关。该电饭煲的额定电压是220V,在它正常工作30min内,它的电功率随时间变化的图像如图丙所示。
(1)请画出该电饭煲在保温和加热时的等效电路图;
(2)求出电热丝R1的阻值;
(3)在不考虑热损失的条件下,当用电高峰期实际电压为200V时,求出该电饭煲从开始工作到开关S1第一次自动断开需要的时间。
3、如图所示,电源电压恒定,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R0上标有“50Ω,0.5A”的字样,电流表A的量程为0~0.6A,电压表V的量程为0~15V,当开关S打到1位置且滑片P在A端时,电压表的示数为8V,当开关S打到2位置且滑片P在中点时,滑动变阻器R0的功率为P0=4w,求:
(1)电源电压U
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)当电路接通时,在确保电路元件安全的前提下,试讨论何时电路的总功率最小,最小功率是多少;何时电路的总功率最大,最大功率又是多少?
四、实验探究(2小题,每小题12分,共计24分)
1、为了探究影响电流产生的热量与哪些因素有关,小伟设计了如图所示电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲>R乙。
(1)除了温度计外,还需要的测量工具是   实验中电流产生的热量的多少是通过来   反映的(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)
(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,是因为煤油具有   的特点。
(3)通电一定时间后,甲瓶中的温度计示数升的快,由此得出的实验结论是   。
(4)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,且电阻丝的阻值R甲   R乙时,可以比较不同物质的吸热能力。若温度计a比温度计b温度升高得快,则甲、乙两瓶内液体比热容关系c甲   c乙(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
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】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。
2、【答案】C
【解析】【解答】A.有金属外壳的家用电器,其金属外壳必须接地,用电器的金属外壳即便带电,电流也会流入大地,不致对人造成伤害,A项正确,不符合题意;
B.家庭电路发生过载或短路时,电流过大,闸刀开关熔丝会熔断,以保护电路,B项正确,不符合题意;
C.相线是指火线,白炽灯螺丝口灯座的螺丝套与零线相连,如果螺丝套与火线相连,会使,白炽灯螺丝带电,引起触电事故,C项错误,符合题意;
D.人双手同时接触火线和零线,还在两手之间形成电压差,会发生双线触电事故,D项正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】有金属外壳的用电器要利用三脚插头;电流过大时,炸弹开关的熔丝熔断;灯泡的侧壁螺旋和零线连接;有电流通过人体,会触电。
3、【答案】B
【解析】【解答】在家庭电路中,电路的总开关应该接在干路中,在电能表之后,故1合理,三线插座中,接地线无需开关控制,故2无需设置,三线插座的右孔接的是火线,为防止触电事故,故3合理,控制灯泡的开关应接在火线和灯泡之间故5合理,在灯与零线之间无需设置开关,故4不合理。
故答案为:B。
【分析】在家庭电路中,电路的总开关应该接在干路中,在电能表之后;为了用电安全,开关必须要控制火线,当开关断开时,用电器不带电。
4、【答案】B
【解析】【解答】根据题意可知,灯泡的额定电压为6V,额定功率为0.6W,则灯泡正常发光时的电流I=P额/U额=0.6W/6V=0.1A;
灯泡的电阻RL=U额/I额=6V/0.1A=60Ω;
灯泡正常发光时,变阻器的阻值R滑=U滑/I=4V/0.1A=40Ω,
所以变阻器的最大阻值为80Ω;
P=UI=I2R,
当滑动变阻器的阻值最大时,二者电功率之比:PL:P滑=I2RL:I2R滑′=RL:R滑′=60Ω:80Ω=3:4;
故答案为:B.
【分析】分析电路结构,小灯泡和滑动变阻器是串联关系,明确电流表和电压表的测量对象,滑动变阻器接入电路中的电阻越大,电路中的电流越小,分得的电压越大,小灯泡分得的电压越小,整个电路的功率越小,结合欧姆定律求解电路中的电流和电压变化范围,利用功率公式P=UI求解功率即可。
5、【答案】A
【解析】【解答】AB.当有漏电现象时,例如当家中的冰箱外壳带电,且恰好有人接触外壳时,会有一部分电流经过人体流入大地,使家庭电路中火线和零线的电流不相等,漏电保护器工作,切断电源,从而达到保护的功能;而当人站在干燥的木凳上,两只手分别接触火线和零线而发生触电事故,此时人体相当于用电器(与其他用电器并联),此时流过火线和零线的电流相等,则家里的漏电保护器不会自动断电,A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光的导线是火线;氖管不发光的是零线,C正确,不符合题意;
D.三孔插痤中的上孔是用来连接地线的,让有金属外壳的用电器的外壳接地,可以防止因漏电导致金属外壳带电而发生触电事故,D正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】该题目考查的是安全用电原则,例如,维修电路时应将电路断开;有人触电时,不能用手接触,应先将电源断开;测电笔测量电路中是否有电时,手指必须得与测电笔后的金属帽相接触,与地面构成回路才可以;结合四个选项中的行为分析即可。
6、【答案】B
【解析】【解答】A.灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断,A正确,不符合题意;
B.探究电功率与电压的关系时,应控制电流相等,而两灯的电压不同,由欧姆定律可知两灯的电阻应不同,即两只小灯泡的规格不同,B错误,符合题意;
C.由串联电路电流的规律可知,将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同,C正确,不符合题意;
D.探究电功率与电压的关系时,应控制电流相等,比较两灯的电压大小,若将其中一只电压表移接到电源两端,根据串联电压的规律可得出另一个灯的电压,所以也可以完成实验,D正确,不符合题意。
故答案为:B
【分析】探究电功率和电压关系时,选择不同规格的灯泡串联,保持电流相等,通过电压表测量电压探究电功率和电压关系。
7、【答案】B
【解析】【解答】在探究电流通过导体时产生热量跟什么因素有关时,烧瓶内用的是煤油而不是水,原因是煤油的比热容小,与相同质量的水比较,在吸收相同热量时,煤油升温更明显,这样实验现象更明显。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】电流通过电阻丝产生热量,放出的热量被液体吸收掉,导致液体温度上升,温度计的示数变大,产生的热量越多,稳温度计示数越大,这体现了物理学中的转化法;物质的比热容越小,温度变化越明显。
8、【答案】C
【解析】【解答】串联电路总电阻大于任何一个分电阻,并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,根据电阻串联和并联的特点可知,四个图中电路的总电阻关系为
由题知,甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等,由 可知,C图中电路的总电阻最大,相同时间内产生的总热量最少。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】由图比较四个电路中电阻的连接情况,再根据焦耳定律 分析解答。
9、【答案】C
【解析】【解答】A、由图可知,两电阻丝串联,电流相同,通电时间也相同,但电阻不同,故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系,A不符合题意;
B、由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流和通电时间相同时,电阻越大,放出的热量越多,由于R1<R2,故R2放出的热量多,温度计示数升的高,B不符合题意;
C、通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少,这个研究方法可以称之为转换法,C符合题意;
D、要比较水和煤油的比热容,则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量(加热时间)相等,由温度的变化大小得出比热容的大小关系;故用相同质量的水代替煤油,两瓶中都有相同阻值相同的电阻丝,电阻相等;D不符合题意.
故答案为:C.
【分析】电流产生热量的影响因素有电流、电阻和时间;当电流相同时,可以探究电流产生热量和电阻的关系;根据液体温度变化,反应电流产生热量的多少。
10、【答案】D
【解析】【解答】如图R1、R2串联,电压表测R2的电压,R2消耗的电功率均为8W
解得
C.设电源电压为U,则有
解得
C不符合题意;
B.当滑动变阻器达到最大值时,电压表示数最大,最大值为
B不符合题意;
A.当滑动变阻器达到最小值即阻值为0时,电流表示数最大为
A不符合题意;
D.当R2的值等于R1的值时,最大功率为
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】分析电路结构,定值电阻和滑动变阻器是串联关系,明确电流表和电压表的测量对象,滑动变阻器接入电路中的电阻越大,电路中的电流越小,分得的电压越大,定值电阻分得的电压越小,整个电路的功率越小,结合欧姆定律求解电路中的电流和电压,利用功率公式P=UI求解功率即可。
二、填空题
1、【答案】电流;电阻
【解析】【解答】电阻丝与导线串联,而电阻丝的电阻要比导线的电阻大得多,由Q=I2Rt得,在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多,即在导体中的电流和通电时间相同的情况下,通电导体产生的热量与导体的电阻成正比。
【分析】电流通过导体时会产生热量,此现象就是电流的热效应,产生的热量通过焦耳定律Q=I2Rt来计算,通过焦耳定律的表达式可以看出,导体的电阻、通过电流和时间越长,产生的热量越多。
2、【答案】1000;1.43;粗
【解析】【解答】电能表上的3000r/(kW×h)表示转盘转了3000转后消耗电能1kW h,电能表的转盘转了250r后消耗的电能为
热水器的实际功率为 热水器中50L水的质量为
水的吸热公式
可知水可升温 由于热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要粗一些,导体横截面积越大则其电阻越小,允许通过的电流也越大。
【分析】利用电能表转盘转数可以计算消耗的电能,利用电能和时间的比值计算电功率,利用热量、比热容和质量可以计算温度差;在材料和长度一定时,横截面积越大,电阻越小。
3、【答案】15;0.5;54
【解析】【解答】只闭合开关S1,只有小灯泡串联在电路中,其实际功率为0.6W,由小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象可知,此时电源电压为3V,电路电流为0.2A,此时灯泡的电阻为 再闭合S2,灯泡与电阻并联,电流表测量干路电流,灯泡两端电压不变,所在支路通过的电流不变,此时
则电流表示数为 由焦耳定律可知,1min内定值电阻R产生的热量为
【分析】结合灯泡的功率和图像求解灯泡的电流和电压,利用欧姆定律求解灯泡的电阻;电流通过导体时会产生热量,此现象就是电流的热效应,产生的热量通过焦耳定律来计算。
4、【答案】4:5;4:1
【解析】【解答】从图中可以看到,只闭合开关S1,假设甲是电压表,那么两灯都不会亮,假设乙是电压表,即使有电流流过甲,灯L1也不会亮,综上所述,甲乙都是电流表,甲测的是干路电流,乙测的是支路电流,甲的电流大于乙的电流,由于两电表指针偏转角度相同,而量程不同,可得到关系式
根据欧姆定律的变换式可得到
由上面三式可解得
断开开关S1,在甲、乙位置分别接另一种电表,即甲乙都是电压表,闭合开关S1和S2,两灯泡串联,甲电压表测的是灯L1的电压,乙电压表测的是电源电压,甲电压表大小是
则此时两电表示数之比为
灯泡L1与L2的电功率之比
【分析】并联电路中干路电流等于各支路电流之和,电流表的较大和较小量程的读数是5倍关系,可以判断各支路电流的比值和电阻的比值;在串联电路中,电阻的分压比等于电阻之比。
5、【答案】800;粗
【解析】【解答】电热水器消耗的电能 kW·h= kW·h
热水器的实际功率为 =0.8kW=800W
由于电热水器的功率远大于冰箱,根据P=UI可知,电热水器工作时的电流远大于冰箱,相同条件下热水器导线上产生的热量较多。为保证线路安全,在电流和通电时间一定时,电热水器选择较粗的电源线,可以减小导线电阻,根据Q=I2Rt可知,电源线产生的热量减少,可防止电源线快速老化而引发安全事故。
【分析】结合电能表的参数求出转盘转80r时热水器消耗的电能,然后根据P=求出热水器的电功率,利用P=UI、Q=I2Rt以及影响导体电阻大小的因素来分析即可。
三、计算题
1、【答案】(1)由图可知R1、R2并联,电流表测量R2的电流。
由题可知,电阻R2的阻值为
(2)通过电阻R1中的电流I1为
(3)通电10s的时间内,电流通过电阻R2做的功
【解析】【分析】(1)根据电压和电流的比值计算电阻;(2)利用电压和电阻的比值计算电流;(3)根据电压、电流和时间的乘积计算电流做功多少。
2、【答案】(1)解:开关S闭合,S1断开时为保温状态,只有R1接入电路,等效电路图如图所示:
开关S、S1均闭合时为加热状态,R1、R2并联接入电路,等效电路图如图所示:
答:该电饭煲在保温和加热时的等效电路图见解析
(2)解:由 可知电热丝R1的阻值为
答:电热丝R1的阻值为440Ω;
(3)解:不考虑热损失,则 ,即
化简得

答:该电饭煲从开始工作到开关S1第一次自动断开需要的时间为12.1min。
【解析】【分析】(1)根据电路中连接的元件,画出等效电路图;
(2)利用电压和电功率,可以计算用电器的电阻大小;
(3)根据热量和电阻相等时,结合电压和工作时间,可以计算实际时间。
3、【答案】(1)解:当开关S打到2位置及滑片的位置且滑片P在中点时,电路连接如图:
滑动变阻器接入电路的电阻为R′= R0= ×50Ω=25Ω,
因为P=I2R,
所以电路电流为I′= = =0.4A,
串联电路总电阻为R串=R2+R′=20Ω+25Ω=45Ω,
因为I= ,
所以电源电压为U=I′R串=0.4A×45Ω=18V
答:电源电压为18V
(2)解:当开关S打到1位置且滑片P在A端时,电路连接如图:
滑动变阻器两端电压为U0=U﹣U1=18V﹣8V=10V,
因为 ,
所以 ,
解得R1=40Ω
答:定值电阻R1的阻值为40Ω
(3)解:当开关S打到1位置且滑片P在A端时,电路总电阻最大,为R最大=R1+R0=40Ω+50Ω=90Ω,
此时的电路总功率最小,为P最小= = =3.6W;
当电路电流达到滑动变阻器允许通过的最大电流I最大=0.5A时,
电路总功率最大,为P最大=UI最大=18V×0.5A=9W
答:电路的总功率最小是3.6W;最大功率是9W。
【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求解电路中的电流,两电阻串联,结合欧姆定律求解总电压;
(2)两个电阻串联,分得的电压与电阻成正比,列方程求解电阻的阻值;
(3)电路中的电阻越小,功率越大,利用公式P=U2/R求解即可。
四、实验探究
1、【答案】(1)秒表;温度计升高的示数
(2)比热容小
(3)当电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越大
(4)等于;小于
【解析】【解答】解:(1)探究影响电热的因素时,要保证通过导体的电流相同,还要知道加热时间,需要的测量工具是秒表;而相同质量的煤油吸热的多少是通过温度计升高的示数来反映的。(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水做实验,主要是由于煤油的比热容小,吸收相同的热量,温度变化明显。(3)甲、乙瓶比较,已知通过两段电热丝的电流和通电时间都相同,由于R2>R1,乙瓶中的温度计示数升的快,所以可得结论是:当电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越大。(4)探究“不同物质的吸热能力”的实验,应在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体,并使甲乙两烧瓶中电阻丝的阻值相同,即R甲=R乙,则相同时间内两电阻丝上产生的热量相同,若温度计a比温度计b温度升高得快,由Q=cm△t可知,甲的比热容小于乙的比热容。
故答案为:(1)秒表;温度计升高的示数;(2)比热容小;(3)当电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越大;(4)等于;小于
【分析】(1)该实验用到了转换法,把电流产生的热量转化为液体温度的上升量;
(2)相同质量的物体吸收相同的热量,比热容大的物体温度上升的少,比热容小的物体温度上升的多;
(3)电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻和通电时间有关;
(4)当通电时间和电流相同时,电阻越大,产生的热量就越多。
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。