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人教版物理九年级18.2电功率 同步练习
一、单选题
1.(2022九下·月考)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻。闭合开关S后,滑片从最左端向右移动到中点的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变大,电流表A2的示数变大
B.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
C.电压表V的示数不变,电流表A2的示数不变
D.电路中总功率变小
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率
【解析】【解答】 R1,R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2的测通过R2的电流,电压表V测电源电压,所以电压表示数始终不变。闭合开关S后,滑片从最左端向右移动到中点的过程中,R1,R2两端电压不变,R2是定值电阻,所以通过电流表A2的示数不变,R1的电阻变小,所以通过电流表A1的示数变大,电压表V的示数与电流表A1的示数的比值等于电路总电阻,所以比值变小;所以AB错误,C正确;
电流表A1的示数变大, 干路电流变大,电源电压不变,所以电路中总功率变大,D错误。
故选C。
【分析】分析电路连接方式和各电表测量的物理量是关键,利用欧姆定律分析各个电表示数变化,搞清楚每个物理量与电表示数之间的联系是关键。
2.(2022九下·肇州月考)下列说法中符合实际的是( )
A.初中生的课桌高度约为78 cm;成年人正常步行的速度约为4km/h
B.普通中学生从住宅楼的一楼走到二楼时克服重力所做的功为3000J
C.对人体的安全电压是36V,班级的日光灯额定功率为40W
D.洗澡水的温度大约是60℃,让人感觉温暖而舒适的室温大约是25℃
【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数;长度的估测;速度与物体运动;电压和电压的单位换算;额定功率;功的计算及应用
【解析】【解答】A.初中生的身高约160cm,初中生的课桌高度约为初中生身高的一半,大约78cm;成年人正常步行的速度约为1m/s=1×3.6km/h≈4km/h
A符合题意;
B.中学生的体重约500N,一层楼的高度约3m,中学生从住宅楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功约为W=Gh=500N×3m=1500J
B不符合题意;
C.对人体的安全电压不高于36V,班级的日光灯额定功率约为40W,C不符合题意;
D.洗澡水的温度大约是40℃,让人感觉温暖而舒适的室温大约是25℃,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
3.(2022九下·海安月考)如图甲,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为9V B.滑动变阻器的最大阻值为12Ω
C.灯泡额定功率为8W D.电路总功率变化范围为6W~12W
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】由电路图知,闭合开关,小灯泡与电阻R0及滑动变阻器串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表V1测小灯泡及电阻R0两端的电压,V2测R0两端的电压。那么图乙中,倾斜直线为R0的I-U图线,因为其阻值是定值,那么曲线是电流表与电压表V1的关系图线。
AC.滑片置于最左端时,变阻器接入电路的阻值为0,则此时电路中的总电阻最小,电流最大,V1测的是电源电压,由图乙知,电源电压为12V。V2的示数即R0两端的电压为6V,那么小灯泡正常发光的电压UL=U-U0=12V-6V=6V
灯泡的额定功率PL=ULIL=6V×1.0A=6W
AC不符合题意;
B.当滑片置于右端时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中的电流最小,由图乙知,电路中的最小电流为0.5A,V1的示数为5V,则变阻器两端的电压U变=U-U1=12V-5V=7V
变阻器的最大阻值
B不符合题意;
D.由以上分析知,电路的最大电流为1.0A,最小电流为0.5A,电源电压为12V,所以电路总功率的最大及最小值分别为P最大=UIL=12V×1.0A=12W,P最小=UI最小=12V×0.5A=6W
所以电路总功率变化范围为6W~12W。D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压,根据图象读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P=UI求出灯泡的电功率即为额定功率,利用P=UI求出电路的最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图象读出V1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用P=UI求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。
4.(2022·郑州月考)下列估测中,最符合生活实际的是( )
A.一张中考物理试卷的厚度约为100mm
B.人体感觉温暖而又舒适的房间温度约为37℃
C.教室内一盏日光灯正常工作时功率约为40W
D.在盐水中悬浮的一枚鸡蛋受到的浮力大约为2N
【答案】C
【知识点】温度及温度计的使用与读数;长度的估测;重力及其大小的计算;电功率
【解析】【解答】A.一张中考物理试卷的厚度约为0.1mm=100μm,A不符合题意;
B.人体感觉温暖而又舒适的房间温度约为22℃,B不符合题意;
C.教室内一盏日光灯正常工作时功率在40W左右,C符合题意;
D.一枚鸡蛋的质量约为50g,由于鸡蛋在盐水中悬浮,由二力平衡可知,则鸡蛋受到的浮力大约为F浮=G =mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据常见物体的长度、温度、重力和电功率,结合数据解答。
5.(2022九下·开州月考)如下图1所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,两个电阻的U﹣I关系图像如图2所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻R1的“U﹣I”关系图像
B.电源电压为9V
C.R1的阻值为20Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。
A.R1为定值电阻,根据欧姆定律可知,通过R1的电流与它两端的电压成正比,其U-I图线为延长线过原点的倾斜直线;由图2可知,图线乙中电流与电压成正比,因此图线乙是电阻R1的“U-I”关系图像,则图线甲为滑动变阻器R2的“U-I”关系图像,A不符合题意;
B.由图2可知,电流I=0.3A时,滑动变阻器电压U甲=9V,电阻R1的电压U乙=3V,所以,电源电压U=U甲+U乙=9V+3V=12V
B不符合题意;
C.图线乙是电阻R1的“U-I”关系图像,当U乙=3V时,I乙=0.3A,所以R1的电阻
C不符合题意;
D.由图2可知,电路中最小电流为I最小=0.3A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时滑动变阻器的电压U甲=9V,则滑动变阻器最大阻值
D符合题意。
故答案为:D
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,随滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器的分压变小,随电路电流增大,定值电阻两端电压变大,据此判断甲乙图线是哪个电阻的图像;由图像求出两个电压表的示数,然后由串联电路特点求出电源电压。
当电路电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由图像找出此时滑动变阻器两端电压与流过它的电流,然后由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;由串联电路特点及欧姆定律、电功率公式计算求出R2的最大电功率。
6.(2022九下·揭西月考)如图所示,是汽车油量表的工作原理图,Rx是变阻器,O点为杠杆的支点,杠杆另一端是浮标,下列说法错误的是( )
A.在电路中串联电阻R0的目的是保护电路
B.图中的油量表是由电流表改装而成
C.油位越高,变阻器Rx两端的电压越高
D.油位越高,整个电路消耗的总功率越大
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】A.由图示知,变阻器Rx与电阻R0串联在电路中,当变阻器接入电路中的阻值为0时,电阻R0可避免电路短路,起保护作用,A正确,不符合题意;
B.油量表是串联在电路中的,所以是电流表改装而成的,B正确,不符合题意;
CD.油位越高,浮标的位置也越高,则变阻器的滑片向下移动,变阻器接入电路的阻值变小,据串联电路的分压特点知,变阻器分去的电压变小,据欧姆定律知,此过程电路的电流变大,而电源电压保持不变,由P=UI知,整个电路消耗的总功率变大,C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据电压表并联在电路中、电流表串联在电路中,判定油量表的种类;油位升高,浮标上升,滑片下移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据欧姆定律分析电压表示数变化情况,根据P=UI判定总功率的变化情况。
7.(2022九下·重庆市月考)如图所示的电路中,电源电压为 6V且保持不变,滑动变阻器 R 的规格为“40Ω 1A”,定值电阻 R1的规格为“10Ω 0.5A”。只闭合开关 S、S2,当滑动变阻器 R 的滑片 P 分别在 B 端和中点时,R 消耗的功率之比为 8:9。则下列判断正确的是( )
① 只闭合开关 S、S1,将 R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变
② 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围是 2Ω~40Ω
③ 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,定值电阻 R1 的功率变化范围是0.144W~0.9 W
④ 定值电阻 R2 的阻值是10Ω
A.① ② B.① ③ C.② ④ D.① ④
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】① 从图中可以看到,当只闭合开关 S、S1时,R1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1的电压,将R的滑片 P 从中点向右移动一段距离,由
可知,两次电压表的读数分别是
、
,两式相减,可得到
即
,可得到
,由于R1是定值电阻,所以电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变,① 正确;
② 滑动变阻器R的规格为“40Ω 1A”,表示R的最大电阻是40Ω,允许通过的最大电流是1A,定值电阻R1的规格是“10Ω 0.5A”,表示R1的电阻是10Ω,允许通过的最大电流是0.5A,由串联电路电流的规律可知,电路的最大电流只能是0.5A,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V,由串联电路电压的规律可知,变阻器的最小电压是
由分压原理可知,变阻器连入电路的最小电阻
,电路是串联的,根据欧姆定律可知此时电路的电流是
变阻器
连入电路的电阻越大,电压表的示数越小,电路的电流越小,所以变阻器
连入电路的最大电阻是
,故只闭合开关S、S1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;
③ 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,根据
可知,当
的电压最小时,其功率也最小,当
的电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器
接入电路的阻值范围是40Ω时,电压表的示数最小,由分压原理可知,此时
的电压为
电压的4倍,由串联电路电压规律可知,
的最小电压是
这时定值电阻
的最小功率是
电压表的示数最大为3V,这时定值电阻
的最大功率是
所以定值电阻
的功率变化范围是0.144W~0.9 W,③ 正确;
④ 只闭合开关 S、S2,则
与变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测
的电压,滑动变阻器的滑片分别在B端和中点时,R消耗的功率之比为8:9,根据
可知
解得
;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知
解得
,④ 错误。
故答案为:B。
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据欧姆定律得出两次电压表示数表达式,两式相减,从而得出电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值;根据滑动变阻器R的规格为“40Ω1A”和定值电阻R1的规格为“10Ω0.5A“的含义确定电路的最大电流,由串联电路电压的规律可知变阻器的最小电压,由分压原理得出变阻器R连入电路的最小电阻;变阻器R连入电路的电阻越大,电压表示数越小,电路的电流越小,由此确定变阻器R连入电路的最大电阻。
根据P=
,当R1的电压最小(大)时,其功率也最小(大),根据电路的连接,滑动变阻器R接入电路的阻值范围是40Ω时,由分压原理R的最大示数,从而得出电压表最小示数最小,求出定值电阻R1的最小功率;电压表最大示数为3V,从而求出此时定值电阻R1的最大功率;由已知条件
得出两次操作中电路的电流之比,根据电压不变时,电流与电阻成反比,结合串联电阻的规律求出R1。
8.(2022九下·兴化月考)如图甲所示电路,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器, 闭合开关,将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中( )
A.电路总功率的最大值为5.4W
B.电源电压为6V
C.电路消耗的总功率最小时,R1与 R2 接入电路的阻值之比为 3∶1
D.定值电阻电功率的变化为4.05W
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算;电功率的测量
【解析】【解答】AB.由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当R2接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图象可知,电路中的最小电流I最小=0.3A,电压表的最大示数U2=4.5V,电源的电压U=I最小R1+U2=0.3A×R1+4.5V①
当R2接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,此时电路为R1的简单电路,由图像可知,电路中的最大电流I最大=1.2A,电源的电压U=I最大R1=1.2A×R1②
因电源的电压不变,解①②可得R1=5Ω,U=6V
电路总功率的最大值P最大=UI大=6V×1.2A=7.2W
A不符合题意,B符合题意;
C.由图象可知,电路中的最小电流I最小=0.3A,电压表的最大示数U2=4.5V,滑动变阻器的最大电阻
则R1∶R2=5Ω∶15Ω=1∶3
C不符合题意;
D.定值电阻电功率的最小值P1最小=I最小2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W
定值电阻电功率的最大值P1最大=I最大2R1=(1.2A)2×5Ω=7.2W
所以定值电阻电功率的变化量ΔP 1= P 1最大- P 1最小=7.2W-0.45W=6.75W
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电压表测量滑动变阻器的分压时,电阻变大,电流减小,分压变大;根据电流和电阻的乘积计算电压,结合电源电压相等计算电阻;利用电压和电流的乘积,计算电功率,利用电压和电流的比值,计算电阻;利用电流和电阻,可以计算电功率。
9.(2022九下·江都月考)将标有“6V 3W”和“6V 2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是( )
A.两只小灯泡都不能正常发光,甲灯比乙灯暗
B.两只小灯泡都能正常发光
C.通过乙灯的电流较大,所以乙灯较亮
D.通过甲灯的电流较大,所以甲灯较亮
【答案】A
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】两灯泡串联,两灯泡两端电压之和等于电源电压,电源电压6V,所以两灯泡两端电压都小于6V。灯泡两端电压等于6V才能正常发光,所以甲、乙两灯都不能正常发光。
由 可得甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
所以甲灯电阻小于乙灯的电阻。
甲、乙两灯串联时,通过甲、乙两灯的电流相等,由P=UI可知甲灯的实际功率为小于乙灯的实际功率,所以甲灯比乙灯暗。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据电压和电功率,可以计算电阻,在串联电路中,电阻越大, 电功率越大。
10.(2022九下·湖南月考)在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中,小明先断开家中所有用电器,只让图甲所示的电饭锅煮饭3min,测得电能表指示灯闪烁120次。若只让图乙所示的家用台扇工作6min,则电能表指示灯闪烁的次数最可能是( )
A.4次 B.16次 C.36次 D.48次
【答案】B
【知识点】电能表参数的理解;电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】电饭锅的电功率约800W,家用台扇的电功率约50W,电饭锅电功率是小电风扇的16倍。所以电饭锅工作3min后电能表灯闪烁的次数是家用台扇工作3min后电能表闪烁的次数的16倍,家用台扇工作3min后电能表闪烁的次数是7.5次,所以家用台扇工作6min,电能表指示灯闪烁的次数为15次。
故选B。
【分析】电能表是记录用电器消耗电能多少的装置,电能表闪烁次数与用电器消耗电能成正比。
二、填空题
11.(2022九下·月考)某住户家中的电能表如图所示,若此时该电路中只有一个用电器工作,使电能表的指示灯10min闪烁60次,那么该用电器的电功率是 W。若该用电器每天少开1h,则一个月(30天)可节约电能 kW·h。
【答案】600;18
【知识点】电功的计算;电功率的测量
【解析】【解答】10min内用电器消耗的电能为,用电器电功率为; 若该用电器每天少开1h,则一个月可节约电能为。
【分析】由电能表计算电能是参考题型,需要掌握计算方法。由可计算用电器电功率。节约的电能为用电器功率与少用的时间的乘积。
12.(2022九下·海安月考)电吹风简化电路如图,旋转扇形开关S,实现断开 冷风热风的转换,已知吹冷风时的功率为100W,R=48.4Ω,若家中只有电吹风工作,她用冷风 热风挡交替使用5min,标有“1200imp/kW h”的电能表指示灯闪烁90次,则电吹风消耗 J的电能,使用热风挡的时间为 min
【答案】2.7×105;4
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】根据题意知道,电路消耗电能,指示灯闪烁1200次,工作指示灯闪烁了90次消耗的电能
电热丝的功率为
即吹热风时的功率为
设热风档时间为,则冷风档时间为,由题意知
解得使用热风档时间为
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式,分析对应的状态,结合电能表的参数求电吹风消耗的电能;利用P=求热风时R的电功率,可求吹热风时的功率;而消耗的电能W=W热+W冷,即:W=P热t+P冷(5×60s-t),据此求热风挡使用的时间。
13.(2022九下·海安月考)如图是玩具汽车上的控制电路,对其进行测量和研究发现:电动机的线圈电阻为1,保护电阻R为4,当闭合开关S后,两电压表的示数分别为6V和2V,则此时电动机的功率为 W,电动机的效率为 。若转轴被卡住而使电动机不转动,电压表V2的示数会 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】2;87.5%;变大
【知识点】热机的效率;欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知,电动机与定值电阻串联,V2测R两端电压,V1测电源电压,电动机两端电压为U1=U-U2=6V-2V=4V
电路中的电流为
则此时电动机的功率为P=U1I=4V×0.5A=2W电动机的效率为
若转轴被卡住而使电动机不转动时,电流为
电流会变大,定值电阻两端电压变大,所以电压表V2的示数会变大。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的电压特点结合两电压表的示数得出电源的电压;根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=UI求出电动机的功率,利用求得电动机的效率。
利用欧姆定律求得转轴被卡住而使电动机不转动时的电流,电流会变大,定值电阻两端电压变大。
14.(2022·郑州月考)如图甲所示的电路中,电源电压为6V恒定不变,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω。闭合开关,滑动变阻器的P﹣R图像如图乙所示,则R1= Ω;当滑片P滑至最右端时,R2两端的电压为 V。
【答案】10;4
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】由图甲可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,当滑片P滑至最右端时,R2接入电路中的电阻最大,由图乙可知,此时R2=20Ω时,P2=0.8W,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI=I2R可得,电路中的电流
此时R2两端的电压U2=IR2=0.2A×20Ω=4V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时R1两端的电压U1=U-U2=6V-4V=2V则R1的阻值
【分析】根据用电器的电功率和电阻,可以计算电流大小;利用电流和电阻的乘积计算电压;根据电压和电流的比值, 计算电阻。
15.(2022九下·定远月考)如图所示物体长度是 cm;如图所示温度计示数为 ℃;如图所示是小明家的电能表,读数为 kW·h,小明家最多能接入总功率为 W的用电器.
【答案】2.90;-9;1469.5;6600
【知识点】温度及温度计的使用与读数;刻度尺的使用;电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】由图可知,刻度尺的分度值为1mm,物体左端与10.00cm刻线对齐,右端为12.90cm,所以物体长度l=12.90cm-10.00cm=2.90cm
温度计分度值为1℃,温度计数值自下而上是变小的为零下温度,示数为零下-9℃。
电能表读数为1469.5kW·h,小明家最多能接入总功率为P总=UI=220V×30A=6600W
的用电器.
【分析】根据物体对应刻度尺的位置,测量长度;举高温度计中液柱位置,测量温度;根据电能表窗口示数,可以测量消耗的电能;利用电压和电流的乘积,计算电功率的大小。
16.(2022九下·金平月考)如图所示是一电表铭牌上各参数,电能表所在电路工作时的总功率不得超过 W,某同学用该表和秒表给一电炉测量电功率,他只让电路中电炉工作,1min数得转盘转了10转,则电流做功 J,电炉的功率是 W。
【答案】4400;6×104J;1000
【知识点】电能表参数的理解;电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】电能表上所标“220V 10(20)A”,说明电能表的工作电压为220V,平时工作允许通过的最大电流为20A,他家同时使用的用电器总功率不能超过P最大=UI最大=220V×20A=4400W
由图可知,电能表的参数为“600revs/kW h”,每消耗1kW h电能,电能表转盘转600次,所以转盘转10转,电炉消耗的电能
电炉的电功率
【分析】利用电压和电流的乘积,计算电功率;利用电能表转盘转数计算消耗的电能;根据电能和时间的比值,计算电功率。
17.(2022九下·兴化月考)LED灯具有节能、环保等特点,被称为第四代照明光源。额定电压为220V、额定功率9W的LED灯,它在相同照明效果下比传统白炽灯光源节能85%。该LED灯泡的额定电流是 A,这个LED灯与功率 W的白炽灯亮度相当。
【答案】0.04;60
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】该LED灯泡的额定电流为
这个LED灯与亮度相当的白炽灯的功率为
【分析】根据电功率和电压的比值, 计算电流;根据功率的效率,计算功率。
18.(2022九下·揭西月考)现有两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2(灯丝电阻不变)在保证电路安全的前提下;将它们并联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,干路允许通过的最大电流是 A。将它们串联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,则电源电压是 V,此时L1与L2的功率之比是 。
【答案】2.5;7.5;4∶1
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2并联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,则根据并联电路的电压特点可知灯泡L2正常发光,电源电压为3V。此时通过灯泡L2的电流为
灯泡L1的电阻为
由欧姆定律知,此时通过灯泡L1的电流为
干路允许通过的最大电流是I干=I2+I1实=2A+0.5A=2.5A
灯泡L2的电阻为
由串联电路分压原理可知,将灯泡L1和L2串联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,这个灯泡为L1,又因为串联电路电流处处都相等,此时电路中的电流为
灯泡L2两端的实际电压为U2实=IR2=1A×1.5Ω=1.5V
此时的电源电压为U电=U1+U2实=6V+1.5V=7.5V
灯泡L2的实际功率为P2实=IU2实=1A×1.5V=1.5W
因灯泡L1正常发光,所以功率为6W,则此时L1与L2的功率之比是
【分析】首先根据P=UI求出灯泡的额定电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻。
要将它们并联后接在某一电源上,由于并联电路中各支路两端的电压相等,所以并联电路两端的电压应为灯泡额定电压比较小的为准;然后根据欧姆定律和并联电路的电流特点求出干路允许通过的最大电流;由于串联电路中的电流相等,所以串联时电路中的最大电流为灯泡的额定电流最小的为准,然后根据欧姆定律和串联电路电压的规律算出电源电压;根据串联电路中的电流相等的特点和P=I2R算出L1与L2的功率之比。
19.(2022九下·重庆市月考)如图所示的图像是小灯泡L、定值电阻R的电流跟其两端电压关系。若将它们并联后接入4V的电源,干路中电流为 A;若将它们串联后接入电源,电路中电流为0.2A,整个电路总功率为 W。
【答案】0.4;2
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】若将它们并联后接入4V的电源,根据并联电路电压的特点,此时它们的电压都等于4V,由图可知,通过灯泡的电流为0.3A,通过定值电阻的电流为0.1A。由并联电路电流的特点,干路电流
若将它们串联后接入电源,电路中电流为0.2A,由串联电路的电流特点可知,通过它们的电流都等于0.2A,由图可知,灯泡两端的电压为2V,定值电阻两端的电压为8V,电路的总电压
整个电路总功率
【分析】将它们并联后接入4V的电源,根据并联电路电压特点结合图象可知通过定值电阻和灯泡的电流,根据并联电路电流规律计算干路中的电流;将它们串联后接入电源,根据串联电路电流特点结合图象可知定值电阻和灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律计算电源电压,根据P=UI计算整个电路总功率。
20.(2022九下·湖南月考)如图所示是某一型号电能表的参数,此时电能表的示数是 kW h,该电能表允许接入电路中的用电器最大总功率为 W。若家庭电路中只有一台电热水器在工作,该电能表的指示灯在4min内闪烁320次,则该热水器实际电功率是 kW。
【答案】318.6;8800;1500
【知识点】电能表参数的理解;电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】电能表示数为318.6kW h;
电能表允许接入电路中的用电器最大总功率为P=UI=220V×40A=8800W;
该热水器消耗的电能为
热水器实际电功率是 。
【分析】电能表的最后一位是小数,单位是kW h;电能表工作电压是220V,允许的最大电流是40A;由灯闪烁次数计算出热水器的电功,由 计算热水器的电功率。
三、作图题
21.(2021九上·西宁期末)物理实验小组想利用如图所给实验器材“测定小灯泡的额定功率”,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。请把如图的实物电路连接完整,要求正确选择电表量程。
【答案】解:如图所示:
【知识点】实物的电路连接;电功率的测量
【解析】【解答】小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,故电流表电压表选择小量程,电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联,滑动变阻器接时一上一下,与小灯泡串联。
【分析】变阻器按一上一下连入电路中与灯串联;根据小灯泡的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联,因电阻约为10Ω,由欧姆定律求出灯的额定电流确定电流表选用小量程与灯串联。
22.(2018九上·广水期中)请你拆去一根导线(在图上用“╳”表示拆去),再补上一根导线(用虚线表示)使开关闭合后,规格相同的3个灯泡同时发光且亮度相同。并在虚线框内画出改正后的电路图。
【答案】
【知识点】实物的电路连接;电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】分析实物图可知,电流从电源正极流出,不能依次流入3个灯泡,其中L2和电流表被短路,则应让电流分别进入3个灯泡;故应将L2所在的支路也并联在L1两端,由于电流表在L2支路上,所以,可以将电流表与L1相连的导线改接在L1的右端,此时能满足规格相同的3个灯泡同时发光且亮度相同。如图所示: ;
根据实物图画出电路图如图所示: 。
【分析】3个灯泡同时发光且亮度相同.由于3个灯泡规格相同的,则通过3个灯泡的电流应相等,所以,3个灯泡可以串联也可以并联;沿电流方向分析电路,电流经过开关后,应依次进入或分别进入3个灯泡.这样灯泡才发光且亮度相同.
四、计算题
23.(2022九下·月考)如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V 0.5A”,电源电压保持不变,灯丝电阻不随温度改变。
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(3)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.9A,求R2的阻值;
(4)此电路功率的最大值。
【答案】(1)
(2)S1、S2都断开时,L与R1串联,小灯泡正常发光,电路电流I=I灯=I额=0.5A
U总=IR总=I(R1+R灯)=0.5A×(25Ω+5Ω)=15V
(3)S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表A测干路电流I并,此时U1=U2=U=15V
(4)当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电路的电功率最大
P大=UI大=15V×0.9A=13.5W
【知识点】欧姆定律及其应用;额定电压;额定功率
【解析】【分析】(1)根据灯泡铭牌计算小灯泡正常发光时的电阻;
(2)S1、S2都断开时,L与R1串联,小灯泡正常发光,电路总电阻等于灯泡和R1电阻之和,U总=IR总即可求电源电压;
(3) S1、S2都闭合时,R1与R2并联,R1、R2两端电压相等,等于电源电压,电流表A测干路电流由干路电流等于各支路电流之和求出通过R2的电流,由欧姆定律可求出R2的阻值;
(4)电路中电流最大时,电路总功率最大,即R1与R2并联,电路中总电阻最小,电流最大,电路的电功率最大。
24.(2022九下·海安月考)如图所示,是标有“”字样的小灯泡,是定值电阻.断开开关,闭合开关和,灯泡正常发光,电流表的示数为.则:
(1)灯泡正常发光时,内灯泡消耗的电能.
(2)定值电阻的阻值.
(3)断开开关和,闭合开关,要使灯泡仍正常发光,电源电压应增加到多大?此时电路中消耗的总功率为多大?
【答案】(1)解:灯泡正常发光时的功率等于其额定功率,由于小灯泡标有“”字样,所以,,当灯泡正常工作时间是t=1min=60s时,
灯泡消耗的电能是:;
(2)解:由电路图知道,当断开开关S2,闭合开关S1和S3时,定值电阻R与灯泡L并联,
由此时于灯泡正常发光时,所以,由并联电路电压规律知道,
电源电压是:,
由知道,通过灯泡的电流是:,
由并联电路电流规律知道,通过定值电阻的电流是:,
所以,定值电阻R的阻值是: ;
(3)解:由电路图知道,当断开开关S1 和S3,闭合开关S2时,定值电阻R和灯泡L串联,
由知道,灯泡L的电阻是:,
由串联电路电阻规律知道,电路总电阻是:,
由于灯泡正常发光,此时电路中的电流是:
由知道,此时的电源电压是:,
此时电路中消耗的总功率:
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)结合小灯泡的铭牌,根据W=Pt求出灯泡消耗的电能。
(2)理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据并联电路电压和电流规律、电功率公式及欧姆定律求出定值电阻R的阻值。
(3)根据、串联电路电阻规律及欧姆定律求出应增加到的电源电压;根据P=UI求出此时电路中消耗的总功率。
五、简答题
25.(2021九上·金塔期末)同学们发现,普通白炽灯泡用久了没有刚买回来时发光亮,请用学过的知识解释其原因。
【答案】解:白炽灯泡用久了,钨丝受热升华灯丝变细,电阻变大,在使用时由可知,灯泡的实际电功率会变小,所以灯泡的亮度会比新的暗些。
【知识点】影响电阻大小的因素;电功率的计算;实际功率
【解析】【分析】导体电阻的影响因素:导体的长度、横截面积、材料;灯的亮度由灯的实际功率决定,根据判断灯泡实际功率的变化,从而确定灯泡亮暗的变化。
26.(2021九上·前进期末)灯丝断了再搭接起来继续使用,发现与原来相比,灯泡更亮了,为什么?
【答案】因为灯丝断了,搭在一起后,长度变短,电阻变小,电压不变,由可知,灯泡的实际功变大,所以灯泡变亮。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】当电压一定时,电阻的电功率和电阻大小有关。
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人教版物理九年级18.2电功率 同步练习
一、单选题
1.(2022九下·月考)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻。闭合开关S后,滑片从最左端向右移动到中点的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变大,电流表A2的示数变大
B.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
C.电压表V的示数不变,电流表A2的示数不变
D.电路中总功率变小
2.(2022九下·肇州月考)下列说法中符合实际的是( )
A.初中生的课桌高度约为78 cm;成年人正常步行的速度约为4km/h
B.普通中学生从住宅楼的一楼走到二楼时克服重力所做的功为3000J
C.对人体的安全电压是36V,班级的日光灯额定功率为40W
D.洗澡水的温度大约是60℃,让人感觉温暖而舒适的室温大约是25℃
3.(2022九下·海安月考)如图甲,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为9V B.滑动变阻器的最大阻值为12Ω
C.灯泡额定功率为8W D.电路总功率变化范围为6W~12W
4.(2022·郑州月考)下列估测中,最符合生活实际的是( )
A.一张中考物理试卷的厚度约为100mm
B.人体感觉温暖而又舒适的房间温度约为37℃
C.教室内一盏日光灯正常工作时功率约为40W
D.在盐水中悬浮的一枚鸡蛋受到的浮力大约为2N
5.(2022九下·开州月考)如下图1所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,两个电阻的U﹣I关系图像如图2所示。则下列判断正确的是( )
A.图线甲是电阻R1的“U﹣I”关系图像
B.电源电压为9V
C.R1的阻值为20Ω
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
6.(2022九下·揭西月考)如图所示,是汽车油量表的工作原理图,Rx是变阻器,O点为杠杆的支点,杠杆另一端是浮标,下列说法错误的是( )
A.在电路中串联电阻R0的目的是保护电路
B.图中的油量表是由电流表改装而成
C.油位越高,变阻器Rx两端的电压越高
D.油位越高,整个电路消耗的总功率越大
7.(2022九下·重庆市月考)如图所示的电路中,电源电压为 6V且保持不变,滑动变阻器 R 的规格为“40Ω 1A”,定值电阻 R1的规格为“10Ω 0.5A”。只闭合开关 S、S2,当滑动变阻器 R 的滑片 P 分别在 B 端和中点时,R 消耗的功率之比为 8:9。则下列判断正确的是( )
① 只闭合开关 S、S1,将 R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变
② 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围是 2Ω~40Ω
③ 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,定值电阻 R1 的功率变化范围是0.144W~0.9 W
④ 定值电阻 R2 的阻值是10Ω
A.① ② B.① ③ C.② ④ D.① ④
8.(2022九下·兴化月考)如图甲所示电路,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器, 闭合开关,将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中( )
A.电路总功率的最大值为5.4W
B.电源电压为6V
C.电路消耗的总功率最小时,R1与 R2 接入电路的阻值之比为 3∶1
D.定值电阻电功率的变化为4.05W
9.(2022九下·江都月考)将标有“6V 3W”和“6V 2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是( )
A.两只小灯泡都不能正常发光,甲灯比乙灯暗
B.两只小灯泡都能正常发光
C.通过乙灯的电流较大,所以乙灯较亮
D.通过甲灯的电流较大,所以甲灯较亮
10.(2022九下·湖南月考)在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中,小明先断开家中所有用电器,只让图甲所示的电饭锅煮饭3min,测得电能表指示灯闪烁120次。若只让图乙所示的家用台扇工作6min,则电能表指示灯闪烁的次数最可能是( )
A.4次 B.16次 C.36次 D.48次
二、填空题
11.(2022九下·月考)某住户家中的电能表如图所示,若此时该电路中只有一个用电器工作,使电能表的指示灯10min闪烁60次,那么该用电器的电功率是 W。若该用电器每天少开1h,则一个月(30天)可节约电能 kW·h。
12.(2022九下·海安月考)电吹风简化电路如图,旋转扇形开关S,实现断开 冷风热风的转换,已知吹冷风时的功率为100W,R=48.4Ω,若家中只有电吹风工作,她用冷风 热风挡交替使用5min,标有“1200imp/kW h”的电能表指示灯闪烁90次,则电吹风消耗 J的电能,使用热风挡的时间为 min
13.(2022九下·海安月考)如图是玩具汽车上的控制电路,对其进行测量和研究发现:电动机的线圈电阻为1,保护电阻R为4,当闭合开关S后,两电压表的示数分别为6V和2V,则此时电动机的功率为 W,电动机的效率为 。若转轴被卡住而使电动机不转动,电压表V2的示数会 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.(2022·郑州月考)如图甲所示的电路中,电源电压为6V恒定不变,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω。闭合开关,滑动变阻器的P﹣R图像如图乙所示,则R1= Ω;当滑片P滑至最右端时,R2两端的电压为 V。
15.(2022九下·定远月考)如图所示物体长度是 cm;如图所示温度计示数为 ℃;如图所示是小明家的电能表,读数为 kW·h,小明家最多能接入总功率为 W的用电器.
16.(2022九下·金平月考)如图所示是一电表铭牌上各参数,电能表所在电路工作时的总功率不得超过 W,某同学用该表和秒表给一电炉测量电功率,他只让电路中电炉工作,1min数得转盘转了10转,则电流做功 J,电炉的功率是 W。
17.(2022九下·兴化月考)LED灯具有节能、环保等特点,被称为第四代照明光源。额定电压为220V、额定功率9W的LED灯,它在相同照明效果下比传统白炽灯光源节能85%。该LED灯泡的额定电流是 A,这个LED灯与功率 W的白炽灯亮度相当。
18.(2022九下·揭西月考)现有两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2(灯丝电阻不变)在保证电路安全的前提下;将它们并联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,干路允许通过的最大电流是 A。将它们串联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,则电源电压是 V,此时L1与L2的功率之比是 。
19.(2022九下·重庆市月考)如图所示的图像是小灯泡L、定值电阻R的电流跟其两端电压关系。若将它们并联后接入4V的电源,干路中电流为 A;若将它们串联后接入电源,电路中电流为0.2A,整个电路总功率为 W。
20.(2022九下·湖南月考)如图所示是某一型号电能表的参数,此时电能表的示数是 kW h,该电能表允许接入电路中的用电器最大总功率为 W。若家庭电路中只有一台电热水器在工作,该电能表的指示灯在4min内闪烁320次,则该热水器实际电功率是 kW。
三、作图题
21.(2021九上·西宁期末)物理实验小组想利用如图所给实验器材“测定小灯泡的额定功率”,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。请把如图的实物电路连接完整,要求正确选择电表量程。
22.(2018九上·广水期中)请你拆去一根导线(在图上用“╳”表示拆去),再补上一根导线(用虚线表示)使开关闭合后,规格相同的3个灯泡同时发光且亮度相同。并在虚线框内画出改正后的电路图。
四、计算题
23.(2022九下·月考)如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V 0.5A”,电源电压保持不变,灯丝电阻不随温度改变。
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(3)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.9A,求R2的阻值;
(4)此电路功率的最大值。
24.(2022九下·海安月考)如图所示,是标有“”字样的小灯泡,是定值电阻.断开开关,闭合开关和,灯泡正常发光,电流表的示数为.则:
(1)灯泡正常发光时,内灯泡消耗的电能.
(2)定值电阻的阻值.
(3)断开开关和,闭合开关,要使灯泡仍正常发光,电源电压应增加到多大?此时电路中消耗的总功率为多大?
五、简答题
25.(2021九上·金塔期末)同学们发现,普通白炽灯泡用久了没有刚买回来时发光亮,请用学过的知识解释其原因。
26.(2021九上·前进期末)灯丝断了再搭接起来继续使用,发现与原来相比,灯泡更亮了,为什么?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率
【解析】【解答】 R1,R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2的测通过R2的电流,电压表V测电源电压,所以电压表示数始终不变。闭合开关S后,滑片从最左端向右移动到中点的过程中,R1,R2两端电压不变,R2是定值电阻,所以通过电流表A2的示数不变,R1的电阻变小,所以通过电流表A1的示数变大,电压表V的示数与电流表A1的示数的比值等于电路总电阻,所以比值变小;所以AB错误,C正确;
电流表A1的示数变大, 干路电流变大,电源电压不变,所以电路中总功率变大,D错误。
故选C。
【分析】分析电路连接方式和各电表测量的物理量是关键,利用欧姆定律分析各个电表示数变化,搞清楚每个物理量与电表示数之间的联系是关键。
2.【答案】A
【知识点】温度及温度计的使用与读数;长度的估测;速度与物体运动;电压和电压的单位换算;额定功率;功的计算及应用
【解析】【解答】A.初中生的身高约160cm,初中生的课桌高度约为初中生身高的一半,大约78cm;成年人正常步行的速度约为1m/s=1×3.6km/h≈4km/h
A符合题意;
B.中学生的体重约500N,一层楼的高度约3m,中学生从住宅楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功约为W=Gh=500N×3m=1500J
B不符合题意;
C.对人体的安全电压不高于36V,班级的日光灯额定功率约为40W,C不符合题意;
D.洗澡水的温度大约是40℃,让人感觉温暖而舒适的室温大约是25℃,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
3.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】由电路图知,闭合开关,小灯泡与电阻R0及滑动变阻器串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表V1测小灯泡及电阻R0两端的电压,V2测R0两端的电压。那么图乙中,倾斜直线为R0的I-U图线,因为其阻值是定值,那么曲线是电流表与电压表V1的关系图线。
AC.滑片置于最左端时,变阻器接入电路的阻值为0,则此时电路中的总电阻最小,电流最大,V1测的是电源电压,由图乙知,电源电压为12V。V2的示数即R0两端的电压为6V,那么小灯泡正常发光的电压UL=U-U0=12V-6V=6V
灯泡的额定功率PL=ULIL=6V×1.0A=6W
AC不符合题意;
B.当滑片置于右端时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中的电流最小,由图乙知,电路中的最小电流为0.5A,V1的示数为5V,则变阻器两端的电压U变=U-U1=12V-5V=7V
变阻器的最大阻值
B不符合题意;
D.由以上分析知,电路的最大电流为1.0A,最小电流为0.5A,电源电压为12V,所以电路总功率的最大及最小值分别为P最大=UIL=12V×1.0A=12W,P最小=UI最小=12V×0.5A=6W
所以电路总功率变化范围为6W~12W。D符合题意。
故答案为:D。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压,根据图象读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P=UI求出灯泡的电功率即为额定功率,利用P=UI求出电路的最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图象读出V1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用P=UI求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。
4.【答案】C
【知识点】温度及温度计的使用与读数;长度的估测;重力及其大小的计算;电功率
【解析】【解答】A.一张中考物理试卷的厚度约为0.1mm=100μm,A不符合题意;
B.人体感觉温暖而又舒适的房间温度约为22℃,B不符合题意;
C.教室内一盏日光灯正常工作时功率在40W左右,C符合题意;
D.一枚鸡蛋的质量约为50g,由于鸡蛋在盐水中悬浮,由二力平衡可知,则鸡蛋受到的浮力大约为F浮=G =mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据常见物体的长度、温度、重力和电功率,结合数据解答。
5.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测定值电阻R1的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流。
A.R1为定值电阻,根据欧姆定律可知,通过R1的电流与它两端的电压成正比,其U-I图线为延长线过原点的倾斜直线;由图2可知,图线乙中电流与电压成正比,因此图线乙是电阻R1的“U-I”关系图像,则图线甲为滑动变阻器R2的“U-I”关系图像,A不符合题意;
B.由图2可知,电流I=0.3A时,滑动变阻器电压U甲=9V,电阻R1的电压U乙=3V,所以,电源电压U=U甲+U乙=9V+3V=12V
B不符合题意;
C.图线乙是电阻R1的“U-I”关系图像,当U乙=3V时,I乙=0.3A,所以R1的电阻
C不符合题意;
D.由图2可知,电路中最小电流为I最小=0.3A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时滑动变阻器的电压U甲=9V,则滑动变阻器最大阻值
D符合题意。
故答案为:D
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,随滑动变阻器接入电路的阻值变小,滑动变阻器的分压变小,随电路电流增大,定值电阻两端电压变大,据此判断甲乙图线是哪个电阻的图像;由图像求出两个电压表的示数,然后由串联电路特点求出电源电压。
当电路电流最小时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由图像找出此时滑动变阻器两端电压与流过它的电流,然后由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;由串联电路特点及欧姆定律、电功率公式计算求出R2的最大电功率。
6.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】A.由图示知,变阻器Rx与电阻R0串联在电路中,当变阻器接入电路中的阻值为0时,电阻R0可避免电路短路,起保护作用,A正确,不符合题意;
B.油量表是串联在电路中的,所以是电流表改装而成的,B正确,不符合题意;
CD.油位越高,浮标的位置也越高,则变阻器的滑片向下移动,变阻器接入电路的阻值变小,据串联电路的分压特点知,变阻器分去的电压变小,据欧姆定律知,此过程电路的电流变大,而电源电压保持不变,由P=UI知,整个电路消耗的总功率变大,C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据电压表并联在电路中、电流表串联在电路中,判定油量表的种类;油位升高,浮标上升,滑片下移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据欧姆定律分析电压表示数变化情况,根据P=UI判定总功率的变化情况。
7.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】① 从图中可以看到,当只闭合开关 S、S1时,R1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1的电压,将R的滑片 P 从中点向右移动一段距离,由
可知,两次电压表的读数分别是
、
,两式相减,可得到
即
,可得到
,由于R1是定值电阻,所以电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变,① 正确;
② 滑动变阻器R的规格为“40Ω 1A”,表示R的最大电阻是40Ω,允许通过的最大电流是1A,定值电阻R1的规格是“10Ω 0.5A”,表示R1的电阻是10Ω,允许通过的最大电流是0.5A,由串联电路电流的规律可知,电路的最大电流只能是0.5A,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V,由串联电路电压的规律可知,变阻器的最小电压是
由分压原理可知,变阻器连入电路的最小电阻
,电路是串联的,根据欧姆定律可知此时电路的电流是
变阻器
连入电路的电阻越大,电压表的示数越小,电路的电流越小,所以变阻器
连入电路的最大电阻是
,故只闭合开关S、S1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;
③ 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,根据
可知,当
的电压最小时,其功率也最小,当
的电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器
接入电路的阻值范围是40Ω时,电压表的示数最小,由分压原理可知,此时
的电压为
电压的4倍,由串联电路电压规律可知,
的最小电压是
这时定值电阻
的最小功率是
电压表的示数最大为3V,这时定值电阻
的最大功率是
所以定值电阻
的功率变化范围是0.144W~0.9 W,③ 正确;
④ 只闭合开关 S、S2,则
与变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测
的电压,滑动变阻器的滑片分别在B端和中点时,R消耗的功率之比为8:9,根据
可知
解得
;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知
解得
,④ 错误。
故答案为:B。
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据欧姆定律得出两次电压表示数表达式,两式相减,从而得出电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值;根据滑动变阻器R的规格为“40Ω1A”和定值电阻R1的规格为“10Ω0.5A“的含义确定电路的最大电流,由串联电路电压的规律可知变阻器的最小电压,由分压原理得出变阻器R连入电路的最小电阻;变阻器R连入电路的电阻越大,电压表示数越小,电路的电流越小,由此确定变阻器R连入电路的最大电阻。
根据P=
,当R1的电压最小(大)时,其功率也最小(大),根据电路的连接,滑动变阻器R接入电路的阻值范围是40Ω时,由分压原理R的最大示数,从而得出电压表最小示数最小,求出定值电阻R1的最小功率;电压表最大示数为3V,从而求出此时定值电阻R1的最大功率;由已知条件
得出两次操作中电路的电流之比,根据电压不变时,电流与电阻成反比,结合串联电阻的规律求出R1。
8.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算;电功率的测量
【解析】【解答】AB.由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当R2接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图象可知,电路中的最小电流I最小=0.3A,电压表的最大示数U2=4.5V,电源的电压U=I最小R1+U2=0.3A×R1+4.5V①
当R2接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,此时电路为R1的简单电路,由图像可知,电路中的最大电流I最大=1.2A,电源的电压U=I最大R1=1.2A×R1②
因电源的电压不变,解①②可得R1=5Ω,U=6V
电路总功率的最大值P最大=UI大=6V×1.2A=7.2W
A不符合题意,B符合题意;
C.由图象可知,电路中的最小电流I最小=0.3A,电压表的最大示数U2=4.5V,滑动变阻器的最大电阻
则R1∶R2=5Ω∶15Ω=1∶3
C不符合题意;
D.定值电阻电功率的最小值P1最小=I最小2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W
定值电阻电功率的最大值P1最大=I最大2R1=(1.2A)2×5Ω=7.2W
所以定值电阻电功率的变化量ΔP 1= P 1最大- P 1最小=7.2W-0.45W=6.75W
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】电压表测量滑动变阻器的分压时,电阻变大,电流减小,分压变大;根据电流和电阻的乘积计算电压,结合电源电压相等计算电阻;利用电压和电流的乘积,计算电功率,利用电压和电流的比值,计算电阻;利用电流和电阻,可以计算电功率。
9.【答案】A
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】两灯泡串联,两灯泡两端电压之和等于电源电压,电源电压6V,所以两灯泡两端电压都小于6V。灯泡两端电压等于6V才能正常发光,所以甲、乙两灯都不能正常发光。
由 可得甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
所以甲灯电阻小于乙灯的电阻。
甲、乙两灯串联时,通过甲、乙两灯的电流相等,由P=UI可知甲灯的实际功率为小于乙灯的实际功率,所以甲灯比乙灯暗。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据电压和电功率,可以计算电阻,在串联电路中,电阻越大, 电功率越大。
10.【答案】B
【知识点】电能表参数的理解;电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】电饭锅的电功率约800W,家用台扇的电功率约50W,电饭锅电功率是小电风扇的16倍。所以电饭锅工作3min后电能表灯闪烁的次数是家用台扇工作3min后电能表闪烁的次数的16倍,家用台扇工作3min后电能表闪烁的次数是7.5次,所以家用台扇工作6min,电能表指示灯闪烁的次数为15次。
故选B。
【分析】电能表是记录用电器消耗电能多少的装置,电能表闪烁次数与用电器消耗电能成正比。
11.【答案】600;18
【知识点】电功的计算;电功率的测量
【解析】【解答】10min内用电器消耗的电能为,用电器电功率为; 若该用电器每天少开1h,则一个月可节约电能为。
【分析】由电能表计算电能是参考题型,需要掌握计算方法。由可计算用电器电功率。节约的电能为用电器功率与少用的时间的乘积。
12.【答案】2.7×105;4
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】根据题意知道,电路消耗电能,指示灯闪烁1200次,工作指示灯闪烁了90次消耗的电能
电热丝的功率为
即吹热风时的功率为
设热风档时间为,则冷风档时间为,由题意知
解得使用热风档时间为
【分析】理清开关处于不同状态时元件的连接方式,分析对应的状态,结合电能表的参数求电吹风消耗的电能;利用P=求热风时R的电功率,可求吹热风时的功率;而消耗的电能W=W热+W冷,即:W=P热t+P冷(5×60s-t),据此求热风挡使用的时间。
13.【答案】2;87.5%;变大
【知识点】热机的效率;欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算
【解析】【解答】由电路图可知,电动机与定值电阻串联,V2测R两端电压,V1测电源电压,电动机两端电压为U1=U-U2=6V-2V=4V
电路中的电流为
则此时电动机的功率为P=U1I=4V×0.5A=2W电动机的效率为
若转轴被卡住而使电动机不转动时,电流为
电流会变大,定值电阻两端电压变大,所以电压表V2的示数会变大。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据串联电路的电压特点结合两电压表的示数得出电源的电压;根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=UI求出电动机的功率,利用求得电动机的效率。
利用欧姆定律求得转轴被卡住而使电动机不转动时的电流,电流会变大,定值电阻两端电压变大。
14.【答案】10;4
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】由图甲可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,当滑片P滑至最右端时,R2接入电路中的电阻最大,由图乙可知,此时R2=20Ω时,P2=0.8W,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI=I2R可得,电路中的电流
此时R2两端的电压U2=IR2=0.2A×20Ω=4V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时R1两端的电压U1=U-U2=6V-4V=2V则R1的阻值
【分析】根据用电器的电功率和电阻,可以计算电流大小;利用电流和电阻的乘积计算电压;根据电压和电流的比值, 计算电阻。
15.【答案】2.90;-9;1469.5;6600
【知识点】温度及温度计的使用与读数;刻度尺的使用;电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】由图可知,刻度尺的分度值为1mm,物体左端与10.00cm刻线对齐,右端为12.90cm,所以物体长度l=12.90cm-10.00cm=2.90cm
温度计分度值为1℃,温度计数值自下而上是变小的为零下温度,示数为零下-9℃。
电能表读数为1469.5kW·h,小明家最多能接入总功率为P总=UI=220V×30A=6600W
的用电器.
【分析】根据物体对应刻度尺的位置,测量长度;举高温度计中液柱位置,测量温度;根据电能表窗口示数,可以测量消耗的电能;利用电压和电流的乘积,计算电功率的大小。
16.【答案】4400;6×104J;1000
【知识点】电能表参数的理解;电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】电能表上所标“220V 10(20)A”,说明电能表的工作电压为220V,平时工作允许通过的最大电流为20A,他家同时使用的用电器总功率不能超过P最大=UI最大=220V×20A=4400W
由图可知,电能表的参数为“600revs/kW h”,每消耗1kW h电能,电能表转盘转600次,所以转盘转10转,电炉消耗的电能
电炉的电功率
【分析】利用电压和电流的乘积,计算电功率;利用电能表转盘转数计算消耗的电能;根据电能和时间的比值,计算电功率。
17.【答案】0.04;60
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】该LED灯泡的额定电流为
这个LED灯与亮度相当的白炽灯的功率为
【分析】根据电功率和电压的比值, 计算电流;根据功率的效率,计算功率。
18.【答案】2.5;7.5;4∶1
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】两个分别标有“6V 6W”和“3V 6W”的灯泡L1和L2并联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,则根据并联电路的电压特点可知灯泡L2正常发光,电源电压为3V。此时通过灯泡L2的电流为
灯泡L1的电阻为
由欧姆定律知,此时通过灯泡L1的电流为
干路允许通过的最大电流是I干=I2+I1实=2A+0.5A=2.5A
灯泡L2的电阻为
由串联电路分压原理可知,将灯泡L1和L2串联后接在某一电源上,使其中一只灯泡正常发光,这个灯泡为L1,又因为串联电路电流处处都相等,此时电路中的电流为
灯泡L2两端的实际电压为U2实=IR2=1A×1.5Ω=1.5V
此时的电源电压为U电=U1+U2实=6V+1.5V=7.5V
灯泡L2的实际功率为P2实=IU2实=1A×1.5V=1.5W
因灯泡L1正常发光,所以功率为6W,则此时L1与L2的功率之比是
【分析】首先根据P=UI求出灯泡的额定电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻。
要将它们并联后接在某一电源上,由于并联电路中各支路两端的电压相等,所以并联电路两端的电压应为灯泡额定电压比较小的为准;然后根据欧姆定律和并联电路的电流特点求出干路允许通过的最大电流;由于串联电路中的电流相等,所以串联时电路中的最大电流为灯泡的额定电流最小的为准,然后根据欧姆定律和串联电路电压的规律算出电源电压;根据串联电路中的电流相等的特点和P=I2R算出L1与L2的功率之比。
19.【答案】0.4;2
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】若将它们并联后接入4V的电源,根据并联电路电压的特点,此时它们的电压都等于4V,由图可知,通过灯泡的电流为0.3A,通过定值电阻的电流为0.1A。由并联电路电流的特点,干路电流
若将它们串联后接入电源,电路中电流为0.2A,由串联电路的电流特点可知,通过它们的电流都等于0.2A,由图可知,灯泡两端的电压为2V,定值电阻两端的电压为8V,电路的总电压
整个电路总功率
【分析】将它们并联后接入4V的电源,根据并联电路电压特点结合图象可知通过定值电阻和灯泡的电流,根据并联电路电流规律计算干路中的电流;将它们串联后接入电源,根据串联电路电流特点结合图象可知定值电阻和灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律计算电源电压,根据P=UI计算整个电路总功率。
20.【答案】318.6;8800;1500
【知识点】电能表参数的理解;电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】电能表示数为318.6kW h;
电能表允许接入电路中的用电器最大总功率为P=UI=220V×40A=8800W;
该热水器消耗的电能为
热水器实际电功率是 。
【分析】电能表的最后一位是小数,单位是kW h;电能表工作电压是220V,允许的最大电流是40A;由灯闪烁次数计算出热水器的电功,由 计算热水器的电功率。
21.【答案】解:如图所示:
【知识点】实物的电路连接;电功率的测量
【解析】【解答】小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,故电流表电压表选择小量程,电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联,滑动变阻器接时一上一下,与小灯泡串联。
【分析】变阻器按一上一下连入电路中与灯串联;根据小灯泡的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联,因电阻约为10Ω,由欧姆定律求出灯的额定电流确定电流表选用小量程与灯串联。
22.【答案】
【知识点】实物的电路连接;电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】分析实物图可知,电流从电源正极流出,不能依次流入3个灯泡,其中L2和电流表被短路,则应让电流分别进入3个灯泡;故应将L2所在的支路也并联在L1两端,由于电流表在L2支路上,所以,可以将电流表与L1相连的导线改接在L1的右端,此时能满足规格相同的3个灯泡同时发光且亮度相同。如图所示: ;
根据实物图画出电路图如图所示: 。
【分析】3个灯泡同时发光且亮度相同.由于3个灯泡规格相同的,则通过3个灯泡的电流应相等,所以,3个灯泡可以串联也可以并联;沿电流方向分析电路,电流经过开关后,应依次进入或分别进入3个灯泡.这样灯泡才发光且亮度相同.
23.【答案】(1)
(2)S1、S2都断开时,L与R1串联,小灯泡正常发光,电路电流I=I灯=I额=0.5A
U总=IR总=I(R1+R灯)=0.5A×(25Ω+5Ω)=15V
(3)S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表A测干路电流I并,此时U1=U2=U=15V
(4)当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电路的电功率最大
P大=UI大=15V×0.9A=13.5W
【知识点】欧姆定律及其应用;额定电压;额定功率
【解析】【分析】(1)根据灯泡铭牌计算小灯泡正常发光时的电阻;
(2)S1、S2都断开时,L与R1串联,小灯泡正常发光,电路总电阻等于灯泡和R1电阻之和,U总=IR总即可求电源电压;
(3) S1、S2都闭合时,R1与R2并联,R1、R2两端电压相等,等于电源电压,电流表A测干路电流由干路电流等于各支路电流之和求出通过R2的电流,由欧姆定律可求出R2的阻值;
(4)电路中电流最大时,电路总功率最大,即R1与R2并联,电路中总电阻最小,电流最大,电路的电功率最大。
24.【答案】(1)解:灯泡正常发光时的功率等于其额定功率,由于小灯泡标有“”字样,所以,,当灯泡正常工作时间是t=1min=60s时,
灯泡消耗的电能是:;
(2)解:由电路图知道,当断开开关S2,闭合开关S1和S3时,定值电阻R与灯泡L并联,
由此时于灯泡正常发光时,所以,由并联电路电压规律知道,
电源电压是:,
由知道,通过灯泡的电流是:,
由并联电路电流规律知道,通过定值电阻的电流是:,
所以,定值电阻R的阻值是: ;
(3)解:由电路图知道,当断开开关S1 和S3,闭合开关S2时,定值电阻R和灯泡L串联,
由知道,灯泡L的电阻是:,
由串联电路电阻规律知道,电路总电阻是:,
由于灯泡正常发光,此时电路中的电流是:
由知道,此时的电源电压是:,
此时电路中消耗的总功率:
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)结合小灯泡的铭牌,根据W=Pt求出灯泡消耗的电能。
(2)理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据并联电路电压和电流规律、电功率公式及欧姆定律求出定值电阻R的阻值。
(3)根据、串联电路电阻规律及欧姆定律求出应增加到的电源电压;根据P=UI求出此时电路中消耗的总功率。
25.【答案】解:白炽灯泡用久了,钨丝受热升华灯丝变细,电阻变大,在使用时由可知,灯泡的实际电功率会变小,所以灯泡的亮度会比新的暗些。
【知识点】影响电阻大小的因素;电功率的计算;实际功率
【解析】【分析】导体电阻的影响因素:导体的长度、横截面积、材料;灯的亮度由灯的实际功率决定,根据判断灯泡实际功率的变化,从而确定灯泡亮暗的变化。
26.【答案】因为灯丝断了,搭在一起后,长度变短,电阻变小,电压不变,由可知,灯泡的实际功变大,所以灯泡变亮。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】当电压一定时,电阻的电功率和电阻大小有关。
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