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人教版物理九年级重难点过关:电功率选择小计算
一、单选题
1.(2022九上·房山期中)如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变小
B.电压表的示数与电流表的示数的比值将变大
C.电流表的示数变化范围为0.2A~0.6A
D.电压表的示数变化范围为1V~6V
【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】A.当滑片由b端移到a端的过程中,滑动变阻器的阻值变小,电路中的总电阻变小;电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;根据U=IR可知,R1两端电压变大,即电压表示数变大,A不符合题意;
B.电压表测R1两端的电压,电流表测通过R1的电流,电压表和电流表示数的比值即为定值电阻R1的阻值,阻值不变,B不符合题意;
CD.当滑片在b端时,R1、R2串联,电路的总电阻为Rmax=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω,电路中的最小电流为 ,电压表的示数最小为Umin=IminR1=0.1A×10Ω=1V,当滑片在a端时,电路中只有R1,此时电路中的电流为 ,R1两端电压为电源电压,电压表示数为6V,故滑片由b端移到a端的过程中,电流表的示数变化范围是0.1A~0.6A;电压表的示数变化范围是1V~6V,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】滑动变阻器的阻值变小,电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,根据U=IR可知,R1两端电压变大;电压表和电流表示数的比值即为定值电阻R1的阻值,阻值不变;电源电压一定时,电路中总电阻越大,电流越小,总电阻越小,电流越大,结合欧姆定律公式,求出电流及电压的变化范围。
2.(2022九下·覃塘月考)如图所示,小灯泡L标有"6V 3W"字样(不计温度对灯丝电阻的影响),当S闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,小灯泡L正常发光;当 S闭合,S1断开,滑动变阻器消片P在中点时,电流表的示数为0.2A,下列说法正确的是( )
A.电源电压为 9V
B.调节电路元件,可使电压表达到的最大值为 4.5V
C.滑动变阻器的最大阻值为 18Ω
D.电路的最小功率与量大功率之比为3:16
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】 当S闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,只有灯泡接入电路中,小灯泡L正常发光,所以电源电压等于灯泡额定电压,即6V,A错误;
当S闭合,S1闭合,滑片P在最右端时,电压表直接接在电源正负极,所以电压表最大可达到6V,B错误;
灯泡电阻为, 当 S闭合,S1断开,滑动变阻器消片P在中点时,滑动变阻器的右边一半电阻和灯泡并联,左边一半电阻在干路上,此时电流表的示数为0.2A,灯泡两端电压为,电压表示数为,滑动变阻器左边一半电阻为,所以滑动变阻器最大值为,C错误;
当 S闭合,S1断开,滑动变阻器消片P在最右端时,电路中电阻最大,电流最小,电路总功率最小,最小功率为,当 S闭合,S1断开,滑动变阻器消片P在最左端时,灯泡和滑动变阻器整个电阻并联,电路中电阻最小,电流最大,电路总功率最大,最大功率为,所以,D正确。
故选D。
【分析】本题考查对电路的分析,串并联电路电流电压规律,欧姆定律的综合应用,难度较大,其中电路分析是关键。
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。
5.(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。
6.(2022九上·綦江期末)如图所示的电路中,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的规格为“10Ω;1A”,灯泡上标有“2.5V;1.25W”字样。闭合开关S后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡L正常发光时的电阻为2Ω
B.小灯泡L正常发光时,电压表V2示数为2.5V
C.向右移动滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比不变
D.让小灯泡L正常发光2min,滑动变阻器产生的电热为120J
【答案】D
【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;电功与热量的综合计算
【解析】【解答】由图示知,灯泡和滑动变阻器串联在电路中,电压表V1测小灯泡两端的电压,V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由题意知,灯泡正常发光时的电阻
A不符合题意;
B.小灯泡正常发光时,两端电压为2.5V,则滑动变阻器两端的电压,即V2的示数U2=U-U额=4.5V-2.5V=2V
B不符合题意;
C.电压表V2示数与电流表A的示数之比为变阻器接入电路的阻值,滑片向右移动时,变阻器接入电路的阻值变小,所以比值变小,C不符合题意;
D.小灯泡正常发光时,电路中的电流
此时,滑动变阻器产生的电热
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用电压和电功率,可以计算电阻;在串联电路中,总电压等于各用电器分压之和;利用电压和电阻的比值, 计算电流;根据电压、电流和时间的乘积,计算产生的热量。
7.(2022九上·梅河口期末)如图甲所示的电路中,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.电源的电压为9V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.R0的最大功率为0.4W
D.当滑片在b端时,电路的总功率为0.8W
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB.当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流为I大=0.6A
根据欧姆定律的计算公式可得,电源的电压为U=I大R0=0.6A×R0——①
当滑片位于b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图乙可知,电路中的最小电流为I小=0.2A
滑动变阻器两端的电压U滑=4V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压为U=I小R0+U滑=0.2A×R0+4V——②
联立①②可得R0=10Ω,U=6V
A不符合题意,B符合题意;
C.当滑片位于a端时,电路中的电流最大,R0的电功率最大,根据电功率的计算公式可得,R0的最大功率为P0大=UI大=6V×0.6A=3.6W
C不符合题意;
D.当滑片在b端时,电路中的电流最小,则电路的总功率为P=UI小=6V×0.2A=1.2W
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据电流和电阻的乘积,计算电压;利用串联电路总电压等于各用电器电压之和,计算未知电阻大小;根据电压和电流的乘积,计算电功率。
8.(2022九上·威县期末)图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变,下列说法中正确的是 ( )
A.只闭合S1时,小灯泡L的电阻为2Ω
B.只闭合S1时,小灯泡L的功率为8W
C.再闭合S2后,电路总功率的增加量为2.8W
D.再闭合S2后,1min 内电阻R产生的热量为48J
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】AB.由电路图知,只闭合开关S1时,电路中只有小灯泡L工作,此时通过小灯泡的电流为0.5A,由图甲知,小灯泡此时的电压为4V。则小灯泡此时的电阻
此时小灯泡的功率P1=U1I1=4V×0.5A=2W
AB不符合题意;
CD.再闭合S2后,小灯泡和电阻并联在电路中,电流表测干路电流,此时通过电阻R的电流为0.2A,而整个过程中,电源两端的电压不变,所以电路总功率的增加量P2=U1I2=4V×0.2A=0.8W
1min内电阻R产生的热量Q=P2t=0.8W×1×60s=48J
C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据公式,可求出电阻;根据公式P1=U1I1,可求出电功率;根据P2=U1I2,可求出电路总功率的增加量;根据公式Q=P2t,可求出电阻产生的热量。
9.(2022九上·丰南期末)有一只标有“6V 3W”字样的灯泡A和一只定值电阻B,A和B的电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示。则下列判断正确的有( )
A.定值电阻B两端电压与电流成正比
B.将A,B串联接在9V电源两端,灯泡A正常发光
C.A,B并联接在6V电源两端,10s内电路消耗的电能是30J
D.将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端,如图乙所示,当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的功率为3W
【答案】B
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】A.由图甲可知,当定值电阻B的两端电压为6V时,通过的电流为1.0A,则定值电阻B的阻值为
RB是定值电阻,通过定值电阻B的电流与其两端的电压成正比,由因果关系可知不能说电阻B两端电压与电流成正比,A不符合题意;
B.由题可知灯泡正常发光时的阻值为
当把定值电阻B和灯泡A串联在9V的电源两端时,据串联电路的电流特点知,通过B和A的电流相等,由图甲知,此时A及B两端的电压分别为6V和3V,即灯泡正常发光,电路的总电流为
所以灯泡A正常发光,B符合题意;
C.由题可知灯泡A和定值电阻B并联接在6V电源两端,灯泡A正常发光,其通过的电流为
当定值电阻B的两端电压为6V时,通过的电流为1.0A,则电路的总电流为I1=IL+IB=0.5A+1.0A=1.5A
则10s内电路消耗的电能为W=U1I1t=6V×1.5A×10s=90J
C不符合题意;
D.将灯泡与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端,由串联电路的电流特点可知,通过灯泡和滑动变阻器的电流相等,根据功率的计算公式 可知,当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时,其两端电压也相等,即UA′=U滑=3V
由图甲可知,当灯泡两端电压为3V时,通过的电流为0.3A,即此时电路中的电流I2=IA′=0.3A
则滑动变阻器的功率为P=U滑I2=3V×0.3A=0.9W
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】定值电阻的电流与电压成正比;在串联电路中,总电压等于各用电器分压之和,电流处处相等;根据电压、电流和时间的乘积,计算消耗的电能;根据电压和电流的乘积,计算电功率。
10.(2022九上·昭平期末)如图甲,两只小灯泡和并联在电压恒为的电源两端,它们的电流随电压变化的曲线如图乙所示。闭合开关S,电路稳定工作时,下列选项中正确的是( )
A.通过小灯泡的电流为0.2A B.小灯泡灯丝电阻值为10Ω
C.电路的总电阻约为3.3Ω D.电路消耗的总功率为0.5W
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】A.闭合开关S,电路稳定工作时,由乙图知通过小灯泡 的电流为0.25A,A不符合题意;
B.闭合开关S,电路稳定工作时,根据 小灯泡 灯丝电阻值为
B不符合题意;
C.闭合开关S,电路稳定工作时,根据 电路的总电阻约为
C符合题意;
D.闭合开关S,电路稳定工作时,电路消耗的总功率为
D不符合题意;
故答案为:C
【分析】根据公式,结合图像信息,求解电阻大小;根据给叔叔P=UI,结合图像信息,求解电功率大小。
11.(2021九上·杜尔伯特期末)如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“15Ω 2A”,小灯泡L标有“3.0V 1.5W”的字样(灯丝电阻不变)。在电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
①电流表示数的最小值为0.25A
②滑动变阻器阻值的变化范围为3~20Ω
③小灯泡电功率的变化范围为0.375~1.5W
④电路消耗的最大电功率为3.375W
A.①④ B.②④ C.③④ D.①③
【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,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
①电流表的示数最小时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电压表量程为“0~3V”,根据串联分压可知滑动变阻器两端电压最大,小灯泡两端的电压为
小灯泡的电阻为
电路中的最小电流为
故①正确;
②滑动变阻器接入电路的最大阻值为
灯泡正常发光时的电压为3V,功率为1.5W,由可得,灯泡正常发光时电路中的电流为
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为2A,所以电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时电压表的示数为
滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
则滑动变阻器阻值的变化范围为3~12Ω,故②错误;
③小灯泡的最大功率等于其额定功率1.5W,灯泡的最小功率为
则灯泡的功率变化范围是0.375~1.5W,故③正确;
④由②中分析可知,电路中的最大电流,则电路消耗的最大电功率为
故④错误。
综合上述分析,ABC不符合题意,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,电流表的示数最小时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联分压可知滑动变阻器两端电压最大,根据串联电路的电压规律可以知道小灯泡两端的电压,再通过铭牌求出小灯泡的电阻,最后利用公式I=即可得到最小电流。当电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出此时电路的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据欧姆定律求出其大小,然后得出滑动变阻器连入电路的阻值变化范围。
小灯泡的最大功率等于其额定功率,利用公式P=I2R可求得小灯泡的最小功率;根据P=UI可知,当电路中电流最大时,总电功率最大,根据P=UI算出最大电功率。
12.(2022九上·蓬江期末)图甲电路中,电源电压为6V且保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,下列判断中正确的是( )
A.R1两端电压的最小值为1V
B.电路总功率最大时,电路中的电流为0.1A
C.R2的最大阻值为60Ω
D.电路总功率最小时,R2的电功率为0.6W
【答案】A
【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】由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
ACD.当滑片位于B端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,电路总功率最小,由图乙可知,电路中的最小电流I小= 0.1A,电压表的示数U2 = 5V,R2的电功率P2=U2I小=5V×0.1A=0.5W
D不符合题意;
由 可得,滑动变阻器的最大阻值
C不符合题意;
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以R1两端电压的最小值U1=U-U2=6V-5V=1V
A符合题意;
B.当滑片位于A端时,变阻器接入电路中的电阻为零,电路的总电阻最小,电路中的电流最大,电路总功率最大,由图乙可知,此时电路电流为0.6A,B不符合题意。
故答案为:A
【分析】根据用电器的电压和电流的乘积,计算电功率;利用滑动变阻器的分压和电流的比值, 计算电阻。
13.(2021九上·三水期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关,图当滑动变阻器滑片P从最右端滑到最左端过程中,R1的I﹣U关系图象如图乙中某条图线所示。则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.R1的阻值是20Ω
C.电源电压为10V
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
【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】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图像可知,A为滑动变阻器R2的关系图像,B为电阻R1的图像,A不符合题意;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图像可知,电路中的最小电流,R1两端的电压U1=2V,R2两端的电压U2=7V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压
C不符合题意;
B.定值电阻R1的阻值
B符合题意;
D.滑动变阻器的最大阻值
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据电压变化的范围进行判断,定值电阻两端电压不会等于零;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电阻R1的功率最小,根据图象读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值。
14.(2022九上·和平期末)在如图的电路中,图甲的电源电压为9V且保持不变,电流表的规格为0~0.6A,电压表的规格为0~15V,灯泡上标有“6V 6W”字样,灯泡电流随电压变化关系如图乙所示,则下列说法错误的是( )
A.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为8V
B.为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是11.67Ω
C.灯泡消耗的最大功率为5.4W
D.灯泡消耗的最大功率为1.2W
【答案】C
【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】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当电流表示数为0.4A时,由图象可知灯泡两端的电压UL=1V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表的示数UR=U﹣UL′=9V﹣1V=8V
A正确,不符合题意。
B.由P=UI知道,灯泡的额定电流
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流Imax=0.6A,由图象知道,灯泡两端的电压UL′=2V,此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣UL′=9V﹣2V=7V
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
B正确,不符合题意;
CD.灯泡消耗的最大功率PL′=UL′I大=2V×0.6A=1.2W
C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据电压和电流的图像,判断不同电流时电压大小;根据电压和电流的比值, 计算电阻;根据电压和电流的乘积,计算电功率。
15.(2021九上·苍溪期末)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.电源电压9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的最大阻值是18Ω
D.若电压表的示数为3.6V时,则电路的总功率为5.4W
【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.由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中电流,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端时,滑动变阻器接入电路中的阻值逐渐变小,由串联电路电阻等比例分压可知,此时定值电阻两端电压逐渐增大,即电压表示数逐渐变大,由欧姆定律可知,电路中电流逐渐增大,即电流表示数逐渐增大,当滑片P滑到a端时,此时只有定值电阻接入电路,电压表示数最大,等于电源电压,故由图乙可知,电源电压为9V,A正确,不符合题意;
B.由A中可知,当滑片P滑到a端时,此时定值电阻两端电压为U=9V,流过定值电阻的电流为I=1.5A,故由欧姆定律可得,定值电阻R的阻值为
B正确,不符合题意;
C.由A中可知,当滑片P在b端时,此时滑动变阻器接入电路中的阻值达到最大,由图乙可知此时定值电阻两端电压为U0=3V,电路中电流为I0=0.5A,故滑动变阻器两端电压为U1=U源-U0=9V-3V=6V
故由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值为
C错误,符合题意;
D.当电压表的示数为3.6V时,由欧姆定律可得,此时电路中的电流为
故由P=UI可得,此时电路的总功率为P=U源I1=9V×0.6A=5.4W
D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最大,根据图象读出最大电流和电压表的示数,据此可知电源的电压,根据欧姆定律求出定值电阻R的阻值;当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,根据图象读出电路中的最小电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值;滑动变阻器连入电路中的阻值最小时,电路中的电流最大,根据图象中的最大电流和对应电压值求出滑动变阻器连入电路的最小阻值;根据P=UI算出最大功率。
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人教版物理九年级重难点过关:电功率选择小计算
一、单选题
1.(2022九上·房山期中)如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P由b端移到a端的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变小
B.电压表的示数与电流表的示数的比值将变大
C.电流表的示数变化范围为0.2A~0.6A
D.电压表的示数变化范围为1V~6V
2.(2022九下·覃塘月考)如图所示,小灯泡L标有"6V 3W"字样(不计温度对灯丝电阻的影响),当S闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,小灯泡L正常发光;当 S闭合,S1断开,滑动变阻器消片P在中点时,电流表的示数为0.2A,下列说法正确的是( )
A.电源电压为 9V
B.调节电路元件,可使电压表达到的最大值为 4.5V
C.滑动变阻器的最大阻值为 18Ω
D.电路的最小功率与量大功率之比为3:16
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
5.(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
6.(2022九上·綦江期末)如图所示的电路中,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的规格为“10Ω;1A”,灯泡上标有“2.5V;1.25W”字样。闭合开关S后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡L正常发光时的电阻为2Ω
B.小灯泡L正常发光时,电压表V2示数为2.5V
C.向右移动滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比不变
D.让小灯泡L正常发光2min,滑动变阻器产生的电热为120J
7.(2022九上·梅河口期末)如图甲所示的电路中,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.电源的电压为9V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.R0的最大功率为0.4W
D.当滑片在b端时,电路的总功率为0.8W
8.(2022九上·威县期末)图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变,下列说法中正确的是 ( )
A.只闭合S1时,小灯泡L的电阻为2Ω
B.只闭合S1时,小灯泡L的功率为8W
C.再闭合S2后,电路总功率的增加量为2.8W
D.再闭合S2后,1min 内电阻R产生的热量为48J
9.(2022九上·丰南期末)有一只标有“6V 3W”字样的灯泡A和一只定值电阻B,A和B的电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示。则下列判断正确的有( )
A.定值电阻B两端电压与电流成正比
B.将A,B串联接在9V电源两端,灯泡A正常发光
C.A,B并联接在6V电源两端,10s内电路消耗的电能是30J
D.将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端,如图乙所示,当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的功率为3W
10.(2022九上·昭平期末)如图甲,两只小灯泡和并联在电压恒为的电源两端,它们的电流随电压变化的曲线如图乙所示。闭合开关S,电路稳定工作时,下列选项中正确的是( )
A.通过小灯泡的电流为0.2A B.小灯泡灯丝电阻值为10Ω
C.电路的总电阻约为3.3Ω D.电路消耗的总功率为0.5W
11.(2021九上·杜尔伯特期末)如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“15Ω 2A”,小灯泡L标有“3.0V 1.5W”的字样(灯丝电阻不变)。在电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
①电流表示数的最小值为0.25A
②滑动变阻器阻值的变化范围为3~20Ω
③小灯泡电功率的变化范围为0.375~1.5W
④电路消耗的最大电功率为3.375W
A.①④ B.②④ C.③④ D.①③
12.(2022九上·蓬江期末)图甲电路中,电源电压为6V且保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,下列判断中正确的是( )
A.R1两端电压的最小值为1V
B.电路总功率最大时,电路中的电流为0.1A
C.R2的最大阻值为60Ω
D.电路总功率最小时,R2的电功率为0.6W
13.(2021九上·三水期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关,图当滑动变阻器滑片P从最右端滑到最左端过程中,R1的I﹣U关系图象如图乙中某条图线所示。则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.R1的阻值是20Ω
C.电源电压为10V
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
14.(2022九上·和平期末)在如图的电路中,图甲的电源电压为9V且保持不变,电流表的规格为0~0.6A,电压表的规格为0~15V,灯泡上标有“6V 6W”字样,灯泡电流随电压变化关系如图乙所示,则下列说法错误的是( )
A.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为8V
B.为了保证电路安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是11.67Ω
C.灯泡消耗的最大功率为5.4W
D.灯泡消耗的最大功率为1.2W
15.(2021九上·苍溪期末)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.电源电压9V
B.定值电阻R的阻值是6Ω
C.滑动变阻器的最大阻值是18Ω
D.若电压表的示数为3.6V时,则电路的总功率为5.4W
答案解析部分
1.【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】A.当滑片由b端移到a端的过程中,滑动变阻器的阻值变小,电路中的总电阻变小;电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;根据U=IR可知,R1两端电压变大,即电压表示数变大,A不符合题意;
B.电压表测R1两端的电压,电流表测通过R1的电流,电压表和电流表示数的比值即为定值电阻R1的阻值,阻值不变,B不符合题意;
CD.当滑片在b端时,R1、R2串联,电路的总电阻为Rmax=R1+R2=10Ω+50Ω=60Ω,电路中的最小电流为 ,电压表的示数最小为Umin=IminR1=0.1A×10Ω=1V,当滑片在a端时,电路中只有R1,此时电路中的电流为 ,R1两端电压为电源电压,电压表示数为6V,故滑片由b端移到a端的过程中,电流表的示数变化范围是0.1A~0.6A;电压表的示数变化范围是1V~6V,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】滑动变阻器的阻值变小,电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,根据U=IR可知,R1两端电压变大;电压表和电流表示数的比值即为定值电阻R1的阻值,阻值不变;电源电压一定时,电路中总电阻越大,电流越小,总电阻越小,电流越大,结合欧姆定律公式,求出电流及电压的变化范围。
2.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】 当S闭合,滑动变阻器滑片P在最左端时,只有灯泡接入电路中,小灯泡L正常发光,所以电源电压等于灯泡额定电压,即6V,A错误;
当S闭合,S1闭合,滑片P在最右端时,电压表直接接在电源正负极,所以电压表最大可达到6V,B错误;
灯泡电阻为, 当 S闭合,S1断开,滑动变阻器消片P在中点时,滑动变阻器的右边一半电阻和灯泡并联,左边一半电阻在干路上,此时电流表的示数为0.2A,灯泡两端电压为,电压表示数为,滑动变阻器左边一半电阻为,所以滑动变阻器最大值为,C错误;
当 S闭合,S1断开,滑动变阻器消片P在最右端时,电路中电阻最大,电流最小,电路总功率最小,最小功率为,当 S闭合,S1断开,滑动变阻器消片P在最左端时,灯泡和滑动变阻器整个电阻并联,电路中电阻最小,电流最大,电路总功率最大,最大功率为,所以,D正确。
故选D。
【分析】本题考查对电路的分析,串并联电路电流电压规律,欧姆定律的综合应用,难度较大,其中电路分析是关键。
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】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。
5.【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。
6.【答案】D
【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;电功与热量的综合计算
【解析】【解答】由图示知,灯泡和滑动变阻器串联在电路中,电压表V1测小灯泡两端的电压,V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由题意知,灯泡正常发光时的电阻
A不符合题意;
B.小灯泡正常发光时,两端电压为2.5V,则滑动变阻器两端的电压,即V2的示数U2=U-U额=4.5V-2.5V=2V
B不符合题意;
C.电压表V2示数与电流表A的示数之比为变阻器接入电路的阻值,滑片向右移动时,变阻器接入电路的阻值变小,所以比值变小,C不符合题意;
D.小灯泡正常发光时,电路中的电流
此时,滑动变阻器产生的电热
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用电压和电功率,可以计算电阻;在串联电路中,总电压等于各用电器分压之和;利用电压和电阻的比值, 计算电流;根据电压、电流和时间的乘积,计算产生的热量。
7.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB.当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流为I大=0.6A
根据欧姆定律的计算公式可得,电源的电压为U=I大R0=0.6A×R0——①
当滑片位于b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图乙可知,电路中的最小电流为I小=0.2A
滑动变阻器两端的电压U滑=4V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压为U=I小R0+U滑=0.2A×R0+4V——②
联立①②可得R0=10Ω,U=6V
A不符合题意,B符合题意;
C.当滑片位于a端时,电路中的电流最大,R0的电功率最大,根据电功率的计算公式可得,R0的最大功率为P0大=UI大=6V×0.6A=3.6W
C不符合题意;
D.当滑片在b端时,电路中的电流最小,则电路的总功率为P=UI小=6V×0.2A=1.2W
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据电流和电阻的乘积,计算电压;利用串联电路总电压等于各用电器电压之和,计算未知电阻大小;根据电压和电流的乘积,计算电功率。
8.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】AB.由电路图知,只闭合开关S1时,电路中只有小灯泡L工作,此时通过小灯泡的电流为0.5A,由图甲知,小灯泡此时的电压为4V。则小灯泡此时的电阻
此时小灯泡的功率P1=U1I1=4V×0.5A=2W
AB不符合题意;
CD.再闭合S2后,小灯泡和电阻并联在电路中,电流表测干路电流,此时通过电阻R的电流为0.2A,而整个过程中,电源两端的电压不变,所以电路总功率的增加量P2=U1I2=4V×0.2A=0.8W
1min内电阻R产生的热量Q=P2t=0.8W×1×60s=48J
C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据公式,可求出电阻;根据公式P1=U1I1,可求出电功率;根据P2=U1I2,可求出电路总功率的增加量;根据公式Q=P2t,可求出电阻产生的热量。
9.【答案】B
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】A.由图甲可知,当定值电阻B的两端电压为6V时,通过的电流为1.0A,则定值电阻B的阻值为
RB是定值电阻,通过定值电阻B的电流与其两端的电压成正比,由因果关系可知不能说电阻B两端电压与电流成正比,A不符合题意;
B.由题可知灯泡正常发光时的阻值为
当把定值电阻B和灯泡A串联在9V的电源两端时,据串联电路的电流特点知,通过B和A的电流相等,由图甲知,此时A及B两端的电压分别为6V和3V,即灯泡正常发光,电路的总电流为
所以灯泡A正常发光,B符合题意;
C.由题可知灯泡A和定值电阻B并联接在6V电源两端,灯泡A正常发光,其通过的电流为
当定值电阻B的两端电压为6V时,通过的电流为1.0A,则电路的总电流为I1=IL+IB=0.5A+1.0A=1.5A
则10s内电路消耗的电能为W=U1I1t=6V×1.5A×10s=90J
C不符合题意;
D.将灯泡与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端,由串联电路的电流特点可知,通过灯泡和滑动变阻器的电流相等,根据功率的计算公式 可知,当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时,其两端电压也相等,即UA′=U滑=3V
由图甲可知,当灯泡两端电压为3V时,通过的电流为0.3A,即此时电路中的电流I2=IA′=0.3A
则滑动变阻器的功率为P=U滑I2=3V×0.3A=0.9W
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】定值电阻的电流与电压成正比;在串联电路中,总电压等于各用电器分压之和,电流处处相等;根据电压、电流和时间的乘积,计算消耗的电能;根据电压和电流的乘积,计算电功率。
10.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】A.闭合开关S,电路稳定工作时,由乙图知通过小灯泡 的电流为0.25A,A不符合题意;
B.闭合开关S,电路稳定工作时,根据 小灯泡 灯丝电阻值为
B不符合题意;
C.闭合开关S,电路稳定工作时,根据 电路的总电阻约为
C符合题意;
D.闭合开关S,电路稳定工作时,电路消耗的总功率为
D不符合题意;
故答案为:C
【分析】根据公式,结合图像信息,求解电阻大小;根据给叔叔P=UI,结合图像信息,求解电功率大小。
11.【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,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
①电流表的示数最小时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电压表量程为“0~3V”,根据串联分压可知滑动变阻器两端电压最大,小灯泡两端的电压为
小灯泡的电阻为
电路中的最小电流为
故①正确;
②滑动变阻器接入电路的最大阻值为
灯泡正常发光时的电压为3V,功率为1.5W,由可得,灯泡正常发光时电路中的电流为
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为2A,所以电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时电压表的示数为
滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
则滑动变阻器阻值的变化范围为3~12Ω,故②错误;
③小灯泡的最大功率等于其额定功率1.5W,灯泡的最小功率为
则灯泡的功率变化范围是0.375~1.5W,故③正确;
④由②中分析可知,电路中的最大电流,则电路消耗的最大电功率为
故④错误。
综合上述分析,ABC不符合题意,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,电流表的示数最小时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联分压可知滑动变阻器两端电压最大,根据串联电路的电压规律可以知道小灯泡两端的电压,再通过铭牌求出小灯泡的电阻,最后利用公式I=即可得到最小电流。当电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出此时电路的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据欧姆定律求出其大小,然后得出滑动变阻器连入电路的阻值变化范围。
小灯泡的最大功率等于其额定功率,利用公式P=I2R可求得小灯泡的最小功率;根据P=UI可知,当电路中电流最大时,总电功率最大,根据P=UI算出最大电功率。
12.【答案】A
【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】由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
ACD.当滑片位于B端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,电路总功率最小,由图乙可知,电路中的最小电流I小= 0.1A,电压表的示数U2 = 5V,R2的电功率P2=U2I小=5V×0.1A=0.5W
D不符合题意;
由 可得,滑动变阻器的最大阻值
C不符合题意;
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以R1两端电压的最小值U1=U-U2=6V-5V=1V
A符合题意;
B.当滑片位于A端时,变阻器接入电路中的电阻为零,电路的总电阻最小,电路中的电流最大,电路总功率最大,由图乙可知,此时电路电流为0.6A,B不符合题意。
故答案为:A
【分析】根据用电器的电压和电流的乘积,计算电功率;利用滑动变阻器的分压和电流的比值, 计算电阻。
13.【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】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
A.当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图像可知,A为滑动变阻器R2的关系图像,B为电阻R1的图像,A不符合题意;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图像可知,电路中的最小电流,R1两端的电压U1=2V,R2两端的电压U2=7V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压
C不符合题意;
B.定值电阻R1的阻值
B符合题意;
D.滑动变阻器的最大阻值
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据电压变化的范围进行判断,定值电阻两端电压不会等于零;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电阻R1的功率最小,根据图象读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值。
14.【答案】C
【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】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当电流表示数为0.4A时,由图象可知灯泡两端的电压UL=1V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表的示数UR=U﹣UL′=9V﹣1V=8V
A正确,不符合题意。
B.由P=UI知道,灯泡的额定电流
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流Imax=0.6A,由图象知道,灯泡两端的电压UL′=2V,此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣UL′=9V﹣2V=7V
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
B正确,不符合题意;
CD.灯泡消耗的最大功率PL′=UL′I大=2V×0.6A=1.2W
C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据电压和电流的图像,判断不同电流时电压大小;根据电压和电流的比值, 计算电阻;根据电压和电流的乘积,计算电功率。
15.【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.由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中电流,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端时,滑动变阻器接入电路中的阻值逐渐变小,由串联电路电阻等比例分压可知,此时定值电阻两端电压逐渐增大,即电压表示数逐渐变大,由欧姆定律可知,电路中电流逐渐增大,即电流表示数逐渐增大,当滑片P滑到a端时,此时只有定值电阻接入电路,电压表示数最大,等于电源电压,故由图乙可知,电源电压为9V,A正确,不符合题意;
B.由A中可知,当滑片P滑到a端时,此时定值电阻两端电压为U=9V,流过定值电阻的电流为I=1.5A,故由欧姆定律可得,定值电阻R的阻值为
B正确,不符合题意;
C.由A中可知,当滑片P在b端时,此时滑动变阻器接入电路中的阻值达到最大,由图乙可知此时定值电阻两端电压为U0=3V,电路中电流为I0=0.5A,故滑动变阻器两端电压为U1=U源-U0=9V-3V=6V
故由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值为
C错误,符合题意;
D.当电压表的示数为3.6V时,由欧姆定律可得,此时电路中的电流为
故由P=UI可得,此时电路的总功率为P=U源I1=9V×0.6A=5.4W
D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最大,根据图象读出最大电流和电压表的示数,据此可知电源的电压,根据欧姆定律求出定值电阻R的阻值;当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,根据图象读出电路中的最小电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值;滑动变阻器连入电路中的阻值最小时,电路中的电流最大,根据图象中的最大电流和对应电压值求出滑动变阻器连入电路的最小阻值;根据P=UI算出最大功率。
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