18.2 电功率 同步练习(含解析) 2022-2023学年上学期广东省九年级物理期末试题选编

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名称 18.2 电功率 同步练习(含解析) 2022-2023学年上学期广东省九年级物理期末试题选编
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科目 物理
更新时间 2023-09-13 10:52:33

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18.1 电功率
一、单选题
1.(2022秋·广东汕头·九年级统考期末)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I-U关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是(  )
A.图乙中曲线A表示电阻R的I-U关系图象
B.当电源电压为4V时,电流表示数为0.5A
C.当电源电压为4V时,小灯泡L的实际功率为1.6W
D.如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,电路消耗的总功率为2W
2.(2022秋·广东广州·九年级统考期末)甲、乙两灯泡的关系如图所示,将甲、乙两灯泡串联,当通过甲灯的电流为时,乙灯泡消耗的电功率是(  )
A. B. C. D.
3.(2022秋·广东河源·九年级统考期末)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
4.(2022秋·广东清远·九年级统考期末)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S由断开到闭合时(  )
A.电流表A示数不变 B.电压表V示数变小
C.电路消耗的总功率不变 D.电路的总电阻变小
5.(2022秋·广东茂名·九年级统考期末)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.若两灯串联在220V的电路中,则乙灯较亮
B.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
C.若两灯并联在220V的电路中,则甲灯较亮
D.两灯均正常发光时,若两灯丝一样长,则甲灯较细
6.(2022秋·广东佛山·九年级统考期末)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光;如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动,下列说法中正确的是(  )
A.电压表的示数变大,灯L变亮 B.电压表的示数变大,灯L变暗
C.电压表的示数变小,灯L变暗 D.电压表的示数变小,灯L变亮
7.(2022秋·广东湛江·九年级统考期末)将标有“12V,3W”的甲灯和“6V,3W”的乙灯,串联接在15V的电源上,那么能正常发光的是
A.甲灯 B.乙灯 C.两灯都能正常发光 D.两灯都不正常发光
8.(2022秋·广东揭阳·九年级统考期末)如图所示,甲、乙分别是标有“2.5V 0.5W”的小灯泡L和阻值为10Ω的电阻R的I﹣U关系图像,现把该灯泡与电阻串联后接在电压为3V的电源两端,则电路的总功率为(  )
A.0.5W B.0.45W C.0.4W D.0.3W
9.(2022秋·广东广州·九年级统考期末)分别将LED灯L1和小灯泡L2分别接入电路,测得电压电流如图所示,实验中LED灯比小灯泡亮得多。下列说法正确的是(  )
A.L1所做的功比L2多
B.L1做功比L2做功快
C.L1每秒钟消耗电能比L2少
D.L1每秒钟消耗电能比L2多
二、填空题
10.(2022秋·广东汕头·九年级统考期末)如图,甲,乙为两只相同电表,当闭合S1,S2时,甲,乙两表示数之比为4:3,则两表均为“ ” 表,两电阻大小之比R1:R2为 ,电路总功率为P1,同时更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,此时电路总功率为P2,则P1:P2为 。
11.(2022秋·广东河源·九年级统考期末)如图甲所示,电火锅可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热,电路图如图乙所示,、是电热丝,当断开,接a时,电火锅为 挡;当闭合,接b时,电火锅为 挡;当只有 (选填“”或“”)接入电路时,电火锅为 挡。
12.(2022秋·广东惠州·九年级统考期末)某品牌电烤箱在额定电压下,功率从大到小有高挡、中挡和低挡.如图为电烤箱在不同挡位工作时的电路图,R1、R2为发热电阻丝,且阻值R1>R2,则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图 、图 和图 。(选填“甲”、“乙”或“丙”)
13.(2022秋·广东韶关·九年级统考期末)有一个标有“6V 3W”的小灯泡,正常工作是的电阻是 欧;如果接到10V的电源上,必须给它 联一个阻值为 欧的电阻,才能使小灯泡正常发光。
14.(2022秋·广东惠州·九年级统考期末)如图甲是通过小灯泡L的电流与其两端电压的关系图象。现将小灯泡L与电阻R连入如图乙所示的电路中、闭合开关S,小灯泡的实际功率为1.8W,电压表示数为3V。则电源电压为 V,电阻R的阻值为 Ω,电路消耗的总功率为 W。
15.(2022秋·广东佛山·九年级统考期末)如图(a)所示电路中,R1=10Ω,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻R2两端电压为 V,通过R1电流为 A,电路通电后的总功率为 W。
16.(2022秋·广东东莞·九年级统考期末)如图所示,灯L标有“6V 3W”字样,当S1、S2闭合,滑动变阻器滑片移至a端时,灯L正常发光,电流表读数为0.7A.(设定灯L电阻保持不变)电源电压为 V,R的阻值为 。当S1断开,S2闭合,滑片移至b端时,电流表读数是0.2A,灯L的实际电功率为 W。
17.(2022秋·广东广州·九年级统考期末)图甲是用于焊接塑料水管的热熔器。其电路如图乙所示,加热电阻R1=66Ω、R2=176Ω,S1是手动控制开关,S2是可随温度自动跳转的温控开关,R0是特殊限流电阻,热熔器加热时R0的电阻较大,LED指示灯发红光,保温时R0的电阻较小,LED指示灯发绿光。
(1)开关S1和S2都闭合时,热熔器处于 (选填“加热”或“保温”)状态;
(2)开关S1闭合,S2断开时,R1的功率 R2的功率(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)发红光时LED灯的电流 发绿光时LED灯的电流(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
三、计算题
18.(2022秋·广东惠州·九年级统考期末)如图是某电蒸锅的内部简化电路图,R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为484Ω,加热档功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75℃,需要的时间为375s,已知c水=4.2×103J/(kg ℃)。
求:(1)保温档的功率;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电蒸锅的加热效率。
19.(2022秋·广东肇庆·九年级统考期末)某款电热饮水机具有加热和保温两挡,额定电压为220V。如图甲是其电路原理图,S0为温控开关,R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示,求:
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能:
(2)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流;
(3) R2的阻值。
20.(2022秋·广东东莞·九年级统考期末)如图所示电路,电源电压恒为8V,小灯泡标有“6V 3W”字样.若不考虑温度对灯泡电阻的影响,闭合开关S,求:
(1)小灯泡的额定电流;
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器R接入电路的阻值.
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为3V时,小灯泡的实际功率.
21.(2022秋·广东韶关·九年级统考期末)如图甲为一款电饭锅的简化电路,其中R1和R2,均为电热丝,煮饭时闭合开关S1、S2,饭熟后温控开关S2自动断开,电饭锅处于保温状态。图乙为电饭锅某次煮饭全过程功率随时间变化的图象。已知电饭锅保温挡的功率P1为110W。电阻R2的阻值为88Ω,家庭电路的电压U为220V。当电饭锅正常工作时,求:
(1)保温时的电流I;
(2)加热时电饭锅的功率P;
(3)这次煮饭全过程电饭锅消耗的电能W。
22.(2022秋·广东湛江·九年级统考期末)图甲是小明家安装的即热式热水器,其具有高、低温两挡加热功能,低温挡功率为5500W,内部等效电路如图乙所示,R1和R2是两个电热丝。某次小明用高温挡淋浴时,水的初温是20℃,淋浴头的出水温度为40℃,淋浴20min共用水100L,假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收【】,求:
(1)电热丝R1的阻值;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器高温挡功率。
23.(2022春·广东潮州·九年级统考期末)小涵新买的电饭锅如图甲所示,其简化电路如图乙所示。R1和R2均为电热丝,开关S2是自动控制开关,开关S2向上与触点a、b接通,向下仅与触点c接通。煮饭过程中,通过开关S2不断改变电路接通方式,从而使饭得到最佳的口感和营养;如图丙所示为这个电饭锅在某次正常煮饭全过程中总电流随时间的变化图像。求:
(1)电热丝R2的阻值:
(2)在傍晚用电高峰期,家中只接该电饭锅,闭合开关S使其开始工作11min(由于热量原因,该过程中S2始终与触点a、b接通),电能表(表盘如图丁所示)的圆盘转了300转,则此过程中电饭锅工作的电流做功为多少?
(3)在第(2)情况下,实际电压为多少?
24.(2022秋·广东广州·九年级统考期末)电路如图甲所示,电源两端电压U恒为7V,R1为电阻值恒定的电阻丝,其额定电压为5V,R2是滑动变阻器,当开关S闭合后,改变滑动变阻器接入电路的电阻,电压表与电流表的示数变化如图乙所示。求:
(1)R1的额定电流;
(2)R1的电阻值;
(3)电压表的示数为6V时,整个电路消耗的电功率;
25.(2022秋·广东东莞·九年级统考期末)图甲所示为某电暖器的简化原理图,其中R1、R2是两个相同的电热丝,单个电热丝的电流与电压的关系图像如图乙所示。已知电源电压为220V,每个电热丝的额定电压均为220V。求:
(1)每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是多少?
(2)只闭合S2时,流过电热丝的电流为多少?此时电暖器消耗的总功率为多少?
(3)只闭合S1和S3,让电暖器工作5min,消耗电能多少J?
四、综合题
26.(2022秋·广东汕头·九年级统考期末)阅读下列短文,回答问题。
直流充电桩
直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置,如图甲所示,它能够将电网中的交流电转化为直流电,再将电能充入汽车动力电池(以下简称电池)。通常,直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时,充电桩的充电功率P会随着电池的D的变化而变化,同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能。假定测试中充电桩输出的电能全部转化为电池的储能。充电前,D为30%,充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后,P与D的关系如图乙所示(为方便计算,图像已作近似处理),充满后,立即停止充电。当D达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如下表。
充电电压(V) 充电电流(A) 充电时长(min) 充电度数(kW h) 充电费用(元)
400 45 24.0 28.80
(1)通常,直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,故充电功率更 ;
(2)在D从30%增至70%的过程中,充电功率大致的变化规律是 。当D为70%时,充电电流为 A;
(3)若充电过程中充电电费单价不变,则测试全过程的充电费用为 元;
(4)设D从70%增至80%所需时间为t1,从80%增至90%所需时间为t2,且t1:t2=2:3,则测试全过程的充电总时长为 min。
27.(2022秋·广东中山·九年级统考期末)阅读下列短文,回答问题。
智能电加热眼罩
近几年,近视眼成为影响青少年身体健康的重要因素,为有效保护眼睛,降低近视率,目前市场上推出一款电加热眼罩(如图甲),对缓解眼疲劳有一定效果,电加热眼罩是在绝缘的聚酯薄膜表面有序排列10根一样的具有发热、控温双重功能PTC加热丝,PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成。电加热眼罩内部结构如图乙所示,PTC加热丝两端与金属导线相连,形成网状结构,由6V的锂电池供电。每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示,当温度达到40℃时,PTC加热丝的发热功率等于散热功率(即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等)温度保持不变,实现智能控温。
(1)PTC是 (选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”)材料;
(2)如图乙所示的加热电路,PTC加热丝的连接方式是 联,正常工作时金属导线中A、B处电流分别为IA和IB,则IA IB(填选“<”、“=”或“>”);
(3)将眼罩加热电路开关闭合,其功率随时间变化的图像最可能的选项是 ;
A.B.
C.D.
(4)眼罩加热电路的最大发热功率为 W,当温度为40℃时,通电10min,眼罩加热电路消耗的电能 J。
28.(2022秋·广东惠州·九年级统考期末)小惠的爸爸问了小惠几个问题:
混合动力汽车
我国自行生产的某品牌混合动力汽车已经上市,小惠家打算换辆混合动力汽车,于是,小惠在网上了解了混合动力汽车的一些情况。
混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给磷酸铁锂蓄电池充电。混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过电机向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,向车轮输送能量,并通过电机给蓄电池充电。某种型号的混合动力汽车,所用的蓄电池组和电机的部分参数如表所示,当储存的电能降到最大值的20%时,必须停止对外供电。汽车行驶过程中受到阻力来自两部分,一是路面对汽车的摩擦阻力,这个阻力约为车重的0.06倍;二是空气对行驶汽车的阻力,这个阻力与速度的平方成正比。将这种汽车放在风洞静止测试时,风速45km/h时,汽车所受的总阻力为850N。
输出电压/V 最大功率/kW 最大容量/kW h 总质量/kg
500 100 10 100
(1)这辆汽车速度为90km/h时,受到路面的摩擦力为 N,(不考虑升力的影响)所受的空气阻力约为 N,汽车发动机克服摩擦和空气阻力做功的功率为 kW。
(2)测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶1h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车消耗燃油20kg,车速为90km/h,蓄电池组储存的电能由最大值的40%增加到最大值。燃油的热值为4.5×107J/kg。完全燃烧燃油20kg能放出 J的热量,克服摩擦和空气阻力做的功为 J,计算这种汽车燃油的能量转化效率约为 。
29.(2022秋·广东广州·九年级统考期末)如图1所示,小灯泡L的额定电压为3.8V,R为定值电阻(其电压与电流的变化关系如图2所示),S1处于闭合状态。当S2断开时,电压表的示数如图3所示;闭合S2后,电压表的示数为2V,电流表的示数如图4所示。
(1)求R的阻值 ;
(2)S1闭合,S2断开时,求电流表的示数 ;
(3)S1和S2都闭合后,小灯泡 (选填“能”或“不能”)正常发光;请求出小灯泡L工作30s所消耗的电能 。
30.(2022秋·广东佛山·九年级统考期末)物理小组利用电流表制作了一个简易电子秤,如图是其原理图。已知电源两端电压恒为3V,滑动变阻器R的最大阻值为30Ω,接入电路的电阻R大小与所测质量m满足关系R=km,k=20Ω/kg。电子秤空载时,电流表示数是0.3A,电子秤最大称量为1kg。求:
(1)电子秤空载时,滑动变阻器接入电路中的阻值是 (选填“最大值”或“最小值”);定值电阻R0的阻值是 ;
(2)最大称量时,滑动变阻器接入电路的阻值是 ,此时电子秤的总功率是 ;
(3)小组同学对电路进行改装,用电压表替换电流表显示物体的质量,要求物体质量越大,电压表示数越大,则电压表应并联在 (选填“R0”或“R”)两端。请判断电压表改装的电子秤的刻度分布 (选填“是”或“不是”)均匀的。
31.(2022秋·广东揭阳·九年级统考期末)电热水壶与煤气炉是家庭常用的两种加热装置,在学习了“热机效率”后,某实验小组针对电热水壶与煤气炉的加热效率和使用成本进行了实验。实验小组使用煤气炉与电热水壶分别将500g初温为28℃的水加热到沸腾(一个标准大气压下),用燃气表测量了所消耗的煤气的体积,用电能表(如图甲)单独测量了电热水壶消耗的电能。记录相关数据如表格所示。(水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)、煤气的热值为3.9×107J/kg)
电热水壶 煤气炉
型号 220V1400W 型号 TH33A型燃气灶
加热时间 2min30s 加热时间 4min
电能表指示灯闪烁次数 40次 消耗煤气 0.004m3
电价 0.67元/kW h 煤气价格 20元/m3
(1)该电能表所接电路的最大总功率为 W。
(2)热水壶中的水升温过程中吸收热量为 J。利用电能表的相关测量结果可得到热水壶消耗电能为 kW h,电热水壶的效率为 。
(3)经过计算可以发现电热水壶的实际功率 (填“大于”、“小于”或“等于”)1400W,原因可能是: 。
(4)从使用成本上考虑,使用 (填“电热水壶”或“煤气炉”)更划算。
32.(2022秋·广东东莞·九年级统考期末)阅读短文,回答文后问题
电水壶
如图所示是常见的电水壶,它的工作原理是:接通电源加热后,水温逐步上升到100℃,水开始沸腾,水蒸气使双金属片变形推动蒸汽开关,从而使电水壶在水烧开后自动断电(下次烧水需重新闭合蒸汽开关)。如果蒸汽开关失效,壶内的水会一直烧下去,直到水被烧干,发热元件温度急剧上升,位于发热盘底部也有一个双金属片开关(如图甲所示),会因为热传导作用温度急剧上升,膨胀变形,断开电源。
若使用PTC加热元件代替电热丝,可以有效防止因为干烧而出现的着火危险。PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成。PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的,它靠的是PTC材料的电阻变化而控制温度,而不是依靠任何触点控制,所以现在很多高档的电热水壶都采用了PTC加热元件。
(1)图中的电水壶,其蒸汽开关与双金属片开关应 (选填“串联”或“并联”)连接;
(2)它的工作电路如图乙所示,R0是定值电阻,其阻值不受温度的影响。RT是PTC的电阻,它的电阻值与温度的关系如图丙所示。
①防干烧的保护原理:当水烧干后,RT随温度的升高而电阻 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),电路的总功率 ,产生的热量随之 ,使产生的热量小于(或等于)其向周围空间散发的热量时,其温度下降(或不再升高);
②由图丙电阻值与温度的关系图像可知,当温度为 ℃时电路的实际功率最大;
③该电热水壶在R设定温度的工作状态时,电路消耗的总功率为1100W,则R0的阻值为 Ω。当RT温度升至130℃,此时电路中RT的实际功率为 W。
33.(2022秋·广东江门·九年级统考期末)阅读短文,回答问题.
光敏电阻
光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器,入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。还有另一种入射光弱,电阻减小,入射光强,电阻增大。光敏电阻的特殊性能,随着科技的发展将得到极其广泛应用。
光敏电阻一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。常用的光敏电阻是硫化镉光敏电阻,它是由半导体材料制成的。设计光控电路时,都用白炽灯泡(小电珠)光线或自然光线作控制光源,使设计大为简化。小明利用硫化镉光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯,其工作原理如图所示,工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L,天暗时灯自动发光,天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V,定值电阻R0为200Ω。在一定范围内,光敏电阻R的阻值与光照强度E(光照强度E的单位为lx,光越强光照强度越大)之间存在一定关系,部分数据如表所示,电磁铁的线圈电阻忽略不计,当天色渐暗,通过线圈的电流为0.02A时,恰好启动工作电路的照明系统。
光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24
(1)常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由 材料制成的。随着光照强度减小,光敏电阻R的阻值 (选填“增大”或“减小”),电磁铁的磁性 (选填“增强”或“减弱”),当光照强度减小到一定值时,衔铁会被 (选填“吸下”或“释放”),照明系统启动;
(2)两盏灯均正常发光时,工作电路中的总电流是为 A;
(3)照明系统恰好启动时,光敏电阻R的阻值为 ,此时光照强度为 lx。
参考答案:
1.D
【详解】A.通过定值电阻R的电流I与电压U成正比,故应为图乙中曲线B表示,故A错误;
B.如图所示,灯泡与电阻R并联,电流表测干路电流,当电源电压为4V时,灯泡与电阻R两端电压都为4V,由图乙可知,灯泡电流为0.3A,电阻R电流为0.1A,电流表示数为
故B错误;
C.当电源电压为4V时,灯泡电流为0.3A,小灯泡L的实际功率为
故C错误;
D.如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,灯泡与电阻R电流相同,且两端电压之和为10V,从图乙可查得电流为0.2A时,灯泡两端电压为2V,电阻R两端电压为8V,电路消耗的总功率为
故D正确。
故选D。
2.B
【详解】如图,根据题意,甲、乙两灯泡串联,当通过甲灯的电流为时,根据串联电路电流的规律,乙灯的电流为
根据图像可知,当时,,由电功率的公式可得乙灯消耗的电功率为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.C
【详解】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
故A正确。
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
故B正确;
CD.灯泡消耗的最大功率
PL′=UL′I大=2V×0.6A=1.2W
故C错误,D正确。
故选C。
4.D
【详解】ABD.开关S断开时,电阻R1和R2串联,电压表测电源电压;而开关S闭合时,电阻R2短路,电路为电阻R1的简单电路,电压表测电阻R1两端的电压即电源电压,所以电压表示数不变,总电阻由R1和R2串联变为R1的简单电路,则总电阻变小;根据欧姆定律的表达式可知,电路电流变大,即电流表A示数变大。故AB错误,D正确;
C.因为电源电压不变,电路电流变大,由P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故C错误。
故选D。
5.D
【详解】A.由
可知,两灯泡的电阻分别为
因串联电路各处电流相等,所以由
P=UI=I2R
可知,两灯串联在220V的电路中,甲灯泡电阻大于乙灯泡电阻,所以甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率,因此甲灯泡亮,故A错误;
B.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率
故B错误;
C.若两灯并联在220V的电路中,两灯均正常发光时,因为P甲D.因灯丝的电阻与材料、长度以及横截面积有关,当材料和长度相同时,电阻的横截面积越小,电阻越大,因为R甲>R乙,因此甲灯丝较细,故D正确。
故选D。
6.B
【详解】两电阻串联后再与灯串联,电压表测两电阻的电压,如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动,变阻器连入电路的电阻变大,由串联电阻的规律,R1、R2的等效电阻变大,由分压原理,电压表示数变大,根据串联电路电压的规律,灯的电压变小,通过灯的电流变小,根据P=UI,灯的实际功率变小,灯L变暗,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.A
【详解】甲灯正常发光时的电流
电阻
乙灯正常发光时的电流
电阻
将它们串联在15V的电源上,电路中的电流
故甲灯能正常发光。故选A。
8.B
【详解】若把灯泡与电阻串联在3V电源两端,则
U=UL+UR=3V
且通过灯泡和电阻的电流相等,由图可知,当电流为0.15A时,灯泡和电阻两端的电压分别为1.5V,满足条件,因此电路中的电流为I=0.15A,则电路的总功率为
P=UI=3V×0.15A=0.45W
故ACD错误,不符合题意;B正确,符合题意。
故选B。
9.C
【详解】AB.LED灯L1的电功率为
P1=U1I1=2.5V×0.02A=0.05W
小灯泡L2的电功率为
P2=U2I2=1.6V×0.1A=0.16W
所以
P1<P2
电功率表示电流做功快慢的物理量,所以L1做功比L2做功慢,两个灯泡通电时间未知,由W=Pt可知,L1所做的功不一定比L2多,故AB错误;
CD.由于
P1<P2
由W=Pt可知,L1每秒钟消耗电能比L2少,故C正确,D错误。
故选C。
10. 电压 1:3 3:16
【详解】[1]当闭合S1,S2时,若甲是电流表,会造成电源短路,因此甲是电压表,若乙是电流表,两表示数单位分别为A和V,示数之比无法为4:3,则两表均为电压表。
[2] R1、R2串联,甲测总电压,乙测R2两端电压,两表之比为4:3,即
可求得
[3]两表均为电压表时,总功率为
同时更换两电表种类,即两表为电流表,要使两表均有正常示数,应闭合S1,断开S2,使R1、R2并联,此时总功率为
因此前后总功率之比为
11. 低温 高温 中温
【详解】[1]由图乙可知,当断开,接a端时,R1和R2串联,此时电路的总电阻最大,由
可知,此时总功率最小,则该电火锅选用低温档工作。
[2]由图乙可知,当闭合,接b端时,R1和R2并联,此时电路的总电阻最小,由
可知,此时总功率最大,则该电火锅选用高温档工作。
[3][4]由图乙可知,当断开,接b端时,只有R2接入电路中,此时电路的总电阻介于高温挡和低温挡的电阻之间,由
可知,此时总功率不大不小,则此时电火锅为中温档。
12. 丙 乙 甲
【详解】根据,当U一定时,R越小,P越大,也就是说,电烤箱在额定电压下,其高挡位(即电功率P最大)对应其电路的电阻最小,其低挡位(即电功率P最小)对应其电路的电阻最大,而中挡位对应的电路的电阻阻值处于高挡位和低挡位之间,由图甲知,只闭合S1和S0,此时电路阻值为R1;由图乙知,只闭合S2和S0,此时电路的阻值为R2;由图丙知,同时闭合S0、S1和S2,此时电路的阻值为;因为R1>R2>R,可见图丙对应的电路阻值最小,即应为高挡,而图甲对应的电路阻值最大,即应为低挡,因此,高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图丙、图乙和图甲.
13. 12 串 8
【详解】[1]灯泡正常发光时,,灯泡的额定电流
灯泡的电阻
[2][3]根据串联电路的分压特点可知,要使灯泡在10V的电源上正常发光时应串联一个电阻,此时灯泡两端的电压为6V,电路中的电流
电阻两端的电压
电阻的阻值为
14. 9 10 2.7
【详解】[1]闭合开关,R和L串联,电压表测量R两端的电压。小灯泡的实际功率为1.8W,由图甲且根据P=UI可知,此时通过灯泡的电流为0.3A,灯泡两端的电压为6V;电压表示数为3V,则R两端的电压为3V,根据串联分压可知电源电压为
[2]由串联电路的电流特点可知,过R的电流与通过灯泡的电流相等,均为为0.3A,根据欧姆定律可知
[3]电路消耗的总功率为
15. 1.8 0.72 6.48
【详解】[1]闭合开关,两电阻串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R2两端的电压;根据串联电路的电压特点可知,电压表V1的示数应大于电压表V2的示数;因为两电压表指针位置相同,所以电压表V1的量程是0~15V,分度值是0.5V,电压表示数UV1=9V,则电源电压U=Uv1=9V;电压表V2量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表示数Uv2=1.8V,则电阻R2两端电压为1.8V。
[2] R1两端的电压
通过R1的电流
;
[3]电路通电后的总功率
16. 6 30Ω 0.48
【详解】[1]当S1、S2闭合,滑动变阻器滑片移至a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,此时灯泡和定值电阻并联,电流表测量干路电流;灯L正常发光,根据并联电路的电压特点可知电源电压
[2]根据 可知通过灯泡的电流
根据并联电路的电流特点可知通过定值电阻的电流
根据欧姆定律可知定值电阻的阻值
[3]设定灯L电阻保持不变,根据 可知灯泡的电阻
当S1断开,S2闭合,滑片移至b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电流表读数是0.2A,根据可知,灯L的实际电功率
17. 加热 小于 小于
【详解】[1]如图所示,开关S1和S2都闭合时,R2处于短路,电路为R1的简单电路,加热电路的电阻为R1=66Ω,根据电功率公式可得此时的加热功率为
开关S1闭合,S2断开时,加热电路为两电阻串联,根据串联电路电阻的关系,总电阻为
根据电功率公式可得此时的加热功率为
所以,即开关S1和S2都闭合时加热功率较大,故此时为加热状态。
[2]开关S1闭合,S2断开时,加热电路为两电阻串联,由电功率公式可知,当电流相同时,功率与电阻成正比,R1=66Ω、R2=176Ω,即,故R1的功率小于R2的功率。
[3]根据题意,LED指示灯发红光时R0的电阻大于发绿光的电阻,根据欧姆定律,电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比,故发红光时LED灯的电流小于发绿光时LED灯的电流。
18.(1)100W;(2)44Ω;(3)84%
【详解】解:(1)闭合开关S1,断开开关S2,电路中只有R1接入电路,此时电路处于保温档,保温档功率
(2)闭合开关S1、S2,电路中只有R1、R2并联接入电路,电路处于加热档,R2的功率
由可知,R2的电阻
(3)水温度升高75℃吸收的热量
这个过程消耗的电能
电蒸锅的加热效率
答:(1)保温档的功率为100W;
(2)电阻R2的阻值44Ω;
(3)电蒸锅的加热效率为84%。
19.(1)1.452×105J;(2)0.2A;(3) 110Ω
【详解】(1) 由图乙可得,饮水机加热时,加热功率P1 =484 W ,加热时间t1 = 300s,故饮水机处于加热档阶段消耗的电能
W1=P1t1=484 W300s=1.452×105J
加热挡阶段消耗的电能为1.452×105J。
(2)只闭合S时,R1接入电路,此时饮水机处于保温档。由图乙可知,保温功率为P2 =44 W,流过R1的电流
I2===0.2A
流过R1的电流为0.2A。
(3)当开关S、S0闭合时,R1与R2并联,处于加热档,那R2的功率
P=P1-P2=484 W-44 W=440 W
由P=得R2的阻值
R2===110Ω
R2的阻值为110Ω。
答: (1) 饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为1.452×105J;
(2)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流为0.2 A;
(3) R2的阻值为110Ω。
20.(1)0.5A(2)4Ω(3)0.75W
【详解】(1).小灯泡标有“6V 3W”字样,说明灯泡的额定电压是6V,额定功率是3W,由P=UI知道,灯泡的额定电流是:

由欧姆定律,灯泡的电阻是:

(2).根据题意知道,灯泡正常工作时电路中的电流是:
I=IL=0.5A,
由串联电路的分压特点知道,此时滑动变阻器两端的电压是:
U滑=U总-U=8V-6V=2V,
此时滑动变阻器R接入电路的阻值是:

(3).当电压表示数为3V时,即灯泡两端的实际电压是3V,此时灯泡的实际功率是:

21.(1)0.5A;(2)660W;(3)0.286 kW h
【详解】解:(1)由图甲知,两个开关都闭合时,两电阻并联连接,处于加热状态;只断开S2,电路中只有R1工作,处于保温状态。此时,电路中的电流
(2)加热状态时,通过R2的电流
则电路的总电流
I总=I+I2=0.5A+2.5A=3A
加热时,电饭锅的功率
P=UI总=220V×3V=660W
(3)由图乙知,此次煮饭全过程加热所用时为0.4h,保温所用时为0.2h,则全程消耗的电能
W=Pt1+P1t2=660×10-3kW×0.4h+110×10-3kW×0.2h=0.286kW h
答:(1)保温时的电流I为0.5A;
(2)加热时电饭锅的功率P为660W;
(3)这次煮饭全过程电饭锅消耗的电能W为0.286kW h。
22.(1)8.8Ω;(2)8.4×106J;(3)7000W
【详解】解:(1)由图知,两开关同时闭合时,两电阻并联,只闭合S1时,为R1的简单电路;因为并联的总电阻小于其中任一电阻,根据可知,只闭合S1时,电阻较大,功率较小,为低温挡,电热丝R1的阻值
(2)用高温挡淋浴时,淋浴20min共用水100L,水的质量
水从初温20℃升高到40℃吸收的热量
(3)由题知,假设热水器电热丝正常工作且产生的热量全部被水吸收,则消耗的电能
该热水器高温挡功率
答:(1)电热丝R1的阻值为8.8Ω;
(2)水吸收的热量为8.4×106J;
(3)该热水器高温挡功率为7000W。
23.(1)110Ω;(2);(3)200V
【详解】解:接ab,R1、R2并联,接c,只有R2的简单电路,由可知,如图丙所示,接ab为高挡位电流为;接c为低挡位电流为。
(1)电热丝R2的阻值为
(2)此过程中电饭锅工作的电流做功为
(3)用电器的实际功率为
高挡位的总电阻为
实际电压为
答:(1)电热丝R2的阻值为110Ω;
(2)此过程中电饭锅工作的电流做功为;
(3)在第(2)情况下,实际电压为200V。
24.(1)0.5A;(2)10Ω;(3)0.7W
【详解】解:(1)由图甲可知,R1与R2串联接入电路,电流表测电路中电流,电压表测R2两端电压,由题意可知,R1的额定电压为U1=5V,电源电压为U=7V,故由串联电路的电压规律可知,此时R2两端电压为
U2=U-U1=7V-5V=2V
由图乙可知,当R2两端电压为2V时,此时电路中的电流为I=0.5A,故可知R1的额定电流为0.5A;
(2)由题意及(1)中分析可知,R1的额定电压为U1=5V,R1的额定电流为I=0.5A,故由欧姆定律可知,R1的电阻值为
(3)由图乙可知,电压表的示数为6V时,此时电路中的电流为I1=0.1A,故由P=UI可知,整个电路消耗的电功率为
P=UI1=7V×0.1A=0.7W
答:(1)R1的额定电流为0.5A;
(2)R1的电阻值为10Ω;
(3)电压表的示数为6V时,整个电路消耗的电功率为0.7W。
25.(1)440W;(2)1.5A,330W;(3)2.64×105J
【详解】解:(1)R1、R2是两个相同的电热丝,每个电热丝正常工作时的电压为220V,由图乙知电热丝正常工作时的电流为2A,根据欧姆定律知每个电热丝正常工作时的电阻为
R1=R2===110Ω
每个电热丝正常工作的额定功率为
P额=U额I额=220V×2A=440W
(2)由图可知只闭合S2时两电热丝串联,因为两电热丝的阻值相等,所以两电热丝分得的电压相等,都为110V,由图乙知此时流过电热丝的电流为1.5A,此时电暖器消耗的总功率为
P=UI′=220V×1.5A=330W
(3)只闭合S1和S3,两电热丝并联,此时两电热丝两端电压相等,均等于220V,即两电热丝均正常工作,则两电热丝的总功率为
P总=2×440W=880W
电暖器工作5min消耗的电能为
W=P总t=880W×5×60s=2.64×105J
答:(1)每个电热丝正常工作时的电阻及额定功率是440W;
(2)只闭合S2时,流过电热丝的电流为1.5A,此时电暖器消耗的总功率为330W;
(3)只闭合S1和S3,让电暖器工作5min,消耗电能为2.64×105J。
26. 大 先变大,后不变 100 50.4 109
【详解】(1)[1]直流充电桩比交流充电桩的电压更高、电流更大,据P=UI知,充电功率会更大。
(2)[2]由图乙知,D由30%到55%时,充电功率变大,D由55%到70%时,充电功率保持不变,所以D从30%增至70%的过程中,充电功率先变大,再保持不变。
[3]由图乙知,D为70%时,充电功率为40kW。由表格数据知,充电电压为400V,据P=UI知,充电电流
(3)[4]由表格数据知,D为70%时,消耗的电能为24.0kW h,充电费用为28.80元。则每度电的费用
充满电时,需要消耗的电能
测试全过程的充电费用为
60kW h×(100%-30%)×1.2元/kW h=50.4元
(4)[5]D从80%增至90%,消耗的电能
由图乙知,这个过程充电功率15kW,用时
那么,D从70%增至80%用时
D从90%增至100%的充电功率与80%增至90%的相同,用时相同,所以整个过程充电时长
t=t0+t1+t2+t3=45min+16min+24min+24min=109min
27. 半导体 并 > C 9 2160
【详解】(1)[1]由题意可知,PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,因此PTC是半导体材料。
(2)[2]由图可知,各条PTC加热丝互不影响,故PTC加热丝是并联的。
[3]因为PTC加热丝是并联的,并联的PTC加热丝越多,电流越大,故IA>IB。
(3)[4]由图丙可知,PTC加热丝的阻值随温度的升高,先变小后变大,由题意可知,当温度达到40℃时,PTC加热丝的发热功率等于散热功率,温度保持不变,即温度达到40℃后PTC加热丝的阻值不变,因此眼罩加热电路开关闭合后,PTC加热丝的阻值先变小后变大再不变,由可知,其功率先变大后变小再不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[5]由可知,电源电压一定时,电阻越小,电功率越大,由图丙可知,PTC加热丝的最小阻值为40Ω,由题意可知,电加热眼罩由10根PTC加热丝并联组成,由并联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
则眼罩加热电路的最大发热功率
[6]由图丙可知,当温度为40℃时,PTC加热丝的阻值为100Ω,由并联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
则当温度为40℃时,通电10min,眼罩加热电路消耗的电能
28. 60 3400 100 9×108 3.6×108 42.4%
【详解】解:(1)[1]该混合动力汽车的重力
摩擦阻力约为车重的0.06倍,受到路面的摩擦力为
[2]当风速为45km/h时,汽车所受的总阻力为 ,因空气对行驶汽车的阻力与速度的平方成正比,所以,当汽车的速度为90km/h时有
汽车所受的空气阻力为
[3]汽车发动机克服摩擦和空气阻力做功的功率为
(2)[4]完全燃烧燃油20kg能放出的热量
[5]克服摩擦和空气阻力做的功为
[6]蓄电池储存电能的增加量
获得的有用能量
该汽油燃料的转化效率为
29. 10Ω 0.24A 不能 14.4J
【详解】(1)[1]由图2可知,电阻R的阻值为
(2)[2]S1闭合,S2断开时,只有R的简单电路,电压表测量R两端的电压,电流表测量通过R的电流,由图3可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数是2.4V,电流表的示数
(3)[3]闭合S2后,电阻R与灯泡L并联,电流表测量干路中的电流,电压表测量R和L两端的电压,电压表的示数为2V,小灯泡L的额定电压为3.8V,灯泡的实际电压是2V,低于额定电压,小灯泡不能正常发光。
[4]由图4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0.44A,通过R的电流
由并联电路电流的规律可知通过L的电流
IL=I-I3=0.44A-0.2A=0.24A
小灯泡L工作30s所消耗的电能
W=U3ILt=2V×0.24A×30s=14.4J
30. 最小值 10Ω 20Ω 0.3W R 不是
【详解】(1)[1][2]图中定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路的电流;电子秤空载时,滑动变阻器接入电路中的阻值是最小值,只有定值电阻工作,根据可知,定值电阻R0的阻值为
(2)[3][4]最大称量时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,滑动变阻器的阻值为
R滑=km大=20Ω/kg×1kg=20Ω
则总电阻
R=R0+R滑=10Ω+20Ω=30Ω
该电子秤的总功率为
(3)[5][6]物体质量越大,滑片位置越往下端,滑动变阻器接入电路的阻值越大,滑动变阻器分压越多,若电压表并联在滑动变阻器R的两端时,电压表的示数会增大,符合题意;当电压表并联在滑动变阻器的两端后,电压表的示数为
此函数不是一次函数,所以电压表改装后的电子秤刻度分布不是均匀的。
31. 8800 1.512×105 0.05 84% 小于 电热水壶的实际电压低于额定电压 电热水壶
【详解】(1)[1]10(40)A,10A表示电能表的标定电流,40A表示电能表的额定最大电流,因此该电能表所接电路的最大总功率
(2)[2]一个标准大气压下水的沸点为100℃,则水吸收的热量
[3]800imp/(kW h)表示电路中的用电器消耗1kW h电能,电能表的指示灯闪烁800次,则热水壶消耗电能
[4]电热水壶的效率
(3)[5][6]电热水壶的实际功率
由于电路中的电压低于电热水壶的额定电压,所以电热水壶的实际功率会小于额定功率。
(4)[7]电热水壶烧水的费用
煤气炉烧开这些水的费用
0.0335元<0.08元,所以从使用成本上考虑,使用电热水壶更划算。
32. 串联 变大 变小 变小 100 10 400
【详解】(1)[1]由文中信息可知,电热水壶上的蒸汽开关与双金属片开关相互影响,只有同时闭合时才能工作,当一个开关断开时,电路就断开,故它们是串联接在电路中。
(2)①[2][3][4]防干烧的保护原理:当水烧干后,即温度高于100℃时,RT的电阻随温度的升高而增大,总电阻增大,根据知,电路的总功率减小,由知产生的热量随之减少,使产生的热量小于(或等于)其向周围空间散发的热量时,其温度下降(或不再升高)。
②[5]从图像上可知,当温度为100℃时RT的电阻最小,此时总电阻最小,根据知电路的实际功率最大。
③[6][7]当在设定温度状态(温度为100℃)工作时,RT的阻值为RT=34Ω,R0、RT串联,电路消耗的总功率1100W,则电路的总电阻为
R0的阻值为
当RT的温度为130℃时,由图像可知,此时RT的阻值为100Ω,此时电路中的总电阻为
此时电路中的电流为
RT两端的电压为
RT的实际功率为
33. 半导体 增大 减弱 释放 0.4 100Ω 1.2
【详解】(1)[1]依题意得,常用的光敏电阻是硫化镉光敏电阻,它是由半导体材料制成的。
[2]由表格中数据得,随着光照强度减小,光敏电阻R的阻值增大。
[3]由图得,光敏电阻与定值电阻R0串联,当光敏电阻R的阻值增大时,电路总电阻变大,电路的电流变小,电磁铁的磁性减弱。
[4]当光照强度减小到一定值时,光敏电阻的阻值增大到一定值,电路电流减小到一定值,电磁铁磁性减弱到一定程度,衔铁会被释放,照明电路接通,照明系统启动。
(2)[5]依题意得,工作电路中的两盏灯泡规格均为“220V 44W”,由得,灯泡正常发光的电流为
由图得,两灯泡并联,所以当两灯泡正常发光时,工作电路中的总电流为
(3)[6]依题意得,通过线圈的电流为0.02A时,恰好启动工作电路的照明系统,由得,此时控制电路中的总电阻为
此时光敏电阻R的阻值为
[7]由表格中的数据可以看出,光照强度与相应的光敏电阻的乘积相同,可得
1.0lx×120Ω=E×100Ω
所以当光敏电阻的阻值为100Ω时,相应的光照强度为