第18章 电功率 综合复习题(含解析) 2022-2023学年上学期贵州省各地九年级物理期末试题选编

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名称 第18章 电功率 综合复习题(含解析) 2022-2023学年上学期贵州省各地九年级物理期末试题选编
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科目 物理
更新时间 2023-09-25 15:32:46

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第18章 电功率 综合复习题
一、单选题
1.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁使用会导致它的电能消耗得很快,当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,这是通过以下哪种方式实现的(  )
A.降低散热能力 B.减小总功率
C.增大电池电压 D.增大电流
2.(2022秋·贵州毕节·九年级统考期末)如图甲的电路中,电源电压为且保持不变,闭合开关后,滑片从端移动到端的过程中,电压表的示数与电流表的示数的关系图像如图乙,下列判断正确的是(  )
A.的阻值为 B.电路消耗的最小功率为
C.滑动变阻器的最大阻值为 D.电路消耗的最大功率为
3.(2022秋·贵州六盘水·九年级统考期末)“模拟调光灯”的电路如图甲,电源电压,电压表量程“”,电流表量程“0~0.6A”,滑动变阻器(20Ω 1A),灯泡标有“2.5V 1.25W”,调节滑动变阻器测得多组数据,作出图线如图乙,下列判断正确的是  
A.随电压的增加,小灯泡的电阻减小
B.电路中最小电流是
C.灯泡正常发光时,电路的总功率是
D.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值是
4.(2022秋·贵州贵阳·九年级统考期末)为满足生活需要,我们充分利用电器设备获取各种能量。下列用电器中将电能主要转化为机械能的是(  )
A.电饭锅 B.电热毯 C.电炉 D.电风扇
5.(2022秋·贵州贵阳·九年级统考期末)各式各样的家用电器是生活中不可或缺的“帮手”,其中利用电流热效应工作的是( )
A.电风扇 B.抽油烟机 C.电冰箱 D.电饭锅
6.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)中国高温超导研究已领跑世界,如果你能研制出常温下的超导体,你会用它来制作(  )
A.热水器的电阻丝 B.家用保险丝
C.远距离输电导线 D.小灯泡的灯丝
7.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)规格相同的用电器,它们正常工作时,相同时间内产生热量最多的是(  )
A.电冰箱 B.电脑 C.电风扇 D.电烙铁
二、多选题
8.(2022秋·贵州贵阳·九年级统考期末)如图是定值电阻R和灯泡L的I—U图像,下列说法正确的是(  )
A.两元件的电流与电压均成正比关系
B.当通过两元件的电流为0.3A时,L的阻值小于R的阻值
C.若电阻R和灯泡L并联在电压为1V的电源两端,干路电流为0.6A
D.若电阻R和灯泡L串联,则电路中电流为0.4A时,电路的总功率为1.2W
9.(2022秋·贵州遵义·九年级统考期末)如图所示电路中,电源电压保持不变,S1和S2是两个可以同时断开或同时闭合的联动开关,已知R1=R2=R3。当两个开关处于某一工作状态(断开或闭合)时,R2的功率为P2;当两个开关处于另一个工作状态时,R3的功率为P3(P2、P3均不等于零),则前后两个工作状态相比较(  )
A.通过R1的电流之比为1:2 B.R1两端的电压之比为2:1
C.功率P2与功率P3之比为1:4 D.电路消耗的总功率之比为4:1
三、填空题
10.(2022秋·贵州铜仁·九年级统考期末)如图所示,电能表的示数为 ,如果用电器连续工作12min,转盘转过1800圈,则此段时间内用电器消耗了 度电。
11.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)小明家电能表上月底的示数为,本月底的示数如图所示。若当地电价为0.46元/kW·h,则他家本月应缴纳电费 元。
12.(2022秋·贵州贵阳·九年级统考期末)如图所示电路,电源电压保持不变,当开关S闭合时,电流表A1和A2的指针偏转程度完全相同(A1和A2均为实验室常用电流表),整个电路消耗的总功率为10W,若R1=8Ω,则电源电压U= V。
13.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示。现将元件甲、乙串联后接在电路中,电路中的电流为0.2A,则此时元件甲两端的电压为 V,整个电路消耗的总功率是 W。
14.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)如图所示电路,移动变阻器滑片的过程中,电压表示数由1V增大到6V,此时电流表示数变化了0.25A,则定值电阻R1= Ω,电阻R1消耗的电功率的变化量为 W。
15.(2022秋·贵州遵义·九年级统考期末)如图所示是小明家新购买的电热水壶,其铭牌如表所示。小明将该电热水壶注满初温为25℃的水,通电后正常工作125s,水的温度升高到50℃,则在这段时间内水吸收的热量是 J,电热水壶的加热效率是 %。[水的密度是1.0×103kg/m3,水的比热容:c=4.2×103J/(kg ℃)]。
型号 SYL﹣520
额定功率 220V
频率 50Hz
额定功率 2000W
容量 2L
16.(2022秋·贵州铜仁·九年级期末)如图所示,小灯泡规格为“6V、3.6W”(灯丝电阻不变)。闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移至a端时,电流表示数为0.6A;当滑片P移至b端时,电压表示数为4V。则:小灯泡灯丝电阻是 Ω,电源电压是 V,滑动变阻器最大阻值是 Ω,滑片P位于b端时,滑动变阻器的电功率是 W。
17.(2022秋·贵州毕节·九年级统考期末)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2=10Ω。当S闭合,S1断开时电流表示数变为0.3A;当S、S1都闭合时,电流表示数为0.4A;则电源电压为 V,电阻R1的阻值为 Ω,R2消耗的电功率为 W。
18.(2022秋·贵州六盘水·九年级统考期末)如图所示,电阻甲和乙的I-U图像,甲的电阻R甲= Ω;如甲、乙并联在2V电路中,干路中的电流I= A;如甲、乙串联时,通过甲的电流为0.2A时,则电路总功率P= W。
19.(2022秋·贵州毕节·九年级统考期末)如图所示,电源电压不变,先闭合开关S1,电流表示数为0.4A, 再闭合开关S2,电流表示数增加了0.2A,则R1、R2两端电压之比为 ,R1、R2电阻值之比为 ,若电阻R1=5Ω,通电1min 电阻R2产生的热量为 J。
20.(2022秋·贵州六盘水·九年级统考期末)电视节目“荒野求生”中展示了一个野外获取火种的场景:主持人将口香糖的铝纸剥下,剪成5毫米宽、10厘米长、中间较窄的细条,使铝纸条两端的铝面直接接触电池的正负极,很快发现铝纸条中处开始冒烟,起火苗,如图所示,这是因为铝具有 性(选填“导电”或“导热”),把它的两端直接接入电池正负极,造成短路,电流很 ,铝纸条中间最细处的电阻较 ,迅速发热使温度达到纸的着火点而燃烧起来.
四、作图题
21.(2022秋·贵州贵阳·九年级统考期末)如图所示是一台额定功率为300W取暖器的电路原理图,S是控制开关,R是发热电阻丝。现增加一个开关S0、一根与R相同阻值的电热丝R0,请设计一个具有300W和600W两个挡位的取暖器电路图。
五、实验题
22.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)一只小灯泡的额定电压为2.5V,小明想测量这个小灯泡的额定功率,实验电路如图甲所示。
(1)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.32A,则此小灯泡的额定功率为 W;
(2)完成上述实验后,小明又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 (选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额;
②滑动变阻器的滑片 (选填“向左移”、“向右移”或“不动”),再开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U1;
③用U1、U额、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式为P= 。
23.(2022秋·贵州毕节·九年级统考期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为5Ω,所用滑动变阻器的最大阻值40Ω。
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接:要求滑动变阻器的滑片向右移动时阻值变大 ;
(2)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或者“B”)端;
(3)小明正确连好电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数很大。请指出故障的原因 ;
(4)某次实验中电压表和电流表的示数如图乙、丙所示,则此时小灯泡的实际功率为 W。要测量小灯泡的额定功率,应该向 (选填“A”或者“B”)移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V时,读出电流表的示数,最后利用公式 求出额定功率。
24.(2022秋·贵州毕节·九年级统考期末)为探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关,设计如图甲的装置,将两段阻值不同的电阻丝(R1=5Ω,R2=10Ω)分别密封在两个完全相同的容器内,密闭容器内封闭等量的空气。
(1)图甲两个密闭容器内电阻丝按照虚线框中的方式连接时,是为了保证 相同。
(2)在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察 来进行比较的,从图甲中的现象可以得出结论:电流与通电时间相同时,电阻越大,电阻产生热量越 (选填“多”或“少”)。
(3)利用图甲装置实验得出结论后,实验小组想通过改变电流来看看在其它电流大小情况下,之前的结论是否依然成立,下列哪些操作可行的是
A.用导线将B盒电阻丝两端直接连接 B.将5Ω电阻更换为20Ω电阻
C.在A盒电阻丝两端并联一个5Ω的电阻 D.适当提高电源电压
(4)将甲装置改换如图乙所示,为探究电流通过导体时产生热的多少与电流大小关系,D盒中的电阻丝的电阻应该为 Ω。实验过程中,C、D两容器中电阻丝相同时间内放出热量QC QD(选填“大于”“小于”“等于”);若将右容器外的电阻丝放入容器内,则可探究电流产生的热量跟 的关系,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧的液面高。
六、简答题
25.(2022秋·贵州贵阳·九年级统考期末)国家标准规定:电热水壶的电源线长度不大于75cm,请你从电热的角度解释制定这一规定的理由。
26.(2022秋·贵州毕节·九年级统考期末)小斌家电热毯的电阻丝烧断后,他把电阻丝接起来又能继续使用,但没过多长时间接头处又被烧断了,请你用所学物理知识帮小斌解释一下电热毯电阻丝接头处容易被烧断的原因?
七、计算题
27.(2022秋·贵州贵阳·九年级统考期末)如图甲所示是一款集榨汁、加热、保温于一体的破壁机简化电路图。在制作一杯热饮时,首先,仅闭合开关S,电动机工作将原材料粉碎榨汁;随即S自动断开,发热电路(图中虚线框内电路)自动进入加热阶段;当饮料达到设定温度时,发热电路自动转为保温状态。如表格所示是该破壁机的部分参数。
破壁机部分参数
额定电压 220V 加热功率 440W
榨汁功率 88W 保温功率 88W
请你回答下列问题:
(1)若榨汁阶段电动机连续工作5min,求消耗电能是多少J?
(2)当破壁机处于加热阶段时,开关S1、S2应分别处于什么状态?
(3)求电阻R2的阻值是多少Ω?
28.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)如图所示,R0是阻值为8Ω的定值电阻,R为滑动变阻器,其上标有“100Ω 3A”字样,电流表A1、A2的量程为0~3A,灯泡上标有“6V 3W”字样。
(1)求灯泡的额定电流;
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡正常发光,求电源电压的大小;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,在不损坏电路元件的前提下,求R消耗电功率的最小值和最大值。
29.(2022秋·贵州铜仁·九年级期末)标有“4V 1W”的小灯泡和“20Ω 1A”的滑动变阻器连接在图所示的电路中,电源电压为6V,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”。闭合开关,移动滑动变阻器。求:
(1)小灯泡L正常发光时的电流,滑动变阻器R接入电路中的阻值大小。
(2)为确保电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是多少?(不考虑温度对电阻的影响)
(3)当滑动变阻器达到允许的最大值时,小灯泡L的实际电功率是多少?
30.(2022秋·贵州毕节·九年级统考期末)如图所示是一种太阳能照明灯,太阳能电池板供一只“12V 9W”的电子节能灯工作。若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3 m2,平均1 h内得到的太阳辐射能约为0.4×106 J,太阳光照射8 h,恰好可供电子节能灯正常工作10 h。求:
(1)太阳光照射8 h后,电池板获得的能量;
(2)电子节能灯正常工作10 h消耗的电能;
(3)太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少?
31.(2022秋·贵州毕节·九年级统考期末)如图甲所示是一只多功能养生壶,类似于电水壶。某品牌养生壶简化电路图如图乙所示,部分数据如表。求:
项目 参数
电源电压/V 220
低温挡功率/W 110
中温挡功率/W 220
高温挡功率/W ?
(1)养生壶处于低温挡工作时,电路中的电流大小;
(2)当开关S1闭合,S2接A处,养生壶处于中温挡时,工作5min消耗的电能;
(3)养生壶处于高温挡工作时的功率。
32.(2022秋·贵州遵义·九年级统考期末)如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,灯泡L上标有“6V 3W”字样,灯泡的电阻不随温度发生变化。当开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器R2的滑片调到b端时,电路消耗的功率P1=2.7W;继续移动滑动变阻器R2的滑片到中点时,电路消耗的功率为P2,且P1:P2=2:3。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)电源电压;
(3)当开关S、S2闭合,S1断开,调节滑片P,使灯泡正常发光,此时滑动变阻器接入电路的阻值。
33.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“3V 0.9W“字样,忽略温度对灯丝电阻的影响.当开关S1、S2闭合,滑片P置于a端时,小灯泡L正常发光,电流表示数为0.45A.求:
(1)灯丝的电阻和滑动变阻器的最大阻值;
(2)当开关S1闭合,S2断开,滑片P置于b端时,通电10s滑动变阻器R产生的热量.
八、综合题
34.(2022秋·贵州安顺·九年级统考期末)阅读短文,回答问题:
高压输电
从发电站发出的电能,一般都要通过输电线路送到各个用电地方,输电要用导线,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。输电线有电阻,由于电流的热效应,通过时就要发热,输电线上损耗的热功率为P额=I2R,它正比于电流的平方(焦耳定律Q=I2Rt),所以减小输电电流和减小输电线的电阻就可以大大降低电能的损失。设想发电厂输出的电功率是一定的,根据P=UI,若提高输电电压U,那么线路中的电流I一定会减小,输电线上损失的电功率(P额=I2R)就一定减少,如果线路中电流降低到来的,那么线路中损失的功率就减少为原损耗的,因此说提高电压可以很有效的降低线路中的功率损失。从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说,远距离输送电能要采用高电压或超高电压,从发电站输出的电能,一般都要通过升压变压器提升电压很据输送距离的远近,常采用10千伏、35千伏、110千伏、220千伏的高压输电,甚至1000千伏以上的特高压输电,到达用户处再用降压变压器逐级降低电压,但也不能盲目提高输电电压,因为输电电压越高,输电架空线的建设,对所用各种材料的要求就越严格,线路的造价就越高。
(1)电厂向某地供电,在保证输电功率一定的前提下,能有效地降低输电线路功率损失的方法是 ;
A.减小输电线的横截面积
B.减小输电线的长度
C.提高输电电压
D.缩短供电的时间
(2)中国已投产运行的1000kV的特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程,若甲乙丙地原来用500kV的超高压输电,现用1000kV的特高压输电,当输电功率相同时,则线路上的功率损耗为原来的 倍;
(3)如图乙,R线表示输电线的总电阻,配电站的供电电压U一定,傍晚用电高峰时期,家庭电路的电压与白天的比较,会 (升高/不变/降低);
(4)由电厂向用户输电,输送的功率P一定,关于输电电压U与输电电流的I的关系图像正确的是 。
A. B.
C. D.
参考答案:
1.B
【详解】当电能W一定时,由可得,要延长使用时间t,则需要减小总功率P,因此手机的“省电模式”是通过减小总功率的方式来延长使用时间的;根据可知,电源电压一定,功率变小,电路中的电流变小,因此“省电模式”是通过减小电流的方式来延长使用时间的。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.B
【详解】A.由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联在电路中,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当滑片从端移动到端的过程中,滑动变阻器阻值变小,电流表示数变大,电压表示数变小,由图乙可知,电路中的最大电流为0.6A,此时滑动变阻器两端电压为0,此时滑动变阻器阻值为0,电路中只有定值电阻,所以定值电阻R1的阻值为
故A错误;
BD.由图乙可知,电路中的最大电流为0.6A,电路中的最小电流为0.2A,由可知,电路消耗的最小功率为
电路消耗的最大功率为
故B正确,D错误;
C.当滑片在b端时,滑动变阻器的阻值最大,电路中的电流最小,滑动变阻器两端电压最大,由图乙可知,当滑片在b端时,电路中的电流为0.2A,滑动变阻器两端电压为4V,滑动变阻器的最大阻值为
故C错误。
故选B。
3.C
【详解】A.灯与变阻器串联,电压表测灯的电压,电流表测电路的电流,由图乙知,随电压的增大,通过灯的电流变大,灯的功率变大,灯丝的温度升高,灯的电阻变大,故A错误;
B.根据图乙知,当灯的电压为额定电压时,灯的额定电流为
由欧姆定律,灯正常发光时的电阻
变阻器连入电路的电阻越大,电压表示数越小,电流表示越小,根据,灯的实际功率越小,灯丝的温度越低,灯的电阻越小,即灯电压小于时,灯的电阻小于
根据欧姆定律和串联电阻的规律,当变阻器连入电路的电阻最大时,电路的电流大于
故B错误;
C.灯泡正常发光时,电路的总功率是
故C正确;
D.根据串联电路的规律及欧姆定律,灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值
故D错误。
故选C。
4.D
【详解】电炉、电热毯、电饭锅工作时,都是把电能转化为内能;电风扇主要是把电能转化为机械能,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.D
【详解】A.电风扇工作时,主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应,故A不符合题意;
B.抽油烟机工作时,主要将电能转化为机械能,不是利用电流的热效应,故B不符合题意;
C.电冰箱压缩机工作时,主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应,故C不符合题意;
D.电饭锅工作时,主要将电能转化为内能,利用了电流的热效应,故D符合题意。
故选D。
6.C
【详解】热水器的电阻丝、家用保险丝和小灯泡的灯丝都是用电流的热效应工作的,根据焦耳定律知,电阻为零无法将电能转化为内能,因此不能用超导体制作;用超导体制作远距离输电导线,能减少电能的损失,因此可以用超导体制作,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.D
【详解】四个电器功率一样,正常工作相同时间,由W=Pt可知它们消耗的电能一样。
A.电冰箱工作时主要把电能转化为机械能,故A不符合题意;
B.电视机工作时主要把电能转化为光能、声能等,产生的热量较少,故B不符合题意;
C.电风扇工作时把电能主要转化为机械能,产生的热量较少,故C不符合题意;
D.电烙铁工作时把电能全部转化为内能,全部用来产生热量,产生的热量较多,故D符合题意。
故选D。
8.BCD
【详解】A.定值电阻的阻值不变,由可知通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,其I—U图像是一条过原点的倾斜直线;由图知,灯泡的I—U图像是一条曲线,说明通过它的电流与电压不成正比关系,故A错误;
B.当通过两元件的电流为0.3A时,由图像可知,灯泡L和电阻R两端的电压分别为0.5V、1.5V,由知,L的阻值小于R的阻值,故B正确;
C.若电阻R和灯泡L并联在电压为1V的电源两端,由并联电路的电压特点可知,R和L两端的电压均等于1V,由图像可知此时通过L的电流为IL=0.4A,通过R的电流为IR=0.2A,由并联电路的电流特点可知干路的电流
I=IL+IR=0.4A+0.2A=0.6A
故C正确;
D.若电阻R和灯泡L串联,当电路中电流为0.4A时,由图像可知,灯泡L和电阻R两端的电压分别为1V、2V,则电源电压
U=1V+2V=3V
电路的总功率
故D正确。
故选BCD。
9.BD
【详解】A.由电路图可知,当两个开关都闭合时,电阻R3短路,R1、R2并联,通过R1的电流
由可知,R1两端的电压
电阻R2消耗的功率为
已知R1=R2,则电路的总功率为
两个开关都断开时,R1、R3串联,已知R1=R2=R3,且串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以此时电路中的电流为
R1两端的电压为
电阻R3消耗的功率为
电路的总功率为
所以通过R1的电流之比为为
故A错误;
B.R1两端的电压之比为为
故B正确;
C.功率P2与功率P3之比为
故C错误;
D.电路消耗的总功率之比为
故D正确。
故选BD。
10. 201.9 0.5
【详解】[1]电能表最后一位是小数位,单位是,从电能表上可以看出电能表的示数为。
[2]电能表上标有“”是指:电路中每消耗的电能,电能表转3600转,则转盘转过1800圈消耗的电能为
11.46
【详解】由图可知,本月底电能表示数为
W2=2918.2kW·h
则本月用电量为
W=W2-W1=2918.2kW·h-2818.2kW·h=100kW·h
本月应缴电费为
100kW·h×0.46元/kW·h=46元
12.4
【详解】由图可知,R2与R1并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路电流;电流表A1和A2的指针偏转程度完全相同,根据并联电路特点,则两个电流表的量程不同,假设A1的示数为I,此时用的是小量程,电源电压的
U=IR1=I×8Ω
A2测干路电流,由并联电路的电流特点可知用的大量程,根据大量程是小量程的5倍关系,得出总电流为5I,电路的总功率
P=UI总=I×8Ω×5I=10W
解得I=0.5A,则电源电压
U=IR1=0.5A×8Ω=4V
13. 1 0.6
【详解】[1][2]将元件甲、乙串联后接在电路中,电路中的电流为0.2A,根据串联电路的电流特点可知,通过甲、乙电路元件的电流相等,由图像可知,当电流为0.2A时,对应的甲元件两端的电压为1V,对应的乙元件两端的电压为2V,由串联电路的电压特点可知电源电压为
U=U甲+U乙=1V+2V=3V
则整个电路消耗的总功率为
P=IU=0.2A×3V=0.6W
14. 20 1.75
【详解】[1]由电路图可知,闭合开关后,R1与滑动变阻器串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。当电压表示数由1V增大到6V时,电流表示数变化了0.25A,则
解得:R1=20Ω。
[2]定值电阻R1消耗的电功率的变化量为
15. 2.1×105 84
【详解】[1]由可得,水的质量
水吸收的热量
[2]电热水壶正常工作125s消耗的电能
则电热水壶的加热效率
16. 10 6 20 0.8
【详解】[1]由图灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,已知灯泡的额定电压和额定功率,由可知,灯泡的电阻为
[2]当滑动变阻器的滑片P移至a端时,电路为只有灯泡的简单电路,由串联电路电压特点可得电源的电压为
U=UL=ILRL=0.6A×10Ω=6V
[3]当滑片P移至b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,灯泡两端的电压
UL=U﹣U滑=6V﹣4V=2V
由串联电路电流特点和欧姆定律可得电路中的电流为
滑动变阻器的最大阻值
[4]滑动变阻器消耗的功率
P2=U滑I2=4V×0.2A=0.8W
17. 3 30 1.2
【详解】[1]由电路图可知,开关S闭合,开关S1断开时,电路为R2的简单电路,电流表测通过R2的电流,开关S、S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R2的电流不变,即通过R2的电流
I2=0.3A
根据
可得电源的电压
[2]因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流
I1=I-I2=0.4A-0.3A=0.1A
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,根据
可得,电阻R1的阻值
[3]由功率的计算公式可得,开关S、S1都闭合时,电路消耗的总功率
P=UI=3V×0.4A=1.2W
18. 5 0.6 0.6
【详解】[1]从图中可以看到,甲的电阻
[2]当甲、乙并联在2V电路中时,从图中可以看到,流过电阻甲的电流是0.4A,流过电阻乙的电流是0.2A,则干路中的电流
[3]甲、乙串联,通过甲的电流为0.2A时,从图中可以看到,甲两端的电压是1V,乙两端的电压是2V,则可知总电压是
电路总功率是
19. 1:1 1: 2 24
【详解】[1][2]由电路图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,则I1=0.4A;再闭合S2时,两电阻并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R1的电流不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表示数的变化量即为通过R2的电流,则I2=0.2A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R1、R2两端电压之比为
U1:U2=1:1
R1、R2电阻值之比为
[3]若R1=5Ω,则
R2=2R1=2×5Ω=10Ω
通电1min 电阻R2产生的热量为
20. 导电 大 大
【详解】因为铝是金属,因此具有导电性;
铝纸条两端的铝面直接接触电池的正负极,造成短路,这样电流会很大,根据影响电阻大小的因素知,铝纸条中间最细处的电阻较大;
再根据可知,电阻较大产生的热量多,所以此处电路中迅速产生大量热量使温度达到锡纸的着火点而使之燃烧.
21.
【详解】根据题意可知,取暖器的额定功率为300W,设计一个具有300W和600W两个挡位的取暖器,根据并联电路各支路互不影响可知,可以给R并联一根与R相同阻值的电热丝R0,闭合开关S0时,R0消耗的功率为300W,根据并联电路的电流电压特点可得则总功率为各支路功率之和,开关S、S0都闭合时电热器总功率为600W。如图所示
22. B 0.8 1 不动
【详解】(1)[1]实验时,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.5V,小于灯泡的额定电压2.5V,要使小灯泡正常工作,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向B端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。
[2]当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.32A,则此小灯泡的额定功率为
(2)实验操作:
①[3]连接好电路,闭合开关S,然后将开关S1,拨到触点1上,移动变阻器的滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压,即为U额;
②[4]保持滑动变阻器的滑片不动,再将开关S1拨到另一触点,即触点2上,读出此时电压表的示数为U1;
③[5]在步骤①中,灯泡、定值电阻和变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,因电压表示数为U额,故灯泡正常发光;在步骤②中,灯泡、定值电阻和变阻器仍串联,电压表测灯泡与定值电阻两端的电压,此时电路连接方式不变,各电阻的大小和电压不变,灯泡仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压为
根据串联电路电流特点,结合欧姆定律可求出灯泡的额定电流为
所以灯泡的额定功率为
23. 断开 B 小灯泡断路 0.51 A 2.5 P=UI
【详解】(1)[1]因灯的额定电压为2.5V,所以电压表选小量程0~3V,灯正常工作时的电流
电流表选择量程0~0.6A,将滑动变阻器串联接入电路,滑动变阻器的滑片向右移动时阻值变大,所以滑动变阻器接左下接线柱,如图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即B端。
(3)[4]灯泡不亮、电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表的正负接线柱、开关、电流表、滑动变阻器与电源正负极之间连接是连通的,所以电路中发生的故障可能是小灯泡断路。
(4)[5][6][7][8]图乙电压表示数为1.5V,图丙电流表示数为0.34A,灯泡的实际功率为
P实=U实I实=1.5V×0.34A=0.51W
此时电压表示数为1.5V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡的电压,电源电压不变,则应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压知识可知,应减小变阻器接入电路的阻值,所以应向A端移动滑片,使灯泡两端的电压为额定电压2.5V,读出电流表的示数,最后利用公式P=UI求出额定功率。
24. 电流 U型管内液面高度的变化 多 BD 10 大于 电阻 左
【详解】(1)[1]图甲两个密闭容器内电阻丝按照虚线框中的方式连接时,两电阻串联在电路中,是为了保证电流相同。
(2)[2][3]实验采用转换法,通过观察U型管内液面高度的变化来比较产生的热量多少,从图甲中的现象可以得出结论:电流与通电时间相同时,电阻越大,U型管内液面高度的变化越明显,即说明电阻产生热量越多。
(3)[4]利用图甲装置实验得出结论后,实验小组想通过改变电流来看看在其它电流大小情况下,之前的结论是否依然成立,用导线将B盒电阻丝两端直接连接后电阻短路;将5Ω电阻更换为20Ω电阻后电路中总电阻变大,电流变小但仍处处相同;在A盒电阻丝两端并联一个5Ω的电阻后,通过A盒原电阻丝和B盒电阻丝的电流不同;适当提高电源电压也可以增大电路中的总电流;故BD符合题意。
(4)[5]将甲装置改换如图乙所示,根据控制变量法思想,为探究电流通过导体时产生热的多少与电流大小关系,D盒中的电阻丝的电阻应该与C盒中的一致即10Ω。
[6][7][8]实验过程中,由于通过C盒中电阻丝的电流较大,则C、D两容器中电阻丝相同时间内放出热量QC大于QD;若将右容器外的电阻丝放入容器内,流通两盒中电阻丝的总电流相同,则可探究电流产生的热量跟电阻的关系,且右侧两电阻并联后总电阻较小,则通电一段时间后左侧的液面高。
25.见解析
【详解】电热水壶属于大功率用电器,在电源电压一定时,由P=UI可知,通过电源线的电流较大,电源线的材料和横截面积一定时,电源线越长,电阻越大,当电流和通电时间一定时,由Q=I2Rt可知,电源线产生的热量越多,容易烧坏电源线的绝缘皮,甚至引起火灾,所以电热水壶的电源线不宜过长,规定长度不大于75cm。
26.见解析
【详解】断了的电阻丝接上再用,连接处接触面积比正常电阻丝的横截面积小,接头处的电阻比正常地方的电阻丝电阻大,根据焦耳定律公式可知,在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多,温度越高,因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的。
27.(1)2.64×104J;(2)应均闭合;(3)440Ω
【详解】解:(1)已知破壁机的榨汁功率为P榨汁=88W,工作时间为t=5min=300s,其消耗的电能
W=P榨汁t=88W×5×60s=2.64×104J
(2)由电路图可知,仅S闭合时,破壁机处于榨汁状态,加热电阻都不工作;S断开,停止榨汁;只S1闭合,电阻R1、R2串联,电路中总电阻最大,由可知总功率最小,处于保温挡;S2、S1同时闭合,只有R1工作,电路中的电阻最小,由可知总功率最大,处于加热挡;故处于加热挡时,只有R1工作,S2、S1均闭合。
(3)处于加热挡时,只有R1工作,由可得R1的阻值
处于保温挡时,R1、R2串联,则电路的总电阻
根据电阻的串联规律可得R2的阻值
R2=R总-R1=550Ω-110Ω=440Ω
答:(1)若榨汁阶段电动机连续工作5min,求消耗电能是2.64×104J;
(2)当破壁机处于加热阶段时,开关S1、S2应均闭合;
(3)电阻R2的阻值是440Ω。
28.(1)0.5A;(2)10V;(3)1W,17.5W
【详解】解:(1)由P=UI得灯泡的额定电流为
(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡L与电阻R0串联,灯泡正常发光,则此时灯泡两端的电压为
UL=U额=6V
此时电路中的电流为
I=I额=0.5A
由知电阻R0两端的电压为
U0=IR0=0.5A×8Ω=4V
所以,电源电压为
U=U0+UL=4V+6V=10V
(3)开关S、S1、S2都闭合时,电阻R0和滑动变阻器R并联,灯泡被短路;电流表A1测通过电阻R0的电流,电流表A2测干路中的总电流。由于滑动变阻器的最大电阻为Rmax=100Ω,则R消耗电功率的最小值为
此时通过R0的电流为
电流表A1测通过电阻R0的电流,电流表A2测干路中的总电流,电流表A1、电流表A2的量程为0~3A,所以,通过R的最大电流为
Imax=I﹣I0=3A﹣1.25A=1.75A
R消耗电功率的最大值为
Pmax=UImax=10V×1.75A=17.5W
答:(1)灯泡的额定电流为0.5A;
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡正常发光,电源电压为10V;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,在不损坏电流表的前提下,R消耗电功率的最小值为1W、最大值为17.5W。
29.(1)8Ω;(2)8Ω~16Ω;(3)0.5625W
【详解】解:(1)当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压
UR=U﹣UL=6V﹣4V=2V
灯泡与滑动变阻器串联,且串联电路处处电流相等,所以电路电流
I=IL=0.25A
由可得,滑动变阻器接入电路中的电阻
(2)灯泡灯丝的电阻
为了不损坏电流表和灯泡,电路中最大的电流是
I最大=IL=0.25A
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小R最小=8Ω;
当滑动变阻器接入电路中电阻最大时,滑动变阻器两端电压最大UR′=3V,此时灯泡两端电压为
UL′=U﹣UR′=6V﹣3V=3V
电路电流
滑动变阻器接入电路中最大的电阻
所以,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω~16Ω;
(3)当滑动变阻器电阻最大R最大=16Ω时,小灯泡的实际电功率
答:(1)小灯泡L正常发光时的电流,滑动变阻器R接入电路中的阻值为8Ω;
(2)为确保电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是8Ω~16Ω;
(3)当滑动变阻器达到允许的最大值时,小灯泡L的实际电功率是0.5625W。
30.(1)3.2×106J ;(2) 3.24×105J;(3)10.13%(10%)
【详解】解:(1)每天(按8h)太阳能电池板吸收的太阳能
W总=0.4×106J/h×8h=3.2×106J
(2)电子节能灯正常工作,则
P=P额=9W
电子节能灯正常工作10h消耗的电能
W有用=Pt=9W×10×3600s=3.24×105J
(3)由知道,太阳能照明灯利用太阳能的效率
答:(1)太阳光照射8 h后,电池板获得的能量是3.2×106J;
(2)电子节能灯正常工作10 h消耗的电能是3.24×105J;
(3)太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是10.13%。
31.(1)0.5A;(2)6.6×104J;(3)440W
【详解】解:(1)养生壶处于低温档工作时,由P=UI可得电路中的电流为
(2)中温挡时,工作5min消耗的电能为
(3)当开关S1闭合,S2接A处时,养生壶处于中温挡,电路中只有R1工作,由得,R1的阻值为
当开关S1断开,S2接A,R1与R2串联,此时电路中电阻最大,根据可知,此时总功率最小,养生壶处于低温挡,此时电路的总电阻为
根据电阻的串联可得R2的阻值为
R2=R-R1=440Ω-220Ω=220Ω
当开关S1闭合,S2接B,R1与R2并联,此时电路中电阻最小,根据可知,此时总功率最大,养生壶处于高温挡,各支路的电流分别为
则干路电流为
I=I1+I2=1A+1A=2A
高温挡工作时的功率为
P高=UI=220V×2A=440W
答:(1)养生壶处于低温挡工作时,电路中的电流大小为0.5A;
(2)当开关S1闭合,S2接A,养生壶处于中温挡时,工作5min消耗的电能为6.6×104J;
(3)养生壶处于高温挡工作时的功率为440W。
32.(1)12Ω;(2)9V;(3)6Ω
【详解】解:(1)根据可得灯泡正常发光时的电阻
(2)当开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器R2的滑片调到b端时,R1与R2串联,根据串联电路的特点和可得电路消耗的功率
﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当移动滑动变阻器R2的滑片到中点时,电路消耗的功率为
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
已知P1与P2的关系为
P1:P2=2:3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得
R1=10Ω,U=9V
(3)当开关S、S2闭合,S1断开,调节滑片P,使灯泡正常发光,所以根据串联电路电流处处相等的特点和欧姆定律可知电路中电流为
此时电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路的阻值
答:(1)灯泡正常发光时的电阻为12Ω;
(2)电源电压为9V;
(3)当开关S、S2闭合,S1断开,调节滑片P,使灯泡正常发光,此时滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω。
33.(1)10Ω; 20Ω;(2)2J
【分析】(1) S1、S2闭合,P在a端时,灯L和R并联,灯L正常发光,由P=UI求出通过灯丝的电流,由欧姆定律和并联电路的特点求灯丝的电阻和滑动变阻器的最大阻值;(2) S1闭合,S2断开,P在b端时,灯L和R串联,根据串联电路的特点和欧姆定律求滑动变阻器的电流,最后由Q=I2Rt求滑动变阻器产生的热量.
【详解】(1) S1、S2闭合,P在a端时,灯L和R并联,灯L正常发光,U= UR=UL= 3V,由P=UI得IL==0.3A,由I=得灯丝的电阻RL== =10Ω, 通过滑动变阻器的电流IR=I —IL=0.45 A—0.3 A=0.15 A, 滑动变阻器的最大阻值R= =20Ω ;(2) S1闭合,S2断开,P在b端时,灯L和R串联,I'=IR',R总=RRL=20Ω10Ω=30Ω,IR'= I'= =0.1A,Q=(IR')2Rt= (0.1A)2×20Ω×10s =2J.
34. C 0.25 降低 C
【详解】(1)[1]根据P损失=I2R可知,输电线上损失的电功率大小与电流大小和输电线的电阻有关;电流越小、输电线的电阻越小,则损失的功率就一定减少。
A.减小输电线的横截面积会增大导线的电阻,故A不符合题意;
B.减小输电线的长度,虽然电阻减小了,但输电距离是一定的,所以不能减小输电线的长度,故B不符合题意;
C.提高输电电压,根据P=UI可知,电路中的电流会减小,能减小输电线上的电功率,故C符合题意;
D.缩短供电的时间,只是能减少电能的损耗,根据P损失=I2R可知,不会改变损失功率的大小,故D不符合题意。
故选C。
(2)[2]当以不同电压输送时,由于输电的功率是一定的,则有P=UI,而在线路上损失的功率为
则损失的功率与电压的平方成反比;输电线电阻不变,甲乙丙地原来用500kV的超高压输电,现用1000kV的特高压输电,输电电压变为原来的2倍,根据
可知,损失的功率变为原来的0.25倍。
(3)[3]用电高峰时期,用电器增多,总电功率增大,根据可知,在电源电压一定时,电流增大,由U=IR知,导线上分担的电压变大,根据串联电路电压的规律可知,家庭电路的电压会降低。
(4)[4]根据公式P=UI可知,输送的功率P一定时,电压越大,电流越小,即电压与电流成反比,故C正确,ABD错误。
故选C。