电功率 综合复习题
一、单选题
1.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)在国际单位制中,电功的单位是( )
A.V B.Ω C.A D.J
2.(2022秋·海南海口·九年级统考期末)灯泡L与定值电阻R的I-R图象如图所示。若将L与R串联在8V的电源上,当电路闭合时,下列说法正确的是( )
A.灯泡的电阻是10Ω B.灯泡两端的电压是8V
C.工作10min时,电路消耗的总电能为2400J D.通过定值电阻的电流是0.6A
3.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)如图甲是定值电阻R0和标有“6V 6W”的灯泡L的I﹣U图像。将它们接入图乙所示的电路,其中电源电压不变,滑动变阻器R最大阻值为8Ω。当只闭合开关S、S1滑片P位于R最右端时,灯泡L的实际功率为1W。则下列说法正确的是( )
A.R0=4Ω
B.灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量为900J
C.电源电压为9V
D.电路消耗的最大电功率为9.6W
4.(2022秋·海南海口·九年级统考期末)如图甲是常见的手持式电子测温仪,图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,在测量人的体温时,下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C.被测温者体温越高,电路消耗的电功率越大
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪示数变小
5.(2022秋·海南海口·九年级统考期末)如图所示是某压力传感器的原理图,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片P通过AB间可以伸缩的导线与电路相连,导线位于弹簧内部,当闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变大 B.电压表V2的示数变小
C.电路总功率变小 D.电阻R1的电功率变大
6.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末) 如图所示是电阻甲和乙的U-I图象,下列说法正确的是
A.甲的电阻值保持10Ω不变
B.乙的电阻值保持20Ω不变
C.甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总电流为0.3A
D.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,甲的功率为0.6W
7.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)图中所示的用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.计算器 B.电饭煲
C.电风扇 D.电视机
二、填空题
8.(2022秋·海南海口·九年级统考期末)如图所示电能表,该电能表的示数为 kW·h。将此电能表接入家庭电路中,当关闭其它用电器,让一空调机单独工作6min时,观察到电能表的铝盘正好转动了60圈,则该段时间空调机消耗的电能是 度。
9.(2022秋·海南海口·九年级统考期末)小明同学观察到家中电能表的表盘如图所示,他断开了家里的其它用电器,只让空调工作,发现5min内电能表的表盘转过300转,则空调消耗的电能是 kW·h,空调的实际功率为 W。
10.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)家庭电路中电灯、电视、电风扇的连接方式是 (选填“串联”或“并联”);小明一家外出旅游,出门时电能表示数为,回来时为,这期间消耗的电能可使标有“220V 25W”的灯泡正常工作 h。
11.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)如图是今年“3·15”晚会上曝光的劣质导线,不良商家为了降低成本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线,劣质导线的电阻 (选填“较大”或“较小”),若在通有相同电流的情况下,相同时间内劣质导线产生的热量 (选填“较多”或“较少”)。
三、实验题
12.(2022秋·海南海口·九年级期末)如图是小明同学在做“测量小灯泡的额定功率”的实验,电源电压保持不变,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)用笔画线代替导线将图甲连接正确。要求:滑片P向右移动时,灯泡变暗;导线不允许交叉 。
(2)正确连接好电路,闭合开关,电流表、电压表均有示数,发现小灯泡不亮,出现这种现象的原因可能是 。
(3)某次测量时,电流表的示数如图乙所示,此时电流为 A。
(4)实验过程中,若电流表损坏,老师给了一个已知阻值的定值电阻R0,小华同学设计了如图丙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率。请你帮他将实验步骤补充完整:
①闭合开关S、S1,调节滑片P,使电压表示数为U1=2.5V;
② ,保持滑片P的位置不变,读出电压表的示数为U2;
③小灯泡的额定功率为 (用含有U1、U2、R0的代数式表示)。
13.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)如图甲所示为测量小灯泡L功率的电路图,小灯泡L的额定电压为2.5V,电源电压恒为3V。实验中:
(1)在连接电路时,开关S应处于 状态;
(2)排除故障后,继续实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡的额定功率为 W;
(3)如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V,应该把滑动变阻器的滑片向 滑动(选填“左”、“右”);
(4)根据实验数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像,如图丙所示。当电压表示数增大时,灯丝温度会发生变化,灯丝电阻将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
14.(2022秋·海南海口·九年级统考期末)小杨同学选用如图所示的器材测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率,已知电源电压恒为9V
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整 。
(2)连接电路时开关要断开,滑动变阻器的滑片P要移至阻值 处。
(3)排除故障后,闭合开关,调节变阻器使小灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率是 W。
(4)细心的小杨通过分析数据还发现通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比,其原因可能是 。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1 1.5 0.22
2 2.0 0.25
3 2.5
(5)小杨同学在此基础上继续探究电流跟电阻的关系,她又增加了五个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,其余器材不变。用定值电阻分别更换图甲中的小灯泡,通过实验得到如图丙所示的电流随定值电阻变化的图像,则实验中所用滑动变阻器的最大阻值至少是 (选填下列选项前的字母)。
A.20Ω
B.50Ω
C.100Ω
D.200Ω
15.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)如图甲,是研究小灯泡电功率的实验装置,灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器最大阻值是50Ω,电源电压保持6V不变。
(1)用笔画线代替导线,将图中的器材连接成完整的电路 ;
(2)连接完电路后,闭合开关,发现小灯泡发光较暗,且无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡的亮度都不变,则原因可能是 (填写选项代号);
A.开关开路
B.电压表短路
C.滑动变阻器接的是下端两接线柱
(3)正确连接后,闭合开关,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数。当滑片P移到某处,电压表示数为2.7V时,要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片 (选填“向左”或“向右”)滑动;
(4)将所测数据绘制成如图乙所示的U-I图像。由图可知:此小灯泡的额定功率是 W。
16.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)小成想要测定小灯泡的额定功率,他选用了以下器材:标有“2.5V”字样的小灯泡(老师告诉他,该小灯泡正常工作电流在0.3A左右),电源为6V的恒稳蓄电池,量程为“0~0.6A”与“0~3A”的电流表,量程为“0~3V”与“0~15V”的电压表,开关,导线,如图甲。可是在选择滑动变阻器时他犹豫了,因为有三种规格的滑动变阻器,分别标有“10Ω 1A”、“20Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”字样。
(1)估算一下,请你帮小成选择一只合适的滑动变阻器 ;
(2)当小灯泡两端的电压达到额定电压后,电流表的示数如图乙所示,小佳测得小灯泡的额定功率是 ;
(3)完成上述实验后,又找来了一个阻值为R0的电阻和两个开关,并借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了额定电压为U0的小灯泡的额定功率请完成下列的实验步骤:
①先闭合S1,再闭合开关 ,移动滑片,当电压表的示数为 时,停止移动滑片;
②保持滑片的位置不动,断开开关S3再闭合开关S2,读出此时电压表的示数为U;
③灯泡额定功率的表达式为P= (用已知量和测量量表示)。
17.(2022秋·海南海口·九年级统考期末)实验室有两个完全相同的烧瓶甲和乙,烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值不同的定值电阻丝R1和R2。将它们与滑动变阻器、电源、开关、以及导线等组成如图所示的电路。小亮利用上述实验器材“探究电流通过电阻产生热量跟什么因素有关。”
(1)小亮利用上述实验装置可探究“当 和通电时间一定时,电流产生的热量跟 的关系”;
(2)实验中,电流产生的热量无法直接测量,而是利用煤油温度变化来表示热量变化,也采用此方法的是 (请选填序号);
①研究压强大小与压力和受力面积的关系
②借助水压学习电压
③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少
④用合力来代替分力
(3)小华提议将该装置改装成“比较水和煤油的吸热升温的属性”的实验。若保持甲瓶的器材不变,还需将乙瓶中的 (写出具体的操作方法),加热通电一段时间后,比较温度计升高的示数
18.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)如图所示,串联的两电阻丝(R1<R2),封闭在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连。闭合开关,通过两电阻丝的电流 (选填“相等”或“不相等”),一段时间后,密闭烧瓶内的空气被加热,观察到 气球先鼓起来(选填“A”或“B”),说明电流通过导体产生的热量与 有关。
四、计算题
19.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)如图所示的电路中,R1=5Ω,R2=10Ω,闭合开关S后,电流表的示数为0.5A,求:
(1)电路的总电阻;
(2)R2两端电压;
(3)电阻R2在2min内消耗的电能。
20.(2022秋·海南海口·九年级期末)如图所示,是小明家新买的一款多功能电热锅,该电热锅有加热、定时、测温等多种功能,于是在锅里装了1kg温度为20℃的水,接入家庭电路,将这些水加热到100℃用了500s。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]。求:
型号 ×××
额定电压 220V
额定功率 800W
额定容量 1.2L
(1)水吸收的热量;
(2)加热过程消耗的电能;
(3)电热锅烧水时的热效率。
21.(2022秋·海南海口·九年级统考期末)如图甲所示的电路,小灯泡L标有“6V、3.6W”,电源电压保持不变,闭合开关S后,电压表示数与电流表示数的关系图像如图乙所示。(不计温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)电源电压;
(3)当滑片P滑到中点时,小灯泡L的实际功率是多少;
(4)若电压表的量程为,电流表的量程为,为保证电路安全该电路电功率的变化范围为多少?
22.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)如图甲所示是一款加热杯,可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热,其简化电路图如图乙所示。R1、R2、R3均为电热丝,已知R1=176Ω,加热杯的部分参数如表所示。[已知:]
求:(1)R2的阻值是多少?
(2)加热杯的低温挡功率是多少?
(3)若不计热量损失,加热杯使用高温挡加热,要使1kg水从20℃升高到100℃,需要多长时间?(计算结果保留一位小数)
额定电压 220V
高温挡功率 1100W
中温挡功率 440W
低温挡功率
容量 1L
23.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)如图所示电路,电源电压恒定,小灯泡上标有“6V 6W”字样,(忽略灯丝电阻变化),R1为阻值30Ω的定值电阻,请计算:
(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少?
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,小灯泡刚好正常发光,则电源电压是多少?
(3)该电路消耗的最小功率是多少?
24.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)图示电路中,电源电压恒定,定值电阻电阻R0=10Ω,滑动变阻器R标有“50Ω,1.0A”。把滑片P移至某一位置,闭合S1,当S2分别断开和接“1”时,电流表示数分别为0.4A和0.6A。
(1)求电源电压;
(2)求开关S2接“1”时,滑动变阻器10s内消耗的电能;
(3)用量程为的电压表替换电流表,S2改接“2”,闭合S1,移动滑片P,当电压表示数为3V时,求R0的电功率。
25.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)图甲是某品牌的电热水壶,其工作电路简图如图乙所示,开关S可以控制其加热、保温和停止三个状态,其名牌如图丙所示。在该电热水壶正常工作的情况下,将一壶25℃的水在1标准大气压下加热到沸腾[假设电热丝产生的热量全部被水吸收,R1、R2的阻值不随温度变化,c水=4.2×103J/(kg·℃),1L=10-3m3]。求:
(1)水吸收的热量;
(2)R1、R2的阻值;
(3)加热这壶水到沸腾所用时间(结果保留一位小数);
(4)实际加热这壶水到沸腾用时10.5min,求实际电压。
26.(2022秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末)某兴趣小组探究串联电路中电阻的电功率与电流的关系,电路如图甲所示。滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中,R1的U-I图像如图乙所示。求:
(1)R1的阻值;
(2)当滑动变阻器滑片P在最左端时,通电5min电阻R1产生的热量;
(3)电路的最大电功率。
27.(2022秋·海南海口·九年级统考期末)如图是某电热火锅的内部简化电路图,R1、R2均为电热丝。其中R2=66Ω,当开关旋至“1”时,电热火锅处于低温挡,此时功率为440W。现向锅内加入1kg的水,并用高温挡将水从20℃加热至沸腾(在一个标准大气压下),已知c水=4.2×103J/(kg ℃),求:
(1)低温挡工作的电流;
(2)电热火锅中水吸收的热量;
(3)高温挡的额定功率;
(4)本次用高温挡加热水至沸腾用时10min,求此过程的加热效率。(计算结果保留整数)
五、综合题
28.(2022秋·海南海口·九年级期末)菌菇营养价值丰富,用大棚种植菌菇,可以大大缩短菌菇生长周期,电路原理如图甲所示。R为气敏电阻,其阻值随二氧化碳浓度的变化关系如图乙所示。R0为定值电阻,阻值为100Ω,允许通过的最大电流为0.09A,电压表的量程为0~15V。当二氧化碳浓度为4000ppm时,电流表示数为0.045A。求:
(1)随着二氧化碳浓度的增大,气敏电阻R的阻值 ,电流表的示数 ;(均选填“增大”或“减小”)
(2)电源电压是 ;
(3)当二氧化碳浓度为4000ppm时,R0的电功率 ;
(4)为了保证电路各元件不损坏,该电路可以测得的二氧化碳浓度范围 。
29.(2022秋·海南海口·九年级统考期末)刘阿姨家买了一个三挡位的电烤炉,电烤炉加热板部分的简化电路如图所示,R1、R2是定值电阻,可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换。电烤炉的相关参数如表所示,求:
额定电压 220V
高温挡功率
中温挡功率 800W
低温挡功率 400W
(1)当旋钮开关调到位置“1”时,为 挡,调到位置“2”时,为 挡,调到位置“3”时,为 挡。(均选填“高温”或“中温”或“低温”)
(2)电烤炉在低温挡正常工作时的电流?(结果保留一位小数)
(3)电阻R1的阻值是多少?
(4)电烤炉高温挡的功率?
参考答案:
1.D
【详解】A.在国际单位制中,V(伏特)为电压的单位,故A不符合题意;
B.在国际单位制中,Ω(欧姆)为电阻的单位,故B不符合题意;
C.在国际单位制中,A(安培)为电流的单位,故C不符合题意;
D.在国际单位制中,J(焦耳)为能量或者功的单位,电功也属于功的一种,故D符合题意。
故选D。
2.C
【详解】BD.若将L与R串联在8V的电源上,因串联电路中各处的电流相等,且电源的电压等于各分电压之和,所以,由图象可知,当电路中的电流为0.5A,电阻R两端的电压为5V,灯泡两端的电压为3V时符合,故BD错误;
A.则根据欧姆定律可得灯泡的电阻
故A错误;
C.工作10min时,电路消耗的总电能
W=UIt=8V×0.5A×10×60s=2400J
故C正确。
故选C。
3.D
【详解】B.灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量
故B错误;
C.当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L与R最大值串联,灯泡L的实际功率为1W,由图甲可得,灯泡两端的电压
通过的电流
时符合,因串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律得,滑动变阻器两端的电压
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
故C错误;
A.当S、S1、S2闭合且滑片位于左端时,R0与L并联,电路的总电阻最小,电路的总功率最大,
由图甲可知,当
时,通过的电流
由欧姆定律可得R0的阻值
故A错误;
D.因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,路消耗的最大电功率
故D正确。
故选D。
4.C
【详解】A.由图可知R0与热敏电阻R串联,因显示仪与R0并联,所以显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B.当被测者体温较高时,显示仪的读数较大,电路中的电流变大,根据可知,热敏电阻的电阻变小,故B错误;
C.被测者体温较高时,显示仪的读数较大,电路中的电流变大,根据可知,电路消耗的电功率越大,故C正确;
D.温度相同时热敏电阻的阻值不变,R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,R0两端分得的电压变大,因此显示仪示数会变大,故D错误。
故选C。
5.C
【详解】A.由电路图可知,闭合开关S,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表A测电路中的电流。当压力F增大时,滑片P下移接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,电流减小,由U=IR可知R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故A错误;
B.因串联电路中总电压等于各分电压之和,R1两端的电压变小,所以R2两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,故B错误;
C.根据P=UI可知电源电压不变,电流变小,电路总功率变小,故C正确;
D.电路电流减小,R1两端的电压变小,根据P=UI可知电阻R1的电功率变小,故D错误;
故选C。
6.C
【详解】A.甲的电阻值应保持20Ω不变,A项错误;
B.乙的电阻值应是不断增大的,B项错误;
C.当电压为2V时,甲的电流为0.1A,乙的电流为0.2A,所以并联的总电流为0.3A, C项正确;
D.当串联电流为0.2A时,甲的功率是,D项错误.
7.B
【详解】A.计算器工作时,主要将电能转化为光能和声能,少部分转化为内能,不是利用电流热效应工作的,故A不符合题意。
B.电饭煲工作时,主要将电能转化为内能,是利用了电流的热效应,故B符合题意。
C.电风扇工作时,主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故C不符合题意。
D.电视机工作时,主要将电能转化为光能和声能,少部分转化为内能,不是利用电流热效应工作的,故D不符合题意。
故选B。
8. 314.5 0.1
【详解】[1]由图示知,电能表的示数为314.5kW·h。
[2]由电能表的参数知,铝盘转动600转消耗的电能为1kW·h,那么空调消耗的电能
9. 0.1 1200
【详解】[1]电能表的表盘上标3000r/kW·h字样,表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能,电能表转盘转3000转,则电能表转盘转动300r时,空调消耗的电能
[2]空调的工作时间
空调的实际功率
10. 并联 120
【详解】[1]家庭电路中电灯、电视、电风扇工作时互不影响,是并联的。
[2]电能表的最后一位数是小数,单位kW h,小明出门、回来时电能表示数
,
这期间消耗的电能
灯泡正常工作的功率
由可得,可使灯泡正常工作的时间
11. 较大 较多
【详解】[1]导体电阻的大小不仅跟材料有关,还与其长度和横截面积有关。在材料相同时,导体的横截面积越大、长度越短,电阻越小。对于材料相等、长度相等的标准导线和劣质导线,由于劣质导线横截面积减小,所以电阻较大。
[2]根据Q=I2Rt可知,在通有相同电流的情况下,相同时间内劣质导线由于电阻大,所以产生的热量较多。
12. 小灯泡的实际功率太小 0.28 闭合开关S、S2
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,灯泡变暗,滑动变阻器阻值变大,如下图所示:
(2)[2]正确连接好电路,闭合开关,电流表、电压表均有示数,发现小灯泡不亮,可能是小灯泡的实际功率太小了,导致小灯泡不亮。
(3)[3]由图乙可知,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,其示数为0.28A。
(4)[4][5]实验步骤:
①闭合开关S、S1,调节滑片P,使电压表示数为U1=2.5V;
②闭合开关S、S2,保持滑片P的位置不变,读出电压表的示数为U2;
③在步骤①中,灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,使电压表的示数为2.5V;在步骤②中,灯泡、R0和滑动变阻器仍串联,电压表测灯与定值电阻两端的总电压,各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律R0两端的电压
U0=U2﹣U1
由串联电路电流规律和欧姆定律可求出灯的额定电流
小灯泡额定功率的表达式为
13. 断开 0.6 左 增大
【详解】(1)[1]为了保护电路,在连接电路时,开关S应处于断开状态。
(2)[2]当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时通过小灯泡的电流为0.24A,则小灯泡的额定功率为
(3)[3]如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V,根据串联分压原理可得,应该把滑动变阻器的滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器的两端电压变大,灯泡两端电压变小。
(4)[4]当电压表的示数增大时,通过灯的电流也变大,根据P=UI可得,灯的功率变大,灯的温度升高,灯丝的电阻增大。
14. A 0.7 灯泡电阻受温度影响很大 B
【详解】(1)[1]滑动变阻器应选一上一下两个接线柱接入电路,如下图所示:
(2)[2]连接电路前应断开开关,由电路图知,闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处即最左端的A处。
(3)[3]由乙可知电流表接入电路的量程我0~0.2A,每一大格表示0.2A,所以电流表的示数为0.28A,所以灯泡的额定电功率为
(4)[4]通过小灯泡的电流与两端的电压不成正比,其原因可能是灯泡电阻受温度影响很大。
(5)[5]探究电流跟电阻的关系时,要保持定值电阻两端的电压不变,当接入5Ω电阻时,电阻两端的电压
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
变阻器分得的电压为电压表示数的,当接入25Ω电阻时
故为了完成整个实验,小明选用的滑动变阻器最大阻值至少为50Ω,故选B。
15. C 向左 0.75
【详解】(1)[1]灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中,如图所示:
(2)[2]连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,说明电路为通路,且电流较小,电阻较大;无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,说明变阻器没有变阻的作用,且以最大阻值接入了电路,故原因可能是:将变阻器的下面两个接线柱连入了电路。故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[3]当滑片P移到某处,电压表示数为2.7V,大于灯泡额定电压2.5V,要使小灯泡正常发光,应减小灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应增大变阻器两端的电压,根据分压原理,应增大变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向左滑动。
(4)[4]由U-I图像可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,小灯泡额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
16. “20Ω 0.5A” 0.7W S3 U0
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V,正常工作电流在0.3A左右;当灯泡正常发光时,根据串联电路电压规律可知,变阻器两端电压
U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V
根据欧姆定律可知,变阻器接入电路的阻值
即滑动变阻器连入电路的电阻至少为11.7Ω,又因灯泡正常工作时的电流0.3A>0.2A,故应选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器。
(2)[2]当小灯泡两端的电压达到额定电压后,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.28A,小灯泡额定功率
(3)①[3][4]先闭合S1,再闭合开关S3,使灯泡与R0和变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,移动滑片,当电压表的示数达到额定电压,即U0时,停止移动滑片。
③[5]在步骤①中,灯泡、R0和变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,移动滑片,当电压表的示数为U0时,灯泡正常发光;在步骤②中,灯泡、R0和变阻器仍串联,电压表测灯与定值电阻两端的总电压,因此时电路连接方式不变,各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时R0两端电压
U定=U-U0
由欧姆定律,通过R0电流
根据串联电路电流的规律,灯泡的额定电流
小灯泡的额定功率
17. 电路中电流 电阻 ③ 煤油换成同温度同质量的水
【详解】(1)[1][2]图中两电阻串联,串联电路各处的电流相等,两电阻大小不同,电流产生的热量跟电阻的关系。
(2)[3]实验中,电流产生的热量无法直接测量,这种物理学研究方法叫做转换法;
①研究压强大小与压力和受力面积的关系,采用了控制变量法;
②借助水压学习电压,采用了类比法;
③借助验电器两金属箔片张开角度判断物体带电多少,采用了转换法;
④几个力共同作用产生的效果可以由一个力代替,即用合力来代替分力;
故选③。
(3)[4]要比较水和煤油的比热容,由吸热公式可知,则应让水和煤油的质量相等,由温度的变化求得比热容的大小,电阻换成与甲瓶阻值相等的电阻,比较温度计升高的示数。
18. 相等 B 电阻
【详解】[1][2][3]实验中阻值不相等的两个电阻串联,根据串联电路电流特点可知两电阻中的电流相等;由焦耳定律Q=I2Rt可知,在通电时间相同时,电阻大的电阻丝产生的热量多,由于R1<R2,所以电阻丝R2产生的热量要多,B气球先鼓起来,此实验现象说明电流通过导体产生的热量与电阻的大小有关。
19.(1)15Ω;(2)5V;(3)300J。
【详解】解:(1)由电路图可知,闭合开关S后,两电阻串联,电流表测量电路中的电流。因为串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,所以电路的总电阻为
R=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω
(2)已知电流表的示数为0.5A,因为串联电路中各处电流相等,所以通过R2的电流为
I2=I=0.5A
R2两端的电压为
U2=I2R2=0.5A×10Ω=5V
(3)在2min内R2消耗的电能为
W2=U2I2t=5V×0.5A×2×60s=300J
答:(1)电路的总电阻为15Ω;
(2)R2两端电压为5V;
(3)电阻R2在2min内消耗的电能为300J。
20.(1)336×105J;(2)4×105J;(3)84%
【详解】解:(1)水吸收的热量为
(2)加热过程电热锅消耗的电能为
(3)热效率为
答:(1)水吸收的热量6.36×105J;
(2)加热过程消耗的电能为4×108J;
(3)电热锅烧水时的热效率84%。
21.(1)10Ω;(2)6V;(3)0.9W;(4)
【详解】解:(1)根据可知,小灯泡正常发光时的电阻
(2)滑片P从b端移到a端的过程中,变阻器连入电路中的电阻从最大到为0,电压表示数从最大到变为0,由图乙知,P在b点时,对应的电流为0.2A,电压表示数为4V;P在a点时,为灯泡的简单电路,电路中的电流为0.6A,电源电压
(3)P在b点时,根据欧姆定律和电阻的串联可知,滑动变阻器的阻值
当滑片P滑到中点时,变阻器连入电路中的电阻
根据电阻的串联和欧姆定律得到电路中的电流
灯的实际功率
(4)图乙可知,电路为灯泡的简单电路,电路中的电流最大,电压表的示数为0,电路消耗的最大功率
电压表最大示数为3V,此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,电流最小,灯泡两端的电压为
则此时电路中的电流
电路的最小功率
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为10Ω;
(2)电源电压为6V;
(3)当滑片P滑到中点时,小灯泡L的实际功率是0.9W;
(4)为保证电路安全,该电路电功率的变化范围为。
22.(1)66Ω;(2)220W;(3)305.5s
【详解】解:(1)当S接高温挡触点时,电路为R3的简单电路, R3的阻值为
当S接中温挡触点时,R2、R3串联在电路中,则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,R2的阻值为
(2)由图可知,当S接低温挡触点时,R1、R3串联,根据串联电路的电阻特点可知,R1、R3串联的总电阻
加热杯的低温挡功率
(3)水吸收的热量
不计热量损失时,消耗的电能
需要的加热时间
答:(1)R2的阻值是66Ω;
(2)加热杯的低温挡功率是220W;
(3)若不计热量损失,加热杯使用高温挡加热,要使1kg水从20℃升高到100℃,需要的时间为305.5s。
23.(1)6Ω;(2)6V;(3)1W
【详解】解:(1)小灯泡正常发光时的电阻
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,电路为灯泡L的简单电路,由于灯泡正常发光,所以电源电压
U=UL=6V
(3)由可知,电路的总电阻越大,电路消耗的功率越小。因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,并联电路总电阻小于任一分电阻。故当S1、S2断开,S3闭合时,电路为灯泡L和R1的串联电路,电路的总电阻最大,电路消耗的功率最小,最小功率是
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为6Ω;
(2)当S1断开,S2、S3闭合时,小灯泡刚好正常发光,则电源电压为6V;
(3)该电路的最小功率是多1W。
24.(1)4V;(2)8J;(3)0.1W
【详解】解:(1)当S1闭合,S2断开时,电路是R0的简单电路,由可得,电源电压为
(2)当S1闭合,S2接“1”时,R0与R并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路互不影响,所以通过R0的电流仍为0.4A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器的电流等于干路电流减去通过R0的电流为
滑动变阻器10s内消耗的电能为
(3)用量程为的电压表替换电流表,S2改接“2”,闭合S1时,R0与R串联,电压表测变阻器R的电压;调节滑片P当电压表示数达到3V时,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电阻R0两端的电压为
根据可知,此时电路电流为
R0的电功率为
答:(1)电源电压为4V。
(2)开关S2接“1”时,滑动变阻器10s内消耗的电能为8J。
(3)用量程为的电压表替换电流表,S2改接“2”,闭合S1时,移动滑片P,当电压表示数为3V时,R0的电功率为0.1W。
25.(1)6.3×105J;(2) 40Ω;444Ω;(3)520.7s;(4)200V
【详解】(1)由ρ=得水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3210-3m3=2kg
水的初温为25℃,一标准大气压下沸点为100℃,则水吸收的热量
Q=cm(t t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃ 25℃)=6.3×105J
水吸收的热量为6.3×105J。
(2)由图乙可知,开关S接2时,电路中只有R1,开关S接3时,R1和R2串联,故开关S接2时为加热状态,开关S接3时为保温状态,由P=可得R1的阻值和R1和R2的总阻值
R1===40Ω,R总===484Ω
则
R2= R总- R1=484Ω-40Ω=444Ω
R1、R2的阻值分别为40Ω和444Ω。
(3) 由P=可得加热这壶水到沸腾所用时间
t===520.7s
加热这壶水到沸腾所用时间为520.7s。
(4) 实际加热这壶水到沸腾用时10.5min,则电热水壶的实际功率为
P实====1000W
由P=可得实际电压
U实====200V
实际电压为200V。
答:(1)水吸收的热量为6.3×105J;
(2)R1、R2的阻值分别为40Ω和444Ω;
(3)加热这壶水到沸腾所用时间为520.7s;
(4)实际加热这壶水到沸腾用时10.5min,实际电压为200V。
26.(1)10Ω;(2)1080J;(3)3.6W
【详解】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电压表测电源的电压,电路中的电流最大,由图乙可知,电压表的最大示数为6V,则电源的电压U=6V,电路中的最大电流I=0.6A,由可得,R1的阻值
(2)滑动变阻器滑片P在最左端时,电路中的电流最大I=0.6A,则5min内电流通过R1产生的热量
(3)由可知,电路中的电流最大时,电路消耗的功率最大,则电路消耗的最大功率
答:(1)R1的阻值为10Ω;
(2)当滑动变阻器滑片P在最左端时,通电5min电阻R1产生的热量1080J;
(3)电路的最大电功率为3.6W。
27.(1)2A;(2)3.36×104J;(3)1100W;(4)51%
【详解】解:(1)由P=UI可知,低温挡工作的电流
(2)在一个标准大气压下水的沸点为100℃,水吸收的热量
(3)当开关旋至“1”时,电热火锅处于低温挡,此时R1、R2串联,低温档的总电阻
由串联电路的电阻特点可知,R1的阻值
由题意可知,开关旋至“2”时,此时电路为R1的简单电路,高温挡的额定功率
(4)高温挡10min做的电功
此过程的加热效率
答:(1)低温挡工作的电流为2A;
(2)电热火锅中水吸收的热量为3.36×104J;
(3)高温挡的额定功率为1100W;
(4)此过程的加热效率为51%。
28. 减小 增大 18V 0.2025W 2000ppm~6000ppm
【详解】(1)[1]由图乙可知,由图乙可知气敏电阻阻值随二氧化碳浓度的增大而减小。
[2]二氧化碳浓度增大时气敏电阻阻值减小,电路总电阻减小。根据可知,在电压一定时,电路总电阻变小,电流增大。
(2)[3]由图乙可知,当二氧化碳浓度为4000ppm时,R=300Ω,R0=100Ω,电流表示数I=0.045A,根据串联电阻规律和欧姆定律知,电源电压
U=I(R+R0)=0.045A×(300Ω+100Ω)=18V
(3)[4]当二氧化碳浓度为4000ppm时,电流表示数I=0.045A,R0的电功率
P0=I2R0=(0.045A)2×100Ω=0.2025W
(4)[5]当二氧化碳浓度增大时,气敏电阻R减小,根据R0允许通过的最大电流Imax=0.09A,电流表的量程为0~0.6A。
电路的最小总电阻
气敏电阻R最小电阻为
R1=Rmin﹣R0=200Ω﹣100Ω=100Ω
此时对应的二氧化碳浓度为6000ppm;当二氧化碳浓度减小时,气敏电阻R增大,电压表的示数增大,电压表最大为15V,R0的电压为
U0=U﹣Umax=18V﹣15V=3V
此时电路中的电流
气敏电阻最大值为
由图乙可知,此时测得的二氧化碳浓度是2000ppm;故该电路可以测得的二氧化碳浓度范围2000ppm~6000ppm。
29. 低温 中温 中温 1.8A 60.5Ω 1600W
【详解】(1)[1][2][3]由图甲分析:旋转开关调到位置1时,R1、R2串联,总电阻最大,功率最小,为低温挡;旋转开关调到位置2时,只有R1接入电路,为中温挡;旋转开关调到位置3时,R1,R2并联,总电阻最小,功率最大,为高温挡。
(2)[4]根据P=UI得电烤炉在低温挡正常工作时的电流
(3)[5]旋转开关调到位置2时,只有R1接入电路,为中温挡,则电阻R1的阻值
(4)[6]低温挡时,电阻R1与R2串联,则总电阻
电阻R2的阻值是
由于R1与R2相等,则并联总电阻为
高温挡时电阻R1、R2并联
R高=R并=30.25Ω
电烤炉高温挡的功率为