2023-2024学年人教版九年级物理同步训练基础卷:18.2电功率
一、选择题
1.(2023九上·宝丰期末)当智能手机电量不足时,可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,“省电模式”通过以下哪种方式实现的( )
A.减小电池电压 B.增大电池电压
C.减小总功率 D.增大总功率
2.(2020九上·广州月考)关于电功和电功率的说法正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电功率越大,电流做功越快
C.电流做功时间越短,电功率越大
D.电流做同样的功,用电时间越长,电功率越大
3.(2018·株洲)智能手机耗电达到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是( )
A.降低了电池的输出电压 B.减小了电池的输出电流
C.减小了电子线路的电阻 D.增大了电池的输出功率
4.(2024九上·甘州月考)如图所示,是定值电阻R和小灯泡L电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.乙是小灯泡的I-U图像
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,电路的总功率为2W
D.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,甲乙消耗的电功率之比为1︰2
5.(2022九上·秦安期末)“PZ220-40”和“PZ220-100”两只白炽灯泡串联接在220V的电路中,则( )
A.前者比后者亮 B.后者比前者亮
C.两灯发光亮度相同 D.无法比较
6.(2024九上·邹城期末)额定电压均为U的甲、乙两盏白炽灯,假设灯丝电阻不变,甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率,如果将它们串联接入电压为U的电路中,下列叙述正确的是( )
A.甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率
B.至少有一盏灯能够正常发光
C.通过甲灯的电流大于通过乙灯的电流
D.甲灯的电阻大于乙灯的电阻
7.(2024九上·期末)额定电压均为6V的甲、乙两灯的I﹣U图线如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大
B.甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为2∶3
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1∶9
8.(2023九上·湖北月考) 将标有“220V 15W”的白炽灯和“220V 15W”的 LED 灯分别接入家庭电路中,发现 LED 灯的亮度远高于白炽灯的亮度。下列说法中正确的是
A.通过 LED 灯的电流大于通过白炽灯的电流
B.LED 灯的实际功率大于白炽灯的实际功率
C.相同时间内白炽灯消耗的电能大于 LED 灯消耗的电能
D.相同时间内 LED 灯转换成的光能大于白炽灯转换成的光能
9.(2023九上·甘肃期末)两只外形相同,额定电压都是220V,额定功率标记无法看清且额定功率相差较大的白炽灯,下面判断其额定功率大小的方法中,错误的是( )
A.将两灯泡串联接在220V电源上,亮度小的额定功率大
B.将两灯泡并联在220V的电源上,亮度小的额定功率小
C.看灯丝,灯丝较粗的额定功率小
D.测两灯泡的电阻,电阻小的额定功率大
10.(2024九上·期末)一只“220V 80W”的电烙铁接在110V的电源上,如果不计电阻变化,则此电烙铁的实际功率为:
A.0.8W B.2W C.20W D.80W
11.(2024九上·期末)灯规格为“6V3W“,灯规格为“3V 3W”,忽略灯丝电阻变化,则下列说法正确的是
A.与灯丝电阻之比为2:1
B.两灯串联,当电路中电流为时,灯两端电压为3V
C.两灯并联,当一盏灯正常发光时,通过另一盏灯的电流为
D.两灯并联在3V电压下,灯与灯消耗的实际功率之比为1:4
12.(2024九上·期末)一个标有“220V 40W”的灯泡,接在230V电压的电路上时,它的实际功率(不考虑灯丝温度的变化)
A.大于40W B.等于40W
C.小于40W D.条件不足,无法判断
13.(2023九上·期末)小灯泡L1和L2分别标有“6V3W”、“6V6W”,将L1和L2分别如图甲、乙所示的方式与同一电源连接,闭合开关S后,L1和L2都能发光,(假设灯丝电阻不变),下列说法正确的是
A.甲图中通过L1的电流大于通过L2的电流
B.乙图中L1比L2更亮些
C.乙图中L1、L2两端的实际电压相等
D.甲、乙两图中L1的实际功率都小于L2的实际功率
14.(2024九上·桥西期末)如图所示,电源电压保持不变,R是一个定值电阻,在a、b两点间接入一个标有“”的灯泡,它恰好能正常发光;若在a、b两点间换接标有“”的灯泡,则该灯泡( )
A.也能正常发光,其消耗的电功率等于
B.也能正常发光,其消耗的电功率大于
C.不能正常发光,其消耗的电功率小于
D.不能正常发光,其消耗的电功率大于
15.(2024九上·桥西期末)将三盏灯串联在电路中,发现最暗,较亮,最亮,则这三盏灯的物理量关系正确的是( )
A. B. C. D.
16.(2024九上·临洮期末)把小灯泡L1(“6V 6W”)和小灯泡L2(“6V 3W”)串联后接在电源电压为6V的电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列说法正确的是( )
A.因为通过它们的电流相等,所以两灯一样亮
B.因为灯L2实际功率较大,所以灯L2较亮
C.因为灯L1额定功率较大,所以灯L1较亮
D.因为灯L1实际功率较大,所以灯L1较亮
17.(2024九上·甘肃期末)小明利用电能表测量某个家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器连续工作时,测得在30min内,消耗的电能为0.6kW h,那么这个用电器是
A.液晶电视机 B.台式计算机 C.家用空调 D.电冰箱
二、多选题
18.(2024九上·莘县期末)如图甲所示,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当从端滑至端时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数与电压表、示数的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为 B.滑动变阻器的最大阻值为
C.小灯泡的额定功率为 D.定值电阻的阻值为
三、填空题
19.(2023九上·安徽月考)学习电功率知识后,小亮了解到用电器在待机状态下的功率叫待机功率。为了测量家里电视机的待机功率,小亮利用全家外出旅游的机会,离家时让电视机处于待机状态,断开其它所有用电器,回家时发现入户电能表的示数增加了0.4kW h,这段时间刚好为100h且供电正常,通过计算可以得到电视机的待机功率为 W。他通过查阅相关资料了解到,所测的待机功率比同型号电视机的待机功率小。请根据所学物理知识分析,导致所测待机功率偏小的原因除误差外还可能是 。
四、实验探究题
20.(2024九上·绥化期末)某市举办的中学生物理实验大赛中,其中一小组抽到的实验内容是测量小灯泡的电功率,给他们的实验器材有:额定电压为2.5V的小灯泡、电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)如图甲,连接完电路后,小组中某同学闭合开关时,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表有示数,电压表无示数,小灯泡不亮,则电路中存在的故障可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路”);
(2)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)小华同学所在的实验小组电压表被损坏,老师另给该小组两个开关和一个阻值为10的定值电阻R0,仍然测出了小灯泡的额定功率,他们所设计的实验电路如图丙所示,请根据电路图和操作步骤完成下列问题。
①连接好电路后,闭合开关S、S1断开S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I1= A时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动,断开S1闭合S、S2读出电流表的示数为I2;
③则小灯泡的额定功率P= (用U额、I1、I2表示)。
21.(2023九上·期末)小明想测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,他使用了三节新干电池、“10Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线,连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移到最 (左/右)端;
(2)他检查电路,发现一处连接错误,只改变了一根导线的连接就将电路修改正确,请你在错误的导线上打“×”,并补画上正确的连线;( )
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表和电压表也无示数,小明向老师求助,王老师在不拆开原电路的情况下,借助另一只电压表就很快找出了故障原因:电流表内部断路了。王老师找出这个故障的相应操作为 ,他观察到的现象为 ;
(4)排除故障后,小明移动滑动变阻器滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,绘制小灯泡U-I(I-U)图象如图乙所示,根据灯丝电阻随温度升高而增大,可以判断图象的横坐标为 (电压/电流);
(5)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(6)取下小灯泡,将阻值为5Ω、10Ω、15Ω的三个定值电阻分别接入电路中原小灯泡位置,可利用该电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。控制电压一定时,下列电压值可以选取的是____。
A.1.5V B.2V C.2.5V D.3V
五、计算题
22.(2024九上·莘县期末)如图所示的电路,电阻的阻值是当开关闭合时,电流表的示数是,电流表的示数是求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值;
(3)电阻消耗的电功率。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】电功率
【解析】【解答】AB.手机里有许多小元件组成,每个元件对电压都有一定的要求,改变电压可能使不能正常工作,AB不符合题意;
CD.根据电功率的公式 ,在相同时间,如果功率减小,则相同的电量使用的时间更长,增大总功率,使用的时间更短,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】消耗电能一定时,电功率越小,工作时间越长。
2.【答案】B
【知识点】电功及电功的实质;电功率
【解析】【解答】A.电流做功多,可以在很长时间内完成,即做功不一定快,其功率不一定大,故错误.
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,即电功率越大,做功越快,故正确.
C.电流做功用的时间越短,其电功率越大,从公式W=Pt可知,应该考虑做功的多少,故错误.
D.根据P= 可知,在做功相同的条件下,用时越长,电功率越小,故错误.
故答案为:B
【分析】电功率是描述电流做功快慢的物理量,电流功率越大,做功越快,工作相同的时间消耗的电能就越多。
3.【答案】B
【知识点】电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】A.手机工作电压是一定的,如果降低了电池的输出电压,手机将不能正常工作,A不符合题意;
B.手机电池储存的电能是一定的,由公式W=Pt知,要延长手机工作时间,需要减小输出功率,而手机工作电压是不变的,由P=UI知,在省电模式下,应减小电池的输出电流,B符合题意;
C.手机内部电子线路的结构是不变的,所以电阻也是一定的,C不符合题意;
D.由公式W=Pt知,增大电池的输出功率,手机的工作时间会缩短,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】由公式W=Pt进行分析即可.
4.【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用;电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】A、定值电阻的电阻大小不变,而灯泡的电阻会随温度的变化而变化,所以在I-U图象中,甲为小灯泡的I-U图像,乙应为定值电阻的I-U图像;故A错误;
B、由I-U图象可知,由对乙图像分析可知,当U=4V时,I=0.4A,由,故B错误;
C、由串联电路的特点可知:电流处处相等,总电压等于各串联电阻两端的电压之和;由图可知,当I串=0.4A时,UL=1V、UR=4V ,即
U源=5V,所以电路的总功率为:P总=U源×I串=5V×0.4A=2W ,故C正确;
D、由并联电路的电压特点可知,将定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上时,有UL=UR=4V;由I-U图象可知,通过R的电流IL=0.8A,IR=0.4A,由P=UI可知,PL=ULIL=4V×0.8A=3.2W,PR=URIR=4V×0.4A=1.6W;即甲乙消耗的电功率之比为2︰1,故D错误;
综上可知,本题正确答案为:C
【分析】(1)由于定值电阻的电阻大小不变,而灯泡的电阻会随温度的变化而变化,所以由图可知:甲为小灯泡的I-U图像,乙应为定值电阻的I-U图像;
(2)由图中数据可直接计算出定值电阻的阻值;
(3)由串联电路的特点及图中数据可计算出电路的总功率;
(4)由并联电路的特点及图中数据可计算出甲乙消耗的电功率之比。
5.【答案】A
【知识点】串联电路的电流规律;电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】由灯泡的铭牌可知,灯泡的额定电压相同,额定功率不同,前者的额定功率小,由可知,前者电阻大,两只灯泡串联在220V的电路上,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,前者的电阻大,由可知,前者的实际功率大,灯泡较亮,故A正确,BCD错误。
【分析】首先由灯泡铭牌得出灯泡的电压、功率大小关系,然后根据串联电路的电流特点和公式求解即可。
6.【答案】A
【知识点】串联电路的电流规律;电功率的计算;额定电压;额定功率;实际电压;实际功率
【解析】【解答】ACD、由题意可知,甲、乙两盏白炽灯的额定电压相等,甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率,
由的变形式,可知,甲灯的电阻小于乙灯的电阻,将它们串联接入电压为U的电路中,因串联电路中各处的电流相等,所以通过两灯泡的电流相等,由可知,电阻大的实际功率大,故甲灯的 实际功小于乙灯的实际功率 ,故A正确,CD错误;
B、如果将它们串联接入电压为U的电路中,由串联电路的分压特点可知,两灯泡两端的电压均小于额定电压,则两灯泡均不能正常发光,故B错误;
故选项为:A.
【分析】(1)由题意可知,甲、乙两盏白炽灯的额定电压相等,甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率,根据比较两灯泡的电阻关系;串联电路电流处处相等;串联电路两灯实际功率由比较;
(2)如果将它们串联接入电压为U的电路中,根据串联电路的分压特点可知两灯泡两端的电压和额定电压之间的关系,然后判断两灯泡是否能正常发光。
7.【答案】D
【知识点】额定电压;额定功率
【解析】【解答】A.由图像可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、6V时,通过甲的电流依次为0.3A、0.6A,通过乙的电流依次为0.2A、0.3A,由欧姆定律的变形式R=可知,甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω,所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,则A正确,不符合题意;
B.甲、乙两灯的额定电压均为6V,通过的电流I甲额=0.6A,I乙额=0.3A,则甲、乙两灯的额定功率之比:2:1,则B正确,不符合题意;
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压均为2V,由图像可知,通过的电流分别为I甲=0.3A,I乙=0.2A,根据欧姆定律,此时两灯泡的电阻之比:2:3,则C正确,不符合题意;
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V,由图像可知,当电路中的电流0.3A,甲灯电压是2V,乙灯电压是6V,则两灯泡的实际功率之比:1:3,则D错误,符合题意;
故选D。
【分析】(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系;
(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流,根据P=UI求出甲、乙两灯的额定功率之比;
(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压均为2V,根据图像读出通过的电流,根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比;
(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V,根据图像读出符合要求的电流和电压,根据P=UI求出两灯泡的实际功率之比。
8.【答案】D
【知识点】电功率的计算;额定电压;额定功率;实际功率
【解析】【解答】A、两灯泡都正常发光时,额定电流相同,都为,A错误;
B、两灯的额定功率相同,且都正常发光,此时实际功率等于额定功率,实际功率相同,B错误;
C、两灯的实际功率都等于额定功率,且都相等,故在相同的时间内消耗的电能相同,C错误;
D、相同功率的前提下,LED灯更亮,是因为相同时间内,它将更多的电能转化为了光能,D正确;
故选D;
【分析】考查额定电压、额定电流、额定功率与实际电压、实际电流、实际功率的关系;功率的理解。
9.【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素;电功率的计算;额定功率
【解析】【解答】A.根据,计算用电器的电阻,额定电功率较大的灯泡电阻小,当两灯泡串联接在220V电源上,根据P=I2R,电阻越大,实际电功率越小,亮度小的额定功率大,正确,A不符合题意;
B.将两灯泡并联在220V的电源上,灯泡正常发光,亮度小的额定功率小,正确,B不符合题意;
C.看灯丝,灯丝较粗的电阻小,额定功率大,C符合题意;
D.测两灯泡的电阻,根据,电阻小的额定功率大,正确,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】灯泡串联时,电阻越大,电功率越大; 灯泡并联时,电阻越大,电功率越小。
10.【答案】C
【知识点】额定电压;额定功率;实际电压;实际功率
【解析】【解答】因为电阻不变,根据P=,可得,代入数值得出20W,故C正确,ABD错误
故选择C
【分析】利用电阻不变,根据P=进行计算
11.【答案】D
【知识点】电功率的计算;实际电压;实际功率
【解析】【解答】A.根据两个灯的规格,可以得出他们的电阻,L1=12Ω,L2=3Ω,故A错误
B. 两灯串联,当电路中电流为 0.5A,根据U=IR,灯L2两端电压为1.5V,故B错误
CD.两灯并联,当一盏灯正常发光时,电路的电压是3V,通过另一盏灯的电流为,消耗的功率分别是,和3W,功率之比是1:4,故C错误,D正确
故选择D
【分析】根据额定电压和额定功率的关系确定灯的电阻,根据串联和并联电路的特点结合欧姆定律综合分析
12.【答案】A
【知识点】实际电压;实际功率
【解析】【解答】 灯泡的电阻为:R=
接在230V的电路中,灯泡消耗的功率:
P实==()2P实=×40W≈43.7W>40W ,故A符合题意,BCD错误
故选择A
【分析】 根据R=先求出灯泡的电阻,再根据P=求出230V的电路中,灯泡消耗的功率
13.【答案】B
【知识点】电功率的计算;实际电压;实际功率
【解析】【解答】计算两灯的电阻分别为,,
A.甲图灯泡并联,电压相等,R1>R2,根据,通过L1的电流小于通过L2的电流,A不符合题意;
B.乙图中灯泡串联,根据P=I2R,电阻越大,电功率越大,L1比L2更亮,B不符合题意;
C.乙图中,根据U=IR,电阻越大, 分压越大,L1大于L2两端的实际电压,C不符合题意;
D.甲图中,电阻大的L1实际电功率小,乙图中,电阻大的L1的实际功率大,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据,计算灯泡的电阻;在串联电路中,电阻越大, 分压越大, 实际电功率越大;在并联电路中,电阻越大,电流越小, 实际电功率越小。
14.【答案】C
【知识点】电功率的计算;实际功率
【解析】【解答】分别计算灯泡的电阻为,,更换灯泡后,电阻变小,ab间的分压变小,则电压不足3V,电压小于额定电压,电功率小于额定功率,不能正常发光,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据,计算电阻;串联电路中,电阻减小,减小的电阻,分压变小。
15.【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律;实际功率
【解析】【解答】三个灯泡串联时,电流处处相等,B不符合题意;亮度最大的灯泡,电功率最大,D符合题意;根据P=UI,当电流相同时,电功率越大,分压越大,A不符合题意;根据,电流相同时,电阻越大,分压越大,C不符合题意。
故答案为:D.
【分析】灯泡的亮度反应功率的大小;串联电路电流处处相等;串联电路中,电阻越大, 分压越大。
16.【答案】B
【知识点】电功率的计算;实际功率
【解析】【解答】计算灯泡电阻为,,串联后,电源电压为6V,电流处处相等,根据P=I2R,电阻越大, 电功率越大,电阻较大的R2实际电功率大,更亮,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据,计算用电器的电阻,电阻串联时,阻值越大, 电功率越大。
17.【答案】C
【知识点】电功的测量;电功率的测量
【解析】【解答】已知用电器在30min内消耗的电能0.6kW h,就是用电器所做的电工是0.6kW,做功的时间30min,合0.5h,根据P===1.2kW,根据用电器功率的大小符合家用空调,故C符合题意
故选择C
【分析】根据教材所列常用用电器的功率,通过计算给电路中用电器的功率后进行对比判断即可
18.【答案】B,C,D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】AD.根据图像,电路串联,电压表V1测量灯泡分压,电压表V2测量滑动变阻器的分压,滑片在b时,电压表V2示数为0,有下降趋势的图线是V2,根据电源电压一定,利用U=IR和串联电路电压规律,列式为0.6A×R0+10V=0.4A×R0+4V+8V,解得R0=10Ω,U=16V,A不符合题意,D符合题意;
B.滑动变阻器的最大分压为8V,计算电阻为,B符合题意;
C.滑片在b时,灯泡正常发光,计算灯泡的电功率P=UI=10V×0.6A=6W,C符合题意。
故答案为:BCD.
【分析】根据不同时刻的电流不同,利用U=IR,结合等于电压一定,计算未知电阻和电源电压;根据,计算电阻,利用P=UI,计算电功率。
19.【答案】4;家庭电路中因接入导线有电阻,导致总电阻增大 或“用电器的电压变小”
【知识点】电功率与电能、时间的关系;电功率与电压、电流的关系;电功率的计算
【解析】【解答】根据功率公式计算可知,待机功率,换算公式可知P=4W;根据功率公式及结合实际情况可知,电视接接入用户时,两端导线较长,产生损耗,或者电压存在不稳定较小的情况, 所测的待机功率比同型号电视机的待机功率小
【分析】根据功率公式、进行计算分析,求解答案。
20.【答案】(1)短路
(2)0.75
(3)0.25;
【知识点】电功率的测量
【解析】【解答】(1)连接完电路后,小组中某同学闭合开关时,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表有示数,小灯泡不亮,电压表无示数,可判断可能小灯泡短路;
(2)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5VX0.3A=0.75W;
(3)a.连接好电路后,闭合开关 S、S1断开S2, 调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I1=0.25A时,小灯泡正常发光;
b.保持滑动变阻器滑片P的位置不动, 断开S1闭合S、S2 读出电流表的示数为I2;
c.在b中,电流表测灯L与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律可知灯的额定电流:IL=I2-I1,实验小灯泡的额定功率:P=U额(I2-I1)。
【分析】(1)电流表有示数,灯不亮,电压表无示数,说明电路可能为灯泡短路;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由P=UI得出灯的额定功率;
(3)要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用,故将R与电流表串联后再与灯并联,根据并联电路电压特点结合欧姆定律可知额定电压下通过定值电阻的电流,移动滑动变阻器的滑片时灯正常发光,保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流,根据P=UI写出灯的额定功率的表达式。
21.【答案】(1)右
(2)
(3)将电压表与电流表并联(合理均可);电压表有示数
(4)电压
(5)0.8
(6)D
【知识点】电功率的计算;电功率的测量
【解析】【解答】测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应在阻值最大处,滑片远离下面的接线柱,移到最右端;
(2)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联,将灯泡的右接线柱改到电压表的负接线柱上,如图 ;
(3)闭合开关后,电流表和电压表也无示数,可能断路,将电压表与电流表并联,发现电压表有示数,此时电压表连接在电源两端了,故障是电流表内部断路了;
(4)根据图乙,灯泡的电压越大,电流变大,电功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度升高而增大,电流 增大缓慢,可以判断图象的横坐标为电压;
(5)根据图丙,电流表的示数为0.32A,小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;
(6)利用阻值为5Ω、10Ω、15Ω的三个定值电阻换用灯泡,探究电流与电阻的关系,由于电源电压为三节电池,总电压U=1.5V×3=4.5V,滑动变阻器电阻为10Ω,控制电压一定时,根据分压规律,,电压表示数UV=3V,D符合题意。
【分析】(1)闭合开关前,滑片在电阻最大处;
(2)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联;
(3)在串联电路中,电压表测量部分分压时显示电源电压,电压表测量的位置断路;
(4)灯泡电阻随温度的升高而变大;
(5)根据电流表的量程和指针位置,测量电流,利用P=UI,计算电压;
(6)根据串联分压规律,结合已知的电阻大小,计算电压表的取值。
22.【答案】(1)由电路图可知,与并联,电流表测支路的电流,电流表测干路电流。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过的电流:
,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由可得,电源的电压:
;
(2)电阻的阻值:
;
(3)电阻消耗的电功率:
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据并联电路干路电流和支路电流,计算其他支路电流;利用U=IR,计算电压的大小;
(2)根据,计算电阻;
(3)根据P=UI,计算用电器的电功率。
1 / 12023-2024学年人教版九年级物理同步训练基础卷:18.2电功率
一、选择题
1.(2023九上·宝丰期末)当智能手机电量不足时,可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,“省电模式”通过以下哪种方式实现的( )
A.减小电池电压 B.增大电池电压
C.减小总功率 D.增大总功率
【答案】C
【知识点】电功率
【解析】【解答】AB.手机里有许多小元件组成,每个元件对电压都有一定的要求,改变电压可能使不能正常工作,AB不符合题意;
CD.根据电功率的公式 ,在相同时间,如果功率减小,则相同的电量使用的时间更长,增大总功率,使用的时间更短,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】消耗电能一定时,电功率越小,工作时间越长。
2.(2020九上·广州月考)关于电功和电功率的说法正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电功率越大,电流做功越快
C.电流做功时间越短,电功率越大
D.电流做同样的功,用电时间越长,电功率越大
【答案】B
【知识点】电功及电功的实质;电功率
【解析】【解答】A.电流做功多,可以在很长时间内完成,即做功不一定快,其功率不一定大,故错误.
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,即电功率越大,做功越快,故正确.
C.电流做功用的时间越短,其电功率越大,从公式W=Pt可知,应该考虑做功的多少,故错误.
D.根据P= 可知,在做功相同的条件下,用时越长,电功率越小,故错误.
故答案为:B
【分析】电功率是描述电流做功快慢的物理量,电流功率越大,做功越快,工作相同的时间消耗的电能就越多。
3.(2018·株洲)智能手机耗电达到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是( )
A.降低了电池的输出电压 B.减小了电池的输出电流
C.减小了电子线路的电阻 D.增大了电池的输出功率
【答案】B
【知识点】电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】A.手机工作电压是一定的,如果降低了电池的输出电压,手机将不能正常工作,A不符合题意;
B.手机电池储存的电能是一定的,由公式W=Pt知,要延长手机工作时间,需要减小输出功率,而手机工作电压是不变的,由P=UI知,在省电模式下,应减小电池的输出电流,B符合题意;
C.手机内部电子线路的结构是不变的,所以电阻也是一定的,C不符合题意;
D.由公式W=Pt知,增大电池的输出功率,手机的工作时间会缩短,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】由公式W=Pt进行分析即可.
4.(2024九上·甘州月考)如图所示,是定值电阻R和小灯泡L电流随电压变化的图像,由图像可知( )
A.乙是小灯泡的I-U图像
B.定值电阻的阻值为5Ω
C.定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上,电路的总功率为2W
D.定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上,甲乙消耗的电功率之比为1︰2
【答案】C
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;欧姆定律及其应用;电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】A、定值电阻的电阻大小不变,而灯泡的电阻会随温度的变化而变化,所以在I-U图象中,甲为小灯泡的I-U图像,乙应为定值电阻的I-U图像;故A错误;
B、由I-U图象可知,由对乙图像分析可知,当U=4V时,I=0.4A,由,故B错误;
C、由串联电路的特点可知:电流处处相等,总电压等于各串联电阻两端的电压之和;由图可知,当I串=0.4A时,UL=1V、UR=4V ,即
U源=5V,所以电路的总功率为:P总=U源×I串=5V×0.4A=2W ,故C正确;
D、由并联电路的电压特点可知,将定值电阻R和小灯泡L并联接在4V的电源上时,有UL=UR=4V;由I-U图象可知,通过R的电流IL=0.8A,IR=0.4A,由P=UI可知,PL=ULIL=4V×0.8A=3.2W,PR=URIR=4V×0.4A=1.6W;即甲乙消耗的电功率之比为2︰1,故D错误;
综上可知,本题正确答案为:C
【分析】(1)由于定值电阻的电阻大小不变,而灯泡的电阻会随温度的变化而变化,所以由图可知:甲为小灯泡的I-U图像,乙应为定值电阻的I-U图像;
(2)由图中数据可直接计算出定值电阻的阻值;
(3)由串联电路的特点及图中数据可计算出电路的总功率;
(4)由并联电路的特点及图中数据可计算出甲乙消耗的电功率之比。
5.(2022九上·秦安期末)“PZ220-40”和“PZ220-100”两只白炽灯泡串联接在220V的电路中,则( )
A.前者比后者亮 B.后者比前者亮
C.两灯发光亮度相同 D.无法比较
【答案】A
【知识点】串联电路的电流规律;电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】由灯泡的铭牌可知,灯泡的额定电压相同,额定功率不同,前者的额定功率小,由可知,前者电阻大,两只灯泡串联在220V的电路上,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,前者的电阻大,由可知,前者的实际功率大,灯泡较亮,故A正确,BCD错误。
【分析】首先由灯泡铭牌得出灯泡的电压、功率大小关系,然后根据串联电路的电流特点和公式求解即可。
6.(2024九上·邹城期末)额定电压均为U的甲、乙两盏白炽灯,假设灯丝电阻不变,甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率,如果将它们串联接入电压为U的电路中,下列叙述正确的是( )
A.甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率
B.至少有一盏灯能够正常发光
C.通过甲灯的电流大于通过乙灯的电流
D.甲灯的电阻大于乙灯的电阻
【答案】A
【知识点】串联电路的电流规律;电功率的计算;额定电压;额定功率;实际电压;实际功率
【解析】【解答】ACD、由题意可知,甲、乙两盏白炽灯的额定电压相等,甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率,
由的变形式,可知,甲灯的电阻小于乙灯的电阻,将它们串联接入电压为U的电路中,因串联电路中各处的电流相等,所以通过两灯泡的电流相等,由可知,电阻大的实际功率大,故甲灯的 实际功小于乙灯的实际功率 ,故A正确,CD错误;
B、如果将它们串联接入电压为U的电路中,由串联电路的分压特点可知,两灯泡两端的电压均小于额定电压,则两灯泡均不能正常发光,故B错误;
故选项为:A.
【分析】(1)由题意可知,甲、乙两盏白炽灯的额定电压相等,甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率,根据比较两灯泡的电阻关系;串联电路电流处处相等;串联电路两灯实际功率由比较;
(2)如果将它们串联接入电压为U的电路中,根据串联电路的分压特点可知两灯泡两端的电压和额定电压之间的关系,然后判断两灯泡是否能正常发光。
7.(2024九上·期末)额定电压均为6V的甲、乙两灯的I﹣U图线如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大
B.甲、乙两灯的额定功率之比为2∶1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为2∶3
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1∶9
【答案】D
【知识点】额定电压;额定功率
【解析】【解答】A.由图像可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、6V时,通过甲的电流依次为0.3A、0.6A,通过乙的电流依次为0.2A、0.3A,由欧姆定律的变形式R=可知,甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω,所以甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,则A正确,不符合题意;
B.甲、乙两灯的额定电压均为6V,通过的电流I甲额=0.6A,I乙额=0.3A,则甲、乙两灯的额定功率之比:2:1,则B正确,不符合题意;
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压均为2V,由图像可知,通过的电流分别为I甲=0.3A,I乙=0.2A,根据欧姆定律,此时两灯泡的电阻之比:2:3,则C正确,不符合题意;
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V,由图像可知,当电路中的电流0.3A,甲灯电压是2V,乙灯电压是6V,则两灯泡的实际功率之比:1:3,则D错误,符合题意;
故选D。
【分析】(1)根据图像读出几组电流和电压对应的值,根据欧姆定律求出对应的电阻,然后得出两灯泡电阻与两端的电压关系;
(2)根据图像读出两灯泡额定电压下的电流,根据P=UI求出甲、乙两灯的额定功率之比;
(3)甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压均为2V,根据图像读出通过的电流,根据欧姆定律求出此时两灯泡的电阻之比;
(4)甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V,根据图像读出符合要求的电流和电压,根据P=UI求出两灯泡的实际功率之比。
8.(2023九上·湖北月考) 将标有“220V 15W”的白炽灯和“220V 15W”的 LED 灯分别接入家庭电路中,发现 LED 灯的亮度远高于白炽灯的亮度。下列说法中正确的是
A.通过 LED 灯的电流大于通过白炽灯的电流
B.LED 灯的实际功率大于白炽灯的实际功率
C.相同时间内白炽灯消耗的电能大于 LED 灯消耗的电能
D.相同时间内 LED 灯转换成的光能大于白炽灯转换成的光能
【答案】D
【知识点】电功率的计算;额定电压;额定功率;实际功率
【解析】【解答】A、两灯泡都正常发光时,额定电流相同,都为,A错误;
B、两灯的额定功率相同,且都正常发光,此时实际功率等于额定功率,实际功率相同,B错误;
C、两灯的实际功率都等于额定功率,且都相等,故在相同的时间内消耗的电能相同,C错误;
D、相同功率的前提下,LED灯更亮,是因为相同时间内,它将更多的电能转化为了光能,D正确;
故选D;
【分析】考查额定电压、额定电流、额定功率与实际电压、实际电流、实际功率的关系;功率的理解。
9.(2023九上·甘肃期末)两只外形相同,额定电压都是220V,额定功率标记无法看清且额定功率相差较大的白炽灯,下面判断其额定功率大小的方法中,错误的是( )
A.将两灯泡串联接在220V电源上,亮度小的额定功率大
B.将两灯泡并联在220V的电源上,亮度小的额定功率小
C.看灯丝,灯丝较粗的额定功率小
D.测两灯泡的电阻,电阻小的额定功率大
【答案】C
【知识点】影响电阻大小的因素;电功率的计算;额定功率
【解析】【解答】A.根据,计算用电器的电阻,额定电功率较大的灯泡电阻小,当两灯泡串联接在220V电源上,根据P=I2R,电阻越大,实际电功率越小,亮度小的额定功率大,正确,A不符合题意;
B.将两灯泡并联在220V的电源上,灯泡正常发光,亮度小的额定功率小,正确,B不符合题意;
C.看灯丝,灯丝较粗的电阻小,额定功率大,C符合题意;
D.测两灯泡的电阻,根据,电阻小的额定功率大,正确,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】灯泡串联时,电阻越大,电功率越大; 灯泡并联时,电阻越大,电功率越小。
10.(2024九上·期末)一只“220V 80W”的电烙铁接在110V的电源上,如果不计电阻变化,则此电烙铁的实际功率为:
A.0.8W B.2W C.20W D.80W
【答案】C
【知识点】额定电压;额定功率;实际电压;实际功率
【解析】【解答】因为电阻不变,根据P=,可得,代入数值得出20W,故C正确,ABD错误
故选择C
【分析】利用电阻不变,根据P=进行计算
11.(2024九上·期末)灯规格为“6V3W“,灯规格为“3V 3W”,忽略灯丝电阻变化,则下列说法正确的是
A.与灯丝电阻之比为2:1
B.两灯串联,当电路中电流为时,灯两端电压为3V
C.两灯并联,当一盏灯正常发光时,通过另一盏灯的电流为
D.两灯并联在3V电压下,灯与灯消耗的实际功率之比为1:4
【答案】D
【知识点】电功率的计算;实际电压;实际功率
【解析】【解答】A.根据两个灯的规格,可以得出他们的电阻,L1=12Ω,L2=3Ω,故A错误
B. 两灯串联,当电路中电流为 0.5A,根据U=IR,灯L2两端电压为1.5V,故B错误
CD.两灯并联,当一盏灯正常发光时,电路的电压是3V,通过另一盏灯的电流为,消耗的功率分别是,和3W,功率之比是1:4,故C错误,D正确
故选择D
【分析】根据额定电压和额定功率的关系确定灯的电阻,根据串联和并联电路的特点结合欧姆定律综合分析
12.(2024九上·期末)一个标有“220V 40W”的灯泡,接在230V电压的电路上时,它的实际功率(不考虑灯丝温度的变化)
A.大于40W B.等于40W
C.小于40W D.条件不足,无法判断
【答案】A
【知识点】实际电压;实际功率
【解析】【解答】 灯泡的电阻为:R=
接在230V的电路中,灯泡消耗的功率:
P实==()2P实=×40W≈43.7W>40W ,故A符合题意,BCD错误
故选择A
【分析】 根据R=先求出灯泡的电阻,再根据P=求出230V的电路中,灯泡消耗的功率
13.(2023九上·期末)小灯泡L1和L2分别标有“6V3W”、“6V6W”,将L1和L2分别如图甲、乙所示的方式与同一电源连接,闭合开关S后,L1和L2都能发光,(假设灯丝电阻不变),下列说法正确的是
A.甲图中通过L1的电流大于通过L2的电流
B.乙图中L1比L2更亮些
C.乙图中L1、L2两端的实际电压相等
D.甲、乙两图中L1的实际功率都小于L2的实际功率
【答案】B
【知识点】电功率的计算;实际电压;实际功率
【解析】【解答】计算两灯的电阻分别为,,
A.甲图灯泡并联,电压相等,R1>R2,根据,通过L1的电流小于通过L2的电流,A不符合题意;
B.乙图中灯泡串联,根据P=I2R,电阻越大,电功率越大,L1比L2更亮,B不符合题意;
C.乙图中,根据U=IR,电阻越大, 分压越大,L1大于L2两端的实际电压,C不符合题意;
D.甲图中,电阻大的L1实际电功率小,乙图中,电阻大的L1的实际功率大,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据,计算灯泡的电阻;在串联电路中,电阻越大, 分压越大, 实际电功率越大;在并联电路中,电阻越大,电流越小, 实际电功率越小。
14.(2024九上·桥西期末)如图所示,电源电压保持不变,R是一个定值电阻,在a、b两点间接入一个标有“”的灯泡,它恰好能正常发光;若在a、b两点间换接标有“”的灯泡,则该灯泡( )
A.也能正常发光,其消耗的电功率等于
B.也能正常发光,其消耗的电功率大于
C.不能正常发光,其消耗的电功率小于
D.不能正常发光,其消耗的电功率大于
【答案】C
【知识点】电功率的计算;实际功率
【解析】【解答】分别计算灯泡的电阻为,,更换灯泡后,电阻变小,ab间的分压变小,则电压不足3V,电压小于额定电压,电功率小于额定功率,不能正常发光,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据,计算电阻;串联电路中,电阻减小,减小的电阻,分压变小。
15.(2024九上·桥西期末)将三盏灯串联在电路中,发现最暗,较亮,最亮,则这三盏灯的物理量关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律;实际功率
【解析】【解答】三个灯泡串联时,电流处处相等,B不符合题意;亮度最大的灯泡,电功率最大,D符合题意;根据P=UI,当电流相同时,电功率越大,分压越大,A不符合题意;根据,电流相同时,电阻越大,分压越大,C不符合题意。
故答案为:D.
【分析】灯泡的亮度反应功率的大小;串联电路电流处处相等;串联电路中,电阻越大, 分压越大。
16.(2024九上·临洮期末)把小灯泡L1(“6V 6W”)和小灯泡L2(“6V 3W”)串联后接在电源电压为6V的电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列说法正确的是( )
A.因为通过它们的电流相等,所以两灯一样亮
B.因为灯L2实际功率较大,所以灯L2较亮
C.因为灯L1额定功率较大,所以灯L1较亮
D.因为灯L1实际功率较大,所以灯L1较亮
【答案】B
【知识点】电功率的计算;实际功率
【解析】【解答】计算灯泡电阻为,,串联后,电源电压为6V,电流处处相等,根据P=I2R,电阻越大, 电功率越大,电阻较大的R2实际电功率大,更亮,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据,计算用电器的电阻,电阻串联时,阻值越大, 电功率越大。
17.(2024九上·甘肃期末)小明利用电能表测量某个家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器连续工作时,测得在30min内,消耗的电能为0.6kW h,那么这个用电器是
A.液晶电视机 B.台式计算机 C.家用空调 D.电冰箱
【答案】C
【知识点】电功的测量;电功率的测量
【解析】【解答】已知用电器在30min内消耗的电能0.6kW h,就是用电器所做的电工是0.6kW,做功的时间30min,合0.5h,根据P===1.2kW,根据用电器功率的大小符合家用空调,故C符合题意
故选择C
【分析】根据教材所列常用用电器的功率,通过计算给电路中用电器的功率后进行对比判断即可
二、多选题
18.(2024九上·莘县期末)如图甲所示,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当从端滑至端时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数与电压表、示数的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为 B.滑动变阻器的最大阻值为
C.小灯泡的额定功率为 D.定值电阻的阻值为
【答案】B,C,D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】AD.根据图像,电路串联,电压表V1测量灯泡分压,电压表V2测量滑动变阻器的分压,滑片在b时,电压表V2示数为0,有下降趋势的图线是V2,根据电源电压一定,利用U=IR和串联电路电压规律,列式为0.6A×R0+10V=0.4A×R0+4V+8V,解得R0=10Ω,U=16V,A不符合题意,D符合题意;
B.滑动变阻器的最大分压为8V,计算电阻为,B符合题意;
C.滑片在b时,灯泡正常发光,计算灯泡的电功率P=UI=10V×0.6A=6W,C符合题意。
故答案为:BCD.
【分析】根据不同时刻的电流不同,利用U=IR,结合等于电压一定,计算未知电阻和电源电压;根据,计算电阻,利用P=UI,计算电功率。
三、填空题
19.(2023九上·安徽月考)学习电功率知识后,小亮了解到用电器在待机状态下的功率叫待机功率。为了测量家里电视机的待机功率,小亮利用全家外出旅游的机会,离家时让电视机处于待机状态,断开其它所有用电器,回家时发现入户电能表的示数增加了0.4kW h,这段时间刚好为100h且供电正常,通过计算可以得到电视机的待机功率为 W。他通过查阅相关资料了解到,所测的待机功率比同型号电视机的待机功率小。请根据所学物理知识分析,导致所测待机功率偏小的原因除误差外还可能是 。
【答案】4;家庭电路中因接入导线有电阻,导致总电阻增大 或“用电器的电压变小”
【知识点】电功率与电能、时间的关系;电功率与电压、电流的关系;电功率的计算
【解析】【解答】根据功率公式计算可知,待机功率,换算公式可知P=4W;根据功率公式及结合实际情况可知,电视接接入用户时,两端导线较长,产生损耗,或者电压存在不稳定较小的情况, 所测的待机功率比同型号电视机的待机功率小
【分析】根据功率公式、进行计算分析,求解答案。
四、实验探究题
20.(2024九上·绥化期末)某市举办的中学生物理实验大赛中,其中一小组抽到的实验内容是测量小灯泡的电功率,给他们的实验器材有:额定电压为2.5V的小灯泡、电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)如图甲,连接完电路后,小组中某同学闭合开关时,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表有示数,电压表无示数,小灯泡不亮,则电路中存在的故障可能是小灯泡 (选填“断路”或“短路”);
(2)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)小华同学所在的实验小组电压表被损坏,老师另给该小组两个开关和一个阻值为10的定值电阻R0,仍然测出了小灯泡的额定功率,他们所设计的实验电路如图丙所示,请根据电路图和操作步骤完成下列问题。
①连接好电路后,闭合开关S、S1断开S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I1= A时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动,断开S1闭合S、S2读出电流表的示数为I2;
③则小灯泡的额定功率P= (用U额、I1、I2表示)。
【答案】(1)短路
(2)0.75
(3)0.25;
【知识点】电功率的测量
【解析】【解答】(1)连接完电路后,小组中某同学闭合开关时,移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表有示数,小灯泡不亮,电压表无示数,可判断可能小灯泡短路;
(2)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片P,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5VX0.3A=0.75W;
(3)a.连接好电路后,闭合开关 S、S1断开S2, 调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I1=0.25A时,小灯泡正常发光;
b.保持滑动变阻器滑片P的位置不动, 断开S1闭合S、S2 读出电流表的示数为I2;
c.在b中,电流表测灯L与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律可知灯的额定电流:IL=I2-I1,实验小灯泡的额定功率:P=U额(I2-I1)。
【分析】(1)电流表有示数,灯不亮,电压表无示数,说明电路可能为灯泡短路;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由P=UI得出灯的额定功率;
(3)要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用,故将R与电流表串联后再与灯并联,根据并联电路电压特点结合欧姆定律可知额定电压下通过定值电阻的电流,移动滑动变阻器的滑片时灯正常发光,保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流,根据P=UI写出灯的额定功率的表达式。
21.(2023九上·期末)小明想测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,他使用了三节新干电池、“10Ω1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线,连接了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移到最 (左/右)端;
(2)他检查电路,发现一处连接错误,只改变了一根导线的连接就将电路修改正确,请你在错误的导线上打“×”,并补画上正确的连线;( )
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表和电压表也无示数,小明向老师求助,王老师在不拆开原电路的情况下,借助另一只电压表就很快找出了故障原因:电流表内部断路了。王老师找出这个故障的相应操作为 ,他观察到的现象为 ;
(4)排除故障后,小明移动滑动变阻器滑片P的位置,获得多组对应的电压值和电流值,绘制小灯泡U-I(I-U)图象如图乙所示,根据灯丝电阻随温度升高而增大,可以判断图象的横坐标为 (电压/电流);
(5)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(6)取下小灯泡,将阻值为5Ω、10Ω、15Ω的三个定值电阻分别接入电路中原小灯泡位置,可利用该电路探究“电压一定时,电流与电阻的关系”。控制电压一定时,下列电压值可以选取的是____。
A.1.5V B.2V C.2.5V D.3V
【答案】(1)右
(2)
(3)将电压表与电流表并联(合理均可);电压表有示数
(4)电压
(5)0.8
(6)D
【知识点】电功率的计算;电功率的测量
【解析】【解答】测量额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应在阻值最大处,滑片远离下面的接线柱,移到最右端;
(2)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,电流表和灯泡串联,将灯泡的右接线柱改到电压表的负接线柱上,如图 ;
(3)闭合开关后,电流表和电压表也无示数,可能断路,将电压表与电流表并联,发现电压表有示数,此时电压表连接在电源两端了,故障是电流表内部断路了;
(4)根据图乙,灯泡的电压越大,电流变大,电功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度升高而增大,电流 增大缓慢,可以判断图象的横坐标为电压;
(5)根据图丙,电流表的示数为0.32A,小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;
(6)利用阻值为5Ω、10Ω、15Ω的三个定值电阻换用灯泡,探究电流与电阻的关系,由于电源电压为三节电池,总电压U=1.5V×3=4.5V,滑动变阻器电阻为10Ω,控制电压一定时,根据分压规律,,电压表示数UV=3V,D符合题意。
【分析】(1)闭合开关前,滑片在电阻最大处;
(2)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联;
(3)在串联电路中,电压表测量部分分压时显示电源电压,电压表测量的位置断路;
(4)灯泡电阻随温度的升高而变大;
(5)根据电流表的量程和指针位置,测量电流,利用P=UI,计算电压;
(6)根据串联分压规律,结合已知的电阻大小,计算电压表的取值。
五、计算题
22.(2024九上·莘县期末)如图所示的电路,电阻的阻值是当开关闭合时,电流表的示数是,电流表的示数是求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值;
(3)电阻消耗的电功率。
【答案】(1)由电路图可知,与并联,电流表测支路的电流,电流表测干路电流。
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过的电流:
,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由可得,电源的电压:
;
(2)电阻的阻值:
;
(3)电阻消耗的电功率:
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据并联电路干路电流和支路电流,计算其他支路电流;利用U=IR,计算电压的大小;
(2)根据,计算电阻;
(3)根据P=UI,计算用电器的电功率。
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