第 15 节 电功率
命题点1 电功、电功率的理解
1.(柳州)下列单个用电器正常工作时,相同时间内耗电量最小的是 ( )
A.电饭煲 B.电暖器 C.小台灯 D.电热水器
2.(天津)小明同学依据教材中“想想议议”栏目的内容编写了一道习题:某工厂上半年共节电5000kW·h,可供500 W电吹风工作多少小时 其中“kW·h”是 的单位(填物理量名称);“5000kW·h”在实际生活中又可记为5000 (填单位).
3.(岳阳)PTC 是一种新型的半导体陶瓷材料,具有发热、控温双重功能,应用十分广泛.它有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其阻值随温度的升高而减小;高于这个温度时,其阻值随温度的升高而增大.我们把这个设定的温度叫做“居里点温度”.如图甲的3D打印笔,其内部电路如图乙所示,R 、R 是两个相同的PTC发热电阻,单个PTC的阻值与温度的关系如图丙所示.
(1)打印笔工作时有快、慢两挡,图乙中当S、S 都闭合时,处于 挡;
(2)由图丙可知,该PTC 材料的“居里点温度”是 ℃.
4.(成都A卷)实验室有两只额定电压相同的小灯泡L 、L ,小华想知道哪只灯泡额定功率大,于是将它们串联接入电路,如图所示.闭合开关,两只小灯泡均发光,电压表②示数比④小,此时实际功率大的小灯泡是 .据此小华可以判断,额定功率大的小灯泡是 .
命题点2 电能、电功率简单计算
考向1 文字表述类
5.(衡阳)某商场有甲、乙两种容积相同的电热水壶,甲标有“220 V 800 W”的字样,乙标有“220 V 1500 W”的字样.若家庭电路的电压是220 V,室内插座的额定电流是5A,用该插座给电热水壶供电,从安全用电的角度考虑,应选购 (选填“甲”或“乙”)电热水壶.选择的理由是 .
6. (云南省卷)某教室共有20盏“220 V 40 W”的普通照明灯泡,一盏灯泡的电阻为 Ω;如果改用20盏“220 V 13 W”的LED灯,不仅亮度相当,而且可以省电,若该教室平均每天用电5h,则一天可节约 度电.
7. (凉山州)把标有“6 V 3 W”的和“6 V 6 W”的两个灯泡串联接入电路中,在保证安全使用的情况下让其中一个灯泡正常发光,忽略温度对灯丝电阻的影响,则电源两端电压是 V,此时两灯消耗的总功率为 W.
8.(内江)如图所示是验电笔正确使用的示意图.当正确使用验电笔时,由被测带电体(电源)、验电笔、人体和大地构成串联闭合电路.若其中验电笔的电阻取为 人体的电阻取为2.0×10 Ω,其他电阻不计,则,当正确使用验电笔来检测家庭电路的相线(俗称火线)时:
(1)流过人体的电流为多少mA (结果保留到小数点后两位)
(2)验电笔和人体消耗的电功率之比是多少
考向2图像类
9.(衡阳)在“探究电流与电压的关系”实验中,小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻R 和R 的I-U图像,如图所示.下列说法正确的是 ( )
A. R 与R 的阻值之比是1:2
B. R 与R 串联接在3 V的电源两端,R 消耗的功率是0.9W
C. R 与R 串联接在3V的电源两端,通过R 与R 的电流之比是2:1
D. R 与R 并联接在3 V的电源两端,电路消耗的总功率是2.7 W
10.(武汉)如图所示为导体甲的电流随电压变化的图像,定值电阻乙的阻值为5 Ω.下列说法错误的是 ( )
A.甲与乙串联在电源电压为2 V的电路中,电路中的电流是0.20A
B.甲与乙串联在电源电压为1 V的电路中,甲的功率是0.2W
C.甲与乙并联在电源电压为2 V的电路中,干路中的电流是0.65 A
D.甲与乙并联在电源电压为1 V的电路中,电路的功率是0.4W
考向3 简单电路类
11.(广安)如图所示的电路中,电源电压恒为3 V,灯泡L 、L 分别标有“3 V 0.75 W”和“3 V 1.5 W”的字样.当开关S闭合时,由于电路故障,只有一个灯泡发光,此时电压表示数为3 V,忽略温度对灯丝电阻的影响.下列说法正确的是 ( )
A.可能是灯泡L 短路
B.可能是灯泡L 断路
C.排除故障后闭合开关S,灯泡L 、L 两端的电压之比2:1
D.排除故障后闭合开关S,电路总功率为0.2W
12.(贵阳)如图所示电路,电源电压保持不变.只闭合开关S 时,定值电阻R 的功率是16 W;当开关S 、S 都闭合时,R 的功率是25 W.则先后两次电路消耗的功率之比是 .
(河南)如图所示的电路中,电源电压不变,电阻. 的阻值为20Ω.闭合开关S,两电流表的示数分别为0.5A和0.2 A,则电源电压为 V,电阻 的阻值为 Ω.通电1m in,该电路消耗的总电能为 J.
14.(福建)如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压 其中R是发热电阻.当开关 闭合、 断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率 ;当开关 均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流 求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流.
(2)使用烘干功能时电阻R 在1m in内产生的热量.
(3)使用烘干功能1 h消耗的电能.
15.(苏州)在如图甲所示的电路中,电源电压不变,R的阻值为8Ω,灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示.闭合开关,灯泡L两端的电压为8 V.求:
(1)电源电压;
(2)将图甲中的R换成和L一样的灯泡,10s内一个灯泡消耗的电能;
(3)将图甲中R和L由串联改为并联,整个电路的电功率.
考向4结合电能表
16.(铁岭、葫芦岛)假期小明一家要出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为200 W的冰箱正常工作,其他用电器都已关闭.小明看到家里电能表的示数为.6kW·h,过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示.下列有关说法正确的是 ( )
A.这段时间冰箱消耗的电能是7kW·h
B.冰箱每天平均工作的时间为0.5h
C.冰箱正常工作1 min电能表的转盘转过12转
D.再有其他家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
17.(荆门)电能是生产生活的重要资源,随着社会的发展、科技的进步,人们的生活越来越离不开电.小华家添置了一台电功率为1 kW的空调, 联在家庭电路中;若6月份他家平均每天使用空调4小时,这个月(30天)该空调用电 kW·h;小华发现他家的电能表上标着“600 revs/(kW·h)”,由于使用了这台空调,这个月电能表将多转 转;若每度电的电费是0.5元,需多交电费 元.
18. 课标新增情境素材( 凉山州)某同学家的电能表面板如图所示,则他家同时使用的用电器总功率不能超过 W,图中电能表的示数为 kW·h.如将某用电器单独接在该电能表上工作10 min,电能表上的指示灯闪烁了320次,那么该用电器在上述时间内消耗的电能为 J,该用电器功率为 W.
命题点3 动态电路分析
考向 1 滑动变阻器类
19.(广西北部湾经济区)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,下列说法正确的是 ( )
A.电流表示数变大,灯泡变暗
B.电流表示数变小,灯泡变亮
C.电压表示数变大,灯泡变暗
D.电压表示数变小,灯泡变亮
20.(衡阳)(多选)喜欢学习物理的小陈,根据所学的物理知识,设计了如图所示的电路图,按照电路图连接好电路.电源电压不变,闭合开关S后,当他把滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,下列说法正确的是 ( )
A.滑动变阻器的电阻变大,灯泡变暗
B.电流表的示数变小,灯泡亮度不变
C.滑动变阻器的电阻变大,它两端的电压不变
D.电流表的示数变大,电路中的总电阻变大
21.(云南省卷)如图所示,电源电压恒定,灯丝电阻不变,闭合开关S,当滑片P 向右滑动时,下列说法错误的是( )
A.电流表 的示数变大
B.电压表②的示数与电流表④的示数之比变小
C.电压表W的示数与电流表 的示数乘积增大,灯泡变亮
D.当滑片滑到最右端时,电压表②的示数接近电源电压
22.(陕西)如图所示,电源电压不变.闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数且等于电源电压.排除故障后,滑动变阻器的滑片P 向左移动.下列分析正确的是( )
A.灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大
B.灯泡不亮是因为灯泡短路
C.排除故障后,滑片P 向左移动,电流表和电压表示数均变大
D.排除故障后,滑片 P 向左移动,灯泡变暗
考向2 类滑动变阻器类
23.(泸州)在泸州市第37届科技创新大赛上,某学生设计了一款可同时测量身高和体重的仪器,当被测者站在绝缘台面上时,能自动显示其身高及体重,其原理图如图所示.已知电源电压恒定,R 为压敏电阻,其阻值随压力增大而减小,R 为粗细均匀的电阻丝,且阻值与其长度成正比.测量时电压表、电流表均未超过所选量程,滑片P 始终与电阻丝接触良好.下列说法中正确的是( )
A.被测者身高越高,电压表的示数越小
B.被测者体重越重,电流表的示数越小
C.被测者身高越高,R 消耗的电功率越大
D.被测者体重越重,R 消耗的电功率越大
24.(深圳)电子拉力计的简化原理如图.滑动变阻器的滑片P与弹簧上端固定在一起,同方向升降.在弹性限度内,弹簧所受拉力越大,弹簧伸长量越大.闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路中的电阻随拉力增大而增大
B.电流表的示数随拉力增大而增大
C.电压表的示数随拉力增大而增大
D.定值电阻R 消耗的电功率随拉力增大而减小
考向3 敏感电阻类
25.(台州)某同学做了一个如图所示的“魔法火焰”实验:加热铅笔芯时,小灯泡慢慢亮了起来!下列有关判断正确的是( )
A.电源电压变大 B.铅笔芯电阻变大
C.电路中电流变大 D.小灯泡功率变小
26.(郴州)如图所示为某烟雾报警器的电路简图,烟雾感应器的阻值R随烟雾浓度的增大而减小.当烟雾浓度增大时,电路中电压表的示数和灯泡亮度的变化情况是 ( )
A.电压表示数变大,灯泡变亮 B.电压表示数变小,灯泡变亮
C.电压表示数变小,灯泡变暗 D.电压表示数变大,灯泡变暗
27.(重庆A卷)小林受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻R 的阻值随温度的升高而增大,定值电阻R 起保护电路的作用.下列分析正确的是 ( )
A.该电路中的电表是电流表
B.温度变化时R 两端电压不变
C.温度升高时电路中电流变大
D.温度降低时电路的总功率变大
28.(山西)创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池.如图是它的简化装置图,电源电压一定.控制电路中,RN为压敏电阻,其阻值随压力的变化而变化,R 为定值电阻.闭合开关S 、S ,当池中水位上升到一定高度时,触点分离,工作电路断开,注水装置自动停止注水,当池中水位下降到一定位置时,触点连接,工作电路接通,注水装置自动开始注水.下列分析正确的是 ( )
A.水位上升时,电磁铁磁性变弱
B.水位上升时,通过R 电流变小
C.水位下降时,R 的电功率变大
D.水位下降时,RN的阻值会变大
考向4多开关类
29.(连云港)如图所示,电路中电源电压保持不变,闭合开关 后,当再闭合开关S 时,则 ( )
A.电流表 示数变大 B.电流表 示数变小
C.电路消耗的总功率变大 D.电路消耗的总功率变小
30.(青海省卷)如图所示,电源电压保持不变,先闭合开关S ,再闭合开关S ,电压表的示数 (选填“变大”“不变”或“变小”),灯泡L 的亮度 (选填“变亮”“不变”或“变暗”).
命题点4 多挡位电器相关计算
31. (陕西)物理科技小组在课外制作活动中,把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅.接通电源,手动开关闭合,电热丝工作,当锅内温度达到103℃时,手动开关自动断开,且无法自动闭合;接通电源,温控开关在锅内温度低于60℃时自动闭合,电热丝工作,锅内温度高于85℃时,温控开关自动断开.通过两个开关的通断,可实现加热和保温两种功能.根据以上描述,下列判断正确的是
( )
A.接通电源,闭合手动开关,电热丝才能开始工作
B.当手动开关自动断开时,简易电饭锅马上进入保温状态
C.简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率
D.锅内温度由 降至 过程中,电热丝不工作
32.(达州)如图所示为电烤炉的简化电路图,小张查看说明书后得知: 均为电热丝, 当开关 闭合, 处于不同状态时,电烤炉处于不同挡位,忽略温度对电热丝电阻的影响.下列说法正确的是 ( )
A.闭合 时,电烤炉处于低温挡状态
B.电烤炉处于高温挡与低温挡状态时, 两端的电压之比为5:2
C.电烤炉处于高温挡与低温挡状态时,电路在相同时间内所消耗的电能之比为3:2
D.电烤炉处于低温挡状态时, 所消耗的电功率之比为3:2
33.(长沙)某电热水壶有加热和保温两挡,简化电路如图所示.其中 为电热丝(不考虑其电阻变化).已知该壶的额定电压为220V,只闭合开关 时,电路中的电流为0.5A.
(1)求电热丝 的阻值;
(2)只闭合开关: 时,求电热水壶的电功率;
求使用加热挡时电热水壶在10s内产生的热量.
34.(扬州)如图所示为某款电热水龙头电路图,a、b、c、d为四个固定触点,绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点.触片 P置于不同位置时,有冷水、温水和热水三种状态,正常工作时出温水的电功率为1100 W,出热水的电功率为2 200 W.
(1)求出温水时电路中的电流;
(2)求出热水时2分钟内消耗的电能;
(3)若水龙头只能出冷水和温水,电路可能存在的故障.(写出一条即可)
35.(安徽)图甲为某电火锅的铭牌,其内部简化电路如图乙所示, 为阻值一定的电热丝,且 通过控制开关 的断开或闭合状态,可以让电火锅在不同挡位工作.
××牌电火锅
额定电压 220 V
额定功率 低温挡 500 W
中温挡 1 000 W
高温挡 1 500 W
(1)电火锅在低温挡工作时,开关 分别处于什么状态
(2)求 的值;
(3)若家庭电路的电压是220 V,某插座的额定电流是5 A,用该插座仅给电火锅供电,从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择哪个挡位 说明理由.
36.(重庆A卷)商业街移动摊位使用可显示电费的新型插座(如图甲所示)计费,某摊位使用空气炸锅(如图乙所示)烹制食物,如图丙所示是该空气炸锅加热部分的简化电路,其额定电压为220V,定值电阻R 和R 为发热体,其中 开关S 、S 、S 的通断可实现高、中、低三个挡位的调节 不会同时闭合),只闭合S 时的中温挡,额定功率为440 W.求:
(1)R 的电阻;
(2)高温挡正常工作100s,电流通过R 产生的电热;
(3)只有空气炸锅单独工作,表盘示数使用前后如图甲、丁所示,通过表盘显示的数据估算该空气炸锅消耗的电功率(已知商用电费单价为0.75元/kW·h).
命题点5 动态电路计算
考向1 滑动变阻器类
37.(贵阳)(多选)如图所示电路,电源电压恒为6 V.闭合开关S,滑动变阻器R接入电路的阻值为10Ω时,电流表的示数为1.8A.下列说法正确的是 ( )
A. 通过R 的电流是1.2 A
B. R 的阻值是5Ω
C. 当R为20Ω时,其电功率是7.2 W
D. 当R为30Ω时,电路总功率是8.4 W
38.(黔东南州)如图所示,电源电压为4.5 V保持不变,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R的规格是“25 Ω 1 A”,灯泡L上标有“2.5 V 1.25 W”的字样.若闭合开关S,在保证电路安全的情况下,忽略温度对灯丝电阻的影响,则下列说法正确的是 ( )
A.小灯泡的电阻为2Ω
B.电流表的示数变化范围是0.15~0.5A
C.滑动变阻器允许调节的阻值范围是5~25Ω
D.电路消耗的最大总功率为2.7W
39.(泰州)如图所示电路,电源电压恒定,滑动变阻器 R 标有“20Ω 1 A”的字样,将滑片置于最右端后,闭合开关,电流表 、 的示数分别为0.8A、0.3A.在电路安全工作时,下列选项正确的是 ( )
A.电源电压为16 V
B. R 的阻值为7.5Ω
C. R 消耗的功率范围为1.8 W~6W
D.该电路总功率的最大值为18 W
40.(陕西)如图甲所示电路,电源电压不变,L是额定电压为2.5 V的小灯泡,R为滑动变阻器.闭合开关,滑片P 在某两点间移动的过程中.电流表 与电压表 的示数变化关系如图乙所示.当电流表示数为0.2A时,两电压表的示数相等,则电源电压为 V.小灯泡正常工作时的电流为 A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω,电路的总功率为 W.
41. (河北)如图所示,电源电压为18 V, 为定值电阻,R为滑动变阻器,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15 V”.闭合开关S,移动滑片,当滑片移至滑动变阻器中点时,电流表的示数为0.36 A,电压表的示数为3.6 V.
(1)求 的阻值;
(2)求滑动变阻器的最大阻值;
(3)挑战设问在保证电路安全的情况下,电路消耗的最大功率为 将电压表改接在R 两端,电路消耗的最小功率为 求
42.(枣庄)如图甲所示,电源电压保持不变,R 为定值电阻,R为滑动变阻器.当滑片 P 由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像,如图乙所示.求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)R 的阻值和电源电压;
(3)整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比.
考向2 类滑动变阻器类
43.(无锡)如图所示,电源电压保持不变,R 是电阻箱,最大阻值为R. R 是定值电阻,闭合开关S,当电阻箱阻值调为R时,电压表示数为3 V,电阻箱的功率为0.9W;当电阻箱阻值调为0.5R时,电压表的示数变化了1.5V,则下列说法中正确的是 ( )
A.电源电压为3 V
B.电阻箱R 的最大阻值为40Ω
C.前后两次电路总功率变化了0.45 W
D.为保证电路安全,电流表量程不能选0~0.6A
44.(遂宁)夏季汛期来临,某科技小组设计了一个监测观音湖水位的装置.其原理如图甲,电路中电源电压保持不变, 为定值电阻;R是竖直放置的长条形电阻片,浮子可带动金属滑杆AP 在竖直方向上下移动,AP与R组成滑动变阻器(最大阻值60Ω),当电流表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值. R接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙,电路工作时电压表与电流表变化关系如图丙.则下列说法正确的是 ( )
A.当水位升高时,电压表的示数变大
B.该电路的电源电压是6 V
C.该电路工作时的最小总功率是0.3W
D.当水位达到警戒水位时,电流表的示数为0.2A
考向3 敏感电阻类
45.(娄底)如图所示,小明同学设计了一种烟雾报警装置,R 的电阻为40Ω,R为光敏电阻,其阻值随激光的光照强度减弱而增大.当电路中电流小于或等于0.3A时,烟雾报警器报警.开关S闭合后,当电流为0.5A时,光敏电阻R的电功率为4 W.下列说法正确的是 ( )
A.当R处的烟雾浓度逐渐增大时,电流表的示数变大
B.电源电压为24 V
C.当电压表的示数为16 V时,烟雾报警器报警
D.当电路中电流为0.4 A时,R消耗的电功率为6W
46.(广元)某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中电源电压恒为6V,定值电阻R 为10Ω,电压表量程为3 V,R是压敏电阻(阻值随平板受到的压力大小变化而变化),R的阻值与平板受到压力 F对应的部分数据如下表,平板质量不计.下列说法中正确的是 ( )
压力F/N 0 60 200 500 900 1500
压敏电阻R/Ω 30 25 20 15 10 5
A.体重计读数越大,R的阻值就越大
B.体重计读数越大,电路的总功率就越小
C.当电压表的值为2.4 V时,称得的体重为500 N
D.体重计能称量的最大值是1 500 N
47.(宜宾)根据热敏电阻的阻值随温度的升高而减小这一特性,小梅自制一电子温度计,其原理图如图甲.已知电源电压恒为6V,R 为定值电阻,R 为热敏电阻,其阻值 R 随温度t变化的规律如图乙.当环境温度是40℃时,电流表示数为0.2A,此时R,消耗的电功率是 W;电流表量程为0~0.3A,该温度计能测量的最高温度是 ℃.
考向4 多开关类
48.(天津)(多选)如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6 V6W”和“6 V 3W”字样,电源电压恒为6 V.不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是 ( )
A.只闭合S 时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
B.只闭合 时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
C.只闭合 时,电路的总功率为6W
D.只闭合 时,电路的总功率为3W
49. (烟台)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V 6 W”字样.闭合开关 灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为 Ω;再闭合开关 ,前后两次电流表的示数之比为2:3,则电阻R的阻值为 Ω,电阻R在10s内产生的热量为 J.
50.(常德)如图所示,电路中使用的是可调电压电源,电阻 3Ω,R =6Ω,小灯泡L标有“12 V 18 W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响).
(1)开关 闭合,调节电源电压为6 V时,求电流表 的示数;
(2)开关 闭合,S 断开,调节电源电压为10 V时,求小灯泡L的实际发光功率;
(3)开关 闭合, 断开,调节电源电压使小灯泡L正常发光时,求电路消耗的总功率.
考向5 多开关+滑动变阻器类
51.(本溪、铁岭、辽阳)(多选)如图所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为30Ω,电压表的量程为0~3V,灯L 和L 分别标有“2 V 0.4 W”“2.5 V 0.625 W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响.闭合开关S、S ,调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为2 V时,L 正常发光;在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是 ( )
A. 电源电压为4.5 V
B.闭合开关S、S ,滑动变阻器接入电路的阻值范围为8Ω~20Ω
C.只闭合开关S,调节滑动变阻器滑片可使 L 、L 正常发光
D.只闭合开关S,通电10s,电路最多消耗9J的电能
52.(兰州)如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R标有“30Ω 1 A”.定值电阻R 的阻值为10 Ω.小灯泡L标有“6 V0.6A”,电流表的量程为0~3A,不考虑灯丝电阻的变化.只闭合S,滑片P移到R的中点时,小灯泡恰好正常发光.在保证电路安全的前提下,下列说法错误的是 ( )
A.小灯泡的电阻为10Ω
B.电源电压为15 V
C.小灯泡发光最暗时的功率约为1.4W
D.电路消耗总功率的最小值与最大值之比是1:8
53. 挑战题 (重庆B卷)如图甲所示电路,电源电压恒定,电流表量程为0~0.6A,小灯泡L的额定电压为2.5V,其I-U图像如图乙所示,则灯泡正常发光时的功率为 W.当所有开关都闭合,滑片P位于变阻器R 的最右端时,定值电阻R 两端的电压为U ,电路的总功率为P ;只闭合开关S 时,电流表示数为0.2 A,R 两端的电压为U ';只闭合开关S ,在保证电路元件都安全的情况下,移动滑片P,当电路中电流达到最大时,变阻器R 的功率为 P .已知 则R 的最大阻值是 Ω.
54.( 成都A 卷)如图所示,电源电压 定值电阻 滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,电压表的量程为3 V,电流表的量程为0.6 A.
(1)开关 均闭合时,求电路消耗的总功率.
闭合, 断开,为保证电路元件安全,求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围.
命题点6 电流热效应、焦耳定律
55.( 长沙)下列用电器与电蚊香加热器工作原理相同的是 ( )
A.电风扇 B.电视机 C.电饭煲 D.电冰箱
56.(云南省卷)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”).
57.( 安徽)如图所示,电源电压保持3 V不变,电阻 20 Ω.闭合开关S,则通电100s电阻R 产生的热量为 J.
58.(扬州)如图甲所示,将阻值为 的3段电阻丝分别浸没在质量和初温均相同的煤油中,可以通过比较 来比较电阻丝产生热量的多少.按图乙连接电路,将S置于1,通电1分钟,A、B两温度计示数分别升高t 和 的功率为 则 (选填“>”“<”或“=”,下同).断开S,待煤油温度降到初温,将S置于2,通电1分钟,A温度计示数升高 的功率为 则
59.(重庆B卷)如图所示,是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路,电源电压恒定. 为电热丝,白炽灯泡L标有“12 V 18 W”字样 和L电阻均恒定不变),滑动变阻器R的最大阻值为40 Ω.当只闭合开关S和 ,将滑片P移到最右端时,灯泡正常发光.当所有开关都闭合,P位于最右端时,电路中的总电流为2.1 A.求:
(1)电源电压;
(2)当只闭合开关S 和 S ,滑片P位于最左端时,通过灯泡的电流;
(3)当只闭合开关S和S ,移动滑片P,电热丝 工作1min产生的最大热量.
命题点7 测量小灯泡的电功率(常规法)
60.(娄底)小明准备测定小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻约为10Ω,实验室有如下器材:电源(电压为6V),电流表(0~0.6A、0~3A),电压表(0~3 V、0~15 V),开关,导线若干,滑动变阻器两只:
(1)如图甲所示是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
(2)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是 .
A.灯泡短路 B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A.
(4)为了满足测量要求,实验电路应该选用滑动变阻器 .(选填“R ”或“R ”)
(5)小明根据记录的多组I-U数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙),则小灯泡的额定功率为 W.
命题点8 测量小灯泡的电功率(特殊法) 更多试题见P86
考向1 缺电流表
61.(十堰)如图甲是小明测量小灯泡电功率的电路,小灯泡额定电压为2.5V,电阻为10Ω左右.
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整.
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮.电流表指针几乎不动,电压表示数接近3 V且保持不变.为排除故障,小明检查了开关并拧紧两端接线柱,小芳则将小灯泡与灯座拧紧.若电路中只有一处故障, (选填“小明”或“小芳”)排除故障的操作是正确的.
(3)排除故障后重新闭合开关,改变滑片位置,他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图像如图乙.根据图像可得小灯泡的额定功率为 W.研究发现,通过灯丝的电流与其两端电压不成正比,原因是: .
(4)在测量小灯泡电功率拓展实验过程中,电流表坏了,他们找来一只阻值合适的定值电阻R ,设计了如图丙电路图,操作步骤如下:
①断开S ,闭合S ,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压 U额;
② ,断开S ,闭合S ,记下此时电压表示数为U;则小灯泡额定功率表达式 (用U额、U和R 表示).
考向2 缺电压表
62.(遂宁)小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中,用到的器材有:新干电池两节、小灯泡(标有0.3A)1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支,导线若干.
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整.(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小)
(2)连接好电路,闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,造成这一现象的原因可能是 (选填序号).
①小灯泡短路; ②小灯泡开路;
③滑动变阻器短路; ④滑动变阻器开路
(3)排除故障,进行实验,当电流表的示数如图乙时,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,当电流表示数达到0.3A时,电压表的示数如图丙,则小灯泡的额定功率为 W.
(4)小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏,他找来一只阻值为R 的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,也可测出小灯泡的额定功率.主要的操作步骤如下:
①把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为
②保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I;
中小学教育资源及组卷应用平台
③计算得出小灯泡的额定功率 (用 表示).
1. C 【解析】根据生活实际可知,电饭煲、电暖器和电热水器都是大功率用电器,而小台灯的功率很小;根据W=Pt可知,相同时间内耗电量最小的是小台灯.故选C.
2.电能(电功) 度 【解析】kW·h是电能或电功的单位;5000kW·h在生活中又可记为5000度.
3.(1)快 (2)120 【解析】由电路图可知,当S、S 都闭合时,两电阻并联,总电阻最小,根据 可知,此时电路总功率较大,为快挡;PTC 材料有一个特定的温度,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”,根据图丙可知,该PTC 材料在120℃前,电阻随温度的升高而减小,在120℃后,电阻随温度的升高而增大,故该PTC 材料的“居里点温度”为120℃.
4. L L
5.甲 乙电热水壶的额定电流大于插座的额定电流
【解析】由P=UI得,甲电热水壶的额定电流 乙电热水壶的额定电流 而插座的额定电流为5A,故应选购甲电热水壶.
6. 1210 2.7 【解析】由灯泡铭牌“220 V 40 W”可知,一盏灯泡的电阻 盏普通照明灯一天消耗的电能 0.04kW×5h=4kW·h,20盏LED灯一天消耗的电能W =20P t=20×0.013 kW×5h=1.3kW·h,一天节约的电能 2.7kW·h=2.7度.
7. 9 4.5 【解析】由 可得,两灯泡的电阻分别为6Ω,两灯泡的额定电流分别为 为使电路安全,电路中的电流I=I甲=0.5A,电源总电压 ×(12Ω+6Ω)=9V;i两灯消耗的总功率P=UI=9 V×0.5A=4.5W.
8. 解:(1)家庭电路两端电压U=220 V
闭合电路的总电阻
根据欧姆定律,流过人体的电流
(2)设验电笔消耗的电功率为 P ,人体消耗的电功率为P ,根据P=I R可知,电功率之比
9. D 【解析】由图可知,电阻R 的阻值 =10Ω,电阻R 的阻值 则R 与R 的阻值之比为2:1, A错误;R 与R 串联接在3 V的电源两端,电路中的电流 0.2A,则R 消耗的功率. 0.4 W,B错误;R 与R 串联接在3 V的电源两端,因为串联电路中电流处处相等,所以通过R 与 R 的电流之比为1:1,C错误;R 与R 并联接在3 V的电源两端,电路消耗的总功率 =2.7 W,D正确.故选D.
10. B 【解析】假设电路中的电流是0.20 A,甲与乙串联,由图可得 乙两端的电压 0.20 A×5Ω=1V ,则电源电压 1V=2V,A正确;由图可得,当甲与乙串联在电源电压为1 V的电路中时,甲两端的电压低于1 V,通过甲的电流小于0.20A,则甲的功率小于0.2 W,B错误;甲与乙并联在电源电压为2 V的电路中,由图可得通过甲的电流. 通过乙的电流 则干路电流 0.4A=0.65A,C正确;甲与乙并联在电源电压为1V的电路中,由图可得,通过甲的电流0.20 A,通过乙的电流 干路电流 ,所以电路的功率 D正确.故选 B.
11. C 【解析】由图可知,L 、L 串联,电压表测L 两端电压,闭合开关只有一个灯泡发光,且电压表示数为3 V,则电路故障为L 短路,A、B错误;根据 可知, 排除故障后,根据串联分压原理知电压之比为 C 正确;电路总功率 D错误.故选C.
12.4:5 【解析】由电路图可知,只闭合开关S 时,R 与R 串联, ;开关S 、S 都闭合时,R 被短路,则电路消耗的功率 由①②可得,只闭合S 时电路消耗的功率P=UI=20 W;所以先后两次电路消耗的功率之比为 P:P'=20 W:25 W=4:5.
13. 6 30 180 【解析】电阻R 与R 并联,电流表 测通过R 的电流,电流表 测干路中的电流.根据串联电路的电流特点,通过R 的电流 0.5A-0.2 A=0.3A,由 可得,电源电压 U= ;电阻R 的阻值 通电 1m in电路消耗的总电能 W=UIt=6 V×0.5 A×60s=180J.
14.解:(1)使用风干功能时,电路中只有电动机工作根据P=UI得.
(2)使用烘干功能时,电路中电动机和发热电阻R并联,电阻R 在 1m in内产生的热量
(3)电阻R的功率
电路消耗的总功率
电路消耗的总电能
15.解:(1)由图甲可知,灯泡L和R串联
由图乙可知, 时,电路中的电流I=0.5A
R两端的电压UR=IR=0.5A×8Ω=4 V
电源电压
(2)将R换成L后,L两端的电压
由图乙可知,此时通过电路的电流为
10s内一个灯泡消耗的电能
(3)将R与L并联,L两端的电压为12 V
由图乙可知:
由欧姆定律得
电路总电流
电路的电功率P总=UI=12 V×2.1 A =25.2 W
16. A
17. 并 120 7.2×10 60 【解析】家庭电路中的用电器都是并联的,所以空调是并联在家庭电路中的;空调一个月消耗的电能W= Pt=1kW·h×4 h×30=120kW·h;“600 revs/(kW·h)”,它表示用电器每消耗1kW·h的电能,电能表上的转盘转过600r;由于使用了空调,每个月电能表将多转 n=600 res/(kW·h)× ;每个月多缴纳的电费:0.5元/(kW·h)×120kW·h=60元.
18. 2 200 219.6 3.6×10 600【解析】“220 V”表示电能表应该接在220 V的电路中;“10 A”是指电能表允许通过的最大电流,则该同学家同时使用的用电器最大总电功率 2200W;电能表读数时最后一位是小数,单位是kW·h,所以电能表的示数为 219. 6 kW ·h;“3200 imp/(kW·h)”表示每消耗 1 kW·h 的电能,电能表的指示灯闪烁3200次,电能表的指示灯闪烁320次时,用电器消耗的电能 则用电器的电功率
19. C 【解析】由图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑片P向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,根据 可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小;由串联电路分压原理可知,滑动变阻器两端电压也变大,即电压表示数变大;则灯泡两端电压变小,灯泡的亮度由实际功率决定,根据P=UI可知,灯泡的实际功率变小,灯泡的亮度变暗. C正确,故选 C.
20. BC 【解析】由电路图可知,灯泡和滑动变阻器并联,电流表测量干路电流.滑片由中点向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由于并联电路中各支路互不影响,所以灯泡的亮度不变,A错误;由 可知,通过滑动变阻器R的电流变小,而通过灯泡的电流不变,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,即电流表的示数变小,B正确,D错误;并联电路中各支路两端的电压相等,且等于电源电压,所以滑动变阻器两端电压不变,C正确.故选BC.
21. D 【解析】分析电路图可知,滑动变阻器和灯泡串联,电压表V,测灯泡 L 两端的电压,电压表V。测滑动变阻器R 两端的电压,电流表 测电路中的电流.当滑动变阻器滑片P向右滑时,其接入电路的阻值变小,电路中的总电阻变小,由 可知,电路中的电流变大,即电流表 的示数变大,A正确;电压表V与电流表 的示数之比即为滑动变阻器接入电路的阻值,该比值变小,B正确;已知灯丝的电阻不变,由U=IR 知,灯泡两端的电压变大,即V 的示数变大,故①的示数和④的示数的乘积变大,即灯泡的电功率变大,灯泡变亮,C正确;当滑片滑到最右端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,电压表②被短路,其示数为0,D错误,符合题意.故选 D.
22. C 【解析】由电路图可得:灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端电压.闭合开关后,灯泡不亮、电流表无示数,说明很可能是电路发生断路,而电压表有示数且等于电源电压,说明电路故障是与电压表并联的灯泡发生了断路,A、B错误;排除故障后,滑片 P 向左移动,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,串联电路的总电阻减小,由欧姆定律可得串联电路的电流变大,即电流表示数变大,由欧姆定律可得,灯泡两端电压也变大,即电流表和电压表示数均变大,由P=UI可得,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮,C正确,D错误.故选 C.
23. D 【解析】由电路图可知,R 与R 并联,电压表测与R 并联部分两端的电压,电流表测通过压敏电阻R 的电流;身高越高的人站在绝缘台面上时,与电压表并联部分的R 的阻值越大,由串联电路电压规律可知电压表示数越大,A错误;被测者体重越重,由题意可知R 的阻值越小,由 可知电流表示数越大,B错误;被测者身高的高低只影响电压表的示数,不影响R 的阻值以及通过的电流和两端的电压,所以不管被测者身高的高与低,R 消耗的电功率均不变,C错误;被测者体重越重,通过R 的电流越大,其两端电压不变,由P=UI可知R 消耗的电功率越大,D正确.故选 D.
24. B 【解析】由电路图可知,定值电阻R 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.当拉力增大时,滑片 P上移,AP 部分电阻丝的长度减小,则滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电路的总电阻减小,由 可知,电路中的电流增大,即电流表的示数增大;由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压减小,即电压表的示数减小;由P=I R可知,定值电阻R 消耗的电功率增大. B正确,故选 B.
25. C 【解析】电源电压无法改变,A错误;若铅笔芯电阻变大,小灯泡应该变暗,B错误;由P=UI可知,电压不变,电流变大,小灯泡电功率变大,小灯泡会变亮,C正确;小灯泡功率变小,小灯泡会变暗,D错误.故选C.
26. B 【解析】由电路图可知,小灯泡与烟雾感应器R串联,电压表测烟雾感应器R 两端的电压;当烟雾浓度增大时,烟雾感应器R的阻值减小,电路中的总电阻减小,电流增大,灯泡变亮;根据串联电路的分压原理可知,烟雾感应器R两端的电压减小,即电压表的示数减小. B正确,故选 B.
27. D 【解析】由图乙可知,R 和R 串联,电表与热敏电阻并联,故是电压表,A错误;温度升高时,热敏电阻R 的阻值增大,整个电路的总电阻增大,由于电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流减小,由 U=IR 可知,定值电阻R 两端电压减小,B、C 错误;温度降低时,热敏电阻R 的阻值减小,整个电路的总电阻变小,由于电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,由P=UI可知,电路的总功率变大,D正确.故选 D.
28. D 【解析】闭合开关S 、S ,当池中水位上升到一定高度时,触点分离,衔铁被吸下,说明水位上升时,电磁铁的磁性变强,控制电路中的电流变大,通过 R 的电流也变大,则压敏电阻RN的阻值变小,A、B错误;那么当水位下降时,压敏电阻 RN的阻值变大,控制电路中的电流变小,由 可知,R 的电功率变小,C错误,D正确.故选 D.
29. C 【解析】闭合开关S 后,电路为灯泡L 的简单电路,电流表 和电流表 测电路中的电流,示数相等;当再闭合开关S 时,灯泡L 、L 并联,电流表 测干路电流,电流表 测通过灯泡L 的电流,由于并联电路各支路独立工作、互不影响,所以电流表 示数不变,A、B错误;根据并联电路电流特点可知,电流表 示数变大,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,C正确,D错误.故选 C.
30.不变 不变 【解析】由题意可知,电源电压保持不变,由图可知,先闭合开关S ,电路为只有灯泡L 的简单电路,电压表测量电源电压,再闭合开关S ,L 、L 两个灯泡并联,电压表测量电源电压,电压表的示数不变;并联电路中各支路上的用电器互不影响,所以灯泡L 的亮度不变.
31. D 【解析】由题意可得:手动开关闭合,电热丝就工作,但是温度达到103℃就自动断开而且无法自动闭合;温控开关在60℃以下闭合、85℃断开.显然两个开关应该是并联在一起控制电热丝的.因此可得:接通电源后,只要温度低于60℃,温控开关就会自动闭合,电热丝就能工作,A错误;当温度高于85℃时温控开关就断开,再达到 103 ℃时手动开关也断开,这时两个开关都断开,所以电路断路,简易电饭锅停止加热,B错误;简易电饭锅只有一个加热电热丝,只有一个电功率,加热和保温电功率相等,C错误;锅内温度达到103℃后手动开关断开,在这之前温控开关也已经断开,所以这时两个开关都断开,电热丝不工作,直到温度降低到60℃时,温控开关再次闭合,电热丝才工作,D正确.故选 D.
32. B 【解析】闭合S 、S 时,R 被短路,只有R 接入电路,此时电路总电阻最小,根据 可知,电烤炉处于高温挡,A错误;电烤炉处于高温挡时,R 两端的电压为电源电压U=220V,电烤炉处于低温挡时,R 和 R 串联,电路中的电流 此时R 两端电压 44Ω=88 V,所以当电烤炉处于高温挡与低温挡时,R 两端的电压之比为 B正确;根据 可知,电烤炉高温挡的功率为 1 100 W,电烤炉低温挡的功率为 440 W,因为 W=Pt,所以相同时间消耗的电能之比为 C错误;电烤炉处于低温挡时,两个电阻串联,电流处处相等,由P= 可得 D错误.故选 B.
33.解:(1)只闭合S 时,电路为只有R 的简单电路,电路中的电流为0.5A,则R 的阻值
(2)只闭合S 时,电热水壶的电功率
(3)闭合S 、S 时,两个电阻并联,为加热挡,加热挡的功率
加热挡10s内产生的热量
34.解:(1)由P=UI可知,出温水时电路中的电流
(2)出热水时2min内消耗的电能
(3)由图及 可知,触片置于 ab时电路断开,处于冷水状态;置于 bc时,R 单独接入电路,处于温水状态;置于 cd时,R 、R 并联,处于热水状态.水龙头可以出冷水和温水,所以电路故障可能为R 断路.
35. 解:(1)由 可知,R总越大,P越小
当S 断开,S 闭合时,
当S 闭合,S 断开时,
当S 、S 均闭合时,
因为
故当S 断开,S 闭合时,电路的总电阻最大,总功率最小,处于低温挡
(2)由(1)得:当S 闭合时,S 断开时,处于中温挡,故
从安全用电的角度考虑,应选择低于1 100 W 的挡位;从加热快的角度考虑,应选择功率较大的挡位,故综合考虑,应该选择中温挡
36.解:(1)只闭合S 时,电路为R 的简单电路,为中温挡
R 的阻值
(2)S 、S 闭合,S 断开,R 、R 并联,为高温挡
通过R 的电流
电流通过R 产生的电热
(3)只有空气炸锅单独工作15 min,用去电费0.06元,则消耗电能 消耗的电功率
37. ABD 【解析】由电路图可知,滑动变阻器 R与定值电阻R 并联,电流表测干路电流.由 可得,通过滑动变阻器R的电流为 通过定值电阻 R。的电流 1.2A,A 正确;定值电阻 R 的阻值为 B正确;当滑动变阻器R的阻值为20Ω时,R的功率为 C错误;当滑动变阻器 R 的阻值为30Ω时,R消耗的功率为 定值电阻R 消耗的功率为 则电路消耗的总功率为 D 正确.故选ABD.
38. B 【解析】由图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;灯泡标有“2.5 V 1.25 W”字样,则灯泡的电阻为 A错误;当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中电流最小,电路中的最大电阻为 此时电路中的最小电流为 在保证电路安全的情况下,灯泡两端的电压不能超过额定电压2.5V,此时电路中的最大电流为 则电流表的示数变化范围是0.15~0.5A,B正确;当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中电流最小,滑动变阻器允许调节的最大阻值为25Ω;电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,最小值 4Ω,滑动变阻器允许调节的阻值范围是4~25Ω,C错误;电源电压不变,电路中电流最大时,电路消耗的总功率最大,最大功率 2.25 W,D错误.故选B.
39. C 【解析】由电路图可知,闭合开关后,电阻R 、R 并联,电流表 测通过R 的电流,电流表 测干路中的电流,所以I=0.8A,I =0.3A;当滑片滑到最右端时,R 连入电路阻值最大为 由 可得,电源电压为 ,A错误;通过R 的电流. ,所以 B错误;R 消耗的最小功率 ;因电流表接0~3 A的量程,且R 允许通过的最大电流为 所以R 消耗的最大功率为 所以R 消耗的功率范围为1.8 W~6W,C正确;则干路中最大电流为 电路消耗的总功率最大为 9 W,D错误.故选C.
40. 3 0.25 2 0.75 【解析】由图甲可得,小灯泡L和滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表①、②分别测量小灯泡L 和滑动变阻器 R 两端的电压.由图乙可得,电流表示数为0.2A时,小灯泡两端电压为1.5V,而此时两个电压表示数相等,说明滑动变阻器两端电压也是1.5V,因此电源电压为 U= ;由图乙可得小灯泡正常工作时,通过它的电流是0.25 A,此时滑动变阻器两端电压是 滑动变阻器R 此时接入电路中的电阻 2Ω;电路的总电功率P=UI=3V×0.25A=0.75 W.
41.解:(1)由题图可知,定值电阻 R 与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R 两端的电压,根据题意及欧姆定律得,定值电阻 R 的阻值
(2)根据题意,当滑动变阻器滑片移至中点时,滑动变阻器两端的电压 通过滑动变阻器的电流即电路中的电流I=0.36A所以滑动变阻器一半的阻值 则滑动变阻器的最大阻值.
(3)当电流表示数最大为0.6A时,定值电阻R 两端的电压
电压表可以正常工作
所以电路消耗的最大功率
当电压表改接在R 两端,R两端的电压最大为15 V时,R接入电路的电阻最大,此时电路中的功率最小R 两端的电压
此时电路中的电流
R接入电路的电阻
所以电路中的最小功率 则
42.解:(1)由图甲可知,R 与R串联,电压表测 R 两端的电压,电流表测电路中的电流.滑片 P在b端时,R接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知,此时电路中电流最小,由图乙可知,电路中最小电流为 0.2A,此时R的功率 根据 可知,滑动变阻器的最大阻值
(2)当电路中电流为0.2A时,电源电压 R ),代入数据得
当电路中的电流为0.4A时,滑动变阻器消耗的功率 ,根据P=UI可知,滑动变阻器两端的电压 所以电源电压
联立①②,解得U=12 V,R =10Ω
(3)当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,整个电路消耗的电功率最小,最小功率
当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,电路中的电流最大,整个电路消耗的电功率最大
最大电流
最大功率 所以整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比为
43. B 【解析】当电阻箱的阻值为R时,电源电压 U=U 此时电阻箱的功率为0.9W,即 ;当电阻箱的阻值为0.5R时,电路中电阻减小,电流增大,R 两端的电压增大为 U '=3V+1.5 V=4.5 V,则电源电压 ;联立①②③可得 =40Ω,则电源电压U=9 V,A错误,B正确;由 U=IR 可得,电路中电流的变化量 0.075 A,所电路总功率的变化量ΔP=UΔI=9 V×0.075 A=0.675W,C错误;当电阻箱的阻值为0时,电路中电流最大为 所以电流表最大量程可以选0~0.6A,D错误.故选 B.
44. D 【解析】由图甲可知,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.当水位升高时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路分压特点可知,电压表示数变小,A错误;根据图丙可知,当电流表的示数为0.1A 时,电压表的示数为6V,则 ;当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数为0V,则( .联立①②解得 B错误;当电路中的电阻最大时,电路有最小总功率 C错误;由图乙可知,滑动变阻器 Rp的阻值与水位的关系满足一次函数关系,设y=kx+b(k≠0),将图中的两点代入可知滑动变阻器Rp的阻值与水位的关系式y=-3xΩ/m+585 Ω,当警戒水位为 190 m时,滑动变阻器 Rp的阻值为15Ω,则此时电路中的电流 =0.2 A,D正确.故选 D.
45. C 【解析】由图可知,光敏电阻R 与电阻R 串联,当R处的烟雾浓度增大时,激光照射到R 上的光照强度减弱,R电阻增大,电路中的总电阻增大,电流表的示数变小,A错误;当电流为0.5A时,R两端电压 两端电压 ×40Ω=20 V,电源电压 28 V,B错误;当电压表的示数为16 V时,R 两端电压 此时电路中的电
流 因此烟雾报警器报警,C正确;当电流为0.4 A时,R 两端电压为( 0.4 A×40Ω=16V,R两端的电压 -16 V=12 V,R消耗的电功率 =4.8 W,D错误.故选 C.
46. C 【解析】由表格数据可知,当压力 F越大,压敏电阻R的阻值越小,根据串联分压原理,R 两端的电压越大,即电压表的示数(体重计读数)越大,A错误;电压表的示数越大,电路中的电流越大,根据P=UI可知,电路的总功率越大,B错误;当电压表的示数为2.4 V时,R两端的电压为6 V-2.4 V=3.6 V,根据串联电路分压特点可得 由表格数据可知,对应称得的体重为500 N,C正确;当电压表的示数为3 V时,R两端的电压为6 V-3 V=3V,根据串联电路分压特点可得, ,此时平板受到的压力为900 N,即最大称量为900 N,D错误.故选 C.
47.1 85 【解析】由图甲可知,定值电阻R 和热敏电阻R,串联,当环境温度为40 ℃,电流表示数为0.2A时,电路中的总电阻 由图乙可知,此时R,的阻值为25Ω,则R 的阻值 R-R =30Ω-25Ω=5Ω,R 消耗的电功率 ;因为电流表量程为0~0.3A,所以电路中最大电流为0.3A,此时电路的总电阻 的阻值 5Ω=15Ω,由图乙可知,对应的最高温度为85℃.
48. BD 【解析】甲灯的电阻为 乙灯的电阻为 只闭合 S 时,甲、乙两灯串联,根据. 可知, A错误;只闭合S 、S 时,甲、乙两灯并联,根据 可知, B正确;只闭合S 、S 时,甲灯被短路,只有乙灯接入电路,乙灯正常发光,此时电路的总功率即乙灯的功率为3W,C错误,D正确.故选 BD.
49.6 12 30
50. 解:(1)开关S 、S 、S 闭合时,R 被短路,小灯泡L与R 并联,电流表测干路中的电流
小灯泡的电阻
通过小灯泡的电流
通过R 的电流
电流表 的示数
(2)开关S 、S 闭合,S 断开时,R 被短路,只有 L接入电路
小灯泡L的实际发光功率
(3)开关S 闭合,S 、S 断开时,电路为R 与L串联电路,
因为小灯泡正常发光,所以电路中的电流
电路消耗的总功率 (3Ω+8Ω)=24.75 W
51. ABD 【解析】由图可知,当开关S、S 闭合时,灯泡L 被短路,灯泡L 与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压.调节滑动变阻器滑片,当电压表示数为2 V时,L 正常发光,电源电压( =2 V+2.5 V=4.5 V,A正确;闭合开关S、S ,当L 正常发光时,电路中的最大电流 此时滑动变阻器连入电路中的最小阻值 灯泡L 的阻值 当电压表示数为3 V时,根据串联分压原理,滑动变阻器接入电路的电阻最大,L 两端的电压 电路中的最小电流 所以滑动变阻器连入电路中的最大阻值为 20Ω,所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为8Ω~20Ω,B正确;只闭合开关S,灯泡 L 、L 与滑动变阻器串联,L 的额定电流 0.25 A,因串联电路中电流处处相等,所以电路中的最大电流为0.2A,调节滑动变阻器滑片只能使L 正常发光,此时通电10s,电路最多消耗的电能W=UI 额t=4.5 V×0.2 A×10s=9 J,C错误,D正确.故选 ABD.
52. D 【解析】由 可得,小灯泡正常工作时的电阻 A正确,不符合题意;只闭合S,滑片P移到R的中点时,滑动变阻器R 与灯泡L串联,滑动变阻器连入电路的阻值为 =15Ω,此时小灯泡恰好正常发光,则电路中的电流 ,此时滑动变阻器两端的电压 =0.6A×15Ω=9V,由串联电路的特点可得电源电压 B正确,不符合题意;当灯泡L与滑动变阻器R的最大阻值串联时,总电阻最大,电路中的电流最小,此时灯泡发光最暗,此时电路中的总电阻 40Ω,则电路中的电流 则小灯泡的实际功率 1.4W,C正确,不符合题意;电路的最小功率 UI=15 V×0.375 A=5.625 W;当开关S、S 、S 均闭合时,小灯泡L被短路,R 与R 并联接入电路,通过R的最大电流IR=1 A,通过R 的电流 =1.5A,则电路的最大电流 2.5A,则电路消耗的总功率最大值 ×2.5 A=37.5 W,则电路消耗的总功率最小值与最大值之比 D错误,符合题意,故选 D.
53.0.625 20 【解析】由图乙可知,小灯泡的额定电流为0.25A,额定功率. =0.625 W;当所有开关都闭合,滑片P在最右端时,小灯泡被短路,R 与R 并联,R 与R 两端的电压等于电源电压,即 电路的总功率 只闭合开关S 时,R 与小灯泡串联,电流表测电路中的电流,由图乙可知,电流为0.2A时,小灯泡两端的电压为1.0V,定值电阻R 两端的电压 1.0V;只闭合开关S 时,滑动变阻器R 与小灯泡串联,由于小灯泡的额定电流为0.25 A,电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.25 A,此时小灯泡两端的电压为2.5V,所以滑动变阻器两端的电压为 U-2.5V,滑动变阻器的功率 2.5 V)×0.25 A,因为 所以 ,解得电源电压U=5V,所以 2.5 V)×0.25 A=(5 V-2.5 V)×0.25 A=0.625 W,又因为 所以 即 2.5 W,将U=5 V,R =20 Ω代入上式,解得 20Ω.
54. 解:(1)S 、S 、S 均闭合时,滑动变阻器R被短路,R 与R 并联,
电路消耗的总功率
(2)S 闭合,S 、S 断开,R 与滑动变阻器R串联,电压表测R 两端电压,当R 接入电路中的电阻为0Ω时,电路中的电流最大为 0.6A,则
当滑动变阻器R两端的电压达到电压表的最大测量值 时,滑动变阻器R接入电路的阻值最大电路中的最小电流 则
故滑动变阻器R能接入电路的阻值范围是0~15Ω
55. C 【解析】电蚊香加热器是利用电流的热效应来工作的;电风扇是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的;电视机工作是将电能转化为光能、声能等;电饭煲是利用电流的热效应来工作的;电冰箱工作主要是将电能转化为机械能.故选C.
56.较大 较多 【解析】当其他条件一定时,导体的横截面积越小,电阻越大,因此劣质导线的电阻较大;由焦耳定律 可知,当电流相同时,电阻越大,导体在相同时间内产生的热量越多.
57.10 【解析】电路中的总电阻 20Ω=30Ω;电路中的电流 通电100s产生的热量 100s=10 J.
58.温度计示数的变化量 < > >
【解析】由图甲可知,可以通过比较温度计示数的变化量来比较电阻丝产生热量的多少;由图乙可知,将S置于1时,R 与R 串联,电流和通电时间相同,R 电压为U,将S置于1时,由串联分压原理可知,R 两端的电压为 U,则R 的功率将S置于2时,由串联分压原理可知,R 两端的电压为 则R 的功率 则P >P .
59.解:(1)当只闭合开关S和S ,将滑片P移到最右端时,电路为灯泡L的简单电路
由于灯泡L正常发光,所以电源电压
(2)灯泡L的电阻
当只闭合开关S和S ,滑片P位于最左端时,灯泡L与滑动变阻器最大阻值串联
电路中的总电阻R总=40Ω+8Ω=48Ω
通过灯泡的电流
(3)当所有开关都闭合,P位于最右端时,灯泡L与R 并联
通过灯泡L的电流
通过R 的电流I =I-I =2.1 A-1.5 A=0.6A
R 的电阻
当只闭合S和S ,滑动变阻器与 R 串联,当滑片 P在最右端时,电路中的总电阻最小,电流最大,R 的功率最大,产生的热量最多
电热丝R 工作1 min产生的最大热量
60. (1)如答图所示 (2)B (3)0.14 (4)R
(5)0.625
【解析】(1)图甲中电流表和电压表连接错误,其改正电路如答图所示;(2)小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路中某处发生了断路;电压表有示数,说明电压表和电源是连通的,因此可能是小灯泡断路,故选B;(3)电流表所选的量程为0~0.6A,分度值为0.02 A,示数为0.14 A;(4)灯泡正常工作时电压为2.5 V,由图丙可知通过的电流为0.25 A,此时滑动变阻器两端的电压为3.5V,则滑动变阻器需连入电路的电阻 因此要选滑动变阻器R ;(5)由图丙可知,I额=0.25 A,小灯泡的额定功率
61. (1)如答图所示 (2)小芳 (3)0.625 灯丝的电阻随温度的升高而增大 (4)②保持滑片位置不变
【解析】(1)小灯泡额定电压为2.5 V,电阻为10Ω左右,小灯泡的额定电流约为 0.25 A<0.6A,所以电流表应选用0~0.6A量程与小灯泡串联,如答图所示;(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎不动,电压表示数接近3 V且保持不变,说明小灯泡断路,应将小灯泡与灯座拧紧,所以小芳的操作正确;(3)由图乙可知,当小灯泡的额定电压为2.5 V时,小灯泡的额定电流为0.25 A,所以小灯泡的额定功率为 =0.625 W;由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以通过灯丝的电流与其两端电压不成正比;(4)①断开S ,闭合S ,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数等于灯泡的额定电压 U额,小灯泡正常发光;②保持滑片位置不变,断开S ,闭合S ,记下此时电压表示数为U.定值电阻两端的电压 ,由欧姆定律可知,电路中的电流 则小灯泡的额定功率
62. (1)如答图所示 (2)② (3)A 0.75
【解析】(1)滑动变阻器滑片向右移动时,电流表示数变小,则说明其接入电路中的电阻变大,则滑动变阻器的左下接线柱A与开关右端相连;由于电源是两节干电池,电压为3 V,则电压表选小量程与小灯泡并联,具体如答图所示;(2)闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,则说明是断路;又因为电压表有示数,且接近电源电压,则故障为与电压表并联的小灯泡开路,故选②;(3)图乙中电流表接0~0.6 A量程,分度值为0.02 A,读数为0.14 A,而灯泡的额定电流为0.3A,则需要减小滑动变阻器接入电路的电阻,从而增大通过灯泡的电流,因此需要将滑动变阻器的滑片P向A端移动;由图丙可知,电压表示数为2.5V,即小灯泡的额定电压为2.5V,则灯泡的额定功率 (4)图丁所示实验步骤:①将电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表示数为I额,此时小灯泡正常发光;②保持滑片P的位置不变,将电流表改变接在b处,读出电流表示数为I,则通过定值电阻R 的电流为I-I额,则小灯泡正常发光时其两端电压( I额)R ;③小灯泡的额定功率 I额)R I额·