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第13讲 电功率
能够熟练运用电功率公式以及导出式
能分辨额定功率和实际功率
能计算串并联电路中电阻的功率
一.选择题(共12小题)
1.(2017秋 丹江口市期末)对下列物理量数值的估计,最接近实际的是( )
A.家庭电路的电压是380V
B.家用空调的电功率约为1000W
C.电视机的功率约为2kW
D.一盏家用节能灯正常工作的电流为2A
2.(2017秋 宁江区期末)家用空调的功率一般为( )
A.10W B.100W C.1000W D.10000W
3.(2017秋 惠民县期末)下列有关物理量的估计,符合实际的是( )
A.家用电热壶工作时的功率约为25W
B.洗澡水的温度大约是90℃
C.普通家用照明灯的工作电流约为0.15A
D.对人体安全的电压为56V
4.(2017秋 福田区校级期末)美的空调曾在“每晚只用一度电”的广告轰动一时,其某型变频空调的平均制冷功率 750W,则1度电可供该空调在平均制冷功率下连续工作的时间为( )
A.80 分钟 B.100 分钟 C.2 小时 D.6 小时
5.(2017秋 肥城市期末)单独将一个电阻为R的电阻丝接在电压为U的可调电压的电源上,其电功率为P,若将它的电功率变为4P,则电源的电压应调为( )
A.4U B.2U C. D.
6.(2017秋 宁江区期末)一盏标有“36V 40W”的电灯接在某电路上,通过灯的电流是1A,则这盏灯的实际功率为( )
A.等于40W B.大于40W C.等于36W D.小于36W
7.(2017秋 开福区校级期末)灯 L1标有“12V 6W”,灯 L2标有“6V 6W”,如图所示,两灯串联后接在电压为 U 的电路中,每个灯泡的实际电压没有超过它的额定电压,则( )
A.两灯实际功率之比为 2:1
B.当电压U为18V时,灯 L1、L2均正常发光
C.电压U的最大值为 18V
D.灯L2两端电压与电压 U 之比为 1:5
8.(2017秋 泉州期末)额定电压为6V小灯泡,其电流随电压变化的关系如图所示。若把这样的三只灯泡串联接在电压恒为12V的电源两端,则此时每只灯泡的电阻及实际功率为( )
A.20Ω 0.8W B.24Ω 0.8W C.20Ω 0.67W D.24Ω 0.67W
9.(2017秋 卫滨区校级期末)小明家的电能表月初的数字是,月末表盘的示数如图所示。若按0.5元/kW h的标准收费,他家本月应缴纳电费 元。若此电能表的转盘在l0min内转过400r,则接在该电能表上的用电器总功率为 W.( )
A.420元,1200W B.42元,1000W C.4.2元,1200W D.42元 1200W
10.(2017秋 兴化市期末)将标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的两只小灯泡并联连接,使其中一只灯泡正常发光,不考虑灯丝电阻受温度的影响,电路总功率最大为( )
A.1.24W B.1.5W C.1.89W D.2.28W
11.(2017秋 大兴区期末)如图是通过额定电压为6V的小灯泡的电流随它两端电压变化的关系,则关于该小灯泡下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的电阻是一个定值
B.小灯泡的额定电流是0.3A
C.小灯泡的额定功率是1.5W
D.电压为4V时小灯泡的电阻是0.2Ω
12.(2017秋 卢龙县期末)判断电灯亮度的主要依据是( )
A.额定电功率 B.实际电功率 C.实际电压 D.实际电流
一.选择题(共5小题)
1.(2018 海南)如图所示,A、B为两盏白炽灯,A灯型号是“110V 25W”,B灯型号是“110V 100W”,R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上,下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是( )
A. B. C. D.
2.(2018 玉林)如图所示,电源电压U为10V并保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.4A.则( )
A.电路消耗的最小功率为2.5W
B.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为2.4W
C.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为3.2W
D.滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡所做的功为10J
3.(2018 荆门)如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2阻值范围为0~4Ω.闭合开关S,在滑片从左向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大功率为1.44W
B.滑动变阻器的最大功率为2W
C.滑动变阻器的最大功率为2.25W
D.电压表示数从0V增大到2.4V
4.(2018 岳阳)如图,电源电压恒为4.5V, 的量程为“0~0.6A”, 的量程为“0~3V“,灯泡上标有“2.5V 1.25W”(不考虑灯丝电阻变化),滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中( )
A. 的示数最大为0.6A
B.灯泡消耗的最小功率为0.12W
C.电路消耗的最大总功率为2.7W
D.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω
5.(2018 黄石)将A、B两个灯泡,按图一、图二两种方式连接,已知RA=4Ω、RB=6Ω,电源电压相同,下面分析正确的是( )
A.图一中A灯比B灯亮
B.图二中A灯比B灯亮
C.图一中A灯比图二中A灯亮
D.图一中的总功率比图二中的总功率要大
二.填空题(共5小题)
6.(2018 德州)小刚早上8:00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示,然后关闭家中其它用电器,只让电冰箱工作。下午18:00回家后再次查看电
能表,显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为 kW h,电冰箱的实际电功率为 W。
7.(2018 天津)如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1与R2的阻值之比为2:1.开关S断开时,
R1与R2的电功率之比为 :开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为 。
8.(2018 岳阳)标有“6V 3W”的小灯泡,它的电流一电压图象如图所示,则它正常工作10s消耗的电能为 J;若将它与一个10Ω的定值电阻串联在电压为8V的电路中,则电路消耗的总功率为 W。
9.(2018 达州)如图所示的电路,当S1、S2都闭合时,R1的电功率为25W,当把S2断开时,R1的电功率为4W,则此时R2的电功率为 W。
10.(2017 盘锦)如图所示,是电路元件甲和标有“2.5V 1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,电路的总功率是 W;若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中,乙的实际功率是 W;若把乙和“3V 3W”的灯泡L(灯丝电阻不变)串联在电源两端,在保证电路元件安全的情况下,电源电压最大为 V。
一.选择题(共3小题)
1.(2018 新泰市校级模拟)把电阻R1和R2串联在电路中,已知R1>R2通电时,通过它们的电流强度分别为I1和I2,它们的电功率分别是P1和P2,则( )
A.I1>I2,P1>P2 B.I1=I2,P1<P2 C.I1=I2,P1>P2 D.I1<I2,P1=P2
2.(2018 丰台区一模)标有“6V 3W”的小灯泡,通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与电压为4V的电源相连,灯泡仍能发光,此时灯泡消耗的功率为( )
A.3W B.1.3W C.10W D.1.6W
3.(2018 峨眉山市二模)灯泡L标有“6V 12W”字样,关于这个字样的含义,下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常工作时的电压应为12V
B.灯泡L正常工作时,消耗的电功率为12W
C.灯泡L两端电压低于6V时,灯泡就将烧坏
D.灯泡L两端电压为6V时,消耗的电功率最大
二.多选题(共5小题)
4.(2018 新城区校级模拟)标有“6V 4.8W”的小灯泡L和标存“6V 3.6W”的小型电加热器R,它们电流与电压变化的关系如图甲所示。现将它们连入图乙所示电路中,闭合开关S,其中一用电器正常工作。下列说法正确的是( )
A.灯泡的电阻等于电压表和电流表示数之比
B.电源电压为9V
C.如果电源电压减小5V时,电压表与电流表示数的比值不变
D.如果电源电压减小5V时,电路中消耗的电功率减小了4.2W
5.(2018 卧龙区二模)图甲是灯泡L1和L2的电流随电压变化的图象。将它们按图乙所示接入电路中,闭合开关S,整个电路消耗的实际功率为1.6W.下面的说法中正确的是( )
A.电流表的示数为0.8A B.电源电压为3.5V
C.灯泡 L1的功率为1W D.灯泡L1比 L2暗
6.(2018 海淀区一模)在测小灯泡额定电功率的实验中,提供的实验器材有:符合实验要求的电源(电源两端电压不变且未知)、学生用电流表、学生用电压表、滑动变阻器、阻值已知的定值电阻R,额定电压为3.8V小灯泡L、开关和导线若干。同学们设计了如图所示的几种测量电路,在不拆改电路的前提下,能够测量出小灯泡额定功率的电路是
( )
A. B. C. D.
7.(2018 德州二模)将灯L1接在电压为6V的电路中,功率为6W.若保持电路电压不变,再在电路中连入灯L2(规格如图),它们工作时,下列说法正确的是(不考虑温度对电阻的影响)( )
A.电路的总电阻是18Ω B.灯L1较L2亮
C.灯L1的实际电流为0.5A D.电路的总功率为2W
8.(2018 焦作二模)如图所示的灯泡均为“110V 60W“的同规格灯泡,把它们按如图所示的甲、乙两种方式连接,然后再把它们再分别接人220V的电路中。关于灯泡能否正常发光及哪种连接方式更好,下列说法正确的是( )
A.两种连接方式中的灯泡都能正常发光
B.两种连接方式中有一组的灯泡不能正常发光
C.甲组的连接方式更好
D.乙组的连接方式更好
三.填空题(共7小题)
9.(2018 岳阳二模)某元件(阻值不变)标有“6V 6W”字样,它正常工作的电流是 A,它的电阻 R 是 Ω。
10.(2018 松江区二模)教室里的日光灯额定电压是 伏,投影仪和日光灯之间是 连接的(选填“串联”或“并联”)。教室里日光灯总功率为0.48千瓦,如果在大课间活动时能够及时关灯,每天大课间活动时间是0.5小时,则每天可以节约用电 千瓦时。
11.(2018 秀屿区模拟)一只标有“PZ220﹣40”字样的白炽灯泡,正常发光时,通过灯丝的电流是 ;1kw h的电能可以供给它正常发光 h。
12.(2018 崆峒区校级一模)如图所示电路,电源电压为12V且不变,灯泡L标有“12V、2W”字样,当开关S断开时,灯泡L的实际功率为 W,当开关S闭合时,灯L的亮度将 。(填“变亮”、“变暗”或“不变”)
13.(2018 安徽模拟)如图所示,电源电压为17V保持不变,灯泡L标有“12V 6W”,闭合开关S后,当滑片P置于b端时,小灯泡正常发光,此时电路消耗的总功率为 W,滑动变阻器的最大阻值为 Ω;若当滑片P置于b端时,将图中的小灯泡L换成一个“12V 12W”的小灯泡L1,则小灯泡L1的实际功率 12W(选填“大于”或“等于”或“小于”)。
14.(2018 禹城市二模)某空调铭牌上标有“220V 2000W”字样,它的额定功率为 ,正常工作2小时消耗的电能是 度,消耗的电能可用 表来测量。
15.(2018 普陀区一模)用电器标有“220V 40W”的字样,“40W”表示 。当它正常工作时1分钟,电流做功 焦,通过的电流是 安。
四.实验探究题(共2小题)
16.(2018 越秀区二模)图1是测量小灯泡电功率的实验电路图(小灯泡额定电压2.5V)。
(1)按电路图在图2中连接实物图(电压表选用0~3V量程)
(2)正确连接电路后,闭合开关,电压表、电流表的示数如图3所示,小灯泡的两端电压是 V,通过小灯泡的电流为 A,此时,观察不到小灯泡发光,原因是 。
(3)继续实验,测得通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图4所示,由图象可知
①当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻 ,小灯泡的实际功率 。(以上两空选填“增大”、“不变”或“减小”)
②小灯泡的额定功率为 W。
(4)若将小灯泡换成定值电阻,还可以探究的实验是 。(仅需写一种实验)
17.(2018 江西模拟)在测量小灯泡电功率的实验中,提供的器材有:电源、标有“3.8V”的小灯泡、滑动变阻器R、电阻箱R0、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)小虎按图甲电路图连接电路,闭合开关,灯泡不亮,此时电压表示数为0.1V,电流表示数为0.04A,灯泡不亮的原因 ;如果出现的问题是,闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,移动滑片P,发现两表情况均不变,则电路存在的问题是 。
(2)实验中,电流表出了故障,同组的小明设计了图乙所示的电路。
①根据图乙电路,在图丙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
②正确连接电路后,将电阻箱阻值调到最大值。
③闭合开关S1,将开关S2拨至“2”位置,当电阻箱的旋钮调到图丁位置时,灯泡恰好正常发光,则电阻箱接入电路的阻值R0= Ω。
④再将开关S2拨至“1”位置,此时电压表示数为8V,则灯泡额定功率PL= W。
五.计算题(共3小题)
18.(2018 丰台区一模)如图所示,电源两端电压为保持不变,电阻R1的阻值为10Ω.电阻R2的阻值为50Ω.闭合开关S,电阻R2两端的电压为10V。
求:(1)电阻R1两端的电压;
(2)电阻R2消耗的电功率。
19.(2018 历城区二模)如图所示的电路,小灯泡标有“6V3W”的字样,电源电压恒为9V,小灯泡电阻不变闭合开关S,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,小灯泡恰好正常工作求:
(1)小灯泡正常工作的电流;
(2)滑动变阻器接入电路的电阻;
(3)小灯泡正常工作5min消耗的电能。
20.(2018 东昌府区一模)如图所示,R0是阻值为80Ω的定值电阻,R为滑动变阻器,其上标有“100Ω 3A”字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,灯泡上标有“8V 1.6W”字样,已知电源电压不变。求:
(1)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,在不损坏电流表的前提下,求R消耗电功率的最大值
一.选择题(共12小题)
1.(2017秋 丹江口市期末)对下列物理量数值的估计,最接近实际的是( )
A.家庭电路的电压是380V
B.家用空调的电功率约为1000W
C.电视机的功率约为2kW
D.一盏家用节能灯正常工作的电流为2A
【解答】解:A、通常情况下,我国家庭电路电压是220V,该A不符合实际;
B、家用空调的电功率约为1000W,故B符合实际;
C、电视机正常工作的电流在0.7A左右,其额定功率在P=UI=220V×0.7A≈150W左右,故C不符合实际;
D、日光灯的额定电流在0.2A左右,家用节能灯正常工作的电流比日光灯额定电流小得多,在0.1A左右,故D不符合实际。
故选:B。
2.(2017秋 宁江区期末)家用空调的功率一般为( )
A.10W B.100W C.1000W D.10000W
【解答】解:由生活经验和电功率的知识可知,家用空调属于大功率用电器,额定功率在1000W左右。
故选:C。
3.(2017秋 惠民县期末)下列有关物理量的估计,符合实际的是( )
A.家用电热壶工作时的功率约为25W
B.洗澡水的温度大约是90℃
C.普通家用照明灯的工作电流约为0.15A
D.对人体安全的电压为56V
【解答】解:
A、家用电热壶工作时的功率约为800W左右,故A不符合实际;
B、洗澡水的温度一般略高于人的体温,大约是40℃左右,故B不符合实际;
C、普通家用照明灯的额定功率在40W左右,正常发光时的电流大约为I==≈0.18A.与选项比较接近,故C符合实际;
D、经验表明,对人体的安全电压是不高于36V,故D不符合实际。
故选:C。
4.(2017秋 福田区校级期末)美的空调曾在“每晚只用一度电”的广告轰动一时,其某型变频空调的平均制冷功率 750W,则1度电可供该空调在平均制冷功率下连续工作的时间为( )
A.80 分钟 B.100 分钟 C.2 小时 D.6 小时
【解答】解:由P=可得,连续工作的时间t===h=×60min=80min。
故选:A。
5.(2017秋 肥城市期末)单独将一个电阻为R的电阻丝接在电压为U的可调电压的电源上,其电功率为P,若将它的电功率变为4P,则电源的电压应调为( )
A.4U B.2U C. D.
【解答】解:
电阻丝接在电压为U的电源上时,其电功率:P=,
设此时电源的电压为U′,若它的功率为4P,则:4P=,
所以:==,
解得:U′=2U。
故选:B。
6.(2017秋 宁江区期末)一盏标有“36V 40W”的电灯接在某电路上,通过灯的电流是1A,则这盏灯的实际功率为( )
A.等于40W B.大于40W C.等于36W D.小于36W
【解答】解:根据P=可得,灯泡的电阻:
R===32.4Ω,
当通过灯的电流是1A时灯的实际功率:
P=I2R=(1A)2×32.4Ω=32.4W<36W。
故选:D。
7.(2017秋 开福区校级期末)灯 L1标有“12V 6W”,灯 L2标有“6V 6W”,如图所示,两灯串联后接在电压为 U 的电路中,每个灯泡的实际电压没有超过它的额定电压,则( )
A.两灯实际功率之比为 2:1
B.当电压U为18V时,灯 L1、L2均正常发光
C.电压U的最大值为 18V
D.灯L2两端电压与电压 U 之比为 1:5
【解答】解:(1)根据P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1===0.5A,I2===1A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===24Ω,R2===6Ω;
(2)两灯串联后接在电压为 U 的电路中,因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=I2R可得,两灯泡的实际功率之比:====,故A错误;
(3)两灯串联后接在电压U为18V的电路中,此时电路中的电流I===0.6A,
该电流均不等于两灯的额定电流,所以两灯泡不可能同时正常发光,故B错误;
(4)因串联电路中各处的电流相等,且要保证每个灯泡的实际电压不超过它的额定电压,
所以,电路中的最大电流I大=I1=0.5A,则电源电压的最大值:
U总大=I大(R1+R2)=0.5A×(24Ω+6Ω)=15V,故C错误;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,灯L2两端电压与电压U之比:====,故D正确。
故选:D。
8.(2017秋 泉州期末)额定电压为6V小灯泡,其电流随电压变化的关系如图所示。若把这样的三只灯泡串联接在电压恒为12V的电源两端,则此时每只灯泡的电阻及实际功率为( )
A.20Ω 0.8W B.24Ω 0.8W C.20Ω 0.67W D.24Ω 0.67W
【解答】解:把三只相同的灯泡串联接在12V的电源上,
因串联电路中各处的电流相等,且三灯泡的电阻相等,
所以,由I=的变形式U=IR可知,三灯泡两端的电压相等,即UL===4V,
由图象可知,电路中的电流I=0.2A,
则此时每只灯泡的电阻:
RL===20Ω,故BD错误;
每只灯泡的实际功率:
PL=ULI=4V×0.2A=0.8W,故A正确、C错误。
故选:A。
9.(2017秋 卫滨区校级期末)小明家的电能表月初的数字是,月末表盘的示数如图所示。若按0.5元/kW h的标准收费,他家本月应缴纳电费 元。若此电能表的转盘在l0min内转过400r,则接在该电能表上的用电器总功率为 W.( )
A.420元,1200W B.42元,1000W C.4.2元,1200W D.42元 1200W
【解答】解:
(1)由图示电能表可知,电能表月初示数是1385.5kW h,月末示数为1469.5kW h,
本月用电量为W=1469.5kW h﹣1385.5kW h=84kW h,
需交纳的电费为0.50元/kW h×84kW h=42元;
(2)电能表的转盘转过400转时,用电器消耗的电能:
W=kW h=0.2kW h,
t=10min=h=h,
接在该电能表上的用电器总功率:
P===1.2kW=1200W。
故选:D。
10.(2017秋 兴化市期末)将标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的两只小灯泡并联连接,使其中一只灯泡正常发光,不考虑灯丝电阻受温度的影响,电路总功率最大为( )
A.1.24W B.1.5W C.1.89W D.2.28W
【解答】解:
“2.5V 0.3A”的灯泡正常发光时的电压为2.5V,“3.8V 0.3A”的灯泡正常发光时的电压为3.8V,
所以,两灯并联时使其中一只灯泡正常发光,则并联电路两端的电压最大为2.5V,此时“2.5V 0.3A”灯泡正常发光;
由I=得“3.8V 0.3A”灯泡的电阻:R==≈12.7Ω,
“3.8V 0.3A”灯泡的实际功率:P==≈0.49W,
“2.5V 0.3A”灯泡的实际功率:P′=U′I′=2.5V×0.3A=0.75W,
电路总功率最大为:P总=P+P′=0.49W+0.75W=1.24W。
故选:A。
11.(2017秋 大兴区期末)如图是通过额定电压为6V的小灯泡的电流随它两端电压变化的关系,则关于该小灯泡下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的电阻是一个定值
B.小灯泡的额定电流是0.3A
C.小灯泡的额定功率是1.5W
D.电压为4V时小灯泡的电阻是0.2Ω
【解答】解:
A、小灯泡的I﹣U图象是一条曲线,说明通过灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比,也说明小灯泡的电阻是变化的,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大,故A错误;
B、根据图象可知,小灯泡的额定电压为6V时,通过小灯泡的额定电流是0.25A,故B错误;
C、小灯泡的额定功率为:P额=U额I额=6V×0.25A=1.5W,故C正确;
D、由图可知,当灯泡两端电压为4V时,通过灯泡的电流为0.2A;
由I=可知,此时灯泡的电阻:R===20Ω,故D错误。
故选:C。
12.(2017秋 卢龙县期末)判断电灯亮度的主要依据是( )
A.额定电功率 B.实际电功率 C.实际电压 D.实际电流
【解答】解:电流做功就是电能转化为其他形式的能,电功率表示电流做功的快慢程度,也就是说,实际功率大的电灯,在单位时间内消耗的电能就越多,转换出来的光能当然就越多(越亮),不能单独的说与电压或电流有关,当实际电压等于额定电压时,实际功率才等于额定功率。
故选:B。
一.选择题(共5小题)
1.(2018 海南)如图所示,A、B为两盏白炽灯,A灯型号是“110V 25W”,B灯型号是“110V 100W”,R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上,下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是( )
A. B. C. D.
【解答】解:根据公式P=可知,灯泡A的电阻RA===484Ω,
灯泡B的电阻RB===121Ω。
A、图中灯泡A和B的并联,电压为220V,则A、B两端电压均为220V,大于其额定电压,故两盏灯都不正常发光,故A不符合题意;
B、图中灯泡A和B的串联在电压为220V的电路中,由于两灯泡电阻不同,所以两灯泡两端的电压都不是其额定电压110V,则两盏灯都不正常发光,故B不符合题意;
C、图是灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等;但并联电路中,电阻越并越小,小于任何一个分电阻,所以此电路中灯泡A和灯泡B能正常工作,故C符合题意;
D、图是灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等;并联电路,电阻更小;故灯泡A和灯泡B不能正常工作时,故D不符合题意;
故选:C。
2.(2018 玉林)如图所示,电源电压U为10V并保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.4A.则( )
A.电路消耗的最小功率为2.5W
B.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为2.4W
C.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为3.2W
D.滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡所做的功为10J
【解答】解:
(1)当滑片P移至最左端时,电路为灯泡的简单电路,电流表测电路中的电流,此时灯泡正常发光,
由I=可得,灯泡正常发光时的电阻:RL===20Ω;
当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,电路消耗的功率最小,
若不考虑灯泡电阻随温度的变化,根据串联电路的电阻特点可得,最小总功率:
P最小===2.5W;
由于灯泡不正常工作时的电阻低于正常工作时的电阻,
所以,电路消耗的最小功率不是2.5W;故A错误;
(2)滑片P在中点时,电流表示数为0.4A,
根据I=可得,此时滑动变阻器两端的电压:
U滑=IR滑=0.4A××20Ω=4V,
因串联电路中总电压等于各电压之和,
所以,此时灯泡两端的电压:
UL′=U﹣U滑=10V﹣4V=6V,
灯泡的实际功率:
PL=UL′I=6V×0.4A=2.4W;故B正确,C错误;
(3)滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡做的功:
WL=UILt=10V×0.5A×2×60s=600J,故D错误。
故选:B。
3.(2018 荆门)如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2阻值范围为0~4Ω.闭合开关S,在滑片从左向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大功率为1.44W
B.滑动变阻器的最大功率为2W
C.滑动变阻器的最大功率为2.25W
D.电压表示数从0V增大到2.4V
【解答】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)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I=,
滑动变阻器消耗的电功率:
P2=I2R2=()2R2====,
所以,当R2=R1=1Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,
则P2大===2.25W,故AB错误、C正确;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端的电压,示数为3V,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1两端的电压最小,
此时电路中的电流:
I′===0.6A,
电压表的最小示数:
U1=I′R1=0.6A×1Ω=0.6V,
所以,在滑片从左向右移动的过程中,电压表示数从3V减小到0.6V,故D错误。
故选:C。
4.(2018 岳阳)如图,电源电压恒为4.5V, 的量程为“0~0.6A”, 的量程为“0~3V“,灯泡上标有“2.5V 1.25W”(不考虑灯丝电阻变化),滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中( )
A. 的示数最大为0.6A
B.灯泡消耗的最小功率为0.12W
C.电路消耗的最大总功率为2.7W
D.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由P=UI可得,灯泡的额定电流:
IL===0.5A,故A错误;
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,电路中的最大电流I大=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,
由I=可得,灯泡的电阻和电路的总电阻分别为:
RL===5Ω,R总===9Ω,
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中的最小阻值:
R小=R总﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω,故D正确;
电路消耗的最大总功率:
P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W,故C错误;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡消耗的电功率最小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路的最小电流:
I小===0.18A,
则灯泡消耗的最小功率:
PL小=I小2RL=(0.18A)2×5Ω=0.162W,故B错误。
故选:D。
5.(2018 黄石)将A、B两个灯泡,按图一、图二两种方式连接,已知RA=4Ω、RB=6Ω,电源电压相同,下面分析正确的是( )
A.图一中A灯比B灯亮
B.图二中A灯比B灯亮
C.图一中A灯比图二中A灯亮
D.图一中的总功率比图二中的总功率要大
【解答】解:
A.图一中,两灯泡串联,
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,
A灯泡的电阻较小,由P=UI=I2R可知,A灯泡的实际功率较小,即A灯比B灯暗,故A错误;
B.图二中,两灯泡并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由P=UI=可知,A灯泡的电阻较小,其实际功率较大,A灯比B灯亮,故B正确;
C.由于图一中A灯泡两端的电压小于电源电压,图二中A灯泡两端的电压等于电源的电压,
所以,由P=UI=可知,图一中A灯泡的实际功率较小,灯泡较暗,即图一中A灯比图二中A灯暗,故C错误;
D.因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,
所以,图一中的总电阻大于图二中的总电阻,
由P=UI=可知,图一中的总功率比图二中的总功率要小,故D错误。
故选:B。
二.填空题(共5小题)
6.(2018 德州)小刚早上8:00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示,然后关闭家中其它用电器,只让电冰箱工作。下午18:00回家后再次查看电
能表,显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为 0.5 kW h,电冰箱的实际电功率为 50 W。
【解答】解:
7.(2018 天津)如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1与R2的阻值之比为2:1.开关S断开时,
R1与R2的电功率之比为 2:1 :开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为 2:3 。
【解答】解:
(1)已知电阻R1与R2的阻值之比为2:1,则R1=2R2,
开关S断开时,电阻R1、R2串联,
因串联电路中电流处处相等,
则R1与R2的电功率之比:===;
开关S断开时,电阻R1、R2串联,此时电路中的电流I===,
此时电压表测R1两端的电压,
由I=可得,电压表的示数:
U1=IR1=×R1=×2R2=;
(2)开关S闭合后,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,即电压表的示数为U;
所以,开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为=。
故答案为:2:1;2:3。
8.(2018 岳阳)标有“6V 3W”的小灯泡,它的电流一电压图象如图所示,则它正常工作10s消耗的电能为 30 J;若将它与一个10Ω的定值电阻串联在电压为8V的电路中,则电路消耗的总功率为 3.2 W。
【解答】解:(1)由P=可得,灯泡正常工作10s消耗的电能:
WL=PLt=3W×10s=30J;
(2)小灯泡L与一个10Ω的定值电阻R串联在电压为8V的电路中时,
因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,
所以,由I=可得:
U=UL′+ILR,即8V=UL′+IL′×10Ω,
由图象可知,当UL′=4V、IL′=0.4A时符合,
则电路消耗的总功率:
P=UIL′=8V×0.4A=3.2W。
故答案为:30;3.2。
9.(2018 达州)如图所示的电路,当S1、S2都闭合时,R1的电功率为25W,当把S2断开时,R1的电功率为4W,则此时R2的电功率为 6 W。
【解答】解:
由电路图可知,当闭合开关S1、S2时,电阻R2被短路,电路为R1的简单电路,
则R1两端电压等于电源电压为U,且R1的功率P=25W;
由P=可得,R1的电阻为:R1=;
由图可知,当把S2断开时,R1与R2串联,设此时R1两端电压为U1,且R1的功率P'=4W,
R1的电阻为:R1=;
R1的阻值不变,则:=;
变形可得:==,
解得:=,
所以U1=U;
串联电路的总电压等于各分电压之和,即U=U1+U2,
则此时R2两端的电压为:U2=U﹣U1=U﹣U=U;
根据P=UI可得,此时R1的电功率与R2的电功率之比为:
=====,
则:P2=P'=×4W=6W。
故答案为:6。
10.(2017 盘锦)如图所示,是电路元件甲和标有“2.5V 1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,电路的总功率是 1.2 W;若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中,乙的实际功率是 0.4 W;若把乙和“3V 3W”的灯泡L(灯丝电阻不变)串联在电源两端,在保证电路元件安全的情况下,电源电压最大为 4 V。
【解答】解:(1)把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,两元件两端的电压U甲=U乙=2V,
由图象可知,通过两元件的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:
I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,
电路的总功率:
P=UI=2V×0.6A=1.2W;
(2)把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中时,
因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,
所以,由图象可知,当电路中的电流I′=0.2A,U甲′=1V,U乙′=2V时满足U甲′+U乙′=U,
此时乙的实际功率:
P乙=U乙′I′=2V×0.2A=0.4W;
(3)若把乙和“3V 3W”的灯泡L(灯丝电阻不变)串联在电源两端,
由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I乙===0.5A,IL ===1A,
由I=可得,灯泡L的电阻:
RL===3Ω;
因串联电路中各处的电流相等,
所以,在保证电路元件安全的情况下,电路的最大电流I大=I乙=0.5A,此时乙灯泡两端的电压U乙=2.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电路两端的最大电压:
U大=I大RL+U乙=0.5A×3Ω+2.5V=4V。
故答案为:1.2;0.4;4。
一.选择题(共3小题)
1.(2018 新泰市校级模拟)把电阻R1和R2串联在电路中,已知R1>R2通电时,通过它们的电流强度分别为I1和I2,它们的电功率分别是P1和P2,则( )
A.I1>I2,P1>P2 B.I1=I2,P1<P2 C.I1=I2,P1>P2 D.I1<I2,P1=P2
【解答】解:(1)由串联电路的特点知,流过串联电路各电路元件的电流相等,I1=I2=I;
(2)因为I1=I2=I,R1>R2,由P=I2R知,P1>P2。
故选:C。
2.(2018 丰台区一模)标有“6V 3W”的小灯泡,通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与电压为4V的电源相连,灯泡仍能发光,此时灯泡消耗的功率为( )
A.3W B.1.3W C.10W D.1.6W
【解答】解:小灯泡与电压为4V的电源相连时,灯泡两端的电压为4V,
由图象可知,通过灯泡的电流为0.4A,
此时灯泡消耗的功率P=UI=4V×0.4A=1.6W。
故选:D。
3.(2018 峨眉山市二模)灯泡L标有“6V 12W”字样,关于这个字样的含义,下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常工作时的电压应为12V
B.灯泡L正常工作时,消耗的电功率为12W
C.灯泡L两端电压低于6V时,灯泡就将烧坏
D.灯泡L两端电压为6V时,消耗的电功率最大
【解答】解:灯泡上标的“6V 12W”意思是灯泡正常工作的电压是6V,灯泡在额定电压下的功率是12W。
A、灯泡正常工作的电压是6V,故A错误;
B、正常工作时的功率即额定电压下的功率,12W正确,故B正确;
C、低于额定电压时灯泡不正常工作,但不会烧坏,故C错误;
D、灯泡两端电压略大于额定电压时,功率大于额定功率,短时间不会烧坏,故D错误。
故选:B。
二.多选题(共5小题)
4.(2018 新城区校级模拟)标有“6V 4.8W”的小灯泡L和标存“6V 3.6W”的小型电加热器R,它们电流与电压变化的关系如图甲所示。现将它们连入图乙所示电路中,闭合开关S,其中一用电器正常工作。下列说法正确的是( )
A.灯泡的电阻等于电压表和电流表示数之比
B.电源电压为9V
C.如果电源电压减小5V时,电压表与电流表示数的比值不变
D.如果电源电压减小5V时,电路中消耗的电功率减小了4.2W
【解答】解:A、图乙中,灯与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R的电压,由欧姆定律,电压表和电流表示数之比等于电阻R的大小,故A错误;
B、由图甲可知,灯的电压为额定电压8V时,L正常发光的电流为0.8A,R的正常发光电流为0.6A,因串联电路各处的电流相等,
所以,两灯串联在电路中,只有一个正常工作时,则一定是R;
此时电路中的电流I=0.6A;
由图甲可知L两端的电压U1=3V,R两端的电压U2=6V;则电源电压:
U=U1+U2=3V+6V=9V,故B正确;
C、已知R是定值电阻,电压表测R两端电压,R与L串联,如果电源电压减小5V时,由R=可知,电压表与电流表示数的比值不变,故C正确;
D、由B知,原来电路的总功率:
P1=U1′I1=9V×0.6A=5.4W;
如果电源电压减小5V,则电源电压为4V,根据串联电路各处的电流都相等和串联电路的总电压等于各部分电压之和,由图甲知,只有当电流为0.3A时,对应的灯的电压为1V,R的电压为3V,符合串联电路电压的规律,故此时电路的总功率为:
P2=U2′I2=4V×0.3A=1.2W,
电路中消耗的电功率减小了:
△P=P2﹣P1=5.4W﹣1.2W=4.2W。
故D正确。
故选:BCD。
5.(2018 卧龙区二模)图甲是灯泡L1和L2的电流随电压变化的图象。将它们按图乙所示接入电路中,闭合开关S,整个电路消耗的实际功率为1.6W.下面的说法中正确的是( )
A.电流表的示数为0.8A B.电源电压为3.5V
C.灯泡 L1的功率为1W D.灯泡L1比 L2暗
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表测干路电流。
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,两灯泡两端的电压U1=U2=U,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,整个电路消耗的实际功率:
P=UI=U(I1+I2)=1.6W,
由图象可知,当U=2V、I1=0.5A、I2=0.3A,
则电源的电压为2V,电流表的示数I=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A,故A正确;B错误;
灯泡L1的功率P1=UI1=2V×0.5A=1W,故C正确;
由P=UI可知,通过L1的电流较大,实际功率较大,灯泡较亮,故D错误。
故选:AC。
6.(2018 海淀区一模)在测小灯泡额定电功率的实验中,提供的实验器材有:符合实验要求的电源(电源两端电压不变且未知)、学生用电流表、学生用电压表、滑动变阻器、阻值已知的定值电阻R,额定电压为3.8V小灯泡L、开关和导线若干。同学们设计了如图所示的几种测量电路,在不拆改电路的前提下,能够测量出小灯泡额定功率的电路是
( )
A. B. C. D.
【解答】解:A、灯在额定电压下正常发光,移动变阻器的滑片,使灯的电压为额定电压,电流表可测出灯的额定电流,根据P=UI,故A能够测量出小灯泡额定功率;
B、若电压表能测量出灯的电压,则当电压表测R的电压时,则电流表从电压表负接线柱流入了,不能测量出R的电压,故根据欧姆定律不能得出灯的额定电流;B不能够测量出小灯泡额定功率;
C、灯的电压始终为电源电压,故不能够测量出小灯泡额定功率;
D、移动变阻器的滑片,使灯的电压为额定电压,可测出R的电压,由欧姆定律可知R中的电流,根据串联电路电流的规律,即可知灯的额定功率,根据P=UI,D能够测量出小灯泡额定功率。
故选:AD。
7.(2018 德州二模)将灯L1接在电压为6V的电路中,功率为6W.若保持电路电压不变,再在电路中连入灯L2(规格如图),它们工作时,下列说法正确的是(不考虑温度对电阻的影响)( )
A.电路的总电阻是18Ω B.灯L1较L2亮
C.灯L1的实际电流为0.5A D.电路的总功率为2W
【解答】解:A、灯泡L1的电阻R1===6Ω,灯泡L2的电阻R2===12Ω,
串联后总电阻R=R1+R2=6Ω+12Ω=18Ω,故A正确;
B、根据公式P=I2R可知,串联时,电流相等,电阻越大,实际功率越大,灯泡越亮,灯泡L2的电阻大,所以灯L2比灯L1亮,故B错误;
C、通过灯L1的实际电流:I===A,故C错误;
D、电路消耗的总功率为P=UI=6V×A=2W,故D正确。
故选:AD。
8.(2018 焦作二模)如图所示的灯泡均为“110V 60W“的同规格灯泡,把它们按如图所示的甲、乙两种方式连接,然后再把它们再分别接人220V的电路中。关于灯泡能否正常发光及哪种连接方式更好,下列说法正确的是( )
A.两种连接方式中的灯泡都能正常发光
B.两种连接方式中有一组的灯泡不能正常发光
C.甲组的连接方式更好
D.乙组的连接方式更好
【解答】解:甲图是两两串联后并联,乙图是两两并联后串联,电路正常工作时四个灯泡都亮。
A、B、甲图中,电路两端电压为220V,灯泡两两串联,并且规格相同,所以每盏灯泡两端电压都是110V,都能正常发光;
乙图中,电路两端电压为220V,灯泡规格相同,所以并联的两盏灯两端电压都是110V,都能正常发光。故A正确,B不正确;
C、D、当有一个灯泡烧坏时,甲图有两个灯泡正常工作;而乙图会出现一个灯泡电压过高,另两个并联的灯泡电压过低,从而导致电路不能正常工作。故甲组连接方式更好。故C正确,D不正确。
故选:AC。
三.填空题(共7小题)
9.(2018 岳阳二模)某元件(阻值不变)标有“6V 6W”字样,它正常工作的电流是 1 A,它的电阻 R 是 6 Ω。
【解答】解:由P=UI可得,元件正常工作的电流:
I===1A,
由P=UI=可得,元件的电阻:
R===6Ω。
故答案为:1;6。
10.(2018 松江区二模)教室里的日光灯额定电压是 220 伏,投影仪和日光灯之间是 并联 连接的(选填“串联”或“并联”)。教室里日光灯总功率为0.48千瓦,如果在大课间活动时能够及时关灯,每天大课间活动时间是0.5小时,则每天可以节约用电 0.24 千瓦时。
【解答】解:家庭电路的电压是220V;即教室里的日光灯额定电压是220伏,
由于用电器之间是互不影响的,所以投影仪和日光灯之间是并联的关系;
教室里日光灯的总功率是P=0.48kW=480W;
由P=可得0.5h节约电能:
W=Pt=0.48kW×h=0.24kW h;
故答案为:220;并联;0.24;
11.(2018 秀屿区模拟)一只标有“PZ220﹣40”字样的白炽灯泡,正常发光时,通过灯丝的电流是 0.18A ;1kw h的电能可以供给它正常发光 25 h。
【解答】解:(1)根据标有“PZ220﹣40”字样的白炽灯泡可知:
白炽灯正常工作时的功率P额=40W,电压U额=220V,
由P=UI可得,正常发光时通过灯丝的电流:
I==≈0.18A;
(2)由P=可得,1kW h的电能,可供白炽灯工作的时间:
t===25h。
故答案为:0.18A;25。
12.(2018 崆峒区校级一模)如图所示电路,电源电压为12V且不变,灯泡L标有“12V、2W”字样,当开关S断开时,灯泡L的实际功率为 2 W,当开关S闭合时,灯L的亮度将 不变 。(填“变亮”、“变暗”或“不变”)
【解答】解:当开关S断开时,灯L两端实际电压等于12V,由于U实=U额=12V,则实际电功率为P实=P额=2W;
当开关S闭合时,灯L两端的实际电压不变,灯的实际功率不变,则灯L的亮度不变。
故答案为:2;不变。
13.(2018 安徽模拟)如图所示,电源电压为17V保持不变,灯泡L标有“12V 6W”,闭合开关S后,当滑片P置于b端时,小灯泡正常发光,此时电路消耗的总功率为 8.5 W,滑动变阻器的最大阻值为 10 Ω;若当滑片P置于b端时,将图中的小灯泡L换成一个“12V 12W”的小灯泡L1,则小灯泡L1的实际功率 小于 12W(选填“大于”或“等于”或“小于”)。
【解答】解:闭合开关S后,当滑片P置于b端时,小灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器完全接入电路中,
∵P=UI,
∴由小灯泡的铭牌可知,小灯泡L正常发光时的电流I额===0.5A,
小灯泡正常发光时,电路中的电流等于小灯泡的额定电流I额=0.5A,
此时电路消耗的总功率P总=U总I额=17V×0.5A=8.5W;
小灯泡正常发光,两端电压等于额定电压12V,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压为U=U总﹣U额=17V﹣12V=5V,
∵I=,
∴滑动变阻器的最大阻值R===10Ω;
∵P=UI=,
∴由小灯泡L1的铭牌可知,小灯泡L1的电阻R1===12Ω,
由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻R'=R+R1=10Ω+12Ω=22Ω,
此时电路中的电流I===A,
∵P=UI=I2R,
小灯泡L1的实际功率P1=I2R1=(A)2×12Ω=7.2W<12W。
故答案为:8.5;10;小于。
14.(2018 禹城市二模)某空调铭牌上标有“220V 2000W”字样,它的额定功率为 2000W ,正常工作2小时消耗的电能是 4 度,消耗的电能可用 电能 表来测量。
【解答】解:“220V 2000W”表示空调的额定电压是220V,额定功率是2000W,
正常工作2小时消耗的电能W=Pt=2kW×2h=4kW h。
在家庭电路中,用电能表来测量用电器消耗的电能。
故答案为:2000W;4;电能。
15.(2018 普陀区一模)用电器标有“220V 40W”的字样,“40W”表示 用电器的额定功率是40W 。当它正常工作时1分钟,电流做功 2400 焦,通过的电流是 0.18 安。
【解答】解:用电器铭牌中“220V 40W”的含义是:用电器的额定电压是220V,用电器的额定功率是40W;
当它正常工作时1分钟,电流做的功为:W=Pt=40W×60s=2400J;
用电器正常工作时的电压为220V,功率为40W,根据P=UI可得,正常工作时的电流:I==≈0.18A。
故答案为:用电器的额定功率是40W;2400;0.18。
四.实验探究题(共2小题)
16.(2018 越秀区二模)图1是测量小灯泡电功率的实验电路图(小灯泡额定电压2.5V)。
(1)按电路图在图2中连接实物图(电压表选用0~3V量程)
(2)正确连接电路后,闭合开关,电压表、电流表的示数如图3所示,小灯泡的两端电压是 0.35 V,通过小灯泡的电流为 0.08 A,此时,观察不到小灯泡发光,原因是 小灯泡的实际功率太小 。
(3)继续实验,测得通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图4所示,由图象可知
①当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻 增大 ,小灯泡的实际功率 增大 。(以上两空选填“增大”、“不变”或“减小”)
②小灯泡的额定功率为 0.5 W。
(4)若将小灯泡换成定值电阻,还可以探究的实验是 探究电阻一定时,电流与电压的关系 。(仅需写一种实验)
【解答】解:(1)根据实验要求,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,电流表选择小的量程,连接电路;连接电路如图所示:
(2)电压表量程是3V,最小分度值是0.1V,电压表示数是0.35V,
电流表的量程是0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是0.08A;
灯泡的实际功率P=UI=0.35V×0.08A=0.028W,观察不到小灯泡发光,原因是小灯泡的实际功率太小;
(3)①由图知,此时灯的温度升高,因灯的电阻随温度的升高而变大,故灯的电阻增大;
通过灯的电流随电压的增大而变大,根据P=UI,小灯泡的实际功率增大;
②由图象知,在额定电压下,通过灯泡的电流为I=0.2A,所以灯泡的额定功率为:
P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)此实验中,若将小灯泡换成定值电阻,还可以探究电阻一定时,电流与电压的关系。
故答案为:(1)如上图;(2)0.35;0.08;小灯泡的实际功率太小;(3)①增大;增大;②0.5;(4)探究电阻一定时,电流与电压的关系。
17.(2018 江西模拟)在测量小灯泡电功率的实验中,提供的器材有:电源、标有“3.8V”的小灯泡、滑动变阻器R、电阻箱R0、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)小虎按图甲电路图连接电路,闭合开关,灯泡不亮,此时电压表示数为0.1V,电流表示数为0.04A,灯泡不亮的原因 灯泡的电功率太小 ;如果出现的问题是,闭合开关,电压表有示数,电流表无示数,移动滑片P,发现两表情况均不变,则电路存在的问题是 灯泡L断路 。
(2)实验中,电流表出了故障,同组的小明设计了图乙所示的电路。
①根据图乙电路,在图丙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
②正确连接电路后,将电阻箱阻值调到最大值。
③闭合开关S1,将开关S2拨至“2”位置,当电阻箱的旋钮调到图丁位置时,灯泡恰好正常发光,则电阻箱接入电路的阻值R0= 14 Ω。
④再将开关S2拨至“1”位置,此时电压表示数为8V,则灯泡额定功率PL= 1.14 W。
【解答】解:
(1)由图甲知,电压表测灯泡两端电压,电流表测通过灯泡的电流,电压表示数为0.1V,电流表示数为0.04A,灯泡的电阻为R===2.5Ω;此时灯泡实际功率:P实=U实I实=0.1V×0.04A=0.004W,由于灯泡实际功率太小,所以灯泡不亮;
电压表有示数说明与电源连接的部分是通路,电流表无示数说明电路断路即电压表并联的部分断路,移动滑片P,发现两表情况均不变,则电路存在的问题是故障可能是灯泡L断路;
(2)①根据电路图连接电路图,如下图所示:
③闭合开关S1,将开关S2拨至“2”位置,电压表测灯泡两端电压,
当电阻箱的旋钮调到图丁位置时,灯泡恰好正常发光,则电阻箱接入电路的阻值R0=0×100Ω+1×10Ω+4×1Ω+0×0.1Ω=14Ω;
③再将开关S2拨至“1”位置,此时电压表示数为8V,电压表测L和电阻箱两端电压,此时电压表示数为8V,
已知R0=14Ω,此时电路中电流:I=I0====0.3A,
则灯泡额定功率:PL=U额IL=3.8V×0.3A=1.14W;
故答案为:(1)灯泡的电功率太小;灯泡L断路;(2)①实物图连线如上图所示;
③14; ④1.14。
五.计算题(共3小题)
18.(2018 丰台区一模)如图所示,电源两端电压为保持不变,电阻R1的阻值为10Ω.电阻R2的阻值为50Ω.闭合开关S,电阻R2两端的电压为10V。
求:(1)电阻R1两端的电压;
(2)电阻R2消耗的电功率。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联。
(1)因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I===0.2A,
则电阻R1两端的电压:
U1=I R1=0.2A×10Ω=2V;
(2)电阻R2消耗的电功率:
P2=U2I=10V×0.2A=2W。
答:(1)电阻R1两端的电压为2V;
(2)电阻R2消耗的电功率为2W。
19.(2018 历城区二模)如图所示的电路,小灯泡标有“6V3W”的字样,电源电压恒为9V,小灯泡电阻不变闭合开关S,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,小灯泡恰好正常工作求:
(1)小灯泡正常工作的电流;
(2)滑动变阻器接入电路的电阻;
(3)小灯泡正常工作5min消耗的电能。
【解答】解:(1)由P=UI可得,小灯泡正常工作的电流:
I===0.5A,
(2)由图可知,灯泡L与R串联,电源电压U=9V,
则滑动变阻器R两端的电压UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V,
根据串联电路电流处处相等知滑动变阻器的电流等于灯泡的电流为0.5A;
滑动变阻器接入电路的电阻:
R滑===6Ω;
(3)小灯泡正常工作5min消耗的电能:
W=Pt=3W×5×60s=900J。
答:(1)小灯泡正常工作的电流为0.5A;
(2)滑动变阻器接入电路的电阻为6Ω;
(3)小灯泡正常工作5min消耗的电能为900J。
20.(2018 东昌府区一模)如图所示,R0是阻值为80Ω的定值电阻,R为滑动变阻器,其上标有“100Ω 3A”字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,灯泡上标有“8V 1.6W”字样,已知电源电压不变。求:
(1)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,在不损坏电流表的前提下,求R消耗电功率的最大值
【解答】解:(1)由P=UI得灯泡L额定电流为:
I额===0.2A。
(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=I额=8V,此时电路中的电流为I=I额=0.2A,
由I=可知电阻R0两端的电压为:U0=IR0=0.2A×80Ω=16V,
所以,电源电压U=U0+UL=16V+8V=24V。
(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。
通过R0的电流为:I0===0.3A,
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的量程为0~0.6A,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﹣0.3=2.7A,
R消耗电功率的最大值为:Pmax=UImax=24V×2.7A=64.8W。
答:(1)灯泡的额定电流为0.2A;
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡正常发光,电源电压为24V;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,在不损坏电流表的前提下,R消耗电功率的最大值为64.8W。
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