14.3 电功率 同步测试(含解析)

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名称 14.3 电功率 同步测试(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 鲁教版(五四学制)
科目 物理
更新时间 2019-09-18 14:35:47

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文档简介

鲁教五四制九年级物理 14.3电功率 同步测试
一、单选题
1.在如图所示的电路中,电源电压恒定,L1、L2均标有“6V 6W”字样(设灯丝的电阻不变)。当S1、S2闭合时,灯L1正常发光;则S1闭合,S2断开时,两盏等的总功率是()
A.?12W??????????????????????????????????????B.?6W??????????????????????????????????????C.?3W??????????????????????????????????????D.?2W
2.“220V 40W”的电灯Ll与“220V 60W”的电灯L2 , 它们的灯丝电阻不变,分别为R1和R2 . 将它们串联后接到220V的照明电路上,消耗的功率分别为P1和P2;若将Ll和L2并联后接到同一照明电路上,消耗的功率分别为P3和P4 , 则下列判断中正确的是(  )
A.?P4>P3>P2>P1???????????????????B.?R1>R2???????????????????C.?P4>P3>P1>P2?????????????????????????D.?R2>R1
3.有几位同学对电功率这个概念,有以下几种理解,你认为正确的是(  )
A.?电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量 B.?电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量 C.?电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多 D.?电功率大的用电器工作时所用的时间一定少
4.如图所示,小亮做实验时,把甲、乙两只灯泡并联后接在电源上.闭合开关后,发现甲灯不发光,乙灯发光.经检查,电路连接正确,两只灯泡都完好无损.则甲灯不发光的原因最有可能是(  ) ?
A.?乙灯的实际功率较大???????????????????????????????????????????B.?甲灯的实际功率太小 C.?通过甲灯的电流远大于通过乙灯的电流???????????????D.?甲灯两端的电压远小于乙灯两端的电压
5.下列几种用电器的额定功率最接近1000W的是(  )
A.?家用电扇???????????????????????????????B.?笔记本电脑????????????????????????????C.?台灯???????????????????????????????D.?电饭锅
6.如图所示,把两个小灯泡串联后接到电源上,闭合开关,发现灯泡L1比L2亮一些,对这一现象分析错误的是(? )
A.?L1功率比L2功率大?????????B.?L1电压比L2电压大?????????C.?L1电阻比L2电阻大?????????D.?L1电流比L2电流大
7.将“220V 100W”和“220V 60W”的两盏规格不相同的白炽灯串联接入照明电路中,则它们消耗的总功率 (设灯丝的电阻不受温度影响)(? ?)
A.?等于160W???????????????????B.?小于60W???????????????????C.?等于60W???????????????????D.?大于60W,小于100W
8.如图是一盏白炽灯的铭牌,由此铭牌可知(  )
A.?若此灯正常工作10h,消耗的电能为10kW?h???????????????????B.?当灯正常发光时,通过它的电流为2.2A C.?当把此灯接在110V的电路中时,灯的实际功率为50W?????D.?当灯正常发光时,灯丝电阻为484Ω
9.一个标有“220V 44W”字样的灯泡,给它两端施加110V电压时,不考虑温度对它电阻的影响,则( ? ?)
A.?此时灯泡中电流为0.2安??????????????????????????????????????B.?此时灯泡中电流为0.4安 C.?此时灯泡的实际功率为11瓦????????????????????????????????D.?此时灯泡的实际功率为22瓦
10.小明利用电能表测量某一家用电器的电功率.当电路中只有这一个用电器连续工作时,测得在1h内消耗的电能为0.8kW?h,那么这一个用电器可能是(?? )
A.?家庭电扇??????B.?笔记本电脑??????C.?台灯??????D.?电饭锅
二、填空题
11.某定值电阻R两端的电压由3V增大到5V时,通过它的电流变化了0.2A,则该定值电阻的阻值为 ?________Ω,R消耗的功率变化了 ?________W.
12.如图甲所示,铅笔芯与滑动变阻器串联接在电压恒为6V的电路中,闭合开关,滑动变阻器的滑片从A端向B端移动,电流表和电压表示数变化情况如图乙所示.由图象可知,当滑动变阻器两端电压为1V时,滑动变阻器消耗的功率为________W,此时,铅笔芯的电阻是________Ω,在滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小的过程中,铅笔芯的电阻________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
13.小李家的电饭煲铭牌模糊不清,为了测其额定功率,他让电饭煲正常工作1min,观察发现家里标有3000r/kW?h的电能表转盘转了50转,则电饭煲的额定功率是 ________?W,采用这种方法时必须注意的一项是________?如果在用电高峰时,电饭煲两端的实际电压是额定电压的90%,则电饭煲工作1小时消耗的电能是 ________?kW?h.(设电阻丝电阻恒定)
14.某电灯标有“220V 40W”的字样,将它接在________?伏的电路中时能正常工作,“40W”表示它的________?为40W;该灯连续正常工作10小时,消耗电能________?度.
15.如图所示,电源电压为12V并保持不变,小灯泡L上标有“6V”的字样,不考虑温度对电阻的影响。当滑动变阻器的滑片P移至中点时,小灯泡L恰好正常发光;当滑片P移至最右端时,小灯泡L的实际功率为4W。则小灯泡的额定功率为________W,滑动变阻器的最大阻值为________Ω。
三、解答题
16.如图为一台电烤箱的内部简化电路,R1和R2均为电热丝.其中高温档额定功率为1100W,低温档额定功率为440W.求: (1)高温档正常工作10min所消耗的电能. (2)低温档正常工作时,电热丝R2的电阻值.
四、实验探究题
17.小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率.被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右.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(0~3V、0~15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只:R1(20Ω0.5A)、R2(50Ω 0.5A)、R3 .
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是________.正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表示数接近6V,电流表示数几乎为0,电路的故障可能是________.
(2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙),则小灯泡的额定功率为________?W.在多次测量中,小明还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比________.(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,小明仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑.灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华而变细,消耗的实际功率变________的缘故(选填“大、小).
(4)灯泡的功率测量完毕,小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象,则小明应选用滑动变阻器________(选填“R1”、“R2”或“R3”).若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω,则所选定值电阻的阻值为________.
18.小明和小华测量定额电压为2.5V的小灯泡的额定功率
(1)①图甲是他们连接的部分电路请用笔画线代替导线将电路连接完整.________ ②闭合开关前,应将滑动变阻器处在最________(填写“左”或“右”)端. ③闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮,电压表和电流表均无示数,小明找来一根完好的导线,一端连在电源负极,另一端触碰接线柱A、B、C,当发现只有触碰接线柱C时,灯泡才发光,若电路中只有一处故障,且各器材,导线均完好,则电路故障可能是________. ④排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器,当电压表为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________?W.
(2)小明和小华观察电流表和电压表均标有电阻值,请教老师后得知这是电表的电阻,为了在接好的图甲中较准确的测量出小灯泡的电功率,他们对电压表的负接线柱应该接在C处还是D处进行了探究,他们将开关闭合,移动滑动变阻器的滑片使灯泡发光,不添加器材,请你说出接下来的操作及判断方法. ①操作________; ②如何判断:________.
(3)小明和小华重新设计了一种测量小灯泡额定功率的电路,如图丙所示,电源电压保持3.5V不变,R0为阻值为10Ω的定值电阻,连接好电路后进行如下操作: ①断开开关S2 , 闭合开关S和、S1 , 移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为2.5V; ②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1 , 闭合开关S、S2 , 读出电压表示数为2.6V; 小灯泡的额电功率为________?W(计算结果保留两位小数).
19.小明同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池,滑动变阻器标有:“20Ω 1A”字样.
(1)实验电路如图甲所示,但电路连接不完整,请你用笔画线代替导线,完成电路.
(2)小明将电路连好后,闭合开关,发现小灯泡发光很微弱,电流表、电压表均有示数,左右移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡亮度和两表示数均不变,其原因可能是________.
(3)改正电路后,小明同学调节滑动变阻器观察到电压表示数为2V,为使小灯泡两端电压达到额定电压,应将滑动变阻器的滑片P向________(选填“左”或“右”)调节.当小灯泡正常发光时,电流表示数如乙所示,该小灯泡的额定电功率为________?W.
(4)小明依次测出了六组实验数据,如表所示.请你根据表中数据在图丙所示的坐标纸上作出小灯泡的I﹣U图象.
?电压U/V
?0.5
?1.0
?1.5
?2.0
?2.5
?2.9
?电流I/A
?0.10
?0.16
?0.20
?0.22
?
?0.26
?电功率P/W
?
?
?
?
?
?
?亮度变化
?暗→亮
(5)通过计算分析以上数据,你还有什么新的发现:________.(写出一条即可)
五、综合题
20.如图为某电热饮水机的电路原理图.已知电源电压保持220V不变,电阻R1的阻值为1210Ω,电阻R2的阻值为121Ω.
(1)当开关S、S1都闭合时,饮水机处于________状态(选填“保温”或“加热”);
(2)饮水机处于保温状态时电路消耗的总功率是________W;
(3)饮水机处于加热状态时电路消耗的总功率是________W.

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】C
【解析】【解答】当S1、S2闭合时,电路为L1的基本电路;
灯泡电阻:R===6Ω; 当S1闭合,S2断开时,两灯泡串联; 电阻相等,两盏灯的总功率:P总===3W. 故选C.
【分析】已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式R= U 2 P 可求灯泡的电阻,当S1、S2闭合时,灯L1正常发光,电路中只有灯L1 , 灯L1两端的电压等于电源电压,当S1闭合,S2断开时,两灯泡串联,根据公式P= U 2 R 可求两盏灯的总功率.本题考查电功率的计算,关键是电功率公式及其变形的灵活运用,难点是判断开关断开与闭合时电路的连接情况,还要知道串联电路电阻的规律.
2.【答案】C
【解析】【解答】解: 已知两灯的额定电压相同,L1额定功率小, 由P=可知R= 可知,R1>R2 , 串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,所以当两灯串联接在220V的照明电路上时,U1<220V,由公式P=I2R可知,P2<P1<60W; 并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,所以当两灯并联接在220V的照明电路上时,实际电压都等于额定电压,此时的实际功率都等于额定功率,P3=60W,P4=100W. 所以:P4>P3>P1>P2 . 故选C. 【分析】由铭牌根据公式R=可知两个电灯灯丝电阻的大小关系; 当两灯串联时,由公式P=I2R可以比较实际功率P1、P2的大小关系; 当两灯并联时,都在额定电压下工作,其功率等于额定功率,可以知道P3和P4的大小关系,结合起来可以得出答案.
3.【答案】B
【解析】【解答】解:电功率是指电流在单位时间内做的功的多少,是表示电流做功快慢的物理量,故A错误,B正确; 由于电功率是由功和时间共同决定的,故C、D错误. 故选B. 【分析】根据电功率的概念和意义分析.
4.【答案】B
【解析】【解答】由电路图可知,两灯泡并联,且电路连接正确、两只灯泡完好无损, 因并联电路中各支路两端的电压相等, 所以,甲灯两端的电压等于乙灯两端的电压,故D错误; 又因灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率,且甲灯不发光,乙灯发光, 所以,甲灯的实际功率太小,而乙灯的实际功率较大不能说明甲灯不发光的原因,故A错误,B正确; 由P=UI可知,通过乙灯的电流大于通过甲灯的电流,故C错误. 故选B. 【分析】由电路图可知两灯泡并联,且电路连接正确、两只灯泡完好无损;根据并联电路的电压特点可知两灯泡两端电压大小的关系,根据灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率可知乙灯泡实际功率的大小,再根据P=U可知两支路电流的大小关系.
5.【答案】D
【解析】【解答】解:A、电风扇的额定功率约为60W左右; B、笔记本电脑的功率约为100瓦左右; C、台灯的额定功率约为40W左右; D、电饭锅的功率约为1000W. 故选D. 【分析】根据我们对生活中常用用电器额定功率的了解去选择即可.
6.【答案】D
【解析】【解答】A、灯泡L1比灯泡L2亮一些,所以灯泡L1的功率大于灯泡L2的功率,故A正确; B、灯泡L1比L2亮一些,说明灯泡L1的功率大于灯泡L2的功率,两灯泡串联,电流相等,由P=UI可知,L1两端的电压较大,故B正确. C、两灯泡串联,所以电流相等,根据P=I2R,灯泡L1的功率大,说明灯泡L1的电阻较大,故C正确; D、两灯泡串联,所以电流相等,故D错误; 故选D. 【分析】(1)灯泡的亮暗是由灯泡的实际功率决定的;(2)根据灯泡L1比灯泡L2亮结合公式P=I2R判断出电阻的大小,根据串联电路的电压、电流的规律进行分析.
7.【答案】B
【解析】【解答】两白炽灯接入照明电路中,由串联电路的特点可知,两白炽灯两端的总电压等于电源电压220V,总电阻等于两白炽灯电阻之和, ∵电功率的表达式 ,两盏白炽灯的两端的电压等于任意一盏白炽灯的额定电压220V,两盏白炽灯的电阻大于原来的任意一盏白炽灯的电阻, ∴根据 可知,两盏白炽灯消耗的总功率小于任意一盏白炽灯的额定电功率,即小于60W. 故答案为:B. 【分析】根据电功率公式,比较两白炽灯接入照明电路后电路两端的电压变化和电路中总电阻的变化,从而比较电功率的大小关系.
8.【答案】D
【解析】【解答】解:A、灯泡的额定功率为100W,灯泡10h消耗的电能为W=Pt=0.1kW×10h=14kW?h.此说法错误; B、由P=UI可得,当灯正常发光时,通过它的电流I==≈0.45A,此说法错误; C、当灯正常发光时,灯丝电阻R===484Ω,当把此灯接在110V的电路中时,灯的实际功率为P实===25W,此说法错误; D、当灯正常发光时,灯丝电阻R===484Ω,此说法正确. 故选D. 【分析】①用电器铭牌上面标识的电压叫额定电压,也就是用电器正常工作时的电压;标识的功率叫额定功率,也就是用电器在额定电压下正常工作时的功率. ②已知灯泡的额定功率和发光时间,利用W=Pt可以得到消耗的电能. ③根据P=UI可求得当灯正常发光时,通过它的电流,根据R=可求得当灯正常发光时,灯丝电阻.根据P实=求得灯的实际功率.
9.【答案】C
【解析】【分析】灯泡两端电压发生变化,但灯泡的电阻是不变的。 此时灯泡中电流为 此时灯泡的实际功率为 所以选C 【点评】本题考查了实际功率和额定功率之间的联系,同一只灯泡两端电压发生变化,但灯泡的电阻是不变的。 解答时先根据额定功率和额定电压求出灯泡的电阻,然后在分别求出电灯的实际电流,实际功率。
10.【答案】D
【解析】【解答】解;由P= 得:P= =0.8kw. 以上四种家用电器中功率接近800W的只有电饭锅. 故选D 【分析】由1h内消耗的电能可求得电器的功率,则由家电的功率知识可判断为哪种用电器.
二、填空题
11.【答案】10;1.6
【解析】【解答】解:根据欧姆定律可得: 当U=3V时,电路中的电流I1=, 当U′=5V时,电路中的电流I2= 则=0.2A, 解得:R=10Ω, 该电阻R所消耗电功率的变化: PR′﹣PR=?=1.6W. 故答案为:10,1.6. 【分析】根据欧姆定律表示出两种情况下电路中的电流得出等式求出电阻R的阻值,再根据P=求出两种情况下电阻R消耗的电功率,进一步求出该电阻R所消耗电功率的变化.
12.【答案】0.5;10;变小
【解析】【解答】解: 由电路图可知,滑动变阻器R与铅笔芯串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;(1)根据图象可知,当电压表示数为1V时,电流表示数为0.5A,滑动变阻器消耗的功率:P滑=U滑I=1V×0.5A=0.5W;因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以此时铅笔芯两端电压为U铅=U﹣U滑=6V﹣1V=5V; 由欧姆定律可得,铅笔芯的阻值:R= = =10Ω;(2)根据图象可知,当电压表示数为3V时,电流表示数为0.25A;因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以,此时铅笔芯两端电压为U铅′=U﹣U滑′=6V﹣3V=3V;此时铅笔芯的阻值:R′= = =12Ω,比较可知,当滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小的过程中(电压表示数减小),铅笔芯的电阻变小.故答案为:0.5;10;变小. 【分析】由电路图可知,滑动变阻器R与铅笔芯串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;(1)根据图象读出电压表示数为1V时电流表的示数,根据P=UI即可求出滑动变阻器此时消耗的功率;根据串联电路电压规律可知铅笔两端的电压,根据欧姆定律的应用即可求出铅笔芯的电阻;(2)根据图象读出电压表示数为3V时电流表的示数,根据串联电路电压规律以及欧姆定律的应用求出此时铅笔芯的阻值,从而得出铅笔芯电阻的变化.
13.【答案】1000;电饭煲要单独在电路中使用;0.81
【解析】【解答】解: (1)消耗1kW?h的电能,电能表转3000转,电能表转了50转,消耗的电能: W=kW?h=kW?h, 用电器的实际功率: P===1kW=1000W, 电饭煲的额定功率等于正常工作时的实际功率,即电饭煲的额定功率为1000W;电饭煲属于大功率用电器,所以要单独使用; (2)由P=可知,电饭煲的电阻: R===48.4Ω, 电饭煲的实际电压:U实=U额×90%=220V×90%=198V, 电饭煲工作1小时消耗的电能:W=t=×3600s=2.916×106J=0.81kW. 故答案为:1000;电饭煲要单独在电路中使用;0.81. 【分析】(1)3000r/kW?h表示消耗1kW?h的电能,电能表转3000转;据此可求出当电能表的转数为50转时消耗的电能,还知道正常工作时间,根据公式P=可求电饭煲的额定功率;注意大功率用电器要单独使用; (2)求出了电饭煲的额电功率,利用P=求其电阻;根据电饭煲两端的实际电压是额定电压的90%求出电饭煲的实际电压,根据W=t求电饭煲工作1小时消耗的电能.
14.【答案】220 ;额定功率 ;0.4 
【解析】【解答】解: 由电灯的铭牌“220V? 40W”可知电灯的额定电压为220V、额电功率为40W, 连续正常工作10h消耗的电能: W=Pt=0.04kW×10h=0.4kW?h=0.4度. 故答案为:220;额定功率;0.4. 【分析】由电灯的铭牌可知电灯的额定电压和额电功率;再利用W=Pt求消耗的电能.
15.【答案】9;8
【解析】【解答】(1)由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,当滑动变阻器的滑片P移至中点时,接入电路的电阻为 。小灯泡L恰好正常发光,则小灯泡两端电压为其额定电压6V,根据串联电路的电压关系,滑动变阻器两端电压为6V。所以,滑动变阻器最大阻值R=2RL。(2)当滑片P移至最右端时,电路中的电流 , 由P=I2R可得, 所以 解得:? R=8Ω 即滑动变阻器最大阻值为8Ω。 所以,灯泡的电阻 因此,灯泡的额定功率 。 ?故答案为:9;8. 【分析】用电器正常工作时的电压和电流的乘积是额定功率,或利用电压和电阻计算电功率.
三、解答题
16.【答案】解:(1)由P=可得,高温档正常工作10min所消耗的电能: W=P高t=1100W×10×60s=6.6×105J; (2)开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电烤箱处于高温档, 由P=可得,R1的阻值: R1==44Ω, 当开关S断开时,两电阻串联,电烤箱处于保温状态, 电路中的总电阻: R=?=110Ω, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电热丝R2的电阻值: R2=R﹣R1=110Ω﹣44Ω=66Ω. 答:(1)高温档正常工作10min所消耗的电能为6.6×105J; (2)低温档正常工作时,电热丝R2的电阻值为66Ω.
【解析】【分析】(1)电烤箱高温档正常工作时的功率和额定功率相等,根据W=Pt求出消耗的电能; (2)由电路图可知,开关S闭合时,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最小,根据P=可知电路的总功率最大,电烤箱处于高温档,根据P=求出R1的阻值;当开关S断开时,两电阻串联,电路的总电阻最大,电路的总功率最小,电烤箱处于保温状态,根据P=求出电路的总电阻,根据电阻的串联求出电热丝R2的电阻值.
四、实验探究题
17.【答案】(1)将电流表指针调零;灯泡断路 (2)0.625;变大 (3)小 (4)R2;10Ω
【解析】【解答】解:(1)电流表指针没有指在零刻度线上,应先对电流表调零; 电路正确连接后,闭合开关,移动滑片P,发观灯泡总不亮,且电流表无示数,但电压表示数接近6V,则故障原因可能是灯泡断路;(2)由图象知,在额定电压下,通过灯泡的电流为I=0.25A,所以灯泡的额定功率为P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W;当电压表的示数增大时,电流也变大,灯泡的功率变大,灯丝的温度升高,灯丝电阻变大,即电压表与电流表的示数之比变大;(3)根据灯泡的计算公式P= 可知,在电压不变的情况下,电阻变大,功率变小,灯泡变暗;(4)由图丁的某一组数据可知,当电阻值为25Ω时,电路中的电流为0.1A,则电阻两端的电压U=IR=0.1A×25Ω=2.5V; 滑动变阻器的阻值R滑= = =35Ω>20Ω,所以应该选择R2 . 滑动变阻器两端电压为U2=U﹣U1=6V﹣2.5V=3.5V; 滑动变阻器与定值电阻串联,电流相等,可得: = , 代入数值得: = ;解得R1=10Ω,即选择的定值电阻阻值为10Ω. 故答案为:(1)将电流表指针调零;灯泡断路;(2)0.625;变大;(3)小;(4)R2;10Ω. 【分析】(1)①由图知,电流表指针没有指在零刻度线上,使用电流表前应对电流表进行机械调零,使指针指在零刻度线上;②闭合开关灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路;电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近6V,等于电源电压,说明电压表与电源两端相连,电压表并联电路之外,不存在断路;综合分析知电路故障原因是:灯泡断路;(2)已知灯泡的额定电压,通过图象得到额定电压下的电流,利用公式P=UI得到灯泡的额定功率;灯丝电阻受温度的影响;(3)根据功率的计算公式分析;(4)探究电流跟电阻的关系,需保持电阻两端的电压不变,根据串分压的知识,当电阻R的阻值最大时,所需滑动变阻器的阻值最大,从而可根据此值判断出所需滑动变阻器的规格;串联电路中用电器两端电压与其阻值成正比,由图象可得电阻两端电压,已知电源电压和电阻两端电压,可以得到滑动变阻器两端电压,根据串联电路用电器两端电压与电阻的对应关系,得到定值电阻的阻值.
18.【答案】(1);左;变阻器断路;0.75 (2)分别将电压表的负接线柱接在C处和D处,分别记下电压表的示数和电流表的示数UC、IC , UD、ID滑片,比较 与 ?的大小;若 > ,说明电流表的分压较电压表的分流作用大,为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接D处; 若 < ,说明电压表的分流较电流表的分压作用大,为避免电压表的分流对电流表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接C (3)0.72
【解析】【解答】解:(1)①因灯的电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示: ②闭合开关前,应将滑动变阻器处在阻值最大处即最左端.③闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮,电压表和电流表均无示数,说明电路断路;小明找来一根完好的导线,一端连在电源负极,当发现只有触碰接线柱C时,灯泡才发光,说明电源负极与C间发生断路,若电路中只有一处故障,则电路故障可能是变阻器断路;④移动滑动变阻器,当电压表为2.5V时,电流表示数如图乙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W.(2)在(1)①图中,分别将电压表的负接线柱接在C处和D处,分别记下电压表的示数和电流表的示数UC、IC , UD、ID滑片,接到C时,电流表测量的电流大小等于通过灯的电流,而电压表测灯与电流表串联的电压; 接到D时,电压表测灯的电压是准确的,而电流表测通过电压表与灯的总电流;②若 > ,说明电流表的分压较电压表的分流作用大,为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接D处; 若 < ,说明电压表的分流较电流表的分压作用大,为避免电压表的分流对电流表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接C;(3)在上面的第2次操作中,保持持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1 , 闭合开关S、S2 , 读出电压表示数为2.6V;此时定值电阻与变阻器串联,根据串联电路的电压规律,变阻器的电压U滑=3.5V﹣2.6V=0.9V,根据分压原理, ,即 ,R滑= Ω; 故在第1次操作中,由串联电路的规律和欧姆定律,通过变阻器的电流即灯的额定电流: IL= = A; 故灯的额定功率:PL=ULIL=2.5V× A≈0.72W. 故答案为:(1)①如上所示;②左;③变阻器断路;④0.75;(2)①分别将电压表的负接线柱接在C处和D处,分别记下电压表的示数和电流表的示数UC、IC , UD、ID滑片,比较 与 ?的大小; ②若 > ,说明电流表的分压较电压表的分流作用大,为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接D处; 若 < ,说明电压表的分流较电流表的分压作用大,为避免电压表的分流对电流表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接C;(3)0.72. 【分析】(1)①根据灯的额定电压确定电压表量程与灯并联;②闭合闭合开关前,应将滑动变阻器处在阻值最大处;③发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮,电压表和电流表均无示数,说明电路断路;找来一根完好的导线一端连在电源负极,另一端触碰接线柱A、B、C,当发现只有触碰接线柱C时,灯泡才发光,说明ABC处有断路;④根据图乙电流表小量程读数,根据P=UI求灯的额定功率;(2)①分析分别将电压表的负接线柱接在C处和D处时,电流表和电压表对测量灯的电流和电压的影响,确定通过比较 和 大小关系,确定是电压表还是电流表对测量的影响大;②若 > ,说明电流表的分压较电压表的分流作用大,为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接D处; 若 < ,说明电压表的分流较电流表的分压作用大,为避免电压表的分流对电流表测量的影响,要将电压表的负接线柱应该接C;(3)根据变阻器连入电路中电阻大小不变,由第2次操作,由串联电路的规律和欧姆定律可求变阻器连入电路 中的电阻大小,在第1次操作中,根据串联电路的规律和欧姆定律,求出通过变阻器的电流即灯的额定电流,根据P=UI求灯的额定功率.
19.【答案】(1)解: (2)滑动变阻器下面两接线柱接入电路 (3)右;0.6 (4)解: (5)小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的电功率越大,灯泡的发光越亮
【解析】【解答】解:(1)由图表可知,电流表的量程应选“0~0.6A”,滑动变阻器“一上一下”连接,如下图所示:;(2)闭合开关,发现小灯泡发光暗淡,电流表和电压表均有示数,说明此时电路中的电阻很大,造成电流较小,任意移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表示数均不变,则说明滑动变阻器接入了下面两个接线柱,相当于定值电阻,且阻值等于滑动变阻器的最大电阻;(3)由图乙可知,电压表示数是2V,小于灯泡额定电压,由电路图甲可知,应向右移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值减小,灯泡两端电压增大,直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止;由乙图知电流表使用0﹣0.6A量程,分度值0.02A,所以灯泡的额定电流为0.24A; 由电功率公式P=UI可以求得,灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;(4)由表格中的数据,利用描点法做出图象,如下: ;(5)由P=UI可得,P1=U1I1=0.5V×0.1A=0.05W,P2=U2I2=1.0V×0.16A=0.16W,P3=U3I3=1.5V×0.20A=0.3W,P4=U4I4=2.0V×0.22A=0.44W,P5=U5I5=2.5V×0.24A=0.6W, P6=U6I6=2.9V×0.26A=0.754W;通过计算分析以上数据,你还有什么新的发现:小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的电功率越大,灯泡的发光越亮. 故答案为:(1)如上图;(2)滑动变阻器下面两接线柱接入电路;(3)右;0.6;(4)如上图丙;(5)小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的电功率越大,灯泡的发光越亮. 【分析】(1)选择电流表量程,串联在电路中,连接滑动变阻器时,要“一上一下”的原则;(2)灯泡发光很暗淡,说明电路为通路,可判定此时电路中的电阻很大,通过移动滑动变阻器的滑片,电流表和电压表示数均不变,可判定此时滑动变阻器接入了下面两个接线柱,相当于定值电阻,且阻值等于滑动变阻器的最大电阻;(3)根据图乙所示电压表确定电压表量程与分度值,读出电压表示数,根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系确定滑片的移动方向;由电功率公式P=UI可以求出灯泡的额定功率;(4)由表格中的数据,利用描点法做出图象;(5)绝大多数金属导体温度升高时电阻增大,实际电压越大,实际功率越大,越亮,据此解答.
五、综合题
20.【答案】(1)加热 (2)40 (3)440
【解析】【解答】解:(1)当S闭合、S1断开时电路为R1的简单电路,当开关S、S1都闭合时R1与R2并联, 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和, 所以,当开关S、S1都闭合时,电路中的总电阻最小, 由P= 可知,电路中的总功率最大,饮水机处于加热状态;(2)饮水机处于保温状态时,电路为R1的简单电路,则电路的总功率: P保温= = =40W;(3)饮水机处于加热状态时,R1与R2并联, 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和, 所以,电路中的总电阻: R= = =110Ω, 电路消耗的总功率: P加热= = =440W. 故答案为:(1)加热;(2)40;(3)440. 【分析】(1)分析开关闭合、断开时电路总电阻的大小关系,根据P= 比较功率的大小,进一步判断电路所处的工作状态;(2)饮水机处于保温状态时,电路为R1的简单电路,根据P= 求出电路的总功率;(3)饮水机处于加热状态时,R1与R2并联,电阻的并联求出电路中的总电阻,利用P= 求出电路消耗的总功率.