浙教版科学中考集训：7.1 电功与电功率-电功及电功率（含解析）
文档属性
| 名称 | 浙教版科学中考集训：7.1 电功与电功率-电功及电功率（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 319.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2020-01-13 09:38:43 | ||
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文档简介
中考特训7 电功与电功率
7.1 电功及电功率
重难考点清单
电能表
测量用电器在一段时间内消耗多少电能的仪表
1度 = 1kW.h = 3.6x106J
额定电压与额定功率
分别是用电器在正常工作时的电压与消耗的功率
当U实=U额时，P实=P额
当U实>U额时，P实>P额
当U实 即实际电压越大，功率越大，灯泡越亮
注意：一般题目解题时，电阻不变，因此利用U额、P额求电阻，再利用实际电压求实际功率
但关于小灯泡解题时，要考虑实际电阻随温度改变
三、电功率与电压电流的关系
适用于任何电路：P=UI
只适合纯电阻电路：P=I2R P=U2/R
四、焦耳定律（纯电阻电路）：Q=I2Rt
非纯电阻电路：P=UI
五、伏安法测量小灯泡电功率
原理及设计图
实验操作：断开开关连接电路，变阻器滑到最大值；闭合开关，调节变阻器使电压表到正常工作电压，记录电压表电流表值观察亮度；重复操作多次改变电压，记录数据观察亮度
1.关于“12 V 4 W”的小灯泡L1和“9 V 3 W”的小灯泡L2,下列说法正确的是 (?D? )
L1和L2正常工作时的电阻一样大 B.L1和L2串联在一起使用时,两灯消耗的功率一样多 C.L1和L2并联在一起使用时,两灯消耗的功率一样多 D.L2串联一个9 Ω的电阻接在12 V电路中,也能正常发光
2.灯泡L上标有“6V、6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化关系如图(甲)所示。现把灯泡L接入如图 (乙) 所示的电路中,若电路电压为 10V 不变,电流表的量程为“0-0.6A”,电压表的量程为“0-15V”。则下列说法正确的是（???D? ）
A.灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V?
B.当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为8V C.灯泡 L 的电阻值随电压表的示数的增大而增大??
D.为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为6W
3.两只灯泡A和B额定电压都是110 V，A的额定功率为60 W，B的额定功率为100 W，为了把它们接在220 V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接法？(? C )
A??????? ? B C??????? ?D
4.某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0， 测量未知电阻Rx阻值，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是（ B ）
A.??B.????C.???D.
5.在如图所示的电路中，发现通过电流表的示数减少0.2安培时，电压表的示数从6伏特变为5伏特，那么该定值电阻所消耗的功率的变化量为（?C ）
A.1.2W???????B.1.0W??????C.2.2W??????D.5.0W?
6.图为学生做电学实验的电路图，电源电压不变，闭合开关后，下列说法正确的是 (?D? )
A.向左移动变阻器的滑片P，A表示数变大，V2表示数变大 B.向左移动变阻器的滑片P，电阻R消耗的电功率一定变小 C.向右移动变阻器的滑片P到最右端时，电路电功率达到最大 D.向右移动变阻器的滑片P，V1表和A表的示数之比始终不变
【解析】A、该电路是串联电路，滑动变阻器滑片向左滑动，电阻减小，电路中总电阻减小，而电压不变，故电流增大，A表示数变大；V2表测的是滑动变阻器的电压，电阻减小，故分得电压也减小，V2表示数减小；故A错误； B、该电路是串联电路，滑动变阻器滑片向左滑动，电阻减小，电路中总电阻减小，而电压不变，故电流增大，电功率P=UI U在减小，I在增大；R的功率不一定减小；故B错误； C、该电路是串联电路，滑动变阻器滑片在最右端，电阻最大，电路中的总电阻达到最大值，而电压不变，故电流达到最小值，电路功率P=UI? U不变，I最小，电路的功率达到最小值；故C错误； D、V1测得是R0的电压，而V1表和A表的示数之比就是R0的阻值，R0是定值电阻，阻值不变；故D正确。
7.如图所示，电源电压保持不变，L是标有“2V 1W”字样的灯泡，电流表A、A1的量程均为0～0.6A，将滑动变阻器滑片P滑至最右端，断开S1， 闭合S2，电压表示数为6V，电流表A的示数为0.3A；闭合S1、S2，电流表A1的示数为0.1A．（假设灯丝电阻不变）则下列说法中不正确的是 (?C? )
A.滑动变阻器的最大阻值为20Ω?? B.R0的阻值为60Ω?? C.S1断开，S2由闭合到断开时，电压表的示数会变大?? D.断开S1、S2，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为8Ω
【解析】A.将滑动变阻器滑片P滑至最右端，断开S1， 闭合S2，灯泡被短路，只有变阻器工作，电源电压U=U变=6V；滑动变阻器的最大阻值为20， 故A正确不合题意； B. 闭合S1、S2，变阻器与电阻R0并联，电阻R0阻值为：60，故B正确不合题意； C.S1断开，S2闭合时，灯泡被短路，只有变阻器，这时电压表的示数等于电源电源6V；当S2闭合时，灯泡与变阻器串联，根据U总=U变+UL可知，这时电压表的示数小于6V，那么电压表的示数会变小，故C错误符合题意； D.灯泡的额定电流为0.5A；因为电流表的量程是0~0.6A，所以电路电流最大值是0.5A。 这时变阻器的电压为：U变=U总-UL=6V-2V=4V；这时变阻器的电阻为8欧姆， 故D正确不合题意。
8.如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U—I图像如图乙所示，则 (?D? )
A.电源电压为20V???????????B.EF是V1表示数随A表示数变化的图像 C.滑动变阻器的最大阻值为10Ω???? D.整个电路的最大功率为14.4W
9.如图所示电路图，灯泡标有“12V 6W”，滑动变阻器R1标有“100Ω 1A ”，电压表量程为0-15V，电流表量程为0-0.6A，只闭合开关S1、S2， 滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光；只闭合S1、S3，A示数为0.2A，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法不正确的是 (?D? )
A.电源电压为20V B.R2的电阻为76Ω C.只闭合S1、S2时，灯泡的最小功率约为1.04W D.只闭合S1、S2时,为了保护元件的安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是0-72Ω
10.如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中。电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，下列判断不正确的是 (?B? )
A.R0的阻值是10Ω B.R0的最小功率是3.2W C.电路的最大总功率是25.6W D.滑动变阻器的最大阻值是70Ω
【解析】定值电阻R0与变阻器串联，电压表测变阻器的电压； A.当滑片在最左端时，电压表的示数是0V，电流表的示数是1.6A，此时电路里只有电阻R0，R0的阻值10欧，A正确不合题意； B.据乙图可知，电路的最小电流为0.2A，那么R0的最小功率为：P0=I2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W，故B错误符合题意； C.据乙图可知，电路的最大电流是1.6A，那么最大电功率为：P总=U总I总=16V×1.6A=25.6W，故C正确不合题意； D.据乙图可知，当变阻器的电流为0.2A时，电压表的示数14V，这时滑片在最右端， 那么变阻器的最大阻值为70欧 ，故D正确不合题意。
11、科技小组用标有“1600imp/(kW·h)”(表示每消耗1kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次)的电能表测量电视机的功率；他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6min，指示灯闪烁16次，该电视机的功率为__0.1__kW。
12.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小明对家里的电动自行车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图象。已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图可知，0～2s电动自行车受到的摩擦力为________N； 电动自行车匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为________。
【答案】35；87.5%
【解析】（1）观察速度-时间图象，电动自行车在0～7s速度越来越快，7～12s，速度不再变化；观察牵引力-时间图象，在7～12s牵引力大小不变，由于电动车匀速直线运动，牵引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小；（2）利用P=fv求电动自行车匀速行驶时克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出总功率，然后利用求效率。
13.如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值是20Ω。闭合开关，滑动变阻器的P-R图象如图乙所示，则R1=___10___Ω；当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为___0.2___A，通电10s电流通过R1产生的热量是___4___J
14.如图所示，某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，误将电压表并联在滑动变阻器两端。他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据，调节滑片测得多组数据，描绘出的U－I图像如图所示。已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5 V。可求得小灯泡正常发光时的阻值为________Ω，额定功率为________ W，变阻器最大阻值为________Ω。为使实验中小灯泡两端电压不超过3 V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为________Ω(保留一位小数)。
【答案】 12.5；0.5；40；6.8
15.小明应用如图甲所示的电路“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”，将得到的数据绘成a、b、c三条图线画在了同一坐标系中，如图乙所示，
b图线表示定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系，则表示“电源总功率PU随电流I变化的关系”图线是_____．如电源电压U保持不变，则由图象可知：电源电压U为______V，定值电阻R0的阻值为______
【答案】a ；3 ；1
16、如图所示，电源电压恒定，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R0上标有“50Ω，0.5A”的字样，电流表A的量程为0﹣0.6A，电压表V的量程为0﹣15V，当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电压表的示数为8V1 ，当开关S打到2位置且滑片P在中点时，滑动变阻器R0的功率为P0=4w，求： （1）电源电压U （2）定值电阻R1的阻值； （3）当电路接通时，在确保电路元件安全的前提下，试讨论何时电路的总功率最小，最小功率是多少；何时电路的总功率最大，最大功率又是多少？
【答案】?解：（1）当开关S打到2位置及滑片的位置且滑片P在中点时，电路连接如图： 滑动变阻器接入电路的电阻为R′=0.5R0=0.5×50Ω=25Ω， 因为P=I2R，所以电路电流为I′=0.4A， 串联电路总电阻为R串=R2+R′=20Ω+25Ω=45Ω， 因为I=U/R，所以电源电压为U=I′R串=0.4A×45Ω=18V； （2）当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电路连接如图： 滑动变阻器两端电压为U0=U﹣U1=18V﹣8V=10V， 因为U1/U2=R1/R2，解得R1=40Ω； （3）当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电路总电阻最大，为R最大=R1+R0=40Ω+50Ω=90Ω， 此时的电路总功率最小，为P最小=3.6W； 当电路电流达到滑动变阻器允许通过的最大电流I最大=0.5A时， 电路总功率最大，为P最大=UI最大=18V×0.5A=9W． 答：（1）电源电压为18V；（2）定值电阻R1的阻值为40Ω； （3）电路的总功率最小是3.6W；最大功率是9W．
17.小科家浴室内有台储水式电热水器，其说明书部分参数如下表。请回答下列问题：
(1)加热棒阻值不变，当二根加热棒同时工作时，它们的连接方式是________联的。
(2)该电热水器以2.0KW的功率工作75min，消耗的电能为多少？此时通过它的电流为多大？（计算结果精确到0.1A）
(3)当电热水器装满水时，电热水器受到的总重力是多少？
(4)如图甲、乙所示分别是该电热水器水平安装时的正面和侧面示意图，其中A点是电热水器装满水时的重心位置，图中h=d=248mm。装满水时，若忽略进、出水管对电热水器的作用力，则墙面对悬挂架的支持力为多大？
(5)小科洗热水澡后发现：与进水管相连的金属进水阀表面布满了小水珠（如图丙）而与出水管相连的金属出水阀表面仍保持干燥。请你分析产生上述两种现象的原因。
【答案】（1）并 （2）工作时间t=75min=1.25h， 消耗的电能为：W=Pt=2.0kW×1.25h=2.5kW?h；通过它的电流为：I=9.1A； （3）装满水时V水=65L=0.065m3 电热水器内水的质量为：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.065m3=65kg； 电热水器受到的总重力是：G=（m水+m容）g=（23kg+65kg）×10N/kg=880N； （4）由图知，假设墙面对悬挂架的支持力为F，
根据杠杆的平衡条件有：Fh=Gd F×0.248m=880N×0.248m 解得F=880N； （5）与进水管相连的金属进水阀温度低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，而出水管相连的金属出水阀温度高，水蒸气不能遇冷，不能液化故没有小水珠。
18．在某次综合实践活动中，小明利用蓄电池(电压为24伏)、电压表(量程为0～15伏)、校准电阻R0、滑动变阻器R(最大阻值为100欧)等器材，设计了一种测定油箱内油量的方案(如图甲所示)，选配合适的校准电阻值，能够使油箱装满汽油，滑动变阻器的触片在某一端时，油量表示数为最大值(即电压表示数达到最大值)，油箱中的汽油用完，滑动变阻器的触片在另一端时，油量表示数为零(即电压表示数为零)。
(1)校准电阻除了可以校准表盘，还有什么作用？校准电阻的阻值为多少？
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？
(3)另一个小组的小红设计了如图乙所示的电路，请你从能耗的角度分析这种方案的优点。
【解析】(1)由题可知，电源电压U＝24伏，电路中若没有校准电阻R0，则滑动变阻器两端的电压等于电源电压24伏，超过了电压表量程0～15伏，电压表会被烧坏，所以校准电阻R0串联在电路中，除了可以校准表盘，还起到分压的作用，能避免电压超过电压表量程而损坏。当油箱装满汽油，由图甲可知，滑片在下端，此时变阻器连入阻值最大，电压表示数达到最大值15伏，所以电路中电流I＝I0＝IR＝＝＝0.15安，所以R0的阻值R0＝＝＝＝60欧。
(2)当油箱装满汽油，变阻器连入阻值最大时，电路中电阻最大，电源电压一定，由P＝知整个电路功率最小，电路最小功率P最小＝＝＝3.6瓦。
当汽油用完时，滑片在另一端，即在上端，此时只有R0接入电路中，电路功率最大，P最大＝＝＝9.6瓦，所以整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6～9.6瓦。
(3)由图乙可知，滑动变阻器始终以最大值串联入电路中，电压表示数UV＝IR滑，能反应测量的变化情况，且电路中电阻始终处于最大值，由P＝可知电路中功率最小，由W＝Pt可知，同样时间内电路消耗的电能最少，所以图乙的电路设计可以节能。
19.温州地区常受台风侵袭。为测量风速，小明设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米2，均匀电阻丝AB长为20厘米，阻值为10欧，电源电压U0恒为6伏，保护电阻R0为14欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处。有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速v（米/秒）
0.3~1.5
1.6~3.33
3.4~5.4
5.5~7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风压p（帕)
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力（即单位面积受到的风力）。测量时保证风垂直吹在挡风板上，不计一切摩擦阻力。
（1）在滑片P左移的过程中，电路的总电阻________?。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
（2）当电压表示数U为2伏时，风速仪所测的风为几级？（写出计算过程）
（3）小明想在风速仪的电压表上直接标出风速，查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算，他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线，如图丙所示。后因保护电阻R。损坏，他将其换成了阻值为5欧的电阻，请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲线，并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q。
【答案】不变
【解析】因电压表接在滑片上且电压表在电路中相当于断路，所以，电流要流经全部电阻丝，在滑片P左移的过程中，始终是全部电阻丝与电阻R0串联，所以电路的总电阻不变。
故答案为：不变。
【答案】当电压表示数U为2伏时，风速仪所测的风为五级
【解析】由图知，电压表测滑片以右电阻丝的电压，根据串联电阻的规律和欧姆定律可得，电路中的电流为：0.25A，
当电压表示数U为2V时，由欧姆定律可得，AP段电阻丝的阻值8Ω，
因均匀电阻丝AB长为20cm，阻值为10，故AP段电阻丝的长度：16cm，
由图乙知，此时弹簧的弹力14N，此时风对挡风板的压强（风压）为70pa，
由表知，此时风力为五级。
【答案】风速v与电压表示数U的大致关系曲线，如下面红色曲线所示：
【解析】由图丙可知，风速最大时，原来电压表最大示数为2.5V，
由欧姆定律可得，AP段电阻丝的最大电阻为10Ω，
因均匀电阻丝AB长为20cm，阻值为10，故弹簧的压缩长度为20cm，由图乙知，此时弹力17.5N；若换成了阻值为5欧的电阻，电路中的电流：0.4A
因电压表量程为0-3V，故电压表最大示数为3V，由欧姆定律可得，AP的最大电阻为：7.5Ω，此时AP段电阻丝的长度：15cm，
弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系为过原点的直线，由图乙可知F与x的关系为F=7/8x，则当15cm时，弹簧的弹力13.12N；
因该挡风板所受的风力与风速的平方成正比，故有17.5/13.12=V大2/V2
解得此时的最大风速：V=0.86V大，即：U=3V时V=0.86V大，可在图象中描出Q点，
此时风速v与电压表示数U的大致关系曲线，如红色曲线所示。
20.2号地铁开通，我们宁波也有十字型地铁网，小科选择乘坐地铁上学。
（1）为了节能减排，某地铁站安装了感应自动扶梯（如图所示），图中A为光源、R1为光源光敏电阻、R2为定值电阻，电源电压恒定。当顾客挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值增大，R2两端的电压________（填“增大”、“减小”或“不变”），感应扶梯就会自动运行，没有乘客时会自动停止。因此它与原来在营业时间内始终运行的扶梯相比节约了电能。若感应扶梯的运行功率为11kW，平均每天自动停止运行的时间为2h，则感应扶梯30天可以节约电能 ________?kW·h。
（2）如果地铁站安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9kW。不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为________人。（本小题和第3小题中，人的质量均为50kg)
（3）小科乘坐的地铁电车自重为50t，载客量为1000人，假设电车在平直轨道上以72km/h的速度匀速行驶时，所受的阻力为总重的2%，求此时地铁电车的功率是多少?
【答案】（1）减小；660 （2）30 （3）解：P=Fv=G总·2%·v=(50×103kg+50kg×1000)×10N/kg×2%×20m/s=4×105W
答：地铁电车的功率是4×105W。
【解析】（1）电阻R2与R1串联，当顾客挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值增大时，它两端的电压增大；因为电源电压不变，所以R2两端的电压减小。 感应扶梯30天可以节约电能：660千瓦时； （2）电梯空载时功率为：P=UI=380V×5A=1900W； 那么电梯承载功率为：P人=P总-P=4900W-1900W=3000W； 电梯在竖直方向上的速度为：v=0.4m/s×0.5=0.2m/s； 电梯承载的最大重力为：G=P/v=15000N ;承载的最大质量1500kg; 电梯承载的最多人数为：n=1500kg÷50kg=30； （3）人和车的总重力：G总=m总g=（50×103kg+50kg×1000）×10N/kg=105N； 电车的牵引力：F=f=2%G总=2%×105N=2×104N； 电车的功率为：P=Fv=2×104N×20m/s=4×105W。
7.1 电功及电功率
重难考点清单
电能表
测量用电器在一段时间内消耗多少电能的仪表
1度 = 1kW.h = 3.6x106J
额定电压与额定功率
分别是用电器在正常工作时的电压与消耗的功率
当U实=U额时，P实=P额
当U实>U额时，P实>P额
当U实
注意：一般题目解题时，电阻不变，因此利用U额、P额求电阻，再利用实际电压求实际功率
但关于小灯泡解题时，要考虑实际电阻随温度改变
三、电功率与电压电流的关系
适用于任何电路：P=UI
只适合纯电阻电路：P=I2R P=U2/R
四、焦耳定律（纯电阻电路）：Q=I2Rt
非纯电阻电路：P=UI
五、伏安法测量小灯泡电功率
原理及设计图
实验操作：断开开关连接电路，变阻器滑到最大值；闭合开关，调节变阻器使电压表到正常工作电压，记录电压表电流表值观察亮度；重复操作多次改变电压，记录数据观察亮度
1.关于“12 V 4 W”的小灯泡L1和“9 V 3 W”的小灯泡L2,下列说法正确的是 (?D? )
L1和L2正常工作时的电阻一样大 B.L1和L2串联在一起使用时,两灯消耗的功率一样多 C.L1和L2并联在一起使用时,两灯消耗的功率一样多 D.L2串联一个9 Ω的电阻接在12 V电路中,也能正常发光
2.灯泡L上标有“6V、6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化关系如图(甲)所示。现把灯泡L接入如图 (乙) 所示的电路中,若电路电压为 10V 不变,电流表的量程为“0-0.6A”,电压表的量程为“0-15V”。则下列说法正确的是（???D? ）
A.灯泡L正常发光时，电压表的示数为6V?
B.当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为8V C.灯泡 L 的电阻值随电压表的示数的增大而增大??
D.为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为6W
3.两只灯泡A和B额定电压都是110 V，A的额定功率为60 W，B的额定功率为100 W，为了把它们接在220 V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接法？(? C )
A??????? ? B C??????? ?D
4.某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R0， 测量未知电阻Rx阻值，图中不能实现测量Rx阻值的电路图是（ B ）
A.??B.????C.???D.
5.在如图所示的电路中，发现通过电流表的示数减少0.2安培时，电压表的示数从6伏特变为5伏特，那么该定值电阻所消耗的功率的变化量为（?C ）
A.1.2W???????B.1.0W??????C.2.2W??????D.5.0W?
6.图为学生做电学实验的电路图，电源电压不变，闭合开关后，下列说法正确的是 (?D? )
A.向左移动变阻器的滑片P，A表示数变大，V2表示数变大 B.向左移动变阻器的滑片P，电阻R消耗的电功率一定变小 C.向右移动变阻器的滑片P到最右端时，电路电功率达到最大 D.向右移动变阻器的滑片P，V1表和A表的示数之比始终不变
【解析】A、该电路是串联电路，滑动变阻器滑片向左滑动，电阻减小，电路中总电阻减小，而电压不变，故电流增大，A表示数变大；V2表测的是滑动变阻器的电压，电阻减小，故分得电压也减小，V2表示数减小；故A错误； B、该电路是串联电路，滑动变阻器滑片向左滑动，电阻减小，电路中总电阻减小，而电压不变，故电流增大，电功率P=UI U在减小，I在增大；R的功率不一定减小；故B错误； C、该电路是串联电路，滑动变阻器滑片在最右端，电阻最大，电路中的总电阻达到最大值，而电压不变，故电流达到最小值，电路功率P=UI? U不变，I最小，电路的功率达到最小值；故C错误； D、V1测得是R0的电压，而V1表和A表的示数之比就是R0的阻值，R0是定值电阻，阻值不变；故D正确。
7.如图所示，电源电压保持不变，L是标有“2V 1W”字样的灯泡，电流表A、A1的量程均为0～0.6A，将滑动变阻器滑片P滑至最右端，断开S1， 闭合S2，电压表示数为6V，电流表A的示数为0.3A；闭合S1、S2，电流表A1的示数为0.1A．（假设灯丝电阻不变）则下列说法中不正确的是 (?C? )
A.滑动变阻器的最大阻值为20Ω?? B.R0的阻值为60Ω?? C.S1断开，S2由闭合到断开时，电压表的示数会变大?? D.断开S1、S2，为保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为8Ω
【解析】A.将滑动变阻器滑片P滑至最右端，断开S1， 闭合S2，灯泡被短路，只有变阻器工作，电源电压U=U变=6V；滑动变阻器的最大阻值为20， 故A正确不合题意； B. 闭合S1、S2，变阻器与电阻R0并联，电阻R0阻值为：60，故B正确不合题意； C.S1断开，S2闭合时，灯泡被短路，只有变阻器，这时电压表的示数等于电源电源6V；当S2闭合时，灯泡与变阻器串联，根据U总=U变+UL可知，这时电压表的示数小于6V，那么电压表的示数会变小，故C错误符合题意； D.灯泡的额定电流为0.5A；因为电流表的量程是0~0.6A，所以电路电流最大值是0.5A。 这时变阻器的电压为：U变=U总-UL=6V-2V=4V；这时变阻器的电阻为8欧姆， 故D正确不合题意。
8.如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U—I图像如图乙所示，则 (?D? )
A.电源电压为20V???????????B.EF是V1表示数随A表示数变化的图像 C.滑动变阻器的最大阻值为10Ω???? D.整个电路的最大功率为14.4W
9.如图所示电路图，灯泡标有“12V 6W”，滑动变阻器R1标有“100Ω 1A ”，电压表量程为0-15V，电流表量程为0-0.6A，只闭合开关S1、S2， 滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光；只闭合S1、S3，A示数为0.2A，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法不正确的是 (?D? )
A.电源电压为20V B.R2的电阻为76Ω C.只闭合S1、S2时，灯泡的最小功率约为1.04W D.只闭合S1、S2时,为了保护元件的安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围是0-72Ω
10.如甲图所示的电路中，电源电压为16V恒定不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S后，在滑片P滑动的过程中。电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，根据图象信息可知，下列判断不正确的是 (?B? )
A.R0的阻值是10Ω B.R0的最小功率是3.2W C.电路的最大总功率是25.6W D.滑动变阻器的最大阻值是70Ω
【解析】定值电阻R0与变阻器串联，电压表测变阻器的电压； A.当滑片在最左端时，电压表的示数是0V，电流表的示数是1.6A，此时电路里只有电阻R0，R0的阻值10欧，A正确不合题意； B.据乙图可知，电路的最小电流为0.2A，那么R0的最小功率为：P0=I2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W，故B错误符合题意； C.据乙图可知，电路的最大电流是1.6A，那么最大电功率为：P总=U总I总=16V×1.6A=25.6W，故C正确不合题意； D.据乙图可知，当变阻器的电流为0.2A时，电压表的示数14V，这时滑片在最右端， 那么变阻器的最大阻值为70欧 ，故D正确不合题意。
11、科技小组用标有“1600imp/(kW·h)”(表示每消耗1kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次)的电能表测量电视机的功率；他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6min，指示灯闪烁16次，该电视机的功率为__0.1__kW。
12.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小明对家里的电动自行车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图象。已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图可知，0～2s电动自行车受到的摩擦力为________N； 电动自行车匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为________。
【答案】35；87.5%
【解析】（1）观察速度-时间图象，电动自行车在0～7s速度越来越快，7～12s，速度不再变化；观察牵引力-时间图象，在7～12s牵引力大小不变，由于电动车匀速直线运动，牵引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小；（2）利用P=fv求电动自行车匀速行驶时克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出总功率，然后利用求效率。
13.如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值是20Ω。闭合开关，滑动变阻器的P-R图象如图乙所示，则R1=___10___Ω；当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为___0.2___A，通电10s电流通过R1产生的热量是___4___J
14.如图所示，某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，误将电压表并联在滑动变阻器两端。他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据，调节滑片测得多组数据，描绘出的U－I图像如图所示。已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5 V。可求得小灯泡正常发光时的阻值为________Ω，额定功率为________ W，变阻器最大阻值为________Ω。为使实验中小灯泡两端电压不超过3 V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为________Ω(保留一位小数)。
【答案】 12.5；0.5；40；6.8
15.小明应用如图甲所示的电路“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”，将得到的数据绘成a、b、c三条图线画在了同一坐标系中，如图乙所示，
b图线表示定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系，则表示“电源总功率PU随电流I变化的关系”图线是_____．如电源电压U保持不变，则由图象可知：电源电压U为______V，定值电阻R0的阻值为______
【答案】a ；3 ；1
16、如图所示，电源电压恒定，定值电阻R2=20Ω，滑动变阻器R0上标有“50Ω，0.5A”的字样，电流表A的量程为0﹣0.6A，电压表V的量程为0﹣15V，当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电压表的示数为8V1 ，当开关S打到2位置且滑片P在中点时，滑动变阻器R0的功率为P0=4w，求： （1）电源电压U （2）定值电阻R1的阻值； （3）当电路接通时，在确保电路元件安全的前提下，试讨论何时电路的总功率最小，最小功率是多少；何时电路的总功率最大，最大功率又是多少？
【答案】?解：（1）当开关S打到2位置及滑片的位置且滑片P在中点时，电路连接如图： 滑动变阻器接入电路的电阻为R′=0.5R0=0.5×50Ω=25Ω， 因为P=I2R，所以电路电流为I′=0.4A， 串联电路总电阻为R串=R2+R′=20Ω+25Ω=45Ω， 因为I=U/R，所以电源电压为U=I′R串=0.4A×45Ω=18V； （2）当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电路连接如图： 滑动变阻器两端电压为U0=U﹣U1=18V﹣8V=10V， 因为U1/U2=R1/R2，解得R1=40Ω； （3）当开关S打到1位置且滑片P在A端时，电路总电阻最大，为R最大=R1+R0=40Ω+50Ω=90Ω， 此时的电路总功率最小，为P最小=3.6W； 当电路电流达到滑动变阻器允许通过的最大电流I最大=0.5A时， 电路总功率最大，为P最大=UI最大=18V×0.5A=9W． 答：（1）电源电压为18V；（2）定值电阻R1的阻值为40Ω； （3）电路的总功率最小是3.6W；最大功率是9W．
17.小科家浴室内有台储水式电热水器，其说明书部分参数如下表。请回答下列问题：
(1)加热棒阻值不变，当二根加热棒同时工作时，它们的连接方式是________联的。
(2)该电热水器以2.0KW的功率工作75min，消耗的电能为多少？此时通过它的电流为多大？（计算结果精确到0.1A）
(3)当电热水器装满水时，电热水器受到的总重力是多少？
(4)如图甲、乙所示分别是该电热水器水平安装时的正面和侧面示意图，其中A点是电热水器装满水时的重心位置，图中h=d=248mm。装满水时，若忽略进、出水管对电热水器的作用力，则墙面对悬挂架的支持力为多大？
(5)小科洗热水澡后发现：与进水管相连的金属进水阀表面布满了小水珠（如图丙）而与出水管相连的金属出水阀表面仍保持干燥。请你分析产生上述两种现象的原因。
【答案】（1）并 （2）工作时间t=75min=1.25h， 消耗的电能为：W=Pt=2.0kW×1.25h=2.5kW?h；通过它的电流为：I=9.1A； （3）装满水时V水=65L=0.065m3 电热水器内水的质量为：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.065m3=65kg； 电热水器受到的总重力是：G=（m水+m容）g=（23kg+65kg）×10N/kg=880N； （4）由图知，假设墙面对悬挂架的支持力为F，
根据杠杆的平衡条件有：Fh=Gd F×0.248m=880N×0.248m 解得F=880N； （5）与进水管相连的金属进水阀温度低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，而出水管相连的金属出水阀温度高，水蒸气不能遇冷，不能液化故没有小水珠。
18．在某次综合实践活动中，小明利用蓄电池(电压为24伏)、电压表(量程为0～15伏)、校准电阻R0、滑动变阻器R(最大阻值为100欧)等器材，设计了一种测定油箱内油量的方案(如图甲所示)，选配合适的校准电阻值，能够使油箱装满汽油，滑动变阻器的触片在某一端时，油量表示数为最大值(即电压表示数达到最大值)，油箱中的汽油用完，滑动变阻器的触片在另一端时，油量表示数为零(即电压表示数为零)。
(1)校准电阻除了可以校准表盘，还有什么作用？校准电阻的阻值为多少？
(2)整个电路消耗的电功率的变化范围是多少？
(3)另一个小组的小红设计了如图乙所示的电路，请你从能耗的角度分析这种方案的优点。
【解析】(1)由题可知，电源电压U＝24伏，电路中若没有校准电阻R0，则滑动变阻器两端的电压等于电源电压24伏，超过了电压表量程0～15伏，电压表会被烧坏，所以校准电阻R0串联在电路中，除了可以校准表盘，还起到分压的作用，能避免电压超过电压表量程而损坏。当油箱装满汽油，由图甲可知，滑片在下端，此时变阻器连入阻值最大，电压表示数达到最大值15伏，所以电路中电流I＝I0＝IR＝＝＝0.15安，所以R0的阻值R0＝＝＝＝60欧。
(2)当油箱装满汽油，变阻器连入阻值最大时，电路中电阻最大，电源电压一定，由P＝知整个电路功率最小，电路最小功率P最小＝＝＝3.6瓦。
当汽油用完时，滑片在另一端，即在上端，此时只有R0接入电路中，电路功率最大，P最大＝＝＝9.6瓦，所以整个电路消耗的电功率的变化范围是3.6～9.6瓦。
(3)由图乙可知，滑动变阻器始终以最大值串联入电路中，电压表示数UV＝IR滑，能反应测量的变化情况，且电路中电阻始终处于最大值，由P＝可知电路中功率最小，由W＝Pt可知，同样时间内电路消耗的电能最少，所以图乙的电路设计可以节能。
19.温州地区常受台风侵袭。为测量风速，小明设计了一台简易风速仪，其工作原理如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上，弹簧左端固定，右端与滑块相连。挡风板的挡风面积为0.2米2，均匀电阻丝AB长为20厘米，阻值为10欧，电源电压U0恒为6伏，保护电阻R0为14欧，电压表量程0~3伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时，滑片P在A处。有风时，滑块移动，稳定后读出电压表示数，计算并查阅下表数据可知风速及风级。
风级
一级
二级
三级
四级
五级
六级
风速v（米/秒）
0.3~1.5
1.6~3.33
3.4~5.4
5.5~7.9
8.0~10.7
10.8~13.8
风压p（帕)
0.055~1.4
1.6~6.8
7.2~18
18.9~39
40~72
72.9~119
表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力（即单位面积受到的风力）。测量时保证风垂直吹在挡风板上，不计一切摩擦阻力。
（1）在滑片P左移的过程中，电路的总电阻________?。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
（2）当电压表示数U为2伏时，风速仪所测的风为几级？（写出计算过程）
（3）小明想在风速仪的电压表上直接标出风速，查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正比。经计算，他画出了风速v与电压表示数U的关系曲线，如图丙所示。后因保护电阻R。损坏，他将其换成了阻值为5欧的电阻，请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲线，并在曲线上标出所能测量的最大风速的对应点Q。
【答案】不变
【解析】因电压表接在滑片上且电压表在电路中相当于断路，所以，电流要流经全部电阻丝，在滑片P左移的过程中，始终是全部电阻丝与电阻R0串联，所以电路的总电阻不变。
故答案为：不变。
【答案】当电压表示数U为2伏时，风速仪所测的风为五级
【解析】由图知，电压表测滑片以右电阻丝的电压，根据串联电阻的规律和欧姆定律可得，电路中的电流为：0.25A，
当电压表示数U为2V时，由欧姆定律可得，AP段电阻丝的阻值8Ω，
因均匀电阻丝AB长为20cm，阻值为10，故AP段电阻丝的长度：16cm，
由图乙知，此时弹簧的弹力14N，此时风对挡风板的压强（风压）为70pa，
由表知，此时风力为五级。
【答案】风速v与电压表示数U的大致关系曲线，如下面红色曲线所示：
【解析】由图丙可知，风速最大时，原来电压表最大示数为2.5V，
由欧姆定律可得，AP段电阻丝的最大电阻为10Ω，
因均匀电阻丝AB长为20cm，阻值为10，故弹簧的压缩长度为20cm，由图乙知，此时弹力17.5N；若换成了阻值为5欧的电阻，电路中的电流：0.4A
因电压表量程为0-3V，故电压表最大示数为3V，由欧姆定律可得，AP的最大电阻为：7.5Ω，此时AP段电阻丝的长度：15cm，
弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系为过原点的直线，由图乙可知F与x的关系为F=7/8x，则当15cm时，弹簧的弹力13.12N；
因该挡风板所受的风力与风速的平方成正比，故有17.5/13.12=V大2/V2
解得此时的最大风速：V=0.86V大，即：U=3V时V=0.86V大，可在图象中描出Q点，
此时风速v与电压表示数U的大致关系曲线，如红色曲线所示。
20.2号地铁开通，我们宁波也有十字型地铁网，小科选择乘坐地铁上学。
（1）为了节能减排，某地铁站安装了感应自动扶梯（如图所示），图中A为光源、R1为光源光敏电阻、R2为定值电阻，电源电压恒定。当顾客挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值增大，R2两端的电压________（填“增大”、“减小”或“不变”），感应扶梯就会自动运行，没有乘客时会自动停止。因此它与原来在营业时间内始终运行的扶梯相比节约了电能。若感应扶梯的运行功率为11kW，平均每天自动停止运行的时间为2h，则感应扶梯30天可以节约电能 ________?kW·h。
（2）如果地铁站安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9kW。不载人时测得电动机中的电流为5A，若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数为________人。（本小题和第3小题中，人的质量均为50kg)
（3）小科乘坐的地铁电车自重为50t，载客量为1000人，假设电车在平直轨道上以72km/h的速度匀速行驶时，所受的阻力为总重的2%，求此时地铁电车的功率是多少?
【答案】（1）减小；660 （2）30 （3）解：P=Fv=G总·2%·v=(50×103kg+50kg×1000)×10N/kg×2%×20m/s=4×105W
答：地铁电车的功率是4×105W。
【解析】（1）电阻R2与R1串联，当顾客挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值增大时，它两端的电压增大；因为电源电压不变，所以R2两端的电压减小。 感应扶梯30天可以节约电能：660千瓦时； （2）电梯空载时功率为：P=UI=380V×5A=1900W； 那么电梯承载功率为：P人=P总-P=4900W-1900W=3000W； 电梯在竖直方向上的速度为：v=0.4m/s×0.5=0.2m/s； 电梯承载的最大重力为：G=P/v=15000N ;承载的最大质量1500kg; 电梯承载的最多人数为：n=1500kg÷50kg=30； （3）人和车的总重力：G总=m总g=（50×103kg+50kg×1000）×10N/kg=105N； 电车的牵引力：F=f=2%G总=2%×105N=2×104N； 电车的功率为：P=Fv=2×104N×20m/s=4×105W。