近三年(2017-2019)浙江省九年级上册科学期末考试试题(物理部分)精选——电能(1)
一.选择题(共9小题)
1.某建筑工地需要架设临时供电线路,实现照明和电加热功能。其简化电路如图所示,供电处电压U不变,从供电处到工地用长导线(有电阻)连接。闭合开关S1、S2时,加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较,则( )
A.照明灯亮度不变
B.照明灯亮度变弱
C.长导线上消耗的电能增加
D.整个供电线路消耗的电功率变小
2.通过两定值电阻甲、乙的电流与电压关系如图所示,当将甲、乙两电阻并联在2V的电源两端,下列分析不正确的是( )
A.甲、乙两端的电压之比为1:1
B.干路上的电流是0.6A
C.甲消耗的电功率为0.4W
D.乙在1分钟内消耗的电能为24J
3.如图所示为某宠物饮水机,铭牌上标有“3W”字样。“3W”表示饮水机的( )
A.额定电压 B.额定功率 C.额定电流 D.额定电功
4.有相同两盏额定电压为U、额定功率为60W的电灯,若串联接在电压为U的电源上,则两灯的总功率是( )
A.120W B.60W C.40W D.30W
5.灯泡L1标有“9V 6W”的字样,灯泡L2标有“6V3W”的字样,如果把它们串联在12V的同一个电路中,两灯相比较,则发光稍亮一些的是(灯丝电阻不受温度影响)( )
A.灯泡L1 B.两灯的亮度一样
C.灯泡L2 D.无法判断
6.如图所示,当滑动变阻器的触片移动时,发现L1变亮了,L2变暗了,那么整个电路中消耗的电功率( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
7.如图所示电路中,电源电压恒定,R1的阻值为3欧,当只闭合开关S2时,电流表示数为1安;当开关S1和S2都闭合时,电流表示数为3安。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3伏
B.R2的阻值为3欧
C.S1和S2都闭合时,R2消耗的功率为6瓦
D.只闭合S2时,电路消耗的总功率为9瓦
8.如图甲所示是某兴趣小组在做“伏安法测电阻”实验中分别作出R1、R2的U﹣I图象。小枫利用R1、R2两个电阻设计了如图乙所示的实验电路,闭合开关,电流表示数为0.6A,则下列说法正确的是( )
A.此时电路中R1消耗的功率为3W
B.此电路1min内R1、R2消耗的电能之和为360J
C.若将R1、R2串联接入6V的电源两端,则电路中消耗的功率为2.4W
D.若将R1、R2并联接入5V的电源两端,则电路中消耗的功率为2.5W
9.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接工作时,测得在6分钟内消耗的电能为0.1kW?h.那么这一个用电器可能是( )
A.电热水壶 B.笔记本电脑
C.台灯 D.电风扇
二.填空题(共5小题)
10.有一个标有“8V2W”的小灯泡,如果接在12V的电源上必须串联一个电阻为 Ω的电阻才能使小灯泡正常发光,此时在这个电阻上消耗的电功率是 W。
11.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1=0.6欧,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为2安时,滑动变阻器的电功率为3.6瓦,当电流表的示数为3安时,滑动变阻器的电功率为 。
12.如图是学校消防通道内应安装的应急灯。当外接电源断电时,应急灯的2个灯泡都自动点亮,此时由蓄电池供电。应急灯主要参数见表。“2400mAh”是指当工作电流为2400毫安,电池能持续供电1小时。该应急灯能用于应急照明的时间最长是 分钟。
蓄电池规格
6V2400mAh
灯泡规格
6V3.6W
灯泡数量
2
13.小明家的电子式电能表上标有“3200imp/(kW?h)”表示:用电器每消耗1kW?h电能指示灯闪烁了3200次。当他家只开某个用电器时,发现在10min内电能表指示灯闪烁了32次,该用电器的功率为 W.若该用电器每天少开1h,则30天可节约电能 kW?h。
14.城市交叉口通常都装有圆形的红、黄、绿三色灯来指挥车辆行人通行。若每盏灯的规格都是“220V,300W,问:则每组交通指挥灯(含红、黄、绿三盏灯)正常工作15小时所消耗的电能为 千瓦时。
三.实验探究题(共11小题)
15.小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω 1A”的滑动变阻器R1和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,帮小华同学将图甲中的电路连接完整;
(2)为了顺利完成实验,小华应选用规格为 (填“R1”或“R2”)的滑动变阻器;
(3)分析乙中图象发现小灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是 ;
(4)小华打算增加一个阻值为150Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”、b”各一次)测量小灯泡的额定电功率,图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是 。
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.丙方案能,丁方案不能
D.丙方案不能,丁方案能
16.小科想知道标有“3.8V”字样的小灯泡正常工作时的电功率,于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表没有读数,电压表接近6V,由此判断故障是 ;
(3)排除故障后,小科进行了正确操作,观察到的现象和测得的数据如下:
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
很暗
较暗
较亮
亮
很亮
电压U/伏
1
2
3
3.8
4.5
电流I/安
0.2
0.22
0.25
0.30
0.34
由表中数据可得,小灯泡的额定功率是 瓦;
(4)小科根据表中数据,计算了各次实验的灯丝电阻,分析后认为,闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆,小科的理由是 。
17.某同学想知道标有“3.8V”字样的小灯泡的额定功率,连接了如图甲所示的电路,电源电压恒为6伏,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数。该同学拆下电压表连接到各元件两端,数据记录如下,由此判断故障是 。
电压表测量元件
电池组
小灯泡
滑动变阻器
开关
电压表示数/V
6
0
6
0
(2)排除故障后,他获得了如下实验数据:
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
2
3
3.8
4.5
电流I/A
0.2
0.22
0.25
0.30
0.34
由表中数据可得,小灯泡的额定功率是 瓦。
(3)为了进一步研究电流和电压的规律,该同学根据以上数据绘制了如下曲线,abc三条曲线中属于滑动变阻器的是哪一条,并说明理由 。
18.为测量小灯泡的额定功率,现提供的器材如下:A小灯泡一个(额定电压为2.5V,阻值约为几欧);B电流表(0~0.6A~3A);C电压表(0~3V~15V);D滑动变阻器(10Ω 1A);E滑动变阻器(50Ω 0.3A);F滑动变阻器(500Ω 0.1A);G电源(3V),H导线若干。
(1)滑动变阻器应选 (填器材前的序号)。
(2)选出合适的滑动变阻器后,按如图甲所示的电路,将乙图中的实验器采用导线连接起来,其中有一处连接错误,错误的地方是 。
(3)改正错误后,移动滑片,读取多组电压表的示数U、电流表的示数I的值,记录在列表中,然后在坐标纸上描点作出I﹣U关系图,如图丙所示。通过图丙可得小灯泡的额定功率为 W。
19.在测量小灯泡电功率的实验中,已知灯泡额定电压U额=2.5V,电源电压保持不变。
(1)用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。
(2)调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,则可根据此时电流表示数(如图乙)计算出小灯泡的额定功率是 W。
(3)如果没有电压表,用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率,其中,定值电阻的阻值为R0.先断开开关S2,闭合开关S、S1调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为U额R0;再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关 、闭合其他开关,读出电流表示数为I,灯泡额定功率的表达式为P额= (用R0、U额、I的代数式表示)。
20.在测定“小灯泡额定电功率”的实验中,小科所在的实验小组选用的实验器材为:电源电压6V,额定电压为3.8V的小灯泡,一个约为10Ω电阻,滑动变阻器(20Ω,1A)。他们所设计的实验电路如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路甲补充完整。(导线不能交叉)
(2)小科同学按照电路图进行连接,当他刚把最后一根导线连接好,小灯泡就立刻发出很亮的光,出现这种现象的原因是: 。
(3)小科同学按规范要求重新连接好电路,闭合开关后,完成实验。在小灯泡正常发光时,小科同学观察到电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率是 。当计算好小灯泡的额定功率后,小科同学准备断开开关时却发现电压表的示数不再指着刚才3.8V的位置了,请帮助他分析一下原因所在,并对他的实验操作规范提出你的建议 。
21.小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材和电路,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)
(1)为了能够顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 (选填“A”或“B”)。
A.“10Ω 5A”的滑动变阻器
B.“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 。
(3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象(如图乙所示),分析图象可知:小灯泡的额定功率为 W。
22.为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率,小明按图甲连接电路。闭合开关S后,移动滑动变阻器的滑片P,发现灯泡L始终不亮。
电压表“3”接线柱与其他接线柱连接情况
电压表示数(伏)
与B接线柱连接
3.0
与C接线柱连接
3.0
与D接线柱连接
3.0
与E接线柱连接
3.0
与F接线柱连接
0
(1)为了排除电路故障,他将电压表的“﹣”接线柱与电池组的负极A端连接,并电压表的接线柱“3”依次与其他接线柱连接,对应出现的电压表示数如上表所示。根据以上信息,可判断电路故障为 。
(2)排除故障,把电压表接在灯泡两端,闭合开关,将滑动变阻器滑片P移到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时为测定小灯泡额定功率,小明接下来应该如何操作? 。
(3)小明现有一个阻值为10欧的定值电阻R0,打算不用电压表,只用电流表来测定小灯泡的额定功率。他设计电路如图丙,想通过让开关S接“a”、“b”各一次来测量小灯泡的额定功率。你认为他的方案是否可行?并说明理由: 。
23.在测定小灯泡额定功率实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω左右。
(1)请在图1中用笔画线代替导线连接电路,如果原连接有误,请在错处打“×”并改正。
(2)实验中电流表突然损坏,实验小组找到一个阻值为10Ω的定值电阻和一个单刀双掷开关并设计了电路图2,重新测定。
步骤一:S2与接线柱1接通,闭合S1,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为3.8V。
步骤二:S2与接线柱2接通,使滑动变阻器阻值 (选填“变大”、“不变”或“变小”),读取电压表示数U。
步骤三:断开S1、S2,整理器材。
灯泡额定功率的表达式P= 。(表达式中不需带单位)
24.在“测定小灯泡的电功率”实验中,电源电压6V,小灯泡L的额定电压是2.5V,电阻大约10Ω左右,可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω。
(1)应该选用的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”);
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(3)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 (填序号);
A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路
C.向左移动滑动变阻器滑片 D.向右移动滑动变阻器滑片
(4)如图是根据实验数据绘成的U﹣I图象。根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(5)继续移动滑片,小灯泡突然熄灭,此时电流表示数为0,而电压表有示数,那么发生的故障是 。
25.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图1所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。
(1)为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用 。(选填“A”或“B”)
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω0.5A”的滑动变阻器
(2)用笔画线代替导线,将图1所示的实物电路连接完整。
(3)连接电路时,开关应 ,闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到 (选填“A”或“B”)端。
(4)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 。
(5)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图2所示,其读数是 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动。
(6)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图3所示。分析图象可知:
①该小灯泡正常发光时的电阻是 Ω,额定功率为 W。
②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受 变化的影响。
四.计算题(共1小题)
26.小明家新装了一台智能电热马桶盖,如图甲所示,他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三档并可手动调节,其额定电压为220V,低温挡,中温挡的额定功率分别为22W和44W.利用所学知识他设计了一个等效电路图,如图乙所示,用两定值电阻R1和R2表示两电热丝,经计算R1、R2两电阻的阻值都是1100Ω,单刀双掷开关S2可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时:
(1)中温挡加热的电流多大?
(2)低温挡加热6h,消耗多少度电?
(3)高温挡加热的额定功率是多少瓦?
五.综合能力题(共1小题)
27.在学校创新比赛中,某同学设计了一个多挡位电热水器。其工作电路图如图甲所示,R1和R2是两根电热丝;旋转开关如图乙所示,内有一块绝缘圆盘,圆盘的边缘共有10个金属触点(触点编号与电路图对应,编号相同的触点用导线连接)。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片,可以将相邻的触点连接。
当旋钮上的箭头指向图中位置D,金属滑片将1、2两触点接通,同时另一端也将3、4两触点接通。旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时,可以实现四档依次递减或递增的加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示:
温度挡位
高温
中温2
中温1
低温
加热功率/W
1100
660
440
264
(1)旋钮上的箭头指向D位置时,电热丝R1和R2的连接方式是 (选填“并联”、“串联”或“无法确定”)
(2)当旋钮上的箭头指向A位置时,加热功率为 W。
(3)电热丝R2的阻值为多少?
(4)根据计算结果,借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝,按图甲连接。检查无误后,将电热器接入家庭电路,借助电能表和计时器测量电热器在不同挡位工作时消耗的实际电功率,结果发现每一档的实际功率均小于设计要求,而电源电压为220V不变。产生这种偏差的原因是 。
六.解答题(共3小题)
28.下表为某电烤箱铭牌,如图虚线框内所示是其内部简化电路图,R1和R2均为电热丝。
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温挡
1100W
低温挡
440W
频率
50Hz
求:(1)电烤箱在高温挡工作15分钟所消耗的电能。
(2)画出电烤箱在低温挡和高温挡的等效电路图,并求出R1和R2的阻值。
(3)若在电路中加一个“限高温开关”,当电烤箱超过一定温度时能自动断开电路。该开关最好安装在A、B、C中的B点处,理由是什么? 。
29.在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)小华连接了如图甲所示的电路,闭合开关前,小明发现有一根导线连接错误,请你用笔在图中这根导线上画“×”,并重新画一根正确连接电路的导线(导线不能交叉)。
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器调到最大阻值。闭合开关,调节滑动变阻器,当小灯泡两端的电压是2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(3)小华按照正确方法进行了多次实验,测量数据和观察到的现象如表所示。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
明亮
亮
较亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.26
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
分析实验数据可知,下列几种说法正确的是
①由第1次到第7次的实验可知,滑动变阻器的滑片P是逐渐向a端移动的。
②小灯泡的实际功率越大,小灯泡就越亮。
③在不同电压下,小灯泡的电阻不同,是因为灯丝的电阻与温度有关。
30.小强做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。图1是小强没有连接完的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小强将实物电路连接完整;
(2)根据所连电路在图2方框内画出电路图。
(3)小强连好电路闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 (写出一种即可);
(4)小强排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 端滑动(选填“左”或“右”)。
近三年(2017-2019)浙江省九年级上册科学期末考试试题(物理部分)精选——电能(1)
参考答案与试题解析
一.选择题(共9小题)
1.【答案】D
【解答】解:
AB、设长导线的电阻为R0,由图知,闭合开关S1、S2时,灯泡与加热器并联后再与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL,
断开开关S2时,灯泡与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL′;
由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,
所以,断开开关S2时,灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,
导线的电阻不变,因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,根据串联电路的分压规律可知,灯泡两端的电压变大,即UL′>UL,
灯泡的电阻可认为不变,由P=U2R知,PL′>PL,即断开开关S2时,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮;故A、B错误;
C、断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律知,电路中电流减小,导线的电阻不变,由公式W=I2Rt知,单位时间内长导线上消耗的电能减少,故C错误;
D、断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由P=U2R知,整个供电线路消耗的电功率变小,故D正确。
故选:D。
2.【答案】C
【解答】解:
A、因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端时,U甲=U乙=U=2V,则甲、乙两端的电压之比为1:1,故A正确;
B、由图象可知,当它们两端电压为2V时,通过它们的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A,
因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,故B正确;
C、甲消耗的电功率为:P甲=U甲I甲=2V×0.4A=0.8W,故C错误;
D、乙在1分钟内消耗的电能为:W乙=U乙I乙t=2V×0.2A×60s=24J,故D正确。
故选:C。
3.【答案】B
【解答】解:饮水机标的“3W”,意思是:饮水机的额定功率是3W;
故选:B。
4.【答案】D
【解答】解:设每盏灯泡的电阻为R,则灯泡的额定功率:
PL=U2R=60W,
两盏电灯的规格相同,电阻相等,
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以串联后接在电压为U的电源上时,两灯的总功率:
P=U2R+R=U22R=PL2=60W2=30W。
故选:D。
5.【答案】A
【解答】解:(1)由P=U2R可得:
R1=U12P1=(9V)26W=13.5Ω,R2=U22P2=(6V)23W=12Ω,
L1灯泡的电阻大于灯泡L2的电阻;
(2)若将它们串联接入12V电路中时,通过两灯泡的电流相等,
由I=UR,P=UI得P=I2R,L1的电阻大于L2的电阻,L1的实际功率大于L2的实际功率,
灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以灯泡L1较亮。
故选:A。
6.【答案】A
【解答】解:由电路图可知,灯泡L2与滑动变阻器并联后再与灯泡L1串联,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,且L1变亮,
所以,由P=UI=I2R可知,通过L1的电流变大,即电路中的总电流变大,
由P=UI可知,整个电路中消耗的电功率变大。
故选:A。
7.【答案】D
【解答】解:
A.当开关S1和S2都闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
由I=UR可得,电源的电压U=IR1=3A×3Ω=9V,故A错误;
B.当只闭合开关S2时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,此时电路的总电阻R=UI'=9V1A=9Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以R2的阻值:R2=R﹣R1=9Ω﹣3Ω=6Ω,故B错误;
C.S1和S2都闭合时,R2被短路,其消耗的功率为0W,故C错误;
D.只闭合S2时,电路消耗的总功率P=UI′=9V×1A=9W,故D正确。
故选:D。
8.【答案】C
【解答】解:由图乙可知,R1、R2并联,电流表测R1支路的电流;
A、由图象可知,当通过R1的电流I1=0.6A时,R1两端的电压为6V,
则电阻R1消耗的功率:P1=UI1=6V×0.6A=3.6W;故A错误;
B、R1、R2并联,则两支路两端的电压相等,均为6V;
由图象可知,当R2两端的电压为6V时,通过R2的电流I2=0.5A时;
电路中的总电流I=I1+I2=0.6A+0.5A=1.1A;
此电路1min内R1、R2消耗的电能之和:W=UIt=6V×1.1A×60s=396J,故B错误;
C、若将R1、R2串联接入6V的电源两端,通过R1、R2电流相等,
从图象可知,它们电压之和为6V时的电流为0.4A,
则电路中消耗的功率为:P=UI=6V×0.4A=2.4W,故C正确;
D、若将R1、R2并联接入5V的电源两端,从图象可知,当R1、R2两端的电压为5V时,通过R1、R2的电流都是0.5A,
则电路的总电流I′=I1′+I2′=0.5A+0.5A=1A;
电路中消耗的功率为:P′=U′I′=5V×1A=5W,故D错误。
故选:C。
9.【答案】A
【解答】解;(1)用电器在测得在t=6min=660h=0.1h内,消耗的电能为W=0.1kW?h,
用电器的电功率P=Wt=0.1kW?h0.1h=1kW=1000W;
(2)家用电扇的功率约为60W,笔记本电脑的功率约为130W,台灯的功率约为20W,电热水壶约为1000W。
故选:A。
二.填空题(共5小题)
10.【答案】见试题解答内容
【解答】解:由P=UI可知,灯泡正常发光时的电流:
I=PL额UL额=2W8V=0.25A,
由I=UR可知,串联电阻阻值:
R=URI=U-ULI=12V-8V0.25A=16Ω,
电阻消耗的功率:
PR=I2R=(0.25A)2×16Ω=1W;
故答案为:16;1。
11.【答案】见试题解答内容
【解答】解:
当电流为I1=2A时,电源电压为U=I1R1+P'I1,
即:U=2A×0.6Ω+3.6W2A--------------①
当电流为I2=3A时,设滑动变阻器的功率为Px,电源电压为U=I2R1+P″I2,
即U=3A×0.6Ω+Px3A------------------②
∴2A×0.6Ω+3.6W2A=3A×0.6Ω+Px3A
解得Px=3.6W。
故答案为:3.6W。
12.【答案】见试题解答内容
【解答】解:
蓄电池充满电储存的电能:
W=UIt=6V×2.4A×3600s=51840J,
两只灯泡正常发光的总功率:
P=2×3.6W=7.2W,
由P=Wt得两只灯泡连续发光时间:
t=WP=51840J7.2W=7200s=120min。
故答案为:120。
13.【答案】见试题解答内容
【解答】.解:该用电器消耗电能:
W=32imp3200imp/(kW?h)=0.01kW?h,
该用电器的功率为:
P=Wt=0.01kW?h1060h=0.06kW=60W,
由P=Wt可得,30天可节约电能:
W节=Pt总=0.06kW×1h×30=1.8kW?h。
故答案为:60;1.8。
14.【答案】见试题解答内容
【解答】解:由生活常识可知,每组交通指示灯始终只有一盏灯泡工作,
由P=Wt可得,每组交通指示灯正常工作15小时消耗的电能:
W=Pt=300×10﹣3kW×15h=4.5kW?h。
故答案为:4.5。
三.实验探究题(共11小题)
15.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,灯丝电阻约为10Ω,
由欧姆定律,灯泡正常发光时电路中电流约为:
I=UR=2.5V10Ω=0.25A,所以电流表要选用小量程与灯串联,如下所示:
(2)灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A,根据串联电路的规律,灯正常发光时变阻器应分去的电压:
U变=6V﹣2.5V=3.5V,由欧姆定律,变阻器的阻值至少为:
R变=U变I=3.5V0.25A=14Ω>10Ω,所以应选择滑动变阻器的规格为“50Ω 0.5A”;
(3)灯泡电阻是变化的,原因是小灯泡的电阻受温度的影响;
(5)图丙中,无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,此方案不能测定小灯泡的额定电功率;图丁中,R0、小灯泡、变阻器三者串联,S接a时,电压表测定值电阻的电压,当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压,不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V,所以此方案不能测出小灯的额定电功率,故选B。
故答案为:(1)如上图所示;(2)R2;(3)小灯泡的电阻受温度的影响;(4)B。
16.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由电压表的连接可知,电流应从灯泡右侧流入,将开关与小灯泡右接线柱相连,如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路是断路,电压表有示数并且等于电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源是接通的,即与电压表并联的灯泡断路;
(3)由图表可知,小灯泡的额定电压U=3.8V,额定电流I=0.30A,
小灯泡的额定功率:PL=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W;
(4)在第1次实验中,由欧姆定律可得,灯丝电阻RL=ULIL=1V0.2A=5Ω,没通电时,温度更低,
因小灯泡灯丝电阻随着温度降低而减小,所以电阻会更小,故闭合开关前灯丝的阻值小于5Ω。
故答案为:(1)如上图;(2)灯泡断路;(3)1.14;(4)在第1次实验中,灯丝电阻为5Ω,没用通电时,温度更低,所以电阻会更小。
17.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)正确连接电路,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路为断路;
根据表格数据知,当电压表并联在电源两端时电压表有示数,说明电源有电压;
当电压表并联在小灯泡的两端或开关两端时,电压表的示数为零,说明电压表与电源的两端不相连,故障出在小灯泡和开关以外的地方;
当电压表并联在滑动变阻器两端时,电压表的示数为6V,电压表与电源相连,说明除滑动变阻器以外没有断路位置,即故障为滑动变阻器断路;
(2)由图表可知,小灯泡的额定电压U=3.8V,额定电流I=0.30A,
小灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(3)由图甲知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,
由表格数据知,当电压表示数为1V时,电流为0.2A,根据串联电路电压的规律和电流的规律知,滑动变阻器的电流为0.2A,电压为5V,
或者当电压表为3V时,电路的电流为0.25A,根据串联电路电压的规律和电流的规律知,滑动变阻器的电流为0.25A,电压为3V,故图线b符合题意。
故答案为:(1)滑动变阻器断路;(2)1.14;(3)b,当电压表示数为1V时,电流为0.2A,根据串联电路电压的规律和电流的规律知,滑动变阻器的电流为0.2A,电压为5V。
18.【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)根据图丙,电流大小为0.5A>0.3A>0.1A,故滑动变阻器应选D;
(2)因最大电流为0.5A,故电流表应选用小量程(0~0.6A),而上图中电流表选用大量程,量程选择错误;
(3)灯在额定电压下正常发光,由作出I﹣U关系图知,灯在额定电压下的电流为0.5A,
小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.5A=1.25W。
故答案为:(1)D; (2)电流表量程选择错误,应选用0﹣0.6A的量程; (3)1.25。
19.【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)测量小灯泡电功率的实验中,滑动变阻器应一上一下接串联入电路中,实物连接如图所示:
(2)灯泡正常发光时两端电压等于其额定电压,
由图乙知,电流表使用0~0.6A量程,分度值0.02A,所以灯泡正常发光电流为0.28A,
小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(3)先断开开关S2、闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为U额R0;
再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关S1、闭合其它开关,读出电流表示数为I,此时电流表测灯与定值电阻并联的电流,
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为I-U额R0;
灯泡额定功率的表达式为P额=U额×(I-U额R0)。
故答案为:(1)见上图;(2)0.7;(3)S1;U额×(I-U额R0)。
20.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)小科按照电路图进行连接,当他刚把最后一根导线连接好,小灯泡就立刻发出很亮的光,出现这种现象,是由于在连接电路前没有断开开关且闭合开关前滑动变阻器的滑片没有在阻值最大处;
(3)由图乙知电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.38A,
小灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.38A=1.444W;
当计算好小灯泡的额定功率后,由于小灯泡发光时间较长,灯泡的温度较高,小灯泡的电阻变大,分压变多,所以准备断开开关时会发现电压表的示数不再指着刚才3.8V的位置了;
为了避免此类现象的发生,所以实验结束后先断开开关再计算电功率。
故答案为:(1)见上图;(2)在连接电路前没有断开开关且闭合开关前滑动变阻器的滑片没有在阻值最大处;
(3)1.444;由于小灯泡发光时间较长,灯泡的温度较高,小灯泡的电阻变大,分压变多;实验结束后先断开开关再计算电功率。
21.【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I=UR=2.5V12Ω≈0.21A<0.5A;
由串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻约为:
R滑=U总-UI=6V-2.5V0.21A≈16.7Ω>10Ω,故选用“50Ω 0.5A”的滑动变阻器,即选用B;
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是与电压表并联的电路断路;
(3)由绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象可知,灯在2.5V时的电流为0.25A,小灯泡的额定功率为:
P=UI′=2.5V×0.25A=0.625W。
故答案为:(1)B;(2)与电压表并联的电路断路;(3)0.625。
22.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)电压表的负接线柱与A接线柱连接,
电压表正接线柱与B接线柱连接,电压表有示数,说明电源完好;
电压表正接线柱与C接线柱连接,电压表有示数,说明BC之间完好;
电压表正接线柱与D接线柱连接,电压表有示数,说明BD之间完好;
电压表正接线柱与E接线柱连接,电压表有示数,说明BE之间完好;
电压表正接线柱与F接线柱连接,电压表没有示数,说明BF之间有断路,而已知AE之间完好,所以故障出在EF之间,可能是灯泡发生断路(或灯泡与灯座接触不良);
(2)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;
(3)图丙中,无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,丙方案不能测定小灯泡的额定电功率。
故答案为:
(1)灯泡断路(或灯泡与灯座接触不良);
(2)滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V,记下电流表示数;
(3)不可行,小灯泡电阻不等于R0,故开关接ab时电流大小不一样,此时两端电压不是灯泡的额定电压,所以无法测得额定电压下通过灯泡的电流。
23.【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路;灯泡额定电压为3.8V,电压表应该选择0~15V量程,所以原连接中电压表的量程选择错误,如图:
;
实验步骤:
步骤一:S2与接线柱1接通,闭合S1,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为3.8V。
步骤二:保持滑动变阻器阻值不变,将S2改与接线柱2接通,读取电压表读数UR。
步骤三:断开S1、S2,整理器材。
根据滑动变阻器的电阻不变可知,6V-3.8VI=6V-URURR0,
解得:I=0.22UR6-UR;
小灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.22UR6-UR=0.836UR6-UR。
故答案为:(1)如图;电压表量程出错了;(2)不变;0.836UR6-UR。
24.【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)电源电压U=6V,灯泡正常工作时,灯泡两端电压U灯=2.5V,此时滑动变阻器两端电压:U滑=U﹣U灯=6V﹣2.5V=3.5V,
灯泡电阻约R灯=10Ω,电路电流:I=U额R灯=2.5V10Ω=0.25A,
此时滑动变阻器连入电路的电阻:R滑=U滑I=3.5V0.25A=14Ω,所以滑动变阻器应选R2。
(2)“测定小灯泡的电功率”实验中电流表应串联入电路中,灯泡正常发光电流0.25A,所以电流表应选择0﹣0.6A量程,实物连接如下图所示:
。
(3)灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路或实际功率太小;电流表有示数,则首先要考虑是否由于灯泡的实际功率太小而造成,因此接下来应进行的操作是减小滑动变阻器的阻值,将滑片向左移动,并观察灯泡是否发光。故选C。
(4)由图象知:灯泡电压为额定电压U=2.5V,电路电流I=0.25A,灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
(5)继续移动滑片,若灯泡电压增大超过灯泡额定电压,烧断灯丝,电路断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中,所以电压表示数。
故答案为:(1)R2;(2)见上图;(3)C;(4)0.625;(5)小灯泡断路。
25.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω),由欧姆定律I=UR,灯的额定电流约为:
I=UR=2.5V10Ω=0.25A,
根据串联电路电压的规律和欧姆定律,变阻器连入电路中的电阻:
R滑=U总-UI=6V-2.5V0.25A=14Ω,故选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器;即B;
(2)由上知,电流表选用小量程串联在电路中,如下所示:
(3)连接电路时,为保护电路,开关应断开,闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处,即A端。
(4)经分析,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是灯泡断路。
(5)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为额定电压;
(6)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图3所示。分析图象可知:灯的电压为2.5V时,电流大小为0.2A:
①由欧姆定律,该小灯泡正常发光时的电阻是:
R=UI'=2.5V0.2A=12.5Ω,额定功率为:
P=UI′=2.5V×0.2A=0.5W。
②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受温度变化的影响。
故答案为:(1)B;(2)如上所示;(3)断开;A;(4)灯泡断路;(5)2.2;B;(6)①12.5;0.5;②温度。
四.计算题(共1小题)
26.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由P=UI可得,中温挡加热的电流:
I中=P中U=44W220V=0.2A。
(2)由P=Wt可得,低温挡加热5h消耗的电能:
W=P低温t=22×10﹣3kW×6h=0.132kW?h=0.132度。
(3)当开关S1闭合、S2接a时R1与R2并联,电热马桶盖处于高温挡,
则高温挡加热的额定功率:
P高温=P1+P2=U2R1+U2R2=(220V)21100Ω+(220V)21100Ω=88W
答:(1)中温挡加热的电流为0.2A;
(2)低温挡加热6h,消耗0.132度电;
(3)高温挡加热的额定功率是88W。
五.综合能力题(共1小题)
27.【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)旋钮上的箭头指向D位置时,金属滑片将1、2两触点接通,同时另一端也将3、4两触点接通,则R1与R2并列连接即为并联。
(2)当旋钮上的箭头指向A位置时,金属滑片将2、4两触点接通,R1与R2首尾依次相连即为串联,此时电路的总电阻最大,
由P=UI=U2R可知,电路的总功率最小,由表格数据可知,加热功率为264W。
(3)当旋钮上的箭头指向B位置时,金属滑片将1、2两触点接通,电路为R2的简单电路,
因旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时,可以实现四档依次递减或递增的加热功率,且A位置的功率最小,
所以,B位置时电热水器处于中温挡1,功率P1=440W,
则R2=U2P1=(220V)2440W=110Ω。
(4)电路中的导线有一定的电阻,会分走一部分电压,电阻丝两端的实际电压低于220V,所以由P=UI=U2R可知,实际功率比理论值小。
答:(1)并联;
(2)264;
(3)电热丝R2的阻值为110Ω;
(4)电路中的导线有一定的电阻,会分走一部分电压,电阻丝两端的实际电压低于220V,所以由P=UI=U2R可知,实际功率比理论值小。
六.解答题(共3小题)
28.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由P=Wt可得电烤箱在高温挡工作15分钟所消耗的电能:
W=Pt=1100W×15×60s=9.9×105J;
(2)开关接2时电烤箱处于高温挡,接1时处于低温挡,如图所示:
高温挡时,R1=U2P高=(220V)21100W=44Ω;
低温挡时,R总=U2P低=(220V)2440W=110Ω;
则R2=R总﹣R1=110Ω﹣44Ω=66Ω。
(3)“限高温开关”,当电烤箱通过一定温度时能自动断开电路,接在火线上,在温度过高时,切断火线,所以开关接在B处。
答:(1)电烤箱在高温挡工作15分钟所消耗的电能为9.9×105J;
(2)见上图;电路中R1的阻值为44Ω;R2的阻值为66Ω;
(3)当电烤箱通过一定温度时能自动断开电路,接在火线上,在温度过高时,切断火线。
29.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)图中电压表串联在电路中,灯泡与滑动变阻器并联,应将电压表与灯泡并联,将变阻器串联在电路中,如图所示:
(2)由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A;
小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(3)①由第1次到第7次的实验,灯泡变暗,电流变小,可知变阻器的电阻变大,滑片向b端滑动,故错误;
②灯泡两端的电压越高、电流越大,实际功率越大,此时灯泡越亮,可知小灯泡的实际功率越大,灯泡就越亮,故正确;
③灯泡的亮度不同,其温度不同,可知小灯泡的电阻不同,是因为灯丝的电阻与温度有关,故正确。
故答案为:(1)见上图;(2)0.7;(3)②③;
30.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)灯泡的额定电压为2.5V,则电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联,如下图所示:
(2)先画出电源的符号,根据电流流向法依次画出开关、滑动变阻器、灯泡、电流表回到电源的负极,最后把电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
(3)电压表有示数说明两接线柱与电源之间是通路,移动变阻器滑片P、灯泡不亮、电流表无示数说明电路断路,原因可能是灯泡的灯丝断了;
(4)要使电压表的示数由2.2V达到2.5V,应增大电路中的电流,减小滑动变阻器接入电路中的电阻,则滑片右移。
故答案为:
(1)实物图的连接如上图所示;
(2)电路图如上图所示;
(3)灯泡的灯丝断了;
(4)右。