10-电功率的计算(选择题·中档题)-福建省三年(2020-2022)中考物理模拟题精选高频考点分类汇编
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1. (2020•南平模拟)用电器A和B,其电流与其两端电压关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.用电器A电阻不变,大小为0.05Ω
B.用电器B电阻随着电流增大而减小,最大为5Ω
C.如果把这两个用电器串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.8A
D.如果把这两个用电器并联接在2V的电源上,电路消耗的总功率是0.8W
2. (2020•思明区校级二模)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可以通过旋钮开关实现功能切换(功率关系:防雾<除露<化霜)。如图所示是模拟加的原理图,四个加热丝阻值均为5Ω,下列说法正确的是( )
A.当开关旋至“1”挡时,为除露
B.当开关旋至“3”挡时,为防雾
C.当开关旋至“2”挡时,为化霜
D.如果电源电压为5V,则整个电路的最小功率为2.5W
3. (2020•龙岩模拟)如图是电阻甲和乙的I﹣U图象。下列说法正确的是( )
A.甲的电阻始终比乙电阻小
B.乙的电阻随着电压的增大而增大
C.甲、乙并联电路电流为0.6A,乙的实际功率为0.4W
D.甲、乙串联在3V的电源上,电路的总功率为1.8W
4. (2020•厦门模拟)如图甲电路,电源电压为3.0V,L1、L2、L3为三个规格相同的小灯泡,其电流与电压的关系如图乙所示。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.干路的电流为0.5A
B.通过L1的电流为L2电流的2倍
C.三个小灯泡的阻值相等
D.电路消耗的总电功率为1.35W
5. (2020•莆田一模)甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中,闭合开关S时,小灯泡L的实际功率为1W,下列说法正确的是( )
A.电源电压为2.5V B.R的电阻为20Ω
C.电路的总功率1.4W D.R在1min内产生热量12J
6. (2020•宁德一模)如图所示,电路中R的阻值已知,小灯泡额定电压为2.5V,在不拆电路的情况下能测出小灯泡额定功率的是( )
A. B.
C. D.
7. (2020•石狮市一模)如图是通过小灯泡L的电流I随其两端电压U变化的图象。则小灯泡的电功率P随通过它的电流I2或与它两端电压U2变化的图象中,正确的是( )
A. B.
C. D.
8. (2020•闽侯县模拟)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。下列说法正确的是( )
A.开关旋至“1”挡,开启化霜功能
B.开启防雾功能,电路总电阻为5Ω
C.从防雾到除露,电路总电流变化1A
D.化霜与防雾电路的总功率之差为15W
9. (2020•泉州模拟)如图所示,电源电压恒定,闭合开关S、S1,电压表示数为4.5V,R0的功率为1.35W;闭合开关S、S2,电压表示数为3.6V,R2功率为0.576W.若S、S1、S2均闭合,R1与R2功率的比值为( )
A.5:4 B.4:5 C.1:2 D.2:1
10. (2020•福清市一模)如图(a)所示的电路中,电源电压不变,两灯的额定电压均为6V,两灯的I﹣U图象如图(b)所示。闭合开关S,调节滑动变阻器直至其中一只灯正常发光,另一只灯不损坏,此时( )
A.L1正常发光 B.电压表示数为12V
C.两灯的总功率为2.4W D.电路中的电流为0.6A
11. (2020•龙海市校级一模)如图所示,将标有“12V 6W”的灯泡L1和“12V 3W”的灯泡L2接在12V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是( )
A.电路总功率等于9W B.电路总功率大于9W
C.灯泡L1和L2一样亮 D.灯泡L2比灯泡L1亮
12. (2021•泉港区模拟)如图甲是测量江水高于警戒水位装置的原理图。长方柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与江水相通,且容器底面低于警戒水位1m。已知电源电压恒为6V,小灯泡标有“4V 2W”字样(设灯丝工作电阻不变)。两金属板间的江水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度的倒数)。以下说法正确的是( )
A.当江水水位升高时,电压表示数减小
B.当江水水位高于警戒水位4m时,小灯泡正常工作
C.当容器内水柱高度是2.5m时,容器内江水消耗的电功率是2.25W
D.当江水水位升高到警戒线时,电压表示数刚好为6V
13. (2021•福州模拟)如图所示电路,电源电压不变,灯泡规格为“6V 1.8W”,滑动变阻器R2规格为“50Ω 1.5A”,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”。闭合开关S1、S2,滑动变阻器滑片P移至a端,电流表示数为0.5A,灯泡L正常发光。为了保证电路安全,只闭合开关S1,移动滑动变阻器滑片过程中,下列物理量变化范围正确的是( )
A.滑动变阻器R2阻值的变化范围0~20Ω
B.电流表的示数变化范围为0.15A~0.2A
C.电阻R2消耗电功率变化范围为0.3W~1.2W
D.电路消耗总电功率变化范围为0.6W~1.2W
14. (2021•福州模拟)如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为9V
B.滑动变阻器的最大阻值为12Ω
C.小灯泡的额定功率为8W
D.电路总功率的变化范围为6W~12W
15. (2021•福州模拟)一物理兴趣小组用图甲所示的电路来测量一个软性材质的电阻R的阻值,电源电压恒定,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,把每次实验中得到的电压表和电流表示数点在U﹣I图像中,然后连接这些点得到如图乙所示的U﹣I图像,则由图可知( )
A.定值电阻R的阻值为20Ω
B.当电压表示数为2V时,电路中消耗的总功率为0.4W
C.若将R均匀拉长两倍以后,再重新进行实验,则描出的图线应在U﹣I图像中的I区
D.当滑片P向左移时,电路总功率变小
16. (2021•鼓楼区校级模拟)如图电路,电源电压恒定,灯丝电阻不随温度的改变而改变。L1上标有“1.8V、?W”,L2上标有“9V、?W”。闭合开关S1后,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表示数为5.4V,此时L1的实际功率是额定功率的。当开关S接“2”时,P在中点,电压表示数为2V。若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A。则下列说法正确的是( )
A.电源电压为5.6V
B.L1的电阻为20Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
D.L2的额定功率为3W
17. (2021•三明模拟)如图a的电路中,电源电压不变,两灯的额定电压均为6V,两灯的I−U图象如图b。闭合开关S,调节滑动变阻器直至其中一只灯正常发光,另一只灯不损坏,此时( )
A.电路中的电流为0.6A B.电压表示数为9V
C.L1的电阻是10Ω D.两灯的总功率为2.4W
18. (2021•惠安县二模)一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号,另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3h,待机时间100h”,则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( )
A.1.8W,5.4×10﹣2W B.3.6W,0.108W
C.6.48×103W,1.94×102W D.0.6W,1.8×10﹣2W
19. (2021•福州模拟)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可以通过旋钮开关实现功能切换(功率关系:防雾<除露<化霜)。如图所示是模拟加热的原理图,若测试电源电压为5V,四个加热丝阻值均为5Ω,下列说法正确的是( )
A.当开关旋至“1”挡时,为除露
B.当开关旋至“2”挡时,为防雾
C.当开关旋至“3”挡时,为化霜
D.则整个电路的最小功率为 5W
20. (2021•厦门模拟)如图,L1、L2两灯泡分别标有“110V 100W”和“110V 40W”,按不同方法接入220V电路,使两灯泡正常发光,且电路总功率最小的是( )
A. B.
C. D.
21. (2021•石狮市一模)如图是小明设计的调光电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U关系图像如图所示(电阻丝AB的阻值不随温度变化)。当AB连入电路的阻值为2.5Ω时,灯泡消耗的功率为3.2W,此时灯丝的阻值为( )
A.6Ω B.3Ω C.5Ω D.1.25Ω
22. (2021•延平区校级模拟)如图所示是两个电路元件A和B的I﹣U图像。( )
A.A、B串联,当电路总电流为0.4A时,电源电压为2V
B.A、B串联,当电路总电流为0.4A时,电路总电阻为10Ω
C.A、B并联,当电源电压为2.5V时,电路总电流为0.5A
D.A、B并联,当电源电压为2.5V时,电路总功率为2.25W
23. (2021•福州模拟)如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b为其两端点),闭合开关S,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.1A,R2消耗的电功率为1W;当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.3A,R2消耗的电功率为1.8W,则当滑片P从a移到b的过程中( )
A.电流表示数变化了0.4A
B.电压表示数变化了10V
C.R2消耗的电功率变化了6W
D.电路消耗的总功率变化了8W
24. (2021•鼓楼区校级模拟)如图甲所示电路,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。闭合开关,将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电路总功率的最小值为2.8W
B.电路总功率的最大值为5.4W
C.定值电阻电功率的最小值为2.45W
D.定值电阻电功率的变化为6.75W
25. (2021•仓山区校级模拟)如图所示电路,电源电压为12V且保持不变,R1=6Ω闭合开关S,当滑片P置于变阻器的中点时,电压表示数为4V;当滑片P置于变阻器的a端时,电压表示数变化了2V,则滑动变阻器R2前后两次消耗的电功率之比是( )
A.2:3 B.16:9 C.8:5 D.8:9
26. (2021•仓山区校级模拟)如图所示电路,电源两端电压为4.5V且保持不变。定值电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是( )
A.电压表V2的示数变化范围为0~3V
B.电流表A的示数变化范围为0.15A~0.45A
C.滑动变阻器R2的取值范围为5Ω~15Ω
D.电阻R1的电功率取值范围为0.225W~0.9W
27. (2022•福建模拟)在如图甲所示电路中,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,电压表与电流表的示数变化如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.电源电压为30V
B.R0的阻值为15Ω
C.当电流表示数为0.6A时,滑动变阻器消耗的功率最大
D.电路消耗的总功率最大为6W
28. (2022•海沧区模拟)某款智能手机可手动或自动调节屏幕亮度,自动调节时环境变亮屏幕也变亮。其内部电路可简化为如图,屏幕可视为灯L,电阻恒为5Ω,电源电压4V,R1是滑动变阻器,R2是光敏电阻,S是单刀双掷开关。下列说法正确的是( )
A.外界光照越强,R2的电阻越大
B.将S接b可实现手动调节亮度
C.将S接a,当灯L的功率为1.8W时,R1的功率为1.2W
D.将S接b,当总功率为0.8W或2.4W时,R2的功率相等
29. (2022•厦门一模)如图电路中,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。为保证电路安全,闭合开关S,调节滑动变阻器的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表的最大示数为0.5A
B.滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为2Ω
C.电阻R1消耗电功率的最大值为3.6W
D.电路消耗总电功率的最大值为1.8W
30. (2022•宁德模拟)将一盏标有“12V”的小灯泡L接入如图所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑片P移至中点时,电压表V2示数为6V,小灯泡恰好正常发光,此时电流表示数为0.5A。下列说法正确的是( )
A.电源电压是12V
B.小灯泡的额定功率是3W
C.P向左移,电压表V1示数减小,电压表V2示数增大
D.假设灯丝电阻不变,电路工作时的最小功率为6.75W
31. (2022•惠安县模拟)如图所示的电路中,电源电压恒为5V,灯泡标有“2.5V 1.25W”字样,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电压表(量程0﹣3V)和电流表(量程0﹣0.6A)。闭合开关后,若要保证电路安全,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是5Ω~6Ω
B.灯泡的最小功率为1W
C.电流表示数的变化范围是0.4A~0.5A
D.整个电路的最大功率是3W
32. (2022•洛江区模拟)标有“6V 3W”的小灯泡,通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与一只阻值为5Ω的电阻串联接在电压为6V的电路中,则整个电路消耗的功率为( )
A.3.2W B.2.4W C.2.1W D.3W
33. (2022•鼓楼区校级模拟)如图所示,电源电压为6V且保持不变,R0=30Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“3V 1.5W”字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则( )
A.当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω~20Ω
B.当S闭合,S1、S2都断开时,电路消耗最大功率是3.6W
C.当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D.当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
34. (2022•鼓楼区校级模拟)甲、乙两灯分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样,先将两灯串联后接在电压为U的电路中,甲灯的功率为P1;再将两灯并联后接在同一电压下,乙灯的功率为P2.两次灯泡均安全,忽略温度对灯丝电阻的影响,则
P1:P2为( )
A.9:2 B.2:9 C.4:9 D.1:9
参考答案与试题解析
1. (2020•南平模拟)用电器A和B,其电流与其两端电压关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.用电器A电阻不变,大小为0.05Ω
B.用电器B电阻随着电流增大而减小,最大为5Ω
C.如果把这两个用电器串联接在6V的电源上,电路中的电流是0.8A
D.如果把这两个用电器并联接在2V的电源上,电路消耗的总功率是0.8W
【解答】解:
A.由图象可知,用电器A电阻的I﹣U图象为过原点的倾斜直线,则用电器A的电阻不变,
由图象可知,当UA=4V时,通过的电流IA=0.2A,
由I=可得,用电器甲的电阻R甲===20Ω,故A错误;
B.由图象可知,当用电器B两端的电压分别为1V、2V、6V时,对应的电流分别为0.2A、0.3A、0.5A,
由R=可得,对应的电阻分别为5Ω、6.7Ω、12Ω,则用电器B的电阻随着电流增大而增大,故B错误;
C.如果把这两个用电器串联接在电源上时,
当电路中的电流为0.8A时,用电器A两端的电压UA=IRA=0.8A×20Ω=16V,
因串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和,
所以,电源的电压大于16V,故C错误;
D.如果把这两个用电器并联接在2V的电源上,它们两端的电压均为2V,
由图象可知,通过两电阻的电流分别为IA=0.1A、IB=0.3A,
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=IA+IB=0.1A+0.3A=0.4A,
则电路消耗的总功率P=UI=2V×0.4A=0.8W,故D正确。
故选:D。
2. (2020•思明区校级二模)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可以通过旋钮开关实现功能切换(功率关系:防雾<除露<化霜)。如图所示是模拟加的原理图,四个加热丝阻值均为5Ω,下列说法正确的是( )
A.当开关旋至“1”挡时,为除露
B.当开关旋至“3”挡时,为防雾
C.当开关旋至“2”挡时,为化霜
D.如果电源电压为5V,则整个电路的最小功率为2.5W
【解答】解:ABC、当开关旋至“1”挡时,两条电阻丝串联接入电路,总电阻最大,根据P=知,总功率最小,为防雾,故A错误;
当旋钮旋到“2”时,一条电阻丝接入电路,电阻较大,根据P=知,总功率较小,为除露,故C错误;
当旋钮旋到“3”时,两条电阻丝并联接入电路,总电阻最小,根据P=知,总功率最大,为除霜,故B错误;
D、如果电源电压为5V,由于当开关旋至“1”挡时,总功率最小,最小为:
P小===2.5W,故D正确。
故选:D。
3. (2020•龙岩模拟)如图是电阻甲和乙的I﹣U图象。下列说法正确的是( )
A.甲的电阻始终比乙电阻小
B.乙的电阻随着电压的增大而增大
C.甲、乙并联电路电流为0.6A,乙的实际功率为0.4W
D.甲、乙串联在3V的电源上,电路的总功率为1.8W
【解答】解:
A.由图象可知,当甲和乙两端的电压均为2.5V时,通过它们的电流均为0.5A,
由I=的变形式R=可知,两者的电阻相等,故A错误;
B.由图象可知,当乙两端的电压分别为1.5V、2V、2.5V时,通过的电流依次为0.1A、0.2A、0.5A,
由R=可得对应的电阻依次为15Ω、10Ω、5Ω,所以乙的电阻随着电压的增大而减小,故B错误;
C.甲、乙并联电路电流为0.6A时,它们两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
根据图象可知,当U=2V、I甲=0.4A、I乙=0.2A时符合,则乙的实际功率P乙=UI乙=2V×0.2A=0.4W,故C正确;
D.甲、乙串联在3V的电源上时,通过它们的电流相等,且总电压等于各分电压之和,
根据图象可知,当I=0.2A、U甲=1V、U乙=2V时符合,则电路的总功率P=U′I=3V×0.2A=0.6W,故D错误。
故选:C。
4. (2020•厦门模拟)如图甲电路,电源电压为3.0V,L1、L2、L3为三个规格相同的小灯泡,其电流与电压的关系如图乙所示。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.干路的电流为0.5A
B.通过L1的电流为L2电流的2倍
C.三个小灯泡的阻值相等
D.电路消耗的总电功率为1.35W
【解答】解:由电路图可知,L2与L3串联后再与L1并联,且三小灯泡的规格相同,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,L1两端的电压U1=U=3.0V,由图象可知通过的电流I1=0.25A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由串联电路的分压特点可知L2与L3两端的电压相等,则U2=U3=1.5V,
由图象可知,通过L2与L3的电流I2=I3=0.20A,
则通过L1的电流不等于L2电流的2倍,故B错误;
由I=可得,三灯泡的电阻分别为R1===12Ω,R2===7.5Ω,
所以,三个小灯泡的阻值不相等,故C错误;
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=I1+I2=0.25A+0.20A=0.45A,故A错误;
电路消耗的总电功率P=UI=3.0V×0.45A=1.35W,故D正确。
故选:D。
5. (2020•莆田一模)甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中,闭合开关S时,小灯泡L的实际功率为1W,下列说法正确的是( )
A.电源电压为2.5V B.R的电阻为20Ω
C.电路的总功率1.4W D.R在1min内产生热量12J
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R与灯泡L并联,
由电路图可知,灯泡两端的电压UL=2V,通过的电流IL=0.5A,
此时小灯泡L的实际功率:PL=ULIL=2V×0.5A=1W,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电源的电压U=UL=2V,故A错误;
由图象可知,此时通过R的电流IR=0.2A,
由I=可得,R的电阻:R===10Ω,故B错误;
R在1min内产生的热量:QR=IR2Rt=(0.2A)2×10Ω×60s=24J,故D错误;
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=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,
电路的总功率:P=UI=2V×0.7A=1.4W,故C正确。
故选:C。
6. (2020•宁德一模)如图所示,电路中R的阻值已知,小灯泡额定电压为2.5V,在不拆电路的情况下能测出小灯泡额定功率的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
A、改变开关的状态,使定值电阻R、灯泡、滑动变阻器滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V,然后保证滑片的位置不动,再改变开关的状态,电压表都无法测量出定值电阻两端电压,也就无法计算灯泡正常发光时电路电流,因此不能测出灯泡的额定功率,故A错误;
B、改变开关的状态,使定值电阻R、灯泡、滑动变阻器滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压;移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V,然后保证滑片的位置不动,再改变开关的状态,使电压表测量定值电阻和灯泡两端总电压,再根据串联电路电压特点和欧姆定律求出此时电路的电流,即灯泡的额定电流,并利用P=UI可求出灯泡的额定功率,故B正确;
C、根据电路图可知,无论如何改变开关的状态,都无法让电压表测量灯泡两端电压,因此无法确保灯泡正常发光,故不能测量灯泡的额定功率,故C错误;
D、改变开关的状态,使定值电阻R、灯泡、滑动变阻器滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V,然后保证滑片的位置不动,再改变开关的状态,使电压表测量定值电阻两端电压,但电压表的正负接线柱错误,故无法测量出定值电阻两端电压,也就无法计算灯泡正常发光时电路电流,因此无法测量灯泡的额定功率,故D错误。
故选:B。
7. (2020•石狮市一模)如图是通过小灯泡L的电流I随其两端电压U变化的图象。则小灯泡的电功率P随通过它的电流I2或与它两端电压U2变化的图象中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由原图知,灯泡的电流与电压的关系图象为一曲线,即灯泡的电阻是变化的,且灯的电阻随温度的升高而变大;
(1)若灯泡的电阻R不变,根据P=I2R可知,P与I2的关系图象为过原点的直线,
因灯的电阻随温度的升高而变大,所以P与I2的关系图象应为一曲线,故A错误;
通过灯的电流越大时,灯的功率越大,灯丝的温度越高,灯的电阻越大,
所以在电流相同时,灯泡的电功率比A图中的功率要大,即图线应更陡一些(见下图),故B错误;
(2)若灯泡的电阻R不变,根据P=可知,功率与电压的平方成正比,P与U2的关系图象为过原点的直线,
而灯的电阻随温度的升高而变大,故功率与电压的平方不成正比,则P与U2的关系图象为一曲线,故D错误;
灯的电压越大时,通过灯的电流越大,灯的功率越大,灯丝的温度越高,灯的电阻越大,
所以在电压相同时,灯泡的电功率比D图中的功率要小,即图线应平缓一些,故C正确。
故选:C。
8. (2020•闽侯县模拟)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。下列说法正确的是( )
A.开关旋至“1”挡,开启化霜功能
B.开启防雾功能,电路总电阻为5Ω
C.从防雾到除露,电路总电流变化1A
D.化霜与防雾电路的总功率之差为15W
【解答】解:
AB、当开关旋至“1”挡时,两条电阻丝串联接入电路;此时电路总电阻最大为2R=2×10Ω=20Ω;
当开关旋至“2”挡时,只有1个10Ω的电阻连入电路中;
当开关旋至“3”挡时,两个10Ω的电阻并联,并联的电阻为:R并==5Ω,
根据P=可知,当开关旋至“1”挡时,总电阻为20Ω,电路的功率最小,由已知条件,开启防雾功能,故AB错误;
C、除雾时,由欧姆定律,电路的电流为:
I1===0.5A;
除露时,电路的电流为:
I2===1A;
从防雾到除露,电路总电流变化量为:△I=I2﹣I1=1A﹣0.5A=0.5A,故C错误;
D、化霜的功率为:
P并===20W;
防雾的功率:
P串===5W
化霜与防雾电路的总功率之差为:
△P=P并﹣P串=20W﹣5W=15W,故D正确。
则故选:D。
9. (2020•泉州模拟)如图所示,电源电压恒定,闭合开关S、S1,电压表示数为4.5V,R0的功率为1.35W;闭合开关S、S2,电压表示数为3.6V,R2功率为0.576W.若S、S1、S2均闭合,R1与R2功率的比值为( )
A.5:4 B.4:5 C.1:2 D.2:1
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S、S1,R0与R1串联,电压表测量R0两端的电压,
由P=得,定值电阻R0的阻值为:
R0===15Ω,
电路中的电流:I0===0.3A;
闭合开关S、S2,R0与R2串联,电压表测量R0两端的电压,
通过R2的电流:I2===0.24A,
由P=I2R得,R2的电阻:
R2===10Ω,
电源电压:
U=I2(R0+R2)=0.24 A×(15Ω+10Ω)=6 V,
由欧姆定律和串联电路电压规律可知,R1的阻值:
R1===5Ω,
若S、S1、S2均闭合,R1与R2并联,再与R0串联,R1与R2两端的电压相等,
根据P=可知,电功率与电阻成反比,
所以R1与R2功率的比值为:
P1′:P2′=R2:R1=10Ω:5Ω=2:1。
故选:D。
10. (2020•福清市一模)如图(a)所示的电路中,电源电压不变,两灯的额定电压均为6V,两灯的I﹣U图象如图(b)所示。闭合开关S,调节滑动变阻器直至其中一只灯正常发光,另一只灯不损坏,此时( )
A.L1正常发光 B.电压表示数为12V
C.两灯的总功率为2.4W D.电路中的电流为0.6A
【解答】解:由电路图可知,灯泡L1与L2、变阻器R串联,电压表测两灯泡两端的电压之和。
由题意可知,两灯的额定电压均为6V,从图象可知,两灯泡的额定电流分别为I1=0.6A、I2=0.3A,
因串联电路中各处的电流相等,且其中一只灯正常发光,另一只灯不损坏,
所以,电路中的电流I=I2=0.3A,灯泡L2能正常发光,故AD错误;
由图象可知,此时L1两端的电压U1=2V,L2两端的电压U2=U2额=6V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表示数UV=U1+U2=2V+6V=8V,故B错误;
两灯的总功率P=UVI=8V×0.3A=2.4W,故C正确。
故选:C。
11. (2020•龙海市校级一模)如图所示,将标有“12V 6W”的灯泡L1和“12V 3W”的灯泡L2接在12V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是( )
A.电路总功率等于9W B.电路总功率大于9W
C.灯泡L1和L2一样亮 D.灯泡L2比灯泡L1亮
【解答】解:由P=可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===24Ω,R2===48Ω,
两灯泡串联接在12V的电路中时,
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===A,
则电路总功率:P=UI=12V×A=2W,故AB错误;
由于串联电路中电流处处相等,且R1<R2,根据P=I2R可知,灯泡L2的实际功率较大,则灯泡L2较亮,故C错误、D正确。
故选:D。
12. (2021•泉港区模拟)如图甲是测量江水高于警戒水位装置的原理图。长方柱形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连接,底部有一小孔与江水相通,且容器底面低于警戒水位1m。已知电源电压恒为6V,小灯泡标有“4V 2W”字样(设灯丝工作电阻不变)。两金属板间的江水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度的倒数)。以下说法正确的是( )
A.当江水水位升高时,电压表示数减小
B.当江水水位高于警戒水位4m时,小灯泡正常工作
C.当容器内水柱高度是2.5m时,容器内江水消耗的电功率是2.25W
D.当江水水位升高到警戒线时,电压表示数刚好为6V
【解答】解:闭合开关,灯泡和两金属板间的江水电阻R串联,电压表测量灯泡两端的电压。
A、由乙图可知水位升高即容器内水柱高度h的倒数减小时,江水电阻变小,电路中的总电阻变小,
根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大即电压表的示数变大,故A错误;
D、当江水水位升高到警戒线时,电路是通路,x=1m,
从图中可知两金属板间的江水电阻R的阻值不为0,根据串联分压特点可知,灯泡两端的电压小于电源电压,故电压表的示数小于6V,故D错误;
C、由P=可得,灯泡的电阻:
RL===8Ω,
由乙图读出当湖水过超警戒水位2.5m即x=0.4m﹣1时,R=8Ω,
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===A,
容器内江水消耗的电功率:
PR=I2R=(A)2×8Ω=1.125W,故C错误;
B、灯泡正常发光时,通过灯泡的电流:
I′===0.5A,
由于A内湖水电阻R与L串联,则
R′====4Ω,
由图象可知,R与x时正比例函数设为R=kx,且x=0.5m﹣1时,R=10Ω则
k===20Ω•m,
当R=4Ω时,
x==0.2m﹣1,即h=5m,
则湖水水位高于警戒水位5m﹣1m=4m,故B正确。
故选:B。
13. (2021•福州模拟)如图所示电路,电源电压不变,灯泡规格为“6V 1.8W”,滑动变阻器R2规格为“50Ω 1.5A”,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”。闭合开关S1、S2,滑动变阻器滑片P移至a端,电流表示数为0.5A,灯泡L正常发光。为了保证电路安全,只闭合开关S1,移动滑动变阻器滑片过程中,下列物理量变化范围正确的是( )
A.滑动变阻器R2阻值的变化范围0~20Ω
B.电流表的示数变化范围为0.15A~0.2A
C.电阻R2消耗电功率变化范围为0.3W~1.2W
D.电路消耗总电功率变化范围为0.6W~1.2W
【解答】解:(1)闭合开关S1、S2,滑片P滑至a端,电路为R1、L的并联电路,电流表测量干路电流;
由于灯泡L正常发光,则电源电压U=U额=6V;
根据P=UI可知灯泡正常工作的电流:
IL===0.3A,
根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知:
通过R1的电流I1=I﹣IL=0.5A﹣0.3A=0.2A,
根据I=可得:
R1===30Ω;
(2)由于电压表量程为“0~3V”,则当电压表示数为3V时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,电路中电流最小;
根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得:
R1两端的电压为U1=U﹣U2=6V﹣3V=3V,
此时电路中的最小电流为:I最小=I1′===0.1A,
电路的最小电功率为:
P最小=UI最小=6V×0.1A=0.6W;
滑动变阻器的最大电阻为:
R2大===30Ω;
(3)当滑动变阻器的电阻最小(为0)时电路的电流最大,
最大电流为:I大===0.2A<0.6A,没有超过电流表的量程,所以滑动变阻器R2阻值的变化范围0~30Ω,电流表的示数变化范围为0.1A~0.2A,故AB错误;
电路的最大电功率为:
P最大=UI最大=6V×0.2A=1.2W,
电路消耗总电功率变化范围为0.6W~1.2W,故D正确;
(4)因为滑动变阻器的最小电阻为零,此时滑动变阻器的功率为0,
因为滑动变阻器接入电路中的最大电阻和定值电阻的阻值相同,此时滑动变阻器的电功率最大,即当滑动变阻器的电阻最大为30Ω时,滑动变阻器的电功率最大,最大为:
P2大=R2=(0.1A)2×30Ω=0.3W,所以电阻R2消耗电功率变化范围为0W~0.3W,故C错误;
故选:D。
14. (2021•福州模拟)如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为9V
B.滑动变阻器的最大阻值为12Ω
C.小灯泡的额定功率为8W
D.电路总功率的变化范围为6W~12W
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压,
由图乙可知,电路中的最大电流I大=1.0A,电压表V2的示数U0=6V,电压表V1的示数为12V,即电源的电压U=12V,故A错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时灯泡两端的电压UL=U﹣U0=12V﹣6V=6V,
因此时小灯泡恰好正常发光,
所以,灯泡的额定功率PL=ULI大=6V×1.0A=6W,故C错误;
电路的最大总功率P大=UI大=12V×1.0A=12W;
(2)当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,
由图像可知,电路中的最小电流I小=0.5A,电压表V1的示数UV 1=5V,
此时滑动变阻器两端的电压UR=U﹣UV 1=12V﹣5V=7V,
由I=可得,滑动变阻器的最大阻值R===14Ω,故B错误;
电路的最小总功率P小=UI小=12V×0.5A=6W,
则电路总功率的变化范围是6W~12W,故D正确。
故选:D。
15. (2021•福州模拟)一物理兴趣小组用图甲所示的电路来测量一个软性材质的电阻R的阻值,电源电压恒定,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,把每次实验中得到的电压表和电流表示数点在U﹣I图像中,然后连接这些点得到如图乙所示的U﹣I图像,则由图可知( )
A.定值电阻R的阻值为20Ω
B.当电压表示数为2V时,电路中消耗的总功率为0.4W
C.若将R均匀拉长两倍以后,再重新进行实验,则描出的图线应在U﹣I图像中的I区
D.当滑片P向左移时,电路总功率变小
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由图甲可知,当定值电阻两端的电压UR=3V时,电路中的电流IR=0.3A,由I=可得,定值电阻的阻值R===10Ω,故A错误;
B.由图甲可知,当电压表示数为2V时,电路中的电流I=0.2A,因电源的电压大于2V,所以电路中消耗的总功率P>UR′I=2V×0.2A=0.4W,故B错误;
C.若将R均匀拉长两倍以后,其横截面积变为原来的,软性材质的电阻变为4R,通过电阻的电流不变时,此时电压表的示数变为原来的4倍,则描出的图线应在U﹣I图像中的I区,故C正确;
D.当滑片P向左移时,接入电路中电阻变小,电路的总电阻变小,由P=UI=可知,电路总功率变大,故D错误。
故选:C。
16. (2021•鼓楼区校级模拟)如图电路,电源电压恒定,灯丝电阻不随温度的改变而改变。L1上标有“1.8V、?W”,L2上标有“9V、?W”。闭合开关S1后,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表示数为5.4V,此时L1的实际功率是额定功率的。当开关S接“2”时,P在中点,电压表示数为2V。若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A。则下列说法正确的是( )
A.电源电压为5.6V
B.L1的电阻为20Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
D.L2的额定功率为3W
【解答】解:
(1)若滑动变阻器的最大阻值为R,当开关S接“1”,滑片P在最左端时,滑动变阻器与灯泡L1串联,电压表测滑动变阻器两端电压,
L1此时的实际功率是额定功率的,小灯泡的电阻不变,根据P=可知此时灯泡L1两端的电压是额定电压的,
所以此时灯泡L1两端的电压U1′=1.8V×=0.6V,
由串联电路的电压特点可得电源电压为:
U=UR+U1′=5.4V+0.6V=6V,故A错误;
(2)当开关S接“1”,滑片P在最左端时,电压表示数为5.4V,由U滑=IR则有:×R=5.4V…①
当开关S接2时,P在中点,变阻器的一半与R2串联,电压表示数为2V,则有:×R=2V…②
若将L1和L2串联后接在该电源上时,电路中电流为0.2A,则有:
R1+R2==30Ω…③
由①式得R1=R,由②式得R2=R,将它们代入③式得滑动变阻器的最大电阻为:R=27Ω,故C错误;
所以L1的电阻为:R1=R=×27Ω=3Ω,R2=R=27Ω,故B错误;
(3)L2的额定功率:
P2===3W,故D正确。
故选:D。
17. (2021•三明模拟)如图a的电路中,电源电压不变,两灯的额定电压均为6V,两灯的I−U图象如图b。闭合开关S,调节滑动变阻器直至其中一只灯正常发光,另一只灯不损坏,此时( )
A.电路中的电流为0.6A B.电压表示数为9V
C.L1的电阻是10Ω D.两灯的总功率为2.4W
【解答】解:(1)由电路图可知,灯泡L1与L2、变阻器R串联,电压表测两灯泡两端的电压之和;
由题意可知,两灯的额定电压均为6V,从图象可知,两灯泡的额定电流分别为I1=0.6A、I2=0.3A,
因串联电路中各处的电流相等,且其中一只灯正常发光,另一只灯不损坏,
所以,电路中的电流I=I2=0.3A,灯泡L2能正常发光,故A错误;
(2)由图象可知,此时L1两端的电压U1=2V,L2两端的电压U2=U2额=6V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表示数UV=U1+U2=2V+6V=8V,故B错误;
(3)此时灯泡L1的电阻R==≈6.7Ω,故C错误;
(4)两灯的总功率P=UVI=8V×0.3A=2.4W,故D正确。
故选:D。
18. (2021•惠安县二模)一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号,另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3h,待机时间100h”,则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为( )
A.1.8W,5.4×10﹣2W B.3.6W,0.108W
C.6.48×103W,1.94×102W D.0.6W,1.8×10﹣2W
【解答】解:根据图示可知,手机电池容量为“3.6V 500mA•h”,则由W=UIt=UQ可得,手机通话的功率:P1====0.6W;
待机时消耗的功率:P2====0.018W=1.8×10﹣2W。
故选:D。
19. (2021•福州模拟)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可以通过旋钮开关实现功能切换(功率关系:防雾<除露<化霜)。如图所示是模拟加热的原理图,若测试电源电压为5V,四个加热丝阻值均为5Ω,下列说法正确的是( )
A.当开关旋至“1”挡时,为除露
B.当开关旋至“2”挡时,为防雾
C.当开关旋至“3”挡时,为化霜
D.则整个电路的最小功率为 5W
【解答】解:由于电源电压U一定,根据P=可知,电阻R越大,功率P越小,所以:
A、如图,当开关旋转至1时,接入电路的电阻是R3和R4,且它们是串联,此时电阻最大,功率最小,是防雾,故A错误;
B、当开关旋转至2时,只有电阻R3接入电路,是除露,故B错误;
C、当开关旋转至3时,接入电路的电阻是R1和R2,且它们是并联,电阻最小,功率最大,是化霜,故C正确;
D、当开关旋转至1时,电阻最大,整个电路的功率最小,所以R总=R3+R4=5Ω+5Ω=10Ω,P===2.5W,故D错误。
故选:C。
20. (2021•厦门模拟)如图,L1、L2两灯泡分别标有“110V 100W”和“110V 40W”,按不同方法接入220V电路,使两灯泡正常发光,且电路总功率最小的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
由题知,两灯泡的额定电压相等,L1的额定功率大于L2的额定功率,根据P=可知L1的电阻较小,即R1<R2;
A、因L1、L2两灯泡的电阻不同,若直接把L1、L2两灯泡串连接入电路,由串联分压的规律可知,220V的电源电压不会被L1、L2平分,所以L1、L2两灯泡不会同时正常发光,故A错误;
C、因R1<R2,若把灯泡L1与电阻并联,会使并联部分的总电阻更小,所以L1、L2两灯泡分得的电压不相等,则L1、L2两灯泡不会同时正常发光,故C错误;
D、因R1<R2,若把灯泡L2与电阻并联,可以使并联部分的电阻减小,则可能使L1灯泡与并联部分的电阻相同,所以L1、L2两灯泡分得的电压可能都为110V(等于额定电压),则两灯泡能同时正常发光;结合图示可知,此时总电流等于L1的额定电流,电路总功率P总=U总I1;
B、图中L1、L2两灯泡并联之后与电阻串连,当电阻的阻值与L1、L2两灯泡并联的总电阻相等时,L1、L2两灯泡分得的电压都为110V,此时两灯泡都可以正常发光;根据并联电路的电流特点可知,此时总电流I总′=I1+I2,则电路消耗的总功率P总′=U总(I1+I2);
由BD的分析可知,正常发光并且消耗总功率最小的为D,故D正确。
故选:D。
21. (2021•石狮市一模)如图是小明设计的调光电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U关系图像如图所示(电阻丝AB的阻值不随温度变化)。当AB连入电路的阻值为2.5Ω时,灯泡消耗的功率为3.2W,此时灯丝的阻值为( )
A.6Ω B.3Ω C.5Ω D.1.25Ω
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S后,灯泡L与电阻丝R串联,
当滑片P位于最左端A时,电阻丝R接入电路中的电阻最大,此时通过灯泡的电流和灯泡两端的电压最小,
由图像可知,通过灯泡的电流IL=0.5A,灯泡两端的电压UL=1.5V,
此时灯泡的电功率PL=ULIL=1.5V×0.5A=0.75W,
由I=可得,此时灯泡的电阻RL===3Ω;
当滑片P位于最右端B时,电阻丝R接入电路中的电阻为0,此时通过灯泡的电流和灯泡两端的电压最大,
由图像可知,通过灯泡的电流IL′=1.0A,灯泡两端的电压UL′=6V,
此时灯泡的电功率PL′=UL′IL′=6V×1.0A=6W,
此时灯泡的电阻RL′===6Ω,
综上可知,灯泡的电阻随其实际功率的增大而增大,
所以,当AB连入电路的阻值为2.5Ω时,灯泡消耗的功率为3.2W,
由0.75W<3.2W<6W可知,灯泡的电阻应3Ω<RL″<6Ω,结合选项可知C正确。
故选:C。
22. (2021•延平区校级模拟)如图所示是两个电路元件A和B的I﹣U图像。( )
A.A、B串联,当电路总电流为0.4A时,电源电压为2V
B.A、B串联,当电路总电流为0.4A时,电路总电阻为10Ω
C.A、B并联,当电源电压为2.5V时,电路总电流为0.5A
D.A、B并联,当电源电压为2.5V时,电路总功率为2.25W
【解答】解:A、A、B两个元件串联接入电路中,电路电流为0.4A时,由图像可知,两元件两端的电压分别为UA=2V、UB=2.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压U=UA+UB=2V+2.5V=4.5V,故A错误;
B、由欧姆定律可得串联电路的总电阻:R===11.25Ω,故B错误;
C、A、B两个元件并联接入电路中,当电源电压为2.5V时,它们两端的电压均为2.5V,
由图像可知,此时通过的电流分别为IA=0.5A,IB=0.4A,
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′=IA+IB=0.5A+0.4A=0.9A,故C错误;
D、由P=UI可得并联电路总功率:P=U′I′=2.5V×0.9A=2.25W,故D正确。
故选:D。
23. (2021•福州模拟)如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b为其两端点),闭合开关S,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.1A,R2消耗的电功率为1W;当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.3A,R2消耗的电功率为1.8W,则当滑片P从a移到b的过程中( )
A.电流表示数变化了0.4A
B.电压表示数变化了10V
C.R2消耗的电功率变化了6W
D.电路消耗的总功率变化了8W
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)因当滑片P在某一端点时电流表示数为0.1A,当滑片P移动至某一位置时电流表示数为0.3A,
所以,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.1A(电路中的最小电流),即滑片位于b端时的电流,
由P=UI可得,此时滑动变阻器两端的电压:U2===10V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由I=可得,电源的电压:U=I1R1+U2=0.1A×R1+10V﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片P移动至某一位置时,滑动变阻器两端的电压:U2′===6V,
则电源的电压:U=I2R1+U2′=0.3A×R1+6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:R1=20Ω,U=12V;
(2)当滑片位于a端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,电路消耗的总功率最大,电压表的示数为零,
则电路中的最大电流:I3===0.6A,电路消耗的最大总功率:P大=UI3=12V×0.6A=7.2W,
当滑片位于b端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小,电压表的示数最大,
此时电路中的电流:I1=0.1A,电路消耗的最小总功率:P小=UI1=12V×0.1A=1.2W,电压表的示数:U2=10V,
则当滑片P从a移到b的过程中:
电流表示数变化了△I=I3﹣I1=0.6A﹣0.1A=0.5A,故A错误;
电压表示数变化了△U2=U2=10V,故B正确;
电路消耗的总功率变化了△P=P大﹣P小=7.2W﹣1.2W=6W,故D错误;
(3)当电路中的电流为I时,滑动变阻器两端的电压U2′=U﹣IR1=12V﹣I×20Ω,
则滑动变阻器的电功率:
P2=U2′I=(12V﹣I×20Ω)I=20(0.6V×I﹣I2×1Ω)=20(0.6V×I﹣I2×1Ω﹣0.09W+0.09W)=1.8W﹣(I﹣0.3A)2×20Ω,
当I=0.3A时,滑动变阻器的最大功率P2大=1.8W,
当滑片位于a端时,滑动变阻器消耗的电功率为0W,
所以,当滑片P从a移到b的过程中,R2消耗的电功率变化了△P2=P2大=1.8W,故C错误。
故选:B。
24. (2021•鼓楼区校级模拟)如图甲所示电路,电源电压不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。闭合开关,将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电路总功率的最小值为2.8W
B.电路总功率的最大值为5.4W
C.定值电阻电功率的最小值为2.45W
D.定值电阻电功率的变化为6.75W
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
当R2接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,
由图像可知,电路中的最大电流I大=1.2A,
由I=可得,电源的电压:
U=I大R1=1.2A×R1,
当R2接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,
由图像可知,电路中的最小电流I小=0.3A,电压表的最大示数U2=4.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=I小R1+U2=0.3A×R1+4.5V,
因电源的电压不变,
所以,1.2A×R1=0.3A×R1+4.5V,
解得:R1=5Ω,
电源的电压U=I大R1=1.2A×5Ω=6V;
A、电路总功率的最小值:P小=UI小=6V×0.3A=1.8W,故A错误;
B、电路总功率的最大值:P大=UI大=6V×1.2A=7.2W,故B错误;
CD、定值电阻电功率的最小值:P1小=I小2R1=(0.3A)2×5Ω=0.45W,故C错误;
定值电阻电功率的最大值:P1大=I大2R1=(1.2A)2×5Ω=7.2W,
则定值电阻电功率的变化量:△P1=P1大﹣P1小=7.2W﹣0.45W=6.75W,故D正确。
故选:D。
25. (2021•仓山区校级模拟)如图所示电路,电源电压为12V且保持不变,R1=6Ω闭合开关S,当滑片P置于变阻器的中点时,电压表示数为4V;当滑片P置于变阻器的a端时,电压表示数变化了2V,则滑动变阻器R2前后两次消耗的电功率之比是( )
A.2:3 B.16:9 C.8:5 D.8:9
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压。
当滑片P置于变阻器的中点时,电压表示数为4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压:
U1=U﹣U2=12V﹣4V=8V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I===A,
则滑动变阻器R2消耗的电功率:
P2=U2I=4V×A=W;
当滑片P置于变阻器的a端时,接入电路中的电阻变大,电压表的示数变大,
由电压表示数变化了2V可知,此时电压表的示数U2′=U2+2V=4V+2V=6V,
则R1两端的电压:
U1′=U﹣U2′=12V﹣6V=6V,
电路中的电流:
I′===1A,
则滑动变阻器R2消耗的电功率:
P2′=U2′I=6V×1A=6W,
所以,滑动变阻器R2前后两次消耗的电功率之比:
P2:P2′=W:6W=8:9。
故选:D。
26. (2021•仓山区校级模拟)如图所示电路,电源两端电压为4.5V且保持不变。定值电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的铭牌上标有“20Ω 1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,两电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是( )
A.电压表V2的示数变化范围为0~3V
B.电流表A的示数变化范围为0.15A~0.45A
C.滑动变阻器R2的取值范围为5Ω~15Ω
D.电阻R1的电功率取值范围为0.225W~0.9W
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当电压表V1的示数U1大=3V时,电路中的电流最大,变阻器接入电路中的电阻最小,R1的功率最大,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的最大电流:
I大===0.3A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的最小电压:
U2小=U﹣U1大=4.5V﹣3V=1.5V,
变阻器接入电路中的最小阻值:
R2小===5Ω,
电阻R1的最大电功率:
P1大=U1大I大=3V×0.3A=0.9W;
(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,
即I小===0.15A,
此时电压表V2的示数:
U2=I小R2=0.15A×20Ω=3V(在电压表的小量程以内),
所以,电压表V2示数范围为1.5V~3V,故A错误;
电流表A的示数范围为0.15A~0.3A,故B错误;
滑动变阻器R2的阻值取值范围为5Ω~20Ω,故C错误;
此时,电阻R1两端的最小电压:
U1小=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,
电阻R1的最小电功率:
P1小=U1小I=1.5V×0.15A=0.225W,
所以,电阻R1的电功率取值范围为0.225W~0.9W,故D正确。
故选:D。
27. (2022•福建模拟)在如图甲所示电路中,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,电压表与电流表的示数变化如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.电源电压为30V
B.R0的阻值为15Ω
C.当电流表示数为0.6A时,滑动变阻器消耗的功率最大
D.电路消耗的总功率最大为6W
【解答】解:由图甲可知,定值电阻R0和滑动变阻器Rp串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
AB、当滑片在a端时,由图乙可知,电路中的电流Ia=0.2A,电压表示数即滑动变阻器两端的电压Ua=30V,
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=Ua+IaR0=30V+0.2A×R0……①
当滑片在b端时,由图乙可知,电路中的电流Ib=0.8A,电压表示数即滑动变阻器两端的电压Ub=12V,
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=Ub+IbR0=12V+0.8A×R0……②
联立①②解得:R0的阻值:R0=30Ω,电源电压:U=36V,故AB错误;
C、假设电路中的电流为I时,滑动变阻器消耗的功率:P=UpI=(U﹣U0)I=(U﹣IR0)I=﹣R0(I2﹣I)=﹣30Ω×(I2﹣I)=﹣30Ω×(I2﹣1.2A×I)=﹣30Ω×(I﹣0.6A)2+(0.6A)2×30Ω,
则当I=0.6A时,滑动变阻器消耗功率最大,且最大功率P=(0.6A)2×30Ω=0.36A2×30Ω=10.8W,故C正确;
D、当滑动变阻器滑片移动最右端电阻最小为0时,电路消耗的电功率最大,最大总功率P总===43.2W,故D错误。
故选:C。
28. (2022•海沧区模拟)某款智能手机可手动或自动调节屏幕亮度,自动调节时环境变亮屏幕也变亮。其内部电路可简化为如图,屏幕可视为灯L,电阻恒为5Ω,电源电压4V,R1是滑动变阻器,R2是光敏电阻,S是单刀双掷开关。下列说法正确的是( )
A.外界光照越强,R2的电阻越大
B.将S接b可实现手动调节亮度
C.将S接a,当灯L的功率为1.8W时,R1的功率为1.2W
D.将S接b,当总功率为0.8W或2.4W时,R2的功率相等
【解答】解:A、当S接b时,灯泡L与光敏电阻R2串联,根据自动调节时环境变亮屏幕也变亮得出外界光照越强通过灯泡的电流越大,根据欧姆定律可知电路总电阻变小,由串联电路电阻的规律可知R2的电阻变小,故A错误。
B、将S接b时,灯泡与光敏电阻串联,根据光敏电阻的特点可判断是自动调节亮度的,故B错误。
C、将S接a时,灯泡L与变阻器R串联,当灯L的功率PL=1.8W时,由P=得UL==3V,
电路电流Ia==0.6A,
滑动变阻器两端电压U1=U总﹣UL=4V﹣3V=1V,
R1的功率P1=U1×Ia=1V×0.6A=0.6W,故C错误。
D、将S接b时,灯泡L与光敏电阻R2串联,当P总=0.8W时,电路电流Ib==0.2A,灯泡两端电压ULb=Ib×RL=0.2A×5Ω=1V,光敏电阻R2两端的电压U2b=U总﹣ULb=4V﹣1V=3V,光敏电阻R2的功率P2b=U2b×Ib=3V×0.2A=0.6W,
将S接b时,灯泡L与光敏电阻R2串联,当P总'=2.4W时,电路电流Ib'==0.6A,灯泡两端电压ULb'=Ib'×RL=0.6A×5Ω=3V,光敏电阻R2两端的电压U2b'=U总﹣ULb'=4V﹣3V=1V,光敏电阻R2的功率P2b'=U2b'×Ib'=1V×0.6A=0.6W,
将S接b,当总功率为0.8W或2.4W时,R2的功率相等,故D正确。
故选:D。
29. (2022•厦门一模)如图电路中,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。为保证电路安全,闭合开关S,调节滑动变阻器的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表的最大示数为0.5A
B.滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为2Ω
C.电阻R1消耗电功率的最大值为3.6W
D.电路消耗总电功率的最大值为1.8W
【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。
电压表量程为0~3V,当电压表示数最大为U1=3V时,电路中的电流:I===0.3A,
因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,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,电路中的最大电流为0.3A(即电流表的最大示数为0.3A),此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,R1消耗的电功率最大;
则R1消耗的最大功率:P1大=I大2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W,故AC错误;
电路消耗总电功率的最大值为:P总大=UI大=6V×0.3A=1.8W,故D正确;
电路中的最小总电阻:R总小===20Ω,
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:R2小=R总小﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω,故B错误。
故选:D。
30. (2022•宁德模拟)将一盏标有“12V”的小灯泡L接入如图所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑片P移至中点时,电压表V2示数为6V,小灯泡恰好正常发光,此时电流表示数为0.5A。下列说法正确的是( )
A.电源电压是12V
B.小灯泡的额定功率是3W
C.P向左移,电压表V1示数减小,电压表V2示数增大
D.假设灯丝电阻不变,电路工作时的最小功率为6.75W
【解答】解:
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、当闭合开关S,滑片P移至中点时,由于灯泡恰好正常发光,则灯泡两端的电压:UL=U额=12V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U=UL+U滑=12V+6V=18V;故A错误;
B、P额=PL=ULI=12V×0.5A=6W;故B错误;
C、当滑片P向左移时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,即电压表V1示数增大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则滑动变阻器R两端的电压减小,即电压表V2示数减小;故C错误;
D、根据I=可得滑片P移至中点时滑动变阻器接入电路的电阻:R中===12Ω,RL===24Ω,则滑动变阻器的最大电阻为:R=2R中=2×12Ω=24Ω,;
电路工作时的最小功率为:P最小====6.75W;故D正确。
故选:D。
31. (2022•惠安县模拟)如图所示的电路中,电源电压恒为5V,灯泡标有“2.5V 1.25W”字样,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电压表(量程0﹣3V)和电流表(量程0﹣0.6A)。闭合开关后,若要保证电路安全,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是5Ω~6Ω
B.灯泡的最小功率为1W
C.电流表示数的变化范围是0.4A~0.5A
D.整个电路的最大功率是3W
【解答】解:由电路图可知,闭合开关后,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
由P=UI=可得,灯泡的电阻:RL===5Ω,灯泡正常发光时的电流IL===0.5A。
(1)电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此最大电流等于灯泡正常发光的电流0.5A,此时灯泡两端电压为2.5V,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压U2=5V﹣2.5V=2.5V,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R滑小===5Ω;
电源电压不变,根据P=UI可知电路的总功率最大,为P总=UI=5V×0.5A=2.5W,故D错误;
(2)电压表V2的示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时灯泡两端的电压UL′=5V﹣3V=2V,
电路中的电流I′===0.4A,
则滑动变阻器接入电路的最大值R滑大===7.5Ω,
故滑动变阻器的电阻允许调节的范围是5Ω~7.5Ω,故A错误;
电流表示数的变化范围是0.4A~0.5A,故C正确;
灯泡的最小功率PL小=I′2RL=(0.4A)2×5Ω=0.8W,故B错误。
故选:C。
32. (2022•洛江区模拟)标有“6V 3W”的小灯泡,通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与一只阻值为5Ω的电阻串联接在电压为6V的电路中,则整个电路消耗的功率为( )
A.3.2W B.2.4W C.2.1W D.3W
【解答】解:小灯泡与一个阻值R=5Ω电阻串联接入电压是6V的电路中,
因串联电路中各处的电流相等,
由I=可得电源的电压:
U=IR+UL,即6V=I×5Ω+UL,
由图象可知,当灯泡两端的电压为4V,通过的电流为0.4A时,上面等式成立;即5Ω电阻与灯泡串联在6V电路中时,电路中的电流为0.4A;
则整个电路消耗的功率:P=UI=6V×0.4A=2.4W。
故选:B。
33. (2022•鼓楼区校级模拟)如图所示,电源电压为6V且保持不变,R0=30Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“3V 1.5W”字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则( )
A.当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω~20Ω
B.当S闭合,S1、S2都断开时,电路消耗最大功率是3.6W
C.当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D.当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
【解答】解:
A、S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与灯泡串联。
由P=可得,小灯泡电阻RL===6Ω,
由P=UI可得小灯泡正常发光时的电流:I===0.5A,
当电路中电流最大时,电阻最小,则滑动变阻器接入电路的最小阻值:R小===6Ω;
滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,则最大阻值R大=20Ω,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω~20Ω;故A错误;
B、S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,电阻最小时电流最大,其最大电流:I最大==0.5A
电路消耗最大功率P最大=UI最大=6V×0.5A=3W;故B错误;
C、S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与R0并联,通过R0的电流:I1===0.2A,
当滑动变阻器的阻值最大时,此支路上的电流最小,则I2===0.3A,
则干路上的电流I最小=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A,
电路消耗的总功率最小值P最小=UI最小=6V×0.5A=3W,故C错误;
D、由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,则电路消耗的总功率最大,
电路中的总电阻R总===10Ω,
滑动变阻器与R0并联,则 =+,即:=+,
解得R滑=15Ω.故D正确。
故选:D。
34. (2022•鼓楼区校级模拟)甲、乙两灯分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样,先将两灯串联后接在电压为U的电路中,甲灯的功率为P1;再将两灯并联后接在同一电压下,乙灯的功率为P2.两次灯泡均安全,忽略温度对灯丝电阻的影响,则
P1:P2为( )
A.9:2 B.2:9 C.4:9 D.1:9
【解答】解:
两灯额定电压相同,由P=可得两灯电阻比:
====,
串联电路中电流处处相等,所以当两串联时I甲=I乙,
由欧姆定律可得:=,所以==,
由串联电路电压特点知,U甲=U,
由并联电路电压特点知,两灯并联时U乙=U,
由P=可得:
==()2×=()2×=。
故选:B。
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