2024年中考物理二轮复习重难点汇编(讲义) 小灯泡的额定功率与实际功率
展开1.“网络式”复习法:即采用章、节、标题、要点四个层次对教材进行梳理和编织记忆网络。
2.提高“回头率”:为了防止遗忘,就要采用提高“回头率”的`方法,即看完一节、一章、一部分之后,再回头扫视一遍,这样知识得到了系统的巩固,效果很好。
3.“空想法”:所谓空想法就是不看课本回想看过的内容;或看课本的大纲填充细节。
4.树形图:复习时,可以在每门考试科目众多的参考书中,选出一本较有代表性的参考书,通读全书后,理出该领域研究的主要线索。
5.梳理错题法:把综合复习阶段做过的所有习题重新浏览一遍。把曾经做错并改正后的题重点看一遍。
6.“齐头并进”法:在复习过程中,由于要复习的学科多,所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分,用于7门课的复习,弱科花的时间稍多一些。
小灯泡的额定功率与实际功率
一、小灯泡的额定功率:
小灯泡的额定功率是小灯泡在额定电压下工作时的功率,此时小灯泡正常发光,通过小灯泡的电流叫额定电流。小灯泡上标有“220V 100W”字样,其中220V是指小灯泡的额定电压,100W是指小灯泡的额定功率。
(1)小灯泡的额定电压和额定功率只有一个,就是小灯泡上标注的。
(2)通过小灯泡的额定电压和额定功率可以计算:(以小灯泡标有“220V 100W”为例)
①小灯泡的额定电流:;
②小灯泡正常发光时的电阻: 。
二、小灯泡的实际功率:
小灯泡的实际功率是小灯泡在实际电压下工作时的功率,此时小灯泡可能正常发,也可能不正常发光,需根据实际电压来确定:
(1)当小灯泡两端的实际电压U实等于它的额定电压U额即U实=U额时,小灯泡可能正常发,实际功率P实等于额定功率P额即P实=P额;
(2)当小灯泡两端的实际电压U实小于它的额定电压U额即U实(3)当小灯泡两端的实际电压U实大于它的额定电压U额即U实>U额时,小灯泡不能正常发,比正常发光时较亮,实际功率P实大于额定功率P额即P实>P额(一般情况下,实际电压不能高于额定电压的1.2倍);
注意:(1)小灯泡的实际电压可以有多个,所以对应的实际功率也有多个。
(2)小灯泡的亮度是由实际功率决定的。
三、额定功率和实际功率的联系:
当不考虑小灯泡电阻的变化时,小灯泡的电阻可以通过额定电压和额定功率求得:;可以通过实际电压和实际功率求得:;故有:,利用此式在已知额定电压、额定功率和实际电压的情况下,很方便的计算出实际功率:。
四、串、并联电路中小灯泡的功率:
(1)串联电路中,由于电流相等,根据P=I2R可知:电阻大的小灯泡电功率大,灯泡亮;
(2)并联电路中,由于电压相等,根据可知:电阻大的小灯泡电功率小,灯泡暗;
(3)无论额定电压多大,只要正常发光,额定功率大的灯泡亮。
(4)小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大,小灯泡的功率也会随之发生变化。
五、中考题型分析
中考中,小灯泡是比考查的元件之一,侧重考查小灯泡电功率测量、计算,以选择、填空和实验题为主。
★常考知识点一:小灯泡的功率的比较:
典例1.将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图所示,接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A. L1的电阻比L2的小
B. L1的额定功率比L2的大
C. 两灯正常工作时L1发光要暗一些
D. 若将两灯并联接入电路,L1发光要亮一些
典例2.一只“220V40W“的灯泡L1和一只标有“110V40W“的灯L2都正常发光时( )
A. 它们的实际功率相等B. L1比L2亮
C. L2的额定功率比L1大D. L2的实际功率大
典例3.灯泡L1、L2分别标有“220 V 100 W”“220 V 40 W”的字样,将它们接入220 V的电路中,则 ( )
A. L1、L2并联时,L1比L2亮B. L1、L2并联时,亮度相同
C. L1、L2串联时,L1比L2亮D. L1、L2串联时,亮度相同
★常考知识点二:小灯泡功率的计算:
典例4.根据额定电压为2.5V小灯泡的I−U图象(如图所示)分析,下列结论正确的是( )
A. 当小灯泡的电压为0V时,其电阻为0
B. 当小灯泡的电流为0.1A时,其实际功率为0.1W
C. 通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比
D. 小灯泡的额定功率为0.625W
典例5.标有“6V 3.6W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压的变化关系如图所示。若把这种规格的两只灯泡串联在6V的电源两端,每只灯泡的实际电阻和实际功率分别为( )
A. 10Ω 0.9W
B. 6Ω 1.5W
C. 6Ω 0.95W
D. 10Ω 1.8W
典例6.如图所示的电路中,电源电压恒为6 V。
(1)闭合开关S1,断开S2、S3时,电流表示数为0.3 A,求R的阻值。
(2)闭合开关S1、S3,断开S2时,小灯泡正常发光,电流表示数为0.9 A,求通电10 s灯泡消耗的电能。
(3)闭合开关S2,断开S1、S3时,求小灯泡的实际功率(假设小灯泡的电阻不变)。
典例7.孝顺的芳芳为了让奶奶在冬天方便取暖。她用自己的零用钱为老人家买了个烤火用的电热箱,电热箱的规格如表。求:
(1)电热箱内发热丝的电阻;
(2)正常工作0.5h,电热箱消耗的电能;
(3)一天,芳芳断开家中其他所有用电器,只接通电热箱,发现家中如图所示的电能表表盘在5min内转了100圈,电热箱的实际功率是多少?
跟踪训练
8.如图所示,电源电压为3V恒定不变,闭合开关后,LED灯L1比小灯泡L2亮,测得通过LED灯的电流I1=0.2A,通过小灯泡的电流I2=0.3A,下列正确的是( )
A. L1的实际功率比L2的实际功率大B. L1两端电压大于L2两端电压
C. 工作相同的时间,L1比L2消耗的电能多D. 工作相同的时间,L1比L2消耗的电能少
9.将两盏灯L1、L2分别按照图甲、乙两种方式接在电源电压都为U的电路中,在图甲中灯L1的功率为9 W,在图乙中灯L1的功率为16 W(设灯丝电阻不变),则下列说法正确的是 ( )
A. L1、L2的电阻之比为3:1B. 图乙中L1、L2的功率之比为3:1
C. 两图中电路总功率之比为16:3D. 两图中都是L2灯更亮
10.标有“220V 40W”和220V 60W“的两只灯泡L1、L2串联在电路中时,两灯均发光,实际消耗的功率分别为P1和P2,则( )
A. P1>P2B. P1=P2C. P1
A. 甲消耗的电能比乙多
B. 乙和丙产生的内能肯定相同
C. 甲的额定功率最大
D. 丁的实际功率最大
12.将“12V 12W”的小灯泡L1和“12V 6W”的小灯泡L2串联起来,直接接到电压恒定的电源两端。开关闭合后,恰好有一个小灯泡正常发光,而另一个小灯泡比正常发光时暗些,则正常发光的小灯泡是______ ,电源电压是______ V,发光较暗的小灯泡的实际功率是______ W。(灯丝电阻不变)
13.如图所示,电源电压不变,将阻值为6Ω的电阻与一个“6V,3W”的小灯泡甲串联后接到9V的电路中,小灯泡甲恰能正常发光;如果在此电路中将“6V,3W”的小灯泡甲换成“6V,4.5W”的小灯泡乙,那么小灯泡乙的实际功率______ (选填“大于”“等于”或“小于”)4.5W,总功率将会______ (选填“变大”“不变”或“变小”)。
14.将标有“12V 12W”的灯泡L1和“12V 6W”的灯泡L2串联接入电路,在长时间工作过程中,允许加在它们两端的最高电压是______ V,则不能正常发光的小灯泡的实际功率是______ W(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
15.分别标有“220 V 40 W”“36 V 40 W”字样的甲、乙两盏白炽灯,当它们正常发光时,通过它们的电流I甲 I乙,两灯的电阻R甲 R乙,两灯的实际功率P甲 P乙。(选填“>”“<”或“=”)
16.在如图所示的电路中,灯泡L标有“3V 1.5W”字样,两个电阻的大小分别为R1=6Ω,R2=12Ω.当开关S与触点1接触时,灯泡L恰能正常发光。问:
(1)灯泡L正常发光时的电阻多大?
(2)电源电压多少伏?
(3)当开关S与触点2接触时,灯泡变亮还是变暗了,为什么?
17.在如图所示的电路中,电源电压恒为8 V,灯泡标有“6 V 3 W”字样.若不考虑温度对灯泡电阻的影响,闭合开关S,求:
(1)灯泡的额定电流.
(2)灯泡正常发光时,滑动变阻器R接入电路的阻值.
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为3 V时,灯泡的实际功率.
18.如图1所示,小灯泡L的额定电压为3.8V。闭合开关,电压表读数2V,电流表A和A1读数分别是0.3A和0.2A。求:
(1)此时R的电阻和灯L的实际功率;
(2)通电20s,L和R消耗的总电能;
(3)小灯泡L的U—I关系图像如图2。当该灯泡两端电压为3V时,通过灯泡的电流可能是______ (选填“0.25A”或“0.3A”),请通过分析说明选择的依据是什么?
19.阳阳为了解标有“220V 1210W”的电水壶实际工作时的电压和功率做了以下实验:他首先查看自己家的电能表,表上标有“2400r/(kW⋅h)”字样;随后他关闭了家中所有用电器,只让电水壶盛满水持续工作,与此同时,观察到电能表转盘3min转过120r。假设电水壶的电阻保持不变,求:
(1)电水壶的电阻;
(2)电水壶工作时的实际电功率;
(3)该同学家的实际电压。
20.小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象;当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会变暗。汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯,电动机连接的简化电路如图甲所示。汽车蓄电池的电压为12.5V且保持不变,车灯接通,电动机未启动时,电流表示数为10A;车灯接通,电动机启动时,电流表示数为70A,已知车灯的I−U图象如图乙所示。求:
(1)定值电阻R的阻值;
(2)请通过计算说明,汽车的电动机启动时,车灯变暗的原因。
21.如图所示,灯泡L上标有“6V 3W”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。滑动变阻器R2上标有“15Ω 1A”。求:
(1)当闭合S1、S2、S3时,灯泡L恰好正常发光,电源电压及电压表的示数是多大?灯泡L正常发光时的电阻有多大?
(2)当只闭合S1,滑动变阻器的滑片P置于距左端三分之一处时,电流表示数为0.4A,R1的阻值是多少?
(3)当只闭合S3时,当电压表示数为3V时,滑动变阻器连入电路的阻值是多少?灯的实际功率是多少?(假设灯的电阻不变)
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解析 两灯串联时电流相等,L1比L2亮说明P1>P2,由P=I2R可得:R1>R2;两灯的额定电压相等,则由P=U2R可得:P1额
【解析】解:一只“220V 40W”的灯泡L1和一只标有“110V 40W”的灯L2都正常发光,说明都在额定电压下工作,实际功率都等于额定功率,额定功率相等,实际功率相等,一样亮,故A正确。
故选:A。
(1)用电器上标明的电压是用电器正常工作时的电压是额定电压;标明的功率是额定电压下的功率即额定功率。
(2)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。
(3)实际电压大于额定电压时,实际功率大于额定功率;实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率;实际电压小于额定电压时,实际功率小于额定功率
(1)掌握额定电压和额定功率;实际电压和实际功率。
(2)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。
(3)知道用电器铭牌上参数的含义。
3.【答案】A
【解析】解:AB、由P=U2R可知,两灯泡正常发光时的电压均为220V,灯泡L1的额定功率较大,电阻较小;
灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,两灯并联接入220V的电路中,两灯正常发光,灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,所以两灯泡正常发光时L1的功率大,灯更亮,故A正确,B错误;
CD、两灯泡串联起来接入220V的电路中,它们的电流相等,根据P=I2R可知,L1的电阻较小,较暗,L2的电阻大,较亮,故CD错误。
故选:A。
(1)知道两灯的额定电压、额定功率,利用R=U额2P额比较电阻大小。
(2)灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率,利用P=U2R和P=I2R分别判断并联电路、串联电路两灯泡的亮暗情况。
本题考查了额定功率和实际功率之间的关系、电功率公式的灵活运用和串联电路的分压特点等,关键是知道灯泡正常发光时的功率和额定功率相等。
4.【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查灯泡的I−U图象,要求熟练掌握。
(1)电阻是导体的属性,跟电压无关;
(2)由图分析,P=UI可得实际功率;
(3)分析图象可得灯泡的电流与其两端的电压的关系;
(4)根据P=UI可求。
【解答】
A.电阻是导体本身的一种属性,跟导体的材料、长度、横截面积有关,跟导体两端的电压通过的电流无关,故A错误;
B.由图可知,小灯泡的电流为0.1A时,其实际电压小于1V,根据P=UI可知,实际功率小于0.1W,故B错误;
C.由图可知,灯泡的电流与其两端的电压图象,不是正比例函数,故不成正比,故C错误;
D.由图可知,小灯泡在额定电压为2.5V时,电流为0.25A,额定功率,P=UI=2.5V×0.25A=0.625W,故D正确。
故选D。
5.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查电阻和电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是根据图象得出相应的数据,重点记住串联电路电流、电压和电阻的规律,本题最容易出错的是根据灯泡的额定电压和额定功率求灯泡的电阻,因为灯泡的电阻是变化的,不是固定不变的。
两只完全相同的灯泡串联,灯泡的电阻相等,通过的电流相等,根据欧姆定律可知,两只灯泡两端的电压相等,再从图象上找到对应的电压和电流,根据相应的公式分别算出每只灯泡的实际电阻和实际功率。
【解答】
把这种规格的两只灯泡串联接在6V的电源两端,每只灯泡两端的电压都为3V,从图象上可以看出,此时电路电流为0.5A,
所以每只灯泡的实际电阻R=UI=3V0.5A=6Ω,
每只灯泡的实际功率P=UI=3V×0.5A=1.5W。
故选B。
6.【答案】(1)20 Ω (2)36 J (3)0.4 W
【解析】(1)闭合开关S1,断开S2、S3时,电路为R的简单电路,电流表测电路中的电流,由公式I=UR得,R=UIR=6 V0.3 A=20 Ω。
(2)此时灯L与R并联,并联电路各支路互不影响,则通过灯L的电流IL=I−IR=0.9 A−0.3 A=0.6 A,由并联电路电压特点知UL=6 V,所以灯泡10 s消耗的电能WL=ULILt=6 V×0.6 A×10 s=36 J。
(3)闭合开关S2,断开开关S1、S3时,L与R串联,因串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流I′=URL+R=6 V10 Ω+20 Ω=0.2 A,灯泡的实际功率PL=(I′)2·RL=(0.2 A)2×10 Ω=0.4 W。
7.【答案】解:(1)由P=UI,I=UR可得,电热箱内发热丝的电阻:
R=U2P额=(220V)2440W=110Ω,
(2)由P=Wt可得,电热箱消耗的电能:
W=P额t=440W×0.5×3600s=7.92×105J,
(3)电热箱消耗电能:
W1=100r3000r/(kW⋅h)=130kW⋅h,
所用时间t1=560h=112h,
电热箱的实际功率P实=W1t1=130kW⋅h112h=0.4kW=400W。
答:(1)电热箱内发热丝的电阻为110Ω。
(2)正常工作 0.5h,电热箱消耗的电能为7.92×105J。
(3)电热箱的实际功率是400W。
【解析】(1)已知发热丝的额定功率和额定电压,利用P=U2R可求得电热箱内发热丝的电阻。
(2)已知正常工作 0.5h,利用W=Pt可求得电热箱消耗的电能。
(3)先利用表盘上的参数3000r/kW⋅h,求出电热箱的电能,知道做功时间,再用公式P=Wt求出电热箱的功率。
本题考查的是电能、电功率的计算,易错点是电能的计算,关键是要理解电能表参数的物理意义。
8.【答案】D
【解析】解:由电路图可知,L1与L2并联;
AB、因并联电路中各支路两端电压相等,所以L1两端电压等于L2两端电压,故B错误;
已知通过LED灯的电流I1=0.2A,通过小灯泡的电流I2=0.3A,即I1
故选:D。
由电路图可知,L1与L2并联;
(1)根据并联电路电压规律和P=UI判断L1、L2实际功率的大小关系;
(2)根据W=Pt可知消耗电能的大小。
本题主要考查了并联电路的特点、电功率和电功计算公式的应用,属于基础题。
9.【答案】A
【解析】根据P=UI=U2R可知,在电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,则有PL1串PL1并=UL1串UL1并2,即UL1串UL1并= PL1串PL1并= 9 W16 W=34,其中UL1并=U,因电源电压U不变,在图甲中,L1两端的电压是电源电压的34,根据串联电路电压的规律知,L2两端的电压是电源电压的14,所以,在图甲中,L1两端的电压是L2两端的电压的3倍,由串联电路分压原理可知,L1的电阻是L2的电阻的3倍,故A正确;根据P=UI=U2R可知,电压相等时,电功率与电阻成反比,故图乙中L1、L2的功率之比为1:3,故B错误;根据串、并联电路电阻的规律可得,图甲中电路的总电阻R串联=RL1+RL2=3RL2+RL2=4RL2,图乙中电路的总电阻R并联=RL1×RL2RL1+RL2=34RL2,根据P=UI=U2R可知,在电源电压不变时,总功率与总电阻成反比,故甲、乙两图电路消耗的总功率之比为P甲总P乙总=R并联R串联=34RL24RL2=316,故C错误;在图甲中,电流相等,灯L1的电阻大,根据P=I2R可知,L1的实际功率较大,则L1更亮,故D错误。
10.【答案】A
【解析】解:由P=U2R得:
L1灯的电阻R1=U2P1=(220V)240W=1210Ω;
L2灯的电阻R2=U2P2=(220V)260W=807Ω,
两灯串联,电流相等,根据公式P=I2R可知,电阻越大,实际消耗的功率越大,所以灯泡L1消耗的实际功率大。
故选:A。
由两灯的额定功率可求得灯泡的电阻,则由串联电路的电流规律可得出通过两电阻的电流关系,则由功率公式可求得实际功率的大小关系。
本题考查实际功率的计算,关键是公式及其变小的灵活运用,还要知道串联电路电流的规律。
11.【答案】D
【解析】解:
(1)由图可知,1度电可供丁持续工作的时间最少,由P=Wt可知,丁的实际功率最大,乙和丙的实际功率相同,甲的实际功率最小,则在相同的时间内,甲消耗的电能比乙的少;故AC错误,D正确;
(2)乙和丙的实际功率相同,但不知二者的电阻关系,由Q=I2Rt可知,不能确定乙和丙产生的电热肯定相同,故B错误。
故选:D。
首先明确额定电压相同的用电器分别在额定功率下、持续工作的时间图,然后根据P=Wt来分析求解。
本题考查了电功率的概念和意义,考查了学生根据题中信息解答问题的能力,是一道中等题。
12.【答案】L2 18 3
【解析】解:由P=UI,两灯的正常发光电流分别为:
I1=P1U1=12W12V=1A,I2=P2U2=6W12V=0.5A,
由I=UR可得,两灯的电阻分别为:
R1=U1I1=12V1A=12Ω,R2=U2I2=12V0.5A=24Ω,
因串联电路中电流处处相等,L2的额定电流小于L1的额定电流,所以两灯泡串联时,L2正常发光,且电路中电流为I=0.5A,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,由欧姆定律可得电源电压:U=I(R1+R2)=0.5A×(12Ω+24Ω)=18V;
由电功率公式P=I2R可知电阻小的灯泡发光暗,发光较暗的小灯泡的实际功率是:P=I2R1=(0.5A)2×12Ω=3W。
故答案为:L2;18;3。
根据电功率公式的变形计算两灯的正常发光时的电流,根据欧姆定律的变形计算两灯泡的电阻,根据串联电路电流特点确定通过电路的电流,进一步明确正常发光的灯泡,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算电源电压,由电功率公式P=I2R可知电阻小的灯泡发光暗,进一步计算发光较暗的小灯泡的实际功率。
本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用。
13.【答案】小于 变大
【解析】解:阻值为6Ω的电阻与一个“6V 3W”的小灯泡串联后接到9V的电路中,
因为灯泡正常发光,所以“6V 3W”小灯泡两端的电压为6V;
由R=U2P可知,“6V 3W”灯泡的电阻大于“6V 4.5W”灯泡的电阻,
更换灯泡后,电路中的总电阻减小,
因为I=UR,
所以电路中的电流变大,
根据U=IR可知定值电阻R两端的电压变大,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以“6V 4.5W”灯泡两端的电压变小,小于6V,
由P=U2R可知,“6V 4.5W”灯泡的实际功率小于额定功率,即小于4.5W;
因为电路中的电流变大,电源电压不变,
所以电路中的总功率P=UI变大。
故答案为:小于;变大。
知道两灯泡的额定电压和额定功率,根据P=U2R比较两灯泡的电阻大小,根据欧姆定律判断更换灯泡后电路中电流的变化和电阻R两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知更换后灯泡两端的电压,根据P=U2R比较灯泡实际功率和额定功率之间的关系。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是判断好更换灯泡后电路中总电阻的变化,本题还可以通过计算进行解答。
14.【答案】18 3
【解析】解:(1)由P=UI,灯泡正常工作时的电流:
I1=P1U1=12W12V=1A,I2=P2U2=6W12V=0.5A,
由I=UR可得灯泡电阻:
R1=U1I1=12V1A=12Ω,R2=U2I2=12V0.5A=24Ω,
因串联电路中各处的电流相等,两灯泡串联时,电路中的最大电流I=I2=0.5A,;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,允许加在它们两端的最高电压:
U=I(R1+R2)=0.5A×(12Ω+24Ω)=18V;
(2)由P=I2R可知,甲灯实际消耗的电功率P甲实=I2R甲=(0.5A)2×12Ω=3W
乙灯实际消耗的电功率P乙实=I2R乙=(0.5A)2×24Ω=6W=P乙额,所以乙能正常发光。
故答案为:18;3。
(1)知道两灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出额定电流,根据欧姆定律求出电阻;两灯泡串联时,电路中的最大电流为两者额定电流较小的,根据电阻的串联和欧姆定律求出允许加在它们两端的最高电压。
(2)由P=I2R可计算甲、乙灯实际消耗的电功率,然后与其额定功率比较即可得出结论。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是知道两灯泡串联时电路中的最大电流为两者额定电流较小的。
15.【答案】<
>
=
【解析】略
16.【答案】解:(1)灯泡正常发光时的电阻R=U2P=(3V)21.5W=6Ω。
答:灯泡L正常发光时的电阻为6Ω。
(2)灯泡正常发光,通过的电流I=PU=1.5W3V=0.5A,
电源电压U=I(R1+RL)=0.5A×(6Ω+6Ω)=6V。
答:电源电压为6V。
(3)灯泡变暗了,因为开关S与触点2接触时,电路的总电阻变大,电流就变小,根据公式P=I2R可知,灯泡的实际功率变小,所以灯泡变暗了。
【解析】(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式R=U2P可求灯泡L正常发光时的电阻。
(2)当开关S与触点1接触时,灯泡L恰能正常发光,灯泡与R1串联,根据公式I=PU算出灯泡正常发光时的电流,最后利用公式U=IR算出电源电压。
(3)当开关S与触点2接触时,灯泡与R2串联,可求此时电路电阻的变化,进一步求出电路电流的变化,可知灯泡亮度的变化。
本题考查电阻、电流、电压等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是知道开关在不同位置时电路的连接情况。
17.【答案】(1)灯泡的额定电压是6 V,额定功率是3 W,由P=UI得,灯泡的额定电流IL=PU=3W6V=0.5A
(2)灯泡正常工作时电路中的电流I=IL=0.5 A,滑动变阻器两端的电压U′=U总−U=8 V−6 V=2 V,所以滑动变阻器接入电路的阻值R=U′I=2V0.5A=4Ω
(3)由欧姆定律得,灯泡的电阻RL=UIL=6V0.5A=12Ω,当电压表示数为3 V时,灯泡两端的电压为3 V,此时灯泡的实际功率P实UL2RL=(3V)212Ω=0.75W
【解析】略
18.【答案】0.25A
【解析】解:根据图1可知,开关闭合时,小灯泡L和定值电阻R并联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表A1测通过小灯泡的电流,电流表A测干路电流。
(1)由并联电路的电压特点可知,R两端的电压和电源电压:UR=U=UL=2V,
由并联电路的电流可知,通过R的电流:IR=I−IL=0.3A−0.2A=0.1A,
则R和灯L的实际功率分别为:PR=URIR=2V×0.1A=0.2W,PL=ULIL=2V×0.2A=0.4W,
(2)L和R消耗的总电能:W=UIt=2V×0.3A×20s=12J;
(3)由图2图像可知,当该灯泡两端电压为3V时,通过灯泡的电流在0.2A到0.3A之间,因此通过灯泡的电流可能是0.25A。
答:(1)此时R的电阻和灯L的实际功率分别为0.2W和0.4W;
(2)通电20s,L和R消耗的总电能为12J;
(3)0.25A;由图像可知,当该灯泡两端电压为3V时,通过灯泡的电流在0.2A到0.3A之间,因此通过灯泡的电流可能是0.25A。
根据图1可知,开关闭合时,小灯泡L和定值电阻R并联,电压表测小灯泡两端的电压,电流表A1测通过小灯泡的电流,电流表A测干路电流。
(1)根据并联电路的电压特点可知R两端的电压和电源电压,根据并联电路的电流特点求出通过R的电流,根据P=UI分别求出R和灯L的实际功率;
(2)根据W=UIt求出L和R消耗的总电能;
(3)根据图像分析判断当该灯泡两端电压为3V时,通过灯泡电流的可能值。
本题考查并联电路的特点、电功和电功率公式的应用,关键是根据图像读出相关的信息。
19.【答案】解:(1)由P=UI=U2R可知,电水壶的电阻:R=U额2P额=(220V)21210W=40Ω;
(2)2400r/(kW⋅h)表示电路中的用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转过2400转,
则电能表转盘转过120转,消耗的电能:W=120r2400r/(kW⋅h)=0.05kW⋅h;
电水壶的实际功率:P=Wt=0.05kW⋅h360h=1kW=1000W;
(3)假设电水壶的电阻保持不变,
由P=UI=U2R可知,该同学家的实际电压:U= PR= 1000W×40Ω=200V。
答:(1)电水壶的电阻为40Ω;
(2)电水壶工作时的实际电功率为1000W;
(3)该同学家的实际电压为200V。
【解析】(1)知道电水壶的额定电压和额定功率,利用P=UI=U2R计算出电水壶的电阻;
(2)2400r/(kW⋅h)表示电路中的用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转过2400转,据此可以求出电能表转盘转过120转,消耗的电能,利用P=Wt计算出电水壶的实际功率;
(3)假设电水壶的电阻保持不变,利用P=UI=U2R计算出该同学家的实际电压。
本题考查电功率公式的灵活运用、对电能表参数的理解和掌握,知道2400r/(kW⋅h)表示电路中的用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转过2400转是解题的关键。
20.【答案】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,车灯接通,电动机断开,车灯与定值电阻R串联,电流表测量电路中的电流,且电流表的示数为:I=10A,
因为串联电路中各处电流相等,所以通过车灯和定值电阻的电流均为:IL=IR=I=10A,
由图乙可知,此时车灯两端的电压为:UL=12V,
因为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以此时定值电阻两端的电压为:UR=U−UL=12.5V−12V=0.5V,
定值电阻R的阻值为:R=URIR=0.5V10A=0.05Ω;
(2)车灯接通、电动机未启动时,车灯的功率为:PL=ULIL=12V×10A=120W;
车灯接通、电动机启动时,开关均闭合,车灯与电动机并联后,再与定值电阻串联,电流表测量电路中的总电流,且电流表的示数为:I总=70A,
此时定值电阻两端的电压为:UR′=I总R=70A×0.05Ω=3.5V,
车灯和电动机两端的电压为:UL=UM=U−UR′=12.5V−3.5V=9V,
由图乙可知,此时通过车灯的电流为:IL′=9A,
车灯的功率为:PL′=UL′IL′=9V×9A=81W,
则车灯的功率减少了:ΔP=PL−PL′=120W−81W=39W,所以灯会变暗。
故答案为:(1)定值电阻R的阻值为0.05Ω;
(2)汽车的电动机启动时,车灯的功率减少了39W,所以灯会变暗。
【解析】(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,车灯接通,电动机断开,车灯与定值电阻R串联,电流表测量电路中的电流。已知电流表示数,即电路中的电流,根据串联电路程的电流规律可知通过车灯和定值电阻的电流,根据图乙可知车灯两端的电压,已知电源电压,根据串联电路的电压规律可知定值电阻两端的电压,根据欧姆定律计算定值电阻的阻值大小;
(2)根据P=UI计算出车灯接通、电动机未启动时车灯的功率;开关均闭合时,车灯与电动机并联后,再与定值电阻串联,电流表测量电路中的总电流,根据欧姆定律计算定值电阻两端的电压;已知电源电压,根据串联电路的电压规律可知车灯和电动机两端的电压,根据图乙可知此时通过车灯的电流,根据P=UI计算车灯此时的电功率,进一步求得车灯功率的减少量,据此分析。
本题考查欧姆定律、电功率公式的应用计算,难点在于在混联电路中应用串、并联电路的电流、电压规律求得各用电器的电流和两端电压,难度大。
21.【答案】解:(1)当闭合S1、S2、S3时,电路为R1和L的并联电路,灯泡L恰好正常发光,说明R1和L两端的电压即电源电压为灯泡L的额定电压6V;
此时电压表被开关S2短路,因此电压表的示数是0;
灯泡L正常发光时的电阻为:
RL=UL2PL=(6V)23W=12Ω;
(2)当只闭合S1时,电路为R1和R2的串联电路,此时R1和R2的总阻值为:
R=UI=6V0.4A=15Ω;
滑动变阻器R2上标有“15Ω1A”,滑动变阻器的滑片P置于距左端三分之一处时,R2连入电路的电阻值为:
R2′=13R2=13×15Ω=5Ω;
R1的阻值是:
R1=R−R2′=15Ω−5Ω=10Ω;
(3)当只闭合S3时,电路为灯泡L和R2的串联电路,电压表测量R2两端的电压,当电压表示数为3V时,灯泡L两端的电压为:
UL′=U−U2=6V−3V=3V;
此时灯泡L两端的电压与R2两端的电压相等,根据串联电路的分压原理可知,滑动变阻器连入电路的阻值是:
R2″=RL=12Ω;
此时灯的实际功率是:
PL′=(UL′)2RL′=(3V)212Ω=0.75W。
答:(1)当闭合S1、S2、S3时,灯泡L恰好正常发光,电源电压及电压表的示数均是6V;灯泡L正常发光时的电阻为12Ω;
(2)当只闭合S1,滑动变阻器的滑片P置于距左端三分之一处时,电流表示数为0.4A,R1的阻值是10Ω;
(3)当只闭合S3时,当电压表示数为3V时,滑动变阻器连入电路的阻值是12Ω;灯的实际功率是0.75W。
【解析】(1)当闭合S1、S2、S3时,电路为R1和L的并联电路,灯泡L恰好正常发光,说明R1和L两端的电压即电源电压为灯泡L的额定电压6V;此时电压表被开关S2短路,据此判断电压表的示数;根据R=U2P求出灯泡L正常发光时的电阻;
(2)当只闭合S1时,电路为R1和R2的串联电路,根据R=UI求出此时R1和R2的总阻值;滑动变阻器R2上标有“15Ω1A”,滑动变阻器的滑片P置于距左端三分之一处时,据此求出此时R2连入电路的电阻值;根据串联电路中的电阻规律求出R1的阻值;
(3)当只闭合S3时,电路为灯泡L和R2的串联电路,电压表测量R2两端的电压,当电压表示数为3V时,根据串联电路中电压的规律求出灯泡L两端的电压;再根据串联电路的分压原理求出滑动变阻器连入电路的阻值;根据P=U2R求出此时灯的实际功率。
此题考查了欧姆定律、串并联电路中电流、电压、电阻的规律、电功率的计算,稍有难度。
额定电压(V)
220
额定功率(W)
440
频率(Hz)
50
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