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人教版(2024)九年级全册第2节 电功率一课一练
展开这是一份人教版(2024)九年级全册第2节 电功率一课一练,共51页。试卷主要包含了选择题,填空题,计算题等内容,欢迎下载使用。
(同步基础练习)
一、选择题(共30小题):
1.下列生活中常用的数据中,符合实际情况的是( )
A.空调正常工作时的电流约为0.5A
B.对人体的安全电压为36V
C.火线与地线之间的电压是220V
D.标有“36V 12W”的灯泡正常工作时通过灯丝的电流约为3A
2.下列说法正确的是( )
A.在相等的时间内,电功率大的用电器消耗的电能多
B.电功率的大小取决于用电器消耗电能的多少
C.电功的常用单位是瓦
D.千瓦时是电功率常用的单位之一
3.下列说法不正确的是( )
A.接入电路并使用的用电器越多,总功率就越大
B.电路中的总电流超过电路的容许负载就容易引起火灾
C.只要每个用电器的功率不算很大就可以多用电器同时使用
D.家庭电路中的电压一定,总功率越大,电路中的总电流就越大
4.小刚利用电能表测某家用电器的电功率。当电路中只有这个用电器工作时,测得在15min内,消耗电能0.3kW•h,这个用电器可能是( )
A.空调器B.电风扇C.电视机D.收音机
5.智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁的使用会导致它的电能消耗很快。当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来适当延长使用时间,这其实是( )
A.减小了手机功率B.增加了电池电量
C.增大了电池电压D.降低了散热能力
6.智能手机耗电达到一定值时,会自动提示用户采用或转入“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是( )
A.减小了电池的输出电流B.增大了电池的输出电压
C.减小了电池的供电效率D.增大了电池的输出功率
7.如图所示的是某液晶彩色电视的铭牌。下列说法中正确的是( )
A.1kW•h的电能可供该液晶彩色电视正常工作4h
B.该液晶彩色电视可以接在380V电压下使用
C.该液晶彩色电视正常工作时,1h内消耗250W电能
D.正常工作时,该液晶彩色电视比60W的灯消耗电能慢
8.将一个“6V 3W”的灯泡与“10Ω 1A”的定值电阻并联接在某电源上,干路中允许通过的最大电流为( )
A.0.5AB.1.0AC.1.1AD.1.5A
9.下列说法中正确的是( )
A.标有“220V,40W”字样的电烙铁,正常工作25h,耗电1kW
B.标有“220V,40W”字样的灯泡,只有接在220V的电压下,灯泡才能正常发光
C.电能表上标有“220V,3A”的字样,说明此表所在电路最多可接40W的灯17盏
D.标有“220V 40W”字样的灯泡比正常时亮,说明它的额定功率变大了
10.节能灯已成为家庭照明的主要选择,如图一个11W的节能灯照明亮度和一个40W的白炽灯是相等的,两个灯泡均正常工作时,以下说法不正确的是( )
A.节能灯每秒消耗11 J电能 B.节能灯每秒产生的内能大于白炽灯
C.两个灯泡正常工作所需电压是相同的 D.用节能灯替代白炽灯有助于节省电能
11.如图所示为某品牌的液体加热器,在此加热器底部贴有一铭牌如表所示。下列说法中正确的是( )
A.1度电可供它正常工作0.8h B.它正常工作时,通过的电流大于5A
C.它正常工作时,其功率为800W D.它接在电压为110V的电源上工作时,其功率为400W
12.甲、乙两只简易型电加热器(俗称“热得快”)及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中正确的是( )
A.两电加热器均正常工作时,甲消耗的电能较多
B.将乙接入110V的电路中,它的实际功率为200W
C.两电加热器均正常工作时,甲的电阻大于乙的电阻
D.两电加热器串联后接在220V的电路中,甲的实际功率较大
13.“220V100W”的电烙铁与“220V100W”的电风扇正常工作时,下列说法正确的是( )
A.相同时间内,电烙铁消耗的电能比电风扇消耗的电能多
B.相同时间内,电烙铁产生的热量比电风扇产生的热量多
C.通过电烙铁的电流比电风扇的电流大
D.电烙铁消耗的电能比电风扇消耗的电能快
14.将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在电源上,假设灯丝的电阻不随温度变化,在保证灯泡安全情况下,则( )
A.接在12V的电源上,灯泡L1正常发光 B.接在12V的电源上,灯泡L2可能会烧坏
C.接在15V的电源上,灯泡L1正常发光 D.接在18V的电源上,两个灯都正常发光
15.小梦同学是个爱动脑的孩子,她想知道家里电热水壶的实际功率多大,于是她将家里其他用电器都关闭,只让电热水壶单独工作了72s,如图的电能表转盘转了50转,下列说法正确的是( )
A.此电能表转盘每小时转过2500转
B.电能表是测量电路中用电器功率的仪器
C.此电能表所在电路的最大电功率为2200kW
D.该电热水壶的实际功率是1000W
16.小灯泡的I﹣U图像如图甲所示,将它与定值电阻R并联,如图乙所示,闭合开关S1,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S2,电流表的示数增加了0.25A。则( )
A.定值电阻的阻值为8ΩB.灯泡功率为5W
C.电源电压为5VD.电路总功率为0.9W
17.如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω。当S1、S2都断开时,电流表示数为0.3A,则( )
A.电源电压为9V
B.当S1、S2都闭合时,电流表示数为0.6A
C.当闭合S1、断开S2时,R1的功率为3.6W
D.当S1、S2都闭合时,整个电路消耗的功率最大
18.如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从B端移至A端时,小灯泡恰好正常发光,小灯泡的U﹣I图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定电压为4V
B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.整个电路的最大功率为32W
D.电压表示数为11V时,通过小灯泡电流是0.55A
19.甲、乙两灯的额定电压均为6V,测得两灯的电流与电压关系图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲灯正常工作时的电阻是5Ω
B.乙灯的实际功率是2.4W时,它两端的实际电压是0.6V
C.两灯发光时要发热,是通过热传递改变内能的
D.把甲、乙两灯串联接在电压为7V的电源上时,电路的总功率为2.1W
20.在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中,得到了甲、乙两个元件电流与电压的数据,通过整理绘制出了如图所示的图像。据图像分析,下列判断正确的是( )
A.通过甲元件中的电流与两端的电压成反比
B.乙元件两端的电压越大,电阻越大
C.将甲、乙两元件串联起来接到总电压3V电路中,通过甲、乙元件的电流为0.2A
D.甲、乙元件并联后,接到2V的电压下,甲、乙电功率之比是1:2
21.如图甲所示,电源电压保持不变。闭合开关,将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中,电压表与电流表示数的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为15V B.定值电阻R1的阻值为10Ω
C.电路消耗的最小功率为0.3W D.电压表与电流表示数的比值始终不变
22.如图甲所示,电路中的电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1和滑动变阻器R2并联
B.定值电阻R1的阻值为10Ω
C.电源电压为6V
D.滑动变阻器R2消耗的最大功率为0.45W
23.如图甲所示电路,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大电功率为0.8W
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.当滑片在a端时,R0的功率为0.4W
D.当滑片在b端时,电路的总功率为1.2W
24.如图所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的U﹣I关系图象如图所示。则下列判断正确的是( )
A.电路消耗的最大功率是3.6W
B.电源电压为12V
C.电压表V2示数与电流表示数的比值不变
D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
25.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是( )
①滑动变阻器的最大阻值是20Ω
②电源电压为8V
③滑动变阻器消耗的电功率最大时,变阻器的阻值是20Ω
④整个电路消耗的最大电功率为14.4W
A.只有①③B.只有①④C.只有②③D.只有②④
26.如图甲所示,电源电压不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为20Ω B.R2的最大阻值为25Ω
C.电源电压为9V D.该电路消耗的最大电功率为3.6W
27.如图甲所示电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样,其I﹣U图像如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项正确的是( )
A.电流表的最大示数是0.4A B.小灯泡的最小功率是0.75W
C.电路的最小功率是0.9W D.变阻器的调节范围是5Ω~25Ω
28.如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程是“0~0.6A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,小灯泡L上标有“2.5V 1.25W”(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L的电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器滑片,则下列判断中( )
①小灯泡的额定电流为0.5A
②电流表的示数变化范围是0.18~0.5A
③电压表示数变化范围是0~3V
④滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω
A.只有①②正确B.只有②③正确C.只有②④正确D.只有①④正确
29.电阻式传感器被广泛应用与测力、测压、称重,它的核心部分是一只可变电阻,一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性,图中R0为定值电阻,R为电阻式传感器,当控制其阻值从0变为60Ω,测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示,已知电源电压恒定不变。下列说法正确的是( )
①当通过传感器的电流为0.1A时,P1=0.6W;
②R0的阻值为15Ω;
③电源电压为7.5V;
④电路消耗的最大功率为3.75W。
A.①③B.②④C.①②③D.①②③④
30.如图甲所示,是小毛同学“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P总随电流I变化的关系”的实验电路图,通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线,如图乙所示。根据图象可知,下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V B.定值电阻R0的阻值为2Ω
C.图线a是电源总功率P总的图线 D.滑动变阻器的最大功率为2W
二、填空题(共10小题):
31.甲、乙两灯泡分别标有“220V 44W”、“220V 110W”字样,不考虑温度对其电阻的影响,若将两灯泡串联在电路中使用,则电路两端的总电压不超过 V时,两灯均可安全工作,此时灯泡 更亮。
32.在如图所示的电路中,R2=6Ω,当S闭合,S1断开时,电流表示数为1A;当S、S1均闭合时,电流表的示数为1.5A,则R1= Ω;电源电压为 V,此电路的最大功率为 W。
33.如图所示,电源电压不变,电阻R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω。当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.1A,则电源电压为 V。该电路的最大电功率可达 W。
34.如图所示,电源电压为5V,灯泡标有“3V 1.5W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”,定值电阻R0=20Ω,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”。只闭合开关S、S2时,整个电路最小电功率是 W;在电路安全的情况下,只闭合开关S、S1时,向左移动滑动变阻器的滑片,灯泡的亮度变 (选填“暗”或“亮”)。
35.图示为小灯泡L和定值电阻R的I﹣U关系图像。由图可知,定值电阻R的阻值为 Ω。若将小灯泡L和定值电阻R并联接在电源电压为2V的电路中,则电路的总功率为 W。
36.小丽家电能表如图所示,她家同时使用的用电器总功率不能超过 W。若此电能表的铝盘在3min内转了30转,则说明3min电路消耗的总电能为 J,使用的用电器总功率为 W。
37.如图甲所示,电源电压保持不变。定值电阻R的阻值为1Ω,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则图像中的线段
表示的是电压表V1随电流表变化情况;滑片滑动过程中,电路消耗的最大总功率为 W。
38.如图所示,电源电压U保持不变,小灯泡L上标有“4V 4W”的字样,小灯泡电阻不变。只闭合S1时,小灯泡L恰好正常工作;只闭合S2时,调节滑动变阻器滑片使定值电阻R1前后两次消耗的电功率之比为1:4,此时,滑动变阻器电压为2V,则U= V,R1= Ω。
39.如图是一款电子秤,工作原理如图甲,其中E为干电池;电子秤示数表盘由电流表A改装而成;R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,电流表示数为0.6A;在b端时,电流表示数为0.15A;不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端。c是一根不计电阻的金属弹簧,其所受压力F与压缩量L的关系如图乙所示。则电路中电源电压为 V,电子秤中R0阻值为 Ω;当电路中的电流为0.3A时,电子秤称重示数为 kg;电子秤工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是 W。该电子秤示数表盘刻度分布 (选填“均匀”或“不均匀”)。(所有摩擦和挂钩的重力都不计,g取10N/kg)
40.如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器(其最大阻值为40Ω)。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,R1消耗的电功率随R1电阻变化关系如图乙所示,根据图象信息,则电路中最小电流为 A,R0消耗的最大电功率为 W。
三、计算题(共10小题):
41.小华有4V的蓄电池和规格为“3V 3W”的小灯泡各一只,为了能使小灯泡正常发光,他设计了如图所示的电路。求:
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)小灯泡正常发光1min消耗的电能;
(3)定值电阻的阻值和电功率
42.甲、乙两个导体并联在电路中,如图所示。若甲导体的电阻为12Ω,电源的电压是6V,且电路中的总电流为0.9A。求:
(1)通过导体甲的电流;
(2)导体乙的电阻;
(3)导体甲的电功率;
(4)通电5分钟电路消耗的总电能是多少?
43.小灯泡甲上标有“3.6V 0.75A”,小灯泡乙上标有“4.8V 0.5A”。将甲、乙两个小灯泡并联接在一个电源两端,使两灯都能发光,且其中一个小灯泡恰好正常发光,另一个实际功率小于额定功率。不计小灯泡电阻随温度的变化。求:
(1)小灯泡乙的电阻值;
(2)电源的电压;
(3)此时两个小灯泡的总功率。
44.如图所示,R0是阻值为8Ω的定值电阻,R为滑动变阻器,其上标有“100Ω 3A”字样,电流表A1、A2的量程为0~3A,灯泡上标有“6V 3W”字样。求:
(1)求灯泡的额定电流;
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡正常发光,求电源电压的大小;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,在不损坏电路元件的前提下,求R消耗电功率的最小值和最大值。
45.如图所示,电源电压恒定,R0是定值电阻,小灯泡L标有“6V 3W”,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为1.5A。求:
(1)求小灯泡的额定电流;
(2)求电阻R0的阻值;
(3)闭合S,断开S1和S2,移动变阻器的滑片P,求电路总功率的最小值和最大值。
46.如图所示,电源电压为12V不变,灯泡L上标有“10V 5W”的字样。滑动变阻器的最大阻值为20Ω(不考虑温度对小灯泡电阻的影响)求:
(1)求灯泡L的电阻;
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,求滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)闭合开关s,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,求灯泡的实际功率。
47.如图甲所示电路中,闭合开关后,将变阻器滑片从一端移到另一端的过程中,电流表示数随电压表示数的I﹣U图像如图乙所示。求:
(1)定值电阻R1的阻值;
(2)变阻器滑片位于B端时,变阻器R2消耗的电功率;
(3)若将电压表的量程改为0~3V,求变阻器R2接入电路的阻值范围。
48.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1=30Ω,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表的示数U与电流表的示数I的关系图象如图乙所示。求:
(1)电源电压;
(2)当滑片P在b点时,通电10s,R2消耗的电能;
(3)当滑片P移动到某一位置时,R1的功率为2.7W,此时电压表的示数。
49.如图所示,电源电压为4.5V,灯泡上标有“3V 1.5W”字样,定值电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2上标有“30Ω 1A”字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V,不考虑温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡电阻的阻值;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率的最小值;
(3)当开关S、S2、S3闭合,S1断开,灯泡正常发光时,滑动变阻器R2接入电路中的阻值;
(4)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的取值范围。
50.如图甲所示的电路,电源电压5V保持不变。小灯泡L标有“4V”字样,其部分I﹣U关系图像如图乙所示。滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”的字样,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少?
(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,此时滑动变阻器R1消耗的电功率是多少?
(3)只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器R1的滑片P,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?
题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
30
10
0
0
10
50
产品
液体加热器
额定电压
220V
频率
50HZ
额定功率
800W
容量
1.7L
人教版 八年级物理上册 第18章 《电功率》
第2节 电功率
(同步基础练习)
一、选择题(共30小题):
1.下列生活中常用的数据中,符合实际情况的是( )
A.空调正常工作时的电流约为0.5A
B.对人体的安全电压为36V
C.火线与地线之间的电压是220V
D.标有“36V 12W”的灯泡正常工作时通过灯丝的电流约为3A
【答案】C
【解析】解:A、空调的功率在1100W左右,根据P=UI可知工作电流在I=PU=1100W220V=5A,故A错误;
B、对人体的安全电压为不高于36V,故B错误;
C、我国家庭电路的电压是220V,火线与地线之间的电压为220V,故C正确;
D、根据P=UI可知标有“36V 12W”的灯泡正常工作时通过灯丝的电流IL=PLUL=12W36V≈0.3A,故D错误。
故选C。
2.下列说法正确的是( )
A.在相等的时间内,电功率大的用电器消耗的电能多
B.电功率的大小取决于用电器消耗电能的多少
C.电功的常用单位是瓦
D.千瓦时是电功率常用的单位之一
【答案】A
【解析】解:A、消耗的电能W=Pt,在相等的时间内,电功率大的用电器消耗的电能多,故A正确;
B、电功率表示消耗电能快慢的物理量,电功率的大小取决于用电器消耗电能的快慢,而不是消耗电能的多少,故B错误;
CD、电功的常用单位是千瓦时,国际单位是焦耳,瓦是电功率的单位,故CD错误。
故选:A。
3.下列说法不正确的是( )
A.接入电路并使用的用电器越多,总功率就越大
B.电路中的总电流超过电路的容许负载就容易引起火灾
C.只要每个用电器的功率不算很大就可以多用电器同时使用
D.家庭电路中的电压一定,总功率越大,电路中的总电流就越大
【答案】A
【解析】解:A、将多个用电器接入电路中使用,但不知道它们的连接方式,如果多个用电器串联,则用电器越多,总电阻越大,由P=U2R可知,在电源电压一定时,总功率会越小,故A错误;
B、电路中的总电流超过电路的容许负载,即总电流过大,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,相同时间内导线上产生的热量过多,容易引起火灾,故B正确;
C、电路的总功率等于各用电器消耗功率之和;虽然家庭电路中多个大功率用电器不能同时使用,但如果每个用电器的功率不算很大,则多用电器同时使用时总功率也不是很大,干路中总电流不是过大,所以此时多个用电器也可以同时使用,故C正确;
D、家庭电路中的电压一定,总功率越大,由P=UI可知,电路中的总电流就越大,故D正确。
故选:A。
4.小刚利用电能表测某家用电器的电功率。当电路中只有这个用电器工作时,测得在15min内,消耗电能0.3kW•h,这个用电器可能是( )
A.空调器B.电风扇C.电视机D.收音机
【答案】A
【解析】解:空调器的功率约为1200W,电风扇的功率约为80W,电视机的功率约为100W,收音机的功率约为0.5W。
这个用电器的功率:P=Wt=0.3kW⋅ℎ1560ℎ=1.2kW=1200W,故这个用电器可能是空调器。
故选:A。
5.智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁的使用会导致它的电能消耗很快。当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来适当延长使用时间,这其实是( )
A.减小了手机功率B.增加了电池电量
C.增大了电池电压D.降低了散热能力
【答案】A
【解析】解:当手机“电量”所剩无几时,即W一定,由P=Wt可得,要延长使用时间t,则减小总功率P,因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选:A。
6.智能手机耗电达到一定值时,会自动提示用户采用或转入“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是( )
A.减小了电池的输出电流B.增大了电池的输出电压
C.减小了电池的供电效率D.增大了电池的输出功率
【答案】A
【解析】解:智能手机耗电达到一定量时,剩余的电能也是定量,
由W=Pt可知,要延长手机的工作时间,需要减小电池的输出功率,而手机工作的电压是不变的,
由P=UI可知,在省电模式下,应减小电池的输出电流,故A正确。
故选:A。
7.如图所示的是某液晶彩色电视的铭牌。下列说法中正确的是( )
A.1kW•h的电能可供该液晶彩色电视正常工作4h
B.该液晶彩色电视可以接在380V电压下使用
C.该液晶彩色电视正常工作时,1h内消耗250W电能
D.正常工作时,该液晶彩色电视比60W的灯消耗电能慢
【答案】A
【解析】解:A、由P=可得,1kW•h的电能可供彩电正常工作时间t=W′P=1kW⋅ℎ250×10−3kW=4h,故A正确;
B、由彩电铭牌知其额定电压(正常工作电压)为220V~240V,故该液晶彩色电视不可以接在380V电压下使用,故B错误;
C、由彩电铭牌知其额定功率为250W,由P=Wt可得,彩电正常工作时,1h内消耗电能W=Pt=250W×3600s=9×105J,故C错误;
D、与60W的灯相比,在正常工作时彩电额定功率大,正常工作时,消耗电能快,故D错误。
故选:A。
8.将一个“6V 3W”的灯泡与“10Ω 1A”的定值电阻并联接在某电源上,干路中允许通过的最大电流为( )
A.0.5AB.1.0AC.1.1AD.1.5A
【答案】C
【解析】解:定值电阻的额定电压U定=I定R=1A×10Ω=10V,
由灯泡的规格和定值电阻的规格可知,电源的最大电压为U=6V,由P=UI可得,流过灯泡支路的电流为I1=PU=3W6V=0.5A,
由欧姆定律可得,流过定值电阻的电流为I2=UR=6V10Ω=0.6A,
根据并联电路的电流特点可知干路中允许通过的最大电流为I=I1+I2=0.5A+0.6A=1.1A。
故选C。
9.下列说法中正确的是( )
A.标有“220V,40W”字样的电烙铁,正常工作25h,耗电1kW
B.标有“220V,40W”字样的灯泡,只有接在220V的电压下,灯泡才能正常发光
C.电能表上标有“220V,3A”的字样,说明此表所在电路最多可接40W的灯17盏
D.标有“220V 40W”字样的灯泡比正常时亮,说明它的额定功率变大了
【答案】B
【解析】解:A、电烙铁的额定功率为40W,则通电25h消耗的电能W=Pt=40W×25h=1kW•h,但答案中写成了kW,故A错误;
B、灯泡的额定电压为220V,说明灯泡在220V的电压下能达到额定功率,灯泡才能正常发光,故B正确;
C、根据电能表的符号“220V 3A”,可求出最多安装用电器的总功率,P总=UI=220V×3A=660W,
电灯盏数为:n=P总P额=660W40W=16.5盏,故C错误;
D、标有“220 V 40 W”字样的灯泡比正常时亮,说明它的实际功率变大了,但额定功率不变,故D错误。
故选:B。
10.节能灯已成为家庭照明的主要选择,如图一个11W的节能灯照明亮度和一个40W的白炽灯是相等的,两个灯泡均正常工作时,以下说法不正确的是( )
A.节能灯每秒消耗11 J电能 B.节能灯每秒产生的内能大于白炽灯
C.两个灯泡正常工作所需电压是相同的 D.用节能灯替代白炽灯有助于节省电能
【答案】B
【解析】解:A、节能灯每秒消耗的电能:W=Pt=11W×1s=11J,故A正确;
B、节能灯的光电转化效率高于白炽灯,所以节能灯每秒产生的内能小于白炽灯,故B错误;
C、根据灯泡的铭牌可知两个灯泡正常工作所需电压是相同的,故C正确;
D、根据W=Pt可知相同时间内,灯泡的功率越小,消耗的电能越少,所以用节能灯替代白炽灯有助于节省电能,故D正确。
故选:B。
11.如图所示为某品牌的液体加热器,在此加热器底部贴有一铭牌如表所示。下列说法中正确的是( )
A.1度电可供它正常工作0.8h
B.它正常工作时,通过的电流大于5A
C.它正常工作时,其功率为800W
D.它接在电压为110V的电源上工作时,其功率为400W
【答案】C
【解析】解:AC.液体加热器正常工作时的功率P=800W=0.8kW,由P=Wt可得,1度电可供它正常工作的时间t=WP=1kW⋅ℎ0.8kW=1.25h,故A错误、C正确;
B.由P=UI可得,液体加热器正常工作时,通过的电流I=PU=800W220V≈3.6A<5A,故B错误;
D.由P=UI=U2R可得,液体加热器的电阻R=U2P=(220V)2800W=60.5Ω,它接在电压为110V的电源上工作时,其功率P′=U实2R=(110V)260.5Ω=200W,故D错误。
故选:C。
12.甲、乙两只简易型电加热器(俗称“热得快”)及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中正确的是( )
A.两电加热器均正常工作时,甲消耗的电能较多
B.将乙接入110V的电路中,它的实际功率为200W
C.两电加热器均正常工作时,甲的电阻大于乙的电阻
D.两电加热器串联后接在220V的电路中,甲的实际功率较大
【答案】B
【解析】解:A.根据W=Pt可知,用电器消耗电能的多少与时间和功率有关,只知道功率不知道时间,所以无法比较消耗电能的多少,故A错误;
B.根据P=UI=U2R可得,乙的电阻R乙=U乙2P乙=(220V)2800W=60.5Ω,
将乙接入110V的电路中,它的实际功率P乙′=U′2R乙=(110V)260.5Ω=200W,故B正确;
C.两电加热器的额定电压相同、甲的额定功率较大,根据P=UI=U2R的变形式R=U2P可知,甲的电阻较小,故C错误;
D.两电加热器串联后接在220V的电路中时,通过它们的电流相等,甲的电阻小,由P=I2R可知,甲的实际功率较小,故D错误。
故选:B。
13.“220V100W”的电烙铁与“220V100W”的电风扇正常工作时,下列说法正确的是( )
A.相同时间内,电烙铁消耗的电能比电风扇消耗的电能多
B.相同时间内,电烙铁产生的热量比电风扇产生的热量多
C.通过电烙铁的电流比电风扇的电流大
D.电烙铁消耗的电能比电风扇消耗的电能快
【答案】B
【解析】解:A.电烙铁和电风扇正常工作时的功率均为100W,由W=Pt可知,相同时间内,它们消耗的电能相等,故A错误;
B.相同时间内电烙铁和电风扇消耗的电能相等,而电风扇工作时将电能大部分转化机械能,电烙铁将电能全部转化为内能,所以电烙铁产生的热量比电风扇产生的热量多,故B正确;
C.由I=PU可知,电烙铁和电风扇正常工作时,通过它们的电流相等,故C错误;
D.电烙铁和电风扇正常工作时的实际功率相等,它们消耗电能的一样快,故D错误。
故选:B。
14.将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在电源上,假设灯丝的电阻不随温度变化,在保证灯泡安全情况下,则( )
A.接在12V的电源上,灯泡L1正常发光 B.接在12V的电源上,灯泡L2可能会烧坏
C.接在15V的电源上,灯泡L1正常发光 D.接在18V的电源上,两个灯都正常发光
【答案】C
【解析】解:(1)由P=U2R可得,两灯泡的电阻分别为:R1=U12P1=(12V)26W=24Ω,R2=U22P2=(6V)26W=6Ω,
两灯泡的额定电流分别为:I1=U1R1=12V24Ω=0.5A,I2=U2R2=6V6Ω=1A,
因串联电路各处的电流相等,且I1<I2,所以电路中的最大电流I最大=I1=0.5A,灯泡L1正常发光,
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,
则由欧姆定律可得此时的电源电压:U=I最大(R1+R2)=0.5A×(24Ω+6Ω)=15V,故C正确;
(2)当电源电压小于15V时,由欧姆定律可知通过电路的电流会小于0.5A,两灯泡都不能正常发光;当电源电压大于15V时,由欧姆定律可知通过电路的电流会大于0.5A,则灯泡L1会被烧坏,故ABD错误。
故选:C。
15.小梦同学是个爱动脑的孩子,她想知道家里电热水壶的实际功率多大,于是她将家里其他用电器都关闭,只让电热水壶单独工作了72s,如图的电能表转盘转了50转,下列说法正确的是( )
A.此电能表转盘每小时转过2500转
B.电能表是测量电路中用电器功率的仪器
C.此电能表所在电路的最大电功率为2200kW
D.该电热水壶的实际功率是1000W
【答案】D
【解析】解:A.2500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,转盘转2500圈,故A错误;
B、电能表是测量电路中用电器消耗电能的仪器,故B错误;
C、此电能表所在电路的最大电功率P=UI=220V×20A=4400W,故C错误
D.因2500r/kW•h表示转盘转1圈,电路中消耗12500kW•h的电能,所以,电能表转盘转了50r消耗的电能:
W=502500kW•h=0.02kW•h,
电热水壶的实际功率:P=Wt=0.02kW⋅ℎ723600ℎ=1kW=1000W,故D正确。
故选:D。
16.小灯泡的I﹣U图像如图甲所示,将它与定值电阻R并联,如图乙所示,闭合开关S1,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S2,电流表的示数增加了0.25A。则( )
A.定值电阻的阻值为8ΩB.灯泡功率为5W
C.电源电压为5VD.电路总功率为0.9W
【答案】D
【解析】解:ABC.如图乙所示,闭合开关S1,此时电路为只有R的简单电路,电流表的示数为0.2A;再闭合开关S2,此时电路为R与小灯泡的并联电路。
由并联电路电流特点可知,电流表的示数增加了0.25A,则通过小灯泡的电流为0.25A,由图甲可知,此时小灯泡两端的电压为2V,根据并联电路的电压特点可知,电源电压为2V,定值电阻两端的电压为2V;
由欧姆定律可知,定值电阻的阻值为:R=UI=2V0.2A=10Ω
灯泡的功率为:P1=U1I1=2V×0.25A=0.5W
故ABC错误;
D.当开关都闭合时,该电路的总电流为:I总=I2+I1=0.2A+0.25A=0.45A
电路总功率为:P总=UI总=2V×0.45A=0.9W
故D正确。
故选D。
17.如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω。当S1、S2都断开时,电流表示数为0.3A,则( )
A.电源电压为9V
B.当S1、S2都闭合时,电流表示数为0.6A
C.当闭合S1、断开S2时,R1的功率为3.6W
D.当S1、S2都闭合时,整个电路消耗的功率最大
【答案】D
【解析】解:A、当S1、S2都断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=UR可得,电源的电压:U=I(R1+R2)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V,故A错误;
BD、当S1、S2都闭合时,R2与R3并联,电流表测干路电流,
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=R2R3R2+R3=10Ω×10Ω10Ω+10Ω=5Ω,
此时电路中的总电阻最小,由P=U2R可知,电路的总功率最大,故D正确;
干路电流表的示数:I′=UR=6V5Ω=1.2A,故B错误;
C、当闭合S1,断开S2时,电路为R2的简单电路,则R1的电功率为0W,故C错误。
故选:D。
18.如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从B端移至A端时,小灯泡恰好正常发光,小灯泡的U﹣I图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定电压为4V
B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.整个电路的最大功率为32W
D.电压表示数为11V时,通过小灯泡电流是0.55A
【答案】B
【解析】解:A、由题知灯泡和R串联,滑动变阻器的滑片P从B端移至A端时,连入电路的电阻变小,电流变大。由乙图可知,滑片P在A端时,R=0,电流表的示数为1A,小灯泡两端的电压为12V,灯泡恰好正常发光,则小灯泡的额定电压为12V,故A错误;
B、由A分析可知,滑动变阻器的滑片P在A端时,电压表的示数等于电源电压为12V,
滑动变阻器的滑片P在B端时,变阻器连入电路的电阻最大,电流最小为0.4A,电压表的示数为4V,此时R两端的电压U大=U﹣UL小=12V﹣4V=8V,
变阻器R的阻值为R大=U大I小=8V0.4A=20Ω,故B正确;
C、由P=UI可知,当电源电压不变时,电流越大,整个电路的功率越大,所以当电流为1A时,整个电路的功率最大为P大=UI大=12V×1A=12W,故C错误;
D、电压表的示数为11V时,如果通过灯泡的电流为0.55A,则灯泡的电阻RL=UI=11V0.55A=20Ω,
由图可知,当灯泡两端的电压为12V时,电阻为RL′=UL′IL′=12V1A=12Ω<20Ω,
灯泡的电阻随温度的升高而增大,12V的应该大于11V的,所以D错误。
故选:B。
19.甲、乙两灯的额定电压均为6V,测得两灯的电流与电压关系图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲灯正常工作时的电阻是5Ω
B.乙灯的实际功率是2.4W时,它两端的实际电压是0.6V
C.两灯发光时要发热,是通过热传递改变内能的
D.把甲、乙两灯串联接在电压为7V的电源上时,电路的总功率为2.1W
【答案】D
【解析】解:A.甲灯正常发光时的电压U甲=6V,由图象可知通过甲灯的电流I甲=0.3A,由I=UR可知,甲灯正常工作时的电阻R甲=U甲I甲=6V0.3A=20Ω,故A错误;
B.由图乙知,当灯的电压为4V时,通过的电流为0.6A,乙灯的实际功率P乙′=U乙′I乙′=4V×0.6A=2.4V,所以当乙灯的实际功率是2.4W时,它两端的实际电压是4V,故B错误;
C.两灯发光时要发热,是通过电流做功改变内能的,故C错误;
D.把甲、乙两灯串联接在7V的电源上时,通过它们的电流相等,且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和,由图象可知,当电路中的电流为0.3A,甲灯的实际电压为6V,乙灯的实际电压为1V时满足电源电压为7V,所以电路中的电流为0.3A,电路的总功率P=UI=7V×0.3A=2.1W,故D正确。
故选:D。
20.在探究“导体中的电流与电压关系”的实验中,得到了甲、乙两个元件电流与电压的数据,通过整理绘制出了如图所示的图像。据图像分析,下列判断正确的是( )
A.通过甲元件中的电流与两端的电压成反比
B.乙元件两端的电压越大,电阻越大
C.将甲、乙两元件串联起来接到总电压3V电路中,通过甲、乙元件的电流为0.2A
D.甲、乙元件并联后,接到2V的电压下,甲、乙电功率之比是1:2
【答案】C
【解析】解:A、甲元件图像是过原点的直线,说明甲元件是一个定值电阻,由于电压与电流的比值是个定值,所以通过甲元件中的电流与两端的电压成正比,故A错误;
B、由图可知,当乙元件两端的电压为1.5V时,电流为0.1A,此时乙元件的电阻为:
R1=U1I1=Ω;
当乙元件两端的电压为2.0V时,电流为0.2A,此时乙元件的电阻为:R2=U2I2=Ω;
因此,乙元件两端的电压越大,电阻越小,故B错误;
C、若将甲、乙两元件串联起来接到电路中,由于串联电路中总电压等于各分电压之和,由图可知,甲、乙元件两端的电压分别为U甲=1V,U乙=2V,总电压为3V时,电路中的电流为0.2A,故C正确;
D.若甲、乙元件并联后,接到2V的电路中,根据并联电路中各支路两端的电压相等可知,两元件两端的电压均为2V,由图像可知,通过两元件的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A,根据PP=UI可得:
P甲P乙=UI甲UI乙=I甲I乙=,故D错误。
故选C。
21.如图甲所示,电源电压保持不变。闭合开关,将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中,电压表与电流表示数的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为15V B.定值电阻R1的阻值为10Ω
C.电路消耗的最小功率为0.3W D.电压表与电流表示数的比值始终不变
【答案】B
【解析】解:闭合开关,R1、R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压;
(1)当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,
从图乙可知,此时电路中电流为0.1A,滑动变阻器两端得到电压为12V,
则滑动变阻器的阻值为R2=U2I=12V0.1A=120Ω,电源电压U=U1+U2=IR1+U2=0.1A×R1+12V……①
当电路中电流为1A时,滑动变阻器两端的电压为3V,
电源电压U=U1′+U2′=I′R1+U2′=1A×R1+3V……②
根据①②可得:U=13V,R1=10Ω,故A错误、B正确;
(2)电源电压不变,根据P=UI可知,电路中电流最小时,总功率最小,
电路消耗的最小功率:P小=UI=13V×0.1A=1.3W,故C错误;
(3)由欧姆定律的变形式R=UI可知,电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,
滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,因此电压表与电流表示数的比值变小,故D错误。
故选:B。
22.如图甲所示,电路中的电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.定值电阻R1和滑动变阻器R2并联 B.定值电阻R1的阻值为10Ω
C.电源电压为6V D.滑动变阻器R2消耗的最大功率为0.45W
【答案】C
【解析】解:A、由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R1与滑动变阻器R2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,故A错误;
BC、当滑片P从a端移动到b端的过程中,变阻器R2接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,
设滑片P在a端和b端的电流分别为Ia、Ib,
由图乙可知,当变阻器的滑片在b端时,电压表的示数U2b=4V,电流表示数Ib=0.1A,
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值:R2=U2bIb=4V0.1A=40Ω,
由串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压:U=U1b+U2b=IbR1+U2b=0.1A×R1+4V……①,
当变阻器的滑片在a端时,电压表的示数U2a=0V,电流表示数Ia=0.3A,
由串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压:U=U1a+U2a=IaR1+U2a=0.3A×R1……②,
由①②解得:R1=20Ω,U=6V,故B错误、C正确;
D、滑动变阻器消耗的电功率:P=I2R2=(UR1+R2)2R2=U2R2(R1+R2)2=U2R2(R1−R2)2+4R1R2=U2(R1−R2)2R2+4R1,
所以,当R2=R1=20Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,为P=U24R1=(4V)24×20Ω=0.2W,故D错误。
故选C。
23.如图甲所示电路,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片从最左端a滑到最右端b的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大电功率为0.8W
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.当滑片在a端时,R0的功率为0.4W
D.当滑片在b端时,电路的总功率为1.2W
【答案】D
【解析】解:由电路图可知,R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器两端的电压。
(1)当滑片位于最左端a时,变阻器接入电路中的电阻为零,电路中的电流最大,
由图象可知,电路中的最大电流I大=0.6A,
由I=UR可得,电源的电压:U=I大R0=0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于最右端b时,接入电路中的电阻最大,电压表的示数最大,电流表的示数最小,
由图象可知,此时U滑=4V,电路中的最小电流I小=0.2A,
则滑动变阻器的最大阻值:R滑=U滑I小=4V0.2A=20Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:U=I小(R0+R滑)=0.2A×(R0+20Ω)﹣﹣﹣②
由①②可解得:R0=10Ω,U=6V,故B错误;
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻为R时,电路中的电流:I=UR0+R,
则滑动变阻器消耗的电功率:P滑=I2R=(UR0+R)2R=U2R0R02+2RR0+R2=U2(R−R0)2R+4R0,
当R=R0=10Ω时,滑动变阻器的电功率最大,
则P滑大=U24R0=(6V)24×10Ω=0.9W,故A错误;
(3)当滑片在a端时,电路为R0的简单电路,电流最大,
则R0的功率:P0=UI大=6V×0.6A=3.6W,故C错误;
当滑片在b端时,电路中的电流最小,
则电路的总功率:P=UI小=6V×0.2A=1.2W,故D正确。
故选:D。
24.如图所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的U﹣I关系图象如图所示。则下列判断正确的是( )
A.电路消耗的最大功率是3.6W
B.电源电压为12V
C.电压表V2示数与电流表示数的比值不变
D.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
【答案】A
【解析】解:闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表V1测电阻R1两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压,
由于通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,所以甲为滑动变阻器的关系图象,乙为电阻R1的图象;
AB、由右图可知,此时电路中的电流I1=0.2A,电阻R1的电压U1=2V,滑动变阻器两端的电压U2=4V,
由串联电路总电压等于各支路电压之和知电源电压为:U=U1+U2=2V+4V=6V,故B错误;
由右图可知,电路中的最大电流I2=0.6A,
电路消耗的最大功率:P2=UI2=6V×0.6A=3.6W,故A正确;
C、由左图和欧姆定律知:电压表V2示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的电阻,所以滑动变阻器阻值从最大变化到最小时电压表V2示数与电流表示数的比值变小,故C错误;
D、由I=UR可得滑动变阻器的阻值最大为:
R2=U2I1=4V0.2A=20Ω,所以滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω,故D错误。
故选:A。
25.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是( )
①滑动变阻器的最大阻值是20Ω
②电源电压为8V
③滑动变阻器消耗的电功率最大时,变阻器的阻值是20Ω
④整个电路消耗的最大电功率为14.4W
A.只有①③B.只有①④C.只有②③D.只有②④
【答案】B
【解析】解:①由图甲可知该电路为R和R0的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压;
当滑动变阻器接入的阻值最大时,电路总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的电流最小为I1=0.4A,此时滑动变阻器的功率为P1=3.2W,
由P=I2R可知滑动变阻器的最大阻值为:R=P1I12=3.2W(0.4A)2=20Ω,故①正确;
②当电路中的电流为0.4A时,由欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压为:U1=I1R=0.4A×20Ω=8V,
由串联电路的电压特点可知电源电压为:U=U0+U1=I1R0+U1=0.4A×R0+8V﹣﹣﹣﹣(1);
由图乙可知,当电路中的电流为I2=0.6A时,滑动变阻器的功率为P2=3.6W,
由P=UI可知此时滑动变阻器两端的电压为:U2=P2I2=,
由串联电路的电压特点可知电源电压为:U=U0′+U2=I2R0+U2=0.6A×R0+6V﹣﹣﹣﹣(2);
将(1)(2)联立即可解得:R0=10Ω,U=12V,故②错误;
③由图乙可知滑动变阻器的最大功率为P2=3.6W,
由P=I2R可知此时滑动变阻器的电阻为:R2=P2I22=3.6W(0.6A)2=10Ω,故③错误;
④当滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时,电路中只有R0,由P=U2R可知此时电路总功率最大,
则电路最大总功率为:P=U2R0=(12V)210Ω=14.4W,故④正确。
故选:B。
26.如图甲所示,电源电压不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为20Ω B.R2的最大阻值为25Ω
C.电源电压为9V D.该电路消耗的最大电功率为3.6W
【答案】D
【解析】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
AC、当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时,其两端电压为2V,
由P=UI可得,此时电路中的电流为:I1=P1U1=0.8W2V=0.4A,
由I=UR及串联电路的电压规律可得,电源的电压:U=I1R1+U1=0.4A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
当滑动变阻器消耗的功率为0.5W时,其两端电压为5V,
由P=UI可得,此时电路中的电流为:I2=P2U2=0.5W5V=0.1A,
由I=UR及串联电路的电压规律可得,电源的电压:U=I2R1+U2=0.1A×R1+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
电源电压不变,则:0.4A×R1+2V=0.1A×R1+5V,解得:R1=10Ω;
电源电压为:U=I1R1+U1=0.4A×10Ω+2V=6V,故AC错误;
B、由图乙可知,当变阻器两端电压最大为5V时,滑动变阻器全部接入电路中,其电阻最大,此时电流最小为I2=0.1A,
则滑动变阻器的最大阻值为:R2=U2I2=5V0.1A=50Ω,故B错误;
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时(电路为R1的简单电路),电路中的电阻最小,电流最大,
则电路中的最大电流为:I大=UR1=6V10Ω=0.6A;
该电路消耗的最大电功率:P大=UI大=6V×0.6A=3.6W,故D正确。
故选:D。
27.如图甲所示电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“25Ω 1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样,其I﹣U图像如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项正确的是( )
A.电流表的最大示数是0.4A B.小灯泡的最小功率是0.75W
C.电路的最小功率是0.9W D.变阻器的调节范围是5Ω~25Ω
【答案】B
【解析】解:由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
A、因串联电路中电流处处相等,所以为了保证电路安全,电路中允许通过的最大电流I大=IL额=0.3A,故A错误;
BC、由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器接入电路的电阻越大,变阻器两端的电压越大(即电压表示数越大),则灯泡两端的电压越小,且此时流过小灯泡的电流也越小,灯泡消耗的功率越小;
所以,当电压表的示数最大为3V时,小灯泡的电功率最小,
此时小灯泡两端的电压为:UL′=U﹣U滑′=6V﹣3V=3V,
由图乙可知,此时流过小灯泡的最小电流是0.25A(即电流表的最小示数为0.25A),
则小灯泡的最小功率:PL小=UL′I小=3V×0.25A=0.75W,故B正确;
电路的最小功率是:P=UI小=6V×0.25A=1.5W,故C错误;
D、小灯泡标有“4.5V 0.3A”字样,即电路中的最大电流为0.3A时,小灯泡两端的电压为4.5V,
根据串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的最小电压为:U滑小=U﹣UL=6V﹣4.5V=1.5V,
滑动变阻器允许接入的最小电阻为:R滑小=U滑小I大=Ω,
当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入的电阻最大,电流最小为0.25A,
滑动变阻器允许接入的最大电阻为:R滑大=U滑大I小=3V0.25A=12Ω,
所以变阻器的调节范围是5Ω~12Ω,故D错误。
故选:B。
28.如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程是“0~0.6A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,小灯泡L上标有“2.5V 1.25W”(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L的电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器滑片,则下列判断中( )
①小灯泡的额定电流为0.5A
②电流表的示数变化范围是0.18~0.5A
③电压表示数变化范围是0~3V
④滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10Ω
A.只有①②正确B.只有②③正确C.只有②④正确D.只有①④正确
【答案】D
【解析】解:如图所示,开关闭合后,灯与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流。
①已知灯泡的额定电压和额定功率,由P=UI可得,灯泡正常发光电流为
I额=P额U额=
故①正确;
②④滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表量程为“0~0.6A”,串联电路中电流处处相等,所以电路中的最大电流I最大=0.5A,由欧姆定律知,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小为
R滑min=U−U额Imin=4.5V−Ω
灯泡的电阻为: RL=U额I额=Ω
当电压表示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,此时灯泡两端的电压为:UL′=U﹣U滑min=4.5V﹣3V=1.5V,
电路中的最小电流为:Imin=UL′RL=1.5V5Ω=0.3A
滑动变阻器接入电路中的最大阻值为:R滑man=U滑mainImin=3V0.3A=10Ω
所以滑动变阻器阻值变化的范围是4~10Ω,电路中电流变化的范围是0.3~0.5A,故②错误,④正确;
③电源电压为4.5V,灯泡额定电压为2.5V,灯泡两端最大电压为2.5V,此时滑动变阻器两端电压最小为
U最小=4.5V﹣2.5V=2V
则电压表示数变化范围是 2~3V,故③错误;
综上所述,只有①④正确,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
29.电阻式传感器被广泛应用与测力、测压、称重,它的核心部分是一只可变电阻,一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性,图中R0为定值电阻,R为电阻式传感器,当控制其阻值从0变为60Ω,测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示,已知电源电压恒定不变。下列说法正确的是( )
①当通过传感器的电流为0.1A时,P1=0.6W;
②R0的阻值为15Ω;
③电源电压为7.5V;
④电路消耗的最大功率为3.75W。
A.①③B.②④C.①②③D.①②③④
【答案】D
【解析】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图乙可知,通过传感器的电流最小为0.1A,由欧姆定律可知电路中的总电阻最大,传感器的电阻最大,即为60Ω;
此时传感器的功率:P1=I2R=(0.1A)2×60Ω=0.6W,故①正确;
(2)当电路中的电流I=0.1A时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=UR可得,电源的电压:U=I(R0+R)=0.1A×(R0+60Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
当R=0Ω时,电路为R0的简单电路,此时电路中的电流最大,由图乙可知最大电流I′=0.5A,
则电源的电压:U=I′R0=0.5A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源的电压不变,
所以,0.1A×(R0+60Ω)=0.5A×R0,
解得:R0=15Ω,故②正确
电源的电压U=I′R0=0.5A×15Ω=7.5V,故③正确;
(3)电路消耗的最大功率:P=UI′=7.5V×0.5A=3.75W,故④正确。
由上分析可知:①②③④正确。
故选:D。
30.如图甲所示,是小毛同学“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P总随电流I变化的关系”的实验电路图,通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线,如图乙所示。根据图象可知,下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.定值电阻R0的阻值为2Ω
C.图线a是电源总功率P总的图线
D.滑动变阻器的最大功率为2W
【答案】C
【解析】解:AC、电源电压U不变,由P=UI可知,电源总功率P总与电流I成正比,图像是一条倾斜的直线,由图像可知,电源总功率P总随电流I变化的关系图线是a;由图像可知,电源总功率P总=9W时,电流I=3A,
由P=UI可得,电源电压:U=P总U=9W1A=3V;故A错误,C正确;
B、由P=I2R可知,定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系,则由图像可知,定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b,且定值电阻R0的最大功率P0=9W,此时电路中的电流I=3A,
由P=I2R可得,电阻R0的阻值:R0=P0I2=9W(3A)2=1Ω,故B错误;
D、图线a表示P总﹣I图像,图线b表示P0﹣I图像,则图线c表示PR﹣I图像,设变阻器R消耗的电功率最大时,电路中的电流为I,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:UR=U﹣IR0=3V﹣I×1Ω,则滑动变阻器消耗的电功率:PR=URI=(3V﹣I×1Ω)I=3V×I﹣1Ω×I2=﹣1Ω×I2+3V×I=﹣1Ω×I2+3V×I﹣(32)2W+(32)2W=﹣(I−32A)2×1Ω+2.25W=2.25W﹣(I−32A)2×1Ω,当I=32A时,滑动变阻器消耗的电功率最大,最大功率为2.25W,故D错误。
故选:C。
二、填空题(共10小题):
31.甲、乙两灯泡分别标有“220V 44W”、“220V 110W”字样,不考虑温度对其电阻的影响,若将两灯泡串联在电路中使用,则电路两端的总电压不超过 V时,两灯均可安全工作,此时灯泡 更亮。
【答案】308;甲灯。
【解析】解:(1)由P=UI可得,甲、乙两灯泡的额定电流分别为:
I甲=P甲U甲=44W220V=0.2A,I乙=P乙U乙=110W220V=0.5A,
由欧姆定律可得两灯的电阻分别为:R甲=U甲I甲=220V0.2A=1100Ω,R乙=U乙I乙=220V0.5A=440Ω;
两灯泡串联在电路中,由于串联电路中电流处处相等,两灯均可安全工作,
则电路中的最大电流I最大=0.2A,
电路两端的最大总电压:U最大=I最大(R甲+R乙)=0.2A×(1100Ω+440Ω)=308V;
(2)因为P=I2R,R甲>R乙,两灯串联、通过的电流相等,所以P甲>P乙,甲灯较亮。
故答案为:308;甲灯。
32.在如图所示的电路中,R2=6Ω,当S闭合,S1断开时,电流表示数为1A;当S、S1均闭合时,电流表的示数为1.5A,则R1= Ω;电源电压为 V,此电路的最大功率为 W。
【答案】3;3;4.5。
【解析】解:(1)当S闭合,S1断开时,只有R1接入电路,电流表测R1的电流,即通过R1的电流为I1=1A,
当S、S1均闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流I=1.5A,
则通过R2的电流为I2=I﹣I1=1.5A﹣1A=0.5A,
电阻R2两端的电压U2=I2R2=0.5A×6Ω=3V,
根据并联电路电压的特点知R1两端的电压U1=U2=3V,
电阻R1的阻值R1=U1I1=3V1A=3Ω;
(2)电源电压U=U2=3V;
(3)两电阻并联时,电路的总功率最大为P=UI=3V×1.5A=4.5W。
故答案为:3;3;4.5。
33.如图所示,电源电压不变,电阻R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω。当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.1A,则电源电压为 V。该电路的最大电功率可达 W。
【答案】3;1.2。
【解析】解:当开关S1闭合,S2、S3断开时,R1和R2串联,电流表测电路中的电流;
已知电流表示数为0.1A,即电路中的电流为I=0.1A,
由串联电路的电阻特点可知总电阻为:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
由I=UR可知电源电压为:U=IR=0.1A×30Ω=3V;
当开关S1、S2和S3均闭合时,R2被短路,R1和R3并联,电流表测干路的电流;
此时电路总电阻最小为:R小=R1R3R1+R3=10Ω×30Ω10Ω+30Ω=7.5Ω,
则该电路的最大功率为:P大=U2R小=(3V)27.5Ω=1.2W。
故答案为:3;1.2。
34.如图所示,电源电压为5V,灯泡标有“3V 1.5W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”,定值电阻R0=20Ω,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”。只闭合开关S、S2时,整个电路最小电功率是 W;在电路安全的情况下,只闭合开关S、S1时,向左移动滑动变阻器的滑片,灯泡的亮度变 (选填“暗”或“亮”)。
【答案】0.625;亮。
【解析】解:闭合开关S、S2,断开开关S1时,滑动变阻器R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;滑动变阻器全部接入电路中时,电路的总电阻最大,根据欧姆定律可知,此时的总电流最小,最小电流为:I'小=UR0+R=5V20Ω+20Ω=0.125A;
电路的最小功率为:P小=UI'小=5V×0.125A=0.625W。
闭合开关S、S1,断开开关S2时,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;通过灯泡的电流变大,灯泡的亮度变亮。
故答案为:0.625;亮。
35.图示为小灯泡L和定值电阻R的I﹣U关系图像。由图可知,定值电阻R的阻值为 Ω。若将小灯泡L和定值电阻R并联接在电源电压为2V的电路中,则电路的总功率为 W。
【答案】10;1.6。
【解析】解:(1)因为灯泡L的电阻随温度的变化而变化,定值电阻R的阻值保持不变,所以灯泡L的I﹣U关系图像为一条曲线,定值电阻R的I﹣U关系图像为一条直线,因此由图像可知,A是灯泡L的I﹣U关系图像,B是定值电阻R的I﹣U关系图像;
由图像可知,当定值电阻R两端的电压为4V时,通过定值电阻R的电流为0.4A,由欧姆定律可知,定值电阻R的阻值:R=UBIB=4V0.4A=10Ω;
(2)由并联电路的电压特点可知,小灯泡L和定值电阻R两端的电压都等于电源电压2V,
由图像可知,此时通过灯泡L的电流IL=0.6A,通过定值电阻R的电流IR=0.2A,
由并联电路的电流特点可知,干路电流:I=IL+IR=0.6A+0.2A=0.8A,
则电路的总功率:P=UI=2V×0.8A=1.6W。
故答案为:10;1.6。
36.小丽家电能表如图所示,她家同时使用的用电器总功率不能超过 W。若此电能表的铝盘在3min内转了30转,则说明3min电路消耗的总电能为 J,使用的用电器总功率为 W。
【答案】4400;1.8×105;1000。
【解析】解:由表盘可知,电能表的工作电压是220V,允许通过的最大电流为20A,
则他家同时使用的用电器总功率最大为:P=UI=220V×20A=4400W。
“600r/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转600转,
电能表的转盘转30转时,该用电器消耗的电能:W=30600kW•h=0.05kW•h=1.8×105J,
则使用的用电器的总功率:P=Wt=1.8×105J3×60s=1000W。
故答案为:4400;1.8×105;1000。
37.如图甲所示,电源电压保持不变。定值电阻R的阻值为1Ω,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则图像中的线段
表示的是电压表V1随电流表变化情况;滑片滑动过程中,电路消耗的最大总功率为 W。
【答案】dc;45。
【解析】解:(1)由甲图可知,三个电阻串联,电流表测电路中电流,电压V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压。
滑片P从b点滑到a点的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大;根据串联分压原理可知,滑动变阻器R1两端的电压变小;由于电源电压不变,则R2两端的电压变大,所以通过R1的电流随两端电压的减小而增大;通过R2的电流随两端电压的增大而增大;由此可知,乙图中dc是电压表V1随电流表变化情况图线,ec是电压表V2随电流表变化情况图线;
(2)由乙图可知,滑片在b点时,Ib=1A,U1b=12V,U2b=2V,则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得:
电源电压U=IbR+U1b+U2b,即:U=1A×R+12V+2V;
滑片在a点时,Ia=3A,U1a=6V,U2a=6V,则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得:
电源电压U=IaR+U1a+U2a,即:U=3A×R+6V+6V;
因为电源电压不变,所以:1A×R+12V+2V=3A×R+6V+6V,
解得:R=1Ω,
则电源电压:U=IbR+U1b+U2b=1A×1Ω+12V+2V=15V;
由I=UR可得R2的阻值:R2=U2bIb=2V1A=2Ω,
当滑片在a点时,电路中电流最大,此时电路中电功率最大,电路中的最大总功率:
P最大=UIa=15V×3A=45W。
故答案为:dc;45。
38.如图所示,电源电压U保持不变,小灯泡L上标有“4V 4W”的字样,小灯泡电阻不变。只闭合S1时,小灯泡L恰好正常工作;只闭合S2时,调节滑动变阻器滑片使定值电阻R1前后两次消耗的电功率之比为1:4,此时,滑动变阻器电压为2V,则U= V,R1= Ω。
【答案】6;2。
【解析】解:只闭合S1时,定值电阻R1与小灯泡L串联,电压表测R1两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡L恰好正常工作,
所以,由P=UI可得,电路中的电流I=IL=PLUL=4W4V=1A,
此时定值电阻R1消耗的电功率P1=I2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由I=UR可得,电源的电压U=UL+U1=UL+IR1=4V+1A×R1﹣﹣﹣﹣﹣②
只闭合S2时,定值电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测R1两端的电压,
设此时电路中的电流为I′,则定值电阻R1消耗的电功率P1′=I′2R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
因定值电阻R前后两次消耗的电功率之比为1:4,
所以,由①③可得:P1P1′=I2R1I′2R1=(II′)2=14,
解得:I′=2I=2×1A=2A,
电源的电压U=U滑+U1′=U滑+I′R1=2V+2A×R1﹣﹣﹣﹣﹣④
由②④可得:R1=2Ω,U=6V。
故答案为:6;2。
39.如图是一款电子秤,工作原理如图甲,其中E为干电池;电子秤示数表盘由电流表A改装而成;R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,电流表示数为0.6A;在b端时,电流表示数为0.15A;不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端。c是一根不计电阻的金属弹簧,其所受压力F与压缩量L的关系如图乙所示。则电路中电源电压为 V,电子秤中R0阻值为 Ω;当电路中的电流为0.3A时,电子秤称重示数为 kg;电子秤工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是 W。该电子秤示数表盘刻度分布 (选填“均匀”或“不均匀”)。(所有摩擦和挂钩的重力都不计,g取10N/kg)
【答案】3;5;2;0.1125W~1.8;不均匀。
【解析】解:(1)滑片在a端时,电路为R0的简单电路,此时电路中的电流Ia=0.6A,
由I=UR可得电源电压:U=IaR0=0.6A×R0,
滑片在b端时,滑动变阻器R与R0串联,电路中的电流Ib=0.15A,
此时电源电压:U=Ib(R+R0)=0.15A×(15Ω+R0),
根据电源电压不变得:0.6A×R0=0.15A×(15Ω+R0),
解得:R0=5Ω,
则电源电压为:U=IaR0=0.6A×5Ω=3V;
(2)当电路中电流为0.3A时,电路中的总电阻为:R总=UI=3V0.3A=10Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器连入电路的阻值为:
RP=R总﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,
由题意可知此时弹簧的压缩量:L=(6cm15Ω)×5Ω=2cm,
由图乙可知,此时弹簧所受压力为20N,即G=F=20N,
由G=mg可得物体的质量:m=Gg=20N10N/kg=2kg;
(3)当滑片在a端时,电阻R0消耗的电功率最大,则最大功率为:
P最大=Ia2R0=(0.6A)2×5Ω=1.8W,
滑片在b端时,电阻R0消耗的电功率最小,则最小功率为:
P最小=Ib2R0=(0.15A)2×5Ω=0.1125W,
所以电子秤工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是 0.1125W~1.8W;
(4)由I=UR+R0可知,在电源电压一定时,通过导体的电流与滑动变阻器的阻值不成正比,因此该电子秤示数表盘刻度不均匀。
故答案为:3;5;2;0.1125W~1.8;不均匀。
40.如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器(其最大阻值为40Ω)。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,R1消耗的电功率随R1电阻变化关系如图乙所示,根据图象信息,则电路中最小电流为 A,R0消耗的最大电功率为 W。
【答案】0.2;10。
【解析】解:(1)由图甲可知:R0、R1串联,
当滑动变阻器R1的滑片P在a端时,其接入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小,
由图象可知,R1的电阻最大为40Ω时,R1的功率为Pa=1.6W;
由P=I2R可得电路中的最小电流:I最小=PaR最大=1.6W40Ω=0.2A;
(2)由图象可知,当R1=10Ω时,R1的功率P1=2.5W,
由P=I2R可得此时电路中的电流:I′=P1R1=2.5W10Ω=0.5A;
由欧姆定律和串联电路的特点可得,当R1=10Ω时电源电压:
U=I′(R1+R0)=0.5A×(10Ω+R0)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ,
同理可得,当R1=40Ω时电源电压:
U=I最小(R最大+R0)=0.2A×(40Ω+R0)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅱ,
电源电压不变,联立方程ⅠⅡ解得:R0=10Ω,U=10V;
当滑动变阻器连入电路的电阻为0时,R0的电压最大为电源电压,此时R0的功率最大,
则R0消耗的最大电功率:P0大=U2R0=(10V)210Ω=10W。
故答案为:0.2;10。
三、计算题(共10小题):
41.小华有4V的蓄电池和规格为“3V 3W”的小灯泡各一只,为了能使小灯泡正常发光,他设计了如图所示的电路。求:
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)小灯泡正常发光1min消耗的电能;
(3)定值电阻的阻值和电功率
【答案】(1)小灯泡正常发光时的电流为1A;(2)小灯泡正常发光1min消耗的电能为180J;
(3)定值电阻的阻值为1Ω,电功率为1W。
【解析】解:(1)小灯泡正常发光,即小灯泡在额定电压下工作,
此时小灯泡的电流I=I额=P额U额=3W3V=1A;
(2)小灯泡正常发光,此时小灯泡的电功率为额定功率,
此时小灯泡正常发光1min消耗的电能W=P额t=3W×60s=180J;
(3)灯泡正常发光,即小灯泡两端电压为额定电压,通过小灯泡的电流大小等于额定电流,
由电路图可知,小灯泡与定值电阻串联,所以通过定值电阻的电流IR=I额=1A,
定值电阻两端的电压UR=U0﹣U额=4V﹣3V=1V,
定值电阻的阻值R=URIR=1V1A=1Ω,
此时定值电阻的电功率PR=IRUR=1A×1V=1W。
答:(1)小灯泡正常发光时的电流为1A;(2)小灯泡正常发光1min消耗的电能为180J;
(3)定值电阻的阻值为1Ω,电功率为1W。
42.甲、乙两个导体并联在电路中,如图所示。若甲导体的电阻为12Ω,电源的电压是6V,且电路中的总电流为0.9A。求:
(1)通过导体甲的电流;
(2)导体乙的电阻;
(3)导体甲的电功率;
(4)通电5分钟电路消耗的总电能是多少?
【答案】(1)通过导体甲的电流为0.5A; (2)导体乙的电阻为15Ω;
(3)导体甲的电功率为3W;(4)通电5分钟电路消耗的总电能是1620J。
【解析】解:由电路图可知,甲、乙两个导体并联在电路中,电流表测干路电流。
(1)因并联电路各支路两端的电压相等,
所以,通过导体甲的电流:I甲=UR甲=6V12Ω=0.5A。
(2)因并联电路干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过导体乙的电流:I乙=I﹣I甲=0.9A﹣0.5A=0.4A,
则导体乙的电阻:R乙=UI乙=6V0.4A=15Ω。
(3)导体甲的电功率:P甲=UI甲=6V×0.5A=3W。
(4)通电5分钟电路消耗的总电能:W=UIt=6V×0.9A×5×60s=1620J。
答:(1)通过导体甲的电流为0.5A; (2)导体乙的电阻为15Ω;
(3)导体甲的电功率为3W;(4)通电5分钟电路消耗的总电能是1620J。
43.小灯泡甲上标有“3.6V 0.75A”,小灯泡乙上标有“4.8V 0.5A”。将甲、乙两个小灯泡并联接在一个电源两端,使两灯都能发光,且其中一个小灯泡恰好正常发光,另一个实际功率小于额定功率。不计小灯泡电阻随温度的变化。求:
(1)小灯泡乙的电阻值;
(2)电源的电压;
(3)此时两个小灯泡的总功率。
【答案】(1)小灯泡乙的电阻值为9.6Ω;(2)电源的电压为3.6V;
(3)此时两个小灯泡的总功率为4.05W。
【解析】解:(1)由欧姆定律可得,灯泡乙的电阻值:R乙=U乙额I乙额=Ω;
(2)由题知,两小灯泡并联时一个灯泡恰好正常发光,另一个实际功率小于额定功率,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电源的电压为U=U甲额=3.6V,即甲灯正常发光;
(3)小灯泡甲的功率:P甲=P甲额=U甲额I甲额=3.6V×0.75A=2.7W;
此时小灯泡乙的功率:P乙=U2R乙=(3.6V)29.6Ω=1.35W;
两个小灯泡的总功率:P=P甲+P乙=2.7W+1.35W=4.05W。
答:(1)小灯泡乙的电阻值为9.6Ω;(2)电源的电压为3.6V;
(3)此时两个小灯泡的总功率为4.05W。
44.如图所示,R0是阻值为8Ω的定值电阻,R为滑动变阻器,其上标有“100Ω 3A”字样,电流表A1、A2的量程为0~3A,灯泡上标有“6V 3W”字样。求:
(1)求灯泡的额定电流;
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡正常发光,求电源电压的大小;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,在不损坏电路元件的前提下,求R消耗电功率的最小值和最大值。
【答案】(1)灯泡的额定电流为0.5A;
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡正常发光,电源电压为10V;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,在不损坏电流表的前提下,R消耗电功率的最小值为1W、最大值为17.5W。
【解析】解:(1)由P=UI得灯泡的额定电流为:I额=P额U额=3W6V=0.5A。
(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡L与电阻R0串联,灯泡正常发光,
则此时灯泡两端的电压为UL=U额=6V,此时电路中的电流为I=I额=0.5A,
由I=UR知:
电阻R0两端的电压为:U0=IR0=0.5A×8Ω=4V,
所以,电源电压U=U0+UL=4V+6V=10V。
(3)开关S、S1、S2都闭合时,电阻R0和滑动变阻器R并联,灯泡被短路;电流表A1测通过电阻R0的电流,电流表A2测干路中的总电流。
由于滑动变阻器的最大电阻为Rmax=100Ω,则R消耗电功率的最小值为:Pmin=U2Rmax=(10V)2100Ω=1W。
此时通过R0的电流为:I0=UR0=10V8Ω=1.25A,
电流表A1测通过电阻R0的电流,电流表A2测干路中的总电流,电流表A1、电流表A2的量程为0~3A,
所以,通过R的最大电流为:Imax=I﹣I0=3A﹣1.25A=1.75A,
R消耗电功率的最大值为:Pmax=UImax=10V×1.75A=17.5W。
答:(1)灯泡的额定电流为0.5A;
(2)闭合开关S,断开开关S1、S2时,灯泡正常发光,电源电压为10V;
(3)开关S、S1、S2都闭合时,在不损坏电流表的前提下,R消耗电功率的最小值为1W、最大值为17.5W。
45.如图所示,电源电压恒定,R0是定值电阻,小灯泡L标有“6V 3W”,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为1.5A。求:
(1)求小灯泡的额定电流;
(2)求电阻R0的阻值;
(3)闭合S,断开S1和S2,移动变阻器的滑片P,求电路总功率的最小值和最大值。
【答案】(1)小灯泡的额定电流为0.5A;(2)电阻R0的阻值为6Ω;
(3)闭合S,断开S1和S2,移动变阻器的滑片P,电路总功率的最小值和最大值分别为1.4W、6W。
【解析】解:(1)根据P=UI可知小灯泡的额定电流IL=PLUL=3W6V=0.5A;
(2)三个开关均闭合时,灯泡和定值电阻并联,小灯泡恰好正常发光,
根据并联电路的电压特点可知电源电压U=UL=6V,
电流表示数为1.5A,
根据并联电路的电流特点可知通过定值电阻的电流I0=I﹣IL=1.5A﹣0.5A=1A,
根据欧姆定律可知电阻R0的阻值R0=UI0=6V1A=6Ω;
(3)闭合S,断开S1和S2,定值电阻和滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,总电阻最大,电源电压不变,根据P=U2R可知电路的总功率最小;滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时,总电阻最小,电源电压不变,根据P=U2R可知电路的总功率最大。
电路总功率的最小值P1=U2R1+R0=(6V)220Ω+6Ω≈1.4W;
电路总功率的最大值P2=U2R0=(6V)26Ω=6W。
答:(1)小灯泡的额定电流为0.5A;(2)电阻R0的阻值为6Ω;
(3)闭合S,断开S1和S2,移动变阻器的滑片P,电路总功率的最小值和最大值分别为1.4W、6W。
46.如图所示,电源电压为12V不变,灯泡L上标有“10V 5W”的字样。滑动变阻器的最大阻值为20Ω(不考虑温度对小灯泡电阻的影响)求:
(1)求灯泡L的电阻;
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,求滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)闭合开关s,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,求灯泡的实际功率。
【答案】(1)灯泡L的电阻为20Ω;
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,灯泡的实际功率为1.8W。
【解析】解:(1)灯泡L上标有“10V5W”的字样,表示灯泡的额定电压为10V,额定功率为5W,根据P=U2R,故灯泡L的电阻为:RL=UL2PL=(10V)25W=20Ω;
(2)闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,由欧姆定律,电路的电流为:
IL=ULRL=10V20Ω=0.5A,
I滑=IL=0.5A,
由串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U滑=12V﹣10V=2V,
由欧姆定律可得:R 滑=U滑I滑=2V0.5A=4Ω;
(2)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,R滑=20Ω,
由电阻的串联特点和欧姆定律,电路中的电流:I′=UR滑+RL=12V20Ω+20Ω=0.3A,
灯泡的实际功率:P 灯=I′ 2RL=(0.3A)2×20Ω=1.8W。
答:(1)灯泡L的电阻为20Ω;
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,灯泡的实际功率为1.8W。
47.如图甲所示电路中,闭合开关后,将变阻器滑片从一端移到另一端的过程中,电流表示数随电压表示数的I﹣U图像如图乙所示。求:
(1)定值电阻R1的阻值;
(2)变阻器滑片位于B端时,变阻器R2消耗的电功率;
(3)若将电压表的量程改为0~3V,求变阻器R2接入电路的阻值范围。
【答案】(1)定值电阻R1的阻值为10Ω;
(2)变阻器滑片位于B端时,变阻器R2消耗的电功率为0.8W;
(3)变阻器R2接入电路的阻值范围为10Ω~20Ω。
【解析】解:(1)闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量定值电阻两端的电压。
从图乙可知,当定值电阻两端的电压为4V时,通过定值电阻的电流为0.4A,根据欧姆定律可知定值电阻的阻值R1=U1I1=4V0.4A=10Ω;
(2)滑动变阻器滑片位于A端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,电路为定值电阻的简单电路,总电阻最小,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流最大,从图中可知,此时电路中的电流为0.6A,定值电阻两端的电压为6V,故电源电压为6V;
变阻器滑片位于B端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中的总电阻最大,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流最小,从图中可知,此时电路中的电流为0.2A,定值电阻两端的电压为2V,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U定=6V﹣2V=4V,
变阻器R2消耗的电功率P=U滑I=4V×0.2A=0.8W;
(3)当电压表的示数为3V时,定值电阻两端的电压为3V,从图中可知电路中的电流为0.3A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值R滑′=U滑′I′=6V−3V0.3A=10Ω;
变阻器滑片位于B端时,根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值R滑=U滑I=4V0.2A=20Ω,
故变阻器R2接入电路的阻值范围为10Ω~20Ω。
答:(1)定值电阻R1的阻值为10Ω;
(2)变阻器滑片位于B端时,变阻器R2消耗的电功率为0.8W;
(3)变阻器R2接入电路的阻值范围为10Ω~20Ω。
48.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1=30Ω,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表的示数U与电流表的示数I的关系图象如图乙所示。求:
(1)电源电压;
(2)当滑片P在b点时,通电10s,R2消耗的电能;
(3)当滑片P移动到某一位置时,R1的功率为2.7W,此时电压表的示数。
【答案】(1)电源电压为18V;(2)当滑片P在b点时,通电10s,R2消耗的电能为24J;
(3)当滑片P移动到某一位置时,R1的功率为2.7W,此时电压表的示数为9V。
【解析】解:(1)由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,
由I=UR可得,电源的电压:U=I1R1=0.6A×30Ω=18V;
(2)当滑片P在b点时,R2全部连入电路,由图乙可知:R2两端的电压U2=12V,此时电路中的电流Ib=0.2A,
则通电10sR2消耗的电能为:W2=U2Ibt=12V×0.2A×10s=24J;
(3)当滑片P移动到某一位置时,R1的功率为2.7W,
由P=U2R可知,此时R1两端的电压U1'=P1R1=2.7W×30Ω=9V,
由串联电路电压规律可知,此时R2两端的电压U2'=U﹣U1'=18V﹣9V=9V,
即电压表示数为9V。
答:(1)电源电压为18V;(2)当滑片P在b点时,通电10s,R2消耗的电能为24J;
(3)当滑片P移动到某一位置时,R1的功率为2.7W,此时电压表的示数为9V。
49.如图所示,电源电压为4.5V,灯泡上标有“3V 1.5W”字样,定值电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2上标有“30Ω 1A”字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V,不考虑温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡电阻的阻值;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率的最小值;
(3)当开关S、S2、S3闭合,S1断开,灯泡正常发光时,滑动变阻器R2接入电路中的阻值;
(4)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的取值范围。
【答案】(1)灯泡电阻的阻值为6Ω;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率的最小值为4.725W;
(3)当开关S、S2、S3闭合,S1断开,灯泡正常发光时,滑动变阻器R2接入电路中的阻值为7.5Ω;
(4)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的取值范围为3Ω~12Ω。
【解析】解:(1)由P=UI=U2R可得,灯泡电阻的阻值:RL=UL2PL=(3V)21.5W=6Ω;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,R1与R2并联,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路的总电阻:R=R1R2R1+R2=5Ω×30Ω5Ω+30Ω=357Ω,
电路的最小总功率:P=U2R=(4.5V)2307Ω=4.725W;
(3)当开关S、S2、S3闭合,S1断开,R1、R2并联后,与L串联。
灯泡正常发光时的电流:IL=ULRL=1.5W3V=0.5A,故干路电流I干=IL=0.5A,
根据串联电路的电压特点可知,R1、R2两端的电压U并=U﹣UL=4.5V﹣3V=1.5V,
根据欧姆定律可知通过R1的电流I1=U并R1=1.5V5Ω=0.3A,
根据并联电路的电流特点可知通过滑动变阻器的电流I滑=I干﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A,
根据欧姆定律可知滑动变阻器R2接入电路中的阻值R滑=U并I滑=Ω;
(4)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,灯泡L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,
因串联电路中各处电流相等,且电流表量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流I大=0.5A,此时变阻器接入电路中的电阻最小,
因串联电路中各处电流相等,故电路中的电流I大=IL=0.5A,根据欧姆定律得出此时电路的总电阻:
R总=UI大=Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,变阻器接入电路中的阻值:R2=R总﹣RL=9Ω﹣6Ω=3Ω;
当电压表的示数U1=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:UL′=U﹣U1=4.5V﹣3V=1.5V,
此时电路中的电流:I小=UL′RL=U1R2大,即1.5V6Ω=3VR2大,
解得:R2大=12Ω,
滑动变阻器R2的取值范围是3Ω~12Ω。
答:(1)灯泡电阻的阻值为6Ω;
(2)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率的最小值为4.725W;
(3)当开关S、S2、S3闭合,S1断开,灯泡正常发光时,滑动变阻器R2接入电路中的阻值为7.5Ω;
(4)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2的取值范围为3Ω~12Ω。
50.如图甲所示的电路,电源电压5V保持不变。小灯泡L标有“4V”字样,其部分I﹣U关系图像如图乙所示。滑动变阻器R1标有“20Ω 1A”的字样,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少?
(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,此时滑动变阻器R1消耗的电功率是多少?
(3)只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器R1的滑片P,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?
【答案】(1)小灯泡正常发光时的电阻是10Ω;(2)此时滑动变阻器R1消耗的电功率是1.25W;
(3)滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。
【解析】解:(1)小灯泡L标有“4V”字样,则小灯泡正常发光时,灯泡两端的电压为4V,从图乙可知,小灯泡正常发光时通过灯泡的电流IL=0.4A,根据欧姆定律可知小灯泡正常发光时的电阻RL=ULIL=4V0.4A=10Ω;
(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,由于变阻器和R2并联,则电流表测总电流I=0.5A,
根据欧姆定律可知通过R2的电流,
I2=UR2=5V20Ω=0.25A;
由并联电路电流的规律,通过动变阻器R1的电流:
I1=0.5A﹣0.25A=0.25A,
此时滑动变阻器R1消耗的电功率P1=UI1=5V×0.25A=1.25W;
(3)只闭合开关S和S1,灯与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,从图乙可知,小灯泡正常发光时通过灯泡的电流IL=0.4A,
电流表量程为0~0.6A,根据串联电路电流的规律可知,电路中的最大电流为I最大=0.4A,
此时灯正常发光,由欧姆定律和电阻的串联规律,变阻器有最小阻值;
由串联电路电压的规律和欧姆定律,滑动变阻器R1的最小阻值:
R滑小=UI最大−RL=5V0.4A−10Ω=2.5Ω;
因电压表的量程为0~3V,电压表的最大示数为U最大=3V时,变阻器连入电路中的电阻最大,
根据串联电路两端的电压等于各电阻两端的电压之和可知:
灯泡两端的最小电压UL最小=5V﹣3V=2V,
由图乙可知,此时通过灯的电流为电路中的最小电流,则I最小=0.25A,
由欧姆定律和串联电路电流的规律,变阻器连入电路中的最大电阻:
R滑大=U最大I最小=3V0.25A=12Ω,
故滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻是10Ω;(2)此时滑动变阻器R1消耗的电功率是1.25W;
(3)滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。题型
选择题
填空题
作图题
实验题
计算题
总计
题数
30
10
0
0
10
50
产品
液体加热器
额定电压
220V
频率
50HZ
额定功率
800W
容量
1.7L
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