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初中物理沪科版九年级全册第二节 电流做功的快慢随堂练习题
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这是一份初中物理沪科版九年级全册第二节 电流做功的快慢随堂练习题，共10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。
测试时间:40分钟
一、选择题
1.下列说法不正确的是( )
A.电功率是表示电流做功快慢的物理量
B.电流做功的过程就是电能转化成其他形式的能的过程
C.千瓦、瓦都是电功率的单位
D.消耗电能越多的用电器电功率越大
2.有甲、乙两电热水壶,甲的额定功率为1 000 W,乙的额定功率为800 W。甲、乙正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.电流通过甲做功一定比乙快
B.电流通过甲做的功一定比乙多
C.乙消耗电能一定比甲快
D.甲消耗的电能一定比乙多
3.三盏灯分别标有“220 V 100 W”“220 V 60 W”“220 V 40 W”,都正常工作,则三灯中( )
A.标有“220 V 100 W”的灯最亮
B.标有“220 V 60 W”的灯最亮
C.标有“220 V 40 W”的灯最亮
D.一样亮
4.如图分别是小明家上月初和上月末的电能表的表盘,表盘上的“1 600 imp/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能,指示灯闪烁1 600次,下列选项中正确的是( )
A.指示灯闪烁越快,电能表所在电路消耗的电能越多
B.小明家上月消耗的电能为911 kW·h
C.小明家干路中的电流不得超过10 A
D.断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2 min,指示灯闪烁32次,此时电饭锅的功率为600 W
5.标有“12 V 12 W”“12 V 6 W”的灯L1和L2(假设灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,两灯都发光,下列说法正确的是( )
A.灯L1和L2的电阻之比为2∶1
B.灯L2比灯L1亮
C.灯L1和L2的实际功率之比为2∶1
D.通过灯L1的电流和通过灯L2的电流之比为2∶1
6.电路两端的电压变为原来的2倍,电路中的电阻变为原来的34,则电路消耗的功率为原来的( )
A.43 B.34 C.316 D.163
7.(多选)如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合,电路正常工作,滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮 B.电路的总电阻增大
C.电压表示数变大 D.电流表示数逐渐变大
8.(多选)电热水器和电饭锅的额定功率分别为1 500 W、600 W,当它们接在家庭电路中正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.电热水器两端的电压比电饭锅两端的电压大
B.通过电热水器的电流比通过电饭锅的电流大
C.电饭锅消耗的电能比电热水器消耗的电能少
D.电热水器消耗电能比电饭锅消耗电能快
9.如图所示,电源电压一定,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,以下说法正确的是( )
A.电路的总功率变大,电压表示数变大
B.电流表示数变小,电路的总功率变小
C.滑动变阻器接入电路中的电阻变小
D.电流表示数变大,电压表示数变小
10.(多选)如图所示,电源电压为4.5 V保持不变,电压表量程选择“0~3 V”,电流表量程选择“0~0.6 A”,滑动变阻器R规格为“20 Ω 1 A”,小灯泡L上标有“2.5 V 1.25 W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡灯丝电阻为5 Ω
B.电路中的最大电流为0.5 A
C.滑动变阻器阻值变化范围为4~20 Ω
D.电路的最大功率为2.25 W
二、填空题
11.甲、乙灯泡分别标有“220 V 40 W”和“220 V 100 W”字样,若把二者串联起来接入220 V的电路中, 灯泡亮些。若二者并联起来接入220 V的电路中, 灯泡亮些。
12.如图所示,小灯泡标有“3 V 3 W”字样,与阻值为15 Ω的电阻串联,此时小灯泡正常发光,则通过小灯泡的电流为 A,电阻消耗的功率为 W。
13.家庭电路的电压在用电高峰时段,有时会降低到198 V。此时一盏标有“220 V 100 W”的灯泡工作时的实际功率将 (选填“大于”“等于”或“小于”)100 W。灯泡的实际亮度会比正常发光时 (选填“亮”或“暗”)些。
14.灯泡L1、L2分别标有“6 V 6 W”和“3 V 3 W”的字样,将它们并联起来使用,干路中允许通过的最大电流为 A,此时L1消耗的电功率为 W。
15.在如图所示的电路中,电阻R0为3 Ω,电源电压保持不变,把“6 V 3 W”的小灯泡接在AB之间,CD之间接上电流表,闭合开关S,小灯泡正常发光,则电流表的示数为 A,如果把这个小灯泡接在CD之间,AB之间接电压表,闭合开关,若此时灯丝的电阻与正常发光时相同,则电压表的示数为 V,小灯泡的实际功率为 W。
16.在某一温度下,甲、乙两电阻的U-I关系如图所示。若将甲接在3 V的电源两端,则消耗的功率为 W。若将甲、乙并联后接在电压为3 V的电源两端,则电路消耗的总功率为 W。
三、计算题
17.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“3 V 0.75 W”字样,滑动变阻器R1的最大电阻值为20 Ω,定值电阻R2=20 Ω,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少?
(2)只闭合开关S和S2,将变阻器R1的滑片P移到中点时,电流表示数为0.15 A,则电源电压是多少?
(3)只闭合开关S、S1和S3,移动变阻器的滑片P,小灯泡L的I-U关系如图乙所示,在保证各电路元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许接入电路的阻值变化范围是多少?
18.如图是某电饭锅的简化电路图。S1、S2都闭合时是加热状态,总功率为800 W;只闭合S2时是保温状态,R2的电阻是1 100 Ω。家庭电路的电压是220 V。试求:
(1)保温状态时,R2的功率是多少?
(2)加热状态时,总电流是多少?R1的电阻是多少?(均保留到小数点后两位)
(3)加热状态时,电饭锅工作30 min,消耗的电能是多少?
19.为了提高教学质量,我市的很多学校都在教室里安装了多媒体投影机。在某型号投影机的使用说明书中,给出了该投影机的一部分有关数据,如表。
请根据表格中提供的信息回答下列问题:
(1)当“灯泡设定”为“全亮度”工作时,通过灯泡的电流多大?
(2)在上一问中,灯泡的电阻多大?(结果保留整数)
(3)如果该投影机一直以“灯泡设定”为“节能+静音”模式工作,从开始使用到灯泡的寿命结束,灯泡大约消耗多少电能?
一、选择题
1.答案 D 电功率是表示电流做功快慢的物理量;电流做功的过程就是电能转化成其他形式的能的过程;千瓦、瓦都是电功率的单位;消耗电能多的用电器如果用时更长,则电功率不一定大。
2.答案 A 由题意可知,甲电热水壶的额定功率大于乙的额定功率,正常工作时的实际功率和额定功率相等,则P甲>P乙,因电功率是表示用电器消耗电能快慢(电流做功快慢)的物理量,所以电流通过甲做功一定比乙快,甲消耗电能一定比乙快,故A正确、C错误;虽然P甲>P乙,但两电热水壶正常工作的时间未知,由W=Pt可知,不能比较电流做功多少的关系和两者消耗的电能多少的关系,故B、D错误。
3.答案 A 三盏灯分别标有“220 V 100 W”“220 V 60 W”“220 V 40 W”,都正常工作,则这三盏灯的实际功率都等于它们的额定功率,所以标有“220 V 100 W”的灯最亮。
4.答案 D 指示灯闪烁越快,表明电路中消耗的电功越快,A错误;小明家上月消耗的电能为91.1 kW·h,B错误;小明家干路中的电流不得超过20 A,C错误;断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2 min,指示灯闪烁32次,消耗的电能W=32imp1600imp/(kW·h)=0.02 kW·h,电饭锅的功率P=Wt=0.02kW·h260h=0.6 kW=600 W,D正确。
5.答案 B 因为两灯泡分别标有“12 V 12 W”“12 V 6 W”,额定电压U1=U2,所以,由P=U2R知道,两灯泡的电阻之比R1R2=U12P1U22P2=P2P1=6W12W=12,A错误;由于两灯泡串联在某电源上,两灯都发光,根据串联电路中各处的电流相等知道,通过灯L1和L2的电流之比为1∶1,D错误;由P=I2R知道,两灯泡的实际功率之比P1'P2'=I2R1I2R2=R1R2=12,C错误;又因为灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,灯L2比灯L1亮,B正确。
6.答案 D 由P=U2R可得,原来电路消耗的功率P0=U02R0;已知U=2U0,R=34R0,则电路消耗的功率P=U2R=(2U0)234R0=4U0234R0=163×U02R0=163P0。
7.答案 BC 电路为小灯泡和滑动变阻器串联的简单电路,电流表测总电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;滑片P向右移动过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电压表示数变大,电路的总电阻增大,根据公式I=UR可知,电流表示数逐渐变小,B正确,C正确,D错误;电源电压不变,根据串联电路电压特点可知,灯泡两端电压变小,由P=UI知,灯的电功率变小,亮度变,A错误。
8.答案 BD 家庭电路中各用电器互不影响,是并联的,由并联电路的电压特点可知,电热水器两端的电压和电饭锅两端的电压一样大,故A错误;两个用电器都正常工作,根据公式P=UI可知,在电压相同时,功率越大,通过的电流越大,所以通过电热水器的电流比通过电饭锅的电流大,故B正确;用电器消耗电能的多少与电功率和通电时间有关,只知道电功率大小,不知道通电时间,所以无法比较消耗电能的多少,故C错误;电功率是表示电流做功快慢(消耗电能快慢)的物理量,因电热水器的额定功率大于电饭锅的额定功率,则电热水器消耗电能比电饭锅消耗电能快,故D正确。
9.答案 B 由图可知,电阻R与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端电压,当滑片向右移时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,C、D错误;由U=IR可得,电阻R两端的电压变小,即电压表示数也变小,A错误;电源电压一定,电路中的电流变小,由P=UI可知,电路的总功率变小,B正确。
10.答案 ABD 由电路图知,R与L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;由P=U2R得,灯泡的阻值RL=U额2P额=(2.5V)21.25W=5 Ω,A正确;滑片移动的过程中,当灯泡正常发光时,电路中的电流是最大的,由P=UI得,电路中的最大电流I大=P额U额= A,B正确;当电压表示数为3 V时,滑动变阻器连入电路中的阻值最大,此时灯泡两端的电压UL=U-U滑=4.5 V-3 V=1.5 V,电路中的最小电流I小=ULRL=1.5V5Ω=0.3 A,滑动变阻器连入电路中的最大阻值R滑大=U滑I小=3V0.3A=10 Ω;灯泡正常发光时,电流最大,则电路的总电阻最小,滑动变阻器两端的电压U滑'=U-U额=4.5 V-2.5 V=2 V,滑动变阻器连入电路中的最小阻值R滑小=U'滑I大=2V0.5A=4 Ω,所以滑动变阻器的阻值变化范围是4 Ω~10 Ω,C错误;根据P=UI可知,电路中的电流最大时,总功率最大,最大功率P=UI大=4.5 V×0.5 A=2.25 W,D正确。故选A、B、D。
二、填空题
11.答案 甲 乙
解析 由P=UI,I=UR可得,P=U2R,则由R=U2P可知,甲灯阻值大。串联后通过两灯的电流相等,由P=I2R,可知,电阻越大,实际功率越大,灯越亮,所以甲灯亮些;并联后两灯两端的电压相等,由P=U2R,可知,电阻越大,实际功率越小,灯越暗,所以乙灯亮些。
12.答案 1 15
解析 标有“3 V 3 W”的小灯泡恰好正常发光,所以通过小灯泡的电流I=PLUL=3W3V=1 A,灯泡与15 Ω的电阻串联,通过的电流相等,所以电阻的功率PR=I2R=(1 A)2×15 Ω=15 W。
13.答案 小于 暗
解析 当灯泡两端的电压低于额定电压时,灯泡的实际功率小于额定功率,所以实际功率会小于100 W;灯泡的亮度决定于灯泡的实际功率,实际功率小于额定功率,所以灯泡的实际亮度比正常发光时要暗一些。
14.答案 1.5 1.5
解析 当灯泡L1、L2并联时,电路中的电源电压U应为3 V,由P=U2R可得,灯泡L1的电阻R1=U12P1=(6V)26W=6 Ω,灯泡L2的电阻R2=U22P2=(3V)23W=3 Ω,由I=UR可得,此时L1中的电流I1=UR1=3V6Ω=0.5 A,L2中的电流I2=UR2=3V3Ω=1 A,则并联电路的总电流I=I1+I2=0.5 A+1 A=1.5 A。此时L1消耗的电功率P1实=UI1=3 V×0.5 A=1.5 W。
15.答案 2.5 1.2 1.92
解析 将小灯泡接在AB之间,CD之间接上电流表,此时小灯泡和电阻R0并联,电流表测干路中的电流,因为此时小灯泡正常发光,所以小灯泡两端的电压为6 V,由并联电路的电压特点可知电源电压为6 V;根据欧姆定律可知,通过R0的电流I0=UR0=6V3Ω=2 A;小灯泡正常发光,由P=UI可得通过小灯泡的电流IL=PU=3W6V=0.5 A,由并联电路的电流特点可得干路中的电流(电流表的示数)I=I0+IL=2 A+0.5 A=2.5 A;把这个小灯泡接在CD之间,AB之间接电压表,则小灯泡和电阻R0串联,电压表测量R0两端的电压;根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻RL=UIL=6V0.5A=12 Ω,在串联电路中,电压之比等于电阻之比,即U0∶UL=R0∶RL=1∶4,且U0+UL=6 V,由此可得U0=1.2 V,UL=4.8 V,小灯泡的实际功率PL'=UL2RL=(4.8V)212Ω=1.92 W。
16.答案 0.9 2.7
解析 由图知甲接在3 V的电源两端时,通过它的电流为0.3 A,则甲消耗的功率P甲=U甲I甲=3 V×0.3 A=0.9 W。由图可知,U甲=U乙=U=3 V时,I甲=0.3 A,I乙=0.6 A,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以甲、乙并联在电压为3 V的电源两端时,干路电流I=I甲+I乙=0.3 A+0.6 A=0.9 A,则电路消耗的总功率P=UI=3 V×0.9 A=2.7 W。
三、计算题
17.答案 (1)12 Ω (2)4.5 V (3)6~20 Ω
解析 (1)小灯泡正常发光时的电阻RL=UL2PL=(3V)20.75W=12 Ω;
(2)只闭合开关S和S2,将变阻器R1的滑片P移到中点时,12R1与R2串联,电流表测电路中的电流,因为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(12R1+R2)=0.15 A×(12×20 Ω+20 Ω)=4.5 V;
(3)只闭合开关S、S1和S3时,R1与L串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流,当电压表的示数为3 V时,灯泡正常发光,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时滑动变阻器两端的电压U1=U-UL=4.5 V-3 V=1.5 V,因串联电路中各处的电流相等,由图像可知,此时电路中的电流I1=IL=0.25 A,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值R1小=U1I1= Ω;由图像可知,灯泡两端的电压UL'=1.5 V时,电路中的电流I2=IL'=0.15 A,假设滑动变阻器可以完全接入电路中,则其两端的电压U1'=I2R1=0.15 A×20 Ω=3 V,由U=UL'+U1'可知,假设成立,即滑动变阻器接入电路中的最大阻值为20 Ω,所以,滑动变阻器R1允许接入电路的阻值变化范围是6~20 Ω。
18.答案 (1)44 W (2)3.64 A 63.95 Ω (3)1.44×106 J
解析 (1)只闭合S2时,只有R2接入电路,R2的功率P2=U2R2=(220V)21100Ω=44 W;
(2)S1、S2都闭合时两个电阻并联,总电流I=PU=800W220V≈3.64 A,通过R2的电流I2=UR2=220V1100Ω=0.20 A;通过R1的电流I1=I-I2=3.64 A-0.20 A=3.44 A,R1的电阻R1=UI1=220V3.44A≈63.95 Ω。
(3)加热状态时,电饭锅工作30 min,消耗的电能W=Pt=800 W×1 800 s=1.44×106 J。
19.答案 (1)1.5 A (2)147 Ω (3)840 kW·h
解析 (1)由公式P=UI,可得“灯泡设定”为“全亮度”工作时的电流I=PU=330W220V=1.5A。
(2)由公式I=UR,得“灯泡设定”为“全亮度”工作时的电阻R=UI=220V1.5A≈147 Ω。
(3)P'=280 W=0.28 kW,投影机以“灯泡设定”为“节能+静音”模式工作,从开始使用到灯泡的寿命结束灯泡消耗的电能W=P't=0.28 kW×3 000 h=840 kW·h。
灯泡设定
亮度
风扇的声音
灯泡功率(220 V时)
灯泡寿命
节能+静音
约87%
低
280 W
约3 000小时
全亮度
100%
正常
330 W
约2 000小时
测试时间:40分钟
一、选择题
1.下列说法不正确的是( )
A.电功率是表示电流做功快慢的物理量
B.电流做功的过程就是电能转化成其他形式的能的过程
C.千瓦、瓦都是电功率的单位
D.消耗电能越多的用电器电功率越大
2.有甲、乙两电热水壶,甲的额定功率为1 000 W,乙的额定功率为800 W。甲、乙正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.电流通过甲做功一定比乙快
B.电流通过甲做的功一定比乙多
C.乙消耗电能一定比甲快
D.甲消耗的电能一定比乙多
3.三盏灯分别标有“220 V 100 W”“220 V 60 W”“220 V 40 W”,都正常工作,则三灯中( )
A.标有“220 V 100 W”的灯最亮
B.标有“220 V 60 W”的灯最亮
C.标有“220 V 40 W”的灯最亮
D.一样亮
4.如图分别是小明家上月初和上月末的电能表的表盘,表盘上的“1 600 imp/(kW·h)”表示每消耗1 kW·h的电能,指示灯闪烁1 600次,下列选项中正确的是( )
A.指示灯闪烁越快,电能表所在电路消耗的电能越多
B.小明家上月消耗的电能为911 kW·h
C.小明家干路中的电流不得超过10 A
D.断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2 min,指示灯闪烁32次,此时电饭锅的功率为600 W
5.标有“12 V 12 W”“12 V 6 W”的灯L1和L2(假设灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,两灯都发光,下列说法正确的是( )
A.灯L1和L2的电阻之比为2∶1
B.灯L2比灯L1亮
C.灯L1和L2的实际功率之比为2∶1
D.通过灯L1的电流和通过灯L2的电流之比为2∶1
6.电路两端的电压变为原来的2倍,电路中的电阻变为原来的34,则电路消耗的功率为原来的( )
A.43 B.34 C.316 D.163
7.(多选)如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合,电路正常工作,滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮 B.电路的总电阻增大
C.电压表示数变大 D.电流表示数逐渐变大
8.(多选)电热水器和电饭锅的额定功率分别为1 500 W、600 W,当它们接在家庭电路中正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.电热水器两端的电压比电饭锅两端的电压大
B.通过电热水器的电流比通过电饭锅的电流大
C.电饭锅消耗的电能比电热水器消耗的电能少
D.电热水器消耗电能比电饭锅消耗电能快
9.如图所示,电源电压一定,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,以下说法正确的是( )
A.电路的总功率变大,电压表示数变大
B.电流表示数变小,电路的总功率变小
C.滑动变阻器接入电路中的电阻变小
D.电流表示数变大,电压表示数变小
10.(多选)如图所示,电源电压为4.5 V保持不变,电压表量程选择“0~3 V”,电流表量程选择“0~0.6 A”,滑动变阻器R规格为“20 Ω 1 A”,小灯泡L上标有“2.5 V 1.25 W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡灯丝电阻为5 Ω
B.电路中的最大电流为0.5 A
C.滑动变阻器阻值变化范围为4~20 Ω
D.电路的最大功率为2.25 W
二、填空题
11.甲、乙灯泡分别标有“220 V 40 W”和“220 V 100 W”字样,若把二者串联起来接入220 V的电路中, 灯泡亮些。若二者并联起来接入220 V的电路中, 灯泡亮些。
12.如图所示,小灯泡标有“3 V 3 W”字样,与阻值为15 Ω的电阻串联,此时小灯泡正常发光,则通过小灯泡的电流为 A,电阻消耗的功率为 W。
13.家庭电路的电压在用电高峰时段,有时会降低到198 V。此时一盏标有“220 V 100 W”的灯泡工作时的实际功率将 (选填“大于”“等于”或“小于”)100 W。灯泡的实际亮度会比正常发光时 (选填“亮”或“暗”)些。
14.灯泡L1、L2分别标有“6 V 6 W”和“3 V 3 W”的字样,将它们并联起来使用,干路中允许通过的最大电流为 A,此时L1消耗的电功率为 W。
15.在如图所示的电路中,电阻R0为3 Ω,电源电压保持不变,把“6 V 3 W”的小灯泡接在AB之间,CD之间接上电流表,闭合开关S,小灯泡正常发光,则电流表的示数为 A,如果把这个小灯泡接在CD之间,AB之间接电压表,闭合开关,若此时灯丝的电阻与正常发光时相同,则电压表的示数为 V,小灯泡的实际功率为 W。
16.在某一温度下,甲、乙两电阻的U-I关系如图所示。若将甲接在3 V的电源两端,则消耗的功率为 W。若将甲、乙并联后接在电压为3 V的电源两端,则电路消耗的总功率为 W。
三、计算题
17.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“3 V 0.75 W”字样,滑动变阻器R1的最大电阻值为20 Ω,定值电阻R2=20 Ω,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻是多少?
(2)只闭合开关S和S2,将变阻器R1的滑片P移到中点时,电流表示数为0.15 A,则电源电压是多少?
(3)只闭合开关S、S1和S3,移动变阻器的滑片P,小灯泡L的I-U关系如图乙所示,在保证各电路元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许接入电路的阻值变化范围是多少?
18.如图是某电饭锅的简化电路图。S1、S2都闭合时是加热状态,总功率为800 W;只闭合S2时是保温状态,R2的电阻是1 100 Ω。家庭电路的电压是220 V。试求:
(1)保温状态时,R2的功率是多少?
(2)加热状态时,总电流是多少?R1的电阻是多少?(均保留到小数点后两位)
(3)加热状态时,电饭锅工作30 min,消耗的电能是多少?
19.为了提高教学质量,我市的很多学校都在教室里安装了多媒体投影机。在某型号投影机的使用说明书中,给出了该投影机的一部分有关数据,如表。
请根据表格中提供的信息回答下列问题:
(1)当“灯泡设定”为“全亮度”工作时,通过灯泡的电流多大?
(2)在上一问中,灯泡的电阻多大?(结果保留整数)
(3)如果该投影机一直以“灯泡设定”为“节能+静音”模式工作,从开始使用到灯泡的寿命结束,灯泡大约消耗多少电能?
一、选择题
1.答案 D 电功率是表示电流做功快慢的物理量;电流做功的过程就是电能转化成其他形式的能的过程;千瓦、瓦都是电功率的单位;消耗电能多的用电器如果用时更长,则电功率不一定大。
2.答案 A 由题意可知,甲电热水壶的额定功率大于乙的额定功率,正常工作时的实际功率和额定功率相等,则P甲>P乙,因电功率是表示用电器消耗电能快慢(电流做功快慢)的物理量,所以电流通过甲做功一定比乙快,甲消耗电能一定比乙快,故A正确、C错误;虽然P甲>P乙,但两电热水壶正常工作的时间未知,由W=Pt可知,不能比较电流做功多少的关系和两者消耗的电能多少的关系,故B、D错误。
3.答案 A 三盏灯分别标有“220 V 100 W”“220 V 60 W”“220 V 40 W”,都正常工作,则这三盏灯的实际功率都等于它们的额定功率,所以标有“220 V 100 W”的灯最亮。
4.答案 D 指示灯闪烁越快,表明电路中消耗的电功越快,A错误;小明家上月消耗的电能为91.1 kW·h,B错误;小明家干路中的电流不得超过20 A,C错误;断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2 min,指示灯闪烁32次,消耗的电能W=32imp1600imp/(kW·h)=0.02 kW·h,电饭锅的功率P=Wt=0.02kW·h260h=0.6 kW=600 W,D正确。
5.答案 B 因为两灯泡分别标有“12 V 12 W”“12 V 6 W”,额定电压U1=U2,所以,由P=U2R知道,两灯泡的电阻之比R1R2=U12P1U22P2=P2P1=6W12W=12,A错误;由于两灯泡串联在某电源上,两灯都发光,根据串联电路中各处的电流相等知道,通过灯L1和L2的电流之比为1∶1,D错误;由P=I2R知道,两灯泡的实际功率之比P1'P2'=I2R1I2R2=R1R2=12,C错误;又因为灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,灯L2比灯L1亮,B正确。
6.答案 D 由P=U2R可得,原来电路消耗的功率P0=U02R0;已知U=2U0,R=34R0,则电路消耗的功率P=U2R=(2U0)234R0=4U0234R0=163×U02R0=163P0。
7.答案 BC 电路为小灯泡和滑动变阻器串联的简单电路,电流表测总电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;滑片P向右移动过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,电压表示数变大,电路的总电阻增大,根据公式I=UR可知,电流表示数逐渐变小,B正确,C正确,D错误;电源电压不变,根据串联电路电压特点可知,灯泡两端电压变小,由P=UI知,灯的电功率变小,亮度变,A错误。
8.答案 BD 家庭电路中各用电器互不影响,是并联的,由并联电路的电压特点可知,电热水器两端的电压和电饭锅两端的电压一样大,故A错误;两个用电器都正常工作,根据公式P=UI可知,在电压相同时,功率越大,通过的电流越大,所以通过电热水器的电流比通过电饭锅的电流大,故B正确;用电器消耗电能的多少与电功率和通电时间有关,只知道电功率大小,不知道通电时间,所以无法比较消耗电能的多少,故C错误;电功率是表示电流做功快慢(消耗电能快慢)的物理量,因电热水器的额定功率大于电饭锅的额定功率,则电热水器消耗电能比电饭锅消耗电能快,故D正确。
9.答案 B 由图可知,电阻R与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端电压,当滑片向右移时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,C、D错误;由U=IR可得,电阻R两端的电压变小,即电压表示数也变小,A错误;电源电压一定,电路中的电流变小,由P=UI可知,电路的总功率变小,B正确。
10.答案 ABD 由电路图知,R与L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;由P=U2R得,灯泡的阻值RL=U额2P额=(2.5V)21.25W=5 Ω,A正确;滑片移动的过程中,当灯泡正常发光时,电路中的电流是最大的,由P=UI得,电路中的最大电流I大=P额U额= A,B正确;当电压表示数为3 V时,滑动变阻器连入电路中的阻值最大,此时灯泡两端的电压UL=U-U滑=4.5 V-3 V=1.5 V,电路中的最小电流I小=ULRL=1.5V5Ω=0.3 A,滑动变阻器连入电路中的最大阻值R滑大=U滑I小=3V0.3A=10 Ω;灯泡正常发光时,电流最大,则电路的总电阻最小,滑动变阻器两端的电压U滑'=U-U额=4.5 V-2.5 V=2 V,滑动变阻器连入电路中的最小阻值R滑小=U'滑I大=2V0.5A=4 Ω,所以滑动变阻器的阻值变化范围是4 Ω~10 Ω,C错误;根据P=UI可知,电路中的电流最大时,总功率最大,最大功率P=UI大=4.5 V×0.5 A=2.25 W,D正确。故选A、B、D。
二、填空题
11.答案 甲 乙
解析 由P=UI,I=UR可得,P=U2R,则由R=U2P可知,甲灯阻值大。串联后通过两灯的电流相等,由P=I2R,可知,电阻越大,实际功率越大,灯越亮,所以甲灯亮些;并联后两灯两端的电压相等,由P=U2R,可知,电阻越大,实际功率越小,灯越暗,所以乙灯亮些。
12.答案 1 15
解析 标有“3 V 3 W”的小灯泡恰好正常发光,所以通过小灯泡的电流I=PLUL=3W3V=1 A,灯泡与15 Ω的电阻串联,通过的电流相等,所以电阻的功率PR=I2R=(1 A)2×15 Ω=15 W。
13.答案 小于 暗
解析 当灯泡两端的电压低于额定电压时,灯泡的实际功率小于额定功率,所以实际功率会小于100 W;灯泡的亮度决定于灯泡的实际功率,实际功率小于额定功率,所以灯泡的实际亮度比正常发光时要暗一些。
14.答案 1.5 1.5
解析 当灯泡L1、L2并联时,电路中的电源电压U应为3 V,由P=U2R可得,灯泡L1的电阻R1=U12P1=(6V)26W=6 Ω,灯泡L2的电阻R2=U22P2=(3V)23W=3 Ω,由I=UR可得,此时L1中的电流I1=UR1=3V6Ω=0.5 A,L2中的电流I2=UR2=3V3Ω=1 A,则并联电路的总电流I=I1+I2=0.5 A+1 A=1.5 A。此时L1消耗的电功率P1实=UI1=3 V×0.5 A=1.5 W。
15.答案 2.5 1.2 1.92
解析 将小灯泡接在AB之间,CD之间接上电流表,此时小灯泡和电阻R0并联,电流表测干路中的电流,因为此时小灯泡正常发光,所以小灯泡两端的电压为6 V,由并联电路的电压特点可知电源电压为6 V;根据欧姆定律可知,通过R0的电流I0=UR0=6V3Ω=2 A;小灯泡正常发光,由P=UI可得通过小灯泡的电流IL=PU=3W6V=0.5 A,由并联电路的电流特点可得干路中的电流(电流表的示数)I=I0+IL=2 A+0.5 A=2.5 A;把这个小灯泡接在CD之间,AB之间接电压表,则小灯泡和电阻R0串联,电压表测量R0两端的电压;根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻RL=UIL=6V0.5A=12 Ω,在串联电路中,电压之比等于电阻之比,即U0∶UL=R0∶RL=1∶4,且U0+UL=6 V,由此可得U0=1.2 V,UL=4.8 V,小灯泡的实际功率PL'=UL2RL=(4.8V)212Ω=1.92 W。
16.答案 0.9 2.7
解析 由图知甲接在3 V的电源两端时,通过它的电流为0.3 A,则甲消耗的功率P甲=U甲I甲=3 V×0.3 A=0.9 W。由图可知,U甲=U乙=U=3 V时,I甲=0.3 A,I乙=0.6 A,并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以甲、乙并联在电压为3 V的电源两端时,干路电流I=I甲+I乙=0.3 A+0.6 A=0.9 A,则电路消耗的总功率P=UI=3 V×0.9 A=2.7 W。
三、计算题
17.答案 (1)12 Ω (2)4.5 V (3)6~20 Ω
解析 (1)小灯泡正常发光时的电阻RL=UL2PL=(3V)20.75W=12 Ω;
(2)只闭合开关S和S2,将变阻器R1的滑片P移到中点时,12R1与R2串联,电流表测电路中的电流,因为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(12R1+R2)=0.15 A×(12×20 Ω+20 Ω)=4.5 V;
(3)只闭合开关S、S1和S3时,R1与L串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流,当电压表的示数为3 V时,灯泡正常发光,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时滑动变阻器两端的电压U1=U-UL=4.5 V-3 V=1.5 V,因串联电路中各处的电流相等,由图像可知,此时电路中的电流I1=IL=0.25 A,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值R1小=U1I1= Ω;由图像可知,灯泡两端的电压UL'=1.5 V时,电路中的电流I2=IL'=0.15 A,假设滑动变阻器可以完全接入电路中,则其两端的电压U1'=I2R1=0.15 A×20 Ω=3 V,由U=UL'+U1'可知,假设成立,即滑动变阻器接入电路中的最大阻值为20 Ω,所以,滑动变阻器R1允许接入电路的阻值变化范围是6~20 Ω。
18.答案 (1)44 W (2)3.64 A 63.95 Ω (3)1.44×106 J
解析 (1)只闭合S2时,只有R2接入电路,R2的功率P2=U2R2=(220V)21100Ω=44 W;
(2)S1、S2都闭合时两个电阻并联,总电流I=PU=800W220V≈3.64 A,通过R2的电流I2=UR2=220V1100Ω=0.20 A;通过R1的电流I1=I-I2=3.64 A-0.20 A=3.44 A,R1的电阻R1=UI1=220V3.44A≈63.95 Ω。
(3)加热状态时,电饭锅工作30 min,消耗的电能W=Pt=800 W×1 800 s=1.44×106 J。
19.答案 (1)1.5 A (2)147 Ω (3)840 kW·h
解析 (1)由公式P=UI,可得“灯泡设定”为“全亮度”工作时的电流I=PU=330W220V=1.5A。
(2)由公式I=UR,得“灯泡设定”为“全亮度”工作时的电阻R=UI=220V1.5A≈147 Ω。
(3)P'=280 W=0.28 kW,投影机以“灯泡设定”为“节能+静音”模式工作,从开始使用到灯泡的寿命结束灯泡消耗的电能W=P't=0.28 kW×3 000 h=840 kW·h。
灯泡设定
亮度
风扇的声音
灯泡功率(220 V时)
灯泡寿命
节能+静音
约87%
低
280 W
约3 000小时
全亮度
100%
正常
330 W
约2 000小时
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