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2024年初中物理同步练习《18.2+电功率》
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这是一份2024年初中物理同步练习《18.2+电功率》,共28页。试卷主要包含了甲、乙两用电器电功率之比为1等内容,欢迎下载使用。
一.选择题(共15小题)
1.有几位同学对电功率这个概念,有以下几种理解,你认为正确的是( )
A.电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量
B.电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量
C.电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多
D.电功率大的用电器工作时所用的时间一定少
2.下列关于电功、电功率的一些说法中正确的是( )
A.通过用电器的电流做功越多,则用电器功率就越大
B.用电器消耗的电功率越小,则电流做的功就越少
C.千瓦和千瓦时都是电功率的单位
D.用电器消耗的功率越大,则电流做功越快
3.甲、乙两用电器电功率之比为1:2,通电时间之比为3:4,则消耗电能之比为( )
A.1:2B.3:8C.3:4D.2:3
4.甲、乙两个灯泡消耗的电能之比为3:4,所用的时间之比是1:2,则甲,乙两个灯的电功率之比是( )
A.3:2B.2:3C.1:3D.3:1
5.如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0﹣3V”,电流表量程为“0﹣0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
①小灯泡的额定电流是0.6A
②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω﹣10Ω
③电压表示数变化范围是0﹣3V
④电流表示数变化范围是0.3﹣0.5A。
A.只有②、④正确B.只有②、③正确C.只有①、④正确D.只有①、③正确
6.某同学家中有一个电磁炉,上面标有“220V 2000W”的字样,下面关于这个电磁炉的说法中正确的是( )
A.使用这个电磁炉时应连接额定电流为10A的保险丝
B.这个电磁炉在正常工作时的电阻为484Ω
C.这个电磁炉工作时的电功率是2000W
D.这个电磁炉正常工作0.5h消耗电能为1.8×106J
7.一只电阻两端的电压由3V增大到4V时,通过该电阻的电流增加了0.25A,则该电阻消耗的电功率增加了( )
A.0.25WB.1.75WC.0.75WD.1W
8.灯泡L1、L2分别标有“10V、10W”和“9V、5.4W”的字样,若将它们串联使用时,电路两端允许加的最大电压值是( )
A.10VB.9VC.15VD.19V
9.把标有“12V 12W”的灯L1和“12V 6W”的灯L2串联起来接在电源电压为12V的电路中,下列说法正确的是( )
A.两灯均不能正常发光,但L1灯较亮
B.两灯均不能正常发光,但L2灯较亮
C.两灯均能正常发光
D.把电源电压提高到24V,两灯都能正常发光
10.下列四个节能灯,均接在36V电压下工作,能正常发光的是( )
A.220V 18WB.220V 9WC.12V 18WD.36V 9W
11.把“6V 3W”、“6V 6W”的两个灯泡串联后分别接在6V,9V,18V的电源上,下面说法中不正确的是( )
A.接在9V的电源上时,“6V 3W”的灯泡能正常发光
B.接在6V的电源上时,“6V 6W”的灯泡的实际功率是额定功率的1/9
C.接在18V的电源上时,“6V 3W”的灯泡比正常发光时亮,“6V 6W”的灯泡比正常发光时暗
D.不另加器材,无论电源电压为多少,都不能使他们同时正常发光
12.小明家的客厅和厨房均有一盏白炽灯亮着,小明发现客厅中的灯比厨房的亮,下列说法正确的是( )
A.客厅中灯两端的电压大
B.厨房中灯两端的电压大
C.两盏灯两端电压相等
D.无法判断两盏灯两端的电压大小
13.一灯泡在4.5V电压下才能正常发光,现把它接在3节串联的干电池上,灯泡发光。如果用两个这样的灯泡串联后接在3节干电池上,则灯泡将( )
A.变亮B.变暗C.亮度不变D.烧坏
14.如图所示,将标有“12V 6W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2并联后,接在6V的电源上(设灯丝电阻不变),则( )
A.两灯的实际功率之和等于12W
B.两灯的实际功率之和大于12W
C.灯泡L1比灯泡L2亮
D.灯泡L2比灯泡L1亮
15.将标有“2.5V 0.3A”字样的灯泡甲和“3.8V 0.3A”字样的灯泡乙,分别串联和并联后,接在电压为2.5V的电源两端,不考虑温度对电阻的影响,下列说法中正确的是( )
A.串联时,两灯都能正常发光
B.串联时,甲灯比乙灯更亮
C.并联时,通过两灯的电流相等
D.并联时,甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
二.多选题(共2小题)
16.两灯串联,一灯较亮,一灯较暗,则下列说法正确的是( )
A.较亮的灯中电流较大B.较亮的灯电阻较大
C.较亮的灯额定功率较大D.较亮的灯两端电压较大
17.把标有“36V15W”和“36V5W”的甲、乙两灯串联在电压是36V的电路中,则( )
A.因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮
B.通过它们的电流相等,但实际功率不同,所以二者亮度不同
C.因为甲灯的电阻较小,所以甲灯较亮
D.因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮
三.填空题(共1小题)
18.标有“220V 2200W”字样的空调器,“220V”表示该空调器的 电压(选填“实际”或“额定”),正常工作5小时,通过它的电流为 安,耗电 千瓦•时。
四.实验探究题(共5小题)
19.有两个小灯泡,L1标有“6V 3W”,L2标有“6V 12W”。
(1)把它们并联在电源电压为6V的电路中,比较亮的灯是 ;
(2)把它们串联在6V的电路中,发现只有L1发光。小明说,L2不发光,是因为L2开路了,小刚马上反驳:不可能!原因是: 。小琦说,L2不发光是因为灯座短路了,不使用其它器材,你可以 (简述操作方法),观察 ,验证灯座是不是短路。
20.小明在测定“小灯泡电功率的实验中,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1连接电路时开关应 ,电流表的量程应选0~ A,如果用干电池做电源,他至少用
节干电池。
(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)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A“或“B”)端。
(4)小明闭合开关后,小明发现电压表电流表均有示数,但小灯泡不亮,经检查,电路连接正确,且各元件完好,那么可能的原因是 。故障排除后,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“A“或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小明同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
21.小红作“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)小红设计了图甲所示的电路,她应选用规格为 的滑动变阻器(选填“R1”或“R2”),该实验中滑动变阻器的主要作用是 。
(2)正确连接电路后,闭合开关,若小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因是 ;若小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是 。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片在不同位置,小灯泡U﹣I图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
(4)由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是 。
(5)在没有电压表、只有电流表的情况下,小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材,也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。步骤如下:
①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为 A时,灯泡正常发光;
③断开开关,保持 不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;
④小灯泡额定功率的表达式为P额= 。
22.“测量小灯泡的电功率”的实验电路图如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整。
(2)现有滑动变阻器R1(5Ω0.3A)和R2(50Ω1A),实验时应选用滑动变阻器 ;
(3)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P滑到 端(填“A”或“B”);
(4)闭合开关后,小明发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他首先应该操作的是
(填序号)
A.检查电路是否开路
B.检查电路是否短路
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(5)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片P的同时,眼睛应注视 (填序号)
A.电压表示数 B.电流表示数 C.滑动变阻器滑片
(6)调节滑片P至某位置时,小灯泡恰好正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(7)图丁是小明根据实验数据绘制的小灯泡的电流与电压关系图象。由图象可知,小灯泡的阻值随电压的增大而 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
23.琳琳小组在做“测量小灯泡电功率”的实验,实验前他们观察到小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)在电路连接完成后,闭合开关前,同组同学检查电路,发现她有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并在图中正确连线。
(2)正确连接电路后,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,其原因可能是 (选填符号)。
A.灯泡断路 B.灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片在某一位置时,电流表、电压表的示数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A;小灯泡两端的电压是 V;若使小灯泡正常发光,则应调节滑动变阻器使电压表的示数为 V。
(4)实验结束,琳琳小组根据实验数据绘制了如图丙所示的图象,则小灯泡正常发光时的电阻大约是 Ω(保留一位小数)。
九年级上学期《18.2 电功率》参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.有几位同学对电功率这个概念,有以下几种理解,你认为正确的是( )
A.电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量
B.电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量
C.电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多
D.电功率大的用电器工作时所用的时间一定少
【分析】根据电功率的概念和意义分析。
【解答】解:电功率是指电流在单位时间内做的功的多少,是表示电流做功快慢的物理量,故A错误,B正确;
由于电功率是由功和时间共同决定的,故C、D错误。
故选:B。
2.下列关于电功、电功率的一些说法中正确的是( )
A.通过用电器的电流做功越多,则用电器功率就越大
B.用电器消耗的电功率越小,则电流做的功就越少
C.千瓦和千瓦时都是电功率的单位
D.用电器消耗的功率越大,则电流做功越快
【分析】电功率是指电流在单位时间内做功的多少,它是表示电流做功快慢的物理量;电功是描述电流做功多少的物理量,电功和电功率的物理意义不同,单位也不一样。
【解答】解:A.通过用电器的电流做功越多,但用电器功率不一定越大,应还与通电的时间有关,故A不正确;
B.用电器消耗的电功率越小,但电流做的功不一定越少,因还与通电的时间有关,故B不正确;
C.千瓦是电功率的单位,千瓦时是电功的单位,故C不正确;
D.电功率是表示电流做功快慢的物理量,故D正确。
故选:D。
3.甲、乙两用电器电功率之比为1:2,通电时间之比为3:4,则消耗电能之比为( )
A.1:2B.3:8C.3:4D.2:3
【分析】已知用电器功率与通电时间之比,由W=Pt可以求出用电器消耗的电能之比。
【解答】解:甲乙用电器消耗的电能之比为==×=;
故选:B。
4.甲、乙两个灯泡消耗的电能之比为3:4,所用的时间之比是1:2,则甲,乙两个灯的电功率之比是( )
A.3:2B.2:3C.1:3D.3:1
【分析】已知电能关系与时间关系,应用电功率公式可以求出电功率之比。
【解答】解:已知=,=,
则甲,乙两个灯的电功率之比==×=×=。
故选:A。
5.如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0﹣3V”,电流表量程为“0﹣0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
①小灯泡的额定电流是0.6A
②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω﹣10Ω
③电压表示数变化范围是0﹣3V
④电流表示数变化范围是0.3﹣0.5A。
A.只有②、④正确B.只有②、③正确C.只有①、④正确D.只有①、③正确
【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压。
(1)根据灯泡的额定电压和额定功率,利用P=UI求出其额定电流;
(2)根据串联电路电流相等和分压特点,结合欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的阻值大小;
(3)根据小灯泡额定电压和电压表的量程确定电压表的示数变化范围;
(4)在保护灯泡和电压表的条件下,利用欧姆定律求出电流表的示数范围。
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压。
(1)灯泡正常发光时的电压为2.5V,功率为1.25W,
由P=UI可得:小灯泡正常发光时的电流为:I===0.5A,故①错误;
(2)当电路中的电流为0.5A时,滑动变阻器电阻最小分得电压最小
串联电路总电压等于各分电压之和,
此时电压表的示数U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,故电压表的示数变化范围为2~3V,故③错误;
2V<3V,没有超出电压表的量程,
灯泡两端的电压可以达到2.5V,
串联电路中各处的电流相等,
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小为:
R滑min===4Ω;
当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
灯泡两端的电压:UL′=U﹣U滑max=4.5V﹣3V=1.5V,
灯泡的电阻:RL===5Ω,
电路中的最小电流:
Imin===0.3A,
电路中电流变化的范围是0.3A~0.5A,故④正确;
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R滑max===10Ω,
滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω~10Ω,故②正确。
故选:A。
6.某同学家中有一个电磁炉,上面标有“220V 2000W”的字样,下面关于这个电磁炉的说法中正确的是( )
A.使用这个电磁炉时应连接额定电流为10A的保险丝
B.这个电磁炉在正常工作时的电阻为484Ω
C.这个电磁炉工作时的电功率是2000W
D.这个电磁炉正常工作0.5h消耗电能为1.8×106J
【分析】(1)已知电炉的额定电压和额定功率,可利用公式I=计算电炉的额定电流,保险丝的额定电流等于或略大于用电器的额定电流;
(2)电磁炉是非纯电阻用电器,欧姆定律不成立;
(3)用电器只有正常工作时,其消耗的电功率才为额定功率;
(4)知道电炉的额定功率和正常工作的时间,可利用公式W=Pt计算消耗的电能。
【解答】解:A.由P=UI可得,电磁炉的额定电流I==≈9.1A,保险丝的额定电流10A略大于电磁炉的额定电流,故A正确;
B.电磁炉是非纯电阻用电器,欧姆定律不成立,无法计算电炉正常工作时的电阻,故B错误;
C.电炉只有两端电压为额定电压时,即正常工作时,其消耗的电功率才为额定功率2000W,故C错误;
D.由P=可得,电炉正常工作0.5h消耗的电能W=Pt=2000W×0.5×3600s=3.6×106J,故D错误。
故选:A。
7.一只电阻两端的电压由3V增大到4V时,通过该电阻的电流增加了0.25A,则该电阻消耗的电功率增加了( )
A.0.25WB.1.75WC.0.75WD.1W
【分析】根据欧姆定律表示出两种情况下电路中的电流得出等式求出电阻R的阻值,再根据P=求出两种情况下电阻R消耗的电功率,进一步求出该电阻R所消耗电功率的变化。
【解答】解:根据欧姆定律可得:
当U=3V时,电路中的电流I1==,
当U′=4V时,电路中的电流I2==,
则﹣=0.25A,
解得:R=4Ω,
该电阻R所消耗电功率的变化:
PR′﹣PR=﹣=﹣=1.75W。
故选:B。
8.灯泡L1、L2分别标有“10V、10W”和“9V、5.4W”的字样,若将它们串联使用时,电路两端允许加的最大电压值是( )
A.10VB.9VC.15VD.19V
【分析】已知两灯泡的额定电压和额定功率,先根据公式P=UI求出各自正常工作时的电流,根据欧姆定律求出电阻,如果把它们串联起来,则串联电路的电流只能取两个电流中最小的一个。然后根据电阻的串联和欧姆定律求出电路两端允许加的最大电压。
【解答】解:根据P=UI可得,两灯泡的额定电流:
I1===1A,I2===0.6A,
根据欧姆定律可得,两灯泡的电阻:
R1===10Ω,R2===15Ω;
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=0.6A,
串联电路的总电阻等于各分电阻之和,
电路两端允许加的最大电压U串=I(R1+R2)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V。
故选:C。
9.把标有“12V 12W”的灯L1和“12V 6W”的灯L2串联起来接在电源电压为12V的电路中,下列说法正确的是( )
A.两灯均不能正常发光,但L1灯较亮
B.两灯均不能正常发光,但L2灯较亮
C.两灯均能正常发光
D.把电源电压提高到24V,两灯都能正常发光
【分析】(1)由灯泡的铭牌可知两灯泡的额定电压和额定功率,根据电阻的串联特点和欧姆定律可知两灯泡串联到12V的电路中时电路的电流,即可判断两灯泡是否正常发光;
根据R=比较两灯泡的电阻关系,再根据串联电路的电流特点和P=I2R判断两灯泡实际功率的大小即可判断两灯泡的亮暗关系;
(2)根据I=判断两灯泡的额定电流之间的关系,再根据串联电路的电流特点即可判断把电源电压提高到24V时,两灯泡是否都正常发光。
【解答】解:(1)∵串联电路电阻越串越大、大于任何一个分电阻,
∴根据I=可知,两灯泡串联接到12V的电源上时,灯的电压小于额定电压,所以两灯泡均不能正常发光,故C不正确;
∵R=,且两灯泡的额定电压相等,L1灯泡的额定功率大于L2的额定功率,
∴L1灯泡的电阻小于L2的电阻,
∵串联电路各处的电流相等,
∴根据P=I2R可知,L2灯泡的实际功率大、灯较亮,故A不正确、B正确;
(2)∵I=,
∴两灯泡正常发光时的电流不相等,
∵串联电路各处的电流相等,
∴把电源电压提高到24V时,两灯泡不可能都正常发光,故D不正确。
故选:B。
10.下列四个节能灯,均接在36V电压下工作,能正常发光的是( )
A.220V 18WB.220V 9WC.12V 18WD.36V 9W
【分析】根据额定电压下节能灯正常发光进行解答。
【解答】解:因额定电压下节能灯才能正常发光,
所以,四个节能灯均接在36V电压下工作时,能正常发光的为“36V 9W”的灯泡,其他节能灯发光较暗或被烧坏(即不能正常发光),故ABC错误、D正确。
故选:D。
11.把“6V 3W”、“6V 6W”的两个灯泡串联后分别接在6V,9V,18V的电源上,下面说法中不正确的是( )
A.接在9V的电源上时,“6V 3W”的灯泡能正常发光
B.接在6V的电源上时,“6V 6W”的灯泡的实际功率是额定功率的1/9
C.接在18V的电源上时,“6V 3W”的灯泡比正常发光时亮,“6V 6W”的灯泡比正常发光时暗
D.不另加器材,无论电源电压为多少,都不能使他们同时正常发光
【分析】已知两灯的额定电压和额定功率可求两灯的电阻,还知道两灯串联,所以电流相等。再根据选项所给条件逐一解决。
【解答】解:R===12Ω,I===0.5A;R′===6Ω,I′===1A。
A、当两灯泡串联接在9V的电源上时,电路中的电流为IA==0.5A,与“6V 3W”灯泡的额定电流相等,因此该灯泡正常发光,故A选项正确。
B、当两灯泡串联接在6V的电源上时,电路中的电流为IB==A,“6V 6W”的灯泡的实际功率PB=×6Ω=W,是“6V 6W”的灯泡额定功率的,故B选项正确;
C、当两灯泡串联接在18V的电源上时,电流中的电流为IC==1A,大于“6V 3W”灯泡的额定电流,等于“6V 6W”灯泡额定电流,因此“6V 6W”的灯泡正常发光,故C选项错误;
D、因为两个灯泡的额定电流不相等,因此不另加器材,无论电源电压为多少,都不能使他们同时正常发光,故D选项正确。
故选:C。
12.小明家的客厅和厨房均有一盏白炽灯亮着,小明发现客厅中的灯比厨房的亮,下列说法正确的是( )
A.客厅中灯两端的电压大
B.厨房中灯两端的电压大
C.两盏灯两端电压相等
D.无法判断两盏灯两端的电压大小
【分析】灯的亮度取决于灯的实际电功率,客厅和房间的灯并联,所加电压相同,根据P=UI、P=分别判断。
【解答】解:小明发现客厅中的灯比厨房的亮,说明客厅里的灯的实际电功率大;
∵客厅和房间的灯并联,
∴客厅里的灯和房间里的灯所加电压相同,故A、B、D错,C正确;
故选:C。
13.一灯泡在4.5V电压下才能正常发光,现把它接在3节串联的干电池上,灯泡发光。如果用两个这样的灯泡串联后接在3节干电池上,则灯泡将( )
A.变亮B.变暗C.亮度不变D.烧坏
【分析】3节串联的干电池提供的电压为4.5V,根据串联电路分压的规律可知每个灯泡两端电压;根据P=可判断灯泡实际功率与额定功率的关系,从而可判断灯泡的亮度变化。
【解答】解:由题可知,灯泡的额定电压是4.5V,3节串联的干电池提供的电压为4.5V,
现在用两个同样的灯泡串联后仍接在4.5V的电源上,则每个灯泡两端电压为2.25V,小于灯泡的额定电压4.5V;由P=可知,灯泡的实际功率小于额定功率,所以灯泡亮度将变暗。
故选:B。
14.如图所示,将标有“12V 6W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2并联后,接在6V的电源上(设灯丝电阻不变),则( )
A.两灯的实际功率之和等于12W
B.两灯的实际功率之和大于12W
C.灯泡L1比灯泡L2亮
D.灯泡L2比灯泡L1亮
【分析】灯泡L1和灯泡L2并联,可利用并联电路的特点,确定灯泡L1和灯泡L2两端的实际电压,再利用公式P=分析电路中电功率的变化。
【解答】解:
因为L1和L2并联,
则两灯的实际电压为:U1=U2=U=6V,
又此时U1<U1额,而灯丝电阻不变,由公式P=可知,P1<P1额,因此P1<6W,
U2=U2额,由公式P=可知,P2=P2额,因此P2=6W,
P=P1+P2<12W,故A、B错误;
根据P=可得R=,因为U1额>U2额在额定功率相等时,可知R1>R2,因此在实际电压相等时,L1的实际电功率小于L2的实际功率,故L2较亮,
故C错误,D正确。
故选:D。
15.将标有“2.5V 0.3A”字样的灯泡甲和“3.8V 0.3A”字样的灯泡乙,分别串联和并联后,接在电压为2.5V的电源两端,不考虑温度对电阻的影响,下列说法中正确的是( )
A.串联时,两灯都能正常发光
B.串联时,甲灯比乙灯更亮
C.并联时,通过两灯的电流相等
D.并联时,甲灯的实际功率比乙灯的实际功率大
【分析】(1)两灯泡额定电压和额电功率已知,可计算出其电阻,根据串联电路的分压原理判断;
(2)串接在2.5V电源上时,根据P=I2R分析消耗功率的大小关系即可判断亮度情况;
(3)根据并联电路的电流特点和欧姆定律判断;
(4)跟根据P=比较两灯泡电阻之间的关系,再根据并联电路的特点比较实际功率的大小。
【解答】解:由I=得,R=,两灯泡额定电流相等,额定电压高的电阻大,即灯R甲<R乙;
(1)两灯串联时,如两灯串联接入电路,电流相等,电阻大的分得的电压高,两灯的电压和为电源电压2.5V,故都不能正常发光;故A错误;
由P=UI,I=可得P=I2R,R1<R2,所以P甲<P乙,L甲的实际功率小于L乙的实际功率,故B错误;
(2)两灯并联时,电压相等,R1<R2,由I=可知,通过甲的电流大于乙的电流,故C错误;
D、两灯并联时,电压相等,由P=UI,I=可得P=,R甲<R乙;所以甲的实际功率大于乙的实际功率;故D正确。
故选:D。
二.多选题(共2小题)
16.两灯串联,一灯较亮,一灯较暗,则下列说法正确的是( )
A.较亮的灯中电流较大B.较亮的灯电阻较大
C.较亮的灯额定功率较大D.较亮的灯两端电压较大
【分析】两只灯泡串联时电流相等,根据公式P=I2R可知电阻越大,实际功率越大;
根据公式U=IR可知,串联时电流相等,电阻越大,灯泡两端的电压越大。
【解答】解:(1)两灯串联时电流相等,由公式P=I2R可知,电阻越大,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮,故A错误,B正确;
(2)两灯串联,流过它们的电流相等,由U=IR可知,电阻越大,灯两端电压越大,由于较亮的灯泡电阻较大,因此较亮的灯泡两端的电压较大,故D正确;
(3)灯的亮度由实际功率决定,灯泡在额定电压下正常发光时的功率是额定功率,灯的亮度与额定功率无直接关系,故C错误;
故选:BD。
17.把标有“36V15W”和“36V5W”的甲、乙两灯串联在电压是36V的电路中,则( )
A.因为甲灯额定功率较大,所以甲灯较亮
B.通过它们的电流相等,但实际功率不同,所以二者亮度不同
C.因为甲灯的电阻较小,所以甲灯较亮
D.因为乙灯实际功率较大,所以乙灯较亮
【分析】灯泡的亮暗取决于实际功率的大小;先根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,利用R=分别求出两灯泡的电阻;利用串联电路的电流特点可知两灯泡串联时通过的电流相等;再根据P=I2R比较两灯泡的实际功率得出两灯泡的亮暗情况。
【解答】解:两灯泡的电阻分别为:
R甲===86.4Ω,R乙===259.2Ω;
因为甲、乙两灯泡串联,所以通过它们的电流相等,
P=I2R
故乙灯泡的电阻大,灯泡的实际功率大,灯泡较亮。
故选:BD。
三.填空题(共1小题)
18.标有“220V 2200W”字样的空调器,“220V”表示该空调器的 额定 电压(选填“实际”或“额定”),正常工作5小时,通过它的电流为 10 安,耗电 11 千瓦•时。
【分析】用电器正常工作时需要的电压叫额定电压。
已知额定电压和额定功率,利用I=可以得到正常发光时的电流。
利用W=Pt计算正常工作5小时消耗的电能。
【解答】解:
节能灯上的“220V”是空调器正常工作需要的电压,也就是额定电压。
由P=UI可得空调器正常工作时的电流为:
I===10A
由P=可得空调器正常工作5小时消耗的电能:
W=Pt=2.2kW×5h=11kW•h。
故答案为:额定;10;11。
四.实验探究题(共5小题)
19.有两个小灯泡,L1标有“6V 3W”,L2标有“6V 12W”。
(1)把它们并联在电源电压为6V的电路中,比较亮的灯是 L2 ;
(2)把它们串联在6V的电路中,发现只有L1发光。小明说,L2不发光,是因为L2开路了,小刚马上反驳:不可能!原因是: 串联电路中,一旦电路出现开路,整个电路的所有用电器都无法工作 。小琦说,L2不发光是因为灯座短路了,不使用其它器材,你可以 拧下灯泡L2 (简述操作方法),观察 灯泡L1能否继续发光 ,验证灯座是不是短路。
【分析】(1)灯泡亮度决定于灯泡的实际功率,灯泡只有在额定电压下才能正常发光;
(2)两灯泡串联接入电路,当电路断路或灯泡短路时,灯泡不发光,根据电路现象分析答题。
【解答】解:
(1)由题知,L1标有“6V 3W”,L2标有“6V 12W”,可知两灯的额定电压相等;
把它们并联在电源电压为6V的电路中,实际电压与灯泡的额定电压相等,则灯泡的实际功率与额定功率相等,所以L2的实际电功率大,因此L2较亮。
(2)由于串联电路中一旦出现开路,整个电路的所有用电器都无法工作,因此把它们串联在6V的电路中,发现只有L1发光,不可能是L2开路。
如果L2的灯座出现短路,则灯L2不发光,灯L1发光;因此可以拧下灯泡L2,观察灯泡L1能否继续发光,若L1能继续发光,则L2灯座短路了;若L1不发光,则L2灯座开路;所以,拧下灯泡L2,观察灯泡L1能否继续发光,可以验证灯座是不是短路。
故答案为:(1)L2;(2)串联电路中,一旦电路出现开路,整个电路的所有用电器都无法工作;拧下灯泡L2;灯泡L1能否继续发光。
20.小明在测定“小灯泡电功率的实验中,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1连接电路时开关应 断开 ,电流表的量程应选0~ 0.6 A,如果用干电池做电源,他至少用
2 节干电池。
(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)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 A (选填“A“或“B”)端。
(4)小明闭合开关后,小明发现电压表电流表均有示数,但小灯泡不亮,经检查,电路连接正确,且各元件完好,那么可能的原因是 滑动变阻器接入电路的阻值过大 。故障排除后,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为 2.2 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 B (选填“A“或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(5)小明同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I﹣U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W。
【分析】(1)为防止发生短路,电路连接过程中,开关要处于断开状态;
根据灯泡正常发光时的电流确定电流表的量程;
根据一节干电池的电压和灯泡的额定电压计算出所用干电池的个数;
(2)电流表要串联在电路中,注意量程的选择;
(3)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处;
(4)滑动变阻器接入电路的阻值太大时,电路电流很小,灯泡实际功率很小,灯泡不发光;由图示电压表确定其量程与分度值,然后读出其示数;
电压表示数小于灯泡额定电压,要测灯泡额定功率,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,增大灯泡两端电压,根据实物电路确定滑片的移动方向;
(5)由图象找出灯泡额定电压对应的电流,然后根据P=UI求出小灯泡的额定功率。
【解答】解:
(1)在连接电路过程中,开关应处于断开状态,以防止电路因连线错误而发生短路烧毁电源。
小灯泡正常发光时电路中的电流:I===0.25A<0.6A,故电流表的量程应选0~0.6A。
因为一节干电池提供1.5V的电压,而灯泡的额定电压为2.5V,所以至少需要2节干电池。
(2)由(1)可知,电流表电流表的量程应选0~0.6A,
故应将电流表的“0.6”接线柱与灯泡的左接线柱连接即可,如图所示:
(3)闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处;由图甲可知,滑动变阻器的滑片P应位于A端。
(4)小明发现电压表、电流表均有示数,但小灯泡不亮,经检查,电路连接正确,且各元件完好,那么可能的原因是滑动变阻器接入电路的阻值过大,导致电路中的电流过小,灯泡的实际功率过小;
由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.2V;
由于灯泡两端电压小于灯泡额定电压,要测灯泡额定功率,应增大灯泡两端电压,减小滑动变阻器分压,由串联分压规律可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,所以应向B端移动滑片,直到电压表示数为灯泡额定电压2.5V为止。
(5)由图丙可知,当小灯泡两端的电压U=2.5V时,对应的电流I=0.2A,
则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)断开;0.6;2;(2)见上图;(3)A;(4)滑动变阻器接入电路的阻值过大;2.2;B;(5)0.5。
21.小红作“测量小灯泡电功率”实验,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。
(1)小红设计了图甲所示的电路,她应选用规格为 R2 的滑动变阻器(选填“R1”或“R2”),该实验中滑动变阻器的主要作用是 改变灯泡两端的电压 。
(2)正确连接电路后,闭合开关,若小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,原因是 小灯泡短路(或电压表短路) ;若小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是 小灯泡断路 。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片在不同位置,小灯泡U﹣I图象如图乙所示,小灯泡的额定功率为 0.625 W。
(4)由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是 灯丝温度 。
(5)在没有电压表、只有电流表的情况下,小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材,也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。步骤如下:
①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为 0.25 A时,灯泡正常发光;
③断开开关,保持 滑动变阻器滑片P的位置(或滑动变阻器接入电路的阻值 不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;
④小灯泡额定功率的表达式为P额= 2.5I 。
【分析】(1)根据分压原理求出滑动变阻器连放电路中的最小阻值;
由测量小灯泡在不同电压的电功率作答;
(2)电流表有示数,说明电路为通路;小灯泡不亮,电压表无示数,说明小灯泡短路或电压表短路;
小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路断路或电路中的总电阻太大;电压表有示数,说明与电压表与电源是连通;
(3)由图乙,根据额定电压电压下对应的电流大小,求小灯泡的额定功率P额=U额I
(4)灯丝的电阻随温度的变化而变化不是一个定值;
(5)②定值电阻R和电流表相当于电压表;
③保持滑片的位置不变,将电流表与灯串联,根据各元件两端的电压不变,读出电流表示数即可;
④根据P额=U额I求小灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)灯的额定电压为2.5V,所以,变阻器要分去6V﹣2.5V=3.5V的电压,根据分压原理,=,滑动变阻器的阻值至少为R滑=×RL=×10Ω=14Ω.根据欧姆定律知,灯正常发光的时的电流约为0.25A,故应选用R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器;
因测量小灯泡在不同电压的电功率,所以,本实验中滑动变阻器的主要作用是改变灯两端的电压;
(2)正确连接电路后,闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路;小灯泡不亮,电压表无示数,说明小灯泡短路或电压表短路;
若小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路断路或电路中的总电阻太大;电压表有示数,说明与电压表与电源是连通的,所以,若小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是小灯泡断路;
(3)由图乙知,当灯电压为2.5V时对应的电流为0.25A,小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625A;
(4)因灯丝的电阻随温度的变化而变化不是一个定值,所以,由图乙发现灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是灯丝温度;
(5)②小红增加了一只10Ω的定值电阻R,因当电流表示数为I==0.25A时,R两端的电压一定为2.5V,
根据并联电路电压的特点,灯的电压为2.5V,灯一定正常发光,所以,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.25A时,灯泡正常发光;
③断开开关,保持变阻器滑片P的位置或变阻器接入电路的阻值不变,将电流表改接在所在灯支路中,此时电路的连接关系没有改变,只是电流表由原来测通过R的电流变为测通过灯的电流I,R与灯两端的电压与变阻器的电压均保持不变,灯仍正常发光,通过灯的电流I即为灯正常发光时的电流大小。所以,断开开关,保持滑动变阻器滑片P的位置(或滑动变阻器接入电路的阻值)不变,将电流表改接在灯泡所在支路中,再闭合开关,读出电流表示数I;
④小灯泡额定功率的表达式为P额=U额I(或2.5V×I)。
故答案为:(1)R2;改变灯泡两端的电压;
(2)小灯泡短路(或电压表短路);小灯泡断路;
(3)0.625;
(4)灯丝温度;
(5)②0.25;③滑动变阻器滑片P的位置(或滑动变阻器接入电路的阻值);④U额I(或2.5V×I)。
22.“测量小灯泡的电功率”的实验电路图如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整。
(2)现有滑动变阻器R1(5Ω0.3A)和R2(50Ω1A),实验时应选用滑动变阻器 R2 ;
(3)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P滑到 B 端(填“A”或“B”);
(4)闭合开关后,小明发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他首先应该操作的是 C
(填序号)
A.检查电路是否开路
B.检查电路是否短路
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
(5)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片P的同时,眼睛应注视 A (填序号)
A.电压表示数 B.电流表示数 C.滑动变阻器滑片
(6)调节滑片P至某位置时,小灯泡恰好正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 0.95 W;
(7)图丁是小明根据实验数据绘制的小灯泡的电流与电压关系图象。由图象可知,小灯泡的阻值随电压的增大而 增大 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】(1)根据灯泡额定电压确定电压表量程,把电压表并联在灯泡两端;
(2)灯泡电压为额定电压时,滑动变阻器分得电压最小,对应阻值最小,计算出最小电阻,通过额定电流和最小电阻,选择滑动变阻器。
(3)闭合开关前滑片应滑动最大阻值处。
(4)灯泡不发光时,首先看电流表,在看电压表,最后移动滑动变阻器。
(5)测量小灯泡电功率实验,测量在不同电压下的实际功率,所以应该观察电压表示数。
(6)读出电流表在额定电压下的电流,由P=UI计算出额定功率。
(7)根据I﹣U图象时曲线,或去特殊点,说明电阻变化情况。
【解答】解:(1)根据灯泡额定电压为2.5V,电压表选择0﹣3V的量程。
(2)当灯泡在额定电压2.5V时,根据图丙读出额定电流为0.38A,则应选择R2。
(3)闭合开关前,滑动变阻器滑动最大阻值处,远离下接线柱则滑到B端。
(4)因为电流表,电压表都有示数,就应该考虑是灯泡实际功率太小,所以应该移动滑动变阻器。
(5)测量小灯泡电功率实验,测量在不用电压下的实际功率,所以应该观察电压表。
(6)电压表示数为额定电压2.5V,电流表量程0﹣0.6A,分度值0.02A,读出电流表示数I=0.38A,由P=UI=2.5V×0.38A=0.95W。
(7)根据I﹣U图象,灯泡两端电压增大,电阻增大。
故答案为:(1)如图所示;(2)R2;(3)B;(4)C;(5)A;(6)0.95W;(7)增大。
23.琳琳小组在做“测量小灯泡电功率”的实验,实验前他们观察到小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)在电路连接完成后,闭合开关前,同组同学检查电路,发现她有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并在图中正确连线。
(2)正确连接电路后,闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,其原因可能是 A (选填符号)。
A.灯泡断路 B.灯泡短路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片在某一位置时,电流表、电压表的示数如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 0.24 A;小灯泡两端的电压是 1.5 V;若使小灯泡正常发光,则应调节滑动变阻器使电压表的示数为 2.5 V。
(4)实验结束,琳琳小组根据实验数据绘制了如图丙所示的图象,则小灯泡正常发光时的电阻大约是 8.3 Ω(保留一位小数)。
【分析】(1)根据滑动变阻器的接法分析;
(2)根据电路中灯泡的亮暗和电流表、电压表有无示数情况,可判断电路的连接状态;
(3)电流表和电压表读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数;灯泡两端的电压为额定电压时,灯泡正常发光;
(4)根据表格读出电流值和电压值,根据欧姆定律求出电阻。
【解答】解:(1)滑动变阻器在接入电路中时应采用一上一下的接法,如图所示:
;
(2)灯泡不亮,电流表无示数,说明电路无电流;电压表有示数且较大,说明电路有电压且与电压表串联的电路是通路,所以故障原因是灯泡断路,故选A;
(3)电流表使用0~0.6A量程,电流表示数为0.24A,电压表使用0~3V量程,电压表示数为1.5V,灯泡两端的电压为2.5V时,灯泡会正常发光,故应调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V;
(4)由图可知,灯泡正常发光时的电压为2.5V,电流为0.3A,由欧姆定律可知,灯泡的电阻为:R===8.3Ω。
故答案为:(1)如图;(2)A;(3)0.24;1.5;2.5;(4)8.3。
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