物理九年级全册电功率课后复习题
展开第十五章《电功和电热》
15.2电功率
【知识梳理】
一、电功率
1.定义:电流单位时间内所做的功。
2.单位:国际单位 瓦特(W) 常用单位:千瓦(kW)、毫瓦(mW)
换算:1W=1×10-3kW=1×103mW
3.物理意义:表示电流做功快慢的物理量。
4.常见用电器的功率
序号
不同的用电器
功率大小
序号
不同的用电器
功率大小
1
巨型计算机
4.04×106W
7
台式计算机
约200W
2
家用空调(挂机)
约1000W
8
液晶电视机
约100W
3
家用空调(柜机)
约2000W
9
电风扇
约20W
4
吸尘器
约800W
10
手电筒
约0.5W
5
电吹风机(冷风挡)
约100W
11
计算器
约0.5mW
6
电吹风机(热风挡)
约500W
12
电子表
约0.01mW
5.电功率计算公式:(适用于所有电路)
6.对于纯电阻电路,由于,可得
①串联电路中常用公式: 由此可得
②并联电路中常用公式: 由此可得
7.对于串联电路:
对于并联电路:
因此,无论用电器串联或并联,计算总功率都有。
8.单位“kW·h”的来历
由可得,当P代入数据的单位为kW,t代入数据的单位为h时,W的单位即为kW·h。
二、额定功率和实际功率
1.电压与功率之间的关系
(1)对于定值电阻,根据可知,功率与电压的平方成正比。如果电压U减小为原来的,功率减小为原来的;如果电压U增大为原来的n倍,功率增大为原来的倍。
(2)对于非定值电阻和非纯电阻用电器,根据可知,电压越大,电流越大,功率也越大。
2.额定电压与额定功率
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压,用表示。
(2)额定电流:用电器正常工作时的电流,用表示。
(3)额定功率:用电器在额定电压下的功率,用表示。
(4)灯泡的规格:某灯泡上标有“PZ220V-25”或者“220V 25W”字样表示:普通照明,额定电压220V,额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知:该灯额定电压为220V,额定功率25W,额定电流,灯丝阻值。
3.实际电压和实际功率
(1)实际电压:用电器工作时实际的电压,用表示。
(2)实际电流:用电器工作时实际的电流,用表示。
(3)实际功率:用电器在实际电压下工作的功率,用表示。
(4)灯泡的亮度:灯泡亮度由灯泡的实际功率决定,与额定功率无关,实际功率越高,单位时间转化的光能越多,灯泡越亮。
4.额定功率与实际功率的关系:
额定功率是用电器性能的参数,体现了它正常工作时消耗电能的快慢,与用电器实际的工作状态无关。实际功率体现了用电器实际工作时消耗电能的快慢,由用电器两端实际的电压决定。
①当时,,用电器正常工作(灯正常发光)
②当时,,用电器不能正常工作(灯光暗淡)
③当时,,长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈,灯丝容易烧断)
三、电功率的测量
1.利用,测量被测量电路或用电器消耗的电能及时间,计算功率。
2.利用P=UI,测量被测量电路或用电器两端的电压和通过的电流,计算功率。
实验:伏安法测小灯泡的电功率
【实验目的】
测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率
【实验器材】干电池两节,开关一个,电流表一个,电压表一个,滑动变阻器一个,额定电压为2.5V的小灯泡一个,导线若干
【实验原理】
【实验设计】
由可知,要测量小灯泡L的功率需要同时获得通过小灯泡L的电流及小灯泡L两端的电压,故电路连接如图所示,电压表测量小灯泡L两端的电压,电流表测量通过小灯泡L的电流。
(1)将小灯泡L接入电路,通过调节滑动变阻器R,使得电压表示数为额定电压U额,电流表示数为I1,观察小灯泡的亮度。
(2)调节滑动变阻器R,使得电压表示数为1.2U额,电流表示数为I2。
(3)再次调节滑动变阻器R,使得电压表示数为另一值0.8U额,电流表示数为I3。
(4)将数据汇入表格,计算三次实验小灯泡的实际功率
【数据记录】(数据仅供参考)
序号
电压表示数U
电流表示数I
电功率P
灯泡亮度
1
2.5V
0.21A
0.53W
正常
2
3V
0.26
0.78W
更亮
3
2V
0.17A
0.34W
更暗
【实验结论】
1.不同电压下,小灯泡的功率不同。实际电压越大,小灯泡的实际功率越大。
2.小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮。
【注意事项】
1.在连接电路时,开关要断开。
2.在闭合开关之前,滑动变阻器应调节到阻值最大处以保护电路。
3.滑动变阻器的在实验中的作用
①保护电路;②改变小灯泡两端的电压及通过小灯泡的电流。
4.实验多次的目的:使小灯泡在不同电压下工作。
5.在电压高于小灯泡额定电压时,需小心调节滑动变阻器,以免因实验电压超过额定电压太多而烧坏灯泡。
【易错点】
由于任何用电器在不同电压的实际功率不相同,故在测量小灯泡功率的实验中,不能在不同电压下多次实验取平均值,平均值无意义。
【规律总结】
1.已知两灯泡规格,当两灯泡串联或并联工作时亮度的判断方法
第一步:用计算灯泡的电阻
第二步:
串联电路:因通过两灯泡的电流相同,选用判断,电阻大的功率大,灯泡更亮
并联电路:因两灯泡两端的电压相同,选用判断,电阻小的功率大,灯泡更亮
例如:灯泡L1“6V 9W”,灯泡L2“6V 6W”
①,,故。
②串联时,根据可知,电流相同时,电阻大的实际功率大,故,L2比L1亮。
并联时,根据可知,电压相同时,电阻小的实际功率大,故,故L1比L2亮
2.已知两灯泡规格,当两灯泡串联或并联时,哪个灯泡可以正常工作的判断方法。
串联电路:由于串联电路电流相同,而两个灯泡的额定电流不同,因此用分别算出两个灯泡的额定电流,为了保证两个灯泡都不会被烧坏,电路中最大电流只能为较小的额定电流,故额定电流较小的灯泡可正常工作。
并联电路:由于并联电路各支路电压相同,而两个灯泡的额定电压不同,为了保证两个灯泡都不会被烧坏,电源电压最大只能为较小的额定电压,故额定电压较小的灯泡可正常工作。
3.滑动变阻器最大功率的计算方法
(1)串联电路:
如图所示,由于滑动变阻器电阻变化时,其通过的电流与电阻变化、两端电压的变化趋势相反,故仅通过无法直接确定其最大功率。可转换思路,利用总功率和定值电阻功率计算,做法如下:
当时,即时,有P2功率的最大值。
(2)并联电路:
如图所示,由于各支路两端的电压均为电源电压,保持不变,故根据可知,当滑动变阻器R2电阻越小,其功率越大。
【典例分析】
1.(2022·黑龙江鸡西·九年级期末)下列说法正确的是( )
A.电功率越大,电流做功越多 B.看电视时把电视亮度调大,可以节约用电
C.电流表可以直接接在电源两端 D.电功率越大,消耗电能越快
2.(2022·湖南长沙·九年级月考)以下不符合实际的是( )
A.液晶电视正常工作时的电功率为100W B.家用空调工作时的电功率为1000W
C.电风扇的电功率约为500W D.学生做家庭作业用的台灯电功率约20W
3.(2020·江苏淮安·九年级期中)小明家电能表上月底的示数为,本月底的示数如图所示,他家本月消耗电能_______kW•h,小明将一个电风扇单独接入电路中,10min内电能表的指示灯闪烁了32次,此过程中电风扇消耗电能_______kW•h,其功率为_______W。
4.(2022·西藏·中考真题)如图所示,电源电压6V保持不变,,,,以下说法正确的是( )
A.电路中的最大功率为3W B.只闭合,与两端电压之比为
C.同时闭合和,电路中的电流为0.15A D.同时闭合、、,与的电流之比为
5.(2022·山东威海·九年级期中)如图所示,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P向b端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表表示数变大 B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.灯泡消耗的功率变小 D.电路消耗的功率变大
6.(2022·山东威海·九年级期中)实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“6V6W“字样,乙标有“10V6W“字样。现把它们串联起来,则该电路电源的最大电压是(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )
A.16V B.13.6V C.6V D.10V
7.(2022·山东威海·九年级期中)两盏电灯分别标有“36V 40W”和“220V 30W”的字样,当它们都正常发光时,比较它们的亮度,可知( )
A.“36V 40W”灯较亮 B.“220V 30W”灯较亮
C.两盏灯一样亮 D.条件不足无法比较
8.(2022·湖南长沙·九年级月考)如图所示电路,电源电压4.5V,灯泡L规格“3V,1.5W”,定值电阻R=9Ω,滑动变阻器R′标有“24Ω,0.5A”字样,电压表接量程,电流表接量程(忽略灯泡电阻随温度变化),保证安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器的取值范围是
B.闭合S、S1,断开S2,电流表的变化范围
C.闭合S、S2,断开S1,电路的最大功率为2.7W
D.闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器的最大功率为0.5625W
【夺冠训练】
一、单选题
1.(2022·广西贺州·九年级期末)下列关于电功和电功率的说法中,正确的是( )
A.做功快的用电器,消耗的电能多 B.电流做功越多,消耗的电能越大
C.电能表是直接测量电功率的仪表 D.电功率是表示用电器消耗电能多少的物理量
2.(2022·福建莆田·九年级期末)根据你对生活中物理量的认识,下列数据符合实际的是( )
A.我国家用电器的额定电压为是220V B.智能手机正常使用时的功率约为500W
C.一只节能灯正常工作时的功率约为100W D.一台家用电脑正常工作时的电流约为10A
3.(2020·江苏无锡·九年级期中)蒸蛋器是采用通电发热盘加热水后,利用盘内产生水蒸气把鸡蛋煮熟的,如图甲所示鸡蛋煮熟过程中鸡蛋温度升高,内能增加,是通过___________方式实现的。在没有其他用电器接入电路的情况下,把6只鸡蛋蒸熟时间为6min,家中电能表(如图乙)指示灯闪烁了96次,则此蒸蛋器的功率为___________W。
4.(2021·山东威海·九年级期中)如图所示,电源电压不变,开关S闭合后,灯泡L1、L2都能正常发光,甲、乙两只电表的示数之比为2∶5,则L1、L2的额定功率之比是( )
A.3∶2 B.2∶3 C.5∶3 D.3∶5
5.(2022·甘肃武威·九年级期末)一个电阻在电压为U,电流为I时,消耗的电功率为P,则( )
A.当电压为2U时,其消耗的电功率为2P B.当电流为2I时,其消耗的电功率为2P
C.当电流为1.5I时,其消耗的电功率为2.25P D.当它消耗的电能增加时,它的功率一定增大
6.(2022·四川成都·九年级期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,向下移动滑片P,以下说法中错误的是( )
A.灯泡L变暗 B.电压表V1的示数变大
C.电流表A的示数变小 D.电压表V2的示数变小
7.(2022·吉林通化·九年级期末)甲灯标有“6V,3W”,乙灯标有“6V,9W”。将它们串联后接在电源上,其中一个灯泡能正常发光。下列说法正确的是( )
A.正常发光的灯泡是乙灯 B.在材料和长度相同时,乙比甲灯丝细
C.两灯的总功率是10W D.电源电压是8V
8.(2022·甘肃武威·九年级期末)标有“110V 25W”、“110V 40W”、“36V 40W”、“36V 60W”四种规格的灯泡,若都在正常工作,其中最暗的灯是( )
A.“36V 60W” B.“110V 40W” C.“36V 40W” D.“110V 25W”
9.(2022·四川雅安·九年级月考)灯泡L上标有“6V 3W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为18V不变,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,则下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为6V B.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
C.为了保证电路安全,灯泡的最小功率为0.75W D.为了保证电路安全,变阻器的最小阻值为24Ω
二、填空题
10.(2022·山东威海·九年级期中)如图所示,电源电压不变,将定值电阻R1和R2串联后接在电源上,R1消耗的功率为3W,R2消耗的功率为6W,则R1=______R2;若将它们并联后仍接在该电源上,则R1和R2消耗的功率之比为______。
11.(2022·辽宁营口·九年级期末)标有“6V,6W”、“6V,1.5W”字样的灯L1和L2,串联接在某电源上,设灯丝的电阻不变,则通过灯L1和L2的电流强度之比为______,灯L1和L2的实际功率之比为______,要保证两灯安全工作,电源电压不应超过______V。
12.(2022·河北沧州·九年级期末)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关后,当滑片P从最右端向最左端滑动的过程中,小灯泡的关系图像如图乙所示,最后小灯泡正常发光,则滑动变阻器的最大阻值为___________,该电路总功率变化范围为___________。
三、实验题
13.(2021·山东枣庄·九年级月考)在“测量额定电压为 2.5V 的小灯泡的电功率”的实验中:
(1)用笔画线代替导线,将图甲补充完整______;
(2)正确连线后闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,电路故障可能是小灯泡______;
(3)排除故障后,移动滑片至某一位置时电压表的示数为 2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑片向______(选填“左” 或“右”)移动;
(4) 当电压表的示数为 2.5V 时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电流为______A, 额定功率为______W;
(5)如表记录了部分实验数据。由表中信息可知:灯泡实际功率越______,灯泡越亮;
实验序号
电压 U/A
电流 I/A
电功率 P/W
灯泡亮度
1
1.0
0.14
0.14
很暗
2
1.7
0.22
0.374
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.32
0.96
较亮
(6)若将小灯泡换成阻值为 5Ω 的定值电阻,利用本实验器材还能完成下列哪个实验______(选填序号)。
A.探究电流与电阻的关系 B.探究电流与电压的关系
【典例分析】
1.(2022·黑龙江鸡西·九年级期末)下列说法正确的是( )
A.电功率越大,电流做功越多 B.看电视时把电视亮度调大,可以节约用电
C.电流表可以直接接在电源两端 D.电功率越大,消耗电能越快
【答案】D
【详解】AD.电功率是表示电流做功的快慢的物理量,电功率越大,表示电流做功越快,由于不知道时间,无法确定电流做功的多少,故A错误,D正确;
B.看电视时把电视亮度调大,电视机的功率变大,相同时间内消耗的电能增大,会浪费电能,故B错误;
C.电流表不可以直接接在电源两端,否则会因为电流过大损坏电流表,故C错误。
故选D。
2.(2022·湖南长沙·九年级月考)以下不符合实际的是( )
A.液晶电视正常工作时的电功率为100W B.家用空调工作时的电功率为1000W
C.电风扇的电功率约为500W D.学生做家庭作业用的台灯电功率约20W
【答案】C
【详解】A.一般来说55英寸的液晶电视,功率在100W-200W之间,而42英寸的电视功率约在50W-100W之间。液晶电视机正常工作时的电功率为100W左右;故A正确,不符合题意;
B.家用空调的电流在5A左右,其功率在
左右,故B正确,不符合题意;
C.电风扇的电功率约为60W,故C错误,符合题意;
D.一般照明灯泡的额定功率在40W左右,台灯的额定功率更小,在20W左右,做家庭作业用的台灯电功率约20W,符合实际;故D正确,不符合题意。
故选C。
3.(2020·江苏淮安·九年级期中)小明家电能表上月底的示数为,本月底的示数如图所示,他家本月消耗电能_______kW•h,小明将一个电风扇单独接入电路中,10min内电能表的指示灯闪烁了32次,此过程中电风扇消耗电能_______kW•h,其功率为_______W。
【答案】 100.5 0.01 60
【详解】[1]由图示电能表可知,上月底电能表的示数为2818.2kW•h,本月底电能表示数为2918.7kW•h,本月消耗的电能是
[2][3]3200imp/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁3200次;当指示灯闪烁32次时消耗的电能
电风扇的电功率
4.(2022·西藏·中考真题)如图所示,电源电压6V保持不变,,,,以下说法正确的是( )
A.电路中的最大功率为3W B.只闭合,与两端电压之比为
C.同时闭合和,电路中的电流为0.15A D.同时闭合、、,与的电流之比为
【答案】A
【详解】A.当同时闭合、、,与并联,被短路,此时电路中的总阻值最小,由 可知,电路中的最大功率为
故A正确;
B.只闭合,与串联,因为串联电路电流处处相等,所以与两端电压之比为
故B错误;
C.同时闭合和,被短路,为的简单电路,由欧姆定律可知,电路中的电流为
故C错误;
D.当同时闭合、、,与并联,被短路,根据并联分流可知,与的电流之比为
故D错误。
故选A。
5.(2022·山东威海·九年级期中)如图所示,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片P向b端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表表示数变大 B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.灯泡消耗的功率变小 D.电路消耗的功率变大
【答案】D
【详解】由图可知,灯泡和变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流。
AB.滑片P向b端滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由电阻的串联可知电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由UL=IRL可知灯泡两端的电压变大,即电压表的示数变大,故AB错误;
C.电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,由PL=ULI可知灯泡的电功率变大,故C错误;
D.电路中的电流变大,电源电压不变,由P=UI可知电路消耗的总功率变大,故D正确。
故选D。
6.(2022·山东威海·九年级期中)实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“6V6W“字样,乙标有“10V6W“字样。现把它们串联起来,则该电路电源的最大电压是(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )
A.16V B.13.6V C.6V D.10V
【答案】B
【详解】由题意知,甲、乙两灯泡正常发光时,通过的电流分别为
,
所以两灯串联时,电路允许通过的最大电流为0.6A,此时乙灯正常发光。甲灯的电阻
甲灯两端的实际电压
U甲实=I乙R甲=0.6A×6Ω=3.6V
该电路允许通过的最大电压
U=U乙+U甲实=10V+3.6V=13.6V
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.(2022·山东威海·九年级期中)两盏电灯分别标有“36V 40W”和“220V 30W”的字样,当它们都正常发光时,比较它们的亮度,可知( )
A.“36V 40W”灯较亮 B.“220V 30W”灯较亮
C.两盏灯一样亮 D.条件不足无法比较
【答案】A
【详解】“36V40W”表示实际电压为36V时,灯泡正常发光,实际功率为40W;“220V 30W”表示实际电压为220V时,灯泡正常发光,实际功率为30W。当它们都正常发光时,实际功率大的灯泡亮,即“36V 40W”的灯较亮,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(2022·湖南长沙·九年级月考)如图所示电路,电源电压4.5V,灯泡L规格“3V,1.5W”,定值电阻R=9Ω,滑动变阻器R′标有“24Ω,0.5A”字样,电压表接量程,电流表接量程(忽略灯泡电阻随温度变化),保证安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器的取值范围是
B.闭合S、S1,断开S2,电流表的变化范围
C.闭合S、S2,断开S1,电路的最大功率为2.7W
D.闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器的最大功率为0.5625W
【答案】D
【详解】AB.由电路图可知,闭合S、S1,断开S2,滑动变阻器与灯泡串联,由可知,灯泡L的电阻为
由可知,灯泡的额定电流为
因电流表量程为,且滑动变阻器允许的最大电流为0.5A,所以电路允许的最大电流为0.5A,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以此时滑动变阻器两端电压为
由可得,滑动变阻器接入电路的最小电阻为
当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时灯泡两端电压为
忽略灯泡电阻随温度变化,此时电路最小电流为
滑动变阻器接入电路的最大阻值为
显然滑动变阻器的取值范围是,电流表的变化范围,故AB错误;
C.由电路图可知,闭合S、S2,断开S1,定值电阻与滑动变阻器串联,电源电压不变,滑动变阻器接入电路的阻值最小时,电路中的电流最大为
小于0.6A,故电路安全,电路的最大功率为
故C错误;
D.由
可知,当时,滑动变阻器的功率最大,则滑动变阻器的最大功率为
故D正确。
故选D。
【夺冠训练】
一、单选题
1.(2022·广西贺州·九年级期末)下列关于电功和电功率的说法中,正确的是( )
A.做功快的用电器,消耗的电能多 B.电流做功越多,消耗的电能越大
C.电能表是直接测量电功率的仪表 D.电功率是表示用电器消耗电能多少的物理量
【答案】B
【详解】A.做功快的用电器,其电功率大;因做功时间不确定,所以由W=Pt可知,做功快的用电器,消耗的电能不一定多,故A错误;
B.电流做功的过程,是电能转化为其它形式能的过程,则电流做功越多,消耗的电能越大,故B正确;
C.电能表是直接测量消耗电能多少的仪表,故C错误;
D.电功率是表示电流做功快慢(或消耗电能快慢)的物理量,故D错误。
故选B。
2.(2022·福建莆田·九年级期末)根据你对生活中物理量的认识,下列数据符合实际的是( )
A.我国家用电器的额定电压为是220V B.智能手机正常使用时的功率约为500W
C.一只节能灯正常工作时的功率约为100W D.一台家用电脑正常工作时的电流约为10A
【答案】A
【详解】A.我国家庭电路的电压是220V,所以我国家用电器的额定电压为是220V,故A符合题意;
B.智能手机正常使用时的功率在1W以内,故B不符合题意;
C.一只节能灯正常工作时的功率约20W左右,故C不符合题意;
D.一台家用电脑正常工作时的电流在1A以内,故D不符合题意;
故选A。
3.(2020·江苏无锡·九年级期中)蒸蛋器是采用通电发热盘加热水后,利用盘内产生水蒸气把鸡蛋煮熟的,如图甲所示鸡蛋煮熟过程中鸡蛋温度升高,内能增加,是通过___________方式实现的。在没有其他用电器接入电路的情况下,把6只鸡蛋蒸熟时间为6min,家中电能表(如图乙)指示灯闪烁了96次,则此蒸蛋器的功率为___________W。
【答案】 热传递 300
【详解】[1]鸡蛋煮熟过程中,鸡蛋吸收热量,温度升高,内能增加,是通过热传递方式实现的。
[2]指示灯闪烁96次,蒸蛋器消耗的电能
所用时间
t=6min=0.1h
则此蒸蛋器的功率
4.(2021·山东威海·九年级期中)如图所示,电源电压不变,开关S闭合后,灯泡L1、L2都能正常发光,甲、乙两只电表的示数之比为2∶5,则L1、L2的额定功率之比是( )
A.3∶2 B.2∶3 C.5∶3 D.3∶5
【答案】A
【详解】由电路图知道,开关S闭合后,如果乙为电流表,将会造成电源短路;如果甲为电流表,则L2被短路、不能工作;所以,甲、乙均为电压表,此时灯L1、L2串联连接,电压表甲测L2两端电压,电压表乙测电源电压;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,两灯泡两端的电压之比
因串联电路中各处的电流相等,且灯泡L1、L2都能正常发光,所以,由知道,两灯泡的额定功率之比
故A正确。
故选A。
5.(2022·甘肃武威·九年级期末)一个电阻在电压为U,电流为I时,消耗的电功率为P,则( )
A.当电压为2U时,其消耗的电功率为2P B.当电流为2I时,其消耗的电功率为2P
C.当电流为1.5I时,其消耗的电功率为2.25P D.当它消耗的电能增加时,它的功率一定增大
【答案】C
【详解】A.电压为2U时,而电阻不变,由公式 可知
故A不符合题意;
B.电流为2I时,而电阻不变,由公式可知
故B不符合题意;
C.当电流为1.5I时,而电阻不变,由公式可知
故C符合题意;
D.当它消耗的电能增加时,因为没有时间,根据 可知无法确定电功率变化,故D不符合题意。
故选C。
6.(2022·四川成都·九年级期中)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,向下移动滑片P,以下说法中错误的是( )
A.灯泡L变暗 B.电压表V1的示数变大
C.电流表A的示数变小 D.电压表V2的示数变小
【答案】D
【详解】D.由电路图可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测电源电压,电流表A测电路中的电流,因电源电压不变,所以滑片移动时,电压表V2的示数不变,故 D错误,符合题意;
C.向下移动滑片P时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表A的示数变小,故C正确,不符合题意;
A.电路中的电流变小,由可知,灯泡L两端的电压变小,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以由可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,故A正确,不符合题意;
B.因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R两端的电压变大,即电压表V1的示数变大,故B正确,不符合题意。
故选D。
7.(2022·吉林通化·九年级期末)甲灯标有“6V,3W”,乙灯标有“6V,9W”。将它们串联后接在电源上,其中一个灯泡能正常发光。下列说法正确的是( )
A.正常发光的灯泡是乙灯 B.在材料和长度相同时,乙比甲灯丝细
C.两灯的总功率是10W D.电源电压是8V
【答案】D
【详解】A.由P=UI可知,甲灯的额定电流为
乙灯的额定电流为
将两灯串联,通过的电流相同,为保证电路安全,则电路中最大电流为
I=I甲=0.5A
即甲灯可以正常发光,故A错误;
B.由可知,甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
在材料和长度相同时,导体横截面积越小,电阻越大,因此甲灯丝比乙灯丝细,故B错误;
C.由题知两灯的总电阻为
R=R甲+R乙=12Ω+4Ω=16Ω
电路中的电流I=0.5A,两灯的总功率为
P=UI=I2R=(0.5A)2×16Ω=4W
故C错误;
D.由可知电源电压为
U=IR=0.5A×16Ω=8V
故D正确。
故选D。
8.(2022·甘肃武威·九年级期末)标有“110V 25W”、“110V 40W”、“36V 40W”、“36V 60W”四种规格的灯泡,若都在正常工作,其中最暗的灯是( )
A.“36V 60W” B.“110V 40W” C.“36V 40W” D.“110V 25W”
【答案】D
【详解】灯泡的亮度与灯泡的实际功率大小有关,四个电灯都正常工作,即为每个电灯得到的电压都是额定电压,实际功率都等于额定功率,因“110V 25W”规格的灯泡的额定功率最小,故实际功率最小,亮度最暗,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9.(2022·四川雅安·九年级月考)灯泡L上标有“6V 3W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为18V不变,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,则下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为6V B.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
C.为了保证电路安全,灯泡的最小功率为0.75W D.为了保证电路安全,变阻器的最小阻值为24Ω
【答案】D
【详解】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.灯泡正常发光时的电压UL=6V,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡L正常发光时,变阻器两端的电压
UR=U-UL=18V-6V=12V
即电压表的示数12V,故A错误;
B.由图甲可知,当灯泡两端的电压是3V,通过灯泡的电流是0.3A,灯泡的电阻
当灯泡两端的电压是6V,通过灯泡的电流是0.5A,灯泡的电阻
可以得到灯泡两端的电压越大,灯泡的电阻越大,由串联电路电压的规律可知变阻器两端的电压越小,即电压表的示数越小,灯泡两端的电压越大,所以灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而减小,故B错误;
C.电压表的量程为“0~15V”,当电压表的示数是15V时,由串联电路电压的规律可知此时灯泡两端的电压最小,灯泡两端的电压为
UL小=U-UR大=18V-15V=3V
由 可知此时灯泡的电功率最小,由图甲可知,此时电路中的电流是0.3A,灯泡的最小功率
PL小=UL小I小=3V×0.3A=0.9W
故C错误;
D.灯泡的额定电流
电流表的量程为“0~0.6A”,所以电路中的电流最大是0.5A,变阻器连入电路的阻值最小,灯泡两端的电压是6V,变阻器两端的电压
UR小=U-UL=18V-6V=12V
变阻器的最小阻值为
故D正确。
故选D。
二、填空题
10.(2022·山东威海·九年级期中)如图所示,电源电压不变,将定值电阻R1和R2串联后接在电源上,R1消耗的功率为3W,R2消耗的功率为6W,则R1=______R2;若将它们并联后仍接在该电源上,则R1和R2消耗的功率之比为______。
【答案】 0.5 2∶1
【详解】[1]当两电阻串联时,通过它们的电流相等,电功率之比
可知
R1=0.5R2
[2]若将它们并联后仍接在该电源上,则R1和R2消耗的功率之比为
11.(2022·辽宁营口·九年级期末)标有“6V,6W”、“6V,1.5W”字样的灯L1和L2,串联接在某电源上,设灯丝的电阻不变,则通过灯L1和L2的电流强度之比为______,灯L1和L2的实际功率之比为______,要保证两灯安全工作,电源电压不应超过______V。
【答案】 7.5V
【详解】[1]因两灯串联,串联电路电流处处相等,通过灯L1和L2的电流相等,即电流之比为 。
[2]由功率公式 可得,两个灯泡的电阻
因通过灯L1和L2的电流相等,故功率之比
[3]由功率公式P=UI得两灯泡正常工作时的电流
由于两灯泡串联,电路安全工作电流不应超过,即电源电压不应超过
12.(2022·河北沧州·九年级期末)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关后,当滑片P从最右端向最左端滑动的过程中,小灯泡的关系图像如图乙所示,最后小灯泡正常发光,则滑动变阻器的最大阻值为___________,该电路总功率变化范围为___________。
【答案】 9 12-24W
【详解】由电路图可知,闭合开关,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流。
[1]当滑片P位于最右端时,接入电路中的电阻最大,电路的电流最小,由图乙可知,灯泡两端的电压,电路中的电流
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
由可得,滑动变阻器的最大阻值
[2]当滑片P位于最左端时,电路为小灯泡的简单电路,电路中的电流最大,电路的总功率最大,由图乙可知,通过灯泡的电流,则最大功率
当滑片P位于最右端时,接入电路中的电阻最大,电路的电流最小,电路的总功率最小,
所以,该电路总功率变化范围为 。
三、实验题
13.(2021·山东枣庄·九年级月考)在“测量额定电压为 2.5V 的小灯泡的电功率”的实验中:
(1)用笔画线代替导线,将图甲补充完整______;
(2)正确连线后闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,电路故障可能是小灯泡______;
(3)排除故障后,移动滑片至某一位置时电压表的示数为 2.2V,为使小灯泡正常发光,应将滑片向______(选填“左” 或“右”)移动;
(4) 当电压表的示数为 2.5V 时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电流为______A, 额定功率为______W;
(5)如表记录了部分实验数据。由表中信息可知:灯泡实际功率越______,灯泡越亮;
实验序号
电压 U/A
电流 I/A
电功率 P/W
灯泡亮度
1
1.0
0.14
0.14
很暗
2
1.7
0.22
0.374
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.32
0.96
较亮
(6)若将小灯泡换成阻值为 5Ω 的定值电阻,利用本实验器材还能完成下列哪个实验______(选填序号)。
A.探究电流与电阻的关系 B.探究电流与电压的关系
【答案】 断路 左 0.3 0.75 大 B
【详解】(1)[1]将电压表和灯泡并联,如答案所示。
(2)[2]闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,可能电路中存在断路,电压表有示数,说明电压表与电源正负极连接完好,所以可能灯泡断路。
(3)[3]要使灯泡正常工作,灯泡两端电压应从2.2V增大到2.5V,由串联分压可知滑动变阻器的电阻要减小,根据实物图可知滑片应向左端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)[4][5]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,电流表的分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(5)[6] 如表记录了部分实验数据。由表中信息可知:灯泡实际功率越大,灯泡越亮。
(6)[7]A.探究电流与电阻关系时,应控制电阻两端的电压不变,改变定值电阻的阻值,只有一个电阻,不能完成此实验,故A不符合题意;
B.探究电流与电压的关系时,应控制电阻的阻值不变,改变电阻两端的电压,能完成此实验,故B符合题意。
故选B。
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