江苏省苏州市中考物理三年(2020-2022)模拟题精选高频考点分类汇编-05电功率的计算(选择、填空题-提升题)
展开一、单选题
1.(2020·江苏苏州·统考二模)将一只标有“12V 6W”的灯泡与一电阻串联后接到电压为12V的电源上,电阻消耗的功率为1W(灯丝电阻视作不变),则此时( )
A.灯泡消耗的功率小于5WB.灯泡消耗的功率大于5W
C.灯泡与电阻消耗的总功率为6WD.灯泡与电阻消耗的总功率为7W
2.(2020·江苏苏州·统考二模)如图1所示,R0为定值电阻,R是压敏电阻,阻值随压力的变大而变小。闭合开关S,改变R上压力大小,两电表示数之间的关系图像如图2所示。下列叙述正确的是( )
A.当压力变大时,电压表的示数变大B.电源电压为6V
C.R0的阻值为20ΩD.R0消耗的最大电功率为0.8W
3.(2020·江苏苏州·校考模拟预测)如图甲所示的电路,在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A.R1的阻值是20Ω
B.电源电压是16V
C.该电路的最大电功率为7.2W
D.当电流表的示数是0.4A时,R2接入电路的阻值是30Ω
4.(2020·江苏苏州·统考二模)“估测”是物理学中常用的一种方法,下列估测最符合实际的是( )
A.教室里空气的质量约为200gB.中学生步行的速度大约为5m/s
C.洗澡淋浴时水温约为80 ℃D.家用液晶电视的电功率约200W
5.(2020·江苏苏州·校考一模)在如图甲所示的电路中,电源的电压恒定,滑动变阻器的最大阻值为R1=8Ω,R2为定值电阻,但看不清标识.滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中,滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示,其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同,则以下说法正确的有( )
A.定值电阻R2=5Ω
B.电源的电压为9V
C.电压表的最大示数为4.5V
D.滑动变阻器的最大电功率为2.25W
6.(2020·江苏苏州·校考一模)物理学来源于生产、生活,下列四项估测最接近实际的是( )
A.一个中学生的身高可能是160mm
B.一元硬币的质量约为50mg
C.家用电风扇的额定功率约为50W
D.苏州市六月份室内的最高气温可达50℃
7.(2020·江苏苏州·校考一模)为了让同学们养成关注生活的良好习惯,物理老师倡导同学们对身边一些常见的物理量进行估测,以下是他们交流的一些估测数据,其中符合实际的是( )
A.正常人的步行速度约4km/hB.25寸彩电的功率约2.5W
C.洗澡水的温度约50℃D.教室的门高4米
8.(2021·江苏苏州·校考二模)如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω,电压表的量程为0~15V.电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示.则下列结果正确的是
A.电源电压为20V
B.R1的阻值为5Ω
C.为了保证电压表不被烧坏,滑动变阻器的阻值变化范围为4~30Ω
D.开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W
9.(2021·江苏苏州·校考二模)如图甲是一款车载USB充电器,工作原理如图乙,闭合S后稳压元件两端电压恒为U,可为手机等提供稳定的充电电压,汽车电源电压为U总(U总>U),R为定值电阻,其消耗的电功率为P,则下列关于P﹣U总图象的变化正确的是( )
A.B.
C.D.
10.(2021·江苏苏州·统考一模)如图(甲)所示,虚线框内为供电电路(未画出)。能提供满足特殊需求的电流、移动滑动变阻器R的滑片,电压表、电流表示数的U-I关系图像如图(乙)所示、则下列表示供电电路总电流I总、定值电阻R0 和R的总功率P总。随电流表示数I变化的关系图像中,正确的是( )
A.B.
C.D.
11.(2020·江苏苏州·校考一模)小明用如图甲所示电路来测量额定电压为2.5 V的小灯泡功率,电源电压恒为4.5 V.小明从滑动变阻器接入电路中的阻值最大时开始记录数据,测得小灯泡的U-I图像如图乙所示.针对该实验过程,下列结果正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为6.25 W
B.小灯泡正常工作时的电阻为5 Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为40 Ω
D.电路消耗的最小功率为0.05 W
12.(2020·江苏苏州·统考三模)如图所示,电源电压不变,先闭合S1,再闭合S2,下列说法正确的是( )
A.电压表、电流表示数均变小
B.电压表示数变大,电路总功率变大
C.电压表示数不变,总电阻变小,电流表示数变大
D.电压表与电流表示数的比值变大
13.(2020·江苏苏州·统考三模)在综合实践活动课上,小明设计了一个如图甲所示的调光电路.已知电源电压不变,L标有“6V3W”字样,定值电阻R1的阻值为6Ω.闭合开关,将滑动电阻R2的滑片P从最右端逐渐滑至最左端,记下多组对应的电压表和电流表示数,描绘出的I﹣U图线如图乙所示.则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为12Ω
B.电源电压为10V
C.滑片在滑动过程中,灯丝电阻保持不变
D.滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,灯泡L的实际功率为0.36W
14.(2020·江苏苏州·校考一模)如图为一种握力计和它的工作原理图.电源电压保持不变,握力显示表是由电流表改装而成,定值电阻R2起保护电路作用,其电阻为5Ω,弹簧一端的滑片P在电阻R1的最上端时不施加力,移动到最下端时施加的力最大(弹簧的电阻不计).握力计测量范围为0~300N,电路中电流表变化范围0.1~0.6A,则下列说法正确的是
A.握力300N时电路中电流为0.6A
B.R1连入电路阻值变化的范围是0~30Ω
C.R2消耗的最小功率为0.5W
D.电路消耗的总功率变化范围是0.3W~1.8W
15.(2020·江苏苏州·校考一模)如图所示,将标有“220V40W”的L1和“220V60W”的L2两个灯泡串联在220伏的电路中,闭合开关则( )
A.L1 比L2 亮B.L2 比L1亮
C.串联电流相等,两灯一样亮D.两灯都不正常发光,无法比较亮度
16.(2020·江苏苏州·统考模拟预测)如图甲所示,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.R1的阻值为15ΩB.R2的最大阻值为50Ω
C.电源电压为9VD.该电路消耗的最大电功率为2.25W
17.(2022·江苏苏州·统考一模)为了让植物叶片保持一定的含水量,小敏小组想设计一个检测报警电路,当叶片含水量过低时会提醒主人浇水。查阅资料后发现有一种由石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。于是设计了如图所示电路,电源电压不变,将湿敏电阻R 附着在叶片上,闭合开关,当叶片含水量降到过低时( )
A.控制电路总电阻增大B.指示灯亮了
C.电压表示数增大D.控制电路总功率减小
18.(2022·江苏苏州·统考模拟预测)小明设计了一种具有高、中、低温三挡的加热装置,其电路如图所示。已知、均为发热体且,电源电压为。当开关断开,接b时,电路发热功率为,下列说法错误的是( )
A.的阻值为
B.高温挡时发热功率为
C.当开关断开,接a 时加热装置处于低温挡
D.该加热装置存在中、低温两挡位功率相差不大的设计不足
19.(2022·江苏苏州·统考模拟预测)如图所示电路中,电源电压恒为4V,电压表量程选用“0~3V”,电流表量程选用“0~0.6A”,电阻箱R1规格“0~999.9Ω”,滑动变阻器R2的规格“100Ω,1A”。下列说法错误的是( )
A.R1可调的最大阻值是300ΩB.R2两端电压的可调范围是1V~4V
C.电路可调的最大功率是2.4WD.电路中电流的可调范围是0.04A~0.6A
20.(2022·江苏苏州·统考二模)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端,两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.R1的电功率减小
B.R2的电功率变化范围为UcIa~0
C.R2的最大功率为UbIb
D.电路的最大总功率为2UbIb
21.(2020·江苏苏州·校考一模)图甲是一个电器设备内部的部分电路,A、B被封闭在一个透明的玻璃壳内,A是一个定值电阻,B是一种由特殊金属制成的可变电阻,其电压与电流关系图像如图丙的曲线,a、b、c是它三个外露的接线柱,把图甲的a、b分别与图乙电路的、 接线柱连接,并把变阻器的滑片移到最右端时,电压表和电流表的示数分别为3V和0.3A,图乙中滑动变阻器的最大电阻为20Ω,当接线b与连接,c与连接时,调节滑动变阻器的滑片,使电压表读数为8V时,电阻B消耗的功率是( )
A.4WB.1.5WC.0.9WD.2.5W
22.(2020·江苏苏州·校考一模)在如图甲所示的电路中,电源的电压恒定,滑动变阻器的最大阻值R1=8Ω,R2为定值电阻,但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中,滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系如图乙所示,其中滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同,则以下说法正确的有( )
①定值电阻R2=5Ω
②电源的电压为6V
③电压表的最大示数为4.5V
④滑动变阻器的最大电功率为2.25W
A.①③B.③④C.②④D.①④
二、填空题
23.(2021·江苏苏州·统考一模)在如图所示电路中,电源电压为6V,电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω。闭合开关S,在滑片P由左向右移动的过程中,电阻R1的电压范围是________V;若F点导线折断、在上述过程中电路所消耗功率的最大值为________W。
24.(2021·江苏苏州·校考二模)家庭电路中“超负荷”是指电路中的电流过大,出现上述情况时,电路中的熔断器或空气开关会自动切断电路,熔断器中的熔丝熔断是电流的______效应引起的;而空气开关(如图所示)切断电路是电流的______效应引起的;如果只让家庭电路中的一个用电器正常工作0.5h,使标有3000r/(kw·h)的电能表表盘转动1500r,则此用电器功率是________W。
25.(2020·江苏苏州·统考二模)某电热水壶具有“烧水”和“保温”两种功能,电路如图所示,电热水壶工作电压为220V,R1=55Ω,保温功率为110W。
(1)闭合开关________时为保温状态,该热水壶“烧水”功率为________W;
(2)2kg初温为20°C的水,加热升温到100°C,水吸收的热量为________J[c水=4.2×103J/(kg·°C)];
(3)在图中虚线框内要给电路加一个“保温”工作指示灯,则该指示灯的电阻应该尽可能________(选填“大”或“小”)些。
26.(2020·江苏苏州·校考一模)小刚将“220V 100W”的灯泡接在家庭电路中,闭合开关,用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡(如图甲所示),发现发光的灯丝晃动了,这是由于__________________。该灯正常工作1h能使图乙中的电能表的指示灯闪烁____次。如该灯泡接在110V的电路中,它的实际功率是______W。(不考虑灯丝电阻的变化)
27.(2020·江苏苏州·校考模拟预测)王辉家的电能表标着3000r/(kW·h)字样,王辉只让一只小灯泡工作,测出转盘3min内转过15r,则此灯泡在这段时间内消耗的电能是______kW·h,相当于______J,此小灯泡的电功率为______W。
28.(2020·江苏苏州·校考一模)一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲。电源电压为24V,灯泡L的额定电压为24V,通过灯泡L的电流与其两端电压的关系如图乙。当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为_________Ω。调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为3.6W时,灯泡两端的电压是_________V,滑动变阻器R接入电路的阻值是_________Ω。
29.(2022·江苏苏州·统考二模)方方用如图甲所示的电路研究电功率和电流的关系,绘制了定值电阻R0、滑动变阻器R的功率与电流的关系图,如图乙所示。其中实线表示的是________(R/R0)的功率与电流的关系;R0的阻值是________Ω;当电流表示数是0.5A时,R消耗的功率是________W。
30.(2021·江苏苏州·校考二模)某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示。该同学家上个月共用电___________kW·h;该同学家同时使用的用电器总功率不得超过___________kW;若只让一个标有“220 V 484 W”的电热器工作3 min,观察到电能表的指示灯闪烁了32次,则该同学家的实际电压___________V。(设电热器的电阻不变)
参考答案:
1.A
【详解】由知道,串联后总电阻变大,电路消耗的总功率小于灯泡的额定功率,小于6W;又因为电阻消耗的功率为1W,所以,灯泡消耗的实际功率一定小于5W,故只有A正确。
故选A。
2.B
【详解】电路为串联电路,电压表测压敏电阻两端电压。
A.压敏电阻阻值随压力的变大而变小,所以电流增大,根据串联电路的分压原理可知,压敏电阻的电压变小,电压表读数变小,故A不正确;
BC.由图象可知,当电路中电流I1 = 0.2A时,压敏电阻两端的电压U1 =4V。当电路中电流I2 = 0.5A时,压敏电阻两端的电压U2 = 1V,根据串联电路的规律及欧姆定律,由
电源的电压不变,得
则
解得
故B正确,C不正确;
D.根据P=I2R可知,当电路电流最大时,R0消耗的电功率最大,当压敏电阻阻值为零时,电流表示数
没有超过电流表最大量程,所以R0消耗的电功率最大为
故D不正确。
故选B。
3.A
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,根据欧姆定律表示出电源的电压;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最大,根据图象读出电表的示数,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式即可求出R1的阻值和电源电压;
(2)当电路中电流最大时电路消耗的总功率最大,根据P=UI求出电路消耗的最大功率;
(3)根据欧姆定律求出电流表示数为0.4A时电路中的总电阻,利用电阻的串联求出R2接入电路的阻值。
【详解】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)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=0.9A,
由I= U/R可得,电源的电压:U=I1R1=0.9A×R1______①
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由图乙可知,I2=0.2A,U2=14V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:U=I2R1+U2=0.2A×R1+14V______②
由①②可得,R1=20Ω,U=18V,故A正确,B错误;
(2)电路中的电流最大时,电路的总功率最大,
则电路的最大功率:P大=UI1=18V×0.9A=16.2W,故C错误;
(3)当电流表的示数是0.4A时,电路中的总电阻:R= U/I=18V/0.4A=45Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R2接入电路的阻值:
R2′=R-R1=45Ω-20Ω=25Ω,故D错误。
故选:A。
4.D
【详解】A.空气的密度在1.3kg/m3左右,教室的长、宽、高分别在9m、8m、3.5m左右,教室中空气的质量在
左右,故A不符合题意;
B.中学生正常步行的速度在
左右,故B不符合题意;
C.人体正常体温在37℃左右,洗澡淋浴时水的温度应该略高于体温,在40℃左右,不可能达到70℃,故C不符合题意;
D.家用液晶电视机的工作电流约0.9A,电功率在
左右,故D符合题意。
故选D。
5.D
【详解】AB.如图乙为滑动变阻器滑片从左端M滑到右端N的过程中,滑动变阻器的电功率P随PN间电阻R变化的关系,滑动变阻器阻值取2Ω和8Ω时电功率相同,都为2W,根据P=I2R可列出
P1=I12×2Ω=2W,P2=I22×8Ω=2W
解得
I1=1A,I2=0.5A
根据电路中电源电压不变的特点有
U=(2Ω+R2)×1 A①
U=(8Ω+R2)×0.5 A②
联立①②解得
U=6V,R2=4Ω
故AB错误。
C.滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测滑动变阻器两端电压,当滑动变阻器阻值变大时,电压表示数最大,根据串联分压原则,可得电压表示数最大为
Umax=0.5A×8Ω=4V
故C错误;
D.当滑动变阻器的阻值与定值电阻相等时,滑动变阻器的功率达到最大
故D正确。
故选D。
6.C
【详解】A.中学生的身高在1.6m左右,1.6m=1600mm,故A不符合题意;
B.一元硬币的质量约为5g左右,故B不符合题意;
C.家用电风扇的额定功率约为50W,故C符合题意;
D.苏州市六月份室内的最高气温可达30 ℃左右,50℃明显偏高,故D不符合题意。
故选C。
7.A
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【详解】A.正常人步行的速度
1.2m/s=1.2×3.6km/h≈4.32km/h
故A符合实际;
B.一般电视机的功率在100W到200W之间,故B不符合实际;
C.人体正常体温在37℃左右,洗澡水的温度只能略高于体温,不可能达到50℃,故C不符合实际;
D.教师门的高度大约是2m左右,故D不符合实际。
故选A。
8.D
【详解】由电路图知道,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压.
AB.由图乙知道,当R2=10Ω时U1=12V,当R2′=20Ω时U1′=8V,由于串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流分别是:
,
,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,所以,电源的电压是:
,
代入数据解得:
R1=10Ω,U=24V,
故AB错误;
C.当电压表的示数U1″=15V时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的电流是:
=1.5A,
此时滑动变阻器两端的电压是:
U2小=U﹣U1″=24V﹣15V=9V,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值是:
=6Ω,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,所以,滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6Ω~30Ω,故C错误;
D.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,则
=14.4W,
故D正确.
9.A
【详解】定值电阻两端的电压为U总-U,电路中的电流为,消耗的电功率为,故选A。
10.D
【详解】由电路图知道,R0与R并联,则二者电压相等,电流之和为I总,电流表测量通过R的电流,电压表测量总电压。
AB.通过图乙知道,移动滑动变阻器滑片,电压表、电流表示数都改变,则假设电流为恒流源,则电压
U=I0R0=(I总-I)R0=-IR0+I总R0
由于I0和R0都是定值,则得到U和I的一次方程,斜率为-R0,并且U0=I总R0,故与图乙符合,故能确定是恒流源,I总不变,故AB都错误;
CD.总功率
P=UI总=(I总-I)R0I总=-I总R0I+I总2R0
其中R0与I总为定值,则P与的图像是条斜率向下的直线,故C错误,D正确。
故选D。
11.C
【详解】A.由电路图知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测L两端电压,电流表测电路中电流,小灯泡的额定电压为2.5V,由图象可知此时通过灯泡的电流为0.4A,所以小灯泡的额定功率
P额 =U额 I=2.5V×0.4A=1W
故A错误;
B.由可得,灯泡正常工作时的电阻
故B错误;
C.电源电压一定,由可知,当变阻器连入电路的阻值最大时,电路中电流最小;由图象知电路的最小电流为0.1A,此时灯泡两端电压为0.5V;电路的最大总电阻
R总最大=UI最小=4.5V/0.1A=45Ω
此时灯泡的电阻
滑动变阻器的最大阻值
R滑最大 =R总最大-RL =45Ω-5Ω=40Ω
故C正确;
D.由P=UI可得电路消耗的最小功率
P总最小 =U总 I最小 =4.5V×0.1A=0.45W
故D错误。故选C。
12.B
【分析】由图可知,先闭合S1时,两电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测R1两端的电压;再闭合S2,R2被短路,电路为R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是电源电压,根据串联电路的电流和电压的特点分析电流表示数、电压表示数的变化;根据公式判定功率的变化.
【详解】由图可知,先闭合S1时,两电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测R1两端的电压;根据串联电路的电压特点可知,其示数小于电源电压;再闭合S2,R2被短路,电路为R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是电源电压,所以电压表的示数变大;R1的电阻小于两电阻串联的总电阻,即总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;故AC错误;电源电压不变,电流变大,根据可知,电路的总功率变大,故B正确;由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值为电阻R1的阻值,则该比值保持不变,故D错误.
故选B.
【点睛】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别和电表所测电路元件的判断.
13.D
【详解】由电路图可知,灯泡L、定值电阻R1、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.
由P=UI可得,灯泡的额定电流:
IL===0.5A,
由图乙可知,当电压表的示数为零时,电流表的示数I=0.5A和灯泡的额定电流相等,
此时滑动变阻器接入电路中的电阻为零,灯泡两端的电压UL=6V,
由I=可得,此时R1两端的电压:
U1=IR1=0.5A×6Ω=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UL+U1=6V+3V=9V,故B错误;
此时灯泡正常发光时的电阻:
RL===12Ω;
滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电压I小=0.3A,电压表的示数U2=6V,
则滑动变阻器的最大阻值:
R2===20Ω,故A错误;
R1两端的电压:
U1′=I小R1=0.3A×6Ω=1.8V,
灯泡两端的电压:
UL′=U﹣U1′+U2=9V﹣1.8V﹣6V=1.2V,
灯泡L的实际功率:
PL′=UL′I小=1.2V×0.3A=0.36W,故D正确;
此时灯泡的电阻:
RL′===4Ω≠RL=12Ω,
则滑片在滑动过程中,灯丝电阻是变化的,故C错误.
故选D.
14.D
【详解】A. 由图可知,当滑片在电阻R1的最上端时(即不用力时),R1连入电路阻值为零,此时电路中电流最大,为0.6A;当滑片在电阻R1的最下端时(即握力300N时),R1连入电路阻值最大,此时电路中电流最小,为0.1A.故A错误.
B. 当滑片在电阻R1的最上端时,R1连入电路阻值为零,电路中只有R2工作,电流为0.6A,则电源电压为U=IR2=0.6A×5Ω=3V.当滑片在电阻R1的最下端时,R1连入电路阻值最大,此时电路中R1与R2串联,电流为0.1A,根据欧姆定律有I=,则R1===25Ω.即R1连入电路阻值变化的范围是0~25Ω.故B错误.
C. 当滑片在电阻R1的最下端时,R1连入电路阻值最大,此时R2两端电压最低,电路中电流最小,为0.1A,R2消耗的功率最小.则R2消耗的最小功率为P=I2R2=(0.1A)2×5Ω=0.05W.故C错误.
D. 电路消耗的总功率最大为P最大=UI最大=3V×0.6A=1.8W;最小为P最小=UI最小=3V×0.1A=0.3W,即总功率变化范围是0.3W~1.8W.故D正确.
15.A
【详解】由灯泡的铭牌可知,甲乙两灯泡的额定电压相等,由P=可知,甲灯泡的额定功率较小,电阻较大,两灯泡串联在220V的电路中时,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=I2R可知,甲灯泡的实际功率较大,灯泡较亮,由于两灯的实际电压都不等于其额定电压,所以两灯都不正常发光,故选A。
16.A
【详解】AC.两电阻串联,电压表测量滑动变阻器R2的电压,电流表测量电路中的电流,R2的电压为3V时,功率为0.9W,根据P=UI得
R2的电压为6V时,功率为0.6W,得
根据电源电压不变,得
可得定值电阻R1为15Ω,电源电压为
故A正确、C错误;
B.R2的电压为6V时,根据串联电路分压特点,此时接入电阻最大,为
故B错误;
D.滑动变阻器消耗的功率表达式为
根据数学求极大值方法,可知当接入电阻R2与R1相同时,功率达到最大值,此时
故D错误。
故选A。
17.C
【详解】由电路图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大,所以,当叶片含水量降低时,R的阻值减小,控制电路总电阻减小,故A错误;
C.由 可知,电路中的电流增大,由U=IR可知,R0两端的电压增大,即电压表的示数增大,故C正确;
B.电路的电流增大,电磁铁的磁性增强,将衔铁吸引下来,蜂鸣器报警,指示灯不发光,故B错误;
D.电源电压不变,电流增大,根据P=UI可知,控制电路总功率变大,故D错误。
故选C。
18.B
【详解】由电路图可知,当开关S1断开、S2接b时,电路为R2的简单电路;当开关S1闭合、S2接b时,R1与R2并联;当开关S1断开、S2接a时,R1与R2串联。因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,由可知,电源电压一定时,当开关S1闭合、S2接b时电路的总电阻最小,电路的总功率最大,加热装置处于高温挡;当开关S1断开、S2接a时电路的总电阻最大,电路的总功率最小,加热装置处于低温挡;则当开关S1断开,S2接b时,加热装置处于中温挡;
A.当开关S1断开、S2接b时,电路发热功率为220W,则R2的阻值
故A正确,不符合题意;
B.当开关S1闭合、S2接b时,R1与R2并联,加热装置处于高温挡,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且各支路两端的电压相等,所以高温挡的发热功率
故B错误,符合题意;
C.当开关S1断开、S2接a时,由上述分析可知,加热装置处于低温挡,故C正确,不符合题意;
D.当开关S1断开、S2接a时,R1与R2串联,加热装置处于低温挡,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则低温挡的功率
由200W和220W相差不大可知,该加热装置存在中、低温两挡位功率相差不大的设计不足,故D正确,不符合题意。
故选B。
19.D
【详解】闭合开关,电阻箱和滑动变阻器串联,电压表测量电阻箱两端的电压,电流表测量电路电流。
A.因为电压表最大测量值为3V,电压表的示数最大时,滑动变阻器R2两端的电压为
根据串联分压的原理可得
滑动变阻器R2的最大阻值为100,则R1可调的最大阻值是
故A正确,A不符合题意;
B.当电阻R1最大时,R1两端的电压为3V,此时R2两端的电压最小为1V,当电阻R1的阻值为0时,此时R2两端的电压最大为4V,因此R2两端电压的可调范围是1V~4V,故B正确,B不符合题意;
C.根据,电源电压4V为定值,只有电路中的电流最大时,电路中的电功率最大,因为电流表的最大测量值是0.6A,电路可调的最大功率是
故C正确,C不符合题意;
D.根据欧姆定律可知电路中电阻最大时,电流最小,为
因为电流表最大测量值为0.6A,电路中电流可调节的范围为0.01A~0.6A,故D错误,D符合题意。
故选D。
20.C
【详解】由甲图分析可知:R1和R2串联接入电路。滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端,阻值逐渐减小至0,电流逐渐变大,所以由乙图可知:随着电流逐渐变大,V1的示数由Ua到Ud,V2的示数由Uc到0。
A.通过R1的电流增大,R1两端的电压增大,根据P=UI可知,R1的电功率增大,故A错误;
BC.R2的电功率可表为
P2=(Ud-IR1)I=-R1I2+UdI
当 时,P2最大,此时电路总电阻为2R1,由乙图可知
Ud=2Ub
故
I2=Ib
则R2的最大功率为
P2=UbIb
最小功率为零,故B错误,C正确;
D.电源电压一定,当R2接入阻值为0时,电流最大,由P=UI可知,功率最大,且
电路的最大总功率为
P=UI=2Ub×2Ib=4UbIb
故D错误。
故选C。
21.B
【详解】图甲的a、b分别与图乙电路的、接线柱连接,并把变阻器的滑片移到最右端时,电压表测的是电阻A的电压,电压表和电流表的示数分别为3V和0.3A,则电阻A的阻值
滑动变阻器的电压
电源电压
当接线b与连接,c与连接时,电阻A与B串联,调节滑动变阻器的滑片,使电压表读数为8V时,即A与B的总电压为8V,由于电阻B的阻值是变化的,分析图像可知,当电路中电流时,图像中可知B的电压为3V,电阻A的电压
符合要求,此时B消耗的功率
故选B。
22.C
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测变阻器R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
①由图乙可知,当R1=2Ω和R1′=8Ω时,滑动变阻器的电功率均为P1=2W,因串联电路中各处的电流相等,所以,由可得两次电路中的电流分别为
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压恒定,所以电源的电压
U=I(R1+R2)=I′(R1′+R2)
即
1A×(2Ω+R2)=0.5A×(8Ω+R2)
解得
R2=4Ω
故①错误;
②电源的电压
U=I(R1+R2)=1A×(2Ω+4Ω)=6V
故②正确;
③由串联分压的规律可知,当变阻器R1接入电路中的电阻最大为8Ω时,电压表的示数最大,此时电路中的电流I′=0.5A,则电压表的最大示数
U1大=I′R1′=0.5A×8Ω=4V
故③错误;
④当滑动变阻器接入电路中的电阻为R时,电路中的电流
滑动变阻器消耗的电功率
所以,当R=R2=4Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,则
故④正确;
综上可知,②④正确,故C正确,ABD错误。
故选C。
23. 0~6 1.8
【详解】[1]滑片P在最左端时,电阻R1与导线并联接入电路,电阻R1被短路,其两端的电压为0,滑片P在最右端时,电阻R1与和滑动变阻器并联接入电路,并联电路各并联支路两端电压相等,所以其两端电压为6V,故电阻R1的电压范围是0~6V。
[2]若F点导线折断,定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,串联电路总电阻等于各分电阻之和,此时电路总电阻最小,由欧姆定律可知通过电路的电流最大,根据P=UI可知此时电路所消耗的电功率最大,电功率的最大值为
24. 热 磁 1000
【详解】(1)[1]电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫电流的热效应。熔断器中的熔丝就是保险丝,它之所以被熔断是由于电流过大,通过熔丝时产生的热量过多,使得熔丝的温度升高而被熔断,所以熔丝熔断是电流的热效应引起的。
(2)[2]通电导线周围存在磁场,这种现象叫电流的磁效应。由图可知,空气开关中有一个电磁铁(电磁铁的原理是电流的磁效应),当电流过大时,电磁铁会产生较强的磁性从而吸引衔铁,使开关断开,切断电路,所以空气开关切断电路是电流的磁效应引起的。
(3)[3]电能表表盘转动1500r消耗的电能
W==0.5kW•h
用电器的功率
P===1kW=1000W
25. S1 880 大
【详解】[1]保温时消耗的功率小,由P=UI可知当电路电流较小时,即电路电阻比较大时处于保温状态,即需要闭合开关S1。
[2]闭合开关S1、S2时,处于烧水状态,则烧水功率
[3]水吸收的热量
[4]指示灯与R2并联时,并联后的总电阻比并联的任意分电阻都小,即比最小的电阻还小,若指示灯的电阻比R2大,总电阻只比R2小,所以选择阻值比R2更大的指示灯,总电阻的变化较小,这样对保温功率的影响较小。
26. 磁场对通电导体有力的作用 160 25
【详解】[1]小灯泡中通以交流电流,故小灯泡的灯丝在磁场中受力是变化的,故小灯泡的灯丝将抖动;说明了磁场对通电导体有力的作用。
[2]据灯泡正常工作,所以此时的功率是100W,即0.1kW,灯正常工作1h消耗的电能
W=Pt=0.1kw×h=0.1kW•h
据电能表盘上标有1600次/KW•h,所以电能表的指示灯闪烁是
n=1600次/kW•h×0.1 kW•h =160次
[3]根据可得,灯泡的电阻为
将它接在110V的电路中时,该灯泡消耗的实际功率为
27. 5×10-3 1.8×104 100
【详解】[1][2]电能表转盘转动15r,电路消耗的电能为
[3]灯泡单独工作时间;t=3min=0.05h,所以灯泡的实际功率为
28. 60 12 40
【详解】[1]灯泡两端的电压UL=24V时,灯泡正常发光,由图2可知此时通过灯泡的电流IL=0.4A,根据欧姆定律可得,此时灯丝的电阻
[2]由图2可知,当灯泡两端的电压为12V,通过的电流为0.3A时,灯泡的实际功率为3.6W。因为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
U滑=U-UL'=24V-12V=12V
[3]因为串联电路中各处的电流相等,所以滑动变阻器R连入电路的阻值为
29. R0 8 6
【详解】[1]研究电功率和电流的关系,通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流,由
P=I2R
可知,在电阻一定时,电功率P与电流I是二次函数关系
R0>0
所以图像开口向上,图乙中实线是定值电阻R0的功率与电流的关系,虚线表示滑动变阻器R的功率与电流关系。
[2]由图乙中,R0的功率与电流关系图像知
I=2A
时
P0=32W
由
P=I2R
可得,R0的阻值
[3]由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电流表测电路中电流,当滑动变阻器R连入阻值为0时,R0工作,电路的电路中电流最大,由图像知此时的电流
I=2A
由
P=UI
可得,电源电压
由欧姆定律可得,当电路中电流
I′=0.5A
时,R0两端电压
U0′=I′R0=0.5A×8Ω=4V
由串联电路特点知,此时R两端电压
UR=U-U0′=16V-4V=12V
R消耗的功率
PR=URI′=12V×0.5A=6W
30. 95 2.2 200
【详解】[1]由图可知,月初的电能为12519.6kW•h,月末的电能为12614.6 kW•h,则这个月消耗的电能为
[2]由电能表的铭牌可知,该电能表允许通过的最大电流为10A,则使用的用电器总功率不得超过
[3]电能表的指示灯闪烁了32次时,消耗的电能为
此时该用电器的实际功率为
该用电器的电阻为
根据可知,实际电压为
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