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初中物理北师大版九年级全册二 电功率教案配套课件ppt
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这是一份初中物理北师大版九年级全册二 电功率教案配套课件ppt，共48页。
1.(2024陕西铜川期末)下列几种用电器正常工作时,电功率 最接近20 W的是 ( )A.电热水器 B.台灯C.电烤箱 D.电饭锅
解析 电热水器的功率约为1 000~3 000 W,A不符合题意;台 灯的功率较小,在20 W左右,B符合题意;电烤箱的功率较大, 一般在600 W左右,C不符合题意;电饭锅的功率也比较大,一 般在800 W左右,D不符合题意。故选B。
2.(2024北京海淀期末)关于电功和电功率,下列说法正确的 是 ( )A.用电器消耗电能越快,电功率越大B.电功率是表示电流做功多少的物理量C.用电器将电能转化为其他形式的能越多,电功率越大D.用电器的电功率越大,电流通过用电器所做的功越多
解析 电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,即用电 器的电功率越大,它消耗电能越快,A正确,B错误;由W=Pt可 知,消耗的电能与电功率和工作时间有关,只知道消耗的电 能,不知道用电器工作时间,无法判断它的电功率的大小,C错 误;电功率大,即做功快,但完成时间不定,不确定做功多少,D 错误。故选A。
3.(2024陕西商洛期末)某同学分别按如图甲、乙两种方式将 定值电阻R1、R2连接在电源电压均为U并保持不变的电路 中,电阻阻值R1
解析 甲图中两个电阻串联,通过R1的电流等于通过R2的电 流,A错误;乙图中两个电阻并联,两端的电压相同,通过的电 流和电阻成反比,已知电阻阻值R14.(2024北京东城期末)如图所示电路中电源电压不变,灯泡L1
标有“6 V 3 W”,灯泡L2标有“12 V 12 W”,灯丝电阻
不随温度变化。闭合开关S,其中一个灯泡能正常发光,另一
个灯泡的亮度比其正常发光时暗。下列说法正确的是 ( )
A.L2正常发光B.电路总功率为9 WC.电源电压为12 VD.L1的实际功率比L2的实际功率大
解析 灯泡L1标有“6 V 3 W”,灯泡L2标有“12 V 12 W”,则I1= = =0.5 A,I2= = =1 A,闭合开关,两灯泡串联接入电路,串联电路电流处处相等,则通过电路的电流应 为0.5 A,此时灯泡L1正常发光,A错误;灯泡L2的电阻:R2= = =12 Ω,灯泡L2实际功率:P2'= R2=(0.5A)2×12 Ω=3 W,比较
可知两灯泡的实际功率相同,D错误;电路总功率:P=P1+P2'=3 W+3 W=6 W,B错误;串联电路总电压等于各部分电压之和, 根据欧姆定律可得电源电压:U=U1+I1R2=6 V+0.5 A×12 Ω=12 V,C正确。故选C。
5.(2024河北赵县期末)甲、乙两只白炽灯上分别标着“220 V 25 W”和“220 V 100 W”字样(不考虑温度对灯丝电 阻的影响),下列分析正确的是 ( )A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多B.若灯丝的材料、粗细相同,则乙灯的灯丝比甲灯的灯丝长C.将乙灯接入110 V的电路中,它的实际功率为50 WD.将两灯串联接在220 V的电路中,甲比乙亮一些
解析 根据W=Pt可知,灯正常发光时消耗的电能还与通电时 间有关,因此无法确定它们的大小关系,A不符合题意;已知两 灯的额定电压相等,额定功率P甲R乙,在灯丝的材料、粗细相同时,长度越长,电阻越大,故甲灯的灯
丝比乙灯长,B不符合题意;乙灯的电阻R乙= = =484 Ω,将乙灯接入110 V的电路中,它的实际功率P实= =
=25 W,C不符合题意;甲灯的电阻R甲= = =1 936 Ω,将两灯串联接在220 V的电路中,根据串联分压规律可 知,甲两端的电压会大于乙两端的电压,因串联电路中电流处 处相等,由P=UI可知,甲灯的实际电功率大于乙灯的实际电 功率,故甲比乙亮一些,D符合题意。故选D。
6.(2024辽宁丹东期末)把标有“PZ220-40”的灯泡L1和“PZ 220-20”的灯泡L2串联接在家庭电路中。串联后两灯的实 际功率之比P1∶P2= ;电路接通后,灯L1的额定功率是 其实际功率的 倍。(设灯丝电阻不变)
解析 灯泡L1标有“PZ220-40”表示它的额定电压为220 V, 额定功率为40 W,则L1的电阻为R1= = =1 210 Ω;灯泡L2标有“PZ220-20”表示它的额定电压为220 V,额定功率 为20 W,则L2的电阻为R2= = =2 420 Ω;串联电路电流处处相等,则由P=I2R可知,串联后两灯的实际功率之比: = = = = ;电路接通后,由串联电路的电阻特点
和欧姆定律可得,电路中的电流为I= = = = A,灯L1的实际功率为P1=I2R1= ×1 210 Ω= W,灯L1的额定功率与实际功率的比值为 = =9,即灯L1的额定功率是其实际功率的9倍。
7.(2023广西中考,7,★☆☆)小明发现家里的白炽灯突然变 亮,主要原因可能是白炽灯的 ( )A.额定电压变大 B.实际电压变大C.额定功率变小 D.实际电压变小
解析 白炽灯的亮度取决于它的实际功率;用电器正常工作 时的电压叫作额定电压,用电器在额定电压下工作时的电功 率叫作额定功率,对于一个用电器来说,它的额定电压和额定 功率是固定的值,A、C错误;白炽灯突然变亮,说明白炽灯的 实际功率变大,根据P= 可知,白炽灯的实际电压可能会变大,B正确,D错误。故选B。
8.(新课标·科学推理)(2023青海西宁中考,7,★☆☆)两个灯泡 连接在同一电路中,用电流表测得通过它们的电流相等,那么 ( )A.这两个灯泡可能并联B.这两个灯泡的实际功率一定相等C.这两个灯泡一定串联D.这两个灯泡的规格一定相同
解析 两个灯泡串联时,根据串联电路的电流特点可知,通过 它们的电流一定相等;当它们并联时,若规格相同,因为并联 电路各支路两端的电压相等,且它们的电阻相等,由公式I= 可知,通过它们的电流也相等,所以两个灯泡可能串联,也可 能并联,A正确,C、D错误;由于两个灯泡的规格可能不同,即 电阻不同,由P=I2R可知,虽然电流相同,但实际功率可能不同, B错误。故选A。
9.(2023山东临沂中考,18,★★☆)将一只“6 V 3 W”的小 灯泡与一个阻值为12 Ω的电阻串联后接到12 V的电源上,闭 合开关后,小灯泡的实际功率( )A.大于3 W B.等于3 WC.小于3 W D.无法确定
解析 灯泡正常发光时的电阻为RL= = =12 Ω;灯泡和电阻串联后接到12 V的电源上时,根据串联分压规律,灯泡两 端的电压为6 V,灯泡正常发光,实际功率等于额定功率,为3 W。A、C、D错误,B正确。故选B。
10.(2023广东深圳中考,9,★★☆)已知R1=2 Ω,R2=3 Ω,某同学分别按照图甲和图乙两种方式将电阻连接在一起,则 ( )
A.图甲中R1与R2的电流比I1∶I2=2∶3B.图乙中R1与R2的电压比U1∶U2=3∶2C.图甲与图乙的总功率比P1∶P2=6∶25D.图甲与图乙的总功率比P1∶P2=25∶6
解析 图甲中R1与R2串联,I1∶I2=1∶1,A错误;图乙中R1与R2并 联,U1∶U2=1∶1,B错误;图甲中的总电阻为R=R1+R2=2 Ω+3 Ω =5 Ω;图乙中的总电阻为R'= = =1.2 Ω;根据P= 可知,图甲与图乙的总功率比P1∶P2= ∶ = = =6∶25,C正确,D错误。故选C。
11.(2024北京西城期末,15,★★☆)如图所示电路中,电源两 端电压不变,定值电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,只闭合S3时,电流表的 示数为0.1 A。三个开关不同时闭合,则下列说法正确的是 ( )
A.当只闭合S3时,电路的总功率为3 WB.当只闭合S3时,电路的总电功率最大C.当只闭合S1、S2时,电路的总电功率最小D.当只闭合S1、S2时,电流表的示数为0.45 A
解析 只闭合S3时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,串联 电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电 压U=I(R1+R2)=0.1 A×(10 Ω+20 Ω)=3 V,电路的总功率为P= UI=3 V×0.1 A=0.3 W,A错误;只闭合S3时,两电阻串联,串联电 路总电阻大于任一分电阻,根据欧姆定律可知此时通过电路 的电流最小,根据P=UI可知此时电路电功率最小,B错误;当 只闭合S1、S2时,两电阻并联,电流表测干路电流,并联电路总 电阻小于任一分电阻,根据欧姆定律可知此时通过电路的电 流最大,根据P=UI可知电路总功率最大,C错误;并联电路各
支路两端电压相等,并联电路中干路电流等于各支路电流之 和,根据欧姆定律可得此时通过干路的电流I'= + = + =0.45 A,D正确。故选D。
12.(新课标·模型建构)(2023甘肃兰州中考,11,★★★)如图所 示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为R0,灯丝电 阻为RL,忽略温度对灯丝电阻的影响,R0∶RL=1∶2,先将单刀 双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑片P位于最右端 时,电压表示数为6 V,电流表示数为I1,电路的总功率为P1;只 闭合开关S2、S4,滑片P移至中点时,电压表示数为2 V,电流表 示数为I2,电路的总功率为P2。再将单刀双掷开关S3拨至触点 b,只闭合开关S1、S2时,电流表示数为0.3 A。下列说法中正 确的是 ( )
A.P1∶P2=2∶3B.电源电压为12 VC.电路的最大功率为24.3 WD.滑动变阻器的最大电阻为20 Ω
解析 将单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑片 P位于最右端时,定值电阻R0和滑动变阻器R串联接入电路,电 压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,电压表 示数为6 V,电流表示数为I1,可得U滑=I1R=6 V,电源电压U=U滑 +UR0=6 V+I1R0①;将单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S 2、S4,滑片P移至中点时,灯泡L和滑动变阻器串联接入电路, 电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,电压 表示数为2 V,电流表示数为I2,可得U滑'=I2· =2 V,电源电压U
=U滑'+UL=2 V+I2RL②;由I1R=6 V,I2· =2 V,两式相除可得: = ,可令I1=3I,I2=2I,则P1=UI1=3UI,P2=UI2=2UI,所以P1∶P2=3UI∶2UI=3∶2,A错误;已知R0∶RL=1∶2则RL=2R0,忽略温度 对灯丝电阻的影响,灯泡RL相当于定值电阻,由①②可得6 V+ I1R0=2 V+I2RL,即6 V+3IR0=2 V+2I·2R0,解得IR0=4 V,可得电源 电压U=6 V+3IR0=6 V+3×4 V=18 V,B错误;再将单刀双掷开 关S3拨至触点b,只闭合开关S1、S2时,灯泡L和定值电阻R0串 联接入电路,电流表测电路电流,电流表示数为I'=0.3 A,电路
总电阻R总=R0+RL=3R0,由R总= = =60 Ω 可知R0=20 Ω,RL=2R0=40 Ω,由电功率公式P=UI可知,当电源电压U一定,电路的 功率P最大时,要求电路中电流达到最大值,当单刀双掷开关 S3拨至触点a,闭合开关S1、S2、S4,滑片P位于最左端,即R0和 RL并联且滑动变阻器接入电路阻值最小时,电路中的电流最 大,由并联电路的电流特点可知:Imax=I0+IL= + =0.9 A+0.45 A=1.35 A,电路的最大功率Pmax=UImax=18 V×1.35 A=24.3 W,C正确;将单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑
片P位于最右端时,定值电阻R0和滑动变阻器R串联接入电路, 电压表测量滑动变阻器两端电压,电压表示数为6 V,由串联 电路电压规律可知,UR0=U-U滑=18 V-6 V=12 V,由串联电路的 分压规律可知,滑动变阻器两端电压是R0两端电压的 = ,滑动变阻器R的最大阻值就是定值电阻R0的 ,滑动变阻器R的最大阻值Rmax= R0= ×20 Ω=10 Ω,D错误。故选C。
13.(2023天津中考,17,★☆☆)某节能灯标有“220 V 22 W”字样,当它正常工作时,电功率为 W,通过它的电 流为 A。
解析 节能灯正常工作时,节能灯的实际功率等于额定功率, 节能灯标有“220 V 22 W”字样,当它正常工作时,电功率 为22 W;通过它的电流为I= = =0.1 A。
14.(2024河南新乡实验中学期末,6,★★☆)如图所示的电路, 电源电压恒为6 V,白炽灯泡L1标有“5 V 0.25 A”,白炽灯 泡L2标有“6 V 3 W”,R的阻值为10 Ω。忽略温度对灯丝 电阻的影响,只闭合开关S1时,灯泡 更亮;只闭合开关S2 时,R的功率为 W。
解析 忽略温度对灯丝电阻的影响,根据R= 可知,L1的电阻R1= = =20 Ω,根据P= 可知,L2的电阻R2= = =12 Ω;只闭合S1时,两灯泡串联,串联电路的电流处处相等,且R 1>R2,根据P=I2R可知,L1的实际功率大,故灯泡L1更亮;只闭合 开关S2时,L1和R串联,则电路中的电流为I= = =0.2 A,R的功率为P=I2R=(0.2 A)2×10 Ω=0.4 W。
15.(2023河北沧州期末,34,★★☆)如图所示电路中,滑动变 阻器铭牌上标有“50 Ω 1 A”字样,电压表量程为0~15 V。闭合开关S1、S2,断开开关S3,调节滑动变阻器滑片P至某 位置,电压表示数为8 V,电流表示数为0.4 A,灯泡正常发光; 再闭合开关S3,电流表示数变为0.6 A。
(1)求滑动变阻器接入电路的电阻阻值;(2)求灯泡的额定功率;(3)只闭合开关S1、S2,改变电源电压并移动滑片P,使电路安 全工作,求电路在10 s内消耗的最大电能。
解析 (1)当开关S1、S2闭合,断开开关S3时,灯泡与滑 动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路 中的电流,由I= 可得,滑动变阻器接入电路的电阻R滑= = =20 Ω;(2)开关S1、S2、S3闭合时,灯泡被短路,电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测电路中的电流,则电源电压U =I'R滑=0.6 A×20 Ω=12 V,开关S1、S2闭合,断开开关S3时,灯泡 恰好正常发光,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-U滑=12 V-8 V=4 V,灯泡的额定功率P
=ULI=4 V×0.4 A=1.6 W;(3)仅闭合开关S1、S2时,因串联电路 中各处的电流相等,且灯泡正常发光时的电流为0.4 A,变阻 器允许通过的最大电流为1 A,所以电路中的最大电流为I=0. 4 A,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,其两端的电压 U滑大=IR滑大=0.4 A×50 Ω=20 V,此电压超过了电压表最大测量 值,所以滑动变阻器两端的最大电压U滑大'=15 V,则电源电压 的最大值U大=UL+U滑大'=4 V+15 V=19 V,电路在10 s内消耗的 最大电能W=U大It=19 V×0.4 A×10 s=76 J。
16.(2023河北中考)如图1所示,电源电压不变,电流表量程为0 ~0.6 A,电压表量程为0~3 V,滑动变阻器R的规格为“50 Ω 2 A”,灯泡L的额定电流为0.3 A。图2是灯泡L的电流与电 压关系图像。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,当滑片P 移至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为2.5 V和0.25 A。
(1)求电源电压;(2)在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,灯泡 的最小功率是多少?
(3)用定值电阻R1替换灯泡L,在保证电路安全的情况下,调节 滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3 A,这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终 小于50 Ω,求定值电阻R1的可能值。
解析 对于比较复杂的问题,需要进行周密的思考与判断,如 本题需保证电路安全,要对电压表、灯泡等全面分析。(1)闭 合S,灯L与滑动变阻器R串联,当I=0.25 A时,U滑=2.5 V,由图2 可知,UL=2 V,根据串联电路电压的特点得U电源=UL+U滑=2 V+ 2.5 V=4.5 V。(2)由题意知,电压表示数最大为3 V,此时灯L两 端电压最小,此时灯L的功率最小;灯L两端最小电压UL小=U电源 -U滑'=4.5 V-3 V=1.5 V,由图2知,通过灯L的最小电流I小=0.2 A, 灯L的最小功率P=UL小I小=1.5 V×0.2 A=0.3 W。(3)用定值电 阻R1替换灯泡L后,调节滑动变阻器的滑片P,电路中最大电流
1.(2024陕西铜川期末)下列几种用电器正常工作时,电功率 最接近20 W的是 ( )A.电热水器 B.台灯C.电烤箱 D.电饭锅
解析 电热水器的功率约为1 000~3 000 W,A不符合题意;台 灯的功率较小,在20 W左右,B符合题意;电烤箱的功率较大, 一般在600 W左右,C不符合题意;电饭锅的功率也比较大,一 般在800 W左右,D不符合题意。故选B。
2.(2024北京海淀期末)关于电功和电功率,下列说法正确的 是 ( )A.用电器消耗电能越快,电功率越大B.电功率是表示电流做功多少的物理量C.用电器将电能转化为其他形式的能越多,电功率越大D.用电器的电功率越大,电流通过用电器所做的功越多
解析 电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,即用电 器的电功率越大,它消耗电能越快,A正确,B错误;由W=Pt可 知,消耗的电能与电功率和工作时间有关,只知道消耗的电 能,不知道用电器工作时间,无法判断它的电功率的大小,C错 误;电功率大,即做功快,但完成时间不定,不确定做功多少,D 错误。故选A。
3.(2024陕西商洛期末)某同学分别按如图甲、乙两种方式将 定值电阻R1、R2连接在电源电压均为U并保持不变的电路 中,电阻阻值R1
解析 甲图中两个电阻串联,通过R1的电流等于通过R2的电 流,A错误;乙图中两个电阻并联,两端的电压相同,通过的电 流和电阻成反比,已知电阻阻值R1
A.L2正常发光B.电路总功率为9 WC.电源电压为12 VD.L1的实际功率比L2的实际功率大
解析 灯泡L1标有“6 V 3 W”,灯泡L2标有“12 V 12 W”,则I1= = =0.5 A,I2= = =1 A,闭合开关,两灯泡串联接入电路,串联电路电流处处相等,则通过电路的电流应 为0.5 A,此时灯泡L1正常发光,A错误;灯泡L2的电阻:R2= = =12 Ω,灯泡L2实际功率:P2'= R2=(0.5A)2×12 Ω=3 W,比较
可知两灯泡的实际功率相同,D错误;电路总功率:P=P1+P2'=3 W+3 W=6 W,B错误;串联电路总电压等于各部分电压之和, 根据欧姆定律可得电源电压:U=U1+I1R2=6 V+0.5 A×12 Ω=12 V,C正确。故选C。
5.(2024河北赵县期末)甲、乙两只白炽灯上分别标着“220 V 25 W”和“220 V 100 W”字样(不考虑温度对灯丝电 阻的影响),下列分析正确的是 ( )A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多B.若灯丝的材料、粗细相同,则乙灯的灯丝比甲灯的灯丝长C.将乙灯接入110 V的电路中,它的实际功率为50 WD.将两灯串联接在220 V的电路中,甲比乙亮一些
解析 根据W=Pt可知,灯正常发光时消耗的电能还与通电时 间有关,因此无法确定它们的大小关系,A不符合题意;已知两 灯的额定电压相等,额定功率P甲
=25 W,C不符合题意;甲灯的电阻R甲= = =1 936 Ω,将两灯串联接在220 V的电路中,根据串联分压规律可 知,甲两端的电压会大于乙两端的电压,因串联电路中电流处 处相等,由P=UI可知,甲灯的实际电功率大于乙灯的实际电 功率,故甲比乙亮一些,D符合题意。故选D。
6.(2024辽宁丹东期末)把标有“PZ220-40”的灯泡L1和“PZ 220-20”的灯泡L2串联接在家庭电路中。串联后两灯的实 际功率之比P1∶P2= ;电路接通后,灯L1的额定功率是 其实际功率的 倍。(设灯丝电阻不变)
解析 灯泡L1标有“PZ220-40”表示它的额定电压为220 V, 额定功率为40 W,则L1的电阻为R1= = =1 210 Ω;灯泡L2标有“PZ220-20”表示它的额定电压为220 V,额定功率 为20 W,则L2的电阻为R2= = =2 420 Ω;串联电路电流处处相等,则由P=I2R可知,串联后两灯的实际功率之比: = = = = ;电路接通后,由串联电路的电阻特点
和欧姆定律可得,电路中的电流为I= = = = A,灯L1的实际功率为P1=I2R1= ×1 210 Ω= W,灯L1的额定功率与实际功率的比值为 = =9,即灯L1的额定功率是其实际功率的9倍。
7.(2023广西中考,7,★☆☆)小明发现家里的白炽灯突然变 亮,主要原因可能是白炽灯的 ( )A.额定电压变大 B.实际电压变大C.额定功率变小 D.实际电压变小
解析 白炽灯的亮度取决于它的实际功率;用电器正常工作 时的电压叫作额定电压,用电器在额定电压下工作时的电功 率叫作额定功率,对于一个用电器来说,它的额定电压和额定 功率是固定的值,A、C错误;白炽灯突然变亮,说明白炽灯的 实际功率变大,根据P= 可知,白炽灯的实际电压可能会变大,B正确,D错误。故选B。
8.(新课标·科学推理)(2023青海西宁中考,7,★☆☆)两个灯泡 连接在同一电路中,用电流表测得通过它们的电流相等,那么 ( )A.这两个灯泡可能并联B.这两个灯泡的实际功率一定相等C.这两个灯泡一定串联D.这两个灯泡的规格一定相同
解析 两个灯泡串联时,根据串联电路的电流特点可知,通过 它们的电流一定相等;当它们并联时,若规格相同,因为并联 电路各支路两端的电压相等,且它们的电阻相等,由公式I= 可知,通过它们的电流也相等,所以两个灯泡可能串联,也可 能并联,A正确,C、D错误;由于两个灯泡的规格可能不同,即 电阻不同,由P=I2R可知,虽然电流相同,但实际功率可能不同, B错误。故选A。
9.(2023山东临沂中考,18,★★☆)将一只“6 V 3 W”的小 灯泡与一个阻值为12 Ω的电阻串联后接到12 V的电源上,闭 合开关后,小灯泡的实际功率( )A.大于3 W B.等于3 WC.小于3 W D.无法确定
解析 灯泡正常发光时的电阻为RL= = =12 Ω;灯泡和电阻串联后接到12 V的电源上时,根据串联分压规律,灯泡两 端的电压为6 V,灯泡正常发光,实际功率等于额定功率,为3 W。A、C、D错误,B正确。故选B。
10.(2023广东深圳中考,9,★★☆)已知R1=2 Ω,R2=3 Ω,某同学分别按照图甲和图乙两种方式将电阻连接在一起,则 ( )
A.图甲中R1与R2的电流比I1∶I2=2∶3B.图乙中R1与R2的电压比U1∶U2=3∶2C.图甲与图乙的总功率比P1∶P2=6∶25D.图甲与图乙的总功率比P1∶P2=25∶6
解析 图甲中R1与R2串联,I1∶I2=1∶1,A错误;图乙中R1与R2并 联,U1∶U2=1∶1,B错误;图甲中的总电阻为R=R1+R2=2 Ω+3 Ω =5 Ω;图乙中的总电阻为R'= = =1.2 Ω;根据P= 可知,图甲与图乙的总功率比P1∶P2= ∶ = = =6∶25,C正确,D错误。故选C。
11.(2024北京西城期末,15,★★☆)如图所示电路中,电源两 端电压不变,定值电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,只闭合S3时,电流表的 示数为0.1 A。三个开关不同时闭合,则下列说法正确的是 ( )
A.当只闭合S3时,电路的总功率为3 WB.当只闭合S3时,电路的总电功率最大C.当只闭合S1、S2时,电路的总电功率最小D.当只闭合S1、S2时,电流表的示数为0.45 A
解析 只闭合S3时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,串联 电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电源电 压U=I(R1+R2)=0.1 A×(10 Ω+20 Ω)=3 V,电路的总功率为P= UI=3 V×0.1 A=0.3 W,A错误;只闭合S3时,两电阻串联,串联电 路总电阻大于任一分电阻,根据欧姆定律可知此时通过电路 的电流最小,根据P=UI可知此时电路电功率最小,B错误;当 只闭合S1、S2时,两电阻并联,电流表测干路电流,并联电路总 电阻小于任一分电阻,根据欧姆定律可知此时通过电路的电 流最大,根据P=UI可知电路总功率最大,C错误;并联电路各
支路两端电压相等,并联电路中干路电流等于各支路电流之 和,根据欧姆定律可得此时通过干路的电流I'= + = + =0.45 A,D正确。故选D。
12.(新课标·模型建构)(2023甘肃兰州中考,11,★★★)如图所 示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为R0,灯丝电 阻为RL,忽略温度对灯丝电阻的影响,R0∶RL=1∶2,先将单刀 双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑片P位于最右端 时,电压表示数为6 V,电流表示数为I1,电路的总功率为P1;只 闭合开关S2、S4,滑片P移至中点时,电压表示数为2 V,电流表 示数为I2,电路的总功率为P2。再将单刀双掷开关S3拨至触点 b,只闭合开关S1、S2时,电流表示数为0.3 A。下列说法中正 确的是 ( )
A.P1∶P2=2∶3B.电源电压为12 VC.电路的最大功率为24.3 WD.滑动变阻器的最大电阻为20 Ω
解析 将单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑片 P位于最右端时,定值电阻R0和滑动变阻器R串联接入电路,电 压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,电压表 示数为6 V,电流表示数为I1,可得U滑=I1R=6 V,电源电压U=U滑 +UR0=6 V+I1R0①;将单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S 2、S4,滑片P移至中点时,灯泡L和滑动变阻器串联接入电路, 电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,电压 表示数为2 V,电流表示数为I2,可得U滑'=I2· =2 V,电源电压U
=U滑'+UL=2 V+I2RL②;由I1R=6 V,I2· =2 V,两式相除可得: = ,可令I1=3I,I2=2I,则P1=UI1=3UI,P2=UI2=2UI,所以P1∶P2=3UI∶2UI=3∶2,A错误;已知R0∶RL=1∶2则RL=2R0,忽略温度 对灯丝电阻的影响,灯泡RL相当于定值电阻,由①②可得6 V+ I1R0=2 V+I2RL,即6 V+3IR0=2 V+2I·2R0,解得IR0=4 V,可得电源 电压U=6 V+3IR0=6 V+3×4 V=18 V,B错误;再将单刀双掷开 关S3拨至触点b,只闭合开关S1、S2时,灯泡L和定值电阻R0串 联接入电路,电流表测电路电流,电流表示数为I'=0.3 A,电路
总电阻R总=R0+RL=3R0,由R总= = =60 Ω 可知R0=20 Ω,RL=2R0=40 Ω,由电功率公式P=UI可知,当电源电压U一定,电路的 功率P最大时,要求电路中电流达到最大值,当单刀双掷开关 S3拨至触点a,闭合开关S1、S2、S4,滑片P位于最左端,即R0和 RL并联且滑动变阻器接入电路阻值最小时,电路中的电流最 大,由并联电路的电流特点可知:Imax=I0+IL= + =0.9 A+0.45 A=1.35 A,电路的最大功率Pmax=UImax=18 V×1.35 A=24.3 W,C正确;将单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑
片P位于最右端时,定值电阻R0和滑动变阻器R串联接入电路, 电压表测量滑动变阻器两端电压,电压表示数为6 V,由串联 电路电压规律可知,UR0=U-U滑=18 V-6 V=12 V,由串联电路的 分压规律可知,滑动变阻器两端电压是R0两端电压的 = ,滑动变阻器R的最大阻值就是定值电阻R0的 ,滑动变阻器R的最大阻值Rmax= R0= ×20 Ω=10 Ω,D错误。故选C。
13.(2023天津中考,17,★☆☆)某节能灯标有“220 V 22 W”字样,当它正常工作时,电功率为 W,通过它的电 流为 A。
解析 节能灯正常工作时,节能灯的实际功率等于额定功率, 节能灯标有“220 V 22 W”字样,当它正常工作时,电功率 为22 W;通过它的电流为I= = =0.1 A。
14.(2024河南新乡实验中学期末,6,★★☆)如图所示的电路, 电源电压恒为6 V,白炽灯泡L1标有“5 V 0.25 A”,白炽灯 泡L2标有“6 V 3 W”,R的阻值为10 Ω。忽略温度对灯丝 电阻的影响,只闭合开关S1时,灯泡 更亮;只闭合开关S2 时,R的功率为 W。
解析 忽略温度对灯丝电阻的影响,根据R= 可知,L1的电阻R1= = =20 Ω,根据P= 可知,L2的电阻R2= = =12 Ω;只闭合S1时,两灯泡串联,串联电路的电流处处相等,且R 1>R2,根据P=I2R可知,L1的实际功率大,故灯泡L1更亮;只闭合 开关S2时,L1和R串联,则电路中的电流为I= = =0.2 A,R的功率为P=I2R=(0.2 A)2×10 Ω=0.4 W。
15.(2023河北沧州期末,34,★★☆)如图所示电路中,滑动变 阻器铭牌上标有“50 Ω 1 A”字样,电压表量程为0~15 V。闭合开关S1、S2,断开开关S3,调节滑动变阻器滑片P至某 位置,电压表示数为8 V,电流表示数为0.4 A,灯泡正常发光; 再闭合开关S3,电流表示数变为0.6 A。
(1)求滑动变阻器接入电路的电阻阻值;(2)求灯泡的额定功率;(3)只闭合开关S1、S2,改变电源电压并移动滑片P,使电路安 全工作,求电路在10 s内消耗的最大电能。
解析 (1)当开关S1、S2闭合,断开开关S3时,灯泡与滑 动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路 中的电流,由I= 可得,滑动变阻器接入电路的电阻R滑= = =20 Ω;(2)开关S1、S2、S3闭合时,灯泡被短路,电路为滑动变阻器的简单电路,电流表测电路中的电流,则电源电压U =I'R滑=0.6 A×20 Ω=12 V,开关S1、S2闭合,断开开关S3时,灯泡 恰好正常发光,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-U滑=12 V-8 V=4 V,灯泡的额定功率P
=ULI=4 V×0.4 A=1.6 W;(3)仅闭合开关S1、S2时,因串联电路 中各处的电流相等,且灯泡正常发光时的电流为0.4 A,变阻 器允许通过的最大电流为1 A,所以电路中的最大电流为I=0. 4 A,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,其两端的电压 U滑大=IR滑大=0.4 A×50 Ω=20 V,此电压超过了电压表最大测量 值,所以滑动变阻器两端的最大电压U滑大'=15 V,则电源电压 的最大值U大=UL+U滑大'=4 V+15 V=19 V,电路在10 s内消耗的 最大电能W=U大It=19 V×0.4 A×10 s=76 J。
16.(2023河北中考)如图1所示,电源电压不变,电流表量程为0 ~0.6 A,电压表量程为0~3 V,滑动变阻器R的规格为“50 Ω 2 A”,灯泡L的额定电流为0.3 A。图2是灯泡L的电流与电 压关系图像。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,当滑片P 移至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为2.5 V和0.25 A。
(1)求电源电压;(2)在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,灯泡 的最小功率是多少?
(3)用定值电阻R1替换灯泡L,在保证电路安全的情况下,调节 滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3 A,这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终 小于50 Ω,求定值电阻R1的可能值。
解析 对于比较复杂的问题,需要进行周密的思考与判断,如 本题需保证电路安全,要对电压表、灯泡等全面分析。(1)闭 合S,灯L与滑动变阻器R串联,当I=0.25 A时,U滑=2.5 V,由图2 可知,UL=2 V,根据串联电路电压的特点得U电源=UL+U滑=2 V+ 2.5 V=4.5 V。(2)由题意知,电压表示数最大为3 V,此时灯L两 端电压最小,此时灯L的功率最小;灯L两端最小电压UL小=U电源 -U滑'=4.5 V-3 V=1.5 V,由图2知,通过灯L的最小电流I小=0.2 A, 灯L的最小功率P=UL小I小=1.5 V×0.2 A=0.3 W。(3)用定值电 阻R1替换灯泡L后,调节滑动变阻器的滑片P,电路中最大电流
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