初中物理人教版九年级全册第2节 电功率习题
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2019年秋人教版物理
第十八章第二节 电功率
一、单选题(本大题共22小题,共44.0分)
1. 把标有“220V40W”的灯泡L1和“220V60W”的灯泡L2串联接入220V电路两端,下列说法正确的是( )
A. 两灯泡的额定电压都变小了 B. 两灯泡的额定电功率都变小了
C. 灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大 D. 通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
2. 如图所示,干路上的电流I恒为1A不变,滑动变阻器规格为“15Ω1A”,小灯泡L上标有“6V3W”字样。忽略温度对小灯泡阻值的影响,则( )
A. 小灯泡L正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为6Ω B. 当滑片P移到最左端时,通过小灯泡的电流为1A
C. 在滑片P向左移动过程中,并联电路两端电压会减小 D. 在滑片P向左移动过程中,并联电路消耗的总功率会增大
3. 如图所示的电路中,电源电压恒为4.5 V,灯泡L标有“4.5V 2.25W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R最大阻值为50Ω,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”。在电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A. 将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1,电压表读数超过量程
B. 灯泡L正常发光时的电阻值为7.5Ω
C. 只闭合开关S,该电路的最大功率是2.7 W
D. 只闭合开关S,滑动变阻器的取值范围是0~18Ω
4. 图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I−U图象,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压8V,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡电阻随温度的增大而减小 B. 灯泡的实际电功率为0.6W
C. 电阻的阻值为0.05Ω D. 电阻的电功率为0.8W
5. 图示电路中,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,R0为定值电阻,移动滑动变阻器R的滑片,则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
6. 如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,下列判断正确的是( )
A. 电压表和电流表的示数都增大,电路总功率变大
B. 电压表和电流表的示数都减小,电路总功率变小
C. 电流表示数增大,电压表示数变大,灯泡变亮
D. 电流表示数变小,电压表示数不变,灯泡亮度不变
7. 如图,电源电压恒定不变,闭合开关,电压表的示数为U;将另一电阻R接入ab间,再闭合开关,电压表示数变为0.4U,则接入R后( )
A. R和R0两端电压之比为2:3
B. 通过R0的电流变小
C. R0两端的电压变小
D. R0消耗的功率减小:0.84U2R0
8. 将两个定值电阻串联接到电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1.将这两个定值电阻并联接在电压为U的电源两端时,下列说法中正确的是( )
A. R1与R2的电阻之比为3:1 B. 并联时R2消耗的功率为163P1
C. 并联时通过R1与R2的电流之比为1:1 D. 并联时两电阻消耗的总功率为163P1
9. 某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω1A”,灯泡L标有“2.5V1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是( )
A. 电路中电流变化的范围是0.18A~0.5A
B. 滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
C. 灯泡的最小功率是0.162W
D. 该电路的最大功率是2.25W
10. 如图所示,灯泡上标有“2.5V 0.25A”,电流表和电压表的量程分别为0−0.6A和0−3V。
①断开S1和S3,闭合S2,将滑片移到阻值最大处时,滑动变阻器接入电路的阻值为R2,R2消耗的功率从0.162W,电压表和电流表的示数分别为U1和I1。
②断开S2,闭合S1和S3,电压表和电流表的示数分别为U2和I2;
③断开S3,闭合S1和S2,移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值为34R2时,电流表的示数I3=2I1。
已知U1:U2=9:5,I1:I2=3:5,假设灯泡电阻和电源电压不变,则下列数据错误的是( )
A. R1=20Ω
B. 在③中,为了保证电路安全,滑动变阻器的阻值变化范围为4~20Ω
C. 在③中,电路消耗的总功率为0.81W
D. 电源电压为4.5V
11. 普通电饭锅具有加热和保温两种工作状态,内部电路由一根电热丝和两只开关组成,开关S1受温度控制,当温度低于65℃时自动闭合,高于85℃时自动断开;开关S2须手动闭合,按下按钮时S2闭合,当温度升高到103℃时S2自动断开,此后不能自动闭合.下列判断正确的是( )
A. 用冷水煮饭,按下按钮后,只有S2是闭合的
B. 用冷水煮饭,按下按钮后,S1和S2同时断开
C. 用电饭锅烧冷水,不按下按钮,水也能被加热
D. 用电饭锅烧冷水,按下按钮,水被烧开后,温度保持在65℃−85℃之间
12. 如图所示,电源电压保持不变,灯L标有“6 V 0.6 W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移动到中点时,灯L正常发光,电压表示数为4 V,当滑片P移到最大阻值时,灯L与滑动变阻器的电功率之比为
A. 4∶3 B. 3∶4 C. 3∶2 D. 2∶3
13. 将标有“3V 3W”字样的甲灯和“6V 6W”字样的乙灯接入电路。若不考虑温度对电阻的影响,则对两灯接入电路后的结果有如下判断:①两灯串联,当其中一灯消耗的功率是3W时,两灯消耗的总功率是9W;②两灯串联后接到电压为9V的电源两端,两灯均能正常发光;③两灯并联,当其中一灯消耗的功率是1.5W时,另一灯两端的电压为3V;④两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端,甲、乙两灯消耗的功率之比为2:1,其中判断正确是( )
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①④
14. 小红在做“探究串联电路电压的规律”实验时,连好了如图所示的电路,闭合开关S后发现L1正常发光,L2只能微弱发光,以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( )
A. 灯泡L2发生了断路 B. 灯泡L2发生了短路
C. 由于灯泡L2的电阻较大,其实际功率较小 D. 由于灯泡L2的电阻较小,其实际功率较小
15. 如图所示,电源电压为12V,R0=60Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“6V 3W”字样.不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全.则( )
A. S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω~50Ω
B. S闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是2.25W~3W
C. S、S1、S2都闭合,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D. S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
16. 下列数据中符合实际情况的是( )
A. 普通教室层高约为5m B. 苏州五月份的平均气温约为5℃
C. 1元硬币的质量约为50mg D. 家用电扇的额定功率约为50W
17. 电饭煲具有保温和加热功能,晓东同学设计了如图所示的模拟电路(R1>R2),其中保温状态和加热状态电功率都最小的是( )
A. B. C. D.
18. 小灯泡L的额定电压为3V,它的I−U图象如图甲所示。把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关S,电压表示数为1.5V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V.已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌标有“10Ω 2A”。下列说法中错误的是( )
A. 电源电压为4.5V B. 小灯泡的额定功率为1.5W
C. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为1.25W D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
19. 如图是某种汽车质量测试仪(俗称地磅)的工作原理图,电源电压保持不变,压力传感器的电阻会随着受到的压力的增加而减小,汽车开上踏板,质量显示表的指针就会显示出待测汽车的质量.下列关于测试仪的说法正确的是( )
A. 作用在B点的力为动力,图中的ABO是一个省力杠杆
B. 质量显示表是用电压表改装而成的
C. 质量显示表表盘上的刻度值越往右越小
D. 汽车质量越大,电路消耗的总功率越大
20. 小华用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为O~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是( )
A. 电流表示数的变化范围是0~0.5A B. 滑动变阻器的允许调节的范围是2.5~20Ω
C. 灯泡的最小功率是0.162W D. 该电路的最大功率是2.7W
21. 如图所示,电源电压恒为12V,L1上标有“3V3W”字样,当闭合S1,将S2拨至a处,滑动变阻器的滑片移至中点处,L1正常发光,电路的总功率为P1;将滑片移至最右端,S2拨至b时,L2恰好正常发光,此时电流表的示数为0.5A,电路的总功率为P2,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器的最大电阻为9Ω
B. P1:P2=1:2
C. L2的额定功率为1.5W
D. L2正常发光时电阻为3Ω
22. 如图所示,将标有“8V 8W”的灯泡L1和“8V 16W”的灯泡L2接在12V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A. 灯泡L1、L2都能正常发光 B. 灯泡L1、L2一样亮 C. 灯泡L2比灯泡L1亮 D. 灯泡L1比灯泡L2亮
二、填空题(本大题共2小题,共16分)
23. 如图所示,是某种电热保暖鞋的工作原理示意图。供电电压6V,R1、R2的阻值分别为3Ω、6Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个档位的转换。保暖鞋在低温档工作时的电功率是______W,它的高温档工作1min产生的热量是______J。
24. 如图是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图象。现将它们并联后接在电压为2V的电源两端,则干路中的电流是______A,小灯泡L的实际电功率是______W。
三、计算题(本大题共4小题,共40分)
25. 某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系,电路如图甲所示。滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中,R1的U−I图象如图乙所示。求:
(1)R1的阻值;
(2)电路消耗的最大功率;
(3)当R2消耗的电功率为0.5W时,R2的阻值。
26. 下表为一台电烤箱的铭牌,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝。求:
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定
功率
高温档
1100W
低温档
440W
电源频率
50HZ
(1)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能;
(2)电烤箱在低温档正常工作时,R2的阻值是多少;
(3)假设在用电高峰时,家庭电路实际电压为200V,电烤箱在高温档的实际功率是多少(实际功率计算结果保留到小数点后1位)?
如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表示数是0.3A.当闭合S、S1时,发现电流表示数变化了0.2A,求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值是多少?
(3)当闭合S、S1时,电路消耗的总功率。
27. 家用豆浆机的外形如图甲所示,其机头主要由一个电热器(电热丝)R和一个电动机M带动的打浆器构成,内部电路简化图如图乙所示.制作豆浆的过程是加热,后打浆,再加热煮熟,即加热和打浆是交替进行的.某品牌豆浆机铭牌上的部分技术参数如表.
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电热器额定功率
1000W
电动机额定功率
180W
净重
2.4kg
(1)豆浆机在额定电压下打浆,通过电动机的电流是多少?
(2)小明同学想测算该豆浆相的加热效率,他把100g大豆和1.4kg清水放入豆浆机中,测出其初温为20℃,当电热器正常工作时加热总时间为9分钟豆浆沸腾,测其温度为100℃.请你帮他计算豆浆机吸收了多少热量?豆浆机的加热效率是多少?[C豆浆=4.0×103J/(kg⋅℃)]
(3)小明同学晚上使用该豆浆机,在与第(2)问条件相同情况下,发现电热器加热总时间由以前的9分钟变为10分钟,豆浆机的加热电阻R和加热效率均不变,求晚上的实际电压值.已知0.9≈0.95.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:
(1)用电器正常工作的电压为额定电压;用电器在额定电压下的功率为额定功率。把两个灯泡串联接入220V电路两端,其额定电压和额定电流都不改变,故AB错误;
(2)由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,L1的额定功率小于L2的额定功率,
因为P=U2R,
所以L1的电阻大于L2的电阻,
串联电路中各处的电流相等,由I=UR可得U=IR,则灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大,故C正确,D错误;
故选:C。
根据额定电压和额定功率的概念进行分析,即用电器正常工作的时候的电压为额定电压,在额定电压下的功率为额定功率。根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据P=U2R比较两灯泡电阻的大小关系,根据电阻的串联和欧姆定律比较串联时电路中的电流和电压关系。
本题考查了串联电路中的电流特点、欧姆定律、公式的灵活应用,难度不大,属于基础知识。
2.【答案】C
【解析】解:(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,且小灯泡L正常发光,
所以,电源的电压U=UL=6V,
由P=UI可得,通过灯泡的电流:
IL=PLUL=3W6V=0.5A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过滑动变阻器的电流:
I滑=I−IL=1A−0.5A=0.5A,
则滑动变阻器接入电路中的阻值:
R滑=UI滑=6V0.5A=12Ω,故A错误;
(2)当滑片P移到最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,会造成电源短路,
则通过小灯泡的电流为0A,故B错误;
(3)在滑片P向左移动过程中,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,并联部分的总电阻变小,
因干路上的电流I恒为1A不变,
所以,由U=IR可知,并联电路两端电压会减小,故C正确;
由P=UI可知,并联电路消耗的总功率减小,故D错误。
故选:C。
(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点可知电源的电压,根据P=UI求出通过灯泡的电流,根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值;
(2)当滑片P移到最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,会造成电源短路;
(3)在滑片P向左移动过程中,根据电阻的并联可知总电阻的变化,根据欧姆定律可知并联电路两端电压的变化,根据P=UI可知并联电路消耗的总功率变化。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是滑片P向左移动过程中电路中总电阻变化的分析。
3.【答案】D
【解析】解:
(1)将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1时,灯泡L与滑动变阻器R的最大阻值并联,电压表被短路无示数,所以电压表读数不会超过量程,故A错误;
(2)由P=UI=U2R可得,灯泡正常发光时的电阻RL=UL2PL=(4.5V)22.25W=9Ω,故B错误;
(3)只闭合开关S时,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,通过灯泡的电流:
IL=URL=4.5V9Ω=0.5A,
此时电压表的示数为零,电流表的示数小于0.6A,则电路的最大功率为2.25W,故C错误;
当电压表的示数UR=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
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−UR=4.5V−3V=1.5V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I=UL′RL=URR,即1.5V9Ω=3VR,
解得:R=18Ω,
所以,滑动变阻器的取值范围是0~18Ω,故D正确。
故选:D。
(1)将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1时,灯泡L与滑动变阻器R的最大阻值并联,电压表被短路无示数,据此判断选项A;
(2)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI=U2R求出灯泡正常发光时的电阻;
(3)只闭合开关S时,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻为零时电路中的电流,然后与电流表的量程相比较判断出灯泡可以正常发光,此时电路的最大电功率即为灯泡的额定功率;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中的最大阻值,然后得出滑动变阻器的取值范围。
本题考查了串联的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分析好电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
4.【答案】B
【解析】解:A、由图甲结合R=UI可知,灯泡两端的电压增大时,灯泡的电阻增大;此时灯泡的实际功率增大,灯丝温度也在升高,由此说明,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故A错误;
B、灯泡和定值电阻串联,电流相等,电压之和等于电源电压,由图甲知,当电流为0.3A时,灯泡两端电压为2V,定值电阻两端电压为6V,总电压为8V,则灯泡的实际功率:PL=ULI=2V×0.3A=0.6W,故B正确;
CD、由B项数据可知,电阻的阻值:R=URI=6V0.3A=20Ω,
电阻的实际功率:PR=URI=6V×0.3A=1.8W,故CD错误.
故选B.
A、根据图象分析灯泡的电阻变化;
B、根据图象确定灯泡两端的实际电压和电流,由P=UI计算实际电功率;
C、根据公式R=UI得出定值电阻的阻值;
D、根据图象确定定值电阻两端的电压和电流,由P=UI计算出实际电功率.
本题主要考查了电功率和电阻的计算,要掌握电功率和电阻的计算公式,关键能够根据串联电路的电流和电压特点从图象中确定灯泡和电阻两端的电压和通过的电流.
5.【答案】C
【解析】解:
由图R0与R并联,电压表测电源电压,电流表测R支路的电流。
若电源提供的电流恒定为I总,
AB、根据并联电路特点可知:
U=U0=I0R0=(I总−I)R0=−IR0+I总R0,
其中I总、R0为定值,由U=−R0I+I总R0,可知U与I的图象为一次函数,且−R0<0,故AB错误;
CD、由电功率的计算公式:
电路消耗总功率:P=UI总=(I总−I)R0×I总=−I总R0I+I总2R0,
其中I总、R0为定值,由P=−I总R0I+I总2R0,可知P与I的图象为一次函数,−I总R0<0,且I不能为0,P不会为0,故C正确,D错误。
故选:C。
由图R0与R并联,电压表测电源电压,电流表测R支路的电流。
电源提供电流一定,根据并联电路特点分别表示出U与I和P与I的表达式,分析判断即可。
本题考查并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,要抓住电源是恒流源,关键是得出U与I和P与I的表达式,利用数学知识分析判断它们之间的关系。
6.【答案】D
【解析】解:等效电路如右图所示:
A、B、由图可知,电压表测滑动变阻器的电压,即电源电压,保持不变;滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻R滑增大,根据欧姆定律,通过的电流减小;
电路的总功率P总=P滑+P灯=U2R滑+U2R灯,因R滑增大,R灯不变,灯和滑动变阻两端的电压都等于电源电压,所以,电路的总功率P总变小,A、B均错误;
C、D、小灯泡的亮度取决于灯的实际电功率,由上面的分析知P实=U2RL保持不变,故灯的亮度不变.综上,只有D正确.
故选D.
在识别电路时,可将电压表所在支路视为断路,电流表所在支路视为短路.上图中滑动变阻器与灯并联,电流表测通过滑动变阻器的电流,电压表测滑动变阻两端的电压,然后根据并联电路的特点和欧姆定律进行讨论.
动态电路变化的分析问题关键是:正确识别电路的连接关系,搞电表测哪些物理量,根据串、并联电路特点和欧姆定律即可解答.
7.【答案】A
【解析】解:由电路图可知,闭合开关,电路处于开路状态,电压表测量电源电压;当将另一电阻R接入ab间,再闭合开关,两电阻串联,电压表测电阻R两端电压;则UR=0.4U;
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:
R0两端电压为U0=U−UR=U−0.4U=0.6U;
A、R和R0两端电压之比为UR:U0=0.4U:0.6U=2:3,故A正确;
B、由于ab间没有接电阻R时,电路中没有电流;当将另一电阻R接入ab间,再闭合开关,两电阻串联,电路中有电流,故通过R0的电流变大,故B错误;
C、由于ab间没有接电阻R时,电路中没有电流,R0两端的电压为零;当将另一电阻R接入ab间,再闭合开关,两电阻串联,R0两端的电压为0.6U,故R0两端的电压变大,故C错误;
D、由于ab间没有接电阻R时,电路中没有电流,R0消耗的功率为零;当将另一电阻R接入ab间,再闭合开关,两电阻串联,R0消耗的功率为P0=U02R0=(0.6U)2R0=0.36U2R0,故R0消耗的功率变大,增加了0.36U2R0,故D错误。
故选:A。
由电路图可知,闭合开关,电路处于开路状态,电压表测量电源电压;当将另一电阻R接入ab间,再闭合开关,两电阻串联,电压表测电阻R两端电压;
(1)根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出电压之比;
(2)根据串联电路的电流特点即可判断电流的大小;
(3)开关闭合时,由于电路处于开路状态,R0消耗的功率为零,则当将另一电阻R接入ab间,再闭合开关,根据R0两端的电压和电阻即可求出功率的变化。
分析清楚电路结构,熟练应用串联电路特点及欧姆定律即可正确解题。
8.【答案】B
【解析】解:
(1)R1、R2串联时,通过两电阻的电流相等,
由于P=I2R,且P2=3P1,
则R2=3R1,即R1R2=13.选项A错误;
U1:U2=R1:R2=1:3,
U2=34U,
P2=U22R2=(34U)2R2=916U2R2
U2R2=169P2=169×3P1=163P1,
P1=U12R1=(14U)2R1=116U2R1,
U2R1=16P1,
当R1、R2并联在同一电源两端时,
U1=U2=U,
则P2=U2R2=163P1.选项B正确;
R1消耗的功率为P1′=U2R1=16P1;
∵I=UR,
∴通过R1与R2的电流之比I1′:I2′=R2:R1=3:1.选项C错误;
电路消耗的总功率P总′=U2R1+U2R2=16P1+163P1=43×16P1=643P1.选项D错误.
故选:B.
(1)当R1、R2串联时,通过两电阻的电流相等,根据电阻消耗的功率关系和P=I2R确定两电阻之间的关系;
根据电阻的串联特点和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出R2消耗的功率.
(2)当R1、R2并联在同一电源两端时,根据并联电路的电压特点和P=U2R求出R1消耗的功率,根据欧姆定律得出通过两电阻的电流关系;
根据P=U2R求出R2消耗的电功率,进一步得出两电阻消耗的总功率.
本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据串联时两电阻消耗的功率得出电阻关系和表示出电阻R1消耗的电功率.
9.【答案】D
【解析】解:∵UL=2.5V,PL=1.25W
∴IL=PLUL=1.25W2.5V=0.5A,
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,根据串联电路电流的特点,
所以电路中的最大电流I大=I=IL=0.5A,
由于此时电流最大,所以滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
R总=U总I=4.5V0.5A=9Ω,
RL=UL2PL=(2.5V)21.25W=5Ω,
R小=R总−RL=9Ω−5Ω=4Ω;
∵当电压表的示数最大为U大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电流最小,
∴UL′=U−U大=4.5V−3V=1.5V,
再利用公式I小=UL′RL=1.5V5Ω=0.3A,
最后利用公式R大=U大I小=3V0.3A=10Ω;
所以电路中电流的变化范围是0.3A−0.5A,滑动变阻器阻值的变化范围是4Ω−10Ω;
灯泡的最小功率为P小L=I小2RL=(0.3A)2×5Ω=0.45W;
电路中的最大功率为P总大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W。
故选:D。
从图中可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表与滑动变阻器并联,为了不损坏电路元件,根据串联电路电流的特点,应该选取通过灯泡L与通过滑动变阻器额定电流相比较,得出电路中的最大电流,通过灯泡L的电流可利用公式IL=PLUL计算,并且此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,可利用公式R总=U总I计算总电阻,再利用公式RL=UL2PL计算灯泡的电阻,最后利用公式R小=R总−RL计算滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
为了不把电压表损坏,电压表的最大示数为3V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,利用公式UL′=U−U大计算电压,再利用公式I小=UL′RL计算电流,最后利用公式R大=U大I小计算电阻,
灯泡的最小功率可利用公式P小L=I小2RL计算;
电路中的最大功率可利用公式P总大=UI大计算。
本题综合性较强,考查的内容较多,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串联电路的电压规律,电流规律,电阻规律,要用到电功率的一个变形公式:P=I2R求解,需要注意的是:P=I2R和P=U2R这两个公式在电功率计算题里要经常用到。
10.【答案】B
【解析】解:①断开S1和S3,闭合S2,将滑片移到阻值最大处时;等效电路如图甲所示;
②断开S2,闭合S1和S3;等效电路如图乙所示;
③断开S3,闭合S1和S2,移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值为34R2时,等效电路如图丙所示;
(1)由I=UR可得,灯泡的电阻:
RL=ULIL=2.5V0.25A=10Ω,
因电压一定时,电流与电阻成反比,
所以,由甲乙两图可得:
I1I2=RL+R1RL+R1+R2=10Ω+R110Ω+R1+R2=35,
整理可得:
20Ω+2R1=3R2-----------①
由甲丙两图可得:
I1I3=RL+34R2RL+R1+R2=10Ω+34R210Ω+R1+R2=I12I1=12,
整理可得:
R1=10Ω+0.5R2--------②
解得:R1=R2=20Ω,故A正确;
(2)甲图中,因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=I2R可得,电路中的电流:
I1=P2R2=0.162W20Ω=0.09A,
电源的电压:
U=I1(RL+R1+R2)=0.09A×(10Ω+20Ω+20Ω)=4.5V,故D正确;
(3)图丙中,电路中的电流:
I3=2I1=2×0.09A=0.18A,
电路消耗的总功率:
P丙=UI3=4.5V×0.18A=0.81W,故C正确;
(4)图丙中,灯泡正常发光时的电压为2.5V,此时通过灯泡的电流为0.25A,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流I大=0.25A,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,滑动变阻器两端的电压:
U2=U−UL=4.5V−2.5V=2V,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2=U2I大=2V0.25A=8Ω,
所以,滑动变阻器的阻值变化范围为8~20Ω,故B错误。
故选:B。
分别画出三种情况下的等效电路图(①断开S1和S3,闭合S2,将滑片移到阻值最大处时;②断开S2,闭合S1和S3;③断开S3,闭合S1和S2,移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值为34R2时);
(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据欧姆定律求出灯泡的电阻,根据电压一定时电流与电阻成反比表示出图甲、图乙和图乙、图丙的电流之比,然后联立等式求出R1、R2的阻值;
(2)图甲中,根据串联电路的电流特点和P=I2R表示出P2即可求出电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;
(3)根据I3=2I1求出图丙中电路的电流,根据P=UI求出电路消耗的总功率;
(4)图丙中,灯泡正常发光时的电压小于电压表的量程,通过灯泡的电流可以达到额定电流,然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流,根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的最小阻值,然后得出滑动变阻器接入电路中阻值的范围。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分析题意画出三种情况下的等效电路图是本题的关键。
11.【答案】C
【解析】【分析】
本题取材于我们常见的电饭锅,考查有关电路的知识,可以激发同学们对物理的学习兴趣了,同时能了解更多的生活常识。
由题意可知,分析食物从加热到65℃再到85℃时的加热过程以及温度降到65℃后的保温过程即可得出电饭锅的工作原理。
【解答】
由题意可知,温控开关S1与按钮开关S2是并联,如图所示:
AB.用冷水煮饭,按下按钮S2,由于冷水温度低于65℃,开关S1受温度控制,当温度低于65℃时会自动闭合,所以两个开关都是闭合的,故AB错误.
C.用电饭锅烧冷水,不按下按钮S2,由于冷水的温度低于65℃,开关S1受温度控制,当温度低于65℃时会自动闭合,水也会被加热,故C正确;
D.用电饭锅烧冷水,按下按钮S2,水加热被烧开后,水的温度为100℃,温度达不到103℃,S2不能自动断开,水一直处于加热状态,水的温度会保持在100℃,故D错误.
故选C。
12.【答案】B
【解析】解:由题意知,灯泡的额定电压为6V,额定功率为0.6W,则灯泡正常发光时的电流I=P额U额=0.6W6V=0.1A;
灯泡的电阻RL=U额I额=6V0.1A=60Ω;
灯泡正常发光时,变阻器的阻值R滑=U滑I=4V0.1A=40Ω,所以变阻器的最大阻值为80Ω;
P=UI=I2R,当滑动变阻器的阻值最大时,二者电功率之比:
PL:P滑=I2RL:I2R滑′=RL:R滑′=60Ω:80Ω=3:4。
故选:B。
根据灯泡的额定电压和电功率计算出灯泡的额定电流及电阻,由灯泡正常发光时电压表的示数,计算出电源电压及变阻器的阻值;
计算出变阻器的最大阻值,由P=UI=I2R判断电功率之比。
本题考查了欧姆定律及电功率公式的综合应用,计算出变阻器的最大阻值,并能够熟练应用电功率的变形公式是解决此题的关键。
13.【答案】C
【解析】解:由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I甲=P甲U甲=3W3V=1A,I乙=P乙U乙=6W6V=1A,
由I=UR可得,两灯泡的电阻分别为:
R甲=U甲I甲=3V1A=3Ω,R乙=U乙I乙=6V1A=6Ω;
①两灯串联,当甲灯泡消耗的功率为3W时,电路中的电流为I=1A,
两灯消耗的总功率:
P=I2(R甲+R乙)=(1A)2×(3Ω+6Ω)=9W,
当乙灯泡消耗的功率为3W时,由P=I2R可得,电路中的电流:
I=P乙′R乙=3W6Ω=22A,
两灯消耗的总功率:
P=I2(R甲+R乙)=(22A)2×(3Ω+6Ω)=4.5W,
综上可知,①不正确;
②两灯串联后,正常发光时的电流均为1A,
则电源的电压:
U=I(R甲+R乙)=1A×(3Ω+6Ω)=9V,故②正确;
③两灯并联,当甲消耗的功率是1.5W时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由P=U2R可得,乙灯泡两端的电压:
U乙′=U甲′=P甲′R甲=1.5W×3Ω=322V,
同理,当乙消耗的功率是1.5W时,甲灯泡两端的电压:
U甲′=U乙′=P乙′R乙=1.5W×6Ω=3V,
综上可知,③不正确;
④两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,甲、乙两灯消耗的功率之比:
,故④正确;
由以上可知,选项ABD错误,C正确。
故选:C。
知道两灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出额定电流,根据欧姆定律求出两灯泡的电阻。
①两灯串联,当甲灯泡消耗的功率为3W时,电路中的电流和额定电流相等,根据电阻的串联和P=I2R求出两灯消耗的总功率;当乙灯泡消耗的功率为3W时,根据P=I2R求出电路中的电流,再根据P=I2R求出两灯消耗的总功率;
②两灯泡的额定电流相等,两灯串联后正常发光时的电流和额定电流相等,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;
③两灯并联,根据并联电路的电压特点分别求出两灯泡消耗的功率是1.5W时另一个灯泡两端的电压;
④两灯并联后接到电压为1.5V的电源两端时,根据并联电路的电压特点和P=U2R求出甲、乙两灯消耗的功率之比。
本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确讨论①③的两种情况是关键。
14.【答案】D
【解析】解:(1)灯泡L2发生了断路时,电路中无电流,两灯泡均不发光,故A不正确;
(2)灯泡L2发生短路时,没有电流通过L2,则不能发光,故B不正确;
(3)因串联电路中各处的电流相等,所以图中通过两灯泡的电流相等;
因为灯泡的亮暗取决于实际功率大小,且灯泡L1较亮,灯泡L2只能微弱发光,所以灯泡L1的实际功率功率大于L2的实际功率;
由P=I2R可知,灯泡L1的电阻大于灯泡L2的,故D正确、C不正确.
故选D.
(1)灯泡断路时,电路断路,两灯泡均不发光;
(2)灯泡短路时,没有电流通过灯泡,不能发光;
(3)两灯泡串联时通过它们的电流相等,根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断实际功率的大小,根据P=I2R比较两灯泡的电阻关系.
本题考查了串联电路的电流特点和电功率公式的灵活应用,关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小.
15.【答案】D
【解析】解:A、S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联.小灯泡上标有“6V 3W”字样.
小灯泡电阻R=UL额2P额=(6V)23W=12Ω,小灯泡正常发光时的电流I=P额U额=3W6V=0.5A,
则滑动变阻器接入电路的最小阻值R小=U−ULI=12V−6V0.5A=12Ω;
滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,则最大阻值R大=50Ω,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是12Ω~50Ω,故A错误;
B、S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,其最小电流I最小=UR灯+R滑=12V12Ω+50Ω=631A,
则灯泡的最小功率P最小=I最小2R灯=(631A)2×12Ω≈0.45W,
故灯泡的功率变化范围是0.45W~3W,故B错误;
C、S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与R0并联,流经R0的电流I1=UR0=12V60Ω=0.2A,
当滑动变阻器的阻值最大时,此支路上的电流最小,则I2=UR滑最大=12V50Ω=0.24A
则干路上的电流I最小=I1+I2=0.2A+0.24A=0.44A,
电路消耗的总功率最小值P最小=UI最小=12V×0.44A=5.28W,故C错误;
D、由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,则电路消耗的总功率最大,
电路中的总电阻R总=UI=12V0.6A=20Ω,
因滑动变阻器与R0并联,则1R总=1R0+1R滑,即120Ω=160Ω+1R滑
解得R滑=30Ω.故D正确.
故选D.
A、S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联.根据滑动变阻器的规格和欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值范围;
B、S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,根据P=I2R分析灯泡的功率变化范围;
C、S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与R0并联,要使电路消耗的总功率最小,则滑动变阻器的阻值最大,据此求得流经滑动变阻器的电流,与R0的支路上的电流之和为干路上的电流,然后利用P=UI求得电路消耗的总功率最小值;
D、S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与R0并联,当电路消耗的总功率最大时,根据电流表的量程确定干路中的电流,利用R=UI求得电路中的总电阻,然后可求滑动变阻器接入电路的阻值.
此题考查了电路连接关系的识别、串并联电路的特点、欧姆定律以及电功率的计算,是电学典型的综合题,考查全面,难度较大,需要熟练掌握电路特点、计算公式和规律.
16.【答案】D
【解析】解:
A、一层楼的高度在3m左右,教室高度与此差不多,在3m左右。故A不符合实际;
B、苏州五月份最低气温在15℃以上,平均气温远高于5℃.故B不符合实际;
C、一块橡皮的质量在6g左右,一枚一元硬币的质量与此差不多,在6g=6000mg左右。故C不符合实际;
D、日光灯的额定功率在40W左右,家用风扇的额定功率略大于此数值,在50W左右。故D符合实际。
故选:D。
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。
物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
17.【答案】C
【解析】解:
A、开关S1闭合、S2断开时只有R1接入电路,处于保温状态,P1=U2R1;S1、S2都闭合时R1、R2并联接入电路,处于加热状态总电阻R并小于R1,P2=U2R并。
B、开关S1闭合、S2断开时,只有R2接入电路,处于保温状态,P1=U2R2;S1、S2都闭合时R1、R2并联接入电路,处于加热状态总电阻R并小于R1,P2=U2R并。
C、开关S1闭合、S2断开时只有R1R2串联接入电路,处于保温状态,P1=U2R串;S1、S2都闭合时R1接入电路,R2短路,处于加热状态,P2=U2R1。
D、开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联接入电路,P1=U2R串;S1、S2都闭合时,R1被短路,只有R2接入电路,P2=U2R2。
因为并联后的总电阻小于任何一支路电阻,但是串联电阻大于任何一单值电阻,故在电压U一定时,由P=U2R可知,C、D中保温电功率最小,C、D中保温功率相等;
并联总电阻最小,在电压一定时总功率最大,即A、B的加热功率最大,不满足要求,
又由于R1大于R2,在电压U相等时,由P=U2R可知,C中的加热功率小于D的加热功率,故只有C满足题目要求。
故选:C。
首先要分析清楚每个图的连接情况,然后通过列式比较S1闭合、S2断开时的功率与S1、S2都闭合时的功率,根据P=U2R分析两种情况下功率都最小的。
应该学会根据开关的开、闭情况分析电路的串并联,学会电功率的比较方法。注意抓住U一定分析解答。
18.【答案】C
【解析】解:(1)当滑动变阻器的滑片P移至B端时,滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联,
由图象可知,当电压表示数为1.5V时,电路中的电流I=0.3A,
由I=UR可得,滑动变阻器两端的电压:
U滑=IR滑=0.3A×10Ω=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+U滑=1.5V+3V=4.5V,故A正确;
(2)由图象可知,灯泡两端的电压为3V时,电路中的电流I′=0.5A,
因额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,
所以,灯泡的额定功率:
PL额=UL额I′=3V×0.5A=1.5W,故B正确;
此时滑动变阻器两端的电压:
U滑′=U−UL额=4.5V−3V=1.5V,
滑动变阻器接入电路中的电阻:
R滑′=U滑′I′=1.5V0.5A=3Ω,故D正确;
滑动变阻器消耗的电功率:
P滑′=U滑′I′=1.5V×0.5A=0.75W,故C不正确。
故选:C。
(1)当滑动变阻器的滑片P移至B端时,滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联,根据图象读出电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
(2)由图象可知电压表的示数为3V时对应的电流,根据P=UI求出灯泡的额定功率,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,根据P=UI求出此时滑动变阻器消耗的电功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是根据图象得出电压对应的电流,要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等。
19.【答案】D
【解析】解:A、由图可知,测量时,压力杠杆ABO的支点在0点,压力的力臂是OB,传感器的力臂是OA,OA>OB,则此杠杆为费力杠杆,A错误;
B、由电路图可知,质量显示表串联在电路,应为电流表改装而成的,故B错误;
C、根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,力臂不变,汽车质量越大,压力传感器电阻受到的压力越大,电阻越小,由I=UR知,质量显示表的示数越大,因此质量显示表的指针偏转角度会随着质量的增加而增大,故C错误;
D、质量越大,压力传感器的电阻会越小,由P=U2R可知,该电路消耗的功率越大,故D正确.
故选D.
(1)由图可知测量时压力杠杆的动力臂和阻力臂之间的关系,然后判断杠杆的类型;
(2)根据电流表与被测电路元件串联、电压表与被测电路元件并联进行判断;
(3)根据杠杆的平衡条件可知,体重越大时压力传感器电阻受到压力的变化,根据欧姆定律可知电路中总电阻的变化,进一步得出压力传感器R的阻值与压力的关系,根据P=U2R可知体重越大时电路消耗功率的变化.
本题考查了学生对杠杆的分类和杠杆平衡条件以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,分清电路的特点是关键.
20.【答案】C
【解析】【分析】
本题综合性较强,考查的内容较多,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串联电路的电压、电流、电阻规律;
解决此类问题,没有好办法,只能逐项分析计算,通过结果判断正误。
(1)从图中可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量灯泡电流;
(2)两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,意思就是说电压表示数不超2.5V,电流表示数不超0.6A;
(3)根据各选项的要求,结合欧姆定律和电功率的内容进行相关计算,就可判断各选项正误。
【解答】
根据灯泡的规格“2.5V 1.25W”,求得灯泡的电阻R灯=U灯2P灯=(2.5V)21.25W=5Ω,灯丝的电阻不改变;
A.①电流表测量灯泡的电流,灯泡两端电压不允许超过额定值,也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流,
即电流最大值I最大=I灯=P灯U灯=1.25W2.5V=0.5A;
②滑动变阻器接入阻值最大时,电路中的电流最小,即电流最小值I最小=UR灯+R滑=4.5V5Ω+20Ω=0.18A。
故电流表示数的变化范围是0.18A~0.5A,因此该选项不正确。
B.①滑动变阻器允许接入的最大值为20Ω;
②电路中电流最大为0.5A,根据串联电路电阻的特点,滑动变阻器允许接入的最小阻值为:
R滑最小=UI最大−R灯=4.5V0.5A−5Ω=4Ω
故滑动变阻器接入的阻值范围是4Ω~20Ω,因此该选项不正确。
C.电路中的电流最小时,灯泡的电功率最小,
∴灯泡的最小功率P灯最小=I最小2R灯=(0.18A)2×5Ω=0.162W
灯泡的最小功率为0.162W,因此该选项正确。
D.电路中的电流最大时,电路的总功率最大,等于总电压和电流的乘积,
即P总最大=UI最大=4.5V×0.5A=2.25W
故电路最大功率为2.25W,因此该选项不正确。
故选C。
21.【答案】C
【解析】解:
A、因为P=UI,
所以L1正常发光的电流为I1=P1U1=3W3V=1A;
当闭合S1,将S2拨至a处,滑动变阻器的滑片移至中点处,
滑动变阻器两端电压为U0=U−U1=12V−3V=9V,
滑动变阻器的最大阻值为R0=2×U0I1=2×9V1A=18Ω.故A选项错误;
B、当闭合S1,将S2拨至a处,滑动变阻器的滑片移至中点处,
电路消耗的总功率为P1=UI1=12V×1A=12W;
将滑片移至最右端,S2拨至b时,
电路消耗的总功率为P2=UI2=12V×0.5A=6W;
所以P1:P2=12W:6W=2:1.故B选项错误;
CD、因为P=U2R,
所以将S2拨至a处,电路总电阻为R总=U2P2=(12V)26W=24Ω,
灯泡L2正常发光的电阻为R2=R总−R0=24Ω−18Ω=6Ω.故D选项错误;
L2的额定功率为PL2=I22R2=(0.5A)2×6Ω=1.5W.故C选项正确。
故选:C。
①当闭合S1,将S2拨至a处,滑动变阻器的滑片移至中点处,L1与滑动变阻器串联。此时L1正常发光,已知L1的额定电压和额定功率,可以得到此时L1两端电压和通过的电流;已知电源电压和L1两端电压,可以得到滑动变阻器两端电压,根据串联电路电流处处相等得到通过滑动变阻器的电流;已知滑动变阻器两端电压和通过的电流,可以得到滑片在中点时滑动变阻器接入电路的阻值,进一步得到滑动变阻器的最大阻值;
②已知L1正常发光时的电流和电源电压,可以得到L1与滑动变阻器串联时电路的总功率P1;将滑片移至最右端,S2拨至b时,L2与整个滑动变阻器串联。已知电源电压和电路电流,可以得到电路消耗的总功率P2;进一步得到前后两次电路总功率之比;
③已知S2拨至b时,电路消耗的总功率和电源电压,可以得到电路总电阻;已知电路总电阻和滑动变阻器最大阻值,可以得到L2正常发光时的电阻;已知L2的电阻和通过的电流,可以得到L2的额定功率。
此题是一道电学综合题,考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率有关公式的应用。综合性较强,正确分析电路连接关系,熟悉基本规律和公式,根据需要正确选择公式或公式变形是解答的关键。
22.【答案】D
【解析】解:
根据P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1=P1U1=8W8V=1A,I2=P2U2=16W8V=2A,
根据欧姆定律可得,两灯泡的电阻分别为:
R1=U1I1=8V1A=8Ω,R2=U2I2=8V2A=4Ω;
此时电路中的总电阻R=R1+R2=8Ω+4Ω=12Ω
此时电路中的电流I=UR=12V12Ω=1A。
灯泡L1的实际功率为:P1=I2R1=(1A)2×8Ω=8W;
灯泡L2的实际功率为:P2=I2R2=(1A)2×4Ω=4W;
灯泡L1的实际功率与额定功率相同,能正常发光;灯泡L2的实际功率小于额定功率相同,不能正常发光;故选项A错误;
因为灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以灯泡L1的实际功率较大,灯泡较亮;故BC选项错误,D正确。
故选:D。
根据P=UI求出两灯泡的额定电流,利用欧姆定律求出两灯泡的电阻;
根据串联电路的电阻的特点求出总电阻;
然后根据I=UR求出串联电路的电流;
根据P=I2R比较两灯泡消耗电功率之间的关系,进行判断。
本题考查了串联电路的电流特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
23.【答案】6;1080
【解析】【分析】
本题考查了电功率公式和电热公式的应用,正确的分析开关位于不同触点时电路的连接方式和对应档位的判断是关键。
由电路图可知,开关S接触a、b两个触点时,电路断路;开关S接触b、c两个触点时,电路为R2的简单电路;开关S接触c、d两个触点时,R1与R2并联;开关S接触d、e两个触点时,电路为R1的简单电路;根据电阻的并联和P=UI=U2R求出它们对应的电功率,电功率最小的为低温档;根据Q=W=Pt求出它的高温档工作1min产生的热量。
【解答】
由电路图可知,开关S接触a、b两个触点时,电路断路,电路的功率为0W;
开关S接触b、c两个触点时,电路为R2的简单电路,电路的电功率P1=U2R2=(6V)26Ω=6W;
开关S接触c、d两个触点时,R1与R2并联,由1R=1R1+1R2可得,电路的总电阻R=R1R2R1+R2=3Ω×6Ω3Ω+6Ω=2Ω,电路的电功率P2=U2R=(6V)22Ω=18W;
开关S接触d、e两个触点时,电路为R1的简单电路,电路的电功率P2=U2R1=(6V)23Ω=12W,
综上可知,保暖鞋在低温档工作时的电功率6W,高温档的功率为18W,
它的高温档工作1min产生的热量:
Q=W=P2t=18W×60s=1080J。
故答案为:6;1080。
24.【答案】0.8 1.2
【解析】解:将灯泡和定值电阻并联在2V电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,UR=UL=2V,由图象可知,通过的电流为IR=0.2A,IL=0.6A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流:I=IL+IR=0.6A+0.2A=0.8A;小灯泡L的实际电功率为:PL=UIL=2V×0.6A=1.2W。
故答案为:0.8;1.2。
(1)根据图象读出通过的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流。
(2)根据公式P=UI小灯泡L的实际电功率。
本题考查了并联电路的特点和电功率的应用,关键是从图象中得出灯泡和R电流与电压之间的关系。
25.【答案】解:
(1)由R1的U−I图象可知,通过R1的电流与电压成正比,R1为定值电阻,
当U1=6V时,I1=0.6A,
由欧姆定律可知:
R1=U1I1=6V0.6A=10Ω;
(2)当滑动变阻器连入电阻为0时,电路中的电流最大,此时电阻R1两端的电压等于电源电压,电源电压U=U1=6V,最大电流为I1=0.6A,
电路最大功率P=UI1=6V×0.6A=3.6W;
(3)当R2消耗的电功率为0.5W时,
P2=I2R2,
0.5W=I2R2,----①
而I=UR1+R2=6V10Ω+R2,代入①得:
0.5W=(6V10Ω+R2)2R2,
(6V10Ω+R2)2=0.5WR2,
36R2=0.5×(10+R2)2,
72R2=(10+R2)2,
72R2=100+20R2+R22,
R22−52R2+100=0,
解得R2的阻值:
R2=2Ω或R2=50Ω,
由图乙可知,当R2最大时,I最小=0.15A,
电路总电阻R=UI最小=6V0.15A=40Ω,
R2的最大值R最大=R−R1=40Ω−10Ω=30Ω,
所以R2=50Ω舍去,
R2=2Ω。
答:(1)R1的阻值为10Ω;
(2)电路消耗的最大功率为3.6W;
(3)当R2消耗的电功率为0.5W时,R2的阻值为2Ω。
【解析】(1)由R1的U−I图象可知,通过R1的电流与电压成正比,R1为定值电阻,找一组对应的U、I值,利用欧姆定律求R1的阻值;
(2)当滑动变阻器连入电阻为0时,电路中的电流最大,此时电阻R1两端的电压等于电源电压,利用P=UI求电路最大功率;
(3)知道R2消耗的电功率为0.5W,利用P=I2R、I=UR1+R2联立方程组求R2的阻值。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用,能从图中得出相关信息是关键。
26.【答案】解:(1)W=P高温t=1100W×15×60s=9.9×105J,
答:电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能为9.9×105J;
(2)R1=U额2P高温=(220V)21100W=44Ω,
R=U额2P低温=(220V)2440W=110Ω,
R2=R−R1=110Ω−44Ω=66Ω。
答:R2的阻值是66Ω;
(3)P实=U实际2R1=(200V)244Ω≈909.1W。
答:实际电压为200V时电烤箱在高温档的实际功率是909.1W。
【解析】本题考查电功、电阻和实际功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,还要学会从所给信息中找到有用的数据,注意实际功率是实际电压下的功率,不能运用额定电压计算。
(1)利用公式W=Pt计算消耗的电能;
(2)电压不变,根据公式P=U2R,当开关S闭合时电阻丝R1自己工作,电阻较小,功率较大,所以处于高温档位,利用公式R1=U2P求出R1的阻值;当开关S断开时R1和R2串联,电阻较大,功率较小,所以处于低温档位,利用公式R=U2P求出R1和R2串联的总电阻,即可求出R2的阻值;
(3)利用公式P=U实际2R1求得实际功率。
27.【答案】解:(1)闭合开关S,断开开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,
由I=UR可得,电源的电压:
U=I1R1=0.3A×30Ω=9V;
(2)当闭合S、S1时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R1的电流不变,电流表示数的变化量即为通过R2的电流,则I2=0.2A,
因并联电路中各支路两端电压相等,
所以,R2的阻值:
R2=UI2=9V0.2A=45Ω;
(3)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,当闭合S、S1时,干路电流:
I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A,
电路消耗的总功率:
P=UI=9V×0.5A=4.5W。
答:(1)电源电压为9V;
(2)R2的阻值是45Ω;
(3)当闭合S、S1时,电路消耗的总功率为4.5W。
【解析】(1)闭合开关S,断开开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)当闭合S、S1时,R1与R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变,电流表示数的变化量即为通过R2的电流,根据并联电路的电流特点和欧姆定律求出R2的阻值;
(3)当闭合S、S1时,根据并联电路的电流特点求出干路电流,利用P=UI求出电路消耗的总功率。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,知道电流表示数的变化量即为通过R2的电流是关键。
28.【答案】解:(1)根据P=UI可得:
豆浆机在额定电压下打浆时通过的电流:
I电机=P电机U额=180W220V≈0.82A;
(2)豆浆机吸收的热量:
Q吸=c豆浆m豆浆(t2−t1)=4.0×103J∕(kg⋅℃)×(0.1kg+1.4kg)×(100℃−20℃)=4.8×105J,
由P=Wt可得,电流通过电热器做的功:
W=P电热器t=1000W×9×60s=5.4×105J,
电热器的加热效率:
η=QW×100%=4.8×105J5.4×105J×100%≈89%.
(3)根据W=Pt,W实=W可得,Pt1=P实t2,PP实=t2t1;
由P=U2R可得,U2RU实2R=t2t1=109;
化简可得U实=910×U2=0.9U=0.95×220V=209V.
答:(1)豆浆机在额定电压下打浆时,通过电动机的电流约为0.82A;
(2)豆浆机吸收的少热量为5.024×105J,豆浆机电热器的加热效率大约是89%.
(3)晚上的实际电压值约为209V.
【解析】(1)由铭牌可知电动机的额定电压和额定功率,利用P=UI求出豆浆机在额定电压下打浆时通过的电流;
(2)根据Q=cm△t分别求出豆浆和水吸收的热量(有用能量),利用W=Pt求出电流通过电热器做的功(总能量),再利用效率公式求出豆浆机电热器的加热效率.
(3)根据P=U2R可求得电热器的电阻,已知消耗的实际电能,根据P=U2R可求得实际电压值.
本题考查了电功与热量的综合计算,涉及到吸热公式和电功公式、效率公式的应用,要注意额定电压下电热器的功率和额定功率相等.
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