2023年湖北省九年级物理中考模拟题分类选编:电功率
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这是一份2023年湖北省九年级物理中考模拟题分类选编:电功率,共42页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,实验题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
电功率
一、单选题
1.(2023·湖北恩施·模拟预测)下列说法中正确的是( )
A.电能表可以测量电功
B.对外做功越多,说明物体具有的能越大
C.飞船在加速升空时,机械能不变
D.根据能量守恒定律,能量不会消失,所以是不会有能源危机的
2.(2023·湖北黄冈·一模)小林受穿戴式“智能体温计”(如图甲所示)的启发,设计了一个如图乙所示的体温计电路图,用电表示数大小反映温度高低,热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,定值电阻起保护电路的作用。下列分析正确的是( )
A.该电路中的电表是电流表 B.温度变化时两端电压不变
C.温度升高时电路中电流变大 D.温度降低时电路的总功率变大
3.(2023·湖北武汉·模拟预测)如图,电源电压U恒定,R1=10Ω,闭合开关S,把开关S1、S2、S3均断开,滑片P在最左端,电流表示数为I,R1消耗的功率为P1;此时,将滑片P滑动到最右端,电流表示数为I';滑片移至最左端,再闭合S1、S3,R1消耗的功率为P1',R2消耗的功率为1.8W。已知I∶I'=3∶5,P1∶P1'=1∶25,下列选项正确的是( )
A.R2=30Ω,U=9V
B.电路消耗的最小功率为0.72W
C.电路消耗的最大功率为7.2W
D.S、S2、S3闭合,滑片滑至中央,电流表示数1.5A
4.(2023·湖北武汉·一模)如图甲所示,电源电压保持12V不变,R0为定值电阻,电压表量程为0∼15V,电流表量程为0∼0.6A。第一次只闭合开关S、S1,将滑片P从B端移动到A端;第二次只闭合开关S、S2,将滑片P从B端逐步向A端移动,直至白炽灯L正常发光,根据实验过程中测量的数据,绘制电流表与电压表示数的关系图象如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.滑动变阻器两端AB间的电阻值为20Ω
B.在闭合开关S、S2时,白炽灯L正常工作1min消耗的电能是210J
C.在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的最小值是0.9W
D.在整个过程中且电路安全条件下,R0功率的最大值是2.5W
5.(2023·湖北襄阳·模拟预测)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系如图乙所示,正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值是25Ω
B.滑动变阻器消耗的电功率最大时,变阻器的阻值是10Ω
C.电源电压为8V
D.电路消耗的最大电功率为6.4W
6.(2023·湖北武汉·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω。开关S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为U1,R2消耗的功率为P2;当开关S1、S2、S3都闭合时,电压表的示数为U1′,R2消耗的功率为P2′,且电流表A1的示数为0.9A.已知U1∶U1′=1∶6,P2∶P2′=1∶9,下列结论正确的是( )
A.P2′=1.8W
B.R3=20Ω
C.开关S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的总功率为0.8W
D.开关S1、S2、S3都闭合时,电路消耗的总功率为5.4W
7.(2023·湖北咸宁·模拟预测)如图甲是小美家的体重秤,它的电路图如图乙所示,R1为压敏电阻,其电阻值随人体质量的增大而变小。以下说法正确的是( )
A.体重秤显示器相当于一个电压表
B.人体质量越大,压敏电阻R1两端的电压越大
C.人体质量越大,电路消耗电功率越大
D.电路中的R2不起作用,可以去掉
8.(2023·湖北十堰·统考一模)某家用电器正常工作时电功率为2000W,此用电器可能是( )
A.空调机 B.日光灯 C.电冰箱 D.电风扇
9.(2023·湖北黄冈·统考一模)“估测”是学习物理的一种常用方法,小涛同学在学校作了以下估测,其中数据与实际最符合的是( )
A.一个篮球的质量约为50g
B.课桌的高度大约是78cm
C.教室里一盏照明用日光灯正常工作时电流约为5A
D.教室内气温高达60℃
10.(2023·湖北十堰·统考一模)如图所示,某商场一名顾客乘坐自动扶梯上楼,自动扶梯由电动机带动而匀速运动。电动机的电阻为R,两端的电压为U,工作电流为I,上楼时间为t,在此过程中,电动机产生的热量为( )
A. B. C. D.
二、多选题
11.(2023·湖北随州·模拟预测)测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数。如图所示,为定值电阻,R是光敏电阻,电源电压为3V。闭合开关S,无人通过时,电压表示数为2.5V,有人通过时,挡住入射到光敏电阻上的光,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,装置计数一次。下列说法正确的是( )
A.有人通过,的电流变小 B.有人通过,电路总功率变小
C.无人通过,R的阻值为25Ω D.无人通过,的功率为0.2W
12.(2023·湖北十堰·统考一模)图所示电路中,灯泡L上标有“6V9W”字样,闭合开关S后,灯泡正常发光,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,若U1∶U2=2∶3,则( )
A.电源电压是15V B.电阻R的阻值是6Ω
C.灯泡L中的电流是1.5A D.电阻R消耗的功率是6W
13.(2023·湖北省天门·统考模拟预测)如图甲所示电路,电源电压不变,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,灯泡和R1的I﹣U图象分别如图乙所示,滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.灯泡的额定功率是0.15W
B.只闭合S、S1时,电路的最小功率为1.35W
C.只闭合S、S2,R1的滑片在a点,调节R2,R1的最大功率是2.7W
D.只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R2允许接入电路的最大阻值是12Ω
三、填空题
14.(2023·湖北武汉·模拟预测)电动自行车已成为大众化的一种交通工具,专业人员对某品牌电动自行车进行了测试让电动自行车在平直的路面上由静止开始运动,获得速度随时间变化的图象如图甲所示,牵引力随时间变化的图象如图乙所示,已知匀速行驶时,电动机输入电压48V,输入电流5A,由图象可知,匀速行驶时自行车的速度是_________km/h,7~12s电动自行车受到的摩擦力为_________N,匀速行驶时,电能转化为机械能的效率为_________%。
15.(2023·湖北十堰·统考一模)图乙中物块的长度是 ______,丙图中脉冲式电能表指示灯闪烁n次,该用户消耗电能是 ______kW•h。
16.(2023·湖北孝感·模拟预测)图示电路中,电源电压不变,电阻R1 =30Ω,R2 =60Ω,闭合开关S,电流表A的示数为0.3A,则通电1min电阻R1产生的热量为______J。
四、实验题
17.(2023·湖北随州·模拟预测)小华利用图甲的电路,测量标有“2.5V”字样小灯泡的电阻。现有器材:电源、滑动变阻器(20Ω 1A)、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)用笔画线表示导线,将图甲中的实物图连接完整。要求:滑动变阻器滑片P向A端动时,电流表示数变小_________;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于________端;
(3)连接好电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,则接下来的操作应是________;
(4)移动滑片P到滑动变阻器的某一位置时,电压表示数如图乙所示,读数为______V;
(5)根据实验数据,作出小灯泡工作时1-U的关系图象如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为_________Ω;小灯泡正常发光时的功率为_________W;
(6)小华打算只利用电流表测量标有“0.3A”字样小灯泡正常发光时的电阻。他增加了一个阻值已知的定值电阻R0和一个开关S1,请把图丁中的电路图补充完整,使其能完成实验_________。
18.(2023·湖北十堰·统考一模)某实验小组用图甲电路测量小灯泡电功率,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;______
(2)请路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 ______(填序号);
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)问题解决后,移动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为1V,此时应将变阻器的滑片向 ______(选填“左”或“右”)滑动,直到电压表的示数为2.5V时为止;
(4)根据实验数据绘制成了图像如图乙所示,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 ______W;
(5)另一实验小组电压表被损坏,老师另给该小组两个开关和一个阻值为10Ω的定值电阻R0,也测出了一个额定电压U额为2.5V的小灯泡的额定功率,他们所设计的实验电路如图丙所示,请根据电路图和操作步骤完成下列问题:
①连接好电路后,闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I1=______A时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动,断开S1,闭合S2,读出电流表的示数为I2;
③则小灯泡的额定功率P额=______(用U额、I1、I2表示)。
19.(2023·湖北黄冈·统考一模)某物理小组利用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变暗;___________
(2)电路正确连接后,闭合开关,移动滑片(未达到最小电阻值),发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 ___________;
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 ___________;
(4)利用已知额定电流为I额的小灯泡和如图丙所示的电路也可以完成测量小灯泡额定功率的实验,实验步骤如下:
①闭合S、S2,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为I额;
②断开S2,闭合S、S1,滑动变阻器滑片位置不变,读出电流表的示数为I1;
③小灯泡的额定功率:___________(用I额、I1、R0表示)。
20.(2023·湖北恩施·模拟预测)小勇在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整;( )
(2)闭合开关S后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡都发光较暗且亮度一直不变,原因是 ___________;
(3)排除故障后,继续进行实验。若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 ___________(选填“左”或“右”)移动,直到电压表的示数为2.5V;
(4)移动滑动变阻器的滑片P,记下多组电流表的示数及对应的电压表的示数,并画出如图乙所示的I-U图像,从图像可以计算出小灯泡的额定功率为 ___________W。
21.(2023·湖北黄冈·统考模拟预测)实验小组利用如图甲所示的电路测定小灯泡的额定功率。所用器材:额定电压为2.5V的小白炽灯泡、电池组(二节干电池串联,电压为3V)、电压表一块、滑动变阻器(10Ω 2A)、定值电阻(R0=5Ω)、开关三个和导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路按照图甲所示的电路图连接完整______;
(2)闭合开关前,应将变阻器滑片滑到______(选填“左”或“右”)端;
(3)连接完电路后,只闭合S、Sl时,移动滑片P,电压表示数有变化;只闭合S、S2时,小灯泡不发光,移动滑片P,电压表示数无变化。于是小明拆下电压表,并用它检测电路故障:把电压表依次并在灯泡和开关S2两端,测试结果分别是无示数、有示数。由此可以断定电路中一定存在的故障是______;
A.灯泡L处断路
B.灯泡L处短路
C.开关S2处断路
(4)排除故障后,小明继续实验;
①只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为______V;
②只闭合S、S1,保持滑片P不动,读出电压表的示数为2.25V;
③小灯泡的额定功率为______W;
(5)当加在白炽灯泡两端的电压为额定电压的一半时,灯泡的实际功率P实______P额(选填“>”“<”或“=”);
(6)小红通过课外学习知道:干电池是有一定电阻的,需要用“电压U”和“电阻r”两个物理量来描述,相当于图丙。于是小红在小明的电路的基础上,保持滑片P的位置不变,将电压表拆下,并联在电池组两端,只闭合S、S2时,读出电压表示数为2.9V,由小红小明的数据可以计算出电池组的电阻r是______Ω。
22.(2023·湖北荆门·模拟预测)如图所示,甲、乙装置中的透明容器内密封有等量的空气。小华将甲、乙两套装置来探究“电热的多少跟什么因素有关”。
(1)甲图别研究的是电热与______的关系;
(2)实验中电热的多少通过______来反映,此处用到的研究方法是______;
(3)若将甲、乙两套装置分别接在相同的电源两端,且通电相同时间,则4根电热丝(按从左至右的顺序),第______根电热丝产生的热量最多; 甲、乙两套装置所在的电路产生的热量之比为______。
23.(2023·湖北十堰·统考一模)利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”,烧瓶中铜丝电阻小于镍铬合金丝电电阻。
(1)实验中通过观察温度计上升的示数反映两金属丝产生热量的多少,这里采用的物理研究方法是___________法;
(2)为了在较短时间内达到明显的实验效果,实验时选用煤油而不选水,是因为煤油的比热容___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)水的比热容;
(3)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体,并接入两根阻值___________(选填“相同”或“不同”)的电阻丝,就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。
五、计算题
24.(2023·湖北荆州·模拟预测)“疯狂物理杯”创新大赛中,评委对小杨的量水仪进行评审检测,其内部简化结构如图所示。一根轻质绝缘细杆将木块A与轻质滑片P固定在一起,底面积为0.01m2的木块A放在圆柱形容器内,当容器中注入水时,滑片P随A的浮动在滑动变阻器R1上滑动。评委检测发现滑动变阻器ab一段发生短路,滑动变阻器的电功率P、电压表示数U与水深H的关系分别如图甲和乙所示。已知电源电压U0恒定不变,R2为定值电阻,R1的阻值与自身长度成正比(容器足够高,不计绝缘杆、滑片的体积和自重及滑片处的摩擦)。求:
(1)当水深H=5cm时,水对容器底的压强;
(2)木块A的重力;
(3)图甲和乙中对应H0的值。
25.(2023·湖北黄冈·统考模拟预测)如图甲所示电路,电源电压可调,R为标有“1A“字样的滑动变阻器,电流表量程为0~3A,L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡,其电流与电压的关系如图乙所示。求:
(1)L2正常发光时的电阻;
(2)若只闭合开关S1,电源电压调节为10V,滑片P滑至中点时小灯泡正常发光,滑动变阻器的最大阻值;
(3)若不清楚电路中各开关闭合或断开的状态,滑动变阻器滑片P的移动范围为2Ω至最大阻值处,现移动滑片P同时调节电源电压,使电路中两个小灯泡均发光且有小灯泡正常发光,电路中各元件均安全工作,求对应电路总电功率的变化范围。
26.(2023·湖北武汉·一模)如图所示是一款家用电热壶的内部简化电路图,它通过温控开关S可自动实现加热、保温两个挡位的转换,保温挡的额定功率为110W,R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=48.4Ω,求:
(1)R1的阻值。
(2)加热挡的额定功率。
(3)若电热壶内装有1L的水,现用加热挡使水从25℃升高到100℃,水吸收的热量是多少?
(4)不计热量损失的情况下,在(3)中若实际加热时间为300s,则电热壶的实际加热功率是多少?
27.(2023·湖北恩施·模拟预测)如图所示,电源电压恒定不变,滑动变阻器R1的阻值范围是0~20Ω,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片移到A端时,电流表的示数为0.6A;当滑动变阻器的滑片移到B端时,电流表的示数为1.2A。则:
(1)电源电压是多少?
(2)定值电R2的阻值是多少?
(3)分析说明电路在什么状态下消耗的电功率最大?并求出电路消耗的最大电功率。
28.(2023·湖北随州·模拟预测)某迷你洗衣机铭牌中部分参数如表格所示,其简化电路如图所示。闭合开关S,旋钮开关旋至位置“1”时,R1和R2同时工作,洗衣机处于加热状态;旋钮开关旋至位置“2”时,R2和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态。R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R1的阻值为25Ω。
电压/V
220
设定温度/℃
30﹣90
最大洗涤容量/kg
6
加热功率/W
2000
(1)洗衣机处于加热状态时,R1的功率是多少?
(2)某次洗衣前,洗衣机内注入5kg水,在额定电压下对水加热7min,水温由20℃上升到50℃,洗衣机的加热效率是多少?
(3)洗衣机处于保温洗涤状态时,干路中的电流为1A,电动机的功率是多少?
29.(2023·湖北襄阳·模拟预测)图甲所示是一家用电暖器,有“低温”“中温”“高温”三挡,低温挡和中温挡的功率分别为550W和1100W。图乙为其简化的电路原理图,闭合S、S1为“低温”挡。请完成下列问题:
(1)电阻R1的阻值是多少?
(2)“高温”挡正常工作时的总电流是多少?
(3)若房间内空气质量为60kg,电暖器的“高温”挡正常工作20分钟,产生的热量有50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少℃?【 】
30.(2023·湖北十堰·统考一模)孝顺的小明同学给爷爷网购了一台铭牌上标有“220V,1210W”字样的电热足浴器。问:
(1)足浴器的电热丝电阻是多大?
(2)足浴器将质量为4kg、初温为20℃的水加热至45℃,水吸收的热量是多少?[水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若晚上用电高峰时的实际电压只有200V,足浴器加热上述的水需要工作多长时间?(电热丝电阻不变,不计热量损失)
31.(2023·湖北咸宁·模拟预测)如图1所示是某便携式电炖杯,部分铭牌参数如表所示,用该电炖杯在加热挡煮汤时,当达到一定温度时,温控开关会自动变为保温挡。求:[c汤=4.0×103J/(kg•℃)]
额定电压
220V
加热功率
400W
保温功率
100W
频率
50Hz
容量
700mL
(1)电炖杯正常加热时的电流(结果保留到小数点后两位);
(2)把质量为0.42kg、20℃的汤加热到100℃,如图2所示,是电炖杯正常工作过程中汤的温度随时间变化的图像,求该电炖杯在加热过程中的热效率;
(3)断开家中其他用电器,仅用该电炖杯的加热挡工作1min,小华发现家中标有“3000r/(kW•h)”的电能表表盘转了18r,通过计算判断此时该电炖杯是否正常加热?
32.(2023·湖北宜昌·模拟预测)打造成渝地区双城经济圈,新建智慧公园中的智能座椅有供暖、提供5G等功能,如图甲所示。其中供暖部分主要由坐垫和靠背组成,其发热电路如图乙所示,供电电压恒为30V。坐垫内的电热丝R1、R2、R3的阻值分别为5Ω、20Ω、10Ω,靠背内的电热丝R4的阻值为40Ω。闭合开关S1,调节开关S2,可使坐垫分别处于“低暖”“中暖”“高暖”三挡。求:
(1)开关S2接c时,电路中的电流;
(2)10秒内智能座椅能够产生的最大电热;
(3)调节开关S2,坐垫在“高暖”挡时消耗的功率。
33.(2023·湖北随州·统考模拟预测)如图是某电热火锅的内部简化电路图,R1、R2均为电热丝。其中R2=66Ω,当开关旋至“1”时,电热火锅处于低温挡,此时功率为440W。现向锅内加入1kg的水,并用高温挡将水从20℃加热至沸腾(在一个标准大气压下),已知c水=4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)低温挡工作的电流;
(2)电热火锅中水吸收的热量;
(3)高温挡的额定功率;
(4)本次用高温挡加热水至沸腾用时10min,求此过程的加热效率。(计算结果保留整数)
六、综合题
34.(2023·湖北天门·统考模拟预测)如图甲是某品牌智能体重秤,图乙是它的电路结构图,R0为定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。已知电源电压为6V保持不变。
(1)当秤盘为空时,R的阻值为______;
(2)体重为600N的小勇站在体重秤上时,电压表示数为2.4V,则R0的阻值是多少?( )
(3)若小华站在体重秤上,5s内完成了称量体重的过程,这段时间内体重秤消耗的电能是0.45J,则小华的体重为多少牛? ( )
35.(2023·湖北襄阳·模拟预测)为实现自动控制,小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器,其电路图如图甲所示。控制电路中,电压U1=3V,定值电阻R0=50Ω,热敏电阻R的阻值随温度变化的图像如图乙所示;工作电路中,电压U2=220V,R1=836Ω,R2=44Ω。已知恒温调奶器的容量为2kg;水温达到80oC时衔铁会跳起。【水的比热容为4.2×103J/(kg•oC)】
(1)求衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流______;
(2)求工作电路在保温状态下的电功率______;
(3)当调奶器加满温度为25oC的水,加热元件工作500s后衔铁跳起,求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率______;
(4)该恒温调奶器控制电路部分的电源是两节干电池,工作一段时间以后,电压会稍有降低,此时恒温调奶器开始保温的温度将______(选填“升高”或“降低”)。
参考答案:
1.A
【详解】A.电能表是用来测量电路消耗电能的仪表也就是测量电流做功的仪表,故A正确;
B.物体具有的能越大,能够做的功越多,但不一定做功了,因而做功少的可能具有的能更大,故B错误;
C.飞船在加速升空时,其速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大,机械能增大,故C错误;
D.能量的转移和转化是有方向性的,故即使符合能量守恒定律,由于能量转化和转移具有方向性,某些能量也是在短期内无法再生的,会有能源危机,故D错误。
故选A。
2.D
【详解】A.由图可知,该电路为串联电路,由于电表并联在热敏电阻R1的两端,因此该电表为电压表,故A错误;
BC.当热敏电阻的温度升高时,热敏电阻的阻值变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,根据U=IR可知,定值电阻R2 两端的电压变小,根据串联电路的电压规律可知,热敏电阻两端的电压变大,即电压表示数变大,故BC错误;
D.温度降低时,热敏电阻的阻值变小,串联电路的总电阻变小,电路中的电流变大,电源电压不变,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故D正确。
故选D。
3.B
【详解】A.闭合开关S,把开关S1、S2、S3均断开,滑片P在最左端,等效电路图如图1,此时将滑片P滑动到最右端,等效电路图如图2,将滑片移至最左端,再闭合S1、S3等效电路图如图3
图1和图2中,因电源的电压不变,由I∶I'=3∶5可得
整理可得
①
图1中,R1消耗的功率
图3中,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R1消耗的功率
由P1∶P1'=1∶25可得
解得
图1中
整理可得
②
由①②可得
图3中,R2消耗的功率
代入数据
解得
U=6V
故A错误;
B.闭合开关S,把开关S1、S2、S3均断开,滑片P在最左端时,三电阻串联,电路的总电阻最大,总功率最小,则
故B正确;
D.S、S2、S3闭合,滑片滑至中央,R2和滑动变阻器右端被短路,等效电路图如图4
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路电流表的示数
故D错误;
C.此时电路的总功率
故C错误。
故选B。
4.B
【详解】A.第一次只闭合开关S、S1,变阻器与R0串联,电压表测PA电阻丝两端的电压,电流表测电路的电流,因电压表接在滑片上电压表可看做开路,故变阻器的全部电阻丝接入电路,滑片移动时,变阻器接入电路的阻值不变,总电阻不变,由欧姆定律可知,电路的电流不变,由此可知,图象中的水平线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图象,电路中的电流恒为0.4A,P在B端时,电压表的示数最大为8V,由欧姆定律可得,变阻器的最大阻值
故A正确,不符合题意;
B.串联电路总电阻等于各分电阻之和,由欧姆定律和电阻的串联可得,的阻值
第二次只闭合开关S、S2,变阻器与R0和灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路的电流,则结合A的分析可知,图象中的曲线为本次情况下电流表与电压表示数的关系图象;滑片P从B端向A端移动时,直至小灯泡正常发光,由图象知,灯的额定电流为IL=0.5A,此时电压表示数为1V,由欧姆定律可得,的电压为
U0=ILR0=0.5A×10Ω=5V
由串联电路电压的规律,灯的额定电压为
UL=U-U滑′-U0=12V-1V-5V=6V
小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=6V×0.5A=3W
白炽灯L正常工作消耗的电能为
W=PLt=3W×60s=180J
故B错误,符合题意;
CD.由图知电流的变化范围为0.3A~0.5A,所以R0的最小功率为
P0小=I2小R0=(0.3A)2×10Ω=0.9W
R0的最大功率为
P0大=I2LR0=(0.5A)2×10Ω=2.5W
故CD正确,不符合题意;
故选B。
5.B
【详解】A.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R的最大阻值和R0串联,此时电路中电阻最大,电流最小,电流表测电路中的电流。由图乙可知,电路中的最小电流
滑动变阻器的功率
由可得,滑动变阻器的最大阻值
故A错误;
BC.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,由可得,电源的电压
①
由图乙可知,当电路中的电流
时,滑动变阻器的功率最大,最大为
由 得,滑动变阻器接入电路中的电阻
电源的电压
②
由①②式解得
故B正确,C错误;
D.当滑动变阻器的电阻最小,为0欧姆时,电路的电流最大,总电功率最大,即最大总功率
故D错误。
故选B。
6.A
【详解】当开关S1闭合,S2、S3断开时,三只定值电阻串联,电压表测量R1两端电压,因串联电路中各处的电流相等,则此时电路中的电流为
电阻R2消耗的功率为
当开关S1、S2、S3 都闭合时,三只电阻并联,电流表A1测量通过R1、R2的总电流,电流表A2测量整个电路的电流,此时电压表测R1两端电压也是测电源电压,即。此时通过R1的电流为
通过R2的电流为
电阻R2消耗的功率为
已知U1∶U1′=1∶6,即
解得
, (电源电压U为6V);当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表A2示数为
当开关S1闭合,S2、 S3断开时,电路消耗的总功率
由题意和欧姆定律可得
化简可得
已知 代入数值得
解得
则
开关S1、S2、 S3都闭合时,三只电阻并联,R1消耗的功率为
R2消耗的功率为
R3消耗的功率为
所以电路消耗的总功率为
故BCD错误,A正确。
故选A。
7.C
【详解】A.由电路图可知,电子秤显示器串联在电路中,相当于一个电流表,故A错误;
BC.图中R1与R2串联,R1为压敏电阻,其阻值随人体质量的增大而减小,所以,被测物体的质量越大,R1的电阻越小, R1分得的电压越小,R2分得的电压越大,根据欧姆定律可知,电路中电流越大,即电子秤的示数越大;质量越大,由可知,电路消耗的电功率越大,故C正确,B错误;
D.当R1的电阻很小时,R2可以起到保护电路的作用,所以电路中的R2不能去掉,故D错误。
故选C。
8.A
【详解】A.家用空调的电功率通常在700W~5000W,故A符合题意;
B.日关灯的电功率通常在几瓦到几十瓦,故B不符合题意;
C.电冰箱的功率一般在90W~200W左右,故C不符合题意;
D.普通家用电风扇的电功率一般在20W~70W左右,故D不符合题意。
故选A。
9.B
【详解】A.一个篮球的质量约为500g,故A不符合题意;
B.课桌的高度为80cm左右,故B符合题意;
C.普通日光灯的额定功率约为40W,正常工作电流约为
故C不符合题意;
D.教室内气温不可能达到60℃,故D不符合题意。
故选B。
10.C
【详解】根据焦耳定律可知,电动机产生的热量为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.C
【详解】AB.由题意可知,有人通过时R两端的电压减小,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压增大,为定值电阻,由可知,R0的电流变大,又因为串联电路电流处处相等,因此电路中的电流变大,由由P=UI可知,电源电压一定,有人通过时,电路中的电流变大,电路的总功率变大,故AB错误;
C.有人通过时,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,此时电路中电流
由串联电路的电压特点可知,此时R0两端的电压
U0有=U-UR有=3V-2V=1V
R0的阻值
无人通过时,电压表示数为2.5V,由串联电路的电压特点可知,此时R0两端的电
U0无=U-UR无=3V-2.5V=0.5V
此时电路中电流
由欧姆定律可知,R的阻值
故C正确;
D.由串联电路的电流特点可知,通过无人通过,R0的电流为0.1A,此时R0的功率
故D错误。
故选C。
12.ABC
【详解】A.由电路图知,灯泡L与电阻R串联,电压表V1测灯泡L两端的电压,V2测电阻R的电压,闭合开关后,灯泡正常发光,则灯泡两端的电压U1为6V,而U1∶U2=2∶3,所以电阻两端的电压
U2=9V
那么电源电压
U=U1+U2=6V+9V=15V
故A符合题意;
BC.闭合开关后,灯泡正常发光,则电路中的电流
电阻R的阻值
故BC符合题意;
D.电阻R消耗的功率
P=U2I=9V×1.5A=13.5W
故D不符合题意。
故选ABC。
13.BD
【详解】AB.只闭合S、S1,灯泡、滑动变阻器R1串联,电压表测灯泡两端电压,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,R1的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,灯泡两端的电压变大,由此可知:图乙中,左边的曲线为灯泡的I﹣U图像,则右边的曲线为R1的I﹣U图像;滑片在a点时R1的阻值最小(允许接入的最小阻值),电路中的电流最大,由于灯泡恰好正常发光,则根据I﹣U图像可知:小灯泡正常工作时的电压为1.5V,通过灯泡的电流为0.5A,此时R1两端的电压为3V,则灯泡的额定功率
P额=ULI最大=1.5V×0.5A=0.75W
电源电压
U=UL+U1=1.5V+3V=4.5V
由图可知,电路中的最小电流为0.3A,电路的最小功率为
P最小=UI最小=4.5V×0.3A=1.35W
故A错误,B正确;
C.由可得R1的滑片在a点时的电阻为
由图可知,只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;由于串联电路中各处的电流相等,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流I最大′=0.6A,由P=UI可得R1的最大功率是
P1最大=(I最大′)2R1=(0.6A)2×6Ω=2.16W
故C错误;
D.由于电压表采用0~3V量程,根据串联电路分压原理可知当电压表的示数U2最大=3V时,滑动变阻器R2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,此时R1两端的电压
U1′=U﹣U2最大=4.5V﹣3V=1.5V
电路中的最小电流
则滑动变阻器R2接入电路的最大阻值
故D正确。
故选BD。
14. 21.6 35 87.5
【详解】[1]由图象可知,自行车在7~12s匀速行驶,此时速度为6m/s,因为1 m/s =3.6 km/h,故6m/s =21.6km/h。
[2]自行车在7~12s匀速行驶,此时自行车处于平衡状态,牵引力的大小等于摩擦力的大小,即7~12s电动自行车受到的摩擦力为
f=F=35N
[3]自行车在7~12s匀速行驶,这个阶段中,自行车消耗的电能为
此过程中,自行车通过的路程为
牵引力所做的功为
电能转化为机械能的效率为
15. 2.70cm
【详解】[1]由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为0.1cm=1mm;物体左侧与6.00cm对齐,右侧与8.70cm对齐所以物体的长度为
L=8.70cm﹣6.00cm=2.70cm
[2]已知脉冲式电能表表盘上有1800imp/kW•h的信息,电路中用电器消耗1kW•h电能,指示灯闪烁1800次,脉冲式电能表指示灯闪烁n次,该用户消耗电能
16.72
【详解】由图可知,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流,电路的总电阻
电源电压
U=IR=0.3A×20Ω=6V
通电1min电阻R1产生的热量
17. A 向B端移动滑片P 2.1 10 0.625
【详解】(1)[1]要求滑动变阻器滑片P向A端动时,电流表示数变小即滑动变阻器电阻变大,所以应当连接滑动变阻器右下接线柱,如图所示:
(2)[2]闭合开关之前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,由图可知,应置于A端。
(3)[3]因为连接好电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,证明电路无故障,判断为电阻过大,所以应向B端移动滑片P,减小电路电阻,观察灯泡的变化。
(4)[4]根据电压表的接线柱判断使用量程为0~3V,此时分度值为0.1V,所以读数为2.1V。
(5)[5][6]小灯泡的额定电压为2.5V,由图可知,此时的电流为0.25A,根据欧姆定律得
根据电功率P=UI得
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
(6)[7]因为小华打算只利用电流表测量标有“0.3A”字样小灯泡正常发光时的电阻,所以要用替代法测出小灯泡在0.3A工作时的电压,根据串联电路电压的特点,应当设计出符合小灯泡工作的一种情况和闭合开关小灯泡不工作的一种情况,从而算出小灯泡的电压,如图所示:
18. C 左 0.5 0.25
【详解】(1)[1]由题知,小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应选择小量程与灯泡并联,实物连接如图
;
(2)[2]电流表有示数,说明闭合开关后电路是通路;灯泡不亮,可能是由于滑动变阻器接入电路的阻值太大,电路电流太小,灯泡实际功率太小,不足以使灯泡发光造成的,应移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[3]移动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为1V,由图知,应向左移动滑片,减小变阻器连入电路的阻值,减小变阻器分得电压,增大灯泡分得电压,直到电压表的示数为2.5V时为止。
(4)[4]当灯泡电压为额定电压2.5V时,由图像可知此时通过灯泡的电流,则灯泡额定功率
(5)①[5]连接好电路后,闭合开关S、S1,断开S2,此时灯泡与R0并联,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为
此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不动,断开S1,闭合S2,读出电流表的示数为I2;
③[6]在②中,电流表测灯泡与R0并联后的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流
小灯泡的额定功率
19. 小灯泡短路(或电压表短路) 0.55W P额=I额(I1﹣I额)R0
【详解】(1)[1]灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;由图乙可知,电流表选用小量程串联在电路中;滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变暗,说明电路中电流变小,滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电流表串联在电路中,如图所示
(2)[2]灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即故障可能是小灯泡短路(或电压表短路)。
(3)[3]当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.22A,则小灯泡的额定功率为
(4)实验步骤:①闭合S、S2,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为I额;
②断开S2,闭合S、S1,滑动变阻器滑片位置不变,读出电流表的示数为I1;
③在步骤①中,灯泡与电流表串联后再与定值电阻R0并联,移动滑动变阻器滑片,使电流表示数为I额,此时灯正常发光;在步骤②中,保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,通过定值电阻的电流为
此时定值电阻两端电压为
根据并联电路电压规律,灯泡的额定电压为
则小灯泡的额定功率为
20. 将滑动变阻器下面两个接线柱连入电路中 左 0.625
【详解】(1)[1]灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]闭合开关S后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡都发光较暗且亮度一直不变,说明电路中电阻较大,电流较小,且滑动变阻器没有变阻的作用,其原因可能是将滑动变阻器下面两个接线柱连入电路中。
(3)[3]排除故障后,继续进行实验,此时滑动变阻器滑片位于阻值最大处,根据串联分压原理,滑动变阻器两端电压较大,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片P向左移动,直到电压表的示数为2.5V。
(4)[4]由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
21. 右 C 2.5 0.75 > 0.3
【详解】(1)[1]由电路图可知,电压表测并联部分电路两端的电压,即测灯泡两端的电压,由于灯泡的额定电压为2.5V
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