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文档简介
?第18章电功率?单元重点题型精选
一.选择题(共18小题)
1.商场中,卖微波炉的售货员和顾客就微波炉省电还是费电发生了争论。售货员说:微波
炉很省电,用它加热食物花不了多少电费。顾客说:微波炉很费电,他家的微波炉一开
就“跳闸”。上述争论中,顾客混淆的两个概念是()
A.电压和电流B.电功率和电流
C.电能和电功率D.电能和电功
解:
售货员认为微波炉很省电,是说微波炉的电功率大,但加热食物用时很短,消耗的电能
并不多,所以“微波炉很省电,用它加热食品花不了多少电费",即售货员是从电能角
度说的;
顾客是从电功率角度考虑的,因为微波炉属于大功率用电器,工作时电路中电流很大,
会跳闸,相同时间内消耗的电能多,所以认为很“费电”。
应选:Co
2.以下事例,属于防止电流热效应产生危害的是()
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B.家里使用电热水壶烧水
C.小明妈妈用电熨斗熨衣服
D.电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温
解:
ABC、用电热孵化器孵小鸡、使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服,都是将电能转化为内
能,属于利用电流的热效应,故ABC不符合题意;
D、电脑温度过高时,风扇会及时启动,给电脑降温,是为了防止电热产生危害,故D符
合题意。
应选:Do
3.如下图分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,以下选项
I0I5I5I4I6|臼05647回
电子式单相电能表电子式单相电能表
220V10(40)A50Hz220V10(40)A50Hz
1600impkW-h>O1600impkWh>O
指示灯指示灯
中正确的选项是()
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.小英家上个月消耗的电能为1011kW・h
C.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2J
I).电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
解:
A、由图知电能表允许通过的最大电流为40A,因此小英家干路中的电流不得超过40A,
故A错误;
B、小英家上月消耗的电能为:5647.8kW»h-5546.7kW*h=101.lkW«h,故B错误;
C、指示灯闪烁320次消耗的电能:W=-^-kW・h=0.2kW・h;故C错误;
1600
D、1600imp/kW・h表示每消示lkW・h的电能,指示灯闪烁1600次,电能表上指示灯闪烁
的次数越多,那么电路中消耗的电能越多,故D正确。
应选:D«
4.图甲为天然气泄漏检测电路原理图,电源电压恒定,R。为定值电阻,气敏传感器两端电
压比随天然气浓度C变化的关系如图乙,那么以下描述R。的功率P。,电路的总功率P随
天然气浓度C变化的关系图线中,可能正确的选项是()
解:由题图可知,R。与气敏传感器串联,电压表测气敏传感器两端的电压。
由图乙可得,气敏传感器两端的电压与天然气浓度C成正比,即根据串联电路的电阻分
压特点可知:气敏传感器的阻值变大,
所以,气敏传感器的阻值(RQ与天然气浓度C也成正比。
2()2
A和B、R。的功率Po=uUn-=—u-Ju0—,故P。与U。是一个二次函数关系,因U。与C是一
R。R。
个一次函数关系(成正比),所以P。与C项是二次函数关系。故A、B错误;
C和D、电路总功率P=-y----R气随C的增大而增大,所以P随C的增大而减小,故
RQ+R气
C正确,D错误。
应选:Co
5.图是探究“影响电流热效应因素"的实验装置,将兄、R?两电阻丝密封在两只完全相同
的烧瓶内,且瓶内装入等质量的煤油,以下说法错误的选项是()
A.烧瓶内选用比热容较小的液体,可以使实验现象更明显
B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系
C.实验中通过温度计示数的变化来比拟电阻丝产生热量的多少
D.假设要比拟水和煤油的比热容大小,只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
解:
A、在液体质量相同、吸收热量相同的情况下,比热容小的物质温度要升高的多,所以用
比热容小的液体可以使实验现象更明显,故A正确;
B、由图可知,该电路为串联电路,通过两个电阻的电流和通电时间是相同的,电阻不同,
所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系,故B正确;
C、通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数大
小来判断电流产生的热量的多少,这个研究方法为转换法,故C正确;
D、比拟水和煤油的比热容大小时一,需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体,使它
们在相同的时间内吸收相同的热量,所以需要控制两个电阻的阻值相同,故D错误。
此题选错误的;
应选:Do
6.某建筑工地需要架设临时供电线路,实现照明和电加热功能,其简化电路如下图,供电
处电压U不变,从供电处到工地用长导线(有电阻)连接。闭合开关Si、S2时,加热器
和照明灯同时工作。断开8后与断开上前相比拟,以下说法正确的选项是(〕
A.照明灯亮度不变
B.照明灯亮度变暗
C.相同时间内长导线上消耗的电能不变
D.相同时间内整个供电线路消耗的电能减少
解:设长导线的电阻为R。,由图知,
AB、闭合开关,、S2时,灯泡与加热器并联后再与R。串联,设此时灯泡两端电压为Ui,
断开开关%时,灯泡与R”串联,设此时灯泡两端电压为UJ;
由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,
所以,断开开关S2时,灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,
导线的电阻不变,因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,根据串联电路的分压
规律可知,灯泡两端的电压变大,即UJ>U,.,
TJ2
灯泡的电阻可认为不变,由p=L知,PJ>pL,即断开开关8时,灯泡的实际功率变
R
大,所以灯泡变亮;故A、B错误;
C、由前面解答可知,断开开关S?时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律
知,电路中电流减小,导线的电阻不变,由公式W=I2Rt知,单位时间内长导线上消耗
的电能减少,故C错误;
D、断开开关E时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由知,单位时间内
R
整个供电线路消耗的电能减少,故D正确。
应选:D.
7.两个定值电阻,甲标有“10Q1A”,乙标有"15Q0.6A”,现把它们连入由一个开关
和电源组成的电路,以下说法正确的选项是()
A.甲、乙并联时允许干路最大电流为L6A
B.甲、乙并联时允许乙的最大功率为9W
C.甲、乙串联时允许电源最大电压为19V
D.甲、乙串联时允许甲的最大功率为3.6W
解:
AB.由I=U可得,两电阻两端允许加的最大电压分别为:
R
[]甲=1甲R甲=1AX1OQ=1OV,Uz,=I乙R乙=0.6AX15Q=9V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,甲、乙并联时,电源的最大电压U=Uz=9V,
此时通过甲电阻的电流I甲'=卫一=d^_=o.9A,通过乙电阻的电流I”=U=0.6A,
R甲10©
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路中允许通过的最大电流:
I大=1甲'+1/=0.9A+0.6A=1.5A,故A错误;
允许乙的最大功率:
Pz?=UIz/=9VX0.6A=5.4肌故B错误;
CD.因串联电路中各处的电流相等,且甲乙允许的最大电流分别为1A、0.6A,
所以,甲、乙串联时电路的最大电流IJ=1乙=0.6A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,允许电源最大电压:
U大'=1大'(R,P+RZJ=0.6AX(10Q+15Q)=15V,故C错误;
允许甲的最大功率:
P甲'=(I大')玉,=(0.6A)2xiOQ=3.6W,故D正确。
应选:Do
8.如下图,只闭合开关S时灯L的功率为9W:断开开关S,闭合&、&时,灯L的功率为
16W.电源电压不变,且灯丝电阻不受温度的影响。那么L、Lz两灯灯丝电阻之比是(
A.1:3B.4:3C.3:1D.3:4
解:只闭合开关S时,两灯串联,灯L的功率为9W;
断开开关S,闭合8、S,时,两灯并联,灯L的功率为16W;
根据p=工,在R不变时,功率与电压的平方成正比,
R
对灯L而言有:
Pl#_U2
串2
PlUH'
即型=Jd_,
2
骊UH
电源电压与串联电路中L的电压之比为:
根据串联电路电压的规律,
U21+Ull_4
F一—寸
%=工,即串联电路中,L2的电压与L的电压之比为1:3,由分压原理,L、L?两灯
U113
灯丝电阻之比是3:1,只有C正确,
应选:Co
9.“赛龙舟”是端午节里的传统节目。小浩自制了一个卡通龙舟,用亮度可调节的红、绿灯
做它的眼睛。他用规格为“12V6旷的红灯、“12V12旷的绿灯及“24Q2A"的滑动变
阻器等元件,设计了如下图电路。当闭合开关&、Sz、S,且滑动变阻器的滑片P移至R
的最右端时,两灯都正常发光。电源电压不变,不考虑灯丝电阻的变化。以下说法正确
的选项是()
A.电源电压为24v
B.该电路最大工作电流是2A
C.该电路最小电功率是3W
D.该电路最大电功率与最小电功率之比为9:2
解:(1)当闭合开关与、$2、S,且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时,两灯并联,
两灯都正常发光,说明灯泡两端的电压为额定电压,根据并联电路电压的规律知电源电
压为12V,故A错误;
(2)当闭合开关S、S2>S,且滑动变阻器的滑片P移至R的最右端时,两灯并联,两
灯都正常发光
根据P=UI知,
红灯中的电流:1就=①=且-=0.5A,
U12V
绿灯中的电流:I艰=£地=3=血
U12V
因为两灯并联,所以电路中的总电流:
1=1红+1绿=0.5A+1A=1.5A,
所该电路最大工作电流是L5A,故B错误;
(3)由P=UI知,电压一定,当R电阻最小且两灯并联时,电路中的电流最大,电路中
的功率最大,
两灯泡并联且滑片P在b端时电路的总电阻最小,此时两灯并联且都正常发光,
所以电路中的最大功率为:P*=PH+PS=12W+6W=18W;
当R的阻值最大,且和两灯中电阻较大的串联时电路中的总电阻最大,电路中的电流最
小,消耗的总功率最小,
由R=U;可知,两灯的额定电压相同,红灯的功率较小,所以红灯电阻较大,
P
R/=~^~=(12Y)2=24Q,
P红6W
电路中的总电阻:R&=Ra+Ri=24C+24Q=48Q,
由题意知,电源电压为U=12V,
电路消耗的最小功率:
P小=止=包综£=3火,故C正确;
R,a848。
该电路最大电功率与最小电功率之比为P大:P小=18W:3W=6:1,故D错误。
应选:Co
10.利用如下图的装置测量小灯泡的电功率,电源电压恒定不变,小灯泡上标有“3.8V”字
样。如果闭合开关,实验操作过程中出现了以下几种情况,分析错误的选项是(
A.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不亮,电压表的示数几乎等于电源电压,电
流表几乎无示数,原因可能是小灯泡断路
B.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡很暗且亮度不变,原因是滑动变阻器同时接
入两个下接线柱
C.当小灯泡的实际电压为2.5V时,要测量小灯泡的额定功率,需将滑片向左移动
D.电压表无示数,小灯泡不亮,可能是小灯泡短路
解:
A、无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不亮,电流表几乎无示数,那么电路可能断
路;电压表的示数几乎等于电源电压,说明电压表与电源连通,原因是小灯泡断路,故A
正确;
B、无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡很喑且亮度不变,那么电路的电流很小,变
阻器没有了变阻的作用,故原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱,故B正确;
C、灯在额定电压下正常发光,示数为2.5V小于灯的额定电压3.8V,应增大灯的电压,
根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路
中的电阻大小,故滑片向右移动,故C错误;
D、电压表无示数,小灯泡不亮,假设电流表有示数,可能是小灯泡短路;假设电流表无
示数,那么可能整个电路断路,故D正确。
应选:Co
11.如图甲所示,电源电压不变,将小灯泡L和电阻R接入电路中,只闭合开关冬时,小
灯泡L的实际功率为1W.图乙是小灯泡L和电阻R的I-U图象。以下说法中正确的选项
是()
A.只闭合开关8时,L的电阻为10Q
B.再闭合开关出后,电路总功率为1.2W
C.再闭合开关S2后,电流表示数增加0.5A
D.再闭合开关Sz后,在Imin内电阻R产生的热量是24J
解:
A.只闭合开关Si时,电路为小灯泡L的简单电路,此时小灯泡L的实际功率为1W,
由图象可知,当UL=2V时,I,=0.5A,其实际功率为:PL=ULI1.=2VX0.5A=1W,
那么电源的电压1)=必=2丫,
由I=U可得,小灯泡L的电阻:比=%=上L=4Q,故A错误;
RIL0.5A
B.再闭合Sz后,R与L并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R两端的电压也为2V,由图象可知,此时通过R的电流为0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流为:I=IR+IL=0.2A+0.5A=0.7A,
电路总功率:P=UI=2VX0.7A=1.4W,故B错误;
C.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,再闭合开关%后,通过L的电流不变,
那么电流表示数的增加量即为通过R的电流,其大小为0.2A,故C错误;
D.再闭合开关S?后,在Imin内电阻R产生的热量:QR=WR=UijRt=2VX0.2Ax60s=24J,
故D正确。
应选:D。
12.如下图,电源电压不变,电阻R为定值电阻,以下说法正确的选项是()
①要使电路中消耗的总功率减小,给R并联一个较大阻值的电阻
②要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点,给R并联一个较大阻值的电阻
③如果给R并联一个等值电阻,此电路在相同的时间内产生的热量为原来的二分之一
④如果给R串联一个标有“6V2W”的灯泡,灯泡恰好能正常发光。假设换上一个"6V3W”
的灯泡与R串联,那么此灯泡消耗的实际功率一定小于3W
A.①②B.②④C.①③D.③④
解:由电路图可知,电路为定值电阻R的简单电路。
①②电源电压一定,由P=UI=^■可知,要使电路中消耗的总功率减小,应增大电路中
R
的总电阻,
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,
所以,应给R串联一个电阻,故①错误;
同理可知,要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点,应使电路中的总电阻稍稍减小一些,
应给R并联一个较大阻值的电阻,故②正确;
③如果给R并联一个等值电阻,电路的总电阻变为原来的一半,
由Q=W=UIt=ult可知,此电路在相同的时间内产生的热量为原来的2倍,故③错误;
R
④如果给R串联一个标有“6V2旷的灯泡,灯泡恰好能正常发光(其电压恰好为6V),
假设换上一个"6V3W”的灯泡与R串联,
由P=UI=_y一的变形式口=乜一可知,"6V3W”的灯泡电阻较小,
RP
由串联电路的分压特点可知,"6V3W”灯泡两端分得的电压变小,即小于6V,此灯泡消
耗的实际功率一定小于其额定功率3W,故④正确。
综上可知,②④正确。
应选:B。
13.如下图的电路中,电源电压恒为3V,灯泡L标有“3V3W”,L标有"6V3W”的字样,
电流表的量程为0〜0.6A,电压表的量程为0〜3V,不考虑温度对灯丝电阻的影响,在保
证电路平安的情况下,以下说法正确的选项是()
A.只闭合开关S2,灯泡L没有电流通过
B.闭合开关8、S“断开开关$2,灯泡L能正常发光
C.闭合开关$2、S3,断开开关S”灯泡L的功率为L5W
D.只闭合S2与只闭合S:,时,灯泡L消耗的电功率之比为16:25
解:
A.只闭合开关区时,两灯泡串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流,
所以灯泡L有电流通过,故A错误;
B.闭合开关&、S3,断开开关S?时,两灯泡并联,电压表测电源两端电压,电流表测干
路中的电流,
电源电压恒为3V,由并联电路中各支路两端的电压相等可知,此时灯泡L两端的电压为
3V,其功率为3W,
P
由P=UI可知,此时通过灯泡L的电流L=L=%A,
U13V
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流一定大于0.6A,
所以,电流表(量程为0〜0.6A)会被烧坏,导致灯泡L不能正常发光,故B错误;
C.由P=ui=2—2可得,灯泡L?的电阻:R2=U_22_=®LL2_=12Q,
RP23V
闭合开关S2、S3,断开开关Si时,电路为L的简单电路,
那么此时灯泡Lz的功率:P2'=成=⑸2:=0.75W,故C错误;
R212Q
D.灯泡L的电阻:R=—UJ—2=乂型一2=3。,
Pl3V
只闭合开关&时,两灯泡串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:1=---=c.3V=0.2A,
R1+R23Q+12Q
22
此时灯泡L?消耗的电功率:P2"=IR2=(0.2A)X12Q=0.48W;
只闭合S3时,电路为灯泡L的简单电路,其实际功率为P?'=0.75W,
那么P2":PJ=0.48W:0.75W=16:25,故D正确。
应选:D。
14.如表是小明家电饭煲铭牌的局部信息,小明家电能表的示数如下图。把电饭煲接在家庭
电路中使用时,以下说法错误的选项是()
额定电压220V
频率50Hz
额定功率高挡1800W
中挡1200W
低挡500W
A.电饭煲是利用电流的热效应工作的
B.电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小
C.电饭煲在高挡正常工作lOmin,消耗的电能是1.08X
D.假设家中只接入电饭煲,在高挡正常工作lOmin,电能表示数将变成7328.6kW-h
解:
A、电饭煲工作时把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故A正确;
B、由表格数据可知,电饭煲中挡时的功率为1200W,低档时的功率为500肌且电饭煲正
常工作时的电压不变,由p=U:可得,电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常
R
工作时小,故B正确;
C、由P=%可得,电饭煲在高挡正常工作lOmin,消耗的电能W=P潞t=1800WX10X60s
t
=1.08X106J,故C正确;
D、在高挡正常工作lOmin,电饭煲消耗的电能W'=l.O8Xl()6j=o.3kkh,
由图知,电能表原来的示数为7325.6kW・h,那么电能表示数将变成7325.6kW・h+0.3kW・h
=7325.9kW・h,故D错误。
应选:D«
15.如下图的电路,电源电压保持不变,小灯泡额定电压为4V(小灯泡电阻不随温度变化)。
闭合开关,,断开开关在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中,电压表
示数变化范围是:2V-6v电流表示数变化范围是:0.4A-1.2A;闭合开关Sz,断开开关
S”当滑动变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光,那么小灯泡的额定功率是()
A.0.4WB.0.8WC.1.2WD.1.6W
解:(1)由图知,闭合开关,断开开关定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电
路电流,电压表测量定值电阻两端电压。
当滑片在a端时,滑动变阻器全部接入电路,此时电路电流最小,为I小=0.4A,
因为串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,所以此时R?两端电压最小,为L小=2V,
因为I=—,
R
所以口2=粤»=3-=5。;
I小0.4A
设电源电压为U,那么U=I小(R+R2),
即U=0.4A(R1+5Q)--①;
当滑片在b端,滑动变阻器短路,电路只有知,此时电压表示数最大,也就是电源电压,
所以U=U最大=6V--②
①②结合,得6V=0.4A(R.+5Q),
解得R=10Q;
(2)闭合开关区,断开开关小灯泡与滑动变阻器串联。
当滑动变阻器的滑片P在中点时,小灯泡正常发光,所以小灯泡两端电压为U额=4V,
所以滑动变阻器两端电压为Ui,=U-U额=6V-4V=2V,
滑动变阻器接入电路电阻为R中上X100=50,
22
此时通过灯泡电流为I»;=1中=不史=上==0.4A,
R中5Q
所以灯泡额定功率为P®=Uffila=4VX0.4A=1.6W«
应选:Do
16.有两只灯泡L、L2,分别标有“220V100W"和“220V40W”的字样。假设不考虑温度
对灯丝电阻的影响,以下说法中正确的选项是()
A.两灯正常发光时,L的电阻较大
B.两灯并联接入220V的电路,L、Lz消耗功率之比是2:5
C.两灯串联接入220V的电路,L消耗的功率小于25W
D.两灯串联接入220V的电路,两灯泡消耗总功率大于40W小于100W
解:门)由p=ui=U:可得,两灯泡正常发光时的电阻分别为:
R
R尸乙=(220V产=484C,R尸止=(220/2=210。,
P1100WP240W
那么RiVRz,即L的电阻较小,故A错误;
(2)两灯并联接入220V的电路,它们两端的电压等于220V,均能正常发光,
那么L、L消耗功率之比Pi:P2=100W:40W=5:2,故B错误;
(3)两灯串联接入220V的电路时,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流1=―—220V=也A,
R[+R?484Q+1210。77
L消耗的功率PJ=1代=(昔A)2X484Q«8.2W<25W,故C正确;
两灯泡消耗总功率P=UI=220VX」&A-28.6W<40W,故D错误。
77
应选:C«
17.如下图,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程0〜0.6A,电压表
量程0〜3V,滑动变阻器规格"50Q1A”,小灯泡规格“2.5V0.625W",假设不考虑小
灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,以下说法正确
的选项是()
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表的示数允许变化范围是0.l-0.25A
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24〜50Q
D.电路的最大电功率是2.5W
解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路
中的电流。
(1)当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律可知电路中
的电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR可知灯泡两端的电压变小,即电压表示数
变小;故A错误;
(2)根据P=UI可得,灯的额定电流:
PL额_0.625W
ILSI=0.25A
比额2.5V
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流为I**=0.25A,
由I=U可得,灯泡的电阻:
R
R.工=A^L=IOQ,
额0.25A
电路中的总电阻:
_U_6V
Rmin=24Q,
^^25A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
Riftmi„=R.ni„-R1=24O-10Q=14Q;故C错误;
该电路的最大功率:
Pgx=ULx=6VX0.25A=1.5W,故D错误;
(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的电流:
Ldn=-----------=―--^-=0.1A,
瓦+R渭咏10Q+50Q
那么电流表示数的变化范围是0.1A-0.25A,故B正确。
应选:B.
18.如下图,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一
段距离,电压表h、V2示数的变化量分别为△5、△U”电流表示数的变化量为△1,阻
值相同的定值电阻R、L消耗电功率的变化量分别为Ah.那么以下判断正确的选
项是()
2
A.△PI+AP2=AI(R1+R2)B.lAUil>|AU2|
C.|-^!iLi+|^!lL|=R,+R2D.lAU,^lA^I
解:由电路图可知,R|与R。、R2串联,电压表4测R。与R2两端的电压之和,电压表/测
R,两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,设移动前后电路中的电流分别
为L、L,
由I=U可得,电压表V2示数的变化量:
R
△Uj—U2-U?'—I1R2-I2R2—(Ii-la)Rz=△IR2,那么I△U21—I△IRaI,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表%示数的变化量:
△Ui=Ui-Uj=(U-I1RJ-(U-I2R1)=(&-L)R|=-△口”那么1△UI|=|2MRI|,
因R、R?的阻值相同,
所以,=故BD错误;
由i4guRz可知,|今,_|+|今$|=4+口2,故C正确;
(2)定值电阻兄、R,消耗电功率的变化量分别为△Pi、AP2,
22
那么△B+ZXP尸(l1-I2)(R1+R2)=(L-I2)(II+I2)(RI+R2)=AI(Ii+L)[Ri+Rz),
故A错误。
应选:Co
二.填空题(共6小题)
19.电动自行车是生活中最常见的交通工具,人们常简称为电动车,给电动车充电时,充电
器将220V家庭电路电压降为电动车蓄电池需要的充电电压,现在,我市许多小区安装了
公共充电插座,采取扫码付费自动充电[如下图),这些插座都是并联(填“串联”
或“并联")的。假设某充电器输出电压为48V,输出电流为2.5A,那么它的输出功率
是120W;假设当地的商用电价为1元/(kW«h),那么充电6小时的用电本钱至少是
0.72元。
解:
(1)公共充电插座,自动充电时,它们之间互不影响,所以是并联的;
(2)充电器的输出功率:
P=UI=48VX2.5A=120W=0.12kW;
充电6小时的消耗的电能:
W=Pt=O.12kWX6h=0.72kW»h,
电费:
0.72kW・hXl元/(kW«h)=0.72元。
故答案为:并联;120;0.72。
20.额定电压为220v的家用电暖器正常工作时,通过内部电热丝的电流为5A,那么电热丝
正常工作时的电阻为44Q,工作lOmin产生的热量为6.6Q10).电热丝通电后变
得很烫,而连接的导线却不怎么热,这是由于导线电阻远小于(选填“大于〃或“小
于“〕电热丝电阻的缘故.
解:
(1)由题知,电暖器在220V电路中工作时,通过电热丝的电流为5A,
由欧姆定律可得,电热丝正常工作时的电阻:
R=U=220V=44Q;
I5A
工作lOmin产生的热量:
Q=『Rt=(5A)?X44QX10X60s=6.6X10);
(2)电热丝和导线串联在电路中,电流相等,电热丝比导线热,导线电阻比电热丝小得
多,由Q=『Rt知,相同时间里电流通过导线产生热量远远小于电热丝消耗的热量。
故答案为:44;6.6X105;小于。
21.灯泡L标有“12V12W”,L2标有“12V6W",当它们串联时,电路两端允许加的最大
电压是18V。如果把两灯泡分别串联或并联接入同一电源下(电源电压不变),L和
L,串联时两灯泡的总功率记为R,并联时两灯泡的总功率记为Pz,那么P,:Pz=2:9。
(忽略灯丝电阻的变化,灯泡的实际电压不能超过额定电压)
221j22
解:由P=U_可得,两灯泡的电阻分别为:型2二=12C,R2=_Z=I1迫一
RPl12VP26V
=24Q;
(1)由P=UI可得,的额定电流:L=£L=3=1A,12=包=旦=0.5A,
Ul12Vu212V
因为L>L,所以串联时电路中最大电流为L=0.5A,
由1=且可得,串联时•,电路两端允许加的最大电压:U=h(R+R2)=0.5AX(12Q+24Q)
R
=18V;
(2)两灯泡串联接在电源电压为u的两端,电路消耗的总功率:p*=—y—=
RE
U2-U2
12Q+24Q360
两灯泡并联接在该电源上时,电路消耗的总功率:P#=止+止=与4r
RlR2120240
那么串并联电路消耗的总功率之比:P甫:P#=」匕:匕+_^)=2:9。
36Q120240
故答案为:18;2:9。
22.家庭电路中电子式电能表的表盘上标有3200imp/(kW-h)字样。将一个电热棒单独接
在家庭电路中正常工作12min,电能表指示灯闪烁了320次,上述时间内该电热棒消耗的
电能为3.6X1O1J,它的额定功率为500W’,它正常工作时的电阻是96.8Q。
解:
(1)3200imp/(kW*h)表示每消耗lkW・h的电能,指示灯闪烁3200次,
指示灯闪烁320次,那么电热棒消耗的电能:
W=32°kW・h=0.lkW*h=0.1X3.6X1O6J=3.6X1O5J,
3200
电热棒正常工作时的电功率,即额定功率:
P=£=。,邛'"h=o.5kW=500W:
t丝h
60
(2)由P=尤得电热棒正常工作时的电阻:
R
-U2_(220V)2
R=96.8Q。
"P500W
故答案为:3.6X10$;500;96.8。
23.如下图电路,电源电压不变,定值电阻Rz=20Q,且R<Rz.闭合开关S,电流表由、
儿的指针均指在图示位置,那么电源电压为6V,电流通过R、R2消耗的电功率之比
为4:1。
解:由电路图知,R和R?并联,Ai测干路电流,Az测R?支路电流;
(1)根据并联电路电流特点知,干路电流等于各支路电流之和,而两电流表指针偏转角
度相同,
所以Ai使用的是0〜3A的量程,A2使用的是。〜0.6A的量程,
由乙图知:Ai示数为1.5A,A2示数为0.3A,即:1=1.5A,I2=0.3A;
由欧姆定律1=乜•知,电源电压:
R
U=U2=I2R2=0.3AX20Q=6V;
(2)由并联电路电流特点知:通过R的电流:
II=I-I2=1.5A-0.3A=1.2A,
因为并联电路各支路电压相等且等于电源电压,
所以电流通过K、L消耗的电功率之比为:立=叫_=-=工工4=4。
?2UI2I283A1
故答案为:6;4:1。
24.如下图,甲是某款电热水龙头,乙是它的电路原理图。R、Rz是电热丝,R=24Q,R,
=48Q.通过旋转手柄使扇形开关S同时接触两个相邻触点实现冷水、温水、热水挡的
切换。当开关S接触2、3触点时,水龙头放出的是温水。不考虑温度对电热丝阻值
的影响,水龙头在热水档位正常工作时电路消耗的功率是32^忆
解:
(1)当开关S接触2、3触点时,只有电阻R接入电路,电路的电阻最大,
由P=UI=尤可知,电源的电压一定时,电路的电功率最小,水龙头放出的是温水;
R
(2〕当开关S接触3、4触点时,电阻L和R,并联,电路的总电阻最小,总功率最大,
水龙头处于热水档,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
RR
D_12_24。X48Q_lcn
Rj+R2240+480
水龙头在热水档位正常工作时电路消耗的功率:
p_U2_(220V)2
=3025队
-R160
故答案为:温;3025。
三.实验探究题(共4小题)
25.在“测量小灯泡额定功率”的实验中,器材有:电源(电压恒为3V)、开关、电压表和
电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器(20Q、1A)、导线假设干。
(1)以画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。(要求:滑片向左移动时小灯泡变
亮)
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,其原因是没有将电流表的指针调零:
(3)问题解决后,第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值,得到了小灯泡的电流随
其两端电压变化的图象,如图丙所示,那么小灯泡的额定功率为。如25M
(4)第一小组的同学在实验中还发现,电压表与电流表示数的比值变大,原因是灯丝
电阻随着温度的升高而增大:
(5)第二小组的同学在准备进行实验时,发现电压表坏了,他们找到了一个阻值为10Q
的定值电阻Ro,设计了如图丁所示的电路,也顺利的完成了实验:
①先闭合开关S、S,,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表的示数为L,那么I尸0.25
A;
②保持滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开S“读出电流表的示数为L,那么小灯
泡的额定功率Pa:=UJL-L)。(用1)额、L、L表示〕
解:
(1)因滑片向左移动时小灯泡变亮,即电流变大,电阻变小,故变阻器左下接线柱连入
电路中,如下所示:
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,其原因是:没有将电流表的指针调零;
(3)根据图丙小灯泡的电流随其两端电压变化的图象知,灯在额定电压2.5V时的电流
为0.25A,那么小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5VX0.25A=0.625W;
(4)由欧姆定律,电压表与电流表示数的比值变大,即灯的电阻,灯的电阻变大原因是
灯丝电阻随着温度的升高而增大;
(5)①先闭合开关S、S”断开8,调节滑动变阻器,使电流表的示数为L=0.25A;
②保持滑片P的位置不变,闭合开关S、S“断开S”读出电流表的示数为
在①中,电流表测定值电阻的电流,电流表的示数为L=0.25A,值电阻的电压为2.5V,
由并联电路电压的规律,灯的电压为2.5V,灯正常发光;
在②中,电流表测灯与R。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,灯的额定电流:
Ili,那么小灯泡的额定功率:
P®—U®ISi—U»(Iz-Il)o
故答案为:
(1)如上所示;(2)没有将电流表的指针调零;(3)0.625;(4)灯丝电阻随着温度的
升高而增大;(5)①0.25;②U甄
26.如图甲所示是某实验小组“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压恒为6V,小
灯泡的额定电压为3.8V(电阻约为10Q)。
(1)连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于」
(选填"A"或"B"〕端。
(2)当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为1.14
W.在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,假设电流表示数变为0,
电压表示数接近6¥,那么故障可能是小灯泡断路(选填“短路”或"断路")。
(3)完成测量后,同学们找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的
关系。接10。电阻时,电流表的示数为0.2A;换接20Q的电阻后,闭合开关,应将滑
动变阻器的滑片向」(选填"A"或"B")端移动,使电压表的示数为2V,读出
电流表的示数;继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
解:
(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器滑片
应置于最大值B端。
(2)由图甲知,电流表使用小量程,分度值0.02A,图乙知,当电压表的示数为3.8V
时(灯泡正常发光),通过灯泡的电流为0.3A,
所以小灯泡的额定功率P=UI=3.8VX0.3A=1.14W;
灯泡突然熄灭,电流表示数变为0,说明电路中有断路发生,而电压表示数接近6V,即
电压表测电源电压,那么故障可能是小灯泡断路;
(3)当电阻为10Q时,电流表的示数为0.2A,由欧姆定律,电压表的示数:U=IR=
0.2AX10Q=2V;
根据串联分压原理可知,将定值电阻R由10Q改接成20Q的电阻,电阻增大,其分得
的电压增大;
而探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电
路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入
电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V。
故答案为:(1)断开;B;(2)1.14;断路;(3)B;2。
27.在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)为了比拟精确的测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0-3V;
(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表
示数几乎为零,那么故障可能是灯泡与灯座(选填“电流表与导线”或“灯泡与灯
座”)接触不良;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5V,电流表示数如下图,那
么小灯泡的额定功率是1.25W;
(4)测量结束后,应先断开开关,再撤除导线,最后整理好器材;
(5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如下图的I-U图
象,请指出作图过程中存在的错误或缺乏之处是图线不应画成直线,横坐标的标度取
值过大;
(6)某实验小组设计了如下图的电路(还缺一根导线连接才完整),可以测量小灯泡的
额定功率,其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量:
①电路连接完整后,开关S,断开,Si、k闭合,调节滑动阻器滑片,使电压表示数为U领;
②保持
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