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第十八章电功率(易错真题汇编)

一、选择题(共12小题)

1.(2023•南通)某智能手机的锂电池上标有“3.7V,4200mA・h”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持

充电电压3.7V不变,增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能,需要充电40min,此时手机的快充电流大

小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近()

A.节能灯B.电风扇C.电饭锅D.电冰箱

3.7Ux4200"iA九X80%

解:该款手机快充功能充电时充电的电流大小:1=精==5040mA=5.04A,电饭锅正常

3.7Vx^h

工作时的电流最接近5.04A,其他三种电器正常工作时的电流都远小于5A,故C正确。

答案:Co

2.(2023•徐州)灯泡中有电流时,灯泡发光。关于这个过程中的能量转化,下列说法正确的是()

A.灯泡消耗的电能全部转化成了光能

B.因为消耗电能,流过灯泡后的电流变小了

C.电流做了多少功,电路中就消耗了多少电能

D.光能最终消失了,没有转化成其他形式的能量

解:A.灯泡消耗的电能转化为光能和内能,故A错误;

B.灯泡工作过程中,消耗的是电能,流过灯泡的电流大小不变,故B错误;

C.用电器消耗电能的过程,实质上是电能转化为其它形式能量的过程。电流做了多少功,电路中就消耗了多少

电能,故C正确;

D.由能量守恒定律可知,光能最终转化成其他形式的能量,故D错误。

答案:Co

3.(2023•北京)如图是两个定值电阻Ri、R2的内部结构图,Ri、R2所用电阻丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相

同,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为43圈和33圈,Ri的电阻丝比R2的电阻丝细。将Ri、R2

并联在电路中工作一段时间,下列说法正确的是()

A.通过Ri的电流等于通过R2的电流

B.R1两端的电压大于R2两端的电压

C.R1的电功率大于R2的电功率

D.R1消耗的电能小于R2消耗的电能

解:AB、电阻丝Ri与R2的材料相同,R1比R2更长,更细,所以R1的电阻比R2的电阻更大,

将Ri、R2并联在电路中工作一段时间,根据并联电路的电压特点可知,R1两端的电压等于R2两端的电压,故

B错误;

根据欧姆定律可知,由于R1的电阻比R2的电阻更大,所以通过R1的电流小于通过R2的电流,故A错误;

C、由于Ri两端的电压等于R2两端的电压,通过R1的电流小于通过R2的电流,根据P=UI可知,Ri的电功率

小于R2的电功率,故C错误;

D、根据W=UIt可知,R1消耗的电能小于R2消耗的电能,故D正确。

答案:D。

4.(2023•济南)商场中,卖微波炉的售货员和顾客发生了争执。售货员说:微波炉很省电,用一次花不了多少电

费;顾客说:我觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就“烧保险”。从物理学的角度看,售货员所说的“省电”

和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时()

A.消耗较少的电能,消耗较多的电能

B.电功率较小,电功率较大

C.电功率较小,消耗较多的电能

D.消耗较少的电能,电功率较大

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,用一次花不了多少电费”,即售货员是从消耗较少的电能角度说的;

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,会烧断保险丝,相同时间

内消耗的电能多,所以认为很“费电”。

答案:D。

5.(2023•深圳)已知Ri=2Q,R2=3Q,某同学分别按照图甲和图乙两种方式将电阻连接在一起,贝U()

此氐旦

R2

@"

--------/------1|-------I------———1|-------

S

图甲图乙

A.图甲中Ri与R2的电流比11:12=2:3

B.图乙中Ri与R2的电压比Ui:U2=3:2

C.图甲与图乙的总功率比Pi:P2=6:25

D.图甲与图乙的总功率比Pi:P2=25:6

解:

A、图甲中Ri与R2串联,根据串联电路的电流规律可知,11:12=1:1,故A错误;

B、图乙中Ri与R2并联,根据并联电路的电压规律可知,Ui:U2=l:1,故B错误;

CD、图甲中的总电阻为:R=RI+R2=2C+3C=5C;图乙中的总电阻为:R'=自名-=然第=12。;

•K]十宣2ZJz-rDJz

〃2〃2IJ2R,I2

根据P=»可知,图甲与图乙的总功率比Pi:P2=万:一=----6:25,故C正确、D错误。

RRRrR5

答案:Co

6.(2023•南充)如图所示为电阻Ri和R2的I-U图象,下列说法正确的是()

B.两电阻串联与并联的总阻值之比为9:4

C.将两电阻串联接入电路,通电后,R1两端电压与R2两端电压之比为1:2

D.将两电阻并联接入电路,通电1分钟,电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为1:2

解:A、根据1=当得R1的阻值为:

K

DUi1.0V

R1=7T=OIM=10。,

R2的阻值为:

R2=*=:吃j=5C,故A错误;

12U.Z.U/1

B、两电阻串联的总电阻为:

R串=四+1<2=10。+5。=15。,

并联的总阻值为:

_%%_10/2x5/2_10

尺并=布瓦=10/2+5/2=TSi,

两电阻串联与并联的总阻值之比为:

R串15。

――=Io-=9:2,故B错误;

R并

C、两电阻串联时通过它们的电流相等,它们两端的电压之比为:—=—=—=^=2:1,故C错误;

U2IR2R25。

D、将两电阻并联接入电路,它们两端的电压相等,通电1分钟,电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的

热量之比为:

叱t

QiRiR25C

故D正确。

Q2一空t—%—ion

R2

答案:Do

7.(2023•广安)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中、

R1消耗的电功率P随R1阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误的是()

A.定值电阻R2为10。

B.电源电压为12V

C.滑片P置于b端时,闭合开关S,电压表的示数为10V

D.滑片P置于b端时,闭合开关S,通电1分钟R2产生的热量为24J

解:由图甲可知,Ri、R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;

AB、闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,

由图乙可知,当滑动变阻器R1的阻值为10Q,R消耗的电功率为3.6W,

由P=12R可知,此时电路中的电流:h=序=卓奥=0.6人;

N71UJ2

根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I1R2+I1X10n=0.6AXR2+0.6AX1011......①

由图乙可知,当滑动变阻器R1的滑片移动b端时,阻值最大为50。,R消耗的电功率为2W,

由P=『R可知,此时电路中的电流:12=曲=]瑞=0.2A;

根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I2R2+I2X5011=0.2AXR2+0.2AX5011......②

联立①②两式解得:电源电压U=12V,R2的阻值:R2=10。,故AB正确;

C、滑片P置于b端时,电流b=0.2A,R2两端的电压:U2=l2R2=0.2AX10C=2V,即电压表的示数为2V,

故C错误;

D、滑片P置于b端时,闭合开关S,通电1分钟R2产生的热量:Q2=W2=U2l2t=2VX0.2AX1X60s=24J,

故D正确。

答案:C»

8.(2023•武汉)在学校举行的劳动技术成果汇报展示活动中,小强同学展示了一辆自己组装的玩具车,它具有“原

地灯光秀”“调速前进"和''定速后退”三种工作模式。通过控制开关Si、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮

度,实现“原地灯光秀”:通过改变直流电动机的转动方向及转速,实现“调速前进”或“定速后退”,如图所示。

已知电源电压不变,标有“0.6A”灯L的电阻不变且RL=10Q,定值电阻R2=5Q。当玩具车工作在“原地灯光

秀”模式时,电流表A的最大示数为0.4A。关于下列结论:

①电源电压为9V

②玩具车“调速前进”时,电流表A的最大示数小于0.6A

③玩具车“定速后退”时,电路消耗的总功率小于2.4W

④S闭合,Si接1,S2接2时,玩具车处于“原地灯光秀”模式

其中正确的是()

解:根据题意,通过控制开关Si、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度,实现“原地灯光秀”,此时直流电动

机不连入电路,因此S闭合,Si接1,S2接1时,玩具车处于“原地灯光秀”模式,故④错误;

当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时,电流表A的最大示数为0.4A,电源电压不变,根据1=%可知,电路中

总电阻最小时电流最大,因此此时滑动变阻器R1连入电路的电阻为零,电路为灯L与R2的串联电路,电源电

压为:

U=I(RL+R2)=0.4AX(10C+5C)=6V;故①错误;

根据题意,通过改变直流电动机的转动方向及转速,实现“调速前进”或“定速后退”,说明玩具车前进时需要

用滑动变阻器R1来实现“调速”,但后退时电路中没有滑动变阻器R1,以实现“定速”,因此S闭合,Si接1,

S2接2时,玩具车处于“调速前进”模式;S闭合,Si接2,S2接1时,玩具车处于“定速后退”模式;

玩具车“调速前进”时,电源电压不变,根据1=,可知,电路中总电阻最小时电流最大,因此此时滑动变阻器

R1连入电路的电阻为零,电路为灯L与直流电动机的串联电路,此时电路电流为I'=^^=忐,,因为

RM不为零,因此电路电流I'小于0.6A,电流表A的最大示数小于0.6A,故②正确;

玩具车“定速后退”时,电路消耗的总功率为:

U202=(6^)2=367

R点RL+R2+RM1O°+50+7?M150+RM'

因为RM不为零,电路为灯L与直流电动机、定值电阻R2的串联电路,因此电路消耗的总功率小于2.4W,故③

正确。

答案:D。

9.(2023•泰安)如图所示的电路中,电源电压U恒定,灯泡L上标有“2.5V1.25W”字样(忽略温度对灯丝电阻

的影响),定值电阻R1阻值为15Q,滑动变阻器R2的规格为“20Q1A",电流表量程为0〜0.6A,电压表量程为

0〜3V。闭合开关S,断开开关Si、S2,在确保电路各元件安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最小阻值为

R2',当滑动变阻器滑片移至中点时,电流表示数为0.3A;闭合开关S、Si、S2,在确保电路各元件安全的情况

下,滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P,定值电阻R1在10s内产生的热量为Q。下列说法中()

①U=6V;②R2,=411;③P=1.35W;@Q=27J

A.只有①④正确B.只有②③正确

C.只有①③正确D,只有②③④正确

解:(1)闭合开关S,断开开关Si、S2,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测

灯泡两端的电压,

在确保电路各元件安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2',当滑动变阻器滑片移至中点时,滑

1

动变阻器接入电路的电阻为3><20Q=10Q,电流表示数为0.3A,根据欧姆定律可得滑动变阻器两端的电压

U2=IR2=0.3AX10Q=3V;

灯泡的电阻RL=》9=511,

UL1.L.DVV

此时灯泡两端的电压UL'=IRL=0.3AX5Q=1.5V,

串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压U=UL'+U2=1.5V+3V=4.5V,故①错误;

灯泡正常发光的电流IL=%==0.5A,

UiZ.Jv

电流表量程为0〜0.6A,串联电路各处电流相等,所以通过电路的最大电流为0.5A,

根据欧姆定律可得电路最小总电阻R=曰=恕=9Q,

串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为R2'=R-RL=9Q-5Q=4O,故②

正确;

(2)闭合开关S、Si、S2,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,根据电流表的量程可知通过干路的最大

电流为0.6A,

并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得通过定值电阻的电流L=《=摆=0.3A,

并联电路干路电流等于各支路电流之和,通过滑动变阻器的最大电流12=1'-Ii=0.6A-0.3A=0.3A,

滑动变阻器在电路中消耗的最大功率为P=Ul2=4.5VX0.3A=1.35W,故③正确;

定值电阻Ri在10s内产生的热量为Q=W=UIit=4.5VX0.3Axi0s=13.5J,故④错误。

答案:B。

10.(2022•达州)如图所示,电源电压恒为3V,灯泡Li标有“3V0.75W”,L2标有“4V1W”的字样,忽略温度

对灯丝电阻的影响,闭合开关Si、S2时,下列说法正确的是()

A.L2不能正常发光,但要比Li亮一些

B.电压表不能测量电源电压

C.电流表示数等于两灯电流大小之和

D.若电流表无示数,但L2发光且电压表有示数,则可能是Li开路

解:由电路图可知,闭合开关Si、S2时,两灯泡并联,电流表测通过灯泡Li的电流,电压表测灯泡L2两端的

电压;

A、由「=5=(可知,两灯泡的电阻分别为:Ri=%=悬&=12Q,R2=3=4书-=160,

K//DVvr21Vv

灯泡的实际电压等于额定电压时小灯泡正常发光,由并联电路的电压特点可知,两灯泡两端的电压均为3V,因

此灯泡L1正常发光,灯泡L2不能正常发光,

两灯泡的实际功率分别为:P^=Pi=0.75W,P2^M=^j£=0.5625W,即P^>P2实,因此L2要比Li暗

一些,故A错误;

B、由电路图可知,闭合开关Si、S2时,两灯泡并联,电压表并联在电源两端,因此电压表能测量电源电压,故

B错误;

C、电流表串联在Li的支路上,因此电流表只测通过灯泡Li的电流,故C错误;

D、L2发光且电压表有示数,所以电源和灯泡L2是正常的,电流表无示数,说明电流表所在的支路断路,因此

故障可能是Li开路,故D正确。

答案:D。

11.(2022•苏州)图甲所示的电路中,电源电压不变,Ro为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P移动过

程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是(

A.电源电压为5V

B.R的最大阻值为20。

C.R=10。时,其功率最大

D.R=15。时,电路消耗的功率为1.8W

解:由电路图可知,Ro与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。

A、由图乙可知,当滑动变阻器的电阻为5。时,其两端的电压为3V,通过电路的电流为:1尸卷=需=0.6A,

则电源电压为:U=Ui+IiRo=3V+O.6AXRo--------------------①;

滑动变阻器的电阻为ion时,其两端的电压为4V,通过电路的电流为:12=东=黑=0.4A,则电源电压为:

rt21UJ2

U=U2+I2R0=4V+0.4AXRo--------------------②;

联立①②得,Ro=5C,U=3V+0.6AX5C=6V,故A错误;

B、由图乙可知滑动变阻器的最大值大于20。,故B错误;

C、Ro与R串联接入电路,电路的总功率等于各部分功率之和,则R的功率为:PR=P-Po=UI-I2RO,

即PR=6VXI-I2X5Q,由抛物线的性质可知当I=^^K^=0.6A时,R的功率最大,此时电路的总电阻:R

总=7=B=1°。'

串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则滑动变阻器接入电路的电阻为:R=R总-R0=10C-5C=5C,故C错

、口

陕;

22

D、当R=15O时,电路中总能电阻为:1<总=1<+1<0=15。+5。=20。,则电路消耗的功率为:「=1-=缥1=1.80,

K欣ZUJ2

故D正确。

答案:Do

12.(2023•泰州)如图所示为模拟调光灯电路,电源电压恒为9V,滑动变阻器R标有“20。1A”的字样,电流表

选用“0〜0.6A”的量程,当滑片P移至中点时,小灯泡恰好正常发光。已知小灯泡上标有“3V0.9W”字样(忽

略温度对灯丝电阻的影响)。为保证电路安全,下列选项正确的是()

A.滑动变阻器阻值的变化范围为5〜20。

B.定值电阻的阻值为20。

C.电流表示数变化的范围为0.225〜0.3A

D.小灯泡的最小功率为0.675W

解:如图所示,滑动变阻器R、定值电阻Ro、小灯泡L串联,电流表测电路中的电流,

A.已知小灯泡上标有“3V0.9W”字样,故小灯泡额定电流^:萨二嚼^二。.?4,故电路中最大电流为0.3A,

当滑片P移至中点时,小灯泡恰好正常发光,此时电流为0.3A,故此时滑动变阻器的阻值为最小值,已知滑动

变阻器规格为20。1A,中点时的阻值为10。,故滑动变阻器阻值的变化范围为10-20。,故A错误。

B.已知滑动变阻器滑片P在中点时阻值为10。,电路中的电流为0.3A,小灯泡电压为3V,由欧姆定律得滑动变

阻器两端电压为UR=IR=0.3AX10fl=3V,又已知电源电压为9V,故定值电阻Ro的电压Uo=U-UL-UR=9V

-3V-3V=3V,由欧姆定律得Ro=^=名=10。,故B错误。

1U.D/1

C.当滑动变阻器R滑动至阻值最大处时,电流表为最小值,小灯泡的阻值RL=M=熹7=100,由欧姆定律

I额U.3A

得I'=-^-=400^X^700=0.225A,已知电流最大电流为0.3A,故电流表示数变化的范围为0.225〜0.3A,

K椿lUJ2-rlUJz-rZUJz

故C正确。

D.由P=12R可知,当电路电流最小时,小灯泡功率最小,已知最小电流为0.225A,根据P=0RL=(0.225A)2

X10(l=0.50625W,故D错误。

答案:Co

二、填空题(共6小题)

13.(2023•上海)某导体两端的电压为3伏,10秒内通过该导体横截面的电荷量为5库,通过该导体的电流为0,5

安,这段时间内电流所做的功为15焦,若导体两端的电压变为6伏,则导体的电阻为6欧。

解:通过该导体的电流:

T_Q_5c_.

1—7-10s-0n-5cA;

这段时间内电流做功:

W=UIt=UQ=3VX5c=15J;

由I=,可得,导体的电阻:

R-7-0^4—6。'

因为电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,将该导体两端的电压改变为6

伏,导体的电阻仍为6。不变。

答案:0.5;15;6o

14.(2023•扬州)学习电学知识后,小芳把裸铜线分别在两个削尖的铅笔芯上绕几圈,使笔尖刚好接触,如图所示,

接上9V的电源,接触点出现了明亮的电火花,是因为铅笔尖接触处的电阻较大;若让电火花更亮些,方

法是增大电源电压,原理是O=I2Rto

解:由于削尖的铅笔芯横截面积较小,相同长度时,电阻较大,根据焦耳定律Q=12Rt可知,电流和通电时间不

变时,电阻越大,产生的热量越多,所以接上9V的电源,接触点出现了明亮的电火花;

若让电火花更亮些,应在相同时间内使笔尖放出更多的热量,因此可以增大电源的电压来增大电流,或者把铅笔

尖削的更尖些来增大电阻,实验原理是焦耳定律即Q=I2Rto

答案:电阻较大;增大电源的电压;Q=I2Rto

15.(2023•重庆)如图所示的电路,电源电压恒为6V,白炽灯泡Li标有“5V,0.25A”,白炽灯泡L2标有“6V,

3W”,R的阻值为100。忽略温度对灯丝电阻的影响,只闭合开关Si时,灯泡Li更亮;只闭合开关S2时,

解:忽略温度对灯丝电阻的影响,根据R=#可知,Li的电阻

222

根据P=(可知,L2的电阻R2=与-=(*)=12Q;

只闭合S1时,两灯泡串联,串联电路的电流处处相等,且R1>R2,根据P=12R可知,L1的实际功率大,故小

灯泡Li更亮;

只闭合开关S2时,Li和R串联,则电路中的电流为:

「U6」

R1+R-200+100-U./A,

故R的功率为:

P=FR=(0.2A)2X10fl=0.4Wo

答案:Li;0.4o

16.(2023•成都)小强同学利用家庭实验室中的器材,设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”,如图所示,电源

电压为6V,电阻丝Ri=5Q,R2=15Q,a、b是两个触点。闭合开关S,当开关Si接通触点a时,“电饭锅”

的功率更大。将R2接入电路工作3min产生的热量是432J。

解:根据图示可知,闭合开关S,当开关Si接通触点a时,电阻丝R1接入电路中;闭合开关S,当开关Si接通

触点b时,电阻丝R2接入电路中,电源电压不变,电阻丝Ri=5Q、R2=15C,根据P=3■可知,当开关Si接通

触点a时,即R1接入电路中时,“电饭锅”的功率更大;

将R2接入电路工作3min产生的热量是:Q=W=gt=x3X60s=432J。

rt2

答案:a;432o

17.(2023•海南)如图甲所示电路中,电源电压不变,灯泡L标有“6V0.3A”,滑动变阻器R标有“20。2A",电

路工作时不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全。只闭合开关S时电路的最小总功率为Pi,开关S、Si、S2均

闭合时的最小总功率为P2,两种情况下,移动滑片,得到电流表示数I随滑动变阻器阻值R变化的关系如图乙。

则电源电压U=6V,Pi:P2=1:4。

解:只闭合开关S时,灯泡与滑动变阻器串联,由于灯泡的额定电流为0.3A,所以电路中的电流最大为0.3A,

因此图乙中下方曲线为此时电流表示数I随滑动变阻器阻值R变化关系图像;

开关S、Si、S2均闭合时,灯泡被短路,定值电阻与滑动变阻器并联,此时电路中的总电阻小于滑动变阻器的阻

值,电路中的电流比只闭合S时的电流大,因而所对应的图像是上方的图像,当滑片移到最左端时,电路中的

电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,此时电路中的最小电流为I'=0.6A;

只闭合开关S时,灯泡与滑动变阻器串联,根据滑动变阻器电阻最小为0,此时电流最大为0.3A,恰好等于灯泡

的额定电流,说明灯泡正常发光,电源电压等于灯泡的额定电压,为6V;

由1=名可得,灯泡电阻为:RL=^=黑=20。,

A.1IU.O/1

电路中的最小电流1=-==0.15A,

电路的最小总功率为PI=UI=6VX0.15A=0.9W;

开关S、Si、S2均闭合时,电路的最小总功率为P2=UF=6VX0.6A=3.6W;

则Pl:P2=0.9W:3.6W=1:4O

答案:6;1:4o

18.(2023•泸州)如图所示,已知电源电压为3V,小灯泡L的规格“3V0.9W”,滑动变阻器的规格“20。1A”,

电流表量程为0〜3A,则小灯泡正常发光时阻值当开关SI、S2同时闭合,改变滑动变阻器的接

入电阻,小灯泡的亮度将不变(选填“变亮”、“变暗”或“不变”);保持开关Si始终闭合,调节电路,使

电路消耗的最大功率为Pi,最小功率为P2,则Pi:P2=26:3。

额_

_00.9W

解:(1)由P=UI可知,小灯泡的额定电流:I额=厂==0.3A,

U额

由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时阻值:RL=^=^=1011;

IU.

(2)当开关Si、S2同时闭合,灯泡与滑动变阻器并联,

由并联电路的特点可知,改变滑动变阻器的接入电阻时,灯泡所在支路不受影响,因此此时小灯泡的亮度将不变;

(3)由P=UI可知,电源电压一定时,电路中电流最小时,电路消耗的电功率最小,电路中电流最大时,电流

消耗的电功率最大,

由并联电路的特点可知,当开关Si始终闭合,S2断开,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,

由欧姆定律可知,电路中的最小电流:I小=,-=^=0.15A,

灯泡允许通过的最大电流为II大=1额=0.3A、滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0〜3A,

由并联电路的电流特点可知,电路中的最大电流:I大=IL大+IR=0.3A+1A=L3A,

由「=3可知:旦=%=幺1.3426

P2UI小I小0.15A—3

答案:10;不变;26:3o

三、实验探究题(共2小题)

19.(2023•湘潭)利用图1所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。

12

(1)用笔画线代替导线,将图1中所示的器材连接成完整电路。

(2)连接电路时开关应处于断开(选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻

处缓慢向A端移动(选填"A”或"B”),使灯逐渐变亮。

(3)某次实验时,电流表的示数如图2所示,则通过灯L的电流为0.2A;移动滑片P,记下多组电压和电

流值,绘制成图3所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为0625W。

(4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数变

大(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

(5)在没有电流表的情况下,用如图4所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电

压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:

①只闭合开关S、Si,调节滑片,使电压表示数为U额;

②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U;

U算U-U给

可知小灯泡的额定功率P额=_上-----2_(用U额、U和R表示);若已知电源电压为Uo,此时滑动变阻器

R

接入电路的阻值RxU—马二巴•R_(用Uo、U额、U和R表示)。

u-u额

解:(1)连接电路时,电压表与灯泡并联,且电流从电压表的正接线柱流入,根据额定电压2.5V,确定选择小

量程,完整电路如图所示:

图1

(2)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;滑动变阻器开始处于最大阻值处,即在图中的B端,正

确连接后,要使灯变亮,应减小滑动变阻器连入电路的电阻,应将滑片向A端移动;

(3)由图2知,电流表选择的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,指针位于0.2A位置,故电流表示数为0.2A;

由图3知,当小灯泡两端电压为其额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,

故小灯泡的额定电功率P=UI=2.5VX0.25A=0.625W;

(4)电路为灯泡与滑动变阻器串联,正常工作时电压表测量灯泡两端电压,灯泡两端电压小于电源电压;在未

断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,小灯泡处发生断路,电压表测量电源电压,故电压表示

数变大;

(5)①只闭合开关S、Si,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,调节滑片,使电压

表示数为U额,此时灯泡正常发光;

②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电路电流不变,电压表

测量灯泡和定值电阻两端的总电压,此时电压表的示数为U,则定值电阻两端电压为U-U额,电路电流为1额=

“额

R;

UJU-U^

故可知小灯泡的额定功率P额=11额1额(用U额、U和R表示);若已知电源电压为Uo,则滑动变

阻器两端的电压为Uo-U,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx=午'=嘉3•R(用Uo、U断、U和R表示)。

/额u-u额

U薪Z-U媪Uci-U

答案:(1)见解答图;(2)断开;A;(3)0.2;0.625;(4)变大;(5)——~~一;■Ro

RU-U额

20.(2023•云南)实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装

一根电阻丝,装入适量的煤油,插入一支温度计,设计了如图甲所示的电路。

5=200

甲乙

(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,且导

线不交叉。

(2)闭合开关后,发现电流表指针未偏转,经检查仅电阻丝R有故障,则电阻丝R开路(选填“短路”

或“开路”)。排除故障后进行实验,实验中通过观察温度计示数的变化来比较相同时间内不同电流产生热

量的多少。

(3)调节滑动变阻器改变电流的大小,经过多次实验发现:电阻丝阻值和通电时间一定时,电流I越大,通电

导体产生的热量Q越多。小明猜想:当电阻和通电时间一定时,Q可能与I成正比。随后在老师帮助下,实验小

组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法:将测得的Q与I的数据描点画出Q

7图像,若Q-I图像为过原点的一条直线,则Q与I成正比,否则不成正比。

(4)同学们进一步学习了解到:物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时,电流产生的热量跟电

流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有电饭锅(请举一例)。

(5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,可选择图乙中B(选填"A”或"B”)烧瓶中的电

阻与图甲烧瓶中的电阻串联(选填“串”或“并”)进行实验。

(6)本实验应用的研究方法有转换法和控制变量法。

解:(1)滑片向右滑动

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