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专题15 电功和电热
一、单选题
1.(2022·江苏镇江)如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路,U不变,R1、R2为电阻丝且R1>R2,电热器功率最大时开关状态为( )
A.S1闭合,S2接a B.S1闭合,S2接b
C.S1断开,S2接a D.S1断开,S2接b
【答案】A
【详解】当S1闭合,S2接a,两电阻并联;当S1闭合,S2接b时,R2被短路,电路为R1的简单电路;当S1断开,S2接a时,电路为R2的简单电路;当S1断开,S2接b时,两电阻串联。根据并联电路总电阻小于其中任一分电阻,串联电路总电阻大于任一分电阻,故可知当S1闭合,S2接a,两电阻并联,此时电路的电阻最小,由可知,此时电热器的电功率最大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2022·江苏常州)燃气安全检查过程中,技术人员在某住户家中用测电笔测试金属燃气管道,发现:闭合厨房开关S,灯L亮,测电笔氖管发光;断开厨房开关S,灯L熄灭,测电笔氖管不发光,该住户家中,厨房照明电路的导线绝缘皮破损处与管道接触的实际情况是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.闭合厨房开关S,灯L亮,电流经过灯泡后,直接到零线,而不选择经过试电笔中的电阻流入大地,所以测电笔氖管不发光,故A不符合题意;
B.闭合厨房开关S,电路有两条支路,一条经过灯L,所以灯L亮,另一条路经过测电笔中的电阻流入大地,所以测电笔氖管发光,故B符合题意;
C.断开厨房开关S,测电笔仍可以通过灯泡连上火线,所以测电笔氖管发光,故C不符合题意;
D.断开厨房开关S,测电笔仍可以直接连上火线,所以测电笔氖管发光,故D不符合题意。
故选B。
3.(2022·江苏徐州)如图所示为某家庭中接线板的使用情况,下列说法正确的是( )
A.符合使用规范 B.可以正常使用
C.这是超负荷运行 D.不会引起安全事故
【答案】C
【详解】多个用电器共用一个接线板,可能使电路总功率过大,电流过大,超过电路的允许负载,容易引起火灾,是不符合用电规范的,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.(2022·江苏宿迁)如图所示电路,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”,定值电阻R0的规格为“10Ω 0.5A”。为了保证电路安全,闭合开关后在滑动变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是( )
A.变阻器R接入电路阻值变化范围为2Ω~20Ω
B.电流表示数允许变化范围是0.2A~0.5A
C.电路消耗的最小电功率为1.2W
D.电阻R0消耗的最小电功率为0.9W
【答案】D
【详解】A.定值电阻与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流。因为电压表量程为0~3V,当电压表示数3V时,定值电阻R0分担电压
电路中电流为
可求出滑动变阻器接入电路中最大阻值为
故A错误;
B.定值电阻R0的规格为“10Ω 0.5A”,所以电路中最大电流为0.5A,当滑动变阻器接入电路中最大阻值为10Ω时,电路中电流最小为
故B错误;
C.电路中电流最小为0.3A时,电路消耗的电功率最小为
故C错误;
D.电路中电流最小为0.3A时,电阻R0消耗的最小电功率
故D正确。
故选D。
5.(2022·江苏无锡)如图所示,电源电压保持不变,R1是电阻箱,最大阻值为R,R2是定值电阻。闭合开关S,当电阻箱阻值调为R时,电压表示数为3V,电阻箱的功率为0.9W;当电阻箱阻值调为0.5R时,电压表的示数变化了1.5V。则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为3V B.电阻箱R1的最大阻值为40Ω
C.前后两次电路总功率变化了0.45W D.为保证电路安全,电流表量程不能选0~0.6A
【答案】B
【详解】A.由电路图可知,电阻箱R1与定值电阻R2串联,电流表测量串联电路的电流,电压表测量R2两端电压,由题意得,当电阻箱R1的阻值为R时,电压表示数即R2两端电压为U2=3V,电阻箱R1的功率为P1=0.9W,电路中的电流为
电阻箱R1两端电压为
由串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和可得,电源电压为
当电阻箱R1的阻值为0.5R时,电压表示数变化了,根据串联电路中电阻分压可知,R1减小,R1两端电压减小,相应的R2两端电压增大,故此时R2两端电压为
此时电路中的电流为
R1两端电压为
由串联电路的电压规律可得
两次电源电压不变,则有
即
解得R=2R2,将此结果代入以上推导式可知,当电阻箱R1的阻值为R时,R1两端电压为
则电源电压为
故A错误;
B.当电阻箱R1的阻值为R时,其电功率为
则定值电阻R2的阻值为
电阻箱R1的最大阻值R为
故B正确;
C.当R1阻值为R时,电路中电流为
此时电路中的总功率为
当电阻箱阻值调为0.5R时,R