内容正文:
104 众相原创 分层练· 广西物理(RJ)
14 含图像类电功率计算
类型一 定值电阻类
1.两只定值电阻R1和R2的I-U图像如图所示。
当把这两只电阻串联在某电源上时,通过电路中
的电流是0.2A,则电源的电压是 6 V,在相同
时间内,产生的热量更多的是 R2 (选填
“R1”或“R2”)。
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如图所示是 A、B两定
值电阻的 U-I图像,
由图像中信息可知:RA
> (选填 “>”
“=”或“<”)RB;若将
A、B两电阻并联接在
4V电源的两端,RA和 RB的电功率之比为
1∶2 ,1min内电阻A产生的热量为 48 J。
类型二 小灯泡类
2.灯泡L的电流随电压变化的图像如图甲所示,
将此灯泡与定值电阻 R接入图乙所示的电路
中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则
电源电压是 2 V;再闭合开关 S1,电流表的
示数变化了0.2A,则R的阻值是 10 Ω;通
电5min,定值电阻R消耗的电能是 120 J。
甲
乙
3.小灯泡L的额定电压为3V,它的I-U图像如
图甲所示,把小灯泡接入图乙所示的电源电压
恒定的电路中,将标有“10Ω 2A”的滑动变
阻器的滑片 P移至 B端,闭合开关,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。下列说法错误的是 (D)
甲
乙
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,滑动变阻器接入电路的
阻值为3Ω
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功
率为0.46W
4.如图甲所示,小灯泡的额定电压为2.5V,R为
定值电阻,电源电压可调,图乙是通过定值电
阻R和小灯泡L的电流与电压关系图像;开关
闭合后,若小灯泡正常发光,则电源电压为
3.5 V,电阻R的阻值为 5 Ω,电路的总
功率为 0.7 W。
甲
乙
类型三 滑动变阻器类
5.(多选)如图甲所示的电路中,灯泡上标有“2.5V
1.25W”的字样,R0为滑动变阻器,电源电压
和灯泡的电阻保持不变。闭合开关S后,滑片
P从a点移动到 b端,电流表的示数 I与电压
表的示数U的变化关系如图乙所示。
下列说
九全·第十八章 105
法正确的是 (B)
甲
乙
A.灯泡正常工作时的电流是0.5A
B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.电源两端的电压为3V
D.滑片P向b端滑动时电路中消耗的功率变大
6.(多选)如图甲所示的电路,电源电压不变,R0
为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑
片P从一端滑到另一端的过程中,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 (B)
甲
乙
A.电源电压为6V
B.电路消耗的最大功率为7.2W
C.滑片从最左端向最右端滑动过程中,电流表
示数变小
D.滑片从最左端向最右端滑动过程中,电压表
与电流表示数之比变大
7.(多选)如图甲所示,电源电压保持不变,Rl=
10Ω。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P
从b端移动到a端的过程中,电流表示数随滑
动变阻器R2连入电路的阻值的变化关系如图
乙所示。下列说法正确的是 (B)
甲
乙
A.电源电压为8V
B.R1消耗的最小功率为1.6W
C.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
D.当滑片P位于中点时,R1与R2的电功率之
比为3∶2
8.如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合
开关S,滑片 P从 A端移动到 B端的过程中,
电流表示数 I与电压表示数 U的关系图像如
图乙所示。则R1的阻值为 10 Ω;图乙中阴
影部分面积表示某一时刻 R2的 电功率
(填一物理量);当电路中的电流为 0.3 A
时,R2消耗的电功率最大,为 0.9 W。
甲
乙
9.在如图甲所示电路中,滑动变阻器的规格为
“20Ω 2A”。闭合开关并将滑片P从一端滑
到另一端的过程中,滑动变阻器的电功率与电
流表示数的关系图像如图乙所示。则定值电
阻R的阻值为 10 Ω;滑动变阻器的最大功
率为 3.6 W。
甲
乙
类型四 敏感电阻类
10.(多选)一个超声波加湿器,其内部湿度监测
装置的简化电路如图甲。已知电源电压恒为
12V,定值电阻 R0的阻值为30Ω,电流表的
量程为0~0.2A,电压表的量程为0~9V。
R的阻值随湿度RH的变化关系如图乙,其最
大阻值为120Ω(图像中未画出)。在保证电
路安全工作的前提下,下列说法正确的是
(B)
甲
乙
A.湿度增大时,电压表示数变大
B.当湿度为60%时,电流表示数为0.1A
C.电路消耗的最大功率为3.6W
D.装置能检测的最大湿度为
80%
106 众相原创 分层练· 广西物理(RJ)
11.(多选)如图甲为升降机的电路的原理图,电
源电压恒为6V,R0为定值电阻,电压表量程
为0~3V,压力为0时,电压表的示数为2V,
压敏电阻 R1的阻值与所受压力大小的关系
如图乙所示。下列说法正确的是 (B)
甲
乙
A.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而增大
B.压敏电阻所受压力变大时,电压表的示数
变大
C.压敏电阻所受压力为0时,电路的总功率
为0.24W
D.压敏电阻允许承受的最大压力为2500N
类型五 综合类
12.甲和乙的U-I图像如图所示,由图可知甲的电
阻为 20 Ω;若将甲、乙串联接入某一电源,乙
消耗的功率为0.4W,则电源电压为 6 V。
13.(多选)(2023绥化改编)如图甲所示电路中,
小灯泡标有“10V 5W”字样(忽略温度对
灯丝电阻的影响),a、b为滑动变阻器两端
点。滑片从 b端滑动到某一位置的过程中,
滑动变阻器消耗的电功率P与其两端电压U
的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的
是 (B)
甲
乙
A.电源电压为16V
B.小灯泡的阻值为10Ω
C.滑动变阻器的最大阻值为100Ω
D.该电路消耗的最大功率为6W
14.如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,R1
为定值电阻,R2为滑动变阻器。图乙中 a、b
两条线是根据图甲测得的两个电阻的U-I曲
线。可知,滑动变阻器的最大阻值为 60 Ω;
电压表 V1的最大示数为 8 V;当电流为
0.1A时,R1的电功率为 0.2 W。
甲
乙
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如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合开关,将滑动变阻器的滑片从一端移动
到另一端的过程中,两电压表示数与电流表
示数的变化关系如图乙所示,则电压表 V1
的示数变化是图像 b (选填“a”或“b”),
电源电压为 15 V;滑片移至最左端时,
10s内电流通过R1产生的热量为 6 J。
甲
乙
15.如图甲所示,闭合开关 S,滑动变阻器的滑片
P从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表示数
与两电压表示数的关系如图乙所示,则电源电
压为 10 V,灯的额定功率为 5.6 W,滑动
变阻器的最大阻值为 45 Ω。
甲
乙
30
(3)整个电路10min消耗的电能
W=UIt=9V×0.6A×10×60s=3240J。
三阶 核心素养情境练
18.60 40
第3节 测量小灯泡的电功率
一阶 基础巩固分点练
1.C 2.D 3.B 4.A 5.AB 6.B 7.B
二阶 拓展提升综合练
8.2.5 0.75 9.(1)断开 最大 (2)滑动变阻器 A (3)A 亮 (4)0.625 温度
10.(1)如答图所示 (2)电流表使用前未调零 (3)D (4)左 0.4 1
三阶 核心素养情境练
11.C
小专题培优12 特殊方法测小灯泡的电功率
1.(1)U-U额 (3)U额 ×
U0
R0
2.(2)闭合开关S,断开S1,再闭合S2 (3)U额 ×
U-U额
R0
3.(1)U额 (2)S、S1 (3)
U1U额(U-U额)
R0(U-U1)
4.(2)U额
U额
2
R1
5.(1)R2 (2)S、S2 (3)
U-U2
U2R0
U额
2 6.(1)
U额
R0
(2)S和 S1 (2)U额 ×(I-
U额
R0
) 7.(3)I额(I-I额)R0
8.(2)保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,调节滑动变阻器R1的滑片 (3)
I21
I2
U
小专题培优13 与用电器铭牌相关的电功率问题
1.C 2.D 3.D 4.C 5.B 6.C 7.D 8.B
小专题培优14 与用电器铭牌相关的电功率问题
1.6 R2 【变式训练】> 1∶2 48 2.2 10 120 3.D 4.3.5 5 0.7 5.AC 6.AB 7.AC 8.10 电功率 0.3 0.9
9.10 3.6 10.AD 11.BD 12.20 6 13.CD 14.60 8 0.2 【变式训练】b 15 6 15.10 5.6 45
小专题培优15 电功率相关动态电路分析与计算
1.C 2.C 3.BC 4.B
5.解:(1)灯泡的电阻RL=
U2L
PL
=(6V)
2
6W =6Ω;
(2)闭合开关S,灯泡和滑动变阻器串联,当滑动变阻器接入电路中的电阻为3Ω时,小灯泡正常发光,此时小灯泡两端的电压为
6V,因为串联电路中电流处处相等,所以此时电路中的电流I=IL=
PL
UL
=6W6V=1A,
此时滑动变阻器两端的电压UR=IR=1A×3Ω=3V,
则电源电压U=UL+UR=6V+3V=9V;
(3)当滑动变阻器的滑片P移至某位置时,电压表的示数为1V,
不考虑温度对灯泡电阻的影响,此时电路中的电流I′=
UL′
RL
=1V6Ω
=16A,
此时整个电路的电功率P总 =UI′=9V×
1
6A=1.5W。
6.B 7.A 8.D 9.C
10.解:(1)当开关S1闭合,S2断开时,电路为L的简单电路,额定电压下灯泡正常发光,则电源电压U=UL=6V,
由P=UI可得,小灯泡正常发光时的电流IL=
PL
UL
=3W6V=0.5A;
(2)当S1、S2都闭合时,电路的总功率P=UI=6V×0.6A=3.6W。
11.解:(1)当开关S1、S2断开,S3闭合时,该电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流;此时电流表的示数为0.3A,即电路中
的电流I1=0.3A,由I=
U
R可知,
电源电压U=U1=IR1=0.3A×10Ω=3V;
(2)当开关S1断开,S2、S3闭合时,该电路为R1和R2的并联电路,电流表测干路中的电流;
由并联电路电阻的规律知,通过R2的电流I2=I-I1=0.45A-0.3A=0.15A,
R2的阻值R2=
U
I2
= 3V0.15A=20Ω;
(3)当开关S1闭合,S2、S3断开时,两电阻串联,由串联电路电阻的规律和欧姆定律可知电路中的电流
I′= UR1+R2
= 3V10Ω+20Ω
=0.1A,
通电10s电阻R1产生的热量Q=I′
2R1t=(0.1A)
2×10Ω×10s=1J。
12.B 13.C 14.D
15.解:(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流IL=
PL
UL
=3W3V=1A;
由I=UR可得,灯泡正常发光时的电阻RL=
UL
IL
=3V1A=3Ω;
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,小灯泡L和滑动变阻器R1串联,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光,所以,电路总
电阻R=UIL
=12V1A=12Ω,
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的电阻R1=R-RL=12Ω-3Ω=9Ω;
(3)闭合S、S1、S2时,R1与R2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,通过定值电阻R2的电流
I2=
U
R2
=12V12Ω
=1A,
调节滑动变阻器R1,使R1以最大功率工作时,干路电流为3A,
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I1=I-I2=3A-1A=2A,
1min内电流通过滑动变阻器做的功W=UI1t=12V×2A×60s=1440J。
小专题培优16 电功率比值类计算
1.C 2.D 3.D 4.6 2∶3 5.5∶1 1∶4 6.4∶1 40 7.20 12
小专题培优17 电功率极值、范围类计算
1.1 12 2.10 0.9 3.D 4.BCD
5.解:(1)由P=UI可知,小灯泡正常工作时的电流IL=
PL
UL
=3W6V=0.5A;
(2)当S2闭合,S1、S3断开时,小灯泡与滑动变阻器R2串联;要使灯泡正常发光,则此时电路中的电流I=IL=0.5A,
由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻R=UI=
15V
0.5A=30Ω,
灯泡的电阻RL=
UL
IL
=6V0.5A=12Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R2接入电路中的阻值R2=R-RL=30Ω-12Ω=18Ω;
(3)当S1、S2、S3都闭合时,R1、R2并联,小灯泡被短路;当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的总电阻最大,由 P=
U2
R
可知,整个电路消耗的功率最小;此时R1的电功率P1=
U2
R1
=(15V)
2
15Ω
=15W,
R2的电功率P2=
U2
R2大
=(15V)
2
30Ω
=7.5W,
则整个电路消耗的最小功率P=P1+P2=15W+7.5W=22.5W。
6.C 7.15 1.2~2.4
8.解:(1)由P=UI可知,小灯泡正常发光时的电流IL=
PL
UL
=3W6V=0.5A;
(2)当S、S1、S2都闭合时,L被短路,该电路为R和R0的并联电路,电流表测干路的电流;
滑动变阻器滑到b端时,其接入电路的阻值最大为R=20Ω,
已知R0=8Ω,则电路总电阻R并 =
R×R0
R+R0
=20Ω×8Ω20Ω+8Ω
=407Ω,
已知电流表示数为1.4A,即干路电流I=1.4A,由I=UR可知,
电源电压U=IR并 =1.4A×
40
7Ω=8V;
(3)当S闭合,S1、S2断开时,该电路为L和R的串联电路,电流表测电路中的电流;
已知灯泡的额定电流为0.5A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表所选量程为0~3A,
因此在保证电路安全前提下,电路中的最大电流I大 =IL=0.5A,
则电路消耗的总功率的最大值P大 =I大U=0.5A×8V=4W;
由I=UR可知,小灯泡的电阻RL=
UL
IL
=6V0.5A=12Ω,
滑动变阻器滑到b端时,其接入电路的阻值最大,此时电路消耗的功率最小为
P小 =
U2
RL+R
= (8V)
2
12Ω+20Ω
=2W;
即电路消耗总功率的范围为2~4W。
第4节 焦耳定律
一阶 基础巩固分点练
1.C 2.D 3.C 4.焦耳 小 5.100 6.200 7.1∶2
8.解:(1)使水温由20℃升高到100℃,水需要吸收热量
Q吸 =c水mΔt=4.2×10
3J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J;
(2)不计热量损失,电热水壶消耗的电能等于水吸收的热量,即W=Q吸 =3.36×10
5J,
加热所需要的时间t=WP=
3.36×105J
800W =420s。
二阶 拓展提升综合练
9.C 10.C 11.用电器 37440 12.0.6 90 40
13.(1)两侧液面高度差 转换 (2)电流 电阻 (3)电阻 电流 (4)二次方 焦耳定律
14.解:(1)由电路图知,开关S接高温挡位时,电路为R1的基本电路,
根据I=UR可得电热丝R1的阻值R1=
U
I1
=24V1.5A=16Ω;
(2)处于“低温”挡加热时,通过座椅垫的电流I=
P低
U=
24W
24V=1A;
(3)处于“低温”挡加热5min电流通过R1产生的热量Q1=I
2R1t=(1A)
2×16Ω×5×60s=4800J。
小专题培优18 多挡位家用电器相关判断及计算
1.保温 加热 2.低温 不能 3.低温 990 4.冷风 热风 5.低温 中温 高温
6.解:(1)由题意可知当S、S1闭合时,电路处于高温挡;当S闭合,S1断开时,电路处于低温挡,故低温挡的电流I低 =
U
R1
=5V10Ω
=0.5A;
(2)根据题意,当开关S、S1都闭合时,处于高温挡,总电流为1.5A,
故
R1×R2
R1+R2
=UI高
,即
5V
1.5A=
10Ω×R2
10Ω+R2
,解得R2=5Ω;
(3)高温挡的功率P高 =UI高 =5V×1.5A=7.5W。
7.解:(1)当开关S1断开,开关S2接A时,R1、R2两电阻串联,此时为低温挡,根据欧姆定律可知,电路中的电流
I低 =
U
R总
= UR1+R2
= 220V121Ω+55Ω
=1.25A;
(2)当开关S1闭合,开关S2接A时,只有电阻R1接入电路,此时为中温挡,空气炸锅处于中温挡时的功率
P=U
2
R1
=(220V)
2
121Ω
=400W。
8.解:(1)由电路图可知,开关S接触b、c两个触点时,电路为R1的基本电路,开关S接触c、d两个触点时,R1与R2并联,因并联电
路中总电阻小于任何一个分电阻,所以开关S接触b、c两个触点时总电阻大,开关S接触 c、d两个触点时总电阻小,由 P=U
2
R可
知,开关S接触b、c两个触点时电热器处于低温挡,开关S接触c、d两个触点时电热器处于高温挡,根据P=U
2
R可知,R1的电阻值
R1=
U2
P低
=(220V)
2
440W =110Ω;
因为R1=2R2,所以R2的电阻值R2=
1
2R1=
1
2×110Ω=55Ω;
(2)R2的电功率P2=
U2
R2
=(220V)
2
55Ω
=880W,
高温挡时的总功率P高 =P低 +P2=440W+880W=1320W;
(3)高温挡下工作7min产生的热量Q=W=P
高
t=1320W×7×60s=5.544×105J,
若产生的热量全部被水吸收,则水吸收的热量Q吸 =Q=5.544×10
5J,
根据Q吸 =cmΔt可知,水升高的温度Δt=
Q吸
cm=
5.544×105J
4.2×103J/(kg·℃)×2kg
=66℃,
理论上水的末温为40℃+66℃=106℃;
参考答案 参考答案 参考答案