考法提升练7 第十四章 电功率 第一～三节--2024-2025学年鲁科版物理九年级上学期

鲁科五四版 九年级上 中考新考法提升练 考法提升练7　第十四章 电功率 第一～三节 1．[2023·广西]小明发现家里的灯泡突然变亮，主要原因可能是灯泡的(　　) A．额定电压变大　　B．实际电压变大 C．额定功率变小 D．实际电压变小 B 考法提升练 2 2．[2023·南通]某智能手机的锂电池上标有“3.7 V　 4 200 mA·h”字样，该手机搭配了超级快充功能，快充时保持充电电压3.7 V不变，增大充电的电流。若给锂电池充入80%的电能，需要充电40 min，此时手机的充电电流大小跟下列用电器正常工作时的电流最接近的是(　　) A．节能灯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电冰箱 C 考法提升练 3 3．[多选][2023·丹东]如图甲所示，电源电压恒定，R1＝ 10 Ω。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连入电路的电阻的变化关系如图乙所示。 考法提升练 4 下列说法正确的是(　　) A．电源电压为8 V B．R1的最小电功率为1.6 W C．滑动变阻器R2的最大阻值为30 Ω D．当滑片P位于中点时，R1与R2的电功率之比为2∶3 ACD 考法提升练 5 4．[2023·巴中]在如图所示的电路中，已知电源电压4.5 V且保持不变，电压表的量程为0～3 V，电流表的量程为0～0.6 A，定值电阻R1标有“2.5 V　5 Ω”字样，滑动变阻器R2标有“10 Ω　1 A”字样。 考法提升练 在保证电路安全的前提下，下列判断正确的是(　　) A．电路中允许通过的最大电流为0.6 A B．滑动变阻器允许调节的最小阻值为2.5 Ω C．电压表的示数变化范围为1.5 V～3 V D．滑动变阻器的最大电功率为1.012 5 W 考法提升练 考法提升练 【答案】D 考法提升练 5.[2023·新疆]用如图所示的电路研究滑动变阻器R的电功率。电源电压保持不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片可移动的最大距离为18 cm，滑动变阻器R的电阻丝的阻值与其 长度成正比。 考法提升练 闭合开关S后，当滑片位于滑动变阻器R的中点时，滑动变阻器R的电功率为1.50 W；将滑片移动一段距离后，滑动变阻器R的电功率变为2.94 W，则滑动变阻器R的滑片移动的方向和距离可能为(　　) A．向左移动7 cm B．向左移动6 cm C．向右移动5 cm D．向右移动4 cm 考法提升练 考法提升练 考法提升练 【答案】C 考法提升练 6．[2023·达州]小明家的电能表面板如图所示，图中电能表的示数为________kW·h，他家同时使用的用电器总功率不能超过________W。家 里新添置一台空调并接入该电 能表中，让其单独工作5 min， 电能表的指示灯闪烁了320次， 则该空调的实际电功率为 ________W。 219.6 6 600 1 200 考法提升练 7.如图所示是白炽灯与LED灯正常工作时，将电能转化为光能和热能的比例饼状图，由图可知，LED灯的发光效率比白炽灯______(填“高”或“低”)； 高 考法提升练 4 W的LED灯和40 W的白炽灯正常发光时亮度相同，学校为了节约能源，将教室内的照明灯由20盏40 W的白炽灯全部换成4 W的LED灯。假设每天照明10 h，使用LED灯后，每个教室每月(30天)可以节约电能__________kW·h。 216 考法提升练 8．如图所示，电源电压不变，电阻R1、R2、R3的阻值均为R0。当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为I0，则电源电压为__________；改变 各开关的状态，整个电路消耗的最大 电功率为________。(均用I0、R0表示) 2I0R0 8I02R0 考法提升练 9．如图甲是实践兴趣小组设计的超声波加湿器内部湿度监测装置的简化电路。 考法提升练 电源电压U不变，电压表量程为0～15 V，R0为定值电阻，湿敏电阻R的阻值与湿度RH变化的关系图象如图乙所示，R的最大阻值为90 Ω。闭合开关S，在保障电路安全的情况下，当湿度为 某一数值RH1时，电压表示 数为12 V，湿敏电阻R的功 率为4.8 W； 考法提升练 当湿度增加到RH2(RH2＝RH1＋30%)时，电压表示数变化了4 V，则电源电压为______V，定值电阻R0为______Ω。若要将该电路允许监测湿度值RH范围增大，可以将电源电压U调________(填“大”或“小”)。 24 30 小 考法提升练 考法提升练 由图乙知，湿敏电阻R与湿度值RH成正比，当RH＝40%时，R＝40 Ω，当RH＝80%时，R＝80 Ω，即RH增大40%时，R的阻值增大40 Ω，所以当湿度增加到RH2(RH2＝RH1＋30%)时，湿敏电阻阻值R2＝R1＋30 Ω，由串联电路的分压原理知，湿敏电阻阻值变大，分得的电压增大，R0分得的电压减小，所以此时R0两端的电压U0′＝U0－4 V＝12 V－4 V＝8 V， 考法提升练 考法提升练 考法提升练 10.综合实践活动中，同学们设计了一款测力计的模型电路，如图所示。 考法提升练 当弹簧伸长时，电流表的示数就会变大，从而可以显示出拉力的大小。电阻丝ab的长度为10 cm、阻值为25 Ω，其阻值与长度成正比。滑片P的左端固定在拉杆上，弹簧处于原长时，滑片P位于a端。电源电压为6 V，弹簧电阻为1 Ω，定值电阻R0为4 Ω(其余部分的电阻不计)，电流表量程为0～0.6 A。忽略弹簧、拉杆、拉环的重力及滑片P与电阻丝ab的摩擦。 考法提升练 (1)在虚线框内，接线柱“1”应该与________(填“2”或“3”)连接。定值电阻R0在电路中所起的作用是____________。 【点拨】由题图可知，拉力增大时，滑片下移，因电流表示数随拉力的增大而增大，所以拉力增大时，电阻丝接入电路中的电阻应减小，则虚线框内接线柱“1”应与“3”连接；电阻丝接入电路的电阻过小时，定值电阻R0可以保护电路。 3 保护电路 考法提升练 (2)闭合开关S，弹簧处于原长时，定值电阻R0消耗的功率为________W。 0.16 考法提升练 (3)当电流表的示数最大时，弹簧的伸长量为________cm。 8 考法提升练 (4)若图中电流表由导线替代，换用一只量程为0～3 V电压表与R0并联。则当电压表的示数最大时，弹簧的伸长量为________cm。 8.8 考法提升练 考法提升练 考法提升练 (5)在汇报交流阶段，同学们对模型设计的不足提出了改进措施。如图所示的方案，从电路的安全性考虑，其他条件不变，R0的阻值应不小于________Ω。 9 考法提升练 【点拨】由(3)知通过电路的电流最大时电路总电阻为10 Ω，若此时电阻丝接入电路的电阻为0，则定值电阻的阻值R0′＝R－R弹簧＝10 Ω－1 Ω＝9 Ω。 考法提升练 11．[2023·南充]学校兴趣小组为了制作1个简易烘鞋器，从实验室找到以下实验器材：保护电阻R0＝10 Ω，电压U＝20 V的学生电源，每1 cm电阻为1 Ω的同种材料制成且粗细相同的电热丝10 m。他们设计的电路图如图所示(忽略温度对电阻 阻值的影响)。 考法提升练 (1)当Rx两端电压为4 V时，求电路中的电流和Rx的电功率。 考法提升练 (2)设Rx两端电压为Ux，请写出此时通过Rx的电流Ix的表达式(用R0、U、Ux表示)。 考法提升练 (3)求截取多长的电热丝，Rx的功率最大。 考法提升练 12．[2023·滨州改编]某科研小组用如图甲所示的电路，对由多种半导体材料混合制成的新材料电阻R3(标有 “2.5 V”字样)进行了测量。 考法提升练 电源电压恒定不变，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V。当闭合S和S1、断开S2，将滑动变阻器R2的滑片P从一端移至另一端时，测得电流表示数随电压表示数的变化情况如图乙中的图线A所示。 考法提升练 当把电压表并联在R3两端，闭合S和S2、断开S1，移动滑动变阻器R2的滑片P时，测得电流表示数随电压表示数的变化情况如图乙中的图线B所示。求： 考法提升练 (1)新材料电阻R3正常工作时的电功率。 【解】新材料电阻R3正常工作时电压U＝2.5 V，由图乙知对应的电流I＝0.5 A，新材料电阻R3正常工作时的电功率P＝UI＝2.5 V×0.5 A＝1.25 W。 考法提升练 (2)滑动变阻器R2的最大阻值。 考法提升练 (3)电源电压。 【解】当闭合S和S1、断开S2时，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联接入电路，当滑动变阻器滑片滑到阻值最大处时，电源电压U＝U2max＋U1＝3 V＋0.2 A×R1；当滑动变阻器滑片滑到阻值最小处时，两端电压为0 V，只有R1接入电路，对应的电流I2为0.6 A，此时电源电压U＝I2R1＝0.6 A×R1，因电源电压恒定不变，故 3 V＋0.2 A×R1＝0.6 A×R1，解得：R1＝7.5 Ω，电源电压U＝0.6 A×R1＝0.6 A×7.5 Ω＝4.5 V。 考法提升练 (4)在图甲电路中，电压表并联在R2两端，当闭合S和S2、断开S1时，为保证电路安全，求滑动变阻器R2连入电路的电阻范围及电路消耗的功率范围。 【解】在图甲电路中，电压表并联在R2两端，当闭合S和S2、断开S1时，滑动变阻器R2和新材料电阻R3串联，电压表(量程为0～3 V)测量R2两端电压，电流表(量程为0～0.6 A)测量电路电流。 考法提升练 考法提升练 考法提升练 【点拨】由题图可知，定值电阻R1、滑动变阻器R2、电流表串联，其中定值电阻R1允许通过的最大电流 Imax＝＝＝0.5 A，比其他元件允许的最大电流都小，所以电路中允许通过的最大电流为0.5 A，故 A错误；电路的最小总电阻R总＝＝＝9 Ω，则滑动变阻器允许调节的最小阻值R小＝R总－R1＝9 Ω－ 5 Ω＝4 Ω，故B错误； 由题知电压表的示数最大值为2.5 V，不可能达到3 V，故C错误；滑动变阻器的电功率P＝I2R2＝R2＝＝，当R2＝R1时，滑动变阻器的电功率最大，最大电功率Pmax＝＝＝1.012 5 W，故D正确。 【点拨】假设滑动变阻器R的电阻丝每1 cm的电阻为R0的n倍，某次接入的长度为k cm，则滑动变阻器的电功率P＝×knR0；第一次滑片位于中点时，接入电路的长度为9 cm，即k＝9，有1.50 W＝×9nR0①。向左移动7 cm， 则接入电路的长度为16 cm，有2.94 W＝ ×16nR0②，联立①②，解得n＜0，故A不可能；向左移动6 cm，则接入电路的长度为15 cm，有2.94 W＝×15nR0③，联立①③，解得 n＜0，故B不可能； 向右移动5 cm，则接入电路的长度为4 cm，有 2.94 W＝×4nR0④，联立①④，解得n＞0，故C可能；向右移动4 cm，则接入电路的长度为5 cm，有2.94 W＝×5nR0⑤，联立①⑤，解得n＜0，故D不可能。 【点拨】由图甲知，R0与R串联，电压表测R0两端电压。当湿度为RH1时，湿敏电阻R的阻值为R1，由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中电流I＝I0＝＝，电源电压U＝I(R0＋R1)＝(R0＋R1)①；此时湿敏电阻R的功率为4.8 W，由P＝I2R有I1＝＝，由I0＝I1有＝②； 由串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中电流 I′＝I2＝I0′＝＝，电源电压U＝I′(R0＋R2)＝(R0＋R1＋30 Ω)③；解①③可得：R0＋R1＝60 Ω④，解②④可得：R0＝30 Ω或R0＝－60 Ω(舍去)，R1＝ 60 Ω－R0＝60 Ω－30 Ω＝30 Ω；将R0＝R1＝30 Ω代入①可得电源电压U＝(R0＋R1)＝×(30 Ω＋ 30 Ω)＝24 V。 当湿度值RH越大时，湿敏电阻R的阻值越大，电路的总电阻越大，电源电压一定，由I＝知，电路中电流越小，R0两端电压越小，电路安全，由图乙可知，监测湿度值RH最大可达到90%；反之，当湿度值RH越小时，湿敏电阻R的阻值越小，电路的总电阻越小，电路中电流越大，由U＝IR知，R0两端电压越大，可能会超过电压表量程，所以为了允许监测湿度值RH范围增大，而又要使电路安全，可调小电源电压。 【点拨】闭合开关，弹簧处于原长时，电阻丝接入电路中的电阻最大，即Rab＝25 Ω，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I＝＝＝0.2 A，定值电阻R0消耗的功率P0＝I2R0＝(0.2 A)2×4 Ω＝0.16 W。 【点拨】电流表量程为0～0.6 A，通过电路的最大电流为0.6 A，根据欧姆定律可得，此时电路的总电阻R＝＝＝10 Ω，此时电阻丝接入电路的电阻Rab′＝R－ R弹簧－R0＝10 Ω－1 Ω－4 Ω＝5 Ω，故电阻丝接入电路的长度为×10 cm＝2 cm，则弹簧的伸长量为10 cm－ 2 cm＝8 cm。 【点拨】电压表的量程为0～3 V，则定值电阻两端的电压最大为3 V，串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得，此时通过电路的电流I0＝＝＝0.75 A，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得R弹簧＋Rab″＝＝＝4 Ω， 则此时电阻丝接入电路的电阻Rab″＝4 Ω－1 Ω＝3 Ω，故电阻丝接入电路的长度为×10 cm＝1.2 cm，则弹簧的伸长量为10 cm－1.2 cm＝8.8 cm。 【解】由图可知，R0与Rx串联。由串联电路的电压特点可知，R0两端的电压U01＝U－Ux1＝20 V－4 V＝16 V，此时电路中的电流I1＝＝＝1.6 A，Rx的电功率Px1＝Ux1I1＝4 V×1.6 A＝6.4 W。 【解】由串联电路的电压特点可知，R0两端的电压U0＝U－Ux，由串联电路的电流特点和欧姆定律可知，此时通过Rx的电流Ix＝I0＝＝。 【解】Rx消耗的电功率P＝I2Rx＝Rx＝ ＝，所以，当Rx＝R0＝10 Ω时，电热丝消耗的电功率最大；电热丝消耗电功率的最大值 P最大＝＝＝10 W，由题意可知，此时电热丝的长度L＝＝10 cm。 【解】由图乙可知，当滑动变阻器滑片滑到阻值最大处时，两端电压U2max＝3 V，对应的电流I1为0.2 A，根据欧姆定律可得，滑动变阻器R2的最大阻值 R2max＝＝＝15 Ω。 当电压表示数最大为3 V时，由串联电路的分压原理可知，此时滑动变阻器的阻值最大，新材料电阻R3两端电压U3＝4.5 V－3 V＝1.5 V，由图乙可知，此时通过电路中的电流为0.25 A，由欧姆定律知，此时滑动电阻器的阻值为＝12 Ω，电路最小功率为 4.5 V×0.25 A＝1.125 W。 当电压表示数最小时，由串联电路的分压原理可知，此时滑动变阻器的阻值最小，新材料电阻R3两端电压最大为2.5 V，由图乙知，此时电路中电流为0.5 A，电路最大功率为4.5 V×0.5 A＝2.25 W；滑动变阻器两端的电压为4.5 V－2.5 V＝2 V，由欧姆定律知，滑动变阻器的阻值为＝4 Ω。所以，滑动变阻器R2连入电路的电阻范围为4 Ω～12 Ω；电路消耗的功率范围为1.125 W～2.25 W。 $$