18.8电功率比值的计算-2024-2025学年九年级物理全一册同步知识导航与微点作业(人教版)
2024-11-08
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内容正文:
初中物理教材知识导航与规律点拨及微点作业
18.8电功率比值的计算
一、单选题
1.如图所示是小灯泡L和电阻R通过的电流与它们两端电压关系的图像。下列说法不正确的是( )
A.电阻R的电阻值是10Ω
B.当通过R的电流是0.2A的时候,其消耗的电功率是0.8W
C.把L、R并联在电压是2V的电路中,干路中通过的电流是0.4A
D.把L、R串联在电路中,当电流是0.2A时,它们两端总电压是5V
2.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R 为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值是20Ω
B.滑动变阻器消耗的电功率最大时,变阻器的阻值是 10Ω
C.电源电压为8V
D.电路消耗的最大电功率为14.4W
3.如图甲,R1为定值电阻,RP 为滑动变阻器,闭合开关,RP的滑片从一端移动到另一端,得到电压与电流图像如图乙,下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V,R1阻值为1.8Ω
B.电路消耗的最小功率为0.6W
C.当电流为0.4时,RP 与R1阻值之比为2∶1
D.当 RP总阻值的接入电路时,它与定值电阻消耗的功率之比为5∶6
4.如图所示为两个电路元件甲和乙中的电流与电压关系的图像。下列说法错误的是( )
A.当甲两端的电压增大、通过的电流增大时,甲的阻值不变
B.当乙两端的电压增大、通过的电流增大时,乙的阻值变大
C.甲与乙串联在电源电压为的电路中,电路中的电流是
D.甲与乙并联在电源电压为的电路中,电路的总功率是
5.如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻,电表均为实验室常用电表。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大限度地调节滑动变阻器滑片P,两电压表示数与电流表示数变化的图像如图乙所示。此过程中,( )
A.电源电压为
B.滑动变阻器的最大阻值为
C.两电压表所用量程均为
D.电路消耗的最大功率为
6.小帆在电学学习中遇到困难时,总会想起周老师的教导:“我们的人一定可以完成任务”。如图甲所示,电源电压恒定,是定值电阻,是滑动变阻器,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,则( )
A.电源电压为20V B.EF是电压表的示数随电流表A的示数变化的图像
C.滑动变阻器的最大功率为4.5W D.整个电路的最大功率为14.4W
7.甲、乙两灯的额定电压分别为6V和3V,它们的电流随电压变化关系的图像如图所示。将甲灯与串联后接在电压恒为U的电源两端,甲灯正常发光,的功率为;乙灯与串联接在该电源两端,乙灯也能正常发光,的功率为。已知,则以下说法正确的是( )
①将两灯串联时电路允许的最大总电压为9V
②电阻的阻值是
③电源电压U是21V
④电路中与的比值是25∶18
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
8.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,标有“4V,”字样的灯L的图像如图乙所示。电流表的量程为闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P恰好在中点时,电流表示数为,当滑片P在左端时,电流表示数为下列判断全部正确的是( )
①灯L的电阻为
②电源电压为8V
③滑动变阻器的最大阻值为
④为保证电路安全,整个电路的最大功率是
A.②④ B.①③④ C.②③ D.②③④
9.如图所示为导体甲的电流随电压变化的图像,定值电阻乙的阻值为5Ω。下列说法错误的是( )
A.甲与乙串联在电源电压为2V的电路中,电路中的电流是0.20A
B.甲与乙串联在电源电压为1V的电路中,甲的功率小于0.2W
C.甲与乙并联在电源电压为1V的电路中,干路中的电流是0.6A
D.甲与乙串联在电源电压为2V的电路中,电路的总功率是0.4W
10.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R 为滑动变阻器。闭合开关 S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是( )
①电源电压为 8V
②滑动变阻器的最大阻值是 20Ω
③滑动变阻器消耗的电功率最大时,变阻器的阻值是 20Ω
④整个电路消耗的最大电功率为 14.4W
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
11.如图甲所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2=10Ω,滑动变阻器R3的阻值变化范围为0~50Ω。闭合开关S,滑动变阻器滑片从一端向另一端移动过程中,滑动变阻器的电功率随其电阻变化的图像如图乙所示。则( )
A.电源电压为9V
B.滑动变阻器最大功率为0.45W
C.电路工作时总功率最大值与最小值之比为7∶3
D.电压表示数的变化量与电流表示数变化量之比变大
12.图甲电路中电源电压9V不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻R2=10Ω,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”。当闭合S、S1接2时,当滑动变阻器R1的滑片在某两点间滑动时,小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像如图乙。则( )
①闭合S、S1接1时,电路的最小功率为2.7W
②闭合S、S1接1时,R2在1min内产生的热量最多为216J
③闭合S、S1接2时,滑动变阻器接入电路的电阻范围为6~18Ω
④闭合S、S1接2时,小灯泡实际功率为1W时,滑动变阻器的功率为2W
A.①②③④ B.②③④ C.①②④ D.①③④
二、填空题
13.如左图所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。右图是滑动变阻器的电功率与电流关系的图像。R0的阻值是 Ω,滑动变阻器的最大值是 Ω,电源电压是 V。
14.如图甲所示,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光;在图乙中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像,小灯泡的额定电功率为 W,当滑片在a点时,小灯泡与滑动变阻器的功率之比为 。
15.如图甲所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2=10Ω,滑动变阻器R3的阻值变化范围为0~50Ω。闭合开关S,滑动变阻器滑片从一端向另一端移动过程中,滑动变阻器的电功率随其电阻变化的图像如图乙所示。则电源电压为 V,滑动变阻器最大功率为 W。
16.如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V3W”字样,图乙是通过小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像。滑动变阻器R1的最大值为60Ω,定值电阻R2=10Ω。当闭合S和S1,断开S2,使滑动变阻器的滑片P在中点时,R2的功率为0.9W,则这时电流表的示数为 A,电源电压为 V。当闭合S和S2,断开S1,要使小灯泡功率为1.6W,则滑动变阻器连入电路中的阻值为 Ω。
17.如图,甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化的图像,将它们按图乙所示接入电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为1W,则电路电源电压为 V;再闭合开关,电流表示数变化了 A,此时电路消耗的总功率为 W。
18.某电饭煲内部电路简图如图甲,S为总开关,为自动控制开关,某同学用仪表测量出了该电饭煲煮饭和保温全过程的电流随时间变化的图像如图乙,电饭煲的工作电压恒为,当开关S、均闭合时,电饭煲处于 (选填“加热”或“保温”)挡,该挡位的电功率为 W,定值电阻的阻值为 。
19.如图甲所示电路中,电源两端电压保持不变,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像,则电源电压为 ,经计算该滑动变阻器的最大值为 ,当滑动变阻器的电功率最大时,R1阻值为 。
20.如图a所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S ,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图b所示,根据图像的信息可知:当电流为 0.2A时,R1,R2 消耗的电功率之比为 ,滑动变阻器消耗的最大功率为 。
21.如图甲所示,电源电压不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片从最右端a滑到最左端b的过程中,由电压表和电流表示数绘制的U-I图像如图乙所示,则电源电压是 V,滑动变阻器阻值最大是 Ω,10s内,电路消耗的最大电功为 。
22.如图所示,图甲是灯L和电阻R的电流随电压变化的图像,将它们按图乙所示接入电路中。只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.8W,则电源电压为 V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了 A,此时电路消耗的总功率为 W。
23.图甲电路中电源电压9V不变,小灯泡L标有“6V,3W”字样,定值电阻,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,则闭合S、接1时,在1min内产生的热量最多为 ,图乙是闭合S、接2时,小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像,则滑动变阻器接入电路的电阻范围为
三、计算题
24.有两只灯泡,A灯“6V 6W”、B灯“6V 3W”,A和B中电流随两端电压变化关系的图像如图甲所示:
(1)将、并联接在电源两端,求内电流做的功;
(2)将、串联接在某电源两端,使灯恰好正常发光,求此时灯电阻;
(3)将与一个滑动变阻器(50Ω 2A)串联接在电源两端,如图乙所示,调节滑动变阻器,当滑动变阻器的功率和灯功率相等时,求滑动变阻器的功率。
25.如图所示是思思同学在网上查阅的一幅“220V 40W”白炽灯泡电流与电压关系的图像。问:
(1)该灯泡正常发光时的电阻是多少?结合图像可以分析出灯泡的电阻随着温度的升高而怎样变化?
(2)若把两只这样的灯泡串联在220V电路中,两灯泡的总功率为多大?
26.如图甲所示的电路,电源两端的电压不变,R2是定值电阻,当开关S闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,根据电压表与电流表的示数,绘制的图像如图乙所示。
(1)滑动变阻器的滑动片向右移动时,请你定性分析电压表和电流表的示数如何变化;
(2)求电源电压、R1的最大阻值及R2;
(3)求该电路总功率的变化范围。
27.如图甲,电源电压可以调节,滑动变阻器R1的最大电阻为30,定值电阻R2的阻值为6;小灯泡R3的电流随电压变化的图像如图乙所示。
(1)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片滑至最左端时,电流表示数为0.6A,求此时电源电压;
(2)若电压表的量程为0-3V,电流表的量程为0-0.6A,只闭合开关S,调节电源电压,在保证各电路元件都安全的情况下,求整个电路消耗的最大功率。
28.如图甲为电热毛巾架,额定电压为220 V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙所示为其内部电路原理图,R1和R2都为发热电阻丝;图丙为该毛巾架在正常工作30 min内电流随时间变化的图像。求:
(1)高温挡的功率。
(2)发热电阻丝R2的电阻。
(3)毛巾架低温挡正常工作20 min产生的热量。
29.在综合实践活动中,兴趣小组设计了一款双档位电加热器,利用产生的蒸汽加湿或消毒,电加热器工作时,高档先将水箱内的水加热到100℃,低档维持水沸腾确保蒸汽不断产生。如图甲是其内部简化电路,S1和S均为自动控制开关,当水温达到100℃时S1自动断开,当水的质量低于0.2kg时S自动断开,R1、R2均为电热丝。水箱加满水后闭合开关,电加热器正常工作时电流随时间变化的图像如图乙。已知水箱容量2.2L,水的初温为20℃。[,]
(1)求低档工作时加热器的电功率;
(2)求R1的电阻;
(3)求电加热器高档位工作的加热效率。
30.现在市场上流行如图所示的新型电饭锅,采用“聪明火”技术,电脑智能控温、控压,智能化控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的口感和营养,其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝,S是自动控制开关。把电饭锅接入220V的电路中,用电饭锅的“聪明火”煮米饭,电饭锅工作时的电流随时间变化的图像如图乙所示。
(1)求电热丝R2的阻值(计算结果保留一位小数);
(2)这个电饭锅在0~15min内把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃。求:
①米饭吸收的热量();
②电饭锅在这段时间内加热的效率。
(3)R1与R2两电阻的数量关系是什么?(只需写出结果,不用写计算过程。)
31.如图甲,电源电压恒定,灯泡L阻值不变,滑动变阻器R规格为“100Ω 1A“。闭合开关,在保证电路元件安全且能使灯泡发光的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了滑动变阻器阻值与经过其电流的图像,如图乙所示。
求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡阻值;
(3)整个电功率最小时,20s滑动变阻器消耗的电能。
32.暖菜板通过内置加热装置,让面板快速升温,令饭菜可以长时间保持温热。如图1所示是加热装置的部分电路,由阻值为R、的两个电热丝组成,且。加热装置通过智能控温可实现高温和保温两种工作状态。某次用餐使用暖菜板1小时,暖菜板电功率随时间变化的图像如图2所示。求:
(1)高温挡工作时通过电路的电流;
(2)此次用餐使用暖菜板消耗的电能;
(3)小华认为虚线框中的部分可能有图3中的两种连接方式,其中是自动控制开关,请你通过分析计算判断哪一种连接方式符合要求。
33.如图甲所示,是某品牌电吹风的原理图,S是功能切换开关,可实现“关”、“凉风”、“热风”之间的转换,某次工作过程中,其电功率与时间的图像如图乙所示。求:
(1)电吹风吹凉风时,通过电动机的电流是多大?
(2)正常工作时电热丝的电阻是多大?
(3)电吹风内电动机的线圈电阻是8Ω,若电吹风吹凉风10min,则电动机线圈产生的热量是多少?
(4)某一天,小仁断开家中其它用电器,只用电吹风吹热风时,发现家中如丙图所示的电能表6min内指示灯闪烁了150次,求电吹风此时的实际功率是多少?
34.某款电饭锅内部电路简图如图甲所示,该电饭锅在某次“煮饭”和“保温”全过程的电功率随时间变化图像,如图乙所示。电饭锅工作电压恒为220V,其中R1、R2均是发热电阻丝(阻值不随温度变化)。请你分析并解决下列问题:
(1)试分析推理:电饭锅处于“保温”挡工作时,开关S1、S2分别处于什么状态?
(2)求发热电阻丝R1、R2的阻值。
(3)根据图乙可计算出该电饭锅在这次煮饭过程中消耗的电能大小。
35.小明用图1所示电路研究电功率和电流的关系,绘制了定值电阻R1、滑动变阻器R2的电功率与电流的图像,如图2甲、乙所示,求:
(1)R1的阻值;
(2)当电流表示数为0.1A时,滑动变阻器R2消耗的功率;
(3)电路消耗的最大电功率。
36.梦雨和蓝蓝同学在探究串联电路电压特点的实验过程中,设计了如图所示电路,电源电压恒定,滑动变阻器上标有“50Ω 2A”字样,闭合开关S,移动滑片,得到多组电压表V1的示数U1与电压表V2的示数U2的数据,根据两者的关系绘制了如图1所示的图像,滑动变阻器的电功率P2,与总功率P总的关系图像如图2所示,不计温度对电阻的影响。求:
(1)当此电路总功率为3W时,工作10min消耗的电能为多少焦耳;
(2)R1:R3;
(3)电源电压;
(4)若电压表的量程均为0~15V,电流表的量程为0~3A,在电路安全的情况下,定值电阻R1的最大电功率为多少W。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
B
B
B
D
C
C
C
D
题号
11
12
答案
B
A
1.A
【详解】A.由图象知,R的电流与电压成正比,即R为定值电阻,当R两端电压为4V时,通过的电流为0.2A,R的电阻值
故A错误,符合题意;
B.当通过R的电流是0.2A,R两端电压为4V,R的功率
PR=URIR=4V×0.2A=0.8W
故B正确,不符合题意;
C.当L、R并联在电压是2V的电路中,由并联电路电压的规律,L、R的两端电压都为2V,由图知,通过L、R的电流分别为0.3A、0.1A,由并联电路电流的规律可得,干路里的电流
I=IL+IR′=0.3A+0.1A=0.4A
故C正确,不符合题意;
D.把L、R串联在电路中,串联电路中各处的电流相等,当电流是0.2A时,L两端的电压是1V,R两端电压为4V,由串联电路电压的规律,电路的总电压
U=UL+UR=1V+4V=5V
故D正确,不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】A.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,R的最大阻值和R0串联,电流表测电路中的电流,由图乙可知,电路中的最小电流I最小=0.4A,滑动变阻器的功率P1=3.2W,由P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值
故A正确,不符合题意;
BC.电源的电压
U=I最小(R最大+R0)=0.4A×(20Ω+R0)
由图乙可知,当电路中的电流I′=0.6A时,滑动变阻器的功率最大,最大为P1′=3.6W,则滑动变阻器接入电路中的电阻
同理可得电源电压
U=I′(R′+R0)=0.6A×(10Ω+R0)
因电源的电压不变,所以
0.4A×(20Ω+R0)= 0.6A×(10Ω+R0)
解得R0=10Ω,电源电压
U= I最小(R最大+R0)=0.4A×(20Ω+10Ω)=12V
故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.当滑动变阻器接入电路的电阻最小为0时,只有R0工作,此时电路中的电流最大,总功率最大,则最大总功率
故D正确,不符合题意。
故选C。
3.B
【详解】A.由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻两端电压;图甲中,滑动变阻器滑片移动到最左端时,滑动变阻器阻值为零,仅定值电阻接入电路,此时电路电流最大,定值电阻两端电压最大且等于电源电压,由图乙可知:电压表示数最大为3V,即电源电压为3V;当电压表示数为3V时,电路电流为0.6A,由欧姆定律可知,定值电阻R1的阻值为
故A错误;
B.由图乙可知:电路最小电流I小=0.2A,因电源电压为3V不变,由
可知,电路消耗的最小功率为
故B正确;
C.由图乙可知:当电流为0.4A时,定值电阻两端电压U2=2V,则滑动变阻器两端电压
滑动变阻器与定值电阻电压之比为1∶2,根据串联分压特点可知:RP与R1阻值之比为1∶2,故C错误;
D.由题意可知:当滑动变阻器滑片移到最右端时,滑动变阻器阻值最大,电路总电阻最大,电路电流最小;由图乙可知,此时定值电阻两端电压为1V,电路电流为0.2A,由欧姆定律可知:此时滑动变阻器的阻值
当RP总阻值的接入电路时,滑动变阻器阻值为
因滑动变阻器与定值电阻串联,通过两者的电流相等,由
可知,它与定值电阻消耗的功率之比为
故D错误。
故选B。
4.B
【详解】A.由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,故A正确,不符合题意;
B.当乙两端的电压增大、通过的电流也增大,但是电流增大比电压增大快,根据欧姆定律可知乙的阻值变小,故B错误,符合题意;
C.甲、乙串联在电路中时,通过两电阻的电流相等,当电路电流为0.2A时,由图象可知,U甲=1V,U乙=2V,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,电源的电压为
U=U甲+U乙=1V+2V=3V
符合题中条件,故C正确,不符合题意;
D.甲、乙并联在电路中时,两电阻两端的电压相等,当电源电压为2V时,由图象可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流
I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A
电路总功率
P=U1I=2V×0.6A=1.2W
故D正确,不符合题意。
故选B。
5.B
【详解】A.由乙图可知,当电流为0.3A时,两电压表示数相等,此时电压表示数
电源电压
故A错误;
B.当电路电流最小为0.1A时,电路总电阻
滑动变阻器的最大阻值
故B正确;
C.当电路电流最小为0.1A时,电压表V2示数最大
则电压表V2应选择量程。当电流为0.3A时,电压表V1示数最大,则电压表V1应选择量程,故C错误;
D.当电流最大为0.3A时,电路消耗的最大功率
故D错误。
故选B。
6.D
【详解】AB.由甲图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电流表测电路中电流,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压。滑片P从B端滑到A端的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由电路中的电流变大;根据串联分压原理可知,滑动变阻器R2两端的电压变小;由于电源电压不变,由串联电路电压的规律可知R1两端的电压变大;所以,通过R2的电流随其两端电压的减小而增大,通过R1的电流随其两端电压的增大而增大;由此可知,乙图中MN是R1的U-I图象(即MN是V1表示数随A表示数变化的图象),EF是R2的U-I图象(EF是电压表V2示数变化的图象);由乙图可知,滑片在B端时滑动变阻器的电阻最大,电流最小为IB=0.4A,此时电阻R1和变阻器R2两端的电压分别为
U1B=4V,U2B=8V
电阻R1的阻值
则串联电路的电压特点可得,电源电压
U=U1B+U2B=4V+8V=12V
故AB错误;
C.滑动变阻器消耗的电功率
当
R2=R1=10Ω
时,滑动变阻器消耗的电功率最大;滑动变阻器消耗电功率的最大值
故C错误;
D.由图乙可知电路中的最大电流是1.2A,整个电路的最大功率为
P最大=UI最大=12V×1.2A=14.4W
故D正确。
故选D。
7.C
【详解】①由图知甲灯的额定电流为,乙灯的额定电流为,由于串联电路中各处的电流相等,所以两灯串联时,允许通过的最大电流中的最大电流为,由图像可知,通过甲灯的电流为时,甲灯两端的电压小于3V,则两灯串联时电路允许的最大总电压小于,故①错误;
②甲灯正常发光,由图像可知,电路电流为,根据欧姆定律可知甲灯正常发光的电阻为
同理,灯乙正常发光,由图像可知,电路电流为,根据欧姆定律可知乙灯正常发光的电阻为
甲灯与串联,由于甲灯正常发光,电路电流为,根据欧姆定律可知电源电压
①
乙灯与串联,由于乙灯正常发光,电路电流为,根据欧姆定律可知电源电压
②
又已知
③
联立①②③解得
,故②错误;
③电源电压
故③正确;
④与的比值
故④正确;
由上分析可知③④正确。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.C
【详解】①灯L标有“”字样,故灯L的额定电流
灯L正常发光时的电阻
由于灯泡的电阻受温度的影响,则灯泡的电阻是变化的,故①错误;
②③闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点时,变阻器接入电路的阻值为,灯L正常发光,则电路中电流
根据串联电路电压的规律和欧姆定律得到电源电压
滑片P在左端时,变阻器接入电路的阻值为R,电流表测量电路中电流,则此时电路的电流,由图乙知此时灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律和欧姆定律得出电源电压的表达式
由于电源电压不变,解方程组可得:电源电压,变阻器的最大电阻,故②③正确;
④为保护电路元件安全,电路电流不能超过灯泡的额定电流,故整个电路的最大功率
故④错误,故C正确。
故选C。
9.C
【详解】AD.串联电路中电流处处相等,由图得,当电路中电流为0.20A时,甲电压为1V,由欧姆定律得,乙电压为
电源电压为
此时电路中功率为
故AD正确,不符合题意;
B.甲与乙串联在电源电压为1V的电路中,甲的电压小于1V,电流小于0.2A,功率
故B正确,不符合题意;
C.甲与乙并联在电源电压为1V的电路中,甲得电流为0.20A,乙的电流为
干路中的电流是
故C错误,符合题意。
故选C。
10.D
【详解】②由图甲可知该电路为R和R0的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压;当滑动变阻器接入的阻值最大时,电路总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的电流最小为I1=0.4A,此时滑动变阻器的功率为P1=3.2W,由P=I2R可知滑动变阻器的最大阻值为
故②正确;
①当电路中的电流为0.4A时,由欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压为
由串联电路的电压特点可知电源电压为
⑤
由图乙可知,当电路中的电流为I2=0.6A时,滑动变阻器的功率为P2=3.6W,由P=UI可知此时滑动变阻器两端的电压为
由串联电路的电压特点可知电源电压为
⑥
⑤⑥联立即可得R0=10Ω,U=12V,故①错误;
③由图乙可知滑动变阻器的最大功率为P2=3.6W,由P=I2R可知此时滑动变阻器的电阻为
故③错误;
④当滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时,电路中只有R0,由可知此时电路总功率最大,则电路最大总功率为
故④正确,综上分析知,故ABC错误,D正确。
故选D。
11.B
【详解】闭合开关,R1、R2、R3串联,电流表测量电路电流,电压表测滑动变阻器两端的电压。
A.当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时,根据P=I2R可知电路中的电流为
此时滑动变阻器两端的电压为
电源电压为
①
当滑动变阻器接入电路的阻值为40Ω时,功率为0.4W,可知电路中的电流为
此时滑动变阻器两端的电压为
电源电压为
②
联立①②得:U=6V,R1=10Ω。故A不符合题意;
B.根据欧姆定律电功率匹配可知,当滑动变阻器的阻值等于两定值电阻之和时滑动变阻器的功率最大,此时滑动变阻器的阻值
电路中的电流
滑动变阻器的最大功率
故B符合题意;
C.滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路的总电阻最大,根据可知,此时电路的总功率最小
滑动变阻器接入电路的阻值最小时,电路总电阻最小,根据可知,此时电路的总功率最大
电路工作时总功率最大值与最小值之比为
故C不符合题意;
D.根据串联电路的特点可知电压表示数的变化量等于R1和R2两端电压之和的变化量,设R1、R2串联后的总电阻为R12,得
U12=IR12
则
据此可知电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比为
因R1和R2两的总电阻R12为定值,故电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比不变,故D不符合题意。
故选B。
12.A
【详解】①②闭合S、S1接1时,R1、R2串联,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,通过电路的电流最小,电路的总功率最小,则电路的最小功率为
因串联电路各处电流相等,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”,所以通过电路的最大电流为0.6A,则R2在1min内产生的热量最多为
Q=I2R2t=(0.6A)2×10Ω×1×60s=216J
③④闭合S、S1接2时,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测通过电路的电流,小灯泡L标有“6V 3W”字样,则灯泡正常发光时的电流为
根据串联电路电流规律可知,通过电路的最大电流为0.5A,此时灯泡正常发光,因串联电路总电压等于各部分电压之和,则此时滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为
由乙图可知,灯泡两端的电压最小为3V时,灯泡的实际功率最小为1W,说明此时变阻器接入电路的阻值最大,则此时电路中的电流为
此时滑动变阻器两端的电压为
U1'=U-U实=9V-3V=6V
则滑动变阻器接入电路的最大阻值为
所以滑动变阻器接入电路的电阻范围为6~18Ω,小灯泡的实际功率为1W时,滑动变阻器的功率为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13. 10 50 12
【分析】由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;由图像可知,电路中的电流最小时R1的电功率,根据求出R1的最大电阻;由图像读出电路中的电流为0.2A时R1的电功率,根据求出R1接入电路的电阻;根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式求出R0的阻值,进一步求出电源的电压。
【详解】[1][2]R0定值电阻与R1滑动变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知,当电路中电流最小时,电路的电阻最大,由图乙可知,最小电流,此时变阻器的电功率为1.0W,根据可得,变阻器的最大电阻
由图像可知,当电路中的电流时,变阻器R1的电功率,由可得,此时R1接入电路的电阻
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和,由可得,电源的电压
------①
当电路中的电流时,电源的电压
------②
解得:。
[3]电源电压
14. 4 5∶1
【详解】[1]当滑片从最右端向左滑动到a点时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压变小,灯泡两端的电压变大,则图乙向下弯曲的曲线是滑动变阻器的I-U图像,向上弯曲的曲线是灯泡的I-U图像。当小灯泡正常发光时,电流最大,由图乙可知,灯泡正常发光时的电流
IL=0.4A,UL=10V
故小灯泡的额定功率
PL=ULIL=10V×0.4A=4W
[2]当滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,为20Ω,此时电路中的电流最小,由图乙可知电路中的最小电流为0.3A,此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等,则电源电压
U=UL右+UR右=2UR右=2IR=2×0.3A×20Ω=12V
由上问可知,滑片在a点时,灯泡两端电压为10V,则滑动变阻器两端的电压
URa=U-UL=12V-10V=2V
小灯泡与滑动变阻器的功率之比
15. 6 0.45
【详解】[1]由图甲可知,电阻R1、R1、R3串联,且R1、R2为定值电阻,R2阻值为10Ω,R3为滑动变阻器;由图乙可知,滑动变阻器阻值为10Ω时,滑动变阻器的电功率为0.4W,滑动变阻器阻值为40Ω时,滑动变阻器的电功率为0.4W。则当滑动变阻器电阻为10Ω时,电路中电流为
当滑动变阻器电阻为40Ω时,电路中电流为
由于电源电压不变,故电路中电流与总电阻成反比,因为
故电路中前后总电阻关系为
由串联电路电阻关系可得
解得,定值电阻R1阻值为10Ω,则电源电压为
[2]滑动变阻器的最大功率为
由上式可知,当R3阻值为20Ω时,滑动变阻器的功率最大,带入求解可得,滑动变阻器的最大功率为0.45W。
16. 0.3 12 20
【详解】[1][2]当闭合S和S1,断开S2时,滑动变阻器R1和定值电阻R2串联,电流表测电路中电流,滑动变阻器的滑片P在中点,此时,滑动变阻器的阻值为最大阻值的一半,大小为,R2的功率为0.9W,由公式可知,电路电流为
则这时电流表的示数为0.3A。由公式可知,电源电压为
[3]当闭合S和S2,断开S1时,滑动变阻器R1和小灯泡L串联,由图乙可知,小灯泡功率为1.6W时,小灯泡两端的电压为4V,由公式可知,此时电路中的电流为
由串联电路的电压规律可知,此时,滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器连入电路中的阻值为
17. 2 0.2 1.4
【详解】[1][2]只闭合开关S时,电路为L的简单电路,由图甲可知,当小灯泡两端的电压,通过的电流时,灯泡的实际功率
所以,小灯泡两端的电压为2V,电源的电压为2V,闭合开关S、S1时,L与R并联,电流表测干路电流,它们两端的电压为2V,由图像可知,通过R的电流0.2A,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,电流表示数的变化量即为通过R的电流,其大小为0.2A。
[3]干路电流
此时电路消耗的总功率
18. 加热 1232 40
【详解】[1]同时闭合S、S1时,两电阻并联接入电路,电路的总电阻最小,由可知电路的总功率最大,处于加热挡。
[2]加热挡电流较大,电饭煲处于煮饭状态,由图乙知,此时的电流为5.6A,该挡位的电功率为
P=UI加=220V×5.6A=1232W
[3]S闭合、S1断开,只有电阻R1工作,电流较小,电饭煲处于保温状态,由图乙知,此时的电流为0.1A,根据并联电路电流的规律得到通过电阻R2的电流为
I2=I-I1=5.6A-0.1A=5.5A
电阻R2的阻值为
19. 12V 50Ω 10Ω
【详解】[1]根据图象可知,当电路中电流为0.2A时,滑动变阻器消耗的电功率2.0W,由P=UI可知,此时滑动变阻器两端电压
根据串联电路的电压规律可知,电源电压为
当电路中电流为0.4A时,滑动变阻器消耗的功率为3.2W,由P=UI可知,此时滑动变阻器两端电压
根据串联电路的电压规律可知,电源电压为
因电源的电压不变,则
解得
R0=10Ω
电源的电压
[2]当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路中的最小电流I=0.2A时,R1的电功率为2W,由P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值
[3]滑动变阻器消耗的电功率为
故当
R1=R0=10Ω
时,滑动变阻器消耗的电功率最大。
20. 2:1 0.45W
【详解】[1]根据电路图a可知,R1和R2串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,由图b可知,当电流增大时,甲图线的电压增大,乙图线的电压减小,则甲图线表示电压表V1的变化情况,乙图线表示电压表V2的变化情况,当电流为 0.2A时,R1、R2 两端的电压分别为4V、2V,根据,R1、R2 消耗的电功率之比为
[2]根据图b可知,定值电阻的阻值为
电源电压为
滑动变阻器消耗的功率为
所以,当时,滑动变阻器消耗的功率最大,由图线乙可知,滑动变阻器的最大阻值为
能达到20Ω,所以滑动变阻器消耗的最大功率为
21. 9 60 27J
【详解】[1][2]由图像甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可知此时电路中的电流最小,由图乙可知电路中的最小电流为,此时电压表的示数为6V,根据欧姆定律可得滑动变阻器的电阻
电源电压
①
当滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可知此时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流为,此时电压表的示数为0,则电源电压
①
由于电源电压不变,联立①②解得:电源电压,定值电阻的阻值。
[3]根据可知通过电路的电流最大时,10s内电路消耗的电功最大,则10s内,电路消耗的最大电功为
22. 2 0.2 1.2
【详解】[1]只闭合开关S,电路中只有灯泡L工作,由图像得,当灯泡的电压为2V时,电流为0.4A,由得,此时灯泡的功率正好为0.8W,符合题意,则电源电压为2V。
[2]再闭合开关S1,灯泡L与电阻R并联,电流表测量干路电流,电路中总电阻变小,由欧姆定律得,电路中总电流变大,由并联电路各支路电压相等得,电阻的电压为2V,由图像得,电阻的电流为0.2A,由各支路互不影响得,电流表变化的电流
[3]此时电路的总电流为
消耗的总功率为
23. 216J 6~18Ω
【详解】[1]闭合S、S1接1时,R1、R2串联,因串联电路各处电流相等,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R1规格为“20Ω 1A”,所以通过电路的最大电流为0.6A,则R2在1min内产生的热量最多为
[2]闭合S、S1接2时,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测通过电路的电流,小灯泡L标有“6V 3W”字样,则灯泡正常发光时的电流为
根据串联电路电流规律可知,通过电路的最大电流为0.5A,此时灯泡正常发光,因串联电路总电压等于各部分电压之和,则此时滑动变阻器两端的电压
所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为
由乙图可知,灯泡两端的电压最小为3V时,灯泡的实际功率最小为1W,说明此时变阻器接入电路的阻值最大,则此时电路中的电流为
此时滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器接入电路的最大阻值为
所以滑动变阻器接入电路的电阻范围为6~18Ω。
24.(1)900J;(2)4Ω;(3)2.1W
【详解】解:(1) 、并联接在电源两端,都正常发光,实际功率都等于其额定功率,所以内电路消耗的电能为
(2)、串联接在某电源两端,使灯恰好正常发光,即B灯电压为6V,由甲图可知此时电流为0.5A,串联电路电流处处相等,此时A灯电压为2V,则此时灯电阻为
(3)当与滑动变阻器串联接在电源两端时,两者电流相等,当滑动变阻器的功率和灯功率相等时,根据可知与滑动变阻器电压也相等,均为3V,由甲图可知,电压为3V时,A灯电流为0.7A,所以滑动变阻器的功率为
答:(1)将、并联接在电源两端,内电流做的功为900J;
(2)将、串联接在某电源两端,使灯恰好正常发光,此时灯电阻为4Ω;
(3)滑动变阻器的功率为2.1W。
25.(1)1210Ω;灯泡的电阻随着温度的升高而增大
(2)33W
【详解】(1)该灯泡正常发光时的电阻是
由图象可知,当灯泡在U1=110V电压下工作时通过的电流为I1=0.15A,当灯泡在U2=220V电压下工作时通过的电流I2=0.18A,由欧姆定律可得对应的电阻分别为
因灯泡两端的电压越大时,通过的电流越大,由P=UI可知灯泡的实际功率越大,温度越高,结合计算得到的数据可知,灯泡的电阻随着温度的升高而增大。
(2)把两只这样的灯泡串联在220V电路中时,两灯泡的电阻相同,分得的电压相等,均为110V,此时通过每个灯泡的电流均为0.15A,则电路的总功率
P总=UI1=220V×0.15A=33W
26.(1)电压表的示数变大,电流表的示数变小;(2)12V,100Ω,20Ω;(3)1.2W∼7.2W
【详解】解:(1)闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。滑动变阻器的滑动片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压特点可知滑动变阻器两端的电压变大,故电压表的示数变大;电路总电阻变大,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,故电流表的示数变小。
(2)当滑片位于最左端时电路为R2的简单电路,此时电路中的电流最大,由乙图可知I大=0.6A,由可得,电源的电压
当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值R1与电阻R2串联,电压表测R1两端的电压,此时电路中的电流最小,由乙图可知,,,则变阻器R1接入电路的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U=I小R2+U1=0.1A×R2+10V
因电源的电压不变,所以
0.6A×R2=0.1A×R2+10V
解得:R2=20Ω;电源的电压
U=I大R2=0.6A×20Ω=12V
(3)电路消耗的最大电功率
P大=UI大=0.6A×12V=7.2W
电路消耗的最小电功率
P小=UI小=0.1A×12V=1.2W
该电路总功率的变化范围为1.2W~7.2W。
答:(1)滑动变阻器的滑动片向右移动时,电压表的示数变大,电流表的示数变小;
(2)电源电压为12V、R1的最大阻值为100Ω、R2的阻值为20Ω;
(3)该电路总功率的变化范围为1.2W~7.2W。
27.(1)3V;(2)2.5W
【详解】解:(1)开关都闭合时,R1和R2并联,小灯泡R3被短路,电流表测量干路电流。电路总电阻
电源电压
(2)只闭合开关S时,定值电阻R2与灯泡R3串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。假设电流表达到最大值,R2两端电压
电压大于电压表量程,会损坏电压表,所以不成立。
假设电压表示数达到最大值,即U2=3V,则电路中的最大电流
所以假设成立,即
由图像知道,当I3=0.5A时,U3=2V,由串联电路的电压特点可知,电源电压的最大值
整个电路消耗的最大功率
答:(1)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片滑至最左端时,电流表示数为0.6A,此时电源电压为3V;
(2)若电压表的量程为0-3V,电流表的量程为0-0.6A,只闭合开关S,调节电源电压,在保证各电路元件都安全的情况下,整个电路消耗的最大功率为2.5W。
28.(1)440W;(2)330Ω;(3)1.32×105J
【详解】解:(1)由图丙可得高温时电流I=2A,高温挡的功率
P=UI=220V×2A=440W
(2)高温挡只有R1连入电路
低温挡R1和R2串联,电流I=0. 5A,则
根据串联电路电阻的特点,R2的阻值
R2=R串-R1=440Ω-110Ω=330Ω
(3)毛巾架低温挡正常工作20min产生的热量
Q=W=UIt=220V×0.5A×20×60s=1.32×105J
答:(1)高温挡的功率为440W;
(2)发热电阻丝R2的电阻为330Ω;
(3)毛巾架低温挡正常工作20 min产生的热量为1.32×105J。
29.(1)440W;(2)27.5Ω;(3)80%
【详解】解:(1)由题意可知,低温挡工作时开关S1断开,由乙图可知加热器抵挡工作电流为2A。则加热器的电功率为
(2)低温挡工作时,R2的电阻为
当两个开关都闭合,两个电阻并联,电路的总电阻最小,由可知电功率最大,处于高温挡,总电流为10A,则由并联电路特点得
即
解得。
(3)电加热器高温挡工作7min时,电热为
水吸热为
加热效率为
答:(1)低档工作时加热器的电功率440W;
(2)R1的电阻为27.5Ω;
(3)电加热器高挡位工作的加热效率为80%。
30.(1)73.3Ω;(2)①3.696×105J, ②70%;(3)R2=2R1
【详解】解:(1)当开关S闭合时,R1短路,R2单独工作,电路中电阻最小处于加热状态,由图乙可知此时的电流为I=3A,由可知,电热丝R2的阻值为
(2)①米饭吸收的热量为
②0~15min消耗的电能为
电饭锅的加热效率为
(3)当开关S闭合时,R1短路,R2单独工作,电路中电阻最小,电流最大,由图乙可知此时的电流为I=3A,电源电压为
……①
当开关断开时,R1和R2串联,电路中电阻最大,电流最小,由图乙可知此时的电流为,电源电压为
……②
联立①②可解得
答:(1)求电热丝R2的阻值为73.3Ω;
(2)①米饭吸收的热量为3.696×105J;
②电饭锅在这段时间内加热的效率为70%。
(3)R1与R2两电阻的数量关系是R2=2R1。
31.(1)12V
(2)20Ω
(3)20J
【详解】(1)由图乙可知,当滑动变阻器里接入电路的电阻为20Ω时,电路电流为0.3A,根据欧姆定律可得,电源电压
①
当电路电流为0.1A时,滑动变阻器接入电路的电阻最大为100Ω,根据串联电路电压特点和欧姆定律可知,电源电压
②
由①②两式可得:RL=20Ω,U=12V。
(2)由1小问可知,小灯泡的阻值为20Ω。
(3)电源电压不变,根据公式P=UI可知,当电路电流最小时,功率最小,则整个电功率最小时,20s滑动变阻器消耗的电能
32.(1)2A;(2);(3)见解析
【详解】解:(1)由图2可知,高温挡的工作功率为440W,根据
可知,高温挡工作时通过电路的电流
A
(2)由图2可知,高温挡位工作了20min,保温挡工作了40min,则用餐
1h消耗的电能
(3)当为高温挡工作时电路中的总电阻
保温挡工作时,电路中的总电阻
Ω
若电路为方式一,闭合开关S,电路为的简单电路,此时为保温挡,则此时的功率为110W,接着闭合开关,此时为高温挡,则此时R的功率
由
可知
因此该连接方式不符合要求。
若电路为方式二,闭合开关S,电路为与R的串联电路,为保温挡,电路中的总电阻为440Ω,则有
Ω
当开关S、闭合,此时单独工作,电路为高温挡,电路中的总电阻为110Ω,则
符合电路要求。
答:(1)高温挡工作时通过电路的电流是2A;
(2)此次用餐使用暖菜板消耗的电能;
(3)方式二符合要求。
33.(1)0.4A;(2)100Ω;(3)768J ;(4)500W
【详解】解:(1)由图甲可知,电吹风吹凉风时,电路为电动机的简单电路,由图乙可知,吹凉风时,电动机的功率为88W,则正常工作吹冷风时通过电动机的电流
(2)由图甲可知,电吹风吹热风时,电动机与电热丝并联,则电热丝的功率
P电热丝=P热风-P凉风=572W-88W=484W
由可知,电热丝的电阻
(3)电动机线圈产生的热量
Q=IM2R线t=(0.4A)2×8Ω×10×60s=768J
(4)3000imp/kW·h表示电路中用电器每消耗1kW·h电能,电能表的指示灯闪烁3000次,则指示灯闪烁150次,电吹风消耗的电能
电吹风的实际功率
答:(1)电吹风吹凉风时,通过电动机的电流是0.4A;
(2)正常工作时电热丝的电阻是100Ω;
(3)电动机线圈产生的热量是768J;
(4)电吹风此时的实际功率是500W。
34.(1)电饭锅处于“保温”挡工作时,开关S1闭合、S1断开;分析推理见解析;(2)60.5Ω、939.5Ω;(3)1.46904×106J
【详解】解:(1)当S1闭合、S1断开,R1、R2串联;当S1、S2都闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路;因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻,所以由可知,电路为R1的简单电路时,电路中的电阻最小,电功率最大,电饭锅处于煮饭挡;R1、R2串联时,电路中的电阻最大,电功率最小,电饭锅处于保温挡;因此电饭锅处于“保温”挡工作时,开关S1闭合、S1断开。
(2)由图乙可知,电饭锅煮饭时的功率为800W,保温时的功率为48.4W,由可知,煮饭挡电路的电阻
因为煮饭挡时,电路为R1的简单电路,所以R1的阻值
R1=R煮饭=60.5Ω
由可知,保温挡电路的电阻
由串联电路的电阻特点可知,R2的阻值
R2=R保温﹣R1=1000Ω﹣60.5Ω=939.5Ω
(3)由图乙可知,电饭锅在这次煮饭过程中煮饭所用的时间为t煮饭=30min,保温所用的时间为
t保温=40min﹣30min=10min
由可知,这次煮饭过程中煮饭和保温消耗的电能分别为
W煮饭=P煮饭t煮饭=800W×30×60s=1.44×106J
W保温=P保温t保温=48.4W×10×60s=2.904×104J
则这次煮饭过程中消耗的电能
W=W煮饭+W保温=1.44×106J+2.904×104J=1.46904×106J
答:(1)电饭锅处于“保温”挡工作时,开关S1闭合、S1断开;分析推理见解析;
(2)发热电阻丝R1、R2的阻值分别为60.5Ω、939.5Ω;
(3)该电饭锅在这次煮饭过程中消耗的电能为1.46904×106J。
35.(1)25Ω;(2)0.75W;(3)4W
【详解】解:(1)研究电功率和电流的关系,通过调节变阻器R的滑片改变电路中电流,由知,在电阻一定时,电功率P与电流I是二次函数关系
所以图像开口向上,图2中甲是定值电阻R1的功率与电流的关系图像,乙表示滑动变阻器R2的功率与电流关系图像。
由图2中,R1的功率与电流关系图像知,电流为0.4A时,R1的功率为
由可得,R1的阻值
(2)由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中电流,当滑动变阻器连入阻值为0时,R1的简单电路,电路的电路中电流最大,由图像知此时的最大电流为0.4A,R1的功率为4W,由欧姆定律可得,电源电压
由欧姆定律可得,当电路中电流为
R1两端电压
由串联电路的电压特点知,此时R2两端电压
R2消耗的功率
(3)根据可知,当电源电压一定时,电路中的电流越大,电路消耗的功率越大,所以电路的最大电流
电路消耗的最大电功率
答:(1)R1的阻值25Ω;
(2)当电流表示数为0.1A时,滑动变阻器R2消耗的功率0.75W;
(3)电路消耗的最大电功率4W。
36.(1)1800J ;(2)2:1;(3)12V;(4)16W
【详解】解:(1)当此电路总功率为3W时,工作10min消耗的电能为
(2)由于电源电压恒定,电压表V1的变化量与R3的电压变化量相同,串联电路电流相同,故可以得出等式
同理,电压表V2的变化量与R1的电压变化量相同,故可以得出等式
故
(3)根据图2可知,当总功率为3V时,滑动变阻器的功率为2.25W,则电功率之比为
整理可得
则此时
设电源电压为U,则电阻R1和R3的电压为,而R1:R3的电阻之比为为2:1,则电阻R1的电压为
此时电阻R3的电压为
则此时电阻R2的电压为
当电压表的示数V2为,此时可以列等式
可以得出
此时根据电压表V1的示数可以列等式
将带入等式可得
可得电源电压为
(4)有滑动变阻器的电流范围可知,最大的电流为2A,而电压表的量程为0~15V,而电源电压只有12V,可知电压表安全,则总电阻为
而只有当滑动变阻器的电阻为0Ω,电阻R1和R3才能尽可能的比较大,而R1:R3比值为2:1,故R1最大为4Ω,则最大的电功率为
答:(1)当此电路总功率为3W时,工作10min消耗的电能为;
(2)R1:R3比值为2:1;
(3)电源电压为12V;
(4)R1最大的电功率为。
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