15.3 怎样使用电器正常工作(知识框架+知识点解读+考点解析+巩固训练)-2024~2025学年九年级物理上册同步点拨与训练(沪粤版,广东专用)
2024-11-11
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内容正文:
15.3 怎样使用电器正常工作(原卷版)
一、研究额定电压和额定功率
1.观察灯泡亮度的变化
当加在灯泡上的电压等于灯泡上标示的电压时,灯泡能正常发光;
若略大于标示的电压时,灯泡发光很亮;
若小于标示的电压时,灯泡发光较暗。
2.额定电压和额定功率
(1)额定电压和额定功率
定义
说明
额定电压
用电器正常工作时的电压
用电器铭牌上标定的电压值就是额定电压,常用表示
额定电流
用电器正常工作时的电流
用电器铭牌上标定的电流值就是额定电压,常用表示
额定功率
用电器正常工作时的电功率
用电器铭牌上标定的电功率就是额定功率,常用表示
实际电压
用电器实际工作环境下的电压
可能与额定电压相同,也可能不相等,常用表示
实际功率
用电器实际工作中的电功率
可能与额定功率相同,也可能不相等,常用表示
(2)额定功率与实际功率的区别
额定功率
实际功率
区别
概念
用电器在额定电压下工作时的电功率
用电器在额定电压下工作时的电功率
是否变化
是确定的、唯一的、不随实际工作电压的改变而改变
是不确定的,随用电器两端所加电压的改变而改变
联系
,,用电器正常工作
,,用电器不能正常工作,有可能烧坏用电器
,,用电器不能正常工作
(仅适用于电阻不变的纯电阻电路)
点拨 串、并联电路中电功率的分配关系
无论是串联电路还是并联电路,电路中电流做的总功等于各个用电器做功的总和,即。
关系 类型
串联电路
并联电路
特点
总电功率功等于各部分用电器电功率之和,即。
总电功率功等于各部分用电器电功率之和,即。
分配关系
各用电器的电功率功与其电阻成正比,即
各用电器的电功率功与其电阻成反比,即
二、测量小灯泡电功率
实验原理
要测量小灯泡的电功率,根据电功率公式可知,可以用电压表测出小灯泡两端的电压,再测出通过小灯泡的电流,即可算出小灯泡的电功率。
电路图
设计实验并进行实验
①检查电路连接无误后,将电压表的示数调整到等于小灯泡的额定电压,记录电压表和电流表的示数,观察并记录小灯泡的发光情况;
②调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数低于小灯泡的额定电压,记录电压表示数和电流表示数,观察小灯泡的亮度情况;
③调节滑动变阻器的滑片,让小灯泡两端的电压高于额定电压,记录电压表示数和电流表示数,观察小灯泡的亮度情况。
用公式计算小灯泡的额定功率和实际功率,记录在下表中。
实验序号
电压/V
电流/A
电功率/W
小灯泡亮度
1
2.5
2
2.0
3
3.0
实验结论
①当实际电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于额定功率,小灯泡正常发光;
②当实际电压低于额定电压时,小灯泡的实际功率低于额定功率,小灯泡发光较暗;
③当实际电压高于额定电压时,小灯泡的实际功率高于额定功率,小灯泡较亮;
实际电压越大,实际功率越大;小灯泡的亮度由其实际功率来决定,实际功率越大,灯泡越亮
1.(23-24九年级上·广东清远·阶段练习)现有“220V100W”的电灯泡一只,若将它接在家庭电路中,通过该灯泡的电流为 A(结果保留两位小数);若将它接在电压为“110V”的电路中,该灯泡的电阻为 Ω(不考虑温度对电阻的影响),实际功率为 W。
2.(23-24九年级上·广东汕头·阶段练习)将标有甲“6V 3W”和乙“6V 9W”两盏灯串联接入电源电压可调的电路中,要使其中一盏灯正常发光,电源电压为 V,此时乙灯的实际功率为 W。(灯丝电阻不随温度变化)
3.(23-24九年级上·广东揭阳·期末)灯泡L1和L2分别标有“220V 25W”和“220V 100W”的字样,则灯泡L1正常发光时的电阻是 Ω;若将这两盏灯并联在220V电路中,发光较亮的是 ;若将这两盏灯串联在220V电路中,发光较亮的是 。
4.(23-24九年级上·广东揭阳·阶段练习)甲、乙两只小灯泡分别标有“6 V 9 W”和“4 V 4 W”的字样。忽略温度对灯丝电阻的影响,且保证电路安全,下列说法中正确的是( )
A.两灯并联时,干路中的最大电流为2.5 A
B.两灯串联时,电源电压最大为10 V
C.两灯并联时一样亮
D.灯串联时,甲灯较亮
5.(23-24九年级上·广东佛山·期中)如图电路中,电源电压不变,闭合开关S,向右移动滑动变阻器R的滑片,下列数据变小的是( )
A.电流表A的示数
B.电压表V2的示数
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值
D.电路的总功率
6.(22-23九年级下·广东惠州·阶段练习)如图所示,电源电压恒定,灯丝电阻不变,当滑片P向右滑动时,下列说法错误的是( )
A.电流表A的示数变大
B.电压表V1的示数与电流表A的示数之比变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数乘积增大,灯泡变亮
D.当滑片滑到最右端时,电压表V1的示数接近电源电压
7.(23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习)如图所示是测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为4.5V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,为保证电路中各元件的安全,闭合开关,下列说法不正确的是( )
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电压表示数的变化范围为2~3V
C.滑动变阻器阻值的变化范围为8~50Ω
D.电路的最大电功率为1.125W
8.(23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·阶段练习)如图所示,电源电压6V不变,小灯泡标有“6V 3W”,滑动变阻器标有“18Ω 1A”,电压表所接量程为“0~3V”,电流表所接量程为“0~0.6A”,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关,为保证电路安全,下列不正确的是( )
A.电路的最大功率为3W
B.滑动变阻器可以接入电路的阻值为0~12Ω
C.电路中通过的最小电流为0.2A
D.小灯泡的最小功率为0.75W
9.(23-24九年级上·山西吕梁·阶段练习)如图是电阻A和B的图象,下列说法正确的是( )
A.电阻A的阻值与两端的电压成正比
B.若把A和B串联后接入某电路,电阻A两端的电压大于电阻B两端的电压
C.若把A和B串联后接入某电路,A和B消耗的电功率之比为1:4
D.若把A和B并联后接入电路中,A和B消耗的电功率之比是2:1
10.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像,下列说法中正确( )
A.甲和乙的阻值都随电压的增大而增大
B.当电压为2V时,电阻乙的阻值
C.仅把甲、乙并联在2.5V的电源上,消耗的总功率为1.25W
D.仅把甲、乙串联在电路中,电流为0.2A时,电路总电压为3V
11.(23-24九年级上·广东江门·期中)在测定“小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V。他们所设计的实验电路如图甲所示:
(1)正确操作后,小明同学闭合开关,电压表示数(如图乙所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(2)小丽同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,.并绘制成图丙所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(3)该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω;
(4)小组的同学完成上述试验后,小华提议用这些器材探究电流与电压的关系,小明立刻说明无法完成此实验,小明认为不能完成此实验探究的理由是 。
12.(23-24九年级上·广东揭阳·阶段练习)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用器材如下:2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡(额定功率小于1W)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“ A”或“B”)。
(2)闭合开关后,移动滑片,发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数,则该电路的故障可能是_________(选填序号)。
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.电流表断路
(3)排除故障后,通过正确操作使小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。
(4)实验时,小明组的电流表坏了,他找来了一个已知阻值的定值电阻R0,设计了图丙电路测小灯泡的额定功率,连好电路后,操作步骤如下:
① ,移动滑片,使电压表示数等于灯泡的额定电压U额;
②保持滑片位置不变,断开S2、闭合S1,记下电压表示数U。
则小灯泡额定功率表达式:P额= (用U额、U、R0表示)。
1.(23-24九年级上·广东清远·阶段练习)标有“220V 100W”的灯泡甲和标有“220V 40W”的灯泡乙,当它们在额定电压下工作时灯泡 (选填“甲”或“乙”)更亮;把灯泡甲、乙串联在电路中工作时灯泡 (选填“甲”或“乙”)更亮;灯泡甲在实际电压为110V时,它发光时的实际功率是 W。(灯丝电阻保持不变)
2.(23-24九年级上·陕西西安·期末)甲、乙两小灯泡铭牌上分别标有“4V 2W”和“6V 6W”,使用过程中每个小灯的电阻均不变,若两灯都正常发光,则 (选填“甲”或“乙”)灯会更亮一些,灯泡的电阻为 Ω;若把两灯串联在10V的电压下,则 (选填“甲”或“乙”)会被烧坏。
3.(2023·河南周口·一模)小灯泡L和定值电阻R接在如图1所示的电路中,其两者的I-U关系图像如图2所示,当电源电压为2V时,电流表的示数是 A,小灯泡此时的电阻为 Ω;如果将小灯泡L和定值电阻R串联接在电压为10V的电源两端,电路消耗的总功率为 W。
4.(23-24九年级上·广东江门·阶段练习)如图,闭合开关S,使滑片P向左滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小
B.电压表示数变小
C.小灯泡的额定功率变大
D.小灯泡变亮
5.(23-24九年级上·广东中山·期中)如图所示,将一个标有“6V;1.5W”的小灯泡L1和另一个小灯泡L2串联后,接在电压为16V的电源上,两盏灯都能正常发光,则灯泡L2的额定电压和额定功率分别是( )
A.6V 1.5W B.10V 2.5W
C.6V 2.5W D.10V 1.5W
6.(23-24九年级上·广东深圳·期末)某学习小组用装满盐水的气球连接在如图所示的电路中。当用手向相反的方向拉扯连接气球的导线,使气球变长(盐水与导线充分接触且气球不破裂),对这一过程进行分析,下面说法正确的是( )
A.小灯泡变得更亮
B.无论怎样拉动,电压表的示数都不变
C.电压表与电流表示数的比值变大
D.电路消耗的总功率变大
7.(23-24九年级上·广东佛山·阶段练习)如图甲所示,已知电流表的量程为,电压表的量程为,滑动变阻器的规格为“;0.5A”闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为9V
B.R1的阻值为
C.滑动变阻器的取值范围是
D.电路总功率最小为1W
8.(2023·广东清远·一模)如图甲所示电路,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中,两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.小灯泡的灯丝阻值越来越小 B.电路的最大总功率为1.2W
C.小灯泡的额定功率为0.65W D.R的阻值变化范围为50Ω~8Ω
9.(23-24九年级上·广东清远·期中)在一次测量小灯泡额定功率的实验中,(电源由三节新干电池串联组成)聪明而粗心的小刚连接了如图(A)所示的电路,同组的小明发现电路连接有错,问:
(1)小明主张拆了以后重新连接,可是时间来不及了,小刚眼珠一转,在图示电路中只改变了某根导线一端的接点位置,电路就能测量小灯泡的功率,请你帮助小刚在图(A)中画出要改动的那条导线;
(2)纠正错误后,在闭合开关S之前应该把滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。小灯泡上标有“2.5V”字样(灯泡额定功率约为1W),则电流表量程为 ,电压表量程为 ;闭合开关后,电压表的读数如图(B)所示,电流表的读数为0.2A,小灯泡的实际功率为 W,小灯泡发光情况为 ;(正常发光/可以发光/亮度较暗/不发光)
(3)如要测量小灯泡的额定功率,则应该将滑动变阻器的滑片P向 移动(左/右),将电压表的示数调整到 V,如果此时电流表的示数如图(C)所示,则该小灯泡的额定功率是 W。
10.(23-24九年级上·广东中山·阶段练习)如图甲是“测定小灯泡的电功率”的实验电路图,已知电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡电阻约为10Ω。
(1)某同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(2)某同学闭合开关,移动滑片P到某一点时的电压表示数如图丙所示,为 V。若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(3)某同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可);
(4)某同学用相同器材实验时,发现电流表不能正常使用,他们选用一个定值电阻R0,设计了如图丁所示的电路图,并进行如下实验操作:
①按图乙连接电路,检查无误后,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V;
②S处于闭合状态,滑片不动,断开S1、闭合S2,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率:P额= (用U额、U0、R0表示)。
1.(23-24九年级上·江苏盐城·期中)甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象,将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电源电压不变电路中,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.5A,此时灯泡L的电阻为 Ω,灯泡L的功率为 W,再闭合开关S2时,电路在1min内消耗的电能为 J。
2.(23-24九年级上·天津静海·阶段练习)定值电阻R和小灯泡L中的电流随其两端电压变化的关系如图甲所示,如图乙所示,闭合开关S,电流表示数为0.4A,此时小灯泡L消耗的电功率是 W;电源两端的电压为 V。
3.(23-24九年级上·广东清远·阶段练习)按要求完成下列各小题。
(1)一辆汽车在行驶途中遇突发情况,紧急刹车时,车身向前滑行一段距离,在路面上留下轮胎滑过的痕迹,轮胎温度急剧升高。这是因为紧急刹车时,车轮在地面上摩擦,利用了 的方式将 能转化为内能,因此轮胎表面温度急剧升高;
(2)小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的,他稍想:台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小,为此他设计了图甲所示的电路进行探究,已知电源电压为并保持不变,电压表(0~3V)2个,电流表(0~0.6A),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,小电灯泡标有“2.5V 1.25W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
①电路中a是 表,b是 表;
②实验中,小灯泡正常发光时电流表的示数为 ;
③根据实验数据,绘制出滑动变阻器的电功率PR与小灯泡的电功率PL的关系图象如图乙所示;由图可知:小灯泡的电功率(亮度)变大时,滑动变阻器的电功率 。
4.(23-24九年级上·山东临沂·阶段练习)如图甲是某同学设计的调光灯电路,图中小灯泡的额定电压为3V,电源电压保持4.5V不变,电压表的量程为0~3V。闭合开关S后,移动滑动变阻器滑片,说明灯丝电阻跟 有关,小灯泡正常发光时的电功率为 W,为了保证电路安全,滑动变阻器R可接入电路中的最小阻值为 Ω。
5.(23-24九年级上·福建三明·阶段练习)如图甲所示电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。滑片从最右端向左滑动的过程中,电压表示数 (选填“变大”、“不变”或“变小”),整个电路电功率变化了 W。
6.(23-24九年级上·江苏盐城·期中)如图所示的电路中,甲灯泡比乙灯泡亮,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则下列描述错误的是( )
A.P甲实>P乙实 B.U甲实>U乙实
C.I甲实>I乙实 D.R甲>R乙
7.(23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习)图甲是身高、体重测量仪,电路原理如图乙所示。电路中有一个电压表和一个电流表,当体检者站在台面上时,其中一个电表自动显示身高的大小,另一个电表自动显示体重的大小。压敏电阻R的阻值随压力增大而增大,滑片P随身高增高而上滑,下列分析正确的是( )
A.体重越大,显示体重的电表示数越大
B.体重越大,消耗的功率越大
C.身高越高,通过的电流越大
D.身高无论是越高还是越低,电路消耗的总功率大小不变
8.(23-24九年级上·福建三明·阶段练习)甲、乙两只白炽灯分别标有“220V,25W”、“220V,40W”( )
A.若两灯并联在220V的电压下,亮度一样
B.若两灯串联在220V的电压下,乙比甲亮
C.若两灯串联在220V的电源电压下,总功率小于25W
D.甲灯灯丝比乙灯粗
9.(23-24九年级上·北京朝阳·阶段练习)如图所示,电源电压为6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω;0.5A”字样;滑动变阻器R2标有“20Ω;1A”字样,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,在不损坏电路元件的情况下,下列做法正确的是( )
A.电路中电流最大是0.6A
B.R1两端电压不能超过3V
C.滑动变阻器连入电路的阻值在10~20Ω范围内变化
D.电路的总功率在1.8~3W范围内变化
10.(23-24九年级上·云南曲靖·阶段练习)某实验小组利用如图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率,电源电压恒为6V,规格分别为R1(10Ω 1A)和R2(30Ω 0.5A)的滑动变阻器各一个,小灯泡的额定电压是2.5V,正常发光时的电阻约为10Ω。
(1)连接电路时,滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”),选好后,并把滑片移到 处。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表的指针反偏,原因是 ,正确连接电路后,经过多次实验,测得的实验数据通过描点绘制出电流随电压变化的图象如图乙所示,小灯泡的额定功率是 W。
(3)实验时发现小灯泡的亮度是变化的,小灯泡的亮度是由 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的。测量小灯泡的电功率 (选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值。
(4)小花从数据中发现,灯泡的电阻是变化的,原因是 。
(5)小明在做该实验时,电流表烧坏了,他找来一定值电阻R,操作步骤如下:
①断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器滑片,使小灯泡正常发光,记下电压表示数U1;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,断开S2,闭合S1,记下此时电压表示数为U2,则小灯泡的额定功率表达式P额= (用U1、U2和R表示)。
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15.3 怎样使用电器正常工作(解析版)
一、研究额定电压和额定功率
1.观察灯泡亮度的变化
当加在灯泡上的电压等于灯泡上标示的电压时,灯泡能正常发光;
若略大于标示的电压时,灯泡发光很亮;
若小于标示的电压时,灯泡发光较暗。
2.额定电压和额定功率
(1)额定电压和额定功率
定义
说明
额定电压
用电器正常工作时的电压
用电器铭牌上标定的电压值就是额定电压,常用表示
额定电流
用电器正常工作时的电流
用电器铭牌上标定的电流值就是额定电压,常用表示
额定功率
用电器正常工作时的电功率
用电器铭牌上标定的电功率就是额定功率,常用表示
实际电压
用电器实际工作环境下的电压
可能与额定电压相同,也可能不相等,常用表示
实际功率
用电器实际工作中的电功率
可能与额定功率相同,也可能不相等,常用表示
(2)额定功率与实际功率的区别
额定功率
实际功率
区别
概念
用电器在额定电压下工作时的电功率
用电器在额定电压下工作时的电功率
是否变化
是确定的、唯一的、不随实际工作电压的改变而改变
是不确定的,随用电器两端所加电压的改变而改变
联系
,,用电器正常工作
,,用电器不能正常工作,有可能烧坏用电器
,,用电器不能正常工作
(仅适用于电阻不变的纯电阻电路)
点拨 串、并联电路中电功率的分配关系
无论是串联电路还是并联电路,电路中电流做的总功等于各个用电器做功的总和,即。
关系 类型
串联电路
并联电路
特点
总电功率功等于各部分用电器电功率之和,即。
总电功率功等于各部分用电器电功率之和,即。
分配关系
各用电器的电功率功与其电阻成正比,即
各用电器的电功率功与其电阻成反比,即
二、测量小灯泡电功率
实验原理
要测量小灯泡的电功率,根据电功率公式可知,可以用电压表测出小灯泡两端的电压,再测出通过小灯泡的电流,即可算出小灯泡的电功率。
电路图
设计实验并进行实验
①检查电路连接无误后,将电压表的示数调整到等于小灯泡的额定电压,记录电压表和电流表的示数,观察并记录小灯泡的发光情况;
②调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数低于小灯泡的额定电压,记录电压表示数和电流表示数,观察小灯泡的亮度情况;
③调节滑动变阻器的滑片,让小灯泡两端的电压高于额定电压,记录电压表示数和电流表示数,观察小灯泡的亮度情况。
用公式计算小灯泡的额定功率和实际功率,记录在下表中。
实验序号
电压/V
电流/A
电功率/W
小灯泡亮度
1
2.5
2
2.0
3
3.0
实验结论
①当实际电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于额定功率,小灯泡正常发光;
②当实际电压低于额定电压时,小灯泡的实际功率低于额定功率,小灯泡发光较暗;
③当实际电压高于额定电压时,小灯泡的实际功率高于额定功率,小灯泡较亮;
实际电压越大,实际功率越大;小灯泡的亮度由其实际功率来决定,实际功率越大,灯泡越亮
1.(23-24九年级上·广东清远·阶段练习)现有“220V100W”的电灯泡一只,若将它接在家庭电路中,通过该灯泡的电流为 A(结果保留两位小数);若将它接在电压为“110V”的电路中,该灯泡的电阻为 Ω(不考虑温度对电阻的影响),实际功率为 W。
【答案】 0.45 484 25
【详解】[1]若将灯接在家庭电路中,可知灯正常发光,由P=UI得,通过该灯泡的电流为
[2]不考虑温度对电阻的影响,该灯泡的电阻为
[3]若将它接在电压为“110V”的电路中,实际功率为
2.(23-24九年级上·广东汕头·阶段练习)将标有甲“6V 3W”和乙“6V 9W”两盏灯串联接入电源电压可调的电路中,要使其中一盏灯正常发光,电源电压为 V,此时乙灯的实际功率为 W。(灯丝电阻不随温度变化)
【答案】 8 1
【详解】[1]两灯的额定电流分别为
因为两灯串联,且一灯正常发光,串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流
I=I甲=0.5A
两灯的电阻分别为
电源电压为
U=IR总=0.5A×(12Ω+4Ω)=8V
[2]甲灯正常发光,乙灯的实际功率为
P实乙=I2R乙=(0.5A)2×4Ω=1W
3.(23-24九年级上·广东揭阳·期末)灯泡L1和L2分别标有“220V 25W”和“220V 100W”的字样,则灯泡L1正常发光时的电阻是 Ω;若将这两盏灯并联在220V电路中,发光较亮的是 ;若将这两盏灯串联在220V电路中,发光较亮的是 。
【答案】 1936 L2 L1
【详解】[1]根据公式可得,灯泡L1正常发光时的电阻是
[2]将这两盏灯并联在220V电路中,都正常工作,L1的功率小于L2的功率,所以发光较亮的是L2。
[3]将这两盏灯串联在220V电路中,电流相等,灯泡L2的电阻是
所以R1>R2,根据公式P=I2R可知,灯泡L1的实际功率大于L2的实际功率,所以发光较亮的是L1。
4.(23-24九年级上·广东揭阳·阶段练习)甲、乙两只小灯泡分别标有“6 V 9 W”和“4 V 4 W”的字样。忽略温度对灯丝电阻的影响,且保证电路安全,下列说法中正确的是( )
A.两灯并联时,干路中的最大电流为2.5 A
B.两灯串联时,电源电压最大为10 V
C.两灯并联时一样亮
D.灯串联时,甲灯较亮
【答案】C
【详解】根据P=UI可得,甲灯“6V 9W”额定电流为
乙灯“4 V 4 W”额定电流为
根据欧姆定律可得,甲灯的电阻为
乙灯的电阻为
A.并联电路中各支路两端的电压相等,所以两灯泡并联时,在保证电路安全情况下,两灯泡两端的电压
U并=U额2=4V
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因两灯电阻相等,因此电流为1A,所以干路中的最大电流
I并=1A+1A=2A
故A错误;
B.两灯泡串联时,电路中的最大电流
I串=I1=1A
在串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路两端允许加的最大电压
U串=I串(R1+R2)=1A×(4Ω+4Ω)=8V
故B错误;
C.并联电路中各支路两端的电压相等,因两灯电阻相等,根据可得,P2=P1,故两个灯泡一样亮,故C正确;
D.串联电路中各处的电流相等,根据可知,P2=P1,故两个灯泡一样亮,故D错误。
故选C。
5.(23-24九年级上·广东佛山·期中)如图电路中,电源电压不变,闭合开关S,向右移动滑动变阻器R的滑片,下列数据变小的是( )
A.电流表A的示数
B.电压表V2的示数
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值
D.电路的总功率
【答案】C
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.当向右移动滑动变阻器R1滑片的过程中,整个电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,电流表的示数增大,则定值电阻R2的电压增大,即电压表V2示数变大,故AB不符合题意;
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值等于滑动变阻器R1接入电路的阻值,当向右移动滑片的过程中,其接入电路的电阻变小,即该比值变小,故C符合题意;
D.电源电压不变,电路中的电流变大,根据可知,总功率变大,故D不符合题意。
故选C。
6.(22-23九年级下·广东惠州·阶段练习)如图所示,电源电压恒定,灯丝电阻不变,当滑片P向右滑动时,下列说法错误的是( )
A.电流表A的示数变大
B.电压表V1的示数与电流表A的示数之比变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数乘积增大,灯泡变亮
D.当滑片滑到最右端时,电压表V1的示数接近电源电压
【答案】B
【详解】由图可知,灯L与变阻器R串联,V1测灯L两端电压,电压表V2测变阻器R两端电压,电流表A测电路中电流;
A.闭合开关S,变阻器接入电路中的电阻变小,由,电路中的电流变大,故A正确,不符合题意;
B.电压表V1的示数与电流表A的示数之比等于灯丝的阻值,灯丝的温度越高电阻越大,电路中电流变大,灯丝的电阻变大,故B错误,符合题意;
C.当滑片P向右滑动时,电路中电流变大,灯泡两端的电压变大,由可知,两者的乘积增大,灯泡变亮,故C正确,不符合题意;
D.当滑片滑到最右端时,电路为灯泡的简单电路,电压表V2的示数为0,电压表V1的示数接近电源电压,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.(23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习)如图所示是测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为4.5V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,为保证电路中各元件的安全,闭合开关,下列说法不正确的是( )
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电压表示数的变化范围为2~3V
C.滑动变阻器阻值的变化范围为8~50Ω
D.电路的最大电功率为1.125W
【答案】C
【详解】A.由图可知:小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压;滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,因电源电压不变、小灯泡电阻不变,由欧姆定律可知:电路电流变小,电流表示数变小,由串联分压特点可知:滑动变阻器两端电压变大,电压表示数变大,故A正确,不符合题意;
BCD.当滑动变阻器接入电路阻值变小时,电路电流变大,小灯泡电压变大;为保证电路安全,小灯泡最大电压为2.5V,则滑动变阻器两端电压最小为
由得,此时电路最大电流
由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路最小阻值为
电路的最大电功率为
当滑动变阻器接入电路阻值变大时,由串联分压特点可知:滑动变阻器两端电压变大;为保证电路安全,滑动变阻器最大电压应等于电压表最大测量值3V;此时小灯泡电压
由得,小灯泡阻值为
则电路电流
由欧姆定律得,此时滑动变阻器接入电路最大阻值为
即电压表示数的变化范围为2~3V,滑动变阻器阻值的变化范围为8~20Ω,电路的最大电功率为1.125W,故BD正确,不符合题意,C错误,符合题意。
故选C。
8.(23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·阶段练习)如图所示,电源电压6V不变,小灯泡标有“6V 3W”,滑动变阻器标有“18Ω 1A”,电压表所接量程为“0~3V”,电流表所接量程为“0~0.6A”,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关,为保证电路安全,下列不正确的是( )
A.电路的最大功率为3W
B.滑动变阻器可以接入电路的阻值为0~12Ω
C.电路中通过的最小电流为0.2A
D.小灯泡的最小功率为0.75W
【答案】C
【详解】A.由电路图可知,小灯泡和滑动变阻器串联,当滑动变阻器滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,电压表被短路,此时电路总电阻最小,电路的总功率最大,又因为小灯泡的额定电压为6V,等于电源电压,所以可知电路的最大功率等于小灯泡的额定功率,为3W,故A正确,不符合题意;
BCD.因为电压表测量滑动变阻器两端电压,其量程为“0~3V”,则可知滑动变阻器两端的最大电压为3V,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,因为小灯泡的额定电压为6V,额定功率为3W,所以可得小灯泡的电阻为
当滑动变阻器两端的电压为最大值3V时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,根据串联电路的电压规律可得小灯泡两端的电压为3V,则电路中的电流为
这个电流也是电路的最小电流值,此时滑动变阻器的阻值为
即滑动变阻器可以接入电路的阻值为0~12Ω,因为此时电路中的电流最小,所以此时小灯泡的功率也最小,为
Pmin=IminUL=0.25A×3V=0.75W
故B、D正确,不符合题意,C错误,符合题意。
故选C。
9.(23-24九年级上·山西吕梁·阶段练习)如图是电阻A和B的图象,下列说法正确的是( )
A.电阻A的阻值与两端的电压成正比
B.若把A和B串联后接入某电路,电阻A两端的电压大于电阻B两端的电压
C.若把A和B串联后接入某电路,A和B消耗的电功率之比为1:4
D.若把A和B并联后接入电路中,A和B消耗的电功率之比是2:1
【答案】D
【详解】A.电阻A的I-U图象为过原点的倾斜直线,故电阻A的阻值不变,与两端的电压不成正比,故A错误;
BC.由图象可知,
,,
由可得,A和B两个定值电阻的阻值分别为
将电阻A、B串联接入电路,根据串联电路各处电流相等的特点可知:通过两个电阻的电流相等;当通过电路的电流相等时,由于,根据可得,A两端的电压小于B两端的电压,若把A和B串联后接入某电路,根据可知,A和B消耗的电功率之比为
故BC错误;
D.若把A和B并联后接入电路中,并联电路各支路两端电压相等,根据可知,A和B消耗的电功率之比是
故D正确。
故选D。
10.(23-24九年级上·山东青岛·阶段练习)如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像,下列说法中正确( )
A.甲和乙的阻值都随电压的增大而增大
B.当电压为2V时,电阻乙的阻值
C.仅把甲、乙并联在2.5V的电源上,消耗的总功率为1.25W
D.仅把甲、乙串联在电路中,电流为0.2A时,电路总电压为3V
【答案】D
【详解】A.由图可知,通过甲的电流与两端的电压成正比,电阻甲的阻值不变,故A错误;
B.由图可知,当电压为2V时,通过电阻乙的电流是0.2A,此时电阻乙的阻值为
故B错误;
C.由图可知,仅把甲、乙并联在2.5V的电源上,通过甲、乙的电流都是0.5A;根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,电路总电流为1A,则消耗的总功率为
故C错误;
D.由图可知,仅把甲、乙串联在电路中,电流为0.2A时,电阻甲两端的电压为1V,电阻乙两端的电压为2V;根据串联电路中总电压等于各部分电压之和可知,此时电路总电压为3V,故D正确。
故选D。
11.(23-24九年级上·广东江门·期中)在测定“小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V。他们所设计的实验电路如图甲所示:
(1)正确操作后,小明同学闭合开关,电压表示数(如图乙所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(2)小丽同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,.并绘制成图丙所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(3)该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω;
(4)小组的同学完成上述试验后,小华提议用这些器材探究电流与电压的关系,小明立刻说明无法完成此实验,小明认为不能完成此实验探究的理由是 。
【答案】(1) 1.5 左
(2)0.5
(3)10
(4)见解析
【详解】(1)[1][2]如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.5V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左端移动,直到电压表示数为额定电压2.5V。
(2)根据绘制成图丙所示的I-U图象知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
(3)根据串联电路电压的规律,变阻器分得电压为
U滑=U-UL=4.5V-2.5V=2V
由串联电路电流的规律和欧姆定律得到变阻器的最小阻值
(4)探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,而灯丝的电阻不是定值,随温度的变化而变化,小明不能完成此实验探究。
12.(23-24九年级上·广东揭阳·阶段练习)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用器材如下:2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡(额定功率小于1W)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)正确连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“ A”或“B”)。
(2)闭合开关后,移动滑片,发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数,则该电路的故障可能是_________(选填序号)。
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.电流表断路
(3)排除故障后,通过正确操作使小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。
(4)实验时,小明组的电流表坏了,他找来了一个已知阻值的定值电阻R0,设计了图丙电路测小灯泡的额定功率,连好电路后,操作步骤如下:
① ,移动滑片,使电压表示数等于灯泡的额定电压U额;
②保持滑片位置不变,断开S2、闭合S1,记下电压表示数U。
则小灯泡额定功率表达式:P额= (用U额、U、R0表示)。
【答案】(1)A
(2)B
(3)0.65
(4) 断开S1、闭合S2
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于阻值最大处,即A端。
(2)A.若小灯泡短路,电压表测量的是一段导线的电压,示数为0,即电压表无示数,故A不符合题意;
B.若小灯泡断路,则小灯泡不亮,电流表无示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表有示数,故B符合题意;
C.若电流表断路,则整个电路断路,两表都没有示数,故C不符合题意。
故选B。
(3)如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A,则该小灯泡的额定功率为
(4)[1][2]用已知电阻测量小灯泡额定功率的操作步骤如下:①断开S1、闭合S2,移动滑片,使电压表示数等于灯泡的额定电压;②保持滑片位置不变,断开S2、闭合S1,记下电压表示数U。在①中,电压表测量灯泡两端的电压,为额定电压,灯泡正常发光。在②中,电压表测量电源电压,由于此时电路中的阻值没有发生变化,故灯泡仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻两端的电压为
由欧姆定律,通过定值电阻的电流即灯的额定电流
则小灯泡的额定功率表达式
1.(23-24九年级上·广东清远·阶段练习)标有“220V 100W”的灯泡甲和标有“220V 40W”的灯泡乙,当它们在额定电压下工作时灯泡 (选填“甲”或“乙”)更亮;把灯泡甲、乙串联在电路中工作时灯泡 (选填“甲”或“乙”)更亮;灯泡甲在实际电压为110V时,它发光时的实际功率是 W。(灯丝电阻保持不变)
【答案】 甲 乙 25
【详解】[1]当它们在额定电压下工作时,两灯实际功率都等于额定功率,甲灯的额定功率大于乙灯,所以使用时甲灯较亮。
[2]根据可知,甲灯灯丝的电阻为
乙灯灯丝的电阻为
可知,乙灯的灯丝电阻大于甲灯的灯丝电阻。把灯泡甲、乙串联在电路中工作时,根据串联电路的电流特点可知,通过甲、乙两灯的电流相等,根据可知,乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率,所以,乙灯更亮。
[3]灯泡甲在实际电压为110V时,它发光时的实际功率是
2.(23-24九年级上·陕西西安·期末)甲、乙两小灯泡铭牌上分别标有“4V 2W”和“6V 6W”,使用过程中每个小灯的电阻均不变,若两灯都正常发光,则 (选填“甲”或“乙”)灯会更亮一些,灯泡的电阻为 Ω;若把两灯串联在10V的电压下,则 (选填“甲”或“乙”)会被烧坏。
【答案】 乙 6 甲
【详解】[1]当两灯都正常发光时,乙灯的功率较大,则乙灯会更亮一些。
[2]由得,乙灯的电阻
[3]甲灯的电阻
两灯串联时,电路中的电阻为
R总=R甲+R乙=8Ω+6Ω=14Ω
电路电流为
由P=UI得,甲灯的额定电流为
乙灯的额定电流为
则电路电流大于甲灯的额定电流,小于乙灯的额定电流,所以甲灯会烧坏。
3.(2023·河南周口·一模)小灯泡L和定值电阻R接在如图1所示的电路中,其两者的I-U关系图像如图2所示,当电源电压为2V时,电流表的示数是 A,小灯泡此时的电阻为 Ω;如果将小灯泡L和定值电阻R串联接在电压为10V的电源两端,电路消耗的总功率为 W。
【答案】 0.25 10 2
【详解】[1][2]由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联,电流表测量干路中的电流;电源电压为2V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以它们两端的电压均为2V,由图像可知对应的电流IL=0.02A,IR=0.05A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流
I=IL+IR=0.02A+0.05A=0.25A
此时灯泡的电阻
[3]如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为2V,电阻两端的电压为8V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电路总电压
U=UL+UR=2V+8V=10V
恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,电路中的电流等于0.2A,所以电路消耗的总功率是
P=UI′=10V×0.2A=2W
4.(23-24九年级上·广东江门·阶段练习)如图,闭合开关S,使滑片P向左滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小
B.电压表示数变小
C.小灯泡的额定功率变大
D.小灯泡变亮
【答案】D
【详解】
电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测量电源电压,电流表测电路中的电流。
AB.滑片向左移动时,变阻器接入电路中电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,电源电压不变,电压表示数不变,故AB错误;
CD.变阻器接入电路中电阻变小,由串联电路中电阻越小,分到的电压越小得,变阻器的电压变小,由串联电路分压特点得,灯泡的电压变大,根据知,小灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,故C错误,D正确。
故选D。
5.(23-24九年级上·广东中山·期中)如图所示,将一个标有“6V;1.5W”的小灯泡L1和另一个小灯泡L2串联后,接在电压为16V的电源上,两盏灯都能正常发光,则灯泡L2的额定电压和额定功率分别是( )
A.6V 1.5W B.10V 2.5W
C.6V 2.5W D.10V 1.5W
【答案】B
【详解】灯泡L1正常发光时的电压U1=6V,功率P1=1.5W,串联电路中各处的电流相等,且此时两灯泡均正常发光,根据P=UI可得,电路中的电流即L2的额定电流
串联电路中总电压等于各分电压之和,灯泡L2的额定电压
U2=U-U1=16V-6V=10V
灯泡L2的额定功率
P2=U2I2=10V×0.25A=2.5W
故选B。
6.(23-24九年级上·广东深圳·期末)某学习小组用装满盐水的气球连接在如图所示的电路中。当用手向相反的方向拉扯连接气球的导线,使气球变长(盐水与导线充分接触且气球不破裂),对这一过程进行分析,下面说法正确的是( )
A.小灯泡变得更亮
B.无论怎样拉动,电压表的示数都不变
C.电压表与电流表示数的比值变大
D.电路消耗的总功率变大
【答案】C
【详解】由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是盐气球两端的电压。
A.当用于向相反的方向拉扯连接气球的导线,气球变长变细,即长度增加,横截面积减小,故盐水气球的电阻变大,串联电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,根据P=I2R可知,灯泡的功率变小,亮度变暗,故A错误;
BC.盐水气球的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压变大,即电压表示数变大;电压表与电流表示数的比值为盐水气球的电阻,电阻变大,比值变大,故B错误,C正确;
D.电路中总电阻变大,电源电压不变,由可知,电路消耗的总功率变小,故D错误。
故选C。
7.(23-24九年级上·广东佛山·阶段练习)如图甲所示,已知电流表的量程为,电压表的量程为,滑动变阻器的规格为“;0.5A”闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为9V
B.R1的阻值为
C.滑动变阻器的取值范围是
D.电路总功率最小为1W
【答案】C
【详解】AB.由甲图可知,R1与R2串联,电压表测R2电压,根据串联电路特点,由图乙信息可知
由①②解得
故AB错误;
CD.由滑动变阻器R2的规格为“50Ω 0.5A”可知,当移动滑片使电流表示数达到
时,变阻器接入电路的电阻最小,由可得,此时电路的总功率最大
根据串联电路的分压特点,变阻器接入电路的电阻越大,其两端电压越高,由于电源电压小于电压表的所用量程的最大值,故变阻器接入电路的最大值为其本身的最大值,即
此时电路的总电阻
则
由上可知,变阻器的阻值范围为2Ω~ 50Ω,电路总功率最小为0.6W,故C正确,D错误。
故选C。
8.(2023·广东清远·一模)如图甲所示电路,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中,两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.小灯泡的灯丝阻值越来越小 B.电路的最大总功率为1.2W
C.小灯泡的额定功率为0.65W D.R的阻值变化范围为50Ω~8Ω
【答案】D
【详解】A.两电表测量灯泡的伏安值,向左移动滑片时电阻减小,电流增大,电压增大,结合图乙,由可知,此过程灯泡电阻逐渐增大,故A错误;
B.电流最大时总功率最大,为
故B错误;
C.由图可知,小灯泡的额定电流为,则额定功率为
故C错误;
D.结合图乙,由欧姆定律,开始最右端时变阻器的阻值为
达到小灯泡额定电压时
故此过程R的阻值变化范围为50~8Ω,故D正确。
故选D。
9.(23-24九年级上·广东清远·期中)在一次测量小灯泡额定功率的实验中,(电源由三节新干电池串联组成)聪明而粗心的小刚连接了如图(A)所示的电路,同组的小明发现电路连接有错,问:
(1)小明主张拆了以后重新连接,可是时间来不及了,小刚眼珠一转,在图示电路中只改变了某根导线一端的接点位置,电路就能测量小灯泡的功率,请你帮助小刚在图(A)中画出要改动的那条导线;
(2)纠正错误后,在闭合开关S之前应该把滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。小灯泡上标有“2.5V”字样(灯泡额定功率约为1W),则电流表量程为 ,电压表量程为 ;闭合开关后,电压表的读数如图(B)所示,电流表的读数为0.2A,小灯泡的实际功率为 W,小灯泡发光情况为 ;(正常发光/可以发光/亮度较暗/不发光)
(3)如要测量小灯泡的额定功率,则应该将滑动变阻器的滑片P向 移动(左/右),将电压表的示数调整到 V,如果此时电流表的示数如图(C)所示,则该小灯泡的额定功率是 W。
【答案】(1)见解析
(2) 0~0.6A 0~3V 0.34 亮度较暗
(3) 左 2.5 0.75
【详解】(1)将灯泡与滑动变阻器相连的线去掉改接在电源负极,电路图如图所示:
(2)[1][2]因为小灯泡上标有“2.5V”字样,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表并联在小灯泡的两端,所以,电压表选择0~3V的量程;灯泡的额定功率约为1W,根据P=UI可得,小灯泡的额定电流约为
所以,电流表选择0~0.6A的量程。
[3][4]电压表的分度值为0.1V,示数为1.7V,即小灯泡的两端电压为1.7V,此时小灯泡的实际功率为
小于小灯泡的额定功率,所以,小灯泡亮度较暗。
(3)[1][2][3]由于小灯泡的额定电压为2.5V,要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡的两端电压为2.5V,所以需增大小灯泡的两端电压,减小变阻器的两端电压,根据串联分压原理可知,需减小变阻器接入电路的电阻,则应该将滑动变阻器的滑片P向左移动,将电压表的示数调整到2.5V,此时电流表的示数如图(C)所示,电流表的分度值为0.02A,示数为0.30A,即此时通过小灯泡的电流为0.30A,则该小灯泡的额定功率是
10.(23-24九年级上·广东中山·阶段练习)如图甲是“测定小灯泡的电功率”的实验电路图,已知电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡电阻约为10Ω。
(1)某同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(2)某同学闭合开关,移动滑片P到某一点时的电压表示数如图丙所示,为 V。若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(3)某同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可);
(4)某同学用相同器材实验时,发现电流表不能正常使用,他们选用一个定值电阻R0,设计了如图丁所示的电路图,并进行如下实验操作:
①按图乙连接电路,检查无误后,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V;
②S处于闭合状态,滑片不动,断开S1、闭合S2,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率:P额= (用U额、U0、R0表示)。
【答案】 0.5 1.5 左 小灯泡断路 2
【详解】(1)[1]由图乙得,灯泡的电压为2.5V时,电流为0.2A,小灯泡的额定功率是
(2)[2]实验中,定值电阻与变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路电流,灯泡的额定电压为2.5V,则电压表的量程选择0~3V。由图丙所示,电压表的分度值为0.1V,示数为1.5V。
[3]若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向左端移动,减小变阻器接入电路中的电阻,增大电路电流,使电压表的示数为2.5V。
(3)[4]某同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是与电压表并联的小灯泡断路。
(4)[5][6]某同学用相同器材实验时,发现电流表不能正常使用.他们选用一个定值电阻R0,设计了如图丁所示的电路图,并进行如下实验操作:
①按图乙连接电路,检查无误后,闭合开关S、S1,灯泡、定值电阻R0、变阻器串联,电压表测量定值电阻R0、变阻器的总电压,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为
此时灯泡正常发光。
②S处于闭合状态,滑片不动,断开S1、闭合S2,读出电压表示数为U0,电流连接方式不变,灯泡仍正常发光,电压表测量定值电阻R0电压,灯泡的额定电流为
③小灯泡的额定功率
1.(23-24九年级上·江苏盐城·期中)甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象,将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电源电压不变电路中,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.5A,此时灯泡L的电阻为 Ω,灯泡L的功率为 W,再闭合开关S2时,电路在1min内消耗的电能为 J。
【答案】 4 1 84
【详解】由图乙可知,只闭合开关S1时,电路中只有灯泡,电流表测电路中电流,灯泡两端电压即为电源电压,由图甲可知,当电流为0.5A时,电压为2V,即电源电压为2V,此时灯泡L的电阻为
灯泡L的功率为
再闭合开关S2,灯泡与R并联。由图甲可知,通过电阻R的电流为0.2A,电流总电流为
电路在1min内消耗的电能为
2.(23-24九年级上·天津静海·阶段练习)定值电阻R和小灯泡L中的电流随其两端电压变化的关系如图甲所示,如图乙所示,闭合开关S,电流表示数为0.4A,此时小灯泡L消耗的电功率是 W;电源两端的电压为 V。
【答案】 1 4.5
【解析】【小题1】[1]由电路图可知,定值电阻R与灯泡L串联,定值电阻R的图像是过原点的倾斜直线,灯泡的电阻与温度有关,是过原点的曲线。由图甲可知,电流表的示数I=0.4A时,UL=2.5V,R两端的电压UR=2V,此时小灯泡L消耗的电功率为
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源两端的电压
3.(23-24九年级上·广东清远·阶段练习)按要求完成下列各小题。
(1)一辆汽车在行驶途中遇突发情况,紧急刹车时,车身向前滑行一段距离,在路面上留下轮胎滑过的痕迹,轮胎温度急剧升高。这是因为紧急刹车时,车轮在地面上摩擦,利用了 的方式将 能转化为内能,因此轮胎表面温度急剧升高;
(2)小明家的台灯是通过电位器来调节亮度的,他稍想:台灯变亮时电位器消耗电能的功率会变小,为此他设计了图甲所示的电路进行探究,已知电源电压为并保持不变,电压表(0~3V)2个,电流表(0~0.6A),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,小电灯泡标有“2.5V 1.25W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。
①电路中a是 表,b是 表;
②实验中,小灯泡正常发光时电流表的示数为 ;
③根据实验数据,绘制出滑动变阻器的电功率PR与小灯泡的电功率PL的关系图象如图乙所示;由图可知:小灯泡的电功率(亮度)变大时,滑动变阻器的电功率 。
【答案】(1) 做功 机械
(2) 电流 电压 0.5 先变大后变小
【详解】(1)[1][2]紧急刹车时,车轮在地面上摩擦,克服摩擦做功,并将机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能,所以轮胎表面温度急剧升高。
(2)1①[1][2]a表串联在电路中,故a是电流表;b表并联在电路中,b是电压表。
②[3]小灯泡正常发光时的电流
③[4]根据图乙绘制出滑动变阻器的电功率与小灯泡的电功率的关系可知,小灯泡的电功率(亮度)变大时,滑动变阻器的电功率先变大后变小。
4.(23-24九年级上·山东临沂·阶段练习)如图甲是某同学设计的调光灯电路,图中小灯泡的额定电压为3V,电源电压保持4.5V不变,电压表的量程为0~3V。闭合开关S后,移动滑动变阻器滑片,说明灯丝电阻跟 有关,小灯泡正常发光时的电功率为 W,为了保证电路安全,滑动变阻器R可接入电路中的最小阻值为 Ω。
【答案】 温度 0.9 5
【详解】[1]由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻随电压增大而增大,由P=UI可知,电压和电流都增大时,电功率增大,温度升高,说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大,即灯丝的电阻与温度有关。
[2]由图乙可知,当灯泡两端的电压等于额定电压3V时,通过灯泡的电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电功率
[3]电流表的量程为0~0.6A,灯泡正常发光时的电流为0.3A,因为串联电路中电流处处相等,因此为了安全电路中的最大电流为0.3A,此时灯泡两端的电压为3V,在电压表的量程范围内,由串联电路中电压特点可知,滑动变阻器两端的电压
由欧姆定律可知,滑动变阻器R可接入电路中的最小阻值
5.(23-24九年级上·福建三明·阶段练习)如图甲所示电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。滑片从最右端向左滑动的过程中,电压表示数 (选填“变大”、“不变”或“变小”),整个电路电功率变化了 W。
【答案】 变大 2.4
【详解】[1]由电路图可知,R1与R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片P从最右端向左滑动过程中,接入电路中的电阻变大,由串联电路电压分配关系可得电压表的示数变大。
[2]由图乙可知,当R1=10Ω时,P1=0.9W,当R1′=20Ω时,P1′=0.8W,因串联电路中各处的电流相等,所以,由可得,电路中的电流分别为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变,所以,电源的电压
解得
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,则
整个电路的最大功率为
当R1=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大即20Ω时,电流为0.2A;此时整个电路的总功率最小
整个电路功率变化了
6.(23-24九年级上·江苏盐城·期中)如图所示的电路中,甲灯泡比乙灯泡亮,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则下列描述错误的是( )
A.P甲实>P乙实 B.U甲实>U乙实
C.I甲实>I乙实 D.R甲>R乙
【答案】C
【详解】A.甲灯泡比乙灯泡亮,所以甲灯泡的实际功率大于乙灯泡的实际功率,即P甲实>P乙实,故A正确,不符合题意;
C.两灯是串联关系,串联电路中电流处处相等,所以I甲实=I乙实,故C错误,符合题意;
D.P甲实>P乙实,且I甲实=I乙实,由P=I2R可得,R甲>R乙,故D正确,不符合题意;
B.串联电路中电流处处相等,则
故U甲实>U乙实,故B正确,不符合题意。
故选C。
7.(23-24九年级上·湖北武汉·阶段练习)图甲是身高、体重测量仪,电路原理如图乙所示。电路中有一个电压表和一个电流表,当体检者站在台面上时,其中一个电表自动显示身高的大小,另一个电表自动显示体重的大小。压敏电阻R的阻值随压力增大而增大,滑片P随身高增高而上滑,下列分析正确的是( )
A.体重越大,显示体重的电表示数越大
B.体重越大,消耗的功率越大
C.身高越高,通过的电流越大
D.身高无论是越高还是越低,电路消耗的总功率大小不变
【答案】D
【详解】AB.在电路中,滑动变阻器全部电阻R2与压敏电阻R1并联,体重越大,压敏电阻的阻值越大,根据欧姆定律知,通过压敏电阻电流变小;显示体重的电表示数越小,根据并联互不影响,R0的电流不变,电压不变,消耗的功率不变,故AB错误;
CD.由于滑动变阻器的滑片上接的是电压表相当于断路,身高改变,滑片移动时,接入电路的电阻不变,通过R0的电流不变,干路电流不变,根据P=UI知,总功率不变,故C错误,D正确。
故选D。
8.(23-24九年级上·福建三明·阶段练习)甲、乙两只白炽灯分别标有“220V,25W”、“220V,40W”( )
A.若两灯并联在220V的电压下,亮度一样
B.若两灯串联在220V的电压下,乙比甲亮
C.若两灯串联在220V的电源电压下,总功率小于25W
D.甲灯灯丝比乙灯粗
【答案】C
【详解】A.若两灯并联在220V的电压下,则两灯正常工作,实际功率等于额定功率,而灯泡的亮度取决于其实际功率的大小,则乙灯比甲灯亮,故A不符合题意;
BD.由题意知,乙灯的额定功率较大,根据可得,甲灯的电阻比乙灯的电阻大,由于灯丝的长度不知道,则没办法比较灯丝的横截面积;若两灯串联在220V的电压下,根据可知,乙灯的实际功率小,则乙灯比甲灯暗,故BD不符合题意;
C.由于串联电路的总电阻大于任何一个分电阻,串联后总电压不变,根据可得,两盏灯的总功率小于任何一个灯泡的额定功率,故C符合题意。
故选C。
9.(23-24九年级上·北京朝阳·阶段练习)如图所示,电源电压为6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω;0.5A”字样;滑动变阻器R2标有“20Ω;1A”字样,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,在不损坏电路元件的情况下,下列做法正确的是( )
A.电路中电流最大是0.6A
B.R1两端电压不能超过3V
C.滑动变阻器连入电路的阻值在10~20Ω范围内变化
D.电路的总功率在1.8~3W范围内变化
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故电路中的最大电流为0.5A,故A错误;
B.根据可知,当R1通过的电流最大,为0.5A时,R1两端的电压最大,为
故B错误;
C.电路中的最大电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,故滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
根据串联分压知识可知,当R2的阻值越大,其两端分的电压越大,根据可知,此时电路中的电流最小,故当电压表的示数3V时,电路中的电流最小,为
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,为
则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω,故C错误;
D.根据可知,电路消耗的最大功率为
电路消耗的最小功率为
所以,电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W,故D正确。
故选D。
10.(23-24九年级上·云南曲靖·阶段练习)某实验小组利用如图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率,电源电压恒为6V,规格分别为R1(10Ω 1A)和R2(30Ω 0.5A)的滑动变阻器各一个,小灯泡的额定电压是2.5V,正常发光时的电阻约为10Ω。
(1)连接电路时,滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”),选好后,并把滑片移到 处。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现电流表的指针反偏,原因是 ,正确连接电路后,经过多次实验,测得的实验数据通过描点绘制出电流随电压变化的图象如图乙所示,小灯泡的额定功率是 W。
(3)实验时发现小灯泡的亮度是变化的,小灯泡的亮度是由 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的。测量小灯泡的电功率 (选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值。
(4)小花从数据中发现,灯泡的电阻是变化的,原因是 。
(5)小明在做该实验时,电流表烧坏了,他找来一定值电阻R,操作步骤如下:
①断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器滑片,使小灯泡正常发光,记下电压表示数U1;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,断开S2,闭合S1,记下此时电压表示数为U2,则小灯泡的额定功率表达式P额= (用U1、U2和R表示)。
【答案】(1) R2 阻值最大
(2) 电流表正负接线柱接反了 0.625
(3) 实际功率 不需要
(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5)
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时小灯泡的电阻约为10Ω,灯的额定电流约为
当灯正常发光时,根据串联电路的电压规律及欧姆定律可知
故滑动变阻器应选R2。
[2]为了保护电路,连接电路时,应把滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
(2)[1]连接好电路后,闭合开关,电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了。
[2]由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,流过小灯泡的电流为0.25A,则小灯泡额定功率为
(3)[1]小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的,实际功率越大小灯泡越亮。
[2]小灯泡在不同电压下的实际功率不同,测量小灯泡电功率不需要多次测量求平均值。
(4)由图乙可知,当灯泡两端电压增大时,通过小灯泡的电流也增大,根据可知,小灯泡实际功率增大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故灯泡的电阻是变化的。
(5)在步骤①中,断开S1,闭合S2,灯L与定值电阻R串联后再与滑动变阻器串联,电压表测灯L两端电压,调节滑动变阻器的滑片,使灯正常发光,此时电压表的示数U1为灯L的额定电压;
在步骤②中,断开S2,闭合S1,灯L与定值电阻R串联后再与滑动变阻器串联,电压表测灯L与定值电阻R的总电压,示数为U2,因为保持滑动变阻器滑片位置不变,此时灯L与定值电阻R的阻值大小和两端电压不变,灯仍正常发光,此时定值电阻两端的电压为
由串联电路电流特点和欧姆定律可知,电路中的电流为
小灯泡的额定功率表达式为
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