(2022-2024)三年全国中考物理选择题压轴题合集:电功率
2024-11-20
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内容正文:
电功率
一.选择题(共25小题)
1.(2024•德州)小强家安装的电能表如图甲所示,书房灯L及三孔插座的安装电路如图乙所示,为保证安全用电,下列说法正确的是( )
A.小强家的用电总功率不得超过2200W
B.若保险丝熔断,可用铁丝代替
C.a端应接零线,b端应接火线
D.三孔插座的安装符合安全用电原则
2.(2024•巴中)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1、V2示数之比为2:3。下列说法正确的是( )
A.通过R1、R2的电流之比I1:I2=1:2
B.R1、R2两端的电压之比U1:U2=2:1
C.相同时间R1、R2消耗电功之比W1:W2=1:2
D.R1、R2的电功率之比P1:P2=2:1
3.(2024•巴中)如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R的电阻为5Ω
C.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W
D.闭合S时,电路的总功率为6W
4.(2024•枣庄)如图所示,电源电压保持不变R2=2R1,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P位于最右端时,电压表的示数为3V,电路的总功率为P1;当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片p移至中点时,电压表示数为1.2V,电路的总功率为P2,下列说法正确的是( )
A.P1:P2=4:5
B.电源电压为12V
C.R1阻值为40Ω
D.电路的最大功率为2.7W
5.(2024•广安)小强上次查看家里的电能表显示为,本次查看时电能表示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.在这段时间内消耗的电能为792kW•h
C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D.只将一台标有“220V,1000W”的电热水器接入电路中,正常工作5min,电能表的指示灯闪烁300次
6.(2024•自贡)如图所示是灯泡L的I﹣U图象,结合图象分析,下列选项正确的是( )
A.当通过灯泡L的电流为0.2A时,工作1min消耗的电能是0.24J
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,其电功率为0.72W
C.将两个完全相同的灯泡L并联在3.6V的电源两端,电路的总功率为2.88W
D.将灯泡L和6Ω的定值电阻串联在6V的电源两端,电路的总电阻为18Ω
7.(2024•南通)图甲是灯泡L的I﹣U图像,灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路,已知电阻R0的阻值为5Ω,电流表量程为0~0.6A,电源电压可调。在电路安全工作的前提下,下列判断正确的是(提示:可在图甲中作出电阻R0的I﹣U图像)( )
A.两条支路中的电流不可能相同
B.灯泡实际功率总比电阻功率大
C.电路总功率最大可达到1.5W
D.电源可调的最大电压为1.8V
8.(2024•广元)如图是小英家的电能表表盘示意图,她断开其它用电器,只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min,发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电流的仪表
B.电能表允许通过的最大电流是10A
C.电能表表盘示数为10226kW•h
D.电饭煲正常工作10min,消耗电能6×105J
9.(2024•陕西)中药煎煮方式分为“文火”和“武火”,小明受此启发,用手动开关S1、温控开关S2、水量开关S3、加热电阻R1和限流电阻R2(R1、R2阻值不随温度变化),设计了煎药壶电路,其中S1为总开关,电源电压为220V。闭合开关S1,能实现如表所示的功能,下列关于此电路的分析正确的是( )
温度/℃
温控开关S2
壶内水量V/L
水量开关S3
R1的功率P/W
煎煮方式
<60
闭合
>0.2
闭合
800
武火
≥60
断开
>0.2
闭合
800
武火
≥60
断开
≤0.2
断开
100
文火
A.温控开关S2与水量开关S3是串联的
B.加热电阻R1的阻值是484Ω
C.若壶内水量小于0.2L,煎药壶工作时无法进行“武火”加热
D.若限流电阻R2断路,煎药壶工作时只能进行“武火”加热
10.(2024•德州)如图所示,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V,1.5W”字样,滑动变阻器R2上标有“15Ω,1A”字样,定值电阻R1阻值为10Ω,电压表量程为0~3V,不计温度对灯丝电阻的影响,在保证电路元件安全的前提下,下列说法错误的是( )
A.小灯泡正常工作时电流为0.5A
B.当开关S1、S2、S3断开,S闭合时,R2接入电路的最小阻值为3Ω
C.当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率最小值为3.375W
D.当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,R2接入电路的最大阻值为15Ω
11.(2024•日照)物理学习小组研究电路的特点,一组同学按照甲电路图连接好电路后,闭合开关,电路正常工作,学生电压表V1和V2的指针偏转均如图乙所示;二组同学按照丙电路图连接电路。已知R1=4Ω,两小组所用的电源和定值电阻均相同,下列判断正确的是( )
A.甲图中电流表示数为0.6A
B.R2的阻值为20Ω
C.丙图中,R2的电流为0.5A
D.丙图中,R1的功率为25W
12.(2024•西藏)如图(甲)所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片由最右端向左端移动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图(乙)所示。下列选项正确的是( )
A.电源电压为12V
B.电路的最小功率为1.4W
C.电压表与电流表对应的示数之比变大
D.电路中,电流的最大值与最小值之比为5:1
13.(2024•淮安)如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路各元件安全的前提下,电压表的示数随滑动变阻器R2阻值变化的关系图象如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为7.5V
B.定值电阻R1阻值为5Ω
C.电路的最小功率为0.6W
D.电流表示数变化范围为0.2~0.3A
14.(2024•泰安)如图甲所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=20Ω,图乙为小灯泡L的I﹣U关系图象。当只闭合开关S1时,电阻,R1功率为1.8W,电流表示数为I1,电路的总功率为P1;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为I2,电路的总功率为P2;当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为RL,电路的总功率为P3。已知P1:P2=1:5,下列说法中( )
①P2=0.36W
②R2=5Ω
③RL=1.8Ω
④P3=3.6W
A.只有②④正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有③④正确
15.(2024•内蒙古)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B.电源电压为8V
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2~40Ω
D.灯泡的额定功率为3.5W
16.(2024•兰州)小明将定值电阻R1、R2分别按如图甲、乙所示的方式连入电路中,已知R2=2R1,两电路中电源电压相等且保持不变,闭合开关S后,电压表和电流表的示数分别如图丙、丁所示,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为3V
B.乙图中通过R1的电流为0.6A
C.R2的阻值为5Ω
D.甲图中电路工作时消耗的功率为2.4W
17.(2024•广元)如图的电路中,电源两端电压U恒为6V。只闭合开关S和S2,电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,电流表示数为I1,电路的功率为P1;只闭合开关S、S1和S3,电流表示数为I2,电路的功率为P2。已知R2=10Ω,U1:U2=1:2,I1:I2=1:9,下列关系式正确的是( )
A.I2=0.8A B.U1=1V C.R1:R3=2:3 D.P1:P2=1:6
18.(2024•齐齐哈尔)如图所示是比较简单的家庭电路示意图,关于家庭电路,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量家庭电路中正在工作的用电器总功率的仪表
B.保险盒内的保险丝熔断后,可以用铜导线或者铁导线代替
C.控制灯泡的开关和它所控制的灯泡,位置可以互换
D.连接三孔插座的导线中,a导线是零线,b导线是火线
19.(2024•赤峰)图中电路中,电源电压为6V恒定不变,R为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表所示。定值电阻R0阻值为200Ω,闭合开关后,下列说法正确的是( )
温度t/℃
0
5
10
15
20
25
30
电阻R/Ω
600
550
500
450
420
390
360
A.温度升高时,电流表示数变小
B.温度升高时,电压表示数变小
C.温度降低时,电压表示数与电流表示数的比值不变
D.当温度为30℃时,电路总功率为0.18W
20.(2024•武汉)某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸,它既可以实现照明、换气的功能,又可以实现送自然风、暖风、热风的功能,其简化电路如图所示,开关S可分别与0、1、2触点接触,R1、R2是两根阻值相同的电热丝。如表所示是浴霸电路的部分参数。
额定电压
220V
照明功率
20W
换气功率
35W
暖风功率
1133W
热风功率
2233W
关于下列结论:
①开关S1断开、S与触点1接触时,浴霸处于送自然风状态;
②每根电热丝的阻值为44Ω;
③电路中通过开关S的电流最大为10.15A;
④浴霸工作10分钟,电路消耗的电能最大为1.3398×106J。
其中正确的是( )
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
21.(2024•苏州)图甲中,电源电压为12V、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器标有“?Ω,1A”字样,虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡(6V,0.5A)闭合开关,在元件安全的情况下,使滑片P移动范围最大,得到滑动变阻器的I﹣U图像如图乙。则:
①虚线框内是小灯泡;
②电路的最大功率为6W;
③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的阻值为10Ω;
④滑动变阻器最大阻值为20Ω。
以上结论正确的有( )
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
22.(2024•眉山)如图所示电路,电源电压恒为10V,R2的最大阻值是20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1和R2允许通过的最大电流是1A。在保证所有元件安全情况下:闭合S、S1,断开S2,移动R1的滑片,电流表的示数变化范围是0.25~0.5A,电压表的最大示数是8V;若闭合S、S2,断开S1,移动R2的滑片,当R2的阻值最小是R'时,电压表示数是4V。下列结论中正确的是( )
A.R'的阻值是8Ω
B.灯泡的额定功率是2W
C.滑动变阻器R1的最大阻值是40Ω
D.两种情况电路电流的最小值与最大值之比是2:3
23.(2024•凉山州)如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的规格为“50Ω,0.5A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是( )
A.电源电压为12V
B.R0的阻值为15Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω~50Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
24.(2024•广安)如图甲所示电路,电源电压恒定不变,电流表量程是0~0.6A,电压表量程是0~3V。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中,滑动变阻器R和灯泡L的U﹣I图象分别如图乙所示,当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4V
B.灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
C.电路中允许的最大功率为2.25W
D.电压表测量的是滑动变阻器R两端的电压
25.(2024•达州)如图所示电路,电源电压为18V保持不变,R1、R2为定值电阻,滑动变阻器最大阻值为30Ω。当滑片P位于最右端,同时闭合S1、S2时,滑动变阻器功率P1=7.5W,电压表示数为U1,电流表示数为I1;P位于最右端,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P2,电压表示数为U2,电流表示数为I2;将滑片P移至中点,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P3,电压表示数为U3,电流表示数为I3。若P2:P3=8:9,下列说法正确的是( )
A.R1=6Ω B.U2:U3=3:2 C.I1:I3=5:6 D.P3=4W
电功率
参考答案与试题解析
一.选择题(共25小题)
1.(2024•德州)小强家安装的电能表如图甲所示,书房灯L及三孔插座的安装电路如图乙所示,为保证安全用电,下列说法正确的是( )
A.小强家的用电总功率不得超过2200W
B.若保险丝熔断,可用铁丝代替
C.a端应接零线,b端应接火线
D.三孔插座的安装符合安全用电原则
【分析】(1)220V的含义指电能表正常使用时的电压为220V,10A指电能表的标定电流,20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流是20A;根据P=UI计算电功率;
(2)保险丝的材料要求:电阻率大,熔点低;
(3)开关应该接在火线和用电器之间;
(4)三孔插座的安装应符合“左零右火上接地”。
【解答】解:A、小强家的用电器的最大总功率:P最大=UI=220V×20A=4400W,故A错误;
B、若保险丝熔断,不可用铁丝代替,因为铁丝的电阻小,熔点高,故B错误;
C、a端应接火线,b端应接零线,故C错误;
D、三孔插座的安装符合安全用电原则,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了家用电路和安全用电,属于常识题。
2.(2024•巴中)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1、V2示数之比为2:3。下列说法正确的是( )
A.通过R1、R2的电流之比I1:I2=1:2
B.R1、R2两端的电压之比U1:U2=2:1
C.相同时间R1、R2消耗电功之比W1:W2=1:2
D.R1、R2的电功率之比P1:P2=2:1
【分析】(1)串联电路中电流处处相等;
(2)由图可知,闭合开关后,R1和R2串联,电压表V2测电源电压,电压表V1测R2两端的电压;串联电路具有分压的特点,用电器的电阻之比等于其两端的电压之比;
(3)根据W=UIt计算电功之比;
(4)根据P=UI分析解答。
【解答】解:由图可知,闭合开关后,R1和R2串联,电压表V2测电源电压,电压表V1测R2两端的电压;
A、串联电路中电流处处相等,因此通过R1、R2的电流值之比为I1:I2=1:1,故A错误;
B、电压表V1、V2示数之比为2:3,根据串联电压规律知,即U2:(U1+U2)=2:3;,U1:U2=1:2,故B错误;
C、根据串联电路的电流处处相等,结合W=UIt知,相同时间R1、R2消耗电功之比等于电压之比,即W1:W2=U1:U2=1:2,故C正确;
D、根据P=UI知,电功率之比等于电压之比,P1:P2=U1:U2=1:2,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了欧姆定律、电功率与电功的公式应用,熟练掌握串联电路的特点和分压规律是解题的关键。
3.(2024•巴中)如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R的电阻为5Ω
C.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W
D.闭合S时,电路的总功率为6W
【分析】闭合S时,R与L串联,电压表测L电压,此时电压表示数为2V,根据乙图可知此时电流为0.6A;根据电阻R不变,任取一组数据用欧姆定律计算电阻,
根据串联电路的特点确定R的电流,根据欧姆定律计算电压,根据串联电路电压规律可以求出电源电压;根据P=UI计算R的功率与总功率。
【解答】解:AB、闭合S时,R与L串联,电压表测L电压,此时电压表示数为2V,根据乙图可知此时电流为0.6A;
图中R电压4V时,电流为0.4A,电阻R===10Ω;
根据串联电路的特点知,R的电流也是0.6A,R的电压U=I'R=0.6A×10Ω=6V,
根据串联电路电压规律知,电源电压U电=UL+U=2V+6V=8V;故AB错误;
C、闭合S时,R消耗的电功率为P=UI=6V×0.6A=3.6W,故C正确;
D、闭合S时,电路的总功率为P=U电I=8V×0.6A=4.8W,故D错误。
故选:C。
【点评】该题是需要在图象中找到电流电压信息,利用串并联电路电流电压规律结合欧姆定律计算的一道综合性的电学计算。
4.(2024•枣庄)如图所示,电源电压保持不变R2=2R1,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P位于最右端时,电压表的示数为3V,电路的总功率为P1;当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片p移至中点时,电压表示数为1.2V,电路的总功率为P2,下列说法正确的是( )
A.P1:P2=4:5
B.电源电压为12V
C.R1阻值为40Ω
D.电路的最大功率为2.7W
【分析】(1)闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P位于最右端时,电阻R1与滑动变阻器最大值串联,电压表测量滑动变阻器的电压,根据欧姆定律计算电路中的电流,根据串联电路特点列出电源电压的表达式,当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片p移至中点时,电阻与滑动变阻器的一半串联,根据欧姆定律计算电路中的电流,根据串联电路特点列出电源电压的表达式,解得电源电压和电阻大小,根据P=UI计算电功率之比。
(2)根据P=计算最大电功率。
【解答】解:ABC、闭合S1,断开S2,滑动变阻器的滑片P位于最右端时,电阻R1与滑动变阻器最大值20Ω串联,电压表测量滑动变阻器的电压,根据欧姆定律知,
电路中的电流,I===0.15A,——————①
根据串联电路特点知,电源电压U=IR1+U2=0.15A×R1+3V;
当闭合S2,断开S1,滑动变阻器的滑片p移至中点时,电阻与滑动变阻器R'2=10Ω串联,根据欧姆定律知,I'===0.12A,﹣————————②
根据串联电路特点知,电源电压U=I'R1+U'2=0.12A×R2+1.2V=0.12A×2R1+1.2V;
由①②解得R1=20Ω;U=6V;
根据P=UI知,电源电压不变,电功率之比等于电流之比,为0.15A:0.12A=5:4,故ABC错误;
D、闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片P位于最左端时,两个定值电阻并联,电路的最大功率为P大=+=+=2.7W,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律以及电功率的计算,属于中档题。
5.(2024•广安)小强上次查看家里的电能表显示为,本次查看时电能表示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.在这段时间内消耗的电能为792kW•h
C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D.只将一台标有“220V,1000W”的电热水器接入电路中,正常工作5min,电能表的指示灯闪烁300次
【分析】(1)电能表是测量消耗电能(电功)的仪表;
(2)电能表读数时,注意:电能表的最后一位数是小数,单位是kW•h;某段时间内消耗的电能等于前、后电能表的示数之差;
(3)“220V 10(40)A”中,220V是指电能表的工作电压,10A是指电能表的标定电流,20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流,利用P=UI求小强家电路允许使用的用电器的最大电功率;
(4)电热水器正常工作时的电功率等于其额定功率,利用W=Pt计算消耗的电能;3600imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3600次,据此求这段时间内电能表指示灯闪烁的次数。
【解答】解:A、电能表是测量电功的仪表,不是电功率,故A错误;
B、电能表前、后的示数为8553.2kW•h、8632.4kW•h,这段时间内消耗的电能为:8632.4kW•h﹣8553.2kW•h=79.2kW•h,故B错误;
C、由图知,电能表的工作电压是220V,电能表平时工作允许通过的最大电流为20A,小强家同时使用的用电器最大总功率:P最大=UI最大=220V×20A=4400W,故C错误;D、电热水器正常工作时的电功率P=P额=1000W=1kW,
单独正常工作5min消耗的电能:
W=Pt=1kW×h=kW•h,
3600imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3600次,
这段时间内电能表指示灯闪烁的次数:
n=3600imp/(kW•h)×kW•h=300imp(次),故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电能表作用和读数、消耗电能和电功率的计算,明确电能表相关参数的含义是关键。
6.(2024•自贡)如图所示是灯泡L的I﹣U图象,结合图象分析,下列选项正确的是( )
A.当通过灯泡L的电流为0.2A时,工作1min消耗的电能是0.24J
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,其电功率为0.72W
C.将两个完全相同的灯泡L并联在3.6V的电源两端,电路的总功率为2.88W
D.将灯泡L和6Ω的定值电阻串联在6V的电源两端,电路的总电阻为18Ω
【分析】(1)根据通过灯泡的电流确定电压,根据W=UIt计算电能;
(2)根据通过灯泡的电流确定电压,根据P=UI计算电功率的范围;
(3)根据电压确定电流,根据并联计算干路电流,根据P=UI计算电功率;
(4)根据串联电流相等且电压之和等于电源电压,得出灯泡的电压和电流,根据欧姆定律计算电阻。
【解答】解:A.当通过灯泡L的电流为0.2A时,由图像知,电压为U=1.2V,工作1min消耗的电能是W=UIt=1.2V×0.2A×60s=14.4J;故A错误;
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,电压U<2,4V,其电功率P=UI<2.4V×0.3A=0.72W,故B错误;
C.将两个完全相同的灯泡L并联在3.6V的电源两端,每个灯泡的电压为3.6V,每个灯泡的电流为0.4A,干路电流为0.8A,电路的总功率P=UI=3.6V×0.8A=2.88W,故C正确;
D.将灯泡L和6Ω的定值电阻串联在6V的电源两端,当电流为0.4A时,灯泡的电压为3.6V,电阻的电压U=IR=0.4A×6Ω=2.4V,两者的电压之和为2.4V+3.6V=6V,恰好符合电源电压,则此时灯泡的电阻R===9Ω,总电阻为R总=R+RL=6Ω+9Ω=15Ω;故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律以及图像信息分析能力,属于中档题。
7.(2024•南通)图甲是灯泡L的I﹣U图像,灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路,已知电阻R0的阻值为5Ω,电流表量程为0~0.6A,电源电压可调。在电路安全工作的前提下,下列判断正确的是(提示:可在图甲中作出电阻R0的I﹣U图像)( )
A.两条支路中的电流不可能相同
B.灯泡实际功率总比电阻功率大
C.电路总功率最大可达到1.5W
D.电源可调的最大电压为1.8V
【分析】根据电阻R0的阻值为5Ω,在图中画出其I﹣U图像,结合图像分析解答。
【解答】解:电阻R0的阻值为5Ω,当电压为1,8V时,电流I===0.36A,据此画出图像如图所示:
A.根据图像知,当U=1V,图像相交,说明电流相等,故两条支路中的电流可能相同,故A错误;
B.根据P=UI知,并联电路的电压相等,而灯泡在电压大于1V时,电流小于电阻的电流,故灯泡实际功率此时比电阻功率小,故B错误;C.灯泡的最大电压可以为2.5V,灯泡的电流为0.26A,电阻的电流I0===0.5A;
干路电流I=IL+I0=0.26A+0.5A=0.76A>0.6A,
当电压为1.8V时,灯泡的电流为0.24A,电阻的电流I'0=0.36A;
干路电流I=I'L+I'0=0.24A+0.36A=0.6A,故电源可调的最大电压为1.8V;
此时的电功率P=UI=1.8V×0.6A=1.08W;故电路总功率最大不可达到1.5W,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律的应用,属于中档题。
8.(2024•广元)如图是小英家的电能表表盘示意图,她断开其它用电器,只将电饭煲单独接入电路中正常工作1min,发现电能表转盘转过10r。下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电流的仪表
B.电能表允许通过的最大电流是10A
C.电能表表盘示数为10226kW•h
D.电饭煲正常工作10min,消耗电能6×105J
【分析】(1)电能表是测量一定时间内用电器消耗电能(电功)的仪表;
(2)10(20)A,其中10A表示电能表的标定电流,20A表示此电能表平时工作的最大电流;
(3)电能表的读数方法:最后一位是小数,单位是kW•h;
(4)根据电能表参数,可求转10转消耗的电能。
【解答】解:A、电能表是测量一定时间内用电器消耗电能(电功)的仪表,不是测量电流,故A错误;
B、10(20)A表示此电能表平时工作允许通过的最大电流不超过20A,但可以小于10A,故B错误;
C、电能表表盘示数为1022.6kW•h,故C错误;
D、600r/kW•h 表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转过600r,
则电能表的1min转盘转过了10转,电饭煲消耗的电能:
W=kW•h=kW•h=×3.6×106J=6×104J,
则10min消耗的电能:6×104J×10=6×105J,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电能表相关参数的理解,属于基础题目。
9.(2024•陕西)中药煎煮方式分为“文火”和“武火”,小明受此启发,用手动开关S1、温控开关S2、水量开关S3、加热电阻R1和限流电阻R2(R1、R2阻值不随温度变化),设计了煎药壶电路,其中S1为总开关,电源电压为220V。闭合开关S1,能实现如表所示的功能,下列关于此电路的分析正确的是( )
温度/℃
温控开关S2
壶内水量V/L
水量开关S3
R1的功率P/W
煎煮方式
<60
闭合
>0.2
闭合
800
武火
≥60
断开
>0.2
闭合
800
武火
≥60
断开
≤0.2
断开
100
文火
A.温控开关S2与水量开关S3是串联的
B.加热电阻R1的阻值是484Ω
C.若壶内水量小于0.2L,煎药壶工作时无法进行“武火”加热
D.若限流电阻R2断路,煎药壶工作时只能进行“武火”加热
【分析】根据电路中只有两个电阻,而R1的功率可以改变,说明电路中的电流改变,则两个电阻必须串联,武火时,限流电阻被短路,当温控开关和水量开关同时断开时,两个电阻串联,处于文火状态,据此分析。
【解答】解:AC、根据电路中只有两个电阻,而R1的功率可以改变,说明电路中的电流改变,则两个电阻必须串联,武火时,限流电阻被短路,当温控开关和水量开关同时断开时,两个电阻串联,处于文火状态,而只有温控开关断开时,限流电阻仍是短路,故温控开关和水量开关并联与限流电阻R2并联,
若壶内水量小于0.2L,但温度低于60度,温控开关将限流电阻短路,仍是武火加热,故AC错误;
B、武火时,限流电阻被短路,只有R1工作,R1的功率是800W;
其电阻R1==60.5Ω,故B错误;
D、若限流电阻R2断路,当温度开关和水量开关中任意一个闭合,是武火加热,如果温度开关和水量开关都断开,则电路断路,不能加热,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电路的设计,属于难题。
10.(2024•德州)如图所示,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V,1.5W”字样,滑动变阻器R2上标有“15Ω,1A”字样,定值电阻R1阻值为10Ω,电压表量程为0~3V,不计温度对灯丝电阻的影响,在保证电路元件安全的前提下,下列说法错误的是( )
A.小灯泡正常工作时电流为0.5A
B.当开关S1、S2、S3断开,S闭合时,R2接入电路的最小阻值为3Ω
C.当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率最小值为3.375W
D.当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,R2接入电路的最大阻值为15Ω
【分析】(1)根据P=UI求出小灯泡正常工作时电流;
(2)当开关S1、S2、S3断开,S闭合时,小灯泡L与滑动变阻器R2串联,根据小灯泡和滑动变阻器允许通过的最大电流和串联电路的电流特点分析判断电路中的最大电流,根据欧姆定律求出小灯泡L的电阻,根据欧姆定律和串联电路的电阻特点求出R2接入电路的最小阻值;
(3)当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,小灯泡L被短路,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,根据并联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最小总电流,根据P=UI求出电路总功率的最小值;
(4)当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,小灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,根据电压表的量程确定R2两端的最大电压,根据串联电路的特点和欧姆定律求出此时通过R2的电流,根据欧姆定律求出R2接入电路的最大阻值。
【解答】解:A、由P=UI可知,小灯泡正常工作时电流:IL===0.5A,故A正确;
B、当开关S1、S2、S3断开,S闭合时,小灯泡L与滑动变阻器R2串联,
小灯泡允许通过的最大电流为0.5A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,由串联电路的电流特点可知,电路中允许通过的最大电流为0.5A,
由欧姆定律可知,小灯泡L的电阻:RL===6Ω,
由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻:R总小===9Ω,
由串联电路的电阻特点可知,R2接入电路的最小阻值:R2=R总小﹣RL=9Ω﹣6Ω=3Ω,故B正确;
C、当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,小灯泡L被短路,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,
由欧姆定律可知,当滑动变阻器R2接入电路的电阻最大时,通过滑动变阻器R2的电流最小,由并联电路的电流特点可知,电路中的总电流最小,
通过滑动变阻器R2的最小电流:I2小===0.3A,
通过定值电阻R1的最小电流:I1===0.45A,
则电路中的最小总电流:I=I2小+I1=0.3A+0.45A=0.75A,
电路总功率的最小值:P=UI=4.5V×0.75A=3.375W,故C正确;
D、当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,小灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,
因为电压表的量程为0~3V的量程,所以R2两端的最大电压为3V,
由串联电路的分压原理可知,此时R2接入电路的阻值最大,
由串联电路的电压特点可知,R1两端的电压:U1=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,
则通过R2的电流:I2=IL3===0.25A,
由欧姆定律可知,R2接入电路的最大阻值:R2===12Ω,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
11.(2024•日照)物理学习小组研究电路的特点,一组同学按照甲电路图连接好电路后,闭合开关,电路正常工作,学生电压表V1和V2的指针偏转均如图乙所示;二组同学按照丙电路图连接电路。已知R1=4Ω,两小组所用的电源和定值电阻均相同,下列判断正确的是( )
A.甲图中电流表示数为0.6A
B.R2的阻值为20Ω
C.丙图中,R2的电流为0.5A
D.丙图中,R1的功率为25W
【分析】(1)串联电路各处电流都相等,总电压等于各串联电路的电压之和;并联电路各支路两端的电压相等,干路电流等于各支路电流之和。
(2)欧姆定律:I=。
(3)电功率:P=UI=
结合串并联电路的电流电压特点及欧姆定律分析各项即可。
【解答】解:AB、图甲中两电阻串联,V2测总电压,V1测R1两端的电压,可知V2的示数大于V1的示数,则V2使用大量程,可知U=10V,V1使用小量程,可知U1=2V,则U2=U﹣U1=10V﹣2V=8V;
则I=I1===0.5A,R2===16Ω,故AB错误;
CD、图丙中,两电阻并联,通过R2的电流I2′===0.625A,R1的功率P1=UII1′===25W,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了串并联电路中欧姆定律的应用及电功率的计算,关键分析电路好电路,利用好串并联电路的电流、电压规律及相关的计算公式。
12.(2024•西藏)如图(甲)所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片由最右端向左端移动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图(乙)所示。下列选项正确的是( )
A.电源电压为12V
B.电路的最小功率为1.4W
C.电压表与电流表对应的示数之比变大
D.电路中,电流的最大值与最小值之比为5:1
【分析】(1)闭合开关,R1、R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压;当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,根据串联电路电压特点可得电源电压;当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器两端的电压为4V,同理可得电源电压,两式即可得到电源电压;
(2)电源电压不变,根据P=UI可知,电路中电流最小时,总功率最小,可得到电路消耗的最小功率;
(3)由欧姆定律的变形式R=可知,电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,据此可做出判断;
(4)若电流表选择的小量程为0~0.6A,因此电路中的最大电流值为0.6A,若电流表选择大量程,由I=得到电路中的最大电流值,由图象可得电流的最小值为0.1A,据此解答即可。
【解答】解:A、闭合开关,R1、R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压;当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,根据串联电路电压特点可得电源电压:
U电=U1+U2=IR1+U2=0.1A×R1+12V......①
当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器两端的电压为4V,同理可得电源电压
U电=U1'+U2'=I'R1+U2'=0.5A×R1+4V......②
解①②可得:U电=14V,R1=20Ω,故A错误;
B、电源电压不变,根据P=UI可知,电路中电流最小时,总功率最小,电路消耗的最小功率:P小=U电I小=14V×0.1A=1.4W,故B正确;
C、由欧姆定律的变形式R=可知,电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,因此电压表与电流表示数的比值变小,故C错误;
D.若电流表选择的小量程为0~0.6A,因此电路中的最大电流值为0.6A,若电流表选择大量程,电路中的最大电流值为:I大===0.7A,均不是图象中的0.5A,电流的最小值为0.1A,故电路中电流的最大值与最小值之比不可能为5:1,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律的应用和电功率的计算,关键是从图中得出有用信息。
13.(2024•淮安)如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路各元件安全的前提下,电压表的示数随滑动变阻器R2阻值变化的关系图象如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为7.5V
B.定值电阻R1阻值为5Ω
C.电路的最小功率为0.6W
D.电流表示数变化范围为0.2~0.3A
【分析】由图甲可知,R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据图乙利用串联电路的电压特点和分压原理列方程求出R1的阻值和电源电压。
(2)根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的最小电流,根据P=UI求出电路的最小功率。
(3)根据电压表的量程可知R1两端的最大电压,根据欧姆定律求出电路中的最大电流,进而确定电流表示数变化范围。
【解答】解:由图甲可知,R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB、由图乙可知,当R2接入电路的电阻为10Ω时,R1两端的电压为3V,由串联电路的电压特点和分压原理可知,此时R1的电阻与R2接入电路的电阻比为:=,即=……①
同理,当R2接入电路的电阻为20Ω时,R1两端的电压为2V,由串联电路的电压特点和分压原理可知,此时R1的电阻与R2接入电路的电阻比为:=,即=……②
由①②解得:R1=10Ω,U=6V,故AB错误;
C、由欧姆定律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电路中的最小电流:I小====0.2A,则电路的最小功率:P小=UI小=6V×0.2A=1.2W,故C错误;
D、由欧姆定律可知,当R1两端的电压最大时,电路中的电流最大,因为电压表的量程为0~3V,所以R1两端的最大电压为3V,则电路中的最大电流:I大===0.3A<0.6A,符合题意,因此电流表示数变化范围为0.2~0.3A,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据图象读出相关的信息。
14.(2024•泰安)如图甲所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=20Ω,图乙为小灯泡L的I﹣U关系图象。当只闭合开关S1时,电阻,R1功率为1.8W,电流表示数为I1,电路的总功率为P1;当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数为I2,电路的总功率为P2;当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为RL,电路的总功率为P3。已知P1:P2=1:5,下列说法中( )
①P2=0.36W
②R2=5Ω
③RL=1.8Ω
④P3=3.6W
A.只有②④正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有③④正确
【分析】①当只闭合S1时,电路中只有R1工作,所以R1的功率即为P1=1.8W,P1:P2=1:5,可求出P2;
②当只闭合S1时,电路中只有R1工作,所以R1的功率已知,可知道电源电压,当S1、S3闭合,S2断开时,R2的功率就等于总功率P2减小P1根据R=求出R2
③当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡和R1并联,灯泡两端电压等于电源电压,小灯泡正常发光,可从乙图中知道此时的电流为0.3A,可求出此时的电阻RL
④当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡和R1并联,电路中的总功率P3等于灯泡额定功率和P1之和;
【解答】解;①.当只闭合S1时,P1=1.8W,P1:P2=1:5,所以P2=5P1=5×1.8W=9W,故①错误;
②电源电压U===6V,R2的功率P=P2﹣P1=9W﹣1.8W=7.2W,=,故②正确;
③当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡和R1并联,灯泡两端电压等于电源电压U=6V,由乙图可知此时I=0.3A,所以RL===20Ω,故③错误;
④当开关S1、S2闭合,S3断开时,灯泡和R1并联,此时灯泡的功率为P==,P3=P+P1=1.8W+1.8W=3.6W,故④正确;
故选:A。
【点评】本题考查了电功率的计算,并联电路的特点,欧姆定律的应用。
15.(2024•内蒙古)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B.电源电压为8V
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2~40Ω
D.灯泡的额定功率为3.5W
【分析】(1)由图甲可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测灯泡两端的电压。将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,变阻器接入电路的阻值不断变小,电路中的电流不断变大,根据串联电路的分压原理可知变阻器两端的电压变化,由图乙可知两个电压表示数与电流表示数变化的关系图像;
(2)由图乙可知当电流为0.2A时,两个电压表的示数,根据串联电路的电压规律可得电源电压的大小;
(3)由图乙数据,结合欧姆定律求滑动变阻器接入电路的最大和最小阻值,即其接入电路的阻值范围;
(4)由图乙数据,结合串联电路的电压规律求灯泡的额定电压,根据P=UI求灯泡的额定功率。
【解答】解:A、由图甲可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测灯泡两端的电压。将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,变阻器接入电路的阻值不断变小,电路中的电流不断变大,根据串联电路的分压原理可知变阻器两端的电压不断变小,即电压表V1的示数随电流的变大而变小,则灯泡两端的电压,即电压表V2的示数随电流的变大而变大,由图乙可知b曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像、a曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像,故A错误;
B、由图乙可知,当电流最小为0.2A时,电压表V1的示数U滑大=8V,电压表V2的示数U灯小=1V,
由串联电路的电压规律可知,电源电压:U=U滑大+U灯小=8V+1V=9V,故B错误;
C、由图乙数据,结合欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的最大阻值:R滑大===40Ω,
电路中的最大电流,即灯泡的额定电流为I大=0.5A,
故滑动变阻器接入电路的最小阻值:R滑小===4Ω,
即滑动变阻器接入电路的阻值范围是4~40Ω,故C错误;
D、由图乙数据,结合串联电路的电压规律可得,灯泡的额定电压:U额=U﹣U滑小=9V﹣2V=7V,
灯泡的额定功率:P额=U额I大=7V×0.5A=3.5W,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律、公式P=UI的应用,关键是正确判断各表示数的关系图像。
16.(2024•兰州)小明将定值电阻R1、R2分别按如图甲、乙所示的方式连入电路中,已知R2=2R1,两电路中电源电压相等且保持不变,闭合开关S后,电压表和电流表的示数分别如图丙、丁所示,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为3V
B.乙图中通过R1的电流为0.6A
C.R2的阻值为5Ω
D.甲图中电路工作时消耗的功率为2.4W
【分析】(1)如图甲,R1与R2串联,U1=2V,已知R2=2R1,根据得,U2=2U1=4V,进一步求电源电压;
(2)如图乙,R1与R2并联,干路电流I=1.8A,根据得,I1=2I2,进一步求通过R1与R2的电流;
(3)利用欧姆定律求R2的阻值;
(4)已知R2=2R1,所以;甲图中电路工作时得电流,再求电功率。
【解答】解:A、如图甲,R1与R2串联,U1=2V,已知R2=2R1,根据得,U2=2U1=4V,电源电压U=U1+U2=2V+4V=6V,故A错误;
B、如图乙,R1与R2并联,干路电流I=1.8A,根据得,I1=2I2,并联电路I=I1+I2=3I2=1.8A,所以I2=0.6A,I1=1.2A,故B错误;
C、,故C错误;
D、已知R2=2R1,所以;甲图中电路工作时得电流,
甲图中电路工作时消耗的功率P=UI=6V×0.4A=2.4W,故D正确。
故选:D。
【点评】这是一道有关欧姆定律和电功率的典型习题,考查知识面较全,难度适中,是一道好题。
17.(2024•广元)如图的电路中,电源两端电压U恒为6V。只闭合开关S和S2,电压表V1、V2的示数分别为U1、U2,电流表示数为I1,电路的功率为P1;只闭合开关S、S1和S3,电流表示数为I2,电路的功率为P2。已知R2=10Ω,U1:U2=1:2,I1:I2=1:9,下列关系式正确的是( )
A.I2=0.8A B.U1=1V C.R1:R3=2:3 D.P1:P2=1:6
【分析】(1)只闭合开关S和S2,R1、R2、R3串联,R1两端电压U1,R2和R3两端电压之和是U2,串联电路电流处处相等,已知U1:U2=1:2,可以得到R2+R3=2R1;此时电流表示数为I1,;
(2)只闭合开关S、S1和S3,R1与R2并联,此时电流表示数为I2,已知R2=10Ω,,
已知I1:I2=1:9,,解得R1=20Ω,所以R3=2R1﹣R2=2×20Ω﹣10Ω=30Ω;
(3)求出R1、R3之后,就可以分别判断各个选项了。
【解答】解:只闭合开关S和S2,R1、R2、R3串联,R1两端电压U1,R2和R3两端电压之和是U2,
串联电路电流处处相等,已知U1:U2=1:2,可以得到R2+R3=2R1;
此时电流表示数为I1,;
只闭合开关S、S1和S3,R1与R2并联,
此时电流表示数为I2,已知R2=10Ω,,
已知I1:I2=1:9,,解得R1=20Ω,所以R3=2R1﹣R2=2×20Ω﹣10Ω=30Ω;
A、,故A错误;
B、,U1=I1R1=0.1A×20Ω=2V,故B错误;
C、,故C正确;
D、,故D错误。
故选:C。
【点评】有转换开关的电路,一定先判断开关转换时电路的连接情况,这是分析这类题的关键。
18.(2024•齐齐哈尔)如图所示是比较简单的家庭电路示意图,关于家庭电路,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量家庭电路中正在工作的用电器总功率的仪表
B.保险盒内的保险丝熔断后,可以用铜导线或者铁导线代替
C.控制灯泡的开关和它所控制的灯泡,位置可以互换
D.连接三孔插座的导线中,a导线是零线,b导线是火线
【分析】(1)根据电能表的作用可做出判断;
(2)保险丝是利用电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的,据此判断;
(3)控制灯泡的开关要接在火线和灯泡之间。
(4)三孔插座的连接方法:左零右火上接地。
【解答】解:A、电能表是测量家庭电路中用电器消耗电能(电功)的仪表,不是测量电功率,故A错误;
B、保险盒内的保险丝熔断后,不可以用铜导线或者铁导线代替,因为熔点高,故B错误;
C、控制灯泡的开关和它所控制的灯泡,位置不可以互换,故C错误;
D、连接三孔插座的导线中,a导线是零线,b导线是火线,故D正确;
故选:D。
【点评】本题围绕家庭电路,考查了家庭电路的组成、电能表的作用、保险丝的特点、灯光与开关的连接等,有一定综合性,但难度不大。
19.(2024•赤峰)图中电路中,电源电压为6V恒定不变,R为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表所示。定值电阻R0阻值为200Ω,闭合开关后,下列说法正确的是( )
温度t/℃
0
5
10
15
20
25
30
电阻R/Ω
600
550
500
450
420
390
360
A.温度升高时,电流表示数变小
B.温度升高时,电压表示数变小
C.温度降低时,电压表示数与电流表示数的比值不变
D.当温度为30℃时,电路总功率为0.18W
【分析】(1)分析电路连接,根据热敏电阻阻值随温度变化关系结合电阻的串联和欧姆定律判断电流表和电压表示数的变化;
(2)根据欧姆定律分析回答;
(3)根据表中数据确定当温度为30℃时热敏电阻的阻值,利用电阻的串联结合P=UI=求出电路总功率。
【解答】解:AB、由图可知,两电阻串联,电压表测R0两端电压,电流表测电路中的电流;温度升高时,由表中数据可知,热敏电阻阻值变小,电路中总电阻变小,因电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表示数变大;由欧姆定律可知,R0两端电压变大,即电压表示数变大,故AB错误;
C、由图可知,电压表测R0两端电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知,电压表示数与电流表示数的比值大小等于定值电阻R0的阻值,因此当温度降低时,电压表示数与电流表示数的比值不变,故C正确;
D、当温度为30℃时,由表中数据可知,热敏电阻的阻值为360Ω,则电路的总功率为:
P==≈0.06W,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了动态电路的分析和电功率的综合计算,分析电路连接和明确热敏电阻阻值变化是解题的关键。
20.(2024•武汉)某同学家浴室里安装了一款风暖浴霸,它既可以实现照明、换气的功能,又可以实现送自然风、暖风、热风的功能,其简化电路如图所示,开关S可分别与0、1、2触点接触,R1、R2是两根阻值相同的电热丝。如表所示是浴霸电路的部分参数。
额定电压
220V
照明功率
20W
换气功率
35W
暖风功率
1133W
热风功率
2233W
关于下列结论:
①开关S1断开、S与触点1接触时,浴霸处于送自然风状态;
②每根电热丝的阻值为44Ω;
③电路中通过开关S的电流最大为10.15A;
④浴霸工作10分钟,电路消耗的电能最大为1.3398×106J。
其中正确的是( )
A.①③ B.②③ C.②④ D.③④
【分析】(1)根据电路图结合开关位置分析;
(2)根据电阻的功率结合P=计算电阻;
(3)根据热风功率计算电流;
(4)根据最大总功率结合W=Pt计算电能。
【解答】解:①开关S1断开、S与触点1接触时,只有电动机工作,说明此时没有加热,浴霸处于换气状态;故①错误;
②根据电热丝与电阻是并联,每个电热丝的功率P=2233W﹣1133W=1100W;
由P=可得,电热丝的电阻为:
R==44Ω,R1、R2是两根阻值相同的电热丝。每根电热丝的阻值为44Ω;故②正确;
③当处于热风状态时,电路中通过开关S的电流最大,
I===10.15A,故③正确;
④浴霸热风状态,且照明灯发光时,电功率最大,工作10分钟,电路消耗的电能最大
W=Pt=(2233W+20W)×10×60s=1.3518×106J,故④错误。
故选:B。
【点评】本题考查串并联电路的特点和欧姆定律、电能的计算,属于中档题。
21.(2024•苏州)图甲中,电源电压为12V、电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)、滑动变阻器标有“?Ω,1A”字样,虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡(6V,0.5A)闭合开关,在元件安全的情况下,使滑片P移动范围最大,得到滑动变阻器的I﹣U图像如图乙。则:
①虚线框内是小灯泡;
②电路的最大功率为6W;
③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的阻值为10Ω;
④滑动变阻器最大阻值为20Ω。
以上结论正确的有( )
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
【分析】(1)由电路图可知,定值电阻或小灯泡与滑动变阻器串联,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。根据欧姆定律表示出滑动变阻器的I﹣U关系式,结合图像特征得出结论;
(2)由于电压表最大量程大于电源电压,故滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处,根据欧姆定律和图像数据求出滑动变阻器的最大阻值;根据串联电路的分压规律求出定值电阻两端的电压,根据欧姆定律求出定值电阻的阻值,当滑动变阻器两端的电压最小时,根据串联电路的电压规律求出定值电阻两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的最大电流,根据P=UI求出电路的最大功率。
(3)串联电路各处电流相等,当P定=P滑时,由P=UI=I2R可知滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻的阻值关系。
【解答】解:(1)由电路图可知,定值电阻或小灯泡与滑动变阻器串联,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。根据欧姆定律可得,滑动变阻器的I﹣U关系式为:
I=I定===或I=IL===,
由图乙可知,滑动变阻器的I﹣U关系为一次函数关系,则虚线框内的元件阻值为一定值,由于小灯泡的电阻随温度的变化而变化,不是一个定值,所以虚线框内是定值电阻,不是小灯泡,故①错误;
(2)由于电压表最大量程大于电源电压,故滑动变阻器的滑片可以移动到最大阻值处,
由图乙可知,滑动变阻器两端的电压最大为Umax=8V,通过电路的最小电流为Imin=0.4A,
则滑动变阻器的最大阻值为Rmax===20Ω,故④正确;
此时定值电阻两端的电压为U定=U电﹣Umax=12V﹣8V=4V,
定值电阻的阻值为R定===10Ω,
当滑动变阻器两端的电压最小时,电路中的电流最大,
此时定值电阻两端的电压为U定′=U电﹣Umin=12V﹣6V=6V,
电路中的最大电流为Imax=I定′===0.6A,
电路的最大功率为Pmax=U电Imax=12V×0.6A=7.2W,故②错误;
(3)串联电路各处电流相等,当P定=P滑时,由P=UI=I2R可知,定值电阻与滑动变阻器两端的电压相等,根据串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻的阻值相等,为10Ω,故③正确;
故选:A。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律和电功率公式的综合应用,难度较大。
22.(2024•眉山)如图所示电路,电源电压恒为10V,R2的最大阻值是20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,R1和R2允许通过的最大电流是1A。在保证所有元件安全情况下:闭合S、S1,断开S2,移动R1的滑片,电流表的示数变化范围是0.25~0.5A,电压表的最大示数是8V;若闭合S、S2,断开S1,移动R2的滑片,当R2的阻值最小是R'时,电压表示数是4V。下列结论中正确的是( )
A.R'的阻值是8Ω
B.灯泡的额定功率是2W
C.滑动变阻器R1的最大阻值是40Ω
D.两种情况电路电流的最小值与最大值之比是2:3
【分析】(1)由图可知,闭合S、S1,断开S2时,灯泡与R1串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流。由于电源电压小于电压表量程的最大值,所以R1接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,且电压表示数最大,根据欧姆定律求得R1的最大阻值;当电路中的电流最大时,灯泡正常发光,由此可知灯泡的额定电流;
(2)闭合S、S2,断开S1时,灯泡与R2串联,电压表测量R2两端的电压。当R2的阻值最小是R'时,电路中的电流达到灯泡的额定电流,根据欧姆定律求得R'的阻值;根据串联电路的电压规律求得灯泡两端的电压,根据P=UI求得灯泡的额定功率;
(3)比较R1与R2的最大阻值可知两种电路的最大总电阻关系,从而可知最小电流,由于要保证灯泡正常工作,所以两种电路的最大电流相同,进一步可得两种情况电路电流的最小值与最大值之比。
【解答】解:C、由图可知,闭合S、S1,断开S2时,灯泡与R1串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流。
由于电源电压小于电压表量程的最大值,所以R1接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,且电压表示数最大,
则R1的最大阻值为:R1===32Ω,故C错误;
当电路中的电流最大时,灯泡正常发光,由此可知灯泡的额定电流:I额=I大=0.5A;
AB、闭合S、S2,断开S1时,灯泡与R2串联,电压表测量R2两端的电压。当R2的阻值最小是R'时,电路中的电流最大,等于灯泡的额定电流,
则R′的阻值:R′===8Ω,故A正确;
此时灯泡两端的电压,即额定电压:U额=U﹣U′=10V﹣4V=6V,
灯泡的额定功率:P额=U额I额=6V×0.5A=3W,故B错误;
D、由于R1的最大阻值大于R2的最大阻值,所以两种情况下,当它们均全部接入电路时,第一种情况下电路中的最小电流更小,为I小=0.25A,
而两种情况下电路的最大电流均等于灯泡的额定电流,即I大=0.5A,
所以两种情况电路电流的最小值与最大值之比:I小:I大=0.25A:0.5A=1:2,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,以及电功率的计算,正确判断电流、电压、电阻各量的对应关系是关键,也是难点。
23.(2024•凉山州)如图甲所示,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R1的规格为“50Ω,0.5A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图(如图乙所示)。在保证电路安全的情况下,下列计算结果中正确的是( )
A.电源电压为12V
B.R0的阻值为15Ω
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω~50Ω
D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
【分析】(1)结合图乙滑动变阻器的电压和电流值,根据串联电路的电压规律列式求解;
(2)结合电压表、电流表和滑动变阻器的规格进行分析解答;
(3)根据P=I2R1=()2R1表示出滑动变阻器消耗的电功率,利用数学知识求出滑动变阻器的最大功率;
【解答】解:
由图甲可知,定值电阻R0和滑动变阻器R1串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器R1两端的电压;
AB.由图乙可知,当滑动变阻器的阻值为R1=10Ω时,此时电路中的电流I=0.3A,
则R0两端的电压可表示为U0=IR0=0.3A×R0,此时变阻器两端的电压为U1=IR1=0.3A×10Ω=3V,
由串联电路的电压规律可得,电源电压:U=U0+U1=3V+0.3A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
同理,当滑动变阻器的阻值为R1′=50Ω时,此时电路中的电流I′=0.1A,
则R0两端的电压可表示为U0′=I′R0=0.1A×R0,此时变阻器两端的电压为U1′=I′R1′=0.1A×50Ω=5V,
由串联电路的电压规律可得,电源电压:U=U0′+U1′=5V+0.1A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
联立①②解得电源电压U=6V,R0的阻值为R0=10Ω,故AB错误;
C.当电路中的电流最大时,滑动变阻器的阻值最小,因电流表的最大测量值为0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以电路中的最大电流为I大=0.5A,
此时R0两端的电压为:U0=I大R0=0.5A×10Ω=5V,
此时滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣U0=6V﹣5V=1V,
则滑动变阻器的小阻值为:R滑小===2Ω,
滑动变阻器的阻值越大,电路中的电流越小,电路越安全,
因此滑动变阻器的阻值变化范围为2Ω~50Ω,故C错误;
D.滑动变阻器消耗的电功率:P滑=I2R1=()2R1===,
所以,当R1=R0=10Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,且此时电路中电流为0.3A;
则滑动变阻器消耗电功率的最大值:P最大=I2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串、并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,难点是要根据串并联电路的特点和欧姆定律得出电压的表达式。
24.(2024•广安)如图甲所示电路,电源电压恒定不变,电流表量程是0~0.6A,电压表量程是0~3V。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到a点的过程中,滑动变阻器R和灯泡L的U﹣I图象分别如图乙所示,当滑片在a点时灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4V
B.灯泡L正常发光时的电阻为6Ω
C.电路中允许的最大功率为2.25W
D.电压表测量的是滑动变阻器R两端的电压
【分析】闭合S时,灯泡L和R串联,在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,R的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,根据图象即可读出滑片在a点时小灯泡正常工作时灯泡、R的电压和电流,根据串联电路的电压特点求出电源电压,根据R=求出灯泡正常发光时的电阻,根据I﹣U图象得出电路中的最大电流值,根据P=UI求出电路的最大功率。
【解答】D、闭合S,灯与变阻器串联,电压表测灯的电压,电流表测电路中的电流,故D错;
ABC、闭合S,灯泡、变阻器R串联,在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,R的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,灯泡两端的电压变大,由此可知:图乙中,下边的曲线为灯泡的I﹣U图象,则上边的曲线为R的I﹣U图象,
滑片在a点时R的阻值最小(允许接入的最小阻值),电路中的电流最大,由于灯泡恰好正常发光,则根据I﹣U图象可知:小灯泡正常工作时的电压为1.5V,电流为0.5A,此时R两端的电压为3V,
则电源电压:U=UL+U1=1.5V+3V=4.5V,故A错误;
则灯泡正常发光时的电阻为:R===3Ω,故B错误;
电路的最大功率:P最大=UI最大=4.5V×0.5A=2.25W,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是明确图象各点所对应的电路状态。
25.(2024•达州)如图所示电路,电源电压为18V保持不变,R1、R2为定值电阻,滑动变阻器最大阻值为30Ω。当滑片P位于最右端,同时闭合S1、S2时,滑动变阻器功率P1=7.5W,电压表示数为U1,电流表示数为I1;P位于最右端,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P2,电压表示数为U2,电流表示数为I2;将滑片P移至中点,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P3,电压表示数为U3,电流表示数为I3。若P2:P3=8:9,下列说法正确的是( )
A.R1=6Ω B.U2:U3=3:2 C.I1:I3=5:6 D.P3=4W
【分析】(1)滑动变阻器功率P1=7.5W,滑动变阻器最大阻值为30Ω,可以求出I1,再求出R2的阻值;
(2)列出P2和P3的表达式,利用P2和P3的比值,求出I2和I3的比值,进一步求出U2和U3的比值;
(3)求出I2和I3的数值,就可以求出后面的两个选项。
【解答】解:(1)当滑片P位于最右端,同时闭合S1、S2时,R2与R滑串联,滑动变阻器最大阻值为30Ω,滑动变阻器功率P1=7.5W
由P1=R滑得:
U滑=I1R滑=0.5A×30Ω=15V,U1=U﹣U滑=18V﹣15V=3V,;
P位于最右端,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P2,电压表示数为U2,电流表示数为I2,R1、R2、R滑串联
P2=R滑,U2=I2(R1+R2)
将滑片P移至中点,只闭合S1时,滑动变阻器功率为P3,电压表示数为U3,电流表示数为I3,此时R1、R2与R滑的一半串联
P3=,U3=I3(R1+R2)
若P2:P3=8:9,则,I2:I3=2:3,,故B错误;
,把R2=6Ω,R3=30Ω代入,求得R1=9Ω,故A错误;
求出I2和I3,I2=,I3=
,故C正确;
,故D错误。
故选:C。
【点评】这是一道电学综合题,分析过程较难,表达式也比较繁琐,要有清晰的分析思路,一步一步攻克难关。
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