2025年中考物理复习热搜题速递:电能和电功率
2024-11-21
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内容正文:
2025年中考物理复习热搜题速递之电能和电功率
一.选择题(共12小题)
1.(2024秋•碑林区校级期中)如图所示的四种用电器中,工作时主要把电能转化为内能的是( )
A.扫地机器人 B.电暖气
C.洗衣机 D.应急LED灯
2.(2024秋•东城区校级期中)下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电暖气 B.洗衣机
C.计算器 D.空气加湿器
3.(2024秋•海淀区校级期中)下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是( )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.用电器工作时的电功率越大,电流做功越快
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
4.(2024秋•东城区校级期中)两只小灯泡L1、L2按如图所示连入电路,闭合开关后L1比L2亮,则下列说法中正确的是( )
A.通过L1和L2的电流一定相等
B.L1和L2两端的电压一定相等
C.L1和L2的电阻一定相等
D.L1和L2消耗的电功率一定相等
5.(2024秋•海淀区校级期中)L1标有“220V,100W”,L2标有“220V,40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于140W
B.两灯的总功率小于40W
C.较亮的灯是L1
D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光
6.(2024秋•莱芜区期中)以下是小丽做的有关电功和电功率的课堂笔记,其中不正确的是( )
A.电流做功的过程就是消耗电能的过程
B.电功率是表示电流做功多少的物理量
C.用电器消耗电能越多则电流做功越多
D.焦耳、千瓦时都是电功和电能的单位
7.(2024秋•东城区校级期中)两个完全相同的电阻R1和R2分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A.甲、乙两图中通过R1的电流之比为2:1
B.甲、乙两图中R1两端电压之比为1:2
C.甲、乙两图等效电阻之比为1:2
D.甲、乙两图的总功率之比为1:1
8.(2024秋•莱西市期中)如图甲,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.电路消耗最大总功率为16.2W
C.当电压表V1的示数是10V时,R2接入电路中的阻值为20Ω
D.电流表示数变化了0.7A,电阻R1消耗的功率变化了9.8W
9.(2024秋•海淀区校级期中)一款消防应急照明灯的铭牌如图所示。当外部电路有电时应急灯不亮,停电时应急灯内电路接通,两个灯泡正常发光。请根据铭牌上的情况进行分析,以下说法正确的是( )
A.给应急灯电池充电的过程是将化学能转化为电能
B.应急灯电池充满后,储存的电能是6.0×104J
C.应急灯电池充满后,可以让两个灯泡同时正常发光3小时
D.应急灯每个灯泡正常工作时的电流都是0.5A
10.(2024•应县一模)如图是人体身高测量仪的电路示意图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压保持不变,滑片会随身高上下平移。当开关闭合,被测身高增加时( )
A.电流表的示数变小
B.电压表的示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数比值变大
D.定值电阻R0消耗的电功率变大
11.(2024•雁塔区校级模拟)如图甲所示为某电子秤,图乙是其工作原理图,电子秤的示数表由电流表改装而成,R1是一根长6cm,阻值15Ω的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表示数为0.15A;滑片P在b端时,电流表示数为0.6A,弹簧c受到压力F与压缩量ΔL的关系如图丙所示。挂钩的重不计,不称重物时滑片P在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端,电路中电源电压不变。下列判断正确的是( )
A.电路中定值电阻R2无意义,可删除
B.所称物重增大时,定值电阻R2的电功率减小
C.电源电压为6V
D.当电子秤示数为2kg时,电路中的电流为0.2A
12.(2024秋•海淀区校级期中)如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,灯L标有“2.5V 1.25W”字样,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R0标有“?Ω 1A”字样,电流表量程为0~3A,当闭合开关S、S3,断开S1、S2,滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时,灯泡恰好正常发光,R0连入的电阻减小了9Ω,电压表示数变化了0.5V。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
①灯泡的电阻为10Ω
②R0的最大阻值为30Ω
③S断开,其余开关均闭合时,滑动变阻器可接入电路的最小阻值为18Ω
④S断开,其余开关均闭合时,电路消耗的最大功率是54W
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
二.填空题(共8小题)
13.(2024秋•香坊区校级期中)一只标有“220V,100W”的白炽灯正常发光,每天工作4小时,消耗的电能是 kW•h,此灯正常发光时的电阻是 Ω。
14.(2024秋•碑林区校级期中)移动便携式充电宝实质是一个可充电的锂聚合物电池,如图所示。用充电宝给手机电池充电时,此时手机电池相当于 (选填“用电器”或“电源”);充电宝有快充和慢充两个接口,若输出电压相同,则输出电流I快 (选填“>”、“<”或“=”)I慢。若手机电池上面标明电压为3.7V,容量为3000mA•h,充满电后,大约储存了 J的化学能。
15.(2024秋•海淀区校级期中)(1)图1所示,电阻箱的示数为 Ω;
(2)图2所示,电能表的示数为 kW•h。
16.(2024•甘南州)随着新能源汽车产业的发展,锂矿成为珍稀资源并被誉为“白色石油”。正在充电的锂离子电池相当于简单电路中的 (选填“电源”或“用电器”),它的电压是3.7V,给手机供电时电流约为0.2A,供电5min电流做功为 J。
17.(2024•甘南州)如图,某品牌太阳能热水器储水100kg,某天阳光照射水温升高60℃,则水吸收的热量为 J;如果是阴雨天,可以开启电加热功能,电加热器的功率为2.1kW。要产生同样多的热量,需要电加热 。
18.(2024•甘南州)如图甲所示的电路中,电源电压为9V,灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像如图乙所示,定值电阻R的电阻为 Ω,闭合开关S,灯泡L和R消耗的功率之比PL:PR= 。
19.(2024秋•绿园区校级期中)LED灯是新型节能灯,将一只LED灯接在电池两端时不亮,对调电池正、负极后亮了,说明LED灯具有 性;用手触摸发光的LED灯,发现它几乎不发热,是因为它主要将电能转化为 能。目前,科学家也在努力研发常温下电阻为零的 材料,由这种材料制成的电器将不存在热损耗。
20.(2024秋•莱芜区期中)“手机快充”“手机超级快充”等充电器越来越普及,它以充电时间短、提高使用效率、适用于紧急情况等优点深受人们的喜欢。学了物理知识可以知道,“快充”之所以能大大节约充电时间,是因为增大了它的 (填物理量的名称)。如图所示为某品牌100W的手机充电器,半个小时就可以给手机充满电。在充电过程中,手机电池相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。
三.实验探究题(共3小题)
21.(2024秋•东城区校级期中)在实验室测量小灯泡在不同电压下的电功率。
(1)图1是连接的实物电路,电路连接有一处错误,请在错接的导线上画×,然后用笔画线代替导线,画出正确的接线。
(2)电路连接正确后闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到某一位置,电压表和电流表的示数如图2甲、乙所示,则此时电压表的示数为 V,小灯泡的电功率为 W。
22.(2024秋•莱西市期中)在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置中,甲、乙、丙三个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。实验小组的同学猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,他们利用如图所示的器材进行了探究实验。
(1)实验中通过观察 来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)选用 组合,并将它们 联接到电源两端进行实验,可以探究电热与电阻的关系,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧容器产生的热量更多;
(3)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,可以探究电热与 的关系,其中15Ω电阻的作用是 ,乙、丙两容器中的电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1:Q2= ;
(4)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,发现乙装置U形管中液面无高度差,丙装置U形管中液面有高度差,产生此现象的原因可能是乙装置 。
23.(2024春•吉安期中)小红用如图甲所示的电路测定小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为8Ω。除小灯泡外,实验室提供的器材有:电压为6V的电源,电流表(0~0.6A,0~3Λ),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器R1(20Ω,1.5A),滑动变阻器R2(5Ω,1A),开关一个,导线若干。实验前小红经过分析,电流表选用了(0~0.6A)量程。
(1)为保证实验的顺利进行,提高实验的准确性,电压表量程应该选 ,滑动变阻器应该选 (选填“R1”或“R2”);
(2)请按照小红设计的电路图,帮助她用铅笔画线代替导线,把乙图中实物连接图补充完整;
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 端(选填“左”或“右”):若连好电路,闭合开关瞬间,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针迅速摆过满刻度线,则故障可能是 ;
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,发现电压表示数为2.0V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动;
(5)经过多次实验,由数据画出了如图所示的U﹣I图像,计算出小灯泡的额定功率是 W。
四.计算题(共2小题)
24.(2024秋•浦东新区校级期中)某充电宝有许多参数,其中有一项参数为额定容量,大小为20000mAh,它表示该电池充满电后所储存的电荷量。
(1)该充电宝充满电后所储存的电荷量为多少库仑?(需写出换算过程)
(2)假如使用该充满电的充电宝对外放电,放电电流为1A,则可以持续对外放电多少时间?
25.(2024秋•莱芜区期中)如图甲所示为一个加湿器,图乙所示为其内部湿度检测装置的简化电路图,图丙所示为加湿器内部湿度电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像。已知电源电压为12V,定值电阻R0=30Ω,电压表的量程为0~9V.在电路安全工作的前提下,请通过计算回答:
(1)电压表的示数为6V时,电流表示数是多少?
(2)电压表的示数为6V时,该电路的电功率是多少?
(3)该加湿器能检测到的最大湿度值是多少?
2025年中考物理复习热搜题速递之电能和电功率(2024年11月)
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.(2024秋•碑林区校级期中)如图所示的四种用电器中,工作时主要把电能转化为内能的是( )
A.扫地机器人 B.电暖气
C.洗衣机 D.应急LED灯
【考点】电流的热效应;用电器的能量转化.版权所有
【专题】电与热、生活用电;应用能力.
【答案】B
【分析】做功总是伴随着能量的转化,电功也不例外。用电器消耗了电能,获得了其它形式的能量,就是一个电流做功的过程。
【解答】解:电流做功的过程,实际上是电能的转化过程,即把电能转化为其它形式的能。
在所给的用电器中,扫地机器人、洗衣机将电能转化为机械能、内能等;
应急LED灯将电能转化为光能、内能等;
电暖气将电能转化为内能。
工作时主要把电能转化为内能的是电暖气。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对电流做功的实质的了解和掌握,是一道基础题。
2.(2024秋•东城区校级期中)下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电暖气 B.洗衣机
C.计算器 D.空气加湿器
【考点】电流的热效应.版权所有
【专题】电与热、生活用电;应用能力.
【答案】A
【分析】当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应。根据各用电器的能量转化可做出判断。
【解答】解:A、电暖气工作时将电能转化为内能,利用了电流的热效应,故A符合题意;
B、洗衣机工作时主要把电能转化为机械,不是利用电流热效应工作的,故B不符合题意;
C、计算器工作时主要把电能转化为光能与声能,不是利用电流热效应工作的,故C不符合题意;
D、空气加湿器工作时主要把电能转化为内能与声能,不是利用电流热效应工作的,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】主要考查电流的热效应在生活中的应用实例,只有认真把握它的定义,才能真正区分它们。体现了物理来源于生活,又服务于社会的理念。
3.(2024秋•海淀区校级期中)下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是( )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
C.用电器工作时的电功率越大,电流做功越快
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
【考点】电功率的概念;电功的实质.版权所有
【专题】电能和电功率;获取知识解决问题能力.
【答案】C
【分析】(1)电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,消耗电能越快,电功率越大;
(2)由W=Pt可得,电流做功的多少与电功率和通电时间有关。
(3)电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.电功是一个过程量,电流做功的过程就是消耗电能的过程。
【解答】解:A.用电器消耗的电能越多,电功率越不一定大,因为所用时间未知,故A错误;
B.通过用电器的电流越大,电流做的功不一定多,因为做功的时间未知,故B错误;
C.电功率是表示电流做功快慢的物理量,用电器工作时的电功率越大,电流做功越快,故C正确;
D.电流做功是把电能转化为其他形式的能的过程,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了电功和电功率的概念和意义。
4.(2024秋•东城区校级期中)两只小灯泡L1、L2按如图所示连入电路,闭合开关后L1比L2亮,则下列说法中正确的是( )
A.通过L1和L2的电流一定相等
B.L1和L2两端的电压一定相等
C.L1和L2的电阻一定相等
D.L1和L2消耗的电功率一定相等
【考点】实际功率;串联电路中的电流规律.版权所有
【专题】应用题;电能和电功率;应用能力.
【答案】A
【分析】由串联电路的电流特点可知两电流表和通过两灯电流的大小关系;
灯泡亮度是由其实际功率决定的,由此根据电功率公式分析判断两灯电功率和电阻的关系。
【解答】解:A.由图可知小灯泡L1、L2串联,所以通过小灯泡 L1、L2的电流相等,故A正确;
B.小灯泡L1、L2规格不同,小灯泡电阻不相等,由U=IR可知L1和L2两端的电压不相等,故B错误;
C.小灯泡L1、L2规格不同,小灯泡电阻不相等,故C错误;
D.通过小灯泡电流相等,灯泡两端电压不相等,由P=UI可知L1和L2消耗的电功率不相等,故C错误。
故选:A。
【点评】本题考查了串联电路特点和电功率公式的应用,属于一道基础题。
5.(2024秋•海淀区校级期中)L1标有“220V,100W”,L2标有“220V,40W”,把它们串联后接在220V电源上,下面分析正确的是( )
A.两盏电灯的总功率等于140W
B.两灯的总功率小于40W
C.较亮的灯是L1
D.若电源电压是440V,两灯都能正常发光
【考点】电功率的综合计算;串联电路中的电压规律;小灯泡实际功率的比较.版权所有
【专题】计算题;电能和电功率;应用能力.
【答案】B
【分析】根据串联电路特点,电功率公式可知。
【解答】解:A、把它们串联后接在220V电源上,它们都不能正常发光,两盏电灯的总功率小于140W,故A错误;
B、由电功率公式可知,把它们串联后接在220V电源上,电路总电流小于L2的额定电流,则两灯的总功率小于40W,故B正确;
C、根据R=,由灯泡铭牌可知,灯泡电阻R1<R2,串联电路电流处处相等,由P=I2R可知L1功率小于L2,因此较亮的灯是L2,故C错误;
D、根据测量分压原理可知,把它们串联后,电压不会平均分配,因此电源电压是440V时,两灯不可能都正常发光,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查电路分析,电功率公式应用,串联分压原理应用。
6.(2024秋•莱芜区期中)以下是小丽做的有关电功和电功率的课堂笔记,其中不正确的是( )
A.电流做功的过程就是消耗电能的过程
B.电功率是表示电流做功多少的物理量
C.用电器消耗电能越多则电流做功越多
D.焦耳、千瓦时都是电功和电能的单位
【考点】电功率的概念;电功率的单位;电功的实质.版权所有
【专题】电能和电功率;获取知识解决问题能力.
【答案】B
【分析】电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,消耗电能越快,电功率越大;
电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.电功是一个过程量,电流做功的过程就是消耗电能的过程;
【解答】解:A.电流做功的过程就是消耗电能的过程,故A正确,不符合题意;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,故B错误,符合题意;
C.用电器消耗电能越多则电流做功越多,故C正确,不符合题意;
D.焦耳、千瓦时都是电功和电能的单位,故D正确,不符合题意;
故选:B。
【点评】本题主要考查了电功率的概念和意义,电流做功的实质,是一道基础题。
7.(2024秋•东城区校级期中)两个完全相同的电阻R1和R2分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A.甲、乙两图中通过R1的电流之比为2:1
B.甲、乙两图中R1两端电压之比为1:2
C.甲、乙两图等效电阻之比为1:2
D.甲、乙两图的总功率之比为1:1
【考点】电功率的比例计算;串并联的比例计算.版权所有
【专题】欧姆定律;应用能力.
【答案】D
【分析】设二者电阻阻值为R,甲图中两电阻并联,乙图中两电阻串联。
根据欧姆定律可知甲、乙两图中通过R1的电流之比,根据串并联的电压特点可知甲、乙两图中R1两端电压之比,根据电阻串并联的特点可知甲、乙两图等效电阻之比,根据P=可知甲、乙两图的总功率之比。
【解答】解:ABCD、设二者电阻阻值为R,甲图中两电阻并联,乙图中两电阻串联。
根据欧姆定律可知甲、乙两图中通过R1的电流之比为:==,故A错误;
根据串并联的电压特点可知甲、乙两图中R1两端电压之比为:=1:1,故B错误;
根据电阻串并联的特点可知甲、乙两图等效电阻之比为:=1:4,故C错误,
根据P=可知甲、乙两图的总功率之比为:==1:1,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查欧姆定律的应用,是一道综合题。
8.(2024秋•莱西市期中)如图甲,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.电路消耗最大总功率为16.2W
C.当电压表V1的示数是10V时,R2接入电路中的阻值为20Ω
D.电流表示数变化了0.7A,电阻R1消耗的功率变化了9.8W
【考点】电功率的综合计算;欧姆定律的应用.版权所有
【专题】计算题;欧姆定律;电能和电功率;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据电压变化的范围进行判断,定值电阻两端电压不会等于零;
(2)根据串联电路的特点,结合图像信息,由R=进行计算;
(3)根据P=UI=可知,当电路中最电阻最小时,其消耗的电功率最大,据此计算;
(4)根据P=UI和P=I2R计算电路总功率发生的变化,从而求出R2电功率所发生的变化。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、当变阻器R2接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图像可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图像,B为电阻R1的I﹣U图像,故A错误;
BC、由甲图可知,当P滑至最左端时,电路中的电流最大,此时电压表V1测电源电压,由乙图可知电源电压U=18V,
由乙图可知,当电压表V1示数为10V时,电路中的电流I为0.5A,
则R1的阻值:R1===20Ω,此时R2接入的阻值:R2===16Ω;
由甲图可知,当P滑至最左端时,电路中的电阻最小,根据P=UI=可知,此时电路消耗的总功率最大,则P大===16.2W;故C错误、B正确;
D、由图像可知,电流表示数的变化范围为0.2A~0.9A,即滑片从右端滑到左端时,电流表示数变化了0.7A,
由A图线可知,当I=0.2A时,R2的电压U2=14V,此时R2的功率:P2=U2I=14V×0.2A=2.8W,
由A图线可知,当I'=0.9A时,R2的电压U'2=0V,即滑片滑至最左端(未接入电路),此时R2消耗的功率为0;
由此可知:电流表示数变化了0.7A,电阻R2消耗的功率变化了2.8W,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,要明白电路各个用电器的连接情况,还要会看“U﹣I”关系图像。
9.(2024秋•海淀区校级期中)一款消防应急照明灯的铭牌如图所示。当外部电路有电时应急灯不亮,停电时应急灯内电路接通,两个灯泡正常发光。请根据铭牌上的情况进行分析,以下说法正确的是( )
A.给应急灯电池充电的过程是将化学能转化为电能
B.应急灯电池充满后,储存的电能是6.0×104J
C.应急灯电池充满后,可以让两个灯泡同时正常发光3小时
D.应急灯每个灯泡正常工作时的电流都是0.5A
【考点】电功率P=UI的简单计算;能量的转化与转移;电功与电能的计算;电功率P=W/t的简单计算.版权所有
【专题】应用题;电能和电功率;应用能力.
【答案】D
【分析】①蓄电池充电时相当于用电器,将电能转化为化学能储存起来;
②电池的容量根据单位判断是It,充满电后可储存的电能W =UIt 计算;
③由可得,这些电能可以让两个灯泡持续正常发光的时间;
④由铭牌可知,应急灯的一个灯泡正常发光时的功率和电压,根据P=UI可得正常发光时的电流。
【解答】解:A.蓄电池充电时相当于用电器,将电能转化为化学能储存起来,故A错误;
B.电池的容量为2500mAh,工作电压为6V,I′=2500mA= 2.5A,充满电后可储存的电能为:W =UI't = 6V×2.5A×3600s = 5.4×104J,故B错误;
C.两个灯泡正常发光时的总功率为:P总= 2P = 2×3W=6W,由可知,这些电能可以让两个灯泡持续正常发光的时间:t==2.5h,故C错误;
D.由铭牌可知,应急灯的一个灯泡正常发光时的功率为3W,电压为6V,根据P=UI可得,此时通过的电流:,故D正确。
故选:D。
【点评】本题是电能、电功率计算的实际应用题,难度适中。
10.(2024•应县一模)如图是人体身高测量仪的电路示意图,R0是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压保持不变,滑片会随身高上下平移。当开关闭合,被测身高增加时( )
A.电流表的示数变小
B.电压表的示数变大
C.电压表的示数与电流表的示数比值变大
D.定值电阻R0消耗的电功率变大
【考点】动态电路中电功率的变化;动态电路的分析.版权所有
【专题】定性思想;电压和电阻;理解能力.
【答案】D
【分析】(1)由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联接入电路;当被测身高增加时,根据滑片P的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化,由串联电路特点和欧姆定律判断电表示数如何变化;
(2)根据R=确定示数的大小;
(3)根据P=I2R确定电功率的大小。
【解答】解:AB、由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流。当被测身高增加时,滑动变阻器电阻棒接入电路的长度变短,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
由U=IR可知定值电阻R两端的电压变大,根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知:滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故AB错误;
C、电压表的示数与电流表的示数比值就是滑动变阻器接入电路的阻值,阻值变小,比值变小,故C错误;
D、总电流变大,电阻不变,根据P=I2R可知电阻R0消耗的电功率变大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查通过计算电阻的大小得出人的身高,关键是计算出电阻棒接入电路的长度,要知道电流表和电压表分别测量哪部分的电流和电压,并且利用了电功率公式,要学会从题目所给信息中找到有用的数据。
11.(2024•雁塔区校级模拟)如图甲所示为某电子秤,图乙是其工作原理图,电子秤的示数表由电流表改装而成,R1是一根长6cm,阻值15Ω的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表示数为0.15A;滑片P在b端时,电流表示数为0.6A,弹簧c受到压力F与压缩量ΔL的关系如图丙所示。挂钩的重不计,不称重物时滑片P在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端,电路中电源电压不变。下列判断正确的是( )
A.电路中定值电阻R2无意义,可删除
B.所称物重增大时,定值电阻R2的电功率减小
C.电源电压为6V
D.当电子秤示数为2kg时,电路中的电流为0.2A
【考点】电功率的综合计算;欧姆定律的应用.版权所有
【专题】欧姆定律;电能和电功率;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
(1)滑动变阻器连入电路的阻值变化,当滑动变阻器连入电路中的电阻为零时,分析若没有R2电路出现的情况,然后得出在电路中串联电阻R2的作用;
(2)在串联电路中,电源电压不变时,由公式I=可知电阻越小,电路中的电流越大,电阻越大,电路中的电流越小,然后根据P=I2R判断定值电阻R2的电功率变化;
(3)当滑片在a端时,R1接入电路中的电阻最大,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压;当滑片在b端时,R1接入电路中的电阻为0,根据欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等于即可求出R2的阻值和电源的电压;
(4)当电子秤示数为2kg时,对弹簧的压力等于物体的重力,根据图丙可知此时弹簧的压缩量,然后求出R1连入电路的阻值,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
A、由图可知,当滑片在b端时,R1接入电路中的电阻为0,若电路中没有R2,会造成电源短路,所以在电路中串联电阻R0能起到保护电路的作用,故不能删除,故A错误;
B、当挂钩上所挂的重物越重时,R1的滑片向下滑动,R1接入电路的阻值越小,电路中的总电阻就越小,由公式I=可知电路中的电流越大,根据P=I2R可知,定值电阻R2的电功率越大,故B错误;
C、当滑片在a端时,R1接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流Ia=0.15A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=Ia(R1+R2)=0.15A×(15Ω+R2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片在b端时,R1接入电路中的电阻为0,此时电路中的电流Ib=0.6A,
则电源的电压:
U=IbR2=0.6A×R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:R2=5Ω,U=3V,故C错误;
D、当电子秤示数为2kg时,对弹簧的压力:
F1=G1=m1g=2kg×10N/kg=20N,
由图丙可知此时弹簧的压缩为2cm,
因均匀电阻丝R1的长度为6cm,阻值为15Ω,
所以,R1连入电路的阻值:
R1′=15Ω×=10Ω,
则此时电路中的电流:
I===0.2A,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,正确得出称重物时R1接入电路中的电阻是关键。
12.(2024秋•海淀区校级期中)如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,灯L标有“2.5V 1.25W”字样,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R0标有“?Ω 1A”字样,电流表量程为0~3A,当闭合开关S、S3,断开S1、S2,滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时,灯泡恰好正常发光,R0连入的电阻减小了9Ω,电压表示数变化了0.5V。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
①灯泡的电阻为10Ω
②R0的最大阻值为30Ω
③S断开,其余开关均闭合时,滑动变阻器可接入电路的最小阻值为18Ω
④S断开,其余开关均闭合时,电路消耗的最大功率是54W
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【考点】电功率的综合计算;欧姆定律的应用.版权所有
【专题】计算题;错解分析题;欧姆定律;电能和电功率;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】(1)根据灯泡的规格结合P=计算灯泡正常发光时的电阻;
(2)由电路图知,当闭合开关S、S3,断开S1、S2时,L、R0、R1串联,电流表测电路中电流,电压表测灯泡两端电压,当滑片P移动到某一位置时,R0连入的电阻减小了9Ω,灯泡恰好正常发光,此时灯泡两端的电压等于额定电压,滑片P在右端时,滑动变阻器连入电路阻值最大,由串联电路的分压原理知其两端分得电压最大,此时灯泡两端分得电压较小,进一步据此灯泡两端的电压,
根据串联电路电阻规律结合欧姆定律分别表示灯泡两端的电压,解方程组可得电源电压和定值电阻的阻值,
(3)若闭合S1、S2、S3,断开S,R0、R1并联,根据并联电路电压特点结合欧姆定律计算此时通过R1的电流,根据滑动变阻器的规格和并联电路电流规律计算干路最大电流,根据欧姆定律和并联电路的特点求出滑动变阻器可接入电路的最小阻值,根据P=UI计算电路的最大功率。
【解答】解:(1)由题知,灯泡的额定电压2.5V,额定功率1.25W,根据P=可得灯泡的电阻:RL===5Ω,故①错误;
(2)由电路图知,当闭合开关S、S3,断开S1、S2时,L、R0、R1串联,电流表测电路中电流,电压表测灯泡两端电压,
当滑片P移动到某一位置时,R0连入的电阻减小了9Ω,灯泡恰好正常发光,所以UL=2.5V,
滑片P在右端时,滑动变阻器连入电路阻值最大,由串联电路的分压原理知其两端分得电压最大,此时灯泡两端分得电压较小,
所以此时灯泡两端电压:UL′=UL﹣0.5V=2.5V﹣0.5V=2V,
根据串联电路总电阻等于各部分电阻之和和欧姆定律可得,灯泡两端电压:UL=×RL,
即:×5Ω=2.5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
当滑片P在右端时,灯泡两端电压:UL′=×RL,
即:×5Ω=2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
联立①②可得R0=30Ω,U=18V,故②正确;
(3)若闭合S1、S2、S3,断开S,R0、R1并联,并联电路各支路两端电压相等,
根据欧姆定律可得此时通过R1的电流:I1===1.8A,
由变阻器的规格知,通过它的最大电流I0=1A,此时干路电流I=I1+I0=1.8A+1A=2.8A<3A,电流表安全,
所以根据欧姆定律可得滑动变阻器可接入电路的最小阻值:R最小===18Ω,故③正确;
此时电路中的最大电流为2.8A,电路的最大功率:P最大=UI最大=18V×2.8A=50.4W,故④错误;
由上分析可知:只有②③正确。
故选:B。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用,分清电路连接是解题的关键。
二.填空题(共8小题)
13.(2024秋•香坊区校级期中)一只标有“220V,100W”的白炽灯正常发光,每天工作4小时,消耗的电能是 0.4 kW•h,此灯正常发光时的电阻是 484 Ω。
【考点】电功与电能的计算;电功率的综合计算.版权所有
【专题】定量思想;电能和电功率;应用能力.
【答案】0.4;484。
【分析】白炽灯正常工作时的功率和额定功率相等,根据W=Pt求出正常工作4h消耗的电能,再根据P=UI=求出正常发光时的电阻。
【解答】解:由P=可得,正常工作4h消耗的电能:
W=Pt=100×10﹣3kW×4h=0.4kW•h。
由P=UI=可得,白炽灯正常发光时的电阻:
R===484Ω,
故答案为:0.4;484。
【点评】本题考查了电功率公式和电功公式的应用,是一道基础题目。
14.(2024秋•碑林区校级期中)移动便携式充电宝实质是一个可充电的锂聚合物电池,如图所示。用充电宝给手机电池充电时,此时手机电池相当于 用电器 (选填“用电器”或“电源”);充电宝有快充和慢充两个接口,若输出电压相同,则输出电流I快 > (选填“>”、“<”或“=”)I慢。若手机电池上面标明电压为3.7V,容量为3000mA•h,充满电后,大约储存了 39960 J的化学能。
【考点】电功计算公式W=UIt的应用;电功率P=UI的简单计算;电路的组成部分.版权所有
【专题】电流和电路;电能和电功率;应用能力.
【答案】用电器;>;39960。
【分析】(1)充电宝供电过程中,相当于电源,将储存的化学能转化为电能,手机电池消耗电能,相当于用电器;
(2)充满电时存储的电能相同,根据W=UIt可知,若输出电压相同,快充用时少,则输出电流大;
(3)根据W=UIt求出手机电池充满电后能储存的电能。
【解答】解:①用充电宝给手机电池充电时,充电宝将储存的化学能转化为电能,充电宝在电路中相当于电源,手机电池消耗电能,相当于用电器;
②充电宝有快充和慢充两个接口,根据W=UIt可知,若输出电压相同,快充用时少,则输出电流I快>I慢;
③手机电池充满电后能储存的电能:W=UIt=3.7V×3000×10﹣3A×1×3600s=39960J。
故答案为:用电器;>;39960。
【点评】本题考查充电宝的工作原理以及电能的计算,难度不大。
15.(2024秋•海淀区校级期中)(1)图1所示,电阻箱的示数为 3608 Ω;
(2)图2所示,电能表的示数为 5546.7 kW•h。
【考点】电能表的读数;电阻箱.版权所有
【专题】应用题;电压和电阻;电能和电功率;应用能力.
【答案】(1)3608;(2)5546.7
【分析】(1)电阻箱的读数方法:用“Δ”所对的数字乘以下面的倍数,然后把他们相加,即得连入的电阻值;
(2)电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是kW•h。
【解答】解:(1)由图1电阻箱可知,电阻箱的示数为:R=3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=3608Ω;
(2)据题图所示,电能表的示数为5546.7kW•h。
故答案为:(1)3608;(2)5546.7。
【点评】本题考查了电阻箱、电能表的读数,是一道基础题。
16.(2024•甘南州)随着新能源汽车产业的发展,锂矿成为珍稀资源并被誉为“白色石油”。正在充电的锂离子电池相当于简单电路中的 用电器 (选填“电源”或“用电器”),它的电压是3.7V,给手机供电时电流约为0.2A,供电5min电流做功为 222 J。
【考点】电功与电能的计算;电路的组成部分.版权所有
【专题】电能和电功率;应用能力.
【答案】用电器;222。
【分析】根据充电时消耗电能分析,根据W=UIt计算电能。
【解答】解:正在充电的锂离子电池消耗电能,相当于简单电路中的用电器。
它的电压是3.7V,给手机供电时电流约为0.2A,供电5min电流做功为
W=UIt=3.7V×0.2A×5×60s=222J;
故答案为:用电器;222。
【点评】本题考查电路的组成与电能的计算,属于基础题。
17.(2024•甘南州)如图,某品牌太阳能热水器储水100kg,某天阳光照射水温升高60℃,则水吸收的热量为 2.52×107 J;如果是阴雨天,可以开启电加热功能,电加热器的功率为2.1kW。要产生同样多的热量,需要电加热 200 。
【考点】电功率P=W/t的简单计算;利用比热容的公式计算热量.版权所有
【专题】电与热、生活用电;分析、综合能力.
【答案】2.52×107;200。
【分析】(1)根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)根据P=求出要产生同样多的热量,需要电加热的时间。
【解答】解:水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×60℃=2.52×107J;
由P=可知,要产生同样多的热量,需要电加热的时间:。
故答案为:2.52×107;200。
【点评】本题考查吸热公式以及电功率公式的应用,属于电热综合题,难度不大。
18.(2024•甘南州)如图甲所示的电路中,电源电压为9V,灯泡L和定值电阻R的I﹣U图像如图乙所示,定值电阻R的电阻为 15 Ω,闭合开关S,灯泡L和R消耗的功率之比PL:PR= 1:2 。
【考点】电功率的比例计算;欧姆定律的应用.版权所有
【专题】应用题;欧姆定律;电能和电功率.
【答案】15;1:2。
【分析】灯牌L和定值电阻R串联,根据串联电路电流处处相等及串联电路电压特点得出当电流为0.4A时灯泡L两端和电阻R两端的电压,根据串联电路电压的规律得出电源电压,由欧姆定律得出定值电阻R的阻值;
根据公式P=UI求出灯泡L和R消耗的功率之比。
【解答】解:
由图甲可知,灯牌L和定值电阻R串联,根据串联电路电流处处相等及串联电路电压特点可知,当电流为0.4A时,灯泡L两端的电压为3V,电阻R两端的电源为6V,根据串联电路电压的规律,则电源电压为
U=UL+UR=3V+6V=9V
由欧姆定律可知定值电阻R的阻值为
;
根据公式P=UI可知,灯泡L和R消耗的功率之比为
P1:P2=ULI:URI=UL:UR=3V:6V=1:2
故答案为:15;1:2。
【点评】本题考查欧姆定律和电功率公式的运用,从图中获取有效的信息是关键。
19.(2024秋•绿园区校级期中)LED灯是新型节能灯,将一只LED灯接在电池两端时不亮,对调电池正、负极后亮了,说明LED灯具有 单向导电 性;用手触摸发光的LED灯,发现它几乎不发热,是因为它主要将电能转化为 光 能。目前,科学家也在努力研发常温下电阻为零的 超导 材料,由这种材料制成的电器将不存在热损耗。
【考点】电功的实质;利用发光二极管判断电流的方向;超导现象和超导材料.版权所有
【专题】应用题;电与热、生活用电;应用能力.
【答案】单向导电;光;超导。
【分析】LED灯具有单向导电性;LED灯主要将电能转化为光能;在一定条件下,导体的电阻为零,这种材料称为超导体材料。
【解答】解:由题意知,LED灯接在电池两端时不亮,对调电池正、负极后亮了,说明LED灯具有单向导电性;
发光的LED灯几乎不发热,是因为它主要将电能转化为光能;
目前,科学家在努力研发常温下电阻为零的超导材料,由这种材料制成的电器将不存在热损耗。
故答案为:单向导电;光;超导。
【点评】本题考查了对LED灯的特点、能量转化的了解,对超导材料的认识,属基础题。
20.(2024秋•莱芜区期中)“手机快充”“手机超级快充”等充电器越来越普及,它以充电时间短、提高使用效率、适用于紧急情况等优点深受人们的喜欢。学了物理知识可以知道,“快充”之所以能大大节约充电时间,是因为增大了它的 电功率 (填物理量的名称)。如图所示为某品牌100W的手机充电器,半个小时就可以给手机充满电。在充电过程中,手机电池相当于电路中的 用电器 (选填“电源”或“用电器”)。
【考点】电功率的概念;电路的组成部分.版权所有
【专题】电流和电路;获取知识解决问题能力.
【答案】电功率;用电器。
【分析】电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,消耗电能越快,电功率越大;
电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成,缺少或不完整都会影响电路的正常工作。
【解答】解:“快充”之所以能大大节约充电时间(即单位时间做功快了),是因为增大了它的电功率。如图所示为某品牌100W的手机充电器,半个小时就可以给手机充满电。在充电过程中,手机电池要消耗电能,相当于电路中的用电器。
故答案为:电功率;用电器。
【点评】本题考查了电功率的概念和意义以及电路的组成。
三.实验探究题(共3小题)
21.(2024秋•东城区校级期中)在实验室测量小灯泡在不同电压下的电功率。
(1)图1是连接的实物电路,电路连接有一处错误,请在错接的导线上画×,然后用笔画线代替导线,画出正确的接线。
(2)电路连接正确后闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P到某一位置,电压表和电流表的示数如图2甲、乙所示,则此时电压表的示数为 2.5 V,小灯泡的电功率为 0.75 W。
【考点】伏安法测量小灯泡的电功率.版权所有
【专题】实验题;电能和电功率;实验基本能力.
【答案】(1)见解答图;(2)2.5;0.75。
【分析】(1)实验室测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率实验中,电压表应并联在小灯泡两端,测小灯泡两端的电压;电流表串联在电路中,测通过小灯泡的电流;滑动变阻器串联在电路中,改变小灯泡的两端的电压;
(2)电压表和电流表读数时注意所选择的量程,确定最小刻度值再读数;读出额定电压和额定电流,根据P=UI计算小灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)测小灯泡额定功率实验,电压表应并联在小灯泡两端,故正确的电路图如图:
;
(2)电压表所选量程0~3V,分度值为0.1V,其示数为2.5V;电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A;则小灯泡的额定功率为:
P额=U额×I额=2.5V×0.3A=0.75W。
故答案为:(1)见解答图;(2)2.5;0.75。
【点评】本题考查电路的正确连接和电压表、电流表的读数及电功率的计算,属于基础题目。
22.(2024秋•莱西市期中)在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置中,甲、乙、丙三个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。实验小组的同学猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关,他们利用如图所示的器材进行了探究实验。
(1)实验中通过观察 U形管内的液面高度差 来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)选用 甲、乙 组合,并将它们 串 联接到电源两端进行实验,可以探究电热与电阻的关系,通电一段时间后, 左 (选填“左”或“右”)侧容器产生的热量更多;
(3)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,可以探究电热与 电流 的关系,其中15Ω电阻的作用是 分流 ,乙、丙两容器中的电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为Q1:Q2= 16:9 ;
(4)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,发现乙装置U形管中液面无高度差,丙装置U形管中液面有高度差,产生此现象的原因可能是乙装置 漏气 。
【考点】探究影响电流通过导体时产生热量的因素.版权所有
【专题】欧姆定律;电与热、生活用电;应用能力.
【答案】(1)U形管内的液面高度差;(2)甲、乙;串;左;(3)电流;分流;16:9;(4)漏气。
【分析】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映;
(2)(3)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变;根据Q=I2Rt分析;
(4)可从漏气、电阻丝没有产生热量等方面进行分析。
【解答】解:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,实验前,应使两个U形管中的液面高度相同,容器内气体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映;
(2)探究电热与电阻的关系时,应控制电流相同,只改变电阻的大小,所以选用甲、乙两实验进行,将它们串联在电路中;
两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,左侧容器中的电阻大,产生的热量多;
(3)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,则通过容器中电阻的电流不同,而电阻大小和通电时间相同,因此可以探究电热与电流的关系,其中15Ω电阻的作用是分流;
根据分流原理,丙中通过15Ω和5Ω电阻之比为1:3,根据串联和并联电路电流的规律,通过乙、丙两容器中的电阻丝的电流之比为4:3,根据Q=I2Rt,在电阻和通电时间不变的条件下,产生的电热与电流的平方成正比,则a、c两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比16:9。
(4)发现乙装置U形管中液面无高度差,丙装置U形管中液面有高度差,产生此现象的原因可能是乙装置漏气。
故答案为:(1)U形管内的液面高度差;(2)甲、乙;串;左;(3)电流;分流;16:9;(4)漏气。
【点评】本题考查了探究电流通过导体产生的热的多少与什么因素有关的实验,要注意控制变量法和转换法的应用。
23.(2024春•吉安期中)小红用如图甲所示的电路测定小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为8Ω。除小灯泡外,实验室提供的器材有:电压为6V的电源,电流表(0~0.6A,0~3Λ),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器R1(20Ω,1.5A),滑动变阻器R2(5Ω,1A),开关一个,导线若干。实验前小红经过分析,电流表选用了(0~0.6A)量程。
(1)为保证实验的顺利进行,提高实验的准确性,电压表量程应该选 0~3V ,滑动变阻器应该选 R1 (选填“R1”或“R2”);
(2)请按照小红设计的电路图,帮助她用铅笔画线代替导线,把乙图中实物连接图补充完整;
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最 右 端(选填“左”或“右”):若连好电路,闭合开关瞬间,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针迅速摆过满刻度线,则故障可能是 灯泡断路 ;
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,发现电压表示数为2.0V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 左 (选填“左”或“右”)端移动;
(5)经过多次实验,由数据画出了如图所示的U﹣I图像,计算出小灯泡的额定功率是 0.625 W。
【考点】伏安法测量小灯泡的电功率.版权所有
【专题】实验题;欧姆定律;电能和电功率;实验基本能力.
【答案】(1)0~3V;R1;(2)见解答图;(3)右;灯泡断路;(4)左;(5)0.625。
【分析】(1)由小灯泡的额定电压确定电压表选用的量程;当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律求出滑动变阻器连入电路中的电阻确定滑动变阻器规格;
(2)电压表选用小量程与灯并联,电流表选择小量程与灯串联,将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中;
(3)为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处;闭合开关灯泡不亮,可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路;电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近6V,等于电源电压,说明电压表与电源两端相连,电压表并联电路之外,不存在断路,据此分析;
(4)根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(5)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,根据图丙读出灯泡的额定电流,利用P=UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用小量程0~3V;
灯丝的电阻约为8Ω,由欧姆定律,灯正常工作时的电流:
I'==0.3125A;
当灯正常发光时,滑动变阻器分得的电压:
U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,
由欧姆定律,滑动变阻器连入的电阻:
R滑==11.2Ω,故选用滑动变阻器R1(20Ω 1.5A);
(2)小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,电流表选择小量程与灯串联;由图甲可知,滑动变阻器滑片向右移动阻值变大,故图乙中滑动变阻器选用左下接线柱与电流表串联在电路中,如下图所示:
;
(3)为了保护电路,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最右端;若连好电路闭合开关瞬间,发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路中有断路故障;电压表指针迅速摆过满刻度线,说明电压表与电源两极是连通的,所以故障原因可能是灯泡断路;
(4)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,发现电压表示数为2.0V,小于灯泡额定电压2.5V,若想测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器滑片向左移动;
(5)由图丙知,UL=2.5V时,通过灯泡的电流IL=0.25A,则灯泡的额定功率为:
P=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W。
故答案为:(1)0~3V;R1;(2)见解答图;(3)右;灯泡断路;(4)左;(5)0.625。
【点评】本题测定小灯泡的额定功率实验,考查了电表的使用、器材的选择、电路连接、注意事项、电路故障、实验操作和功率的计算等知识。
四.计算题(共2小题)
24.(2024秋•浦东新区校级期中)某充电宝有许多参数,其中有一项参数为额定容量,大小为20000mAh,它表示该电池充满电后所储存的电荷量。
(1)该充电宝充满电后所储存的电荷量为多少库仑?(需写出换算过程)
(2)假如使用该充满电的充电宝对外放电,放电电流为1A,则可以持续对外放电多少时间?
【考点】电功计算公式W=UIt的应用;电荷量及其计算.版权所有
【专题】电能和电功率;应用能力.
【答案】(1)该充电宝充满电后所储存的电荷量为72000C;
(2)假如使用该充满电的充电宝对外放电,放电电流为1A,则可以持续对外放电20h。
【分析】(1)20000mAh表示该电池充满电后所储存的电荷量,通过单位换算得出答案;
(2)知道电荷量和待机电流大小,利用Q=It求待机时间。
【解答】解:
(1)该电池充满电后所储存的电荷量:
Q=20000mAh=20A×1h=20A×3600s=72000C;
(2)由I=得可以持续对外放电多少时间t===20h。
答:(1)该充电宝充满电后所储存的电荷量为72000C;
(2)假如使用该充满电的充电宝对外放电,放电电流为1A,则可以持续对外放电20h。
【点评】本题考查了电荷量的计算和电流定义式的应用,属于基础题目。
25.(2024秋•莱芜区期中)如图甲所示为一个加湿器,图乙所示为其内部湿度检测装置的简化电路图,图丙所示为加湿器内部湿度电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像。已知电源电压为12V,定值电阻R0=30Ω,电压表的量程为0~9V.在电路安全工作的前提下,请通过计算回答:
(1)电压表的示数为6V时,电流表示数是多少?
(2)电压表的示数为6V时,该电路的电功率是多少?
(3)该加湿器能检测到的最大湿度值是多少?
【考点】电功率的综合计算;欧姆定律的应用.版权所有
【专题】计算题;应用题;图析法;欧姆定律;电能和电功率;分析、综合能力.
【答案】(1)电压表的示数为6V时,电流表示数是0.2A;
(2)电压表的示数为6V时,该电路的电功率是2.4W;
(3)该加湿器能检测到的最大湿度值是80%。
【分析】由图可知:定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)电压表的示数为6V时,根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压;利用欧姆定律求出通过R0的电流;
(2)电压表的示数为6V时,利用P=UI即求出电路的电功率;
(3)湿敏电阻R的阻值随湿度RH增大而增大,由于串联电路中电阻两端的电压随电阻值的增大而变大,所以根据电压表的最大示数,求出此时R的电阻,由图乙即可判断得出能监测湿度的最大值。
【解答】解:由图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当电压表示数为6V时,由串联电路的电压特点可得,R0两端的电压:
U0=U﹣UR=12V﹣6V=6V,
此时通过R0的电流:
I===0.2A;
(2)当电压表示数为6V时,电路的电功率:P=UI=12V×0.2A=2.4W;
(3)由图丙可知,湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大,由串联分压规律可知,湿敏电阻两端的电压也越大(即电压表示数越大),
因为电压表量程为0~9V,所以湿敏电阻R两端的电压最大为9V时,此时监测的湿度最大;
根据串联电路总电压等于各电阻两端的电压之和可知,R0两端的最小电压:
U0最小=U﹣UR最大=12V﹣9V=3V,
则电路中的最小电流:
I最小===0.1A,
根据欧姆定律可知,R接入电路的最大阻值:
R最大===90Ω;
由图乙可知能监测湿度的最大值为80%。
答:(1)电压表的示数为6V时,电流表示数是0.2A;
(2)电压表的示数为6V时,该电路的电功率是2.4W;
(3)该加湿器能检测到的最大湿度值是80%。
【点评】本题是一道信息给予题,认真审题、根据题意获取所需信息,应用串联电路特点、欧姆定律即可正确解题。
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