专题06 电功率-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期末真题分类汇编(四川专用)
2024-12-05
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2份
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58页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电功和电功率 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.01 MB |
| 发布时间 | 2024-12-05 |
| 更新时间 | 2024-12-05 |
| 作者 | Shirley-kiki |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-12-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49127301.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题06 电功率
考点一 电能与电功
1.(22-23九年级上·四川宜宾·期末)以下生活用电器中,消耗的电能主要转化为内能的是( )
A.电饭煲 B.电动碎米机
C.行驶的电瓶车 D.剃须刀
2.(23-24九年级上·四川成都·期末)小刘家的电能表如图所示,下列说法不正确的是( )
A.小刘家今年用电量为5218.1kW·h B.该电能表正常工作电压为220V
C.每消耗0.1kW·h电能,指示灯闪烁300次 D.电能表是测量电功的仪器
3.(23-24九年级上·四川成都·期末)两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1600W,乙的额定功率为1100W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶两端的电压较高
B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等
D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
4.(23-24九年级上·四川成都·期末)关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A.电流通过导体做功越多,电功率越大
B.功率大的灯泡一定比功率小的灯泡亮
C.通电时间越长电流做功越多
D.电功率越大电流做功就越快
5.(23-24九年级上·四川乐山·期末)5月初,小明家中的电能表示数为,电能表的部分参数及6月初的示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量用电器消耗电功率的仪表
B.小明家5月初至6月初消耗的电能是
C.小明家所有用电器同时工作,总功率不得超过4.4kW
D.若电能表转盘在10min内转过300转,则用电器的总功率为1kW
6.(23-24九年级上·四川成都·期末)四川省为倡导绿色低碳生活和提高节约用电意识,对居民用电采取不同的收费标准,其中之一是按照基本电价收费。基本电价分为两个阶梯:每月用电量240度以下(含)的部分,电费为0.488元/度;每月用电量超过240度的部分,电费是0.538元/度。如图所示,是家住成都的小南家中的电能表月初和月底的示数,这个月小南家里用电是 kW·h,若按照基本电价收费,小南家这个月应交的电费是 元。
7.(22-23九年级上·四川广安·期末)一个小灯泡的两端电压为2.5V时,通过小灯泡的电流是0.2A,在这种情况下通电5min,电流做功 J;将如图所示的电能表接入家庭电路中,当关闭家中其他用电器,让一台空调单独工作6min,观察到电能表的铝盘正好转动了60r,则该段时间内这台空调消耗的电能为 J。
8.(22-23九年级上·四川广元·期末)如图所示是小明家的电能表,其示数为 kW·h。小明关闭家中其他用电器,让电饭锅单独工作,观察到电饭锅工作12min电能表转盘转了500转,则这段时间电饭锅消耗的电能为 kW·h。
8.(23-24九年级上·四川巴中·期末)小明家4月底电能表读数如图所示,5月底电能表的读数为,若当地电价为0.5元/,则5月份他家应交电费 元;小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表转盘转了320转,则该家用电器功率为 W。
考点二 电功率、额定功率与实际功率
9.(23-24九年级上·四川成都·期末)甲乙两只小灯泡上分别标着“”和“”(不考虑温度对灯丝电阻的影响),下列分析正确的是( )
A.甲乙两只小灯泡均正常发光时,甲灯更亮一些
B.若两灯灯丝的材料、长度相同,则甲灯的灯丝更细一些
C.将乙灯接入的电路中,它的实际功率为
D.将甲乙两灯串联接在的电路中,两灯都能正常发光
10.(23-24九年级上·四川广安·期末)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,标有“”的小灯泡恰好正常发光;若保持R不变,将换成另一只标有“”的小灯泡,闭合开关S,小灯泡的电功率( )
A.一定小于 B.一定小于 C.一定等于 D.一定大于
【答案】B
【详解】由可知,电压一定时,电阻越大,电流越小,因此,则将L2接入电路时,总电阻变小,即
由可知
则由可知,换上L2后,R两端的电压变大,由串联电路电压特点可知,L2两端电压将小于5V,因此L2的实际功率小于额定功率,即
故选B。
11.(23-24九年级上·四川成都·期末)两只小灯泡和连接在同一电路中,如果两灯串联,以下哪个说法是正确的( )
A.两灯的亮度一定相同 B.通过两灯的电流一定相等
C.两灯的电阻一定相等 D.两灯的电压一定相等
【答案】B
【详解】A.两只小灯泡L1和L2串联在同一电路中,由于不知道两个灯泡的实际功率的大小,无法判定亮度的大小,故A错误;
BCD.根据串联电路的电流规律可知,通过两灯的电流一定相等;由于不知道两灯的电阻的大小关系,根据U=IR可知,无法判定灯泡两端电压的大小关系,故B正确,CD错误。
12.(23-24九年级上·重庆万州·期末)把标有“220V,40W”和“220V,100W”的甲、乙两盏灯串联接在电压为220V的电源上。忽略灯丝电阻的变化,则下列判断正确的是( )
A.两盏灯的总功率等于140W B.甲灯的实际功率等于10W
C.甲灯两端实际电压小于110V D.两盏灯的总功率小于40W
13.(22-23九年级上·四川成都·期末)冬天洗澡的时候常会用到浴霸,常见的浴霸取暖灯组是由四个“220V,275W”的钨丝灯(如图)并联而成。下列说法正确的是( )
A.单个取暖灯正常工作时的功率为275W
B.单个取暖灯的实际功率一定为275W
C.实际电压过高灯泡极易损坏,应在低于220V的电压下工作
D.当电路中电压为0时,单个取暖灯的额定功率变为0
14.(23-24九年级上·四川成都·期末)标着“220V10W”、“110V10W”和“36V;10W”字样的三只灯泡都正常工作,在相等时间里消耗的电能( )
A.“220V;10W”最多 B.“36V;10W”最多
C.三只灯泡一样多 D.“110V;10W”最多
15.(23-24九年级上·四川泸州·期末)历史上的科学发现都源于对某些现象的认真观察、深入思考和不懈探究,要学好物理也要注重观察身边的事物。下列描述符合实际的是( )
A.教室里一盏 LED 灯正常工作时的电流约为9A
B.电子计算机 USB 接口的输出电压一般为5V
C.便携式手持充电小风扇的额定功率约为1000W
D.一盏小台灯工作 2 小时消耗的电能约为
16.(21-22九年级上·四川乐山·期末)小明利用标有“6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验。两个灯泡的I-U图像如图所示,在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( )
A.灯泡中的电流与电压不成正比,此时不适用于欧姆定律
B.当L1正常发光时,通过L1的电流为0.5A
C.当L1和L2并联接在电源电压为4V的电路中,电路总功率为4W
D.当L1和L2串联且有一个灯正常工作时,另一个灯的功率为1W
17.(23-24九年级上·四川成都·期末)冬天洗澡的时候常会用到浴霸,常见的浴霸取暖灯组是由四个“220V 275W”的钨丝灯(如图)并联而成。下列说法正确的是( )
浴霸取暖灯泡(单只装)
功率
螺口
尺寸
275W
E27
125mm×183mm
A.单个取暖灯正常工作时的功率为275W
B.单个取暖灯的实际功率一定为275W
C.实际电压过高灯泡极易损坏,应在低于220V的电压下工作
D.当电路中电压为0时,单个取暖灯的额定功率变为0
18.(23-24九年级上·四川成都·期末)某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到A端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.通过实验可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡发光越暗
19.(23-24九年级上·四川成都·期末)2023年8月29日,横空出世的华为新手机Mate60具有卫星通话、无线反向充电等功能遥遥领先,向世界展示了中国高科技企业的集体实力。当它利用无线反向充电功能为另一手机充电时,它相当于电路中的 。它还支持66W有线快充,快充会比普通充电的 (选填“电功”或“电功率”)大。
考点三 电功率的简单计算
20.(23-24九年级上·四川宜宾·期末)如图是A、B两电阻的U-I图像。结合图中信息可知( )
A.A的电阻比B的电阻小
B.A、B串联接入电路中,通过的电流相等
C.A、B并联接入电路中,A的功率比B的功率小
D.相同时间内,A消耗的电能一定比B少
21.(22-23九年级上·四川泸州·期末)同学们观察过灯泡的参数吗?学习了灯泡电功率以后你们肯定能解决如下问题。“220V 40W”的灯泡,正常工作时的电流为 A(保留两位小数),若灯泡两端的实际电压为110V,则实际功率为 W(不考虑灯泡电阻的变化)。把“220V 40W”的灯泡L1和“220V 100W”的灯泡L2,串联接入220V电路中,较亮的灯泡是 。(选填“L1、L2”)
22.(22-23九年级上·四川泸州·期末)将标有“6V 3W”和“6V 6W”的甲、乙两只小灯泡并联后接在某电源两端,在保证电路安全的前提下,电源电压最大为 V,此时 灯更亮,电路的总功率为 W。
24.(23-24九年级上·四川广元·期末)如图所示是某品牌电热水壶的工作原理简图,已知此热水壶有“高温、低温”两挡,两个定值电阻R1与R2阻值相等,“低温挡”正常工作的功率为500W,则R2的阻值为 Ω;若用“高温挡”加热质量为1kg的水用时5min,该过程消耗的电能为 J。
25.(23-24九年级上·四川广元·期末)如图甲所示是某款电热水龙头,图乙所示是它的电路原理图,其中R1、R2是电热丝, 使用时,通过旋转手柄使扇形开关S同时接触两个相邻触点,以实现冷水、温水、热水档的切换。当开关S接触2、3 触点时,水龙头放出的是 水;不考虑温度对电热丝阻值的影响,水龙头在热水档位工作时的功率是 W。
26.(23-24九年级上·四川广安·期末)如图所示,将灯L1、L2按甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中。灯L1在甲、乙两个电路中的电功率分别为8W和32W,设两灯灯丝的电阻不变。L1、L2两灯灯丝电阻之比为 ,甲、乙两图中电路消耗的总功率之比为 。
考点四 测量小灯泡的功率
27.(21-22九年级上·四川乐山·期末)小阳为测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率及观察小灯泡的发光情况,连接了如图所示的电路。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在 端(选填“左”或“右”);
(2)小阳的实验记录如表所示,小灯泡两端电压U=1.3V时的电功率P = W;
U/V
2.5
1.3
I/A
0.28
0.20
P/W
0.7
发光情况
明亮
暗
(3)由上表的实验记录你还能得到的结论: (写出一条即可);
(4)利用本图所示实验电路还可以进行的实验有: (写出一个即可)。
阻。
28.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)在测量标有额定电压为2.5V的某小灯泡的电功率实验中,选用的电源电压为4.5V,灯丝的电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,完成实物图连接;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,当电流表的示数如图丙所示时,其示数为 A;
(4)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,如下表所示,由表可知,随着电压的增大,小灯泡消耗的功率 (选填“增大”“不变”或“减小”)。当小灯泡正常工作时,其功率为 W,其电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(5)根据表中数据,诗在图中画出U—I关系图象;
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
熄灭
熄灭
微光
较暗
不很亮
较亮
明亮
电压U/V
0.1
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.10
0.32
0.38
0.42
0.48
0.52
0.56
(6)根据表中的数据,画出的图象是 (选填“直线”或“曲线”),原因是在不同的电压下,灯丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
29.(23-24九年级上·四川眉山·期末)用如图所示的器材测定额定电压为2.5V,额定功率不大于1W的小灯泡的功率。试按要求完成下列各题。
(1)如图是某同学连接的电路,存在三处错误,请找出:① ;② ;③ ;
(2)纠正以上错误后,试触开关时发现,电流表有示数,电压表无示数,灯泡不亮。经检查,电压表完好且连接正确,灯泡也完好,则出现这种故障的原因可能是 。
30.(23-24九年级上·四川眉山·期末)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡额定电流为0.2A,电阻小于。
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 ;
(3)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 选填“A”或“B”)端;
(4)实验电路连接完毕后,闭合开关,发现电流表无示数、电压表有示数,产生此现象的可能原因是 ;
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(6)用上述电路测量了的额定功率后,再测定一个额定电流为“0.4A”的灯泡的额定功率,的电阻略小于,需更改 表的量程,且更换成后应该将滑动变阻器的滑片从原来的位置往 (选填“A”或“B”)移动使正常发光。
(7)在同学们已做过的物理实验中,有不少涉及到物理量的测量。其中有一类物理量可以直接用仪器进行测量,而另一类物理量只能间接浏测量,“小灯泡电功率”的测量是属于 (选填“直接”或“间接”)测量。
【
31.(23-24九年级上·四川成都·期末)在“测定小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)小明按照图甲,连接了电路,闭合开关前,滑片应置于 端;(“A”或“B”)
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,由此可知,此时通过灯泡的电流为 A,则小灯泡额定功率为 W;
(3)接着小明的同桌在未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,那么拔出小灯泡后电压表的示数情况是 (选填“示数为零”或“有较大示数”);
(4)通过实验还发现在灯泡逐渐变亮的过程中,电压表示数与电流表示数的比值在增大,造成这一现象的原因是 。
考点五 焦耳定律
32.(23-24九年级上·四川广元·期末)如图所示是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量等压的空气,两U形管装有相同的液体且液面相平。通电一段时间后,两侧U形管中液面出现不同的高度差。以下说法中正确的是( )
A.右侧U形管液面的高度差大于左侧U形管液面的高度差
B.该装置可以探究通电时间相等时,导体产生的热量与电流的关系
C.该装置可以探究通电时间相等时,导体产生的热量与电阻的关系
D.U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
【答案】B
33.(22-23九年级上·四川泸州·期末)如图为探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关的部分装置。两个相同的平底烧瓶里装上质量和初温都相同的液体,将两根电阻分别为R1和R2(R1≠R2)的电阻丝浸入液体的中部,如图所示,再将导线a、b的两端接上电源和开关通电。下列说法正确的是( )
A.图中实验是探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系
B.本探究实验用到的研究方法主要是控制变量法和转换法
C.为使实验现象更明显,应在两个烧瓶中装入比热容较大的不同液体
D.实验时观察到乙瓶中温度计示数变化大些,说明乙瓶中的电阻R2小些
34.(23-24九年级上·四川宜宾·期末)下列用电器不是利用电流的热效应来工作的是( )
A.电饭锅 B.电热水器
35.(23-24九年级上·四川成都·期末)下列关于电流的热效应,说法正确的是( )
A.导体的电阻越大,产生的热量越大
B.通过导体的电流越大,产生的热量越大
C.电流的热效应对我们生活只有危害,没有帮助
36.(23-24九年级上·四川成都·期末)关于电流的热效应,下列说法正确的是( )
A.电动机工作时,电能不会转化为内能
B.电流通过导体产生的热量跟电流成正比
C.电流通过功率大的用电器,产生的热量也越多
D.导线采用铜作为线芯,是为了减小电热造成的能量损耗
37.(23-24九年级上·四川内江·期末)某型号的电热毯有高温和低温两个挡,其内部电路原理图如图所示。其主要参数如表所示,、为加热电阻,下列说法中正确的是( )
额定电压
高温发热功率
低温发热功率
交流频率
产生的热量为
A.当开关、都闭合时是低温挡
B.电阻的电阻为
C.该型号电热毯高温挡正常工作产生的热量为132J
D.该型号电热毯用高温挡加热,当实际电压为时,其实际发热功率为
38.(23-24九年级上·四川自贡·期末)一个玩具汽车上的电动机正常工作时,两端的电压为,此时通过它的电流为,其线圈电阻为,则( )
A.电动机的额定功率为
B.电动机正常工作10分钟消耗电能
C.电动机正常工作10分钟产生的热量为
D.电动机工作时将电能全部转化为机械能
39.(22-23九年级上·四川乐山·期末)将甲、乙两段导体并联后接入电路。开关闭合后测得通过甲、乙两段导体的电流之比为1∶2,通电相同时间,则甲、乙两段导体产生的热量之比是( )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.2∶3
40.(23-24九年级上·四川成都·期末)如图甲所示是一款即热饮水机,该款新型智能电热水壶有高、中、低三挡,它的等效电路图如图乙所示,其中,均为电热丝,单刀双掷开关可接a或b。开关闭合、接b时,电热水壶处于 (选填“高温”、“中温”或“低温”)挡,电热水壶处于低温挡时的电功率为 W。
41.(23-24九年级上·四川成都·期末)某家用电饭煲有“加热”“保温”两个挡位,其简化电路如图所示,R1、R2是电热丝,R1=110Ω,R2=220Ω。当闭合开关S1和S2时,电饭煲为 挡位;该挡位通电10s,电热丝R2产生的热量为 J。
42.(22-23九年级上·四川眉山·期末)电扇使用事项中明确规定:“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”,这是因为正常工作的电扇,如果叶片被卡住而不转动时,电能将全部转化为内能,很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为22Ω,正常工作的家庭用电扇叶片被卡住不转时,线圈中的电流为 A。若此状态持续1min,则线圈中电流产生的热量是 J。
73.(23-24九年级上·四川眉山·期末)某电热淋浴器铭牌中的主要参数如表所示,在正常工作时,将满一桶水从20℃加热到70℃需要50min[c水=4.2×l03J/(kg·℃);1L=1dm3]。求:
额定电压
220V
额定功率
3000W
额定频率
50Hz
额定容积
36L
(1)水的质量?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率,求该淋浴器的热效率是多少?
43.(22-23九年级上·四川德阳·期末)用一个标有“220V 1000W”的电热水壶烧水,让电热水壶正常工作6min,可将1.5kg水温度从30℃升高到70℃,c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)电热水壶正常工作6min产生的热量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)电热水壶的加热效率?
44.(23-24九年级上·四川广安·期末)如图甲所示电路,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的阻值变化范围为0~20Ω,R2 为定值电阻。闭合开关S,滑片P在某两点间移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图象如图乙所示。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
①R2的阻值为5Ω
②R1消耗的最大电功率为4.05W
③电源电压为9V
④电压表的最小示数与最大示数之比为13:14
A.①和② B.②和③ C.①和③ D.①和④
【
45.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)如图甲所示电路,电源电压恒为4.5V,闭合开关S后,滑片P由右端向左滑动,因变阻器某处发生断路,滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数,电流表读数I与滑片P滑动距离d的关系如图乙所示。当电流表开始有读数时,才闭合开关S1,此时电压表的示数为2.5V。电压表的量程为“0-3V”,电流表的量程为“0~0.6A”。下列说法中正确的是( )
A.当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值为12.5Ω
B.当滑片P移到d=2cm处时,电阻R0在10s内产生的热量为5J
C.当滑片P移到d=6cm处时,R0消耗的电功率为0.2W
D.若R1未断路,最大阻值为30Ω,为保护电路安全,R0的电功率变化范围是0.225W-2.025W
46.(23-24九年级上·四川成都·期末)如图甲是灯泡L和电阻R的图像。将灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中,只闭合开关时,灯泡L的实际功率为1W。下列说法正确的是( )
A.只闭合开关时,灯泡L的电阻为
B.再闭合开关后,电流表的示数增大0. 4A
C.再闭合开关后,电路的总功率为1. 4W
D.再闭合开关后,在内电阻R产生的热量为240J
47.(23-24九年级上·四川广元·期末)小华和小英在实验室设计并连接了如图甲所示的电路,图中电源电压U保持不变。她们进行了如下实验:当开关S1闭合、S2断开,使滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,读取电压表与电流表示数;闭合开关S2,断开S1,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的消耗的功率为1.2W。求:
(1)定值电阻R1的阻值和R的最大阻值;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)通过调节滑动变阻器的滑片或改变开关S1、S2的通断,能够得到的整个电路的最大功率是多少?
48.(23-24九年级上·四川南充·期末)如图甲,开关S、闭合,将滑动变阻器的滑片从最左端滑至灯泡正常发光的位置,电流表及两个电压表的示数变化如图乙所示.已知定值电阻,电源电压恒定不变。求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡的额定功率;
(3)通过控制开关的通断和滑动变阻器滑片的位置,整个电路消耗的最小功率。
49.(23-24九年级上·四川广安·期末)如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V4.8W ”字样,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”字样。当滑动变阻器R2的滑片P置于最左端时,只闭合开关S1,小灯泡L正常发光。请回答下列问题:
(1)求小灯泡L的额定电流;
(2)当滑动变阻器R2的滑片P置于最左端时,闭合开关 S1、S2,求10s内电流通过R1产生的热量;
(3)只闭合开关S2,移动滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全的条件下,求电路中的最大总功率。
50.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)如图所示电路,电源电压恒为12V,电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2上标有“10Ω 3A”的字样,小灯泡L上标有“12V 6W”的字样,电流表的量程为0~3A。求:
(1)当开关S1、S2、S都闭合时,求小灯泡L在5min内产生的热量;
(2)当开关S1、S2、S都闭合,电流表的示数为2A时,求R2消耗的电功率;
(3)当开关S1、S2都断开,S闭合时,电流表的示数1A,求滑动变阻器R2接入电路的阻值。
51.(23-24九年级上·四川泸州·期末)某物理创新小组设计了一种压力检测装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为10Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,轻质绝缘检测板与压敏电阻R相连,压敏电阻R的阻值与压力F的关系如图乙所示,闭合开关S,检测板不受压力作用时,电路中的电流为0.1A。求:
(1)电源电压是多少?
(2)检测板受到60N的恒定压力,持续作用10s,R0 产生的热量是多少?
(3)该装置所能测量的最大压力是多少?
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专题06 电功率
考点一 电能与电功
1.(22-23九年级上·四川宜宾·期末)以下生活用电器中,消耗的电能主要转化为内能的是( )
A.电饭煲 B.电动碎米机
C.行驶的电瓶车 D.剃须刀
【答案】A
【详解】A.电饭煲是电热器,将电能转化为内能,故A符合题意;
BCD.电动碎米机、电瓶车、剃须刀都是利用电动机工作的,将电能转化为机械能,故BCD不符合题意。
故选A。
2.(23-24九年级上·四川成都·期末)小刘家的电能表如图所示,下列说法不正确的是( )
A.小刘家今年用电量为5218.1kW·h B.该电能表正常工作电压为220V
C.每消耗0.1kW·h电能,指示灯闪烁300次 D.电能表是测量电功的仪器
【答案】A
【详解】A.电能表上的“5218.1kW·h”表示累计用电量是5218.1kW·h,而不一定是小刘家今年的用电量,故A错误,符合题意;
B.电能表上“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用,故B正确,不符合题意;
C.电能表上“3000imp/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能,电能表上的转盘转3000转;则每消耗0.1kW·h电能,电能表上的转盘转300转,指示灯闪烁300次,故C正确,不符合题意;
D.电能表是一种用来测量电能的仪表,即可以测量电功,故D正确,不符合题意。
故选A。
3.(23-24九年级上·四川成都·期末)两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1600W,乙的额定功率为1100W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶两端的电压较高
B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等
D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
【答案】B
【详解】A.额定电压相同的电热水壶甲和乙,两个电热水壶都正常工作时,两个电热水壶两端的电压相等,故A错误;
B.电功率表示电流做功快慢的物理量,甲的额定功率为1600W,乙的额定功率为1100W,电流通过甲电热水壶做功较快,故B正确;
C.两个电热水壶都正常工作时,甲的额定功率大,根据P=UI可知,通过甲的电流大,故C错误;
D.两个电热水壶都正常工作时,通电时间相同,甲的额定功率大,根据可知,甲消耗的电能多,故D错误。
故选B。
4.(23-24九年级上·四川成都·期末)关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A.电流通过导体做功越多,电功率越大
B.功率大的灯泡一定比功率小的灯泡亮
C.通电时间越长电流做功越多
D.电功率越大电流做功就越快
【答案】D
【详解】AD.电功率是指电流做功的快慢,电流通过导体做功多,但时间不知,无法比较电功率的大小。但电功率越大,电流做功一定越快,故A错误,D正确;
B.在额定电压下工作时,额定功率大的灯泡一定比额定功率小的灯泡亮,但灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮,故B错误;
C.据W=UIt知,电流做功与电压、电流及通电时间有关,电压及电流不知,无法仅凭通电时间判断做功的多少,故C错误。
故选D。
5.(23-24九年级上·四川乐山·期末)5月初,小明家中的电能表示数为,电能表的部分参数及6月初的示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量用电器消耗电功率的仪表
B.小明家5月初至6月初消耗的电能是
C.小明家所有用电器同时工作,总功率不得超过4.4kW
D.若电能表转盘在10min内转过300转,则用电器的总功率为1kW
【答案】C
【详解】A.电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,故A错误;
B.5月初,小明家中的电能表示数为,6月初的示数为,则小明家5月初至6月初消耗的电能为
故B错误;
C.据表盘的参数可知,总功率最大为
故C正确;
D.若电能表转盘在10min内转过300转,则用电器消耗的电能为
则用电器的总功率为
故D错误。
故选C。
6.(23-24九年级上·四川成都·期末)四川省为倡导绿色低碳生活和提高节约用电意识,对居民用电采取不同的收费标准,其中之一是按照基本电价收费。基本电价分为两个阶梯:每月用电量240度以下(含)的部分,电费为0.488元/度;每月用电量超过240度的部分,电费是0.538元/度。如图所示,是家住成都的小南家中的电能表月初和月底的示数,这个月小南家里用电是 kW·h,若按照基本电价收费,小南家这个月应交的电费是 元。
【答案】 340 170.92
【详解】[1]小南家月初的电能表读数为,小南家月末的电能表读数为,则这个月小南家用电量为
[2]因耗电量超过240度,则其中240度电的费用为
超过的耗电量对应的费用为
因此共计应交电费为
7.(22-23九年级上·四川广安·期末)一个小灯泡的两端电压为2.5V时,通过小灯泡的电流是0.2A,在这种情况下通电5min,电流做功 J;将如图所示的电能表接入家庭电路中,当关闭家中其他用电器,让一台空调单独工作6min,观察到电能表的铝盘正好转动了60r,则该段时间内这台空调消耗的电能为 J。
【答案】 150 3.6×105
【详解】[1]由题意知,小灯泡通电时间为
由可得,通过小灯泡的电流做功为
[2]由图可知,该电能表消耗1kW•h,铝盘转动600转,则可知当转动了60r时,空调消耗的电能为
8.(22-23九年级上·四川广元·期末)如图所示是小明家的电能表,其示数为 kW·h。小明关闭家中其他用电器,让电饭锅单独工作,观察到电饭锅工作12min电能表转盘转了500转,则这段时间电饭锅消耗的电能为 kW·h。
【答案】 1123.4 0.2
【详解】[1]电能表的最后一位是小数,单位是kW·h,由图可知电能表的示数是1123.4kW·h。
[2]这段时间电饭锅消耗的电能为
8.(23-24九年级上·四川巴中·期末)小明家4月底电能表读数如图所示,5月底电能表的读数为,若当地电价为0.5元/,则5月份他家应交电费 元;小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表转盘转了320转,则该家用电器功率为 W。
【答案】 110 1000
【详解】[1]由图可知,4月底电能表读数为,5月份消耗的电能
则5月份他家应交电费
[2]该用电器消耗的电能
则该家用电器功率
考点二 电功率、额定功率与实际功率
9.(23-24九年级上·四川成都·期末)甲乙两只小灯泡上分别标着“”和“”(不考虑温度对灯丝电阻的影响),下列分析正确的是( )
A.甲乙两只小灯泡均正常发光时,甲灯更亮一些
B.若两灯灯丝的材料、长度相同,则甲灯的灯丝更细一些
C.将乙灯接入的电路中,它的实际功率为
D.将甲乙两灯串联接在的电路中,两灯都能正常发光
【答案】B
【详解】A.甲乙两只小灯泡均正常发光时,乙的额定功率为大于甲灯的额定功率,乙灯更亮一些,故A错误;
B.由
甲乙两只小灯泡额定电压相同都等于,乙的额定功率大于甲灯的额定功率,所以甲的电阻小于乙的电阻。导体的电阻与材料、长度、横截面积有关,当材料和长度一定时,横截面积越小,电阻越大,因此甲灯的灯丝更细。故B正确;
C.不考虑温度对灯丝电阻的影响,由
得将乙灯接入的电路中,它的实际功率为,则
得
故C错误;
D.由
得
甲乙两只小灯泡电阻之比
将甲乙两灯串联接在的电路中,两灯分得的电压之比等于电阻之比,故
又
得
两灯都不能正常发光。故D错误。
故选B。
10.(23-24九年级上·四川广安·期末)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,标有“”的小灯泡恰好正常发光;若保持R不变,将换成另一只标有“”的小灯泡,闭合开关S,小灯泡的电功率( )
A.一定小于 B.一定小于 C.一定等于 D.一定大于
【答案】B
【详解】由可知,电压一定时,电阻越大,电流越小,因此,则将L2接入电路时,总电阻变小,即
由可知
则由可知,换上L2后,R两端的电压变大,由串联电路电压特点可知,L2两端电压将小于5V,因此L2的实际功率小于额定功率,即
故选B。
11.(23-24九年级上·四川成都·期末)两只小灯泡和连接在同一电路中,如果两灯串联,以下哪个说法是正确的( )
A.两灯的亮度一定相同 B.通过两灯的电流一定相等
C.两灯的电阻一定相等 D.两灯的电压一定相等
【答案】B
【详解】A.两只小灯泡L1和L2串联在同一电路中,由于不知道两个灯泡的实际功率的大小,无法判定亮度的大小,故A错误;
BCD.根据串联电路的电流规律可知,通过两灯的电流一定相等;由于不知道两灯的电阻的大小关系,根据U=IR可知,无法判定灯泡两端电压的大小关系,故B正确,CD错误。
故选B。
12.(23-24九年级上·重庆万州·期末)把标有“220V,40W”和“220V,100W”的甲、乙两盏灯串联接在电压为220V的电源上。忽略灯丝电阻的变化,则下列判断正确的是( )
A.两盏灯的总功率等于140W B.甲灯的实际功率等于10W
C.甲灯两端实际电压小于110V D.两盏灯的总功率小于40W
【答案】D
【详解】A.根据可得,两灯泡的电阻分别为
两灯泡串联时,通过两灯泡的电流相等,串联电路中总电阻等于各分电阻之和,即总电阻大于任何一个分电阻,根据可知,电路中的电流小于两灯泡的额定电流,由P=I2R,可得两灯泡的电功率均小于额定功率,且均不正确正常发光,两盏灯的总功率小于140W,故A错误;
C.由U=IR,且总电压为220V,所以甲灯泡的电阻大,两端分得的电压大于110V,乙灯泡两端分得的电压小于110V,故C错误;
B.假设甲灯的电压是110V,则甲灯的功率
由于甲的实际电压大于110V,故甲灯消耗的实际功率大于10W,故B错误;
D.两盏灯的总功率
故D正确。
故选D。
13.(22-23九年级上·四川成都·期末)冬天洗澡的时候常会用到浴霸,常见的浴霸取暖灯组是由四个“220V,275W”的钨丝灯(如图)并联而成。下列说法正确的是( )
A.单个取暖灯正常工作时的功率为275W
B.单个取暖灯的实际功率一定为275W
C.实际电压过高灯泡极易损坏,应在低于220V的电压下工作
D.当电路中电压为0时,单个取暖灯的额定功率变为0
【答案】A
【详解】A.由取暖灯的铭牌可知,其额定电压是220V,额定功率是275W,则单个取暖灯正常工作时的功率为275W,故A正确;
B.单个取暖灯在额定电压下的功率为275W,故实际功率不一定为275W,这与实际电压有关,故B错误;
C.实际电压过高灯泡极易损坏,但在低于220V的电压下不能正常工作,故C错误;
D.因为灯泡的额定功率为定值,灯泡的额定功率不会随着电压的变化而变化,因此当电路中电压为0时,单个取暖灯的额定功率不会变为0,故D错误。
故选A。
14.(23-24九年级上·四川成都·期末)标着“220V10W”、“110V10W”和“36V;10W”字样的三只灯泡都正常工作,在相等时间里消耗的电能( )
A.“220V;10W”最多 B.“36V;10W”最多
C.三只灯泡一样多 D.“110V;10W”最多
【答案】C
【详解】三只灯泡额定功率相同,它们都正常工作时,则它们的实际功率就相同,由工作时间相同,根据公式W=Pt可知,消耗的电能相同。
故选C。
15.(23-24九年级上·四川泸州·期末)历史上的科学发现都源于对某些现象的认真观察、深入思考和不懈探究,要学好物理也要注重观察身边的事物。下列描述符合实际的是( )
A.教室里一盏 LED 灯正常工作时的电流约为9A
B.电子计算机 USB 接口的输出电压一般为5V
C.便携式手持充电小风扇的额定功率约为1000W
D.一盏小台灯工作 2 小时消耗的电能约为
【答案】B
【详解】A.教室里一盏 LED 灯正常工作时的电流约为 0.1 A,故A不符合题意;
B.电子计算机USB接口的输出电压较低,一般为 5 V,可为手机充电,故B符合题意;
C.便携式手持充电小风扇的额定功率约为,故C不符合题意;
D.一盏小台灯的功率不会超过20W,工作 2 小时消耗的电能约为
故D不符合题意。
故选B。
16.(21-22九年级上·四川乐山·期末)小明利用标有“6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验。两个灯泡的I-U图像如图所示,在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( )
A.灯泡中的电流与电压不成正比,此时不适用于欧姆定律
B.当L1正常发光时,通过L1的电流为0.5A
C.当L1和L2并联接在电源电压为4V的电路中,电路总功率为4W
D.当L1和L2串联且有一个灯正常工作时,另一个灯的功率为1W
【答案】D
【详解】A.由图像可知,通过灯泡的电流与电压不成正比,但根据图像可知小灯泡两端某一电压值和该电压值下流过灯泡的电流值,利用欧姆定律可计算此时小灯泡的电阻,即此时欧姆定律仍适用,故A错误;
B.当L1正常发光时,由题可知通过L1的额定电流为
故B错误;
C.因并联电路两端电压相等,所以当L1和L2并联接在电源电压为4V的电路时,由图像可知,通过L1的电流为0.8A,通过L2的电流为0.4A,又因干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流为
I=I1+I2=0.8A+0.4A=1.2A
则电路总功率为
P=UI=4V×1.2A=4.8W
故C错误;
D.已知灯泡L2的额定电压为6V,根据图像可知通过L2的额定电流为0.5A,因通过L1的额定电流为1.0A,且串联电路各处电流都相等,当电路中的电流为I0=0.5A时,此时灯泡L2正常发光,由图像可知,此时L1 两端电压为U0=2V,则L1的实际功率为
P实=U0I0=2V×0.5A=1W
故D正确。
故选D。
17.(23-24九年级上·四川成都·期末)冬天洗澡的时候常会用到浴霸,常见的浴霸取暖灯组是由四个“220V 275W”的钨丝灯(如图)并联而成。下列说法正确的是( )
浴霸取暖灯泡(单只装)
功率
螺口
尺寸
275W
E27
125mm×183mm
A.单个取暖灯正常工作时的功率为275W
B.单个取暖灯的实际功率一定为275W
C.实际电压过高灯泡极易损坏,应在低于220V的电压下工作
D.当电路中电压为0时,单个取暖灯的额定功率变为0
【答案】A
【详解】A.取暖灯的规格为“220V 275W”,表示单个取暖灯正常工作时的功率为275W,故A正确;
B.取暖灯的额定功率为275W,但实际工作时的电压不一定等于额定电压,则实际功率不一定等于额定功率,故B错误;
C.实际电压高于额定电压,灯泡容易损坏,但如果电压低于额定电压,灯泡较暗,也不能正常工作,所以灯泡最好应在额定电压下工作,故C错误;
D.用电器的额定功率是指用电器正常工作时的电功率,与用电器的实际工作状态无关,故D错误。
故选A。
18.(23-24九年级上·四川成都·期末)某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到A端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.通过实验可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡发光越暗
【答案】C
【详解】A.闭合开关前,为保护电路安全,滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处,即B端,故A错误;
B.闭合开关后,小灯泡不发光,也可能是电路中的其它地方断开了,造成电路中没有电流,故B错误;
C.小灯泡的额定电压为2.5V,当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,利用可得出小灯泡的额定功率,故C正确;
D.小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越小,小灯泡越暗,实际功率越大,小灯泡越亮,故D错误。
故选C。
19.(23-24九年级上·四川成都·期末)2023年8月29日,横空出世的华为新手机Mate60具有卫星通话、无线反向充电等功能遥遥领先,向世界展示了中国高科技企业的集体实力。当它利用无线反向充电功能为另一手机充电时,它相当于电路中的 。它还支持66W有线快充,快充会比普通充电的 (选填“电功”或“电功率”)大。
【答案】 电源 电功率
【详解】[1]当华为Mate60给其他手机充电时,手机提供电能,相当于电路中的电源。
[2]和其它手机相比,充电速度更快,故快充会比普通充电的电功率大。
考点三 电功率的简单计算
20.(23-24九年级上·四川宜宾·期末)如图是A、B两电阻的U-I图像。结合图中信息可知( )
A.A的电阻比B的电阻小
B.A、B串联接入电路中,通过的电流相等
C.A、B并联接入电路中,A的功率比B的功率小
D.相同时间内,A消耗的电能一定比B少
【答案】AB
【详解】A.由图可知,当电压相等时,通过A的电流大于通过B的电流,由可知A的电阻比B的电阻小,故A符合题意;
B.A、B串联接入电路中,由串联电路电流的规律可知通过它们的电流相等,故B符合题意;
C.A、B并联接入电路中,它们两端电压相等,通过A的电流大于通过B的电流,由P=UI可知A的功率比B的功率大,故C不符合题意;
D.由于AB的功率未知,由W=Pt可知相同时间内,A消耗的电能不一定比B少,故D不符合题意。
故选AB。
21.(22-23九年级上·四川泸州·期末)同学们观察过灯泡的参数吗?学习了灯泡电功率以后你们肯定能解决如下问题。“220V 40W”的灯泡,正常工作时的电流为 A(保留两位小数),若灯泡两端的实际电压为110V,则实际功率为 W(不考虑灯泡电阻的变化)。把“220V 40W”的灯泡L1和“220V 100W”的灯泡L2,串联接入220V电路中,较亮的灯泡是 。(选填“L1、L2”)
【答案】 0.18 10 L1
【详解】[1][2][3]由题知,灯泡的额定电压为220V,额定功率为40W,由可得,灯泡正常工作时的电流
由可得,灯泡的电阻
当灯泡两端电压为110V时的实际功率
灯泡L2的电阻
将灯泡L1和L2串联接入220V电路中,由于流经灯泡两灯的电流相等,根据可知,实际功率之比就是电阻之比,即电阻大的灯泡亮,所以,较亮的灯泡是L1。
22.(22-23九年级上·四川泸州·期末)将标有“6V 3W”和“6V 6W”的甲、乙两只小灯泡并联后接在某电源两端,在保证电路安全的前提下,电源电压最大为 V,此时 灯更亮,电路的总功率为 W。
【答案】 6 乙 9
【详解】[1]根据题意可知,甲、乙两只小灯泡的额定电压都是6V,又因为并联电路的电压特点可知,电源电压最大为6V。
[2][3]当实际电压等于额定电压时,实际功率就等于额定功率,因为乙灯的额定功率大于甲灯,所以乙灯更亮,此时电路的总功率等于额定功率之和,即
23.(23-24九年级上·四川眉山·期末)小明家的电能表的表盘标有“5000r/kW·h”的字样,把家中的其它用电器都断开,只接入某用电器,电热器工作半小时,电能表的转盘恰好转过300圈,若电路中没有发生漏电现象,则该用电器这半小时内消耗的电能是 J,用电器功率为 W。
【答案】 2.16×105J 120
【详解】[1]该用电器这半小时内消耗的电能为
[2] 用电器功率为
24.(23-24九年级上·四川广元·期末)如图所示是某品牌电热水壶的工作原理简图,已知此热水壶有“高温、低温”两挡,两个定值电阻R1与R2阻值相等,“低温挡”正常工作的功率为500W,则R2的阻值为 Ω;若用“高温挡”加热质量为1kg的水用时5min,该过程消耗的电能为 J。
【答案】 48.4 3×105
【详解】[1][2]由图可知,当开关S2闭合、S1断开时,R1、R2串联,此时总电阻较大,由可知,此时电路总功率最小,为低温挡,则总电阻为
两个定值电阻R1与R2阻值相等,则R2的阻值为
当开关S1、S2都闭合时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,由可知,此时电路总功率最大,电热水壶处于高温挡,则电热水壶高温挡的电功率为
则电热水壶高温挡工作5min消耗的电能为
W=P高t=1000W×5×60s=3×105J
25.(23-24九年级上·四川广元·期末)如图甲所示是某款电热水龙头,图乙所示是它的电路原理图,其中R1、R2是电热丝, 使用时,通过旋转手柄使扇形开关S同时接触两个相邻触点,以实现冷水、温水、热水档的切换。当开关S接触2、3 触点时,水龙头放出的是 水;不考虑温度对电热丝阻值的影响,水龙头在热水档位工作时的功率是 W。
【答案】 热 1815
【详解】[1]当开关S接触2、3触点时,两电阻并联接入电路,电路的电阻最小,由可知,电源的电压一定时,电路的电功率最大,水龙头放出的是热水。
[2]当开关S接触2、3触点时,电阻R1和R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,水龙头处于热水挡,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻
水龙头在热水挡位正常工作时电路消耗的功率
26.(23-24九年级上·四川广安·期末)如图所示,将灯L1、L2按甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中。灯L1在甲、乙两个电路中的电功率分别为8W和32W,设两灯灯丝的电阻不变。L1、L2两灯灯丝电阻之比为 ,甲、乙两图中电路消耗的总功率之比为 。
【答案】 1∶1 1∶4
【详解】
[1]因甲图中灯泡的功率,乙图中灯泡的功率,所以
解得
甲图中,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电路中各处的电流相等,所以
[2]因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,甲图中电路消耗的总功率
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,乙图电路消耗的总功率
所以,甲、乙两图中电路消耗的总功率之比为
考点四 测量小灯泡的功率
27.(21-22九年级上·四川乐山·期末)小阳为测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率及观察小灯泡的发光情况,连接了如图所示的电路。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在 端(选填“左”或“右”);
(2)小阳的实验记录如表所示,小灯泡两端电压U=1.3V时的电功率P = W;
U/V
2.5
1.3
I/A
0.28
0.20
P/W
0.7
发光情况
明亮
暗
(3)由上表的实验记录你还能得到的结论: (写出一条即可);
(4)利用本图所示实验电路还可以进行的实验有: (写出一个即可)。
【答案】(1)右
(2)0.26
(3)小灯泡的发光程度与实际功率有关
(4)测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电阻
【详解】(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在阻值最大处,即最右端。
(2)如表所示,小灯泡两端电压U=1.3V时,电流为0.2A,则电动率为
(3)由表可知,小灯泡的发光程度与实际功率有关,实际功率越大,灯泡越亮。
(4)利用本图所示实验电路还可以进行的实验有:测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电阻。
28.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)在测量标有额定电压为2.5V的某小灯泡的电功率实验中,选用的电源电压为4.5V,灯丝的电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,完成实物图连接;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,当电流表的示数如图丙所示时,其示数为 A;
(4)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值,如下表所示,由表可知,随着电压的增大,小灯泡消耗的功率 (选填“增大”“不变”或“减小”)。当小灯泡正常工作时,其功率为 W,其电阻为 Ω(结果保留一位小数);
(5)根据表中数据,诗在图中画出U—I关系图象;
数据序号
1
2
3
4
5
6
7
发光情况
熄灭
熄灭
微光
较暗
不很亮
较亮
明亮
电压U/V
0.1
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.10
0.32
0.38
0.42
0.48
0.52
0.56
(6)根据表中的数据,画出的图象是 (选填“直线”或“曲线”),原因是在不同的电压下,灯丝的电阻随温度的升高而 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1)
(2)A
(3)0.12
(4) 增大 1.4 4.5
(5)
(6) 曲线 增大
【详解】(1)要测量小灯泡的电功率,电流表串联在电路中测通过小灯泡的电流,小灯泡正常发光时,通过的电流约为
电流表选用小量程,作图如下:
(2)为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大的A端。
(3)电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.12A.
(4)[1]由表格数据知,随着电压增大,电流也在增大,则电压与电流的乘积增大,据P=UI知,小灯泡消耗的功率增大。
[2]当电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.56A,则正常工作时的功率
[3]正常工作时的电阻
(5)将表格中的数据对应的点描出,再用线将各点相连。作图如下:
(6)[1]由画出的U-I图像知,画出的图像是曲线。
[2]小灯泡的U-I图像是曲线,是因为在不同的电压下,灯丝的温度不同,则电阻的阻值不同,电压越高,灯丝的温度越高,且随着电压升高,曲线的倾斜度变大,说明灯丝的电阻随温度的升高而增大。
29.(23-24九年级上·四川眉山·期末)用如图所示的器材测定额定电压为2.5V,额定功率不大于1W的小灯泡的功率。试按要求完成下列各题。
(1)如图是某同学连接的电路,存在三处错误,请找出:① ;② ;③ ;
(2)纠正以上错误后,试触开关时发现,电流表有示数,电压表无示数,灯泡不亮。经检查,电压表完好且连接正确,灯泡也完好,则出现这种故障的原因可能是 。
【答案】(1) 电流表量程太大 滑动变阻器连接错误 电压表正负接线柱接反了
(2)灯泡短路
【详解】(1)[1][2][3]灯泡额定电压是2.5V,电功率不大于1W,由P=UI可知灯泡正常发光时的电流不大于
电流表应选0~0.6A量程,由电路图可知,电流表选0~3A量程,电流表量程选择错误;由电路图可知,电压表正接线柱接靠近电源负极端,负接线柱接靠近电源正极端,电压表正负接线柱接反了;由电路图知,滑动变阻器同时接下面两个接线柱,滑动变阻器连接错误。
(2)试触开关时发现,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,灯泡不亮,可能灯泡短路。
30.(23-24九年级上·四川眉山·期末)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡额定电流为0.2A,电阻小于。
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 ;
(3)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 选填“A”或“B”)端;
(4)实验电路连接完毕后,闭合开关,发现电流表无示数、电压表有示数,产生此现象的可能原因是 ;
(5)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(6)用上述电路测量了的额定功率后,再测定一个额定电流为“0.4A”的灯泡的额定功率,的电阻略小于,需更改 表的量程,且更换成后应该将滑动变阻器的滑片从原来的位置往 (选填“A”或“B”)移动使正常发光。
(7)在同学们已做过的物理实验中,有不少涉及到物理量的测量。其中有一类物理量可以直接用仪器进行测量,而另一类物理量只能间接浏测量,“小灯泡电功率”的测量是属于 (选填“直接”或“间接”)测量。
【答案】(1)断开
(2)
(3)A
(4)小灯泡断路
(5)0.3
(6) 电压 B
(7)间接
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应断开。
(2)灯泡额定电压约为
电压表应选0~3V量程,把电压表并联在灯泡两端,如图:
(3)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值,由图1可知,滑动变阻器的滑片P应位A端。
(4)闭合开关,发现电流表无示数,说明电路断路,电压表有示数,说明电压表与电源连通,产生此现象的可能原因是与电压表并联的小灯泡断路。
(5)由图2可知,灯泡额定电流0.2A对应的电压是1.5V,则灯泡额定功率
(6)[1]更换灯泡后,灯泡额定电压约为
0.4A×10Ω=4V>3V
应更换电压表量程,灯泡额定电压变大。
[2]由电路图1可知,应向B端移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值减小,将滑片向B端滑动,使灯泡两端电压增大,当灯泡电压增大到额定电压时,灯泡正常发光。
(7)测量电功率时,要用电压表测出测出用电器两端的电压,用电流表测出流过用电器的电流,然后求出电功率,属于间接测量。
31.(23-24九年级上·四川成都·期末)在“测定小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)小明按照图甲,连接了电路,闭合开关前,滑片应置于 端;(“A”或“B”)
(2)连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,由此可知,此时通过灯泡的电流为 A,则小灯泡额定功率为 W;
(3)接着小明的同桌在未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,那么拔出小灯泡后电压表的示数情况是 (选填“示数为零”或“有较大示数”);
(4)通过实验还发现在灯泡逐渐变亮的过程中,电压表示数与电流表示数的比值在增大,造成这一现象的原因是 。
【答案】 B 0.4 1.52 有较大示数 灯泡的电阻受温度影响
【详解】(1)[1]为保护电路,闭合开关前,要将滑动变阻器调到阻值最大处,所以应将滑片置于B端。
(2)[2]由图乙可知,电流表选择了小量程,每一大格0.2A,每一小格0.02A,因此读数是0.4A。
[3]小灯泡的额定电流
P=UI=3.8V×0.4A=1.52W
(3)[4]不断开开关,直接将小灯泡从灯座上拔出后,电压表就串联在电路中,此时电压表测电源电压,因此有较大示数。
(4)[5]在灯泡逐渐变亮的过程中,电压表示数与电流表示数的比值在增大,说明小灯泡的电阻变大,原因是随着小灯泡变亮温度升高,小灯泡的电阻受温度的影响而变大了。
考点五 焦耳定律
32.(23-24九年级上·四川广元·期末)如图所示是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量等压的空气,两U形管装有相同的液体且液面相平。通电一段时间后,两侧U形管中液面出现不同的高度差。以下说法中正确的是( )
A.右侧U形管液面的高度差大于左侧U形管液面的高度差
B.该装置可以探究通电时间相等时,导体产生的热量与电流的关系
C.该装置可以探究通电时间相等时,导体产生的热量与电阻的关系
D.U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
【答案】B
【详解】A.由图可知右侧电阻并联后再与左侧电阻串联,左侧电阻在干路上,电流比较大,因此,电阻和通电时间相同时,电流大的产生的热较多,故左侧U形管液体高度差大于右侧U形管液体高度差,故A错误;
BC.左右两侧盒内电阻相同,左侧电阻在干路上,通过的电流比较大,因此可探究导体产生的热量与电流的关系,故B正确,C错误;
D.U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的,故D错误。
故选B。
33.(22-23九年级上·四川泸州·期末)如图为探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关的部分装置。两个相同的平底烧瓶里装上质量和初温都相同的液体,将两根电阻分别为R1和R2(R1≠R2)的电阻丝浸入液体的中部,如图所示,再将导线a、b的两端接上电源和开关通电。下列说法正确的是( )
A.图中实验是探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系
B.本探究实验用到的研究方法主要是控制变量法和转换法
C.为使实验现象更明显,应在两个烧瓶中装入比热容较大的不同液体
D.实验时观察到乙瓶中温度计示数变化大些,说明乙瓶中的电阻R2小些
【答案】B
【详解】A.要探究电流对电热的影响,应控制通电时间和电阻大小相同,而电流不同,甲、乙容器内电阻的阻值不相等,但通过的电流相等,故A错误;
B.电流通过电阻丝产生的热量越多,容器内液体吸收的热量越多,液体的温度越高,即通过液体温度的变化可以反映电流产生热量的多少,采用了转换法;由于电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间均有关,所以探究电流通过导体产生的热量跟某个因素的关系时,要用到控制变量法,故B正确;
C.在液体质量相同、吸收热量相同的情况下,比热容小的物质温度升高的多,所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显,故C错误;
D.由图知,两电阻丝串联,电流和通电时间相同,乙瓶中温度计的示数变化大,电阻丝R2产生的热量多,根据Q=I2Rt可知R1<R2,故D错误。
故选B。
34.(23-24九年级上·四川宜宾·期末)下列用电器不是利用电流的热效应来工作的是( )
A.电饭锅 B.电热水器
C.电视机 D.电热毯
【答案】C
【详解】A.电饭锅工作时主要把电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,故A不符合题意;
B.电热水器工作时主要把电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,故B不符合题意;
C.电视机主要把电能转化为声能和光能,不是利用电流热效应工作的,故C符合题意;
D.电热毯工作时主要把电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,故D不符合题意。
故选C。
35.(23-24九年级上·四川成都·期末)下列关于电流的热效应,说法正确的是( )
A.导体的电阻越大,产生的热量越大
B.通过导体的电流越大,产生的热量越大
C.电流的热效应对我们生活只有危害,没有帮助
D.电流流过导体时,导体会发热,这个现象叫做电流的热效应
【答案】D
【详解】AB.由焦耳定律知,电流通过导体产生的热量电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,故AB错误;
C.我们生活中很多地方都会用到电热,比如电热水器、电热毯等,故C错误;
D.电流流过导体时,导体会发热,把电能转化为内能,这个现象叫做电流的热效应,故D正确。
故选D。
36.(23-24九年级上·四川成都·期末)关于电流的热效应,下列说法正确的是( )
A.电动机工作时,电能不会转化为内能
B.电流通过导体产生的热量跟电流成正比
C.电流通过功率大的用电器,产生的热量也越多
D.导线采用铜作为线芯,是为了减小电热造成的能量损耗
【答案】D
【详解】A.电动机线圈有电阻,电流通过线圈会产生热量,所以电动机工作时有部分电能转化为内能,故A错误;
B.由焦耳定律可知,电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比,故B错误;
C.利用电流的热效应工作的用电器,导体产生的热量的多少与电功率和通电时间有关,通电时间未知,不能比较产生的热量多少,故C错误;
D.由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流一定时,电阻越小,电流通过该电阻产生的热量越少。所以,用铜线作为线芯,而不是用电阻更大的铁线,主要是为了减小电流在电线上产生的电热,故D正确。
故选D。
37.(23-24九年级上·四川内江·期末)某型号的电热毯有高温和低温两个挡,其内部电路原理图如图所示。其主要参数如表所示,、为加热电阻,下列说法中正确的是( )
额定电压
高温发热功率
低温发热功率
交流频率
产生的热量为
A.当开关、都闭合时是低温挡
B.电阻的电阻为
C.该型号电热毯高温挡正常工作产生的热量为132J
D.该型号电热毯用高温挡加热,当实际电压为时,其实际发热功率为
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,当开关、都闭合时,、并联,并联电路中的总电阻最小,由得电功率较大,为高温挡,故A错误;
B.由电路图可知,当开关闭合时,接入电路中,由得电功率较小,为低温挡,由得,电阻的电阻为
故B错误;
C.由题意可知,该电路为纯电阻电路,所以电热毯高温挡正常工作产生的热量等于高温挡正常工作消耗的电能,即
故C错误;
D.根据题意可知,高温档的电阻是
当实际电压为时,其实际发热功率为
故D 正确。
故选D。
38.(23-24九年级上·四川自贡·期末)一个玩具汽车上的电动机正常工作时,两端的电压为,此时通过它的电流为,其线圈电阻为,则( )
A.电动机的额定功率为
B.电动机正常工作10分钟消耗电能
C.电动机正常工作10分钟产生的热量为
D.电动机工作时将电能全部转化为机械能
【答案】B
【详解】A.根据题意可知,电动机的额定功率为
故A不符合题意;
B.电动机正常工作10分钟,消耗的电能
故B符合题意;
C.电动机正常工作10分钟,产生的热量为
故C不符合题意;
D.电动机把电能大部分转化为机械能,少部分转化为内能,故D不符合题意。
故选B。
39.(22-23九年级上·四川乐山·期末)将甲、乙两段导体并联后接入电路。开关闭合后测得通过甲、乙两段导体的电流之比为1∶2,通电相同时间,则甲、乙两段导体产生的热量之比是( )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.2∶3
【答案】B
【详解】将甲、乙两段导体并联后接入电路,根据并联电路的电压特点可知,甲、乙两段导体两端的电压相等,由
Q=I2Rt=UIt
可知,通电相同时间时,甲、乙两段导体产生的热量之比为
故选B。
40.(23-24九年级上·四川成都·期末)如图甲所示是一款即热饮水机,该款新型智能电热水壶有高、中、低三挡,它的等效电路图如图乙所示,其中,均为电热丝,单刀双掷开关可接a或b。开关闭合、接b时,电热水壶处于 (选填“高温”、“中温”或“低温”)挡,电热水壶处于低温挡时的电功率为 W。
【答案】 中温 220
【详解】[1] 由电路图知,当S1断开,S2接时,、串联,电路总电阻最大,电源电压一定,由可知,此时总功率小,电热水壶处于低温挡。当S1闭合,S2接时,、并联,总电阻最小,由可知,总功率最大,电热水壶处于高温挡。由电路图知,当S1闭合,S2接时,只有连入电路,电路中电阻较大,不是最大,电源电压一定,由可知,此时总功率较小,电热水壶处于中温挡。
[2] 由电路图知,当S1断开,S2接时,、串联,电路总电阻最大,电源电压一定,由可知,此时总功率小,电热水壶处于低温挡。电热水壶处于低温挡时的电功率
41.(23-24九年级上·四川成都·期末)某家用电饭煲有“加热”“保温”两个挡位,其简化电路如图所示,R1、R2是电热丝,R1=110Ω,R2=220Ω。当闭合开关S1和S2时,电饭煲为 挡位;该挡位通电10s,电热丝R2产生的热量为 J。
【答案】 加热 2200
【详解】[1]两个开关都闭合时,只有自己工作;只闭合开关S2时,两个电阻串联,此时电路总电阻大于任何一个电热丝的电阻,电路中电流较小,是保温挡。两个开关都闭合时是加热挡。
[2]加热挡工作10s时间,电热丝产生的热量为
42.(22-23九年级上·四川眉山·期末)电扇使用事项中明确规定:“禁止用手或其他物体阻挡叶片转动”,这是因为正常工作的电扇,如果叶片被卡住而不转动时,电能将全部转化为内能,很容易烧坏电动机线圈。已知线圈电阻为22Ω,正常工作的家庭用电扇叶片被卡住不转时,线圈中的电流为 A。若此状态持续1min,则线圈中电流产生的热量是 J。
【答案】 10 1.32×105
【详解】[1]当电扇叶片被卡住不转时,线圈中的电流
[2]线圈中电流产生的热量
Q=I2Rt=(10A)2×22Ω×1×60s=1.32×105J
73.(23-24九年级上·四川眉山·期末)某电热淋浴器铭牌中的主要参数如表所示,在正常工作时,将满一桶水从20℃加热到70℃需要50min[c水=4.2×l03J/(kg·℃);1L=1dm3]。求:
额定电压
220V
额定功率
3000W
额定频率
50Hz
额定容积
36L
(1)水的质量?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率,求该淋浴器的热效率是多少?
【答案】(1)36kg
(2)7.56×106J
(3)84%
【详解】(1)水的体积
根据得,水的质量
(2)水吸收的热量
(3)加热水消耗的电能
电热淋浴器加热时的热效率
43.(22-23九年级上·四川德阳·期末)用一个标有“220V 1000W”的电热水壶烧水,让电热水壶正常工作6min,可将1.5kg水温度从30℃升高到70℃,c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)电热水壶正常工作6min产生的热量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)电热水壶的加热效率?
【答案】(1)3.6×105J;(2)2.52×105J;(3)70%
【详解】解:(1)电热水壶正常工作6min产生的热量为
W=Pt=1000W×6×60s=3.6×105J
(2)1.5kg水温度从30℃升高到70℃吸收的热量是
Q= c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(70℃-30℃)=2.52×105J
(3)电热水壶的加热效率为
答:(1)电热水壶正常工作6min产生的热量是3.6×105J;
(2)水吸收的热量是2.52×105J;
(3)电热水壶的加热效率是70%。
44.(23-24九年级上·四川广安·期末)如图甲所示电路,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的阻值变化范围为0~20Ω,R2 为定值电阻。闭合开关S,滑片P在某两点间移动时电流表示数与电压表示数的变化关系图象如图乙所示。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
①R2的阻值为5Ω
②R1消耗的最大电功率为4.05W
③电源电压为9V
④电压表的最小示数与最大示数之比为13:14
A.①和② B.②和③ C.①和③ D.①和④
【答案】C
【详解】由图甲可知,闭合开关,滑动变阻器R1和定值电阻R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,变阻器两端的电压为7.0V时,电路中电流为0.4A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压
当变阻器两端的电压为6.5V时,电路中电流为0.5A,同理可得电源电压
因电源电压不变,所以
解得,故①正确;
电源电压
故③正确;
因总功率等于各电阻消耗电功率之和,则滑动变阻器R1消耗的功率
由此可知,P1与I为二次函数关系,其图像开口向下,对称轴I=0.9A,理论上当I=0.9A时,滑动变阻器R1消耗的功率最大,但电路中的电流范围为,则越靠近对称轴时,变阻器的功率P1越大,所以,当I=0.6A时,变阻器的功率P1有最大值,则根据上面表达式可得
故②错误;
电流表的量程为0~0.6A,串联电路各处电流相等,所以通过电路的最大电流为0.6A,此时变阻器接入电路的阻值最小,由串联分压的规律可知此时变阻器两端的电压最小,即电压表示数最小,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,滑动变阻器分得的最小电压(电压表的最小示数)
因电源电压为9V,电压表的量程为0~15V,则电压表一定安全,当变阻器接入电路的阻值最大时,电路中电流最小,且由串联分压的规律可知此时变阻器两端的电压最大,即电压表示数最大,电路中的最小电流
则滑动变阻器分得的最大电压(电压表的最大示数)
所以,电压表的最小示数与最大示数之比为
故④错误。
故C正确,ABD错误。
故选C。
45.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)如图甲所示电路,电源电压恒为4.5V,闭合开关S后,滑片P由右端向左滑动,因变阻器某处发生断路,滑片P向左移动一段距离后电流表才有读数,电流表读数I与滑片P滑动距离d的关系如图乙所示。当电流表开始有读数时,才闭合开关S1,此时电压表的示数为2.5V。电压表的量程为“0-3V”,电流表的量程为“0~0.6A”。下列说法中正确的是( )
A.当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值为12.5Ω
B.当滑片P移到d=2cm处时,电阻R0在10s内产生的热量为5J
C.当滑片P移到d=6cm处时,R0消耗的电功率为0.2W
D.若R1未断路,最大阻值为30Ω,为保护电路安全,R0的电功率变化范围是0.225W-2.025W
【答案】AD
【详解】由电路图可知,两开关均闭合时,R1与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
A.由图乙和题意可知,当电流表开始有读数即I=0.2A时,滑片P移动的距离d=2cm,此时电压表的示数为2.5V,由I=UR可得,R1接入电路的阻值
故A正确;
B.当d=2cm时,电压表的示数为2.5V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压
U0=U-U1=4.5V-2.5V=2V
则电阻R0的阻值
R0=U0I=2V×0.2A=10Ω
电阻R0在10s内产生的热量为
Q0=I2R0t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J
故B错误;
C.当滑片P滑到d=6cm处时,由图乙可知,此时电路中的电流I′=0.4A,此时R0两端的电压
U0′=I′R0=0.4A×10Ω=4V
则R0消耗的电功率
P0=U0′I′=4V×0.4A=1.6W
故C错误;
D.假设滑动变阻器某处未发生断路,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,此时电路中的电流最大,则电路中的最大电流为
因为0.45A小于0.6A,所以R0的最大电功率为
P0大=I大2 R0=(0.45A)2×10Ω=2.025W
滑动变阻器的最大电阻为30Ω,电压表的量程为“0-3V”,所以滑动变阻器两端的最大电压为3V,则R0两端的电压
U01=U-U1″=4.5V-3V=1.5V
定值电阻R0的最小功率为
所以R0的电功率变化范围是0.225W-2.025W,故D正确。
故选AD。
46.(23-24九年级上·四川成都·期末)如图甲是灯泡L和电阻R的图像。将灯泡L和电阻R接入如图乙所示的电路中,只闭合开关时,灯泡L的实际功率为1W。下列说法正确的是( )
A.只闭合开关时,灯泡L的电阻为
B.再闭合开关后,电流表的示数增大0. 4A
C.再闭合开关后,电路的总功率为1. 4W
D.再闭合开关后,在内电阻R产生的热量为240J
【答案】AC
【详解】A.由图乙可知,只闭合S1时,电路中只有灯泡L工作,电流表测通过灯泡的电流,由题可知,此时灯的实际功率为1W,由甲图可知,此时通过灯的电流为0.5A,灯两端电压为2V,所以电源电压为2V,灯的电阻
故A正确;
B.再闭合S2,电路变成L与R并联,灯两端电压仍等于电源电压,所以灯两端电压不变,通过灯的电流也不变,灯的电阻不变,灯的电功率也不变,电流表测量干路电流,示数为两支路电流之和,所以电流表增大的示数就是通过R的电流,因为并联电压相等且等于2V,由甲图可知,此时R的电流为0.2A,所以电流表的示数增大0.2A,故B错误;
C.再闭合开关后,电阻R的电功率
总功率
故C正确;
D.在内电阻R产生的热量为
故D错误。
故选AC。
47.(23-24九年级上·四川广元·期末)小华和小英在实验室设计并连接了如图甲所示的电路,图中电源电压U保持不变。她们进行了如下实验:当开关S1闭合、S2断开,使滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,读取电压表与电流表示数;闭合开关S2,断开S1,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的消耗的功率为1.2W。求:
(1)定值电阻R1的阻值和R的最大阻值;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)通过调节滑动变阻器的滑片或改变开关S1、S2的通断,能够得到的整个电路的最大功率是多少?
【答案】(1)10Ω,6Ω;
(2)7.3Ω;
(3)3.8W
【详解】(1)当开关S1闭合、S2断开时,定值电阻R1的阻值和R串联,电流表测电路中电流,电压表测R1电压。由乙图可知,电流为0.25A时,电压表示数为2.5V,根据得定值电阻R1的阻值为
当滑片在最左端时,变阻器阻值为0,电路中只有R1,此时电压表示数为4V,则电源电压为4V。当电流最小为0.25A时,变阻器阻值最大,根据得总电阻为
由串联电路电阻的规律得变阻器R的最大阻值为
(2)闭合开关S2,断开S1,滑动变阻器的滑片在最右端时,R2和变阻器R的最大阻值串联,电路的消耗的功率为1.2W,则总电阻为
由串联电路电阻的规律得定值电阻R2的阻值为
(3)S1、S2均闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,此时R1、R2并联,电路总电阻最小,根据得总功率最大,此时R1的功率为
R2功率为
由并联电路电功率的规律知整个电路的最大功率为
48.(23-24九年级上·四川南充·期末)如图甲,开关S、闭合,将滑动变阻器的滑片从最左端滑至灯泡正常发光的位置,电流表及两个电压表的示数变化如图乙所示.已知定值电阻,电源电压恒定不变。求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡的额定功率;
(3)通过控制开关的通断和滑动变阻器滑片的位置,整个电路消耗的最小功率。
【答案】(1)9V;(2)4.2W;(3)
【详解】解:(1)开关S、闭合时,灯与变阻器串联,电压表、分别测量灯与变阻器的电压,由图乙知,电源电压
(2)由题意可知当电流为0.6A时,灯泡正常发光,此时变阻器的电压为2V,则灯的额定电压为
灯的额定功率为
(3)开关S、闭合,滑片处于左端时,与变阻器串联,电路总功率最小,当电流为0.2A时,变阻器接入电路阻值最大
电路最小总功率为
答:(1)电源电压为9V;
(2)小灯泡的额定功率为4.2W;
(3)通过控制开关的通断和滑动变阻器滑片的位置,整个电路消耗的最小功率为。
49.(23-24九年级上·四川广安·期末)如图所示的电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V4.8W ”字样,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”字样。当滑动变阻器R2的滑片P置于最左端时,只闭合开关S1,小灯泡L正常发光。请回答下列问题:
(1)求小灯泡L的额定电流;
(2)当滑动变阻器R2的滑片P置于最左端时,闭合开关 S1、S2,求10s内电流通过R1产生的热量;
(3)只闭合开关S2,移动滑动变阻器的滑片P,在保证电路安全的条件下,求电路中的最大总功率。
【答案】(1)0.8A
(2)36J
(3)3W
【详解】(1)根据得,小灯泡L的额定电流为
(2)当滑动变阻器R2的滑片P置于最左端时,只闭合开关S1,电路为只有小灯泡L工作的电路,灯泡正常发光,说明小灯泡L两端的电压为电源电压,故电源电压
当滑动变阻器R2的滑片P置于最左端,闭合开关S1、S2,电路为小灯泡L和电阻R1并联的电路,通过电阻R1的电流为
10s内电流通过R1产生的热量为
(3)只闭合开关S2,电路为电阻R1和R2串联的电路,串联电路中的电流处处相等,故电路中的电流不能超过0.5A,即,电路中的最大总功率为
50.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)如图所示电路,电源电压恒为12V,电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2上标有“10Ω 3A”的字样,小灯泡L上标有“12V 6W”的字样,电流表的量程为0~3A。求:
(1)当开关S1、S2、S都闭合时,求小灯泡L在5min内产生的热量;
(2)当开关S1、S2、S都闭合,电流表的示数为2A时,求R2消耗的电功率;
(3)当开关S1、S2都断开,S闭合时,电流表的示数1A,求滑动变阻器R2接入电路的阻值。
【答案】(1)1800J
(2)18W
(3)7Ω
【详解】(1)由电路图知,三个开关都闭合时,小灯泡L和滑动变阻器R2并联在电路中,电阻R1被短路。此时小灯泡正常发光,在5min内产生的热量
(2)三个开关都闭合,电流表测干路的电流为2A,通过小灯泡的电流
据并联电路的电流特点知,通过R2的电流
I2=I总-I灯=2A-0.5A=1.5AR2消耗的电功率
(3)当开关S1、S2断开,S闭合时,R1和R2串联在电路中,电流表测电路中的电流,此时电路的总电阻
滑动变阻器R2接入电路的阻值
51.(23-24九年级上·四川泸州·期末)某物理创新小组设计了一种压力检测装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为10Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,轻质绝缘检测板与压敏电阻R相连,压敏电阻R的阻值与压力F的关系如图乙所示,闭合开关S,检测板不受压力作用时,电路中的电流为0.1A。求:
(1)电源电压是多少?
(2)检测板受到60N的恒定压力,持续作用10s,R0 产生的热量是多少?
(3)该装置所能测量的最大压力是多少?
【答案】(1)6V;(2)2.25J;(3)120N
【详解】解:(1)由图甲可知定值电阻R0与压敏电阻R串联,由图乙可知,检测板不受压力作用时,压敏电阻R=50Ω,此时电路总电阻
电源电压
(2)检测板受到60N的恒定压力,由图乙可知,此时压敏电阻R'=30Ω,总电阻
电路电流
持续作用10s,R0 产生的热量
Q=I'2R0t=(0.15A)2×10Ω×10s=2.25J
(3)由图乙可知,当压力越大,压敏电阻R的阻值越小,由图甲可知,当压敏电阻R的阻值越小,电路电流越大,电压表示数越大,当电压表最大为3V时,电流
电路总电阻
则此时压敏电阻R的阻值
根据图乙可知,压敏电阻R的阻值为10Ω时,对应的压力为120N,即该装置所能测量的最大压力是120N。
答:(1)电源电压是6V;
(2)R0 产生的热量是2.25J;
(3)该装置所能测量的最大压力是120N。
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