专题06 电功率(河北专用)-【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(河北专用)
2024-12-12
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内容正文:
专题06 电功率
考点一 电能表
1.(23-24九年级上·河北邢台期末)如图所示是小明家的电能表。关于该电能表的以下说法中正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.这个电能表的额定功率为2200W
C.每工作1h,电能表的圆盘转3600转
D.小明家中2000W的电饭煲和1500W的空调不可以同时正常工作
【答案】D
【解析】A、电能表是测量消耗电能的仪表,故A错误;
B、电流通过电能表不做功,电功率为0,没有额定功率,故B错误;
C、3600r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3600r,不一定是在1h内,故C错误;
D、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10A,小明家同时使用的用电器最大总功率:P最大=UI最大=220V×10A=2200W,2000W的电饭煲和1500W的空调不可以同时正常工作,故D正确。故选:D。
2.(22-23九年级上·河北沧州期末)将一台标有“220V 200W”的电视机单独接在家庭电路中。正常工作2h后,电能表示数如图所示。下列说法中正确的是( )
A.电能表是测量用电器电功率的专用仪表
B.该电能表的示数为35312kW•h
C.这段时间内,电能表转盘转过了1200转
D.若电价为0.6元/度,这段时间电视机使用的电费为0.12元
【答案】C
【解析】A、电能表是测量消耗电功的仪表,故A错误;
B、电能表的最后一位数是小数,单位是kW•h,该电能表的示数为3531.2kW•h,故B错误;
C、电视机正常工作时的电功率P=P额=200W=0.2kW,
电视机正常工作2h消耗的电能:
W=Pt=0.2kW×2h=0.4kW•h=0.4度,
3000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转动3000r,
这段时间电能表转盘的转数n=3000r/(kW•h)×0.4kW•h=1200r,故C正确;
D、这段时间电视机使用的电费:0.6元/度×0.4度=0.24元,故D错误。
故选:C。
3.(22-23九年级上·河北唐山市古冶区期末)小星学习电功率知识后,想利用电能表测量家中电饭锅工作时的实际功率。他仔细观察了家中的电能表,表盘参数如图所示,则小星家允许加载的用电器的最大总功率为 W。他关闭家中其他用电器,只让电饭锅工作,发现电饭锅工作2min,电能表转盘转过60转,则该电饭锅的实际功率为 W。
【答案】4400;600
【解析】(1)“220V、20A”表示电能表的工作电压为220V,电能表平时工作允许通过的最大电流为20A,
小星家允许加载的用电器的最大功率:P最大=UI最大=220V×20A=4400W;
(2)3000r/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转3000r,
电能表转盘转60r时,电饭锅消耗的电能:WkW•h=0.02kW•h,
电饭锅的实际功率:P0.6kW=600W。
考点二 电功与电能
4.(22-23九年级上·河北张家口市宣化区期末)规格都是“220V,120W”的一台电冰箱、一台电脑和一只电烙铁,分别正常工作相同时间,消耗的电能( )
A.电冰箱最多 B.电脑最多 C.电烙铁最多 D.一样多
【答案】D
【解析】三个用电器正常工作,实际功率等于额定功率,即相等;又因为工作时间相等,则由W=Pt可知,三种用电器消耗的电能一样多。
故选:D。
5.(22-23九年级上·河北唐山市路南区期末)电路中有一用电器,其两端电压是6V,通过它的电流是200mA,5min内电流做的功是( )
A.6J B.360J C.6000J D.3.6×105J
【答案】B
【解析】I=200mA=0.2A,t=5min=300s,W=UIt=6V×0.2A×300s=360J。故选:B。
6.(22-23九年级上·河北保定期末)小玲家有额定电压相同的电热水壶和电视机,小玲通过查看家用电器的铭牌,发现电热水壶的额定功率为2000W,电视机的额定功率为150W。当电热水壶和电视机都正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.通过两个用电器的电流相等 B.电热水壶两端的电压较高
C.电流通过电视机做功较快 D.相同时间内,电热水壶消耗的电能多
【答案】D
【解析】ABC、当电热水壶和电视机都正常工作时,并联在家庭电路中,电压相等,而实际功率等于额定功率,电功率是表示电流做功快慢的物理量,因为电热水壶的额定功率较大,因此都正常工作时,电流通过电热水壶做功较快,根据P=UI知,电压相等,电功率大的电流大,故ABC错误;
D、根据公式W=Pt可知,相同时间内,实际功率大的用电器消耗的电能多,因此相同时间内,电热水壶消耗的电能比电视机消耗的电能多,故D正确。
故选:D。
7.(22-23九年级上·河北沧州期末)晶晶的爸爸从商店买回来一个热水壶。上标着“220V 1000W”。则该热水壶正常工作1min,消耗的电能是 J,正常工作时的电流为 A。
【答案】6×104 ,4.55
【解析】(1)由P可得,电热水壶消耗的电能W=Pt=1000W×60s=6×104J;
(2)由P=UI可得,电热水壶正常工作时的电流I4.55A。
考点三 电功率、额定功率与实际功率
8.(22-23九年级上·河北任丘市期末)将规格为“3V 3W”的小灯泡L1和规格为“6V 12W”的小灯泡L2串联,接在6V的电源上,下列判断正确的是( )
A.L1的亮度大于L2的亮度 B.L2的亮度大于L1的亮度
C.两只灯泡亮度相同 D.灯泡L2会正常发光
【答案】C
【解析】(1)由P可得,根据两灯泡电阻分别为:R13Ω,
R23Ω,R1=R2;
因为串联电路中电流处处相等,由P=I2R可知,灯泡L1的实际功率等于灯泡L2的实际功率,故C正确、AB错误;
(2)已知小灯泡L1的额定电压为3V,小灯泡L2的额定电压为6V,将两灯泡串联接在6V的电源上,根据串联分压的特点可知,灯泡L2没有在额定电压下工作,所以不能正常发光,故D错误。故选:C。
9.(22-23九年级上·河北石家庄市赵县期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,闭合开关,向左移动滑片P,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大,R的电功率变小
B.电压表的示数变大,电路总功率变大
C.电流表的示数变小,R的电功率变大
D.电压表的示数不变,电路总功率变大
【答案】B
【解析】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R两端的电压;闭合开关后,滑片向左滑动时,接入的阻值变小,则电路中总电阻变小,由欧姆定律可知,在电源电压不变时,电路中的电流变大,电流表示数变大;
R为定值电阻,由U=IR可知其两端电压变大,故电压表示数变大;
根据P=I2R可知,R的电功率变大;根据P=UI可知,电路的总功率变大,故B正确,ACD错误。
故选:B。
10.(22-23九年级上·河北秦皇岛市期末)两盏白炽灯,甲灯标有“PZ220V﹣40W”,乙灯标有“PZ220V﹣100W”,比较两灯的亮度,下列说法正确的是( )
A.甲灯一定比乙灯亮 B.乙灯一定比甲灯亮
C.都正常工作时,甲灯比乙灯亮 D.都正常工作时,乙灯比甲灯亮
【答案】D
【解析】(1)因为灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,而甲、乙两灯的实际功率没法比较;故A、B选项是错误的;
(2)当灯泡正常发光时,实际功率等于额定功率;
所以比较额定功率即可比较灯泡的亮度;
又知:甲灯的额定功率为40W,乙灯的额定功率等于100W;
所以正常发光时,乙比甲亮。故C错误,D正确。
故选:D。
11.(22-23九年级上·河北邯郸期末)甲、乙两个灯分别标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的字样,将它们串联接入同一电路中,若甲灯正常发光,则下列说法中正确的是( )
A.乙灯也一定能正常发光,甲灯比乙灯亮
B.乙灯也一定能正常发光,乙灯比甲灯亮
C.乙灯不能正常发光,甲灯比乙灯亮
D.乙灯不能正常发光,乙灯比甲灯亮
【答案】B
【解析】甲、乙两个灯分别标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的字样,表示两灯的额定电流均为0.3A,将它们串联接入同一电路中,若甲灯正常发光,说明通过甲灯的电流为0.3A,根据串联电路电流的规律,通过乙灯的电流也为0.3A,乙灯也能正常发光,CD错误;根据P=UI知,乙灯的功率大,乙灯亮,A错误,B正确。
故选:B。
12.(22-23九年级上·河北廊坊期末)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,(灯泡电阻不变)下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
B.两灯均正常发光时,乙灯灯丝电阻较大
C.将甲灯接入110V电路中,它的实际功率为10W
D.将两灯串联在220V的电路中,乙灯比甲灯亮
【答案】C
【解析】A、根据W=Pt可知,正常发光时灯泡消耗的电能与额定功率和通电时间有关,因无法确定通电时间的大小关系,故A错误;
BD、由R可知,额定电压相同时,额定功率越小,电阻越大,因此两灯均正常发光时,甲的额定功率小于乙的额定功率,所以甲灯灯丝电阻较大,由P=UI=I2R知,将两灯串联在220V的电路中,甲灯比乙灯亮,故BD错误;
C、甲灯的电阻:R甲1210Ω;将甲灯接入110V电路中,由于灯泡电阻不变,它的实际功率:P实10W,故C正确。故选:C。
13.(22-23九年级上·河北唐山市路南区期末)将标有“6V 3W”和“6V 2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为6V的电源两端。接通电路后,以下说法正确的是( )
A.两只小灯泡都能正常发光 B.两只小灯泡都不能正常发光,甲灯比乙灯亮
C.通过乙灯的电流较大,所以乙灯较亮 D.两只小灯泡的总功率小于2W
【答案】D
【解析】ABC、甲灯的电阻R112Ω,乙灯的电阻R218Ω,
串联电路中各处的电流都相等,所以两灯串联时通过的电流相同,
甲灯的实际功率P甲=I2R1,乙灯的实际功率P乙=I2R2,
因为R1<R2,所以P甲<P乙,灯泡的亮度取决于灯泡工作时的实际功率,因此乙灯比甲灯亮;
已知两灯的额定电压均为6V,串联后接在电压为6V的电源两端,
由串联分压的特点可知,每盏灯两端的电压都小于额定电压,所以都不能正常发光,故ABC错误;
D、两灯消耗的总功率P总1.2W<2W,故D正确。故选:D。
14.(22-23九年级上·河北唐山市期末)实验室有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2,小华想知道哪只小灯泡的额定功率大,于是将它们串联接入电路,如图所示。闭合开关,两只灯泡均发光,电压表V1示数比V2示数小,此时实际功率大的小灯泡是 。据此小华可以判断,额定功率大的小灯泡是 (假设小灯泡电阻不受温度影响)。
【答案】L2;L1。
【解析】灯泡串联时,电流I1=I2,电压表V1示数比V2小,即U1<U2,由P=UI得:P1<P2,故L2的实际功率大。
根据欧姆定律变形可得:R,I1=I2,U1<U2,所以两灯泡的电阻关系为:R1<R2;
因为两灯泡的额定电压U相等,R1<R2,根据P可得:额定功率P额1>P额2。
考点四 电功率的简单计算
15.(22-23九年级上·河北唐山市路南区期末)在如图所示的电路中,两只电流表的规格相同,分别有两个量程(0∼0.6A和0∼3A)。电阻R1和R2均有电流通过,两只电流表的指针偏转角度相同,则R1与R2消耗的电功率的比值为( )
A.1:4 B.4:1 C.5:1 D.1:5
【答案】B
【解析】由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流;
由题知,电阻R1和R2均有电流通过,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以干路电流大于任意一支路的电流(即电流表A1的示数大于电流表A2的示数),而两只电流表的指针偏转角度相同,则电流表A1使用的是大量程,电流表A2使用的是小量程,
因电流表指针偏转角度相同时大量程示数是小量程示数的5倍,
所以电流表A1与A2的示数之比I:I2=5:1;
由并联电路的电流特点可得,通过R1、R2的电流之比为:11,
由并联电路的电压特点可知各支路两端的电压相等,
根据P=UI可知,R1与R2消耗电功率的比值等于电流之比,即P1:P2=I1:I2=4:1。故选:B。
16.(22-23九年级上·河北保定市满城区期末)两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.甲的电阻值小于乙的电阻值
B.将甲、乙串联起来,甲两端的电压大于乙两端的电压
C.将甲、乙并联起来,甲消耗的电功率小于乙消耗的电功率
D.将甲、乙串联在3V的电源两端,甲通过的电流为0.6A
【答案】A
【解析】A、由I得,甲乙的电阻分别为R甲5Ω,R乙10Ω,则甲的阻值小于乙的阻值,故A正确;
B、将甲、乙串联接入电路,电流处处相等,从图中可知,电流相等时,乙两端的电压大于甲两端的电压,故B错误;
C、将甲、乙并联接入电路,两电阻两端的电压相等,从图中可知,电压相等时,通过乙的电流小于通过甲的电流,由P=UI知甲消耗的电功率大于乙消耗的电功率,故C错误;
D、串联电路各处电流相等,当通过甲的电流为0.2A,其两端电压为2V,当通过乙的电流为0.2A时,其两端电压为1V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以此时的电源电压为2V+1V=3V,也就是说将甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端,通过电路的电流为0.2A,故D错误。
故选:A。
17.(22-23九年级上·河北保定市莲池区期末)如图所示电路,电源电压为6V,R1=10Ω,R2=20Ω,R3=5Ω,下列说法正确的是( )
A.同时闭合三个开关,通过R3电流0.9A
B.同时闭合三个开关,R1和R2构成并联电路
C.断开开关S2、S3,闭合S1,电路的总功率是2.8W
D.断开S2,闭合S1、S3,R1两端电压是4V
【答案】B
【解析】AB、同时闭合三个开关,R1、R2并联,R3被短路,通过R3电流为0A,故A错误、B正确;
C、断开开关S2、S3,闭合S1,R1、R3串联,根据P可知电路的总功率P2.4W,故C错误;
D、断开S2,闭合S1、S3,电路为R1的简单电路,R1两端电压等于电源电压6V,故D错误。故选:B。
18.(22-23九年级上·河北邢台市期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动过程中,电压表与电流表的示数变化如图乙所示,则以下说法中正确的是( )
A.定值电阻阻值为10Ω B.电路消耗的最小功率为13W
C.电源电压为12V D.滑动变阻器最大阻值12Ω
【答案】A
【解析】AC、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。将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阻值逐渐变小,根据串联分压特点可知滑动变阻器两端的电压变小,故电压表的示数变小;
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,
从图乙可知,此时电路中电流为0.1A,滑动变阻器两端得到电压为12V,
则滑动变阻器的阻值为R2120Ω,电源电压U=U1+U2=IR1+U2=0.1A×R1+12V..........①,
当电路中电流为1A时,滑动变阻器两端的电压为3V,电源电压U=U1′+U2′=I′R1+U2′=1A×R1+3V........②,
根据①②可得:U=13V,R1=10Ω;故A正确、BC错误;
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,
根据欧姆定律可知,电路中电阻最大时,电流最小,此时滑动变阻器接入电路的电阻为120Ω,
根据欧姆定律可知电流I″0.1A,
电路消耗功率P小=UI″=13V×0.1A=1.3W,故B错误。故选:A。
考点五 电功、电功率的综合
19.(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中错误的是( )
A.电流通过电热杯做功时,将电能转化为内能
B.两电热杯均正常工作时,乙消耗电能快
C.若将乙接在电压为110V的电路中,它的实际功率为500W
D.若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中,相同时间内甲消耗的电能较多
【答案】C
【解析】A.电流做功的过程实质上是电能转化为其它形式能量的过程,当电流通过电热杯时,电能转化为内能,故A正确;
B.甲电热杯的额定电功率是500W,乙电热杯的额定电功率是1000W,所以两电热杯均正常工作时,乙消耗电能更快,故B正确;
C.根据P可知乙杯电阻丝的电阻
若将乙接在电压为110V的电路中,根据P可知它的实际功率
故C错误;
D.由可知,甲的电阻丝阻值更大;若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中,则通过两电热杯的电流大小相同,通电时间相同,由W=Pt=UIt=I2Rt可知,相同时间内甲消耗的电能较多,故D正确。故选:C。
20.(22-23九年级上·河北廊坊市期末)一个定值电阻的阻值为10Ω,使用时流过的电流是200mA,则加在这个定值电阻两端的电压是 V,通电10min,电流做了 J的功;当两端电压增大为3V时,它的电阻是 Ω。
【答案】2;240;10。
【解析】流过定值电阻的电流是I=200mA=0.2A
由I可知,定值电阻两端的电压:U=IR=0.2A×10Ω=2V;
通电10min,电流所做的功:W=UIt=2V×0.2A×10×60s=240J;
导体的电阻是导体本身的性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与通过的电流和两端的电压无关,
所以当两端电压增大为3V时,它的电阻不变,还是10Ω。
21.(22-23九年级上·河北石家庄市长安区期末)如图所示,电阻R2为4Ω,电源电压保持不变。当闭合开关S时,电压表示数为4V,电流表示数为0.5A,则电阻R1的阻值为 Ω,电源电压为 V。通电5min,该电路消耗的电能为 J。
【答案】8,6,900
【解析】由图可知,R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流;
当闭合开关S时,电压表示数为4V,电流表示数为0.5A,
由I可知,R1的阻值:R18Ω;
由I可知,R2两端的电压:U2=IR2=0.5A×4Ω=2V,
根据串联电路的电压特点可知,电源电压:U=U1+U2=4V+2V=6V;
通电5min,该电路消耗的电能:W=UIt=6V×0.5A×5×60s=900J。
考点六 测量小灯泡的功率
22.(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)小红用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。
(2)如图甲,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P移动至 端。(选填“A”或“B”)
(3)实验中,某次电压表示数为2.2V,为测量灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,当小灯泡两端的电压为额定电压时,电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)由于小明粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据,电压表示数1V,电流表示数0.2A,计算出灯泡电阻R= Ω,再用这个电阻值和灯的额定电压求出灯的额定功率,这样做是 的。(选填“正确”或“错误”)。
(5)完成了上述的实验后,同学们还想测另一只额定电压为U0的小灯泡的额定电功率,但发现电流表损坏。利用阻值已知的定值电阻R0,设计了如图乙所示的电路,并操作如下:
①、依据电路图连接好电路,只闭合开关 和 ,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U0;
②、保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S、S2读出电压表示数为U1;
③、小灯泡的额定功率P额= 。(用U0、U1和R0表示)
【答案】(1)见解答图;(2)B;(3)左;0.75;(4)5;错误;(5)S;S1; 。
【解析】(1)滑动变阻器上下各选一个接线柱与电源串联在电路中,如下图
(2)为了保护电路,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移动至阻值最大处,即B端;
(3)灯在额定电压下正常发光,当电压表示数为2.2V时,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,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,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;
小灯泡的额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)根据第一次实验数据,电压表示数1V,电流表示数0.2A,由欧姆定律计算出灯泡电阻:
;
当灯泡两端电压增大时,通过灯的电流也变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯丝温度升高,故灯丝电阻增大,即当灯的电压为2.5V时,此时灯的电阻应大于5Ω,再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率
;
此时计算的额定功率偏大,即灯泡的额定功率应小于1.25W,故是错误的;
(5)①依据电路图连接好电路,只闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U0。
②保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S、S2,读出电压表示数为U1。
③在步骤①中,灯泡、R0和R串联,电压表测灯泡两端的电压,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U1,此时灯泡正常发光;在步骤②中,灯泡、R0和R仍串联,电压表测灯泡和R0两端的总电压,因此时电路连接方式不变,各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压为U1﹣U0,根据串联电路电流特点和欧姆定律知道,灯的额定电流:;
灯的额定功率:。
23.(22-23九年级上·河北沧州期末)在“测定小灯泡额定功率”的实验中,小楠同学设计的电路如图甲。被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω。实验器材:电源(电压为6V、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、开关各一只,滑动变阻器两只:R1(5Ω,0.5A)、R2(10Ω,0.5A),导线若干。
(1)为了能完成该实验,滑动变阻器应选用 ;(选填“R1”或“R2”)
(2)按照图甲的电路图,请你用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大)
(3)若连好电路后,闭合开关S,小楠发现灯泡不发光,电流表的示数为零,电压表的示数约为6V,则故障的原因可能是: ;
A.小灯泡处短路 B.电流表断路
C.小灯泡处断路 D.电压表的正、负接线柱接反
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,若小灯泡正常发光时电流表的示数如图丙,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)美美认为不用电流表也可以测量小灯泡的额定功率,她找来额定电流为I额的小灯泡,利用已知阻值的电阻R,设计了如图丁的电路图。请帮她补全她的实验内容:
①闭合S和S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为 ;
②闭合S和S2,断开S1,滑片静止不动,读出电压表的示数U1;
③小灯泡额定功率的表达式P额= 。
(6)美美还想探究导体中的电流跟导体电阻的关系,她利用电压为6V的电源、10Ω、20Ω和40Ω的定值电阻和“40Ω,1A”的滑动变阻器,设计了如图戊的电路图,分别把三个定值电阻单独接入电路进行了三次实验。实验中她是控制定值电阻两端的电压不低于 V,才完成了实验。
【答案】(1)R2;(2)见解答; (3)C; (4)3.8;1.368;
(5)①I额R;③(U1﹣I额R)I额;(6)3。
【解析】(1)根据串分压的分配与电阻成正比得:
,
解得:R滑≈5.79Ω,所以应选择R2;
(2)根据滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大,即电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,灯的额定电压为3.8V,故电压表选用大量程与灯并联,如下所示:
(3)灯泡不发光,电流表的示数为零,电路断路,电压表的示数约为6V,则故障可能得原因是小灯泡断路,C正确;
(4)小灯泡的额定电压为3.8V,所以当灯泡两端的电压为3.8V时,灯泡正常发光;
由图丙知电流表选用量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.36A;
额定功率为:P=UI=3.8V×0.36A=1.368W;
(5)①闭合S和S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为I额R;
②闭合S和S2,断开S1,滑片静止不动,读出电压表的示数U1;
③灯的额定电压为:U额=U1﹣I额R,小灯泡额定功率的表达式:
P额=(U1﹣I额R)I额;
(6)当电阻为40Ω,变阻器的阻值为40Ω,此时电阻两端的电压最小;
此时电路中电流:
,
最小电压:,
故实验中她是控制定值电阻两端的电压不低于3V,才完成了实验。
24.(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)在测量小灯泡电阻的实验中,小明选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。
次数
1
2
3
4
U/V
1
2
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.31
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整(要求:滑片P向左移,电路中电流变大,导线不得交叉);
(2)连接好电路,将滑片P移至阻值最大处,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3V,其原因可能是小灯泡 ;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数为2.7V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 端滑动(选填“左”或“右”),如果滑片P滑到端点位置时,电压表示数仍大于2.5V,应更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器的最大阻值应比原来的滑动变阻器的最大阻值要 些(选填“大”或“小”)。
(4)上表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留1位小数);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 。
(5)实验结束后,某同学设计了如图乙所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R'的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
【答案】(1)见解答图;(2)断路;(3)右;大;(4)8.3;大;(5)1.8。
【解析】(1)滑片P向左移,电路中电流变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)连接好电路,将滑片P移至阻值最大处,接通电路后,发现小灯泡不发光,说明电路可能断路,电压表示数约为3V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即其原因可能是小灯泡断路;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数为2.7V,大于灯泡额定电压2.5V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应减小灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应增大滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片P向右端滑动;
如果滑片P滑到端点位置时(即右端时,滑动变阻器连入电路的电阻最大),电压表示数仍大于2.5V,说明滑动变阻器分得的电压过小,即滑动变阻器的最大电阻过小,则更换的滑动变阻器的最大阻值应比原来的滑动变阻器的最大阻值应大一些;
(4)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为:R8.3Ω;
由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度升高而增大;
(5)实验步骤:①开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片左边的电阻与灯泡串联,电压表测滑动变阻器的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压为6V,根据串联电路电压的规律可得:U滑=U﹣U额=18V﹣6V=12V,所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为12V,则灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压,此时电压表示数为U左=8V;由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻R两端的电压,所以需要测出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即U′=14V;③在步骤②中,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,根据串联电路电压的规律可得,R的电压为:
UR=U﹣U′=18V﹣14V=4V,由分压原理可得:,
所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值:R左•R20Ω=40Ω;
故在步骤①中,灯的额定电流为:I额0.3A,
则小灯泡的额定功率:P额=U额I额=6V×0.3A=1.8W。
25.(22-23九年级上·河北石家庄市桥西区期末)为了测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率情况。小明设计了图甲所示的电路,电源为三节新干电池。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关前应将变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)进行第一次实验时,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为 V;
(4)进行多次实验后,收集到的数据如表所示,由表中数据可知,小灯泡的额定功率为 W;当电压表示数为2.5V和3.0V时,滑动变阻器的功率之比为 。
实验次数
电压U/V
电流I/A
实际功率
1
0.28
2
2.5
0.30
3
2.7
0.32
4
3.0
0.34
【拓展】完成上述实验后,小明用原有的电源和电压表以及定值电阻R0,创新设计了如图丙所示的电路,仍测量原小灯泡的额定功率:
①把定值电阻R0接入电路,调节变阻器使小灯泡正常发光;
②保持 不变,将电压表改接在R0两端,读出电压表示数;
③算出小灯泡的额定功率。
现有阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,为了能测出小灯泡的额定功率,结合题中的数据分析,定值电阻R0应选 Ω的。
【答案】(1)见解析;(2)A;(3)2.2;(4)0.75;20:17;【拓展】滑动变阻器滑片的位置;5。
【解析】(1)在探究小灯泡额定功率的实验中,电压表应测量小灯泡两端的电压,而图中电压表测小灯泡与滑动变阻器滑片左侧的电压之和,故将导线从A接线柱,移至灯泡右侧。如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处,如图甲所示,滑动变阻器的滑片应调节至A端;
(3)电压表选择的是小量程,分度值为0.1V,由图可知,电压表的示数为2.2V;
(4)小灯泡的额定电压为2.5V,额定电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W;由实物图可知,实验共用三节干电池,则电源电压为U=1.5V×3=4.5V,
当电压表为2.5V时,电流为0.3A,根据串联电路电压电流特点和P=UI可得,滑动变阻器的功率为P滑1=(U﹣U额)I额=(4.5V﹣2.5V)×0.3A=0.6W,
当电压表为3V时,电流为0.34A,根据串联电路电压电流特点和P=UI可得,滑动变阻器的功率为P滑2=(U﹣U1)I1=(4.5V﹣3V)×0.34A=0.51W,
滑动变阻器功率之比为;
【拓展】把定值电阻R0接入电路,调节滑动变阻器使小灯泡两端电压为2.5V,则小灯泡正常发光,此时电路中的电流为额定电流;因此要保持滑动变阻器滑片的位置不变,测R0两端的电压,然后根据欧姆定律,求出电流,从而利用P=UI求出小灯泡的额定功率。
电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。由串联电路电压特点可知,定值电阻与滑动变阻器共分担的电压为U总=4.5V﹣2.5V=2V,
且此时电路中的电流为0.3A。则定值电阻与滑动变阻器总阻值为,,
由此可知,定值电阻R0应选5Ω的。
考点七 焦耳定律及应用
25.(22-23九年级上·河北邯郸市期末)如图所示,下列用电器主要利用电流的热效应工作的是( )
A.电热水壶 B.电风扇
C.洗衣机 D.抽油烟机
【答案】A
【解析】A、电热水壶工作时将电能转化为内能,是利用电流的热效应来工作的,故A符合题意;
B、电风扇工作时主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故B不符合题意;
C、洗衣机工作时主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故C不符合题意;
D、油烟机和无人机工作时,主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故D不符合题意。故选:A。
26.(22-23九年级上·河北石家庄市赵县期末)电炉丝通电后热得发红,而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热,这是因为( )
A.铜导线的电阻小,因而产生的热量少,而电炉丝电阻大产生的热量多
B.通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大
C.铜导线有绝缘层,所以不怎么热
D.铜导线不消耗电能,所以不容易热
【答案】A
【解析】电炉在使用时,电炉丝和导线串联,通过它们的电流相等,通电时间t相同,因为Q=I2Rt,R电炉丝>R导线,所以电流产生的热量:Q电炉丝>Q导线,从而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。
故选:A。
27.(22-23九年级上·河北承德市期末)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。四个相同的透明容器a、b、c、d中密封着质量相等的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。下列说法不正确的是( )
A.该实验利用了控制变量法
B.图甲装置探究的是电流通过导体时产生的热量与电流的关系
C.观察图乙中的实验现象,可知d容器中电阻丝的阻值较大
D.图乙实验中,通电一段时间后U形管两侧液面高度差为零,一定是电路发生断路
【答案】D
【解析】A、该实验利用了控制变量法,故A正确;
B、甲装置中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,故该装置用来探究电流热效应与电阻大小的关系;乙装置中,两电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故甲实验可以研究电流产生的热量与电流的关系,故B正确;
C、甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,右侧U形管液面高度差大,由转换法,右侧容器中电阻产生的热量多,根据Q=I2Rt,可知d容器中电阻丝的阻值较大,故C正确;
D、图乙实验中,通电一段时间后U形管两侧液面高度差为零,可能是电路发生断路,也可能是两装置漏气,故D错误。故选:D。
28.(多选)(22-23九年级上·河北沧州市期末)如图甲、乙所示相同容器中装了质量都为3kg的纯净水,用不同电加热器加热,(忽略散热损失)得到如图丙所示的水温与加热时间的图象,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),设加热器的加热效率相同。下列说法正确的是( )
A.加热相同时间,两杯水吸收的热量相同
B.沸腾前吸收相同的热量,甲杯中水的末温比乙杯的高
C.加热3min时,乙容器中的水吸收热量为2.52×105J
D.加热器1和加热器2的功率之比9:4
【答案】CD
【解析】A、实验中,用不同加热器加热,相同时间内两加热器放出的热量不同,所以相同时间内两杯水吸收的热量不同,故A错误;
B、两杯水的质量相同,吸收相同的热量时,水的比热容不变,根据Δt可知,两杯水升高的温度应相同,由图知甲杯中水的初温低,则此时甲杯中水的末温比乙杯的低,故B错误;
C、由图象还可知,水的温度变化随时间的增加而均匀升高,
所以,加热3min时,乙容器中水升高的温度:Δt乙=20℃;
此时甲容器中的水吸收热量:Q吸=c水mΔt乙=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×20℃=2.52×105J,C正确;
D、两容器中水的质量相同,设为m,由图丙可知,加热2min时,甲容器中水升高的温度:Δt甲=40℃﹣10℃=30℃,则甲容器中水吸收的热量:Q吸1=c水mΔt甲=c水m×30℃;加热3min时,乙容器中水升高的温度:Δt乙=40℃﹣20℃=20℃,则乙容器中水吸收的热量:Q吸2=c水mΔt乙=c水m×20℃;
忽略散热损失,加热器的加热效率相同,即ηQ放1=Q吸1=c水m×30℃,ηQ放2=Q吸2=c水m×20℃,
所以两加热器放出热量之比为Q放1:Q放23:2,
两加热器的加热时间之比为t1:t2=2min:3min=2:3,
则加热器1和加热器2的功率之比:,故D正确。
故选:CD。
29.(22-23九年级上·河北邯郸期末)如图是一种简易电加热器,将一张锡纸剪成中间窄、两边宽的形状,ab、bc段长度相等。再将锡纸两端分别与干电池的正负极连接。过一会儿,发现bc段燃烧起来,这是因为bc段是中间较窄的细条,该段电阻较 (选填“大”或“小”),发热较快,这一简易电加热器的原理是 。
【答案】大;焦耳定律
【解析】影响电阻大小的因素为材料、长度、横截面积、温度,在其它条件不变时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大。将锡纸两端分别与干电池的正负极连接,造成电源短路,此时通过锡纸的电流大、中间狭窄的地方电阻较大,根据焦耳定律公式Q=I2Rt可知,短时间内锡纸狭窄处会产生较多热量,所以,过一会儿会看到锡纸中间部分燃烧起来,因此这一简易电加热器的原理是焦耳定律。
30.(22-23九年级上·河北保定期末)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中 来比较的。
(2)图甲将两段阻值不同的电阻丝串联的目的,是为了探究电流产生的热量与 (选填“电阻”或“电流”)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)图乙装置的主要目的是为了探究电流产生的热量与 (选填“电阻”或“电流”)的关系,电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 (选填“相等”或“不相等”)。
(4)图乙中,若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差逐渐变大,但右侧U形管的液面高度不变,分析原因,若检查电路没有出现故障,则原因可能是 ;若是由于电路故障引起的,则原因可能是 (两空均为单选,选填字母符号)。
A.右侧容器漏气 B.电阻丝R1断路
C.电阻丝R2断路 D.电阻丝R3断路
【答案】(1)液面的高度差;(2)电阻;右;(3)电流不相等;(4)右侧容器漏气;C。
【解析】(1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中液面的高度差来比较的;
(2)在甲装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电流I与通电时间t相同,探究导体产生的热量与电阻的关系;甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,右侧电阻阻值大,由焦耳定律Q=I2Rt可知,右侧电阻产生热量多;则右侧容器内空气吸收的热量多;
(3)图乙中,容器内电阻的阻值相同;右容器内一个电阻丝与容器外的一个电阻丝并联后再与左容器内一个电阻丝串联,根据串联、并联电路电流的规律,通过右容器内电阻丝的电流小于左容器内电阻丝的电流,故该装置探究的是电流产生的热量与电流有关;电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等;
(4)图乙中,若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差逐渐变大,但右侧U形管的液面高度不变,经检查电路也没有出现故障,有热量产生,没有高度差,则可能的原因是右侧容器漏气;
图乙中,若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差明显变大,而右侧U形管的液面高度差没有变化,后发现是由于电路故障引起的,说明没有产生热量,根据Q=I2Rt,可能是R2电阻丝断路,使得容器内没有电流,也可能是R3电阻丝短路,R2电阻丝也被短路而没有电流,如果R1电阻丝断路,左侧没有高度差,R3电阻丝断路,则左右完全相同,都应该有高度差,故选:C。
31.(22-23九年级上·河北邯郸期末)如图甲、乙所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着质量相等、温度也相同的空气。
(1)探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时,选择 (选填“甲”或“乙”)图装置进行实验,两电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较;
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间后根据图甲可以得出结论: ;
(3)家用电暖器,发热管热的发红,而串联的电源线却不热,主要是因为发热管的 比电源线的大;
(4)完成上述试验后,小明同学受到启发,对装置进行改造,准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验,装置如图丙所示,A、B两个电阻丝的电阻应该是 (选填“相同”或“不同”)的;
(5)两个烧瓶中分别加入初温相同、 相等的水和煤油,通电一段时间后,煤油的温度更高,说明 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
【答案】(1)乙;U形管液面高度的变化;(2)在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;(3)电阻;(4)相同;(5)质量;水
【解析】(1)探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时,要控制通过相同阻值电阻中的电流不同,故选图乙装置进行实验;电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,根据转换法,实验中通过观察U形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少;
(2)图甲中两不同的电阻串联,电流和通电时间相同,可以得出结论是在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;
(3)电源线的电阻远小于发热管的电阻,发热管和电源线串联,通过的电流相等,由Q=I2Rt可知,电流通过电源线产生的热量很少,电流通过发热管产生的热量比较多;
(4)为保证不同物质能吸收相同的热量,甲、乙两个电阻丝的阻值必须相等;
(5)通电一段时间后,煤油的温度更高,因此升高相同的温度,水加热时间长,说明水的吸热能力更强。
考点八 电功率有关的综合计算
32.(22-23九年级上·河北三河市期末)如图所示的电路,电源电压为6V保持不变,R1=4Ω。开关闭合,滑动变阻器R2的滑片置于a端时,电压表V1的示数为2V,将滑片从a端滑到b端时,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器R2的最大阻值为8Ω
B.电压表V2的示数变化范围4V~2V
C.整个电路的功率变化范围为3W~6W
D.当滑片滑到b端时,通电1min电流对R1做的功为90J
【答案】A
【解析】A、开关闭合,R1、R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路电流。滑动变阻器R2的滑片置于a端时,变阻器连入电路的电阻最大,电压表V1的示数为2V,则R1两端的电压为2V,由串联电路电流的规律和欧姆定律可知电路中的电流I=I10.5A,电压表V2的示数U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V;变阻器的最大阻值,故A正确;
B、滑片P在b端,变阻器连入电路的电阻为零,电压表V2被短路,电压表V2的示数为零,电压表V2的示数变化范围4V~0V,故B错误;
C、滑动变阻器R2的滑片置于a端时,电路的总功率Pa=UI=6V×0.5A=3W,
滑片P在b端,变阻器连入电路的电阻为零,只有R1的简单电路,
电路的总功率9W,整个电路的功率变化范围为3W~9W,故C错误;
D、当滑片滑到b端时,通电1min电流对R1做的功为540J,故D错误。
故选:A。
33.(22-23九年级上·河北高碑店市期末)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡规格是“3V,1.2W”,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“30Ω,1A”字样,电压表选用0~3V量程。断开S2、闭合S和S1,当滑片P移到滑动变阻器的中点时,小灯泡正常发光。
(1)小灯泡正常发光时的电流是多少?
(2)电源电压是多少?
(3)断开S1、闭合S和S2,在保证电路元件安全的前提下,电路在2min内产生的热量可能是多少?
【答案】(1)小灯泡正常发光时的电流是0.4A;
(2)电源电压是9V;
(3)断开S1、闭合S和S2,在保证电路元件安全的前提下,电路在2min内产生的热量在243J~324J之间。
【解析】(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流为:IL0.4A;
(2)由图知,断开S2,闭合S和S1时,变阻器与灯泡串联,当滑片P移到变阻器中点时,小灯泡正常发光,由串联电路电流规律知,I2=IL=0.4A,
由串联电路电压规律和欧姆定律可得,电源电压U=U2+U额=I2R2+U额=0.4A30Ω+3V=9V;
(3)断开S1,闭合S和S2,R1与R2串联,电压表测R1两端电压,为保证电路安全,R1两端电压最大为3V,电路中电流最大为:I最大0.3A<1A,滑动变阻器安全,
电路在2min内产生热量的最大值为:Q=W=UIt=9V×0.3A×2×60s=324J;
当滑动变阻器全部接入电路时,电路中的电流最小,电路在2min内产生热量的最小值为:
Q′=W′t2×60s=243J,
电路在2min内产生的热量在243J~324J之间。
34.(22-23九年级上·河北保定期末)如图所示的电路图,小灯泡L标有“6V 3W”字样且灯丝电阻不变,滑动变阻器R2标有“50Ω 1A”字样,当只闭合开关S1,并将滑动变阻器R2的滑片P移动到最左端时,小灯泡L恰好正常发光。当滑片P在最左端位置不变,开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.7A。
求:(1)小灯泡L的电阻值。
(2)电阻R1的电阻值。
(3)通过开关S1、S2的通断,求整个电路的最大总功率P1和最小总功率P2。
【解析】(1)小灯泡L标有“6V 3W”字样且灯丝电阻不变,P额=3W;U额=6V
小灯泡L的电阻值;
(2)只闭合S1,滑片P移动到最左端时,电路为只有小灯泡的简单电路,此时灯泡正常发光,所以电源电压U=U汤=6V;
当滑片P在最左端,S1、S2都闭合时,灯L与电阻R1并联,
根据并联互不影响,灯泡仍正常发光,通过灯泡的电流,
根据并联电路的电流特点,通过的R1的电流I1=I﹣IL=0.7A﹣0.5A=0.2A;
根据欧姆定律知,
R1的电阻值;
(3)当开关S1、S2都闭合且滑片P在最左端位置时,电路的总功率最大
P1=UI=6V×0.7A=4.2W;
由于灯泡电阻小于定值电阻的阻值,故电阻与滑动变阻器串联,电路中电阻最大,
当只闭合S2,滑片P移动到最右端时,整个电路的总电阻R最大,电路的总功率最小:
最大总电阻R=R1+R2=30Ω+50Ω=80Ω;
。
35.(22-23九年级上·河北唐山市古冶区期末)小梦家新买了一口电饭锅,如图甲所示。通过查看说明书,发现电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是水烧干后的保温状态。图乙是电饭锅的电路图,R2=60.5Ω,保温时总功率为100W。
(1)自动开关S接通时,电饭锅处于哪种状态?此时电功率多大?
(2)R1的阻值多大?
(3)用电饭锅将5kg水加热升温20℃(整个过程不计能量损失),需要多长时间?
【解析】(1)自动开关S接通时,电路为R2的简单电路,电路中的总电阻最小,
由P=UI可知,电路的总功率最大,电饭锅处于加热状态,
此时电功率:
P加热800W;
(2)自动开关S断开时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,
由P=UI可知,电路的总功率最小,电饭锅处于保温状态,
此时电路中的总电阻:
R484Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R1的阻值:
R1=R﹣R2=484Ω﹣60.5Ω=423.5Ω;
(3)水吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×20℃=4.2×105 J,
整个过程不计能量损失,由Q=W=Pt可得需要的加热时间:
t525s。
答:(1)自动开关S接通时,电饭锅处于加热状态,此时电功率为800W;
(2)R1的阻值为423.5Ω;
(3)用电饭锅将5kg水加热升温20℃,需要525s。
36.(22-23九年级上·河北邢台期末)某品牌电热养生壶有低温、中温、高温三个挡位,可以满足人们对精细烹饪和营养量化等功能的需求。其简化电路图如图所示,铭牌如表所示,R1、R2为阻值不变的电热丝。当S1闭合,S2断开,S3接A时,养生壶处于低温挡工作状态;当S1、S2闭合。S3接A时,养生壶处于中温挡工作状态。在额定电压下求:
项目
参数
额定电压(V)
220
低温挡功率(W)
220
中温挡功率(W)
440
高温挡功率(W)
880
容积(L)
2.5
(1)电热养生壶处于低温挡工作状态时,电路中电流;
(2)R2的阻值;
(3)若养生壶高温挡加热效率为75%,某次将初温是27℃的水加热到60℃用时7min,则水的质量是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【解析】(1)由P=UI可知电热养生壶处于低温挡工作状态时,电路中电流为:
I低1A;
(2)由题意知当S1、S2闭合,S3接A时,只有R2工作,养生壶处于中温挡工作状态;
由P可知R2的电阻为:
R2110Ω;
(3)由表格数据知高温挡的功率为:P高=880W,
由P可知养生壶消耗的电能为:
W=P高t=880W×7×60s=3.696×105J,
根据η可知水吸收的热量:
Q吸=ηW=75%×3.696×105J=2.772×105J,
由Q吸=cm(t﹣t0)可知水的质量为:
m2kg。
1.(22-23九年级上·河北任丘市期末)如图是某家庭电路所用电能表,则下列说法中正确的是( )
A.1kW•h等于3.6×105J
B.电能表是计量电流的仪器
C.该电能表的额定最大电流为10A
D.电能表转盘转过600转,接在这个电能表上的用电器消耗电能0.5kW•h
【答案】D
【解析】A.1kW•h=3.6×106J,故A错误;
B.电能表是测量消耗电能(电功)的仪表,故B错误;
C.结合图可知,40A是指该电能表平时允许通过的最大电流(或电能表的额定最大电流)为40A,故C错误;
D.1200revs/(kW•h)表示电路中用电器消耗电能lkW•h,电能表转盘转过1200转,当电能表转盘转过600转,接在这个电能表上的用电器消耗电能0.5kW•h,故D正确。
故选:D。
2.(22-23九年级上·河北石家庄期末)下列说法中正确的是( )
A.通电的时间越长,电流所做的功越多
B.通过用电器的电流越大,电流所做的功越多
C.用电器两端的电压越大,电流所做的功越多
D.电流做功越多,消耗的电能就越多
【答案】D
【解析】(1)电流做功的多少与用电器两端的电压U和通过用电器的电流I、通电时间t有关,其中一个因素变大时,不能说明电流所做的功越多,故ABC不正确;
(2)电流做功的过程是电能转化为其它形式能的过程,消耗多少电能,电流做功多少,转化为多少其它形式的能,故D正确。故选:D。
3.(22-23九年级上·河北沧州期末)现将标有“220V 100W”的电冰箱、电风扇、电炉各一台,分别接入电路中均正常工作,在相同时间内( )
A.三个用电器产生的热量相同 B.电风扇消耗的电能最多
C.电炉将消耗的电能转化为内能最多 D.单独将电冰箱接入电路时,电能表转得最快
【答案】C
【解析】(1)由题知,电冰箱、电风扇、电炉的额定功率相同,由W=Pt知,正常工作时三个用电器消耗电能一样多,而三个用电器中,电冰箱和电风扇工作时,不仅将电能转化为内能,还转化为其他形式的能,只有电炉工作时将电能全部转化为内能,所以电炉消耗电能转化为内能最多,产生热量最多,故AB错误,C正确;
(2)三个用电器的额定功率相同,正常工作时,实际功率相同,电流做功快慢相同,所以单独将电冰箱、电风扇、电炉接入电路时,电能表转盘的转速相同,故D错误。故选:C。
4.(22-23九年级上·河北秦皇岛期末)甲、乙两盏白炽灯并联在电路中,两灯都正常发光,且甲灯比乙灯亮,则( )
A.甲灯两端的电压比乙灯的大 B.甲灯的电阻比乙灯的大
C.通过甲灯的电流比乙灯的大 D.甲灯消耗的电能比乙灯多
【答案】C
【解析】A、甲、乙两灯并联在电路中,甲灯与乙灯两端的电压相等,故A错。
BC、并联在照明电路里甲灯和乙灯,加在两灯之间的电压相同,甲灯的功率比乙灯大,根据P=UI知,甲灯泡的电流大,根据I知,甲的电阻小,故B错误,C正确;
D、甲灯比乙灯亮,所以甲灯的功率比乙灯大,根据公式W=Pt可知,甲、乙两灯并联在照明电路里,但通电时间不知道,故甲灯消耗的电能不一定比乙灯多,故D错误。
故答案为:C。
5.(22-23九年级上·河北石家庄期末)如图所示的电路,闭合开关S后发现L1发光明显,L2只能微弱发光,下列对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( )
A.灯泡L2断路
B.灯泡L2短路
C.灯泡L2的电阻较大,其实际功率较小
D.灯泡L2的电阻较小,其实际功率较小
【答案】D
【解析】A、两灯泡串联在电路中,灯泡L2发生了断路时,电路中无电流,两灯泡均不发光,故A错误;
B、两灯泡串联在电路中,灯泡L2发生短路时,没有电流通过L2,则L2不能发光,故B错误;
CD、因串联电路中各处的电流相等,所以图中通过两灯泡的电流相等;
因为灯泡的亮暗取决于灯泡实际功率的大小,灯泡L1较亮,灯泡L2只能微弱发光,所以灯泡L1的实际功率大于L2的实际功率;
由P=UI=I2R可知,灯泡L1的电阻大于灯泡L2的,故D正确、C错误。
故选:D。
6.(22-23九年级上·河北邯郸市磁县期末)如图所示,是某品牌电暖器。它设有低温(1000W)和高温(2200W)两挡。使用中,下列说法中正确的是( )
A.高温挡时,消耗的电能一定多 B.高温挡时,电流做的功一定多
C.高温挡时,电流做功一定快 D.高温挡时,转化的内能一定多
【答案】C
【解析】AB.高温挡的功率较大,但通电时间不确定,由W=Pt可知,消耗的电能不一定多,即电流做的功不一定多,故AB错误;
C.电功率表示电流做功快慢的物理量,高温挡的功率较大,电流做功一定快,故C正确;
D.电暖器是纯电阻用电器,转化的内能和消耗的电能相等,高温挡的通电时间不确定,由Q=W=Pt可知,转化的内能不一定多,故D错误。
故选:C。
7.(22-23九年级上·河北石家庄市赵县期末)甲、乙两只白炽灯上分别标着“220V 25W”和“220V 100W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),下列分析正确的是( )
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.若灯丝的材料、粗细相同,则乙灯的灯丝比甲灯的灯丝长
C.将乙灯接入110V的电路中,它的实际功率为50W
D.将两灯串联接在220V的电路中,甲比乙亮一些
【答案】D
【解析】A、根据W=Pt可知,正常发光时灯泡消耗的电能与通电时间有关,因此无法确定它们的大小关系,故A不符合题意;
B、已知两灯的额定电压相等,额定功率P甲<P乙,由可知,R甲>R乙,在灯丝的材料、粗细相同时,长度越长电阻越大,故甲灯的灯丝比乙灯长,故B不符合题意;
C、乙灯的电阻484Ω,将乙灯接入110V的电路中,它的实际功率25W,故C不符合题意;
D、甲灯的电阻1936Ω,将两灯串联接在220V的电路中,根据串联分压的原理可知,甲两端的电压会大于乙两端的电压,因串联电路电流处处相等,由P=UI可知,甲灯的实际电功率大于乙灯泡的实际电功率,故甲比乙亮一些,故D符合题意。故选:D。
8.(22-23九年级上·河北唐山市路南区期末)关于标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的甲、乙小灯泡,下列说法正确的是( )
A.甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率
B.甲灯的实际功率一定小于乙灯的实际功率
C.甲、乙两灯均正常工作时,甲灯消耗的电能一定比乙少
D.甲、乙两灯并联在电路中,甲灯比乙灯亮
【答案】D
【解析】A、甲、乙两灯的额定功率分别为:P甲额=U甲I甲=2.5V×0.3A=0.75W,
P乙额=U乙I乙=3.8V×0.3A=1.14W,由此可知,甲灯的额定功率小于乙灯的额定功率,故A错误;
B、因不知两灯泡的亮度关系,因此不能确定甲、乙两灯的实际功率关系,故B错误;
C、因不知两灯均正常工作时的时间关系,由W=Pt可知,无法比较二者消耗电能的关系,故C错误;
D、由I可得,甲、乙两灯的电阻分别为:R甲Ω,
R乙Ω,R甲<R乙,
甲、乙两灯并联在电路中,并联电路中各支路两端的电压相等,由P可知,甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率,故甲灯比乙灯亮,故D正确。故选:D。
9.(22-23九年级上·河北邢台期末)下列用电器在正常工作时消耗相同的电能,产生热量最多的是( )
A.洗衣机 B.电暖气
C.电视机 D.电风扇
【答案】B
【解析】用电器工作时将电能转化为其他形式的能量,电暖气工作时将电能全部转化为内能;洗衣机工作时,主要将电能转化为机械能;电风扇工作时主要把电能转化为机械能,只有一少部分转化为内能;电视机工作时,电能转化为声能、光能等其他形式的能,只有一少部分转化为内能;
由此可知,消耗相同的电能,产生热量最多的是电暖气。故选:B。
10.(22-23九年级上·河北廊坊市广阳区期末)图甲电路中,电源电压为6V且保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,下列判断中正确的是( )
A.R2的最大阻值为50Ω
B.电路总功率最大时,电路中的电流为0.1A
C.R1两端电压的最大值为5V
D.电路总功率最小时,R2的电功率为0.6W
【答案】A
【解析】由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中电流。
AD、当滑片位于B端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,电路总功率最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.1A,电压表的示数U2=5V,
R2的电功率:P2=U2I小=5V×0.1A=0.5W,故D错误;
由I可得,滑动变阻器的最大阻值:R250Ω,故A正确;
BC、当滑片位于A端时,变阻器接入电路中的电阻为零,电路的总电阻最小,电路中的电流最大,电路总功率最大,由图乙可知,此时电路电流为0.6A,故B错误;
定值电阻两端的电压等于电源电压,R1两端电压的最大值为6V,故C错误。
故选:A。
11.(22-23九年级上·河北保定市期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。电流表A的量程为0−0.6A,电压表V1、V2的量程均为0−3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”。滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和为4V,在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A.电源电压为4V B.滑动变阻器取值范围是3Ω−30Ω
C.小灯泡的最小功率为0.3W D.整个电路消耗的最大功率为2W
【答案】C
【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和为4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压U=4V,故A正确;
BCD、当R接入电路中的电阻变大时,其分得的电压变大,电压表V2的示数变大,此时电路中的总电阻变大,电路中的电流变小;
由图乙可知,电路中的电流最小I小=0.1A时,电压表的示数最大为3V,则对应的电压表应为V2,即图象为滑动变阻器R的I﹣U图象,
由I可得,滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R2大30Ω;
由图乙可知,电路中的电流最大I大=0.5A时,电压表V2的示数U2小=1.5V,
此时灯泡两端的电压:UL=U﹣U2小=4V﹣1.5V=2.5V,
此时灯泡两端的电压小于V1的量程,则此时灯泡应正常发光恰好达到额定功率,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2小3Ω,
所以,滑动变阻器取值范围是3Ω~30Ω,故B正确;
灯泡的额定功率:PL=ULI大=2.5V×0.5A=1.25W,故C错误;
电路消耗的最大功率:P大=UI大=4V×0.5A=2W,故D正确。
故选:C。
14.(22-23九年级上·河北邯郸市期末)一个“220V 300W“的电热杯,一个“220V 300W”的煮蛋器,一台“220V 300W“的小型洗衣机,分别接在220V的电压下,则相同时间内它们产生的热量( )
A.小型洗衣机最少 B.电热杯最少
C.煮蛋器最少 D.一样多
【答案】A
【解析】因它们都在额定电压下工作,所以,P=P额,即实际功率P相同,由W=Pt可知,工作时间相同时,三个用电器消耗的电能相同,
又因小型洗衣机工作时消耗电能,大部分转化为机械能,少部分转化为内能;煮蛋器和电热杯工作时把电能全转化为内能;所以,产生热量最少的是小型洗衣机。
故选:A。
15.(多选)(22-23九年级上·河北石家庄市期末)我国刑法规定,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。目前世界大多数国家都采用呼气式酒精测试仪,图甲是气体中酒精浓度测试仪的原理图。电源电压U=12V,R2的阻值为20Ω,R1是气敏电阻,其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。气体中酒精浓度大于或等于20mg且小于80mg/100mL为酒驾,大于或等于80mg/100mL为醉驾。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值随气体中酒精浓度增大而减小
B.气体中酒精浓度为零时,电压表示数为10V
C.当醉驾的人吹酒精测试仪时,R2消耗的最大电功率为1.8W
D.气体中酒精浓度为20mg/100mL时,电流表示数为0.12A
【答案】AB
【解析】A、由图乙可知,R1的阻值随气体中酒精浓度增大而减小,故A正确;
B、从图甲可知,闭合开关,R2、R1串联,电流表测量电路电流,电压表测量R1两端的电压。
气体中酒精浓度为零时,从图乙可知R1=100Ω,根据欧姆定律可知此时电路电流
电压表并联在气敏电阻R1的两端,所以电压表示数
U1=IR1=0.1A×100Ω=10V,故B错误;
B.由图乙可知,气体中酒精浓度为零时,R1的阻值是100Ω,则故B正确;
C.由题意可知,气体中酒精浓度大于或等于80mg/100mL为醉驾,当气体中酒精浓度为120mg/100mL时,R1的阻值是10Ω,则此时电路电流:
当醉驾的人吹酒精测试仪时,R2消耗的最大电功率:,故C错误;
D.当气体中酒精浓度为20mg/100mL时,R1的阻值是60Ω,则此时电路中的总电阻:R″=R″1+R2=60Ω+20Ω=80Ω,所以,电路中的电流:I″0.15A,故D错误。故选:AB。
16.(多选)(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)如图,电源电压保持不变,且R1=R2=R,滑动变阻器的最大阻值也为R,甲、乙为电流表或电压表。闭合开关S,电阻中都有电流通过。闭合开关S,调节滑动变阻器,电路安全正常的情况下,以下说法正确的是( )
A.甲、乙一定是电压表
B.滑动变阻器滑片向b端滑动过程中,乙表的示数一定变小
C.甲、乙表的示数一定相等
D.滑动变阻器滑片向b端滑动过程中,电路的总功率一定变小
【答案】ABD
【解析】A.由电路图知道,闭合开关S,若甲为电压表、乙为电流表时,R1与R2被短路,两电阻无电流通过,不符合题意;若甲为电流表、乙为电压表时,R2与R3被短路,两电阻无电流通过,不符合题意;若甲、乙均为电压表时,R1、R2、R3串联,电压表甲测R2和R3两端的电压之和,电压表乙测R1和R2两端的电压之和,电流表A测电路中的电流,此时电阻中都有电流通过,符合题意;若甲、乙均为电流表时,R1、R2、R3并联,电流表甲测R1和R2支路的电流之和,电流表乙测R2和R3支路的电流之和,电流表A测R3支路的电流,但滑片滑到a端可能导致电源短路,故不符合题意。综上可知,甲、乙同时为电压表,电路为串联电路,故A正确;
B.甲、乙均为电压表时,R1、R2、R3串联,电压表甲测R2和R3两端的电压之和,电压表乙测R1和R2两端的电压之和,电流表A测电路中的电流,将滑动变阻器的滑片P滑向b端的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由知道,电路中的电流变小,R1和R2两端的电压均变小,则电压表乙的示数变小;故B正确;
C.又因为R1=R2=R,滑动变阻器的最大阻值也为R,甲、乙同时为电压表,当滑动变阻器的滑片在b端时两电压表示数相等,但调节滑动变阻器,由于滑动变阻器接入电路的电阻变小,R2和R3分得的电压变小,R1和R2分得的电压变大,所以两表示数不相等,故C错误;
D.甲、乙同时为电压表,三个电阻串联,滑动变阻器滑片向b端滑动过程中,接入电路的电阻增大,由欧姆定律知道,电路电流减小,由P=UI知道,电路的总功率减小,故D正确。
故选:ABD。
17.(多选)(22-23九年级上·河北唐山市路北区期末)如图所示是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。下列说法正确的是( )
A.实验中用U形管中液面的高度差来反映电阻丝放出热量的多少
B.此实验装置可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
C.加热相同的时间,乙盒中电阻丝产生的热量多
D.将甲盒中电阻换成10Ω,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
【答案】AB
【解析】A、该实验装置是利用气体的热胀冷缩性质,通过U形管内液面的高度差来反映热量的多少,故A正确;
B、甲装置中,左侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,此实验装置可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,故B正确;
C、根据Q=I2Rt可知,左侧容器中电阻产生的热量更多,故C错误;
D、将甲盒中电阻换成10Ω,甲乙容器中的电阻相同,但通过它们的电流大小不同,不可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,故D错误。故选:AB。
18.(多选)(22-23九年级上·河北定州市期末)如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A.只闭合S1时,小灯泡L两端的电压为4V
B.只闭合S1时,小灯泡L的功率为8W
C.同时闭合S1、S2,电流表的示数为0.8A
D.同时闭合S1、S2,在10min内电阻R产生的热量为480J
【答案】AD
【解析】AB、只闭合 S1时,电路为灯泡L的简单电路,电流表测量电路电流;
由图象可知,当IL=0.5A时,UL=4V,即电源电压为4V,故A正确;
小灯泡L的功率:PL=ULIL=4V×0.5A=2W,故B错误;
CD、同时闭合S1、S2时,灯泡L与R并联,电流表测干路电流;
因并联电路中各支路互不影响,因此通过灯泡的电流仍为0.5A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,UR=UL=U=4V,
由甲图R的I﹣U图象和L的I﹣U图象可知,此时通过R的电流IR=0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数:I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,C错误;
D、在10min内电阻R产生的热量:Q=W=URIRt=4V×0.2A×10×60s=480J,故D正确。
故选:AD。
19.(22-23九年级上·河北保定期末)如图所示是小明家电能表的表盘,示数为 kW•h;小明家的电水壶额定功率为2000W,小明将家中所有其它用电器关闭,只让电水壶单独正常工作3min,则电水壶消耗的电能是 kW•h,这3min内电能表转盘转动 转。
【答案】248.6;0.1;300
【解析】(1)电能表的最后一位数是小数,单位是kW•h,该电能表的示数为248.6kW•h;
(2)电水壶正常工作时的电功率P=P额=2000W=2kW,
电水壶正常工作3min消耗的电能:
W=Pt=2kWh=0.1kW•h,
3000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转动3000r,
这段时间电能表转盘的转数:
n=3000r/(kW•h)×0.1kW•h=300r。
20.(22-23九年级上·河北张家口市期末)两个灯泡L1“2.5V,0.3A”和L2“3.8V,0.3A”串联接在电源上,L1、L2两灯均正常发光,则电源电压是 。它们正常发光时,灯泡 (选填“L1、L2”)更亮,它正常发光时的功率是 。
【答案】6.3V;L2;1.14W
【解析】两灯串联,且均正常发光,所以两灯的实际电压等于额定电压,
即U1=U额1=2.5V,U2=U额2=3.8V,
由串联电路的电压规律可得,电源电压为U=U1+U2=2.5V+3.8V=6.3V,
通过两灯的电流等于额定电流,即I=I额=0.3A,
故两灯正常发光时的实际功率分别为
P1=U1I=2.5V×0.3A=0.75W,
P2=U2I=3.8V×0.3A=1.14W,
比较可知,L2的实际功率大于L1的实际功率,所以它们正常发光时,灯泡L2更亮。
21.(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)如图甲电路中,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中,滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图像如图乙所示。则定值电阻R的阻值为 Ω;当电路中的电流为0.6A时,滑动变阻器的电功率为 W。
【答案】10;3.6。
【解析】由电路图可知,Rx与R串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由图像可知,电路中的电流I小=0.4A,
由I得,电源的电压:U=I小(Rx+R)=0.4A×(20Ω+R)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,电路中的电流最大,
由图像可知,电路中的电流I大=1.2A,
电源电压:U=I大R=1.2A×R﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
根据①②解得:R=10Ω,
电源电压:U=I大R=1.2A×10Ω=12V;
当电路中的电流为0.6A时,电路中总电阻为:
R总20Ω,
滑动变阻器接入电路的阻值为:
R滑=R总﹣R=20Ω﹣10Ω=10Ω,滑动变阻器的电功率为
。
22.(22-23九年级上·河北石家庄市裕华区期末)如图是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝,通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡之间的切换。如图所示,此时水龙头放出的是 (填“冷”“温”或“热”)水。若R1=121Ω,R2=48.4Ω,此水龙头出温水时的电功率是 W;当此水龙头出热水时,10min内消耗的电能是 J。
【答案】冷;400;8.4×105
【解析】当开关处于位置1、2时,电路不通,所以水龙头放出的是冷水,
当开关处于位置2、3时,只有电阻R1接入电路,此时电路电阻最大,根据P可知此时功率最小,故此时放出的是温水,
当开关处于位置3、4时,R1、R2并联接入电路,此时电路电阻最小,根据P可知此时功率最大,故此时放出的是热水;
水龙头出温水时的电功率是:P1400W;
当此水龙头出热水时的电功率是:P1400W;
10min内消耗的电能W=Pt=1400W×10×60s=8.4×105J。
23.(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)如图所示,电源电压恒为9V,电压表V1、V2完全相同,连入电路的量程也相同,小灯泡L1“6V 6W”、L2“6V 3W”(灯丝电阻不变)。当开关都闭合时,哪个灯更亮 (选填“L1”或“L2”),电路中的电流为 A,此时只有一个小灯泡正常发光,未正常发光的小灯泡的实际功率为 W。
【答案】L2;0.5;1.5。
【解析】由P可得,两灯泡的电阻分别为:R16Ω,R212Ω;
由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:I11A,I20.5A;
当开关都闭合时,两个灯泡串联接入电路中,串联电路中各处的电流都相等,根据P=I2R可知,灯L2的实际功率大于灯L1的实际功率,而灯的亮度取决于灯的实际功率的大小,因此灯L2更亮;
电路中的电流为:I0.5A;
电路电流等于灯L2的额定电流,所以灯泡L2正常工作,L1不正常工作,小灯泡L1的实际功率为:P1′=I2R1=(0.5A)2×6Ω=1.5W。
24.(22-23九年级上·河北迁安市期末)甲、乙两只电炉,分别标有“220V600W”和“220V1000W”的字样,若把它们串联在电压为220V的电路中,发热量较大的是 (选填“甲”或“乙”),若将它们并联在110V电路中,电路总功率为 W。
【答案】甲 400
【解析】(1)由P得,电炉的电阻R,因为甲、乙两只电炉的额定电压相同,额定功率P甲<P乙,
所以甲、乙两只电炉的电阻:R甲>R乙,又因为串联电路中的电流处处相等,即通过甲、乙两只电炉的电流:I甲=I乙,
根据Q=I2Rt可知,在相同时间内产生的热量Q甲>Q乙,故发热量较大的是甲。
(2)将它们并联在110V的电路上,
根据并联电路中各支路两端的电压相等,即U甲=U乙=110V,根据P可知,电阻不变,电压变为原来的一半,功率会变为原来的四分之一,故甲的功率为150W,乙的功率为250W,总功率为150W+250W=400W。
25.(22-23九年级上·河北唐山市丰润区期末)家中的电热水壶是利用电流的 热 效应工作的。某天,小明在家关闭家中其他用电器,只将电热水壶接在电路中单独工作1min,发现家中如图所示的电能表的转盘转了60圈,则该电热水壶在1min内消耗电能 J,其实际功率是 W。电热水壶中质量为2kg、初温为20℃的水的温度升高到70℃,水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】热;7.2×104;1200;4.2×105。
【解析】电热水壶工作时会发热,将电能转化为内能,所以电热水壶是利用电流的热效应工作的;
3000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过3000圈,
电能表的转盘转了60圈,则电热水壶消耗的电能:W0.02kW•h=7.2×104J;
电热水壶的实际功率:P1200W;
水吸收的热量:Q吸=c水m(t′﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×105J。
26.(222-23九年级上·河北高碑店市期末)如图所示,这是某品牌小厨宝(小体积快速电热水器)。已知小厨宝正常工作时的电压为220V,额定功率为2000W,工作效率为90%,水的比热容为c=4.2×103J/(kg•℃)。则该小厨宝正常工作时的发热电阻的阻值为 Ω;某次正常加热工作中,其内胆装有5kg的水,内胆水的温度从20℃到50℃,水吸收的热量为 J,本次加热所用时间是 s。
【答案】24.2;6.3×105;350。
【解析】由P可知,小厨宝正常工作时的发热电阻的阻值:R24.2Ω;
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(50℃﹣20℃)=6.3×105J;
由η可知,小厨宝消耗的电能:W7×105J,
由P可知,本次加热所用时间:t′350s。
27.(22-23九年级上·河北邯郸期末)如图1,是“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压为4.5V且保持不变,小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)连接如图1所示电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于最 右 (选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,多次实验并将数据和现象记录在下表中。分析表中信息,回答下列问题。
实验次数
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
电功率P/W
1
0.5
0.20
不亮
0.10
2
1.0
0.24
暗
0.24
3
2.0
0.32
较暗
0.64
4
2.5
正常亮
5
3.0
0.38
很亮
1.14
①小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图2所示,则电流表示数为 A,小灯泡L的额定功率为 W。
②第1次实验中,小灯泡L不亮的原因可能是 。
③分析数据还发现,通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比,其原因可能是 。
④本次实验所选用的滑动变阻器的规格是 。
A.10Ω 2A B.20Ω 1A
【答案】(1)右;(2)①0.36;0.9;②小灯泡的实际功率太小;③灯丝电阻随温度的升高而增大,不是一个定值;④B。
【解析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即最右端;
(2))①小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图﹣2所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.36A,
则小灯泡L的额定功率为:P=UI=2.5V×0.36A=0.9W;
②由表中数据可知,在第1次实验中,两表均有示数,说明电路是通路,小灯泡L不亮,是因为小灯泡L实际功率太小,远小于灯泡的额定功率;
③由表中数据可知,灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度的升高而增大,不是一个定值,故通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比;
④由表中数据可知,当灯泡两端电压为0.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,由串联电路电压规律可知,此时滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣U1=4.5V﹣0.5V=4V,
则滑动变阻器接入电路的阻值为:R滑20Ω,故选:B。
28.(22-23九年级上·河北迁安市期末)物理实验小组设计了如图甲所示电路图来测量小灯泡的电功率,提供的器材有:两节新干电池、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)连接电路时,小组成员发现实物图中有一根导线连接错误,请在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)正确修改实物图并连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现两电表始终无示数,检查故障发生在小灯泡或滑动变阻器上,则故障可能是 。
(3)排除故障后闭合开关,从最左端开始移动滑片,记录多组数据,绘制成I﹣U图象,如图乙所示。根据图象信息,计算出小灯泡正常发光时的功率为 W,该电路所选的滑动变阻器规格为: (选填字母)。
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.25Ω 0.5A D.30Ω 1A
(4)在滑动变阻器滑片向右移动过程中,小灯泡的亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
【拓展】为了测量额定电流为I0的小灯泡的额定功率,实验小组又设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定且未知,R0为已知阻值的定值电阻,R为滑动变阻器),实验操作如下:
①只闭合开关 ,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I0。
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开S2闭合S1,再记下电流表示数为I,则小灯泡L的额定功率P额= 。(均用I0、R0和I表示)
【答案】(1)见解析;(2)滑动变阻器断路;( 3)0.625;C;(4)变亮;【拓展】S和S2;(I﹣I0)R0I0
【解析】(1)电流表应与被测电路串联,电压表应与被测电路并联,而图甲中电流表并联在灯泡两端,电压表串联在电路中,因此电流表和电压表的连接都是错误的,改接电路如下图所示:
;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表无示数,说明电路可能存在断路故障,再结合电压表也无示数,说明电压表不能与电源的正负极形成通路,即可能是与电压表并联部分之外的电路存在断路,而题中给出故障发生在小灯泡或滑动变阻器上,由此可判断出电路故障是滑动变阻器断路;
( 3)根据小灯泡的额定电压为2.5V,在图乙中可读出此电压下对应的电流为0.25A,灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;
因小灯泡与滑动变阻器串联接入电路,可知当电路中的电流最小时,电路总电阻最大,由图乙可知电路中最小电流为0.1A,对应小灯泡的电压为0.5V,根据串联电路电压特点可知滑动变阻器两端的电压为U滑=3V﹣0.5V=2.5V,此时滑动变阻器接入电路的电阻R滑,据此判断滑动变阻器所选规格应为C;
(4)在滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电路总电阻变小,由I可知电路中电流变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=I2R可知,灯泡的实际功率变大,亮度变亮;
【拓展】首先只闭合开关 S和S2,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I0,此时电流表与灯泡串联后再与定值电阻R0并联,灯泡正常发光;
接着保持滑动变阻器滑片P位置不变,改变开关的通断情况,即此时只闭合开关S和S1,再记下电流表示数为I,而此时电流表测的是灯泡和定值电阻R0的总电流。
因两次操作过程中电路的连接方式不变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯均正常发光,由并联电路电流的规律可知,通过定值电阻的电流为I﹣I0,再根据U=IR可得定值电阻两端电压U0=R0(I﹣I0),
结合并联电路电压规律可知,小灯泡的额定电压为U额=U0=R0(I﹣I0),
则小灯泡的额定功率的表达式为P额=U额I额=(I﹣I0)R0I0。
29.(22-23九年级上·河北迁安市期末)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)实验中通过观察U形管中液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫 (选填“转换法”或“等效替代法”)。下列实验中也运用了这种实验方法的是 。
A、探究电流与电压关系
B、认识电压时,我们可以用水压来类比
C、探究影响电磁铁磁性强弱的因素
(2)接好乙电路,闭合开关,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化小,此实验现象表明,在电阻和通电时间相同的情况下, 越大,所产生的热量越多。
(3)图甲中R1、R2串联,目的是保证 相同,可探究电流产生的热量与 的关系。
【答案】(1)转换法;C; (2)右;电流;(3)电流和通电时间;电阻。
【解析】(1)实验中通过观察U形管中液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫转换法:
A、探究电流与电压关系时,采用了控制变量法;
B、认识电压时,我们可以用水压来类比,采用了类比法;
C、探究影响电磁铁磁性强弱的因素,采用了转换法;
故选:C;
(2)接好乙电路,闭合开关,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,通电一段时间后,根据图乙可知,右侧U形管中液面高度变化小,根据转换法,左侧容器内电阻产生的热量多,此实验现象表明,在电阻和通电时间相同的情况下,电流越大,所产生的热量越多。
(3)串联电路各处的电流相等,图甲中R1、R2串联,目的是保证电流和通电时间相同,而两电阻不同,可探究电流产生的热量与电阻的关系。
30.(22-23九年级上·河北唐山市路南区期末)如图甲是定值电阻R1和标有“6V 3W”灯泡L的I﹣U关系图像。如图乙所示电路,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程为0∼0.6A,电压表量程为0∼15V。当开关S、S1闭合、S2断开,将滑动变阻器的滑片P滑到b端时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻;
(2)当闭合开关S、S2、断开S1,电压表示数为6V时,灯泡消耗的实际功率;
(3)若电源的电压可调,闭合开关S、S2、断开S1时,保证电路安全的情况下,电源电压的最大值。
【解析】(1)灯泡正常发光时的电阻RL12Ω;
(2)当S、S1闭合、S2断开时,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测通过电路的电流,
由图像可知,当电流为0.3A时,电阻R1两端的电压为U1=3V,
根据欧姆定律可得滑动变阻器R2两端的电压U2=IR2=0.3A×20Ω=6V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压U=U1+U2=3V+6V=9V,
当开关S、S2闭合、S1断开时,灯泡L和滑动变阻器R2串联,当电压表示数为6V时,即R2两端的电压为6V,
灯泡两端的电压U实=U﹣U′2=9V﹣6V=3V,
由图像可知,灯泡中的电流为0.4A,则灯泡消耗的实际功率为P实=U实I实=3V×0.4A=1.2W;
(3)灯泡正常发光时的电流I额0.5A,
串联电路各处电流相等,电流表的量程为0∼0.6A,所以电路允许的最大电流为0.5A,
变阻器R2为最大阻值时,滑动变阻器两端的电压U2最大=I最大R2=0.5A×20Ω=10V<15V,
灯泡两端电压的最大值U′L=U额=6V,
电源电压的最大值U最大=U2最大+U′L=10V+6V=16V。
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专题06 电功率(原卷版)
考点一 电能表
1.(23-24九年级上·河北邢台期末)如图所示是小明家的电能表。关于该电能表的以下说法中正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.这个电能表的额定功率为2200W
C.每工作1h,电能表的圆盘转3600转
D.小明家中2000W的电饭煲和1500W的空调不可以同时正常工作
2.(22-23九年级上·河北沧州期末)将一台标有“220V 200W”的电视机单独接在家庭电路中。正常工作2h后,电能表示数如图所示。下列说法中正确的是( )
A.电能表是测量用电器电功率的专用仪表
B.该电能表的示数为35312kW•h
C.这段时间内,电能表转盘转过了1200转
D.若电价为0.6元/度,这段时间电视机使用的电费为0.12元
3.(22-23九年级上·河北唐山市古冶区期末)小星学习电功率知识后,想利用电能表测量家中电饭锅工作时的实际功率。他仔细观察了家中的电能表,表盘参数如图所示,则小星家允许加载的用电器的最大总功率为 W。他关闭家中其他用电器,只让电饭锅工作,发现电饭锅工作2min,电能表转盘转过60转,则该电饭锅的实际功率为 W。
考点二 电功与电能
4.(22-23九年级上·河北张家口市宣化区期末)规格都是“220V,120W”的一台电冰箱、一台电脑和一只电烙铁,分别正常工作相同时间,消耗的电能( )
A.电冰箱最多 B.电脑最多 C.电烙铁最多 D.一样多
5.(22-23九年级上·河北唐山市路南区期末)电路中有一用电器,其两端电压是6V,通过它的电流是200mA,5min内电流做的功是( )
A.6J B.360J C.6000J D.3.6×105J
6.(22-23九年级上·河北保定期末)小玲家有额定电压相同的电热水壶和电视机,小玲通过查看家用电器的铭牌,发现电热水壶的额定功率为2000W,电视机的额定功率为150W。当电热水壶和电视机都正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.通过两个用电器的电流相等 B.电热水壶两端的电压较高
C.电流通过电视机做功较快 D.相同时间内,电热水壶消耗的电能多
7.(22-23九年级上·河北沧州期末)晶晶的爸爸从商店买回来一个热水壶。上标着“220V 1000W”。则该热水壶正常工作1min,消耗的电能是 J,正常工作时的电流为 A。
考点三 电功率、额定功率与实际功率
8.(22-23九年级上·河北任丘市期末)将规格为“3V 3W”的小灯泡L1和规格为“6V 12W”的小灯泡L2串联,接在6V的电源上,下列判断正确的是( )
A.L1的亮度大于L2的亮度 B.L2的亮度大于L1的亮度
C.两只灯泡亮度相同 D.灯泡L2会正常发光
9.(22-23九年级上·河北石家庄市赵县期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,闭合开关,向左移动滑片P,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变大,R的电功率变小
B.电压表的示数变大,电路总功率变大
C.电流表的示数变小,R的电功率变大
D.电压表的示数不变,电路总功率变大
10.(22-23九年级上·河北秦皇岛市期末)两盏白炽灯,甲灯标有“PZ220V﹣40W”,乙灯标有“PZ220V﹣100W”,比较两灯的亮度,下列说法正确的是( )
A.甲灯一定比乙灯亮 B.乙灯一定比甲灯亮
C.都正常工作时,甲灯比乙灯亮 D.都正常工作时,乙灯比甲灯亮
11.(22-23九年级上·河北邯郸期末)甲、乙两个灯分别标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的字样,将它们串联接入同一电路中,若甲灯正常发光,则下列说法中正确的是( )
A.乙灯也一定能正常发光,甲灯比乙灯亮
B.乙灯也一定能正常发光,乙灯比甲灯亮
C.乙灯不能正常发光,甲灯比乙灯亮
D.乙灯不能正常发光,乙灯比甲灯亮
12.(22-23九年级上·河北廊坊期末)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,(灯泡电阻不变)下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
B.两灯均正常发光时,乙灯灯丝电阻较大
C.将甲灯接入110V电路中,它的实际功率为10W
D.将两灯串联在220V的电路中,乙灯比甲灯亮
13.(22-23九年级上·河北唐山市路南区期末)将标有“6V 3W”和“6V 2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为6V的电源两端。接通电路后,以下说法正确的是( )
A.两只小灯泡都能正常发光 B.两只小灯泡都不能正常发光,甲灯比乙灯亮
C.通过乙灯的电流较大,所以乙灯较亮 D.两只小灯泡的总功率小于2W
14.(22-23九年级上·河北唐山市期末)实验室有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2,小华想知道哪只小灯泡的额定功率大,于是将它们串联接入电路,如图所示。闭合开关,两只灯泡均发光,电压表V1示数比V2示数小,此时实际功率大的小灯泡是 。据此小华可以判断,额定功率大的小灯泡是 (假设小灯泡电阻不受温度影响)。
考点四 电功率的简单计算
15.(22-23九年级上·河北唐山市路南区期末)在如图所示的电路中,两只电流表的规格相同,分别有两个量程(0∼0.6A和0∼3A)。电阻R1和R2均有电流通过,两只电流表的指针偏转角度相同,则R1与R2消耗的电功率的比值为( )
A.1:4 B.4:1 C.5:1 D.1:5
16.(22-23九年级上·河北保定市满城区期末)两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.甲的电阻值小于乙的电阻值
B.将甲、乙串联起来,甲两端的电压大于乙两端的电压
C.将甲、乙并联起来,甲消耗的电功率小于乙消耗的电功率
D.将甲、乙串联在3V的电源两端,甲通过的电流为0.6A
17.(22-23九年级上·河北保定市莲池区期末)如图所示电路,电源电压为6V,R1=10Ω,R2=20Ω,R3=5Ω,下列说法正确的是( )
A.同时闭合三个开关,通过R3电流0.9A
B.同时闭合三个开关,R1和R2构成并联电路
C.断开开关S2、S3,闭合S1,电路的总功率是2.8W
D.断开S2,闭合S1、S3,R1两端电压是4V
18.(22-23九年级上·河北邢台市期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动过程中,电压表与电流表的示数变化如图乙所示,则以下说法中正确的是( )
A.定值电阻阻值为10Ω B.电路消耗的最小功率为13W
C.电源电压为12V D.滑动变阻器最大阻值12Ω
考点五 电功、电功率的综合
19.(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中错误的是( )
A.电流通过电热杯做功时,将电能转化为内能
B.两电热杯均正常工作时,乙消耗电能快
C.若将乙接在电压为110V的电路中,它的实际功率为500W
D.若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中,相同时间内甲消耗的电能较多
20.(22-23九年级上·河北廊坊市期末)一个定值电阻的阻值为10Ω,使用时流过的电流是200mA,则加在这个定值电阻两端的电压是 V,通电10min,电流做了 J的功;当两端电压增大为3V时,它的电阻是 Ω。
21.(22-23九年级上·河北石家庄市长安区期末)如图所示,电阻R2为4Ω,电源电压保持不变。当闭合开关S时,电压表示数为4V,电流表示数为0.5A,则电阻R1的阻值为 Ω,电源电压为 V。通电5min,该电路消耗的电能为 J。
考点六 测量小灯泡的功率
22.(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)小红用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。
(2)如图甲,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P移动至 端。(选填“A”或“B”)
(3)实验中,某次电压表示数为2.2V,为测量灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,当小灯泡两端的电压为额定电压时,电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)由于小明粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据,电压表示数1V,电流表示数0.2A,计算出灯泡电阻R= Ω,再用这个电阻值和灯的额定电压求出灯的额定功率,这样做是 的。(选填“正确”或“错误”)。
(5)完成了上述的实验后,同学们还想测另一只额定电压为U0的小灯泡的额定电功率,但发现电流表损坏。利用阻值已知的定值电阻R0,设计了如图乙所示的电路,并操作如下:
①、依据电路图连接好电路,只闭合开关 和 ,调节滑动变阻器,使电压表的示数为U0;
②、保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S、S2读出电压表示数为U1;
③、小灯泡的额定功率P额= 。(用U0、U1和R0表示)
23.(22-23九年级上·河北沧州期末)在“测定小灯泡额定功率”的实验中,小楠同学设计的电路如图甲。被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω。实验器材:电源(电压为6V、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、开关各一只,滑动变阻器两只:R1(5Ω,0.5A)、R2(10Ω,0.5A),导线若干。
(1)为了能完成该实验,滑动变阻器应选用 ;(选填“R1”或“R2”)
(2)按照图甲的电路图,请你用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大)
(3)若连好电路后,闭合开关S,小楠发现灯泡不发光,电流表的示数为零,电压表的示数约为6V,则故障的原因可能是: ;
A.小灯泡处短路 B.电流表断路
C.小灯泡处断路 D.电压表的正、负接线柱接反
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,若小灯泡正常发光时电流表的示数如图丙,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)美美认为不用电流表也可以测量小灯泡的额定功率,她找来额定电流为I额的小灯泡,利用已知阻值的电阻R,设计了如图丁的电路图。请帮她补全她的实验内容:
①闭合S和S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为 ;
②闭合S和S2,断开S1,滑片静止不动,读出电压表的示数U1;
③小灯泡额定功率的表达式P额= 。
(6)美美还想探究导体中的电流跟导体电阻的关系,她利用电压为6V的电源、10Ω、20Ω和40Ω的定值电阻和“40Ω,1A”的滑动变阻器,设计了如图戊的电路图,分别把三个定值电阻单独接入电路进行了三次实验。实验中她是控制定值电阻两端的电压不低于 V,才完成了实验。
24.(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)在测量小灯泡电阻的实验中,小明选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。
次数
1
2
3
4
U/V
1
2
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.31
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整(要求:滑片P向左移,电路中电流变大,导线不得交叉);
(2)连接好电路,将滑片P移至阻值最大处,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3V,其原因可能是小灯泡 ;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数为2.7V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 端滑动(选填“左”或“右”),如果滑片P滑到端点位置时,电压表示数仍大于2.5V,应更换滑动变阻器,则更换的滑动变阻器的最大阻值应比原来的滑动变阻器的最大阻值要 些(选填“大”或“小”)。
(4)上表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留1位小数);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 。
(5)实验结束后,某同学设计了如图乙所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R'的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
25.(22-23九年级上·河北石家庄市桥西区期末)为了测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率情况。小明设计了图甲所示的电路,电源为三节新干电池。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关前应将变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)进行第一次实验时,移动滑片到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为 V;
(4)进行多次实验后,收集到的数据如表所示,由表中数据可知,小灯泡的额定功率为 W;当电压表示数为2.5V和3.0V时,滑动变阻器的功率之比为 。
实验次数
电压U/V
电流I/A
实际功率
1
0.28
2
2.5
0.30
3
2.7
0.32
4
3.0
0.34
【拓展】完成上述实验后,小明用原有的电源和电压表以及定值电阻R0,创新设计了如图丙所示的电路,仍测量原小灯泡的额定功率:
①把定值电阻R0接入电路,调节变阻器使小灯泡正常发光;
②保持 不变,将电压表改接在R0两端,读出电压表示数;
③算出小灯泡的额定功率。
现有阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻,为了能测出小灯泡的额定功率,结合题中的数据分析,定值电阻R0应选 Ω的。
考点七 焦耳定律及应用
25.(22-23九年级上·河北邯郸市期末)如图所示,下列用电器主要利用电流的热效应工作的是( )
A.电热水壶 B.电风扇
C.洗衣机 D.抽油烟机
26.(22-23九年级上·河北石家庄市赵县期末)电炉丝通电后热得发红,而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热,这是因为( )
A.铜导线的电阻小,因而产生的热量少,而电炉丝电阻大产生的热量多
B.通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大
C.铜导线有绝缘层,所以不怎么热
D.铜导线不消耗电能,所以不容易热
27.(22-23九年级上·河北承德市期末)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。四个相同的透明容器a、b、c、d中密封着质量相等的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。下列说法不正确的是( )
A.该实验利用了控制变量法
B.图甲装置探究的是电流通过导体时产生的热量与电流的关系
C.观察图乙中的实验现象,可知d容器中电阻丝的阻值较大
D.图乙实验中,通电一段时间后U形管两侧液面高度差为零,一定是电路发生断路
28.(多选)(22-23九年级上·河北沧州市期末)如图甲、乙所示相同容器中装了质量都为3kg的纯净水,用不同电加热器加热,(忽略散热损失)得到如图丙所示的水温与加热时间的图象,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),设加热器的加热效率相同。下列说法正确的是( )
A.加热相同时间,两杯水吸收的热量相同
B.沸腾前吸收相同的热量,甲杯中水的末温比乙杯的高
C.加热3min时,乙容器中的水吸收热量为2.52×105J
D.加热器1和加热器2的功率之比9:4
29.(22-23九年级上·河北邯郸期末)如图是一种简易电加热器,将一张锡纸剪成中间窄、两边宽的形状,ab、bc段长度相等。再将锡纸两端分别与干电池的正负极连接。过一会儿,发现bc段燃烧起来,这是因为bc段是中间较窄的细条,该段电阻较 (选填“大”或“小”),发热较快,这一简易电加热器的原理是 。
30.(22-23九年级上·河北保定期末)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中 来比较的。
(2)图甲将两段阻值不同的电阻丝串联的目的,是为了探究电流产生的热量与 (选填“电阻”或“电流”)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)图乙装置的主要目的是为了探究电流产生的热量与 (选填“电阻”或“电流”)的关系,电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 (选填“相等”或“不相等”)。
(4)图乙中,若接通电路一段时间后,左侧U形管的液面高度差逐渐变大,但右侧U形管的液面高度不变,分析原因,若检查电路没有出现故障,则原因可能是 ;若是由于电路故障引起的,则原因可能是 (两空均为单选,选填字母符号)。
A.右侧容器漏气 B.电阻丝R1断路
C.电阻丝R2断路 D.电阻丝R3断路
31.(22-23九年级上·河北邯郸期末)如图甲、乙所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着质量相等、温度也相同的空气。
(1)探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时,选择 (选填“甲”或“乙”)图装置进行实验,两电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较;
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间后根据图甲可以得出结论: ;
(3)家用电暖器,发热管热的发红,而串联的电源线却不热,主要是因为发热管的 比电源线的大;
(4)完成上述试验后,小明同学受到启发,对装置进行改造,准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验,装置如图丙所示,A、B两个电阻丝的电阻应该是 (选填“相同”或“不同”)的;
(5)两个烧瓶中分别加入初温相同、 相等的水和煤油,通电一段时间后,煤油的温度更高,说明 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
考点八 电功率有关的综合计算
32.(22-23九年级上·河北三河市期末)如图所示的电路,电源电压为6V保持不变,R1=4Ω。开关闭合,滑动变阻器R2的滑片置于a端时,电压表V1的示数为2V,将滑片从a端滑到b端时,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器R2的最大阻值为8Ω
B.电压表V2的示数变化范围4V~2V
C.整个电路的功率变化范围为3W~6W
D.当滑片滑到b端时,通电1min电流对R1做的功为90J
33.(22-23九年级上·河北高碑店市期末)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡规格是“3V,1.2W”,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“30Ω,1A”字样,电压表选用0~3V量程。断开S2、闭合S和S1,当滑片P移到滑动变阻器的中点时,小灯泡正常发光。
(1)小灯泡正常发光时的电流是多少?
(2)电源电压是多少?
(3)断开S1、闭合S和S2,在保证电路元件安全的前提下,电路在2min内产生的热量可能是多少?
34.(22-23九年级上·河北保定期末)如图所示的电路图,小灯泡L标有“6V 3W”字样且灯丝电阻不变,滑动变阻器R2标有“50Ω 1A”字样,当只闭合开关S1,并将滑动变阻器R2的滑片P移动到最左端时,小灯泡L恰好正常发光。当滑片P在最左端位置不变,开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.7A。
求:(1)小灯泡L的电阻值。
(2)电阻R1的电阻值。
(3)通过开关S1、S2的通断,求整个电路的最大总功率P1和最小总功率P2。
35.(22-23九年级上·河北唐山市古冶区期末)小梦家新买了一口电饭锅,如图甲所示。通过查看说明书,发现电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是水烧干后的保温状态。图乙是电饭锅的电路图,R2=60.5Ω,保温时总功率为100W。
(1)自动开关S接通时,电饭锅处于哪种状态?此时电功率多大?
(2)R1的阻值多大?
(3)用电饭锅将5kg水加热升温20℃(整个过程不计能量损失),需要多长时间?
36.(22-23九年级上·河北邢台期末)某品牌电热养生壶有低温、中温、高温三个挡位,可以满足人们对精细烹饪和营养量化等功能的需求。其简化电路图如图所示,铭牌如表所示,R1、R2为阻值不变的电热丝。当S1闭合,S2断开,S3接A时,养生壶处于低温挡工作状态;当S1、S2闭合。S3接A时,养生壶处于中温挡工作状态。在额定电压下求:
项目
参数
额定电压(V)
220
低温挡功率(W)
220
中温挡功率(W)
440
高温挡功率(W)
880
容积(L)
2.5
(1)电热养生壶处于低温挡工作状态时,电路中电流;
(2)R2的阻值;
(3)若养生壶高温挡加热效率为75%,某次将初温是27℃的水加热到60℃用时7min,则水的质量是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
1.(22-23九年级上·河北任丘市期末)如图是某家庭电路所用电能表,则下列说法中正确的是( )
A.1kW•h等于3.6×105J
B.电能表是计量电流的仪器
C.该电能表的额定最大电流为10A
D.电能表转盘转过600转,接在这个电能表上的用电器消耗电能0.5kW•h
2.(22-23九年级上·河北石家庄期末)下列说法中正确的是( )
A.通电的时间越长,电流所做的功越多
B.通过用电器的电流越大,电流所做的功越多
C.用电器两端的电压越大,电流所做的功越多
D.电流做功越多,消耗的电能就越多
3.(22-23九年级上·河北沧州期末)现将标有“220V 100W”的电冰箱、电风扇、电炉各一台,分别接入电路中均正常工作,在相同时间内( )
A.三个用电器产生的热量相同 B.电风扇消耗的电能最多
C.电炉将消耗的电能转化为内能最多 D.单独将电冰箱接入电路时,电能表转得最快
4.(22-23九年级上·河北秦皇岛期末)甲、乙两盏白炽灯并联在电路中,两灯都正常发光,且甲灯比乙灯亮,则( )
A.甲灯两端的电压比乙灯的大 B.甲灯的电阻比乙灯的大
C.通过甲灯的电流比乙灯的大 D.甲灯消耗的电能比乙灯多
5.(22-23九年级上·河北石家庄期末)如图所示的电路,闭合开关S后发现L1发光明显,L2只能微弱发光,下列对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( )
A.灯泡L2断路
B.灯泡L2短路
C.灯泡L2的电阻较大,其实际功率较小
D.灯泡L2的电阻较小,其实际功率较小
6.(22-23九年级上·河北邯郸市磁县期末)如图所示,是某品牌电暖器。它设有低温(1000W)和高温(2200W)两挡。使用中,下列说法中正确的是( )
A.高温挡时,消耗的电能一定多 B.高温挡时,电流做的功一定多
C.高温挡时,电流做功一定快 D.高温挡时,转化的内能一定多
7.(22-23九年级上·河北石家庄市赵县期末)甲、乙两只白炽灯上分别标着“220V 25W”和“220V 100W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),下列分析正确的是( )
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.若灯丝的材料、粗细相同,则乙灯的灯丝比甲灯的灯丝长
C.将乙灯接入110V的电路中,它的实际功率为50W
D.将两灯串联接在220V的电路中,甲比乙亮一些
8.(22-23九年级上·河北唐山市路南区期末)关于标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的甲、乙小灯泡,下列说法正确的是( )
A.甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率
B.甲灯的实际功率一定小于乙灯的实际功率
C.甲、乙两灯均正常工作时,甲灯消耗的电能一定比乙少
D.甲、乙两灯并联在电路中,甲灯比乙灯亮
9.(22-23九年级上·河北邢台期末)下列用电器在正常工作时消耗相同的电能,产生热量最多的是( )
A.洗衣机 B.电暖气
C.电视机 D.电风扇
10.(22-23九年级上·河北廊坊市广阳区期末)图甲电路中,电源电压为6V且保持不变,闭合开关S,滑片P从A端移动到B端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,下列判断中正确的是( )
A.R2的最大阻值为50Ω
B.电路总功率最大时,电路中的电流为0.1A
C.R1两端电压的最大值为5V
D.电路总功率最小时,R2的电功率为0.6W
11.(22-23九年级上·河北保定市期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。电流表A的量程为0−0.6A,电压表V1、V2的量程均为0−3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”。滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和为4V,在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法不正确的是( )
A.电源电压为4V B.滑动变阻器取值范围是3Ω−30Ω
C.小灯泡的最小功率为0.3W D.整个电路消耗的最大功率为2W
14.(22-23九年级上·河北邯郸市期末)一个“220V 300W“的电热杯,一个“220V 300W”的煮蛋器,一台“220V 300W“的小型洗衣机,分别接在220V的电压下,则相同时间内它们产生的热量( )
A.小型洗衣机最少 B.电热杯最少
C.煮蛋器最少 D.一样多
15.(多选)(22-23九年级上·河北石家庄市期末)我国刑法规定,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。目前世界大多数国家都采用呼气式酒精测试仪,图甲是气体中酒精浓度测试仪的原理图。电源电压U=12V,R2的阻值为20Ω,R1是气敏电阻,其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。气体中酒精浓度大于或等于20mg且小于80mg/100mL为酒驾,大于或等于80mg/100mL为醉驾。下列说法正确的是( )
A.R1的阻值随气体中酒精浓度增大而减小
B.气体中酒精浓度为零时,电压表示数为10V
C.当醉驾的人吹酒精测试仪时,R2消耗的最大电功率为1.8W
D.气体中酒精浓度为20mg/100mL时,电流表示数为0.12A
16.(多选)(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)如图,电源电压保持不变,且R1=R2=R,滑动变阻器的最大阻值也为R,甲、乙为电流表或电压表。闭合开关S,电阻中都有电流通过。闭合开关S,调节滑动变阻器,电路安全正常的情况下,以下说法正确的是( )
A.甲、乙一定是电压表
B.滑动变阻器滑片向b端滑动过程中,乙表的示数一定变小
C.甲、乙表的示数一定相等
D.滑动变阻器滑片向b端滑动过程中,电路的总功率一定变小
17.(多选)(22-23九年级上·河北唐山市路北区期末)如图所示是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。下列说法正确的是( )
A.实验中用U形管中液面的高度差来反映电阻丝放出热量的多少
B.此实验装置可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
C.加热相同的时间,乙盒中电阻丝产生的热量多
D.将甲盒中电阻换成10Ω,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
18.(多选)(22-23九年级上·河北定州市期末)如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A.只闭合S1时,小灯泡L两端的电压为4V
B.只闭合S1时,小灯泡L的功率为8W
C.同时闭合S1、S2,电流表的示数为0.8A
D.同时闭合S1、S2,在10min内电阻R产生的热量为480J
19.(22-23九年级上·河北保定期末)如图所示是小明家电能表的表盘,示数为 kW•h;小明家的电水壶额定功率为2000W,小明将家中所有其它用电器关闭,只让电水壶单独正常工作3min,则电水壶消耗的电能是 kW•h,这3min内电能表转盘转动 转。
20.(22-23九年级上·河北张家口市期末)两个灯泡L1“2.5V,0.3A”和L2“3.8V,0.3A”串联接在电源上,L1、L2两灯均正常发光,则电源电压是 。它们正常发光时,灯泡 (选填“L1、L2”)更亮,它正常发光时的功率是 。
21.(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)如图甲电路中,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。闭合开关并将滑片P从一端滑到另一端的过程中,滑动变阻器的电功率与电流表示数的关系图像如图乙所示。则定值电阻R的阻值为 Ω;当电路中的电流为0.6A时,滑动变阻器的电功率为 W。
22.(22-23九年级上·河北石家庄市裕华区期末)如图是某款电热水龙头的电路原理图。R1、R2为电热丝,通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡之间的切换。如图所示,此时水龙头放出的是 (填“冷”“温”或“热”)水。若R1=121Ω,R2=48.4Ω,此水龙头出温水时的电功率是 W;当此水龙头出热水时,10min内消耗的电能是 J。
23.(22-23九年级上·河北石家庄市新华区期末)如图所示,电源电压恒为9V,电压表V1、V2完全相同,连入电路的量程也相同,小灯泡L1“6V 6W”、L2“6V 3W”(灯丝电阻不变)。当开关都闭合时,哪个灯更亮 (选填“L1”或“L2”),电路中的电流为 A,此时只有一个小灯泡正常发光,未正常发光的小灯泡的实际功率为 W。
24.(22-23九年级上·河北迁安市期末)甲、乙两只电炉,分别标有“220V600W”和“220V1000W”的字样,若把它们串联在电压为220V的电路中,发热量较大的是 (选填“甲”或“乙”),若将它们并联在110V电路中,电路总功率为 W。
25.(22-23九年级上·河北唐山市丰润区期末)家中的电热水壶是利用电流的 热 效应工作的。某天,小明在家关闭家中其他用电器,只将电热水壶接在电路中单独工作1min,发现家中如图所示的电能表的转盘转了60圈,则该电热水壶在1min内消耗电能 J,其实际功率是 W。电热水壶中质量为2kg、初温为20℃的水的温度升高到70℃,水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
26.(222-23九年级上·河北高碑店市期末)如图所示,这是某品牌小厨宝(小体积快速电热水器)。已知小厨宝正常工作时的电压为220V,额定功率为2000W,工作效率为90%,水的比热容为c=4.2×103J/(kg•℃)。则该小厨宝正常工作时的发热电阻的阻值为 Ω;某次正常加热工作中,其内胆装有5kg的水,内胆水的温度从20℃到50℃,水吸收的热量为 J,本次加热所用时间是 s。
27.(22-23九年级上·河北邯郸期末)如图1,是“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压为4.5V且保持不变,小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)连接如图1所示电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于最 右 (选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,多次实验并将数据和现象记录在下表中。分析表中信息,回答下列问题。
实验次数
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
电功率P/W
1
0.5
0.20
不亮
0.10
2
1.0
0.24
暗
0.24
3
2.0
0.32
较暗
0.64
4
2.5
正常亮
5
3.0
0.38
很亮
1.14
①小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图2所示,则电流表示数为 A,小灯泡L的额定功率为 W。
②第1次实验中,小灯泡L不亮的原因可能是 。
③分析数据还发现,通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比,其原因可能是 。
④本次实验所选用的滑动变阻器的规格是 。
A.10Ω 2A B.20Ω 1A
28.(22-23九年级上·河北迁安市期末)物理实验小组设计了如图甲所示电路图来测量小灯泡的电功率,提供的器材有:两节新干电池、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)连接电路时,小组成员发现实物图中有一根导线连接错误,请在需要改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)正确修改实物图并连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现两电表始终无示数,检查故障发生在小灯泡或滑动变阻器上,则故障可能是 。
(3)排除故障后闭合开关,从最左端开始移动滑片,记录多组数据,绘制成I﹣U图象,如图乙所示。根据图象信息,计算出小灯泡正常发光时的功率为 W,该电路所选的滑动变阻器规格为: (选填字母)。
A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.25Ω 0.5A D.30Ω 1A
(4)在滑动变阻器滑片向右移动过程中,小灯泡的亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
【拓展】为了测量额定电流为I0的小灯泡的额定功率,实验小组又设计了如图丙所示的电路(电源电压恒定且未知,R0为已知阻值的定值电阻,R为滑动变阻器),实验操作如下:
①只闭合开关 ,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为I0。
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开S2闭合S1,再记下电流表示数为I,则小灯泡L的额定功率P额= 。(均用I0、R0和I表示)
29.(22-23九年级上·河北迁安市期末)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。
(1)实验中通过观察U形管中液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫 (选填“转换法”或“等效替代法”)。下列实验中也运用了这种实验方法的是 。
A、探究电流与电压关系
B、认识电压时,我们可以用水压来类比
C、探究影响电磁铁磁性强弱的因素
(2)接好乙电路,闭合开关,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化小,此实验现象表明,在电阻和通电时间相同的情况下, 越大,所产生的热量越多。
(3)图甲中R1、R2串联,目的是保证 相同,可探究电流产生的热量与 的关系。
30.(22-23九年级上·河北唐山市路南区期末)如图甲是定值电阻R1和标有“6V 3W”灯泡L的I﹣U关系图像。如图乙所示电路,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表量程为0∼0.6A,电压表量程为0∼15V。当开关S、S1闭合、S2断开,将滑动变阻器的滑片P滑到b端时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻;
(2)当闭合开关S、S2、断开S1,电压表示数为6V时,灯泡消耗的实际功率;
(3)若电源的电压可调,闭合开关S、S2、断开S1时,保证电路安全的情况下,电源电压的最大值。
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