专题04 电功率【考题猜想】-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲(教科版)
2024-12-13
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2份
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121页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理教科版(2012)九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第六章 电功率 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 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) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.55 MB |
| 发布时间 | 2024-12-13 |
| 更新时间 | 2024-12-17 |
| 作者 | 赢在物理工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2024-12-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49308210.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题04 电功率(解析版)
【题型1 电能与电功】 1
【题型2 电功率与电功】 6
【题型3 额定功率与实际功率】 12
【题型4 小灯泡亮度问题】 17
【题型5 动态电路的电功率】 23
【题型6 测量小灯泡电功率】 31
【题型7 电流热效应及相关计算】 42
【题型9 电路综合分析与计算】 57
【题型10 电路安全与极值】 68
【题型1 电能与电功】
1.(23-24九年级上·河北保定·期末)有几位同学讨论电能时,有以下几种说法,你认为不正确的是( )。
A.电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程
B.火力发电厂把燃料的化学能转化成电能
C.电功的单位与电能的单位相同,在国际单位制中都是“焦耳”
D.电流表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表
【答案】D。
【解析】A.用电器起到能量转换的作用,电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程,故A正确,不符合题意;
B.火力发电厂是通过燃料的燃烧将化学能转化成电能,故B正确,不符合题意;
C.电流做的功等于用电器消耗的电能,电功的单位与电能的单位相同,在国际单位制中都是“焦耳”,故C正确,不符合题意;
D.电流表是测量电路电流大小的仪表,故D错误,符合题意。故选D。
2.(23-24九年级上·山东济南·期末)如图所示,小明上次查看电能表示数为 ,本次查看如图所示,则下列说法正确的是( )。
A.电能表(又称电度表)是测量电功的仪表
B.通过电流为10A时此电能表才能正常工作
C.他家这段时间内所消耗的电能为904kW•h
D.该电能表适合接在我国家庭交流电路使用
【答案】AD。
【解析】A.电能表可以测量电路中用电器消耗的电能,测量电功,故A正确;
B.10A表示电能表允许通过的最大电流为10A,故B错误;
C.电能表最后一位为小数点后第一位,故消耗的电能为,故C错误;
D.该电能表适用于220V,50Hz的交流电路中,我国家庭电路符合其使用要求,故D正确。
故选AD。
3.(23-24九年级上·河北秦皇岛·期末)关于图中的电能表,说法正确的是( )。
A.电能表正常工作的标定电流是40A
B.电能表是测量电路消耗电能多少的仪表
C.电能表的示数为2023.6J
D.脉冲指示灯闪的越快,电路消耗电能越多
【答案】B。
【解析】A.10(40)A,其中10A是指电能表的标定电流,40A是指该电能表平时工作允许通过的最大电流,故A错误;
B.电能表的作用是测量电路消耗电能多少的仪表,故B正确;
C.电能表的示数为2023.6kW·h,单位是kW·h,而不是J,故C错误;
D.电能表指示灯闪烁的快慢反映了电流做功的快慢,所以脉冲指示灯闪的越快,说明电能表所在电路电流做功越快,故D错误。故选B。
4.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)某充电宝上面标有5V、15000mA·h字样,给它充电时, 能转化为 能,充满电后,大约储存了 J的电能。
【答案】电;化学;2.7×105。
【解析】[1][2]充电宝充电时将电能转化为化学能储存起来。
[3]充电宝充满电时储存的电能W=UIt=5V×15000×10﹣3A×1×3600s=2.7×105J。
5.(23-24九年级上·黑龙江大庆·期末)电能表是测量 的仪表。图中电能表刚接入电路时示数是0,两周后电能表的示数如图所示,则这段时间内消耗的电能是 kW·h,电能表中的铝质圆盘共转了 revs。
【答案】消耗电能;16.6;9960。
【解析】[1]电能表是测量消耗电能的仪表,衡量家庭电路中消耗电能的多少。
[2]这段时间内消耗的电能W=16.6kW·h﹣0kW·h=16.6kW·h
[3]铝制圆盘转过的圈数n=16.6kW·h×600r/(kW·h)=9960revs。
6.(23-24九年级上·陕西西安·期末)电能表是测量电路消耗 的仪表,如图所示分别是阿来家上月初和上月末电能表的示数,结合表盘上的信息。阿来算出了自家上月用电量为 度。若该电能表上指示灯闪烁320次,表示消耗电能 kW·h。
【答案】电能多少;101.1;0.2。
【解析】[1]电能表是测量电路消耗电能多少的仪表。
[2]阿来家上月用电量为5647.8kW·h﹣5546.7kW·h=101.1kW·h=101.1度
1600imp/kW·h表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能,电能表的指示灯闪烁320次,家庭电路中消耗的电能为。
7.(23-24九年级上·安徽安庆·期末)在如图所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,电流表示数为0.1A,电压表示数为2V。则电阻 Ω,1min电流通过所做的功为 J。
【答案】10;6。
【解析】[1]由电路图可知,R1、R2串联接入电路中,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,由题意可知,R1两端的电压为
R1的阻值为
[2]1min电流通过R1所做的功为。
8.(23-24九年级上·山东聊城·期末)如图是定值电阻R1和R2的IU关系图像,由图像可知,R1和R2的大小关系为R1 (填“>”“=”或“<”)R2,当R1和R2串联时,R1和R2两端电压之比U1:U2= ;当R1和R2并联时,若通过R1的电流为0.63 A,则10 s内R2消耗的电能为 J。
【答案】<;1∶2;9.9225。
【解析】[1]由图像可知,当
时,对应的电流分别为,
由可得,两电阻的阻值分别为 ,
由此可知
[2]当把R1、R2串联在某一电路中时,因为串联电路中各处的电流相等,所以它们两端的电压之比
[3]若通过R1的电流为
由可得,R1两端电压
当R1和R2并联时,并联电路中各支路电压都相等,即R2两端电压
通过R2的电流
10 s内R2消耗的电能。
9.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)如图甲所示电路,电源电压为8V保持不变,小灯泡的电流随电压的变化图如图乙所示,求:
(1)由图乙分析可知,小灯泡中的电流与小灯泡两端的电压 (选填“成正比”成“不成正比”),说明小灯泡的电阻随 的改变而改变。
(2)当电流表的示数为0.5A时,滑动变阻器连入的电阻为多少欧姆?
(3)当电压表示数为3V时,整个电路10s内消耗的电能是多少焦耳?
【答案】(1)不成正比;温度;(2)12Ω;(3)56J。
【解析】(1)[1][2]由图乙可知,小灯泡的电流随电压的变化图像不是一条过原点的倾斜的直线,不是正比例图像,所以小灯泡中的电流与小灯泡两端的电压不成正比,因为当小灯泡两端电压不同时,小灯泡发光亮度不同,灯丝温度不同,灯丝电阻变化了,即小灯泡的电阻随温度的改变而改变。
(2)由甲图可知,灯与滑动变阻器串联,电压表测量灯两端的电压,由乙图可知,当电流表的示数为0.5A时,电压表示数为2V,即灯两端电压为2V,则滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器连入的电阻为
(3)由乙图可知,当电压表示数为3V时,电路中的电流为0.7A,整个电路10s内消耗的电能是
10.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)探究夏季同一台空调在制冷温度由26℃调高到28℃时节省的电能。
小强从网上看到:同一台空调制冷时将温度由26℃调高到28℃,可节省7%~10%的电能。为了验证这种说法的可靠性,小强利用家中的电能表进行了测算。
(1)实验器材:电能表、 ;
(2)测试步骤:
① ;
②观察到电能表此时的示数为 ;
③打开空调,将制冷温度设定为26℃,待其正常工作后,数出电能表的转盘在10min内转过的圈数;
④将制冷温度调为28℃,待其正常工作后,数出电能表的转盘在 min内转过的圈数;
(3)根据测量得到的数据和电能表上的参数,如何分析比较,得出结论 ?
【答案】(1)秒表;(2)断开家中其他用电器;2014.1kW·h;10;(3)见解析。
【解析】(1)实验中需要用电能表测量用电器消耗的电能,需要测量用电器工作的时间,故需要用到电能表、秒表。
(2)[1]测试步骤①:断开家中其他用电器。
[2]步骤②:观察到电能表此时的示数为2014.1kW·h。
[3]步骤④:将制冷温度调为28°C,待其正常工作后,数出电能表的转盘在10 min内转过的圈数n2。
(3)空调制冷温度为26°C时正常工作10 min消耗的电能为;空调制冷温度为28°C时正常工作10min消耗的电能为;比较空调两次工作消耗的电能,能节省电能的比率
据此可验证同一台空调制冷时将温度由26°C调高到28°C,是否可节省7%~10%的电能。
【题型2 电功率与电功】
11.(23-24九年级上·四川广安·期末)有许多物理量是我们平时生活中经常会用到和看到的,如电流、电压、电功率等。下列相关物理量的数值符合实际情况的是( )。
A.一节新干电池的电压为3V
B.一台家用电冰箱的功率约为200W
C.一盏日光灯正常发光时的电流约为2A
D.一台家用空调正常工作时的电功率约为100W
【答案】B。
【解析】A.一节新干电池的电压为1.5V,故A不符合题意;
B.常见用电器中,一台家用电冰箱的功率约为200W,故B符合题意;
C.一盏日光灯正常发光时的电流约为0.2A,故C不符合题意;
D.一台家用空调正常工作时的电功率约为1000W,故D不符合题意。故选B。
12.(23-24九年级上·山东聊城·期末)关于电功和电功率,下列说法正确的是( )。
A.电流做功的过程就是电能转化为光能的过程
B.电流做功越多,电流做功越快
C.电功率越大,单位时间内电流做功越多
D.额定功率大的灯泡一定比额定功率小的灯泡亮
【答案】C。
【解析】A.电流做功的过程就是电能转化为其他能量的过程,故A错误;
B.由得,电流做功越多,做功时间未知,电流做功的快慢无法比较,故B错误;
C.由得,电功率越大,单位时间内电流做功越多,故C正确;
D.灯泡的亮暗与实际电功率有关,与额定电功率无关,故D错误。故选C。
13.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)如图所示,两个电饭锅甲和乙,甲的额定功率为900W,乙的额定功率为1500W,在它们都正常工作的情况下,下列说法正确的是( )。
A.电饭煲甲消耗电能多 B.电饭煲乙消耗电能多
C.电饭煲甲消耗电能快 D.电饭煲乙消耗电能快
【答案】D。
【解析】AB.由
可知,消耗电能的多少,得考虑时间因素,在不知道工作时间的情况下,不能判断哪个电饭锅消耗的电能多,故AB错误;
CD.甲的额定电功率小于乙的额定电功率,根据物理意义可知,电饭锅乙消耗的电能快,故C错误,D正确;故选D。
14.(23-24九年级上·湖南益阳·期末)实验室有两种规格的灯泡,甲上标有“220V 50W”,乙上标有“220V 20W”。在它们正常工作的情况下( )。
A.甲消耗电能多 B.甲消耗电能快
C.甲的电阻比乙大 D.甲的电流比乙小
【答案】B。
【解析】A.根据可知,由于不知工作时间,因此无法确定它们消耗电能的大小关系,故A不符合题意;
B.它们正常工作的情况下,甲的实际功率为50W,乙的实际功率为20W,则甲的实际功率大,电功率表示用电器消耗电能的快慢,则甲消耗电能快,故B符合题意;
C.两灯的额定电压相同,甲的额定电功率较大,由得,甲灯的电阻小,故C不符合题意;
D.两灯的额定电压相同,甲的额定电功率较大,由得,甲灯的电流大,故D不符合题意。
故选B。
15.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图像如图乙所示。下列分析正确的是( )。
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到最左端
B.小灯泡的电阻约为12.7Ω
C.小灯泡正常发光10min,消耗的电能为684J
D.小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为8.8W
【答案】C。
【解析】A.闭合开关S前,为了保护电路,滑动变阻器应移至阻值最大处,即最右端,故A错误;
B.由乙图可知,当灯泡正常发光时电压为3.8V时,电流为0.3A,则小灯泡的电阻约为
而灯泡的电阻会随温度变化,不同电压下电阻值不同,故B错误;
C.小灯泡正常发光10min,消耗的电能为,故C正确;
D.小灯泡两端电压为2.0V时,由乙图可知电路中的电流为0.22A,滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器消耗的电功率为
故D错误。故选C。
16.(23-24九年级上·陕西安康·期末)如图所示是小明家中的电能表,小明把家中的其他用电器都与电源断开,把一只24W节能灯和一只500W电吹风机分别接在此电能表上, 24W节能灯接入电路,此时电表的读数为 ,当电能表铝盘转180r时,节能灯消耗电能为 J;500W电吹风机接入电路,电能表铝盘转动较快,说明电流通过电吹风机时做功 (选填“较多”或“较快”)。
【答案】31.6;;较快。
【解析】(1)[1]电能表的作用是测量电路中用电器消耗的电能且最后一位示数小数,故此时读数为。
(2)[2]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3000r。转盘转180r时,节能灯消耗的电能
(3)[3]电功率是表示电流做功快慢的物理量,功率大说明做功快,电能表铝盘转动较快,说明在相同时间内消耗电能较多,即电流做功较快。故电流通过电吹风机时做功较快。
17.(23-24九年级上·四川泸州·期末)如图所示为电子式单相电能表,其示数为 kW·h;由参数可得,该电能表允许接入的最大电功率是 W;关闭其他用电器,单独接入电热水壶工作1min,此过程中电能表一共闪了50次,则该电热水壶的实际功率是 W。
【答案】5387.5;;1000。
【解析】[1]电能表示数的最后一位为小数位,单位是kW·h,示数为5387.5kW·h。
[2]该电能表的工作电压为220V,额定最大电流为40A,该电能表允许接入的最大电功率是
[3]电能表闪50次,电热水壶消耗的电能为
该电热水壶的实际功率是。
18.(23-24九年级上·河南郑州·期末)某型号电饭煲有加热和保温功能,如图是其内部电路原理图,如表是该电饭煲的铭牌。在当开关S (选填“断开”或“闭合”)时,电饭煲处于加热挡,电热丝R2的阻值是 Ω。若家庭电路中,仅使用电饭煲加热挡工作3min,标有“2000imp/(kW•h)”字样的电能表闪灯100次,电饭煲的实际功率为 W。
额定电压
220V
保温功率
44W
加热功率
1210W
【答案】闭合;40;1000。
【解析】[1]由图可知,当开关S断开时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,由可知,电路中的电功率最小。当开关S闭合时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,电饭煲处于加热挡。
[2]由可知,R2的阻值
[3]2000imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁2000次,则电能表指示灯恰好闪烁了100次,电饭煲消耗的电能
电饭煲的实际功率。
19.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)小明设计了一个声音分贝测试仪,其原理如图甲所示,R为声敏电阻,其阻值随声音强度N的变化关系如图乙所示,R0是阻值为100Ω的定值电阻,电源电压为6V,利用电压表作为声音分贝测试仪的表盘。闭合开关S,求:
(1)当声音强度变大时,声敏电阻R的阻值 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)当声音强度为80dB时,R0的电功率是多少 W?
(3)电流表的量程是0~50mA,电压表的量程是0~3V,在确保电路安全的情况下,此声音分贝测试仪能够测量的声音强度最大为多少 ?
【答案】(1)变小;(2)0.0225;(3)160dB。
【解析】(1)由图可知,当声音强度变大时,声敏电阻R的阻值变小。
(2)当声音强度为80dB时,声敏电阻的阻值为300Ω,电路中的电流为
R0的电功率是
(3)根据题意可知,电流表允许通过的最大电流为
电压表的示数最大为3V,则定值电阻允许通过的最大电流为
综合分析可知电路中允许通过的最大电流为0.03A,当声敏电阻越小时,声音的强度越大,即当电路中电流最大时,声敏电阻的阻值最大,则此时电路中的电阻为
此时声敏电阻的阻值为
由乙图可知,此声音分贝测试仪能够测量的声音强度最大为160dB。
20.(23-24九年级下·河北石家庄·期末)如图甲所示,小灯泡L规格为“4V0.8W”,,电源电压不变,闭合开关,小灯泡L正常发光。
(1)求R0的功率和电源电压;
(2)拆除小灯泡L,将定值电阻串联或并联接入电路中(电流表重新接入电路),闭合开关,电流表的示数如图乙所示,求的可能值。
【答案】(1)0.4W,6V;(2)20Ω或15Ω。
【解析】(1)小灯泡L规格为“4V0.8W”,,电源电压不变,闭合开关,灯泡和定值电阻串联,小灯泡L正常发光,此时小灯泡正常发光的电流为
R0的功率
R0的两端的电压为
电源电压
(2)拆除小灯泡L,若将定值电阻串联接入电路中,电流表的量程未知,若选择小量程,则此时电流表的示数为0.2A,若选择大量程,则读数为1A,则定值电阻R0两端的电压为
此时定值电阻R0两端的电压大于电源电压,而电源电压一直保持6V不变,需要舍去,故此时电流表选择小量程,读数为0.2A时,此时定值电阻R0两端的电压为
则定值电阻R1的两端的电压为
电阻的大小为
若将定值电阻并联接入电路中,电流表测量干路电流,此时通过定值电阻R0的电流为
根据并联电路,电流规律,干路电流大于支路电流,故电流表需要选择大量程,读数为1A,则通过定值电阻R1的电流为
电阻的大小为
故电阻的大小可能为20Ω,或者为15Ω。
【题型3 额定功率与实际功率】
21.(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。
【解析】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。
22.(23-24九年级上·河南安阳·期末)如图所示,这是一标有“3V;15mA”字样的无线光电鼠标,它主要由插在电脑USB接口上的接收器和操控电脑的鼠标两部分组成。下列说法不正确的是( )。
A.鼠标正常工作的电压为3V
B.鼠标正常工作的电功率为0.045W
C.鼠标的接收器与电脑其他各接口间为并联关系
D.鼠标待机时是通过减少工作时间来达到省电的目的
【答案】D。
【解析】AB.由鼠标上标有的“3V;15mA”字样可知,鼠标正常工作的电压为3V,正常工作的电功率为P=UI=3V×15×10-3A=0.045W
故AB正确,不符合题意;
C.鼠标的接收器与电脑其他各接口工作时互不影响,所以是并联的,故C正确,不符合题意;
D.鼠标待机时是通过减小电功率来达到省电目的的,故D错误,符合题意。故选D。
23.(23-24九年级上·山东济南·期末)妈妈给小柯买了一个护眼学习台灯,能够调节光照的亮度。 把灯光调亮时,灯的( )。
A.额定功率变大 B.实际功率变大
C.实际电压变小 D.额定电压变小
【答案】B。
【解析】AD.灯泡的额定电压是指正常发光时的电压,灯泡的额定功率是指灯泡在额定电压下正常工作的功率,其大小都不变,故AD不符合题意;
BC.灯泡亮度取决于灯泡的实际功率,灯泡越亮,实际功率越大,由可知,电阻不变,功率变大,电压也变大,即灯泡两端的实际电压也变大,故C不符合题意,B符合题意。故选B。
24.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)已知定值电阻R1∶R2=2∶5,将它们并联接在电源电压为9V的电路中,闭合开关S,则它们两端的电压之比及通过它们消耗的电功率之比分别是( )。
A.U1∶U2=1∶1,P1∶P2=2∶5 B.U1∶U2=5∶2,P1∶P2=1∶1
C.U1∶U2=2∶5,P1∶P2=1∶1 D.U1∶U2=1∶1,P1∶P2=5∶2
【答案】D。
【解析】由图可知,R1、R2并联,因为并联电路电压相等,则它们两端的电压之比为U1∶U2=1∶1
由可知,电压一定时,P与R成反比,故它们消耗的电功率之比为P1∶P2=R2∶R1=5∶2
故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
25.(23-24九年级上·河南郑州·期末)如图所示是小明家的电能表。将一个标有“220V 1210W”的电热器(电阻不变)单独接入家庭电路中工作12min,电能表的转盘转了500转。在此工作过程中,下列说法正确的有( )。
A.该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4J的电能
B.该用电器的实际功率为1200W
C.该电路的实际电压为200V
D.若小明家所有用电器同时工作,则总功率不得超过4.4kW
【答案】CD。
【解析】A.由图可知电能表显示的单位是kW·h,则该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4kW·h的电能,故A错误;
B.电能表的转盘转了500转,则该用电器消耗的电能
电热器单独接入家庭电路中工作12min,则用电器的实际功率
故B错误;
C.标有“220V 1210W”的电热器的电阻
该电路的实际电压,故C正确;
D.若小明家所有用电器同时工作,则总功率不得超过P总=UI=220V×20A=4400W=4.4kW
故D正确。故选CD。
26.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)灯泡和的额定电压分别是和。将它们串联到电源上时,它们的实际功率相同。现将它们并联到电源上,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是( )。
A.两灯丝的电阻相同 B.灯泡的额定功率较大
C.灯泡能正常发光 D.两灯泡的实际功率相等
【答案】ACD。
【解析】AB.灯Ll的额定电压是3V,灯L2的额定电压是6V,将它们串联到6V电源上时,它们的实际功率相同,在串联电路中,电流处处相等,根据P=I2R可知,其电阻相同,根据可知,L2的额定电压小,故灯L2的额定功率最大,故A正确,B错误;
C.将它们并联到3V电源上时,因为灯Ll的额定电压是3V,灯L2的额定电压是6V,则灯Ll能正常发光,L2不能正常发光,故C正确;
D.两灯电阻相同,根据可知,两灯并联时,实际功率相同,故D正确。故选ACD。
27.(23-24九年级上·河北邢台·期末)如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是( )。
A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2∶3
B.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1
C.甲图中灯L1、L2的功率之比是2∶1
D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3∶2
【答案】ABC。
【解析】A.由图甲知道,两灯串联,由可知
由图乙知道,两灯并联,所以U=U1′=U2′,则有
所以
解得
即有,故A正确;
B.根据前面分析可得
由串联电路电压的特点可得
由串联电路的分压原理可得,故B正确;
C.因为串联电路中电流处处相等,由P=I2R可得,图甲中两灯功率之比,故C正确;
D.甲电路中总功率
乙电路中总功率
甲、乙两图电路消耗的总功率之比
将代入得,
故D错误。故选ABC。
28.(23-24九年级上·江苏扬州·期末)如图是小明家的电能表,由表盘上的信息可知,他家同时使用的用电器总功率不能超过 W,小明家有一台烤面包机,铭牌上标有“220V 1000W”的字样,某次烤面包机单独正常工作时,电能表的转盘转了30转,则此次烤面包机工作 h,若在用电高峰期,实际电压低于220V,烤面包机的实际功率将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】8800;0.01;变小。
【解析】[1]由电能表参数可知,电能表正常工作时的电压为220V,允许通过的最大电流为40A,则他家同时使用的用电器总功率不能超过
[2]烤面包机单独正常工作时,电能表的转盘转了30转,则此次烤面包机消耗的电能为
根据
可知此次烤面包机工作时间为
[3] 若在用电高峰期,实际电压低于220V,由于电阻不变,根据
可知,烤面包机的实际功率将变小。
29.(23-24九年级上·陕西渭南·期末)两只灯泡和分别标有“6V 3W”和“10V 10W”的字样,保证两灯泡都能安全使用(设灯丝电阻不变)。若把它们并联在电路中, 灯较亮,两灯的实际功率之比 ,允许电源的最大电压是 V。
【答案】 ;;6。
【解析】[1]两只灯泡L1和L2的电阻分别是,
两灯并联在电路中,两灯泡的电压都等于电源电压,由于L1的电阻大于L2的电阻,由可知,L1的实际功率小于L2的实际功率,所以灯L2较亮。
[2]两灯的实际功率之比
[3]两灯泡都能安全使用,灯泡L1的额定电压为6V,灯泡L2的额定电压为10V,两灯并联在电路中,两灯泡的电压都等于电源电压,则电源电压不高于6V,所以电源的最大电压为6V。
30.(23-24九年级上·河南洛阳·期末)有两只灯泡,L1标有“12V6W”、L2标有“12V12W”的字样,通过它们的电流随两端电压的变化关系如图所示。若将两灯并联接在12V电源两端,则 (选填“”或“L2”)发光更亮,L1、L2中的电流大小之比是 ,1min内电路消耗的总电能为 J;若将两灯串联接在某电路中,使L1恰好正常发光,则此时L2的电阻为 Ω。
【答案】L2;;;8。
【解析】[1]由图可知,将两灯并联接在12V电源两端,则两灯泡的实际电压等于额定电压12V,则实际功率等于额定功率,额定功率大的灯泡亮,即L2亮。
[2][3]将L1、L2并联接在12V电源两端时,由图象可知,L1、L2中的电流分别为0.5A、1A,则
由于此时两灯的电压均等于额定电压,且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,所以,电路的总功率
则1min内电路消耗的电能
[4]将L1、L2串联接在某电源两端,因串联电路中各处的电流相等,且使L1恰好正常发光,所以,由图象可知,电路中的电流
此时灯泡L2两端的电压
由可得,此时灯泡L2的电阻为。
【题型4 小灯泡亮度问题】
31.(23-24九年级上·山东菏泽·期末)将“8V;4W”的灯泡和“10V;5W”的灯泡接入如图所示的电路,电源电压保持不变,忽略温度对灯丝电阻的影响。只闭合开关,灯泡正常发光,再闭合开关,关于闭合开关之后,下列说法正确的是( )。
A.通过灯泡与的电流相同 B.灯泡正常发光
C.灯泡比暗 D.灯泡不再正常发光
【答案】C。
【解析】由图得,只闭合开关S1,灯泡L1独自工作,灯泡L1正常发光,则电源电压为8V。再闭合开关S2,两灯泡并联。
B.并联电路中各支路两端电压相等,此时灯泡的电压为8V,小于灯泡的额定电压,灯泡不能正常发光,故B错误;
D.由于并联电路各支路互不影响,则灯泡仍然正常发光,故D错误;
A.由得,灯泡L1的电阻为
灯泡L2的电阻为
两灯泡电压相等,电阻不同,由欧姆定律得,经过两灯泡的电流不同,故A错误;
C.由得,灯泡L1的实际电功率大于灯泡L2的实际电功率,故灯泡L2比L1暗,故C正确。
故选C。
32.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)将“3V,3W”和“6V,3W”的两只灯泡L1和L2串联后接在9V的电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )。
A.两只灯泡均能正常发光
B.两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些
C.灯L1的电阻大于灯L2的电阻
D.两灯发光时,电路中通过的电流为1.5A
【答案】B。
【解析】C..L1的电阻
L2的电阻,故C不符合题意;
B.串联电路电流处处相等,灯L1的电阻小于灯L2的电阻,由可知,灯L1的实际功率小于灯L2的实际功率,所以两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些,故B符合题意;
D.两灯发光时,电路中通过的电流,故D不符合题意;
A.L1两端的电压为
所以灯L1不是正常发光。L2两端的电压为
所以L2不是正常发光,故A不符合题意。故选B。
33.(23-24九年级上·山东菏泽·期末)将“8V 4W”的灯泡L1和“10V 5W”的灯泡L2接入如图所示的电路,电源电压保持不变,忽略温度对灯丝电阻的影响。只闭合开关S1,灯泡L1正常发光,再闭合开关S2。关于闭合开关S2之后,下列说法正确的是( )。
A.通过灯泡L2与L1的电流相同 B.灯泡L2正常发光
C.灯泡L2比L1暗 D.灯泡L1不再正常发光
【答案】C。
【解析】由图得,只闭合开关S1,灯泡L1独自工作,灯泡L1正常发光,则电源电压为8V,再闭合开关S2,两灯泡并联;
A.由得,灯泡L1的电阻为
灯泡L2的电阻为
两灯泡电压相等,电阻不同,由欧姆定律得,经过两灯泡的电流不同,故A错误;
B.并联电路中各支路两端电压相等,此时灯泡L2的电压为8V,小于灯泡L2的额定电压,灯泡L2不能正常发光,故B错误;
C.由得,灯泡L1的实际电功率大于灯泡L2的实际电功率,故灯泡L2比L1暗,故C正确;
D.由于并联电路各支路互不影响,则灯泡L1仍然正常发光,故D错误。故选C。
34.(23-24九年级上·新疆克孜勒苏·期末)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V闭合开关S后当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I-U关系图象如图乙所示。则下列判断不正确的是( )。
A.小灯泡的额定功率为24W B.电源电压为12V
C.滑动变阻器的最大阻值为9Ω D.小灯泡的最小功率为1.5W
【答案】D。
【解析】AB.当滑片位于最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电压表的示数最大,电流表的示数最大,由图象可知,电源的电压为U=UL=12V
小灯泡的额定电压为12V,此时灯泡正常发光,电流表的示数Imax=IL=2.0A
灯泡的额定功率为P=UI=12V×2.0A=24W,故AB正确,不符合题意;
CD.当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,小灯泡的电功率最小,由图象可知,灯泡两端的电压
通过的最小电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压为
因串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值为
小灯泡消耗的最小功率为
故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。故选D。
35.(22-23九年级上·山东临沂·期末)如图甲所示的电路,电源电压保持9V不变,小灯泡标有“6V 6W”的字样,小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙所示。以下说法中正确的是( )。
A.小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
B.滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω时,小灯泡正常发光
C.当电流表的示数为0.8A时,小灯泡的电功率为3.6W
D.当电压表的示数为2V时,整个电路10s内消耗的电能是45J
【答案】D。
【解析】A.由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。小灯泡正常发光时电阻,故A错误;
B.由图像知小灯泡正常发光时的电流为1.0A,根据串联电路电压的规律知小灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器接入电路的阻值为,故B错误;
C.当电流表的示数I=0.8A时,由图像可知,灯泡两端的电压
则小灯泡的电功率,故C错误;
D.当电压表的示数为2V时,由图像可知,电路中的电流,整个电路10s内消耗的电能
故D正确。故选D。
36.(23-24九年级上·安徽安庆·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,L为小灯泡(忽略灯丝电阻的变化),闭合开关,向左移动滑片P,下列说法正确的是( )。
A.电压表、电流表示数都变小,灯泡变暗
B.电压表示数变小、电流表示数变大,灯泡变亮
C.电压表示数与电流表示数之比不变,灯泡变亮
D.电压表示数与电流表示数之比变大,灯泡变暗
【答案】B。
【解析】AB.由图得,灯泡与变阻器串联,电压表测量变阻器电压,电流表测量电路电流,滑片向左移动,变阻器接入电路中电阻变小,此时电路中总电阻变小,由欧姆定律得,电路中电流变大,灯泡的电压变大,由得,灯泡的实际功率变大,亮度变亮;由串联电路电压特点得,变阻器的电压变小,故电压表示数变小、电流表示数变大,灯泡变亮,故A错误,B正确;
CD.电压表示数与电流表示数之比为变阻器接入电路中的电阻,则比值变小,故CD错误。
故选B。
37.(23-24九年级上·江西鹰潭·期末)如图,用铅笔制成的滑动变阻器来改变电路中的电流及灯泡的亮度,当左端的铜环向右滑动时,下列判断正确的是( )。
A.电流表示数变小,电压表示数变大,灯变亮
B.电流表示数变小,电压表示数变大,灯变暗
C.电流表示数变大,电压表示数变小,灯变暗
D.电流表示数变大,电压表示数变小,灯变亮
【答案】D。
【解析】当左端的铜环向右端滑动时,连入电路的电阻变小,电路总电阻变小,因为,电源电压不变所以电路中电流变大,即电流表的示数变大;因为UL=IRL,所以灯泡两端的电压变大,又因为
U=UL+UR
所以铅笔芯两端的电压变小,即电压表的示数变小;因为P=UI,所以灯泡的电功率变大,灯变亮。
故选D。
38.(23-24九年级上·河北廊坊·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合S1和S2,灯L正常发光,则断开S2时( )。
A.电流表示数变大,电压表示数不变,灯L变亮
B.电压表示数变大,电流表示数不变,灯L的实际功率变小
C.电流表示数变小,电压表示数不变,灯L仍然正常发光
D.电压表示数不变,电流表示数变大,电路的总功率变大
【答案】C。
【解析】ABC.由电路图可知,闭合开关S1和S2时,定值电阻R与灯泡L并联,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,断开S2时,通过灯泡L的电流不变,灯L仍然正常发光,故A不符合题意;由电路图可知,闭合开关S1和S2时,定值电阻R与灯泡L并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,当断开开关S2时,电路为灯泡L的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测通过L的电流,因电源电压保持不变,所以,电压表的示数不变,故B不符合题意;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路的总电流变小,即电流表的示数变小,故C符合题意;
D.电路的总电流变小,由P=UI可知,电路的总功率变小,故D不符合题意。故选C。
39.(23-24九年级上·山东临沂·期末)标有“220V 25W”和“220V 40W”的甲、乙两盏白炽灯,当把它们并联在家庭电路中时,较亮的是 灯。(选填“甲”或“乙”);若在一个“220V 40W”的灯泡两端加上110V的电压,不考虑温度对灯丝电阻的影响,其实际功率是 W。
【答案】乙;10。
【解析】[1]家庭电路的电压是220V,把它们并联在家庭电路中时,它们两端的电压都是220V,两个灯泡都能正常发光,甲的电功率是25V,乙的电功率是40W,乙的电功率较大,乙灯泡较亮。
[2]一个“220V 40W”的灯泡的电阻
在灯泡两端加上110V电压时,灯泡的实际功率。
40.(23-24九年级上·四川泸州·期末)小明在研究滑动变阻器的接线方式时,尝试了如图所示两种接线方式,滑动变阻器滑片从b端向a端滑动过程中,图甲中灯泡亮度将 ,电流表示数将 ,图乙中电压表示数将 。
【答案】变亮;变大;变大。
【解析】[1][2][3]甲图中,灯泡和变阻器串联,滑动变阻器连入电路的长度是aP,向a端滑动时,连入长度变短,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由P=I2R可知灯泡的实际功率变大,灯泡变亮;电压表在电路中相当于断路,乙图中不能改变滑动变阻器连入电路的阻值,电压表测量bP之间的电压,向a端滑动时,电压表并联的电阻变大,故电压表示数将变大。
【题型5 动态电路的电功率】
41.(23-24九年级上·河南安阳·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合,将滑动变阻器滑片P向左移动的过程中( )。
A.电压表V1示数变大,电流表A示数变小
B.电压表V2示数变小,电流表A示数不变
C.整个电路消耗的电功率变大
D.电压表V2示数与电压表V1示数的差值不变
【答案】C。
【解析】AB.如图,滑动变阻器和定值电阻R串联,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,电压表V2测量电源电压,故电压表V2的示数不变;将滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,阻值变小,根据欧姆定律,电路中的电流变大,即电流表示数变大,定值电阻两端电压变大,由串联分压原理可知,电压表V1的示数变小,故AB不符合题意;
C.电路中的电流变大,由P=UI可知,整个电路消耗的电功率变大,故C符合题意;
D.电压表V2的示数不变,电压表V1的示数变小,则电压表V2示数与电压表V1示数的差值变大,故D不符合题意。故选C。
42.(23-24九年级上·重庆铜梁·期末)如图所示电路,电源电压保持不变。下列判断正确的是( )。
A.电流表测量的是电路中的总电流
B.开关闭合,R1与R2在电路中是串联关系
C.闭合开关后,将滑动变阻器滑片P向左滑动时,电路中总功率变小
D.闭合开关后,将滑动变阻器滑片P向左滑动时,电压表和电流表的示数之比变小
【答案】C。
【解析】AB.电路为并联电路,电压表测量电源电压,电流表测量定值电阻所在支路的电流,故AB错误;
C.闭合开关后,将滑动变阻器滑片P向左滑动时,滑动变阻器连入电路的有效阻值变大,电路中总电阻变大,根据可知,电路总功率减小,故C正确;
D.电压表和电流表的示数之比即为定值电阻的阻值,大小不变,故D错误。故选C。
43.(23-24九年级上·福建泉州·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合,将滑动变阻器滑片P向左移动的过程中( )。
A.电压表V1示数变大
B.电压表V2示数变小
C.定值电阻R的电功率变大
D.电压表V2示数与电压表V1示数的差值不变
【答案】C。
【解析】ABC.由题图可知,滑动变阻器与定值电阻R串联,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,电压表V2测量电源电压,电流表测量电路中的电流;在滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电路的总电阻变小,由可知,此时电路中的电流变大,即电流表的示数变大;定值电阻R两端的电压变大,由可知定值电阻R的电功率变大,由于串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,由于电源电压保持不变,所以电压表V2的示数不变,故AB错误,C正确;
D.由于电压表V2的示数不变,电压表V1的示数变小,所以电压表V2 示数与电压表V1示数的差值变大,故D错误。故选C。
44.(23-24九年级上·四川乐山·期末)如图,电源两端电压保持不变,闭合开关,在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是( )。
A.电流表的示数不变,电压表的示数变小
B.电压表的示数变小,电压表的示数不变
C.电流表的示数变小,电阻的电功率变大
D.电压表的示数与电流表的示数的比值不变
【答案】B。
【解析】A.由题意可得,滑动变阻器电阻串联,滑动变阻器向右滑动时,接入电路的电阻变大,电路中的电流变小,电流表示数变小;电压表V1测电阻两端的电压,电压表V2测电源电压,所以V2示数不变,故A错误;
B.由上述分析可得,电路中电流变小,电阻R1两端的电压变小,电压表V1的示数变小,V2示数不变,故B正确;
C.由上述分析及可得,电路中电流变小,电流表示数变小,电阻R1的功率变小,故C错误;
D.由上述分析可知,电压表V2示数不变,电流表示数变小,所以其比值变大,故D错误。
故选B。
45.(23-24九年级上·重庆南川·期末)图甲是小明研究调光灯的实验电路图,小灯泡规格是“”。闭合开关S,当滑片P在a点时,滑动变阻器接入电路的阻值为,电压表示数为;当滑片P在b点时,滑动变阻器接入电路的阻值为,电压表示数为,且。测绘出小灯泡的图像如图乙所示,电源电压保持不变。下列分析正确的是( )。
A.
B.电压表示数为3V时,小灯泡的电功率为
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为
D.滑动变阻器接入电路的阻值为30Ω时,通过小灯泡的电流为0.20A
【答案】C。
【解析】AD.开关闭合后,小灯与变阻器串联,电压表测量小灯两端电压。变阻器滑片P在a点时,小灯两端电压为4V,读乙图知,此时电路中电流为0.45A,设电源电压为U,有
即①
开关闭合后,小灯与变阻器串联,电压表测量小灯两端电压。变阻器滑片P在b点时,小灯两端电压为1V,读乙图知,此时电路中电流为0.2A,有
即②
又知③
①②③联立,得,,,故AD错误;
B.当小灯两端电压为3V时,读乙图知,此时通过小灯的电流为0.4A,此时小灯的功率为
故B错误;
C.小灯正常发光时,它两端电压为6V,读乙图知,电路中的电流为0.5A,则变阻器阻值为
故C正确;故选C。
46.(23-24九年级上·四川广安·期末)甲醛对人体有严重的危害,因此房屋装修后,检测甲醛污染指数很重要。如图甲所示是技术人员设计的检测甲醛污染指数的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻,R的阻值随污染指数变化的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是( )。
A.当污染指数增大时,电压表示数变小
B.当污染指数增大时,电路消耗的总功率将变大
C.当污染指数增大时,电压表与电流表示数的比值将变小
D.将电压表表盘改装为刻度盘并标上刻度显示相应的污染指数,刻度盘上的刻度是均匀的
【答案】B。
【解析】由电路图可知,闭合开关S后,定值电阻R0与可变电阻R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由图乙可知,当污染指数增大时,可变电阻R的阻值变小,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由可知R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故A错误;
B.电源电压恒定,电路中的电流变大,由可知,电路消耗的总功率将变大,故B正确;
C.由可知,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值,则该比值不变,故C错误;
D.由图乙可知,可变电阻R的阻值与污染指数成一次函数关系,设污染指数为x,则
根据电阻的串联和欧姆定律可得,电压表的示数即R0两端的电压为
由此可知,U0与污染指数x不成线性函数关系,即刻度盘上的刻度不是均匀的,故D错误。故选B。
47.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,两个电阻的“”关系图像如图乙所示,则下列判断正确的是( )。
A.电源电压为4V B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.此电路的最小总功率为1.8W D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
【答案】D。
【解析】AB.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器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,图乙中电流随电压的增大而增大的是R1的图像,电流随电压的增大而减小的是R2的图像,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,由图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=2V,R2两端的电压U2=4V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压为
由欧姆定律可得定值电阻R1的阻值为,故AB错误;
C.电路消耗的最小电功率,故C错误;
D.滑动变阻器的电功率
由上式可知,当时,滑动变阻器有最大功率,滑动变阻器的最大电功率为
故D正确。故选D。
48.(23-24九年级上·河北廊坊·期末)如图所示的电路,电源电压为6V保持不变,。开关闭合,滑动变阻器的滑片置于a端时,电压表的示数为2V,将滑片从a端滑到b端时,下列说法正确的是( )。
A.滑动变阻器的最大阻值为8Ω
B.电压表的示数变化范围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
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,电路为R1的简单电路,电路的总功率
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
故D错误。故选A。
49.(23-24九年级上·河南郑州·期末)如图a所示,电源电压为保持不变,灯泡、规格均为“6V 3W”,灯泡、的图像均如图b所示,规格为“6V 6W”,闭合、、,此时电路为 (选填“串联”或“并联”)电路,发光较亮的灯泡是 (选填“”、“”或“”);闭合,断开、时,整个电路消耗的电功率为 W。
【答案】并联;;2.7。
【解析】[1]闭合、、,灯泡被短路,与并联接入电路。
[2]与并联接入电路,与两端电压都为电源电压6V, 与都正常发光,功率为3W,功率为6W,则发光较亮的灯泡是。
[3]闭合,断开、时,电路为灯泡、串联,因为灯泡、规格相同,根据串联电路分压规律,灯泡、两端电压相同,都为3V。由图可知,此时电路电流为0.45A。整个电路消耗的电功率
整个电路消耗的电功率为2.7W。
50.(23-24九年级上·广东惠州·期末)如图甲所示电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为。闭合开关后,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的关系图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W,电源电压为 ,滑动变阻器的最大阻值为 。
【答案】6;6;9。
【解析】[1][2]由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片位于左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零(电路为灯泡的简单电路),此时电路中的电流最大,由图像可知,此时电路中的电流I=1.0A,灯泡两端的电压为6V,即电源的电压U=6V,则小灯泡的额定功率
[3]当滑片位于右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图像可知,此时灯泡两端的电压UL′=1.5V,电路中的电流I′=0.5A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压
由可得,滑动变阻器的最大阻值。
【题型6 测量小灯泡电功率】
51.(23-24九年级下·山东济南·期末)小明用如图甲的实验器材,测量额定电压为小灯泡的额定功率。下列说法正确的是( )。
A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最右端(端)
B.闭合开关后,灯不亮,电压表有示数,电流表无示数,可能是灯泡开路
C.闭合开关后,灯不亮,电压表无示数,电流表有示数,可能是滑动变阻器断路
D.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,小灯泡的额定功率为
【答案】ABD。
【解析】A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大的最右端(端),故A正确;
B.定值电阻与变阻器串联,电压表测量定值电阻电压,电流表测量电路电流。闭合开关后,灯不亮,电压表有示数,电流表无示数,可能是与电压表并联的灯泡开路,故B正确;
C.闭合开关后,灯不亮,电压表无示数,电流表有示数,可能是与电压表并联的灯泡短路,电路有电流,不可能是断路现象,故C错误;
D.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率为
故D正确。故选ABD。
52.(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)如图;(2)A;(3)0.12;(4)增大;1.4;4.5;;(5)如图;(6)曲线;增大。
【解析】(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。
53.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)某实验小组在做“测量小灯泡电功率”的实验中,所用电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,(要求:连线不得交叉,电流表量程要正确) ;
(2)检查电路连接无误后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数,电流表几乎无示数。产生这一现象的原因可能是________;
A.变阻器断路 B.电压表短路 C.电压表断路 D.小灯泡断路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,此时的读数为 。要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)闭合开关,调节滑动变阻器换片P,使灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则待测灯泡的额定功率为 W。
【答案】(1)如图;(2)D;(3)2.2V;B;(4)0.5。
【解析】(1)灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,则电流约为
故电流表应选择0~0.6A量程,串联在电路中,如图所示:
(2)A.若变阻器断路,则电流表无示数,电压表也无示数,故A不符合题意;
B.若电压表短路,则电流表有示数,电压表无示数,故B不符合题意;
C.若电压表断路,则电流表无示数,电压表也无示数,故C不符合题意;
D.若小灯泡断路,则电流表无示数,电压表有示数,故D符合题意。
故选D。
(3)[1]如图乙,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,由指针位置可知,电压表的示数为2.2V。
[2]电压表的示数小于小灯泡的额定电压,若要测量小灯泡的额定功率,则应使灯泡两端的电压等于其额定电压,即需要调节滑动变阻器使灯泡两端电压变大到2.5V,由串联分压原理知,应减小滑动变阻器的阻值,故应应将滑动变阻器的滑片P向B端移动。
(4)如图丙,电流表的示数为0.2A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
54.(24-25九年级上·内蒙古巴彦淖尔·期末)小明设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图如图甲所示,已知电源电压U恒为6V,小灯泡标有“3.8V”字样,它正常发光时通过的电流约为0.32A。
(1)该实验的原理是: ;此实验中滑动变阻器的作用是: ;
(2)小明按图甲进行电路连接,当他接好最后一根导线时,小灯泡立即发出耀眼的光,接着小灯泡烧坏。请指出小明在连接电路时的错误操作:① ;② ;
(3)另一组同学也在做这个实验,但开关闭合后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片发现小灯泡都不亮,电流表没有示数,但电压表有示数,请分析造成此现象的可能原因是 ;
(4)小明更换了一个同型号的新灯泡,正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)小明还想用已有实验器材测量未知电阻(约1)的阻值。当他用电阻替换小灯泡后,发现电压表已损坏。(注意:其他器材完好,桌上还有一个开关S1可以使用;滑动变阻器的铭牌模糊不清,其最大阻值R约为15),于是小明设计一个能测出阻值的如下电路图,则实验步骤如下:
①闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器滑片到最左端,读出电流表示数为I1;
② ,读出电流表示数为I2;
③未知电阻= 。(用已知字母表示)
【答案】(1);见解析;(2)连接电路时开关没有断开;滑动变阻器没有调到最大阻值处;(3)灯泡断路;(4)1.14;(5)断开S2,保持滑动变阻器的滑片不动;。
【解析】(1)[1][2]伏安法测测量小灯泡额定功率的原理是;此实验中滑动变阻器的作用是改变灯泡的电压和电流,使得灯泡正常发光。
(2)[1][2]当连接好所有的导线时,不等闭合开关,电路即为通路,小灯泡立即发出耀眼的光,这说明连接电路时开关没有断开;接着小灯泡烧坏,这说明电路中电流过大,错误操作是:滑动变阻器没有调到最大阻值处。
(3)开关闭合后,无论怎样移动滑片发现小灯泡都不亮,电流表没有示数,说明电路存在断路处;但电压表有示数,这说明电压表并联部分断路,电压表串联在电路中,原因可能是灯泡断路。
(4)由小灯泡正常发光时通过的电流约为0.32A可知,实验时电流表的量程为小量程,分度值为0.02A,图乙中电流表的示数为0.3A,小灯泡的额定功率为
(5)[1][2]①闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器滑片到最左端,此时电路中只有变阻器,读出电流表示数为I1,则是滑动变阻器的阻值为;
②断开S2,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电流表示数为I2,此时与变阻器串联,则总电阻为;
③未知电阻为。
55.(23-24九年级上·河南郑州·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整 。
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是______。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)闭合开关,移动滑片,小丽测量了多组数据,并画出了小灯泡的图象,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 。
(4)分析图像数据可以发现,小灯泡两端的电压越高,它的实际功率 。
(5)为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,除了表格中记录的电表示数和电功率,还需要增加记录的内容是 。
实验次数
电压
电流
电功率
1
2
3
(6)小红认为,利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理,理由是 。
【答案】(1)如图;(2)C;(3)0.625;(4)越大;(5)灯泡的亮度;(6)灯丝电阻随温度的变化而变化。
【解析】(1)将电压表与灯泡并联,灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应选择0~3V的量程;将灯泡串联在电路中。如图所示
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路为通路,则可能是由于此时滑动变阻器的阻值太大,使灯泡两端的电压太低而造成实际功率太小造成,所以接下来首先应移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。故选C。
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,则小灯泡额定功率为
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
(4)分析图像数据,小灯泡两端电压越高,通过电流越大,通过计算发现,小灯泡的实际功率越大。
(5)研究小灯泡发光情况与电功率的关系时,需要比较灯泡的亮度与灯泡的电功率,因此表中还需要增加记录的内容为灯泡的亮度。
(6)根据控制变量法可知,研究导体中的电流与电压的关系是应控制电阻的阻值不变,改变电压,而灯泡的电阻与温度有关,不同电压下灯泡实际功率不同,温度不同,灯泡电阻不同,因此该实验的器材不能探究电流与电压的关系。
56.(23-24九年级上·山西临汾·期末)在“测小灯泡电功率”的实验中,实验室有以下器材:小灯泡(额定电压为2.5V,电阻约为10Ω)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V),开关,电压为4V的电源、滑动变阻器、导线若干,电路如图甲所示。
(1)实验过程中,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针没有偏转,原因可能是 ;
(2)排除故障后继续实验。小华进行了3次测量,并将有关数据及现象记录在表中。
实验序号
电压U/V
电流I/A
实际电功率P/W
小灯泡亮度
1
1.5
0.20
0.30
偏暗
2
2.5
0.3
0.75
正常
3
3.0
更亮
在第1次实验中小灯泡发光偏暗的原因是 ,要测定小灯泡的额定功率,接下来应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为2.5V,测得小灯泡的额定功率为 W;
(3)第3次实验时电流表示数如图乙所示,本次实验小灯泡灯丝电阻为 Ω(计算结果保留一位小数)。
【答案】(1)小灯泡断路;(2)小灯泡的实际功率过小;左;0.75;(3)8.8。
【解析】(1)发现灯泡不亮,电流表指针没有偏转,说明电路中某处断路,电压表有示数,则电压表与电源连通,则故障可能是灯泡断路。
(2)[1]灯的亮度由灯的实际功率决定,由第1次实验中数据,因灯的实际功率为0.3W,灯泡的实际功率较小,故小灯泡发光偏暗。
[2]小灯泡两端电压1.5V小于小灯泡的额定电压2.5V,为使小灯泡正常发光,应增大小灯泡两端分得的电压,减小变阻器分得的电压,由串联电路的分压原理知,滑片应向左移动直到电压表示数为2.5V为止。
[3]测得小灯泡的额定功率为
(3)由图乙知电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.34A,由欧姆定律,小灯泡的电阻为。
57.(23-24九年级下·安徽安庆·期末)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线 ;
(2)小丽同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大。接下来正确的操作是______;
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)小丽根据测量的多组电压、电流值画出的小灯泡的图像如图乙所示,用该实验装置能否探究电流与电压的关系并说明理由 。
【答案】(1)如图;(2)C;(3)见解析。
【解析】(1)原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,在“测量小灯泡的电功率”实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
<>
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路是断路,但电压表示数较大,电压表与电源相通,说明与电压表并联的小灯泡断路,接下来应检查小灯泡是否接触良好或损坏,故选C。
(3)由图乙可知,小灯泡灯丝的电阻是变化的,用该实验装置不能探究电流与电压的关系。
58.(23-24九年级上·江西鹰潭·期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为,电阻大约为,电压表,可供选用的滑动变阻器和的最大阻值分别为和。
(1)本实验应选择 的滑动变阻器;
(2)正确连接好电路后闭合开关,发现小灯泡较暗,但电流表有示数,为使灯泡变亮接下来的操作是 ;(写出具体的操作)
(3)图甲是根据实验数据绘成的U-I图像,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小刚选用一个定值电阻,接在原电路电流表的位置,设计了图乙所示的电路,实验方案如下:调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为小灯泡额定电压U额,保持滑片P的位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测量两端的电压U0。
① 小刚的设计方案操作中存在的问题是 ;
② 纠正操作错误之后,测出两端的电压U0,则小灯泡的额定功率可表示为 ;(用和所测物理量的符号表示)
③ 所选用定值电阻的阻值不得超过 Ω。
【答案】(1);(2)向右移动滑动变阻器滑片;(3)0.5;(4)测两端电压时,电压表正负接线柱接反了;;15。
【解析】(1)灯泡正常工作时,灯泡的额定电流约为
滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器电阻为,故应选择滑动变阻器R2。
(2)闭合开关,发现小灯泡较暗,但电流表有示数,说明电路是通路,为使灯泡变亮,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,故接下来的操作是向右移动滑动变阻器滑片。
(3)由图甲可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为,则小灯泡额定功率为
(4)[1]电压表测灯的电压,则电压表a接线柱为负接柱,只将电压表的a点接线改接到c点时,则电流从电压表负接线柱流入了。
[2]灯正常发光时,在滑片位置不动的情况下,测出R0两端的电压为U0,由欧姆定律,此时通过R0的电流,即为灯正常发光时的电流为
故灯的额定功率
[4]在实验操作中,因电压表选用0~3V的量程,既要测灯的额定电压,又要测R0的电压,故定值电阻R0的最大电压不能超过3V,因灯正常工作时的电流0.2A,由欧姆定律,故R0的最大阻值不能超过
59.(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。
【解析】(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。
60.(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)如图;(3)A;(4)小灯泡断路;(5)0.3;(6)电压;B;(7)间接。
【解析】(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。
【题型7 电流热效应及相关计算】
61.(23-24九年级上·河北石家庄·期末)下列说法正确的是( )。
A.只有正电荷的定向移动才能形成电流
B.消耗电能相同的用电器,产生的热量一定相同
C.电流做的功越多,电功率越大
D.金属容易导电是因为内部有大量自由电子
【答案】D。
【解析】A.正、负电荷的定向移动都会形成电流,故A错误;
B.消耗电能相同的用电器,电流通过导体产生的热量也不一定相同,比如电饭锅和空调,两者消耗相同的电能,但产生的热量不同,故B错误;
C.电流做的功越多,电功率不一定越大,因为不知道时间长短,而电功率是表示电流做功的快慢,故C错误;
D.金属中自由移动的是自由电子,金属容易导电是因为内部有大量自由电子,故D正确。故选D。
62.(23-24九年级上·福建莆田·期末)如图所示,下列四种用电器,其中主要是利用电流的热效应来工作的是( )。
A.电脑 B.节能灯
C.电烤箱 D.电风扇
【答案】C。
【解析】A.利用电流的热效应来工作的用电器主要将电能转化为内能。电脑工作时主要将电能转化为光能和声能,故A不符合题意;
B.节能灯工作时主要将电能转化为光能,故B不符合题意;
C.电烤箱工作时将电能转化为内能,故C符合题意;
D.电风扇工作时主要将电能转化为机械能,故D不符合题意。故选C。
63.(23-24九年级上·山东德州·阶段练习)将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电熨斗分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )。
A.电风扇产生的热量最多 B.电视机产生的热量最多
C.电熨斗产生的热量最多 D.三个用电器产生的热量一样多
【答案】C。
【解析】三种用电器的额定电压及额定功率相同,电风扇消耗的电能主要转化为机械能,电视机消耗的电能主要转化为光能和声能等,电熨斗是利用电流的热效应工作的,消耗的电能主要转化为内能,通电时间相同时,据W=Pt知,消耗的电能相同,但产生的热量不同,电熨斗产生的热量最多,故ABD错误,C正确。故选C。
64.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的液体,烧瓶中电阻丝的阻值大小关系为,烧瓶内插入相同的温度计,下列说法正确的是( )。
A.甲、丙可探究电阻丝产生热量的多少与电阻大小的关系
B.甲、乙可探究电阻丝产生热量的多少与电流大小的关系
C.通电相同时间,水和煤油都没有沸腾,温度计示数
D.乙、丙可探究不同物质吸热升温现象,物质吸热多少可用温度计示数的升高来表示
【答案】C。
【解析】A.因为甲、丙电阻和加热的液体均不相同,存在多个变量,所以不能探究电阻丝产生电热的多少与电阻大小的关系,故A错误;
B.甲、乙电阻串联,电流相同,而电阻不同,所以不能探究电阻丝产生热量的多少与电流大小的关系,故B错误;
C.因为R甲<R乙,串联电流相同,根据Q=I2Rt,乙产热多,又因为都是加热相同质量的水,所以T甲<T乙,因为R乙=R丙,串联电流相同,根据Q=I2Rt,产热一样,但水的比热容大于煤油,根据,丙升温多,所以T乙<T丙,所以温度计示数的大小关系为,故C正确;
D.乙、丙电阻相同,因为串联电流相同,根据Q=I2Rt,产热一样,加热质量相同的不同物质,所以可以探究不同物质吸热升温现象,因为相同时间内产热一样,所以物质吸热多少用加热时间表示,故D错误。
故选C。
65.(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。
【解析】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。
66.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)如图甲所示,A、B分别为定值电阻和小灯泡的图像,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压为8V。闭合开关,下列说法正确的是( )。
A.小灯泡电阻随温度的升高而增大
B.灯泡的实际电功率为1.6W
C.10s内定值电阻产生的热量为18J
D.小灯泡消耗电能比定值电阻快
【答案】AC。
【解析】A.由甲图可知,当灯泡L两端的电压分别为1V、4V、8V时,通过灯泡的电流分别为0.2A、0.4A、0.5A,由P=UI可知,小灯泡的实际功率越来越大,其亮度逐渐变亮,灯丝温度逐渐升高,而灯泡L的电阻分别为,,
由此可知,小灯泡的电阻随温度的升高而增大,故A正确;
B.由乙图可知,灯泡与定值电阻串联,由于串联电路中电流处处相等,总电压等于各部分电压之和,由甲图可知,当电流为I=0.3A时,则
此时小灯泡L的实际功率,故B错误;
C.10s内定值电阻产生的热量,故C正确;
D.通过灯泡和定值电阻的电流相等,而灯泡两端的电压小于定值电阻两端的电压,由P=UI可知,小灯泡的功率小于定值电阻的功率,所以小灯泡消耗电能比定值电阻慢,故D错误。故选AC。
67.(23-24九年级上·山东滨州·期末)图甲是某电加热器的实物图及工作原理图,其中和是阻值不变的发热电阻;图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的是( )。
额定电压
额定电压
额定加热功率
880W
额定保温功率
110W
乙
A.电阻与的阻值之比为7∶1
B.开关S和都闭合时,加热器的功率为880W
C.加热器在加热状态下工作5min,产生的热量
D.开关S闭合,由断开到闭合,电路中电流变大,的功率变大
【答案】ABD。
【解析】AB.开关S、S1闭合时,电路为R2的简单电路,此时电路的总电阻最小,由可知,总功率最大,电加热器处于加热状态,加热器的功率为880W,R2的阻值
只闭合开关S时,两电阻串联,此时电路的总电阻最大,由可知,总功率最小,电加热器处于保温状态,此时电路的总电阻
R1的阻值R1=R-R2=440Ω-55Ω=385Ω
电阻R1与R2的阻值之比R1∶R2=385Ω∶55Ω=7∶1,故AB正确;
C.加热器在加热状态下工作5min,产生的热量Q=W=P加t=880W×5×60s=2.64×105J,故C错误;
D.开关S闭合,两电阻串联,此时电路的总电阻最大,开关S1闭合时,电路为R2的简单电路,此时电路的总电阻最小,由可知电路中的电流变大,由P=I2R2可知的功率变大,故D正确。故选ABD。
68.(23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·期末)如图是探究电流通过导体时产生热量的实验,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器,回答下列问题:
(1)四个透明容器中 着 的气体;
(2)实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少,下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 ;
A.探究电流与电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C. 类比水流学习电流
D.研究光现象时,引入光线
(3)用甲装置进行实验时,通过控制通电时间和电路中的 不变,来研究导体产生热量与 的关系;
(4)在乙装置中,C、D透明容器中相同时间内产生热量较多的是 容器,R3的作用是 。
【答案】(1)封闭;等质量;(2)玻璃管内液面的高度差;B;(3)电流;电阻;(4)分流;C。
【解析】(1)[1][2]探究电流通过导体时产生热量的实验中,在四个容器中封闭相同质量的空气,给空气加热,根据玻璃管中液面的高度差判断产生热量的多少。
(2)[1]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反映密闭空气温度的变化,液面高度差越大,表示电阻产生的热量越多。
[2]A.探究电流与电压、电阻的关系,采用的是控制变量法,故A不符合题意;
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布,采用的是转换法,故B符合题意;
C.类比水流学习电流,采用的是类比法,故C不符合题意;
D.研究光现象时,引入光线,采用的是模型法;故选B。
(3)[1][2]由图知,阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中,由串联电路电流的规律可知,通过的两个电阻的电流和通电时间都相同,所以探究的是电流产生热量与电阻的关系。
(4)图乙装置中,右侧两个5Ω的电阻并联后再与左侧一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知,所以,,容器内的电阻值都是5Ω,通电一段时间,由知,C容器中电流产生的热量多。
[2]右侧R3与容器内的电阻并联,使流过R 3的电流减小,R 3的作用是分流。
69.(23-24九年级上·河南安阳·期末)晓宁为爷爷买了一个电热洗脚盆,有加热和保温两种功能,其工作电路图如图甲所示,为测试其加热和保温功率大小,晓宁关闭其他用电器,让电热洗脚盆单独工作加热3min测得家中电能表的转盘转了33r;又让其单独工作保温24min电能表的转盘又转过33r。试问:
(1)电热洗脚盆中的电热管工作时利用的是电流的 效应;
(2)电热洗脚盆的加热挡功率 ;
(3)电阻R2的阻值 。
【答案】热;1100W;308Ω。
【解析】(1)[1]电热洗脚盆中的电热管工作时,将电能转化为内能,因此利用的是电流的热效应。
(2)[2]根据电能表表盘信息可知,表盘上600r/(kW·h)表示电能表所在电路每消耗1 kW·h的电能,电能表转600转。关闭其他用电器,让电热洗脚盆单独工作加热3min测得家中电能表的转盘转了33r;则电热洗脚盆加热时消耗的电能为
根据可得,电热洗脚盆的加热挡功率为
(3)[3]当两个开关都闭合时,电路为R1的简单电路,此时电路的总电阻最小,根据可知,电路消耗的电功率最大,电热洗脚盆处于加热挡;当只有开关S1闭合时,两电阻串联,此时电路的总电阻最大,根据可知,电路消耗的电功率最小,电热洗脚盆处于保温挡。当电热洗脚盆处于加热挡时,电阻R1的阻值为
关闭其他用电器,让电热洗脚盆单独工作保温24min测得家中电能表的转盘转了33r;则电热洗脚盆加热时消耗的电能为
根据可得,电热洗脚盆的保温挡功率为
当电热洗脚盆处于保温挡时,电路的总电阻为
根据串联电路的电阻特点可得,电阻R2的阻值为。
70.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)甲图是某种型号的家用踢脚线取暖器,冷空气从进风框B进入取暖器内部被加热,热空气会从出风框A散出。乙图是它的简化电加热原理图,手动控制开关可实现多挡温度调节。已知R1>R2,电加热部分的参数如表格所示。
额定电压
220V
发热方式
铝片发热
低温挡
800W
净重
8kg
R2
30.25Ω
(1)如图甲,电流通过铝片时发热是通过 方式改变的;
(2)如图乙,该取暖器可实现 挡温度调节。当取暖器倾倒,倾倒开关断开切断电路,取暖器停止工作,据此判断:倾倒开关是 (选填“S”、“S1”或“S2”);
(3)请计算电阻R1的大小和高温挡工作时的功率 ;
(4)断开家里其它用电器,取暖器单独以高温挡连续工作0.5小时,则电能表铝盘会转多少圈 。(使用图丙所示的电能表计量耗电)
【答案】做功;三;S;60.5Ω,2400W;720圈。
【解析】(1)[1]根据电流的热效应可知,如图甲,电流通过铝片时发热是通过做功方式改变的。
(2)[2]由电路图知,只闭合开关S、S1时,电路中只有定值电阻R1接入电路,只闭合开关S、S2时,电路中只有定值电阻R2接入电路,闭合开关S、S1、S2时,两电阻并联,由于R1>R2,所以该取暖器可实现三挡温度调节。
[3]当取暖器倾倒,倾倒开关断开切断电路,取暖器停止工作,据此判断:倾倒开关在干路上,则倾倒开关是S。
(3)[4]由于R1>R2,且并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,所以只有定值电阻R1接入电路时处于低温挡,只有定值电阻R2接入电路时处于中温挡,两电阻并联时处于高温挡;只有定值电阻R1接入电路时处于低温挡,即P1=P低温=800W
电阻R1的大小为
[5]只有定值电阻R2接入电路时处于中温挡,中温挡的功率为
高温挡的功率为
(4)[6]断开家里其它用电器,取暖器单独以高温挡连续工作0.5小时消耗的电能为
电能表铝盘转过的圈数为。
【题型8 电热计算】
71.(23-24九年级上·山东淄博·期末)图甲是一款电热杯垫,有高、低温两个挡位。杯垫内部简化电路如图乙所示,为加热电阻,电源电压为220V,的阻值为2200Ω,高温挡功率为66W。下列说法正确的是( )。
A.闭合时是低温挡 B.低温档功率是44W
C.电阻的阻值是1100Ω D.在高温挡工作10min,产生的热量是660J
【答案】C。
【解析】A.分析电路图可知,只闭合S1时,电路中只有R1;闭合S1、S2时,R1与R2并联,并联电路的总电阻小于各支路电阻,由可知,R1与R2并联,总电阻小,总功率大,所以为高温档,故A错误;
B.只闭合S1时,电路中只有R1,电阻大,由可知,总功率小,所以为低温档
故B错误;
C.电阻R2的功率
则电阻R2的阻值,故C正确;
D.在高温挡工作10min,产生的热量
故D错误。故选C。
72.(22-23九年级上·辽宁本溪·期末)如图甲是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻;图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的( )。
额定电压
额定电压
额定加热功率
990W
额定保温功率
110W
A.只闭合开关S,加热器的功率为990W
B.开关S闭合,S1由断开到闭合,电路中电流变大,R2的功率变大
C.加热器在保温状态下工5min,产生 3.3×104J 的热量
D.电阻R1与R2的阻值之比为8:1
【答案】BCD。
【解析】A.由图甲知,只闭合开关S,两电阻串联,电阻较大,根据知,在电压一定时,电功率较小,加热器处于保温状态,则此时加热器的功率为110W,故A错误;
B.开关S闭合,S1断开时,两电阻串联,S1闭合时,电阻R1被短路,只有电阻R2工作,电路总电阻减小,根据欧姆定律知,电路的电流增大,R2的电阻不变,根据,知,R2的功率变大,故B正确;
C.加热器在保温状态下工作5min产生的热量,故C正确;
D.因为,,
且,
所以
即
解得
故D正确。故选BCD。
73.(23-24九年级上·吉林长春·期末)在冬季很多汽车都配置电加热座椅垫,通过观察和研究,小明了解到该座椅垫有“高温”“低温”“关”三个挡位,“高温”挡功率为36W,“低温”挡功率为12W,该座椅加热部分的电路简图如图所示,电源电压为24V,S为挡位切换开关,R1和R2为电热丝。
(1)该座椅垫加热的原理是 ;
(2)当座椅垫处于“关”挡时,电路处于 状态(选填“短路”、“断路”或“通路”);
(3)当座椅垫处于“高温”挡加热时,电路中的电流是 A;
(4)当座椅垫处于“低温”挡加热时,电热丝R1工作10min消耗了多少电能 ?(写出必要的文字说明、表达式和最后的结果)
【答案】电流的热效应;断路;1.5;。
【解析】(1)[1]该座椅垫通电时把电能转化为内能,所以该座椅垫加热的原理是电流的热效应。
(2)[2]由图可知,当座椅垫处于关挡时,整个电路断开,电路处于断路状态。
(3)[3]根据可知当座椅垫处于高温挡加热时,电路中的电流为
(4)[4]由图可知,当座椅垫处于高温挡加热时,电路中只有工作,由可知,的阻值为
当座椅垫处于低温挡加热时,电路中的电流为
则当座椅垫处于低温挡加热时,电热丝R1工作10min消耗电能为
74.(23-24九年级上·江苏泰州·期末)如图甲所示为某型号室内加热器的简化电路图,它有高温和低温两个挡位,额定电压为,高温挡和低温挡的额定功率分别为和,求:
(1)当开关、均闭合时,电加热器处于 挡(高温/低温);
(2)电阻丝的阻值 ;
(3)在额定电压下,使用高温挡工作3分钟,电加热器产生的热量是多少 ?
【答案】高温;;3.96×105J。
【解析】(1)[1]当开关S1、S2均闭合时,R1、R2并联,电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电加热器处于高温挡;当开关S1闭合,S2断开时,只有R1工作,电路的总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,电加热器处于低温挡。
(2)[2]当开关S1闭合,S2断开时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,电功率最小,电加热器处于低温挡;电热丝R1的阻值
(3)[3]在额定电压下,使用高温挡工作3分钟,电加热器产生的热量
Q=W=P高t=2200W×3×60s=3.96×105J
75.(23-24九年级上·河南安阳·期末)某电热毯工作原理如图,其铭牌数据见表格.当电热毯在额定电压下工作时:
额定功率
高温挡:1100W
低温挡:88W
额定电压
220V
(1)电热毯工作时利用了电流的 效应;
(2)当电热毯处于低温挡时,电路中闭合的开关是 ,此时电路中的电流为多少 ?
(3)电阻的阻值是多少 ?
(4)调到高温挡工作1h,电热毯产生的热量为多少 ?
【答案】热;S1;0.4A;44Ω;3.96×106J。
【解析】(1)[1]电热毯工作时将电能转化为内能,利用的了电流的热效应。
(2)[2][3]由可知,电阻越大,功率越小,为低温挡;电阻越小。功率越大,为高温挡。由图可知,当S1、S2都闭合时 ,R1被短路,电路为R2的简单电路,电热毯处于高温挡;当S1闭合,S2断开时,R1和R2串联接入电路,电阻最大,为低温挡,由可知,此时电路中的电流为
(3)[4]当S1、S2都闭合时 ,R1被短路,电路为R2的简单电路,电热毯处于高温挡,由可知,电阻R2的阻值是
(4)[5]由可知,调到高温挡工作1h=3600s,电热毯产生的热量为
76.(23-24九年级下·重庆大足·期末)如图所示,电源电压2V,闭合开关S,均正常发光,电流表的示数为0.8A,的示数为0.3A,忽略温度对灯泡灯丝的影响,求:
(1)通过的电流:
(2)通电产生的焦耳热。
【答案】(1)0.5A;(2)。
【解析】(1)由图可知两个灯泡并联,电流表测干路电流,电流表测的电流,根据并联电路电流规律可得的电流为
的电阻为
(2)根据焦耳定律得通电产生的热为。
77.(23-24九年级上·宁夏银川·期末)小明去商店购买电热水壶,售货员给他了一份推销牌电热水壶的宣传广告,其内容如表:
额定电压
220V
额定功率
1000W
容积
2L
超温保护器
熔断温度
请你根据上面提供的信息,计算:(计算结果保留两位小数,不考虑发热体电阻随温度的变化)
(1)电热水壶正常工作时的电流是多少?发热体的电阻为多大?
(2)在1标准大气压下,当电热水壶装入1kg水后,从加热到沸腾,水吸收了多少热量?
(3)在额定电压下,要放出这些热量,电热水壶需工作多长时间?
(4)如果在用电高峰时间内用电热水壶烧水,电压只有200V,这时电热水壶的发热功率是多大?
(5)小明放学回家后,用电水壶帮妈妈烧水,通电一段时间后他发现电热壶的发热体温度骤然升高,而与电水壶连接的导线却不怎么热,这是为什么?
【答案】(1), ;(2);(3)336s;(4);(5)见解析。
【解析】(1)根据参数表可知电热水壶的额定电压U=220V,额定功率P=1000W,由P=UI可知,电热水壶正常工作时的电流
由可知,发热体的电阻
(2)一个标准大气压下,水的沸点是100℃,水吸收的热量
(3)不计热量损失,消耗的电能
由可知,电热水壶工作的时间
(4)电热水壶的实际发热功率
(5)电热壶的发热体和导线串联在电路中,根据串联电路的电流特点可知,通过发热体和导线的电流相等,因为发热体的电阻大于导线的电阻,由可知,相同时间内发热体放出的热量多,因此发热体温度骤然升高,而导线不怎么热。
78.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)空气炸锅,因其烹制食物脂防含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐。如图甲所示,为某品牌空气炸锅,其发热元件为两个电阻,R1=40Ω,R2=220Ω,额定工作电压为220V,内部电路可简化为图乙所示电路,当开关S1闭合,开关S接b端时为高温挡;开关S1闭合,开关S接a端时为中温挡。求:[薯条的比热容)]
(1)中温挡正常工作时,通过电阻R2的电流;
(2)高温挡正常工作时,求R1、R2消耗的总功率;
(3)使用空气炸锅高温挡加工薯条,原料薯条温度为20℃,炸熟至少需要达到170℃,若一次炸熟200g薯条需要的时间为100s,求空气炸锅电能转化为热能效率为多少。
【答案】(1)1A;(2)1430W;(3)60%。
【解析】(1)中温挡正常工作时,开关S1闭合,开关S断开,电路中只有R2连入电路,则R2的电流
(2)高温挡正常工作时,开关S1闭合,开关S接b端,R1、R2并联,则R1、R2的功率分别为
,
总功率
(3)薯条质量
薯条吸收的热量
空气炸锅需要消耗的电能
空气炸锅电能转化为热能效率。
答:(1)中温挡正常工作时,通过电阻R2的电流为1A;(2)高温挡正常工作时,R1、R2消耗的总功率为1430W;(3)空气炸锅电能转化为热能效率为60%。
79.(23-24九年级上·江西抚州·期末)小亮家新买了一辆汽车,具有后视镜加热功能,如图甲所示。通过观察和研究,他了解到该功能有“高温”、“低温”和“关”三个挡位,根据气温、雨水和雨刮器使用情况自动切换,“高温”挡功率为36W,“低温”挡功率为24W。电路简图如图乙所示,电源电压为24V,S为挡位切换开关。和为电热丝。通过计算回答:
(1)当处于“高温”挡加热时,工作10min产生的热量是多少J?
(2)电热丝和的阻值是多少?
(3)当处于“低温”挡加热时,电热丝的电功率是多少?
【答案】(1);(2)16Ω,;(3)16W。
【解析】(1)当处于“高温”挡加热时,工作10min产生的热量
(2)由图乙可知,开关和2接触时,只有R1的简单电路,电路的总电阻最小,由可知电路的总功率最大,处于高温挡,的阻值
开关和1接触时,、串联,电路的总电阻最大,由可知电路的总功率最小,处于低温挡,、的串联总电阻
根据串联电路的电阻特点可知,的阻值
(3)低温挡加热时电路中的电流
当处于“低温”挡加热时,电热丝的电功率。
答:(1)当处于“高温”挡加热时,工作10min产生的热量是2.16×104J;(2)电热丝R1的阻值为16Ω,R2的阻值均为8Ω;(3)当处于“低温”挡加热时,电热丝R1的电功率是16W。
80.(23-24九年级上·宁夏吴忠·期末)下表为某品牌饮水机及其铭牌,图为其内部简化电路图,该饮水机有加热和保温两个挡位。、均为电热丝,当热水箱中水温降至时通过自动开关切换到加热挡,当温度达到时自动切换到保温挡,饮水机始终在额定电压下工作。求:
(1)电热丝的阻值;
(2)电热丝的阻值;
(3)饮水机处于保温挡工作时间内电热丝产生的热量。
水桶容量
热水箱水量
额定电压
加热功率
保温功率
【答案】(1); (2); (3)2000J。
【解析】(1)由图乙可知,当开关闭合,开关接b时,电路中只有,由可知,饮水机处于加热状态,则的阻值为
(2)当开关闭合,开关接a时,和串联,总电阻最大,由可知,饮水机处于保温状态,则此时电路的总电阻为
则电热丝的阻值为
(3)当饮水机处于保温挡工作时,由欧姆定律可得,电路中电流为
根据串联电路的电流特点和可得,饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝产生的热量为
答:(1)电热丝的阻值为;2)电热丝的阻值;(3)饮水机处于保温挡工作22s时间内电热丝产生的热量为2000J。
【题型9 电路综合分析与计算】
81.(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。
【解析】(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。
82.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)如图甲所示电源电压恒定为12V,图乙是额定电压为6V的小灯泡电流随电压变化的图象为定值电阻,标有“30Ω 1A”字样,电流表的量程为0~3A.当闭合开关,断开开关、时,灯L正常发光。求:
(1)电阻值;
(2)当闭合开关,断开开关、时,调节变阻器滑片,使电流表示数为0.4A,1min内变阻器产生的热量;
(3)当开关、、均闭合时,电路允许消耗的最大功率。
【答案】(1)12Ω;(2)216J;(3)24W。
【解析】(1)由电路图知,当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,R1为定值电阻与灯L串联,灯L正常发光,由图像可知通过灯泡的电流为0.5A,根据串联电路电流特点知,通过R1为定值电阻的电流为0.5A,根据串联电路电压特点知,R1电阻值两端的电压为
根据可得,R1电阻值为
(2)根据电路图可知,当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,滑动变阻器与灯泡串联,调节变阻器的滑片,使电流表示数为0.4A,由图像可知通过灯泡的电流为0.4A时,灯泡两端电压为3V,根据串联电路电压和电流特点知,R2电阻值两端的电压为
1min内变阻器R2消耗的电能
(3)根据电路图可知,当开关S1、S2、S3均闭合时,定值电阻和滑动变阻器并联,灯泡被短路,电流表测量干路电流;通过R1的电流为
因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,因此通过滑动变阻器的最大电流为1A;又因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,并且电流表量程为0~3A,因此干路的最大电流为
则电路允许消耗的最大功率。
83.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)如图,电源电压恒定,小灯泡有“6V;3W”字样.定值电阻的阻值为10Ω,为滑动变阻器,开关S1、S2都闭合时,L恰好正常发光,电源表示数为1.1A.请回答下列问题:
(1)小灯泡正常发光时的电流是多少?
(2)电源电压是多少?S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
(3)S1、S2都断开,调节滑动变阻器的滑片使的电功率为电功率的2倍时,消耗的电功率是多少?
【答案】(1)0.5A;(2)10Ω;(3)1.6W。
【解析】(1)由P=UI得,小灯泡正常发光时的电流
(2)开关S1、S2都闭合时,电阻R2短路,灯与变阻器并联,电流表测电路的总电流,因灯L恰好正常发光,故电源电压为U=6V; 电流表示数即为干路的总电流,I=1.1A,根据并联电路电流的规律,通过变阻器的电流
由欧姆定律可得,滑动变阻器R1接入电路的阻值
(3)开关S1、S2都断开,滑动变阻器R1与电阻R2串联,调节滑片使电阻R2的电功率为滑动变阻器R1电功率的2倍,根据串联电路电流的规律,结合
电功率与对应的电阻成正比,故
故
根据电阻的串联和欧姆定律,电路的电流
电阻 R2的电功率。
答:(1)小灯泡正常发光时的电流是0.5A;(2)电源电压是6V;滑动变阻器R1接入电路的阻值10Ω;(3)R2消耗的电功率是1.6W。
84.(23-24九年级上·河北石家庄·期末)如图所示电路,电源电压为18V不变,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω,1A”字样,电压表接“0~15V”量程,电流表接“0~3A”量程。
(1)当电流表示数为0.6A时,求定值电阻R1的电压和滑动变阻器R2的阻值;
(2)在保证电路安全前提下,求定值电阻R1的电功率范围;
(3)若用电阻R3来替换R1,不改变电压表的量程,确保电路安全前提下,要求:在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,求满足要求的R3的阻值。
【答案】(1)6V, 20Ω;(2)0.9W~10W;(3)9Ω或者25Ω。
【解析】(1)闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。当电流表示数为0.6A时,根据欧姆定律可知定值电阻R1的电压U1=IR1=0.6A×10Ω=6V
根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压U2=U﹣U1=18V﹣6V=12V
根据欧姆定律可知滑动变阻器R2的阻值
(2)因为R2上标有“50Ω 1A”,所以允许通过的最大电流是1A,
则P1大=I大2R1=(1A)2×10Ω=10W
根据欧姆定律可知电路的最小电流
此时R2两端的电压U2=I小R2=0.3A×50Ω=15V
恰好等于电压表的最大量程,电路安全P1小=I小2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W
定值电阻R1的电功率范围为0.9W~10W。
(3)由题意可知,电路中的最大电流可能是1A或者是(即R2=0)
电路中的最小电流可能是(即R2=50Ω)或(即电压表满偏为15V时)
因为最大电流恰好是最小电流的3倍,则有以下几种情况:
①电路中最大电流为1A,最小电流为时,电路的总电阻为
解得R3=54Ω﹣50Ω=4Ω
根据可得,电压表最大示数U2大=I小R2大A×50Ω≈16.7V>15V
所以这种情况不可能;
②电路中最大电流为1A,最小电流为时,则
③电路中的最大电流为,所以最小电流为时,则3
解得R3=25Ω
电路中的最大电流为I大1A
电压表的最大示数为,所以这种情况可能;
④电路的最大电流为,所以最小电流为时;由于3
所以这种情况不可能。
综上可得:R3的阻值是9Ω或者25Ω。
答:(1)定值电阻R1的电压12 V;滑动变阻器R2的阻值20Ω;(2)定值电阻R1的电功率范围为0.9W~10W;(3)R3的阻值是9Ω或者25Ω。
85.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图所示,电源电压U=18V恒定不变,灯L的规格为“24V,48W”且工作时电阻保持不变,滑动变阻器R的规格为“50Ω,1A”,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~3A。在电路安全的前提下,操作如下:当闭合开关S1、S2、S3,滑片移动到最左端时,灯泡消耗的电功率为P1;当只闭合开关S1时,移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为R,电压表示数为U1,电流表示数为I1,再移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为2R,电压表示数为U2,电流表示数为I2。已知:I1∶I2=10∶9,U1∶U2=20∶21。求;
(1)灯泡的电阻;
(2)灯泡功率P1;
(3)电阻R1;
(4)通过开关的通断和滑动变阻器滑片的移动,在确保电路安全的前提下,求整个电路正常工作时的最小电功率。
【答案】(1)12Ω;(2)27W;(3)20Ω;(4)4.5W。
【解析】(1)灯泡电阻
(2)当闭合开关S1、S2、S3,滑片移动到最左端时,R1被短路,灯泡L与滑动变阻器R2的最大阻值并联,由并联电路的电压特点可知,此时灯泡L两端的电压
则灯泡功率
(3)当只闭合开关S1时,R1、R2、灯泡L串联,电压表测R1、R2两端的总电压,电流表测电路的电流,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知
由①②可得
(4)由P=UI可知,当电源电压一定时,电路中的电流最小时,电路的电功率最小,由欧姆定律可知,此时电路中的电阻最大,由串并联电路的电阻特点可知,当R1、R2、灯泡L串联时电路中的电阻最大,由串联电路的分压原理可知当电压表示数最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中的总电阻最大,因为电压表的量程为0~15V,所以电压表的最大示数为15V,由串联电路的电压特点可知,灯泡两端的电压
通过灯泡电流
此时串联电路电流
R1、R2接入电路总电阻
此时滑动变阻器接入电路阻值
整个电路正常工作时的最小电功率。
答:(1)灯泡的电阻为12Ω;(2)灯泡功率P1为27W;(3)电阻R1为20Ω;(4)整个电路正常工作时的最小电功率为4.5W。
86.(23-24九年级上·湖南益阳·期末)如图所示,电源电压U恒为9V,滑动变阻器R0的最大电阻是20Ω,R1的阻值为5Ω。当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,电流表示数为I1;当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U1′,通过R1的电流为I2;当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P1;已知R2∶R3=1∶9,U1∶U1′=9∶5。求:
(1)I1的大小;
(2)I1∶I2;
(3)P1;
(4)该电路的最大功率。
【答案】(1)0.36A;(2)9∶5;(3)16.2W;(4)38.7W。
【解析】(1)当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R0与R1串联,且R0接入电路的阻值为最大值,电压表测量R1两端的电压,示数是U1,电流表测量串联电路的电流,示数为I1;则I1的大小为
(2)R1两端的电压为U1=I1R1=0.36A×5Ω=1.8V
当当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路为R1、R2、R3组成的串联电路,电压表测量R1两端的电压,示数是U1′,通过R1的电流为I2;U1∶U1′=9∶5,则有
解得,则此时电流I2为
则I1∶I2为
(3)当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路为R1、R2、R3组成的并联电路,R1的功率为
(4)由(2)中分析可知,R1、R2、R3组成串联电路时,电流为0.2A,则总电阻为
则R2、R3电阻之和为 ①
又因为R2∶R3=1∶9 ②
联立①②解得,。由知,在电源电压不变时,总电阻最小时,电路功率最大,则R1、R2、R3组成并联电路时,电路电阻最小,则电路最大功率为
答:(1)I1的大小为0.36A;(2)I1∶I2为9∶5;(3)P1为16.2W;(4)该电路的最大功率为38.7W。
87.(23-24九年级上·江西赣州·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为3V,电流表示数为0.3A;断开S2后,电压表示数变为2V,则
(1)电源电压为多少;
(2)R2的电阻为多大;
(3)开关什么状态时电路消耗的功率最大,最大功率为多大?
【答案】(1)3V;(2)5Ω;(3)闭合开关S1、S2时,此时电路的功率最大,0.9W。
【解析】(1)闭合开关S1、S2时,电阻R2被短路,电路中只有电阻R1,如图1所示:
则电压表测量的是电源电压,而电压表示数为3V,则电源电压为U=3V
(2)因为此时电路中的电流为I1=0.3A
所以电阻R1的阻值为
当断开S2后,电阻R1和电阻R2串联,电压表测量的是电阻R1两端的电压,如图2所示:
因为U1=2V,R1=10Ω
所以此时电路中的电流为
而电源电压为U=3V
电阻R2两端的电压为U2=U-U1=3V-2V=1V
则电阻R2的阻值为
(3)闭合开关S1、S2时,电阻R2被短路,此时电路的功率最大 。
答:(1)电源电压为3V;(2)R2的电阻为5Ω;(3)闭合开关S1、S2时,此时电路的功率最大,为0.9W。
88.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图所示的部分电路中,R1、R2为定值电阻,R1=24Ω,R2=36Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,小灯泡L上标有“6V3W字样(不考虑灯丝电阻随温度的变化),滑动变阻器R的规格为“200Ω 1A”。将A、B接线柱接在电压恒为24V的电源两端,移动滑动变阻器R的滑片P使小灯泡L正常发光。求:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)此时滑动变阻器R消耗的电功率;
(3)将该电源改接到其中任意两个接线柱上,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器R的滑片P,求整个电路的最大电流和最小电流。
【答案】(1)12Ω;(2)3W;(3)0.6A, 0.15A。
【解析】(1)小灯泡L正常发光时的电阻
(2)将A、B接线柱接在电压恒定不变的电源两端时,灯泡、变阻器R和定值电阻R2串联,电压表测变阻器R两端电压,因小灯泡L正常发光,则电路中的电流为
R1两端的电压为
此时滑动变阻器R消耗的电功率
(3)将该电源改接到其中任意两个接线柱上,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器R的滑片P,则滑动变阻器必须接入电路,因为电流表的量程大于灯泡的额定电流,所以要使整个电路有最大电流,必须将电流表接入电路。若将电源接到C、D接线柱上,电路中最大电流为0.6A,此时滑动变阻器连入电路的阻值为
电压表示数为
小于电压表的量程,所以电路中最大电流为0.6A。
要使整个电路有最小电流,应使电路的总电阻最大RL<R1<R2,则由图可知应将该电源改接到B、C接线柱上R1、R2和变阻器串联,根据串联分压的规律可知,整个电路有最小电流,由串联电路的特点和欧姆定律可得,电路中的最小电流为
此时滑动变阻器接入电路的电阻为
整个电路的最大电流为0.6A,最小电流为0.15A。
答:(1)小灯泡L正常发光时的电阻为12Ω;(2)此时滑动变阻器R消耗的电功率为3W;(3)整个电路的最大电流为0.6A,最小电流为0.15A。
89.(23-24九年级上·江苏南通·期末)如图,L是标有“3V,1.2W”字样的小灯泡2,闭合开关S1和S3,灯泡正常发光,电流表的示数为0.7A。求:
(1)灯泡正常发光时的电流;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)断开开关S1和S3,闭合开关S2,改变电源电压,当灯泡仍正常发光时电路的总功率。
【答案】(1)0.4A;(2)10Ω;(3)2.8W。
【解析】(1)由题意知,灯泡正常发光时的电流
(2)闭合开关S1和S3,L和R并联,电流表测干路电流且电流表的示数为0.7A,灯泡正常发光。根据并联电路电流特点知,通过定值电阻R的电流
根据并联电路电压特点知,定值电阻R两端的电压
根据知,定值电阻R的阻值
(3)断开开关S1和S3,闭合开关S2,L和R串联,灯泡正常发光,通过定值电阻R和电路的电流
定值电阻R两端的电压
电路两端的总电压
电路的总功率。
答:(1)灯泡正常发光时的电流为0.4A;(2)定值电阻R的阻值为10Ω;(3)断开开关S1和S3,闭合开关S2,改变电源电压,当灯泡仍正常发光时电路的总功率为2.8W。
90.(23-24九年级上·江苏泰州·期末)在综合实践活动课上,小明设计了如图所示的模拟调光灯电路,此电路中电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样。将滑动变阻器的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为8V和0.3A;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为4V和0.5A.求
(1)灯泡L正常发光时,灯泡的电
(2)滑动变阻器的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率多大;
(3)为使灯泡安全工作,A的滑片能自由滑动,且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?请具体说明。
【答案】(1);(2);;(3)在电路中串联1个的定值电阻。
【解析】(1)由电路图可知,灯泡、R串联连接,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;灯泡正常发光时的电阻
(2)由可得,灯泡正常发光时的电流
移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为4V和0.5A,此时灯泡正常发光,则电源电压
滑动变阻器的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为8V和0.3A;此时灯泡两端的电压
灯泡L的实际功率
(3)根据题意可知,滑片P在最左端时,灯泡正常发光,此时电路中的总电阻:
所以需要在电路中串联定值电阻的阻值。
答:(1)灯泡L正常发光时的电阻是12Ω;(2)滑动变阻器R的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率为0.6W;(3)为使灯泡安全工作,A的滑片能自由滑动,且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光,需在电路中串联一个阻值为8Ω的电阻。
【题型10 电路安全与极值】
91.(23-24九年级上·重庆·期末)如图甲所示,L标有“6V 3W”字样(灯丝电阻不变),定值电阻R2=20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R1的最大阻值为100Ω。当闭合开关S和S1时,移动滑片P,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示,在保证电路安全的情况下,下列说法错误的是( )。
A.电源电压为18V
B.只闭合开关S和S2,电路中电流的变化范围为0.25A~0.5A
C.只闭合开关S和S1,当电压表示数为9V与15V时,R1接入电路的阻值之差为80Ω
D.在任意闭合开关和调节滑片P时,整个电路的最大功率与最小功率的比值为16∶1
【答案】D。
【解析】A.当闭合开关S和S1时,R1和R2串联,移动滑片,R1两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示,由图可知,当R1接入电阻为16Ω时,它两端的电压为8V,可知此时电路中的电流
则此时R2两端的电压
可得电源电压,故A正确,A不符合题意;
B.只闭合开关S和S2时,R1和灯泡L串联,灯泡的额定电流
灯泡的电阻
为了不烧坏灯泡,电路中的最大电流为0.5A。当滑片向左移动,根据串联电路的分压原理可知,电压表示数会变大,当电压为15V时,滑动变阻器接入电路的电阻达到最大值,此时电路中的电流最小,根据串联电路的电压规律可知,此时小灯泡两端的电压
则电路中的最小电流
故只闭合开关S和S2,电路中电流的变化范围为0.25A~0.5A,故B正确,B不符合题意;
C.当闭合开关S和S1时,R1和R2串联,已知电源电压为18V,当电压表示数为9V时,可知R2两端电压为9V,由串联电路的分压原理可知,此时R1接入电路的电阻
当R2两端电压为15V时,R2两端电压为3V,则电路中的电流
则此时R1接入电路的电阻
可得电压表示数为9V与15V时,R1接入电路的阻值之差
故C正确,C不符合题意;
D.闭合开关S、S1,断开S2, R2和R1串联,电流表选择的是小量程,所以电路中最大电流为0.6A,此时电路总功率最大,则电路最大总功率
已知R2=20Ω,RL=12Ω,因此当闭合开关S和S1,R1和R2串联,通过调节滑动变阻器R1滑片,可使电路中的电流达到最小值,当R1两端电压为15V时,接入电路的电阻最大,电流最小,此时R2两端的电压为3V,则是电路中的最小电流
则电路中的最小功率
可得整个电路的最大功率与最小功率的比值
故D错误,D符合题意。故选D。
92.(23-24九年级上·重庆九龙坡·期末)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,滑动变阻器R的规格是“100Ω;1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。闭合开关,在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过变阻器的电流IR与变阻器阻值R关系的图像如图乙所示,不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是( )。
A.电源电压为6V B.小灯泡的电阻为10Ω
C.小灯泡的额定功率为1.8W D.电路总电功率最小为1W
【答案】C。
【解析】A.由图像可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时,通过电阻的电流为0.3A,则滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律可知,电源电压应该大于6V,故A错误;
B.由图可知,当电流为0.3A时,由欧姆定律可得①
当电流为0.1A时,由欧姆定律可得②
联立①②得RL=20Ω,U源=12V,故B错误;
C.由题意可知,在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下,最大范围内移动滑片,则通过灯泡的电流最大为其额定电流,即小灯泡额定电流为0.3A,则小灯泡的额定电压
则小灯泡的额定功率,故C正确;
D.由P=UI可知,当电路电流最小为0.1A时,电路的总电功率最小,最小电功率
故D错误。故选C。
93.(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。
【解析】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。
94.(23-24九年级上·山东菏泽·期末)如图所示,把标有“12Ω 3W”的电阻R0与最大阻值为50Ω的滑动变阻器R连接在电压恒为18V的电源两端,闭合开关S,电压表所用量程为0~15V,电流表所用量程为0~0.6A,在不损坏电路元件的前提下,下列说法正确的是( )。
A.电路中允许流过的最大电流为0.6A
B.电阻R0的额定电压12V
C.电路消耗总功率的范围为4.5W~9W
D.滑动变阻器的可调范围为24Ω~50Ω
【答案】D。
【解析】A.由图可知,R0和R串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R两端的电压,R0的额定电流
而电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流I最大=0.5A,故A错误;
B.R0的额定电压U0=I最大R0=0.5A×12Ω=6V,故B错误;
CD.当滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路的总电阻最小,由欧姆定律可知电路中的电流最大,由P=UI可知电路的电功率最大,则最大总功率P最大=UI最大=18V×0.5A=9W
电路中的总电阻
滑动变阻器接入电路的最小阻值R滑小=R总-R0=36Ω-12Ω=24Ω
由串联分压可知当电压表的示数最大时,变阻器连入电路的电阻最大,根据串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和可得R0两端的电压U01=U-UR=18V-15V=3V
电路中的电流
滑动变阻器接入电路中的电阻应为
所以,滑动变阻器的电阻全部接入电路,此时电路中的电流最小,电路最小电流
电路的最小总功率
即电路消耗总功率的范围为5W~9W;滑动变阻器的可调范围为24Ω~50Ω;故C错误,D正确。
故选D。
95.(23-24九年级上·甘肃金昌·期末)如图,电源电压18V保持不变,电流表量程是0~0.6A,电压表量程是1~15V,小灯泡上标有“6V 3W”字样。要求:开关闭合后两个电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定电压(灯丝电阻不变)。则下列说法正确的是( )。
A.滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表和电压表示数都变大
B.当电流表示数为0.4A时,电压表示数为12V
C.该电路的最大功率为9W
D.滑动变阻器允许调节的范围是18Ω~60Ω
【答案】C。
【解析】A.电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A错误;
B.灯泡的额定电流
灯泡的电阻
当电流表示数为0.4A时,灯泡两端的电压UL′=IRL=0.4A×12Ω=4.8V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表的示数U滑=U-UL′=18V-4.8V=13.2V,故B错误;
CD.因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的额定电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为0.5A,此时电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R滑小=R-RL=36Ω-12Ω=24Ω
电路消耗的最大功率P大=UI大=18V×0.5A=9W
当电压表的示数为15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时灯泡两端的电压
UL″=U-U滑大=18V-15V=3V
因串联电路中各处的电流相等,所以,
解得R滑大=60Ω,所以,滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω,故C正确,D错误。故选C。
96.(23-24九年级上·安徽宣城·期末)如图所示的电路,电源电压恒为,小灯泡L上标有“;0.5A”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器规格为“;1A”,电流表量程选择“”,电压表量程选择“”。闭合开关,在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是( )
A.电路中最大电流为
B.电路的最大功率为
C.电压表示数变化范围为
D.滑动变阻器阻值变化范围为
【答案】B。
【解析】AB.由电路图可知,灯泡与变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,且变阻器R允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,灯泡的额定电流为0.5A,所以,为不损坏电路元件,电路中最大电流Imax=IL=0.5A
则电路的最大功率Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,故A错误,B正确;
C.由灯泡的字样可知,灯泡的电压最大3V,电压表的最大示数是3V,当滑动变阻器接入电路的阻值最大为30Ω时,电路中电流最小,灯泡的电压最小,灯泡的电阻
电路中的最小电流
灯泡两端的最小电压,即电压表的最小示数Umin=IminRL=0.125A×6Ω=0.75V
电压表示数变化范围为0.75~3V,故C错误;
D.灯泡的电压最大3V,此时电流最大为0.5A,变阻器接入电路的阻值最小,滑动变阻器的电压
U滑小=U-UL=4.5V-3V=1.5V
滑动变阻器接入电路的最小阻值
滑动变阻器阻值变化范围为3~30Ω,故D错误。故选B。
97.(23-24九年级上·福建莆田·期末)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围地调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )。
A.小灯泡的额定功率为36W
B.电源电压为6V
C.当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器的电功率为0.25W
D.若电压表量程为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω
【答案】D。
【解析】A.由题意,小灯泡L的额定电流为0.6A,此时额定电压为6V,故额定功率为
故A错误;
B.电流为0.6A时,滑动变阻器的电阻为10Ω,则由串联电路电压特点知
故B错误。
C.由图知,当电流为0.25A时,小灯泡电压为1V,故滑动变阻器电压为
则滑动变阻器的功率为,故C错误;
D.当电压表示数为3V时,电路电流为0.5A,则滑动变阻器电压为
则滑动变阻器电阻为
故滑动变阻器的移动范围是18Ω~50Ω。故D正确。
98.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图甲所示电路,电源电压恒为,滑动变阻器R的规格为“”,电流表量程选择“”,电压表量程选择“”,小灯泡上标有“”字样,其图像如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项不正确的是( )。
A.电路的最大功率是 B.小灯泡的功率变化范围是
C.电流表的示数范围是 D.滑动变阻器接入的阻值为
【答案】A。
【解析】A.由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;滑动变阻器的最大电流是1A,小灯泡的额定电流是0.3A,电流表的量程是0~0.6A,为保证电路安全,电路中允许通过的最大电流是0.3A,即电流表的最大示数是0.3A,电路的最大功率是
故A错误,符合题意;
BC.由串联电路的分压特点可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电压表的示数最大,由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电压最小,由欧姆定律可知此时通过小灯泡的电流也最小,即电流表的示数最小;电压表量程选择“0~3V”,变阻器两端的最大电压是3V,当电压表的示数为3V时,此时小灯泡两端的最小电压为
由图乙可知,此时流过小灯泡的最小电流是0.25A,小灯泡的最小功率是
由题意知,流过小灯泡的最大电流是,小灯泡的最大功率是
根据上面的分析,电路中的电流范围是,故BC正确,不符合题意;
D.当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,电压表量程选择“0~3V”,变阻器两端的最大电压是3V,当电压表的示数为3V时,灯泡L两端的电压为
由图乙可知,此时电路中的电流
由欧姆定律知,滑动变阻器的最大电阻为
当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电路的总电阻最小,由可知,通过电路的电流最小,通过电路的最小电流为I=0.3A,此时灯泡两端的电压是4.5V,滑动变阻器的电压为
由欧姆定律知,滑动变阻器的最小电阻
滑动变阻器接入的阻值为,故D正确,不符合题意。故选A。
99.(23-24九年级上·江苏泰州·期末)如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻,小灯泡L标有“6V 3W”的字样(假设灯泡电阻不变),滑动变阻器R标有“*Ω 1.5A”的字样,电流表的量程为0~3A,只闭合开关S,滑片P从b端滑到某一位置时,滑动变阻器R的电阻减小了6Ω,电流表的示数变化了0.1A,小灯泡恰好正常发光,此时电路的电流为 A,电源电压为 V:当开关S、、都闭合时,调节滑片P,电路消耗的最大电功率为 W。
【答案】0.5;12;30。
【解析】[1][2]小灯泡正常发光时,两端电压是6V,额定功率时3W,则小灯泡的电阻为
当只闭合开关S时,小灯泡和滑动变阻器的滑片P串联接入电路,当滑动变阻器的阻值减小6Ω时,小灯泡正常发光,此时电路中的电流为
则根据欧姆定律可知,此时
当滑片P位于b端时,电路中的总电阻较大,因此电路中的电流减小,则电流为
由欧姆定律可知
以上可以得出RP=18Ω,U=12V
[3]当S、S1、S2都闭合时,灯泡L被短路,定值电阻R0和滑动变阻器并联,当通过滑动变阻器的电流最大时,电路中的总电流最大,电路消耗的电功率最大,则由滑动变阻器的规格可知,通过它的电流最大为1.5A,此时通过定值电阻R0的电流为
则电路中的总电流为
电路消耗的最大功率为。
100.(23-24九年级上·重庆·期末)如图甲所示,电源电压可调,灯泡L规格为“15V 45W”,且灯泡的电阻不变,电流表量程为“0~0.6A”和“0~3A”,电压表的量程符合要求,滑动变阻器R的规格分别为“10Ω 3A”和“25Ω 2A”。将电源调到18V,电流表量程为“0~3A”,只闭合开关S1,选择合适规格的变阻器后,移动滑片P,可使灯泡L正常发光,流过电流表的最小电流是 A;若将电源调到15V,只闭合开关S2、S4,将滑片置于中点O处(可能重新选择了电流表量程和变阻器R)电流表指针指到满偏刻度的位置,若将滑片P从中点移到最左端A,两表示数的I-U关系如图乙所示,则滑片P在最右端B处时,R0消耗的电功率是 W。
【答案】1.2;2.25。
【解析】[1]根据可得,灯泡的电阻为
只闭合开关S1,灯泡L正常发光,等效电路如图所示
灯泡正常发光时,通过其的电流为
则滑动变阻器R的规格“10Ω 3A”,当变阻器连入电路的电阻最大时,电路电流最小,电流表示数最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以根据欧姆定律可得,流过电流表的最小电流是
[2]若将电源调到15V,只闭合开关S2、S4,将滑片置于中点O处,等效电路如图所示
滑片P移到最左端A时,R0的两端电压等于电源电压,即
由图乙可知,横坐标每个小格代表的电压为
则P在中点O时的电压为
此时电流表指针指到满偏刻度的位置,其示数为2A或0.4A,当电流表示数为I1=2A时,变阻器的最大阻值为
与题意不符合;当电流表示数为I2=0.4A时,变阻器的最大阻值为
符合题意;所以所用变阻器的规格为“25Ω 2A”,电流表的量程为“0~0.6A”,此时总电阻为
根据串联电路的电阻特点可得,R0的电阻为
当滑片P在最右端B处时,变阻器接入电路的电阻最大,此时电路的电流为
此时R0消耗的电功率是。
101.(23-24九年级上·四川成都·期末)如图所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“”字样(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器铭牌上最大电阻值已经看不清楚,只能看清“”字样。只闭合开关时,灯泡L正常发光;只闭合开关、,滑动变阻器滑片移至中点处,电流表的读数。在确保电路安全情况下,求:
(1)开关、闭合,开关状态不确定时,电路消耗的最小功率为多少?
(2)只闭合开关时,移动滑片,在安全前提下,电流表示数能够达到所选量程最大值(电表量程可能更换),再移动滑片,让电流表的示数为最大值的,这一过程中,滑动变阻器两端电压变化了,则电阻R的阻值是多少?
【答案】(1)3.75W;(2)5Ω。
【解析】(1)由图可知,只闭合S1时,电路为只有L的简单电路,因为灯正常发光,所以电源电压等于灯的额定电压,即
灯的电阻
只闭合S1、S2,滑动变阻器的滑片移到中点时,灯与滑动变阻器并联,电压相等,电流表测干路电流,通过灯的电流
通过滑动变阻器的电流
因为此时滑动变阻器的滑片在中点,接入电阻是最大阻值的一半,所以滑动变阻器的最大阻值为
当开关、闭合时,无论开关是否闭合,都是灯与滑动变阻器并联,即使S3闭合,R也被短路,所以电路消耗功率最小时,电流中电流最小,电阻最大,则此时滑动变阻器接入的是最大阻值,电路中的最小电流为
电路消耗的最小功率为
(2)只闭合开关时,R与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,由题意可知,电流表示数能够达到所选量程最大值,说明电流表选择的是0~0.6A的量程,因为通过滑动变阻器的最大电流是1A,若选0~3A的量程,电流表示数无法达到所选量程最大值,这时电路中的电流为0.6A,滑动变阻器两端的电压为
电流表的示数为最大值的时,电流
此时滑动变阻器两端的电压为
因两次电压之差为2V,所以有,
解得。
答:(1)开关、闭合,开关状态不确定时,电路消耗的最小功率为3.75W;(2)电阻R的阻值是5Ω。
102.(23-24九年级上·河北唐山·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。
【答案】(1)12Ω;(2)1.2W;(3)16V。
【解析】(1)灯泡正常发光时的电阻为
(2)如图甲是定值电阻R1和标有“6V 3W”灯泡L的I-U关系图像。定值电阻的图像是一条过原点的直线,灯泡的图像是一条曲线。当S、S1闭合、S2断开时,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测的是电路电流,电压表测的是滑动变阻器R2的两端电压;将滑动变阻器的滑片P滑到b端时,变阻器接入电路的电阻最大,电流表的示数为0.3A。由图像可知,当电流为0.3A时,电阻R1两端的电压为;根据欧姆定律可得,滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路的电压特点可得,电源电压为
当闭合开关S、S2,断开S1时,灯泡L和滑动变阻器R2串联,电流表测的是电路电流,电压表测的是滑动变阻器R2的两端电压;当电压表示数为时,即R2两端的电压为,此时灯泡两端的电压为
由图像可知,通过灯泡的电流为0.4A,灯泡消耗的实际功率为
(3)闭合开关S、S2,断开S1时,由于灯泡正常发光时的电流为
电流表的量程为0~0.6A,所以电路允许的最大电流为0.5A;变阻器为最大阻值时,变阻器的两端电压
灯泡两端电压的最大值为
则电源电压的最大值为。
答:(1)灯泡L正常发光时的电阻为12Ω;(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为1.2W;(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,电源电压的最大值为16V。
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专题04 电功率(原卷版)
【题型1 电能与电功】 1
【题型2 电功率与电功】 4
【题型3 额定功率与实际功率】 7
【题型4 小灯泡亮度问题】 9
【题型5 动态电路的电功率】 12
【题型6 测量小灯泡电功率】 15
【题型7 电流热效应及相关计算】 21
【题型9 电路综合分析与计算】 29
【题型10 电路安全与极值】 33
【题型1 电能与电功】
1.(23-24九年级上·河北保定·期末)有几位同学讨论电能时,有以下几种说法,你认为不正确的是( )。
A.电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程
B.火力发电厂把燃料的化学能转化成电能
C.电功的单位与电能的单位相同,在国际单位制中都是“焦耳”
D.电流表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表
2.(23-24九年级上·山东济南·期末)如图所示,小明上次查看电能表示数为 ,本次查看如图所示,则下列说法正确的是( )。
A.电能表(又称电度表)是测量电功的仪表
B.通过电流为10A时此电能表才能正常工作
C.他家这段时间内所消耗的电能为904kW•h
D.该电能表适合接在我国家庭交流电路使用
3.(23-24九年级上·河北秦皇岛·期末)关于图中的电能表,说法正确的是( )。
A.电能表正常工作的标定电流是40A
B.电能表是测量电路消耗电能多少的仪表
C.电能表的示数为2023.6J
D.脉冲指示灯闪的越快,电路消耗电能越多
4.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)某充电宝上面标有5V、15000mA·h字样,给它充电时, 能转化为 能,充满电后,大约储存了 J的电能。
5.(23-24九年级上·黑龙江大庆·期末)电能表是测量 的仪表。图中电能表刚接入电路时示数是0,两周后电能表的示数如图所示,则这段时间内消耗的电能是 kW·h,电能表中的铝质圆盘共转了 revs。
6.(23-24九年级上·陕西西安·期末)电能表是测量电路消耗 的仪表,如图所示分别是阿来家上月初和上月末电能表的示数,结合表盘上的信息。阿来算出了自家上月用电量为 度。若该电能表上指示灯闪烁320次,表示消耗电能 kW·h。
7.(23-24九年级上·安徽安庆·期末)在如图所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,电流表示数为0.1A,电压表示数为2V。则电阻 Ω,1min电流通过所做的功为 J。
8.(23-24九年级上·山东聊城·期末)如图是定值电阻R1和R2的IU关系图像,由图像可知,R1和R2的大小关系为R1 (填“>”“=”或“<”)R2,当R1和R2串联时,R1和R2两端电压之比U1:U2= ;当R1和R2并联时,若通过R1的电流为0.63 A,则10 s内R2消耗的电能为 J。
9.(23-24九年级上·四川绵阳·期末)如图甲所示电路,电源电压为8V保持不变,小灯泡的电流随电压的变化图如图乙所示,求:
(1)由图乙分析可知,小灯泡中的电流与小灯泡两端的电压 (选填“成正比”成“不成正比”),说明小灯泡的电阻随 的改变而改变。
(2)当电流表的示数为0.5A时,滑动变阻器连入的电阻为多少欧姆?
(3)当电压表示数为3V时,整个电路10s内消耗的电能是多少焦耳?
10.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)探究夏季同一台空调在制冷温度由26℃调高到28℃时节省的电能。
小强从网上看到:同一台空调制冷时将温度由26℃调高到28℃,可节省7%~10%的电能。为了验证这种说法的可靠性,小强利用家中的电能表进行了测算。
(1)实验器材:电能表、 ;
(2)测试步骤:
① ;
②观察到电能表此时的示数为 ;
③打开空调,将制冷温度设定为26℃,待其正常工作后,数出电能表的转盘在10min内转过的圈数;
④将制冷温度调为28℃,待其正常工作后,数出电能表的转盘在 min内转过的圈数;
(3)根据测量得到的数据和电能表上的参数,如何分析比较,得出结论 ?
【题型2 电功率与电功】
11.(23-24九年级上·四川广安·期末)有许多物理量是我们平时生活中经常会用到和看到的,如电流、电压、电功率等。下列相关物理量的数值符合实际情况的是( )。
A.一节新干电池的电压为3V
B.一台家用电冰箱的功率约为200W
C.一盏日光灯正常发光时的电流约为2A
D.一台家用空调正常工作时的电功率约为100W
12.(23-24九年级上·山东聊城·期末)关于电功和电功率,下列说法正确的是( )。
A.电流做功的过程就是电能转化为光能的过程
B.电流做功越多,电流做功越快
C.电功率越大,单位时间内电流做功越多
D.额定功率大的灯泡一定比额定功率小的灯泡亮
13.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)如图所示,两个电饭锅甲和乙,甲的额定功率为900W,乙的额定功率为1500W,在它们都正常工作的情况下,下列说法正确的是( )。
A.电饭煲甲消耗电能多 B.电饭煲乙消耗电能多
C.电饭煲甲消耗电能快 D.电饭煲乙消耗电能快
14.(23-24九年级上·湖南益阳·期末)实验室有两种规格的灯泡,甲上标有“220V 50W”,乙上标有“220V 20W”。在它们正常工作的情况下( )。
A.甲消耗电能多 B.甲消耗电能快
C.甲的电阻比乙大 D.甲的电流比乙小
15.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的U-I图像如图乙所示。下列分析正确的是( )。
A.闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应滑到最左端
B.小灯泡的电阻约为12.7Ω
C.小灯泡正常发光10min,消耗的电能为684J
D.小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为8.8W
16.(23-24九年级上·陕西安康·期末)如图所示是小明家中的电能表,小明把家中的其他用电器都与电源断开,把一只24W节能灯和一只500W电吹风机分别接在此电能表上, 24W节能灯接入电路,此时电表的读数为 ,当电能表铝盘转180r时,节能灯消耗电能为 J;500W电吹风机接入电路,电能表铝盘转动较快,说明电流通过电吹风机时做功 (选填“较多”或“较快”)。
17.(23-24九年级上·四川泸州·期末)如图所示为电子式单相电能表,其示数为 kW·h;由参数可得,该电能表允许接入的最大电功率是 W;关闭其他用电器,单独接入电热水壶工作1min,此过程中电能表一共闪了50次,则该电热水壶的实际功率是 W。
18.(23-24九年级上·河南郑州·期末)某型号电饭煲有加热和保温功能,如图是其内部电路原理图,如表是该电饭煲的铭牌。在当开关S (选填“断开”或“闭合”)时,电饭煲处于加热挡,电热丝R2的阻值是 Ω。若家庭电路中,仅使用电饭煲加热挡工作3min,标有“2000imp/(kW•h)”字样的电能表闪灯100次,电饭煲的实际功率为 W。
额定电压
220V
保温功率
44W
加热功率
1210W
19.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)小明设计了一个声音分贝测试仪,其原理如图甲所示,R为声敏电阻,其阻值随声音强度N的变化关系如图乙所示,R0是阻值为100Ω的定值电阻,电源电压为6V,利用电压表作为声音分贝测试仪的表盘。闭合开关S,求:
(1)当声音强度变大时,声敏电阻R的阻值 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)当声音强度为80dB时,R0的电功率是多少 W?
(3)电流表的量程是0~50mA,电压表的量程是0~3V,在确保电路安全的情况下,此声音分贝测试仪能够测量的声音强度最大为多少 ?
20.(23-24九年级下·河北石家庄·期末)如图甲所示,小灯泡L规格为“4V0.8W”,,电源电压不变,闭合开关,小灯泡L正常发光。
(1)求R0的功率和电源电压;
(2)拆除小灯泡L,将定值电阻串联或并联接入电路中(电流表重新接入电路),闭合开关,电流表的示数如图乙所示,求的可能值。
【题型3 额定功率与实际功率】
21.(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
22.(23-24九年级上·河南安阳·期末)如图所示,这是一标有“3V;15mA”字样的无线光电鼠标,它主要由插在电脑USB接口上的接收器和操控电脑的鼠标两部分组成。下列说法不正确的是( )。
A.鼠标正常工作的电压为3V
B.鼠标正常工作的电功率为0.045W
C.鼠标的接收器与电脑其他各接口间为并联关系
D.鼠标待机时是通过减少工作时间来达到省电的目的
23.(23-24九年级上·山东济南·期末)妈妈给小柯买了一个护眼学习台灯,能够调节光照的亮度。 把灯光调亮时,灯的( )。
A.额定功率变大 B.实际功率变大
C.实际电压变小 D.额定电压变小
24.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)已知定值电阻R1∶R2=2∶5,将它们并联接在电源电压为9V的电路中,闭合开关S,则它们两端的电压之比及通过它们消耗的电功率之比分别是( )。
A.U1∶U2=1∶1,P1∶P2=2∶5 B.U1∶U2=5∶2,P1∶P2=1∶1
C.U1∶U2=2∶5,P1∶P2=1∶1 D.U1∶U2=1∶1,P1∶P2=5∶2
25.(23-24九年级上·河南郑州·期末)如图所示是小明家的电能表。将一个标有“220V 1210W”的电热器(电阻不变)单独接入家庭电路中工作12min,电能表的转盘转了500转。在此工作过程中,下列说法正确的有( )。
A.该电能表的示数表示家中已经消耗1123.4J的电能
B.该用电器的实际功率为1200W
C.该电路的实际电压为200V
D.若小明家所有用电器同时工作,则总功率不得超过4.4kW
26.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)灯泡和的额定电压分别是和。将它们串联到电源上时,它们的实际功率相同。现将它们并联到电源上,若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是( )。
A.两灯丝的电阻相同 B.灯泡的额定功率较大
C.灯泡能正常发光 D.两灯泡的实际功率相等
27.(23-24九年级上·河北邢台·期末)如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为9W。设灯丝电阻不变。下列说法中正确的是( )。
A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2∶3
B.L1、L2两灯灯丝电阻之比是2∶1
C.甲图中灯L1、L2的功率之比是2∶1
D.甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3∶2
28.(23-24九年级上·江苏扬州·期末)如图是小明家的电能表,由表盘上的信息可知,他家同时使用的用电器总功率不能超过 W,小明家有一台烤面包机,铭牌上标有“220V 1000W”的字样,某次烤面包机单独正常工作时,电能表的转盘转了30转,则此次烤面包机工作 h,若在用电高峰期,实际电压低于220V,烤面包机的实际功率将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
29.(23-24九年级上·陕西渭南·期末)两只灯泡和分别标有“6V 3W”和“10V 10W”的字样,保证两灯泡都能安全使用(设灯丝电阻不变)。若把它们并联在电路中, 灯较亮,两灯的实际功率之比 ,允许电源的最大电压是 V。
30.(23-24九年级上·河南洛阳·期末)有两只灯泡,L1标有“12V6W”、L2标有“12V12W”的字样,通过它们的电流随两端电压的变化关系如图所示。若将两灯并联接在12V电源两端,则 (选填“”或“L2”)发光更亮,L1、L2中的电流大小之比是 ,1min内电路消耗的总电能为 J;若将两灯串联接在某电路中,使L1恰好正常发光,则此时L2的电阻为 Ω。
【题型4 小灯泡亮度问题】
31.(23-24九年级上·山东菏泽·期末)将“8V;4W”的灯泡和“10V;5W”的灯泡接入如图所示的电路,电源电压保持不变,忽略温度对灯丝电阻的影响。只闭合开关,灯泡正常发光,再闭合开关,关于闭合开关之后,下列说法正确的是( )。
A.通过灯泡与的电流相同 B.灯泡正常发光
C.灯泡比暗 D.灯泡不再正常发光
32.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)将“3V,3W”和“6V,3W”的两只灯泡L1和L2串联后接在9V的电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )。
A.两只灯泡均能正常发光
B.两个灯泡发光时,灯泡L2比灯泡L1亮一些
C.灯L1的电阻大于灯L2的电阻
D.两灯发光时,电路中通过的电流为1.5A
33.(23-24九年级上·山东菏泽·期末)将“8V 4W”的灯泡L1和“10V 5W”的灯泡L2接入如图所示的电路,电源电压保持不变,忽略温度对灯丝电阻的影响。只闭合开关S1,灯泡L1正常发光,再闭合开关S2。关于闭合开关S2之后,下列说法正确的是( )。
A.通过灯泡L2与L1的电流相同 B.灯泡L2正常发光
C.灯泡L2比L1暗 D.灯泡L1不再正常发光
34.(23-24九年级上·新疆克孜勒苏·期末)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V闭合开关S后当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I-U关系图象如图乙所示。则下列判断不正确的是( )。
A.小灯泡的额定功率为24W B.电源电压为12V
C.滑动变阻器的最大阻值为9Ω D.小灯泡的最小功率为1.5W
35.(22-23九年级上·山东临沂·期末)如图甲所示的电路,电源电压保持9V不变,小灯泡标有“6V 6W”的字样,小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙所示。以下说法中正确的是( )。
A.小灯泡正常发光时的电阻为10Ω
B.滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω时,小灯泡正常发光
C.当电流表的示数为0.8A时,小灯泡的电功率为3.6W
D.当电压表的示数为2V时,整个电路10s内消耗的电能是45J
36.(23-24九年级上·安徽安庆·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,L为小灯泡(忽略灯丝电阻的变化),闭合开关,向左移动滑片P,下列说法正确的是( )。
A.电压表、电流表示数都变小,灯泡变暗
B.电压表示数变小、电流表示数变大,灯泡变亮
C.电压表示数与电流表示数之比不变,灯泡变亮
D.电压表示数与电流表示数之比变大,灯泡变暗
37.(23-24九年级上·江西鹰潭·期末)如图,用铅笔制成的滑动变阻器来改变电路中的电流及灯泡的亮度,当左端的铜环向右滑动时,下列判断正确的是( )。
A.电流表示数变小,电压表示数变大,灯变亮
B.电流表示数变小,电压表示数变大,灯变暗
C.电流表示数变大,电压表示数变小,灯变暗
D.电流表示数变大,电压表示数变小,灯变亮
38.(23-24九年级上·河北廊坊·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合S1和S2,灯L正常发光,则断开S2时( )。
A.电流表示数变大,电压表示数不变,灯L变亮
B.电压表示数变大,电流表示数不变,灯L的实际功率变小
C.电流表示数变小,电压表示数不变,灯L仍然正常发光
D.电压表示数不变,电流表示数变大,电路的总功率变大
39.(23-24九年级上·山东临沂·期末)标有“220V 25W”和“220V 40W”的甲、乙两盏白炽灯,当把它们并联在家庭电路中时,较亮的是 灯。(选填“甲”或“乙”);若在一个“220V 40W”的灯泡两端加上110V的电压,不考虑温度对灯丝电阻的影响,其实际功率是 W。
40.(23-24九年级上·四川泸州·期末)小明在研究滑动变阻器的接线方式时,尝试了如图所示两种接线方式,滑动变阻器滑片从b端向a端滑动过程中,图甲中灯泡亮度将 ,电流表示数将 ,图乙中电压表示数将 。
【题型5 动态电路的电功率】
41.(23-24九年级上·河南安阳·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合,将滑动变阻器滑片P向左移动的过程中( )。
A.电压表V1示数变大,电流表A示数变小
B.电压表V2示数变小,电流表A示数不变
C.整个电路消耗的电功率变大
D.电压表V2示数与电压表V1示数的差值不变
42.(23-24九年级上·重庆铜梁·期末)如图所示电路,电源电压保持不变。下列判断正确的是( )。
A.电流表测量的是电路中的总电流
B.开关闭合,R1与R2在电路中是串联关系
C.闭合开关后,将滑动变阻器滑片P向左滑动时,电路中总功率变小
D.闭合开关后,将滑动变阻器滑片P向左滑动时,电压表和电流表的示数之比变小
43.(23-24九年级上·福建泉州·期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合,将滑动变阻器滑片P向左移动的过程中( )。
A.电压表V1示数变大
B.电压表V2示数变小
C.定值电阻R的电功率变大
D.电压表V2示数与电压表V1示数的差值不变
44.(23-24九年级上·四川乐山·期末)如图,电源两端电压保持不变,闭合开关,在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是( )。
A.电流表的示数不变,电压表的示数变小
B.电压表的示数变小,电压表的示数不变
C.电流表的示数变小,电阻的电功率变大
D.电压表的示数与电流表的示数的比值不变
45.(23-24九年级上·重庆南川·期末)图甲是小明研究调光灯的实验电路图,小灯泡规格是“”。闭合开关S,当滑片P在a点时,滑动变阻器接入电路的阻值为,电压表示数为;当滑片P在b点时,滑动变阻器接入电路的阻值为,电压表示数为,且。测绘出小灯泡的图像如图乙所示,电源电压保持不变。下列分析正确的是( )。
A.
B.电压表示数为3V时,小灯泡的电功率为
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为
D.滑动变阻器接入电路的阻值为30Ω时,通过小灯泡的电流为0.20A
46.(23-24九年级上·四川广安·期末)甲醛对人体有严重的危害,因此房屋装修后,检测甲醛污染指数很重要。如图甲所示是技术人员设计的检测甲醛污染指数的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻,R的阻值随污染指数变化的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是( )。
A.当污染指数增大时,电压表示数变小
B.当污染指数增大时,电路消耗的总功率将变大
C.当污染指数增大时,电压表与电流表示数的比值将变小
D.将电压表表盘改装为刻度盘并标上刻度显示相应的污染指数,刻度盘上的刻度是均匀的
47.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,两个电阻的“”关系图像如图乙所示,则下列判断正确的是( )。
A.电源电压为4V B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.此电路的最小总功率为1.8W D.滑动变阻器的最大功率为0.9W
48.(23-24九年级上·河北廊坊·期末)如图所示的电路,电源电压为6V保持不变,。开关闭合,滑动变阻器的滑片置于a端时,电压表的示数为2V,将滑片从a端滑到b端时,下列说法正确的是( )。
A.滑动变阻器的最大阻值为8Ω
B.电压表的示数变化范围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电流对做的功为90J
49.(23-24九年级上·河南郑州·期末)如图a所示,电源电压为保持不变,灯泡、规格均为“6V 3W”,灯泡、的图像均如图b所示,规格为“6V 6W”,闭合、、,此时电路为 (选填“串联”或“并联”)电路,发光较亮的灯泡是 (选填“”、“”或“”);闭合,断开、时,整个电路消耗的电功率为 W。
50.(23-24九年级上·广东惠州·期末)如图甲所示电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为。闭合开关后,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的关系图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W,电源电压为 ,滑动变阻器的最大阻值为 。
【题型6 测量小灯泡电功率】
51.(23-24九年级下·山东济南·期末)小明用如图甲的实验器材,测量额定电压为小灯泡的额定功率。下列说法正确的是( )。
A.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到最右端(端)
B.闭合开关后,灯不亮,电压表有示数,电流表无示数,可能是灯泡开路
C.闭合开关后,灯不亮,电压表无示数,电流表有示数,可能是滑动变阻器断路
D.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,小灯泡的额定功率为
52.(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”)。
53.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)某实验小组在做“测量小灯泡电功率”的实验中,所用电源电压为3V,待测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲中实物电路的连接,(要求:连线不得交叉,电流表量程要正确) ;
(2)检查电路连接无误后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数,电流表几乎无示数。产生这一现象的原因可能是________;
A.变阻器断路 B.电压表短路 C.电压表断路 D.小灯泡断路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,此时的读数为 。要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;
(4)闭合开关,调节滑动变阻器换片P,使灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则待测灯泡的额定功率为 W。
54.(24-25九年级上·内蒙古巴彦淖尔·期末)小明设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图如图甲所示,已知电源电压U恒为6V,小灯泡标有“3.8V”字样,它正常发光时通过的电流约为0.32A。
(1)该实验的原理是: ;此实验中滑动变阻器的作用是: ;
(2)小明按图甲进行电路连接,当他接好最后一根导线时,小灯泡立即发出耀眼的光,接着小灯泡烧坏。请指出小明在连接电路时的错误操作:① ;② ;
(3)另一组同学也在做这个实验,但开关闭合后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片发现小灯泡都不亮,电流表没有示数,但电压表有示数,请分析造成此现象的可能原因是 ;
(4)小明更换了一个同型号的新灯泡,正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)小明还想用已有实验器材测量未知电阻(约1)的阻值。当他用电阻替换小灯泡后,发现电压表已损坏。(注意:其他器材完好,桌上还有一个开关S1可以使用;滑动变阻器的铭牌模糊不清,其最大阻值R约为15),于是小明设计一个能测出阻值的如下电路图,则实验步骤如下:
①闭合开关S1、S2,移动滑动变阻器滑片到最左端,读出电流表示数为I1;
② ,读出电流表示数为I2;
③未知电阻= 。(用已知字母表示)
55.(23-24九年级上·河南郑州·期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整 。
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是______。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)闭合开关,移动滑片,小丽测量了多组数据,并画出了小灯泡的图象,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 。
(4)分析图像数据可以发现,小灯泡两端的电压越高,它的实际功率 。
(5)为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,除了表格中记录的电表示数和电功率,还需要增加记录的内容是 。
实验次数
电压
电流
电功率
1
2
3
(6)小红认为,利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理,理由是 。
56.(23-24九年级上·山西临汾·期末)在“测小灯泡电功率”的实验中,实验室有以下器材:小灯泡(额定电压为2.5V,电阻约为10Ω)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V),开关,电压为4V的电源、滑动变阻器、导线若干,电路如图甲所示。
(1)实验过程中,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针没有偏转,原因可能是 ;
(2)排除故障后继续实验。小华进行了3次测量,并将有关数据及现象记录在表中。
实验序号
电压U/V
电流I/A
实际电功率P/W
小灯泡亮度
1
1.5
0.20
0.30
偏暗
2
2.5
0.3
0.75
正常
3
3.0
更亮
在第1次实验中小灯泡发光偏暗的原因是 ,要测定小灯泡的额定功率,接下来应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为2.5V,测得小灯泡的额定功率为 W;
(3)第3次实验时电流表示数如图乙所示,本次实验小灯泡灯丝电阻为 Ω(计算结果保留一位小数)。
57.(23-24九年级下·安徽安庆·期末)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线 ;
(2)小丽同学正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表无示数,但电压表示数较大。接下来正确的操作是______;
A.检查电路是否短路
B.更换电流表
C.检查小灯泡是否接触良好或损坏
D.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)小丽根据测量的多组电压、电流值画出的小灯泡的图像如图乙所示,用该实验装置能否探究电流与电压的关系并说明理由 。
58.(23-24九年级上·江西鹰潭·期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为,电阻大约为,电压表,可供选用的滑动变阻器和的最大阻值分别为和。
(1)本实验应选择 的滑动变阻器;
(2)正确连接好电路后闭合开关,发现小灯泡较暗,但电流表有示数,为使灯泡变亮接下来的操作是 ;(写出具体的操作)
(3)图甲是根据实验数据绘成的U-I图像,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小刚选用一个定值电阻,接在原电路电流表的位置,设计了图乙所示的电路,实验方案如下:调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为小灯泡额定电压U额,保持滑片P的位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,测量两端的电压U0。
① 小刚的设计方案操作中存在的问题是 ;
② 纠正操作错误之后,测出两端的电压U0,则小灯泡的额定功率可表示为 ;(用和所测物理量的符号表示)
③ 所选用定值电阻的阻值不得超过 Ω。
59.(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 。
60.(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。
【题型7 电流热效应及相关计算】
61.(23-24九年级上·河北石家庄·期末)下列说法正确的是( )。
A.只有正电荷的定向移动才能形成电流
B.消耗电能相同的用电器,产生的热量一定相同
C.电流做的功越多,电功率越大
D.金属容易导电是因为内部有大量自由电子
62.(23-24九年级上·福建莆田·期末)如图所示,下列四种用电器,其中主要是利用电流的热效应来工作的是( )。
A.电脑 B.节能灯
C.电烤箱 D.电风扇
63.(23-24九年级上·山东德州·阶段练习)将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电熨斗分别接入家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )。
A.电风扇产生的热量最多 B.电视机产生的热量最多
C.电熨斗产生的热量最多 D.三个用电器产生的热量一样多
64.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧瓶中分别装有质量相等、初温相同的液体,烧瓶中电阻丝的阻值大小关系为,烧瓶内插入相同的温度计,下列说法正确的是( )。
A.甲、丙可探究电阻丝产生热量的多少与电阻大小的关系
B.甲、乙可探究电阻丝产生热量的多少与电流大小的关系
C.通电相同时间,水和煤油都没有沸腾,温度计示数
D.乙、丙可探究不同物质吸热升温现象,物质吸热多少可用温度计示数的升高来表示
65.(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
66.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)如图甲所示,A、B分别为定值电阻和小灯泡的图像,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压为8V。闭合开关,下列说法正确的是( )。
A.小灯泡电阻随温度的升高而增大
B.灯泡的实际电功率为1.6W
C.10s内定值电阻产生的热量为18J
D.小灯泡消耗电能比定值电阻快
67.(23-24九年级上·山东滨州·期末)图甲是某电加热器的实物图及工作原理图,其中和是阻值不变的发热电阻;图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的是( )。
额定电压
额定电压
额定加热功率
880W
额定保温功率
110W
乙
A.电阻与的阻值之比为7∶1
B.开关S和都闭合时,加热器的功率为880W
C.加热器在加热状态下工作5min,产生的热量
D.开关S闭合,由断开到闭合,电路中电流变大,的功率变大
68.(23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·期末)如图是探究电流通过导体时产生热量的实验,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器,回答下列问题:
(1)四个透明容器中 着 的气体;
(2)实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少,下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 ;
A.探究电流与电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C. 类比水流学习电流
D.研究光现象时,引入光线
(3)用甲装置进行实验时,通过控制通电时间和电路中的 不变,来研究导体产生热量与 的关系;
(4)在乙装置中,C、D透明容器中相同时间内产生热量较多的是 容器,R3的作用是 。
69.(23-24九年级上·河南安阳·期末)晓宁为爷爷买了一个电热洗脚盆,有加热和保温两种功能,其工作电路图如图甲所示,为测试其加热和保温功率大小,晓宁关闭其他用电器,让电热洗脚盆单独工作加热3min测得家中电能表的转盘转了33r;又让其单独工作保温24min电能表的转盘又转过33r。试问:
(1)电热洗脚盆中的电热管工作时利用的是电流的 效应;
(2)电热洗脚盆的加热挡功率 ;
(3)电阻R2的阻值 。
70.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)甲图是某种型号的家用踢脚线取暖器,冷空气从进风框B进入取暖器内部被加热,热空气会从出风框A散出。乙图是它的简化电加热原理图,手动控制开关可实现多挡温度调节。已知R1>R2,电加热部分的参数如表格所示。
额定电压
220V
发热方式
铝片发热
低温挡
800W
净重
8kg
R2
30.25Ω
(1)如图甲,电流通过铝片时发热是通过 方式改变的;
(2)如图乙,该取暖器可实现 挡温度调节。当取暖器倾倒,倾倒开关断开切断电路,取暖器停止工作,据此判断:倾倒开关是 (选填“S”、“S1”或“S2”);
(3)请计算电阻R1的大小和高温挡工作时的功率 ;
(4)断开家里其它用电器,取暖器单独以高温挡连续工作0.5小时,则电能表铝盘会转多少圈 。(使用图丙所示的电能表计量耗电)
【题型8 电热计算】
71.(23-24九年级上·山东淄博·期末)图甲是一款电热杯垫,有高、低温两个挡位。杯垫内部简化电路如图乙所示,为加热电阻,电源电压为220V,的阻值为2200Ω,高温挡功率为66W。下列说法正确的是( )。
A.闭合时是低温挡 B.低温档功率是44W
C.电阻的阻值是1100Ω D.在高温挡工作10min,产生的热量是660J
72.(22-23九年级上·辽宁本溪·期末)如图甲是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻;图乙是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的( )。
额定电压
额定电压
额定加热功率
990W
额定保温功率
110W
A.只闭合开关S,加热器的功率为990W
B.开关S闭合,S1由断开到闭合,电路中电流变大,R2的功率变大
C.加热器在保温状态下工5min,产生 3.3×104J 的热量
D.电阻R1与R2的阻值之比为8:1
73.(23-24九年级上·吉林长春·期末)在冬季很多汽车都配置电加热座椅垫,通过观察和研究,小明了解到该座椅垫有“高温”“低温”“关”三个挡位,“高温”挡功率为36W,“低温”挡功率为12W,该座椅加热部分的电路简图如图所示,电源电压为24V,S为挡位切换开关,R1和R2为电热丝。
(1)该座椅垫加热的原理是 ;
(2)当座椅垫处于“关”挡时,电路处于 状态(选填“短路”、“断路”或“通路”);
(3)当座椅垫处于“高温”挡加热时,电路中的电流是 A;
(4)当座椅垫处于“低温”挡加热时,电热丝R1工作10min消耗了多少电能 ?(写出必要的文字说明、表达式和最后的结果)
74.(23-24九年级上·江苏泰州·期末)如图甲所示为某型号室内加热器的简化电路图,它有高温和低温两个挡位,额定电压为,高温挡和低温挡的额定功率分别为和,求:
(1)当开关、均闭合时,电加热器处于 挡(高温/低温);
(2)电阻丝的阻值 ;
(3)在额定电压下,使用高温挡工作3分钟,电加热器产生的热量是多少 ?
75.(23-24九年级上·河南安阳·期末)某电热毯工作原理如图,其铭牌数据见表格.当电热毯在额定电压下工作时:
额定功率
高温挡:1100W
低温挡:88W
额定电压
220V
(1)电热毯工作时利用了电流的 效应;
(2)当电热毯处于低温挡时,电路中闭合的开关是 ,此时电路中的电流为多少 ?
(3)电阻的阻值是多少 ?
(4)调到高温挡工作1h,电热毯产生的热量为多少 ?
76.(23-24九年级下·重庆大足·期末)如图所示,电源电压2V,闭合开关S,均正常发光,电流表的示数为0.8A,的示数为0.3A,忽略温度对灯泡灯丝的影响,求:
(1)通过的电流:
(2)通电产生的焦耳热。
77.(23-24九年级上·宁夏银川·期末)小明去商店购买电热水壶,售货员给他了一份推销牌电热水壶的宣传广告,其内容如表:
额定电压
220V
额定功率
1000W
容积
2L
超温保护器
熔断温度
请你根据上面提供的信息,计算:(计算结果保留两位小数,不考虑发热体电阻随温度的变化)
(1)电热水壶正常工作时的电流是多少?发热体的电阻为多大?
(2)在1标准大气压下,当电热水壶装入1kg水后,从加热到沸腾,水吸收了多少热量?
(3)在额定电压下,要放出这些热量,电热水壶需工作多长时间?
(4)如果在用电高峰时间内用电热水壶烧水,电压只有200V,这时电热水壶的发热功率是多大?
(5)小明放学回家后,用电水壶帮妈妈烧水,通电一段时间后他发现电热壶的发热体温度骤然升高,而与电水壶连接的导线却不怎么热,这是为什么?
78.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)空气炸锅,因其烹制食物脂防含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐。如图甲所示,为某品牌空气炸锅,其发热元件为两个电阻,R1=40Ω,R2=220Ω,额定工作电压为220V,内部电路可简化为图乙所示电路,当开关S1闭合,开关S接b端时为高温挡;开关S1闭合,开关S接a端时为中温挡。求:[薯条的比热容)]
(1)中温挡正常工作时,通过电阻R2的电流;
(2)高温挡正常工作时,求R1、R2消耗的总功率;
(3)使用空气炸锅高温挡加工薯条,原料薯条温度为20℃,炸熟至少需要达到170℃,若一次炸熟200g薯条需要的时间为100s,求空气炸锅电能转化为热能效率为多少。
79.(23-24九年级上·江西抚州·期末)小亮家新买了一辆汽车,具有后视镜加热功能,如图甲所示。通过观察和研究,他了解到该功能有“高温”、“低温”和“关”三个挡位,根据气温、雨水和雨刮器使用情况自动切换,“高温”挡功率为36W,“低温”挡功率为24W。电路简图如图乙所示,电源电压为24V,S为挡位切换开关。和为电热丝。通过计算回答:
(1)当处于“高温”挡加热时,工作10min产生的热量是多少J?
(2)电热丝和的阻值是多少?
(3)当处于“低温”挡加热时,电热丝的电功率是多少?
80.(23-24九年级上·宁夏吴忠·期末)下表为某品牌饮水机及其铭牌,图为其内部简化电路图,该饮水机有加热和保温两个挡位。、均为电热丝,当热水箱中水温降至时通过自动开关切换到加热挡,当温度达到时自动切换到保温挡,饮水机始终在额定电压下工作。求:
(1)电热丝的阻值;
(2)电热丝的阻值;
(3)饮水机处于保温挡工作时间内电热丝产生的热量。
水桶容量
热水箱水量
额定电压
加热功率
保温功率
【题型9 电路综合分析与计算】
81.(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。
82.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)如图甲所示电源电压恒定为12V,图乙是额定电压为6V的小灯泡电流随电压变化的图象为定值电阻,标有“30Ω 1A”字样,电流表的量程为0~3A.当闭合开关,断开开关、时,灯L正常发光。求:
(1)电阻值;
(2)当闭合开关,断开开关、时,调节变阻器滑片,使电流表示数为0.4A,1min内变阻器产生的热量;
(3)当开关、、均闭合时,电路允许消耗的最大功率。
83.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)如图,电源电压恒定,小灯泡有“6V;3W”字样.定值电阻的阻值为10Ω,为滑动变阻器,开关S1、S2都闭合时,L恰好正常发光,电源表示数为1.1A.请回答下列问题:
(1)小灯泡正常发光时的电流是多少?
(2)电源电压是多少?S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
(3)S1、S2都断开,调节滑动变阻器的滑片使的电功率为电功率的2倍时,消耗的电功率是多少?
84.(23-24九年级上·河北石家庄·期末)如图所示电路,电源电压为18V不变,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω,1A”字样,电压表接“0~15V”量程,电流表接“0~3A”量程。
(1)当电流表示数为0.6A时,求定值电阻R1的电压和滑动变阻器R2的阻值;
(2)在保证电路安全前提下,求定值电阻R1的电功率范围;
(3)若用电阻R3来替换R1,不改变电压表的量程,确保电路安全前提下,要求:在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,求满足要求的R3的阻值。
85.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图所示,电源电压U=18V恒定不变,灯L的规格为“24V,48W”且工作时电阻保持不变,滑动变阻器R的规格为“50Ω,1A”,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~3A。在电路安全的前提下,操作如下:当闭合开关S1、S2、S3,滑片移动到最左端时,灯泡消耗的电功率为P1;当只闭合开关S1时,移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为R,电压表示数为U1,电流表示数为I1,再移动滑片使滑动变阻器接入电路的阻值为2R,电压表示数为U2,电流表示数为I2。已知:I1∶I2=10∶9,U1∶U2=20∶21。求;
(1)灯泡的电阻;
(2)灯泡功率P1;
(3)电阻R1;
(4)通过开关的通断和滑动变阻器滑片的移动,在确保电路安全的前提下,求整个电路正常工作时的最小电功率。
86.(23-24九年级上·湖南益阳·期末)如图所示,电源电压U恒为9V,滑动变阻器R0的最大电阻是20Ω,R1的阻值为5Ω。当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,电流表示数为I1;当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U1′,通过R1的电流为I2;当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P1;已知R2∶R3=1∶9,U1∶U1′=9∶5。求:
(1)I1的大小;
(2)I1∶I2;
(3)P1;
(4)该电路的最大功率。
87.(23-24九年级上·江西赣州·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,电压表示数为3V,电流表示数为0.3A;断开S2后,电压表示数变为2V,则
(1)电源电压为多少;
(2)R2的电阻为多大;
(3)开关什么状态时电路消耗的功率最大,最大功率为多大?
88.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图所示的部分电路中,R1、R2为定值电阻,R1=24Ω,R2=36Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,小灯泡L上标有“6V3W字样(不考虑灯丝电阻随温度的变化),滑动变阻器R的规格为“200Ω 1A”。将A、B接线柱接在电压恒为24V的电源两端,移动滑动变阻器R的滑片P使小灯泡L正常发光。求:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)此时滑动变阻器R消耗的电功率;
(3)将该电源改接到其中任意两个接线柱上,在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器R的滑片P,求整个电路的最大电流和最小电流。
89.(23-24九年级上·江苏南通·期末)如图,L是标有“3V,1.2W”字样的小灯泡2,闭合开关S1和S3,灯泡正常发光,电流表的示数为0.7A。求:
(1)灯泡正常发光时的电流;
(2)定值电阻R的阻值;
(3)断开开关S1和S3,闭合开关S2,改变电源电压,当灯泡仍正常发光时电路的总功率。
90.(23-24九年级上·江苏泰州·期末)在综合实践活动课上,小明设计了如图所示的模拟调光灯电路,此电路中电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样。将滑动变阻器的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为8V和0.3A;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为4V和0.5A.求
(1)灯泡L正常发光时,灯泡的电
(2)滑动变阻器的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率多大;
(3)为使灯泡安全工作,A的滑片能自由滑动,且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?请具体说明。
【题型10 电路安全与极值】
91.(23-24九年级上·重庆·期末)如图甲所示,L标有“6V 3W”字样(灯丝电阻不变),定值电阻R2=20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R1的最大阻值为100Ω。当闭合开关S和S1时,移动滑片P,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示,在保证电路安全的情况下,下列说法错误的是( )。
A.电源电压为18V
B.只闭合开关S和S2,电路中电流的变化范围为0.25A~0.5A
C.只闭合开关S和S1,当电压表示数为9V与15V时,R1接入电路的阻值之差为80Ω
D.在任意闭合开关和调节滑片P时,整个电路的最大功率与最小功率的比值为16∶1
92.(23-24九年级上·重庆九龙坡·期末)如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,滑动变阻器R的规格是“100Ω;1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。闭合开关,在保证电路元件安全且能使小灯泡正常发光的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过变阻器的电流IR与变阻器阻值R关系的图像如图乙所示,不考虑灯丝电阻的变化。下列说法正确的是( )。
A.电源电压为6V B.小灯泡的电阻为10Ω
C.小灯泡的额定功率为1.8W D.电路总电功率最小为1W
93.(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
94.(23-24九年级上·山东菏泽·期末)如图所示,把标有“12Ω 3W”的电阻R0与最大阻值为50Ω的滑动变阻器R连接在电压恒为18V的电源两端,闭合开关S,电压表所用量程为0~15V,电流表所用量程为0~0.6A,在不损坏电路元件的前提下,下列说法正确的是( )。
A.电路中允许流过的最大电流为0.6A
B.电阻R0的额定电压12V
C.电路消耗总功率的范围为4.5W~9W
D.滑动变阻器的可调范围为24Ω~50Ω
95.(23-24九年级上·甘肃金昌·期末)如图,电源电压18V保持不变,电流表量程是0~0.6A,电压表量程是1~15V,小灯泡上标有“6V 3W”字样。要求:开关闭合后两个电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定电压(灯丝电阻不变)。则下列说法正确的是( )。
A.滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表和电压表示数都变大
B.当电流表示数为0.4A时,电压表示数为12V
C.该电路的最大功率为9W
D.滑动变阻器允许调节的范围是18Ω~60Ω
96.(23-24九年级上·安徽宣城·期末)如图所示的电路,电源电压恒为,小灯泡L上标有“;0.5A”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器规格为“;1A”,电流表量程选择“”,电压表量程选择“”。闭合开关,在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是( )
A.电路中最大电流为
B.电路的最大功率为
C.电压表示数变化范围为
D.滑动变阻器阻值变化范围为
97.(23-24九年级上·福建莆田·期末)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围地调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )。
A.小灯泡的额定功率为36W
B.电源电压为6V
C.当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器的电功率为0.25W
D.若电压表量程为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω
98.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图甲所示电路,电源电压恒为,滑动变阻器R的规格为“”,电流表量程选择“”,电压表量程选择“”,小灯泡上标有“”字样,其图像如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项不正确的是( )。
A.电路的最大功率是 B.小灯泡的功率变化范围是
C.电流表的示数范围是 D.滑动变阻器接入的阻值为
99.(23-24九年级上·江苏泰州·期末)如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻,小灯泡L标有“6V 3W”的字样(假设灯泡电阻不变),滑动变阻器R标有“*Ω 1.5A”的字样,电流表的量程为0~3A,只闭合开关S,滑片P从b端滑到某一位置时,滑动变阻器R的电阻减小了6Ω,电流表的示数变化了0.1A,小灯泡恰好正常发光,此时电路的电流为 A,电源电压为 V:当开关S、、都闭合时,调节滑片P,电路消耗的最大电功率为 W。
100.(23-24九年级上·重庆·期末)如图甲所示,电源电压可调,灯泡L规格为“15V 45W”,且灯泡的电阻不变,电流表量程为“0~0.6A”和“0~3A”,电压表的量程符合要求,滑动变阻器R的规格分别为“10Ω 3A”和“25Ω 2A”。将电源调到18V,电流表量程为“0~3A”,只闭合开关S1,选择合适规格的变阻器后,移动滑片P,可使灯泡L正常发光,流过电流表的最小电流是 A;若将电源调到15V,只闭合开关S2、S4,将滑片置于中点O处(可能重新选择了电流表量程和变阻器R)电流表指针指到满偏刻度的位置,若将滑片P从中点移到最左端A,两表示数的I-U关系如图乙所示,则滑片P在最右端B处时,R0消耗的电功率是 W。
101.(23-24九年级上·四川成都·期末)如图所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“”字样(灯丝电阻不随温度变化),滑动变阻器铭牌上最大电阻值已经看不清楚,只能看清“”字样。只闭合开关时,灯泡L正常发光;只闭合开关、,滑动变阻器滑片移至中点处,电流表的读数。在确保电路安全情况下,求:
(1)开关、闭合,开关状态不确定时,电路消耗的最小功率为多少?
(2)只闭合开关时,移动滑片,在安全前提下,电流表示数能够达到所选量程最大值(电表量程可能更换),再移动滑片,让电流表的示数为最大值的,这一过程中,滑动变阻器两端电压变化了,则电阻R的阻值是多少?
102.(23-24九年级上·河北唐山·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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