内容正文:
2025年中考物理复习 电功率实验、计算题
专题提升训练
一、实验题
1.实验小组在测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率时,选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材,设计了如图甲所示的电路。
(1)按图甲所示的电路正确连接,闭合开关前,电压表示数乙所示,接下来的正确操作是将电压表的指针 ;
(2)适当移动滑片,当电压表的示数为2V时,为了测小灯泡的额定功率,应使滑动变阻器连入电路的阻值 (选填“变大”或“变小”);
(3)实验结束后,有同学提出可以用小灯泡代替定值电阻来探究“电流与电压的关系”,老师指出这样操作是 选填“可行”或“不可行”)的,原因是小灯泡的电阻随 的变化而变化;
(4)另一个实验小组使用的电压表损坏了,于是他们用一个电流表测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率,如图丙,已知定值电阻的阻值为R0、电源电压未知。请你完成下面的步骤:
①只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器的滑片,使灯泡正常发光。
② ,滑动变阻器滑片位置 (选填“保持不动”、“向右移动”或“向左移动”),读出电流表的计数为I;
③小灯泡L2的额定功率表达式为:P额= (用U额、R0、I表示)。
2.小明为了探究电流的热效应,找来了如下器材:12 V的电源,开关,段电炉丝,粗细、长短与电炉丝相同的铜导线,蜡和导线若干.他设计了一个简单的实验:把电炉丝和铜电线串联起来接到电源上,在电炉丝和铜导线上分别滴上几滴熔化的蜡.如图所示,等蜡凝固后,合上开关,过一会儿,发现电炉丝上的蜡熔化了,而铜导线上蜡没有熔化.
(1)他的这个简单实验能不能用来探究电流的热效应?
(2)他把电炉丝和铜导线串联在电路中的目的是什么?
(3)电炉丝上的蜡能熔化,而铜导线上的蜡没熔化,由此你能得出什么结论?
3.如图所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中(小灯泡的额定电压为2.5V)。
(1)图甲是未连接好的实验电路,请你用笔画线代替导线将它连接完整 ;
(2)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表有示数,则故障原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(3)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)根据测出的数据,画出了小灯泡的电流与电压变化的关系图象,如图丙所示,发现图线是弯曲的,其主要原因是 ;
(5)若把这样的两只灯泡串联接在4V的电源上,则此时每个灯泡消耗的实际功率是 W。
4.在“探究电流通过导体产生的热量的多少与什么因素有关”的实验中,某小组同学猜想“电流流过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关”。于是他们利用如图所示的器材进行了探究实验。甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面的高度变化反映密闭空气的温度的变化。
(1)选用 两个装置,并将它们 联起来进行实验,可以探究电热与电流的关系;
(2)装置丙中,容器外那个5Ω的电阻,其作用是 ;
(3)如果将丙装置中并联的两个电阻都放入密闭容器中,再将丙与乙串联起来,此时可以探究电流产生的热量跟 的关系。通电一段时间后,产生的热量 多。(选填“乙瓶”、“丙瓶”或“两瓶一样”)
5.甲、乙两同学在测量小灯泡电功率的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V:
(1)甲同学的实验电路如图所示.
请用笔画线代替导线将如图中滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大,若闭合开关后灯泡灯丝发生断路故障,则电流表示数 电压表示数 (选填“为0”或“不为0”)
( )
①当电压表示数为2V时,电流表示数如图所示,电流表示数为 A,小灯泡的功率为 W
(2)乙同学的实验电路如图所示,相关器材规格已在图中标明,
①他的测量步骤如下:
第1步:将小灯泡接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,使电压表的示数为2.5V,断开开关S,移走小灯泡.
第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器滑片位置不变调节电阻箱使电压表的示数仍为2.5V此时电阻箱接入电路中的阻值为5欧姆,则乙同学测得小灯泡的额定功率 W
②在第2步中,若乙同学无意中将滑动变阻器的滑片P向右移动少许,则他测得小灯泡的额定功率将偏 ,设滑片P的右移使滑动变阻器接入电路的阻值变化了1Ω,则他测得小灯泡的额定功率为 W
6.图甲为探究沙子和水吸热升温的实验装置,图乙为比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量的实验装置,图丙为探究影响电流热效应因素的实验装置。
(1)图甲实验装置中,沙子和水的质量相等,沙吸热升温快,此现象表明: ;
(2)图乙实验装置中,实验前左边装置中烧杯里水质量为200g,燃烧皿里酒精质量为10g,则实验前右边装置中燃烧皿里碎纸片质量为 g;
(3)图丙实验装置,是探究电流通过导体产生的热量多少与 的关系;
(4)在甲、乙、丙三个实验中,需要控制被加热物体质量相等的实验有 个,通过比较温度计升高的示数来比较被加热物体吸热多少的实验有 个、
7.如图甲是小明做“测量小灯泡电功率”的实验的电路图,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V;
(1)小明闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P置于图甲中最 (选填“左”或“右”)端的位置起到保护电路的作用;
(2)经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某一位置,电流表和电压表的示数如图乙和丙所示,则此时流过小灯泡的电流是 A,灯泡两端的电压是 V,灯泡的实际功率是 W,为了使灯泡正常发光,应该向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片;
(3)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据,小明画出了小灯泡电流随其两端电压变化的关系图像(如图丁),根据图像提供的信息,计算出小灯泡的额定功率为 W,他还发现小灯泡的电流和电压不成正比,导致这一结果的原因是 。
8.小明按图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验.
实验室可提供下列器材
A.电流表
B.电压表
C.滑动变阻器R(阻值0~20Ω)
D.电阻为5Ω的待测灯泡L(电阻不随温度变化)
E.电源E(电压4.5V并保持不变)
F.开关S及导线若干
(1)根据电路图和实验室提供的器材,可判断出:实验时通过灯泡的最小电流为 A;加在灯泡两端的最大电压为 V;
(2)若小明所选电压表的量程为0~3V、电流表的量程为0~0.6A,实验要求测量时电表的读数至少为满刻度的三分之一,则测出的灯泡的功率范围只能是 .
(3)小明按电路图连接好电路后进行实验,由于电路中某一处有故障,当闭合开关时电压表无示数,为查出电路故障,小明进一步观察并检查电路.当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时,小明结合前面的观察,就可判断出电路的故障:
如果小明观察到 ,则故障是 ;
如果小明观察到 ,则故障是 .
(4)排除故障后,小明继续进行实验,在对测量数据的记录和处理时,他设计了如下表格.你认为这张表格的设计是 (选填“正确”或“错误”)的.
次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
平均电功率P/W
1
2
3
二、计算题
9.小明设计了如图甲所示的风速仪,电源电压恒定,灯泡的额定电压为5V,灯泡的关系图像如图乙所示,AB为粗细均匀的电阻丝,总电阻为,OP为不计电阻的金属细杆(与AB接触良好),闭合开关S,无风时OP自然下垂,此时电流表的示数为。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)电源电压;
(3)小灯泡的实际功率为时,电路工作消耗的总电能及电阻丝AB接入电路的电阻。
10.如图是某电热水壶的铭牌。电热水壶在标准大气压下,正常工作7min刚好能将一壶水从20℃加热至沸腾。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)标准大气压下一壶水从20℃加热至沸腾所吸收的热量;
(2)标准大气压下烧开一壶水消耗的电能;
(3)电热水壶工作的效率。
产品型号:ZX-200B6
额定电压:220V
额定频率:50Hz
额定功率:1500W
容量:1.5kg
11.小明的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫, 如图甲.小明研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个挡位,其电路示意图如图乙,电源电压为12V,R2=12Ω,低温功率为9W.求:
(1)座椅垫处于“低温”时,电路中的电流是多少?
(2)加热片R1的阻值是多少?
(3)座椅垫处于“高温”挡时,功率是多少?高温挡5min能产生热量是多少J?
12.养生壶的电路如图所示,它有加热和保温两挡,R1与R2均为电热丝。当加热到设定温度时,养生壶自动切换为保温挡。养生壶的部分参数如下表所示。[已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]请回答下列问题:
(1)壶中1kg的水温度升高70℃吸收了多少热量?
(2)只闭合开关S1,在保温挡正常工作时,电路中的电流是多少?
(3)闭合开关S1和S2,高温挡正常工作加热10min,消耗多少焦耳电能?
(4)请判断水在加热过程中,内能是否变化?
壶的容积
1.5L
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
44W
13.小明家有一个电能计量插座,他将储水式电热水器(如图甲)单独接在该插座上,通电20min,热水器内水温从49℃升高到59℃,插座前、后两次的示数如图乙(单位kW·h)。若消耗的电能全部用来加热,求:
(1)该热水器的实际电功率;
(2)该热水器加热电阻阻值;(保留整数)
(3)该热水器装有水的质量是多少?[不计热量损失,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
14.兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件(如图甲所示)∶透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L(阻值不变)和一个由一种特殊金属丝制成的导体R0,A、B、C是其外露的三个接线柱.为进一步了解导体R0的某些特征,他们使用了如图乙所示电源电压恒为6伏的实验装置∶把导线M、N分别与A、C接线柱相连,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片P,测得了一组电流表和电压表的读数,并绘制成图丙所示曲线.求∶
(1)小灯泡正常工作时,通过的电流是多大?
(2)一同学在原来连线的基础上,再用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,此时电流表的示数是多少?
(3)若把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端.当小灯泡消耗的电功率为1.08W时,导体R0消耗的功率为多大?
15.如图所示,电源电压为9V,并且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,小灯泡上标有“6V,3W”字样,电流表的量程为。求:
(1)灯泡正常工作时的电阻;
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)保持滑动变阻器的位置不变,闭合S、S₁、S₂,此时电流表示数为2A,求R0的阻值;
(4)在保证电路各元件安全的情况下,三个开关的开合状态怎样时,电路的电功率最大。请简要分析说明。
16.如图甲所示是某型号的电烤箱,使用时功率可以在2200W和220W之间任意调节,其简化电路如图乙所示。(R、R0均为加热电阻)求:
(1)电阻R0的阻值;
(2)变阻器R的最大阻值;
(3)若电烤箱内蛋糕的质量为1kg,电烤箱的功率为2000W,若5min蛋糕温度升高60℃,该电烤箱加热的效率是多少?[蛋糕的比热容为2.0×103J/(kg•℃)]
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. 调零 变小 不可行 温度 只闭合开关S和S2 保持不动
【详解】(1)[1]闭合开关前,电压表示数如图乙所示,指针没有指到零刻度线处,接下来将电压表的指针调零。
(2)[2]当电压表的示数为2V时,小于灯泡额定电压2.5V,为了测小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故应使滑动变阻器连入电路的阻值变小。
(3)[3][4]探究“电流与电压的关系”,保持电阻不变,不能用小灯泡代替定值电阻,因为小灯泡的电阻与温度有关,随温度的变化而变化。
(4)②[5][6]只闭合开关S和S2,滑动变阻器滑片位置保持不动,读出电表的示数为I。
③[7]在①中,灯泡和定值电阻并联,电流表测通过定值电阻的电流,根据并联电路各支路两端电压相等,当灯泡两端的电压为U额时灯泡正常发光,此时定值电阻两端的电压等于灯泡的额定电压,通过定值电阻的电流为
在②中,变阻器滑片位置保持不动,灯泡和定值电阻仍并联,电流表测干路电流,电表的示数为I;由于电路结构不变,电路中电阻不变,电流不变,此时灯泡仍正常发光;根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过灯泡的电流为
小灯泡L2的额定功率表达式为
2.(1)能;(2)使它们通过的电流相等(3)电炉丝的电阻比铜导线的电阻大,电能转化成热能时的功率跟导体的电阻成正比
【详解】根据焦耳定律知道,该实验能用来探究电流的热效应.他把电炉丝和铜导线串联在电路中的目的是使电路中的电流相等.根据焦耳定律:Q=I2Rt知,在电流和通电时间一定的情况下,电阻越大,放出的热量越多.电炉丝上的蜡能熔化,而铜导线上的蜡没熔化说明:电炉丝的电阻比铜导线的电阻大,电能转化成热能时的功率跟导体的电阻成正比.
点睛:要解答本题需掌握:焦耳定律:Q=I2Rt,在电流和通电时间一定的情况下,电阻越大,放出的热量越多.
3. 断路 1.4 灯丝电阻随温度的升高而增大,不是一个定值 1
【详解】(1)[1]电压表应与灯泡并联,小灯泡的额定电压为2.5V,则电压表的量程为0~3V,如图所示:
(2)[2]闭合开关,无论怎样移动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表无示数,可能电路中出现断路,电压表有示数,则可能是小灯泡断路。
(3)[3]由图乙可知,电流表量程是0~0.6A,由图乙所示电流表可知,其分度值是0.02A,电流表示数为0.56A;灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.56A=1.4W
(4)[4]由丙图可知,灯的电流与其两端电压不成正比,是因为随着实际电压的增大,灯的实际功率增大,亮度变亮,灯丝温度升高,使得灯丝电阻随温度的升高而增大,不是一个定值。
(5)[5]当两只规格相同的灯串联在4V的电源两端时,由串联电路电压规律可知每只灯两端的电压为2V,由图丙可知,通过灯的电流为0.5A,则每只灯的实际功率为
P实=U实I实=2V×0.5A=1W
4. 乙、丙 串 分流 电阻 乙瓶
【详解】(1)[1][2]要探究电热与电流的关系,需要控制电阻和通电时间相等,同样的电阻流过的电流不同,故选用乙、丙两个装置,并将它们串联在一起。
(2)[3]装置丙中,容器外那个5Ω的电阻与丙中容器内5Ω的电阻并联,分担一半的干路电流,所以其作用是分流。
(3)[4][5]假如将丙装置中瓶外的电阻丝也密封到瓶内,两个电阻并联;乙中电阻为5Ω,根据并联电路的电阻关系可知,丙中的总电阻与各个电阻的关系为
则丙中的总电阻,通过容器内电阻的电流和通电时间相同,电阻不同,则探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系;在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多,所以乙瓶内电阻丝产热更多。
5. 为零 不为零 0.4 0.8 1.25 小 1
【详解】(1)因要求滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大,故应将左下接线柱连入电路中,如下图所示;
若闭合开关后灯泡灯丝发生断路故障,电压表串联到电路中,由于电压表内阻很大,相当于断路,则电流表示数为零,电压表示数等于电源电压;
①当电压表示数为2V时,由图知, 电流表选用小量程,分度值为0.02A,故电流表示数为0.4A,所以的功率为PL=UI=2V0.4A=0.8W;
(2)①如图3实验中,采用了等效法,此时电阻箱接入电路中的阻值为5欧姆,即小灯泡的电阻为5欧姆;此时电压表的示数仍为2.5V,小灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率为:
P额===1.25W;
②如图乙所示实验中,如果向右移动滑片,则此时变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路=可知,当不变时,R滑增大,则R箱也相应变大,即测得小灯泡的阻值也变大;据P=可知,他测得小灯泡的额定功率将偏小.
电压表示数为2.5V,则滑动变阻器两端电压为:U滑=4.5V-2.5V=2V,
根据串联电路特点,===,
即:R箱=R滑,
则当R滑增大1Ω时,R箱增大Ω,则:=5Ω+Ω=6.25Ω
则他测得小灯泡的额定功率为
===1W
.
6. 水的比热容比沙子的比热容大 10 电阻 3 2
【详解】(1)[1] 沙子和水的质量相等,吸收相同的热量,沙吸热升温快,水升温比较慢,说明水的比热容比沙子大。
(2)[2]为了保证单一变量,需要控制燃料的质量相同,故为10g。
(3)[3]如图丙中,两电阻串联,电流相同,电阻不同,故探究的是电流通过导体产生的热量多少与电阻的关系。
(4)[4][5]甲、乙、丙三个实验都需要控制被加热物体质量相等的,甲为探究沙子和水吸热升温的实验装置,变量是物质的种类,相同的量是被加热物体质量相等,而图乙为比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量的实验装置,变量是原料的种类,而其他的量需要相同,图丙为探究影响电流热效应因素的实验装置变量是电阻,而其他的量需要相同;甲实验是通过温度计的升高的示数来判断吸收的热量的多少,而只有乙和丙是通过比较温度计升高的示数来比较被加热物体吸热多少。
7. 左 0.22 1.8 0.396 右 0.625 灯丝的电阻随温度的升而变大
【详解】(1)[1]小明闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处,即图甲中最左端的位置起到保护电路的作用。
(2)[2]由图丁可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则此时流过小灯泡的电流是 0.22A。
[3][4]由灯泡的额定电压为2.5V可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,灯泡两端的电压是 1.8V,则灯泡的实际功率是
[5]此时灯泡两端为1.8V,小于其额定电压2.5V ,为了使灯泡正常发光,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,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压。
(3)[6]根据画出的小灯泡电流随其两端电压变化的关系图像知,灯泡在额定电压下的电流为0.25A,小灯泡的额定功率为
[7]小灯泡的电流和电压不成正比,导致这一结果的原因是灯丝的电阻受到温度影响,阻值随温度的升而变大。
8. 0.18 4.5 0.20W~1.8W 电流表无示数 滑动变阻器断路 电流表有示数 灯泡短路 错误
【详解】试题分析:在电源电压一定时,滑动变阻器滑片移到右端时,电路电阻最大,电路电流最小.当滑动变阻器滑片移到左端时只有灯泡接在电源上,灯泡电压与电源电压相等.当电流表为满量程的时,电路中的电流最小,根据P=I2RL即可求出电路中灯泡的最小功率; 当电压表示数等于3V时,求出电路中的电流,并结合电流表的最大值判断出电路中的最大电流,然后根据P=UI即可灯泡的最大功率.灯泡两端电压增大,电流增大,功率增大,设计功率的平均值是错误的.
考点:此题考查的是测量灯泡的电功率.
点评:本题考查了灯泡两端最大电压、电流中最小电流、求灯泡功率、分析实验记录表格设计是否合理、求灯泡功率的范围,这是实验的常考内容,一定要掌握.
9.(1)1.5W;(2)5V;(3)150J;8Ω
【详解】解:(1)由图乙可知,当小灯泡两端的电压为5V时,通过小灯泡的电流为,小灯泡的额定功率
(2)由图甲可知,电阻丝AB与灯泡串联,闭合开关S,无风时OP自然下垂,电阻丝AB接入电路的电阻为,此时电路中的电流为,由可知,电阻丝AB两端的电压
由图乙可知,当通过小灯泡的电流为时,小灯泡两端的电压为2V,根据串联电路的电压特点可知,电源电压
(3)由图乙可知,当小灯泡两端的电压为3V时,通过小灯泡的电流为,此时小灯泡的实际功率为
符合要求;根据串联电路的电流特点可知,电路中的电流
电路工作消耗的总电能
根据串联电路的电压特点可知,电阻丝AB两端的电压
由可知,电阻丝AB接入电路的电阻
答:(1)小灯泡的额定功率1.5W;
(2)电源电压5V;
(3)小灯泡的实际功率为时,电路工作消耗的总电能及电阻丝AB接入电路的电阻分别为150J;8Ω。
10.(1)5.04×105J;(2)6.3×105J;(3)80%
【详解】(1)一壶水从20℃加热至沸腾所吸收的热量
Q吸=cm∆t=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J
(2)烧开一壶水消耗的电能
W=Pt=1500W×7×60s=6.3×105J
(3)电热水壶工作的效率
答:(1)标准大气压下一壶水从20℃加热至沸腾所吸收的热量为5.04×105J;
(2)标准大气压下烧开一壶水消耗的电能为6.3×105J;
(3)电热水壶工作的效率为80%。
11.0.75A 4Ω 12W 3600J
【详解】(1)由P=UI可得:I低===0.75A;
(2)由R2两端的电压为,UR2=IR2=0.75A12=9V,则R1两端的电压为UR1 =12V9V=3V.
则R1=4.
(3)座椅垫处于“高温”挡时,只有R2连入电路,则功率为P=12W.
高温挡5min能产生热量是Q=t=560s=3600J.
12.(1)2.94×105J;(2)0.2A;(3)6×105J;(4)内能增大
【详解】解:(1)由可知,壶中1kg的水温度升高70℃吸收的热量
(2)只闭合开关S1,R1与R2串联,养生壶此时在保温挡工作,由可知, 此时电路中的电流
(3)由可知,高温挡正常工作加热10min,消耗的电能
(4)水在加热过程中,吸收热量,温度升高,所以内能增大。
答:(1)壶中1kg的水温度升高70℃吸收了的热量为2.94×105J;
(2)在保温挡正常工作时,电路中的电流是0.2A;
(3)高温挡正常工作加热10min,消耗的电能为6×105J;
(4)水在加热过程中,内能增大。
13.(1);(2) ;(3)
【详解】解:(1)由图乙可知,热水器消耗的电能0.7kW·h,热水器的实际功率
(2)由 可得,热水器加热电阻阻值
(3)不计热量损失,水吸收的热量
Q吸=W=0.7kW·h=0.7×3.6×106J=2.52×106J
根据可知,热水器中水的质量
答:(1)该热水器的实际电功率为2100W;
(2)该热水器加热电阻阻值为30Ω;
(3)该热水器装有水的质量是60kg。
14.0.5A、0.95A、0.72W
【详解】试题分析∶(1)由P=UI=U2/R,得灯泡的电阻是R额=U2/P=(6V)2/3W=12Ω.用导线连接A、B两个接线柱,闭合开关S,把滑片P移到a端,此时电路是R0与L的并联电路,R0两端的电压为6V,由图象可知,R0两端的电压为6V时,通过它的电流是IR0=0.45A.由欧姆定律得通过电灯的电流是IL=U/R=6V/12Ω=0.5A
(2)所以电流表的示数是I=IL+IR0=0.45A+0.5A=0.95A
(3)若把导线M、N分别接到A、B接线柱上,闭合开关S,把滑片P移到a端.此时电路是R0与L的串联电路,当小灯泡消耗的电功率为1.08W时,由P=UI=,得灯泡的两端的电压U===3.6V此时电阻R0两端的电压为2.4V 由图象可知,此时通过电阻的电流是0.3A
由P=UI=2.4V×0.3A=0.72W
考点∶电学知识点的综合运用
15.(1)12Ω
(2)6Ω
(3)18Ω
(4)见解析
【详解】(1)灯泡的电阻
(2)当S闭合, S₁、S₂都断开时, 灯 L 和滑动变阻器串联,灯正常发光时滑动变阻器两端的电压为
此时电路中的电流为
滑动变阻器连入电路的阻值为
(3)闭合S、S₁、S₂时, 灯L 不工作, R₀与滑动变阻器并联, 电流表测量干路电流,为I=2A,则此时滑动变阻器所在支路的电流为
并联电路干路电流等于支路电流之和,则R0的阻值
(4)由可知,电路中电流越大,电路的电功率越大,灯泡允许通过的最大电流为0.5A,电流表的最大测量值为3A,所以在保证电路各元件安全的情况下,应闭合S、S₁、S₂,R₀与滑动变阻器并联,滑动变阻器的滑片调到某个位置时,使电路中电流为I=3A时,整个电路消耗的功率最大。
16.(1)22Ω;(2)198Ω;(3)20%
【详解】解:(1)由图知道,当变阻器接入电路的阻值为0时,电路为R0的简单电路,此时总电阻最小,电路的总功率最大,为2200W;由知道,R0的阻值为
(2)当变阻器接入电路的阻值最大时,总电阻最大,电路的总功率最小,为220W;此时两电阻串联,由知道,电路的总电阻为
所以变阻器R的最大阻值
R最大=R总-R0=220Ω-22Ω=198Ω
(3)由 知道,电烤箱的功率为2000W时加热10min,消耗的电能
W电=Pt=2000W×5×60s=6×105J
蛋糕温度升高60℃,吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=2.0×103J/(kg℃)×1kg×60℃=1.2×105J
该电烤箱加热的效率是
答:(1)电阻R0的阻值是22Ω;
(2)变阻器R的最大阻值是198Ω;
(3)该电烤箱加热的效率是20%。
答案第1页,共2页
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