专题04 电功率(湖南专用)-【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(湖南专用)
2024-12-19
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2份
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117页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电功和电功率 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 38.49 MB |
| 发布时间 | 2024-12-19 |
| 更新时间 | 2024-12-19 |
| 作者 | tr_chen |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-12-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49447020.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题04 电功率
考点一 电能及电能表
1.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)关于能量及能量之间的转化,下列说法正确的是( )
A.火山具有内能,冰山不具有内能
B.火箭在加速上升时,机械能保持不变
C.电风扇正常工作时,主要是将电能转化为机械能
D.坠落的陨石在空中划过一道亮光时,内能转化为机械能
2.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)大山上次查看家中电能表示数为,本次查看时电能表示数如图所示。则下列说法正确的是( )
A.家庭电路中电能表一般安装在总开关之后
B.电能表是测量电功率的仪表
C.他家在这段时间内消耗的电能为
D.若只让一个标有“220V,1000W”的电热水器正常工作40min,则电能表的转盘转2400转
3.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)图示是某家庭电路中电能表的表盘,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.该电能表已消耗电能31.6kW•h
C.该电能表允许通过的最大电流为5A
D.该家庭电路每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转过3000转
4.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)小丽想了解一下自己家里的用电情况,5月1日,她家电能表示数如甲图所示,6月1的电能表的示数如乙图所示,则下列说法中正确的是( )
A.小丽家的电能表是计量电功率的仪表
B.小丽家的用电器在5月份总共消耗了2000kW·h的电能
C.该电能表工作时电流可以达到50A
D.该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能0.5kW·h
5.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)李芳家的电能表表盘如图,关于其技术参数的说法错误的是( )
A.适用的电路电压为220V
B.该电表应该在50Hz的电路中工作
C.电路已消耗的电能是73256kW·h
D.转盘每转3000圈,电路中消耗的电能为 1kW·h
考点二 电功
6.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是3∶5,此时灯L1、L2的电功之比是和电流之比分别是( )
A.3∶2,1∶1
B.1∶1,5∶3
C.1∶1,2∶3
D.2∶3,1∶1
7.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关,电流表示数为0.6A,再闭合,电流表示数变化了0.2A,则同时闭合、后,相同时间内、消耗的电能之比是( )
A.2∶1 B.1∶2 C.3∶1 D.1∶3
8.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)某智能手机的锂电池上标有,4200mA·h字样。手机在充电过程中,手机电池相当于电路中的 (填“电源”或“用电器”), 充满电后电池储存的电能多少可用公式W= 计算。细心的小明发现电动汽车的充电线比手机的充电线要粗得多,这是因为材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越 。
9.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)华为手机的横空面世,打破了西方世界对我国芯片的封锁,其锂电池上面标明电压为,容量为,给它充电时,是电能转化为 能,充满电后,大约存储了 J电能。
10.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)由于科技进步,部分民航公司允许乘客在飞机正常飞行时间使用笔记本电脑,但是为了安全,旅客只可以随身携带0.16kW·h以下的可充电设备。某旅客携带的笔记本电脑电池容量约为2000mA·h,上面标明电压为20V。该旅客 (填“可以”或“不可以”)将此笔记本电脑带上民航飞机。给笔记本电脑充电时,此时蓄电池相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。
11.(23-24九年级上·湖南·期末)某段输电线路的总电阻为0. 5Ω,输送电流为100A,每输电10s这段线路便会损耗 J的电能;如果用 材料做输电线输送电能,就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
12.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)景恒同学研究欧姆定律时,发现两只定值电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示。当把这两只电阻串联接在6V电源上时,
(1)电阻R1是 Ω,R2是 Ω;
(2)通过R1的电流是 A;
(3)通电10s后,电路消耗多少焦耳电能?( )
13.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)如图所示,电源电压恒定。,当S闭合,断开时,电流表的示数为0.3A;当S、都闭合时,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)的阻值;
(3)S、都闭合时,通电1min电路消耗的总电能是多少?
14.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为。当开关S闭合时,电流表的示数为,求
(1)的阻值;
(2)两端的电压
(3)通电,电路消耗的电能。
考点三 电功率
15.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示的电路中,电源电压且保持不变,电阻,变阻器的最大值为,电流表量程为,电压表量程为,为保障电路安全,下列说法正确的是( )
A.变阻器连入电路的阻值范围是
B.变阻器连入电路的阻值范围是
C.电流表示数的最小值是0.25A
D.电路消耗的最小功率为0.81W
16.(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
17.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)下列电器正常工作时,功率最大的可能是( )
A.手电筒 B.电视机 C.电脑 D.空调
18.(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
19.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6V,6W”和“6V,3W”字样,电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.只闭合时,甲、乙两灯的实际功率之比为
B.只闭合、时,甲、乙两灯的实际功率之比为
C.只闭合、时,电路的总功率为6W
D.只闭合、时,电路的总功率为3W
20.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)如图所示某同学家本月电能表的示数是 ,考虑到电能表的安全使用,他家同时工作的用电器总功率不超过 W。单独接入某用电器工作一段时间,电能表的转盘转过300圈,该用电器消耗 的电能。
21.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)如图所示,由电阻R和灯泡L,的I-U图像可知,将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电源电压为4V,则电路的电流为 A,灯泡L消耗的功率为 W。
22.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)小可发现家中电能表如图所示,此时电能表的示数为 kW•h。她关闭其他用电器,只让电热水壶单独接入家庭电路中,工作6min,指示灯闪烁150次,消耗电能是 kW•h;则该电热水壶消耗的电功率为 W。
23.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示的电路中,标有“6V 3W”,标有“3V 3W”,闭合开关后,两灯均发光,两电压表示数之比 ;若将两灯并联后接入3V电路中,则两灯的实际功率之比 。(不计温度对灯丝电阻的影响)
24.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示,L是标有“6V 1.8W”字样的灯泡,R是定值电阻,断开开关,闭合开关和,灯泡正常发光,电流表的示数为0.40A(假设灯丝电阻不变)。
(1)求灯泡正常发光时,1min内灯泡消耗的电能。
(2)断开开关,闭合开关和,求此时定值电阻R在1分钟内产生的电热。
(3)断开开关和,闭合开关,改变电源电压,使灯泡正常发光,求电路的总功率。
25.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示,电源电压U保持不变,定值电阻的阻值是,滑动变阻器最大阻值为。当S、闭合,断开时,电流表示数为0.2A;当S、闭合,断开,且滑片P在b端时,电流表示数为0.1A。求:(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(1)电源电压U;
(2)灯泡L的阻值;
26.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示是思思同学在网上查阅的一幅“220V 40W”白炽灯泡电流与电压关系的图像。问:
(1)该灯泡正常发光时的电阻是多少?结合图像可以分析出灯泡的电阻随着温度的升高而怎样变化?
(2)若把两只这样的灯泡串联在220V电路中,两灯泡的总功率为多大?
27.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)如图所示电路中,电源电压不变,R1=3Ω,R2=6Ω,求:
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电流表示数为1A,求电源电压。
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,通电1min,求电阻R1消耗的电能。
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,求电路中的总功率。
考点四 测量小灯泡的电功率
28.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)(多选)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电压的关系—使定值电阻两端电压保持恒定
B.探究电流与电阻的关系—使A、B两点间电压保持恒定
C.测量定值电阻的阻值—多次测量求平均值,减小误差
D.测量小灯泡的电功率—改变小灯泡两端电压,求平均电功率
29.(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。
30.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)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.要求:滑动变阻器向左移动时,小灯泡的亮度变暗 ;
(2)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表有示数,则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,在实验中电流表、电压表都正常工作且都有示数,灯泡能发光,滑动变阻器也正常工作,但无论怎么调节滑动变阻器,电压表示数都低于2.5V,则原因可能是 ,改变这种现象应采取的措施是 ;
(4)某次实验,电压表示数如图丁所示,要使小灯泡正常发光,则滑动变阻器的滑片应向 (填“C”或“D”)端滑动。若小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(5)根据测出的数据,画出小灯泡的电流与电压变化的关系图像,如图丙所示,发现图线是弯曲的,其主要原因是 ;由此可知灯泡的亮度取决于 。
31.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时,灯泡上标有“2.5V”字样。小红设计了实验电路图,如图甲所示,并连接了部分实验电路,如图乙所示。
(1)请帮助小红完成实验电路的连接 ;
(2)连接电路的时候,必须将滑动变阻器的滑片移到最 端;(左或右)
(3)小红调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
32.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)小明设计了如图甲所示的电路图,用来测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的电功率。各元件都完好,电源电压保持不变。
(1)小明将各元件连接成如图乙所示的电路,请指出其中的错误: ;
(2)电路调整正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到 时,表明小灯泡正常发光,此时电流表的示数(选择量程为0.6A)如图丙所示,则小灯泡正常发光时灯丝的电阻是 (保留一位小数);
(3)为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系,小明继续调节滑动变阻器的滑片,并记录数据如下表,发现第3次实验小灯泡最亮,此时小灯泡的实际电功率为 W。
实验次数
1
2
3
电压表示数/伏
2.0
2.4
2.8
电流表示数/安
0.24
0.27
0.35
33.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)圆圆在做“测量小灯泡的电功率”的实验,如图甲,小灯泡的额定电压为。
(1)闭合开关,移动滑片,使小灯泡正常发光,若此时电流表的示数是,请帮她算出小灯泡的额定功率是 W;
(2)她想利用本实验装置来探究电流与电压的关系,你认为她 (选填“能”或“不能”)完成探究实验;
(3)她想创新,设计了如图乙所示的电路,小灯泡的额定电压为,为阻值等于的定值电阻。测量过程如下:
①闭合开关S和,断开,调节滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为 A时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,将开关断开,和闭合,读出电流表的示数为I;则小灯泡的额定功率表达式 (用已知量和测量量表示);
(4)她接着又设计了如图丙所示的电路测量的电阻:
①闭合开关S,把开关拨至a处,把滑片P移动到某一位置,记下电压表示数U;
②闭合开关S,将开关拨至b处,保持滑片的位置不变,记下电压表示数;
则的阻值的表达式: 。
34.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)小明想测小灯泡的额定功率,他选用了以下器材:标有“2.5V”的小灯泡(电阻约10Ω)、电源为6V的干电池组、电流表、电压表、开关、导线若干,另有三种规格的滑动变阻器分别标有“10Ω;1A”、“20Ω;0.5A”、“50Ω;0.2A”字样。
(1)请你帮小明选择一只合适的滑动变阻器,规格为 ;
(2)实验中,小明连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当小灯泡两端的电压达到额定电压后,电流表的示数如图乙所示,则小明测得小灯泡的额定功率是 W;
(3)小明打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两只开关,利用一只电流表测量该小灯泡的额定功率,设计的电路如图丙所示,其方案如下:
①闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器,使电流表示数为 A,表明小灯泡正常发光;
②闭合开关S1、S2,保持滑片位置不变,测出通过小灯泡的电流I0;
③计算小灯泡的额定功率。
仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率,其原因是 。
35.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)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,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;( )
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表没有示数。经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”);
(3)移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应持滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像;
(4)由图像可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如下图所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S2,断开开关S1, ,使电流表示数为I额;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,记下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。
36.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)小明用甲图所示器材,测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)用笔画线代替导线,请将图中所示器材连接成正确测量的完整电路;( )
(2)小明在连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表没有示数。产生故障的原因可能是灯泡 ;
(4)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)小明又设计了如图丙所示的电路,测量额定电压为U额的小灯泡正常工作时的电阻,已知定值电阻的阻值为R0,电源电压恒定不变。
①闭合开关S、S2,断开S1,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为;
②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时电阻表达式为:R= (用U额、R0和I表示)。
37.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)小华和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中,灯泡的额定电压为2.5V,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“”。
(1)正确连线后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(2)滑片P移到某处时,电压表示数为2V时,要使小灯泡正常发光,应 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值;此小灯泡的额定功率是 W。
38.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组用如图甲所示的器材“测量小灯泡的电功率”,其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V;
(1)闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动;
(2)调节滑片,测出多组数据,绘制出如图丙所示的I﹣U图像,由图像可知①小灯泡的额定功率为 W;②小灯泡灯丝的电阻随其两端电压的增大而 。
39.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)在测量小灯泡电功率的实验中,灯泡上标有2.5V字样。
(1)如图甲所示,所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(2)正确接线后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至 (选填A或B)端;开关闭合后,小明发现电压表、电流表均有示数,但小灯泡不亮,经检查各元件完好,为了能使小灯泡发光,下一步应进行的操作是 (填序号);
A.检查各接线柱是否完好连接
B.更换小灯泡
C.将变阻器的滑片向B端移动
(3)实验中移动滑片P到某一位置时电压表示数为2.3V,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (填A或B)端移动直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 。
40.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)图甲是小强设计的测量小灯泡电功率的实验电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整 ;
(2)小强在实验过程中,某次电流表表盘如图丙所示,此时小灯泡正常发光,请问小灯泡的额定功率的是 W;
(3)小强还想用同样的器材测量小灯泡的电阻,选择合适的量程,移动滑片,读出了三组实验数据。粗心的他随手把数据写在草稿本上,而没有填到对应表格中去,请帮小强算出电压表示数为1.5V时小灯泡的电阻为 Ω。
41.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”实验中,连接电路如甲所示,电源电压为3V,电表完好。
(1)连接电路时,滑动变阻器的滑片应滑到 端(填“A”或“B”),可以起到保护电路作用;
(2)按图甲连接好电路后闭合开关,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数始终接近电源电压。若只有一个元件有问题,则故障原因是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
42.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)小明想测量小灯泡的额定功率,这个灯泡的额定电压为2.0V,正常发光时的电阻约为8Ω,实验室中有如下器材:一个电压表、一个电流表、一个开关,电压为6V的电源,滑动变阻器,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时变阻器阻值变大) ;
(2)小明在连接好电路的最后一根导线时,发现电压表指针立刻偏到最大刻度处,小灯泡却不亮,且电流表也没有示数,上述现象反映他在操作中存在的不规范之处是 ;出现上述故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,小明发现他很幸运,电压表并没有因此而损坏,小明便开始进行测量,调节滑动变阻器滑片位置直到电压表读数为2.0V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W;
(4)此实验只用电流表而不用电压表也能测小灯泡额定功率,其电路如图丙所示,Ω,其中关键的一步是必须调节滑动变阻器,使电流表数为 A时,再读出电流表A1的示数,才能计算出小灯泡的额定功率。
考点五 焦耳定律
43.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)以下不是利用电流热效应工作的家用电器是( )
A.电风扇 B.电饭煲 C.电烤炉 D.电热水器
44.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)两电阻丝串联接入电路,已知R1∶R2=1∶2,通电相同时间后,R1、R2产生的热量之比为( )
A.1∶4 B.1∶2 C.4∶1 D.2∶1
45.(23-24九年级上·湖南益阳·期末)将一根10Ω的电阻丝接入电源两端,通电20s,电流产生的热量是50J。若将另外一根相同规格的电阻丝与并联接入同一电源的两端,通电相同时间,电流产生的热量是( )
A.25J B.50J C.100J D.150J
46.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)(多选)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少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,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是( )
A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B.甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多
C.乙实验通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
47.(23-24九年级上·湖南常德·期末)某电热器的阻值为420Ω,通过的电流为1A,通电10min产生
48.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的装置,甲、乙、丙三个容器内盛有同种液体。
(1)容器内盛的液体选 (填“水”或“煤油”),更易于观察到温度的变化;
(2)本实验通过 (填“加热时间”或“温度计示数”)比较电阻丝产生的热量的多少;
(3)甲、丙可以探究电流通过导体产生的热量与 大小有关。
49.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)某同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图。
(1)实验中通过观察两个U型管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少;
(2)你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系;
(3)由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的 越大,电阻产生的热量越多。
50.(23-24九年级上·湖南益阳·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)小华利用此装置,探究的问题是:在 相同、通电时间相同的情况下,电流通过导体产生的热量跟 的关系;
(2)电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较;
(3)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,则原因可能是 。
51.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验中,小军利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图所示,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)要探究电热与电阻的关系,应选用 两个装置串联接到电源两端进行实验;
(2)选用乙、丙两个装置串联接到电源两端进行实验,是为了探究电热与 的关系;
(3)根据探究可知:电热毯的电阻丝断掉后,如果将两个断头连接后继续使用,连接处往往比别处的温度高,原因是 。
52.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计,盒外采用优质保温材料包裹。
(1)盒外包裹采用的优质保温材料,从节能方面看,应具有 (填绝热或导热)性能;
(2)保持水的质量和电流不变,换用不同阻值的电阻丝R,记录水温变化ΔT和通电时间t的数据,整理部分数据并绘制图像如图乙;根据上述实验可知:当电流和通电时间一定时,电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成 (填“正”或“反”)比;
(3)保持水的质量、电阻和通电时间不变,改变电流大小,相关数据整理如丙表,表中X的值为 。
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的温度ΔT/℃
0.4
0.9
X
2.5
3.6
53.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)某同学用实验室的器材和一个湿敏电阻,将实验室的电压表改装成了一个可以测量湿度的监测仪,如图甲所示为其内部的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻的阻值为,湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系图像如图乙所示,求:
(1)空气湿度为0时,电路工作10min产生的焦耳热;
(2)电压表示数为9V时,空气的湿度;
(3)电压表示数为9V时,该电路消耗的总功率。
考点六 挡位问题
54.(23-24九年级上·湖南株洲·期末) 具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。如图是模拟加热原理图,四段电热丝电阻均为20Ω。当开关旋至1挡时,电路中的电流为0.5A,测试电源电压恒定。
(1)测试电源的电压为 V,开关旋至“1”挡,开启 功能;
(2)后视镜玻璃的质量为80g,玻璃的比热容为0.75×103J/(kg•℃)。某次除露测试时,开启除露功能后,30s可使后视镜玻璃温度升高5℃,求此时的加热效率为多少?( )
【答案】 20 防雾 50%
55.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)如图所示是某调温型电烤箱的简化电路图,它的额定工作电压为220V,和均为电烤箱中的加热元件,的阻值为77Ω,低温挡电烤箱的电功率为400W。
(1)正常工作时,低温挡的电流是多大?(结果保留一位小数)
(2)的阻值是多少?
(3)电烤箱在高温挡正常工作5分钟所产生的热量是多少?
56.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图甲是有高、低温两挡的种电热饭盒,高温挡电功率为242W,简化电路如图乙,R1和R2均为发热电阻,且R2=800Ω,S为单刀双掷开关。
(1)高温挡工作100s,消耗的电能是多少;
(2)请分析当S接触点2时处于什么挡,并求R1阻值;
(3)某国家庭电路只能提供110V电压,求此电热饭盒在某国以低温挡工作时的功率。
57.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图甲为常用的电热饮水机,其电路原理如图乙所示,该饮水机的额定电压为220V,加热电功率为1100W,保温电功率为44W,R1、R2均为电热丝(R1、R2的电阻不随温度变化)。求:
(1)该饮水机加热时的电流;
(2)电热丝R2的电阻;
(3)假设饮水机加热工作时热效率为100%,利用该饮水机将1千克初温为20℃的水加热到75℃所需要的时间。(c水=4.2×103J/(kg·℃))
58.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)某家用电热水壶额定容量是1L,有加热和保温两挡,内部简化电路(虚线框内为加热电路部分),其中R1和R2为阻值不变的发热电阻,S是手动开关,S1是温控开关。手动闭合S,将S1同时接1、2时,电热水壶处于高温加热状态,红灯亮,温控开关S1自动与1、2同时断开切换到与3接触变为低温保温状态,红灯灭,绿灯亮(绿灯电阻忽略不计),将电热水壶中装入额定容量、初温为12℃的水,闭合开关S,S1同时接1、2来加热壶中的水;336s时,红灯灭绿灯亮,R1的功率之比是100:1。忽略热量损失,已知:,c水=4.2×103J/(kg•℃),水壶工作时电压为220V,求:
(1)此次高温加热过程中水吸收的热量;
(2)该电热水壶的高温加热功率;
(3)该电热水壶加热电阻R1的阻值;
(4)该电热水壶加热电阻R2的阻值。
59.(23-24九年级上·湖南益阳·期末)小华用零花钱给妈妈买了一款网红USB恒温杯,如甲图所示,只要将杯子装水放上杯垫,这样妈妈就能随时喝到温水了。聪明的小华非常好奇其工作原理,于是和同学们一起设计了图乙所示的电路R1=7.5Ω,R2=5Ω,通过开关的断开和闭合可以实现“加热挡”和“保温挡”的控制。利用该电路“加热挡”可将100mL水从25℃加热至45℃,用时35min。已知水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。求该过程中:
(1)水吸收的热量;
(2)加热挡的电功率;
(3)此电路加热水的效率。
60.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)如图为雯雯家新买的电煲锅,它有加热和保温两种功能。[]求:
额定电压
220V
额定频率
50Hz
保温功率
110W
加热功率
1100W
(1)若电煲锅内装有1kg米饭,从10℃加热到100℃,米饭吸收多少热量?
(2)电饭锅在加热档工作时,电路中通过的电流是多少安?
(3)若电煲锅将1kg的米饭从10℃加热到100℃,需要10min时间,请计算电饭锅的加热效率是多少?
61.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图,其中R1为加热管,R2为限流电阻,只有加热管放出的热量能被水吸收。S1是温控开关(也叫防干烧开关),S、S2是手动开关,调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态,下表是该电热水壶的铭牌。
(1)加热水壶处于加热状态时,手动开关S、S2应处于什么状态?正常工作时,通过加热管R1的电流为多少?
(2)电热水壶正常工作,在1标准大气压下,将一满壶初温为20℃的水烧开,水需要吸收多少热量?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)水烧开后,让电热水壶处于保温状态,若R2=165Ω,则电热水壶的保温功率为多少?
(4)小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长,晚上他进行了测量,关掉家里其他电器,仅电热水壶工作,他观察到家里电能表(如图乙)1min转盘转了40转,则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少?
XX牌电热水壶
额定电压
220V
最大容量
1.5L
额定加热功率
880W
保温功率
额定频率
50Hz
62.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图甲电路,电源电压不变,L为灯泡,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,滑片置于A点时灯泡正常发光,向某一方向移动滑片,当滑片从A点滑到某一端B点的过程中(A、B两点图中未标出),电流表示数与两电压表示数变化关系如图乙所示。该过程中电流表示数 (填“变大”“不变”或“变小”),滑动变阻器的最大阻值 ,滑片在A点时,的电功率 W。
63.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)在综合实践活动课上,小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定为4.5V,R1为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片Р由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光。此过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2(电压表V2未画出)示数变化关系图像如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电功率为 W,若灯泡能正常发光且安全,R2的滑片可自由移动,需再串联一个阻值为 Ω的电阻。
64.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)如图所示,电源电压U保持不变,灯泡L标有“8V,4W”字样。当开关、都闭合,滑片P移到最左端时,电流表的示数为I,电压表、和的示数分别为、和,消耗的功率为,电路消耗的总功率为P;当开关闭合,断开,滑片P移到最右端时,电流表的示数为,电压表、和的示数分别为、和,消耗的功率为,电路消耗的总功率为,此时灯泡L恰好正常发光,已知,,则 , 。
65.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图甲、乙所示,某科技小组自制了一个测量水深度的装置,它由测量头和控制盒构成,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的面积为2cm2的压敏电阻R1,R1的电阻随水对它的压力F的变化而变化关系如图丙所示。控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90Ω的滑动变阻器R2,电源电压保持不变。通过电路调节,可使控制盒的功率达到最大值Pm,科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度,不计导线的电阻,电压表的量程为0~3V。小组在确保电路安全的情况下,进行如下电路操作:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)R1未放入水中时,闭合S, 断开S1,将 R2的滑片移至最上端,此时电压表示数达到最大值,R0的电功率为 P0;求 :R1 未放入水中时的电阻为 ;
(2)测量头放到水下深度h1=10m 时,压力F 为20N, 闭合S,断开S1,将R2的滑片移至某一位置时,R0的电功率为P0′,电路的总功率为P总,R1的电功率为P1,已知P0︰P0′=9︰4,P总︰P1=6︰1, 求:此时R0 两端的电压为 V。
66.(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。
67.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示的电路。电源电压恒定,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过最大电流为1A。小灯泡L标有“2.5V,0.25A”字样,其图像如图乙所示。只闭合时,电流表的示数为,电阻消耗的功率为;变阻器滑片P移到端,所有开关都闭合时,电流表的示数为,电阻消耗的功率为,且。
(1)求小灯泡L正常发光时的电功率;
(2)求电阻;
(3)若只闭合,且电压表的量程为0~3V。在保证电路元件都安全的情况下,求变阻器接入电路的阻值变化范围。
68.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)如图甲所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“12V,6W”的字样,其电阻随温度的变化而变化,滑动变阻器的规格为“?Ω 2A”,闭合开关S,开关拨至1,将滑片从最右端向左移,滑动变阻器的功率P随电流变化关系如图乙所示,滑动变阻器两端的电压随电流变化关系如图丙所示,乙、丙两图中M点对应滑片位置相同。
(1)求灯泡正常发光时灯丝的电阻;
(2)求滑动变阻器的最大阻值;
(3)开关拨至2,在保证电路安全的前提下,先将滑片滑至某一位置,小灯泡恰好正好发光,再将滑片滑至某一端点,小灯泡电功率变化了5.7W,此时滑动变阻器的功率为多少?
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专题04 电功率
考点一 电能及电能表
1.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)关于能量及能量之间的转化,下列说法正确的是( )
A.火山具有内能,冰山不具有内能
B.火箭在加速上升时,机械能保持不变
C.电风扇正常工作时,主要是将电能转化为机械能
D.坠落的陨石在空中划过一道亮光时,内能转化为机械能
【答案】C
【详解】A.内能是物体的所有分子做无规则运动的动能与分子势能的总和,一切物体都有内能,故A错误;
B.火箭在加速上升时,速度增大,所以机械能增大,故B错误;
C.电风扇正常工作时,消耗电能,主要是将电能转化为机械能,还有一部分电能转化为内能,故C正确;
D.坠落的陨石在空中划过一道亮光时,将机械能转化为内能,故D错误。
故选C。
2.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)大山上次查看家中电能表示数为,本次查看时电能表示数如图所示。则下列说法正确的是( )
A.家庭电路中电能表一般安装在总开关之后
B.电能表是测量电功率的仪表
C.他家在这段时间内消耗的电能为
D.若只让一个标有“220V,1000W”的电热水器正常工作40min,则电能表的转盘转2400转
【答案】D
【详解】A.家庭电路中,输电线进户后首先接到电能表上,后面依次是总开关、保护设备、用电器和导线等,故A错误;
B.电能表是测量消耗电能的仪表,不是测量电功率的,故B错误;
C.电能表的最后一位是小数,则他家在这段时间内消耗的电能
故C错误;
D.表示电路中每消耗的电能,电能表的转盘转过;
若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作40min,消耗的电能
电能表的转盘转过的圈数
故D正确。
故选D。
3.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)图示是某家庭电路中电能表的表盘,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.该电能表已消耗电能31.6kW•h
C.该电能表允许通过的最大电流为5A
D.该家庭电路每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转过3000转
【答案】D
【详解】A.电能表是测量电能的仪表,不能直接测量电功率,故A错误;
B.电能表测量是这段时间家里所有用电器消耗的电能,而不是电能表消耗的电能,故B错误;
C.该电能表允许通过的最大电流为10A,故C错误;
D.根据3000r/kW·h,表示该家庭电路每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转过3000r,故D正确。
故选D。
4.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)小丽想了解一下自己家里的用电情况,5月1日,她家电能表示数如甲图所示,6月1的电能表的示数如乙图所示,则下列说法中正确的是( )
A.小丽家的电能表是计量电功率的仪表
B.小丽家的用电器在5月份总共消耗了2000kW·h的电能
C.该电能表工作时电流可以达到50A
D.该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能0.5kW·h
【答案】D
【详解】A.电能表是测量电路中消耗电能多少的仪表,故A错误;
B.由图可知,5月初电能表的示数1042.8kW·h,6月初电能表的示数1242.8kW·h,则该家庭在这段时间内总共用电
W=W2-W1=1242.8kW·h-1042.8kW·h=200kW·h
故B错误;
C.由电能表的表盘信息可知,该电能表工作时,允许通过的最大电流可以达到40A,故C错误;
D.1200r/(kW·h)表示每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转1200转,则该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能
故D正确。
故选D。
5.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)李芳家的电能表表盘如图,关于其技术参数的说法错误的是( )
A.适用的电路电压为220V
B.该电表应该在50Hz的电路中工作
C.电路已消耗的电能是73256kW·h
D.转盘每转3000圈,电路中消耗的电能为 1kW·h
【答案】C
【详解】A.如图所示的电能表额定电压为220V,适用的电路电压为220V,故A正确,不符合题意;
B.该电能表适用于50Hz的交流电路,应该在50Hz的电路中工作,故B正确,不符合题意;
C.电能表的最后一位是小数点的后一位,表明电路已消耗的电能是7325.6kW·h,故C错误,符合题意;
D.转盘每转3000圈,电路中消耗的电能为
故D正确,不符合题意。
故选C。
考点二 电功
6.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,甲、乙两个电表的示数之比是3∶5,此时灯L1、L2的电功之比是和电流之比分别是( )
A.3∶2,1∶1
B.1∶1,5∶3
C.1∶1,2∶3
D.2∶3,1∶1
【答案】A
【详解】开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,两表均应为电压表,如果为电流表则会出现短路,故其中甲电压表测L1两端电压,乙电压表测电源电压,两灯串联,电流之比为
两表电压之比为
则两灯电压之比为
此时灯L1、L2的电功之比是
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关,电流表示数为0.6A,再闭合,电流表示数变化了0.2A,则同时闭合、后,相同时间内、消耗的电能之比是( )
A.2∶1 B.1∶2 C.3∶1 D.1∶3
【答案】C
【详解】闭合开关S1,电路为R1的简单电路,电流表示数为0.6A,则通过R1的电流I1=0.6A, 再闭合S2,两电阻并联,电流表测总电流,由于并联电路中各电阻互不影响,所以通过R1的电流仍然为0.6A, 电流表示数变化了0.2A,则说明通过R2的电流为I2=0.2A, 由于并联电路各支路两端的电压相等,则U1=U2, 所以,在相同时间内R1、R2消耗的电能之比
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)某智能手机的锂电池上标有,4200mA·h字样。手机在充电过程中,手机电池相当于电路中的 (填“电源”或“用电器”), 充满电后电池储存的电能多少可用公式W= 计算。细心的小明发现电动汽车的充电线比手机的充电线要粗得多,这是因为材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越 。
【答案】 用电器 UIt 小
【详解】[1]手机在充电过程中,手机消耗电能,故手机电池相当于电路中的用电器。
[2]充满电后电池储存的电能,可以根据计算存在的电能。
[3]根据电阻影响因素可知,材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小。
9.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)华为手机的横空面世,打破了西方世界对我国芯片的封锁,其锂电池上面标明电压为,容量为,给它充电时,是电能转化为 能,充满电后,大约存储了 J电能。
【答案】 化学
【详解】[1]电池充电和供电是相反的过程,充电时是把电能转化为化学能,放电时是把化学能转化电能。
[2]手机锂电池充满电后,存储的电能
W=UIt=3.7V×5000×10-3A×3600s=6.66×104J
10.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)由于科技进步,部分民航公司允许乘客在飞机正常飞行时间使用笔记本电脑,但是为了安全,旅客只可以随身携带0.16kW·h以下的可充电设备。某旅客携带的笔记本电脑电池容量约为2000mA·h,上面标明电压为20V。该旅客 (填“可以”或“不可以”)将此笔记本电脑带上民航飞机。给笔记本电脑充电时,此时蓄电池相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。
【答案】 可以 用电器
【详解】[1]笔记本电脑电池充满电后储存的电能
W=UIt=20V×2000×10-3A×1h=40W·h=0.04kW·h
因为0.04kW·h<0.16kW·h,所以该旅客可以将此笔记本电脑带上民航飞机。
[2]给笔记本电脑充电时,将电能转化为蓄电池的化学能,相当于外电路在给蓄电池做功,此时蓄电池相当于电路中的用电器。
11.(23-24九年级上·湖南·期末)某段输电线路的总电阻为0. 5Ω,输送电流为100A,每输电10s这段线路便会损耗 J的电能;如果用 材料做输电线输送电能,就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
【答案】 50000 超导
【详解】[1]每输电10s,这段电路损耗的电能
W=I2Rt=(100A)2×0.5Ω×10s=50000J
[2]由于线路存在内阻会损耗电能,所以可用超导材料做输电线,因为超导材料的电阻为0,可降低由于电阻引起的电能损耗。
12.(22-23九年级上·湖南株洲·期末)景恒同学研究欧姆定律时,发现两只定值电阻R1和R2的I﹣U图像如图所示。当把这两只电阻串联接在6V电源上时,
(1)电阻R1是 Ω,R2是 Ω;
(2)通过R1的电流是 A;
(3)通电10s后,电路消耗多少焦耳电能?( )
【答案】 10 20 0.2 12J
【详解】(1)[1][2]若电阻R1和R2的电压都是4V时,由图象可知此时通过R1的电流为0.4A,通过R2的电流为0.2A,此时R1的阻值
此时R2的阻值
(2)[3]当把这两只电阻串联接在6V电源上时,电路的总电阻
R总=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
由欧姆定律可得电路中的电流
(3)[4]通电10s后,电路消耗电能
W=U总It=6V×0.2A×10s=12J
13.(22-23九年级上·湖南邵阳·期末)如图所示,电源电压恒定。,当S闭合,断开时,电流表的示数为0.3A;当S、都闭合时,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压;
(2)的阻值;
(3)S、都闭合时,通电1min电路消耗的总电能是多少?
【答案】(1)6V;(2)30Ω;(3)180J
【详解】解:(1)由图可知,当开关S闭合,S1断开时,只有R1工作,电流表示数即为通过R1的电流,则电源电压
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V
(2)当开关S、S1都闭合时,R1、R2并联,电流表测量干路电流, 根据并联电路电流的特点可知,电流表示数的变化量即为通过R2的电流, 则R2的阻值
(3)当开关S、S1都闭合时,通电1min电路消耗的总电能
W=UIt=6V×0.5A×1×60s=180J
答:(1)电源电压为6V;
(2)R2的阻值为30Ω;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电路消耗的总电能是180J。
14.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为。当开关S闭合时,电流表的示数为,求
(1)的阻值;
(2)两端的电压
(3)通电,电路消耗的电能。
【答案】(1)20Ω;(2)4V;(3)720J
【详解】解:(1)由电路图知道,R1与R2串联,电源电压U=6V,电阻R1的阻值为10Ω,电流表的示数为I=0.2A,由串联电路的电压规律可知
即
(2)R2两端的电压
(3)通电时间t=10min,电路消耗的电能
答:(1)R2的阻值为20Ω;
(2)R2两端的电压U2为4V;
(3)通电10min,电路消耗的电能为720J。
考点三 电功率
15.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示的电路中,电源电压且保持不变,电阻,变阻器的最大值为,电流表量程为,电压表量程为,为保障电路安全,下列说法正确的是( )
A.变阻器连入电路的阻值范围是
B.变阻器连入电路的阻值范围是
C.电流表示数的最小值是0.25A
D.电路消耗的最小功率为0.81W
【答案】A
【详解】ABC.由电路图可知,滑动变阻器与电阻串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,已知电流表量程为,所以电路中允许通过的最大电流,电流最大时,总电阻最小,滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律可得,电阻两端的电压
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的最小电压
因串联电路中各处的电流相等,所以,根据可得滑动变阻器连入电路的最小电阻
当电压表示数最大为时,根据分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时两端电压
电路中的最小电流为
滑动变阻器接入电路的最大电阻
变阻器接入电路的阻值范围为,电流表示数的最小值是0.3A,故A正确,BC错误;
D.电路消耗的最小功率
故D错误。
故选A。
16.(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
【详解】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。
17.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)下列电器正常工作时,功率最大的可能是( )
A.手电筒 B.电视机 C.电脑 D.空调
【答案】D
【详解】由生活常识可知,手电筒功率约为0.5W~1W;电视机功率约为130W;电脑功率约为200W,家用空调的功率约为800W~2800W;因此功率最大的是空调。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
18.(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
【详解】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。
19.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6V,6W”和“6V,3W”字样,电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.只闭合时,甲、乙两灯的实际功率之比为
B.只闭合、时,甲、乙两灯的实际功率之比为
C.只闭合、时,电路的总功率为6W
D.只闭合、时,电路的总功率为3W
【答案】B
【详解】不考虑温度对灯丝电阻的影响,则
A.只闭合时,甲、乙两灯串联,通过两灯的电流相等,根据可知,甲、乙两灯的实际功率之比为电阻之比,即
故A错误;
BD.只闭合、时,甲、乙两灯并联,甲、乙两灯的实际电压均等于额定电压6V,所以实际功率都等于额定功率,则
电路的总功率为
6W+3W=9W
故B正确,D错误;
C.只闭合、时,甲灯被短路,乙灯两端的实际电压等于额定电压6V,实际功率等于额定功率3W,即电路的总功率为3W,故C错误。
故选B。
20.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)如图所示某同学家本月电能表的示数是 ,考虑到电能表的安全使用,他家同时工作的用电器总功率不超过 W。单独接入某用电器工作一段时间,电能表的转盘转过300圈,该用电器消耗 的电能。
【答案】 4353.6 8800 0.1
【详解】[1]由图示知,电能表的示数为4353.6kW∙h。
[2]由电能表的参数知,电路允许通过的最大电流为40A,所以他家同时工作的用电器总功率最大为
[3]由电能表参数知,每消耗1kW∙h的电能,转盘转过3000圈,则转过300圈,该用电器消耗的电能
21.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)如图所示,由电阻R和灯泡L,的I-U图像可知,将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电源电压为4V,则电路的电流为 A,灯泡L消耗的功率为 W。
【答案】 0.3 0.3
【详解】[1][2]由图乙可知,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路的电流,根据串联电路电流处处相等及串联分压原理可得,在图甲中,当电流是0.3A时,灯泡L的两端的电压是1V,电阻R两端的电压是3V,整个电源电压即为4V,所以灯泡L消耗的功率为
22.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)小可发现家中电能表如图所示,此时电能表的示数为 kW•h。她关闭其他用电器,只让电热水壶单独接入家庭电路中,工作6min,指示灯闪烁150次,消耗电能是 kW•h;则该电热水壶消耗的电功率为 W。
【答案】 628.6 0.05 500
【详解】[1]电能表是测量用户在某段时间内消耗电能的仪表,它的单位是千瓦时,最后一位是小数。由图可知,电能表的示数为628.6kW•h。
[2]3000imp/(kW•h):表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能,电能表上的指示灯闪烁3000次。电热水壶工作6min消耗电能是
[3]该热水器的电功率为
23.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示的电路中,标有“6V 3W”,标有“3V 3W”,闭合开关后,两灯均发光,两电压表示数之比 ;若将两灯并联后接入3V电路中,则两灯的实际功率之比 。(不计温度对灯丝电阻的影响)
【答案】
【详解】不考虑温度对灯丝电阻的影响,则
[1]闭合开关后,两灯串联,电压表V1测量电源电压(两灯串联后的总电压),电压表V2测量灯泡L2两端电压,通过两灯的电流相等,根据可知,两电压表示数之比为电阻之比,即
[2]若将两灯并联后接入3V电路中,两灯并联,两灯的实际电压均等于电源电压3V,根据可知,两灯的实际功率之比
24.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示,L是标有“6V 1.8W”字样的灯泡,R是定值电阻,断开开关,闭合开关和,灯泡正常发光,电流表的示数为0.40A(假设灯丝电阻不变)。
(1)求灯泡正常发光时,1min内灯泡消耗的电能。
(2)断开开关,闭合开关和,求此时定值电阻R在1分钟内产生的电热。
(3)断开开关和,闭合开关,改变电源电压,使灯泡正常发光,求电路的总功率。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)灯泡正常发光时的功率等于其额定功率,即
灯泡正常工作时间
则灯泡消耗的电能
(2)灯泡正常发光时,流经灯泡的电流
断开开关,闭合开关和,灯泡正常发光,电流表的示数为0.40A。流经定值电阻的电流
电源电压
定值电阻的阻值
断开开关,闭合开关和,定值电阻R在1分钟内产生的电热
又
得
(3)灯泡的电阻
断开开关和,闭合开关,定值电阻R和灯泡串联,改变电源电压,使灯泡正常发光,假设此时电源电压为,得
即
解得
电路的总功率
答:(1)灯泡正常发光时,1min内灯泡消耗的电能;
(2)断开开关,闭合开关和,求此时定值电阻R在1分钟内产生的电热;
(3)断开开关和,闭合开关,改变电源电压,使灯泡正常发光,求电路的总功率。
25.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示,电源电压U保持不变,定值电阻的阻值是,滑动变阻器最大阻值为。当S、闭合,断开时,电流表示数为0.2A;当S、闭合,断开,且滑片P在b端时,电流表示数为0.1A。求:(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(1)电源电压U;
(2)灯泡L的阻值;
(3)通过开关通断和滑片移动,该电路工作时的最大总功率是多少。
【答案】(1)6V
(2)
(3)4.8W
【详解】(1)当S、闭合,断开时,只有连入电路,则电源电压为
(2)当S、闭合,断开,且滑片P在b端时,灯泡和滑动变阻器最大阻值串联,此时总电阻为
则灯泡L的阻值为
(3)当开关S、、均闭合且将滑片移到a端时,干路电流最大,根据可知该电路工作时的总功率最大,此时阻值为0,和灯泡并联,此时灯泡的电流为
干路电流为
则该电路工作时的最大总功率为
26.(23-24九年级上·湖南常德·期末)如图所示是思思同学在网上查阅的一幅“220V 40W”白炽灯泡电流与电压关系的图像。问:
(1)该灯泡正常发光时的电阻是多少?结合图像可以分析出灯泡的电阻随着温度的升高而怎样变化?
(2)若把两只这样的灯泡串联在220V电路中,两灯泡的总功率为多大?
【答案】(1)1210Ω;灯泡的电阻随着温度的升高而增大
(2)33W
【详解】(1)该灯泡正常发光时的电阻是
由图象可知,当灯泡在U1=110V电压下工作时通过的电流为I1=0.15A,当灯泡在U2=220V电压下工作时通过的电流I2=0.18A,由欧姆定律可得对应的电阻分别为
因灯泡两端的电压越大时,通过的电流越大,由P=UI可知灯泡的实际功率越大,温度越高,结合计算得到的数据可知,灯泡的电阻随着温度的升高而增大。
(2)把两只这样的灯泡串联在220V电路中时,两灯泡的电阻相同,分得的电压相等,均为110V,此时通过每个灯泡的电流均为0.15A,则电路的总功率
P总=UI1=220V×0.15A=33W
27.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)如图所示电路中,电源电压不变,R1=3Ω,R2=6Ω,求:
(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电流表示数为1A,求电源电压。
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,通电1min,求电阻R1消耗的电能。
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,求电路中的总功率。
【答案】(1)9V;(2)180J;(3)40.5W
【详解】解:(1)当S1、S3断开,S2闭合时,R1和R2串联,则电源电压为
U=I1(R1+R2)=1A×(3Ω+6Ω)=9V
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,R1和R2串联,通电1min,电阻R1消耗的电能为
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,R1和R2并联,则R1消耗的功率为
R2消耗的功率为
故电路中的总功率为
P总=P1+P2=27W+13.5W=40.5W
答:(1)当S1、S3断开,S2闭合时,电流表示数为1A,电源电压为9V;
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,通电1min,电阻R1消耗的电能为180J;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电路中的总功率为40.5W。
考点四 测量小灯泡的电功率
28.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)(多选)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电压的关系—使定值电阻两端电压保持恒定
B.探究电流与电阻的关系—使A、B两点间电压保持恒定
C.测量定值电阻的阻值—多次测量求平均值,减小误差
D.测量小灯泡的电功率—改变小灯泡两端电压,求平均电功率
【答案】BC
【详解】A.探究电流与电压的关系时,为得出普遍性的规律,要改变电阻的电压,故变阻器的作用是改变定值电阻两端电压,故A错误;
B.探究电流与电阻的关系,要控制电阻的电压不变,故变阻器的作用是使A、B两点间电压保持恒定,故B正确;
C.根据一次实验得出的电阻测量值误差较大,为减小误差要多次测量取平均值,故滑动变阻器在此实验中的作用改变电阻的电压多次测量求平均值,故C正确;
D.测量小灯泡的电功率实验中,改变小灯泡两端电压,是为了研究灯的亮度随实际功率的变化关系,灯在不同电压下功率不同,不同电压下的电功率取平均值没有意义,故D错误。
故选BC。
29.(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)
(2)D
(3) 2.2V B
(4)0.5
【详解】(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
30.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)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.要求:滑动变阻器向左移动时,小灯泡的亮度变暗 ;
(2)连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表有示数,则故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,在实验中电流表、电压表都正常工作且都有示数,灯泡能发光,滑动变阻器也正常工作,但无论怎么调节滑动变阻器,电压表示数都低于2.5V,则原因可能是 ,改变这种现象应采取的措施是 ;
(4)某次实验,电压表示数如图丁所示,要使小灯泡正常发光,则滑动变阻器的滑片应向 (填“C”或“D”)端滑动。若小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(5)根据测出的数据,画出小灯泡的电流与电压变化的关系图像,如图丙所示,发现图线是弯曲的,其主要原因是 ;由此可知灯泡的亮度取决于 。
【答案】 灯泡断路 电源电压太低 增加一节干电池 D 1.4 温度对灯丝电阻有影响 实际功率
【详解】(1)[1]滑动变阻器向左移动时,小灯泡的亮度变暗,表明电流变小,电阻变大,滑动变阻器应选右下接线柱与开关相连,如图所示:
(2)[2]连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表无示数,说明电路发生断路,电压表有示数,说明电压表和灯泡之外不能断路,则故障原因可能是灯泡断路。
(3)[3][4]排除故障后,在实验中电流表、电压表都正常工作且都有示数,灯泡能发光,滑动变阻器也正常工作,表明元件都完好,但无论怎么调节滑动变阻器,电压表示数都低于2.5V,则原因可能是电源电压太低,改变这种现象应采取的措施是增加一节干电池,增大电源电压。
(4)[5]由图丁可知,电压表选择小量程,示数为2.1V<2.5V,要使小灯泡正常发光,即增大小灯泡两端电压,需要减小滑动变阻器接入电路中的电阻,由分压原理可知,需要减小电阻,则滑动变阻器的滑片应向D端滑动。
[6]由图乙可知,电流表选择小量程,示数为0.56A,则小灯泡的额定功率是
P=UI=2.5V×0.56A=1.4W
(5)[7]根据测出的数据,画出小灯泡的电流与电压变化的关系图像,如图丙所示,发现图线是弯曲的,表明其电流与电压不成正比,电阻不是定值,灯泡电流越大、电压越大,灯泡会越亮,温度就会越高,由导体电阻的影响因素可知,是温度对灯丝电阻有影响。
[8]由此可知灯泡的亮度取决于实际功率,实际功率越大,灯泡越亮,实际功率越小,灯泡越暗。
31.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时,灯泡上标有“2.5V”字样。小红设计了实验电路图,如图甲所示,并连接了部分实验电路,如图乙所示。
(1)请帮助小红完成实验电路的连接 ;
(2)连接电路的时候,必须将滑动变阻器的滑片移到最 端;(左或右)
(3)小红调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
【答案】 右 0.75
【详解】(1)[1]观察图甲,闭合开关后,根据电流的流法可知,滑动变阻器、电流表和小灯泡L串联接入电路,电压表并联在小灯泡的两端,滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器的阻值增大,灯泡上标有“2.5V”字样,则电压表选择小量程0~3V即可,由此连接图乙的实物图,如下图所示:
(2)[2]连接电路的时候,为了防止电路的电流过大,变阻器接入电路的阻值应该调到最大,必须将滑动变阻器的滑片移到最右端。
(3)[3]小红调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,则小灯泡的电压为2.5V,此时电流表的示数如图丙所示,从图丙可以看到,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,它的读数为0.3A,串联电路的电流处处相等,则流过小灯泡的电流也为0.3A,根据电功率的公式可知,小灯泡的额定功率为
小灯泡的额定功率为0.75W。
32.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)小明设计了如图甲所示的电路图,用来测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的电功率。各元件都完好,电源电压保持不变。
(1)小明将各元件连接成如图乙所示的电路,请指出其中的错误: ;
(2)电路调整正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到 时,表明小灯泡正常发光,此时电流表的示数(选择量程为0.6A)如图丙所示,则小灯泡正常发光时灯丝的电阻是 (保留一位小数);
(3)为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系,小明继续调节滑动变阻器的滑片,并记录数据如下表,发现第3次实验小灯泡最亮,此时小灯泡的实际电功率为 W。
实验次数
1
2
3
电压表示数/伏
2.0
2.4
2.8
电流表示数/安
0.24
0.27
0.35
【答案】 见解析 电压表示数为2.5V 8.3 0.98
【详解】(1)[1]由图甲可知,测灯泡的电功率的实验中,电流表测灯泡中的电流,所以应与灯泡串联,图乙中电流表与灯泡并联了;电压表测灯泡两端电压,所以应与灯泡并联,图乙中电压表与灯泡串联了。
(2)[2][3]电压表测灯泡电压,当灯泡正常工作时,电压表示数为灯泡额定电压2.5V;由图丙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.3A,小灯泡正常发光时灯丝的电阻
(3)[4]第3次小灯泡的实际电功率为
P3=U3I3=2.8V×0.35A=0.98W
33.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)圆圆在做“测量小灯泡的电功率”的实验,如图甲,小灯泡的额定电压为。
(1)闭合开关,移动滑片,使小灯泡正常发光,若此时电流表的示数是,请帮她算出小灯泡的额定功率是 W;
(2)她想利用本实验装置来探究电流与电压的关系,你认为她 (选填“能”或“不能”)完成探究实验;
(3)她想创新,设计了如图乙所示的电路,小灯泡的额定电压为,为阻值等于的定值电阻。测量过程如下:
①闭合开关S和,断开,调节滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为 A时,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,将开关断开,和闭合,读出电流表的示数为I;则小灯泡的额定功率表达式 (用已知量和测量量表示);
(4)她接着又设计了如图丙所示的电路测量的电阻:
①闭合开关S,把开关拨至a处,把滑片P移动到某一位置,记下电压表示数U;
②闭合开关S,将开关拨至b处,保持滑片的位置不变,记下电压表示数;
则的阻值的表达式: 。
【答案】 0.75 不能 0.25
【详解】(1)[1]小灯泡两端的电压等于小灯泡的额定电压时小灯泡正常发光,若此时电流表的示数是0.3A,则小灯泡的额定功率
(2)[2]探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,所以不能用小灯泡做此实验。
(3)[3]闭合开关S和,断开,调节滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为
时,小灯泡正常发光。
[4]在①中,与灯泡并联,电流表测定值电阻的电流,电流表的示数为,定值电阻的电压为
由并联电路电压的规律,灯的电压为,灯正常发光;在②中,电流表测灯与并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流
则小灯泡的额定功率
(4)[5]在①中,电压表测待测电阻和定值电阻的总电压;在②中,保持滑片位置不动,通过开关的转换,电压表测定值电阻的电压,由欧姆定律,电路的电流为,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律可知,待测电阻两端的电压
由欧姆定律可知,阻值的表达式
34.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)小明想测小灯泡的额定功率,他选用了以下器材:标有“2.5V”的小灯泡(电阻约10Ω)、电源为6V的干电池组、电流表、电压表、开关、导线若干,另有三种规格的滑动变阻器分别标有“10Ω;1A”、“20Ω;0.5A”、“50Ω;0.2A”字样。
(1)请你帮小明选择一只合适的滑动变阻器,规格为 ;
(2)实验中,小明连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当小灯泡两端的电压达到额定电压后,电流表的示数如图乙所示,则小明测得小灯泡的额定功率是 W;
(3)小明打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两只开关,利用一只电流表测量该小灯泡的额定功率,设计的电路如图丙所示,其方案如下:
①闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器,使电流表示数为 A,表明小灯泡正常发光;
②闭合开关S1、S2,保持滑片位置不变,测出通过小灯泡的电流I0;
③计算小灯泡的额定功率。
仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率,其原因是 。
【答案】 20Ω,0.5A 0.75 0.25 电流表正负接线柱接反
【详解】(1)[1]灯的额定电压为2.5V,电阻约10Ω,灯的额定电流为
根据串联电路电压的规律,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻约为
因0.25A大于0.2A,故选用“20Ω;0.5A”的滑动变阻器。
(2)[2]如图乙所示,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,则小明测得小灯泡的额定功率是
PL=ULLI=2.5V×0.3A=0.75W
(3)[3][4]闭合开关S1、S3,灯与定值电阻R0并联,电流表测电阻的电流,调节滑动变阻器,使电流表示数为0.25A,由欧姆定律可知定值电阻的电压为
U0=I0R=0.25A×10Ω=2.5V
根据并联电路电压的规律,小灯泡正常发光,此时与电流表下面的接线柱相连的为电流表负接线柱。闭合开关S1、S2,灯与定值电阻R0并联,此时电流从电流表负接线柱流入了,发现此方案无法测出小灯泡的额定功率,其原因是电流表正负接线柱反了。
35.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)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,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整;( )
(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表没有示数。经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”);
(3)移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应持滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像;
(4)由图像可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如下图所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S2,断开开关S1, ,使电流表示数为I额;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,记下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。
【答案】 短路 2.2 右 0.75 调节滑动变阻器的阻值 R0(I-I额)I额
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω,灯泡正常发光时的电流大约为
电流表应选小量程与灯泡串联接入电路,如下图所示:
(2)[2]闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,可能灯泡短路。
(3)[3][4]电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.2V,灯泡额定电压2.5V,故应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向右端移动。
(4)[5]由图丙所示的图象可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
(5)①[6]闭合开关S、S2,断开S1,调节滑动变阻器,电流表测灯泡的电流,使电流表示数为I额。
③[7]定值电阻R0的电流为
I0=I-I额
定值电阻R0的电压为
U0=I0R0=(I-I额)R0
因为灯泡两端的电压等于定值电阻的电压,所以灯泡的额定功率为
P额=U0I额=R0(I-I额)I额
36.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)小明用甲图所示器材,测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)用笔画线代替导线,请将图中所示器材连接成正确测量的完整电路;( )
(2)小明在连接电路时,开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表没有示数。产生故障的原因可能是灯泡 ;
(4)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)小明又设计了如图丙所示的电路,测量额定电压为U额的小灯泡正常工作时的电阻,已知定值电阻的阻值为R0,电源电压恒定不变。
①闭合开关S、S2,断开S1,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为;
②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时电阻表达式为:R= (用U额、R0和I表示)。
【答案】 断开 断路 1.25
【详解】(1)[1]测量小灯泡的额定功率实验中,电压表与小灯泡并联,小灯泡的额定电压为2.5V,选择0~3V的量程,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)[3]电路连接正确后,闭合开关,电流表没有示数;串联电路中没有电流,出现的故障可能是小灯泡断路。
(4)[4]由图知电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.5A,则灯的额定功率为
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W
(5)[5]①闭合开关S、S2,断开S1,灯泡与R0并联,电流表测R0电流,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为,即R0两端电压为U额,灯泡正常发光;
②闭合开关S和S1,断开S2,灯泡仍与R0并联,电流表测干路电流,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录电流表的示数为I,灯仍正常发光,灯的电流即额定电流
③小灯泡正常发光时电阻
37.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)小华和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中,灯泡的额定电压为2.5V,电源电压保持6V不变,滑动变阻器规格为“”。
(1)正确连线后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(2)滑片P移到某处时,电压表示数为2V时,要使小灯泡正常发光,应 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值;此小灯泡的额定功率是 W。
【答案】 断路 减小 0.75
【详解】(1)[1]正确连线后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数,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,即电路故障可能是小灯泡断路。
(2)[2]滑片P移到某处时,电压表示数为2V时,小于灯泡额定电压2.5V,要使小灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律可知,应减小变阻器两端的电压,即应减小滑动变阻器接入电路中的阻值。
[3]由图乙可知,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.3A,小灯泡额定功率为
38.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组用如图甲所示的器材“测量小灯泡的电功率”,其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V;
(1)闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动;
(2)调节滑片,测出多组数据,绘制出如图丙所示的I﹣U图像,由图像可知①小灯泡的额定功率为 W;②小灯泡灯丝的电阻随其两端电压的增大而 。
【答案】 左 0.5 增大
【详解】(1)[1]由图可知,电压表选用小量程,其示数为2.2V,为了测量小灯泡的额定功率,根据串联电路分压原理,应使滑动变阻器电阻变小,故滑动变阻器的滑片应向左移动。
(2)①[2]由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,电流为0.2A,则小灯泡额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
②[3]灯丝的电阻随温度的升高而增大,由图丙可知,当灯泡两端电压增大,电流增大,根据P=UI可知,小灯泡的实际功率增大,灯泡变亮,温度升高,电阻增大,故小灯泡灯丝的电阻随其两端电压的增大而增大。
39.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)在测量小灯泡电功率的实验中,灯泡上标有2.5V字样。
(1)如图甲所示,所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 ;
(2)正确接线后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至 (选填A或B)端;开关闭合后,小明发现电压表、电流表均有示数,但小灯泡不亮,经检查各元件完好,为了能使小灯泡发光,下一步应进行的操作是 (填序号);
A.检查各接线柱是否完好连接
B.更换小灯泡
C.将变阻器的滑片向B端移动
(3)实验中移动滑片P到某一位置时电压表示数为2.3V,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (填A或B)端移动直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 。
【答案】 A C B 0.75
【详解】(1)[1]在测量小灯泡电功率的实验中,需要电压表测量小灯泡两端的电压,如图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,滑动变阻器的滑片P位于阻值最大处,故滑动变阻器的滑片P位于A端;开关闭合后,由于滑动变阻器的阻值全部接入,电路中的电流比较小,小灯泡电功率比较小,所以小灯泡不亮,小明发现电压表、电流表均有示数,经检查各元件完好,下一步是移动滑动变阻器的滑片向B端移动,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[4][5]移动滑片P到某一位置时电压表示数为2.3V,若要测量小灯泡的额定功率,小灯泡两端的电压需要达到2.5V,则滑动变阻器分担的电压需要减小,故滑动变阻器的滑片P向B端移动;通过图乙可知,小灯泡的额定电流为0.3A,小灯泡的额定功率是
40.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)图甲是小强设计的测量小灯泡电功率的实验电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整 ;
(2)小强在实验过程中,某次电流表表盘如图丙所示,此时小灯泡正常发光,请问小灯泡的额定功率的是 W;
(3)小强还想用同样的器材测量小灯泡的电阻,选择合适的量程,移动滑片,读出了三组实验数据。粗心的他随手把数据写在草稿本上,而没有填到对应表格中去,请帮小强算出电压表示数为1.5V时小灯泡的电阻为 Ω。
【答案】 1 6
【详解】(1)[1]滑动变阻器按照“一上一下”原则串联接入电路中,电路连接如下图所示
(2)[2]已知小灯泡的额定电压为2.5V。由丙图可知,电流表选择小量程,分度值为0.02A,示数为0.4A,则小灯泡的额定功率为
(3)[3]通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,但是电压越大电流越大,故当小灯泡两端的电压为1.5V时,对应的电流为0.25A,则此时小灯泡的电阻为
41.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”实验中,连接电路如甲所示,电源电压为3V,电表完好。
(1)连接电路时,滑动变阻器的滑片应滑到 端(填“A”或“B”),可以起到保护电路作用;
(2)按图甲连接好电路后闭合开关,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表示数始终接近电源电压。若只有一个元件有问题,则故障原因是 ;
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
【答案】 A 小灯泡断路 1.25
【详解】(1)[1]连接电路时,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于最大的A端。
(2)[2]电流表无示数,说明出现了断路,电压表示数接近电源电源,说明电压表测量对象,即小灯泡发生了断路。
(3)[3]如图乙,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由指针位置可知电流表的示数为0.5A,故小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W
42.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)小明想测量小灯泡的额定功率,这个灯泡的额定电压为2.0V,正常发光时的电阻约为8Ω,实验室中有如下器材:一个电压表、一个电流表、一个开关,电压为6V的电源,滑动变阻器,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(要求滑片向左滑动时变阻器阻值变大) ;
(2)小明在连接好电路的最后一根导线时,发现电压表指针立刻偏到最大刻度处,小灯泡却不亮,且电流表也没有示数,上述现象反映他在操作中存在的不规范之处是 ;出现上述故障的原因可能是 ;
(3)排除故障后,小明发现他很幸运,电压表并没有因此而损坏,小明便开始进行测量,调节滑动变阻器滑片位置直到电压表读数为2.0V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W;
(4)此实验只用电流表而不用电压表也能测小灯泡额定功率,其电路如图丙所示,Ω,其中关键的一步是必须调节滑动变阻器,使电流表数为 A时,再读出电流表A1的示数,才能计算出小灯泡的额定功率。
【答案】 连接电路时开关没有断开 小灯泡断路 0.52 0.2
【详解】(1)[1]该实验中,小灯泡需要跟滑动变阻器串联,电流表串联在电路中测量通过小灯泡的电流,电压表测量小灯泡两端的电压,应并联在小灯泡两端,因小灯泡额定电压为2V,故电压表接小量程,如下图所示:
(2)[2][3]在连接好电路的最后一根导线时,发现电压表指针立刻偏到最大刻度处,说明在连接电路时,开关没有断开;小灯泡不亮,且电流表也没有示数,电路故障可能是断路,电压表指针偏到最大刻度处,说明电压表与电源是连通的,电压表并联外部没有问题,故障可能是电压表测量对象断路,即小灯泡断路。
(3)[4]由图乙可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,其示数为0.26A,则该小灯泡的额定功率
(4)[5]由图丙可知,小灯泡和定值电阻并联,根据并联电路电压规律,定值电阻两端的电压等于小灯泡两端的电压,因为测量小灯泡的额定功率,小灯泡两端电压应为2V,则电阻两端电压也为2V,则使电流表示数为
考点五 焦耳定律
43.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)以下不是利用电流热效应工作的家用电器是( )
A.电风扇 B.电饭煲 C.电烤炉 D.电热水器
【答案】A
【详解】A.电风扇的电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的,故A符合题意;
BCD.电饭煲、电烤炉、电热水器利用电热丝发热来工作,故BCD不符合题意。
故选A。
44.(23-24九年级上·湖南湘潭·期末)两电阻丝串联接入电路,已知R1∶R2=1∶2,通电相同时间后,R1、R2产生的热量之比为( )
A.1∶4 B.1∶2 C.4∶1 D.2∶1
【答案】B
【详解】将电阻丝R1、R2串联在电路中,根据串联电路的电流特点可知R1、R2的电流相等,通电相同时间后,R1、R2产生的热量之比
Q1∶Q2=I2R1t∶I2R2t=R1∶R2=1:2
故选B。
45.(23-24九年级上·湖南益阳·期末)将一根10Ω的电阻丝接入电源两端,通电20s,电流产生的热量是50J。若将另外一根相同规格的电阻丝与并联接入同一电源的两端,通电相同时间,电流产生的热量是( )
A.25J B.50J C.100J D.150J
【答案】C
【详解】若将另外一根相同规格的电阻丝与并联接入同一电源的两端,则两电阻丝两端电压相等,仍等于电源电压,两电阻丝的通电时间也相同,仍为20s,根据
可知,两电阻丝产生的热量都为50J,所以,电流产生的热量是100J,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
46.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)(多选)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少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,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是( )
A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B.甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多
C.乙实验通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
【答案】BC
【详解】A.透明容器中的电阻是相同的,但电阻通过的电流是不同的,所以此实验是为了探究电流产生的热量与电流的关系,故A错误;
B.甲图中由于左侧透明容器电阻中的电流大于右侧透明容器中电阻的电流,根据可知,在电阻和通电时间相同的情况下,左侧透明容器的电热多,所以左侧U形管中液面的高度差大,故B正确;
C.由乙图可知,两电阻串联,电流相等,右侧电阻较大,根据可知,在电流和通电时间相同情况下,右侧电阻产生热量较多,故左侧U形管中液面的高度差比右侧的小,故C正确;
D.电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但透明容器中空气的温度的变化导致透明容器中空气体积的变化,即可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法,故D错误。
故选BC。
47.(23-24九年级上·湖南常德·期末)某电热器的阻值为420Ω,通过的电流为1A,通电10min产生的热量是 ,这些热量能使2kg的冷水温度升高 ℃(已知c=4.2×103J/(kg·℃))。
【答案】 252000J 30
【详解】[1]通电10min产生的热量
[2]水升高的温度
48.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的装置,甲、乙、丙三个容器内盛有同种液体。
(1)容器内盛的液体选 (填“水”或“煤油”),更易于观察到温度的变化;
(2)本实验通过 (填“加热时间”或“温度计示数”)比较电阻丝产生的热量的多少;
(3)甲、丙可以探究电流通过导体产生的热量与 大小有关。
【答案】 煤油 温度计示数 电阻
【详解】(1)[1]煤油的比热容比水的比热容小,质量相同且吸收相同的热量时,煤油的温度变化较大,所以选择煤油,更容易观察到温度的变化。
(2)[2]根据转换法可知,本实验是通过观察温度计的示数变化来比较电阻丝产生的热量的多少。
(3)[3]甲、丙容器中,通过的电流大小相同而电阻不同,说明可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
49.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)某同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图。
(1)实验中通过观察两个U型管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少;
(2)你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系;
(3)由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的 越大,电阻产生的热量越多。
【答案】 液面高度 电阻 电流
【详解】(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法。
(2)[2]如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,根据控制变量法的思想可知,探究电流产生热量跟电阻的关系。
(3)[3]图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,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I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知
I右=I内+I外
所以I左>I内,烧瓶内的电阻值都是5Ω,阻值相等,通电时间相等,电流不同,通过U型管液面高度差可知:在电阻相同,通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,电阻产生的热量越多。
50.(23-24九年级上·湖南益阳·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)小华利用此装置,探究的问题是:在 相同、通电时间相同的情况下,电流通过导体产生的热量跟 的关系;
(2)电阻产生热量的多少可以通过观察 来比较;
(3)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,则原因可能是 。
【答案】 电流 电阻 U形管中液面高度差 右端容器内的电阻短路
【详解】(1)[1][2]由图可知,两电阻串联且阻值不同,通过两电阻电流相等、通电时间相同的情况下,探究电流通过导体产生热量跟电阻的关系。
(2)[3]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过U形管中液面高度差的变化来反映。所以电阻产生的热量多少可以通过观察U形管中液面高度差来比较。
(3)[4]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,整个电路处于通路状态,说明右侧容器内电阻没有产生热量,右端电阻可能短路。
【点睛】本题探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验,掌握电流通过导体时产生热量的影响因素是解题关键。
51.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验中,小军利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究,如图所示,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)要探究电热与电阻的关系,应选用 两个装置串联接到电源两端进行实验;
(2)选用乙、丙两个装置串联接到电源两端进行实验,是为了探究电热与 的关系;
(3)根据探究可知:电热毯的电阻丝断掉后,如果将两个断头连接后继续使用,连接处往往比别处的温度高,原因是 。
【答案】 甲、乙 电流/电流大小 根据可知,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多
【详解】(1)[1]串联电路各处的电流相等,要探究电热与电阻的关系,要控制电流和通电时间相同,只改变电阻大小,故应将甲、乙两个装置串联接到电源两端进行实验。
(2)[2]乙、丙两个装置串联接到电源两端进行实验,容器内两电阻大小相等,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,故可以研究电流产生的热量与电流的关系。
(3)[3]根据探究可知:电热毯的电阻丝断掉后,如果将两个断头连接后继续使用,容易产生安全隐患,因为连接处的电阻较大,根据可知,在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,连接处的温度会比较高。
52.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计,盒外采用优质保温材料包裹。
(1)盒外包裹采用的优质保温材料,从节能方面看,应具有 (填绝热或导热)性能;
(2)保持水的质量和电流不变,换用不同阻值的电阻丝R,记录水温变化ΔT和通电时间t的数据,整理部分数据并绘制图像如图乙;根据上述实验可知:当电流和通电时间一定时,电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成 (填“正”或“反”)比;
(3)保持水的质量、电阻和通电时间不变,改变电流大小,相关数据整理如丙表,表中X的值为 。
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的温度ΔT/℃
0.4
0.9
X
2.5
3.6
【答案】 绝热 正 1.6
【详解】(1)[1]因为该材料需要用作优质保温材料,因此应具有良好的绝热性能。
(2)[2]据图乙可知导体的电阻越大,水温度变化量越大,产生的热量越多,因此可得结论为:当电流和通电时间一定时,电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。
(3)[3]由表格数据分析可知,电流与升高的温度成二次方变化,因此X的值为1.6。
53.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)某同学用实验室的器材和一个湿敏电阻,将实验室的电压表改装成了一个可以测量湿度的监测仪,如图甲所示为其内部的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻的阻值为,湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系图像如图乙所示,求:
(1)空气湿度为0时,电路工作10min产生的焦耳热;
(2)电压表示数为9V时,空气的湿度;
(3)电压表示数为9V时,该电路消耗的总功率。
【答案】(1)2880J;(2)50%;(3)1.8W
【详解】解:(1)由乙表可知,当空气湿度为0时,湿敏电阻对应的阻值为;电路总电阻
电路电流
电路工作10min产生的焦耳热
(2)电压表示数为9V时,定值电阻的阻值两端的电压
根据串联电路电流处处相等的特点,通过湿敏电阻的电流
则此时湿敏电阻的阻值
由图可知,此时空气的温度为50%。
(3)电压表示数为9V时,该电路消耗的总功率
答:(1)空气湿度为0时,电路工作10min产生的焦耳热为2880J;
(2)电压表示数为9V时,空气的湿度为50%;
(3)电压表示数为9V时,该电路消耗的总功率为1.8W。
考点六 挡位问题
54.(23-24九年级上·湖南株洲·期末) 具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。如图是模拟加热原理图,四段电热丝电阻均为20Ω。当开关旋至1挡时,电路中的电流为0.5A,测试电源电压恒定。
(1)测试电源的电压为 V,开关旋至“1”挡,开启 功能;
(2)后视镜玻璃的质量为80g,玻璃的比热容为0.75×103J/(kg•℃)。某次除露测试时,开启除露功能后,30s可使后视镜玻璃温度升高5℃,求此时的加热效率为多少?( )
【答案】 20 防雾 50%
【详解】解:(1)[1][2]由题知,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大,即P防雾<P除露<P化霜,且四段电热丝电阻均为R=20Ω;由原理图知,开关旋至“1”挡时两段电阻丝串联,开关旋至“2”挡时电路为一段电阻丝的简单电路,开关旋至“3”挡时两段电阻丝并联,因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,开关旋至“1”挡时电路的总电阻最大,开关旋至“3”挡时电路的总电阻最小,由
可知,电源的电压一定时,开关旋至“1”挡时电路的总功率最小,开启防雾功能,同理可知,开关旋至“3”挡时开启化霜功能,开关旋至“2”挡时开启除露功能;由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电源电压
(2)[3]由(1)可知除露时,电路为一段电阻丝的简单电路,则除露时电路的总功率为
由可知,除露消耗的电能
玻璃吸收的热量
加热效率为
答:(1)测试电源的电压为20V,开关旋至“1”挡,开启防雾功能;
(2)此时的加热效率为50%。
55.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)如图所示是某调温型电烤箱的简化电路图,它的额定工作电压为220V,和均为电烤箱中的加热元件,的阻值为77Ω,低温挡电烤箱的电功率为400W。
(1)正常工作时,低温挡的电流是多大?(结果保留一位小数)
(2)的阻值是多少?
(3)电烤箱在高温挡正常工作5分钟所产生的热量是多少?
【答案】(1)1.8A;(2)44Ω;(3)
【详解】解:(1)正常工作时,低温挡的电流
(2)当开关S1和S2都闭合时,电路为只有R1的简单电路,为高温挡;当开关S1闭合,S2断开时,电路为R1和R2串联的电路,为低温挡。故的阻值
(3)高温挡的功率
电烤箱在高温挡正常工作5分钟所产生的热量
答:(1)正常工作时,低温挡的电流是1.8A;
(2)的阻值是44Ω;
(3)电烤箱在高温挡正常工作5分钟所产生的热量是。
56.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图甲是有高、低温两挡的种电热饭盒,高温挡电功率为242W,简化电路如图乙,R1和R2均为发热电阻,且R2=800Ω,S为单刀双掷开关。
(1)高温挡工作100s,消耗的电能是多少;
(2)请分析当S接触点2时处于什么挡,并求R1阻值;
(3)某国家庭电路只能提供110V电压,求此电热饭盒在某国以低温挡工作时的功率。
【答案】(1)2.42×104J;(2)高温挡,200Ω;(3)12.1W
【详解】解:(1)高温挡电功率为242W,工作100s,消耗的电能
W=P高t=242W×100s=2.42×104J
(2)当S拨到1时,R1、R2串联,电路的总电阻最大,由可知电路的总功率最小,电热饭盒为低温挡,当S拨到2时,电路为R1的简单电路,电路中的电阻最小,由可知电功率最大,电热饭盒为高温挡,R1的阻值
(3)低温挡时,R1、R2串联,由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻
R低=R1+R2=200Ω+800Ω=1000Ω
实际电压为110V时低温挡工作时的实际功率
答:(1)高温挡工作100s,消耗的电能是2.42×104J;
(2)当S接触点2时处于高温挡,R1阻值是200Ω;
(3)某国家庭电路只能提供110V电压,此电热饭盒在某国以低温挡工作时的功率12.1W。
57.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图甲为常用的电热饮水机,其电路原理如图乙所示,该饮水机的额定电压为220V,加热电功率为1100W,保温电功率为44W,R1、R2均为电热丝(R1、R2的电阻不随温度变化)。求:
(1)该饮水机加热时的电流;
(2)电热丝R2的电阻;
(3)假设饮水机加热工作时热效率为100%,利用该饮水机将1千克初温为20℃的水加热到75℃所需要的时间。(c水=4.2×103J/(kg·℃))
【答案】(1)5A;(2)44Ω;(3)210s
【详解】解:(1)该饮水机加热时的电流为
(2)S闭合时,R2单独接入电路,电路总电阻小,根据可知,此时为加热挡,电热丝R2的电阻为
(3)将1千克初温为20℃的水加热到75℃吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(75℃-20℃)=2.31×105J
当饮水机加热工作时热效率为100%时,电流做的功为
W=Q吸=2.31×105J
故所需的时间为
答:(1)该饮水机加热时的电流为5A;
(2)电热丝R2的电阻为44Ω;
(3)假设饮水机加热工作时热效率为100%,利用该饮水机将1千克初温为20℃的水加热到75℃所需要的时间为210s。
58.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)某家用电热水壶额定容量是1L,有加热和保温两挡,内部简化电路(虚线框内为加热电路部分),其中R1和R2为阻值不变的发热电阻,S是手动开关,S1是温控开关。手动闭合S,将S1同时接1、2时,电热水壶处于高温加热状态,红灯亮,温控开关S1自动与1、2同时断开切换到与3接触变为低温保温状态,红灯灭,绿灯亮(绿灯电阻忽略不计),将电热水壶中装入额定容量、初温为12℃的水,闭合开关S,S1同时接1、2来加热壶中的水;336s时,红灯灭绿灯亮,R1的功率之比是100:1。忽略热量损失,已知:,c水=4.2×103J/(kg•℃),水壶工作时电压为220V,求:
(1)此次高温加热过程中水吸收的热量;
(2)该电热水壶的高温加热功率;
(3)该电热水壶加热电阻R1的阻值;
(4)该电热水壶加热电阻R2的阻值。
【答案】(1)3.696×105J;(2)1100W;(3)44Ω;(4)396Ω
【详解】解:(1)水的体积
V=1L=1dm3=1×10﹣3m3
由可知水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣4m3=1kg
此次高温加热过程中水吸收的热量
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣12℃)=3.696×105J
(2)忽略能量损失,电热水壶加热过程中消耗的电能
W=Q吸=3.696×105J
该电热水壶的高温加热功率
(3)根据题意可知,手动闭合S1同时接1、2时,由图可知,R1工作,由可知,R1的阻值
(4)温控开关S1自动与1、2同时断开切换到与3接触,变为低温保温状态,此时R1、R2串联,根据题意可知,保温状态时R1的电功率
由P=I2R可知,此时电路中的电流
由可知
根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值
R2=R﹣R1=440Ω﹣44Ω=396Ω
答:(1)此次高温加热过程中水吸收的热量为3.696×105J;
(2)该电热水壶的高温加热功率为1100W;
(3)该电热水壶加热电阻R6的阻值为44Ω;
(4)该电热水壶加热电阻R2的阻值为396Ω。
59.(23-24九年级上·湖南益阳·期末)小华用零花钱给妈妈买了一款网红USB恒温杯,如甲图所示,只要将杯子装水放上杯垫,这样妈妈就能随时喝到温水了。聪明的小华非常好奇其工作原理,于是和同学们一起设计了图乙所示的电路R1=7.5Ω,R2=5Ω,通过开关的断开和闭合可以实现“加热挡”和“保温挡”的控制。利用该电路“加热挡”可将100mL水从25℃加热至45℃,用时35min。已知水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。求该过程中:
(1)水吸收的热量;
(2)加热挡的电功率;
(3)此电路加热水的效率。
【答案】(1)8.4×103J;(2)5W;(3)80%
【详解】解:(1)水的体积
由可知,水的质量为
水吸收的热量
(2)由图乙可知,当开关S1闭合、S2断开时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,由得,电路中的总功率最小,为保温档;
当开关S1、S2都闭合时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,由得,电路中的总功率最大,恒温杯处于加热挡;加热挡的电功率
(3)由得,电路加热水消耗的电能为
加热水的效率
答:(1)水吸收的热量为8.8×103J;
(2)加热挡的电功率为5W;
(3)此电路加热水的效率为80%。
60.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)如图为雯雯家新买的电煲锅,它有加热和保温两种功能。[]求:
额定电压
220V
额定频率
50Hz
保温功率
110W
加热功率
1100W
(1)若电煲锅内装有1kg米饭,从10℃加热到100℃,米饭吸收多少热量?
(2)电饭锅在加热档工作时,电路中通过的电流是多少安?
(3)若电煲锅将1kg的米饭从10℃加热到100℃,需要10min时间,请计算电饭锅的加热效率是多少?
【答案】(1)
(2)5A
(3)54.5%
【详解】(1)米饭吸收的热量
(2)电饭锅在加热档工作时,电路中通过的电流
(3)加热10min消耗的电能
电饭锅的加热效率
61.(23-24九年级上·湖南张家界·期末)图甲是小明家电热水壶内部的简化电路图,其中R1为加热管,R2为限流电阻,只有加热管放出的热量能被水吸收。S1是温控开关(也叫防干烧开关),S、S2是手动开关,调节S、S2可以使电热水壶分别处于加热和保温状态,下表是该电热水壶的铭牌。
(1)加热水壶处于加热状态时,手动开关S、S2应处于什么状态?正常工作时,通过加热管R1的电流为多少?
(2)电热水壶正常工作,在1标准大气压下,将一满壶初温为20℃的水烧开,水需要吸收多少热量?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)水烧开后,让电热水壶处于保温状态,若R2=165Ω,则电热水壶的保温功率为多少?
(4)小明发现在晚上用电高峰时烧开一壶水比白天用时长,晚上他进行了测量,关掉家里其他电器,仅电热水壶工作,他观察到家里电能表(如图乙)1min转盘转了40转,则晚上烧水时电热水壶的实际功率为多少?
XX牌电热水壶
额定电压
220V
最大容量
1.5L
额定加热功率
880W
保温功率
额定频率
50Hz
【答案】(1)闭合;4A;(2)5.04×105J;(3)55W;(4)800W
【详解】解:(1)由电路图可知,当S1、S、S2都闭合时,R2短路,电路只有R1工作;当开关S、S1闭合、S2断开时,两电阻串联;根据串联电阻的规律可知,串联的总电阻大于R1的电阻,根据可知,电源电压不变,当电路只有R1工作时电流大,根据可知,此时R1的功率大,为加热状态,即手动开关S、S2都闭合时,电热水壶处于加热状态;根据表中数据可知,电热水壶的额定加热功率为880W,由可知,正常工作时,通过加热管R1的电流为
(2)由表中数据知,一满壶水的体积为1.5L,根据可知,其质量为
在1标准大气压下,水的沸点为100℃,将一满壶初温为20℃的水烧开,水需要吸收的热量
(3)由欧姆定律,根据(1)知,加热管电阻
当开S、S1闭合、S2断开时,两电阻串联,电路处于保温状态,根据电阻的串联规律,此时电路的电阻
由欧姆定律,此时电路中的电流
因为只有加热管放出的热量能被水吸收,则电热水壶的保温功率就是保温时R1的功率
(4)如图乙电能表上标有,表示电能表转盘每转3000圈消耗1千瓦时的电能,则转40转消耗的电能为
1min转盘转了40转,晚上烧水时电热水壶的实际功率为
答:(1)加热水壶处于加热状态时,手动开关S、S2应处于闭合状态,正常工作时,通过加热管R1的电流为4A;
(2)电热水壶正常工作,在1标准大气压下,将一满壶初温为20℃的水烧开,水需要吸收的热量为5.04×105J;
(3)水烧开后,让电热水壶处于保温状态,电热水壶的保温功率为55W;
(4)晚上烧水时电热水壶的实际功率为800W。
62.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)如图甲电路,电源电压不变,L为灯泡,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关S,滑片置于A点时灯泡正常发光,向某一方向移动滑片,当滑片从A点滑到某一端B点的过程中(A、B两点图中未标出),电流表示数与两电压表示数变化关系如图乙所示。该过程中电流表示数 (填“变大”“不变”或“变小”),滑动变阻器的最大阻值 ,滑片在A点时,的电功率 W。
【答案】 变小 50 1.8
【详解】[1][2]闭合开关S,滑动变阻器、灯泡、定值电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器和灯泡的总电压,电压表测滑动变阻器两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,同一时刻的示数大于的示数,所以乙是电压表与电流表示数关系的图像,甲是电压表与电流表示数关系的图像,滑片置于A点时灯泡正常发光,串联电路各处电流相等,所以灯泡正常发光时的电流为通过电路的最大电流0.6A,向某一方向移动滑片,当滑片位于B点时,通过电路的电流最小为0.2A,则该过程中电流表示数变小,此时滑动变阻器接入电路最大阻值,由乙图可知此时滑动变阻器两端的电压为10V,由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值
[3]滑片在A点时,通过灯泡的电流为,电压表V1的示数为9V,则电源电压可表示为
当滑片位于B点时,通过电路的电流为0.2A,电压表V1的示数为11V,则电源电压可表示为
解得
滑片在A点时,的电功率为
63.(23-24九年级上·湖南娄底·期末)在综合实践活动课上,小龙同学设计了如图甲所示的模拟调光灯电路。电源电压恒定为4.5V,R1为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片Р由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光。此过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2(电压表V2未画出)示数变化关系图像如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电功率为 W,若灯泡能正常发光且安全,R2的滑片可自由移动,需再串联一个阻值为 Ω的电阻。
【答案】 1.25 1.5
【详解】[1]因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大,所以图乙中图线①是小灯泡的I-U图像,由图线②可知,电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小,所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻与滑动变阻器两端的电压之和,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知,电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压,即并联在滑动变阻器R2两端;滑动滑片P,直至灯泡L正常发光,由①可知,灯泡电压增大至2.5V为止,所以小灯泡正常发光时的电压为2.5V,由图像①可知,灯泡正常发光时的电流为0.5A,所以小灯泡的额定电功率为
[2]灯泡正常光的电阻
由图乙可知,当电路中的电流I′=0.4A时,灯泡两端的电压UL′=1.5V,变阻器R2两端的电压U2=2V, 则电源的电压为
U=UL′+U2′+I′R1=1.5V+2V+0.4A×R1①
当滑动变阻器的滑片处于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,灯泡两端的电压UL″=0.5V,变阻器R2两端的电压U2″=3.5V,电路中的电流I″=0.2A,则电源的电压为
U=UL″+U2″+I″R1=0.5V+3.5V+0.2A×R1②
由①②可得R1=2.5Ω,U=4.5V。若R2的滑片可任意滑动,则滑动变阻器R2的滑片P滑至最左端时,滑动变阻器R2的阻值为0,灯泡正常发光的电流为0.5A,则需要串联一个电阻
64.(23-24九年级上·湖南怀化·期末)如图所示,电源电压U保持不变,灯泡L标有“8V,4W”字样。当开关、都闭合,滑片P移到最左端时,电流表的示数为I,电压表、和的示数分别为、和,消耗的功率为,电路消耗的总功率为P;当开关闭合,断开,滑片P移到最右端时,电流表的示数为,电压表、和的示数分别为、和,消耗的功率为,电路消耗的总功率为,此时灯泡L恰好正常发光,已知,,则 , 。
【答案】 2∶5 3∶5
【详解】[1][2]当开关S1,S2都闭合,滑片P移到最左端时,R1、R2串联,已知电流表的示数为I,由欧姆定律
电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3,电压表V1测R1的电压,有
电压表V2测R2的电压
由于L被短路,电压表V3测R2的电压,所以
由已知
所以
电源电压
所以
R1消耗的功率为P1,则
电路消耗的总功率为
当开关S1闭合,S2断开,滑片P移到最右端时,小灯泡L与R1串联,此时灯泡L恰好正常发光,小灯泡两端的电压就是8V,小灯泡的电阻
电流表的示数为,根据串联电路电流的特点
电压表V1测量的是电源两端的电压
电压表V2测量的是滑片P移到最右端时R2导线电压,即
电压表V3测量的也是小灯泡两端的电压
已知,所以可得
由串联分压公式可得
解得
由,解得
R1消耗的功率为,则
电路消耗的总功率为,则
由可得
所以可得
65.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图甲、乙所示,某科技小组自制了一个测量水深度的装置,它由测量头和控制盒构成,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的面积为2cm2的压敏电阻R1,R1的电阻随水对它的压力F的变化而变化关系如图丙所示。控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90Ω的滑动变阻器R2,电源电压保持不变。通过电路调节,可使控制盒的功率达到最大值Pm,科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度,不计导线的电阻,电压表的量程为0~3V。小组在确保电路安全的情况下,进行如下电路操作:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)R1未放入水中时,闭合S, 断开S1,将 R2的滑片移至最上端,此时电压表示数达到最大值,R0的电功率为 P0;求 :R1 未放入水中时的电阻为 ;
(2)测量头放到水下深度h1=10m 时,压力F 为20N, 闭合S,断开S1,将R2的滑片移至某一位置时,R0的电功率为P0′,电路的总功率为P总,R1的电功率为P1,已知P0︰P0′=9︰4,P总︰P1=6︰1, 求:此时R0 两端的电压为 V。
【答案】 30Ω 2
【详解】(1)[1]如图丙,R1 未放入水中时,F=0,对应R1的阻值为30Ω。
(2)[2]R1未放入水中时,由图知,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至最上端,此时R0、R1串联,电压表示数达到最大值3V,由串联电路特点和欧姆定律可得,电路中电流
测量头放到水下深度h1=10m时,R1受到压力为20N,由图像知,此时压敏电阻R1的阻值为R1'=10Ω,此时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至某一位置时,R0、R2、R1串联,由P=I2R有
可得:R总=60Ω,电路中电流
又P0︰P0′=9︰4,所以
由①②可得
解得:R0=10Ω,当闭合S,断开S1,将R2的滑片移至最上端,电压表示数达到最大值3V,此时电路中电流
所以
所以测量头在水深10m时,R0两端的电压为
U0'=I'R0=0.2A×10Ω=2V
66.(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
【详解】解:(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。
67.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)如图所示的电路。电源电压恒定,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过最大电流为1A。小灯泡L标有“2.5V,0.25A”字样,其图像如图乙所示。只闭合时,电流表的示数为,电阻消耗的功率为;变阻器滑片P移到端,所有开关都闭合时,电流表的示数为,电阻消耗的功率为,且。
(1)求小灯泡L正常发光时的电功率;
(2)求电阻;
(3)若只闭合,且电压表的量程为0~3V。在保证电路元件都安全的情况下,求变阻器接入电路的阻值变化范围。
【答案】(1)0.625W;(2);(3)。
【详解】解:(1)小灯泡L正常发光时其两端的电压,通过的电流,由可得,小灯泡L正常发光时的功率
(2)只闭合时,灯泡L与定值电阻串联,电流表测电路中的电流,即,由图乙可知,灯泡两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,两端的电压
电阻消耗的功率
变阻器滑片P移到端,所有开关都闭合时,电阻与的最大阻值并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电阻消耗的功率
则
解得
只闭合时,两端的电压
则电阻的阻值
(3)变阻器滑片P移到端,所有开关都闭合时,通过的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过滑动变阻器的电流
则滑动变阻器的最大阻值
只闭合时,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当灯泡正常发光时,灯泡两端的电压,电路中的电流
电路安全,此时滑动变阻器两端的电压即电压表的示数
电路安全,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则
假设电压表的示数时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时灯泡两端的电压
由图乙可知,电路中的电流
则滑动变阻器接入电路中的电阻
故假设正确,所以,变阻器接入电路的阻值变化范围为。
答:(1)小灯泡L正常发光时电功率为0.625W;
(2)电阻的阻值;
(3)变阻器接入电路的阻值变化范围为。
68.(23-24九年级上·湖南邵阳·期末)如图甲所示,电源电压保持不变,灯泡L标有“12V,6W”的字样,其电阻随温度的变化而变化,滑动变阻器的规格为“?Ω 2A”,闭合开关S,开关拨至1,将滑片从最右端向左移,滑动变阻器的功率P随电流变化关系如图乙所示,滑动变阻器两端的电压随电流变化关系如图丙所示,乙、丙两图中M点对应滑片位置相同。
(1)求灯泡正常发光时灯丝的电阻;
(2)求滑动变阻器的最大阻值;
(3)开关拨至2,在保证电路安全的前提下,先将滑片滑至某一位置,小灯泡恰好正好发光,再将滑片滑至某一端点,小灯泡电功率变化了5.7W,此时滑动变阻器的功率为多少?
【答案】(1);(2);(3)4.5W
【详解】解:(1)小灯泡正常发光时的电阻
(2)由图丙可知,电路中最小电流是0.2A,此时滑动变阻器两端的电压是10V,所以滑动变阻器的最大电阻
(3)只闭合开关S,开关拨至1,电阻R与滑动变阻器R1串联,将滑片从最右端向左移,由图乙可知,此时滑动变阻器的功率为
由图丙可知,此时滑动变阻器两端的电压为
根据可得,此时电路中的电流为
设电源电压为U,设定值电阻的阻值为R,由图丙可知,当电流
时,根据串联电路中的电压规律可得
由图丙可知,当电流
时,根据串联电路中的电压规律可得
联立①②解得
只闭合开关S,开关拨至2,由题意知小灯泡恰好正常发光,到滑片P滑至某一端点过程中,小灯泡电功率变化了
在保证电路安全的前提下,则小灯泡实际功率为
所以当小灯泡的实际功率
时,此时小灯泡最暗,设此时滑动变阻器两端的电压为,则小灯泡两端的电压
小灯泡的电流
由题可知
解得
或
如果
时,小灯泡两端电压为
所以
舍去,即
此时滑动变阻器的功率为
即小灯泡L最暗时的滑动变阻器的功率为4.5W。
答:(1)灯泡正常发光时灯丝的电阻;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)此时滑动变阻器的功率为4.5W。
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