内容正文:
专题14 电功率
(试题分值:100分 测试时间:90分钟)
一、单选题(本题包括10小题,每小题2分,共20分.每小题只有一个正确答案)
1、(2024·山东菏泽·中考真题)下列家用电器,利用电流的热效应工作的是( )
A.电冰箱 B.洗衣机 C.电脑 D.电饭煲
2、(2024·山东枣庄·二模)如图所示,发现闭合开关S后,小灯泡L1比L2亮,则下列说法正确的是( )
A.L1和L2的连接方式是并联 B.L1比L2亮是由于电流先流经L1
C.L1的电功率比L2的电功率大 D.通过L1的电流比通过L2的电流大
3、(2024·山东济南·模拟预测)甲、乙两只电炉标有“”和“”字样,把它们并联在家庭电路中,均能正常工作。关于电流通过两只电炉做功的描述,下列说法正确的是( )
A.甲做功多 B.乙做功多
C.甲做功快 D.乙做功快
4、(2024·山东泰安·二模)随着“双碳”政策实施,绿色能源快速发展,新能源汽车迅速进入人们的生活,下列说法正确的是( )
A.充电桩在安装时必须安装配套漏电保护器
B.排列成串的充电桩是相互串联安装的
C.充电过程中将化学能转化为电能
D.接了漏电保护器后,充电桩就不用再接地线了
5、【新情境】(2024·山东淄博·一模)利用图示电路可以检测司机是否酒驾。图中R0为定值电阻,R是一个“气敏传感器”,它的电阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而减小。若检测时司机喝了酒( )
A.电路的总电阻减小,电压表的示数减小
B.电路的总电阻增大,电流表的示数减小
C.电压表和电流表示数的比值不变
D.电路消耗的总功率变小
6、(2024·北京·一模)有两只灯泡“220V 40W”,“220V 15W”。下列说法中正确的是( )
A.通过的电流一定比通过的电流做功快
B.将与串联在家庭电路中,比更亮
C.将与并联在家庭电路中,比更亮
D.若与的灯丝材料相同,长度相同,则仔细观察会发现的灯丝比的灯丝粗
7、(2024·山东济宁·中考真题)图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I-U图像。下列分析正确的是( )
A.甲为灯泡L的图线
B.当电压为0时,L与R的阻值均为0
C.将L和R并联在的电源两端,电路总电阻为
D.将L和R串联在的电源两端,L的功率为
8、(2024·山东日照·二模)小华利用如图实验装置来探究“影响通电导体产生热量的因素”,下列说法不正确的是( )
A.图甲所示实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电热与电阻的关系
B.图乙中闭合开关后,c管中液面上升比d管快
C.图甲中闭合开关后,a管中液面上升比b管慢
D.图乙所示实验装置左右密闭容器内的电阻产生热量之比是2∶1
9、(2024·山东临沂·中考真题)图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V,闭合开关后,“0.5V 0.2W”的指示灯正常发光,线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作,则( )
A.指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B.电动机的发热功率为1.6W
C.电动机的额定功率为0.08W D.电路的总功率为1.8W
10、(2024·山东德州·中考真题)如图所示,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V 1.5W”字样,滑动变阻器R2上标有“15 1A”字样,定值电阻R1阻值为10,电压表量程为0~3V,不计温度对灯丝电阻的影响,在保证电路元件安全的前提下,下列说法错误的是( )
A.小灯泡正常工作时电流为0.5A
B.当开关S1、S2、S3断开,S闭合时,R2接入电路的最小阻值为3
C.当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率最小值为3.375W
D.当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,R2接入电路的最大阻值为15
二、多选题(本题5小题,每题4分,共20分,每题有两个及以上正确答案)
11、(2024·山东济南·中考真题)下列对家中厨房内相关数据的估计,与实际相符的是( )
A.十个鸡蛋的质量之和约为500g B.灶台的台面离地高度约为90cm
C.微波炉工作1min耗电约为 D.家用冰箱冷冻室内的温度约为3℃
12、(2024·山东济南·一模)计算机的中央运算器简称CPU,决定着计算机的运算速度。使用中国自主芯片制造的“神威·太湖之光”是全球首个理论性能达到10亿亿次的超级计算机,一块左右的芯片上能集成260个运算核心,数十亿晶体管;为了安全快速地散热,超级计算机应用了高效水冷却技术。计算机爱好者更喜欢“超频”来提高CPU运算速度,方法之一是通过“跳线”来提高CPU的核心电压。如图所示为某计算机主板上的一个“跳线”装置,装置的电源电压为3V,“超频”工作时通过CPU的电流是3mA。下列说法正确的是( )
A.“神威·太湖之光”超级计算机芯片的制造中使用了纳米材料
B.超级计算机使用高效水冷技术进行散热是因为水的比热容较大
C.图中计算机CPU超频工作时“跳线”装置应连接“1、2”接线柱
D.图中计算机CPU正常工作时“跳线”装置的电功率小于
13、(2024·山东滨州·中考真题)某次实践活动中,小滨观察了某型号家用电热水器的铭牌如图甲所示,他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)。下列分析正确的是( )
A.当S接“1”时,电热水器为高温挡
B.满箱水由20℃升高到70℃,水吸收的热量为1.26×107J
C.R的阻值为24.2Ω
D.断开其他用电器,仅让电热水器高温挡正常加热1min,可使图丙所示电能表的转盘转100r
14、(2024·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变.闭合开关和,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A,将电压表和电流表互换位置,闭合,断开,电流表示数为0.2A,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V B.电阻的阻值为
C.电阻的阻值为 D.电路消耗的总功率减小了
15、(2024·山东潍坊·中考真题)如图甲所示的电路,电流表量程为0~0.6A,小灯泡L标有“4V 2W”字样。闭合开关、,在确保电路安全的情况下,调整滑动变阻器滑片P位置,记录多组电压表示数U与相应的电流表示数I,并作出如图乙所示的图像。下列分析正确的是( )
A.电源的电压为10V
B.电阻R能达到的最大功率为3.6W
C.滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为
D.断开,小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为2.5W
三、填空题(本题7小题,每空1分,共20分)
16、(2024·山东济南·模拟预测)2023年,杭州亚运会的开幕式采用了先进的LED屏幕和灯光设备,将运动员进场、文艺表演等画面展现得非常清晰、逼真。普通白炽灯是利用电流的 (选填“热效应”“磁效应”或“化学效应”)使灯丝达到白炽状态而发光的,发光效率仅为8%。产生相同亮度的情况下,LED灯的 较小,工作相同时间消耗的电能较小。
17、(2024·山东聊城·中考真题)为了测量家中路由器的电功率,小慧利用五一假期外出期间,关闭家里的其它用电器,用电能表测出一台路由器所消耗的电能,数据见下表,计算可得路由器的电功率为 W。若小慧所在小区有1000户家庭,按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机,每度电0.6元计算,则小区用户每月(30天)为路由器支付的总电费为 元。
18、(2024·山东济宁·中考真题)在图所示的电路中,电源电压为,当开关S闭合后,电路总功率变化了,则电流表示数变化了 A,电阻 。
19、(2024·山东枣庄·中考真题)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A。当开关S1、S2同时闭合时,小灯泡正常发光,则小灯泡正常发光的电阻RL为 Ω,滑动变阻器滑片P向右移动时,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,通过调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1:P2= 。
20、(2024·山东枣庄·二模)用如图所示的装置可探究电流产生热量与 (填“电流”或“电阻”)的关系,装置中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器;电流通过电阻与产生的热量之比为 ;若将更换为10Ω的电阻, (填“仍能”或“不能”)完成该实验探究。
21、(2024·山东淄博·中考真题)如图所示电路,灯L标有“3V 0.9W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当开关S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.6A,灯L正常发光,灯L的电阻为 Ω,电压表的示数为 V;当开关S2、S3断开,S1闭合时,灯L与电阻R的连接方式为 ,电流表的示数为 A。
22、(2024·山东烟台·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器R的最大阻值为 Ω,电阻消耗的最大功率和最小功率之比为 。
四、实验题(本题3小题,每空1分,共28分)
23、(9分)(2024·江苏无锡·模拟预测)电学实验课上,老师提供了“20Ω,1A”字样的滑动变阻器、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、标有“0.5A”字样的小灯泡、电源电压恒为3V的干电池等器材.利用所学的知识,请你帮助小鹏同学完成下面的实验。
(1)探究电流与电阻关系:
①小鹏连接了如图甲所示的电路,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线,将电路连接正确 ;
②电路中接入5Ω定值电阻,闭合开关,移动滑片,电流表的示数如图乙所示,为 A;
③用10Ω电阻替换5Ω电阻后,滑片应该向 调节,经过多次实验,分析实验数据,得出结论:电压一定时,电流与电阻成 ;
④正确连接电路后,根据现有器材,为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验,定值电阻两端的电压不能低于 V;
(2)小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的正常工作时的电阻。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器和一个电压未知的电源(以上两器材均能满足实验要求),经过思考,利用原有的“20Ω,1A”的滑动变阻器和电流表等器材,小鹏设计了如图丙所示的电路,请你帮他完成实验.
①先将、的滑片移至最右端,闭合开关S、,断开开关,再将的滑片移至最左端,此时电流表的示数为0.3A,则电源电压为 V;
②将的滑片移至最右端.断开开关,闭合开关S、,向左移动的滑片,直至 ,此时灯泡正常工作;
③保持、滑片位置不变,断开开关,闭合开关S、,电流表的示数恰好为0.24A;
④小灯泡正常工作时的电阻为 Ω,额定功率 W.
24、(10分)(2024·山东日照·中考真题)小明在电学学习中,对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏,他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一:如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)在检查电路时,他发现有一根导线连接错误,请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格:______(填下列选项前的字母);
A.20Ω,0.5A B.40Ω,0.2A C.50Ω,1A
(3)改正电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生 (填“断路”或“短路”);
(4)更换正常电阻后,A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为
(选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是: ;
(5)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时, ;
(6)实验二:为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,设计了如图所示的实验装置(电源、开关未画出)。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响;图丁是控制导体电阻和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是 。
25、(9分)(2024·山东淄博·中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时的电阻约为9Ω)。
(1)图甲是小明连接的电路,请指出不妥之处: ;
(2)重新连好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,将数据及现象记录在表格中。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.16
不亮
2
1.3
0.22
较暗
3
2.1
0.26
较亮
4
2.5
明亮
5
3.0
0.36
耀眼强光
①实验多次测量的目的是 ;
②第4次实验时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;接下来要完成第5次实验,滑片应向 移动;
③通过实验发现,小灯泡两端的电压越大,实际功率 ,小灯泡越亮;
④小聪发现表格中有一个电流数据有误,该数据是 ;
(3)完成实验后,小明取一个阻值为的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑片P,直至电压表示数为 V;
②断开开关S,保持滑片P位置不变, ,再闭合开关,记录电压表示数;
小灯泡正常发光时的电阻 (用所测的量和已知量表示)。
五、计算题(本题2小题,共12分)
26、(6分)(2024·江苏连云港·中考真题)小明家的电水壶的内部电路如图甲所示,其中为电热丝,S是电源开关,是温控开关(水温达到100℃,自动由加热状态切换为保温状态)。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V。求:
(1)当开关S闭合,断开时,电路中的电流。
(2)当开关S和均闭合时,的电功率。
(3)在加热状态下,该电水壶工作50s消耗的电能。
27、(6分)【新情境】(2024·山东德州·中考真题)如图甲所示,为物理创新小组设计的光控路灯原理图,由控制电路和工作电路组成,光敏电阻R1的阻值随照度E(描述光照强度的物理量)的变化关系如图乙所示,Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2,当通过线圈的电流I<1.5mA时,触点A、B接通,当通过线圈的电流I≥1.5mA时,触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6V,定值电阻R2的阻值为2kΩ,工作电路电源电压U2为220V,灯泡L1和L2规格均为“220V 44W”。(电磁铁线圈电阻忽略不计)求:
(1)灯泡L1正常发光时的电阻;
(2)当E=3.0Lx时,工作电路在10min内消耗的电能;
(3)当E=1.5Lx时,工作电路的电功率。
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专题14 电功率
(试题分值:100分 测试时间:90分钟)
一、单选题(本题包括10小题,每小题2分,共20分.每小题只有一个正确答案)
1、(2024·山东菏泽·中考真题)下列家用电器,利用电流的热效应工作的是( )
A.电冰箱 B.洗衣机 C.电脑 D.电饭煲
【答案】D
【详解】利用电流的热效应工作的用电器将电能转化为内能。
A.电冰箱将电能转化为内能与机械能,故A不符合题意;
B.洗衣机主要将电能转化为机械能,故B不符合题意;
C.电脑将电能转声能与光能等,故C不符合题意;
D.电饭煲将电能转化为内能,故D符合题意。
故选D。
2、(2024·山东枣庄·二模)如图所示,发现闭合开关S后,小灯泡L1比L2亮,则下列说法正确的是( )
A.L1和L2的连接方式是并联 B.L1比L2亮是由于电流先流经L1
C.L1的电功率比L2的电功率大 D.通过L1的电流比通过L2的电流大
【答案】C
【详解】由电路图可知,电流从电源出发,依次经过L1、开关、L2回到电源负极,L1和L2的连接方式是串联,串联电路中电流处处相等,因此通过L1的电流等于通过L2的电流。灯泡的亮度是由其电功率决定的,小灯泡L1比L2亮,是因为灯泡的电功率不同,即L1的电功率较大。故ABD错误,C正确。
故选C。
3、(2024·山东济南·模拟预测)甲、乙两只电炉标有“”和“”字样,把它们并联在家庭电路中,均能正常工作。关于电流通过两只电炉做功的描述,下列说法正确的是( )
A.甲做功多 B.乙做功多
C.甲做功快 D.乙做功快
【答案】D
【详解】CD.依题意得,甲乙在额定电压下的电功率分别为500W、1000W,则甲乙均正常工作时,甲的电功率小于乙的电功率,电功率表示用电器做功的块面,故A错误,D正确;
AB.由得,做功时间未知,则甲乙做功多少无法比较,故AB错误。
故选D。
4、(2024·山东泰安·二模)随着“双碳”政策实施,绿色能源快速发展,新能源汽车迅速进入人们的生活,下列说法正确的是( )
A.充电桩在安装时必须安装配套漏电保护器
B.排列成串的充电桩是相互串联安装的
C.充电过程中将化学能转化为电能
D.接了漏电保护器后,充电桩就不用再接地线了
【答案】A
【详解】A.充电桩输出功率大,充电桩在安装时,为了用电安全,必须安装配套漏电保护器,故A正确;
B.排列成串的充电桩之间互不影响,所以是并联安装的,故B错误;
C.充电过程中,消耗电能,将电能转化为化学能储存在电池里,故C错误;
D.漏电保护器是有人接入电路时断开,保护人的安全,接地线是为了防止充电桩带电带来危害,因此接了漏电保护器,充电桩还需要接地线,故D错误。
故选A。
5、【新情境】(2024·山东淄博·一模)利用图示电路可以检测司机是否酒驾。图中R0为定值电阻,R是一个“气敏传感器”,它的电阻值会随着其周围酒精气体浓度的增大而减小。若检测时司机喝了酒( )
A.电路的总电阻减小,电压表的示数减小
B.电路的总电阻增大,电流表的示数减小
C.电压表和电流表示数的比值不变
D.电路消耗的总功率变小
【答案】C
【详解】AB.由图示电路图可知,两电阻串联,电压表测R0两端电压,电流表测通过电路的电流。喝了酒的司机对着“气敏传感器”吹气,酒精气体浓度增大,气敏电阻阻值减小,定值电阻阻值不变,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻减小,根据欧姆定律可知通过电路的电流增大,电流表示数增大,根据
U=IR
可知定值电阻两端的电压变大,电压表示数增大,故AB错误;
C.根据
可知电压表和电流表示数的比值即定值电阻的阻值,所以电压表和电流表示数的比值不变,故C正确;
D.根据
P=UI
可知总电压不变,电流变大,电路总功率变大,故D错误。
故选C。
6、(2024·北京·一模)有两只灯泡“220V 40W”,“220V 15W”。下列说法中正确的是( )
A.通过的电流一定比通过的电流做功快
B.将与串联在家庭电路中,比更亮
C.将与并联在家庭电路中,比更亮
D.若与的灯丝材料相同,长度相同,则仔细观察会发现的灯丝比的灯丝粗
【答案】D
【详解】A.由题意知,L1的额定电功率比L2的大,在额定电压下工作,通过L1的电流做功比L2的快,但不是正常工作时,不知它们的实际功率,不能比较电流做功的快慢,故A错误;
B.两灯正常工作时,电阻分别为
,
两灯串联在电路中时,若灯丝的阻值不变,据P=I2R知,L2比L1亮,故B错误;
C.两灯并联在家庭电路中,都在额定电压下正常工作,电功率都为额定功率,则L1比L2亮,故C错误;
D.两灯灯丝的材料相同,长度相同,而L1灯丝的阻值比L2的小,则L1灯丝比L2的粗,故D正确。
故选D。
7、(2024·山东济宁·中考真题)图是一个灯泡L和一个定值电阻R的I-U图像。下列分析正确的是( )
A.甲为灯泡L的图线
B.当电压为0时,L与R的阻值均为0
C.将L和R并联在的电源两端,电路总电阻为
D.将L和R串联在的电源两端,L的功率为
【答案】D
【详解】A.R为定值电阻,电流随电压的变化关系为过原点的倾斜直线;而灯的电阻随温度的变化而变化,电流随电压的变化关系为曲线,所以甲是定值电阻的I-U图像,乙是小灯泡的I-U图像,故A错误;
B.电阻是导体的一种性质,与电压和电流无关,当电压为0时,L与R的阻值不为零,故B错误;
C.当定值电阻R和小灯泡L并联在电压为6V电路中,由并联电路电压的规律,R和灯L的电压都为6V,由图知,R的电流都为0.25A,L的电流是0.5A,由并联电路电流的规律,电路中总电流为
I=I1+I2=0.25A+0.5A=0.75A
电路总电阻为
故C错误;
D.R与L串联,电路各处的电流相等,由图知,当电路的电流为0.2A时,灯L的电压为1.2V,R的电压为4.8V,由串联电路电压的规律,电路的电压为
1.2V+4.8V=6V
L的功率
PL=ULIL=1.2V×0.2A=0.24W
故D正确。
故选D。
8、(2024·山东日照·二模)小华利用如图实验装置来探究“影响通电导体产生热量的因素”,下列说法不正确的是( )
A.图甲所示实验装置是控制电流、通电时间一定时,探究电热与电阻的关系
B.图乙中闭合开关后,c管中液面上升比d管快
C.图甲中闭合开关后,a管中液面上升比b管慢
D.图乙所示实验装置左右密闭容器内的电阻产生热量之比是2∶1
【答案】D
【详解】A.甲实验中,两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,密闭容器中两电阻丝的阻值不相等,所以探究的是电热与电阻的关系,故A正确,不符合题意;
B.乙实验中,右侧2个5Ω的电阻丝并联,再与左侧5Ω的电阻丝串联,故左右密闭容器中电阻丝的电阻和通电时间相同,右侧两电阻并联后和左侧电阻串联,所以左侧容器中电阻丝的电流大于右侧容器中电阻丝的电流,由焦耳定律Q=I2Rt可知,左侧电阻产生热量多;则左侧容器内空气吸收的热量多,气体压强大,即左侧c管中液面上升得快,c管中液面上升比d管快,故B正确,不符合题意;
C.甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,闭合开关后,右侧电阻阻值大,由焦耳定律Q=I2Rt可知,右侧电阻产生热量多;则右侧容器内空气吸收的热量多,气体压强大,则右侧b管中液面上升得快,a管中液面上升比b管慢,故C正确,不符合题意;
D.乙实验中,右侧2个5Ω的电阻丝并联,由并联分流原理可知,右侧流过两电阻的电流相同,再与左侧5Ω的电阻丝串联,即流过左侧密闭中电阻的电流是流过右侧密闭中电阻的电流的2倍,由焦耳定律Q=I2Rt可知,图乙所示实验装置左右密闭容器内的电阻产生热量之比是
故D错误,符合题意。
故选D。
9、(2024·山东临沂·中考真题)图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V,闭合开关后,“0.5V 0.2W”的指示灯正常发光,线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作,则( )
A.指示灯的灯丝电阻为0.8Ω B.电动机的发热功率为1.6W
C.电动机的额定功率为0.08W D.电路的总功率为1.8W
【答案】D
【详解】A.由得,指示灯的灯丝电阻为
故A不符合题意;
B.由P=UI得,指示灯的灯丝电流为
电动机的发热功率为
P=I2R=(0.4A)2×0.5Ω=0.08W
故B不符合题意;
C.指示灯正常发光时,电动机两端电压
U电=U-UL=4.5V-0.5V=4V额定功率为
P电=U电I=4V×0.4A=1.6W
故C不符合题意;
D.电路的总功率为
P=UI=4.5V×0.4A=1.8W
故D符合题意。
故选D。
10、(2024·山东德州·中考真题)如图所示,电源电压恒为4.5V,灯泡L上标有“3V 1.5W”字样,滑动变阻器R2上标有“15 1A”字样,定值电阻R1阻值为10,电压表量程为0~3V,不计温度对灯丝电阻的影响,在保证电路元件安全的前提下,下列说法错误的是( )
A.小灯泡正常工作时电流为0.5A
B.当开关S1、S2、S3断开,S闭合时,R2接入电路的最小阻值为3
C.当开关S、S1、S2闭合,S3断开时,电路总功率最小值为3.375W
D.当开关S、S3闭合,S1、S2断开时,R2接入电路的最大阻值为15
【答案】D
【详解】A.小灯泡正常工作时电流
故A正确,不符合题意;
B.当开关断开,闭合时,滑动变阻器与灯泡串联,则电路中允许通过的最大电流
I大=I额=0.5A
此时两端电压
接入电路的最小阻值
故B正确,不符合题意;
C.当开关闭合,断开时,滑动变阻器与定值电阻并联,通过的电流
通过的最小电流
干路中的最小电流
电路总功率最小值
故C正确,不符合题意;
D.当开关闭合,断开时,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测两端电压,根据串联分压原理,当电压表示数为量程最大值时,接入电路的阻值为允许的最大值,此时灯泡L两端电压
不计温度对灯丝电阻的影响,灯泡的阻值
此时电路中的电流
则接入电路的最大阻值
故D错误,符合题意。
故选D。
二、多选题(本题5小题,每题4分,共20分,每题有两个及以上正确答案)
11、(2024·山东济南·中考真题)下列对家中厨房内相关数据的估计,与实际相符的是( )
A.十个鸡蛋的质量之和约为500g B.灶台的台面离地高度约为90cm
C.微波炉工作1min耗电约为 D.家用冰箱冷冻室内的温度约为3℃
【答案】ABC
【详解】A.由于一个鸡蛋的质量约为50g,所以十个鸡蛋的质量之和约为500g,故A符合题意。
B.中学生的身高在160cm左右,灶台的台面离地高度大约是中学生身高的一半,在80cm左右,接近90cm,故B符合题意;
C.微波炉的功率约为1000W,工作1min耗电
故C符合题意;
D.家用电冰箱冷冻室的温度在-15℃左右,冷藏室的温度在3℃左右,故D不符合题意。
故选ABC。
12、(2024·山东济南·一模)计算机的中央运算器简称CPU,决定着计算机的运算速度。使用中国自主芯片制造的“神威·太湖之光”是全球首个理论性能达到10亿亿次的超级计算机,一块左右的芯片上能集成260个运算核心,数十亿晶体管;为了安全快速地散热,超级计算机应用了高效水冷却技术。计算机爱好者更喜欢“超频”来提高CPU运算速度,方法之一是通过“跳线”来提高CPU的核心电压。如图所示为某计算机主板上的一个“跳线”装置,装置的电源电压为3V,“超频”工作时通过CPU的电流是3mA。下列说法正确的是( )
A.“神威·太湖之光”超级计算机芯片的制造中使用了纳米材料
B.超级计算机使用高效水冷技术进行散热是因为水的比热容较大
C.图中计算机CPU超频工作时“跳线”装置应连接“1、2”接线柱
D.图中计算机CPU正常工作时“跳线”装置的电功率小于
【答案】ABCD
【详解】A.“神威·太湖之光”超级计算机芯片的主要材料是硅,其制造中使用了纳米材料,故A正确;
B.超级计算机使用高效水冷技术进行散热是因为水的比热容较大,其他条件相同时,水吸收的热量较多,故B正确;
C.图中计算机CPU超频工作时,应增大CPU 的电压,故不能与电阻串联分压,应该直接连接“1、2”接线柱,故C正确;
D.“超频”工作时通过CPU的电流是3mA,则图中计算机CPU正常工作时电流小于3mA,此时“跳线”装置与CPU串联,则电功率
故选D正确。
故选ABCD。
13、(2024·山东滨州·中考真题)某次实践活动中,小滨观察了某型号家用电热水器的铭牌如图甲所示,他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)。下列分析正确的是( )
A.当S接“1”时,电热水器为高温挡
B.满箱水由20℃升高到70℃,水吸收的热量为1.26×107J
C.R的阻值为24.2Ω
D.断开其他用电器,仅让电热水器高温挡正常加热1min,可使图丙所示电能表的转盘转100r
【答案】ABD
【详解】A.由图乙可知,当当S接“1”时,R被短路,电路中只有R0,此时电阻较小,由可知,功率较大,电热水器为高温挡,故A正确;
B.由表甲可知,热水器的容积为60L即0.06m3,则满箱水的质量为
m水=ρV=1.0×103kg/m3×0.06m3=60kg
则由20℃升高到70℃,水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×(70℃-20℃)=1.26×107J
故B正确;
C.由表甲可知,高温档的功率为2000W,则R0的阻值为
低温档的功率为200W,则R和R0的总阻值为
根据串联电路电阻的关系可知,R的阻值为
R=R总-R0=242Ω-24.2Ω=217.8Ω
故C错误;
D.断开其他用电器,仅让电热水器高温挡正常加热1min,消耗的电能为
电能表的转盘转
故D正确。
故选ABD。
14、(2024·山东青岛·中考真题)如图所示电路,电源电压保持不变.闭合开关和,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A,将电压表和电流表互换位置,闭合,断开,电流表示数为0.2A,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V B.电阻的阻值为
C.电阻的阻值为 D.电路消耗的总功率减小了
【答案】AC
【详解】A.闭合开关和,R1和R2并联,电压表测量电源电压,电压表示数为6V,则电源电压为6V,故A正确;
BC.闭合开关和,R1和R2并联,电流表测量通过R2的电流,电流表示数为0.3A,则R2的阻值为
将电压表和电流表互换位置,闭合,断开,R1和R2串联,电压表测量R2两端电压,电流表测量串联电路电流,电路中的总电阻为
则R1的阻值为
故B错误,C正确;
D.更换前电路的总功率为
更换后电路的总功率为
减小的总功率为
故D错误。
故选AC。
15、(2024·山东潍坊·中考真题)如图甲所示的电路,电流表量程为0~0.6A,小灯泡L标有“4V 2W”字样。闭合开关、,在确保电路安全的情况下,调整滑动变阻器滑片P位置,记录多组电压表示数U与相应的电流表示数I,并作出如图乙所示的图像。下列分析正确的是( )
A.电源的电压为10V
B.电阻R能达到的最大功率为3.6W
C.滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为
D.断开,小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为2.5W
【答案】BC
【详解】A.由图甲可知,闭合开关、,则L被短路,R与串联,电压表测两端电压,电流表测电路中电流。由图乙可知,当电压表示数为10V时,电流表示数为0.2A,由串联电路电压规律可得,电源电压为
①
当电压表示数为6V时,电流表示数为0.6A,则电源电压
②
由①②可得
,
故A错误;
B.由可知,当电路中电流最大时,即为0.6A时,电阻R的功率最大,为
故B正确;
C.由欧姆定律可知,当电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最小。由图乙可知,当电路中电流最大时,即为0.6A时,滑动变阻器两端的电压为6V,则滑动变阻器接入电路的最小值为
故C正确;
D.由图乙可知,断开,则,L、R与串联,小灯泡正常发光时的电流为
则电路中电流
R两端电压
由串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端电压
滑动变阻器的功率为
故D错误。
故选BC。
三、填空题(本题7小题,每空1分,共20分)
16、(2024·山东济南·模拟预测)2023年,杭州亚运会的开幕式采用了先进的LED屏幕和灯光设备,将运动员进场、文艺表演等画面展现得非常清晰、逼真。普通白炽灯是利用电流的 (选填“热效应”“磁效应”或“化学效应”)使灯丝达到白炽状态而发光的,发光效率仅为8%。产生相同亮度的情况下,LED灯的 较小,工作相同时间消耗的电能较小。
【答案】 热效应 电功率
【详解】[1]白炽灯是利用电流的热效应来工作的。
[2]产生相同亮度的情况下,实际上是普通白炽灯和LED灯转化后的光能相同,而白炽灯发光效率远低于LED灯,结合可知在相同时间和转化的光能相同的情况下,LED灯的电功率较小。
17、(2024·山东聊城·中考真题)为了测量家中路由器的电功率,小慧利用五一假期外出期间,关闭家里的其它用电器,用电能表测出一台路由器所消耗的电能,数据见下表,计算可得路由器的电功率为 W。若小慧所在小区有1000户家庭,按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机,每度电0.6元计算,则小区用户每月(30天)为路由器支付的总电费为 元。
【答案】 10 4320
【详解】[1]路由器的电功率为
[2]若小慧所在小区有1000户家庭,按每户家庭只使用一台这样的路由器且全天开机,小区用户每月(30天)消耗的电能为
需要交的电费为
18、(2024·山东济宁·中考真题)在图所示的电路中,电源电压为,当开关S闭合后,电路总功率变化了,则电流表示数变化了 A,电阻 。
【答案】 0.3 20
【详解】[1][2]由图可知,开关S闭合后,R与L并联,电流表测量干路电流。由于灯泡的功率不变,电路总功率变大,变化的功率就是R的功率,则R的阻值为
电流表变化的示数就是R电流
19、(2024·山东枣庄·中考真题)如图所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A。当开关S1、S2同时闭合时,小灯泡正常发光,则小灯泡正常发光的电阻RL为 Ω,滑动变阻器滑片P向右移动时,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,通过调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1:P2= 。
【答案】 12 不变 11∶3
【详解】[1]由题可知,灯泡L上标有“6V 3W”的字样,那么灯泡电阻为
[2]小灯泡所在的支路与滑动变阻器所在的支路并联,相互独立,当滑动变阻器向右滑动时,灯泡两端的电压不变,灯泡的电阻不变,灯泡的实际功率不变,灯泡的亮度不变。
[3]闭合S1、S2通过滑动变阻器的电流最大I最大=0.6A时,电路中的功率最大
闭合S1,断开S2,当滑动变阻器阻值最大时,电路中的功率最小
则
20、(2024·山东枣庄·二模)用如图所示的装置可探究电流产生热量与 (填“电流”或“电阻”)的关系,装置中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器;电流通过电阻与产生的热量之比为 ;若将更换为10Ω的电阻, (填“仍能”或“不能”)完成该实验探究。
【答案】 电流 不是 1∶4 仍能
【详解】[1]由图可知,R2与R3并联后与R1串联,根据串、并联电路电流特点可知,通过R2的电流小于通过R1的电流,R1和R2电阻相同,电路中各电阻同时通电,通电时间相同,所以可以探究电流产生的热量与电流大小的关系。
[2]上端开口、底部连通的容器叫做连通器。图中U形管上端都不开口,因此不是连通器。
[3]由串并联电路电流特点可知,通过R2的电流为通过R1电流的一半,即,由可知,电流通过电阻与产生的热量之比为
[4]若将R3更换为10Ω的电阻,R1、R2阻值相同,通过R1、R2的电流仍不相等,仍能完成该实验探究。
21、(2024·山东淄博·中考真题)如图所示电路,灯L标有“3V 0.9W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当开关S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.6A,灯L正常发光,灯L的电阻为 Ω,电压表的示数为 V;当开关S2、S3断开,S1闭合时,灯L与电阻R的连接方式为 ,电流表的示数为 A。
【答案】 10 3 串联 0.2
【详解】[1]已知灯L标有“3V 0.9W”字样,根据可知,灯L的电阻为
[2][3][4]分析电路图可知,当开关S1断开,S2、S3闭合时,定值电阻R与灯泡并联,电流表测通过R的电流,电压表测电源电压。此时灯L正常工作,因此灯L两端电压为3V,根据并联电路电压的特点可知,电源电压等于定值电阻R两端电压等于灯L两端电压,为3V,因此电压表的示数为3V。此时电流表的示数为0.6A,则定值电阻R的阻值为
分析电路图可知,当开关S2、S3断开,S1闭合时,电路中只有一条电流路径,因此灯L与电阻R串联,电流表测电路电流,电压表测定值电阻R两端电压。根据串联电路电阻的特点可知,此时电路的总电阻为
R总=R+RL=5Ω+10Ω=15Ω
此时电路的电流为
因此电流表的示数为0.2A。
22、(2024·山东烟台·中考真题)如图甲所示,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为 V,滑动变阻器R的最大阻值为 Ω,电阻消耗的最大功率和最小功率之比为 。
【答案】 3 10
【详解】[1][2][3]根据电路图可知,和R串联,电流表测量电路中电流,电压表测量R两端电压;当滑动变阻器R的滑片P滑到b端时,变阻器R阻值最大,电路中的电流最小,是0.2A,电压是2V,变阻器R的最大阻值是
当滑动变阻器R的滑片P滑到a端时,电路中只有,变阻器阻值最小,电路中的电流最大,是0.6A,电压是0V,电源电压为
联立①②解得
根据
可知,电阻消耗的最大功率和最小功率取决于电路中电流的最大值和最小值,所以电阻消耗的最大功率和最小功率之比为
四、实验题(本题3小题,每空1分,共28分)
23、(9分)(2024·江苏无锡·模拟预测)电学实验课上,老师提供了“20Ω,1A”字样的滑动变阻器、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、标有“0.5A”字样的小灯泡、电源电压恒为3V的干电池等器材.利用所学的知识,请你帮助小鹏同学完成下面的实验。
(1)探究电流与电阻关系:
①小鹏连接了如图甲所示的电路,其中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线,将电路连接正确 ;
②电路中接入5Ω定值电阻,闭合开关,移动滑片,电流表的示数如图乙所示,为 A;
③用10Ω电阻替换5Ω电阻后,滑片应该向 调节,经过多次实验,分析实验数据,得出结论:电压一定时,电流与电阻成 ;
④正确连接电路后,根据现有器材,为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验,定值电阻两端的电压不能低于 V;
(2)小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的正常工作时的电阻。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器和一个电压未知的电源(以上两器材均能满足实验要求),经过思考,利用原有的“20Ω,1A”的滑动变阻器和电流表等器材,小鹏设计了如图丙所示的电路,请你帮他完成实验.
①先将、的滑片移至最右端,闭合开关S、,断开开关,再将的滑片移至最左端,此时电流表的示数为0.3A,则电源电压为 V;
②将的滑片移至最右端.断开开关,闭合开关S、,向左移动的滑片,直至 ,此时灯泡正常工作;
③保持、滑片位置不变,断开开关,闭合开关S、,电流表的示数恰好为0.24A;
④小灯泡正常工作时的电阻为 Ω,额定功率 W.
【答案】(1) 0.4 左 反比 1.5
(2) 6 电流表示数为0.5A 7 1.75
【详解】(1)①[1]原电路图中,滑动变阻器被短路了,探究电流与电阻关系时,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
②[2]由乙图可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.4A。
③[3]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电阻两端的电压变大,为了控制定值电阻两端电压不变,由串联分压可知,应增大滑动变阻器两端电压,故应增大滑动变阻器阻值,所以把变阻器滑片向左调节。
[4]经过多次实验,分析实验数据发现,电流随电阻的增大而减小,电流与电阻的乘积保持不变,所以电压一定时,电流与电阻成反比。
④[5]研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,设电压表示数为,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
根据分压原理有
即
①
因电压表示数为定值,所以由①式可知,右边也为一定值,当定值电阻为20Ω时,变阻器连入电路中的电阻最大,即
解得电压表的示数。
(2)①[1]先将R1、R2的滑片移至最右端,闭合开关S、S1,断开开关S2,再将R2的滑片移至最左端,R1与R2串联,且R2的阻值为0,电路为只有R1的简单电路,此时R1的阻值最大,电流表测串联电路电流为0.3A,电源电压
②[2]将R2的滑片移至最右端,断开开关S1,闭合开关S、S2,此时电路中灯泡和R2串联,电流表测量电路中的电流,由于小灯泡的正常工作时的电流为0.5A,所以向左移动R2的滑片,直至电流表的示数为0.5A。
④[3][4]断开开关S2,闭合开关S、S1,R1与R2串联,电流表测串联电路电流,保持R1、R2滑片位置不动,R1的阻值最大,此时电流表示数为0.24A,电路中的总电阻
根据电阻的串联规律,R2的电阻
当灯泡正常发光时,根据欧姆定律可得,电路中的总电阻
灯泡正常发光时的电阻
小灯泡的额定功率
24、(10分)(2024·山东日照·中考真题)小明在电学学习中,对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏,他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一:如图甲所示,在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材:电压恒为6V的电源,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)在检查电路时,他发现有一根导线连接错误,请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)要完成该实验,滑动变阻器应该选用以下哪种规格:______(填下列选项前的字母);
A.20Ω,0.5A B.40Ω,0.2A C.50Ω,1A
(3)改正电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至最 (选填“左”或“右”)端。闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,可能是定值电阻发生 (填“断路”或“短路”);
(4)更换正常电阻后,A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的图像,分析图像,你认为
(选填“A”或“B”)同学的实验操作是错误的,他操作中的问题是: ;
(5)改正错误后,他们都正确完成了实验,并记录相关数据,描绘出合理的图像,据此得出结论:在电压一定时, ;
(6)实验二:为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关,设计了如图所示的实验装置(电源、开关未画出)。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响;图丁是控制导体电阻和通电时间相同,探究 对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是 。
【答案】(1) (2)C (3)左 断路 (4) A 没有控制定值电阻两端的电压一定 (5)通过电阻的电流与导体的电阻成反比 (6)电阻 电流 控制变量法
【详解】(1)由于电压表测定值电阻的电压,则可知电路连接正确如下图所示:
(2)由于电压表的小量程接入电路中,其能测量的最大的电压为3V,而电路中定值阻值的阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,则电路的最大电流为
由于电源电压为6V,则滑动变阻器分得的最小电压为3V,定值电阻的最大阻值为25Ω,根据串联电路的电压与电阻的规律可知,滑动变阻器最小阻值为25Ω,综上所述,为了要完成该实验,滑动变阻器应选50Ω,1A,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[1]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端。
[2]闭合开关,发现电流表无示数,这说明电路断路,电压表示数较大;移动滑动变阻器的滑片,两表的示数无变化,说明定值电阻发生断路。
(4)[1][2]探究“电流与电阻关系”的实验,实验过程中应控制定值电阻两端的电压一定,而A同学所绘制的图像可得电压为
可知实验过程中,定值电阻两端的电压发生了变化,没有控制定值电阻两端的电压一定。
(5)根据图像,据此得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(6)[1]图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同,导体的电阻不同,所以探究导体电阻对产生热量多少的影响。
[2]图丁是控制导体电阻和通电时间相同,通过导体电阻的电流不同,所以探究电流对产生热量的影响。
[3]探究电流与电阻的关系时,保证了定值电阻两端的电压是一定的,而探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关时,当探究电流与导体产生的热量的关系,保证了导体的电阻和通电时间相同,当探究电阻与导体产生的热量的关系,保证了导体的电流和通电时间相同,所以这两套装置进行实验的过程中都保证其它因素相同,所以都采用的研究方法是控制变量法。
25、(9分)(2024·山东淄博·中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时的电阻约为9Ω)。
(1)图甲是小明连接的电路,请指出不妥之处: ;
(2)重新连好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,将数据及现象记录在表格中。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.16
不亮
2
1.3
0.22
较暗
3
2.1
0.26
较亮
4
2.5
明亮
5
3.0
0.36
耀眼强光
①实验多次测量的目的是 ;
②第4次实验时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;接下来要完成第5次实验,滑片应向 移动;
③通过实验发现,小灯泡两端的电压越大,实际功率 ,小灯泡越亮;
④小聪发现表格中有一个电流数据有误,该数据是 ;
(3)完成实验后,小明取一个阻值为的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑片P,直至电压表示数为 V;
②断开开关S,保持滑片P位置不变, ,再闭合开关,记录电压表示数;
小灯泡正常发光时的电阻 (用所测的量和已知量表示)。
【答案】(1)电流表选用的量程太大 (2)得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律 0.7 右 越大 0.36 (3) 2.5 将电压表改接在定值电阻两端
【详解】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为9Ω,则小灯泡正常发光时通过的电流约为
由图甲可知,电流表选用0~3A量程,分度值为0.1A,则小灯泡正常发光时,电流表指针偏转角度过小,误差太大,故电流表选用量程太大了,应换用0~0.6A量程。
(2)①[1]实验中多次改变小灯泡两端的电压,多次测量小灯泡的实际功率并比较其亮度,目的是得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律。
②[2]根据表格数据可知,第4次实验中,电压表示数即小灯泡两端电压等于其额定电压,则此时小灯泡的功率为其额定功率,由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,故电流表的示数为0.28A,则小灯泡的额定功率为
[3]接下来要完成第5次实验,由表中数据可知,调节滑片使电压表示数由2.5V变为3.0V,电源电压不变,根据串联分压的规律可知,应减小滑动变阻器的阻值,滑片应向右移动。
③[4]分析表格数据可知,从第1次实验到第5次实验中,小灯泡的实际功率依次为、、、、,故小灯泡两端电压越来越大,实际功率越来越大,小灯泡的亮度越亮。
④[5]分析表格数据,根据可得,5次实验中小灯泡的电阻依次为、、、、,因为小灯泡越亮,灯丝温度越高,灯丝电阻随温度的升高而变大,所以第5次实验中电流数据0.36A有误。
(3)[1]由图丙可知,定值电阻、小灯泡、滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端电压,实验目的是测量小灯泡正常发光时的电阻,因此应调节滑片,使小灯泡两端电压即电压表示数等于其额定电压2.5V。
[2][3]小灯泡两端电压已知,根据可知,还需要测出通过小灯泡的电流,根据串联电路中电流处处相等可知,只需测出通过定值电阻的电流,因此将电压表改接在定值电阻两端,测出两端电压,则电路中的电流,小灯泡正常发光时的电阻为
五、计算题(本题2小题,共12分)
26、(6分)(2024·江苏连云港·中考真题)小明家的电水壶的内部电路如图甲所示,其中为电热丝,S是电源开关,是温控开关(水温达到100℃,自动由加热状态切换为保温状态)。该电水壶的部分重要参数如图乙所示。已知电源电压为220V。求:
(1)当开关S闭合,断开时,电路中的电流。
(2)当开关S和均闭合时,的电功率。
(3)在加热状态下,该电水壶工作50s消耗的电能。
【答案】(1)0.2A;(2)836W;(3)
【详解】解:(1)当开关S闭合,断开时,电路是由R2组成的简单电路;当开关S和S0均闭合时,电路是由R2和R1组成的并联电路,由于并联电路电阻比并联的任何一个电阻的阻值都小,根据可知,电水壶处于加热状态;当开关S闭合,S0断开时,电水壶处于保温状态,则
(2)当开关S和均闭合,电路是由R2组成的简单电路,此时电水壶处于加热状态,功率等于两电阻功率之和,R1的电功率为
(3)在加热状态下,该电水壶工作50s消耗的电能
答:(1)当开关S闭合,S0断开时,电路中的电流为0.2A;
(2)当开关S和S0均闭合时,R1的电功率为836W;
(3)在加热状态下,该电水壶工作50s消耗的电能为4.4×104J。
27、(6分)【新情境】(2024·山东德州·中考真题)如图甲所示,为物理创新小组设计的光控路灯原理图,由控制电路和工作电路组成,光敏电阻R1的阻值随照度E(描述光照强度的物理量)的变化关系如图乙所示,Lx是照度的单位。闭合开关S1、S2,当通过线圈的电流I<1.5mA时,触点A、B接通,当通过线圈的电流I≥1.5mA时,触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6V,定值电阻R2的阻值为2kΩ,工作电路电源电压U2为220V,灯泡L1和L2规格均为“220V 44W”。(电磁铁线圈电阻忽略不计)求:
(1)灯泡L1正常发光时的电阻;
(2)当E=3.0Lx时,工作电路在10min内消耗的电能;
(3)当E=1.5Lx时,工作电路的电功率。
【答案】(1)1100Ω (2) (3)88W
【详解】(1)灯泡正常发光时的电阻
(2)当时,由图乙可知,,此时控制电路的总电阻
控制电路中的电流,即通过线圈的电流
因为,所以此时触点断开,工作电路中只有工作,工作电路电源电压等于的额定电压,则工作电路在内消耗的电能
(3)由图乙可知,与成一次函数关系,设,将
代入关系式得
即
因此当时
此时控制电路的总电阻
控制电路中的电流,即通过线圈的电流
因为,所以此时触点接通,工作电路为的并联电路,根据并联电路的电压规律可知,两端电压都等于电源电压,等于其额定电压,则工作电路的电功率
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