内容正文:
第十三章 电功和电功率
一、单选题
1.如图所示电路中,电源电压保持不变,为定值电阻。当在、两点间接入一个“”的小灯泡时,恰好正常发光;若换一个“”的小灯泡,则关于小灯泡说法正确的是( )
A.两端的电压为,可能会烧坏
B.可能正常发光
C.两端的电压会大于小于
D.的亮度比正常发光会暗一些
2.近一段时间,小明发现自己家的保险丝经常熔断,其原因可能是( )
A.用电器额定电压太高
B.保险丝的允许通过电流过大
C.电路中某处断路
D.安装、使用了多个大功率用电器
3.甲灯上标有“220V 40W“、乙灯上标有“36V 40W”字样,当它们各自在额定电压下工作时,以下说法中正确的是( )
A.甲灯电流做功较快 B.乙灯电流做功较快
C.两盏灯电流做功一样快 D.条件不足,无法比较
4.珍爱生命,安全用电,下列说法正确的是( )
A.照明电路的开关应接在零线上
B.多个大功率用电器可以同时用一个插座
C.有金属外壳的电器不需要用三孔插座
D.发生触电事故时,不能直接用手去拉触电者
5.把“220V 60W”和“220V 40W”的两盏灯串联在220V的电路中,两盏灯都比正常发光时暗,这是因为每盏灯的( )
A.额定电压都变小 B.额定电压都小于它的实际电压
C.额定功率都变小 D.实际功率都小于额定功率
6.下列关于家庭电路和安全用电的说法中错误的是( )
A.家用电器失火时,应先断电后灭火
B.家庭电路中的电视机和电饭锅是并联的
C.低于220V的电压对人体来说都是安全的
D.导致家庭电路中的空气开关跳闸的原因可能是短路
7.如图所示,电源电压保持不变,不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,将滑片P向右移动,下列分析中正确的是( )
A.电压表和电流表的示数均变小,灯泡L变亮
B.电压表和电流表的示数均变大,灯泡L变亮
C.电压表与电流表的示数之比变小,灯泡L变暗
D.电压表与电流表的示数乘积变小,灯泡L变暗
8.如题图甲所示的电路,R2的阻值为10Ω,在滑动变阻器R1的滑片P从A端向B端滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.当滑动变阻器的滑片P在A端时,由图乙可知,电流表的示数为0.45A
B.滑动变阻器的最大电阻为20Ω
C.电源电压为3V
D.该电路消耗的最大电功率为1.35W
9.在如图所小的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P从最上端移动到最下端的过程中,电压表V2的示数最小值为3V,电压表V1与V2的示数之差变化了2V。闭合开关S1和S2,将滑片P从最下端移动到最上端的过程中,电阻R3的最大功率为0.75W,当滑片P在中点时,电路总功率为P总,电压表V1与V2的示数之比为1:2。P总为( )
A.2W B.2.4W C.3W D.3.2W
二、多选题
10.如图所示是小郭同学家的部分电路。下列说法正确的是( )
A.若cd间断路,则接入插座的用电器还能工作,只是存在安全隐患
B.熔断器熔断后,可用铜丝替换
C.若ab间断路,闭合开关S,灯泡L仍能发光
D.在使用试电笔检测火线与零线时,要触摸试电笔金属体笔尖
11.在如图所示电路中,电源电压恒为6V, 滑动变阻器上标有“25Ω 1A”的字样,小灯泡上标有“2.5V 1.25W”的字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是( )
A.电路中允许通过的最大电流为1A
B.电路中的最大功率为6W
C.滑动变阻器接入电路的最小阻值为7Ω
D.小灯泡的最小功率为0.2W
12.关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.使用试电笔时,手指要按住笔尾的金属帽,用笔尖接触被测的导线
B.电路中电流过大使空气开关跳闸,原因可能是短路,也可能是用电器的总功率过大
C.有金属外壳的家用电器,无须使用三脚插头
D.对人体安全的电压是不高于36 V
13.灯泡L上标有“6V ,6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化关系如图(甲)所示。现把灯泡L接入如图(乙)所示的电路中,若电路电压为10V不变,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”。则下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为6V
B.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为9V
C.灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而减小
D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为6W
14.如图所示,R2 为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关后,滑片 P 从最右端移动到最左端的过程,电压表示数 U 与电流表示数 I 的关系如图所示, 下列说法正确的是( )
A.定值电阻 R1 为 10 Ω
B.滑动变阻器 R2 的最大阻值为 60 Ω
C.电路消耗的最小总功率是 1.8 W
D.电路消耗的最大总功率是 7.2 W
15.如图所示,定值电阻R0=10Ω,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,灯泡L上标有“3V 0.6W”的字样,忽略灯丝电阻的变化。只闭合开关S、S1,并把R的滑片移到最右端,电流表的示数为0.1A,下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V B.此电路的最小功率为0.3W
C.此电路的最大功率为1.5W D.通过灯泡L的最大电流为0.2A
16.如图甲所示电路,电源电压不变,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A。只闭合S、S1,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,灯泡和R1的I﹣U图象分别如图乙所示,滑片在a点时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.灯泡的额定功率是0.15W
B.只闭合S、S1时,电路的最小功率为1.35W
C.只闭合S、S2,R1的滑片在a点,调节R2,R1的最大功率是2.7W
D.只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R2允许接入电路的最大阻值是12Ω
三、填空题
17.上海市家庭电路的电压是 伏,家用空调与电视机是 (选填“串联”或“并联”)连接的,当电路中同时工作的家用电器减少时,电路的总电流 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
18.如图所示,当容器中的液面下降时,电流表的示数会 ,电路中定值电阻R0的电功率会 (以上均填“变大”“不变”或“变小”)。
19.小夏在户外拓展训练中,将一张口香糖的包装锡纸撕成中间窄两端宽的条形,两端分别接在一节干电池的正负极上,锡纸就可以燃烧取火,如图,锡纸通电后会在 (选填:“两端”或“中间”)位置先燃烧起来,这是因为电流的 效应。
20.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”)。
21.一只小灯泡的正常工作电压为8V,正常发光时通过它的电流为0.4A,现将该小灯泡接在12V的电源上,为使其安全工作,应串联阻值 Ω的电阻.当小灯泡正常工作时,串联接入的电阻的电功率是 W.
22.某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡位,其内部简化电路如图所示,,,当闭合,断开时,电热水壶处于 挡;加热挡的电功率为 W。
23. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡上标有“6V 3.6W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当只闭合开关,滑动变阻器的滑片P在最右端时,滑动变阻器两端的电压为,R2消耗的功率为;接着将滑片移到最左端,再闭合开关,此时R2消耗的功率为,电流表的示数变化了0.8A;当只闭合开关;,滑片P在中点时,电压表的示数是3V,滑动变阻器两端的电压为,已知,则电源电压是 V;R3的电阻是 Ω。
24.如图所示,定值电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω,开关 S 闭合时,R1、R2 两端的电压分别是 U1、U2,通过的电流分别是 I1、I2,则 U1∶U2= ,I1∶I2= ,通电 10s 电流通过电阻产生的热量之比 Q1∶Q2= 。
四、作图题
25.甲图是一种装在天花上的吸顶灯,里面有2盏“220V 9W”的节能灯,在图乙中画出两盏灯的连线,并接入家庭电路,要求开关控制两盏灯,且每盏灯都能正常发光.
26.用笔画线代替导线将图中的电灯、开关接入家庭电路.
27.如图甲所示电路,闭合开关后将滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,电压表示数U随滑动变阻器阻值R变化关系的图象如图乙所示,请你在答题卡的坐标系中画出滑片移动过程中滑动变阻器消耗的功率P随其阻值R变化关系的图象。(提示:当R1=R2时,滑动变阻器的功率最大)
五、计算题
28.如图所示为某款电饭煲的简化电路,图中S是主开关,S闭合时电饭煲开始工作,S1为温控开关,可以实现“煮饭”和“保温”两种状态的切换,R1和R2是两个阻值恒定的电热丝,用来给电饭煲加热。已知电饭煲的额定电压为220V,R1=180Ω,“煮饭”时的额定功率为1210W。把电饭煲接在220V的电源上,求:
(1)当开关S1、S均闭合时,电饭煲处于 (选填“煮饭”或“保温”)状态;
(2)R2的阻值大小;
(3)这个电饭煲在“保温”时通过R2的电流;
(4)电饭煲“保温”时R2在30s内产生的热量。
29.近年来我国智能电动汽车高速发展。如图甲所示,为某品牌国产电动汽车,其车窗系统具有加热功率依次增大的防雾、除雾和化霜三个挡位,如图乙是简化后的车窗系统加热电路。忽略温度对电阻的影响,四个发热电阻R1=R3,R2=R4=200Ω。当旋转开关旋至“1”挡时,标有“1”的两接触点接通,电路中的电流为0.4A;当开关旋至“2”挡时,电路中的电流为2A。求:
(1)开关旋至“1”挡时,R4两端的电压;
(2)发热电阻R3的阻值;
(3)当电动车的电量过低时,车机系统会通过调节电源电压,降低车窗系统加热功率。某次电动车的电量过低时,除雾与防雾挡的加热功率之差为40W,求此时化霜挡的加热功率。
30.小敏妈妈买了一个新的电饭煲,小敏从说明书中得知下表中的信息,工作电路图如图甲所示,S1为温控开关,加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化。求:
额定电压
220V
额定蒸煮功率
1210W
额定保温功率
88W
频率
50Hz
容积
5L
(1)电饭煲在“保温”状态下正常工作时的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)某周末做晚饭时,小敏关闭了家中其他所有用电器,只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作,观察到如图乙所示的电能表的转盘在1min内转了50转,则电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为多少?
31.冬季采暖季来临,家中空气干燥,小明家购买了一台电热加湿器,其原理图如甲图所示,如表为其部分技术参数。、为发热电阻,且,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”“低挡”“高挡”之间的转换(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热)。求:
额定电压
220V
高挡发热功率
400W
水箱容积
3L
适用面积
(1)电阻的阻值;
(2)加湿器处于低挡位置时的发热功率;
(3)如图乙所示是某次使用加湿器工作30min的图像,请计算加湿器消耗的总电能。
六、实验探究题
32.用图所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系”,甲、乙、丙三个烧瓶盛有质量和温度都相同的食用油,温度计显示食用油的温度,每瓶食用油中都浸泡着一段电阻丝,中
(1)此实验控制变量是;因变量电流通过导体时产生的热量通过来表示;通过实验可知,丙瓶中的温度计示数变化量最大,则电流通过三段电阻丝产生热量最多的是;
(2)若探究“电流通过导体时产生的热量与导体中电流的关系”,将烧瓶中的三段电阻丝并联后接入电路,你认为是否可行并说明理由。
33.在“探究电流与电压的关系”实验中,所选的实验器材有:电压恒为3V的电源,定值电阻,电流表,电压表,规格为“30Ω 0. 5A”的滑动变阻器,开关,导线若干。
(1)按电路图连接好电路,闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,产生这种现象的原因可能是定值电阻 (选填“短路”或“断路”)。
(2)故障排除后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从正确的位置向 (选填“左”或“右”)端调节,观察每次电压、电流值,并记录在表格中。
实验次序
1
2
3
U/V
2
2. 6
3. 0
I/A
0. 2
0. 26
0. 3
根据表中的数据可得出结论:电阻一定时,电流与电压成 。
(3)根据所选器材的规格可知,定值电阻两端可加的最小电压为 V,此时定值电阻与滑动变阻器的功率之比为 。
34.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样,电源为两节新干电池。图甲是连接的实物图。
(1)图甲有一根导线接错,请在需要改动的导线上打“×”,并在图上改正 ;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,而电流表无示数,电压表指针偏转到最右端,则故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(3)改正电路后,将滑片移至变阻器阻值最大处。闭合开关,电压表示数如图乙,则应该将滑动变阻器的滑片P向 (左/右)移动,将电压表的示数调整到2.5V,此时电流表示数如图丙所示,测出小灯泡的额定功率为 W;
(4)小强想测灯泡的正常发光时的电阻,老师给他一个额定电流为0.3A的小灯泡和一个阻值为20Ω的定值电阻,电源电压未知、小强设计的电路图如图丁所示,请将以下实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为 A;
②保持滑片P的位置不变,断开开关S2,闭合开关S1,电流表示数为0.2A;将滑动变阻器的滑片P移到最左端,电流表的示数为0.3A,则电源电压为 V;
③小灯泡正常发光时的电阻: 。
七、综合题
35.电水壶是生活中的常用电器,如图甲所示,它有加热、保温等功能,接在220V的家庭电路中使用,图乙是电水壶的工作原理电路图,S是一个温控开关,只有R1为电加热丝,阻值为88Ω;当处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度后,S自动切换到另一位置,电水壶处于保温状态,且保温时加热丝的功率为88W;不考虑温度对电阻的影响,且不计指示灯的阻值。A、B是两种不同颜色的指示灯,红灯亮表示加热状态,绿灯亮表示保温状态,求:
(1)请标明指示灯的颜色:B为 色灯(写出文字和必要的公式分析过程);
(2)该电水壶的加热功率 ;
(3)电阻R2的阻值及电水壶处于保温状态时R2在10s内产生的热量 。
36.华为Mate60Pro手机搭载了我国自主研发芯片,电池容量为的锂离子聚合物电池,最大支持88W(20V,4.4A)有线超级快充技术,支持50W无线超级快充,支持20W无线反向充电,极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如下表所示:
电池名称
锂离子电池
电压
3.7V
容量
(1)给锂电池一次充满电储存的电能为 J;
(2)表格中的电池“容量”,是电流和 (填具体物理量名称)进行乘法运算的结果。给锂电池充电的过程是 转化为 能的过程;利用无线反向充电技术,用华为Mate60Pro手机给小米手机充电时,华为Mate60Pro手机相当于 (选填“电源”或“用电器”);
(3)如图所示的两个充电器,一个标注“输出5V 600mA”,另一个标注“输出20V 4.4A”,其中有一个是有线超级快速充电器。假设充电效率为74%,选用有线超级快速充电器给华为Mate60Pro手机电池从零充满电需要 s。(结果保留整数)
37.小明对家中的豆浆机非常感兴趣,于是,他收集了如下信息:如图甲是豆浆机的工作原理图,其中电动机是用来带动刀头将原料进行粉碎打浆的,额定功率P1=200W;R是加热电阻.额定功率P2=1100W.图乙是此豆浆机做一次豆浆时的工作信息,请你根据信息解答以下问题;
(1)豆浆机正常工作,打浆时的工作电流;
(2)豆浆机加热电阻的阻值;
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能;
(4)一天晚上做豆浆时,小明对豆浆机的实际加热电功率产生了怀疑,经测算此时豆浆机两端实际电压只有198V,请你帮助他计算豆浆机的实际加热电功率,并分析产生这种情况的可能原因.
答案解析
1.【答案】C
2.【答案】D
【解析】【解答】保险丝经常熔断,说明电路中电流过大,其原因可能是短路或用电器的总功率过大。
故答案为:D
【分析】引起电路中电流过大的原因有两个:一是电路发生短路;二是用电器总功率过大.
3.【答案】C
【解析】【解答】两盏灯的额定电压不同,额定功率相同,功率是电流做功快慢的物理量,ABD不符合题意,C符合题意,
故答案为:C.
【分析】功率是表示电流做功快慢的的物理量.
4.【答案】D
【解析】【解答】A.照明电路的开关应接在火线上,可以保证开关断开后用电器上不带电,防止发生触电事故,故A错误;
B.多个大功率用电器同时工作时,由于总功率过大,那么通过插座的电流会很大,可能会烧毁插座,故B错误;
C.有金属外壳的电器可能会外壳漏电引起触电事故,因此必须使用三孔插座,其中的一个插孔与地线相连,可以保证用电安全,故C错误;
D.发生触电事故时,不能直接用手去拉触电者,防止施救者发生触电事故,故D正确。
故选D。
【分析】根据家庭电路连接,以及安全用电的常识判断。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.额定电压是指灯泡正常工作时的电压,额定电压是不会变小的,A不符合题意;
B.由于串联电阻具有分压作用,故实际电压都小于它的额定电压,而不是额定电压小于实际电压,B不符合题意;
C.额定功率是指灯泡正常工作时的功率,是不会变小的,C不符合题意;
D.由于串联电阻具有分压作用,两灯均达不到额定电压,故功率达不到额定功率,实际功率小,所以灯变暗,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】两盏灯都比正常发光时暗,这是因为实际功率小于额定功率。
6.【答案】C
7.【答案】D
【解析】【解答】AB.闭合开关S后,在滑片P向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据可知,电路中的电流减小;根据U=IR可知,灯泡两端的电压变小,电压表示数变小;根据P=UI可知灯泡实际功率变小,灯泡变暗,故AB错误;
CD.灯泡的电阻保持不变,根据可知,电压表的示数与电流表的示数的比值为灯泡的电阻,电压表与电流表的示数之比不变,电流表示数变小,电压表示数变小,电压表与电流表的示数乘积变小,根据P=UI可知灯泡实际功率变小,灯泡变暗,故C错误,D正确。
故选D。
【分析】根据电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化,根据可知电压表和电流表示数的比值变化,根据P=IR可知灯泡实际功率的变化,进一步判断灯泡的亮暗变化。
8.【答案】B
9.【答案】B
【解析】【解答】由图可知,只闭合S1,R1、R2、R3串联,V1测R2、R3两端总电压,滑片P在最上端时,R2=0,V2测R1两端电压,此时最小值为3V,滑片P在最下端时,V2测R1和R2阻值两端电压,电压表V1示数不变,而电压表V1与V2的示数之差变化了2V,即V2示数变化了2V,即R2两端电压为2V,根据串联分压得
即
闭合开关S1、S2时,R1、R2滑片之上的部分电阻、R3串联,当滑片P在中点时,相当于R1、R2、R3串联,V1测R2、R3两端总电压,V2测R1和R2阻值两端电压,且电压表V1与V2的示数之比为1:2,根据串联分压可得
整理可得
可求得
滑片P在最上端时,R2=0,V2测R1两端电压,此时电路电阻最小,此时相当于R1、R3串联,
且
则根据串联分压,R3两端电压与电源电压的关系为
R3有最大功率0.75W,得
即
而当P在中点时,电路总功率为
B符合题意。
故答案为:B。
【分析】在串联电路中,各用电器的分压比等于电阻比;根据串联电路电阻规律,计算总电阻;利用电压和电阻,可以计算电功率;通过开关的状态,分析电路的变化。
10.【答案】A,C
11.【答案】C,D
12.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A、使用试电笔时手指要接触金属笔尾,笔尖接触电线,可辨别火线与零线,故A正确;
B、开关跳闸原因可能是短路,也可能是用电器的总功率过大,故B正确;
C、有金属外壳的家用电器,应使用三脚插头,这样即使金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,防止触电事故的发生,故C错误;
D、只有不高于36V的电压对人体才是安全电压,故D正确;
故答案为:ABD。
【分析】使用试电笔时手指要接触金属笔尾,笔尖接触电线,可辨别火线与零线;开关跳闸原因可能是短路,也可能是用电器的总功率过大;有金属外壳的家用电器,应使用三脚插头,这样即使金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,防止触电事故的发生;只有不高于36V的电压对人体才是安全电压。
13.【答案】B,C,D
【解析】【解答】A.图中,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,灯泡正常发光时,两端的电压为6V,电压表的示数为:10V-6V=4V,故A错误;
B.甲图中,当电流表示数为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,电压表的示数为10V-1V=9V,故B正确;
C.当电压表示数增大时,小灯泡两端的电压减小,甲图中,小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大,灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而减小,故C正确;
D.根据图甲,灯泡的额定电流为1A,电流表的量程为“0~0.6A”,电路中的最大电流为0.6A,电路中消耗的最大功率为:P=UI=10V×0.6A=6W,故D正确。
故选BCD。
【分析】根据串联电路分压规律,结合灯泡分压,计算滑动变阻器的分压;灯丝电阻随温度升高而变大;根据电路中的最大电流,利用P=UI,计算电路的最大电功率。
14.【答案】B,C,D
15.【答案】A,C,D
【解析】【解答】A、只闭合开关S、S1,R的滑片移到最右端,连入电路的电阻为20Ω,R0与滑动变阻器串联,则总电阻:
由 可得,电源的电压:
,A符合题意;
C、D,若三个开关都闭合,R的滑片移到最左端连入电路的电阻为0Ω,所以灯泡与R0并联,此时电路中的电流最大;
则:
灯泡两端的电压等于电源电压,灯泡正常发光;
由P=UI可得通过灯泡的最大电流为:
,D符合题意;
灯的功率为额定功率,即0.6W;
所以最大总功率 ,C符合题意;
B、由于 ,根据电阻的串联特点可知:
当灯泡与滑动变阻器R的最大值串联时电路中的总电阻最大,电流最小,则总功率最小;
为: ,B不符合题意;
故答案为:ACD。
【分析】结合电路图,判断电路的连接方式,利用串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式分析计算即可.
16.【答案】B,D
【解析】【解答】AB.只闭合S、S1,灯泡、滑动变阻器R1串联,电压表测灯泡两端电压,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,R1的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,灯泡两端的电压变大,由此可知:图乙中,左边的曲线为灯泡的I﹣U图像,则右边的曲线为R1的I﹣U图像;滑片在a点时R1的阻值最小(允许接入的最小阻值),电路中的电流最大,由于灯泡恰好正常发光,则根据I﹣U图像可知:小灯泡正常工作时的电压为1.5V,通过灯泡的电流为0.5A,此时R1两端的电压为3V,则灯泡的额定功率P额=ULI最大=1.5V×0.5A=0.75W
电源电压U=UL+U1=1.5V+3V=4.5V
由图可知,电路中的最小电流为0.3A,电路的最小功率为P最小=UI最小=4.5V×0.3A=1.35W
A不符合题意,B符合题意;
C.由可得R1的滑片在a点时的电阻为
由图可知,只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;由于串联电路中各处的电流相等,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流I最大′=0.6A,由P=UI可得R1的最大功率是P1最大=(I最大′)2R1=(0.6A)2×6Ω=2.16W
C不符合题意;
D.由于电压表采用0~3V量程,根据串联电路分压原理可知当电压表的示数U2最大=3V时,滑动变阻器R2接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时R1两端的电压U1′=U﹣U2最大=4.5V﹣3V=1.5V
电路中的最小电流
则滑动变阻器R2接入电路的最大阻值
D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】只闭合S、 S1,灯泡、R串联,在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑至a点的过程
中,R1的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,根据图像即可读出滑片在a点时小灯泡正工作时灯泡、R1的电压和电流,根据P= UI求出灯泡的额定功率和电路的最大功率;由,可得R1的滑片在a点时R的电阻,由图可知,只闭合S、S2, R1的滑片在a点,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路电流特点结合电流表的量程可知电路中的最大电流,由P = UI可得R1的最大功率;由于电压表采用0~ 3V量程,根据串联电路分压原理可知当电压表的示数U2= 3V时,滑动变阻器R2接入电路中的电阻最大,根据串联电路电压规律可知此时R1两端的电压,根据欧姆定律计算电路中的最小电流,进一步计算滑动变阻器R2接入电路的最大阻值。
17.【答案】220;并联;变小
【解析】【解答】我国家庭照明电路的电压是220V,家用空调与电视机是不能相互影响的所以一定是并联的。因为家庭电路中的所有用电器都是并联的,根据并联电路的电压特点,电路的总电流等于各之路电流之和,所以当电路中同时工作的家用电器减少时,电路的总电流变小。
故答案为:220;并联;变小.
【分析】家庭照明电压为220伏;所有家用电器和插座都是并联的;而开关则要与它所控制的用电器串联.
利用P=UI可知, 当电路中同时工作的家用电器减少时,电路的总电流 变化情况.
18.【答案】变小;变小
【解析】【解答】由电路图可知,变阻器与R0串联,电流表测电路的电流。
(1)当容器中的液面下降时,杠杆逆时针转动,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的串联,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电流表的示数会变小;
(2)因电流表的示数变小,根据P=I2R可知,电路中定值电阻R0的电功率会变小。
故答案为:变小;变小。
【分析】由电路图可知,变阻器与R0串联,电流表测电路的电流。
(1)当容器中的液面下降时,根据杠杆逆时针转动确定变阻器连入电路的电阻变化,由电阻的串联确定电路的总电阻变化,根据欧姆定律可知电流表的示数变化;
(2)根据P=I2R分析电路中定值电阻R0的电功率变化。
19.【答案】中间;热
20.【答案】可以;用电器
21.【答案】10;1.6
【解析】【解答】(1)串联电阻起分压作用,因灯泡仍正常发光,故电路中电流I=0.4A,电阻两端电压U=12V﹣8V=4V; 则由欧姆定律I= 可得,可得电阻的阻值R= = =10Ω;
②当小灯泡正常工作时,电路中的电流为0.4A,串联电阻两端的电压为4V,
则其电功率为:P=UI=4V×0.4A=1.6W.
故答案为:10;1.6.
【分析】①由题意可知,电源电压大于灯泡的额定电压,故应串联电阻分得多余电压;由欧姆定律可得出串联电阻的阻值.②根据电路中的电流和所串联电阻两端的电压,利用公式P=UI可计算其电功率的大小.
22.【答案】保温;1512.5
【解析】【解答】由电路图可以知道,当开关S2断开、S1闭合时,电路中只有R1,根据可知,此时电功率较小,因此电热水壶处于保温档。
当开关S1、S2同时闭合时,电路中R1与R2并联,此时总电阻较第一种情况是比较小的,根据可知,此时电功率大,因此电热水壶处于加热档,所以此时电路的总电阻为
那么加热挡的电功率为
【分析】在并联电路中,并联的电阻越少,电功率越小;根据并联电路电阻规律计算总电阻,利用电压和电阻,可以计算电功率的大小。
23.【答案】6;15
【解析】【解答】由可得,灯泡的电阻为
当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,R1与R2串联,如图1所示,此时R2消耗的功率
接着将滑片移到最左端,再闭合开关S3,R2与R3并联,电流表测干路电流,如图2所示,由并联电路中各支路两端的电压相等可知,R2消耗的功率
则
解得
当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,与L串联,电流表测电路中的电流,如图3所示,当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,R1与R2串联时,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R1两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以由可得
即R1=2R2
R1与R2串联时和与L串联时,两电路的电流之比为
即
因电源的电压不变,所以
解得R2=10Ω,R1=2R2=2×10Ω=20Ω
当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,与L串联,电压表测量灯泡两端电压为3V,电路中的电流为
则电源的电压为
由可得,图1中的电流为
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,所以图1的总电阻大于图2的总电阻,则图2中的总电流大于图1的电流,即
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以
即
解得R3=15Ω
故答案为:6;15
【分析】 知道灯泡的额定电压和额定功率,根据 求出灯泡的电阻;
当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,R1与R2串联,根据 表示出R2消耗的功率;接着将滑片移到最左端,再闭合开关S3,R2与R3并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和 表示出R2消耗的功率,然后结合P2:P2'=1:9得出等式即可求出R2两端的电压与电源电压关系,根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1与R2的阻值关系;当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时, 与L串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律结合U1:U1'=4:3得出等式求出电流关系,利用电源的电压不变得出等式即可求出R2的阻值,进一步求出R1的阻值,根据欧姆定律结合灯泡两端的电压为3V求出电路中的电流,然后求出串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压;
根据电流关系求出当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时电路中的电流,根据电阻关系和欧姆定律结合电流表的示数变化了0.8A求出闭合开关S1、S3且变阻器的滑片P在最右端时电路中的电流,根据并联电路的特点和欧姆定律得出等式即可求出R3的阻值
24.【答案】1:1;2:1;2:1
【解析】【解答】根据图片可知,定值电阻R1与R2并联。
并联电路各支路两端电压相等,即U1:U2=1:1;
电流与电阻成反比,即:;
电 10s 电流通过电阻产生的热量之比 Q1∶Q2=U1I1t1:U2I2t2=I1:I2=2:1。
【分析】根据并联电路的电压规律计算二者电压之比,根据并联电路电流与电阻成反比计算电流之比,根据W=UIt计算电流做功之比。
25.【答案】解:接法如图.
【解析】【解答】解:两灯并联,火线首先进入开关,然后接到到灯泡顶端的金属点;零线直接接到灯泡的螺旋套.这样在更换灯泡时更安全.
【分析】两灯必须是并联在家庭电路中的,且开关控制灯泡时和灯泡是串联的,即处于干路中,火线过开关入灯座,零线直接入灯座.
26.【答案】
【解析】【解答】连接灯泡时,火线先进入开关,再接到灯泡顶端的金属点,零线连接灯泡的螺旋套,使用灯泡时更安全,如图所示:
【分析】灯泡的开关连接在灯泡顶端和火线间。
27.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】从图中看出,当U1=2V时,R2=5Ω,此时电流
当U2=4V时,R2=20Ω,此时电流
设电源电压为U,则U=U1+I1×R1=2V+0.4A×R1①
U=U2+I2×R1=4V×0.2A×R1②
由①②得U=6V,R1=10Ω.
滑动变阻器消耗的功率
根据得出的表达式,计算出电阻R2从0至20Ω的变化过程中,对应的电功率P的不同数值,在坐标图上描点连线,画出滑片移动过程中滑动变阻器消耗的功率P随其阻值R变化关系的图像。如图所示
【分析】根据电压和电阻的比值, 计算电流;结合串联电路电压规律,计算分压;根据电流和电阻,可以计算电功率;滑动变阻器的电功率随电阻的先变大、后变小。
28.【答案】(1)煮饭
(2)解:由 可知,R2的阻值:
(3)解:根据串联电路的电阻特点可知,保温状态时电路中的总电阻:R=R1+R2=180Ω+40Ω=220Ω,
根据串联电路的电流特点可知,电饭煲在“保温”时通过R2的电流:
(4)解:电饭煲“保温”时R2在30s内产生的热量:
【解析】【分析】1)根据电功率公式P=U2/R可知, 开关S1、S均闭合时 ,电阻较小所以此时处于煮饭状态
2) 由 可计算R2的阻值
3)保温电路的电阻为 R=R1+R2根据欧姆定律U=IR计算电路的电流,根据串联电路电流处处相等可知电路的电流等于R2的电流
4)根据焦耳定律Q=I2Rt计算分析 电饭煲“保温”时R2在30s内产生的热量
29.【答案】(1)80V;(2)50Ω;(3)62.5W
30.【答案】(1)解:由表中数据可知,保温功率为88W,在“保温”状态下正常工作时的电流
答:电饭煲在“保温”状态下正常工作时的电流为0.4A
(2)解:由电路图知,只闭合S2时两电阻串联,电路中电阻较大,功率较小,为保温状态,当两开关都闭合时,只有R1接入电路中,电阻较小,功率较大,为蒸煮状态,由表中数据知,蒸煮状态时功率为1210W,R1的电阻
由电路图知,只闭合S2时两电阻串联,电路中电阻较大,功率较小,为保温状态,可得两电阻串联的总电阻
所以电阻R2的阻值
答:电阻R2的阻值为510Ω;
(3)解:“3000revs/kW•h”表示每消耗1kW•h电能,电能表转盘转3000圈,只让电饭煲在“蒸煮”状态下工作,转盘在1min内转了50转,消耗的电能为
电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为
答:电饭煲在“蒸煮”状态下的实际功率为1000W。
【解析】【分析】(1)根据用电器的电功率和电压的比值,计算电流;
(2)根据电压和电功率,可以计算用电器的电阻;利用串联电路电阻规律,计算部分电阻;
(3)根据电能表转盘转数计算电能,利用电能和时间的比值, 计算电功率。
31.【答案】(1)
(2)100W
(3)
32.【答案】电流和通电时间,温度计示数变化量,R3,不可行,因为三段电阻丝的阻值不同
33.【答案】断路;右;正比;0.75;1:3
34.【答案】(1)
(2)断路
(3)左;1.25
(4)0.3;6;10
35.【答案】绿;550W;1320J
36.【答案】;时间;电能;化学;电源;1023
【解析】【解答】(1)根据电压、电流和时间,计算锂电池充满电储存的电能为:
(2)根据表格数据,电池容量为,单位是电流和时间的乘积,故电池容量是:电流和时间的乘法运算的结果;给锂电池充电时消耗电能,将电能转化为化学能;当华为手机为小米手机充电,可提供电能时,相当于电源。
(3)根据电压和电流,计算充电器的充电功率分别为:,
,
所第二个的电功率大,充电速度快;根据充电效率,计算消耗的电能为:
根据快充功率,计算将电池从零充满需要的时间为:
【分析】(1)根据W=UIt,计算电池储存电能的多少;
(2)电池容量是电流和时间的乘积;能提供电能的是电源;为电池充电,电能转化为化学能;
(3)根据P=UI,计算电功率;根据充电效率,计算消耗的电能,结合,计算工作时间。
37.【答案】(1)0.91A(2)44Ω(3)7.5×105J(4)891W
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