内容正文:
一、电功
目录
【A 夯基础】 1
一、电功的概念辨析、填空;电功的单位及其换算 1
二、电能转化成其他形式的能 2
三、电能表 3
四、欧姆定律在电功中的应用 4
五、电容量;电功的综合应用 6
六、计算题 7
【B 提能力】 9
【C 链中考】 13
一、电功的概念辨析、填空;电功的单位及其换算
1.电功的单位是( )
A.焦耳(J) B.瓦特(W) C.安培(A) D.伏特(V)
2.下列各组中都属于电功单位的一组是( )
A.J,V•A B.J,kW•h C.W,V•A D.W,J
3.关于电功,下列说法不正确的是( )
A.电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B.电流做功的过程就是消耗电能的过程
C.用电能表可以测量电流做功的多少
D.电流越大,电流做功就一定越多
4.下列关于电功的说法中,错误的是( )
A.用电器消耗电能的过程,就是电能转化为其他形式的能的过程
B.用电器消耗的电能越多,电流做的功越多
C.电动机工作时,电流做功将电能转化为机械能
D.电功的单位与电能的单位是不同的
5.关于电功,下列说法不正确的是( )
A.电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B.电流越大,电流做功就一定越多
C.用电能表可以测量电流做功的多少
D.电流做功的过程就是消耗电能的过程
6.电流所做的功叫 。电功国际单位是 ,常用单位有度(千瓦时),1度=1千瓦时= 焦耳。
7.在通电时间相同的情况下,电压越大,电流越大,电流做功越 ;如果电压和电流不变,通电时间越长,电流做功就越 .所以电流在某段电路上所做的功,等于这段电路上 、 和 的乘积.写成公式是 .
8.完成下列单位换算:1kW·h= J= 度
二、电能转化成其他形式的能
9.下列家用电器主要将电能转化为机械能的是( )
A.LED灯 B.电饭锅
C.电风扇 D.电烤箱
10.下列选项中的用电器在使用过程中与电熨斗的能量转化形式相同的是( )
A.电风扇 B.电饭煲
C.台灯 D.笔记本电脑
11.电流通过电炉工作时是把 能转化为 能.给蓄电池充电的过程,实际上是把 能转化为 能的过程,如果在充电过程中消耗了2000焦的电能,则 能大约增加了 焦,电流做了 焦的功.
三、电能表
12.某电能表上月底的示数为,本月底的示数为,则本月消耗的电能为 kW·h,合 J。
13.小明家某月初电能表的示数为1042.8kW·h,月末的电能表示数如图所示,通过表盘判断下列说法正确的是( )
A.小明家本月消耗的电能是
B.转盘转动次数越多,用电器的总电功率越大
C.小明家中电能表能长期正常运行的最大电功率为2200W
D.若电能表的转盘转过240转,则消耗电能
14.如图是小明家电能表的表盘,将标有“220V 1200W”字样的电热水器接在家庭电路中,只让它单独正常工作,当表盘指示灯闪烁960次时,该电热水器消耗的电能为 。
15.下图所示是生活中常见的两种电能表。下列关于电能表的说法正确的是( )
A.电能表用来测量用电器消耗电能的快慢
B.电能表甲的示数为18246kW·h
C.两种电能表的额定最大电流均为20A,工作时电流可以超过额定最大电流
D.电能表乙中“3200imp/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器,每消耗1kW·h的电能,脉冲指示灯闪烁3200次
16.如图是小明家的电能表面板,其示数为 kW·h。关闭小明家其他用电器,让一台空调单独工作5min,观察到此电能表的指示灯闪烁了320次,则该空调在这段时间内消耗的电能为 J。
17.小滨在家中拍到一张电能表的照片,如图所示。下列说法不正确的是( )
A.此电能表的额定功率为2200W
B.此电能表应接在220V的电路中使用
C.拍照片时,电能表的读数为2829.6kW·h
D.电能表的转盘转过3000转,表示小滨家中用电器消耗了1度电
四、欧姆定律在电功中的应用
18.如图所示,,则通过和的电流之比为 ,相同时间内电流通过和做的功之比为 .
19.在如图所示的电路中,已知R1∶R2=3∶4,电源电压保持不变,开关S闭合时,电流1 min内在R1上做功为W1,开关S断开时,电流1 min内在R2上做功为W2,则W1和W2之比是 。
20.如图所示,电源电压保持不变,和为两个定值电阻,其中。只闭合开关时,电流表的示数为0.3A;同时闭合开关、时,电流表的示数为0.5A。则电源电压为 V,同时闭合开关、,通电100s,消耗的电能为 J。
21.将定值电阻R1和R2按如图所示方式接入电路,电源电压为8V,闭合开关S,电压表示数为6.4V,电流表示数为0.4A。R1两端的电压为 V,R1的阻值为 Ω;电路工作1min,R2所消耗的电能为 J。
22.如图甲所示电路中,电源电压恒为4V,使用适当的电表量程后,闭合开关S,电压表的示数如图乙所示,则电压表的示数为 V,灯泡L1、L2的电阻分别为R1、R2,则R1:R2= ;若将灯泡L1、L2改接成并联电路,则在1min内电流通过L1、L2做的功分别为W1、W2,则W1:W2= 。(假设灯丝电阻不变)
23.如图所示的电路中,为定值电阻,其中,当只闭合开关时,电流表的示数为,则电源电压为 ,通电10s电流做的功为 ,再闭合开关时,电流表的示数变化了0.8A,则10s内电流通过做功 ,的阻值为 。
五、电容量;电功的综合应用
24.某品牌电动汽车的电池容量为100A·h,额定电压为400V,充电时它将电能转化为 能存储起来,充满电后它存储了 J的能量,合为 kW·h。
25.某充电宝标有“电池能量:74W·h”,某手机电池标有“电池容量:3.7V4000mA·h”,则该充电宝的电池能量是手机电池容量的( )
A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.5倍
26.电阻R1=10欧姆,R2=15欧姆,把它们并联接入电路,在同样时间内( )
A.电流在R1上做的功多 B.电流在R2上做的功多
C.电流在R1、R2上做的功一样多 D.无法判断
27.现有两个定值电阻R1和R2(R1<R2),按照如图所示的四种方式,分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙>W丁 B.W乙>W丙>W丁>W甲
C.W甲>W丙>W丁>W乙 D.W丙>W丁>W乙>W甲
28.小张同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像。由图像可知,当导体乙两端电压为0时,导体乙的阻值为 ;将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上,干路中的电流为 A;将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上,通电5min,电路消耗的电能为 J。
29.甲、乙、丙三个导体串联在电路中,它们材料相同、均为圆柱体,规格如表所示,通电1min,电流通过甲、乙、丙做的功分别为,则( )
导体
长度/cm
横截面积/cm2
甲
5
1
乙
10
1
丙
5
2
A. B. C. D.
六、计算题
30.一个小灯泡的两端加2.5V电压时电流是0.3A,它在这种情况下通电2min,电流做了多少功?
31.如图所示的电路中,电阻R1=10Ω,电阻R2=50Ω,电源电压为6V且恒定不变。闭合开关S,求:
(1)电路中的电流I;
(2)通电50s,电路消耗的总电能W。
32.如图所示,电源电压保持不变,已知R1的阻值为10Ω,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R2通电50s消耗的电能。
33.如图甲是一款车载电热水杯,其简化电路如图乙所示。利用车上的12V电压即可以正常工作,正常工作时通过发热电阻的电流为5A。求:
(1)发热电阻R的阻值;
(2)工作10秒,发热电阻R消耗的电能。
34.如图所示,规格为2.5V的小灯泡L与阻值为10Ω的定值电阻串联接入电路中,闭合开关S,电压表示数为2V,灯泡L正常发光。设灯泡电阻不变,求:
(1)电源电压U;
(2)通过小灯泡L的电流IL;
(3)通电10s,整个电路消耗的电能W。
35.如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,R2=60Ω。当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数。
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,通电2分钟时电路所消耗的电能是多少焦耳?
36.物理实践活动中,兴趣小组的同学们设计制作了一个电加热器,其电路原理如图所示。电加热器有加热、保温两挡,R1、R2均为电热丝(不考虑温度对电阻的影响)。电加热器处于保温挡,此时正常工作电流是2A;电加热器处于加热挡,此时正常工作电流是10A,该电加热器在“加热”挡位正常工作10min,可以使6kg初温为20℃的水升高50℃,水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),请通过计算回答:
(1)当只有开关S闭合时,此时为 ;(选填“保温”或“加热”)
(2)若“加热”挡正常工作10min电流做多少功?
(3)若“加热”挡正常工作20min,则水温达到多少摄氏度?
(4)电热丝R1的阻值多大?
一、单选题
1.甲、乙两个用电器并联在同一电源上,甲的电阻是乙的3倍,则在相同的通电时间内,通过甲、乙两个用电器的电功之比是( )
A.1∶3 B.3∶1 C.9∶2 D.2∶3
2.设电阻R1<R2,在电路电压恒定的情况下,相同时间内要使电路中电流做功最多,应采用的连接方法是( )
A.R1单独接入电路 B.R2单独接入电路
C.R1、R2串联后接入电路 D.R1、R2并联后接入电路
3.如图甲是某品牌智能体重秤,图乙是它的电路结构图,为定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。体重为600N的小勇站在体重秤上时,电压表示数为2.4V,已知电源电压为6V保持不变。下列说法中正确的是( )
A.的阻值为450Ω
B.当体重越重时,电压表的示数越小
C.电压表的示数变化量跟体重变化量成正比
D.若小华站在体重秤上,4s内完成了称量体重的过程,这段时间内体重秤消耗的总电能是0.36J,则小华的体重为800N
4.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S。下列说法正确的是( )
A.定值电阻与滑动变阻器串联
B.若定值电阻断路,移动滑片P,电压表V和电流表A2、A1示数均不变
C.若电路无故障,向右移动滑片P,定值电阻在相同时间里消耗的电能不变
D.若电路无故障,向左移动滑片P,电压表V与电流表A1的示数之比变大
5.如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯泡正常发光的位置,此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为12V B.灯泡的正常发光的电流为0.2A
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω~45Ω D.灯泡正常工作50s消耗的电能是240J
二、填空题
6.如图甲所示电路,电源电压恒定不变,闭合开关,电流表指针几乎不偏转,电压表指针大幅度偏转,则电路的故障可能是滑动变阻器处 。排除故障后,把滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,两电表的示数变化如图乙所示,综合以上信息可知此电路电源的电压为 V;若该电路以最大电功率工作10s,将消耗电能 J。
7.为了方便同学们饮水,某学校新进了一批即热式节能饮水机,如图甲所示。烧开的水很烫不经处理不能立即饮用,这款即热式节能饮水机可使烧开的水能立即饮用,是什么原理呢?经查阅资料,同学们得知即热式节能饮水机中加入了一个热交换套管很好地解决了这一问题,它的奥秘在于将进水管与出水管套在一起,利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温。同时,进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开,而普通的饮水机只是将水烧开直接饮用,因此这种饮水机更加节能,其原理图如图乙所示。若一定质量温度为20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃的热水流进加热腔,同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管,变成可供直接饮用的温开水流出,则:
(1)加热腔中的电加热器加热时是将 能转化为 能;
(2)通过计算说明,可供直接饮用的温开水的温度是多少(不计热损失) ;
(3)该校有10台这种饮水机,每台饮水机每天可以将50L的水加热,若电加热器的效率均为90%,则这10台即热式节能饮水机与普通饮水机相比,每天共节约电能多少J ?
三、计算题
8.航天员在飞船中通常要检验舱体的气密性。小宇同学设计如图甲所示的气压监测模拟电路,电源电压保持12V不变,开关S1一直处于闭合状态,R为气压敏感电阻,其阻值随气压的变化如图乙所示。当舱体内气压为正常值1.0×105Pa时,灯泡正常发光,电流表示数为0.6A;当舱体气压低至0.8×105Pa,电流表示数为0.5A时,开关S2就会自动闭合,气压稳定系统开始提升舱内气压,直到舱内气压恢复到正常,然后继续工作30min(此过程为稳压过程),开关S2又自动断开,已知气压稳定系统阻值为24Ω。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻。
(2)当舱体气压为0.8×105Pa时,灯泡L的功率。
(3)在稳压过程中,电路消耗的电能为多少J。
9.如图所示电路,电源电压恒为6V,R1=20Ω,R2=30Ω,电压表量程0~15V,电流表量程0~0.6A。只闭合S1,电压表示数2V。求:
(1)R1两端的电压。
(2)电阻R3的阻值。
(3)再闭合S2、S3,通电时间为10s,求电路消耗的电能。
10.如图所示的电路中,小灯泡规格为“6V 0.5A”,电源电压和灯泡的电阻保持不变。当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到A端时,通过R1的电流为I1;当开关S1断开,S2闭合时,通过R1的电流为I1'=0.5A,已知I1∶I1'=3∶5,当开关S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的电阻为最大阻值的三分之一时,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1∶U2=3∶2,则:
(1)灯泡的电阻为多少Ω;
(2)电源电压为多少V;
(3)当S1、S2断开滑动变阻器滑片在A端时,电路中R1在1min内消耗的电能为多少J。
11.如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,R1=6Ω,灯L标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R2标有“60Ω 1A”字样;只闭合S1时,小灯泡正常发光。求:
(1)求灯泡“6V 3W”的额定电流和灯泡的电阻
(2)只闭合S1时,求电源电压
(3)只闭合S2时,移动变阻器的滑片,当电压表示数为6V时,求变阻器连入电路中的阻值;
(4)保证电路安全情况下均通电10s。请计算出电路消耗的最大电能和最小电能。
1.(2023·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻的阻值为10Ω。闭合开关,电流表A的示数为0.5A,A1的示数为0.3A,则电源电压为 V,定值电阻在1min内消耗的电能为 J。
2.(2021·湖南湘潭·中考真题)如图是小王家的电能表,下列说法正确的是( )
A.电能表的读数为56378kW·h
B.这个电能表正常工作的电压为380V
C.这个电能表要在20A的电流下才能正常工作
D.小王家用电器每消耗1度电,电能表指示灯闪烁1600次
3.(2025·新疆·中考真题)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻。当开关S闭合后,通过R1的电流I1=1A,通过R2的电流I2=2A。求:
(1)干路电流I;
(2)电源电压U;
(3)通电20s,整个电路中电流做的功W。
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一、电功
目录
【A 夯基础】 1
一、电功的概念辨析、填空;电功的单位及其换算 1
二、电能转化成其他形式的能 3
三、电能表 4
四、欧姆定律在电功中的应用 7
五、电容量;电功的综合应用 11
六、计算题 13
【B 提能力】 17
【C 链中考】 27
一、电功的概念辨析、填空;电功的单位及其换算
1.电功的单位是( )
A.焦耳(J) B.瓦特(W) C.安培(A) D.伏特(V)
【答案】A
【详解】A.焦耳是电功或电能的单位,故A符合题意;
B.瓦特是电功率单位,故B不符合题意;
C.安培是电流的单位,故C不符合题意;
D.伏特是电压的单位,故D不符合题意。
故选A。
2.下列各组中都属于电功单位的一组是( )
A.J,V•A B.J,kW•h C.W,V•A D.W,J
【答案】B
【详解】由公式P=UI可知,V⋅A是电功率的单位,W是电功率的单位,J和kW•h都是电功的单位.故选B.
【点睛】电功、电能有主单位、常用单位,本题考查对电功单位的认识.必要时结合相关公式可做出判断.
3.关于电功,下列说法不正确的是( )
A.电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B.电流做功的过程就是消耗电能的过程
C.用电能表可以测量电流做功的多少
D.电流越大,电流做功就一定越多
【答案】D
【详解】A.根据能量守恒定律可知,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,故A正确,A不符合题意;
B.电流做功的过程,就是消耗电能的过程,电流做功越多,消耗的电能就越多,故B正确,B不符合题意;
C.电能表是用来测量电流做功的多少的仪器,可以直接用电能表测量电流做功的多少,故C正确,C不符合题意;
D.由可知,电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关,电流越大,故电流做功不一定越多,故D错误,D符合题意。
故选D。
4.下列关于电功的说法中,错误的是( )
A.用电器消耗电能的过程,就是电能转化为其他形式的能的过程
B.用电器消耗的电能越多,电流做的功越多
C.电动机工作时,电流做功将电能转化为机械能
D.电功的单位与电能的单位是不同的
【答案】D
【详解】A.用电器在使用过程中通过电流做功,将电能转化成其他形式的能,故A正确,不符合题意;
B.用电器在使用过程中通过电流做功,将电能转化成其他形式的能,根据能量守恒定律,用电器消耗的电能越多,电流做的功越多,故B正确,不符合题意;
C.电动机在工作过程中消耗电能,转化为机械能,故C正确,不符合题意;
D.电功的单位是焦耳,电能的单位也是焦耳,故D错误,符合题意.
5.关于电功,下列说法不正确的是( )
A.电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B.电流越大,电流做功就一定越多
C.用电能表可以测量电流做功的多少
D.电流做功的过程就是消耗电能的过程
【答案】B
【详解】A.电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,故A正确,不符合题意;
B.电流做功的多少由公式 W=UIt 决定,不仅与电流有关,还与电压、时间有关。仅电流大,不能确定做功一定多,故B错误,符合题意;
C.电能表是用来测量电流做功(消耗电能)多少的仪器,故C正确,不符合题意;
D.电流做功的过程就是消耗电能的过程,电流做了多少功就消耗了多少电能。故D正确,不符合题意。
故选B。
6.电流所做的功叫 。电功国际单位是 ,常用单位有度(千瓦时),1度=1千瓦时= 焦耳。
【答案】 电功 焦耳 3.6×106
【详解】[1]电功的定义是电流所做的功。
[2]电功的国际单位是焦耳(J)。
[3]1度=1千瓦时= 1000W3600s=3.6×106J
7.在通电时间相同的情况下,电压越大,电流越大,电流做功越 ;如果电压和电流不变,通电时间越长,电流做功就越 .所以电流在某段电路上所做的功,等于这段电路上 、 和 的乘积.写成公式是 .
【答案】 多 多 电压 电流 时间 W=UIt
【详解】根据焦耳定律可知在通电时间相同的情况下,电压越大,电流越大,电流做功越多;电流在某段电路上所做的功,等于这段电路上电压、电流和时间的乘积.写成公式是W=UIt.
8.完成下列单位换算:1kW·h= J= 度
【答案】 3.6×106 1
【详解】[1][2]根据
1kW =1000W
1h=3600s
所以
1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J=1度
二、电能转化成其他形式的能
9.下列家用电器主要将电能转化为机械能的是( )
A.LED灯 B.电饭锅
C.电风扇 D.电烤箱
【答案】C
【详解】A.LED灯工作时主要将电能转化为光能,故A不符合题意;
B.电饭锅工作时主要将电能转化为内能,故B不符合题意;
C.电风扇工作时,风扇转动,主要将电能转化为机械能,故C符合题意;
D.电烤箱工作时主要将电能转化为内能,故D不符合题意。
故选C。
10.下列选项中的用电器在使用过程中与电熨斗的能量转化形式相同的是( )
A.电风扇 B.电饭煲
C.台灯 D.笔记本电脑
【答案】B
【详解】电熨斗工作时将电能转化为内能。
A.电风扇工作时将电能转化为内能与机械能,故A不符合题意;
B.电饭煲工作时将电能转化为内能,故B符合题意;
C.台灯工作时将电能转化为内能与光能,故C不符合题意;
D.笔记本电脑工作时将电能转化为内能、光能、机械能,故D不符合题意。
故选B。
11.电流通过电炉工作时是把 能转化为 能.给蓄电池充电的过程,实际上是把 能转化为 能的过程,如果在充电过程中消耗了2000焦的电能,则 能大约增加了 焦,电流做了 焦的功.
【答案】 电 内 电 化学 化学 2000 2000
【详解】[1][2]电炉是利用电流热效应工作的,是将电能转化为内能;
[3][4]蓄电池充电时是将电能转化成化学能储存起来;
[5][6][7]充电过程中电流做功将电能转化为化学能,消耗了2000焦电能,则化学能大约增加了2000焦,即电流做了2000焦的功.
三、电能表
12.某电能表上月底的示数为,本月底的示数为,则本月消耗的电能为 kW·h,合 J。
【答案】 80
【详解】[1]本月消耗的电能等于本月底电能表的示数减去上月底的示数。电能表的示数最后一位是小数位,单位是kW·h。上月底示数2570.4kW·h:本月底示数2650.4kW·h:本月消耗电能:2650.4kW·h-2570.4kW·h=80kW·h
[2]因为,所以
13.小明家某月初电能表的示数为1042.8kW·h,月末的电能表示数如图所示,通过表盘判断下列说法正确的是( )
A.小明家本月消耗的电能是
B.转盘转动次数越多,用电器的总电功率越大
C.小明家中电能表能长期正常运行的最大电功率为2200W
D.若电能表的转盘转过240转,则消耗电能
【答案】D
【详解】A.电能表的读数最后一位是小数位,月末电能表的示数为1242.8 kW·h,月初示数为1042.8 kW·h,本月消耗的电能
故A错误;
B. 电能表转盘转动次数多,说明消耗的电能多,根据,总电功率还与时间有关,仅转动次数多,不能说明总电功率大,故B错误;
C. 电能表上“220V 10(40)A”,其中40A是允许通过的最大电流。根据P = UI,最大电功率
故C错误;
D.根据电能表的参数可计算出消耗的电能为
故D正确;
故选D。
14.如图是小明家电能表的表盘,将标有“220V 1200W”字样的电热水器接在家庭电路中,只让它单独正常工作,当表盘指示灯闪烁960次时,该电热水器消耗的电能为 。
【答案】0.6
【详解】由电能表参数可求实际消耗电能为
15.下图所示是生活中常见的两种电能表。下列关于电能表的说法正确的是( )
A.电能表用来测量用电器消耗电能的快慢
B.电能表甲的示数为18246kW·h
C.两种电能表的额定最大电流均为20A,工作时电流可以超过额定最大电流
D.电能表乙中“3200imp/(kW·h)”表示接入该电能表的用电器,每消耗1kW·h的电能,脉冲指示灯闪烁3200次
【答案】D
【详解】A.电能表是测量电路中用电器消耗电能多少的仪器,故A错误;
B.电能表读数时,示数的最后一位是小数,图甲中的电能表显示的示数为1824.6kW·h,故B错误;
C.由图可知,两种电能表工作的额定最大电流均为20A,即工作时电流不能超过额定最大电流,故C错误;
D.3200imp/(kW·h)表示电路每消耗1kW·h的电能,电表脉冲指示灯闪烁3200次,故D正确。
故选D。
16.如图是小明家的电能表面板,其示数为 kW·h。关闭小明家其他用电器,让一台空调单独工作5min,观察到此电能表的指示灯闪烁了320次,则该空调在这段时间内消耗的电能为 J。
【答案】 219.6
【详解】[1]电能表的最后一位是小数位,图中电能表的示数为219.6kW·h。
[2]关闭小明家其他用电器,让一台空调单独工作5min,观察到此电能表的指示灯闪烁了320次,则该空调在这段时间内消耗的电能为
17.小滨在家中拍到一张电能表的照片,如图所示。下列说法不正确的是( )
A.此电能表的额定功率为2200W
B.此电能表应接在220V的电路中使用
C.拍照片时,电能表的读数为2829.6kW·h
D.电能表的转盘转过3000转,表示小滨家中用电器消耗了1度电
【答案】A
【详解】A.由电能表的参数可知,其正常工作时的电压U=220V,电路中最大电流I=10A,根据公式P=UI,可得电能表允许接入用电器的最大功率P=UI=220V×10A=2200W
但这不是电能表的额定功率,电能表主要是测量电能,不存在额定功率的说法,故A错误,符合题意;
B.根据题图可知,电能表的工作电压为220V,此电能表应接在220V的电路中使用,故B正确,不符合题意;
C.电能表的读数由两部分组成,即整数部分和小数部分,该表盘上显示数字的最后一位是小数位,电能表读数的单位是kW·h,所以显示已用电2829.6kW·h,故C正确,不符合题意;
D.3000r/kW·h表示用电器每消耗1kW·h的电能,即1度电,该电能表上的转盘转过3000圈,故D正确,不符合题意。
故选A。
四、欧姆定律在电功中的应用
18.如图所示,,则通过和的电流之比为 ,相同时间内电流通过和做的功之比为 .
【答案】
【详解】[1]由图可知,两个电阻串联,串联电路中通过各电路元件的电流相等,所以通过和的电流之比为;
[2]由于
,
所以
,
则相同时间内电流通过和做的功之比
.
19.在如图所示的电路中,已知R1∶R2=3∶4,电源电压保持不变,开关S闭合时,电流1 min内在R1上做功为W1,开关S断开时,电流1 min内在R2上做功为W2,则W1和W2之比是 。
【答案】49∶12
【详解】设R1∶R2=3∶4,设,,开关S闭合时,电流1 min内在R1上做功为W1
开关S断开时,电流1 min内在R2上做功为W2
W1和W2之比是
20.如图所示,电源电压保持不变,和为两个定值电阻,其中。只闭合开关时,电流表的示数为0.3A;同时闭合开关、时,电流表的示数为0.5A。则电源电压为 V,同时闭合开关、,通电100s,消耗的电能为 J。
【答案】 6 120
【详解】[1]只闭合开关时,电路中只有接入电路,根据欧姆定律,则电源电压
[2]同时闭合开关、时,和并联,电流表测干路电流,则干路电流,因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以通过的电流仍为0.3A,根据并联电路的电流特点,干路电流等于各支路电流之和,可得通过的电流
根据电能公式,则通电100s,消耗的电能
21.将定值电阻R1和R2按如图所示方式接入电路,电源电压为8V,闭合开关S,电压表示数为6.4V,电流表示数为0.4A。R1两端的电压为 V,R1的阻值为 Ω;电路工作1min,R2所消耗的电能为 J。
【答案】 1.6 4 153.6
【详解】[1][2]由图可知,两电阻串联,电流表测量的是电路中的电流,电压表测的是R2的两端电压。闭合开关S,电压表示数为6.4V,则R2的两端电压为6.4V,根据串联电路的电压规律可得,R1两端的电压为
电流表示数为0.4A,即电路中的电流为0.4A,根据欧姆定律可得,R1的阻值为
[3]电路工作1min,R2所消耗的电能为
22.如图甲所示电路中,电源电压恒为4V,使用适当的电表量程后,闭合开关S,电压表的示数如图乙所示,则电压表的示数为 V,灯泡L1、L2的电阻分别为R1、R2,则R1:R2= ;若将灯泡L1、L2改接成并联电路,则在1min内电流通过L1、L2做的功分别为W1、W2,则W1:W2= 。(假设灯丝电阻不变)
【答案】 1.5 3∶5 3∶5
【详解】[1]图甲电路中,电源电压为4V不变。闭合开关S后,两灯串联,电压表测量L1两端电压,根据串联电路的电压规律,电压表示数小于电源电压4V,故乙图中电压表所选用的是小量程,分度值为0.1V,示数为1.5V。
[2]根据串联电路的电压规律,灯L2两端的电压为
根据串联分压规律有
[3]由于两灯串联,通过的电流相等,且通电时间相等为1min。则在1min内电流通过L1、L2做的功之比为
23.如图所示的电路中,为定值电阻,其中,当只闭合开关时,电流表的示数为,则电源电压为 ,通电10s电流做的功为 ,再闭合开关时,电流表的示数变化了0.8A,则10s内电流通过做功 ,的阻值为 。
【答案】 4 16 32 5
【详解】[1]只闭合开关S1时,两个电阻中只有R1接入电路,此时电阻R1两端的电压与电源电压相等,故电源电压
[2]此时通电10s电流做的功
[3][4]再闭合开关S2时,两个电阻并联,电流表示数的变化量即为通过电阻R2的电流,则通过R2的电流
由并联电压规律可知,电阻R2两端的电压
R2的阻值
此时10s内电流通过做功
五、电容量;电功的综合应用
24.某品牌电动汽车的电池容量为100A·h,额定电压为400V,充电时它将电能转化为 能存储起来,充满电后它存储了 J的能量,合为 kW·h。
【答案】 化学 1.44×108 40
【详解】[1] 给电动汽车的电池充电时要消耗电能,是将电能转化为化学能储存在电池以备使用。
[2][3]充满电后它存储的电能为
W=UIt=400V×100A·h=40000W⋅h=40000W×3600s=1.44×108J=40kW⋅h
25.某充电宝标有“电池能量:74W·h”,某手机电池标有“电池容量:3.7V4000mA·h”,则该充电宝的电池能量是手机电池容量的( )
A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.5倍
【答案】D
【详解】手机电池容量:3.7V,4000mA·h,即电池能量为
3.7V×4A·h=14.8W·h
该充电宝的电池能量是手机电池容量
=5倍
故选D。
26.电阻R1=10欧姆,R2=15欧姆,把它们并联接入电路,在同样时间内( )
A.电流在R1上做的功多 B.电流在R2上做的功多
C.电流在R1、R2上做的功一样多 D.无法判断
【答案】A
【详解】电阻R1=10欧姆,R2=15欧姆,由并联电路电压特点知,两电阻两端的电压相等,由知,在相同的时间内电阻越小,电流做的电功越多,所以,电流在R1上做的功多。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
27.现有两个定值电阻R1和R2(R1<R2),按照如图所示的四种方式,分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙>W丁 B.W乙>W丙>W丁>W甲
C.W甲>W丙>W丁>W乙 D.W丙>W丁>W乙>W甲
【答案】B
【详解】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,且R1<R2,所以,四个电路中的总电阻关系为
R甲>R丁>R丙>R乙
因电源的电压恒为U,且工作时间相等,由可知,四个电路中电流做功大小关系为
W乙>W丙>W丁>W甲
故ACD错误,B正确。
故选B。
28.小张同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像。由图像可知,当导体乙两端电压为0时,导体乙的阻值为 ;将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上,干路中的电流为 A;将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上,通电5min,电路消耗的电能为 J。
【答案】 10 0.9 180
【详解】[1]由图可知,当导体乙两端的电压为2V时,通过导体乙的电流为0.2A,导体乙的电阻为
由于导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,所以当导体乙两端电压为0时,导体乙的阻值还是10Ω。
[2]将甲、乙两导体并联后接到电压为3V的电源上,根据并联电路的电压特点可知,此时甲、乙两端的电压均为3V,由图可知,当甲、乙两端的电压为3V时,通过甲、乙的电流分别为I甲=0.6A,I乙'=0.3A,根据并联电路的电流特点可知,此时干路的总电流为I总=I甲+ I乙'=0.6A+0.3A=0.9A
[3]将甲、乙两导体串联后接到电压为3V的电源上,根据串联电路的特点和图像信息可知,此时甲、乙两端的电压分别为1V、2V,通过电路中的电流为0.2A,则通电5min,电路消耗的电能为
29.甲、乙、丙三个导体串联在电路中,它们材料相同、均为圆柱体,规格如表所示,通电1min,电流通过甲、乙、丙做的功分别为,则( )
导体
长度/cm
横截面积/cm2
甲
5
1
乙
10
1
丙
5
2
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】甲乙导体材料和横截面积相同,乙的长度大于甲的长度,乙的电阻大于甲的电阻,甲丙导体材料和长度相同,丙的横截面积大于甲的横截面积,丙的电阻小于甲的电阻,即
R乙>R甲>R丙
将它们串联在电路中,电流大小相等,通电1min,根据W=I2Rt可知
W乙>W甲>W丙
故选A。
六、计算题
30.一个小灯泡的两端加2.5V电压时电流是0.3A,它在这种情况下通电2min,电流做了多少功?
【答案】90J
【解析】【小题1】解:根据W=UIt可知电流做的功为
W=UIt=2.5V×0.3A×2×60s=90J
答:电流做了90J功。
31.如图所示的电路中,电阻R1=10Ω,电阻R2=50Ω,电源电压为6V且恒定不变。闭合开关S,求:
(1)电路中的电流I;
(2)通电50s,电路消耗的总电能W。
【答案】(1)0.1A;(2)30J
【详解】解:(1)由图可知,R1和R2串联,则电路中的电流为
(2)通电50s,电路消耗的总电能为
答:(1)电路中的电流为0.1A;
(2)通电50s,电路消耗的总电能为30J。
32.如图所示,电源电压保持不变,已知R1的阻值为10Ω,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻R2通电50s消耗的电能。
【答案】(1)3V;(2)30J
【详解】(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由得,电源的电压
(2)当开关S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,由于并联电路中各支路独立工作、互不影响,则开关S2闭合前后,通过R1的电流不变,根据并联电路中,干路电流等于各支路电流之和可知,通过R2的电流为
定值电阻R2通电50s消耗的电能为
答:(1)电源电压为3V;
(2)定值电阻R2通电50s消耗的电能为30J。
33.如图甲是一款车载电热水杯,其简化电路如图乙所示。利用车上的12V电压即可以正常工作,正常工作时通过发热电阻的电流为5A。求:
(1)发热电阻R的阻值;
(2)工作10秒,发热电阻R消耗的电能。
【答案】(1)2.4Ω
(2)600J
【详解】(1)发热电阻与指示灯并联,发热电阻两端的电压
发热电阻的阻值
(2)发热电阻工作10秒消耗的电能
34.如图所示,规格为2.5V的小灯泡L与阻值为10Ω的定值电阻串联接入电路中,闭合开关S,电压表示数为2V,灯泡L正常发光。设灯泡电阻不变,求:
(1)电源电压U;
(2)通过小灯泡L的电流IL;
(3)通电10s,整个电路消耗的电能W。
【答案】(1)4.5V
(2)0.2A
(3)9J
【详解】(1)分析电路图可知,闭合开关后,灯L与定值电阻R串联。此时灯正常发光,灯两端的电压为2.5V。电压表测量R两端的电压示数为2V。根据串联电路的电压规律可知电源电压为
(2)灯L与定值电阻R串联。根据串联电路的电流规律可知,通过灯L的电流为
(3)通电10s,整个电路消耗的电能为
35.如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,R2=60Ω。当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数。
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,通电2分钟时电路所消耗的电能是多少焦耳?
【答案】(1)
9V
(2)
0.45A
(3)
486J
【详解】(1)当开关S3闭合,S1、S2都断开时,R1与R2串联,电路的总电阻
电源电压
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,通过R1的电流
通过R2的电流
电流表测干路电流,则电流表的示数
(3)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,通电2分钟时电路所消耗的电能
36.物理实践活动中,兴趣小组的同学们设计制作了一个电加热器,其电路原理如图所示。电加热器有加热、保温两挡,R1、R2均为电热丝(不考虑温度对电阻的影响)。电加热器处于保温挡,此时正常工作电流是2A;电加热器处于加热挡,此时正常工作电流是10A,该电加热器在“加热”挡位正常工作10min,可以使6kg初温为20℃的水升高50℃,水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),请通过计算回答:
(1)当只有开关S闭合时,此时为 ;(选填“保温”或“加热”)
(2)若“加热”挡正常工作10min电流做多少功?
(3)若“加热”挡正常工作20min,则水温达到多少摄氏度?
(4)电热丝R1的阻值多大?
【答案】(1)保温
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)根据电路图,当开关闭合,断开时,电路中只有接通的简单电路,此时电路中电阻最大,由可知,电功率最小,电加热器处于保温档。
(2)已知,,,由电功公式,可得
(3)由于该电加热器在“加热”挡位正常工作,可以使初温为的水升高,电加热器在“加热”挡位正常工作,产生的电热是原来的2倍,则水吸收的热量为原来的2倍;水的质量、比热容不变,根据可知,水升高的温度为原来的2倍,即,则水的末温度为
(4)“保温”档时电路中只有,电流,则
“加热”档时与并联,总电流,总电阻
并联电路电阻的关系
代入数值得
解得。
一、单选题
1.甲、乙两个用电器并联在同一电源上,甲的电阻是乙的3倍,则在相同的通电时间内,通过甲、乙两个用电器的电功之比是( )
A.1∶3 B.3∶1 C.9∶2 D.2∶3
【答案】A
【详解】甲、乙两个用电器并联在同一电源上,则它们两端电压和通电时间相等,在相同的通电时间内,通过甲、乙两个用电器的电功之比是
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.设电阻R1<R2,在电路电压恒定的情况下,相同时间内要使电路中电流做功最多,应采用的连接方法是( )
A.R1单独接入电路 B.R2单独接入电路
C.R1、R2串联后接入电路 D.R1、R2并联后接入电路
【答案】D
【详解】根据可知电路中总电阻最小时,在相同时间内电流做功最多;根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻,电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知,当两个电阻并联时总电阻最小;即当两电阻并联时,相同时间内电流做功最多。
故选D。
3.如图甲是某品牌智能体重秤,图乙是它的电路结构图,为定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图丙所示。体重为600N的小勇站在体重秤上时,电压表示数为2.4V,已知电源电压为6V保持不变。下列说法中正确的是( )
A.的阻值为450Ω
B.当体重越重时,电压表的示数越小
C.电压表的示数变化量跟体重变化量成正比
D.若小华站在体重秤上,4s内完成了称量体重的过程,这段时间内体重秤消耗的总电能是0.36J,则小华的体重为800N
【答案】D
【详解】A.据乙图可知,电路是定值电阻和压敏电阻串联,电压表测定值电阻两端电压;当体重为600N的小勇站在体重秤上时,由丙图可知压敏电阻的阻值为300Ω,此时压敏电阻两端电压为
电路中的电流为
则定值电阻的阻值为
故A错误;
B.据丙图可知,当体重越重时,压敏电阻的阻值变小,根据串联分压原理可知,压敏电阻两端电压变小,由串联电压规律可知,定值电阻两端电压会变大,即电压表的示数变大,故B错误;
C.当体重为G时,对应压敏电阻的阻值为R,则此时电压表的示数为
当体重为G'时,对应压敏电阻的阻值为R',则此时电压表的示数为
电压表示数的变化量为
由公式可知,电压表的示数变化量跟体重变化量不成正比,故C错误;
D.已知小华站在体重秤上,4s内完成了称量体重的过程,消耗的总电能是0.36J,测电路中的电流为
此时电路中的总电阻为
此时压敏电阻的阻值为
结合丙图可知,
小华的体重为800N,故D正确。
故选D。
4.如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S。下列说法正确的是( )
A.定值电阻与滑动变阻器串联
B.若定值电阻断路,移动滑片P,电压表V和电流表A2、A1示数均不变
C.若电路无故障,向右移动滑片P,定值电阻在相同时间里消耗的电能不变
D.若电路无故障,向左移动滑片P,电压表V与电流表A1的示数之比变大
【答案】C
【详解】A.由图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量滑动变阻器的电流,电压表测量电源电压,故A错误;
B.若定值电阻断路,移动滑片P,滑动变阻器的电阻变化,则通过滑动变阻器的电流也会发生变化,所以电流表A2、A1示数会改变,电源电压不变,所以电压表示数不变,故B错误;
C.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻的电流不变,电源电压不变,所以定值电阻在相同时间里消耗的电能不变,故C正确;
D.电流表A1测量干路电流,电压表测量电源电压,所以电压表V与电流表A1的示数之比为电路中的总电阻,向左移动滑片P,滑动变阻器连入电路的阻值变小,所以电路中的总阻值变小,所以电压表V与电流表A1的示数之比变小,故D错误。
故选C。
5.如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯泡正常发光的位置,此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为12V B.灯泡的正常发光的电流为0.2A
C.滑动变阻器的阻值变化范围是10Ω~45Ω D.灯泡正常工作50s消耗的电能是240J
【答案】D
【详解】由电路图可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大,此时灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小,则曲线a表示电流表示数与电压表V1示数的关系图象,曲线b表示电流表示数与电压表V2示数的关系图象。
A.由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.2A,此时灯泡两端的电压UL=2V,滑动变阻器两端的电压U滑=9V,根据串联电路的电压特点可知,电源电压U=UL+U滑=2V+9V=11V
故A错误;
B.闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置,此时电路中的电流最大,由图乙可知电路中的最大电流I大=0.6A,即小灯泡的额定电流为0.6A,故B错误;
C.由欧姆定律可知,滑动变阻器的最小阻值
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值
滑动变阻器的阻值变化范围是5Ω~45Ω,故C错误;
D.由图乙可知,灯泡正常工作时,滑动变阻器两端的电压U滑′=3V,根据串联电路的电压特点可知,灯泡正常工作时的电压UL额=U-U滑′=11V-3V=8V
灯泡正常工作50s消耗的电能W=UL额IL额t=8V×0.6A×50s=240J
故D正确。
故选D。
二、填空题
6.如图甲所示电路,电源电压恒定不变,闭合开关,电流表指针几乎不偏转,电压表指针大幅度偏转,则电路的故障可能是滑动变阻器处 。排除故障后,把滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,两电表的示数变化如图乙所示,综合以上信息可知此电路电源的电压为 V;若该电路以最大电功率工作10s,将消耗电能 J。
【答案】 开路 6 36
【详解】由图甲可知,定值电阻R0和滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
[1]闭合开关,电流表指针几乎不偏转,说明电路发生了开路,电压表指针大幅度偏转,说明电压表两接线柱与电源两端之间没有发生开路,所以发生开路的位置在电压表的两接线柱之间,即滑动变阻器出发生开路。
[2]当滑动变阻器的滑片在a端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0Ω,电路中的总电阻最小,根据欧姆定律可知电路中的电流最大,由图乙可知,此时电路中的电流:I1=0.6A,由可知,电源电压
U=I1R0=0.6A×R0……①
当滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,电路中的总电阻最大,根据欧姆定律可知电路中的电流最小,由图乙可知,此时电路中的电流:I2=0.2A,滑动变阻器两端的电压UP=4V,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压
U=UP+I2R0=4V+0.2A×R0……②
联立①②两式解得:电源电压U=6V。
[3]电源电压不变,当电路中的电流最大时,电路中的总功率最大,该电路以最大电功率工作10s,将消耗的电能
W=UI1t=6V×0.6A×10s=36J
7.为了方便同学们饮水,某学校新进了一批即热式节能饮水机,如图甲所示。烧开的水很烫不经处理不能立即饮用,这款即热式节能饮水机可使烧开的水能立即饮用,是什么原理呢?经查阅资料,同学们得知即热式节能饮水机中加入了一个热交换套管很好地解决了这一问题,它的奥秘在于将进水管与出水管套在一起,利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温。同时,进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开,而普通的饮水机只是将水烧开直接饮用,因此这种饮水机更加节能,其原理图如图乙所示。若一定质量温度为20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃的热水流进加热腔,同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管,变成可供直接饮用的温开水流出,则:
(1)加热腔中的电加热器加热时是将 能转化为 能;
(2)通过计算说明,可供直接饮用的温开水的温度是多少(不计热损失) ;
(3)该校有10台这种饮水机,每台饮水机每天可以将50L的水加热,若电加热器的效率均为90%,则这10台即热式节能饮水机与普通饮水机相比,每天共节约电能多少J ?
【答案】 电 内 40℃ 1.4×108
【详解】(1)[1][2]电热器利用电流的热效应工作的,将电能转化为内能。
(2)[3][4]由题意,20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃,同时相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出,所以,不计热损失时,根据热平衡方程,冷水吸收的热量和热水放出的热量相等,由可得
解得
(2)由可得,水的质量
这种热水器节约的能量等于预热水吸收的能量,水吸收的热量
由可得,节约的电能
三、计算题
8.航天员在飞船中通常要检验舱体的气密性。小宇同学设计如图甲所示的气压监测模拟电路,电源电压保持12V不变,开关S1一直处于闭合状态,R为气压敏感电阻,其阻值随气压的变化如图乙所示。当舱体内气压为正常值1.0×105Pa时,灯泡正常发光,电流表示数为0.6A;当舱体气压低至0.8×105Pa,电流表示数为0.5A时,开关S2就会自动闭合,气压稳定系统开始提升舱内气压,直到舱内气压恢复到正常,然后继续工作30min(此过程为稳压过程),开关S2又自动断开,已知气压稳定系统阻值为24Ω。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻。
(2)当舱体气压为0.8×105Pa时,灯泡L的功率。
(3)在稳压过程中,电路消耗的电能为多少J。
【答案】(1)20Ω;(2)3.5W;(3)23760J
【详解】解:(1)当舱体气压为1.0×105Pa时,压敏电阻R=0Ω,此时通过灯泡的电流为0.6A,灯泡正常发光时的电阻为
(2)当舱体气压为0.8×105Pa时,压敏电阻R=10Ω,灯泡L和压敏电阻R串联,此时电路中的总电阻为
则小灯泡的电阻为
则小灯泡的功率为
(3)稳压过程中,压敏电阻R=0Ω,开关S2闭合,稳定电阻和灯泡并联,此时通过稳定电阻的电流为
电路中的总电流为
则稳压过程中电路消耗的电能为
答:(1)灯泡正常发光点电阻为20Ω;
(2)当舱体气压为0.8×105Pa时,灯泡L的功率为3.5w;
(3)稳压过程中电路消耗的电能为23760J。
9.如图所示电路,电源电压恒为6V,R1=20Ω,R2=30Ω,电压表量程0~15V,电流表量程0~0.6A。只闭合S1,电压表示数2V。求:
(1)R1两端的电压。
(2)电阻R3的阻值。
(3)再闭合S2、S3,通电时间为10s,求电路消耗的电能。
【答案】(1)4V
(2)10Ω
(3)48J
【详解】(1)只闭合S1,R1与R3串联,电压表测量R3的电压,由串联电路电压特点得,R1两端的电压为
(2)R1与R3串联时,电路电流为
由欧姆定律得,电阻R3的阻值为
(3)再闭合S2、S3,R1被短路,R2、R3并联,通电时间为10s,电路消耗的电能为
10.如图所示的电路中,小灯泡规格为“6V 0.5A”,电源电压和灯泡的电阻保持不变。当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到A端时,通过R1的电流为I1;当开关S1断开,S2闭合时,通过R1的电流为I1'=0.5A,已知I1∶I1'=3∶5,当开关S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的电阻为最大阻值的三分之一时,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1∶U2=3∶2,则:
(1)灯泡的电阻为多少Ω;
(2)电源电压为多少V;
(3)当S1、S2断开滑动变阻器滑片在A端时,电路中R1在1min内消耗的电能为多少J。
【答案】(1)12Ω;(2)18V;(3)90J
【详解】解:(1)灯泡的电阻为
(2)当开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P移到A端时,等效电路图如图1所示;当开关S1断开,S2闭合时,等效电路图如图2所示:
已知
I1∶I1'=3∶5
因电源的电压一定时,电路中的电流与电路中的总电阻成反比,所以
整理可得
2R1+5RL=3RAB①
当开关S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的电阻为最大阻值的三分之一时,等效电路图如图3所示:
已知
U1∶U2=3∶2
由欧姆定律可知
整理可得
RL+RAB=2R1②
灯泡的电阻
RL=12Ω③
由①②③可得
R1=24Ω,RAB=36Ω
当开关S1断开,S2闭合时,通过R1的电流为I1'=0.5A,则电源电压
U=I1'(R1+RL)=0.5A×(24Ω+12Ω)=18V
(3)当S1、S2断开滑动变阻器滑片在A端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中的电流
电路中R1在1min内消耗的电能为
W=I32R1t=(0.25A)2×24Ω×60s=90J
答:(1)灯泡的电阻为12Ω;
(2)电源电压为18V;
(3)当S1、S2断开滑动变阻器滑片在A端时,电路中R1在1min内消耗的电能为90J。
11.如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,R1=6Ω,灯L标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~3A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器R2标有“60Ω 1A”字样;只闭合S1时,小灯泡正常发光。求:
(1)求灯泡“6V 3W”的额定电流和灯泡的电阻
(2)只闭合S1时,求电源电压
(3)只闭合S2时,移动变阻器的滑片,当电压表示数为6V时,求变阻器连入电路中的阻值;
(4)保证电路安全情况下均通电10s。请计算出电路消耗的最大电能和最小电能。
【答案】(1)0.5A和12Ω;(2)9V;(3)24Ω;(4)225J和11.25J
【详解】解:(1)灯泡的额定电流为
灯泡的电阻
(2)只闭合S1时,灯泡L和电阻R1串联,因为只闭合S1时,小灯泡正常发光,此时电路中电流为0.5A,电源电压为
(3)只闭合S2时,灯泡L和电阻R2串联,电压表测量变阻器两端电压,当电压表示数为6V时,此时电路中电流为
变阻器连入电路中的阻值
(4)只闭合S2时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总电阻最大,电路中的电流最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的最小电流
当开关都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,电压表测电源两端的电压,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流
由滑动变阻器的铭牌可知,通过滑动变阻器的最大电流为1A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路的最大电流
I大=I1+I2大=1.5A+1A=2.5A<3A电路安全,则保证电路安全情况下通电10s,电路消耗的最大电能为
W大=UI大t=9V×2.5A×10s=225J最小电能为
W小=UI小t=9V×0.125A×10s=11.25J答:(1)灯泡“6V 3W”的额定电流和灯泡的电阻分别为0.5A和12Ω;
(2)只闭合S1时,电源电压为9V;
(3)只闭合S2时,移动变阻器的滑片,当电压表示数为6V时,变阻器连入电路中的阻值24Ω;
(4)电路消耗的最大电能w和最小电能分别为225J和11.25J。
1.(2023·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻的阻值为10Ω。闭合开关,电流表A的示数为0.5A,A1的示数为0.3A,则电源电压为 V,定值电阻在1min内消耗的电能为 J。
【答案】 3 36
【详解】[1]由电路图可知,S闭合,R1、R2并联,电流表Al测电阻R1的支路电流,电流表A测干路电流。因并联电路中各支路两端电压相等且等于电源电压,所以由可得,电源电压为
[2]因并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻R2的电流为
由得,R2的阻值为
根据W=UIt得,R2在1min内消耗的电能为
W=UI2t=3V×0.2A×60s=36J
2.(2021·湖南湘潭·中考真题)如图是小王家的电能表,下列说法正确的是( )
A.电能表的读数为56378kW·h
B.这个电能表正常工作的电压为380V
C.这个电能表要在20A的电流下才能正常工作
D.小王家用电器每消耗1度电,电能表指示灯闪烁1600次
【答案】D
【详解】A.由图可知,电能表的读数为5637.8kW·h,故A错误;
B.这个电能表正常工作的电压为220V,故B错误;
C.该电能表的最大电流是20A,即通过电能表的电流不能超过20A,故C错误;
D.1600imp/(kW·h)表示的是电路中每消耗1kW·h的电能,电能表指示灯闪烁1600次,所以小王家用电器每消耗1度电,电能表指示灯闪烁1600次,故D正确。
故选D。
3.(2025·新疆·中考真题)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻。当开关S闭合后,通过R1的电流I1=1A,通过R2的电流I2=2A。求:
(1)干路电流I;
(2)电源电压U;
(3)通电20s,整个电路中电流做的功W。
【答案】(1)3A
(2)4V
(3)240J
【详解】(1)如图,两个电阻并联,干路电流
(2)电源电压
(3)通电20s,整个电路中电流做的功
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