第3节 用电器的正确使用(举一反三讲义)物理沪粤版2024九年级上册
2025-11-21
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内容正文:
第3节 用电器的正确使用
目录
【学科素养】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点1:额定电压与额定功率 2
知识点2:测量小灯泡的电功率 3
【方法技巧】 4
方法技巧1 额定功率与实际功率 4
方法技巧2 小灯泡的电功率测量结果不能求平均值的原因 4
【巩固训练】 4
【学科素养】
1.科学观念:通过学习,能理解额定电压、额定电流、额定功率、实际电压、实际功率的概念,明确它们之间的区别与联系,知道用电器铭牌上相关参数的含义;
2.科学思维:能运用电功率公式P=UI及推导公式,解决实际问题中用电器实际功率的计算,如根据用电器的额定参数计算电阻和不同电压下的实际功率,培养分析和解决问题的能力;
3.科学探究:通过参与测量小灯泡电功率的实验,学会设计实验方案,正确连接电路,规范操作实验器材,能对实验数据进行记录和分析,得出实验结论,体验科学探究的过程;
4.科学态度与责任:认识到正确使用用电器的重要性,了解实际电压过高或过低对用电器的影响,培养安全用电、节约用电的意识,树立科学使用电器的态度。
重点:
1.额定电压、额定功率、实际电压、实际功率的概念,以及它们之间的区别和联系;
2.运用电功率公式P=UI及相关推导公式,计算用电器的额定功率和实际功率,如根据电陶炉的额定参数计算不同电压下的实际功率;
3.测量小灯泡电功率的实验,包括实验原理、器材选择、电路连接、实验操作以及数据记录与分析。
难点:
1.测量小灯泡电功率实验中,实验电路的正确连接,特别是滑动变阻器的使用和调节,以及根据实验数据准确分析小灯泡在不同电压下的发光情况与功率的关系;
2.运用电功率公式解决复杂问题,如串联或并联电路中用电器实际功率的计算,需要结合电路特点和公式进行推导计算。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:额定电压与额定功率
1. 额定电压与额定功率
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压值,用U额表示。
(2)额定电流:用电器正常工作时的电流值,用I额表示。
(3)额定功率:在额定电压下工作时的电功率,用P额表示。
(4)三者关系:P额 =U额 I额。
一般来说,用电器的铭牌上均标有额定电压、额定电流或额定功率的数值。
如图所示,灯的额定电压是220 V,额定功率是7 W;电熨斗的额定电压是220 V,额定功率是1 200 W。
2. 实际电压与实际功率
(1)实际电压:用电器实际工作时的电压。实际电压可以等于额定电压,也可以高于或者低于额定电压。
(2)实际功率:用电器在实际电压下工作的功率。
(3)二者关系:若U实 >U额,则P实 >P额;若U实=U额,则 P实=P额;若U实 <U额,则P实 <P额。
【典例1】(24-25九年级上·广东汕头·期末)规格分别为“220V,40W”、“36V,40W”、“110V,40W”的三盏电灯,各自在额定电压下工作,则下列说法中正确的是( )
A.三盏电灯的额定功率一样大 B.三盏电灯的额定电压一样大
C.三盏电灯实际电压一样大 D.三盏电灯的亮度不一样亮
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】额定电压与额定功率、用电器铭牌的含义、实际电压与实际功率
【详解】由题可知,三只电灯的额定功率相同,当三只电灯分别在各自的额定电压下工作时,三盏电灯实际电压等于额定电压,三只电灯的实际功率都等于各自的额定功率,所以三盏电灯的额定功率一样大,灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,所以三盏电灯的亮度一样,故A正确,BCD错误。
故选A。
【典例2】(24-25九年级上·吉林·期中)如图所示的电路中,电源电压不变,灯丝电阻不变。闭合开关S后,两灯均发光,两个电压表的示数之比为5∶1,则灯、两端的电压之比 ,灯、的电功率之比 。
【答案】 4∶1 4∶1
【难度】0.65
【知识点】判断电压表的测量对象、串联电路的电压规律及应用、电功率的比值问题
【详解】[1]由图知,闭合开关后两灯串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量灯泡L2两端的电压。根据串联电路的电压规律可知,电压表V1的示数大于电压表V2的示数。所以电压表V1与电压表V2示数之比为5∶1。所以有
解得
[2]由于两灯串联,所以通过两灯的电流相等,则两灯功率之比为
【变式1】(24-25九年级上·河北廊坊·期末)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,关于两灯泡的工作情况,下列说法正确的是( )
A.甲灯发光时的功率不一定是
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗电能较慢
C.两灯串联时,相同时间内甲灯消耗的电能较少
D.两灯并联时,乙灯较亮,其实际功率一定为
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】电功的公式及简单应用、额定电压与额定功率、实际电压与实际功率
【详解】A.甲灯的额定功率为40W,则甲灯正常发光的情况下功率为40W,故甲灯发光时的功率不一定是40W,故A正确;
B.乙灯的额定功率大于甲灯的额定功率,两灯均正常发光时,乙灯的实际功率较大,乙灯消耗电能较快,故B错误;
C.两灯的额定电压相同,乙灯的额定功率较大,根据可知,乙灯的电阻较小,串联电路中电流处处相等,两灯串联时,根据
可知相同时间内甲灯消耗的电能较多,故C错误;
D.两灯并联时,根据可知,乙灯的实际功率较大,乙灯较亮,但乙灯不一定正常发光,其实际功率不一定为60W,故D错误。
故选A。
【变式2】(23-24九年级上·山东威海·期中)如图所示电路的电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中( )
A.电流表示数和电压表示数都不变,灯亮度不变
B.电流表电压表示数都变小,电路总功率变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡亮度变暗
D.电压表示数不变,电流表示数变大,电路总功率变小
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】判断电流表测量的对象、判断电压表的测量对象、含有变阻器电路的动态计算、动态电路中电功率的变化分析
【详解】由图可知,该电路为并联电路,电流表测量通过灯泡的电流,将滑动变阻器的滑片P从中点移到b端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,通过滑动变阻器的电流减小。由并联电路电压规律可知,灯泡两端的电压不变,则通过灯泡的电流不变,灯泡的亮度不变,电流表示数不变,电压表示数不变,根据并联电路的电流特点可知,干路中的电流减小,根据可知,电路的总功率减小。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式3】(2025·山东淄博·中考真题)某款小型电火锅具有高、中、低三挡控温功能,如图是它的简化电路图。开关S2可接触点1或2,R1、R2为加热电阻且R1=R2(阻值不随温度的变化而变化)。电火锅的部分参数如下表所示,。求:
电源电压/V
220
低温挡功率/W
______
中温挡功率/W
550
高温挡功率/W
1100
(1)R1的阻值;
(2)电火锅在低温挡工作时的电流;
(3)在标准大气压下,使用高温挡将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要的时间(不计热量损失,结果精确到1s)。
【答案】(1)88Ω
(2)1.25A
(3)305s
【难度】0.65
【知识点】电功率的多挡位问题、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】(1)由电路图可知,当开关S1闭合、S2接2时,R1与R2并联,电路总电阻最小,由可知,此时电功率最大,为高温挡;当S1闭合、S2接1时,只有R1接入电路,由可知,此时电火锅为中温挡;即电火锅处于中温挡时,只有电阻R1工作,则R1的阻值
(2)当S1断开、S2接1时,R1与R2串联,电路总电阻最大,由可知,此时的电功率最小,为低温挡;则低温挡的总电阻R低=R1+R2=2R1=2×88Ω=176Ω
低温挡工作时的电流
(3)在标准大气压下,水的沸点是100℃。将水烧开需吸收的热量
因为不计热量损失,电火锅消耗的电能 W = Q吸 = 3.36×105J
使用高温挡加热时,加热所需的时间
知识点2:测量小灯泡的电功率
1. 实验目的:测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
2. 实验原理:P=UI(伏安法)。
3. 测量工具:电压表和电流表。
4. 电路图:
5. 实验操作基本要求
(1)接线过程中,开关处于断开状态。
(2)闭合开关前,应该将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大,这样才能更好地保护电路。
(3)电路连接小技巧:连接电路时,可将其他器材先连接好,然后将电压表并联在小灯泡两端。
6. 滑动变阻器在本实验中的作用
(1)改变灯泡两端电压和通过的电流,从而实现多次测量。
(2)保护电路。
7. 实验分析
当增加灯泡两端的电压时,灯泡的电功率也随之增大,直接的表现就是该灯泡的亮度增加。进一步思考:
(1)具体结论:①实际电压小于额定电压,实际功率小于额定功率。②实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率。③实际电压大于额定电压,实际功率大于额定功率。
(2)实验目的是“探究小灯泡电功率与电压的关系”,求平均电功率是没有意义的。
【典例1】(2025·四川·中考真题)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
(1)方案一:请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路 。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式 (用、、、表示)。
【答案】(1)(C、D点均可)
(2)B
(3)A
(4)0.75
(5)
【难度】0.65
【知识点】根据要求选择连接滑动变阻器的接线柱、含有变阻器电路的动态分析、伏安法测小灯泡的电功率、等效替代法测小灯泡的电功率
【详解】(1)滑动变阻器与灯泡串联且一上一下的接入电路,如图所示:
(C、D点均可)
(2)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,以保护电路,故滑片P应位于B端。
(3)电流表的示数为0.2A小于小灯泡的额定电流0.3A,如果要测量小灯泡的额定功率,应增大电路的电流,所以应减小滑动变阻器连入电路的电阻,则滑片P应向A端移动。
(4)当电流表的示数为0.3A时,此时为小灯泡的额定电流,电压表示数如图乙所示为2.5V,此时为小灯泡的额定电压,该小灯泡的额定功率
(5)在①中,R2与灯串联,灯正常发光;在②中,R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以;在③中,将R2的滑片移到最左端时,只有电阻R1连入电路,此时的电源电压为
将R2滑片的移到最右端,连入电路中的阻值最大,此时R2的阻值为R0,此时的电源电压为
电源电压不变,则解得
则额定功率为
【典例2】(24-25九年级下·黑龙江绥化·期中)小杰家有一款新型的电热水器,其铭牌上的部分信息如下。
额定电压
220V
额定功率
1210W
容积
7L
(1)求电热水器正常工作时的电阻;
(2)将这个电热水器装满25℃的水,加热使水的温度升高40℃,求水吸收的热量;
(3)若此电热水器在额定电压下使用,用了17min达到(2)问中的要求,求这个电热水器的加热效率;(计算结果精确到0.1%)
(4)小杰家安装的电能表如上图所示。某次小杰断开家中的其它用电器,让电热水器单独工作,在1min内电能表的转盘转过50r,求此时该电热水器两端的实际电压。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)200V
【难度】0.65
【知识点】用电能表测电功率
【详解】(1)由可知,热水器正常工作时的电阻
(2)水的质量
由题意得,水吸收的热量
(3)电热水器消耗得电能
电热水器的加热效率
(4)电热水器实际消耗得电能
电热水器实际功率
由可得实际电压
【变式1】(24-25九年级上·辽宁盘锦·期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选取了额定电压为2.5V的小灯泡L(正常发光时阻值约为10Ω),有两个规格分别为“5Ω,0.5A”“20Ω,1A”的滑动变阻器,电源电压保持6V不变。
(1)实验中选择的滑动变阻器的规格是 ;
(2)图甲中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至最 (选填“左”或“右”)端;闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电压表、电流表都有示数,出现这种现象的原因是 ;
(3)移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,并绘制了通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的图像如图乙所示;由图像可知,小灯泡的额定功率为 W;
(4)小亮实验时发现他的桌上没有电流表,却多了一个最大阻值为R0的滑动变阻器,于是他设计了如图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为 V;
②接着调节滑动变阻器 (选填“R0”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式L= (用U、0和已知量表示)。
【答案】(1)20Ω,1A
(2) 右 滑动变阻器接入电路的阻值太大,导致小灯泡的实际功率太小
(3)0.5
(4) 2.5 R0
【难度】0.4
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、伏安法测小灯泡的电功率、伏阻法测小灯泡的电功率
【详解】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路中的电阻为
故为了能够顺利完成实验探究,应选用“20Ω,1A”的滑动变阻器。
(2)[1]图甲中,闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处,即最右端;
[2]闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表有示数说明电路接通,电压表有示数说明电压表和电源接通,出现这种现象的原因是滑动变阻器接入电路的阻值太大,电路中电流太小,小灯泡的实际功率太小。
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.2A,则小灯泡额定功率为
(4) [1][2][3]闭合开关S,先调节滑动变阻器的滑片到最左端,此时电路为灯泡、变阻器、定值电阻串联,电压表测灯泡两端电压,调节滑动变阻器,直到电压表的示数为2.5V,灯泡正常发光;接着调节滑动变阻器R0的滑片到最右端,此时电路连接方式不变,电压表测灯泡和定值电阻的总电压,读出此时电压表的示数为U;根据串联电路电压规律,两端的电压为
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流为
则小灯泡正常发光时的电阻为
【变式2】(24-25九年级下·重庆·期中)如图所示是求真物理小组“探究电流与电阻的关系”的实验,实验器材如下:学生电源电压恒为6V、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(规格“40Ω;0.5A”),阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,以及导线若干。
(1)如图甲所示电路有一条连线错误,请在错误的连线上画“×”并用笔画线代替导线正确连线 ;
(2)正确连接导线,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于最 端(选填“左”或“右”)。闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,产生该现象原因是 ;
(3)A、B两组同学根据各自的实验数据作出了I-R图象的部分曲线图,如图丙所示,经分析 组(选填“A”或“B”)的图象是正确的。若正确的小组要顺利完成5次实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω;
(4)小礼同学将定值电阻换成标有“0.3A”字样的小灯泡(阻值约为10Ω),为了测量小灯泡的额定电功率,在具体的实验操作中,手和眼睛的分工应该是( )(选填序号);
A.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表
B.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表
C.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察灯泡亮度
(5)小礼利用图所示实物电路测(4)中相同规格小灯泡的额定功率,电阻箱的规格是“0~999.9Ω”,电源电压为6V,实验步骤如下:
①闭合,断开,调节电阻箱的阻值和滑动变阻器的滑片,直到 ,小灯泡正常发光,记下此时电阻箱的阻值为7Ω;
②断开,滑动变阻器的滑片位置保持不变,在M、N间接入4Ω的定值电阻后再闭合:,调节电阻箱的阻值为11Ω时,电流表示数为0.3A,则小灯泡额定电功率为 W。
【答案】(1)
(2) 左 电流表正负接线柱接反了
(3) B 50
(4)A
(5) 电流表示数为0.3A 0.72
【难度】0.4
【知识点】 探究电流与电阻的关系、伏安法测小灯泡的电功率、等效替代法测小灯泡的电功率
【详解】(1)原电路图中,滑动变阻器和电阻R并联,电压表串联在电路中是错误的,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电阻R、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在电阻R两端,如图所示:
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,即最左端。
[2]闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,即电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了。
(3)[1]探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端的电压不变,由图丙A的I-R图象可知,四次实验中,根据,定值电阻两端的电压
由图丙B的I-R图象可知,四次实验中,根据,定值电阻两端的电压
即A同学没有控制定值电阻两端的电压不变,B组同学控制定值电阻两端的电压不变,因此A组同学的实验操作是错误的,B组同学的实验操作是正确的。
[2]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于50Ω。
(4)当通过灯泡的电流为额定电流时,灯泡正常发光,因此为了测量小灯泡的额定电功率,应手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(5)[1]此时为串联电路,调节电阻箱和滑动变阻器,直到电流表示数为0.3A,此时灯泡正常发光。
[2]断开S1,在M、N间接入4Ω定值电阻,不调节滑动变阻器;闭合S2,调节电阻箱的阻值为11Ω时,电流表示数为0.3A,根据等效替代法,此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0与4Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻,即
则小灯泡额定功率为
【变式3】(2023·黑龙江大庆·中考真题)现有三只额定电压均为,电阻值不同的小灯泡。某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。
(1)图甲电路中,实验操作如下:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
②图丁是图甲电流表的表盘,此时示数为 A;
③小灯泡的额定功率为 W。
(2)图乙电路中,定值电阻的阻值为,实验操作如下:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
②读出电流表的示数为,计算出通过的电流为 A;
③小灯泡的额定功率为 W。
(3)图丙电路中,电源电压未知但恒定不变,和为滑动变阻器,的最大阻值为,实验操作如下:
①保持开关断开,同时闭合开关S和,调节的滑片,使电压表的示数为;
②断开开关,同时闭合开关S和,保持 (选填“”或“”)的滑片位置不变,调节 (选填“”或“”)的滑片,使电压表示数仍为;
③仅将的滑片P调至最左端,记下电压表的示数,再仅将的滑片P调至最右端,记下电压表的示数,则小灯泡的额定功率 W。
(4)通过图甲和图乙实验,可以得到小灯泡和在额定电压工作时电阻之比为 。
【答案】(1) 0.3 0.75
(2) 0.2 1
(3) 1.25
(4)
【难度】0.4
【知识点】欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、伏安法测小灯泡的电功率、伏阻法测小灯泡的电功率
【详解】(1)[1][2]由图甲知电压表测量小灯泡两端的电压,电流表测量通过小灯泡的电流,由图丁知当小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流为,
小灯泡的额定功率为。
(2)[1][2]由图乙知,定值电阻与小灯泡并联,再和滑动变阻器串联,电流表测量干路的电流,电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压,由并联电路电压的规律知当小灯泡正常发光时,定值电阻两端的电压等于小灯泡两端的电压。
则通过的电流为,
由并联电路电流的规律知通过小灯泡的额定电流为,
小灯泡的额定功率为。
(3)[1]保持开关断开,同时闭合开关S和,调节的滑片,使电压表的示数为;
[2]断开开关,同时闭合开关S和,保持的滑片位置不变,通过调节滑动变阻器,使两端电压为小灯泡的额定电压;
[3]根据等效替代法,此时;将的滑片P调至最左端,连入电路中的电阻为0,电压表的示数为即为电源电压;再将的滑片P调至最右端,此时两变阻器串联,电压表的示数为,即的电压为;
根据串联电路电压的规律和欧姆定律可知,
解得,
小灯泡额定功率的表达式为;
(4)小灯泡和在额定电压工作时电阻之比为。
【方法技巧】
方法技巧1 额定功率与实际功率
(1)用电器的额定功率固定不变,不随电压的变化而变化;一般用电器的实际功率随电压的升高而增大,随电压的降低而减小。
(2)灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,实际功率越大,灯泡越亮。并联时运用P=U2/R判断实际功率(亮度),串联时运用P=I2R判断实际功率(亮度)。
(3)用电器铭牌上标识的是额定电压和额定功率,用电器正常工作时,实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率。
方法技巧2 小灯泡的电功率测量结果不能求平均值的原因
在不同电压下,小灯泡的电功率是不同的,只有在额定电压下,小灯泡的功率才等于额定功率,计算小灯泡电功率的平均值没有意义;该实验测出多组数据的目的是测量不同电压下小灯泡的电功率。
【巩固训练】
1.(23-24九年级上·江苏扬州·期末)下列几种电器铭牌的标示中都涉及到“2A”字样,其中表示额定电流的是( )
A.滑动变阻器上标有“100Ω,2A”
B.家用电熨斗上标有“220V,2A”
C.电能表上标有“220V,2A”
D.某汽车用蓄电池标有“2A,10h”
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】用电器铭牌的含义
【详解】A.滑动变阻器上标有“100Ω,2A”,“2A”指的是允许通过的最大电流为2A,故A不符合题意;
B.家用电熨斗上标有“220V,2A”,“2A”指的是电熨斗正常工作时电流为2A,即额定电流为2A,故B符合题意;
C.电能表上标有“220V,2A”,“2A”指的是电能表的标定电流为2A,故C不符合题意;
D.某汽车用蓄电池标有“2A,10h”,“2A”指的是放电电流为2A,故D不符合题意。
故选B。
2.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,相同时间乙灯消耗的电能较少
B.甲灯的实际功率一定是40W
C.将乙灯接入110V电路中,它的额定功率为30W
D.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】电功率P=W/t的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、用电器铭牌的含义、实际电压与实际功率
【详解】由图可知甲灯泡的额定功率为40W,乙灯泡的额定功率为60W。
A.两灯泡正常发光时的功率等于额定功率,则甲灯泡的实际功率小于乙灯泡的实际功率,由W=Pt可知,相同时间乙灯消耗的电能较多,故A错误;
B.40W是甲灯的额定功率,只有在额定电压下功率才为40W,当灯泡两端的电压不同时,灯泡的实际功率不同,故B错误;
C.额定功率是指额定电压下的功率,它具有唯一性,则乙灯泡的额定功率始终为60W,故C错误;
D.正常发光时,两灯泡的额定电压相等,甲灯泡的功率较小,由可知,甲灯的电阻较大,故D正确。
故选D。
3.小邦到超市买一只节能灯,他应该关注节能灯的主要指标是( )
A.实际电压 B.额定电压 C.实际功率 D.额定功率
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】用电器铭牌的含义
【详解】电器正常工作时的电压叫额定电压,用电器在额定电压下的功率叫额定功率,额定功率是唯一的、确定的,不随实际工作电压的改变而改变,实际功率是不确定的,随实际电压的改变而改变,到超市买一只节能灯,他应该关注节能灯的主要指标是额定功率。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(2025·山东淄博·中考真题)图甲是电阻R1和R2的电流随电压变化的图像,电源电压不变,滑动变阻器R上标有“20Ω,2A”字样,将它们接入图乙所示的电路中。只闭合开关S1,滑片P位于a端时,电阻R1的实际功率为1W;同时闭合开关S1和S2,将滑片P移动到b端时,电阻R1的实际功率为9.6W。则( )
A.R2的阻值为5Ω B.电源电压为10V
C.电路中的最大电流为1.8A D.电路的最大功率为
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】欧姆定律的简单计算、动态电路中电功率的范围问题、应用欧姆定律求范围
【详解】AB.由图甲可知,是定值电阻,其阻值
的阻值随电压的增大而增大。由图乙知,当只闭合开关,滑片P位于a端时,滑动变阻器的阻值全部连入电路,滑动变阻器与串联,的实际功率为1W,结合图甲可知,此时两端的电压为2V,电流为0.5A,则滑动变阻器两端的电压
则电源电压,故AB错误;
CD.由图乙知,同时闭合开关和,将滑片P移动到b端时,、并联,电路中总电阻最小,总电流最大,通过的电流
通过的电流
则电路中的最大电流
此时电路消耗的最大功率,故C错误,D正确。
故选D。
5.(多选)(24-25九年级上·云南·期末)有两只灯泡、,分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中不正确的是( )
A.两灯正常发光时,的电阻较大
B.两灯并联接入220V 的电路,、 消耗功率之比是2:5
C.两灯串联接入220V 的电路,消耗的功率小于25W
D.两灯串联接入220V 的电路,两灯泡消耗总功率大于40W 小于100W
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、实际电压与实际功率
【详解】A.由可得,两灯泡正常发光时的电阻分别为
的电阻较小,故A错误,符合题意;
B.两灯并联接入220V的电路,它们两端的电压等于220V,均能正常发光,则、消耗功率之比,故B错误,符合题意;
C.两灯串联接入220V的电路时,因串联电路中总电阻等于各串联电阻之和,所以,电路中的电流为
消耗的功率为,小于25W。故C正确,不符合题意;
D.串联时两灯泡消耗总功率为,小于40W。故D错误,符合题意。
故选ABD。
6.(24-25八年级下·湖南娄底·期末)“220V 40W”的灯泡,正常工作时的电流为 A,若灯泡两端的实际电压为110V,则实际功率为 不考虑灯泡电阻的变化。
【答案】 10
【难度】0.85
【知识点】额定电压与额定功率、电功率P=UI及推导式的简单计算、用电器铭牌的含义、实际电压与实际功率
【详解】[1]由题知,灯泡的额定电压为220V,额定功率为40W,由可得,灯泡正常工作时的电流为
[2]由可得灯泡的电阻为
当灯泡两端的实际电压为110V时,其实际功率为
7.(23-24九年级上·广东湛江·期末)一只电烙铁铭牌上标着“220V;100W”的字样,它正常工作时,电压是 V,电阻是 Ω。假如电路中的电压降低到176V,电烙铁的电阻不变,这时电烙铁实际的电功率是 W。
【答案】 220 484 64
【难度】0.85
【知识点】额定电压与额定功率
【详解】[1]铭牌上标着“220V 100W”字样表示电烙铁的额定电压为220V,额定电功率为100W;因此电烙铁正常工作时的电压是220V。
[2]电烙铁正常工作时的电阻
[3]若将其接在176V的电压下,则其实际功率是
8.现有电压为9V的电源,将一个标有“6V 0.5A”字样的小灯泡接入此电路中,为使小灯泡正常发光,需在此电路中 (选填“串联”或“并联”)一个阻值 Ω的电阻。
【答案】 串联 6
【难度】0.85
【知识点】串联电路的电流规律、串联电路的电压规律及应用、用电器铭牌的含义
【详解】[1]电源电压为9V,小灯泡的额定电压为6V,电源电压大于小灯泡的额定电压,为了使小灯泡正常使用,根据串联电路的分压原理,应在电路中串联一定值电阻。
[2]定值电阻两端的电压为
根据串联电路电流的特点知,电路中的电流为小灯泡的额定电流0.5A,根据知,串联的定值电阻为
9.(25-26九年级上·广东广州·期中)一个印有“220V 40W”的灯泡,它正常工作时电阻为 Ω;如果把它接在110V电路中其实际功率是 W(不计温度对电阻的影响)。
【答案】 1210 10
【难度】0.85
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、实际电压与实际功率
【详解】[1]灯泡正常工作时的电阻为
[2]如果把它接在110V电路中其实际功率是
10.现有“6V 3W”的灯泡L1和“6V 9W”的灯泡L2将他们接入电路中,不考虑灯丝电阻的变化。下列关于两只灯泡的说法正确的是( )
A.串联后接到12V电源的两端,两灯均能正常发光
B.串联工作时,L1和L2两端的电压之比为1:3
C.并联工作时,L1和L2中的电流之比为1:3
D.并联工作时,L1和L2的功率之比为3:1
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】串联电路的电流规律、并联电路的电压规律及应用、电功率的比值问题
【详解】A.由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相同,额定功率不同,由P=UI可知,两灯泡正常发光时的电流不同,则两灯泡串联时不可能同时正常发光,故A错误;
B.由可得,两灯泡的电阻之比为
两灯泡串联时,电流相等,由欧姆定律可得
即
所以L1和L2两端电压之比为
故B错误;
C.灯泡并联时,两灯电压相等,由欧姆定律有
I1R1=I2R2
所以通过L1和L2的电流之比为
故C正确;
D.并联电路各支路两端电压相等,所以两灯泡的功率之比
故D 错误。
故选C。
11.在如图所示的电路中,电源电压恒为5V。开关S闭合后,滑片P移至中点时,电压表示数是3V,电流表示数是0.5A,此时电路的总功率为P1;滑片P移至最右端时,电路的总功率为P2,则滑动变阻器的最大阻值是 Ω,P1∶P2为 。
【答案】 12 8∶5
【难度】0.65
【知识点】欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的比值问题
【详解】[1]由图可知,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压;当滑片移至中点时,此时电流表示数为0.5A,即电路中的电流为
I=0.5A已知电压表的示数为3V,即R2两端的电压为
U2=3V由欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
则滑动变阻器的最大阻值为
R2=2R中=2×6Ω=12Ω
[2]已知电源电压
U=5V当滑片移至中点时,根据电功率的计算公式可得,此时电路的总功率为
P1=IU=0.5A×5V=2.5W由串联电路的电压特点可知此时R1两端的电压为
U1=U﹣U2=5V﹣3V=2V由欧姆定律可知R1的阻值为
当滑片P移至最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大
R2=12Ω由串联电路的电阻特点可知此时电路的总电阻为
R=R1+R2=4Ω+12Ω=16Ω则此时电路的总功率为
则
12.小灯泡L1、L2的I-U图象如图所示,将L1和L2串联接入电路;通过小灯泡的电流为0.5A,则该电路两端电压为 V,L1和L2消耗的电功率之比P1∶P2= 。
【答案】 8 1∶3
【难度】0.85
【知识点】串联电路的电压规律及应用、欧姆定律的图像表示、电功率的比值问题
【详解】[1]L1和L2串联接入电路,串联电路各处电流相等,由图可知通过小灯泡的电流为0.5A时,灯泡L1两端的电压为2V,灯泡L2两端的电压为6V,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以该电路两端电压为
U=U1+U2=2V+6V=8V
[2]串联电路各处电流相等,由P=UI可得L1和L2消耗的电功率之比为
13.(23-24九年级上·吉林松原·期末)如图甲所示电路,电源电压不变。闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是 V。当滑片P由b端移动到中点时,电路中消耗的电功率变化了 W。
【答案】 9 2.25
【难度】0.4
【知识点】动态电路中电功率的简单计算、动态电路中电功率的变化分析
【详解】[1]当滑片P滑到a端,滑动变阻器阻值为0,电压表示数为电源电压,即电源电压为9V。
[2]由图乙可得,电阻R的阻值
当滑片P滑到b端,滑动变阻器阻值最大,由图乙可得,此时电功率
电路总电阻
滑动变阻器最大阻值
R滑=R总-R=18Ω-6Ω=12Ω
当滑片P由b端移动到中点时,滑动变阻器阻值
电路总电阻
电路电功率
故当滑片P由b端移动到中点时,电路中变化的电功率
14.(24-25九年级上·重庆九龙坡·期末)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S1,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U1,电流表示数为,R2消耗的功率为P2;断开开关后,先将滑片移到最左端,再闭合开关S1、S3,此时R2消耗的功率为P2',电流表的示数对比变化了0.5A;而当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,电压表的示数是2V,滑动变阻器两端的电压为U1',电流表示数为I3,已知U1:U1'=1:1,P2:P2'=1:9;则电流表示:= ;通过开关的通断和滑片的移动,该电路总功率的最大值与最小值的差值为 W。
【答案】 1:2 6.8
【难度】0.15
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、动态电路中电功率的简单计算
【详解】[1][2]灯泡上标有“6V,3.6W”字样,灯泡的电阻为RL==10Ω
当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,电阻R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测通过电路的电流。此时滑动变阻器两端的电压为U1,电流表示数为,电压U1=,根据电功率计算公式可得R2消耗的功率P2=;
当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,灯泡与串联,电压表测灯泡两端的电压,此时电压表的示数是2V,滑动变阻器两端的电压
已知U1:U1′=1:1
则
则电流表示I1:I3=1:2
因为I3=
所以=0.1A。
将滑片移到最左端,再闭合开关S1、S3,电阻R2、R3并联。
此时R2消耗的功率为P2′=,此时电流表的示数变大了0.5A,电路中的电流
由P2:P2'=1:9,即=1:9
解得U=1.5U1①
已知U1:U1'=1:1,则U1=U1′=U﹣2V②
由①②联立可得U=6V,U1=4V;
当只闭合开关S1,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U1,根据欧姆定律可知滑动变阻器的最大阻值
定值电阻的阻值
当闭合开关S1,将滑片移到最左端,再闭合开关S3,通过通过R3的电流
根据欧姆定律可得定值电阻的阻值
当只闭合开关S2,滑动变阻器滑到最大值时,三个电阻和灯泡串联,此时电路总电阻最大,电路的电功率最小,最小电功率
滑动变阻器滑片移到最左端,闭合所有开关,灯泡和两电阻并联接入电路,此时电路总电阻最小,电路电功率最大,最大电功率:
因此电路总功率的最大值与最小值的差值为Pmax﹣Pmin=7.2W﹣0.4W=6.8W
15.(24-25九年级上·内蒙古赤峰·期末)家用电煮锅具有不同的烹饪模式,它有低温挡和高温挡,烹饪时可以根据不同的食材进行选择。电煮锅内部由两根电阻丝R1、R2组成,R1=88Ω,电煮锅低、高温挡的额定功率见下表。求解下列问题:
额定电压
220V
低温挡
440W
高温挡
2200W
(1)根据题干与表格内的信息,请你在虚线框内画出电煮锅内部的电路图;
(2)某次电煮锅正常工作5min将1kg的水和食材从25℃加热到95℃。在这个过程中,消耗的电能;
(3)电煮锅在低温挡正常工作时的电流。
【答案】(1)见解析
(2)6.6105J
(3)2A
【难度】0.65
【知识点】电功率P=W/t的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题
【详解】(1)由得,高温挡时电路电阻为
低温挡时电路电阻为
则高温挡时电路电阻小于R1电阻,低温挡时电路电阻大于R1电阻,则低温档时,两电阻串联,高温挡时,电路可能为R2的简单电路,此时R2的阻值为22Ω,电路如图所示:
(2)由得,正常工作5分钟电煮锅消耗的电能
(3)由得,电煮锅在低温挡正常工作时的电流
16.(23-24九年级上·河南·期末)一条爆笑的消息在网上疯传:“今年11月,中国全社会用电量7630亿度,但当月全国发电量才7310亿度。”用的电比发的电还多320亿度。小虎就此提出疑问:难道家里的智能电表也为国家电网做出了贡献。于是他用一款如图甲所示具有高温、低温两挡的电热饭盒试试电表的快慢,热饭盒内部的简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻且阻值保持不变,其部分参数如下表所示。当它单独接在如图丙所示的电能表上时,求:
额定电压
220V
额定功率
高温挡
200W
低温挡
60W
(1)电阻R1的阻值为多少?
(2)加热1kg初始温度30℃的饭菜时,用高温挡正常工作5min,饭菜的温度升高了多少?【不计热量损失,饭菜的比热容取4×103J/(kg·℃)】
(3)若家庭电路的电压正常,仅让电热饭盒在低温挡工作,5分钟时间内电能表的指示灯闪烁6次,则他家中的电表正常吗?
【答案】(1)
(2)
(3)电能表正常
【难度】0.65
【知识点】利用电能表的主要参数计算电能、电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】(1)开关S接1时,R1与R2串联,开关S接2时,电路中只有电阻R1,根据功率公式可知,电阻越大功率越小,所以,开关S接1时,电阻大,为低温挡;开关S接2时,电阻小,为高温挡。高温挡正常工作时功率为200W,电压为220V,根据得,电阻R1的阻值为
(2)不计热量损失,则吸收的热量等于高温挡发出的热量,即Q=W=P高 t=200 W×300 s=6×104J
由比热容公式Q吸=cmΔt可得,则饭菜升高的温度为
(3)低温挡功率60W,即0.06kW,5min即,耗电量
电能表标称1200imp/(kW·h),故5min内应闪烁1200imp/(kW·h)×0.005kW·h=6imp
即6次,与实际测得相符,电表正常。
17.(24-25九年级下·安徽安庆·期中)火锅是四川的一大标志性美食,小明也对家里的电火锅(如图甲)产生了浓厚兴趣,其工作电路图如图乙所示,额定电压为220V,R1是加热电阻,R2是阻值为40Ω的限流电阻,电火锅有加热和保温两个挡,加热挡的功率为2420W,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)。
(1)如图乙,当开关S1闭合、S2断开时,电火锅处于 (选填“加热”或“保温”)挡;
(2)电火锅处于加热挡时,求电路中的电流;
(3)用该电火锅将2.5L水从20℃加热至100℃时,水吸收的热量为多少?
(4)在用电高峰期,家庭电路中的实际电压会有所改变。某次用电高峰期,单独让电火锅在加热挡工作3min,电能表表盘(如图丙)转了200圈,求电火锅两端的实际电压。
【答案】(1)保温
(2)11A
(3)8.4×105J
(4)200V
【难度】0.65
【知识点】利用电能表的主要参数计算电能、电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】(1)当S1闭合、S2断开时,电路为两电阻串联,此时电路中的电阻最大,根据可知,电功率减小,故为保温挡。
(2)加热挡时,电火锅的额定功率P加=2420W,额定电压U=220V,根据P=UI可得,加热挡时电路中的电流
(3)2.5L水的质量为
水吸收的热量为
(4)已知电能表转速常数为2000r/(kW·h),3min内电能表转了200转,则此时耗电能为
加热挡工作的时间t=3min=0.05h
电火锅实际功率
加热挡时的电阻为
电火锅两端的实际电压为
18.(2025·山东滨州·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“10V 5W”字样,滑动变阻器R1允许通过的最大电流为1A,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。先只闭合开关S和S1,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;再断开开关S1,闭合开关S2,将滑片P从a点向右移动到最右端b,图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数U和电流表示数I的关系图象。求:
(1)小灯泡L正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S和S1,滑动变阻器R1的阻值变化范围;
(4)只闭合开关S和S2,滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率。
【答案】(1)0.5A
(2)12V
(3)4~40Ω
(4)0.5W
【难度】0.4
【知识点】串联电路的电压规律及应用、含有变阻器电路的动态计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、动态电路中电功率的简单计算
【详解】(1)由可得,小灯泡L正常工作时的电流为
(2)只闭合开关S和S1,小灯泡L与滑动变阻器R1串联,当滑片P移动到a点,由图乙曲线知,此时电路中最大电流为Ia=0.5 A,小灯泡L正常发光。此时电压表示数U1a=2V,则电源电压为
(3)只闭合开关S和S1,小灯泡L与滑动变阻器R1串联,滑片P移动到a点,L正常发光时,电压表的示数最小U1a=2V,电流表示数最大,为Ia=0.5A,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为
滑片P移动到b点,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电压表的示数最大,由图乙曲线知,电压表的示数为U1b=10V,电流表示数最小,为Ib=0.25A,则滑动变阻器接入电路的最大阻值为,故滑动变阻器R1的阻值变化范围为4~40Ω。
(4)只闭合开关S和S2,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,此时滑动变阻器R1的两个下端接线柱均接入电路,相当于一个定值电阻,其接入电路的阻值为R1b=40Ω,电压表测量R1滑片P左侧部分两端的电压,由图乙直线知,滑片P从a点滑动到最右端b点的过程中,电流表示数不变,为I=0.25A,定值电阻R2两端的电压不变,其电功率不变。滑片P在最右端b点时,滑动变阻器的阻值R1=40Ω,其两端电压为Ub=10V,由串联电压规律可知,定值电阻R2两端的电压为
定值电阻R2的电功率为
因定值电阻R2两端的电压不变,其电功率不变,故滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率也为0.5W。
19.(25-26九年级上·湖南长沙·期中)现有一个电压可调的电源U,定值电阻R,规格为“60Ω 0.5 A”的滑动变阻器 Rp,电流表(测量范围为0~0.6A),电压表(测量范围为0~15 V),若干导线。小初用以上器材设计实验,电路图(部分元件还未画出)如图所示,他做了如下操作:
①将AB用导线连接,定值电阻R 接入CD之间,闭合开关S。调节电源电压并保持不变,此时电压表示数为6 V。电流表示数为0.3A;
②将滑动变阻器 Rp接入AB之间,定值电阻R 接入CD之间,闭合开关S,调节电源电压为 并保持不变,闭合开关S,在保证各元件安全的前提下,调节滑动变阻器的阻值;
③在操作②之后将R 和 Rp的位置互换,闭合开关S,在保证各元件安全的前提下,调节电源电压U 和滑动变阻器。求:
(1)定值电阻R 的阻值;
(2)在操作②中,滑动变阻器可调节的最小值;
(3)在操作③中,可调电源U 的最大值及此时滑动变阻器接入电路的阻值。
【答案】(1)20Ω
(2)16Ω
(3)25V、30Ω
【难度】0.4
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、动态电路中电功率的范围问题
【详解】(1)将AB用导线连接,定值电阻R 接入CD之间,闭合开关S。此时电路中只有定值电阻R 接入电路。
调节电源电压并保持不变,此时电压表示数为6 V。电流表示数为0.3A;定值电阻R 的阻值
(2)在操作②中,电路如图所示
当变小时电流表与电压表示数增大,当电压表示数时,
不安全,因此当时,滑动变阻器阻值最小
(3)在操作③中,电路图如下
,
电压表最大示数,
此时,
20.(25-26九年级上·江苏泰州·期中)小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)。
(1)图甲是小华在准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请写出图中在器材操作上存在的两个不妥之处:① ;② ;
(2)闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器电压表示数始终为3V,而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障,则图甲中导线 (填“①”“②”或“③”)发生了 (填写故障名称);
(3)小华进行了六次实验,记录实验数据并在图像中描点,得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知:
①小灯泡的额定功率为 W;
②开关断开时,灯丝的电阻可能是 (0Ω、5Ω、介于0~5Ω之间);
③实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为( )
A.5Ω 2A B.10Ω 2A C.20Ω 1A D.30Ω 1A
④实验过程中,小华将滑片向左移时,灯变亮。若该过程灯丝的电阻增加了,滑动变阻器的电阻减小,则 (>/=/<);
(4)实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究,则他画出的图像应为图丙中的虚线 (填“①”“②”或“③”),你选择的依据是 ;
(5)另一组同学在测量标有“3.8V”小灯泡电功率的实验时,为了得到比较准确的小灯泡额定功率,她用同一套器材做了三次实验(她将电压表调到3.8V),获得三组数据,并进行了数据处理,如下表:
实验序号
电流表示数
额定功率/W
额定功率的平均值/W
1
0.71
2.698
2
0.69
2.622
3
0.68
2.584
这样处理数据的方法是否正确? (正确/不正确),其理由是 ;
(6)如图丁是小明同学设计的利用电流表和已知阻值的定值电阻R测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的电路图。请根据实验步骤完成下列空格。
①仅闭合开关 ,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ;
②仅闭合开关 ,不改变滑片的位置,读出此时电流表的示数为;
③小灯泡额定功率的表达式是 。
【答案】(1) 连接电路时开关未断开 滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处
(2) ① 断路
(3) 0.75 介于0~5Ω之间 D <
(4) ① 见解析
(5) 正确 见解析
(6) S、 S、
【难度】0.4
【知识点】伏安法测小灯泡的电功率、安阻法测小灯泡的电功率
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,存在两个不妥之处,一是连接电路时开关未断开,二是滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处,没有起到保护电路的作用。
(2)[1][2]闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表示数始终为零,说明发生断路,电压表示数始终为3V,说明电压表的两端与电源相通,则可能是导线①断路,使得电压表串联到了电路中。
(3)[1]由图乙可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
[2]由图乙可知,灯泡电压为0.5V时,电流为0.1A,此时灯泡电阻为
灯泡电阻随温度升高而变大,灯泡电阻不为零,所以开关断开时,灯丝的电阻可能介于0~5Ω之间。
[3]由图乙可知,电流最小为0.1A,此时灯泡电压为0.5V,则滑动变阻器阻值为
所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为“30Ω 1A”,故选D。
[4]实验过程中,小华将滑片向左移时,灯变亮,说明电路中电流变大,根据可知总电阻变小。若该过程灯丝的电阻增加了,滑动变阻器的电阻减小,则。
(4)[1][2]灯泡的U-I图像是一条向上的曲线(图丙中的实线)。灯泡和变阻器串联,由串联电路的电压规律可知,灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变,故画出的变阻器的U-I图像应为图丙中的①。
(5)[1][2]由于电压表选用大量程,导致电表的读数出现误差,从而造成电功率数值出现不同。通过多次测量求平均值,可以减小误差,所以做法是正确的。
(6)[1][2][3][4]仅闭合开关S、,灯泡和定值电阻并联后与变阻器串联,电流表测定值电阻电流,调节滑动变阻器的滑片,使灯泡正常发光,此时电流表的示数为;
②仅闭合开关S、,不改变滑片的位置,连接方式不变,电流表改测干路电流,读出此时电流表的示数为;
③根据并联电流规律,灯泡的额定电流为
则小灯泡额定功率为
21.(24-25九年级上·广东梅州·期末)如图甲所示,这是小明同学设计的测小灯泡正常发光时的电功率的实验电路(灯泡的额定电压为2.5V)。
(1)小明所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线就可使电路连接正确,请你在应改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)正确操作后,小灯泡发光,这时电压表的示数为2V,则应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数等于 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)同组的小红同学也设计了一个电路图(如图丙所示),测出了该小灯泡正常发光时的电功率,其中定值电阻R的阻值为25Ω,正确操作过程如下:
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I1 A;
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡额定功率的表达式P额 (用U额、I1、I2表示)。
【答案】(1)
(2) 右 2.5 0.75
(3) 0.1 U额(I2−I1)
【难度】0.65
【知识点】伏安法测小灯泡的电功率、安阻法测小灯泡的电功率
【详解】(1)在图甲中,电流表与小灯泡并联、电压表串联在电路中是错误的。在测小灯泡正常发光时的电功率的实验中,电压表应与小灯泡并联,电流表应与小灯泡串联。改正后的电路图如下:
(2)[1][2]已知灯泡额定电压U额=2.5V,现在电压表示数为2V,根据串联电路分压规律,要使灯泡两端电压增大到2.5V,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,即向右移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数等于2.5V。
[3]由图乙可知,电流表测量范围为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数I=0.3A。根据P=UI,可得小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W
(3)[1][2]①在图丙中,只闭合开关S和S2,此时定值电阻R与小灯泡并联,电流表测R的电流。要使小灯泡正常发光,其两端电压应为2.5V,因为并联电路各支路两端电压相等,所以定值电阻R两端电压也为2.5V。根据,可得通过定值电阻R的电流
即调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为0.1A。
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,此时小灯泡与定值电阻R并联,电流表测干路电流,读出电流表的示数为I2。
③通过小灯泡的电流IL=I2−I1,根据P=UI,小灯泡额定功率的表达式P额=U额(I2−I1)。
22.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压约为且恒定不变,小灯泡上标有“”的字样,电压表只有量程可用。
(1)连接电路时开关需要 。
(2)图甲的电路还差最后一根导线,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,连好就通电实验 。
(3)接下来小明为准确测出小灯泡的额定功率,实验步骤如下:
①调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为,然后断开开关,将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动,再次闭合开关后,观察电压表并继续移动滑片,直至电压表示数 ,读出此时电流表示数如图乙所示,此时电流为 A。
③小灯泡额定功率为 W。
【答案】(1)断开
(2)
(3) 减小 0.3 1.14
【难度】0.4
【知识点】电压表的结构与使用方法、伏安法测小灯泡的电功率
【详解】(1)为保证器材安全,连接电路时开关需要断开;
(2)连好就通电实验,则连入时应使滑动变阻器位于最大处,应连接右下接线柱,如图所示:
;
(3)[1]小灯泡的额定电压为3.8V,第①步操作已经使小灯泡的电压到达3V,滑动变阻器与小灯泡串联,移动滑动变阻器滑片时,滑动变阻器减小的电压值等于小灯泡增加的电压值,故观察电压表并继续移动滑片,直至电压表示数减小0.8V,此时小灯泡两端的电压增加0.8V,达到额定电压3.8V;
[2]电流表选择的是的量程,故此时的读数为0.3A;
[3]小灯泡额定功率。
23.(25-26九年级上·江苏泰州·期中)为估测各用电器的实际功率。
(1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过 W;
(2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1min内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为 W;
(3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是( )
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大 B.小明在时间测量中存在一定的误差
C.小明没有关闭其他的用电器 D.小明在计数中存在错误
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。针对此次测量你认为 (选“课本/小明”)的方案更合理。
【答案】(1)8800
(2)1000
(3)C
(4)小明
【难度】0.65
【知识点】用电能表测电功率
【详解】(1)小明家中的用电器的总功率最大为
(2)消耗的电能为
则电流做功的功率为
(3)A.节能灯的功率大约十几瓦,节能灯的目的是节能,如果功率很大,无法做到节能,故A不符合题意;
B.如果小明在时间测量中存在一定的误差,则计算出的功率相差较小,不会非常大,如果相差非常大,是时间测量上的错误,不能称为误差,故B不符合题意;
C.此时计算出的结果为1000W,相差很大,所以据实际情况分析可知,很可能是由于在测量时小明没有关闭其它的用电器造成的,故C符合题意;
D.如果计数错误,则计算出的功率相差较小,不会非常大,故D不符合题意。
故选C。
(4)据实际情况可知,若是节能灯的功率很小,即使是工作3min,所消耗的电能仍然是很少的,所以也有可能闪烁不了几次,故不好记录;故若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好记录的,所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理,故小明的方案更合理。
24.(2024·黑龙江·中考真题)按要求完成下列填空;
(1)在“探究电流与电压的关系”实验中,电源为两节干电池,滑动变阻器的规格是“”。
①开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,如图乙,其原因是 。
②确认无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为,电压表示数如图丙所示,计算出R的阻值 Ω。
实验次数
1
2
3
4
电压
0.6
1.2
1.8
电流
0.12
0.24
0.36
0.5
③记录的数据如上表所示,分析数据可以得到结论:导体的电阻一定时, 。
(2)用图丁所示电路“测量小灯泡额定电功率”。待测小灯泡的额定电压为,额定功率小于,电源为两节干电池,滑动变阻器R的规格为“”。
①请你用笔画线代替导线,在图丁中把电路连接完整 (滑片向右移动,灯泡变亮)。
②正确连接完电路,闭合开关,向右逐渐移动滑片,小灯泡逐渐变亮,突然小灯泡熄灭,电流表示数几乎为零,电压表示数接近,原因是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
③排除故障后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,同时观察 表示数的变化,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图戊所示,小灯泡的额定功率为 W。
④小灯泡用久了,钨丝会变细,在电压下,小灯泡实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。
【答案】(1) 电流表指针未调零 5 通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(2) 断路 电压 0.7 小于
【难度】0.65
【知识点】探究电流与电压的关系、欧姆定律的简单计算、电功率P=UI及推导式的简单计算、伏安法测小灯泡的电功率
【详解】(1)[1]在开关闭合前,就已经发现电流表的指针在零刻度线左端,这说明电流表未进行调零;
[2]第4次实验时电流表示数为,电压表示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0,电压表示数为,根据欧姆定律,电阻大小为;
[3]根据表中数据可知,电流与电压的比值是一个定值,在导体的电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(2)[1]对于电路的连接,首先需要将电源、开关、滑动变阻器、灯泡和电流表依次串联起来,注意电流从电源的正极流出,经过开关、滑动变阻器、灯泡和电流表,最后回到电源的负极;此外,滑动变阻器需要采用“一上一下”的接法,确保滑片向右移动时,灯泡变亮,即接入电路的电阻变小,电压表需要并联在灯泡的两端,用来测量灯泡两端的电压,如下图所示:
[2]当向右逐渐移动滑片,小灯泡逐渐变亮时,如果突然小灯泡熄灭,电流表示数几乎为零,说明电路可能是断路,而电压表示数接近,说明电压表能与电源正负极连通,由此判断与电压表并联的小灯泡可能生了断路,因为在这种情况下,电压表直接测量了电源电压,而电流由于断路而几乎为零;
[3]为了测量小灯泡的额定功率,我们需要确保小灯泡在额定电压下工作,因此,在移动滑动变阻器的滑片时,我们需要同时观察电压表的示数变化;
[4]当电压表的示数达到时,小灯泡正常发光,此时根据图乙所示,电流表用小量程,分度值为,读取电流表的示数为,因此小灯泡的额定功率为 ;
[5]小灯泡用久了,钨丝会变细,而钨丝的材料和长度不变,所以其电阻变大,由可知,在不变的电压下,小灯泡实际功率小于额定功率。
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第3节 用电器的正确使用
目录
【学科素养】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点1:额定电压与额定功率 2
知识点2:测量小灯泡的电功率 3
【方法技巧】 4
方法技巧1 额定功率与实际功率 4
方法技巧2 小灯泡的电功率测量结果不能求平均值的原因 4
【巩固训练】 4
【学科素养】
1.科学观念:通过学习,能理解额定电压、额定电流、额定功率、实际电压、实际功率的概念,明确它们之间的区别与联系,知道用电器铭牌上相关参数的含义;
2.科学思维:能运用电功率公式P=UI及推导公式,解决实际问题中用电器实际功率的计算,如根据用电器的额定参数计算电阻和不同电压下的实际功率,培养分析和解决问题的能力;
3.科学探究:通过参与测量小灯泡电功率的实验,学会设计实验方案,正确连接电路,规范操作实验器材,能对实验数据进行记录和分析,得出实验结论,体验科学探究的过程;
4.科学态度与责任:认识到正确使用用电器的重要性,了解实际电压过高或过低对用电器的影响,培养安全用电、节约用电的意识,树立科学使用电器的态度。
重点:
1.额定电压、额定功率、实际电压、实际功率的概念,以及它们之间的区别和联系;
2.运用电功率公式P=UI及相关推导公式,计算用电器的额定功率和实际功率,如根据电陶炉的额定参数计算不同电压下的实际功率;
3.测量小灯泡电功率的实验,包括实验原理、器材选择、电路连接、实验操作以及数据记录与分析。
难点:
1.测量小灯泡电功率实验中,实验电路的正确连接,特别是滑动变阻器的使用和调节,以及根据实验数据准确分析小灯泡在不同电压下的发光情况与功率的关系;
2.运用电功率公式解决复杂问题,如串联或并联电路中用电器实际功率的计算,需要结合电路特点和公式进行推导计算。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:额定电压与额定功率
1. 额定电压与额定功率
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压值,用U额表示。
(2)额定电流:用电器正常工作时的电流值,用I额表示。
(3)额定功率:在额定电压下工作时的电功率,用P额表示。
(4)三者关系:P额 =U额 I额。
一般来说,用电器的铭牌上均标有额定电压、额定电流或额定功率的数值。
如图所示,灯的额定电压是220 V,额定功率是7 W;电熨斗的额定电压是220 V,额定功率是1 200 W。
2. 实际电压与实际功率
(1)实际电压:用电器实际工作时的电压。实际电压可以等于额定电压,也可以高于或者低于额定电压。
(2)实际功率:用电器在实际电压下工作的功率。
(3)二者关系:若U实 >U额,则P实 >P额;若U实=U额,则 P实=P额;若U实 <U额,则P实 <P额。
【典例1】(24-25九年级上·广东汕头·期末)规格分别为“220V,40W”、“36V,40W”、“110V,40W”的三盏电灯,各自在额定电压下工作,则下列说法中正确的是( )
A.三盏电灯的额定功率一样大 B.三盏电灯的额定电压一样大
C.三盏电灯实际电压一样大 D.三盏电灯的亮度不一样亮
【典例2】(24-25九年级上·吉林·期中)如图所示的电路中,电源电压不变,灯丝电阻不变。闭合开关S后,两灯均发光,两个电压表的示数之比为5∶1,则灯、两端的电压之比 ,灯、的电功率之比 。
【变式1】(24-25九年级上·河北廊坊·期末)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,关于两灯泡的工作情况,下列说法正确的是( )
A.甲灯发光时的功率不一定是
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗电能较慢
C.两灯串联时,相同时间内甲灯消耗的电能较少
D.两灯并联时,乙灯较亮,其实际功率一定为
【变式2】(23-24九年级上·山东威海·期中)如图所示电路的电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中( )
A.电流表示数和电压表示数都不变,灯亮度不变
B.电流表电压表示数都变小,电路总功率变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡亮度变暗
D.电压表示数不变,电流表示数变大,电路总功率变小
【变式3】(2025·山东淄博·中考真题)某款小型电火锅具有高、中、低三挡控温功能,如图是它的简化电路图。开关S2可接触点1或2,R1、R2为加热电阻且R1=R2(阻值不随温度的变化而变化)。电火锅的部分参数如下表所示,。求:
电源电压/V
220
低温挡功率/W
______
中温挡功率/W
550
高温挡功率/W
1100
(1)R1的阻值;
(2)电火锅在低温挡工作时的电流;
(3)在标准大气压下,使用高温挡将质量为1kg、初温为20℃的水烧开需要的时间(不计热量损失,结果精确到1s)。
知识点2:测量小灯泡的电功率
1. 实验目的:测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
2. 实验原理:P=UI(伏安法)。
3. 测量工具:电压表和电流表。
4. 电路图:
5. 实验操作基本要求
(1)接线过程中,开关处于断开状态。
(2)闭合开关前,应该将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大,这样才能更好地保护电路。
(3)电路连接小技巧:连接电路时,可将其他器材先连接好,然后将电压表并联在小灯泡两端。
6. 滑动变阻器在本实验中的作用
(1)改变灯泡两端电压和通过的电流,从而实现多次测量。
(2)保护电路。
7. 实验分析
当增加灯泡两端的电压时,灯泡的电功率也随之增大,直接的表现就是该灯泡的亮度增加。进一步思考:
(1)具体结论:①实际电压小于额定电压,实际功率小于额定功率。②实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率。③实际电压大于额定电压,实际功率大于额定功率。
(2)实验目的是“探究小灯泡电功率与电压的关系”,求平均电功率是没有意义的。
【典例1】(2025·四川·中考真题)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的额定电流,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
(1)方案一:请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路 。(要求:只连一根导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式 (用、、、表示)。
【典例2】(24-25九年级下·黑龙江绥化·期中)小杰家有一款新型的电热水器,其铭牌上的部分信息如下。
额定电压
220V
额定功率
1210W
容积
7L
(1)求电热水器正常工作时的电阻;
(2)将这个电热水器装满25℃的水,加热使水的温度升高40℃,求水吸收的热量;
(3)若此电热水器在额定电压下使用,用了17min达到(2)问中的要求,求这个电热水器的加热效率;(计算结果精确到0.1%)
(4)小杰家安装的电能表如上图所示。某次小杰断开家中的其它用电器,让电热水器单独工作,在1min内电能表的转盘转过50r,求此时该电热水器两端的实际电压。
【变式1】(24-25九年级上·辽宁盘锦·期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选取了额定电压为2.5V的小灯泡L(正常发光时阻值约为10Ω),有两个规格分别为“5Ω,0.5A”“20Ω,1A”的滑动变阻器,电源电压保持6V不变。
(1)实验中选择的滑动变阻器的规格是 ;
(2)图甲中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至最 (选填“左”或“右”)端;闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电压表、电流表都有示数,出现这种现象的原因是 ;
(3)移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,并绘制了通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的图像如图乙所示;由图像可知,小灯泡的额定功率为 W;
(4)小亮实验时发现他的桌上没有电流表,却多了一个最大阻值为R0的滑动变阻器,于是他设计了如图丙所示电路,测出了额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的电阻,请补全下列步骤:
①闭合开关S,先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端,再调节滑动变阻器R,直到电压表的示数为 V;
②接着调节滑动变阻器 (选填“R0”或“R”)的滑片到最右端,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡正常发光时电阻的表达式L= (用U、0和已知量表示)。
【变式2】(24-25九年级下·重庆·期中)如图所示是求真物理小组“探究电流与电阻的关系”的实验,实验器材如下:学生电源电压恒为6V、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(规格“40Ω;0.5A”),阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,以及导线若干。
(1)如图甲所示电路有一条连线错误,请在错误的连线上画“×”并用笔画线代替导线正确连线 ;
(2)正确连接导线,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于最 端(选填“左”或“右”)。闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,产生该现象原因是 ;
(3)A、B两组同学根据各自的实验数据作出了I-R图象的部分曲线图,如图丙所示,经分析 组(选填“A”或“B”)的图象是正确的。若正确的小组要顺利完成5次实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω;
(4)小礼同学将定值电阻换成标有“0.3A”字样的小灯泡(阻值约为10Ω),为了测量小灯泡的额定电功率,在具体的实验操作中,手和眼睛的分工应该是( )(选填序号);
A.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表
B.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表
C.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察灯泡亮度
(5)小礼利用图所示实物电路测(4)中相同规格小灯泡的额定功率,电阻箱的规格是“0~999.9Ω”,电源电压为6V,实验步骤如下:
①闭合,断开,调节电阻箱的阻值和滑动变阻器的滑片,直到 ,小灯泡正常发光,记下此时电阻箱的阻值为7Ω;
②断开,滑动变阻器的滑片位置保持不变,在M、N间接入4Ω的定值电阻后再闭合:,调节电阻箱的阻值为11Ω时,电流表示数为0.3A,则小灯泡额定电功率为 W。
【变式3】(2023·黑龙江大庆·中考真题)现有三只额定电压均为,电阻值不同的小灯泡。某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。
(1)图甲电路中,实验操作如下:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
②图丁是图甲电流表的表盘,此时示数为 A;
③小灯泡的额定功率为 W。
(2)图乙电路中,定值电阻的阻值为,实验操作如下:
①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为;
②读出电流表的示数为,计算出通过的电流为 A;
③小灯泡的额定功率为 W。
(3)图丙电路中,电源电压未知但恒定不变,和为滑动变阻器,的最大阻值为,实验操作如下:
①保持开关断开,同时闭合开关S和,调节的滑片,使电压表的示数为;
②断开开关,同时闭合开关S和,保持 (选填“”或“”)的滑片位置不变,调节 (选填“”或“”)的滑片,使电压表示数仍为;
③仅将的滑片P调至最左端,记下电压表的示数,再仅将的滑片P调至最右端,记下电压表的示数,则小灯泡的额定功率 W。
(4)通过图甲和图乙实验,可以得到小灯泡和在额定电压工作时电阻之比为 。
【方法技巧】
方法技巧1 额定功率与实际功率
(1)用电器的额定功率固定不变,不随电压的变化而变化;一般用电器的实际功率随电压的升高而增大,随电压的降低而减小。
(2)灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,实际功率越大,灯泡越亮。并联时运用P=U2/R判断实际功率(亮度),串联时运用P=I2R判断实际功率(亮度)。
(3)用电器铭牌上标识的是额定电压和额定功率,用电器正常工作时,实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率。
方法技巧2 小灯泡的电功率测量结果不能求平均值的原因
在不同电压下,小灯泡的电功率是不同的,只有在额定电压下,小灯泡的功率才等于额定功率,计算小灯泡电功率的平均值没有意义;该实验测出多组数据的目的是测量不同电压下小灯泡的电功率。
【巩固训练】
1.(23-24九年级上·江苏扬州·期末)下列几种电器铭牌的标示中都涉及到“2A”字样,其中表示额定电流的是( )
A.滑动变阻器上标有“100Ω,2A”
B.家用电熨斗上标有“220V,2A”
C.电能表上标有“220V,2A”
D.某汽车用蓄电池标有“2A,10h”
2.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,相同时间乙灯消耗的电能较少
B.甲灯的实际功率一定是40W
C.将乙灯接入110V电路中,它的额定功率为30W
D.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
3.小邦到超市买一只节能灯,他应该关注节能灯的主要指标是( )
A.实际电压 B.额定电压 C.实际功率 D.额定功率
4.(2025·山东淄博·中考真题)图甲是电阻R1和R2的电流随电压变化的图像,电源电压不变,滑动变阻器R上标有“20Ω,2A”字样,将它们接入图乙所示的电路中。只闭合开关S1,滑片P位于a端时,电阻R1的实际功率为1W;同时闭合开关S1和S2,将滑片P移动到b端时,电阻R1的实际功率为9.6W。则( )
A.R2的阻值为5Ω B.电源电压为10V
C.电路中的最大电流为1.8A D.电路的最大功率为
5.(多选)(24-25九年级上·云南·期末)有两只灯泡、,分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中不正确的是( )
A.两灯正常发光时,的电阻较大
B.两灯并联接入220V 的电路,、 消耗功率之比是2:5
C.两灯串联接入220V 的电路,消耗的功率小于25W
D.两灯串联接入220V 的电路,两灯泡消耗总功率大于40W 小于100W
6.(24-25八年级下·湖南娄底·期末)“220V 40W”的灯泡,正常工作时的电流为 A,若灯泡两端的实际电压为110V,则实际功率为 不考虑灯泡电阻的变化。
7.(23-24九年级上·广东湛江·期末)一只电烙铁铭牌上标着“220V;100W”的字样,它正常工作时,电压是 V,电阻是 Ω。假如电路中的电压降低到176V,电烙铁的电阻不变,这时电烙铁实际的电功率是 W。
8.现有电压为9V的电源,将一个标有“6V 0.5A”字样的小灯泡接入此电路中,为使小灯泡正常发光,需在此电路中 (选填“串联”或“并联”)一个阻值 Ω的电阻。
9.(25-26九年级上·广东广州·期中)一个印有“220V 40W”的灯泡,它正常工作时电阻为 Ω;如果把它接在110V电路中其实际功率是 W(不计温度对电阻的影响)。
10.现有“6V 3W”的灯泡L1和“6V 9W”的灯泡L2将他们接入电路中,不考虑灯丝电阻的变化。下列关于两只灯泡的说法正确的是( )
A.串联后接到12V电源的两端,两灯均能正常发光
B.串联工作时,L1和L2两端的电压之比为1:3
C.并联工作时,L1和L2中的电流之比为1:3
D.并联工作时,L1和L2的功率之比为3:1
11.在如图所示的电路中,电源电压恒为5V。开关S闭合后,滑片P移至中点时,电压表示数是3V,电流表示数是0.5A,此时电路的总功率为P1;滑片P移至最右端时,电路的总功率为P2,则滑动变阻器的最大阻值是 Ω,P1∶P2为 。
12.小灯泡L1、L2的I-U图象如图所示,将L1和L2串联接入电路;通过小灯泡的电流为0.5A,则该电路两端电压为 V,L1和L2消耗的电功率之比P1∶P2= 。
13.(23-24九年级上·吉林松原·期末)如图甲所示电路,电源电压不变。闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则可判断电源电压是 V。当滑片P由b端移动到中点时,电路中消耗的电功率变化了 W。
14.(24-25九年级上·重庆九龙坡·期末)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S1,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U1,电流表示数为,R2消耗的功率为P2;断开开关后,先将滑片移到最左端,再闭合开关S1、S3,此时R2消耗的功率为P2',电流表的示数对比变化了0.5A;而当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,电压表的示数是2V,滑动变阻器两端的电压为U1',电流表示数为I3,已知U1:U1'=1:1,P2:P2'=1:9;则电流表示:= ;通过开关的通断和滑片的移动,该电路总功率的最大值与最小值的差值为 W。
15.(24-25九年级上·内蒙古赤峰·期末)家用电煮锅具有不同的烹饪模式,它有低温挡和高温挡,烹饪时可以根据不同的食材进行选择。电煮锅内部由两根电阻丝R1、R2组成,R1=88Ω,电煮锅低、高温挡的额定功率见下表。求解下列问题:
额定电压
220V
低温挡
440W
高温挡
2200W
(1)根据题干与表格内的信息,请你在虚线框内画出电煮锅内部的电路图;
(2)某次电煮锅正常工作5min将1kg的水和食材从25℃加热到95℃。在这个过程中,消耗的电能;
(3)电煮锅在低温挡正常工作时的电流。
16.(23-24九年级上·河南·期末)一条爆笑的消息在网上疯传:“今年11月,中国全社会用电量7630亿度,但当月全国发电量才7310亿度。”用的电比发的电还多320亿度。小虎就此提出疑问:难道家里的智能电表也为国家电网做出了贡献。于是他用一款如图甲所示具有高温、低温两挡的电热饭盒试试电表的快慢,热饭盒内部的简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻且阻值保持不变,其部分参数如下表所示。当它单独接在如图丙所示的电能表上时,求:
额定电压
220V
额定功率
高温挡
200W
低温挡
60W
(1)电阻R1的阻值为多少?
(2)加热1kg初始温度30℃的饭菜时,用高温挡正常工作5min,饭菜的温度升高了多少?【不计热量损失,饭菜的比热容取4×103J/(kg·℃)】
(3)若家庭电路的电压正常,仅让电热饭盒在低温挡工作,5分钟时间内电能表的指示灯闪烁6次,则他家中的电表正常吗?
17.(24-25九年级下·安徽安庆·期中)火锅是四川的一大标志性美食,小明也对家里的电火锅(如图甲)产生了浓厚兴趣,其工作电路图如图乙所示,额定电压为220V,R1是加热电阻,R2是阻值为40Ω的限流电阻,电火锅有加热和保温两个挡,加热挡的功率为2420W,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)。
(1)如图乙,当开关S1闭合、S2断开时,电火锅处于 (选填“加热”或“保温”)挡;
(2)电火锅处于加热挡时,求电路中的电流;
(3)用该电火锅将2.5L水从20℃加热至100℃时,水吸收的热量为多少?
(4)在用电高峰期,家庭电路中的实际电压会有所改变。某次用电高峰期,单独让电火锅在加热挡工作3min,电能表表盘(如图丙)转了200圈,求电火锅两端的实际电压。
18.(2025·山东滨州·中考真题)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“10V 5W”字样,滑动变阻器R1允许通过的最大电流为1A,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。先只闭合开关S和S1,将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点;再断开开关S1,闭合开关S2,将滑片P从a点向右移动到最右端b,图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数U和电流表示数I的关系图象。求:
(1)小灯泡L正常工作时的电流;
(2)电源电压;
(3)只闭合开关S和S1,滑动变阻器R1的阻值变化范围;
(4)只闭合开关S和S2,滑片P在a点时,定值电阻R2的电功率。
19.(25-26九年级上·湖南长沙·期中)现有一个电压可调的电源U,定值电阻R,规格为“60Ω 0.5 A”的滑动变阻器 Rp,电流表(测量范围为0~0.6A),电压表(测量范围为0~15 V),若干导线。小初用以上器材设计实验,电路图(部分元件还未画出)如图所示,他做了如下操作:
①将AB用导线连接,定值电阻R 接入CD之间,闭合开关S。调节电源电压并保持不变,此时电压表示数为6 V。电流表示数为0.3A;
②将滑动变阻器 Rp接入AB之间,定值电阻R 接入CD之间,闭合开关S,调节电源电压为 并保持不变,闭合开关S,在保证各元件安全的前提下,调节滑动变阻器的阻值;
③在操作②之后将R 和 Rp的位置互换,闭合开关S,在保证各元件安全的前提下,调节电源电压U 和滑动变阻器。求:
(1)定值电阻R 的阻值;
(2)在操作②中,滑动变阻器可调节的最小值;
(3)在操作③中,可调电源U 的最大值及此时滑动变阻器接入电路的阻值。
20.(25-26九年级上·江苏泰州·期中)小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)。
(1)图甲是小华在准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请写出图中在器材操作上存在的两个不妥之处:① ;② ;
(2)闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器电压表示数始终为3V,而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障,则图甲中导线 (填“①”“②”或“③”)发生了 (填写故障名称);
(3)小华进行了六次实验,记录实验数据并在图像中描点,得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知:
①小灯泡的额定功率为 W;
②开关断开时,灯丝的电阻可能是 (0Ω、5Ω、介于0~5Ω之间);
③实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为( )
A.5Ω 2A B.10Ω 2A C.20Ω 1A D.30Ω 1A
④实验过程中,小华将滑片向左移时,灯变亮。若该过程灯丝的电阻增加了,滑动变阻器的电阻减小,则 (>/=/<);
(4)实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究,则他画出的图像应为图丙中的虚线 (填“①”“②”或“③”),你选择的依据是 ;
(5)另一组同学在测量标有“3.8V”小灯泡电功率的实验时,为了得到比较准确的小灯泡额定功率,她用同一套器材做了三次实验(她将电压表调到3.8V),获得三组数据,并进行了数据处理,如下表:
实验序号
电流表示数
额定功率/W
额定功率的平均值/W
1
0.71
2.698
2
0.69
2.622
3
0.68
2.584
这样处理数据的方法是否正确? (正确/不正确),其理由是 ;
(6)如图丁是小明同学设计的利用电流表和已知阻值的定值电阻R测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的电路图。请根据实验步骤完成下列空格。
①仅闭合开关 ,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ;
②仅闭合开关 ,不改变滑片的位置,读出此时电流表的示数为;
③小灯泡额定功率的表达式是 。
21.(24-25九年级上·广东梅州·期末)如图甲所示,这是小明同学设计的测小灯泡正常发光时的电功率的实验电路(灯泡的额定电压为2.5V)。
(1)小明所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线就可使电路连接正确,请你在应改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)正确操作后,小灯泡发光,这时电压表的示数为2V,则应向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数等于 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)同组的小红同学也设计了一个电路图(如图丙所示),测出了该小灯泡正常发光时的电功率,其中定值电阻R的阻值为25Ω,正确操作过程如下:
①只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I1 A;
②只闭合开关S和S1,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡额定功率的表达式P额 (用U额、I1、I2表示)。
22.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压约为且恒定不变,小灯泡上标有“”的字样,电压表只有量程可用。
(1)连接电路时开关需要 。
(2)图甲的电路还差最后一根导线,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,连好就通电实验 。
(3)接下来小明为准确测出小灯泡的额定功率,实验步骤如下:
①调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为,然后断开开关,将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动,再次闭合开关后,观察电压表并继续移动滑片,直至电压表示数 ,读出此时电流表示数如图乙所示,此时电流为 A。
③小灯泡额定功率为 W。
23.(25-26九年级上·江苏泰州·期中)为估测各用电器的实际功率。
(1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过 W;
(2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1min内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为 W;
(3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是( )
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大 B.小明在时间测量中存在一定的误差
C.小明没有关闭其他的用电器 D.小明在计数中存在错误
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。针对此次测量你认为 (选“课本/小明”)的方案更合理。
24.(2024·黑龙江·中考真题)按要求完成下列填空;
(1)在“探究电流与电压的关系”实验中,电源为两节干电池,滑动变阻器的规格是“”。
①开关闭合前,发现电流表的指针在零刻度线左端,如图乙,其原因是 。
②确认无误后,闭合开关进行实验,第4次实验时电流表示数为,电压表示数如图丙所示,计算出R的阻值 Ω。
实验次数
1
2
3
4
电压
0.6
1.2
1.8
电流
0.12
0.24
0.36
0.5
③记录的数据如上表所示,分析数据可以得到结论:导体的电阻一定时, 。
(2)用图丁所示电路“测量小灯泡额定电功率”。待测小灯泡的额定电压为,额定功率小于,电源为两节干电池,滑动变阻器R的规格为“”。
①请你用笔画线代替导线,在图丁中把电路连接完整 (滑片向右移动,灯泡变亮)。
②正确连接完电路,闭合开关,向右逐渐移动滑片,小灯泡逐渐变亮,突然小灯泡熄灭,电流表示数几乎为零,电压表示数接近,原因是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
③排除故障后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,同时观察 表示数的变化,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图戊所示,小灯泡的额定功率为 W。
④小灯泡用久了,钨丝会变细,在电压下,小灯泡实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。
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