内容正文:
专题07 电功率
考点01 电能、电功及焦耳定律
考点02 电功率
地 城
考点01
电能、电功及焦耳定律
一、单选题
1.(24-25九上·四川泸州龙马潭区·)下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是( )
A.电能表是测量用电器电功率的仪表
B.用电器的额定功率越大,消耗电能就越快
C.单位时间内电流做功越多,电功率就越大
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
2.(24-25九上·四川绵阳安州区·期末)下列家用电器中,相同时间内产生的热量远小于其消耗的电能的是( )
A.电风扇 B.电水壶 C.电熨斗 D.电烤箱
3.(24-25九上·四川自贡·期末)如图甲所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,调节滑动变阻器R的阻值,记录多组数据,得到电流随滑动变阻器阻值变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.当电流I=0.5A时,滑动变阻器R两端的电压为1.2V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至最右端
D.当电流I=0.5A时,通电10s滑动变阻器R消耗的电能为7.5J
4.(24-25九上·四川眉山仁寿县·期末)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电压表示数为3V、电压表示数为1V。下列说法正确的是( )
①灯泡、的电阻之比
②相同时间电流对、做的电功之比
③若将电压更换为电流表A,闭合开关S、灯泡发光,电压表无示数
④断开开关S,将电压表、分别换成电流表、,则电流表、的示数之比为
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
5.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密闭着等量的空气,下列说法正确的是( )
A.该装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B.U形管内液面高度差反映导体产生热量的多少
C.通电时间相同,两个容器中电阻产生的热量相同
D.该装置不能探究电流通过导体时产生的热量与通电时间的关系
6.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)如图甲所示,规格相同的烧杯中装了相同质量、相同初温的水,将阻值不同的两根电阻丝R1和R2与电源、开关连接成闭合电路,经过实验得到图乙所示的水温与加热时间的图线。若忽略水的蒸发和热量散失,则下列选项正确的是( )
A. B.
C.加热相同时间,两杯水吸收的热量相同 D.升高相同的温度,两杯水吸收的热量不同
7.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)如图是小明同学在家中拍到的一张电能表照片,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是( )
A.电能表的额定功率为2500W
B.电能表允许通过的最大电流只能为10A
C.拍照片时,小明家已消耗的电能为55467kW•h
D.家用电器消耗电能3.6×104J,指示灯闪烁18次
二、填空题
8.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)小明观察到家里的电能表的表盘如图所示,他想检测该电能表是否准确,他用电压表测得电路电压为220V,将标有“220V 1200W”字样的电热水壶接入电路中,只让电热水壶工作,通过计算可知后电能表读数应为 。如果该电热水壶正在给水加热,水温从到烧开(一标准大气压),已知加热效率为80%,则加热时间为 s。已知,
9.(24-25九上·四川乐山中区·期末)如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表表盘示意图,上月消耗的电能为 kW·h。小李家里电路的电压是 V。
10.(24-25九上·四川泸州龙马潭区·)用一只标有“220V,880W”的电热壶烧水,忽略温度对电阻的影响以及热量的损失,该热水壶电阻丝的阻值为 Ω,把它接入220V的电源上时,在10min内可将一壶水烧开,此时水吸收的热量为 J,若把它接入110V的电源上,烧开同样一壶水所用的时间为 min。
11.(24-25九上·四川成都成华区·期末)物理“创新”小组的同学们调查发现,雨雪天气里,汽车后视镜会变模糊,影响行车安全.同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路.如图是加热电路原理图,电源电压,加热电阻与阻值均为,电路低温挡除雾,高温挡除霜。当开关S闭合且 (选填“闭合”或“断开”)时,处于除霜模式;在除雾模式下,工作5分钟电路产生的热量为 J。
12.(24-25九上·四川巴中巴州区·期末)如图所示,电源电压恒为12V,闭合开关S,当滑动变阻器的阻值为10Ω时,电压表的示数为10V,此时电动机正常工作,滑动变阻器消耗的功率为 W;若电动机内部线圈的电阻为2Ω,则通电5min电流通过电动机内部线圈产生的热量是 J。
13.(24-25九上·四川达州通川区·期末)某品牌家用吸尘器及其铭牌如图所示,正常工作10秒时间内电动机做总功为 J,若电动机线圈电阻为10Ω,10秒时间内电动机线圈发热量是 J,该吸尘器电动机的效率为 %(保留整数)。
14.(24-25九上·四川成都高新区·期末)实验室提供以下器材用来设计多挡位电加热器:电压稳定为的电源,足够数量的开关和导线,发热电阻丝且阻值都不变。如果电路连接方式不做限制,利用这些器材设计出的电加热器最多能有 个挡位。其中使用功率最高的挡位每分钟发热量为 J。
三、实验题
15.(24-25九上·四川成都新都区·期末)某科技小组设计了一个记录传送带上输送产品数量的计数装置,其原理如图甲、乙电路所示,已知电源电压U1=12V,U2=6V,,电阻箱R2调到200Ω,R是个标有“6V3W”的自动计数器,R1是一种光敏元件,每当传送带上的产品均匀通过时,射向R1的红外线会被产品挡住,其电阻会变大,信号触发器两端的电压U0=UAB时,就使乙图电路中的开关S2闭合,使自动计数器计数一次。图丙是对产品输送计数项目进行测试后,信号触发器记录的某段时间AB间的电压(R2两端的电压)随时间变化的图像;
(1)自动计数器正常工作时的电流为 A;
(2)关于该自动计数装置,下列说法中正确的是( )
A.光敏电阻 R1的阻值随光照强度的增强而增大
B.0~0.36s阶段为产品未挡住射向R1的红外线的阶段
C.产品挡住射向R1的红外线时,R1两端的电压会变小
D.产品没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值为2000Ω
(3)如丙图,传送带匀速输送产品连续工作3min,自动计数器消耗的电能为 J;
(4)由于整个装置工作时间较长,导致U1逐渐减小,现场又没有适合的电源更换,为了能使计数器正常工作,可以对图甲电路做的调节是 。
四、综合题
16.(24-25九上·四川成都高新区·期末)图甲是电饼铛,主要用于烙饼,也兼具烤、煎、炒等烹调方式。电饼铛分为上下两个金属烤盘,能够独立或同时加热,烤盘上有不粘涂层。小飞帮妈妈选购了一款电饼铛,看到宣传单上有一些特点介绍,说明书上配有如图丁的电路原理图。分析电路图时,小飞对熔断器不熟悉,查阅资料得知:熔断器就是俗称的保险丝,作用是当电路中电流过大时,熔断器内部合金丝温度升高导致熔化,使电路断开,起到了保护电路的作用。
(1)小飞对这款电饼铛的一些特点和使用要求有以下看法,你认为错误的是( )
A.“请勿放入水中冲洗”主要是防止水进入电路部分导致下次使用时短路
B.“双环”指烤盘下方发热管为两圈,比单圈发热更均匀,食物不易糊底
C.“质感防烫把手”说明该把手使用了导热性能比较好的材料来制造
D.“建议用竹铲或木铲翻动食材”是主要为了防止刮伤烤盘的不粘涂层
(2)周末,小飞和家人一起用电饼铛烹制了烤肉大餐,记录了烹制时间和使用情况:,上下两盘同时加热;,只有下盘加热。当地电价0.7元/度,请计算这内电饼铛上下盘消耗的电能所需电费是 元
(3)小飞认真分析电饼铛电路原理图后有以下理解,你认为错误的是( )
A.指示灯1发光表示电源已接通
B.指示灯2或3发光表示对应烤盘正在加热
C.指示灯可换用实验室常用的“”的小灯泡
D.电源接通后,若指示灯1出现断路,烤盘仍然可以正常工作
(4)小飞查阅资料后得知温控器是利用双金属片来实现自动控温的。用两种不同金属片紧贴在一起,当升温到设定的温度时,由于两种金属热胀冷缩的幅度不同,双金属片弯曲翘起,导致电路断开。为了实现上下盘各自独立控温,请分析双金属片应加装在电饼铛的什么部位最合理?
地 城
考点02
电功率
一、单选题
1.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)如图是某国产手机的“超级快充”插头,匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”,“超级快充”的“快”是指( )
A.电压大 B.电流大 C.电功率大 D.电能大
2.(24-25九上·四川遂宁·期末)小乐在日常生活体验的基础上,对家中电器的部分物理量进行了估计,你认为最不合理的是( )
A.电热吹风机的功率约为800W
B.60W白炽灯泡正常发光时,通过电流为0.3A
C.客厅柜式空调工作4小时,耗电0.4度
D.一节旧干电池电压约为1.3V
3.(24-25九上·四川绵阳游仙区·期末)如图所示,灯泡L1、L2分别标有“2.5V 2W”“2.5V 4W”字样,电源电压不变,开关S闭合。①只闭合S1,灯泡L1、L发光;②只闭合S2,灯泡L2、L发光。灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变)( )
A.电功率较大,亮度较亮 B.电功率较小,亮度较暗
C.电功率相同,亮度相同 D.电功率较大,亮度较暗
4.(24-25九·四川成都武侯区·期末)小芳家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一台。按照每度电0.5元的计费标准,将这三个用电器单独正常工作1小时的用电费用绘制成柱状图(如图所示)。由图可知,下列说法正确的是( )
A.这1小时内电烤箱比电视机消耗的电能少
B.正常工作时通过这三个用电器的电流相等
C.三个用电器中电烤箱正常工作时的功率最大
D.在未来的一段时间里电烤箱的电费一定最多
5.(24-25九上·四川眉山仁寿县·期末)如图的电路中,电源电压恒为8V,灯泡L上标有“5V,2.5W”字样(灯丝电阻不变),定值电阻阻值为40Ω,滑动变阻器的规格为“40Ω,1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。在确保电路各元件安全的情况下,移动滑片,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S、,断开,接入电路的取值范围为8~40Ω
B.闭合开关S,断开开关、,通电10s,小灯泡能消耗的电能最多为25J
C.闭合开关S、、,滑动变阻器消耗的最大功率为8W
D.调整开关的状态和移动滑片,电路消耗的最小功率为1.28W
6.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)如图所示的电路中,电源电压不变。当甲、乙两表均为电流表时,S闭合,断开,和消耗的功率;当甲、乙两表均为电压表时,开关和S都闭合,两电压表示数,消耗的功率,则( )
A., B.,
C., D.,
7.(24-25九上·四川达州·期末)标有“6V;3W”的小灯泡,它的I-U关系如图所示。若把它与一只阻值为15的电阻串联接在某电源两端,整个电路消耗的功率为4.0W,则电源电压为( )
A.8V B.10V C.12V D.14V
8.(24-25九上·四川达州·期末)如图所示的电路,各元件完好且电源电压不变,R1、R2为定值电阻,其中R1=12Ω,L标有“6V;6W”的字样。只闭合S1,电流表A1示数为0.5A;再闭合S2,电流表A1示数变为0.6A,忽略灯丝电阻变化,则( )
A.闭合S2后A2示数为0.5A,灯泡L正常发光
B.R2=10Ω
C.闭合S2前后,R1的电功率变化了1.32W
D.电路消耗的最大功率为4.5W
9.(24-25九上·四川自贡·期末)将一只标有“220V,40W”字样的灯泡L,灯泡L的电阻不变,接在如图所示的电路中,则灯泡L所消耗的实际功率为( )
A.40W B.20W C.15W D.10W
10.(24-25九上·四川绵阳安州区·期末)如图,是一个有a、b、c三挡调温电炉的电路,R1、R2、R3为三段电阻丝。若要在相同的时间内产生的热量最多,则应该旋转开关S接( )挡。
A.接a B.接b C.接c D.都一样
11.(24-25九上·四川成都新都区·期末)如图所示,是甲、乙两灯的电流随两端电压变化的图像,甲灯的额定电压为6V,乙灯的额定电压为3V。在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两灯的额定功率之比为3︰5
B.将两灯并联后接入电源为3V的电路中,甲灯更亮
C.将两灯串联接入同一电路,该电路的最大总功率为4W
D.将两灯串联接入同一电路,该电路允许通过的最大电流为0.6A
12.(24-25九上·四川达州·期末)如图所示电路,电源电压不变,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.2A;再把S2闭合发现电流表的示数变化了0.1A,当R1、R2同时工作时的电功率之比是( )
A.1︰2 B.2︰1 C.1︰3 D.3︰1
二、填空题
13.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)将标有“24V 12W”的灯泡和“12V 12W”的灯泡并联接入电路中,让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,则正常发光的灯泡是 (选填“L1”或“”);若将和两灯串联接入电路时,允许加在它们两端的最高电压是 V。(忽略灯丝电阻的变化)
14.(24-25九上·四川成都新都区·期末)某家用电器铭牌标识为“220V ;440W”,若此时通过用电器电流为1A,则用电器实际功率 (选填“大于”“小于”“等于”)额定功率,此时实际功率为 W。
15.(24-25九上·四川巴中巴州区·期末)某同学设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中R1=5Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“15Ω 0.5A”,则当被测身高增加时,电压表的示数 (选填“变大”“变小”“不变”);当变阻器R2接入电路的阻值是4Ω时,R1消耗的功率为 W。
16.(24-25九上·四川达州通川区·期末)如图所示的电路中,电源电压为5V,灯L标有“3V,0.9W”,滑动变阻器R上标有“20Ω,1A”的字样,滑动变阻器的最大电功率是 W。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
17.(24-25九上·四川巴中巴州区·期末)如果加在定值电阻两端的电压从9V减少到6V时,通过的电流相应的变化了0.3A,那么该定值电阻的阻值为 Ω,它消耗的电功率变化了 W。
18.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)将一只“6V 3W”的小灯泡(忽略温度对灯丝电阻的影响)与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到9V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)3W。将标有“220V 110W”字样的甲灯泡和标有“110V 50W”字样的乙灯泡并联后接在110V的电源上,闭合开关后 灯泡更亮。
三、实验探究题
19.(24-25九上·四川达州通川区·期末)某物理兴趣小组利用以下器材测量小灯泡的额定功率:恒压电源(6V)、小灯泡(标有2.5V字样)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)连接好电路,在闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,则接下来的操作是 ;
(2)检查电路无误后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从大量程的刻度线看出指针停在10V处,则灯泡实际电压为 V。若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 移动(选填“左”或“右”),眼睛应观察 示数,直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(3)实验小组的同学测出小灯泡的额定功率后,调节滑动变阻器继续实验,绘制出小灯泡“I—U”图像如图丁所示,则本实验选择的滑动变阻器规格是 (选填“A”、“B”或“C”);
A.R1“45Ω;0.5A”
B.R2“100Ω;1A”
C.R3“50Ω;1.5A”
(4)实验结束后,实验小组的同学又把该小灯泡与最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联在电压为4V的电源两端,闭合开关,调节滑动变阻器,灯泡的最小功率为 W。
20.(24-25九上·四川绵阳梓潼县·期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供的器材有:小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为9Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)小杨同学检查器材完好后,按图1所示的电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)当闭合开关时,发现电流表指针偏转情况如图2所示,造成这种现象的原因是 。
(3)小杨同学纠正了错误,正确连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,请分析出现这种现象的原因是 。
(4)为测量小灯泡的额定功率,接下来的操作应该是调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5V,读出并记录电流表的示数。
(5)当电压表的示数如图3所示,电路中的电流为0.3A时,则小灯泡的实际功率为 W。
四、计算题
21.(24-25九上·四川泸州龙马潭区·)如图甲是某额定电压为220V的电饭煲,其简化电路如图乙,通过旋钮开关有“快煮”、“慢煮”、“保温”三种模式。三个电阻都是发热电阻,阻值不随温度变化而变化,且。已知:“快煮”模式的额定功率为1210W,“保温”模式的额定功率为484W。求:
(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流;
(2)电饭煲“慢煮”模式的额定功率;
(3)用电高峰,小明发现家里电饭煲煮饭偏慢,于是进行了相关研究,在没有开启电饭煲的情况下,如图丙所示的电能表3分钟内闪了20次,其他用电器不变情况下,开启电饭煲快煮模式,电能表3分钟闪了70次,求此时电路中的实际电压以及用电高峰期保温情况下R1在3分钟内产生的热量。
22.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)R是一个随推力F变化而变化的电阻,F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路,R0为定值电阻,阻值为30Ω,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A。
(1)图乙中,用300N的力推电阻R,求R0的电功率;
(2)图丙中,当干路电流不超过电流表量程时,求推力F的最大值。
23.(24-25九·四川成都武侯区·期末)如图所示,电源电压恒定,灯泡L标有“3V 1.5W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器铭牌缺失部分参数,仅有“1A”字样。只闭合开关S0和S2,将滑动变阻器滑片滑到中点,此时电流表示数为I1;再将滑动变阻器滑片滑到最右端,此时电流表示数为I2;保持滑片位置不动,同时闭合四个开关,电流表示数为I3,此时R1的实际功率为3.6W;已知,。
(1)求灯泡L正常工作30min消耗的电能;
(2)求滑动变阻器的最大阻值和电源电压;
(3)若电压表V的量程为“0~3V”,电流表A的量程为“0~3A”,在保证电路安全的情况下,通过通断开关和调节滑动变阻器,求整个电路电功率的最小值和最大值。
24.(24-25九上·四川成都成华区·期末)如图所示,电路中电源电压可调,定值电阻,和额定功率不同、额定电流均为的小灯泡(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R的铭牌上标有“ ”字样,电流表量程。
(1)只闭合开关,电源电压时,电流表的示数为,求此时滑动变阻器接入电路的阻值?
(2)调节电源电压为,只闭合开关,保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器,小灯泡的功率为时,达到额定功率正常发光,最小功率为,求电源电压U。
(3)再调节电源电压为,只闭合开关,保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器,小灯泡能达到的最大功率为1.6W,最小功率为0.4W,求电源电压。
试卷第1页,共3页
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专题07 电功率
考点01 电能、电功及焦耳定律
考点02 电功率
地 城
考点01
电能、电功及焦耳定律
一、单选题
1.(24-25九上·四川泸州龙马潭区·)下列关于电能、电功和电功率的说法,正确的是( )
A.电能表是测量用电器电功率的仪表
B.用电器的额定功率越大,消耗电能就越快
C.单位时间内电流做功越多,电功率就越大
D.电流做功是把其他形式的能转化为电能的过程
【答案】C
【详解】A.电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,而不是测量电功率的仪表,故A错误;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,用电器的额定功率越大,在正常工作时消耗电能就越快,但如果不是正常工作,实际功率不一定等于额定功率,消耗电能快慢就不一定由额定功率决定,故B错误;
C.电功率的定义为单位时间内电流所做的功,单位时间内电流做功越多,电功率就越大,故C正确;
D.电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程,而不是把其他形式的能转化为电能,故D错误。
故选C。
2.(24-25九上·四川绵阳安州区·期末)下列家用电器中,相同时间内产生的热量远小于其消耗的电能的是( )
A.电风扇 B.电水壶 C.电熨斗 D.电烤箱
【答案】A
【详解】电水壶、电熨斗、电烤箱这三个用电器都是利用电流热效应工作的,电流通过它们做功时电能全部转化为内能,相同时间内产生的热量等于其消耗的电能;电流通过电风扇做功时,将电能大部分转化为机械能使风扇转动,只有一少部分转化为内能,相同时间内产生的热量远小于其消耗的电能,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(24-25九上·四川自贡·期末)如图甲所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,调节滑动变阻器R的阻值,记录多组数据,得到电流随滑动变阻器阻值变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.当电流I=0.5A时,滑动变阻器R两端的电压为1.2V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.图甲所示,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑至最右端
D.当电流I=0.5A时,通电10s滑动变阻器R消耗的电能为7.5J
【答案】B
【详解】C.图甲所示,为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处,即滑至最左端,故C错误;
ABD.闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流。
从图中可知电路电流为0.4A时,滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω,电路电流为0.2A时,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,
根据欧姆定律及电阻串联的特点可知电源电压U=IR=0.4A×(R0+5Ω)=0.2A×(R0+20Ω)
解得U=6V,R0=10Ω;
当电流I=0.5A时,根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压U0=I′R0=0.5A×10Ω=5V
根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器R两端的电压为U滑=U﹣U0=6V﹣5V=1V
通电10s滑动变阻器R消耗的电能为W=U滑I′t=1V×0.5A×10s=5J
故AD错误,B正确。
故选B。
4.(24-25九上·四川眉山仁寿县·期末)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电压表示数为3V、电压表示数为1V。下列说法正确的是( )
①灯泡、的电阻之比
②相同时间电流对、做的电功之比
③若将电压更换为电流表A,闭合开关S、灯泡发光,电压表无示数
④断开开关S,将电压表、分别换成电流表、,则电流表、的示数之比为
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
【答案】C
【详解】①.由图可知,闭合开关S,L1、L2串联,电压表V1测L1和L2的总电压,V2测L2的电压,根据串联电路电压与电阻的关系可得,故①错误;
②.根据电功公式可知,相同时间电流对、做的电功之比,故②正确;
③.若将电压更换为电流表A,闭合开关S,灯泡L2被短路,不发光,灯泡发光,电压表测L1的电压,有示数,故③错误;
④.断开开关S,将电压表、分别换成电流表、,灯泡L1、L2并联,A1测支路灯泡L2的电流,A2测干路电流,灯泡、的电阻之比,则电流表、的示数之比为,故④正确。
故ABD错误,C正确。
故选C。
5.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密闭着等量的空气,下列说法正确的是( )
A.该装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B.U形管内液面高度差反映导体产生热量的多少
C.通电时间相同,两个容器中电阻产生的热量相同
D.该装置不能探究电流通过导体时产生的热量与通电时间的关系
【答案】B
【详解】A.装置中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内两电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故该实验可以研究电流产生的热量与电流的关系,故A错误;
B.U形管内液面高度差反映导体产生热量的多少,采用了转换法,故B正确;
C.通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,容器中的电阻相同,根据 Q=I2Rt可知,左侧容器中电阻产生的热量多,故C错误;
D.将容器中的任一电阻作为研究对象,则电流和电阻不变,改变通电时间,结合转换法,可研究电流通过导体时产生的热量与通电时间的关系,故D错误。
故选B。
6.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)如图甲所示,规格相同的烧杯中装了相同质量、相同初温的水,将阻值不同的两根电阻丝R1和R2与电源、开关连接成闭合电路,经过实验得到图乙所示的水温与加热时间的图线。若忽略水的蒸发和热量散失,则下列选项正确的是( )
A. B.
C.加热相同时间,两杯水吸收的热量相同 D.升高相同的温度,两杯水吸收的热量不同
【答案】B
【详解】D.根据图像乙知,甲、乙两烧杯中水的质量相等、温度从20℃升高到40℃吸收的热量相同,根据Q=cmΔt可知,两杯水吸收的热量相同,故D错误;
AB.由D选项分析可知,升高相同的温度,两杯水吸收的热量相同,因为忽略热量散失,电阻丝产生的电热相同;由甲图可知,R1和R2串联,通过R1和R2的电流相同;由图乙可知,水温度从20℃升高到40℃的过程中,加热时间分别为t甲=2min,t乙=3min,根据Q=I2Rt可知,I2R1t甲=I2R2t乙
则
故A错误,B正确;
C.实验中,R1和R2串联,通过它们的电流相同,R1和R2阻值不同,根据Q=I2Rt可知,相同时间内,电阻丝R1和R2放出的热量不同,由于忽略热量散失,所以相同时间内两杯水吸收的热量不同,故C错误。
故选B。
7.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)如图是小明同学在家中拍到的一张电能表照片,他仔细观察照片后,得到下列结论,你认为正确的是( )
A.电能表的额定功率为2500W
B.电能表允许通过的最大电流只能为10A
C.拍照片时,小明家已消耗的电能为55467kW•h
D.家用电器消耗电能3.6×104J,指示灯闪烁18次
【答案】D
【详解】A.电能表允许接入电路的最大负载功率P=UI=220V×20A=4400W,不是电能表的额定功率,故A错误;
B.电能表允许通过的最大电流为20A,电能表的标定电流是10A,故B错误;
C.拍照片时,小明家已消耗的电能为5546.7kW•h,故C错误;
D.,家用电器消耗电能3.6×104J,指示灯闪烁的次数
故D正确。
故选D。
二、填空题
8.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)小明观察到家里的电能表的表盘如图所示,他想检测该电能表是否准确,他用电压表测得电路电压为220V,将标有“220V 1200W”字样的电热水壶接入电路中,只让电热水壶工作,通过计算可知后电能表读数应为 。如果该电热水壶正在给水加热,水温从到烧开(一标准大气压),已知加热效率为80%,则加热时间为 s。已知,
【答案】 108.8 525
【详解】[1]由可得,电热水壶正常工作1h消耗的电能
电能表读数时,最后一位是小数,电能表原来的示数是107.6kW·h,则1h后电能表示数
[2]由知道,水的质量
一个标准大气压下,水的沸点是100℃,则水升高的温度
所以水吸收的热量
由可知,电水壶消耗的电能
由知道,加热所用的时间
9.(24-25九上·四川乐山中区·期末)如图所示是小李同学家上月初和月末的电能表表盘示意图,上月消耗的电能为 kW·h。小李家里电路的电压是 V。
【答案】 125 220
【详解】[1]由图示知,上月初的电能表示数为5588.4kW∙h,上月末电能表的示数为5713.4kW∙h,上月消耗的电能
[2]由电能表的参数知,此电能表的额定工作电压为220V,所以小李家里电路的电压为220V。
10.(24-25九上·四川泸州龙马潭区·)用一只标有“220V,880W”的电热壶烧水,忽略温度对电阻的影响以及热量的损失,该热水壶电阻丝的阻值为 Ω,把它接入220V的电源上时,在10min内可将一壶水烧开,此时水吸收的热量为 J,若把它接入110V的电源上,烧开同样一壶水所用的时间为 min。
【答案】 55 5.28×105 40
【详解】[1]由得,该热水壶电阻丝的阻值为
[2]把它接入220V的电源上时,在10min内可将一壶水烧开,水壶工作过程中将电能全部转化内能,此时水吸收的热量为
[3]烧开同样一壶水消耗的电能相同,由得,若把它接入110V的电源上,所用的时间为
11.(24-25九上·四川成都成华区·期末)物理“创新”小组的同学们调查发现,雨雪天气里,汽车后视镜会变模糊,影响行车安全.同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路.如图是加热电路原理图,电源电压,加热电阻与阻值均为,电路低温挡除雾,高温挡除霜。当开关S闭合且 (选填“闭合”或“断开”)时,处于除霜模式;在除雾模式下,工作5分钟电路产生的热量为 J。
【答案】 闭合 1800
【详解】[1]由图知,只闭合开关S时,两电阻串联;当开关S、S1都闭合时,R2被短路,只有R1工作,根据串联电路的电阻特点可知,串联电路中的总电阻大于任一分电阻,所以由可知,电压一定时,电路的电阻越小,电功率越大,挡位越大,所以当开关S、S1都闭合时,电阻小,电功率大,处于高温挡,是除霜模式。
[2]除雾模式,两个电阻串联,5min消耗的电能
12.(24-25九上·四川巴中巴州区·期末)如图所示,电源电压恒为12V,闭合开关S,当滑动变阻器的阻值为10Ω时,电压表的示数为10V,此时电动机正常工作,滑动变阻器消耗的功率为 W;若电动机内部线圈的电阻为2Ω,则通电5min电流通过电动机内部线圈产生的热量是 J。
【答案】 0.4 24
【详解】[1]由电路图可知,电动机与滑动变阻器串联,电压表测电动机两端电压,电流表测串联电路中的电流;
电源电压恒为12V,闭合开关S,电压表的示数为10V,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压
则电路中的电流
滑动变阻器消耗的功率
[2]线圈的电阻为2Ω,通电5min电流通过电动机内部线圈产生的热量
13.(24-25九上·四川达州通川区·期末)某品牌家用吸尘器及其铭牌如图所示,正常工作10秒时间内电动机做总功为 J,若电动机线圈电阻为10Ω,10秒时间内电动机线圈发热量是 J,该吸尘器电动机的效率为 %(保留整数)。
【答案】 11000 2500 77
【详解】[1]正常工作10秒时间内电动机做总功为
[2]电流为
10秒时间内电动机线圈发热量为
[3]产生的机械能为
则该吸尘器电动机的效率为
14.(24-25九上·四川成都高新区·期末)实验室提供以下器材用来设计多挡位电加热器:电压稳定为的电源,足够数量的开关和导线,发热电阻丝且阻值都不变。如果电路连接方式不做限制,利用这些器材设计出的电加热器最多能有 个挡位。其中使用功率最高的挡位每分钟发热量为 J。
【答案】 4 1800
【详解】[1]根据并联电路的电阻特点可知,当R1、R2并联时,电路中的总电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电加热器处于最高挡位;根据串联电路的电阻特点可知,当R1、R2串联时,电路中的总电阻最大,总功率最小,电加热器处于最低温挡位;当电路中只有R1或只有R2工作时,由于R1、R2的阻值不同,由可知,电路中的功率不同,电加热器处于不同的挡位,所以利用这些器材设计出的电加热器最多能有四个挡位。
[2]根据并联电路的电阻特点可知,其中使用功率最高的挡位的总功率为
每分钟发热量为Q=Pt=30W×60s=1800J
三、实验题
15.(24-25九上·四川成都新都区·期末)某科技小组设计了一个记录传送带上输送产品数量的计数装置,其原理如图甲、乙电路所示,已知电源电压U1=12V,U2=6V,,电阻箱R2调到200Ω,R是个标有“6V3W”的自动计数器,R1是一种光敏元件,每当传送带上的产品均匀通过时,射向R1的红外线会被产品挡住,其电阻会变大,信号触发器两端的电压U0=UAB时,就使乙图电路中的开关S2闭合,使自动计数器计数一次。图丙是对产品输送计数项目进行测试后,信号触发器记录的某段时间AB间的电压(R2两端的电压)随时间变化的图像;
(1)自动计数器正常工作时的电流为 A;
(2)关于该自动计数装置,下列说法中正确的是( )
A.光敏电阻 R1的阻值随光照强度的增强而增大
B.0~0.36s阶段为产品未挡住射向R1的红外线的阶段
C.产品挡住射向R1的红外线时,R1两端的电压会变小
D.产品没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值为2000Ω
(3)如丙图,传送带匀速输送产品连续工作3min,自动计数器消耗的电能为 J;
(4)由于整个装置工作时间较长,导致U1逐渐减小,现场又没有适合的电源更换,为了能使计数器正常工作,可以对图甲电路做的调节是 。
【答案】(1)0.5
(2)B
(3)54
(4)增大R2阻值
【详解】(1)由甲图电路可知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压;由图乙可知,受控电路为R的简单电路,根据可得自动计数器正常工作时的电流为
(2)A.每当传送带上的产品均匀通过时,射向R1的红外线会被产品挡住,即此时光照强度减小,其电阻会变大,由此可知,光敏电阻R1的阻值随光照强度的减小而增大,故A错误;
B.当产品挡住射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,即R1的阻值最大,根据可知,此时电路的电流最小,根据可知R2两端的电压最小,由图丙可知最小电压为2V,而图丙中0~0.36s阶段R2两端的电压最大为6V,所以0~0.36s阶段为产品未挡住射向R1的红外线的阶段,故B正确;
C.当产品挡住射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,根据串联电路中的分压规律可知,此时R1两端的电压会变大,故C错误;
D.产品没有挡住射向R1的红外线时,即图丙中0~0.36s阶段,此时R2两端的电压最大为6V,此时电路中的电流为
根据串联电路电压的规律知,R1两端的电压为
R1的电阻为,故D错误。
故选B。
(3)根据图丙知计数一次消耗电能的时间为
即0.4s内有0.04s消耗电能,所以3min内消耗电能的总时间为
3 min内自动计数器消耗的电能
(4)由于整个装置工作时间较长,导致U1的电压逐渐减小,根据欧姆定律可知通过电路的电流减小,U0减小,要使U0增大为原来的电压值,由串联电路的分压规律可知,需要增大R2的电阻使计数器正常工作。
四、综合题
16.(24-25九上·四川成都高新区·期末)图甲是电饼铛,主要用于烙饼,也兼具烤、煎、炒等烹调方式。电饼铛分为上下两个金属烤盘,能够独立或同时加热,烤盘上有不粘涂层。小飞帮妈妈选购了一款电饼铛,看到宣传单上有一些特点介绍,说明书上配有如图丁的电路原理图。分析电路图时,小飞对熔断器不熟悉,查阅资料得知:熔断器就是俗称的保险丝,作用是当电路中电流过大时,熔断器内部合金丝温度升高导致熔化,使电路断开,起到了保护电路的作用。
(1)小飞对这款电饼铛的一些特点和使用要求有以下看法,你认为错误的是( )
A.“请勿放入水中冲洗”主要是防止水进入电路部分导致下次使用时短路
B.“双环”指烤盘下方发热管为两圈,比单圈发热更均匀,食物不易糊底
C.“质感防烫把手”说明该把手使用了导热性能比较好的材料来制造
D.“建议用竹铲或木铲翻动食材”是主要为了防止刮伤烤盘的不粘涂层
(2)周末,小飞和家人一起用电饼铛烹制了烤肉大餐,记录了烹制时间和使用情况:,上下两盘同时加热;,只有下盘加热。当地电价0.7元/度,请计算这内电饼铛上下盘消耗的电能所需电费是 元
(3)小飞认真分析电饼铛电路原理图后有以下理解,你认为错误的是( )
A.指示灯1发光表示电源已接通
B.指示灯2或3发光表示对应烤盘正在加热
C.指示灯可换用实验室常用的“”的小灯泡
D.电源接通后,若指示灯1出现断路,烤盘仍然可以正常工作
(4)小飞查阅资料后得知温控器是利用双金属片来实现自动控温的。用两种不同金属片紧贴在一起,当升温到设定的温度时,由于两种金属热胀冷缩的幅度不同,双金属片弯曲翘起,导致电路断开。为了实现上下盘各自独立控温,请分析双金属片应加装在电饼铛的什么部位最合理?
【答案】(1)C
(2)0.7
(3)C
(4)双金属片应分别加装在与上盘和下盘的加热电路串联的开关位置
【详解】(1)A.水是导体,若电饼档放入水中冲洗,水进入电路部分,下次使用时可能会导致电路短路,故A正确,不符合题意;
B.“双环”即烤盘下方发热管为两圈,相比单圈发热面积更大,能使热量分布更均匀,食物不易糊底,故B正确,不符合题意;
C.“质感防烫把手”是为了防止使用者被烫伤,说明该把手使用了导热性能比较差的材料来制造,这样热量不容易传导到把手处,而不是导热性能好的材料,故C错误,符合题意;
D.竹铲或木铲质地较软,用它们翻动食材主要是为了防止刮伤烤盘的不粘涂层,故D正确,不符合题意。
故选C。
(2)由电路图可知,上下加热盘并联,互不影响。上下两盘的加热功率分别为0.8kW和0.9kW。
,上下两盘同时加热,消耗的电能为
,只有下盘加热,消耗的电能为
电价0.7元/度,所需电费是。
(3)A.从电路图可以看出,指示灯1所在电路与电源相连,当指示灯1发光时,表示电源已接通,故A正确,不符合题意;
B.从电路图可以看出,指示灯2所在电路与下盘加热电路并联后,有单独开关控制;指示灯3所在电路与上盘加热电路并联后,有单独开关控制;所以指示灯2或3发光表示对应烤盘正在加热,故B正确,不符合题意;
C.实验室常用的“”的小灯泡的额定电流为
从电路图可以看出,与指示灯串联的电阻为120000Ω,在不考虑灯泡电阻的情况下,电流为
0.2A远远大于0.0018A,灯泡不可能发光,故C错误,符合题意;
D.指示灯1与烤盘加热电路是并联关系,电源接通后,若指示灯1出现断路,不影响烤盘加热电路的工作,烤盘仍然可以正常工作,故D正确,不符合题意。
故选C。
(4)为了实现上下盘各自独立控温,双金属片应分别加装在与上盘和下盘的加热电路串联的开关位置,这样当某一盘达到设定温度时,对应的双金属片弯曲翘起,使该盘的加热电路断开,而另一盘不受影响,仍能根据自身的温度情况正常工作,实现上下盘各自独立控温。
地 城
考点02
电功率
一、单选题
1.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)如图是某国产手机的“超级快充”插头,匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”,“超级快充”的“快”是指( )
A.电压大 B.电流大 C.电功率大 D.电能大
【答案】C
【详解】电功率是描述用电器消耗电能快慢的物理量,消耗电能越快,电功率越大。“超级快充”的“快”是指电功率大,故C符合题意,ABD不符合题意,
故选C。
2.(24-25九上·四川遂宁·期末)小乐在日常生活体验的基础上,对家中电器的部分物理量进行了估计,你认为最不合理的是( )
A.电热吹风机的功率约为800W
B.60W白炽灯泡正常发光时,通过电流为0.3A
C.客厅柜式空调工作4小时,耗电0.4度
D.一节旧干电池电压约为1.3V
【答案】C
【详解】A.家用电热吹风机的功率为500W~1000W,故A合理,故A不符合题意;
B.60W白炽灯泡正常发光时,通过的电流约为
此选项合理,故B不符合题意;
C.客厅柜式空调正常工作时的功率约为1kW,工作4小时消耗的电能
此选项不合理,故C符合题意;
D.一节新干电池的电压为1.5V,一节旧干电池的电压约为1.3V,合理,故D不符合题意。
故选C。
3.(24-25九上·四川绵阳游仙区·期末)如图所示,灯泡L1、L2分别标有“2.5V 2W”“2.5V 4W”字样,电源电压不变,开关S闭合。①只闭合S1,灯泡L1、L发光;②只闭合S2,灯泡L2、L发光。灯泡L在②中比在①中(设灯丝电阻不变)( )
A.电功率较大,亮度较亮 B.电功率较小,亮度较暗
C.电功率相同,亮度相同 D.电功率较大,亮度较暗
【答案】A
【详解】L1、L2的额定电压相同,L1的额定功率小于L2额定功率,由可得,L1电阻大于L2电阻,即R1>R2。在开关S闭合的前提下,只闭合S1,灯泡L1、L串联接入电路,只闭合S2,灯泡L2、L串联接入电路;因串联电路总电阻等于各部分电阻之和,且R1>R2,所以R总1>R总2;由欧姆定律可知,前、后两次电路中的电流大小关系为I1<I2,即电路②中的电流大;因灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,所以根据公式P=I2R可知,灯泡L在②中比在①中的电功率大,亮度较亮。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(24-25九·四川成都武侯区·期末)小芳家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一台。按照每度电0.5元的计费标准,将这三个用电器单独正常工作1小时的用电费用绘制成柱状图(如图所示)。由图可知,下列说法正确的是( )
A.这1小时内电烤箱比电视机消耗的电能少
B.正常工作时通过这三个用电器的电流相等
C.三个用电器中电烤箱正常工作时的功率最大
D.在未来的一段时间里电烤箱的电费一定最多
【答案】C
【详解】AB.已知三个用电器的额定电压相等,则它们正常工作时的电压相等;由柱状图可知,正常工作1小时,电烤箱的电费最多,电视机的电费最少,因电费的单价一定,所以电烤箱消耗的电能最多,其次是电饭锅,电视机消耗的电能最少;由可知,流过这三个用电器的电流不相等,故AB错误;
C.三个用电器都正常工作1h,且电烤箱消耗的电能最多,根据可知正常工作时电烤箱的实际功率最大,故C正确;
D.因不知道未来一段时间内用电器的实际工作时间,所以根据无法判断消耗电能的多少,则无法比较一段时间内电费的多少,故D错误。
故选C。
5.(24-25九上·四川眉山仁寿县·期末)如图的电路中,电源电压恒为8V,灯泡L上标有“5V,2.5W”字样(灯丝电阻不变),定值电阻阻值为40Ω,滑动变阻器的规格为“40Ω,1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。在确保电路各元件安全的情况下,移动滑片,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S、,断开,接入电路的取值范围为8~40Ω
B.闭合开关S,断开开关、,通电10s,小灯泡能消耗的电能最多为25J
C.闭合开关S、、,滑动变阻器消耗的最大功率为8W
D.调整开关的状态和移动滑片,电路消耗的最小功率为1.28W
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,闭合开关S、,断开,电路中只有滑动变阻器,电流表测电路电流,因此允许通过的最大电流为0.6A,因此滑动变阻器接入的最小电阻为
因此接入电路的取值范围为13.3~40Ω,故A错误;
B.闭合开关S,断开开关、,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压。灯丝的阻值不变,则小灯泡L的电阻
由于电压表的量程为0~3V,因此灯泡两端的电压最大为3V,则通电10s,小灯泡能消耗的电能最多为
故B错误;
C.闭合开关S、、,则灯泡被短路,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表测干路电流,因此干路允许通过的最大电流为0.6A,此时定值电阻的电流为
则通过滑动变阻器的最大电流为I滑大=I大2-I1=0.6A-0.2A=0.4A
则滑动变阻器消耗的最大功率为P滑大=UI滑大=8V×0.4A=3.2W
故C错误;
D.根据串并联电路电阻的特点可知,当灯泡与滑动变阻器最大阻值串联时,电路的总电阻最大,根据可知,电路的功率最小,即闭合开关S,断开开关、,此时电路的最小功率为
故D正确。
故选D。
6.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)如图所示的电路中,电源电压不变。当甲、乙两表均为电流表时,S闭合,断开,和消耗的功率;当甲、乙两表均为电压表时,开关和S都闭合,两电压表示数,消耗的功率,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】当甲、乙两表均为电流表时,S闭合,S1断开,R1和R2并联,R1和R2的电压相等;R1和R2消耗的功率
由得
当甲、乙两表均为电压表时,开关S1和S都闭合,R1和R2串联,则R1和R2电流相等,甲电压表测量电源电压,乙电压表测量R2的电压,由欧姆定律得
由得,R1、R2消耗的功率
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.(24-25九上·四川达州·期末)标有“6V;3W”的小灯泡,它的I-U关系如图所示。若把它与一只阻值为15的电阻串联接在某电源两端,整个电路消耗的功率为4.0W,则电源电压为( )
A.8V B.10V C.12V D.14V
【答案】B
【详解】由图像可知,当灯泡电压为4V时,通过灯泡的电流为0.4A,因为是串联电路,通过电阻的电流是0.4A,电阻两端的电压为
此时电源电压为
此时电路电功率为
符合题目意思,所以此时电源电压为10V,故B符合题意,ABD不符合题意。
故选B。
8.(24-25九上·四川达州·期末)如图所示的电路,各元件完好且电源电压不变,R1、R2为定值电阻,其中R1=12Ω,L标有“6V;6W”的字样。只闭合S1,电流表A1示数为0.5A;再闭合S2,电流表A1示数变为0.6A,忽略灯丝电阻变化,则( )
A.闭合S2后A2示数为0.5A,灯泡L正常发光
B.R2=10Ω
C.闭合S2前后,R1的电功率变化了1.32W
D.电路消耗的最大功率为4.5W
【答案】C
【详解】AB.灯泡L的电阻
只闭合S1,电阻R1和灯泡L串联,电流表A1和A2测量电路中的电流,电源电压U=I1(RL+R1)=0.5A×(6Ω+12Ω)=9V
再闭合S2,电阻R2和灯泡L并联,再和电阻R1串联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过灯泡的电流,电阻R2和灯泡L并联的总电阻
干路中的电流
所以,R2=6Ω
再闭合S2,电流表A1示数变为0.6A,R1两端的电压U1=IR1=0.6A×12Ω=7.2V
由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电压UL1=U-U1=9V-7.2V=1.8V
此时灯泡的两端的电压小于额定电压,灯泡不能正常发光,A2示数为
故AB不符合题意;
C.只闭合S1,电流表A1示数为0.5A,R1的电功率P1=I12R1=(0.5A)2×12Ω=3W
再闭合S2,电流表A1示数变为0.6A,R1的电功率P′1=I2R1=(0.6A)2×12Ω=4.32W
R1的电功率变化了ΔP1=P′1-P1=4.32W-3W=1.32W
故C符合题意;
D.再闭合S2,电流表A1示数变为0.6A,此时电路中的电流最大,电路消耗的最大功率P大=UI=9V×0.6A=5.4W
故D不符合题意。
故选C。
9.(24-25九上·四川自贡·期末)将一只标有“220V,40W”字样的灯泡L,灯泡L的电阻不变,接在如图所示的电路中,则灯泡L所消耗的实际功率为( )
A.40W B.20W C.15W D.10W
【答案】D
【详解】灯泡L的电阻不变,根据可知灯泡电阻
所以灯泡L所消耗的实际功率
故选D。
10.(24-25九上·四川绵阳安州区·期末)如图,是一个有a、b、c三挡调温电炉的电路,R1、R2、R3为三段电阻丝。若要在相同的时间内产生的热量最多,则应该旋转开关S接( )挡。
A.接a B.接b C.接c D.都一样
【答案】A
【详解】当接a时,电路中只有R1,此时电路电阻为R1;当接b时,R1、R2串联,总电阻为;当接c时,R1、R2、R3串联,总电阻为;根据可知,当接a时,电路的功率最大,为高温挡;当接b时,为中温挡;当接c时,为低温挡;若要在相同的时间内产生的热量最多,则应该旋转开关S接a挡,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.(24-25九上·四川成都新都区·期末)如图所示,是甲、乙两灯的电流随两端电压变化的图像,甲灯的额定电压为6V,乙灯的额定电压为3V。在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两灯的额定功率之比为3︰5
B.将两灯并联后接入电源为3V的电路中,甲灯更亮
C.将两灯串联接入同一电路,该电路的最大总功率为4W
D.将两灯串联接入同一电路,该电路允许通过的最大电流为0.6A
【答案】C
【详解】A.已知甲灯的额定电压为6V,据图可知,此时甲灯的电流为0.5A,则甲灯的额定电功率为
已知乙灯的额定电压为3V,据图可知,此时乙灯的电流为0.6A,则乙灯的额定电功率为
甲、乙两灯的额定功率之比为
故A错误;
B.将两灯并联后接入电源为3V的电路中,根据并联电压规律结合图像可知,甲乙两灯的电流分别为0.3A,0.5A,灯泡的亮暗程度由实际电功率决定,两灯泡的电压相等,根据可知,电流越大,实际电功率越大,由于乙灯的电流大,则乙灯亮,故B错误;
CD.将两灯串联接入同一电路,根据串联电路电流规律和灯泡的额定电流可知,电路中最大电流为0.5A,甲灯正常工作,电压为6V,据图像可知,乙灯此时的电压为2V,电源电压为
该电路的最大总功率为
故C正确,D错误。
故选C。
12.(24-25九上·四川达州·期末)如图所示电路,电源电压不变,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.2A;再把S2闭合发现电流表的示数变化了0.1A,当R1、R2同时工作时的电功率之比是( )
A.1︰2 B.2︰1 C.1︰3 D.3︰1
【答案】A
【详解】由图得,只闭合开关S1时,R1、R2串联;再把S2闭合,R1被短路,电路为R2的简单电路,此时电路电阻变小,电路电流变大,此时电路电流为
由欧姆定律得,
则
则
当R1、R2同时工作时,两者串联,电流相等,由得,此时R1、R2的电功率之比是
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题
13.(24-25九上·四川绵阳三台县·期末)将标有“24V 12W”的灯泡和“12V 12W”的灯泡并联接入电路中,让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,则正常发光的灯泡是 (选填“L1”或“”);若将和两灯串联接入电路时,允许加在它们两端的最高电压是 V。(忽略灯丝电阻的变化)
【答案】 30
【详解】[1]两灯泡并联时,由于并联电路中各支路两端的电压相等,且让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,,所以L2正常发光,L1不能正常发光。
[2]由可得,L1的电阻为
L2的电阻为
L1的额定电流为
L2的电阻为
将两灯串联接入电路时,串联电路中电流处处相等,考虑到电路安全,允许的电流为,则允许加在它们两端的最高电压为
14.(24-25九上·四川成都新都区·期末)某家用电器铭牌标识为“220V ;440W”,若此时通过用电器电流为1A,则用电器实际功率 (选填“大于”“小于”“等于”)额定功率,此时实际功率为 W。
【答案】 小于 220
【详解】[1][2]标识为“220V;440W”的电器的额定电流为。
若工作时通过它的实际电流为1A,则实际电流小于额定电流,接入家庭电路中电压为220V,根据P=UI可知,实际功率,所以用电器的实际功率小于额定功率。
15.(24-25九上·四川巴中巴州区·期末)某同学设计了一个电子身高测量仪,如图所示,其中R1=5Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“15Ω 0.5A”,则当被测身高增加时,电压表的示数 (选填“变大”“变小”“不变”);当变阻器R2接入电路的阻值是4Ω时,R1消耗的功率为 W。
【答案】 变大 1.25
【详解】[1]分析电路可知,、串联,电压表测电压,电流表测电路电流。当被测身高增加时,滑片上移,接入电路中的电阻变大,根据串联分压原理,电压表的示数变大。
[2]当变阻器R2接入电路的阻值是4Ω时,电路中电流为
则R1消耗的功率为
16.(24-25九上·四川达州通川区·期末)如图所示的电路中,电源电压为5V,灯L标有“3V,0.9W”,滑动变阻器R上标有“20Ω,1A”的字样,滑动变阻器的最大电功率是 W。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
【答案】0.625
【详解】灯L电阻为
滑动变阻器的功率为
由上式可知,当时,有最大值,则该电路中滑动变阻器消耗的最大功率为
17.(24-25九上·四川巴中巴州区·期末)如果加在定值电阻两端的电压从9V减少到6V时,通过的电流相应的变化了0.3A,那么该定值电阻的阻值为 Ω,它消耗的电功率变化了 W。
【答案】 10 4.5
【详解】[1][2]定值电阻的阻值不变,当U=9V时,电路中的电流
当U′=6V时,电路中的电流
则
解得R=10Ω;该电阻R所消耗电功率的变化
18.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)将一只“6V 3W”的小灯泡(忽略温度对灯丝电阻的影响)与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到9V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)3W。将标有“220V 110W”字样的甲灯泡和标有“110V 50W”字样的乙灯泡并联后接在110V的电源上,闭合开关后 灯泡更亮。
【答案】 小于 乙
【详解】[1]小灯泡的电阻
与一个阻值为12Ω的电阻串联后接到9V的电源上,电路中的电流
忽略温度对灯丝电阻的影响,小灯泡的实际功率P实际=I2RL=(0.375A)2×12Ω=1.6875W<3W
[2]甲灯泡电阻
乙灯泡电阻
将它们并联后接在110V的电源上,甲灯泡的电阻较大,由于并联电路两端电压相等,由可知,甲的实际功率小于乙的实际功率,因此乙灯较亮。
三、实验探究题
19.(24-25九上·四川达州通川区·期末)某物理兴趣小组利用以下器材测量小灯泡的额定功率:恒压电源(6V)、小灯泡(标有2.5V字样)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)连接好电路,在闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,则接下来的操作是 ;
(2)检查电路无误后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从大量程的刻度线看出指针停在10V处,则灯泡实际电压为 V。若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 移动(选填“左”或“右”),眼睛应观察 示数,直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(3)实验小组的同学测出小灯泡的额定功率后,调节滑动变阻器继续实验,绘制出小灯泡“I—U”图像如图丁所示,则本实验选择的滑动变阻器规格是 (选填“A”、“B”或“C”);
A.R1“45Ω;0.5A”
B.R2“100Ω;1A”
C.R3“50Ω;1.5A”
(4)实验结束后,实验小组的同学又把该小灯泡与最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联在电压为4V的电源两端,闭合开关,调节滑动变阻器,灯泡的最小功率为 W。
【答案】(1)对电流表调零
(2) 2 左 电压表 0.75
(3)B
(4)0.375
【详解】(1)连接好电路,在闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,指针指示在零刻度线左侧,接下来应该将电流表调零,使电流表指针指示零刻度线。
(2)[1]电压表指针指示同一位置时,大小量程示数存在5倍的关系,因此大量程读数是10V,则小量程读数应为2V,实验中小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选择的是小量程,故正确的示数为2V。
[2][3]此时灯泡两端的电压为2V,小于灯泡的额定电压,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡的电压直至为额定电压,根据串联分压原理,应将滑片向左移,减小滑动变阻器连入电路的阻值,以减小滑动变阻器两端的分压,移动滑片的同时,眼睛应注视电压表,直至电压表示数为2.5V。
[4]图丙中电流表示数为0.3A,则灯泡的额定功率为
(3)由图可知,灯泡两端最小分压为0.5V,电源电压为6V,根据串联电压规律,此时滑动变阻器电压为
此时电路中电流为0.1A,故此时滑动变阻器连入电路的电阻为
所以实验选择的滑动变阻器是。
故选B。
(4)由图可知,当灯泡两端的电压为1.5V,流过灯泡的电流为0.25A时,滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器连入电路的阻值
则此时电路中电流最小,此时灯泡的功率即为最小功率,故灯泡的最小功率为
20.(24-25九上·四川绵阳梓潼县·期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供的器材有:小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为9Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)小杨同学检查器材完好后,按图1所示的电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)当闭合开关时,发现电流表指针偏转情况如图2所示,造成这种现象的原因是 。
(3)小杨同学纠正了错误,正确连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,请分析出现这种现象的原因是 。
(4)为测量小灯泡的额定功率,接下来的操作应该是调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5V,读出并记录电流表的示数。
(5)当电压表的示数如图3所示,电路中的电流为0.3A时,则小灯泡的实际功率为 W。
【答案】 B 电流表正负接线柱接反了 小灯泡实际功率太小,不足以让小灯泡发光 0.72
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑片移到阻值最大处,即B端。
(2)[2]由图2可知,电流表指针反偏,说明电流表正负接线柱接反了。
(3)[3]灯不发光可能灯断路、短路或灯的实际功率过小。纠正了错误,正确连接好电路,闭合开关,电流表、电压表均有示数,说明电路为通路,但小灯泡不亮,出现这种现象的原因可能是电路的电流过小,导致小灯泡的实际功率太小,不足以让小灯泡发光。
(5)[4]由图3可知,电压表接的是小量程,分度值为0.1V,所以电压表示数为2.4V,此时电路中电流为0.3A,所以小灯泡的实际功率为P=UI=2.4V×0.3A=0.72W
四、计算题
21.(24-25九上·四川泸州龙马潭区·)如图甲是某额定电压为220V的电饭煲,其简化电路如图乙,通过旋钮开关有“快煮”、“慢煮”、“保温”三种模式。三个电阻都是发热电阻,阻值不随温度变化而变化,且。已知:“快煮”模式的额定功率为1210W,“保温”模式的额定功率为484W。求:
(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流;
(2)电饭煲“慢煮”模式的额定功率;
(3)用电高峰,小明发现家里电饭煲煮饭偏慢,于是进行了相关研究,在没有开启电饭煲的情况下,如图丙所示的电能表3分钟内闪了20次,其他用电器不变情况下,开启电饭煲快煮模式,电能表3分钟闪了70次,求此时电路中的实际电压以及用电高峰期保温情况下R1在3分钟内产生的热量。
【答案】(1)5.5A
(2)968W
(3)200V,3.6×104J
【详解】(1)电饭煲在“快煮”模式正常工作时的电流
(2)根据可知,电源电压一定时,总电阻越大,总功率越小,为低温挡;当旋钮开关接1时,R1与R3串联;当旋钮开关接2时,只有R3工作;当旋钮开关接3时,只有R2工作;根据可知,当旋钮开关接1时,R1与R3串联,总电阻最大,为保温模式;当旋钮开关接2时,只有R3工作,总电阻次之,为“慢煮”模式;当旋钮开关接3时,只有R2工作,为“快煮”模式;保温模式,由 得,总电阻为
根据可知,R3的阻值为
电饭煲“慢煮”模式的额定功率
(3)R2的阻值为
由题意知,开启电饭锅后电能表在3分钟内多闪50次,即电流做功为
由 得,实际电压为
保温时,R1与R3串联,此时电路中的电流为
保温情况下R1在3分钟内产生的热量
22.(24-25九上·四川成都金牛区·期末)R是一个随推力F变化而变化的电阻,F与R的关系如图甲所示。现有如图乙、丙的两个电路,R0为定值电阻,阻值为30Ω,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A。
(1)图乙中,用300N的力推电阻R,求R0的电功率;
(2)图丙中,当干路电流不超过电流表量程时,求推力F的最大值。
【答案】(1)0.675W
(2)250N
【详解】(1)图乙中,R和R0串联,由图甲可知,用300N的力推电阻时,电阻R的阻值为10Ω,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则总电阻R总=R+R0=10Ω+30Ω=40Ω
根据欧姆定律可得电路中的电流为
R0的电功率P0=I2R0=(0.15A)2×30Ω=0.675W
(2)图丙中,两电阻并联,电流表测量干路电流,通过R0支路的电流为
已知电流表量程为0~0.6A;则当干路电流刚好达到电流表量程0.6A时,通过R的电流为IR=Imax-I0=0.6A-0.2A=0.4A,
根据可得R的阻值
由图甲可知最大推力F=250N。
23.(24-25九·四川成都武侯区·期末)如图所示,电源电压恒定,灯泡L标有“3V 1.5W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器铭牌缺失部分参数,仅有“1A”字样。只闭合开关S0和S2,将滑动变阻器滑片滑到中点,此时电流表示数为I1;再将滑动变阻器滑片滑到最右端,此时电流表示数为I2;保持滑片位置不动,同时闭合四个开关,电流表示数为I3,此时R1的实际功率为3.6W;已知,。
(1)求灯泡L正常工作30min消耗的电能;
(2)求滑动变阻器的最大阻值和电源电压;
(3)若电压表V的量程为“0~3V”,电流表A的量程为“0~3A”,在保证电路安全的情况下,通过通断开关和调节滑动变阻器,求整个电路电功率的最小值和最大值。
【答案】(1)2700J;
(2)12Ω,6V;
(3)2W;9.6W
【详解】(1)由电功率公式可得灯泡L正常工作30min消耗的电能
(2)由电功率公式变形可得电灯的灯丝电阻
只闭合开关S0和S2时,灯L与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测串联电路中的电流。将滑动变阻器滑片滑到中点,此时电流表示数
将滑动变阻器滑片滑到最右端,此时电流表示数
由
解得滑动变阻器的最大阻值为。同时闭合四个开关,灯泡L被短路,电压表示数为0,此时与并联在电源两端,电流表测量干路电流,由并联电路的电流规律可得
由
解得定值电阻R1的阻值R1=10Ω。此时R1的实际功率为3.6 W,由电功率公式变形可得电源电压
(3)由公式P=UI可知,当电源电压一定时,电路中的电流最小时电功率最小,电路中的电流最大时电功率最大。当只闭合开关S0和S2,滑动变阻器的滑片移至阻值最大处时,由欧姆定律可知此时电路中的阻值最大,电流最小,最小电流
该电流未超过电流表最大值,此时灯泡两端的电压
电压值也未超过电压表的最大值,所以电路最小功率
当同时闭合四个开关,通过移动滑动变阻器的滑片可以使电路中有最大电流,此时通过电阻R1的电流
因为通过滑动变阻器的最大电流只能为1A,所以由并联电路的电流规律可得电路中的最大电流I大=1A+0.6A=1.6A
此时电路的最大电功率P大=UI大=6V×1.6A =9.6W
24.(24-25九上·四川成都成华区·期末)如图所示,电路中电源电压可调,定值电阻,和额定功率不同、额定电流均为的小灯泡(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R的铭牌上标有“ ”字样,电流表量程。
(1)只闭合开关,电源电压时,电流表的示数为,求此时滑动变阻器接入电路的阻值?
(2)调节电源电压为,只闭合开关,保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器,小灯泡的功率为时,达到额定功率正常发光,最小功率为,求电源电压U。
(3)再调节电源电压为,只闭合开关,保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器,小灯泡能达到的最大功率为1.6W,最小功率为0.4W,求电源电压。
【答案】(1)30Ω
(2)10V
(3)8V
【详解】(1)如图所示,只闭合开关S0时,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,由欧姆定律可得,串联电路的总电阻为
由串联电路的电阻关系可得,此时接入滑动变阻器的阻值为R=R总-R0=50Ω-20Ω=30Ω
(2)只闭合S1时,滑动变阻器R与灯L1串联,L1的额定功率为1.6W,额定电流为0.4A,由电功率公式可得R1的阻值为
当滑动变阻器的阻值接入最大值时,电路中的电流最小,灯L1的最小电功率为0.4W,由电功率公式可得,电路中的最小电流为
由欧姆定律的电源电压U1为U1=I1min(R1+Rmax)=0.2A×(10Ω+40Ω)=10V
(3)只闭合开关S2时,滑动变阻器与L2串联,当滑动变阻器的阻值接入最小时,电路中的电流为最大,由题意可知,此时L2不会正常发光,R的接入值为0Ω,则灯L2的电功率最大为1.6W,可以得到电源电压U2为
当滑动变阻器的阻值接入最大时,灯L2的电功率为0.4W,所以电源电压U2为
由①②式,解之得U2=8V。
试卷第1页,共3页
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