内容正文:
专题06 电功率
4大高频考点概览
考点01 电功率的定义和计算
考点02 电能和电功
考点03 焦耳定律及其应用
考点04 家庭电路和安全用电
地 城
考点01
电功率的定义和计算
1.(24-25九上·山东泰安泰山·期末)下列用电器正常工作时最接近1500W的是( )
A.电视机 B.空调 C.电子手表 D.台灯
2.(24-25九上·山东临沂兰山·期末)学生具有对常见物理量进行合理估算的能力是物理核心素养的体现之一。下列估算最接近实际值的是( )
A.家用微波炉的正常工作电流约为4A
B.学习用的台灯额定功率约为100W
C.智能手机电池的输出电压是220V
D.临沂冬天的气温一般在-20℃~-30℃之间
3.(24-25九上·山东泰安泰山·期末)如图所示,电源电压保持6V不变,甲、乙两个小灯泡分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样(假设灯丝电阻不变)。当开关S闭合后,两灯均能发光,下列说法中( )
①甲灯电阻6Ω,乙灯电阻12Ω
②甲、乙两灯的电阻之比是2∶1
③若1、2为电流表、3为电压表,则甲灯的实际功率比乙灯小
④若1、2为电压表、3为电流表,则乙灯比甲灯亮
A.只有①③正确 B.只有②③正确 C.只有①④正确 D.只有②③④正确
4.(24-25九上·山东烟台经开区·期末)研究发现,额定功率为3W的LED灯与额定功率为8W的节能灯,以及额定功率为25W的白炽灯在正常发光时的亮度相当。下列说法正确的是( )
A.三个灯的实际功率相同
B.LED灯比节能灯和白炽灯消耗的电能都少
C.LED灯比节能灯和白炽灯的电流做功都快
D.LED灯比节能灯把电能转化为光能的效率更高
5.(24-25九上·山东临沂兰山·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。下列说法中( )
①电源电压为6V ②定值电阻R的阻值为5Ω ③滑动变阻器的最大阻值为10Ω
④电路的总功率变化范围为1.35W~4.05W
A.只有②③④正确 B.只有①②④正确
C.只有②③正确 D.只有①③正确
6.(24-25九上·山东烟台龙口·期末)有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图(甲)所示。把它们串联在电路中如图(乙)所示,闭合开关S,这时电流表的示数为0.2A,则电源电压和元件B的电功率分别是( )
A.2.0V 0.8W B.4.5V 0.5W
C.2.5V 1.0W D.4.5V 1.0W
7.(24-25九上·山东泰安岱岳区·期末)分别标有“6V 3.6W”和“6V 1.8W”字样的甲、乙两灯,其I-U图像如图所示。当将两灯串联在8V的电源两端时,甲、乙两灯的实际功率P甲∶P乙为( )
A.1∶2 B.1∶3 C.2∶1 D.3∶1
8.(24-25九上·山东济宁汶上·期末)标有“6V 3W”和“6V 6W”的灯和(假设两灯灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,使其中一个灯正常发光时,下列说法正确的是( )
A.若电源电压为12V,两灯都能正常发光 B.能够正常发光的灯应是灯
C.通过灯和的电流之比为1∶2 D.灯和两端的电压之比为2∶1
9.(24-25九上·山东济宁曲阜·期末)在如图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。滑动变阻器的滑片 P 从a 端移到b 端的过程中,电压表与电流表的示数变化如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.电源电压为 6 V
B.定值电阻R0的阻值为10 Ω
C.电路的总功率变化范围是0.8~3.6 W
D.滑动变阻器的调节范围为0~20Ω
10.(24-25九上·山东滨州沾化区·期末)(多选)如图所示的电路中,电源电压恒为,电压表的量程为0~,电流表量程为0~,定值电阻阻值为,滑动变阻器的规格为“ ”,灯泡L上标有“ ”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S,移动滑片使电流表示数为时,
B.只闭合开关S时电压表的示数变化范围是~
C.只闭合开关S,滑片置于最右端时电路所消耗的总功率最小
D.开关S、、都闭合时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是~
11.(24-25九上·山东潍坊·期末)(多选)如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,移动变阻器R2的滑片P,则( )
A.电路的最大总功率为3W
B.电流表示数的变化范围为0.2~0.3A
C.电阻R1的最大功率为0.9W
D.变阻器R2接入电路的最小阻值为2Ω
12.(24-25九上·山东济宁嘉祥·期末)一台家用洗衣机正常洗衣服时,电动机的线圈电阻为22Ω,线圈的电流为1A,这台洗衣机正常工作10s,电动机因发热损失的功率是 _______W,消耗电能是 _________J。
13.(24-25九上·山东德州陵城·期末)如图所示,电源电压恒为,灯泡上标有“”字样,滑动变阻器上标有“ ”字样,定值电阻阻值为,电压表量程为,不计温度对灯丝电阻的影响。小灯泡正常工作时电流为_____A;在保证电路元件安全的前提下当开关断开,S闭合时,接入电路的最小阻值为_____Ω;当开关、闭合,断开时,电路总功率最小值为_____。
14.(24-25九上·山东德州陵城·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。则电源电压为______V,滑动变阻器的最大阻值为______Ω,滑片P在b端时,通电1min电阻R产生的热量为______J。
15.(24-25九上·山东德州天衢新区·期末)如图甲所示,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为______V,定值电阻的阻值为______,电阻消耗的最大功率和最小功率之比为______。
16.(24-25九上·山东济宁梁山·期末)在测定“小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为,小灯泡额定电压为。他们所设计的实验电路如图甲所示:
(1)正确操作后,小明同学闭合开关,电压表示数(如图乙所示)为______ V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为______ V;
(2)小丽同学移动滑片P、记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是______ W;
(3)为了成功测出小灯泡的额定功率,该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为______;
(4)小组的同学完成上述实验后,小华提议用这些器材探究电流与电压的关系,小明立刻说明无法完成此实验,小明认为不能完成此实验探究的理由是______。
17.(24-25九上·山东泰安岱岳区·期末)如图所示,小林用一个的电阻与LED灯串联,接在电压为6V的电源上,成功的让LED灯发出了红光。LED灯发光的颜色与两端的电压之间的关系如表格所示。求:
LED灯两端电压(V)
2
3
发光的颜色
红
绿
蓝
(1)电路中的电流;
(2)定值电阻R1的实际功率;
(3)发红光时LED灯工作1小时消耗的电能。
18.(24-25九上·山东滨州滨城·期末)某新型电饭锅采用“聪明火”技术,可以智能化控制不同时间段的烹饪温度,从而使食物的营养和口感达到最佳,其简化电路图如图甲所示,R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。某次用该电饭锅在220V的电压下煮饭的过程中,电路中的总电流随时间变化的图像如图乙所示。[当地气压为标准大气压,求:
(1)电饭锅在正常工作0-10min时间内,自动控制开关S1是什么状态?此时电饭锅的电功率是多少?。
(2)求电热丝R2的阻值。
(3)该电饭锅在0~15min内把锅内1.1kg、20℃的水加热至沸腾,求此过程中电饭锅的效率。
19.(24-25九上·山东济南钢城·期末)家用电吹风的简化电路如图所示,它有三个挡位,分别是“停、冷风和热风”。主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作时,通过计算回答:
热风温度
50—70℃
额定功率
热风∶ 1000W
冷风∶ 120W
额定电压
220V
质量
0.5kg
(1)吹热风时,电热丝的电功率是多少?
(2)吹热风时,通过电热丝的电流是多少?
(3)吹热风2min消耗的电能是多少?
20.(24-25九上·山东烟台栖霞·期末)如图甲所示电路,电源电压不变,灯泡L上标有“5V 0.5A”字样,电压表量程为0~3V,、电流表量程为0~0.6A。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中,灯泡L的电功率与电流的P﹣I关系图像如图乙所示,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡L正常发光1min消耗的电能;
(2)电源电压;
(3)在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
地 城
考点02
电能和电功
21.(24-25九上·山东临沂兰山·期末)一款消防应急照明灯的铭牌如表所示。当外部电路有电时应急灯不亮,停电时应急灯电路接通,内部蓄电池供电,两个灯泡正常发光。根据铭牌信息进行分析,以下说法正确的是( )
消防应急照明灯型号:JF-ST-01
充电电压
220V
单个灯泡规格
6V 3W
蓄电池规格
6V 2500mA·h
充电时间
20h
应急时间
≥1.5h
A.给应急灯蓄电池充电时,把化学能转化为电能
B.蓄电池供电时,两个灯泡都能正常工作,它们是并联的
C.应急灯蓄电池充满电后,储存的电能是6.0×104J
D.应急灯电池充满后,可以让两个灯泡同时正常发光3h
22.(24-25九上·山东泰安泰山·期末)5月初,小明家中的电能表示数为,电能表的部分参数及6月初的示数如图所示,下列说法中( )
①电能表是计量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表
②小明家5月初至6月初消耗的电能是76kW·h
③该电能表接到380V的电路中能正常工作
④小明家所有用电器同时工作,总功率不得超过4.4kW
A.只有①②④正确 B.只有③④正确 C.只有①④正确 D.只有②③正确
23.(24-25九上·山东济宁鱼台&等2地·期末)如图是小明家月初月末的电能表,下列说法错误的是( )
A.电能表是测量电功的仪表
B.小明家本月用了50.2kW·h的电能
C.1600imp/kW·h表示每消耗1度电,指示灯闪1600下
D.指示灯闪的越快,电路消耗的电能越多
24.(24-25九上·山东滨州滨城·期末)一款消防应急照明灯的铭牌如图所示。当外部电路有电时应急灯不亮,停电时应急灯内电路接通,两个灯泡正常发光。请根据铭牌上的情况进行分析,以下说法正确的是( )
A.给应急灯电池充电的过程是将化学能转化为电能
B.应急灯电池充满后,储存的电能是6.0×104J
C.应急灯电池充满后,可以让两个灯泡同时正常发光2.5小时
D.应急灯每个灯泡正常工作时的电流都是0.2A
25.(24-25九上·山东泰安岱岳区·期末)小明家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个,将这三个用电器正常工作1小时消耗的电能绘制成了如图所示的柱状图。则下列说法中正确的是( )
①当这三个用电器正常工作时,电烤箱两端的电压最大
②当这三个用电器正常工作时,电视机的电功率最小
③当这三个用电器正常工作时,通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流
④在一个月内,电烤箱消耗的电能一定比电饭锅消耗的电能多
A.②③ B.②④ C.①③ D.①②③
26.(24-25九上·山东临沂平邑·期末)读出如图甲所示的体温计的示数为 ___________℃;如图乙所示电能表的示数为 ___________kW·h;如图丙所示电阻箱的示数为 ___________Ω。
27.(24-25九上·山东济宁曲阜·期末)小飞家的电能表表盘参数如图所示,他家的电能表所能承受的所有用电器的最大总功率是_________ kW;在傍晚用电高峰期时,将其他用电器关闭,只将一只“220V 1210W”的电热器单独接入电路,工作3min,该电能表的铝盘转动30r,则家庭电路中的实际电压为_________ V。
28.(24-25九上·山东烟台经开区·期末)小明家上月初和上月末电能表的示数如图甲、乙所示,则他家上个月使用的电能为 ___________kW∙h;小明想利用该电能表和手表测量他桌上台灯的电功率,于是他将台灯单独接入家中电路,观察到台灯工作10min该电能表指示灯闪烁了16次,则该台灯的电功率为 _________W。老师指出:小明的方法测得台灯的功率要比实际消耗的功率可能偏 ___________(选填“大”或“小”)。
29.(24-25九上·山东济宁鱼台&等2地·期末)学校实验小组设计了照明系统的模拟控制和工作电路,如图所示。已知控制电路的电源电压为7V,R1的阻值为,R2为光敏电阻,光敏电阻R2的阻值与光照度E之间成反比例函数关系,部分数据如表所示。(光照度单位为勒克斯,符号为)闭合开关,当光照度降低时,光敏电阻R2两端电压达到6V时,开关自动闭合,工作电路工作,灯泡L刚好正常发光;当光照度增强到一定值时,开关自动断开,灯泡L熄灭。已知工作电路的电源电压为220V,灯泡L的规格为“220V 40W”。求:
光照度
1
2
3
光敏电阻R2阻值
60
30
20
15
12
10
(1)灯泡L正常工作消耗的电能;
(2)当灯泡L刚好发光时,光照度的大小;
(3)当光照度为1.2lx时,控制电路的总功率。
30.(24-25九上·山东济宁邹城·期末)如图甲为一款养生壶,其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V,均是发热电阻,其中。开关置于“1”时电路中电流为5A。求:
(1)当开关置于“1”时,的阻值;
(2)当开关置于“2”时,通电1min,养生壶消耗的电能;
(3)将该养生壶接入家庭电路中单独工作,养生壶给水加热的过程中,观察到家里电能表(如图丙所示)的转盘120s内转了100转,则该养生壶消耗的电功率是?
地 城
考点03
焦耳定律及其应用
31.(24-25九上·山东威海文登·期末)如图是探究电流热效应的实验装置,两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2,其中R1=5Ω,R2=R3=10Ω。下列说法错误的是( )
A.只闭合S1,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B.只闭合S1,若电路中的电流为0.2A,通电1min电阻R1产生的热量为12J
C.闭合S1和S2,通过R1的电流是R2电流的2倍
D.闭合S1和S2后,左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
32.(24-25九上·山东济宁曲阜·期末)下列有关物理学家及贡献的说法中不正确的是( )
A.丹麦物理学家奥斯特证明了电流的周围存在磁场,首次揭示了电磁之间的相互联系
B.英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生热量跟电流、电阻、通电时间的关系
C.英国物理学家法拉第发现的磁场对电流有力的作用,电动机是根据这一原理制成的
D.德国物理学家欧姆通过实验发现导体中的电流跟它两端的电压成正比跟电阻成反比
33.(24-25九上·山东青岛市北区·期末)(多选)两个定值电阻的图象如图所示,下列分析正确的是( )
A.当两电阻两端电压为时,通过的电流为,其阻值都为
B.甲在电路中对电流的阻碍作用比乙在电路中对电流的阻碍作用小
C.将两电阻并联接在的电源两端时,电路总电阻为
D.当乙电阻两端电压为时,其内产生的热量为
34.(24-25九上·山东济南·期末)如图所示的即热式节能饮水机利用电流的______效应工作。该饮水机内置热交换套管,出水管套在进水管内,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,这是通过______的方式改变水的内能。
35.(24-25九上·山东烟台经开区·期末)如图所示,灯泡标有“6V,3W”字样,R1标有“5Ω,1.5A”,R2为标有“10Ω,1A”的滑动变阻器,电源电压恒定。闭合所有开关时,灯泡恰好正常发光,则10s内R1产生的热量为 ___________J;断开S1、S2,R2允许调节的阻值范围为 ___________Ω,移动R2滑片的过程中,R2的电功率与电路总功率的最大比值为 ___________。
36.(24-25九上·山东临沂平邑·期末)为探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”,小明设计了如图电路。
(1)当闭合开关时,发现电流表指针如图甲所示,出现这种现象的原因是___________;
(2)实验中将R1、R2两电阻串联在电路中,目的是控制___________和通电时间相等;煤油吸热的多少是通过___________来反映的(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”),为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,是因为煤油具有 ___________的特点。
(3)这种电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的 ___________效应。
37.(24-25九上·山东临沂兰山·期末)很多新能源汽车增设了座椅加热功能(如图甲所示),在寒冷的冬天给驾乘人员带来温暖的体验。图乙所示,是某款汽车上一个电热座椅垫的电路结构简图,电源电压为12V,R1、R2为两个加热片,该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个挡位,加热片R1的电阻值为3Ω,“低温”挡加热时电路中的电流为1A。求:
(1)“高温”挡功率;
(2)“低温”挡加热时,加热片R2的两端电压;
(3)“低温”挡加热10min,电流通过加热片R2所做的功。
38.(24-25九上·山东淄博淄川·期末)图甲是一种家用电暖器,有“低温”、“中温”、“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率空出),图乙为其简化的电路原理图,闭合为“低温”挡,S是自我保护开关,当电暖器跌倒时,S会自动断开,保证安全。求:
××牌电暖器
额定电压
额定功率
低温挡
中温挡
高温挡
频率
(1)“低温”挡正常工作时的电阻;
(2)“高温”挡正常工作时的电流;
(3)“高温”挡正常工作产生的热量。
39.(24-25九上·山东泰安泰山·期末)为实现自动控制,小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温器,其电路图如图甲所示。控制电路中,电压,定值电阻,热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示;工作电路中,电压,、是电热丝,并且,。已知水温达到80℃时衔铁会跳起。
(1)衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流;
(2)工作电路在保温状态下的电功率;
(3)衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量是多少焦耳?
(4)要使水温达到40℃时衔铁跳起,请通过计算说明如何调整控制电路。
地 城
考点04
家庭电路和安全用电
40.(24-25九上·山东烟台经开区·期末)近年来,电动车充电不当引起的火灾时有发生,为保护人民群众的生命财产安全( )
A.将电动车乘电梯推到家里充电
B.将电池从电动车上拆下来再拎回家里充电
C.从楼上扯一根有很长导线的插座板给电动车充电
D.在集中充电点给电动车充电
41.(24-25九上·山东潍坊·期末)(多选)如图是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A.当插座出现发热冒烟时应立即切断电源
B.正常情况下,用测电笔接触A点会使氖管发光
C.为用电安全,应在甲处安装电灯,乙处安装开关
D.电冰箱连入三孔插座后,电灯与电冰箱是串联
42.(24-25九上·山东泰安岱岳区·期末)下列做法符合安全用电要求的是( )
A.保险丝熔断后,也可以用铜丝或铁丝代替 B.用电器的金属外壳没有必要接地
C.正在充电的电动车着火时直接浇水灭火 D.使用测电笔时,手可以接触笔尾的金属体
43.(24-25九上·山东聊城莘县·期末)家庭电路中有两条进户线,火线和零线可以用试电笔判断。如图甲,当正确使用试电笔接触火线,氖管发光时,___________(选填“有”或“没有”)电流通过人体。今天我们生活越来越离不开电,用电安全也引起我们高度重视,下列四种情况人相对安全的是 ___________;(选填A、B、C、D)(请同学们千万不要尝试做该实验)。
44.(24-25九上·山东聊城莘县·期末)如图,将图中元件用笔画线代替导线连起来(开关仅控制灯泡)。
试卷第1页,共3页
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专题06 电功率
4大高频考点概览
考点01 电功率的定义和计算
考点02 电能和电功
考点03 焦耳定律及其应用
考点04 家庭电路和安全用电
地 城
考点01
电功率的定义和计算
1.(24-25九上·山东泰安泰山·期末)下列用电器正常工作时最接近1500W的是( )
A.电视机 B.空调 C.电子手表 D.台灯
【答案】B
【详解】A.电视机正常工作时,电流约为0.5A,功率约为P=UI=220V×0.5A=110W左右,故A不符合题意;
B.空调是大功率用电器,正常工作时,电流最接近5A,功率约为P=UI=220V×5A=1100W左右,故B符合题意;
C.电子手表工作时,电流约为3mA,功率约为P=UI=1.5V×3×10-3A=0.0045W左右,故C不符合题意;
D.台灯正常工作时,电流约为0.2A,功率约为P=UI=220V×0.2A=44W左右,故D不符合题意。
故选B。
2.(24-25九上·山东临沂兰山·期末)学生具有对常见物理量进行合理估算的能力是物理核心素养的体现之一。下列估算最接近实际值的是( )
A.家用微波炉的正常工作电流约为4A
B.学习用的台灯额定功率约为100W
C.智能手机电池的输出电压是220V
D.临沂冬天的气温一般在-20℃~-30℃之间
【答案】A
【详解】A.家用微波炉的功率一般在800~1200W左右,根据,可得正常工作电流约为3.6A~5.5A,4A在此范围内,故A符合题意;
B.学习用的台灯额定功率一般在10~40W左右,100W功率较大,不符合学习台灯的实际功率,故B不符合题意;
C.智能手机电池的输出电压一般在3.7~4.2V左右,远低于220V,故C不符合题意;
D.临沂属于温带季风气候,冬天气温一般-8℃至14℃左右,很少能达到-20℃~-30℃,故D不符合题意。
故选A。
3.(24-25九上·山东泰安泰山·期末)如图所示,电源电压保持6V不变,甲、乙两个小灯泡分别标有“6V 3W”和“6V 6W”字样(假设灯丝电阻不变)。当开关S闭合后,两灯均能发光,下列说法中( )
①甲灯电阻6Ω,乙灯电阻12Ω
②甲、乙两灯的电阻之比是2∶1
③若1、2为电流表、3为电压表,则甲灯的实际功率比乙灯小
④若1、2为电压表、3为电流表,则乙灯比甲灯亮
A.只有①③正确 B.只有②③正确 C.只有①④正确 D.只有②③④正确
【答案】B
【详解】①甲灯电阻,乙灯电阻,故①错误;
②甲、乙两灯的电阻之比是,故②正确;
③若1、2为电流表、3为电压表,两灯泡并联,根据可知,甲灯的电阻比乙灯大,则甲灯的实际功率比乙灯小,故③正确;
④若1、2为电压表、3为电流表,甲、乙灯串联,通过小灯泡的电流相同,根据可知,甲灯的电阻比乙灯的电阻大,故甲灯比乙灯亮,故④错误。
综上所述,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.(24-25九上·山东烟台经开区·期末)研究发现,额定功率为3W的LED灯与额定功率为8W的节能灯,以及额定功率为25W的白炽灯在正常发光时的亮度相当。下列说法正确的是( )
A.三个灯的实际功率相同
B.LED灯比节能灯和白炽灯消耗的电能都少
C.LED灯比节能灯和白炽灯的电流做功都快
D.LED灯比节能灯把电能转化为光能的效率更高
【答案】D
【详解】AC.根据题意知道,当三灯均正常工作时它们的实际功率分别等于其额定功率,LED灯的实际功率最小,当三灯均正常工作时,LED灯功率最小,电流通过LED灯做功最慢,故AC错误;
B.由W=Pt,则相同时间内LED消耗的电能少,如果时间不确定,则无法确定消耗电能的多少,故B错误;
D.两灯的功率不同,但亮度相同,说明两灯电能转化为光能效率较不同, LED灯的功率小,则LED灯比节能灯把电能转化为光能的效率更高,故D正确。
故选D。
5.(24-25九上·山东临沂兰山·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。下列说法中( )
①电源电压为6V ②定值电阻R的阻值为5Ω ③滑动变阻器的最大阻值为10Ω
④电路的总功率变化范围为1.35W~4.05W
A.只有②③④正确 B.只有①②④正确
C.只有②③正确 D.只有①③正确
【答案】A
【详解】①②由图甲可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻两端的电压,当滑片P在a端时,滑动变阻器连入电路的电阻为0,电路中只有定值电阻工作,则电压表示数最大且等于电源电压,由图乙可知,电源电压U=4.5V,此时电路中的电流最大,为,则定值电阻的阻值为,故①错误,②正确;
③当滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,由图乙可知,此时定值电阻两端的电压为,电路中的电流为,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端电压为,滑动变阻器的最大阻值为,故③正确;
④当电路中电流最大时,电路消耗的功率最大,为,电路中电流最小时,电路消耗的功率最小,为,即电路的总功率变化范围为1.35W~4.05W,故④正确,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.(24-25九上·山东烟台龙口·期末)有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图(甲)所示。把它们串联在电路中如图(乙)所示,闭合开关S,这时电流表的示数为0.2A,则电源电压和元件B的电功率分别是( )
A.2.0V 0.8W B.4.5V 0.5W
C.2.5V 1.0W D.4.5V 1.0W
【答案】B
【详解】由电路图可知,电路元件A和B串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,电流表的示数为0.2A时,,由图象可知,A和B两端的电压分别为UA=2.0V,UB=2.5V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压,元件B的电功率,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.(24-25九上·山东泰安岱岳区·期末)分别标有“6V 3.6W”和“6V 1.8W”字样的甲、乙两灯,其I-U图像如图所示。当将两灯串联在8V的电源两端时,甲、乙两灯的实际功率P甲∶P乙为( )
A.1∶2 B.1∶3 C.2∶1 D.3∶1
【答案】B
【详解】因为串联电路中电流处处相等,且各用电器两端电压之和等于电源电压,当将两灯串联在8V的电源两端时,由图可知此时电路中电流为0.3A,甲、乙两端的电压分别为2V、6V,根据电功率公式P=UI可知甲、乙两灯的实际功率之比,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.(24-25九上·山东济宁汶上·期末)标有“6V 3W”和“6V 6W”的灯和(假设两灯灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,使其中一个灯正常发光时,下列说法正确的是( )
A.若电源电压为12V,两灯都能正常发光 B.能够正常发光的灯应是灯
C.通过灯和的电流之比为1∶2 D.灯和两端的电压之比为2∶1
【答案】D
【详解】A.L1的电阻为,L2的电阻为,若电源电压为12V,根据串联分压原理可知,L1两端电压会大于6V,L2两端电压小于6V,两灯都不能正常发光,故A错误;
B.L1正常发光时的电流为,L2正常发光时的电流为,串联电路电流相等,在保证电路安全的前提下,能够正常发光的灯应是灯L1,故B错误;
C.由于串联电路电流相等,所以通过灯和的电流之比为1∶1,故C错误;
D.串联电路中,电压的分配与电阻成正比,所以灯和两端的电压之比为,故D正确。
故选D。
9.(24-25九上·山东济宁曲阜·期末)在如图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。滑动变阻器的滑片 P 从a 端移到b 端的过程中,电压表与电流表的示数变化如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.电源电压为 6 V
B.定值电阻R0的阻值为10 Ω
C.电路的总功率变化范围是0.8~3.6 W
D.滑动变阻器的调节范围为0~20Ω
【答案】C
【详解】ABD.从图甲可以看到,滑片P在a端时,接入电阻为0,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中,电阻变大,根据串联分压原理,电压表的示数从零开始增大;电路中总电阻变大,电压不变,根据可知,电流表的示数是减小的。所以对应图乙中,滑片P在b端时,电压表的示数为4V,电流表的示数为0.2A,变阻器的最大阻值为,电流表示数为0.6A时,电路中只有R0,电源电压为,电流表示数为0.2A时,R0和滑动变阻器串联,电源电压为,联立上面两式解得、,故ABD正确,不符合题意;
C.因为,电路最大电流是0.6A,电路最大功率是,电路最小电流是0.2A,电路最小功率是,故C错误,符合题意;
故选C。
10.(24-25九上·山东滨州沾化区·期末)(多选)如图所示的电路中,电源电压恒为,电压表的量程为0~,电流表量程为0~,定值电阻阻值为,滑动变阻器的规格为“ ”,灯泡L上标有“ ”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S,移动滑片使电流表示数为时,
B.只闭合开关S时电压表的示数变化范围是~
C.只闭合开关S,滑片置于最右端时电路所消耗的总功率最小
D.开关S、、都闭合时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是~
【答案】BCD
【详解】A.据图可知,只闭合开关S,电路为灯泡和变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,根据灯泡规格可得,灯泡的电阻为,移动滑片使电流表示数为时,电路中的总电阻为,变阻器接入电路中的阻值为,故A错误;
B.只闭合开关S时,由于灯泡的额定电压是2.5V,因此电压表示数最大为2.5V,当变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小,根据可知,灯泡两端电压最小,即电压表的示数最小,此时电路中的电流为,电压表示数最小为,因此电压表的示数变化范围是0.5V~2.5V,故B正确;
C.只闭合开关S,滑片置于最右端时,变阻器接入电路中的阻值最大,电路中电流最小,根据可知,电路中的总功率最小,故C正确;
D.开关S、、都闭合时,电路为定值电阻和变阻器并联,电流表测干路电流,已知电源电压为4.5V,定值电阻的阻值是,则定值电阻支路的电流为,当电流表示数最大,变阻器支路电流最大,已知电流表最大电流为0.6A,则变阻器支路电流为,变阻器接入电路中的最小电阻为,已知变阻器的最大阻值是40Ω,则滑动变阻器接入电路的阻值范围是15Ω~40Ω,故D正确。
故选BCD。
11.(24-25九上·山东潍坊·期末)(多选)如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,移动变阻器R2的滑片P,则( )
A.电路的最大总功率为3W
B.电流表示数的变化范围为0.2~0.3A
C.电阻R1的最大功率为0.9W
D.变阻器R2接入电路的最小阻值为2Ω
【答案】BC
【详解】A.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R1两端的电压;已知电流表量程0 ~ 0.6A,R2允许通过的最大电流为 0.5A;电压表的量程为0 ~ 3V,即R1两端的电压最大为:U1大= 3V,由欧姆定律可知通过R1的最大电流为,由上述分析可知,为确保电路安全,因此电路中的最大电流为,则电路消耗的最大功率为,故A不符合题意;
B.当滑动变阻器接入电路的阻值最大为R2=20Ω时,电路的总电阻最大为
由欧姆定律可知电路中电流最小为,由上述分析可知电流表示数的变化范围为0.2A ~ 0.3A ,故B符合题意;
C.由P=I2R可知电阻R1消耗的最大功率为,故C符合题意;
D.由可知当电路中的电流最大时,电路总电阻最小,即滑动变阻器接入电路的阻值最小;已知最大电流I大=0.3A,由欧姆定律可知总电阻最小,由串联电路的电阻特点可知滑动变阻器接入电路的最小阻值为,故D不符合题意。
故选BC。
12.(24-25九上·山东济宁嘉祥·期末)一台家用洗衣机正常洗衣服时,电动机的线圈电阻为22Ω,线圈的电流为1A,这台洗衣机正常工作10s,电动机因发热损失的功率是 _______W,消耗电能是 _________J。
【答案】 22 2200
【详解】[1]洗衣机正常工作10s,电动机因发热损失的功率是
[2]家用洗正常工作时电压为220V,这台洗衣机正常工作10s消耗的电能
13.(24-25九上·山东德州陵城·期末)如图所示,电源电压恒为,灯泡上标有“”字样,滑动变阻器上标有“ ”字样,定值电阻阻值为,电压表量程为,不计温度对灯丝电阻的影响。小灯泡正常工作时电流为_____A;在保证电路元件安全的前提下当开关断开,S闭合时,接入电路的最小阻值为_____Ω;当开关、闭合,断开时,电路总功率最小值为_____。
【答案】 0.5 3 3.375
【详解】[1]小灯泡正常工作时电流为
[2]在保证电路元件安全的前提下当开关断开,S闭合时,滑动变阻器R2与灯泡L串联,接入电路的阻值越小,总电阻越小,电路中的电流越大,在保证电路元件安全的前提下,电路中的电流最大值为0.5A,此时小灯泡两端的电压为3V,电源电压为4.5V,则滑动变阻器两端的电压为,滑动变阻器接入的最小阻值为
[3]当开关、闭合,断开时,R1与R2并联,小灯泡L被短路,当滑动变阻器接入的阻值最大时,通过R2的电流最小,总电流最小,总功率最小,通过R2的最小的电流为,通过R1的电流为,干路电流为,电路总功率最小值为
14.(24-25九上·山东德州陵城·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移到端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。则电源电压为______V,滑动变阻器的最大阻值为______Ω,滑片P在b端时,通电1min电阻R产生的热量为______J。
【答案】 4.5 10 27
【详解】[1]据甲图可知,电路为定值电阻和变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路中的电流;当滑片在a端时,滑动变阻器接入的阻值为0Ω,电路中电流最大,电压表的示数为R两端电压,即为电源电压,从图乙中直接读出电源电压为4.5V。
[2]当变阻器接入电路中的阻值最大时,即滑片在b端,电路中的电流最小,据乙图可知,最小电流为0.3A,定值电阻两端电压为1.5V,则变阻器两端电压为,变阻器的最大阻值为
[3]滑片P在b端时,通电1min电阻R产生的热量为
15.(24-25九上·山东德州天衢新区·期末)如图甲所示,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关,将滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中,其电流I与电压U的关系图像如图乙所示,则电源电压为______V,定值电阻的阻值为______,电阻消耗的最大功率和最小功率之比为______。
【答案】 3 5 9∶1
【详解】[1][2][3]分析电路可知,和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压,电流表测电路中电流。由图像可知,电流最大为0.6A,此时滑动变阻器电压为零,则电源电压 ①,电流最小为0.2A,此时滑动变阻器电压为2V,则电源电压 ②,联立①②,解得电源电压,定值电阻;电阻消耗的最大功率和最小功率之比为
16.(24-25九上·山东济宁梁山·期末)在测定“小灯泡电功率”的实验中,小明所在的实验小组用的电源电压为,小灯泡额定电压为。他们所设计的实验电路如图甲所示:
(1)正确操作后,小明同学闭合开关,电压表示数(如图乙所示)为______ V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为______ V;
(2)小丽同学移动滑片P、记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是______ W;
(3)为了成功测出小灯泡的额定功率,该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为______;
(4)小组的同学完成上述实验后,小华提议用这些器材探究电流与电压的关系,小明立刻说明无法完成此实验,小明认为不能完成此实验探究的理由是______。
【答案】(1) 左
(2)
(3)
(4)见解析
【详解】(1)[1][2][3]如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表示数为1.5V,小于灯泡的额定电压2.5V,要测灯泡的额定功率,应增大灯两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左端移动,直到电压表示数为额定电压2.5V。
(2)根据绘制成图丙所示的I-U图象知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率是
(3)当灯泡的电压为时,根据串联电路电压的规律,变阻器分得电压为,此时电路中的电流为,由串联电路电流的规律和欧姆定律得到变阻器接入电路的最小阻值
(4)探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,而灯丝的电阻不是定值,随温度的变化而变化,则小明不能完成此实验探究。
17.(24-25九上·山东泰安岱岳区·期末)如图所示,小林用一个的电阻与LED灯串联,接在电压为6V的电源上,成功的让LED灯发出了红光。LED灯发光的颜色与两端的电压之间的关系如表格所示。求:
LED灯两端电压(V)
2
3
发光的颜色
红
绿
蓝
(1)电路中的电流;
(2)定值电阻R1的实际功率;
(3)发红光时LED灯工作1小时消耗的电能。
【答案】(1)
(2)
(3)288J
【详解】(1)根据串联电路的电压特点可知,电阻两端的电压为
串联电路中电流处处相等,电路电流
(2)定值电阻的实际功率
(3)根据可知,发红光时LED灯工作1小时消耗的电能
18.(24-25九上·山东滨州滨城·期末)某新型电饭锅采用“聪明火”技术,可以智能化控制不同时间段的烹饪温度,从而使食物的营养和口感达到最佳,其简化电路图如图甲所示,R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。某次用该电饭锅在220V的电压下煮饭的过程中,电路中的总电流随时间变化的图像如图乙所示。[当地气压为标准大气压,求:
(1)电饭锅在正常工作0-10min时间内,自动控制开关S1是什么状态?此时电饭锅的电功率是多少?。
(2)求电热丝R2的阻值。
(3)该电饭锅在0~15min内把锅内1.1kg、20℃的水加热至沸腾,求此过程中电饭锅的效率。
【答案】(1)自动开关S1是闭合状态;660W
(2)
(3)70%
【详解】(1)根据图乙可知电饭锅0-10min内,电路中电流较大,则自动开关S1是闭合状态,R1与R2并联,电路中电阻最小,根据可知电饭锅功率最大,由题图乙可知,电路中最大电流,则电饭锅的电功率
(2)由题图乙知,当只闭合S时,电路中只有R1工作,电路中电阻较大,根据可知电饭锅功率最小,则通过R1的电流,根据并联电路电流规律可知通过R2的电流
由可得,电热丝R2的阻值
(3)电饭锅在0~15min内消耗的电能
水吸收热量
此过程中电饭锅的效率
19.(24-25九上·山东济南钢城·期末)家用电吹风的简化电路如图所示,它有三个挡位,分别是“停、冷风和热风”。主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作时,通过计算回答:
热风温度
50—70℃
额定功率
热风∶ 1000W
冷风∶ 120W
额定电压
220V
质量
0.5kg
(1)吹热风时,电热丝的电功率是多少?
(2)吹热风时,通过电热丝的电流是多少?
(3)吹热风2min消耗的电能是多少?
【答案】(1)880W
(2)4A
(3)1.2×105J
【详解】(1)由图可知,电吹风正常吹热风,电热丝与电动机并联,吹冷风时只有电机工作,所以吹热风时电热丝的电功率是
(2)吹热风时通过电热丝的电流
(3)吹热风2min消耗的电能
20.(24-25九上·山东烟台栖霞·期末)如图甲所示电路,电源电压不变,灯泡L上标有“5V 0.5A”字样,电压表量程为0~3V,、电流表量程为0~0.6A。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中,灯泡L的电功率与电流的P﹣I关系图像如图乙所示,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡L正常发光1min消耗的电能;
(2)电源电压;
(3)在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
【答案】(1)150J
(2)6V
(3)2Ω
【详解】(1)灯泡L正常发光1min消耗的电能
(2)由图甲可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路中的电流;滑片P在b端时,变阻器接入电路的电阻最大,此时电流最小,由图乙可知,通过电路的电流I1=0.3A,此时灯泡的实际功率P2=0.9W,由P=UI可知,此时灯泡两端的电压
根据串联电路的电压规律和欧姆定律可知,电源电压﹣﹣﹣﹣﹣①
滑片位于中点时,由图乙可知,通过电路的电流I2=0.4A,此时灯泡的实际功率P2=1.6W,则此时灯泡两端的电压
根据串联电路的电压规律和欧姆定律可知,电源电压﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得:R=10Ω,电源电压U=6V;
(3)由可知,灯泡的电阻
电流表量程为0~0.6A,灯泡正常发光时的电流为0.5A,由串联电路电流特点可知,电路的最大电流I大=IL=0.5A,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,由可知,此时电路的总电阻
根据串联电路电阻规律可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值
地 城
考点02
电能和电功
21.(24-25九上·山东临沂兰山·期末)一款消防应急照明灯的铭牌如表所示。当外部电路有电时应急灯不亮,停电时应急灯电路接通,内部蓄电池供电,两个灯泡正常发光。根据铭牌信息进行分析,以下说法正确的是( )
消防应急照明灯型号:JF-ST-01
充电电压
220V
单个灯泡规格
6V 3W
蓄电池规格
6V 2500mA·h
充电时间
20h
应急时间
≥1.5h
A.给应急灯蓄电池充电时,把化学能转化为电能
B.蓄电池供电时,两个灯泡都能正常工作,它们是并联的
C.应急灯蓄电池充满电后,储存的电能是6.0×104J
D.应急灯电池充满后,可以让两个灯泡同时正常发光3h
【答案】B
【详解】A.蓄电池充电时相当于用电器,将电能转化为化学能储存起来,故A错误;
B.蓄电池供电时电压为6V,两个灯泡的额定电压均为6V。当两灯都正常工作时,其两端的电压均为6V,等于电源电压,符合并联电路的电压规律,则两灯泡是并联的,故B正确;
C.电池的容量为2500mA·h,电源电压为6V,充满电后可储存的电能为,故C错误;
D.应急灯电池充满后,可以让两个灯泡同时正常发光的时间为,故D错误。
故选B。
22.(24-25九上·山东泰安泰山·期末)5月初,小明家中的电能表示数为,电能表的部分参数及6月初的示数如图所示,下列说法中( )
①电能表是计量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表
②小明家5月初至6月初消耗的电能是76kW·h
③该电能表接到380V的电路中能正常工作
④小明家所有用电器同时工作,总功率不得超过4.4kW
A.只有①②④正确 B.只有③④正确 C.只有①④正确 D.只有②③正确
【答案】A
【详解】①电能表是计量用电器一段时间内消耗电能多少的仪表,读数单位是,最后一位是小数位故①正确;
②小明家5月初至6月初消耗的电能为,故②正确;
③该电能表接到220V的电路中能正常工作,故③错误;
④小明家所有用电器同时工作,总功率最大为,故④正确。
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
23.(24-25九上·山东济宁鱼台&等2地·期末)如图是小明家月初月末的电能表,下列说法错误的是( )
A.电能表是测量电功的仪表
B.小明家本月用了50.2kW·h的电能
C.1600imp/kW·h表示每消耗1度电,指示灯闪1600下
D.指示灯闪的越快,电路消耗的电能越多
【答案】D
【详解】A.电能表是测量电功或电能的仪表,计数器数字的单位是kW·h,故A正确,不符合题意;
B.由图可知月初电能表示数为675.2kW·h,月末电能表示数为725.4kW·h,所以小明家本月消耗的电能为W=725.4kW·h-675.2kW·h=50.2kW·h,故B正确,不符合题意;
C.参数“1600imp/kW·h”表示每消耗1 kW·h的电能,电能表指示灯闪1600下,1 kW·h=1度,故C正确,不符合题意;
D.指示灯闪的越快,表明电路消耗的电能越快,即电路消耗的电功率越大,故D错误,符合题意。
故选D。
24.(24-25九上·山东滨州滨城·期末)一款消防应急照明灯的铭牌如图所示。当外部电路有电时应急灯不亮,停电时应急灯内电路接通,两个灯泡正常发光。请根据铭牌上的情况进行分析,以下说法正确的是( )
A.给应急灯电池充电的过程是将化学能转化为电能
B.应急灯电池充满后,储存的电能是6.0×104J
C.应急灯电池充满后,可以让两个灯泡同时正常发光2.5小时
D.应急灯每个灯泡正常工作时的电流都是0.2A
【答案】C
【详解】A.在给应急灯电池充电时,是将电能转化为化学能储存起来,故A错误;
B.应急灯电池充满后,储存的电能为,故B错误;
C.应急灯电池充满后,可以让两个灯泡同时正常发光的时间为,故C正确;
D.根据铭牌数据可知,灯泡正常工作时的电流为,故D错误。
故选C。
25.(24-25九上·山东泰安岱岳区·期末)小明家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个,将这三个用电器正常工作1小时消耗的电能绘制成了如图所示的柱状图。则下列说法中正确的是( )
①当这三个用电器正常工作时,电烤箱两端的电压最大
②当这三个用电器正常工作时,电视机的电功率最小
③当这三个用电器正常工作时,通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流
④在一个月内,电烤箱消耗的电能一定比电饭锅消耗的电能多
A.②③ B.②④ C.①③ D.①②③
【答案】A
【详解】①.由题意可知,三个用电器的额定电压相同,根据额定电压下用电器正常工作可知,三个用电器正常工作时的电压相等,故①错误;
②.由图可知,工作1小时,电烤箱消耗的电能最多,电视机消耗的电能最少,由可知,电烤箱的电功率最大,电视机的电功率最小,故②正确;
③.由于三个用电器正常工作时的电压相等,电烤箱的电功率最大,电视机的电功率最小,由可知,当这三个用电器正常工作时,通过电烤箱的电流最大,通过电视机的电流最小,故③正确;
④.由公式可知,消耗电能的多少与电功率大小和时间长短有关,在一个月内,小明家三种用电器的使用时间t的关系不确定,电烤箱消耗的电能不一定比电饭锅消耗的电能多,故④错误。
综上,故A正确,BCD错误。
故选A。
26.(24-25九上·山东临沂平邑·期末)读出如图甲所示的体温计的示数为 ___________℃;如图乙所示电能表的示数为 ___________kW·h;如图丙所示电阻箱的示数为 ___________Ω。
【答案】 36.6 2025.1 108
【详解】[1]甲图体温计的分度值为0.1℃,示数为36.6℃。
[2]乙图电能表的最后一位数是小数,单位是kW·h,电能表的示数为2025.1kW·h。
[3]丙图电阻箱的示数为R=0×1000Ω+1×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=108Ω
27.(24-25九上·山东济宁曲阜·期末)小飞家的电能表表盘参数如图所示,他家的电能表所能承受的所有用电器的最大总功率是_________ kW;在傍晚用电高峰期时,将其他用电器关闭,只将一只“220V 1210W”的电热器单独接入电路,工作3min,该电能表的铝盘转动30r,则家庭电路中的实际电压为_________ V。
【答案】 4.4 200
【详解】[1]由图可知,电能表的工作电压为220V,允许通过的最大电流为20A,根据功率的计算公式可得,他家同时使用的用电器总功率最大为
[2]根据电热器规格可得,电热器的电阻为,只将电热器单独接入电路,该电能表的铝盘转动30r,电热器消耗的电能为,电热器消耗的实际电功率为,根据可得,家庭电路中的实际电压为
28.(24-25九上·山东烟台经开区·期末)小明家上月初和上月末电能表的示数如图甲、乙所示,则他家上个月使用的电能为 ___________kW∙h;小明想利用该电能表和手表测量他桌上台灯的电功率,于是他将台灯单独接入家中电路,观察到台灯工作10min该电能表指示灯闪烁了16次,则该台灯的电功率为 _________W。老师指出:小明的方法测得台灯的功率要比实际消耗的功率可能偏 ___________(选填“大”或“小”)。
【答案】 101.1 60 大
【详解】[1]电能表读数时,最后一位是小数位,则月初和月末电能表示数分别为5546.7 kW∙h,5647.8 kW∙h。则他家上个月使用的电能为
[2]电能表指示灯闪烁了16次消耗的电能为。该台灯的电功率为
[3]由于线路中会消耗部分电能,则导致测量的电能大于小灯泡实际消耗的电能,根据可知,测得台灯的功率要比实际消耗的功率可能偏大。
29.(24-25九上·山东济宁鱼台&等2地·期末)学校实验小组设计了照明系统的模拟控制和工作电路,如图所示。已知控制电路的电源电压为7V,R1的阻值为,R2为光敏电阻,光敏电阻R2的阻值与光照度E之间成反比例函数关系,部分数据如表所示。(光照度单位为勒克斯,符号为)闭合开关,当光照度降低时,光敏电阻R2两端电压达到6V时,开关自动闭合,工作电路工作,灯泡L刚好正常发光;当光照度增强到一定值时,开关自动断开,灯泡L熄灭。已知工作电路的电源电压为220V,灯泡L的规格为“220V 40W”。求:
光照度
1
2
3
光敏电阻R2阻值
60
30
20
15
12
10
(1)灯泡L正常工作消耗的电能;
(2)当灯泡L刚好发光时,光照度的大小;
(3)当光照度为1.2lx时,控制电路的总功率。
【答案】(1)
(2)0.5lx
(3)
【详解】(1)根据知道,灯泡L正常工作消耗的电能
(2)控制电路中,闭合开关,定值电阻和光敏电阻串联,当R2两端的电压为6V时,闭合,灯L刚好发光,光敏电阻R2两端电压达到6V时,根据串联电路的电压特点知道,定值电阻两端的电压
根据欧姆定律知道,电路电流
根据欧姆定律知道,光敏电阻的阻值
根据表格数据可知由表格知道,光照度的大小为0.5lx。
(3)当光照度为1.2lx时,设此时光敏电阻的阻值为,根据表格数据知道
此时光敏电阻的阻值为
根据电阻串联的特点知道,总电阻
由知道,控制电路的总功率
30.(24-25九上·山东济宁邹城·期末)如图甲为一款养生壶,其加热原理如图乙所示。养生壶的额定电压为220V,均是发热电阻,其中。开关置于“1”时电路中电流为5A。求:
(1)当开关置于“1”时,的阻值;
(2)当开关置于“2”时,通电1min,养生壶消耗的电能;
(3)将该养生壶接入家庭电路中单独工作,养生壶给水加热的过程中,观察到家里电能表(如图丙所示)的转盘120s内转了100转,则该养生壶消耗的电功率是?
【答案】(1)44Ω; (2)5280J; (3)1kW
【详解】解:(1)当开关置于“1”时,电流为5A,是只有R1接入的简单电路,所以R1的阻值为
(2)当开关置于“2”时,R1与R2串联,所以此时电路中的电流为
通电1min,养生壶消耗的电能为
(3)转盘120s内转了100转,消耗的电能为
则该养生壶消耗的电功率是
答:(1)R1的阻值为44Ω;
(2)通电1min,养生壶消耗的电能为5280J;
(3)该养生壶消耗的电功率是1kW。
地 城
考点03
焦耳定律及其应用
31.(24-25九上·山东威海文登·期末)如图是探究电流热效应的实验装置,两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2,其中R1=5Ω,R2=R3=10Ω。下列说法错误的是( )
A.只闭合S1,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B.只闭合S1,若电路中的电流为0.2A,通电1min电阻R1产生的热量为12J
C.闭合S1和S2,通过R1的电流是R2电流的2倍
D.闭合S1和S2后,左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
【答案】D
【详解】A.只闭合S1,两个电阻R1、R2串联,电流相同,通电时间相同,电阻的大小不同,故可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,故A正确,不符合题意;
B.只闭合S1,若电路中的电流为0.2A,通电1min电阻产生的热量为,故B正确,不符合题意;
C.闭合S1和S2,R2与R3并联,R2与R3电阻相同,设通过R2的电流为I,则通过R1的电流为2I,通过R1的电流是R2电流的2倍,故C正确,不符合题意;
D.闭合S1和S2后,R2与R3并联,通过R1的电流是R2电流的2倍,左侧电阻R1放出的热量多于右侧电阻放出的热量,左侧U形管内液柱的高度差大于右侧的高度差,故D错误,符合题意。
故选D。
32.(24-25九上·山东济宁曲阜·期末)下列有关物理学家及贡献的说法中不正确的是( )
A.丹麦物理学家奥斯特证明了电流的周围存在磁场,首次揭示了电磁之间的相互联系
B.英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生热量跟电流、电阻、通电时间的关系
C.英国物理学家法拉第发现的磁场对电流有力的作用,电动机是根据这一原理制成的
D.德国物理学家欧姆通过实验发现导体中的电流跟它两端的电压成正比跟电阻成反比
【答案】C
【详解】A.丹麦物理学家奥斯特在 1820 年进行实验,发现电流的周围存在磁场,首次揭示了电和磁之间的联系,故A正确,不符合题意;
B.英国物理学家焦耳经过大量实验,最先精确地确定了电流产生热量跟电流、电阻、通电时间的关系,即焦耳定律Q=I2Rt,故B正确,不符合题意;
C.英国物理学家法拉第发现的是电磁感应现象;而磁场对电流有力的作用是由安培等科学家研究的,电动机是根据磁场对电流有力的作用这一原理制成的,故C错误,符合题意;
D.德国物理学家欧姆通过实验总结得出欧姆定律,即导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,故D正确,不符合题意。
故选C。
33.(24-25九上·山东青岛市北区·期末)(多选)两个定值电阻的图象如图所示,下列分析正确的是( )
A.当两电阻两端电压为时,通过的电流为,其阻值都为
B.甲在电路中对电流的阻碍作用比乙在电路中对电流的阻碍作用小
C.将两电阻并联接在的电源两端时,电路总电阻为
D.当乙电阻两端电压为时,其内产生的热量为
【答案】BD
【详解】A.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关,所以当两电阻两端电压为0V 时,通过的电流为0A,其阻值不为0,故A错误;
B.导体对电流是有阻碍作用的,同等情况下,对电流的阻碍作用越小,通过的电流越大;由图像可知, 甲、乙两端的电压相等时,通过甲的电流比通过乙的电流大,说明甲对电流的阻碍作用小,乙对电流的阻碍作用大,故B正确;
C.将甲和乙并联,若电源电压为2V,根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压为2V,由图像可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流I= I甲+ I乙=0.4A+0.2A=0.6A
电路总电阻为,故C错误;
D.乙的电阻为,当乙电阻两端电压为2.5V时,其20s内产生的热量为,故D正确。
故选BD。
34.(24-25九上·山东济南·期末)如图所示的即热式节能饮水机利用电流的______效应工作。该饮水机内置热交换套管,出水管套在进水管内,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,这是通过______的方式改变水的内能。
【答案】 热 热传递
【详解】[1]热式节能饮水机,消耗电能,将电能转化为内能,是利用电流热效应原理工作的。
[2]由饮水机工作原理知进入饮水机的水在热交换套管被预热是利用了热传递,加热腔加热也是水吸收了电热丝的热量,这是利用热传递方式增大水的内能。
35.(24-25九上·山东烟台经开区·期末)如图所示,灯泡标有“6V,3W”字样,R1标有“5Ω,1.5A”,R2为标有“10Ω,1A”的滑动变阻器,电源电压恒定。闭合所有开关时,灯泡恰好正常发光,则10s内R1产生的热量为 ___________J;断开S1、S2,R2允许调节的阻值范围为 ___________Ω,移动R2滑片的过程中,R2的电功率与电路总功率的最大比值为 ___________。
【答案】 72 1~10 2∶3
【详解】[1]闭合所有开关,R2被短路,R1和灯泡并联在电路中,此时灯泡恰好正常发光,根据并联电路的电压特点可知,此时R1两端的电压等于电源电压等于灯泡的额定电压为6V。则10s内R1产生的热量为
[2]闭合S、断开S1、S2,R1和R2串联在电路中,由于R1标有“5Ω 1.5A”,所以通过R1的最大电流为1.5A;又因为R2为标有“10Ω 1A”的滑动变阻器,所以通过R2的最大电流为1A。故此时电路的最大电流为I大=1A,根据欧姆定律可知,变阻器连入电路的阻值最小,总电阻最小,即,根据串联电路的电阻特点可得,R2接入电路的最小电阻为
而滑动变阻器连入电路的阻值最大时,电路是安全的。故R2允许调节的阻值范围为1~10Ω。
[3]移动R2滑片的过程中,由于串联电路电流处处相等,因此通过R1的电流等于电路电流。根据可得,R2的电功率与电路总功率的比值为,因为R2允许调节的阻值范围为1~10Ω,当R2等于10Ω时,R2的电功率与电路总功率的比值最大,即其最大比值为
36.(24-25九上·山东临沂平邑·期末)为探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”,小明设计了如图电路。
(1)当闭合开关时,发现电流表指针如图甲所示,出现这种现象的原因是___________;
(2)实验中将R1、R2两电阻串联在电路中,目的是控制___________和通电时间相等;煤油吸热的多少是通过___________来反映的(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”),为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,是因为煤油具有 ___________的特点。
(3)这种电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的 ___________效应。
【答案】(1)电流表正负接线柱接反了
(2) 电流 温度计升高的示数 比热容小
(3)热
【详解】(1)当闭合开关时,发现电流表指针如图1甲所示,指针反向偏转,出现这种故障的原因是电流表的正负接线柱接反了。
(2)[1]根据串联电路电流的特点,选择阻值不同的电阻串联,其目的是控制导体中的电流、通电时间相同。
[2]相同质量的煤油吸热越多,温度变化越大,所以吸热的多少是通过温度计升高的示数来反映的。
[3] 为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水做实验,主要是由于煤油的比热容小,吸收相同的热量,温度变化明显,实验效果好。
(3)导体中有电流时,导体产生热量,电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应。
37.(24-25九上·山东临沂兰山·期末)很多新能源汽车增设了座椅加热功能(如图甲所示),在寒冷的冬天给驾乘人员带来温暖的体验。图乙所示,是某款汽车上一个电热座椅垫的电路结构简图,电源电压为12V,R1、R2为两个加热片,该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个挡位,加热片R1的电阻值为3Ω,“低温”挡加热时电路中的电流为1A。求:
(1)“高温”挡功率;
(2)“低温”挡加热时,加热片R2的两端电压;
(3)“低温”挡加热10min,电流通过加热片R2所做的功。
【答案】(1)48W
(2)9V
(3)5400J
【详解】(1)由图知,由式子可知座椅垫处于“高温”时,是R1的基本电路,低温挡时,R1和R2串联,“高温”挡功率 。
(2)低温挡时,R1和R2串联,R1的两端电压,根据串联电压规律,R2的两端电压。
(3)“低温”挡加热10min,电流通过加热片R2所做的功。
38.(24-25九上·山东淄博淄川·期末)图甲是一种家用电暖器,有“低温”、“中温”、“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率空出),图乙为其简化的电路原理图,闭合为“低温”挡,S是自我保护开关,当电暖器跌倒时,S会自动断开,保证安全。求:
××牌电暖器
额定电压
额定功率
低温挡
中温挡
高温挡
频率
(1)“低温”挡正常工作时的电阻;
(2)“高温”挡正常工作时的电流;
(3)“高温”挡正常工作产生的热量。
【答案】(1)88Ω
(2)
(3)
【详解】(1)由表格数据知道,电暖器低温挡正常工作时的电功率P低=550W,根据题意知道,闭合S、为“低温”挡,由图乙知道,此时只有R1工作,由知道,“低温”挡正常工作时的电阻
(2)由图乙知道,当S、S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点知道,此时电路中的总电阻最小,由知道,电路中的总功率最大,电暖器处于高温挡;当S、S2闭合,S1断开时,只有R2工作,此时电暖器处于中温挡,由表格数据知道,中温挡的电功率P中=1100W,由于电路中的总功率等于各用电器的电功率之和,所以电暖器高温挡的电功率
由P=UI知道
(3)“高温”挡正常工作产生的热量
39.(24-25九上·山东泰安泰山·期末)为实现自动控制,小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温器,其电路图如图甲所示。控制电路中,电压,定值电阻,热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示;工作电路中,电压,、是电热丝,并且,。已知水温达到80℃时衔铁会跳起。
(1)衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流;
(2)工作电路在保温状态下的电功率;
(3)衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量是多少焦耳?
(4)要使水温达到40℃时衔铁跳起,请通过计算说明如何调整控制电路。
【答案】(1)0.02A
(2)44W
(3)290400J
(4)将定值电阻阻值更换为110Ω
【详解】(1)由图乙可知,当温度为80℃时,热敏电阻的阻值为100Ω,根据串联电路的电阻特点可知,控制电路的总电阻
衔铁刚弹起时,通过电磁铁线圈的电流为
(2)由图甲可知,当衔铁与触点a接触时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,工作电路处于保温状态;当衔铁与触点b接触时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,由可知,总功率最大,工作电路处于加热状态;则保温功率为
(3)衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量
(4)要使水温达到40℃时衔铁跳起,通过电磁铁线圈的电流仍为0.02A,由图乙知热敏电阻的阻值为40Ω,若控制电路中电压不变,控制电路的总电阻为150Ω不变,则定值电阻变为
地 城
考点04
家庭电路和安全用电
40.(24-25九上·山东烟台经开区·期末)近年来,电动车充电不当引起的火灾时有发生,为保护人民群众的生命财产安全( )
A.将电动车乘电梯推到家里充电
B.将电池从电动车上拆下来再拎回家里充电
C.从楼上扯一根有很长导线的插座板给电动车充电
D.在集中充电点给电动车充电
【答案】D
【详解】A.将电动车乘电梯推到家里充电,这种方式存在极大安全隐患。电动车在电梯内或家中充电,一旦发生故障或短路,可能引发火灾,且火势容易蔓延,对居民生命财产安全构成严重威胁。故A不符合题意;
B.将电池从电动车上拆下来再拎回家里充电,电池在充电过程中可能因过热、短路等原因引发火灾,故B不符合题意;
C.从楼上私自拉设的电线没有固定,且没有经过专业电工的日常检测,极易与墙体产生摩擦,再经过长时间风吹日晒雨淋后,很有可能造成电线老化,漏电伤人及短路失火,故C不符合题意;
D.集中充电点通常配备有专业的充电设施和管理措施,能够确保充电过程的安全。同时,集中充电还有助于及时发现并处理充电过程中的异常情况,从而降低火灾风险,故D符合题意。
故选D。
41.(24-25九上·山东潍坊·期末)(多选)如图是某家庭电路的一部分,下列说法正确的是( )
A.当插座出现发热冒烟时应立即切断电源
B.正常情况下,用测电笔接触A点会使氖管发光
C.为用电安全,应在甲处安装电灯,乙处安装开关
D.电冰箱连入三孔插座后,电灯与电冰箱是串联
【答案】AB
【详解】A.当出现插座发热冒烟时,要及时的切断电源,断绝触电风险后再去维修,故A正确。
B.A点在火线上,用试电笔接触火线会使氖管发光,故B正确;
C.为用电安全,开关与电灯串联,开关应接在火线与用电器之间,所以应在甲处安装开关,乙处安装电灯,故C错误;
D.家庭电路中各个用电器之间是并联的,因此电冰箱连入三孔插座后,电灯与电冰箱是并联的,故D错误;
故选AB。
42.(24-25九上·山东泰安岱岳区·期末)下列做法符合安全用电要求的是( )
A.保险丝熔断后,也可以用铜丝或铁丝代替 B.用电器的金属外壳没有必要接地
C.正在充电的电动车着火时直接浇水灭火 D.使用测电笔时,手可以接触笔尾的金属体
【答案】D
【详解】A.保险丝熔断后,不能用铜丝来代替,因为铜丝的电阻率小、熔点高,用铜丝代替保险丝,不能在电流过大时,自动切断电路,不符合安全用电的要求,故A不符合题意;
B.用电器的金属外壳如果不接地,万一外壳带电,人会发生触电事故,因此不符合安全用电要求,故B不符合题意;
C.生活用水是导体,正在充电的电动车着火时直接浇水灭火,容易发生触电事故,不符合安全用电的要求,故C不符合题意;
D.使用试电笔时,手要与笔尾金属体相连,不能接触笔尖,符合安全用电的要求,故D符合题意。
故选D。
43.(24-25九上·山东聊城莘县·期末)家庭电路中有两条进户线,火线和零线可以用试电笔判断。如图甲,当正确使用试电笔接触火线,氖管发光时,___________(选填“有”或“没有”)电流通过人体。今天我们生活越来越离不开电,用电安全也引起我们高度重视,下列四种情况人相对安全的是 ___________;(选填A、B、C、D)(请同学们千万不要尝试做该实验)。
【答案】 有 B
【详解】[1]使用试电笔接触火线时,试电笔、人体将火线与大地相连,此时是有电流通过人体的,不过电流极其微小,人感觉不到,对人没有危害。
[2]当人同时接触火线与零线,或者人同时接触火线与大地时,就会发生触电事故。读图可知,ACD具备触电条件,B不具备触电条件。
故选B。
44.(24-25九上·山东聊城莘县·期末)如图,将图中元件用笔画线代替导线连起来(开关仅控制灯泡)。
【答案】
【详解】能使试电笔氖管发光的是火线,根据家庭电路连接的要求,三孔插座应左孔接零线、右孔接火线,中间孔接地线;开关应串联在用电器与火线之间,螺口灯泡中螺口接零线,如图所示:
试卷第1页,共3页
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