15.2 电功率 专题训练【八大题型】-2025-2026学年九年级物理下册同步知识解读与专题训练(苏科版)
2025-12-12
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级下册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 二、电功率 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.44 MB |
| 发布时间 | 2025-12-12 |
| 更新时间 | 2026-01-14 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55412252.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
15.2 电功率(专题训练)【八大题型】
【考点1 电功率的概念和单位】 1
【考点2 常见用电器的电功率】 3
【考点3 电功率P=W/t的简单计算】 5
【考点4 电功率P=UI及推导式的简单计算】 9
【考点5 动态电路中电功率的简单计算】 18
【考点6 用电器铭牌的含义】 25
【考点7 实际电压与实际功率】 27
【考点8 伏安法测小灯泡的电功率】 29
【考点1 】
1.下列不是电功的单位的是( )
A.焦耳 B.千瓦/时 C.度 D.千瓦时
【答案】B
【详解】为了纪念焦耳这位伟大的物理学家,以“焦耳”作为电功的单位,电功的单位还有千瓦时,简称度,千瓦/时既不是电功率的单位,也不是电功的单位,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选 B。
2.下列关于电功和电功率的说法正确的是( )
A.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
B.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能
C.电能表是用来测量电功率的仪器
D.电功率越大,电流做的功也越多
【答案】B
【详解】A.由W=UIt可得,电流做功的多少与电流、电压和通电时间有关。通过用电器的电流越大,电流做的功不一定多,故A错误;
B.电流做功的过程就是消耗电能的过程,电功就是电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,故B正确;
C.电能表是测量电功的仪器,可以测量电流做功的多少,故C错误;
D.电功率表示电流做功的快慢,电功率大表示电流做功快,通电时间不一样,故电流做的功不一样,故D错误。
故选B。
3.一台洗衣机的电功率是500W,表示该洗衣机( )
A.1s内电流做功500W
B.1s内输出机械能500J
C.1s内消耗的电能是500W
D.1s内消耗的电能是500J
【答案】D
【详解】电功率的物理意义是 “单位时间内电流所做的功(或用电器消耗的电能)”。一台洗衣机的电功率是500W,表示该洗衣机每秒钟消耗的电能是500J(或电流通过洗衣机每秒做功500J)。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.如图所示,“瓩”在《新华字典》里念两个音“千瓦”,它是电学里 的单位,表示电流做功 的物理量。
【答案】 电功率 快慢
【详解】[1][2]千瓦是电学里电功率的常用单位,功率的核心定义是 “单位时间内电流做的功(或消耗的电能)”,物理意义是表示电流做功快慢的物理量。
5.某电吹风正常工作4min,能使标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘转过96转,则该电吹风消耗的电能为 kW•h,电功率为 W,这些电能可供一只“220V 5W”的LED灯正常工作 h。“220V 5W”的LED灯与一只“220V 40W”的白炽灯正常发光时的亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光效率为 ,正常工作相同时间,LED灯与白炽灯相比可节能 (以上两空填百分数)。
【答案】 0.08 1200 16 10% 87.5%
【详解】[1][2][3]电吹风消耗的电能为
电功率为
可供一只“220V 5W”的LED灯正常工作时间为
[4]设一只这样的LED灯与一只“220V 40W”的白炽灯正常发光时间为,由于正常发光时的亮度相当,则可得
代入数据解得。
[5]正常工作相同时间,LED灯与白炽灯相比可节能
【考点2 】
6.下列物理量最接近生活实际的是( )
A.人体的安全电压不高于
B.人体感觉舒适的洗澡水温度约为
C.家用电视机正常工作时的电流约为
D.家用空调正常工作时的电功率约为
【答案】C
【详解】A.人体的安全电压不高于36V,220V是家庭电路电压,远高于安全电压,故A不符合题意;
B.人体感觉舒适的洗澡水温度约为40℃,90℃温度过高,会烫伤皮肤,故B不符合题意;
C.家用电电视机的功率约为110W,根据
与实际相符,故C符合题意;
D.家用空调属于大功率用电器,正常工作时的电功率约为1500W~3000W,200W功率过小,故D不符合题意。
故选C。
7.下列对物理量的估测中,最接近实际的是( )
A.手机通话时的电流约为2A B.对人体安全的电压是不高于36V
C.人体的电阻约为100 D.家用电热水壶正常工作的功率约为100W
【答案】B
【详解】A.手机通话时的电流较小,约为几十毫安到几百毫安,故A不符合题意;
B.不同的电源提供不同的电压,人体的安全电压为不高于36V,故B符合题意;
C.人体的电阻约为几千~几万欧姆,故C不符合题意;
D.家用电热水壶正常工作的功率约为1000~2000W,故D不符合题意。
故选B。
8.下列物理量最接近实际的是( )
A.教室中的LED 照明灯中电流约为2A
B.初中生正常爬楼梯功率约为100W
C.汽油机正常工作的效率可以达到100%
D.将初中物理书从地面举过头顶对它做功约300J
【答案】B
【详解】A.教室中LED照明灯的功率通常在20W左右,根据,家庭电路,电流,远小于2A,故A不符合题意;
B.初中生的体重约500N,正常爬楼梯时,每秒上升高度约0.2m,根据功率公式,可得初中生正常爬楼梯功率
故B符合题意;
C.汽油机工作时,由于克服摩擦、散热等能量损失,效率不可能达到100%,实际效率一般在20%~30%之间,故C不符合题意;
D.初中物理书的质量约0.2kg,重力
举过头顶的高度约1.5m,做功
远小于300J,故D不符合题意。
故选B。
9.将某个家用电器单独接入电路正常工作6min,如图的电能表指示灯闪烁了250次,则家用电器消耗的电能是 ,额定功率是 W,该用电器可能是 (选填“电热水壶”“台灯”或“电视机”)。
【答案】 0.1kW·h/3.6×105J 1000 电热水壶
【详解】[1]2500imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁2500次,则6min家用电器消耗的电能
[2]该家用电器正常工作时的电功率,即额定功率
[3]电热水壶的电功率约为1000W,台灯的电功率约为20W,电视机的电功率约为200W,所以这个家用电器可能是电热水壶。
10.教室里的六盏日光灯,由一只开关控制,其中任意一盏损坏后,另外五盏正常发光,则六盏日光灯间的连接方式是 联的;教室天花板上还悬挂着电风扇,当电风扇开始工作时,日光灯的亮度 (选填“变亮”“变暗”或“不变”);一盏日光灯的额定功率大约为40 (选填“W”或“kW”)。
【答案】 并 不变 W
【详解】[1]教室里的六盏日光灯,虽然由一只开关控制,但其中任意一盏损坏后,另外五盏仍然能正常发光。这说明六盏日光灯在工作时是互不影响的,因此它们之间的连接方式是并联。
[2]由于日光灯和电风扇是并联在电路中的,并联电路各支路两端电压相等且互不影响。当电风扇开始工作时,日光灯两端的电压不变,其实际功率不变,所以亮度不变。
[3]“kW”是较大的功率单位,一盏日光灯的额定功率通常较小,大约为40W。
【考点3 】
11.当手机电量所剩无几时,通常可设置成省电模式来延长续航时间。该操作可以( )
A.增大电池电压 B.增强散热能力
C.减小总功率 D.减小总电阻
【答案】C
【详解】由可得,,所以,当W一定,要延长使用时间t,则应减小功率P。因此当手机“电量”所剩无几时,手机的“省电模式”可以延长续航时间,是通过减小手机的总功率的方式来延长使用时间的,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
12.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示(设小灯泡电阻不变),下列说法中正确的是( )
A.乙灯的实际功率一定是60W
B.将乙灯接入110V电路,它的实际功率为30W
C.若两灯串联在220V的电路中,则乙灯较暗
D.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,乙灯的额定功率是60W,在不同电压下实际功率不同,乙灯的实际功率不一定是60W,故A错误;
B.由灯泡的铭牌可知,乙灯的额定电压是220V,乙灯的额定功率为60W,将乙灯接入110V电路,实际电压是额定电压的一半,根据可知,电阻不变,电功率变为原来的,它的实际功率为
故B错误;
C.根据可知,两灯泡的额定电压相同,甲的额定电功率小,则甲灯泡的电阻大,串联时,电路中电流是相等的,根据P=I2R可知,电阻越大,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮,因此串联时,甲灯较亮,乙灯较暗,故C正确;
D.两灯均正常发光时,两灯的实际功率等于额定功率,则乙的实际功率大,但不知通电时间,根据W=Pt可知无法比较两灯消耗电能的大小关系,故D错误。
故选C。
13.小明观察到甲、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V-100W”和“PZ220V-25W”字样,(不计温度对灯丝电阻的影响)下列分析正确的是( )
A.若灯丝的材料相同,甲灯的灯丝比乙灯的灯丝长
B.若将两灯串联接入电压为220V的电路,甲灯比乙灯暗
C.若将两灯分别接入电压为220V的电路,甲灯消耗的电能多
D.将甲灯接入110V的电路中,它的实际功率为50W
【答案】B
【详解】A.由可知,额定电压相同时,额定功率大的电阻小;甲灯的额定功率大,则甲灯灯丝电阻小,灯丝的材料相同,不知道横截面积关系,因此长度无法判断,故A错误;
B.两灯串联在220V的电路中,因串联电路中电流处处相等,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,由P=I2R得,甲灯泡的电阻较小,实际功率较小,甲灯比乙灯暗,故B正确;
C.若将两灯分别接入电压为220V的电路,两灯均正常发光,但不知道通电时间,则根据W=Pt可知,无法判断消耗电能的多少,故C错误;
D.不计温度对灯丝电阻的影响,将甲灯接入电压为110V的电路中时,有
代入得
故D错误。
故选B。
14.沙漠地区昼夜温差大,主要原因是砂石的 较小。初温为20℃,质量为50kg的砂石吸收的热量后,温度升高到 ℃。如果这些热量由电功率为1000W的电热器来提供,电热器需要工作 s[,1个标准大气压]。
【答案】 比热容 100
【详解】[1]由于砂石的比热容小,吸收或放出相同热量的前提下,温度变化大,因此沙漠地区昼夜温差大。
[2]砂石吸收的热量,升高的温度为
则砂石的末温为
[3]如果这些热量由电功率为1000W的电热器来提供,即电热水器消耗的电能为
电热器需要工作的时间为
15.一个标有“”字样的电炉,当其两端的电压为时,该电炉的实际功率为 W。不计温度对电阻的影响,的电能可供一只“”的节能灯正常发光 h。
【答案】 275 200
【详解】[1]电炉的电阻为
当其两端的电压为时,该电炉的实际功率为
[2]的电能可供一只“”的节能灯正常发光的时间为
16.图甲是过去常用的照明工具白炽灯,其铭牌上标有“100W 220V”,则它正常工作时的电阻为 Ω;将白炽灯的灯丝取出接入图乙的电路MN之间,闭合开关后电压表示数为6V,电流表示数为0.15A,则此时灯丝电阻为 Ω;白炽灯逐渐被LED灯所取代,已知此白炽灯正常工作时的亮度与规格“15W 220V”的LED灯正常工作时的亮度相同,则换为15W的LED灯一天可以节省电能 J。(一天的照明时间为4小时)
【答案】 484 40 1.224×106
【详解】[1]白炽灯正常工作时的电阻
[2]接入电路时灯丝电阻
[3]使用LED灯照明一天可以节省的电能
17.某取暖器的简化电路如图所示,为发热电阻。取暖器工作时,通过开关和实现低温、高温的挡位控制,。求:
(1)取暖器工作时通过的电流。
(2)取暖器处于低温挡时,工作产生的热量。
【详解】(1)由电路图可知,当取暖器工作时,开关S1闭合,电阻R1两端的电压等于电源电压。根据欧姆定律得,通过R1的电流为
(2)当开关S1闭合、S2断开时,电路中只有电阻R1工作,此时电路的总电阻最大,由得,此时取暖器处于低温挡;当开关S1、S2都闭合时,电阻R1和R2并联,电路的总电阻变小,由得,此时取暖器处于高温挡。低温挡的电功率
取暖器处于低温挡时,工作产生的热量为
18.智能水暖电热毯因其舒适度高、无触电风险而受到欢迎,图甲为其工作原理;向主机内注水,预设温度,打开加热按钮加热,温水在主机和管网内循环流动使床毯变热,当达到设定温度后切换为保温;图乙为其加热电路的简化电路图,S2为智能温控开关,其工作状态由温度传感器决定,额定保温功率50W,电源电压恒为220V,R1为110Ω;
(1)电热毯保温工作30分钟,消耗的电能是多少?
(2)当主机处于加热状态时,通过电路的电流是多大?(要求对电路状态作必要分析说明)
【详解】(1)已知电热毯的保温功率为50W,工作时间为30min消耗的电能为
(2)由电路图乙可知, 当开关S1闭合,开关S2断开,R1、R2串联,总电阻最大,根据可知,电压一定时,电阻越大,功率越小,此时为保温状态;当开关S1、S2闭合,只有R1工作,总电阻较小,为加热状态,此时通过电路的电流为
19.某养生壶的简化电路模型如图所示,它有加热和保温两种挡位,R1与R2均为电热丝。当加热到设定温度时,养生壶自动切换为保温挡。养生壶的部分参数如表所示。请分
析:
壶的容积
1.5L
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
44W
(1)在保温挡正常工作时,电路中的电流;
(2)加热挡正常工作30min,消耗的电能;
(3)R2的阻值。
【详解】(1)由表中数据可知,保温时的功率为P保=44W,根据P=UI可知,在保温挡正常工作时,电路中的电流为
(2)由表中数据可知,加热功率为P加=1000W,加热挡正常工作30min,消耗的电能为
(3)由电路图可知,当开关S、S1都闭合时,电阻R₂被短路,电路为R1的简单电路,此时电路总电阻最小,根据电功率公式可知,电源电压U一定时,电路的总功率最大,养生壶处于加热挡; 当开关S闭合、S1断开时,电阻R1和R2串联,此时电路总电阻最大,根据电功率公式 可知,电路的总功率最小,养生壶处于保温挡。加热时,R1的阻值为
在保温挡时,电路中的总电阻为
根据串联电路电阻的特点,R2的阻值为
【考点4 】
20.两个完全相同的电阻和分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A.甲、乙两图中通过的电流之比为 B.甲、乙两图中两端电压之比为
C.甲、乙两图总电阻之比为 D.甲、乙两图的总功率之比为
【答案】D
【详解】A.根据并联电路电压的规律,在甲图中R1两端电压为U,乙图中R1两端电压为
故甲、乙两图中R1两端电压之比为1:1,根据欧姆定律,甲、乙两图中通过R1的电流之比为1:1,故A错误;
B.根据并联电路电压的规律,在甲图中R2两端电压为U,乙图中R2两端电压为
故甲、乙两图中R2两端电压之比为1:1,故B错误;
C.根据串并联电路总电阻的规律,甲、乙两图中R1=R2,等效电阻之比为
故C错误;
D.甲、乙两图的总功率之比为
故D正确。
故选D。
21.如图甲,电源电压恒为3V,小灯泡L标有“2.5V”的字样,滑动变阻器R标有“10Ω 1A”的字样,灯L的I-U图线如图乙。闭合开关S,下列判断正确的是( )
A.小灯泡正常发光时,电路总功率为3W
B.滑片P处于b端时,电压表示数可能为1.5V
C.用另一相同的灯L替换R,此时电路总电阻为20Ω
D.为确保电路安全,R的变化范围为“2Ω~10Ω”
【答案】D
【详解】由电路图可知,闭合开关S,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.已知小灯泡正常发光时,其两端的额定电压,根据图乙可知,此时通过灯泡的电流为,由于小灯泡与滑动变阻器串联,电路中的总电流也为0.25A,此时电路的总功率为
故A错误;
B.滑片P处于b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,为,假设此时电压表示数,由图乙可知,此时电路中的电流。根据串联电路的电压规律,滑动变阻器两端的电压为
此时电路的总电压为
这与电源电压3V不符,故假设不成立,故B错误;
C.用另一相同的灯L替换R,电路变为两个相同的灯L串联。根据串联电路的分压特点,每个灯两端的电压相等,即
根据图乙可知,当灯两端电压为1.5V时,通过灯的电流为,此时电路的总电阻为
故C错误;
D.为确保电路安全,小灯泡两端的电压不能超过其额定电压2.5V。当小灯泡两端电压为,电路中的电流最大,为,此时滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器接入电路的最小电阻为
由题知滑动变阻器的最大阻值为。因此,为确保电路安全,滑动变阻器R的变化范围为“”,故D正确。
故选D。
22.灯泡L上标有“”字样,测得通过该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压保持不变,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”。则下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为
B.当电流表的示数为时,电压表的示数为
C.灯泡L的电阻值随电压表示数的增大而增大
D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为
【答案】B
【详解】A.由乙图可知电路是灯泡和滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,灯泡正常发光时,灯泡两端的电压为6V,电压表测滑动变阻器两端电压,则此时电压表的示数为
故A错误;
B.由甲图可知,当电流表示数为0.4A时,灯泡两端的电压为1V,则此时滑动变阻器两端电压,即电压表的示数为
故B正确;
C.当电压表示数增大时,小灯泡两端的电压是减小的,由甲图可知,小灯泡的电阻随两端电压的减小而减小,故C错误;
D.灯泡的额定电流为
电流表的量程为“0~0.6A”,所以电路中的最大电流为0.6A,所以电路中消耗的最大功率为
故D错误。
故选B。
23.如图甲所示电路,电源电压不变,是滑动变阻器,是定值电阻。当开关S闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,根据电压表与电流表的示数,绘制的图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源两端电压为
B.电路消耗的电功率的最大值为
C.滑动变阻器接入电路的最大阻值为
D.定值电阻的电阻值为
【答案】C
【详解】ACD.由图甲可知,和串联,电压表测量两端的电压,电流表测量电路中的电流。由图乙可知,当滑片位于最左端时电路为的简单电路,此时电路的总电阻最小,由可知,电路中的电流最大,由乙图可知,电源的电压①
当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值与电阻串联,此时电路的总电阻最大,由可知,电路中的电流最小,由乙图可知,,,变阻器接入电路的最大阻值
串联电路中总电压等于各分电压之和,故电源的电压②
电源的电压不变,联立①②可得
解得,电源电压
故C正确,AD错误;
B.根据电功率公式,电源电压,由图乙可知,得电路消耗电功率的最大值为
故B错误。
故选C。
24.如图所示,是一款有“低温挡”和“高温挡”的挂烫机的工作电路图。挂烫机正常工作电压为,加热电阻,,只闭合开关时,挂烫机处于 挡。当开关、都闭合时,挂烫机正常工作1min消耗的电能为 。
【答案】 低温 99000
【详解】[1]只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电阻较大,根据可知,电功率较小,挂烫机处于低温挡。
[2]当开关S1、 S2都闭合时,电路为R1、R2并联,此时电路中的电阻较小,根据可知,电功率较大,挂烫机处于高温挡。此时电路中的电功率为
挂烫机正常工作1min消耗的电能为
25.如图所示,电源电压恒为,定值电阻,为电阻箱(),闭合开关,调节电阻箱的阻值,当电阻箱的阻值为时,电压表的示数为;现用替换,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为,此时电阻箱的阻值为,电流表的示数为,电阻箱消耗的电功率为,已知,。则电流 ,功率 。
【答案】 0.4 3.6
【详解】[1]由图可知,开关闭合时,定值电阻与电阻箱串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流。电路中接入R1,电阻箱的阻值为R01时,R1两端电压为U1,电阻箱两端的电压为U0,由串联电路分压原理可得
电路中接入R2,电阻箱的阻值为R02时,R2两端电压为U1,电阻箱两端的电压仍然为U0,由串联电路分压原理可得
所以有,即
由题意知
联立①②③,解得R01=15Ω,R02=22.5Ω,R2=15Ω。
用R2替换R1后,根据串联电路电阻规律,电路的总电阻
根据欧姆定律可得,电路中的电流
[2]电阻箱消耗的电功率
26.如图甲所示,电源电压保持不变,、均为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关,将滑动变阻器滑片由一端移到某一位置的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,则的阻值是 Ω,图中a点应标的电压值是 V,该电路消耗的最大总功率 W。
【答案】 2 5 3.6
【详解】由图甲可知,当开关S闭合时,定值电阻R0、R1和滑动变阻器R2串联,电压表V1测滑动变阻器R2两端电压,电压表V2测定值电阻R1和滑动变阻器R2两端的总电压,电流表A测电路中电流,由图乙可知, 电路中的最小电流
此时两电压表的示数
根据串联电路中电阻的规律可知,定值电阻R1两端电压
由得,定值电阻R1的阻值
由串联电路电流规律和可知,定值电阻
由图乙可知,当电路中的电流时,此时两电压表的示数,
此时定值电阻R1两端电压
由串联电路电压规律可知,电压表V2的示数
即此时电压表V2的示数
由串联电路电流规律和可知,定值电阻
综上所述,可得电源电压
定值电阻
当滑动变阻器阻值时,此时电路中的总电阻
由得,此时通过电路中的电流
由得,该电路消耗的最大总功率
27.如图所示,定值电阻的阻值为10Ω,电源电压恒为6V,为滑动变阻器。当电流表示数为0.2A时,求:
(1)此时滑动变阻器两端的电压;
(2)此时电路消耗的总功率;
(3)此时通电10s,电流通过滑动变阻器所做的电功。
【详解】(1)由电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路电流。由可得,定值电阻两端的电压为
根据串联电压规律可知,滑动变阻器两端的电压为
(2)由可得,电路消耗的总功率为
(3)由可得,电流通过滑动变阻器所做的功为
28.图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220V,它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感,图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求:
(1)电饭煲运行在高温挡时,电路中的总电流;
(2)R1的阻值;
(3)0~15min电饭煲产生的总热量。
【详解】(1)由电路图乙可知,当开关S和S1都闭合时,电阻R1和R2并联,电路总电阻最小。根据电功率公式可知,在电压一定时,总电阻越小,总功率越大,此时电饭煲处于高温挡。由图丙可知,电饭煲在高温挡时的功率 P高 = 660W,额定电压U= 220V。根据电功率公式可得,高温挡时电路中的总电流
(2)当开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,电路总电阻较大,总功率较小,电饭煲处于低温挡。由图丙可知,电饭煲在低温挡时的功率P低 = 440W,此即为R1的功率。根据电功率公式可得,R1的阻值
(3)由图丙可知,在0~15min内,电饭煲的工作分为两个阶段:在0~10min 时间内,电饭煲处于低温挡,工作时间
在10~15min时间内,电饭煲处于高温挡,工作时间
电饭煲是纯电阻用电器,产生的热量等于消耗的电能,在0~15min内电饭煲产生的总热量
即
29.如图所示,电源电压恒为10V,R1为定值电阻,滑动变阻器。R2标有“40Ω 2A”字样,灯泡L标有“10V 10W”字样,且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合,滑片P在a端时,电流表的示数为1.5A。求:
(1)灯泡L正常发光时的阻值;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)闭合S、断开S1,将电流表的量程换成0~0.6A,求电路消耗的最大功率与最小功率的比值。
【详解】(1)由可知,灯泡正常发光时的电阻
(2)当开关S和S1都闭合,滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电阻R1与灯泡L并联。电流表测量干路电流I总=1.5A,根据并联电路电压的特点可知,
通过灯泡L的电流
根据并联电路的电流特点,通过电阻R1的电流
则定值电阻R1的阻值为
(3)当闭合S、断开S1时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,因为电源电压U恒定,所以当电路中电流最大时,功率最大;电流最小时,功率最小。因为电流表的量程是0~0.6A,故电路中的最大电流Imax = 0.6A,此时电路消耗的最大功率
当滑动变阻器R2的滑片P移至b端,其接入电路的电阻最大为40Ω,电路的最大总电阻
电路中的最小电流
此时电路消耗的最小功率
则电路消耗的最大功率与最小功率的比值为
【考点5 】
30.臭氧常用于食品车间进行无人密闭消毒,消毒30分钟后臭氧最终分解为氧气,对食品不会有残留污染,但因其有强氧化作用,消毒时浓度不宜过高。兴趣小组设计了一个简易臭氧检测仪(电压表示数显示臭氧浓度)检测车间消毒时空气中臭氧的浓度,其电路原理如图甲。电源电压恒为3V,定值电阻,臭氧检测传感器Rc阻值与臭氧浓度的关系如图乙。消毒标准如下:为不合格, 为合格,为超标。则下列说法正确的是( )
A.当臭氧浓度为2.25ppm时,电压表的示数为1V
B.某次检测时,电压表示数为2.4V,该次消毒是合格的
C.若更换后,则电压表上1V刻度处对应为臭氧浓度为0的刻度
D.若更换后,则当臭氧浓度为0.75ppm时,R0的电功率是1.5W
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,当臭氧浓度为2.25ppm时,臭氧检测传感器Rc的阻值为5Ω,此时电路中的总电阻
此时电路中的电流
电压表示数,故A错误;
B.电压表示数为2.4V时,电路中的电流
此时Rc两端的电压
此时RC的阻值
由图乙可知,此时臭氧浓度为3ppm,此浓度大于2.5ppm,故该次消毒是超标的,故B错误;
C.若更换后,当臭氧浓度为0时,从图乙中可知,臭氧检测传感器RC的阻值
此时电路中的总电阻
此时电路中的电流
此时电压表的示数,故C正确;
D.若更换后,当臭氧浓度为0.75 ppm时,从图乙中可知,臭氧检测传感器RC的阻值
此时电路中的总电阻
此时电路中的电流
R0的电功率,故D错误。
故选C。
31.如图所示,电源电压保持不变,、、均为定值电阻,,S为单刀双掷开关。当S接到1时,电流表的示数为0.4A,的功率为,此时的功率为;当S接到2时,的功率为,已知P1︰P2=32︰27。的阻值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】当S接1时,电阻、串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电流规律知,通过和的电流
根据可得,的阻值为
此时电阻的功率为
当S接2时,电阻、串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电流规律知,通过和的电流为
电阻的功率为
因为,
所以
解得
当电阻、串联时,电源电压为······①
已知,则
当电阻、串联时,电源电压为······②
联立①②解得,,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
32.如图甲所示电路,闭合开关,滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中,L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V,则下列说法正确的是( )
A.此过程电路的最小总功率为0.3W
B.此过程滑动变阻器的最大功率为0.25W
C.小灯泡正常工作时的电阻为25Ω
D.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
【答案】A
【详解】A.由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,最小电流,此时电路总功率最小。当时,电源电压
则电路的最小功率
故A正确;
B.当滑动变阻器两端电压减小时,电路中的电流是增大的。故在图乙中,从左向右呈下降趋势的图像为滑动变阻器的U-I图像。由曲线可知,当时,电流,此时滑动变阻器的功率
故B错误;
C.小灯泡的额定电压,由图乙可知,此时通过灯泡的电流为,则小灯泡正常工作的电阻为
故C错误;
D.当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,最小电流,此时,则滑动变阻器的最大阻值为
故D错误。
故选A。
33.如图所示,已知电源电压保持4.5V不变,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R的最大阻值是10Ω,小灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。闭合开关后,当小灯泡正常发光时,它的阻值为 Ω,滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。若小灯泡的阻值不变,在此电路中小灯泡工作时的最小功率为 W。
【答案】 5 4 0.45
【详解】[1][2]由可知,小灯泡正常发光时的阻值
此时,滑动变阻器分得的电压
电路中的电流
滑动变阻器接入电路的阻值
[3]若小灯泡的阻值不变,由可知,当小灯泡分得的电压最小,即滑动变阻器两端的电压最大时,小灯泡的功率最小;根据电压表所选的量程,当滑动变阻器两端的电压为3V时,小灯泡两端的电压为1.5V,滑动变阻器连入电路的阻值为10Ω,在其阻值变化范围内;因此,小灯泡的最小功率
34.如图所示,电源是恒流电源,能持续输出大小为0.9A的恒定电流,R1是阻值为6Ω的定值电阻,滑动变阻器R2上标有“20Ω、1A”,电流表的量程是“0~0.6A”,电压表的量程是“0~3V”。移动滑片,当电压表示数为2.4V时,R2接入电阻为 Ω;在保证电路各元件安全的前提下,电路总功率的最小值是 W。
【答案】 4.8 1.62
【详解】[1]由图可知,R1与R2并联,电压表测电源电压(或并联电路两端电压),电流表测R2支路的电流。根据欧姆定律,R1支路的电流,已知电压表示数U=2.4V,R1=6Ω,则
因为电源输出恒定电流I=0.9A,根据并联电路电流规律I=I1+I2,所以R2支路的电流
由可知,R2接入电阻为
[2]要使电路总功率最小,根据P=UI(I恒定),需使电压U最小。电压表量程为0~3V,R1两端电压最大为3V,此时R1支路的电流
电流表量程为0~0.6A,所以R2支路的最大电流I2max=0.6A。根据并联电路电流规律,此时总电流
但电源输出恒定电流为0.9A,所以实际I1+I2=0.9A。当U最小时,I1最小,I2最大(不超过电流表量程0.6A),则
此时
电路总功率的最小值
35.如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R₁为定值电阻,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,滑动变阻器R₂的最大阻值为80Ω。闭合开关S,在保证电路元件安全的情况下,缓慢移动滑片P,R₂消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示,则电路消耗总功率的最小值为 W。
【答案】5.4
【详解】由图甲可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当R2两端的电压为13V时,R2消耗的电功率为6.5W,此时电路中的电流
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压 ①
当R2两端的电压为15V时,R2消耗的电功率为4.5W,此时电路中的电流
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压 ②
由①②解得R1=10Ω,U=18V。
电路消耗的总功率P总=UI,电源电压不变,要使总功率最小,需使电流最小。根据串联电路的电阻特点以及欧姆定律,当R2最大时,电路总电阻最大,电流最小。
但还要考虑电压表量程,电压表量程为 “0~15V”,当时,由图乙可知,此时电路中的电流为0.3A。此时
说明当电压表达到最大量程时,滑动变阻器接入电阻不是最大,但此时电流已经是能达到的最小电流(因为再增大R2,U2会超过电压表量程)。所以电路消耗总功率的最小值P总最小=UI=18V×0.3A=5.4W
36.科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具,其电路图如图所示。电源电压保持不变,其中,小灯泡L的规格为“3V,0.75W”。当开关S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.6A。(不考虑灯丝电阻变化)求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)电路消耗的最小功率。
【详解】(1)由图可知,当开关、都断开时,电阻与小灯泡L串联,此时小灯泡L正常发光,其两端电压,所以根据电功率公式 P = UI,可得此时电路中的电流为
根据欧姆定律,电阻两端的电压
串联电路中总电压等于各部分电压之和的规律,电源电压
(2)当开关、都闭合时,电阻与并联,小灯泡L被开关短路,电流表测量干路电流,示数为
并联电路中各支路电压等于电源电压,由欧姆定律,可得通过电阻的电流
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和的规律,通过电阻的电流
所以电阻的阻值
(3)电源电压U保持不变,根据电功率公式可知,当电路的总电阻最大时,电路消耗的总功率最小。由题可知,电路的四种状态:
1. 当开关、都闭合,电阻与并联,总电阻最小。
2.闭合、断开,与并联后与L串联。
3. 断开、闭合,断路,接入电路(L被短路)。总电阻为。
4. 、都断开:与L串联。
由于,,
结合串并联电路电阻规律可知,当与L串联时,电路的总电阻最大。
此状态即为第(1)问中的情况,电路总电阻最大,总电流最小,为0.25A。
因此,电路消耗的最小功率
37.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光,在图乙中绘制出电流表与两块电压表示数关系的图像,求:
(1)电源电压及整个电路的最小电功率;
(2)小灯泡的额定功率。
【详解】(1)由电路图甲可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测滑动变阻器R两端的电压,电压表V2测灯泡L两端的电压,电流表A测电路中的电流;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I=0.3A,此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等,即UL=UR,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压为
此时电路的总功率最小,最小为
(2)当滑片从最右端向左滑动到a点时,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,因串联电路分压的特点可知,R两端的电压变小,灯泡两端的电压变大,当小灯泡正常发光时,电路中的电流最大,由图乙可知,灯泡正常发光时的电流,变阻器两端电压为,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得,此时小灯泡两端的电压为
小灯泡的额定功率为
【考点6 】
38.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
【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。
39.甲、乙两只普通家用照明灯泡的铭牌如图所示(设灯泡电阻不变),下列说法中正确的是( )
A.甲灯电阻大,灯丝较粗
B.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
C.若两灯串联在的电路中,则乙灯较亮
D.若两灯并联在的电路中,则乙灯较亮
【答案】D
【详解】A.由题意可知,灯泡电阻不变,根据可求甲灯的电阻为,
甲灯电阻大,横截面积越小,灯丝较细,故A错误;
B.两灯均正常发光时,根据可知,消耗的电能不仅跟电功率有关还跟通电时间有关,所以无法判断哪个灯消耗的电能少,故B错误;
C.若两灯串联在220V的电路中,灯泡电阻不变,根据串联电路电流处处相等及欧姆定律可知,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,所以甲灯两端分到的电压大于乙灯两端分到的电压,由可得,甲灯的实际电功率大于乙灯的实际电功率,则甲灯较亮,故C错误;
D.若两灯并联在220V的电路中,根据并联电路中,电路两端的总电压与各支路两端的电压相等,则两灯均可正常发光,乙灯的电功率大于甲灯的电功率,所以乙灯较亮,故D正确。
故选D。
40.灯泡的亮度取决于 。一盏灯标有“”字样,这表示它的 是,如果将这盏灯接在的电路中,其实际功率是 W。(假设灯丝电阻不变)
【答案】 实际功率 额定电压 25
【详解】[1]灯泡的亮度决定于实际功率,因为实际功率越大,灯泡消耗电能转化为光能的速度就越快,亮度也就越亮。
[2]用电器上标有的“220V 100W”,其中“220V”表示的是额定电压,即用电器正常工作时的电压。
[3]由题意可知,这盏灯的灯丝电阻
由题意可知,灯丝电阻不变,则如果这盏灯接在110V的电路中,其实际功率是
41.为了测出电视机在待机时的电功率,小明在外出期间,关闭家中其他用电器,只让电视机处于待机状态,用电能表测出待机时电视机所消耗的电能,则电视机待机时的电功率为 W;这些电能可供一只“220V 10W”的LED灯正常工作 h,一只这样的LED灯与一只“220V 100W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若白炽灯正常发光时的效率为8%,则LED灯正常发光时的效率为 。
时间
电能表示数
3月20日中午12点
65728
3月24日下午16点
65731
【答案】 3 30 80%
【详解】[1]3月20日中午12点示数为6572.8kW·h,3月24日下午16点示数为6573.1kW·h,则消耗电能W=6573.1kW·h-6572.8kW·h=0.3kW·h
从3月20日中午12点到3月24日中午12点是4天,即4×24=96h
再到下午16点又过了4h,所以总时间t=96h+4h=100h
电视机待机功率
[2]已知电能W=0.3kW·h,LED灯功率P灯=10W=0.01kW
这些电能可供“220V 10W”的LED灯正常工作的时间
[3]因为两只灯正常发光时亮度相当,则工作相同时间产生的光能相等,设两只灯工作时间t1,产生的光能为W光,则对于白炽灯而言:
则LED灯正常发光时的效率为
【考点7 】
42.白炽灯长期使用后,钨丝由于升华会变细。接在相同的电路中时,变细后的钨丝与原来相比( )
A.电阻变大 B.亮度变大
C.比热容变大 D.熔点变低
【答案】A
【详解】AB.因灯丝的材料、长度不变时,横截面积越小,电阻越大,所以白炽灯长期使用后,钨丝变细,电阻变大。用久的白炽灯接在相同的电路中时,电压不变,由于灯丝电阻变大,根据可知,灯泡消耗的实际功率变小,灯泡亮度变暗,故A正确,B错误;
C.比热容是物质的一种特性,物质种类不变,状态不变,比热容不变,故C错误;
D.钨是晶体,熔点不变,故D错误。
故选A。
43.如图所示,晓晓同学利用标有“6V 3W”和“6V 2W”的两个灯泡探究“串联电路中电压的特点”,下列说法不正确的是( )
A.在连接电压表时,应先用大量程试触后再选择合适量程
B.要测灯泡L2两端的电压,只需将图中电压表A接点的连线转接到C接点即可
C.闭合开关S后,若发现灯泡L1较亮,L2要暗一些,则可判断灯泡L1的规格是“6V 2W”
D.闭合开关S一段时间后,若灯泡L1突然熄灭,L2仍然发光,则可能是灯泡L1短路了
【答案】B
【详解】A. 用电压表测量电压时,要求选择合适的量程,在事先不能确定量程的情况下,可先用大量程试触,根据表针偏转情况再选择合适的量程,故A正确,不符合题意;
B. 如图所示的电路中,要测L2两端电压,如果把A点的接线改接到C点,这样会造成电压表正负接线柱接反,故B错误,符合题意;
C. 灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,当两个灯泡串联时,电流相同,根据公式可知,哪个灯泡的电阻大,哪个灯泡的实际功率大,它就亮。闭合开关,发现灯泡L1更亮,说明灯泡L1的电阻更大。需要求出每个灯泡的电阻。
“6V 3W”灯泡的电阻为
“6V 2W”灯泡的电阻为
所以L1是电阻较大的灯泡,L1是“6V 2W”的灯泡。故C正确,不符合题意;
D. 电路故障只有两种,断路或短路。闭合开关S一段时间后,L1突然熄灭,L2仍然发光。说明电路中有电流,电路故障不是断路,电路故障一定是短路。L1不亮,说明L1短路。故D正确,不符合题意。
故选B。
44.连接如图所示的电路,闭合开关后,调节滑动变阻器,观察到白炽灯泡比亮。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.、规格是相同的 B.通过的电流比通过的电流大
C.对应的电压表示数比的大 D.的额定功率一定比大
【答案】C
【详解】A.由图可知,两灯泡串联,串联电路中电流处处相等。L1比L2亮,说明L1的实际功率大,根据P=I2R,可知L1的电阻大,所以L1、L2规格不同,故A错误;
B.串联电路中电流处处相等,所以通过L1和L2的电流相等,故B错误;
C.根据U=IR,电流I相同,L1电阻大,所以L1两端的电压大,即L1对应的电压表示数比L2的大,故C正确;
D.灯泡的亮暗由实际功率决定,L1实际功率大,但额定功率是指灯泡在额定电压下的功率,题中未提及额定电压等相关信息,所以不能确定L1的额定功率一定比L2大,故D错误。
故选C。
45.在研究小灯泡亮度时,小林同学分别让灯泡L1 与灯泡L2 正常工作,已知L1与L2的规格分别为“12V 3W”与“6V 3W”,则 (选填“L1更亮”、“L2更亮”或者“一样亮”)。仔细观察会发现 的灯丝比较粗。他将两灯串联接入电路中,则电路两端可加的最大电压为 V。(忽略温度对小灯泡电阻的影响)
【答案】 一样亮 L2 15
【详解】[1]灯泡的亮度由实际功率决定,两灯均正常工作,实际功率都等于额定功率(均为 3W),因此一样亮。
[2]根据,计算得
灯丝的材料和长度相近时,电阻越小,灯丝越粗,故的灯丝较粗。
[3]串联时,电路中电流不能超过两灯的额定电流,
所以最大电流
总电阻
最大电压
46.灯泡L1上标有“6V 3W”字样,L2标有“3V 3W”字样,灯丝电阻不变,灯泡L1正常工作的电流为 A,电阻为 ,灯泡L1正常工作2min消耗的电能 J,当灯泡L1两端电压为3V时,灯泡L1的实际功率为 W,将灯泡L1和L2串联接入电路中,并使其中一个灯泡正常发光,此时电源电压为 V。
【答案】 0.5 12 360 0.75 7.5
【详解】[1]灯泡L1的额定功率为3W,额定电压为6V,灯泡L1正常工作的电流为
[2]灯丝电阻不变,则灯泡L1的电阻为
[3]灯泡L1正常工作2min消耗的电能
[4]当灯泡L1两端电压为3V时,灯泡L1的实际功率为
[5]灯泡L2正常发光时通过的电流
灯泡L2的电阻为
将灯泡L1和L2串联接入电路中,通过电路的电流为L1的额定电流0.5A,灯泡L1正常发光,L1两端的实际电压为6V,L2两端的电压
此时电源电压为
【考点8 】
47.小明做“测量小灯泡的电功率”实验时,已知小灯泡的额定电压是,其中电源是三节新的干电池,灯丝电阻大于,滑动变阻器上标有“”字样,如图甲所示是实验装置图。
(1)在方框中画出相应的实验电路图。
(2)这个实验的实验原理是 ,用 表测量出小灯泡两端的 ,用 表测量出通过小灯泡的 ,从而算出小灯泡的电功率。
(3)在连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值 处。
(4)小明按图甲连接电路并闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电压表有示数,则故障的原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(5)小明排除故障后,移动滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
【答案】(1)
(2) 电压 电压 电流 电流
(3) 断开 最大
(4)断路
(5)
【详解】(1)分析实物图可知,电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联,电压表并联在小灯泡两端,如图所示:
(2)[1][2][3][4]小灯泡的电功率不能直接测量,实验时,需用电压表测量小灯泡两端的电压,用电流表测量通过小灯泡的电流,再根据算出小灯泡的电功率,所以,实验原理是。
(3)[1]在连接电路时,开关应处于断开状态,这是为了防止电路连接过程中出现短路等故障,损坏仪器。
[2]闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,这样可以使电路中电流最小,起到保护电路的作用。
(4)如果小灯泡短路,电压表会被短路而无示数;如果小灯泡断路,电压表会串联接入电路,有示数且电路无电流,灯泡不亮,所以故障原因可能是小灯泡断路。
(5)由图乙可知,电流表使用的是量程,分度值为,图乙中示数为 ,小灯泡额定电压,额定功率
48.小明利用如图所给实验器材“测量小灯泡的额定功率”,已知电源电压恒为6V,小灯泡正常工作时的电压为2.5V,电阻约为8Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接;
(2)正确连接电路后,用开关试触,灯泡不亮,电压表瞬间满偏,电流表指针几乎不动,电路中的故障是 ;(电路中只有一处故障)
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。要使小灯泡变得更亮一些,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)下表是小明记录的实验数据。分析数据可知,小灯泡的亮度是由 决定的。经过计算小明发现,灯丝电阻随其两端电压的增大而增大,原因是: 。
实验次数
电压 U/V
电流I/A
灯泡的亮度
灯泡电功率 P/W
1
2.2
0.28
较暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
很亮
0.90
【答案】(1)
(2)灯泡断路
(3) 0.75 左
(4) 实际功率 灯丝两端电压增大时,温度升高
【详解】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为8Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
故电流表选用小量程与开关串联在电路中,如图所示:
(2)正确连接电路后,用开关试触,灯泡不亮,电流表指针几乎不动,说明电路可能断路,电压表瞬间满偏,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路中的故障是灯泡断路。
(3)[1]由(1)可知,电流表选用小量程;闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡额定功率为
[2]要使小灯泡变得更亮一些,说明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,故应将滑片向左移动。
(4)[1]由表中数据可知,灯泡实际功率越大,亮度越亮,说明小灯泡的亮度是由实际功率决定的。
[2]由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据可知,灯泡实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大。
49.小明做“测小灯泡电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路中发生的故障可能是 (选填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”)。
(2)小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U—I图象,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(3)小明通过实验发现,小灯泡的电阻是变化的,这是因为电阻与 有关。
(4)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究电流与电阻的关系,小明想要完成五组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
①小明先把5Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V。读出电流表示数后,断开开关,保持滑片位置不动,他拆下5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻继续做实验,闭合开关,将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 V。
②更换定值电阻,完成5次实验,并将5次实验数据在直角坐标系中描点如图丙所示,在画图象时C点不要连入图象中。原因是 ;本实验可得出的结论是 。
【答案】(1)小灯泡短路
(2)0.5
(3)温度
(4) 左 2 该点没有控制定值电阻两端的电压不变 在电压一定时,电流与电阻成反比
【详解】(1)闭合开关后,电流表有示数,则电路接通,发现小灯泡不发光,电压表无示数,则电压表所并联的元件短路,则电路中发生的故障可能是小灯泡短路。
(2)小灯泡的额定电压为2.5V,从图中可知灯泡的额定电流为0.2A,小灯泡的额定功率是
(3)灯泡的电阻随温度的升高而增大。小明通过实验发现,小灯泡的电阻是变化的,这是因为电阻与温度有关。
(4)[1][2]探究电流与电阻的关系,要控制定值电阻两端的电压不变。小明先把5Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V。断开开关,保持滑片位置不动,他拆下5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻继续做实验,根据串联分压特点可知定值电阻两端的电压变大,为保持定值电阻两端的电压不变,闭合开关,根据串联电路的电压特点可让滑动变阻器两端的电压变大,根据串联分压原理可知,应让滑动变阻器接入电路的阻值变大,将滑片向左端移动,使电压表示数为2V。
[3]根据欧姆定律可知接入15Ω的电阻,电路电流
与图中C点电流不符,原因是该点没有控制定值电阻两端的电压不变,所以在画图像时C点不要连入图象中。
[4]根据图中数据结合欧姆定律可知
可得出的结论是:在电压一定时,电流与电阻成反比。
50.小明在“测小灯泡的电功率”的实验中,正确连接如图所示电路。闭合开关后,逐渐向同一个方向调节滑动变阻器的滑片,部分实验数据和现象如表:
(1)第1组数据中,小灯泡不发光,要使小电灯正常发光,需将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端滑动;
(2)分析表中实验数据可知,所用电源电压为 V。若小明手边有“1.5A 50Ω”的滑动变阻器A和“2.0A 20Ω”的滑动变阻器B,本实验中他选用的滑动变阻器是 (填“A”或“B”);
(3)第2次实验中,灯泡的功率 0.8W(填“大于”“小于”或“等于”)。
次数
电压表示数
电流表示数
灯的亮度
1
1
0.2
不亮
2
0.4
正常发光
3
6
0
不亮
【答案】(1)A
(2) 6 A
(3)大于
【详解】(1)第一次实验灯泡不亮,是因为滑动变阻器连入电路电阻较大,电路总电阻较大,根据可知,电路电流很小,根据可知,灯泡的实际功率太小,所以不能发光;这时应该向A端调节滑动变阻器滑片,减小电路总电阻,增大电路电流,使灯泡正常发光。
(2)[1]当电路电流增大到一定程度,灯泡电压增大,超过灯泡的额定电压时,灯泡的灯丝被烧断,电压表串联在电路中测电源电压,所以电源电压为6V。
[2]表中数据可知,第一次实验时,,滑动变阻器两端的电压
根据可知,滑动变阻器的阻值
所以他选用的滑动变阻器规格为“1.5A 50Ω”,故选用的滑动变阻器是A。
(3)第1次的时候灯丝电阻是5Ω,但是第2次的温度升高电阻大于5Ω,0.4A的电流,电压应该高于2V,功率大于0.8W。
51.小明同学利用如图甲所示的电路进行“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压为6V,小灯泡L的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。
(1)同组的小红发现电路连接有错误,请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确 。为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器,选用 (填字母)。
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 。
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)通过小灯泡L的电流随它两端电压变化关系如图丙示。分析图像知:
①该小灯泡正常发光时的额定功率为 W。
②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受 变化的影响。
(5)完成上述实验后,小明在缺少电压表的情况下,根据绘制出的小灯泡L的电流与电压关系图像,设计出了一个测未知定值电阻Rx的电路,如图丁所示。请根据电路图,补充写出其中一次测量的实验步骤:
①开关S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器滑片至电流表的示数为0.2A。
② ,记下电流表的示数I'。
③表达式:Rx= (用已知量和所测量的字母符号表示)。
【答案】(1) B
(2)灯泡断路
(3)右
(4) 0.5; 温度
(5) 滑动变阻器滑片位置不动,断开S1,闭合S2
【详解】(1)[1]在伏安法测小灯泡电功率的实验中,滑动变阻器应该与灯泡串联,用滑动变阻器改变灯泡两端的电压,电流表与灯泡串联,测量通过灯泡的电流,电压表与灯泡并联,测量灯泡两端的电压。电路中灯泡左端与滑动变阻器左下接线柱之间导线连接错误,应改为从灯泡的左端到电压表负接线柱之间连线,如图所示:
[2]已知电源电压6伏,小灯泡的额定电压2.5伏,所以当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压应该为3.5伏。此时滑动变阻器两端电压大于灯泡两端的电压。按照串联电路大电阻分大电压的规律,滑动变阻器的阻值应大于此时灯泡的电阻。题中告诉我们灯丝电阻约为12欧,滑动变阻器此时的电阻一定大于12欧,所以为了能够完成实验,应该选择滑动变阻器B。
(2)闭合开关,移动滑片,灯泡不发光,电压表有示数,电流表无示数,说明电路中出现了断路故障,电压表有示数,说明电压表正负接线柱到电源正负极之间是连通的,断路的位置应该在电压表的正负接线柱之间,所以故障原因可能是灯泡断路。
(3)图乙所示的电压表,连接的应该是0~3V量程分度值是0.1V,此时电压表示数为2.2V。灯泡的额定电压为2.5V,要想测量灯泡的额定功率,必须把灯泡两端电压调为2.5V,此时应将滑动变阻器的滑片向右移动,使滑动变阻器阻值变小,使变阻器分得的电压变小,灯泡两端电压就会变大,直到电压表示数为2.5V。
(4)[1]由图像可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A。所以该小灯泡正常发光时的额定功率为
[2]小灯泡的U-I关系图像为一条曲线,小灯泡的灯丝电阻是变化的,主要是因为灯丝电阻受温度变化的影响,灯丝电阻随温度升高而增大。
(5)[1][2]先闭合S1,断开S2,此时电路为灯泡和未知电阻并联,再与滑动变阻器串联,调节变阻器滑片,使电流表示数为,也就是使灯泡正常发光,使灯泡两端电压等于额定电压,
与灯泡并联,即
接下来滑动变阻器滑片位置不动,断开S1,闭合S2,记下电流表的示数,此时电流表测量的是RX与灯泡并联的总电流。此时通过的电流
可得未知电阻的阻值为
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15.2 电功率(专题训练)【八大题型】
【考点1 电功率的概念和单位】 1
【考点2 常见用电器的电功率】 2
【考点3 电功率P=W/t的简单计算】 2
【考点4 电功率P=UI及推导式的简单计算】 5
【考点5 动态电路中电功率的简单计算】 8
【考点6 用电器铭牌的含义】 11
【考点7 实际电压与实际功率】 12
【考点8 伏安法测小灯泡的电功率】 13
【考点1 】
1.下列不是电功的单位的是( )
A.焦耳 B.千瓦/时 C.度 D.千瓦时
2.下列关于电功和电功率的说法正确的是( )
A.通过用电器的电流越大,电流做的功越多
B.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能
C.电能表是用来测量电功率的仪器
D.电功率越大,电流做的功也越多
3.一台洗衣机的电功率是500W,表示该洗衣机( )
A.1s内电流做功500W
B.1s内输出机械能500J
C.1s内消耗的电能是500W
D.1s内消耗的电能是500J
4.如图所示,“瓩”在《新华字典》里念两个音“千瓦”,它是电学里 的单位,表示电流做功 的物理量。
5.某电吹风正常工作4min,能使标有“1200r/kW•h”字样的电能表转盘转过96转,则该电吹风消耗的电能为 kW•h,电功率为 W,这些电能可供一只“220V 5W”的LED灯正常工作 h。“220V 5W”的LED灯与一只“220V 40W”的白炽灯正常发光时的亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光效率为 ,正常工作相同时间,LED灯与白炽灯相比可节能 (以上两空填百分数)。
【考点2 】
6.下列物理量最接近生活实际的是( )
A.人体的安全电压不高于 B.人体感觉舒适的洗澡水温度约为
C.家用电视机正常工作时的电流约为 D.家用空调正常工作时的电功率约为
7.下列对物理量的估测中,最接近实际的是( )
A.手机通话时的电流约为2A B.对人体安全的电压是不高于36V
C.人体的电阻约为100 D.家用电热水壶正常工作的功率约为100W
8.下列物理量最接近实际的是( )
A.教室中的LED 照明灯中电流约为2A
B.初中生正常爬楼梯功率约为100W
C.汽油机正常工作的效率可以达到100%
D.将初中物理书从地面举过头顶对它做功约300J
9.将某个家用电器单独接入电路正常工作6min,如图的电能表指示灯闪烁了250次,则家用电器消耗的电能是 ,额定功率是 W,该用电器可能是 (选填“电热水壶”“台灯”或“电视机”)。
10.教室里的六盏日光灯,由一只开关控制,其中任意一盏损坏后,另外五盏正常发光,则六盏日光灯间的连接方式是 联的;教室天花板上还悬挂着电风扇,当电风扇开始工作时,日光灯的亮度 (选填“变亮”“变暗”或“不变”);一盏日光灯的额定功率大约为40 (选填“W”或“kW”)。
【考点3 】
11.当手机电量所剩无几时,通常可设置成省电模式来延长续航时间。该操作可以( )
A.增大电池电压 B.增强散热能力
C.减小总功率 D.减小总电阻
12.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示(设小灯泡电阻不变),下列说法中正确的是( )
A.乙灯的实际功率一定是60W B.将乙灯接入110V电路,它的实际功率为30W
C.若两灯串联在220V的电路中,则乙灯较暗 D.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
13.小明观察到甲、乙两只白炽灯上分别标有“PZ220V-100W”和“PZ220V-25W”字样,(不计温度对灯丝电阻的影响)下列分析正确的是( )
A.若灯丝的材料相同,甲灯的灯丝比乙灯的灯丝长
B.若将两灯串联接入电压为220V的电路,甲灯比乙灯暗
C.若将两灯分别接入电压为220V的电路,甲灯消耗的电能多
D.将甲灯接入110V的电路中,它的实际功率为50W
14.沙漠地区昼夜温差大,主要原因是砂石的 较小。初温为20℃,质量为50kg的砂石吸收的热量后,温度升高到 ℃。如果这些热量由电功率为1000W的电热器来提供,电热器需要工作 s[,1个标准大气压]。
15.一个标有“”字样的电炉,当其两端的电压为时,该电炉的实际功率为 W。不计温度对电阻的影响,的电能可供一只“”的节能灯正常发光 h。
16.图甲是过去常用的照明工具白炽灯,其铭牌上标有“100W 220V”,则它正常工作时的电阻为 Ω;将白炽灯的灯丝取出接入图乙的电路MN之间,闭合开关后电压表示数为6V,电流表示数为0.15A,则此时灯丝电阻为 Ω;白炽灯逐渐被LED灯所取代,已知此白炽灯正常工作时的亮度与规格“15W 220V”的LED灯正常工作时的亮度相同,则换为15W的LED灯一天可以节省电能 J。(一天的照明时间为4小时)
17.某取暖器的简化电路如图所示,为发热电阻。取暖器工作时,通过开关和实现低温、高温的挡位控制,。求:
(1)取暖器工作时通过的电流。
(2)取暖器处于低温挡时,工作产生的热量。
18.智能水暖电热毯因其舒适度高、无触电风险而受到欢迎,图甲为其工作原理;向主机内注水,预设温度,打开加热按钮加热,温水在主机和管网内循环流动使床毯变热,当达到设定温度后切换为保温;图乙为其加热电路的简化电路图,S2为智能温控开关,其工作状态由温度传感器决定,额定保温功率50W,电源电压恒为220V,R1为110Ω;
(1)电热毯保温工作30分钟,消耗的电能是多少?
(2)当主机处于加热状态时,通过电路的电流是多大?(要求对电路状态作必要分析说明)
19.某养生壶的简化电路模型如图所示,它有加热和保温两种挡位,R1与R2均为电热丝。当加热到设定温度时,养生壶自动切换为保温挡。养生壶的部分参数如表所示。请分
析:
壶的容积
1.5L
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
44W
(1)在保温挡正常工作时,电路中的电流;
(2)加热挡正常工作30min,消耗的电能;
(3)R2的阻值。
【考点4 】
20.两个完全相同的电阻和分别以并联和串联两种方式,接入电源电压分别为U和2U的电路中,如图所示。以下说法正确的是( )
A.甲、乙两图中通过的电流之比为 B.甲、乙两图中两端电压之比为
C.甲、乙两图总电阻之比为 D.甲、乙两图的总功率之比为
21.如图甲,电源电压恒为3V,小灯泡L标有“2.5V”的字样,滑动变阻器R标有“10Ω 1A”的字样,灯L的I-U图线如图乙。闭合开关S,下列判断正确的是( )
A.小灯泡正常发光时,电路总功率为3W
B.滑片P处于b端时,电压表示数可能为1.5V
C.用另一相同的灯L替换R,此时电路总电阻为20Ω
D.为确保电路安全,R的变化范围为“2Ω~10Ω”
22.灯泡L上标有“”字样,测得通过该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示。现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压保持不变,电流表的量程为“”,电压表的量程为“”。则下列说法正确的是( )
A.灯泡L正常发光时,电压表的示数为
B.当电流表的示数为时,电压表的示数为
C.灯泡L的电阻值随电压表示数的增大而增大
D.为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为
23.如图甲所示电路,电源电压不变,是滑动变阻器,是定值电阻。当开关S闭合后,逐步改变滑动变阻器接入电路的电阻值,根据电压表与电流表的示数,绘制的图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源两端电压为 B.电路消耗的电功率的最大值为
C.滑动变阻器接入电路的最大阻值为 D.定值电阻的电阻值为
24.如图所示,是一款有“低温挡”和“高温挡”的挂烫机的工作电路图。挂烫机正常工作电压为,加热电阻,,只闭合开关时,挂烫机处于 挡。当开关、都闭合时,挂烫机正常工作1min消耗的电能为 。
25.如图所示,电源电压恒为,定值电阻,为电阻箱(),闭合开关,调节电阻箱的阻值,当电阻箱的阻值为时,电压表的示数为;现用替换,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数仍为,此时电阻箱的阻值为,电流表的示数为,电阻箱消耗的电功率为,已知,。则电流 ,功率 。
26.如图甲所示,电源电压保持不变,、均为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关,将滑动变阻器滑片由一端移到某一位置的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示,则的阻值是 Ω,图中a点应标的电压值是 V,该电路消耗的最大总功率 W。
27.如图所示,定值电阻的阻值为10Ω,电源电压恒为6V,为滑动变阻器。当电流表示数为0.2A时,求:
(1)此时滑动变阻器两端的电压;
(2)此时电路消耗的总功率;
(3)此时通电10s,电流通过滑动变阻器所做的电功。
28.图甲为某款新型电饭煲,额定电压为220V,它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感,图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中,在电饭煲工作的30min内,它消耗的电功率随时间变化的图像如图丙所示。求:
(1)电饭煲运行在高温挡时,电路中的总电流;
(2)R1的阻值;
(3)0~15min电饭煲产生的总热量。
29.如图所示,电源电压恒为10V,R1为定值电阻,滑动变阻器。R2标有“40Ω 2A”字样,灯泡L标有“10V 10W”字样,且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合,滑片P在a端时,电流表的示数为1.5A。求:
(1)灯泡L正常发光时的阻值;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)闭合S、断开S1,将电流表的量程换成0~0.6A,求电路消耗的最大功率与最小功率的比值。
【考点5 】
30.臭氧常用于食品车间进行无人密闭消毒,消毒30分钟后臭氧最终分解为氧气,对食品不会有残留污染,但因其有强氧化作用,消毒时浓度不宜过高。兴趣小组设计了一个简易臭氧检测仪(电压表示数显示臭氧浓度)检测车间消毒时空气中臭氧的浓度,其电路原理如图甲。电源电压恒为3V,定值电阻,臭氧检测传感器Rc阻值与臭氧浓度的关系如图乙。消毒标准如下:为不合格, 为合格,为超标。则下列说法正确的是( )
A.当臭氧浓度为2.25ppm时,电压表的示数为1V
B.某次检测时,电压表示数为2.4V,该次消毒是合格的
C.若更换后,则电压表上1V刻度处对应为臭氧浓度为0的刻度
D.若更换后,则当臭氧浓度为0.75ppm时,R0的电功率是1.5W
31.如图所示,电源电压保持不变,、、均为定值电阻,,S为单刀双掷开关。当S接到1时,电流表的示数为0.4A,的功率为,此时的功率为;当S接到2时,的功率为,已知P1︰P2=32︰27。的阻值为( )
A. B. C. D.
32.如图甲所示电路,闭合开关,滑片在滑动变阻器上某两点间滑动的过程中,L和R的U-I图像如图乙所示。小灯泡的额定电压为2.5V,则下列说法正确的是( )
A.此过程电路的最小总功率为0.3W B.此过程滑动变阻器的最大功率为0.25W
C.小灯泡正常工作时的电阻为25Ω D.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
33.如图所示,已知电源电压保持4.5V不变,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R的最大阻值是10Ω,小灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。闭合开关后,当小灯泡正常发光时,它的阻值为 Ω,滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。若小灯泡的阻值不变,在此电路中小灯泡工作时的最小功率为 W。
34.如图所示,电源是恒流电源,能持续输出大小为0.9A的恒定电流,R1是阻值为6Ω的定值电阻,滑动变阻器R2上标有“20Ω、1A”,电流表的量程是“0~0.6A”,电压表的量程是“0~3V”。移动滑片,当电压表示数为2.4V时,R2接入电阻为 Ω;在保证电路各元件安全的前提下,电路总功率的最小值是 W。
35.如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R₁为定值电阻,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,滑动变阻器R₂的最大阻值为80Ω。闭合开关S,在保证电路元件安全的情况下,缓慢移动滑片P,R₂消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示,则电路消耗总功率的最小值为 W。
36.科技小组制作了一个小的“灯光秀”玩具,其电路图如图所示。电源电压保持不变,其中,小灯泡L的规格为“3V,0.75W”。当开关S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光;当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数变为0.6A。(不考虑灯丝电阻变化)求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)电路消耗的最小功率。
37.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光,在图乙中绘制出电流表与两块电压表示数关系的图像,求:
(1)电源电压及整个电路的最小电功率;
(2)小灯泡的额定功率。
【考点6 】
38.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
39.甲、乙两只普通家用照明灯泡的铭牌如图所示(设灯泡电阻不变),下列说法中正确的是( )
A.甲灯电阻大,灯丝较粗
B.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
C.若两灯串联在的电路中,则乙灯较亮
D.若两灯并联在的电路中,则乙灯较亮
40.灯泡的亮度取决于 。一盏灯标有“”字样,这表示它的 是,如果将这盏灯接在的电路中,其实际功率是 W。(假设灯丝电阻不变)
41.为了测出电视机在待机时的电功率,小明在外出期间,关闭家中其他用电器,只让电视机处于待机状态,用电能表测出待机时电视机所消耗的电能,则电视机待机时的电功率为 W;这些电能可供一只“220V 10W”的LED灯正常工作 h,一只这样的LED灯与一只“220V 100W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若白炽灯正常发光时的效率为8%,则LED灯正常发光时的效率为 。
时间
电能表示数
3月20日中午12点
65728
3月24日下午16点
65731
【考点7 】
42.白炽灯长期使用后,钨丝由于升华会变细。接在相同的电路中时,变细后的钨丝与原来相比( )
A.电阻变大 B.亮度变大
C.比热容变大 D.熔点变低
43.如图所示,晓晓同学利用标有“6V 3W”和“6V 2W”的两个灯泡探究“串联电路中电压的特点”,下列说法不正确的是( )
A.在连接电压表时,应先用大量程试触后再选择合适量程
B.要测灯泡L2两端的电压,只需将图中电压表A接点的连线转接到C接点即可
C.闭合开关S后,若发现灯泡L1较亮,L2要暗一些,则可判断灯泡L1的规格是“6V 2W”
D.闭合开关S一段时间后,若灯泡L1突然熄灭,L2仍然发光,则可能是灯泡L1短路了
44.连接如图所示的电路,闭合开关后,调节滑动变阻器,观察到白炽灯泡比亮。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.、规格是相同的 B.通过的电流比通过的电流大
C.对应的电压表示数比的大 D.的额定功率一定比大
45.在研究小灯泡亮度时,小林同学分别让灯泡L1 与灯泡L2 正常工作,已知L1与L2的规格分别为“12V 3W”与“6V 3W”,则 (选填“L1更亮”、“L2更亮”或者“一样亮”)。仔细观察会发现 的灯丝比较粗。他将两灯串联接入电路中,则电路两端可加的最大电压为 V。(忽略温度对小灯泡电阻的影响)
46.灯泡L1上标有“6V 3W”字样,L2标有“3V 3W”字样,灯丝电阻不变,灯泡L1正常工作的电流为 A,电阻为 ,灯泡L1正常工作2min消耗的电能 J,当灯泡L1两端电压为3V时,灯泡L1的实际功率为 W,将灯泡L1和L2串联接入电路中,并使其中一个灯泡正常发光,此时电源电压为 V。
【考点8 】
47.小明做“测量小灯泡的电功率”实验时,已知小灯泡的额定电压是,其中电源是三节新的干电池,灯丝电阻大于,滑动变阻器上标有“”字样,如图甲所示是实验装置图。
(1)在方框中画出相应的实验电路图。
(2)这个实验的实验原理是 ,用 表测量出小灯泡两端的 ,用 表测量出通过小灯泡的 ,从而算出小灯泡的电功率。
(3)在连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值 处。
(4)小明按图甲连接电路并闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电压表有示数,则故障的原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(5)小明排除故障后,移动滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
48.小明利用如图所给实验器材“测量小灯泡的额定功率”,已知电源电压恒为6V,小灯泡正常工作时的电压为2.5V,电阻约为8Ω,滑动变阻器规格为“20Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接;
(2)正确连接电路后,用开关试触,灯泡不亮,电压表瞬间满偏,电流表指针几乎不动,电路中的故障是 ;(电路中只有一处故障)
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。要使小灯泡变得更亮一些,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)下表是小明记录的实验数据。分析数据可知,小灯泡的亮度是由 决定的。经过计算小明发现,灯丝电阻随其两端电压的增大而增大,原因是: 。
实验次数
电压 U/V
电流I/A
灯泡的亮度
灯泡电功率 P/W
1
2.2
0.28
较暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
很亮
0.90
49.小明做“测小灯泡电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
(1)小明连好电路闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路中发生的故障可能是 (选填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”)。
(2)小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U—I图象,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(3)小明通过实验发现,小灯泡的电阻是变化的,这是因为电阻与 有关。
(4)实验结束后,小明仅将小灯泡换成定值电阻,来探究电流与电阻的关系,小明想要完成五组实验,准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
①小明先把5Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V。读出电流表示数后,断开开关,保持滑片位置不动,他拆下5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻继续做实验,闭合开关,将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 V。
②更换定值电阻,完成5次实验,并将5次实验数据在直角坐标系中描点如图丙所示,在画图象时C点不要连入图象中。原因是 ;本实验可得出的结论是 。
50.小明在“测小灯泡的电功率”的实验中,正确连接如图所示电路。闭合开关后,逐渐向同一个方向调节滑动变阻器的滑片,部分实验数据和现象如表:
(1)第1组数据中,小灯泡不发光,要使小电灯正常发光,需将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端滑动;
(2)分析表中实验数据可知,所用电源电压为 V。若小明手边有“1.5A 50Ω”的滑动变阻器A和“2.0A 20Ω”的滑动变阻器B,本实验中他选用的滑动变阻器是 (填“A”或“B”);
(3)第2次实验中,灯泡的功率 0.8W(填“大于”“小于”或“等于”)。
次数
电压表示数
电流表示数
灯的亮度
1
1
0.2
不亮
2
0.4
正常发光
3
6
0
不亮
51.小明同学利用如图甲所示的电路进行“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压为6V,小灯泡L的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。
(1)同组的小红发现电路连接有错误,请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确 。为能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器,选用 (填字母)。
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 。
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)通过小灯泡L的电流随它两端电压变化关系如图丙示。分析图像知:
①该小灯泡正常发光时的额定功率为 W。
②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受 变化的影响。
(5)完成上述实验后,小明在缺少电压表的情况下,根据绘制出的小灯泡L的电流与电压关系图像,设计出了一个测未知定值电阻Rx的电路,如图丁所示。请根据电路图,补充写出其中一次测量的实验步骤:
①开关S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器滑片至电流表的示数为0.2A。
② ,记下电流表的示数I'。
③表达式:Rx= (用已知量和所测量的字母符号表示)。
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