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2026年山东省青岛市中考物理自主招生考试物理
十八、电功率(1)
一、单选题
1.一个2伏的电池,以2安的电流放电,可维持半小时,这个电池的容量是( )
A.2伏 B.4焦 C.3600库 D.7200焦
【答案】C
【详解】这个电池的容量是
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.灯泡用久了,灯丝容易烧断。在许多情况下,灯丝突然烧断往往发生在开灯的瞬间,其主要原因是在开灯的瞬间( )
A.灯丝的热膨胀不均匀
B.灯丝的热传递不均匀
C.灯丝中的电流过大
D.灯丝两端的电压过高
【答案】C
【详解】灯泡的灯丝常在开灯的瞬间烧断,其原因是刚开灯时,灯丝温度低,电阻相对较小,根据焦耳定律
Q=I2Rt=UIt
可知,在电压一定时,电流过大,导致短时间内产生的热量过多,温度过高,将灯丝烧断。
故选C。
3.如图所示电路中,当闭合电键K1,断开K2时,整个电路中电功率为36瓦特;闭合电键K2,断开K1时,整个电路中电功率18瓦特,那么K1、K2都闭合时,电路中的电功率为( )
A.54瓦特 B.27瓦特
C.12瓦特 D.6瓦特
【答案】A
【详解】当闭合电键K1,断开K2时,只有R1接入电路,此时电路功率即为R1的电功率;闭合电键K2,断开K1时,只有R2接入电路,此时电路功率即为R2的电功率;当K1、K2都闭合时,两电阻并联,根据并联电路功率关系
故选A。
4.现有两个用电器,上面分别标有“6V0.2A”和“12V0.5A”的字样,如果把这两个用电器串联起来,为了使其中的一个用电器正常工作,那么加在串联电路两端的电压应该是( )
A.9.4伏 B.10.8伏 C.18伏 D.27伏
【答案】B
【详解】由P=UI得
I1===0.2A
I2===0.5A
则只能让第一个用电器正常工作,即电路中电流只能为0.2A;由欧姆定律得
R1===30Ω
R2===24Ω
则由欧姆定律可得,加在串联电路两端的电压
U=I1(R1+R2)=0.2A×(30Ω+24Ω)=10.8V
故选B。
5.如图所示的电路图中,L1,L2,L3为三只相同的灯泡。当滑动变阻器的滑片P由a端移到b端的过程中,灯泡的亮度变化情况是( )
A.L1变暗,L2变亮,L3不变
B.L1变亮,L2变暗,L3变暗
C.L1变暗,L2变亮,L3先变暗后变亮
D.L1变亮,L2变暗,L3先变亮后变暗
【答案】C
【详解】由电路图可知,灯泡L1与滑动变阻器的aP部分电阻串联、灯泡L2与滑动变阻器的bP部分电阻串联,两者并联后再与灯泡L3串联。由于并联部分各分电阻相等时,总电阻最大,且三只灯泡相同,所以当滑片P位于中间位置时,并联部分的电阻最大,即滑片从a端滑向b端的过程中,并联部分的总电阻先变大后变小;由于串联电路电阻越大,分得的电压越大,所以并联部分分得的电压先变大后变小,灯泡L3两端的电压先变小后变大;灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,由可知,电阻一定时,灯泡L3的实际功率先变小后变大,灯泡先变暗后变亮,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度。他的办法是:关好房间的门窗,然后打开冰箱的所有门,让冰箱运转。如果不考虑室内外热量的传递,则开机后,室内的温度将( )
A.逐渐有所升高
B.保持不变
C.有所降低
D.有时降低,有时升高
E.开机时降低,停机后又升高
F.开机时升高,停机后降低
【答案】A
【详解】冰箱压缩机将冰箱内部的热量通过消耗电能转移到冰箱外部来,但由于和室外没有热交换,故热量仍在室内,并且,压缩机工作时其电路中也会因为有电阻而产生热量,即产生的热量大于制冷量,故室内温度不降反升。故A符合题意,BCDEF不符合题意。
故选A。
7.正常工作的电子手表中,电流大约是( )
A.几个微微安 B.几个微安 C.几个毫安 D.几个毫微安
【答案】B
【详解】根据电子手表的说明书,其电功率约为10-6~10-5W,而它所使用的氧化银钮扣电池的电压为1.5V,由,可计算出电子手表的电流约为几个微安。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.如图所示,许多轿车的后窗内壁都平行地装有若干条金属丝,估计它们的用途可能是( )
A.为了美观用作装饰
B.不让车外的行人看到车内的乘客
C.通电后可以防止后窗积灰
D.通电后可消除附在后窗内壁上的小水珠
【答案】D
【详解】金属丝通电后可以产生热量,使车内的温度升高,车窗内壁上的小水珠就会汽化为水蒸气,可消除车窗内壁的小水珠,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9.白炽灯泡用旧后,灯丝容易在最细处熔断。这是因为旧白织灯在工作时,灯丝最细处( )
A.通过电流最大 B.热功率最大
C.通过电量最多 D.电阻率最大
【答案】B
【详解】A.灯丝各部分相当于串联在电路中,所以通过灯丝各处的电流是一样的,故A不符合题意;
B.灯丝最细处电阻最大,因为灯丝各处电流都相等,根据P=I2R可知,在电流相同时,电阻越大功率越大,所以灯丝最细处发热的功率最大,故B符合题意;
C.因为通过灯丝各处的电流是一样的,通电时间也是一样的,根据Q=It可知,通过灯丝各处的电荷量是相等的,故C不符合题意;
D.因为电阻率是导体的材料决定的,所以灯丝各处的电阻率是相同的,故D不符合题意。
故选B。
10.如图所示,是小明用三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法错误的是( )
A.手机的芯片是利用半导体材料制成的
B.若拔掉其中一部手机,则通过充电器的总电流变大
C.手机充电时,手机电池将电能转化为化学能
D.手机充电时,手机电池相当于用电器
【答案】B
【详解】A.芯片是由二极管、三极管和电阻、电容等元件直接硅单晶片上,所以是利用半导体材料制成的,故A正确,不符合题意;
B.三部手机并联在电路中,拔掉一部手机,据并联电路的分压特点知,通过充电器的总电流变小,故B错误,符合题意;
C.手机充电时,手机电池消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,故C正确,不符合题意;
D.手机充电时,手机电池需要消耗电能,相当于用电器,故D正确,不符合题意。
故选B
二、多选题
11.如图甲所示,电源电压U恒为6V,为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,图乙是电压表的示数U随电流表示数I的变化关系,图丙是滑动变阻器的功率P随滑动变阻器电阻R的变化关系,图丁是效率(即滑动变阻器消耗的功率与电路消耗的总功率之比)随滑动变阻器电阻R的变化关系,则下列判断正确的是( )
A.定值电阻的阻值为5Ω B.滑动变阻器最大阻值6Ω
C.乙图阴影部分面积为2.88W D.丙图b点的坐标为(2Ω,4.5W)
【答案】CD
【详解】A.由甲电路图可知,滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。 当滑片位于A端时,滑动变阻器接入电路中电阻为零,此时电路中的电流最大, 由图乙可知,电路中的最大电流I大=3A,定值电阻的阻值为
故A错误;
B.因串联电路中各处的电流相等,且串联电路中总电阻等于各部分电阻之和, 所以,由
可得,滑动变阻器消耗功率与电路消耗总功率之比为
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,效率最大,由图丁可知,最大效率为80%,即
解得
故B错误;
C.由图乙可知,a点表示电路中的电流最小,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的最小电流为
此时电压表的示数为
则乙图阴影部分面积为
故C正确;
D.由图丙可知,当
时,滑动变阻器的功率最大,此时电路中的电流为
此时滑动变阻器的功率为
故丙图b点的坐标为(2Ω,4.5W),故D正确。
故选CD。
12.让火灾远离校园,让平安与您相伴。如图甲为智慧校园系统中感烟火灾探测器的部分原理图。在一个外部光线无法进入的烟室中,装有一个激光发生器和带有一光敏电阻R₀的电路,定值电阻R的阻值为200欧,电源电压恒为12伏。当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化。当烟雾达到某一浓度时,探测器便会发出警报。的阻值随烟室中烟雾浓度的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.当烟雾进入烟室并越来越浓时,电压表示数逐渐变小
B.当烟雾进入烟室并越来越浓时,R消耗的功率逐渐变小
C.当烟室的烟雾浓度达到40%时,电路消耗的总功率是0.24W
D.已知电流表的量程是0~30mA,电压表的量程是0~12V,则此电路能够测量烟室中的烟雾浓度最高是80%
【答案】AC
【详解】A.两电阻串联,电压表测量光敏电阻的电压,当烟雾进入烟室并越来越浓时,光敏电阻的阻值变小,电压表示数逐渐变小,故A正确;
B.当烟雾进入烟室并越来越浓时,光敏电阻的阻值变小,总电阻变小,电路中的电流变大,根据可知,R消耗的功率逐渐变大,故B错误;
C.当烟室的烟雾浓度达到40%时,光敏的电阻的阻值为400Ω,则总电阻为
电路消耗的总功率是
故C正确;
D.此电路能够测量烟室中的烟雾浓度越大,光敏的电阻的阻值变小,总电阻越小,此时电路中的电流最大,故最大电路的电流为30mA,合0.03A,故电路中的总电阻为
光敏电阻的阻值为
烟室中的烟雾浓度最高是60%,故D错误。
故选AC。
13.一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U变化的关系图像如图(a)所示,将它与两个标准电阻R1、R2组成如图(b)所示电路,当电键S接通位置1时,三个用电器消耗的电功率均为P。将电键S切换到位置2后,电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、Pl、P2,下列关系中正确的是( )
A.P1>P B.P1>P2
C.P1>4PD D.PD+P1+P2<3P
【答案】CD
【详解】根据电阻器D的伏安特性曲线,其电阻随电压的增大而减小,电压的减小而增大。设
R1=R2=R
将电键S切换到位置2前,电阻器D和电阻R1、R2的电压分别为U0、,由于三个用电器消耗的电功率均为P,由功率公式,得到此时电阻器D的电阻RD=4R,外电路总电阻为
将电键S切换到位置2后,电阻器D的电压减小,电阻增大,RD>4R,外电路总电阻
AB. 将电键S切换到位置2后,电阻器D和电阻R并联的电阻为
所以电阻R1的电压小于,电阻R1消耗的功率减小,即有P<P1<P2,故AB错误;
C. 将电键S切换到位置2后,电阻器D和电阻R1的电压相等,由功率公式,由于RD>4R,则P1>4PD,故C正确;
D. 由于外电路总电阻增大,而总电压不变,电路的总功率减小,则
Pp+P1+P2<3P
故D正确。
故选CD。
14.在如图(甲)所示的电路中,电源电压保持不变,为定值电阻。移动滑动变阻器的滑片P,电压表和电流表示数的U-I关系图像如图(乙)所示,则( )
A.电源电压为9V
B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.电压表示数为5V时,的电功率最大
D.电压表示数为4V时,的电功率最大
【答案】AB
【详解】这是一个混联电路:和并联后与串联,电流表测通过的电流,电压表测量并联电路两端的电压。
A.当电压表读数为4V时,通过左半部分电流为0.25A时,通过右半部分电流为1A;通过左半部分电流为1A时,通过右半部分电流为0.25A,干路电流为
I=0.25A+1.0A=1.25A
根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压为
U总=U+IR0=4V+1.25A×R0 ①
当电压表读数为5V时,干路电流为
I'=0.5A+0.5A=1A
电源电压为
U总=U'+I'R0=5V+1A×R0 ②
联立①②解得U=9V,故A符合题意;
B.根据图乙可知,当电压表示数为4V时,通过aP的电流为0.25A,通过bP的电流为1A(或通过aP的电流为1A,通过bP的电流为0.25A),由可知
滑动变阻器R的总阻值为
故B符合题意;
C.电压表示数为5V时,R2的电功率为
P=UI=5V×0.5A=2.5W
电压表示数为4V时,R2的电功率为
所以当电压表示数为5V时R2的电功率小于电压表示数为4V时R2的电功率,故C不符合题意;
D.R1是干路上的定值电阻,要使R1的电功率最大,需使总电流最小,即总电阻最大,也即并联电路的电阻最大,此时意味着并联电路的电压最大,由图乙可知,并联电路的最大电压可达到5V,所以4V时R1的电功率不是最大,故D不符合题意。
故选AB。
15.如图所示,是一种测量环境温度的仪器的简化工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻,为热敏电阻,的阻值随环境温度的升高而减小,若有最大阻值且为,电压表接入电路的量程为0~3V,电流表接入电路的量程为0~0.6A。闭合开关S,当环境的温度升高时,在保证两表安全的情况下,下列说法中正确的是( )
A.电压表与电流表的比值变大
B.经过R的最大电流为0.3A
C.电阻的取值范围为
D.电路总功率变化范围为1.2W~3.6W
【答案】BC
【详解】A.由电路图可知,闭合开关S,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。由欧姆定律可知,电压表示数与电流表示数的比值等于R的阻值,由于R为定值电阻,则电压表示数与电流表示数的比值不变,故A错误;
B.电压表接入电路的量程为0~3V,当电压表示数最大为3V时,电路中的电流为
即小于电流表的量程,所以为了保证两表的安全,电路中的最大电流为0.3A,故B正确;
C.当电路中的最大电流为0.3A时,电阻的取值最小,为
电阻越大,电路中的电流越小,电流表、电压表均处于安全状态,故可取到其最大阻值,即电阻的取值范围为,故C正确;
D.当电路中的最大电流为0.3A时,电路总功率最大,为
当电阻取值为时,电路总功率最小,为
故D错误。
故选BC。
三、实验题
16.探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验如图甲和乙所示,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端,通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)图甲中,通过两电热丝的电流 ;该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体 的关系;
(2)图乙是探究电流通过导体产生的热量与 的关系;
(3)在实验中,我们是通过观察U形管中液面的 来比较各容器中电热丝产生热量的多少;
(4)将乙图中右侧容器上面的5Ω电阻丝也放入右侧容器内,这是为了探究电流通过导体产生的热量与导体 的关系。
【答案】 相同 电阻 电流 高度差 电阻
【详解】(1)[1][2]由图可得,两个电阻丝是串联的,根据串联电路电流规律可得,两个电热丝的电流相同;根据单一变量原则,图甲中除了电热丝电阻不同外,其他条件都相同,故该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系。
(2)[3]图乙中,右边电阻并联,通过右边每个电热丝的电流大小与左边的不同,由单一变量原则可知,该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体电流的关系。
(3)[4]U形管两端的电热丝产生的热量不同,会导致U形管中气体的压力不同,从而使U形管中液面的高度差不同,可以通过高度差比较各容器中电热丝产生热量的多少。
(4)[5]将乙图中右侧容器上面的5Ω电阻丝也放入右侧容器内,右侧容器中的总电阻不为5Ω,由单一变量原则可得,实验是探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系。
17.小刚做“测量小灯泡电功率”实验中,所用电源电压恒为6V,小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样,其额定功率小于1W,滑动变阻器的规格是“40Ω 1A”。
(1)在实验前检查仪器时,发现电流表的指针如图甲所示,则他接下来的操作: ;
(2)请你根据图乙电路图用笔画线代替导线,将图丙中未完成的电路连接好。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变暗,导线不能交叉;
(3)测完小灯泡的电功率之后,他还想要绘制出该用电器的P-I2和P-U2图像,如图丁,图中可能正确的是 (选填“A”、“B”、“C”或“D”);
(4)另一组同学不改变其它电路元件及电路连接,探究电流与电阻的关系:
①用4Ω、6Ω、10Ω的定值电阻分别替代灯泡,他们设定不变的电压值为2V,若电源电压可调,为了顺利完成实验,则电源电压的最大值为 V;
②用6Ω、10Ω、15Ω的定值电阻分别替代灯泡,若电源电压恒为6V,设定不变的电压值为1.2V,为顺利完成实验,可以在电路中再串联一个定值电阻,则该定值电阻的取值范围是 。
【答案】 将电流表指针调至“0”刻度线处 B 10 20~24Ω
【详解】(1)[1]由图甲可知,实验前,电流表指针偏向“0”刻度线的左侧,所以接下来应将电流表指针调至“0”刻度线处。
(2)[2]由图乙可知,滑动变阻器、电流表、灯泡串联,电压与灯泡并联。滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变暗,说明滑动变阻器的阻值在变大,所以导线应接在滑动变阻器的左下接线柱上,如图所示:
(3)[3]BD.通过灯泡的电流随灯泡两端电压的增大而增大,由公式P=I2R可知,若R不变,则P与I2成正比,由于灯泡电阻随温度的升高而增大,所以P-I2的图像会向上弯曲,故B正确,D错误;
AC.由可知,若R不变,则P与U2成正比,由于灯泡电阻随温度的升高而增大,所以P与U2的图像会向下弯曲,故AC错误。
故选B。
(4)①[4] 设定不变的电压值为2V,当定值电阻的阻值为10Ω、同时滑动变阻器阻值调到40Ω时,电源电压最大。此时电路电流为
最大电压为
U最大=I(R定+R滑)=0.2A×(10Ω+40Ω)=10V
②[5]当定值电阻为6Ω时,通过电路的电流为
此时电路的总电阻为
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,串联接入的电阻是最大的,最大为
R′=30Ω-6Ω=24Ω
当定值电阻为15Ω时,通过电路的电流为
此时电路的总电阻为
当滑动变阻器接入电路的电阻为40Ω时,串联接入的电阻是最小的,最小为
R′=75Ω-40Ω-15Ω=20Ω
所以该定值电阻的取值范围为20~24Ω。
18.在综合实践活动课上,小能设计了如图甲所示的模拟调光灯电路,电源电压恒定,R1为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光。此过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2(电压表V2未画出)示数变化关系图像如图乙所示。
(1)某次电流表示数如图所示,此时电流为 A;
(2)电源电压是 V;
(3)滑动变阻器的滑片处于最右端的时候,定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为 。
【答案】 0.16 4.5 1:1
【详解】(1)[1]电流表的接入电路的量程为“0-0.6A”,分度值为0.02A,指针指向第8小格,故电流表示数为0.16A。
(2)[2]由电路图知,电压表V1并联在小灯泡的两端,通过小灯泡的电流随着电压表示数的增大而增大,所以图线①是小灯泡的I-U图像;因为随着电压表示数的增大,电流表的示数减小,说明电压表一定测量滑动变阻器两端的电压,所以电压表可能只在滑动变阻器的两端,也可能在定值电阻和滑动变阻器的两端。根据串联电路总电压等于各用电器电压之和,图中当电流相等时,图像①②的电压之和不相等,说明电压表没有并联在定值电阻和滑动变阻器的两端,而是只并联在滑动变阻器的两端了。
由图像知:当电流为0.1A时,电源电压为
U=0.5V+3.5V+0.1A×R1
当电流为0.25A时,电源电压为
U=0.75V+2.5V+0.25A×R1
联立上两等式得:R1=5Ω,电源电压为U=4.5V
(3)[3]滑动变阻器的滑片处于最右端的时候,由乙图可知,此时串联电路的电流I=0.5A。灯泡L两端电压为UL=0.5V,滑动变阻器的电压为U滑=3.5V,那么定值电阻的两端电压为
U1=U-UL-U滑=4.5V-0.5V-3.5V=0.5V
此时定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为
四、计算题
19.如图甲是电阻R1和灯泡L的电流随电压变化图像,灯泡上标有“12V 9.6W”的字样。将它们按图乙所示的电路连接,滑动变阻器上标有“22Ω 1.5A”,电流表使用的量程是,电源电压不变;
(1)求灯泡L正常发光时的电阻RL;
(2)当只闭合开关S、S2,滑片P位于a端时,灯泡L的实际功率为1W,求电源电压;
(3)只闭合开关S、S1时,求电路允许消耗的最大电功率。
【答案】(1);(2)13V;(3)
【详解】解:(1)灯泡L正常发光时的电阻RL为
(2)当只闭合开关S、S2,滑片P位于a端时,RL与滑动变阻器的最大阻值串联。由甲图可知,灯泡电压为2V时,电流为0.5A,灯泡功率恰好为
所以灯泡L的实际功率为1W时,电路电流为0.5A,,灯泡电压为2V,因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器两端的电压为
则电源电压为
(3)只闭合开关S、S1时,变阻器R和串联,电流表测电路电流。电流表使用的量程是,则电路电流最大为0.6A,则电路允许消耗的最大电功率为
答:(1)灯泡L正常发光时的电阻RL为;
(2)当只闭合开关S、S2,滑片P位于a端时,灯泡L的实际功率为1W,电源电压为13V;
(3)只闭合开关S、S1时,电路允许消耗的最大电功率为。
20.准备知识:因为≥0,所以,式中等号只有在a=b时成立。据此,若a+b为定值,则当a=b时,a·b有最大值a2(或b2)。如以a+b=6为例,若取a1=1,b1=5,a2=2,b2=4,a3=3,b3=3,则a1+b1=a2+b2=a3+b3=6,且a1·b1<a2·b2<a3·b3。即当a3=b3时,a3·b3=9为最大。根据上述结论,完成下面的试题:
用电阻为12欧的均匀电阻丝制成一个直径为D的圆环,并把它接到如图所示的电路中、图中导线a的P端能沿圆环移动,并保持接触良好。已知R1为15欧,电源电压为9伏。问:
(1)当P移至何处时,电路中的电流最大?求出这个最大电流Im;
(2)当P移至何处时,电路中的总电阻最大?试证明。求出这时的电源输出功率。
【答案】(1)滑片P转到A点时电流最大为0.6A
(2)当P移至中间处时,电路中的总电阻最大,这时的电源输出功率为4.5W
【详解】(1)由电路图可知,这个电路滑片P转到A点时对圆环电阻发生短路;电路中只有R1连入,电流为最大,根据欧姆定律得
(2)设P转到某点,两圆弧的电阻分别为R1和R2,且
电路的总电阻为
当
即
时,P点与A点在圆环的直径上,电路中的总电阻最大
这时的电源输出功率
21.图所示是一个暗盒,盒内有一个电池组(已知电压为6伏特)、两个阻值分别为R1和R2的电阻和若干导线组成的电路。盒内电路分别跟盒外的四个接线端A、B、C、D相连接。若用安培表测量各接线端之间的电流,结果发现:当把安培表接在A、B两端时,它的读数为2安培;当把安培表接在A、C两端时,它的读数为1安培;当用导线将A、B连接起来后,再把安培表接在B、C两端,它的读数为1安培。根据上述测量结果,完成下列要求;
(1)在图上画出能表示盒内电路连接情况的电路图;
(2)若用导线将B、C连接起来后,再用安培表测量A、B之间的电流,它的读数是多少?
(3)若在B、C之间接一个最大电阻为9欧姆的滑动变阻器R3,再用安培表连接A端和滑动变阻器的滑片P,如图所示。则在滑片P由最下端移至最上端的过程中,安培表示数的变化范围是多少?电源的最小输出功率是多少?
【答案】(1)
(2)3安
(3)1.33~2.4安;8瓦
【详解】(1)电流表接在A、B之间,示数为2A,假设为图甲;电流表接在A、C之间,示数为1A,假设为图乙;综合甲、乙两图得到丙图,导线连接A、B ,电流表接在B、C两端,R1与R2并联,电流表测R2支路电流,如图丁;假设与题意相符,暗箱内部连接如图丙:
解得R1与R2的电阻分别为
(2)电路连接如图戊,R1和R2并联,电流表测量干路电流,电流表的示数为
(3)在B、C之间接一个最大电阻为9欧姆的滑动变 阻器R3,再用安培表连接A端和滑动变阻器的滑片P ,如图所示:
两个支路的电阻之和一定,当滑片移动在某处时,使各支路电阻之和相等,且每条支路电阻R各为9Ω并联电路的总电阻最大为
干路电流为
当并联电路中的一条支路上的电阻最小时,因 R1 < R2,即 R2和R3串联后再与R1并联,电路的总电电阻最小,电路电流最大,电路的总电阻
干路中的电流最大为
所以电流表示数变化范围是1.33A~2.4A。电源的最小输出功率为
22.随着高层建筑的大量兴建,人们经常要与电梯打交道,如图甲所示是某种升降电梯的简化模型,它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成,其中轿厢的质量为780kg。电梯某次搭载一位质量为70kg的乘客上楼,轿厢启动上升的路程与时间关系(s﹣t),电动机的输出功率与时间关系(P﹣t)如图丙所示,电动机的工作效率为80%,不计钢丝绳的重力和一切摩擦,求:
(1)当该乘客站立在静止的轿厢内时,双脚的受力面积为500cm2,则乘客对轿厢的压强为 帕;
(2)电动机的电梯启动上升12s内,消耗的电能是 焦(已知电动机对轿厢所做的功等于其P﹣t图像与时间轴所围成的阴影部分面积大小);
(3)电梯配重的质量为 千克。
【答案】(1)
(2)58750
(3)650
【详解】(1)乘客对轿厢的压力为
则乘客对轿厢的压强为
(2)电动机对轿厢所做的功为
则消耗的电能为
(3)后10s的速度为
则电动机对轿厢的拉力为
轿厢和乘客的总重力为
则配重的重力为
则电梯配重的质量为
五、综合题
23.如图甲所示,为某款双控温多功能家用涮烤两用分体电火锅,该电火锅部分参数如下表所示。该锅可实现火锅、烧烤同时进行,也可以分开控制,其部分简化电路图如图乙所示。开关S1控制对汤锅进行加热的电路,R1,R2均为电热丝且电阻值恒定,R2与温控开关并联;S2可控制左右两侧的烧烤盘的电路。
额定电压
烧烤盘的电阻
汤锅的额定功率
左盘
右盘
加热
保温
220V
60.5Ω
121Ω
1100W
(1)该电火锅是利用电流的 效应工作的;
(2)R1的电阻是多少? 若R2的电阻为56Ω,则该汤锅的额定保温功率是多少 ;
(3)在实际使用时发现,左右两侧电热烧烤盘既可以同时使用,也可各自独立使用,则左右两烧烤盘电热丝的连接方式应为 联。在一次野外烧烤中,通过很长的导线把该电火锅连入电压为220V的农户家中,但是发现烤肉速度比较慢。因为距离远,导线有电阻,导致电路的功率变小。当只让烧烤盘的右盘工作时,测出整个电路消耗的功率为330W,此时右盘两端的实际电压是多少 ?
【答案】(1)热
(2) 44Ω 484W
(3) 并 181.5V
【详解】(1)电流通过导体时电能转化为内能的现象叫电流的热效应。所以该电火锅是利用电流的热效应工作的。
(2)[1]由电路图可知,当开关S1接通,温控开关断开时,两电阻串联,此时电路电阻较大,由可知,电路电功率较小,此时汤锅处于保温状态;当开关S1接通,“温控开关”也闭合时,只有电热丝R1工作,电路中电阻较小,电功率较大,此时汤锅处于加热状态时;由可得R1的电阻
[2]汤锅处于保温状态时,R1与R2串联,因R1和R2均为电热丝,则保温功率
(3)[1]左右两侧电热烧烤盘既可以同时使用,也可各自独立使用,根据串并联电路特点知,左右两烧烤盘电热丝的连接方式应为并联。
[2]当只让烧烤盘的右盘工作时,测出整个电路消耗的功率(总功率)为330W,而整个电路两端的电压(电源电压)为220V,由可得此时电路中的电流为
则此时右盘两端的实际电压为
24.父亲节这天,小明的爸爸给小明的爷爷买了一个电热足浴盆,如图-甲所示。其内部简化电路图如图-乙所示,其中、均为电热丝,电动机起按摩作用。足浴盆的部分铭牌信息如图-丙所示。使用步骤如下:
①开关调整到加热状态,把水加热到一定温度;
②开关调整到保温状态,把脚放入足浴盆;
③在保温状态,根据需要,闭合按摩电路开关,进行按摩。
请据此完成下列题目。
(1)为了安全起见,电热足浴盆的接线插头为 (选填“两脚插头”或“三脚插头”)。在加热状态,需要闭合的开关有 。
(2)不计热量损失,在加热状态,把的水从加热到,需要的时间是多少 ?[水的比热容为]
(3)加热完成后,小明爷爷泡脚加按摩25min,共消耗多少电能 ?
【答案】(1) 三脚插头 S、S2
(2)500s
(3)
【详解】(1)[1]为了安全起见,电热足浴盆的接线插头为三脚插头。因为三脚插头有一根接地,可将用电器的金属外壳接地,防止因漏电而发生触电事故,而电热足浴盆在使用时可能会接触到水,存在漏电风险,所以用三脚插头更安全。
[2]在加热状态,需要闭合的开关都有S、S2,因为当同时闭合开关S、S2时,电路中电阻R1被短路,电阻R2接入电路中,故此时比只闭合S时电路中的电阻小,由可知,当电压不变,电阻小,功率大,故在加热状态,需要闭合的开关都有S、S2。
(2)在加热状态,把4 kg的水从20加热到45,水吸收的热量为
不计热量损失,消耗的电能为
由图丙可知,加热功率,由可知,需要的时间为
(3)加热完成后,处于保温状态,由图丙可知保温功率为,按摩功率为,小明爷爷泡脚加按摩的时间为
故加热完成后,小明爷爷泡脚加按摩25min,共消耗电能
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$2026年山东省青岛市中考物理自主招生考试物理 十八、电功率(1) 一、单选题 1.一个2伏的电池,以2安的电流放电,可维持半小时,这个电池的容量是( ) A.2伏 B.4焦 C.3600库 D.7200焦 2.灯泡用久了,灯丝容易烧断。在许多情况下,灯丝突然烧断往往发生在开灯的瞬间,其主要原因是在开灯的瞬间( ) A.灯丝的热膨胀不均匀 B.灯丝的热传递不均匀 C.灯丝中的电流过大 D.灯丝两端的电压过高 3.如图所示电路中,当闭合电键K1,断开K2时,整个电路中电功率为36瓦特;闭合电键K2,断开K1时,整个电路中电功率18瓦特,那么K1、K2都闭合时,电路中的电功率为( ) A.54瓦特 B.27瓦特 C.12瓦特 D.6瓦特 4.现有两个用电器,上面分别标有“6V0.2A”和“12V0.5A”的字样,如果把这两个用电器串联起来,为了使其中的一个用电器正常工作,那么加在串联电路两端的电压应该是( ) A.9.4伏 B.10.8伏 C.18伏 D.27伏 5.如图所示的电路图中,L1,L2,L3为三只相同的灯泡。当滑动变阻器的滑片P由a端移到b端的过程中,灯泡的亮度变化情况是( ) A.L1变暗,L2变亮,L3不变 B.L1变亮,L2变暗,L3变暗 C.L1变暗,L2变亮,L3先变暗后变亮 D.L1变亮,L2变暗,L3先变亮后变暗 6.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度。他的办法是:关好房间的门窗,然后打开冰箱的所有门,让冰箱运转。如果不考虑室内外热量的传递,则开机后,室内的温度将( ) A.逐渐有所升高 B.保持不变 C.有所降低 D.有时降低,有时升高 E.开机时降低,停机后又升高 F.开机时升高,停机后降低 7.正常工作的电子手表中,电流大约是( ) A.几个微微安 B.几个微安 C.几个毫安 D.几个毫微安 8.如图所示,许多轿车的后窗内壁都平行地装有若干条金属丝,估计它们的用途可能是( ) A.为了美观用作装饰 B.不让车外的行人看到车内的乘客 C.通电后可以防止后窗积灰 D.通电后可消除附在后窗内壁上的小水珠 9.白炽灯泡用旧后,灯丝容易在最细处熔断。这是因为旧白织灯在工作时,灯丝最细处( ) A.通过电流最大 B.热功率最大 C.通过电量最多 D.电阻率最大 10.如图所示,是小明用三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法错误的是( ) A.手机的芯片是利用半导体材料制成的 B.若拔掉其中一部