第十五章 电功、电功率和电热的综合计算(重难点练习)2025-2026学年苏科版物理九年级下学期
2026-01-13
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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 | 一、电功,二、电功率,三、电流的热效应 焦耳定律 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 3.10 MB |
| 发布时间 | 2026-01-13 |
| 更新时间 | 2026-01-20 |
| 作者 | 爱分享的小鱼 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55929142.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第十五章 电功、电功率和电热的综合计算(重难点练习)
一、含电能表的相关计算
1.(24-25九年级上·内蒙古呼伦贝尔·月考)如图所示,对于电能表面板上的一些参数的理解,下列说法正确的是( )
A.此表是测量电功率的仪器
B.接入电路的最大功率是2200W
C.电路中消耗0.2kW·h的电能时,转盘转过500转
D.此时电能表的读数为357.2J
2.(24-25九年级上·广西贵港·期中)电能表(又称电度表)是测量电功的仪表。小瑶家的电能表规格如图所示,下列对电能表的分析正确的是( )
A.示数为3186kW·h B.电路总功率不超过8800W
C.每小时闪烁1600次 D.用电越多,电能表闪烁越快
3.(25-26九年级上·全国·单元测试)某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示,若他家本月应交电费45元,且电价为0.5元/,则他家的电能表上月末抄表时的示数应为 ;若只将某一个用电器单独接入他家的电路中正常工作6min,电能表上的转盘转了300转,则该用电器的额定功率为 W;若他想在此基础上再打开几台额定功率为800W的空调,则他最多还能开 台空调。
4.(2025·江苏徐州·二模)小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为 J,其两端电压 (高于/等于/低于)220V。
5.(24-25九年级下·江西赣州·月考)如图所示是小梦家的全自动豆浆机的电路图,其中电动机是用来将原料进行粉碎打浆的,R是加热电阻。豆浆机正常工作时,先对原料加热,之后电动机和加热电阻交替工作,一次豆浆制作过程中的P-t图像如图乙所示。请你解答下列问题:
(1)豆浆机正常加热时,加热电阻的阻值是多少?
(2)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少?
(3)在某次做豆浆时,小梦将家里的其他用电器都关闭,只让豆浆机工作,做一次豆浆,如图丙所示的电能表的转盘转过多少转?
二、比值计算问题
6.(2025·山东聊城·三模)如图,将定值电阻、按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在图甲中的功率为4W,在图乙中的功率为9W。下列说法中不正确的是( )
A.甲、乙两个电路中通过的电流之比是2∶3
B.、的电阻之比为2∶1
C.甲、乙两电路中两端的电压之比是2∶3
D.甲、乙两电路中的总功率之比是4∶9
7.(24-25九年级下·山东青岛·自主招生)如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为16W。设灯丝电阻不变,下列说法中不正确的是( )
A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是1∶2
B.甲、乙两图电路消耗的总功率之比为1∶2
C.L1、L2两灯电阻之比为1∶1
D.甲、乙两图中灯L2的功率之比为1∶4
8.(2025九年级·全国·专题练习)两个定值电阻的阻值之比为,将按图甲所示的方式连入电路中时,的电功率之比为 ;将按图乙所示的方式连入电路中时,的电功率之比为 。
9.(24-25九年级上·四川达州·期末)如图所示,电源电压不变。当滑片从A点滑到B点时,R1两端的电压比为1∶2,变阻器两端电压比UA∶UB=4∶3。则前后通过A、B两点的电流之比IA∶IB= ,R2前后连入电路的电阻之比RA∶RB= ,R2前后消耗的电功率之比PA∶PB= 。
10.(24-25九年级上·吉林长春·阶段练习)如图甲所示家用电饭锅,其金属外壳通过插座的 (选填“A”“B”或“C”)孔接地线,为了用电安全,电饭锅的开关必须接在 线上。在煮饭过程中小明闻到了大米的香味,这是 现象。若其内部主要部件有:两个阻值相同的发热电阻、温控开关等,熬煮稀饭时,在温控开关的自动控制下按快煮→慢熬→保温三种不同的发热功率完成工作流程,其中慢熬过程仅有一个发热电阻工作,电功率P随时间t变化关系的图像如图乙所示。若快煮过程电流做功为,慢熬过程电流做功为,则 。
三、小灯泡的亮度问题
11.(2025·山东济南·二模)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲灯的额定功率是一定的
B.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
12.(2025·四川达州·模拟预测)灯泡标有“”的字样,标有“”的字样,灯丝的电阻与温度无关。为保证用电器的安全,下列说法正确的是( )
A.两灯都正常发光时,会比亮一些
B.两灯串联时,电源电压最高为
C.两灯串联时,电路消耗的电功率最高为
D.两灯并联时,干路电流最高为
13.(25-26九年级上·全国·课后作业)现有两个灯泡L1、L2,分别标有“10V,10W”和“9V,5.4W”的字样。当将它们串联使用时,能正常发光的是灯泡 ,此时电路两端允许加的最大电压是 V;若将两灯并联,在保证电路安全的前提下,允许接入的电源电压最大为 V,电路消耗的最大功率是 W。(不考虑灯丝电阻随温度的变化)
14.(24-25九年级下·江苏南通·阶段练习)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)
15.(2025·黑龙江佳木斯·三模)把标有 “6V 3W” 和 “6V 6W” 的甲、乙两个灯泡串联接在 6V 的电源两端, (选填 “甲” 或 “乙”)灯更亮;若将它们并联接在该电源上,两灯消耗的总功率为 W。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
16.(23-24九年级上·陕西渭南·期末)两个灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样(不考虑温度对电阻的影响),为确保两灯均不损坏,将它们串联接入电路时,电路两端允许最大电压是 V,灯泡L1和L2功率之比是 ;将它们并联接入电路时,干路允许通过最大电流是 A,灯泡L1和L2功率之比是 。
四、动态电路分析
17.(2025·河南·模拟预测)小华利用热敏电阻R、定值电阻、电压表等制作了“温度监测仪”,如图所示为其电路图(电压表未画出)。热敏电阻R的阻值随温度的降低而减小,温度监测仪由电压表改装而成,温度越低时,示数越小,当通过报警器的电流增大到某一值时会发出报警。下列分析正确的是( )
A.该温度检测仪是一个高温报警装置
B.电压表应并联在热敏电阻R的两端
C.当温度越低时,定值电阻的电功率越小
D.若要调低报警温度,可将换为阻值更小的电阻
18.(2025·江西·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P由右端移到左端的过程中,以下说法不正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变大 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电阻R0两端的电压变大 D.整个电路的总功率变小
19.(24-25九年级下·黑龙江大庆·开学考试)如图电路,电阻R1>R2,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P可以在其左右两端任意滑动,在调节滑动变阻器的滑片过程中,下列描述现象与实际相符的是( )
A.变阻器滑片在变阻器最左端时电流表示数最大
B.电压表V2的示数与电流表的示数比等于定值
C.两电压表的示数之差始终等于R3两端电压
D.当两电压表的示数相等时电路功率最大
20.(2025·江西上饶·模拟预测)如图所示电路,电源电压恒定,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.两电阻为并联关系
B.滑片右移过程中,消耗的功率变大
C.滑片右移过程中,三个电表中有两个电表示数变小
D.滑片右移过程中,电压表的示数与电流表A的示数之比变大
五、动态电路的计算
21.(2025·山西长治·二模)在学校组织的创新大赛中,小梦设计了一个由压敏电阻控制的电子报警电路,如图甲所示。电源电压保持3V不变,电阻报警器的阻值恒为,压敏电阻的阻值随压力F的变化图象如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.当压力减小时,电流表的示数会增大
B.当压力增大时,电路消耗的总功率减小
C.电流表的最小示数为
D.压力为5N时,的实际功率为
22.(2025·四川广元·三模)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合开关,将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端;第二次只闭合开关S2,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时,电压表V₂的示数为1.5V,将滑片滑到最上端时,小灯泡正常发光。图乙是两次实验中电流表A与电压表V1、V2示数关系图像,下列说法正确的是( )
A.小灯泡正常发光10s,所产生的热量为75J
B.R0的阻值与滑动变阻器R的最大阻值之比为2:3
C.电压表V2的示数为1.5V时,小灯泡的实际功率为0.75W
D.当滑动变阻器接入电阻为零,S1、S2都闭合时,电路总功率最小
23.(2025·贵州铜仁·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片从最左端向右端滑动过程中,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),当滑片P位于最左端时,电流表的示数为0.6A,当滑片P位于最右端时,电流表的示数为0.2A。则定值电阻R0消耗的最大功率是 W。
24.(24-25九年级上·重庆沙坪坝·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。电流表A的量程为0~0.6A,电压表V1、V2的量程均为0~3V,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,小灯泡的额定电压为2.5V。滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V2的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。电源电压为 V,整个电路消耗的最大功率为 。
25.(2025·湖南长沙·二模)小英在实验室设计了如图甲所示的电路,图中电源电压保持不变。她用两个阻值不同的定值电阻完成实验,滑动变阻器铭牌上标有“?”,电流表选用“0~0.6A”量程,电压表选用“0~15V”量程。她进行了如下实验:闭合开关,断开,使滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端,用图象记录此过程中电压表、电流表示数变化情况,如图乙所示;闭合开关,断开,调节滑动变阻器的滑片,在不改变电流表、电压表量程,且保证电路安全的条件下,电路的最大电流与最小电流之比为。
(1)求定值电阻的阻值和电源电压;
(2)求定值电阻的阻值;
(3)在可改变电流表、电压表量程的条件下,通过调节滑动变阻器的滑片及改变开关的通断、能够得到的整个电路的最大功率与最小功率之比是多少?
六、多档位变化问题
26.(24-25九年级上·河南南阳·期末)家用电吹风简化电路及主要技术参数如图所示。当开关旋至 时(选填“AB”“BC” 或“CD”),电吹风吹热风,吹热风5min通过电热丝产生的热量是 J。
热风温度
50-70℃
额定功率
热风时:1000W
冷风时:120W
额定电压
220V
质量
0.5kg
27.(24-25九年级上·福建泉州·期末)如图所示,某款足浴盆有加热和按摩两种功能。已知电动机M的额定功率为22W,线圈电阻为2Ω,加热电阻正常工作时的电功率为800W,电压220V恒定不变。只闭合开关S2启动加热功能,工作10min消耗电能 J;只闭合开关S1启动按摩功能时,按摩10min电动机线圈产生的热量 J。
28.(24-25九年级上·内蒙古呼和浩特·期末)孝道是中华民族的传统美德,灵灵用零花钱给外婆买了一款足浴盆,简化电路如图所示,这款足浴盆有加热和按摩两种功能。已知电动机M的额定功率为44W,线圈电阻为2Ω,加热电阻正常工作时的电功率为1kW,电压220V恒定不变。求:
(1)在足浴盆中加入质量为3kg、初温22℃的水,只闭合开关S2启动加热功能,使水温升高至42℃,水吸收的热量:[]
(2)断开开关S2,闭合S1启动按摩功能时,按摩10min电动机线圈产生的热量。
29.(2025·辽宁盘锦·模拟预测)新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图甲所示。和均为电热丝,S、都闭合时为加热烧煮状态,S闭合、断开时为保温焖饭状态。煮饭时,把电饭锅接入220 V电路中,在电饭锅工作的30 min内,电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)S和都闭合时电饭锅的电功率。
(2)电热丝的阻值。
(3)这30 min内电饭锅产生的热量。
(4)从使用安全角度为该电饭锅设计一条提示语。
30.(2025·河南·一模)如图甲是某品牌的电吹风,图乙为电吹风的电路原理图,其中电热丝通电后可以发热,电动机通电后可以送风,当选择开关接在C、D位置时,电吹风处于关停状态。其中冷风吹干的额定功率为110W,热风烘干的额定功率是660W,额定电压为220V。
(1)热风烘干时,通过电热丝的电流是多少?
(2)若在热风烘干状态下正常工作5min,则电热丝产生的热量是多少?
(3)若在热风烘干状态下正常工作10min,图丙所示的电能表转过多少转?
七、多开关导致电路结构变化问题
31.(24-25九年级上·重庆·期末)如图所示,电源电压恒为,定值电阻,,电流表的量程为,电流表的量程为,电压表的量程均为,滑动变阻器的规格为“ 0.5A”,在保证电路各元件安全的情况下,下列说法错误的是( )
A.只闭合,电压表的示数为1.05V
B.只闭合,调节滑动变阻器的滑片,示数的最大变化范围是
C.只闭合,调节滑动变阻器的滑片,功率的最大变化范围是
D.只闭合,接入电路阻值的最大变化范围是
32.(25-26九年级上·重庆北碚·月考)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯L1、L2是两个不同规格的小灯泡,只闭合开关S2,发现小灯泡L1比L2亮,此时电路总功率为P0,下列判断正确的是( )
A.小灯泡L1的电阻小于小灯泡L2的电阻
B.只闭合开关S2,通过L1的电流比通过L2的电流大
C.只闭合开关S1、S2,只有L1发光,电路总功率大于P0
D.只闭合开关S1、S3,电流表A1示数大于A2示数的两倍
33.(24-25九年级上·山东枣庄·阶段练习)如图所示电路,灯L标有“3V 0.9W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当开关S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.6A,灯L正常发光,灯L的电阻为 Ω,电压表的示数为 V;当开关S2、S3断开,S1闭合时,灯L与电阻R的连接方式为 ,电流表的示数为 A。
34.(25-26九年级上·黑龙江大庆·月考)如图电路,电源电压可调,灯泡L标有“6V,6W”字样,R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“50Ω,2A”字样,两个表的量程分别是0~3A和0~15V。闭合S1、S2、S3,调节电源电压使灯L正常发光,则此时通过灯L的电流为 A,灯泡电阻 Ω。当只闭合开关S2时,移动滑片P,保证电路安全前提下,要求至少有一个电表示数不低于量程的一半,则电源可调的最高电压与最低电压的差值为 V。
35.(24-25九年级上·山东威海·期末)某家用电热水壶额定容量是1L,有加热和保温两挡,内部简化电路如图所示(虚线框内为加热电路部分),其中和为阻值不变的发热电阻,S是手动开关,是温控开关。手动闭合S,将同时接1、2时,电热水壶处于高温加热状态,红灯亮;当水达到温控开关自动与1、2同时断开切换到与3接触变为低温保温状态,红灯灭,绿灯亮(绿灯电阻忽略不计)。将电热水壶中装入额定容量、初温为的水,闭合开关S,同时接1、2来加热壶中的水;336s时,红灯灭,绿灯亮;两种状态下的功率之比是100:1。已知:,,水壶工作时电压为220V,电热水壶的加热效率为75%。求:
(1)此次高温加热过程中水吸收的热量;
(2)该电热水壶的高温加热功率;
(3)该电热水壶加热电阻和的阻值;
八、滑动变阻器导致电路结构变化问题
36.(24-25九年级上·河北石家庄·期末)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V”字样,电流表选0~0.6A量程,电压表选0~15V量程,闭合开关,在保证电路安全情况下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器连入电路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的额定功率0.6W
B.电源电压为
C.电路电流为时,滑动变阻器连入电路的阻值为
D.若将电压表量程换为0~3V,电路的总功率变化范围为
37.(2025·新疆乌鲁木齐·二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,均为滑动变阻器且可移动的最大长度相等,滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关后,、的滑片均位于中点处,电路的总功率为;若将的滑片均向右移动总长度的,电路的总功率变为。已知,则将的滑片从中点均向左移动总长度的后,与的电功率之比为( )
A.2∶3 B. C. D.
38.(24-25九年级下·贵州贵阳·月考)如图所示电路,电源电压不变,调节滑动变阻器滑片P从b点移动到a点,电流表示数由0.2 A变为0.3 A,电压表示数也随之变化了3 V,当滑片位于a点时,滑动变阻器R消耗的电功率为1.5 W,则电源电压U= V。
39.(25-26九年级上·重庆·月考)如图所示,电源电压恒定,小灯泡L标有“5V 2.5W”字样(灯丝电阻不随温度变化),为滑动变阻器,电流表的量程为。闭合、,断开、,滑动变阻器的滑片滑到中点M时,电流表示数为;闭合、,断开、,滑动变阻器滑片滑到N点,N点距离a端为整个滑动变阻器总电阻长度的四分之一,此时电流表示数为。求:
(1)小灯泡正常工作的电阻;
(2)电源电压;
(3)闭合所有开关,在安全范围内整个电路电功率的变化范围。
40.(24-25九年级下·甘肃白银·月考)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。
九、利用一次函数求解动态变化问题
41.(2023·黑龙江绥化·模拟预测)如图,电路中电源电压可调,小灯泡L标有“”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器的铭牌上标有“”字样,电流表量程,电压表量程,将电源电压调至,闭合开关,断开,调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光.
(1)求小灯泡正常发光时的电流和此时滑动变阻器连入电路的阻值.
(2)开关状态不变,电源电压仍为.在保证电路安全的情况下,求电路消耗的最小功率.
(3)现调节电源电压,闭合开关,断开,将滑动变阻器滑片移至a点时,滑动变阻器连入电路的阻值为,电流表示数为,电压表示数为;将滑动变阻器的滑片移至b点时,滑动变阻器连入电路的阻值为,电流表示数为..求此时电源电压.
42.(25-26九年级下·全国·单元测试)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
43.(25-26九年级上·重庆·期中)如图甲所示,电源电压恒定,电压表量程为“”,电流表量程为“”,是定值电阻,滑动变阻器标有“”,闭合开关S,移动变阻器滑片,电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.滑片向端移动电压表示数变大
B.定值电阻的阻值为
C.电路消耗的最大功率为1.6W
D.电流表示数的变化范围是
44.(2026九年级·广西·专题练习)在图甲所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器接入电路的电阻改变时,两个电压表示数与电流表示数的变化图像如图乙所示。由图可知,电路消耗的最大总功率为 W,滑动变阻器消耗的最大功率为 W。
45.(24-25九年级上·广西·阶段练习)如图甲所示,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则 (选填“AB”或“BC”)段是电压表V2示数变化的图像,电路中的最大电功率为 W。
答案与解析
一、含电能表的相关计算
1.(24-25九年级上·内蒙古呼伦贝尔·月考)如图所示,对于电能表面板上的一些参数的理解,下列说法正确的是( )
A.此表是测量电功率的仪器
B.接入电路的最大功率是2200W
C.电路中消耗0.2kW·h的电能时,转盘转过500转
D.此时电能表的读数为357.2J
【答案】C
【详解】A.此表的单位是kW·h,是测量电能的仪器,故A错误;
B.由电能表的参数可知,接入电路的最大功率为
故B错误;
C.根据电能表表盘信息可知,表盘上2500r/(kW·h)表示电能表所在电路每消耗1kW·h的电能,电能表转2500转。电路中消耗0.2kW·h的电能时,转盘转过
故C正确;
D.电能表的读数单位是kW·h,转盘读数的最后一位是小数位,此时电能表的读数为357.2kW·h。故D错误。
故选C。
2.(24-25九年级上·广西贵港·期中)电能表(又称电度表)是测量电功的仪表。小瑶家的电能表规格如图所示,下列对电能表的分析正确的是( )
A.示数为3186kW·h B.电路总功率不超过8800W
C.每小时闪烁1600次 D.用电越多,电能表闪烁越快
【答案】B
【详解】A.电能表读数框中最后一位为小数,单位为kW·h,示数为318.6kW·h,故A错误;
B.电路电压为220V,允许通过的最大电流为40A,电路总功率不超过,故B正确;
C.1600imp/(kW·h)表示电路中的用电器每消耗1kW·h的电能,电能表的指示灯闪烁1600次,故C错误;
D.用电越多,消耗的电能越多,但消耗的电能不一定越快,故电能表不一定闪烁越快,故D错误。
故选B。
3.(25-26九年级上·全国·单元测试)某同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示,若他家本月应交电费45元,且电价为0.5元/,则他家的电能表上月末抄表时的示数应为 ;若只将某一个用电器单独接入他家的电路中正常工作6min,电能表上的转盘转了300转,则该用电器的额定功率为 W;若他想在此基础上再打开几台额定功率为800W的空调,则他最多还能开 台空调。
【答案】 158.6 1000 4
【详解】[1]电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是kW·h,如图所示,电能表的示数为,本月消耗的电能
上次抄表的电能表示数为
[2]电能表转盘转了300转,用电器消耗的电能
该用电器的额定功率
[3]电能表允许接入用电器的最大功率
他最多还能开空调的个数
4.(2025·江苏徐州·二模)小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为 kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为 J,其两端电压 (高于/等于/低于)220V。
【答案】 /90000 等于
【详解】[1]电能表上的单位是。电能表表盘上的数字末一位是小数,所以该电能表的示数可读作。
[2]热水器一分钟内消耗的电能
[3]热水器工作时间
热水器的实际功率
热水器的实际功率恰好等于它的额定功率,说明热水器两端的实际电压恰好等于额定电压,等于220V。
5.(24-25九年级下·江西赣州·月考)如图所示是小梦家的全自动豆浆机的电路图,其中电动机是用来将原料进行粉碎打浆的,R是加热电阻。豆浆机正常工作时,先对原料加热,之后电动机和加热电阻交替工作,一次豆浆制作过程中的P-t图像如图乙所示。请你解答下列问题:
(1)豆浆机正常加热时,加热电阻的阻值是多少?
(2)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少?
(3)在某次做豆浆时,小梦将家里的其他用电器都关闭,只让豆浆机工作,做一次豆浆,如图丙所示的电能表的转盘转过多少转?
【答案】(1)
48.4Ω
(2)
6.24×10⁵J
(3)
520r
【详解】(1)由图乙可知,豆浆机正常加热时,只有加热电阻R工作,其功率为P热为1000W,豆浆机工作在家庭电路中,额定电压U为220V,根据电功率公式可得,加热电阻的阻值
(2)由图乙可知,制作一次豆浆,加热功率P热为1000W,加热总时间t热=4min+(8-5)min+(12-9)min=10min=600s
电机功率P电机为200W,电机工作总时间t电机=(5-4)min+(9-8)min=2min=120s
制作一次豆浆消耗的总电能W总等于加热消耗的电能与电机工作消耗的电能之和,根据电功公式可得,加热消耗的电能W热=P热×t热=1000W×600s=6×10⁵J
电机工作消耗的电能W电机=P电机×t电机=200W×120s=2.4×10⁴J
总共消耗的电能W总=W热+W电机=6×10⁵J+2.4×10⁴J=6.24×10⁵J
(3)由第(2)问可知,制作一次豆浆消耗的总电能W总为6.24×10⁵J,首先将总电能的单位换算为千瓦时(kW·h),则有W总=
由图丙可知,电能表的参数为 3000r/(kW·h),表示每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转动3000r,设电能表转盘转动的转数为n,则
二、比值计算问题
6.(2025·山东聊城·三模)如图,将定值电阻、按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在图甲中的功率为4W,在图乙中的功率为9W。下列说法中不正确的是( )
A.甲、乙两个电路中通过的电流之比是2∶3
B.、的电阻之比为2∶1
C.甲、乙两电路中两端的电压之比是2∶3
D.甲、乙两电路中的总功率之比是4∶9
【答案】D
【详解】AC.图甲串联电路中电阻的功率
图乙并联电路中电阻的功率
所以
解得
故AC正确,不符合题意;
B.甲图中因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电路中各处的电流相等,所以,
故B正确,不符合题意;
D.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,甲图中电路消耗的总功率
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,乙图电路消耗的总功率
所以,
故D错误,符合题意。
故选D。
7.(24-25九年级下·山东青岛·自主招生)如图所示,将灯L1、L2按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中,在甲图中灯L1的功率为4W,在乙图中灯L1的功率为16W。设灯丝电阻不变,下列说法中不正确的是( )
A.甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是1∶2
B.甲、乙两图电路消耗的总功率之比为1∶2
C.L1、L2两灯电阻之比为1∶1
D.甲、乙两图中灯L2的功率之比为1∶4
【答案】B
【详解】A.由图甲可知,两灯串联,由可知
由图乙可知,两灯并联,所以,则有
所以:
解得: ,即有: ,故A正确;
C.甲图中根据串联电路的电压特点,由,可得: , 由串联电路的分压原理可得 ,故C正确;
串联电路中电流处处相等,由可得,图甲中两灯功率,故C正确;
D.甲、乙两灯泡电阻一样,分别在甲乙两图中工作时电压也一样,因此甲、乙两图中灯L2的功率之比等于甲、乙两图中灯L1的功率之比为1:4,故D正确;
B.甲图中总功率
乙图中总功
所以甲、乙两图电路消耗的总功率之比为1∶4,故B错误。
故选B。
8.(2025九年级·全国·专题练习)两个定值电阻的阻值之比为,将按图甲所示的方式连入电路中时,的电功率之比为 ;将按图乙所示的方式连入电路中时,的电功率之比为 。
【答案】
【详解】[1]按图甲所示方式连接到电路中时,两电阻串联,串联电路的电流处处相等,根据可知、消耗的电功率之比为;
[2]按图乙所示方式连接到电路中时,两电阻两端的电压相等,根据可知、消耗的电功率之比。
9.(24-25九年级上·四川达州·期末)如图所示,电源电压不变。当滑片从A点滑到B点时,R1两端的电压比为1∶2,变阻器两端电压比UA∶UB=4∶3。则前后通过A、B两点的电流之比IA∶IB= ,R2前后连入电路的电阻之比RA∶RB= ,R2前后消耗的电功率之比PA∶PB= 。
【答案】 1∶2 8∶3 2∶3
【详解】[1]图中两电阻串联,串联电路中电流处处相等,则前后通过A、B两点的电流之比
[2]R2前后连入电路的电阻之比
[3]R2前后消耗的电功率之比
10.(24-25九年级上·吉林长春·阶段练习)如图甲所示家用电饭锅,其金属外壳通过插座的 (选填“A”“B”或“C”)孔接地线,为了用电安全,电饭锅的开关必须接在 线上。在煮饭过程中小明闻到了大米的香味,这是 现象。若其内部主要部件有:两个阻值相同的发热电阻、温控开关等,熬煮稀饭时,在温控开关的自动控制下按快煮→慢熬→保温三种不同的发热功率完成工作流程,其中慢熬过程仅有一个发热电阻工作,电功率P随时间t变化关系的图像如图乙所示。若快煮过程电流做功为,慢熬过程电流做功为,则 。
【答案】 A 火 扩散 1:3
【详解】[1]三孔插座左孔接零线,右孔接火线,上方的孔接地线,所以其金属外壳通过插座的A孔接地线。
[2]为了用电安全,电饭锅的开关必须接在火线上。
[3]在煮饭过程中小明闻到了大米的香味,是由于香味分子进入人的鼻子,这是扩散现象。
[4]设两个阻值相同的发热电阻的电阻为R,快煮时功率最大,电阻最小,即两电阻并联,快煮时电阻为
慢熬时功率次之,只有一个发热电阻工作,则
由图乙可知,快煮时间为10min,慢熬时间为60min,由可知,快煮和慢熬过程电流做功的比值为
三、小灯泡的亮度问题
11.(2025·山东济南·二模)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.甲灯的额定功率是一定的
B.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C.两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
【答案】D
【详解】A.灯泡的额定功率是一定的,实际功率随着实际电压的变化而变化,所以甲灯的额定功率是一定的,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,甲灯是220V、25W,乙灯是220V、100W,由可知甲灯灯丝电阻较大,故B正确,不符合题意;
C.两灯均正常发光时,利用可知相同时间内乙灯消耗的电能较多,故C正确,不符合题意;
D.当乙灯接入110V电路中,由可知,在电阻不变的情况下,功率与电压的平方成正比,当电压变为110V,即为额定电压的,则实际功率就是额定功率的,所以此时的实际功率
故D错误,符合题意。
故选D。
12.(2025·四川达州·模拟预测)灯泡标有“”的字样,标有“”的字样,灯丝的电阻与温度无关。为保证用电器的安全,下列说法正确的是( )
A.两灯都正常发光时,会比亮一些
B.两灯串联时,电源电压最高为
C.两灯串联时,电路消耗的电功率最高为
D.两灯并联时,干路电流最高为
【答案】C
【详解】A.依题意得,两灯正常工作时电功率相同,亮度也一样,故A错误;
B.由得,两灯泡正常工作时电流分别为,
两灯串联时,为保护电路电路中最大的电流为,此时的电压为
总电压为
故B错误;
C.两灯串联时,电路最大电功率为
故C正确;
D.L1、L2的额定电压分别为6V、12V,并联电路中各支路的电压相等,为保护电路安全,两灯并联时的最大电压为,此时灯泡L1的电流为1A;由得,灯泡L2的电阻为
此时灯泡L2的电流为
故干路的最大电流为
故D错误。
故选C。
13.(25-26九年级上·全国·课后作业)现有两个灯泡L1、L2,分别标有“10V,10W”和“9V,5.4W”的字样。当将它们串联使用时,能正常发光的是灯泡 ,此时电路两端允许加的最大电压是 V;若将两灯并联,在保证电路安全的前提下,允许接入的电源电压最大为 V,电路消耗的最大功率是 W。(不考虑灯丝电阻随温度的变化)
【答案】 L2 15 9 13.5
【详解】[1]根据公式可得计算电流的公式,灯L1的电流为
L2的电流为
串联电路中电流处处相等,为了使灯泡正常发光,电路中的电流不能超过两灯泡额定电流中的较小值,即0.6A ,所以能正常发光的是灯泡L2。
[2]根据可得,灯L1的电阻
灯L1两端的电压为
根据串联电路电压的规律,电源电压为
[3] 并联电路中各支路两端的电压相等,为了保证电路安全,电源电压不能超过两灯泡额定电压中的较小值,即9V。
[4] 根据公式求出灯L1的实际功率
电路消耗的最大功率是
14.(24-25九年级下·江苏南通·阶段练习)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
15.(2025·黑龙江佳木斯·三模)把标有 “6V 3W” 和 “6V 6W” 的甲、乙两个灯泡串联接在 6V 的电源两端, (选填 “甲” 或 “乙”)灯更亮;若将它们并联接在该电源上,两灯消耗的总功率为 W。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
【答案】 甲 9
【详解】[1]由可得甲、乙两灯的电阻,
将两个灯泡串联接在6V的电源两端,此时通过两灯泡的电流相等,由可知,甲灯的实际功率更大,所以甲灯更亮。
[2]若将它们并联接在该电源上,此时两灯两端电压均等于额定电压,两灯正常发光,所以两灯消耗的总功率
16.(23-24九年级上·陕西渭南·期末)两个灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样(不考虑温度对电阻的影响),为确保两灯均不损坏,将它们串联接入电路时,电路两端允许最大电压是 V,灯泡L1和L2功率之比是 ;将它们并联接入电路时,干路允许通过最大电流是 A,灯泡L1和L2功率之比是 。
【答案】 9 1∶2 1.5 2∶1
【详解】两个灯泡L1、L2的电阻分别为
[1][2]两个灯泡L1、L2正常工作时的电流分别为
串联时电路中允许的最大电流为
将它们串联接入电路时,电路两端允许最大电压是
灯泡L1和L2功率之比是
[3][4]两灯并联时,各支路两端电压等于电源电压,故电源最大为6V,两灯均正常工作,功率为额定功率,故此时电路中总电流为
I=I1+I2=1A+0.5A=1.5A
灯泡L1和L2功率之比是
四、动态电路分析
17.(2025·河南·模拟预测)小华利用热敏电阻R、定值电阻、电压表等制作了“温度监测仪”,如图所示为其电路图(电压表未画出)。热敏电阻R的阻值随温度的降低而减小,温度监测仪由电压表改装而成,温度越低时,示数越小,当通过报警器的电流增大到某一值时会发出报警。下列分析正确的是( )
A.该温度检测仪是一个高温报警装置
B.电压表应并联在热敏电阻R的两端
C.当温度越低时,定值电阻的电功率越小
D.若要调低报警温度,可将换为阻值更小的电阻
【答案】B
【详解】A.根据题意可知当通过报警器的电流增大到某一值时会发出报警,根据欧姆定律可知此时电路中的电阻要减小到某一值,而热敏电阻的阻值是随温度的降低而减小,故温度要降低到某一值时报警器才能报警,则该温度监测仪是一个低温报警装置,故A错误;
B.根据题意要求,温度越低,示数越小,当温度降低时,热敏电阻的阻值减小,电路中的总电阻减小,则电路中的电流会增大,根据欧姆定律的变形式可知,定值电阻两端的电压增大,根据串联电路的电压规律可知,热敏电阻两端的电压减小,故电压表应并联在热敏电阻R的两端,故B正确;
C.根据上述分析可知,当温度越低时,电路中的电流越大,根据可知,定值电阻R0的电功率越大,故C错误;
D.若要调低报警温度,说明电流达到报警数值时,温度更低,热敏电阻的阻值更小,根据可知,当报警电流大小、电源电压不变的情况下,定值电阻的阻值应换用更大的电阻,故D错误。
故选B。
18.(2025·江西·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P由右端移到左端的过程中,以下说法不正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变大 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电阻R0两端的电压变大 D.整个电路的总功率变小
【答案】A
【详解】ABC.由图可知,R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片P由右端移到左端的过程中,滑动变阻器R接入的阻值变小, 由可知,总电阻变小,由可知,电流变大,所以电流表示数变大;电阻R0两端的电压,由于电流变大,所以电阻R0两端的电压变大;电压表示数,由于电流变大,所以电压表示数变小。故A错误,符合题意,BC正确,不符合题意;
D.整个电路的总功率为,由于电源电压一定,电流变大,所以总功率变大,故D正确,不符合题意。
故选A。
19.(24-25九年级下·黑龙江大庆·开学考试)如图电路,电阻R1>R2,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P可以在其左右两端任意滑动,在调节滑动变阻器的滑片过程中,下列描述现象与实际相符的是( )
A.变阻器滑片在变阻器最左端时电流表示数最大
B.电压表V2的示数与电流表的示数比等于定值
C.两电压表的示数之差始终等于R3两端电压
D.当两电压表的示数相等时电路功率最大
【答案】D
【详解】由电路图知三个电阻串联,电压表V1测量电阻R1两端的电压,电压表V2测量R1和R2两端的总电压,电流表测量电路中的电流;
B.滑片从右往左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由知电路中的电流变小,电流表的示数变小,根据U=IR知定值电阻R3两端的电压变小,根据串联电路电压的规律知定值电阻R1和滑动变阻器两端的总电压变大,电压表V2的示数变大,电压表V2的示数与电流表的示数比变大,故B不符合题意;
A.当变阻器滑片在最左端时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,电路中的总电阻最大,由知电路中的电流最小,电流表示数最小,故A不符合题意;
C.根据串联电路的电压规律可知,两电压表的示数之差始终等于R2的滑片右侧部分两端的电压,故C不符合题意;
D.当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为零,两电压表的示数相等,由知此时电路中的电流最大,由P=UI知电路的功率最大,故D符合题意。
故选D。
20.(2025·江西上饶·模拟预测)如图所示电路,电源电压恒定,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.两电阻为并联关系
B.滑片右移过程中,消耗的功率变大
C.滑片右移过程中,三个电表中有两个电表示数变小
D.滑片右移过程中,电压表的示数与电流表A的示数之比变大
【答案】C
【详解】图中电阻与顺次连接,电阻与串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测定值电阻两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压。
A.图中电阻与顺次连接,所以两电阻是串联关系,故A错误;
B.滑片右移过程中,滑动变阻器接入的电阻变大,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,消耗的功率变小,故B错误;
C.滑片右移过程中,滑动变阻器接入的电阻变大,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,即电流表示数变小,定值电阻两端电压变小,即的示数变小,电源电压U不变,滑动变阻器两端的变大,即电压表的示数变大,故C正确;
D.电压表测量的是定值电阻两端的电压,所以电压表的示数与电流表A的示数之比是定值电阻的阻值,所以滑片右移过程中,电压表的示数与电流表A的示数之比不变,故D错误。
故选C。
五、动态电路的计算
21.(2025·山西长治·二模)在学校组织的创新大赛中,小梦设计了一个由压敏电阻控制的电子报警电路,如图甲所示。电源电压保持3V不变,电阻报警器的阻值恒为,压敏电阻的阻值随压力F的变化图象如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.当压力减小时,电流表的示数会增大
B.当压力增大时,电路消耗的总功率减小
C.电流表的最小示数为
D.压力为5N时,的实际功率为
【答案】C
【详解】A.由电路图可知,与串联,电流表测电路中的电流。由图乙可知,压力越小时,压敏电阻的阻值越大,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路的总电阻越大,根据欧姆定律可知电路中的电流越小,即电流表的示数越小,故A错误;
B.由电路图可知,与串联,电流表测电路中的电流。由图乙可知,压力越大时,压敏电阻的阻值越小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知电路中的电流越大,即电流表的示数越大,根据可知电路消耗的总功率增大,故B错误;
C.由图乙可知压敏电阻接入电路的最大阻值为,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知通过电路的最小电流,故C正确;
D.由图乙可知,当压力为5N时,压敏电阻的阻值为,根据欧姆定律可得电路中的电流
的实际功率为,故D错误。
故选C。
22.(2025·四川广元·三模)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合开关,将滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端;第二次只闭合开关S2,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑到中点时,电压表V₂的示数为1.5V,将滑片滑到最上端时,小灯泡正常发光。图乙是两次实验中电流表A与电压表V1、V2示数关系图像,下列说法正确的是( )
A.小灯泡正常发光10s,所产生的热量为75J
B.R0的阻值与滑动变阻器R的最大阻值之比为2:3
C.电压表V2的示数为1.5V时,小灯泡的实际功率为0.75W
D.当滑动变阻器接入电阻为零,S1、S2都闭合时,电路总功率最小
【答案】B
【详解】第一次只闭合开关S1、S3,定值电阻与变阻器串联,电压表V1测电源电压,电流表测电路的电流,当变阻器R的滑片滑至最上端时,为定值电阻的简单电路,因电压表V1测电源电压,故V1示数保持不变;第二次只闭合开关S2灯与变阻器串联,V2测灯的电压,电流表测电路的电流,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑至中点再滑至最上端时,变阻器连入电路的电阻逐渐变小,最后为0,由欧姆定律,电路的电流变大,灯的电压变大,故图中左边的曲线表示电流表A与电压表V2示数关系的图像,竖线表示电流表A与电压表V1示数的关系。
A.小灯泡的额定电压为3V,在第二次操作中,滑片滑至最上端时,因灯正常发光,故电源电压为3V,由图知,此时的电流最大为0.25A,小灯泡正常发光10s,所产生的热量为
故A错误;
B.在第一次操作中,滑片从最下端滑至最上端时, V1的示数不变,为定值电阻的简单电路,此时电路的电流应最大,由图中竖线可知,电路的最大电流为0.3A,由欧姆定律,
在第二次操作中,滑片在中点时,由串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻
故滑动变阻器R的最大阻值为15,所以R0的阻值与滑动变阻器R的最大阻值之比为
C.由图乙可知,当电压表V2的示数为1.5V时,电路中的电流I=0.2A,小灯泡的实际功率为
故 C 错误;
D.当滑动变阻器接入电阻为零,S1、S2都闭合时,R0与小灯泡并联,此时电路中的总电阻最小。根据可知,电源电压不变,总电阻最小,电路总功率最大,故 D 错误。
故选 B。
23.(2025·贵州铜仁·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0是定值电阻,R是最大阻值为20Ω的滑动变阻器。闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片从最左端向右端滑动过程中,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),当滑片P位于最左端时,电流表的示数为0.6A,当滑片P位于最右端时,电流表的示数为0.2A。则定值电阻R0消耗的最大功率是 W。
【答案】 变大 3.6
【详解】[1]分析电路可知,R0与R串联,电压表测量R两端的电压。闭合开关S,滑动变阻器R的滑片从最左端向右端滑动过程中,R连入电路中的阻值变大,电路中的总电阻变大。在电源电压一定时,根据可知,电路中的电流变小。由可知,则定值电阻R0两端的电压变小,根据串联电路电压规律可知,在电源电压一定时,滑动变阻器R两端电压变大,即电压表示数变大。
[2] R0与R串联,滑片P位于最左端时,R接入电路中的电阻为0,电流表的示数为0.6A,此时电源电压可表达为 ①
滑片P位于最右端时,R接入电路中的电阻为20Ω,电流表的示数为0.2A,根据串联电路的电压规律,电源电压可表达为 ②
解①②两式得电源电压,
当滑片P位于最左端时,R接入电路中的电阻为0,此时通过R0的电流最大,R0消耗的功率最大,最大功率为
24.(24-25九年级上·重庆沙坪坝·期末)如图甲所示电路,电源电压保持不变。电流表A的量程为0~0.6A,电压表V1、V2的量程均为0~3V,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,小灯泡的额定电压为2.5V。滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V2的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。电源电压为 V,整个电路消耗的最大功率为 。
【答案】 4V 2W
【详解】[1]由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时小灯泡两端的电压为2.5V,电压表V2的示数为1.5V,则电源电压
[2]当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,灯泡L两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端的电压变大。由图乙可知,当电流表示数减小时,电压增大,所以该图像是为滑动变阻器的U~I图像,即图乙是电压表V2的示数与电流表的示数变化图像。在保证电路各元件安全的情况下,由于电流表A的量程为0~0.6A,电压表V1、V2的量程均为0~3V,则当灯泡正常发光时,电路的电流最大,由图乙可知,电路的最大电流为0.5A,则整个电路消耗的最大功率
25.(2025·湖南长沙·二模)小英在实验室设计了如图甲所示的电路,图中电源电压保持不变。她用两个阻值不同的定值电阻完成实验,滑动变阻器铭牌上标有“?”,电流表选用“0~0.6A”量程,电压表选用“0~15V”量程。她进行了如下实验:闭合开关,断开,使滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端,用图象记录此过程中电压表、电流表示数变化情况,如图乙所示;闭合开关,断开,调节滑动变阻器的滑片,在不改变电流表、电压表量程,且保证电路安全的条件下,电路的最大电流与最小电流之比为。
(1)求定值电阻的阻值和电源电压;
(2)求定值电阻的阻值;
(3)在可改变电流表、电压表量程的条件下,通过调节滑动变阻器的滑片及改变开关的通断、能够得到的整个电路的最大功率与最小功率之比是多少?
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)闭合开关,断开,与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。由图乙可知,当电流时,电压,根据欧姆定律,的阻值
当滑动变阻器滑片滑到最左端时,电路中只有,此时电流,电源电压
(2)由第1问可知,滑动变阻器的最大阻值为
闭合开关,断开,与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路电流。因为,第一次电路中电流最大值为0.6A,所以无论怎样移动滑片,此时电路电流不可能超过电流表量程。因为电源电压为6V,所以无论怎样移动滑片,所以电压表示数不可能超过6V。
电路的最大电流与最小电流之比为,则
即
解得。
(3)当两开关都闭合,滑动变阻器接入阻值为0时,此时与并联,电路电阻最小,电路功率最大,最大功率为
闭合开关,断开,与滑动变阻器串联,滑动变阻器接入阻值为最大时,电路电阻最大,电路功率最小,最小功率为
最大功率与最小功率之比是
六、多档位变化问题
26.(24-25九年级上·河南南阳·期末)家用电吹风简化电路及主要技术参数如图所示。当开关旋至 时(选填“AB”“BC” 或“CD”),电吹风吹热风,吹热风5min通过电热丝产生的热量是 J。
热风温度
50-70℃
额定功率
热风时:1000W
冷风时:120W
额定电压
220V
质量
0.5kg
【答案】 AB
【详解】[1]由电路图可知,当开关旋至CD时,电路处于断路状态;当开关旋至BC时,电动机接入电路,吹冷风;当开关旋至AB时,电动机和电热丝并联,同时工作,吹热风。
[2]由表中数据可知,当吹热风时,功率,电热丝的功率
吹热风5min通过电热丝产生的热量
27.(24-25九年级上·福建泉州·期末)如图所示,某款足浴盆有加热和按摩两种功能。已知电动机M的额定功率为22W,线圈电阻为2Ω,加热电阻正常工作时的电功率为800W,电压220V恒定不变。只闭合开关S2启动加热功能,工作10min消耗电能 J;只闭合开关S1启动按摩功能时,按摩10min电动机线圈产生的热量 J。
【答案】 12
【详解】[1]电源电压为220V,只闭合开关S2启动加热功能,加热电阻正常工作, 10min消耗电能
[2]只闭合开关S1启动按摩功能,由可得,电动机工作时的电流
10min电动机线圈产生的热量
28.(24-25九年级上·内蒙古呼和浩特·期末)孝道是中华民族的传统美德,灵灵用零花钱给外婆买了一款足浴盆,简化电路如图所示,这款足浴盆有加热和按摩两种功能。已知电动机M的额定功率为44W,线圈电阻为2Ω,加热电阻正常工作时的电功率为1kW,电压220V恒定不变。求:
(1)在足浴盆中加入质量为3kg、初温22℃的水,只闭合开关S2启动加热功能,使水温升高至42℃,水吸收的热量:[]
(2)断开开关S2,闭合S1启动按摩功能时,按摩10min电动机线圈产生的热量。
【答案】(1)
(2)48J
【详解】(1)水吸收的热量
(2)断开,闭合,电路中只有电动机M。由得,电路中的电流为
按摩10min电动机线圈产生的热量
29.(2025·辽宁盘锦·模拟预测)新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图甲所示。和均为电热丝,S、都闭合时为加热烧煮状态,S闭合、断开时为保温焖饭状态。煮饭时,把电饭锅接入220 V电路中,在电饭锅工作的30 min内,电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)S和都闭合时电饭锅的电功率。
(2)电热丝的阻值。
(3)这30 min内电饭锅产生的热量。
(4)从使用安全角度为该电饭锅设计一条提示语。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)电饭锅要使用带地线的合适的三孔插座
【详解】(1)当和都闭合时,电饭锅处于加热烧煮状态,此时和并联,电路中总电流最大。由图乙可知,加热烧煮状态下的总电流
电饭锅的电源电压
则加热烧煮状态的电功率
(2)当闭合、断开时,电饭锅处于保温焖饭状态,电路中只有工作;由图乙可知,此时电路中的电流
当和都闭合时,和并联,通过的电流仍然为
通过的电流
根据欧姆定律,电热丝的阻值
(3)电饭锅为纯电阻用电器,产生的热量等于消耗的电能,即
由图乙可知,在30min内加热烧煮的总时间
保温焖饭的总时间
保温焖饭状态的电功率
30min内电饭锅产生的总热量
(4)从安全用电角度出发,电饭锅属于大功率用电器,且外壳通常为金属材质,为了防止因绝缘层损坏导致外壳带电而发生触电事故,应使用带地线的三孔插座,将金属外壳接地。
30.(2025·河南·一模)如图甲是某品牌的电吹风,图乙为电吹风的电路原理图,其中电热丝通电后可以发热,电动机通电后可以送风,当选择开关接在C、D位置时,电吹风处于关停状态。其中冷风吹干的额定功率为110W,热风烘干的额定功率是660W,额定电压为220V。
(1)热风烘干时,通过电热丝的电流是多少?
(2)若在热风烘干状态下正常工作5min,则电热丝产生的热量是多少?
(3)若在热风烘干状态下正常工作10min,图丙所示的电能表转过多少转?
【答案】(1)2.5A
(2)
(3)330转
【详解】(1)由图乙可知,通过旋转选择开关实现冷风吹干衣物时,此时电路为电动机的简单电路,冷风吹干的额定功率为;通过旋转选择开关实现热风烘干衣物时,电热丝和电动机同时并联,热风烘干的额定功率是,额定电压为,由于并联电路各支路互不影响,所以电热丝正常工作的功率为
通过电热丝的电流
(2)在热风烘干状态下正常工作5min,电热丝产生的热量是
(3)在热风烘干状态下正常工作 ,消耗的电能为
表示电路每消耗的电能,电能表的转盘转过,故电吹风消耗的电能时,电能表转盘转过的圈数
七、多开关导致电路结构变化问题
31.(24-25九年级上·重庆·期末)如图所示,电源电压恒为,定值电阻,,电流表的量程为,电流表的量程为,电压表的量程均为,滑动变阻器的规格为“ 0.5A”,在保证电路各元件安全的情况下,下列说法错误的是( )
A.只闭合,电压表的示数为1.05V
B.只闭合,调节滑动变阻器的滑片,示数的最大变化范围是
C.只闭合,调节滑动变阻器的滑片,功率的最大变化范围是
D.只闭合,接入电路阻值的最大变化范围是
【答案】D
【详解】A.只闭合时,电阻和串联,电压表测量两端的电压。电路的总电阻为
根据欧姆定律,电路中的电流为
电压表的示数为
此电流0.105A和电压1.05V,此时电路各元件安全,故A正确,不符合题意;
B.只闭合、时,电阻和滑动变阻器串联,电压表测量两端的电压。考虑电路各元件安全,通过电流表的电流,滑动变阻器允许的最大电流,电压表的测量值,则通过R1的最大电流
综上,电路中的最大安全电流为
当电流最大时,接入电路的阻值最小,的示数最小。此时电路总电阻最小为
最小接入阻值为
的最小示数为
当时,的示数最大。此时电路中的电流为
的最大示数为
所以示数的变化范围是1.2V~2.8V,故B正确,不符合题意。
C.只闭合、时,电路与B选项相同。的功率。由B的解析可知,电路中电流的变化范围是
的最小功率为
的最大功率为
所以功率的最大变化范围是0.196W~0.9W,故C正确,不符合题意。
D.只闭合、、时,与并联,然后再与串联。量程0~0.6A测量干路电流,量程0~3V测量与并联部分两端的电压。为保证电路安全,需满足:干路电流。示数。通过的电流允许最大电流等于0.5A。设接入电路的电阻为。并联部分电阻
干路电流
当从0Ω增大到20Ω时,时被短路,从0Ω增大到
干路电流的变化范围是当时,
当时,
此范围始终小于0.6A,故安全。示数
当时,最大,
此值小于3V,故安全。通过的电流
当时,
此值小于0.5A,故安全。分析表明,在的整个调节范围0Ω~20Ω内,所有元件都是安全的。因此,接入电路阻值的最大变化范围应为0Ω~20Ω。而选项中给出的范围是8.4Ω~20Ω,故D错误,符合题意。
故选D。
32.(25-26九年级上·重庆北碚·月考)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯L1、L2是两个不同规格的小灯泡,只闭合开关S2,发现小灯泡L1比L2亮,此时电路总功率为P0,下列判断正确的是( )
A.小灯泡L1的电阻小于小灯泡L2的电阻
B.只闭合开关S2,通过L1的电流比通过L2的电流大
C.只闭合开关S1、S2,只有L1发光,电路总功率大于P0
D.只闭合开关S1、S3,电流表A1示数大于A2示数的两倍
【答案】C
【详解】AB.只闭合开关S2时,灯L1和L2串联,根据串联电路的电流特点,通过L1的电流等于通过L2的电流;由题意可知,小灯泡L1比L2亮,说明L1的实际功率P1大于L2的实际功率P2,根据P=I2R可知,当电流相等时,灯泡L1的电阻大于小灯泡L2的电阻,故AB错误;
C.只闭合开关S1、S2时,电流经过L1后经开关S1、A1流回电源负极,灯L2被短路,此时只有灯L1会发光,此时电路的总电阻为;只闭合开关S2时,灯L1和L2串联,电路总电阻为,所以R总<R总′,电源电压恒定,根据电功率公式可知,此时的电路总功率大于只闭合开关S2时的电功率,故C正确;
D.只闭合开关S1、S3时,灯L1和L2并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过L2的电流。根据并联电路各支路电压相等的特点,L1和L2两端的电压都等于电源电压,两灯的电阻不同,所以通过两灯的电流不同;由于灯泡L1的电阻大于小灯泡L2的电阻,所以通过L1的电流小于通过L2的电流,即;电流表A₁的示数,因为,所以
即电流表A1的示数小于A2示数的两倍,故D错误。
故选C。
33.(24-25九年级上·山东枣庄·阶段练习)如图所示电路,灯L标有“3V 0.9W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当开关S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.6A,灯L正常发光,灯L的电阻为 Ω,电压表的示数为 V;当开关S2、S3断开,S1闭合时,灯L与电阻R的连接方式为 ,电流表的示数为 A。
【答案】 10 3 串联 0.2
【详解】[1]灯L标有“3V 0.9W”字样,故灯L的电阻为
[2]由电路图可知,当开关S1断开,S2、S3闭合时,定值电阻R与灯泡并联,电流表测通过R的电流,电压表测电源电压。此时灯L正常工作,因此灯L两端电压为其额定电压3V,根据并联电路电压的特点可知,电源电压等于定值电阻R两端电压,等于灯L两端电压,为3V,因此电压表的示数为3V。
[3][4]当开关S1断开,S2、S3闭合时,定值电阻R与灯泡并联,电流表测通过R的电流,此时电流表的示数为0.6A,故定值电阻R的阻值为
当开关S2、S3断开,S1闭合时,电路中只有一条电流路径,因此灯L与电阻R串联,电流表测电路电流,电压表测定值电阻R两端电压。此时电路中的总电阻为
此时电路的电流即电流表的示数为
34.(25-26九年级上·黑龙江大庆·月考)如图电路,电源电压可调,灯泡L标有“6V,6W”字样,R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2标有“50Ω,2A”字样,两个表的量程分别是0~3A和0~15V。闭合S1、S2、S3,调节电源电压使灯L正常发光,则此时通过灯L的电流为 A,灯泡电阻 Ω。当只闭合开关S2时,移动滑片P,保证电路安全前提下,要求至少有一个电表示数不低于量程的一半,则电源可调的最高电压与最低电压的差值为 V。
【答案】 1 6 26
【详解】[1]根据灯泡L的铭牌“6V,6W”可知,其额定电压U额=6V,额定功率P额= 6W
灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为额定电流I额,
[2]灯泡的电阻
[3]当只闭合开关S2时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,且两表的量程分别是0~3A和0~15V,所以,保证电路安全的前提下,当电压表的示数U=15V且电路中的电流I=2A时,电源的电压最大。
电源的最大电压
因保证电路安全前提下,要求至少有一个电表示数不低于量程的一半,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大,且电压表的示数时, ,此时电路中电流最小电源的电压可能最小,此时电路中的电流
此时R1两端的电压
则电源的最小电压
当电流表示数为,同时电压表示数为0,即变阻器接入电路的阻值为零,电源电压可能最小,为
因为,所以电源的最小电压
所以电源可调的最高电压与最低电压的差值为
35.(24-25九年级上·山东威海·期末)某家用电热水壶额定容量是1L,有加热和保温两挡,内部简化电路如图所示(虚线框内为加热电路部分),其中和为阻值不变的发热电阻,S是手动开关,是温控开关。手动闭合S,将同时接1、2时,电热水壶处于高温加热状态,红灯亮;当水达到温控开关自动与1、2同时断开切换到与3接触变为低温保温状态,红灯灭,绿灯亮(绿灯电阻忽略不计)。将电热水壶中装入额定容量、初温为的水,闭合开关S,同时接1、2来加热壶中的水;336s时,红灯灭,绿灯亮;两种状态下的功率之比是100:1。已知:,,水壶工作时电压为220V,电热水壶的加热效率为75%。求:
(1)此次高温加热过程中水吸收的热量;
(2)该电热水壶的高温加热功率;
(3)该电热水壶加热电阻和的阻值;
【答案】(1)
(2)
(3),
【详解】(1)根据题意,水的体积
水的质量
水吸收的热量
(2)电热水壶加热时消耗的电能
电热水壶的高温加热功率
(3)高温加热时,S闭合,接1、2,电阻和并联。的功率
低温保温时,S闭合,接3,电阻和串联。电路中的电流
的功率
根据题意,
则
整理得
解得
根据题意可知,手动闭合S,将同时接1、2时,电热水壶处于高温加热状态,由图可知,此时发热电阻工作,
八、滑动变阻器导致电路结构变化问题
36.(24-25九年级上·河北石家庄·期末)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L标有“6V”字样,电流表选0~0.6A量程,电压表选0~15V量程,闭合开关,在保证电路安全情况下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器连入电路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的额定功率0.6W
B.电源电压为
C.电路电流为时,滑动变阻器连入电路的阻值为
D.若将电压表量程换为0~3V,电路的总功率变化范围为
【答案】C
【详解】由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中电流。
A.由图乙可知,当灯泡两端电压为6V时,通过灯泡的电流为0.60A。则小灯泡的额定功率,故A错误;
BC.当电流为0.60A时,灯泡两端的电压为6V,由图丙可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω,根据串联电路中的电压规律及欧姆定律,电源电压
电路电流为时,由图乙可知,小灯泡两端的电压为,根据串联电路的电压特点,滑动变阻器两端的电压
根据欧姆定律,滑动变阻器的阻值,故B错误,C正确;
D.将电压表量程换为0~3V,小灯泡两端电压最大为3V,根据图乙可知,电路中电流的变化范围为0.28A~0.5A,根据,电源电压不变,电路的最小总功率
电路的最大总功率
电路中总功率的变化范围为4.2W~7.5W,故D错误。
故选C。
37.(2025·新疆乌鲁木齐·二模)如图所示的电路中,电源电压保持不变,均为滑动变阻器且可移动的最大长度相等,滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比。闭合开关后,、的滑片均位于中点处,电路的总功率为;若将的滑片均向右移动总长度的,电路的总功率变为。已知,则将的滑片从中点均向左移动总长度的后,与的电功率之比为( )
A.2∶3 B. C. D.
【答案】D
【详解】、串联,闭合开关S后,、的滑片均位于中点处,此时电路总电阻为
若将、的滑片均向右移动总长度的, 则此时电路总电阻为
已知,根据,电压不变时,电功率和电阻成反比,则有
可得,将、的滑片从中点均向左移动总长度的后,阻值为,阻值为,串联电流相等,根据,电功率和电阻成正比,所以与的电功率之比为,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
38.(24-25九年级下·贵州贵阳·月考)如图所示电路,电源电压不变,调节滑动变阻器滑片P从b点移动到a点,电流表示数由0.2 A变为0.3 A,电压表示数也随之变化了3 V,当滑片位于a点时,滑动变阻器R消耗的电功率为1.5 W,则电源电压U= V。
【答案】14
【详解】由电路图知道,电阻R0 与滑动变阻器R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。当滑片P从b点移动到a点时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电压表的示数减小了3 V,由于串联电路中的总电压等于各分电压之和,则电阻R0两端的电压增大3V;电流表示数由0.2A变为0.3A,根据欧姆定律有
解得R0=30Ω。当滑片P位于a点时,电路中的电流I=0.3A,变阻器R消耗的电功率为1.5W,由P=UI知道,滑动变阻器两端的电压
则电源电压U=IR0 +U滑=0.3A×30Ω+5V=14V
39.(25-26九年级上·重庆·月考)如图所示,电源电压恒定,小灯泡L标有“5V 2.5W”字样(灯丝电阻不随温度变化),为滑动变阻器,电流表的量程为。闭合、,断开、,滑动变阻器的滑片滑到中点M时,电流表示数为;闭合、,断开、,滑动变阻器滑片滑到N点,N点距离a端为整个滑动变阻器总电阻长度的四分之一,此时电流表示数为。求:
(1)小灯泡正常工作的电阻;
(2)电源电压;
(3)闭合所有开关,在安全范围内整个电路电功率的变化范围。
【答案】(1)10Ω
(2)3V
(3)
【详解】(1)小灯泡正常工作的电阻
(2)当闭合S1、S4,断开S2、S3时,小灯泡L与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的总电流。滑动变阻器的滑片滑到中点M时,电流表示数为;根据欧姆定律可知电源电压 ①
当闭合S1、S3,断开S2、S4时,电路为滑动变阻器的简单电路,滑动变阻器滑片滑到N点,N点距离a端为整个滑动变阻器总电阻长度的四分之一,此时电流表示数为。根据欧姆定律可知电源电压②
联立①②两式可知,。
(3)闭合所有开关,滑动变阻器与灯泡并联。滑动变阻器的滑片在最上方时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据电阻并联的特点可知总电阻最大,电源电压不变,根据可知总功率最小,为
滑动变阻器的滑片向下移动的过程中,接入电路的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知电路电流变大。电流表的量程为,故电路电流最大值为3A,电路电功率的最大值
闭合所有开关,在安全范围内整个电路电功率的变化范围为。
40.(24-25九年级下·甘肃白银·月考)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。
【答案】(1)12V;3.6W
(2)4W
【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
九、利用一次函数求解动态变化问题
41.(2023·黑龙江绥化·模拟预测)如图,电路中电源电压可调,小灯泡L标有“”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器的铭牌上标有“”字样,电流表量程,电压表量程,将电源电压调至,闭合开关,断开,调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光.
(1)求小灯泡正常发光时的电流和此时滑动变阻器连入电路的阻值.
(2)开关状态不变,电源电压仍为.在保证电路安全的情况下,求电路消耗的最小功率.
(3)现调节电源电压,闭合开关,断开,将滑动变阻器滑片移至a点时,滑动变阻器连入电路的阻值为,电流表示数为,电压表示数为;将滑动变阻器的滑片移至b点时,滑动变阻器连入电路的阻值为,电流表示数为..求此时电源电压.
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)由小灯泡L标有“6V 3W”可知,小灯泡的额定电压U额=6V,额定功率P额=3W;
小灯泡正常发光时的电流为
闭合开关S1、S3,断开S2时,灯泡L与滑动变阻器R2串联。
因为小灯泡正常发光,所以电路中的电流I=I额=0.5A
灯泡两端的电压UL=U额=6V
根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压为
根据欧姆定律,此时滑动变阻器连入电路的阻值为。
(2)首先计算小灯泡的电阻(忽略温度影响)
开关状态不变,L与R2串联。电源电压U=18V恒定,根据公式P=UI,当电路中电流最小时,电路消耗的功率最小。
要使电流最小,需要电路总电阻最大,即滑动变阻器接入电路的阻值最大。
但必须保证电路安全,各元件均不能超过其量程或额定值:
① 电流表示数为I,;
② 滑动变阻器允许通过的最大电流为0.6A;
③ 小灯泡正常发光电流为0.5A,为保证灯泡安全,电路中最大电流Imax≤0.5A
④ 电压表测量R2两端的电压U2,
当滑动变阻器阻值增大时,电路中电流减小,R2两端电压会增大。
当电压表示数达到最大值15V时,
此时灯泡L两端的电压为
此时电路中的电流为最小值
此电流未超过各元件限制,故电路中的最小安全电流为0.25A
电路消耗的最小功率为Pmin=UImin=18V×0.25A=4.5W。
(3)(3)闭合开关S1、S2,断开S3时,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压。设电源电压为。
当滑片在a点时,根据题意有,其中
即①
当滑片在b点时,根据题意有②
已知,可得
已知,可得
在a点时,根据欧姆定律有
将Ib和Rb的关系代入式②得
③
可得
将代入式③得
④
由式①可得,
代入式④解得。
42.(25-26九年级下·全国·单元测试)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。
43.(25-26九年级上·重庆·期中)如图甲所示,电源电压恒定,电压表量程为“”,电流表量程为“”,是定值电阻,滑动变阻器标有“”,闭合开关S,移动变阻器滑片,电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.滑片向端移动电压表示数变大
B.定值电阻的阻值为
C.电路消耗的最大功率为1.6W
D.电流表示数的变化范围是
【答案】C
【详解】A.由图甲可知,R1与R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路电流。滑片P向a端移动时,R2的阻值减小,根据串联分压的规律,电阻越小,电压越小,则电压表示数变小,故A错误;
B.设电源电压为U,由串联电路电压规律
由图乙可知,当时,
当时,
联合两式解得R1=10Ω
故B错误;
C.将R1=10Ω代入公式得
根据可知,电流最大I=0.4A时,电功率最大,则有
故C正确;
D.电阻R2的最大值为20Ω,根据可知电流的最小值为
由图乙可知电流最大值为0.4A,电流表示数的变化范围是,故D错误。
故选C。
44.(2026九年级·广西·专题练习)在图甲所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器接入电路的电阻改变时,两个电压表示数与电流表示数的变化图像如图乙所示。由图可知,电路消耗的最大总功率为 W,滑动变阻器消耗的最大功率为 W。
【答案】 3.6 0.9
【详解】[1]由甲图可知,串联,根据,电路中总电阻最小时,电功率最大,即滑动变阻器的阻值为0Ω,此时由乙图可知,电路中的电流为,两端电压为6V,即电源电压为6V,则电路消耗的最大总功率为:;
[2]由乙图可知,当电路中的电流为0.3A时,两端的电压相等为3V,此时滑动变阻器消耗的功率最大:。
45.(24-25九年级上·广西·阶段练习)如图甲所示,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,R3是滑动变阻器.闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则 (选填“AB”或“BC”)段是电压表V2示数变化的图像,电路中的最大电功率为 W。
【答案】 BC 7.2
【详解】[1]由电路图知道,电阻R2、变阻器R3和电阻R1串联,电压表V2测电阻R2的电压,V1测电阻R2与变阻器R3的总电压,电流表测电路的电流;将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,变阻器接入电路的电阻变大,串联电路总电阻等于各分电阻之和,由串联电阻的规律可知电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,由U=IR判断,V2示数变小,故图乙中图线BC表示电压表V2的示数随电流表示数的变化规律,则图线AB表示电压表V1的示数随电流表示数的变化规律。
[2]当变阻器接入电路的电阻最大时,电阻R2两端的电压为U2=1.6V,电阻R2和变阻器R3两端的电压为U23=9.6V,通过电阻R2的电流为0.2A,因为串联电路各处电流相等,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以此时电路中的电流,即 ①
变阻器连入电路的电阻为0时,电阻R2的电压,通过电阻R2的电流为0.6A,则R2的阻值为
由串联电路的规律及欧姆定律知道 ,此时电路中的电流,即 ②
由①②解得:U=12V,即电源电压为12V。由图知道电路中的最大电流为0.6A,由知道,电路中的最大电功率为
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