内容正文:
第18章 电功率
一、单选题
1.一只“10V 5W”的甲灯和一只“6V 1.8W”的乙灯串联后接入电路中,两灯均能发光,比较它们的实际功率(不考虑温度对电阻的影响),则:( )
A.甲灯大些 B.乙灯大
C.两灯一样大 D.无法判断
2.把标有“220V 40W”的灯泡L1和“220V 60W”的灯泡L2串联接入220V电路两端,下列说法正确的是( )
A.两灯泡的额定电压都变小了
B.两灯泡的额定电功率都变小了
C.灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大
D.通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
3.图甲是小灯泡L1和L2的电流随电压变化的图像,将它们按图乙所示接入电路中,闭合开关S,小灯泡L1的实际功率为1W,下面的说法中正确的是( )
A.L1的电流为0.3A B.电流表的示数为0.5A
C.电源电压为4V D.灯泡L2的功率为0.6W
4.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,忽略小灯泡电阻受温度的影响。当滑动变阻器的滑片由中点向右移动时,下列判断中正确的是( )
A.电流表和电压表的示数都增大,电路总功率变大
B.电流表和电压表的示数都减小,电路总功率变小
C.小灯泡亮度不变,电压表示数不变,变阻器功率变小
D.电流表示数减小,电压表示数不变,灯泡功率变小
5.如图所示,在探究并联电路中电流电压规律的实验中,闭合开关S后,发现L1比L2亮。则( )
A.L1的电流小于L2的电流
B.L1的电阻小于L2的电阻
C.L1两端电压大于L2两端电压
D.L1的实际功率小于L2的实际功率
6.如图所示的四个电路中,电源电压U相同,,比较四个电路总功率最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
7.标有“ ”“ ”的灯和(假设灯丝电阻不变),若将它们并联接在某电源上,两灯都发光,下列说法正确的是( )
A.灯比灯亮 B.灯、的实际功率之比为
C.电源电压为时,灯正常发光 D.电源电压为时,灯、都正常发光
8.图甲是灯泡L的图像,灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路,已知电阻的阻值为,电流表量程为,电源电压可调。在电路安全工作的前提下,下列判断正确的是(提示:可在图甲中作出电阻的图像)( )
A.两条支路中的电流不可能相同 B.灯泡实际功率总比电阻功率大
C.电路总功率最大可达到1.5W D.电源可调的最大电压为1.8V
9.如图所示的电路中,电源电压为12 V。在a、b间接入标有“”字样的灯,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P使灯正常发光。断开开关,取下灯,保持滑片P的位置不变,在a、b间接入标有“”字样的灯,闭合开关,则下列说法错误的是(灯丝电阻不变)( )
A.通过灯的电流为0.4 A B.灯的实际功率为2.88 W
C.滑动变阻器接入电路的电阻为 D.灯每秒做功4.8 J
二、填空题
10.如图所示,,,闭合开关,电压表的示数为3V,电源电压U= V,的电功率 W,通电10s后,消耗的电能 J。
11.如图所示,电源电压不变,灯标有“6V 3W”字样。当S、均闭合时,正常发光,电流表的示数是 A。若闭合S、断开,电流表的示数是0.25A,则的实际功率为 W。(灯丝电阻不变)
12.两种电学元件L与R的I-U关系图像如图所示,分析该图像,当L与R并联在4V电源两端时,电路的总电流为 A,10s内电路消耗的总电能为 J;若将L与R串联在电源两端的电压恒定为5V的电路中,灯泡L此时的电功率为 W。
三、计算题
13.如图所示电路,电源电压恒为3V。闭合开关S,电流表的示数为0.5A,干路电流,设灯丝电阻不变,求:
(1)通过灯的电流。
(2)灯消耗的电功率。
(3)灯的阻值。
14.如图所示电路,电源电压保持不变,灯泡L标有“6V 6W”。闭合开关S,灯泡正常发光,定值电阻R两端的电压是12V。求:
(1)灯丝的电阻RL;
(2)电路中的电流I;
(3)电路消耗的总功率P。
15.如图所示,电源电压恒为,和分别标有“8V 3.2W”和“6V 12W”字样,不计温度对灯丝电阻的影响。
(1)求的电阻。
(2)只闭合开关,移动滑片P使电流表示数为0.25A时,求消耗的电功率。
(3)闭合所有开关,滑片P移至a端时,求电路的总功率。
16.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片位于最左端时,电流表的示数为2 A,定值电阻消耗的功率为32 W。
(1)求的阻值。
(2)当电流表示数为0.5 A时,求消耗的功率。
(3)当滑动变阻器的滑片位于最右端时,电流表的示数为0.4 A,求通电5 min整个电路消耗的电能。
17.如图所示,电源电压不变,只闭合S,滑动变阻器滑片位于最左端时,R3在10s内消耗电能80J;只闭合S、S1,滑动变阻器滑片位于最右端时,电流表A1读数为1A;只闭合S、S2,滑动变阻器滑片位于最左端时,电流表A2读数为3A。已知滑动变阻器的最大阻值是R3的4倍,求:
(1)只闭合S,滑动变阻器滑片位于最左端时,R3的电功率;
(2)定值电阻R1与R3的比值;
(3)电路消耗的最小电功率。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
C
C
D
C
B
C
C
D
D
1.C
“10V 5W”的甲灯电阻为:
,
乙灯电阻为:,
可见:,
串联电路的电流处处相等,所以得:,
根据可知,.
故选C.
【点睛】重点是电功率变形公式的应用,牢记和,在纯电阻电路中两公式可以直接使用,计算稍显简单.
2.C
AB.用电器正常工作时的电压为额定电压;用电器在额定电压下的功率为额定功率。把两个灯泡串联接入220V电路两端,两灯泡的额定电压和额定功率都不改变,故AB错误;
C.由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,L1的额定功率小于L2的额定功率;因为P═,所以L1的电阻大于L2的电阻;串联电路中各处的电流相等,由U=IR可知,则灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大,故C正确;
D.串联电路中,各处的电流相同,通过两个灯泡的电流相等,故D错误。
故选C。
3.D
A.由图像可知,当L1两端的电压U1=2V,通过的电流I1=0.5A时,L1的实际功率为1W,故A错误;
C.由乙图知,两灯并联,电流表测干路电流,因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以电源的电压
U=U2=U1=2V
故C错误;
D.由图像可知,当U2 =2V时,通过L2的电流I2=0.3A,所以L2的实际功率
P2=U2I2=2V×0.3A=0.6W
故D正确;
B.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流表的示数
I=I1+I2=0.5A+0.3A=0.8A
故B错误。
故选D。
4.C
AB.由电路图可知,灯泡与变阻器并联,电压表测电源的电压,电流表A测变阻器支路的电流,因电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故AB错误;
CD.因并联电路各支路互不影响,所以滑片向右移动时,灯的亮度不变,功率不变;当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,由于变阻器两端的电压等于电源电源,保持不变,接入电路中的电阻增大,由可知,通过变阻器的电流变小,即电流表的示数减小,根据可知,变阻器的功率变小,故C正确,D错误。
故选C。
5.B
由题意知L1比L2亮,可知L1的实际功率大于L2的实际功率,又两灯并联电压相等,根据可知,电压相等时,功率越大,电阻越小,所以L1的电阻小于L2的电阻,故灯泡L2的实际功率较小,电阻较大,由欧姆定律可知,通过L1的电流大于通过L2的电流,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.C
图甲中,只有连入电路,总电阻为;图乙中,只有连入电路,总电阻为;如图丙,两个电阻串联,总电阻等于各分电阻之和,即总电阻越串越大,大于任何一个分电阻;如图丁,并联时,总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,即总电阻越并越小,小于任何一个分电阻;甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等,电阻最大的是丙,根据可知,丙的电功率最小。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.C
A.两灯泡的额定电流:
,
两灯泡的电阻:
,
并联电路各支路两端的电压相等,根据 可知,L2灯泡的实际功率等于L1灯泡的实际功率的0.5倍,故灯泡L2比灯泡L1亮,故A错误;
B.根据 可知
故B错误;
C.电源电压为3V时,两灯泡两端的电压均为3V,此时灯L2两端的电压和额定电压相等,正常发光,故C正确;
D.电源电压为9V时,两灯泡两端的电压均为9V,大于两灯泡的额定电压,所以两灯泡会被烧坏,故D错误.
8.D
该题中,电流表在干路,最大干路电流为0.6A,由甲图可知,若灯泡正常发光,灯泡电流为0.26A,定值电阻的电流则为
此时干路电流为
0.26A+0.5A=0.76A
0.76A大于0.6A,说明该电路最大电压不为2.5V。由甲图可知,电压为1.8V时,灯泡电流为0.24A,定值电阻的电流为
此时干路电流为
0.24A+0.36A=0.6A
则该电路最大电压为1.8V。
A.由甲图可知,最左边一个点算出其灯泡电阻为
由甲图可知,电压为1.8V时,灯泡电流为0.24A,此时灯泡电阻为
灯泡电阻变化范围为1.67Ω~7.5Ω之间,当灯泡电阻与R0相等时,电流相等,灯泡电阻可以达到5Ω,故两支路电流可能相等,故A错误;
B.并联电路中,灯泡与定值电阻两端电压相等,根据公式可知,电阻越大,实际功率越小,灯泡最大电阻为7.5Ω,大于R0,此时灯泡实际功率小于电阻功率,故B错误;
C.电流最大为0.6A,电压为1.8V,此时电功率最大,为
故最大功率为1.08W,达不到1.5W,故C错误;
D.由甲图可知,电压为1.8V时,灯泡电流为0.24A,定值电阻的电流为
此时干路电流为0.24A+0.36A=0.6A,则该电路最大电压为1.8V。故D正确。
故选D。
9.D
C.在a、b间接入灯L1,L1和滑动变阻器串联。灯L1正常发光,则此时L1电压为6V,L1的额定电流为
根据欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的电阻为
故C正确,不符合题意;
A.在a、b间接入灯L2“6V,2W”,闭合开关,则L2和滑动变阻器串联。L2电阻为
则通过灯L2的电流为
故A正确,不符合题意;
BD.灯L2的实际功率为
则灯L2每秒做功2.88J,故B正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
10. 3 0.9 18
[1]由图可知,和并联在电路中,电压表测量的电压等于电源电压,故电源电压为3V。
[2]的电功率为
[3]通电10s后,消耗的电能为
11. 0.5 0.75
[1]当、闭合时,被短路,电路只有工作,正常发光,则电源电压
由得的额定电流
此时电流表测的电流,故示数为。
[2]的电阻
闭合、断开时,与串联,电流表测电路电流,电压表测的电压,两端实际电压
两端实际电压
的实际功率
12. 1.2 48 0.4
[1][2]当L与R并联在4V电源两端时,根据并联电压规律,L与R电压均为4V,由图像可知,此时灯泡L的电流为0.8A,电阻的电流为0.4A,根据并联电流规律,电路的总电流为
10s内电路消耗的总电能为
[3]若将L与R串联,则L与R电流相等。由图像可知,当电流为0.4A时,灯泡L的电压为1V,电阻的电压为4V,根据串联电压规律,电源电压恰好为
符合题意。则灯泡L此时的电功率为
13.(1)1A;(2)3W;(3)6Ω
解:(1)由图可知,灯泡L1和L2并联,电流表测量通过L2的电流。根据并联电路的电流特点可知,通过L1的电流
(2)根据并联电路的电压特点可知,灯泡L1与L2的电压相等,都等于电源电压,即
灯L1消耗的电功率
(3)由可知,灯L2的阻值
答:(1)通过灯L的电流为1A;
(2)灯消耗的电功率为3W;
(3)灯L2的阻值为6Ω。
14.(1)6Ω;(2)1A;(3)18W
解:(1)由可知,灯泡正常发光时灯丝的电阻
(2)由P=UI可知,正常发光时通过灯泡的电流
根据串联电路的电流特点可知,电路中的电流
I=IL=1A
(3)根据串联电路的电压特点可知,电源电压
U=UL+UR=6V+12V=18V
电路消耗的总功率
P=UI=18V×1A=18W
答:(1)灯丝的电阻RL为6Ω;
(2)电路中的电流I为1A;
(3)电路消耗的总功率P为18W。
15.(1)
(2)1.25W
(3)13.8W
(1)根据灯的铭牌“8V 3.2W”可知,其额定电压,额定功率,则的电阻
(2)只闭合开关S、S1时,灯与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流。已知此时电路中的电流,则消耗的电功率
(3)闭合所有开关,滑片P移至a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0。此时,灯与灯并联,电源电压。灯消耗的功率
灯两端的电压等于其额定电压6V,所以正常发光。灯消耗的功率
电路的总功率等于两灯功率之和,即
16.(1)
(2)6 W
(3)1920 J
(1)当滑动变阻器R的滑片位于最左端时,其接入电路的电阻为0,电路为R0的简单电路。
根据电功率公式可得,R0的阻值为
此时,电源电压
(2)当电流表示数为0.5A时,R0与R串联。根据欧姆定律,电路的总电阻为
根据串联电路电阻的特点,滑动变阻器接入电路的电阻为
此时R消耗的功率为
(3)当滑动变阻器R的滑片位于最右端时,电流表的示数为0.4A。
通电时间
根据电能公式,整个电路消耗的电能为
17.(1)8W;(2)3∶1;(3)64 W
解:(1)只闭合S,滑动变阻器滑片位于最左端时,R1、R2、R3串联, R3在10s内消耗电能W=80J,R3的电功率
(2)只闭合S、S1,滑动变阻器滑片位于最右端时,电路中只有R1,电流表A1读数为1A;由得, R1电阻
只闭合S、S2,滑动变阻器滑片位于最左端时,电路中只有R3,电流表A2读数为3A;由得, R3电阻
所以的电阻比
R1∶R3=3∶1
(3)根据可知,当电路中电阻最大时,电路消耗的电功率最小。只闭合S,滑动变阻器滑片位于最左端时R1、R2、R3串联,R2全连入电路,电阻最大。根据P=I2R可知,串联电路电功率与电阻成正比,所以
P1∶P3=3∶1P3=8W,所以
P1=3P3=3×8W=24W
又因为R2=4R3,所以
P2=4P3=4×8W=32 W
电路消耗的最小电功率
P1+P2+P3=8W+24W+32W=64W
答:(1)只闭合S,滑动变阻器滑片位于最左端时,R3的电功率是8W;
(2)定值电阻R1与R3的比值是3∶1;
(3)电路消耗的最小电功率是64 W。
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