2026年广东省广州市中考物理二轮专题突破:电功率
2026-06-09
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摘要:
**基本信息**
以电功率公式为核心,通过分层题型构建"概念-公式-应用"逻辑链,融合科学思维与实验探究,实现从基础计算到综合设计的专项突破。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础计算与概念|单选1-2、填空11-12|电能表参数解读、功率估算|从P=UI推导P=U²/R,结合能源概念形成基础认知|
|电路分析与多挡位|单选3-7、填空14-15|串并联电路功率比较、挡位判断|通过开关状态分析电阻变化,建立功率与电路结构关联|
|实验探究|实验16-18|伏安法测功率、故障分析|基于科学探究流程,训练数据处理与方案设计能力|
|综合应用|计算19-21、综合22-23|实际电路功率计算、动态电路分析|整合欧姆定律与电功率公式,解决机器人、喷泉等真实问题|
内容正文:
2026年广东省广州市中考物理二轮专题突破:电功率(一)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题:本大题共10小题,共20分。
1.家用的手电筒用干电池作电源,正常发光时电流为,小灯泡的电功率接近( )
A. B. C. D.
2.小聪在家长的陪同下了解家庭电路,打开配电箱进行观察。配电箱的情况以及电能表的表盘如图所示,请根据安全用电常识以及图中信息选出正确的一项( )
A. 可用湿抹布擦拭配电箱
B. 发现空气开关跳闸后应立即重新将其合上
C. 他家同时工作的用电器总功率不能超过
D. 他只让一个电热水壶工作,内电能表指示灯闪烁了次,则该电热水壶的电功率为
3.如图甲所示,为某家用电热水壶在“加热”和“保温”两个挡位的简化电路图。电热丝的阻值,在正常工作时::保持稳定。小明为了测量电热水壶的实际电功率,将家中的其他用电器全部与电源断开,仅让电热水壶单独运行。如图乙所示,电能表铭牌印有,若分钟内电能表闪烁了次。下列说法中正确的是( )
A. B. 当开关置于“”位置时,电热水壶处于“加热”挡位
C. 电热水壶在分钟内实际消耗的电能是D. 电热水壶处于“加热”挡位,其额定功率为
4.小明家电能表的铭牌如图甲所示,图乙是电热水器,图丙是电热水器的工作简化电路图。电热水器正常工作电压为,电阻;在接通开关后,温控开关可以自动实现加热和保温的转换,控制水温在左右。下列说法正确的是( )
A. 该电能表此时示数为
B. 电热水器的保温功率为
C. 电热水器保温挡正常工作,产生的热量为
D. 小明家只让电热水器正常加热,电能表指示灯闪烁次
5.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能一定较多
B. 两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C. 将乙灯接入的电路中,它的实际功率为
D. 两灯串联在的电路中,甲灯比乙灯亮
6.如图所示,这是某电热水器的简化电路,电源电压不变,定值电阻,它加热时有高温、中温和低温三挡。则( )
A. 开关闭合、接,是中温挡
B. 开关闭合、接,是高温挡
C. 中温挡工作时,电路在内消耗的电能为
D. 高温挡与低温挡的功率之比为:
7.如图所示,电源电压保持不变,、均为定值电阻。当开关闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比::,当开关断开,甲、乙两表为电流表时,下列说法正确的是( )
A. 通过与的电流之比为:
B. 与两端电压之比为:
C. 与消耗的电功率之比为:
D. 与相同时间内消耗的电能之比为:
8.将灯泡和定值电阻按图乙所示接入电路中,它们的电流随电压变化的图象如图甲。如果电路中电源电压是,则下列结论正确的是( )
A. 只闭合开关,灯泡的电功率为
B. 闭合、后,电流表示数为
C. 闭合、电阻与灯泡电功率之比为
D. 闭合、后,电路消耗的电能为
9.在“估测用电器实际功率”的综合实践活动中,小明先断开家中所有用电器,只让一台挂壁式空调工作,测得电能表指示灯闪烁次。关闭空调后让另一用电器单独工作电能表指示灯闪烁次,则该用电器最可能是( )
A. 普通照明灯泡 B. 电吹风 C. 电饭锅 D. 微波炉
10.设计一款养生壶的加热电路,科技小组提出了个方案。
方案:如图所示,电路两端电压恒为,电热丝电阻为,加热部分的电功率为。
方案:如图所示,在方案的基础上接入电阻为的电热丝,由和共同作为加热部分,该方案中和在内消耗的总电能为。
方案:如图所示,在方案的基础上接入电阻为的定值电阻,由作为加热部分,该方案中和在内消耗的总电能为。
已知方案和方案中加热部分两端的电压之比为,且加热部分的电功率均为,不考虑温度对电热丝电阻的影响。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
二、填空题:本大题共5小题,共10分。
11.“珍爱生命,从我做起”是每个公民日常生活中必备的安全意识。
一位同学家中的电能表,月初示数为,月末示数为,则这个月该同学消耗的电能为 度,如果当地家庭用电的收费标准是元,他家这个月的电费是 元。
我国家庭电路,相线与中性线之间的电压为 ,生活中可以用 选填“测电笔”或“验电器”来检查电器设备的外壳是否带电。
12.近年来,山川田野间一座座风力发电机组拔地而起。风力发电机是利用风力带动风轮旋转,把风的动能转变为风轮轴的机械能,风能属于 选填“可再生”或“不可再生”能源。某型号风力发电机转一圈发电量为,相当于 的煤完全燃烧释放的能量。
13.扫地机器人自动清洁做到清扫抛拖一步到位,彻底替代了人的卫生打扫问题。如图所示,扫地机器人的主要部件就是电动机,某扫地机器人电动机额定电压为。正常工作时通过线圈的电流为,若此电动机线圈的电阻为,不计摩擦产生的热量,电动机每分钟所做的机械功是 。
14.小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热器,电路如图所示。电源电压为,为单刀多掷开关,是阻值为的电热丝,为某种材料制成粗细均匀的电热丝,最大阻值为,触点为的中点位置。当闭合,拨到触点时,加热器处于 挡;加热器在“中温”挡下工作,电路消耗的总电能是 。
15.如图所示为电烤炉的简化电路图,阅读说明书后得知:、均为电热丝,,。当开关闭合,处于不同状态时,电烤炉处于不同挡位,闭合、时,电烤炉处于 挡状态选填“低温”、“高温”;电烤炉处于低温挡状态时,在内所消耗的电能为 。
三、实验探究题:本大题共3小题,共18分。
16.小明同学利用以下器材探究“电流与电阻的关系”:电源电压为,电流表、电压表、定值电阻、、各一个、开关、滑动变阻器“,”和导线若干。
连接如图所示电路时,开关应 ,且应将滑动变阻器滑片移到最 端;
实验中,当接入电路的电阻为时,闭合开关,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,移动滑片,两表指针保持不动。若电路中只有一处故障,则故障可能是 ;
排除故障后进行如下操作:
接入的电阻为时,闭合开关,移动滑片使电压表示数为某一定值时,记录电流表示数;
当接入的电阻为时,闭合开关,重复步骤,记录电流表示数;
当接入的电阻为时,闭合开关,移动滑片,电压表的示数始终大于。为了完成此次实验,小明更换了滑动变阻器,并利用测得的数据绘制出如图乙所示的图象,则更换的滑动变阻器最大阻值不得小于 ;
由图象得出:当导体两端的电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
根据图甲和图乙计算,定值电阻的阻值为和时,滑动变阻器的电功率分别为和,则: 。
17.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明同学选用了如图甲所示的器材,其中电源电压为,小灯泡的额定电压为灯丝电阻约为。
请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整;
连接好电路,开关闭合后,观察到小灯泡不亮,电流表、电压表均有示数,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡仍然不亮,电流表、电压表的示数不变,则电路故障可能原因是 ;
排除故障后,小明移动滑片进行实验,根据实验测得的数据,绘制出了小灯泡中的电流随它两端电压变化的关系图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 ;
另一组同学小红在只有一个电流表的情况下,设计了如图丙所示的电路,也测出了额定电压为的另一个小灯泡的额定功率,为定值电阻。具体操作步骤如下:
闭合和,断开,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ;
闭合和,断开,保持滑动变阻器的滑片的位置不变,读出电流表的示数;
小灯泡的额定功率 用、、表示。
18.课后服务活动中,兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压恒为,小灯泡的额定电压为正常发光时电阻约为。
为了能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用______。填字母
A.“,”的滑动变阻器;
B.“,”的滑动变阻器;
C.“,”的滑动变阻器。
连接电路时,开关应处于______填“断开”或“闭合”状态;电路连接正确后,闭合开关,小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,那么电路中出现的故障可能是小灯泡______。
故障排除后,闭合开关,移动滑片,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______填“左”或“右”端适当移动。
小组同学进行多次测量,并根据实验数据画出小灯泡的电流随其两端电压的变化关系图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率为______。
实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为,定值电阻的阻值为。实验步骤如下:
开关、闭合,断开,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光;
保持滑片位置不动,开关、闭合,断开,此时电压表的示数为;
再将滑动变阻器的滑片移至最______填“左”或“右”端,此时电压表的示数为;
小灯泡的额定功率 ______。
四、计算题:本大题共3小题,共24分。
19.体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻,为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为,踏板重力不计,求:
闭合开关,当体重计空载时,电路中的电流为,电源电压为多少;
当体重计示数为时,消耗的电功率为多少;
此体重计所能测量的最大体重为多少。
20.年月,在北京亦庄举行的半程马拉松赛事,首次由人类和人形机器人共跑。某型号机器人的质量为,拥有高度仿生的躯干构型和拟人化的运动控制。本次赛事的赛道约,下表是该机器人的部分参数,取。请通过计算回答:
脚与地面接触总面积
跑步最高速度
满电时持续工作时间
续航电能
(1) 该机器人若以最高速度跑完该赛道需要的时间是多少?
该机器人站立在水平地面上,对地面的压强是多少?
该机器人满电时持续工作的功率是多少?
21.在如图甲所示的电路中,电源电压不变,的阻值为,灯泡的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关,灯泡两端的电压为。求:
电源电压;
将图甲中的换成和一样的灯泡,内一个灯泡消耗的电能;
将图甲中和由串联改为并联,整个电路的电功率。
五、综合题:本大题共2小题,共20分。
22.在项目化学习中,科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器,如图所示,可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为,且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题:
在虚线框内画出烘干器内部电路图;
使用时发现温度过高,存在安全隐患,想要把发热电阻的功率减小到原来的一半,需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
23.图甲所示的是一游乐喷泉向上喷出的水柱使卡通模型悬停在空中的照片,模型悬停在空中时,水冲击到模型时的速度与模型的质量、水泵流量之间的关系如表。
表二
速度
质量
流量
分析表中数据可知,当卡通模型的质量为,水冲击模型时的速度为时,对应的流量为 ;
如图乙为控制喷泉断续工作的模拟电路,两端输入如图丙所示的周期性变化的电压,定值电阻,为特殊电子元件。当时,两端的电压等于输入电压;当时,保持不变。只有当的电功率满足时,水泵启动喷水。则时电阻的电功率为 ;该电路工作,喷水时间共为 。
答案和解析
1.【答案】
2.【答案】
【解析】【详解】湿抹布是导体,用湿抹布擦拭配电箱容易发生触电事故,故A错误;
B.空气开关跳闸后,应先排查故障,再合上开关,否则可能再次跳闸或引发危险,故B错误;
C.电能表参数“”,根据,最大总功率
不是 是电能单位,故C错误;
D.电能表“”表示每消耗电能,指示灯闪烁次。闪烁次,消耗电能
根据 ,该电热水壶的电功率为 ,故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】解:根据公式可知,当电压一定时,电阻越小,电功率越大,因此当开关接“”时,只有电阻为的电阻丝接入电路,电路中的电阻最小,此时为加热挡;
加热挡的额定功率为,
开关接“”时,、串联,此时为保温挡,因为::,所以保温挡的额定功率为,
此时保温挡的电路中的总电阻为,
根据串联电路电阻特点可得:,故AB错误;
由题意可知,分钟内电能表闪烁了次,则电热水壶内实际消耗的电能为
此时电热水壶的实际功率为
因为加热挡的额定功率为,保温挡的额定功率为,因此测量时电热水壶处于“加热”挡位,额定功率为,故C错误,D正确。
故选:。
根据电路的连接方式和电功率的公式进行计算。根据
根据电能表的参数和电功的公式进行计算。
根据电功率的公式进行计算。
本题考查的是电功和电功率的计算;知道电能表上各个参数的物理意义。
4.【答案】
【解析】A.电能表计数器最后一位是小数,由图甲可知,该电能表此时示数为,故A错误;
B.由图丙可知,当开关闭合、断开时,只有工作,电路中的总电阻最大,由 可知,电路消耗的功率最小,此时处于保温状态,保温功率为
故B错误;
C.电热水器保温挡正常工作,产生的热量为
故C错误;
D.由图丙可知,开关、都闭合时,和并联,电路的总电阻最小,由 可知,电路消耗的功率最大,此时处于加热状态,加热功率为
正常加热消耗的电能为
电能表指示灯闪烁的次数为
故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】【详解】两灯均正常发光时,乙的电功率较大,由 得,通电时间未知,无法比较甲乙两灯消耗的电能,故A错误;
B.两灯均正常发光时,甲乙两灯的电压相同,乙的电功率较大,由 得,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,故B错误;
C.将乙灯接入的电路中,由 得,它的实际功率为
故C错误;
D.两灯串联在的电路中,两灯的电流相等,甲灯的电阻大于乙灯的电阻,由 得,甲灯的实际功率较大,则甲灯较亮,故D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】解:、由图可知,当开关闭合、接时,、并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由可知,电路的总功率最大,电热水器处于高温挡;
当开关断开、接时,、串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻最大,总功率最小,电热水器处于低温挡;
当开关闭合、接时,只有工作,电热水器处于中温挡,故AB错误;
C、中温挡工作时,电路在内消耗的电能为:
,故C错误;
D、根据并联电路特点可知,高温挡工作时电路的总电阻:,
则电热水器高温与低温挡的功率之比:::::,故D正确。
故选:。
由图可知,当开关闭合、接时,、并联,当开关闭合、接时,只有工作,当开关断开、接时,、串联,根据串并联电路的特点和可知电热水器高温挡、中温挡和低温挡的电路连接;
根据可求出中温挡工作时,电路在内消耗的电能;
根据串并联电路的特点和可求出高温挡和低温挡的功率之比。
本题考查串并联电路的特点、电功公式以及电功率公式的灵活运用,能正确分析电路连接是解题的关键。
7.【答案】
【解析】解:电压表在电路中相当于断路,由电路图可知,当开关闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测串联总电压,乙测两端电压,两表的示数之比为:
::,
设两端电压为,则两端电压为:;
串联时通过两电阻的电流相等,所以:,
则:;
当开关断开,甲、乙为电流表时,两电阻并联,甲测通过的电流,乙测干路电流;
A.根据欧姆定律和并联电路特点可知,通过与的电流与电阻成反比,即:,故A错误;
B.并联中各支路两端的电压相同,故与两端电压之比为:,故B错误;
C.由上述分析可知,并联电路中各支路电压相同,电流之比为:,由可知,与消耗的电功率之比就是电流之比,即为:,故C正确;
D.根据并联电路的电压特点和可知,在相同时间内,与消耗的电能之比就是电流之比,为:,故D错误。
故选:。
电压表内阻很大,在电路中相当于断路;电流表内阻很小,在电路中相当于导线;根据不同情况下电路的连接情况,先判断电路的串并联关系,再根据欧姆定律、电功率公式、电能公式等进行分析判断。
本题通过对电路图的分析,综合考查了对串并联电路特点、欧姆定律、电功率和电能公式等的运用,在解答中,正确分析电路的连接特点是基础。
8.【答案】
【解析】【详解】由电路图可知,只闭合开关时,电路为的简单电路,电流表测电路中的电流,灯泡电压等于电源电压,由图甲可知,电压等于的时候,电流为,因此灯泡的电功率为
故A错误;
闭合开关、,灯泡与定值电阻并联,当电源电压为时,根据并联电路各支路两端的电压相等可知:此时灯泡和两端的电压都为,由图象可知,,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
电阻与灯泡电功率之比
故B错误,C正确;
闭合开关和,灯泡与定值电阻并联,电路消耗的电能为
故D错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】空调的电功率约为,则由 可知,空调工作消耗的电能约为
则电路中每消耗电能,电能表的指示灯闪烁的次数为
当电能表指示灯闪烁的次数为次,用电器消耗的电能
该用电器的电功率
普通照明灯泡的功率在之间,电吹风在左右、电饭锅、微波炉的功率有几百瓦,故A符合题意,不符合题意
故选A。
10.【答案】
【解析】【详解】已知方案和方案中加热部分两端的电压之比为,方案加热部分电压为,则方案中的电压为 ,因为加热部分的电功率均为 ,则
化简得 ,故A错误;
B.方案中的电压为 ,总电压为,则的电压为 ,根据串联电路分压规律可得 ,故B错误;
C.方案中内消耗的总电能为
方案中内消耗的总电能为
即 ,故C正确。
D.因为 ,方案中 ,则 ,故D错误。
故选C。
11.【答案】
测电笔
【解析】解:这个月该同学消耗的电能为:度,他家这个月的电费是元元。
我国家庭电路,相线与中性线之间的电压是,生活中可以用测电笔来检查电器设备的外壳是否带电。
故答案为:;;;测电笔。
电能表是测量电能的仪表,它的单位是千瓦时,最后一位是小数;根据电价计算电费。
相线与中性线之间的电压是,可以用测电笔辨别相线和中性线及设备的外壳是否带电。
本题考查的是电能表的使用和电费的计算;知道照明电压和测电笔的正确使用。
12.【答案】可再生
【解析】风能可以在自然界里源源不断的得到补充,所以它属于可再生能源。
某型号风力发电机转一圈产生的电能为
煤完全燃烧释放的能量等于风力发电机转一圈产生的电能
燃烧煤的质量
13.【答案】
【解析】这台电动机正常工作,线圈产生的热量
电动机消耗的电能
不计摩擦产生的热量,电动机每分钟所做的机械功是机械
14.【答案】高温
【解析】【详解】当 闭合, 拨到触点时,电路为 的简单电路,电阻最小。根据 为电源电压, 为电路总电阻,在电压 不变时,电阻 越小,功率 越大,所以此时加热器处于高温挡。
当 闭合, 拨到触点时电路处于中温挡, 与 的一半串联, 最大阻值 ,则串联的 阻值
电路总电阻
根据 , ,
电路消耗的总电能
15.【答案】高温
【解析】解:由可知,当电源电压一定时,电路电阻越大,功率越小;
当闭合,断开,、串联,电阻最大,电功率最小,低温挡;当、闭合时,被短路,电路为的简单电路,电阻最小,电功率最大,高温挡;
低温挡时、串联,电路中的电流为:,
串联电路各处电流相等,在内所消耗的电能为:
。
故答案为:高温;。
由可知,当电源电压一定时,电路电阻越大,功率越小,据此分析挡位;
低温挡时、串联,由欧姆定律求出电路中的电流,由公式求出在内所消耗的电能。
本题考查电功率多挡位问题,欧姆定律、电能的计算,难度适中。
16.【答案】断开
右
定值电阻断路
反比
:
【解析】解:为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最右端;
电路闭合开关,发现电流表无示数,电压表有较大示数,且导线及相关连接处均完好说明电压表并联的部分断路即定值电阻断路;
探究电流与电阻的关系,应保持定值电阻两端的电压不变,根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压为,所以定值电阻与滑动变阻器的电压之比为::,
串联电路中,电流处处相等,所以,保持不变,当为时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,即,解得,所以滑动变阻器最大阻值不得小于;
由图象可得结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
由图乙可知,当定值电阻时,此时流过定值电阻的电流为,定值电阻与滑动变阻器串联,所以通过滑动变阻器的电流也为;
由图乙可知,当定值电阻时,通过定值电阻的电流为,则此时流过滑动变阻器的电流也为,且定值电阻两端的电压始终保持不变,电源电压也保持不变,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压也保持不变,根据可得,:::::。
故答案为:断开;右;定值电阻断路;;反比;:。
为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处;
电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路,电流表无示数说明电路断路即电压表并联的部分断路;
探究电流与电阻的关系,应保持定值电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入电阻时变阻器连入电路中的电阻,得出滑动变阻器的最大阻值;
根据图像分析,当电压一定时,遇过导体的电流与导体的电阻成反比;
根据图乙得出两次的电流值,根据分析滑动变阻器功率的比值的大小。
本题考查了电路故障分析、欧姆定律的应用、串联电路特点、电功率公式的应用,是一道综合题,有一定难度。
17.【答案】
滑动变阻器接入的是下端两个接线柱
【解析】测量小灯泡的电功率,小灯泡与滑动变阻器、电流表、开关串联在电路中,电压表与小灯泡并联。滑动变阻器接线方法是“一上一下”,小灯泡的额定电压为,灯丝电阻约为,额定电流约为,所以电压表和电流表均用小量程,如图所示:
开关闭合后,观察到小灯泡不亮,电流表、电压表均有示数,说明电路没有断路且小灯泡没有短路;移动滑动变阻器的滑片,小灯泡仍然不亮,电流表、电压表的示数不变,可能是滑动变阻器接线错误,导线都接在了下面两个接线柱上,相当于一个阻值较大的定值电阻。
由图乙可知,当小灯泡两端电压为时,通过的电流为,则小灯泡的额定功率为
闭合和 ,断开 ,与并联,电流表测量的电流。调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 ,则此时小灯泡电压为额,正常工作;
闭合和 ,断开 ,与并联,电流表测量干路电流,保持滑动变阻器的滑片的位置不变,读出电流表的示数,则通过灯泡的电流为 ;
小灯泡的额定功率
18.【答案】; 断开;短路; 左; ; 右;
【解析】已知小灯泡额定电压为,正常发光时电阻约为,则小灯泡正常发光时的电流约为:
;
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为:
,所以滑动变阻器应选用“,”,故选B;
为保护电路,连接电路过程中,开关处于断开状态;
电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,小灯泡不亮,说明电路是通路,电压表无示数,电路中出现的故障可能是小灯泡短路;
故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值,其示数为,小于灯泡额定电压,为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向左端移动;
由图丙可知,当灯泡两端电压为时,通过灯泡的额定电流为,则小灯泡额定功率为:
;
实验步骤:
开关、闭合,断开,滑动变阻器滑片左边的电阻与灯泡串联,电压表测滑动变阻器的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压为,
根据串联电路电压的规律可得:,所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为,则灯泡正常发光;
保持滑片位置不动,开关、闭合,断开,滑动变阻器的全部电阻与定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压,此时电压表示数为;
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻两端的电压,所以需要测出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即;
在步骤中,滑动变阻器的全部电阻与定值电阻串联,根据串联电路电压的规律可得,的电压为:
,
由分压原理可得:
,
所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值:
;
故在步骤中,灯的额定电流为:
,
则小灯泡的额定功率:
。
故答案为:;断开;短路;左;;右;。
已知小灯泡额定电压和正常发光时电阻,利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流;根据串联电路电压规律结合欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值,据此确定滑动变阻器规格;
连接电路过程中,开关处于断开状态;电路连接完成后,闭合开关,发现电流表有示数,小灯泡不亮,说明电路是通路,电压表无示数,电路中出现的故障可能是小灯泡短路;
根据电压表选用量程确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流,利用求出灯泡额定功率;
由图丁可知,电路中只有电压表,没有电流表,则需要根据串并联电路的特点间接测出通过灯泡的电流;所以,首先让灯正常发光,开关、闭合,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为,由串联电路电压的规律可知,此时小灯泡正常发光;若求出此时滑动变阻器连入电路的电阻,由欧姆定律即可得出灯的额定电流;为得出此时滑动变阻器连入电路的电阻,可保持滑动变阻器滑片的位置不变,闭合开关、,断开开关,根据电压表示数,由串联电路电压的规律和分压原理得出滑动变阻器连入电路的电阻,然后根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电流,即为灯泡的额定电流,最后利用即可求出灯泡的额定功率。
本题测小灯泡的电功率实验,考查了器材的选择、电路故障、实验操作、功率的计算及设计实验方案测功率的能力。
19.【答案】解:由图甲可知,闭合开关,定值电阻与压敏电阻串联,由图乙可知当体重计空载时,,此时电路中电流,则电源电压为:
;
由题图乙可知,当体重计示数为时,压敏电阻的阻值,此时电路中电流为:;
定值电阻消耗的功率为:;
已知电流表量程为,当电路中的电流最大为时,体重计测量的体重最大,此时压敏电阻的阻值为:
;
由题图乙可知,所能测量的最大体重为。
答:闭合开关,当体重计空载时,电路中的电流为,电源电压为;
当体重计示数为时,消耗的电功率为;
此体重计所能测量的最大体重为。
【解析】根据电路的连接方式,利用欧姆定律求出电源电压的大小;
根据体重计示数和图乙得出此时压敏电阻的阻值,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据求出定值电阻消耗的功率的大小;
根据欧姆定律求出压敏电阻的阻值,根据图乙得出最大体重。
本题考查了欧姆定律的应用、电功率计算公式的应用,明确电路的结构、压敏电阻阻值随压力的变化是解题的关键。
20.【答案】解:该机器人若以最高速度跑完该赛道需要的时间
;
机器人的重力,
因为在水平面上,所以 ,
,
该机器人站立在水平地面上,对地面的压强;
该机器人满电时持续工作的功率;
答:机器人若以最高速度跑完该赛道需要的时间是;
机器人站立在水平地面上,对地面的压强是;
机器人满电时持续工作的功率是。
【解析】根据得到该机器人若以最高速度跑完该赛道需要的时间;
根据得出该机器人的重力,满载静止在水平地面上时,对地面的压力等于重力,根据
本题考查速度、压强和功率的计算,综合性强,难度适中。
21.【答案】【详解】解:由图乙可知,当灯泡两端的电压
此时
根据公式可知此时电阻两端的电压
根据串联电路中电压的规律可知电源电压为
将换成后,相当于两个型号规格一样的灯泡串联一起,根据串联电路中电压的规律可知灯泡两端的电压为
由图乙可知,当灯泡两端的电压为时,通过灯泡的电流
根据公式可知一个灯泡内消耗的电能为
将电阻与灯并联,根据并联电路中电压的规律可知,灯两端的电压为,由图乙可知,当灯两端的电压为时,通过灯泡的电流为
由欧姆定律得,通过电阻的电流为
根据并联电路中电流的规律可知,总电流
所以整个电路消耗的电功率为
总
答:电源电压为;
将图甲中的换成和一样的灯泡,内一个灯泡消耗的电能为;
将图甲中和由串联改为并联,整个电路消耗的电功率为。
【解析】【详解】解:由图乙可知,当灯泡两端的电压
此时
根据公式可知此时电阻两端的电压
根据串联电路中电压的规律可知电源电压为
将换成后,相当于两个型号规格一样的灯泡串联一起,根据串联电路中电压的规律可知灯泡两端的电压为
由图乙可知,当灯泡两端的电压为时,通过灯泡的电流
根据公式可知一个灯泡内消耗的电能为
将电阻与灯并联,根据并联电路中电压的规律可知,灯两端的电压为,由图乙可知,当灯两端的电压为时,通过灯泡的电流为
由欧姆定律得,通过电阻的电流为
根据并联电路中电流的规律可知,总电流
所以整个电路消耗的电功率为
总
答:电源电压为;
将图甲中的换成和一样的灯泡,内一个灯泡消耗的电能为;
将图甲中和由串联改为并联,整个电路消耗的电功率为。
22.【答案】
将发热电阻的功率减小到原来的一半,则更换后发热功率为,根据 可知,此时发热电阻的阻值为
【解析】【详解】解:由题意知,内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并联电路,且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象,因此发热电阻与电动机并联,一个开关在干路控制整个电路,另一个开关与发热电阻串联,控制发热电阻,如图所示:
将发热电阻的功率减小到原来的一半,则更换后发热功率为,根据 可知,此时发热电阻的阻值为
答:烘干器内部电路图,如图所示:
需要购买一个电阻替换原发热电阻。
23.【答案】
【解析】【详解】分析表格中所有数据,可得定量关系: ,验证:所有数据均满足该式,例如,与表中数据一致。
当,时,对应的流量
电路中 与 串联,总电压
由丙图, 时,,根据题意不变
因此 两端电压
的电功率
总喷水时间计算水泵启动条件:,代入得临界条件,整理得
又 时,,因此得时水泵启动。
由丙图,电压变化周期为 ,每个周期内: 从 升到 再降到 ,的时长为 ,共
工作总时间,共个周期,因此总喷水时间
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