【学科导航】电功和电功率的专项训练 第二章 能的转化与能量守恒-2026-2027学年科学九年级上册浙教版
2026-09-28
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内容正文:
我们不做题海的推波者,只作能力的培养者
------子非鱼伴你成长期待你的关注
【学科导航】电功和电功率的专项训练
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题
1. 小刚同学家的电能表上标有“600r/(kW•h)”字样,他用钟表记录了10min内电能表上的转盘转过120r,则他家的用电器在这段时间内消耗的电能是( )
A.7.2kW•h B.0.72kW C.0.2kW D.0.2kW•h
2. 如图所示分别是某同学家上月初和月末的电能表的表盘,表盘上“1600imp/(kW•h)”表示每消耗1千瓦时的电能,指示灯闪烁1600次。下列选项中正确的是( )
A.若指示灯闪烁越快,电能表所在电路消耗的电能越多
B.该同学家上月消耗的电能为911千瓦时
C.该电路允许通过最小电流为10A
D.若只让一个标有“220V 1000W”电热水器正常工作15min,则指示灯要闪烁400次
3. 在研究电流与电压关系的实验中,小科同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I﹣U图象(如图),下列有关分析正确的是( )
A.R1与R2的阻值之比是1:2 B.R1与R2串联接时,R1消耗的功率比R2大
C.R1与R2并联接时,R1和R2消耗的功率相等 D.R1与R2串联接时,通过R1与R2的电流之比是2:1
4. 图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,电源电压恒为2V。下列说法正确的是( )
A.由图可知小灯泡两端的电压越大,电阻越小
B.开关S1、S2都闭合时,电流表示数为0.5A
C.开关S1、S2都闭合时,电路总功率为1.4W
D.开关S1、S2都闭合时,在1min内电阻R产生的热量为240J
5. 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.灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压小
C.相比两灯泡亮度,灯泡L1较亮 D.通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
6. 实验室有“110V 25W”和“110V 60W”的灯泡各一只,为使两灯能在家庭电路中正常发光,小科设计了如图所示的四种方案,其中可行的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,将滑动变阻器的滑片P从某一位置移动到另一位置,则电压表的示数由10V变为6V,电流表示数相应由0.4A变成0.6A,那么定值电阻R0的电功率改变量为(不计温度对电阻的影响,电源电压保持不变)( )
A.0.4W B.0.8W C.2W D.4W
8. 如图甲,R1为定值电阻,Rp为滑动变阻器,闭合开关,Rp的滑片从一端移动到另一端,得到电压与电流图像如图乙,下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V,R1阻值为10Ω
B.电路消耗的最小功率为1.2W
C.当电流为0.4A时,R1与Rp连入电路的阻值之比为1:2
D.当滑片在中点时,滑动变阻器与定值电阻消耗的功率之比为1:1
9. 有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图(甲)所示。把它们并联在电路中,如图(乙)所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.3A,则电源电压和元件A的电功率分别是( )
A.3V 0.9W B.3.5V 0.9W C.2.5V 1.0W D.1.0V 0.2W
10.小明家的电熨斗能适应不同衣料的熨烫需要,主要因为调温多挡开关的巧妙设计。使用时,转动旋钮即可使电熨斗达到所需低温、中温或高温挡。如图(甲)所示,是电熨斗的原理电路图,图中两根电热丝电阻均为110Ω.旋转开关可改变1、2、3、4四个接点连接情况,如图(乙)中的A、B、C所示。则下列说法中正确的是( )
A.电熨斗低温挡工作时等效电阻R低为55Ω B.旋转开关连接如图(乙)A时,电熨斗为低温挡
C.旋转开关连接如图(乙)B时,电熨斗为高温挡 D.电熨斗高温挡工作5分钟消耗的电能为2.64×105J
11.如图甲所示,电源电压恒为9V,滑动变阻器的最大阻值为100Ω,电子元件R在0.1A~0.4A的电流范围内均能正常工作,若该电子元件的I﹣U图像如图乙所示,则该电子元件在其正常工作的范围内,下列判断正确的是( )
A.该电子元件两端的电压增大时,其电阻增大
B.该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比为4:1
C.该电子元件在某个正常工作状态下,它消耗的电功率总是小于此时滑动变阻器消耗的电功率
D.滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~100Ω
12.某校开展了科技竞赛活动,科学兴趣小组设计了车速提醒简化电路,如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻R的阻值为10Ω,RV为可变电阻,当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快,需要减速。当车速从0加速到120km/h的过程中,RV消耗的电功率随电流变化的图像如图乙所示,RV的阻值与车速关系的图像如图丙所示。下列有关说法正确的是( )
A.车速越大,RV消耗的电功率越大
B.当车速为120km/h时,电压表的读数为9V
C.当车速为0和120km/h时,RV消耗的电功率之比为8:5
D.当车速是60km/h时,电路消耗的总功率为3.6W
13.如图甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.R1的阻值为 20Ω B.R2的最大阻值为 50Ω
C.电源电压为 8V D.该电路消耗的最大电功率为 0.9W
14.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,R1消耗的电功率P1随R1阻值变化关系如图乙所示。下列分析错误的是( )
A.定值电阻R2为10Ω
B.电源电压为12V
C.滑片P置于b端时,闭合开关S,电压表的示数为10V
D.滑片P置于b端时,闭合开关S,通电1分钟R2产生的热量为24J
15.如图电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑片移到滑动变阻器的b端时,电压表的示数为8伏,10秒内定值电阻R1做功为20焦;当滑片P移到滑动变阻器的中点时,电压表的示数为6伏。下列结果正确的是( )
A.电源电压为14伏 B.滑动变阻器R的最大阻值为8欧
C.滑片在b端,电流表示数为0.75安 D.电路先后两次消耗的总电功率之比为2:3
二、填空题
16.灯泡L1标有“12V 12W”,L2标有“12V 6W”,当它们串联时,电路两端允许加的最大电压是 。如果把两灯泡分别串联或并联接入同一电源下(电源电压不变),L1和L2串联时两灯泡的总功率记为P1,并联时两灯泡的总功率记为P2,那么P1:P2= 。(忽略灯丝电阻的变化,灯泡的实际电压不能超过额定电压)
17.如图所示的电路,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω 0.6A”,R0阻值为5Ω,闭合开关后,滑动变阻器接入10Ω时,R0两端的电压为 V,在该电路中R0消耗的最大功率为 W。
18.小科做“测定小灯泡额定功率”的实验,选取的电源电压为6V,待测小灯泡标有“2.5V”字样,小灯泡L的电阻约为9Ω,滑动变阻器有A、B两个(A标有“10Ω,1A”字样、B标有“20Ω,0.6A”字样),他选取了其中一个变阻器进行实验。
(1)小科根据图甲正确连接电路,闭合开关(操作规范)后,电压表、电流表的示数分别如图乙和丙所示,则小科在实验中选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)。
(2)若要正确测出该小灯泡的额定功率,可采用的方法是 。(选填字母代号)
A.直接调节滑动变阻器的滑片 B.更换滑动变阻器 C.将电源电压减小至3V
19.标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只灯泡,经实验测得其I﹣U特性曲线如图,若将其串联在电路中,则 灯较亮,现将甲、乙两灯并联在电路中,当两只灯泡的总电流为1A时,两只灯泡消耗的总功率是
______W。
20.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导元件和限流电阻并联组成,内部电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R1随电流I的变化关系如图乙所示,限流电阻R2=12Ω,灯泡L上标有“6V 3W”字样。当电源电压为6V时,灯泡 (选填“能”或“不能”)正常发光;若电源电压仍为6V,当灯泡发生短路时,电流表的示数为 A。若电源电压降为3V时,忽略温度对灯泡电阻的影响,电路的总功率为_______W。
21.如图所示,电源电压恒为6V,虚线框内的电路中只接有一个电阻,且与虚线框外的电阻阻值相等。当开关S由断开到闭合时,电流表的示数增加了0.3A。
(1)每个电阻的阻值可能都等于 。
(2)当S由断开到闭合时,电路的总电功率一定增加 W。
22.为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示。若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图像乙所示,R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。绳子挡住了射向R1的红外线时,信号处理器示数为 V,R1的阻值会变为原来的 倍,R1消耗的电功率变为原来的 倍
三、探究题
23.研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。其中电源电压恒为4V,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。实验过程中,调节滑动变阻器,逐次读取数据并记录,计算定值电阻的电功率。实验数据如表中所示:
实验次数
1
2
3
4
5
电流(A)
0.10
0.15
0.20
0.25
0.3
电压(V)
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
R0的电功率(W)
0.1
0.225
0.40
0.625
0.90
(1)请用笔画线代替导线将实物图连接完整,要求导线不能交叉。
(2)若闭合开关后,发现电流表无示数,电压表超满偏,故障原因可能是 _______________________。
(3)小科提出:要得知滑动变阻器的电功率,还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压;小宁却认为:无需测滑动变阻器两端的电压,通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如,当定值电阻两端的电压为3.0V时,滑动变阻器的电功率为 __________W。
(4)小组同学对小宁的方法进行了归纳,结合表中数据,画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P﹣I关系图像(如图丙所示)。请分析判断,图中线段AA'表示的含义是 _________________。
24.探究小灯泡的电功率是初中科学非常重要的实验。
(1)探究小灯泡的电功率与电压有关的实验中,小组同学设计了图甲的电路图。小灯泡的电功率与电压有关,电压越大,功率越大。则支持该结论的实验现象是___________________________________________。
(2)为了测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的额定电功率,小明按图乙连接电路。
①闭合开关,将滑动变阻器滑片P移到某一位置,电压表示数如图丙所示,此时为测定小灯泡额定功率,小明接下来应该如何操作?_________________________________________________________________。
②当电压表示数为2.5伏,此时电流表读数为0.3安,小明根据P=UI算出小灯泡的额定功率为0.75W,断开开关,发现电流表的指针如图丁所示,则小灯泡的额定功率的真实值 ________0.75W(填大于、等于或小于)。
25.小金利用图甲的电路测量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电压为2.5伏。
(1)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5伏,此时电流表示数如图乙。则小灯泡的额定功率为 瓦;
(2)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验,图丙是小金作出的小灯泡I-U图象。关于小灯泡功率P与通过其电流平方I2的关系。如图所示的图象中最合理的是 。
(3)小灯泡的亮度是由实际功率决定的,若将标有“220V 40W”灯泡L1和标有“220V 60W”灯泡L2串联后接到家庭照明电路中,灯泡 更亮。
四、综合题
26.自然界中有许多“电鱼”,它们身体中的发电器官能产生电。研究表明,某电鱼在水中放电时(图1),身体AB段可看成电源和电阻(R1)两部分串联而成,其余部分和水的电阻为R2,它们共同构成闭合电路,简化电路如图2所示。电鱼放电时的电压(即电源电压)为U,电阻R1=1.0×104欧。为获得U的大小,研究人员通过在水里加入氯化钠来改变R2,得到A、B两点间电压UAB和电路中电流I的关系,如图3所示。电鱼每次放电电压视为相同,电鱼电阻不变。
请回答。
(1)向水里加入氯化钠,目的是_____________(填“增大”或“减小”)电阻R2。
(2)求电鱼放电时电压U的大小。
(3)当R2=1.0×104欧,求电鱼放电时R2的电功率P2。
五、计算题
27.空气炸锅是一种新型家电,如图甲是某型号空气炸锅,其内部电路可简化为图乙,部分参数和食品加热时间如表所示。其工作原理是通过发热管迅速加热锅内空气,利用大功率风扇形成循环的热流,使盛放篮内的食品均匀受热,不放油也能达到类似煎炸的效果。
(1)正常工作时,求通过发热管的电流;
(2)某次用该空气炸锅炸一锅薯条耗时15分钟,求所消耗的电能;
(3)根据空气炸锅的工作原理,发热管、风扇、盛放篮三者的位置从上到下依次是___________________________。
28.如图所示,图乙、图丙分别为某烧水壶的铭牌和简化电路图,R1和R2为发热丝,S1为总开关,S2为温控开关,1、2分别为开关的两个接触点,丙图为某次将满壶水加热、保温过程的总功率与时间的关系图像。求:
额定电压
220V
额定频率
50Hz
加热功率
1210W
保温功率
40W
(1)当烧水壶处于加热状态时,开关S2接通触点 (选填“1”或“2”);
(2)本次工作过程共消耗的电能;
(3)R1和R2的阻值。
【学科导航】电功和电功率的专项训练(参考答案)
一、选择题
1. 【答案】D
【解析】【考点】电能表参数的理解与电能的求法.
【分析】600r/(kW•h)表示的是电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转600r,据此求出转盘转120r,电路中用电器消耗的电能。
【解答】解:600r/(kW•h)表示的是电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转600r,
电能表转动120r,用电器消耗的电能:W==0.2kW•h,
故选:D。
2. 【答案】D
【解析】【考点】电能表的使用.
【分析】(1)电能计算公式W=Pt,说明消耗电能多少与电功率和工作时间有关;
(2)消耗电能值和允许通过的最小电流值可以从表盘上读出来;
(3)标有“220V,1000W”电热水器正常工作15min,消耗电能可以通过公式W=Pt计算。
【解答】解:A、若相同时间内,指示灯闪烁越快,电能表所在电路消耗的电能越多,故A错误;
B、该同学家上月消耗的电能为5637.8kW•h﹣5546.7kW•h=91.1kW•h,故B错误;
C、10(20)A表示电能表的标定电流是10A,额定最大电流为20A,故C错误;
D、若只让一个标有“220V,1000W”电热水器正常工作15min,消耗的电能W=Pt=11kW×0.25h=0.25kW•h,指示灯闪烁400次消耗的电能W′=kW•h=0.25kW•h,故D正确。
故选:D。
3. 【答案】B
【解析】【考点】电功率的计算;串联电路的电流特点;欧姆定律.
【分析】(1)由图知道,当通过R1与R2的电流为0.6A,R1、R2两端的电压,由欧姆定律可以求得,电阻R1、R2的阻值;
(2)R1与R2串联接时,通过电流相等,由P=I2R知道,R1消耗的功率比R2大;
(3)R1与R2并联接时,两端电压相等,由知道,R1消耗的功率比R2小;
(4)串联电路电流处处相等,所以R1与R2串联接时,可知通过R1与R2的电流之比。
【解答】解:A.由图知道,当通过R1与R2的电流为0.6A,R1、R2两端的电压分别为6V和3V,由欧姆定律可以求得,电阻R1的阻值为:;
可以求得电阻R2的阻值为:;
则R1与R2的阻值之比:R1:R2=10Ω:5Ω=2:1,故A错误;
B.根据串联电路电流特点,R1与R2串联接时,通过电流相等,由P=I2R知道,R1消耗的功率比R2大,故B正确;
C.根据并联电压特点,R1与R2并联接时,两端电压相等,由知道,R1消耗的功率比R2小,故C错误;
D.根据串联电路电流处处相等,所以R1与R2串联接时,通过R1与R2的电流之比是1:1,故D错误。
故选:B。
4. 【答案】C
【解析】【考点】焦耳定律的计算公式及其应用;欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】(1)由灯泡的电流与电压关系图象,根据欧姆定律分析解答;
(2)(3)由图乙知,两开关都闭合时,L与R并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点结合图象读出通过L和R电流,再根据并联电路的电流规律分析判断电流表的示数大小;
根据P=UI计算两开关都闭合时电路的总功率;
(4)根据焦耳定律计算两开关都闭合时1min内电阻R产生的热量。
【解答】解:A、由图象知,L的I﹣U图象是条曲线,且电压的变化大于电流的变化,由欧姆定律可知,其两端电压越大时,其阻值为会变大,故A错误;
BC、由图乙知,开关S1、S2都闭合时,L与R并联,电流表测干路电流,
根据并联电路的电压规律知,UL=UR=U=2V,由图象知,此时IL=0.5A,IR=0.2A,
根据并联电路的电流规律知,电压表示数I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,故B错误;
此时电路总功率P=UI=2V×0.4A=1.4W,故C正确;
D、开关S1、S2都闭合时,在1min内电阻R产生的热量QR=WR=URIRt=2V×0.2A×60s=24J,故D错误。
故选:C。
5. 【答案】C
【解析】【考点】实际功率.
【分析】(1)用电器正常工作的电压为额定电压;用电器在额定电压下的功率为额定功率;
(2)根据P=比较两灯泡的电阻关系,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,再根据欧姆定律可知它们两端的电压关系;
(3)灯的亮度取决于灯的实际功率的大小,由P=I2R分析两灯的亮暗关系。
【解答】解:
A.用电器正常工作时的电压为额定电压,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,其额定电压和额定电功率都不改变,故A错误;
BD、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,由P=可知,L1的电阻大于L2的电阻;两灯泡串联时通过它们的电流相等,由U=IR可知,灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大,故BD错误;
C、因灯的亮度取决于灯的实际功率的大小,串联接入220V电路两端,由P=I2R可知,灯泡L1的实际功率大于灯泡L2的实际功率,则灯泡L1的亮度比灯泡L2亮,故C正确。
故选:C。
6. 【答案】D
【解析】【考点】电功率的计算.
【分析】(1)根据串联电路电阻的分压特点可知,电压相等时,电阻也要相等。
(2)已知电源电压相等,根据公式P=可知,电路中电阻越大,消耗的功率就越小,先根据公式R=分别求出两只灯泡的电阻,再求出A、B、C、D图总电阻进行比较,即可得出结论
【解答】解:设“110V,25W”和“110V,60W”的灯分别为A、B。
根据P=可知,“110V,25W”的灯泡的电阻:RA===484Ω,
“110V,60W”灯泡的电阻:RB===201.7Ω。
AB、图中两灯泡和电阻串联,然后接到220V的电源上,根据串联电路的分压特点可知两灯泡两端的电压都小于110V,所以不能正常工作,故AB错误;
C、图中60W灯和电阻R并联后又和25W灯泡串联,要让灯泡正常工作,必须满足60W灯泡与电阻R并联后和25W灯泡的电阻相等,但并联电路中,电阻越并越小,小于任何一个分电阻,所以此电路中25W灯泡和60W灯泡也不能正常工作,故C错误;
D、图中25W灯泡和电阻R并联后又和60W灯泡串联,要让灯泡正常工作,必须满足25W灯泡与电阻R并联后和60W灯泡的电阻相等;串联电路,电阻越串越大;可以使25W灯泡和60W灯泡正常工作,故D正确。
故选:D。
7. 【答案】D
【解析】【考点】电功率的计算.
【分析】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。根据串联电路的电阻分压特点可知,当电压表示数为10V时,电流表示数为0.4A,当电压表示数为6V时,电流表示数为0.6A,根据电源电压不变和串联电路的电压特点及欧姆定律列出等式,求出定值电阻R0的大小,根据P=I2R得出定值电阻R0的电功率,进一步求出电阻R0电功率的变化量。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当电压表示数为U1=10V时,电流表示数为I1=0.4A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,电源的电压:U=I1R0+U1=0.4A×R0+10V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当电压表示数为U2=6V时,电流表示数为I2=0.6A,
同理可得电源电压:U=I2R0+U2=0.6A×R0+6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
电源的电压不变,由①②可得:R0=20Ω,由P=I2R可得,定值电阻R0消耗功率的变化量:ΔP0=P0′﹣P0=R0﹣R0=(0.6A)2×20Ω﹣(0.4A)2×20Ω=4W。
故选:D。
8. 【答案】D
【解析】【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R1和滑动变阻器RP串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
A、当滑片位于左端时,接入电路中的电阻为0,此时电流表和电压表的示数最大,由图乙可知,电源的电压U=3V,电路中的电流I=0.6A;由I=可得,R1的阻值:R1===5Ω,故A错误;
B、当滑片位于右端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I′=0.2A,根据P=UI可知此时电路消耗的功率最小,电路消耗的最小功率:P小=UI′=3V×0.2A=0.6W,故B错误;
C、由图乙可知,当电流为0.4A 时,R1两端的电压U1=2V,串联电路总电压等于各部分电压之和,所以RP两端的电压为:UP=U﹣U1=3V﹣2V=1V,串联电路各处电流相等,由I=可得=,即===,故C错误;
D、由图乙可知,电路中的最小电流I′=0.2A,R1两端的电压U1′=1V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:UP′=U﹣U1′=3V﹣1V=2V,则滑动变阻器的最大阻值:Rp===10Ω,当滑片在中点时,滑动变阻器接入电路的电阻为RP=×10Ω=5Ω,串联电路各处电流相等,由P=I2R可得滑动变阻器与定值电阻消耗的功率之比为:====,故D正确。
故选:D。
9. 【答案】D
【解析】【考点】电功率的计算.
【分析】根据图示图象应用并联电路特点确定元件两端的电压与通过元件的电流,然后确定电源电压、由P=UI求出元件A的功率。
【解答】解:由图乙所示图象可知,两元件并联,电流表测量干路中的电流,并联电路各支路两端电压相等,
根据并联电路电压特点可知两元件两端电压相等,
由图甲所示图象可知,电压为1.0V时,通过元件A、B的电流分别为0.2A、0.1A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则电流表示数为0.2A+0.1A=0.3A,符合题意,故电源电压为1.0V,
元件A的功率为:PA=UIA=1.0V×0.2A=0.2W。
故选:D。
10.【答案】D
【解析】【分析】明确电路的连接方式(串联、并联、单独),运用电阻串联和并联的总电阻的计算方法,可求出工作时的电阻值;根据不同电路工作时的总功率大小的判断,分析电熨斗的高温挡和低温挡。
【解答】解:由图可知:乙图A是两电阻丝并联,此时电路的总电阻为:RA===55Ω;此时电路的电阻最小,根据电功率的公式P=,可知,此时的总功率最大,是高温挡;高温挡工作5min消耗的电能为:W=Q=Pt===2.64×105J;
由图乙中的B图可知:电路是只将右侧的一个电阻丝接入电路,电路的总电阻为RB=110Ω;此时电路的电阻大小居中,根据电功率的公式P=,可知,此时的总功率大小居中,是中温挡;
由图乙中的C图可知:此时电路是两电阻丝串联,电路的总电阻为RC=R+R=220Ω;即R低=220Ω;此时电路的电阻最大,根据电功率的公式P=,可知,此时的总功率最小,是低温挡;
综上所述,ABC错误;D正确;
故选:D。
【点评】分析准确电路的连接方式、并灵活运用电功率公式和焦耳定律的公式;是解答此题的关键。
11.【答案】C
【解析】【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】(1)从图乙中读出两组数据,根据欧姆定律求出电子元件的阻值,比较阻值的大小可知阻值与电压间的关系;
(2)电子元件处于正常工作状态时,已知电路最小、最大电流和对应的电压,根据P=UI求出电子元件消耗的最大功率和最小功率;根据串联电路电压的规律以及欧姆定律算出滑动变阻器的最大和最小电阻,进一步得出电子元件最大电功率与最小电功率之比以及滑动变阻器的阻值范围;
(3)先确定电子元件和滑动变阻器两端电压的变化范围,再根据串联电路电流规律和P=UI进行分析。
【解答】解:(1)由图乙可知,当U1=2V时,I1=0.1A,当U2=3V时,I2=0.2A,由I=可知,R1===20Ω,R2===15Ω,
显然,电子元件两端的电压增大时,其电阻增大,故A错误;
(2)电子元件处于正常工作状态时,电路电流最小为0.1A,电子元件两端的最小电压为2V,
则该电子元件的最小功率:P小=U1I1=2V×0.1A=0.2W,
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以滑动变阻器两端的最大电压:U大=U﹣U1=9V﹣2V=7V,
由I=可得,此时滑动变阻器接入电路的最大阻值:R大===70Ω,
根据图乙可知,当电路电流最大为0.4A,电子元件两端的最大电压为4V,
则该电子元件的最大功率:P大=U3I大=4V×0.4A=1.6W,
则滑动变阻器两端的最小电压:U小=U﹣U3=9V﹣4V=5V,
滑动变阻器接入电路的最小阻值:R小===12.5Ω,
所以该电子元件消耗的最大功率与最小功率之比:==,故B错误;
滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~70Ω,故D错误;
(3)因电子元件两端电压范围为2V~4V,而滑动变阻器两端电压范围为7V~5V,因串联电路中处处电流相等,所以由P=UI可知,消耗的电功率总小于滑动变阻器消耗的电功率,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率计算公式的应用,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是计算滑动变阻器的电阻范围,重点是学会根据图象分析问题。
12.【答案】D
【解析】【考点】电功率的计算;欧姆定律.
【解答】解:A、由图丙可知,车速越大,Rv的阻值越大,定值电阻R的阻值不变,根据串联电路电阻的特点,判断总电阻R总=R+RV变大,电源电压不变,根据欧姆定律I=可知电流将变小,根据乙图可知,电流变小时RV的功率变小,故A错误;
B、图甲的电路中,R与Rv串联,电压表测Rv的电压,根据(1)的分析,当车速为120km/h时,由图乙可知,此时的电流表示数为0.2A时,Rv的功率为P=2.0W,
由P=UI可得,此时电压表的示数:Uv===10V,故B错误;
C、由AB分析可得,Rv的阻值:Rv===50Ω,
当电流表示数为0.2A时,定值电阻R两端的电压:UR=IR=0.2A×10Ω=2V,
因串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和,则电源的电压:U=Uv+UR=10V+2V=12V,
当车速为0时,由丙图可知此时RV′=10Ω,电流为I′===0.6A,
RV的功率为PV′=I′2RV′=(0.6A)2×10Ω=3.6W,
==9:5,故C错误;
D、由图丙可知,Rv与v的关系是一次函数,可设为Rv=kv+b,
把Rv=10Ω、v=0km/h和Rv=50Ω、v=120km/h代入可得:10Ω=k×0km/h+b,50Ω=k×120km/h+b,
解得:b=10Ω,k=Ω•h/km,即Rv=Ω•h/km×v+10Ω,
当车速是60km/h时,可变电阻的阻值:Rv″=Ω•h/km×60km/h+10Ω=30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以总电阻为R总″=R+Rv″=10Ω+30Ω=40Ω,电路消耗的总功率P总″===3.6w,故D正确。
故选:D。
13.【答案】B
【解析】【分析】由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图像读出滑动变阻器的电功率和电压值,根据I=求出电路中的电流;根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,并求出R1的阻值,从而求出电源电压;根据图像中滑动变阻器两端的电压和功率求出滑动变阻器的电阻;根据电路的最大电流求出最大功率。
【解答】解:
由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
由图像可知,当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时,其两端电压为2V,
由P=UI可得,此时电路中的电流为:I===0.4A,
由I=及串联电路的电压规律可得,电源的电压:U=IR1+U2=0.4A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
由图像可知,当滑动变阻器消耗的功率为0.5W时,其两端电压为5V,
由P=UI可得,此时电路中的电流为:I′===0.1A,
由I=及串联电路的电压规律可得,电源的电压:U=I′R1+U2′=0.1A×R1+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
电源电压不变,则:0.4A×R1+2V=0.1A×R1+5V,
解得:R1=10Ω;故A错误;
电源电压为:U=IR1+U2=0.4A×10Ω+2V=6V,故C错误;
由图乙可知,当变阻器两端电压最大为5V时,滑动变阻器全部接入电路中,其电阻最大,此时电流最小为I′=0.1A,
则滑动变阻器的最大阻值为:R2大===50Ω;故B正确;
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时(电路为R1的简单电路),电路中的电阻最小,电流最大,
则电路中的最大电流为:I大===0.6A;
该电路消耗的最大电功率:P大=UI大=6V×0.6A=3.6W,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及识图能力,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
14.【答案】C
【解析】【考点】焦耳定律的计算;欧姆定律.
【分析】由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)由图乙可知,当滑动变阻器R1的阻值为10Ω,R消耗的电功率为3.6W,根据P=I2R求出此时电路中的电流;根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压;当滑动变阻器R1的阻值为50Ω,R消耗的电功率为2W,根据P=I2R求出此时电路中的电流,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压;两式联立可解得电源电压和R2的阻值;
(2)滑片P置于b端时,知道电路中的电流和R2的阻值,根据欧姆定律求出R2两端的电压,即电压表示数;
(3)滑片P置于b端时,根据Q=W=UIt求出通电1分钟R2产生的热量。
【解答】解:由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
AB、闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,
由图乙可知,当滑动变阻器R1的阻值为10Ω,R消耗的电功率为3.6W,
由P=I2R可知,此时电路中的电流:I1===0.6A;
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I1R2+I1×10Ω=0.6A×R2+0.6A×10Ω……①
由图乙可知,当滑动变阻器R1的滑片移动b端时,阻值最大为50Ω,R消耗的电功率为2W,
由P=I2R可知,此时电路中的电流:I2===0.2A;
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I2R2+I2×50Ω=0.2A×R2+0.2A×50Ω……②
联立①②两式解得:电源电压U=12V,R2的阻值:R2=10Ω,故AB正确;
C、滑片P置于b端时,电流I2=0.2A,R2两端的电压:U2=I2R2=0.2A×10Ω=2V,即电压表的示数为2V,故C错误;
D、滑片P置于b 端时,闭合开关S,通电1分钟R2产生的热量:Q2=W2=U2I2t=2V×0.2A×1×60s=24J,故D正确。
故选:C。
15.【答案】D
【解析】【考点】电功率的计算;欧姆定律.
【分析】由电路分析可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;由滑片的移动和电压表示数变化可知滑片滑到b点时电压表的示数,则由欧姆定律可表示出滑片在不同位置时滑动变阻器两端的电压与电源电压电阻间的关系,联立可解得R1与R最大值之间的关系及电源的电压;由功率公式可求得R1的阻值,则可求得R的最大阻值;最后由功率公式分别求得R1先后两次消耗的电功率,即可求得比值。
【解答】解:由电路图可知,R1与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
由图可知,当滑片滑到b处时,变阻器接入电路的电阻最大为R且与电阻R1串联,滑动变阻器两端电压为U大=8V,即U大=IbR=×R=8V ①
当滑片在中点时,变阻器接入电路的电阻为且与R1串联,此时滑动变阻器两端电压为U中=6V,
由欧姆定律可得,电路中电流I中=,即U中=I中=×=6V ②
由①②可得:R=2R1,U=12V;故A不正确
当滑片移到滑动变阻器的b端时,电压表的示数为8伏,R两端电压UR1=U﹣U大=12V﹣8V=4V,
由题可知,此时10秒内定值电阻R1做功为20焦,由W=UIt可得此时电路中的电流:I===0.5A;故C不正确变阻器的最大阻值:R===16Ω;故B不正确;
由上可知R=2R1,根据P=UI=可得,电路先后两次消耗的总电功率之比:===,故D正确。
故选:D。
二、填空题
16.【答案】 故答案为:18V;2:9。
【解析】【分析】知道两灯泡的额定电压和额定功率,根据P=求出两灯泡的电阻。
(1)利用额定电压和额定功率求出两灯正常发光时的电流和串联电流相等,确定电路中实际最大电流,结合欧姆定律求出串联电路两端最大电压;
(2)两灯泡串联接在某一电源两端,根据P=求出两灯泡消耗的总功率;两灯泡并联接在该电源上时,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用P=求出消耗的总功率,进一步求出串并联电路消耗的总功率之比。
【解答】解:由P=可得,两灯泡的电阻分别为:R1===12Ω,R2===24Ω;
(1)由P=UI可得,L1的额定电流:I1===1A,I2===0.5A,
因为I1>I2,所以串联时电路中最大电流为I2=0.5A,
由I=可得,串联时,电路两端允许加的最大电压:U=I2(R1+R2)=0.5A×(12Ω+24Ω)=18V;
(2)两灯泡串联接在电源电压为U的两端,电路消耗的总功率:P串===
两灯泡并联接在该电源上时,电路消耗的总功率:P并=+=+
则串并联电路消耗的总功率之比:P串:P并=:(+)=2:9。
故答案为:18V;2:9。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,是一道较难的应用题。
17.【答案】1.5;1.8
【解析】【考点】电功率的计算;欧姆定律的应用.
【分析】由欧姆定律可得电路中的电流,因两电阻串联,故可知通过R的电流,再由欧姆定律可得出R两端的电压;当电路中电流最大时,R0消耗的功率最大。
【解答】解:当滑动变阻器接入10Ω时,电阻R0与滑动变阻器串联,电路中的电流I===0.3A; R0两端的电压U0=IR0=0.3A×5Ω=1.5V;要使R0消耗的功率最大,由P0=I2R0知此时电路中的电流最大为0.6A,则R0消耗的功率P0=I2R0=(0.6A)2×5Ω=1.8W;
故答案为:1.5;1.8
18.【答案】(1)A;(2)BC。
【解析】【考点】伏安法测定电功率.
【解答】解:(1)由图可知,电流表所选量程为0~0.6A,根据指针位置可知,此时电流表的示数是0.32A,电压表所选量程为0~3V,根据指针位置可知,此时电压表的示数是2.8V,根据串联电路的电压特点:U滑=U﹣UL=6V﹣2.8V=3.2V,滑动变阻器的最大值:R滑===10Ω,则实验中选用的变阻器是A;
(2)小灯泡额定电压是2.5V,由(1)可知小灯泡的电阻小于滑动变阻器的最大值,不能直接调节滑动变阻器的滑片达到额定电压,故A不可行。调低电源电压到3V或更换滑动变阻器的阻值,再调节滑动变阻器可使小灯泡达到额定电压,可测出了小灯泡的额定功率,故选BC。
故答案为:(1)A;(2)BC。
19.【答案】故答案为:乙;3。
【解析】【分析】(1)将两灯串联在电路中,串联电路中电流处处相等,根据图象知,当电流相等时,乙灯两端的电压较大,根据P=UI知,乙灯泡的实际功率较大,据此判断灯泡的亮度;
(2)甲、乙两灯并联在电路中,两端的电压相等,两只灯泡的总电流为1A时,从图象中找出电压相同,总电流为1A的要求的电压,根据P=UI求总功率。
【解答】解:(1)将两灯串联在电路中,串联电路中电流处处相等,
根据图象知,当电流相等时,乙灯两端的电压较大,根据P=UI知,乙灯泡的实际功率较大,所以乙灯泡较亮;
(2)将甲、乙两灯并联在电路中,并联电路两端的电压相等,
由图象可知,当电路两端电压为3V时,通过甲灯的电流为0.6A,通过乙灯的电流为0.4A,满足两只灯泡的总电流为1A,
则两个灯泡消耗的总功率为:P=UI=3V×1A=3W。
故答案为:乙;3。
【点评】本题考查了串联、并联电路的电压和电流特点,以及电功率的计算;难点是要通过图象分析找出电压相同,总电流为1A的电压值。
20.【答案】故答案为:能;1.1;0.75。
【解析】【考点】电功率的计算;欧姆定律的应用.
【分析】(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流,由乙图可知R1的阻值为0,R2被短路,电路为灯泡L的简单电路,据此分析灯泡是否能正常发光;
(2)灯泡被短路时,R1与R2并联,根据图乙可知通过R1的电流大于0.6A时阻值为10Ω,根据欧姆定律求出此时两端的电压,然后与电源的电压相比较判断出此时R1的阻值,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两支路的电流,利用并联电路的电流特点求出电流表的示数;
(3)根据P=变形公式求出灯的电阻,若电源电压降为3V时,由欧姆定律和并联电路电流的规律,可知通过R1的电流取值范围,结合图乙分析电路的结构,根据P=得出这时电路的总功率。
【解答】解:(1)根据P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:
IL===0.5A,
因0.5A<0.6A,
所以,由乙图可知R1的阻值为0Ω,此时R2被短路,灯泡L两端的电压为6V,能正常发光;
(2)当灯泡发生短路时,R1与R2并联,
根据图乙可知,通过R1的电流大于等于0.6A时阻值为10Ω,则
根据欧姆定律可得,R1两端的电压:
U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V,
所以,U1=U=6V,
即此时R1的阻值为10Ω,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,此时电流表的示数:
I=I1+I2=+=+=1.1A;
(3)灯的电阻为:
RL===12Ω,若电源电压降为3V时,则通过灯的电流一定小于:
I′===0.25A,根据并联电路电流的规律,通过R1的电流小于0.25A,R1的电阻为0,限流电阻被短路,电路为灯的简单电路,这时电路的总功率为:
P实===0.75W。
故答案为:能;1.1;0.75。
【点评】本题考查并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是从乙中获取有效的信息。
21.【答案】(1)10Ω或20Ω;(2)1.8W。
【解析】【考点】电功率的计算;欧姆定律.
【分析】(1)开关由断开到闭合,电流表的示数增加了0.3A,即电路中的总电阻变小了,有两种连接方式,开关S闭合,把一个电阻短路或再并联一个电阻,据此设计电路,并根据欧姆定律进行计算,若是前者增加的电路为ΔI=I′﹣I=﹣,若为后者增加的电流为ΔI=I′﹣I=﹣,据此代数计算电阻的阻值;
(2)当S由断开到闭合时,电路的总电功率的增加量为ΔP=UΔI,据此计算即可。
【解答】解:(1)开关由断开到闭合,电流表的示数增加了0.3A,连接方式有两种,如下图所示:
若连接方式如图甲,R1=R2=R,则开关断开时电流表的示数I==,
开关闭合时电流表的示数I′==,电流之差ΔI=I′﹣I=﹣=,R===10Ω,
R1=R=10Ω,
若连接方式如图乙,R1=R2=R,则开关断开时电流表的示数I==,
开关闭合时电流表的示数I′=+=,ΔI=I′﹣I=﹣=,R===20Ω,
R1=R=20Ω,
故图中每个电阻的阻值可能都等于10Ω或20Ω;
(2)当S由断开到闭合时,电路的总电功率的增加量为ΔP=UΔI=6V×0.3A=1.8W。
答:(1)10Ω或20Ω;(2)1.8W。
22.【答案】故答案为:2;5;。
【解析】【分析】由电路图知,两电阻串联,AB间电压为R2两端电压。由题知,射向R1的激光被挡时它的电阻变化,根据串联电路特点,由串联电路分压原理,结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系;根据串联电路的特点和P=求出绳子没有挡住和挡住时R1消耗的功率。
【解答】解:由甲图电路知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压;
当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,电路的总电阻变大,根据I=可知,电路的电流变小,在R2的阻值不变的情况下,R2两端的电压会减小,
由图象知,此时U2=UAB=2V,因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB间电压为2V计数一次;
由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,R1分得电压增大,R2分得电压减小,
由串联电路的分压原理有:==,即=,
解得:R1=5R2;
当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图象知,此时,U2'=UAB'=6V,
由串联电路的分压原理有:==,即=,
解得:R1'=R2;
因此R1=5R1',即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍;
挡住射向R1的红外线时R1消耗的功率:P1=,没有挡住射向R1的红外线时R1消耗的功率:P1'=,
则:==×=×=×=,即:P1=P1'。
故答案为:2;5;。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,是一道动态电路题,要能灵活运用串联电路分压原理,关键是根据电阻的变化,结合图象确定定值电阻两端电压的大小。
三、探究题
23.【答案】(1);(2)定值电阻R0断路;(3)0.3;(4)滑动变阻器的电功率。
【解析】【考点】探究用电器的电功率实验.
【分析】(1)根据图甲滑动变阻器阻值变化确定图乙滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)若闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表超满偏,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;
(3)根据串联电路电压规律和P=UI求出滑动变阻器的电功率;
(4)根据图像中A、A'的物理意义结合串联电路中电路消耗的总功率等于各部分用电器消耗的电功之和分析解答。
【解答】解:(1)由图甲可知,滑动变阻器滑片向右移动时阻值变大,故图乙中滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R0串联在电路中,如下图所示:
;
(2)若闭合开关后,发现电流表无示数,说明电路可能断路,电压表超满偏,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,即故障原因可能是定值电阻R0断路;
(3)当定值电阻两端的电压为3.0V时,由表中数据可知,此时电路中的电流为0.3A;根据串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣U0=4V﹣3V=1V,则滑动变阻器的电功率为:
P滑=U滑I滑=1V×0.3A=0.3W;
(4)由题图丙可知,图中A点代表消耗的总功率,A'点代表的是定值电阻的功率,因为在串联电路中电路消耗的总功率等于各部分用电器消耗的电功之和,所以AA'代表的是滑动变阻器的电功率。
故答案为:(1);(2)定值电阻R0断路;(3)0.3;(4)滑动变阻器的电功率。
24.【答案】①. 电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮 ②. 滑片向左移动,直到电压表示数为2.5V ③. 大于
【解析】【答案】①. 电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮 ②. 滑片向左移动,直到电压表示数为2.5V ③. 大于
【详解】(1)[1]甲中两灯串联,通过两盏灯的电流相等,灯的电压越大,由P=UI知道,灯的实际功率越大,灯越亮;支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮。
(2)①[2]灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理知道,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,所以,滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V。
②[3]由图知道,电路中无电流时,电流表的指针指在零刻度线的左侧,则测量电流时,电流表的示数要小于灯泡的额定电流,由P=UI知道,测得的灯泡的实际功率偏小,即小灯泡的额定功率的真实值大于0.75W。
25.【答案】(1)0.6 (2)B (3)L1
【解析】【答案】(1)0.6 (2)B (3)L1
【知识点】欧姆定律及其应用;测定小灯泡的功率
【解析】【分析】(1)根据图乙确定灯泡的额定电流,然后根据公式P=UI计算灯泡的额定功率;
(2)根据电功率的公式P=I2R和灯丝电阻随温度的的变化规律判断;
(3)灯泡的亮度由它的实际功率大小决定,根据比较两个灯泡的电阻大小,再根据串联电路中,功率与电阻成正比的规律分析判断。
【解答】(1)根据图乙可知,电流表选择量程0~0.6A,分度值为0.02A,则灯泡的额定电流为0.24A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
(2)根据公式P=I2R可知,如果灯泡的电阻不变,那么灯泡的实际功率与电流的平方成正比,即二者变化的图像为一条通过坐标原点的斜线。实际上,电流越大,温度越高,灯丝的电阻越大,实际功率越大,即电流相同时,实际功率大于前者,二者变化的图像向纵轴弯曲靠近,故选B。
(3)根据公式可知,灯泡L1的电阻大于L2的电阻;
在串联电路中,电功率与电阻成正比;
因此灯泡L1的实际功率大于K2的实际功率;
则灯泡L1更亮。
四、综合题
26.【答案】(1)减小;
(2)电鱼放电时电压U的大小为2V;
(3)当R2=1.0×104欧,电鱼放电时R2的电功率P2为1.0×10﹣4W。
【解析】【考点】电功率的计算;欧姆定律.
【分析】(1)向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子,进而分析向水里加入氯化钠的目的。
(2)由图1可知,两电阻串联,根据图2利用串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源电压。
(3)根据欧姆定律求出通过的电流,根据P=I2R求出电鱼放电时R2的电功率P2。
【解答】解:(1)向水里加入氯化钠增加了溶液中自由移动的离子,因此向水里加入氯化钠,目的是减小电阻R2。
(2)由图1可知,两电阻串联,由AB间的电压R2为两端的电压,
图2可知,当电路中的电流为0.05mA时,R2两端的电压为1.5V,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=U2+U1=U2+IR1=1.5V+0.05×10﹣3A×1.0×104Ω=2V。
(3)由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:R=R1+R2=1.0×104Ω+1.0×104Ω=2.0×104Ω,
则电路中的电流:I''1×10﹣4A,
则电鱼放电时R2的电功率:P2=I''2R2=(1×10﹣4A)2×1.0×104Ω=1.0×10﹣4W。
答:(1)减小;
(2)电鱼放电时电压U的大小为2V;
(3)当R2=1.0×104欧,电鱼放电时R2的电功率P2为1.0×10﹣4W。
五、计算题
27.【答案】(1)6A (2) W=Pt=1.4kW×0.25h=0.35kW·h 或W=Pt=1400W×15×60s=1.26×106J
(3)风扇、发热管、盛放篮
【解析】[命题考向: 考查电路分析、并联电路的电流和电压特点、家用电器的结构及常识。解析:(3)由题意可知,风扇位于炸锅最上方,向下吹风,空气经过发热管加热后再到达盛放食品的盛放篮,对其中的食品进行加热。]
【答案】 (1)I===6A
答:通过发热管的电流为6A。
(2)P总=1320W+80W=1400W=1.4kW
W=Pt=1.4kW×0.25h=0.35kW·h
或W=Pt=1400W×15×60s=1.26×106J
答:炸一锅薯条消耗的电能为1.26×106J(或0.35kW·h)。
(3)风扇、发热管、盛放篮
28.【答案】(1)1;
(2)本次工作过程共消耗的电能为3.87×105J;
(3)R1的阻值为40Ω,R2的阻值为1170Ω。
【解析】【考点】电功率的计算;电功与电能的计算.
【分析】(1)电源的电压一定时,由P=可知,电路的总电阻最小时电路的总功率最大,电热水器处于加热状态,反之处于保温状态;
(2)根据图丙可知,电饭煲工作一次做饭的加热时间和保温时间,根据P=求出加热消耗的电能与保温消耗的电能之和即为总电能;
(3)根据表中数据可知加热功率和保温功率,利用P=求出电阻R1的阻值和保温时的总电阻,根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值。
【解答】解:(1)由电路图可知,开关与触点1连通时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,开关与触点2连通时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,
电源的电压一定时,由P=可知,开关与触点1连通时,电路的总电阻最小,电路的总功率最大,电热水器处于加热状态;
(2)由表中数据可知,P加热=1210W,P保温=40W,
根据图丙可知,加热时间t加热=5min=300s;保温时间t保温=15min﹣5min=10min=600s,
则消耗的总电能:W=W加热+W保温=P加热t加热+P保温t保温=1210W×300s+40W×600s=3.87×105J;
(3)由P=可知,R1的阻值为:R1===40Ω,
保温时的总电阻:R===1210Ω,
由串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R﹣R1=1210Ω﹣40Ω=1170Ω。
答:(1)1;
(2)本次工作过程共消耗的电能为3.87×105J;
(3)R1的阻值为40Ω,R2的阻值为1170Ω。
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