资源描述
【物理】 电功率单元测试题(含答案)1
一、电功率选择题
1.如图,电路中L1“6V 3W“和L2“6V 6W”两灯泡和滑动变阻器R串联,电源电压恒为12V.下列说法对是( )
A. 闭合开关S,调整滑动变阻器滑片P,两灯泡均能正常发光 B. 保证两灯泡均不损坏,滑动变阻器R连入电路最小值为3Ω
C. 滑片P从最右端向左移动,使某灯刚好正常发光,则此时另一盏灯实际功率为1.5W D. 在保证电路安全状况下,电路总功率最大可达到12W
【答案】C
【解析】【解答】A、根据P=UI可得,灯泡正常工作电流分别为:
, ;
由图知,闭合开关S,两灯泡串联,由于串联电路电流到处相等,因此两灯泡不能都正常发光;A不符合题意;
B、由 可得,两灯电阻分别为:
, ;
由于串联电路电流到处相等,两灯泡正常发光时最大电流为:I=I1=0.5A,
由欧姆定律可得总电阻: ;
根据串联电路总电阻等于各分电阻之和可得,
R连入电路最小值: ,B不符合题意;
C、滑片P从最右端向左移动,使某灯刚好正常发光,则正常发光是电流较小一种灯泡L1 , 因此另一盏灯实际功率:
,C符合题意;
D、在保证电路安全状况下,电路中最大电流I=I1=0.5A,则整个电路最大功率:
,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据公式P=UI先计算出两灯正常发光时电流,两灯串联后,正常发光是电流较小一种,再运用公式R=求出两灯电阻;由于正常发光是电流较小一种,则根据P=I2R求出另一盏灯实际功率;在保证电路安全状况下,电路中电流达到正常发光时电流较小灯泡电流即为电路可达到电流,运用P=UI即可求出最大功率.对判断电路最大电流是关键.
2.常用于测量家用电器在一段时间内消耗多少电能仪器是( )
A. 电流表 B. 电压表 C. 电能表 D. 验电器
【答案】C
【解析】【解答】解:A、电流表是测电流大小仪表,不符合题意;
B、电压表测量电压大小,不符合题意;
C、电能表是用来测量家用电器在一段时间内消耗多少电能(即电流做功)仪表,符合题意;
D、验电器是用来检查物体与否带电仪器,不符合题意.
故选C.
【分析】明确各仪表或仪器基本作用回答.
3.如图是探究“电流通过导体时产生热多少跟什么原因有关”试验装置.通电前,A、B两个U型管内液面相平,通电一定期间后,通过R1、R2电流分别为I1、I2 , 则( )
A. I1=I2 , A管中液面较低 B. I1=I2 , A管中液面较高
C. I1>I2 , A管中液面较低 D. I1>I2 , A管中液面较高
【答案】D
【解析】【解答】解:由图可知,右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此I1>I2 , 故AB错误;
由Q=I2Rt可知,通电时间相似时,I1>I2 , R1=R2=5Ω,因此左侧电阻产生热量较多,
密闭空气吸取热量后,体积不变,压强变大,左侧容器内气体压强与大气压差值较大,A测玻璃管液面较高.
故选D.
【分析】由电路图分析电阻丝连接方式,根据串并联电路电流特点可知通过它们电流关系,根据Q=I2Rt比较两电阻产生热量关系,密闭空气吸取热量后,压强变大,U形管内两液面差值变大,据此进行解答.
4.如图所示,电源电压保持12V不变,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,滑动变阻器最大电阻值R=48Ω,闭合开关,若不考虑灯丝电阻随温度变化,下列说法对是( )
A. 要使电压表示数增大1V,小灯泡L两端电压就会减小1V
B. 小灯泡L最小实际电功率为0.6W
C. 当滑片P移到变阻器中点时,小灯泡L正常发光
D. 当滑片P移到最右端时,通电10s滑动变阻器消耗电能是19.2J
【答案】D
【解析】【解答】由电路图可知,闭合开关后,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测灯泡L两端电压。(1)由电压表测灯泡L两端电压可知,电压表示数增大1V,小灯泡L两端电压就会增大1V,A不符合题意;(2)由P=UI= 可得,灯泡电阻: =12Ω,
当滑片P移到最右端时,接入电路中电阻最大,电路中电流最小,小灯泡实际功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,因此,电路中最小电流:
I= =0.2A,则小灯泡L最小实际电功率:
PL小=I2RL=(0.2A)2×12Ω=0.48W,B不符合题意;通电10s滑动变阻器消耗电能: WR=I2Rt=(0.2A)2×48Ω×10s=19.2J,D符合题意;(3)当滑片P移到变阻器中点时,电路中电流:I′= A,此时灯泡实际功率:
PL′=(I′)2RL=( A)2×12Ω≈1.33W<3W,因此,此时灯泡不能正常发光,C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】闭合开关后,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测灯泡L两端电压.
(1)电压表达数变化和灯泡两端电压变化相似;
(2)根据P=UI=求出灯泡电阻,当滑片P移到最右端时,接入电路中电阻最大,电路中电流最小,小灯泡实际功率最小,根据电阻串联和欧姆定律求出电路中最小电流,运用P=I2R求出小灯泡L最小实际电功率,再运用W=UIt=I2Rt求出通电10s滑动变阻器消耗电能;
(3)当滑片P移到变阻器中点时,根据电阻串联和欧姆定律求出电路中电流,运用P=I2R求出小灯泡L实际功率,然后与灯泡额定功率相比较确定与否正常发光.
5.小明对教室中某些物理量估测,合理是( )
A. 黑板擦受到重力约为100N B. 课桌高度约为80cm
C. 教室内一盏日光灯功率约为1000W D. 教室内感觉比较舒适温度约为37℃
【答案】 B
【解析】【解答】解:
A、黑板擦受到重力约为1N,因此A不符合实际状况;
B、课桌高度约为80cm,因此B符合实际状况;
C、教室内日光灯正常发光时电流在0.2A左右,额定功率大概为P=UI=220V×0.2A=44W左右.因此C不符合实际状况;
D、人体正常体温在37℃左右,感觉舒适温度在23℃左右,因此D不符合实际状况.
故选B.
【分析】首先对题目中波及物理量有个初步理解,对于选项中单位,可根据需要进行对应换算或转换,排除与生活实际相差较远选项,找出符合生活实际答案.估测是一种科学近似计算,它不仅是一种常用解题措施和思维措施,并且是一种重要科学研究措施,在生产和生活中也有着重要作用.
6.如图所示电路中,电源电压不变,只闭合开关 ,电流表示数为 ,再闭合开关 ,电流表达数变化了 ,则同步闭合 、 后,相似时间内 、 消耗电能之比是
A. 3:4 B. 4:3 C. 7:3 D. 4:7
【答案】A
【解析】【解答】由电路图懂得,若只闭合S1 , 则是只有R1简单电路,电流表测是R1 电流,此时I1 =0.3A;当再闭合S2时,R1、R2并联,电流表测干路中电流,由于并联电路中各电阻互不影响,因此通过R1电流仍然是I1 =0.3A,由于电流表达数变化了0.4A,则阐明通过R2 电流是I2=0.4A,又由于并联电路各支路两端电压相等,即U1 =U2 , 由W=UIt懂得,在相似时间内R1、R2消耗电能之比是: ,
故答案为:A。
【分析】结合电路图,理清开关通断时电路连接方式及电表测量对象,运用并联电路电压关系、电功计算公式求解即可.
7.如图所示,电源电压U为10V并保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表达数为0.5A;当滑片P移至中点时,电流表达数为0.4A.则( )
A. 电路消耗最小功率为2.5W B. 滑片P在中点时,灯泡消耗功率为2.4W
C. 滑片P在中点时,灯泡消耗功率为3.2W D. 滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡所做功为10J
【答案】B
【解析】【解答】解:滑片P在最左端时,电路中只有灯泡,灯泡正常发光,由I= 得,灯泡正常发光时电阻:RL= =20Ω;滑动变阻器连入电路电阻最大时,电路消耗功率最小,假设灯泡电阻不随温度变化,则P最小= =2.5W;而实际上灯泡不正常工作时电阻不不小于正常工作时电阻,因此,电路消耗最小功率不是2.5W;A不符合题意;(2)滑片P在中点时,电流表达数为0.4A,根据I= 可得,此时滑动变阻器两端电压:U滑=IR滑=0.4A× ×20Ω=4V,因串联电路电压规律可得此时灯泡两端电压:UL′=U﹣U滑=10V﹣4V=6V,灯泡实际功率:PL=UL′I=6V×0.4A=2.4W;B符合题意,C不符合题意;滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡做功:WL=UILt=10V×0.5A×2×60s=600J,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当滑片P移至最左端时,电路为灯泡简单电路,电流表测电路中电流,此时灯泡正常发光,根据欧姆定律求出灯丝电阻;当滑动变阻器连入电路电阻最大时电路消耗功率最小,运用串联电路特点和P=即可求出假设灯泡电阻不变时最小功率;然后即可比较判断;滑片P在中点时,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端电压,根据串联电路电压特点求出灯泡两端电压,根据P=UI求出灯泡实际功率;滑片P在最左端时,根据W=UIt求出5min内电流通过灯泡做功.
8.如图所示,滑动变阻器滑片P处在中间位置,闭合开关S,两个灯泡均能发光(假设灯丝电阻不变),此时,将滑动变阻器滑片P向右移动,则( )
A. L1和L2都变亮 B. L1变暗,L2变亮 C. L1变亮,L2变暗 D. L1和L2都变暗
【答案】B
【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡L2与滑动变阻器R并联后再与灯泡L1串联,
将滑动变阻器滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路中电阻变大,并联部分电阻变大,电路总电阻变大,
由I= 可知,干路中电流变小,
由U=IR可知,L1两端电压变小,
因灯泡亮暗取决于实际功率大小,
因此,由P=UI可知,灯泡L1实际功率变小,L1亮度变暗,故AC错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
因此,并联部分电压变大,
因并联电路中各支路两端电压相等,
因此,灯泡L2两端电压变大,
由P= 可知,L2实际功率变大,亮度变亮,故B对、D错误.
故选B.
【分析】由电路图可知,灯泡L2与滑动变阻器R并联后再与灯泡L1串联,根据滑片移动可知接入电路中电阻变化和并联部分电阻变化以及总电阻变化,根据欧姆定律可知电路中电流变化和L1两端电压变化,根据P=UI可知L1实际功率变化,深入判断其亮暗变化;根据串联电路电压特点可知并联部分电压变化,根据并联电路电压特点和P=UI= 可知L2实际功率变化,深入判断其亮暗变化.
9.下列数据中最靠近生活实际是( )
A. 人正常体温约为39℃ B. 无线电波在空气中传播速度约为340m/s
C. 甲型H1N1流感病毒长度约为1cm D. 电冰箱额定功率约为100W
【答案】 D
【解析】【解答】
A、人正常体温为37℃,变化很小,故A不符合实际;
B、无线电波在真空中传播速度最大,为3×108m/s,在空气中传播速度略小某些,靠近3×108m/s,故B不符合实际;
C、甲型HINI流感病毒长度很小,约为10﹣40nm,故C不符合实际;
D、电冰箱额定功率约为100W左右,故D符合实际.
故选D.
【分析】首先对题目中波及物理量有个初步理解,对于选项中单位,可根据需要进行对应换算或转换,排除与生活实际相差较远选项,找出符合生活实际答案.
10.将A、B两个灯泡,按图一、图二两种方式连接,已知RA=4Ω、RB=6Ω,电源电压相似,下面分析对是( )
A. 图一中A灯比B灯亮 B. 图二中A灯比B灯亮
C. 图一中A灯比图二中A灯亮 D. 图一中总功率比图二中总功率要大
【答案】B
【解析】【解答】A.图一中,两灯泡串联,串联电路中各处电流相等,A灯泡电阻较小,由 可知,A灯泡实际功率较小,即A灯比B灯暗,A不符合题意;
B.图二中,两灯泡并联,并联电路中各支路两端电压相等,根据 可知,A灯泡电阻较小,其实际功率较大,A灯比B灯亮,B符合题意;
C.由于图一中两灯串联,A灯泡两端电压不不小于电源电压,图二中两灯并联,A灯泡两端电压等于电源电压,根据 可知,图一中A灯泡实际功率较小,灯泡较暗,即图一中A灯比图二中A灯暗,C不符合题意;
D.因串联电路中总电阻不小于任何一种分电阻,并联电路中总电阻不不小于任何一种分电阻,即图一中总电阻不小于图二中总电阻;
由 可知,图一中总功率比图二中总功率要小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据P=UI=I2R=比较两灯泡实际功率关系,实际功率大灯泡较亮.
11.如图所示电路,电源电压恒定,R为光敏电阻,其阻值伴随光照增强而减小, 为定值电阻,当光照减弱时
A. V与 示数比值减小 B. V与 示数比值不变
C. 与 示数之差变大 D. 电路消耗总功率减小
【答案】D
【解析】【解答】A、由欧姆定律可知,V与 示数比值为光敏电阻R阻值,因R阻值变大,则该比值变大,A不符合题意;
B、电压表达数不变, 示数变小,则V与 示数比值变大,B不符合题意;
C、由并联电路特点可知, 与 示数之差为通过 电流,保持不变,C不符合题意;
D、电源电压不变,总电流变小,根据 可知,总功率减小,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】光敏电阻R与定值电阻 R0并联,电压表测量是R两端电压 ( 即电源电压 ) ,保持不变;电流表 A1测量是通过R电流,电流表 A2测量是干路中电流;已知光敏电阻R阻值伴随光照增强而减小,则当光照减弱时,R阻值变大,根据欧姆定律可知,通过R电流变小,即电流表 A1示数变小;通过 R0电流不变,而通过R电流变小,因此干路中电流变小,即电流表 A2示数变小,根据 P=UI 可知,总功率减小.
12.根据额定电压为2.5V小灯泡I-U图像(如图所示)分析,下列结论对是( )
A. 当小灯泡电压为0V时,其电阻为0 B. 当小灯泡电流为0.1A时,其实际功率为0.1W
C. 通过小灯泡电流与其两端电压成正比 D. 小灯泡额定功率为0.625W
【答案】 D
【解析】【解答】A. 电阻是导体属性,当小灯泡电压为0V时,电流为零,但电阻不为0,A不符合题意;
B. 如图当小灯泡电流为0.1A时,两端电压为0.5V, 其实际功率为:
,B不符合题意;
C. 由于灯丝电阻随温度升高而变大,当灯两端电压升高时,灯丝温度升高,电阻壮大,因此通过小灯泡电流与其两端电压不成正比,C不符合题意;
D. 小灯泡额定电压为2.5V时,电流为0.25A,因此功率为: ,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据坐标图像,运用电压和电流计算用电器电功率.
13.如图所示电路,电源电压为12V且保持不变。闭合开关S , 当滑片P置于变阻器中点时,电压表示数为4V;当滑片P置于变阻器b端时,电压表示数变化了2V , 在10s内定值电阻 产生热量为 则下列成果对是
A. 电路中最小电流为 B. 滑片P在中点时,9s内滑动变阻器R消耗电能为60J
C. R先后两次消耗电功率之比为 D. 先后两次消耗电功率之比为
【答案】C
【解析】【解答】由电路图懂得,定值电阻与滑动变阻器串联电压表测量滑动变阻器电压;由串联电路起分压作用懂得,滑片从中点到b端时,电压表达数增大了2V,即滑片P置于变阻器b端时,电压表达数是4V+2V=6V;由Q=U2/Rt懂得,定值电阻阻值是:R1 =U12/Q1t=(12V−6V)2/60J×10s=6Ω;当滑片在b点时,滑动变阻器接入电路阻值最大,则电路中电流最小,此时I最小=U1/R1=12V−6V/6Ω=1A,A不符合题意;当滑片在中点时,电路中电流是:I=U′1/R1=12V−4V/6Ω=4/3A,因此,9s内滑动变阻器R消耗电能是:W=UIt=4V×4/3A×9s=48J,B不符合题意;由以上分析结合P=UI懂得,R先后两次消耗电功率之比是: ,C符合题意;同理懂得,R1 先后两次消耗电功率之比是: ,D不符合题意,
故答案为:C。
【分析】结合电路图,理清电路连接方式及电表测量对象,根据串联电路分压规律可知滑片从中点到b端时,电压表达数将增大,因此电压表达数增大了2V,再运用串联电路特点、欧姆定律以及电功、功率计算公式进行计算即可.
14.如图甲所示电路中灯泡额定电压为8V。闭合开关后,滑动变阻器滑片由A端移动到B端,这一过程中电压表示数与电流表示数变化关系如图乙所示,当滑片在清动变阻器B端时,灯泡正常发光,则下列选项中对是( )
A. 电源电压为8V B. 小灯泡额定功率为3W
C. 当滑动变阻器滑片滑到中点时,小灯泡实际功率为1.8W D. 滑动变阻器最大阻值为12Ω
【答案】 A
【解析】【解答】A.当滑片在最右时,电阻为零,此时灯泡正常发光,可知电源电压为8V,A符合题意;
B.滑动变阻器电阻最小时,电流为0.5A,灯泡电功率为P=UI=8V×0.5A=4W,B不符合题意;
CD.滑动变阻器最大电阻为 , 当滑动变阻器在中点时,取值10Ω,此时灯泡电功率为 , CD不符合题意。
故答案为:A.
【分析】根据灯泡正常发光电压计算电源电压,运用灯泡电压和电流计算电功率,运用滑动变阻器分压和电流计算电阻大小。
15.如图是一种油量表示意图,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”.闭合开关,当浮球最低时滑片P滑到a端,电流表达数为0.3A,当浮球最高时,滑片P滑到b端,电流表达数为0.5A.下列说法错误是( )
A. 电阻R1阻值为30Ω B. 电源电压为15V
C. 在加满油后,1min内电阻R1产生热量为450J D. 电阻R1最小功率为7.5W
【答案】D
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中电流.(1)当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中电阻最大, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
因此,由I= 可得,电源电压:
U=Ia(R1+R2)=0.3A×(R1+20Ω),
当滑片位于b端时,电路为R1简单电路,则电源电压:
U=IbR1=0.5A×R1 ,
因电源电压不变,
因此,0.3A×(R1+20Ω)=0.5A×R1 ,
解得:R1=30Ω,故A对;
电源电压U=IbR1=0.5A×30Ω=15V,故B对;(2)在加满油后,滑片位于b端,则1min内电阻R1产生热量:
Q1=Ib2R1t=(0.5A)2×30Ω×60s=450J,故C对;
当滑片位于a端时,电阻R1功率最小,则
P1=Ia2R1=(0.3A)2×30Ω=2.7W,故D错误.
故选D.
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中电流.(1)当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中电阻最大,根据电阻串联和欧姆定律表达出电源电压;当滑片位于b端时,电路为R1简单电路,根据欧姆定律表达出电源电压,运用电源电压不变得出等式即可求出R1阻值,深入求出电源电压;(2)在加满油后,滑片位于b端,根据Q=I2Rt求出1min内电阻R1产生热量;当滑片位于a端时,电阻R1功率最小,根据P=I2R求出其大小.
16.下列有关电能说法对是( )
A. 可以通过电流表把电能直接测量出来 B. 电能单位是“度”,学名叫做千瓦
C. 消耗电能越多用电器,电功率就越大 D. 消耗电能相似用电器,产生热量不一定相似
【答案】 D
【解析】【解答】A.电流表可以测量电流,不能测量电能,A不符合题意;
B.电能单位是“度”,又叫千瓦时,B不符合题意;
C.电功率越大,表达电流做功快,C不符合题意;
D.消耗电能相似用电器,产生热量不一定相似,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】电功率表达电流做功快慢,不一样用电器,转化成热效率不一样。
17.如图所示,R0为定值电阻,闭合开关后,当滑片P在某两点之间滑动时,电流表示数变化范围是0.5~1.5A,电压表示数变化范围是3~6V.小明通过推算,得出四个结论,其中错误是( )
A. 定值电阻R0阻值为3Ω B. 变阻器连入电路电阻变化范围为2~12Ω
C. 试验中R0两端电压变化范围为1.5V~4.5V D. 电路消耗总功率变化范围为3.75W~10.25W
【答案】D
【解析】【解答】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻R0串联,电流表测电路中电流,电压表测滑动变阻器两端电压;当滑动变阻器接入电路阻值增大时,电路中电流减小,即电流表达数减小;变阻器接入阻值增大时,其分得电压增大,即电压表达数增大;因此,电流表与电压表示数变化状况是相反。A、由串联电路电压特点和欧姆定律可得,电源电压U=UV+IR0 , 电流表达数变化范围是0.5A~1.5A,电压表示数变化范围3V~6V,结合前面分析可知,当I=0.5A时,UV=6V,因此有U=6V+0.5A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当I=1.5A时,UV=3V,因此有U=3V+1.5A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得:R0=3Ω,U=7.5V,A不符合题意;
B、由题可知,电流表达数变化范围是0.5A~1.5A,电压表示数变化范围3V~6V,滑动变阻器接入电路阻值分别为:R滑= = =2Ω,R滑′= = =12Ω,即变阻器连入电路阻值变化范围为2Ω~12Ω,B不符合题意;
C、R0两端电压分别为:U0=I最小R0=0.5A×3Ω=1.5V,U0′=I最大R0=1.5A×3Ω=4.5V,
则R0两端电压变化范围是1.5V~4.5V,C不符合题意;
D、电路消耗最小电功率:P最小=UI最小=7.5V×0.5A=3.75W,电路消耗最大电功率:P最大=UI最大=7.5V×1.5A=11.25W,
则电路消耗总功率变化范围为3.75W~11.25W,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据电流范围和电压范围,结合欧姆定律计算公式和电功率计算公式,求电路中电阻、分压状况和电功率.
18.估测是一门技巧,精确估测可起到事半功倍效果.下列物理量估测合理是( )
A. 教室中门高度大概是10dm B. 中学生登上一层楼所做功大概是1500J
C. 家用电器电饭煲功率约为50W D. 奥运会上男子百米赛跑速度约为20km/h
【答案】B
【解析】【解答】解:
A、老师身高在170cm左右,教室门高度略不小于此数值,在200cm=20dm左右.故A不符合实际;
B、中学生体重在G=500N左右,一层楼高在h=3m左右,中学生登上一层楼所做功大概是W=Gh=500N×3m=1500J.故B符合实际;
C、电水壶额定功率在1500W左右,家用电饭煲额定功率与此差不多,在1500W左右.故C不符合实际;
D、奥运会上男子百米速度略不小于10m/s=10×3.6km/h=36km/h.故D不符合实际.
故选B.
【分析】此题考察对生活中常见物理量估测,结合对生活理解和对物理单位认识,找出符合实际选项.
19.电能表表盘如图所示,有关电能表下列说法对是
A. 正常工作时,额定功率为220V B. 表盘每转600圈电路耗电1kW•h
C. 同步消耗总功率不能超过2200W D. 电路消耗总电能是3145kW•h
【答案】B
【解析】【解答】解:A、正常工作时,额定电压为220V,故A错;
B、表盘每转600圈电路耗电1kW•h,故B对;
C、同步消耗总功率不能超过P=UI=220V×20A=4400W,故C错;
D、表盘上数字最终一位是小数,电路消耗总电能是314.5kW•h,故D错。
故选B。
【分析】理解电能表表盘上各个物理量意义。
20.如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b为其两端点).闭合开关S,当滑片P在某一端点时,电流表达数为0.1A,R2消耗电功率为1W;当滑片P移动至某一位置时,电流表达数为0.3A,R2消耗电功率为1.8W.则当滑片P从a移到b过程中( )
A. 电流表达数变化了0.4A B. 电压表达数变化了8V
C. R1消耗电功率变化了6W D. 电路消耗总功率变化了6W
【答案】 D
【解析】【解答】解:由图知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,
根据I= 可知,滑片P在某一端点时,电流表达数为0.1A,电流最小,电阻最大,由此可知滑片在b端,变阻器R2连入阻值最大,
根据P=UI得:滑动变阻器R2电压:U2═ = =10V,
滑动变阻器R2最大值:R2= = =100Ω,
根据串联电路电压特点可知:U=U1+U2 ,
因此有:U=0.1A×R1+10V…①
当滑片P移动至某一位置时,电流表达数为0.3A,
此时R2电压:U2′= = =6V,
由U=U1′+U2′可得:
U=0.3A×R1+6V…②
联立①②解得:R1=20Ω,U=12V;
当P在a端时,R2连入阻值为0,
因此电压表达数UV=0,
电流表达数:IA= = =0.6A,
由前面计算可知:当P在b端时,IA′=0.1A,电压表达数UV′=10V,
由此可知,电流表变化为:△I=IA﹣IA′=0.6A﹣0.1A=0.5A,故A错误;
电压表变化为:△U=UV﹣UV′=12V﹣0=12V,故B错误;
R1消耗电功率变化:△P1=IA2R1﹣IA′2R1=(0.6A)2×20Ω﹣(0.1A)2×20Ω=7W,故C错误;
电路消耗总功率变化:△P=U△I=12V×0.5A=6W,故D对.
故答案为:D.
【分析】由图可知,R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中电流,由P在某一端点时电流最小,根据欧姆定律计算变阻器最大值,由P=UI计算P在两个位置时变阻器两端电压,根据串联电路和欧姆定律计算电源电压和R1阻值;根据串联电路特点和欧姆定律计算P在两端时电路中电流和变阻器两端电压,从而判断电表达数变化;由P=UI计算R1消耗电功率和总功率变化.
21.如图所示电路,电源电压为12V且保持不变。闭合开关S,当滑片P置于变阻器中点时,电压表示数为4V;当滑片P置于变阻器b端时,电压表示数变化了2V,在10s内定值电阻R1产生热量为60J,则下列成果对是( )
A. 电路中最小电流为1.5A B. 滑片P在中点时,9s内滑动变阻器R消耗电能为60J
C. R1先后两次消耗电功率之比为4:3 D. R先后两次消耗电功率之比为8:9
【答案】 D
【解析】【解答】解:根据电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流;
根据串联电路分压原理知,滑片从中点到b端时,R连入阻值增大,它分得电压增大,即电压表达数增大了2V,此时电压表达数为4V+2V=6V;
因此U1=U﹣UR=12V﹣6V=6V,
由Q= t可得:R1= t= ×10s=6Ω;
A、当滑片在b点时,电路中电阻最大,电流最小,电路中最小电流:I最小=I1= = =1A,A不符合题意;
B、滑片在中点时,电路中电流:I=I1′= = = A,
9s内滑动变阻器R消耗电能:WR=URIt=4V× A×9s=48J,B不符合题意;
C、由P=UI可得,R1先后两次消耗电功率之比: = = = ,C不符合题意。
C、由P=UI可得,R先后两次消耗电功率之比: = = = ,D符合题意。
故答案为:D
【分析】结合电路图,理清元件连接方式,根据串联电路分压规律可知滑片从中点到b端时,电压表达数将增大,因此电压表达数增大了2V,然后根据串联电路电压规律以及Q= t即可求出R1阻值;当滑片在b点时,电路中电流最小,根据串联电路电压规律和欧姆定律即可求出电路中最小电流;先根据欧姆定律求出滑片在中点时电路中电流,然后根据W=UIt求出9s内滑动变阻器R消耗电能;根据P=UI即可求出R1、R先后两次消耗电功率之比.
22.家庭电路中,计量用电器消耗电能多少元件是( )
A. 试电笔 B. 电能表 C. 漏电保护器 D. 总开关
【答案】 B
【解析】【解答】家庭电路中电能表是计量消耗电能多少元件,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】电能表是测量消耗电能多少仪器。
23.将标有“8 V 8 W"灯泡L1和“8 V 16 W"灯泡L2接串连在12 V电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻影响,下列说法中对是( )
A. 灯泡L1、L2都能正常发光 B. 灯泡L1比灯泡L2亮 C. 灯泡L2比灯泡L1亮 D. 灯泡L1、L2同样亮
【答案】 B
【解析】【解答】根据规格计算电阻和电流分别为 , , , ;若串联,L1可以正常发光,此时电流为1A,L1功率为8W,L2功率为 , 则L1比L2更亮,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据灯泡规格计算电流和电阻,运用串联电路电流相等分析电流大小,结合电流和电阻计算实际电功率,再比较亮度。
24.王楠同学在学习了滑动变阻器知识后,决定将自已台灯改为调光式,于是他从解放碑雅兰电子城买了“1W 2kΩ”电位器一种,装在台灯(灯泡为“PZ220 60”)上,一开灯,确实能调光,但电位器一会儿就冒起烟了,吓得他赶紧扯下了插头。分析他失败原因是( )
A. 由于一开灯能调光,阐明电位器规格对,重要是电位器质量低劣
B. 电位器额定功率偏小
C. 电位器额定电流偏大
D. 电位器电阻偏小,应换用20kΩ
【答案】 B
【解析】【分析】首先运用运用额定功率和实际功率关系判断A、B、C与否对.
懂得灯泡额定电压和额定功率,可运用公式R=计算出灯泡电阻,再运用串联电路特点和电功率公式计算出变阻器实际功率,从而判断D与否对.
【解答】由于烧毁了,因此电位器规格肯定不合格;故A错误;
功率偏大不也许,既然烧坏了那肯定是实际功率不小于了额定功率,C说法错误,不符合题意;B说法对;
灯泡为“PZ220 60”,
∴灯泡电阻为RL===807Ω;
接上电位器后电路中总电阻为R=RL+R电=807Ω+Ω=2807Ω,
∴电位器功率为:P电=I2R电=()2R电=()2×Ω≈12.3W,
从而可知D说法错误;
故选B.
【点评】本题考察了学生对串联电路特点理解,以及运用电功率公式分析电路中电功率大小,本题考察知识点比较多,属于难题.
25.如图甲,电源电压恒定,R0为定值电阻,电阻R阻值随环境温度变化而变化.变化环境温度,定值电阻R0两端电压U0随温度t变化关系如图乙所示.则下列描述R两端电压U、电路消耗总功率P随温度t变化关系图线中,也许对是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【解答】由图甲懂得,R0与R串联,电压表测量是R0电压;由图乙懂得,伴随温度升高,R0两端电压减少,阐明伴随温度升高电阻R两端电压增长,由串联分压懂得,伴随温度升高R阻值阻值增长,R两端电压增大,A不符合题意,B符合题意;伴随R阻值阻值增长,电路总电阻增长,由欧姆定律懂得,电路总电流减小,由P=UI懂得,电源电源不变,总电流减小,因此电路总功率减小,D不符合题意,由图乙懂得,电路电流与温度呈线性变化,因此总功率与温度也呈线性变化,C不符合题意,
故答案为:B。
【分析】结合电路图理清电路连接方式及电表测量对象,由于电阻R阻值随环境温度变化而变化,由图乙可知,当温度升高时电阻R0两端电压线性变小,定值电阻电流线性变小;根据串联电路电压特点,判断出电阻R两端电压变化;由于电源电压保持不变,根据P=UI判断出电路消耗总功率变化.
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