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人教版2023初中物理九年级物理全册第十八章电功率知识点总结归纳完整版
1
单选题
1、如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P由右向左滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大,灯泡变暗
B.电流表示数变小,电压表示数变小,灯泡变暗
C.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡变亮
D.电流表示数变大,电压表示数变大,灯泡变亮
答案:D
由图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器的滑片P由右向左滑动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,所以电压表示数变大,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,所以灯泡亮度变亮。综上所述,故ABC错误,D正确。
故选D。
2、随州尚市镇所产油桃小有名气,受到很多网友的青睐,为维护品牌形象,需要把大油桃挑选出来出售给网友。为此小刚同学设计了一种油桃自动筛选器,其原理如图甲,放在水平轻质传送带上的油桃,经过装有压敏电阻R的检测区时,使R的阻值发生变化,其阻值随压力F变化的关系如图乙所示。电源电压不变,R0为定值电阻,当电路中电压表示数小于U0(U0为设定值)时,机械装置启动,将质量小的油桃推出传送带,实现自动筛选功能。下列说法中正确的是( )
A.当油桃随传送带一起向右匀速运动时,油桃受到向右的摩擦力
B.当检测区没有油桃时,电路中的电流最大
C.检测区油桃质量越大,电路中的总功率越大
D.检测区油桃质量越小,电压表的示数越大
答案:C
A.因为油桃随传送带一起向右匀速运动,所以油桃与传送带之间没有发生相对运动、也没有相对运动的趋势,则油桃在水平方向上不受摩擦力的作用,故A错误;
B.由电路图可知,压敏电阻与电阻R0串联,电压表测量定值电阻R0两端的电压,当检测区没有油桃时,压敏电阻R受到的压力为零,由图乙可知,此时压敏电阻的阻值最大,由串联电路的电阻规律可知,电路中的电阻最大,电源电压不变,由欧姆定律I=UR可知,此时电路中的电流最小,故B错误;
C.检测区油桃质量越大,压敏电阻R受到的压力越大,由图乙可知,压敏电阻R受到的压力越大,压敏电阻R的阻值越小,由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻越小,电源电压不变,由P=UI=U2R可知,电路中的总功率越大,故C正确;
D.检测区油桃质量越小,压敏电阻R受到的压力越小,由图乙可知,压敏电阻R受到的压力越小,压敏电阻R的阻值越大,由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻越大,电源电压不变,由欧姆定律I=UR可知,电路中的电流越小,由U = IR0可知,定值电阻R0两端的电压越小,即电压表的示数越小,故D错误。
故选C。
3、如图所示的电路中,电源电压U保持不变。
①只闭合开关S和S3,调节滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为0.2A时,电压表V2的示数为1V;
②只闭合开关S和S2,电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,电流表的示数为I1;
③只闭合开关S、S1和S3,将滑片移动到最左端时,电流表的示数为I2,此时电路的功率为P1;保持滑片位置不变,再闭合开关S2,电流表的示数变化了0.2A。此时电路的功率为P2;
已知I1:I2=1:9,U1:U2=1:2,下列说法正确的是( )
A.U=6VB.I1=0.1AC.R2=10ΩD.P1:P2=7:9
答案:B
只闭合开关S和S3时,R1与滑动变阻器串联,此时滑动变阻器接入电路电阻
R=UPI=1V0.2A=5Ω
电源电压
U=I×R1+R=0.2A×R1+5Ω……①
只闭合开关S和S2,R1、R2、R3串联,电压表V1测量R1两端电压,V2测量R2和R3的电压,则
U1=I1R1
U2=I1×R2+R3
因为U1:U2=1:2,则
2R1=R2+R3……②
I1=UR1+R2+R3……③
只闭合开关S、S1和S3,将滑片移动到最左端时,R1与R2并联则
I2=UR1+UR2……④
因为I1:I2=1:9则
UR1+R2+R3:UR1+UR2=1:9
化简可得
R1R2R1+R2+R3×R1+R2=19……⑤
联立①⑤可得
R1=2R2,R3=3R2
则
R3=32R1
保持滑片位置不变,再闭合开关S2,R1、R2、R3并联则通过R3的电流为0.2A,则
U=0.2A×R3=0.2A×32R1……⑥
由①⑥联立可得
U=3V;R1=10Ω
则
R2=12R1=5Ω;R3=32R1=15Ω
I2=UR1+UR2=3V10Ω+3V5Ω=0.9A
再闭合开关S2,电流表的示数变化了0.2A,则
I'=0.9A +0.2A =1.1A
P1:P2=UI2:UI'=I2:I'=0.9A:1.1A=9:11
故选B。
4、关于电功、电能和电功率的下列说法中,正确的是( )
A.千瓦时是电功率的单位
B.电功率是表示电流做功多少的物理量
C.单位时间内电流做功越多,电功率就越大
D.用电器电功率越大,消耗的电能越多
答案:C
A.千瓦时是电功的单位,千瓦是电功率的单位,故A错误;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,电功率大表示做功快,电功率小表示做功慢,故B错误;
C.根据P=Wt可知,单位时间电流做功越多,电功率越大,故C正确;
D.根据W=Pt可知,用电器电功率越大,消耗的电能不一定越多,因为时间不确定,故D错误。
故选C。
5、如图所示是分别通过甲、乙两段导体的电流和其两端电压的图线,分别将甲、乙两导体串联和并联后接在同一电路中,下列说法正确的是( )
A.甲、乙串联时,甲、乙消耗的电功率相同
B.甲、乙并联时,甲、乙消耗的电功率相同
C.甲、乙串联时,甲消耗的电功率大于乙消耗的电功率
D.甲、乙并联时,甲消耗的电功率大于乙消耗的电功率
答案:C
AC.由图像可知,通过两电阻的电流和电阻两端的电压成正比,即两电阻为定值电阻,
由图像可知,当
U甲=U乙=4V
时,I甲=0.4A,I乙=1.0A,根据欧姆定律可得两电阻的阻值分别为
R甲=U甲I甲=4V0.4A=10Ω
R乙=U乙I乙=4V1.0A=4Ω
比较可知R甲>R乙;甲、乙串联时,串联电路各处电流相等,由P=I2R可知甲消耗的电功率大于乙消耗的电功率,故A错误,C正确;
BD.甲、乙并联时,并联电路各支路两端电压相等,由P=U2R 可知甲消耗的电功率小于乙消耗的电功率,故BD错误。
故选C。
6、关于电功率,下列说法正确的是( )
A.用电器消耗的电能越多,它的电功率越大
B.用电器工作时所用的时间越短,它的电功率越大
C.消耗的电能一定时,所用时间越长,它的电功率越大
D.用电器工作的时间一定时,消耗的电能越多,它的电功率越大
答案:D
A.用电器消耗的电能越多,做的功越多,做功所用时间不确定,不能比较功率大小,故A错误;
B.用电器工作时所用的时间越短,做功多少不确定,不能比较功率大小,故B错误;
C.消耗的电能一定时,所用时间越长,它的电功率越小,故C错误;
D.用电器工作的时间一定时,消耗的电能越多,由P=Wt可知,电功率越大,故D正确。
故选D。
7、如图所示是酒精浓度检测仪的简化电路图。电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。闭合开关S,酒后的驾驶员对着R2呼出气体,酒精气体浓度增大,则( )
A.电路中总电阻增大B.电流表A示数增大
C.电压表V示数减小D.电路的总功率减小
答案:B
A.酒后的驾驶员对着R2呼出气体,酒精气体浓度增大,R2阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电路中总电阻减小,故A不符合题意;
B.根据I=UR可知,电源电压不变,当电路总电阻减小时,电路电流变大,电流表A示数增大,故B符合题意;
C.根据U=IR可知,当电流增大时R1两端电压变大,电压表V示数增大,故C不符合题意;
D.电路的总功率P=UI,电源电压不变,电流变大,电路的总功率变大,故D不符合题意。
故选B。
8、如图所示为某小组设计的多挡位电热器电路,U不变,R1、R2为电阻丝且R1>R2,电热器功率最大时开关状态为( )
A.S1闭合,S2接aB.S1闭合,S2接b
C.S1断开,S2接aD.S1断开,S2接b
答案:A
当S1闭合,S2接a,两电阻并联;当S1闭合,S2接b时,R2被短路,电路为R1的简单电路;当S1断开,S2接a时,电路为R2的简单电路;当S1断开,S2接b时,两电阻串联。根据并联电路总电阻小于其中任一分电阻,串联电路总电阻大于任一分电阻,故可知当S1闭合,S2接a,两电阻并联,此时电路的电阻最小,由P=U2R可知,此时电热器的电功率最大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9、某款家用电热取暖器有两个档位,它正常工作时,下列说法正确的是( )
A.取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成
B.“高温”档一定比“低温”档产生的热量多
C.“高温”档一定比“低温”档的工作电阻大
D.连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
答案:D
A.取暖器中的电热丝的作用是发热,材料应电阻率大、熔点高,熔点高的目的是防止电热丝发热后熔化,故A错误;
B.高温挡的功率大,相同时间,高温挡产生的热量一定比低温挡产生的热量多,故B错误;
C.高温挡的功率大,家庭电路的电压为220V,电压一定,根据P=U2R可知,高温挡的电阻小,故C错误;
D.接通电路后,连接电热丝的导线与电热丝是串联的,所以通过的电流相等,导线上产生的热量小,根据Q=I2Rt可知,导线的电阻小,故D正确。
故选D。
10、如图所示的电路中,定值电阻R0和电源电压保持不变,滑片P位于滑动变阻器的中点时,定值电阻的电功率为16W,当滑片从中点向b端移动距离s后,定值电阻的电功率为9W;滑片从中点向a端移动距离s,定值电阻的电功率为( )
A.36WB.25WC.23WD.18W
答案:A
第1次操作中,定值电阻与变阻器串联,定值电阻R0,滑片P位于滑动变阻器的中点时,R0的电功率为16W,根据P=U2R可得,定值电阻的电压
U1=P1R0=16W×R0=4R0
第2次操作中,当滑片从中点向b端移动距离s后,R0的电功率为9W,同理定值电阻的电压
U2=P2R0=9W×R0=3R0
由I=UR,在R不变时,电流与电压成正比,两种情况下,对定值电阻来说,电流之比
I1I2=U1U2=4R03R0=43
设变阻器的最大电阻为R,滑片从中点向b端移动距离s后增大电阻为R',由电阻的串联规律可知,两种情况下的滑动变阻器连入电路的电阻之比
R0+0.5RR0+0.5R+R'
由欧姆定律可知,电压不变时,电流与电阻成反比,第1、2次操作中,对应的电流之比
43=R0+0.5R+R'R0+0.5R
故
R'=R0+0.5R3
第3次操作中,根据串联电阻的规律,滑片从中点向a端移动距离s后,此时电路的总电阻
R总3=R0+0.5R-R0+0.5R3=2R0+R3①
第2次操作中,滑片从中点向b端移动距离s后变阻器的电阻
R滑2=0.5R+R'=0.5R+R0+0.5R3
根据串联电阻的规律可得,此时电路的总电阻
R总2=R滑2+R0=0.5R+R0+0.5R3+R0=2R+4R03②
②除以①得
R总2R总3=21
由欧姆定律可知,电压不变时,电流与电阻成反比,故根据串联电阻的规律可得,滑片从中点向b端移动距离s后的电流与滑片从中点向a端移动距离s后的电流之比为
I2I3=R总3R总2=12
根据P=I2R可知,在电阻不变时,电功率与电流的平方成正比,故在第2、3次操作中
P2P3=I2I32=14
滑片从中点向a端移动距离s后,R0的电功率
P3=4P2=4×9W=36W
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11、图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5VB.R的最大阻值为20Ω
C.R=10Ω时,其功率最大D.R=15Ω时,电路消耗的功率为1.8W
答案:D
A.由图甲可知,滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压;由图乙可知,当变阻器阻值为5Ω时,其两端电压为3V;当变阻器两端电压为10Ω时,其两端电压为4V,由串联电路中的电压规律和电源电压不变可得
U=3V+3V5Ω×R0……①
U=4V+4V10Ω×R0……②
由①②解得
U=6V,R0=5Ω
故A错误;
B.由图乙可知,R的最大阻值应大于20Ω,故B错误;
C.R的功率
PR=(UR0+R)2R0=U2R0(R0-R)2+4R0R=U2(R0-R)2R0+4R
由上式可知,当
R=R0=5Ω
时,滑动变阻器有最大电功率。故C错误;
D.当R=15Ω时,电路消耗的功率为
P=U2R+R0=6V215Ω+5Ω=1.8W
故D正确。
故选D。
12、下列四种用电器中。利用电流热效应工作的是( )
A.电冰箱B.电视机C.电脑D.电热水壶
答案:D
A.电冰箱是将电能转化为电动机的机械能,通过做功发生物态变化工作的,不是利用电流的热效应来工作的,故A不符合题意;
B.电视机将电能转化为声音与图像,不是利用电流的热效应来工作的,故B不符合题意;
C.电将电能转化为声音与图像,不是利用电流的热效应来工作的,故C不符合题意;
D.电水壶工作时将电能转化为内能,利用电流的热效应工作的; 故D符合题意。
故选D。
13、智能手机的“电量”低到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池电量的使用时间,原因是( )
A.减小了线路的电阻B.减小了线路的总功率
C.增大了电池的电压D.增大了电能的消耗
答案:B
A.因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以电子线路的电阻不变,故A不符合题意;
B.智能手机耗电达到一定量时,剩余的电能也是定量,由W=Pt可知,要延长手机的工作时间,需要减小电池的输出功率,故B符合题意;
C.手机工作的电压是不变的,故C不符合题意;
D.为了延长使用时间应该降低电能的消耗,故D不符合题意。
故选B。
14、如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电压表的量程为0~15V,电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是( )
A.电源电压为20V
B.R1的阻值为6欧姆
C.为了保证电压表不被烧坏,滑动变阻器的阻值变化范围为6~50Ω
D.开关S闭合后电路消耗的最小电功率约为6.7W
答案:C
AB.由电路图知道,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,由图乙知道,当R2=10Ω时,U1=12V,当R2′=20Ω时,U1′=8V,由于串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流分别是
I=U1R1,I'=U1'R1
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,所以,电源电压
U=U1R1R1+R2U=U1'R1R1+R2'
代入数据
U=12VR1R1+10ΩU=8VR1R1+20Ω
解得
R1=10Ω,U=24V
故AB错误;
C.当电压表的示数U1″=15V时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的电流
I大=U1''R1=15V10Ω=1.5A
此时滑动变阻器两端的电压是
U2小=U﹣U1″=24V﹣15V=9V
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R2小=U2小I大=9V1.5A=6Ω
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,电压表的示数最小,所以,滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6~50Ω,故C正确;
D.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,电路消耗的功率最小,则
P小=U2R1+R2大=24V210Ω+50Ω=9.6W
故D错误。
故选C。
15、将一个标有“36V,40W”的灯泡接入电路时,通过它的实际电流是1A,它的实际功率( )
A.大于40WB.等于40W
C.小于40WD.等于36W
答案:C
根据灯泡上所标的额定电压和额定电流可知,小灯泡的电阻
R=U2P=36V240W=32.4Ω
若通过它的实际电流是1A,则小灯泡的实际功率
P实=I实2R=(1A)2×32.4Ω=32.4W
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
多选题
16、如图所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S后,灯泡发光,当移动滑动变阻器的滑片P时,灯泡变亮了一些,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变大B.滑片 P 向左滑动
C.电压表示数变大D.电路的总功率变大
答案:AD
闭合开关S后,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,灯泡变亮时其实际功率变大,此时灯泡两端分得的电压变大,通过灯泡的电流变大,即电流表的示数变大,故A正确;
BC.因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,所以,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小;由I=UR可知,电源电压不变时,电流中的电流变大,说明电路的总最阻变小,所以,变阻器接入电路中的电阻变小,则滑片P向右滑动,故BC错误;
D.由P=UI可知,电源电压不变,电路中的电流变大,所以电路的总功率变大,故D正确。
故选AD。
17、电阻温度计的制造使用了热敏电阻。图甲是某热敏电阻R的阻值随温度变化的关系图像。根据这种电阻的特性,小明和他的同学设计了一个电路(图乙),可以测定某一环境的温度,使用的器材有:热敏电阻R、电源、电流表(0~0.6A)、开关S、定值电阻R0(50Ω)、导线若干。当环境温度为20℃时,电流表的读数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.电源电压为20 V
B.当环境温度升高时,电流表的示数变小
C.当电流表的读数为0.25A时,根据图甲分析可得当时的环境温度低于20℃
D.当环境温度为100℃时,热敏电阻R在3分钟内消耗的电能为200J
答案:AD
由电路图可知,闭合开关,热敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流。
A.当温度环境为20℃时,由图像可知,热敏电阻的阻值
R=50Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由
I=UR
可得,电源电压
U=IR总=I(R+R0)=0.2A×(50Ω+50Ω)=20V
故A正确;
B.当环境温度升高时,热敏电阻的阻值变小,总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,则电流表的示数变大,故B错误;
C.当电流表的读数为0.25A时,电路的总电阻
R总'=UI'=20V0.25A=80Ω
此时热敏电阻的阻值
R'=R总'﹣R0=80Ω﹣50Ω=30Ω
由图像可知,热敏电阻为50Ω时,环境温度是20℃,热敏电阻为20Ω时,环境温度是40℃,且热敏电阻的阻值随温度的上升而变小,故热敏电阻为30Ω时,环境温度是高于20℃,故C错误;
D.由图甲可知,当环境温度为100℃时,热敏电阻的阻值
R″=10Ω
则
R总″=R″+R0=10Ω+50Ω=60Ω
所以,电流
I″=UR总″=20V60Ω=13A
热敏电阻R在3分钟内消耗的电能
W=I2Rt=(13A)2×10Ω×3×60s=200J
故D正确。
故选AD。
18、如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S1,断开开关S2,将R的滑片从b端移到a端过程中,两个电压表示数与电流表示数关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.5V
B.滑动变阻器的最大阻值为20Ω
C.R1的最小电功率为0.225W
D.闭合开关S1、S2,通电10s整个电路最多产生热量为36J
答案:BCD
AB.由电路图知,S1闭合、S2断开时,三个电阻串联在电路中,电压表V1测R2两端的电压,V2测R2和R两端的总电压。电流表测电路中的电流。滑片由b端向a端移动的过程中,变阻器接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,据欧姆定律知,电路中的电流变大,则R2两端的电压变大,R2两端的电压变大,R两端的电压变小。由图乙知,当电路中的电流最小为0.15A时,V1的示数为1.5V,V2的示数为4.5V。此时变阻器接入电路的阻值最大,变阻器两端的电压
U滑=U2-U1=4.5V-1.5V=3V
变阻器的最大阻值
Rmax=U滑I1=3V0.15A=20Ω
当变阻器接入电路的阻值为0时,R2两端的电压为3.0V,电路电流为0.3A。据串联电路的特点有
U-4.5V=0.15A×R1,U-3V=0.3A×R1
解以上两式得,电源电压及R1的阻值分别为
U=6V,R1=10Ω
故A错误,B正确;
C.R1的最小电功率
P1=I12R1=(0.15A)2×10Ω=0.225W
故C正确;
D.R2的阻值
R2=U1I1=1.5V0.15A=10Ω
闭合开关S1、S2,变阻器接入电路的阻值为0时,电路中的电流最大,此时电路中只有R2工作,通电10s整个电路最多产生的热量
Q=U2R2t=(6V)210Ω×10s=36J
故D正确。
故选BCD。
19、如图所示,两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时,下列说法正确的是( )
A.用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少
B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系
C.通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D.通电一段时间后,左侧U形管中液面高度差较大
答案:AC
A.电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但空气吸收热量后温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法,故A正确;
BC.由图可知,左侧容器中的电阻丝与右侧容器中的电阻丝串联,通过的电流与通电时间相同,两个容器中的电阻丝阻值不同,因此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系,故B错误,C正确;
D.已知右侧容器中的电阻丝阻值大于左侧容器中电阻丝阻值,则装置中右侧容器中的电阻丝产生的热量较多,因此右侧容器中的U形管液面高度差较大,故D错误。
故选AC。
20、甲、乙两灯的额定电压均为9V,其电流与电压变化的关系图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.甲灯的额定功率为4.5W
B.乙灯正常发光时的电阻为18Ω
C.若将甲、乙两灯串联接入9V的电路中,电路中的电流为0.5A
D.若将甲、乙两灯并联接入4V的电路中,电路消耗的电功率为3.2W
答案:BD
A.当灯泡电压等于额定电压9V时,灯泡正常发光,由图像知甲此时的电流为0.8A,则甲灯的额定功率
P甲额=U额I甲=9V×0.8A=7.2W
故A错误;
B.乙灯正常发光时,电压等于额定电压9V,由图像知通过灯泡乙的电流为0.5A,所以由I=UR可得此时乙灯电阻
R乙=U额I乙=9V0.5A=18Ω
故B正确;
C.串联电路中总电压等于各部分导体两端电压之和,将甲、乙两灯串联接入9V的电路中,由图像知此时甲的电压为3V,乙的电压为6V,通过的电流为0.4A,故C错误;
D.并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,所以甲、乙电压都为4V,此时通过甲的电流为0.5A,通过乙的电流为0.3A,则干路电路
I=0.5A+0.3A=0.8A
则总功率
P总=UI=4V×0.8A=3.2W
故D正确。
故选BD。
21、如图所示的电路中,电源电压为4.5V且保持不变,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,小灯泡标有“3V 1.2W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,闭合开关,在保证电路元件安全情况下,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变化范围是“1.5~3V”
B.滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是“3.75~15Ω”
C.小灯泡的最小功率是0.6W
D.电路总功率变化范围是“0.9~1.8W”
答案:ABD
由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,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P=UI,可得小灯泡正常发光的电流
I额=P额U额=1.2W3V=0.4A
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以电路中的最大电流为I最大=0.4A,此时电路的最大功率为
P最大=UI最大=4.5V×0.4A=1.8W
由串联电路的分压特点可知,此时电压表示数最小
UR最小=U-U额=4.5V-3V=1.5V
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小
R最小=UR最小I最大=1.5V0.4A=3.75Ω
灯泡的电阻大小为
R灯=U额I额=3V0.4A=7.5Ω
电压表的量程为0~3V,则电压表的示数最大为3V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时小灯泡两端的电压为
UL=U-UR最大=4.5V-3V=1.5V
此时电路中的电流最小
I最小=ULR灯=1.5V7.5Ω=0.2A
滑动变阻器接入电路的电阻最大
R最大=UR最大I最小=3V0.2A=15Ω
则电路的最小功率为
P最小=UI最小=4.5V×0.2A=0.9W
此时灯泡的最小功率
PL=ULI最小=1.5V×0.2A=0.3W
综上可知,ABD正确,C错误。
故选ABD。
22、图所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L上标有“12V 12W”字样,滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω,a、b为电流表、电压表其中之一,且不相同。只闭合开关S1,滑片P置于左端,电流表示数为1A;再闭合开关S2、S3,移动滑片P,电流表示数始终为1A。已知灯泡电阻随温度升高而增大。下列说法正确的是( )
A.a为电压表
B.电源电压为12V
C.只闭台开关S1,若电流表示数为0.5A,则滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω
D.将a与R0互换,开关均闭台,移动滑片P,滑动变阻器功率的最小值为7.2W
答案:ABD
A.只闭合开关S1,滑片P置于左端,电路为灯泡L的简单电路;开关都闭合,移动滑片P,电流表示数始终为1A,说明b为电流表,把滑动变阻器短路了,导致滑动变阻器失去调节作用,则a为电压表,故A正确;
B.灯泡额定电流为
I额=P额U额=12W12V=1A
只闭合开关S1,滑片P置于左端,则电路中只接灯泡,而电流表示数为1A,则灯泡电压为电源电压,即12V,故B正确;
C.只闭合开关S1,若电流表示数为0.5A,则灯泡温度不为额定电流时的温度,电阻也不为额定电流时的电阻,为未知。则无法计算滑动变阻器接入电路的阻值,故C错误;
D.将a与R0互换,开关均闭台,则电路为滑动变阻器和灯泡并联,互不影响,根据公式
P=U2R
可知,移动滑片P,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,功率最小。为
Pmin=U2R=(12V)220Ω=7.2W
故D正确。
故选ABD。
23、某爱心团队去养老院送电暖气,电暖气有低、中、高三挡,已知R1=55Ω,R2=44Ω,以下说法正确的是( )
品牌
型号
HY2215-11E
额定电压
220V
档位
3挡
额定功率
低温880W
中温1100W
高温1980W
A.使用“低温档”只需要闭合S2
B.使用“高温档”要闭合S1、S2
C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5:4
D.中温档正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104J
答案:BD
AB.根据P=U2R可知,当电压一定时,R越大,P越小,为低温挡,R越小,P越大,为高温挡。由电路图可知,S1、S2同时闭合时,R1、R2并联,电阻最小,功率最大,为高温挡;由于R1>R2,所以只闭合S1时,电阻最大,功率最小,为低温挡;只闭合S2时,为中温挡,故A错误,B正确;
C.当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为
I1I2=R2R1=44Ω55Ω=45
故C错误;
D.中温挡正常工作,R2接入电路,1分钟产生的热量为
Q=I2R2t=U2R2t=(220V)244Ω×60s=6.6×104J
故D正确。
故选BD。
24、将“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的两个小灯泡,接在合适的电源上,小灯泡均没有烧坏,两灯相比较与事实相符的是( )
A.若两灯串联,“3.8V0.3A”的灯更亮
B.若两灯串联,“2.5V0.3A”的灯两端电压更大
C.若两灯并联,“3.8V0.3A”的灯更暗
D.若两灯并联,通过“3.8V0.3A”的灯电流更大
答案:AC
B.由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压不同,额定电流相等,由
I=UR
的变形式
R=UI
可知,“3.8V0.3A”的灯泡的电阻较大,“2.5V0.3A”的灯泡的电阻较小;两灯泡串联时,因串联电路中各处的电流相等,所以,由U=IR可知,“3.8V0.3A”的灯泡两端的电压较大,“2.5V0.3A”的灯泡两端的电压较小,故B错误;
A.若两灯串联,通过它们的电流相等,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,“3.8V0.3A”的灯泡的实际功率较大,灯泡较亮,故A正确;
D.两灯泡并联时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=UR可知,通过“3.8V0.3A”的灯泡的电流较小,通过“2.5V0.3A”的灯泡的电流较大,故D错误;
C.若两灯并联,两个灯泡两端的电压相等,由P=U2R可知,“2.5V0.3A”的灯泡的实际功率较大,灯泡较亮,“3.8V0.3A”的灯更暗,故C正确。
故选AC。
25、如图所示是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片,R0是定值电阻。下列有关说法正确的是( )
A.油量表是由电流表改装的
B.R0起到保护电路的作用
C.油量增多时,R0两端电压增大
D.油量减少时电路总功率变大
答案:ABC
A.电流表应串联在电路中,电压表应与被测电路并联;由电路图可知,油量表串联在电路中,则可知油量表是由电流表改装成的,故A正确;
B.由电路图可知,定值电阻R0串联接在电路中,可以防止变阻器接入电路的阻值为零时造成电源短路,可以起到保护电路的作用,故B正确;
C.由图可知,油量增加时,滑片下移,滑动变阻器R接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中电流变大,根据I=UR的变形式U=IR可知,电阻不变时,电路中电流增大,电阻两端电压增大,因此R0两端电压增大,故C正确;
D.由图可知,油量减少时,滑片上移,滑动变阻器R接入电路的阻值增大,电路总电阻增大,电源电压不变,由欧姆定律I=UR可知,电路中电流变小,根据P=UI可知,电源电压不变,电路中电流变小,因此总功率变小,故D错误。
故选ABC。
填空题
26、如图是今年“3·15”晚会上曝光的劣质导线,不良商家为了降低成本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线,劣质导线的电阻___________(选填“较大”或“较小”),若在通有相同电流的情况下,相同时间内劣质导线产生的热量___________(选填“较多”或“较少”)。
答案: 较大 较多
[1]导体电阻的大小不仅跟材料有关,还与其长度和横截面积有关。在材料相同时,导体的横截面积越大、长度越短,电阻越小。对于材料相等、长度相等的标准导线和劣质导线,由于劣质导线横截面积减小,所以电阻较大。
[2]根据Q=I2Rt可知,在通有相同电流的情况下,相同时间内劣质导线由于电阻大,所以产生的热量较多。
27、如图甲所示,电源电压为5V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。在保证所有元件安全的情况下,只闭合开关S、S1,最大范围移动滑动变阻器滑片,绘制出电流表示数与电压表示数关系的图像,如图乙所示。只闭合开关S、S2,最大范围移动滑动变阻器滑片,绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图像,如图丙所示。滑动变阻器R1的最大阻值为______Ω,灯泡的额定功率为______W,以上两种情况,电路最大功率为______W。
答案: 20 1.5 2.5
[1]只闭合开关S、S1,滑动变阻器R1与灯泡串联,电压表测量R1两端电压,滑动变阻器R1的最大阻值接入电路时,由图乙可知,此时电路电流为0.2A,电压表示数为4V,则滑动变阻器R1的最大阻值
R1大=U1I1=4V0.2A=20Ω
滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。
[2]根据乙图可知,灯泡的额定电流为0.5A,闭合开关S、S2,滑动变阻器R2与灯泡串联。由丙图可知,当滑动变阻器R2两端电压最小为2V时,灯泡两端电压最大达到额定电压,则灯泡的额定电压
UL=U-U2=5V-2V=3V
则灯泡的额定功率
PL=ULIL=3V×0.5A=1.5W
灯泡的额定功率为1.5W。
[3]以上两种情况,电路最大电流为灯泡的额定电流0.5A,则以上两种情况,电路最大功率
P大=UIL=5V×0.5A=2.5W
电路最大功率为2.5W。
28、在图所示的电路中,电源电压不变,电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的示数分别为0.5A和0.2A,则电源电压为___________V,电阻R1的阻值为___________Ω。通电1min,该电路消耗的总电能为_____J。
答案: 6 30 180
[1]由电路图知道,闭合开关S,电阻R1、R2并联,电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A2的示数为0.5A,即干路中的电流为
I=0.5A
电流表A1的示数为0.2A,即通过电阻R2的电流为
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
电阻R2两端的电压为
U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V
因为并联电路各支路两端电压相等,且等于电源电压,所以电源电压为
U=U2=6V
[2]由欧姆定律知道,电阻R1的阻值为
R1=UI1=6V0.2A=30Ω
[3]由W=UIt 知道,通电1min,该电路消耗的总电能
W=UIt=6V×0.5A×1×60s=180J
29、如图甲乙丙,读数分别为
(1)长度为___________cm;
(2)温度计读数___________;
(3)电能表示数为___________。
答案: 2.65 29℃ 213.9kW⋅h
(1)[1]如图,刻度尺的分度值为0.1cm,读数时要估读到分度值的下一位,读数为2.65cm。
(2)[2]如图,温度计的分度值为1℃,液柱的上表面在0℃以上,读数为29℃。
(3)[3]如图,电能表的示数由几位整数和一位小数组成,最后一位是小数,示数为213.9kW⋅h。
30、如图所示是电阻甲和乙的I–U图象,由图像可知,当甲、乙并联在8V的电源上,电阻之比R甲:R乙=______;当甲、乙串联在9V的电源上,实际功率之比P甲:P乙=______。
答案: 3:4 5:4
[1]当甲、乙并联在8V的电源上,由图像可知
I甲=0.8A,I乙=0.6A
并联电路中,电阻之比等于电流的反比
R甲:R乙=I乙:
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