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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考点精题训练
1
单选题
1、在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是( )
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A.①②B.②③C.②④D.③④
答案:C
①U形管中液面高度变化主要是由透明容器中空气的热胀冷缩引起的,故①错误;
②图甲装置中,两电阻串联,电流相等,电阻不相等,能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,故②正确;
③图乙实验过程中右边两个电阻丝并联,右边容器中的电阻通过的电流与左边电阻丝通过的电流不相等,探究的是电热与电流的关系,需要保持电阻相同,故阻值应该等于5Ω,故③错误;
④电炉丝热与电炉丝相连的导线串联,电流相等,电阻不相等;用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象,故④正确;故①③错误,②④正确。
故选C。
2、如图所示,闭合开关S1,电灯L1、L2都能发光。再闭合开关S2,观察到灯泡的发光情况是( )
A.L1、L2都变亮B.L1变亮、L2不亮
C.L1、L2都变暗D.L1不亮、L2变亮
答案:D
由题意可知当闭合开关S2后,L1将被短路,L2有电流可以正常通过,故L1不亮,L2两端的电压将比之前变大,根据电功率公式
P=U2R
电压变大,实际功率变大,L2将变亮,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3、将标有“12V,3W”的甲灯和“6V,3W”的乙灯,串联接在15V的电源上,那么能正常发光的是
A.甲灯B.乙灯C.两灯都能正常发光D.两灯都不正常发光
答案:A
甲灯正常发光时的电流
I1=P1U1=3W12V=0.25A
电阻
R1=U1I1=12V0.25A=48Ω
乙灯正常发光时的电流
I2=P2U2=3W6V=0.5A
电阻
R2=U2I2=6V0.5A=12Ω
将它们串联在15V的电源上,电路中的电流
I=UR1+R2=15V48Ω+12Ω=0.25A
故甲灯能正常发光。故选A。
4、标有“110V 25W”“110V 40W”、“36V 40W”、“36V 60W”四种规格的灯泡,若都在正常工作,其中最暗的灯是( )
A.“36V 60W”B.“110V 40W”
C.“36V 40W”D.“110V 25W”
答案:D
四个灯泡都正常工作,即为每个灯泡得到的电压都是额定电压,功率都为额定功率,灯泡的亮暗由实际功率决定,故“110V 25W”规格的灯泡的功率最小,亮度最暗,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5、在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动至中点的过程中( )
A.灯泡的亮度变大B.电流表的示数不变C.电压表的示数变小D.电路的总功率变大
答案:D
灯和变阻器并联,电流表测总电流,电压表测电源电压,将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动至中点的过程中,变阻器电阻变小,总电阻变小,电流表示数变大,因为并联,灯泡亮度不变,电源电压不变,电压表示数不变,根据P=UI,电路的总功率变大,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6、如图所示,电源电压为4.5V保持不变,电压表的量程为0∼3V,电流表的量程为0∼0.6A,滑动变阻器R的规格是“25Ω 1A”,灯泡L上标有“2.5V 1.25W”的字样。若闭合开关S,在保证电路安全的情况下,忽略温度对灯丝电阻的影响,则下列说法正确的是( )
A.小灯泡的电阻为2Ω
B.电流表的示数变化范围是0.15∼0.5A
C.滑动变阻器允许调节的阻值范围是5∼25Ω
D.电路消耗的最大总功率为2.7W
答案:B
如图所示电路,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量串联电路中的电流;
A.灯泡标有“2.5V 1.25W”字样,则灯泡的电阻为
RL=U2P额=2.5V21.25W=5Ω
故A错误;
B.当滑动变阻器接入阻值最大时,电路中电流最小,此时电路中的最大电阻为
R最大=R滑大+RL=25Ω+5Ω=30Ω
此时电路中的最小电流为:
I小=UR最大=4.5V30Ω=0.15A
在保证电路安全的情况下,灯泡两端的电压不能超过额定电压,此时电路中的电流最大,最大电流为
IL=PU=1.25W2.5V=0.5A
电流表的示数变化范围是0.15∼0.5A,故B正确;
C.当滑动变阻器接入阻值最大时,电路中电流最小,滑动变阻器允许调节的最大阻值为25Ω;电路中电流最大时,滑动变阻器的最小值
R最小=U-ULIL=4.5V-2.5V0.5A=4Ω
滑动变阻器允许调节的阻值范围是4∼25Ω,故C错误。
D .电源电压不变,电路中电流最大时,电路消耗的总功率最大,最大功率为
P大=UIL=4.5V×0.5A=2.25W
故D错误。
故选B。
7、如图是小王家的电能表,下列说法正确的是( )
A.电能表的读数为56378kW·h
B.这个电能表正常工作的电压为380V
C.这个电能表要在20A的电流下才能正常工作
D.小王家用电器每消耗1度电,电能表指示灯闪烁1600次
答案:D
A.由图可知,电能表的读数为5637.8kW·h,故A错误;
B.这个电能表正常工作的电压为220V,故B错误;
C.该电能表的最大电流是20A,即通过电能表的电流不能超过20A,故C错误;
D.1600imp/(kW·h)表示的是电路中每消耗1kW·h的电能,电能表指示灯闪烁1600次,所以小王家用电器每消耗1度电,电能表指示灯闪烁1600次,故D正确。
故选D。
8、如图,电源电压不变,定值电阻R1=20Ω,小灯泡L标有“8V 4W”字样(灯丝电阻不变),电流表量程为0~3A。当只闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P从b端滑动到某一位置时,变阻器连入电路中的阻值减小了16Ω,电流表示数增大了0.2A,此时小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下,都正确且无漏选的一组是( )
①电源电压为12V
②R2的最大阻值为24Ω
③开关都闭合时,R2的最大功率为28.8W
④在电流表有示数的情况下,电路消耗的总功率最小值为3.6W
A.①②B.①②④C.①③④D.①②③④
答案:D
①②由于小灯泡L标有“8V4W”字样,所以小灯泡的额定电流为
I额=P额U额=4W8V=0.5A
小灯泡的电阻为
RL=U额I额=8V0.5A=16Ω
当滑片P从b端滑动到某一位置时,电流表电流表示数增大了0.2A,此时小灯泡恰好正常发光,所以滑片P在b端时,电路中的电流为
Ib=I额-ΔI=0.5A-0.2A=0.3A
当滑片P在b端时,电源电压为
U=Ib(RL+R2b)=0.3A×(16Ω+R2b)①
当滑片P在某一位置时,电源电压为
U=I额(RL+R2′)=0.5A×(16Ω+R2b-16Ω)②
由于电源电压不变,由①②式得
R2b=24Ω,U=12V
故①②正确;
③开关都闭合时,R1、R2并联,小灯泡L被短路,电流表测干路电流。通过R1的电流为
I1=UR1=12V20Ω=0.6A
由于电流表量程为0~3A,所以当电流表满偏时,通过滑动变阻器R2的电流最大,为
I2大=I-I1=3A-0.6A=2.4A
所以滑动变阻器R2的最大功率为
P=UI2大=12V×2.4A=28.8W
故③正确;
④当S闭合,S1、S2断开且滑动变阻器的滑片P位于b端时,电路中的电阻最大,电流最小,由①②分析可知,最小电流为Ib=0.3A,所以在电流表有示数的情况下,电路消耗的总功率最小值为
P小=UIb=12V×0.3A=3.6W
故④正确。
总上,①②③④都正确,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9、如图的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V,1.6W”字样,忽略温度对灯泡电阻的影响,滑动变阻器R1标有“50Ω,0.5A”,电阻R2阻值为20Ω。电压表的量程为0∼3V,电流表的量程为0∼3A。将变阻器的滑片P移至最左端,只闭合开关S、S2和S3,R2消耗的电功率为1.8W。改变开关的通断和滑片P的位置,电路状态以及电路中的诸多物理量会发生变化。在保证各元件安全的情况下移动滑片,下列选项对应的图像趋势及数据完全正确的是( )
A.如图甲,闭合S、S1,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示电流表示数
B.如图乙,闭合S、S1,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示R1的电功率
C.如图丙,闭合开关S、S2和S3,横轴表示R1接入的阻值,纵轴表示电路总功率
D.如图丁,闭合开关S、S2和S3,横轴表示电路总电阻的倒数,纵轴表示电流表示数
答案:C
D.将变阻器的滑片P移至最左端,只闭合开关S、S2和S3时,R1的最大阻值和R2并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由P=U2R知道,电源的电压
U=P2R2=1.8W×20Ω=6V
通过R2的电流
I2=UR2=6V20Ω=0.3A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,当电流表的示数I=3A时通过R1的电流
I1=I-I2=3A-0.3A=2.7A>0.5A
所以,通过R1的最大电流I1大=0.5A,此时R1接入电路中的电阻最小,电路的总功率最大,此时电路的最大总电流
I大=I1大+I2=0.5A+0.3A=0.8A
此时电路总电阻的倒数
1R总=1UI大=I大U=0.8A6V≈0.13Ω-1
故D错误;
C.则电路的最大总功率
P大=UI大=6V×0.8A=4.8W
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,则
P小=U2R1大+U2R2=6V250Ω+6V220Ω=2.52W
由
P总=U2R1+U2R2=6V2R1+6V220Ω
知道,C正确;
A.由P=U2R知道,小灯泡的电阻
RL=UL2PL=4V21.6W=10Ω
只闭合开关S和S1时,R1与灯泡L串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,灯泡正常发光时通过的电流
IL=ULRL=4V10Ω=0.4A
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以,电路中的最大电流I大′=0.4A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的总电阻
R=UI'大=6V0.4A=15Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R1小=R-RL=15Ω-10Ω=5Ω
当电压表的示数最大为U1=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时灯泡两端的电压
UL′=U-U1=6V-3V=3V
电路中的最小电流
I小=U'LRL=3V10Ω=0.3A
滑动变阻器接入电路中的最大阻值
R1小=U1I小=3V0.3A=10Ω
所以,R1允许的取值范围是5Ω~10Ω;由电路中的电流
I=UR1+RL=6VR1+10Ω
知道,I与R1的关系不是一次函数,故A错误;
B.电路中的电流I大′=0.4A时,R1小=5Ω,则
P1=(I大′)2R1小=(0.4A)2×5Ω=0.8W
电路中的电流I小=0.3A时,R1大=10Ω,则
P1′=I小2R1大=(0.3A)2×10Ω=0.9W
故B错误。
故选C。
10、如图所示电路,电源电压恒定。下列说法正确的是( )
A.只闭合K2时电流表示数大于只闭合K1、K3时电流表示数
B.只闭合K2时电压表示数大于只闭合K1、K3时电压表示数
C.只闭合K1、K3,当R2滑片向左移动时,R1的功率逐渐变大
D.只闭合K1、K3,当R2滑片向右移动时,电源总功率逐渐变大
答案:D
AB.只闭合K2时,电路为R1与R2的串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流;只闭合K1、K3时,电路为R1与R2的并联电路,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压;根据串联电路的电压规律可知,电压表示数会变大;根据并联电路的电流规律可知,电流表示数变大,故AB错误;
C.只闭合K1、K3,当R2滑片向左移动时,根据并联电路各支路互不影响可知,R1的功率不变,故C错误;
D.只闭合K1、K3,当R2滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,通过滑动变阻器的电流变大;由于并联电路互不影响,通过定值电阻的电流不变,所以干路中的电流变大,根据P=UI可知,电源总功率逐渐变大,故D正确。
故选D。
11、如图所示为某同学家中的电能表的示意图,下列说法不正确的是( )
A.此时的读数为8633.5kW•h
B.家中干路中的总电流为1A时,该电能表不能工作
C.每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3600圈
D.转盘每转1圈,对应消耗的电能是1000J
答案:B
A.电能表的读数:数字方框中最后一位是小数,单位是kW•h,由图可知,此时电能表的读数为8633.5kW•h,故A正确,不符合题意;
B.电能表上的“10A”表示电能表允许通过的最大电流为10A,所以家中干路中的总电流为1A时,该电能表能工作,故B错误,符合题意;
CD.电能表上的3600r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的转盘转过3600圈,所以转盘每转一圈,用电器消耗的电能为
W=13600kW⋅h=13600×3.6×106J=1000J
故CD正确,不符合题意。
故选B。
12、如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端滑至b端,将滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的绘制成如图乙的图像。则下列判断( )
①该电路的最大电流是1A
②该滑动变阻器的最大阻值是50Ω
③该过程中电压表的示数可达10V
④R0的功率变化范围为0.4~14.4W
A.只有①③正确B.只有②③④正确
C.只有②④正确D.只有①②③正确
答案:B
由电路图可知,闭合开关,定值电阻R0与变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
②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,由图像可知,电路中的最小电流I=0.2A时,此时R1的电功率P1=2W,由P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值
R1=P1I2=2W(0.2A)2=50Ω
故②正确;
①由图像可知,当电路中的电流I′=0.4A时,R1的电功率P1′=3.2W,此时R1接入电路的电阻
R1'=P1'I'2=3.2W(0.4A)2=20Ω
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=I′(R0+R1′)=0.4A×(R0+20Ω)①
当电路中的电流I=0.2A时,电源的电压
U=I(R0+R1)=0.2A×(R0+50Ω)②
因电源的电压不变,所以0.4A×(R0+20Ω)=0.2A×(R0+50Ω)
解得
R0=10Ω
则电源电压
U=I(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V
当变阻器接入电路的阻值为0时,电路中电流最大,则电路中的最大电流
Imax=UR0=12V10Ω=1.2A
故①错误;
③从图中可知电路中电流的最小值为0.2A,根据欧姆定律可知R0两端的电压最小值为
U0小=I小R0=0.2A×10Ω=2V
此时电压表的示数为
U1=12V﹣2V=10V
故③正确;
④电路中电流的最小值为0.2A,最大值为1.2A,根据P=I2R可知R0的最小功率为
P0小=I小2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W
R0的最大功率为
P0大=I小2R0=(1.2A)2×10Ω=14.4W
故R0的功率变化范围为0.4W~14.4W,故④正确。
故选B。
13、如图所示电路中,将开关S闭合,完全相同的灯L1和灯L2均发光。下列说法正确的是( )
A.灯L1比灯L2亮
B.通过A点的电流大于通过B点的电流
C.灯L1的实际电功率比灯L2的实际电功率小
D.电路中AB两点间的电压等于BC两点间的电压
答案:D
ABC.由图可知,两个灯泡串联,两个灯泡完全相同,两个灯泡的电阻相同,串联电路中各处的电流相等,所以通过A点的电流等于通过B点的电流,由P=I2R可知两个灯泡的实际功率相同,两个灯泡亮度相同,故ABC错误;
D.由U=IR可知两个灯泡两端的电压相等,所以AB两点间的电压等于BC两点间的电压,故D正确。
故选D。
14、如图所示,闭合开关S,向右调节滑动变阻器的滑片P,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电压表与电流表示数的比值不变
B.电流表示数变小,电压表与电流表示数的比值变大
C.小灯泡亮度变亮,电路总电阻变大
D.小灯泡亮度变暗,电路总功率变小
答案:D
AB.由电路图知道,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,由欧姆定律知道,电压表与电流表示数的比值等于灯泡的电阻值,由于忽略温度对灯丝电阻的影响,所以,闭合开关S,向右调节滑动变阻器的滑片P时,电压表与电流表示数的比值不变;但接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=UR知道,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由U=IR知道,灯泡两端的电压变小,即电压表的示数变小,故AB错误;
CD.闭合开关S,向右调节滑动变阻器的滑片P时,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,由P=I2R知道,灯泡功率减小,亮度变暗;由于电源电压不变,由P=UI知道,电路总功率变小,故C错误,D正确。
故选D。
15、下列对物理量的估测最接近实际的是( )
A.蚂蚁的爬行速度约为2m/s
B.冰箱冷藏室的温度约为-5℃
C.比赛用篮球的质量约为6g
D.日光灯的额定功率约为20W
答案:D
A.蚂蚁的爬行速度一般在0.03m/s左右,故A不符合题意;
B.国家标准规定,冰箱冷藏室的温度应在3~10℃之间,故B不符合题意;
C.比赛用篮球的标准为:男子比赛用球质量为600~650g,女子比赛用球质量为510~550g,青少年比赛用球质量为470~500g,故C不符合题意;
D.家用日光灯的额定功率一般在几瓦到几十瓦不等,故D符合题意。
故选D。
多选题
16、图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压为3V且保持不变。闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.R1的电阻为5ΩB.滑动变阻器的最大阻值是20Ω
C.电路消耗的最大功率为1.8WD.电路消耗的最小功率为1W
答案:AC
由电路图可知,定值电阻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,由串联电路电阻等比例分压可知,滑动变阻器接入电路中的阻值越大,R2两端电压越大,即电压表示数越大,电源电压不变,滑动变阻器接入电路中的阻值大,电路中的总电阻越大,由欧姆定律可得,电路中的电流越小,即电流表的示数越小。
A.由图乙可知,当电压表示数为0时,电流表示数为0.6A,此时滑动变阻器未接入电路,只有R1接入电路,由欧姆定律可得,R1的阻值为
R1=UI=3V0.6A=5Ω
故A正确;
B.由图乙可知,当电压表示数为2V时,电流表示数为0.2A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值最大,由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值为
R2max=U'I'=2V0.2A=10Ω
故B错误;
C.由P=UI可知,电路中的电流越大,电路消耗的功率越大,由图乙可知,电路中的最大电流为I=0.6A,故可得电路消耗的最大功率为
P=UI=3V×0.6A=1.8W
故C正确;
D.由图乙可知,电路中的最小电流为I′=0.2A,故由P=UI可得,电路消耗的最小功率为
P′=UI′=3V×0.2A=0.6W
故D错误。
故选AC。
17、额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器,下列判断正确的是( )
A.正常工作时,电热水壶比电烤箱产生的热量少
B.正常工作时,电热水壶比电饭锅的功率大
C.正常工作时,通过电饭锅的电流最小
D.在一个月内,电热水壶消耗的电能一定最多
答案:BC
A.正常工作时,若工作相同时间,电热水壶比电烤箱消耗的电能多,则电热水壶比电烤箱产生的热量多,故A错误;
B.正常工作时,相同时间内,电热水壶比电饭锅消耗的电能多,根据
P=Wt
可知,电热水壶的功率大于电饭锅的功率,故B正确;
C.正常工作时,用电器两端的电压相同,相同时间内,电饭锅消耗的电能最少,根据
W=UIt
可知,通过电饭锅的电流最小,故C正确;
D.工作相同时间,电热水壶消耗的电能最多,但是在一个月内,电热水壶工作的时间有可能较短,消耗的电能就不一定最多,故D错误。
故选BC。
18、如图所示的串联电路中,定值电阻R1=2R2,开关闭合后,电阻R1、R2两端电压分别为U1、U2,通过的电流分别为I1、I2,电功率分别为P1、P2,相同时间内做的功为W1、W2,以下比值正确的是( )
A.I1:I2=2:1B.U1:U2=1:1C.P1:P2=2:1D.W1:W2=2:1
答案:CD
A.如图,电阻R1、R2串联,根据串联电路的电流处处相等,通过两个电阻的电流相等,即I1:I2=1:1,故A错误;
B.由于R1=2R2,两个电阻两端的电压之比
U1U2=IR1IR2=R1R2=2R2R2=21
故B错误;
C.两个电阻两端的功率之比
P1P2=U1IU2I=U1U2=21
故C 正确;
D.两个电阻相同时间内做的功之比
W1W2=P1tP2t=P1P2=21
故D正确。
故选CD。
19、小亮将标有“2.5V 0.75W”字样的灯泡甲和“2.5V 0.5W”字样的灯泡乙,串联接到电源两端。闭合开关发现,乙灯正常发光,且乙灯明显比甲灯亮。不考虑温度对电阻的影响,下列分析正确的是( )
A.通过甲灯的电流等于乙灯的电流
B.甲灯灯丝的电阻大于乙灯灯丝的电阻
C.甲灯两端的电压等于乙灯两端的电压
D.甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率
答案:AD
A.因为两灯泡串联,所以通过甲灯的电流等于乙灯的电流,故A正确;
D.灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,且乙灯比甲灯亮(即甲灯较暗),则甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率,故D正确;
BC.通过两灯的电流相等且甲灯的实际功率较小,则由P=I2R可知,甲灯灯丝的电阻小于乙灯灯丝的电阻,由P=UI可知甲灯两端的电压小于乙灯两端的电压,故BC错误。
故选AD。
20、测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数。如图所示,R0为定值电阻,R是光敏电阻,电源电压为3V。闭合开关S,无人通过时,电压表示数为2.5V,有人通过时,挡住入射到光敏电阻上的光,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,装置计数一次。下列说法正确的是( )
A.有人通过,R0的电流变小B.有人通过,电路总功率变小
C.无人通过,R的阻值为25ΩD.无人通过,R0的功率为0.2W
答案:C
AB.由题意可知,有人通过时R两端的电压减小,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压增大,R0为定值电阻,由I=UR可知,R0的电流变大,又因为串联电路电流处处相等,因此电路中的电流变大,由由P=UI可知,电源电压一定,有人通过时,电路中的电流变大,电路的总功率变大,故AB错误;
C.有人通过时,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,此时电路中电流
I有=UR有R=2V10Ω=0.2A
由串联电路的电压特点可知,此时R0两端的电压
U0有=U-UR有=3V-2V=1V
R0的阻值
R0=U0有I有=1V0.2A=5Ω
无人通过时,电压表示数为2.5V,由串联电路的电压特点可知,此时R0两端的电
U0无=U-UR无=3V-2.5V=0.5V
此时电路中电流
I无=UR无R无=0.5V5Ω=0.1A
由欧姆定律可知,R的阻值
R无=UR无I无=2.5V0.1A=25Ω
故C正确;
D.由串联电路的电流特点可知,通过无人通过,R0的电流为0.1A,此时R0的功率
P=I0无2R0=(0.1A)2×5Ω=0.05W
故D错误。
故选C。
21、如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器、小灯泡L(灯丝电阻不变)分别标有“20Ω 1A”、“2.5V 0.5A”字样。在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项中正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0.24A~0.5A
B.电压表的示数变化范围是1.3V~3V
C.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω~20Ω
D.滑动变阻器的最大电功率1.8W
答案:AC
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡L两端的电压。
A.由I=UR可得,灯泡的电阻
RL=ULIL=2.5V0.5A=5Ω
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,即电流表的示数最小,则
I小=URL+R大=6V5Ω+20Ω=0.24A
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,小灯泡L的额定电流为0.5A,所以,电路中电流表的最大值I大=0.5A,则电流表的示数变化范围是0.24A~0.5A,故A正确;
B.当电路中的电流为0.5A时,灯泡正常发光,此时灯泡两端的电压为2.5V,即电压表的最大示数为2.5V ,当电路中的电流最小时,灯泡两端的电压最小,即电压表的最小示数
UL'=I小RL=0.24A×5Ω=1.2V
所以,电压表的示数变化范围是1.2V ~2.5V,故B错误;
C.当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路的总电阻
R总=UI大=6V0.5A=12Ω
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R小=R总-RL=12Ω-5Ω=7Ω
所以,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω~20Ω,故C正确;
D.设电路中的电流为I,则滑动变阻器消耗的电功率为
PR=URI=U-IRLI=6V-I×5ΩI=5×1.2V×I-I2×1Ω=5×1.2V×I-I2×1Ω-0.36W+0.36W=1.8W-I-0.6A2×5Ω
因电流表的示数变化范围是0.24A~0.5A,所以,当I =0.5A时,滑动变阻器的功率最大,则
PR大=1.8W-I-0.6A2×5Ω=1.8W-0.5A-0.6A2×5Ω=1.75W
故D错误。
故选AC。
22、在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是( )
A.电路总电阻减小,电路总功率增大B.电路总电阻增大,电路总功率减小
C.电压表示数不变,电流表示数增大D.电压表示数不变,电流表示数不变
答案:BD
由电路图可知,当闭合开关S,R1与R2并联,电流表测通过R1的电流,电压表测电源电压,所以电压表示数不变;滑动变阻器的滑片P向右移动,R2接入电路的阻值变大,由并联电路电阻规律,任一支路电阻变大,电路总电阻变大,则滑动变阻器的滑片P向右移动,电路总电阻增大;由P=U2R可知,在电源电压一定时,电路总电阻变大,电路总功率变小;并联电路各支路互不影响,独立工作,滑动变阻器的滑片P向右移动,R1两端的电压和阻值都不变,由I=UR可知,通过R1的电流不变,所以电流表示数不变。综上所述,故AC错误,BD正确。
故选BD。
23、如图所示,电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“35Ω1.5A”,灯泡的额定电流为0.5A,电阻为5Ω(灯丝电阻不变)。闭合开关,要求两电表的示数均不能超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,则下列说法正确的是( )
A.当滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,电压表示数变大,灯泡变亮
B.电压表与电流表示数的比变大
C.灯泡的最小功率是0.45W
D.滑动变阻器允许的调节范围是4~10Ω
答案:CD
A.由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,滑动变阻器接入的阻值在变大,由串联分压原理可知,此时滑动变阻器分压变大,所以电压表示数变大,灯泡分压减小,由P=U2R知,灯泡的功率变小,所以灯泡变暗。故A错误;
B.电压表与电流表示数的比为滑动变阻器的阻值,因没有说明滑片移动的方向,无法判断,故B错误;
C.电压表量程为0~3V,所以滑动变阻器两端的最大电压为3V,由串联分压规律可知,此时灯泡的电压最小值为
UL=U-UP=4.5V-3V=1.5V
灯泡的最小功率为
PL=U2RL=(1.5V)25Ω=0.45W
故C正确;
D.由C知滑动变阻器两端的最大电压为3V,由串联分压原理可知,此时滑动变阻器接入的阻值最大,最大阻值为
3V1.5V=RP大5Ω
所以
RP大=10Ω
当灯泡的额定电流为0.5A,即电路中的电流最大时,此时总电阻最小,最小总电阻为
R总=UI大=4.5V0.5A=9Ω
由串联分压原理可知,此时滑动变阻器的阻值最小为
RP小=R总-RL=9Ω-5Ω=4Ω
所以滑动变阻器允许的调节范围是4~10Ω,故D正确。
故选CD。
24、如图甲所示电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为 12V,闭合开关 S后,当滑片 P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的 I﹣U关系图象如图乙所示,则正确的是( )
A.小灯泡正常发光的电阻为 6Ω
B.滑动变阻器的最大阻值为 6Ω
C.该电路总功率变化范围为 12W~24W
D.滑片向左移动时,电压表与电流表示数的比值不变
答案:AC
A.由图乙可知:当小灯泡两端电压为12V时,通过小灯泡的电流为2A,所以小灯泡正常发光时的电阻为
RL=U额I额=12V2A=6Ω
故A正确。
B.由图乙可知:滑片P在最左端时,滑动变阻器连入电路的电阻为零,此时电源电压
U=U额=12V
滑动变阻器滑片P在最右端时,阻值最大,此时小灯泡电压为3V,则滑动变阻器电压为
U滑=12V-3V=9V
电路电流为1A,所以滑动变阻器的最大值为
Rmax=U滑I=9V1A=9Ω
故B错误;
C.电路最大总功率
P最大=UI最大=12V×2A=24W
最小功率
P最小=UI最小=12V×1A=12W
电路总功率变化范围为 12W~24W,故C正确;
D.电压表与电流表示数的比值即小灯泡的电阻,由图乙可知小灯泡的电阻在不断发生变化,故D错误。
故选AC。
25、甲图是小灯泡 L 和电阻 R 的 I ~U 图象。将小灯泡 L 和电阻 R 接入乙图所示电路中,只闭合开关 S1时,小 灯泡 L 的实际功率为 1W ,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关 S1 时,小灯泡 L 的电阻为 40Ω
B.再闭合开关 S2时,电流表示数增加 0.2A
C.再闭合开关 S2时,电路总功率为 1.4W
D.再闭合开关 S2后,在 1min 内电阻 R 产生的热量为 2.4J
答案:BC
A.由图乙可知,只闭合S1时,该电路为灯L的简单电路,电流表测电路中的电流。已知此时灯L的实际功率为
P= ULI L =1W
由图甲可知,此时灯L的电流为
IL=0.5A,UL=2V
由欧姆定律,可知此时小灯泡L的电阻
RL=ULIL=2V0.5A=4Ω
故A错误;
B.由图乙可知,闭合S1,再闭合S2时,L和R并联,电流表测干路电流。由并联电路的电压特点可知电源电压为
U=UL=2V
则R两端的电压为
UR=U=2V
由图甲可知,此时通过R的电流为
IR=0.2A
因并联电路中各个支路可独立工作、互不影响,因此电流表示数增加了0.2A,故B正确;
C.再闭合开关S2时,由并联电路电流的规律,电路总电流为
I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A
则电路总功率为
P总=UI=2V×0.7A=1.4W
故C正确;
D.再闭合开关S2时,在1min内电阻R产生的热量为
Q=URIRt=2V×0.2A×1×60s=24J
故D错误。
故选BC。
填空题
26、如图所示电路中,灯泡L标有“3V 0.6W”,定值电阻R阻值为10Ω,当开关S闭合时,灯泡L恰好正常发光,则此时电流表的示数为___________A,通电lmin灯泡L消耗的电能为___________J。
答案: 0.5 36
[1]由电路图知道,灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流,由P=UI知道,灯泡L正常发光的电流
IL=PLUL=0.6W3V=0.2A
因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡L正常发光,所以,电源的电压
U=UL=3V
由I=UR知道,通过定值电阻的电流
IR=UR=3V10Ω=0.3A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表的示数为
I = IR+IL=0.2A+0.3A=0.5A
[2]由P=Wt 知道,通电lmin灯泡L消耗的电能
W=Pt=0.6W×1×60s=36J
27、小王家新安装了一台空调,开始试机时,打开开关,一切正常,后来又打开一些用电器,保险丝就烧断了。小王取出保险盒一看,从熔丝的规格查得熔丝熔断电流为25A。烧保险时,小王家用电器的总功率已经超过了______W。
答案:5500
家庭电路中的电压是220V,保险丝恰好熔断时家庭电路的总功率
P=UI=220V×25A=5500W
因此小王家用电器的总功率超过5500W。
28、国家提倡节能环保,不少国民喜欢国产油电混合动力汽车。给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于______(选填“用电器”或“电源”),将______能转化为______能储存起来。
答案: 用电器 电 化学
[1][2][3]给汽车蓄电池充电时,蓄电池消耗了电能,将电能转化为化学能,因此蓄电池相当于用电器。
29、二极管具有单向导电性,硅二极管正向导通时,其两端电压为0.7V。如图所示,将一个硅二极管和阻值为23Ω的定值电阻串联,闭合开关,二极管导通,电流表的示数为0.1A。则定值电阻两端的电压为______V,电功率为______W;电源电压为______V。
答案: 2.3 0.23 3
[1]一个硅二极管和阻值为23Ω的定值电阻串联,电流处处相等,定值电阻两端的电压为
U定=IR定=0.1A×23Ω=2.3V
[2]定值电阻的电功率为
P定=U定I定=2.3V×0.1A=0.23W
[3]电源电压为
U=U二极管+U定=0.7V+2.3V=3V
30、将标有“24V 12W”的小灯L1和“12V 12W”的小灯L2并联接入电路中,让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,则该电路中干路电流是___________A,两灯消耗的实际
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