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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归纳超级精简版
1
单选题
1、在综合实践活动课上,小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路,电源电压恒定,R1为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光,此过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2(电压表V2未画出)示数变化关系图像如图乙所示.下列说法正确的是( )
①电源电压为4V
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候,定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1∶1
③小灯泡正常发光时,定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J
④实验过程中,滑动变阻器接入电路的阻值范围为3~35Ω
A.只有①②B.只有②④
C.只有②③④D.只有①②④
答案:B
由电路图可知,闭合开关S后,灯泡、R1、R2串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,由题意可知,电压表V2未画出。
①因灯泡两端的电压越大时通过的电流越大,所以图乙中图线①是小灯泡的I-U图像,由图线②可知,电压表V2的示数随电流表示数的增大而减小,所以电压表V2测滑动变阻器两端的电压或测定值电阻和滑动变阻器两端的电压之和,因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以,由电流相等时两电压表的示数之和不相等可知,电压表V2测滑动变阻器R2两端的电压,即并联在滑动变阻器R2两端;当滑动变阻器的滑片处于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,灯泡两端的电压UL=0.5V,变阻器R2两端的电压U2=3.5V,电路中的电流I=0.1A,则电源的电压
U=UL+U2+IR1=0.5V+3.5V+0.1A×R1①
当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,由图乙可知,灯泡两端的电压UL′=2.5V,变阻器R2两端的电压U2′=0.75V,电路中的电流I′=0.25A,则电源的电压
U=UL′+U2′+I′R1=2.5V+0.75V+0.25A×R1②
由①②可得
R1=5Ω,U=4.5V
故①错误;
②滑动变阻器的滑片处于最右端的时候,R1两端的电压
U1=IR1=0.1A×5Ω=0.5V
则定值电阻R1与灯泡L的电功率之比
P1PL=U1IULI=U1UL=0.5V0.5V=11
故②正确;
③小灯泡正常发光时,定值电阻R1在1min内产生的热量
Q1=I′2R1t=(0.25A)2×5Ω×60s=18.75J
故③错误;
④当滑动变阻器的滑片处于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,则变阻器最大阻值
R2大=U2I=3.5V0.1A=35Ω
当灯泡正常发光时,变阻器接入电路中的电阻最小,则
R2小=U2'I'=0.75V0.25A=3Ω
所以,为使灯泡能正常发光且安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围为3~35Ω,故④正确。
故选B。
2、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。
3、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。
4、某兴趣小组用一根电阻为R的镍铭合金电阻自制了一台电烘箱,下列说法正确的是( )
A.由公式R=UI得知,R与U成正比,与I成反比
B.电阻丝中的电流是正电荷定向移动形成的
C.换档减小接入电路的电阻丝长度,电烘箱的功率减小
D.电烘箱工作时是将电能转化为内能
答案:D
A.电阻与材料、长度、横截面积、温度有关,与电压和电流无关,故A错误;
B.电阻丝是金属制成的,金属靠自由电子导电,电阻丝中原子核带正电,电子带负电,电流是电子的定向移动形成的,即负电荷定向移动形成的,故B错误;
C.电阻大小与长度有关,其他因素相同时,长度越长电阻越大,换档减小接入电路的电阻丝长度,即电阻减小,根据
P=U2R
电烘箱的功率增大,故C错误;
D.电烘箱消耗电能,产生内能,因此工作时是将电能转化为内能,故D正确。
故选D。
5、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。
6、下列家用电器的有关数据,最符合实际的是( )
A.电视遥控器的工作电流为1AB.洗衣机的工作电压为220V
C.电冰箱的工作电压为380VD.空调的待机功率为0.01W
答案:B
A.普通灯泡正常发光时的电流为0.2~0.3A,电视遥控器的工作电流比灯泡正常发光时的电流小,约为50mA左右,故A不符合题意;
BC.家庭电路的电压为220V,所以洗衣机、电冰箱正常工作的电压都是220V,故B符合题意,C不符合题意;
D.空调的待机功率大约为5W左右,故D不符合题意。
故选B。
7、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。
8、夏天到了,相比于空调,使用电风扇对身体更好些,也更节能环保。如图所示,是一款电风扇的“挡位”旋钮,当由2挡位调至3挡位时,能够吹出更强劲的风。则相较于2挡,下列关于3挡说法正确的是( )
A.消耗电能更多B.消耗电能更快
C.消耗电能更少D.消耗电能更慢
答案:B
当由2档位调至3挡位时,能够吹出更强劲的风,表明由2档位调至3挡位后电流增大。由于电压不变,电流增大,那就意味着相同时间内做功更多(描述做功多少时要有时间限定),同理相同时间内做功更快。故ACD错误。B正确。
故选B。
9、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。
10、如图是用两个电加热器对甲、乙两杯液体加热后它们的温度随时间的变化关系图像,假设加热过程中热量损失相同,根据图像下列说法正确的是( )
A.乙液体的比热容大于甲液体的比热容
B.加热相同时间,甲、乙液体吸收热量一样多,增加的内能一样多
C.若甲、乙液体都是同种液体且质量相同,则甲液体中的电加热器功率大
D.若两个电加热器相同且甲乙都是同种液体,则甲的质量大
答案:C
A.题干中没有明确两种液体的质量关系和两种电热器的规格关系,由Q吸=cmΔt不能比较二者的比热容大小,故A错误;
B.题干中没有明确两种电热器完全相同,所以在相同时间内两种液体吸收的热量不一定相同,故B错误;
C.若甲、乙液体都是同种液体且质量相同,由图像可知,在相同时间内甲液体升高的温度高,说明甲吸收的热量多,由P=Wt可知,甲液体中的电加热器的功率大,故C正确;
D.若两个电加热器相同且甲乙都是同种液体,则在相同时间内两种液体吸收的热量相同,由Q吸=cmΔt可知,温度变化大的液体质量小,由图像可知,甲液体温度变化大,所以甲液体质量小,故D错误。
故选C。
11、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。
12、如图所示,电路中电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小B.电压表示数变大
C.小灯泡变得更亮D.电路的总功率变大
答案:D
A.闭合开关S后,灯泡L与滑动变阻器并联,电流表测量通过滑动变阻器的电流,滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器阻值减小,根据I=UR可知,电压一定时,电阻变小,电流变大,故电流表示数变大,故A错误;
B.此时电压表测量电源电压,电路中电源电压保持不变,故电压表示数不变,故B错误;
C.因为灯泡L与滑动变阻器并联,并联电路各支路用电器互不影响,故当滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器阻值减小时,对灯泡没有影响,故小灯泡亮度不变,故C错误;
D.灯泡L与滑动变阻器并联,滑动变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器阻值减小,根据I=UR可知,电压一定时,电阻变小,电流变大,故通过滑动变阻器的电流变大;并联电路各支路用电器互不影响,故通过灯泡的电流不变,电路中的总电流等于支路电流之和,所以电路中总电流变大,根据P=UI可知,电源电压保持不变,电路中总电流变大,故电路的总功率变大,故D正确。
故选D。
13、如图所示,小明送给奶奶一个电动足部按摩器,可以对足底进行加热、按摩。下列说法正确的是( )
A.按摩器工作时将机械能转化为电能
B.按摩器的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同
C.按摩器发热利用了电流的热效应
D.对足底加热时,足底温度升高,利用做功的方式改变足底的内能
答案:C
A.按摩器工作时消耗了电能,将电能转化为机械能和内能,故A错误;
B.按摩器的工作原理与电动机工作原理相同。动圈式话筒工作时,没有电源,将机械能转化为电能,与发电机工作原理相同,故B错误;
C.电流流过按摩器产生热量,所以按摩器发热利用了电流的热效应,故C正确;
D.对足底加热时,足底温度升高,利用热传递的方式改变足底的内能,故D错误。
故选C。
14、下列属于防止电流热效应产生危害的实例是( )
A.家里使用电热水壶烧水B.利用电视机后盖的小孔散热
C.家里使用电饭锅煮饭D.小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
答案:B
A.使用电热水壶烧水,将电能转化为内能,属于利用电流的热效应,故A不符合题意;
B.电视机的后盖有很多孔,是为了防止电热产生危害,故B符合题意;
C.家里使用电饭锅煮饭,消耗电能转化为内能,属于利用电流的热效应,故C不符合题意;
D.小佳妈妈使用电熨斗熨衣服,将电能转化为内能,属于利用电流的热效应,故D不符合题意。
故选B。
15、关于如图所示的电能表,下列说法正确的是( )
A.电能表是测量消耗电功率的仪表
B.从表中可以看出,它所测量的电路消耗了200kW·h的电能
C.只将一盏标有“220V,100W”的电灯接在电路中,正常工作10h,转盘转720圈
D.该电能表的单位为焦耳
答案:C
A.电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表,不是测电功率的仪表,故A错误;
BD.电能表显示数字中最后一位是小数,单位为kW·h,图中电能表示数为20.0kW·h,表示它所测量的电路消耗了20.0kW·h的电能,故BD错误;
C.电灯正常工作的电功率
P=100W=0.1kW
灯正常工作10h消耗的电能
W=Pt=0.1kW×10h=1kW·h
“720r/(kW·h)”表示电路中每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转过720圈,所以,只将一盏标有“220V,100W”的电灯接在电路中,正常工作10h,转盘转720圈,故C正确。
故选C。
多选题
16、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。
17、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。
18、如图所示,两个相同透明容器中密闭着等量的空气,左右两U形管内的液面相平,电阻丝的电阻R1=R2=R3.,小亮用图示装置进行实验。下列说法正确的是( )
A.通电后,通过R1的电流和通过R2的电流大小相等
B.通电后,左管的液面高度差将会比右管的液面高度差大
C.通电后,电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等
D.此实验可探究电阻丝产生热量与电流是否有关
答案:BD
A、装置中R2、R3并联后再与R1串联,则通过R1的电流
I1=I2+I3
所以通过R1的电流比通过R2的电流大,故A错误;
B.左右两容器中的电阻相同,而通过电阻R1的电流大于R2的电流,通电时间相同,由Q=I2Rt可知,A容器中电阻R1产生的热量多,则左管的液面高度差将会比右管的液面高度差大,故B正确;
C.已知R1=R2,且通过R1的电流比通过R2的电流大,根据U=IR可知,电阻R1两端的电压大于R2两端的电压,故C错误;
D.此实验中,电阻丝的电阻R1=R2,通过电阻丝的电流不同,故可在通电时间和电阻相同时,探究电阻丝产生热量跟电流是否有关,故D正确。
故选BD。
19、如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P滑到最右端时,电压表示数为9V,定值电阻R1消耗的功率为0.2W;当滑片P滑到a点时,电压表示数为3V,R1消耗的功率为3.2W。下列说法正确的是( )
A.电源电压为12V
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值为135Ω
D.滑片P在a点时,滑动变阻器R2消耗的功率为1.2W
答案:BD
AB.由电路可知,电压表测量R2的电压,设电源电压为U,当电压表示数为9V时,定值电阻两端的电压
U1=U-9V
则R1消耗的功率为
P1=(U-9V)2R1=0.2W……①
当电压表示数为3V时,定值电阻两端的电压
U1'=U-3V
则R1消耗的功率为
P1'=(U-3V)2R1=3.2W……②
解①②两式得
U=11V
R1=20Ω
故A错误,B正确;
C.闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P滑到最右端时,电压表示数为9V,根据串联电路的特点,串联电路的电阻之比等于电压之比,即
R1R2=U1U2=2V9V
则滑动变阻器的最大阻值
R2=90Ω
故C错误;
D.滑片P在a点时,电压表的示数为3V,则R1两端的电压为
U1=11V-3V=8V
则串联电路中的电流
I=I1=U1R1=8V20Ω=0.4A
由
P=UI
可得,此时滑动变阻器消耗的功率
P2=U2I=3V×0.4A=1.2W
故D正确。
故选BD。
20、如图所示,电源电压为4.5V保持不变,电压表量程选择“0~3V”,电流表量程选择“0~0.6A”,滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”,小灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,下列说法中正确的是( )
A.电路中的最大电流为0.6A
B.滑动变阻器阻值接入电路的阻值范围为4~10Ω
C.电路的最小功率为1.35W
D.滑动变阻器消耗的最大功率为0.9W
答案:BC
A.由图可知,小灯泡、滑动变阻器、电流表三者串联,电压表测量滑动变阻器电压,小灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样,则小灯泡的额定电流为
I额=P额U额=1.25W2.5V=0.5A
则流过小灯泡的电流不能超过0.5A,且由题干可知,流过电流表的电流不能超过0.6A,流过滑动变阻器的电流不能超过1A,根据串联电路电流规律可知,电路中电流最大为0.5A,故A错误;
B.由小灯泡L上标有“2.5V 1.25W”字样可知,小灯泡的电阻为
RL=U额2P额=2.5V21.25W=5Ω
当电压表示数为 3V 时,滑动变阻器连入电路中的阻值最大,此时灯泡两端的电压为
UL=U-U滑=4.5V-3V=1.5V
电路中的最小电流为
I小=ULRL=1.5V5Ω=0.3A
滑动变阻器连入电路中的最大阻值为
R大=U滑I小=3V0.3A=10Ω
灯泡正常发光时,电流最大,则电路的总电阻最小;滑动变阻器两端的电压为
U滑'=U-U额=4.5V-2.5V=2V
滑动变阻器连入电路中的最小阻值为
R小=U滑'I额=2V0.5A=4Ω
所以滑动变阻器的阻值变化范围是 4~10Ω ,故B正确;
C.当电路中电阻最大时,电路的功率最小,由B选项可知,滑动变阻器的最大值为10Ω,则电路的最小功率为
P小=U2R=U2RL+R大=4.5V25Ω+10Ω=1.35W
故C正确;
D.滑动变阻器的功率为
P滑=I2R滑=URL+R滑2R滑=U2RL+R滑2R滑=U2RL-R滑2R滑+4RL=4.5V25Ω-R滑2R滑+4×5Ω
由该式可知,当滑动变阻器阻值为5Ω时,滑动变阻器的功率最大,带入求得滑动变阻器的最大功率为1.0125W,故D错误。
故选BD。
21、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。
22、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。
23、如图所示电路,甲、乙两灯分别标有“6V,6W”和“6V,3W”字样,电源电压恒为6V。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.只闭合S1时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
B.只闭合S2、S3时,甲、乙两灯的实际功率之比为2:1
C.只闭合S1、S2时,电路的总功率为6W
D.只闭合S1、S2时,电路的总功率为3W
答案:BD
A.根据甲乙两灯的铭牌信息可得
R甲=U额甲2P额甲=(6V)26W=6Ω
R乙=U额乙2P额乙=(6V)23W=12Ω
只闭合S1时,甲乙两灯串联,在串联电路中各处的电流相等,根据p=I2R可得甲、乙两灯的实际功率之比为
P甲P乙=I甲2R甲I乙2R乙=R甲R乙=6Ω12Ω=12
故A错误;
B.只闭合S2、S3时,甲乙两灯并联,在并联电路中,各支路两端的电压相等,根据P=U2R可知,甲、乙两灯的实际功率之比为
P甲'P乙'=U甲2R甲U乙2R乙=U甲2R甲×R乙U乙2=R乙R甲=12Ω6Ω=21
故B正确;
CD.只闭合S1、S2时,甲灯被短路没有接入电路中,电路只有乙灯的简单电路,电源电压全部加在乙灯上,所以电路的总功率为
P=U乙'R乙=(6V)212Ω=3W
故C错误,D正确。
故选BD。
24、如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙所示,则下列说法中不正确的是( )
A.电源电压为18V
B.小灯泡的额定功率为6W
C.滑动变阻器的最大阻值为15Ω
D.定值电阻R0阻值为5Ω
答案:ACD
由图甲得,电阻R0、灯泡L、滑动变阻器R串联,电流表测量电路电流,电压表V1测量灯泡L与滑动变阻器R的总电压,电压表V2测量灯泡L与电阻R0的总电压。
AB.闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片从最右端滑至最左端时,滑片在左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,小灯泡恰好正常发光,此时电压表V2测量的是电源电压,电压表V1测量灯泡L的电压。由图乙得,灯泡正常发光时,电源电压为12V,灯泡正常发光的电压为6V,电路电流为1.0A,因此小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=6V×1.0A=6W
故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
CD.当滑动变阻器的滑片在最左端时,电阻R0的电压为
U0=U-UL=12V-6V=6V
由欧姆定律得,电阻R0的阻值为
R0=U0I=6V1.0A=6Ω
由图乙得,滑动变阻器接入阻值最大时,电路的电流为0.5A,电压表V1的示数为9V,电压表V2的示数为4V,由欧姆定律得,此时电阻R0的电压为
U'0=I'R0=0.5A×6Ω=3V
灯泡L的电压为
U'L=U2-U'0=4V-3V=1V
滑动变阻器的电压为
UP=U1-U'L=9V-1V=8V
由欧姆定律得,滑动变阻器的最大阻值为
RP=UPI'=8V0.5A=16Ω
故CD错误,符合题意。
故选ACD。
25、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。
填空题
26、有一只标有“3V”字样的小灯泡和一个定值电阻,如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I-U图像,由图像可知定值电阻R的阻值为______Ω;若将小灯泡L和定值电阻R接入图乙所示的电路中,已知电源电压为4V,闭合开关S,电路工作10s消耗的总电能是______J。
答案: 10 12
[1]定值电阻R的阻值为
R=U1I1=3V0.3A=10Ω
[2]由电路图乙可知,小灯泡L和定值电阻R串联,串联电路的电流相等,电源电压为4V,由甲图可知,当电流为0.3A时,灯泡的电压为1V,定值电阻的电压为3V,电路工作10s消耗的总电能为
W=UIt=4V×0.3A×10s=12J
27、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。
28、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:I甲=0.6A:0.8A=3:4
[2]当甲、乙串联在9V的电源上,电流相同,由图像可知
U甲=5V,U乙=4V
根据
P=UI
可得,甲乙的功率之比
P甲:P乙= U甲:U乙=5:4
29、如图所示,电子式电能表表盘上标有“3000imp/kW⋅h”字样,“3000imp/kW⋅h”指当接在这个电能表上的用电器消耗1kW⋅h的电能,电能表上的指示灯闪烁3000次;若某个用电器2分钟内使电能表闪烁了135次,则该用电器消耗的电能为___________J,该用电器的电功率为___________W,该电能表显示的示数为___________kW⋅h。
答案: 1.62×105 1350 7624.7
[1]由题意可知,电能表闪烁了135次,用电器消耗的电能
W=135imp3000imp/kW⋅h=0.045kW⋅h=1.62×105J
[2]用电器的电功率
P=Wt=1.62×105J2×60s=1350W
[3]电能表的表盘上的数字方框中最后一位是小数,单位kW⋅h,由图可知,电能表的示数为7624.7kW⋅h。
30、如图是探究电流通过导体产生的热量与________(选填“电流”或“电阻”)关系的实验装置,实验中用U形管内液面的___________反映导体产生热量的多少。通电一段时间后,容器________(选填“甲”或“乙”)内电阻丝产生的热量较多。某小组在利用该图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,与其他小组的实验现象都不同,经检查容器气密性良好,请你分析实验现象不同的原因:_________(写出一条,合理即可)。
答案: 电流 高度差 甲 R3断路
[1]装置中右侧乙容器中一个5Ω的电阻和容器外面一个5Ω的电阻并联后再与甲容器中一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的一个电阻的电流相等,右侧两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知,两电阻阻值相等,支路中电流相等,则通过右侧容器中电阻的电流是通过左侧容器中电阻电流的一半,故此装置是研究电流产生的热量与电流的关系。
[2]据实验装置可知,电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀,从而导致U形管中的液面会发生变化,这种通过U形管液面高度差的变化来反映电流通过导体产生热量多少的研究方法叫转换法。
[3]根据公式Q=I2Rt可知,在电阻和通电时间相同的情况下,电流越大,电流产生的热量越多,故通过容器甲内电阻丝产生的热量较多。
[4]过一段时间发现两侧U形管中液面高度差相同,根据转换法,说明两容器内电阻丝产生的热量相同,因两电阻丝的阻值和通电时间相同,由Q=I2Rt知,通过两电阻丝的电流也相同,故原因可能是电阻丝R3断路。
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