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- 2022-06-16 12:31:56 发布
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[第18课时 电能 电功率]A 电能 电功率的认识及基本计算一、选择题1.如图18-14所示为家用电饭锅,与它有关的下列数据最符合实际的是( )图18-14A.正常工作时的电流是0.01AB.正常工作时的电压为12VC.正常工作时的功率为700WD.正常工作1h消耗的电能约为360J2.【2016·武汉】如图18-15所示分别是小明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1kW·h的电能,指示灯闪烁1600次,下列选项正确的是( )图18-15A.指示灯闪烁越快,电能表所在电路消耗的电能越多B.小明家上月消耗的电能为911kW·hC.小明家干路中的电流不得超过10AD.断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2min,指示灯闪烁32次,此时电饭锅的功率为600W3.【2017·青海】如图18-16所示,电源两端电压恒定,闭合开关,灯泡L1比L2亮,则( )A.L1两端电压比L2大B.L1的电阻比L2的大C.若L1灯丝烧断,L2两端电压不变D.若L2灯丝烧断,通过L1电流变大图18-164.【2017·赤峰】如图18-17所示,甲、乙两个电路的电源电压相等且保持不变,两个灯泡的规格相同。闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片都从中点向右滑动的过程中,关于灯泡亮度的说法,正确的是( )图18-17
A.灯泡L1和L2都变亮B.灯泡L1和L2都变暗C.L1始终比L2亮D.L1始终比L2暗5.【2016·西宁】小红在做“探究串联电路电压的规律”实验时,连好了如图18-18所示的电路,闭合开关S后发现L1正常发光,L2只能微弱发光,以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( )A.灯泡L2发生了断路B.灯泡L2发生了短路C.由于灯泡L2的电阻较大,其实际功率较小D.由于灯泡L2的电阻较小,其实际功率较小图18-186.【2017·镇江】如图18-19所示是一种输液时所用的报警电路,电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,贴在针口处的传感器M接触到针口处漏出的药液后,其电阻RM发生变化,导致电压表的示数增大而触发报警器(图中未画出)报警,则传感器M接触药液后( )A.传感器M的电阻RM变大B.电路消耗的总功率变大C.电压表与电流表的示数乘积不变D.电压表与电流表的示数之比变大图18-197.【2016·德阳】图18-20所示的电路中,电源电压保持不变。将开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向左滑动,电路的变化情况是( )A.电压表的示数变小B.R2消耗的功率变小C.电路消耗的总功率变大D.电压表和电流表示数的比值不变图18-20 8.【2016·自贡】如图18-21所示的电路中,闭合开关S后,当滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )A.灯泡L变亮B.电压表示数变大C.电流表A1示数变小D.电路消耗的总功率变大图18-219.如图18-22所示是某种汽车质量测试仪(俗称地磅)的工作原理图。电源电压保持不变,
压力传感器的电阻会随着受到压力的增加而减小。汽车开上踏板,质量显示表的指针就会显示出待测汽车的质量。下列有关测试仪的说法正确的是( )A.作用在B点的力为动力,图中的ABO是一个省力杠杆B.质量显示表是用电压表改装而成的C.质量显示表表盘上的刻度值越往右表示质量越小D.汽车质量越大,电路消耗的总功率越大图18-2210.(多选)2017·潍坊如图18-23所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压恒定。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片向b端移动时,下列判断正确的是( )A.电流表的示数变大B.R1与R2消耗的电功率之和增大C.R1与R2消耗的电功率之和减小D.电压表V1示数的减少量大于V2示数的增加量图18-23二、填空题11.【2016·镇江】某电水壶工作2min,使图18-24所示电能表的转盘转过150r,则电水壶消耗的电能为______kW·h,电功率为______kW,这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作________h。图18-24 12.如图18-25所示,电源电压保持不变,小灯泡L上标有“6V 0.6W”的字样,R为定值电阻,闭合S1,断开S2,小灯泡正常发光;若再闭合S2,发现电流表示数变化了0.3A,则R的阻值为________Ω,此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是__________。图18-2513.【2017·哈尔滨】如图18-26所示,电阻R=55Ω,当闭合S1、S2时,通过电阻R的电流为________A,电路消耗的总功率为1000W。当只闭合S2时,电动机消耗的电功率为________W。
图18-2614.【2017·襄阳】如果通过某定值电阻的电流从1A升高到2A,加在该电阻两端的电压变化了5V,则该电阻消耗的电功率变化了________W。三、计算题15.【2016·成都】如图18-27所示,电源电压不变,R是定值电阻,灯L标有“6V 3W”的字样。当只闭合S时,电流表的示数为0.6A。再闭合S1时,电流表的示数变化了0.5A。求:(1)电阻R的阻值。(2)开关都闭合后,5min内电路消耗的总电能。图18-27B 电功率图像问题一、选择题1.【2017·聊城改编】如图18-28甲所示的电路中,电源电压为16V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图像信息可知,下列判断不正确的是( )图18-28A.R0的阻值是10ΩB.电路的最大总功率是25.6WC.R0的最小功率是3.2WD.滑动变阻器的最大阻值是70Ω2.【2017·衡阳】某物理兴趣小组用图18-29甲所示的电路来测量一个软性材质电阻R的阻值,电源电压恒定,闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,把每次实验中得到电压表和电流表示数描点在U—I图像中,然后连接这些点得到如图乙所示的图像,则由图可知,下列说法错误的是( )
图18-29A.电阻R的阻值为10ΩB.当电压表示数为2V时,R消耗的电功率为0.4WC.若将R均匀拉长后,再重新进行实验,则描出的图线应在U-I图像中的Ⅰ区D.滑片P向左移动时,电路总功率变小3.【2016·攀枝花如图18-30甲所示的电路中,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的U-I关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )图18-30A.电源电压为10VB.定值电阻R1的阻值为20ΩC.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10ΩD.滑动变阻器的滑片在中点时,电路消耗的总功率为1.8W4.2016·苏州如图18-31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b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是( )图18-31A.电源电压为14VB.图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线C.滑片从b点滑到a点的过程中,电路消耗的总功率最大值为45WD.滑片在a点时,10s内电阻R消耗的电能为10J5.【2017·荆门】图18-32甲是某同学设计的调光灯电路图,图中小灯泡的额定电压为3V,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中,测得小灯泡的I-U关系图像如图乙所示,则下列说法中错误的是( )图18-32A.电源电压为3VB.小灯泡正常发光时的电阻为10ΩC.小灯泡实际功率越大,灯丝电阻越大
D.小灯泡的最小功率为0.1W6.【2017·西宁】如图18-33甲所示,粗细均匀的电阻丝AB通过滑片连入电路(电阻丝的阻值不随温度变化),小灯泡的额定电压为6V,闭合开关S后,滑片P从最左端滑到最右端的过程中,小灯泡的I-U关系图像如图乙所示。则下列计算结果正确的是( )图18-33A.电源电压为9VB.小灯泡的额定功率为3WC.电阻丝AB的最大阻值为6ΩD.滑片P在A、B两端时小灯泡的电功率之比为1∶87.【2016·扬州】图18-34甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I-U图像,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压8V,下列说法正确的是( )图18-34A.小灯泡电阻随温度的升高而减小B.灯泡的实际电功率为0.6WC.电阻R的阻值为0.05ΩD.电阻R的电功率为0.8W8.【2017·常州】如图18-35甲所示的电路中,电源电压可调,灯L1、L2的额定电压均为6V,L1、L2的I-U图像如图乙所示,闭合开关S,逐步调大电源电压至电路允许的最大值,此时( )图18-35A.L1正常发光B.电源电压为12VC.电路总电阻为30ΩD.电路总功率为2.4W二、填空题9.【2016·镇江】如图18-36甲所示,R是压敏电阻,其阻值随压力的变化而改变,R0为定值电阻,闭合开关S,改变R上压力的大小,两电表示数之间的关系图像如图乙所示,则电源电压U=______V,R0=______Ω;当R0消耗的电功率为0.4W时,R消耗的电功率P=______W。图18-3610.【2016·广东】图18-37是电阻甲和乙的I-U图像。由图可知:电阻乙的阻值为________Ω。若将电阻甲和乙并联后接在电压为6V的电源两端时,则干路的总电阻为________Ω,总电功率为________W。
图18-3711.如图18-38甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6V。闭合开关S后,当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的I-U关系图像如图乙所示。则小灯泡的额定功率为________W,电源电压为________V,滑动变阻器的最大阻值为________Ω。图18-3812.如图18-39甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。则该滑动变阻器的最大电阻值是________Ω,电源电压是________V。图18-39C 电功率相关实验1.【2017·六盘水】下面为“测量小灯泡电功率”的实验。(小灯泡标有“2.5V”字样)图18-40(1)请用笔画线代替导线按照图甲电路图将图乙电路连接完整。(要求滑片P向右移动小灯泡变暗)(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是________(选填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”)。(3)排除故障后,闭合开关,电压表示数为1V,小灯泡实际亮度偏________(选填“亮”或“暗”);为了使小灯泡正常发光,则滑动变阻器的滑片应向________(选填“C”或“D”)移动。(4)灯泡正常发光时电流表的示数如图丙所示,其示数为______A,小灯泡的额定功率为________。2.【2016·临沂】“测量小灯泡的电功率”的实验电路图如图18-41甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V。
图18-41(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整。(2)现有滑动变阻器R1(5Ω 0.3A)和R2(50Ω 1A),实验时应选用滑动变阻器______。(3)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P滑到________(选填“A”或“B”)端。(4)闭合开关后,小明发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来他首先应该进行的操作是________。(选填序号)A.检查电路是否开路B.检查电路是否短路C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光(5)实验过程中,移动滑动变阻器的滑片P的同时,眼睛应注视________。(选填序号)A.电压表示数B.电流表示数C.滑动变阻器滑片(6)调节滑片P至某位置时,小灯泡恰好正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为________W。(7)图丁是小明根据实验数据绘制的小灯泡的电流与电压关系图像。由图像可知,小灯泡的阻值随电压的增大而________(选填“增大”“减小”或“不变”)。3.【2017·长春】某校物理社团的学生做“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电压关系”的实验时,电源两端电压恒定,小灯泡的额定电压为2.5V。设计的电路如图18-42甲所示,操作如下:图18-42(1)按图甲连接电路,将滑片移至滑动变阻的阻值最大端,闭合开关S,记录两电表示数。移动滑片,观察记录多组数据,绘制如图乙所示的U-I图像,则小灯泡的额定功率________W。实验中,当电流表示数为I0(I0<0.30A)时,小灯泡的电功率为P1。(2)断开开关S,用定值电阻替换小灯泡,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端,闭合开关S,读出两电表示数并记录在表格中;移动滑片,测出多组数据,记录在表格中。分析表格中的数据可知:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成________。实验中,当电流表示数仍为I0时,定值电阻的电功率为P2,则P1、P2的大小关系为P1________P2。(3)若把小灯泡和定值电阻串联后直接接在此电源两端,电路中的电功率为________W。探究电源与电压关系的实验数据表实验次数1234
电压U/V0.91.52.53.0电流I/A0.180.300.500.604.小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是从学校实验室找来一些器材连接了如图18-43甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。图18-43(1)小丽测小灯泡电阻的实验原理是________。(2)请你用笔画线代替导线,将图中的实物连接完整(要求滑片向左移动时,灯泡变亮),并在图乙所示的虚线框内画出电路图。(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因是________________。(4)故障排除后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图18-44所示,示数为________A,小灯泡正常工作时的电阻是________Ω。图18-44 图18-45(5)完成上述实验后,小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图18-45所示的实验电路,测出了小灯泡的额定功率,请你帮她完成下列实验步骤:①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点________(选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为________V;②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点________(选填“1”或“2”),读出电压表的示数为U;③小灯泡额定功率的表达式为P额=____________________。(用已知量和测量量表示)D 电功率综合计算一、选择题1.【2017·山西】酒驾易造成交通事故,利用酒精测试仪可以检测司机是否酒驾,其电路原理如图18-46甲所示。R1为气敏传感器,它的电阻值与它接触到的酒精气体浓度的关系如图乙所示,R2为定值电阻,阻值为60Ω,电源电压恒为12V。若酒精气体浓度≥0.2mg/mL时,则判定被检者为酒驾。以下说法正确的是( )
图18-46A.被检者的酒精气体浓度越高,电流表示数越小B.电流表的示数为0.12A时,判定被检者为酒驾C.电压表示数为3V时,R2消耗的电功率是0.45WD.被检者酒精气体浓度为0.2mg/mL时,电压表的示数是4V2.【2017·扬州】如图18-47所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,电压表的示数为U;将另一电阻R接入a、b间,再闭合开关S,电压表示数变为0.4U,则接入R后( )图18-47A.R和R0两端电压之比为2∶3B.通过R0的电流变小C.R0两端的电压变小D.R0消耗的功率减小3.【2017·安顺】如图18-48所示,电源两端电压保持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=60Ω。不考虑灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是( )图18-48A.S闭合后,使电压表的示数减少1V,小灯泡L两端的电压就增加1VB.S闭合后,小灯泡L的最小实际电功率为0.5WC.滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω时,小灯泡L正常发光D.滑片移到最右端时通电10s,小灯泡消耗的电能是5J二、计算题4.【2017·乐山】如图18-49甲所示,R1为定值电阻,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P从B端移动到A端时,两电表的示数变化关系如图乙所示。求:(1)电源电压。(2)滑动变阻器R2的最大阻值。(3)滑片P滑到AB中点时电阻R1的电功率。图18-495.【2017·咸宁】如图18-50甲所示的电路中,电源电压不变,灯泡L的额定电压为6V。R1为某特殊电阻元件,
通过它的电流与其两端的电压的关系如图乙所示。当闭合开关S1、S3,断开S2,滑片P置于b端时,灯泡L正常发光,电流表的示数为0.9A。求:(1)灯泡L的额定功率。(2)当闭合开关S2、S3,断开S1,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.4A,R2的最大阻值。(3)当只闭合开关S2,滑片P置于a端时,电路消耗的总功率为1.2W,此时灯泡1min内消耗的电能。图18-506.【2017·六盘水】如图18-51所示的电路中,电源电压保持不变,灯L标有“12V 12W”的字样,R2=12Ω,当S1、S2都闭合时,电流表示数为1.2A。这时灯L正常发光,求:(忽略温度对灯丝电阻的影响)(1)电源电压。(2)电阻R1的阻值。(3)若将开关S1、S2都断开,此时灯L实际消耗的功率是多少。图18-51
7.【2017·荆门】电阻式传感器被广泛用于测力、测压、称重,它的核心部分是一只可变电阻,一同学用如图18-52甲所示电路探究某电阻式传感器的特性,图中R0为定值电阻,R为电阻式传感器,当控制其阻值从0变为60Ω时,测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示。已知电源电压恒定不变。(1)当通过传感器的电流为0.1A时,传感器的电阻为________Ω。(2)求P1的值。(3)求R0的阻值。图18-528.【2017·黄石】老式台灯亮度调节器电路原理图如图18-53所示,已知电源电压U=3V保持不变,灯泡L标有“3V 1.5W”字样,且灯泡电阻的变化忽略不计,与灯泡串联的亮度调节器实际上就是一个滑动变阻器,滑动变阻器的最低点c下端阴影段为绝缘材料(相当于断路开关)。则:(1)此台灯工作时灯泡电阻是多大?(2)滑动变阻器接入电路的电阻R=6Ω时,灯泡的实际电功率是多少?(3)当滑动变阻器的滑片P分别滑至中点b和最低点c时,灯泡电功率之比是9∶4,那么滑动变阻器最大电阻值(即ac段导体电阻)是多少?图18-53参考答案A 电能 电功率的认识及基本计算1.C 2.D 3.C
4.D [解析]题图甲中灯泡L1与滑动变阻器串联,当滑片从中点向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电路中的电流减小,根据功率的计算公式P=I2R可知,灯泡的实际功率减小,即灯泡L1的亮度变暗;图乙中灯泡L2与滑动变阻器并联,并且并联电路中各支路用电器互不影响,故灯泡L2的亮度不变;因并联电路中各支路两端的电压相等,串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,L1两端的电压始终小于L2两端的电压,因两灯泡的规格相同,即电阻相等,所以由P=可知,L2的实际功率始终比L1大,则L2始终比L1亮,故D正确。5.D 6.B 7.B 8.D9.D [解析]由题图可知,测量时,压力杠杆ABO的支点在O点,压力的力臂是OB,传感器的力臂是OA,OA>OB,则此杠杆为费力杠杆,故A错误。由电路图可知,质量显示表串联在电路中,应为电流表改装而成,故B错误。汽车质量越大,压力传感器受到的压力越大,电阻越小,由I=可知,电路电流越大,质量显示表的示数会越大,所以质量显示表的指针偏转角度会随着质量的增加而增大,故C错误。由以上的分析可知,质量越大,压力传感器的电阻会越小,由P=可知,该电路消耗的功率越大,故D正确。10.C11.0.05 1.5 5 12.20 1∶313.4 120[解析]R和电动机并联,各支路电压都等于电源电压220V,通过R的电流I1===4A;R的电功率P1=UI1=220V×4A=880W;只闭合S2时,电动机的功率P2=P-P1=1000W-880W=120W。14.15[解析]某定值电阻的电流从1A升高到2A,由U=IR可知,定值电阻两端的电压也增大了,结合题意可知,该电阻两端的电压增大了5V;设定值电阻的阻值为R,原来电压为U,后来电压为U′=U+5V,由欧姆定律可得,原来通过电阻的电流I=,即1A=①,电压升高后的电流I′=,即2A=②,由①②解得,R=5Ω,U=5V,U′=U+5V=5V+5V=10V。所以该电阻消耗的电功率变化了ΔP=P′-P=U′I′-UI=10V×2A-5V×1A=15W。15.解:(1)当只闭合S时,电路为R的简单电路,电流表测通过R的电流,由I=可得,R=。再闭合S1时,R与L并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R的电流不变,则电流表变化的示数即为通过L的电流IL=0.5A,灯泡的额定电流IL额===0.5A=IL,所以,此时灯泡两端的电压UL=UL额=6V,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电源的电压U=UL=6V,R===10Ω。(2)开关都闭合后,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流I=IR+IL=0.6A+0.5A=1.1A,5min内电路消耗的总电能W=UIt=6V×1.1A×5×60s=1980J。
B 电功率图像问题1.C [解析]当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电路为R0的简单电路,由题图乙可知,I最大=1.6A,R0===10Ω,故A正确;电路的最大功率P最大=UI最大=16V×1.6A=25.6W,故B正确;R0的最小功率为P0最小=I最小2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故C错误;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,I最小=0.2A,电路的总电阻为R总===80Ω,滑动变阻器的最大阻值为R=R总-R0=80Ω-10Ω=70Ω,故D正确。2.D [解析]该电路为串联,电压表测量R两端的电压,根据欧姆定律得R===10Ω,故A正确;当电压表示数为2V时,电流为0.2A,此时电功率P=U2I2=2V×0.2A=0.4W,故B正确;将电阻R拉长后,电阻的阻值变大,电流相同的情况下分压会变大,所以变化后的U-I图像应在Ⅰ区,故C正确;滑片P向左移动时,总电阻变小,电流变大,电源电压不变,根据P=UI可知,总功率变大,故D错误。3.D [解析]由题图甲可知,当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,干路电流最小;根据图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A,电阻R1两端的电压U1=2V,滑动变阻器两端的电压U2=4V;串联电路总电压等于各电阻两端电压之和,故电源电压为U=U1+U2=2V+4V=6V,故A错误。由欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值R1===10Ω,故B错误。滑动变阻器的阻值最大为R2===20Ω,即滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω,故C错误。串联电路中总电阻等于各分电阻之和,滑动变阻器的滑片在中点时,电流表示数I1===0.3A,电路消耗的总功率P=UI1=6V×0.3A=1.8W,故D正确。4.C5.D [解析]根据题图可知,当滑片在最右端时,电路为小灯泡的简单电路,小灯泡两端电压为3V,因此电源电压为3V,故A正确;小灯泡正常发光时,小灯泡两端电压为3V,此时通过小灯泡的电流为0.3A,小灯泡的电阻为R===10Ω,故B正确;小灯泡的实际功率最小时,电阻R0===5Ω最小,所以实际功率越大,灯丝电阻越大,故C正确;小灯泡的最小功率为P=U0I0=0.5A×0.1A=0.05W,故D错误。6.D [解析]由题图可知,当滑片位于B端时,电路为灯泡的简单电路,灯泡两端电压等于电源电压,为U=6V,故A错误;灯泡两端电压为6V时,电流I=1A,灯泡的额定电功率P=UI=6V×1A=6W,故B错误;当滑片位于A端时,灯泡与电阻丝AB串联,灯泡两端的电压最小,由小灯泡的I-U关系图像可知,UL=1.5V,IA=0.5A,串联电路的总电压等于各分电压之和,所以UAB=U-UL=6V-1.5V=4.5V,根据欧姆定律得RAB===9Ω,故C错误;滑片在A端时灯泡的电功率PA=ULIA=1.5V×0.5A=0.75W,PA∶P=0.75W∶6W=1∶8,故D正确。7.B [解析]由题图甲可知,灯泡两端的电压增大时,灯泡的电阻增大,此时灯泡的实际功率增大,灯丝温度升高,由此说明,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故A错误;灯泡和定值电阻串联,电流相等,电压之和等于电源电压,由图甲知,当电流为0.3A时,灯泡两端电压为2V,定值电阻两端电压为6V,总电压为8V,则灯泡的实际功率PL=ULI=2V×0.3A=0.6W,故B正确;电阻R的阻值R===20Ω,电阻R的实际功率PR=URI=6V×0.3A=1.8W,故C、D错误。8.D [解析]两灯串联,由题图乙可知电路中最大电流为0.3A,电源电压U总=2V+6V=8V,R总=≈27Ω,P总=U总I=8V×0.3A=2.4W。9.6 10 0.8[解析]由题图乙可知,当电路中电流I1=0.2A时,压敏电阻两端的电压U1=4V,当电路中电流I2=0.5A时,压敏电阻两端的电压U2=1V,电源电压U=I1R0+U1=I2R0+U2,即0.2A×R0+4V=0.5A×R0+1V,解得R0=10
Ω,电源的电压U=6V;当R0消耗的电功率为0.4W时,电路中的电流I′===0.2A,电路的总功率P总=UI′=6V×0.2A=1.2W,R消耗的电功率P=P总-P0=1.2W-0.4W=0.8W。10.6 3.75 9.6 11.1.2 6 4512.50 12[解析]由题图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当电路中的电流I=0.2A时,此时R1的电功率P1=2W,此时R1接入电路的电阻R1===50Ω;由图乙可知,当电路中的电流I′=0.4A时,R1的电功率P′1=3.2W,此时R1接入电路的电阻R′1===20Ω,当电路中电流I′=0.4A时,电源电压为U=I′(R0+R′1)=0.4A×(R0+20Ω)①,当电路中电流I=0.2A时,电源电压为U=I(R0+R1)=0.2A×(R0+50Ω)②,联立①②解得R0=10Ω,U=12V。由串联电路特点可知,当R1接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,由图乙知I=0.2A时,R1接入电路的阻值最大,为50Ω。C 电功率相关实验1.(1)如图所示(2)小灯泡断路 (3)暗 C (4)0.24 0.6W[解析](2)闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,说明电压表并联部分断路,所以故障可能是小灯泡断路。(3)小灯泡在额定电压下正常发光,因1V小于额定电压,所以实际功率小于额定功率,灯泡亮度偏暗;为了使小灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,即减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,则滑动变阻器滑片应向左移,即向C移动。(4)根据题图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.24A,则灯泡的额定功率P=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W。2.(1)如图所示(2)R2 (3)B (4)C (5)A (6)0.95 (7)增大3.(1)1 (2)正比 < (3)1.8[解析](1)由题图乙可知:小灯泡的电压为2.5V时,电流为0.4A,小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.4A=1W。(2)分析表格数据可知:电阻不变,电压增大为原来的几倍,电流就增大为原来的几倍,可得出结论:当导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;由表格数据可知:定值电阻的阻值为R===5Ω;由图乙可知,当电流为0.3A时,灯泡两端的电压为1V,此时灯泡的电阻为RL==≈3.3Ω;电流小于0.3A时,由于灯泡的电阻随温度降低而减小,所以RL小于3.3Ω;因此当电流表示数为I0时,R>RL;根据P=I2R可知,P1<P2。
(3)设滑动变阻器的最大值为R0;将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端时U=0.2A×R0+0.5V①;用定值电阻替换小灯泡,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端时U=0.18A×R0+0.9V②;①②联立解得:U=4.5V,R0=20Ω。若把小灯泡和定值电阻串联后直接接到此电源两端,由图乙可知:当电流为0.4A时,灯泡两端电压为2.5V,定值电阻两端的电压为UR=I′R=0.4A×5Ω=2V,两电压之和刚好等于电源电压,因此电路中的电流为0.4A;电路中的总功率为P总=UI′=4.5V×0.4A=1.8W。4.(1)I=(或R=)(2)如图所示(3)小灯泡短路(4)0.38 10(5)①2 3.8 ②1 ③3.8V×[解析](2)滑动变阻器应串联在电路中,由滑片向左移动时,灯泡变亮,可知应将滑动变阻器的左下接线柱连入电路。(3)灯泡不亮,可能是灯泡发生短路或电路存在断路造成的,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明与电压表并联的灯泡出现短路。D 电功率综合计算1.D [解析]由题图甲可知,传感器R1和定值电阻R2串联,电压表测传感器R1两端的电压,电流表测电路中的电流,由图乙可知,当酒精浓度增大时,传感器R1的阻值会减小,由欧姆定律可得电路中电流增加,即电流表示数增大,故A错误;电路中的总电阻R===100Ω,此时气敏传感器的阻值R1=R-R2=100Ω-60Ω=40Ω,由图像乙可知,此时酒精气体浓度为0.1mg/mL<0.2mg/mL,所以此时被检者不是酒驾,故B错误;电压表示数为3V时,定值电阻R2两端的电压U2=U-U1=12V-3V=9V,此时R2消耗的电功率P2===1.35W,故C错误;根据图乙可知,被检者酒精气体浓度为0.2mg/mL时,气敏传感器的阻值为R1′=30Ω,此时电流为I′====A,气敏传感器两端电压U1′=I′R1′=A×30Ω=4V,即电压表示数为4V,故D正确。2.A [解析]闭合开关S,电压表与R0串联,此时电压表示数为电源电压U;将另一电阻R接入a、b间,再闭合开关S,则两电阻串联,电压表测量R两端的电压,电压表示数变为0.4U,0.4U=U,则R0两端电压为0.6U,故R和R0两端电压之比为2∶3,故A正确;此时电路中总电阻变小,所以通过R0的电流变大,故B错误;R0两端的电压变大,故C错误;接入R之前,R0消耗的功率约为零,接入R之后,R0消耗的功率变大,为P0==,故D错误。3.C [解析]由题图可知,R与L串联,电压表测量小灯泡L两端电压;小灯泡L的电阻RL===12Ω;S闭合后,使电压表的示数减少1V,小灯泡L两端的电压就减小1V,故A错误;S闭合后,滑片P在最右端时,小灯泡L的功率最小,小灯泡L的最小实际电功率为PL=I2RL=()2RL=()2×12Ω=W,故
B错误。滑动变阻器接入电路的阻值是12Ω时,电路中的电流I′===0.5A,小灯泡L两端的电压UL=I′RL=0.5A×12Ω=6V,灯泡正常发光,故C正确;滑片移到最右端时,小灯泡L的实际电功率最小为W,通电10s,小灯泡消耗的电能是W=PLt=W×10s≈3.3J,故D错误。4.解:(1)当S闭合,滑动变阻器滑片滑到A端时,为R1的简单电路,此时R1两端的电压即为电源电压U源=U1=6V。(2)R1的阻值R1===10Ω,滑动变阻器滑片在A端时其连入电路的电阻最大,R1和R2串联,I=,R2=-R1=-10Ω=20Ω。(3)当滑动变阻器的滑片滑到AB的中点时,其连入电路的电阻R2′=10Ω。I′===0.3A,电阻R1的电功率P1=(I′)2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W。5.解:(1)当闭合开关S1、S3,断开S2,滑片P置于b端时,L与R1并联,灯泡正常发光,可知电源电压为6V。当R1两端的电压为6V时,通过R1的电流I1为0.6A,通过灯泡的电流为IL=0.9A-0.6A=0.3A,灯泡的额定功率为P=UIL=6V×0.3A=1.8W。(2)当闭合开关S2、S3,断开S1,滑片P置于a端时,R1与R2串联,由图乙可知,当通过R1的电流为0.4A时,R1两端的电压为U1=2V,R2两端的电压U2=U-U1=6V-2V=4V,R2的最大阻值R2===10Ω。(3)当只闭合开关S2,滑片P置于a端时,R1、R2和灯泡L串联,电路电流I3===0.2A,R2两端的电压U′2=I3×R2=0.2A×10Ω=2V,由图乙可知,当通过R1的电流为0.2A时,R1两端的电压为U1′=1V,UL=U-U2′-U1′=6V-2V-1V=3V,WL=ULI3t=3V×0.2A×60s=36J。6.解:(1)当S1、S2都闭合时,L与R1并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以,电源的电压U=UL=12V。(2)当S1、S2都闭合时,由P=UI可得,通过灯泡的电流IL===1A,通过R1的电流I1=I-IL=1.2A-1A=0.2A,R1的阻值R1===60Ω。(3)灯泡的电阻RL===12Ω,将开关S1、S2都断开时,L与R2串联,电路中的电流I′===0.5A,则灯L实际消耗的功率PL=(I′)2RL=(0.5A)2×12Ω=3W。7.解:(1)60(2)传感器的电功率P1=I12R=(0.1A)2×60Ω=0.6W。(3)因为R阻值从0变为60Ω,分析图乙可知,当I1=0.1A时,R=60Ω,R和R0串联,则电源电压U=I1(R+R0)=0.1A×(60Ω+R0)①,当I2=0.5A时,R=0,只有R0接入电路,则电源电压U=I2R0=0.5A×R0②,联立①②得R0=15Ω。
8.解:(1)此台灯工作时灯泡的电阻RL===6Ω。(2)滑动变阻器接入电路的电阻R=6Ω时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流I===0.25A,灯泡的实际电功率PL′=I2RL=(0.25A)2×6Ω=0.375W。(3)当滑动变阻器的滑片P分别滑至中点b和最低点c时,灯泡电功率之比==()2=,解得=,因电压一定时,电流与电阻成反比,所以,===,解得R滑=12Ω。
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