一、电功率选择题
1.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片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象如图乙。下列说法中正确的是()
A. 电源电压为9V
B. 滑动变阻器的最大阻值为14Ω
C. 小灯泡的额定功率为8W
D. 电路总功率的变化范围为8W~12W
【答案】 B
【解析】【解答】由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压,
由图乙可知,电路中的最大电流I大=1.0A,电压表V2的示数U0=6V,电压表V1的示数为12V,即电源的电压U=12V,A不符合题意;
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:U L=U﹣U0=12V﹣6V=6V,
因此时小灯泡恰好正常发光,
所以,灯泡的额定功率:P L=U L I大=6V×1.0A=6W,C不符合题意;
电路的最大总功率:P大=UI大=12V×1.0A=12W;(2)当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,
由图象可知,电路中的最小电流I小=0.5A,电压表V1的示数U V1=5V,
此时滑动变阻器两端的电压:U R=U﹣U V1=12V﹣5V=7V,
由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:R===14Ω,B符合题意;
电路的最小总功率:P小=UI小=12V×0.5A=6W,
则电路总功率的变化范围是6W~12W,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合电路图,李强元件的连接方式及电表的测量对象,当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V;测电源两端的电压,根据图象读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用P=UI求出灯泡的电功率即为额定功率,利用P=UI求出电路的最大总功率;同理,当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图象读出V1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用P=UI求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围.
2.将标有“6V 3W”和“6V 2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为6V的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是()
A. 两只小灯泡都不能正常工作,甲灯比乙灯亮
B. 两只小灯泡都能正常发光
C. 通过乙灯的电流较大,所以乙灯较亮
D. 两只小灯泡的总功率小于2W
【答案】 D
【解析】【解答】甲灯的电阻R1==12Ω,乙灯的电阻R2==18Ω,甲灯的实际功率P甲=I2R1,乙灯的实际功率P乙=I2R2,因为R1<R2,所以P甲<P乙,所以乙灯亮,
两灯串联后电流相同,但两端的电压都小于额定电压,所以都不能正常工作,故ABC错误,
两灯消耗的总功率P总==1.2W<2W,故D正确.
故选D.
3.下列估测值最接近生活实际的是()
A. 人骑自行车的平均速度约为0.5m/s
B. 中学生的质量约为200kg
C. 初中物理课本的宽度约为18cm
D. 日光灯正常工作的电功率约为1000W
【答案】 C
【解析】【解答】解:A、人步行的速度在1.1m/s左右,骑自行车的速度在5m/s左右,A 不符合实际;
B、中学生的质量在50kg左右,B不符合实际;
C、初中物理课本的宽度约为18cm,C符合实际;
D、日光灯正常工作的电功率在40W左右,D不符合实际。
故答案为:C。
【分析】利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法,叫估测法,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算.4.如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置.通电前,A、B 两个U型管内的液面相平,通电一定时间后,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,则()
A. I1=I2, A管中的液面较低
B. I1=I2, A管中的液面较高
C. I1>I2, A管中的液面较低
D. I1>I2, A管中的液面较高
【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,所以I1>I2,故AB错误;
由Q=I2Rt可知,通电时间相同时,I1>I2, R1=R2=5Ω,所以左侧电阻产生的热量较多,
密闭空气吸收热量后,体积不变,压强变大,左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大,A测玻璃管液面较高.
故选D.
【分析】由电路图分析电阻丝的连接方式,根据串并联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,根据Q=I2Rt比较两电阻产生的热量关系,密闭空气吸收热量后,压强变大,U形管内两液面的差值变大,据此进行解答.
5.某型号电吹风,电动机和电热丝串联.电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风,电动机线圈电阻为R1,电热丝电阻为R2.将电吹风接入电压为U的电源后,通过的电流为I,消耗的电功率为P,同学们得到了四个关系式.下列选项中,关系式均正确的是()
①UI>P ②P=I2(R1+R2)③U I=P ④P>Ⅰ2(R1+R2)
A. ①②
B. ②③
C. ①④
D. ③④
【答案】D
【解析】【解答】解:电吹风消耗的电功率P是总功率,总功率的大小应该用P=UI来计算,所以总功率P=UI,故①错误,③正确;
由题意知,该电吹风中电动机和电热丝串联,电路中电流为I,
电吹风中发热的功率要用P热=I2R来计算,所以总的发热功率为P总热=I2(R1+R2),
因为电吹风工作时将电能转化为机械能和内能,
所以,吹风机的总功率要大于发热部分的功率,即P>Ⅰ2(R1+R2),故②错误,④正确.
故选:D.
【分析】在计算电功率的公式中,总功率用P=IU来计算,发热的功率用P=I2R来计算,如果是计算纯电阻的功率,这两个公式的计算结果是一样的,
但对于电动机等非纯电阻,第一个计算的是总功率,第二个只是计算发热的功率,这两个的计算结果是不一样的.6.如图所示电路中,电源电压不变,只闭合开关,电流表的示数为,再闭合开关,电流表示数变化了,则同时闭合、后,相同时间内、消耗的电能之比是
A. 3:4
B. 4:3
C. 7:3
D. 4:7
【答案】A
【解析】【解答】由电路图知道,若只闭合S1,则是只有R1的简单电路,电流表测的是R1 的电流,此时I1=0.3A;当再闭合S2时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,由于并联电路中各电阻互不影响,所以通过R1的电流仍然是I1=0.3A,由于电流表示数变化了0.4A,则说明通过R2的电流是I2=0.4A,又因为并联电路各支路两端的电压相等,即U1 =U2,由W=UIt知道,在相同时间内R1、R2消耗的电能之比是:
,
故答案为:A。
【分析】结合电路图,理清开关通断时电路的连接方式及电表的测量对象,利用并联电路的电压关系、电功的计算公式求解即可.
7.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是()
A. 抽油烟机
B. 电视机
C. 电饭锅
D. 电风扇
【答案】C
【解析】【解答】解:抽油烟机、电风扇、主要是把电能转化为机械能,电视机主要是把电能转化为声能和光能,只有电饭锅是把电能转化为内能,是利用电流的热效应.故ABD 不符合题意,C符合题意.故选C.
【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能.
8.小龙家上月初电能表示数为,电能表的部分参数及上月末的示数如图所示,表盘上“3200imp/(kW•h)”表示每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁3200次,下列选项正确的是()
A. 小龙家上月消耗的电能为680kW•h
B. 小龙家同时使用的用电器总功率不可超过2200W
C. 指示灯闪烁的次数越多,电能表所在电路接入的用电器总功率越大
D. 断开其它用电器,只让阻值是100Ω的电热棒单独工作3min,指示灯闪烁次,此时小龙家的实际电压是200V
【答案】D
【解析】【解答】解:
A、电能表的读数时,最后一位是小数,单位kW•h,小龙家上月消耗的电能为772.3kW•h ﹣704.3kW•h=68kW•h,故A错;
B、小龙家同时使用的用电器最大总功率P=UI=220V×20A=4400W,故B错;
C、电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢,而指示灯闪烁的次数多表示,电能表所在电路消耗的电能多,总功率不一定大,故C错;
D、电能表上的指示灯闪烁了次消耗的电能:
W= kW•h=0.02kW•h;
电热棒的电功率:P= = =0.4kW=400W.
由P= 得实际电压:
U= = =200V,故D正确.
故选D.
【分析】(1)电能表的读数方法:①月末的减去月初的示数;②最后一位是小数;③单位kW•h;求出本月消耗的电能;(2)10(20)A,10A是指电能表的标定电流,20A是指电能表平时工作允许通过的最大电流,利用P=UI求小龙家同时使用的用电器最大总功率;(3)电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢;(4)3200imp/(kW•h)表示每消耗
1kW•h的电能,指示灯闪烁3200次,从而可求闪烁次消耗的电能;根据公式P= 求出
电热棒的电功率,再利用P= 求实际电压.
9.两个定值电阻R1、R2并联在电路中,如图甲所示,它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则R1, R2产生的热量之比为()
A. 2:1
B. 1:2
C. 4:1
D. 1:4
【答案】 A
【解析】【解答】由并联电路的特点知道,R1、R2的电压是相同的,由图乙知道,在电压相同时,通过R1、R2的电流之比是2:1;由I=U/R知道,R1、R2的电阻之比为1:2;由图甲知道,闭合开关S,则通电时间相同,由Q=W=U2R t知道,产生的热量与电阻成反比,故R1、R2产生的热量之比是2:1,
故答案为:A。
【分析】利用欧姆定律判定R1、R2的阻值关系;根据焦耳定律公式Q=W=t判定产生热量的比值.
10.如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1<R2.下列说法正确的是()
A. 该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系”
B. 闭合开关后,通过的电流大于的电流
C. 闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢
D. 闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】 C
【解析】【解答】解:A、图中两电阻串联,通过的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可研究电流产生的热量与电阻的关系,AB不符合题意;
C、根据Q=I2Rt,因R1<R2.故右边容器中电阻丝产生的热量多,由转换法,甲管中液面上升比乙慢,C符合题意;
D、闭合开关后,要使电流增大,由欧姆定律,要减小电路的电阻,故应将滑动变阻器滑片P向右移动,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的气体加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法;由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联电路电流的规律分析.
11.如图是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。以下说法错误的是()
A. 若酒精气体浓度越大,电压表和电流表示数都越大
B. 定值电阻R1的阻值为20Ω
C. 酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6W
D. 若电流表示数达到0.2A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8W
【答案】C
【解析】【解答】A.由电路图可知,电阻R1和R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,若酒精气体浓度越大,则R2减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电流变大,根据U=IR,电压表示数变大,A不符合题意。
BC.当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。根据串联电路的电压关系,R2的电压U2=U-U1=8V-2V=6V,电压表示数为R2电压的倍,根据串联分压原理,定值电
阻R1的阻值为,B不符合题意。
此时,串联电路的总电阻R=R1+R2=20Ω+60Ω=80Ω,
电路消耗的总功率为,C符合题意。
D.若电流表示数达到0.2A时,酒精气体传感器的电阻
,此时R2消耗的电功率为,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】在串联电路中电阻变大电流减小,结合电路中的电压和电阻可以计算电功率的值.
12.如图所示,电路中电源电压保持不变,小灯泡标有“3V1.5W字样,不考虑灯泡电阻随温度的变化,滑动变阻器R的最大阻值为24Ω,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-3V.当开关S闭合后,滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时小灯泡正常发光。为了保证电路安全,小灯泡电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。在滑片P滑动过程中,下列说法()
①电源电压为4.5V
②变阻器接入电路的阻值范围是3Ω-12Ω
③小灯泡的最小功率为0.135W
④电路的最大功率2.25W
A. 只有正确
B. 只有正确
C. 只有正确
D. 都正确【答案】 C
【解析】【解答】解:由图知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;(1)由P= 可得灯泡的电阻:
R L= = =6Ω,
由P=UI可得,灯泡正常发光时通过的电流:
I额= = =0.5A,
由题知,当开关S闭合后,滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时,小灯泡正常发光,
由欧姆定律和电阻的串联可得电源电压:
U=I额R串=I额×(R+R L)=0.5A×(3Ω+6Ω)=4.5V;故①正确;(2)因串联电路中电流处处相等,且电流表量程为0-0.6A,灯泡的额定电流为0.5A,
所以为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流I最大=I额=0.5A,
电路中的总电阻:R最小= = =9Ω,
滑动变阻器连入电路中的最小阻值:R最小=R总-R L=9Ω-6Ω=3Ω,
由于电压表量程为0-3V,当电压表的示数最大为U滑′=3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大;
此时灯泡两端的电压为:U L′=U-U滑′=4.5V-3V=1.5V,
此时电路的电流为:I最小= = =0.25A,
滑动变阻器接入电路的最大阻值:
R最大= = =12Ω,
所以为保护电路,变阻器接入电路的阻值范围是3Ω-12Ω;故②正确;(3)小灯泡的最小功率:
P L最小=I最小2R L=(0.25A)2×6Ω=0.375W;故③错误;(4)电路的最大功率:
P最大=UI最大=4.5V×0.5A=2.25W,故④正确。
综上可知,只有①②④正确。
故答案为:C。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,利用P=求灯泡的电阻,利用P=UI求正常发光时通过的电流;结合小灯泡正常发光,利用U=IR求电源电压;由于电流表量程为0-0.6A,为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流等于灯正常工作时通过的电流,利用欧姆定律求电路中的最小电阻,滑动变阻器连入电路中的最小阻值等于总电阻减去灯的电阻;由于电压表量程为0-3V,当电压表的示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大;此时灯泡两端的电压等于电源电压减去3V,利用欧姆定律求此时电路的电流,进而求出滑动变阻器接入电路的最大阻值,最后得出为保护电路,变阻器接入电路的阻值范围;利用P=I2R求小灯泡的最小功率,再利用P=UI求电路的最大功率.
13.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()
A. 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消耗的电功率为0.45W
D. 被检者酒精气体浓度为0.2mg/mL时,电压表的示数是4V
【答案】D
【解析】【解答】解:A、由电路图甲可知,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;
B、由I= 得:
电路中的总电阻R= = =100Ω,
此时气敏电阻的阻值R1=R﹣R2=100Ω﹣60Ω=40Ω,
由图象乙可知,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;
C、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;
D、根据图象乙可知,被检者酒精气体浓度为0.2mg/mL时,气敏电阻的阻值为R1=30Ω,
根据欧姆定律可知此时电流为I= = = = A,
根据欧姆定律可得:
气敏电阻两端电压U1=IR1= A×30Ω=4V,即为电压表示数,故D正确.
故选D.
【分析】(1)由电路图可知,传感器和定值电阻串联,电压表测传感器两端的电压,电流表测电路中的电流;由图可知气敏电阻的性质,由电阻的变化利用欧姆定律可求得电路中
电流的变化;(2)根据I= 求出电流为0.12A时,电路中的总电阻,再根据串联电阻特点求出此时气敏电阻的阻值,根据图象乙判断此时是否酒驾;(3)根据串联分压特点求出定
值电阻两端的电压,再根据P= 求出R2消耗的电功率;(4)被检者酒精气体浓度为0.2mg/mL时,根据图象乙读出此时气敏电阻的阻值,根据欧姆定律求出电流,再根据欧姆定律求出气敏电阻两端电压,即为电压表示数.
14.将标有“6 V 3 W”和“6 V 2 W”的甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为6 V的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是()
A. 两只小灯泡都不能正常工作,甲灯比乙灯亮
B. 两只小灯泡都能正常发光
C. 通过乙灯的电流较大,所以乙灯较亮
D. 两只小灯泡的总功率小于2 W
【答案】D
【解析】【解答】解:(1)由P=UI可得,两灯泡的额定电流:
I甲= = =0.5A,I乙= = = A,由I= 可得,两灯泡的电阻:
R甲= = =12Ω,R乙= = =18Ω;
⑵甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为6V的电源两端时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过两灯泡的电流相等,不符合题意;
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= = =0.2A,
因I<I乙<I甲,
所以,两灯泡均不能正常发光,B不符合题意;
由P=I2R可知,乙灯泡的电阻较大,实际功率较大,灯泡较亮,A不符合题意;
电路的总功率:
P=UI=6V×0.2A=1.2W<2W,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】根据公式R=可求灯泡的电阻,因为串联电流相等,所以根据公式P=I2R可计算灯泡的实际功率,利用公式P=可计算总功率.
15.图甲是小灯泡的电压﹣﹣电流图象.将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中(如图乙),闭合开关,移动滑片P,当小灯泡的功率为0.75W时,()
A. 电流表的示数为0.2A
B. 滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω
C. 电路消耗的总功率为1.35W
D. 10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J 【答案】C
【解析】【解答】解:
A、当小灯泡的功率为0.75W时,根据图甲可知,灯泡L两端的电压为2.5V,通过灯泡的电流为I=0.3A,即电流表的示数为0.3A,故A错误;
B、根据串联电路电压的规律,变阻器两端的电压:
U滑=U﹣U L=4.5V﹣2.5V=2V,
由I= 可得,滑动变阻器R接入电路中的电阻:
R滑= ≈6.7Ω,故B错误;
C、电路消耗的总功率:
P总=U总I=4.5V×0.3A=1.35W,故C正确;
D、变阻器R在10s产生的热量:Q=W滑=U滑It=2V×0.3A×10s=6J,故D错误.
故选C.
【分析】A、根据图甲,由P=UI确定当小灯泡的功率为0.75W时,灯的电压和通过的电流;
B、根据串联电路电压的规律,由欧姆定律可求变阻器连入电路中的电阻;
C、根据P=UI求电路消耗的总功率;
D、根据Q=W=U滑It10s内滑动变阻器R产生的热量.
16.如图甲,电源电压恒定,R0为定值电阻,电阻R的阻值随环境温度变化而改变.改变环境温度,定值电阻R0两端的电压U0随温度t变化的关系如图乙所示.则下列描述R两端的电压U、电路消耗的总功率P随温度t变化的关系图线中,可能正确的是()
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【解答】由图甲知道,R0与R串联,电压表测量的是R0的电压;由图乙知道,随着温度的升高,R0两端的电压降低,说明随着温度的升高电阻R两端的电压增加,由串联分压知道,随着温度的升高R的阻值的阻值增加,R两端的电压增大,A不符合题意,B符合题意;随着R的阻值的阻值增加,电路的总电阻增加,由欧姆定律知道,电路的总电流减小,由P=UI知道,电源电源不变,总电流减小,所以电路的总功率减小,D不符合题意,由图乙知道,电路的电流与温度呈线性变化,所以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的连接方式及电表的测量对象,由于电阻R的阻值随环境温度的变化而变化,由图乙可知,当温度升高时电阻R0两端的电压线性变小,定值电阻的电流线性变小;根据串联电路电压的特点,判断出电阻R两端的电压的变化;因为电源电压保持不变,根据P=UI判断出电路消耗的总功率的变化.
17.如图是电阻甲和乙的U﹣I图象,由图象可知下列判断正确的是()
A. 甲乙都是定值电阻
B. 当乙两端电压为1V,其电阻值为10Ω
C. 将甲和乙串联,若甲的电流为0.4A时,电路的总功率为1.2W
D. 将甲和乙并联,若甲两端电压为1V时,干路上的电流为0.4A
【答案】C
【解析】【解答】A、由图象可知,甲的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,即乙电阻的阻值是变化的,A不符合题意;
B、由图象可知,当时,根据可得此时乙的阻值:
,B不符合题意;
C、将甲和乙串联,若甲的电流为0.4A时,根据串联电路的电流处处相等的特点,可知甲乙的电流均为0.4A,由图象可知,此时,;
则总功率为:,C符合题意;
D、甲和乙并联,甲两端电压为1V时,根据并联电路的电压特点可知甲乙两端的电压均为1V,由图象可知,此时,则干路电流为:
,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】运用图象法解答问题的一般步骤是:
(1)明确图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么;
(2)注意认清横坐标和纵坐标上最小分格的数值大小和单位;
(3)明确图象所表示的物理意义;
(4)根据图象对题目提出的问题作出判断,得到结论.
18.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路中保持不变的是()
A. 用电器消耗的总功率
B. 电压表V的示数与电流表A的示数的比值
C. 电流表A的示数与电流表A1的示数的差值
D. 电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积
【答案】D
【解析】【解答】由电路图知道,R1与R2并联,电流表A1测R1的电流,电流表A测并联电路的总电流,电压表测电源电压,所以无论滑片如何移动,电压表的示数不变;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器连入电路中的电阻变大,由P=U2/R知道,用电器消耗的总功率变小,A不符合题意;由图知道,电压表V的示数与电流表A的示数的比值等于电路的总电阻,由于滑动变阻器的滑片P向右移动而使总电阻变大,所以该比值变大,B 不符合题意;因为并联电路中各支路互不影响,所以当滑动变阻器的滑片P向右移动时,通过R1的电流不变,即电流表A1示数不变,但变阻器由于连入电路中的电阻变大,而使通过变阻器的电流变小,由于电流表A的示数与电流表A1的示数的差值等于通过变阻器的电流,所以,该差值会变小,C不符合题意;又因为电压表示数不变、电流表A1示数不变,所以电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积不变,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】结合电路图判断电阻的连接方式及电表的测量对象,通过滑动变阻器的滑片P向右移动时变阻器连入电路中的电阻变化,结合欧姆定律、并联电路的规律、电功率公式进行分析即可.
19.下列关于电能的说法正确的是()
A. 可以通过电流表把电能直接测量出来
B. 电能的单位是“度”,学名叫做千瓦
C. 消耗电能越多的用电器,电功率就越大
D. 消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同
【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.电能的单位是“度”,又叫千瓦时,B不符合题意;
C.电功率越大,表示电流做功快,C不符合题意;
D.消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】电功率表示电流做功的快慢,不同用电器,转化成的热的效率不同。
20.一灯泡标有“3.8V”字样,额定功率模糊不清,某同学设计了如图甲所示的电路进行测量,电源电压恒为6V,电压表、电流表使用的量程分别为0~3V、0~0.6A,滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”,他根据实验数据作出了电压表、电流表示数的U-I图像如图乙所示.则以下判断正确的是()
A. 小灯泡的额定功率为0.88W
B. 滑片向左移时电压表示数变大,小灯泡变亮
C. 变阻器允许连入电路的最大阻值约为8.82Ω
D. 小灯泡正常发光2s内,变阻器产生的电热为3.04J
【答案】C
【解析】【解答】A、如图电路,电压表与滑动变阻器并联,当滑动变阻器两端电压为2.2V时,根据串联电路的分压特点,此时灯泡两端的电压为:,由乙图得,此时电流为0.4A,故灯泡的功率为:,A不符合题意;
B、如图滑片向左移时,接入电路的电阻变小,电流变大,小灯泡变亮,但根据串联电路的分压特点可知,电压表示数变小,B不符合题意;
C、由乙图知,电压表为3V时,电流为0.34A,所以变阻器允许连入电路的最大阻值约为:
,C符合题意;
D. 小灯泡正常发光2s内,变阻器产生的电热为:
,D不符合题意.
故答案为:C.
【分析】(1)根据图像,灯泡正常发光时,变阻器两端的电压为 2.2V,并确定此时电路中的电流,由公式P=UI便可计算出灯泡的额定电功率;(2)滑片向左滑动,变阻器的阻值变小,电路中电流变大,灯泡变亮,变阻器分压变小,从而可判断电流表和电压表的示数变化;(3)变阻器的阻值越大,两端的电压越大,根据电压表的量程确定电阻器两端的
最大电压,根据图像确定此时的电流,由公式R=可得变阻器的最大值;(4)根据Q=W=UIt可计算出变阻器产生的电热.21.如图所示,电源电压为6V,定值电阻R=30Ω,滑动变阻器R0的规格为“30Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“3V 1W”字样。不考虑灯丝电阻变化,在保证电路安全的前提下,则()
A. S、S1都闭合,S2断开,向左调节R0的滑片,灯泡会变暗
B. S闭合,S1、S2都断开,调节R0,灯泡功率变化范围是0.45~1W
C. S、S1、S2都闭合,电路消耗的总功率最小值为1.2W
D. S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,R0接入电路的阻值是15Ω
【答案】D
【解析】【解答】解:A、由图可知,S、S1都闭合,S2断开时,R0与R并联再与灯泡串联,
当向左调节R0的滑片其接入电路的电阻变小,所以并联部分电阻的变大,由串联电路的分
压原理可知,并联部分分得电压变大,则灯泡分得电压变小,由P= 可知,灯泡的电功率变小,所以灯泡会变暗,A符合题意;
B、由图可知,S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器R0与L串联,
由P= 可得灯泡电阻:R L= = =9Ω,
由P=UI可得灯泡正常发光时的电流:I L= = = A,
由串联电路特点和欧姆定律可知当变阻器连入阻值最大时,电路中电流最小,
最小电流I最小= = = A,此时电流表和灯泡都安全,
则灯泡的最小功率:P最小=I最小2R L=( A)2×9Ω≈0.21W,
故灯泡的功率变化范围是0.21W~1W,B不符合题意;
CD、由图可知,当S、S1、S2都闭合时,R0与滑动变阻器并联,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中消耗的总功率最小,
电路消耗的总功率最小值:
P小= + = + =2.4W,C不符合题意;
当电流表的示数I′=0.6A最大时,电路消耗的总功率最大,通过R的电流:I R= = =0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过滑动变阻器的最大电流:I滑=I′﹣I0=0.6A﹣0.2A=0.4A,
滑动变阻器接入电路中的电阻:R滑′= = =15Ω,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】S、S1都闭合,S2断开,R0与R并联再与灯泡串联,判断向左调节R0的滑片其接入电路的电阻变化,从而可知并联部分电阻的变化,再根据串联电路的分压原理和电功率公式分析灯泡功率的变化,从而可知其亮度的变化;S闭合,S1、S2都断开时,灯泡L与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,根据P=I2R分析灯泡的功率变化范围;S、S1、S2都闭合时,R0与滑动变阻器并联,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中消耗的总功率最小,根据并联电路的电压
特点和P=求出电路消耗的总功率最小值;当电流表的示数最大时电路消耗的总功率最大,根据并联电路的电流特点求出通过R0的电流,根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的最大电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻.
22.如图甲所示,电源电压恒定不变,电流表量程为“0〜0.6A”,电压表量程为“0〜3V”,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,R1为定值电阻。在保证各用电器安全的情况下,移动滑动变阻器滑片的位置,记下电压表和电流表的示数后,分别求出R2对应的电功率和电阻值,画成图象如图乙,下列说法中正确的是()
①电源电压为6V
②R1的阻值为5Ω
③电压表的示数变化范围是1V﹣3V
④整个电路消耗的最小功率为1.35W
A. 只有①②正确
B. 只有③④正确
C. 只有②④正确
D. 只有
②③④正确
【答案】 C
【解析】【解答】解:(1)两电阻串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,由图知,变阻器连入电路最大电阻为10Ω,根据分压原理,此时电压表示数最大为3V;
当变阻器连入电阻最小为 2.5Ω,根据电阻的规律和欧姆定律,此时电流表示数最大为0.6A。
根据P=I2R,第一种情况下,电路中的电流I1===0.3A,
根据电阻的串联和欧姆定律,电源电压:
第1种情况下:
U=I1×(R1+R21)=0.3A×(R1+10Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ
第2种情况下:
U=I2×(R1+R22)=0.6A×(R1+2.5Ω);﹣﹣﹣﹣﹣Ⅱ
由ⅠⅡ得:R1=5Ω,故②正确;
电源电压U=4.5V,①错误;
⑵由欧姆定律,第2种情况下,电压表最小示数为:
U小=I2×R22=0.6A×2.5Ω=1.5V,
电压表的示数变化范围是1.5V﹣3V,故③错误;
整个电路消耗的最小功率为:
P=UI1=4.5V×0.3A=1.35W.④正确。
②④正确,
故答案为:C
【分析】由P-R图知,当变阻器连入电路最大电阻为10Ω,此时电压表示数最大为3V;当变阻器连入电阻最小为2.5Ω,根据电阻的规律和欧姆定律,此时电流表示数最大为0.6A;根据P=l2R求出第一种情况下电路中的电流I1,根据电阻的串联和欧姆定律列方程求R1和电源电压U;由欧姆定律求出第2种情况下电压表最小示数,得出电压表的示数变化范围;根据P=UI求整个电路消耗的最小功率.
23.灯L1标有“8V16W”,灯L2标有“12V36W”,假设两灯电阻不随温度变化。现将两灯串联后接在电压为U的电路中,要保证两灯上的实际电压都不超过其额定电压,则电压U的最大值是()
A. 14伏
B. 16伏
C. 18伏
D. 20伏【答案】B
【解析】【解答】由P=UI知道,两灯泡的额定电流分别是:I1=P1/U1=16W/8V=2A,I2 =P2/U2=36W/12V=3A,由I=U/R知道两灯泡的电阻分别是:R1=U1/I1=8V/2A=4Ω,R2 =U2/I2=12V/3A=4Ω,因为串联电路中各处的电流相等,所以,两灯泡串联时,电路允许通过两灯泡的最大电流I=I1=2A,又因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路两端允许加的最大电压是:U=I(R1 +R2)=2A×(4Ω+4Ω)=16V,
故答案为:B。
【分析】两灯泡串联时电路中的最大电流为两灯泡额定电流中较小的、两灯泡并联时电路的最大电压为两灯泡额定电压中较小的据此结合欧姆定律计算即可.
24.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,电流表示数为0.1A,R2消耗的电功率为1W;当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.3A,R2消耗的电功率为1.8W.则当滑片P 从a移到b的过程中()
A. 电流表示数变化了0.4A
B. 电压表示数变化了8V
C. R1消耗的电功率变化了6W
D. 电路消耗的总功率变化了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R2两端的电压,电流表测电路中电流,
根据I= 可知,滑片P在某一端点时,电流表示数为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的电压:U2═ = =10V,
滑动变阻器R2的最大值:R2= = =100Ω,
根据串联电路的电压特点可知:U=U1+U2,
所以有:U=0.1A×R1+10V…①
当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.3A,
此时R2的电压: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,
所以电压表示数U V=0,
电流表示数:I A= = =0.6A,
由前面的计算可知:当P在b端时,I A′=0.1A,电压表示数U V′=10V,
由此可知,电流表变化为:△I=I A﹣I A′=0.6A﹣0.1A=0.5A,故A错误;
电压表变化为:△U=U V﹣U V′=12V﹣0=12V,故B错误;
R1消耗的电功率变化:△P1=I A2R1﹣I A′2R1=(0.6A)2×20Ω﹣(0.1A)2×20Ω=7W,故C错误;电路消耗的总功率变化:△P=U△I=12V×0.5A=6W,故D正确.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R2两端的电压,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的最大值,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的阻值;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,从而判断电表示数变化;由P=UI计算R1消耗的电功率和总功率变化.
25.如图所示的电路,电源电压为3V,R1=15Ω,R2=5Ω,当开关S闭合时,下列分析正确的是()
A. R1、R2两端电压之比为3:1
B. 通过R1、R2电流之比为3:1
C. R1、R2消耗的电功率之比为1:3
D. R1的电功率为1.8W
【答案】C
【解析】【解答】由电路图知道,R1、R2两电阻并联,由于并联电路各支路两端的电压相等,所以R1、R2两端电压之比是1:1,A不符合题意;由I=U/R知道,通过R1、R2电流之比是:I1:I2=U/R1:U/R2=R2:R1=5Ω:/15Ω=1:3,B不符合题意;由P=U2/R知道,R1、R2消耗的电功率之比是:P1:P2=U2/R1:U2/R2=R2:R1=1:3,C符合题意;由于两电阻并联,所以U1 =U=3V, R1的电功率是:P1 =U2/R1=(3V)2/15Ω=0.6W,D不符合题意,
故答案为:C。
【分析】根据并联电路的特点,当电压相等时,电流和电阻成反比,电功率和电阻成反比.