最新《电功率》单元测试题(含答案) 经典1
一、电功率选择题
1.下列各选项中,完全正确的是( ) A. 常见做法 目的 高山上用高压锅做饭 升高沸点 家用电器金属外壳接地 避免人体触电 拉开弓把箭射出 利用弹性势能
B.
家用电器 物理原理 电饭锅 电流的热效应 电风扇 磁场对电流的作用 电吹风 电磁感应 C. 日常现象 物理知识
冬天玻璃窗户上的“冰花” 凝固 锯木头时锯条会发热 热传递 汽车急刹车时人向前倾倒 惯性 D. 能量转化 应用实例
化学能转化为电能 蓄电池 电能转化为机械能 电动机 太阳能转化为内能 内燃机
【答案】 A
【解析】【解答】A、选项中高山上用高压锅做饭,是因为高山的海拔较高,水的沸点很低,所以必须用高压锅增大气压,提高水的沸点。所以该说法正确。
家用电器金属外壳接地是当火线破损等各种原因导致火线与金属外壳有接触的时候,能及时把电流引向大地,从而防止人触电。所以该说法正确。
拉开弓把箭射出是利用弓的弹性势能转化为箭的动能。所以该说法正确。 综上,A符合题意。
B、选项中电吹风能吹风,是因为电吹风里面有个电动机,其原理是磁场对电流的作用;电
吹风吹出来的风是热的,这是利用电流的热效应。整个电吹风没有利用到电磁感应。B不符合题意。
C、选项中冬天玻璃窗户上的“冰花”,“冰花”是由空气中的水蒸气遇到冷的玻璃出现的凝华现象;
锯木头时锯条会发热,这是通过做功使锯条内能增加,而不是热传递。C不符合题意。 D、中给蓄电池充电时候是把电能转化为化学能;而蓄电池作为电源给用电器提供电能时它是把化学能转化为电能。题目指代不明。
内燃机是把内能转化为机械能,而不是把太阳能转化为内能。D不符合题意。 故答案为:A。
【分析】此题涉及到的知识点较多,逐项分析即可,难度不大.
2.小明利用电能表测量某个家用电器的电功率,当电路中只有这个电器连续工作时,测得在1h内,消耗的电能为1.2kW•h,那么用这个电器是( )
A. 液晶电视机 B. 台式计算机 C. 家用空调 D. 电冰箱 【答案】C
【解析】【解答】解: 用电器在t=1h内消耗的电能为W=1.2kW•h,用电器的电功率: P= =
=1.2kW=1200W,
液晶电视机的电功率约为100W,台式计算机的电功率约为200W,空调的电功率约为1000W,电冰箱的功率约为100W, 所以电功率是1200W的用电器是空调. 故选C.
【分析】根据用电器在1h内消耗的电能,结合公式P= ,求出电功率,再与题目中给出的用电器的功率比较即可.
3.甲、乙两只灯泡,其I﹣U关系图象如图所示.现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端的电压为2V时,乙灯消耗的功率是( )
A. 1.2W B. 0.8W C. 2W D. 3W 【答案】 A
【解析】【解答】解:根据图象可知,当甲灯泡两端电压为2V时,通过甲灯泡的电流为0.4A;
因为串联电路处处电流相等,因此通过乙灯泡的电流也为0.4A;根据图象可知,此时乙灯泡两端电压为3V;
乙灯泡消耗的功率:P=UI=3V×0.4A=1.2W. 故选A.
【分析】先根据图象读出甲灯两端电压为2V时通过甲的电流,然后根据串联电路电流规律并结合图象可知此时乙灯泡两端电压,再根据P=UI求出乙消耗的功率.
4.小龙家上月初电能表示数为 项正确的是( )
,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
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64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64次消耗的电能: W=
kW•h=0.02kW•h;
电热棒的电功率:P= = 由P= 得实际电压: U=
=
=0.4kW=400W.
=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64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.
5.2017•黄冈)下列关于电和磁的说法正确的是( ) A. 金属导体中的电流方向与导体中自由电子定向移动方向相同 B. 家庭电路中同时工作的用电器总功率越大,通过电能表的电流越大 C. 磁场中某点的磁场方向与该点小磁针静止时南极的指向相同 D. 电动机是根据电磁感应原理工作的 【答案】B
【解析】【解答】解:A、自由电子是负电荷,所以金属导体中的电流方向与自由电子定向移动方向相反,故A错误;
B、接入电路的用电器总功率越大,由公式I= 可知通过电能表的电流就越大,故B正确; C、小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向,故C错误; A、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故D错误. 故选B.
【分析】(1)物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向;(2)家庭电路电流大的原因:总功率过大;(3)我们规定小磁针N极所指的方向为该点磁场的方向;(4)带电磁铁的仪器利用的是电流的磁效应原理.
6.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.
7.下列估测最接近实际的是( )
A. 一个鸡蛋的质量约为200g B. 人感觉舒适的环境温度约为23℃ C. 一位普通中学生的手掌宽度约为25cm D. 家用电视机的功率约为1500W 【答案】 B
【解析】【解答】解:A、一个鸡蛋的质量约为50g;
B、人感觉舒适的环境温度为20﹣﹣26℃; C、一位中学生的手掌宽度约为10cm; D、家用电视机的功率约为200W. 故选B
【分析】做这种题目,要对一些常见的物理量要有一定的估测能力,根据生活常识去判断题目的对错.
8.关于家里的用电器,下列数据最符合实际的是( )
A. 白炽灯的正常工作电流约为0.1A B. 遥控器的干电池电压约为220V C. 空调制冷时的功率约为10W D. 电扇正常工作1h耗电约为1KW•h 【答案】A
【解析】【解答】解:A、白炽灯的额定功率为40W,正常工作电流约为I= = 实际;
C、空调制冷时的功率约为1000W,故C不符合实际;
D、电扇的额定功率为100W,正常工作1h耗电约为W=Pt=0.1KW×1h=0.11KW•h,故D不符合实际.
≈0.18A,0.1A相差不大,故A符合实际; B、遥控器的干电池电压约为1.5V,故B不符合
故选A.
【分析】做这种题目,要对一些常见的物理量要有一定的估测能力,根据生活常识和必要的计算去判断题目的对错.
9.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.
10.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= = 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
=
= A,
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.
11.下列数据中与实际情况不相符的是( )
A. 正常情况下,人的体温约为35℃ B. 成年人的步长大约为50cm C. 功率为100W白炽灯正常工作1小时大约消耗0.1度电 D. 一个鸡蛋的质量大约为50g 【答案】A
【解析】【解答】A、正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小.故A不符合实际;
B、成年人两步的距离约1m=100cm,所以步幅在50cm左右.故B符合实际;
C、功率为100W白炽灯正常工作1小时,大约消耗W=Pt=0.1kW×1h=0.1kW•h的电能.故C符合实际;
D、10个鸡蛋的质量大约1斤,而1斤=500g,所以一个鸡蛋的质量在50g左右.故D符合
实际. 故选A.
【分析】此题考查对生活中常见物体物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出不符合实际的选项.
12.如图,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,灯泡上标有“2.5V 1.25W”(不考虑灯丝电阻变化),滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中( )
A. 电流表的示数最大为0.6A B. 灯泡消耗的最小功率为0.12W
C. 电路消耗的最大电功率为2.7W D. 滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω。 【答案】D
【解析】【解答】由电路图知道,灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;由于灯泡上标有“2.5V1.25W”,所以由P=UI知道,灯泡的额定电流是:IL =PL/UL=1.25W2.5V=0.5A,即电路的最大电流是0.5A,A不符合题意;因为串联电路中各处的电流相等,当电路中的最大电流I大 =0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,且电路消耗的最大总功率是:P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W,C不符合题意;由I=U/R知道,灯泡的电阻和滑动变阻器接入电路中的最小阻值分别是:RL =UL/IL=2.5V/0.5A=5Ω,R
总
=(U-UL)/I
大
=(4.5V-2.5V)/0.5A=4Ω,D符合题意;当滑动变阻
=U/(RL+R
)=4.5V/(5Ω+20Ω)
器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡消耗的电功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路的最小电流:I故答案为:D。
【分析】结合电路图判断电路的连接方式及电表的测量对象,与电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流相比较确定电路中的最大电流与最小电流,利用串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式求解即可.
小
大
=0.18A,则灯泡消耗的最小功率:PL小 =I小2 RL =(0.18A)2 ×5Ω=0.162W,B不符合题意,
13.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中( )
A. 电压表V的示数不变 B. 电流表A的示数变大 C. 小灯泡的亮度变暗 D. 电路的总功率变大
【答案】 A
【解析】【解答】由图可知,闭合开关,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测量电路总电流,电压表测电源电压,所以滑片移动电压表的示数不变,A符合题意;
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据I= 可知,滑动变阻器所在支路中的电流变小;
根据并联电路的特点可知,各支路互不影响,所以滑片向右移动,小灯泡的电流和实际功率不变,则灯泡的亮度不变,C不符合题意;
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,总电流变小,即电流表A的示数变小,B不符合题意;
电源电压保持不变,总电流变小,根据P=UI知,电路的总功率变小,D不符合题意。 故答案为:A。
【分析】结合电路图,理清依据的连接方式及电表的测量对象,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,判断出滑动变阻器接入电路中电阻的变化,滑动变阻器两端的电压不变,根据欧姆定律I= 可知该支路电流的变化;根据并联电路各支路互不影响判断出灯泡的亮度和通过灯泡的电流;根据P=UI判断电路的总功率变化情况.
14.如图所示,电源电压保持不变,L1、L2、L3是电阻保持不变的灯泡,L2、L3完全相同。第一次开关S、S1、S2都闭合时,L1的电功率为25W;第二次只闭合开关S时,L1的电功率为16W。则下列说法正确的是( )
A. L1、L2两灯丝电阻之比为1∶4 B. 只闭合S时,L1和L3的功率之比为1∶4 C. L1前后两次的电压之比为25∶16 D. 前后两次电路消耗的总功率之比为25∶4 【答案】 D
【解析】【解答】由图可知,开关S、S1、S2都 闭合,L1、L2并联,此时L1的电功率为
, 当只有开关S闭合时,L1、L3串联,L1的电功率为
据两次电功率的比值计算,电压之比为
, 根
, C不符合题意;L1和L2并联时,L1两
端的电压为电源电压,L1和L3串联时,L1和L3的分压比为U1:U3=4:1,A不符合题意;根据串联电路电流相等,则L1和L3的电功率的比值为P1:P3=4:1,B不符合题意;并联时的电流为
,
串
联
电
路
的
电
流
为
, 前后两次电流比为 , 电源
电压一定,所以电路总功率之比为25:4,D符合题意。 故答案为:D.
【分析】(1)开关S、S1、S2都闭合时,L1、L2并联;只闭合开关S时,L1、L3串联,由电路特点和
表示出两次L1的电功率,由此可得的L1、L3电压、电阻关系; (2)由P=I2R计算只闭合S时,L1和L3的功率之比;
(3)由电路特点和欧姆定律表示出前后两次电路中电流,由P=UI可得两次电路消耗总功率的比。
15.下列说法中正确的是( )
A. 折射角一定小于入射角 B. 电能表是测量电功的仪表 C. 导体的横截面积越大,电阻越大 D. 声音不能传递能量 【答案】 B
【解析】【解答】解:A、题中没有说光在哪两种介质中传播,所以折射角和入射角的大小不能比较,A不符合题意。
B、电能表是测量电功的仪表,B符合题意。
C、在材料、长度和温度一定时,横截面积越大,电阻越小;没有前提条件,不能说导体电阻和横截面积的关系,C不符合题意。
D、声音可以传递能量,也可以传递信息,D不符合题意。 故答案为:B。
【分析】光从空气斜射入水或其他介质时,折射角小于入射角. 电能表是测量电功的仪表.
决定电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度.(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关) 声音可以传递能量,也可以传递信息.
16.如图甲所示电路中,电源电压可调,灯L1、L2的额定电压均为6V,L1、L2的I﹣U图象如图乙所示,闭合开关S,逐步调大电源电压至电路允许的最大值,此时( )
A. L1正常发光 B. 电源电压为12V C. 电路总电阻为30Ω D. 电路总功率为2.4W 【答案】D
【解析】【解答】解:由图乙可知,两灯泡两端的电压为6V时,通过两灯泡的电流I1=0.6A、I2=0.3A,
由电路图可知,两灯泡串联,电流表测电路中的电流, 因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中允许通过的最大电流I=I2=0.3A,则L2正常发光,故A错误; 由图乙可知,L1两端的电压U1′=2V, 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,电源的电压:
U=U1′+U2=2V+6V=8V,故B错误; 由I= 可得,电路总电阻: R= =
≈26.7Ω,故C错误;
电路的总功率:
P=UI=8V×0.3A=2.4W,故D正确. 故选D.
【分析】由图乙可知两灯泡额定电流下的电流,根据串联电路的特点可知电路中的最大电流为两灯泡额定电流中较小的,即额定电流较小的灯泡能正常发光,根据图象读出两灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出电路的总功率.
17.下列说法正确的是( )
A. 电流表测电路中电流时,流过的电流是正电荷定向移动形成的 B. 某同学家的电能表示数是 C. 可燃冰属于可再生能源 D. 卫星电话用电磁波传递信息 【答案】D
【解析】【解答】解:
A、在金属导体中自由电子的定向移动形成电流,故A错误; B、某同学家的电能表示数是 误;
C、可燃冰是埋藏于海底的化石燃料,可燃冰属于不可再生能源,故C错误; D、卫星电话是用电磁波传递信息的,故D正确. 故选:D.
【分析】(1)金属导电靠的是自由电子的定向移动;(2)要知道电能表示数的最后一位是小数,单位是kw•h.(3)从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源.人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源,属于不可再生能源;指在自然界中可以不断再生、连续利用的能源,属于可再生能源.(4)移动通信、卫星通信都是利
,表示他家消耗的电能是1234.5kW•h,故B错,表示他家消耗的电能是1234.5J
用电磁波中的微波来传递信息的,因为微波传递信息量大.
18.下列电器中,利用电流热效应工作的是( )
A. 电风扇 B. 电暖气 C. 电视机 D. 电磁继电器 【答案】 B
【解析】【解答】A.电风扇的电动机工作时主要把电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,A不符合题意;B.电暖气工作时把电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,B符合题意;C.电视机主要是把电能转化为光能和声能,不是利用电流热效应工作的,C不符合题意;D.电磁继电器主要利用了电流的磁效应工作的,D不符合题意。 故答案为:B
【分析】电流的热效应:电流通过电阻要发热,这叫做电流的热效应.如电灯、电炉、电烙铁、电焊等,都是电流的热效应的例子.
19.具有防雾除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。下列说法正确的是( )
A. 开关旋至“1”档,开启化霜功能 B. 开启防雾功能,电路总电阻为5Ω C. 化霜与防雾电路的总功率之差为15W D. 从防雾到除露,电路总电流变化1A 【答案】 C
【解析】【解答】由图知道,当开关旋至“1”档时,两条电阻丝串联接入电路,此时电路总
电阻最大为2R=2×10Ω=20Ω,由 题意;此时电路中的电流是:
知道,此时电功率最小,开启防雾功能,AB不符合
=0.5A;此时电路的总功率是:
P1=UI1=10V×0.5A=5W;当开关旋至“2”档时,一条电阻丝单独接入电路,电阻较大(大于并联时的总电阻),电路消耗的功率较小,此时为除露功能;此时电路中的电流是:
=1A;从防雾到除露,电路总电流变化量是:I2-I1=1A-0.5A=0.5A,D不符合
题意;当开关旋至“3”档时,两条电阻丝并联接入电路,总电阻最小,总功率最大,此时为化霜功能,电路的总电阻是:
,电路的总电流是:
=2A;此时总功率是:P3=UI3=10V×2A=20W,化霜与防雾电路的总功率之差
是:P3-P1=20W-5W=15W,C符合题意。 故答案为:C
【分析】结合电路图,理清开关处于不同状态时元件的连接方式,由 态,再逐项进行计算即可.
知道对应的状
20.如图,电路中L1“6V 3W“和L2“6V 6W”两灯泡和滑动变阻器R串联,电源电压恒为12V.下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,两灯泡均能正常发光 B. 保证两灯泡均不损坏,滑动变阻器R连入电路的最小值为3Ω
C. 滑片P从最右端向左移动,使某灯刚好正常发光,则此时另一盏灯的实际功率为1.5W D. 在保证电路安全的情况下,电路总功率最大可达到12W 【答案】C
【解析】【解答】A、根据P=UI可得,灯泡正常工作的电流分别为:
,
常发光;A不符合题意; B、由
可得,两灯的电阻分别为:
,
; ;
由图知,闭合开关S,两灯泡串联,由于串联电路的电流处处相等,所以两灯泡不能都正
由于串联电路的电流处处相等,两灯泡正常发光时的最大电流为:I=I1=0.5A, 由欧姆定律可得总电阻:
;
,B不符合题意;
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得, R连入电路的最小值:
泡L1 , 所以另一盏灯的实际功率:
,C符合题意;
D、在保证电路安全的情况下,电路中的最大电流I=I1=0.5A,则整个电路的最大功率:
,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据公式P=UI先计算出两灯正常发光时的电流,两灯串联后,正常发光的是电流C、滑片P从最右端向左移动,使某灯刚好正常发光,则正常发光的是电流较小的一个灯
较小的一个,再利用公式R=求出两灯的电阻;由于正常发光的是电流较小的一个,则根据P=I2R求出另一盏灯的实际功率;在保证电路安全的情况下,电路中的电流达到正常发光时电流较小的灯泡的电流即为电路可达到的电流,利用P=UI即可求出最大功率.正确的判断电路的最大电流是关键.
21.如图所示的电路中,电源两端电压U保持不变,小灯泡上标有“12V、6W”,定值电阻为R1 , 滑动变阻器的最大阻值为R2 , 忽略温度对电阻的影响,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端时,电压表的示数为U1 , 小灯泡的实际功率为其额定功率的1/4;将滑动变阻器的滑片移至最左端时,电压表的示数为U2 , 小灯泡正常发光,滑片在变阻器左、右两端时电路消耗的总功率的变化量为ΔP,若U1:U2=3:2。则下列结果正确的是
A. R1=48Ω B. U1=24V C. U=36V D. ΔP=6W 【答案】D
【解析】【解答】闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端(即阻值最大处)时,等效电路图如图1所示:
闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最左端(即其连入电路中的电阻为0)时,等效电路图如图2所示:
①、∵U额=12V,P额=6W, ∴灯正常发光时的电阻为:
;
∴此时电路中的电流为: 即I1=0.25A;
∵在图2状态下,小灯泡正常发光, ∴此时电路中的电流为:
,
在图1状态下,
②在图1状态下,U1=I1(R1+R2)=0.25A×(R1+R2),
在图1状态下,U2=I2R1=0.5A×R1 , 即
解得:R2=2R1①。
②、在图1状态下,U=I1(R1+R2+RL)=0.25A×(R1+R2+24Ω)②, 在图2状态下,U=I2(R1+RL)=0.5A×(R1+24Ω)③, ①②③组成方程组,
解得:R1=24Ω,R2=48Ω,U=24V;
则电压表的示数U1为:U1=I1(R1+R2)=0.25A×(24Ω+48Ω)=18V。 ③、∵I1=0.25A,I2=0.5A,U=24V,
∴滑片在变阻器左、右两端时电路消耗的总功率的变化量为:△P=U△I=U(I2-I1)=24V×(0.5A-0.25A)=6W。
A、B、C不符合题意,D符合题意。 故答案为:D。
【分析】闭合开关S,将滑动变阻器的滑片移至最右端(即阻值最大处)时,灯泡L、电阻R1和R2串联,电流表测量的是整个电路中的电流,电压表测量的是电阻R1和R2两端的电压;将滑动变阻器的滑片移至最左端(即其连入电路中的电阻为0)时,灯泡L和电阻R1串联,电流表测量的是整个电路中的电流,电压表测量的是电阻R1两端的电压; ①、可利用公式R=计算出灯泡的电阻。在图1状态下,小灯泡的实际功率为其额定功率的,从而可利用公式I2=计算出此时电路中的电流I1;在图2状态下,小灯泡正常发光,可利用公式I=计算出此时电路中的电流I2。
②、知道在图1和图2状态下U1:U2=3:2,可利用公式U=IR列出一个电压的比值式,从而可以计算出电阻R1和R2的关系①。
③、在图1和图2状态下电源电压不变,可利用公式U=IR列出两个电源电压的灯饰②③,①②③组成方程组,便可以计算出电阻R1和R2的阻值,电源电压U.再在图1状态下,利用公式U=IR计算出电压表的示数U1。
④知道了电源电压,又知道图1和图1状态下的电流,可利用公式P=UI计算出滑片在变阻器左、右两端时电路消耗的总功率的变化量为△P。
,
22.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═ 滑动变阻器R2的最大值:R2= 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′= 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UV=0, 电流表示数:IA= =
=0.6A, =
=6V, =
=
=10V,
=100Ω,
根据串联电路的电压特点可知:U=U1+U2 ,
由前面的计算可知:当P在b端时,IA′=0.1A,电压表示数UV′=10V, 由此可知,电流表变化为:△I=IA﹣IA′=0.6A﹣0.1A=0.5A,故A错误; 电压表变化为:△U=UV﹣UV′=12V﹣0=12V,故B错误;
R1消耗的电功率变化:△P1=IA2R1﹣IA′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.
23.如图所示,在“探究电功率跟电压的关系”实验中,将小灯泡L1:“2.5V 0.3A”和L2:“3.8V 0.3A”串联,下列说法正确的是( )
A. L1和L2串联的主要目的是使两灯泡电流和通电时间都相同 B. 如果电源电压可调,两灯泡可以同时正常发光
C. 闭合开关后,“3.8V 0.3A”的小灯泡更亮,因为其额定功率大 D. 通过此实验现象和数据能探究出电功率跟电压的定量关系 【答案】B
【解析】【解答】解:
A、电功率与电压和电流有关,在探究电功率跟电压的关系时应控制电流相等,由串联电路的电流特点可知,L1和L2串联的主要目的是使两灯泡电流相等,故A错误;
B、由题知,两灯的额定电压都是0.3A,两灯串联时,若电源电压可调,当电路中电流达到0.3A,达到它们的额定电路,则两灯都能正常发光,故B正确;
C、灯泡的亮度是由其实际功率决定的,所以闭合开关后,“3.8V 0.3A”的小灯泡更亮,是因为它的实际功率大,故C错误;
D、由图知,两电压表分别测两灯的电压,只能通过灯泡的亮度判断其电功率的大小,并不能测出电功率的确切值,也就无法得出电功率和电压间的定量关系,故D错误. 故选B.
【分析】(1)电功率与电压和电流有关,由控制变量法分析两灯串联的目的;(2)由串联电路的电流特点和两灯的额定电压和额定电流分析解答;(3)灯泡的亮度是由其实际功率决定的;(4)由电路知,有电压表只能测出两个灯泡的电压,由此分析解答.
24.甲、乙两只白炽灯的铭牌如图所示,下列分析正确的是( )
A. 若灯丝的材料、长度相同,乙灯的灯丝比甲灯的灯丝粗 B. 若将两灯并联接入电压为220V的电路,甲灯比乙灯亮 C. 若将两灯分别接入电压为220V的电路,乙灯消耗的电能多 D. 若将两灯串联,只要电源电压适当,甲、乙两灯就能同时正常发光 【答案】 A
【解析】【解答】根据电压和电功率,结合公式
, 得
, 由于甲灯的功率为
25W,较小,电阻大,若导体的材料、长度相同,电阻大的导体较粗,A符合题意;当两灯并联时电压相等,功率较大的灯泡亮,B不符合题意;灯泡消耗的电功率和电功率、时间有关,时间不确定时,消耗的电能不能比较,C不符合题意;由于同,两灯的额定电流不同,不能同时正常发光,D不符合题意。 故答案为:A.
【分析】根据灯泡的电功率和电压分析电阻和电流,导体的电阻和导体的材料、长度、横截面积有关。
, 电功率不
25.如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密闭这等量的空气,R1=R2=R3 , 当开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A. 该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系 B. 通过电阻R1和R2的电流相等
C. 通电一段时间后,右边U形管内液面的高度差比左边小 D. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的 【答案】C
【解析】【解答】解:A、装置中R2、R3并联后再与R1串联,通过R1的电流I1=I2+I3 , 而I2=I3 , 所以右边容器中通过R3的电流I3是左侧通过R1电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,故A错误;
B、由图知,通过R1的电流I1=I2+I3 , 而I2=I3 , 所以通过电阻R1和R2的电流不相等,故B错;
C、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,左边容器中的电阻产生的热量多,左边U形管内液面的高度差比右边U形管内液面的高度差大,故C正确;
D、电流产生的热量不能用眼睛直接观察,对密封容器中空气加热,引起U型管中液面变化,通过液面高度差的变化来反映,是利用容器内气体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少,故D错误. 故选C.
【分析】A、电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,在通电时间和电阻相同时,是探究电流产生热量跟电流的关系; B、根据串、并联电路的电流大小关系分析判断
C、通电时间相同、电阻相同,通过的电流不同,利用焦耳定律Q放=I2Rt分析判断; D、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但气体温度的变化可以通过U型管中液面高度差的变化来反映,体现的是转换思想.
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