人教版物理九年级全册《18.2 电功率》同步练习
一 、单选题(本大题共8小题,共24分)
1.(3分)将标有“”的灯泡和标有“”的灯泡串联接在的电源上,则
A. 灯泡正常发光
B. 灯泡可能会烧坏
C. 电路总功率为
D. 通过的电流小于通过的电流
2.(3分)小华用如图所示的电路测小灯泡功率。电路中电源电压恒为,电压表的量程为,电流表的量程为,滑动变阻器的规格为“”,灯泡标有“”字样。若闭合开关,保证电路安全,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是
A. 电流表示数的变化范围是
B. 灯泡的最小功率是
C. 该电路的最大功率是
D. 滑动变阻器的电阻允许调节的范围是
3.(3分)把两个分别标有“”和“”的灯泡串联后接到电源上,要使两灯都不被损坏,则电源的最大电压应为
A. B. C. D.
4.(3分)有两个电路元件和,流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示.把它们串联在电路中,如图乙所示.闭合开关,这时电流表的示数为,则电源电压和元件的电功率分别是
A. B.
C. D.
5.(3分)某款电热杯有高、中、低三挡,简化电路如图所示,、不能同时闭合,的阻值
为。只闭合时,电路中的电流为。下列说法正确的是
A. 电源电压为
B. 只闭合、时,电热杯处于低温挡
C. 只闭合时,电热杯工作产生的热量为
D. 加热水,水温由升高到,水吸收的热量为
6.(3分)如图所示电路,电源电压为且保持不变。闭合开关,当滑片置于变阻器的中点时,电压表的示数为;当滑片置于变阻器的端时,电压表的示数变化了,在内定值电阻产生的热量为,则下列结果正确的是
A. 电路中的最小电流为
B. 滑片在中点时,内滑动变阻器消耗的电能为
C. 先后两次消耗的电功率之比为:
D. 先后两次消耗的电功率之比为:
7.(3分)如图是两个定值电阻、的内部结构图,、所用电阻丝涂有绝缘漆粗细均匀、材料相同,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为圈和圈,的电阻丝比的电阻丝细。将、并联在电路中工作一段时间,下列说法正确的是
A. 通过的电流等于通过的电流 B. 两端的电压大于两端的电压
C. 的电功率大于的电功率 D. 消耗的电能小于消耗的电能
8.(3分)如图甲所示的电路中, 为定值电阻, 为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关后,滑片从端移动到端,电流表示数 与电压表示数 的变化关系如图乙所示,则下列判断错误的是
A. 电源的电压为 B. 电路的最大总功率为
C. 的电功率一直变大 D. 图乙中点是滑片位于中点时的状态
二 、多选题(本大题共2小题,共6分)
9.(3分)如图所示,R1和R2为阻值不同的定值电阻,滑片P置于变阻器中间,电源电压保持不变,下列说法正确的是( )
A. 只闭合S1,滑片向左滑动,电压表的示数不变
B. 只闭合S2,滑片向右滑动,电压表与电流表A1示数的比值变小
C. 只闭合S2和S3,且滑片置于最右端时,两电流表的示数可能相等
D. 先闭合S1,S2,电路中的总电流为I1,再闭合S3并移动滑片后,电路中的总电流为I2,I1与I2可能相等
10.(3分)如图所示,电源电压为,电压表量程为“”,电流表量程为“”,滑动变阻器规格为“”,小灯泡标有“”灯丝电阻不变。在保证小灯泡中的电流不超出额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是
A. 小灯泡的额定电流是
B. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是
C. 电压表示数变化范围是
D. 电流表示数变化范围是
三 、填空题(本大题共5小题,共20分)
11.(4分)如图所示是、两定值电阻的图象,由图象中信息可知;通过导体的电流为时,导体两端电压为______;若将、两电阻并联接在电源的两端,则电路中干路里的电流为______。
12.(4分)图甲是小灯泡和电阻的电流随电压变化图像,如果将它们串联在电路中,通过它们的电流是时,此电路电源电压是 ______;若将它们按图乙所示接入另一电路中,只闭合开关,小灯泡的实际功率为;再闭合开关,电流表示数变化了 ______,在此状态下通电,电路中电流做的功是 ______。
13.(4分)小予家夏季经常使用空调和电风扇,学习了电功率的相关知识后,小子观察它们的铭牌分别如图甲、乙所示。若夏季小子家平均每天使用空调正常工作6h,则空调每天所消耗的电能可使他家的电风扇正常工作_______________h。
14.(4分)如图所示,是一科技创新小组同学们设计的水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器的金属滑杆升降,通过电压表显示的数据来反映水位升降情况。水位最低时,滑杆位于的端处。是一个指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻。当水位上升时,连入电路的电阻 ______填“变大”“变小”或者“不变”,电压表示数 ______填“变大”“变小”或者“不变”,指示灯变 ______填“亮”或者“暗”。
15.(4分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,向左移动滑动变阻器的滑片时,电压表的示数将______;若移动过程中,电压表的示数变化范围为,电流表示数变化了,则电阻电功率的变化范围是______。
四 、实验题(本大题共1小题,共6分)
16.(6分)小王想要测量小灯泡的额定功率,他准备了以下器材:小灯泡额定电压,电阻大约,电流表,电压表,滑动变阻器“”,滑动变阻器“”,阻值已知的定值电阻,电压恒为的电源,开关、导线若干。
请你笔画线代替导线帮他将电路连接完整,导线不能交叉。
他想完成实验,应选择 ______ 选填“”或“”滑动变阻器。
完成上述实验后,小王又设计了另外一种测额定功率的方案,如图乙所示。请你帮他完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关,将开关拨到触点 ______ 选填“”或“”,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压。
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表的示数。
③小灯泡的额定功率______ 用、、表示。
五 、计算题(本大题共4小题,共48分)
17.(12分)如图所示电路,电源电压保持不变,灯标有“”的字样,定值电阻的阻值为。设灯丝电阻不变,求:
灯丝电阻;
当开关闭合、断开,电流表示数为时,灯两端电压;
当开关、均闭合时,定值电阻消耗的电功率。
18.(12分)在图甲所示电路中,电源电压保持不变,电阻的阻值为,闭合开关,两电流表的指针均指在表盘正中位置如图乙所示。
求电源电压;
求电阻的功率;
现用电阻替换原来的两个电阻中的一个,发现替换前后只有一个电流表的示数发生了变化,且电路的总功率变化了。求电阻的阻值结果保留位小数。
19.(12分)如图甲是一种恒温调奶器,可以自动调试好加水的奶粉,然后加热到最适合宝宝饮用的温度,还可以自动保温,特别适合夜间使用。图乙是机器的参数表及电路简图、为电热丝,为双触点自动开关。求:
调奶器处于保温状态时的工作电流结果保留两位小数?
电阻的阻值?
若把调好的奶粉从加热到所用时间为,则调好的奶粉的比热容是多少不计热损失?
型号: 电源:
加热功率: 保温功率:
20.(12分)小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型,如图所示,在一般情况下,只需灯光照明,温度较低时,则需要加热。电源电压为,为定值电阻,为发热电阻丝改成的滑动变阻器,其上标有“”的字样,电流表的量程为,电流表的量程为,灯泡上标有“”的字样。
灯泡正常工作时的电流是多大?
闭合,断开、,灯泡正常工作,求的阻值。
、、均闭合时,求上消耗电功率的最小值和最大值。
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解:
由可得,灯泡的电阻:
,
,
由串联电路的特点和欧姆定律可得,两灯串联在的电路上时通过的电流:
,
所以两只小灯泡消耗的总功率:
故C正确;
由可,灯泡的实际电压,
灯泡的实际电压,
可见,两灯的实际电压都小于额定电压,故都不能正常发光,不可能被烧坏,故AB错误;
串联电路中电流处处相等,则通过的电流等于通过的电流,故D错误。
故选:。
由计算灯泡电阻,由串联电路特点和欧姆定律计算通过灯泡的电流;由计算总功率。利用欧姆定律可求接在电源上时电路中的电流,进而利用欧姆定律求两灯两端的实际电压,再进行分析判断。
该题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,属于一道基础题。
2.【答案】B;
【解析】【试题解析】
此题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流,对于选择题并不一定完全解答选项,只要有不正确的地方,本选项即为不正确。
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
知道灯泡的额定电压和额定功率,根据求出灯泡的额定电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,再根据求出该电路的最大功率;
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,灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用求出灯泡的最小功率。
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
由可得,灯泡的额定电流:
,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为,
所以,电路中的最大电流为,
由可得,灯泡的电阻:
,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的电流:
,
所以,电流表示数的变化范围是,故错误;
灯泡的最小功率:
,故正确。
该电路的最大功率:
,故错误;
电流最大时,电路中的总电阻:
,
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:
,故错误;
故选:。
3.【答案】B;
【解析】解:
根据串联电路各处电流都相等所以电路电流为。
所以,,错误,正确。
故选:。
两电阻串联在电路中,根据串联电路电流特点结合电功率公式可确定电路电流,进一步根据欧姆定律可计算电源的最大电压。
此题主要考查学生对串联电路电流特点的掌握并运用欧姆定律和电功率公式计算相关的物理量。
4.【答案】C;
【解析】解:由电路图可知,电路元件和串联,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,电流表的示数为时,,
由图象可知,和两端的电压分别为:
,,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
,故AB错误;
元件的电功率:
,故C正确、D错误.
故选C.
由电路图可知,电路元件和串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路中的电流特点结合图象读出它们两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据求出元件的电功率.
该题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用,关键是根据图象读出电流对应的电压值.
5.【答案】C;
【解析】解:、只闭合时,电路为的简单电路,电路中的电流为,的阻值为,根据欧姆定律可得电源电压,故错误;
、闭合、时,两电阻并联接入电路,并联电路总电阻小于任一分电阻,根据可知电热杯消耗的功率最大,处于高温挡,故错误;
、只闭合时,电热杯工作产生的热量,故正确;
、加热水,水温由升高到,水吸收的热量为,故错误。
故选:。
只闭合时,电路为的简单电路,电路中的电流为,的阻值为,根据欧姆定律计算电源电压;
闭合、时,两电阻并联接入电路,根据并联电路电阻特点结合可知电热杯所处挡位;
根据计算只闭合时,电热杯工作产生的热量;
根据计算加热水,水温由升高到,水吸收的热量。
此题主要考查并联电路特点、欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活运用。
6.【答案】D;
【解析】解:根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路中电流;
根据串联电路分压原理知,滑片从中点到端时,连入阻值增大,它分得电压增大,即电压表示数增大了,此时电压表示数为;
所以,
由可得:;
A、当滑片在点时,电路中电阻最大,电流最小,电路中的最小电流:,故A错误;
B、滑片在中点时,电路中的电流:,
内滑动变阻器消耗的电能:,故B错误;
C、由可得,先后两次消耗的电功率之比:,故C错误。
C、由可得,先后两次消耗的电功率之比:,故D正确。
故选:。
根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联;根据串联电路分压规律可知滑片从中点到端时,电压表示数将增大,因此电压表示数增大了,然后根据串联电路电压规律以及即可求出的阻值;
当滑片在点时,电路中的电流最小,根据串联电路电压规律和欧姆定律即可求出电路中的最小电流;
先根据欧姆定律求出滑片在中点时电路中的电流,然后根据求出内滑动变阻器消耗的电能;
根据即可求出先后两次消耗的电功率之比;
根据即可求出先后两次消耗的电功率之比。
该题考查了串联电路的特点、欧姆定律以及电功、功率计算公式的应用,要注意电表最小示数的判断。
7.【答案】D;
【解析】
由题意可知,两电阻丝的材料相同,电阻丝比长且细,则;
因与并联,电阻两端的电压相等,由 可知,电阻大的通过的电流小,所以通过的电流小于通过的电流,故错误;
C.由 可知,电功率小于的电功率,故错误;
D.电功率小于的电功率,根据可知,相同时间内消耗的电能小于消耗的电能,故正确。
故选。
8.【答案】C;
【解析】
当滑片位于端时,接入电路的电阻为,电路为的简单电路,电路中的电流最大,根据欧姆定律表示出电源的电压;
当电路中电流最大时,电路消耗的功率最大;
根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据表示出滑动变阻器消耗的电功率,进一步判断消耗的电功率变化;
根据电阻的串联和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻一半时电路中的电流,然后结合图象判断对应的点。
此题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是利用数学知识判断滑动变阻器消耗电功率的变化和从图象中得出相关的信息。
由图甲可知,两电阻串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑片位于端时,接入电路的电阻为,电路为的简单电路,电路中的电流最大,
由图象可知,,
由可得,电源的电压,
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,电压表的示数最大,
由图象可知,,,
则滑动变阻器的最大阻值:,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压,
因电源的电压不变,
所以,,
解得:,
电源的电压,故正确,不符合题意;
B.电路的最大总功率:,故正确,不符合题意;
C.电路中的电流:
,
滑动变阻器消耗的电功率:,
当时,,
当时,,
当时,,
综上可知,滑片从端移动到端,消耗的电功率先变大后变小,故错误,符合题意;
D.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电阻一半时,电路中的电流:
,
由图象可知,对应与点,故正确,不符合题意。
故选。
9.【答案】ABD;
【解析】只闭合S1,电路中只有电流表A1和滑动变阻器,电压表通过R1接在电源两端,其示数等于电源电压 ,所以移动滑片其示数也不变,A对;
只闭合S2,R1与滑动变阻器串联,A1测串联电路的电流,电压表测总电压,滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻值减小,串联电路的总电阻减小,而电压表与电流表A1示数的比值即为电路的总电阻,所以变小,B对;
只闭合S2和S3,且滑片置于最右端时,R1和R2并联,电流表A1测R1的电流,A2测R2的电流,由于R1和R2为阻值不同的定值电阻,所有两个电流表的示数不可能相等,C错;
闭合S1,S2,电路中只有滑动变阻器,再闭合S3,R2与滑动变阻器并联,移动滑片,可能使并联电路的总电阻等于只闭合S1,S2时滑动变阻器的电阻,所以两次电流可能相等,D对.
故选ABD
10.【答案】AB;
【解析】解:
A、灯泡正常发光时的电压为,功率为,根据可得,灯泡正常发光时电路中的电流:,故A正确;
、由图知,灯泡与滑动变阻器串联,为使电路安全,根据串联电路电流的规律,电路中的最大电流灯的额定电流:,故D错误;
电压表示数最大,根据串联电路电压的规律,此时灯泡电压最小,,此时电流中电流最小,灯的电阻:;
由欧姆定律:电路中的最小电流:,
电路电流最小时,总电阻最大,滑动变阻器有最大值,根据串联电阻的规律,
;
电路电流最大时,总电阻最小,滑动变阻器有最小值,
,所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是,故B正确。
灯泡正常发光时的电压为,功率为,当灯泡正常发光时,串联电路总电压等于各分电压之和,此时电压表的最小示数:
,
电路中电流最小时,灯泡分担的电压最小,滑动变阻器两端的最大电压:,即电压表最大示数,即电压表的示数范围为,故C错误;
故选:。
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。
灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据可得,灯泡正常发光时电路中的电流:
根据串联电路的电流特点确定电路的最大电流;
当电压表示数最大,根据串联电路电压的规律,此时灯泡电压最小,此时电流中电流最小,由欧姆定律求出电路的最小电流;
根据欧姆定律和串联电路的规律求出变阻器连入电路中电阻的范围;
根据变阻器的取值范围可确定变阻的电压能否为。
该题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用,正确分析电路中的最大和最小电流是解答该题的关键。
11.【答案】4 ; 0.6 ;
【解析】解:由图象可知,通过导体的电流为时,导体两端电压为;
将、两电阻并联接在电源的两端时,,
由图象可知。,,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
电路中干路里的电流:
。
故答案为:;。
根据图象读出通过导体的电流为时导体两端电压;
、两电阻并联时,它们两端的电压相等,根据图象读出对于的电流,利用并联电路的电流特点求出电路中干路里的电流。
该题考查了并联电路的特点,关键是根据图象得出电流与电压的对应值,是一道基础题目。
12.【答案】2.5 0.2 14;
【解析】解:将它们串联在电路中,通过它们的电流是时,查阅图甲可知,,;
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:
电源电压;
由电阻的图像可知,电阻的阻值;
由小灯泡的图像可知,当小灯两端的电压时,,
小灯泡电功率,所以,小灯泡电功率为时,灯泡两端电压为,
所以电源电压,
根据题意可知,再闭合开关后,电阻并联入电路,电路中增加的电流即为通过电阻的电流:
,
再闭合时,电阻与灯泡并联,即,;
此时电路中的电流为:,
由得,经过电路消耗的电能为:
。
故答案为:;;。
将它们串联在电路中,通过它们的电流是时,结合图甲可知,灯泡和电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点即可求出电源电压;
由甲图可知,当时,,此时灯的电功率为,由乙图可知,只闭合开关时,电路为灯的简单电路,由此可知电源电压;当再闭合时,电阻与灯泡并联,电流表示数变化值就是此时通过电阻的电流,利用欧姆定律求的大小和通过它的电流大小;
根据并联电路的电流规律和公式和可以计算出消耗的电能。
此题主要考查学生获取信息的能力和对公式的理解,关键有二:一是从图像得出电源电压,二是电阻并联入电路,电路中增加的电流即为通过电阻的电流。
13.【答案】146.4;
【解析】略
14.【答案】变大 变大 暗;
【解析】解:由图可知,该电路为串联电路,电压表测量两端的电压;
当水位上升时,浮子带动滑片上升,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,指示灯两端的电压变小,灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,由可知指示灯的实际功率变小,灯泡变暗;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,变阻器两端的电压增大,即电压的示数增大。
故答案为:变大;变大;暗。
由电路图可知,指示灯与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,根据水位的变化可知浮子的移动、滑片的移动,进一步可知变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和指示灯两端的电压变化,根据可知灯泡亮暗的变化。根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压变化。
此题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分析好水位变化时电路中总电阻的变化是关键。
15.【答案】变大; 0.9W~3.6;
【解析】解:由电路图可知,、串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
闭合开关,向左移动滑动变阻器的滑片时,接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,
由可得,电路中的电流变大,两端的电压变大,则电压表的示数变大;
当电压表的示数变化范围为时,电流表示数变化了,则
,
所以,电阻的阻值:
,
当和时,电阻电功率分别为:
,,
则电阻电功率的变化范围是。
故答案为:变大;。
由电路图可知,、串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
根据滑片的移动可知滑动移动时接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和两端的电压变化;
当电压表的示数变化范围为时,根据欧姆定律表示出电流表示数变化量即可求出电阻的阻值,然后求出电压表的示数为和时电阻电功率,然后得出答案。
该题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用以及电路的动态分析,要注意对于定值电阻来说是成立的。
16.【答案】;
【解析】解:根据小灯泡的额定电压,可知电压表应选用即可,再结合小灯泡电阻大约,由欧姆定律得出灯的额定电流约为:
,故电流表选用量程,由此完成电路的连接如下图所示:
;
根据小灯泡的额定电压,电阻大约,已知电源电压恒为,由串联电路电压的规律可知灯正常发光时变阻器两端的电压为滑,则根据串联分压原理可得:
,即,解得,由此可知应选择滑动变阻器的型号为;
实验操作:
①连接好电路,闭合开关,将开关拨到触点,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片的位置不动,再将开关拨到另一触点,读出电压表的示数;
③在步骤①中,灯、定值电阻和变阻器串联,电压表测灯两端的电压,因电压表示数为小灯泡的额定电压,故灯正常发光;
在步骤②中,灯、定值电阻和变阻器仍串联,电压表测灯与定值电阻两端的电压,因此时电路连接方式不变,各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻两端的电压:
,
根据串联电路电流特点结合欧姆定律可求出灯的额定电流:
,
灯的额定功率:
。
故答案为:见解答图;;;。
根据小灯泡的额定电压,可知电压表应选用小量程,再结合小灯泡电阻大约,由欧姆定律得出灯的额定电流,确定电流表选用的量程,由此完成电路的连接;
根据小灯泡的额定电压,电阻大约,已知电源电压恒为,由串联电路电压的规律结合欧姆定律得出灯正常发光时变阻器连入电路的电阻,确定选用的滑动变阻器;
若该电路中没有电流表,电压表和定值电阻应起到测量电流的作用,故将灯与定值电阻串联后再与变阻器串联;
要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的电压,因此时电路连接方式不变,各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据可求出灯的额定功率。
本题测量小灯泡的额定功率实验,考查了电路连接、电路元件的选择及设计实验方案测功率的能力,有一定难度。
17.【答案】解:(1)根据灯泡铭牌数据和欧姆定律可知灯丝电阻RL===5Ω;
(2)当开关S1闭合、S2断开,灯L和电阻R串联,电流表示数为0.2A时,根据欧姆定律可知灯L两端电压UL′=IRL=0.2A×5Ω=1V,
(3)根据欧姆定律可知可知R两端电压UR=IR=0.2A×10Ω=2V,
所以电源电压U=UL′+UR=1V+2V=3V,
当开关S1、S2均闭合时,电路中只有R接入电路,R消耗的电功率P===0.9W。
答:(1)灯丝电阻为5Ω;
(2)灯L两端电压为1V;
(3)定值电阻R消耗的电功率为0.9W。;
【解析】
根据灯泡铭牌数据和欧姆定律可知灯丝电阻;
当开关闭合、断开,灯和电阻串联,电流表示数为时,根据欧姆定律可知灯两端电压;
根据欧姆定律可知可知两端电压,根据串联电路的电压特点可知电源电压,当开关、均闭合时,电路中只有接入电路,根据得出消耗的电功率。
此题主要考查欧姆定律的应用和电功率的计算,综合性强,有一定难度。
18.【答案】;
【解析】
由图甲可知,两电阻并联,电流表测通过的电流,电流表测干路电流;
根据并联电路的电流特点和两电流表的指针偏转角度相同读出两电流表的示数,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源电压;
根据并联的电流特点求出通过的电流,根据求出电阻的功率;
根据并联电路的特点分析判断被替换的电阻,根据求出原来电路的总功率,进而求出更换后电路的总功率,根据求出更换后干路的电流,根据并联电路的电流特点求出通过更换后电阻的电流,根据欧姆定律求出电阻的阻值。
此题主要考查并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据并联电路的电流特点分析两电流表的量程读出电流表的示数。
19.【答案】解:(1)由P=UI可得,调奶器处于保温状态时的工作电流:
I==≈0.07A;
(2)由题意可知,当S接“2”时,电路为R1的简单电路,调奶器处于保温状态;
当接“3”时,电路为R1、R2并联,奶器处于加热状态,
因电路中的总功率等于各用电器功率之和,
所以,R2的电功率:
P2=P加热-P保温=500W-16W=484W,
由P=可得,电阻R2的阻值:
R2===100Ω;
(3)由P=可得,调奶器消耗的电能:
W=P加热t′=500W×32s=16000J,
不计热损失,调好奶粉吸收的热量:
Q吸=W=16000J,
由Q吸=cm(t-)可得,调好奶粉的比热容:
c==C -20^{\circ}=4×103J/(kg ℃)。
答:(1)调奶器处于保温状态时的工作电流为0.07A;
(2)电阻R2的阻值为100Ω;
(3)调好的奶粉的比热容是4×103J/(kg ℃)。;
【解析】
由表格数据可知保温功率,根据求出工作电流;
由题意可知,当接“”时,电路为的简单电路,调奶器处于保温状态;当接“”时,电路为、并联,奶器处于加热状态,根据总功率等于各用电器功率之和可知的电功率,根据并联电路的电压特点和求出电阻的阻值;
知道调奶器的加热功率和工作时间,根据求出消耗的电能,不计热损失,调好奶粉吸收的热量等于消耗的电能,又知道调好奶粉的质量和初温、末温,根据求出调好奶粉的比热容。
该题考查了电功率公式、电功公式和吸热公式的应用,要注意电路的总功率等于各用电器功率之和。
20.【答案】解:(1)∵UL=12V,PL=3W,
∴灯泡L正常工作时的电流为:IL===0.25A。
(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡L与电阻R1串联,而此时灯泡正常工作,
则此时灯泡两端的电压为UL=12V,而电源电压为U=72V,
∴电阻R1两端的电压为:U1=U-UL=72V-12V=60V,
灯泡L灯泡L正常工作时的电流为0.25A,此时电路中的电流为0.25A,
∴电阻R1的阻值为:R1===240Ω。
(3)S、S1、S2均闭合时,电阻R1和滑动变阻器R2并联,电源电压为U=72V,
则U1=U2=U=72V,
而滑动变阻器的最大电阻为R大=200Ω,
∴R2消耗电功率的最小值为:P小===25.92W。
电阻R1的阻值为240Ω,而U1=U2=U=72V,
∴此时通过R1的电流为:I1===0.3A,
电流表A1测通过电阻R1的电流,电流表A2测干路中的总电流,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,
∴通过R2的最大电流为:I2=I-I1=3A-0.3A=2.7A,
R2消耗电功率的最大值为:P大=UI2=72V×2.7A=194.4W。
答:(1)灯泡正常工作时的电流是0.25A。
(2)闭合S,断开S1、S2,灯泡正常工作,电阻R1的阻值为240Ω。
(3)S、S1、S2均闭合时,R2上消耗电功率的最小值为25.92W、最大值为194.4W。;
【解析】
根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,可利用公式计算出灯泡正常工作时的电流。
闭合,断开、,灯泡与电阻串联,而此时灯泡正常工作,从而可以判断出灯泡两端的电压,知道电源电压,利用串联电路电压的特点计算出电阻两端的电压,又知道此时通过灯泡的电流,再利用公式计算出的阻值
电流表测干路电流;由灯泡正常发光时电压和额定电压相等可知电源的电压,根据欧姆定律分别求出各支路的电流,再利用并联电路的电流特点求出电流表的示数。
、、均闭合时,电阻和滑动变阻器并联,灯泡被短路,电流表测通过电阻的电流,电流表测干路中的总电流。知道电源电压,利用并联电路电压的特点判断出电阻和滑动变阻器两端的电压,知道滑动变阻器的最大电阻,可利用公式计算出上消耗电功率的最小值。知道定值电阻两端的电压和的阻值,可利用公式计算出此时通过的电流,又知道电流表量程为,从而可以判断出干路中的最大电流,再利用并联电路电流的特点计算出通过的最大电流,再利用公式计算出求上消耗电功率的最大值。
本题综合性较强,考查的内容较多。会辨别串、并联,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串、并联电路的电压规律,电流规律。关键是公式及其变形的灵活运用,难点是开关断开闭合过程中对电路连接情况的影响。