沪科版物理九年级全册《16.2 电流做功的快慢》同步练习
一 、单选题(本大题共8小题,共24分)
1.(3分)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻、的阻值分别为和,只闭合开关,将滑片移到中点,电压表示数为,电阻的功率为,闭合开关、,将滑片移到最左端,电阻的功率为,若,则下列说法正确的是
A. 电源电压为 B. 滑动变阻器的最大电阻为
C. 电路的最大功率为 D. 电路的最小功率为
2.(3分)如图所示,电源电压为且保持不变,为定值电阻,为滑动变阻器、为其两端点,闭合开关,当滑片在某一端点时,电流表示数为,消耗的电功率为,当滑片移动至某一位置时,电压表示数为,消耗的电功率为,下列说法正确的是
A. 滑片在点时,消耗的电功率为
B. 滑片在点时,消耗的电功率为
C. 滑片在点时,电路消耗的总功率为
D. 滑片在点时,消耗的电功率为
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)如图,电路中电源电压恒定, 、 分别标有“6V 6W”和“6V 4W”的字样(设灯丝的电阻不变)。当 、 均闭合时,灯 正常发光,则 闭合, 断开时,两盏灯的总功率是( )。
A. 9W B. 6W C. 3W D. 2.4W
5.(3分)如图所示为导体甲的电流随电压变化的图象,定值电阻乙的阻值为。下列说法错误的是
A. 甲与乙串联在电源电压为的电路中,电路中的电流是
B. 甲与乙串联在电源电压为的电路中,甲的功率小于
C. 甲与乙并联在电源电压为的电路中,干路中的电流是
D. 甲与乙串联在电源电压为的电路中,电路的总功率是
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)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关,将滑动变阻器的滑片从最右端滑至灯泡正常发光的位置,两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是
A. 曲线表示电压表示数与电流表示数变化的关系图像
B. 电源电压为
C. 灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值为
D. 灯泡的额定功率为
8.(3分)如下图是一个体重测试仪的工作原理图,有关它的说法正确的是
A. 体重测试仪电路由于缺少开关,始终处于通路
B. 体重越大,体重显示表的示数越小
C. 体重测试仪所测体重越大,整个电路消耗电功率越大
D. 体重显示表是由电压表改装的
二 、多选题(本大题共2小题,共6分)
9.(3分)如图所示,电源电压不变。下列说法正确的是
A. 只闭合,将向左移动一段距离,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变
B. 只闭合,将向左移动,消耗的功率增加
C. 开关都闭合,将向左移动,电压表的示数不变,电流表的示数变小
D. 开关都闭合,将向左移动,消耗的功率不变,消耗的功率变小
10.(3分)如图所示电路中,电源电压恒定,为定值电阻,为滑动变阻器。闭合开关后,滑动变阻器滑片向左移动的过程中,电表的变化情况是
A. 示数与 示数的比值变大了
B. 示数与 示数的比值变小了
C. 的示数变大,的示数变大,的示数变小
D. 的示数变大,的示数变小,的示数变大
三 、填空题(本大题共5小题,共20分)
11.(4分)欧姆定律内容 ______。
12.(4分)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡上标有“”字样,图乙是小灯泡的电流随其电压变化的图像。滑动变阻器的最大阻值为,定值电阻的阻值为,当闭合和,断开,滑片移到中点时,小灯泡恰好正常发光,则电源电压为 ______,小灯泡的额定功率为 ______;闭合和,断开,当滑动变阻器调到最大值时,在一分钟做的功为 ______。
13.(4分)一个“220V 800W”的电炉,正常工作时电阻丝的电阻是_______________Ω,假如电路中的电压降低到200V,电阻丝的电阻不变,这时电炉实际的电功率为_______________W。
14.(4分)如图所示的电路中,开关闭合后,滑动变阻器从左向右滑动的过程中,灯泡的亮度 ______ 填“变亮”或“变暗”或“不变”,电压表的示数将 ______ 填“增大”或“减小”。
15.(4分)如图所示电路中,电源电压为,定值电阻的阻值为,当滑片向右移动的过程中,电流表示数 ______ 选填“变大”“变小”或“不变”;当滑片移至变阻器中间位置时电流表示数为,则滑动变阻器的最大阻值为 ______ ,此时电路的总功率为 ______ 。
四 、实验题(本大题共1小题,共6分)
16.(6分)课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为,小灯泡额定电压为正常发光时电阻约为。
为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用 ______ 选填字母;
A.“,”的滑动变阻器
B.“,”的滑动变阻器
C.“,”的滑动变阻器
电路连接完成后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 ______ ;
故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 ______ 端移动选填“左”或“右”;
通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 ______ ;
实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为的小灯泡的额定功率。已知电源电压为,定值电阻的阻值为。实验步骤如下:
①开关、闭合,断开,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关、闭合,断开,此时电压表的示数为;
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为;
④小灯泡的额定功率______ 。
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。小灯泡标有“”字样,电流表量程,电压表量程,滑动变阻器的最大阻值只闭合开关、,调节滑动变阻器滑片,得到电流表与电压表示数关系如图所示。求:
小灯泡的额定功率;
电源电压及定值电阻的阻值;
只闭合开关和,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡的图象如图所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器允许的取值范围。
18.(12分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“”的字样,电压表的量程为,灯泡和上分别标有“”和“”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关、,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为时,灯泡恰好正常发光。
请根据实物图画出开关、断开状态下的电路图;
求电源电压;
当开关、闭合时,在确保电路安全的情况下,求滑动变阻器接入电路的阻值范围;
只闭合开关时,计算电路在内最多消耗的电能。
19.(12分)世界名牌美的电器畅销亚非拉,如图是美的电器生产的一款饮水机,其加热水箱部分工作原理电路图可简化成如图所示,其中是一个自动温控开关,为电加热管,当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热;达到设定温度时,自动切换到另一处于保温状态。请回答下列问题:
、是两种不同颜色的指示灯。如果用红色表示正在对水加热,绿色表示保温,请标明指示灯的颜色,应该是______为红色。
在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?电阻的阻值是多大?不考虑温度对阻值的影响,且不计指示灯的阻值。
饮水机正常工作时,加热管放出的热量全部被水吸收,将加热水箱中的水从初温加热到,试计算出需要多少加热时间?【】
型号
水桶容量
加热水箱容量
额定电压
加热功率
保温功率
产品重量
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:由电路图可知,只闭合开关,将滑片移到中点时,与串联,电压表测变阻器两端的电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,两端的电压:
,
则电阻的功率:
,
闭合开关、,将滑片移到最左端时,与并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电阻的功率:
,
则,
解得:,故错误;
只闭合开关,将滑片移到中点时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
,即,
解得:,故错误;
闭合开关、,将滑片移到最左端,与并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
,
电路的最大功率:
,故正确;
与滑动变阻器的最大阻值串联时,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路的最小功率:
,故错误。
故选:。
由电路图可知,只闭合开关,将滑片移到中点时,与串联,电压表测变阻器两端的电压,根据串联电路的电压表示出两端的电压,根据表示出电阻的功率;闭合开关、,将滑片移到最左端时,与并联,根据并联电路的电压特点和表示出电阻的功率;利用::得出等式即可求出电源的电压;
只闭合开关,将滑片移到中点时,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器接入电路中的电阻,然后求出滑动变阻器的最大阻值;
闭合开关、,将滑片移到最左端,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用求出电路的最大功率;
与滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和求出电路的最小功率。
此题主要考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,利用好电阻与的功率之比求出电源的电压是关键。
2.【答案】D;
【解析】解:由电路图可知,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片在端点时,电流表示数为,串联电路中电流处处相等,即,
消耗的电功率为;
根据,则此时两端电压:
,
因与串联,
所以两端电压:
,
消耗的电功率:
----故错误;
当滑片在时,由欧姆定律的变形公式,变阻器连入电路中的电阻:
,,
滑片在另一端点点时,即变阻器连入电路中的电阻为,电路中只有,消耗的电功率为:
----故错误;
当滑片移动至某一位置时,电压表示数,根据串联电路电压的规律,的电压:
,根据,此时电路中的电流:
,
滑片在点时,消耗的电功率:
----故正确;
滑片在点时,电路消耗的总功率:
----故错误;
故选:。
由图知、串联在电路中,电流表测电路中电流,电压表测两端电压,
当滑片在端点时,串联电路中电流处处相等,根据求出电压表示数,根据串联电路电压规律,求出两端电压,根据求消耗的电功率;
由欧姆定律求出当滑片在时,变阻器连入电路中的电阻及的电阻,滑片在另一端点点时,即变阻器连入电路中的电阻为,电路中只有,根据求消耗的电功率;
当滑片移动至某一位置时,根据串联电路电压的规律,求的电压,根据求出此时电路中的电流,分别根据求消耗的电功率和电路消耗的总功率。
此题主要考查串联电路的规律和欧姆定律及电功率公式的运用,关键是搞清滑片在不同位置时对应的物理量的关系。
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】D;
【解析】略
5.【答案】C;
【解析】解:、甲与乙串联在电源电压为的电路中,由图可知,甲的电流为时,电压为,根据串联电路的电压特点,乙的电压,,乙的电流:,故正确;
、由图可知,当甲两端的电压为时,甲的功率:,甲与乙串联在电源电压为的电路中,根据串联分压可知,甲的电压小于,即甲的电功率小于,故正确;
、甲与乙并联在电源电压为的电路中,由串联电路的电流特点、欧姆定律可得干路中的电流:,故错误;
、甲与乙串联在电源电压为的电路中,由分析知,电路电流为,,故正确。
故选:。
由图假设串联电路的电流是时,根据串联电路的特点可判断电压得出结论;
由题干串联在电源电压为的电路中,甲的功率是,根据可求甲的电流据此分析解答;
甲与乙并联在电源电压为的电路中,由欧姆定律可求干路中的电流;
甲与乙串联在电源电压为的电路中,由电功率公式可求电路的功率。
此题主要考查了串并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,是一道综合题。
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】解:由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
、由图甲可知,滑片从最右端滑至灯泡正常发光的位置时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由欧姆定律可知此时电路中的电流变大,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压也变小,即电压表的示数,随着电流表示数的增大而减小,结合图乙可知,曲线表示电压表示数与电流表示数变化的关系图像,则曲线表示电压表示数与电流表示数变化的关系图像,故错误;
、由图乙可知电路中的电流为时,的示数为,的示数为,由串联电路的电压特点可知,电源电压:,故错误;
、灯泡正常发光时电路中的电流最大,由图乙可知此时电路中的电流为,此时滑动变阻器两端的电压为,
由欧姆定律可知,此时滑动变阻器连入电路的阻值:,故错误;
、由串联电路的电压特点可知,灯泡正常发光时的电压:,
则灯泡的额定功率:,故正确。
故选:。
由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
由图甲可知,滑片从最右端滑至灯泡正常发光的位置时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由欧姆定律可知此时电路中的电流变小,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压也变小,据此结合图乙分析判断出两电压表示数与电流表示数变化的关系对应的图像;
根据图乙可知电路中的电流为时两电压表的示数,根据串联电路的电压特点求出电源电压;
灯泡正常发光时电路中的电流最大,根据图乙可知此时电路中的电流,以及滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出此时滑动变阻器连入电路的阻值;
根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时的电压,根据求出灯泡正常发光时的功率,即为灯泡的额定功率。
此题主要考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据图像读出相关的信息。
8.【答案】C;
【解析】
此题主要考查了欧姆定律在动态电路中的应用;关键是正确分析电路的连接方式。
由电路图可知,体重测试仪串联在电路中,所以体重显示表是用电流表改装成的;当自动体重测试仪的上方无物体时,滑片位于绝缘体的位置,电路断路;当测试仪所测体重越大时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,即体重显示表的示数越大;由可知,电路消耗电能的多少与工作时间有关,而工作时间不知,消耗电能的多少无法判断。
A.当自动体重测试仪的上方无物体时,滑片位于绝缘体的位置,电路断路,故错误;
B.当测试仪所测体重越大时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,即体重显示表的示数越大,故错误;
C.当测试仪所测体重越大时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,由可知,电路消耗电功率增大,故正确;
D.由电路图可知,体重测试仪串联在电路中,所以体重显示表是用电流表改装成的,故错误。
故选。
9.【答案】ACD;
【解析】解:、由图知,只闭合,、串联,电压表测两端电压,电流表测电路中电流。
左移动时,连入阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律知电路中电流变小,即电流表示数变小,由知消耗的功率减小,故B错误;
由串联电路的分压原理知分得电压增大分得电压减小,串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,所以有:,
为定值电阻,由欧姆定律知,,即电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变,故A正确;
、由图知,开关都闭合,与并联,短路,电压表测电源电压,电流表测干路电流,
由并联电路电压特点知,将向左移动,电压表示数不变,连入阻值变大,所以电路的总电阻变大,总电流变小,所以电流表示数变小,故C正确;
并联电路中各支路间互不影响,所以灯泡功率不变,由知,消耗的功率变小,故D正确。
故选:。
只闭合,、串联,电压表测两端电压,电流表测电路中电流,由串联电路特点和欧姆定律分析判断将向左移动时两电表变化量比值的变化情况;
开关都闭合,与并联,由并联电路特点、欧姆定律和电功率公式分析判断电表示数及两者功率变化。
该题考查了串联电路和并联电路的特点、欧姆定律以及电功率公式的应用,正确分析开关在不同状态下电路结构是解答该题的关键。
10.【答案】BC;
【解析】解:由电路图可知,与串联,电压表测两端的电压,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,
闭合开关后,滑动变阻器滑片向左移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,
由可知,两端的电压变大,即电压表的示数变大,故D错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,两端的电压变小,即电压表的示数变小,故C正确;
由电压表 的示数变小、电流表的示数变大可知,示数与 示数的比值变小,故B正确;
由可知,示数与 示数的比值等于的阻值,则示数与 示数的比值不变,故A错误。
故选:。
由电路图可知,与串联,电压表测两端的电压,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,根据串联电路的电压特点可知两端的电压变化,进一步可知电压表 的示数与电流表的示数的比值变化,根据欧姆定律结合的阻值可知示数与 示数的比值变化。
该题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
11.【答案】导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比;
【解析】解:欧姆定律内容:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
根据对欧姆定律内容的掌握可直接作答。
此题主要考查了对欧姆定律内容的理解和应用,属电学基本知识。
12.【答案】9 2 54;
【解析】解:当闭合和、断开、滑片移到中点时,与串联,小灯泡恰好正常发光,电流表测电路中的电流。
灯泡正常发光时的电压,由图乙可知通过灯泡的电流,
因串联电路中各处的电流相等,所以由欧姆定律可得滑动变阻器两端的电压:,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:;
灯泡的额定功率:;
闭合和,断开时,与串联,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,由欧姆定律可得电路中的电流:,
在一分钟做的功为:。
故答案为:;;。
当闭合和、断开、滑片移到中点时,与串联,电流表测电路中的电流。灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,由图乙可知通过灯泡的电流即为电路的电流,根据欧姆定律求出变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据计算灯泡的额定功率;
闭合和,断开时,与串联,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流,根据计算在一分钟做的功。
此题主要考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活运用,知道灯泡正常发光时灯泡两端的电压等于额定电压。
13.【答案】60.5;661.16;
【解析】略
14.【答案】变暗 增大;
【解析】解:由电路图分析可知,灯泡与滑动变阻器串联;
开关闭合后,滑动变阻器从左向右滑动的过程中,变阻器接入电路的阻值变大,电路中的电阻变大,电流变小,小灯泡两端的电压变小,由可知灯的电功率变小,故其亮度变暗。
由于电压表测量的是滑动变阻器的电压,滑片从左向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压知识可知,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数变大。
故答案为:变暗;增大。
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器从左向右滑动的过程中阻值变大,电路中的电流变小,小灯泡两端的电压变小,其功率变小,故亮度变暗,根据滑动变阻器滑片移动方向判断滑动变阻器接入电路的电阻如何变化,由串联电路的特点判断电压表示数如何变化。
本题是一道动态分析题,是常考题型,要掌握这类题的解题思路;分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点及欧姆定律、电功率公式是正确解答该题的关键。
15.【答案】变小; 10; 2.4;
【解析】解:由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;
当滑片移至变阻器中间位置时电流表示数为,根据可知,此时电路的总电阻为:;
根据串联电路的电阻关系可知滑动变阻器接入电路的电阻值为:;
则滑动变阻器的最大阻值为:;
此时电路的总功率为:。
故答案为:变小;;。
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,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;
当滑片移至变阻器中间位置时,根据电源电压和电路中的电流求出电路的总电阻,根据串联电路的电阻关系求出滑动变阻器接入电路的电阻值,从而求出滑动变阻器的最大阻值;
根据求出电路的总功率。
此题主要考查了电路的动态分析、欧姆定律和电功率公式的应用,难度不大,要掌握。
16.【答案】;
【解析】解:已知小灯泡额定电压为,正常发光时电阻约为,则小灯泡正常发光时的电流约为:
;
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为:
,所以滑动变阻器应选用“,”,即;
电路连接完成后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即出现该故障的原因是小灯泡断路;
故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值,其示数为,小于灯泡额定电压,为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向左端移动;
由图丙可知,当灯泡两端电压为时,通过灯泡的额定电流为,则小灯泡额定功率为:
;
实验步骤:
①开关、闭合,断开,滑动变阻器滑片左边的电阻与灯泡串联,电压表测滑动变阻器的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压为,
根据串联电路电压的规律可得:,所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为,则灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关、闭合,断开,滑动变阻器的全部电阻与定值电阻串联,电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压,此时电压表示数为;
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻两端的电压,所以需要测出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即;
③在步骤②中,滑动变阻器的全部电阻与定值电阻串联,根据串联电路电压的规律可得,的电压为:
,
由分压原理可得:
,
所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值:
;
故在步骤①中,灯的额定电流为:
,
则小灯泡的额定功率:
。
故答案为:;小灯泡断路;左;;。
已知小灯泡额定电压和正常发光时电阻,利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流;根据串联电路电压规律结合欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值,据此确定滑动变阻器规格;
电路连接完成后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
根据电压表选用量程确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流,利用求出灯泡额定功率;
由图丁可知,电路中只有电压表,没有电流表,则需要根据串并联电路的特点间接测出通过灯泡的电流;所以,首先让灯正常发光,开关、闭合,断开,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为,由串联电路电压的规律可知,此时小灯泡正常发光;
若求出此时滑动变阻器连入电路的电阻,由欧姆定律即可得出灯的额定电流;
为得出此时滑动变阻器连入电路的电阻,可保持滑动变阻器滑片的位置不变,闭合开关、,断开开关,根据电压表示数,由串联电路电压的规律和分压原理得出滑动变阻器连入电路的电阻,然后根据欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电流,即为灯泡的额定电流,最后利用即可求出灯泡的额定功率。
本题测小灯泡的电功率实验,考查了器材的选择、电路故障、实验操作、功率的计算及设计实验方案测功率的能力。
17.【答案】解:小灯泡的额定功率:;
只闭合开关、,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,调节滑动变阻器滑片,得到电流表与电压表示数关系如图所示。
由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压:,
在图中取两组数据代入公式,可得:
----①
-----②
联立①②解得,;
只闭合开关和,灯泡串联和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
由串联电路的分压规律可知,当电压表示数最大为时,接入电路的电阻最大,
此时小灯泡两端电压为:,
由图可知电路中最小电流:,
则接入电路的最大电阻:;
灯泡正常工作时电流:电流表安全,灯泡正常工作时的电压为,
此时滑动变阻器两端的电压:,
则接入电路的最小电阻:,
所以允许的取值范围是。
答:小灯泡的额定功率为;
电源电压为,定值电阻的阻值为;
只闭合开关和,滑动变阻器允许的取值范围为。;
【解析】此题主要考查串联电路的规律和欧姆定律及电功率公式的运用,关键是正确识别电路,从图象中获取有效的信息。
小灯泡标有“”字样,根据求小灯泡的额定功率;
只闭合开关、,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据图乙中的两组数据表示出电源电压,根据两次电源电压不变列等式算出电源电压和定值电阻的阻值;
只闭合开关和,灯泡串联和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流; 当电流表示数最小为时,接入电路的电阻最大;根据串联电路电压的规律计算出滑动变阻器两端的最大电压,根据欧姆定律算出最大电阻; 根据小灯泡的额定电流判断出电路的最大电流,根据串联电路电压的规律计算出滑动变阻器最小的电压,根据欧姆定律算出接人电路的最小电阻。
18.【答案】;
【解析】
根据实物图画出开关、断开状态下的电路图;
闭合开关、,灯泡短路,灯泡与滑动变阻器串联,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为时,灯泡恰好正常发光,灯泡两端的电压,则可求出;
当开关、闭合时,在确保电路安全的情况下,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路中阻值越大,电压表示数越大;因灯泡的额定电压为,故可知小灯泡两端最大电压,故由串联电路的电压规律可知滑动变阻器两端最小电压,根据求出此时电路中的电流,由欧姆定律可求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
因电压表量程为,故滑动变阻器两端最大电压为,可知此时小灯泡两端电压;根据求出灯泡的电阻,由欧姆定律可求出此时流过灯泡的电流,故由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路中的最大阻值;
根据求出灯泡的电阻,根据串联分压原理可知灯泡、灯泡的电压的最大值,由欧姆定律可得,此时流过灯泡的电流,根据可求出电路在内最多消耗的电能。
此题主要考查了串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和滑动变阻器接入电路中最大、最小阻值的确定是关键,要注意灯泡的电阻是变化的。
19.【答案】A;
【解析】解:
不计指示灯的阻值,当接左面时,电路中只有电阻,电阻最小,电流路中电流最大,由可知,电加热管的功率最大,处于加热状态,因此灯为红色灯,为绿色;
加热时,加热管的电功率,
由可得,在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流:;
由可得,加热管的电阻:;
保温时,加热管与电阻串联,且加热管的电功率,
根据可知,在保温状态下,电路中的电流:;
保温状态下,电路的总电阻:;
则电阻的阻值:;
加热水箱中水的质量:;
水吸收的热量:
;
已知加热管放出的热量全部被水吸收,则电热管需要放出的热量:;
饮水机加热时加热管的功率为,则加热的时间为:
。
答:;
在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是;电阻的阻值为;
水槽加热需要时间为。
饮水机的加热和保温是由电加热管的功率决定的,电加热管的功率大就是加热,电加热管的功率小就是保温,并结合电路图和欧姆定律分析;
已知加热时加热管的功率,根据公式可求的大小;根据公式可求加热、保温时的电流,根据总电压和电流求出电路的总电阻,最后根据串联电路电阻的特点求出电阻的大小。
首先根据求出水吸收的热量,加热管放出的热量全部被水吸收,加热管加热放出的热量,据此可以计算出加热管加热需要的时间。
该题考查电阻、电流、电功率、热效率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,涉及到热学和电学部分的知识点多,综合性强、易错、属于难题。
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。