U1:
U1'=1:
3,
=
,R2=2R1与P2=I2R2=I22R1=2P0,P2'=
=
=
P0,故两次R2消耗的功率比为4:
9。
6.(2019·重庆A)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】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
知道,此时电功率最小,开启防雾功能,故AB错误;此时电路中的电流是:
=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,故D错误;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,故C正确。
7.(2019·湖南常德)有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如下图甲所示。
把它们并联在电路中,如下图乙所示,闭合开关S,这时电流表的示数为0.9A,则电源电压和元件B的电功率分别是
A.2.5V0.8W
B.2.5V1.0W
C.4.5V1.0W
D.4.5V4.05W
【答案】B
【解析】电路元件A和B并联,并联电路各支路两端电压相等且等于电源电压,由图甲可得:
当电源电压为2.5V时,IA=0.5A,IB=0.4A,因为并联电路干路中电流等于各支路中电流之和,所以干路中电流(即电流表示数)为I=IA+IB=0.5A+0.4A=0.9A,电路元件B消耗的功率:
P=UI=2.5V×0.4A=1.0W。
故选项B正确。
8.(2019·江苏无锡)小明让家中某用电器单独工作0.5h。
观察到家中电能表的示数由
变为
,则该用电器消耗的电能为________kW·h,实际功率为________kW。
【答案】12
【解析】由图可知,用电器消耗的电能:
W=28.5kW·h–27.5kW·h=1kW·h,该用电器的实际功率:
。
9.(2019·江西)如图所示,将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中,通过分别调节滑动变阻器R1和R2使所有灯泡均正常发光.则甲、乙两电路中的总电流之比I1:
I2=_______,而电路的总功率之比P1:
P2=_______。
【答案】2:
12:
1
【解析】完全相同的灯泡,正常发光时的电流相等,都为I,若将他们并联,则电路中的电流I1=2I,若将他们串联,串联电路中电流处处相等,则电流中的电流I2=I,所以I1=2I2,则甲、乙两电路中的总电流之比I1:
I2=2:
1,电路中的总功率P1=UI1,P2=UI2,则P1:
P2=I1:
I2=2:
1。
10.(2019·山东临沂)某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图,阻值为2Ω的警灯与线圈电阻为0.5Ω的电动机串联。
当玩具警车正常匀速行驶时,通过电动机线圈的电流为1A,则警灯两端的电压是_____V;2min内电动机线圈产生的热量是______J。
【答案】260
【解析】灯泡与电动机串联,电流相等,则灯两端电压
;
,电动机在2min内产生的热量
。
11.(2019·四川德阳)如图所示,电源电压为9V且保持不变,闭合S时,电压表的示数为5.4V,电流表的水示数为0.6A,则R1=________Ω,R1、R2消耗的电功率之比为________。
【答案】62∶3
【解析】由电路图知道,R1与R2两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中,由于串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压是:
U1=U–U2=9V–5.4V=3.6V,
;由P=UI知道,
。
12.(2019·四川乐山)LED灯具有节能、环保的特点。
一个“220V5W”的LED灯与一个“220V60W”的白炽灯亮度相当。
若一个“220V60W”的白炽灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是________kW·h,这些电能可供“220V5W”的LED灯正常工作________小时。
【答案】7.21.44×103
【解析】若一个“220V60W”的白炽灯每天正常工作4小时,由
知道,30天消耗的电能是W=Pt=60×10-3kW×4h×30=7.2kW·h;这些电能可供“220V5W”的LED灯正常工作的时间是
。
13.(2019·四川绵阳)某一天晚上睡觉前,小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。
小文将大米等食材放入电饭煲内,接通220V家庭电路,经过了待机、加热、保温三个过程,早餐前断开电源,电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示,电饭煲加热过程消耗的电能是______kW·h。
已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示,S是接通家庭电路的开关,S1是自动开关,R1和R2为电阻不变的电热丝,则R2=_____Ω。
【答案】0.88220
【解析】由甲图可知,0~5h功率为44W,此时间段为待机;5~6h功率为880W,此时间段为加热;6~7h功率为220W,此时间段为保温。
电饭煲加热过程时间为1h,则加热过程消耗的电能为W=Pt=0.88kW×1h=0.88kW·h;由电路图可知,当开关S、S1同时闭合时,R1和R2并联,电路总电阻最小,发热功率最大,为加热电路;当开关S闭合、S1断开时,R1断路没有工作,电路中只有R2工作,为保温电路。
因保温功率为220W,即R2功率为220W,则R2=
=220Ω。
14.(2019·四川南充)如图是电热饮水机电路原理图,已知R1=100Ω,R2=20Ω,当开关S1、S2闭合时,饮水机处于___________状态(填“保温”或“加热”),饮水机的保温功率与加热功率之比为___________。
【答案】加热1:
6
【解析】当开关S1、S2都闭合时电路为R1的简单电路,当S1闭合、S2断开时R1与R2串联,两电阻串联时总电阻最大,所以当开关S1、S2都闭合时,电路中的电阻最小,由
可知,电路中的总功率最大,饮水机处于加热状态;饮水机处于加热状态时,电路为R1的简单电路,则电路的功率:
;饮水机处于保温状态时,R1与R2串联,电路的功率为:
,所以饮水机的保温功率与加热功率之比:
。
15.(2019·四川南充)如图,灯L标有“4V2W”,R=20Ω,闭合开关S时,灯L正常发光(灯丝的电阻不受温度影响),电流表示数为___________A,通电1min电路中产生的热量为___________J。
【答案】0.7168
【解析】由图知R与L并联,电流表测干路电流,灯L正常发光,所以U=UR=UL=4V,由P=UI可得通过灯泡的电流
,由欧姆定律可得通过R的电流
,由并联电路的电流特点可得电流表示数:
I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A;通电1min电路中产生的热量:
Q=W=UIt=4V×0.7A×60s=168J。
16.(2019·天津)如左图所示
电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如右图所示。
则电阻R1的阻值为______
;当变阻器滑片P处于a端时,电阻
消耗的电功率为_____W。
【答案】100.1
【解析】根据欧姆定律可知,电阻R1的阻值等于其两端电压与流经电流之比,R1=
=10Ω;根据电功率P=UI,可得当变阻器滑片P处于a端时,电阻R1消耗的电功率为P1=1×0.1W=0.1W。
17.(2019·重庆A)图的电路中,电源电压可调,灯L上标有“6V6W”的字样,R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω2A”的字样,两表的量程分别是0~3A和0~15V。
闭合S1、S2、S3,调节电源电压使灯L正常发光,则此时通过灯L的电流为______A。
当只闭合开关S2时,移动滑片P,保证电路安全前提下,要求至少有一个电表示数不低于量程的一半,则电源可调的最高电压与最低电压的差值为_________V。
【答案】126
【解析】由于灯L上标有“6V6W”的字样,所以灯L正常发光时,通过灯L的电流是:
=1A;当只闭合开关S2时,R1与R2串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,由于滑动变阻器R2上标有“50Ω2A”的字样,所以,电路的最大电流是:
I最大=2A,此时,R1的两端有最大电压:
U1最大=2A×10Ω=20V;若此时电压表的示数是15V,则滑动变阻器接入电路的阻值是:
,即符合要求,所以,电源电源为最大值,即U最大=U1最大+15V=35V;当滑动变阻器接入最大电阻,且电压表示数为量程的一半时,电路电阻最大,电流最小为
,此时R1的两端有最小电压:
U1最小=0.15A×10Ω=1.5V,即电路有最小电压,U最小=1.5V+7.5V=9V,所以,电源可调的最高电压与最低电压的差值是:
U最大–U最小=35V–9V=26V。
18.(2019·重庆B)如图所示,电源电压保持不变。
滑动变望器的滑片P移动到某一位置不动,然后改变电阻R/的阻值,得到多组电流、电压值,记录如下表。
第4次实验时电阳箱的电功率为____W;分析数据发现电阻箱在第2、6次(或第3、5次)实验时电功率相等由此推理:
电阻箱在第1次与后而第n次实验时的电功率也相等。
则第n次实验时电阻箱的阳值为__________。
实验次数
1
2
3
4
5
6
…
n
电压U/V
1.0
1.2
2.0
3.0
4.0
4.8
…
电流I/A
0.25
0.24
0.2
0.15
0.10
0.06
…
【答案】0.45100
【解析】根据表格中数据,由P=UI知道,第4次实验电功率是:
P=UI=3.0V×0.15A=0.45W;比较第2、6次(第3、5次)电压数据发现,俩组数据的电压之和都为6V,若电阻箱在第1次与后而第n次遵守相同的规律,则第n组数据的电压值应该是:
Un=6V–1V=5V;又因为第一组数据的电功率是:
P1=U1×I1=1.0V×0.25A=0.25W,由题意知道,P1=Pn=0.25W;所以,
=0.05A,由欧姆定律知道,第n次实验时电阻箱的阳值是:
=100Ω。
19.(2019·江苏泰州)在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)按照图甲正确连好电路,闭合开关,小灯泡不亮,两表指针均有偏转,造成该现象的原因不可能的是____。
A.小灯泡断路
B.小灯泡两端电压太小
C.滑动变阻器阻值太大
D.电源电压太小
(2)移动滑片,当电压表的示数为______V时,小灯泡正常工作,读出此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为______W。
(3)根据实验测得的数据画出小灯泡I-U关系图像如图乙(坐标轴上的数值已被擦除),分析图像可知,当小灯泡两端电压减小时,小灯泡的电阻_________(增大/减小/不变)。
(4)当小灯泡两端电压为2V时,其实际功率在以下哪个范围内________。
A.P实≤0.48W
B..0.48W<P实<0.6W
C.0.6W≤P实<0.75W
D.P实≥0.75W
【答案】
(1)A
(2)2.50.75(3)减小(4)B
【解析】
(1)按照图甲正确连好电路,闭合开关,小灯泡不亮,两表指针均有偏转,说明电路处于通路状态,不存在断路现象,实质上是小灯泡两端电压较小,有可能是因为电源电压太小或滑动变阻器阻值太大分压较多造成的,所以该现象的原因不可能的是选项A。
(2)因为小灯泡额定电压为2.5V,电压表测量小灯泡两端电压,所以移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常工作,读出此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(3)根据
,结合I-U关系图像可知,当小灯泡两端电压减小时,通过小灯泡的电流减小的越来越快,即
越来越大,所以电阻减小;
(4)小灯泡额定工作时的电阻为:
,假设小灯泡的电阻不随外界环境变化而改变,那么当小灯泡两端电压为2V时,根据欧姆定律可列:
,解:
I=0.24A;但根据第(3)问中得出的结论可知,电阻随着电压减小而减小的越来越快,所以实际上此时灯泡的电阻小于额定工作时的电阻,即此时实际电流应大于0.24A,故此时小灯泡的电功率P实>2V×0.24A,所以其实际功率一定大于0.48W;
又因为随着电压减小,电流也减小,当小灯泡两端电压为2.5V时,电流为0.3A,所以当电压为2V时,I<0.3A,所以此时小灯泡的P实<2V×0.3A,即小于0.6W;所以B选项正确。
20.(2019·江苏无锡)小明和小红做测量小灯泡的功率实验,实验目的是测量小灯泡的额定功率和实际功率。
器材有:
电压恒为4.5V的电源,额定电压为3.8V的小灯泡,滑动变阻器(20Ω2A)电压表,电流表,开关各一个,导线若干。
(1)小明连接了如图甲所示的电路,准备将电压表连接在小灯泡两端,电压表的示数如图乙所示,小红认为这样连接电压表不妥,理由是:
____________________________________
(2)小明和小红讨论后,选择0~3V的量程,将电压表并联在滑动变阻器的A、B接线柱上,请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
(3)正确连接好电路后,他们采用合理的操作方式,闭合开关,移动滑片P,读出电压表,电流表的示数,观察小灯泡的亮度变化,记录在下表中:
电压表
示数U/V
2.9
2.5
2.3
1.7
0.7
0.5
0
电流表的示数I/A
0.20
0.22
0.24
0.26
0.31
0.34
小灯泡的亮度
逐渐变亮
①为达成实验目的,请将表格中的栏目补充完整:
________________________。
②当电压表示数为0.7V时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为________。
③实验结果表明,小灯泡的亮度与实际功率的关系是:
________________。
④实验时,若移动滑片P至B端,则开关闭合后会出现___________________________现象,导致器材可能损坏。
【答案】
(1)详见解析
(2)如图所示(3)小灯泡的功率P/W1.14W实际功率越大,亮度越亮电压表满偏
【解析】
(1)灯的额定电压为3.8V,选用电压表大量程0~15V,其分度值为0.5V,故测量额定电压3.8V误差较大;
(2)电压表选择0~3V的量程,电压表并联在滑动变阻器的A、B接线柱上,如图所示:
(3)①实验目的是测量小灯泡的功率,表格中的栏目为小灯泡的功率P/W;
②当电压表示数为0.7V时,灯两端的电压为4.5V–0.7V=3.8V,电流表示数如图丙所示,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表示数为0.3A,小灯泡的额定功率为:
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;③实验结果表明,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮;
④由表中第1组数据,根据欧姆定律,变阻器连入电路中的电阻:
R滑=
=14.5Ω,实验时,若移动滑片P至B端,即变阻器的最大电阻20Ω连入电路中,由串联分压原理,则开关闭合后电压表示数变大,会出现超过电压表量程现象,导致器材可能损坏。
21.(2019·江苏扬州)在“测量小灯泡电功率”的实验屮(小灯泡标有“2.5V”字样)。
(1)如图甲所示,正确连接电路后,闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变附器,灯泡都不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是_____。
(2)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为了继续完成实验,应将滑片P向_____端移动。
小明根据实验所测的数据,作出如图丙所示的图像,则小灯泡的额定功率为_____W。
(3)测量结束后,小明应先_________,然后拆除_________上的导线,再拆除其它导线。
(4)小明对本实验进行了拓展思考,以下探究活动用该实验装置中的器材不能完成的是
A.测量小灯泡的电阻
B.探究串联电路电流的特点
C.探究串联电路电压的特点
D.探究电流与电压的关系
【答案】
(1)小灯泡断路
(2)A0.5(3)断开开关电源(4)D
【解析】电流表无示数,可能为电路不通为断路,又因电压表有示数,则电压表所测用电器断路,即小灯泡断路;串联分压,小灯泡额定电压为2.5V,此时电压不足2.5V,则需要减小滑动变阻器阻值,滑片向A端滑动,由丙图可得当小灯泡电压为2.5V时,对应电流为0.2A,则
;应先断开开关再拆解,拆解时应首先拆解电源上的导线;探究电流与电压的关系需保证电阻不变,小灯泡电阻受温度影响,故不可探究电流与电压的关系。
22.(2019·山东济宁)小明用如图所示的电路测量额定电压为2.5V小灯泡的电