1、专题十二 电功和电功率中考物理中考物理(河北专用)A组 2014-2018年河北中考题组五年中考1.(2018河北,22,3分)(多选)如图所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时,a表无示数,b表有示数。S1、S2都闭合时,滑片P向右滑动,c表的示数不变。下列判断正确的是()A.a表是电压表B.先闭合开关S1,再闭合S2,电路中的总电流变大C.只闭合S1,P向右移动,R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积大于其电功率的变化量D.开关均闭合,电路的总功率为P1;若将c表换成另一种电表,再闭合S1、S2,电路的总功率为P2,则P2P1 答案 BD只闭合S1时,电阻R1、R2和
2、R3串联,同时电表a、b串联,它们并联接在电源两端,由“a表无示数,b表有示数”可知a为电流表,b为电压表,故A错误;S1、S2都闭合时,c表若为电流表,R1、R2和R3并联,c表测通过电阻R2、R3的电流,滑片P向右滑动,c表示数将变大,根据题中“c表的示数不变”可知,c表为电压表,先闭合S1,电路为三个电阻的串联电路,再闭合S2,电路为只有R1的简单电路,电路中总电阻变小,总电流变大,故B正确;只闭合S1,三电阻串联,移动P,R2两端电压变化量与电流变化量的乘积,即UI=IR2I=I2R2=(I2-I1)(I2-I1)R2,R2电功率的变化量P=P2-P1=R2-R2=(I2-I1)(I2
3、+I1)R2,所以PUI,C错误;S1、S2都闭合时,电路中只连有R1,若将c表换为另一种电表,即电流表,再闭合S1、S2,电路为三个电阻并联,总电阻变小,由P=可知,电路的总功率变大,即P2P1,D正确。22I21I2UR知识拓展对于定值电阻,阻值等于其两端电压与通过的电流之比,R=;也等于其两端电压的变化量与通过的电流变化量之比,即R=,所以解析中UI=IR2I。UIUI易错警示 定值电阻变化的功率等于两次功率之差,即P=P2-P1,切不可用电压变化量与电流变化量的乘积计算。2.(2016河北,22,3分)(多选)如图所示,电源电压不变。下列说法正确的是()A.只闭合S1,将P向左移动一段
4、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S1,将P向左移动,R1消耗的功率增加C.开关都闭合,将P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P向左移动,L消耗的功率不变,R2消耗的功率变小答案 ACD分析题图,只闭合S1时,R1和R2串联,电压表测量R2两端电压,将P向左移动时,电压表示数变大,电流表示数变小,此过程中,电压表示数的变化量等于R1两端电压的变化量,则电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值等于R1的阻值,将保持不变,A正确;根据P1=I2R1可知,当R1不变,电流I变小时,R1消耗的功率将变小,故B错误;开关都闭合时,R1被短路,
5、L和R2并联,P向左移动时,电压表示数不变,R2连入电路的电阻变大,则干路中电流表示数变小,C正确;根据PL=可知,L消耗的功率不变,根据P2=可知,当电压不变时,R2阻值变大,其消耗的功率将变小,故D正确。2LUR22UR解题关键在确定开关状态的前提下,正确分析电路连接方式,结合电流、电压和电阻关系以及欧姆定律和电功率计算公式分析相关物理量的变化情况为解题关键。思路分析只闭合S1时,R1与R2串联,移动P时,R1和R2两端电压的变化量大小U1=U2,则R1=;开关都闭合时,R2与L并联,等压分流且各支路电流互不影响,P向左移动时,电压表示数不变,电流表示数及R2消耗的功率变小,灯L消耗的功率
6、不变。1UI3.(2018河北,23,2分)小明一家外出旅游,出门时电能表示数为,回来时为,这期间消耗了 度电。这些电能可使标有“220 V25 W”的灯泡正常工作 h。答案3120解析这期间消耗的电能为867.0 kWh-864.0 kWh=3 kWh;灯泡正常工作的时间t=120 h。WP3kW h0.025 kW4.(2017河北,23,2分)一天小明家中的IC卡电能表上的金额用完了,电能表便切断了电路。小明的父亲将有300元的IC卡插入电能表,电路又接通了,此时电能表的示数为。小明家所在地每度电的电费是0.6元,300元电费可用电 kWh。为防止电能表再次切断电路,小明家应在电能表的示
7、数为前为IC卡电能表充值。答案500 解析300元电费可用电W=500 kWh,500 kWh+518 kWh=1 018 kWh,由于电能表示数的最后一位为小数点的后一位,故应在电能表示数为前充值。3000.6/kW h元元易错警示电能表示数的最后一位为小数点后一位数。思路分析由总价和单价计算出能消耗的电能;一段时间内电能表的两次示数之差即所消耗的电能。5.(2014河北,26,2分)小明购买了一只容积为1.2 L的电热水壶。他往壶中装满了温度为25 的水,若使壶中的水加热至沸腾,需要吸收 J的热量;小明将电热水壶接到家庭电路中,通电7 min烧开了这壶水,如果在这一过程中它的效率是90%,
8、电热水壶的实际功率是 W。标准大气压下、水=1.0103 kg/m3、c水=4.2103 J/(kg)答案3.781051 000 解析 电热水壶内水的质量m=水V=1.0103 kg/m31.210-3 m3=1.2 kg,壶中水沸腾吸收的热量Q吸=c水mt=4.2103 J/(kg)1.2 kg(100-25)=3.78105 J;由于Q吸=90%W=90%Pt,3.78105 J=90%P760 s,解得:P=1 000 W。6.(2018河北,34,7分)用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油。图1(1)烧瓶中装入的煤油是 (选填“导体”或“
9、绝缘体”)。(2)请根据实物电路,在虚线框内画出对应的电路图。(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 。通过R1的电流 通过R2的电流。(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明 。(5)小红用如图2所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像。根据焦耳定律可知,图3中能正确反映h-I关系的是 。图2图3【拓展】用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗?请用实例说明原因。答案(1)绝缘体(2)如图所
10、示(3)相等小于(4)在通电时间和导体电阻相同情况下,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多(5)A【拓展】不能。比如电动机工作时,消耗的电能为W=UIt,但其消耗的电能转化为机械能和内能,则WQ=I2Rt,所以当电流通过有些用电器时,其产生的热量是不能用Q=UIt来计算的(合理均可)解析(1)实验探究的是烧瓶内电阻丝产热的多少,所以加入的液体必须是绝缘体。(2)先分析实物图可以看出R1与R0并联,然后与R2串联,再规范画出电路图。(3)本实验是探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,根据控制变量法,应选用阻值相同的电阻丝R1与R2,由题图可知,R1与R0并联,然后与R2串联,所以通过R2
11、的电流较大。(4)由现象“乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大”可得:导体的电阻和通电时间一定时,通过导体的电流越大,产生的热量越多。(5)首先我们知道,导体产生的热量越多,玻璃管内液面上升得就越高,而根据焦耳定律Q=I2Rt可知,导体产生的热量是与电流的平方成正比的,所以导体电流越大,导体产热就越快,玻璃管内液面上升得就越快,所以选A。【拓展】此问主要目的是考查学生对电功和电热的理解,还有对纯电阻电路和非纯电阻电路电热的计算。对于纯电阻电路,用电器就只有一个做功方式,就是将电能转化为内能,所以可以使用Q=UIt来计算用电器产生的热量,而非纯电阻电路,例如电风扇,是将大部分电能转化为机械能,少部
12、分电能转化为内能,所以用Q=UIt计算出来的是电风扇整个时间所消耗的电能,只能根据Q=I2Rt来计算其产生的热量。7.(2017河北,34,7分)小明利用图所给实验器材“测量小灯泡的额定功率”,已知电源电压恒为6 V,小灯泡正常工作时的电压为3.8 V,电阻约为12,滑动变阻器规格为“20 2 A”(1)请用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。图1图2图3(2)正确连接电路后,用开关试触,灯泡不亮,电压表瞬间满偏,电流表指针几乎不动,电路中的故障是 。(电路中只有一处故障)(3)排除故障后,继续实验。闭合开关,移动滑片,当电压表的指针指在某电压值时(请在图2中标出相应的电压值),小灯泡正常发光
13、,电流表的示数如图3所示,小灯泡的额定功率是 W。(4)测量完灯泡的额定功率后,小明又测量了几组数据,计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大,原因是:。【评估】小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量。实验电路如图4所示。实验结束后,两人对实验进行了交流与评估。图4小红的实验结果误差较大,理由是 。小明的实验更不容易操作,理由是 。答案(1)如图所示(2)滑动变阻器处断路(3)如图所示1.14(4)灯丝两端的电压增大时,温度升高【评估】不能在电压表上准确读出3.8 V开始操作时不易确定滑片的位置评分说明:【评估】答案不唯一,合理即可给分。解析(1)灯泡正常发光时的电流约为I=0.3
14、2 A,故电流表应选择00.6 A量程,将灯泡左接线柱与电流表“0.6”接线柱连接。(2)由灯泡不亮,电流表指针几乎不动,可知电路故障为断路,又因为电压表满偏,则可确定是滑动变阻器处断路。(3)移动滑片,当电压表示数为2.2 V时,灯泡两端电压为3.8 V,正常发光,此时电流表读数为0.3 A,故灯泡的额定功率为P=UI=3.8 V0.3 A=1.14 W。(4)灯丝两端的电压增大时,通过灯丝的电流增大,其温度升高,灯丝电阻随温度的升高而增大。【评估】小红将电压表并联在灯泡两端,则电压表应选择015 V量程,导致不能在电压表上准确读出3.8 V,这是小红实验结果误差较大的原因。小明将电压表并联
15、在滑动变阻器两端,开始操作时不易确定滑片的位置,若滑动变阻器连入电路的电阻太大,则两端电压超出电压表量程;若滑动变阻器连入电路的电阻太小,则灯泡中电流太大,容易烧坏。UR3.8V12思路分析由灯泡的额定电流确定电流表量程;由电流表指针几乎不动确定电路断路,由电压表有示数确定断路位置;移动滑片,使灯泡两端电压为额定电压,并读出电流表示数,利用公式P=UI计算额定功率;灯丝电阻随温度的升高而增大;小红的方案电压表需选择大量程,读数不准确,实验结果误差大,小明的方案在实验开始时不易确定滑片位置。解题关键知道测量灯泡功率的实验原理为P=UI,灯泡在额定电压下消耗的功率叫额定功率;灯丝电阻的大小受温度影
16、响较大。8.(2016河北,38,7分)如图1所示,电源电压可调,灯泡L规格为“15 V45 W”,且灯丝电阻不随温度变化。电流表量程为“00.6 A”和“03 A”,滑动变阻器R的规格分别为“25 2 A”和“10 3 A”。图1图2(1)将电源电压调到18 V,闭合开关,移动P,使灯泡正常发光。求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率。(2)将电源电压调到15 V,用定值电阻R0替换灯泡,P置于中点A,闭合开关,电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置(可能重新选择了电表量程和变阻器R)。然后将P从A移到最左端B,两表示数的I-U关系如图2所示。通过计算判断所用变阻器的规格。答案(1)5 7.2 W(
17、2)见解析 解析(1)由I=P=UI得灯丝电阻RL=5(2分)灯泡正常发光时,通过的电流IL=3 A,通过变阻器的电流大于2 A,所以R为“10 3 A”的变阻器;又由于L与R串联,电路中的电阻最大时,电流最小,所以灯泡消耗的功率最小(1分)PL最小=I2RL=RL=5=7.2 W(1分)(2)由题意和图可知,P在中点A时,UA=10 V,电流可能为2 A或0.4 A(1分)(1分)由题意可知,所用变阻器的规格为“25 2 A”(1分)UR2LLUP2(15V)45WLLUR15V52LURR218V51011122215V10V2A,2252A15V10V0.4A,22250.4AAAAAA
18、AUUIRIUUIRI 最大最大当时 变阻器当时 变阻器考情分析关于电功率的综合计算在河北中考中每年必考,多与数学中的图像、比例、方程等知识结合,难度较大。9.(2015河北,38,7分)在图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡的额定电压为2.5 V,变阻器的最大阻值R为定值电阻R0的三倍。闭合开关S,当滑片P置于某点时,电压表示数为2.5 V,电流表示数为I1,当滑片P置于最右端时,电流表示数为I2,且I1 I2=5 4,两次变阻器连入电路的电阻之比R1 R=8 15。图乙是该小灯泡I-U图像。求:甲乙(1)小灯泡正常发光时的电阻值;(2)滑片置于最右端时,小灯泡的实际功率;(3)电源电压。
19、答案(1)10(2)0.2 W(3)9 V 解析(1)由图像可知:当UL=2.5 V时,I1=IL=0.25 A(1分)因为I=,所以小灯泡正常发光时的电阻RL=10(1分)(2)当滑片置于最右端时,L、R0及R串联由于I2=I1=0.2 A,由图像可知,此时小灯泡两端电压UL2=1 V(1分)小灯泡的实际功率PL2=UL2I2=1 V0.2 A=0.2 W(1分)(3)当滑片置于最右端时,小灯泡的电阻RL2=5(1分)由于U=I1(RL+R0+R1)U=I2(RL2+R0+R)(1分)已知R1 R=8 15R=3R0 URLLUI2.5V0.25A45L22UI1V0.2A将RL=10、RL
20、2=5、I1=0.25 A、I2=0.2 A代入式中联立解得:U=9 V(1分)审题技巧结合题意,从图像提取相关信息,得出灯泡两端电压为2.5 V时,通过的电流为0.25 A;利用I1与I2的比得出滑片P置于最右端时电路中的电流I2=0.2 A,由图像得出此时灯L两端实际电压为1 V,为解题提供关键条件。思路分析当滑片P置于某点时,由已知的电流及连入的电阻,列出电源电压的计算式;同理,P置于最右端时,再次利用电流和电阻值列出电源电压的计算式,电源电压不变,故两个关系式联立可得解。10.(2014河北,38,7分)实验室里有两只额定电压分别为4 V和6 V的小灯泡L1和L2,将它们连接到图甲所示
21、的电源电压可调的电路中,其中通过L2的电流与电压关系如图乙所示。闭合S1、S2,断开S3,滑片P置于最左端时,一只小灯泡正常发光,电路消耗的功率是5.2 W;只闭合S3,滑片P置于最右端时,也有一只小灯泡正常发光,且L2的电阻与变阻器连入电路中的电阻之比为:R2R=1 4,求:甲乙(1)L2正常工作时的电阻。(2)L1正常工作时的电流。(3)在一只小灯泡正常发光条件下,电源电压的调节范围。答案(1)6(2)0.4 A(3)49 V 解析(1)由图像可知:=6 V =1 A(1分)根据I=,则L2正常发光时的电阻:=6(1分)(2)闭合S1、S2,断开S3,滑片P置于最左端时,L1、L2并联。L
22、1正常发光,电源电压:U=4 V(1分)I总=1.3 A由图像可知:I2=0.9 A则L1正常发光时的电流:=I总-I2=1.3 A-0.9 A=0.4 A(1分)(3)只闭合S3,滑片P置于最右端时,L1、L2及变阻器R串联。正常发光的一只灯泡为L1,电路中电流:I总=0.4 A由图像可知U2=1 V(1分)L1的电阻:R1=10 L2的电阻:R2=2.5 由于R2 R=1 4,则变阻器的电阻:R=4R2=10(1分)2LU额2LI额UR2LR22LLUI额额6V1A1LU额PU总5.2W4V1LI额1LI额1LUI额总4V0.4A2UI总1V0.4A电源电压:U=I总R总=0.4 A(10
23、+2.5+10)=9 V电源电压的调节范围为49 V(1分)B组20142018年全国中考题组考点1电功和电热1.(2018北京,21,2分)(多选)小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25 的煤油,阻值为5 和10 的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。根据上述实验,下列说法中正确的是()A.此实验探究的是热量与电阻的关系B.此实验探究的是热量与电流的关系C.此实验探究的是热量与时间的关系D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少 答案 AD R1和R2串联,
24、通过它们的电流相同,通电时间相同,R1R2,此实验探究的是热量与电阻的关系,A选项正确,B、C选项错误;电阻丝产生热量的多少用温度计示数变化大小来表示,D选项正确。2.(2018陕西,28,3分)由于导体存在电阻,电流通过导线时会因电流的 效应而造成大量的能量损耗。1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下 会突然消失,这种现象称为超导现象。近年来我国在超导领域取得了举世瞩目的成就。用超导电缆输电,可大大降低能量损耗。有一段输电线路,输电电流为200 A,输电线路的电阻为0.5,若以超导电缆替代该线路输电1 h,可节约电能 kWh。答案热电阻20 解析只要导体有电阻且有电流通过,就有电流的热
25、效应,因此在输电时,由于电流的热效应造成大量的电能损耗。某些导体在温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这种现象称为超导现象。电缆的发热功率P=I2R=(200 A)20.5=20 000 W=20 kW。节约的电能为W=Pt=20 kW1 h=20 kWh。3.(2017甘肃兰州,23,2分)电能表是用来测量 的仪表。某同学家电能表铭牌上标有“220 V800 r/kWh”字样,他观察到在1 min的时间内,电能表的转盘匀速转了20转,观察期间他家工作电器的总功率为 kW。答案电功(消耗电能)1.5 解析电能表转盘转一转电流做的功:W1=kWh电能表转盘转20转电流做的功:W=kWh,P=1
26、.5 kW。1800140Wt1kW h401h604.(2017四川成都,A22,4分)某款迷你电饭煲有加热和保温两挡,其电路如图所示。已知R1=88,R2=2 112。开关S置于 (选填“1”或“2”)时是保温挡,保温10 min产生的热量是 J。答案21.32104 解析 根据P=可知,当电源电压一定时,电路中电阻越大,消耗的功率越小,为保温挡,故分析电路可得,开关S应置于2;产生的热量Q=W=t=600 s=1.32104 J。2UR2UR2(220V)2 112885.(2017江苏镇江,20,3分)图是某电饭锅内部电加热器原理电路,它有烧煮和保温两挡,开关S断开时,电饭锅处于 挡。
27、已知R1=484,烧煮时的功率是保温时的11倍,则R2=。该电饭锅烧煮、保温各1 h可使电能表3 000 imp/(kWh)的指示灯闪烁 次。解析由电路图可知,开关S断开时,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最大,由P=可知,电路的总功率最小,电饭锅处于保温挡;开关S闭合后,R1与R2并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,电饭锅处于烧煮挡,因电路中总功率等于各用电器功率之和,且烧煮时的功率是保温时的11倍,所以,两电阻的功率之比:=,两电阻并联,=,则R2=R1=484=48.4;电饭锅保温时的功率:P保温=100 W=0.1 kW,电饭锅烧煮时,电路的总功率:P烧煮=11P保温=11
28、100 W=1 100 W=1.1 kW;由P=可得,该电饭锅烧煮、保温各1 h消耗的电能:W=P总t=(P保温+P烧煮)t=(0.1 kW+1.1 kW)1 h=1.2 kWh,电能表指示灯闪烁的次数:n=3 000 imp/(kWh)1.2 kWh=3 600 imp。2UR12PP11PPP保温保温保温11012RR21PP10111011021UR2(220V)484Wt答案保温48.43 600 6.(2016黑龙江哈尔滨,43,2分)电能表是用来测 的仪表。如图是小军家月初和月末电能表的示数,则他家本月用电 kWh。答案电功197.6 解析电能表是用来测量家庭电路中电流做功多少的仪
29、表,也是测量消耗电能多少的仪表;一个月消耗的电能W=W月末-W月初=1 160.2 kWh-962.6 kWh=197.6 kWh。7.(2016江西南昌,14,4分)如图所示,是探究焦耳定律的实验装置。已知R1R2,闭合开关后,通过两段电阻丝的电流I1 I2,电阻丝所放出的热量Q1 Q2。家庭取暖用的电油汀是利用电流的 来工作的,其温度升高是通过电流 的方式改变物体的内能。答案=热效应做功 解析由于R1、R2串联,电流相等,根据Q=I2Rt,R1R2得,Q1P乙,t甲=t乙,则W甲W乙,D选项错误。PU2.(2018吉林,4,2分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P向右移动时(
30、)A.电压表的示数不变,总功率变小B.电流表的示数变大,总功率变大C.电压表的示数变大,灯的亮度变暗D.电流表的示数变小,灯的亮度变暗答案 B分析题图可知,电路中灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量电源电压,示数保持不变,当滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡变亮,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故本题应选B。3.(2017河南,12,2分)如图所示,从甲地通过两条输电线向乙地用户供电,若甲地电源电压恒为U,输电线的总电阻为r,当乙地用户用电时,下列说法正确的是()A.用户使用的用电器两端电压为UB.输电线上消耗的电功率为C.当用户使用的用电器增多时,用电器
31、两端的电压升高D.当用户使用的用电器增多时,输电线上因发热而损失的功率增大2Ur答案 D 家庭电路的输电过程中,距离较长的输电线自身电阻不能忽略不计,当电流通过时,输电线自身会分得部分电压U线=Ir。甲地提供的总电压为U,乙地的用户使用的用电器两端电压U乙=U-U线,所以A项错。输电线上消耗的电功率P线损=U线I=/r,所以B项错。家庭电路中的用电器是并联的,所以当用户使用的用电器增多时,电路总电阻变小,根据欧姆定律I=U/R可知总电流变大,输电线分压会增大,由U乙=U-U线可知用电器两端的电压会变小,所以C项错。由焦耳定律可知输电线损失的功率P线损=Q/t=I2rt/t=I2r,总电流增大时
32、,输电线因发热损失的功率会变大,故D项正确。2U线解题关键本题主要考查家庭电路中电能输送过程中的能量损失。普通电路中的导线电阻可以忽略不计,而家庭电路的输电线因为长度较大,所以不能忽略。思路分析首先根据电路示意图分析电路结构:用户部分并联然后再和导线串联。用户部分的用电器是并联的关系,所以使用的用电器越多,相当于并联入电路的支路越多,由此可以判断出总电流会变大,然后根据串、并联电路的特点进行分析。4.(2017天津,12,3分)(多选)当定值电阻R两端的电压由U1(U10)增大到U2时,通过它的电流由I1增大到I2。电压增加量U=U2-U1,电流增加量I=I2-I1,电功率增加量为P,则()A
33、.R=B.R=C.P=UI D.P=U(I1+I2)UI12UII答案 AD I1R=U1,I2R=U2U=U2-U1=I2R-I1R=(I2-I1)R=IRR=,A项正确。原来功率P1=U1I1=,后来功率P2=U2I2=P=P2-P1=-=U=U(I2+I1)D项正确,故选择A、D。UI21UR22UR22UR21UR2221UUR2121()()UUUUR21UUR5.(2017重庆A,8,3分)如图所示电路中,电源电压恒为4.5 V,灯泡L标有“4.5 V2.25 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R最大阻值为50,电压表量程为“03 V”,电流表量程为“00.6 A”。
34、在电路安全的情况下,下列说法正确的是()A.将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1,电压表读数超过量程B.灯泡L正常发光时的电阻值为7.5 C.只闭合开关S,该电路的最大功率是2.7 WD.只闭合开关S,滑动变阻器的取值范围是018 答案 D将滑片P移到R的最左端,闭合开关S、S1时,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表被短路无示数,所以电压表读数不会超过量程;由P=UI=可得,灯泡正常发光时的电阻RL=9;只闭合开关S时,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,通过灯泡的电流IL=0.5 A,此时电压表的示数为零,电流表的示数小
35、于0.6 A,则电路的最大功率为2.25 W;当电压表的示数UR=3 V时,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡两端的电压UL=U-UR=4.5 V-3 V=1.5 V,因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流I=,即=,解得R=18,所以滑动变阻器的取值范围是018,故选D。2UR2LLUP2(4.5V)2.25WLUR4.5V9LLURRUR1.5V93VR6.(2015湖南郴州,17,2分)如图所示的电路中,电源电压为3 V,R为定值电阻,灯L标有“6 V3 W”的字样,灯L的电阻不随温度变化。闭合开关S后,电流表的示数为0.75 A,则定值电阻R的阻值为()A.10 B.
36、6 C.15 D.8 答案 B灯L和电阻R并联灯L的阻值RL=12 闭合开关S后,通过灯L的电流I1=0.25 A通过R的电流I2=I-I1=0.75 A-0.25 A=0.5 AR的阻值R=6 2LLUP2(6V)3WLUR3V122UI3V0.5A7.(2015黑龙江哈尔滨,27,2分)L1灯规格为“6 V3 W”,L2灯规格为“3V3 W”,忽略灯丝电阻变化,则下列说法正确的是 ()A.L1与L2灯丝电阻之比为2 1B.两灯串联,当电路中电流为0.5 A时,L2灯两端电压为3 VC.两灯并联,当一个灯正常发光时,通过另一个灯的电流为1 AD.两灯并联在3 V电压下,L1灯与L2灯消耗的实
37、际功率之比为1 4 答案 D R1=12,R2=3,=,A项错误。两灯串联时,U2=IR2=0.5 A3=1.5 V,B项错误。两灯并联,一个灯正常发光,则电源电压应为3 V,L2正常发光,则通过L1的电流I1=0.25 A、C项错误。两灯并联在3 V电压下时,=,D正确。211UP2(6V)3W222UP2(3V)3W12RR411UR3V1212PP21RR312148.(2018河南,5,3分)在图所示的电路中,电阻R1=10,R2=20,电源电压保持不变。当开关S1、S3断开,S2闭合时,电流表的示数为0.2 A。当开关S1、S3闭合,S2断开时,电流表的示数为 A,R2的电功率为 W
38、。为了保障电路安全,两个开关不能同时闭合。答案0.91.8 S1、S2 解析当开关S1、S3断开,S2闭合时,R1、R2串联,电流表测通过R1和R2的电流,I=0.2 A,根据欧姆定律,电源电压U=I(R1+R2)=6 V。当开关S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测干路的电流,I1=0.6 A,I2=0.3 A,此时电流表的示数为I=I1+I2=0.6 A+0.3 A=0.9 A;通过R2的电流I2=0.3 A,R2两端的电压U=6 V,故R2的电功率P=UI2=6 V0.3 A=1.8 W。当开关S1、S2同时闭合时,电路出现短路,所以不能同时闭合。1UR6V102UR6V209
39、.(2017吉林,14,2分)图是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系的图像。现将它们并联后接在电压为2 V的电源两端,则干路中的电流是 A,小灯泡L的实际电功率是 W。答案0.81.2 解析并联电路干路中电流等于各支路电流之和,由图可知,当U=2 V时,IL=0.6 A,IR=0.2 A,故I总=0.6 A+0.2 A=0.8 A;PL=UIL=2 V0.6 A=1.2 W。10.(2016吉林,15,2分)如图所示的电路,电源电压3 V保持不变。闭合开关S1、S2,电流表的示数为0.3 A,则R1的阻值是 ;断开开关S2后,电流表示数变化了0.2 A,此时R2消耗的电功率是 W。答案100
40、.2 解析分析题图,当开关S1、S2闭合时,R2被短路,只有R1连入电路,此时电路中的电流为0.3 A,则R1的阻值为:R1=10;当断开开关S2后,R1与R2串联,电路中的电阻变大,电流变小0.2 A,则此时电路中的电流为I=0.3 A-0.2 A=0.1 A;R1两端电压U1=IR1=0.1 A10=1 V,R2两端的电压U2=U-U1=3 V-1 V=2 V,故R2消耗的电功率P2=U2I=2 V0.1 A=0.2 W。UI3V0.3A11.(2014湖南长沙,32,4分)如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。则该滑动变阻器的
41、最大阻值是 ,电源电压是 V。答案5012 解析由图甲可知滑片P在a端时滑动变阻器R1阻值最大,由图乙可知此时R1=50,同时可知=0.2 A;同理可求:当I=0.4 A时,滑动变阻器的阻值R1=20,此时有:=0.4 A。解方程可得U=12 V,R0=10。2PI22.0W(0.2A)050UR2PI23.2W(0.4A)020UR评析本题考查电功率相关计算及数形结合问题的处理,需找特殊点突破,属较难题。12.(2018内蒙古包头,11,7分)小聪利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率。(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯
42、泡变亮。(2)连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表示数不为零,电压表示数为零,则故障可能是由于小灯泡 。(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。在实际测量中,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏 。(4)利用如图丙所示的电路也可以完成该实验,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大阻值为R0)。丙只闭合开关S和S1,调节 ,使电压表的示数为2.5 V。只闭合开关 ,调节R1,使电压表的示数仍为2.5 V。接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调
43、至最右端,记下电压表的示数为U2。则小灯泡额定功率的表达式P额=(用U额、R0、U1、U2表示)。答案(1)如图所示(2)短路(3)0.6大(4)R2S和S2 2U额1220()UUU R解析(1)由图甲可知,滑动变阻器与灯泡尚未连接,由于滑动变阻器的连接要采用“一上一下”的原则,且要求滑片向右移动时灯泡变亮,则知滑动变阻器连入电路的电阻变小,滑动变阻器应接下方右边的接线柱,连线如答图所示。(2)由于电流表的示数不为零,故障不可能是断路,又电压表示数为零,则电路故障可能是小灯泡短路引起的。(3)由图乙可知,小灯泡正常发光时的电流I额=0.24 A,因此,其额定功率P额=U额I额=2.5 V0.
44、24 A=0.6 W;若考虑电压表有微弱的电流通过,则电流表的示数应为通过小灯泡的电流与通过电压表的电流之和,大于通过小灯泡的电流,故所测得的小灯泡的额定功率偏大。(4)用图丙所示的电路,闭合S和S1时,R1未连入电路,要测小灯泡的额定功率,必须使小灯泡两端的电压为额定电压,故应调节滑动变阻器R2,使小灯泡两端电压为额定电压。要测小灯泡的额定功率,还应测得通过小灯泡的电流,因未使用电流表,故只能设法让通过R1的电流与通过小灯泡的电流相等,所以此时应闭合S和S2,断开S1,保持滑动变阻器R2的滑片不动,并调节R1,使其两端的电压与小灯泡的额定电压相等。因未使用电流表,虽然可使滑动变阻器R1中的电
45、流与小灯泡的额定电流相等,但仍未能得出电流的大小,所以应设法求出R1连入电路的阻值;当R2的滑片移至最左端时,R2连入电路的电阻为0,此时电压表所测得的电压U1即电源电压;当R2的滑片移至最右端时,R2连入电路的电阻为R0,此时电流设为I,则R1=,I=,可得:R1=;所以I额=;P额=U额I额=。2UI110URR2012U RUU1UR额1220()UUUU R额21220()UUUU R额13.(2017山西,38,8分)小明同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,电源为两节新干电池,滑动变阻器标有“20 1 A”字样。甲乙(1)实验电路如图甲所示,但电路连接
46、不完整,请你用笔画线代替导线,完成电路。(2)小明将电路连好后,闭合开关,发现小灯泡发光很微弱,电流表、电压表均有示数,左右移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡亮度和两表示数均不变,其原因可能是 。(3)改正电路后,小明同学调节滑动变阻器观察到电压表示数为2 V,为使小灯泡两端电压达到额定电压,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)调节。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,该小灯泡的额定电功率为 W。(4)小明依次测出了六组实验数据,如表所示。请你根据表中数据在图丙所示的坐标纸上作出小灯泡的I-U图像。电压U/V0.51.01.52.02.52.9电流I/A0.100.160.200
47、.22 0.26电功率P/W 亮度变化暗亮丙(5)通过计算分析以上数据,你还有什么新的发现:。(写出一条即可)答案(1)如图所示(2)滑动变阻器接入电路的是两个下接线柱(3)右0.6(4)如图所示(5)小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的电功率越大,灯泡的发光越亮(小灯泡亮度直接由它的实际电功率决定)(开放性试题,答案合理即可)解析(1)略。(2)灯泡发光微弱,说明电流很小;移动滑片,灯泡亮度和两电表示数均不变,说明滑动变阻器没有“一上一下”接入电路。(3)灯泡两端电压要从2 V变到2.5 V,滑片P应向右移,使电路中电流变大,灯泡两端电压才会变大。I额=0.24 A,U额=2.5 V,P额=U
48、额I额=2.5 V0.24 A=0.6 W。(4)描点,用平滑曲线连接即可。14.(2016江苏南京,26,7分)在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V。(1)如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图(不完整)。请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。(2)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。(3)连接好电路后,闭合开关,小明发现移动滑动变阻器滑片P,小灯泡不发光,电压表的示数为零。进一步观察并检查电路,发现电压表、电流表、导线及其连接均完好。针对电路中出现的小灯泡不发光的故障现象,他提出了如下猜想:小灯泡短路;小灯泡的灯丝断了;滑动变阻
49、器断路。根据故障现象,猜想 (填序号,下同)是错误的。如果观察到电流表有示数,则猜想 是正确的。(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示,此时应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移到合适位置,读出电流表示数,即可算出小灯泡的额定功率。(5)小华打算增加一个阻值为10 的定值电阻R0,只利用一只电表,通过简单操作(开关S接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡的额定功率。图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是 (填字母)。A.两种方案都能B.两种方案都不能C.丙方案能,丁方案不能D.丙方案不能,丁方案能答案(1)如图所示(2)B(3)(4
50、)A(5)B 解析(1)先从电源“+”极出发,将开关、滑动变阻器、灯泡、电源负极连接成串联电路,再将接到灯泡两端,检查电路,如答案图所示。(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应在最大阻值一端,故应为B端。(3)小灯泡短路,现象为:灯泡不发光,电压表示数为0,电流表有示数。小灯泡灯丝断了,现象为:灯泡不发光,电压表示数为电源电压,电流表示数几乎为0。滑动变阻器断路,现象为:灯泡不发光,电压表、电流表均无示数。故分别填、。(4)电压表读数为1.4 V,若要使灯泡两端电压增大为2.5 V,滑动变阻器所分电压应减小,则滑动变阻器连入电路的阻值应减小,故滑片应向A端移动。(5)电源电压未知,丙方案可以调节R
