1、 中考物理 （河北专用） 专题十二 电功和电功率 A组 2019年全国中考题组 1.(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
2、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,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。 2 L U R 2 2 U R 解题关键解题关键 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
3、变化情况为解题关键。 思路分析思路分析 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消耗的功率不变。 1 U I 2.(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,R
4、2两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 答案答案 BD 只闭合S1时,电阻R1、R2和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,
5、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=IR2 I=I2R2=(I2-I1)(I2-I1)R2,R2电功率的变化量P=P2-P1=R2-R2=(I2-I1)(I2+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。 2 2 I 2 1 I 2 U R 知识拓展知识拓展 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
6、=,所以解析中UI=IR2I。 U I U I 易错警示易错警示 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。 3.(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 kW h。为防止电能表再次切断电路,小明家应在电能 表的示数为前为IC卡电能表充值。 答案答案 500 解析解析 300元电费可用电W=500 kW h,500 kW h+518 kW h=1 018 k
7、W h,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。 300 0.6/kW h 元 元 易错警示易错警示 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。 4.(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 V 25 W”的灯泡正常 工作 h。 答案答案 3 120 解析解析 这期间消耗的电能为867.0 kW h-864.0 kW h=3 kW h;灯泡正常工作的时间t=120 h。 W P 3kW h
8、 0.025 kW 5.(2020河北,34,7分)学习了电功率后,小明利用如图甲所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系,L1 规格为“2.5 V 0.25 A”、L2额定电压是4.5 V、L3额定电压是6 V,可调电压电源。图丙是小灯泡L2和 L3的I-U图像。 甲 乙 丙 (1)请根据图甲所示电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物图补充完整。 (2)电路连接完成后,小明只闭合开关S1,发现电流表有示数,但小灯泡不发光,原因是 。 (3)下表是实验中的相关数据。 实验 次数 开关状态 电源 电压 电流表示数 小灯泡电阻 小灯泡功率 1 只S1闭合 U 0.25 A R1=10 P1=0.62
9、5 W R2=2 P2=0.125 W R3 P3=0.25 W 2 只S1、S2闭合 2.5 V 0.50 A R3=5 P3=1.25 W 3 只S1、S3闭合 0.25 A R1=10 P1=0.625 W 4 S1、S2、S3均 闭合 1.30 A R2=4.55 P2=1.375 W 第1次实验中电源电压U= V,L3的阻值R3= 。 (4)分析表中数据可得出,规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是: ; 。 【拓展】完成实验后,老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电 源。将自制的可调电压电源(稳压电源电压恒为6 V)、电流表、小灯泡L3和开关串联,
10、如图丁所示。将 滑片置于阻值最大处,闭合开关,向左移动滑片,当滑片从A点滑到最左端B点时(A、B两点图中未标出), 电流表示数变化了0.1 A,则RAB= 。 丁 答案答案 (1)如图 (2)电源电压低 (3)4 4 (4)在电流相同的条件下,小灯泡功率与电阻成正比 在电压相同的条件下,小灯泡功率与电阻成反比 【拓展】7 解析解析 (1)根据电路图分析可知,开关S3左接线柱接在L1、L2两灯之间,故在实物图中将S3的左侧接线柱连 接L1右侧接线柱或L2的左侧接线柱均可。(2)只闭合开关S1,三个灯泡串联,电流表有示数,说明电路没断 路,由于串联电路等流分压,若电源电压低,则每个灯泡两端实际所分
11、电压过小会导致实际功率过小而不 能发光。(3)只闭合开关S1,三个灯泡串联,由实验1的表格数据可知,此时电流为0.25 A,则L1两端电压为U 1=IR1=0.25 A10 =2.5 V,再由图像可知,当电流为0.25 A时,L2两端电压为0.5 V,L3两端电压为1 V,故电 源电压为U=U1+U2+U3=2.5 V+0.5 V+1 V=4 V;L3的电阻R3=4 。(4)分析实验1的表中数据可 得,当通过灯泡的电流相同时,实际功率与电阻的比值相同,即成正比关系;分析实验2、3、4表中数据可 得,当灯泡两端电压相同时,实际功率与电阻的乘积相同(忽略实验误差),即成反比关系。 【拓展】由题图可
12、知,当滑片移到最左端B点时,电路中只连有灯泡L3,灯泡两端电压等于电源电压为6 V, 由图像可知此时电路中的电流IB=0.6 A,滑片由A点移到最左端B点的过程中,滑动变阻器连入电路的电 阻变小,电路中的电流变大,由题意“电流表示数变化了0.1 A”可知,向B移动的过程中电流变大了0.1 A,故滑片在A点时电路中的电流IA=IB-0.1 A=0.5 A,再由图像得出此时L3两端电压为2.5 V,则滑动变阻器 两端电压为UAB=6 V-2.5 V=3.5 V,RAB=7 。 3 U I 1V 0.25A AB A U I 3.5V 0.5A 6.(2018河北,34,7分)用如图1所示的装置探究
13、“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“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
14、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。 。 答案答案 (1)绝缘体 (2)如图所示 (3)相等 小于 (4)在通电时间和导体电阻相同的情况下,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) 解析解析 (1)实验探究的是烧瓶内电阻丝产热的多少与电流的关系,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
15、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,通过R2的电流等于R1和R0的电流和,所以通过R2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”应用转换法可知,乙瓶中的电阻丝R2产生的热量 较多,故可得: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,所以导体中电流越大,导体产热就越快,玻璃管
16、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,少部分电能转化为内 能,所以用Q=UIt计算出来的是电风扇整段时间所消耗的电能,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
17、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,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
18、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。 解析解析 (1)灯泡正常发光时的电流约为I=0.32 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)由题意可知,电源电压为6 V,移动
19、滑片,当电压表示数为2.2 V时,灯泡两端电压为:6 V-2.2 V=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。
20、 U R 3.8V 12 思路分析思路分析 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 的大小受温度影响较大。 8.(2019河北,34,7分)小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率。所用器材:额定电压为2.5 V的 小灯
21、泡、电池组(二节干电池串联,电压为3 V)、电压表一块、滑动变阻器(10 2 A)、定值电阻(R0=5 )、开关三个和导线若干。 图1 图2 (1)用笔画线代替导线,将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。 (2)闭合开关前,应将变阻器滑片滑到 (选填“左”或“右”)端。 (3)连接完电路后,小明只闭合S、S1时,移动滑片P,电压表示数发生改变;只闭合S、S2时,移动滑片P,小灯 泡不发光。于是小明用电压表进行电路故障检测,把电压表并联在某电路元件两端,测试结果如表所 示。则电路中一定存在的故障是 。(填写序号) 测试元件 灯泡L 开关S2 电压表 无示数 有示数 灯泡L处断路 灯泡L
22、处短路 开关S2处断路 (4)排除故障后,小明继续实验。 只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为 V。 只闭合S、S1,保持滑片P不动,读出电压表的示数为2.25 V。 小灯泡的额定功率为 W。 (5)当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时,灯泡的实际功率P实 (选填“”“ 【拓展】1.5 解析解析 (1)电源电压为3 V,则电压表应选择0 3 V的量程,根据电路图可判断出电压表应与R0、S1并联接 入电路;(2)为了保护电路,开关闭合前,应将滑片调到阻值最大处,即最右端;(3)闭合S、S2时,灯泡与滑动 变阻器串联,灯泡不亮,将电压表并联在开关S2两端时,电压表有示数,则可推断故障为开
23、关S2处断路;(4) 为了测量灯泡的额定功率,移动滑片,使电压表示数为额定电压2.5 V;闭合S、S1时,R0与R串联,滑片 不动,即连入的阻值不变,此时电路中的电流为I=0.45 A,滑动变阻器连入电路的阻值为R= = ,故灯泡正常发光时的电流为I=0.3 A,故灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V 0.3 A=0.75 W;(5)由P=可知,当灯丝电阻不变时,灯泡两端电压变为额定电压的一半,灯泡的实际功率 P实=P额,但实际上灯丝电阻随温度变小而变小,故P实P额。 【拓展】小明完成步骤时,灯泡正常发光,电路中的电流I=0.3 A,电压表并联在电池组两端,即测得灯 泡与滑动变阻器两端电压为2
24、.55 V,故Ur=3 V-2.55 V=0.45 V,电池组的电阻r=1.5 。 0 0 U R 2.25V 5 R U I 3V-2.25V 0.45A 5 3 R U R 3V-2.5V 5 3 2 U R 1 4 1 4 r U I 0.45V 0.3A 9.(2020河北,37,6分)小明家在不远处施工,临时用导线将电水壶和电水龙头(打开几秒钟就能流出热水) 接入家中电能表3 000 r/(kW h),如图所示。电水壶的规格为“220 V 1 210 W”,电水龙头的规格为 “220 V 2 420 W”。当电路中单独使用电水壶烧水时,铝盘转动110 r,用时120 s。在电路中单独
25、使用 电水龙头洗漱时,用了180 s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。 求:(1)电水壶和电水龙头的电阻; (2)导线的电阻; (3)在洗漱时,导线上产生的热量。 答案答案 (1)40 20 (2)4 (3)6.05104 J 解析解析 (1)根据I=和P=UI 可得R= 电水壶的电阻:R壶=40 电水龙头的电阻:R水龙头=20 (2)单独使用电水壶烧水时,导线与电水壶串联 电路消耗的电能:W=3.6106 J=1.32105 J 电路消耗的功率:P=1 100 W 电路中的电阻:R=44 导线的电阻:R线=R-R壶=44 -40 =4 (3)洗漱时,导线上产生的热量: U R 2
26、U P 2 U P 额 壶 2 (220V) 1 210W 2 U P 额 水龙头 2 (220V) 2 420W 110r 3 000r 1 W t 5 1.32 10 J 120s 2 U P 2 (220V) 1 100W Q=I2R线t2=R线t2=4 180 s=6.05104 J 2 U RR 线水龙头 2 220V 420 10.(2016河北,38,7分)如图1所示,电源电压可调,灯泡L规格为“15 V 45 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
27、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。 答案答案 (1)5 7.2 W (2)见解析 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
28、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) U R 2 L L U P 2 (15V) 45W L L U R 15V 5 2 L U RR 2 18V 510 11 1 22 2 -15V-10V 2A,225 2A -15V-10V 0.4A,2225 0.4A A A A A A A U U IR I U U IR I 最大 最大 当时 变阻器 当时 变阻器 B组 20162020年全国中考题组 考点一 电
29、功和电热 1.(2020广西北部湾经济区,2,2分)下列常用电器中,利用电流的热效应工作的是( ) A.电饭锅 B.电冰箱 C.电视机 D.电风扇 答案答案 A 电流通过导体时电能转化为内能的现象叫电流的热效应。电饭锅工作时主要将电能转化为 内能,利用了电流的热效应,故A符合题意;电冰箱通过压缩机对制冷系统做功,工作时电能主要转化为机 械能,故B不符合题意;电视机工作时电能主要转化为光能和声能,故C不符合题意;电风扇工作时电能主 要转化为机械能,故D不符合题意。 2.(2019湖南衡阳,10,2分)小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表读数 如图所示,则下列说法正确的是( ) A.他家在
30、这段时间内消耗的电能为903 kW h B.电能表是测量电功率的仪表 C.若只让一个标有“220 V 1 000 W”的电热水器正常工作10 min,则电能表的圆盘转了600转 D.这个电能表的额定功率为2 200 W 答案答案 C 电能表前后两次的示数之差就是用电器在对应的时间内消耗的电能,所以,由图知道,他家在 这段时间内消耗的电能是8 633.5 kW h-8 543.2 kW h=90.3 kW h,故A错误;电能表是测量消耗电能的仪 表,故B错误;电能表上标有的“3 600 r/kW h”表示电路中每消耗1 kW h的电能,电能表的圆盘转过3 600 r,所以,若只让一个标有“220
31、 V 1 000 W”的电热水器正常工作10 min,其消耗的电能是W=Pt=1 kW h= kW h,电能表的圆盘转过N= kW h3 600 r/(kW h)=600 r,故C正确;由该电能表的铭牌知道,其允 许接入用电器的最大功率是P=UI=220 V10 A=2 200 W,但电能表属于测量仪表,本身耗电极少,可忽略 不计,所以电能表没有功率这个指标,当然也不存在额定功率,故D错误。 1 6 1 6 1 6 3.(2020四川成都,A22,4分)小彬用如图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”,电源 电压为3 V,电阻丝R1=10 ,R2=20 ,两气球相同。闭合开关后,密
32、闭烧瓶内的空气被加热,他观察到 气球先鼓起来。通电1 min,R2产生的热量为 J。 答案答案 乙 12 解析解析 由题图可知,R1与R2两电阻丝串联,且R1P1P1 B.P2P1P1 C.P1P2P1 D.P1P1P2 答案答案 C 设电源的电压为U,灯泡L1、L2的电阻分别为R1、R2,串联后R1、R2两端的电压记为U1和U2,则P 1=U 2/R 1;根据串联分压可知U1和U2都小于U,则UU2,又R1 R2,可得P2=/R2 P1=U 2/R 1 ;R1、R2串联,电流I 相等,且R1 P1。故选C。 2 2 U 5.(2019贵州贵阳,11,3分)如图所示是加热器的电路图。设电源电压
33、保持不变,R1、R2均为发热电阻丝,通 过开关S1和S2的通断组合,可得到不同加热挡位。该加热器最大电功率是12 W,只闭合开关S1时,加热器 的电功率是8 W。则下列判断正确的是( ) A.该加热器只有两个加热挡位 B.加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1R2=13 C.加热器功率最大时,R1与R2的电流之比为21 D.该加热器的最小电功率是8 W 答案答案 C 当R1、R2并联在电路中时,总电阻最小,加热器的功率最大,P=P1+P2=12 W,只闭合S1时,只有R1 接入电路,消耗的功率P1=8 W,由此可知R2单独工作时消耗的功率P2=12 W-8 W=4 W,则此加热器有三个 加热挡位,
34、最小功率为4 W,故A、D错误;R1、R2两端电压相等,由P=UI可知,消耗的功率与通过它们的电 流成正比,即I1I2=P1P2=8 W4 W=21,C正确;R1、R2两端电压相等,由I=U/R可知,R1R2=I2I1=1 2,故B错误。 6.(2018四川眉山,42,3分)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,电流表示数变小,电压表示数变大 B.闭合S1、S2,断开S3,将P向左移动,R1消耗的功率增大 C.开关都闭合,将P向左移动,电压表的示数为零,电流表示数变小 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 答案答案 B 只闭
35、合S1,R1和R2串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,将P向左移动,变 阻器连入电路中的电阻变小,总电阻变小,则电流表示数变大,电压表示数变小,故A错误;闭合S1、S2,断开 S3,R1与灯并联后与R2串联,将P向左移动,变阻器连入电路中的电阻变小,根据分压原理,R2两端的电压变 小,R1和L并联部分的电压变大,根据P=,R1消耗的功率增大,B正确;开关都闭合,变阻器短路,R1与灯并 联,电压表的示数为零,将P向左移动,对电路没有影响,电流表示数不变,灯L消耗的功率不变,R2消耗的功 率始终为0,故C、D错误。 2 U R 7.(2020四川南充,17,2分)一灯泡标有“6
36、V、3 W”的字样,现仅有8 V的电源,要使小灯泡正常发光,应该 给小灯泡 (选填“串”或“并”)联一个 的电阻。(不考虑灯泡电阻受温度的影响) 答案答案 串 4 解析解析 小灯泡正常发光时,两端电压为6 V,通过的电流I=0.5 A,根据串联“等流分压”可知,为 使灯泡正常发光,应给小灯泡串联一个电阻,此电阻两端电压U=8 V-6 V=2 V,故串联的电阻R= =4 。 P U 3W 6V U I 2V 0.5A 8.(2020四川南充,18,2分)将一段电阻丝接入电路中,测得其两端电压为12 V,通过的电流为3 A,则该电阻 丝电阻为 ;若将该电阻丝两端电压由12 V降至6 V,则电功率变
37、化了 W。 答案答案 4 27 解析解析 该电阻丝电阻R=4 ,此时消耗的功率P=UI=12 V3 A=36 W;当该电阻丝两端电压降至 6 V时,消耗的功率为P=9 W,故功率变化了36 W-9 W=27 W。 U I 12V 3A 2 U R 2 (6V) 4 易错警示易错警示 用电器功率的变化值等于两次功率之差,不能误认为功率的计算公式是P=UI,功率的变化值 就等于变化的电压和变化的电流的乘积。 9.(2019天津,19,4分)如图1所示的电路,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的关系图像如图2所示。则电阻R1的阻值
38、为 ;当变 阻器滑片P处于a端时,电阻R1消耗的电功率为 W。 图1 图2 答案答案 10 0.1 解析解析 由题意分析可知,当滑片P置于a端,两电表示数最小,P移到b端时,两电表示数最大,结合图像可知, 当滑片P在b端时,R1两端电压为U1=3 V,通过R1的电流I1=0.3 A,则R1=10 ; 当滑片P在a端时,R1两端电压为U1=1 V,通过R1的电流I1=0.1 A,则P1=U1I1=1 V0.1 A=0.1 W。 1 1 U I 3V 0.3A 解题思路解题思路 滑动变阻器的滑片在b端时,滑动变阻器连入电路的电阻为0,电压表的示数等于电源电压,滑 动变阻器的滑片在a端时,两电阻串联
39、,再根据图像中的信息即可求解。 10.(2019江西,10,2分)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 I甲I乙= ,两电路的总功率之比P甲P乙= 。 答案答案 21 21 解析解析 小灯泡的规格相同,因此其额定电压及额定电流均相同,甲、乙两电路中小灯泡均正常发光,因此 I甲=I额+I额=2I额,I乙=I额,故I甲I乙=21。电源电压相等,根据P=UI可知,两电路的总功率之比:P甲P乙=(U2I 额)(UI额)=21。 思路分析思路分析 先观察两图,明确电路的连接
40、方式,由于小灯泡的规格相同,根据串、并联电路电流的规律可 知I甲=2I乙,由P=UI可知,在电源电压相等的情况下,电路的总功率之比等于电路的总电流之比。 11.(2020福建,30,8分)“测量小灯泡的额定功率”实验中,器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小 灯泡(U额为3.8 V)、定值电阻R0(阻值为10 )、开关及若干导线。 甲 乙 丙 (1)根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙中未画出的两条导线补充完整。 (2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。 (3)正确连接电路后,闭合开关,发现灯不亮,两电流表有示数且相同,故障可能是 或 。 (4)排除故障后,为了测量小
41、灯泡的额定功率,移动滑动变阻器的滑片,直到电流表A2示数为 A时 小灯泡正常发光,电流表A1的示数如图丙,该示数为 A,则小灯泡的额定功率为 W。 答案答案 (1)如图(每条导线1分) (2)A (3)小灯泡处断路 R0处短路 (4)0.38 0.70(或0.7) 1.216 (8分)(每空1分) 解析解析 (1)根据电路图连接实物图,电流表A2与R0串联,电流表A1接在干路上。(2)闭合开关前滑动变阻器 的滑片P应置于连入电路阻值最大处,所以滑片P应置于A端。(3)灯不亮,可能灯被短路或者灯泡断路,两 个电流表有示数且示数相同,故为灯泡处断路或R0处短路。(4)测量小灯泡的额定功率,要使灯泡
42、两端电 压为额定电压3.8 V,R0两端电压U0=U额=3.8 V,通过R0的电流I0=0.38 A,由图可知干路电流I=0.7 A,通过小灯泡的电流I1=I-I0=0.7 A-0.38 A=0.32 A,则小灯泡的额定功率P额=U额I1=3.8 V0.32 A=1.216 W。 0 0 U R 3.8V 10 12.(2020广西北部湾经济区,27,7分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,待测小灯泡 的额定电压为2.5 V。 (1)为了比较精确地测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0 V。 (2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表示数几乎
43、为零, 则故障 可能是 (选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良。 (3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5 V,电流表示数如图甲所示,则小灯泡的额定功 率是 W。 甲 (4)测量结束后,应先 ,再拆除导线,最后整理好器材。 (5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如图乙所示的I-U图像,请指出作图过 程中存在的错误或不足之处是 。 乙 丙 (6)某实验小组设计了如图丙所示的电路(还缺一根导线连接才完整) ,可以测量小灯泡的额定功率,其中 R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量: 电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动
44、变阻器滑片,使电压表示数为U额。 ,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数U2。 小灯泡额定功率的表达式P额= 。 (用R、U额、U2表示) 答案答案 (1)3 (2)灯泡与灯座 (3)1.25 (4)断开开关 (5)图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大 (6)保持滑动变阻器滑片位置不变 2 (-)UU U R 额额 解析解析 (1)由灯泡额定电压为2.5 V可知,电压表应选用03 V量程;(2)若电流表与导线接触不良,电压表将 不能与电源接通,不会有示数,故不符合题意;电路故障应为灯泡与灯座接触不良,即灯泡断路,电压表串 联在电路中,由于电压表内阻很大,电路中的电流很小,所以灯泡不
45、亮,电流表示数几乎为0,电压表有示数, 且接近电源电压,符合题意;(3)电流表选用00.6 A量程,分度值为0.02 A,电压表示数为2.5 V时,由图可知 电流表示数为0.5 A,故灯泡的额定功率P=UI=2.5 V0.5 A=1.25 W;(4)测量结束后,为保护电路,应先断开 开关,再整理器材;(5)由于灯丝电阻随温度的升高而增大,故通过灯泡的电流与其两端电压不成正比,图 线不能画成直线,另外,横坐标的标度值过大,不便于更精准地描述电流与电压的关系;(6)为了便于用 电压表测量灯泡两端电压以及灯泡和定值电阻两端总电压,将电压表的“-”接线柱与开关S3左侧接线 柱连接,断开S2,闭合S1、
46、S3时,定值电阻R、灯泡L和滑动变阻器R1串联,电压表测量灯泡两端电压,移动滑 片使电压表示数为U额,灯泡正常发光;断开开关S3,闭合S1、S2, 定值电阻R、灯泡L和滑动变阻器R1仍串 联在电路中,保持R1滑片位置不变,电路中电流大小不变,灯泡仍正常发光,此时电压表测量定值电阻R和 灯泡L两端的电压之和,大小为U2,则此时定值电阻两端电压UR=U2-U额,灯泡正常发光时通过灯泡的电流I = ;灯泡的额定功率P=U额I=。 2- U U R 额2 (-)UU U R 额额 13.(2020湖南常德,28,7分)如图所示电路图中,已知定值电阻R1=R2=5 ,滑动变阻器R3的最大阻值为10 , 电源电压为12 V,电路中a处可能是电压表也可能是电流表。 (1)若只闭合开关S1,将滑动变阻器的触片滑至最左端,则电流表的示数为多大? (2)若同时闭合开关S1、S2,将滑动变阻器触片滑至其中点,此时滑动变阻器消耗的电功率为多大? 答案答案 (1)0.6 A或1.2 A (2)28.8 W或0 解析解析 (1)由题意可知R3=10 ,当a为电流表时,仅R3接入电路(1分) I2=1.2 A(1分) 电流表A2的示数为1.2 A 当a为电压表
