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2023年新课标下中考物理一轮单元复习讲练考(全国通用)
第十八单元 电功率
专题54 电功率单元核心素养考试达标试卷
(答题时间120分钟,试卷满分100分)
一、选择题(本道大题有10小题,每小题3分,共30分)
1. (2022江苏无锡)连接如图所示的电路,闭合开关后,调节滑动变阻器,观察到白炽灯泡L 比L 亮,
1 2
说明L 的实际功率比L 大。关于该实验,下列说法中正确的是( )
1 2
A. 可以验证电功与电压大小的关系 B. L 对应的电压表示数比L 小
1 2
C. 通过L 的电流比L 大 D. L、L 规格是相同的
1 2 1 2
【答案】A
【解析】A.灯泡L 和L 串联,通过两灯泡的电流和时间相等,观察到白炽灯泡L 比L 亮,可知两灯实
1 2 1 2
际功率不等,由 可知,两灯获得的电压不同,在电流和时间相等,电压不等的情况下,根据
,可知此电路可以验证电功与电压大小的关系,故A正确;
B.灯泡L 和L 串联,通过两灯泡的电流相等,而白炽灯泡L 比L 亮,则灯泡L 的实际功率比L 大,由
1 2 1 2 1 2
可知,L 对应的电压表示数比L 大,故B错误;
1 2
的
C.灯泡L 和L 串联,通过两灯泡 电流相等,故C错误;
1 2
D.L 两端的电压比L 大,通过两灯的电流相等,根据 可知,L 的电阻大于L 的电阻,两灯规格不
1 2 1 2
相同,故D错误。故选A。
2. (2022湖北天门)小明家半年前新装了一只电能表,现在表盘的示数如图,下列说法正确的是( )
A. 该电能表的标定电流为20A
B. 该电能表应接在50Hz的直流电路中使用
C. 小明家每消耗1度电,铝盘转动3000转
D. 小明家半年内的用电量是6335kW·h
【答案】C
【解析】A.由电能表的表盘可知, 该电能表的标定电流为10A,最大工作电流为20A,故A错误;
B.由表盘上的“ ”可知,该电能表应接在50Hz交流电路中使用,故B错误;
C.由表盘上的“ ”可知,小明家每消耗1度电,铝盘转动3000转,故C正确;
D.小明家半年内的用电量是 ,故D错误。故选C。
3. (2022甘肃兰州)现有“6V 3W”和“12V 6W”字样的甲、乙两只灯泡,不考虑灯丝电阻的变化,下
列说法正确的是( )
A. 通电时间相同时,甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B. 通电时间相同时,电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C. 两只灯泡串联工作时,甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D. 两只灯泡并联工作时,干路中允许通过的最大电流为1A
【答案】C
【解析】A.在额定电压下工作时,通电时间相同时,据W=Pt知,甲灯泡消耗 的电能一定比乙灯泡的少,
但不是在额定电压下工作时,无法比较两灯消耗电能的多少,故A错误;
B.电功率是指电流做功快慢的物理量,在额定电压下工作时,电流通过甲灯做功一定比乙灯慢,但不是
在额定电压下工作时,无法比较电流通过两灯做功的快慢,故B错误;C.由题意知,两灯的额定电压分别为6V和12V,额定功率分别为3W和6W,据 知,两灯的电
阻
,
即R <R 。两灯串联时,通过两灯的电流相等,据Q=I2Rt知,甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡的少,故
甲 乙
C正确;
D.由题意知,两灯正常工作时通过的电流分别为
,
两灯并联时,灯两端的电压相等,最大电压为6V,甲灯正常工作,通过乙灯的电流
允许通过干路的最大电流
I=I +I =0.5A+0.25A=0.75A
甲 乙实
故D错误。故选C。
4.(2022江苏扬州) 测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数。如图所示,R为定值电
阻, 是光敏电阻,电源电压为3V。闭合开关S,无人通过时,电压表示数为2.5V,有人通过时,挡住
入射到光敏电阻上的光,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,装置计数一次。下列说法正确的是
( )
A. 有人通过, 的电流变小 B. 有人通过,电路总功率变小
C. 无人通过,R的阻值为25Ω D. 无人通过, 的功率为0.2W
【答案】AB【解析】AC.有人通过时,电压表的示数为2V,因为电源电压为3V,所以光敏电阻两端的电压为
U =3V-2V=1V
有
根据串联分压 可得,定值电阻R的阻值为
无人通过时,电压表的示数为2.5V,因为电源电压为3V,所以光敏电阻两端的电压为
U =3V-2.5V=0.5V
无
R为定值电阻,阻值不变,所以根据串联分压 可得,光敏电阻R 的阻值为
0
即无人通过时,电路中的总电阻为
当有人通过时,电路中的总电阻为
因为电源电压不变,根据欧姆定律 可得,有人通过时
无人通过时
所以有人通过, 的电流变小,故A正确,C错误;
B.有人通过时,电路中的电流为0.1A,无人通过时,电路中的电流为0.125A,根据电功率公式
可得有人通过时,电路总功率为无人通过时,电路总功率为
所以有人通过,电路总功率变小,故B正确;
D.无人通过时,电流中的电流为0.125A,其两端电压为0.5V,根据电功率公式 可得无人通过,
的功率为
故D错误。故选AB。
5. (2022湖北天门)某款家用电热取暖器有两个档位,它正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成
B. “高温”档一定比“低温”档产生的热量多
C. “高温”档一定比“低温”档的工作电阻大
D. 连接电热丝的导线比电热丝的电阻小
【答案】D
【解析】A.取暖器中的电热丝的作用是发热,材料应电阻率大、熔点高,熔点高的目的是防止电热丝发
热后熔化,故A错误;
B.高温挡的功率大,相同时间,高温挡产生的热量一定比低温挡产生的热量多,故B错误;
C.高温挡的功率大,家庭电路的电压为220V,电压一定,根据 可知,高温挡的电阻小,故C错
误;
D.接通电路后,连接电热丝的导线与电热丝是串联的,所以通过的电流相等,导线上产生的热量小,根
据Q=I2Rt可知,导线的电阻小,故D正确。故选D。
6. (2022苏州)图甲所示的电路中,电源电压不变,R 为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P
0
移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )A. 电源电压为5V B. R的最大阻值为20Ω
C. R=10Ω时,其功率最大 D. R=15Ω时,电路消耗的功率为1.8W
【答案】D
【解析】A.由图甲可知,滑动变阻器R和定值电阻R 串联,电压表测R两端的电压;由图乙可知,当变
0
阻器阻值为5Ω时,其两端电压为3V;当变阻器两端电压为10Ω时,其两端电压为4V,由串联电路中的
电压规律和电源电压不变可得
……①
……②
由①②解得U=6V,R=5Ω
0
故A错误;
B.由图乙可知,R的最大阻值应大于20Ω,故B错误;
C.R的功率
由上式可知,当R=R=5Ω
0
时,滑动变阻器有最大电功率。故C错误;
D.当R=15Ω时,电路消耗的功率为故D正确。故选D。
7.(2021齐齐哈尔)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右
移动时,下列说法中正确的是( )
A. 电流表示数减小,电压表示数增大
B. 电流表示数减小,电压表示数不变
C. 电路总电阻减小,电路总功率增大
D. 电流表示数不变,电压表示数不变
【答案】D
【解析】由图可知,R 和R 并联,电压表测量电源的电压;电流表测量R 的电流;
1 2 1
滑片向右移动时,由于电源电压不变,则电压表示数不变;因并联电路中各支路互不影响,所以通过R 的
1
电流不变,即电流表示数不变,故D正确,AB错误;
当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,并联电路的总电阻变
U2
大;根据P= 可知,总功率变小,故C错误。
R
8.(2021广西贵港)如图所示的电路,灯L标有“6V 3.6W”字样,电源电压保持不变。当闭合开关S,
滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,灯L正常发光;滑片P移到最左端时,电压表示数为3.6V。假设灯
丝电阻不受温度影响,下列四个结论正确的是( )
①灯L正常发光时的电阻为12Ω②电源电压为6V
③滑动变阻器的最大阻值为20Ω
④电路消耗的总功率的变化范围为1.44~3.6W
A. ①② B. ②④ C. ②③ D. ③④
【答案】 B
【解析】分析电路结构,小灯泡和滑动变阻器是串联关系,明确电流表和电压表的测量对象,滑动变阻器
接入电路中的电阻越大,电路中的电流越小,分得的电压越大,小灯泡分得的电压越小,整个电路的功率
越小,结合欧姆定律求解电路中的电流和电压变化范围,利用功率公式P=UI求解功率即可。
U2 (6V) 2
①灯L正常发光时的电阻为 R= = =10Ω
P 3.6W
故①错误;
②当闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P移到最右端时,此时只有灯泡接入电路,故灯L正常发光,电源电
压为6V,故②正确;
③滑片 P 移到最左端时,电压表示数为 3.6V,滑动变阻器的阻值最大,此时灯泡的两端的电压为
U =U−U =6V-3.6V=2.4V
L 1
U 2.4V
则电流为 I= = =0.24A
R 10Ω
U 3.6V
最大阻值为 R= = =15Ω
I 0.24A
故③错误;
当滑动变阻器全部接入时,电流最小,电路消耗的最小总功率的为 P=UI=6V×0.24A=1.44W
当小灯泡正常发光时,总电功率最大,最大为3.6W,故④正确。
9.(2021江苏泰州)A、B两只灯泡的额定电压均为6V,通过它们的电流随两端电压变化关系如图所示,
下列选项正确的是( )
A. A、B两灯泡的电阻均随灯泡两端电压的增大而减小B. 将两灯并联接在3V的电源两端,A、B两灯的实际功率之比为2:1
C. 将两灯串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,电源两端电压为9V
D. 将5Ω的电阻与B灯串联接在6V的电源两端,该电阻消耗的功率为0.8W
【答案】D
【解析】A.由图可知,电流增大,电压变大,曲线的斜率变大,说明电阻变大,故两灯泡的电阻均随灯
泡两端电压的增大而增大,故A错误;
B.将两灯并联接在3V的电源两端,两灯电压都是3V,A电流0.7A,B电流0.3A,所以A、B两灯的实际功
率之比为
故B错误;
C.使B灯恰好正常发光,所以B电压6V,电流0.5A,此时A电压2V,两灯串联,电源电压为
U=6V+2V=8V
故C错误;
D.如果电阻功率为0.8W,则电阻分压为
电源电压6V,B分压为4V,此时电流0.4A,流过电阻电流为
故电阻功率确实为0.8W,故D正确。
10.(2021内蒙古通辽)如图甲所示,电源电压不变,小灯泡的额定电压为3V。第一次只闭合S 、S ,将
1 3
滑动变阻器R的滑片从最下端滑到最上端,第二次只闭合开关S ,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑
2
到中点时,电压表V 的示数为1.5V,滑到最上端时,小灯泡正常发光。图乙是两次实验中电流表A与电压
2
表V、V 示数关系图象,下列说法正确的是( )
1 2A.小灯泡的额定功率为0.75W
B.定值电阻R 的阻值为12Ω
0
C.滑动变阻器R的最大阻值15Ω
D.两次实验中,电路最小功率为0.36W
【答案】ACD
【解析】第一次只闭合开关S 、S ,定值电阻与变阻器串联,电压表V 测电源电压,电流表测电路的电流,
1 3 1
当变阻器R的滑片滑至最上端时,为定值电阻的简单电路,因电压表V 测电源电压,故V 示数保持不变;
1 1
第第二次只闭合开关S ,灯与变阻器串联,电压表电压表V 测电源电压,V 测灯的电压,电流表测电路的
2 1 2
电流,将滑动变阻器R的滑片从最下端向上滑至中点再滑至最上端时,变阻器连入电路的电阻逐渐变小,
最后为0,由欧姆定律,电路的电流变大,灯的电压变大,故图中左边的曲线表示电流表 A与电压表V 示
2
数关系的图像,竖线表示电流表随V 的变化关系:
1
A、小灯泡的额定电压为3V,在第二次操作中,滑片滑至最上端时,因灯正常发光,故电源电压为 3V,由
图知,此时的电流最大为0.25A,故灯的额定功率:
P=UI=3V×0.25A=0.75W,A正确;
B、在第一操作中,滑片从最下端滑至最上端时,V 的示数不变,为定值电阻的简单电路,此时电路的电流
1
应最大,由图中竖线可知,电路的最大电流为0.3A,由欧姆定律,
R= = =10Ω,B错误;
0
C、在第二次操作中,滑片在中点时,由串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:
R = = =7.5Ω,故滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,C正确;
滑中
D、由乙图知,第一次操作中电路的最小电流小于第二次操作中电路的最小电流,在第一次操作中,当滑
片滑到最下端时,电路的电阻最大,由串联电阻的规律和欧姆定律,电路的最小电流:
I = = =0.12A,
小1
两次实验中,电路的最小功率为:
P =I ×U=0.12A×3V=0.36W,D正确。
小1 小1
二、填空题(每空1分,共24分)
1. (2022湖北十堰)如图为小红家电路中安装的电能表,此时示数为 _____kW·h。小红将一个电吹风机
接入电路,电热丝因为电流的 _____效应吹出热风。她关闭其它用电器,3min内电能表铝盘转过15转,则此电吹风机的功率为 _____W。
【答案】 2022.6 热 500
【解析】电能表表盘上最后一位是小数点后面第一位,故读数为2022.6kW·h。
导体中有电流通过时会产生热量,这是电流的热效应,因此,电吹风能吹出热风是因为电流的热效应。
由图可知,表盘上标有600r/kW·h,意思是用电器每消耗1kW·h的电能,表盘转过600转,3min内电能表
铝盘转过15转,则用电器消耗的电能
此电吹风机的功率
2. (2022齐齐哈尔)如图所示,甲、乙是实验室常用电流表或电压表的位置,电源电压恒定。在甲、乙
位置分别接入某种电表,闭合开关 、 ,两灯均发光,甲、乙两个电表示数之比为1:5;断开 、 ,
在甲、乙位置分别接入另一种电表,然后再只闭合开关 ,两灯均发光,则此时甲、乙两电表示数之比为
___________,灯泡 与 的电功率之比为___________。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
【答案】 5:4 4:1【解析】由电路图可知,闭合开关 、 ,两灯均发光,说明甲、乙均为电压表,两灯串联发光,甲表
测灯L 的电压,乙表测电源电压,根据串联分压原理可知
1
则
然后再只闭合开关 ,两灯均发光,说明甲、乙均为电流表,两灯并联发光,甲表干路电流,乙表测通过
灯L 的电流,由并联电路中电流与电阻成反比可知
1
由并联电路电流规律可得
由 可知,灯泡 与 的电功率之比为
的
3. (2022湖北恩施州)某饮水机上标有“220V制热550W” 字样,发热部件正常工作时的功率为
________W。饮水机加热一段时间,插座线会变热,这是电流通过导体时产生的________效应。
【答案】 550 热
【解析】由饮水机上的标志可知,饮水机的额定功率为550W,即正常时的功率为550W。
饮水机工作的过程中,插座线中也有电流通过,电流通过导体时会产生热量,使导体发热,这就是电流的
热效应。
4. (2022安徽)如图所示,电源电压保持 不变,电阻 、 。闭合开关 ,则通电
,电阻 产生的热量为______ 。【答案】10
【解析】因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中总电阻为
根据欧姆定律可得,电路中电流为
根据焦耳定律可得,通电 ,电阻 产生的热量为
5. (2022黑龙江绥化)如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R,R、R 为定值电阻,已知
1 2
R∶R∶R=1∶1∶2,当滑片P移动到a端时,闭合开关S、S,通过R 与R 的电流之比是___________;
1 2 1 2 1 2
当滑片P移动到b端时,只闭合开关S,通电1min,R与R 产生的热量之比是___________。
2 2
【答案】 2∶1 1∶2
【解析】当滑片P移动到a端时,闭合开关S 、S ,电阻R 与电阻R 并联,根据并联电路特点支路电流与
1 2 1 2
电阻成反比与R∶R=1∶2可得,通过R 与R 的电流之比是2∶1。
1 2 1 2
当滑片P移动到b端时,只闭合开关S,电阻R与电阻R 串联,串联电路电流相等,根据Q=I2Rt,结合
2 2
R∶R=1∶2,可得通电1min,R与R 产生的热量之比是1∶2。
2 2
6. (2021齐齐哈尔)如图所示的电能表,在某段时间内转盘转了1800转,则此段时间内接在这个电能表
上的用电器消耗的总电能是______ kW⋅h,此电能表允许接入用电器的最大总功率是______ W。【答案】0.6 4400
【解析】(1)3000r/(kW⋅h)表示每消耗1kW⋅h电能,电能表转盘转过3000转,
所以,电能表转盘转1800转时,用电器消耗的电能:
1800
W = kW⋅h=0.6kW⋅h;
3000
(2)由图可知,电能表的工作电压是220V,平时工作允许通过的最大电流是20A,
此电能表允许接入用电器的最大总功率:
P=UI=220V ×20A=4400W;
7.(2021齐齐哈尔)如图所示的电路中,L 标有“6V 3W”字样,L 标有“3V 3W”字样,闭合开关后,
1 2
两灯均发光,此时两电压表示数之比为U :U = ______ ;若两灯并联后接入3V电路中,则L 、L 两灯
1 2 1 2
的实际电功率之比为P :P = ______ (忽略温度对灯丝电阻的影响)。
1 2
【答案】5:1 1:4
U2 U2 (6V) 2 U2 (3V) 2
【解析】根据P=UI= 可知L 的电阻R = L 1= =12Ω,L 的电阻R = L 2= =3Ω;
R 1 1 P 3W 2 2 P 32
L L
1 2
闭合开关后,两灯串联,电压表V 测量电源电压,电压表V 测量L 两端的电压,且串联电路中电流处处
1 2 2
相等,
根据欧姆定律的变形式U=IR可知,此时两电压表示数之比为
I(R +R ) R +R 12Ω+3Ω 5
U :U = 1 2 = 1 2= = =5:1;
1 2 I R R 3Ω 1
2 2
若两灯并联后接入3V电路中,根据并联电路的电压特点可知两灯两端的电压都为3V,U2
U2 R R 3Ω 1
根据P=UI= 可知L 、L 两灯的实际电功率之比为P :P = 1 = 2= = =1:4。
R 1 2 1 2 U2 R 12Ω 4
1
R
2
8.如图所示的电路中,接通电源,通电一段时间后,______ 侧U形管液面高度的变化较大(选填“左”或
“右”)。如果通过甲容器中电阻丝的电流是2A,则乙容器中电阻丝在1min内产生的热量是______ J。
【答案】左 300
【解析】如图,右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联,串联电路各处电流相等,所以右边两
个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I =I ,
右 左
两个5Ω的电阻并联,并联电路干路电流等于各支路电流之和,即I =I +I ,比较可知I >I ;
左 内 外 左 内
两瓶中的电阻值相等(均为5Ω),通电一段时间后,由于瓶中电阻相同、通电时间相同、I >I ,所以根
左 内
据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内电阻丝产生的热量多,则左侧U形管液面高度的变化较大;
并 联 电 路 各 支 路 两 端 电 压 相 等 , 两 个 5Ω的 电 阻 并 联 , 由 欧 姆 定 律 可 得 I =I , 则
内 外
1 1
I = I = ×2A=1A,
内 2 左 2
乙容器中电阻丝在1min内产生的热量:Q=I2 Rt=(1A) 2×5Ω×60s=300J。
内
9.(2021 江苏南京)如图所示,电源电压恒定,R=12Ω,R=5Ω,滑动变阻器R的规格是“20Ω
1 2 3
1.5A”,电流表A 、A 的量程都是0~3A,电压表的量程是0~15V,(1)只闭合开关S,移动滑片,当电
1 2
流表A 的示数为0.8A时,电压表示数为8V,则电源电压是______V,变阻器接入电路的电阻是______;
2
(2)将滑片移到最右端,闭合所有开关,电流表A 、A 的示数之比是______,1min内R产生的热量为
1 2 1
______J,为保证电路安全,变阻器接入电路的阻值范围是______Ω。【答案】 ①. 12 ②. 10Ω ③. 5∶8 ④. 720 ⑤.
【解析】(1)[1]当只闭合开关S时,R和R串联,电流表A 测电路中的电流,电压表测R的电压,此时
2 3 2 3
R的电压为
2
电源电压为
[2]滑动变阻器接入电路的电阻为
(2)[3]将滑片移到最右端,闭合所有开关,此时R被短路,R和R并联,电压表测电源电压,电流表A
2 1 3 1
测R电流,电流表A 测干路电流,电流表A 的示数为
1 2 1
流过滑动变阻器的电流为
电流表A 的示数为
2
电流表A、A 的示数之比是
1 2
[4]1min内R产生的热量为
1[5]干路电流最大为3A,滑动变阻器R的规格是“20Ω 1.5A”滑动变阻器的电阻最小为
3
滑动变阻器的范围为 。
10.(2021长春)某加热器简化电路如图甲所示,其加热元件是利用新型材料制成的,它的电阻R随温度t
变化的关系图象如图乙所示;照明灯L标有“220V 100W”。此加热器白天只加热不照明,夜晚加热并照明。
(1)该加热器的金属外壳应与______相连,避免金属外壳带电时发生触电事故;
(2)白天和夜晚加热器的加热元件温度均为t时,电路总功率之比为4:5,则t=___________℃;
0 0
(3)闭合开关S,若加热元件的温度从16℃升高37℃,通过加热元件的电流变化情况是___________。
【答案】 大地(地线) 40 先变大后变小
【解析】(1)加热器的金属外壳与火线接触了,外壳就会带电,如果外壳没有接地,人接触时就会发生
触电,为避免金属外壳带电时发生触电事故,该加热器的金属外壳应与大地(地线)相连。
(2)由题意知,白天和夜晚温度均为t时加热元件的功率相同,则有
0
=
已知P=100W,故解得P =400W,由P= 可得加热元件的阻值
L 加热
R= = =121Ω
由图乙可知,加热器的阻值为121Ω时,对应的温度为40℃,即t=40℃。
0
(3)闭合开关S,由图乙可知,若加热元件的温度从16℃升高37℃,加热元件的阻值先减小后增大,电压一定,由I= 可知,通过加热元件的电流先变大后变小。
三、综合应用计算题(2小题,共22分)
1.(8分) (2022黑龙江大庆)小明家买了一个额定电压为220V的家用电吹风。其简化电路图如图所示。
已知吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大880W,求:
(1)当选择开关旋至何处时,电吹风正常工作的功率大;(用AB、BC或CD表示)
(2)若电吹风正常工作5分钟,吹热风比吹冷风多消耗的电能;
(3)电热丝正常工作时的电阻;
(4)在正常工作情况下,电吹风吹热风时比吹冷风时通过导线MN的电流大多少。
【答案】(1)AB;(2)2.64×105J;(3)55Ω;(4)4A
【解析】(1)当开关旋至CD时,电路处于断路;当开关旋至BC时,只有电动机工作,吹冷风;当开关
旋至AB时,电动机和电热丝并联,同时工作,吹热风,此时正常工作时功率大。
(2)吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大880W,所以电吹风正常工作5分钟,吹热风比吹冷风
多消耗的电能为
W=Pt=880W×5×60s=2.64×105J
(3)吹热风时比吹冷风时,多了一个电热丝工作,而吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大
880W,所以电热丝发功率即为880W,所以电热丝正常工作的电阻为
(4)在正常工作情况下,电吹风吹热风时比吹冷风时通过导线MN的电流大,大的正是通过电热丝的电流,
电热丝正常工作时的电流为
所以在正常工作情况下,电吹风吹热风时比吹冷风时通过导线MN的电流大4A。
2. (6分)(2022北京)如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持不变,电阻R 的阻值为10Ω。闭
1
合开关S后,电压表的示数为2V。求:(1)电阻R 的阻值;
2
(2)电阻R 消耗的电功率。
1
【答案】(1)5Ω;(2)1.6W
【解析】(1)已知电源电压为U =6V,电阻R 两端的电压为U=2V,则电阻R 两端的电压为
电源 2 2 1
由于电阻R 和R 串联,电流处处相等,所以流过电阻R 的电流为
1 2 2
电阻R 的阻值为
2
(2)电阻R 消耗的电功率
1
答:(1)电阻R 的阻值5Ω;
2
(2)电阻R 消耗的电功率1.6W。
1
3.(8分) (2022湖南郴州)如图所示,电源电压恒定,L为“6V 3.6W”的小灯泡(假设灯丝电阻不随
温度变化)。当S 断开,S和S 闭合时,灯泡L正常发光;当S、S、S 都闭合时,通过定值电阻R、R
1 2 1 2 1 2
的电流之比为3:2;闭合开关S,在确保通过电阻R 的电流不为零的前提下,控制S、S 的通断,R 消
2 1 2 2
耗的最大功率和最小功率之比为9:1。求:
(1)灯泡L的电阻;
(2)电源电压;
(3)R 消耗的最大功率。
2【答案】(1)10Ω;(2)6V;(3)4.8W
【解析】(1)由“6V 3.6W”可得,小灯泡L的电阻为
(2)当S 断开、S和S 闭合时,R、R 短路,只有L接入电路,小灯泡正常发光,即电源电压等于小灯
1 2 1 2
泡两端的电压为6V。
(3)当S、S 和S 都闭合时,L、R、R 并联,此时 功率最大为
1 2 1 2
通过定值电阻R、R 的电流之比为3:2,由并联电路各支路两端电压相等
1 2
可得
当S闭合,S,S 都断开时,L、 、 串联,此时 功率最小为
1 2
由R 消耗的最大功率和最小功率之比为9:1,则
2
可得,此时R 两端的电压为
2根据串联分压规律
可得,此时R 两端的电压为
1
小灯泡两端的电压为
R 的阻值为
2
则R 消耗的最大功率为
2
四、实验探究题(共24分)
1.(10分) (2022江苏扬州)用一串小彩灯扮靓教室,发现一个小彩灯熄灭后,其他小彩灯依然发光,
小丽猜想小彩灯并联;取下这个小彩灯,整串彩灯都会熄灭,小丽认为每个小彩灯应该是串联的。她决定
将小彩灯接入图1所示的电路,测其电阻,探寻奥秘。已知电源电压为3V,小彩灯的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,在图1中将实物电路连接完整;( )
(2)接入未损坏的小彩灯,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V,电流表的示数如图2所示,示
数为___________A,则小彩灯正常发光时接入电路的电阻为___________Ω;(3)接入灯丝断裂的小彩灯,当电压表示数为0.4V时,电流表示数为0.5A,可知小彩灯灯丝断裂后接入
电路的电阻为___________Ω;
(4)根据实验数据可知,灯丝断裂后,小彩灯并未断路,而是相当于一段导线,起到连接电路的作用,
可使其他小彩灯继续工作,但其余小彩灯实际功率会___________。
【答案】 (1) (2)0.16 15.625
(3)0.8 (4)变大
【解析】(1)测量小彩灯电阻,滑动变阻器与小彩灯串联,电压表测量小彩灯的电压,电流表测量小彩
灯的电流,小彩灯的额定电压为2.5V,故电压表的量程选择0~3V,滑动变阻器的连线一上一下,如图所
示
(2)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.16A小彩灯正常发光时的电流为0.16A。
小彩灯正常发光时的电流为0.16A,电压为2.5V,由欧姆定律得,小彩灯正常发光的电阻为
(3)接入灯丝断裂的小彩灯,当电压表示数为0.4V时,电流表示数为0.5A,由欧姆定律得,小彩灯灯丝
断裂后接入电路的电阻为
(4)根据实验数据可知,灯丝断裂后,小彩灯并未断路,而是相当于一段导线,起到连接电路的作用,
可使其他小彩灯继续工作,小彩灯灯丝断裂后,电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流变大,其余小彩灯的电压变大,由 得,其余小彩灯实际功率会变大。
2. (5分)(2022湖北宜昌)小杰和小芳在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中,在两个
透明容器中密封等量的空气,各放置一段电阻丝,并连接一个装水的U形管,通过U形管中水面的高度差
来判断电阻产生热量的多少。装置的密封性能良好,电源电压为6V。
(1)小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时,______,电阻产生的热量越多”的结
论。
(2)小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关,下列能支持她猜想的现象是( )
A.正常工作时,“36V 54W”的灯泡比“12V 6W”的灯泡亮
B.接线板上接入的用电器越多,导线越容易发热
C.电熨斗工作时发热明显,而与之相连的导线却不怎么热
(3)为了验证猜想,小芳选用了5Ω和100Ω的电阻丝进行实验,如图乙所示,请你用笔画线把电路连接
完整。______闭合开关,她发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显,原因是______,请你提出改进
办法:______。
【答案】 (1)电流越大 (2)C (3) 电路中电流太小(或者
电阻太大或者电压太低) 将100Ω的电阻丝换为阻值更小的电阻丝(或增大电源电压)
【解析】(1)由图甲可知,两容器内的电阻大小相等,右侧两根电阻丝并联,然后与左侧的电阻丝串联,
根据串联电路和并联电路特点可知,左侧容器内的电阻丝的电流大于右侧容器内电阻丝的电流,在通电时
间相同的情况下,左侧U型管内液体的高度差大于右侧,说明左侧电阻丝产生的热量多,所以可以得出:
在通电时间和电阻相同时,电流越大,电阻产生的热量越多。
(2)要探究电流产生的热量与电阻大小有关,要控制电流和通电时间相同。A.正常工作时,“36V 54W”的灯泡的电流为
“12V 6W”的灯泡的电流为
电流不同,故A不符合题意;
B.接线板上接入的用电器越多,总功率越大,在电压不变时,根据欧姆定律可知,电流越大,没有控制
电流相同,故B不符合题意;
C.电熨斗工作时,内部的电热丝和与之相连的导线串联,电流和工作时间相同,由于电热丝的电阻远大
于导线电阻,电热丝产生的热量远大于导线产生的热量,说明电流产生的热量与电阻大小有关,故C符合
题意。故选C。
(3)要探究电流产生的热量与电阻大小有关,在电阻不同时,要控制电流和通电时间相同,应该把电源、
开关和两段电阻丝串联起来,如图所示
较长时间后两个U形管的高度差均不明显,可能是电路的电流太小,导致电阻丝产生的热量较少,根据欧
姆定律,可以把其中较大的100Ω的电阻换成一个阻值较小的电阻丝(不能为5Ω),也可以增大电源电压。
3. (9分)(2021甘肃威武)小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为 2.5V 的小灯泡电功率时,电
源电压为 3V ,若所用器材均能满足实验需要。
(1)用笔画线替代导线,将实物电路连接完整;
(2)连接电路时,开关要________(选填“断开”或“闭合”);滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值________位置;
(3)实验过程中,当电压表示数为 2.5V 时小灯泡正常发光,由图乙可知,此时电流表的示数为
________A,小灯泡正常发光时的电阻为________ Ω ,小灯泡的额定功率为________W;
(4)小王受此实验启发,想测定电动自行车上用作照明的LED(发光二极管)额定功率。在老师的帮助下
通过实验得到该LED的 I−U 图像如图丙所示,由图像可知LED灯的电阻随电压的增大而________(选填
“增大”、“不变”或“减小”)。查阅资料知道该LED的额定电压为 3V ,结合图像可得该LED的额定
功率为________W。
【答案】 (1)
(2)断开;最大(3)0.3;8.33;0.75(4)减小; 0.072
【解析】(1)滑动变阻器串联,一上一下,故用一根导线连接开关的右边接线柱和滑动变阻器下面的接
线柱,用一根导线接在滑动变阻器上方的接线柱和电流表的正0.6A的接线柱即可,电压表并联在灯泡上,
用一根导线接在灯泡的右端的接线柱,另外一端接在正3接线柱,再用一根导线接在灯泡的左端和电压表
负接线柱上,故如图所示:
(2)为了保护电路,需要断开开关;为了保护电路,滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值最大处。
(3) 由图乙可知,分度值为 0.02A,选择小量程,故读数为 0.3A;小灯泡正常发光时的电阻为
U 2.5V
R= = =8.33Ω
I 0.3A
故小灯泡正常发光时的电阻为 8.33Ω ;小灯泡的额定功率为 P=U I =2.5V×0.3A=0.75W
额 额
故小灯泡的额定功率为 0.75W 。
U 2.5V
(4)当电压为2.5V,电流为8mA,合计为0.008A,则此时的电阻为 R= = =312.5Ω
I 0.008A
U 2.5V
当电压为3V时,此时的电流为24mA,此时的电阻为 R'= = =104.17Ω
I 0.024A
故当电压变大时,电阻变小;结合图像可得该LED的额定功率为
P=UI=3V×0.024A=0.072W
故图像可得该LED的额定功率为 0.072W 。