当前位置:首页>文档>图像题05电功率、焦耳定律(解析版)_8、物理总复习_8.中考物理总复习_2023年中考复习资料_二轮复习_2023年中考物理二轮题型专项复习(全国通用)

图像题05电功率、焦耳定律(解析版)_8、物理总复习_8.中考物理总复习_2023年中考复习资料_二轮复习_2023年中考物理二轮题型专项复习(全国通用)

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图像题 05 电功率、焦耳定律 一.选择题(共25小题) 1.灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲所示,L和R的I﹣U图象分别为图乙中的 A、B,闭合 开关S,L正常发光,此时小灯泡的功率为3W,下列说法正确的是( ) A.电源两端电压为7V B.电路中的总功率为4.8W C.通过灯泡的电流为0.3A D.灯泡正常发光时的电阻为20 【解答】解:图甲中灯泡和电阻Ω并联,已知L和R的I﹣U图象分别为图乙中的A、B; 闭合开关S,L正常发光,此时小灯泡的功率为3W,根据P=UI,结合图象可知此时通过灯泡 的电流和灯泡两端的电压分别为:0.5A、6V,故C错误; U 6V 根据欧姆定律可知灯泡正常发光时的电阻R = L= =12 ,故D错误; L I 0.5A L Ω 根据并联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压和电源电压均为6V,故A错误; 从图中可知通过定值电阻的电流为0.3A, 根据并联电路的电流特点可知干路电流I=I +I =0.3A+0.5A=0.8A, R L 根据P=UI可知电路总功率P=UI=6V×0.8A=4.8W,故B正确。 故选:B。 2.甲灯的额定电压为6V,乙灯的额定电流为0.6A,两灯的U﹣I图像如图所示。在保证各元件不 被损坏的前提下,下列说法正确的是( )A.将两灯串联在同一电路中,甲、乙两灯的亮度相同 B.将两灯并联在同一电路中,甲、乙两灯的亮度相同 C.将两灯串联后接入电路,电路的最大电源电压为9V D.将两灯并联后接入电路,两灯的最大总电功率为2.7W 【解答】解:甲灯的额定电压为6V,从图中可知甲灯的额定电流为0.5A;乙灯的额定电流为 0.6A,从图中可知乙灯的额定电压为3V;根据欧姆定律可知两灯的阻值不同; A、将两灯串联在同一电路中,串联电路的电流处处相等,因两灯的阻值不同,根据 P=I2R可 知两灯的实际功率不同,故甲、乙两灯的亮度不相同,故A错误; B、将两灯并联在同一电路中,根据并联电路的电压特点可知两灯两端的电压相同,因两灯的阻 U2 值不同,根据P= 可知两灯的实际功率不同,故甲、乙两灯的亮度不相同,故B错误; R C、将两灯串联在同一电路中,根据串联电路的电流特点可知电路最大电流I=I =0.5A, 10 从图中可知此时甲灯两端的电压U =6V,乙灯两端的电压为U =2V,根据串联电路的电压特 1 2 点可知电路的最大电源电压U=U +U =6V+2V=8V,故C错误; 1 2 D、将两灯并联后接入电路,根据并联电路的电压特点可知电源电压和两灯两端的电压最大值为 U′=U =3V, 20 从图中可知通过甲灯的电流I ′=0.3A,通过乙灯的电流I ′=0.6A, 1 2 根据并联电路的电流特点可知干路电流I′=I ′=+I ′=0.3A+0.6A=0.9A, 1 2 根据P=UI可知两灯的最大总电功率P′=U′I′=3V×0.9A=2.7W, 故D正确。 故选D。 3.如图,甲所示电路中,R为定值电阻,R 为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至 1 另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是( ) A.电源电压为3V B.电压表的最大示数为2V C.整个电路功率变化了0.1WD.R的功率变化了3.2W 【解答】解: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,电流表 1 1 测电路中的电流; 由图乙可知,当滑动变阻器的阻值R =10 时,它的电功率为0.9W, 1 Ω √P √0.9W 由P=UI=I2R可得,此时电路中电流I = 1= =0.3A; 1 R 10Ω 1 √ P √0.8W 当滑动变阻器的阻值R ′=20 时,它的电功率为0.8W,此时电路中电流I = 2 = = 1 2 R ' 20Ω 1 Ω 0.2A, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变, 所以,由欧姆定律可得,电源的电压: U=I (R+R )=I (R+R ′),即0.3A×(R+10 )=0.2A×(R+20 ), 1 1 2 1 解得:R=10 ; Ω Ω 电源的电压UΩ=I 1 (R+R 1 )=0.3A×(10 +10 )=6V; A、经计算可知电源电压U=6V,故A错Ω误;Ω B、电压表测变阻器两端的电压,当变阻器接入电路的阻值最大为 20 ,由串联分压的规律可知 此时电压表示数最大,且此时电流最小为I =0.2A, Ω 2 则电压表的最大示数U =I R =0.2A×20 =4V,故B错误; Vmax 2 1max U2 Ω C、根据电功率公式P= 可知,电源电压一定时,整个电路的电功率与总电阻成反比, R 则滑动变阻器的阻值为0时,电路的总电阻最小,总功率最大,滑动变阻器的阻值为20 时, 总电阻最大,总功率最小, Ω U2 6V×6V U2 6V×6V 故P = = =3.6W,P = = = 1.2W, max R 10Ω min R+R 20Ω+10Ω 1max 则整个电路电功率的变化量ΔP=P ﹣P =3.6W﹣1.2W=2.4W,故C错误; max min D、根据电功率公式P=I2R可知,电流越大、定值电阻R的电功率越大,电流越小、定值电阻 R的电功率越小。 U 6V 当滑动变阻器的阻值为0时,总电阻最小,电流最大为I = = =0.6A, max R 10Ω 则定值电阻R的电功率最大为:P =I 2R=(0.6A)2×10 =3.6W, Rmax max Ω当滑动变阻器的阻值最大为20 时,总电阻最大,电流最小为I =0.2A, 2 则定值电阻R的电功率最小为:ΩP Rmin =I 2 2R=(0.2A)2×10 =0.4W, 所以定值电阻R电功率变化:ΔP′=P Rmax ﹣P Rmin =3.6W﹣Ω0.4W=3.2W,故D正确。 故选:D。 4.如图甲所示是热敏电阻R (电阻随温度升高而减小)、灯泡L和定值电阻R 的电流随电压变化 2 3 的图像。现将它们接入图乙所示的电路中,其中电流表A的量程为0~0.6A,滑动变阻器上标有 “? 0.5A”字样。滑动变阻器滑片移至n端,只闭合S ,电流表A的示数为0.6A,此时灯L 2 正常发Ω 光;滑片移至m端,只闭合S ,电流表A的示数为0.4A。下列说法正确的是( ) 1 A.灯泡L的额定功率是3.6W B.滑动变阻器的最大阻值是20 C.图甲中c是热敏电阻R 2 的电流Ω 随电压变化的图像 D.闭合S 、S ,断开S ,电路允许的最大功率是9W 2 3 1 【解答】解:由于热敏电阻R 电阻随温度升高而减小、灯泡的电阻随温度升高而增大、R 为定 2 3 值电阻,由图甲可知, b图象,电压增大,电流增大,电流与电压成正比例函数,它代表定值电阻R 的I﹣U图线; 3 c图象,电压增大,电流增大,但电压的变化量比电流的变化量大,根据欧姆定律可知它代表的 电阻增大,为灯泡L的I﹣U图线; b图象,电压增大,电流增大,但电压的变化量比电流的变化量小,根据欧姆定律可知它代表的 电阻减小,为热敏电阻R 的I﹣U图线;故C错误; 2(1)由图乙可知,当滑动变阻器滑片移至n端、只闭合S 时,电路中灯L和R 串联; 1 3 因为灯正常发光,电路中的电流为0.6A(即灯的额定电流),所以由图甲可知,此时R 两端电 3 压为6V,灯两端的电压为12V(即灯的额定电压), 灯的额定功率: P额 =U L I=12V×0.6A=7.2W,故A错误; 电源电压:U=12V+6V=18V; (2)当滑片移至m端,只闭合S ,热敏电阻R 、R 和滑动变阻器串联,电流表A的示数为 2 2 3 0.4A; 由图甲可知,此时R 两端的电压为4V,热敏电阻R 两端的电压为2V, 3 2 则由串联电路的特点可得,滑动变阻器两端的电压:U =18V﹣4V﹣2V=12V, R U 12V 滑动变阻器的最大阻值:R滑大 = R= =30 ,故B错误; I' 0.4A Ω (3)闭合S 、S ,断开S 时,灯和滑动变阻器串联, 1 3 2 因电流表A的量程为0~0.6A,灯泡的额定电流为0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为 0.5A,则为了保证电路的安全,电路中通过的最大电流为0.5A, 所以,电路的最大功率:P最大 =UI最大 =18V×0.5A=9W,故D正确。 故选:D。 5.如图甲所示,电源电压恒定,小灯泡L的额定电压为5V。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片, 绘制了电流表示数与电压表示数关系图象如图乙所示,电流表示数与滑动变阻器 R连入电路阻 值的变化关系如图丙所示。则下列说法中正确的是( ) A.电源电压为5V B.小灯泡正常发光时电阻为2.5 C.当电压表示数为1V时,滑动Ω变阻器消耗的电功率为2.5W D.当电压表示数为2V时,小灯泡和变阻器消耗的功率之比为1:4 【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流。 A、由图乙可知,当电路中的电流为0.5A时,灯泡两端的电压为5V,由图丙可知,变阻器接入 电路中的电阻R=10 , 由欧姆定律可得,滑Ω动变阻器两端的电压为: U滑 =IR=0.5A×10 =5V, 因串联电路中总电压Ω等于各分电压之和, 所以电源的电压为: U=U L +U滑 =5V+5V=10V,故A错误; B、由图乙可知,当灯泡L两端的电压为额定电压5V时,通过灯泡的电流为0.5A, 则小灯泡正常发光时的电阻为: U 5V R = L= =10 ,故B错误; L I 0.5A L Ω C、由图乙可知,电压表示数为1V时,通过灯泡即电路中的电流I′=0.2A, 此时滑动变阻器两端的电压: U滑 ′=U﹣U L ′=10V﹣1V=9V, 此时滑动变阻器消耗的电功率为: P滑 =U滑 ′I′=9V×0.2A=1.8W,故C错误; D、当电压表示数为2V时,根据串联电路的电压特点得, 此时滑动变阻器两端的电压为: U滑 ″=U﹣U L ″=10V﹣2V=8V, 因为串联电路的电流相等,所以小灯泡和变阻器消耗的功率之比为: P L ″:P滑 ″=U L ″I″:U滑 ″I″=U L ″:U滑 ″=2V:8V=1:4,故D正确。 故选:D。 6.如图,这是额定电压均为220V的灯泡L 和L 的U﹣I图象。下列分析正确的是( ) 1 2A.当L 两端的电压为100V时,其实际功率为10W 1 B.当通过L 的电流为0.4A时,灯泡正常发光 2 C.将L 、L 串联,若电源电压为140V,则L 的功率为8W 1 2 2 D.将L 、L 并联,若通过L 的电流为0.45A,则L 正常发光 1 2 2 1 【解答】解: A、当L 两端的电压为100V时,根据图像可知,通过L 的电流为0.2A,其实际功率为:P = 1 1 1 U I =100V×0.2A=20W,故A错误; 1 1 B、当通过L 的电流为0.4A时,L 两端的电压为120V,小于额定电压,故灯泡不能正常发光, 2 2 故B错误; C、将L 、L 串联,若电源电压为140V,由图像可知,电路电流:I'=0.2A,L 两端的电压为 1 2 2 40V,则L 的功率P =U I′=40V×0.2A=8W,故C正确; 2 2 2 D、将L 、L 并联,若通过L 的电流为0.45A,由图像可知,L 两端的电压为160V,根据并联 1 2 2 2 电路电压规律可知,灯泡L 两端的电压为140V,小于灯泡的额定电压,故L 不能正常发光, 1 1 故D错误。 故选:C。 7.如图甲所示,电源电压不变,闭合开关 S,当变阻器R 的滑片P从b端滑到a端的过程中,电 2 流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,下列说法不正确的是( )A.R 的阻值为10 1 B.变阻器R 2 的最大Ω阻值为20 C.该过程中变阻器R 2 的电功率Ω先增大后减小 D.电流表示数为0.2A时,R 、R 消耗功率之比P :P =1:2 1 2 1 2 【解答】解:由电路图可知:闭合开关,R 与R 串联,电压表测量电阻R 两端的电压,电流表 1 2 1 测量串联电路的电流; A、根据图象可知:电阻R 两端电压U =1V时电流I =0.1A, 1 1 1 U 1V 由欧姆定律可得,定值电阻R = 1= =10 ;故A正确; 1 I 0.1A 1 Ω B、由电路图可知:当滑片P位于b端时,电路为R 的简单电路,此时电路中的电流最大,电压 1 表测电源的电压,由图象可知,电压表的示数为3V,即电源的电压为3V; 当滑片P位于a端时,R 与R 串联,此时电路中的电流最小,电压表测电源的电压,由图象可 1 2 知,U =1V时电流I =0.1A, 1 1 则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得: U =U﹣U =3V﹣1V=2V, 2 1 U 2V 所以由欧姆定律可得,R = 2= =20 ;故B正确; 2 I 0.1A 1 Ω U2R U2 U = 2 = C、滑动变阻器的电功率P滑 =I2R 2 =( R +R )2×R 2 (R 1 −R 2 ) 2+4R 1 R 2 (R 1 −R 2 ) 2 +4R 1 2 R 1 2 , 当R =R =10 时,滑动变阻器的功率最大,故该过程中变阻器 R 的电功率先增大后减小,故 2 1 2 C正确; Ω D、当电路中的电流为0.2A时,电阻R 两端电压U ′=2V, 1 1 根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知: R 两端电压U ′=U﹣U ′=3V﹣2V=1V; 2 2 1 P U 'I' U ' 2V 2 R 与R 消耗的电功率: 1= 1 = 1 = = ,故D错误。 1 2 P U 'I' U ' 1V 1 2 2 2 故选:D。 8.两只额定电压均为220V的电热水壶甲、乙外形和结构完全相同,它们在额定电压下工作的过程中,消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这两只电热水壶均在正常工作时的情况, 下列说法中正确的是( ) A.甲壶消耗电能比乙壶快 B.电流通过甲壶做的功小于电流通过乙壶做的功 C.通过甲壶的电流小于通过乙壶的电流 D.两壶中加入等质量的水,甲壶中的水一定比乙壶中的水先沸腾 W 【解答】解:A.由图可知,工作相同时间时,甲壶消耗的电能多,根据公式P= 可得甲壶的 t 额定功率大,做功快,故A正确; B.根据公式Q=I2Rt=Pt可知,正常工作时,用电器产生的热量多少和电功率及工作时间有关, 因为无法知道甲、乙电热水壶工作时间,所以无法判断电流做功的多少,故B错误; P C.已知甲、乙电热水壶的额定电压相同,甲壶的额定功率大,根据I= 可知,正常工作时, U 通过甲壶的电流大于通过乙壶的电流,故C错误; D.加入水的质量相同,但初温是否相同不确定,所以无法确定哪个壶中的水先沸腾,故D错误。 故选:A。 9.图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,电源电压恒 为2V。下列说法正确的是( ) A.由图可知小灯泡两端的电压越大,电阻越小B.开关S 、S 都闭合时,电流表示数为0.5A 1 2 C.开关S 、S 都闭合时,电路总功率为1.4W 1 2 D.开关S 、S 都闭合时,在1min内电阻R产生的热量为240J 1 2 【解答】解:A、由图象知,L的I﹣U图象是条曲线,且电压的变化大于电流的变化,由欧姆 定律可知,其两端电压越大时,其阻值为会变大,故A错误; BC、由图乙知,开关S 、S 都闭合时,L与R并联,电流表测干路电流, 1 2 根据并联电路的电压规律知,U =U =U=2V,由图象知,此时I =0.5A,I =0.2A, L R L R 根据并联电路的电流规律知,电压表示数I=I +I =0.5A+0.2A=0.7A,故B错误; L R 此时电路总功率P=UI=2V×0.7A=1.4W,故C正确; D、开关S 、S 都闭合时,在1min内电阻R产生的热量Q =W =U I t=2V×0.2A×60s=24J, 1 2 R R R R 故D错误。 故选:C。 10.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20 2A”,闭合开关S,调节滑 动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑到a点时,小灯泡恰好正常Ω发光;在图乙中绘制出电流表 与两电压表示数关系的图象;下列说法中正确的是( ) A.滑片在a点时R的电阻为2.5 B.滑片在a点时,滑动变阻器与Ω小灯泡的功率之比为5:1 C.电路中的最小功率为4.8W D.小灯泡的额定电功率为4W 【解答】解:由电路图可知,变阻器R与灯泡L串联,电压表V 测R两端的电压,电压表V 测 1 2 L两端的电压,电流表测电路中的电流。 (1)当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小, 由图乙可知,电路中的最小电流 I=0.3A,此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等,即 U = L U , RU 由I= 可知,此时滑动变阻器R两端的电压:U =IR=0.3A×20 =6V, R R Ω 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,电源的电压:U=U +U =U +U =6V+6V=12V; L R R R 由P=UI可知,此时电路的总功率最小,为:P小 =UI=12V×0.3A=3.6W,故C错误; (2)当滑片从最右端向左滑动到a点时,变阻器接入电路中的电阻变小,由欧姆定律可知,电 路中的电流变大, 由串联电路的分压特点可知,变阻器R两端的电压变小,灯泡两端的电压变大,则图乙中左边 的曲线是变阻器R的I﹣U图像,右边的曲线是灯泡的I﹣U图像, 当小灯泡恰好正常发光时,电路中的电流最大, 由图乙可知,灯泡正常发光时的电流I′=0.4A,灯泡两端的电压U ′=10V, L 根据串联电路的电压特点可知,变阻器两端的电压:U ′=U﹣U ′=12V﹣10V=2V, R L U U ' 2V 由I= 可知,滑片在a点时变阻器接入电路的电阻为:R = R = =5 ,故A错误; R a I ' 0.4A ❑ Ω 小灯泡的额定功率:P =U ′I′=10V×0.4A=4W,故D正确; L L P U 'I' U ' 2V 1 滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡的功率之比: R= R = R = = ,故B错误。 P U 'I' U ' 10V 5 L L L 故选:D。 11.图甲所示电路,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后,将滑动变阻器的滑 片从最右端向左移动到某一位置的过程中,两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是 ( ) A.小灯泡的额定功率为0.625W B.电路的最大总功率为1.2WC.小灯泡的灯丝阻值越来越小 D.R的阻值变化范围为12 ~60 【解答】解:由电路图可知Ω,灯泡Ω L与滑动变阻器R串联,电压表测L两端的电压,电流表测 电路中的电流。 A、小灯泡的额定电压为 2.5V,由图乙可知,此时通过小灯泡的电流即额定电流为:I = L 0.25A; 小灯泡的额定功率:P额 =U L I L =2.5V×0.25A=0.625W,故A正确; B、电路中的最大电流:I大 =I L =0.25A,电路的最大功率:P大 =UI大 =3V×0.25A=0.75W,故 B错误; C、由图乙可知,随着电压的增大,通过灯泡的电流也增大,I﹣U图像为一条向U轴靠近的图 U 线,根据R= 可知,小灯泡的灯丝阻值越来越大,故C错误; I D、当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡分得的电压最小, 由图乙可知,小灯泡两端的最小电压U ′=0.5V时,通过的电流I ′=0.05A, L L 此时滑动变阻器两端的电压:U ′=U﹣U ′=3V﹣0.5V=2.5V, R L 由串联电路的电流特点可知,通过滑动变阻器的电流:I小 =I L ′=0.05A U ' 2.5V 则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R大 = I R = 0.05A = 50 ; 小 Ω 当小灯泡正常发光时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小, 由图乙可知,小灯泡两端的电压U =2.5V时,通过的电流I =0.25A; L L 滑动变阻器两端的电压:U ′'=U﹣U =3V﹣2.5V=0.5V, R L 由串联电路的电流特点可知,通过滑动变阻器的电流:I大 =I L =0.25A; U ″ 0.5V 则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R小 = I R = 0.25A = 2 ;R的阻值变化范围为 2 ~ 大 Ω Ω 50 ,故D错误。 故Ω选:A。 12.图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,电源电压 恒为2V。下列说法正确的是( )A.由图可知小灯泡两端的电压越大,电阻越小 B.开关S 、S 都闭合时,电流表示数为0.5A 1 2 C.开关S 、S 都闭合时,电路总功率为1W 1 2 D.开关S 、S 都闭合时,在 1min 内电阻R产生的热量为24J 1 2 【解答】解:A、由图象知,L的I﹣U图象是条曲线,且电压的变化大于电流的变化,由欧姆 定律可知,其两端电压越大时,其阻值为会变大,故A错误; BC、由图乙知,开关S 、S 都闭合时,L与R并联,电流表测干路电流, 1 2 根据并联电路的电压规律知,U =U =U=2V,由图象知,此时I =0.5A,I =0.2A, L R L R 根据并联电路的电流规律知干路的电流为: I=I +I =0.5A+0.2A=0.7A,即电流表的示数为0.7A,故B错误; L R 此时电路总功率为: P=UI=2V×0.7A=1.4W,故C错误; D、开关S 、S 都闭合时,在1min内电阻R产生的热量为: 1 2 Q =W =U I t=2V×0.2A×60s=24J,故D正确。 R R R R 故选:D。 13.某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热,以增强人体舒适度。其等效电路简 化图如图甲所示,R 、R 均为加热电阻,R >R ,S为智能开关,可根据实际选择不同电阻接入 1 2 1 2 电路。某段工作过程,加热功率随环境温度变化如图乙所示。下列说法中正确的是( ) A.环境温度为25℃时,开关S连接接线柱1和2B.环境温度为35℃时,开关S连接接线柱2和3 C.开关S连接接线柱2和3,电路总电阻为484 D.开关S连接接线柱1和2,工作1h产生的热量Ω为0.1kW•h 【解答】解:AB、开关S连接接线柱1和2时,电路为电阻R 的简单电路,开关S连接接线柱 1 U2 2和3时,电阻R 、R 并联接入电路,并联电路总电阻小于任何一个分电阻,由 P= 可得开 1 2 R 关S连接接线柱2和3时的电功率大,则环境温度为25℃时,开关S连接接线柱2和3,环境温 度为35℃时,开关S连接接线柱1和2,故AB错误; C、由乙图可知开关 S 连接接线柱 2 和 3 时电路的总功率为 100W,则电路总电阻为:R U2 (220V) 2 = = =484 ,故C正确; P 100W Ω D、由乙图可知开关S连接接线柱1和2时电路的电功率为44W=0.044kW,工作1h产生的热量 为:Q=W=P t=0.044kW×1h=0.044kW•h,故D错误。 1 故选:C。 14.如图甲所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R 标有“50 0.5A”的字样,R =10 ,灯泡L 1 2 上标有“5V”的字样,电压表量程为0~15V,电流表量程为Ω0~0.6A。将R 的滑片PΩ移至b端, 1 闭合开关S、S ,调节R 的滑片P,并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图象如图乙所 1 1 示。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( ) A.滑动变阻器接入电路中的最小阻值是5 B.电路总功率的变化范围是0.5W~1.5WΩ C.若将电压表量程换为0~3V,闭合开关S、S ,电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A 2 D.若将电压表量程换为0~3V,闭合开关S、S ,R 的功率变化范围是0.1W~0.9W 2 2 【解答】解:由电路图知闭合开关 S、S ,滑动变阻器R 与小灯泡L串联,电压表测量小灯泡 1 1两端的电压,电流表测量电路中的电流; A、由图乙可得电路中的电流最小时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,最大为 50 ,此时电路 中的电流为:I =0.1A,小灯泡两端的电压为:U =1V, Ω 1 L 电源电压为: U=U L +I 1 R 1大 =1V+0.1A×50 =6V; 当电路中的电流最大时,滑Ω动变阻器接入电路的电阻最小,此时小灯泡两端的电压为 U L ′= 5V,电路中的电流为:I =0.25A, 2 滑动变阻器接入电路的电阻最小为: U U−U ' 6V−5V R 1小 = I 滑小= I L = 0.25A = 4 ,故A错误; 2 2 Ω B、由图乙知电路中的电流为0.1A~0.25A, 根据P=UI知电路总功率的变化范围是0.6W~1.5W,故B错误; CD、闭合开关S、S ,定值电阻R 和滑动变阻器R 串联,电压表测量定值电阻R 两端的电压, 2 2 1 2 电流表测量电路中的电流,若将电压表量程换为0~3V,则R 两端的电压最大为3V,电路中的 2 U 3V 最大电流为:I = 2= =0.3A; max R 10Ω 2 电路中的电流最小时滑动变阻器接入电路的阻值最大, 电路中的最小电流为: U 6V = = = I 0.1A,所以电流表示数的变化范围是0.1A~0.3A,故C错误; min R +R 50Ω+10Ω 1大 2 R 的最大功率为: 2 P 2大 =I max 2 R 2 =(0.3A)2×10 =0.9W; Ω R 的最小功率为: 2 P 2小 =I min 2 R 2 =(0.1A)2×10 =0.1W,所以R 2 的功率变化范围是0.1W~0.9W,故D正确。 Ω 故选:D。 15.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关 S后,滑片P从b端移动到a端的过程中, 电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,下列判断正确的是( )A.电源电压为8V B.R 的阻值为40 1 C.当滑片P移至中Ω点时,电路消耗的总功率为3.6W D.当滑片P在b端时,通电10s后R 上产生的热量是4J 1 【解答】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流。 2 (1)当滑片于a端时,变阻器接入电路电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I =0.6A, 1 U 由I= 可得,电源电压:U=I R =0.6A×R ﹣﹣﹣﹣﹣① R 1 1 1 当滑片于b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知最小电流 I = 2 0.2A,此时变阻器两端的电压U =8V, 2 U 8V 则滑动变阻器的最大阻值:R = 2= =40 ; 2 I 0.2A 2 Ω 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以电源电压:U=I R +U =0.2A×R +8V﹣﹣﹣﹣﹣② 2 1 2 1 因电源电压不变,由①②可得:0.6A×R =0.2A×R +8V, 1 1 解得:R =20 ,电源电压:U=0.6A×R =0.6A×20 =12V,故AB错误; 1 1 (2)当滑片PΩ移至中点时,电路消耗的总功率为:Ω U2 (12V) 2 = = = P总 R + 1 R 20Ω+ 1 ×40Ω 3.6W,故C正确; 1 2 2 2 (3)当滑片P在b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小为I =0.2A, 2 通电10s后R 上产生的热量: 1 Q=I 2R t=(0.2A)2×20 ×10s=8J,故D错误。 2 1 故选:C。 Ω16.小牛同学用一个功率为1000W的电加热器给1kg冰加热,研究不同状态的水的吸热能力。图 中,甲乙丙三条图线中的一条,是他依据实验数据绘制而成。若相同时间内水和冰吸收的热量 相同。已知c水 =4.2×103J/(kg•℃)。c冰 <c水 ,下列说法正确的是( ) A.小牛绘制的是甲图线 B.冰熔化过程中加热器消耗的电能为2000J C.0~1min冰吸收的热量是6×104J D.3~5min时间内,电加热器的热效率为35% 【解答】解: A、由图可知,在0~1min内,冰吸收热量,温度升高了10℃;冰化成水后,质量不变,根据题 意可知,c冰 <c水 ,根据Q=cmΔt可知,水的温度升高10℃所需的热量比冰温度升高10℃所需 热量多,即水升高10℃,所需的加热时间长,故小牛绘制的是丙图线水的升温图像,故A错误; B、由图像可知,冰熔化的时间为 2min,则冰熔化过程消耗的电能:W=Pt=1000W×2×60s= 1.2×105J,故B错误; CD、由图知3~5min时间内,水吸收的热量为: Q吸 =c水m水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×10℃=4.2×104J, 所以1min内水吸收的热量为: Q 4.2×104J Q水 ′= 吸= =2.1×104J, 2 2 因为相同时间内水和冰吸收的热量相同, 所以0~1min冰吸收的热量也是2.1×104J,故C错误; 3~5min时间内,电加热器的热效率为: Q 4.2×104J = 吸= ×100%=35%,故D正确; W 1.2×105J η 故选:D。17.如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6A.电流表量程为“0~0.6A”,电压表 量程为“0~15V”.闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片 P,分别绘制了电流表示数与电压表示数,电流表示数与滑动变阻器 R连入电路阻值的变化关系 图像,如图乙、丙所示.则下列说法中错误的是( ) A..小灯泡的额定功率为3.6W B..滑动变阻器R的最大阻值为60 C..若将电压表量程换为0~3V,滑Ω动变阻器允许连入电路的阻值范围为24~50 D..若将电压表量程换为0~3V,电路的总功率范围为4.2W~7.5W Ω 【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流 表测电路中的电流。 A、由图乙可知,通过灯泡的电流为 0.6A时,其两端的电压为6V,则小灯泡的额定功率P = L U I =6V×0.6A=3.6W,故A正确; L L B、当电路中的电流为0.6A时,灯泡两端的电压为6V,由图丙可知,变阻器接入电路中的电阻 R=15 , 由串联Ω电路电压规律和欧姆定律可得,电源的电压U=U L +I L R=6V+0.6A×15 =15V, 由图乙可知,电路最小电流为0.28A,电压表的示数为1V, Ω 因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以滑动变阻器两端电压 U滑大 =U﹣U V小 =15V﹣ 1V=14V, U 14W 则滑动变阻器接入电路的最大阻值:R滑大 = I 滑大= 0.28A = 50 ,故B错误; 小 Ω CD、若将电压表量程换为0~3V,当电路中电流最大时,电压表示数也最大,此时滑动变阻器 接入电阻最小, 由图乙可知,当电压表示数为 3V时,通过灯泡的电流即电路中的最大电流 I大 =0.5A,此时滑 动变阻器两端的电压U滑 =U﹣U L′ =15V﹣3V=12V,U ' 12V 则滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小 = I 滑 = 0.5A = 24 , 大 Ω 此时电路的最大功率为:P大 =UI大 =15V×0.5A=7.5W; 滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,由图丙可知, 变阻器接入电路中的最大阻值为50 , 此时电路的最小功率为:P小 =UI小Ω=15V×0.28A=4.2W, 所以滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为24 ~50 ,电路的总功率范围为4.2W﹣7.5W,故 CD正确。 Ω Ω 故选:B。 18.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,标有“4V 1.6W”字样的灯L的U﹣I图象如图乙所示 电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点时, 灯L正常发光,滑片P在左端时,灯的实际功率与额定功率的比为 3:8。下列结果不正确的是 ( ) A.灯L正常发光时的电阻为10 B.电源电压为8V Ω C.滑动变阻器的最大阻值为20 D.整个电路的最大功率是3.6WΩ P 1.6W 【解答】解:A、灯L标有“4V 1.6W”字样,故灯L的额定电流I L额 = U L额= 4V = 0.4A, L额U 4V 灯L正常发光时的电阻R L额 = I L额= 0.4A = 10 ,故A正确。 L额 Ω R BC、闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点时,变阻器接入电路的阻值为 ,灯L正常发光, 2 R R 根据串联电路电压的规律和欧姆定律得到电源电压U总 =U L额+I L额2 = 4V+0.4A× 2 ⋯⋯①; 滑片P在左端时,变阻器接入电路的阻值为R,灯的实际功率与额定功率的比为3:8,则灯泡 3 的实际功率P = ×1.6W =0.6W,由图乙知此时灯泡两端的电压U =2V,此时电路的电流I= L 8 L 0.3A,根据串联电路电压的规律和欧姆定律得出电源电压的表达式 U 总 =U L +IR= 2V+0.3A×R……②; 解方程组①②得到:电源电压U总 =8V,变阻器的最大电阻R=20 ,故BC正确。 D、为保护电路元件安全,电路电流不能超过灯泡的额定电流,故整Ω个电路的最大功率 P最大 =U 总×I L额 =8V×0.4A=3.2W,故D错误。 故选:D。 19.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡 L标有“6V 6W”,R 为定值电阻。闭合开 0 关S,电压表V 的示数为U ,电压表V 的示数为U ,将滑动变阻器的滑片P由最右端移动到a 1 1 2 2 点,灯泡L恰好正常发光,移动过程中两电压表示数U 与U 的变化关系如图乙所示,滑动变阻 1 2 器的滑片P在最右端和a点时消耗的电功率相等。则下列判断错误的是( ) A.定值电阻R 的阻值为6 0 B.电源电压为18V Ω C.滑动变阻器的最大阻值为28 D.电源消耗最大功率与最小电功Ω率之比为2:1 【解答】解:AB、由图知,灯泡L、定值电阻R 和滑动变阻器R串联,电压表V 测量定值电 0 2 阻R 两端的电压,电压表V 测量灯泡L和定值电阻R 两端的总电压, 0 1 0由图知,电压表V 示数5V~12V,电压表V 示数3V~6V, 1 2 串联电路总电压等于各部分电压之和,由串联电路电压的规律可知,灯的电压从2V到6V, 将滑动变阻器的滑片P移动到a点时,灯泡L恰好正常发光,此时通过电路的电流最大, 灯的电压为6V,灯正常发光,此时电路的电流为: P❑ 6W I=I = L = =1A, L U❑ 6V L U❑ 6V 由欧姆定律,定值电阻R 的阻值:R = 0= =6 ,故A正确; 0 0 I 1A Ω P移动到a点时变阻器的功率为: P滑1 =(U﹣12V)×I=(U﹣12V)×1A﹣﹣﹣﹣﹣﹣①, P在最右端时,由欧姆定律得,电路的电流为: U❑ ' 3V I′= 0 = =0.5A, R❑ 6Ω 0 变阻器的功率为: P滑2 =(U﹣5V)×I′=(U﹣5V)×0.5A﹣﹣﹣﹣﹣﹣②; 因为滑动变阻器的滑片P在最右端和a点时消耗的电功率相等,所以①=②,解得:U=19V, 故B错误; C、由欧姆定律得变阻器的最大电阻为: U−U❑ 19V−5V R滑大 = 1= =28 ,故C正确; I' 0.5A Ω D、灯的额定电流为1A,即电路中的最大电流,故电路的最大功率为: P大 =UI L =19V×1A=19W, 滑动变阻器的滑片P在最右端时,通过电路的电流最小,电路最小电流为0.5A, 故电路的最小功率为:P小 =UI′=19V×0.5A=9.5W, 所以电源消耗最大功率与最电小功率之比为19W:9.5W=2:1,故D正确。 故选:B。 20.如图甲所示,R 为定值电阻,滑动变阻器R 的滑片从a端滑到b端的过程中,R 消耗的电功 1 2 2 率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示,下列说法正确的是( )A.R 的阻值为20欧姆 1 B.电源电压为8V C.电路电流的变化范围0.1~0.4A D.该电路消耗的功率范围为0.6~3.6W 【解答】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的 电流。 (1)当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时,其两端电压为2V, P 0.8W 由P=UI可得,此时电路中的电流为:I = 1 = =0.4A, 1 U 2V 1 串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源的电压:U=I R +U = 1 1 1 0.4A×R +2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①; 1 当滑动变阻器消耗的功率为0.5W时,其两端电压为5V, P 0.5W 由P=UI可得,此时电路中的电流为:I = 2 = =0.1A, 2 U 5V 2 根据串联电路的电压规律结合欧姆定律可得电源的电压:U=I R +U =0.1A×R +5V﹣﹣﹣﹣﹣ 2 1 2 1 ﹣﹣﹣﹣②, 电源电压不变,则:0.4A×R +2V=0.1A×R +5V,解得:R =10 ;电源电压为:U=I R +U = 1 1 1 1 1 1 0.4A×10 +2V=6V,故AB错误; Ω (2)由Ω图乙可知,当变阻器两端电压最大为5V时,滑动变阻器全部接入电路中,其电阻最大, 此时电流最小为I =0.1A, 2 当滑动变阻器接入电路的电阻为0时(电路为R 的简单电路),电路中的电阻最小,电流最大, 1 U 6V = = = 则电路中的最大电流为:I大 R 10Ω 0.6A; 1 该电路消耗的最小电功率:P大小 =UI 2 =6V×0.1A=0.6W,该电路消耗的最大电功率:P大 =UI大 =6V×0.6A=3.6W, 所以电路电流的变化范围0.1~0.6A,该电路消耗的功率范围为0.6~3.6W,故C错误,D正确。 故选:D。 21.如图甲所示,电源电压保持不变,a、b分别为滑动变阻器的最左端和最右端。闭合开关,当滑 动变阻器的滑片P从b端滑到a端时,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,则 以下判断错误的是( ) A.滑片P向右移动时,电流表、电压表的示数均变小 B.电路中的电源电压是9V C.滑动变阻器消耗的最大功率为6.7W D.定值电阻的阻值为6 【解答】解:由图可知,Ω开关闭合,定值电阻R与变阻器串联,电压表测量定值电阻R两端的 电压,电流表测量电路中的电流; A、滑片P向右移动时,滑动变阻器连入阻值变大,则总电阻变大,由于电源电压不变,根据 I U = 可知电路中电流变小,即电流表示数变小; R 由U=IR可知,R两端电压变小,即电压表示数变小,故A正确; BD、当滑片P位于a端时,电路为电阻R的简单电路,此时电路中的电流最大,由图象可知, 电路中的最大电流1.5A时,电压表的最大示数为9V,即电源电压为9V,故B正确; U 9V 由欧姆定律可得,定值电阻R的阻值:R = = = 6 ,故D正确。 I 1.5A 大 Ω U2 U2 U = = C、滑动变阻器消耗的功率P=I2R=( R +R )2R滑 (R 滑 +R) 2 (R 滑 −R) 2 +4R , 滑 R R 滑 滑 由上式可知,当R滑 =R=6 时,变阻器消耗的功率最大, Ω U2 (9V) 2 因此滑动变阻器的最大功率:P滑max = = =3.375W,故C错误。 4R 4×6Ω故选:C。 22.如图甲所示,电源电压保持不变,R 为定值电阻。闭合开关S,在将滑动变阻器的滑片从a端 0 滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I间的关系图像如图乙所示。则下列选项错误的 是( ) A.R 的阻值为10 0 B.变阻器R的最大Ω阻值为30 C.电源电压为12V Ω D.当滑动变阻器R与电阻R 消耗的功率相等时,电路的总功率为7.2W 0 【解答】解:当滑片位于b端时,电路为R 的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路 0 中的电流, 此时电路中的电流最大,由图乙可知电源的电压U=12V,I =1.2A, 0 U 12V = = = 根据欧姆定律可得R 的阻值:R 10 ,故AC正确; 0 0 I 1.2A 0 Ω 当滑片位于a端时,R 与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测 R 两端的电压,此时电路 0 0 中的电流最小, 由图乙可知电路中的电流I小 =0.4A,U 0 =4V, 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:U滑 =U﹣U 0 =12V﹣ 4V=8V, U 8V 则滑动变阻器的最大阻值:R= 滑= =20 ;故B错误; I 0.4A 小 Ω 串联电路各处电流相等,根据P=I2R可知当滑动变阻器R与电阻R 消耗的功率相等时,滑动变 0 阻器接入电路的阻值和定值电阻的阻值相等, 串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I U 12V = = = 0.6A, R +R 10Ω+10Ω 0 P 此时电路总功率:P=UI=12V×0.6A=7.2W,故D正确。故选:B。 23.如图甲所示电路中,R 为定值电阻,R 为滑动变阻器。当滑片P移动时,滑动变阻器消耗的电 0 1 功率与电流关系的图像如图乙所示。则以下说法正确的是( ) ①电源电压为8V ②滑动变阻器的最大阻值是25 ③定值电阻R 0 的最大功率是7.Ω2W ④滑动变阻器R 的最大功率是1.8W 1 A.只有①② B.只有②③ C.只有②④ D.只有②③④ 【解答】解:由电路图可知,R 与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流。 0 1 1 (1)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小, 由图象可知,电路中的最小电流I=0.2A时,R 的电功率P =1W, 1 1 由P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值: P 1W R = 1= = 25 ,故②正确; 1 I2 (0.2A) 2 Ω (2)由图象可知,当电路中的电流I′=0.4A时,R 的电功率P ′=1.6W, 1 1 此时R 接入电路的电阻: 1 P' 1.6W R ′= 1= = 10 , 1 I'2 (0.4A) 2 Ω 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,由欧姆定律可得,电源的电压: U=I′(R +R ′)=0.4A×(R +10 ), 0 1 0 当电路中的电流I=0.2A时,电源的Ω电压: U=I(R +R )=0.2A×(R +25 ), 0 1 0 因电源的电压不变, Ω 所以,0.4A×(R +10 )=0.2A×(R +25 ), 0 0 Ω Ω解得:R =5 , 0 则电源的电压Ω: U=I(R +R )=0.2A×(5 +25 )=6V,故①错误; 0 1 (3)由图乙知电路的最小电Ω流为Ω0.2A; 当滑动变阻器的电阻最小时电路的电流最大,最大电流为: U 6V = = = I大 R 5Ω 1.2A,定值电阻R 0 的最大功率为: 0 P 0 =I大 2R 0 =(1.2A)2×5 =7.2W,故③正确; (4)滑动变阻器R 1 上消耗Ω的功率为 U2 U = P =I2R =( )2R (R −R ) 2 ; R1 1 R +R 1 1 0 +4R 0 1 R 0 1 当R =R =5 时R 上消耗的功率最大,最大功率是 1 0 1 U2 Ω (6V) 2 P = = =1.8W,故④正确。 max 4R 4×5Ω 0 故选:D。 24.如图甲所示,电源电压保持不变,R为定值电阻,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由最右 端滑至最左端,滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光,两个电压表示数与电流表示数的变化 关系如图乙所示。下列说法中正确的是( ) A.电源电压为10V B.小灯泡的额定功率为1.8W C.小灯泡正常发光时,R 在1min内消耗的电能为96J 0 D.滑动变阻器最大阻值为35 【解答】解:由电路图可知,Ω灯泡L、定值电阻R 0 和滑动变阻器R串联,电压表V 1 测灯L和R 0 两端的电压,电压表V 测滑动变阻器R和R 两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片 P从 2 0最右端向最左端滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变小,电路中的电流变大,由U=IR可知, 灯L和R 两端的电压变大,滑动变阻器R和R 两端的电压变小,即图乙中的上升曲线代表电压 0 0 表V 示数与电流表示数的变化关系,下降曲线代表电压表V 的示数与电流表示数的变化关系; 1 2 A、当滑动变阻器滑到最左端时,滑动变阻器连入电路的阻值为 0,电路为灯L和R 的串联电路, 0 则电压表V 的示数为电源电压,由图乙可知,此时V 的示数为8V,即电源电压U=8V,故A 1 1 错误; B、当滑片P在最左端时,灯泡正常发光,此时电路中的电流为 I =0.4A,电压表V 的示数为 2 2 4V,即电阻R 两端的电压为U =4V,由串联电路的电压特点可知,灯泡L两端的电压为:U 0 0 L =U﹣U =8V﹣4V=4V,则灯泡的额定功率为:P =U I =4V×0.4A=1.6W,故B错误; 0 L L 2 C、小灯泡正常发光时,R 在1min内消耗的电能为:W =I U t=0.4A×4V×1×60s=96J,故C正 0 0 2 0 确; U 4V D、电阻R 的阻值为:R = 0= =10Ω, 0 0 I 0.4A 2 当滑片P在最右端时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,此时由图乙可知,电压表V 的示数为 2 U ′=7V,电路中的电流为I =0.2A,即U ′=I (R +R),代入数据解得R=25 ,故D错误。 2 1 2 1 0 故选:C。 Ω 25.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器的滑片 P从b端滑到a端的过程中, 电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,下列说法不正确的是( ) A.电源电压为9V B.定值电阻R的阻值为6 C.滑动变阻器的阻值范围Ω是0~18 D.电阻R消耗的最大功率为13.5WΩ 【解答】解:当滑片P位于a端时,电路为电阻R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测 电路中的电流, 此时电路中的电流最大,由图象可知,电路中的最大电流为 1.5A,此时电压表的示数为9V,即电源电压为9V,故A正确; U2 根据P= 可知此时电阻R消耗的功率最大,为P=UI=9V×1.5A=13.5W,故D正确; R U 9V 由欧姆定律可得定值电阻R的阻值:R= = =6 ,故B正确; I 1.5A Ω 当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小, 由图象可知,电路中的最小电流I′=0.5A, U 9V 此时电路的总电阻:R总 = I' = 0.5A = 18 , Ω 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值:R滑大 =R总 ﹣R=18 ﹣6 =12 , Ω 所以Ω滑动变Ω阻器接入电路的阻值范围是0~12 ,故C错误。 故选:C。 Ω