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(测试时间:40分钟,满分:60分)
一.选择题(每题2分,共20分)
1.如图所示是A、B两定值电阻的I﹣U图象,若把A、B电阻串联在同一电路中,下列说法正确的是( )
A.通过A、B电阻的电流之比是2:1
B.A的阻值大于B的阻值
C.A、B电阻的两端电压之比是1:2
D.A、B电阻的电功率之比是1:4
【答案】C
【解析】A选项,A、B串联,通过它们的电流相等,选项错误。
B选项,由图像可得,A的阻值 ,B的阻值 ,选项错误。
C选项,由串联分压,A、B电阻的两端电压之比是1:2,选项正确。
D选项,由电功率的公式 ,A、B电阻的电功率之比是1:2,选项错误。正确的选择是C。
2.如图所示的电路图,电源电压不变同闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向上移动时,下列说法正确的是(
)
A.灯泡L变暗,电压表示数变小
B.灯泡L变亮电压表示数不变
C.电路消耗的总功率变小,电压表示数不变
D.电路消耗的总功率变小,电压表示数变大【答案】C
【解析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测电源两端的电压.因电源的电压不变,
所以,滑片移动时电压表的示数不变,选项AD不正确。将滑动变阻器的滑片P向上移动时,接入电路中的电
阻变大,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,灯泡的实际功率变小,
灯泡变暗,选项B不正确。由 ,电路消耗的总功率变小,故C正确。正确的选择是C。
3.定值电阻R和小灯泡R 的U-I关系图像分别如图所示.若将R和R 串联后接在8伏的电源两端,则 R
l 2 l 2 l
与R 的电功率之比和电阻之比分别为 ( )
2
A.1∶2 1∶2 B.3∶5 3∶5 C.2∶3 3∶2 D.1∶3 3∶1
【答案】B
【解析】因串联电路中各处的电流相等,且电路中的总电压等于各分电压之和,
所以,R 和R 串联后接在8伏的电源两端时,观察图像可知:电路的电流I=0.3A,U=3V,U=5V,
1 2 1 2
由P=UI可得,两电阻消耗的电功率之比为: ,
由 可得,两电阻的阻值之比: .故本题答案选B.
4.如图所示的电路中,电源电压恒定,R 为定值电阻,R 为滑动变阻器。闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自
1 2
b向 移动的过程中( )
A.电流表A的示数变大,电压表V 的示数变小
1
B.电流表A的示数变小,电压表V 的示数与电流表A的示数之比变小
2
C.电压表V 的示数不变,电路消耗的总功率变大
1D.电压表V 的示数变小,电路消耗的总功率变大
2
【答案】D
【解析】由图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V 测电源电压,电压表V 测R 的电压,电流表A测
1 2 2
电路中的电流。闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中,滑动变阻器的阻值变小,串联电路
中的总电阻变小,电流变大,即电流表的示数变大;电压表V 的示数不变;由伏安法测电阻可知,电压表V
1 2
的示数与电流表A的示数之比为滑动变阻器接入电路的阻值,变小;电路消耗的总功率p=UI变大。故选D
5.下图为一只“6V 1.5W”小灯泡的电流随电压变化的关系图像.若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V
的电源两端,则此时每只灯泡的电阻及实际功率为( )
A.24Ω 0.67W B.20Ω 0.8W
C.24Ω 0.96W D.20Ω 0.67W
【答案】B
【解析】分析图像可知:灯泡的电阻会随电压、电流的不同发生变化,因此解决此类问题只能从图像入手分析。
三只完全相同的灯泡串联,灯泡的电阻相等,通过的电流相等,根据欧姆定律可知,三只灯泡两端的电
压相等,把这种规格的三只灯泡串联接在12 V的电源两端,每只灯泡两端的电压都为4 V,从图像
上可以看出,当电压是4V时,通过灯泡的士电流为 0.2A,
所以每只灯泡的实际电阻:
每只灯泡的实际功率:P=UI=4V×0.2A=0.8W.故选B.
6.如图所示的电路中,甲的两个电流表均为学校实验室常用的电流表,见图乙。当开关S闭合后,两表指针都
正常偏转且偏转角度相同,此时灯消耗的电功率P 和P 的比值为( )
1 2
A. 1:4; B. 4:1; C. 1:5; D. 5:1【答案】B
【解析】闭合开关后,电流表A 在干路上,电流表A 在支路上,故A 表使用的是“0~3A”量程,A 表使用的
1 2 1 2
是“0~0.6A”量程,把“两表偏转角度相同”这一条件夸大,即两表指针均“满偏”,则A 表示数为3A,A
1 2
表示数为0.6A
由于电流表A 在干路上,则 , ,又因为L 与L 并联,所以U
1 1 2 1
=U,则: ,正确选项为B。
2
7.在如图所示电路中,电源电压不变.当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时,下列说法正确的是( )
A.灯泡的亮度变小 B.电路的总功率减小
C.电压表的读数变小 D.电流表的读数变小
【答案】B
【解析】闭合开关S后,滑动变阻器R与灯泡L并联,电流表测通过灯泡的电流,电压表测电源电压;根据电
源的电压可知电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过灯泡的电流和实际功
率不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知该支路电流的变化,根据并联电路
的电流特点可知干路电流的变化,根据欧姆定律可知电路中总电阻的变化.
解:闭合开关S后,滑动变阻器R与灯泡L并联,电流表测通过灯泡的电流,电压表测电源电压;
∵电源的电压保持不变,
∴移动滑片时,电压表V的读数不变,故C错误;
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴移动滑片时,通过灯泡L的电流不变,实际功率不变,电流表的读数不变、亮度不变,故A、D错误;
当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时,接入电路中的电阻变大,
∵I= ,
∴该支路的电流变小,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴干路电流变小,
根据P=UI可知,电路中的总功率变小,故B正确.故选B.
8.有 、 两个电阻,两电阻并联 ,串联时 ( )
A、1:3 B、3:1 C、3:4 D、4:3
【答案】B
【解析】由于两电阻并联,所以两电阻两端的电压与电源电压相等,所以 ;
当两电阻串联时,通过两电阻的电流时相等的,所以 ,所以选择B。
9.标有“6V 6W”、“3V 3W”的灯L 和L(假设灯丝电阻不变),若将它们并联接在某电源上,两灯都发光,
1 2
下列说法正确的是 ( )
A.灯L 比灯L 亮
1 2
B.灯L、L 的实际功率之比为2﹕1
1 2
C.电源电压为3V时,灯L 正常发光
2
D.电源电压为9V时,灯L 、L 都正常发光
1 2
【答案】C
【解析】灯L 的电阻R =U2/P=(6V)2/6W=6Ω, 灯L 的电阻R =U2/P=(3V)2/3W=3Ω, 若将它们并联接在某
1 1 1 2 2 2
电源上,并联电路中各支路两端的电压相等,A.由 P=U2/R可知,电阻小的灯消耗的实际功率大,所以灯L
2
比灯L 亮;B.灯L、L 的实际功率之比P/P =R /R =1:2; C.电源电压为3V时,灯L 两端的实际电压与它的额
1 1 2 1 2 2 1 2
定电压相同,正常发光;D.电源电压为9V时,灯L 、L 两端的实际电压大于它们的额定电压,它们的实际功
1 2
率大于额电功率,不能正常发光。故选C.
10. 如图所示电路,电源电压恒为6伏,L 标有“6V 7.2W”,L 标有“6V 3.6W”,忽略温度对灯丝电阻的影响,
1 2
下列说法正确的是( )
A.仅闭合S、S,L 不亮,L 亮
1 3 1 2
B.仅闭合S、S,电流表读数为0.6安
2 3C.仅闭合S、S,电路总电阻为15欧
1 2
D.仅闭合S,电路消耗的总功率为10.8瓦
3
【答案】 B
【解析】灯L 的电阻:R =U2/P=5Ω. 灯L 的电阻:R =U2/P=10Ω,如图,仅闭合S、S 时,电灯L 短路,不亮,L 亮。
1 1 2 1 1 3 2 1
仅闭合S、S,时,灯L 短路,L 亮,其电流是:I=U/R=6V/10Ω=0.6A. 仅闭合S、S,两灯并联,总电阻:R
2 3 1 2 1 2 并
=5Ω×10Ω(/ 5Ω+10Ω)=10/3Ω. 仅闭合S 时,两灯泡串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路
3
消耗的总功率:P=U2/(R +R )=2.4W,选项B正确。
1 2
二.填空题(每空1分,共18分)
11.把标有“2V 0.4W”字样的小灯泡和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路中.已知电
源电压为3V.电流表的量程为“0~0.6A”,闭合开关,调节滑片,灯泡的最小功率为 W,
滑动变阻器接入电路的最小阻值是 Ω(灯丝电阻不变).
【答案】 0.1 5
【解析】当滑片移到右端时,电路中电流最小,灯泡消耗的功率最小。
灯丝电阻为: ,
电路总电阻为: ,
电路中的最小电流为: ,
灯泡的最小功率为: ;
灯的额定电流为: ,
所以为保护电路,电路中的最大电流为0.2A,
则电路中的最小总电阻为: ,滑动变阻器接入电路的最小阻值为:
12.如图所示,是小明家的电能表以及该表某月初、月末的两次读数,由图可知,他家在该月消耗的电能为
kW•h,他家现已接入用电器的总功率为2000W,则还可连接“220V,60W”的白炽灯 盏
【答案】90;3
【解析】6月份小明家消耗的电能为月初示数与月末示数只差W=1377.6kw•h﹣1287.6kw•h=90kw•h,根据电能
表上的参数,允许通过的最大电流为 10A,所以他家可以同时使用的用电器的总功率最大是
P=UI=220V×10A=2200W,他家现已接入用电器的总功率为2000W,还可以利用的电功率为P′=2200W﹣
2000W=200W,所以还可以装入的白炽灯为:n=200W/60W ≈3.
13.标有“220V100W”和“220V60W”的甲、乙两盏白炽灯,灯丝较粗的是 灯,当它们并联在家庭电路
中时,较亮的是 灯.(选填“甲”或“乙”)
【答案】甲 甲
【解析】由电功率公式 得: ,即电压相同时,电功率大的电阻小,读题知乙灯泡的电功率比甲
灯泡的电功率小,所以乙灯泡的电阻较大;由影响电阻大小的因素知:在电阻丝材料、长度、温度相同时,电
阻大的横截面积小,所以乙灯灯丝较细,甲灯灯丝较粗.因为并联电路两端的电压相等,由 可知,电
压相等时,电阻小的灯泡实际功率大,灯泡亮,由于甲灯的灯丝电阻小,甲灯较亮.答案为:甲;甲.
14.某电熨斗内有R 、R 两段发热丝,其简化电路如图,它在220V或110V电压下都能正常工作:110V时将
1 2
S打至1挡,220V时将S打至2挡,这两种情况下熨斗的电功率均为1100W.则电熨斗在220V电压下正常工
作的电流是 A,两发热丝的电阻之比R :R 为 .
1 2【答案】5 1︰4
【解析】110V时将S打至1挡,此时电功率P=(110V)2/R ,220V时将S打至2挡,此时电功率P=(220V)
1 1 2
2/R ,通过的电流为I=1100W/220V=5A,这两种情况下熨斗的电功率相等,则(220V)2/R =(110V)2/R ,解得
2 2 2 1
R ︰R =1︰4。
1 2
15.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R =15Ω,闭合S、S,断开S 时,电流表示数为0.4A,则此时R 两
1 1 2 3 1
端电压为 V。当S、S、S 都闭合时,R 的电功率为P;闭合S、S,断开S 时,R 的电功率为P 的
1 2 3 1 1 1 3 2 1 1
9/16;则R 的电阻为 Ω。
2
【答案】6;5。
【解析】由题意知:电源电压保持不变,R =15Ω,当闭合S、S,断开S 时,R 、R 串联接入电路,电流表示数为
1 1 2 3 1 3
I=0.4A,则此时R 两端电压为U=IR =0.4A×15Ω=6V。当S、S、S 都闭合时,仅R 接入电路,则R 的电功率
1 1 1 1 2 3 1 1
为 P=U2/R =U2/15Ω① ; 闭 合 S 、 S , 断 开 S 时 , R 、 R 串 联 接 入 电 路 , R 的 电 功 率 为
1 1 1 3 2 1 2 1
P1′=[U/(R +R )]2R =[U/(15Ω+R )]215Ω=9/16P②;由①②解得R =5Ω。
1 2 1 2 1 2
16.两定值电阻甲、乙中的电流与电压关系如图所示,现将甲和乙并联后接在电压为6V的电源两端,则通过
甲、乙两电阻的电流之比为 ,甲、乙两电阻两端电压之比为 ,甲、乙两
电阻消耗的功率之比为
.【答案】2∶1;1∶1;2∶1.
【解析】由两电阻的U-I图像可知,两电阻阻值之比为: ;
当两电阻并联在6V的电源两端时,电流之比为: ,电压之比为: ;
两电阻消耗的功率之比为:
17.如图所示,电源电压恒为12V,闭合开关S,当滑动变阻器的阻值为10Ω时,电压表的示数为10V,此时电
动机正常工作,则滑动变阻器消耗的功率是 W.
【答案】0.4
【解析】由电路图可知,电压表测电动机两端电压,∵串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,
∴滑动变阻器两端电压 ,则 ,
则滑动变阻器消耗的功率 ;
18.一个标有“6V3W”的灯泡接在9V的电源上,要使它正常发光,还应串联一个阻值为 Ω的电阻,此
电路工作2分钟一共消耗
J的电能.
【答案】6 540【解析】读题知灯泡的电阻 ;灯泡正常工作的电流: ;电
阻R两端的电压:U =U﹣U =9V﹣6V=3V;电阻R的阻值: ;此电路工作2min消耗的
R L
电能:W=UIt=9V×0.5A×120s=540J.答案为:6 540
19.某同学把标有“8V 16W”的灯泡L 和“12V 36W”的灯泡L 串联在电路中,闭合开关后,其中一只灯泡
1 2
能正常发光,另一只没有达到额定电压.由此可知电源电压为 V,此时L 的实际功率 L 的实际
1 2
功率(选填“大于”或“等于”或“小于”).
【答案】16; 等于
【解析】由I=P/U可知,灯泡L 的额定电流I=16W/8V=2A,灯泡L 的额定电流I=36W/12V=3A,所以灯泡L
1 1 2 2 1
正常发光,又由R=U2/P可知,灯泡L 的电阻R =(8V)2/16W=4Ω,灯泡L 的电阻R =(12V)2/36W=4Ω,所以电
1 1 2 2
源电压U=I(R +R )=2A×(4Ω+4Ω)=16V;因为灯泡P=I2R串联在电路中,由P=I2R可知,此时L 的实际功
1 1 2 1
率等于L 的实际功率.
2
20.当导体两端电压一定时,电流通过导体做功的功率随导体电阻变化规律的图象如图所示。请根据图象判
断,当导体电阻为40Ω时,电流通过该导体做功的功率为 W。
【答案】0.4W
【解析】由图可知,当导体电阻为5Ω时,电流通过该导体做功的功率为3.2W,那么导体两端电压的平方U
2=PR=3.2W×5Ω=16v2,当导体电阻为40Ω时,电流通过该导体做功的功率P=U 2/R=16v2/40Ω=0.4W 。
三.计算题(第21题6分,22、23小题各8分,共22分)
21.小波班上有一台饮水机,它的铭牌如下表,工作电路如图所示,S 是温控开关,可以自动控制饮水机的加
0
热或保温状态。问:
热水箱容量 1.5L额定电压 220V
加热功率 550W
(1)将1.5kg的水从20℃加热到90℃,水吸收的热量是多少? [c =4.2×103J/(kg·℃)]
水
(2)饮水机在加热状态下正常工作15min,消耗的电能是多少?
(3)若在保温状态下,饮水机消耗的功率是44W,则R 的阻值是多少?
2
【答案】4.41×l05J, 4.95×105J, 保温状态1100欧姆
【解析】(1)Q =c m(t-t )=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(90℃-20℃)=4.41×l05J
吸 水 2 1
(2)饮水机加热时消耗的电能W=Pt=550W×15×60s=4.95×105J
(3)当S 断开时,电路中只有R ,总功率较小,为保温状态
0 2
22.如图所示,L是标有“6V 1.2W”字样的小灯泡,R是定值电阻,断开开关S,闭合开关S 和S,灯泡正常
2 1 3
发光,电流表的示数为0.50A.
(1)求灯泡正常发光时,1min内灯泡消耗的电能.
(2)求定值电阻R的阻值.
(3)断开开关S 和S,闭合开关S,改变电源电压,使灯泡正常发光,求电路的总功率.
1 3 2
【答案】(1)灯泡正常发光时,1min内灯泡消耗的电能为72J.
(2)定值电阻R的阻值为20Ω.
(3)断开开关S 和S,闭合开关S,改变电源电压,使灯泡正常发光,电路的总功率为2W.
1 3 2
【解析】解:(1)灯泡正常发光1min消耗的电能:W=P t=1.2W×60s=72J;
L
(2)断开开关S,闭合开关S 和S 时,电阻R和灯泡L并联,灯泡正常发光,所以电源电压等于灯泡的额定电
2 1 3
压,即6V;由P=UI可知,灯泡正常发光时的电流:I = 0.2A;
L
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以通过R的电流:I =0.5A﹣0.2A=0.3A;
R
由 可知,定值电阻R的阻值:
(3)由P= 可得,灯泡的电阻:R = = =30Ω;
L
断开开关S 和S,闭合开关S,定值电阻R和灯泡L串联,此时电路中的总电阻:R =30Ω+20Ω=50Ω;
1 3 2 总
因为灯泡正常发光,所以电路中的电流为0.2A,
则电路的总功率:P=I 2R =(0.2A)2×50Ω=2W.
L 总
答:(1)灯泡正常发光时,1min内灯泡消耗的电能为72J.
(2)定值电阻R的阻值为20Ω.
(3)断开开关S 和S,闭合开关S,改变电源电压,使灯泡正常发光,电路的总功率为2W.
1 3 2
23.在图所示电路中,L是标有“6 V 3 W”字样的小电灯,它与定值电阻R。和滑动变阻器R组成串联电路,电
源电压保持8 V不变。无论变阻器滑片怎样移动,小电灯两端电压都不超过3 V~6 V的范围。忽略温度变化
对灯丝电阻的影响,求:
①小电灯L的阻值R ;
L
②定值电阻R。的阻值;
③当滑动变阻器阻值为最大时,定值电阻R。消耗的电功率。
【答案】 (1)12Ω (2)4Ω (3) 0.25W
【解析】解:(1)小电灯L的阻值R =U2/P=(6V)2/3W=12Ω
L
(2)由题意可知,当滑动变阻器阻值为零时,小电灯两端的电压最大为6 V ,此时小电灯正常发光,
定值电阻R。两端的电压U=U -U =8V-6 V=2 V
0 总 L
电路中的电流I=I =P /U =3W/6V=0.5A
0 L L L
Ro=U /I =2V/0.5A=4Ω
0 o
(3)当滑动变阻器阻值为最大时,
小电灯两端的电压最小为3V ,电路中的电流I=I =U /R =3V/12Q=0.25A
L L L定值电阻R。消耗的电功率P=I2R =(0.25A)2×4Ω=0.25W
0 o