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- 2021-05-10 发布
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浙教版科学中考电学专题
一.选择题(共14小题)
1.(2016•枣庄校级自主招生)把“6V 3W”、“6V 6W”的两个灯泡串联后分别接在6V,9V,18V的电源上,下面说法中不正确的是( )
A.接在9V的电源上时,“6V 3W”的灯泡能正常发光
B.接在6V的电源上时,“6V 6W”的灯泡的实际功率是额定功率的1/9
C.接在18V的电源上时,“6V 3W”的灯泡比正常发光时亮,“6V 6W”的灯泡比正常发光时暗
D.不另加器材,无论电源电压为多少,都不能使他们同时正常发光
2.(2016•济南模拟)关于电流做功过程中的能量转化,下列说法中错误的是( )
A.电动机主要是把电能转化为机械能
B.白炽灯主要是把电能转化为内能
C.给蓄电池充电是化学能转化为电能
D.电炉主要是把电能转化为内能
3.(2016•铁岭模拟)有几位同学对电功率这个概念,有以下几种理解,你认为正确的是( )
A.电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量
B.电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量
C.电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多
D.电功率大的用电器工作时所用的时间一定少
4.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.将乙灯接入110V的电路中,它的实际功率为50W
D.两灯串联在220V的电路中,甲灯比乙灯亮
5.(2016•丹徒区模拟)如图甲所示是小明的调光灯电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为6V.闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示.(电阻丝AB的阻值不随温度变化),下面说法中正确的是( )
A.电阻丝AB的阻值为6Ω
B.小灯泡的最小功率为1.5W
C.电路中的最大功率是6W
D.滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,电压表示数变大
6.(2016•山东模拟)如图所示,将两只额定电压相同的灯泡L1、L2串联在电路中,闭合开关S后,发现L1亮,L2不亮.对此有下列几种猜想,其中不可能的是( )
A.灯泡L2的电阻太小 B.灯泡L2两端电压较大
C.灯泡L2的灯座被短路 D.灯泡L1、L2的额定功率不同
7.(2016春•大丰市校级月考)如图所示,小灯泡甲标有“12V,6W”的字样,乙灯泡标有“12V,8W”的字样,电源电压为12V,则下列说法中正确的是( )
A.S1、S3闭合,S2断开时,甲灯比乙灯亮
B.仅S1闭合时,甲灯的亮度超过正常发光的亮度
C.S1、S2、S3都闭合时,仅乙灯亮,甲灯不亮
D.断开S1、S3,闭合S2时,甲灯亮于乙灯,且低于正常发光的亮度
8.如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向上滑动时,观察到的现象是( )
A.灯泡变暗,电压表示数变大
B.灯泡变亮,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大,电压表示数变大
9.(2013•庆阳)某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是 ( )
A.电路中电流变化的范围是0.18A~0.5A
B.滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
C.灯泡的最小功率是0.162W
D.该电路的最大功率是2.25W
10.(2014•青海)将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图所示.接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A.L1的电阻比L2的小
B.L1的额定功率比L2的大
C.两灯正常工作时L1发光要暗一些
D.若将两灯并联接入电路,L1发光要亮一些
11.(2013•自贡)如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表,见图乙.闭合开关后,两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同,此时灯L1和L2的所消耗的电功率P1和P2的比值为( )
A.4:1 B.1:4 C.5:1 D.1:5
12.(2013•德阳)小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率.电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A.滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“2.5V 1.25W”字样.若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端的电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0~1A
C.灯泡的最小功率是1.25W
D.该电路的最大功率是2.25W
13.(2014•抚顺)如图甲,两个灯泡串联在电路中,电源电压为6V,L1的额定电压为3V,L2的额定电压为2V.通过两个灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片滑至中点时,其中一个灯泡正常发光,另一个不损坏,下列说法中不正确的是( )
A.正常发光的小灯泡是L2,其额定功率为0.3W
B.正常发光的小灯泡是L1,其额定功率为0.45W
C.当L2两端电压为1.5V时,通过它的电流为0.15A
D.此时滑动变阻器两端电压是1.5V
14.(2011•巴中)如图所示电路.闭合开关S后,L1正常发光,L2发光很弱.产生这一现象的原因是( )
A.L2开路
B.L2短路
C.L2的电阻太小,其实际功率太小
D.L2的电阻太大,其实际功率太大
二.解答题(共16小题)
15.(2015•滨州)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L2标有“24V 12W”.开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为1A,电压表的示数为12V,灯泡L1正常发光,不考虑温度对灯泡灯丝电阻的影响.求:
(1)灯泡L1的额定功率.
(2)在10s内,灯泡正常L2正常发光时消耗的电能.
(3)灯泡L2的电阻
(4)当开关S1、S2都闭合时,求电流表的示数和灯泡L2的实际功率.
16.(2015•怀化)如图甲所示,已知电源电压恒为4V不变,小灯泡L1标有“2.5V 0.2A”字样,设灯丝的电阻不随温度的变化而变化,求:
(1)灯泡L1正常发光时的功率是多少?
(2)要使图甲中的灯泡L1正常发光,与它串联的电阻R的阻值为多少?
(3)如果把电阻R换成另一只标有“1.5V 0.2A”的小灯泡L2,其它条件不变,如图乙所示,闭合开关后,灯泡L1 (选填“能”或“不能”)正常发光.(注意:此问不要求写出任何推断过程)
17.(2014•盐城)新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图甲所示.R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关.煮饭时,把电饭锅接入220V电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示.求:
(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)这30min内电饭锅产生的热量.
18.(2015•衢州)目前许多学校安装了直饮水机,其主要工作流程如图甲.
据图乙信息计算:电热开水器每天正常加热5h所消耗的电能.
19.(2014•黄冈)当前城镇化建设进程中,在一些场馆和楼房建设工地上,常见一种“塔吊”的起重设备,其主要组成为电动机和机械两部分,如图所示.假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.5Ω.在一次起吊中,该“塔吊”电动机正常工作25s,把质量为3t的重物吊起22m(g取10N/kg).求:
(1)电动机吊起重物的过程中消耗的电能.
(2)电动机正常工作过程中线圈产生的热量.
(3)该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率.
20.(2014•金华)下表为某电烤箱铭牌,如图虚线框内所示是电烤箱内部简化电路图,R1和R2均为电热丝.
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温档
1100W
低温档
440W
频率
50Hz
求:
(1)电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能;
(2)电路中R2的阻值;
(3)若在电路中加一个“限高温开关”,当电烤箱通过一定温度时能自动断开电路,该开关最好安装在A、B、C中的 点处.
21.(2015•厦门)如图所示,某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件,实验时保持磁体位置不变.
(1)如图甲所示,电流计指针不偏转,这是因为导体ab .
(2)如图乙所示,电流计指针也不偏转,这是因为 .
(3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体ab虽有运动,但没有 .
(4)分析比较图四个实验现象,可以初步得出产生感应电流的条件: 的部分导体,在磁场中做 运动.
22.(2013•庆阳)在测定“小灯泡的电功率”的实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样.如图是小向同学没有连接完的实物电路.
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整;
(2)实验中,小向同学连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 ;
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数如图乙所示,为 V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 端滑动(选填“左”或“右”);
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W.
23.(2013•兰州)某同学做“测量小灯泡电功率”的实验时,连接了如甲图所示的电路,实验前观察小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样.
(1)要完成甲图的电路连接,电压表应选择连接 (填“0~3V”或“0~15V”)的量程.
(2)在闭合开关前,变阻器的滑片应放在 端(填“左”或“右”).
(3)闭合开关,移动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表表盘如乙图所示,电流表的示数是 A,则小灯泡的额定电功率是 W.
(4)向左移动变阻器滑片,会看到灯泡变 (填“暗”或“亮”)一些,这说明灯泡的实际功率与灯泡 有关系.
24.(2011•河北)图1是小明设计的调光电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为6V.闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图2所示.(电阻丝AB的阻值不随温度变化)
求:(1)小灯泡的额定功率;
(2)电阻丝AB的阻值;
(3)当AB连入电路的阻值R1=2.5Ω时,灯泡消耗的功率为3.2W,此时灯丝的阻值为多少.
25.(2015•黄石)(1)“36V 25W”的灯泡正常发光时的电阻是多少?
(2)某同学由实验测得“36V 25W”灯泡的电流和电压关系曲线如图甲所示,请回答:
①若将此规格灯泡串联若干个接入220V电路中使用,则至少要串联多少个?
②当11个这样的灯泡串联接入220V的电路时,请结合图线计算每个灯泡的实际功率是多少?
(3)另有一只灯泡只能看淸铭牌上的额定电压为36V,将其接入如图乙所示电路中.当闭合开关S,滑动变阻器滑片位于中点C时灯泡正常发光,此时灯泡的电功率为P,当滑片位于最右端b时,灯泡实际电功率为P′,已知P:P′=16:9,求所接电源电压U为多少伏?(灯泡电阻始终不变)
26.(2013•金华)如图是临海市一村民建在房顶上的分布式光伏电站,它是浙江首例并网发电的光伏电站.该电站发的电,满足自家使用后,多余的并入电网.求:
(1)若某一天该光伏电站的光照时间为4小时,光伏电站的发电功率为5千瓦,则光伏电站在这一天发电多少千瓦时?
(2)若他家电热壶的电阻R=44欧姆,额定电压U=220伏特.电热壶的额定电流为多少安?电热壶的额定功率为多少瓦?
(3)若电热壶(电阻不变)两端的电压降低时,电热壶的功率如何变化?请说明理由.
27.(2013•宁波)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样.
(1)如图甲所示的实验电路中,尚缺少一根导线.请用笔画线代替导线,将电路连接完整.
(2)小科同学正确连接电路后进行实验,记录实验数据图表所示.当他断开开关整理器材时,才发现电表如图乙所示.小科同学应重新实验,实验前他应该进行的实验操作是 .小科补上了这一操作后,重新实验并正确操作,他测得小灯泡的额定功率将 (填“大于”、“小于”或“等于”)0.65W.
实验序号
1
2
3
U/V
2.0
2.5
3.0
I/A
0.22
0.26
0.30
P/W
小灯泡的亮度
28.(2012•绍兴)如图甲.是小敏设计的一个红、绿两灯能交替发光的未完成电路,电源的电压是可以变化的,两灯规格相同,额定电压是2.5伏,灯的电阻R1和保护电阻R2的电流和两端电压的关系如图乙所示.电路连接完成后,两灯交替工作时的任一电路如图丙所示.电磁铁电阻不计.为方便计算,不计衔铁在触点间来回时间.求:
(1)灯在额定电压时的电阻值.
(2)灯的额定功率.
(3)请完成电路的连接.
(4)闭合开关S,灯正常工作5分钟,电路消耗的总电能.
29.(2012•杭州)某同学在“测定小灯泡额定功率”的实验中,所用电源电压为6伏,小灯泡L的额定电压为2.5伏,他按图甲所示的电路进行实验.实验时,他调节滑动变阻器滑片的位置,观察小灯泡发光的情况,并记录电表的示数(如下表所示).请回答下列问题:
试验次数
V表示数/V
A表示数/A
1
2.0
0.17
2
2.5
0.20
3
3.0
0.22
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示实物图连接完整.
(2)分析表中实验数据,可知小灯泡L的额定攻率为 瓦.
(3)小施同学分析表中实验数据后,发现还能求得小灯泡的电阻,于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值.你认为小施同学的做法对吗?请说明理由. .
30.(2007•嘉兴)用伏安法测定额定电压为3.8V小灯泡的额定功率.
(1)将图中的滑动变阻器接入电路.要求:滑片P向左移动时小灯泡变暗.
(2)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图所示,通过小灯泡的电流是 安.
(3)小灯泡的额定功率为多少?
浙教版科学中考电学专题
参考答案与试题解析
一.选择题(共14小题)
1.(2016•枣庄校级自主招生)把“6V 3W”、“6V 6W”的两个灯泡串联后分别接在6V,9V,18V的电源上,下面说法中不正确的是( )
A.接在9V的电源上时,“6V 3W”的灯泡能正常发光
B.接在6V的电源上时,“6V 6W”的灯泡的实际功率是额定功率的1/9
C.接在18V的电源上时,“6V 3W”的灯泡比正常发光时亮,“6V 6W”的灯泡比正常发光时暗
D.不另加器材,无论电源电压为多少,都不能使他们同时正常发光
【分析】已知两灯的额定电压和额定功率可求两灯的电阻,还知道两灯串联,所以电流相等.再根据选项所给条件逐一解决.
【解答】解:R===12Ω,I===0.5A;R′===6Ω,I′===1A.
A、当两灯泡串联接在9V的电源上时,电路中的电流为IA==0.5A,与“6V 3W”灯泡的额定电流相等,因此该灯泡正常发光,故A选项正确.
B、当两灯泡串联接在9V的电源上时,电路中的电流为IB==A,“6V 6W”的灯泡的实际功率PB=×6Ω=W,是“6V 6W”的灯泡额定功率的,故B选项正确;
C、当两灯泡串联接在18V的电源上时,电流中的电流为IC==1A,大于“6V 3W”灯泡的额定电流,等于“6V 6W”灯泡额定电流,因此“6V 6W”的灯泡正常发光,故C选项错误;
D、因为两个灯泡的额定电流不相等,因此不另加器材,无论电源电压为多少,都不能使他们同时正常发光,故D选项正确.
故选C.
2.(2016•济南模拟)关于电流做功过程中的能量转化,下列说法中错误的是( )
A.电动机主要是把电能转化为机械能
B.白炽灯主要是把电能转化为内能
C.给蓄电池充电是化学能转化为电能
D.电炉主要是把电能转化为内能
【分析】根据电动机、白炽灯、电炉及蓄电池充电过程中的能量转化可得出电流做功中的能量转化.
【解答】解:A、电动机主要是消耗电能产生了机械能,故A正确;
B、白炽灯是消耗电能而产生内能的装置,故B正确;
C、给蓄电池充电是消耗了电能转化为了化学能,故C错误;
D、电炉消耗电能而产生内能,故D正确;
本题选错误的,故选C.
3.(2016•铁岭模拟)有几位同学对电功率这个概念,有以下几种理解,你认为正确的是( )
A.电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量
B.电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量
C.电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多
D.电功率大的用电器工作时所用的时间一定少
【分析】根据电功率的概念和意义分析.
【解答】解:电功率是指电流在单位时间内做的功的多少,是表示电流做功快慢的物理量,故A错误,B正确;
由于电功率是由功和时间共同决定的,故C、D错误.
故选B.
4.(2016•荣成市校级模拟)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.将乙灯接入110V的电路中,它的实际功率为50W
D.两灯串联在220V的电路中,甲灯比乙灯亮
【分析】由灯的铭牌知道灯的额定电压和额定功率,可以求出①灯丝的电阻,②正常发光一段时间消耗的电能,③在实际电压下的实际功率.
【解答】解:A、两灯均正常发光时,乙的电功率大,因为不知道发光时间是否相同,所以不能比较两灯消耗的电能的多少,故A错;
B、两灯均正常发光时,额定电压相同都等于220V,
∵灯丝电阻R=,甲灯额定功率小于乙灯的额定功率,
∴甲灯的电阻大于乙灯的电阻,故B错;
C、将乙灯接在110V的电路中,
∵R乙===484Ω;
∴P乙实===25W,故C错.
D、由R=知道甲灯的电阻大于乙灯的电阻,当两灯串联时,通过的电流相等,
∵P=I2R,
∴甲灯的实际功率比乙灯的大,
∴当两灯串联接在220V电路中,甲灯比乙灯亮,故D正确.
故选D.
5.(2016•丹徒区模拟)如图甲所示是小明的调光灯电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为6V.闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示.(电阻丝AB的阻值不随温度变化),下面说法中正确的是( )
A.电阻丝AB的阻值为6Ω
B.小灯泡的最小功率为1.5W
C.电路中的最大功率是6W
D.滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,电压表示数变大
【分析】(1)当滑片位于B端时,电路为灯泡的简单电路,由乙图读出通过灯泡的电流和电压即电源的电压,根据P=UI求出灯泡的最大电功率.
(2)当滑片位于A端时,灯泡与AB电阻丝串联,电压表测AB电阻丝两端的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路的分压特点可知,此时电路中电流最小,灯泡的电功率最小;由图乙读出灯泡两端的电压和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出电阻丝AB两端的电压,根据欧姆定律求出AB电阻丝的阻值,根据P=UI求出灯泡消耗的最小功率.
(3)根据滑片确定接入电路电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化,根据串联电路额电压特点可知电压表示数的变化.
【解答】解:(1)当滑片位于B端时,电路为灯泡的简单电路,
由乙图可知,电源的电压U=6V,电路中的电流I=1A,
灯泡的最大电功率Pmax=UI=6V×1A=6W,故C正确;
(2)当滑片位于A端时,灯泡与AB电阻丝串联,电压表测AB电阻丝两端的电压,电流表测电路中的电流;
根据串联电路的分压特点可知,灯泡两端的电压最小,
由小灯泡的I﹣U关系图象可知,UL=1.5V,I=0.5A,
∵串联电路的总电压等于各分电压之和,
∴UAB=U﹣UL=6V﹣1.5V=4.5V,
根据欧姆定律可得:
RAB===9Ω,故A不正确;
灯泡的最小电功率:
ULmin=1.5V×0.5A=0.75W,故B不正确;
(3)滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;
根据I=可知,电路中的电流变大,
根据U=IR可知,灯泡两端的电压变大,
根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故D不正确.
故选C.
6.(2016•山东模拟)如图所示,将两只额定电压相同的灯泡L1、L2串联在电路中,闭合开关S后,发现L1亮,L2不亮.对此有下列几种猜想,其中不可能的是( )
A.灯泡L2的电阻太小 B.灯泡L2两端电压较大
C.灯泡L2的灯座被短路 D.灯泡L1、L2的额定功率不同
【分析】(1)串联电路中,电流处处相等;而灯泡的亮度由其实际功率决定,由电功率的计算式P=I2R可知,在电流一定时,实际功率大的电阻较大,即亮度大的阻值大,其两端的实际电压大;
(2)已知两灯的额定电压相等,由公式P=知,在额定电压一定时,电阻越大,额定功率越小.
(3)电路故障主要有短路和断路.从灯L1亮,L2不亮的情况可以判断,电路有短路的情况,但不会有断路.
根据上述分析对各选项逐一判断即可.
【解答】解:A、由于两灯串联在电路中,所以通过小灯泡的电流相同;开关闭合后,灯泡L1较亮,灯泡L2不亮,说明前者的实际功率大,由P=I2R知,电流相同时,功率越大,阻值越大,因此灯L2的电阻太小,故A正确,不符合题意;
B、因为R1>R2,而串联电路处处电流相等,由U=IR可知,灯L1两端的实际电压较大,故B错误,但符合题意;
C、灯泡L2的灯座被短路时,闭合开关S后,L1亮,L2不亮,故C正确,不符合题意;
D、由A的分析可知,灯泡L1、L2的额定功率可能不同,故D正确,不符合题意.
故选B.
7.(2016春•大丰市校级月考)如图所示,小灯泡甲标有“12V,6W”的字样,乙灯泡标有“12V,8W”的字样,电源电压为12V,则下列说法中正确的是( )
A.S1、S3闭合,S2断开时,甲灯比乙灯亮
B.仅S1闭合时,甲灯的亮度超过正常发光的亮度
C.S1、S2、S3都闭合时,仅乙灯亮,甲灯不亮
D.断开S1、S3,闭合S2时,甲灯亮于乙灯,且低于正常发光的亮度
【分析】(1)S1、S3闭合,S2断开时,甲、乙两灯泡并联,它们两端的电压相等,额定电压下实际功率和额定功率相等,额定功率大的灯泡较亮;
(2)仅S1闭合时,电路为甲灯泡的简单电路,灯泡两端的电压和额定电压相等时正常发光;
(3)S1、S2、S3都闭合时,电路短路,会烧坏电源;
(4)两灯泡的额定电压相等,额定功率不同,根据P=比较两灯泡的电阻关系,当断开S1、S3,闭合S2时,甲、乙两灯泡串联,根据串联电路的电流特点和P=I2R比较两灯泡实际功率的大小,实际功率大的灯泡较亮.
【解答】解:(1)S1、S3闭合,S2断开时,甲、乙两灯泡并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,甲、乙两灯泡两端的电压均为12V,两灯泡均正常发光,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,乙灯泡的实际功率较大,灯泡较亮,故A错误;
(2)仅S1闭合时,电路为甲灯泡的简单电路,
因甲灯泡两端的电压和额定电压相等,
所以,甲灯正常发光,故B错误;
(3)S1、S2、S3都闭合时,电路短路,两灯泡均不发光,会烧坏电源,故C错误;
(4)由P=的变形式R=可知,甲灯泡的电阻大于乙灯泡的电阻,
当断开S1、S3,闭合S2时,甲、乙两灯泡串联,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=I2R可知,甲灯的电阻较大,实际功率较大,灯泡较亮,故D正确.
故选D.
8.(2014•广元)如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向上滑动时,观察到的现象是( )
A.灯泡变暗,电压表示数变大
B.灯泡变亮,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大,电压表示数变大
【分析】据公式P=UI以及U=IR可得P灯=I2R灯分析通过灯泡的电流大小即可得到灯泡的实际功率,知道其明暗程度;该电路中电压表测的是总电压,即电源电压,所以示数不变,据此可以排除A和D答案;电路消耗的总功率也可以根据P=UI,I=得出P=得出总功率的变化情况.
【解答】解:这个电路为串联电路,滑动变阻器的滑片向上滑动,其阻值增大,电路总阻值R总=R滑+R灯,R总阻值也增大,根据欧姆定律I=可以知道I减小,据公式P=UI以及U=IR可得P灯=I2R灯,若I减小则灯泡实际功率P灯减小,灯泡变暗据此可以排除答案B,该电路中电压表测的是总电压,即电源电压,所以示数不变,据此可以排除A和D.
故选:C.
9.(2013•庆阳)某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是 ( )
A.电路中电流变化的范围是0.18A~0.5A
B.滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
C.灯泡的最小功率是0.162W
D.该电路的最大功率是2.25W
【分析】从图中可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表与滑动变阻器并联,为了不损坏电路元件,根据串联电路电流的特点,应该选取通过灯泡L与通过滑动变阻器额定电流相比较,得出电路中的最大电流,通过灯泡L的电流可利用公式IL=计算,并且此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,可利用公式R总=计算总电阻,再利用公式RL=计算灯泡的电阻,最后利用公式R小=R总﹣RL计算滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
为了不把电压表损坏,电压表的最大示数为3V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,利用公式UL′=U﹣U大计算电压,再利用公式I小=计算电流,最后利用公式R大=计算电阻,
灯泡的最小功率可利用公式P小L=I小2RL计算;
电路中的最大功率可利用公式P总大=UI大计算.
【解答】解:∵UL=2.5V,PL=1.25W
∴IL===0.5A,
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,根据串联电路电流的特点,
所以电路中的最大电流I大=I=IL=0.5A,
由于此时电流最大,所以滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
R总===9Ω,
RL===5Ω,
R小=R总﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω;
∵当电压表的示数最大为U大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电流最小,
∴UL′=U﹣U大=4.5V﹣3V=1.5V,
再利用公式I小===0.3A,
最后利用公式R大===10Ω;
所以电路中电流的变化范围是0.3A﹣0.5A,滑动变阻器阻值的变化范围是4Ω﹣10Ω;
灯泡的最小功率为P小L=I小2RL=(0.3A)2×5Ω=0.45W;
电路中的最大功率为P总大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W.
故选D.
10.(2014•青海)将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图所示.接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A.L1的电阻比L2的小
B.L1的额定功率比L2的大
C.两灯正常工作时L1发光要暗一些
D.若将两灯并联接入电路,L1发光要亮一些
【分析】两灯串联在电路中,则电流一定相等,根据灯泡的亮度可判断两灯泡电阻的大小;则由功率公式可判出额定功率的大小及正常工作时的亮度;若将两灯并联,则根据电压相等利用功率公式P=可判断两灯的明亮程度.
【解答】解:两灯串联时电流相等,L1比L2亮说明P1>P2,由P=I2R可得:R1>R2,故A错误;
两灯的额定电压相等,则由P=可得:P1额<P2额,即两灯正常工作时,L1要比L2暗一些,故B错误,C正确;
若将两灯并联,则两灯两端的电压相等,由P=可得:L1的实际功率要小于L2的实际功率,则D错误;
故选:C.
11.(2013•自贡)如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表,见图乙.闭合开关后,两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同,此时灯L1和L2的所消耗的电功率P1和P2的比值为( )
A.4:1 B.1:4 C.5:1 D.1:5
【分析】从电路图中可以看出,两灯泡并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过灯泡L2的电流,两电流表的指针偏转角度相同,根据两电流表示数的大小关系和电流表的读数,我们可知电流大小的比值,
根据公式P=UI可求灯L1和L2的所消耗的电功率P1和P2的比值.
实验室中电流表有两个量程,0~0.6A和0~3A,指针偏转角度相同,选用不同量程时读数是1:5的关系.
【解答】解:电流表A1的示数大于电流表A2的示数,通过灯泡L1的电流为I1,通过灯泡L2的电流为I2,
根据两电流表的指针偏转角度相同,我们可知=,又因为I=I1+I2,所以=,
所消耗的电功率P1和P2的比值为===.
故选A.
12.(2013•德阳)小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率.电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A.滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“2.5V 1.25W”字样.若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端的电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0~1A
C.灯泡的最小功率是1.25W
D.该电路的最大功率是2.25W
【分析】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,再根据P=UI求出该电路的最大功率;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=I2R求出灯泡的最小功率.
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)根据P=UI可得,灯的额定电流:
IL额===0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流为Imax=0.5A,故B不正确;
由I=可得,灯泡的电阻:
RL===5Ω,
电流最大时,电路中的总电阻:
R===9Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R滑=R﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω,故A不正确;
该电路的最大功率:
Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,故D正确;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的电流:
Imin===0.18A,
灯泡的最小功率:
PL=(Imin)2RL=(0.18A)2×5Ω=0.162W,故C不正确.
故选:D.
13.(2014•抚顺)如图甲,两个灯泡串联在电路中,电源电压为6V,L1的额定电压为3V,L2的额定电压为2V.通过两个灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片滑至中点时,其中一个灯泡正常发光,另一个不损坏,下列说法中不正确的是( )
A.正常发光的小灯泡是L2,其额定功率为0.3W
B.正常发光的小灯泡是L1,其额定功率为0.45W
C.当L2两端电压为1.5V时,通过它的电流为0.15A
D.此时滑动变阻器两端电压是1.5V
【分析】(1)由图象可知,两灯泡的额定电流,根据串联电路的电流特点可知能正常发光的灯泡是额定电流较小的,根据P=UI求出其额定功率;
(2)由图象可知,电路中的电流为0.15A时,两灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压.
【解答】解:(1)由图象可知,L1的电压为3V时通过的电流0.15A,L2的电压为2V时通过的电流大于0.15A,
因串联电路中各处的电流相等,且其中一个灯泡正常发光,另一个不损坏,
所以,正常发光的灯泡是L1,其额定功率P1=U1I1=3V×0.15A=0.45W,故A不正确,B正确;
(2)由图象可知,当电路中的电流为0.15A时,灯泡L1两端的电压为3V,灯泡L2两端的电压为1.5V,故C正确;
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﹣U1﹣U2=6V﹣3V﹣1.5V=1.5V,故D正确.
故选A.
14.(2011•巴中)如图所示电路.闭合开关S后,L1正常发光,L2发光很弱.产生这一现象的原因是( )
A.L2开路
B.L2短路
C.L2的电阻太小,其实际功率太小
D.L2的电阻太大,其实际功率太大
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,根据串联电路特点及电功率公式P=I2R分析答题.
【解答】解:灯泡实际功率越大,灯越亮,实际功率越小,灯越暗,L1正常发光,L2发光很弱,则灯L2的实际功率较小;
AB、两灯泡串联,L1正常发光,L2发光很弱,电路不存在开路,两灯也没有发生短路,故AB错误;
CD、两灯串联,流过两灯的电流I相等,灯L2的实际功率较小,由P=I2R可知,灯L2的电阻较小,故C正确,D错误;
故选C.
二.解答题(共16小题)
15.(2015•滨州)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡L2标有“24V 12W”.开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为1A,电压表的示数为12V,灯泡L1正常发光,不考虑温度对灯泡灯丝电阻的影响.求:
(1)灯泡L1的额定功率.
(2)在10s内,灯泡正常L2正常发光时消耗的电能.
(3)灯泡L2的电阻
(4)当开关S1、S2都闭合时,求电流表的示数和灯泡L2的实际功率.
【分析】(1)分析S1闭合、S2断开时,电路的连接情况,根据P=UI计算出灯泡L1的额定功率;
(2)根据W=Pt计算L2正常发光时消耗的电能;
(3)根据R2=计算出灯泡L2的电阻;
(4)根据I=计算出L2的电流,由并联电路的电流规律得出电流表的示数;
根据P=UI计算出L2的实际功率.
【解答】解:(1)开关S1闭合、S2断开时,电路中只有L1,灯泡正常发光,则U额1=U=12V,I额1=I=1A,则其额定电功率为:P额1=U额1I额1=12V×1A=12W;
(2)L2正常发光时功率为12W,由P=得:W=P额2t=12W×10s=120J;
(3)由P=UI=得,灯泡L2的电阻R2===48Ω;
(4)当开关S1、S2都闭合时,两灯泡并联,此时通过L1的电流仍为1A,
通过L2的电流I2===0.25A;
所以电流表的示数为I=I1+I2=1A+0.25A=1.25A;
L2的实际功率P2=UI2=12V×0.25A=3W.
答:(1)灯泡L1的额定功率为12W;
(2)在10s内,灯泡正常L2正常发光时消耗的电能为120J;
(3)灯泡L2的电阻为48Ω;
(4)当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.25A;灯泡L2的实际功率为3W.
16.(2015•怀化)如图甲所示,已知电源电压恒为4V不变,小灯泡L1标有“2.5V 0.2A”字样,设灯丝的电阻不随温度的变化而变化,求:
(1)灯泡L1正常发光时的功率是多少?
(2)要使图甲中的灯泡L1正常发光,与它串联的电阻R的阻值为多少?
(3)如果把电阻R换成另一只标有“1.5V 0.2A”的小灯泡L2,其它条件不变,如图乙所示,闭合开关后,灯泡L1 能 (选填“能”或“不能”)正常发光.(注意:此问不要求写出任何推断过程)
【分析】(1)由灯泡铭牌可以求出灯泡额定电压与额定电流,由P=UI可以求出灯泡额定功率.
(2)应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值.
(3)由欧姆定律可以灯泡电阻,然后判断灯泡能否正常发光.
【解答】解:(1)灯泡L1正常发光时的功率:
P1=U1I1=2.5V×0.2A=0.5W;
(2)灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压:
UR=U﹣U1=4V﹣2.5V=1.5V,
由I=可知,电阻阻值:
R===7.5Ω;
(3)由I=可知,灯泡L2的电阻:
R2===7.5Ω,
灯泡L2与电阻阻值相等,
把电阻R换成另一只标有“1.5V 0.2A”的小灯泡L2,
其它条件不变,闭合开关后,灯泡L1能正常发光;
答:(1)灯泡L1正常发光时的功率是0.5W;
(2)要使图甲中的灯泡L1正常发光,与它串联的电阻R的阻值为7.5欧姆.
(3)如果把电阻R换成另一只标有“1.5V 0.2A”的小灯泡L2,其它条件不变,如图乙所示,闭合开关后,灯泡L1能正常发光.
17.(2014•盐城)新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图甲所示.R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关.煮饭时,把电饭锅接入220V电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间变化的图象如图乙所示.求:
(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)这30min内电饭锅产生的热量.
【分析】(1)S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联;电路中电流最大,由乙图可知此时电流值,则利用P=UI求出功率;
(2)开关S1断开时,电路中只有R1工作,由乙图可知通过R1的电流值,根据并联电路的电流特点可知通过R2工作时的电流值,然后根据欧姆定律即可求出R2的阻值.
(3)利用P=UI求出只有R1工作时功率;由乙图可知:30min内两种情况下各自的工作时间,利用W=Pt分别求出两种情况下各自产生的热量,最后求其和即可.
【解答】解:(1)S和S1都闭合时,电阻R1与R2并联;由乙图可知此时电流值Imax=3A,
则功率Pmax=UImax=220V×3A=660W;
(2)开关S1断开时,电路中只有R1工作,由乙图可知通过R1的电流值I1=2A,
则根据并联电路的电流特点可知:电阻R1与R2并联时;I2=Imax﹣I1=3A﹣2A=1A,
根据欧姆定律得:R2===220Ω.
(3)只有R1工作时功率P1=UI1=220V×2A=440W;
由乙图可知:t′=10min+(20min﹣15min)=15min=900s,
t″=(15min﹣10min)+(30min﹣20min)=15min=900s,
则Q′=W′=Pmaxt′=660W×900s=5.94×105J,
Q″=W″=P1t″=440W×900s=3.96×105J,
∴Q=Q′+Q″=5.94×105J+3.96×105J=9.9×105J.
答:(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率为660W;
(2)电热丝R2的阻值为220Ω;
(3)这30min内电饭锅产生的热量为9.9×105J.
18.(2015•衢州)目前许多学校安装了直饮水机,其主要工作流程如图甲.
据图乙信息计算:电热开水器每天正常加热5h所消耗的电能.
【分析】利用W=Pt求出5h消耗的电能.
【解答】解:根据铭牌可知电热水器正常工作时的电功率为P=3.2kW
由P=得出正常工作t=5h消耗的电能为:W=Pt=3.2kW×5h=16kW•h.
答:电热开水器每天正常加热5h所消耗的电能为16kW•h.
19.(2014•黄冈)当前城镇化建设进程中,在一些场馆和楼房建设工地上,常见一种“塔吊”的起重设备,其主要组成为电动机和机械两部分,如图所示.假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有:额定电压380V,额定功率38kW,线圈电阻0.5Ω.在一次起吊中,该“塔吊”电动机正常工作25s,把质量为3t的重物吊起22m(g取10N/kg).求:
(1)电动机吊起重物的过程中消耗的电能.
(2)电动机正常工作过程中线圈产生的热量.
(3)该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率.
【分析】(1)已知电动机的额定功率和工作的时间,根据公式W=Pt可求消耗的电能.
(2)已知电动机的额定功率和额定电压,根据公式I=可求电动机正常工作时的电流,线圈产生的热量根据公式Q=I2Rt可求.
(3)已知电动机消耗的电能和产生的热量,二者之差就是对电能转化成的机械能,利用W有=Gh可求克服物体重力做的有用功,最后利用公式η=求出机械效率.
【解答】解:(1)由于电动机正常工作,消耗的功率等于额定功率,即P=38kW=3.8×104W,工作时间t=25s,所以电动机消耗的电能为:
W=Pt=3.8×104W×25s=9.5×105J
(2)电动机正常工作时的电流:I===100A
线圈产生的热量:Q=I2Rt=(100A)2×0.5Ω×25s=1.25×105J
(3)线圈电流产生热量即该“塔吊”本身消耗的电能为W1=Q=1.25×105J,
所以“塔吊”电能转化为机械能的总量,即机械部分所做的总功为:W总=W﹣W1=9.5×105J﹣1.25×105J=8.25×105J
该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=80%
答:(1)电动机吊起重物的过程中消耗的电能9.5×105J.
(2)电动机正常工作过程中线圈产生的热量1.25×105J.
(3)该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率80%.
20.(2014•金华)下表为某电烤箱铭牌,如图虚线框内所示是电烤箱内部简化电路图,R1和R2均为电热丝.
××牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温档
1100W
低温档
440W
频率
50Hz
求:
(1)电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能;
(2)电路中R2的阻值;
(3)若在电路中加一个“限高温开关”,当电烤箱通过一定温度时能自动断开电路,该开关最好安装在A、B、C中的 B 点处.
【分析】(1)已知电烤箱在高温档工作时的功率和时间,利用P=可求得工作10分钟所消耗的电能;
(2)由图可知,开关接1时,电阻R1与R2串联,开关接2时,电阻R1接入电路,由P=可知,开关接2时电烤箱处于高温挡,接1时处于低温档;已知高温挡的电功率与工作电压,由电功率的变形公式R=分别可以求出总电阻和电阻R1的阻值,然后可求得R2的阻值.
(3)火线和零线,火线和地线之间的电压都是220V,限高温开关,一定把开关接在火线上,在温度过高时,切断火线.
【解答】解:(1)由P=可得W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J;
(2)高温挡时,R1===44Ω;
低温挡时,R总===110Ω;
则R2=R总﹣R1=110Ω﹣44Ω=66Ω.
(3)“限高温开关”,当电烤箱通过一定温度时能自动断开电路,接在火线上,在温度过高时,切断火线,所以开关接在B处.
答:(1)电烤箱在高温档工作10分钟所消耗的电能为6.6×105J;
(2)电路中R2的阻值为66Ω;
(3)B.
21.(2015•厦门)如图所示,某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件,实验时保持磁体位置不变.
(1)如图甲所示,电流计指针不偏转,这是因为导体ab 没有切割磁感线运动 .
(2)如图乙所示,电流计指针也不偏转,这是因为 没有闭合开关 .
(3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体ab虽有运动,但没有 切割磁感线 .
(4)分析比较图四个实验现象,可以初步得出产生感应电流的条件: 闭合电路 的部分导体,在磁场中做 切割磁感线 运动.
【分析】根据产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,对各个图示逐一分析即可.
【解答】解:
(1)导体没有切割磁感线运动,如图甲所示,电流计指针不发生偏转,因为导体没有运动;
(2)导体水平向右运动,如图乙所示,电流计指针不偏转,因为开关没有闭合;
(3))导体竖直上下运动,如图丙所示,电流计指针不发生偏转,尽管导体运动,但导体没有作切割磁感线运动;
(4)分析比较图四个实验现象,由此可得出,感应电流产生的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流.
故答案为:(1)没有切割磁感线运动;(2)没有闭合开关;(3)切割磁感线运动;(4)闭合电路;切割磁感线运动.
22.(2013•庆阳)在测定“小灯泡的电功率”的实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样.如图是小向同学没有连接完的实物电路.
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整;
(2)实验中,小向同学连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 灯泡断路 ;
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数如图乙所示,为 2.2 V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 左 端滑动(选填“左”或“右”);
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 0.6 W.
【分析】(1)由灯泡的额定电压和电阻求出电流,确定电流表的量程.
电流表与灯泡串联,注意正负接线柱.
滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中.
(2)灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路,灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压;
灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.
灯泡以外的地方断路,整个电路都处于断开状态,灯泡不亮,电压表和电流表都没有示数.
(3)电压表和电流表读数:确定使用的量程,确定每一个大格和每一个小格各代表多少.
要测灯泡的额定功率,要使灯泡在额定电压下工作,灯泡电压从2.2V增大到2.5V,
灯泡电流要增大,减小电路电阻,减小滑动变阻器连入电路的电阻.
(4)知道灯泡正常工作时的电压和电流,根据P=UI计算灯泡的额定功率.
【解答】解:(1)电路最大电流为:I===0.25A<0.6A,
所以电流表选择0~0.6A,电流表与灯泡串联,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出.
滑动变阻器已经选定了上面接线柱,任意选择下面一个接线柱串联在电路中.如图.
(2)灯泡不亮,电流表无示数,电路断路,电压表有示数,所以灯泡断路,电压表串联在电路中,测电源电压.
(3)电压表选择0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为2.2V.
要测灯泡的额定功率,灯泡两端电压为2.5V,使灯泡两端电压由2.2V增大到2.5V.
电路电流要增大,电路电阻要减小,滑动变阻器连入电路的电阻减小,滑动变阻器接右半段,所以滑片左移.
(4)电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.24A,
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W.
故答案为:(1)如图所示;(2)灯泡断路;(3)2.2;左;(4)0.6.
23.(2013•兰州)某同学做“测量小灯泡电功率”的实验时,连接了如甲图所示的电路,实验前观察小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样.
(1)要完成甲图的电路连接,电压表应选择连接 0~3V (填“0~3V”或“0~15V”)的量程.
(2)在闭合开关前,变阻器的滑片应放在 左 端(填“左”或“右”).
(3)闭合开关,移动变阻器的滑片,使电压表的示数为 2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表表盘如乙图所示,电流表的示数是 0.2 A,则小灯泡的额定电功率是 0.5 W.
(4)向左移动变阻器滑片,会看到灯泡变 暗 (填“暗”或“亮”)一些,这说明灯泡的实际功率与灯泡 两端电压(或通过的电流) 有关系.
【分析】(1)根据小灯泡的额定电压确定电压表的量程选择;
(2)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最大阻值处,即滑片要离下面一个接线柱的距离最远;
(3)当小灯泡两端的电压等于额定电压时,会正常发光,确定电流表的量程和分度值进行读数,并将电流和电压值代入公式P=UI计算出其额定功率;
(4)判断滑片向左移动时滑动变阻器电阻值的变化,从而判断出电压表及电流表的示数变化,得出实际功率与哪些因素有关.
【解答】解:(1)灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样,说明小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选择0~3V的量程,如图所示:
;
(2)由图知,滑动变阻器下面接的是右边一个接线柱,所以在闭合开关前,变阻器的滑片应放在最左端;
(3)小灯泡正常发光,两端的电压应为2.5V;
根据实际情况,电流表的量程应0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数为0.2A;
则P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)由图知,向左移动变阻器滑片,滑动变阻器的阻值变大,电路中的电流变小,灯泡两端的电压变小,灯泡变暗,可得灯泡的实际功率与灯泡的电流、电压有关.
故答案为:(1)0~3V;(2)左;(3)2.5;0.2;0.5;(4)暗;两端电压(或通过的电流).
24.(2011•河北)图1是小明设计的调光电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为6V.闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图2所示.(电阻丝AB的阻值不随温度变化)
求:(1)小灯泡的额定功率;
(2)电阻丝AB的阻值;
(3)当AB连入电路的阻值R1=2.5Ω时,灯泡消耗的功率为3.2W,此时灯丝的阻值为多少.
【分析】(1)从图象上找到灯泡的额定电压对应的电流,根据公式P=UI求出灯泡的额定功率.
(2)从图象上找到当AB完全接入电路时,灯泡对应的电压和电流,因为电阻AB与灯泡串联,从而得出通过电阻AB的电流,根据串联分压的特点求出AB两端的电压,根据欧姆定律求出电阻丝AB的阻值.
(3)已知灯泡消耗的功率、电源电压以及AB连入电路的阻值R1的大小,根据公式P=I2R可求灯泡的电阻,从图象上可以看出灯泡的最小电阻,从而判断出灯泡此时的电阻.
【解答】解:(1)当滑片P在B端时,由图得知电源电压与小灯泡额定电压相等为6V,对应的电流为1A
小灯泡的额定功率:PL=ULIL=6V×1A=6W.
答:小灯泡的额定功率为6W.
(2)当滑片P在A端时,由图得小灯泡两端的电压为U小=1.5V,电流I小=0.5A
由于R与L串联,则电阻丝两端电压:U丝=U﹣U小=6V﹣1.5V=4.5V,
由欧姆定律得电阻丝AB的电阻:R===9Ω.
答:电阻丝AB的阻值为9Ω.
(3)灯泡消耗的功率为:
P=I2RL=
将U=6V、R1=2.5Ω、P=3.2W代入上式中,
解得:RL=1.25Ω或5Ω
由图可知,灯泡连入电路中的最小阻值为RL最小===3Ω,
所以RL=5Ω.
答:此时灯丝的阻值为5Ω.
25.(2015•黄石)(1)“36V 25W”的灯泡正常发光时的电阻是多少?
(2)某同学由实验测得“36V 25W”灯泡的电流和电压关系曲线如图甲所示,请回答:
①若将此规格灯泡串联若干个接入220V电路中使用,则至少要串联多少个?
②当11个这样的灯泡串联接入220V的电路时,请结合图线计算每个灯泡的实际功率是多少?
(3)另有一只灯泡只能看淸铭牌上的额定电压为36V,将其接入如图乙所示电路中.当闭合开关S,滑动变阻器滑片位于中点C时灯泡正常发光,此时灯泡的电功率为P,当滑片位于最右端b时,灯泡实际电功率为P′,已知P:P′=16:9,求所接电源电压U为多少伏?(灯泡电阻始终不变)
【分析】(1)根据P=求解灯泡正常发光时的电阻;
(2)利用串联的分压作用求出灯的盏数;根据每个灯泡分的电压,通过曲线找出对应电流,利用P=UI求出功率;
(3)利用P=I2R列出两种情况下灯的功率,结合功率之比求出滑动变阻器与灯泡电阻的关系,利用串联分压求出电源电压.
【解答】解:(1)由P=得:R===51.8Ω;
(2)①若将此规格灯泡串联若干个接入220V电路中使用,则要串联n==6.1,
故应串联7盏这样的灯泡;
②当11个这样的灯泡串联接入220V的电路时,每个灯泡分得的电压为20V,由曲线图可知,20V对应的电流为0.6A,
所以每个小灯泡的实际功率为P实际=U实I实=20V×0.6A=12W;
(3)设灯的电阻为R0,滑动变阻器电阻为R,
则当滑片位于中点C时,灯泡正常发光,功率为P=•R0 ①
当滑片位于最右端b时灯泡功率为P′=•R0 ②
由于P:P′=16:9 ③
由以上三式联立解得:R0=R
当滑片位于中点C时,灯泡正常发光,灯泡两端电压为36V,此时滑动变阻器两端电压为=18V
又因为串联,则电源电压为U=36V+18V=54V.
答:(1)灯泡正常发光时的电阻为51.8Ω;
(2)①若将此规格灯泡串联若干个接入220V电路中使用,则至少要串联7个;
②当11个这样的灯泡串联接入220V的电路时,每个灯泡的实际功率是12W;
(3)电源电压为54V.
26.(2013•金华)如图是临海市一村民建在房顶上的分布式光伏电站,它是浙江首例并网发电的光伏电站.该电站发的电,满足自家使用后,多余的并入电网.求:
(1)若某一天该光伏电站的光照时间为4小时,光伏电站的发电功率为5千瓦,则光伏电站在这一天发电多少千瓦时?
(2)若他家电热壶的电阻R=44欧姆,额定电压U=220伏特.电热壶的额定电流为多少安?电热壶的额定功率为多少瓦?
(3)若电热壶(电阻不变)两端的电压降低时,电热壶的功率如何变化?请说明理由.
【分析】(1)已知功率和时间,根据公式W=Pt可求该光伏发电系统一天共发电的度数.
(2)已知电热壶的电阻和额定电压,由欧姆定律求电流,根据功率公式P=UI求额定功率.
(3)电热壶的功率根据P=分析.
【解答】解:(1)已知功率P=5kW,时间t=4h,根据W=Pt得:
光伏电站一天的发电量为W=Pt=5kW×4h=20kW•h.
(2)已知电热壶的额定电压U额=220V,电阻为R=44Ω,
则根据欧姆定律得:
电热壶的额定电流I额===5A;
电热壶的额定功率P额=U额I额=220V×5A=1100W.
(3)电热壶电阻不变,在两端的电压降低时,根据P=可知:功率减小.
答:(1)光伏电站在这一天发电20千瓦时.
(2)电热壶的额定电流为5A,电热壶的额定功率为1100W.
(3)若电热壶(电阻不变)两端的电压降低,电热壶的功率减小,原因是:电热壶电阻不变,在两端的电压降低时,根据P=可知功率会减小.
27.(2013•宁波)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样.
(1)如图甲所示的实验电路中,尚缺少一根导线.请用笔画线代替导线,将电路连接完整.
(2)小科同学正确连接电路后进行实验,记录实验数据图表所示.当他断开开关整理器材时,才发现电表如图乙所示.小科同学应重新实验,实验前他应该进行的实验操作是 电压表调零 .小科补上了这一操作后,重新实验并正确操作,他测得小灯泡的额定功率将 大于 (填“大于”、“小于”或“等于”)0.65W.
实验序号
1
2
3
U/V
2.0
2.5
3.0
I/A
0.22
0.26
0.30
P/W
小灯泡的亮度
【分析】(1)测定小灯泡的电功率的实验中,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联;
(2)由图乙知,当他断开开关整理器材时,电压表指针没有指在零刻度线上,这是在使用前,没有对电压表进行调零造成的;
根据P=UI求出重新实验前灯泡的额定功率,重新实验后灯泡通过的电流变大,他测得灯泡的额定功率会变大.
【解答】解:(1)根据电压表与灯泡并联、电流表与灯泡串联可知,只要把电流表0.6A的接线柱与灯泡串联即可,如下图所示:
(2)断开开关时,图乙中电压表指针没有指在零刻度线上,重新实验前他应该进行的实验操作是电压表调零;
重新实验前灯泡的额定功率P=UI=2.5×0.26A=0.65W,
重新实验并正确操作,他测得小灯泡的额定电流会变大,测得的额定功率会大于0.65W.
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)电压表调零;大于.
28.(2012•绍兴)如图甲.是小敏设计的一个红、绿两灯能交替发光的未完成电路,电源的电压是可以变化的,两灯规格相同,额定电压是2.5伏,灯的电阻R1和保护电阻R2的电流和两端电压的关系如图乙所示.电路连接完成后,两灯交替工作时的任一电路如图丙所示.电磁铁电阻不计.为方便计算,不计衔铁在触点间来回时间.求:
(1)灯在额定电压时的电阻值.
(2)灯的额定功率.
(3)请完成电路的连接.
(4)闭合开关S,灯正常工作5分钟,电路消耗的总电能.
【分析】(1)~(2)由图乙得出灯两端电压为2.5V(额定电压)时的电流值,利用欧姆定律求此时的电阻;利用P=UI求灯的额定功率;
(3)设计时,两灯并联,将红灯和电磁铁串联组成一条支路,绿灯一条支路;当红灯亮时,电磁铁有磁性,将衔铁吸引下来,绿灯亮、红灯灭;此时电磁铁无磁性,衔铁被抬起,和上触电接触,红灯亮、绿灯灭,电磁铁有磁性;这样红、绿两灯能交替发光;
(4)由图知,当灯正常发光(在额定电压下)时,通过的电流为0.28A,此时加在电阻两端的电压为7V,求出总电压,知道电路中的电流和通电时间,利用W=UIt求电路消耗的总电能.
【解答】解:
(1)由图知,当UL=2.5V时,IL=0.28A,则此时灯丝电阻:
RL==≈8.9Ω;
(2)灯的额定功率:
P额=ULIL=2.5V×0.28A=0.7W;
(3)两灯并联,将红灯和电磁铁串联组成一条支路,绿灯一条支路,如图所示;
(4)由图知,当灯正常发光时,通过的电流为0.28A,此时加在电阻两端的电压为7V,
所以电路总电压U=2.5V+7V=9.5V,电路消耗的总电能:
W=UIt=9.5V×0.28A×300s=798J.
答:(1)灯在额定电压时的电阻值为8.9Ω;
(2)灯的额定功率为0.7W;
(3)电路的连接如图所示;
(4)电路消耗的总电能为798J.
29.(2012•杭州)某同学在“测定小灯泡额定功率”的实验中,所用电源电压为6伏,小灯泡L的额定电压为2.5伏,他按图甲所示的电路进行实验.实验时,他调节滑动变阻器滑片的位置,观察小灯泡发光的情况,并记录电表的示数(如下表所示).请回答下列问题:
试验次数
V表示数/V
A表示数/A
1
2.0
0.17
2
2.5
0.20
3
3.0
0.22
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示实物图连接完整.
(2)分析表中实验数据,可知小灯泡L的额定攻率为 0.5 瓦.
(3)小施同学分析表中实验数据后,发现还能求得小灯泡的电阻,于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值.你认为小施同学的做法对吗?请说明理由. 小施同学的做法是错误的;因为:不同电压下灯泡阻值不同,求灯泡电阻的平均值没有意义 .
【分析】(1)根据灯泡正常发光时的电流确定电流表的量程;
把滑动变阻器、电流表串联接入电路,电压表并联在灯泡两端;连线时注意滑动变阻器的接法,
注意电表正负接线柱不要接反;
(2)当灯泡电压等于额定电压时,灯泡的功率为额定功率,由表中数据找出灯泡额定电压对应的电流,
由P=UI求出灯泡的额定功率;
(3)灯泡电阻随温度的变化而变化,不同温度下灯泡电阻不同,求不同温度下灯泡电阻的平均值没有意义.
【解答】解:(1)由表知,灯泡的额定电流是0.20A,因此电流表选0.6A量程;
滑动变阻器、灯泡、电流表串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,电路图如图所示;
故答案为:电路图如图所示.
(2)由表知,灯泡的额定电压2.5V对应的电流是0.2A,
则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
故答案为:0.5.
(3)随灯泡电压及流过灯泡的电流不同,灯泡的实际功率不同,灯泡温度不同,灯泡电阻不同,
即灯泡电阻随灯泡温度的变化而变化,在不同电压下,灯泡电阻不同,求不同电压下灯泡电阻的平均值没有意义.
故答案为:小施同学的做法是错误的;因为:不同电压下灯泡阻值不同,求灯泡电阻的平均值没有意义.
30.(2007•嘉兴)用伏安法测定额定电压为3.8V小灯泡的额定功率.
(1)将图中的滑动变阻器接入电路.要求:滑片P向左移动时小灯泡变暗.
(2)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图所示,通过小灯泡的电流是 0.5 安.
(3)小灯泡的额定功率为多少?
【分析】(1)滑动变阻器与灯、开关串联,滑片向左移时灯变暗,则应连入的电阻的变大.
(2)根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出小灯泡正常发光时,电流表的示数.
(3)已知小灯泡的额定电压和额定电流,由P=UI即可计算额定功率.
【解答】解:(1)滑片向左移时灯变暗,故滑动变阻器的下边的右端的接线柱接入电路,滑动变阻器与灯、开关串联.
(2)电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以小灯泡正常发光时的电流为0.5A.
(3)灯泡的额定电压是3.8V,额定电流是0.5A,
灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.5A=1.9W.
答:(1)滑动变阻器的连接如上图;(2)0.5A;(3)小灯泡的额定功率为1.9W.