人教版物理2023-2024学年九年级上学期专项复习: 电功率
一、单选题
1.(2023九上·青羊期末)如图是某个电能表的表盘示意图,由此你能得到的正确信息是( )
A.这是一个用来测量电功率的仪表
B.这个电表现在的读数是5546.7kW·h
C.“220V”说明这个电能表也能够接入110V电压的电路中正常使用
D.“1600imp/kW·h”是表示电能表上的指示灯闪烁1次消耗的电能是1600千瓦时
2.(2023九下·乐平月考)下列估测合理的是( )
A.家用空调正常工作1小时耗电约为0.02kW·h
B.成人双脚站立时对地面压强为1000Pa
C.洗热水澡时水的温度大约是40℃
D.轿车的汽油机工作效率大约是80%
3.(2023九上·涟水期末)如图分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.小英家上个月消耗的电能为1011
C.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW·h
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越快
4.(2023九下·湘潭期中)两盏电灯并联接在同一电源上.甲灯的电阻为500Ω,乙灯的电阻为1200Ω.在相同的时间内
A.甲灯消耗的电能多 B.乙灯消耗的电能多
C.甲、乙两灯消耗的电能一样多 D.无法判断
5.(2023九下·潜山期末)如图所示,在两个相同的容器中装有质量相等、初温相同的煤油和水(),两个容器中电阻丝的电阻相同。闭合开关,电阻丝发热对煤油和水分别加热,下面四图中的哪一图线能反映该实验情况:( )
A. B.
C. D.
6.(2023九上·邳州期末)一盏“220V 9W”的LED灯和一盏“220V 60W”的白炽灯正常发光时亮度相当。现用LED灯替代家庭生活中的白炽灯工作,可以节约的电能为( )
A.10% B.15% C.85% D.90%
7.(2023九下·湘潭期中)下列家用电器正常工作时,电功率最接近1000W的是( )
A.电风扇 B.笔记本电脑 C.电饭锅 D.台灯
8.(2023九上·广州期末)下表为一些家庭用电器的额定功率,当它们都正常工作时,消耗1度电用时最短的是( )
用电器 电功率 用电器 电功率
普通照明灯泡 40W 液晶电视机 100W
家用挂式空调 1000W 电冰箱 150W
A.普通照明灯泡 B.液晶电视机
C.家用挂式空调 D.电冰箱
9.(2023九下·济南开学考)在学习了电流和电压的概念后,老师用同一只小灯泡给大家做了如图所示的两个实验,要求大家根据实验中的现象提出一个科学问题。经过讨论,大家提出的以下四个问题中,最有探究价值且易于探究的是( )
A.同一灯泡中电流的大小跟它两端的电压是否有关?
B.同一灯泡发光的亮度跟它两端的电压有什么关系?
C.同一导体中电流的大小跟它两端的电压有什么关系?
D.导体中的电流跟它两端的电压及其电阻有什么关系?
10.(2023九下·武汉月考)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。只闭合开关S1时,将滑动变阻器的滑片移至最左端,电流表A1的示数为1.2A,再将滑片移至最右端,电压表V2的示数变化了4V,电流表A1的示数变化了0.8A;只闭合开关S1、S2时,电路消耗的功率为P,只闭合开关S1、S3时,电路消耗的功率为P'。已知P∶P'=1∶2,若将开关S1、S2和S3都闭合,滑片P向右移,则下列说法不正确的是( )
A.R1、R3的阻值分别为10Ω、5Ω
B.电流表A2最小示数为2.4A
C.电压表V2的示数变化范围为12~18V
D.10s电路消耗的电能最少为1080J
11.(2022九上·讷河期中)L1、L2是两只分别标有“220V60W”和“220V40W”的灯泡,若将它们串联后接入220V的家庭电路,则下列说法正确的是( )
A.灯泡L1比灯泡L2亮 B.灯泡L2比灯泡L1亮
C.两只灯泡一样亮 D.无法判断
12.(2022九上·讷河期中)下列对数据的估测中,最接近实际的是( )
A.家用空调的电功率约为10W
B.一节新干电池的电压为1.5V
C.家用电冰箱的额定功率约为2000W
D.家用节能灯的额定电流约为2.2A
13.(2022九上·花都期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关后,发现发光二极管L1比小灯泡L2亮,测得通过L1的电流为0.0013A,通过L2的电流为0.27A,则( )
A.L1的实际功率比L2小 B.L1的实际功率比L2大
C.L1两端的电压比L2大 D.L1两端的电压比L2小
14.(2022九上·钦州期中)将,两个灯泡,按图一、图二两种方式连接,已知、,电源电压相同,下面分析正确的是 ( )
A.图一中灯比灯亮
B.图二中灯比灯亮
C.图一中灯比图二中灯亮
D.图一中的总功率比图二中的总功率要大
15.(2023九上·昌平期末)如图甲所示的电路中,电源两端电压保持不变,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从右端移动到左端的过程中,读出相应的电流表和电压表的示数,记录实验数据。根据数据作出I—U的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源两端电压为3V
B.电路总功率最大时,电流表的示数为0.1A
C.滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω
D.电压表示数最大时,电路总功率最小
16.(2023九上·衡水期末)在“测定小灯泡额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察( )
A.灯泡的发光情况 B.变阻器滑片的位置
C.电压表的示数 D.电流表的示数
二、填空题
17.(2022九上·夏邑期末)如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该电能表的工作电压是 V,表盘上显示已用电 kW·h,若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了40次,该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h。
18.(2023九下·吉安期中)亲爱的同学们,你们会使用下面的实验仪器吗?
(1)如图甲所示的停表的读数为 ;
(2)如图乙所示的电压表应 (选填“串联”或“并联”)在电路中,此时电压表的示数 ;
(3)如图丙所示的实验仪器与图乙所示的实验仪器使用前有一个相同之处,即均需 ,图丙此时的示数为 N;
(4)图丁所示的仪表是 表;图戊所示是该仪表在月初和月底的两次示数,则用户在这段时间内用电 度。
19.(2022九上·巴林左旗期末)单位换算:20kV= V;1kW·h= J。
20.(2023九下·苏州开学考)小华用电能表测量家中电热水器的热效率,他断开家中的其他用电器,仅让电热水器工作,40min把质量为40kg、初温为20℃的水加热到45℃,水吸收的热量是 J;此过程中标有“3000imp/(kW·h)”字样的电能表闪烁了4000次,则该热水器的效率为 。
21.(2022九上·永吉期末)已知定值电阻,将它们串联接入电路,电阻两端的电压之比为 ;将它们并联接入电路,相同时间内消耗的电能之比为 。
22.(2023九上·荣昌期末)很多家用电器都有待机功能,比如,电视可以用遥控器关机而不必断开电源。电器在待机状态下仍有能耗,如表是小明家两台家用电器待机的数据统计,这两台用电器每天待机共耗电 度,若能及时断开电源,他家每年可以节约电费 元。(电价为0.5元/度,每月按30天计算)
家用电器 待机功率P/W 每天平均待机时间t/h
彩色电视 8 20
台式电脑 4 20
23.(2023九下·南海月考)如图为小伟家的电能表,他家能同时工作的用电器最大总功率为 W。他只让洗衣机和电视机工作时,电能表的转盘在5min内转了150转。两电器的总功率为 W。小伟又把一个手机充电器插入插座进行充电,空气开关就跳闸了,造成跳闸的原因是 (选填“总功率过大”或“插头短路”)。
24.(2023九下·本溪月考)电热水器在工作的过程中,把电能转化成 能。某电热水器的铭牌如表所示,在该电热水器中装初温为25℃,质量为60kg的水,在额定电压下工作1400s,水温升高10℃。则水吸收的热量是 J,电热水器消耗的电能是 J。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]
额定容量:60L额定功申:2000W 额定频单:50Hz 额定电压:220V 新定压力:0.75MPa 制造商:xxx电器有限公司
25.(2023九下·凉州模拟)小明家二月底电能表读数如图所示,三月份他家共耗电126kW·h,则三月底电能表读数为 kW·h。若只让一只微波炉正常工作3min,电能表的铝盘转88转,则微波炉的额定功率为 W。
26.(2023九上·临湘期末)如图所示家用电子式电能表的表盘,它是用来测量 的仪表,其标定电流是 A,若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了32次,该用电器在上述时间内消耗的电能为 ,它的电功率是 。
27.(2022九上·惠州期末)如图为小吉家电路中安装的电能表,此时示数为 kW·h。小吉关闭其它用电器后,将一个电吹风机接入电路,她观察到1min 内电能表铝盘转过25 转,则此电吹风机消耗的电能是 J,电功率为 W。
28.(2022九上·讷河期中)甲、乙两只小灯泡,铭牌上分别标有“6V3W”和“12V12W”(灯丝电阻不变),若把它们串联在同一电路中,电路两端最大电压为 V;并联在同一电路中干路最大电流值为 A。
29.(2020九上·永吉期末)标有“12V 60W”的汽车灯泡工作时,用电压表测得其两端电压如图所示,则灯泡两端的实际电压为 V,灯泡的实际功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)60W。
30.(2023九下·桐城月考)把灯泡L1、L2、L3按如图所示方式连入电路中后,三只灯泡都发光,一段时间后L3突然烧断,则灯泡L1的亮度 ,灯泡L2的亮度 。(均选填“变亮”“变暗”或“不变”)
31.小明在做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接电路中的最后一根导线时,灯泡就发光了,而且很亮,则其实验时存在的不规范或不妥当的地方是: 、 .
32.(2020九上·东辽期末)在“探究小灯泡亮度和电功率的关系”实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8V。图甲连接的电路有错误,请你在错误连线上画“×”,并用笔画出正确的导线 ;如果该实验电源用干电池,至少需要 节干电池;实验过程中,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;正确完成实验后,可以得出灯泡的亮度由 决定。
三、实验探究题
33.(2023九下·吉安期中)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为8Ω)。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮);( )
(2)现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小芳应在其中选择规格为 的滑动变阻器接入电路;
(3)闭合开关前,应将滑片移到 端(选填“A”或“B”);
(4)闭合开关发现灯泡不亮移动滑片灯泡仍不亮,突然小芳的文具盒掉到桌上,灯泡亮了,小芳敲了几下桌子,灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是____;
A.开关短路 B.灯泡短路
C.电压表断路 D.灯泡接触不良
(5)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(6)小芳利用图甲装置 (选填“能”或“不能”)探究“通过定值电阻的电流与电压关系”的实验。
34.(2022九上·讷河期中)在“测定小灯泡的额定功率”实验中,小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关电压为恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω1.5A”的滑动变阻器,小灯泡的额定功率小于2W,设计的电路如图甲所示的电路。
(1)连接电路时开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)小明在按照图甲所示的电路图连接实物过程中,出现如乙图所示情形,请你根据甲图帮他连接完好
(3)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,发现小灯泡都不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 ;
(4)在实验中,若电压表示数为2V,为了使灯两端电压达到3.8V,必须将滑片向 (选填“A”或“B”)调节;当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙,则灯泡的额定功率为 W;
(5)完成上述实验后,小明把小灯泡更换成定值电阻(如左图),利用原电路继续探究“电流与电阻”的关系:实验时,小明先将5电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,记下对应的电流;再将5的电阻更换为10电阻,将滑动变阻器适当向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数仍为2V;当小明再换接15电阻时,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为2V,分析其可能的原因 (答出一种情况即可)。调整后完成了三组实验,得出该实验的结论是: 。
四、计算题
35.(2022九上·朝阳期末)如图所示电路中,小灯泡L上标有“3V 0.9W”字样,电源电压恒为4.5V,闭合开关后,灯泡正常发光。求:
(1)电流表的示数;
(2)灯正常发光时的电阻;
(3)滑动变阻器接入电路中的阻值。
五、综合题
36.(2021九下·通榆月考)下面是小明做测定“小灯泡电功率“实验,电路如图甲所示,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V
(1)连接电路时开关应 ;
(2)小明连接好电路,闭合开关S,发现小灯泡L发光暗淡。观察电压表、电流表均有示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表示数均不变。出现这种现象的原因可能是 。
(3)小明改正实验错误后,闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑片P向 (选填"A"或“B")端移动,使电压表的示数为2.5 V;
(4)小明移动滑片P,记录下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像。根据图像信息。可计算出小灯泡的额定功率是 W。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电能表参数的理解;电功的测量
【解析】【解答】A.电能表是测量消耗电能的仪表,不是测量电功率的,A不符合题意;
B.电能表最后一位是小数,电能表的示数是5546.7kW·h,B符合题意;
C.电能表上的“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用,接入110V电压的电路中不能正常使用,C不符合题意;
D.“1600imp/kW·h”是表示电路中每消耗1kW·h的电能,电能表的指示灯闪烁1600次,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据电能表窗口示数可以计算消耗的电能;根据电能表转盘转数可以计算消耗的电能。
2.【答案】C
【知识点】温度及温度计的使用与读数;热机的效率;压强;电功及电功的实质
【解析】【解答】A.家用空调正常工作功率约为1000W,1小时耗电约为1kW·h,A不符合题意;
B.中学生每只鞋的底面积大约为,即,故双脚面积,中学生的体重约为,对水平地面的压力
双脚站立时对水平地面的压强约为
B不符合题意;
C.人体正常体温大概在37摄氏度左右,洗澡水的温度应该略高于体温,在40℃左右,C符合题意;
D.轿车的汽油机工作效率大约30%,达不到80%,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据常见的电能、压强、温度及效率,结合数据解答。
3.【答案】C
【知识点】电能表参数的理解;电功的测量
【解析】【解答】A.由图知电能表允许通过的最大电流为40A,因此小英家干路中的电流不得超过40A,A不符合题意;
B.小英家上月消耗的电能为5647.8kW·h-5546.7kW·h=101.1kW·h
B不符合题意;
C.指示灯闪烁320次消耗的电能W= kW·h=0.2 kW·h
C符合题意;
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多,则电路中消耗的电能越多,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据电能表窗口示数差,可以计算消耗的电能;根据电能表转盘转数可以计算消耗电能。
4.【答案】A
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】两个灯泡并联,则它们两端的电压相等。根据可知,甲灯的电阻小,在相同时间内产生的热量更多,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据公式分析判断。
5.【答案】C
【知识点】热量的计算;电功的计算
【解析】【解答】A.两个电阻丝的阻值相等,二者串联时通过它们的电流相等,根据Q=W=I2Rt可知,二者在相同时间内产生相同的热量。而液体吸收的热量等于电阻丝放出的热量,因此相同时间内,水和煤油吸收相同的热量,故A错误;
BC.根据Q=cm△t可知,当水和煤油吸收相同的热量时,煤油的比热容小于水的比热容,因此煤油升高的温度大于水升高的温度,故B错误,C正确;
D.相同时间内水和煤油吸收相同的热量,根据上面的分析可知,相同时间内煤油升高的温度高于水升高的温度,故D错误。
故选C。
【分析】(1)根据Q=W=Pt分析二者吸收的热量与时间的关系;
(2)(3)根据Q=cm△t分析二者升高的温度与吸收热量的关系;
(4)根据Q=cm△t和Q=W=Pt分析二者升高的温度与时间的关系。
6.【答案】C
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【解答】设两种灯泡正常发光的时间为t,则LED消耗的电能W节=P节t,白炽灯消耗的电能W白=P白t,在达到相同亮度的条件下,LED灯可以节约电能的百分比 ,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据公式W=Pt及,可求出节约的电能。
7.【答案】C
【知识点】电功率
【解析】【解答】A.电风扇的功率大约100W左右,故A不合题意;
B.笔记本电脑的功率大约40W~70W之间,故B不合题意;
C.电饭锅的功率在1000W左右,故C符合题意;
D.台灯的功率大约20W左右,故D不合题意。
故选C。
【分析】根据对家用电器的电功率的认识判断。
8.【答案】C
【知识点】电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】由表中数据可知,正常工作时,普通照明灯泡的功率最小,家用挂式空调功率最大,由 可得 ,在消耗相同的电能时,功率越大所用时间越短。由此可知,当它们都正常工作时,消耗1度电用时最短的是家用挂式空调,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据 ,在消耗相同的电能时,功率越大所用时间越短。
9.【答案】B
【知识点】电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】若此实验仅得出同一灯泡中电流的大小跟它两端的电压是否有关的结论,电流的大小此实验中无法直接测量的,仅从亮度比较电流不符合易于探究的要求,A不符合题意;
比较甲乙两个实验发现:乙实验中电源电压是甲实验中电源电压的2倍,乙实验中灯泡的比甲实验中灯泡的亮度大,说明乙实验中的电流大;所以实验比较直观的说明同一灯泡发光的亮度跟跟它两端的电压的关系,B符合题意;
仅根据灯泡亮度的不同,并不能知道电路中电流的具体大小,不易直接得出“同一导体中电流的大小跟它两端的压的关系”这一普遍规律,C不符合题意;
探究导体中的电流根据电阻的关系需要控制导体两端的电压一定,不符合控制变量法探究的要求,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】用电器两端的电压越大, 电功率越大。
10.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】A.由图可知,只闭合开关S1时,R1、R2、R3串联,滑片移至最左端,R2的电阻为零,电流表A1的示数为1.2A,
由欧姆定律可知:①
将滑片移至最右端时,变阻器的阻值最大,电路中的电流最小,
由欧姆定律可知:②
电压表V2测量R3两端电压,
则:;
只闭合开关S1、S2时,电路中只有R1工作,则;
只闭合S1、S3时,电路中只有R3工作,则;
由题意可知:;
解得:R1=10Ω,
将R1=10Ω,R3=5Ω代入①②并联立解得:U=18V,R2=30Ω;
由以上分析可知,R1=10Ω,R3=5Ω,故A正确不合题意;
BC.将开关S1、S2和S3都闭合,R1、R2、R3并联,电流表A2测量R1、R2的总电流,电压表V2测电源电压,所以电压表V2的示数始终为18V,故C错误符合题意;
当R2阻值最大时,电流表A2的示数最小,
最小示数为:I小=I1+I2=
,故B正确不合题意;
D.三个开关都闭合时,R1、R2、R3并联,当变阻器的阻值最大时,电路中的电功率最小,则:
P小=P1+P2+P3=;
则10s电路消耗的电能最少为:W小=P小t=108W×10s=1080J,故D正确不合题意。
故选C。
【分析】(1)由图可知,只闭合开关S1时,R1、R2、R3串联,滑片移至最左端,R2的电阻为零,电流表A1的示数为1.2A;将滑片移至最右端时,变阻器的阻值最大,电路中的电流最小。针对这两种情况,根据列出两个方程。
只闭合开关S1、S2时,电路中只有R1工作;只闭合S1、S3时,电路中只有R3工作,根据表示两个电功率作比,代入已知的比值得到第三个方程,最后三者联立计算三个电阻值和电源电压。
(3)将开关S1、S2和S3都闭合,R1、R2、R3并联,电流表A2测量R1、R2的总电流,电压表V2测电源电压,据此分析V2的示数变化即可;
(2)当R2阻值最大时,电流表A2的示数最小,根据并联电路电流特点I小=I1+I2计算电流表A2的最小示数即可;
(4)三个开关都闭合时,R1、R2、R3并联,当变阻器的阻值最大时,电路中的电功率最小,根据分别计算出三个电阻的阻值,最后相加即可。
11.【答案】B
【知识点】额定电压;额定功率;实际电压;实际功率
【解析】【解答】由R=U2/P可得,灯泡L2的电阻大,将两灯串联接入220V电路两端,因串联电路电流都相等,根据P=I2R可知,灯泡L2的实际功率大,因灯的亮度取决于灯的实际功率,L2亮,故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】本题考查欧姆定律、串联电路的规律、影响灯亮度的因素及电功率公式的灵活运用,灯的亮度取决于灯的实际功率是解题关键。
12.【答案】B
【知识点】电功率;额定电压;额定功率
【解析】【解答】A、一节新干电池的电压为15V,符合实际,故A正确;
B、家用电冰箱的额定功率约为100W,故B错误;
C、家用节能灯的额定电流约为0.2A,故C错误;
D、对人体的安全电压为不高于36V,故D错误。
故选:A。
【分析】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
13.【答案】A
【知识点】半导体特点及作用;实际电压;实际功率
【解析】【解答】CD.闭合开关,发光二极管L1与小灯泡L2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以L1与L2的实际电压相等,CD不符合题意;
AB.通过L1的电流为0.0013A,通过L2的电流为0.27A,通过L1电流远小于L2的电流,而它们两端的电压相等,根据公式P=UI可知,L1的实际功率小于L2的实际功率,A符合题意,B不符合题意。
故答案为:A。
【分析】半导体工作时,电流具有单向导电性;在并联电路中,电压相同,电流越大,电功率越大。
14.【答案】B
【知识点】电功率的计算;实际功率
【解析】【解答】A.灯泡串联时,根据P=I2R,电阻越大, 电功率越大,所以灯泡B的亮度大,A不符合题意;
B.图二中灯泡并联,电压相同,根据,电阻越大,电功率越小,A电阻小,亮度大,B符合题意;
C.图一中灯泡分压小于电源电压,相同灯泡的电功率小,亮度小,C不符合题意;
D.图一中的总电阻大,电功率小,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】电流相同时,电阻越大, 电功率越大;电压相同时,电阻越大, 电功率越小。
15.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的测量
【解析】【解答】A.由图可知,滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,电压表测量定值电阻R1两端的电压,滑动变阻器的滑片P从右端移动到左端的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电流表示数变大,由欧姆定律可知,电压表示数变大,当滑动变阻器滑片在最左端时,滑动变阻器电阻为零,电路中电流最大,电压表示数最大,且等于电源电压,由图乙可知,电压表示数最大值,即电源电压为2.5V,A不符合题意;
B.由 可知,当电路中电流最大的时候,电路总功率最大,由图可知,电路中最大电流为0.5A,即电路总功率最大时,电流表的示数为0.5A,B不符合题意;
C.当滑动变阻器滑片在最右端时,滑动变阻器电阻最大,此时电路中电流最小,为0.1A,此时电压表示数为0.5V,滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器的电阻,即滑动变阻器的最大值为
C符合题意;
D.电压表示数最大时,电流表的示数也最大,由 可知,此时电流总功率最大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当滑动变阻器滑片在最左端时,滑动变阻器电阻为零,电路中电流最大,电压表示数最大,且等于电源电压;根据公式,可求出功率;电压表示数最大时,电流表的示数也最大,由 可知,此时电流总功率最大。
16.【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】额定功率是指用电器在额定电压下的功率,“测定小灯泡额定功率”正确的操作步骤应该是移动滑片时,同时观察电压表的示数,直到等于小灯泡的额定电压,记下此时电流表的示数,然后根据P=UI计算出小灯泡的额定功率。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】“测定小灯泡额定功率”正确的操作步骤应该是移动滑片时,同时观察电压表的示数,直到等于小灯泡的额定电压。
17.【答案】220;5546.7;0.025
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)根据图片可知,该电能表的工作电压为220V,示数为5546.7kW·h;
(2)用电器消耗的电能:。
【分析】(1)根据电能表的表盘分析解答;
(2)根据计算用电器消耗的电能。
18.【答案】(1)32.5s
(2)并联;2.4V
(3)调零;1.4
(4)电能;55
【知识点】时间及其测量;弹簧测力计及其使用;电压的测量及电压表的使用;电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,秒表的小盘量程为15min,分度值为0.5min,那么小盘的读数为0.5min=30s。大盘的量程为30s,分度值为0.1s,则大盘的读数为2s,则秒表的示数为:30s+2s=32s。
(2)电压表应该并联在电路中。根据乙图可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.4V。
(3)如图丙所示的实验仪器与图乙所示的实验仪器使用前有一个相同之处,即均需调零。
根据丙图可知,测力计的分度值为0.2N,则示数为1.4N。
(4)根据丁图可知,kW·h为电能的单位,则丁为电能表。用户在这段时间内消耗的电能为:1276.0kW·h-1221kW·h=55kW·h。
【分析】(1)根据甲图确定秒表大盘和小盘的分度值,根据指针位置分别读出示数,然后相加即可;
(2)根据电压表的使用方法解答。根据乙图确定电压表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数;
(3)根据测量工具使用前的注意事项分析。根据丙图确定测力计的分度值,根据指针位置读出示数。
(4)根据铭牌信息确定仪表的名称。将两个示数相减得到这段时间内用电。
19.【答案】2×104;3.6×106
【知识点】电压和电压的单位换算;电功及电功的实质
【解析】【解答】由于1kV=1×103V
故20kV=20×103V=2×104V
由于1kW=1000W,1h=3600s
故1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J
【分析】根据1kV=1×103V、1kW=1000W,1h=3600s进行单位换算。
20.【答案】4.2×106;87.5%
【知识点】热量的计算;电功的测量
【解析】【解答】水吸收的热量是Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(45℃-20℃)=4.2×106J
此过程中电热水器消耗的电能为W= 4.8×106J
则该热水器的效率为η= 87.5%
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量;根据电能表转盘转数计算消耗的电能;利用吸收的热量和消耗电能的多少的比值,计算电热效率。
21.【答案】;
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算
【解析】【解答】已知定值电阻 ,将它们串联接入电路,串联电路的电流处处相等,根据U=IR可知电阻两端的电压之比为
将它们并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压相等,根据 可知相同时间内消耗的电能之比为
【分析】根据电流和电阻的乘积计算电压;根据电压、电阻和时间,可以计算消耗的电能。
22.【答案】0.24;43.2
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】由图表数据可知,彩色电视待机功率为P1=8W=0.008kW,台式电脑待机功率为P2=4W=0.004kW,待机时间都为20h,则这两台用电器每天待机共耗电能为W总=W彩色电视+W台式电脑=P1t+P2t=0.008kW×20h+0.004kW×20h=0.24kW h=0.24度,能及时断开电源,他家每年可以节约电费为n=0.24kW h×30×12× 0.5元/ kW h=43.2元
【分析】根据电功率和时间的乘积,计算消耗的电能;结合电费单价,计算电费。
23.【答案】4400;600;插头短路
【知识点】电能表参数的理解;电功计算公式的应用
【解析】【解答】由图可知,电能表电压为220V,允许通过最大电流为20A,则同时工作的用电器最大总功率为;由图可知,电能表转3000转,电路中用电器消耗的电能,所以电能表的转盘转150转消耗电能,所用时间,所以两电器总功率为,由物理常识可知,手机充电器功率较小,远小于4400W-600W=3800W,所以造成跳闸的原因不可能是总功率过大,而是插头短路,导致电流过大,从而跳闸。
【分析】首先通过电能表的铭牌知道电能表的参数,利用P=UI求出最大总功率;求出转150转消耗的电能,利用求出两电器总功率;结合生活实际可知手机充电器功率达不到上百瓦,所以应是插头短路造成电流过大,从而跳闸
24.【答案】内;2.52×106;2.8×106
【知识点】热量的计算;能量的转化或转移;电功计算公式的应用
【解析】【解答】电热水器在工作时,消耗电能,对水加热,将电能转化为内能。
水吸收的热量为Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×60kg×10℃=2.52×106J
消耗的电能为W=Pt=2000W×1400s=2.8×106J
【分析】电热水器在工作时,将电能转化为内能;根据公式Q吸=cm(t末-t初),求出水吸收的热量;根据W=Pt,可求出电能。
25.【答案】950.5;880
【知识点】电能表参数的理解;电功计算公式的应用;电功率
【解析】【解答】电能表当前示数为824.5kW·h,月底读数应为824.5kW·h+126kW·h=950.5kW·h;
88转消耗的电能W==kW·h=0.044kW·h, t=3min=h, p===0.88KW=880W
【分析】电能表显示的示数的最后一位是十分位,2000r/kW·h表示每消耗1kW·h的电能铝盘转动2000转
26.【答案】电能;10;0.02kW h;400W
【知识点】电能表参数的理解;电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】电能表是测量电路中消耗电能多少的仪表。
电能表表盘上“10(20)A”,表示电能表的标定电流为10A。
1600imp/(kW h)表示电路中的用电器每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁1600次,当指示灯闪烁32次,则该用电器在上述时间内消耗的电能
用电器的电功率
【分析】电能表是测量电路中消耗电能多少的仪表;电能表表盘上“10(20)A”,表示电能表的标定电流为10A,根据,可求出电能;根据,可求出电功率。
27.【答案】931.6;3.6×104J;600
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】①根据图片可知,该电能表的示数为931.6kW·h;
【分析】①电能表的最小一个数字为小数;
②电吹风消耗的电能:;
则电吹风的电功率:。
②根据计算电吹风消耗的电能,再根据计算电功率。
28.【答案】12;1
【知识点】额定电压;额定功率;实际电压;实际功率
【解析】【解答】灯泡甲“6V 3W” 电流为电阻为
灯泡乙“12V 12W” 电流为电阻为。
若把它们串联在同一电路中, 则通过最大电流为0.5A,则通过最大电压为0.5A,通过电压为U=(R甲+R乙)I=(12Ω+12Ω)*0.5A=12V。
并联在同一电路中干路则通过最大电压为6v:最大电流值为
【分析】本题考查小灯泡额定功率求正常发光电流、电阻,并联电路、串联电路特点。本题重点在于灯丝电阻不变 ,通过串联电路要保证最小通过电流,用最小电流来解最大电压。通过并联电路要保证最小通过电压,用最小电压来解最大电流。
29.【答案】11.5;小于
【知识点】实际电压;实际功率
【解析】【解答】由图知道,电压表选用的量程是0~15V,分度值是0.5V,故电压表的读数是11.5V,即灯泡此时的实际电压是11.5V;由于汽车灯泡的额定电压是12V,而实际电压小于额定电压,所以灯泡的实际功率小于额定功率60W。
【分析】感觉电压表选择的量程和指针位置测量电压;实际电压小于额定电压,实际功率小于额定功率。
30.【答案】变暗;变亮
【知识点】实际功率
【解析】【解答】由图示知,灯L2、L3并联后,与L1串联,开始三个灯泡都发光,L3突然烧断,L1、L2串联在电路中,因为并联电路的总电阻比任一支路的电阻都小,所以L2部分电阻的阻值变大,分得的电压变大,L1部分分得的电压变小,据 知,L2的功率变大,L1的功率变小,所以L1变暗,L2变亮。
【分析】用电器并联时,电阻变小,分压减小;用电器的分压变大,电功率变大。
31.【答案】连接电路时开关没有断开;滑动变阻器没有连入最大值
【知识点】电路故障的判断;电功率的测量
【解析】【解答】碰接电路的最后一根导线时,灯泡立即发光,而且很亮,是由于连接电路时,没有闭合开关,滑动变阻器接入电路的阻值不是滑动变阻器的最大阻值。
【分析】为保护电路,拆接电路时,开关要断开,滑动变阻器滑片要滑至阻值最大处.
32.【答案】;3;10;灯泡的实际功率
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】在“探究小灯泡亮度和电功率的关系”实验中,滑动变阻器应按“一下一上”连入电路中,改正后的电路如下图所示:
灯在额定电压3.8V时正常发光,电源电压要大于3.8V,一节干电池的电压为1.5V,如果该实验电源用干电池,至少需要3节干电池;实验过程中,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,电流表的分度值为0.02A,电流为0.38A,由欧姆定律,此时小灯泡的电阻为
灯的实际功率越大(小),灯越亮(暗),可以得出灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
【分析】探究灯泡的亮度和电功率关系时,滑动变阻器和灯泡串联,要一上一下;进行实验时,电源电压要高于灯泡的额定电压;根据电流表的量程和指针位置,测量电流;利用电压和电流的比值计算电阻;灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
33.【答案】(1)
(2)20Ω 1A
(3)B
(4)D
(5)2.5;0.75
(6)不能
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)当变阻器的滑片向左移动时灯泡变亮,说明电流变大而变阻器的阻值减小,那么应该将变阻器左下角的A接线柱鱼灯泡右端相连即可,如下图所示:
(2)当灯泡正常发光时灯泡电压为2.5V,那么变阻器的电压为:U变=U总-UL=6V-2.5V=3.5V;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即:;
;
解得:R变=11.2Ω;
故选“20Ω 1A”。
(3)根据图片可知,当滑片在B端时阻值最大,那么闭合开关前,应该将滑片移动到B端。
(4)根据“灯泡亮了,小芳敲了几下桌子,灯泡又熄灭了”可知,应该是灯泡的位置有时接触有时断开,故选D。
(5)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光。根据乙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.3A,那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(6)探究通过定值电阻的电流与电压的关系时,需要控制定值电阻的阻值不变,而灯泡的电阻随温度的升高而增大,那么图甲装置不能完成这个实验。
【分析】(1)根据题目描述确定变阻器的接线柱方法即可;
(2)根据欧姆定律计算出灯泡正常发光时变阻器接入的阻值即可;
(3)闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,要求变阻器的滑片调到最大;
(4)根据实验现象推测可能的故障;
(5)根据图乙确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出灯泡的额定电流,最后根据P=UI计算灯泡的额定功率;
(6)根据控制变量法的要求分析解答。
34.【答案】(1)断开
(2)解:如图所示:
其它连法,只要正确就行
(3)灯泡断路
(4)A;1.52
(5)B;定值电阻两端控制电压过低(滑动变阻器的最长阻值太小);电压一定时,通过的导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】额定功率;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)为了保护电路,连接电路时应断开开关;
(2)正确连接滑动变阻器(一上一下),且滑片调最大值(远离下端)。电流表因该与用电器串联,电压表与用电器并联,所以如图所示:
(3)常见电路故障:电流表无示数,电压表有示数(接近电源电压),则电路中发生的故障可能是:电压表所测电器(灯泡)断路。电流表有示数,电压表无示数(电压表相当于接在导线上),则电路中发生的故障可能是:电压表所测电器(灯泡)短路。
(4)电压表示数2V小于灯泡额定电压3.8V,由电路图可知,应向左移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变小,灯泡两端的电压变大,当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时,灯泡正常发光,灯泡的额定功率P=UI=3.8Vx0.4A=1.52W;
(5)将5 的电阻换为10 后,电压表的示数变大,所以应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向左滑动,保持电压表的示数为 2V,并读出电流表的示数; 换接15电阻时,根据串分压的知识,电压表的示数变大,为使电压表的示数不变,所需滑动变阻器的阻值更大,电压表的示数无法达到2V,可能是滑动变阻器的阻值太小或是定值电阻两端的电压保持太低或是电源电压太高造成;探究“电流与电阻”的关系结论是:电压一定时,通过的导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)断开;(2)见上图;(3) 灯泡断路 ,(4)A;1.52 (5) B定值电阻两端控制电压过低(滑动变阻器的最长阻值太小) ; 电压一定时,通过的导体的电流与导体的电阻成反比 。
【分析】本题考查的是测定小灯泡的额定功率实验,学生因该注意该实验要点:
原理:P=UI
为了保护电路,连接电路时应断开开关;滑动变阻器的作用:①保护电路;②将小灯泡两端电压调成额定电压。所以要正确连接滑动变阻器(一上一下),且滑片调最大值(远离下端)。
电流表因该与用电器串联,电压表与用电器并联。且用“试触法”选择合适的量程。
实验多次测量的目的:测量小灯泡在不同电压下的电功率,并进行比较(与电阻测量区分开来,电阻多次实验是为了求平均值,减少误差)。
常见电路故障:电流表无示数,电压表有示数(接近电源电压),则电路中发生的故障可能是:电压表所测电器(灯泡)断路。电流表有示数,电压表无示数(电压表相当于接在导线上),则电路中发生的故障可能是:电压表所测电器(灯泡)短路。
电压表示数2V小于灯泡额定电压3.8V,由电路图可知,应向左移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变小,灯泡两端的电压变大,当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时,灯泡正常发光,灯泡的额定功率P=UI=3.8Vx0.4A=1.52W;
35.【答案】(1)解:由图知小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流;
根据知灯泡正常发光的电流为
所以电流表的示数为0.3A
答:电流表的示数为0.3A;
(2)解:利用公式知小灯泡正常发光的电阻为
答:灯正常发光时的电阻为10Ω
(3)解:因为灯泡正常发光,所以小灯泡两端的电压为额定电压,根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律的变形公式得滑动变阻器接入电路中的阻值为
答:滑动变阻器接入电路中的阻值为5Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;探究用电器的电功率实验
【解析】【分析】(1)理清元件的连接方式及电表的测量对象,利用公式P=UI得到正常发光的电流,即电流表的示数。
(2)根据欧姆定律的变形公式R= 算出灯正常发光时的电阻。
(3)根据串联电路电压的规律算出滑动变阻器两端的电压,由欧姆定律的变形公式R= 算出滑动变阻器接入电路中的阻值。
36.【答案】(1)断开
(2)滑动变阻器下面两个接线柱连入电路
(3)A
(4)0.5
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】 (1)、连接电路时,开关应断开。
(2)、小灯泡发光暗淡,说明整个电路中的电流偏小,移动滑片,电压表和电流表的示数均不变,说明滑动变阻器没有起到变阻的作用,由此推理可知滑动变阻器下面两个接线柱连入电路。
(3)、改正错误之后闭合开关S移动滑片p到某位置是电压表示数如图所示为2.4V,没有达到额定电压2.5V,所以需要小灯泡所分的电压更多滑动变阻器分压变小,而动变阻器的滑片影响A端移动。
(4)、从图像可知,当灯泡两端电压为2.5V时,整个电路当中的电流为0.2A,根据公式P=UI可知,小灯泡的额定功率为0.5W。
故答案为:(1)、断开(2)、滑动变阻器下面两个接线柱连入电路(3)、A(4)、0.5
【分析】(1)、所有电路连接过程中,开关都应该断开 ;
(2)、电路中电阻过大则电流过小,用电器小灯泡发光就会很暗;
(3)、滑动变阻器的作用是保护电路,调节整个电路中电流的大小,调节灯泡两端电压 ;
(4)、额定功率是在额定电压下的电功率。
人教版物理2023-2024学年九年级上学期专项复习: 电功率
一、单选题
1.(2023九上·青羊期末)如图是某个电能表的表盘示意图,由此你能得到的正确信息是( )
A.这是一个用来测量电功率的仪表
B.这个电表现在的读数是5546.7kW·h
C.“220V”说明这个电能表也能够接入110V电压的电路中正常使用
D.“1600imp/kW·h”是表示电能表上的指示灯闪烁1次消耗的电能是1600千瓦时
【答案】B
【知识点】电能表参数的理解;电功的测量
【解析】【解答】A.电能表是测量消耗电能的仪表,不是测量电功率的,A不符合题意;
B.电能表最后一位是小数,电能表的示数是5546.7kW·h,B符合题意;
C.电能表上的“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用,接入110V电压的电路中不能正常使用,C不符合题意;
D.“1600imp/kW·h”是表示电路中每消耗1kW·h的电能,电能表的指示灯闪烁1600次,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据电能表窗口示数可以计算消耗的电能;根据电能表转盘转数可以计算消耗的电能。
2.(2023九下·乐平月考)下列估测合理的是( )
A.家用空调正常工作1小时耗电约为0.02kW·h
B.成人双脚站立时对地面压强为1000Pa
C.洗热水澡时水的温度大约是40℃
D.轿车的汽油机工作效率大约是80%
【答案】C
【知识点】温度及温度计的使用与读数;热机的效率;压强;电功及电功的实质
【解析】【解答】A.家用空调正常工作功率约为1000W,1小时耗电约为1kW·h,A不符合题意;
B.中学生每只鞋的底面积大约为,即,故双脚面积,中学生的体重约为,对水平地面的压力
双脚站立时对水平地面的压强约为
B不符合题意;
C.人体正常体温大概在37摄氏度左右,洗澡水的温度应该略高于体温,在40℃左右,C符合题意;
D.轿车的汽油机工作效率大约30%,达不到80%,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据常见的电能、压强、温度及效率,结合数据解答。
3.(2023九上·涟水期末)如图分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.小英家上个月消耗的电能为1011
C.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW·h
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越快
【答案】C
【知识点】电能表参数的理解;电功的测量
【解析】【解答】A.由图知电能表允许通过的最大电流为40A,因此小英家干路中的电流不得超过40A,A不符合题意;
B.小英家上月消耗的电能为5647.8kW·h-5546.7kW·h=101.1kW·h
B不符合题意;
C.指示灯闪烁320次消耗的电能W= kW·h=0.2 kW·h
C符合题意;
D.电能表上指示灯闪烁的次数越多,则电路中消耗的电能越多,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据电能表窗口示数差,可以计算消耗的电能;根据电能表转盘转数可以计算消耗电能。
4.(2023九下·湘潭期中)两盏电灯并联接在同一电源上.甲灯的电阻为500Ω,乙灯的电阻为1200Ω.在相同的时间内
A.甲灯消耗的电能多 B.乙灯消耗的电能多
C.甲、乙两灯消耗的电能一样多 D.无法判断
【答案】A
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】两个灯泡并联,则它们两端的电压相等。根据可知,甲灯的电阻小,在相同时间内产生的热量更多,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据公式分析判断。
5.(2023九下·潜山期末)如图所示,在两个相同的容器中装有质量相等、初温相同的煤油和水(),两个容器中电阻丝的电阻相同。闭合开关,电阻丝发热对煤油和水分别加热,下面四图中的哪一图线能反映该实验情况:( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】热量的计算;电功的计算
【解析】【解答】A.两个电阻丝的阻值相等,二者串联时通过它们的电流相等,根据Q=W=I2Rt可知,二者在相同时间内产生相同的热量。而液体吸收的热量等于电阻丝放出的热量,因此相同时间内,水和煤油吸收相同的热量,故A错误;
BC.根据Q=cm△t可知,当水和煤油吸收相同的热量时,煤油的比热容小于水的比热容,因此煤油升高的温度大于水升高的温度,故B错误,C正确;
D.相同时间内水和煤油吸收相同的热量,根据上面的分析可知,相同时间内煤油升高的温度高于水升高的温度,故D错误。
故选C。
【分析】(1)根据Q=W=Pt分析二者吸收的热量与时间的关系;
(2)(3)根据Q=cm△t分析二者升高的温度与吸收热量的关系;
(4)根据Q=cm△t和Q=W=Pt分析二者升高的温度与时间的关系。
6.(2023九上·邳州期末)一盏“220V 9W”的LED灯和一盏“220V 60W”的白炽灯正常发光时亮度相当。现用LED灯替代家庭生活中的白炽灯工作,可以节约的电能为( )
A.10% B.15% C.85% D.90%
【答案】C
【知识点】电功计算公式的应用
【解析】【解答】设两种灯泡正常发光的时间为t,则LED消耗的电能W节=P节t,白炽灯消耗的电能W白=P白t,在达到相同亮度的条件下,LED灯可以节约电能的百分比 ,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据公式W=Pt及,可求出节约的电能。
7.(2023九下·湘潭期中)下列家用电器正常工作时,电功率最接近1000W的是( )
A.电风扇 B.笔记本电脑 C.电饭锅 D.台灯
【答案】C
【知识点】电功率
【解析】【解答】A.电风扇的功率大约100W左右,故A不合题意;
B.笔记本电脑的功率大约40W~70W之间,故B不合题意;
C.电饭锅的功率在1000W左右,故C符合题意;
D.台灯的功率大约20W左右,故D不合题意。
故选C。
【分析】根据对家用电器的电功率的认识判断。
8.(2023九上·广州期末)下表为一些家庭用电器的额定功率,当它们都正常工作时,消耗1度电用时最短的是( )
用电器 电功率 用电器 电功率
普通照明灯泡 40W 液晶电视机 100W
家用挂式空调 1000W 电冰箱 150W
A.普通照明灯泡 B.液晶电视机
C.家用挂式空调 D.电冰箱
【答案】C
【知识点】电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】由表中数据可知,正常工作时,普通照明灯泡的功率最小,家用挂式空调功率最大,由 可得 ,在消耗相同的电能时,功率越大所用时间越短。由此可知,当它们都正常工作时,消耗1度电用时最短的是家用挂式空调,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据 ,在消耗相同的电能时,功率越大所用时间越短。
9.(2023九下·济南开学考)在学习了电流和电压的概念后,老师用同一只小灯泡给大家做了如图所示的两个实验,要求大家根据实验中的现象提出一个科学问题。经过讨论,大家提出的以下四个问题中,最有探究价值且易于探究的是( )
A.同一灯泡中电流的大小跟它两端的电压是否有关?
B.同一灯泡发光的亮度跟它两端的电压有什么关系?
C.同一导体中电流的大小跟它两端的电压有什么关系?
D.导体中的电流跟它两端的电压及其电阻有什么关系?
【答案】B
【知识点】电功率与电压、电流的关系
【解析】【解答】若此实验仅得出同一灯泡中电流的大小跟它两端的电压是否有关的结论,电流的大小此实验中无法直接测量的,仅从亮度比较电流不符合易于探究的要求,A不符合题意;
比较甲乙两个实验发现:乙实验中电源电压是甲实验中电源电压的2倍,乙实验中灯泡的比甲实验中灯泡的亮度大,说明乙实验中的电流大;所以实验比较直观的说明同一灯泡发光的亮度跟跟它两端的电压的关系,B符合题意;
仅根据灯泡亮度的不同,并不能知道电路中电流的具体大小,不易直接得出“同一导体中电流的大小跟它两端的压的关系”这一普遍规律,C不符合题意;
探究导体中的电流根据电阻的关系需要控制导体两端的电压一定,不符合控制变量法探究的要求,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】用电器两端的电压越大, 电功率越大。
10.(2023九下·武汉月考)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。只闭合开关S1时,将滑动变阻器的滑片移至最左端,电流表A1的示数为1.2A,再将滑片移至最右端,电压表V2的示数变化了4V,电流表A1的示数变化了0.8A;只闭合开关S1、S2时,电路消耗的功率为P,只闭合开关S1、S3时,电路消耗的功率为P'。已知P∶P'=1∶2,若将开关S1、S2和S3都闭合,滑片P向右移,则下列说法不正确的是( )
A.R1、R3的阻值分别为10Ω、5Ω
B.电流表A2最小示数为2.4A
C.电压表V2的示数变化范围为12~18V
D.10s电路消耗的电能最少为1080J
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】A.由图可知,只闭合开关S1时,R1、R2、R3串联,滑片移至最左端,R2的电阻为零,电流表A1的示数为1.2A,
由欧姆定律可知:①
将滑片移至最右端时,变阻器的阻值最大,电路中的电流最小,
由欧姆定律可知:②
电压表V2测量R3两端电压,
则:;
只闭合开关S1、S2时,电路中只有R1工作,则;
只闭合S1、S3时,电路中只有R3工作,则;
由题意可知:;
解得:R1=10Ω,
将R1=10Ω,R3=5Ω代入①②并联立解得:U=18V,R2=30Ω;
由以上分析可知,R1=10Ω,R3=5Ω,故A正确不合题意;
BC.将开关S1、S2和S3都闭合,R1、R2、R3并联,电流表A2测量R1、R2的总电流,电压表V2测电源电压,所以电压表V2的示数始终为18V,故C错误符合题意;
当R2阻值最大时,电流表A2的示数最小,
最小示数为:I小=I1+I2=
,故B正确不合题意;
D.三个开关都闭合时,R1、R2、R3并联,当变阻器的阻值最大时,电路中的电功率最小,则:
P小=P1+P2+P3=;
则10s电路消耗的电能最少为:W小=P小t=108W×10s=1080J,故D正确不合题意。
故选C。
【分析】(1)由图可知,只闭合开关S1时,R1、R2、R3串联,滑片移至最左端,R2的电阻为零,电流表A1的示数为1.2A;将滑片移至最右端时,变阻器的阻值最大,电路中的电流最小。针对这两种情况,根据列出两个方程。
只闭合开关S1、S2时,电路中只有R1工作;只闭合S1、S3时,电路中只有R3工作,根据表示两个电功率作比,代入已知的比值得到第三个方程,最后三者联立计算三个电阻值和电源电压。
(3)将开关S1、S2和S3都闭合,R1、R2、R3并联,电流表A2测量R1、R2的总电流,电压表V2测电源电压,据此分析V2的示数变化即可;
(2)当R2阻值最大时,电流表A2的示数最小,根据并联电路电流特点I小=I1+I2计算电流表A2的最小示数即可;
(4)三个开关都闭合时,R1、R2、R3并联,当变阻器的阻值最大时,电路中的电功率最小,根据分别计算出三个电阻的阻值,最后相加即可。
11.(2022九上·讷河期中)L1、L2是两只分别标有“220V60W”和“220V40W”的灯泡,若将它们串联后接入220V的家庭电路,则下列说法正确的是( )
A.灯泡L1比灯泡L2亮 B.灯泡L2比灯泡L1亮
C.两只灯泡一样亮 D.无法判断
【答案】B
【知识点】额定电压;额定功率;实际电压;实际功率
【解析】【解答】由R=U2/P可得,灯泡L2的电阻大,将两灯串联接入220V电路两端,因串联电路电流都相等,根据P=I2R可知,灯泡L2的实际功率大,因灯的亮度取决于灯的实际功率,L2亮,故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】本题考查欧姆定律、串联电路的规律、影响灯亮度的因素及电功率公式的灵活运用,灯的亮度取决于灯的实际功率是解题关键。
12.(2022九上·讷河期中)下列对数据的估测中,最接近实际的是( )
A.家用空调的电功率约为10W
B.一节新干电池的电压为1.5V
C.家用电冰箱的额定功率约为2000W
D.家用节能灯的额定电流约为2.2A
【答案】B
【知识点】电功率;额定电压;额定功率
【解析】【解答】A、一节新干电池的电压为15V,符合实际,故A正确;
B、家用电冰箱的额定功率约为100W,故B错误;
C、家用节能灯的额定电流约为0.2A,故C错误;
D、对人体的安全电压为不高于36V,故D错误。
故选:A。
【分析】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
13.(2022九上·花都期末)如图所示,电源电压不变,闭合开关后,发现发光二极管L1比小灯泡L2亮,测得通过L1的电流为0.0013A,通过L2的电流为0.27A,则( )
A.L1的实际功率比L2小 B.L1的实际功率比L2大
C.L1两端的电压比L2大 D.L1两端的电压比L2小
【答案】A
【知识点】半导体特点及作用;实际电压;实际功率
【解析】【解答】CD.闭合开关,发光二极管L1与小灯泡L2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以L1与L2的实际电压相等,CD不符合题意;
AB.通过L1的电流为0.0013A,通过L2的电流为0.27A,通过L1电流远小于L2的电流,而它们两端的电压相等,根据公式P=UI可知,L1的实际功率小于L2的实际功率,A符合题意,B不符合题意。
故答案为:A。
【分析】半导体工作时,电流具有单向导电性;在并联电路中,电压相同,电流越大,电功率越大。
14.(2022九上·钦州期中)将,两个灯泡,按图一、图二两种方式连接,已知、,电源电压相同,下面分析正确的是 ( )
A.图一中灯比灯亮
B.图二中灯比灯亮
C.图一中灯比图二中灯亮
D.图一中的总功率比图二中的总功率要大
【答案】B
【知识点】电功率的计算;实际功率
【解析】【解答】A.灯泡串联时,根据P=I2R,电阻越大, 电功率越大,所以灯泡B的亮度大,A不符合题意;
B.图二中灯泡并联,电压相同,根据,电阻越大,电功率越小,A电阻小,亮度大,B符合题意;
C.图一中灯泡分压小于电源电压,相同灯泡的电功率小,亮度小,C不符合题意;
D.图一中的总电阻大,电功率小,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】电流相同时,电阻越大, 电功率越大;电压相同时,电阻越大, 电功率越小。
15.(2023九上·昌平期末)如图甲所示的电路中,电源两端电压保持不变,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P从右端移动到左端的过程中,读出相应的电流表和电压表的示数,记录实验数据。根据数据作出I—U的关系图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源两端电压为3V
B.电路总功率最大时,电流表的示数为0.1A
C.滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω
D.电压表示数最大时,电路总功率最小
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的测量
【解析】【解答】A.由图可知,滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,电压表测量定值电阻R1两端的电压,滑动变阻器的滑片P从右端移动到左端的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电流表示数变大,由欧姆定律可知,电压表示数变大,当滑动变阻器滑片在最左端时,滑动变阻器电阻为零,电路中电流最大,电压表示数最大,且等于电源电压,由图乙可知,电压表示数最大值,即电源电压为2.5V,A不符合题意;
B.由 可知,当电路中电流最大的时候,电路总功率最大,由图可知,电路中最大电流为0.5A,即电路总功率最大时,电流表的示数为0.5A,B不符合题意;
C.当滑动变阻器滑片在最右端时,滑动变阻器电阻最大,此时电路中电流最小,为0.1A,此时电压表示数为0.5V,滑动变阻器两端的电压为
此时滑动变阻器的电阻,即滑动变阻器的最大值为
C符合题意;
D.电压表示数最大时,电流表的示数也最大,由 可知,此时电流总功率最大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当滑动变阻器滑片在最左端时,滑动变阻器电阻为零,电路中电流最大,电压表示数最大,且等于电源电压;根据公式,可求出功率;电压表示数最大时,电流表的示数也最大,由 可知,此时电流总功率最大。
16.(2023九上·衡水期末)在“测定小灯泡额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察( )
A.灯泡的发光情况 B.变阻器滑片的位置
C.电压表的示数 D.电流表的示数
【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】额定功率是指用电器在额定电压下的功率,“测定小灯泡额定功率”正确的操作步骤应该是移动滑片时,同时观察电压表的示数,直到等于小灯泡的额定电压,记下此时电流表的示数,然后根据P=UI计算出小灯泡的额定功率。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】“测定小灯泡额定功率”正确的操作步骤应该是移动滑片时,同时观察电压表的示数,直到等于小灯泡的额定电压。
二、填空题
17.(2022九上·夏邑期末)如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该电能表的工作电压是 V,表盘上显示已用电 kW·h,若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了40次,该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW·h。
【答案】220;5546.7;0.025
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)根据图片可知,该电能表的工作电压为220V,示数为5546.7kW·h;
(2)用电器消耗的电能:。
【分析】(1)根据电能表的表盘分析解答;
(2)根据计算用电器消耗的电能。
18.(2023九下·吉安期中)亲爱的同学们,你们会使用下面的实验仪器吗?
(1)如图甲所示的停表的读数为 ;
(2)如图乙所示的电压表应 (选填“串联”或“并联”)在电路中,此时电压表的示数 ;
(3)如图丙所示的实验仪器与图乙所示的实验仪器使用前有一个相同之处,即均需 ,图丙此时的示数为 N;
(4)图丁所示的仪表是 表;图戊所示是该仪表在月初和月底的两次示数,则用户在这段时间内用电 度。
【答案】(1)32.5s
(2)并联;2.4V
(3)调零;1.4
(4)电能;55
【知识点】时间及其测量;弹簧测力计及其使用;电压的测量及电压表的使用;电能表参数的理解
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,秒表的小盘量程为15min,分度值为0.5min,那么小盘的读数为0.5min=30s。大盘的量程为30s,分度值为0.1s,则大盘的读数为2s,则秒表的示数为:30s+2s=32s。
(2)电压表应该并联在电路中。根据乙图可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.4V。
(3)如图丙所示的实验仪器与图乙所示的实验仪器使用前有一个相同之处,即均需调零。
根据丙图可知,测力计的分度值为0.2N,则示数为1.4N。
(4)根据丁图可知,kW·h为电能的单位,则丁为电能表。用户在这段时间内消耗的电能为:1276.0kW·h-1221kW·h=55kW·h。
【分析】(1)根据甲图确定秒表大盘和小盘的分度值,根据指针位置分别读出示数,然后相加即可;
(2)根据电压表的使用方法解答。根据乙图确定电压表的量程和分度值,然后根据指针位置读出示数;
(3)根据测量工具使用前的注意事项分析。根据丙图确定测力计的分度值,根据指针位置读出示数。
(4)根据铭牌信息确定仪表的名称。将两个示数相减得到这段时间内用电。
19.(2022九上·巴林左旗期末)单位换算:20kV= V;1kW·h= J。
【答案】2×104;3.6×106
【知识点】电压和电压的单位换算;电功及电功的实质
【解析】【解答】由于1kV=1×103V
故20kV=20×103V=2×104V
由于1kW=1000W,1h=3600s
故1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J
【分析】根据1kV=1×103V、1kW=1000W,1h=3600s进行单位换算。
20.(2023九下·苏州开学考)小华用电能表测量家中电热水器的热效率,他断开家中的其他用电器,仅让电热水器工作,40min把质量为40kg、初温为20℃的水加热到45℃,水吸收的热量是 J;此过程中标有“3000imp/(kW·h)”字样的电能表闪烁了4000次,则该热水器的效率为 。
【答案】4.2×106;87.5%
【知识点】热量的计算;电功的测量
【解析】【解答】水吸收的热量是Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(45℃-20℃)=4.2×106J
此过程中电热水器消耗的电能为W= 4.8×106J
则该热水器的效率为η= 87.5%
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量;根据电能表转盘转数计算消耗的电能;利用吸收的热量和消耗电能的多少的比值,计算电热效率。
21.(2022九上·永吉期末)已知定值电阻,将它们串联接入电路,电阻两端的电压之比为 ;将它们并联接入电路,相同时间内消耗的电能之比为 。
【答案】;
【知识点】欧姆定律及其应用;电功的计算
【解析】【解答】已知定值电阻 ,将它们串联接入电路,串联电路的电流处处相等,根据U=IR可知电阻两端的电压之比为
将它们并联接入电路,根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压相等,根据 可知相同时间内消耗的电能之比为
【分析】根据电流和电阻的乘积计算电压;根据电压、电阻和时间,可以计算消耗的电能。
22.(2023九上·荣昌期末)很多家用电器都有待机功能,比如,电视可以用遥控器关机而不必断开电源。电器在待机状态下仍有能耗,如表是小明家两台家用电器待机的数据统计,这两台用电器每天待机共耗电 度,若能及时断开电源,他家每年可以节约电费 元。(电价为0.5元/度,每月按30天计算)
家用电器 待机功率P/W 每天平均待机时间t/h
彩色电视 8 20
台式电脑 4 20
【答案】0.24;43.2
【知识点】电功的计算
【解析】【解答】由图表数据可知,彩色电视待机功率为P1=8W=0.008kW,台式电脑待机功率为P2=4W=0.004kW,待机时间都为20h,则这两台用电器每天待机共耗电能为W总=W彩色电视+W台式电脑=P1t+P2t=0.008kW×20h+0.004kW×20h=0.24kW h=0.24度,能及时断开电源,他家每年可以节约电费为n=0.24kW h×30×12× 0.5元/ kW h=43.2元
【分析】根据电功率和时间的乘积,计算消耗的电能;结合电费单价,计算电费。
23.(2023九下·南海月考)如图为小伟家的电能表,他家能同时工作的用电器最大总功率为 W。他只让洗衣机和电视机工作时,电能表的转盘在5min内转了150转。两电器的总功率为 W。小伟又把一个手机充电器插入插座进行充电,空气开关就跳闸了,造成跳闸的原因是 (选填“总功率过大”或“插头短路”)。
【答案】4400;600;插头短路
【知识点】电能表参数的理解;电功计算公式的应用
【解析】【解答】由图可知,电能表电压为220V,允许通过最大电流为20A,则同时工作的用电器最大总功率为;由图可知,电能表转3000转,电路中用电器消耗的电能,所以电能表的转盘转150转消耗电能,所用时间,所以两电器总功率为,由物理常识可知,手机充电器功率较小,远小于4400W-600W=3800W,所以造成跳闸的原因不可能是总功率过大,而是插头短路,导致电流过大,从而跳闸。
【分析】首先通过电能表的铭牌知道电能表的参数,利用P=UI求出最大总功率;求出转150转消耗的电能,利用求出两电器总功率;结合生活实际可知手机充电器功率达不到上百瓦,所以应是插头短路造成电流过大,从而跳闸
24.(2023九下·本溪月考)电热水器在工作的过程中,把电能转化成 能。某电热水器的铭牌如表所示,在该电热水器中装初温为25℃,质量为60kg的水,在额定电压下工作1400s,水温升高10℃。则水吸收的热量是 J,电热水器消耗的电能是 J。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]
额定容量:60L额定功申:2000W 额定频单:50Hz 额定电压:220V 新定压力:0.75MPa 制造商:xxx电器有限公司
【答案】内;2.52×106;2.8×106
【知识点】热量的计算;能量的转化或转移;电功计算公式的应用
【解析】【解答】电热水器在工作时,消耗电能,对水加热,将电能转化为内能。
水吸收的热量为Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×60kg×10℃=2.52×106J
消耗的电能为W=Pt=2000W×1400s=2.8×106J
【分析】电热水器在工作时,将电能转化为内能;根据公式Q吸=cm(t末-t初),求出水吸收的热量;根据W=Pt,可求出电能。
25.(2023九下·凉州模拟)小明家二月底电能表读数如图所示,三月份他家共耗电126kW·h,则三月底电能表读数为 kW·h。若只让一只微波炉正常工作3min,电能表的铝盘转88转,则微波炉的额定功率为 W。
【答案】950.5;880
【知识点】电能表参数的理解;电功计算公式的应用;电功率
【解析】【解答】电能表当前示数为824.5kW·h,月底读数应为824.5kW·h+126kW·h=950.5kW·h;
88转消耗的电能W==kW·h=0.044kW·h, t=3min=h, p===0.88KW=880W
【分析】电能表显示的示数的最后一位是十分位,2000r/kW·h表示每消耗1kW·h的电能铝盘转动2000转
26.(2023九上·临湘期末)如图所示家用电子式电能表的表盘,它是用来测量 的仪表,其标定电流是 A,若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了32次,该用电器在上述时间内消耗的电能为 ,它的电功率是 。
【答案】电能;10;0.02kW h;400W
【知识点】电能表参数的理解;电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】电能表是测量电路中消耗电能多少的仪表。
电能表表盘上“10(20)A”,表示电能表的标定电流为10A。
1600imp/(kW h)表示电路中的用电器每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁1600次,当指示灯闪烁32次,则该用电器在上述时间内消耗的电能
用电器的电功率
【分析】电能表是测量电路中消耗电能多少的仪表;电能表表盘上“10(20)A”,表示电能表的标定电流为10A,根据,可求出电能;根据,可求出电功率。
27.(2022九上·惠州期末)如图为小吉家电路中安装的电能表,此时示数为 kW·h。小吉关闭其它用电器后,将一个电吹风机接入电路,她观察到1min 内电能表铝盘转过25 转,则此电吹风机消耗的电能是 J,电功率为 W。
【答案】931.6;3.6×104J;600
【知识点】电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】①根据图片可知,该电能表的示数为931.6kW·h;
【分析】①电能表的最小一个数字为小数;
②电吹风消耗的电能:;
则电吹风的电功率:。
②根据计算电吹风消耗的电能,再根据计算电功率。
28.(2022九上·讷河期中)甲、乙两只小灯泡,铭牌上分别标有“6V3W”和“12V12W”(灯丝电阻不变),若把它们串联在同一电路中,电路两端最大电压为 V;并联在同一电路中干路最大电流值为 A。
【答案】12;1
【知识点】额定电压;额定功率;实际电压;实际功率
【解析】【解答】灯泡甲“6V 3W” 电流为电阻为
灯泡乙“12V 12W” 电流为电阻为。
若把它们串联在同一电路中, 则通过最大电流为0.5A,则通过最大电压为0.5A,通过电压为U=(R甲+R乙)I=(12Ω+12Ω)*0.5A=12V。
并联在同一电路中干路则通过最大电压为6v:最大电流值为
【分析】本题考查小灯泡额定功率求正常发光电流、电阻,并联电路、串联电路特点。本题重点在于灯丝电阻不变 ,通过串联电路要保证最小通过电流,用最小电流来解最大电压。通过并联电路要保证最小通过电压,用最小电压来解最大电流。
29.(2020九上·永吉期末)标有“12V 60W”的汽车灯泡工作时,用电压表测得其两端电压如图所示,则灯泡两端的实际电压为 V,灯泡的实际功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)60W。
【答案】11.5;小于
【知识点】实际电压;实际功率
【解析】【解答】由图知道,电压表选用的量程是0~15V,分度值是0.5V,故电压表的读数是11.5V,即灯泡此时的实际电压是11.5V;由于汽车灯泡的额定电压是12V,而实际电压小于额定电压,所以灯泡的实际功率小于额定功率60W。
【分析】感觉电压表选择的量程和指针位置测量电压;实际电压小于额定电压,实际功率小于额定功率。
30.(2023九下·桐城月考)把灯泡L1、L2、L3按如图所示方式连入电路中后,三只灯泡都发光,一段时间后L3突然烧断,则灯泡L1的亮度 ,灯泡L2的亮度 。(均选填“变亮”“变暗”或“不变”)
【答案】变暗;变亮
【知识点】实际功率
【解析】【解答】由图示知,灯L2、L3并联后,与L1串联,开始三个灯泡都发光,L3突然烧断,L1、L2串联在电路中,因为并联电路的总电阻比任一支路的电阻都小,所以L2部分电阻的阻值变大,分得的电压变大,L1部分分得的电压变小,据 知,L2的功率变大,L1的功率变小,所以L1变暗,L2变亮。
【分析】用电器并联时,电阻变小,分压减小;用电器的分压变大,电功率变大。
31.小明在做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接电路中的最后一根导线时,灯泡就发光了,而且很亮,则其实验时存在的不规范或不妥当的地方是: 、 .
【答案】连接电路时开关没有断开;滑动变阻器没有连入最大值
【知识点】电路故障的判断;电功率的测量
【解析】【解答】碰接电路的最后一根导线时,灯泡立即发光,而且很亮,是由于连接电路时,没有闭合开关,滑动变阻器接入电路的阻值不是滑动变阻器的最大阻值。
【分析】为保护电路,拆接电路时,开关要断开,滑动变阻器滑片要滑至阻值最大处.
32.(2020九上·东辽期末)在“探究小灯泡亮度和电功率的关系”实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8V。图甲连接的电路有错误,请你在错误连线上画“×”,并用笔画出正确的导线 ;如果该实验电源用干电池,至少需要 节干电池;实验过程中,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;正确完成实验后,可以得出灯泡的亮度由 决定。
【答案】;3;10;灯泡的实际功率
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】在“探究小灯泡亮度和电功率的关系”实验中,滑动变阻器应按“一下一上”连入电路中,改正后的电路如下图所示:
灯在额定电压3.8V时正常发光,电源电压要大于3.8V,一节干电池的电压为1.5V,如果该实验电源用干电池,至少需要3节干电池;实验过程中,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,电流表的分度值为0.02A,电流为0.38A,由欧姆定律,此时小灯泡的电阻为
灯的实际功率越大(小),灯越亮(暗),可以得出灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
【分析】探究灯泡的亮度和电功率关系时,滑动变阻器和灯泡串联,要一上一下;进行实验时,电源电压要高于灯泡的额定电压;根据电流表的量程和指针位置,测量电流;利用电压和电流的比值计算电阻;灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
三、实验探究题
33.(2023九下·吉安期中)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为8Ω)。
(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮);( )
(2)现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小芳应在其中选择规格为 的滑动变阻器接入电路;
(3)闭合开关前,应将滑片移到 端(选填“A”或“B”);
(4)闭合开关发现灯泡不亮移动滑片灯泡仍不亮,突然小芳的文具盒掉到桌上,灯泡亮了,小芳敲了几下桌子,灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是____;
A.开关短路 B.灯泡短路
C.电压表断路 D.灯泡接触不良
(5)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(6)小芳利用图甲装置 (选填“能”或“不能”)探究“通过定值电阻的电流与电压关系”的实验。
【答案】(1)
(2)20Ω 1A
(3)B
(4)D
(5)2.5;0.75
(6)不能
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)当变阻器的滑片向左移动时灯泡变亮,说明电流变大而变阻器的阻值减小,那么应该将变阻器左下角的A接线柱鱼灯泡右端相连即可,如下图所示:
(2)当灯泡正常发光时灯泡电压为2.5V,那么变阻器的电压为:U变=U总-UL=6V-2.5V=3.5V;
在串联电路中,电压与电阻成正比,即:;
;
解得:R变=11.2Ω;
故选“20Ω 1A”。
(3)根据图片可知,当滑片在B端时阻值最大,那么闭合开关前,应该将滑片移动到B端。
(4)根据“灯泡亮了,小芳敲了几下桌子,灯泡又熄灭了”可知,应该是灯泡的位置有时接触有时断开,故选D。
(5)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光。根据乙图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则示数为0.3A,那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(6)探究通过定值电阻的电流与电压的关系时,需要控制定值电阻的阻值不变,而灯泡的电阻随温度的升高而增大,那么图甲装置不能完成这个实验。
【分析】(1)根据题目描述确定变阻器的接线柱方法即可;
(2)根据欧姆定律计算出灯泡正常发光时变阻器接入的阻值即可;
(3)闭合开关前,为了避免电流过大而烧毁用电器,要求变阻器的滑片调到最大;
(4)根据实验现象推测可能的故障;
(5)根据图乙确定电流表的量程和分度值,然后根据指针位置读出灯泡的额定电流,最后根据P=UI计算灯泡的额定功率;
(6)根据控制变量法的要求分析解答。
34.(2022九上·讷河期中)在“测定小灯泡的额定功率”实验中,小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关电压为恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω1.5A”的滑动变阻器,小灯泡的额定功率小于2W,设计的电路如图甲所示的电路。
(1)连接电路时开关应处于 (选填“闭合”或“断开”)状态;
(2)小明在按照图甲所示的电路图连接实物过程中,出现如乙图所示情形,请你根据甲图帮他连接完好
(3)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,发现小灯泡都不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 ;
(4)在实验中,若电压表示数为2V,为了使灯两端电压达到3.8V,必须将滑片向 (选填“A”或“B”)调节;当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙,则灯泡的额定功率为 W;
(5)完成上述实验后,小明把小灯泡更换成定值电阻(如左图),利用原电路继续探究“电流与电阻”的关系:实验时,小明先将5电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,记下对应的电流;再将5的电阻更换为10电阻,将滑动变阻器适当向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数仍为2V;当小明再换接15电阻时,发现无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为2V,分析其可能的原因 (答出一种情况即可)。调整后完成了三组实验,得出该实验的结论是: 。
【答案】(1)断开
(2)解:如图所示:
其它连法,只要正确就行
(3)灯泡断路
(4)A;1.52
(5)B;定值电阻两端控制电压过低(滑动变阻器的最长阻值太小);电压一定时,通过的导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】额定功率;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)为了保护电路,连接电路时应断开开关;
(2)正确连接滑动变阻器(一上一下),且滑片调最大值(远离下端)。电流表因该与用电器串联,电压表与用电器并联,所以如图所示:
(3)常见电路故障:电流表无示数,电压表有示数(接近电源电压),则电路中发生的故障可能是:电压表所测电器(灯泡)断路。电流表有示数,电压表无示数(电压表相当于接在导线上),则电路中发生的故障可能是:电压表所测电器(灯泡)短路。
(4)电压表示数2V小于灯泡额定电压3.8V,由电路图可知,应向左移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变小,灯泡两端的电压变大,当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时,灯泡正常发光,灯泡的额定功率P=UI=3.8Vx0.4A=1.52W;
(5)将5 的电阻换为10 后,电压表的示数变大,所以应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向左滑动,保持电压表的示数为 2V,并读出电流表的示数; 换接15电阻时,根据串分压的知识,电压表的示数变大,为使电压表的示数不变,所需滑动变阻器的阻值更大,电压表的示数无法达到2V,可能是滑动变阻器的阻值太小或是定值电阻两端的电压保持太低或是电源电压太高造成;探究“电流与电阻”的关系结论是:电压一定时,通过的导体的电流与导体的电阻成反比。
故答案为:(1)断开;(2)见上图;(3) 灯泡断路 ,(4)A;1.52 (5) B定值电阻两端控制电压过低(滑动变阻器的最长阻值太小) ; 电压一定时,通过的导体的电流与导体的电阻成反比 。
【分析】本题考查的是测定小灯泡的额定功率实验,学生因该注意该实验要点:
原理:P=UI
为了保护电路,连接电路时应断开开关;滑动变阻器的作用:①保护电路;②将小灯泡两端电压调成额定电压。所以要正确连接滑动变阻器(一上一下),且滑片调最大值(远离下端)。
电流表因该与用电器串联,电压表与用电器并联。且用“试触法”选择合适的量程。
实验多次测量的目的:测量小灯泡在不同电压下的电功率,并进行比较(与电阻测量区分开来,电阻多次实验是为了求平均值,减少误差)。
常见电路故障:电流表无示数,电压表有示数(接近电源电压),则电路中发生的故障可能是:电压表所测电器(灯泡)断路。电流表有示数,电压表无示数(电压表相当于接在导线上),则电路中发生的故障可能是:电压表所测电器(灯泡)短路。
电压表示数2V小于灯泡额定电压3.8V,由电路图可知,应向左移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变小,灯泡两端的电压变大,当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时,灯泡正常发光,灯泡的额定功率P=UI=3.8Vx0.4A=1.52W;
四、计算题
35.(2022九上·朝阳期末)如图所示电路中,小灯泡L上标有“3V 0.9W”字样,电源电压恒为4.5V,闭合开关后,灯泡正常发光。求:
(1)电流表的示数;
(2)灯正常发光时的电阻;
(3)滑动变阻器接入电路中的阻值。
【答案】(1)解:由图知小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流;
根据知灯泡正常发光的电流为
所以电流表的示数为0.3A
答:电流表的示数为0.3A;
(2)解:利用公式知小灯泡正常发光的电阻为
答:灯正常发光时的电阻为10Ω
(3)解:因为灯泡正常发光,所以小灯泡两端的电压为额定电压,根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律的变形公式得滑动变阻器接入电路中的阻值为
答:滑动变阻器接入电路中的阻值为5Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用;探究用电器的电功率实验
【解析】【分析】(1)理清元件的连接方式及电表的测量对象,利用公式P=UI得到正常发光的电流,即电流表的示数。
(2)根据欧姆定律的变形公式R= 算出灯正常发光时的电阻。
(3)根据串联电路电压的规律算出滑动变阻器两端的电压,由欧姆定律的变形公式R= 算出滑动变阻器接入电路中的阻值。
五、综合题
36.(2021九下·通榆月考)下面是小明做测定“小灯泡电功率“实验,电路如图甲所示,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V
(1)连接电路时开关应 ;
(2)小明连接好电路,闭合开关S,发现小灯泡L发光暗淡。观察电压表、电流表均有示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表、电流表示数均不变。出现这种现象的原因可能是 。
(3)小明改正实验错误后,闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑片P向 (选填"A"或“B")端移动,使电压表的示数为2.5 V;
(4)小明移动滑片P,记录下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像。根据图像信息。可计算出小灯泡的额定功率是 W。
【答案】(1)断开
(2)滑动变阻器下面两个接线柱连入电路
(3)A
(4)0.5
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】 (1)、连接电路时,开关应断开。
(2)、小灯泡发光暗淡,说明整个电路中的电流偏小,移动滑片,电压表和电流表的示数均不变,说明滑动变阻器没有起到变阻的作用,由此推理可知滑动变阻器下面两个接线柱连入电路。
(3)、改正错误之后闭合开关S移动滑片p到某位置是电压表示数如图所示为2.4V,没有达到额定电压2.5V,所以需要小灯泡所分的电压更多滑动变阻器分压变小,而动变阻器的滑片影响A端移动。
(4)、从图像可知,当灯泡两端电压为2.5V时,整个电路当中的电流为0.2A,根据公式P=UI可知,小灯泡的额定功率为0.5W。
故答案为:(1)、断开(2)、滑动变阻器下面两个接线柱连入电路(3)、A(4)、0.5
【分析】(1)、所有电路连接过程中,开关都应该断开 ;
(2)、电路中电阻过大则电流过小,用电器小灯泡发光就会很暗;
(3)、滑动变阻器的作用是保护电路,调节整个电路中电流的大小,调节灯泡两端电压 ;
(4)、额定功率是在额定电压下的电功率。