第十八章 电功率 单元测试 (含解析)2025-2026学年人教版(2024)物理九年级全一册

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第十八章 电功率 单元测试 (含解析)2025-2026学年人教版(2024)物理九年级全一册

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第十八章 电功率 单元测试 2025-2026学年人教版(2024)物理九年级全一册
一、单项选择题
1.如图所示,电流表的示数为,电流表的示数为下列说法正确的是(  )
A.小灯泡与中的电流之比为:
B.小灯泡与的电压之比为:
C.小灯泡与的灯丝电阻之比为:
D.小灯泡与的电功率之比为:
2.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R为滑动变阻器,其规格为“20Ω 1A”,闭合开关S,当滑片P从一端滑到另一端的过程中,测到R的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示,则:下列分析与计算结果正确的是(  )
A.P1的值为4.8W B.P2的值为3.2W
C.电源电压为15V D.I1的值为0.8A
3.图甲为市面上的某款电热毛巾架,额定电压220V,简化的工作电路如图乙,该毛巾架通过智能系统可实现加热、保温挡自动切换,图丙为该毛巾架在正常工作30min内功率的变化情况。则(  )
A.只闭合开关S时,电路处于加热状态
B.同时闭合开关S、S1时,电路总功率为80W
C.加热状态下,电路正常工作时的电流为2A
D.电阻R0的阻值为605Ω
4.如图所示的电路中,电源两端电压为,且保持不变,甲、乙是电表(电压表或电流表),灯泡L1标有“3V 3W”、灯泡L2标有“6V 6W”。闭合开关S,两灯均发光。若不计灯丝电阻变化,则下列说法正确的是(  )
A.甲表为电压表,且示数为
B.乙表为电流表,且示数为
C.通电,该电路消耗的电能为
D.该电路的实际功率为两灯额定功率之和
5.如图所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向右移至中点过程中,下列判断正确的是(  )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.灯泡变亮,电路中总功率变小
D.灯泡变暗,电路中总功率变小
6.如图所示电路,电源两端电压为U=4.5V且保持不变,滑动变阻器R2上标有“20Ω;1A”的字样,电流表的量程为0~0.6A。两个电压表的量程均为0~3V,在保证电路安全的条件下移动滑片,观察到电压表V2示数最大值为2V,则(  )
A.向左移动滑片过程中,电压表V1示数与电流表示数之比增大
B.R1的阻值为16Ω
C.R1的最大功率为0.81W
D.电流表示数最大值与最小值之差为0.02A
7.如图是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,R2与R3并联。通电前,A、B两个U形管中的液面相平,通电一段时间后,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,则(  )
A.I1>I2,A管中的液面高度差较大
B.I1>I2,A管中的液面高度差较小
C.I1=I2,A管中的液面高度差较大
D.I1=I2,两管中的液面高度差相同
8.如图甲所示电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。下列说法正确的是(  )
①电源电压为4.5V
②R的阻值为10Ω
③电流表的示数的变化范围是0.2A~0.3A
④整个电路的消耗的最大功率为3.6W
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
二、填空题
9.如图所示,六个电阻完全相同,阻值都是 R,将电压为U的电源接在C,D两点间,则B,C两点间电阻 R4 的功率为   .若将电源接在线路中的A,C两点间,则   (选填“R1”“R2”“R3”“R4”“R5”“R6”或“所有电阻”)中无电流流过.
10. 如图,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,则电源电压为   V;若再闭合开关S2时,发现电流表的示数变化了0.2A,则电路的总功率为   W。
11.如图所示,比亚迪发布的全液冷“兆瓦闪充”技术在充电领域引起了巨大反响。为了提高冷却效果,液冷冷却液应该选用   大的液体。该充电柱最大输出功率可以达到1000kW,它支持最高充电电压达到1000V,则最高输出电流为   A。若按宣传的充电“1秒2公里”,每公里只需花费0.15元,则该充电桩的计费为元   /kW·h。
12. 在如图所示的电路中,电源电压恒定,电压表量程为0~15V,定值电阻R1、R2的阻值分别为10Ω和20Ω。当只闭合开关S1,将滑动变阻器R的阻值接入电路时,电压表示数为3V,电阻R1的电功率为P1;当闭合开关S1、S2,将滑动变阻器滑片P移到最左端时,定值电阻R2的电功率为P2。若P1∶P2=1∶8,则电源电压为   V,电路最小电功率为   W。
13.如图甲所示的电路中,电源电压恒定,、是定值电阻,是滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,两电压表示数随电流表示数变化的关系如图乙所示,则电源电压为   V,的最小功率为   W。
三、实验探究题
14.如图所示,在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接电路时开关应处于   状态,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至   (选填“A”或“B”)端。闭合开关,灯泡不亮,电压表和电流表都有示数,但示数较小,接下来的操作是   。
(3)排除故障后,闭合开关,多次实验并将数据和现象记录在下表。第2次测量时电流表的示数如图乙所示,其示数为   A,小灯泡的额定功率为   W。
实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度 小灯泡的电功率P/W
1 2.2 0.28 比正常发光暗 0.62
2 2.5
正常发光
3 2.8 0.32 比正常发光亮 0.90
(4)分析表中数据,发现小灯泡亮度是变化的,说明小灯泡的亮度是由其   (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的。
(5)通过计算发现灯泡两端的电压与通过它的电流之比不是一个定值,原因是   。
四、综合题
15.如图甲所示,是某实验小组设计的电子秤装置示意图,其中电源电压恒定,为定值电阻,是力敏电阻,其阻值随压力F变化的图像如图乙所示,轻质托盘里没放物品时,电流表示数为,电压表的示数为;在托盘内放入一足够高的轻质薄壁柱形容器,向容器内注入的水时,电流表示数为;再将一个正方体物体轻轻放入水中,物体漂浮在水面上,用竖直向下的力将物体缓慢压入水中,与物体下表面浸入水中深度h的关系如图丙所示,已知电流表的量程为“”,。求:(,g取)
(1)水的质量;
(2)电源电压;
(3)物体在下压的过程中的最大功率。
16. 采摘机器人在智慧农业中广泛使用,兴趣小组设计的某采摘机器人部分工作原 理如图所示,可以“前进”“后退”“照明”;开关S1、S2用绝缘柄相连,可同时连接触点“1”或“2”,电动机均正常工作。部分元件参数:电动机(24V 96W),灯泡L(18V 5.4W),滑动变阻器R(50Ω 1A),电流表(0~0.6A)。
(1)通过控制开关S1、S2,可实现前进、后退,原因是什么?
(2)电动机(线圈电阻为2Ω)正常工作5min消耗的电能和产生的热量分别为多少?
(3)闭合S3,调节灯泡亮度时,为保证各元件安全,R连入电路的最小阻值为多少?(灯丝电阻随温度变化忽略不计)
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.根据电路图,灯泡并联,电流表A1测量干路电流,A2测量灯泡L2的电流,灯泡L1的电流为1.5A-0.9A=0.6A,灯泡L1与L2电流比为0.6A:0.9A=3:2;A不符合题意;
B.灯泡并联,电压比为1:1,B不符合题意;
C.灯泡并联,电流和电阻成反比,电流比为3:2,电阻比为2:3,C符合题意;
D.根据P=UI,灯泡的电压相等,电功率之比等于电流比,为3:2,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据并联电路电流规律,计算支路电流;在并联电路中,各支路电流比等于电阻的反比;根据P=UI,计算电功率的比值。
2.【答案】B
【解析】【解答】滑动变阻器阻值最小时,电流最大为1.2A,当滑动变阻器阻值最大20Ω时,电流最小为0.4A,根据欧姆定律U=IR计算分析可知,R0=10Ω,电源电压为12V
A、根据P=I2R可知,,所以当R和R0阻值相等时,电功率最大,计算可知P1=3.6W,A错误
B、当滑动变阻器阻值最大时,电路中电流最小为0.4A,此时滑动变阻器电功率为P=I2R,计算的P2=(0.4A)2*20Ω=3.2W,B正确
C、当滑动变阻器阻值最小时,电流最大为1.2A,当滑动变阻器阻值最大20Ω时,电流最小为0.4A,根据欧姆定律U=IR计算分析可知,R0=10Ω,电源电压为12V,C错误;
D、I1=12V/20Ω=0.6A,D错误
综上选B
【分析】根据电路动态分析,根据欧姆定律U=IR以及电功率公式P=I2R计算求解判识选项。
1、电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片向左移动时,接入电路中的阻值变大,导致电路中的电流变小,电流表示数变小;所以当滑动变阻器阻值最大20Ω时,电流最小为0.4A,滑动变阻器阻值最小时,电流最大为1.2A,结合电功率公式P=I2R计算电功率
2、结合欧姆定律U=IR,0.4R0=1.2(R0+20Ω)计算R0电源电压
2、结合数学公式可知,当当R和R0阻值相等时,电功率最大,根据电功率公式P=U2/R开展相关计算
3.【答案】C
【解析】【解答】A、根据电功率公式可知,电阻越大电功率越小, 只闭合开关S时,电阻串联,电路处于保温状态 ,A错误;
B、 同时闭合开关S、S1时,电路处于加热状态,电路总功率为440W ,B错误;
C、根据P=UI可知,加热状态电流I=440W/220V=2A,C正确;
D、根据电功率公式可知, 电阻R0的阻值为(220V)2/440W=110Ω,D错误
综上选C
【分析】根据电路加热和保温的判识、电功率公式P=UI计算求解判识选项。
1、电路加热和保温的判识,有电功率可知,当R最大,P最小,R最小,P最大;
2、电路的串并联:串联:电路元件首位相连,并联:电路元件首首相连,尾尾相接,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断; 只闭合开关S时,电阻串联,电阻为R=R0+R1,此时电功率最小,当闭合开全部开关,电路中只有R0,此时电功率最大
4.【答案】C
【解析】【解答】由图可知甲为电流表,乙为电压表,L1,L2并联,电压均为3V,甲电表与L2串联。
A、 甲表为电压表,电路中仅有L1,L2不发光,所以A错误;
B、 甲、乙均为电流表,则电流从正极出发通过电流表直接流入负极,B错误;
C、L1灯泡 通电, L1灯泡消耗电能为, L2灯泡电阻为,所以其消耗电能为,电路消耗总电能为270J,所以C正确,D错误;
综上选C
【分析】根据电流表、电压表的连接、电路的串并联、电路的串并联、电路的三种状态、电能的计算公式以及功率的计算判识选项。
1、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程
2、电路的串并联:串联:电路元件首位相连,并联:电路元件首首相连,尾尾相接,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断;
3、电路的三种状态:断路:电路中存在接触不良、或者损害电路中无电流;短路:电路中电流直接连接在用电器两端,用电器无电流,通路:电路正常工作;
4、电能的计算公式以及功率的计算:计算公式
5.【答案】A
【解析】【解答】A、由图可知, 当滑动变阻器的滑片向右移至中点过程中 ,滑动变阻器阻值减小,电流表示数增加,根据欧姆定律可知电灯泡两端电压增大,灯泡变亮,有串联电路电阻可知用电器电阻之和为总电阻,所以滑动变阻器两端电压减小,A正确,B错误;
C、根据总功率P=UI,电流增大,总电压不变,由此可知电路总总功率变大,CD错误。
综上选A。
【分析】根据电路动态分析,根据欧姆定律以及功率公式计算判识选项。
1、电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片向左移动时,接入电路中的阻值变小,导致电路中的电流变大,电流表示数变大,根据欧姆定律可知电灯泡两端电压增大,灯泡变亮。
2、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,电灯泡两端电压增大,所以滑动变阻器两端电压减小
3、根据电功率公式:P=UI,电流增大,总电压不变,由此可知电路总总功率变大
6.【答案】D
【解析】【解答】根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压,电流表测总电流。
A. 向左移动滑片过程中,电压表V1示数与电流表示数之比等于R1的阻值,即比值保持不变,故A错误;
B.当电压表V2的示数最大为2V时,此时变阻器的阻值最大为20Ω,那么R1的电压为:U1=U总-U2=4.5V-2V=2.5V;
根据串联电路的分压规律得到:;
解得:R1=25Ω;
故B错误;
C.根据电压表的量程可知,R1的最大电压为3V,则R1的最大功率为:,故C错误;
D.当变阻器的阻值最大时,通过电路的电流最小,即最小电流为:;
当电压表V1的示数最大时,通过电路的的电流最大,即最大电流为:;
那么电流表示数的最大值和最小值之差为:0.12A-0.1A=0.02A,故D正确。
故选D。
【分析】A.根据公式分析电压表V1示数与电流表的示数的比值变化;
B.当变阻器的阻值最大时,电压表V2的示数最大,根据串联电路电压与电阻成正比计算R1的阻值即可;
C.根据电压表的量程确定V1的最大示数,根据计算R1的最大电功率;
D.当变阻器的阻值最大时,通过电路的电流最小;当V2的示数最大时,通过电流最大,据此分析计算即可。
7.【答案】A
【解析】【解答】右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以I1>I2;通电时间相同时,I1>I2,R1=R2=5Ω,由Q=I2Rt可知,左侧甲电阻产生的热量较多,左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大,A玻璃管液面高度差较大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】并联电路规律:电压规律、电流规律以及欧姆定律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流;
电流的热效应:公式为Q=I2Rt。
8.【答案】D
【解析】【解答】由图乙的曲线可知,滑动变阻器的阻值是从0到20Ω,故滑动变阻器的滑片从右端往左端滑动,当滑动变阻器在10Ω的时候,对应的功率为0.9W,根据电功率计算公式,P=I12R,可求出此时的电流I1=;20Ω时,对应的功率为0.8W,根据电功率计算公式,P=I22R,可求出此时的电流I2=;利用这两个电流,根据欧姆定律,可以列出两个等式:U源=I1R1+I1R=0.3A×10Ω+0.3A×R;U源=I2R1+I2R=0.2A×20Ω+0.2A×R,根据这两个等式,可以解出U源=6V,R=10Ω;故 ① 错误, ② 正确;因为滑动变阻器是从右端移至左端的,故电流表的变化范围是0A~0.3A ,故 ③ 错误;当滑动变阻器R1为0时,电路消耗的电功率最大,Pmax=,故 ④ 正确,所以,本题应选择D。
【分析】本题考查了动态电路,以及动态电路用P-R曲线图表示过程,从图中读到所需的已知条件,并利用数学中的二元一次方程来求解,本题需要对题目中的已知条件进行整体把握求解。
9.【答案】;R5
【解析】【解答】将电压为U的电源接在C,D两点之间时,从C点开始到 D点结束,等效电路图如答图(a)所示.
图(a)
由图可知:R2,R3和R4,R5构成电桥电路,由于它们的阻值相同,
所以 且
所以 BC两点间电阻R4的电压
所以R4的功率
将电压为U 的电源接在A,C两点之间时,等效电路如答图(b)所示.由图可知:R1,R4和R3,R6构成电桥电路,由于它们的阻值相同,
图(b)
所以

所以
即 B,D两点的电压为零.
因此电阻R5 中无电流流过。
【分析】 (1)首先根据电源的连接画出等效电路图,根据电阻的连接利用串并联电路的特点求出电阻R4的电流,即可利用功率公式计算它的功率;
(2)若将电源接在线路中的A、C两点,画出等效电路图,根据电阻的连接利用串并联电路的特点分析。
10.【答案】3;1.5
【解析】【解答】只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流I1=0.3A,根据欧姆定律可得,电源电压:U=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
当同时闭合开关S1、S2时,R1和R2并联,电流表测干路电流,因为并联电路各支路互不影响,所以通过R1的电流不变,仍为0.3A,电流表的示数变化了0.2A,则通过R2的电流I2=0.2A;
根据并联电路中总电流等于各支路电流之和可知,干路电流为:
I=I1+I2=0.3A+0.3A=0.5A,
则电路消耗的总功率为:
P=UI=3V×0.5A=1.5W;
故答案为:3;1.5。
【分析】 (1)只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;
(2)当同时闭合开关S1、S2时,R1和R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路各支路互不影响可知通过R1的电流不变,由电流表示数的变化可知通过R2的电流;根据并联电路电流的规律可知干路电流的大小,根据P=UI计算电路消耗的总功率。
11.【答案】比热容;1000;1.08
【解析】【解答】(1)因为水的比热容较大,质量相同的水和其他物质相比,升高相同的温度时,吸收的热量较多,所以冷却效果好;
(2)根据P=UI可得最高输出电流:;(3)充电桩最大功率1000kW,充电“1秒2公里”,一秒消耗的电能;
已知每公里只需花费0.15元,则充电“1秒”花费0.15元×2=0.3元,
充电桩的计费为:。
故答案为:比热容;1000;1.08。
【分析】(1)质量和升高的温度相同时,比热容大的物质吸热多,据此分析;
(2)根据P=UI即可求出最高输出电流,
(3)充电桩最大功率1000千瓦,充一秒可以跑2公里,只花费0.15元,据此算出一秒时间内消耗的电能,就可以计算充电桩的充电价格。
12.【答案】4;0.16
【解析】【解答】设电源电压为。当只闭合开关S1,将滑动变阻器R的阻值接入电路时,和滑动变阻器R的阻值串联,电压表测滑动变阻器电压,表示数为3V,根据串联电压规律,电压为,则电阻R1的电功率为
当闭合开关S1、S2,将滑动变阻器滑片P移到最左端时,、并联,定值电阻R2的电功率为
若P1∶P2=1∶8,则有
解得电源电压。
当只闭合开关S1,将滑动变阻器R的阻值接入电路时,和滑动变阻器R的阻值串联,根据串联分压原理则有
解得滑动变阻器R的最大阻值,则当滑动变阻器R的最大阻值接入电路时,电阻总电阻最大,根据,电路总功率最小为
【分析】只闭合S时,R1与RP串联,闭合S1、S2且P移到最左端时,R2与R1并联,由P1:P2=1:8和R1=10Ω,R2=20Ω 解方程得到电源电压的值。只闭合S1时,由串联电压规律得到R1两端电压,由串联分压原理得到滑动变阻器的最大阻值,当R1与RP串联时且RP阻值最大时,符合条件。由串联电阻规律得到此时电路总电阻,得到电路最小电功率。
13.【答案】15;0.6
【解析】【解答】第1空,第2空,分析电路图可知,该电路为电阻R2、变阻器R3和电阻R1串联,电压表V2测电阻R2的电压,V1测电阻R2与变阻器R3的总电压,电流表测电路的电流; 将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由于串联电路总电阻等于各分电阻之和,可得电路的总电阻变大,由欧姆定律,电源电压不变,总电阻变大,故电路中的电流变小,根据U=IR可知,V2示数变小,分析图乙中图线BC电流随电压的增大而增大,故图线BC表示电压表V2的示数随电流表示数的变化规律,则图线AB表示电压V1的示数随电流表示数的变化规律;
当变阻器接入电路的电阻最大时,电阻R2两端的电压最小为U2=2V,电阻R2和变阻器R3两端的电压为U23=12V,通过电阻R2的电流为0.2A, 由串联电路电流和电压规律可知,此时电路中的电流
即 ……①
滑动变阻器连入电路的电阻为0时,该电路为R1和R2串联, R3电阻为0,由图像可知, 电阻电阻R2的电压U2'=6V,通过电阻R2的电流为0.6A, 由串联电路的规律及欧姆定律可知,此时电路中的电流
即 ……②
由①②解得U=15V,即电源电压为15V,R1=15Ω, 由图知电路中的最小电流为0.2A,R1的最小功率为P=I小2R1=(0.2A)2×15Ω=0.6W。
故答案为:15;0.6。
【分析】由电路图可知,电阻R2、变阻器R3和电阻R1串联,电压表V2测电阻R2的电压,V1测电阻R2与变阻器R3的总电压,电流表测电路的电流;
将滑动变阻器的滑片P由a端移到b端,分析变阻器接入电路的电阻变化,由串联电阻的规律和欧姆定律确定电路中电流的变化,根据U=IR可知V2示数变化,从而确定乙图中下面的图线表示哪个电压表示数随电流表示数的变化规律,进一步得出乙图中上面的图线表示哪个电压表的示数随电流表示数的变化规律;
当变阻器连入电路的电阻最大时通过电路的电流最小,由乙图可知此时电阻R2两端的电压、电阻R2和变阻器的总电压和此时的电流,根据串联电路的规律及欧姆定律表示此时通过R1的电流的表达式;
变阻器连入电路的电阻为0时,两电压表都测电阻R2两端的电压,因此两电压表的示数相等,由图乙可知,电阻R2两端的电压和通过电阻R2的电流,根据串联电路的规律及欧姆定律再次表示此时通过R1的电流的表达式;
根据得出的通过R1的电流的两个表达式可解得电源电压和R1的阻值,由图像判断出电路中的最小电流,由P=I2小R1算出R1的最小功率。
14.【答案】(1)
(2)断开;B;将滑动变阻器的滑片向左移动,观察灯泡的发光情况
(3)0.3;0.75
(4)实际功率
(5)灯丝电阻随温度的升高而增大
【解析】【解答】(1)测量灯泡的电功率,电压表与灯泡并联,滑动变阻器、灯泡、电流表串联在电路中。变阻器的连接遵循一上一下的原则,如图所示:
(2)连接电路时,为保护电路,应将滑动变阻器的金属滑片移到阻值最大处,B端,开关应处于断开状态。闭合开关,灯泡不亮,电压表和电流表都有示数,示数小,说明电路中的电阻较大,接下来的操作是:将滑动变阻器的滑片向左移动,观察灯泡的发光情况。
(3)由表格数据可得,第2次测量时小灯泡两端的电压为2.5V,电流表示数为0.3A,小灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(4)当灯的实际功率为0.62W小于灯的额定功率时,比正常发光暗;当灯的实际功率等于其额定功率时,灯正常发光;当灯的实际功率为0.90W大于灯的额定功率时,发光程度比正常发光亮,由此可知:小灯泡的亮度由灯的实际功率决定。
(5)电压为2.2V、2.5V、2.8V时对应的电流大小分别为0.28A、0.3A、0.32A,根据欧姆定律计算可知灯泡的电流与灯泡两端电压不是成正比,原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。
【分析】1、伏安法测电功率:调节变阻器的电阻,使得电灯泡的电压为额定电压,电压表并联待测电阻两侧测量待测电阻的电压U额,电流表串联在电路中,读出此时的电流I额,根据电功率公式P=U额I额计算分析;
2、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出。
(1)测量小灯泡的电功率,滑动变阻器、灯泡、电流表串联在电路中,电压表与灯泡并联。所以可将滑动变阻器左上接线柱和开关的右侧接线柱相连,如图所示:
(2)[1]为保护电路,连接电路时开关应处于断开状态。
[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的金属滑片移到阻值最大处,即B端。
[3]闭合开关,灯泡不亮,电压表和电流表都有示数,说明电路为通路,但示数较小,说明电路中的电阻较大,接下来的操作是:将滑动变阻器的滑片向左移动,观察灯泡的发光情况。
(3)[1][2]由表格数据可得,第2次测量时小灯泡两端的电压为2.5V,如图乙所示电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,小灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(4)由实验数据知,当灯的实际功率为0.62W小于灯的额定功率时,比正常发光暗;当灯的实际功率等于其额定功率时,灯正常发光;当灯的实际功率为0.90W大于灯的额定功率时,比正常发光亮,由此可知:小灯泡的亮度由灯的实际功率决定。
(5)当电压为2.2V、2.5V、2.8V时对应的电流大小分别为0.28A、0.3A、0.32A,比较电压与对应的电流大小,可知通过灯泡的电流与灯泡两端电压不是成正比,造成这一现象的原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。
15.【答案】(1)水的质量
(2)分析电路可知,、串联,电压表测电压,电流表测电路电流。轻质托盘里没放物品时,压力为零,由图乙可知此时阻值为,则电源电压为①
且有②
在托盘内放入一足够高的轻质薄壁柱形容器,向容器内注入的水时,压力为
由图乙可知此时阻值为,则电源电压为③
又④
联立①②③④,解得电源电压,。
(3)由图丙可知,物体恰好浸没时,竖直向下的力,下表面浸入水中深度h为0.1m,则正方体物体棱长为0.1m。物体漂浮在水面上时,表面浸入水中深度h为0.02m,则物体重力为
则物体在下压的过程中,力敏电阻受到的最大压力为
由图乙可知此时阻值最小为,则电路中电流最大为
则物体在下压的过程中的最大功率
【解析】【分析】(1)根据密度公式得m=ρV,可算出水的质量;
(2)此为动态电路的计算,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值恒定,根据欧姆定律和串联电路的特点,结合题给条件可以计算出电源电压和定值电阻R1的阻值;
(3)物体在下压的过程中,物体浸入水中越深,对压敏电阻的压力变大,压敏电阻的电阻值变小,电流中的电流变大,可以根据这些条件算出R1的最大功率。
(1)水的质量
(2)分析电路可知,、串联,电压表测电压,电流表测电路电流。轻质托盘里没放物品时,压力为零,由图乙可知此时阻值为,则电源电压为①
且有②
在托盘内放入一足够高的轻质薄壁柱形容器,向容器内注入的水时,压力为
由图乙可知此时阻值为,则电源电压为③
又④
联立①②③④,解得电源电压,。
(3)由图丙可知,物体恰好浸没时,竖直向下的力,下表面浸入水中深度h为0.1m,则正方体物体棱长为0.1m。物体漂浮在水面上时,表面浸入水中深度h为0.02m,则物体重力为
则物体在下压的过程中,力敏电阻受到的最大压力为
由图乙可知此时阻值最小为,则电路中电流最大为
则物体在下压的过程中的最大功率
16.【答案】(1)解:由图可知开关S1、S2同时接1,电动机中电流方向为从右到左;开关S1、S2同时接2,电动机中电流方向为从左到右;所以通过控制开关S1、S2,改变通过电动机中电流的方向可实现前进、后退。
(2)解: 电动机正常工作5min消耗的电能
电动机正常工作电流为
产生的热量为
(3)解: 灯泡正常工作的电流为
则电路中最大电流为0.3A,由题意可知电动机正常工作,则电源电压为24V,根据欧姆定律和串联电路特点可知此时R连入电路的最小阻值为
【解析】【分析】(1)由图可知开关S1、S2同时接2,电动机中电流方向为从左到右,开关S1、S2同时接1,电动机中电流方向为从右到左;控制开关S1、S2,改变通过电动机中电流的方向实现前进、后退。
(2)根据W=Pt计算 电动机正常工作5min消耗的电能,结合电功率公式P=UI计算电动机正常工作电流;结合焦耳定律计算产生的热量;
(3) 灯泡L(18V 5.4W) ,结合P=UI计算灯泡正常工作的电流;电动机正常工作,根据并联电路电压规律分析可知,电源电压为24V,根据U=IR以及串联电路电压规律计算R连入电路的最小阻值。

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