北京课改版 物理九年级 第十一章 电功和电功率 单元练习(4份,含答案)

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北京课改版 物理九年级 第十一章 电功和电功率 单元练习(4份,含答案)

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专题训练(五) 电功率的综合计算
?类型一 图表、图像类电功率综合计算
1.2018·丰台二模 LED灯发光的颜色与其两端的电压之间的关系如下表所示,小阳用一个阻值为150 Ω的电阻R1与LED灯串联,接在电压为6 V的电源上,恰能使LED灯发出蓝光(如图ZT-5-1所示)。求:
灯两端电压U/V
2
2.4
3
发光的颜色

绿

 
图ZT-5-1
(1)定值电阻R1两端的电压。
(2)通过定值电阻R1的电流。
(3)LED灯的实际功率。
2.2017·西城一模 如图ZT-5-2甲所示是一个检测空气质量指数的检测电路。其中R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示,已知电源电压为6 V保持不变,R0=2.5 Ω,当闭合开关S后,电压表的示数为2 V,求:
(1)通过R0的电流。
(2)1 min内R0消耗的电能。
(3)此时的空气质量指数。
图ZT-5-2
3.2017·朝阳二模 如图ZT-5-3甲所示,a、b两端的电压U为6 V,R1的阻值为10 Ω,通过R2的电流随着它两端电压变化的图像如图乙所示。求:
(1)R2的阻值。
(2)电路消耗的总功率。
图ZT-5-3
?类型二 电路变化类电功率的计算
4.2018·海淀一模 如图ZT-5-4所示,电源电压U保持不变。闭合开关S1、S2,电流表的示数为2 A;闭合开关S1,断开开关S2,电流表的示数为1.5 A,已知电阻R1=10 Ω,求:
(1)电源电压。
(2)闭合开关S1、S2,10 s内电流通过电阻R2产生的热量。
图ZT-5-4
5.2018·顺义二模 如图ZT-5-5所示,假设电源电压U保持不变,电阻R1的阻值为6 Ω,电阻R2的阻值为18 Ω;当开关S闭合、S1断开时,R1两端的电压为3 V。求:
(1)电流表的示数。
(2)电源电压。
(3)当开关S和S1都闭合时,电阻R2消耗的电功率。
图ZT-5-5
?类型三 多挡位电功率的计算
6.2018·门头沟二模 如图ZT-5-6甲所示是某型号的电暖器,图乙是其内部的电路简化图,表格中列出了有关参数。当只闭合开关S1时,电暖器处于“550 W”的挡位工作;当只闭合开关S2时,电暖器处于“1450 W”的挡位工作;当闭合开关S1、S2时,电暖器处于“2000 W”的挡位工作。
型号
××
操作方式
手动
功率选择
2000 W/1450 W/550 W三挡可调
额定电压
220 V
图ZT-5-6
(1)电暖器在“550 W”挡位正常工作时,通过电暖器的电流是多少?
(2)同时闭合S1、S2,让电暖器正常工作2 h,消耗多少电能?
7.2018·房山一模 图ZT-5-7甲、乙为小兰家电饭锅及其简化电路,其中R1和R2均为电热丝,S1为自动控制开关,可实现智能化地控制食物在不同时间段的温度。图丙为用该电饭锅焖熟一锅米饭后并保温时,功率随时间变化的图像。已知高温挡的功率为660 W,保温挡的功率是110 W。求:
(1)保温时的电流。
(2)焖熟一锅米饭应缴纳的电费。(每度电按0.5元计算)
图ZT-5-7
教师详解详析
1.(1)由图表可知:LED灯发出蓝光时,ULED=3 V;
根据串联电路电压的规律,定值电阻R1两端的电压:U1=U-ULED=6 V-3 V=3 V。
(2)通过定值电阻R1的电流:
I1===0.02 A。
(3)根据串联电路的电流规律,通过LED灯的电流I=I1=0.02 A,LED灯的实际功率:PLED=ULEDI=3 V×0.02 A=0.06 W。
2.(1)通过R0的电流:I===0.8 A。
(2)1 min内R0消耗的电能:
W=I2R0t=(0.8 A)2×2.5 Ω×60 s=96 J。
(3)因为R====5 Ω,
所以==0.2 Ω-1,
由图乙可知,此时的空气质量指数为50。
3.(1)分析图像可知,当R2两端的电压为2 V时,通过它的电流为0.4 A,则R2的阻值:
R2===5 Ω。
(2)通过R1的电流:I1===0.6 A,
通过R2的电流:I2′===1.2 A,
电路消耗的总功率:P=UI=U(I1+I2′)=6 V×(0.6 A+1.2 A)=10.8 W。
4.(1)当开关S1、S2闭合时,电阻R1与R2并联;
当开关S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电源电压:U=U1=I1R1=1.5 A×10 Ω=15 V。
(2)通过R2的电流:
I2=I-I1=2 A-1.5 A=0.5 A,
10 s内电流通过电阻R2产生的热量:
Q=W=UI2t=15 V×0.5 A×10 s=75 J。
5.(1)当开关S闭合、S1断开时,通过R1的电流:I1===0.5 A,根据串联电路的电流规律,电流表的示数I=I1=0.5 A。
(2)电源电压:U=I(R1+R2)=0.5 A×(6 Ω+18 Ω)=12 V。
(3)当开关S和S1都闭合时,电阻R2消耗的电功率:P===8 W。
6.(1)电暖器在“550 W”挡位正常工作时,通过电暖器的电流:I1===2.5 A。
(2)同时闭合S1、S2,让电暖器正常工作2 h,消耗的电能:W=Pt=2000 W×2 h=2 kW×2 h=4 kW·h。
7.(1)保温时的电流:I保===0.5 A。
(2)焖熟一锅米饭消耗的电能:W=Pt=0.66 kW× h=0.22 kW·h,
焖熟一锅米饭应缴纳的电费:0.22 kW·h×0.5元/kW·h=0.11元。

滚动训练(四)
[范围:第一节~第三节 时间:40分钟 分值:100分]
一、选择题(每题5分,共50分)
1.有三只家用照明灯泡,甲标有“PZ220-15”,乙标有“PZ220-40”,丙标有“PZ220-100”,将它们接在家庭电路中,正常工作时灯丝中电流最大的是(  )
A.甲灯 B.乙灯 C.丙灯 D.一样大
2.斌斌家最近买了一个微波炉,他发现当微波炉工作时,家里的电能表的转盘转得飞快。他联想最近学过的物理知识,明白了其中的道理(  )
A.微波炉消耗的电能多
B.微波炉两端的电压高于其他用电器两端的电压
C.微波炉的电功率很大
D.微波炉消耗的电能很少
3.有两只灯泡,甲标有“PZ220-40”,乙标有“PZ220-25”,比较它们的亮度,下列说法中正确的是(  )
A.甲一定比乙亮
B.乙一定比甲亮
C.都正常工作时,甲比乙亮
D.都正常工作时,乙比甲亮
4.如图G4-1所示电路,开关S闭合后,移动滑动变阻器的滑片P,下列各物理量中大小会发生改变的是(  )
图G4-1
A.小灯泡的额定电压 B.小灯泡的额定功率
C.小灯泡的实际功率 D.电源电压
5.某同学观察两只额定电压相同、但额定功率字样已模糊不清的灯泡,发现甲灯的钨丝粗而短,乙灯的钨丝细而长,则这两只灯泡额定功率的大小关系为(  )
A.甲灯的额定功率较大 B.乙灯的额定功率较大
C.两灯的额定功率相同 D.无法比较
6.调光台灯的电路是由一只灯泡和一个电位器(滑动变阻器)串联组成的,调节电位器的旋钮使灯由亮变暗的过程中,电路的总功率将(  )
A.变大      B.变小
C.不变 D.无法确定
7.将一个标有“12 V 15 W”的灯泡接入某电路时,测得通过它的电流是1 A,则它的实际功率(  )
A.小于15 W B.等于15 W C.大于15 W D.不能确定
8.关于“6 V 3 W”的灯L1和“12 V 6 W”的灯L2,下列说法中正确的是(  )
A.L1的电阻大于L2的电阻
B.两灯都正常发光时,一样亮
C.两灯串联工作时,L2比L1亮
D.两灯都正常发光时,通过L2的电流较大
9.图G4-2中的三个电路电源电压均相同且不变,灯泡规格相同,忽略温度对电阻的影响,闭合开关,a、b、d三盏灯实际功率的大小关系正确的是(  )
图G4-2
A.Pa=Pd=Pb B.Pa>Pd>Pb C.Pa=Pd>Pb D.Pa<Pd=Pb
10.现有“6 V 2 W”和“12 V 8 W”两只灯泡,忽略温度对电阻的影响,如果将它们串联在电路中,使其中一只灯泡正常发光,则加在电路两端的电压为(  )
A. 4 V  B. 6 V  C. 12 V  D. 20 V
二、填空题(每空2分,共20分)
11.如图G4-3所示,电源电压为8 V且保持不变,小灯泡标有“6 V 3 W”字样,当小灯泡正常发光时,电路中的电流为______A,电阻R的阻值为________Ω,电阻R的电功率为________W。
图G4-3
12.如图G4-4所示电路中,电源电压保持不变,在滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动的过程中,电流表的示数________,灯泡L的电功率________,变阻器R的电功率________。 (均选填“变大”“变小”或“不变”)
   
图G4-4
13.如图G4-5所示是一个小灯泡电流和电压变化规律的图像,物理学中叫作伏安特性曲线。由图像可知,当小灯泡两端的电压U=4 V时,灯丝的电阻为______Ω;当小灯泡中流过的电流为0.3 A时,它的电功率是______W。
图G4-5
14.标有“36 V 40 W”的两只定值电阻,若将它们并联后接在36 V的电源上,则每只定值电阻的实际功率为________W;若将它们串联后接在36 V的电源上,则每只定值电阻的实际功率为________W。
三、实验探究题(共23分)
15.(15分)小强在做“测定小灯泡的额定功率”的实验时,已知灯泡的额定电压是3.8 V,电源是三节新的干电池(电压为4.5 V),灯丝电阻大于10 Ω,滑动变阻器上标有“10 Ω 1 A”字样。
(1)小强按图G4-6甲所示连接电路并闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电压表有示数,则故障可能是小灯泡________(选填“断路”或“短路”)。
  
甲               乙
图G4-6
(2)小强排除故障后,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W。
(3)若电压表0~15 V的量程已损坏,换用0~3 V的量程后,将电压表的“-”接线柱连入图甲中的______点,将“3”接线柱接入图甲中的______点,也可测出小灯泡的额定功率。实验过程中,当电压表的读数为________V时,小灯泡正常发光。
16.(8分)小明从废旧节日彩灯上拆得一个紫色小灯泡,其额定电压为2.5 V。为测得小灯泡的额定功率,小明找来两节电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线等,他连好如图G4-7甲所示实验电路图,展开实验探究。
图G4-7
(1)闭合开关S前,滑片P应放在使滑动变阻器接入电路的阻值________(选填“最大”或“最小”)处。
(2)闭合开关S后,小灯泡不亮,观察发现:小灯泡是完好的,电压表有示数,电流表指针指向零刻度线,电路可能存在的故障是________________________________________。
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片P直至电压表的示数为________V,此时小灯泡处于正常工作状态,根据图乙所示电流表的示数可知其额定功率为________W。
四、计算题
17.(7分)如图G4-8所示的电路中,R1=2 Ω,R2=3 Ω。当开关S1闭合,S2、S3都断开时,电流表的示数为0.6 A;当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数为1.5 A,且灯泡正常发光。设电源电压不变,求:
(1)电源电压。
(2)灯泡的额定功率。
图G4-8
教师详解详析
1.C [解析] 由P=UI得I=,三灯额定电压相同,当它们正常工作时,额定功率大的灯泡中通过的电流大,C正确。
2.C 3.C
4.C [解析] 在滑动变阻器滑片移动的过程中,电路中的总电阻发生变化,通过小灯泡的电流发生变化,小灯泡的实际功率也随之发生变化。
5.A [解析] 根据影响电阻大小的因素可知,甲灯的电阻小于乙灯的电阻,根据P=可知,在额定电压相同的情况下,电阻越小,额定功率越大。
6.B [解析] 电位器实质是一个滑动变阻器,在灯由亮变暗的过程中,电流变小,根据P=UI可知,在电压不变的情况下,电路的总功率变小。
7.A [解析] 根据公式I=可以判断出小灯泡的额定电流大于1 A,故当其电流为1 A时,灯泡的实际功率小于其额定功率。
8.C [解析] 根据R=可得,L1的电阻R1===12 Ω,L2的电阻R2===24 Ω,则L2的电阻大于L1的电阻,故A错误;灯泡的亮暗程度取决于灯泡的实际功率,而不是额定功率,所以两灯都正常发光时,L2比L1亮,故B错误;当两灯串联时,通过它们的电流相同,根据公式P=I2R可知,电阻越大,电功率越大,所以L2的电功率大于L1的电功率,L2比L1亮,故C正确;两灯都正常发光时,根据I=可得,通过灯L1、 L2的电流均为0.5 A,故D错误。
9.C [解析] 对比a、d、e三只灯泡,其两端电压均为电源电压,故其实际功率相等;由图可知,b、c灯泡串联,其两端电压均小于电源电压,故b、c的实际功率相等,但均小于a、d、e的实际功率。
10.C [解析] 两只灯泡的额定电流分别为:I1=== A,I2=== A,所以电路的电流应为 A。规格为“6 V 2 W”的灯泡正常发光,另一灯泡的电阻为R2===18 Ω,两端实际电压为U2实=I1R2= A×18 Ω=6 V,总电压为U=U1+U2实=6 V+6 V=12 V。
11.0.5 4 1
12.变小 不变 变小
[解析] 电流表测量干路电流,当滑片P向右端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,通过滑动变阻器的电流变小,则电流表的示数变小;由于灯泡两端的电压不变,故其电功率不变;根据P=可知,在电压不变的情况下,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电功率变小。
13.10 0.6 14.40 10
15.(1)断路 (2)0.76 (3)C B 0.7
[解析] (2)P=UI=3.8 V×0.2 A=0.76 W。(3)若换用0~3 V量程,电压表可并联在滑动变阻器两端,当电压表的示数为4.5 V-3.8 V=0.7 V时,小灯泡正常发光。
16.(1)最大 (2)灯泡和灯座接触不良
(3)2.5 0.9
17.(1)当S1闭合,S2、S3断开时,R1、R2串联,电路中的总电阻:R总=R1+R2=2 Ω+3 Ω=5 Ω,
电源电压:U=IR总=0.6 A×5Ω=3 V。
(2)开关S1、S2、S3都闭合时,L和R2并联,R1短路,通过R2的电流:I2== =1 A,
通过灯L的电流:IL=I′-I2=1.5 A-1 A=0.5 A,
灯泡的额定功率:PL=UIL=3 V×0.5 A=1.5 W。

章末复习(三)
 一、电能与电功
1.电功:______________________叫电功,用字母________表示。电流做功的过程就是______能转化为______________能的过程,电流做了多少功,就有多少______能转化为______________能。
2.电功的单位:国际单位:________。常用单位有:________,1度=1________=________焦耳。
3.测量电功的工具:________。
4.电功计算公式:________(式中单位W→________;U→________;I→________;t→________)。
5.利用W=UIt计算电功时注意:①式中的W、U、I和t是针对________________;②计算时________要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量。
6.计算电功还可用以下公式:W=________;W=________;W=t。
二、电功率
1.电功率:电流做的功与____________________的比。国际单位:________;常用单位:________。
2.计算电功率公式:P=________=________(式中单位P→________;W→__________;t→________;U→________;I→________。
3.利用P=计算时单位要统一,如果W用________、t用________,则P的单位是________;如果W用________、t用________,则P的单位是________。
4.计算电功率还可用的公式有:P=________和P=。
三、额定电压与额定功率
1.额定电压(U0):用电器________工作时的电压,用电器上所标的电压值就是额定电压。一个用电器只有一个额定电压。
2.额定功率(P0):用电器在________电压下工作的功率,用电器上所标的功率就是额定功率。一个用电器只有一个额定功率。
3.实际电压(U):用电器实际工作时的电压,有无数个。
4.实际功率(P):用电器实际工作时的功率,有无数个。
①当U>U0时,则P>P0;灯很亮,易烧坏。
②当U③当U=U0时,则P=P0;正常发光。
④实际功率与额定功率的数量关系:当用电器的电阻不变时,用电器的实际功率P=__________。
四、电流的热效应
1.电流的热效应:电流通过导体时,____________,这种现象叫作电流的热效应。
2.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟________成正比,跟导体的________成正比,跟__________成正比。
3.焦耳定律公式:________(式中单位Q→________;I→________;R→________;t→__________)。
4.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有________,可用电功公式来计算Q。
五、家庭电路
1.家庭电路由:________→________→________→________→________、插座、导线等组成。
2.两根进户线是________和________,它们之间的电压是________,可用________来判别。如果试电笔中氖管发光,则所测的是________,不发光的是________。
3.所有家用电器和插座都是________的;而开关则要与它所控制的用电器________。
4.熔丝是用______较大,熔点较低的铅锑合金制成。它的作用是当电路中有过大的电流通过时,熔丝产生较多的热量,使它的温度达到熔点,从而熔断,自动切断电路,起到保护作用。
5.引起电路中电流过大的原因有两个:一是电路发生________;二是____________________过大。
6.安全用电的原则:
①不______________________;
②不________________________。
7.在安装电路时,要把电能表接在________上,熔丝接在________上(一根已足够);控制灯泡的开关接在________上,螺口灯泡的螺旋接在________上。
一、电功与电热的关系
物理量
纯电阻电路
非纯电阻电路
电功
 W=Pt=UIt=
I2Rt=
 W=Pt=UIt
电功率
 P电==UI=
I2R=
 P电==UI
电热
 Q=UIt=I2Rt=
 Q=I2Rt
发热功率
 P热==UI=
I2R=
 P热=I2R
关系
 W=Q P电=P热
 W>Q P电>P热
二、家庭电路中的常见故障及现象
常见故障
现象
过载
 用电器的总功率过大导致电路中的电流过大,导线发热甚至引起火灾
漏电
 通过进户火线和零线的电流不相等,有电流流向大地
短路
 电路中有很大的电流但不通过用电器,熔丝熔断,导线发热甚至引起火灾
断路
 电灯不亮,用电器不工作,电路中无电流
命题点1 电能表
  图3-F-1
如图3-F-1所示,220 V表示_____________________________________________________;
5 A表示____________________;20 A表示________________;该电能表的示数为______________;该电能表允许接入的最大电功率为____________。
命题点2 用电器的额定物理量
图3-F-2
如图3-F-2所示,1450 W表示______________________________________;
此微波炉正常工作时电流约为________A。
命题点3 家庭电路的组成
图3-F-3
如图3-F-3所示是家庭电路示意图,家庭电路由________、________、________、________、________、________、________等组成。
命题点4 三孔插座与三线插头
图3-F-4
如图3-F-4所示,三孔插座下面的两个孔中,左孔接________线,右孔接________线,上面的孔接______线。三线插头上边的脚较长,当插头与插座接通时可以确保这只脚先________,将用电器的金属外壳与________相连,断开时可以确保这只脚后断开,从而防止因漏电而造成的触电事故。
实验一 测量小灯泡的电功率
1.实验器材:电源(电压为6 V)、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压为2.5 V,灯丝电阻约为10 Ω)、导线若干。
2.实验电路图:如图3-F-5所示。
图3-F-5
3.设计实验:根据小灯泡的规格,恰当地选择电压表和电流表的量程,按照电路图连接实物电路,连接时断开开关,将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。分别使小灯泡在等于、小于、稍大于其额定电压下工作,记下对应的电流值,观察小灯泡的亮度,最后计算出不同情况下的电功率,比较小灯泡的亮度与实际功率的关系。
4.进行实验
(1)根据电路图,连接如图3-F-6甲所示的实物电路。
图3-F-6
(2)使小灯泡两端的电压等于其额定电压,观察小灯泡的亮度,记录通过小灯泡的电流(如图乙所示)为________A。
(3)使小灯泡两端的电压小于其额定电压,观察小灯泡的亮度,记录小灯泡两端的电压和通过它的电流。
(4)使小灯泡两端的电压稍大于其额定电压,观察小灯泡的亮度,记录小灯泡两端的电压和通过它的电流。
(5)断开开关,计算出小灯泡各次的功率,其额定功率为________W;并比较其亮度与电功率间的关系,最后整理器材。
5.实验结论:小灯泡两端电压不同,实际功率________;小灯泡两端的电压越高,实际功率越________,小灯泡越________。
6.评估交流:实验误差不能避免,但是可以减小,多次测量求平均值是减小实验误差的常用方法。为什么在“伏安法测定值电阻”的实验中可以求电阻的平均值,而“测量小灯泡电功率”的实验中不能求电功率的平均值?
实验二 探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关
1.实验设计:通过观察______________变化来比较电流通过导体产生热量的多少。
2.探究方法:控制变量法、转换法。
3.进行实验
(1)在探究“电流、通电时间相同,电热与电阻的关系”时,应将阻值不同的两电阻________联,如图3-F-7所示。
图3-F-7 图3-F-8
可将阻值相同的两电阻________联,并分别用串联的滑动变阻器使通过两个电阻的________不同,如图3-F-8所示。
4.得出结论:实验表明,在电流、通电时间相同的情况下,电阻________,电阻产生的热量越多;在电阻、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,电阻产生的热量________。
?类型一 电功与电功率
 图3-F-9
1.2018·昌平二模 如图3-F-9所示,电能表的示数为________kW·h。
2.2018·大兴一模 如图3-F-10所示是甲、乙两种电暖器及其铭牌,则下列说法中正确的是(  )
图3-F-10
A.正常工作时,甲消耗的电能比乙多
B.正常工作时,甲消耗电能比乙快
C.电流通过甲做的功一定比乙的多
D.电流通过甲做的功一定比乙的快
?类型二 电热
3.2018·海淀一模 如图3-F-11所示的用电器中,利用电流热效应工作的是(  )
图3-F-11
4.2018·怀柔二模 电烤箱是常见的家用电器之一。某电烤箱有“高温挡”和“低温挡”两种工作状态。只闭合开关S1时,电热丝R1、R2同时工作,电烤箱处于“低温挡”状态;当开关S1和S2都闭合时,只有电热丝R1工作,电烤箱处于“高温挡”状态。在如图3-F-12所示的四个电路图中,符合上述设计要求的是(  )
图3-F-12
?类型三 安全用电
5.2018·顺义一模 我们的学习和生活都离不开电,在日常生活中树立安全用电意识十分重要。在如图3-F-13所示的各种做法中,符合安全用电原则的是(  )
图3-F-13
6.2018·石景山二模 电焊利用电流的热效应熔化焊条。某型号的电焊机接在电压为220 V的家庭电路上,输出电压为40 V,输出功率为2200 W。编号为甲、乙、丙、丁的四种橡胶绝缘铜芯线在常温下安全载流量(长时间通电的最大安全电流)如下表所示。从安全的角度考虑,该电焊机的输出导线应该选用(  )
导线编号




导线横截面积S/mm2
1.0
2.5
6
10
安全载流量I/A
12
28
47
68
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
?类型四 电学综合
7.2018·顺义一模 小红连好了如图3-F-14所示的电路,闭合开关后发现小灯泡L1发光,小灯泡L2比以往正常发光时暗,关于产生这一现象的原因,下列说法中合理的是(  )
图3-F-14
A.小灯泡L1发生了断路 B.小灯泡L2发生了短路
C.通过L2的电流小于通过L1的电 D.小灯泡L2消耗的实际功率小于它的额定功率
8.2018·朝阳二模如图3-F-15所示电路,电源电压恒为12 V,小灯泡L1的规格为“6 V 3 W”,小灯泡L2的规格为“2.5 V 0.3 A”,滑动变阻器标有“50 Ω 1.5 A”字样。假设灯丝阻值不随温度改变,下列说法中正确的是(  )
   
图3-F-15
A.小灯泡L1的电阻小于小灯泡L2的电阻
B.该电路只可以使小灯泡L2正常发光,而不能使小灯泡L1正常发光
C.相同时间内电流通过小灯泡L1做的功小于通过小灯泡L2做的功
D.当该电路中电流为0.2 A时,通电1 min,小灯泡L1灯丝产生的热量为0.48 J
?类型五 计算
9.2018·通州一模 如图3-F-16所示的电路中,电源电压为6 V且保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω,电阻R2的阻值为2 Ω。求:
(1)只闭合S1时,电流表的示数。
(2)同时闭合S1和S2时,电阻R1消耗的电功率。
图3-F-16
10.2018·平谷二模 如图3-F-17所示的电路,电阻R2的阻值是20 Ω。当开关S闭合时,电流表A1的示数是0.4 A,电流表A的示数是1.0 A。求:
(1)电阻R1的阻值。
(2)通电30 s,电流通过电阻R2所做的功。
图3-F-17
?类型六 测量小灯泡的电功率
11.2018·海淀一模(多选) 在测小灯泡额定功率的实验中,提供的实验器材有:符合实验要求的电源(电压不变且未知)、学生用电流表、学生用电压表、滑动变阻器、阻值已知的定值电阻R、额定电压为3.8 V的小灯泡L、开关和导线若干。同学们设计了如图3-F-18所示的几种测量电路,在不拆改电路的前提下,能测出小灯泡额定功率的电路是(  )
图3-F-18
12.2018·怀柔二模 在利用滑动变阻器改变小灯泡亮度的实验中,小东正确连接了如图3-F-19所示的实验电路。闭合开关后小灯泡发光,小东反复移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡的亮度没有明显变化。经检查,各元件完好,电路连接无故障。
图3-F-19
(1)请你猜想小灯泡的亮度没有明显变化的原因是__________________________________。
(2)写出检验你的猜想是否正确的方法:____________________________________。
13.2018·朝阳二模 在“测量小灯泡额定功率”的实验中,提供的器材:标有“3.8 V”字样的小灯泡、“10 Ω 2 A”的滑动变阻器、四节新干电池等。
图3-F-20
(1)连接电路时开关应________。
(2)请你指出如图3-F-20甲所示的实物连接图中的一处错误:________________________________________________________________________。
(3)改正错误后,闭合开关,发现灯泡不亮,两电表均无示数。为了查找故障,小阳将电压表拆下,在开关闭合状态下,将电压表分别接在电源、滑动变阻器、开关两端,发现只有接在滑动变阻器两端时,电压表无示数,由此可以判断,出现故障的元件是________。
(4)排除故障后闭合开关,当滑片P移到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,为测量灯泡的额定功率,应将滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动,直至电压表的示数为3.8 V,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是________W。
(5)若用该电路测量规格为“1.5 V 0.3 A”灯泡的额定功率,需对该电路图中的实验器材进行适当的调整,你的做法是:__________________________________。
?类型七 探究实验
图3-F-21
14.2018·怀柔一模(多选) 如图3-F-21所示的电路中,R为电阻箱,学生电源的电压可以改变。实验时,在不拆改电路的情况下,下列选项中的探究问题,利用这个电路进行实验能完成的是(  )
A.电阻一定时,通过电阻的电流与其两端的电压成正比吗
B.电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比吗
C.电阻一定时,电阻消耗的电功率与电阻两端电压的平方成正比吗
D.通过滑动变阻器的电流一定时,滑动变阻器消耗的电功率与滑动变阻器连入电路的电阻成正比吗
15.2018·顺义一模(多选) 小明想探究电流通过电阻时产生的热量Q与电流I、电阻R的定性关系。实验桌上有如下器材:三个完全相同的烧瓶,瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计a、b和c、一个阻值为R1的电阻丝和两个阻值为R2的电阻丝(R1>R2),还有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关、导线。他连接了如图3-F-22所示的电路进行实验,下列说法中正确的是(  )
图3-F-22
A.实验中电流通过导体产生热量的多少是用通电时间的多少体现的
B.闭合开关一段时间,温度计a比b的示数变化大
C.闭合开关一段时间,比较温度计b和c的示数变化,可以得出电流通过电阻产生热量的多少与电流的大小是否有关
D.闭合开关一段时间,比较温度计a和c的示数变化,可以得出电流通过电阻产生热量的多少与电阻的大小是否有关
16.2018·顺义二模 小李在某次实验中记录了下表所示的实验数据,根据表中数据可归纳出电功率P与电阻R的关系为(  )
R/Ω
10
20
30
40
50
60
P/W
6
9
12
15
18
21
A.R=(3 W/Ω)P+0.3 Ω
B.R=(0.3 W/Ω)P+0.3 Ω
C.P=(3 W/Ω)R+0.3 W
D.P=(0.3 W/Ω)R+3 W
17.2018·朝阳二模 为了探究灯泡消耗的电功率与电阻的关系,小阳利用如图3-F-23所示电路做了实验,闭合开关后发现灯泡L1比L2亮,已知灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻,于是小阳得出结论:电阻大的灯泡消耗的电功率就大。请你利用电路图中的电路元件(只可添加导线),设计一个实验证明小阳的结论是错误的。
图3-F-23
18.2018·房山一模 梅梅同学连接了如图3-F-24所示电路,闭合开关后发现,L1、L2的亮度不同,于是猜想“当通过导体的电流一定时,导体的电阻越大,导体消耗的电功率越大”。现有如下器材:满足实验要求的电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱(电路图符号)和开关各一个,导线若干。请利用实验器材设计实验证明她的猜想。要求:
(1)画出实验电路图。
(2)写出实验步骤。
(3)画出实验数据记录表格。
图3-F-24
教师详解详析
【核心要点突破】
一、1.电路中电流做的功 W 电 其他形式的 电 其他形式的
2.焦耳 度(千瓦时) 千瓦时 3.6×106
3.电能表
4.W=UIt 焦(J) 伏(V) 安(A) 秒(s)
5.同一段电路 单位
6.Pt I2Rt
二、1.完成这些功所用时间 瓦特 千瓦
2. UI 瓦(W) 焦(J) 秒(s) 伏(V)
安(A)
3.焦(J) 秒(s) 瓦(W) 千瓦时(kW·h)
小时(h) 千瓦(kW)
4.I2R
三、1.正常 2.额定 4.
四、1.导体会发热
2.电流的平方 电阻 通电时间
3.Q=I2Rt 焦(J) 安(A) 欧(Ω) 秒(s)
4.W=Q
五、1.进户线 电能表 总开关 用户保险 用电器
2.火线 零线 220 V 试电笔 火线 零线
3.并联 串联
4.电阻
5.短路 用电器总功率
6.接触低压带电体 靠近高压带电体
7.干路 火线 火线 零线
【教材图片展示】
命题点1 电能表接在220 V的电路中使用 标定电流是5 A 额定最大电流为20 A 0.3 kW·h 4400 W
命题点2 微波炉在220 V的电压下工作时,输入功率为1450 W 6.6
命题点3 进户线 电能表 总开关 用户保险 用电器 插座 导线
命题点4 零 火 地 接地 大地
【重点实验再现】
实验一4.(1)如图所示 
(2)0.5 (5)1.25
5.不同 大 亮
6.定值电阻的阻值受温度的影响不大,多次测量求平均值可以提高测量结果的精确度,减小误差;小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化,小灯泡两端的电压不同,其电功率不同,因此不能求电功率的平均值。
实验二1.温度计示数
3.(1)串 (2)并 电流
4.越大 越多
【中考真题链接】
1.2018.6
[解析] 电能表的最后一位是小数,单位是kW·h,故读数是2018.6 kW·h。
2.B [解析] 两种电暖器的工作时间未知,所以无法比较它们消耗电能的多少和做功的多少,选项A、C错误;电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲的额定功率为1500 W,乙的额定功率为1000 W,正常工作时,实际功率等于额定功率,所以甲的功率大于乙的功率,说明正常工作时,甲消耗的电能比乙快,电流通过甲做的功比乙快,选项B正确,选项D错误。
3.C [解析] 电脑工作时主要把电能转化为声能和光能,不是利用电流热效应工作的。电风扇工作时主要把电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的。电熨斗工作时把电能转化为内能,是利用电流热效应工作的。电视机工作时主要把电能转化为声能和光能,不是利用电流热效应工作的。
4.C [解析] 由电路图A可知,只闭合开关S1,两电热丝断路,不符合题意;由电路图B可知,只闭合开关S1,电路中只有R1工作,不符合题意;由电路图C可知,只闭合开关S1,电热丝R1、R2同时工作,电烤箱处于“低温挡”状态,开关都闭合时,只有电热丝R1工作,电烤箱处于“高温挡”状态,符合题意;由电路图D可知,只闭合开关S1,电路断路,不符合题意。
5.D [解析] 生活中水是导体,在电加热器上烘烤衣服和用湿手触摸开关,都容易发生触电事故,A、B不符合安全用电的原则;在高压线附近放风筝,一旦风筝与高压线缠绕在一起,放风筝的人就可能触电,C不符合安全用电的原则;洗衣机的金属外壳一定要接地,避免洗衣机漏电时发生触电事故,D符合安全用电的原则。
6.D [解析] 由P=UI得,电焊机工作时的输出电流:I===55 A,导线的安全载流量必须大于55 A,由表可知,应选用丁导线。
7.D [解析] 由电路图可知,两灯泡串联。小灯泡L1发生断路时,两灯泡均不发光,A错误;小灯泡L2发生短路时,L2不发光,B错误;因串联电路中各处的电流相等,所以通过L2的电流等于通过L1的电流,C错误;灯泡正常发光时的功率为额定功率,由小灯泡L2比以往正常发光暗可知,小灯泡L2的实际功率小于它的额定功率,D正确。
8.B [解析] 根据P=可得,小灯泡L1的电阻R1===12 Ω,小灯泡L2的电阻R2==≈8.3 Ω,R1>R2,A错误;根据公式P=UI可求小灯泡的额定电流,L1的额定电流:I1===0.5 A,同理可得小灯泡L2的额定电流:I2=0.3 A,由串联电路的电流特点可知,I=0.3 A,该电流值可以使小灯泡L2正常发光,而不能使小灯泡L1正常发光,B正确;由W=I2Rt可知,串联电路各处电流相等,相同时间内电流做的功与小灯泡的电阻成正比,即=,则相同时间内电流通过小灯泡L1做的功大于通过小灯泡L2做的功,C错误;小灯泡L1灯丝产生的热量Q1=I12R1t=(0.2 A)2×12 Ω×60 s=28.8 J,D错误。
9.(1)只闭合S1时,R1、R2串联,电路的总电阻:R=R1+R2=10 Ω+2 Ω=12 Ω,电流表的示数:I===0.5 A。
(2)同时闭合S1和S2时,R2短路,只有R1接入电路,电阻R1消耗的电功率:P===3.6 W。
10.(1)电源电压:U=I2R2=(I-I1)R2=(1.0 A-0.4 A)×20 Ω=12 V,
电阻R1的阻值:R1===30 Ω。
(2)电流通过R2做的功:W2=UI2t=U(I-I1)t=12 V×(1.0 A-0.4 A)×30 s=216 J。
11.AD [解析] A图,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压为额定电压,电流表可测出小灯泡的额定电流,根据P=UI,可测出小灯泡的额定功率;B图,闭合开关S2、断开开关S1,电压表能测量出小灯泡的电压,闭合开关S1、断开开关S2,测R两端的电压时,电流从电压表的负接线柱流入,不能测量出R的电压,故不能得出小灯泡的额定电流,所以不能测出小灯泡的额定功率;C图,小灯泡的电压始终为电源电压,所以不能测出小灯泡的额定功率;D图,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡的电压为额定电压,可测出R的电压,由欧姆定律可得通过R的电流,根据串联电路的电流规律,可得小灯泡的额定电流,根据P=UI,可测出小灯泡的额定功率。
12.(1)滑动变阻器的最大阻值太小
(2)换用最大阻值更大的滑动变阻器,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的亮度是否发生变化。若小灯泡的亮度变化明显,说明猜想正确;若小灯泡的亮度没有明显变化,说明猜想错误。
[解析] (1)由题意可知,小灯泡发光,各元件完好,电路连接无故障说明是通路,则造成小灯泡的亮度没有明显变化的原因是滑动变阻器的最大阻值太小,对电路的调节作用不明显。(2)滑动变阻器的最大阻值可能太小,可换用最大阻值更大的滑动变阻器重新接入电路,调节滑动变阻器后观察灯泡的亮度变化。
13.(1)断开 (2)电流表的正、负接线柱接反了
(3)开关 (4)右 1.14
(5)换用最大阻值至少为15 Ω的滑动变阻器(或减少电池的节数)
[解析] (1)为保护电路,连接电路时开关应断开。(3)闭合开关,发现灯泡不亮,两电表均无示数,则此电路为断路。在开关闭合状态下,将电压表接在电源两端时,电压表有示数,说明电源是完好的;电压表接在滑动变阻器两端时,无示数,说明滑动变阻器以外的电路发生断路;电压表接在开关两端时,电压表有示数,说明开关以外的电路是通路,而开关是断开的,所以出现故障的元件是开关,即开关断路。(4)图乙中电压表选用大量程,分度值为0.5 V,电压表示数为2 V,要测灯泡的额定功率,应将灯泡两端的电压调到3.8 V,所以应减小变阻器分得的电压,根据分压原理,减小变阻器连入电路中的电阻,即滑片向右端移动。图丙中,电流表小量程的分度值为0.02 A,示数为0.3 A,小灯泡的额定功率:P额=U额I=3.8 V×0.3 A=1.14 W。(5)灯泡正常工作时的电阻:RL===5 Ω,灯泡正常工作时,滑动变阻器两端的电压U滑=6 V-1.5 V=4.5 V,变阻器两端的电压是灯泡两端电压的3倍,根据分压原理可得滑动变阻器的电阻至少为R滑=3×5 Ω=15 Ω,所以应换用最大阻值至少为15 Ω的滑动变阻器(或减少电池的节数)。
14.ABC [解析] 由电路图可知,R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。探究“电阻一定时,通过电阻的电流与其两端电压的关系”时,应控制电阻的阻值不变,通过移动滑片改变R两端的电压和通过的电流,A能完成;探究“电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻的关系”时,应控制电阻两端的电压不变,改变电阻的阻值并测出电流,B能完成;探究“电阻一定时,电阻消耗的电功率与电阻两端电压平方的关系”时,应控制电阻的阻值不变,通过移动滑片改变R两端的电压,且根据P=UI可测出R的功率,可以研究电阻消耗的电功率与电阻两端电压平方的关系,C能完成;探究“通过滑动变阻器的电流一定时,滑动变阻器消耗的电功率与滑动变阻器连入电路电阻的关系”时,应保持电路中的电流不变,测出不同电阻两端的电压,在不拆改电路的情况下,图中滑动变阻器两端的电压和阻值无法测量,D不能完成。
15.BC [解析] 电流通过电阻丝做功,消耗电能转化为内能,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量温度升高,本实验是通过温度计的示数变化反应电流产生热量的多少,选项A错误;R1和R2串联,电流相等,相同时间内,电阻越大,产生的热量越多,所以温度计a比b的示数变化大,选项B正确;R1和R2串联后和另一个R2并联,两支路两端的电压相等,但是R1和R2串联支路的电阻较大,电流较小,电阻R2单独所在支路的电流较大,两支路的电流不相等;即两个电阻R2的通电时间相等,电流不相等,所以闭合开关一段时间,比较温度计b和c的示数变化,可以确定电流通过电阻产生的热量多少与电流的大小是否有关,选项C正确,选项D错误。
16.D [解析] 题目要归纳电功率P与电阻R的关系,则R为自变量,P为因变量,因此A、B错误。分析数据特点可知,=k(常量),即P与R满足线性关系。设P=kR+b,任取表中两组数据代入,解得k=0.3 W/Ω,b=3 W,故P=(0.3 W/Ω)R+3 W。
17.如图所示
按电路图连接电路,闭合开关S后,观察到灯泡L2比L1亮,但L2的电阻小于L1的电阻,由此说明小阳的结论是错误的。
[解析] 根据串联电路各处的电流相等和P=I2R可知,电阻越大,电功率越大,灯泡越亮,与小阳的结论相符;根据并联电路各支路两端电压相等和P=UI=可知,电阻越大,电功率越小,灯泡越暗,据此设计电路图并说明小阳的结论错误的原因。
18.(1)实验电路图:
(2)实验步骤:
①电压表、电流表调零,断开开关,按电路图连接电路,滑动变阻器调到阻值最大处;
②调节电阻箱的阻值为R1,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I,用电压表测量电阻箱两端的电压U1,断开开关S,将R1、I、U的数据记录在表格中。
③调节电阻箱为另一阻值R2,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数仍为I,用电压表测量电阻箱两端的电压U2,断开开关S,将R2、I、U2的数据记录在表格中。
④仿照步骤③,再进行1次实验,将R3、I、U3的数据记录在表格中。
⑤用公式P=UI分别计算三次电阻箱R消耗的电功率P,并分别记录在表格中。
(3)实验数据记录表格:
实验次数
1
2
3
R/Ω
I/A
U/V
P/W
自我综合评价(三)
[测试范围:第十一章 时间:40分钟 分值:100分]
一、单项选择题(每题4分,共48分)
1.下面是一些用物理学家名字命名的物理量单位,其中电功的单位是(  )
A.伏特(V) B.欧姆(Ω) C.焦耳(J) D.瓦特(W)
2.在如图3-Z-1所示的家用电器中,不是利用电流热效应的是(  )
图3-Z-1
3.在“安全用电与保护”讨论交流中,下列防止发生事故或处理事故的措施中不正确的是(  )
A.雷雨天,应避免在高大建筑物或大树下避雨
B.发现有人触电,用干燥的木棒将电线挑开
C.电器设备失火,应迅速用水灭火
D.有金属外壳的用电器使用三孔插座
4.关于电功和电功率,下列说法中正确的是(  )
A.电功率是表示电流做功快慢的物理量
B.用电器消耗的电能越多,电功率越大
C.灯泡两端的电压不等于其额定电压时,消耗的电功率可以等于其额定功率
D.额定功率越大的用电器,消耗的电能一定越多
5.如图3-Z-2所示的四个电路中,电源电压相同且保持不变,已知电阻R1和R2的阻值大小关系为R1>R2。在这四个电路中,总功率最大的是(  )
图3-Z-2
6.下列四个灯泡正常发光时,最亮的是(  )
A.“220 V 25 W” B.“220 V 60 W” C.“100 V 60 W” D.“100 V 100 W”
7. 实验小组在做“探究串联电路的电压规律”实验时,连接了如图3-Z-3所示的电路,闭合开关S后,发现L2正常发光,L1只能微弱发光。以下对于这一现象产生的原因分析中,合理的是(  )
 图3-Z-3
A.灯L1发生断路 B.灯L1发生短路
C.由于灯L1的电阻较大,其实际功率较小D.由于灯L1的电阻较小,其实际功率较小
8.如图3-Z-4所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中(  )
图3-Z-4
A.电流表示数变大,灯变暗 B.电流表示数变小,灯变亮
C.电压表示数不变,灯变暗 D.电压表示数不变,灯变亮
9.电熨斗通电一段时间后,熨斗面很烫,而连接电熨斗的导线却不怎么热,这是因为(  )
A.导线的电阻远小于电熨斗的电阻 B.通过导线的电流小于电熨斗中的电流
C.导线的散热比电熨斗快 D.导线外的绝缘皮隔热
10.在某一温度下,甲、乙两电阻的电流与电压的关系如图3-Z-5所示。 由图可知,将甲、乙并联后接在电压为3 V的电源两端,则电路的总功率为(  )
图3-Z-5
A.0.6 W B. 0.9 W
C. 1.8 W D.2.7 W
11.某同学将一个用电器接在36 V的电源上,测出通过用电器的电流是500 mA,如果通电时间为5 min,则下列说法中不正确的是(  )
A.电流通过这个用电器所做的功是5400 J
B.电流通过这个用电器所做的功是5400 W
C.这个用电器的电功率是18 W
D.这个用电器消耗的电能是5400 J
12.如图3-Z-6所示是探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验装置。将两根阻值不等的电阻丝R1、R2(R1<R2)串联后分别放入两个透明容器中,并封闭等量的空气。通电前,A、B两个U形管内的液面相平。接通电源1 min后,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,则下列判断中正确的是(  )
图3-Z-6
A.I1>I2,A管中的液面较高 B.I1<I2,A管中的液面较低
C.I1=I2,A管中的液面较高 D.I1=I2,A管中的液面较低
二、多项选择题(每题4分,共8分)
13.小明在家中将某用电器插入插座后,家中的空气开关自动切断,原因可能是(  )
A.插座短路 B.插头短路 C.用电器功率太大 D.该用电器有断路部分
14.如图3-Z-7所示,将一只标有“12 V 6 W”的灯泡L1和“6 V 6 W”的灯泡L2并联后,接在6 V的电源上(设灯丝电阻不变),则(  )
图3-Z-7
A.灯泡L1比灯泡L2亮
B.灯泡L2比灯泡L1亮
C.两灯的实际功率之和小于12 W
D.两灯的实际功率之和等于12 W
三、实验解答题(共24分)
15.(10分)小明用如图3-Z-8所示的器材探究小灯泡亮度与实际功率的关系,其中小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的器材连接成探究小灯泡亮度与实际功率关系的实验电路。
图3-Z-8
   
图3-Z-9
(2)小明连接好电路后闭合开关,发现电压表指针反偏,原因是____________________________________________________。
(3)小明改正错误后继续实验。移动滑动变阻器的滑片,看到电压表和电流表的示数如图3-Z-9所示,此时小灯泡的实际功率为________W。通过多次实验,小明得出:小灯泡越亮,它的实际功率越______。
(4)实验中,小明想到用伏安法测定值电阻的实验也要多次移动滑动变阻器的滑片,但目的和这次不同,测电阻时移动滑片是为了________________________________________________________________________。
16.(4分)小宇和小刚想利用如图3-Z-10所示的装置来探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油,烧瓶A中浸泡着一段铜丝,电阻较小,烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝,电阻较大,温度计测煤油的温度,为保证实验科学合理,两个烧瓶中所装煤油的质量应该________。实验中,小宇和小刚发现烧瓶B中温度计的示数升高得快,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量________。
图3-Z-10
17.(10分)在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,小雨同学选择的器材有:一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为3 V的电源、额定电压为2.5 V的小灯泡和一个标有“20 Ω 1.5 A”的滑动变阻器。
(1)如果小灯泡的额定功率小于1 W,电流表的量程应选__________。
(2)请用笔画线代替导线,将图3-Z-11中的实物电路连接完整(连线不得交叉)。要求:当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数增大。
图3-Z-11
(3)改变滑动变阻器接入电路中的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据,小雨画出了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像(如图3-Z-12所示),并根据图像提供的信息,计算出小灯泡的额定功率为________W,小灯泡灯丝电阻随电压的增大而________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
   
图3-Z-12
(4)另一组同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出实验中的操作不当之处:
________________________________________________________________________。
四、科普阅读题(每空1分,共4分)
18.阅读短文,回答问题。
新型发热材料——PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成,目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料制成的。
PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,应用十分广泛。
请根据上述材料,回答下列问题:
图3-Z-13
(1)家用固体电热灭蚊器就是用PTC陶瓷电热元件制成的,图3-Z-13为其电阻随温度变化的图像,由图可知,该PTC材料的居里点温度为________℃。
(2)家用固体电热灭蚊器工作时两端电压不变,温度基本恒定在165 ℃左右,若它的温度高于165 ℃(但低于300 ℃),电阻________(选填“变大”或“变小”),功率________(选填“变大”或“变小”),使其温度________(选填“升高”或“降低”);反之,也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。
五、计算题(共16分)
19.(6分)如图3-Z-14所示电路中,电源电压为15 V且保持不变,R1和R2为定值电阻,R1=10 Ω。闭合开关S1,断开开关S2,电流表示数I=0.3 A。求:
图3-Z-14
(1)10 s内电阻R1上产生的电热。
(2)电阻R2的阻值。
(3)开关S1、S2都闭合时,电路的总功率。
20.(10分)如图3-Z-15所示的电路中,R1=20 Ω,R2=40 Ω,电源电压不变。
(1)当S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.6 A,小灯泡L恰好正常发光,求电源电压和小灯泡的额定电压。
(2)当S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2 A,求小灯泡的实际功率。
(3)求小灯泡的额定功率。(假设灯丝电阻恒定)
图3-Z-15
教师详解详析
1.C 2.B 3.C 4.A 5.D
6.D [解析] 灯泡的明亮程度是由其实际功率决定的,当灯泡正常发光时,实际功率等于其额定功率,故100 W的灯泡最亮。
7.D [解析] 因为两只小灯泡都能发光,所以电路不可能发生断路或短路。小灯泡的明亮程度是由其实际功率决定的,根据串联电路电流处处相等的规律可知,L1微弱发光,是因为其电阻较小,实际功率较小。
8.C [解析] 滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的电流变小,根据P=I2R可判断出灯泡的实际功率变小,所以灯泡变暗;电压表测量的是电源电压,故示数不变。
9.A [解析] 导线和发热电阻串联,所以电流相等;导线的电阻远小于发热电阻,由焦耳定律可知,导线的发热量远小于发热电阻的发热量。
10.D [解析] 由题图可知,当甲、乙两电阻并联接在电压为3 V的电源两端时,通过甲、乙两电阻的电流分别为0.3 A、0.6 A,总电流为0.9 A,故总功率为P=UI=3 V×0.9 A=2.7 W。
11.B 12.D 13.BC 14.BC
15.(1)如图所示
(2)电压表正、负接线柱接反了 (3)0.69 大
(4)多测几组电流值和电压值,求电阻的平均值,减小误差
16.相等 越多
17.(1)0~0.6 A
(2)如图所示 
(3)0.75 增大
(4)连接电路时开关未断开且滑动变阻器的阻值未调至最大
[解析] (1)根据I=,可以粗略算出小灯泡的额定电流为I==0.4 A,故电流表量程应选0~0.6 A。(3)从图像中可看出电压为2.5 V时通过小灯泡的电流为0.3 A,根据公式P=UI计算出小灯泡的额定功率为0.75 W。从图像中可以看出,随着电压的增大,小灯泡的电阻逐渐增大。
18.(1)100 (2)变大 变小 降低
19.(1)10 s内电阻R1上产生的电热:
Q=I2R1t=(0.3 A)2×10 Ω×10 s=9 J。
(2)闭合开关S1,断开开关S2,R1和R2串联,
R总===50 Ω,
则R2=R总-R1=50 Ω-10 Ω=40 Ω。
(3)闭合开关S1、S2,R2短路,只有R1接入电路,电路的总功率:
P===22.5 W。
20.(1)当S1、S2都闭合时,R2短路,R1与灯L并联,电源电压:U=U1=I1R1=0.6 A×20 Ω=12 V;此时小灯泡正常发光,故U额=U=12 V。
(2)当S1、S2都断开时,灯L与R2串联,
因为IL=I2=0.2 A,UL=U-U2=U-I2R2=12 V-0.2 A×40 Ω=4 V,
所以小灯泡的实际功率:
PL实=ULIL=4 V×0.2 A=0.8 W。
(3)因为小灯泡的电阻:RL===20 Ω,
所以小灯泡的额定功率:P额===7.2 W。

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