资源简介

电能培优-间歇性工作和灯泡问题
1．家用吹风机工作原理如图甲所示，该吹风机既可吹热风也可吹冷风。某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间变化图像如图乙所示，则在该次吹干头发的过程中电吹风消耗总电能是(　D　)
A．7040J B．12320J C．21120J D．13200J

2、有两只分别标有”6V 3W“和”9V 3W“的小灯泡L1、L2，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ D ）
A．L1和L2正常工作时的电流一样大
B．L1和L2串联在一起同时使用时，两灯一样亮
C．L1和L2并联在一起同时使用时，两灯消耗的功率一样大
D．将L1串联在一个12Ω的电阻，接在电源电压为12V的电路中，L1也能正常发光
3、如图所示电路，开关闭合后，电源两端电压恒为6V。若电路中连接“3V 1.5W”的灯泡，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至点a 时，灯泡正常发光；若改接“4V 2W”的灯泡，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至点b时，灯泡也正常发光，则（　　）

A．两种状态下，电路中灯泡与滑动变阻器的总功率相同
B．点a 在点b的右侧
C．电流表在两种状态下示数均为0.5A
D．电压表在两种状态下示数之比是2：3
答案：D
解析：标有“3V 1.5W”灯泡的额定电流：I1=P1/U1=1.5W/3V=0.5A
标有“4V 2W”灯泡的额定电流：I2=P2/U2=2W/4V=0.5A
A、当滑片在a点和b点时，电路中的电流相等，而电源电压不变，由P=UI可知，两种状态下，电路中灯泡与滑动变阻器的总功率相同；故A正确；
B、因为额定电压4V大于3V，所以当接入“3V 1.5W”的灯泡时，滑动变阻器分得的电压大，说明滑动变阻器接入电路的阻值大，因此a点应在b点的右侧；故B正确；
C、两种状态下，灯泡都正常发光，因此电路中电流等于灯泡的额定电流，由A中的计算可知都为0.5A，故C正确；
D、当电路中连接“3V 1.5W”的灯泡时，电压表示数U1=6V-3V=3V；当电路中连接“4V 2W”的灯泡时，电压表示数U2=6V-4V=2V；则两次电压表示数之比为3V：2V=3：2，故D错误。
4．如图所示四个电路中，标明了每个小灯泡额定电压和额定功率，则其中两个灯泡都能正常发光是 ( A )

5．有两只灯泡L1、L2，分别标有“220V 100W”和“220V 40W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法中正确的是(　　)
A．两灯正常发光时，L1的电阻较大
B．两灯并联接入220V的电路，L1、L2消耗功率之比是2：5
C．两灯串联接入220V的电路，L1消耗的功率小于25W
D．两灯串联接入220V的电路，两灯泡消耗总功率大于40W小于100W
解析：(1)由P＝UI＝可得，两灯泡正常发光时的电阻分别为：R1＝484Ω，R2＝1210Ω，
则R1＜R2，即L1的电阻较小，故A错误；
(2)两灯并联接入220V的电路，它们两端的电压等于220V，均能正常发光，
则L1、L2消耗功率之比P1：P2＝100W：40W＝5：2，故B错误；
(3)两灯串联接入220V的电路时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流I＝＝＝A，
L1消耗的功率P1′＝I2R1＝(A)2×484Ω≈8.2W＜25W，故C正确；
两灯泡消耗总功率P＝UI＝220V×A≈28.6W＜40W，故D错误。
答案：C
6.灯L1标有“6V 6W”字样，灯L2标有“12V 12W”字样，将L1、L2连成如图所示电路，闭合开关S，两灯都能发光，则（　　）

A、灯L2比L1亮
B、灯L1、L2实际电压之比为1：2
C、若一电表示数突然减小，另两电表示数不变，则可能是灯L2灯丝断了
D、若将灯L1、L2串联后接入电路，两灯都能发光，则实际功率之比为1：2
【答案】D
【解析】由P=可知，灯泡电阻：R1===6Ω，R2===12Ω；
由图示电路图可知，两灯泡并联，电压表测电源电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2支路电流；
A、两灯泡并联，灯泡两端电压U相等，R1＜R2 ， 由P=可知：P1＞P2 ， 灯L1比L2亮，故A错误；
B、两灯泡并联，它们两端的电压相等，灯泡实际电压之比为1：1，故B错误；
C、电压表测电源电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测L2支路电流，如果灯L2灯丝断了，通过L2的电流为零，两电流表示数都变小，电压表示数不变，不符合题意，故C错误；
D、若将灯L1、L2串联后接入电路，通过两灯泡的电流I相等，两灯都能发光，则实际功率之比：===， 故D正确；故选D．

7.如图所示，电源电压保持6 V不变，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V，定值电阻的规格为“10Ω 0.5A”，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是（? C??）

A、变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2 Ω～20 Ω
B、电流表示数允许的变化范围为0.2 A～0.5 A
C、电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4 W～0.9 W
D、电路消耗总功率允许的变化范围为1.2 W～3 W

8、小灯泡额定电压为6 V，额定功率估计在7～12 W之间，小佳按如图甲所示的电路测定灯的功率，所用电流表有0.6 A、3 A两档，电压表有3 V、15 V两档，将它们连入电路时，小佳做了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示，则(　　)

A．小灯泡额定功率为7.5 W
B．在5 V时小灯泡的功率为7.5 W
C．在1 V电压下小灯泡功率7.5 W
D．在5 V时小灯泡功率为1.5 W
解析：根据题意，灯泡额定电压为6V，则可判断电压表应选择15V档；
∵灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7W～l2W之间，则P额＞7W；
∴根据I额=P额/U额，可估算I额＞1A，电流表应选择3A档；根据乙丙可读数：I=1.50A，UL=5.0V，此时P=ULI=7.5W，A、C错误，B正确；根据欧姆定律变式，可计算RL=UL/I=5÷1.5Ω=3.3Ω，则P额=U额2/RL=10.8W，D错误，
答案：B

9．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4.5伏，电压表量程“0-3伏”，滑动变阻器规格“20欧 1安”， 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（?D ）
A．电路中电流变化的范围是0.1A～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．如图所示的电路，电源电压保持不变，小灯泡额定电压为4V(小灯泡电阻不随温度变化)。闭合开关Sl断开开关S2，在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表示数变化范围是：2V﹣6V电流表示数变化范围是：0.4A﹣1.2A；闭合开关S2，断开开关S1，当滑动变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率是(　　)

A．0.4W B．0.8W C．1.2W D．1.6W
解析：(1)由图知，闭合开关Sl断开开关S2，定值电阻和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻两端电压。
当滑片在a端时，滑动变阻器全部接入电路，此时电路电流最小，为I小＝0.4A，
因为串联电路用电器两端电压与其阻值成正比，所以此时R2两端电压最小，为U2小＝2V，
因为I＝，所以R2＝＝＝5Ω；
设电源电压为U，则U＝I小(R1+R2)，即U＝0.4A(R1+5Ω)﹣﹣①；
当滑片在b端，滑动变阻器断路，电路只有R2，此时电压表示数最大，也就是电源电压，
所以U＝U最大＝6V﹣﹣②
①②结合，得6V＝0.4A(R1+5Ω)，解得R1＝10Ω；
(2)闭合开关S2，断开开关S1，小灯泡与滑动变阻器串联。
当滑动变阻器的滑片P在中点时，已知小灯泡正常发光，所以小灯泡两端电压为U额＝4V，
所以滑动变阻器两端电压为U中＝U﹣U额＝6V﹣4V＝2V，
滑动变阻器接入电路电阻为R中＝R1＝×10Ω＝5Ω，
此时通过灯泡电流为I额＝I中＝＝＝0.4A，
所以灯泡额定功率为P额＝U额I额＝4V×0.4A＝1.6W。
答案：D

11．如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是(　　)
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电流表的示数允许变化范围是0.1～0.25A
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω
D．电路的最大电功率是2.5W

解析：由图可知，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)当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；根据U＝IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小；故A错误；
(2)根据P＝UI可得，灯的额定电流：IL额＝＝＝0.25A，
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＝0.25A，由I＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝10Ω，
电路中的总电阻：Rmin＝＝＝24Ω，
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min＝Rmin﹣RL＝24Ω﹣10Ω＝14Ω；故C错误；
该电路的最大功率：Pmax＝UImax＝6V×0.25A＝1.5W，故D错误；
(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＝＝＝0.1A，则电流表示数的变化范围是0.1A～0.25A，故B正确。
答案：B

12．一灯泡标有“6V 6W”字样，其工作时I﹣U图象如图甲所示。将小灯泡和标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器连接在如图乙所示的电路中，电源电压恒定不变，当滑片P在最左端时，小灯泡恰好能正常发光。电流表量程0～3A，电压表量程0～3V．闭合开关，为保证电路安全，在移动滑动变阻器的滑片过程中，下列说法正确的是(　　)

①小灯泡的最小功率0.75W
②滑动变阻器的阻值变化范围是0～4Ω。
③电流表的变化范围是0.5A～1A
④电路的总功率变化范围4.5W～6W
A．只有②④ B．只有①②④ C．只有①③ D．只有③④
解析：①②、灯泡标有“6V 6W”字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为6W，
当滑片P在最左端时(变阻器连入电路的电阻为0)，为灯的简单电路，小灯泡恰好能正常发光，故电源电压为6V；
由图甲知，电压表测变阻器的电压，电压表量程0～3V，则变阻器两端的电压最大为3V，
由串联电路电压的规律，灯的最小电压为：U小＝U﹣U滑大＝6V﹣3V＝3V，
由图甲知，此时灯的最小电流为0.75A，故电路中的电流最小为0.75A；
则灯的最小功率：PL小＝U小I小＝3V×0.75A＝2.25W；故①错误；
由欧姆定律可得，变阻器的最大电阻：R滑大＝＝＝4Ω，
由题意可知变阻器接入电路的阻值可以为0，故滑动变阻器的阻值变化范围是0～4Ω，故②正确；
③④、由前面解答可知，电路中的电流最小为0.75A；
串联电路中各处的电流相等，当灯正常发光时，电路的最大电流为：I大＝＝＝1A，
所以，电流表的变化范围是0.75A～1A，故③错误；
根据P＝UI可得，电路消耗的最大功率和最小功率分别为：P大＝UI大＝6V×1A＝6W；
P小＝UI小＝6V×0.75A＝4.5W；所以，电路的总功率变化范围4.5W～6W，故④正确。
答案：A

13、某兴趣小组设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光，电路中电源电压恒为6伏，指示灯规格为“6V 3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及铁的阻值忽略不计。

(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点　3和4　接通。（选填“1和2”、“2和3”、 “3和4”或“4和5”）
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当右转
指示灯微弱发光时，其两端实际电压为U，消耗的实际功率为额定功率的
求：①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能；
②定值电阻R0的阻值（指示灯的电阻不变）。
【答案】(1)若让左转、右转指示灯同时工作，转向开关应与触点3和4接通；
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时，①右转指示灯闪烁交替工作30秒消耗的电能32.4J；②定值电阻R0的阻值48Ω。

14．某兴趣小组设计的”温度控制器”工作时有加热和恒温两种状态。电路如图甲所示，S为开关，双金属开关在温度低时闭合，温度到达一定值时自动断开，降温后再闭合，循环工作，起到调节温度作用，指示灯的额定电压为200V，且亮起即正常工作，发热电阻阻值为40Ω。求：

(1)当指示灯亮时，温度控制器处于________状态。
(2)指示灯的电阻值。
(3)加热状态时，温度控制器所消耗的电功率。
(4)温度控制器正常工作时，记录灯泡在一段时间内，规律性亮灭情况如图乙，则温度控制器1小时所消耗的电能。
解析：(1)当指示灯亮时，指示灯与发热电阻串联，电路中的总电阻最大，由P=UI=可知，电路的总功率最小，温度控制器处于恒温状态；
(2)当指示灯亮时，两端的电压UL＝200 V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，
因此发热电阻两端的电压：UR＝U－UL＝220 V－200 V＝20 V
因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：I＝＝，即＝
解得：RL＝400 Ω
(3)双金属开关闭合时，电路为发热电阻的简单电路，则温度控制器的电功率：
P加热＝＝＝1 210 W
(4)由图乙可知，一个周期的时间为3 min，恒温时间为150 s，加热时间为30 s，则一个周期内温度控制器消耗的电能：W＝t加热＋t保温＝×30 s＋×150 s＝52 800 J，温度控制器1小时所消耗的电能：W总＝20W＝20×52 800 J＝1.056×106 J
答案：(1)恒温 (2)400 Ω (3)1 210 W (4)1.056×106 J

15、图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感，图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1是自动控制开关。将电饭煲接入220V电路中，在电饭煲工作的30min内，它消耗的电功率随时间变化的图象如图丙所示。求：
（1）0～30min，电饭煲产生的总热量；
（2）S和S1均闭合，电路中的总电流；
（3）在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同。用电高峰期，当实际电压为198V时，使用该电饭煲，从开始工作到S1第一次自动断开需要多长时间。

解析：（1）由电路图可知，当开关S和S1都闭合时，电路为R1与R2并联，电饭煲的功率较大；
同理可知，只闭合开关S、断开S1时，电路为R1的简单电路，电饭煲功率较小；
由图乙可知，工作30min中，
P1=440W时的功率时间t1=15min=900s，
P总=660W时的功率时间t2=30min-15min=15min=900s，
由Q=W=UIt可得，0～30min内电饭煲产生的总热量：
Q=Q1+Q2=W1+W2=P1t1+P总t2=440W×900s+660W×900s=9.9×105J；
（2）当S和S1均闭合时，电阻R1与R2并联，电饭煲的功率较大，
由P=UI可得，电路中的总电流：I总=P总/U=660W/220V=3A
（3）电饭煲正常工作时，由图丙可知，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开时的时间t=10min=600s，
此过程中产生的热量：Q′=W=P总t=660W×600s=3.96×105J，
电饭煲最大功率时电路中的总电阻：R=U2/P总=(220V)2/660W=220/3Ω
因在不同电压下，电饭煲从开始工作到S1第一次自动断开产生的热量相同，
所以，由Q=W=U2t/R
可得，在实际电压是198V时电饭煲工作的时间：
t′= Q′R/U实2=（3.96×105J×220/3Ω）/(198V)2≈740.7s。

16、小明的妈妈为了改善早餐的营养，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构：中间部位是一个带动刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热管，负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数；图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P－t”图像。

请解答下列问题：
①豆浆机正常工作时的最大电流是多大？
②豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是多少？
③在一次豆浆机工作的时候，小明将家里的其它用电器都关闭，他观察到豆浆机的电热管工作时，家里标有“2400r/kW·h”字样的电能表转盘在2min内转过了80转。此时电路的实际电压是多大？
【答案】解：①已知最大功率P1=1210W，所以正常工作时的最大电流： ．
答：正常工作时的最大电流为5.5A．
②由图象可知，豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1=9min，
电动机工作时间t2=2min，豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能：W=P1t1+P2t2=1210W×9×60s+120W×2×60s=667800J．
答：豆浆机正常工作做一次豆浆，总共消耗的电能是667800J．
③豆浆机1min内消耗的电能 W=60000J，
豆浆机实际功率： P=1000W，电热管电阻： R=40Ω，电路实际电压：U=200V．
答：此时电路的实际电压是200V．

展开更多......

收起↑