华师大版科学九年级上册 第六章 电能 巩固练习(38题)(含解析)

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华师大版科学九年级上册 第六章 电能 巩固练习(38题)(含解析)

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第六章 电能
一.选择题(共20小题)
1.下列关于电功率的说法正确的是(  )
A.用电器的电功率越大,消耗的电能越多 B.用电器的电功率越大,消耗电能越快
C.用电器工作时间越长,电功率越大 D.用电器消耗的电能只与通电时间有关
2.某同学按照说明书组装了一个电动机模型,装好后发现电动机不转动。产生该现象的原因不可能是(  )
A.电池正负极接反 B.接线柱接触不良
C.磁体磁性太弱 D.线圈处于平衡位置
3.如图所示的家庭电路接线图,符合安全用电原则的是(  )
A. B. C. D.
4.在下列现象中,可能引起保险丝熔断的是(  )
①插座中的两根线头相碰 ②开关中的两根线头相碰
③电路中增加了大功率用电器 ④户外输电线绝缘皮损坏。
A.①和② B.②和③ C.②和④ D.①和③
5.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(  )(假设灯丝电阻不变)
A.甲灯的实际功率一定是40V
B.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为30W
C.两灯串联接入220V电路中,电路的总功率一定小于40瓦
D.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
6.电动汽车由于低污染、低能耗、低噪音的优点,逐渐成为人们更加热衷的代步工具。电动汽车的电动机的基本原理如图,下列有关说法正确的是(  )
A.电动机将电能全部转化为机械能 B.电动机的工作原理是电磁感应
C.图中电动机线圈正好处于平衡位置 D.图中线圈可以沿同一方向持续转动
7.下列电路图中电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R.在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是(  )
A.B. C. D.
8.如图所示的家庭电路中,下列说法正确的是(  )
A.若火线上的保险丝熔断了,可以用铁丝代替
B.闭合开关S2,L2正常工作,此时用测电笔测e、f点氖管都火线能发光
C.用灯泡L0取代保险丝接入电路,只闭合S1,若L2正常发光而L1不亮,说明电路正常
D.把台灯插头插入插座后,室内电灯全部熄灭,可能是因为插头短路
9.有两只灯泡L1和L2,分别标有“110V 40W”“110V 60W”字样,不考虑温度对电阻的影响,下列正确的是(  )
A它们都正常工作时,通过L1的电流大 B它们都正常工作时,L2消耗的电能一定更多
C串联后接在220V的电源上,它们都能正常发光 D串联后,接在110V的电源上,L1的实际功率大
10.实验室有“110V25W”和“110V60W”的灯泡各一只,为使两灯能在家庭电路中正常发光,小科设计了如图所示的四种方案,其中可行的是(  )
A. B.
C. D.
11.如图所示电路,电源电压保持不变。只闭合开关S,电流表的示数为0.2A,再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3A.那么闭合S、S1后,R1与R2的电功率之比是(  )
A.2:3 B.3:2 C.5:2 D.1:2
12.在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是(  )
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
13.如图是小科同学所做实验的电路图,由于所选的小灯泡铭牌模糊不清,仅根据图中所提供的器材,他可以(  )
A.测量小灯泡消耗的电能 B.测量小灯泡正常发光时的电阻
C.研究小灯泡亮度与实际功率的关系 D.研究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系
14.为检查家庭电路的故障,电工经常采用的方法是:取下保险丝,将额定电压220V的“校验灯”接在保险丝的两只接线柱上,如图所示在检查某灯之前,先断开所有开关,再闭合该支路开关,若(  )
A.“校验灯”恰能正常发光,说明该支路断路
B.“校验灯”恰能正常发光,说明该支路工作正常
C.“校验灯”发光不正常(暗红色)说明该支路工作正常
D.“校验灯”发光不正常(暗红色)说明该支路短路
15.如图,电源电压恒为6V,两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W”和“6V 6W,假定灯丝电阻不变,按甲、乙方式连接,接通电路后最亮的是(  )
A.甲图中的L1 B.甲图中的L2 C.乙图中的L1 D.乙图中的L2
16.把标有“3V 3W”的灯L1和标有“3V 1.5W”的灯L2按图连接在2节新干电池组成的电源上,开关S闭合后(设灯丝电阻不变),下列说法正确的是(  )
A.电灯L1电流大于L2的电流 B.电灯L1、L2都能正常发光
C.电路消耗的总功率是4.5W D.L1、L2两端电压之比是1:2
17.如图甲所示电路的电源电压为3伏,小灯泡的额定电压为2.5伏,图乙是小灯泡的I﹣U图像。闭合开关S后,下列判断正确的是(  )
A.电压表测的是小灯泡两端的电压
B.电流表示数为0.4安时,小灯泡的电阻是25欧
C.电压表示数为2.5伏时,小灯泡的功率是1.25瓦
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25瓦
18.有两只外形相同,灯丝长度相等的灯泡L1和L2,在它们的铭牌上只能看清“220伏”字样,而看不清它们额定功率的大小。甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究:甲同学发现L1的灯丝粗一些,认为L1电阻小,接入电路产生的热量少,所以额定功率比L2小;乙同学把两灯串联在同一电路中,发现L2比L1亮,认定L2的额定功率大;丙同学把两灯并联在同一电路中,发现L1比L2亮,认定L1的额定功率大,哪位同学的探究是正确的(  )
A.甲同学 B.乙同学 C.丙同学 D.都不正确
19.如图所示,电源电压为10V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b为其两端点)。闭合开关S,当滑片P在a端时,电流表示数为0.1A,R2消耗的电功率为0.5W;当滑片P移动至某一位置c时,电压表示数为4V。下列说法正确的是(  )
A.滑片P在a点时,R1消耗的电功率为1W B.滑片P在b点时,R1消耗的电功率为4W
C.滑片P在c点时,R2消耗的电功率为0.48W D.滑片P在c点时,R1和R2消耗的功率之比为2:3
20.已知图甲中滑动变阻器最大阻值为50Ω,图乙为一个等边三角形电阻,由一根导线和两段阻值为1:2的金属材料制成。当滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω时,将两触头直接接触,闭合开关,电流表示数为0.6A;将两触头分别接触图乙中a、c两点,两表示数不发生变化:将两触头分别接触a、b两点,电流表示数变为0.4A。下列说法错误的是(  )
A.三角形电阻中ab段电阻可能是bc段的两倍
B.两触头分别接触a、b时,移动滑片P到最左端,电流表示数为1.2A
C.两触头分别接触b、c时,移动滑片P,滑动变阻器消耗的最大功率为3W
D.两触头分别接触a、c时,移动滑片P到最右端,整个电路的总功率为2.88W
二.填空题(共12小题)
21.如图所示为小科同学制作的直流电动机模型,他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕制一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下,闭合开关且用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)直流电动机的工作原理是:    。
(2)将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮掉半周,其作用与直流电动机     的作用相同。
(3)在不改变电路连接的情况下,能使线圈转动速度加快的方法有     (任写一种)。
22.对于家庭中所使用的电器,无论是其电器本身还是电路,都有着安全使用要求。请回答下列问题:
(1)某电热壶的结构如图甲所示。当电热壶接入家庭电路时,a端应与    线相连。
(2)图乙中,闭合开关S,灯泡发光,将电热壶插头插入三孔插座中,闭合电热壶开关,两者都不能工作。拔下插头,按图    (选填“丙”或“丁”)的方法使用测电笔检测插座,左右两孔都能使氖管发光。若电路中只有一处故障,可能是    。(选填“A”或“B”)
A.在CD间断路 B.在C点左侧的零线断路
23.如图是某电热水壶内部电加热器原理电路,它有“加热”和“保温”两挡,开关S断开时,电水壶处于     挡。已知该电热水壶处于“加热”挡,通电0.1h可使标有1200imp/(kW h)的电能表指示灯闪烁120次,则消耗的电能为     kW h,电热水壶“保温”挡功率为100W,则R2=    Ω。
24.如图所示,是电路元件甲和标有“2.5V,1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,则乙的实际功率是     W;′若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中,甲的实际功率是     W。前后两次整个电路消耗的电功率之比为     。
25.(1)小刘家的电能表10月尾的示数为8433.5kW h,11月尾的示数如图,若每度电的电费为0.7元,他家11月要交电费     元。
(2)从表盘信息可知,小刘家的用电器总功率不能超过     W。
(3)当家里只有电磁炉工作时,电能表的铝盘在3min内转60转,则电磁炉的电功率为     W。
(4)把一只“220V24W”的节能灯和一个“220V484W”的电炉分别单独接在家庭电路中,发现电炉接入电路时,电能表铝盘转动较     (选填“快”或“慢”)。
(5)“220V484W”的电炉正常工作时,电阻丝的电阻为     Ω,在用电高峰期,小刘家中实际电压降低到200V,若电阻丝的电阻不变,这时电炉的实际功率是     W。
26.如图所示,电源电压为12V,R0=60Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“6V3W”字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全。
(1)S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是    ;
(2)S、S1、S2都闭合,电路消耗的总功率最小值为    ;
(3)S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器与定值电阻的功率之比是    。
27.探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验中,所用电源电压保持3V不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)图甲为连接的部分电路,请补充完整,要求当滑片向右滑时,电压表示数增加。
(2)在将滑片P从阻值最大处慢慢变小滑动过程中,小组同学记录了多组电压表和电流表数据,描绘出如图乙所示的I﹣U图像。
①通过图像可知灯泡电阻随着电流的增大而     (填写“增大”、“不变”或者“减小”)。
②若图中的阴影部分表示电压为2.0V时灯泡消耗的实际功率大小,请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。
28.如图所示的电路,电源电压恒为6V,R0是阻值为3Ω的定值电阻,Rx为滑动变阻器。闭合开关S,把滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器上某位置移到A端或B端的过程中,电压表示数都变化了2V。在滑片P滑动过程中,电路的最大电功率为     ,R0的最大电功率与最小电功率的比值为     。
29.小金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,则该电路的最大总功率为     ,滑动变阻器的电阻允许调节的范围是     。
30.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示。已知电源电压为6V,且保持不变,限流电阻R2=15Ω,灯泡L上标有“6V3W”字样。
(1)此时灯泡L     (选填“能”或“不能”)
正常工作,超导部件电阻R1为     。
(2)当灯泡短路时,电流表的示数为     。
31.如图甲,电源电压恒为8V,滑动变阻器滑片P从b端滑到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙;R2与R1的电功率之比k与R2的关系如图丙。则滑片P在a端时,电路消耗的功率     W;滑片P在b端时,R2消耗的功率     W。
32.物理兴趣小组的同学,为了探究滑动变阻器的电流、电压关系,按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后,闭合开关,让滑片P从最右端开始向左滑动,测量滑片到最右端的距离X,同时观察电压表、电流表的示数,记录数据并绘制图象。电压表读数U与X的关系如图乙所示,电流表读数I与X的关系如图丙所示。则电源电压为     ,滑动变阻器原先的总电阻为     。若电流表的量程为0~3A,则此电路的最大功率可达     。
三.实验探究题(共2小题)
33.为测定小灯泡的电功率,小帅准备好了待测小灯泡(额定电流为0.2A,电阻约为8Ω)、2节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)请帮助小帅完成图甲中的电路连接,要求滑动变阻器滑片向右移动时,小灯泡变亮。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障的原因可能是    。
(3)解决电路故障后,小帅移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I﹣U图像。图乙中,阴影部分的面积S1表示小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率,记为P1。由图乙推知:小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P2,则P1    P2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)小帅打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关来测量小灯泡的额定功率(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)。图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是    (填字母)。
A.丙方案能,丁方案不能 B.丙方案不能,丁方案能
C.两种方案都能 D.两种方案都不能
34.某实验小组的同学利用如下器材测量小灯泡的电功率,灯泡上标有“2.5V”学样。
(1)用笔画线代替导线在答题卡相应位置将图甲连接完整,要求:当滑片P向右滑动时,灯泡变暗。
(2)小组同学在做此实验的过程中,正确连接电路后,小灯泡发光,但无论怎样调节滑动变阻器滑片都不能使小灯泡正常发光,这一现象产生的原因可能是     (填字母,可多选)。
A.电源电压太小 B.电压表量程太小
C.滑动变阻器最大阻值太小D.滑动变阻器断路
(3)解决上述问题后,小组同学将电压表示数调节至2.5V,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率为     。
(4)完成(3)中实验后,小组同学将电压表示数调节至2V,小灯泡阻值变化忽略不计,此时小灯泡的电功率变化了ΔP1,滑动变阻器的功率增大了ΔP2,则ΔP1    (填“>”“=”或“<”)ΔP2。
四.计算题(共4小题)
35.如图所示为额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路,其中电热丝通电后可以发热,电动机通电后可以送风,且电动机的额定功率为120W。
(1)要送冷风,选择开关应放在     位置。(填“A”、“B”或“C”)
(2)若电吹风在额定电压下工作,送冷风时,通电8min电流所做的功是多少?    。
(3)若电吹风在额定电压下工作,送热风时电路消耗的总功率为560W,则电热丝R的阻值应为多大?    。
36.小科设计了一种阴雨天自动收衣装置,其电路如图甲所示。R1是湿敏电阻,用以检测空气相对湿度,其阻值与相对湿度的关系如图乙所示。控制电路电压U为24V,R2是规格为“500Ω 1A”的滑动变阻器。当通过继电器线圈(电阻不计)的电流为30mA时,衔铁被吸下。
(1)产生收衣拉力的电动机应该接在    (选填“AB”或“CD”)之间。导线    (选填“①”或“②”)应连接家庭电路中的火线。
(2)调试中,小科发现相对湿度为50%时,装置开始自动收衣,此时滑动变阻器R2接入电路的电阻多大?
(3)R1能承受的最大电功率为1W.当相对湿度为80%时,为了保证R1不损坏,滑动变阻器R2接入电路的阻值不能小于多少?
37.小宁为了设计了一个电子量角器(如图甲所示),把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心转动的金属滑片(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好,OA与OP的夹角为θ,电阻丝AB的阻值为25Ω。将制作好的电子量角器接入电路,如图乙所示,电源电压U=6V不变,R0=25Ω,电压表量程为0﹣3V。转动滑片OP,电压表的示数随之改变,将角度标在电压表的刻度盘的对应刻度线上。
(1)当转动OP使角θ为180°时,电压表的示数为     V;
(2)能否去掉电路中的R0,请判断并说明理由     ;
(3)求当θ为36°时R0的电功率;
(4)小宁发现改造后的刻度盘不均匀,请你在图丙的基础上帮他重新设计电路,使得角度在电压表的刻度盘上能分布均匀。
38.如图甲为某品牌电压力锅的结构示意图和它的插头。使用电压力锅煮饭时,先将锅盖与机身的5个扣合处全部扣合,再接通电源。图乙为电压力锅工作电路图,R1是规格为“220V 900W”的主加热电阻,R2是电阻为242Ω的副加热电阻,R0是阻值为484Ω的保温电阻。压力开关是一个安装在电压力锅底部的压力传感器,根据所受压力的变化实现自动闭合断开。电压力锅煮饭分为“加热升压→保压→保温”三个阶段。图丙所示正常煮饭时锅内工作压强与时间(p﹣t)关系图象可了解其工作过程:接通电源启动智能控制开关S,S自动接到a,同时压力开关自动闭合,进入加热升压状态;当锅内工作压强达180kPa时,压力开关自动断开,进入保压状态,当锅内工作压强降至160kPa时,压力开关又会自动闭合;当保压状态结束时饭就熟了,S自动接到b进入保温状态。(标准大气压为100kPa),根据以上信息回答下列问题:
(1)图甲插头中“A”端与家庭电路中    线相连。
(2)若锅盖重约20N,它与锅内气体接触部分的横截面积约为400cm2,则正常煮饭过程中,压力开关刚好断开时,每个扣合处机身对锅盖的拉力大约有多大?
(3)图乙中熔断器的作用是当内部电路故障导致电流过大时自动熔断保护,为不影响电压力锅正常工作,其熔断电流至少要高于多少?
(4)在一次正常煮饭中,饭煮熟后,又保温了5min才切断电源,则这次煮饭总共消耗多少电能?(不考虑其他能量损失)
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 B A B D C D C D D D A
题号 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 C C C D D D C C C
一.选择题(共20小题)
1.下列关于电功率的说法正确的是(  )
A.用电器的电功率越大,消耗的电能越多
B.用电器的电功率越大,消耗电能越快
C.用电器工作时间越长,电功率越大
D.用电器消耗的电能只与通电时间有关
【解答】解:A、由W=Pt可知,用电器消耗的电能多少由P与t的乘积决定,用电器的电功率大,消耗的电能不一定多,故A错误;
B、电功率是描述用电器做功快慢的物理量,电功率越大的用电器表示做功越快,消耗电能越快,而电流做功的实质是电能转化为其它形式能的过程,故用电器的电功率越大,它消耗电能越快,故B正确;
C、由P可知,用电器功率大小于等于功与做功时间的比值,只知道时间,无法判定电功率的大小,故C错误;
D、由W=Pt可知,用电器消耗的电能由其功率和通电时间有关,故D错误。
故选:B。
2.某同学按照说明书组装了一个电动机模型,装好后发现电动机不转动。产生该现象的原因不可能是(  )
A.电池正负极接反 B.接线柱接触不良
C.磁体磁性太弱 D.线圈处于平衡位置
【解答】解:A、电池正负极接反,对电动机是否转动没有影响,只影响电动机的转动方向,故A符合题意;
BCD、接线柱接触不良、磁体磁性太弱、线圈处于平衡位置,都可能导致电动机不转动,故BCD不符合题意。
故选:A。
3.如图所示的家庭电路接线图,符合安全用电原则的是(  )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:
(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全;
(2)三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,保险丝接火线。
故选:B。
4.在下列现象中,可能引起保险丝熔断的是(  )
①插座中的两根线头相碰 ②开关中的两根线头相碰
③电路中增加了大功率用电器 ④户外输电线绝缘皮损坏。
A.①和② B.②和③ C.②和④ D.①和③
【解答】解:①若插头中的两个线头相碰,当把插头插入插座时,插头将家庭电路的火线和零线相连而短路,烧坏保险丝或空气开关跳闸。
②开关中的两个线头相碰,会导致开关无法控制用电器,用电器将一直工作,但不会导致电流过大。
③电路中有大功率的用电器,电路中的总功率过大,会导致电流过大,引起保险丝熔断。
④户外输电线绝缘层,不会烧毁家庭电路中的保险丝。
故选:D。
5.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(  )(假设灯丝电阻不变)
A.甲灯的实际功率一定是40V
B.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为30W
C.两灯串联接入220V电路中,电路的总功率一定小于40瓦
D.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
【解答】解:A、甲灯的额定功率是40W,在不同电压下实际功率不同,甲灯的实际功率不一定是40W,故A错误;
B、由乙灯的铭牌可知乙灯的额定电压为220V、额定功率为60W,由P可得乙灯的电阻R乙;灯丝电阻不变,由P可得将乙灯接入110V电路中,乙灯的实际功率P实乙P额乙=(60W=15W,故B错误;
C、甲灯的额定电压为220V,额定功率为40W,将甲、乙串联在220V电源上,串联总电阻大于甲灯电阻,由P可知,此时电路的总功率小于40W,故C正确;
D、两灯均正常发光时,两灯的实际功率等于额定功率,则乙的实际功率大,但不知通电时间,无法比较两灯消耗电能的大小关系,故D错误。
故选:C。
6.电动汽车由于低污染、低能耗、低噪音的优点,逐渐成为人们更加热衷的代步工具。电动汽车的电动机的基本原理如图,下列有关说法正确的是(  )
A.电动机将电能全部转化为机械能
B.电动机的工作原理是电磁感应
C.图中电动机线圈正好处于平衡位置
D.图中线圈可以沿同一方向持续转动
【解答】解:A、电动机在工作过程中主要将电能转化为机械能,还有一部分电能转化为内能,故A错误;
B、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而转动,故B错误;
C、由图可知,此时线圈所在的平面与磁感线是平行的,所以不是平衡位置,故C错误;
D、线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,它能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,故D正确。
故选:D。
7.下列电路图中电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R.在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是(  )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、S2闭合S3断开时,电流表把灯泡短路,灯泡不发光;S2断开S3闭合时,电流表把电阻短路;两个都闭合或断开时,电流表均无示数。测不出灯泡的额定电流,该电路图不能选;
B、S2闭合S3断开,电压表测电灯两端的电压,其上端为正极、下端为负极;
S3闭合S2断开,电压表测定值电阻R两端的电压,其上端为负极,下端为正极;
电压表的两次接线方法相反,在不改变电路连接方式的情况下,无法进行测量,故不合题意;
C、将开关拨到2的位置,电压表测量的是灯泡的两端电压,调节滑动变阻器的滑片P,使得电压表的示数为U0,则小灯泡正常发光;将开关拨到1的位置,电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U1,通过小灯泡的电流为I,小灯泡的额定功率表达式是P=U0I,C选项图可选。
D、开关处于1的位置,电流表把灯泡和电阻短路,电流表测量滑动电阻的电流;
开关处于2的位置,电流表把小灯泡短路,测量的是通过电阻的电流。测不出灯泡的额定电流,该电路图不能选。
故选:C。
8.如图所示的家庭电路中,下列说法正确的是(  )
A.若火线上的保险丝熔断了,可以用铁丝代替
B.闭合开关S2,L2正常工作,此时用测电笔测e、f点氖管都火线能发光
C.用灯泡L0取代保险丝接入电路,只闭合S1,若L2正常发光而L1不亮,说明电路正常
D.把台灯插头插入插座后,室内电灯全部熄灭,可能是因为插头短路
【解答】解:A、保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成,当电路中电流过大时,保险丝会熔断,从而切断电路,起到保护作用,铁丝的熔点高,不能在电流过大时及时熔断,不能用铁丝代替保险丝,故A错误;
B、闭合开关S2,L2正常工作,e点与零线相连,用测电笔测e点氖管不发光;f点与火线相连,测电笔测f点氖管发光,故B错误;
C、用灯泡L0取代保险丝接入电路,只闭合S1,若L0正常发光而L1不亮,说明L1短路,故C错误;
D、把台灯插头插入插座后,室内电灯全部熄灭,可能是因为插头短路,导致电路电流过大,保险丝熔断或空气开关跳闸,故D正确。
故选:D。
9.有两只灯泡L1和L2,分别标有“110V 40W”“110V 60W”字样,若不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是(  )
A.它们都正常工作时,通过L1的电流大
B.它们都正常工作时,L2消耗的电能一定更多
C.串联后,接在220V的电源上,它们都能正常发光
D.串联后,接在110V的电源上,L1的实际功率大
【解答】解:
A.正常发光时两灯泡的电压和额定电压相等,根据I可知,L1的额定功率小于L2的额定功率,则I1<I2,故A错误;
B.根据W=Pt知,电能不仅与功率有关,还与时间有关,由于时间未知,无法比较电能多少,故B错误;
C、灯泡铭牌可知,两灯泡额定电压相等,P1<P2,由P=UI的变形式R可知,R1>R2,由串联电路的分压特点可知,两灯泡串联在220V的电路中时,灯泡两端电压不等于其额定电压,灯泡不能正常工作,故C错误;
D.两灯泡串联在110V的电路中时,通过它们的电流相等,根据P=UI=I2R可知,P1实>P2实,故D正确。
故选:D。
10.实验室有“110V25W”和“110V60W”的灯泡各一只,为使两灯能在家庭电路中正常发光,小科设计了如图所示的四种方案,其中可行的是(  )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:设“110V,25W”和“110V,60W”的灯分别为A、B。
根据P可知,“110V,25W”的灯泡的电阻:
RA484Ω,
“110V,60W”灯泡的电阻:
RB201.7Ω。
AB、图中两灯泡和电阻串联,然后接到220V的电源上,根据串联电路的分压特点可知两灯泡两端的电压都小于110V,所以不能正常工作,故AB错误;
C、图中60W灯和电阻R并联后又和25W灯泡串联,要让灯泡正常工作,必须满足60W灯泡与电阻R并联后和25W灯泡的电阻相等,但并联电路中,电阻越并越小,小于任何一个分电阻,所以此电路中25W灯泡和60W灯泡也不能正常工作,故C错误;
D、图中25W灯泡和电阻R并联后又和60W灯泡串联,要让灯泡正常工作,必须满足25W灯泡与电阻R并联后和60W灯泡的电阻相等;串联电路,电阻越串越大;可以使25W灯泡和60W灯泡正常工作,故D正确。
故选:D。
11.如图所示电路,电源电压保持不变。只闭合开关S,电流表的示数为0.2A,再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3A.那么闭合S、S1后,R1与R2的电功率之比是(  )
A.2:3 B.3:2 C.5:2 D.1:2
【解答】解:当只闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为通过R1的电流,即I1=0.2A;
当再闭合开关S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴闭合开关S1时通过R1的电流不变,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过R2的电流等于电流表的变化量,即I2=0.3A,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴闭合S、S1后,R1与R2的电功率之比:

故选:A。
12.在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中,某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是(  )
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【解答】解:①、U形管内液面高度变化是由容器内气体受热膨胀引起的,故①错误;
②、由图甲可知,两阻值不同的电阻丝串联,通过两电阻丝的电流相同,探究的电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关,故②正确;
③、乙实验是研究电流产生的热量与电流的关系,通过它们的电流不同、通电时间都相同和电阻要相同,右边容器中的电阻要等于左边容器中的电阻5Ω,故③错误;
④、图甲中两电阻串联,电阻不同,通过两电阻的电流相同,10Ω电阻产生的热量更多,电炉丝与和它相连的导线也是电阻不同,电流相同,电炉丝电阻更大,产生的热量更多,故④正确;
故选:C。
13.如图是小科同学所做实验的电路图,由于所选的小灯泡铭牌模糊不清,仅根据图中所提供的器材,他可以(  )
A.测量小灯泡消耗的电能
B.测量小灯泡正常发光时的电阻
C.研究小灯泡亮度与实际功率的关系
D.研究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系
【解答】解:A、根据电能的公式W=UIt可知:电压表可以测量电压U,电流表可以测量电流I,但是没有秒表,不能测量通电时间t,故A不符合题意;
B、因为所选的小灯泡铭牌模糊不清,不知道额定电压,不能测量正常发光时的电压,故B不符合题意;
C、灯泡的亮度是由实际功率决定的,根据P=UI可以计算出不同电压下的实际功率,故C符合题意
D、灯泡的电阻与温度有关,而研究通过小灯泡的电流与其两端电压的关系时要控制电阻不变,故D不符合题意。
故选:C。
14.为检查家庭电路的故障,电工经常采用的方法是:取下保险丝,将额定电压220V的“校验灯”接在保险丝的两只接线柱上,如图所示在检查某灯之前,先断开所有开关,再闭合该支路开关,若(  )
A.“校验灯”恰能正常发光,说明该支路断路
B.“校验灯”恰能正常发光,说明该支路工作正常
C.“校验灯”发光不正常(暗红色)说明该支路工作正常
D.“校验灯”发光不正常(暗红色)说明该支路短路
【解答】解:AB、“校验灯”若正常发光,说明得到了220V的电压,电路中有短路情况,故AB错误;
CD、若发光暗红,校验灯得到了不足220V的电压,说明支路是通路,该支路的用电器是正常的,故C正确、D错误。
故选:C。
15.如图,电源电压恒为6V,两灯泡L1和L2的规格分别为“6V 3W”和“6V 6W,假定灯丝电阻不变,按甲、乙方式连接,接通电路后最亮的是(  )
A.甲图中的L1 B.甲图中的L2
C.乙图中的L1 D.乙图中的L2
【解答】解:灯泡的亮度决定于实际功率大小,甲图中两个灯泡串联,根据串联分压,每个灯泡的电压都小于6V,实际功率都小于额定功率,
而乙图并联,每个灯泡的电压都等于额定电压6V,都正常发光,两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“,说明L2的实际功率大,故并联时L2最亮。
故选:D。
16.把标有“3V 3W”的灯L1和标有“3V 1.5W”的灯L2按图连接在2节新干电池组成的电源上,开关S闭合后(设灯丝电阻不变),下列说法正确的是(  )
A.电灯L1电流大于L2的电流
B.电灯L1、L2都能正常发光
C.电路消耗的总功率是4.5W
D.L1、L2两端电压之比是1:2
【解答】解:A、由电路图可知,开关S闭合后,L1与L2串联,因串联电路中各处的电流相等,故A错误;
B、根据串联分压规律知,每个灯的电压都小于电源电压3V,因而实际电压小于额定电压,都不能正常发光;故B错误;
C、每个灯的电压都小于额定电压,则实际功率都小于额定功率,因而电路的总功率小于额定功率的总和,即3W+1.5W=4.5W;故C错误;
D、由P可得,各个灯的电阻为:
R13Ω,
R26Ω,
设灯丝电阻不变,根据串联电路的电流相等,电压之比等于电阻之比,
L1、L2两端电压之比U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=3Ω:6Ω=1:2,故D正确。
故选:D。
17.如图甲所示电路的电源电压为3伏,小灯泡的额定电压为2.5伏,图乙是小灯泡的I﹣U图像。闭合开关S后,下列判断正确的是(  )
A.电压表测的是小灯泡两端的电压
B.电流表示数为0.4安时,小灯泡的电阻是25欧
C.电压表示数为2.5伏时,小灯泡的功率是1.25瓦
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25瓦
【解答】解:A、由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,故A错误;
B、由灯泡的I﹣U图象可知,当电流为0.4A时,灯泡的电压为1V,由欧姆定律可得,灯的电阻:RL2.5Ω,故B错误;
C、电压表示数为2.5V时,由串联电路电压的规律可得灯两端的电压为:UL′=U﹣U滑′=3V﹣2.5V=0.5V,
由图象可知,灯的电压为0.5V时电流为0.3A,则小灯泡的功率:PL′=UL′I′=0.5V×0.3A=0.15W,故C错误;
D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时,灯正常发光,由图象可知灯的额定电流为0.5A,
根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U滑=U﹣UL额=3V﹣2.5V=0.5V,
此时滑动变阻器的功率:P滑=U滑I滑=0.5V×0.5A=0.25W,故D正确。
故选:D。
18.有两只外形相同,灯丝长度相等的灯泡L1和L2,在它们的铭牌上只能看清“220伏”字样,而看不清它们额定功率的大小。甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究:甲同学发现L1的灯丝粗一些,认为L1电阻小,接入电路产生的热量少,所以额定功率比L2小;乙同学把两灯串联在同一电路中,发现L2比L1亮,认定L2的额定功率大;丙同学把两灯并联在同一电路中,发现L1比L2亮,认定L1的额定功率大,你认为哪位同学的探究是正确的(  )
A.甲同学 B.乙同学 C.丙同学 D.都不正确
【解答】解:(1)观察灯丝:因为灯丝(钨丝)长度差不多,较粗的电阻小,根据P可知,额定功率比较大,即灯丝粗的电功率大,故甲同学错误;
(2)把两个灯泡串联在同一电路上,由P=I2R可知电阻大的,实际功率大(较亮),即:串联接在家庭电路中亮的额定功率小,故乙同学错误;
(3)灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,根据P可知两灯泡正常工作时,电阻小的实际功率较大、灯泡较亮,故丙同学正确。
故选:C。
19.如图所示,电源电压为10V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b为其两端点)。闭合开关S,当滑片P在a端时,电流表示数为0.1A,R2消耗的电功率为0.5W;当滑片P移动至某一位置c时,电压表示数为4V。下列说法正确的是(  )
A.滑片P在a点时,R1消耗的电功率为1W
B.滑片P在b点时,R1消耗的电功率为4W
C.滑片P在c点时,R2消耗的电功率为0.48W
D.滑片P在c点时,R1和R2消耗的功率之比为2:3
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、当滑片P在a时,电流表示数为:Ia=0.1A,
由串联电路的电流特点可知,通过R1、R2的电流:I1=I2=Ia=0.1A,
由P=UI可知,此时R2两端电压:,
由串联电路的电压特点可知,R1两端的电压:U1=U﹣U2=10V﹣5V=5V,
因此R1消耗的电功率:P1=U1I1=5V×0.1A=0.5W,故A错误;
由欧姆定律可知,R1的电阻:;
B、滑片P在另一端b点时,即变阻器连入电路中的电阻为0,电路为只有R1接在电源两极的简单电路,
此时R1消耗的电功率为:,故B错误;
C、当滑片P移动至某一位置c时,电压表示数U2'=4V,
根据串联电路电压特点可知,R1的电压:U1′=U﹣U2′=10V﹣4V=6V,
此时电路中的电流:,
由串联电路的电流规律可得,通过R2的电流:I2′=I′=0.12A,
滑片P在c点时,R2消耗的电功率:P2'=U2'I′2=4V×0.12A=0.48W,故C正确;
D、滑片P在c点时,通过R的电流:I1′=0.12A,
R1消耗的电功率:P1'=U1'I1′=6V×0.12A=0.72W,
因此R1和R2消耗的功率之比:,故D错误。
故选C。
20.已知图甲中滑动变阻器最大阻值为50Ω,图乙为一个等边三角形电阻,由一根导线和两段阻值为1:2的金属材料制成。当滑动变阻器连入电路的阻值为20Ω时,将两触头直接接触,闭合开关,电流表示数为0.6A;将两触头分别接触图乙中a、c两点,两表示数不发生变化:将两触头分别接触a、b两点,电流表示数变为0.4A。下列说法错误的是(  )
A.三角形电阻中ab段电阻可能是bc段的两倍
B.两触头分别接触a、b时,移动滑片P到最左端,电流表示数为1.2A
C.两触头分别接触b、c时,移动滑片P,滑动变阻器消耗的最大功率为3W
D.两触头分别接触a、c时,移动滑片P到最右端,整个电路的总功率为2.88W
【解答】解:A、将两触头直接接触(电阻为0),闭合开关,电流表示数为0.6A,将两触头分别接触图乙中a、c两点,两表示数不发生变化,三角形电阻中ac电流最大,所以ac是导线,已知由一根导线和两段阻值为1:2的金属材料制成,故三角形电阻中ab段电阻可能是bc段的两倍,故A正确;
B、将两触头分别接触a、b两点(如下图所示),电流表示数变为0.4A,根据串联电阻的规律及欧姆定律可知,并联部分的电阻为R并R滑20Ω=10Ω两触头分别接触a、b时,a、b时电阻为10Ω,移动滑片P到最左端,变阻器连入电路的电阻为0,由欧姆定律可知,电流表示数为
I1.2A
故B正确;
C、两触头分别接触b、c时,两段电阻并联,并联电阻也为10Ω,移动滑片P,滑动变阻器消耗的功率为
P滑=I2R滑R滑
可知,当R滑=R并=10Ω时,变阻器有最大电功率
P滑大3.6W
故C错误;D、两触头分别接触a、c时,触头间的电阻为0,移动滑片P到最右端,滑动变阻器最大阻值为50Ω连入电路中,整个电路的总功率为
P2.88W故D正确。
故选:C。
二.填空题(共12小题)
21.如图所示为小科同学制作的直流电动机模型,他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕制一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下,闭合开关且用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)直流电动机的工作原理是: 通电线圈在磁场中受力转动  。
(2)将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮掉半周,其作用与直流电动机  换向器  的作用相同。
(3)在不改变电路连接的情况下,能使线圈转动速度加快的方法有  增加磁场强度  (任写一种)。
【解答】解:(1)直流电动机的工作原理是:磁场对电流的作用;
(2)将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,另一端只刮半周的作用等同于直流电动机的换向器,它的作用是当线圈刚转过平衡位置时,改变电流的方向,保证了线圈持续的转动下去;
(3)根据直流电动机的工作原理,通电线圈在磁场中受力转动,磁场越强,线圈受到的力越大,转动速度就会越快,所以可通过更换更强的磁铁或增加磁铁数量来增加磁场强度。
故答案为:(1)通电线圈在磁场中受力转动;(2)换向器;(3)增加磁场强度。
22.对于家庭中所使用的电器,无论是其电器本身还是电路,都有着安全使用要求。请回答下列问题:
(1)某电热壶的结构如图甲所示。当电热壶接入家庭电路时,a端应与 火  线相连。
(2)图乙中,闭合开关S,灯泡发光,将电热壶插头插入三孔插座中,闭合电热壶开关,两者都不能工作。拔下插头,按图 丙  (选填“丙”或“丁”)的方法使用测电笔检测插座,左右两孔都能使氖管发光。若电路中只有一处故障,可能是 B  。(选填“A”或“B”)
A.在CD间断路
B.在C点左侧的零线断路
【解答】解:(1)为了保证用电的安全,保险丝和开关串联后应接在火线上,所以a端应接火线;零线直接接入电阻丝,所以b端接零线;电热壶的外壳是金属的,为防止金属外壳漏电时发生触电事故,所以金属外壳一定要接地线,则c端应接地线;
(2)图乙中,闭合开关S,灯泡发光:将电热壶插头插入三孔插座中,闭合电热壶开关,两者都不能工作。拔下插头,应该采用图丙的方法使用测电笔检测插座,左右两孔都能使氖管发光。由于两者都不能工作,这表明电路出现了断路现象;用试电笔检测插座,左右两孔都能使测电笔的氖管发光,这说明左右两孔与火线之间是连接的,左孔通过电灯和开关(DC部分)与火线相连,这部分是通路,则断路部分在C点左侧,即进户线的零线断路,故选:B。
故答案为:(1)火;(2)丙;B。
23.如图是某电热水壶内部电加热器原理电路,它有“加热”和“保温”两挡,开关S断开时,电水壶处于  保温  挡。已知该电热水壶处于“加热”挡,通电0.1h可使标有1200imp/(kW h)的电能表指示灯闪烁120次,则消耗的电能为  0.1  kW h,电热水壶“保温”挡功率为100W,则R2= 435.6  Ω。
【解答】解:开关S断开时,两个电阻串联,电路的总电阻最大,由P可知总功率最小,处于保温挡;S闭合时,只有R1的简单电路,电路的总电阻最小,由P可知此时总功率最大,处于高温挡;
消耗的电能:WkW h=0.1kW h,
高温挡的功率:P高1kW=1000W,
R1的阻值:R148.4Ω,
保温挡时总电阻:R484Ω,
R2的阻值:R2=R﹣R1=484Ω﹣48.4Ω=435.6Ω。
故答案为:保温;0.1;435.6。
24.如图所示,是电路元件甲和标有“2.5V,1.25W”字样的元件乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,则乙的实际功率是  0.4  W;′若把甲和乙串联在电源电压为3V的电路中,甲的实际功率是  0.2  W。前后两次整个电路消耗的电功率之比为  2:1  。
【解答】解:
若把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,甲、乙两端的电压均为2V,此时通过乙的电流为0.2A,根据P=UI可知乙的实际功率是P乙=U乙I乙=2V×0.2A=0.4W;
若甲、乙串联,则通过的电流相等,当电路的电流为0.2A时,甲两端的电压为1V,乙两端的电压为2V;根据串联电路电压的规律,电源电压为U电源=1V+2V=3V,符合题意,即当电源电压为3V时,电路中的电流为0.2A,根据P=UI可知此时甲的实际功率为P甲′=U甲′I甲′=1V×0.2A=0.2W,
根据P=UI可知串联时电路消耗的总功率为P串′= U电源I甲′=3V×0.2A=0.6W,
把甲和乙并联后接在电压为2V的电源两端,通过甲的电流为0.4A,根据P=UI可知并联时甲的功率为P甲=U甲I甲=2V×0.24=0.8W,
故甲和乙并联时的电路总功率为P并′= P甲+P乙=0.8A+0.4W=1.2W,
前后两次电路消耗的电功率之比为P并′:P串′=1.2W:0.6W=2:1。
故答案为:0.4;0.2;2:1。
25.(1)小刘家的电能表10月尾的示数为8433.5kW h,11月尾的示数如图,若每度电的电费为0.7元,他家11月要交电费  140  元。
(2)从表盘信息可知,小刘家的用电器总功率不能超过  2200  W。
(3)当家里只有电磁炉工作时,电能表的铝盘在3min内转60转,则电磁炉的电功率为  2000  W。
(4)把一只“220V24W”的节能灯和一个“220V484W”的电炉分别单独接在家庭电路中,发现电炉接入电路时,电能表铝盘转动较  快  (选填“快”或“慢”)。
(5)“220V484W”的电炉正常工作时,电阻丝的电阻为  100  Ω,在用电高峰期,小刘家中实际电压降低到200V,若电阻丝的电阻不变,这时电炉的实际功率是  400  W。
【解答】解:(1)本月消耗的电能:W=8633.5kW h﹣8433.5kW h=200kW h,
本月应缴纳的电费是0.7元/kW h×200kW h=140元;
(2)电能表允许接的最大电功率为:P=UI=220V×10A=2200W;
(3)能表的转盘转300转消耗的电能为:W0.1kW h;
用电器的总功率为P2kW=2000W;
(4)因为电炉的功率大于节能灯的功率,所以将它们单独接在家庭电路中,电炉接入电路时,电能表铝盘转动较快;
(5)∵P=UI,I
∴电炉丝的电阻:R100Ω;
因为电炉丝的电阻不变,所以当电炉两端电压为200V时,电炉的实际功率:P实400W。
故答案为:140;2200;2000;快;100;400。
26.如图所示,电源电压为12V,R0=60Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“6V3W”字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全。
(1)S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是 12Ω~50Ω  ;
(2)S、S1、S2都闭合,电路消耗的总功率最小值为 5.28W  ;
(3)S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器与定值电阻的功率之比是 2:1  。
【解答】解:(1)S闭合,S1、S2都断开,电路为滑动变阻器与L串联,电流表测电路中的电流,由P=UI可得,灯泡的额定电流:,因串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流I最大=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中电阻最小;
灯泡的电阻为:;
电路中的总电阻为:R总;
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小=R总﹣RL=24Ω﹣12Ω=12Ω,所以,滑动变阻器接入电路的阻值范围是12Ω~50Ω。
(2)S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与R0并联,电流表测干路电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以两支路的电流分别为:,,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流:I=I0+I滑=0.2A+0.24A=0.44A,电路消耗的总功率最小值为:P小=UI=12V×0.44A=5.28W。
(3)由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,则电路消耗的总功率最大,此时通过滑动变阻器的最大电流:I滑'=I′﹣I0=0.6A﹣0.2A=0.4A,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:,则滑动变阻器的功率为:;
则通过R0的电流为:I0=I大﹣I滑=0.6A﹣0.4A=0.2A,则定值电阻的功率为:;故。
故答案为:(1)12Ω~50Ω;(2)5.28W;(3)2:1。
27.探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验中,所用电源电压保持3V不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)图甲为连接的部分电路,请补充完整,要求当滑片向右滑时,电压表示数增加。
(2)在将滑片P从阻值最大处慢慢变小滑动过程中,小组同学记录了多组电压表和电流表数据,描绘出如图乙所示的I﹣U图像。
①通过图像可知灯泡电阻随着电流的增大而  增大  (填写“增大”、“不变”或者“减小”)。
②若图中的阴影部分表示电压为2.0V时灯泡消耗的实际功率大小,请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。
【解答】解:(1)由图可知,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端;当滑片向右滑时,电压表示数增加,根据串联电路规律可知,滑动变阻器两端电压减小,根据分压原理可知,滑动变阻器接入电路的阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:

(2)①由图乙可知,当通过灯泡的电流增大,灯泡两端电压也增大,根据P=UI可知,灯泡实际功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,即灯泡电阻随着电流的增大而增大;
②若图中的阴影部分表示电压为2.0V时,灯泡消耗的实际功率大小,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=3V﹣2V=1V,根据串联电路电流特点,通过滑动变阻器的电流与小灯泡的电流相同,由P=UI知滑动变阻器的功率为:
P滑=U滑I=1V×I,此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域如下图所示:

故答案为:(1)见解答图;(2)①增大;②见解答图。
28.如图所示的电路,电源电压恒为6V,R0是阻值为3Ω的定值电阻,Rx为滑动变阻器。闭合开关S,把滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器上某位置移到A端或B端的过程中,电压表示数都变化了2V。在滑片P滑动过程中,电路的最大电功率为  12W  ,R0的最大电功率与最小电功率的比值为  9:1  。
【解答】解:当滑动变阻器滑片移到A端时,电路为只有R0的简单电路,此时电路的功率最大,根据P=UI可知,最大功率为:
P大12W;
当滑动变阻器滑片移到B端时,R0与滑动变阻器最大阻值串联,此时R0功率最小;
当滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器上某位置移到A端时电压表示数变化了2V,此时电路为只有R0的简单电路,电压表测电源电压,说明滑动变阻器的滑片没有移动之前电压表示数为4V;
当滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器上某位置移到B端时电压表示数也变化了2V,此时R0与滑动变阻器最大阻值串联,电压表测R0两端电压,根据串联电路电压规律可知,此时R0两端电压为4V﹣2V=2V,
则最小功率为:
P小W,
故R0的最大电功率与最小电功率的比值为:
P大:P小=12W:W=9:1。
故答案为:12W;9:1。
29.小金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,则该电路的最大总功率为  2.25W  ,滑动变阻器的电阻允许调节的范围是  4Ω~20Ω  。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关后,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)由P=UI可得,灯泡的额定电流:
I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I大=I额=0.5A,
则该电路的最大总功率:P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W;
(2)由I可得,灯泡的电阻:
RL5Ω,
电路中电流最大时,电路中的总电阻:
R9Ω,
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滑小=R﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中电流最小、灯泡两端的电压最小,电路安全,故变阻器接入电路中的最大阻值为20Ω,则滑动变阻器的电阻允许调节的范围为4Ω~20Ω。
故答案为:2.25W;4Ω~20Ω。
30.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示。已知电源电压为6V,且保持不变,限流电阻R2=15Ω,灯泡L上标有“6V3W”字样。
(1)此时灯泡L  能  (选填“能”或“不能”)
正常工作,超导部件电阻R1为  0Ω  。
(2)当灯泡短路时,电流表的示数为  1.2A  。
【解答】解:(1)根据P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:
IL0.5A,
因0.5A<0.6A,
所以,由乙图可知R1的阻值为0Ω,此时R2被短路,灯泡L两端的电压为6V,能正常发光;
(2)灯泡被短路时,R1与R2并联,
根据图乙可知,通过R1的电流大于0.6A时阻值为7.5Ω,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,此时电流表的示数:
I=I1+I21.2A。
故答案为:(1)能;0Ω;(2)1.2A。
31.如图甲,电源电压恒为8V,滑动变阻器滑片P从b端滑到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙;R2与R1的电功率之比k与R2的关系如图丙。则滑片P在a端时,电路消耗的功率  16  W;滑片P在b端时,R2消耗的功率  2.56  W。
【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表测R2两端电压,电流表测电路中的电流;
(1)当滑片P在a端时,变阻器连入电路中的电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流为2A;
此时电路消耗的功率:P1=UI最大=8V×2A=16W;
由I可得,R1的阻值:R14Ω,
由于串联电路中电流处处相等,由P=I2R可得,R2与R1的电功率比值:k,
由图象丙可知,当R2最大时,R2与R1之比的最大值为4,则R2的最大阻值:R2=4R1=4×4Ω=16Ω,
当滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由于串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以电路的总电阻:R总=R1+R2=4Ω+16Ω=20Ω,
电路最小电流:I最小0.4A,
R2消耗的功率:P2=IR2=(0.4A)2×16Ω=2.56W。
故答案为:16;2.56。
32.物理兴趣小组的同学,为了探究滑动变阻器的电流、电压关系,按照如图甲的电路进行实验。组装好电路后,闭合开关,让滑片P从最右端开始向左滑动,测量滑片到最右端的距离X,同时观察电压表、电流表的示数,记录数据并绘制图象。电压表读数U与X的关系如图乙所示,电流表读数I与X的关系如图丙所示。则电源电压为  3V  ,滑动变阻器原先的总电阻为  28Ω  。若电流表的量程为0~3A,则此电路的最大功率可达  4.5W  。
【解答】解:由图甲可知:滑动变阻器与R0串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中电流;
当滑动变阻器的电阻丝有断点时,电压表测量电源电压,
由图乙可知,当x<5cm时,电压表示数保持3.0V不变,则电源电压为3.0V;
当x=5cm时,滑动变阻器接入电路中的电阻R118Ω,
当x=10cm时,电压表示数U2=2.4V,电流表示数I2=0.3A,则R28Ω,
故滑动变阻器滑动10cm﹣5cm=5cm电阻的改变量是ΔR=R1﹣R2=18Ω﹣8Ω=10Ω,
所以从断点处滑片P向左滑动的过程中,该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是2Ω;
该滑动变阻器没有断路时的总电阻值:R总=R1+5cm×2Ω/cm=18Ω+10Ω=28Ω;
当x=5cm时,由乙、丙图可知,电压表示数U1=2.7V,电流表示数I1=0.15A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0两端的电压:U01=U﹣U1=3.0V﹣2.7V=0.3V,
电阻R0的阻值:R02Ω,
当滑动变阻器滑片P在最左端,接入电路的电阻为零,电路中只有R0连入电路,此时电路中的电流最大,功率最大,
电路中的最大电流:I最大1.5A<3A,没有超过电流表的量程;
则此电路的最大功率:P最大=UI最大=3V×1.5A=4.5W。
故答案为:3V;28Ω;4.5W。
三.实验探究题(共2小题)
33.为测定小灯泡的电功率,小帅准备好了待测小灯泡(额定电流为0.2A,电阻约为8Ω)、2节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)请帮助小帅完成图甲中的电路连接,要求滑动变阻器滑片向右移动时,小灯泡变亮。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障的原因可能是 小灯泡短路  。
(3)解决电路故障后,小帅移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙所示的I﹣U图像。图乙中,阴影部分的面积S1表示小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率,记为P1。由图乙推知:小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P2,则P1 小于  P2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)小帅打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关来测量小灯泡的额定功率(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)。图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是 C  (填字母)。
A.丙方案能,丁方案不能
B.丙方案不能,丁方案能
C.两种方案都能
D.两种方案都不能
【解答】解:(1)将电压表并联在灯泡两端;滑动变阻器滑片向右移动时,小灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用右下接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:

(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即电路故障的原因可能是小灯泡短路;
(3)由图乙知,小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为:
P1=U1I1=0.5V×0.1A=0.05W;
由图乙知,当电流为额定电流0.2A时,电压为1.5V,故小灯泡的实际电压是额定电压一半时即电压为0.75V时,此时电流约为0.125A,故电功率P2为:
P2=U2I2=0.75V×0.125A=0.09375W,
故P1小于P2;
(4)已知小灯泡的额定电流,不知小灯泡的额定电压,图丙中,开关接a,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.2A,此时灯泡正常发光;保持滑动变阻器滑片位置不变,开关接b,R0、滑动变阻器串联和电流表串联,据此读出电流表示数,利用欧姆定律求出电路的总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路的阻值,据此求出当灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压,根据串联电路电压规律求出灯泡额定电压,利用P=UI求出小灯泡的额定电功率;
图丁中,R0、小灯泡、变阻器三者串联,S接a时,电压表测定值电阻的电压,调节滑动变阻器,当电压表为2V时,根据欧姆定律可知,电路中的电流为0.2A,灯正常发光;保持滑动变阻器滑片位置不变,开关接b时,电压表测量灯和定值电阻两端的总电压,根据串联电路电压规律,求出灯泡额定电压,利用P=UI求出灯泡额定功率,所以此方案能测出小灯的额定电功率,故ABD错误,C正确;故选:C。
故答案为:(1)见解答图;(2)小灯泡短路;(3)小于;(4)C。
34.某实验小组的同学利用如下器材测量小灯泡的电功率,灯泡上标有“2.5V”学样。
(1)用笔画线代替导线在答题卡相应位置将图甲连接完整,要求:当滑片P向右滑动时,灯泡变暗。
(2)小组同学在做此实验的过程中,正确连接电路后,小灯泡发光,但无论怎样调节滑动变阻器滑片都不能使小灯泡正常发光,这一现象产生的原因可能是  AC  (填字母,可多选)。
A.电源电压太小
B.电压表量程太小
C.滑动变阻器最大阻值太小
D.滑动变阻器断路
(3)解决上述问题后,小组同学将电压表示数调节至2.5V,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率为  0.8W  。
(4)完成(3)中实验后,小组同学将电压表示数调节至2V,小灯泡阻值变化忽略不计,此时小灯泡的电功率变化了ΔP1,滑动变阻器的功率增大了ΔP2,则ΔP1 >  (填“>”“=”或“<”)ΔP2。
【解答】解:(1)当滑片P向右滑动时,灯泡变暗,电阻变大,此时应该将滑动变阻器的左下接线柱接入电路,如图所示:

(2)无论怎样调节滑动变阻器滑片都不能使小灯泡正常发光,可能是电源电压太小,使得小灯泡两端电压始终小于2.5V,或者滑动变阻器最大阻值太小,使得小灯泡两端电压始终大于2.5V,故选:AC。
(3)电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A;读数是0.32A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W
(4)原来灯的电压为2.5V,小组同学将电压表示数调节至2V,灯的电压变小,故变阻器的电压变大,通过灯泡的电流变小,灯泡的实际功率变小;电源电压不变,由P=UI可知,电路总功率变小;电路总功率等于各用电器消耗功率之和,小灯泡的电功率变化了ΔP1,滑动变阻器的功率增大了ΔP2,则ΔP1>ΔP2。
故答案为:(1)

(2)A、C;
(3)0.8W;
(4)>。
四.计算题(共4小题)
35.如图所示为额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路,其中电热丝通电后可以发热,电动机通电后可以送风,且电动机的额定功率为120W。
(1)要送冷风,选择开关应放在  B  位置。(填“A”、“B”或“C”)
(2)若电吹风在额定电压下工作,送冷风时,通电8min电流所做的功是多少? 57600J  。
(3)若电吹风在额定电压下工作,送热风时电路消耗的总功率为560W,则电热丝R的阻值应为多大? 110Ω  。
【解答】解:(1)送冷风时,只有电动机工作,送热风时电动机和电热丝都工作,
开关放在B位置,电动机接入电路,电热丝断路,送冷风,故选B;
(2)电吹风在额定电压下工作,送冷风时,只有电动机工作,电动机的额定功率为120W,
通电8min电流做的功W=P1t=120W×8×60s=57600J;
(3)开关放在A位置,电动机和电热丝并联,送热风,
电热丝发热功率为P2=P﹣P1=560W﹣120W=440W,
∵P,
使用电热丝的电阻R110Ω。
故答案为:(1)B;(2)57600J;(3)110Ω。
36.小科设计了一种阴雨天自动收衣装置,其电路如图甲所示。R1是湿敏电阻,用以检测空气相对湿度,其阻值与相对湿度的关系如图乙所示。控制电路电压U为24V,R2是规格为“500Ω 1A”的滑动变阻器。当通过继电器线圈(电阻不计)的电流为30mA时,衔铁被吸下。
(1)产生收衣拉力的电动机应该接在 CD  (选填“AB”或“CD”)之间。导线 ①  (选填“①”或“②”)应连接家庭电路中的火线。
(2)调试中,小科发现相对湿度为50%时,装置开始自动收衣,此时滑动变阻器R2接入电路的电阻多大?
(3)R1能承受的最大电功率为1W.当相对湿度为80%时,为了保证R1不损坏,滑动变阻器R2接入电路的阻值不能小于多少?
【解答】解:(1)根据题意,当相对湿度为50%时,线圈上有电流通过,吸引衔铁,接通工作电路,由图可知电动机应接在CD间;同时根据安全用电原,火线须先进开关再接用电器,由图可知火线应接①;
(2)相对湿度为50%时,装置开始自动收衣,由图乙可知,此时R1=600Ω,
由题可知,电路中的电流为I=30mA=0.03A,
R2的值:R2=R串﹣R1R1600Ω=200Ω;
(3)当相对湿度为80%时,由图乙可知:R1'=400Ω,
由P=UI=I2R可知,电路中的电流:I串A,
滑动变阻器R2接入电路的阻值:R2'=R串'﹣R1'400Ω400Ω=80Ω。
答:(1)CD;①;
(2)调试中,小科发现相对湿度为50%时,装置开始自动收衣,此时滑动变阻器R2接入电路的电阻是200Ω;
(3)R1能承受的最大电功率为1W.当相对湿度为80%时,为了保证R1不损坏,滑动变阻器R2接入电路的阻值不能小于80Ω。
37.小宁为了设计了一个电子量角器(如图甲所示),把同种材料制成的粗细均匀的电阻丝AB弯成半圆形,O为圆心,OP为能够绕圆心转动的金属滑片(OP的阻值忽略不计),P与AB接触良好,OA与OP的夹角为θ,电阻丝AB的阻值为25Ω。将制作好的电子量角器接入电路,如图乙所示,电源电压U=6V不变,R0=25Ω,电压表量程为0﹣3V。转动滑片OP,电压表的示数随之改变,将角度标在电压表的刻度盘的对应刻度线上。
(1)当转动OP使角θ为180°时,电压表的示数为  3  V;
(2)能否去掉电路中的R0,请判断并说明理由  不能,R0串联接入电路,起保护电路的作用  ;
(3)求当θ为36°时R0的电功率;
(4)小宁发现改造后的刻度盘不均匀,请你在图丙的基础上帮他重新设计电路,使得角度在电压表的刻度盘上能分布均匀。
【解答】解:(1)当转动OP使角θ为180°时,AB的最大阻值和定值电阻串联接入电路,电压表测AB两端的电压,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I0.12A,
AB两端的电压:UAB=IRAB=0.12A×25Ω=3V;
(2)AB和定值电阻串联接入电路,AB接入电路的电阻为0时,定值电阻串联在电路中,防止通过电路的电流过大,起保护电路的作用,所以不能去掉;
(3)当被测量角度为36°时,电子量角器的电阻为:RAP25Ω=5Ω,
此时通过电路的电流:I′0.2A,
R0的电功率:P=I′2R0=(0.2A)2×25Ω=1W;
(4)由题意可知电压表上标注的刻度要均匀,由U=IR可知U与R成正比,则电路中的电流不变,所以AB间电阻丝应全部接入电路中,又因电子量角器角度增大时,电压表示数增大,所以电压表应并联在量角器两端,如下图所示:

答:(1)3;
(2)不能,R0串联接入电路,起保护电路的作用;
(3)R0的电功率为1W;
(4)见上图。
38.电压力锅是结合了传统高压锅和电饭煲优点的升级产品。如图甲为某品牌电压力锅的结构示意图和它的插头。使用电压力锅煮饭时,先将锅盖与机身的5个扣合处全部扣合,再接通电源。图乙为电压力锅简化的工作电路图,R1是规格为“220V 900W”的主加热电阻,R2是电阻为242Ω的副加热电阻,R0是阻值为484Ω的保温电阻。压力开关是一个安装在电压力锅底部的压力传感器,根据所受压力的变化实现自动闭合断开。电压力锅煮饭分为“加热升压→保压→保温”三个阶段。通过如图丙所示正常煮饭时锅内工作压强与时间(p﹣t)关系图象可了解其工作过程:接通电源,启动智能控制开关S,S自动接到a,同时压力开关自动闭合,电压力锅进入加热升压状态;当锅内工作压强达180kPa时,压力开关自动断开,进入保压状态,当锅内工作压强降至160kPa时,压力开关又会自动闭合;当保压状态结束时,饭就熟了,S自动接到b,进入保温状态。(标准大气压为100kPa)
根据以上信息回答下列问题:
(1)图甲插头中“A”端与家庭电路中 接地  线相连。
(2)若锅盖重约20N,它与锅内气体接触部分的横截面积约为400cm2,则正常煮饭过程中,压力开关刚好断开时,每个扣合处机身对锅盖的拉力大约有多大?
(3)图乙中熔断器的作用是当内部电路故障导致电流过大时自动熔断保护,为不影响电压力锅正常工作,其熔断电流至少要高于多少?
(4)在一次正常煮饭中,饭煮熟后,又保温了5min才切断电源,则这次煮饭总共消耗多少电能?(不考虑其他能量损失)
【解答】解:(1)三脚插头中稍长些的插脚是把用电器的外壳与大地相连接,插头插入插座时,电器外壳先接地;拨出时,电器外壳后离开地线,确保安全;
(2)锅内压强对锅盖的压力等于锅盖重力加上大气对锅盖的压力,
当锅内工作压强达180kPa时,压力开关自动断开,
即锅内压力:
F=pS=1.8×105Pa×0.04 m 2=7.2×103N;
大气压与锅盖的总压力:
F1=p0S+G=1.0×105Pa×0.04 m 2+20N=4×103N+20N=4020N,
每个扣合处机身对锅盖的拉力大约有:
F′636N;
(3)当开关在b处时处于保温状态,只有电阻R0工作,电阻为484,电流为:I0.45A;
当开关在a处时处于加热状态,电阻R1和R2并联,电流为:
I′5A,
所以最大电流为:5A;
(4)R2的功率为:
P2200W;
R0的保温功率为:
P保温100W;
由图丙知升压用了t1=6min+3min+3min=720s,保压用了t2=3min+3min=360s,保温用了t3=5min=300s,
这次煮饭总共消耗的电能为:
W=(P1+P2)t1+P2t2+P保温t3=(900W+200W)×720s+200W×360s+100W×300s=8.94×105J。
答:(1)接地;
(2)若锅盖重约20N,它与锅内气体接触部分的横截面积约为400cm2,则正常煮饭过程中,压力开关刚好断开时,每个扣合处机身对锅盖的拉力大约有636N;
(3)图乙中熔断器的作用是当内部电路故障导致电流过大时自动熔断保护,为不影响电压力锅正常工作,其熔断电流至少要高于5A;
(4)在一次正常煮饭中,饭煮熟后,又保温了5min才切断电源,则这次煮饭总共消耗8.94×105J的电能。
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