最新版初中九年级中考物理复习测试：课后作业 第十五章 电功率

第十五章电功率

1.将规格都是“220 V 180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是( C )

A.电冰箱产生的热量最多

B.电脑产生的热量最多

C.电热毯产生的热量最多

D.三者产生的热量一样多

解析:三个电器功率相同,相同时间内消耗的电能相同,因为电热毯将电能全部转化为内能,所以电热毯产生的热量最多.

2.将规格分别为“6 V 6 W”和“6 V 3 W”的甲、乙两只小灯泡串联后接到电压为6 V的电源上,两灯均发光,忽略灯丝电阻的变化,则下列说法中正确的是( D )

A.甲灯两端电压较大

B.通过乙灯的电流较大

C.甲灯较亮

D.乙灯较亮

解析:由题知,灯丝电阻变化忽略,则R甲=6 Ω,R乙=12 Ω,两灯泡串联后接到6 V的电源上时,串联电路中各处的电流相等,所以通过两灯电流相等,故B错误;由U=IR可知,乙灯两端电压大,故A错误;小灯泡的亮暗程度是由灯泡的实际功率决定的,由P=I2R可知,乙灯泡的实际功率较大,乙灯泡较亮,故C错误,D正确.

3.如图所示的电路,闭合开关后,当滑片P向右移动时,下列说法正确的是( D )

A.灯泡L变暗

B.电压表示数变小

C.电流表A1示数变大

D.整个电路消耗的总功率变小

解析:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表V测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L支路的电流,因电源的电压不变,所以滑片移动时,电压表的示数不变,故B错误;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时,通过L的电流和实际功率不变,即L的亮度不变,故A错误;当滑片

P右移,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路

电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,故C错误;由P=UI可知,整个电路消耗的总功率变小,故D正确.

4.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系,设计了如下电路图,其中正确的是

( B )

解析:要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,需保证通过电阻的电流、通电时间相同,电阻不同,因此需不同阻值的定值电阻串联连接,故A,C,D错误,B正确.

5.(2019天津)(多选题)现有一个电压不变的电源,两个定值电阻R1,R2.先将这两个电阻以某种形式连接到电源上,R1消耗功率为P0;再将它们以另一种形式连接到该电源上,R1消耗功率为9P0.两种连接形式中均有电流通过R2,则先后两种连接形式中( BC )

A.R1两端的电压比为1∶2

B.R1两端的电压比为1∶3

C.R2消耗的功率比为4∶9

D.R2消耗的功率比为2∶9

解析:根据P=I2R和I=得P=,则U=,故两种连接形式R1两端电压比为∶=1∶3,故A错误,B正确;设电源电压为U0,则R1与R2串联时,U1=U0,R1与R2并联时,U1'=U0,U1

R2消耗的功率比为4∶9,故C正确,D错误.

6.

(2019南充)(多选题)如图,电源电压恒为9 V,灯L标有“3 V 1.5 W”(灯L电阻不受温度影响),滑动

变阻器R的规格为“0~30 Ω”,闭合开关S,当R的滑片移到M点时,灯L正常发光,此时,下列分析正确的是( AD )

A.灯L的电阻为6 Ω

B.电压表V1示数为6 V

C.R接入电路中的阻值为18 Ω

D.电路消耗的总功率为4.5 W

解析:由图知,灯和滑动变阻器是串联的,电压表V1并联在电源两端,则V1测电源电压,电压表V2和灯泡并联,则V2测量灯泡的电压,

当R的滑片移到M点时,灯泡正常发光,

由P=UI可得,电路中的电流

I===0.5 A,

则灯L的电阻R L==6 Ω,故A正确;

已知电源电压恒为9 V,V1测电源电压,所以V1的示数为9 V,故B错误;

此时灯L正常发光,则U L=3 V,

滑动变阻器两端电压为

U'=U-U L=9 V-3 V=6 V,

滑动变阻器接入电路中的阻值

R'===12 Ω,故C错误;

电路消耗的总功率为

P=UI=9 V×0.5 A=4.5 W,故D正确.

7.

(2019安顺)现有恒定电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个,其中灯泡的U I图象如

图所示.将这些元件用导线连成电路后,闭合开关,滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中,电压表的示数从5 V开始减小,电流表的示数从0.3 A开始增大,下列结论正确的是( D )

A.电源的电压为5 V

B.小灯泡的最大功率为0.3 W

C.滑动变阻器的最大阻值为20 Ω

D.整个电路的最小功率是1.8 W

解析:因为电压表的示数发生变化,所以电路是串联电路,滑片移动过程中,电流表示数一直增大,电压表示数一直减小,则滑动变阻器一开始连入最大阻值,电压表并联在滑动变阻器两端,所以滑动变阻器的最大阻值R P==≈16.7 Ω,C项错误;小灯泡的电流一开始是0.3 A,由图可知,这时其两端电压为U1=1 V,因此电源电压U总=U+U1=5 V+1 V=6 V,A项错误;当滑动变阻器滑到右端时,电源电压6 V全部落在小灯泡两端,其电功率最大,从图中可得,这时电流I max=0.5 A,P max=U总I max=6 V×0.5 A=3 W,B项错误;一开始时,电流最小,整个电路的功率最小,P min=U总I min=6 V×0.3 A=1.8 W,D项正确.

8.

(2019眉山)如图所示,电源电压恒为4 V,电压表量程为“0~3 V”,电流表量程为“0~0.6 A”,滑动变

阻器规格为“20 Ω 1 A”,小灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”的字样(灯丝电阻不变).若通过小灯泡L 的电流不能超过额定电流,电流表、电压表不能超过量程,则移动滑动变阻器的滑片,下列说法中正确的是( A )

①电压表示数变化范围为1.5 V~3 V

②滑动变阻器消耗的电功率变化范围为0.6 W~0.75 W

③小灯泡的实际电功率变化范围为0.2 W~1.25 W

④滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为10 Ω~20 Ω

A.①③

B.②④

C.③④

D.①②

解析:由题可得,灯泡的额定电流I===0.5 A,灯泡的电阻R===5 Ω,移动滑片,电路中的电流最大不能超过0.5 A,灯泡两端的电压不能超过2.5 V,当U灯=2.5 V时,U滑=U-U灯=4 V-2.5 V=1.5 V,如

果将滑动变阻器的滑片向右移动,使它的电阻增大,则它分得的电压也增大,所以U滑最大=3 V,所以①正确;

当R滑=R灯=5 Ω时,P滑最大,此时U滑=U灯=2 V,所以P滑大===0.8 W,所以②错误;当灯泡正常工作时,其功率达到最大值,即1.25 W,当电路中的电流最小,即U滑=3 V时,灯泡的功率最小,此时U灯=1 V,所以P

===0.2 W,所以③正确;当U滑最大=3 V时,电路中的电流最小,此时I小===0.2 A,R滑===15 灯小

Ω,同理,当灯泡正常工作时,滑动变阻器连入电路的电阻最小,R滑===3 Ω,所以滑动变阻器连入电路的阻值范围是3 Ω~15 Ω,所以④错误.综上所述,本题应选A.

9.(2019黄石)雷雨天气是一种常见的自然现象.某次雷电的电流为2.1×106 A.电压为108 V,放电时间为0.001 s,则这次放电释放的电能为 2.1×1011J.如果我们能将这些能量加以利用,比如用来加热供暖用水为寒冷地区的居民供暖,则可使106kg 的水从0 ℃加热到50 ℃.[已知水的比热容c水

=4.2×103 J/(kg·℃)]

解析:这次雷电释放的电能

W=UIt=108 V×2.1×106 A×0.001 s=

2.1×1011 J,

由题意知,水吸收的热量等于电能

Q吸=W=2.1×1011 J,

根据Q=cmΔt得,水的质量为

m===106 kg.

10.

某电吹风工作6 min,能使如图所示的电能表的转盘转过120转,则该电吹风消耗的电能为0.1 kW·h,电功率为 1 000W,这些电能可供一只“220 V 10 W”的LED灯正常工作10h;一只这样

的LED灯与一只“220 V 100 W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光效率为8%.

解析:电吹风消耗的电能

W= kW·h=0.1 kW·h;

电吹风的功率

P===1 kW=1 000 W;

由P=可得,节能灯正常工作的时间

t'===10 h;灯的发光效率等于转化为光能的功率与消耗电能的功率(灯的电功率)之比,即η

=,因为10 W的节能灯与100 W的白炽灯在正常工作时发光效果相当,所以两灯泡获得光能的功率相等,

则P白η白=P节η节,

即100 W×η白=10 W×80%,

解得该白炽灯的发光效率η白=8%.

11.(2019安徽)图示电路中,U=12 V,R1=6 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω.当S2断开,S1闭合时,电阻R1消耗的电功率为8.64W;当S1,S2都闭合时,6 s内电流通过R2产生的热量是32J.

解析:当S2断开,S1闭合时,电路中R1和R3串联,根据串联电路的特点,电流处处相等,即I1===1.2 A,因此电阻R1消耗的电功率P1=R1=(1.2 A)2×6 Ω=8.64 W;当S1,S2都闭合时,R1,R2并联再与R3串联,即

R1,R2并联后总电阻为R总===2 Ω,此时电路中电流为I2===2 A,因此R1,R2并联电阻

两端的电压为U并=I2R总=2 A×2 Ω=4 V,即6 s内电流通过R2产生的热量Q2===32 J.

12.如图所示为小明设计的电烙铁工作电路,电烙铁可处于正常工作和预热两种状态,电烙铁上标有“220 V 40 W”的字样,R0为定值电阻.

(1)电烙铁是利用电流的热效应工作的.

(2)电烙铁正常工作时功率为40 W,暂时不用时的预热功率为10 W,则R0的阻值为 1 210Ω.(设电烙铁的电阻不随温度的变化而变化)

解析:(1)电烙铁在工作时,主要将电能转化为内能,产生热量,故是利用了电流的热效应.

(2)由电路图可知,开关S接2时,电路为电烙铁的简单电路,电烙铁的电阻R===1 210 Ω,开关S 接1时,电烙铁和R0串联,由P=I2R可得,电路中的电流I=== A,电路中的总电阻R总===2 420 Ω,R0的阻值R0=R总-R=2 420 Ω-1 210 Ω=1 210 Ω.

13.(2019凉山)某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验,电路如图(甲)所示,已知电源电压为3 V,

小灯泡的额定电压为2.5 V.

(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于A(选填“A”或“B”)端,目的是保护电路.

(2)实验中,闭合开关,发现电压表指针反偏,其原因是电压表正负接线柱接反了.

(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片P到某位置时,电压表的示数为2.2 V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向B(选填“A”或“B”)端移动;当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图(乙)所示,为0.32A,则小灯泡的额定功率为0.8W.

解析:(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的A端,目的是保护电路.

(2)实验中,闭合开关,发现电压表指针反偏,其原因是电压表正负接线柱接反了.

(3)灯在额定电压下正常发光,示数为2.2 V小于灯的额定电压2.5 V,应增大灯两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器两端的电压,由分压原理知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动,直到电压表示数为额定电压;当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图(乙)所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.32 A,灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.32 A=0.8 W.

14.小峻家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如表所示,图(甲)为浴足盆的工作电路,R1,R2均为电热丝,当开关S接a,b触点时,浴足盆的挡位不同.求:

型号MLJY01

额定电压220 V

额定加热功率880 W

额定保温功率100 W

(1)额定加热电流.

(2)R1和R2的阻值各为多少欧.

(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其他用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1 min,电能表[如图(乙)所示]的转盘转了30转,则浴足盆加热的实际功率为多少瓦.

解析:(1)由表中数据知,浴足盆的额定加热功率为880 W,由P=UI可得,额定加热电流

I加热===4 A.

(2)由电路图知,S接b时只有R2接入电路中,电路中电阻较小,电源电压一定,由P=可知,此时电路的功率较大,为加热状态;S接a时两电阻串联,电路中电阻较大,功率较小,为保温状态.由欧姆定律可得R2的阻

值R2===55 Ω,保温状态下,由串联电路的特点和P=可得总电阻R总===484 Ω,

则R1=R总-R2=484 Ω-55 Ω=429 Ω.

(3)由图(乙)可知,电能表上标有3 000 r/(kW·h),3 000 r/(kW·h)表示每消耗1 kW·h的电能,电能表的表盘就转过3 000 r,则表盘转过30转时,浴足盆消耗的电能

W= kW·h×30= kW·h,

P实===0.6 kW=600 W.

答案:(1)4 A

(2)429 Ω55 Ω

(3)600 W

1.

5月初,小明家中的电能表示数为,电能表的部分参数及6月初的示数如图所示,下列说法

正确的是( C )

A.电能表是测量用电器消耗电功率的仪表

B.小明家5月初至6月初消耗的电能是1 200 kW·h

C.小明家所有用电器同时工作,总功率不得超过4.4 kW

D.若电能表转盘在10 min内转过300转,则用电器的总功率为1 kW

解析:电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,故A错误;6月初电能表的示数为1 342.8 kW·h,5月初电能表示数为1 222.8 kW·h,故小明家5月初至6月初消耗的电能是W=(1 342.8-1 222.8)kW·h=120 kW·h,故B错误;据表盘的参数可知,此时总功率不得超过P=UI=220 V×20 A=4 400 W=4.4 kW,故C正确;电能表的转盘转300转消耗的电能为W= kW·h=0.25 kW·h,则用电器的总功率P===1.5 kW,故D错误.

2.(多选题)电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态,局部电路图如图所示.断开S后,充电插口可

以外接充电器对蓄电池进行充电.电动自行车行驶过程中,其电动机正常工作电压为48 V,此时通过电动机线圈的电流为5 A.电动机线圈的电阻是 0.5 Ω,下列说法正确的是( AD )

A.对蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的用电器

B.电动自行车的电动机是把电能全部转化为机械能

C.电动机正常工作1 min,电流通过线圈所产生的热量为14 400 J

D.电动机正常工作1 min,消耗的电能为14 400 J

解析:对蓄电池充电时,蓄电池消耗了电能,蓄电池相当于电路中的用电器,故A正确;电动自行车的电动机把电能大部分转化为机械能,小部分转化为内能,故B错误;电动机正常工作1 min,电流通过线圈所产生的热量Q=I2Rt=(5 A)2×0.5 Ω×60 s=750 J,消耗的电能W=UIt=48 V×5 A×60 s=14 400 J,故C错误,D 正确.

3.

(2019广西北部湾经济区)如图所示,两个透明容器中封闭着等量的空气,A,B两U形管内的液面相平,电

阻丝的电阻R1=R2=R3,小明用图示装置进行实验,探究电流通过导体时产生的热量Q与什么因素有关,下面说法正确的是( D )

A.此实验探究电热Q与电阻R是否有关

B.通过R1的电流与通过R2的电流大小相等

C.电阻R1两端电压与R2两端电压相等

D.通电后A管的液面比B管的液面高

解析:电阻丝的电阻R1=R2=R3,电流I1=I2+I3,此实验探究电热Q与电流大小是否有关,故A项错误;通过R1的电流与通过R2的电流大小不相等,I1大于I2,故B项错误;电阻R1两端电压大于R2两端电压相等,故C项错误;由焦耳定律Q=I2Rt可知,I1大于I2,通电后A产生的热量大于B产生的热量,所以A管的液面比B管的液面高,故D项正确.

4.如图所示,A,B为两盏白炽灯,A灯型号是“110 V 25 W”,B灯型号是“110 V 100 W”,R是一个未知电阻.若把它们接到电压为220 V的电路上,下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是( C )

解析:A图两灯并联,电压相等都为220 V,都不能正常工作,故A错误;B图两灯的规格不同,则电阻不同,当

串联时,分得电压不等,即两灯的实际电压都不是110 V,不能正常工作,故B错误;C图根据R=知,A灯功率小,电阻大,B灯功率大,电阻小,图中当未知电阻与A灯并联时,等效电阻小于任一并联电阻,则等效电阻可能与B灯的电阻相同,此时两灯分得电压相等,都为 110 V,故C正确;D图根据C的分析可知,当未知电阻与B灯并联时,等效电阻更小,两灯分得电压不等,都不能正常工作,故D错误.

5.

如图所示,从甲地通过两条输电线向乙地用户供电,若甲地电压恒为U,输电线的总电阻为r,当乙地用户用电时,下列说法正确的是( D )

A.用户使用的用电器两端的电压为U

B.输电线上消耗的电功率为

C.当用户使用的用电器增多时,用户两端的电压升高

D.当用户使用的用电器增多时,输电线上因发热而损失的功率增大

解析:电源电压为U,输电导线要分电压,所以用户使用的用电器两端的电压小于U,故A错误;导线两端分得的电压并不是U,故B错误;当用电器使用数量增多时,用电部分的总电阻会变小,电路的总电流会变大,这样,干路分得的电压就会变大,而用电器分得的电压就会变小,故C错误;根据C的分析,干路中电流增大,由P=UI=I2r可知,导线损失的功率增大,故D正确.

6.(2019滨州)(多选题)如图(甲)是带烘干功能的滚筒洗衣机,额定电压为220 V,洗衣机中的电动机在不

同工作环节的电功率由电脑芯片控制.图(乙)为某次正常洗衣过程中电动机和电热丝的电功率随时间的变化情况.若该次洗衣过程共消耗电能0.745 kW·h.则以下说法正确的是( ABD )

A.电动机和电热丝是并联的

B.烘干产生的热量为1.8×106 J

C.烘干电热丝的电阻约为65 Ω

D.电动机共消耗的电能为0.245 kW·h

解析:由于滚筒洗衣机的电动机和电热丝可以独立工作,所以它们是并联的,A正确;烘干产生的热量为

Q=W烘=P烘t烘=1 000 W×30 min=1 000 W×1 800 s=1.8×106 J,B正确;烘干电热丝的电阻R烘

===48.4 Ω,C不正确;由于电动机不只有在洗涤和脱水时要工作,在烘干和排水时也要工作,所以电动机消耗的电能为W=W总-W烘=W总-P烘t烘=0.745 kW·h-1 kW×0.5 h=0.245 kW·h,D正确.

7.(2019重庆)具有防雾除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功

能切换.如图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10 V,四段电热丝电阻均为10 Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大.下列说法正确的是( C )

A.开关旋至“1”挡,开启化霜功能

B.开启防雾功能,电路总电阻为5 Ω

C.化霜与防雾电路的总功率之差为15 W

D.从防雾到除露,电路总电流变化1 A

解析:由图知道,当开关旋至“1”挡时,两条电阻丝串联接入电路,此时电路总电阻最大为R串=2R=2×10 Ω=20 Ω,由P=知道,电功率最小,开启防雾功能,故A,B错误;开关旋至“1”挡时电路中的电流是

I1====0.5 A,此时电路的总功率是P1=UI1=10 V×0.5 A=5 W,当开关旋至“2”挡时,一条电阻丝单独接入电路,电阻较大(大于并联时的总电阻),电路消耗的功率较小,此时为除露功能,此时电路中的电

流是I2===1 A,从防雾到除露,电路总电流变化量是I2-I1=1 A-0.5 A=0.5 A,故D错误;当开关旋至“3”

挡时,两条电阻丝并联接入电路,总电阻最小,总功率最大,此时为化霜功能,电路的总电阻是R并=R=×10

Ω=5 Ω,电路的总电流是I3===2 A,此时总功率是P3=UI3=10 V×2 A=20 W,化霜与防雾电路的总功率之差是P3-P1=20 W-5 W=15 W,故C正确.

8.

(2019武汉)如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R0的最大电阻是50 Ω.当开关S1闭合,S2和S3

断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,R1的功率是P1;当开关S2闭合,S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U1',R2和R3的功率之和是3.2 W;当开关S1,S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P1'.已知R2∶R3=3∶1,U1∶U1'=3∶2,P1∶P1'=1∶36.下列结论正确的是( C )

A.电源电压是12 V

B.R2的阻值是30 Ω

C.电流表的最大示数是2.1 A

D.该电路的最大功率是64 W

解析:当开关S1闭合,S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R0=50 Ω与R1串联,电压表测量R1两端电

压,此时电压表示数是U1,R1的功率是P1,则U1=,P1==,当开关S2闭合,S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1,R2,R3串联,电压表测量R1两端电压,此时电压表示数是U1',R2和R3的功率之和是

3.2 W,则U1'=,3.2 W=,当开关S1,S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1,R2,R3并联,R1的功率是P1',则P1'=,已知R2∶R3=3∶1,U1∶U1'=3∶2,P1∶P1'=1∶36,可得U=18 V,R2=60 Ω,故A,B错

误;当R1,R2,R3并联时,电流表测通过R1和R2的电流,示数最大为+=2.1 A,C正确;当R1,R2,R3并联时,电功率最大,为++=54 W,D错误.

9.(2019武威)如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该表盘上显示已用电 5 546.7kW·h.若将某

用电器单独接在该电能表上正常工作3 min,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0.02kW·h,它的实际电功率是400W.

解析:表盘上显示已用电5 546.7 kW·h的电能,用电器消耗的电能是

W==0.02 kW·h

实际功率是P===400 W.

10.

如图所示,是某种电热器的电路图,电源电压220 V,R1,R2的阻值分别为11 Ω,22 Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换,电热器在低温挡工作时的电功率是 2 200W,在高温挡工作1 min产生的热量是 3.96×105J.

解析:根据P=,当电阻最大时,电功率最小,旋转扇形开关S使b接触c,即只有R2连入电路时为低温挡,

P小===2 200 W;

当两电阻并联时,旋转扇形开关S接触c,d时电阻最小,

R并===Ω,

在高温挡工作1 min产生的热量是

Q高=t=×60 s=3.96×105 J.

11.

(2019临沂)某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图所示,阻值为2 Ω的警灯与线圈电阻为0.5 Ω的

电动机串联.当玩具警车正常匀速行驶时,通过电动机线圈的电流为1 A,则警灯两端的电压是2V;2 min内电动机线圈产生的热量是60J.

解析:串联电路各处电流相等,通过电动机线圈的电流为1 A,则通过警灯的电流也为1 A,已知警灯电阻为

2 Ω,它两端的电压为U=IR=1 A×2 Ω=2 V;2 min=120 s,2 min内电动机线圈产生的热量为Q=I2Rt=(1

A)2×0.5 Ω×120 s=60 J.

12.

在研究微型电动机的性能时,小希用如图所示的实验电路进行实验.通过调节滑动变阻器R使电动机实现停止转动和正常运转,并将测量数据记录在表中,则电动机的电阻为4Ω.在正常运转时因发热而损失的功率为16W.

电动机状态U/V I/A

停止转动20.5

正常运转 2.42

解析:电动机停止转动时,电动机的电阻

R===4 Ω;

电动机正常运转时,因发热而损失的功率

P=R=(2 A)2×4 Ω=16 W.

13.(2019聊城)如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻大约为

10 Ω,有两个规格分别为“10 Ω 1 A”的A滑动变阻器和“50 Ω 2 A”的B滑动变阻器,电源电压为 6 V.

(1)本实验中应选择B(选填“A”或“B”)滑动变阻器.

(2)请你用笔画线代替导线将如图(甲)中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大.

(3)连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数.接下来应进行的操作是

C.

A.断开开关,更换小灯泡

B.检查电路是否断路

C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光

(4)问题解决后,继续进行实验,发现电压表的示数如图(乙)所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向右(选填“右”或“左”)端移动,直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图(丙)所示,则小灯泡的额定功率为0.45W.

(5)实验中多次测量的目的是A.

A.测不同电压下小灯泡的实际功率

B.多次测量求平均值,减小误差

解析:(1)小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻大约为10 Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为I===0.25 A,根据串联电路电压的规律,灯正常发光时,变阻器分得的电压为U'=6 V-2.5 V=3.5 V,由欧姆定律可得此

时变阻器连入的阻值R===14 Ω>10 Ω,故选用“50 Ω 2 A”的滑动变阻器B.

(2)实验中滑动变阻器、电流表应串联在电路中,灯泡正常工作电流约0.25 A,所以电流表应使用0~0.6 A 量程,由滑片P向左移动时,滑动变阻器连入电路的阻值变大,所以应将其右下接线柱接入电路中. (3)闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没损坏,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,下一步操作:移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,即应进行C项操作.

(4)闭合开关,由图(乙)知,电压表量程0~3 V,分度值0.1 V,电压表示数为1.7 V,小于灯的额定电压2.5 V,要测量小灯泡的额定功率,由串联电路电压的规律,应增大灯的电压减小变阻器分得的电压,根据分压原理,应减小变阻器分得的电压,应将滑动变阻器滑片向右端移动,当电压表示数为2.5 V 时,小灯泡正常发光;由图(丙)知,电流表分度值为0.02 A,此时示数为0.18 A,则小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.18

A=0.45 W.

(5)灯泡两端电压不同时其实际功率不同,多次测量的目的是测不同电压下小灯泡的实际功率,从而得到灯泡亮度与实际功率的关系.故选A.

答案:(1)B (2)如图所示

(3)C (4)右0.45 (5)A

14.(2019威海)火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式,如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图.它有高、中、低三个加热挡位,旋钮开关可以分别置于“0和1”,“1和2”,“2和3”或“3和4”

接线柱.正常工作时,低温挡功率为高温挡功率的,R1为242 Ω,R2为60.5 Ω.(忽略温度对电阻的影响)

(1)请指出开关置于什么接线柱时,火锅处于低温挡?

(2)R3的阻值是多少欧姆?电火锅处于低温挡正常工作时,在1 min内产生的热量是多少焦耳?

(3)小明关闭家中的其他用电器,只让电火锅独立工作,用高温挡加热汤液2 min,电能表的表盘转了81转.请通过计算判断此时电火锅是否正常工作.[电能表的铭牌上标有3 000 r/(kW·h)]

解析:(1)当旋钮开关置于“1和2”接线柱时,R2,R3串联,电路电阻最大,根据P=可知,电功率最小,火锅处于低温挡.

(2)当旋钮开关置于“2和3”接线柱时,R3被短路,电路为R2的简单电路,电路电阻较大,根据P=可知,电功率较大,火锅处于中温挡;当旋钮开关置于“3和4”接线柱时,R1,R2并联,电路电阻最小,根据P=可知,电功率最大,火锅处于高温挡.高温挡时的电功率P高=P1+P2=+=+=1 000 W,

由题意知,低温挡功率为高温挡功率的,即

P低=P高=×1 000 W=200 W,

由P=可得,低温挡时电路总电阻

R===242 Ω,

因串联电路总电阻等于各分电阻之和,

所以,R3的阻值

R3=R-R2=242 Ω-60.5 Ω=181.5 Ω;

电火锅处于低温挡正常工作时,在1分钟内产生的热量Q=W=P低t=200 W×60 s=1.2×104 J.

(3)电能表的表盘转了81转,电火锅消耗的电能

W'==0.027 kW·h

=9.72×104 J,

则电火锅的功率P'===810 W,

因为电火锅的实际功率P'

答案:(1)当旋钮开关置于“1和2”接线柱时,火锅处于低温挡.

(2)181.5 Ω 1.2×104 J

(3)见解析