姓名:__________ 班级:__________考号:__________
一、选择题(共15题)
1、 有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800W,乙的额定功率为1200W.两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶两端的电压较高 B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等 D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
2、 将规格分别为“6V 6W”和“6V 3W”的甲乙两只小灯泡串联后接到电压为6V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( ) 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
3、 如图所示,将标有“12V6W”的灯泡和“12V3W”的灯泡
接在12V的电路中,闭合开关,不考虑温
度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是
A.电路总功率等于9W B.电路总功率大于9W
C.灯泡和一样亮 D.灯泡比灯泡亮
4、 如图所示电路,电源电压为12V且保持不变.闭合开关S,当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数为4V;当滑片P置于变阻器的b端时,电压表的示数变化了2V,在10s内定值电阻R1产生的热量为60J。则下列结果正确的是
A.电路中的最小电流为1.5A
B.滑片P在中点时,9s内滑动变阻器R消耗的电能为60J C.R先后两次消耗的电功率之比为8:9 D.R1先后两次消耗的电功率之比为4:3
5、 如图所示,电源电压U为10V并保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”.闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.4A.则( )
A.电路消耗的最小功率为2.5W
B.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为2.4W C.滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为3.2W
D.滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡所做的功为10J
6、 如图所示是调光台灯的简化电路图,L标有“220V40W”.闭合开关S,不考虑灯泡电阻的变化,则
A.当滑片P从b端向a端移动时,电路总电阻变大 B.当滑片P从a端向b端移动时,灯泡变亮 C.当滑片P在a端时,灯泡正常发光 D.当滑片P在b端时,电路总功率最大
7、 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
8、 如图所示电路,电源电压不变,小灯泡标有“6V 3W“字样,闭合开关后,当滑片P移至某一位置时,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为P1;当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.3A,电压表示数变化了3V,此时滑动变阻器消耗的功率为P2,且P1:P2=5:6.下列判断正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值为10Ω B.电路允许消耗的最大功率为4.5W
C.小灯泡正常发光时,滑片P位于滑动变阻器中点位置
D.滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中,小灯泡消耗的功率变化了0.6W
9、 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“6V 3W”字样.不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全.则( )
A.S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω~50Ω
B.S闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是2.25W~3W C.S、S1、S2都闭合,电路消耗的总功率最小值为2.4W
D.S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
10、 如图甲所示的电路中,电源电压为16 V恒定不变.R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列判断不正确的是( )
A.R0的阻值是10 Ω
B.电路的最大总功率是25.6 W C.R0的最小功率是3.2 W D.滑动变阻器的最大阻值是70 Ω
11、 小明家上次査看电能表示数,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是
A.他家在这段时间内消耗的电能为903kw·h B.电能表是测量电功率的仪表
C.若只让一个标有“220V 1000w”的电热水器正常工作10min,则电能表的圆盘转了600转 D.这个电能表的额定功率为2200W
12、 如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变器的滑片P从b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示,下列叙述正确的是( )
A.电源电压为14V
B.图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线 C.滑片从b点滑到a点的过程中,电路消粍的总功率最大值为45W D.滑片在a点时,10s内电阻R消耗的电能为10J
13、 如图甲是小明设计的调光台灯的电路,电源电压恒为5 V,滑动变阻器标有“20 Ω 2 A”,电 流表、电压表使用的量程分别为“0~0.6A”和“0~3 V”,小灯泡额定电压为3 V,小灯泡的I-U关系图像如图乙所示.闭合开关,移动滑片P,在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是
A.电流表的最大示数为0.6 A B.灯泡的最小功率为0.5 W C.电路的最大总功率为3 W
D.滑动变阻器接入电路的最大阻值为15 Ω
14、 如图所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V,闭合开关S后,滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为12V
B.滑动变阻器的最大阻值为9Ω C.该电路总功率变化范围为12W~24W D.小灯泡的额定功率为12W
15、 如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中,两电压表示数随电流变化的图象如图乙所示,下列叙述正确的是
A.图乙中ab是表示电压表V1的示数随电流变化的图象 B.R2的阻值为4Ω
C.滑片从n点滑到m点的过程中,电源消耗的最大功率是10W D.滑片在n点时,5s内电阻R消耗的电能是5J 二、填空题(共1题)
1、 如图甲、乙所示,某科技小组自制了一个测量水深度的装置,它由测量头和控制盒构成,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的面积为2cm2的压敏电阻R1,R1的电阻随水对它的压力F的变化而变化关系如图丙所示。控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90Ω的滑动变阻器R2,电源电压保持不变.通过电路调节,可使控制盒的功率达到最大值Pm,科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度.不计导线的电阻,电压表的量程为0~3V。小组在确保电路安全的情况下,进行如下电路操作:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)R1未放入水中时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至最上端,此时电压表示数达到最大值,R0的电功率为P0;求:R1未放入水中时的电阻为_______Ω;
(2)测量头放到水下深度h1=10m时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至某一位置时,R0的电功率为P0ˊ,电路的总功率为P总,R1的电功率为P1,已知P0:P0ˊ=9:4,P总:P1=6:1 ,求:此时R0两端的电压为_______ V;
(3)测量头放到水下深度h2=3m时,调节电路,控制盒的最小功率与Pm的比值为______. 三、计算题(共6题)
1、 图甲是一种家用电暖器,有“低温”、“中温”、“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率未知),图乙为其简化电路原理图,S是自我保护开关,电暖器跌倒时,S自动断开,切断电源,保证安全,闭合S1为“低温”挡。请完成下列问题:
(1)“低温”挡正常工作时的电阻是多少? (2)“高温”挡正常工作时的总电流是多少?
(3)若某房间内空气质量为60 kg,空气温度为10 ℃,设空气的比热容为1.1×103 J/(kg·℃)且保持不变,用该电暖器的“高温”挡正常工作20 min,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少?
2、 如图所示,电源电压恒为6V,灯泡L标有“6V 3W”的字样,R1为定值电阻,R2为标有“20Ω 1A”字样的变阻器,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V.
(1)求灯泡L正常工作时的电流和电阻.
(2)当S1、S2、S3均闭合时,电流表的示数为1.7A,求R1的阻值.
(3)当闭合S1,断开S2、S3时,在保证电路中各元件安全工作的情况下,求变阻器R2连入电路的阻值为多大时电路总功率最小?此最小值为多少?
3、 如图所示,灯L标有“6 V 3 W”字样,电源电压恒为6 V,定值电阻R=6Ω,设灯L的阻值不随温度变化而变化.求:
(1)灯L正常发光时的电阻是多少?
(2)只闭合S1、S3时,电阻R在60 s内产生的热量是多少?
(3)要使整个电路消耗的电功率最小(且电路电流不为0),各开关的合闭情况应如何?此时的最小电功率为多少?
4、 在如图所示的电路中,灯泡L标有“6V 6W”字样,电源电压及灯泡电阻均保持不变,滑动变阻器最大阻值为20Ω,定值电阻R0=10Ω.
(1)当S、S1都闭合,滑片p移动到最左端时,灯泡L正常发光. 求:①灯泡的额定电流和电源电压;②电流表的示数;
(2)当S闭合、S1断开,且滑片P移动到最右端.求:通电1min电路产生的总热量.
5、 如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=30Ω,R2=10Ω。当闭合开关 S1、S,断开 S2 时,电流表的示数为 0.4A。
(1) 求电源电压;
(2) 当闭合开关 S2、S,断开 S1 时,求电流表的示数;
(3) 当闭合开关 S1、S2、S 时,通电 100s,求整个电路消耗的电能。
6、 图甲是温度自动报警器。控制电路中,电源电压U控=5V,热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示;工作电路中,灯泡L标有“9V 0.3A”的字样,R4为电子嗡鸣器,它的电流达到某一固定值时就会发声报警,其阻值R4=10Ω。在R2温度为20℃的情况下,小明依次进行如下操作:闭合开关S1和S2,灯泡L
恰好正常发光,此时R0的电功率为P0;将R1的滑片调到最左端时,继电器的衔铁刚好被吸下,使动触点与下方静触点接触;调节R3的滑片,当R3与R4的电压之比U3:U4=4:1时,电子嗡鸣器恰好能发声,此时R0的电功率为
,
。已知电源电压、灯丝电阻都不变,线圈电阻忽略不计。求:
(1)灯泡L的额定功率;
(2)当衔铁刚好被吸下时,控制电路的电流; (3)将报警温度设为50℃时,R1接入电路的阻值; (4)工作电路的电源电压Ux。
============参考答案============ 一、选择题 1、 B 【解析】
A. 因为两个电热水壶的额定电压相同,且两个电热水壶都正常工作,即在额定电压下工作,所以甲、乙电热水壶两端的电压相等,故A错误;
B. 都正常工作时,甲的额定功率大,所以电流通过甲电热水壶做功较快,故B正确;
C. 都正常工作时,甲的额定功率大,根据,通过甲电热水壶的电流大,故C错误;
D. 都正常工作时,甲的额定功率大,根据错误; 故选B.
可知,相同时间内,甲电热水壶消耗的电能多,故D
点睛:要理解用电器在额定电压下工作时的功率才是额定功率,正常工作即代表在额定电压下工作,再者要理解功率是表示做功快慢的物理量,所以功率大即代表做功快. 2、 D 【分析】
两灯泡的额定电压相等,根据根据系。 【详解】
比较两灯电压关系,根据
比较两灯泡电阻之间的关系,两灯泡串联时通过它们的电流相等,
比较两灯泡实际功率之间的关系,从而确定灯泡的亮度关
AB.根据得,两灯的电阻分别为
串联时电流处处相等,乙的电阻大,根据可知,乙灯两端的电压大,故AB错误;
CD.根据故选D。 【点睛】
可知,电流相等时,电阻大的功率也大,所以乙灯较亮,故C错误、D正确。
重点是欧姆定律的应用和电功率的率的计算,关键是利用好串联电路的电压和电流特点,是电路的最基本规律,是分析电路的基础,一定要熟练掌握。 3、 D 【详解】
AB.根据可得,两灯泡的电阻分别为:
,
,
由电路图可知,灯泡L1、L2串联接在12V的电路中,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:
,
则电路总功率:
,
故AB错误;
CD.由于串联电路中电流处处相等,且较亮,故C错误,D正确. 【点睛】
,根据可知,灯泡的实际功率较大,则灯泡
本题考查了串联电路的电流特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小. 4、 C 【详解】
由电路图知道,定值电阻与滑动变阻器串联电压表测量滑动变阻器的电压;由串联电路起分压作用知道,滑片从中点到b端时,电压表示数增大了2V,即滑片P置于变阻器的b端时,电压表示数是4V+2V=6V;由Q=U2/Rt知道,定值电阻的阻值是:R1 =U12/Q1t=(12V−6V)2/60J×10s=6Ω;当滑片在b点时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,则电路中的电流最小,此时I最小=U1/R1=12V−6V/6Ω=1A,故A错误;
当滑片在中点时,电路中的电流是:I=U′1/R1=12V−4V/6Ω=4/3A,所以,9s内滑动变阻器R消耗的电能是:W=UIt=4V×4/3A×9s=48J,故B错误;
由以上分析结合P=UI知道,R先后两次消耗的电功率之比是:,故C正确;
同理知道,R1 先后两次消耗的电功率之比是:5、 B 【解析】
,故D错误,故选C.
解:滑片P在最左端时,电路中只有灯泡,灯泡正常发光,由I=得,灯泡正常发光时的电阻:RL=
=20Ω;滑动变阻器连入电路的电阻最大时,电路消耗的功率最小,假设灯泡电阻不随温度的
变化,则P最小==2.5W;而实际上灯泡不正常工作时的电阻小于正常工作时的电阻,
所以,电路消耗的最小功率不是2.5W;故A错误;(2)滑片P在中点时,电流表示数为0.4A,根据I=
可得,此时滑动变阻器两端的电压:U滑=IR滑=0.4A××20Ω=4V,因串联电路电压规律可得此时灯泡两端的电压:UL′=U﹣U滑=10V﹣4V=6V,灯泡的实际功率:PL=UL′I=6V×0.4A=2.4W;故B正确,C错误;滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡做的功:WL=UILt=10V×0.5A×2×60s=600J,故D错误.故选B.
点睛:当滑片P移至最左端时,电路为灯泡的简单电路,知道电路中的电流,灯泡正常发光,根据欧姆定律求出灯丝电阻;当滑动变阻器连入电路的电阻最大时电路消耗的功率最小,利用串联电路的特点和功率的公式即可求出假设灯泡电阻不变时的最小功率;然后即可比较判断;滑片P在中点时,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,根据P=UI求出灯泡的实际功率;根据W=UIt可求出电流通过灯泡做的功. 6、 C 【解析】
由电路图知道,灯泡和滑动变阻器串联在一起;当滑片P从b端向a端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,所以电路总电阻变小,故A错误;当滑片P从a端向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,电流减小,由P=I2R知道,灯泡的实际功率减小,灯泡亮度会变暗,故B错误;当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,灯泡两端的电压等于电源电压220V,所以灯泡正常发光,故C正确;当滑片P在b端时,总电阻最大,电路中电流最小,由P=UI知道,电路总功率最小,故D错误,故选C.
点睛:本题考查都是电路的动态分析,解题的关键是明确滑动变阻器滑片位置不同时,接入电路电阻的特点. 7、 B
【详解】
由电路图可知,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.
A.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; C.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; D.该电路的最大功率:
Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W,故D错误;
B.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.
8、 B 【详解】
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流. A.设电源电压为U,当滑片P移至某位置时,小灯泡正常发光,由P=UI可得,此时电路中的电流为:
I=IL==0.5A,
滑动变阻器消耗的功率为:
P1=(U﹣UL)I=(U﹣6V)×0.5A﹣﹣﹣﹣﹣①,
当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.3A,电流表示数减小,说明变阻器接入的电阻变大,此时滑片在最大阻值处;变阻器接入的电阻变大,由串联分压规律可知,变阻器分得的电压变大,所以,电压表示数增大了3V,此时滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U﹣6V3V=U﹣3V,
此时滑动变阻器消耗的功率为:
P2=U滑I′=(U﹣3V)×0.3A﹣﹣﹣﹣﹣﹣②, 已知
P1:P2=5:6﹣﹣﹣﹣③,
联立①②③解得,电源电压U=9V;则滑动变阻器的最大阻值为:
R滑大=故A错误;
=20Ω,
B.电路中的最大电流为灯泡的额定电流:0.5A,电路的最大功率: P大=UI大=9V×0.5A=4.5W, 故B正确;
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电压为: U滑′=U﹣6V=9V﹣6V=3V,
此时滑动变阻器的电阻为:
R滑′==6Ω,
因为滑动变阻器的最大阻值为20Ω,所以此时滑片P不在中点位置,故C错误;
D.由题意可知,小灯泡恰好正常发光,此时滑动变阻器消耗的功率为P1,则此时灯泡消耗的功率 PL=P额=3W,
滑动变阻器消耗的功率由P1变为P2的过程中,电压表示数变化了3V即增大了3V,由串联电路的电压规律可得,灯泡两端的电压减小了3V,则此时灯泡两端的电压 UL′=6V﹣3V=3V, 此时灯泡消耗的电功率: PL′=UL′I′=3V×0.3A=0.9W, 则灯泡消耗的功率变化了: △P=PL﹣PL′=3W﹣0.9W=2.1W, 故D错误. 9、 D 【解析】
试题分析:S闭合,S1、S2都断开时,灯泡与滑动变阻器是串联的,当灯泡正常发光时,接入的电阻应是最小值,此时变阻器与灯泡的分压相等,所以电阻也相等为12Ω,所以A错;S闭合,S1、S2都断开,当变阻器的阻值最大时,灯泡的功率最小,最小值为0.45W,所以B错;S、S1、S2都闭合时,灯泡被短路,两电阻并联,总功率最小时应是电流最小时,也就是电阻最大时,当滑动变阻器的电阻为50Ω,总电阻最大,最大值为27Ω,此时可求出最小功率为5.28W,所以C错;S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,就是总电流最大时,最大电流为0.6A,此时定值电阻的电流为0.2A,通过滑动变阻器的电流为0.4A,所以此时滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω,所以D正确;故应选D. 【考点定位】电学综合题 10、 C 【详解】
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,
由乙图可知,电路中的最大电流I大=1.6A,由U=I大R0=1.6A×R0,
可得,电源电压:
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,
由乙图可知,电路中的最小电流I最小=0.2A,R两端的电压UR=14V,
则滑动变阻器的最大阻值:
因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,电源的电压:
U=I最小R0+UR=0.2A×R0+14V, 因电源的电压不变,
所以,1.6A×R0=0.2A×R0+14V, 解得:R0=10Ω,故A正确;
电源的电压U=I大R0=1.6A×10Ω=16V;
,故D正确;
电路的最大总功率是:P最大=UI最大=16V×1.6A=25.6W,故B正确; R0的最小功率:P最小=I最小2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故C错误. 故选C. 11、 C 【详解】
A.因为电能表两次示数差就是消耗的电能,且注意电能表最后一位是小数,所以,由图知道,他家在这段时间内消耗的电能是:W=8633.5kW•h-8543.2kW•h=90.3kW•h,故A错误; B.电能表是测量消耗电能的仪表,不是测量电功率的,故B错误;
C.电能表上标有的3600r/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转过3600r,所以,当只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作10min,其消耗的电能是:
,电能表的圆盘转过的圈数是:
故C正确;
,
D.由该电能表的铭牌知道,其允许接入用电器的最大功率是:P=UI=220V×10A=2200W;但电能表属于测量仪表,不消耗电能,所以,没有额定功率,故D错误. 12、 C 【解析】
A.滑片在b时,三个电阻串联,电源电压为:两端的电压与电阻R2的电压相同时,电源电压为:U=15V;电阻R=1Ω;故A错误;
①;从乙图中,看出当滑动变阻器②;从两个方程解得电源电压:
B.滑片从b向a滑动时,滑动变阻器的电阻减小,总电阻变小,总电流变大,两定值电阻两端的电压都变大,根据串联电路中的电压关系,可得滑动变阻器R1两端的电压变小。电压表V1测量R1的电压,电压表V2测量电阻R2的电压,电阻R1的电压减小,因此是dc是电阻R1的电压图线,也就是V1表的示数变化图线;ec是R2的电压图线;故B错误;
C.从a到b点,电流最大为3A,因此最大功率为:P=UI=15V×3A=45W,C正确; D.在a点时,10s内电阻R消耗的电能为W=I²Rt=(3A)²×1Ω×10s=90J,D错误。 13、 D 【解析】
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.灯泡正常发光时的电压UL=3V,由图乙可知通过灯泡的电流IL=0.25A,故干路电流最大为0.25A,即电流表最大示数为0.25A,故A选项错误;
由题意可知,电压表的最大值为3V,所以小灯泡两端最小电压可以为2V,当小灯泡两端电压为2V时,通过其电流为0.2A,此时小灯泡的电功率为:2V×0.2A=0.4W,所以0.5W一定不是小灯泡的最小电功率,故B选项错误;
电源电压为5V,当电路中达到允许最大通过的电流时,电路消耗的功率最大,因为电路中允许通过最大电流为0.25A,此时电路最大功率Pmax=UImax=5V×0.25A=1.25W,故C选项错误; 当滑动变阻器两端的电压U滑大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时灯泡两端的电压:UL′=U-U滑大=5V-3V=2V,由图象可知,电路中的电流I小=0.2A,滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
;故D正确.
14、 ABC
【详解】
A.由电路图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为灯泡的简单电路,由图象可知,电源的电压U=UL=12V,电路中的电流I=2A,故A正确; D.则灯泡的额定功率: PL=ULI=12V×2A=24W, 故D错误;
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图象可知,灯泡两端的电压UL′=3V,电路中的电流I′=1A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压: UR=U﹣UL′=12V﹣3V=9V,
由I=U/R可得,滑动变阻器的最大阻值: R=UR/I′=9V/1A=9Ω, 故B正确;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路的功率最大,最大功率P大=PL=24W,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的功率最小,最小功率 P小=UI′=12V×1A=12W,
则该电路总功率变化范围为12W~24W,故C正确. 15、 BC 【解析】
(1)变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路的分压原理可知:滑动变阻器两端的电压变小,根据欧姆定律可知R2两端的电压变大;据此可判断出图乙中bc,ab分别是哪一个电压表的示数随电流表示数变化的图线;
(2)由(1)可知,对于R1:通过的电流随两端电压的减小而增大;对于R2:通过的电流随两端电压的增大而增大;据此判断,乙图中cb是R1的U﹣I图象,ab是R2的U﹣I图象。由图象可知,当U2=4V时,I=1A,由此根据欧姆定律可求R2的电阻;
(3)从“U﹣I”关系图象可以看出,滑片P在n点、m点的电压表示数与电流值,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,利用
求出总功率最大值;
(4)滑片在n点时,电流最小,利用即可求出消耗的电能。
【详解】
A、变阻器的滑片P从n点滑到m点的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路的分压原理可知,变阻器两端的电压变小,根据U=IR可知R2两端的电压变大;所以,图乙中cb是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线,ab是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,故A错误;
B、由A项分析可知,滑片P从n点滑到m点的过程中,电流变大,变阻器R1两端的电压变小,R2两端的电压变大;所以,通过R1的电流随两端电压的减小而增大,通过R2的电流随两端电压的增大而增大;由此可知,乙图中cb是R1的U﹣I图象,ab是R2的U﹣I图象;由乙图中ab可知,I=1A时,U2=4V,
根据 可得R2的电阻;故B正确;
C、从“U﹣I”关系图象可知,滑片P在n点时,电流;
滑片P在m点时,电流压:
,
;根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电
,电源电压不变,则有:
,
即:,
解得R=2Ω,则电源电压: ;
电路中的最大电流Ib=1A,则电路消粍的总功率最大值:,故C正确。
D、滑片在n点时,电流最小,5s内电阻R消耗的电能:错误; 故选:BC。 【点睛】
,故D
本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,要明白电路各个用
电器的连接情况,还要会看“U﹣I”关系图象。在电学中,有些题目的信息是通过图象给出的,所以要会读电路图中的信息和U﹣I图象中的信息。 二、填空题 1、 30 2 5:18 【详解】
(1)由丙图知,R1未放入水中时,压力为零,所以电阻为30Ω;
滑片在最上端时,R1与R0串联,此时电压表达到最大值,即R0消耗的电功率为:
;
(2)根据P0:P0ˊ=9:4可得:
,即,
解得:此时R0两端的电压为:10m深时,压敏电阻受到的压力为:
;
根据图像知,此时R1的阻值为10Ω。
根据P总:P1=6:1,根据可得:
,
解得:
;
前后两次电流比为:
,
根据得:
,
将代入解得:
;
10m深时,R0两端的电压为2V,所以电流为:
,
则电源电压为:
;
(3)根据题意:电源电压保持不变.通过电路调节,可使控制盒的功率达到最大值Pm,结合电压表的量程可知,电压表为3V时,控制盒的功率最大为:
;
测量头放到水下深度h2=3m时,受到压力为:
根据图像知,此时压敏电阻R1又为20Ω;
要使控制盒的功率最小,则控制盒电阻应最大,即R0与R2的电阻之和最大为:
,
根据得控制盒的最小功率为:
;
所以控制盒的最小功率与Pm的比值为:
。
三、计算题
1、 (1)88 Ω;(2)7.5 A;(3)15 ℃。 【详解】
(1)根据题意知道,当闭合S1 时为“低温”档,此时R1单独接入电路,由P=U2/R知道,“低温”档正常工作时的电阻是:
R1 =U2/P低=(220V)2/550W=88Ω;
(2)由电路图知道,只闭合S1 为“低温”档,只闭合S2 为“中温”档,当同时闭合S1 、S2为高温档,此时R1、R2 并联,电路的总功率是:
P高温 =P低温+P中温=550W+1100W=1650W, 由P=UI知道,此时正常工作的电流是: I=P高/U=1650W/220V=7.5A,
(3)若电暖器的“高温”档正常工作20分钟,则放出的热量是: W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106 J; 根据题意知道,空气吸收的热量是: Q吸=ηW=50%×1.98×106 J=0.99×106 J;
由Q吸=cm△t可知,房间内的空气升高的温度是: △t=Q吸/cm=0.99×106J/1.1×103J/(kg•℃)×60kg=15℃。 【点睛】
本题考查的是电功率公式、效率公式和热量公式的应用,是一道电功与热量的综合,解题的关键是不同档位时电路连接方式的判断。
2、 (1)0.5A,12Ω;(2)5Ω;(3)5Ω,3.6W 【解析】
试题分析:(1)根据公式P=UI可得,灯泡L正常工作时的电流:IL=PL/UL=3W/6V=0.5A,根据公式I=U/R可得,灯泡的电阻:RL=UL/IL=6V/0.5A=12Ω;(2)当S1、S2、S3均闭合时,R1与L并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,通过灯泡的电流
IL=0.5A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流:I1=I﹣IL=1.7A﹣0.5A=1.2A,则R1的阻值:R1=U/I1=6V/1.2A=5Ω;(3)当闭合S1,断开S2、S3时,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,当电压表的示数U2=3V时,电路中的电流最小,电路的总功率最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压:U1=U﹣U2=6V﹣3V=3V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I′=U1/R1=3V/5Ω=0.6A,滑动变阻器接入电路中的电阻:R2=U2/I′=3V/0.6A=5Ω,电路的最小总功率:P=UI′=6V×0.6A=3.6W. 【考点定位】欧姆定律;电功率
3、 (1)12Ω;(2)360J;(3)断开S1、S3,闭合S2时,2W 【解析】
试题分析:(1)灯泡正常发光时的电流为I额=P额/U额=3W/6V=0.5A,所以灯L正常发光时的电阻是R=U额/I额=6V/0.5A=12Ω;(2)当闭合S1、S3时,灯L与电阻R并联接在电源两端,I=U/R=6V/6Ω=1A,电阻R在60 s内产生的热量是Q=I2Rt=(1A)2×6Ω×60s=360J;(3)当断开S1、S3,闭合S2时,灯L与电阻R串联,整个电路消耗的电功率最小,此时电路中的总电阻为R总=RL+R=12Ω+6Ω=18Ω,此时的最小电流为I最小=U/R总=6V/18Ω=1/3A,此时电路的电功率为P最小=UI最小=6V×1/3A=2W. 【考点定位】电学综合计算 4、 (1)①6V;②1.6A;(2)72J 【分析】
(1)当S、S1都闭合,滑片p移动到最左端时,R0与灯泡L并联,电流表测量干路电流;
①已知灯泡额定电压与额定功率,应用电功率公式光,根据灯泡的额定电压即可得出电源电压;
即可求出灯泡的额定电流;由于灯泡L正常发
②根据欧姆定律求出通过R0的电流,根据并联电路的电流特点即可求出电流表的示数; (2)当S闭合、S1断开,且滑片P移动到最右端,R0与变阻器R串联,利用
求出电路产生的总热量.
【详解】
(1)当S、S1都闭合,滑片P移动到最左端时,R0与灯泡L并联,电流表测干路电流;
①灯泡L正常发光,根据可得,灯泡的额定电流:
;
灯泡L正常发光,所以电源电压为:②通过R0的电流:
;
则干路电流即电流表的示数为:
;
(2)当S闭合、S1断开,且滑片P移动到最右端,R0与变阻器R的最大阻值串联,则此时电路的总电阻:
;
根据得1min内电路中的产生的热量为:
.
【点睛】
重点是欧姆定律和并联电路特征的应用及电功率的计算,注意熟练应用串、并联电路的电压和电流特点,
都是电路的最基本规律,是分析电路的基础,一定要熟练掌握.牢记中两公式可以直接使用,计算稍显简单. 5、 (1)12V;(2)1.2A;(3)1920J。 【解析】
和,在纯电阻电路
(1)当闭合开关S1、S,断开S2时,电路为R1的简单电路,电流表测通过的电流,由电压:
=0.4A×30Ω=12V;
可得,电源
(2)当闭合开关S2、S,断开S1时,电路为R2的简单电路,电流表测通过的电流,则电流表的示数:
;
(3)当闭合开关S1、S2、S时,R1与R2并联,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R1、R2的电流不变,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:
=0.4A+1.2A=1.6A,通电100s整个电路消耗的电能:
6、 (1)2.7W(2)0.2A(3)15Ω(4)12V 【解析】
(1)灯泡L的额定功率是: P额=U额I额=9V×0.3A=2.7W;
(2)当衔铁刚好被吸下时,变阻器R1接入电路的阻值刚好为0,由图乙知道,温度为20℃时R2的阻值是R2=25Ω
控制电路的电流是:
=12V×1.6A×100s=1920J。
(3)当将报警温度设为50℃时,由图乙知,R2的阻值变为=10Ω,此时控制电路的电流仍然为I=0.2A,
由知道,R1接入电路的阻值是:
;
(4)当继电器的衔铁还没被吸下时,电路中的电流为I额=0.3A,则有
;
当继电器的衔铁被吸下时,设此时电路的电流为I,则有
;
由即知道,I=0.2A,此时
因为U3:U4=4:1,所以U3=8V
因为,所以,
,
即
,
代入数据得:
解得Ux=12V。
答:(1).灯泡L的额定功率为2.7W;
(2).当衔铁刚好被吸下时,控制电路的电流为0.2A; (3).将报警温度设为50℃时,R1 接入电路的阻值为15Ω; (4).工作电路的电源电压Ux 为12V
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