第十三章 电功和电功率 单元测试 2023-2024学年北师大版物理九年级全一册
一、单选题
1.下列估测数据中,最接近实际的是( )
A.葫芦山庄5月份的平均气温约为49℃
B.电视机顶盒的电功率约为800W
C.教室地面到天花板的距离约为3m
D.普通中性笔的质量约为100g
2.如图所示为油量表示意图,当油量减少时,下列说法正确的是( )
A.R不断减小
B.I总不断减小
C.R两端电压不断减小
D.总功率不断增大
3.如图是“伏安法测小灯泡电功率”的实验电路图,不计温度对灯丝电阻的影响,闭合开关后,下列各种说法中不正确的是( )
A.如电压表有示数电流表无示数,则可能是灯泡断路
B.要使灯泡更亮,应当将变阻器的滑片向左移动
C.移动变阻器的滑片时两个电表示数的比值不变
D.移动变阻器的滑片时两个电表示数的乘积不变
4.以下是星云同学做的有关电学的笔记,正确的是
A.小灯泡的亮度是由实际功率来决定 B.电路中有电压一定可以形成电流
C.只有正电荷定向移动才能形成电流 D.电源都是将化学能转化为电能的装置
二、多选题
5.为实现2030年碳达峰的目标,我国工信部等六部门联合发布《工业能效提升行动计划》,要求重点工业行业进行节能改造,2025年前全面提高能效。某工厂将所有100W的白炽灯全部更换为亮度相当的12W的LED灯,仅此一项一天节约电能1000kW·h。下列说法正确的是( )
A.工厂节约的电能相当于10000只100W的白炽灯正常工作消耗的电能
B.LED灯与白炽灯正常工作时的亮度相当,但此时它们的电功率不相等
C.100W的白炽灯正常工作一定比12W的LED灯正常工作时消耗的电能快
D.100W的白炽灯正常工作一定比12W的LED灯正常工作时消耗的电能多
6.如图是兴趣小组根据实验数据作出的两电阻甲和乙的U﹣I图像,下列说法正确的是( )
A.甲电阻为定值电阻,其阻值大小为5Ω
B.当甲电阻两端的电压为2V时,1min甲电阻消耗的电能为0.8J
C.若将两电阻并联后接在3V的电源上,通电后电路中消耗的总功率为3.6W
D.若将两电阻串联后接在某电源上时,电路中的电流为0.5A,则电源电压为4.5V
三、填空题
7.如图所示,灯泡L1标有“6V 6W”、L2标有“6V 3W”字样,现两灯均正常发光,则甲电表示数为 ,乙电表示数为 。
8.某品牌电动车电动机两端的电压恒为48V,工作时通过的电流是5A,电动机的功率为 W。若该电动机线圈的电阻为1Ω,5min内线圈产生的热量为 J。
9.两个电阻的电流随电压变化的关系图象如图甲所示,将它们连接在如图乙所示的电路中.当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,电阻R1、R2两端的电压之比为 ;当断开开关S1,闭合开关S2、S3时,经过一段时间,电流通过电阻R1、R2产生的热量之比为 。
10.小林家的电能表4月底的读数为824.6kW·h,5月底读数如图所示,则他家5月份用电 kW·h。他家用电器同时工作时总功率不能超过 W。
11.小科发现家中电压力锅的铭牌上标有“1100W”字样.他在学习了电能表的相关知识后,想利用家中的电能表来测量电压力锅的实际电功率,看看测出的实际电功率和铭牌上的功率是否相符.
(1)要测量电压力锅的实际电功率,除了家中的电能表,还需要的测量工具是 .
(2)如图是小科家上月初和上月末的电能表的表盘,他家上月消耗的电能为 度.
(3)小科家同时工作的家用电器总功率不得超过 W.
(4)测量时,他断开家里其他用电器,只让电压力锅单独工作3min,观察到电能表指示灯闪烁了80次,则电压力锅在这段时间内消耗的电能是 kW h,该电压力锅的实际电功率是 W.他发现电压力锅的实际电功率与铭牌上标的功率不相符,导致这一现象的原因可能是 .
12.创建节能型社会,节能减耗从我做起.专家提示我们:看电视时,音量尽量调小一些,色彩调暗一些能节约电能,这说明电视机音量的大小不同,色彩明暗不同时,相同时间内电视机消耗电能的多少 (填“相同”或“不同”).在物理学中,我们用 来表示电器的这一性能.请你说出两个生活用电的小窍门
13.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图(甲)所示,如图(乙)所示,把它们串联在电路中,闭合开关S,这时电路的总功率为1.8W,则元件B的电功率是 W。则电路的总电阻为 Ω。
14.如图所示,两个相同的容器中分别装有相同质量的水和煤油,已知R1∶R2=1∶2,则闭合开关后,通过R1、R2的电流之比为 ,R1、R2两端的电压之比为 ,相同时间内R1、R2上产生的热量之比为 ;已知c水=2c煤油,则温度上升较快的是 (选填“水”或“煤油”)。
四、实验题
15.根据所学知识完成下面的实验:
(1)在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中:
①如图甲,用手按压强计的橡皮膜,U型管内水出现高度差;将橡皮膜放入酒精中,U型管内水面也出现高度差,这说明 ;
②比较乙、丙实验可知,液体内部压强与液体的 有关;
(2)小明用托盘天平、量筒、细线、铁块测量一块实一块,复合材料的密度。他在调节天平时,发现指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,如图甲所示。为使天平横梁水平平衡,他应将平衡螺母向 端调,然后用调节好的天平测量该复合材料块的质量,天平平衡时右盘中的砝码质量、游码在标尺上的位置如图乙所示,则该物块的质量为 g。因复合材料的密度小于水,小明在该物块的下方悬挂了一个铁块,按照如图丙所示的顺序,测出了该物块的体积是 cm3,则这种复合材料的密度是 kg/m3;
(3)圆圆同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置,将1、2和3、4导线分别接到电源两端;
①甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,通过一段时间, (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多;
②乙图所示的实验装置通过一段时间, (选填“c”或“d”)容器中电流产生的热量多;
(4)某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。已连接的部分电路如图所示,被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω,实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、开关各一只,导线若干,滑动变阻器三只:R1(5Ω0.5A)、R2(10Ω0.5A)、R3(500Ω1A)。
①请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整 ;
②滑动变阻器应选用 (选填“R1”“R2”“R3”)
③连接实验电路后,合上开关时,同学发现灯泡较暗、两表的示数均较小,移动滑动变阻器滑片,现象不变,其电路故障原因可能是 ;
④故障排除后开始实验,当变阻器滑片滑到实物图示位置时,电压表示数为3.0V,接着应将滑片向 (填“左”或“右”)滑动;
⑤下表为某小组的实验记录分析表:老师认为该小组数据处理过程有误,你认为正确测量结果P额= W。
实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A 功率/W 额定功率/W
1 3.0 0.36 1.08
2 3.8 0.4 1.52
3 4.5 0.42 1.89
16.小明想知道灯的亮暗程度与什么因素有关,于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按如图甲所示的电路进行探究。
(1)小明在检查电路连接时,发现有一根导线连接错误。请在图甲中找出来并打上“×”,再画线把它改到正确的位置上;
( )
(2)电路连接正确后,小明继续进行实验:闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,并在实验表格中记录数据和现象。实验中,当滑片移到某一点时,电压表示数如图乙所示,为 V;
(3)用L2替换L1重复以上的实验,但需要改变 表的量程;
(4)在小明完成的实验报告中,其中的一个实验表格如下:
序号 电压U/V 电流I/A 灯泡L1的亮度 电功率P/W 电功率的平均值(W)
1 2.20 0.28 比正常发光时暗 0.62 0.76
2 2.50 0.30 正常发光 0.75
3 2.80 0.32 比正常发光亮 0.90
小明通过对比、推测、分析表中数据及现象得出最后的结论是:小灯泡的实际功率越 ,小灯泡越亮;
(5)在交流讨论中,小明知道了自己对实验现象的观察和数据的记录都是正确的,但所设计的这个实验表格存在不妥之处,是 ;
(6)小明进一步思考,认为“把灯换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”。他这种想法是 (选填“正确”或“错误”)。
17.小明同学在做“测定小灯泡的功率”实验时,选取了一个标有“2.5V”的小灯泡和必要的器材.小明没有连接完整的实物电路如图.
(1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整.
(2)电路连线后,小明连续进行4次实验,有关数据和现象填写在表格里
次数 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度
1 1.5 灯光微弱
2 2.2 0.38 较暗
3 2.5 0.40 正常发光
4 3.0 0.45 很亮
①第一次实验时,电流表的指针的位置如图所示,则表格中的空格处的数值为 .
②小灯泡的额定功率是______W.
③从表格中的数据可知,灯丝的电阻随两端电压的增加而_______(变大/变小),电阻变化的本质是灯丝的电阻随______ _.
18.小聪帮爷爷检修小电器。发现一个规格为“2.5V 0.3A”的小灯泡L1坏了,他在家中找到一个标有2.5V的小灯泡L2,想知道能否用L2替换L1,于是在现有条件下,用如图所示的电路进行研究。
(1)请将小聪设计的图甲所示电路连接好 。(要求:闭合开关后,滑动变阻器的滑片向左移动时,灯泡变亮)
(2)小聪用此电路进行实验,收集了五组数据,在图乙坐标系上已描出了三个坐标点,请你将第2组和第3组数据描在坐标系上,并画出图象 。则L2两端电压为2.5V时的电流为 A,此时的电阻为 。(结果均保留一位小数)
1 2 3 4 5
电压 0.7 1.0 1.4 2.0 3.0
电流 0.16 0.20 0.24 0.28 0.31
(3)小聪能否用L2替换L1,并说明理由 。
(4)通过实验研究可知,小灯泡L2电阻的变化规律是 。
五、简答题
19.“地球一小时”是世界自然基金会应对全球气候变化所提出的一项全球性节能活动,提倡于每年三月最后一个星期六晚上,家庭及商界用户关上不必要的电灯一小时,请你举两个例子,说说生活中我们还能怎样节约用电?
六、计算题
20.如图所示的电路中,电源电压保持不变,灯泡上标有“6V 3.6W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,滑动变阻器两端的电压为U1,R2消耗的功率为P2;接着将滑片移到最左端,再闭合开关S3,此时R2消耗的功率为P2',电流表的示数变化了0.7A;当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,此时电压表的示数是3V,滑动变阻器两端的电压为U1',已知U1∶U1'=4∶3,P2∶P2'=1∶9,求:
(1)灯泡的电阻;
(2)R3的电阻值;
(3)通过开关通断和移动滑片,求电路中小灯泡消耗的最小功率。
21.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为10Ω,闭合开关S后,电流表的示数为1A,通过电阻R2的电流为0.6A。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2) R1 的电功率P1。
参考答案:
1.C
【详解】A. 葫芦山庄5月份属于春季,平均气温为25℃左右,平均气温一定低于49℃,故A不符合实际;B. 电视机顶盒的电功率约为8W,故B不符合实际;C. 中学生的身高在150cm 170cm之间,教室地面到天花板的距离为中学生身高的2倍,约为3m,故C符合实际;D. 普通中性笔的质量约为10g,故D不符合实际.故选C.
点睛:不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个.
2.B
【详解】由图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流。
A.由图可知,当油量减少时,滑动变阻器的滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,滑动变阻器R接入电路的电阻变大,故A错误;
B.由串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的电阻变大时,电路中的总电阻也变大,根据可知,电路中的电流变小,故B正确;
C.由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器R接入电路的电阻增大,滑动变阻器R两端的电压变大,故C错误;
D.由B选项可知,电路中的电流变小,根据可知,电源电压不变,电路中总功率变小,故D错误。
故选B。
3.D
【详解】A.电压表有示数,电流表无示数,说明电路中无电流通过,处于断路状态,故原因是电压表所测的用电器断路,即灯泡断路,故A正确,不符合题意;
B.滑动变阻器与灯泡串联,要使灯泡更亮,需增大电路中的电流,如图所示,滑动变阻器向左滑动电阻减小,电流增大,灯泡变亮,故B正确,不符合题意;
C.电压表与电流表的比值为灯丝的阻值,不计温度对灯丝电阻的影响,故灯丝的电阻不变,故C正确,不符合题意;
D.如图,电压表与电流表的乘积为灯泡的实际电功率,移动滑片时灯泡的亮度发生变化,实际电功率将改变,故电压表和电流的乘积会随着滑片的移动而改变,故D错误,符合题意。
故选D。
4.A
【详解】A、灯泡的亮暗由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮,故A正确;
B、电路中产生持续电流的条件:有电源(电路两端有电压),且是一个闭合的电路,如果只有电压,电路是断路,不会形成电流,故B错误;
C、正电荷、负电荷或正负电荷同时定向移动,都能形成电流,故C错误;
D、电源是将其他形成的能转化为电能的装置,故D错误.
故选A.
5.BC
【详解】A.消耗电能的多少与功率与时间有关,工厂节约的电能相当于10000只100W的白炽灯正常工作1小时消耗的电能,故A错误;
B.LED灯为12W,白炽灯为100W,正常工作时的亮度相当,但此时它们的电功率不相等,故B正确;
C.功率是反映做功快慢的物理量,100W的白炽灯正常工作比12W的LED灯正常工作时的电功率大,消耗的电能快。故C正确;
D.消耗电能的多少与功率与时间有关,故D错误。
故选BC。
6.ACD
【详解】A.由图像可知,甲为一条倾斜的直线,表示甲的电阻固定不变,根据
可知,其阻值大小为5Ω,故A正确;
B.由图可知,当甲两端电压为2V时,其电流为0.4A,根据
可知1min甲消耗的电能为48J,故B错误;
C.因为并联,根据并联电路电压规律可知,两个电阻两端电压均等于电源电压3V,由图像可知,此时甲和乙的电流都为0.6A,所以干路电流
总功率
故C正确;
D.将两电阻串联后接在某电源上时,根据串联电路电流规律可知,电流相等,均为0.5A,由图像可知,此时甲两端电压为2.5V,乙两端电压为2V,电源电压
故D正确。
故选ACD。
7. 0.5A 6V
【详解】[1][2]根据可知,L1正常发光的电流
L2正常发光的电流
已知两灯均正常发光,说明通过两灯的电流等于各自的额定电流,而两灯的额定电流不相等,由串并联电路的电流特点可知,两灯的连接方式为并联,据此可知,甲电表为电流表,测量通过L2的电流,示数为0.5A,乙电表为电压表,测量L1、L2两端的电压,因两灯都正常发光,则乙电表的示数为6V。
8. 240 7500
【详解】[1]由知道,电动机工作时的功率
P=UI=48V×5A=240W
[2]由焦耳定律知道,5min内线圈产生的热量
Q=I2Rt=(5A)2×1Ω×5×60s=7500J
9. 2:1 1:2
【详解】[1]根据图甲的数据,利用欧姆定律得电阻R1、R2的阻值
,
如图乙,当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,电阻R1、R2串联在电路中,串联电路中电流处处相等,根据可得,电阻R1、R2两端电压之比为
[2]当断开开关S1,闭合开关S2、S3时,两电阻并联,并联时电压相等,根据,再结合可得电阻R1、R2产生的热量之比为
【点睛】重点是欧姆定律的应用及电功的计算,除公式的熟练掌握和应用外,读懂电路图是关键,即明确开关不同组合时,两电阻的串联和并联情况。
10. 108 4400
【详解】[1]由题知,4月底电能表的读数为824.6kW·h,由图知5月底电能表的读数为932.6kW·h,5月份用电
W=932.6kW·h-824.6kW·h=108kW·h
[2]由图示电能表可知,电能表正常工作时的电压是220V,允许通过的最大电流是20A,他家用电器同时工作时的最大总功率
P=UI=220V×20A=4400W
11. 秒表 68 1 2200 1000 实际电压小于额定电压
【详解】(1)要测量电压力锅的实际电功率,由P=可知,除了家中的电能表,还需要测量时间的工具秒表;(2)由图知,小科家上月消耗的电能:W=496.8kW h 428.7kW h=68.1kW h;(3)由电能表参数可知,电能表正常工作时的电压U=220V,允许通过的最大电流为I=10A,则小科家同时工作家用电器的最大总功率:P=UI=220V×10A=2200W;(4)①因1600imp/(kW h)表示每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁1600次,所以,指示灯闪烁80次消耗的电能:W=kW h=0.05kW h,电压力锅的实际功率:P实==1kW=1000W;②测得电压力锅的实际功率小于额定功率,由P=UI=可知,导致这一现象的原因可能是实际电压小于额定电压.
点睛:(1)电能表是通过表盘的转数来测量电能的,由P=可知,要测用电器的电功率,还需要测量时间的工具;(2)电能表读数时,最后一位是小数,单位为kW h,两次示数之差即为他家上月消耗的电能;(3)由电能表参数可知电能表正常工作时的电压和允许通过的最大电流,根据P=UI求出小科家同时工作家用电器的最大总功率;(4)①1600imp/(kW h)表示每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁1600次,据此求出指示灯闪烁80次消耗的电能,然后根据P=求出电压力锅的实际功率;②用电器的实际电压小于额定电压时其实际功率小于额定功率.
12. 不同 电功率 夏季使用空调时温度不要设定太低;尽量减小打开冰箱门的次数
【分析】电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量,相同时间内消耗的电能越多,电功率越大.结合生活经验可提出节电的小窍门.
【详解】电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量,电视机音量的大小不同,色彩明暗不同时,相同时间内电视机消耗电能的多少不同.在物理学中,我们用电功率来表示电器的这一性能.
由生活经验可知,夏季使用空调时温度不要设定太低;尽量减小打开冰箱门的次数,养成随手关灯的习惯等可达到节约用电的目的.
【点睛】本题考查对电功率概念的理解,同时通过对知识的理解还培养我们生活中节约用电的意识和习惯,学以致用,很有意义.
13. 1 11.25
【详解】[1]如图乙所示,两元件串联,故电流相同,根据图甲可知,当电流为0.4A时,元件A两端的电压为2V,元件B两端的电压为2.5V,电源电压为
这时电路的总功率为
则元件B的电功率是
[2]电路的总电阻为
14. 1∶1 1∶2 1∶2 煤油
【详解】[1]由图可知,R1、R2串联,根据串联电路的电流特点可知,通过R1、R2的电流相等,即
I1∶I2=1∶1
[2]根据欧姆定律可知,R1、R2两端的电压之比
U1∶U2=I1R1∶I2R2= R1∶R2=1:2
[3]相同时间内R1、R2上产生的热量之比
Q1∶Q2= I21R1t∶I22R2t=R1∶R2=1∶2
[4]根据公式Q=cmΔt可知,水和煤油上升的温度之比
即
Δt煤油=4Δt水
所以温度上升较快的是煤油。
15. 液体内部有压强 密度 右 16.4 20 0.82×103 电阻 b c R2 滑动变阻器同时接了下面两个接线柱 右 1.52
【详解】(1)[1]①由于用手按压强计的橡皮膜和将橡皮膜放入酒精中,所起的效果是一样的,都会给橡皮膜一个压强,使U型管内水面出现高度差,这说明液体内部有压强。
[2]②比较乙、丙实验知道,在液体的深度相同时,由于图丙中用的是盐水,其密度大于酒精的密度,而使U型管内水面出现高度差比较大,说明液体内部压强与液体的密度有关系。
(2)[3]由图知道,指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,为使天平横梁水平平衡,他应将平衡螺母向右调节。
[4]由乙图知道,天平的分度值为0.2g,物体的质量是
[5]由图丙知道,量筒的分度值为1mL,所以,实心复合材料的体积是
[6]故金属块的密度是
(3)[7]①在图甲中,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系。
[8]通过一段时间,ab两容器内电阻丝串联,电流相同,通电时间相同,b容器中电阻丝的电阻较大,b容器中电流产生的热量较多。
[9]②在图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,两个5Ω的电阻并联,由并联电路的电流特点知道
所以
又因为烧瓶内的电阻值都是5Ω,通电时间相等,所以,通过一段时间,c容器中电流产生的热量多。
(4)[10]“测定小灯泡额定功率”中,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量灯泡电流,电压表测量灯泡电压,灯泡额定电压为3.8V,则电压表的量程应选用0~15V,滑动变阻器的连线应一上一下,实物图如图所示:
[11]②当灯泡正常工作时,电路电流约是
滑动变阻器两端电压是
由欧姆定律得,滑动变阻器电阻应是
所以滑动变阻器应选R2(10Ω 0.5A)合适。
[12]③连接实验电路后,合上开关时,同学发现灯泡较暗、两表的示数均较小,说明为通路状态,且电路电阻较大;移动滑动变阻器滑片,现象不变,说明滑动变阻器没起到调节作用,所以,其电路故障原因可能是滑动变阻器同时接了下面两个接线柱。
[13]④故障排除后开始实验,当变阻器滑片滑到实物图示位置时,电压表示数为3.0V,由于被测小灯泡的额定电压为3.8V,所以接着应将滑片向右移动,来减小滑动变阻器的电压。
[14]⑤额定功率是额定电压下的实际功率,求不同状态下功率的平均值作为额定功率是错误的,所以由表格数据知道,由于灯泡的额定电压是
所以,对应的额定功率是
16. 2 电压 大 设计电功率“平均值”一栏 正确
【详解】(1)[1]电流表应与电阻串联,此题中电流表没有接入电路,因此应将电流表0.6A接线柱与开关右接线柱相连,如图所示:
(2)[2]由图可知,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,由指针位置可知,电压表示数为2V;
(3)[3]已知灯L2的额定电压是3.8V,灯L1的额定电压是2.5V,因此用L2替换L1重复以上的实验,但需要改变电压表的量程,改接0~15V量程;
(4)[4] 从实验1→实验2→实验3,灯泡实际功率越来越大,灯泡越来越亮,由此可得出结论:小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮;
(5)[5]灯泡电压增大,电流增大,功率增大,不同电压下功率不同,求功率的平均值错误的,设计电功率“平均值”一栏是错误的;
(6)[6]把灯L换成定值电阻,电流表测流过定值电阻的电流,电压表测定值电阻两端的电压,移动滑动变阻器滑片可以改变电路电流和电阻两端电压,利用该装置可以用来研究导体中的电流与电压的关系,因此这种想法是正确的。
17.(1)
(2)①0.32②1③变大 温度的升高而增大
【详解】试题分析:(1)滑动变阻器采用“一下一上”连接两个接线柱,电压表要注意“正进负出”,连线见答案.(2)①电流表所用量程为0~0.6A,每个小格为0.02A,故电流表示数为0.32A.②小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.4A=1W.③从表格中数据可知,灯泡电阻随电压的增加而变大,电阻变大的本质是灯丝的电阻随温度的升高而增大.
考点:电功率的测量
18. 0.295 8.5 能,两端电压为2.5V时的电流为0.295A,与灯的规格相符 灯泡的电阻随电压的增大而变大
【详解】(1)[1]根据滑动变阻器的滑片向左移动时,灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下左所示:
(2)[2][3][4]根据第2组和第3组数据在坐标系上确定对应的点,用平滑的曲线连接,如上右所示:据此可知,两端电压为时的电流为,由欧姆定律,此时的电阻为
(3)[5]小灯泡规格为“”,而 两端电压为时的电流为,与灯的规格相符,故小聪能用 替换 。
(4)[6]根据表中第1组数据,由欧姆定律,灯的电阻为
同理,第2、2、3、5次的电阻分别为、、 和,故小灯泡的电阻随电压的增大而变大。
19.见解析
【详解】根据公式W=Pt可知,要想减少电能的消耗,需要从减小功率、缩短用电时间两个方面进行考虑,例如看完电视后及时关闭电源,将空调的设定温度调高等。
20.(1)10Ω;(2)20Ω;(3)0.1W
【详解】解:(1)由得,灯泡的电阻为
(2)当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,R1与R2串联,如图1所示:
此时R2消耗的功率
接着将滑片移到最左端,再闭合开关S3,R2与R3并联,电流表测干路电流,如图2所示,由并联电路中各支路两端的电压相等可知,R2消耗的功率
解得
当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,与L串联,电流表测电路中的电流,如图3所示,当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P在最右端时,R1与R2串联时,由串联电路中总电压等于各分电压之和可得,R1两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以由欧姆定律可得
即
R1=2R2R1与R2串联时和与L串联时,两电路的电流之比为
因电源的电压不变,所以
解得
R2=10Ω
R1=2R2=2×10Ω=20Ω
当只闭合开关S2、S3,滑片P在中点时,与L串联时,电路中的电流
则电源的电压
由
可得,图1中的电流
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以图1的总电阻大于图2的总电阻,则图2中的总电流大于图1的电流,即
I2=I1+0.7A=0.2A+0.7A=0.9A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以
即
解得
R3=20Ω
(3)当只闭合开关S2且滑片位于右端时,R1与R2、R3、L串联,如图4所示,
此时电路的总电阻最大,电路的总电流最小,小灯泡的功率最小,此时通过电路的电流为
电路中小灯泡消耗的最小功率为
答:(1)灯泡的电阻为10Ω;
(2)R3的电阻值20Ω;
(3)电路中小灯泡消耗的最小功率为0.1W。
21.(1) 15Ω;(2) 2.4W
【详解】(1)由题意知,源电压保持不变,电阻R2的阻值为10Ω,闭合开关S后,电流表的示数为1A,通过电阻R2的电流为0.6A。根据并联电路电流的规律,则流经R1的电流为
根据并联电路电压的规律可知
电阻R1的阻值
(2) R1 的电功率P1为
答:(1)电阻R1的阻值为15Ω;
(2) R1 的电功率P1为2.4W。
