2023年中考物理电功率计算大题训练(含答案)考试试卷
2023年中考物理电功率计算大题训练
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、计算题
1.如图所示的电路,灯L标有“6V 、3W”,电源电压为18V,电压表的量程为,已知 ,(灯的电阻不随温度而改变)
(1)灯L正常工作时电流是多少?
(2)在1min内电路消耗的最大电能是多少?
(3)在电路中,变阻器的滑片能自由滑动且滑到某一端时灯L能正常发光,并保证电路安全,则R1的值及R2最大值是多少?
2.如图所示,电源电压可调,小灯泡标有“”的字样,小灯泡、标有“”的字样,(不考虑温度对小灯泡电阻的影响)
(1)闭合开关、、,调节电源电压为时,求电流表的示数;
(2)闭合开关,断开开关、,调节电源电压为时,求电路消耗的总功率;
(3)闭合开关、,断开开关,调节电源电压为时,求小灯泡的实际发光功率。
3.在如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,滑动变阻器R2标有“”字样,闭合开关S后,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A,求:
(1)定值电阻R1的阻值为多少?
(2)滑动变阻器R2的电功率为多少W?
4.图甲是某电烤箱的工作电路简图。其中电热管R的电阻为40Ω,电风扇通过空气流动传递热量,额定功率为44W。定时开关S1控制工作时间,温控开关S2控制箱内温度恒定,图乙是电热管正常循环工作时的P-t图像,求:
(1)正常工作时通过电风扇的电流;
(2)正常工作时电热管的功率;
(3)0~15min内电烤箱消耗的电能。
5.如图甲所示的电路中,电源电压不变,小灯泡L的额定电压为6V,R1为某特殊电阻元件,通装过它的电流与其两端的电压的关系如图乙所示。当闭合开关S1、S3,断开S2,滑片P置于b端时,灯泡L正常发光,电流表的示数为0.9A。求:
(1)灯泡L的额定功率;
(2)当闭合开关S2、S3,断开S1,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.4A,R2的最大阻值;
(3)当只闭合开关S2,滑片P置于a端时,电路消耗的总功率为1.2W,此时灯泡1min内消耗的电能。
6.在图(a)所示的电路中,电源电压为15伏且保持不变,电阻R1的阻值为30欧。闭合电键S,电流表的示数如图(b)所示。
(1)求通过电阻R1的电流I1。
(2)求电阻R2的阻值。
(3)现用标有“20Ω 2Α”字样的滑动变阻器R0替换电阻R1或R2中的一个,请在不损坏电路元件的情况下,通过移动滑片P,使电路的功率变化范围最大,并求出此范围。
7.如图甲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,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I﹣U关系图像如图乙所示。求:
(1)小灯泡正常发光的电阻是多少?
(2)滑动变阻器的最大阻值为多少?
(3)该电路总功率变化范围是多少?
8.如图所示的电路中,电源电压为4.5V且保持不变,电阻R1=5Ω,滑动变阻器R2的最大值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。为保证电路安全,求:
(1)滑动变阻器连入电路的阻值范围是多少?
(2)电压表示数的最小值是多少?
(3)电阻R1的电功率最小值和滑动变阻器R2的电功率最大值分别是多少?
9.如图所示,R为定值电阻,L为标有“6V 3W”的小灯泡,灯丝阻值不变,电源电压恒定。闭合开关,小灯泡正常工作时,电流表读数为0.9A。求:
(1)通过小灯泡的电流,以及小灯泡电阻;
(2)定值电阻R阻值,以及它的电功率。
10.一灯泡标有“36V 36W”的字样,当这盏灯正常工作时,求
(1)通过灯泡灯丝的电流;
(2)该灯泡的电阻;
(3)该灯泡两端电压为6V时,它的实际功率多大。
11.明家电热饮水机有加热和保温两种工作状态,它的简化电路图如图所示,R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝,饮水机部分参数如表所示。
额定电压 220V
额定功率 加热功率 880W
保温功率 242W
容量 2.5L
(1)求该饮水机加热时的电流;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)某一天,小明断开家中其它用电器,使饮水机处于加热状态,发现家中标着“3000r/(kW·h)”字样的电能表转盘在3min内转了120转,求此饮水机加热的实际功率。
12.某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制。已知高温挡功率为1320W,R1=55Ω。求:
(1)取暖器工作时通过R1的电流;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量;
(3)R2的阻值。
13.在物理综合实践活动中,小彬和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其它用电器,只让电磁灶接入电路中,加热质量为 2kg、初温为 20℃的水。小彬负责观察电能表(如图),小亮负责用温度计测量水的温度。5min 电能表上的转盘转了 500r,水的温度恰好升高了 50℃。求:
(1)水吸收的热量是多少?(c水=4.2×103J/(kg ℃))
(2)电磁灶烧水时的实际功率是多少?
(3)电磁灶烧水时的效率是多少?
14.如图所示,电源电压U=6V,小灯泡标有“4V 1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表的最程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值R均保持不变。
(1)求小灯泡的阻值R1;
(2)只闭合开关S2,求电压表的示数;
(3)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表示数为0.5A,求滑动变阻器R3的最大阻值;
(4)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,求小灯泡电功率的变化范围。
15.在如图所示的电路中,电源电压恒定,定值电阻R1的阻值为16Ω,滑动变阻器的最大阻值是40Ω,小灯泡的额定电压为6V,正常发光时的电阻为12Ω。当开关S2闭合,S1、S3断开时,滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω,小灯泡恰好正常发光。求:
(1)电源电压;
(2)开关S1、S2、S3都闭合,移动滑动变阻器的滑片P,当电路消耗的总功率为6W时,则滑动变阻器接入电路的阻值。
16.如图所示的电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为标有“100Ω 2A”的变阻器,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A。在保证电路安全的前提下,闭合开关,移动变阻器滑片,当电压表的示数为4V时,电流表的示数为0.8A;当电压表的示数为10V时,变阻器消耗的电功率为5W。求:
(1)当电压表的示数为4V时,变阻器接入电路的阻值;
(2)电阻R1阻值;
(3)电阻R1消耗最小功率。
17.如图所不电路,电器两端电压保持不交。小灯泡标有“6V 3W”字样,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,只闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,从B端向左滑至某一位置时,小灯泡正常发光,两次电压表V1示数变化了8V。电压表V2指针指在同一位置,电流表示数变化了0.4A;(电表表盘如下图所示,调节过程中电压表量程可能更换,灯丝电阻不随温度改变)求∶
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)电阻的R1阻值;
(3)闭合开关S、S1,断开S2,各电表量程均可以更换,移动滑动变阻器滑片,在各电表及元件安全条件下,滑动变阻器的取值最大范围为多少。
18.电饭锅是家中常用的用电器,下表是小宇家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中R1和R2都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响).
额定电压 220V
频率 50Hz
额定功率 加热 880W
保温 44W
(1)电饭锅正常工作时,在加热状态下的总电流是多少?
(2)电阻R2的阻值是多少?
(3)一天,小宇断开家中其它用电器,只接通电饭锅且处于加热状态,发现家中标有“220V 10(20)A;3000r/kW h”的电能表5min内转了200圈,求电饭锅此时的实际加热功率是多少?
19.如图所示,小灯泡L标有“8V 4W”字样。闭合开关,小灯泡正常发光,电流表的示数为2A,求:
(1)小灯泡L的电阻;
(2)通过R0的电流;
(3)电阻R0消耗的电功率。
20.在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,滑动变阻器R2标有“20Ω 3A”的字样,闭合开关S,电流表的示数为0.3A。求
(1)R1的阻值;
(2)R2允许接入电路的最小阻值;
(3)整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比。
21.电是我们现代生活不可或缺的能量形式,夏天的用电量较大,家用电器在夏天工作时往往不能正常工作,小亮同学在家中做了如下实验:他首先观察自己家的电能表,表上标有“3600r/(kW·h)”字样:随后他关闭了家中其他用电器,只让一只标有“220V 1210W”字样的电水壶盛满水工作,观察到电能表转盘在3min内转过180圈。假设此电水壶的电阻保持不变。请解答以下问题:
(1)此电水壶的电阻大小为多少Ω?
(2)此电水壶的实际功率大小为多少W?
(3)小亮同学家的实际电压为多少V?
22.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻。闭合开关S,电流表的示数为0.4A,电流表A的示数为0.7A。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)电阻R2消耗的电功率。
23.如图甲是一个风力测试仪装置的原理图。迎风板与一压敏电阻Rx连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向,有风时,迎风板向左运动,当挤压压敏电阻时,压敏电阻的阻值会发生变化,已知电源电压恒为18V,定值电阻R0=15Ω,电压表的量程为0~15V,电流表量程0~3A,压敏电阻Rx能通过的最大电流0.9A,阻值与迎风板承受风力F的关系如图乙所示。试求:
(1)无风时,求电压表和电流表的示数;
(2)当通过压敏电阻电流为0.6A,压敏电阻Rx两端的电压和它的功率;
(3)在满足所有元件均安全使用的条件下,此装置能测量风力最大是多少?
24.如图甲是食堂餐具消毒、烘干的保洁消毒柜,其内部电路如图乙所示,S1是温控开关,S2是门控开关,R是石英加热管,消毒柜的总功率为1280W,臭氧发生器的功率为180W。求:
(1)关闭柜门,门控开关S2闭合,臭氧发生器正常工作10min所消耗的电能;
(2)石英加热管的的电阻是多少;
(3)不锈钢餐具所用材质的比热容为c钢=0.46×103J/(kg ℃),若将货架上放置的100kg不锈钢餐具从26℃加热到70℃,正常工作需要加热多长时间?(不计热量损失)
25.为畅享“绿水青山,近年来户外露营火爆,某家庭购置了一款多功能电煮锅用于户外露营如图甲所示。如图乙为该电煮锅简化电路图,其中开关S2可以断开、接A、接B,R1和R2都是用于加热的纯电阻,下表是电煮锅的部分参数。(R1和R2的电阻值不随温度变化而变化)
项目 额定电压(V) 低温挡功率(W) 中温挡功率(W) 高温挡功率
参数 220 550 1100 P高
(1)电煮锅处于中温挡工作时,求电路中的电流大小;
(2)求高温挡的功率P高;
(3)当实际电压为198V时,用高温挡工作5s电流做功为多少J。
26.如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图,电饭锅有两挡,分别是高温烧煮和低温焖饭。S1为挡位自动控制开关,R1和R2为电热丝,R1的阻值为80Ω,高温烧煮挡的功率为660W。求:
(1)高温烧煮时干路中的电流;
(2)电阻丝R2的阻值;
(3)电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是多少焦耳。
27.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,电压表V1的示数为2.4V,电流表示数为0.3A。将R2的滑动触头从a端移动到b端的过程中,电压表V1和V2的示数与电流表示数的关系分别如图乙中的图线①和②所示。
(1)求R1的阻值;
(2)求R2的最大阻值;
(3)同时闭合S1和S2,当R2的阻值为何值时,R2的电功率最大?R2电功率的最大值是多少?
28.某物理兴趣小组的同学们设计了如甲图所示的电路,其中电源电压不变,灯泡L标有“12V 6W”,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。如图乙是定值电阻R0和灯泡L的电压与电流的关系图象。当断开开关S1、闭合开关S和S2,并将滑动变阻器的滑片P位于R最右端时,灯泡L的实际功率为1.6W。
求:(1)R0的阻值;
(2)灯泡正常发光10min,电流通过灯泡所做的功;
(3)电源电压;
(4)电路消耗的最大电功率。
29.如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压U=220V,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1A。求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流;
(2)使用烘干功能时电阻R在1min内产生的热量;
(3)使用烘干功能1h消耗的电能。
30.如图,甲所示的电路,电源电压保持不变,小灯泡标有“2.5V 0.25A”字样,小灯泡的图像如图乙所示,滑动变阻器的最大值为,定值电阻,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。求:
(1)小灯泡正常发光100s消耗的电能;
(2)当只闭合开关S、S2和S3时,求整个电路消耗的最大功率;
(3)当只闭合开关S和S1时,在保证元件安全工作的情况下,求滑动变阻器R1允许的取值范围。
31.如图所示,电源电压恒定,R0是定值电阻,小灯泡L标有“6V 3W”,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω。三个开关均闭合时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为1.5A。
(1)求小灯泡的额定电流;
(2)求电阻R0的阻值;
(3)闭合S,断开S1和S2,移动变阻器的滑片P,求电路总功率的最小值和最大值。
32.如图所示,物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型,由控制器和加热器组成,可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位,由开关s和加热电阻丝、组成,,;控制电路电压恒定,,为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘形硬质杆,水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮,通过形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加,电阻减小。浮体体积为,质量为。科技小组对加湿器进行测试:向水箱内缓慢注水,当液面上升至浮体体积的浸入水中时,电磁铁线圈中电流为,此时衔铁恰好被吸下,加热器开始工作;当液面上升至浮体体积的浸入水中时,电磁铁线圈中电流为;当水箱注水量达到最大值时,电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计,取,水的密度为,水的比热容为。
(1)当加热器处于高档位时,加热所产生的热量全部被的水吸收,水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率;
(2)求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力;
(3)求水箱注水量达到最大值时,浮体浸入水中的体积。
33.如表为某电热水器的铭牌,根据铭牌参数,当该电热水器正常使用时:
(1)该电热水器贮水的质量为多少?
(2)将该电热器中的水从15℃加热到35℃,水吸收的热量为多少?
(3)该电热器正常工作时将满箱水从20℃加热到42℃,需要时间50min,则该热水器的加热效率为多少?水的比热容为 。
精控系列贮水式电热水器
型号:SI80HE2.5﹣M3 额定电压:220V
容量:80L 额定频率:50Hz
功率:2500W 额定压力:0.8MPa
34.如图甲所示电路,电源电压不变,灯泡L上标有“5V 2.5W”字样,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中,灯泡L的电功率与电流的P-I关系图像如图乙所示,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)灯泡L正常发光时的电阻;
(2)滑片P在b端时,lmin内灯泡L消耗的电能;
(3)电源电压;
(4)在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
35.如图所示的电路图,当只闭合开关S1时,并将滑动变阻器(60Ω 1A)的滑片P移动到最左端时,通过观察电压表示数,判断小灯泡L(6V 3W)正常发光。当滑片P在最左端位置不变,S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.6A。求:
(1)小灯泡L正常发光时的电阻;
(2)R1的阻值;
(3)通过开关S1、S2的通断,求电路的最小电功率。
36.如图所示的电路,电源电压恒定不变,灯泡上标有“12V,6W”的字样,只闭合开关S1,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动一段距离,此过程中电流表示数变化了0.2A,电压表示数变化了2V;再闭合开关S2和S3,电流表示数又变化了1.1A,此时灯泡L恰好正常发光。求:
(1)小灯泡正常发光时的电流;
(2)R1的阻值;
(3)只闭合开关S1,电路总功率的变化范围。
37.如图电路,电源电压不变,R2=12,小灯泡R1标有“6V;3W”字样(灯丝的阻值不变)。当S1、S2、S3都闭合时,小灯泡R1恰好正常发光,此时电流表示数为0.6A。求:
(1)电源电压和定值电阻R3的值各为多大?
(2)当S1闭合、S2和S3断开时,小灯泡R1的实际功率是多大?
38.如图甲所示电路,电源电压恒为4.5V,闭合开关S后,滑片P由右向左滑动,因变阻器某处发生断路,滑片p向左移动一段距离后电流表才有读数,当电流表开始有读数时,才闭合开关S1。此时电压表的示数为2.5V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图乙所示。求:
(1)当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值;
(2)电阻R0的阻值;
(3)电压表的量程为“0﹣3V”,电流表的量程为“0﹣0.6A”。若R1未断路,且其最大阻值为30Ω,为保护电路安全,R0的电功率变化范围。
39.将额定功率为1000W的电热水壶接入220V电路中,把2kg的水从20℃加热到100℃需用时840s,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的加热效率。
40.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当滑片滑到正中央时,电压表示数为3V。已知两个电阻的U—I图象如图乙所示。求:
(1)电源电压以及当滑动变阻器滑片滑在最右端时电流表电流;
(2)滑动变阻器电阻保持5Ω不变,通电1min,滑动变阻器的电功率以及电流通过电路做的总功。
参考答案:
1.(1)0.5A;(2);(3)24Ω,180Ω
【详解】解:(1)由 可得,灯L正常工作时电流
(2)因为灯泡正常发光时的电流为0.5A,所以电路中的最大电流,则在1min内电路消耗的最大电能
(3)由可得,灯泡的电阻为
由题知,变阻器的滑片能自由滑动且滑到某一端时灯L能正常发光,即电路中电流最大,由 知,电路电阻最小,所以此时滑片
在最左端,此时R1与灯泡串联,由上知,则此时电路总电阻
由电阻的串联可得R1的值
当电压表示数达到15V时,由串联分压的特点可知,此时变阻器的阻值最大,此时灯泡和R1两端电压
由串联电路的分压规律可得
解得
答:(1)灯L正常工作时电流是0.5A;
(2)在1min内电路消耗的最大电能是540J;
(3)R1的值是24Ω,R2最大值为180Ω。
2.(1);(2);(3)0
【详解】解:(1)当闭合、、时,被短路,、两灯并联,电流表测量干路电流,已知电源电压为,则并联电路两端的电压为,所以、两端电压为,与灯泡的额定电压相等,所以,灯泡、正常工作,则由可得
则电流表的示数为
(2)闭合,断开、时,、两灯串联,由于、规格相同,根据串联电路的分压特点可知
则、正常工作,总功率为
(3)闭合开关、,断开开关,被短路,只有连入电路,因为电源电压为,则此时两端电压为远高于的额定电压,因此被烧坏,故实际功率为零。
答:(1)闭合开关、、,调节电源电压为时,电流表的示数为。
(2)闭合开关,断开开关、,调节电源电压为时,电路消耗的总功率为。
(3)闭合开关、,断开开关,调节电源电压为时,小灯泡的实际功率为0。
3.(1);(2)
【详解】解:(1)由图甲可知,定值电阻R1与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,由电压表的示数为2V,可知定值电阻R1两端的电压U1=2V,电流表的示数为0.2A,可知通过定值电阻R1的电流为0.2A,定值电阻R1的阻值为
(2)滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器的电功率为
答:(1)定值电阻R1的阻值为10Ω;
(2)滑动变阻器R2的电功率为0.8W。
4.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)正常工作时通过电风扇的电流为
(2)正常工作时电热管的功率为
(3)0~15min内电烤箱电风扇一直处于工作状态,消耗的电能为
0~15min内电烤箱电热管工作的时间为
消耗的电能为
0~15min内电烤箱消耗的电能为
答:(1)正常工作时通过电风扇的电流为;
(2)正常工作时电热管的功率为;
(3)0~15min内电烤箱消耗的电能为。
5.(1)1.8W;(2)10Ω;(3)36J
【详解】(1)当闭合开关S1、S3,断开S2,滑片P置于b端时,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,且灯泡正常发光,所以,电源的电压
U=UL=6V
由图乙可知,通过R1的电流I1=0.6A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过L的电流
IL=I-I1=0.9A-0.6A=0.3A
则灯泡的额定功率
PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W
(2)当闭合开关S2、S3,断开S3,滑片P置于a端时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,由图乙可知,R1两端的电压U1=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压
U2=U-U1=6V-2V=4V
由可知,R2的最大阻值
(3)当只闭合开关S2,滑片P置于a端时,L、R1、R2串联,由P=UI可得,电路消耗的总功率为1.2W时电路中的电流
此时R2两端的电压
由图象可知,R1两端的电压,则灯泡两端的电压
此时灯泡1min内消耗的电能
答:(1)灯泡L的额定功率为1.8W。
(2)R2的最大阻值为10Ω。
(3)当只闭合开关S2,滑片P置于a端时,电路消耗的总功率为1.2W,此时灯泡1min内消耗的电能为36J。
6.(1)0.5A;(2)10Ω;(3)18.75W<P<37.5W
【详解】解:(1)由电路图可知,R1与R2并联,电流表测干路电流,通过电阻R1的电流为
(2)由指针的位置可知,电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,干路电流为2A,则通过电阻R2的电流为
I2=I﹣I1=2A﹣0.5A=1.5A
电阻R2的阻值为
(3)若替换R1时,电流表的最小示数为
电流表的最大示数为
I最大=I2+I0最大=1.5A+1.5A=3A
电流表示数的变化范围为
2.25A<I′<3A
若替换R2时,电流表的最小示数为
电流表的最大示数为
I最大=I1+I0最大=0.5A+2A=2.5A
电流表示数的变化量为
1.25A<I″<2.5A
综上可知,替换R2时I变化范围大,使电路的功率变化范围最小值为
P最小=UI最小=15V×1.25A=18.75W
使电路的功率变化范围最大值为
P最大=UI最大=15V×2.5A=37.5W
则电路的功率变化范围为
18.75W<P<37.5W
答:(1)通过电阻R1的电流为0.5A;
(2)电阻R2的阻值为10Ω;
(3)电路的功率变化范围是18.75W<P<37.5W。
7.(1)6Ω;(2)9Ω;(3)12W~24W
【详解】解:(1)灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端的电压。当滑片滑到最左端时,变阻器接入电路的阻值为零,电路为灯泡的简单电路,电源的电压等于此时灯两端的电压,即电源的电压
由图乙可知,此时电路中的电流为
此时灯泡正常发光,由可得,灯泡正常发光的电阻
(2)由图像可知,灯泡两端的最小电压为
通过电路的最小电流
滑动变阻器两端的电压
由可得,滑动变阻器的最大阻值
(3)电路消耗的最大功率
电路消耗的最小功率
电路总功率变化范围为12W~24W。
答:(1)小灯泡正常发光的电阻是6Ω;
(2)滑动变阻器的最大阻值为9Ω;
(3)该电路总功率变化范围是12W~24W。
8.(1)2.5Ω≤R2≤10Ω;(2)1.5V;(3)0.45W;1.0125W
【详解】解:(1)为了保护电路由
得
则
解得
由
得
则
则
解得
则
(2)当
时
由欧姆定律得,电压表示数的最小值是
(3)当
时
电阻R1的电功率最小值
动变阻器R2的电功率最大值
当
时
答:(1)滑动变阻器连入电路的阻值范围是2.5Ω≤R2≤10Ω;
(2)电压表示数的最小值是0.6A;
(3)电阻R1的电功率最小值是0.45W;滑动变阻器R2的电功率最大值是1.0125W。
9.(1)0.5A、 12Ω;(2)15Ω、2.4W
【详解】解:由电路图可知,R与L并联,电流表测量干路中的电流。
(1)灯泡正常发光时,灯两端的实际电压等于其额定电压,即
实际功率等于其额定功率,即
灯泡的电流为
小灯泡电阻为
(2)根据并联电路的电流规律可知,通过R的电流为
根据并联电路的电压规律可知,R两端的电压为
R的阻值为
R的功率为
答:(1) 通过小灯泡的电流为;小灯泡电阻为。
(2)定值电阻R阻值为;它的电功率为。
10.(1)1A;(2)36Ω;(3)1W
【详解】解:(1)灯泡正常工作时电流
(2)灯泡电阻
(3)灯泡两端电压为6V时,灯泡的实际功率
答:(1)通过灯泡灯丝的电流为1A;
(2)该灯泡的电阻为36Ω;
(3)该灯泡两端电压为6V时,它的实际功率为1W。
11.(1)4A;(2)145Ω;(3)800W
【详解】解:(1)由表格数据可知,饮水机加热时的额定功率P加=880W,额定电压U=220V;由P=UI可知,饮水机加热时的电流
(2)当开关S接a时,只有R1工作,当开关S接b时,电热丝R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,串联后的总电阻大于各电热丝的电阻,电压一定时,根据可知,当开关S接a时,只有R1工作,此时电路中的电阻最小,电功率最大,为加热状态;电热丝R1的阻值
当开关S接b时,电热丝R1、R2串联,此时电路中的电阻最大,电功率最小,为保温状态;电热丝R1、R2的总电阻
则
R2=R﹣R1=200Ω﹣55Ω=145Ω
(3)3000r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h电能,电能表的转盘转过3000转,则电能表转盘转了120转,饮水机消耗的电能
饮水机加热的实际功率
答:(1)该饮水机加热时的电流为4A;
(2)电阻R2的阻值为145Ω;
(3)此饮水机加热的实际功率为800W。
12.(1)4A;(2)52800J;(3)110Ω
【详解】解:(1)由电路图知,两个开关都闭合时,两个电阻并联在电路中,电路中的总电阻较小,据 知,电路中的总电功率较大,处于高温挡;S1闭合、S2断开时,电路中只有R1工作,电路中的电阻较大,据 知,电路中的总电功率较小,处于低温挡。此时通过R1的电流
(2)电热取暖器处于低温挡时,功率
P低温=UI1=220V×4A=880W
工作1min产生的热量
Q=P低温t=880W×60s=52800J
(3)高温挡工作,R2消耗的功率
P2=P高温-P低温=1320W-880W=440W
所以R2的阻值
答:(1)取暖器工作时通过R1的电流为4A;
(2)取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量为52800J;
(3)R2的阻值为110Ω。
13.(1)4.2×105J;(2)2000W;(3)70%
【详解】解:(1)质量为 2kg 的水升高了 50℃,水所吸收的热量
Q 吸=c 水mΔt=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×50℃=4.2×105J
(2)“3000r/kW h”表示每消耗 1kW h 的电能,电能表转盘转过 3000 转,则转盘转了 500r 时,电磁灶消耗的电能
W=kW h= ×3.6×106J=6×105J
5min=300s
电磁灶烧水时的实际功率
P =2000W
(3)电磁灶烧水时的效率
η=100%=100%=70%
答:(1)水吸收的热量是 4.2×105J;
(2)电磁灶烧水时的实际功率是 2000W;
(3)电磁灶烧水的效率是 70%。
14.(1)10Ω;(2)2V;(3)30Ω;(4)0.225W~0.9W
【详解】解:(1)小灯泡标有“4V 1.6W”,由可得,小灯泡的阻值
(2)只闭合开关S2时,灯泡R1与电阻R2串联,电压表测R1两端的电压,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻
此时通过电路的电流
所以R1两端的电压为
即电压表示数为2V。
(3)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,电阻R2与R3的最大阻值并联,电流表A测干路电流,此时电流表示数为0.5A,并联电路各并联支路两端电压相等,所以通过R2的电流
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器的电流
所以滑动变阻器的最大阻值为
(4)只闭合开关S3时,灯泡R1与滑动变阻器R3串联,电压表测R1两端的电压,当电压表的示数R1′=3V时,灯泡两端的电压最大,其实际功率最大
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,R1的功率最小,此时电路中的电流
则灯泡的最小功率
所以,小灯泡电功率的变化范围为0.225W~0.9W。
答:(1)小灯泡的阻值R1为10Ω;
(2)只闭合开关S2,求电压表的示数为2V;
(3)滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω;
(4)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围为0.225W~0.9W。
15.(1)8V;(2)32Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,当开关S2闭合,S1、S3断开时,此时电路为滑动变阻器与小灯泡的串联电路,滑动变阻器接入电路中的阻值为4Ω,小灯泡恰好正常发光,电阻为12Ω,小灯泡的额定电压为6V,则此时电路中电流为
由串联电路的电流特点和欧姆定律可知,滑动变阻器两端的电压为
U滑=IR滑=0.5A×4Ω=2V
根据串联电路的电压特点可知,电源电压为
U=U额+U滑=6V+2V=8V
(2)由电路图可知,开关S1、S2、S3都闭合,此时灯泡被短路,电路为滑动变阻器R2和定值电阻R1的并联电路。当电路消耗的总功率为6W时,此时干路电流为
根据并联电路的电压特点可知,定值电阻R1两端的电压等于电源电压,为8V,由欧姆定律可知,此时通过定值电阻R1的电流为
由并联电路电流特点可知,通过滑动变阻器R2的电流为
I2=I干-I1=0.75A-0.5A=0.25A
根据并联电路的电压特点可知,滑动变阻器R2两端的电压等于电源电压,为8V,由欧姆定律可知,滑动变阻器R2接入电路的阻值是
答:(1)电源电压为8V;
(2)开关S1、S2、S3都闭合,移动滑动变阻器的滑片P,当电路消耗的总功率为6W时,则滑动变阻器接入电路的阻值是32Ω。
16.(1)5Ω;(2)20Ω;(3)1.25W
【详解】解:由图知闭合开关两电阻串联,电压表与滑动变阻器并联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路电流。
(1)当电压表的示数为4V时,电流表的示数为0.8A,变阻器接入电路的阻值为
(2)当电压表的示数为4V时,电流表的示数为0.8A,此时电源电压为
﹣﹣﹣﹣﹣①
当电压表的示数为10V时,变阻器消耗的电功率为5W。根据可知,此时电路的电流为
此时电源电压为
﹣﹣﹣﹣﹣②
综合①②得
解得
(3)电源电压为
当电压表示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以此时电路电阻最大,由可知通过电路的电流最小,串联电路各处电流相等,由
可知此时电阻R1消耗最小功率,根据串联电路电压的规律知,定值电阻R1两端的电压为
电阻R1消耗最小功率为
答:(1)当电压表的示数为4V时,变阻器接入电路的阻值为5Ω;
(2)电阻R1的阻值为20Ω;
(3)电阻R1消耗最小功率为1.25W。
【点睛】本题考查了欧姆定律公式的应用、电功率公式的应用以及串联电路电压的规律等知识,其中根据电源电压相等列等式算出电源电压和定值电阻的阻值是难点。
17.(1)0.5A;(2);(3)
【详解】解:(1)根据小灯泡标有“6V 3W”字样,可知小灯泡正常发光时的电流为
灯泡电阻为
(2)只闭合开关S,两电阻与灯泡串联,电压表V1测量电阻R1与灯泡两端总电压,电压表V2测量电阻R2两端电压,滑动变阻器滑片从B端向左滑时电路总电阻变小,电流变大,小灯泡正常发光时电路电流为额定值,两次电压表V1示数变化了8V,电流表示数变化了0.4A,则
则电阻的R1阻值为
根据串联分压,电压表V2指针指在同一位置,实际上要减小,可知前后分别接入大量程与小量程,示数分别为10V与2V,则电源电压为
则电阻R2的阻值为
(3)闭合开关S、S1,断开S2,灯泡短路,两电阻串联,电压表V1测量电阻R1两端电压,电压表V2测量电阻R2两端电压;各电表量程均可以更换,当电流表、电压表选择最大量程时,电压表量程大于电源电压,此时电阻R2可以接入最大阻值即100;由于滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,此时电路中的总电阻为
则变阻器接入的最小电阻为
即滑动变阻器的取值最大范围为。
答:(1)小灯泡正常发光时的电流为0.5A;
(2)电阻的R1阻值为;
(3)滑动变阻器的取值最大范围为。
18.(1)4A(2)1100Ω(3)800W
【分析】(1)知道电饭锅正常工作时在加热状态下功率,利用P=UI求电路总电流;(2)分析S、S0闭合和S闭合、S0断开时的电路组成、电阻大小关系,据P=可知,什么情况为保温档,再利用P=求R2的阻值;(3)3000r/kW h表示电饭锅每消耗1kW h的电能,电能表的转盘转3000r,据此求电能表转盘转200r消耗的电能,再利用P=求电饭锅此时的实际加热功率.
【详解】(1)由题知,电饭锅正常工作时,在加热状态下功率P=880W,由P=UI可得总电流:I==4A;(2)当S、S0闭合时,R1和R2并联,当S闭合、S0断开时,电路中只有R2,因并联电路总电阻小于支路电阻,因此当S闭合、S0断开时,电路总电阻较大;由P=可知,此时电功率较小,为保温档;P保温=44W,由P=可得:R2==1100Ω;(3)3000r/kW h表示电饭锅每消耗1kW h的电能,电能表的转盘转3000r,则电能表转盘转200r消耗的电能:W=kW h=kW h,电饭锅此时的实际加热功率:P实==0.8kW=800W.
19.(1)16Ω;(2)1.5A;(3)12W
【详解】解:(1)由电路图可知,灯泡与R0并联,电流表测干路电流,由
可得,小灯泡L的电阻
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,且小灯泡正常发光,所以电源的电压
通过灯泡L的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R0的电流
(3)电阻R0消耗的电功率
答:(1)小灯泡L正常发光时的电阻为16Ω;
(2)通过R0的电流为1.5A;
(3)电阻R0消耗的电功率为12W。
20.(1)20Ω;(2)2Ω;(3)11:2
【详解】解:(1)由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,故
电流表测量通过R1的电流,为0.3A,由可知,电阻R1的阻值
(2)滑动变阻器R2标有“20Ω 3A”的字样,表示允许通过的最大电流为3A,则R2允许接入电路的最小阻值
(3)当变阻器接入电路的电阻最小时,通过滑动变阻器的电流最大,干路电流最大,为
当变阻器接入电路的电阻最大时,电流最小,则通过变阻器的最小电流
此时干路电流最小,为
由可知,当电压相同时,电功率之比等于电流之比,整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比
答:(1)R1的阻值为20Ω;
(2)R2允许接入电路的最小阻值为2Ω;
(3)整个电路允许消耗的最大功率与最小功率之比为11:2。
21.(1)40Ω;(2)1000W;(3)200V
【详解】解:(1)根据电功率的计算公式可求得电水壶的电阻为
(2)电能表转盘在3min内转过180圈,所以电水壶实际消耗的电能为
因此,可计算电水壶的实际电功率为
(3)已知电水壶的电阻为R=40Ω,故电水壶工作的实际电压为
答:(1)此电水壶的电阻大小为40Ω;
(2)此电水壶的实际功率大小为1000W;
(3)小亮同学家的实际电压为200V。
22.(1)15Ω;(2)1.8W
【详解】解:(1)开关S闭合后,电阻R1与R2并联,电流表A测的R1的电流,电流表A测的干路电流,由并联电路电流规律可知,通过R2的电流为
由欧姆定律可得,R2两端的电压为
根据并联电路电压特点可知,R1两端的电压
由欧姆定律可得,电阻R1的阻值为
(2)电阻R2消耗的电功率为
答:(1)电阻R1的阻值为15Ω;
(2)电阻R2消耗的电功率1.8W。
23.(1)5.4V,0.36A;(2)9V,5.4W;(3)720N
【详解】解:(1)无风时,F=0,由图乙可知Rx=35Ω,电路中的电流即电流表的示数为
电压表的示数为
(2)当通过压敏电阻电流为0.6A,R0两端的电压为
U0'=I'R0=0.6A×15Ω=9V
压敏电阻Rx两端的电压为
Ux=U-U0'=18V-9V=9V
压敏电阻Rx的功率为
Px=Ux×I'=9V×0.6A=5.4W
(3)在满足所有元件均安全使用的条件下,压敏电阻Rx能通过的最大电流I1=0.9A,此时风力最大,电路中的总电阻为
此时Rx的电阻为
Rx=R-R0=20Ω-15Ω=5Ω
由图乙可知,当Rx=5Ω时风力F=720N。
答:(1)无风时,求电压表和电流表的示数分别为5.4V,0.36A;
(2)当通过压敏电阻电流为0.6A,压敏电阻Rx两端的电压和它的功率分别为9V,5.4W;
(3)在满足所有元件均安全使用的条件下,此装置能测量风力最大是720N。
24.(1)1.08×105J;(2)44Ω;(3)1840s
【详解】解:(1)关闭柜门,门控开关S2闭合,只有臭氧发生器工作,由
可得,臭氧发生器工作10min所消耗的电能为
W=P发生器t=180W×10×60s=1.08×105J
(2)因电路中的总功率等于各用电器功率之和,所以,石英加热管R的功率
PR=P总-P发生器=1280W-180W=1100W
根据电功率的计算公式可得,通过石英加热管R的电流为
由欧姆定律的计算公式可知,石英加热管的的电阻为
(3)根据吸热的计算公式可得,不锈钢餐具吸收的热量为
不计热量损失,加热管消耗的电能为
根据功率的计算公式可得,正常工作需要的加热时间为
答:(1)关闭柜门,门控开关S2闭合,臭氧发生器工作10min所消耗的电能为1.08×105J;
(2)石英加热管的的电阻是44Ω;
(3)消毒柜石英加热管需要正常工作的时间为1840s。
25.(1)5A;(2)2200W;(3)8910J
【详解】解:(1)已知中温挡功率为1100W,根据P=UI,电煮锅处于中温挡工作时,电路中的电流大小为
(2)由乙图可知,闭合S1,S2接A时,R2短路,电路为R1的简单电路;闭合S1,S2接B时,R1和R2并联;断开S1,S2接A时,两电阻串联;根据串联电阻大于其中任一电阻,并联电阻小于其中任一电阻,根据,故闭合S1,S2接A时为中温挡;闭合S1,S2接B时为高温挡;断开S1,S2接A时,为低温挡。已知中温挡工作时的电流为5A,根据欧姆定律有
已知低温挡功率为550W,根据和串联电阻的规律有
故
高温挡时R1和R2并联,因两电阻相等,根据并联电路电压的规律及,可知两电阻R1和R2的功率相等,故高温挡的功率
P高=2P中=2×1100W=2200W
(3)根据可知,在电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,故当实际电压为198V时,高温挡的实际功率为
用高温挡工作5s电流做功为
W=P实t=1782W×5s=8910J
答:(1)电煮锅处于中温挡工作时,电路中的电流大小为5A;
(2)高温挡的功率P高为2200W;
(3)当实际电压为198V时,用高温挡工作5s电流做功为8910J。
26.(1)3A;(2);(3)
【详解】(1)由得,高温烧煮时干路中的电流
(2)当开关S1和S都闭合时,两电阻并联,此时总电阻较小,由可知,此时为高温烧煮挡;当只闭合开关S时,电路为R2的简单电路,此时总电阻较大,由可知,此时为低温焖饭挡;当开关S1和S都闭合时,由得,总电阻为
由得
解得
(3)低温焖饭挡的功率为
由得,电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是
答:(1)高温烧煮时干路中的电流是3A;
(2)电阻丝R2的阻值是;
(3)电饭锅低温焖饭0.5h消耗的电能是。
27.(1)8Ω;(2)10Ω;(3)8Ω;0.28125W
【详解】(1)由题意知,闭合开关S1,断开开关S2,当滑动变阻器的滑动触头在a端时,电压表V1的示数为2.4V,电流表示数为0.3A。则R1的阻值为
(2)由题意,结合图甲和图乙可知,滑动变阻器滑动触头从a端移动到b端的过程中,电路中的总电阻增大,电流减小,当滑动变阻器滑片滑到b端时,电压表V1的示数为1.2V,电压表V2的示数为2.7V。则此时加在滑动变阻器两端的电压为
U4=U2-U3=2.7V-1.2V=1.5V
此时电路中的电流为0.15A,则R2的最大阻值为
(3)当滑动变阻器的滑片在a端时,可知
当滑动变阻器的滑片在b端时,可知
由以上两式子联立可得U=3V,R0=2Ω。可知,电源的电压为3V。
同时闭合S1和S2,电阻R0被短路,此时电路中只有R1和R2串联接入电路,R2的电功率为
当R2的阻值为8Ω时,P取得最大值,最大值为0.28125W。
答:(1)R1的阻值为8Ω;
(2)R2的最大阻值为10Ω;
(3)同时闭合S1和S2,当R2的阻值为8Ω时,R2的电功率最大;R2电功率的最大值是0.28125W。
28.(1)20Ω;(2)3600J;(3)12V;(4)13.2W
【详解】(1)由图乙,根据可得定值电阻R0的阻值
(2)灯泡正常发光10min,电流通过灯泡所做的功
(3)当断开开关S1、闭合开关S和S2,并将滑动变阻器的滑片P位于R最右端时,灯泡L与滑动变阻器R的最大阻值串联,灯泡L的实际功率为1.6W,由图乙的此时电路电流、灯泡L两端电压分别为
由可得滑动变阻器R两端电压
根据串联分压可知电源电压为
(4)当开关S、S1、S2都闭合且滑片位于左端时,定值电阻R0与灯泡L并联,电路的总电阻最小,电路的总功率最大;因并联等压分流,且灯泡在额定电压下正常发光,所以电路消耗的最大功率
答:(1)R0的阻值是20Ω;
(2)灯泡正常发光10min,电流通过灯泡所做的功是3600J;
(3)电源电压是12V;
(4)电路消耗的最大电功率是13.2W。
29.(1)0.2A;(2)1.32×104J;(3)0.264kW h
【详解】解:(1)使用风干功能时,电路中只有电动机工作,由知道,此时通过电动机的电流
(2)使用烘干功能时,电路中电动机和发热电阻并联,两端电压相同,由 知道,1min内产生的热量
(3)电阻的功率
电路消耗的总功率
电路消耗的总电能
答:(1)使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A;
(2)使用烘干功能时电阻R在1min内产生的热量是1.32×104J;
(3)使用烘干功能1h消耗的电能是0.264kW h。
30.(1)62.5J;(2)2.7W;(3)8~15Ω
【详解】解:(1)小灯泡正常发光100s消耗的电能为
(2)只闭合开关s、和,电阻与并联,电流表测量干路电流;由于电流表的量程为0~0.6A,则干路电流最大为0.6A,所以整个电路消耗的最大功率为
(3)只闭合开关s、,灯泡与滑动变阻器串联,当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,由串联电路分压原理可知,滑动变阻器分得的电压变大,即电压表的示数变大,当电压表示数为时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以小灯泡两端的电压为
由图乙可知,此时通过灯泡的电流为,由于串联电路处处电流相等,所以电路最小电流为,由可知,此时滑动变阻器连入电路的最大电阻为
由图乙可知,通过灯泡的最大电流为,即电路最大电流为,此时灯泡正常工作,则灯泡两端的电压为UL=2.5V,两端的电压为
则连入电路的最小电阻
所以在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器允许的取值范围是8~15Ω。
答:(1)小灯泡正常发光100s消耗的电能为65.5J;
(2)当只闭合开关s、和时,整个电路消耗的最大功率为2.7W;
(3)当只闭合开关s和时,在保证各元件安全工作的情况下,求滑动变阻器允许的取值范围是8~15Ω。
31.(1)0.5A;(2)6Ω;(3)1.4W,1.6W
【详解】解:(1) 根据P=UI可知小灯泡的额定电流
(2)三个开关均闭合时,灯泡和定值电阻并联,小灯泡恰好正常发光,根据并联电路的电压特点可知电源电压
U=UL=6V
电流表示数为1.5A,根据并联电路的电流特点可知通过定值电阻的电流
I0=I-IL=1.5A-0.5A=1A
根据欧姆定律可知电阻R0的阻值
(3)闭合S,断开S1和S2,定值电阻和滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路的阻值最大时,总电阻最大,电源电压不变,根据可知电路的总功率最小;滑动变阻器R接入电路的阻值为0N时,总电阻最小,电源电压不变,根据可知电路的总功率最大。电路总功率的最小值
电路总功率的最大值
答:(1)小灯泡的额定电流为0.5A;
(2)电阻R0的阻值为6Ω;
(3)电路总功率的最小值和最大值分别为1.4W、6W。
32.(1)900W,200W;(2)1.5N;(3)
【详解】解:(1)的水吸收的热量为
当加热器处于高档位时,加热所产生的热量全部被的水吸收,则高温挡产生的热量为
加热器的高档功率
根据可知,电源电压一定时,电阻越大,电功率越小,故当开关S闭合时,、并联,总电阻较小,电功率较大,此时为加热挡,加热挡的功率为900W,当开关S断开时,只有工作,电阻较大,处于低温挡,低档功率
(2)浮体体积的浸入水中时受到的浮力
物体A所受的重力为
物体A受到了向下的重力为0.5N,向上的浮力为2N,故杆对A的力是向下的,杆对A的压力为
(3)设控制电路的电压为U控,当杆对A的压力为1.5N时,对应压敏电阻的阻值为,则根据串联电路电压规律可以列等式
①
浮体体积的浸入水中时受到的浮力
物体A受到了向下的重力为0.5N,向上的浮力为5N,故杆对A的力是向下的,杆对A的压力为
根据所受压力每增加,电阻减小,此时压敏电阻的阻值为
此时对应的控制电路的电流为
根据串联电路电压规律可以列等式
②
联立①②可知
当水箱注水量达到最大值时,电磁铁线圈中电流为,则此时总电阻为
压敏电阻的阻值为
当压敏电阻为50欧姆时,对应的压力为1.5N,此时压敏电阻的阻值为30Ω,则对应的压力为
此时物体A的浮力为
此时物体A浸入水中的体积
答:(1)加热器的高档功率为900W和低档功率为200W;
(2)浮体体积的浸入水中时受到的浮力为2N和此时压敏电阻受到的压力为1.5N;
(3)水箱注水量达到最大值时,浮体浸入水中的体积为。
33.(1)80kg;(2);(3)
【详解】解:(1)由可知,电热水器贮水的质量
(2)将电热器中的水从15℃加热到35℃,水吸收的热量
(3)将满箱水从20℃加热到42℃,水吸收的热量:
由 可知,电热器消耗的电能
则该热水器的加热效率
答:(1)电热水器贮水的质量为80kg;
(1)将该电热器中的水从15℃加热到35℃.水吸收的热量为;
(3)该热水器的加热效率为98.56%。
34.(1)10Ω;(2)54J;(3)6V;(4)2Ω
【详解】解:(1)灯泡的型号规格为“5V,2.5W”,即灯泡的额定功率
P额=2.5W
U额=5V
根据公式P=UI变形得
(2)当滑动变阻器完全接入电路时,即滑片P位于b端,此时电路中接入的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,消耗的电功率最小,由乙图可知,P位于b端时,此时灯泡消耗的电功率为
P灯=0.9W
根据电能公式W=Pt得,滑片P在b端时,lmin内灯泡L消耗的电能
W灯= P灯t=0.9W×1×60s=54J
电源电压为
①
(3)当滑动变阻器的滑片P滑到中点时,电路中的电流为0.4A,此时电源电压为
③
由①③式得
代入①式得
(4)灯泡电流最大为
最大电流小于电流表的量程,所以电路中最大电流只能为0.5A,且滑动变阻器必须接入,根据串联电路中电压的规律可知,当电路中的电流最大为0.5A时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,此时灯泡两端电压为5V,滑动变阻器两端电压为1V,且不超过电压表量程的最大值,所以此时接入电路的阻值为最小值
答:(1)灯泡L正常发光时的电阻为10Ω;
(2)滑片P在b端时,lmin内灯泡L消耗的电能为54J;
(3)电源电压为6V;
(4)在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为2Ω。
35.(1)12Ω;(2)60Ω;(3)0.3W
【详解】解:(1)由题意可知,小灯泡的额定电压为6V,额定功率为3W,由可知,小灯泡正常发光时的电阻
(2)当只闭合开关S1时,滑片P移动到最左端,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路为灯泡的简单电路,灯泡正常发光,所以灯泡两端电压为6V,此时灯泡两端电压即电源电压。当滑片P在最左端位置不变,S1、S2都闭合时,灯泡和R1并联接入电路,电流表测干路电流。由于并联电路各并联支路两端电压相等,此时通过灯泡的电流
由于并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过R1的电流
由欧姆定律可知,R1的阻值
(3)因RL
(2)R1的阻值为60Ω;
(3)通过开关S1、S2的通断,电路的最小电功率为0.3W。
36.(1)0.5A;(2)10Ω;(3)4.8W~14.4W
【详解】解:(1)根据,小灯泡正常发光时的电流为
(2)闭合开关S1、S2和S3时,滑动变阻器被短路,此时灯泡与R1并联,灯泡L恰好正常发光,说明电源电压为小灯泡额定电压,故有
只闭合开关S1,未移动滑片时,设电路中电流为I,电压表测R2电压,根据欧姆定律可得
即
①
当滑片P向左移动一段距离后,由于滑动变阻器R2的电阻减小了,则电路中电流变大电流表示数变化了,则电流表的示数为
根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压减小。电压表示数变化了2V,则电压表的示数为
根据串联电路的特点和欧姆定律可得
即
②
再闭合开关S2和S3时,滑动变阻器被短路,此时灯泡与R1并联,根据电阻的串并联特点可知,并联时电路中电流变大,电流表示数又变化了1.1A,则电流表的示数为
即
电流表测总电流,则通过的电流为
根据可得电源电压为
即
③
联立①②③解得
,,
(3)只闭合开关S1,滑片P位于最右端时电路中总功率最小为
滑片P位于最左端时电路中总功率最大为
答:(1)小灯泡正常发光时的电流为0.5A;
(2)R1的阻值为10Ω;
(3)只闭合开关S1,电路总功率的变化范围为。
37.(1)6V,60Ω;(2)0.75W
【详解】解:(1)当S1、S2、S3都闭合时,R2短路,灯L与R3并联因为灯L正常发光,所以电源电压等于灯泡正常发光时的电压
小灯泡电流
电阻R3的阻值
(2)小灯泡电阻
S闭合,S2和S断开时,灯L与R2串联,电路总电阻
电路中电流:
小灯泡实际电功率
答:(1)电源电压为6V,定值电阻R3的值为60Ω;
(2)当S1闭合、S2和S3断开时,小灯泡R1的实际功率是0.75W。
38.(1)12.5Ω;(2)10Ω;(3)0.225W~2.025W
【详解】解:由电路图可知,两开关均闭合时,R1与R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
(1)由图乙和题意可知,当电流表开始有读数即
I=0.2A
滑片P移动的距离s=2cm,此时电压表的示数为2.5V,由I=可得,R1接入电路的阻值
R1===12.5
(2)当s=2cm时,电压表的示数为2.5V,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
U0=U﹣U1=4.5V﹣2.5V=2V
则电阻R0的阻值
R0===10
(3)假设滑动变阻器某处未发生断路,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,此时电路中的电流最大,则电路中的最大电流为
I大===0.45<0.6A
R0的最大电功率为
P0大=I大2R0=(0.45A)2×10Ω=2.025W
当R0和R1串联,R1两端的电压为3V,根据串联电路的分压特点,R0两端的电压为1.5V,电压比时1:2,则电阻比也是1:2,R0的电阻是10,则滑动变阻器R1的电阻为20,则电路的最小电流为
I最小===0.15A
定值电阻的最小功率为
P0小=I小2R0=(0.15A)2×10Ω=0.225W
所以R0的电功率变化范围为0.225W~2.025W。
答:(1)当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值为12.5Ω;
(2)电阻R0的阻值为10Ω;
(3)R0的电功率变化范围为0.225W~2.025W。
39.(1)6.72×105J;(2)80%
【详解】解:(1)根据题意,电热水壶消耗电能产生热量被水吸收,由可得,水吸收的热量为
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
(2)此过程中电热水壶消耗的电能为
W=Pt=1000W×840s=8.4×105J
电热水壶加热效率为
答:(1)水吸收的热量6.72×105J;
(2)电热水壶的加热效率80%。
40.(1)6V,0.2A;(2)0.8W,144J
【详解】解:(1)由图像可知当R1、R2两端电压都为3V时电路中电流为0.3A,则由已知条件可得
即,。
根据图乙I=0.3A时可得电源电压为
当滑动变阻器滑片滑在最右端时
根据串联电路电流、电压、电阻之间的关系可得
(2)滑动变阻器阻值为5Ω时
则
通电1min电流通过电路做的总功
答:(1)电源电压为6V,当滑动变阻器滑片滑在最右端时电流表电流为0.2A;
(2)滑动变阻器电阻保持5Ω不变,通电1min,滑动变阻器的电功率为0.8W,电流通过电路做的总功为144J
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