2024年中物理复习——电功率
一、选择题
1. (2023·上海)下列不是电功率单位的是( )
A.瓦特 B.焦耳/秒 C.伏特·安培 D.千瓦时
2. (2023 桂林)灯泡L1、L2分别标有“220V100W”、“220V40W”的字样,将它们接入220V的电路中,则( )
A.L1、L2并联时,L1比L2亮 B.L1、L2并联时,亮度相同
C.L1、L2串联时,L1比L2亮 D.L1、L2串联时,亮度相同
3. (2023 柳州)在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中发现,电路中的电阻丝温度升高而导线温度没有明显变化,这是因为二者的( )
A.电阻不同 B.电流不同
C.密度不同 D.通电时间不同
4. (2022 内蒙古)如图所示,只闭合开关S时灯L1的功率为9W;断开开关S,闭合S1、S2时,灯L1的功率为25W.电源电压不变,忽略温度对灯丝电阻的影响.则L1与L2电阻之比是( )
A.3:2 B.5:3 C.3:1 D.9:25
5. (2022 云南)将规格都是“220V150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间,以下说法正确的是( )
A.三个用电器均能将电能全部转化为内能
B.根据R＝可计算出三个用电器的电阻相等
C.三个用电器消耗的电能一样多
D.三个用电器产生的热量相等
6. (2022 河北)利用如图所示器材不能完成的实验是( )
A.甲:探究水的组成
B.乙:验证燃烧需要氧气
C.丙:检验物体是否带电
D.丁:探究电流通过导体产生热量的多少与电流大小的关系
7. (2023 兰州)现有“6V3W”和“12V6W”字样的甲、乙两只灯泡,不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是( )
A.通电时间相同时,甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少
B.通电时间相同时,电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快
C.两只灯泡串联工作时,甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少
D.两只灯泡并联工作时,干路中允许通过的最大电流为1A
8. (2022 玉林)如图所示,电源电压恒定,R1为5Ω,R2为10Ω.若闭合S1、S3,断开S2时,电流表示数I为1.8A,则只闭合S2时,电路消耗的总功率P为( )
A.2.4W B.10.8W C.27W D.48.6W
9. (2022 眉山)如图所示,电源电压为6V保持不变,R1＝3Ω,R2＝18Ω,灯泡L标有“6V3W”字样,假定灯丝电阻不变.下列说法中正确的是( )
A.灯泡L正常工作时的电阻为2Ω
B.当只闭合开关S1时,电阻R1消耗的功率为1.2W
C.如果开关S1、S2和S3同时闭合,灯泡L短路不工作
D.此电路消耗的最大电功率与最小电功率之比为25:12
10. (2022 济南)一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电15000kW h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“这只电吹风是1500W的,也就是1.5kW,这个厂节省的电力可以开动10000个这样的电吹风.”这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念.这两个概念是电能和( )
A.电流 B.电阻 C.电功率 D.电功
11. (2022 自贡)如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置.两个透明容器中密封着等量的空气,下列说法错误的是( )
A.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故
B.通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C.图甲中,通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1:2
D.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
12. (2023 达州)如图所示,电源电压恒为3V,灯泡L1标有“3V0.75W”,L2标有“4V1W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是( )
A.L2不能正常发光,但要比L1亮一些
B.电压表不能测量电源电压
C.电流表示数等于两灯电流大小之和
D.若电流表无示数,但L2发光且电压表有示数,则可能是L1开路
13. (2023 河池)如图甲所示的电路,R0为定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器R的阻值,记录电压表、电流表的示数,作出U﹣I关系图象如图乙①所示.已知某小灯泡的U﹣I图象如图乙②所示,现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器,电路其他元件不变.则此时小灯泡的实际功率为( )
A.0.1W B.0.2W C.0.3W D.0.75W
14. (2023 苏州)图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.闭合开关,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示.下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V B.R的最大阻值为20Ω
C.R＝10Ω时,其功率最大 D.R＝15Ω时,电路消耗的功率为1.8W
15. (2023 邵阳)小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I﹣U关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.图乙中曲线A表示电阻R的I﹣U关系图象
B.当电源电压为4V时、电流表示数为0.5A
C.当电源电压为4V时,小灯泡L的实际功率为1.6W
D.如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,电路消耗的总功率为2W
二、填空题
16. (2023 永州)小华家有一个额定电压为220V、额定电流为5A的电热水壶,该电热水壶正常工作42s产生的热量为 J,这些热量的80%被质量为1kg的水吸收,水升高的温度为 ℃,已知c水＝4.2×103J/(kg ℃).
17. (2023 乐山)如图所示是某电蒸锅的内部简化电路图,R1＝484Ω、R2＝44Ω.当S1、S2均闭合时,通过R1、R2的电流之比I1:I2＝ ,使用加热挡5min电蒸锅产生的热量是 J
18. (2023·上海)某导体两端的电压为6伏,10秒内通过该导体横截面的电荷量为2库,通过该导体的电流为______安,这段时间内电流做功为______焦;若将该导体两端的电压调整为12伏,其电阻为______欧.
19. (2023 贵阳)如图所示电路,电源电压保持不变.只闭合开关S1时,定值电阻R1的功率是16W;当开关S1、S2都闭合时,R1的功率是25W.则先后两次电路消耗的功率之比是 .
20. (2023 常州)某型号电饭锅有加热和保温两挡,电路如图所示,220V电压下,其加热挡功率为1100W,保温挡功率为20W.
(1)闭合开关S1、S2,电饭锅处于 挡.
(2)电阻丝R1的阻值为 Ω,R2的阻值为 Ω.
(3)处于保温状态的电饭锅,20min产生热量 J.
三、实验题
21. (2023·上海·上海市向明初级中学校考模拟预测)现有实验器材:电源两个(电压分别为3伏、6伏),电流表、开关各两个,待测小灯泡(标有“0.3A”字样,额定功率大于1瓦)、待测电阻Rx、电压表(只有0~3伏档完好)、滑动变阻器(标有“20欧 2安”字样)各一个,定值电阻R定(阻值分别为5欧、10欧和15欧)三个及导线若干.
小向做“测定小灯泡的电功率”实验,小明同时做“用电流表、电压表测电阻”实验.由于器材有限,两位同学讨论后,合理分配器材,并顺利完成实验.实验中,小向观察到当小灯泡正常发光时电压表的示数为2.0伏;小明发现电路中电流表的最大示数为0.3安.
①根据小向实验的相关信息:
(a)小向所用电源的电压为__________________伏,理由是_______________.
(b)计算小灯泡的额定功率P额.___________________(需写出计算过程)
②根据小明实验的相关信息:
(a)画出小明实验的电路图.___________
(b)求出电流最大时待测电阻的阻值.____________(需写出计算过程)
22. (2022福建模拟)小明想测量标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率,从实验室找来了学生电源(恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线若干.
(1)如图甲所示为小明连接的实验电路,闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确.
(2)闭合开关试触时,发现电流表无示数,灯泡不亮,电压表指针迅速打到右边没有刻度的地方.造成这一现象的原因可能是 .
(3)排除电路故障后闭合开关,移动滑片,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙,则灯泡的额定功率为 W.
(4)同组的小红认为,应该多次测量不同电压下灯泡的功率,求出平均值才更精确,你认为是否合理,为什么？ .
(5)小红在继续实验时发现电流表突然损坏,于是又找来了一个阻值为10Ω的定值电阻R0设计了如图丙所示的电路,也测出了该灯泡的额定功率,请将步骤补充完整:
①只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为 V:
②只闭合 ,保持滑片P不动,读出电压表的示数为U:
③小灯泡的额定功率P＝ (用已知量或测量量的符号表示).
23. (2023 娄底)小明准备测定小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约个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,导线若干,滑动变阻器两只:R1(10Ω、0.5A),R2(20Ω、0.5A).
(1)如图甲所示是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线.
(2)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是 .
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(3)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A.
(4)为了满足测量要求,实验电路应该选用滑动变阻器 .(选填“R1”或“R2”)
(5)小明根据记录的多组I-U数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙),则小灯泡的额定功率为 W.
四、综合题
24. (2023 芜湖模拟)如图所示,电源电压保持不变.当开关S接1点时,R1消耗的电功率P1,R2消耗的电功率P2;当开关S接2点时,R1消耗的电功率P1′,R3消耗的电功率P3′;如果P1＜P1′,请推导出:P1+P2＜P1′+P3′.
25. (2023 常德)如图所示,电路中使用的是可调电压电源,电阻R1＝3Ω,R2＝6Ω,小灯泡L1标有“12V18W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响).
(1)开关S1、S2、S3闭合,调节电源电压为6V时,求电流表A的示数;
(2)开关S1、S2闭合,S3断开,调节电源电压为10V时,求小灯泡L的实际发光功率;
(3)开关S1闭合,S2、S3断开,调节电源电压使小灯泡L正常发光时,求电路消耗的总功率.
答案
一、选择题
1. 【答案】D
2. 【答案】故选:A.
3. 【答案】解:电路中的电阻丝和导线串联连接,而串联电路处处电流相等,因此通过电阻丝和导线的电流和通电时间都相等,由于电阻丝的阻值远远大于导线的阻值,由Q＝I2Rt可知,电阻丝产生的热量比导线多.A符合题意.故选:A.
4. 【答案】解:断开开关S,闭合S1、S2时,L1与L2并联,灯泡两端的电压等于总电压即U1＝U总,灯L1的功率P1＝25W,则:P1＝＝ ①,只闭合开关S时灯L1的功率P1′＝9W,此时L1与L2串联,总电压等于各部分电压之和,且电压的分配与电阻成正比,
即U总＝U1′+U2′,＝,由上述两式得:U1′＝U总,
则此时灯L1的功率:P1′＝＝ ②
②比①得:＝,
由题知:P1＝25W,P1′＝9W,代入上式得:＝,两边开方得:＝,
整理得:R1:R2＝3:2.故选:A.
5. 【答案】故选:C.
6. 【答案】故选:D.
7. 【答案】解:“6V3W”和“12V6W”分别表示甲、乙两灯的额定电压和额定功率.
A、由于两灯是否正常工作,所以两实际功率大小未知,由W＝Pt知,无法判断两灯在相同时间内消耗电能的多少,故A错误;
B、由于两灯的实际功率未知,而电功率是表示电流做功快慢的物理量,所以电流通过两灯做功的快慢无法确定,故B错误;
C、由P＝可得,R甲＝＝＝12Ω,R乙＝＝＝24Ω,
由串联电路的电流特点知,两只灯泡串联工作时,通过的电流相等,由Q＝I2Rt知,相等时间里甲灯产生热量小于乙,故C正确;
D、甲的额定电压小于乙,由并联电路的电压规律知,甲和乙灯并联时,电源电压最大为U＝U实乙＝U额甲＝6V,
由并联电路的电流规律和欧姆定律可得,干路中允许通过的最大电流:
I＝I甲+I乙＝+＝+＝0.75A,故D错误.
故选:C.
8. 【答案】解:(1)若闭合S1、S3,断开S2时,R1与R2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,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:I＝I1+I2＝+＝+＝＝1.8A,解得:U＝6V;
(2)只闭合S2时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路的总功率:P＝＝＝＝2.4W.
故选:A.
9. 【答案】解:
A、灯泡L标有“6V3W”字样,根据P＝可得灯泡的电阻为:RL＝＝＝12Ω,故A错误;
B、只闭合S1,灯泡和R1串联接入电路,则总电阻R串＝RL+R1＝12Ω+3Ω＝15Ω,电流为:I＝＝＝0.4A,则R1消耗的功率:P1＝I2R1＝(0.4A)2×3Ω＝0.48W,故B错误;
C、如果开关S1、S2、S3同时闭合,R1短路,灯泡和R2并联接入电路,灯泡L正常工作,故C错误;
D、如果开关S2、S3同时闭合,灯泡和R2并联接入电路,只闭合S1,灯泡和R1串联接入电路,
由于串并联电路电阻的特点和P＝可知:灯泡和R2并联时电路消耗的电功率最大,灯泡和R1串联时电路消耗的电功率最小,
则:P最大＝PL+P2＝+＝+＝5W;P最小＝＝＝2.4W,
所以,P最大:P最小＝5W:2.4W＝25:12,故D正确.
故选:D.
10. 【答案】解:某工厂上半年共节电15000kW h,即节省的电能是15000kW h;这只电吹风是1500瓦的,也就是1.5kW,1.5kW是指电吹风的电功率,所以这个记者把电能和电功率混淆了.故选:C.
11. 【答案】解:A.电流通过导体产生的热量不能直接显示出来,容器中空气会由于热胀冷缩而出现高度差,由此反映出产生的热量多少,故选项A说法正确;
B.容器中气体的内能增大是通过电阻丝将热量传递给气体的,故气体内能增大是通过热传递的方式改变的,故选项B说法错误;
C.甲图中电阻之比为:R1:R2＝5Ω:10Ω＝1:2;
串联电路中电流相等,故电流之比为:I1:I2＝1:1;
图甲中电阻产生热量之比为:＝＝＝,故C正确;
D.图乙中容器中电阻相等,根据串并联电路关系可知,他们的电流不等,并联电阻支路中电流为干路电流的一半,两边容器中电阻的电流不同,可以用来探究产生热量与电流大小的关系,故选项D说法正确.
故选:B.
12. 【答案】解:由电路图可知,闭合开关S1、S2时,两灯泡并联,电流表测通过灯泡L1的电流,电压表测灯泡L2两端的电压;
A、由P＝UI＝可知,两灯泡的电阻分别为:R1＝＝＝12Ω,R2＝＝＝16Ω,
灯泡的实际电压等于额定电压时小灯泡正常发光,由并联电路的电压特点可知,两灯泡两端的电压均为3V,因此灯泡L1正常发光,灯泡L2不能正常发光,
两灯泡的实际功率分别为:P1实＝P1＝0.75W,P2实＝＝＝0.5625W,即P1实＞P2实,因此L2要比L1暗一些,故A错误;
B、由电路图可知,闭合开关S1、S2时,两灯泡并联,电压表并联在电源两端,因此电压表能测量电源电压,故B错误;
C、电流表串联在L1的支路上,因此电流表只测通过灯泡L1的电流,故C错误;
D、L2发光且电压表有示数,所以电源和灯泡L2是正常的,电流表无示数,说明电流表所在的支路断路,因此故障可能是L1开路,故D正确.
故选:D.
13. 【答案】解:由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路中的电流;当滑动变阻器滑片移到最左端时,滑动变阻器被短路,电压表示数为0,由图乙可知,此时电路中的电流I＝0.3A,根据欧姆定律可得,电源电压U＝IR0＝0.3A×R0——————①由图乙可知,当电流表示数为I1＝0.2A时,电压表示数为UR＝1V,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得,电源电压U＝UR+I1R0＝1V+0.2A×R0——————②
联立①②两式可得,电源电压U＝3V,定值电阻R0＝10Ω;
用小灯泡替换图甲中的滑动变阻器,电路其他元件不变,则小灯泡与定值电阻R0串联,
根据串联电路特点结合图乙可知,当电路中的电流I′＝0.2A,小灯泡两端电压为UL＝1V时,电源电压U＝UL+I′R0＝1V+0.2A×10Ω＝3V,满足要求;
此时小灯泡的实际功率PL＝ULI′＝1V×0.2A＝0.2W.
故选:B.
14. 【答案】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.
A、由图乙可知,当滑动变阻器的电阻为5Ω时,其两端的电压为3V,通过电路的电流为:I1＝＝＝0.6A,则电源电压为:U＝U1+I1R0＝3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
滑动变阻器的电阻为10Ω时,其两端的电压为4V,通过电路的电流为:I2＝＝＝0.4A,则电源电压为:U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
联立①②得,R0＝5Ω,U＝3V+0.6A×5Ω＝6V,故A错误;
B、由图乙可知滑动变阻器的最大值大于20Ω,故B错误;
C、R0与R串联接入电路,电路的总功率等于各部分功率之和,则R的功率为:PR＝P﹣P0＝UI﹣I2R0,
即PR＝6V×I﹣I2×5Ω,由抛物线的性质可知当I＝＝0.6A时,R的功率最大,此时电路的总电阻:R总＝＝＝10Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则滑动变阻器接入电路的电阻为:R＝R总﹣R0＝10Ω﹣5Ω＝5Ω,故C错误;
D、当R＝15Ω时,电路中总能电阻为:R总＝R+R0＝15Ω+5Ω＝20Ω,则电路消耗的功率为:P＝＝＝1.8W,故D正确.
故选:D.
15. 【答案】解:A、定值电阻R的I﹣U关系图象是一条直线,故A错误;
BC、由图甲可知小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4V的电源上时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压均为4V,
由图象可知对应的电流:IL＝0.3A,IR＝0.1A,
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＝IL+IR＝0.3A+0.1A＝0.4A;
小灯泡L的实际功率:PL＝UIL＝4V×0.3A＝1.2W,故B、C错误;
D、如果把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,由乙图可知当通过电路的电流为0.2A时,灯泡两端的电压为2V,电阻两端的电压为8V,串联电路总电压等于各部分电压之和,此时电路总电压U＝UL+UR＝2V+8V＝10V,恰好等于电源电压,即把小灯泡L和定值电阻R串联在10V电源上,电路中的电流等于0.2A,所以电路消耗的总功率是:P＝U′I′＝10V×0.2A＝2W,D正确.
故选:D.
二、填空题
16. 【答案】解:电热水壶正常工作42s产生的热量Q＝W＝UIt＝220V×5A×42s＝46200J;水吸收的热量Q吸＝80%Q＝0.8×46200J＝36960J;由Q＝cmΔt可得Δt＝＝8.8℃.故答案为:46200;8.8.
17. 【答案】解(1)当S1、S2均闭合时,R1、R2并联,
由并联电路的电压特点,R1、R2两端的电压都等于电源电压220V,
因此通过R1、R2的电流分别为:I1＝＝＝A,I2＝＝＝5A,
则通过R1、R2的电流之比:＝＝;
(2)当只闭合S1时,只有R1接入电路,当S1、S2均闭合时,R1、R2并联;
因并联电路的总电阻小于任一分电阻,所以由P＝UI＝可知,R1、R2并联时,电路中的电阻最小,电功率最大,电蒸锅为加热挡;电路为R1的简单电路时,电路中的电阻最大,电功率最小,电蒸锅为保温挡;
即电蒸锅为加热挡时,R1、R2并联,由并联电路的电流特点可知,干路电流:I＝I1+I2＝A+5A＝A,
则使用加热挡5min电蒸锅产生的热量:Q＝W＝UIt＝220V×A×5×60s＝3.6×105J.
故答案为:1:11;3.6×105.
18. 【答案】0.2 12 30
19. 【答案】解:由题意,电源电压保持不变.只闭合开关S1时,R1和R2串联在电路中,定值电阻R1的功率是16W,即P1＝ R1＝16W-------------①,此时电路消耗的功率P＝ (R1+R2)当开关S1、S2都闭合时,R2被短路,电路中只有R1一个用电器,R1的功率是25W,此时R1的功率就是电路总功率,即P2＝＝25W-----------②,由①②可知,＝,可得＝,先后两次电路消耗的功率之比＝ (R1+R2):＝＝.故答案为:4:5.
20. 【答案】解:(1)闭合开关S1、S2,只有R1接入电路,此时电路消耗的功率P＝;当只闭合S1,电阻R1、R2串联,此时电路消耗的功率P'＝,P＞P',所以闭合开关S1、S2时是加热挡;
(2)闭合开关S1、S2,只有R1接入电路,电饭锅处于加热挡,;
当只闭合S1,电阻R1、R2串联,电饭锅处于保温挡,总电阻,故R2＝R﹣R1＝2420Ω﹣44Ω＝2376Ω.
(3)处于保温状态的电饭锅,20min产生热量Q＝W＝P't＝20W×20×60s＝2.4×104J.
故答案为:(1)加热;(2)44;2376;(3)2.4×104.
三、实验题
21. 【答案】6 见解析 见解析 见解析
【详解】①(a)[1][2]灯的额定功率大于1W,根据P=UI可得,灯的额定电压最小为
故所用电源的电压为6V,为了测量小灯泡的额定功率,要测量它两端电压和通过它的电流,所以需要用到电流表和电压表,为了调节小灯泡两端电压为额定电压,需要用到滑动变阻器,电压表的挡位为0~3V,所以电压表应该并联在滑动变阻器两端.
(b)[3]因当小灯泡正常发光时电压表的示数为2.0V,所以灯的额定电压为UL=6V-2V=4V
灯泡的额定功率为P额=ULIL=1.2W
②(a)[4]因为器材有限,小向做“测定小灯泡的电功率”实验已经使用了6V电源,电流表、电压表、滑动变阻器各一个,所以小明可以使用的只有3V电源、电流表和定值电阻.实验时,将待测电阻和定值电阻、电流表串联在3V电源下,用电流表测出通过待测电阻的电流,由于电源电压已知,所以可先根据欧姆定律求出定值电阻两端电压,再根据串联电路电压规律求出待测电阻两端电压,然后求出待测电阻的阻值;分别将不同的定值电阻与待测电阻串联在电路中,使定值电阻起到滑动变阻器的作用,可以测得多数实验数据.电路如下所示:
(b)[5]电流最大时,电路总电阻为
电流最大时,串联的定值电阻最小,为5欧,所以待测电阻的阻值为
22. 【答案】
(1)如上所示:(2)灯泡断路:(3)1.25:(4)不合理,灯在额定电压下的功率为额定功率,不同电压下的功率不同,取平均值没有意义: (5)①2.5: ②S、S1: ③2.5V×.
23. 【答案】解:(1)原电路中,电流表与灯并联,电压表串联在电路中,是错误的,电流表与灯串联,电压表与灯并联,电路改正如下图所示:
(2)在闭合开关时发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路为断路,电压表有示数,说明滑动变阻器、电压表、电流表、开关之间没有断路,所以故障为小灯泡断路,故选:B;
(3)如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则此时通过小灯泡的电流是0.14A;
(4)灯的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I＝＝＝0.25A,
根据串联电路的规律和欧姆定律,变阻器连入电路中的电阻:
R滑＝＝＝＝14Ω＞10Ω,故实验电路应该选用滑动变阻器R2;
(5)根据画出的小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象,灯在额定电压下的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为:P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W.
故答案为:(1)见解答;(2)B;(3)0.14;(4)R2;(5)0.625.
四、综合题
24. 【答案】解:当开关S接1点时,电阻R1、R2串联,此时R1消耗的电功率:P1＝I2R1,
当开关S接2点时,电阻R1、R3串联,此时R1消耗的电功率:P1′＝I′2R1,
因为P1＜P1′,所以I＜I′,又因为电阻R1、R2串联时,电路中总功率:P＝P1+P2＝UI,
电阻R1、R3串联时,电路中总功率:P'＝P1′+P3′＝UI',所以P1+P2＜P1′+P3′.
答:当开关S接1点时,电阻R1、R2串联,此时R1消耗的电功率:P1＝I2R1,
当开关S接2点时,电阻R1、R3串联,此时R1消耗的电功率:P1′＝I′2R1,
因为P1＜P1′,所以I＜I′,又因为电阻R1、R2串联时,电路中总功率:P＝P1+P2＝UI,
电阻R1、R3串联时,电路中总功率:P'＝P1′+P3′＝UI',所以P1+P2＜P1′+P3′.
25. 【答案】解:(1)开关S1、S2、S3闭合,R2和L并联,R1被短路,电流表A测干路电流.
小灯泡L的电阻RL＝＝＝8Ω;
开关S1、S2、S3闭合,通过小灯泡的电流I灯＝＝＝0.75A;
通过R2的电流I2＝＝＝1A;
电流表A的示数I＝I灯+I2＝0.75A+1A＝1.75A;
(2)开关S1、S2闭合,S3断开,小灯泡L接入电路,R1被短路,R2被断路;
小灯泡L的实际发光功率P＝＝＝12.5W;
(3)开关S1闭合,S2、S3断开,R1和L串联,R2被断路;
小灯泡正常发光,小灯泡的电流IL＝＝＝1.5A;
电路消耗的总功率P总＝IL2(RL+R1)＝(1.5A)2×(3Ω+8Ω)＝24.75W;
答:(1)开关S1、S2、S3闭合,调节电源电压为6V时,电流表A的示数是1.75A;
(2)开关S1、S2闭合,S3断开,调节电源电压为10V时,小灯泡L的实际发光功率是12.5W;
(3)开关S1闭合,S2、S3断开,调节电源电压使小灯泡L正常发光时,电路消耗的总功率是24.75W.
