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文档简介
专题15电功、电功率和电热
<中考新趋势:」
【跨学科实践】
1.(2024•江苏扬州)温差发电技术是绿色环保的发电技术,利用热电转换材料和两块金属
板可制成简易的温差发电装置。如图所示,将发电装置的一块金属板放在冷水中,用火焰加
热另一块金属板,观察到与热电转换材料连接的LED小灯珠发光。
(1)小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系,对此装置做了适当的改进:将LED
小灯珠拆下,换成数字电压表接入电路;撤去蜡烛,将上端金属板A浸入热水中,用温度
计每隔一段时间测量冷、热水的温度。测得数据如下:
热水温度4/℃84.774.873.070.869.568.4
冷热水温差64.154.252.450.248.947.8
电压U/N5.395.274.574.254.163.90
①改变热源的目的是;
②分析表格数据,当时室温是℃;
③要提高发电电压可采取的办法是、;(针对不同影响因素各写1
条)
(2)我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下产
生2xl0-2v的电压,输出功率为lxl0-6w,则输出电流为Ao
【答案】见解析20.6提高热水的温度/降低室温更换发电效率更高的热
电转换材料5x10-5
【解析】(1)[1]小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系,则需要记录不同温度差
下的电压示数,因用火焰加热A金属板时,金属板A的温度无法得到,且温度不易控制,
从而无法得到温度差,因此撤去蜡烛,将上端金属板A浸入热水中,此时可用温度计测量
热水的温度,从而得到冷热水的温度差。
(2)[2]由表格数据可知,冷水的温度
t2=?1-A?=84.7℃-64.TC=…=68.4℃-47.8℃30.6℃
冷水的温度即水在室温下的温度,因此当时的室温是20.6℃。
(3)[3][4]由表格数据可知,当冷热水温度差越大时,发电的电压越高,因此要提高发电电
压,可以增大温度差,即提高热水的温度或者降低室温;当热电转换材料不同时,产生发电
电压的高低也不同,因此可以更换发电效率更高的热电转换材料。
(4)[5]该电池输出的电流为
AH"
【中考新考法】
2.(2024・陕西)中药煎煮方式分为“文火”和“武火”,小明受此启发,用手动开关耳、温控
开关S2、水量开关S?、加热电阻用和限流电阻与(片、此阻值不随温度变化),设计了煎
药壶电路,其中&为总开关,电源电压为220V。闭合开关S-能实现下表所示的功能,下
列关于此电路的分析正确的是()
温度t/℃温控开关S?壶内水量V/L水量开关S3K的功率尸/w煎煮方式
<60闭合>0.2闭合800武火
>60断开>0.2闭合800武火
>60断开<0.2断开100文火
A.温控开关S2与水量开关S3是串联的
B.加热电阻A的阻值是484。
C.若壶内水量小于0.2L,煎药壶工作时无法进行“武火”加热
D.若限流电阻&断路,煎药壶工作时只能进行“武火”加热
【答案】D
【解析】A.根据表中数据可知,温控开关S2和水量开关S3互不影响,故温控开关S?与水
量开关S3是并联的,故A错误;
B.当限流电阻均与加热电阻4串联时,由分压原理可知,加热电阻A的电压小,根据
p=幺可知加热电阻4的功率小,当限流电阻凡短路(闭合与其并联的S3)时,电路为
R
加热电阻用的简单电路,加热电阻用的电压为电源电压,根据夕='可知其功率大,故加
热电阻4的阻值
故B错误;
C.若壶内水量小于0.2L,但温度小于60℃,温控开关S2闭合,限流电阻丛短路,则电路
为4的简单电路,煎药壶工作时可进行“武火”加热,故c错误;
D.若限流电阻凡断路,闭合S3(或S2)则电路连通,电路为4的简单电路,煎药壶工作
时只能进行“武火”加热,故D正确。
故选D。
【结合生活实际】
3.(2024・重庆A卷)图甲是同学们自制的调光小台灯,图乙是台灯的电路原理图。电源电
压为3V,R是调节亮度的变阻器,最大阻值为10。。灯L标有“2.5V;0.5W”字样。忽略温
度对电阻的影响。求:
(1)灯L正常发光时的电阻;
(2)灯L正常发光时,变阻器R工作lOmin产生的热量;
(3)电源电压降为2.7V后,灯L的最小实际电功率。
甲
【答案】(1)12.5Q;(2)60J;⑶0.18W
【解析】解:(1)灯L正常发光时的电阻为
(2)灯L正常发光时,电路中的电流为
P0.5W八cA
1r=——=--------=0.2A
Ux2.5V
根据串联分压知识可知,变阻器两端的电压为
U2=[/-{7I=3V-2.5V=0.5V
变阻器R工作lOmin产生的热量
Q=W=U2It=Q.5NxO.2AxlOx60s=60J
(3)电源电压降为2.7V后,根据尸=/生可知,当电路中电流最小时,灯L的实际电功率
最小,忽略温度对电阻的影响,则当变阻器的阻值最大时,电路中的电流最小,为
rU2.7V…人
I①=-------------=-----------=0.12A
实R灯+R滑12.5Q+10Q
则灯L的最小实际电功率为
/=/实2%=(O.12A)2X12.5Q=O.18W
答:(1)灯L正常发光时的电阻为12.5。;
(2)灯L正常发光时,变阻器尺工作lOmin产生的热量为60J;
(3)电源电压降为2.7V后,灯L的最小实际电功率为0.18W。
【新科技新情境】
4.(2024•山西)在项目化学习中,科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋
烘干器,如图所示,可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻
(—II—)、一个电动机(-©-)和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工
作时功率为440W,且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题:
(1)在虚线框内画出烘干器内部电路图;
(2)使用时发现温度过高,存在安全隐患,想要把发热电阻的功率减小到原来的一半,需
要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
【解析】解:(1)由题意知,内部电路是由一个发热电阻、一个电动机和两个开关组成的并
联电路,且发热电阻不能单独工作出现“干烧”现象,因此发热电阻与电动机并联,一个开关
在干路控制整个电路,另一个开关与发热电阻串联,控制发热电阻
(2)将发热电阻的功率减小到原来的一半,则更换后发热功率为220W,根据夕=一可知,
R
此时发热电阻的阻值为
y?=£l=(220V)t=22()Q
P220W
答:(1)烘干器内部电路图,如图所示:
(2)需要购买一个220。电阻替换原发热电阻。
中考真题速递
考点1电能电功
1.(2024•四川广安)小强上次查看家里的电能表显示为08553国,本次查看时电能
表示数如图所示,下列说法正确的是()
kW・h
1。|8|6|3|2@|
DDS425型
单相电子式电能表
•脉冲
220V10(20)A50Hz
3600imp/(kWh)
A.电能表是测量电功率的仪表
B.在这段时间内消耗的电能为792kW-h
C.小强家同时工作的用电器的总功率不能超过2200W
D.只将一台标有“220V1000W”的电热水器接入电路中,正常工作5min,电能表的指示灯
闪烁300次
【答案】D
【解析】A.电能表是测量电能的仪表,不是测量电功率的,故A错误;
B.电能表的示数
忆8632.4kW-h-8553.2kW-h=79.2kW-h故B错误;
C.电能表允许通过的最大电流为20A,则小强家同时工作的用电器的总功率不能
超过
P=L7=220Vx20A=4400W故C错误;
D.只将一台标有“220V1000W”的电热水器接入电路中,正常工作5min消耗的电能
少=4=1左少、31=工人少.11=30000013600「/1<亚小表示电路中每消耗lkW・h的电能,电能
6012
表转盘转3600r,电能表的指示灯闪烁300次消耗的电能
W'=^-kW•h='后少.h=300000J
360012
因为g%,所以正常工作5min,电能表的指示灯闪烁300次,故D正确。
故选D。
2.(2024・重庆A卷)如图所示,小欣同学家电能表4月底的示数是kW.h;若关闭
家中其他用电器,只有电热水壶工作,电能表的指示灯闪烁300次时,刚好将1.2kg水从20℃
3
加热到80℃,则电热水壶的加热效率为%。[c7X=4.2xlOJ/(kg.℃)]
|kW'h|
I回回回邑回
单和电子式电能表
22JDV10(40)ASOHx
3000imp/(kW•h)
【答案】2024.684
【解析】[1]电能表示数中最后一位为小数,由图可知,小欣同学家电能表4月底的示数是
2024.6kWho
[2]将1.2kg水从20°。力口热至IJ80℃,水吸收的热量为
0吸=c水%&=4.2x1()3j/(kg.℃)xL2kgx(℃-℃)=x5J
电能表的指示灯闪烁300次时,消耗的电能为
300imp
=O.lkW-h=3.6x105J
3000imp/(kWh)
则电热水壶的加热效率为
3.024xlO5J
x100%=84%
W3.6xlO5J
3.(2024・四川泸州)小华家电茶炉的加热电阻为60.5Q,家用电能表的信息如图所示,只
将电茶炉接入220V的家庭电路中正常工作lOmin,电能表指示灯应闪烁次,刚好
将电茶炉内1kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量为J,电茶炉烧水的效率
为。[%=4.2xlO3J/(kg-℃)]
单相电能表
[U回回臼回
kWh
220V50A50Hz
1200imp/(kWh)
【答案】1603.36xl0570%
【解析】[1]电茶炉接入220V的家庭电路中正常工作lOmin,消耗的电能为
U2(220V)2,2
W=UIt=—1=-------10x60s=4.8x105J=—kW-h
R60.5Q15
电能表指示灯应闪烁的次数为
2
n=NW=1200imp/(kW-h)x—kWh=160imp
[2]水吸收的热量为
Q=c水机水(t-.)=4.2x103J/(kg-℃)xlkgx(100℃-20℃)=3.36xl05J
[3]电茶炉烧水的效率为
〃=2x100%=*36*7」x100%=70%
W4.8X105J
4.(2024•江苏扬州)家中应急手电筒的电路图如图所示,电源电压为3V,闭合开关,通过
灯泡的电流为0.6A,忽略灯泡电阻的变化。求:
(1)灯泡电阻以
(2)电路工作Imin消耗的电能少;
【解析】解:(1)灯泡电阻为
(2)电路工作Imin消耗的电能为
W=UIt=3Nx0.6Ax60s=108J
答:(1)灯泡电阻R为5。;
(2)电路工作Imin消耗的电能为1O8J。
5.(2024•四川宜宾)质量为500kg的物体M,与水平地面的接触面积为OZn?,用如图所
示的滑轮组沿水平方向将物体M从4点匀速拉到B点,AB距离为10m,物体M在地面滑
动过程中受到的阻力是其重力的0.2倍,在此过程中,因动滑轮和绳的重力以及绳与滑轮间
的摩擦而做的额外功%=200J,g取9.8N/kg。求在此过程中:
(1)物体M受到的重力;
(2)物体M对地面的压强;
(3)滑轮组对物体M做的功;
(4)如果电动卷扬机的效率是80%,求此电动卷扬机消耗的电能。
【答案】(1)4900N;(2)2.45xlO4Pa;(3)9800J;(4)12500J
【解析】解:(1)物体M受到的重力
G=mg=500kgx9.8N/kg=4900N
(2)物体M对地面的压强
FG4900N
=24500Pa=2.45xl04Pa
0.2m2
(3)M受到的阻力
f=0.2G=0.2x4900N=980N
滑轮组克服物体M阻力做的功
%用=fs=980Nxl0m=9800J
(4)滑轮组对物体M做的功
W&=%+W0=9800J+200J=10000J
如果电动卷扬机的效率是80%,此电动卷扬机消耗的电能
”=典=125网
80%
答:(1)物体M受到的重力为4900N;
(2)物体M对地面的压强为2.45xl()4pa;
(3)滑轮组对物体M做的功为9800J;
(4)如果电动卷扬机的效率是80%,此电动卷扬机消耗的电能为12500J。
考点2电功率
6.(2024・新疆)如图所示的电路,电源电压保持不变,甲、乙均为滑动变阻器。开关S闭
合后,甲、乙接入电路的电阻分别为4、尺乙,此时电路的总功率为1。若将甲接入电路的
阻值增大10。,乙接入电路的阻值减小10。,电路的总功率仍为《;若将甲接入电路的阻
值增大6。,乙接入电路的阻值减小6。,此时,甲的电功率为舄,乙的电功率为修,则()
A.R甲〉R乙,鼎〉P乙B.R甲<及乙,为〉尸乙
C.R甲〉R乙鸟<P乙D.R甲<R乙,舄,〈尸乙
【答案】D
【解析】由图可知,两个滑动变阻器并联,电压相等,开关S闭合后,甲、乙接入电路的电
阻分别为%、此时电路的总功率为月,则有
°/R乙
若将甲接入电路的阻值增大10。,乙接入电路的阻值减小10。,电路的总功率仍为《,则
有
7?甲+10Q7?乙—10Q
U2U2
------1-------
甲
&R乙7?1T+10QR乙7—10Q
R乙—R甲=10Q
即
峰<R乙
若将甲接入电路的阻值增大6。,乙接入电路的阻值减小6。,即
R甲一尺乙=4+6Q-(R乙—6。)=R甲一R乙+12Q=12。一(R乙一R甲)=120—100=2Q
则此时甲的电阻大于乙的电阻,根据。=幺可知,并联电压相同,甲的电功率小于乙的电
R
功率,即
编(受
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7.(2024•四川眉山)如图所示电路,电源电压恒为10V,4的最大阻值是20。,电流表的
量程为0〜0.6A,电压表的量程为0〜15V,K和此允许通过的最大电流是1A。在保证所有
元件安全情况下:闭合S、S-断开取,移动用的滑片,电流表的示数变化范围是0.25〜
0.5A,电压表的最大示数是8V;若闭合S、S2,断开瓦,移动与的滑片,当此的阻值最小
是R时,电压表示数是4V。下列结论中正确的是()
A.R的阻值是8Q
B.灯泡的额定功率是2W
C.滑动变阻器4的最大阻值是40。
D.两种情况电路电流的最小值与最大值之比是2:3
【答案】A
【解析】AB.当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,可知此时电路中电流为0.5A,即灯
泡的额定电流为/后0.5A;只闭合开关S、S2,灯泡与滑动变阻器处串联,电压表测处两
端的电压,当灯泡正常发光时电路中的电流最大,由欧姆定律可知,此时滑动变阻器心接
入电路的电阻最小,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器尺2两端电压最小,可知此时
滑动变阻器上两端的电压为。2小=4V,由欧姆定律可知,此时上的阻值最小值K为
由串联电路的电压特点可知,灯泡额定的电压
L^=U-U2,J、=10V-4V=6V
所以灯泡的额定功率
故A正确,B错误;
C.只闭合开关S、S1,灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测以两端的电压,根据串联电路
的分压原理可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,由图
乙可知,滑动变阻器两端的最大电压为8V,通过的最小电流为0.25A,由欧姆定律可知,
滑动变阻器R的最大阻值
故C错误;
D.由题意可知,两次电路中灯泡正常发光时电路中的电流最大,因此两次电路中的最大电
流都等于灯泡的额定电流0.5A。当只闭合开关S、S2,上滑片滑至最右端时,该情况下的电
流最小。由以上知额定状态下灯泡的电阻为
此时电路的最小电流为
4小=J=JR=io二2=S3125A0.3125A>0.25A,所以两种情况下的最小电流为
0.25A,故两种情况电路电流的最小值与最大值之比是
0.25:0.5=1:2
故D错误。
故选Ao
8.(2024•福建)下列数据最接近实际的是(
A.中学生的体重约为50NB.电热水壶的功率约为1000W
C.人步行的速度约为20m/sD.人感觉舒适的温度约为40℃
【答案】B
【解析】A.中学生的体重约为500N,故A不符合题意;
B.电热水壶是电热器,功率比较大,约为1000W,故B符合题意;
C.人步行的速度约为l.lm/s,故C不符合题意;
D.人感觉舒适的温度约为25℃,故D不符合题意。
故选Bo
9.(2024•江苏苏州)图甲中,电源电压为12V、电流表(0〜0.6A)、电压表(0〜15V)、滑
动变阻器标有“?Q;1A”字样,虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡(6V;0.5A)
闭合开关,在元件安全的情况下,使滑片P移动范围最大,得到滑动变阻器的/-。图像如
图乙。贝■]:①虚线框内是小灯泡;②电路的最大功率为6W;③虚线框内元件和滑动变阻器
的功率相等时,滑动变阻器的阻值为10。;④滑动变阻器最大阻值为20Q。以上结论正确的
有()
A.③④B.②③C.①②D.①④
【答案】A
【解析】分析电路可知,虚线框内元件和变阻器串联,电压表测变阻器电压,电流表测电路
电流。
①由图乙可知,变阻器的电流和电压成一次函数线性关系,根据串联分压规律可知虚线框内
元件的电流和电压也成一次函数线性关系,而灯泡的电阻是变化的,所以虚线框内是定值电
阻,故①错误;
②由图乙可知,电流最小时,变阻器电压为8V,则此时虚线框内定值电阻的电压为
。定=。一。滑=12V-8V=4V
滑动变阻器能通过的最大电流为1A,则电路的最大功率为
Rax=/ax=12VxlA=12W
故②错误;
③定值电阻的阻值为
尺一二
10Q
根据P=/次,变阻器和定值电阻串联,电流相等,所以虚线框内定值电阻和滑动变阻器的
功率相等时,二者电阻相等,即滑动变阻器的阻值为10。。故③正确;
④当电压表示数最大为8V时,电流为0.4A,此时滑动变阻器阻值最大为
故④正确。
故A正确,BCD错误。
故选Ao
10.(2024•山东临沂)图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具,其简化电路如图乙所
示。该玩具的电源电压为4.5V,闭合开关后,“0.5V0.2W”的指示灯正常发光,线圈电阻为
0.5。的电动机正常工作,则()
甲
A.指示灯的灯丝电阻为0.8。B.电动机的发热功率为1.6W
C.电动机的额定功率为0.08WD.电路的总功率为1.8W
【答案】D
【解析】A.由尸=仁得,指示灯的灯丝电阻为
R
U2(0.5V)2
R==1.25Q
V-0.2W
故A不符合题意;
B.由P=UI得,指示灯的灯丝电流为
po2W
/=-=万玄=0.4A电动机的发热功率为
P=/2^=(0.4A)2X0.5Q=0.08W
故B不符合题意;
C.指示灯正常发光时,电动机两端电压
U®=C/-U=4.5V-0.5V=4V额定功率为
P电=U电/=4VxO.4A=L6W
故C不符合题意;
D.电路的总功率为
P=W=4.5VxO.4A=1.8W
故D符合题意。
故选D。
11.(2024•四川达州)如图所示是某品牌电热毯内部电路简化图,该电热毯具有高低两档加
热功能,下列说法正确的是()
A.只闭合开关斯时,电路处于高温档
B.只闭合开关区时,电路处于低温档
C.同时闭合开关S1、S?时,电路处于高温档
D.同时闭合开关S-S20t,电路处于低温档
【答案】C
【解析】A.只闭合开关Si时,只有处接入电路,由夕=幺,此时电热毯电功率最小,
R
为低温档,故A错误;
B.只闭合开关S2时,电路断路,故B错误;
CD.由电路图可知,当开关Si、S2闭合时,出和&并联,因为电阻越并越小,所以此时电
路电阻最小,而电源电压一定,由夕=幺可知,此时电热毯电功率最大,为高温档,故C
R
正确,D错误。
故选Co
12.(2024•四川达州)如图所示电路,电源电压为18V保持不变,%、此为定值电阻,滑
动变阻器最大阻值为30。。当滑片P位于最右端,同时闭合0、S2时,滑动变阻器功率
4=7.5W,电压表示数为Q,电流表示数为4;P位于最右端,只闭合&时,滑动变阻器
功率为心,电压表示数为5,电流表示数为A;将滑片P移至中点,只闭合及时,滑动变
阻器功率为月,电压表示数为Q,电流表示数为4。若£:4=8:9,下列说法正确的是
A.凡=6。B.U2:U3=3:2C.:/3=5:6D.P3=4W
【答案】C
【解析】A.当滑片P位于最右端,同时闭合Si、S2时,电路为此与滑动变阻器串联,滑
动变阻器功率尸/=7.5W,滑动变阻器阻值为30。,据尸=尸我得,此时电路中电流为0.5A。
此时
。潸=77?=0.5Ax30Q=15V
"2=0总一0滑=18丫-15丫=3丫
则上为
当P位于最右端,只闭合Si时,电路为处与R/与滑动变阻器串联,将滑片P移至中点,
只闭合Si时,电路为&与处与滑动变阻器阻值的一半串联。因P2:尸产8:9,则有
2
P2_/2X30Q_8
2
/3X15Q~9
2
3
据电源电压不变得
I3x(15Q+6Q+R])=4x(30Q+6Q+7?j)
i=2
h3
得处=9。,故A错误。
C.据欧姆定律得
/_U总_18V_05A
1R,+R滑30Q+6Q
同理得
Z2=0.4A,A=0.6A
故
hIs=5:6
故C正确。
B.S同S所测电压的电阻值相同,故
U2:Ui=I2:13=2:3
故B错误。
D.又因为
4=,32R滑=(0.6A)2X15Q=5.4W
故D错误。
故选C。
13.(2024・上海)如图所示是电烙铁工作的原理图。它正常工作时,两端的电压为220伏。
在预热状态时,通过它的电流较小;在加热状态时,通过它的电流较大,则下列选项中正确
S
A.闭合开关S,此时小灯熄灭,处于预热状态
B.断开开关S,此时小灯发光,处于加热状态
C.闭合开关S,此时小灯发光,处于预热状态
D.闭合开关S,此时小灯熄灭,处于加热状态
【答案】D
【解析】由电路图可知,断开开关S,时,尺与L串联,小灯发光,电路中电阻较大,电流
2
较小,由夕=幺U可知此时电功率较小,处于预热状态;闭合开关S,灯泡被短路,灯熄灭,
电路为只有R的简单电路,电路中电阻较小,电流较大,由夕=乙可知此时电功率较大,
处于加热状态,故ABC错误,D正确。
故选D。
14.(2024•四川宜宾)中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作
状态,由开关S?控制,在下图的简化电路中不能实现要求的是()
旋钮开关S2
【答案】B
【解析】A.只闭合S1时,R1、处串联,,电路中电阻较大,由夕==可知,电功率较小,
为文火状态,当Si、S2都闭合时,只有处接入电路,电路中电阻较小,由尸==可知,
电功率较大,为急火状态,可以实现要求,故A不符合题意;
B.当只闭合Si时,Ri、处串联,当Si、S2都闭合时,仍旧是孙、七串联,当Si闭合时,
无论是否闭合S2,电路中电功率都相同,不能实现要求,故B符合题意;
C.当S1闭合,S2接1时,电路中只有R/,电阻较小,由。=幺可知,电功率较大,为急
火状态;当S2接2时,处、尺2串联,电路中电阻较大,由夕=一可知,电功率较小,为
R
文火状态,可以实现要求,故C不符合题意;
D.当Si闭合,S2两端都接1时,Ri、&串联,电路中电阻较大,由夕==可知,电功率
R
较小,为文火状态,S2两端都接2时,只有尺接入电路,电路中电阻较小,由夕==可
R
知,电功率较大,为急火状态,可以实现要求,故D不符合题意。
故选B。
15.(2024•四川广安)如图甲所示电路,电源电压恒定不变,电流表量程是0〜0.6A,电压
表量程是0〜3V。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到。点的过程中,滑
动变阻器R和灯泡L的U-/图像分别如图乙所示,当滑片在。点时灯泡L恰好正常发光。
下列说法正确的是()
A.电源电压为4VB.灯泡L正常发光时的电阻为6。
C.电路中允许的最大功率为2.25WD.电压表测量的是滑动变阻器R两端的电压
【答案】C
【解析】ABD.由电路图可知,L与R串联,电流表测电路中电流,电压表测灯泡两端电
压。当滑动变阻器R的滑片从最右端向左滑到。点的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值
减小,电路中总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流增大,则灯泡两端电压增大,由串
联电路电压特点可知,滑动变阻器两端电压减小,因此上半部分图像是尺的U-/图像,下
半部分是L的图像。当滑片在。点时灯泡L恰好正常发光,则由图乙可知此时
/L=0.5A,l/L=1.5V,4=3V
由串联电路电压特点可知,电源电压
U=UR+q=3V+1.5V=4.5V
灯泡L正常发光时的电阻为
U1.5V
L=3Q
0.5A
故ABD错误;
C.因灯泡正常发光时的电流为0.5A,因此电路中允许的最大功率为
跌=%=4.5VxO.5A=2.25W
故C正确。
故选C。
16.(2024•山东滨州)(多选)某次实践活动中,小滨观察了某型号家用电热水器的铭牌如
33
图甲所示,他查看说明书发现其简化电路如图乙所示。BW*=l.0xl0kg/m,c水
=4.2xlO3J/(kg-℃)=下列分析正确的是()
项目参数
额定电压(V)220
低温挡功率(W)200
高温挡功率(W)2000
容积(L)60
甲乙丙
A.当S接“1”时,电热水器为高温挡
B.满箱水由20℃升高到70℃,水吸收的热量为126x1到J
C.R的阻值为24.2。
D.断开其他用电器,仅让电热水器高温挡正常加热Imin,可使图丙所示电能表的转盘转
100r
【答案】ABD
【解析】A.由图乙可知,当当S接“1”时,R被短路,电路中只有用,此时电阻较小,由夕=—
R
可知,功率较大,电热水器为高温挡,故A正确;
B.由表甲可知,热水器的容积为60L即0.06m3,则满箱水的质量为
ni^=p1.0x103kg/m3x0.06m3=60kg
则由20℃升高到70°C,水吸收的热量为
Qrc*m(?-^)=4.2xl03J/(kg-℃)x60kgx(70℃-20℃)=1.26xl07J
故B正确;
C.由表甲可知,高温档的功率为2000W,则&的阻值为
22
nU(220V)
“0=-----=--------------=24.2Q
尊2000W
低温档的功率为200W,则R和&的总阻值为
U2_(220V)2
。
葭200W=242
根据串联电路电阻的关系可知,我的阻值为
R=R怎-&=2420-24.20=217.8。
故C错误;
D.断开其他用电器,仅让电热水器高温挡正常加热Imin,消耗的电能为
f7=/Lf=2kWx—h=—kWh
高6030
电能表的转盘转
,z=J-kW-hx3000r/kW-h=100r
故D正确。
故选ABDo
17.(2024•河北)(多选)如图所示,电源电压为6V。a、b为两个电表,其中一个为电流表,
一个为电压表。R/=10Q,处:R3=2:3。闭合开关S,电路总功率为P,通过M点的电流为
//;a、b互换后再闭合开关,电路总功率为尸2,通过M点的电流为4若尸/:尸2=5:6,/2-//=0.1A,
下列说法正确的是()
A.a为电流表
B.处的阻值为30。
C.将图中的电源、电表a、电表b任意互换,闭合开关,电路总功率的最小值为3W
D.将R/、处、足中的一个与图中的电表a互换,闭合开关,电表a的示数可能比互换前小
【答案】AC
【解析】A.由题意可知,当两个表互换位置后,Pi:P2=5:6,则
4:E:=乙:4=5:6①
两次的电流关系为
12-/I=0.1A②
联立①②式可得,A=0.5A,Z2=0.6AO当a为电压表,b为电流表时,处单独工作,心和
阳短路,电路中的电流为
U6V
0.6A^2
4Rt~10Q
则开始时,a为电流表,b为电压表,电路电流为乙=0.5A。故A正确;
B.当a为电流表,b为电压表时,处短路,处和总并联工作,则电路中的电流为
;=5+(=0.5A③
A2A3
两个电阻的阻值关系为
凡:&=2:3④
联立③④可得,&=200,4=30。,故B错误;
C.由题意可知,将图中的电源、电表a、电表b任意互换,共有如下6种组合:
根据夕=一可知,当电路中阻值最大时,电路的电功率最小,(1)为题中原图,为尺2和
R
%并联工作,阻值为
RXR20QX30Q
R(八=--2----=----------------=1212
(1)4+&200+30。
(2)为题中a,b互换位置后,为R单独工作,阻值为4=10。,(3)为此单独工作,阻
值为属=10。,(4)为R八七和凡并联工作,阻值为
44)=1~i~r=1i=Q
---1----1----------1------F-----H
&R2R310Q20Q3OQ
(5)为处和心并联工作,阻值为
々5)=%)=12。
(6)为Ri、处和心并联工作,阻值为
%)=%=部
综上可知,电路中的最大阻值为12。,则电路中的最小电功率为
U2(6V)2
^„=—=k-X=3W
'max12Q
故C正确;
D.将以、&、心中的一个与图中的电表a互换,有如下3种情况:
根据A中分析可知,未更换之前,尺/短路,尺和心并联工作,电流表测量干路电流,电路
中的阻值为120;(7)中,以短路,心和尺3并联,与未更换前一致,故(7)中电流表示数
将不变;(8)中,凡短路,处和上并联,电流表测量干路电流,电路中的阻值为
R__20Qxl0Q_20Q
%)一一20Q+10Q-T
根据/=二可知,(8)中电流表示数将变大;(9)中心短路,幻和以并联,电流表测量干
R
路电流,电路中的阻值为
„__3OQxlOQ_
⑼-4+K~30Q+10Q--
根据/=1可知,(9)中电流表示数将变大。综上所述,故D错误。
R
故选ACo
18.(2024・四川宜宾)(多选)我国交规规定,酒后不能开车。图甲是一种对驾驶员进行检
测的呼气式酒精测试仪,其简化电路如图乙所示,测试仪里面装有酒精气体传感器,它是一
种气敏电阻,用符号“矍T表示,其阻值R随酒精气体浓度K变化图像如图丙所示。已知
电源电压为12V,4是阻值为20。的定值电阻,设血液酒精浓度河=呼出酒精气体浓度
Kx2500,当血液酒精浓度K).2mg/mL时,属于饮酒驾驶。下列说法正确的是()
B.刚达到饮酒驾驶时,R的阻值为64。
C.电流表示数为0」2A时,不属于饮酒驾驶
D.达到饮酒驾驶,电路消耗的最小功率为1.44W
【答案】ABC
【解析】由图乙得,R与七串联,电流表测量电路电流;
A.由图丙可知,酒精气体浓度越大,R电阻越小,此时电路总电阻越小,由欧姆定律得,
电流电流越大,即电流表示数越大,故A正确;
B.刚达到饮酒驾驶时,呼出酒精气体浓度
K=S2mg/mL=8xl0-5/mL
2500
由图得,此时R的阻值为64。,故B正确;
C.电流表示数为0.12A时,由欧姆定律得,此时电路电阻为
U12V
%=-=--------=10007?的阻值为
心I0.12A
R=R谆-7?]=100Q-20Q=80Q
由图丙可知,此时呼出酒精气体浓度为K=4xlO-5mg/mL,则血液酒精浓度
M=4x10-5mg/mL><2500=0.lmg/mL<0.2mg/mL
则此时不属于饮酒驾驶,故C正确;
D.达到饮酒驾驶,电路消耗的最小功率为
(12V?
PE«1.7W
假64Q+20Q
故D错误。
故选ABCo
19.(2024・四川泸州)(多选)如图所示电路中,电源电压为4.5V,滑动变阻器火最大阻值
为20Q,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0〜3V,在N3之间接入不同的电学元件,可
以进行不同的实验,在确保电路安全且实验能够顺利进行的情况下,下列说法中正确的是
A.在N2间接入一个阻值为10。的定值电阻,探究电流与电压关系实验时,电压表示数变
化范围为1.5-3V
B.探究电流与电阻的关系实验中,控制间电压是3V时,在N8间接入电阻的阻值范围
是5-40Q
C.在N3间接入一个大约100。的未知电阻,调节滑动变阻器滑片的位置,就能够测量出该
电阻的阻值
D.在间接入小灯泡,调节滑片,使电压表示数从2V变到3V,测得电流表示数从0.25A
变到0.3A,则灯泡的电功率增大了0.05W
【答案】AB
【解析】A.在48间接入一个阻值为10。的定值电阻,探究电流与电压关系实验时,由串
联电路的规律及分压原理知道
U-U\R滑
R^B
滑动变阻器R最大阻值为20。时,N3间的定值电阻两端分得的电压(电压表示数)最小,
即
4.5V-4小200_2
%小――而-1
解得,间最小电压(电压表示数)值
UvE5V
由于电压表量程为0〜3V,所以,间最大电压(电压表示数)值是3V,故A正确;
B.探究电流与电阻的关系实验中,控制A8间电压是3V时,电流表的量程为0〜0.6A,为
了保证电路的安全,电路中的最大电流为0.6A,此时定值电阻接入电路中的电阻最小,大
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