课标通用甘肃省中考物理总复习素养全练17电功电功率电热试题.docx
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课标通用甘肃省中考物理总复习素养全练17电功电功率电热试题
素养全练17 电功 电功率 电热
(时间:
45分钟 满分:
100分)
基础巩固
一、选择题(每小题6分,共30分)
1.以下用电器中,工作时能量转化的主要形式与其他三件不同的是( )
A.电风扇B.电炉
C.电熨斗D.电水壶
答案:
A
解析:
电风扇主要是将电能转化为机械能,少部分转化为内能;电炉、电熨斗和电水壶是将电能转化为内能,故选A。
2.(预测题)小明利用电能表测量某个家用电器的电功率,当电路中只有这个电器连续工作时,测得在1h内,消耗的电能为1.2kW·h,那么这个用电器是( )
A.液晶电视机B.台式计算机
C.家用空调D.电冰箱
答案:
C
解析:
用电器在t=1h内消耗的电能为W=1.2kW·h,用电器的电功率P=
=1.2kW=1200W,液晶电视机的电功率约为100W,台式计算机的电功率约为200W,空调的电功率约为1000W,电冰箱的功率约为100W,所以电功率是1200W的用电器是空调。
3.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所示,下列说法正确的是( )
A.A的电阻值为6.25Ω
B.A和B串联,电路中电流为0.4A时,A、B的电功率之比为5∶4
C.A和B并联在电压为2.5V的电源两端,A、B的电功率之比为5∶4
D.当A和B串联,两者电阻相同时,电源电压为3V
答案:
C
解析:
由图象可知,当通过A的电流IA=0.4A时,A两端的电压UA=2.0V,由I=
可得,A的电阻RA=
=5Ω,故A错误;
A和B串联,电路中电流为0.4A时,
由图象可知,两元件两端的电压UA=2.0V,UB=2.5V,
由P=UI可得,A、B的电功率之比:
PA∶PB=UAIA∶UBIB=4∶5,故B错误;
A和B并联在电压为2.5V的电源两端时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,两元件两端的电压UA'=UB'=2.5V,
由图象可知,通过两元件的电流IA'=0.5A,IB'=0.4A,
则A、B的电功率之比:
PA'∶PB'=UA'IA'∶UB'IB'=5∶4,故C正确;
当A和B串联,两者电阻相同时,它们两端的电压和通过的电流相等,
由图象可知,电路中的电流为0.6A,两元件两端的电压均为3V,
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=UA″+UB″=3V+3V=6V,故D错误。
4.(易错题)L1标有“220V 100W”,L2标有“110V
40W”,把它们并联接在110V的电源上,则( )
A.L1较亮 B.L2较亮
C.一样亮D.不是同时发光不能比较
答案:
B
5.如图甲电路中,电源电压保持不变,R1是定值电阻。
当开关S闭合,滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端,两电表示数变化关系如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为14V
B.R2的最大阻值是30Ω
C.滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时R1的电功率为1.25W
D.滑片P在a端时,2分钟内R2消耗的电能是144J
答案:
C
解析:
由图甲知,当滑片在b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω,电路为R的简单电路,电路中的电阻最小,电流最大,由图乙知,电源的电压:
U=U1=10V,故A错误;此时电路中的电流:
I=0.5A,根据欧姆定律可得,R1的阻值:
R1=
=20Ω;当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电压表V的示数最小,电路中的电流最小,由图象知,此时U1'=4V,电路中电流I'=0.2A,由串联电路特点和欧姆定律可得,R2的最大阻值:
R2=
=30Ω,故B错误;滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时,R2有
接入电路中,此时电路中电流:
I″
=0.25A,所以R1的电功率:
P1=I″2R1=(0.25A)2×20Ω=1.25W,故C正确;P在a端时,由B项解答可知电路中电流I'=0.2A,此时U'=4V,则2分钟内R2消耗的电能:
W2=U2I't=(10-4)V×0.2A×120s=144J,故D错误。
二、非选择题(共30分)
6.(6分)如图所示,是某种电热器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换,电热器在低温工作时的电功率是 W,在高温挡工作1min产生的热量是 J。
答案:
2200 3.96×105
解析:
根据P=
可知,当电阻最大时,电功率最小,旋转扇形开关S接触c,即只有R2连入电路时为低温挡,
P小=
=2200W
当两电阻并联时,旋转扇形开关S接触c、d时电阻最小,
R并=
Ω,
在高温挡工作1min产生的热量
Q高=
t=
×60s=3.96×105J。
7.(12分)一只灯泡和一个电阻并联后接在电压为U的电路中,已知电阻的阻值为R,干路上的总电流为I,则灯泡消耗的电功率为 ,灯泡的电阻是 。
(用题目中所给的物理量表示)
答案:
UI-
8.(12分)在测量额定电压为3.8V的小灯泡电功率实验中,小明同学连接了如图甲所示的电路(电源电压4.5V保持不变,电路元件完好,接线柱接线牢固)。
(1)在未检查电路连接是否正确的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电流表的示数将 ,电压表的示数将 (两空均选填“变化”或“不变”)。
(2)检查电路发现一处错误,指出连接错误的导线是 (选填“a”“b”“c”或“d”)。
(3)排除故障后,继续实验,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图乙所示的I-U图象。
某次实验时电流表示数如图丙所示,电流表的示数为 A,此时小灯泡的电阻是 Ω;当小灯泡正常发光时,它的额定功率是 W。
(4)若实验过程中电压表的大量程损坏,在不添加任何器材的情况下,请你在丁图方框中设计能测量小灯泡额定功率的实验电路图。
甲
乙
丙
丁
〚导学号77164136〛
答案:
(1)变化 不变
(2)d (3)0.18 10 1.064
(4)
解析:
(1)电路中,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,在未检查电路连接是否正确的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电路中的电阻变化,由欧姆定律,电流表的示数将变化,而电压表的示数将不变。
(2)电压表应测小灯泡的电压,故连接错误的导线是d。
(3)由题图丙可知,电流表读数为0.18A,由题图乙可知,此时电压表读数为1.8V,由欧姆定律得灯泡的电阻R=
=10Ω;
小灯泡正常发光时,由图乙知电流为0.28A,灯的额定功率:
P=ULIL=3.8V×0.28A=1.064W。
(4)若实验过程中电压表的大量程损坏,根据串联电路电压的规律,当变阻器的电压UR=4.5V-3.8V=0.7V时,灯正常发光,故将电压表小量程并联在变阻器两端即可。
能力提升
一、选择题(每小题5分,共10分)
1.(难题)如图甲所示的电路中,定值电阻R1为10Ω,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。
闭合开关S后,滑片P从B端移动到A端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压是4V
B.滑动变阻器的最大阻值10Ω
C.滑片在中点时,R1的功率为0.8W
D.滑片移至A端和B端时,R1的功率之比为9∶1
答案:
D
解析:
由题图知,滑片在A端时电压表示数为0,电流表示数为0.6A,滑片在B端时电压表为4V,电流表为0.2A,根据欧姆定律及串联电路电压规律得,U=4+0.2R1①
U=0.6R1②
解得U=6V,R1=10Ω,故A错;
滑片移至B点时,R2接入电路的阻值最大,此时电流最小,由图乙得R2=
=20Ω,故B错;
当滑片在中点时,I=
=0.3A,
P1=I2R1=0.9W,C错;
将A、B两点的电流代入P1=I2R1,得PA∶PB=9∶1,D对。
2.
(预测题)如图所示的电路,电源电压保持不变,电阻R1、R2的阻值分别为10Ω和20Ω,只闭合开关S1,将滑片P移到中点,电压表示数为6V,电阻R1的功率为P1,闭合开关S1、S2,将滑片移到最左端,电阻R2的功率为P2,若P1∶P2=2∶9,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为18V
B.滑动变阻器的最大电阻为20Ω
C.电路的最大功率为12.15W
D.电路的最小功率为2.7W
答案:
C
解析:
A、B选项,由题干电路图可知,只闭合开关S1,将滑片P移到中点时,R1与
串联,电压表测变阻器两端的电压,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-U滑=U-6V,则电阻R1的功率P1=
。
闭合开关S1、S2,将滑片移到最左端时,R1与R2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电阻R2的功率P2=
。
则
解得U=9V。
又I=
即
得R=40Ω,故A、B错误。
C选项,闭合开关S1、S2,将滑片移到最左端,R1与R2并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻R并=
Ω,电路的最大功率Pmax=
=12.15W,故C正确。
D选项,R1与滑动变阻器的最大阻值串联时,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路的最小功率Pmin=
=1.62W,故D错误。
二、非选择题(共30分)
3.(2分)(预测题)如图所示,将灯L1、L2按甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中。
L1在甲、乙两个电路中的电功率分别为4W和25W,设两灯泡的电阻不变,则L1、L2两灯泡电阻之比为 ;甲、乙两电路总功率之比为 。
答案:
2∶3 6∶25
4.(2分)(易错题)一个额定电压为12V的小型电动机正常工作时,测得通过电动机的电流是0.5A,工作10min,所消耗的电能为 J;在这10min内该电动机线圈产生的热量是360J,则电动机线圈的电阻是 Ω。
答案:
3600 2.4
解析:
已知电压U=12V,电流I=0.5A,工作时间t=10min=600s,电流做的功W=UIt=12V×0.5A×600s=3600J;在时间t内线圈产生的热量Q=360J,由焦耳定律知Q=I2Rt,电动机线圈电阻R=
=2.4Ω。
5.(2分)
(预测题)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L1、L2上分别标有“6V 3.6W”和“2V 1W”的字样,滑动变阻器上标有“40Ω 1A”的字样。
只闭合开关S1,滑片P在中点时,电压表的示数是6V,则电源电压为 V;同时闭合S1、S2,要使小灯泡不被烧坏,则电流表的示数不能超过 A。
(忽略温度对灯丝电阻的影响)
答案:
18 0.7
解析:
根据题意知,只闭合开关S1,滑片P在中点时,滑动变阻器与灯泡L1串联,电压表测的是灯泡L1两端的电压,电流表测的是电路总电流。
此时电压表示数为6V,则小灯泡L1在额定电压下工作,则流过小灯泡的电流为额定电流,则I额1=
=0.6A;此时滑动变阻器接入电路的有效电阻为R滑1=20Ω,则滑动变阻器分压U滑=IR=I额1R滑1=0.6A×20Ω=12V;所以电源电压为U=U滑+U额1=12V+6V=18V。
对于L2,额定电流为I额2=
=0.5A,电阻R2=
=4Ω;对于L1,电阻为R1=
=10Ω。
当两开关同时闭合,两灯泡并联后与滑动变阻器串联,滑动变阻器允许流过的最大电流为I滑m=1A。
暂时不考虑I滑m,因U额1
=0.2A,则电路允许的最大电流为Im=I1+I额2=0.2A+0.5A=0.7A,因Im
6.(16分)(预测题)小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。
被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右。
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、滑动变阻器三只[R1(20Ω 0.5A)、R2(50Ω 0.5A)、R3(500Ω 1A)]。
(1)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是 。
正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表示数接近6V,电流表示数几乎为0,电路的故障可能是 。
(2)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,小明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。
在多次测量中,小明还发现:
当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗,小明仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。
灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生 (填物态变化名称)而变细,消耗的实际功率变 (选填“大”或“小”)的缘故。
(4)灯泡的功率测量完毕,小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象,则小明应选用滑动变阻器 (选填“R1”“R2”或“R3”)。
若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω,则所选定值电阻的阻值为 。
答案:
(1)将电流表指针调零 灯泡断路
(2)0.625 变大 (3)升华 小 (4)R2 10Ω
解析:
(2)由题图知,在额定电压下,通过灯泡的电流为I=0.25A,所以灯泡的额定功率为P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W。
由题图知,当电压为0.5V时,对应的电流为0.1A,电压与电流比值大小为5Ω;当电压为2.5V时,对应的电流为0.25A,电压与电流的比值为10Ω……,所以,当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大。
(3)灯丝发光时温度很高,钨丝由固态直接变为气态发生升华现象而变细;根据影响电阻大小的因素,在材料、温度、长度不变的情况下,灯丝变细,电阻增大,由公式P=
知,在两端电压一定时,消耗的功率变小,即实际功率减小,灯变暗。
(4)电源电压为6V;由题图知,电阻两端的电压为U=2.5V保持不变;则变阻器两端的电压始终为U滑=6V-2.5V=3.5V。
当选用5Ω的电阻时,对应的电流值为0.5A,变阻器的阻值最小R小=
=7Ω;当选用25Ω的电阻时,电流为0.1A时,变阻器连入电路中的阻值最大R大=
=35Ω>20Ω,所以变阻器应选用R2(电路中的最大电流不超过变阻器允许的最大电流0.5A)。
若某次实验中,滑动变阻器连入的阻值为14Ω,此时电路中的电流大小I'=
=0.25A,因定值电阻的电压为2.5V,所以定值电阻的大小R定=
=10Ω。
7.(8分)(难题)如图所示的电路,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为20Ω。
闭合开关,调节滑动变阻器R2的电阻,当滑片P从一端移动到另一端时,电流表的示数变化范围为0.1A~0.5A。
求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)通过计算说明滑动变阻器接入电路的电阻为多大时,它消耗的功率最大,并求出最大功率。
〚导学号77164137〛
答案:
(1)10V
(2)80Ω (3)20Ω 1.25W
解析:
(1)当滑片位于左端时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
此时电路中的电流最大,即I大=0.5A,
由I=
可得,电源的电压:
U=I大R1=0.5A×20Ω=10V;
(2)当滑片位于右端时,接入电路中的电阻最大,电流表测电路中的电流,
此时电路中的电流最小,即I小=0.1A,
电路中的总电阻:
R=
=100Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器R2的最大阻值:
=R-R1=100Ω-20Ω=80Ω;
(3)电路中的电流:
I=
滑动变阻器消耗的电功率:
P2=I2R2=
·R2=
故当R2=R1=20Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,
=1.25W。
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- 通用 甘肃省 中考 物理 复习 素养 17 电功率 电热 试题