小灯泡电流与电压图像试题.docx
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小灯泡电流与电压图像试题
默认标题-2012年4月27日
一.解答题(共9小题)
1.29、在家庭电路中,往往会出现这样的现象:
在人们刚合上开关时,白炽灯闪亮一下立即就熄灭,这时灯丝已经断了,这种情况我们通常说成灯泡被“闪”坏了.什么原因使灯泡“闪”坏了?
小明查阅有关资料,找到标有“PZ220﹣40”字样的白炽灯,通常情况下开灯瞬间灯泡电功率与时间关系图象如图所示:
(1)由图象可知,白炽灯丝有一个升温过程,时间约 _________ s,这个时间小于人所能感觉到的时间,因此感觉白炽灯一合开关就亮.白炽灯被“闪”坏的原因在于 _________ .
(2)灯丝的电阻与温度的关系为R=R0[1+α(t﹣20)],其中α=0.005℃﹣1,R0为常温下电阻,R为正常发光时的电阻,根据图象可估算出该灯泡正常发光时灯丝的温度t约为 _________ .
2.小武通过实验研究某电热器的功率与通电电流的关系.他使用同一电热器,多次改变这个电热器两端的电压,然后将实验中测量的电流值及对应的电功率值画出如图所示的图象.
(1)由图所示的图象可知:
当电流为0.5A时,对应的电热器的功率P为 _________ W.
(2)根据这些数据推算,这个电热器的功率P与电流I两者之间的关系式是:
_________ .
3.(2011•天水)如图甲所示的电路图,电源电压恒定不变,定值电阻R0=1OΩ,电阻R1与温度t的关系如图乙所示.请据图回答:
(1)当电路中电流表的示数为0.3A时,电压表的示数为6V,则电源电压为多少?
(2)这时电路的总功率是多少?
(3)当R1的温度为150℃时,电流表的示数是多少?
4.(2011•南充)现有一个电源电压为10V的电源和一个“12V,12W”的灯泡,灯泡的电流随电压变化关系图象如图所示.
(1)把电源和灯泡构成一个闭合电路,求灯泡的电功率;
(2)若在
(1)问的电路中再串联一个规格为“20Ω”的滑动变阻器和量程为0﹣0.6A的电流表,求滑动变阻器接入电路电阻的最小值;
(3)若把该电源和一个定值电阻R0=10Ω以及上述滑动变阻器构成串联电路,求滑动变阻器R电功率的最大值.
5.(2011•怀化)小明利用标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2进行实验.如图甲所示:
图线OA、OB分别为通过灯泡L1、L2中的电流随两端电压变化关系的曲线.
(1)当L1正常发光时通过灯L1的电流为多少?
(2)现将L2接在4V的电源上,请由图甲读出通过灯L2的电流是多少A?
此时L2的电阻是多少?
(3)现将两灯按图乙所示电路连接,要使其中一个灯泡正常发光,电路中电流表的示数为多少?
电源的电压是多少?
电路消耗的总功率为多少?
6.(2011•河北)图中是小明设计的调光电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为6V.闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图所示.(电阻丝AB的阻值不随温度变化)
求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)电阻丝AB的阻值;
(3)当AB连入电路的阻值R1=2.5Ω时,灯泡消耗的功率为3.2W,此时灯丝的阻值为多少.
7.(2010•梧州)图甲所示是定值电阻R0和灯泡L的U﹣I图象,现将定值电阻R0与灯泡L接入如图乙所示的电路中,电源电压不变,当S1、S2、S3闭合时,灯泡L恰好正常发光,此时R0消耗的电功率为3.6W;当S1闭合,S2、S3断开时,把滑动变阻器的滑片P移至中点,变阻器消耗的功率为P1;把滑片P移至b点,变阻器消耗的功率为P2,且P1:
P2=9:
8.求:
(1)定值电阻R0的阻值.
(2)灯泡L的额定功率.
(3)滑动变阻器的最大电阻.
8.两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U﹣I特性曲线如图所示.求:
(1)当L2正常发光时,通过L2的电流为0.45A,那么L2的额定功率是多大?
(2)L2正常发光时的电阻是多大?
(结果保留一位小数)
(3)现将L1和L2串联后接在220V的电源两端,此时L1消耗的实际功率为多大?
9.额定电压为2.5V的小灯泡连入如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R0的最大电阻为10Ω.闭合开关S,滑片从b端向a端滑动,直到小灯泡正常发光,得到如图乙所示的I﹣U图象.求:
(1)小灯泡的额定功率.
(2)滑片在b端时小灯泡的电阻.
(3)电源电压.
二.选择题(共7小题)
10.(2009•武汉)如图所示,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,定值电阻R0为5Ω.闭合开关后,移动滑片,发现能使电流表(“0~0.6A”或“0~3A”)和电压表(“0~3V”或“0~15V”)的指针同时达到满刻度线.则R0的电功率与电流的关系图象可能是( )
A.
B.
C.
D.
11.在如图所示电路中,电源电压保持6V不变,定值电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电流表量程“0﹣0.6A”,电压表量程“0﹣3V”,开关S闭合后,将滑动变阻器R2的滑片P自b端向左移动过程中,保证电表安全.电路总功率与电流的关系图象是( )
A.
B.
C.
D.
12.(2011•雅安)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,把它们串联在电路中,如图(乙)所示.闭合开关S,这时电路中的电流为0.2A,则电源电压和元件B的电功率分别是( )
A.3V,0.4WB.3V,0.8WC.2V,0.4WD.2V,0.8W
13.(2011•阜新)小灯泡L上标有“2.5V”字样,它的电阻随它两端电压变化的图象如图甲所示.将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中,电源电压为6V,且保持不变.当开关S闭合时,小灯泡L恰好能正常发光.下列说法正确的是( )
A.开关S断开时,小灯泡L的电阻为0ΩB.开关S闭合时,小灯泡L的电阻为10ΩC.小灯泡L的额定功率为0.625WD.电阻R0的阻值为14Ω
14.标有“6V1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,灯泡的电阻及实际功率约为( )
A.24Ω0.67WB.20Ω0.8WC.24Ω0.96WD.20Ω0.67W
15.如图甲所示,电源电压恒为9伏,滑动变阻器的最大阻值为100欧,电流在0.1安~0.4安之间时电子元件均能正常工作.若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.电子元件工作时,电阻保持不变B.电子元件处于正常工作状态时,电路消耗的最小功率为3.6瓦C.当P在中点时,电子元件与滑动变阻器的电压之比为1:
1D.为使电子元件处于正常工作状态,滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5欧~70欧
16.有两个小灯泡L1和L2上都标有“6V”字样,考虑温度对灯丝电阻的影响,加在小灯泡两端的电压随电流变化关系如图所示.若把L1和L2接在电源电压为6V的电路中工作,则下列说法不正确的是( )
A.两灯串联时电路的总功率是0.6WB.小灯泡L2在某一时刻的实际功率可能是0.4WC.小灯泡L1的电阻在某一时刻可能是20ΩD.两灯并联时电路的总功率是3.6W
三.填空题(共14小题)
17.(2011•仙桃)有一种亮度可以调节的小台灯,其电路图如图甲所示.电源电压为15V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示,灯泡L的额定电压为12V.则灯泡L的额定功率为 _________ W;调节滑动变阻器R,使灯泡L的功率为3.6W,此时滑动变阻器R连入电路的阻值为 _________ Ω.
18.(2009•遂宁)小灯泡L的额定电压为6V,小明通过实验测得其电流随电压变化的曲线如图.由图可知,灯泡两端电压增大时,通过灯丝的电流增大,灯丝电阻 _________ (增大、不变、减小).当L正常发光时,通过灯丝的电流是 _________ A,此时灯丝的电阻为 _________ Ω;通过调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为3V,则此时小灯泡消耗的实际功率为 _________ W.
19.某个小灯泡上标有“6V6W“字样,其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示.那么当小灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的电功率为 _________ W.
20.家用电灭蚊器的发热部分使用了PTC发热材料,它的电阻随温度变化规律如图所示.使用时发热体直接连入家庭电路,当发热体的温度为60℃时,则此时电功率为 _________ W,如果这只电灭蚊器的平均电功率为5W,按一天工作10h计算,这只家用电灭蚊器一个月(按30天计算)消耗电能 _________ kW•h;当发热体温度继续上升时,它的电功率会 _________ (最后两空选填“增大”、“不变”、“减小”).
21.一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成,通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示.由图可得定值电阻R的阻值为 _________ Ω;当把这个工具接在电压为2V的电路两端,通过定值电阻R的电流为 _________ A,此时L、R并联的总功率是 _________ W.
22.小明用图甲所示的电路,探究导体中的电流与导体电阻的关系(电源电压恒为6V).小明共做了五次实验,图乙是他根据记录的五组数据,在方格纸上描点画出的电阻箱的电流Ⅰ与其阻值R′的关系图线.则这五次实验过程中,小明控制电阻箱R′两端的电压是 _________ V,滑动变阻器消耗的最大功率与最小功率之比为 _________ .
23.在某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示.由图可知,元件甲的电阻是 _________ Ω,将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端,则元件乙消耗的功率是 _________ W.
24.如图所示,当灯A在电压为6V时,通过的电流为 _________ A.现将灯A、B并联入电源电压为3V的电路中,电路消耗的总功率为 _________ W.
25.如图是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图象.将此灯泡接入如图所示的电路中,闭合开关s后,小灯泡实际功率为1W;再闭合开关S1后,电流表示数变化了O.2A,则电阻R的阻值是 _________ Ω,此时电路消耗的总功率是 _________ W.
26.如图甲所示电路,电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,R1是滑动变阻器.图乙中A为通过电阻R0的电流与其两端电压关系的图线,B为通过小灯泡L的电流与其两端电压关系的图线.闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器到某一位置c(图中未画出),电压表的示数为4V,电流表的示数为0.4A.再将开关S2闭合,将滑动变阻器调到最左端的a点,则此时电路消耗的总功率为 _________ W.
27.如图甲所示,A、B分别是标有“6V3.6W”字样的灯泡L和定值电阻R的U﹣I图象.则R的阻值为 _________ Ω;若把它们接入电路,如图乙所示,当只闭合开关S1时,L正常发光,此时电流表的示数为 _________ A;若再闭合开关S3,电流表的示数为 _________ A;若只闭合开关S2,电路消耗的电功率为 _________ W.
28.实验测得小灯泡L、定值电阻R的电流与两端电压的关系如图所示.若将它们串联后接入4V的电源两端,则小灯泡消耗的电功率是 _________ W.
29.现有两个热敏电阻R1、R2和一个定值电阻R0,R1的阻值会因通过的电流增大导致温度升高时而增大,R2的阻值会因通过的电流增大导致随温度升高时而减小,R0的阻值不变,它们的电流随电压的变化曲线如图甲所示.
(1)据图甲可知,R0的阻值是 _________ Ω.
(2)实验过程中,小明将R2和R0两个电阻连接成如图乙所示电路时电流表的示数为0.4A,由此可知,此时R2的电阻为 _________ Ω,电源电压为 _________ V.实验过程中,改变电源电压,当电压表的示数为11V时,电阻R2的电功率是 _________ W.
30.如图甲所示的电路,电源电压为6V,灯泡L1和L2均标有“6V6W”字样,其电流随电压变化的曲线如图乙.如果同时闭合开关 _________ ,可使两灯都能正常发光;如果同时闭合开关S1、S2,电流表的示数是 _________ A;如果只闭合开关S2,电路消耗的总功率是 _________ W.
答案与评分标准
一.解答题(共9小题)
1.29、在家庭电路中,往往会出现这样的现象:
在人们刚合上开关时,白炽灯闪亮一下立即就熄灭,这时灯丝已经断了,这种情况我们通常说成灯泡被“闪”坏了.什么原因使灯泡“闪”坏了?
小明查阅有关资料,找到标有“PZ220﹣40”字样的白炽灯,通常情况下开灯瞬间灯泡电功率与时间关系图象如图所示:
(1)由图象可知,白炽灯丝有一个升温过程,时间约 0.04 s,这个时间小于人所能感觉到的时间,因此感觉白炽灯一合开关就亮.白炽灯被“闪”坏的原因在于 在开灯瞬间,灯丝温度低,所以电阻小,功率较大 .
(2)灯丝的电阻与温度的关系为R=R0[1+α(t﹣20)],其中α=0.005℃﹣1,R0为常温下电阻,R为正常发光时的电阻,根据图象可估算出该灯泡正常发光时灯丝的温度t约为 1820℃ .
考点:
电功率与电能、时间的关系;电功率的计算。
专题:
应用题;图析法。
分析:
(1)从图象中可以看出,随时间的变大,功率在变小,说明电阻在变大,从而可以看出灯丝升温的时间;灯丝的电阻与灯丝温度有关,灯丝电阻随温度升高而增大;开灯瞬间,灯丝温度低,电阻小.由于电压一定,根据P=
可知,电功率较大;
(2)从图象上可以看出灯泡正常发光时和常温下的功率,根据公式R=
求出灯丝在常温和正常发光时的电阻,进一步求出该灯泡正常发光时灯丝的温度.
解答:
解:
(1)从图象中可以看出,灯丝升温的时间为0.04s;
灯丝的电阻随温度的升高而增大,在开灯瞬间,灯丝温度低,所以电阻小.由于电压一定,根据P=
可知,电功率较大,所以刚开灯的瞬间灯丝容易烧断;
(2)开灯的瞬间灯丝电阻R0=
=96.8Ω;正常发光时的电阻R=
=968Ω;
所以968Ω=96.8Ω×[1+0.005(t﹣20)],
该灯泡正常发光时灯丝的温度t=1820℃.
故答案为:
0.04;在开灯瞬间,灯丝温度低,所以电阻小,功率较大;1820℃.
点评:
本题考查电阻的计算,难点是从图象上找出隐含的物理量,列出关系式,求出所要求的问题.
2.小武通过实验研究某电热器的功率与通电电流的关系.他使用同一电热器,多次改变这个电热器两端的电压,然后将实验中测量的电流值及对应的电功率值画出如图所示的图象.
(1)由图所示的图象可知:
当电流为0.5A时,对应的电热器的功率P为 25 W.
(2)根据这些数据推算,这个电热器的功率P与电流I两者之间的关系式是:
P=100I2 .
考点:
电功率与电压、电流的关系。
专题:
实验题。
分析:
(1)由图象纵坐标可求出功率P,由横坐标可求出对应的电流I值,我们通过计算发现
是定值,即功率与电流的平方成正比,由此我们可进一步求出当I=0.5A时的功率.
(2)由图象数据可分析,可求出P与I的关系.
解答:
解:
(1)由图象分析可知,电热器的功率P与电流I2成正比,且比值为
=
=100W/A2.当I=0.5A时,
=
=100W/A2,则P=25W.
(2)由
(1)知:
电热器的功率P与电流I的关系为
=100W/A2,所以P与I的关系为P=100I2.
故答案为:
(1)25;
(2)P=100I2.
点评:
这是一道实验题,考查了学生的实验数据处理能力,由图象求出功率P与电流I值后,需要经过计算找出P与I间的规律,然后答题.学生需要总结这类题的解题思路及解题方法.
3.(2011•天水)如图甲所示的电路图,电源电压恒定不变,定值电阻R0=1OΩ,电阻R1与温度t的关系如图乙所示.请据图回答:
(1)当电路中电流表的示数为0.3A时,电压表的示数为6V,则电源电压为多少?
(2)这时电路的总功率是多少?
(3)当R1的温度为150℃时,电流表的示数是多少?
考点:
电功率的计算;欧姆定律的应用。
专题:
计算题;图析法。
分析:
先根据欧姆定律求出定值电阻R0两端的电压,再根据串联电路的电压特点求出电源的电压;利用P=UI求出这时电路的总功率;由图象可知150℃时R1的阻值,利用串联电路的电阻特点求出总电阻,利用欧姆定律求出电路中的电流,极为电流表的示数.
解答:
解:
(1)定值电阻R0两端的电压为U0=IR0=0.3A×10Ω=3V,
电源的电压为U=U0+U1=3V+6V=9V;
(2)电路的总功率为P=UI=9V×0.3A=2.7W;
(3)由图象可知150℃时R1=3OΩ,
电流表的实数为I'=
=
=0.225A.
答:
电源的电压为9V;这时电路的总功率为2.7W;当R1的温度为150℃时电流表的示数为0.225A.
点评:
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的简单计算,关键是能从图象中得出不同温度下的电阻值.
4.(2011•南充)现有一个电源电压为10V的电源和一个“12V,12W”的灯泡,灯泡的电流随电压变化关系图象如图所示.
(1)把电源和灯泡构成一个闭合电路,求灯泡的电功率;
(2)若在
(1)问的电路中再串联一个规格为“20Ω”的滑动变阻器和量程为0﹣0.6A的电流表,求滑动变阻器接入电路电阻的最小值;
(3)若把该电源和一个定值电阻R0=10Ω以及上述滑动变阻器构成串联电路,求滑动变阻器R电功率的最大值.
考点:
电功率的计算;欧姆定律的应用。
专题:
计算题;图析法。
分析:
(1)构成一个闭合电路时可知灯泡两端的电压,根据电路图可知此时对应的电流,利用P=UI求出灯泡的电功率;
(2)由题意可知,灯泡与滑动变阻器串联,为保证电路中的电流不超过电流表的量程确定电路中的最大电流,根据图象读出此时灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路电阻的最小值;
(3)由题意可知,定值定值R0和滑动变阻器串联,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=I2R求出滑动变阻器消耗的电功率,根据数学知识可知最大功率时滑动变阻器的阻值.
解答:
解:
(1)当把电源和灯泡构成闭合电路时,
灯泡两端的电压UL=U=10V,
由图象可知灯泡中的电流IL=0.9A,
则灯泡的电功率P=ULIL=10V×0.9A=9W;
(2)为保证电路中的电流不超过电流表的量程,电路中的最大电流为0.6A,
由图象可知,此时灯泡两端的电压UL′=4V,
则滑动变阻器两端的电压U′=U﹣UL′=10V﹣4V=6V,
故滑动变阻器接入电路电阻的最小值:
R′=
=
=10Ω;
(3)滑动变阻器的电功率P=I2R=(
)2R=(
)2R,
上式可整理为P=
,
可知当R=10Ω时,电功率P取最大值,其最大值Pm=2.5W.
点评:
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律,以及电功率的计算,侧重考查了学生的读图能力;关键是公式的灵活运用,难点是利用数学知识求出滑动变阻器消耗最大功率时的电阻值.
5.(2011•怀化)小明利用标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2进行实验.如图甲所示:
图线OA、OB分别为通过灯泡L1、L2中的电流随两端电压变化关系的曲线.
(1)当L1正常发光时通过灯L1的电流为多少?
(2)现将L2接在4V的电源上,请由图甲读出通过灯L2的电流是多少A?
此时L2的电阻是多少?
(3)现将两灯按图乙所示电路连接,要使其中一个灯泡正常发光,电路中电流表的示数为多少?
电源的电压是多少?
电路消耗的总功率为多少?
考点:
电功率的计算;欧姆定律的应用。
专题:
计算题;推理法。
分析:
(1)已知额定电压及额定功率,根据电功率公式可求得电流;
(2)由甲图读出4V时,通过L2的电流,根据欧姆定律求出此时L2的电阻值;
(3)由图可知A的电流大于B的电流,故只能L2正常发光,正常发光时的电压为额定电压,根据串联电路电流规律可知两灯电流相等,利用串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压,最后根据P=UI求出电路消耗的总功率.
解答:
解:
(1)正常发光时通过灯L1的电流为I1=
=
=1A;
(2)由甲图读出4V时,通过L2的电流为I2=0.4A,
L2的电阻值为R2=
=
=10Ω;
(3)由图象可知,L1正常发光的电流为1A,L2的正常发光电流为0.5A,
所以,两灯串联在电路中,只有一灯正常发光,则一定是L2,此时电路中的电流为0.5A,
此时电压表测正常发光L2两端的电压,即电压表的示数为6V;
由图可知:
L1的电压为U1′=2V,
此时电源的电压为U=U1′+U2′=2V+6V=8V,
电路消耗的总功率为P=UI=8V×0.5A=4W.
答:
(1)正常发光时通过灯L1的电流为1A;
(2)L2接在4V的电源上通过的电流为0.4A,此时的电阻为10Ω;
(3)电流表的示数为0.5A,电源的电压为8V,电路消耗的总功率为4W.
点评:
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用;关键是电压和电流不成正比,即电阻为变化的,应直接从图中找出电流对应的电压和电压对应的电流进行求解.
6.(2011•河北)图中是小明设计的调光电路图,他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路,小灯泡的额定电压为6V.闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I﹣U关系图象如图所示.(电阻丝AB的阻值不随温度变化)
求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)电阻丝AB的阻值;
(3)当AB连入电路的阻值R1=2.5Ω时,灯泡消耗的功率为3.2W,此时灯丝的阻值为多少.
考点:
电功率的计算;欧姆定律的应用。
专题:
计算题;应用题;信息给予题。
分析:
(1)从图象上找到灯泡的额定电压对应的电流,根据公式P=UI求出灯泡的额定功率.
(2)从图象上找到当AB完全接入电路时,灯泡对应的电压和电流,因为电阻AB与灯泡串联,从而得出通过电阻AB的电流,根据串联分压的特点求出AB两端的电压,根据欧姆定律求出电阻丝AB的阻值.
(3)已知灯泡消耗的功率、电源电压以及AB连入电路的阻值R1的大小,根据公式P=I2R可求灯泡的电阻,从图象上可以看出灯泡的最小电阻,从而判断出灯泡此时的电阻.
解答:
解:
(1)当滑片P在B端时,由图得知电源电压与小灯泡额定电压相等为6V,对应的电流为1A
小灯泡的额定功率:
PL=ULIL=6V×1A=6W.
答:
小灯泡的额定功率为6W.
(2)当滑片P在A端时,由图得小灯泡两端的电压为U小=1.5V,电流I小=0.5A
由于R与L串联,则电阻丝两端电压:
U丝=U﹣U小=6V﹣1.5V=4.5V,
由欧姆定律得电阻丝AB的电阻:
R=
=
=9Ω.
答:
电阻丝AB的阻值为9Ω.
(3)灯泡消耗的功率为:
P=I2RL=
将U=6V、R1=2.5Ω、P=3.2W代入上式中,
解得:
RL=1.25Ω或5Ω
由图可知,灯泡连入电路中的最小阻值为RL最小=
=
=3Ω,
所以RL=5Ω.
答:
此时灯丝的阻值为5Ω.
点评:
本题考查电功率、电阻、电流、电压等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是根据图象和电路图分
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