中考物理第十八章电功率(真题精选解析版)
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第十八章电功率近年中考真题精炼
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(湖北荆门·中考真题)在探究“电功率与电阻关系”时,实验准备了阻值分别为5Ω、15Ω的A、B两个灯泡。
同学们按图甲、图乙设计了两个实验电路进行探究。
不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是()
A.图甲中A灯泡比B灯泡亮
B.图甲中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,两个灯泡的亮度都变亮
C.图乙中A灯泡比B灯泡亮
D.图乙中滑动变阻器滑片向左滑动过程中,两个灯泡的亮度都变亮
【答案】C
【详解】
A.图甲中,两灯泡串联后再与滑动变阻器串联,由串联电路各处的电流相等,通过两灯泡的电流相等,已知A灯泡的电阻比B灯泡的电阻小,根据2
P I R
=,A灯泡的实际功率较小,A灯泡比B灯泡暗,故A 错误;
B.图甲中,滑动变阻器滑片向左滑动过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变大,根据串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电路的电流变小,根据2
=,两个灯泡的实际功率都变小,两灯亮
P I R
度都变暗,故B错误;
C.图乙中,两灯泡并联后再与滑动变阻器串联,由并联电路电压的规律,两灯的电压相等,根据2
U
P
=,A灯泡的实际功率较大,图乙中,A灯泡比B灯泡亮,故C正确;
R
D.图乙中,滑动变阻器滑片向左滑动过程中,变阻器连入电路的电阻变大,由分压原理,变阻器的电压
变大,由串联电路电压的规律,两灯泡的电压变小,根据2
U P R
=,两个灯泡的实际功率都变小,两灯的
亮度都变暗,故D 错误。
故选C 。
【点睛】
本题考查串、并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是合理运用2
P I R =及2
U P R
=比较两
灯泡的实际功率大小,综合性较强。
2.(湖北荆门·中考真题)将灯泡L 和定值电阻R 以图甲方式连在6V 的电源上,图乙是L 和R 的U-I 图象,结合图中信息可知( )
A .灯泡L 的电阻随着电流的增大而减小
B .灯泡L 的实际阻值为10Ω
C .灯泡L 的实际功率为0.8W
D .定值电阻R 实际功率为6.4W 【答案】C 【详解】
A .由图像乙可知,灯泡L 的电阻随着电流的增大而增大,故A 错误;
B .从图甲中可以看出,电阻与灯泡串联。
从图甲中可以看出,当电阻电压为4V 时,灯泡电压为2V ,灯泡与电阻的电压之和正好等于6V ,此时电路的电流为0.4A ,灯泡L 的实际阻值为
2V
=5Ω0.4A
U R I =
= 故B 错误;
C .灯泡L 的实际功率为
2V?0.4A=0.8W P UI ==
D .定值电阻R 实际功率为
4V?0.4A=1.6W P U I ''==
故D 错误。
故选C 。
3.(辽宁辽宁·中考真题)如图所示的电路板,正面只有一个开关和两个灯泡,电源及导线均在电路板背面。
闭合开关,看见L 1发光,L 2不发光,用灯泡L 3替换L 1,发现L 2和L 3同时发光,忽略温度对灯丝电阻的影响。
下列判断正确的是( )
A .L 3和L 2是并联的
B .L 2不发光的原因是灯丝断了
C .L 1的电阻大于L 3的电阻
D .L 3替换L 1后,电路的总功率变小
【答案】C 【详解】
A .闭合开关,看见L 1发光,L 2不发光,如果两个灯泡并联,用灯泡L 3替换L 1,L 2仍然不发光,所以L 2和L 3串联,故A 错误;
B .L 1和L 2串联,L 1发光,说明电路是通路,L 2不发光是因为它的功率较小,故B 错误;
C .L 1和L 2串联,L 1发光,L 2不发光,L 1的功率较大,串联电路中各处的电流相等,由P =I 2R 可知L 1的电阻较大,L 2的电阻较小,用灯泡L 3替换L 1,L 2和L 3同时发光,说明通过L 2的电流增大,忽略温度对灯丝电阻的影响,由U
R I
=
可知电路的总电阻减小,L 2的阻值不变,由电阻的串联可知L 3的阻值变小,L 1的电阻大于L 3的电阻,故C 正确;
D .L 3替换L 1后,电路的总电阻减小,由2
U P R
=可知电路的总功率变大,故D 错误。
4.(辽宁辽宁·中考真题)假期小明一家要出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作,其它用电器都已关闭。
小明看到家里电能表的示数为2021.6kW·h,过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示。
下列有关说法正确的是()
A.这段时间冰箱消耗的电能是7kW·h
B.冰箱每天平均工作的时间为0.5h
C.冰箱正常工作1min电能表的转盘转过12转
D.再有其它家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
【答案】A
【详解】
A.电能表原来的示数为2021.6kW·h,7天电能表的示数为2028.6kW·h,则这段时间冰箱消耗的电能是
W=2028.6kW·h-2021.6kW·h=7kW·h
故A正确;
B.冰箱功率为200W,合0.2kW,电冰箱在这7天内工作的总时间为
t=
7?h
35h
0.2
W kW
P kW
==
则冰箱每天平均工作的时间为
t'=35h
7
=5h
故B错误;
C.冰箱正常工作1min消耗的电能为
W'=Pt''=0.2kW×1
60
h=
1
·h
300
kW
电能表的转盘转的圈数为
n=
1
·h600r/?h 300
kW kW
⨯=2r
即冰箱正常工作1min 电能表的转盘转过2转,故C 错误;
D .再有其它家电和冰箱一同正常工作时,电路中消耗电能变快,电能表转盘的转速变快,故D 错误。
故选A 。
5.(内蒙古包头·中考真题)如图,灯泡标有“6V 3W ”字样。
定值电阻R 1阻值为3Ω,滑动变阻器R 2规格为“20Ω 3A ”。
当电源电压为12V 时,闭合S 、S 1,断开S 2、S 3,调节滑片,使灯泡正常发光,断开电路,改变电源电压。
闭合S 、S 2、S 3,断开S 1,将滑片移到最右端,灯泡再次正常发光(不计温度对灯丝电阻的影响)。
下列说法正确的是( )
A .电源电压为12V ,灯泡正常发光时,R 2接入电路的阻值为12Ω
B .改变电源电压,灯泡再次正常发光时,电流表的示数为0.5A
C .改变后的电源电压为7.5V
D .前后两次灯泡正常发光时,电路消耗的总功率之比为2∶5 【答案】D 【详解】
A .电源电压为12V ,闭合S 、S 1,断开S 2、S 3,调节滑片,灯泡正常发光时,灯泡与滑动变阻器R 2、定值电阻R 1串联,灯泡两端的电压为6V ,滑动变阻器加R 1两端的电压也为6V ,此时有
()2
221L 6V 12Ω3W
U R R R P +====
此时接入电路的R 2的阻值为
212Ω3Ω9ΩR =-=
故A 错误;
B .闭合S 、S 2、S 3,断开S 1,将滑片移到最右端,电路中灯泡与R 1并联,改变电源电压,灯泡再次正常
发光时,故此时电源电压为6V ;通过灯泡的电流
L 3W 0.5A 6V
P I U =
== 通过R 1的电流为
116V 2A 3Ω
U I R =
== 电流表的示数为
L 10.5A 2A 2.5A I I I '=+=+=
故B 错误;
C .改变后的电源电压为6V ,故C 错误;
D .前后两次灯泡正常发光时,电路消耗的总功率之比为
12V 0.5A 26V 2.5A 5
P UI P UI ⨯===''⨯ 故D 正确。
故选D 。
6.(福建·中考真题)如图电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R 标有“30Ω 1A ”,定值电阻R 0的阻值为10Ω,小灯泡L 标有“6 V 3.6 W ”(电阻不随温度而变化),电流表的量程为0~3 A 。
当S 闭合,S 1、S 2,断开,滑片P 移到R 的中点时,小灯泡恰好正常发光。
在保证电路安全的前提下,电路消耗总功率的最小值与最大值之比是( )
A .1:4
B .1:8
C .2:7
D .3:20
【答案】D 【详解】
当S 闭合,S 1、S 2,断开,小灯泡与滑动变阻器R 串联,定值电阻R 0开路。
滑片P 移到R 的中点时,小灯泡恰好正常发光。
此时电路电流为
L L 3.6W
=0.6A 6V
P I U =
= 滑动变阻器R 的电压
R 1
0.6A?×30Ω=9V 2
U IR ==
电源电压为
L R 6V+9V=15V U U U =+=
当灯泡被短路,定值电阻R 0与滑动变阻器R 并联,且滑动变阻器R 通过的电流为1A 时,电路电功率最大。
通过定值电阻R 0的电流
0015V =1.5A 10Ω
U I R =
= 此时电路的总电流
10 1.5A+1A=2.5A R I I I =+=
电路的最大功率
max 115V?2.5A=67.5W P UI ==
小灯泡与滑动变阻器R 串联,滑动变阻器接入的电阻最大,且定值电阻R 0开路使,去。
由欧姆定律得,灯泡的电阻
L L 6V
=10Ω0.6A
U R I =
= 此时电路的电阻
L max 10Ω30Ω40ΩR R R =+=+='
电路的最小电功率
()2
2min
15V 40Ω
=5.625W U P R ==' 在保证电路安全的前提下,电路消耗总功率的最小值与最大值之比是
5.625W:37.5W=3:20
故D 符合题意,ABC 不符合题意。
故选D 。
7.(广东·中考真题)如图中,灯泡L 1、L 2分别标有“6V 3W ”“6V 6W ”字样,电源电压不变,开关S 闭合,①只闭合S 1,灯泡L 1、L 发光;②只闭合S 2,灯泡L 2、L 发光,灯泡L 在②中比在①中(设灯丝电阻不变)( )
A .电功率较大,亮度较亮
B .电功率较小,亮度较暗
C .电功率相同,亮度相同
D .电功率较大,亮度较暗
【答案】A 【详解】
灯泡L 1、L 2分别标有“6V 3W ”“6V 6W ”字样,它们的电阻分别为
22
111(6V)12Ω3W U R P ===
22
222(6V)6Ω6W
U R P ===
R 1阻值大于R 2阻值,只闭合S 1,灯泡L 1、L 串联,只闭合S 2,灯泡L 2、L 串联,两种接法对比,L 2、L 串联时,总电阻小,电流大,L 功率较大,更亮,故A 符合题意。
故选A 。
二、多选题
8.(辽宁阜新·中考真题)图甲是测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V 。
闭合开关S 后,将规格为“40Ω 1A ”的滑动变阻器滑片,从右端向左滑动,当电流表示数为0.3A 时,小灯泡正常发光;图乙是此过程中,电压表与电流表示数变化的关系图象,下列分析正确的是( )
A .小灯泡的额定功率是1.14W
B .小灯泡的电阻为12.7Ω
C .电路中最小电流为0.125A
D .电压表示数为2V时电路总功率是1.32W 【答案】ACD 【详解】
A .由图甲可知,灯泡和变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流,由图乙可知,当电流表示数为0.3A 时,电压表的示数是3.8V ,灯泡正常发光,灯泡两端的电压是3.8V ,小灯泡的额定功率
P L =U L I L =3.8V×0.3A=1.14W
故A 正确;
B .小灯泡正常发光时的电阻
L L L 3.8V =
=12.70.3A
U R I ≈Ω 由图乙可知,当灯泡两端的电压是2V 时,通过它的电流是0.22A ,此时灯泡的电阻
L L L
2V ==9.10.22A U R I ''≈Ω'
故B 错误;
C .当变阻器的滑片在最右端时,连入电路的电阻最大,电路的总电阻最大,由U
I R
=可知通过电路的电流最小,由图乙可知,电压表的最小示数是1V ,通过电路的最小电流
L 6V-1V =
==0.125A 40U U I R ''-Ω
最小滑最大 故C 正确;
D .由图乙可知,当灯泡两端的电压是2V 时,通过它的电流是0.22A ,电路总功率
P=UI L ″=6V×0.22A=1.32W
故D 正确。
故选ACD 。
9.(山东潍坊·中考真题)某电热水器的工作原理如图甲所示,用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。
12R R 、为电热丝,且213R R =,3R 为滑动变阻器,0R 为热敏电阻(置于电热水器内),0R 阻值随温度的变化规律如图乙所示。
电源E 的电压为6V ,当0R 中的电流15mA I >时,衔铁被吸下,继电器线圈电阻不计,下列说法正确的是( )
A .热水器的加热功率是保温功率的4倍
B .S 1闭合,当衔铁吸下后,热水器处于加热状态
C .当热水温度设置为55℃时,R 3连入电路的阻值为250Ω
D .若提高热水设置温度,应向左移动R 3滑片 【答案】AC 【详解】
AB .衔铁未吸下时,为简单电路,吸下时为串联电路,根据2
U P R
=,未吸下为加热,吸下为保温,加热
功率和保温功率比
2
1
11222112
13411U P R R R U P R R R ++====+
故A 正确,B 错误;
C .当热水温度设置为55℃时,R 0阻值为150Ω,电流0.015A ,R 3连入电路的阻值为
306V 150Ω=250Ω0.015A
R I R U =
-=- 故C 正确; D .若提高热水设置温度,则热敏电阻阻值降低,需要减少吸下衔铁的电流值,所以应向右移动R 3滑片,增大电阻,故D 错误。
故选AC 。
三、填空题
10.(江苏镇江·中考真题)小华家中暖风机铭牌如图甲所示,电能表如图乙所示。
暖风机的额定电流为___________A ;若家中仅有暖风机工作,则正常工作1h ,可使家中电能表示数增加___________kW·h ,脉冲指示灯闪烁___________次。
【答案】10 2.2 6600
【详解】
[1]额定电流为
2200W =10A 220V
P I U == [2]电能表示数增加
W =Pt =2.2kW×1h=2.2kW·h
[3]脉冲指示灯闪烁
62.2kW h k =3000=60h
0W 1n ⨯⋅⋅ 11.(湖北荆门·中考真题)2021年5月29日20时35分,长征七号火箭点火发射,将“天舟二号”货运飞船送入预定轨道,经过六个多小时飞行后,“天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接,然后一起在环绕地球的轨道上运动,我国空间站的建设迈出了关键的一步。
(1)“天舟二号”在发射升空过程中机械能______(选填“增大”、“不变”或“减小”),交会对接后的飞行过程中“天舟二号”的运动状态______(选填“保持不变”或“不断变化”);
(2)未来一到两年我国将全面建成空间站。
空间站在轨运行时,通过太阳帆板将光能转化为电能作为补充能源。
有阳光时,空间站光伏发电的功率为70kW ,2h 可发电______kW·h ,宇航员在空间站外作业时,必须借助无线通信设备,而不能像在地面一样直接进行语音交流,是因为______。
【答案】增大 不断变化 140 声音不能在真空里传播
【详解】
[1] “天舟二号”在发射升空过程中速度变大,动能变大,高度变大,故重力势能变大,故机械能变大。
[2] “天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接,然后一起在环绕地球的轨道上运动,方向一直在变化,故运动状态一直在变化。
[3] 2h 可发电
=70kW 2h=140kW h W Pt =⨯⋅
2h 可发电140kW h ⋅。
[4]宇航员在空间站外作业时,必须借助无线通信设备,而不能像在地面一样直接进行语音交流,语言即声音的传播需要介质,而在太空中,没有介质,故只能用无线电交流。
四、实验题
12.(山东威海·中考真题)小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验,实验室提供的器材有:不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V 的干电池(若干)和其他常用器材。
(1)图甲是小红进行实验的实物电路图,小灯泡额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”,请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大______。
(2)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,小红猜想可能的原因:①小灯泡的灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器断路。
她再观察,发现电流表示数为零,由此可判断猜想
______是错误的;又进一步观察到电压表有示数,最终确定猜想______是正确的。
(两空均选填
“①”“②”或“③”)
(3)排除故障后,小红移动滑片,使电压表的示数达到小灯泡的额定电压,此时电流表的指针如图乙所示,小灯泡的额定功率为______W。
(4)小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。
闭合开关,保证小灯泡发光的情况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,为此必须对实验器材进行调整,下列措施可行的是:______、______。
(填字母代号)
A.换最大阻值较小的滑动变阻器B.串联定值电阻
C.减少电池个数D.增加电池个数
【答案】②① 1.14 B C
【详解】
(1)[1]采用伏安法测量灯泡的额定电功率,电压表与灯泡并联,测量灯泡的电压,电流表与灯泡串联,测量灯泡的电流。
小灯泡额定电压为3.8V,故电压表的量程要选择0~15V;图中滑动变阻器滑片置于最左端,要使连入电路的阻值最大,则下端应连接右端接线柱。
如图所示:
(2)[2]移动滑片小灯泡始终不发光,电流表示数为零。
若小灯泡短路,则电路中仍然有电流,故猜想②是错误的。
[3]进一步观察到电压表有示数,则说明滑动变阻器没有出现断路现象,因此是小灯泡的灯丝断了。
(3)[4]从图乙中可以看出,电流表的量程选择0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率为
==
3.8V?0.3A=1.14W
P UI
(4)[5][6]小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。
闭合开关,保证小灯泡发光的情况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,为此必须对实验器材进行调整。
串联电路起到分压作用,可以串联定值电阻,和灯泡一起分压。
也可以减少电池个数,减小电源电压,减小电路电流。
13.(山东青岛·中考真题)探究电流通过导体产生的热量的多少与什么因素有关
实验小组同学猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。
于是他们利用如图器材进行了探究实验。
甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
(1)选用________组合,并将它们________联接到电源两端进行实验,可以探究电热与电阻的关系。
(2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,可以探究电热与________的关系,其中15Ω电阻的作用是________。
(3)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,发现乙装置U形管中液面无高度差,丙装置U形管中液面有高度差,产生此现象的原因可能是乙装置________。
【答案】甲乙串电流见解析电阻出现断路
【详解】
(1)[1][2]要探究导体产生的热量的多少与电阻大小是否有关,应控制电流和通电时间一定,而电阻不同,由图可知应选用甲和乙两容器,将它们串联接到电源两端。
(2)[3][4]选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,两个容器内电阻相等,乙容器中15Ω的电阻和
5Ω的电阻并联,由串并联电路的特点可知通过两个容器内电阻的电流不相等,可以探究电热与电流的关系。
由并联分流的特点可知,15Ω电阻起到分流的作用。
(3)[5]选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,乙装置U形管中液面无高度差,丙装置U形管中液面有高度差,可能乙装置电阻出现断路,不会产生热量,可能乙装置漏气。
五、综合题
14.(广东·中考真题)如图甲是某品牌家用电吹风,其电路如图乙所示,R1、R2为电阻丝,M为电动机。
通过调节开关,可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
(1)要使电吹风正常工作,图甲中的A处应安装______,B处应安装______(选填“电动机”或“电阻丝”);
(2)如图乙,要使电吹风处于“冷风”状态,应闭合开关______。
要使电吹风处于“暖风”状态,应闭合开关______;
(3)已知电吹风处于“暖风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了20℃;处于“热风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了30℃,假设这两种状态下的热效率相同,相同时间内吹出的空气质量相同,则R1:R2=_______;
(4)电吹风用了几年后,由于电阻丝的升华,实际发热功率会______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】电阻丝电动机S S和S11:2 变小
【详解】
(1)[1][2]电阻用来发热,电动机用来产生风,若A处装电动机,B处装电阻,则B处产生的热无法被风带出,会烧坏电吹风,因此A处应装电阻,B处装电动机,风将产生的热带出,形成热风。
(2)[3]要吹冷风状态,则电阻不工作,电动机工作,应闭合开关S。
[4]要吹暖风,由图,R1工作、R2不工作,因此应闭合开关S、S1 。
(3)[5]电吹风处于“暖风”状态时,R1和电动机并联,从出风口吹出的空气温度升高了20℃,此时发热功率为
2
211
11U P I R R == 处于“热风”状态时,R 1、R 2、电动机并联,从出风口吹出的空气温度升高了30℃,此时发热功率为
22
22
2112212U U P I R I R R R =+=+ 假设这两种状态下的热效率相同且都为η,则二种情况下空气吸热分别为
11Q Pt cm t η==∆暖
22Q P t cm t η==∆热
两式相比得
111222202303
Q Pt cm t t Q P t cm t t ηη∆∆=====∆∆暖热℃℃ 化简整理得
2
1122212
23U P R U U P R R ==+ 可求得
1212
R R = (4)[6]电阻丝升华,会变细,电阻值会变大,为纯电阻电路,根据功率公式
2
2
U P I R R == 可知,电阻增大时,发热功率会变小。
六、计算题
15.(山东威海·中考真题)某品牌电热扇工作原理如图所示。
S 1为双触点开关,1、2、3、4为开关触点,通过旋转开关S 1,可实现加热功能的“空挡”“低温挡”和“高温挡”之间的切换;电动机工作时可使电热扇往复转动。
1R 和2R 均为电热丝,阻值不受温度影响,188R =Ω。
电热扇部分参数如表所示。
(1)请画出电热扇处于低温挡且不转动时的等效电路图,并计算此时电路正常工作消耗的总功率。
(2)求2R 的阻值。
(3)若电动机正常工作10min ,内部线圈产生的热量为多少?
【答案】(1),550W ;(2)44Ώ;(3)144J
【详解】
解:(1)由图可知,开关接“2、3触点”时,只有R 1的简单电路,电路的电阻最大,由2
U P R =可知电路总功率最小,处于低温挡,电热扇不转动,开关S 2断开,此时电路图如图所示:
此时电路正常工作消耗的总功率
()2
21220V 550W 88U P R ===Ω低 (2)开关接“3、4
触点”时,R
1和R 2并联,电路的总电阻最小,由2
U P R
=可知电路总功率最大,处于高温挡,R 2的电功率为
21650W 550W 1100W P P P =-=-=低高
R 2的阻值
()2
222220V 441100W U R P ===Ω
(3)电动机正常工作时的电流
44W 0.2A 220V
P I U ===电动机
电动机正常工作10min ,内部线圈产生的热量为
()2
20.2A 6600s=144J Q I R t ==Ω⨯⨯电动机 答:(1)如上图所示,此时电路正常工作消耗的总功率是550W ;
(2)2R 的阻值是44Ω;
(3)若电动机正常工作10min ,内部线圈产生的热量为144J 。
16.(山东德州·中考真题)小强坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会变暗。
汽车的蓄电池、定值电阻、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图甲所示。
汽车蓄电池的电压为12.5V 且保持不变,车灯接通电动机未启动时,电流表示数为10A ;车打接通电动机启动时,电流表示数为70A ,已知车灯的I U -图像如图乙所示。
求:
(1)定值电阻R 的阻值;
(2)车灯接通电动机启动时,车灯的功率减少了多少;
(3)车灯接通电动机启动2秒,此过程电动机消耗的电能。
【答案】(1)0.05Ω;(2)39W ;(3)1098J
【详解】
解:(1)车灯接通电动机未启动时,只有S 1闭合,灯泡和电阻串联,电流表示数为10A ,由图乙可知,灯泡两端的电压是12V ,定值电阻R 的阻值
R L R L 12.5V-12V =10A
U U U R I I -===0.05Ω
(2)电动机启动前,车灯的功率为
P1=U L I L=12V×10A=120W
车灯接通电动机启动时,电动机和灯泡并联,电流表测量干路中的电流,定值电阻R两端的电压
U1=IR=70A×0.05Ω=3.5V
灯泡和电动机两端的电压
U L1=U M=U-U1=12.5V-3.5V=9V
由图乙可知,通过灯泡的电流是9A,车灯的功率为
P2=U L1I L1=9V×9A=81W
则车灯功率减少了
ΔP=P1-P2=120W-81W=39W
(3)车灯接通电动机启动时,通过电动机的电流
I M=I- I L1=70A-9A=61A
车灯接通电动机启动2秒,此过程电动机消耗的电能
W=U M I M t=9V×61A×2s=1098J
答:(1)定值电阻R的阻值是0.05Ω;
(2)车灯接通电动机启动时,车灯的功率减少了39W;
(3)车灯接通电动机启动2秒,此过程电动机消耗的电能是1098J。
七、双选题
17.(河北·中考真题)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0,a、b、c分别为电阻(阻值均为R0)、电流表、电压表其中之一,且不相同。
当S1、S3闭合时,移动滑片P,电路中消耗的功率始终为I02R0,下列有关说法正确的是()
A.b一定是电流表,c一定是电压表
B.开关都闭合时,电路消耗功率为2I02R0
C.只闭合S1,若b为电压表,P向右移动,b的示数可能变小
D .将a 、c 互换,开关都闭合时,电路中的电流可能为3I 0
【答案】BD
【详解】
A .当S 1、S 3闭合时,电阻R 1开路。
移动滑片P ,电路中消耗的功率始终为I 02R 0,说明此时电路中滑动变阻器被短路,故c 一定是电流表。
若a 是电压表,则整个电路相当于开路,故不符合题意,因此a 是电阻,b 是电压表,故A 错误;
B .开关都闭合时,电阻与R 1并联,滑动变阻器被短路,电路的总电阻为
012R R =
电路中的电流
00212
U U I I R R === 电路消耗功率为
()020********
P I R I R I R ==⨯= 故B 正确;
C .只闭合S 1,电阻R 1开路,滑动变阻器 R 2与电阻串联。
若b 为电压表,电压表测量滑动变阻器R 2电压,P 向右移动,R 2接入的阻值变大,b 的示数会变大,故C 错误;
D .将a 、c 互换,开关都闭合时,电阻R 1被短路,电阻与滑动变阻器R 2并联,当动变阻器R 2接入的电阻为012
R 时,电路中的电流为3I 0,故D 正确。
故选BD 。