2021年福建省中考物理复习专练(厦门专版)(11)——电功率

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2021福建省中考物理复习专练(厦门专版)(11)——电功率一.选择题(共7小题)
1.(2020秋•思明区校级月考)如图所示电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当在
a、b两点间接入一个“6V3W”的小灯泡时,恰好正常发光;若换一个“6V4W”的小灯
泡,则这个小灯泡()
A.比正常发光暗些B.比正常发光亮些
C.仍能正常发光D.灯丝将会烧断
2.(2020秋•思明区校级月考)下列关于电功、电功率的一些说法中正确的是()A.千瓦和千瓦时都是电功率的单位
B.用电器消耗的电功率越小,则电流做的功就越少
C.用电器消耗的功率越大,则电流做功越快
D.通过用电器的电流做功越多,则用电器功率就越大
3.(2020•思明区校级二模)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可以通过旋钮开关实现功能切换(功率关系:防雾<除露<化霜)。

如图所示是模拟加的原理图,四个加热丝阻值均为5Ω,下列说法正确的是()
A.当开关旋至“1”档时,为除露
B.当开关旋至“3”档时,为防雾
C.当开关旋至“2”档时,为化霜
D.如果电源电压为5V,则整个电路的最小功率为2.5W
4.(2020•海沧区模拟)如图甲所示,电源电压恒为12V,闭合开关S,当滑片P在a端时,电流表示数为0.1A,R2消耗的电功率为1W;图乙、丙分别是变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中两组物理量的关系图象,则()
A.图乙反映的是电压表与电流表示数的关系
B.滑片P在b端时,电路消耗的总功率为1.2W
C.图丙反映的是R2与R1的电功率比值k与R2的关系
D.滑片P在a端时,R1的阻值为20Ω,消耗的电功率为2W
5.(2020•厦门模拟)小夏用笔记本电脑学习微课程,电脑正常工作时电功率为P1,一段时间后电脑电量降低,开启“节电模式”,电功率为P2,接着对电脑充电,充电功率为P3,电池电量百分比不断增大。

则()
A.P3>P1>P2B.P1<P2<P3C.P1>P2>P3D.P1=P2=P3 6.(2020•厦门模拟)如图甲电路,电源电压为3.0V,L1、L2、L3为三个规格相同的小灯泡,其电流与电压的关系如图乙所示。

闭合开关后,下列说法正确的是()
A.干路的电流为0.5A
B.通过L1的电流为L2电流的2倍
C.三个小灯泡的阻值相等
D.电路消耗的总电功率为1.35W
7.(2020秋•思明区校级月考)把标有“220V 40W”和“220V 30W”字样的甲、乙两盏灯串联接在220V的电源上,则下列分析中正确的是()
A.两盏灯的总功率等于70W
B.两盏灯的总功率小于30W
C.甲灯两端的电压大于乙灯两端的电压
D.乙灯消耗的功率小于甲灯消耗的功率
二.填空题(共8小题)
8.(2020秋•厦门期末)一款暖手鼠标垫,内有两个10Ω的加热电阻,通过改变电阻的连接方式可实现多挡位加热。

最多可设置个加热挡位,最大功率是最小功率的倍。

9.(2020秋•厦门期末)定值电阻R的阻值为10Ω,小灯泡L的I﹣U图象如图。

若将R和L并联后接在5V的电源上,则电路的总电流为A;若将R和L串联后接在8V 的电源上,则L的电功率为W。

10.(2020秋•思明区校级月考)通过电灯L和电阻R的电流与其两端电压的关系如图所示,将L和R串联后接入电路,当通过的电流为0.15A时,L和R两端的总电压是V;
将L、R并联后接入电路,当通过R的电流为0.15A时,电路的总功率为。

11.(2020秋•思明区校级月考)如图为无人机群组成3D金鸡造型,若每架无人机上的LED 灯功率为20W,1200架无人机持续亮灯5min消耗的电能为kW•h。

LED灯比传统白炽灯节电,原因是减少了将电能转化为能的比例。

12.(2020•思明区校级二模)一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1Ω,正常工作1min,产生的热量是J,电路中消耗的电能是J。

13.(2020•海沧区模拟)某电加热器的额定功率是8×102W,正常工作210s,消耗的电能
是J;若不计热损失,这些能量可使质量是kg的水温度从30℃升高到80℃.[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
14.(2019秋•厦门期末)2019年11月,第28届中国金鸡百花电影节在度门举行,无人机群组成3D金鸡造型惊艳夜空。

如图,若每架无人机上的LED灯功率为20W,1200架无人机持续亮灯5min消耗的电能为kW•h.LED灯比传统白炽灯节电70mAh,减少了将电能转化为能的比例。

15.(2019秋•厦门期末)如图是某国产智能手机电池的铭牌,电池充电时将电能转化为能,充满电后电池储存的电能是J.
**牌电池
额定电压3.8V容量4000mAh
充电限制电压4.4V
三.实验探究题(共6小题)
16.(2020秋•厦门期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,器材如下:学生电源、小灯泡L(额定电压2.5V)、定值电阻R(10Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器(10Ω 2A)、开关各一个,导线若干,电路如图1。

(1)测量小灯泡额定功率时,电压表示数如图2,接下来应将滑动变阻器滑片P向端移动。

当灯泡正常发光时,电流表示数如图3,则小灯泡的额定功率为W。

(2)实验过程中,发现小灯泡突然熄灭,电压表和电流表示数均0,经排查为电流表故障,其故障为(填“断路”或“短路”)。

(3)由于无法修复故障,请用提供的器材,重新设计电路以完成实验(若部分器材在实验中需移动位置,可用虚线表示),将电路图画于方框内。

实验序号电压U/V电流I/A功率P/W发光情况
1 2.5正常发光
2 2.00.30.6较暗
3 3.00.36 1.08较亮
(4)完成实验,数据如上表。

实验过程中电源电压不变,新设计的电路电源应选择V档(学生电源挡位有:2V、4V、6V、8V、10V、12V)。

17.(2020秋•思明区校级月考)同学们在测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率,所用的实验器材如图甲所示,其中电源电压恒为6V,待测小灯泡电阻约为12Ω。

(1)将如图甲所示的电路连接完整。

(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到端(选填“a”或“b”);闭合开关,移动滑片至小灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为W。

(3)另一组同学在实验时,电压表出现了故障不能使用,他们向老师借了一只阻值已知的定值电阻R0和两个开关S1、S2,设计了如图丙中的(选填“a”或“b”)所示的电路,继续测量小灯泡的额定功率,以下是测量过程:
①连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表的示数为(用已知
量和测出的物理量符号表示),小灯泡正常发光;
②接着,保持滑片位置不动,读出电流表的示数为I;
③则小灯泡的额定功率P额=。

(用已知量和测出的物理量符号表示)18.(2020春•思明区校级月考)在“测小灯泡电功率”的实验中,实验室有以下器材:小灯泡L(额定电压为2.5V,电阻约为10Ω)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、开关、电压为4V的电源、滑动变阻器、导线若干。

(1)小刚同学在连接实验电路时还有部分导线未接上,如图乙所示。

请你用笔画线代替导线,按图甲电路图把图乙中的实物电路连接好。

(2)实验过程中,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针没有偏转,原因可能是。

(3)排除故障后继续实验,小华进行了3次测量,并将有关数据及现象记录在表中。

实验次数电压U/V电流I/A实际电功率P/W小灯泡亮度
1 1.50.200.30偏暗
2 2.50.30.75正常
3 3.0更亮
在第1次实验中小灯泡发光偏暗的原因是,要测定小灯泡的额定功率,接下来应将滑片向(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表示数为2.5V,测得小灯泡的额定功率为W。

(4)第3次实验电流表示数如图丙所示,本次实验小灯泡灯丝电阻为Ω(计算结果保留一位小数)。

(5)小明结合学过的电学知识进一步分析:家里的电灯有时虽然暗些,但是电灯的实际功率变小了,消耗的电能也少了。

由此他想到此时家里使用电热水壶烧水倒是可以省电
了。

他的想法对吗?。

请简要说明理由:。

19.(2020•湖里区模拟)在“测定小灯泡的电功率”实验中,电源电压6V,小灯泡L的额定电压是2.5V,电阻大约10Ω左右,可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω,实验电路如图1所示。

(1)应该选用的滑动变阻器是(选填“R1”或“R2”);
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是(填序号);
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.向左移动滑动变阻器滑片
D.向右移动滑动变阻器滑片
(3)图2是根据实验数据绘成的U﹣I图象。

根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是W,当滑动变阻器的滑片向左移动时,小灯泡的电阻将变;
(4)继续移动滑动变阻器的滑片,小灯泡突然熄灭,此时电流表示数为0,而电压表有示数,那么发生的故障是,此时电压表的示数是V。

(5)某小组实验时,发现电压表已损坏,老师多给了一个电阻箱和若干个开关,请利用现有器材,重新设计实验完成小灯泡额定功率的测量,将设计电路画在方框内(如图3)。

20.(2019秋•厦门期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,提供如下器材:电源(电压8V),小灯泡(额定电压2.5V),定值电阻(10Ω、20Ω),电流表(0~0.6A、0~3A),电压表(0~3V、0~15V)滑动变阻器(20Ω 2A),开关若干、导线若干。

(1)小华设计了如图1的电路,请用笔画线代替导线,完成图2实物电路的连接。

(2)实验时,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图3所示,则小灯泡的额定功率W。

实验序号12345
电压U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流I/A0.240.270.300.33(3)分析表格数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而根据数据还可判断出,小华在实验中选用的是R0=Ω的定值电阻。

(4)另一小组实验时电流表损坏,请利用余下器材帮助该小组设计一种仅用电压表测量小灯泡额定功率的方法。

要求:只连接一次电路,所测物理量与最终表达式均用物理符号表示,如U额、R0等。

①将设计电路图画在方框(图4)中
②实验中,电压表量程选择(填“0~3V”或“0~15V”)
③简要说明测量步骤
④写出最终计算式P额=。

21.(2020•思明区校级二模)小华同学用如图甲所示器材做“测定小灯泡的电功率”实验,所用器材齐全且完好。

电源电压有2、4、6和8伏四档,待测小灯有“2.5V”、“4.5V”
各一个,滑动变阻器有“10Ω2A”和“5Ω3A”两种规格。

小华选用电源的电压为6伏档,正确连接电路且使变阻器连入电路中的电阻最大,闭合开关时,小灯发光较刺眼,两电表指针所处位置如图乙(a)、(b)所示。

(1)请在图甲中用笔画线代替导线,使其成为完整的实验电路;
(2)小华所用的小灯泡规格为;
(3)为了完成实验,小华计划A.调整已有的电源挡位、B.调整滑动变阻器规格,你觉得可行方案为,并写出具体的调整方案:;
(4)调整好后,小华重新按正确方法进行实验。

当小灯正常发光时,电流表指针所处位置如图(c)所示,则小灯的额定功率为W。

四.计算题(共6小题)
22.(2021•思明区校级模拟)如图是一款电蒸锅的简化电路图,它具有高温和低温两个挡位,当S接2时为高温挡,加热功率为2000W。

R1、R2均为加热电阻丝,R2的电阻为72.6Ω求:(1)电阻R1的阻值;
(2)电蒸锅低温挡的功率。

23.(2020秋•厦门期末)如图电路,电源电压不变,定值电阻R=15Ω,小灯泡L标有“12V”
字样,不考虑温度对灯泡电阻的影响。

闭合开关,小灯泡恰能正常发光,电流表示数为
1.2A。

求:
(1)通电10s电路消耗的电能。

(2)小灯泡的额定功率。

24.(2020秋•思明区校级月考)在中学生创新大赛中,某初中参赛小组设计了一种测定风力的装置(如图甲),迎风板与压敏电阻R x连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向。

压敏电阻的阻值随风力变化而变化,其阻值R x与风力F关系如图乙所示。

已知电源电压恒为5V,定值电阻R=3Ω。

求:
(1)无风时,压敏电阻的功率;
(2)如果电压表的量程为0~3V,求该装置所能测量的最大风力;
(3)如果要增大该风力计的测量范围,请说出一种改进方法。

25.(2020•海沧区模拟)如图甲是小灯泡L中的电流随它两端电压变化的图像。

将小灯泡L 接入如图乙所示的电路中,电源两端电压为4V且不变,电阻R的阻值为40Ω.求:(1)只闭合开关S,电流表的示数;
(2)闭合开关S和S1,电路的总功率。

26.(2020•湖里区模拟)一种烟雾报警装置,其简化电路如图所示,电源电压保持6V不变,R0=1kΩ,R为光敏电阻,R的阻值随光照强度的减弱而增大,当灵敏电流表示数减小到2mA时,装置将报警。

求:
(1)报警时,光敏电阻R的阻值;
(2)报警时,光敏电阻R的功率;
(3)光敏电阻R的最大功率。

27.(2019秋•厦门期末)如图甲,电源电压恒为8V,滑动变阻器滑片P从b端滑到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙,R2与R1的电功率之比k与R2的
关系如图丙。

求:
(1)滑片P在a端时,电路消耗的功率。

(2)R2与R1之比的最大值。

(3)R2消耗的最大功率
2021福建省中考物理复习专练(厦门专版)(11)——电功率
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
1.【解答】解:由R=U2
P可知,当额定电压相同时,额定电功率越大,灯泡的电阻越小,
所以“6V 4W”的灯泡电阻比“6V 3W”灯泡电阻小;因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
所以,改接灯泡后,电路中的总电阻变小,
由I=U
R可知,电路中的电流变大,电阻R两端的电压变大,
因串联电路中的总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,所以,此时灯泡两端的电压变小,小于6V,
由P=U2
R可知,此时灯泡的电功率变小,小于4W,即比正常发光暗。

故选:A。

2.【解答】解:A、千瓦是电功率的单位,千瓦时是电功的单位,故A错误;
B、用电器消耗的电功率越小,只能说明电流做功越慢,不能说明电流做功的多少,因为
电流做功的多少还与通电时间有关,故B错误;
C、电功率表示电流做功的快慢,所以用电器消耗的功率越大,表示电流做功越快,故C
正确;
D、通过用电器的电流做功越多,但用电器的功率不一定越大,因为还与通电时间有关,
故D错误。

故选:C。

3.【解答】解:ABC、当开关旋至“1”档时,两条电阻丝串联接入电路,总电阻最大,根
据P=U2
R知,总功率最小,为防雾,故A错误;
当旋钮旋到“2”时,一条电阻丝接入电路,电阻较大,根据P=U2
R知,总功率较小,为
除露,故C错误;
当旋钮旋到“3”时,两条电阻丝并联接入电路,总电阻最小,根据P=U2
R知,总功率最
大,为除霜,故B错误;
D、如果电源电压为5V,由于当开关旋至“1”档时,总功率最小,最小为:
P小=
U2
R+R
=(5V)
2
5Ω+5Ω
=2.5W,故D正确。

故选:D。

4.【解答】解:
由图知,两电阻串联,电压表测R2的电压,电流表测电路中的电流,当滑片P在a端时,电流表示数为0.1A,R2消耗的电功率为1W,根据串联电路电流的规律及P=I2R,
故R滑大=P
I2
=1W
(0.1A)2
=100Ω;
A、P在a端时,变阻器连入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由分压原理,R2的电压最大,即电压表示数最大;
P滑到b端时,变阻器连入电路中的电阻为0,R2的电压为0,电路中的电流最大;
根据欧姆定律和串联电路的特点可知:变阻器两端的电压U2=U﹣IR1,由此可知电压表示数与电流表示数变化图象是直线,不是曲线;故A错误;
B、滑片P在b端时,电路中的电流为0.6A,电路消耗的总功率为:
P=UI=12V×0.6A=7.2W;故B错误;
C、根据串联电路电流的规律及P=I2R,R2与R1的电功率比值:
k=I2R2
I2R1
=R2R
1

将R1=20Ω代入得:k=
R2 20Ω,
即k与R2成正比,为过原点的直线,当R2=100Ω时,k=5,
即图丙反映的是R2与R1的电功率比值k与R2的关系,故C正确。

D、当P在a端时,由图乙知,电压表示数为10V,根据串联电路电压的规律,R1的电压为:
U1=12V﹣10V=2V,
根据分压原理可得:R1
R
滑大=
U1
U
滑大

R1=
U1
U
滑大
R滑大=
2V
10V
×100Ω=20Ω;
R1消耗的电功率为:
P1=U12
R1
=(2V)
2
20Ω
=0.2W,故D错误;
故选:C。

5.【解答】解:由题意可知,电脑正常工作时电功率为P1,开启“节电模式”的电功率为P2,
由P=W
t可知,电脑电量W一定,工作时间变长时电功率变小,则P1>P2,
对电脑充电时,电脑充电时正常工作且电池电量百分比不断增大,则P3>P1,即P3>P1>P2,
故选:A。

6.【解答】解:由电路图可知,L2与L3串联后再与L1并联,且三小灯泡的规格相同,因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,L1两端的电压U1=U=3.0V,由图象可知通过的电流I1=0.25A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由串联电路的分压特点可知L2与L3两端的电压相等,则U2=U3=1.5V,
由图象可知,通过L2与L3的电流I2=I3=0.20A,
则通过L1的电流不等于L2电流的2倍,故B错误;
由I=U
R可得,三灯泡的电阻分别为R1=
U1
I1
=3.0V
0.25A
=12Ω,R2=U2I
2
=1.5V
0.20A
=7.5Ω,
所以,三个小灯泡的阻值不相等,故C错误;
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=I1+I2=0.25A+0.20A=0.45A,故A错误;
电路消耗的总电功率P=UI=3.0V×0.45A=1.35W,故D正确。

故选:D。

7.【解答】解:(1)因串联电路中,电阻越串越大,总电阻大于任何一个分电阻,所以,两盏灯串联时的总电阻大于两灯泡的任何一个分电阻,
因串联后总电压不变,所以,根据P=U2
R可知,两盏灯的总功率小于任何一个灯泡的额
定功率,即小于30W,故A错误,B正确;
(2)由P=U2
R可知,两灯泡的额定电压相等,乙灯泡的额定功率小,乙的电阻较大,
因串联电路中各处的电流相等,由U=IR可知,乙灯泡两端电压大于甲灯泡两端电压,故C错误;
由P=I2R可知,乙灯泡的电阻大,实际功率就大,甲灯泡消耗的功率小于乙灯消耗的功率,故D错误。

故选:B。

二.填空题(共8小题)
8.【解答】解:由题意可知,暖手鼠标垫正常工作时的电压一定,
由P=UI=U2
R知,当两电阻并联时,因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,电路的
总电阻最小,功率最大,为高温挡;
当两电阻串联时,因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,所以电路的总电阻最大,功率最小,为低温挡;
当只有一个电阻工作时,为中温挡;
综合分析最多可设置3个加热挡位;
因串联电路中总电阻等于各电阻之和,且两个定值电阻均为10Ω,
所以,电路的总电阻:
R串联=R+R=10Ω+10Ω=20Ω,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,且两个定值电阻均为10Ω,
所以,电路的总电阻:
R并联=
RR
R+R
=10Ω×10Ω
10Ω+10Ω
=5Ω,
所以最大功率与最小功率的比为:
P1 P2=
U2
R
串联
U2
R
并联
=
R
并联
R
串联
=

20Ω
=
1
4
,即最大功率是最小功率的4倍。

故答案为:3;4。

9.【解答】解:(1)若将R和L并联后接在5V的电源上,由图象知此时通过小灯泡的电流为I L=0.3A;
根据欧姆定律I=U
R知,通过定值电阻R的电流为:
I R=U
R
=5V
10Ω
=0.5A,
根据并联电路电流的规律知,
干路中的电流是:
I=I L+I R=0.3A+0.5A=0.8A;
(2)若将甲、乙串联后接在8V电路中,根据串联电路的电压等于各部分电压之和,且通过各电阻的电流相等,由图可知,此时电路中的电流是I′=0.3A,小灯泡两端的电压
为U L′=5V,此时定值电阻两端的电压为:
U R=I′R=0.3A×10Ω=3V,
此时电源电压为U′=U L′+U R=5V+3V=8V,符合题意;
此时小灯泡的功率为:
P L=U L I′=5V×0.3A=1.5W。

故答案为:0.8;1.5。

10.【解答】解:(1)当电灯L和电阻R串联后接入电路,根据串联电路电流处处相等的特点可知:I L=I R=0.15A,
由图象可知:此时U L=1V、U R=3V,
所以L和R两端的总电压:U=U L+U R=1V+3V=4V;
(2)将L、R并联后接入电路,通过R的电流为0.15A,
由图象可知:当通过R的电流为0.15A时,U R′=3V,
根据并联电路各支路两端的电压相等可知:
U L′=U R′=3V。

由图象可知:U L′=3V时,I L′=0.3A,
则总电流I=I L′+I R′=0.3A+0.15A=0.45A,
所以,电路的总功率P=UI=3V×0.45A=1.35W。

故答案为:4;1.35W。

11.【解答】解:由P=W
t可得,1200架无人机持续亮灯5min消耗的电能:
W=Pt=1200×20×10﹣3kW×5
60h=2kW•h;
在规格相同条件下,LED灯消耗相同的电能,转化成的光能多,从而减少了将电能转化成内能的比例。

故答案为:2;内。

12.【解答】解:
由题知,小电风扇的额定电压和额定功率,由P=UI得,正常工作时线圈中的电流:
I=P

U

=2.5W
5V
=0.5A,
正常工作1min,线圈产生的热量:
Q=I2Rt=(0.5A)2×1Ω×60s=15J;
消耗的电能:
W=P额t=2.5W×60s=150J。

故答案为:15;150。

13.【解答】解:(1)由题可知,电加热器的额定功率P额=8×102W,正常工作的时间t=210s,
由P=W
t得消耗的电能为:W=P额t=8×10
2W×210s=1.68×105J;
(2)不计热量的损失,水吸收的热量Q吸=W=1.68×105J,
由Q吸=cm△t可得水的质量为:m=
Q

c

△t
= 1.68×10
5J
4.2×103J/(kg⋅℃)×(80℃−30℃)
=0.8kg。

故答案为:1.68×105;0.8。

14.【解答】解:由P=W
t可得,1200架无人机持续亮灯5min消耗的电能:
W=Pt=1200×20×10﹣3kW×5
60h=2kW•h;
在规格相同条件下,LED灯消耗相同的电能,转化成的光能多,从而减少了将电能转化成内能的比例。

故答案为:2;内。

15.【解答】解:给电池充电时,消耗了电能,将电能转化为化学能储存起来。

由铭牌可知,电池流满电后储存的电能是:
W=UIt=3.8V×4000×10﹣3A×3600s=54720J。

故答案为:化学;54720。

三.实验探究题(共6小题)
16.【解答】解:(1)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.3V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压;
当灯泡正常发光时,电流表示数如图3,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.32A,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.32A=0.8W;
(2)若电流表断路,整个电路断路,小灯泡熄灭,电压表和电流表示数均0,符合题意;
若电流表短路,电流表示数为0,而电路为通路,灯发光,电压表有示数,不符合题意,
故其故障为(电流表)断路;
(3)在没有电流表的条件下,电压表与定值电阻R应起到测量电流表的作用,故将R 与灯串联后再和变阻器串联在电路中,电压表先与灯并联,移动滑片,当灯正常发光时(灯的电压为2.5V),再将电压表与R并联,测量出R的电压,如下所示:
(4)由表中数据知,第2次实验灯的电压最小,则变阻器连入电路的电阻最大,变阻器连入电路的电阻最大不超过10Ω,由欧姆定律和串联电路电压的规律,电源电压不超过:U=U2+I2(R滑大+R)=2V+0.3A×(10Ω+10Ω)=8V;
在第3次实验中,由欧姆定律和串联电路电压的规律,R与灯的电压为:
U LR=U3+I3R=3V+0.36A×10Ω=6.6V,故电源电压一定大于6.6V,综上,结合已知条件,新设计的电路电源应选择8V档。

故答案为:(1)右;0.8;(2)断路;(3)如上图所示;(4)8。

17.【解答】解:(1)在该实验中,电压表应与灯泡并联,且电压表“正进负出”,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下图:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即a端;
由图知电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,
小灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(3)要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻R0串联时起到电压表的测量作用,故将R0与电流表串联后再与灯并联,通过移动变
阻器的滑片使电流表示数为U

R0
时,由并联电路电压的规律,灯的电压为额定电压,灯
正常发光,故b图符合题意;
①测量时,应先闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为:I0=U

R0
=3.8V
R0
时,此时R0的电压为U额,根据并联电路电压的规律,灯的电压为U额,说明小灯泡正常发光;
②接着将S1断开、S2闭合,保持滑动变阻器的滑片位置不动,读出电流表的示数为I(此时电流表测总电流);
③由①②知电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,此时电流表测R L和R0电流之和,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流为:
I L=I﹣I0=I−3.8V R0;
故小灯泡的额定功率:
P额=U额I L=3.8V×(I−3.8V
R0)。

故答案为:(1)见上图;(3)a;1.14;(3)b;①S和S1;3.8V
R0
;②断开S1、闭合S2;
③3.8V×(I−3.8V
R0)。

18.【解答】解:
(1)由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表接0~3V的量程与灯并联,电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:
I=U
R
=2.5V
10Ω
=0.25A,
可知电流表接0~0.6A的量程与灯串联,根据电路图,变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:

(2)发现灯泡不亮,电流表指针没有偏转,说明电路中某处断路,电压表指针偏转较大,则与电压表并联的灯泡断路;
(3)灯的亮度由灯的实际功率决定,由第1次实验中数据,因灯的实际功率较小,故小灯泡发光偏暗;
小灯泡两端电压1.5V小于小灯泡的额定电压2.5V,为使小灯泡正常发光,应增大小灯泡两端分得的电压,减小变阻器分得的电压,由串联电路的分压原理知,滑片应向左移动直到电压表示数为2.5V为止;
小灯泡两端的电压为2.5V时的功率即为额定功率,丙图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.34A,小灯泡的额定功率为:
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)由图丙知电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,示数为0.34A,
小灯泡的电阻为:
R=U
I
=3V
0.34A
≈8.8Ω;
(5)不对,因为烧开一壶水,需要的热量是一定的,即消耗的电能一定,根据W=Pt 可知实际功率变小,则通电时间变长,并不能省电,故不对。

故答案为:(1)如上图所示;(2)小灯泡断路;(3)小灯泡的实际功率过小;左;
0.75;(4)8.8;(5)不对;因为烧开一壶水,水吸收的热量是一定的,即消耗的电能一定,根据W=Pt可知,若实际功率变小,则通电时间变长,并不能省电。

19.【解答】解:(1)灯泡正常发光时的电流:I=U

R L
=2.5V
10Ω
=0.25A,
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时变阻器连入电路的阻值R=U

I
=
U−U

I
=
6V−2.5V
0.25A
=14Ω>10Ω,所以应选择最大值为50Ω的变阻器R2;
(2)电流表有示数,说明闭合开关后电路是通路;灯泡不亮,可能是由于滑动变阻器接入电路的阻值太大,电路电流太小,灯泡实际功率太小,不足以引起灯泡发光造成的,由图示电路图可知,应向左移动滑动变阻器滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,观察灯泡是否发光,故选C;
(3)当灯泡电压为额定电压2.5V时,由图象可知此时通过灯泡的电流I=0.2A,
则灯泡额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。

由电路图可知,滑片左移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,电路中的电流增大,灯泡电压增大,灯泡实际功率变大,灯丝温度升高,则小灯泡的电阻将变大;(4)小灯泡突然熄灭,此时电流表示数为0,说明电路存在断路,电压表有示数,说明。

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