电功率检测试卷及答案

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电功率检测试卷及答案
一、选择题
1.如图是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。

当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。

以下说法错误的是()
A. 若酒精气体浓度越大,电压表和电流表示数都越大
B. 定值电阻R1的阻值为20Ω
C. 酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6W
D. 若电流表示数达到0.2A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8W
【答案】C
【解析】【解答】A.由电路图可知,电阻R1和R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,若酒精气体浓度越大,则R2减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,电流变大,根据U=IR,电压表示数变大,A不符合题意。

BC.当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。

根据串联电路的电压关系,R2的
电压U2=U-U1=8V-2V=6V,电压表示数为R2电压的倍,根据串联分压原理,定值电
阻R1的阻值为,B不符合题意。

此时,串联电路的总电阻R=R1+R2=20Ω+60Ω=80Ω,
电路消耗的总功率为,C符合题意。

D.若电流表示数达到0.2A时,酒精气体传感器的电阻
,此时R2消耗的电功率为
,D不符合题意。

故答案为:C。

【分析】在串联电路中电阻变大电流减小,结合电路中的电压和电阻可以计算电功率的值.
2.如图所示,电源电压U保持不变。

当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的总功率为P1,再将滑片滑至最左端,有一只电表的示数变为原来的1/5;当开关S1和S3闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时,R3的功率增
大了0.05W,且滑片在中点时,电压表V1的示数为U1;当所有开关闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路的总功率为P2,两只电流表示数相差0.3A.已知P1:P2=2:15,下列结论正确的是()
A. P2=5.4W
B. U=12V
C. U1=6V
D. R2=20Ω
【答案】A
【解析】【解答】解:(1)S2闭合、S1和S3断开,滑片在最右端时,R2、R3串联,V1测R2电压,V2测R2、R3总电压,即电源电压,等效电路如图1所示;滑片滑至最左端时,V1V2都测R2两端电压,等效电路如图2所示:由题意结合图可知,电表V2的示数将发生
变化,且U R2= U,则R3两端的电压U R3= U,所以,根据串联电路的分压规律
可得:,即R3=4R2﹣﹣①;(2)当开关S1和S3闭合、S2断开,滑片位于最右端时R1、R3串联V1测R1电压,V2测总电压,等效电路如图3所示;滑片位于中点时,等效电路如图4所示;当所有开关闭合,滑片在最左端时,R3短路,R、1R2并联,A2测干路电流,A1测R2所在支路的电流,等效电路图如图5所示:由题意知图1中,电路的总功
率:P1=,图5中总功率:P2= + ,可得:15P1=
2P2,即15× =2×( + ),解得:R1=2R2﹣﹣②由题意知图5中两只电流表示数相差0.3A,根据并联电路电流规律,可得图5中,通过R1的电流:I5=I﹣I4=0.3A,则
=0.3A,即=0.6A﹣﹣﹣③,图3中,电路中的电流:I2=
× ×0.6A=0.1A,图4中,电路中的电流:I3=
× ×0.6A=0.15A,因图4和图3相比较R3的功率
增大了0.05W,所以,由P=I2R可得:P3′﹣P3=I32× R3﹣I22R3=(0.15A)2× R3﹣(0.1A)2×R3=0.05W,解得:R3=40Ω,代入①②③两式可得:R1=20Ω,R2=10Ω,U=
6V,BD不符合题意;图4中,U1=I3R1=0.15A×20Ω=3V,C不符合题意;图5中,P2=+ + =5.4W,A符合题意。

故答案为:A。

【分析】(1)当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R2与R3的最大阻值串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表A1测电路中的电流;再将滑片滑至最左端时,R2与R3的最大阻值串联,电压表V1、V2均测R2两端的电压,电流表A1测电路中的电流,据此可知示数变化的电表为V2,并得出R2两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R3两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出两电阻的阻值之比;
(2)当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,根据电阻的串联和
P=表示出电路中的总功率P1;当所有开关闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1与R2并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测R2支路的电流,根据并联电路的特点和电功率公式表示出电路的总功率P2,利用P1:P2=2:15得出等式即可求出R1与R2的阻值关系;利用并联电路的电流特点结合两只电流表示数相差0.3A即可得出电源的电压和R2的阻值关系;当开关S1和S3闭合、S2断开时,R1与R3串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表A2测电路中的电流,根据串联电路的特点和欧姆定律求出滑片位于最右端和中点时电路中的电流,利用P=I2R结合R3的功率变化即可求出R3的阻值,进一步求出R1和R2的阻值以及电源的电压,利用欧姆定律求出U1的大小,最后根
据并联电路的特点和P=求出P2的大小.
3.如图所示,电源电压不变,先闭合S1,再闭合S2,下列说法正确的是()
A. 电压表、电流表示数均变小
B. 电压表示数变大,电路总功率变大
C. 电压表示数不变,总电阻变小,电流表示数变大
D. 电压表与电流表示数的比值变大【答案】B
【解析】【解答】A、C、由图可知,先闭合S1时,两电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测R1两端的电压;根据串联电路的电压特点可知,其示数小于电源电压;
再闭合S2,R2被短路,电路为R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是电源电压,所以电压表的示数变大;
R1的电阻小于两电阻串联的总电阻,即总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,AC不符合题意;
B、电源电压不变,电流变大,根据P=UI可知,电路的总功率变大,B符合题意;
D、两开关都闭合时,由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值,即为电阻R1的阻值,所以该比值不变,D不符合题意。

故答案为:B。

【分析】结合电路图,判断开关闭合、断开时电路连接方式的辨别和电表所测电路元件,利用串联电路的特点和欧姆定律分析即可.
4.如图所示,将标有“12V6W”的灯泡和“12V3W”的灯泡接在12V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是
A. 电路总功率等于9W
B. 电路总功率大于9W
C. 灯泡和一样亮
D. 灯泡比灯泡亮
【答案】D
【解析】【解答】AB.根据可得,两灯泡的电阻分别为:
,,
由电路图可知,灯泡L1、L2串联接在12V的电路中,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:

则电路总功率:,A B不符合题意;
CD.由于串联电路中电流处处相等,且,根据可知,灯泡的实际功率较大,则灯泡较亮,C不符合题意,D符合题意。

故答案为:D。

【分析】理清小灯泡的连接方式,根据P=求出两灯泡的电阻,再根据灯泡的串联和欧姆定律求出电路中的电流;根据P=UI求出总功率;根据P=I2R比较两灯泡实际功率的大小关系,实际功率大的灯泡较亮.
5.下列说法中正确的是()
A. 折射角一定小于入射角
B. 电能表是测量电功的仪表
C. 导体的横截面积越大,电阻越大
D. 声音不能传递能量
【答案】 B
【解析】【解答】解:A、题中没有说光在哪两种介质中传播,所以折射角和入射角的大小不能比较,A不符合题意。

B、电能表是测量电功的仪表,B符合题意。

C、在材料、长度和温度一定时,横截面积越大,电阻越小;没有前提条件,不能说导体电阻和横截面积的关系,C不符合题意。

D、声音可以传递能量,也可以传递信息,D不符合题意。

故答案为:B。

【分析】光从空气斜射入水或其他介质时,折射角小于入射角.
电能表是测量电功的仪表.
决定电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度.(电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关)
声音可以传递能量,也可以传递信息.
6.用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。

图5是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变。

将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时()
A. 电流表示数增大
B. 电压表示数减小
C. 电路总电阻减小
D. 电路总功率增大
【答案】 B
【解析】【解答】由图5知,电路是由湿敏电阻R和定值电阻R0串联构成的,电压表测R0两端的电压,当叶片含水量升高时,湿敏电阻的阻值增大,根据R总=R0+R得电路总电阻增
大,又由且U不变,得电路中电流减小,即电流表的示数减小;由U=IR0得R0两端
的电压减小,即电压表的示数减小;而由知电路总功率减小。

故答案为:B。

【分析】结合题意,理清元件的连接方式及电表的测量对象,将湿敏电阻R附着在叶片上,根据“湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大”可知湿敏电阻的阻值变化,根据电阻的串联可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,利用P=UI判断电路总功率的变化情况.
7.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,车主可通过旋钮开关实现功能切换。

图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为10V,四段电热丝电阻均为10Ω,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。

下列说法正确的是()
A. 开关旋至“1”档,开启化霜功能
B. 开启防雾功能,电路总电阻为5Ω
C. 化霜与防雾电路的总功率之差为15W
D. 从防雾到除露,电路总电流变化1A 【答案】 C
【解析】【解答】由图知道,当开关旋至“1”档时,两条电阻丝串联接入电路,此时电路总电阻最大为2R=2×10Ω=20Ω,由知道,此时电功率最小,开启防雾功能,AB不符合题意;此时电路中的电流是: =0.5A;此时电路的总功率是:
P1=UI1=10V×0.5A=5W;当开关旋至“2”档时,一条电阻丝单独接入电路,电阻较大(大于并联时的总电阻),电路消耗的功率较小,此时为除露功能;此时电路中的电流是:
=1A;从防雾到除露,电路总电流变化量是:I2-I1=1A-0.5A=0.5A,D不符合题意;当开关旋至“3”档时,两条电阻丝并联接入电路,总电阻最小,总功率最大,此时为
化霜功能,电路的总电阻是:,电路的总电流是:
=2A;此时总功率是:P3=UI3=10V×2A=20W,化霜与防雾电路的总功率之差是:P3-P1=20W-5W=15W,C符合题意。

故答案为:C
【分析】结合电路图,理清开关处于不同状态时元件的连接方式,由知道对应的状态,再逐项进行计算即可.
8.如图甲所示,电源电压恒定不变,电流表量程为“0〜0.6A”,电压表量程为“0〜3V”,滑动变阻器规格为“20Ω,1A”,R1为定值电阻。

在保证各用电器安全的情况下,移动滑动变阻器滑片的位置,记下电压表和电流表的示数后,分别求出R2对应的电功率和电阻值,画成图象如图乙,下列说法中正确的是()
①电源电压为6V
②R1的阻值为5Ω
③电压表的示数变化范围是1V﹣3V
④整个电路消耗的最小功率为1.35W
A. 只有①②正确
B. 只有③④正确
C. 只有②④正确
D. 只有
②③④正确
【答案】 C
【解析】【解答】解:(1)两电阻串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,由图知,变阻器连入电路最大电阻为10Ω,根据分压原理,此时电压表示数最大为3V;
当变阻器连入电阻最小为 2.5Ω,根据电阻的规律和欧姆定律,此时电流表示数最大为
0.6A。

根据P=I2R,第一种情况下,电路中的电流I1===0.3A,
根据电阻的串联和欧姆定律,电源电压:
第1种情况下:
U=I1×(R1+R21)=0.3A×(R1+10Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ
第2种情况下:
U=I2×(R1+R22)=0.6A×(R1+2.5Ω);﹣﹣﹣﹣﹣Ⅱ
由ⅠⅡ得:R1=5Ω,故②正确;
电源电压U=4.5V,①错误;
⑵由欧姆定律,第2种情况下,电压表最小示数为:
U小=I2×R22=0.6A×2.5Ω=1.5V,
电压表的示数变化范围是1.5V﹣3V,故③错误;
整个电路消耗的最小功率为:
P=UI1=4.5V×0.3A=1.35W.④正确。

②④正确,
故答案为:C
【分析】由P-R图知,当变阻器连入电路最大电阻为10Ω,此时电压表示数最大为3V;当变阻器连入电阻最小为2.5Ω,根据电阻的规律和欧姆定律,此时电流表示数最大为0.6A;根据P=l2R求出第一种情况下电路中的电流I1,根据电阻的串联和欧姆定律列方程求R1和电源电压U;由欧姆定律求出第2种情况下电压表最小示数,得出电压表的示数变化范围;根据P=UI求整个电路消耗的最小功率.
9.如图所示,下列测量记录正确的是()
A. 物体的长度是 3.15cm
B. 体温计的示数是
36.7℃
C. 弹簧测力计示数是1N
D. 电能表的示数是
2015kW•h
【答案】 B
【解析】【解答】A、刻度尺的分度值是1mm,末端刻度值为3.15cm,物体长度为3.15cm ﹣2.00cm=1.15cm.故A错误;
B、体温计的量程为35℃~42℃,一个大格表示1℃,里面有10个小格,因此它的分度值为0.1℃.因此它的读数=36℃+0.7℃=36.7℃.故B正确;
C、弹簧测力计的分度值是0.2N,所以弹簧测力计的示数是0.2N×4=0.8N.故C错误;
D、电能表的读数为201.5kW•h.故D错误.
故选B.
【分析】①使要弄清楚刻度尺的量程和分度值再去读数.起始端是否从零开始,起始端没从0开始,把2.00cm处当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去2.00cm即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位.
②要弄清楚体温计的量程和分度值再去读数.
③要弄清楚弹簧测力计的量程和分度值再去读数.
④电能表的读数要注意,最后一位为小数位.
10.如图所示电路中,电源电压不变,只闭合开关,电流表的示数为,再闭合开关,电流表示数变化了,则同时闭合、后,相同时间内、消耗的电能之比是
A. 3:4
B. 4:3
C. 7:3
D. 4:7
【答案】A
【解析】【解答】由电路图知道,若只闭合S1,则是只有R1的简单电路,电流表测的是R1 的电流,此时I1=0.3A;当再闭合S2时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,由于并联电路中各电阻互不影响,所以通过R1的电流仍然是I1=0.3A,由于电流表示数变化了0.4A,则说明通过R2的电流是I2=0.4A,又因为并联电路各支路两端的电压相等,即U1 =U2,由W=UIt知道,在相同时间内R1、R2消耗的电能之比是:

故答案为:A。

【分析】结合电路图,理清开关通断时电路的连接方式及电表的测量对象,利用并联电路的电压关系、电功的计算公式求解即可.
11.如图为探究“焦耳定律”的实验装置。

两个透明容器中密封着等量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。

将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1<R2.下列说法正确的是()
A. 该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系”
B. 闭合开关后,通过的电流大于的电流
C. 闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢
D. 闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】 C
【解析】【解答】解:A、图中两电阻串联,通过的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可研究电流产生的热量与电阻的关系,AB不符合题意;
C、根据Q=I2Rt,因R1<R2.故右边容器中电阻丝产生的热量多,由转换法,甲管中液面上升比乙慢,C符合题意;
D、闭合开关后,要使电流增大,由欧姆定律,要减小电路的电阻,故应将滑动变阻器滑片P向右移动,D不符合题意。

故答案为:C
【分析】电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的气体加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法;由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联电路电流的规律分析.
12.小王在一次家庭探究活动中,在作业本上做了如下5条记录:①电饭煲铭牌上标有“220V,800W,50Hz”等字样;②使用试电笔时,手必须接触笔尾的金属体;③电视机上安装的动圈式扬声器,其运作原理是电磁感应;④床头灯的开关是串联在电路上的;⑤体温计的刻度范围通常是35~42℃,分度值为1℃.你认为小王的记录完全正确的是()
A. ①②③
B. ②④⑤
C. ①②④
D.
①③⑤
【答案】C
【解析】【解答】解:①电饭煲铭牌上标的220V是电饭煲的额定电压、800W是电饭煲的额定功率、50Hz是所接交流电的频率,故①正确;②使用试电笔时,笔尖接触电线,手接触笔尾的金属体,故②正确;③动圈式扬声器的工作原理:通电线圈在磁场中受力运动,故③错;④开关和所控制的用电器是串联的,故④正确;⑤体温计的刻度范围通常是35~42℃,分度值为0.1℃,故⑤错.
故选C.
【分析】利用下列知识分析判断:(1)用电器铭牌上标有:额定电压、额定功率、交流电
的频率;(2)使用试电笔时,笔尖接触电线,手接触笔尾的金属体,若试电笔的氖管发光,则笔尖接触的是火线;(3)动圈式扬声器的工作原理:通电线圈在磁场中受力运动;动圈式话筒的工作原理:电磁感应;(4)开关和所控制的用电器是串联的,家用电器之间是并联的;(5)体温计的刻度范围通常是35~42℃,分度值为0.1℃.
13.如图所示,阻值为R的电阻丝,用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上.闭合开关后,在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是()
A. B. C. D.
【答案】 D
【解析】【解答】因为串联电路中电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以两电阻串联时电路中的总电阻最大,两电阻并联时电路中的总电阻最小,
因为Q放=W=t,所以在相同的时间内放出的热量最多的是D选项.
故选D.
【分析】根据电阻的串并联比较各选项中电阻的大小,根据Q放=t得出它们在相同的时间内放出热量的关系.
14.小亮利用电能表测某家用电器的电功率。

当电路中只有这个用电器工作时,测得在6min内,消耗电能0.03kW·h,这个用电器可能是()
A. 柜式空调
B. 电视机
C. 电风扇
D. 电饭锅【答案】 B
【解析】【解答】解:A、柜式空调的功率大于1000W,故A不符合题意;
B、电视机的功率小于500W,故B符合题意;
C、电风扇的电功率为30~100W,故C不符合题意;
D、电饭锅的功率在500~1000W,故D不符合题意。

故选B。

【分析】用电器的功率P==300W,柜式空调的电功率远大于1000W,电视机的功率小于500W,电风扇的电功率为30~100W,电饭锅的功率为500~1000W。

15.下列数据中最接近实际情况的是()
A. 普通居民楼一层的高度约为6m
B. 一个小铁钉受到的重力约为5N
C. 成年人正常步行速度约为5m/s
D. 家用电饭煲的额定功率约为800W
【答案】D
【解析】【解答】解:
A、普通居民楼一层的高度在3m左右,故错;
B、一个小铁钉的质量约5g,受到的重力G=mg=5×10﹣3kg×10N/kg=0.05N,故B错;
C、成年人步行的速度一般在1.1m/s左右,不会达到5m/s;故C错误;
D、一个家用电饭煲的额定功率约为800W,正确.
故选D.
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案.
16.下列数据最接近实际情况的是()
A. 大气对拇指指甲盖的压力约为 10N
B. 学生课桌高度约为200cm
C. 让人感觉舒适的气温约为37℃
D. 家用节能灯的功率约为1kW
【答案】 A
【解析】【解答】A.大拇指的指甲盖的面积大约1cm2,大气压强约105Pa,
那么大气对指甲盖的压力;F=pS=105Pa×10-4m2=10N,故A符合题意;
B.普通学生课桌的高度大约1m,而200cm=2m,太高了,故B不合题意;
C.让人感觉舒适的温度大约在25℃左右,37℃太高了,故C不合题意;
D.家用节能灯的功率大约30W左右,1kW的功率太大了,故D不合题意。

故选A。

【分析】(1)大拇指的指甲盖的面积大约1cm2,根据F=pS计算大气对指甲盖的压力;(2)普通学生课桌的高度大约1m;
(3)让人感觉舒适的温度大约在25℃左右;
(4)家用节能灯的功率大约30W左右。

17.下列物理量的估计最接近实际的是()
A. 人体的正常体温约为37℃
B. 家用空调的额定功率约为50W
C. 我国家庭照明电路的电压为1.5V
D. 体育考试中所用实心球质量约为10kg 【答案】 A
【解析】【解答】解:
A、人体正常体温在37℃左右,变化幅度很小,此选项符合实际;
B、家用空调的额定功率在1000W以上,此选项不符合实际;
C、家庭电路电压为220V,此选项不符合实际;
D、考试中所用实心球质量约为1kg左右,此选项不符合实际.
故选A.
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个.此题考查的是学生对一些常见物理量的估测能力,需要学生对生活中的常见物理量单位、大小有所认识,此题就会得到正确答案.
18.如图所示的四个电路中,电源电压U相同,R1<R2,电路消耗的总功率由大到小的顺序是()
A. 甲、乙、丙、丁
B. 丁、丙、乙、甲
C. 丁、甲、乙、丙
D. 丙、乙、甲、丁
【答案】 C
【解析】【分析】根据串并联电路电阻特点可知,两电阻并联时总电阻最小,两电阻串联
时总电阻最大;根据P=可知,电压不变时,电阻越小,电路消耗的电功率越大,反之越大.
【解答】(1)两个电阻串联时,总电阻等于各分电阻之和,即总电阻越串越大,大于任何一个分电阻;
并联时,总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,即总电阻越并越小,小于任何一个分电阻;
所以甲、乙、丙、丁四个电路两端电压相等,电阻关系为R丙>R乙>R甲>R丁.
(2)根据P=可知,四个电路的总功率关系为P丙<P乙<P甲<P丁.
故答案为:丁甲乙丙.
【点评】本题考查了利用串并联电路电阻特点和电功率公式解决简单问题的能力.掌握电阻的串联,相当于导体的长度变长,电阻变大;电阻的并联,相当于增大横截面积,减小电阻是解决本题的关键.
19.如图所示,电路中电源电压保持不变,小灯泡标有“3V1.5W字样,不考虑灯泡电阻随温度的变化,滑动变阻器R的最大阻值为24Ω,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-3V.当开关S闭合后,滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时小灯泡正常发光。

为了保证电路安全,小灯泡电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。

在滑片P滑动过程中,下列说法()
①电源电压为4.5V
②变阻器接入电路的阻值范围是3Ω-12Ω
③小灯泡的最小功率为0.135W
④电路的最大功率2.25W
A. 只有正确
B. 只有正确
C. 只有正确
D. 都正确【答案】 C
【解析】【解答】解:由图知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;(1)由P= 可得灯泡的电阻:
R L= = =6Ω,
由P=UI可得,灯泡正常发光时通过的电流:
I额= = =0.5A,
由题知,当开关S闭合后,滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时,小灯泡正常发光,
由欧姆定律和电阻的串联可得电源电压:
U=I额R串=I额×(R+R L)=0.5A×(3Ω+6Ω)=4.5V;故①正确;(2)因串联电路中电流处处相等,且电流表量程为0-0.6A,灯泡的额定电流为0.5A,
所以为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流I最大=I额=0.5A,
电路中的总电阻:R最小= = =9Ω,
滑动变阻器连入电路中的最小阻值:R最小=R总-R L=9Ω-6Ω=3Ω,
由于电压表量程为0-3V,当电压表的示数最大为U滑′=3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大;
此时灯泡两端的电压为:U L′=U-U滑′=4.5V-3V=1.5V,
此时电路的电流为:I最小= = =0.25A,
滑动变阻器接入电路的最大阻值:
R最大= = =12Ω,
所以为保护电路,变阻器接入电路的阻值范围是3Ω-12Ω;故②正确;(3)小灯泡的最小功率:
P L最小=I最小2R L=(0.25A)2×6Ω=0.375W;故③错误;(4)电路的最大功率:
P最大=UI最大=4.5V×0.5A=2.25W,故④正确。

综上可知,只有①②④正确。

故答案为:C。

【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,利用P=求灯泡的电阻,利用P=UI求正常发光时通过的电流;结合小灯泡正常发光,利用U=IR求电源电压;由于电流表量程为0-0.6A,为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流等于灯正常工作时通过的电流,利用欧姆定律求电路中的最小电阻,滑动变阻器连入电路中的最小阻值等于总电阻减去灯的电阻;由于电压表量程为0-3V,当电压表的示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大;此时灯泡两端的电压等于电源电压减去3V,利用欧姆定律求此时电路的电流,进而求出滑动变阻器接入电路的最大阻值,最后得出为保护电路,变阻器接入电路的阻值范围;利用P=I2R求小灯泡的最小功率,再利用P=UI求电路的最大功率.
20.如图所示,滑动变阻器的滑片P处于中间位置,闭合开关S,两个灯泡均能发光(假设灯丝电阻不变),此时,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则()
A. L1和L2都变亮
B. L1变暗,L2变亮
C. L1变亮,L2变暗
D. L1和L2都变暗
【答案】B
【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡L2与滑动变阻器R并联后再与灯泡L1串联,
将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,并联部分的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I= 可知,干路中的电流变小,
由U=IR可知,L1两端的电压变小,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=UI可知,灯泡L1的实际功率变小,L1的亮度变暗,故AC错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,并联部分的电压变大,。

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