(物理)中考物理电功率专项综合练习题(含答案解析)
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(物理)中考物理电功率专项综合练习题(含答案解析)
一、选择题
1.下列说法正确的是()
A. 电流表测电路中电流时,流过的电流是正电荷定向移动形成的
B. 某同学家的电能表示数是,表示他家消耗的电能是1234.5J
C. 可燃冰属于可再生能源
D. 卫星电话用电磁波传递信息
【答案】D
【解析】【解答】解:
A、在金属导体中自由电子的定向移动形成电流,故A错误;
B、某同学家的电能表示数是,表示他家消耗的电能是1234.5kW•h,故B错误;
C、可燃冰是埋藏于海底的化石燃料,可燃冰属于不可再生能源,故C错误;
D、卫星电话是用电磁波传递信息的,故D正确.
故选:D.
【分析】(1)金属导电靠的是自由电子的定向移动;(2)要知道电能表示数的最后一位是小数,单位是kw•h.(3)从能源是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源.人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源,属于不可再生能源;指在自然界中可以不断再生、连续利用的能源,属于可再生能源.(4)移动通信、卫星通信都是利用电磁波中的微波来传递信息的,因为微波传递信息量大.
2.如图所示,电源电压恒定不变。
闭合开关后,滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中,电压表的示数由4V变为3V,电流表的示数由0.2A变为0.3A,由此可知()
A. 电源电压为7V
B. R1的阻值为20Ω
C. 电路消耗的最小功率为1.2W
D. 滑片P在b端时,10秒内R1产生的热量为12J
【答案】 C
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由“闭合开关后,滑动变阻器的滑片P由B端移到某点C的过程中,电压表的示数由4V变为3V,电流表的示数由0.2A变为0.3A,”可知,R2两端电压为4V,ac两端电压Uac=3V,
当滑动变阻器的滑片P在b端时,电流I=0.2A,当滑片P由b端移到某点c时,电流
I=0.3A,设电源电压为U,则,解得R1=10Ω,U=6V,AB不符合题意;(2)滑动变阻器滑片P在b端时,R1与R2串联,由P=UI可得,电路消耗的最小功率P=UI=6V×0.2A=1.2W,C符合题意;(3)滑片P在b端时,根据串联电路的电压特点可得,R1两端电压U1=U-U2=6V-4V=2V,10秒内R1产生的热量Q=W=U1It=2V×0.2A×10S=4J,D不符合题意。
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,根据串联电路的电压特点,应用欧姆定律求出R1的阻值和电源电压;滑动变阻器滑片P在b端时,此时电路中的电阻值最大,利用P=UI可求得最小功率,此时,根据串联电路的电压特点可求得R1两端电压,再利用Q=W=UIt可求得R1产生的热量.
3.如图所示电路的两灯泡L1和L2分别标有“3.8V0.2A”和“3.8V0.3A”字样,闭合开关后两均发光。
假改灯泡的电阻不受温度影响,下列判断正确的是()
A. 两灯串联
B. 灯更亮
C. 灯的电阻丝更粗
D. 电流表的示数为
【答案】 B
【解析】【解答】解:A、由图可知,电流从电源的正极流出,经开关后分为两支,一支经过灯泡L1,另一支经过左侧电流表A1和灯泡L2,汇合到电流表A2再回到电源的负极,因此,两灯泡并联,A不符合题意。
B、两灯泡L1和L2分别标有“3.8V0.2A”和“3.8V0.3A”字样,由I= 可得,R1>R2,
两灯泡并联,其两端电压相等,由P= 可知,灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率,则灯L2更亮,B符合题意;
C、已知由于灯丝的材料相同,长度相同,L2电阻小于L1电阻,所以L2灯丝就较粗,C不符合题意;
D、由图知,两节干电池串联,则电源电压为3V;如果两灯能正常发光,则A2的示数为
0.2A+0.3A=0.5A;由于电源电压小于两灯泡的额定电压为3.8V,所以此时两灯泡都不能正
常发光,则A2的示数应小于0.5A,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】结合实物图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据I= 可求得其电阻,
假改灯泡的电阻不受温度影响,由P=可知其实际功率大小,灯泡的亮度取决于其实际功率大小;再根据影响电阻大小的因素分析得到两灯灯丝的粗细关系.
4.下列各选项中,完全正确的是()
A.
常见做法目的
高山上用高压锅做饭升高沸点
家用电器金属外壳接地避免人体触电
拉开弓把箭射出利用弹性势能
B.
家用电器物理原理
电饭锅电流的热效应
电风扇磁场对电流的作用
电吹风电磁感应
C.
日常现象物理知识
冬天玻璃窗户上的“冰花” 凝固
锯木头时锯条会发热热传递
汽车急刹车时人向前倾倒惯性
D.
能量转化应用实例
化学能转化为电能蓄电池
电能转化为机械能电动机
太阳能转化为内能内燃机
【答案】 A
【解析】【解答】A、选项中高山上用高压锅做饭,是因为高山的海拔较高,水的沸点很
低,所以必须用高压锅增大气压,提高水的沸点。
所以该说法正确。
家用电器金属外壳接地是当火线破损等各种原因导致火线与金属外壳有接触的时候,能及时把电流引向大地,从而防止人触电。
所以该说法正确。
拉开弓把箭射出是利用弓的弹性势能转化为箭的动能。
所以该说法正确。
综上,A符合题意。
B、选项中电吹风能吹风,是因为电吹风里面有个电动机,其原理是磁场对电流的作用;电吹风吹出来的风是热的,这是利用电流的热效应。
整个电吹风没有利用到电磁感应。
B不符合题意。
C、选项中冬天玻璃窗户上的“冰花”,“冰花”是由空气中的水蒸气遇到冷的玻璃出现的凝华现象;
锯木头时锯条会发热,这是通过做功使锯条内能增加,而不是热传递。
C不符合题意。
D、中给蓄电池充电时候是把电能转化为化学能;而蓄电池作为电源给用电器提供电能时它是把化学能转化为电能。
题目指代不明。
内燃机是把内能转化为机械能,而不是把太阳能转化为内能。
D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】此题涉及到的知识点较多,逐项分析即可,难度不大.
5.如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω,电压表的量程为0~15V.电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。
则下列结果正确的是()
A. 电源电压为20V
B. R1的阻值为5Ω
C. 为了保证电压表不被烧坏,滑动变阻器的阻值变化范围为4~30Ω
D. 开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W
【答案】 D
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压。
(1)由图乙可知,当R2=10Ω时U1=12V,当R2′=20Ω时U1′=8V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流分别为:I==,I′==
,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,
所以,电源的电压:
U=I(R1+R2)=I′(R1+R2′),即(R1+10Ω)=(R1+20Ω),
解得:R1=10Ω,B不符合题意;
电源的电压U=I(R1+R2)= ×(10Ω+10Ω)=24V,A不符合题意;(2)当电压表的示数U1″=15V时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路中的电流:I大===1.5A,
此时滑动变阻器两端的电压:U2小=U﹣U1″=24V﹣15V=9V,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2小===6Ω,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,
所以,滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6Ω~30Ω,C不符合题意;(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,则P小=
==14.4W,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由图乙可知,当R2的阻值为10Ω和20Ω时电压表的示数,根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值,进一步求出电源的电压.
当电压表的示数最大时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最大电流,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,据此得出滑动变阻器接入电路中的阻值范围.
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,根据电阻的串联和P=UI=求出电路的最小功率.
6.王楠同学在学习了滑动变阻器的知识后,决定将自己的台灯改为调光式,于是他从解放碑雅兰电子城买了“1W 2kΩ”的电位器一个,装在台灯(灯泡为“PZ22060”)上,一开灯,确实能调光,但电位器一会儿就冒起烟了,吓得他赶快扯下了插头。
分析他失败的原因是()
A. 因为一开灯能调光,说明电位器规格正确,主要是电位器的质量低劣
B. 电位器额定功率偏小
C. 电位器额定电流偏大
D. 电位器电阻偏小,应换用20kΩ
【答案】 B
【解析】【分析】首先利用利用额定功率和实际功率的关系判断A、B、C是否正确.
知道灯泡的额定电压和额定功率,可利用公式R=计算出灯泡的电阻,再利用串联电路的特点和电功率的公式计算出变阻器的实际功率,从而判断D是否正确.
【解答】因为烧毁了,所以电位器规格肯定不合格;故A错误;
功率偏大不可能,既然烧坏了那肯定是实际功率大于了额定功率,C说法错误,不符合题意;B说法正确;
灯泡为“PZ22060”,
∴灯泡的电阻为RL===807Ω;
接上电位器后电路中的总电阻为R=RL+R电=807Ω+2000Ω=2807Ω,
∴电位器的功率为:P电=I2R电=()2R电=()2×2000Ω≈12.3W,
从而可知D说法错误;
故选B.
【点评】本题考查了学生对串联电路特点的理解,以及利用电功率的公式分析电路中电功率的大小,本题考查知识点比较多,属于难题.
7.如图甲所示,是某型号电压力锅简化的工作电路图.R0是阻值为484Ω的保温电阻,R1是规格为“220V 800W”的主加热电阻,R2是副加热电阻.电压力锅煮饭分为“加热升压→保压→保温”三个阶段,通过如图乙所示的锅内工作压强与时间“(P﹣t)”关系图象可了解其工作过程:接通电源,启动智能控制开关S,S自动接到a,同时S1自动闭合,电压力锅进入加热升压状态;当锅内工作压强达80kPa时,S1自动断开,进入保压状态,当锅内工作压强降至60kPa时,S1又会自动闭合;当保压状态结束,饭就熟了,S自动接到b,减压进入保温状态.电压力锅煮饭时,在正常加热升压和保压状态共耗电0.25kW•h,下列说法正确的是()
A. 电压力锅是对大气压强的应用
B. 当锅内工作压强为40kPa时,电压力锅处于升压状态
C. 电压力锅煮饭时,在正常加热升压和保压状态R1的工作时间是18min
D. 电压力锅正常工作时的最大电流是5A
【答案】 D
【解析】【解答】解:A.高压锅煮饭熟得快是利用密闭液体的沸点随气压的增大而升高的原理,而不是利用了大气压的原理,A不符合题意;
B.由图乙可知,当锅内工作压强为40kPa时,电压力锅可能处于升压状态,也可能处于保温状态,B不符合题意;
C.由图乙可知,在正常加热升压和保压状态R1的工作时间分别为0~6min,9~12min,15~18min,
即R1的工作时间t1=12min=0.2h,C不符合题意;
D.R2的工作时间t2=18min=0.3h,在正常加热升压和保压状态消耗的电能W=P1t1+P2t2,即:0.25kW•h=0.8kW×0.2h+P2×0.3h,
解得:P2=0.3kW=300W,两加热电阻同时工作时电路电流最大,则总功率P=P1+P2=800W+300W=1100W,
由P=UI可得,I= =5A,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】高压锅煮饭熟得快是利用密闭液体的沸点随气压的增大而升高的原理;在正常加热升压和保压状态消耗的电能,正确分析电路是解题的关键.
8.如图所示,下列电器设备工作时,主要利用电流热效应进行工作的是()
A. 电视机
B. 洗衣机
C. 电风扇
D. 电热水壶
【答案】D
【解析】【解答】A、电视机主要把电能转化为光能和声能,不是根据电流的热效应工作的;A不符合题意.
B、洗衣机工作时,将电能转化成机械能,是利用电流的磁效应工作的;B不符合题意.
C、电风扇工作时,将电能转化成机械能,是利用电流的磁效应工作的;C不符合题意.
D、电热水壶工作时,将电能转化成内能,是根据电流的热效应工作的;D符合题意.
故答案为:D.
【分析】电流流过导体时导体发热,这种现象是电流的热效应;根据各用电器工作时能量转化识别判断即可.
9.如图所示电路,电源电压为12V且保持不变。
闭合开关S,当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数为4V;当滑片P置于变阻器的b端时,电压表的示数变化了2V,在10s 内定值电阻R1产生的热量为60J,则下列结果正确的是()
A. 电路中的最小电流为1.5A
B. 滑片P在中点时,9s内滑动变阻器R消耗的电能为60J
C. R1先后两次消耗的电功率之比为4:3
D. R先后两次消耗的电功率之比为8:9
【答案】 D
【解析】【解答】解:根据电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中电流;
根据串联电路分压原理知,滑片从中点到b端时,R连入阻值增大,它分得电压增大,即电压表示数增大了2V,此时电压表示数为4V+2V=6V;
所以U1=U﹣U R=12V﹣6V=6V,
由Q= t可得:R1= t= ×10s=6Ω;
A、当滑片在b点时,电路中电阻最大,电流最小,电路中的最小电流:I最小=I1==
=1A,A不符合题意;
B、滑片在中点时,电路中的电流:I=I1′=== A,
9s内滑动变阻器R消耗的电能:W R=U R It=4V× A×9s=48J,B不符合题意;
C、由P=UI可得,R1先后两次消耗的电功率之比:==
=,C不符合题意。
C、由P=UI可得,R先后两次消耗的电功率之比:===,D符合题意。
故答案为:D
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式,根据串联电路分压规律可知滑片从中点到b 端时,电压表示数将增大,因此电压表示数增大了2V,然后根据串联电路电压规律以及Q
= t即可求出R1的阻值;当滑片在b点时,电路中的电流最小,根据串联电路电压规律和欧姆定律即可求出电路中的最小电流;先根据欧姆定律求出滑片在中点时电路中的电流,然后根据W=UIt求出9s内滑动变阻器R消耗的电能;根据P=UI即可求出R1、R先后两次消耗的电功率之比.
10.将标有“8 V8 W"的灯泡L1和“8 V16 W"的灯泡L2接串连在12 V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. 灯泡L1、L2都能正常发光
B. 灯泡L1比灯泡L2亮
C. 灯泡L2比灯泡L1亮
D. 灯泡L1、L2一样亮
【答案】 B
【解析】【解答】根据规格计算电阻和电流分别为,
,,;若串联,L1可以正常发光,此时的电流为1A,L1的功率为8W,L2的功率为
,则L1比L2更亮,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据灯泡的规格计算电流和电阻,利用串联电路电流相等分析电流大小,结合电流和电阻计算实际电功率,再比较亮度。
11.如图所示的电路中,电源电压恒为3V,灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。
闭合开关S 后,滑片P由b端向a端滑动的过程中,下列判断正确的是()
A. 灯泡L亮度变暗
B. 电压表示数变大,电流表示数变小
C. 电压表与电流表示数的比值变小
D. 灯泡L的最大功率为0.9W
【答案】D
【解析】【解答】AB、由图知,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡的电压,电流表测电路
的电流;滑片P由b端向a端滑动的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,根据电阻的串联,总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,B不符合题意;根据可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,A不符合题意;
C、由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值等于灯泡的电阻(且灯泡电阻不变),则该比值不变,C不符合题意;
D、当变阻器连入电路中的电阻为0时,灯泡的电压最大(等于电源电压3V),灯泡L的
最大功率:,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据电路是串联电路,当滑动变阻器的阻值减小时,电路中的电流变大,灯泡的功率变大,利用电源电压和灯泡的电阻计算灯泡的电功率的大小.
12.将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是()
A. 电冰箱产生的热量最多
B. 电脑产生的热量最多
C. 电热毯产生的热量最多
D. 三者产生的热量一样多
【答案】C
【解析】【解答】∵接在家庭电路中,U=220V,
∴三种用电器的实际功率:;
又∵,用电器工作时间t相等,
∴三种用电器消耗的电能相同;
∵电冰箱与电风扇工作时,主要把电能转化为机械能,产生的热量很小,电热毯工作时电热丝产生热量,把电能全部转化为热量;
∴产生热量最多的是电热毯。
故答案为:C。
【分析】功率相同的用电器相同时间消耗的电能相同,利用电流的热效应工作的用电器产生的热是最多的.
13.甲、乙两只白炽灯的铭牌如图所示,下列分析正确的是()
A. 若灯丝的材料、长度相同,乙灯的灯丝比甲灯的灯丝粗
B. 若将两灯并联接入电压为220V的电路,甲灯比乙灯亮
C. 若将两灯分别接入电压为220V的电路,乙灯消耗的电能多
D. 若将两灯串联,只要电源电压适当,甲、乙两灯就能同时正常发光
【答案】 A
【解析】【解答】根据电压和电功率,结合公式,得,由于甲灯的功率为25W,较小,电阻大,若导体的材料、长度相同,电阻大的导体较粗,A符合题意;当两灯并联时电压相等,功率较大的灯泡亮,B不符合题意;灯泡消耗的电功率和电功率、时
间有关,时间不确定时,消耗的电能不能比较,C不符合题意;由于,电功率不同,两灯的额定电流不同,不能同时正常发光,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】根据灯泡的电功率和电压分析电阻和电流,导体的电阻和导体的材料、长度、横截面积有关。
14.如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是
()
A. 甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多
B. 乙实验通电一段时间后,左侧 U 形管中液面的高度差比右侧的大
C. 乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D. 乙实验右边密闭容器与左边密闭容器中的电阻丝产生热量之比为 4:1
【答案】 B
【解析】【解答】解:A、甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,右侧电阻阻值大,由焦耳定律Q=I2Rt可知,右侧电阻产生热量多;则右侧容器内空气吸收的热量多。
A不符合题意;
B、乙实验,右侧电阻丝与另一电阻丝并联,故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同,由焦耳定律Q=I2Rt可知,左侧电阻产生热量多;则左侧容器内空气吸收的热量多,气体压强大,即左侧U形管中液面的高度差比右侧的大。
B符合题意;
C、乙实验,右侧电阻丝与另一电阻丝并联,故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同,但通过电阻的电流不同,所以研究电流产生的热量与电流的关系。
C不符合题意;
D、装置乙中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2,所以右边容器中通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,由Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻产生的热量是右侧容器电阻丝产生的热量的4倍,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】探究热量与电流及电阻的关系,要求能正确分析电路,掌握串并联电路的特点,并灵活应用焦耳定律根据控制变量法(两电阻中的电流相等,两电阻丝的阻值不同,根据
温度计示数的变化判断吸收热量的多少,可探究电流产生热量与电阻大小的关系;通过电阻的电流不同,比较相同通电时间内两支温度计示数变化情况,可探究电流产生的热量与电流是否有关)及转换法(探究影响电热的因素时,通过液体吸热的多少反应电阻丝产生的热量)分析解答.
15.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,移动滑片,使电压表V1示数与电压表V2示数之比为2:1,此时R2的功率为P1;再次移动滑片,使电压表V1示数与电压
表V2示数之比为1:2,此时R2的功率为P2,则P1:P2为()
A. 1:4
B. 1:2
C. 1:1
D. 4:1
【答案】C
【解析】【解答】解:在第1种情况下,R2两端的电压U21= U= ,R1两端的电压为U11=U﹣ = ;在第2种情况下,R2两端的电压U22= U= ,R1的电压为U12=U﹣
= ,
根据电阻不变时,通过的电流与电压成正比,
所以,两种情况下通过R1的电流之比 = = ,即两种情况下通过R2的电流之比;
= = × = .
故选C.
【分析】首先求出两种情况下R2的电压之比,根据串联电路电压的特点,求出R1的电压之比,即可求出通过定值电阻R1的电流之比,即通过R2的电流之比,根据P=UI可求两种情况下R2的电功率之比.
16.如图所示是电阻甲和乙的U-I图像,下列说法中正确的是()
A. 电阻甲和乙都是阻值不变的电阻
B. 当乙两端电压为2V时,R乙=5Ω
C. 甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,源电压为2V
D. 甲、乙并联在电路中,当电源电压为2V时,电路总功率为1.2W
【答案】D
【解析】【解答】A、因为甲图象为正比例函数,因此图象中对应电压和电流值的比值不变,故甲为定值电阻;而乙图象中的电压和电流值的比值时刻在发生变化,故电阻乙不是定值电阻;
B、从图象中可以看出,当乙电阻两端电压为2V时,对应的电流为0.2A,因此此时乙的阻
值:R= = =10Ω;
C、当通过甲、乙中的电流为0.2A时,从图形中可以看出,此时甲、乙两端的电压值分别为1V、2V,由于甲、乙为串联,因此电源电压为3V;
D、当甲、乙两端的电压为2V时,从图象中可以看出,此时通过甲、乙的电流分别为
0.4A、0.2A,由于甲、乙并联,因此电路总功率:P=UI=2V×(0.4A+0.2A)=1.2W.
故答案为:D.
【分析】(1)根据图中信息读出对应的电压和电流,结合欧姆定律R=即可判断出电阻甲和电阻乙的变化;
(2)从图象中读出当电阻乙两端的电压为2V时对应的电流值,然后根据R=即可求出此时的电阻;
(3)从图象中读出当甲、乙电阻中的电流为0.2A时对应的电压值,再根据串联电路两端电压等于各部分电压之和求出电源电压;
(4)从图象中读出当甲、乙电阻两端的电压为2V时对应的电流,然后根据P=UI即可求出电路中的总功率.
17.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。