第六章章末卷2

第六章章末卷2一、选择题1如图甲，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（允许通过的最大电流为5A）图乙反映了开关由断开到闭合，再移动滑片P的过程中，ab两端电压U和通过的电流I之间的关系；图丙反映了滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系，则下列说法不正确的是（）A电源电压为50VBR1的阻值为5C当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率为200WD滑动变阻器连入阻值的范围为445【考点】IH：欧姆定律的应用；JA：电功率的计算【分析】由电路图可知，两电阻串联接入电路，ab两点间电压是滑动变阻器两端电压；由图乙所示图象求出电压与电流的对应值，由串联电路特点及欧姆定律列方程，可以求出电源电压与电阻R1的阻值；由图丙求出R2消耗的功率为120W时的电路电流，由P=UI求出电路消耗的总功率；根据滑动变阻器两端电压，由欧姆定律可以求出滑动变阻器接入电路的阻值范围。【解答】解：A、由图乙所示图象可知：I=1A时U2=45V，I=5A时U2=25V，设电源电压是U，I=，电阻R1两端电压U1=IR1，由串联电路特点可知，U=U2+IR1，则U=45V+1AR1； U=25V+5AR1； 解得：U=50V，R1=5；故AB正确；C、由图丙可知，当R2的功率为120W时，电路电流为4A，则电路消耗的总功率P=UI=50V4A=200W，故C正确；D、由图乙所示图象可知：I=1A时U2=45V，I=5A时U2=25V，I=，滑动变阻器接入电路的阻值R最大=45，R最小=5，则滑动变阻器接入电路的阻值范围是545，故D错误；本题选错误的，故选D。【点评】本题是一道图象图，难度较大，分析清楚电路结构、由图象获取所需信息、熟练应用串联电路特点及欧姆定律、电功率公式即可正确解题。2如图所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同，下列说法正确的是（）A甲的发热功率与丙的发热功率相等B丁的发热功率是丙的发热功率的2倍C丙的发热功率是乙的发热功率的2倍D丁的发热功率是乙的发热功率的4倍【考点】JA：电功率的计算【分析】先分析四图的连接方式，求出四种连接的电阻大小，电源电压不变，根据公式P=求出各自的电功率，从而判断各个选项的对错。【解答】解：由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1=R2=R，分析各连接方式可知：甲图为开路，P甲=0，乙图中两电阻串联，R乙=2R，P乙=，丙图中只有电阻R1工作，R丙=R，P丙=，丁图中两电阻并联，R丁=R，P丁=2，可见，甲的发热功率与丙的发热功率不相等，故A错；丁的发热功率是丙的发热功率的2倍，故B正确；丙的发热功率是乙的发热功率的2倍，故C正确；丁的发热功率是乙的发热功率的4倍，故D正确。故选：BCD。【点评】本题考查电功率大小的计算，关键是分析电路的连接，这是本题的难点，也是重点，还要知道串、并联电路电阻的规律。3某理物兴趣小组的同学用几个完全相同的灯泡，设计如图甲、乙、丙三种电路，电源电压相同且恒定不变，电路消耗的总功率大小关系是（）AP甲P乙P丙BP甲P乙P丙CP甲=P乙=P丙DP甲=P乙P丙【考点】II：电阻的串联；IJ：电阻的并联；JA：电功率的计算【分析】灯泡完全相同说明它们的电阻相等，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】解：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；R甲R乙R丙，电源的电压相同且不变，由P=可知，P甲P乙P丙。故选：B。【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。4某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程“03V”，滑动变阻器规格“201A”，灯泡L标有“2.5V1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（）A电路中电流变化的范围是0.18A0.5AB滑动变阻器阻值变化的范围是2.510C灯泡的最小功率是0.162WD该电路的最大功率是2.25W【考点】H!：串联电路的电流规律；I6：串联电路的电压规律；IH：欧姆定律的应用；II：电阻的串联；JA：电功率的计算【分析】从图中可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表与滑动变阻器并联，为了不损坏电路元件，根据串联电路电流的特点，应该选取通过灯泡L与通过滑动变阻器额定电流相比较，得出电路中的最大电流，通过灯泡L的电流可利用公式IL=计算，并且此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，可利用公式R总=计算总电阻，再利用公式RL=计算灯泡的电阻，最后利用公式R小=R总RL计算滑动变阻器接入电路中的最小阻值；为了不把电压表损坏，电压表的最大示数为3V，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，利用公式UL=UU大计算电压，再利用公式I小=计算电流，最后利用公式R大=计算电阻，灯泡的最小功率可利用公式P小L=I小2RL计算；电路中的最大功率可利用公式P总大=UI大计算。【解答】解：UL=2.5V，PL=1.25WIL=0.5A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，根据串联电路电流的特点，所以电路中的最大电流I大=I=IL=0.5A，由于此时电流最大，所以滑动变阻器接入电路中的电阻最小， R总=9，RL=5，R小=R总RL=95=4；当电压表的示数最大为U大=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电流最小，UL=UU大=4.5V3V=1.5V，再利用公式I小=0.3A，最后利用公式R大=10；所以电路中电流的变化范围是0.3A0.5A，滑动变阻器阻值的变化范围是410；灯泡的最小功率为P小L=I小2RL=（0.3A）25=0.45W；电路中的最大功率为P总大=UI大=4.5V0.5A=2.25W。故选：D。【点评】本题综合性较强，考查的内容较多，会用欧姆定律计算，会用电功率公式计算，知道串联电路的电压规律，电流规律，电阻规律，要用到电功率的一个变形公式：P=I2R求解，需要注意的是：P=I2R和P=这两个公式在电功率计算题里要经常用到。5如图所示，电源电压不变，在a，b间接一个“3V 1W“的小灯泡，调节滑动变阻器的滑片P至图示位置时，小灯泡正常发光。若在a，b间换接一个“3V 1.5W“的小灯泡，欲使其正常发光，滑片P应（）A向M移动B向N移动C保持不动D无法实现【考点】I6：串联电路的电压规律；ID：滑动变阻器的使用；IG：欧姆定律的变形公式；IZ：电路的动态分析；JA：电功率的计算【分析】根据P=比较两灯泡的电阻关系判断灯泡更换后电路中总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流和滑动变阻器两端的电压变化，利用串联电路的电压特点可知此时灯泡两端的电压变化，进一步确定滑片移动的方向，直至灯泡正常发光即达到额定电压。【解答】解：由P=可知，两灯泡的额定电压相等，更换灯泡后的电阻变小，电路中的总电阻变小，I=，电路中的电流变大，此时滑动变阻器的阻值不变，两端的电压变大，串联电路中总电压等于各分电压之和，此时灯泡分得的电压小于3V，使灯泡正常发光，应使灯泡两端的电压再达到3V，即增大电路中的电流，减小滑动变阻器接入电路中的电阻，滑片向M移动。故选：A。【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和电功率公式、欧姆定律、滑动变阻器的正确使用，判断好更换电阻后灯泡两端的电压变化是关键。6现把L1“220V40W”和L2“220V100W”两盏白炽灯分别串联和并联在220V的家庭中，下列说法正确的是（）A串联时，L1比L2亮一些B并联时，L1比L2亮一些C串联时，L1比L2的总功率大一些D并联时，L1比L2的总功率大一些【考点】J9：电功率与电压、电流的关系；JE：实际功率【分析】（1）两灯泡并联时各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小比较两灯泡的亮暗；（2）根据P=比较两灯泡的电阻关系，根据串联电路的电流特点和P=I2R比较两灯泡的实际功率之间的关系，进一步判断两灯泡的亮暗关系。【解答】解：（1）两灯泡并联在220V的家庭中时，并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，L2的额定功率较大，实际功率较大，灯泡较亮，故BD不正确；（2）两灯泡串联在220V的家庭中时，P=，L1的额定功率小，电阻较大，串联电路中各处的电流相等，根据P=I2R可知，L1的实际功率较大，灯泡较亮，故AC正确。故选：AC。【点评】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及电功率公式的应用，关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。7如图所示的电路中，电源电压不变，移动滑动变阻器R1的滑片P，当电流表的示数变化范围为1A1.3A时，电压表的示数变化了3V，则该定值电阻R2所消耗功率的变化范围是（）A3W3.9WB3W5.07WC3.9W10WD10W16.9W【考点】JA：电功率的计算【分析】根据欧姆定律分别表示出R2两端的电压，根据电压表的示数变化了3V建立等式即可求出R2的阻值，利用P=I2R分别求出定值电阻R2所消耗最大和最小功率即可得出答案。【解答】解：根据欧姆定律可得：当电路中的电流I1=1A时，电压表的示数U1=I1R2=1AR2，当电路中的电流I2=1.3A时，电压表的示数U2=I2R2=1.3AR2，因电流表的示数变化范围为1A1.3A时，电压表的示数变化了3V，所以，U2U1=1.3AR21AR2=3V，解得：R2=10，定值电阻R2所消耗的最小功率：P2min=I12R2=（1A）210=10W，定值电阻R2所消耗的最大功率：P2max=I22R2=（1.3A）210=16.9W，所以，该定值电阻R2所消耗功率的变化范围是10W16.9W。故选：D。【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用，表示出电流表示数的变化求出R2的阻值是关键。8将一只标有“6V，6W”的灯泡与一定值电阻串联后接到电压为6V的电源上，定值电阻消耗的功率为1W，假设灯丝电阻不随温度而改变，则此时（）A灯泡消耗的功率小于5WB灯泡消耗的功率大于5WC灯泡与定值电阻消耗的总功率为6WD灯泡与定值电阻消耗的总功率为7W【考点】JA：电功率的计算【分析】由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是6V，额定功率为6W；由串联电路特点可知，串联电路总电阻等于各电阻之和，灯泡与电阻串联后，电路总电阻大于灯泡电阻，由电功率公式P=与串联电路特点分析答题。【解答】解：灯泡额定电压是6V，额定功率是6W，根据公式P=可知，灯泡与电阻串联后电路总电阻大于灯泡电阻，灯泡与电阻串联后接在6V电路中，电路消耗的总功率小于灯泡的额定功率6W，已知定值电阻消耗的功率为1W，所以灯泡消耗的实际功率一定小于6W1W=5W，故A正确，BCD错误；故选：A。【点评】本题考查根据电功率的计算公式和已知电阻的功率来比较电路消耗的功率和灯泡消耗的实际功率的大小，关键是知道串联后电源电压不变，总电阻变大，电路消耗的总功率小于灯泡的额定功率。9如图，电源电压为8V并保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P由一个位置移动到另一位置时，定值电阻R0的电功率由6.4W变成了1.6W，则电压表的示数可能是（）A由2V变为4VB由3V变为6VC由4V变为6VD由3V变为5V【考点】IH：欧姆定律的应用；JA：电功率的计算【分析】根据P=I2R结合两种情况定值电阻消耗的电功率求出两种情况下的电流关系，根据欧姆定律求出两种情况下R0两端的电压关系，然后根据串联电路的电压特点分别表示出选项中电压表的示数关系，找出符合题意的选项。【解答】解：设定值电阻R0的电功率由6.4W变成了1.6W时，电路中的电流由I1变为I2，由P=I2R得：则=，I1=2I2，因R0电阻保持不变，所以，U1=2U2；A当电压表原来的示数为2V时，R0两端的电压U1=8V2V=6V，当电压表的示数为4V时，R0两端的电压U2=8V4V=4V，不符合U1=2U2，故A不正确；B当电压表原来的示数为3V时，R0两端的电压U1=8V3V=5V，当电压表的示数为6V时，R0两端的电压U2=8V6V=2V，不符合U1=2U2，故B不正确；C当电压表原来的示数为4V时，R0两端的电压U1=8V4V=4V，当电压表的示数为6V时，R0两端的电压U2=8V6V=2V，符合U1=2U2，故C正确；D当电压表原来的示数为3V时，R0两端的电压U1=8V3V=5V，当电压表的示数为5V时，R0两端的电压U2=8V5V=3V，不符合U1=2U2，故D不正确。故选：C。【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，关键是根据定值电阻消耗的电功率得出两种情况下的电流关系，再根据电压表的示数关系得出答案。10如图1所示，是某电器内部的电路结构图，R1、R2为阻值相同的电热丝。不同的连接方式其发热功率不同下列说法正确的是（）A图2甲的发热功率与丙的发热功率相等B图2丁的发热功率是丙的发热功率的2倍C图2丙的发热功率是乙的发热功率的2倍D图2丁的发热功率是乙的发热功率的4倍【考点】JA：电功率的计算【分析】先分析四图的连接方式，求出四种连接的电阻大小，电源电压不变，根据公式P=求出各自的电功率，从而判断各个选项的对错【解答】解：由题知，R1、R2为阻值相同的电热丝，设R1=R2=R，分析各连接方式可知：甲图为开路，P甲=0，乙图中两电阻串联，R乙=2R，P乙=，丙图中只有电阻R1工作，R丙=R，P丙=，丁图中两电阻并联，R丁=R，P丁=2，可见，甲的发热功率与丙的发热功率不相等，故A不正确；丁的发热功率是丙的发热功率的2倍，故B正确；丙的发热功率是乙的发热功率的2倍，故C正确；丁的发热功率是乙的发热功率的4倍，故D正确。故选：BCD。【点评】本题考查电功率大小的计算，关键是分析电路的连接，这是本题的难点，也是重点，还要知道串、并联电路电阻的规律。11图1是用伏安法测电阻的实验电路图，实验所用的器材：电源一个（电压保持6V不变）待测电阻一只，电流表（00.6A，03A）一只，电压表（06V，015V）一只，滑动变阻器（012）一只，开关一个，导线若干，实验过程中要求电表不超过其量程，且电表的指针至少能达到刻度盘的中线，根据实验数据绘出被测电阻R的UI图象如图2所示。当电流表和电压表能按要求工作时，R消耗的最大功率与最小功率之比为（）A25：4B64：25C9：2D4：1【考点】JA：电功率的计算【分析】先根据图2确定电压表和电流表的量程，然后读出已知电压值和电流值，根据R=求出定值电阻的阻值；根据电流表、电压表量程以及滑动变阻器的位置确定电路中最大的电流和最小电流，根据P=I2R求出R消耗的最大功率与最小功率。【解答】解：根据图2可知，电流表的量程为00.6A，电压表的量程为06V；当电路中的电流为0.3A时，电压表示数为2.4V，则R=8；如果滑动变阻器接入电路的电阻为零，电路中的电流I=0.75A0.6A，因此当电流表示数为0.6A时，电路中的电流最大，则最大功率：P最大=（0.6A）28=2.88W；当电压表示数为3V时，电路中的电流最小，R消耗的功率最小，此时电路中的电流：I最小=A，则最小功率：P最小=（A）28=W；故消耗的最大功率与最小功率之比为2.88W：W=64：25。故选：B。【点评】本题考查了电阻的UI图象、欧姆定律的应用、功率公式的应用，根据电表的量程及电路结构求出流过电路的最大电流与最小电流是本题的难点，也是本题的解题关键。二、填空题（共2小题）12将标有“8V 12W”的小灯泡和“20 2A”的滑动变阻器串联在电路中，当滑片P移到变阻器的中点时，灯泡正常发光，则变阻器消耗的电功率为22.5W（电源电压、灯泡的电阻不变）。【考点】JA：电功率的计算【分析】利用P=UI先求出小灯泡正常发光时的电流I，再结合功率公式P=I2R求出滑动变阻器的电功率。【解答】解：小灯泡正常发光时的电流为I=1.5A，由于串联，通过滑动变阻器的电流为I=I=1.5A，当滑片P移到变阻器的中点时，接入的阻值为10，故此时滑动变阻器的电功率：P=I2R=（1.5A）210=22.5W。故答案为：22.5。【点评】此题主要考查学生对于串联电路的特点和电功率的求解的掌握能力，属于中档题目。13铭牌上标有“220V 11W”的节能灯，正常工作时的电流为0.05A，它每天正常工作2小时，那么一个月消耗0.66kWh的电能（一个月按30天计算）。【考点】J8：电功率与电能、时间的关系；J9：电功率与电压、电流的关系【分析】（1）由铭牌信息可知灯泡的额定电压与额定功率，由功率的变形公式I=可求出灯正常工作时的电流；（2）已知功率与做功时间由公式W=Pt可以求出灯消耗的电能。【解答】解：（1）节能灯正常工作时的电流I=0.05A；（2）灯每天正常工作2h，一月消耗的电能：W=Pt=0.011kW2h30=0.66kWh；故答案为：0.05；0.66。【点评】本题考查了求节能灯正常工作时的电流、节能灯消耗的电能，由灯的铭牌找出灯的额定电压与额定功率是正确解题的前提，熟练应用功率的变形公式是正确解题的关键。三、解答题（共17小题）14如图所示，灯泡L标有“12V 6W”字样，电阻R为16，电源电压保持不变。当开关S闭合时，灯泡L正常发光（不考虑温度对灯丝电阻的影响），求：（1）电源电压是多少？（2）灯泡L正常发光时电阻是多少？（3）当开关S断开时，灯泡L的实际功率是多少？【考点】IH：欧姆定律的应用；JA：电功率的计算【分析】（1）当开关S闭合时，电路为灯泡L的简单电路，根据灯泡正常发光时的电压和额定电压相等得出电源的电压；（2）根据P=求出灯泡的电阻；（3）当开关S断开时，灯泡与R串联，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P=UI=I2R求出灯泡L的实际功率。【解答】解：（1）当开关S闭合时，电路为灯泡L的简单电路，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，电源的电压U=UL额=12V；（2）根据P=可得，灯泡的电阻：RL=24，（3）当开关S断开时，灯泡与R串联，串联电路的总阻值等于串联的各电阻阻值之和，R=RL+R=24+16=40，此时电路中的电流I=0.3A，由P=UI=I2R得：灯泡L的实际功率：PL=I2RL=（0.3A）224=2.16W。答：（1）电源电压为12V；（2）灯泡L正常发光时电阻是24；（3）当开关S断开时，灯泡L的实际功率是2.16W。【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。15某豆浆机内部简化电路如图所示，R为电热丝，为电动机，其额定功率是220W，S1为控制电动机工作的自动开关，小明磨制豆浆时，把豆浆机接入220V电路中工作20min，其间电动机转动时间共2min，电动机转动时电路总电流是3A求：（1）电动机转动时通过线圈的电流；（2）电热丝R 的阻值；（3）20min内豆浆机消耗的电能。【考点】H：并联电路的电流规律；I7：并联电路的电压规律；IH：欧姆定律的应用；J3：电功与电能的计算；JA：电功率的计算【分析】（1）电动机转动时，电热丝和电动机并联，根据P=UI求出通过电动机的电流即为通过线圈的电流；（2）根据并联电路的电流特点求出通过电热丝的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电热丝R的阻值；（3）根据P=UI求出电热丝R的功率，利用W=Pt分别求出电热丝和电动机消耗的电能，两者和即为20min内豆浆机消耗的电能。【解答】解：（1）电动机转动时，电热丝和电动机并联，根据P=UI可得，电动机工作时通过的电流：IM=1A，（2）并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过电热丝的电流：IR=IIM=3A1A=2A；并联电路中各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可得，电热丝R的阻值：R=110；（3）电热丝加热的功率：PR=UIR=220V2A=440W，20min内豆浆机消耗的电能：W=PRt+PMt=440W2060s+220W260s=5.544105J。答：（1）电动机转动时通过线圈的电流为1A；（2）电热丝R的阻值为110；（3）20min内豆浆机消耗的电能为5.544105J。【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活应用，关键是根据电路图可知电动机工作时电热丝也在工作即豆浆机工作20min时加热时间也为20min。16某工地用电动起重机吊起重物，重物的质量m=400kg，电源提供的电压U=220V，不计一切摩擦。当电动起重机以v=0.1m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=2A（g取l0N/kg）（1）电动机线圈的电阻R是多少？（2）电动机匀速提升质量m=200kg的重物，电动机的输入功率不变，提升速度是多少？【考点】FG：功率计算公式的应用；JA：电功率的计算【分析】（1）电动机的输出功率等于牵引力的功率，根据牵引力的功率求出电动机的输出功率；根据P=UI求出电动机的输入功率，电动机的输入功率等于输出功率和线圈电阻产生的热功率之和，根据能量守恒结合P=I2R求出电动机线圈的电阻；（2）电动机的输入功率不变时，发热功率不变，输出功率不变，根据P=Fv求出匀速提升物体时的速度。【解答】解：电动机的输出功率：P出=Fv=Gv=mgv=400kgl0N/kg0.1m/s=400W，电动机的输入功率：P入=UI=220V2A=440W，根据能量守恒定律得，电动机线圈的发热功率：PR=P入P出=440W400W=40W，根据P=I2R可得，电动机线圈的电阻：R=10；（2）电动机的输入功率不变时，发热功率不变，输出功率不变，则提升速度v=0.2m/s。答：（1）电动机线圈的电阻R是10；（2）电动机匀速提升质量m=200kg的重物，电动机的输入功率不变，提升速度是0.2m/s。【点评】解决本题的关键知道输入功率和输出功率以及线圈发热功率的区别和联系，注意对于电动机电路，在电动机正常工作的情况下，不能运用闭合电路欧姆定律进行求解。17目前研制的超导限流器，在电流小于某值时，其电阻为零；电流大于某值时，其电阻为一定值。将超导限流器接入电路中，当电流突然变大到大于某一值时，超导限流器瞬间具有一定阻值，保护整个电路。如图甲，是某种超导限流器的电阻随电流变化的关系，如图乙，将该超导限流器和用电器M串联后接在电压为5104V的高压电源上。求：（1）当电路中的电流为30A时，用电器M消耗的电功率是多大？（2）当用电器M短路后，该超导限流器能够保护这个电路，R0不能大于某一值，这个值是多大？【考点】IG：欧姆定律的变形公式；JA：电功率的计算【分析】由图甲可知，电路电流小于50A时超导限流器的电阻为零，电流大于50A时，电阻为一定值；（1）电路电流为30A时，超导限流器电阻为零，由电功率公式P=UI可以求出M消耗的电功率。（2）M短路时，超导限流器两端电压等于电源电压，为保护电路，电路不能处于短路状态，电路电阻不能为零，超导限流器电阻不能为零，则电路电流最小为50A，由欧姆定律可以求出超导限流器的电阻。【解答】解：（1）由图甲可知，电路电流I1=30A时，超导限流器的电阻为零，用电器M两端电压等于电源电压，则用电器功率为：P=UI1=5104V30A=1.5106W；（2）M短路时，限流器两端电压等于电源电压，为保护电路，限流电阻阻值不能为零，电路电流最小为50A，由I=可知，限流电阻阻值R0=1000；答：（1）用电器M消耗的电功率是1.5106W；（2）超导限流电阻阻值不能大于1000。【点评】由图象找出超导限流电阻阻值与电流的关系，应用电功率公式及欧姆定律即可正确解题。18如图所示是某简易电加热器的电路图。电源电压是36V保持不变，R1、R2是发热电阻丝，R2的电阻是42，滑动变阻器的最大电阻是12开关s接“1”时为高温挡、接“2”时为低温挡，且每个挡内的温度是可调的。试求：（1）开关s接“1”时，变阻器的滑片在A端，R1的功率是72WR1的电阻是多少？（2）开关s接“2”时，变阻器的滑片在A端，电路中的电流是多少？（3）开关s接“1”时，变阻器的滑片在B端，R1的功率是多少？【考点】IG：欧姆定律的变形公式；JA：电功率的计算【分析】（1）分析电路可知，开关s接“1”时，变阻器的滑片在A端，电路为R1的基本电路；由功率的变形公式R=求出R1的电阻；（2）分析电路可知，开关s接“2”时，变阻器的滑片在A端，两个定值电阻串联；根据串联电路的特点，由欧姆定律求出电路电流；（3）分析电路可知，开关s接“1”时，变阻器的滑片在B端，滑动变阻器与定值电阻R1串联，根据串联电路的特点，由欧姆定律求出电路电流，然后由功率公式P=I2R求出R1的功率。【解答】解：（1）开关s接“1”时，滑动变阻器与R1串联，电阻R1的阻值R1=18；（2）开关s接“2”时，开关s接“2”时，变阻器的滑片在A端，两个定值电阻串联，电路电流I=0.6A；（3）开关s接“1”时，变阻器的滑片在B端，此时电路中电流：I=1.2A，R1的功率：P=I2R1=（1.2A）218=25.92W。答：（1）R1的电阻是18；（2）开关s接“2”时，变阻器的滑片在A端，电路中的电流是0.6A；（3）开关s接“1”时，变阻器的滑片在B端，R1的功率是25.92W。【点评】本题考查了求电阻的阻值、电流、功率等问题，分析电路结构是正确解题的前提，熟练掌握功率的变形公式、欧姆定律、功率公式是正确解题的关键。19如图是某具有保温功能的电热水壶电路原理图，额定电压为220V，当S1和S2同时闭合时，电热水壶处于加热状态；当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于保温状态；电热丝R1=40，R2=1170，工作过程中不计温度对电热丝电阻的影响，电热水壶加热效率为90%某次该电热水壶将0.8kg的水从25加热到100所用时间为280s，求：（1）该电热水壶的额定保温功率是多少？（2）这过程中0.8kg的水吸收了多少热量？水的比热容c水=4.2103J/（kg）（3）这过程中电热水壶的实际工作电压是多少？【考点】GG：热量的计算；JA：电功率的计算【分析】（1）当S1闭合，S2断开时，R1、R2连入电路，求出总阻值，根据P=求出保温时电热水壶的功率。（2）根据Q=cm（tt0）求出水吸收的热量；（3）由加热效率电流所做的功，根据P=求出电热水壶的实际功率，根据P=的变形式求实际工作电压。【解答】解：（1）当S1闭合，S2断开时，R1、R2连入电路，串联电路的总阻值等于串联的各电阻阻值之和，R=R1+R2=40+1170=1210，则保温功率为P保=40W；（2）水吸收的热量Q吸=c水m（tt0）=4.2103J/（kg）0.8kg（10025）=2.52105J；（3）实际电流所做的功W=2.8105J；实际功率P实=1000W，由图可知电热水壶处于加热状态时，只有电阻R1连入电路；由P=得：实际电压U实=200V。答：（1）该电热水壶的额定保温功率是40W；（2）这过程中0.8kg的水吸收了2.52105J的热量；（3）这过程中电热水壶的实际工作电压是200V。【点评】本题考查学生对实际用电器电功率的分析以及运用电功率公式结合欧姆定律计算相关物理量的能力。20如图所示，电源电压恒定不变，电阻R1的阻值为5，小灯泡上标有“12V6W”字样，闭合开关S。（1）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的读数为1.7A，小灯泡恰能正常发光，求滑动变阻器的最大阻值。（2）当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在最右端，求电流表的读数和滑动变阻器消耗的电功率。【考点】IH：欧姆定律的应用；JA：电功率的计算【分析】（1）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联，根据并联电路的电压特点和灯泡正常发光时的电压与额定电压相等求出电源的电压，根据P=UI求出通过灯泡的电流，再根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；（2）当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在最右端，电阻R1与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，利用电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流，利用P=I2R求出滑动变阻器消耗的电功率。【解答】解：（1）当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联，由于并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，所以电源的电压U=UL=12V，因为P=UI，且灯泡正常发光时的功率为6W，所以通过小灯泡的电流：IL=0.5A，由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过滑动变阻器的电流：I2=IIL=1.7A0.5A=1.2A，由I=可知，滑动变阻器的最大阻值：R2=10；（2）由于串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，所以此时电路中的电流即电流表的示数：I=0.8A，此时滑动变阻器消耗的电功率：P2=I2R2=（0.8A）210=6.4W。答：（1）滑动变阻器的最大阻值为10；（2）当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在最右端，电流表的读数为0.8A，滑动变阻器消耗的电功率为6.4W。【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别和知道灯泡正常发光时的电压与额定电压相等。21如图所示，电源电压恒定不变，R2的阻值为8，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，小灯泡电阻不随温度改变。若闭合S1、S2，断开S3，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，那么：（1）小灯泡L的电阻为多大？（2）电源电压为多少？（3）R1电阻为多大？（4）若闭合S1、S3，断开S2，并移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻为多大时，电路的总功率最大，这个最大的功率等于多少？【考点】IH：欧姆定律的应用；JA：电功率的计算【分析】（1）已知灯泡额定电压和额定功率，利用公式R=得到灯泡电阻；（2）若闭合S1、S2，断开S3，灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，说明两端电压等于额定电压，电压表测量定值电阻两端电压，总电压等于两电压之和；（3）若闭合S1、S2，断开S3，灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，说明两端电压等于额定电压，已知灯泡两端电压和电阻，利用欧姆定律得到电路电流；串联电路电流处处相等，已知电阻R1两端电压和通过的电流，利用公式R=得到其阻值；（4）若闭合S1、S3，断开S2，滑动变阻器、定值电阻R2和灯泡串联，要使电路总功率最大，也就是电路总电阻最小，功率大小用公式P=UI计算。【解答】解：（1）由P=可知，灯泡电阻为RL=12；（2）闭合S1、S2，断开S3，灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，所以电源电压U=UL+U额=6V+3V=9V；（3）灯泡正常发光时，电路电流为I=0.5A，所以R1的阻值为R1=6；（4）闭合S1、S3，断开S2，滑动变阻器、定值电阻R2和灯泡串联，要使电路总功率最大，也就是电路总电阻最小，即滑动变阻器接入电路电阻为0，此时的电路电流为I最大=0.45A，此时的电功率为P最大=UI最大=9V0.45A=4.05W。答：（1）灯泡电阻为12；（2）电源电压为9V；（3）R1的阻值为6；（4）滑动变阻器接入电路电阻为0时，电路的总功率最大；此时的电功率为4.05W。【点评】分析多元件、多开关、滑动变阻器滑片在不同位置等情况下的电学问题时，应该在掌握电路特点和有关公式的前提下，各个击破，切忌不分主次，漫无目的，无从下手。22如图1、图2所示是我们常见的可调节亮度的台灯及电路图，变阻器R的最大电阻值为2200，台灯灯泡的铭牌如图3所示。 求：（1）台灯灯泡的电阻。（2）灯泡正常发光时的电流。（3）台灯处在最省电时的工作状态时，灯泡的电功率。【考点】IH：欧姆定律的应用；II：电阻的串联；JA：电功率的计算【分析】（1）由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，利用P=求出电阻；（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出电流；（3）因为电路电压一定，总电阻越大功率越小就越省电，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P=I2R求出灯泡的电功率。【解答】解：（1）由P=可得，灯泡电阻：RL=2200；（2）灯泡正常发光时两端的电压UL=220V，功率PL=22W，由P=UI可得，通过灯泡的电流：IL额=0.1A；（3）因为电路电压一定，总电阻越大功率越小就越省电，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，此时电路中的电流：I=0.05A，灯泡的电功率：P灯泡=I2RL=（0.05A）22200=5.5W。答：（1）台灯灯泡的电阻为2200；（2）灯泡正常发光时的电流为0.1A；（3）台灯处在最省电时的工作状态时，灯泡的电功率为5.5W。【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，关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时台灯处在最省电的工作状态。23将L1“220V 40W”和L2“220V 100W”两只灯泡分别串联和并联后，接入电压可调的电源上。灯泡串联时，L1消耗的功率较大，电路消耗的最大功率为56W；两只灯泡分别串联和并联时，电路消耗的最大功率之比为2：5（电压不允许超过额定值，灯丝电阻不随温度变化）【考点】JA：电功率的计算【分析】由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压与额定功率，由电功率的变形公式可以求出灯泡正常工作时的电流，由电功率公式可以求出灯泡电阻，然后由串并联电路特点、电功率公式分析答题。【解答】解：P=UI，灯泡正常工作时的电流：I1=A，I2=A，I=，灯泡电阻：R1=1210，R2=484，两灯泡串联时，通过它们的电流I相等，由P=I2R可知，电阻越大，灯泡消耗的功率越大，由于L1的电阻大于L2的电阻，因此灯L1消耗的功率大；两灯泡串联，为保证电路安全，电路电流应等于额定电流较小灯泡的电流，即电路电流I=I1=A，电路消耗的最大功率P串最大=I2（R1+R2）=（A）2（1210+484）=56W；两灯泡并联时，灯泡两端最大电压等于其额定电压，灯泡并联时的最大功率P并最大=P1+P2=40W+100W=140W，两只灯泡分别串联和并联时，电路消耗的最大功率之比：P串最大：P并最大=56W：140W=2：5；故答案为：L1；56；2：5。【点评】本题考查了判断哪个灯泡消耗的功率大、求最大功率与功率之比，知道灯泡铭牌含义、应用串并联电路特点、电功率公式即可正确解题。24娄新高速已于2012年12月16日正式通车，娄底西出口有100盏风光互补路灯成了一道靓丽的风景，如下图。风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中。为了节能该路灯采用LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。太阳能电池板风力发电机蓄电池LED灯电池板的总面积0.5m2最大限制风速12.0m/s电池容量150Ah额定电压24V光电转化效率20%最大输出功率400W额定电压12V额定功率60W（1）能源的种类繁多，太阳能和风能都属于B。A不可再生能源 B可再生能源 C化石能源 D二次能源（2）风力发电机利用风力发电时，是将机械（风）能转化为电能。（3）该型号LED灯正常工作时的电流为多少？（4）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为多少？（5）这100盏该型号风光互补路灯，每天正常工作10h，一个月消耗多少电能？如果用火力发电供电，则一个月需要消耗煤炭多少kg？（已知火力发电时，发1度电需煤400g，一个月以30天计）【考点】IH：欧姆定律的应用；J3：电功与电能的计算；JA：电功率的计算；K2：能源的分类【分析】（1）像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；（2）判断能量转化，要看清该过程中的初始能量和最终形成的能量，进而判断出能量的转化过程；（3）该型号LED灯正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出正常工作时的电流；（4）知道太阳能电池板的面积、光电转化效率，知道当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率，利用效率公式求太阳能电池板的输出功率；（5）根据W=Pt求出100盏该型号风光互补路灯，每天正常工作10h，一个月消耗的电能，再根据发1度电需煤400g求出需要煤的质量。【解答】解：（1）太阳能、风能属于可再生能源，故选B；（2）利用风力发电时，是将机械能（风能）转化为电能；（3）该型号LED灯正常工作时的电压为24V，功率为60W，根据P=UI可得，正常工作时的电流：I=2.5A；（4）太阳能电池板的输出功率：P输出=P0/m20.5m220%=1000W/m20.5m220%=100W；（5）100盏该型号风光互补路灯的总功率：P=10060W=6000W=6kW，一天消耗的电能：W=Pt=6kW10h=60kWh，一个月用电：W总=60kWh30=1800kWh，发1度电需煤400g，需要煤的质量：m=W总400g/kWh=1800kWh400g/kWh=720000g=720kg。答：（1）B；（2）机械（风）；（3）该型号LED灯正常工作时的电流为2.5A；（4）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出功率为100W；（5）这100盏该型号风光互补路灯，每天正常工作10h，一个月消耗1800kWh的电能，如果用火力发电供电，则一个月需要消耗煤炭720kg。【点评】本题为电学、热学综合题，综合考查了学生对所学知识的应用能力，要求灵活运用所学知识，属于难题！25某物理兴趣小组探究电子磅秤的工作原理，设计如图甲所示的电路，主要部件是电流表A和压力传感器R1（相当于电阻值随受到的压力大小而变化的可变电阻），压力传感器R1与受到的压力F的关系如图乙所示，秤盘与压杠质量均忽略不计。电源电压U=12V，R2=18求：（1）秤盘上不放重物时压力传感器的电阻R1=30，此时电流表示数是多少A？R2消耗的功率是多少W？（2）电流表示数为0.5A时，秤盘上物体重为多少N？【考点】IH：欧姆定律的应用；II：电阻的串联；JA：电功率的计算【分析】（1）由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电路，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P=I2R求出R2消耗的功率；（2）根据欧姆定律求出电流表的示数为0.5A时电路中的总电阻，再根据电阻的串联求出压力传感器电阻的阻值，由表格读出对应受到的压力，此时物体的压力和自身的重力相等。【解答】解：（1）由电路图可知，R1与R2串联，电流表测电路中的电路，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得，秤盘上不放重物时电流表的示数：I=0.25A，R2消耗的功率：P2=I2R2=（0.25A）2l8=1.125W；（2）电流表的示数为0.5A时电路中的总电阻：R=24，压力传感器电阻的阻值：R1=RR2=2418=6，由图可知G=F=40N。答：（1）秤盘上不放重物时电流表示数是0.25A，R2消耗的功率是1.125W；（2）电流表示数为0.5A时，秤盘上物体重为40N。【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，关键是根据图象读出传感器电阻不同时对应物体的压力。26如图为一台两挡式电热水器的内部简化电路，S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5A；当S接b时电路消耗的电功率为22W求：（1）R1的电阻；（2）高温挡时电路消耗的电功率；（3）在低温挡工作l0min，电流通过R2产生的热量。【考点】JA：电功率的计算；JI：焦耳定律的计算公式及其应用【分析】（1）当S接a时，电路为R1的简单电路，此时电路中的总电阻最小，根据P=可知，电热水器处于高温档位，根据欧姆定律求出R1的电阻；（2）根据P=UI求出高温挡时电路消耗的电功率；（3）当S接b时，两电阻串联，电路中的总电阻最大，电功率最小处于低温档位，根据P=UI求出电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R2的阻值，再根据Q=I2Rt求出工作l0min电流通过R2产生的热量。【解答】解：（1）当S接a时，电路为R1的简单电路，电热水器处于高温档位，根据欧姆定律可得：R1=44；（2）高温挡时电路消耗的电功率：P高=UI高=220V5A=1100W；（3）当S接b时，两电阻串联，电热水器处于低温档位，电路中的电流：I低=0.1A，电路中的总电阻：R总=2200，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，R2=R总R1=220044=2156，工作l0min电流通过R2产生的热量：Q2=I低2R2t=（0.1A）221561060s=12936J。答：（1）R1的电阻为44；（2）高温挡时电路消耗的电功率为1100W；（3）在低温挡工作l0min，电流通过R2产生的热量为12936J。【点评】本题考查了电阻的串联和欧姆定律、焦耳定律、电功率公式的应用，关键是结合电路图判断高温档位和低温档位。27电压力锅结合了压力锅和电饭锅的优点，是现代人喜欢的厨房用具。图甲是某品牌电压力锅的简化电路图，R1为加热电阻，R2为保温电阻，S1为电源开关，S2为压力开关。加热时S2与触点a接通，R1工作；保温时S2与触点b接通，R2工作。电压力锅的其他参数见铭牌。电压力锅的铭牌额定电压220伏加热功率1000瓦保温功率100瓦气压设定值175千帕（1）当电压力锅内的气压达到设定值时水沸腾。此时，水的温度100（选填“”、“=”或“”）（2）计算保温电阻R2正常工作时的阻值。（3）图乙表示电压力锅工作时电功率与时间的关系。阴影部分面积表示电压力锅加热10min消耗的电能（或电功），并列式计算它的大小。【考点】JK：电功与热量的综合计算【分析】（1）液体的沸点跟气压有关，气压增大沸点升高，气压减小沸点降低；比较设定气压和大气压即可得出答案；（2）保温时S2与触点b接通，电路为R2的简单电路，根据P=求出电阻R2正常工作时的阻值；（3）由乙图可知，横坐标表示加热时间，纵坐标表示电功率，根据W=Pt可知阴影部分面积表示的意思并计算大小。【解答】解：（1）电压力锅气压的设定值为175kPa大于标准大气压100kPa，所以当电压力锅内的气压达到设定值时水沸腾时，水的温度大于100；（2）保温时S2与触点b接通，电路为R2的简单电路，由P=可得，电阻R2正常工作时的阻值：R2=484；（3）由乙图可知，横坐标表示加热时间，纵坐标表示电功率，由W=Pt可知，阴影部分面积表示电压力锅加热10min消耗的电能（或电功），W=Pt=1000W1060s=6105J。答：（1）；（2）保温电阻R2正常工作时的阻值为484；（3）电压力锅加热10min消耗的电能（或电功）；大小为6105J。【点评】本题考查了沸腾与压强的关系、电功率公式的灵活应用，关键是明白图乙中横坐标和纵坐标的含义并利用电功率公式得出阴影部分面积表示的意思。28热熔胶是生产中常用的粘合剂，它在常温下是固体，熔化后再冷却就能将物体牢牢地粘合在起。图甲是热熔胶枪（简称“胶枪”）的外形，其内部有两只相同的PTC加热元件，电路如图乙所示，单只PTC加热元件的电阻与温度的变化关系如图丙所示。胶枪扳机松开时，开关Sl断开，开关S2的触片与b触点接通，若此时接通电源，