九年级物理电功率的技巧及练习题及练习题(含答案)及解析 联系客服

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九年级物理电功率的技巧及练习题及练习题(含答案)及解析

一、电功率选择题

1.如图甲所示电路中,电源电压可调,灯L1、L2的额定电压均为6V,L1、L2的I﹣U图象如图乙所示,闭合开关S,逐步调大电源电压至电路允许的最大值,此时( )

A. L1正常发光 B. 电源电压为12V C. 电路总电阻为30Ω D. 电路总功率为2.4W 【答案】D

【解析】【解答】解:由图乙可知,两灯泡两端的电压为6V时,通过两灯泡的电流I1=0.6A、I2=0.3A,

由电路图可知,两灯泡串联,电流表测电路中的电流, 因串联电路中各处的电流相等,

所以,电路中允许通过的最大电流I=I2=0.3A,则L2正常发光,故A错误; 由图乙可知,L1两端的电压U1′=2V, 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,电源的电压:

U=U1′+U2=2V+6V=8V,故B错误; 由I= 可得,电路总电阻: R= =

≈26.7Ω,故C错误;

电路的总功率:

P=UI=8V×0.3A=2.4W,故D正确. 故选D.

【分析】由图乙可知两灯泡额定电流下的电流,根据串联电路的特点可知电路中的最大电流为两灯泡额定电流中较小的,即额定电流较小的灯泡能正常发光,根据图象读出两灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出电路的总功率.

2.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

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

②变阻器接入电路的阻值范围是3Ω-12Ω

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:

=6Ω,

RL= =

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+RL)=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-RL=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:UL′=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:

=12Ω,

R最大= 功率:

=

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

PL最小=I最小2RL=(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.

3.现有一个电压不变的电源,两个定值电R1、R2 . 先将这两个电阻以某种形式连接到电源上,R1消耗功率为P0;再将它们以另一种形式连接到该电源上,R1消耗功率为9P0 . 两种连接形式中均有电流通过R2 , 则先后两种连接形式中( ) A. 两端的电压比为1:2 B. 两端的电压比为1:3 C. 消耗的功率比为1:9 D. 消耗的功率比为2:9 【答案】 B

【解析】【解答】(1)将这两个电阻以某种形式连接到电源上,R1消耗功率为:P0= -----------①

另一种形式连接到该电源上R1消耗功率为:9P0= 由①②可得:

--------------②

---

=9×

解得R1两端的电压比为:

U1:U1′=1:3,A不符合题意、B符合题意;

⑵因为R1、R2接到同一电源上,且第2次R1两端的电压更大,所以,第一种以串联方式连接;第2次以并联方式连接,如下图:

则由并联电路的特点和前面的解答可得,电源电压U=U1′=3U1; 因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,

所以,串联时,R2两端的电压U2=U-U1=3U1-U1=2U1 , 并联时,R2两端的电压U2′=U=3U1; 则第一种连接时,R2消耗的功率:P2= 第二种连接时,R2消耗的功率:P2′=

; ;

则 = =(

)2=( )2= ,C、D不符合题意。

故答案为:B。

【分析】根据 P=表示出两种情况下R1消耗的电功率,然后求出R1两端的电压关系;根据并联电路的电压特点可知电源的电压,进一步可知连接方式,根据串联电路的电压特点求出串联时R2两端的电压,根据P=表示出R2消耗的电功率,进一步得出两次功率之比.

4.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: 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

,D符合题意。