初中物理电功和电功率试题

学习了电功率后，小明利用如图1所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。 $L_1$规格为“ $2.5V0.25A$”、 $L_2$额定电压是 $4.5V$、 $L_3$额定电压是 $6V$，可调电压电源。图3是小灯泡 $L_2$和 $L_3$的 $I-U$图象。

（1）请根据图1所示电路图用笔画线代替导线将图2所示实物图补充完整。

（2）电路连接完成后，小明只闭合开关 $S_1$，发现电流表有示数，但小灯泡不发光，原因是　          。

（3）如表是实验中的相关数据。

实验次数	开关状态	电源电压	电流表示数	小灯泡电阻	小灯泡功率
1	只 $S_1$闭合	$U$	$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
				$R_2=2\Omega$	$P_2=0.125W$
				$R_3$	$P_3=0.25W$
2	只 $S_1$、 $S_2$闭合	$2.5V$	$0.50A$	$R_3=5\Omega$	$P_3=1.25W$
3	只 $S_1$、 $S_3$闭合		$0.25A$	$R_1=10\Omega$	$P_1=0.625W$
4	$S_1$、 $S_2$、 $S_3$均闭合		$1.30A$	$R_2=4.55\Omega$	$P_2=1.375W$

第1次实验中电源电压 $U=$　　 $V$， $L_3$的阻值 $R_3=$　　 $\Omega$。

（4）分析表中数据可得出，规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是：

①　　；

②　　。

【拓展】完成实验后，老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。将自制的可调电压电源（稳压电源电压恒为 $6V)$、电流表、小灯泡 $L_3$和开关串联，如图4所示。将滑片置于阻值最大处，闭合开关，向左移动滑片，当滑片从 $A$点滑到最左端 $B$点时 $(A$、 $B$两点图中未标出），电流表示数变化了 $0.1A$，则 $R_{\mathit{AB}}=$　　 $\Omega$。

如图所示，电源电压不变， $a$、 $b$为电压表或定值电阻，若为定值电阻，其阻值与 $R$相同均为 $R_0$．当 $S_1$和 $S_2$闭合、 $S_3$断开时，电流表 $A_1$的示数为 $I_0$；再闭合 $S_3$，电流表 $A_1$的示数为 $2I_0$．下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．开关均闭合后，电路消耗的功率为 $2I_0^2{R}_0$

B．开关均闭合后， $a$、 $b$互换前后 $A_2$的示数之比为 $1:2$

C．将最大阻值为 $R_0$的滑动变阻器与 $R$串联，只闭合 $S_1$、 $S_2$， $P$从中点移到阻值最大端，变阻器消耗的功率变化量为 $\frac{1}{2}{I}_0^2{R}_0$             

D．用最大阻值为 $R_0$的滑动变阻器替换 $a$、 $b$、 $R$其中的一个，移动滑片，三个电流表的示数均发生变化且变化量相等。满足上述要求的电路连接方式有四种

如图所示的电路中，电源电压 $18V$不变，灯泡上标有“ $6V6W$”字样，灯泡电阻不变，定值电阻 $R_0$阻值为 $10\Omega$。

（1）断开 $S_1$、 $S_2$，闭合 $S$，移动滑片，当灯泡正常发光时，求滑动变阻器消耗的功率。

（2）闭合 $S$、 $S_1$、 $S_2$，滑片从最右端向左移动，当连入电路的阻值等于变阻器总阻值的 $\frac{3}{4}$时，电流表示数比滑片在最右端时变化了 $0.3A$，保持此时滑片位置不动，求在 $1\mathit{min}$内电路消耗的电能。

某品牌的电热水器铭牌如图所示，现将水箱装满水，电热水器正常工作时，把水从 ${25}^{°}\text{C}$加热到 ${50}^{°}\text{C}$． $[$已知 $C_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，不计热损失 $]$．求：

（1）水吸收的热量；

（2）加热所需要的时间。

小丽同学用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量额定电压为 $2.5V$的额定功率，请解答下列问题。

（1）如图是小丽同学已连接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“ $\times$”，并用笔画线代替导线在电路中画出正确的连线。

（2）电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，产生这种现象的原因可能是　　。

（3）故障排除后，再闭合开关，移动滑动变阻器滑片，同时注意观察　　（选填“电流表”或“电压表” $)$示数的变化，当电压达到 $2.5V$时，电流表的示数如图所示， $I=$　　 $A$，小灯泡的额定功率 $P=$　　 $W$。

如图是某型号电动轮椅工作原理示意图。开关 $S_1$和 $S_2$由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。已知蓄电池的电压为 $24V$保持不变， $R_2$的阻值为 $10\Omega$，电动机的额定功率为 $100W$，额定电压为 $24V$．请解答下列问题：

（1）当开关 $S_1$和 $S_2$同时接　　时，电动轮椅前进；电动轮椅既能前进又能后退，是因为电动机线圈中电流的　　能够改变。

（2）当电动轮椅后退时，电流表示数为 $1A$，此时电动机的实际功率是多少？

（3）当电动机以额定功率工作时，电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为 $2m/s$，若此时电动机消耗的电能有 $75\%$转化为电动轮椅前进的机械能，此时电动轮椅受到的阻力是多大？

小明在“测量小灯泡电功率”的实验中，所用器材如下：两节干电池，电流表，电压表，滑动变阻器，额定电压为 $2.5V$的小灯泡，开关，导线若干。

（1）用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整（要求滑片向右移动小灯泡变亮）。

（2）正确连接电路后，闭合开关发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，若电路中只有一处故障，这个故障可能是　　。

（3）排除故障后小明继续实验，当电压表示数为 $2.1V$时，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动使电压表示数为 $2.5V$，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数是　　 $A$，小灯泡的额定功率 $J$是　　 $W$。

（4）若将小灯泡换成定值电阻，该电路还可进行的实验有　　（请写出一个）。

如图所示，电源电压为 $9V$保持不变，小灯泡标有“ $6V3W$”，滑动变阻器的最大阻值为 $24\Omega$，电流表的量程为 $0~3A$．当开关 $S_1$、 $S_2$断开， $S_3$闭合时，小灯泡恰能正常发光；那么当开关 $S_1$、 $S_2$、 $S_3$都闭合时，要保护电路各元件安全， $R_2$的最小阻值是　　 $\Omega$，分析开关和滑动变阻器的各种变化情况，得出整个电路工作时消耗的最小功率是　　 $W$。

标有“ $220V2000W$”的电热水器容量 $50L$，当电热水器装满水时，水温升高 $1^{°}\text{C}$吸收的热量是　　 $J$．若电热水器的效率为 $87.5\%$，电热水器正常工作时水温升高 $1^{°}\text{C}$需加热的时间是　　 $\mathit{min}$． $[$水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$。

如图甲中电源恒定， $R_0$为定值电阻。闭合开关，当滑动变阻器的滑片从 $a$端滑到 $b$端的过程中，电流表示数 $I$与电压表示数 $U$的关系图象如图乙所示。下列选项正确的是 $($　　 $)$

A．定值电阻 $R_0$的阻值为 $10\Omega$

B．电源电压为 $4V$

C．当滑片在 $a$端时， $R_0$的功率为 $2.4W$

D．当滑片在中点时， $R_0$的功率为 $0.9W$

如图所示是某型号电压力锅工作电路简图，如表是其部分参数，接通电路后，开关 $S$自动与触点 $a$、 $b$接通，1档加热器开始加热。当锅内混合物质温度达到 ${102}^{°}\text{C}$时，开关 $S$自动与 $a$、 $b$断开，与触点 $c$接通，2挡加热器工作，保持锅内温度和压强不变，进入保压状态。现将质量为 $2.0\mathit{kg}$，初温为 ${36}^{°}\text{C}$的混合物质放入压力锅中，接通电路使其正常工作 $20\mathit{min}$。假设加热器产生的热量全部被混合物质吸收，混合物质的比热容 $c=4.0\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$。求：

额定电压 $/V$	220
1挡加热器额定功率 $/W$	550
2挡加热器额定功率 $/W$	110
保压温度 ${/}^{°}\text{C}$	102
最大容积 $/d{m}^3$	3

（1） $R_1$、 $R_2$的阻值。

（2）电压力锅加热多少时间后开始保压？

（2）电压力锅最后 $2\mathit{min}$内消耗的电能。

如图所示，电源电压保持 $6V$不变，电阻 $R_1=10\Omega$， $R_2=20\Omega$，闭合开关 $S$，通电 $30s$，则电阻 $R_1$产生的热量为　　 $J$。

如图所示，电源电压为 $4.5V$，电压表量程为“ $0-3V$”，电流表量程为“ $0-0.6A$”，滑动变阻器规格为“ $10\Omega 1A$”，小灯泡 $L$标有“ $2.5V1.25W$”（灯丝电阻不变），在保证小灯泡 $L$电流不超过额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是 $($　　 $)$

①小灯泡的额定电流是 $0.6A$

②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是 $4\Omega -10\Omega$

③电压表示数变化范围是 $0-3V$

④电流表示数变化范围是 $0.3-0.5A$。

A．只有②、④正确B．只有②、③正确C．只有①、④正确D．只有①、③正确

吴丽发现家中电视机的额定功率为 $121W$，额定电压为 $220V$；电饭锅上的铭牌如下表，工作电路如图：

型号	$\mathit{WKF}-315S$
电源	$220V~50H_z$
加热功率	$1100W$
保温功率	$330W$
制造商	$\times \times \times$小家电有限公司

请完成下列问题。

（1）电饭锅加热电阻的阻值是多少？

（2）已知电饭锅在额定电压下正常工作 $600s$，恰好能将1标准大气压下 $1.65\mathit{kg}$、 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开。该电饭锅烧开这些水时的工作效率是多少？ $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（3）当吴丽家中的电器只有电视机和电饭锅工作时，将1标准大气压下 $1.65\mathit{kg}$、 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开用了 $726s$。她通过观察电能表的转动圈数，计算得到该过程共耗电0.2035度。求吴丽家中电路的实际电压和通过电视机的实际电流各是多少？（不考虑电压变化对电饭锅工作效率的影响）

图甲是某种压力传感器的工作电路图，已知电源电压 $U=28V$，定值电阻 $R_0=20\Omega$．图乙是压力传感器的阻值 $R_N$随压力 $F$变化的图象。以下正确的有 $($　　 $)$

A．当压力传感器受到 $300N$的压力时，它的阻值小于 $14\Omega$

B．当电流表的示数为 $0.5A$时，压力传感器不受压力

C．当压力传感器受到 $400N$的压力时，电阻 $R_0$两端的电压是 $20V$

D．当压力传感器受到 $200N$的压力时，电路消耗的总功率是 $39.2W$