初中物理电功和电功率试题

如图所示的电路中，电源电压恒为 $3V$，灯泡 $L$的电阻为 $10\Omega$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 $0.9W$

如图所示电路，电源电压保持不变，定值电阻 $R_1=20\Omega$， $R_2=10\Omega$， $R$是滑动变阻器。当滑动变阻器滑片 $P$移动到最右端，开关 $S_1$闭合，开关 $S_2$断开时，电流表的示数为 $0.3A$；当滑动变阻器滑片 $P$移动到中点时，开关 $S_1$闭合 $S_2$断开时，电压表的示数为 $U_1$，保持滑动变阻器滑片 $P$位置不变，开关 $S_2$闭合 $S_1$断开时，电压表的示数为 $U_2$，且 $U_1:U_2=2:3$，求：

（1）电源电压；

（2）滑动变阻器的最大阻值；

（3）要使整个电路消耗的电功率为最小，请写出：开关 $S_1$、 $S_2$的开闭状态，滑动变阻器滑片 $P$移动到的位置，并计算出最小电功率是多少？

小明同学家的电能表上标有“ $3000\mathit{revs}/(\mathit{kW}·h)$”的字样，他将家中的其它用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察 $1\mathit{min}$内电能表的转盘转了 $45\mathit{revs}$，则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电水壶是利用电流的热效应来工作的

B．烧水过程中消耗的电能为 $5.4\times {10}^{5}J$

C．电水壶的额定功率为 $900W$

D．当实际电压只有额定电压的 $90\%$时，电水壶的实际功率为 $729W$

某科技兴趣小组设计了一个简易保温箱，电路原理如图甲所示，虚线框内为加热电路部分，闭合开关 $S$，加热电路给保温箱加热， $R_1$为定值电阻， $R_2$为可变电阻（可变电阻是阻值可以调整的电阻器，其阻值可在0和最大阻值之间调节）； $L$是电阻不计的温度传感器，作用相当于一个温控开关，当温度高于某一设定值时，传感器发出信号，电源断开，停止加热：当温度低于某一设定值时，传感器发出信号，接通电源加热，从而使箱内温度保持在一定范围内。已知，电源电压恒为 $24V$，保温箱工作时加热电路的最大功率为 $144W$，最小功率为 $24W$。

（1）求 $R_1$的阻值；

（2）在某探究活动中，需要利用保温箱把 $3\mathit{kg}$干泥土从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${28}^{°}\text{C}$．已知加热电路释放的热量有 $20\%$被干泥土吸收，干泥土的比热容 $c=0.84\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)$，求加热所需要的最短时间；

（3）调节可变电阻 $R_2$为某一阻值，闭合开关一段时间后，观察发现加热电路工作 $20s$后温度传感器会切断电源，停止工作 $10s$后，温度传感器又接通电源加热，如此反复工作程序如图乙所示，在此工作程序下， $5\mathit{min}$内保温箱消耗电能 $9600J$，求可变电阻 $R_2$的阻值。

小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为 $6V)$，小灯泡 $L$（额定电压为 $2.5V$，灯丝电阻约为 $10\Omega )$，电流表、电压表、开关、规格分别为“ $10\Omega 1A$”的滑动变阻器 $R_1$和“ $50\Omega 0.5A$”的滑动变阻器 $R_2$各一个，导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；

（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为　　（选填“ $R_1$”或“ $R_2$” $)$的滑动变阻器；

（3）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，原因可能是　　；

（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片 $P$的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡 $U-I$图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为　　 $W$，分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是　　；

（5）小华打算增加一个阻值为 $15\Omega$的定值电阻 $R_0$，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“ $a$”、“ $b$”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是　　。

$A$．两种方案都能

$B$．两种方案都不能

$C$．丙方案能，丁方案不能

$D$．丙方案不能，丁方案能

如图甲所示，电源电压一定，已知定值电阻 $R_0=10\Omega$．闭合开关 $S$，滑动变阻器滑片 $P$从最左端滑至最右端的过程中，电流表示数 $I$与滑动变阻器接入电路的阻值 $R$之间的关系如图乙所示，则图乙坐标值 $I_1=$　　 $A$；当电流表示数 $I=0.2A$时， $R_0$与 $R$消耗的电功率之比为　　。

天然气已走进千家万户，为百姓提供生活便利，但天然气使用不当造成的泄漏会严重威胁生命财产安全。小华同学针对这一问题设计了天然气泄露检测器，其原理如图甲所示。 $R_1$为“气敏传感器”，它的电阻值 $R_1$与天然气浓度 $\beta$的关系如图乙所示， $R_2$为定值电阻，其阻值为 $15\Omega$，电源电压恒为 $6V$．已知天然气浓度不高于 $1\%$时为安全浓度，超过 $1\%$时为危险浓度，闭合开关后，以下说法正确的是 $($　　 $)$

A．天然气浓度越高，电流表示数越小，电压表的示数越小

B．电流表的示数为 $0.1A$时，天然气浓度处于危险浓度

C．电压表示数为 $3V$时， $R_2$消耗的电功率为 $0.6W$

D．天然气浓度为 $1\%$时，电压表的示数是 $2.4V$

将电阻 $R_1$、 $R_2$串联后接在电路中。如图所示，在 $a$、 $b$间接一根导线时，电路中的电功率将变为原来的4倍；在 $a$、 $b$间接电压表时。其示数为 $3V$，在 $a$、 $b$间接电流表时，其示数为 $1A$．求：

（1）电压 $U$；

（2） $R_1$的阻值；

（3）电路的总功率。

结合图中的实验情景，按照要求回答下列问题，

（1）对图①中的两支蜡烛的要求是　　；

（2）图②中，　　的机械效率高；

（3）图③研究的是电流产生的热量跟　　的关系；

（4）图④中的　　（填“铁屑”或“小磁针” $)$能更好的显示磁场的分布。

根据额定电压为 $2.5V$小灯泡的 $I-U$图象（如图所示）分析，下列结论正确的是 $($　　 $)$

A．当小灯泡的电压为 $0V$时，其电阻为0

B．当小灯泡的电流为 $0.1A$时，其实际功率为 $0.1W$

C．通过小灯泡的电流与其两端的电压成正比

D．小灯泡的额定功率为 $0.625W$

如图所示电路中，灯泡 $L$上标有“ $12V0.2A$”字样， $R$为定值电阻。闭合开关 $S$后，灯泡 $L$恰好正常发光，电压表的示数为 $3V$，通过计算回答：

（1）灯泡 $L$的额定功率是多少瓦？

（2）定值电阻 $R$的阻值是多少欧？

（3）整个电路在 $5\mathit{min}$内消耗的电能是多少焦？

在应用物理知识分析解决问题的过程中，常常需要根据问题情境的描述提取有用信息，做出正确的判断。以下根据问题情境所做的判断正确的是 $($　　 $)$

A．从“物体处于静止或匀速直线运动”判断出“物体不受力或受到平衡力”

B．从“电水壶标有‘ $220V$ $900W$’”判断出“电水壶加热功率是 $900W$”

C．从“将两个用电器并联后接入电路”判断出“两个用电器两端电压相等”

D．从“1个标准大气压下把 ${25}^{°}\text{C}$的水烧开”判断出“水的末温度为 ${100}^{°}\text{C}$”

下列对有关数据的估计，与实际情况相符的是 $($　　 $)$

A．用手托起两只鸡蛋的力约十几牛

B．舒适的室内温度约二十几摄氏度

C．一枚一元硬币的质量大约为几克

D．普通家用空调的电功率约几千瓦

小亮想测量家中电视机待机状态下消耗的电能，需要选用的仪器是 $($　　 $)$

A．电流表B．电压表C．电能表D．变阻器

市场上有一种暖手鼠标垫，技术参数如图所示，鼠标垫内有两个 $10\Omega$的发热电阻，通过控制两个发热电阻的接连方式就能实现多挡位的调节功能。请解答下列问题：

（1）鼠标垫内两个电阻串联时总电阻是多少？

（2）在额定电压下，鼠标垫内两个电阻并联时电路中的电流是多少？

（3）在额定电压下，鼠标垫工作8小时，最多消耗多少电能？