初中物理电功率的计算试题

小明在做“测定小灯泡电功率”的实验时连接了如图甲所示的电路

（1）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片 $P$，发现小灯泡不亮，经检查有一根导线连接错误，请你在电路中将连接错误的导线上打“ $\times$”，并补测出正确的连线。

（2）正确连接电路后，滑片 $P$移动到某一位置时，电压表和电流表示数如图乙所示小灯泡此时的电功率是多少？

（3）小明根据记录的多组数据绘制出小灯泡的 $I-U$图象（图丙），分析评估时，小明对自己的实验产生了困惑，他认为：由欧姆定律 $I=\frac{U}{R}$知， $I$与 $U$之间的变化关系是正比函数，所以其图象理论上应该是过原点的一条直线，请你帮助他解除困惑。

要测量一个额定电压为 $3.8V$小灯泡的功率，小灯泡工作时的电阻约为 $10\Omega$．现有电流表、电压表、开关各一个，规格分别为“ $10\Omega 1A$ “、“ $50\Omega 0.5A$”和 $500\Omega 0.1A$”的滑动变阻器各一个，导线若干，电源 $\left(8V\right)$一个

（1）为完成实验，应该选取规格为　　的滑动变阻器；

（2）选出合适的滑动变阻器后，将实验器材连成如图所示的实验电路，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右移动，观察到的现象是　　（多选）；

$A$．小灯泡变亮，电压表示数变大

$B$．电流表示数为零，小灯泡不亮

$C$．电流表示数变大，电压表示数变小 $D$．电压表示数接近 $8V$，且示数不变

（3）造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误，请将该导线打上“ $\times$”号；并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上；

（4）线路改正后，移动滑片，记录多组电流和电压 $U$，并在坐标纸上做出 $1-U$关系图象，如图所示。由图可知小灯泡的额定功率为　　 $W$；当小灯泡两端电压为 $3V$时，灯泡电阻为　　 $\Omega$。

如图为某品牌电饭煲的工作电路示意图，开关 $S$可以同时与 $a$、 $b$相连，或只与 $c$相连（红灯，绿灯为指示打，不计电阻）。该电饭煲具有加热、保温功能，在加热档时总功率为 $1540W$，在保温挡时的总功率为 $55W$．请根据以上信息解答下列问题：

（1）将开关 $S$与 $a$、 $b$相连时，　　发光（选填“红灯”或“绿灯” $)$，此时电饭煲处于　　状态（选填“加热”或“保温” $)$

（2）电饭煲处于加热状态时， $R$的电功率为 $P_1$；处于保温状态时， $R$的电功率为 $P_2$， $P_1:P_2=400:1$．请计算电阻 $R_1$的阻值。

（3）如果在不改变原来保温挡和加热档电功率的基础上，要增加一个更大功率的挡位来迅速加热物体，请设计出1种方案，并用简要的文字说明（也可配合作图说明）

如图所示， $R_1$的阻值为 $5\Omega$，滑动变阻器 $R_2$的最大阻值为 $40\Omega$，电源电压保持 $4.5V$不变，电流表量程为“ $0-0.6A$”，电压表量程为“ $0-3V$”。为保证电路安全， $R_2$接入电路中的最小阻值为　　 $\Omega$， $R_1$消耗的最小功率为　　 $W$。

标有“ $220V$， $2000W$ “的“即热式”电热水龙头，其加热电阻丝的阻值是　　 $\Omega$；在额定电压下工作 $21s$，若不计热量损失，能够使　　 $\mathit{kg}$的水从 ${15}^{°}\text{C}$上升到 ${35}^{°}\text{C}$． $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

如图甲所示， $R_1$为定值电阻，滑动变阻器 $R_2$的滑片从 $a$端滑到 $b$端的过程中， $R_2$消耗的电功率 $P$与其两端电压 $U$的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $R_1$的阻值为 $20\Omega$

B． $R_2$的最大阻值为 $50\Omega$

C．电源电压为 $6V$

D．该电路消耗的最大电功率为 $0.9W$

如图所示，电源电压保持 $6V$不变，电流表量程为 $0~0.6A$，电压表量程为 $0~3V$，定值电阻 $R_1$的规格为“ $10\Omega 0.5A$”，滑动变阻器 $R_2$的规格为“ $20\Omega 1A$”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

①电阻 $R_1$消耗电功率允许的变化范围为 $0.4W~0.9W$

②电流表示数允许的变化范围为 $0.2A~0.5A$

③滑动变阻器 $R_2$允许接入电路阻值的变化范围为 $10\Omega ~20\Omega$

④电路消耗总电功率允许的变化范围为 $1.8W~3W$

A．只有①和③B．只有①和④C．只有②和③D．只有②和④

图甲所示电路中电源电压恒定。小灯泡的额定电压为 $4V$，它的 $I-U$图像如图乙所示，滑动变阻器的铭牌标有“ $20\Omega 1A$”。先将滑动变阻器的滑片 $P$移至 $B$端，闭合开关 $S$，电压表示数为 $4V$；再将滑片 $P$向左移动直到小灯泡正常发光。下列说法中正确的有 $($　　 $)$

A．小灯泡的亮度越大，电阻就越大

B．电源电压为 $5V$

C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为 $2.5\Omega$

D．小灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为 $1.6W$

如图甲所示电路，电源电压恒为 $6V$，小灯泡 $L$的 $I-U$图像如图乙所示。电阻 $R_1$为 $30\Omega$，滑动变阻器 $R_2$的额定电流为 $1A$，电流表的量程为 $0-0.6A$，电压表的量程为 $0~3V$．请画出该题的各个等效电路图。

（1）当开关 $S_1$、 $S_2$、 $S_3$都闭合时， $L$正常发光，此时通过 $R_1$的电流是多少？

（2）只闭合开关 $S_3$，移动滑片 $P$，当 $R_2$接入电路中的阻值为其最大阻值的 $\frac{1}{4}$时，电流表的示数为 $0.2A$，滑动变阻器的最大阻值是多少？

（3）在保证各元件安全的条件下，电路消耗的最大功率和最小功率各是多少？

某电视机的额定功率是 $110W$，则它正常工作时，电流是　　； $1\mathit{kW}\cdot h$的电能可供它正常工作的时间是　　（至少保留一位小数）

如图所示电路，电源电压保持不变。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．同时闭合开关 $S_1$和 $S_3$，则电路会出现短路

B．同时闭合开关 $S_1$和 $S_2$，则 $R_2$被短接，只有 $R_1$接入电路

C．只闭合开关 $S_1$，则 $R_1$与 $R_2$串联；再将滑片 $P$向左移，电路的总功率变大

D．同时闭合开关 $S_2$和 $S_3$，则 $R_1$与 $R_2$并联；再将滑片 $P$向左移，电路的总电阻变小

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 $0.9W$

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。

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　　。