最新 电功率专题剖析与专题同步训练(含答案)经典
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最新电功率专题剖析与专题同步训练(含答案)经典一、电功率选择题1.如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密闭这等量的空气,R1=R2=R3,当开关S闭合后,下列说法正确的是()A. 该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系B. 通过电阻R1和R2的电流相等C. 通电一段时间后,右边U形管内液面的高度差比左边小D. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的【答案】C【解析】【解答】解:A、装置中R2、R3并联后再与R1串联,通过R1的电流I1=I2+I3,而I2=I3,所以右边容器中通过R3的电流I3是左侧通过R1电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,故A错误;B、由图知,通过R1的电流I1=I2+I3,而I2=I3,所以通过电阻R1和R2的电流不相等,故B 错;C、左右两容器中的电阻相同,而通过电阻R1的电流大于R2的电流,通电时间相同,由Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻产生的热量多,左边U形管内液面的高度差比右边U形管内液面的高度差大,故C正确;D、电流产生的热量不能用眼睛直接观察,对密封容器中空气加热,引起U型管中液面变化,通过液面高度差的变化来反映,是利用容器内气体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少,故D错误.故选C.【分析】A、电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,在通电时间和电阻相同时,是探究电流产生热量跟电流的关系;B、根据串、并联电路的电流大小关系分析判断C、通电时间相同、电阻相同,通过的电流不同,利用焦耳定律Q放=I2Rt分析判断;D、电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但气体温度的变化可以通过U型管中液面高度差的变化来反映,体现的是转换思想.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4.5V②变阻器接入电路的阻值范围是3Ω-12Ω③小灯泡的最小功率为0.135W④电路的最大功率2.25WA. 只有正确B. 只有正确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:R L= = =6Ω,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+R L)=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-R L=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:U L′=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:R最大= = =12Ω,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)小灯泡的最小功率:P L最小=I最小2R L=(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.如图是探究“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置.通电前,A、B 两个U型管内的液面相平,通电一定时间后,通过R1、R2的电流分别为I1、I2,则()A. I1=I2, A管中的液面较低B. I1=I2, A管中的液面较高C. I1>I2, A管中的液面较低D. I1>I2, A管中的液面较高【答案】D【解析】【解答】解:由图可知,右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以I1>I2,故AB错误;由Q=I2Rt可知,通电时间相同时,I1>I2, R1=R2=5Ω,所以左侧电阻产生的热量较多,密闭空气吸收热量后,体积不变,压强变大,左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大,A测玻璃管液面较高.故选D.【分析】由电路图分析电阻丝的连接方式,根据串并联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,根据Q=I2Rt比较两电阻产生的热量关系,密闭空气吸收热量后,压强变大,U形管内两液面的差值变大,据此进行解答.4.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列判断正确的是()A. 电压表示数变小B. 电压表示数不变C. 灯泡L的亮度不变D. 电压表与电流表A示数比值变小【答案】 D【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流,因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V1示数不变,A不符合题意;当滑动变阻器的片P向左滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由I= 可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,则电压表V1与电流表A示数比值变小,D符合题意;变阻器接入电路中的电阻变小,由串联电路的分压特点可知,R两端分得的电压变小,即电压表V2示数变小,B不符合题意;电源电压不变,R两端分得的电压变小,则灯泡L两端的电压变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,C不符合题意。
故答案为:D【分析】结合电路图,理清依据的连接方式,根据电源的电压可知滑片移动时电压表V1示数的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律I= 可知电路中电流的变化,然后得出电压表V1与电流表A示数比值变化,根据串联电路的分压特点可知R 和L两端分得的电压变化,根据P=UI可知灯泡实际功率的变化,进一步得出亮暗变化.5.如图所示的电路,当开关闭合后,灯L1比L2亮.以下说法正确的是()A. 通过L1的电流大于通过L2的电流B. L1两端电压大于L2两端电压C. L1的电阻小于L2的电阻D. L1的电功率等于L2的电功率【答案】B【解析】【解答】解:(1)灯L1、L2串联在同一电路里,因串联电路中的电流处处相等,所以经过它们的电流都是相等的,故A错误;(2)灯的亮度取决于灯的实际功率,灯L1比L2亮,则L1的实际电功率大于L2的实际电功率,由P=I2R可知,L1的电阻大于L2的电阻,由I=可知,L1两端电压大于L2两端电压.故CD 错误;B正确.故选B.【分析】(1)串联电路中,电流处处相等;(2)灯的亮度取决于灯的实际功率,根据欧姆定律可判出电阻关系.6.图示电路中,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,R0为定值电阻,移动滑动变阻器R的滑片,则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中,可能正确的是()A. B. C.D.【答案】 C【解析】【解答】解:由图R0与R并联,电压表测电源电压,电流表测R支路的电流.若电源提供的电流恒定为I总,AB、根据并联电路特点可知:U=U0=I0R0=(I总﹣I)R0=﹣IR0+I总R0,其中I总、R0为定值,由U=﹣R0I+I总R0,可知U与I的图象为一次函数,且﹣R0<0,故AB错误;CD、由电功率的计算公式:电路消耗总功率:P=UI总=(I总﹣I)R0×I总=﹣I总R0I+I总2R0,其中I总、R0为定值,由P=﹣I总R0I+I总2R0,可知P与I的图象为一次函数,﹣I总R0<0,且I不能为0,P不会为0,故C正确,D错误.故选C.【分析】由图R0与R并联,电压表测电源电压,电流表测R支路的电流.电源提供电流一定,根据并联电路特点分别表示出U与I和P与I的表达式,分析判断即可7.将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是()A. 电冰箱产生的热量最多B. 电脑产生的热量最多C. 电热毯产生的热量最多D. 三者产生的热量一样多【答案】C【解析】【解答】∵接在家庭电路中,U=220V,∴三种用电器的实际功率:;又∵,用电器工作时间t相等,∴三种用电器消耗的电能相同;∵电冰箱与电风扇工作时,主要把电能转化为机械能,产生的热量很小,电热毯工作时电热丝产生热量,把电能全部转化为热量;∴产生热量最多的是电热毯。
故答案为:C。
【分析】功率相同的用电器相同时间消耗的电能相同,利用电流的热效应工作的用电器产生的热是最多的.8.两个定值电阻R1、R2并联在电路中,如图甲所示,它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则R1, R2产生的热量之比为()A. 2:1B. 1:2C. 4:1D. 1:4【答案】 A【解析】【解答】由并联电路的特点知道,R1、R2的电压是相同的,由图乙知道,在电压相同时,通过R1、R2的电流之比是2:1;由I=U/R知道,R1、R2的电阻之比为1:2;由图甲知道,闭合开关S,则通电时间相同,由Q=W=U2R t知道,产生的热量与电阻成反比,故R1、R2产生的热量之比是2:1,故答案为:A。
【分析】利用欧姆定律判定R1、R2的阻值关系;根据焦耳定律公式Q=W=t判定产生热量的比值.9.如图为探究“焦耳定律”的实验装置。