最新物理电功率练习题20篇
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最新物理电功率练习题20篇一、电功率选择题1.如图为探究“焦耳定律”的实验装置。
两个透明容器中密封着等量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1<R2.下列说法正确的是()A. 该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系”B. 闭合开关后,通过的电流大于的电流C. 闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢D. 闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动【答案】 C【解析】【解答】解:A、图中两电阻串联,通过的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可研究电流产生的热量与电阻的关系,AB不符合题意;C、根据Q=I2Rt,因R1<R2.故右边容器中电阻丝产生的热量多,由转换法,甲管中液面上升比乙慢,C符合题意;D、闭合开关后,要使电流增大,由欧姆定律,要减小电路的电阻,故应将滑动变阻器滑片P向右移动,D不符合题意。
故答案为:C【分析】电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的气体加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法;由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联电路电流的规律分析.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.如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2阻值范围为0~4Ω.闭合开关S,在滑片从左向右移动的过程中,下列说法正确的是()A. 滑动变阻器的最大功率为1.44WB. 滑动变阻器的最大功率为2WC. 滑动变阻器的最大功率为2.25WD. 电压表示数从0V增大到2.4V【答案】C【解析】【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I=,滑动变阻器消耗的电功率:P2=I2R2=()2R2=,所以,当R2=R1=1Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,则P2大==2.25W,AB不符合题意、C符合题意;(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端的电压,示数为3V,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1两端的电压最小,此时电路中的电流:I′==0.6A,电压表的最小示数:U1=I′R1=0.6A×1Ω=0.6V,所以,在滑片从左向右移动的过程中,电压表示数从3V减小到0.6V,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率,然后分析表达式得出滑动变阻器消耗最大功率时接入电路中的电阻,并求出其大小;当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路为R1的简单电路,电压表测电源两端的电压;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1两端的电压最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R1两端的电压,然后得出电压表示数的变化.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,闭合开关后,当滑片P向右移动时,下列说法正确的是()A. 灯泡L变暗B. 电压表示数变小C. 电流表A1示数变大D. 整个电路消耗的总功率变小【答案】D【解析】【解答】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表V测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L支路的电流。
因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,B不符合题意;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过L的电流和实际功率不变,即L的亮度不变,A不符合题意;当滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,C不符合题意;由P=UI可知,整个电路消耗的总功率变小,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】灯泡L与电阻R并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L支路的电流,根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过L的电流和实际功率不变,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R的电流变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,根据P=UI可知电路总功率的变化.6.某型号电饭锅具有保温与加热两种功能,其简化电路如图所示,R1、R2均为电热丝.下列说法正确的是()A. S1、S2闭合时,电饭锅处于加热状态B. S1、S2闭合时,电饭锅处于保温状态C. S1闭合、S2断开时,电饭锅处于加热状态D. S1断开、S2闭合时,电饭锅处于保温状态【答案】A【解析】【解答】解:由电路图可知,当S1、S2闭合时,R1短路,电路中只有R2;当S1闭合、S2断开时,R1, R2串联,S1断开、S2闭合时,整个电路断开,电饭锅不工作;可见,当S1、S2闭合时,电路中电阻最小,当S1闭合、S2断开时,电路中电阻较大,由P= 可知,当S1、S2闭合时,电功率最大,处于加热状态;当S1闭合、S2断开时,电功率较小,处于保温状态.故A正确、BCD错.故选A.【分析】根据P= 可知,在电源电压不变时,电路中电阻越小,电功率越大,即为加热状态,反之为保温状态.据此分析判断.7.某型号电吹风,电动机和电热丝串联.电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到热风,电动机线圈电阻为R1,电热丝电阻为R2.将电吹风接入电压为U的电源后,通过的电流为I,消耗的电功率为P,同学们得到了四个关系式.下列选项中,关系式均正确的是()①UI>P ②P=I2(R1+R2)③UI=P④P>Ⅰ2(R1+R2)A. ①②B. ②③C. ①④D. ③④【答案】D【解析】【解答】解:电吹风消耗的电功率P是总功率,总功率的大小应该用P=UI来计算,所以总功率P=UI,故①错误,③正确;由题意知,该电吹风中电动机和电热丝串联,电路中电流为I,电吹风中发热的功率要用P热=I2R来计算,所以总的发热功率为P总热=I2(R1+R2),因为电吹风工作时将电能转化为机械能和内能,所以,吹风机的总功率要大于发热部分的功率,即P>Ⅰ2(R1+R2),故②错误,④正确.故选:D.【分析】在计算电功率的公式中,总功率用P=IU来计算,发热的功率用P=I2R来计算,如果是计算纯电阻的功率,这两个公式的计算结果是一样的,但对于电动机等非纯电阻,第一个计算的是总功率,第二个只是计算发热的功率,这两个的计算结果是不一样的.8.如图所示电路中,电源电压不变,只闭合开关,电流表的示数为,再闭合开关,电流表示数变化了,则同时闭合、后,相同时间内、消耗的电能之比是A. 3:4B. 4:3C. 7:3D. 4:7【答案】A【解析】【解答】由电路图知道,若只闭合S1,则是只有R1的简单电路,电流表测的是R1 的电流,此时I1=0.3A;当再闭合S2时,R1、R2并联,电流表测干路中的电流,由于并联电路中各电阻互不影响,所以通过R1的电流仍然是I1=0.3A,由于电流表示数变化了0.4A,则说明通过R2的电流是I2=0.4A,又因为并联电路各支路两端的电压相等,即U1 =U2,由W=UIt知道,在相同时间内R1、R2消耗的电能之比是:,故答案为:A。