姆定律,电功率公式进行计算。 【详解】
①由图(b)可知,电压表示数为5.0V时,
PR总?URI总?5.0V?0.5A?2?5.0W
而电压表示数为4.0V时,则
?总?UR?I总??4.0V?(1A+0.25A)?5.0W PR故①错误;
②由于P在中点时,R左、右两部分并联电阻最大,两端电压最大5V,两边电流相等,均为0.5A。所以
R左=R右?故R=20Ω。故②正确;
U5V??10? I0.5A③在①中已算出电压表示数为5V和4V时,R消耗的总功率相等;故③正确;
2④由于R0在干路上,且为定值电阻,由P?IR0,4V时干路电流1.25A,大于5V时的干
路电流1A,所以4V时R0的消耗功率不是最小,故④错误。只有②③正确。 故选B。
17.图甲是用于焊接塑料水管的热熔器,其电路如图乙所示,加热电阻R1=66Ω、
R2=176Ω,S1是手动控制开关,S2是可随温度自动跳转的温控开关,R0是特殊限流电阻,热熔器加热时R0的电阻较大,LED指示灯发红光,保温时R0的电阻较小,LED指示灯发绿光。已知LED灯发光两端电压保持不变,下列说法错误的是( )
A.开关S1和S2都闭合时,热熔器处于加热状态 B.开关S1闭合,S2断开时,R1的功率小于R2的功率 C.保温状态时加热电路的电功率为300W
D.发红光时LED灯的电流小于发绿光时LED灯的电流
【来源】湖北省黄石市大冶市2018届九年级上学期期末考试物理试题 【答案】C 【解析】 【分析】
U2电源电压不变,根据电功率的公式P?可知电路中的总电阻越小,电路的加热功率越
R大,热熔器处于加热状态,反之处于保温状态;
(1)开关S1和S2都闭合时,电阻R2被短路,只有R1工作,电路中的总电阻最小,根据
U2分析电功率的变化,从而得到处于哪种状态; P?R(2)开关S1闭合,S2断开时,R1与R2串联,根据串联电路电流的规律和电功率的公式得到两个电阻电功率的大小关系;
U2(3)两个电阻串联时,电路中的总电阻最大,根据P?可知处于保温状态,根据电功率
R的公式得到保温状态时加热电路的电功率;
(4)加热时和保温时LED灯两端电压保持不变,根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压不变,根据欧姆定律比较两者的电流关系。 【详解】
A.开关S1和S2都闭合时,R2被短路,加热电路只有R1工作,加热电阻最小,根据
U2可知电功率较大,处于加热状态,故A正确,不符合题意; P?RB.开关S1闭合,S2断开时, R1与R2串联,串联电路中各处的电流相等,R1<R2,由
P?I2R可知,R1的功率小于R2的功率,故B正确,不符合题意;
U2C.R1与R2串联,电路中的总电阻最大,根据P?可知处于保温状态,加热电路的电
R功率
U2(220V)2P???200W
R1?R266Ω?176Ω故C错误,符合题意;
D.热熔器加热时R0的电阻较大,LED指示灯发红光,保温时R0的电阻较小,LED指示灯发绿光,LED灯发光时两端电压保持不变,且电源电压为220V不变,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知R0两端的电压不变,因热熔器加热时R0的电阻较大,则由I?UR可知,此时电路中的电流较小,发红光时LED灯的电流小于发绿光时LED灯的电流,故D正确,不符合题意。 故选C。 【点睛】
本题考查串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,电功率的公式P?UI,即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积。
18.实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图象如图所示,则有关此小灯泡功率P与 U2或P与I2的图象可能正确的是
A. B. C. D.
【来源】2014年初中毕业升学考试(山东泰安卷)物理(带解析) 【答案】D 【解析】 【分析】
在U﹣I图象中,图线的斜率表示电阻,根据图象斜率判断灯泡电阻的变化关系,然后根据
U2公式P=IR分析P与I的图象,根据公式P=分析P与U2的图象.
R【详解】
2
2
由U﹣I图象可知,电压和电流增大时,灯泡的实际功率增大,灯泡的温度升高,且图线的斜率越来越大,即灯泡的电阻随温度的升高而增大;
1U2AB.由P=IR=可知,在P﹣U2图象中,图象上某点切线的斜率为电阻的倒数,因随
RR2
温度的升高R增大因而
1应减小,故AB错误; RCD.同理,在P﹣I2图象中,图象上某点切线的斜率为电阻R,而电阻R又随温度的升高而增大,故C错误,D正确。 故选D。
19.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的字样,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~12Ω,当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,两灯都正常发光。不考虑温度对灯泡电阻的影响,则( )
A.电源电压为12V
B.两灯都正常发光时电流表的示数为3A C.整个电路的最小功率2.25W D.整个电路的最大功率9W
【来源】2017年中考真题精品解析 (四川乐山卷)物理 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡L1和灯泡L2并联,两灯泡均正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点求出电源的电压。
(2)根据P?UI求出两灯泡都正常发光时通过的电流,根据并联电路的电流特点求出两灯都正常发光时电流表的示数。
(3)根据欧姆定律求出两灯泡的电阻,两灯泡的最大电阻和R的最大阻值串联时电路中的总
U2电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和P?UI?求出电路的最小总功率。
R(4)当S1、S2、S3都闭合且滑片位于a端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,此时两灯泡的实际功率和额定功率相等,两灯泡的功率之和即为电路的总功率。 【详解】
A.当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器滑到a端时,灯泡L1和灯泡L2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯都正常发光,则电源的电压
U?U1?U2?6V
故A错误;
B.由P?UI可得,两灯泡都正常发光时通过的电流
I1?PP3W6W1??0.5A,I2?2??1A U16VU26V因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则两灯都正常发光时电流表的示数
I?I1?I2?0.5A?1A?1.5A
故B错误; C.由I?U可得,两灯泡的电阻 RUU6V6VR1?1??12Ω,R2?2??6Ω
I10.5AI21A当S1、S3闭合且滑片位于b端时,R1与R的最大阻值串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则电路的最小总功率
?6V??1.5W U2P小??R1?R212Ω?12Ω2故C错误;
D.当S1、S2、S3都闭合且滑片位于a端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,因此时两灯泡均正常发光,所以整个电路的最大功率
P大?P1?P2?3W?6W?9W
故D正确。 故选D。
20.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器的滑片移到a端时,R1的功率为P1,电流表A1和A2的示数之比为3:4;若再断开S2,则电流表A1和A2的示数之比为1:2,当S1和S3断开,S2闭合,滑动变阻器的滑片移到b端时,电压表的示数为3V,R1的功率为P1′,已知R1=6Ω,P1:P1′=16:1,下列判断错误的是( )
A.电源电压为9V B.R2的阻值为3Ω C.R2和R3的阻值相等 D.R4的最大阻值为12Ω
【来源】2020年湖北省武汉市江汉区中考一模物理试题 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
BC.当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器的滑片移到a端时,等效电路图如图1所示;若再断开S2,等效电路图如图2所示;当S1和S3断开,S2闭合,滑动变阻器的滑片移到b端时,等效电路图如图3所示:
图2中,因并联电路中各支路两端的电压相等,且电流表A1和A2的示数之比为3:4,即
I11? I32