9.两个灯泡的U-I图像如下,将两灯并联接在220 V的家庭电路中,关闭家里其他所有用电器,两灯正常发光,则两灯正常工作时干路中的电流为

0.65
A,两灯工作5 h,共消耗电能0.715
kW·h。答案
9.0.65 0.715
解析
【分析】
要解决该问题,需结合并联电路特点和U-I图像的应用:并联电路中各支路电压相等,等于电源电压,因此两灯并联在220V电路中时,两灯两端电压均为220V,此时灯正常发光;接着从U-I图像读取两灯在220V电压下的对应电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和计算干路电流;最后利用电能公式计算两灯工作5h消耗的总电能。
【解析】
1. 计算干路电流:
并联电路各支路电压等于电源电压,故两灯两端电压$ U = 220V $。从U-I图像可知,当$ U=220V $时,$ L_1 $对应的电流$ I_1=0.25A $,$ L_2 $对应的电流$ I_2=0.4A $。根据并联电路电流规律,干路电流$ I = I_1 + I_2 = 0.25A + 0.4A = 0.65A $。
2. 计算总消耗电能:
总功率$ P = UI = 220V × 0.65A = 143W = 0.143kW $,工作时间$ t=5h $,根据电能公式$ W=Pt $,得$ W = 0.143kW × 5h = 0.715kW·h $。
【答案】
0.65;0.715
【知识点】
并联电路电流规律;电能计算;U-I图像应用
【点评】
本题结合U-I图像考查并联电路的电流特点和电能计算,关键是从图像中准确读取对应电压下的电流,再结合电学公式计算,属于基础电学综合题,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决该问题,需结合并联电路特点和U-I图像的应用:并联电路中各支路电压相等,等于电源电压,因此两灯并联在220V电路中时,两灯两端电压均为220V,此时灯正常发光;接着从U-I图像读取两灯在220V电压下的对应电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和计算干路电流;最后利用电能公式计算两灯工作5h消耗的总电能。
【解析】
1. 计算干路电流:
并联电路各支路电压等于电源电压,故两灯两端电压$ U = 220V $。从U-I图像可知,当$ U=220V $时,$ L_1 $对应的电流$ I_1=0.25A $,$ L_2 $对应的电流$ I_2=0.4A $。根据并联电路电流规律,干路电流$ I = I_1 + I_2 = 0.25A + 0.4A = 0.65A $。
2. 计算总消耗电能:
总功率$ P = UI = 220V × 0.65A = 143W = 0.143kW $,工作时间$ t=5h $,根据电能公式$ W=Pt $,得$ W = 0.143kW × 5h = 0.715kW·h $。
【答案】
0.65;0.715
【知识点】
并联电路电流规律;电能计算;U-I图像应用
【点评】
本题结合U-I图像考查并联电路的电流特点和电能计算,关键是从图像中准确读取对应电压下的电流,再结合电学公式计算,属于基础电学综合题,难度适中。
【难度系数】
0.5
10. 小灯泡 L 和定值电阻接在如图甲所示的电路中,两者的 I-U 关系图像如图乙所示,图线

A
(选填“A”或“B”)是小灯泡的 I-U 关系图像,图线 B 所代表元件的阻值为40
Ω。当电压表的示数为 8 V 时,小灯泡 L 和定值电阻在 10 s 内消耗的总电能为48
J。答案
10.A 40 48
解析
【分析】
要解决本题,需分三步思考:①区分小灯泡和定值电阻的I-U图线:小灯泡的电阻随温度升高而增大,其I-U图像为曲线(电流与电压不成正比),而定值电阻阻值不变,I-U图像为过原点的直线,据此判断对应图线;②计算定值电阻阻值:从图线B中选取一组对应的电压和电流,利用欧姆定律R=U/I计算;③计算总电能:当电压表示数为8V时,并联电路各支路电压等于电源电压,分别找出此时灯泡和定值电阻的电流,求出总电流,再根据电功公式W=UIt计算10s内的总电能。
【解析】
1. 区分图线:小灯泡的电阻随温度变化,I-U图像是曲线,因此图线A是小灯泡的I-U关系图像;图线B是定值电阻的I-U图像。
2. 计算定值电阻阻值:从图线B可知,当电压U=8V时,电流I=0.2A,根据欧姆定律得定值电阻阻值R=U/I=8V/0.2A=40Ω。
3. 计算总电能:当电压表示数为8V时,电源电压U=8V,此时灯泡的电流I_L=0.4A,定值电阻的电流I_R=0.2A,总电流I总=I_L+I_R=0.4A+0.2A=0.6A。根据电功公式,10s内总电能W=U I总 t=8V×0.6A×10s=48J。
【答案】
A;40;48
【知识点】
欧姆定律;电功计算;I-U图像
【点评】
本题结合并联电路特点与I-U图像,考查了欧姆定律、电功公式的应用,关键是明确小灯泡电阻随温度变化的特性,以及并联电路中电压、电流的规律,难度中等。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需分三步思考:①区分小灯泡和定值电阻的I-U图线:小灯泡的电阻随温度升高而增大,其I-U图像为曲线(电流与电压不成正比),而定值电阻阻值不变,I-U图像为过原点的直线,据此判断对应图线;②计算定值电阻阻值:从图线B中选取一组对应的电压和电流,利用欧姆定律R=U/I计算;③计算总电能:当电压表示数为8V时,并联电路各支路电压等于电源电压,分别找出此时灯泡和定值电阻的电流,求出总电流,再根据电功公式W=UIt计算10s内的总电能。
【解析】
1. 区分图线:小灯泡的电阻随温度变化,I-U图像是曲线,因此图线A是小灯泡的I-U关系图像;图线B是定值电阻的I-U图像。
2. 计算定值电阻阻值:从图线B可知,当电压U=8V时,电流I=0.2A,根据欧姆定律得定值电阻阻值R=U/I=8V/0.2A=40Ω。
3. 计算总电能:当电压表示数为8V时,电源电压U=8V,此时灯泡的电流I_L=0.4A,定值电阻的电流I_R=0.2A,总电流I总=I_L+I_R=0.4A+0.2A=0.6A。根据电功公式,10s内总电能W=U I总 t=8V×0.6A×10s=48J。
【答案】
A;40;48
【知识点】
欧姆定律;电功计算;I-U图像
【点评】
本题结合并联电路特点与I-U图像,考查了欧姆定律、电功公式的应用,关键是明确小灯泡电阻随温度变化的特性,以及并联电路中电压、电流的规律,难度中等。
【难度系数】
0.6
11. 右图为两个定值电阻 A、B 的内部结构示意图,A、B 所用电阻丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相同,分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上,圈数分别为 55 和 33,A 的电阻丝比 B 的电阻丝细。将 A、B 并联在电路中工作相同时间,通过分析说明哪个定值电阻消耗的电能多。

答案
11. 根据题意可知,A、B 所用电阻丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相同,由于 A 的圈数比 B 的圈数多,A 的电阻丝比 B 的细,所以 A 的阻值大于 B 的阻值。根据并联电路的电压、电流规律和欧姆定律可知,A 两端的电压等于 B 两端的电压,通过 A 的电流小于通过 B 的电流,根据 $W=UIt$ 知,A 消耗的电能比 B 消耗的电能少。
解析
【分析】
要判断哪个定值电阻消耗的电能多,需先确定A、B的阻值大小,再结合并联电路的特点和电能公式分析。首先根据影响电阻的因素(材料、长度、横截面积)判断电阻大小;再利用并联电路电压相等的规律,结合电能公式推导得出结论。
【解析】
1. 判断电阻大小:电阻的大小由材料、长度、横截面积决定,公式为$R=\rho\frac{L}{S}$($\rho$为电阻率,材料相同则$\rho$相同)。已知A、B电阻丝材料相同,A的缠绕圈数更多,说明电阻丝长度$L_A > L_B$;A的电阻丝更细,横截面积$S_A < S_B$,因此$R_A > R_B$。
2. 并联电路特点:A、B并联在电路中,根据并联电路规律,各支路两端电压相等,即$U_A=U_B=U$,且工作时间$t$相同。
3. 计算电能:根据电能公式$W=UIt$,结合欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得$W=\frac{U^2t}{R}$。由于$U$和$t$相同,电阻越大,消耗的电能越小。因为$R_A > R_B$,所以$W_A < W_B$,即B消耗的电能更多。
【答案】
定值电阻B消耗的电能多。
【知识点】
影响电阻大小的因素;并联电路特点;电能的计算
【点评】
本题结合电阻的影响因素、并联电路规律和电能计算,考查学生对电学基础知识点的综合应用能力,需先正确判断电阻大小,再结合电路特点分析电能,属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.5
要判断哪个定值电阻消耗的电能多,需先确定A、B的阻值大小,再结合并联电路的特点和电能公式分析。首先根据影响电阻的因素(材料、长度、横截面积)判断电阻大小;再利用并联电路电压相等的规律,结合电能公式推导得出结论。
【解析】
1. 判断电阻大小:电阻的大小由材料、长度、横截面积决定,公式为$R=\rho\frac{L}{S}$($\rho$为电阻率,材料相同则$\rho$相同)。已知A、B电阻丝材料相同,A的缠绕圈数更多,说明电阻丝长度$L_A > L_B$;A的电阻丝更细,横截面积$S_A < S_B$,因此$R_A > R_B$。
2. 并联电路特点:A、B并联在电路中,根据并联电路规律,各支路两端电压相等,即$U_A=U_B=U$,且工作时间$t$相同。
3. 计算电能:根据电能公式$W=UIt$,结合欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得$W=\frac{U^2t}{R}$。由于$U$和$t$相同,电阻越大,消耗的电能越小。因为$R_A > R_B$,所以$W_A < W_B$,即B消耗的电能更多。
【答案】
定值电阻B消耗的电能多。
【知识点】
影响电阻大小的因素;并联电路特点;电能的计算
【点评】
本题结合电阻的影响因素、并联电路规律和电能计算,考查学生对电学基础知识点的综合应用能力,需先正确判断电阻大小,再结合电路特点分析电能,属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.5
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