1. 商场中,卖空调的售货员和顾客就空调省电还是费电发生了争论,售货员说:“我们家的空调是一级能耗,很省电,用它制冷花不了多少电费。”顾客说:“空调都很费电,我家的空调一开,电表上的指示灯就闪烁得很快。”上述争论中,顾客混淆的两个概念是(
A.电能和电功率
B.电功率和电流
C.电压和电流
D.电能和电功
A
)A.电能和电功率
B.电功率和电流
C.电压和电流
D.电能和电功
答案
A
2. 有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为 1 200 W,乙的额定功率为 1 800 W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是(
①甲电热水壶两端的电压较低
②通过乙电热水壶的电流做功较快
③通过两个电热水壶的电流相等
④甲电热水壶的电阻较大
⑤乙电热水壶比甲电热水壶一次能烧更多的开水
⑥相同时间内,两个电热水壶消耗的电能不一样
A.只有②是对的
B.②④⑥是对的
C.①③是对的
D.④⑤⑥是对的
B
)①甲电热水壶两端的电压较低
②通过乙电热水壶的电流做功较快
③通过两个电热水壶的电流相等
④甲电热水壶的电阻较大
⑤乙电热水壶比甲电热水壶一次能烧更多的开水
⑥相同时间内,两个电热水壶消耗的电能不一样
A.只有②是对的
B.②④⑥是对的
C.①③是对的
D.④⑤⑥是对的
答案
B
解析
①错误,两电热水壶额定电压相同且正常工作,两端电压相等。
②正确,乙额定功率大,电流做功快。
③错误,由$I = \frac{P}{U}$,$U$相同,$P$不同,电流不相等。
④正确,由$R=\frac{U^{2}}{P}$,$U$相同,$P_{甲}<P_{乙}$,则$R_{甲}>R_{乙}$。
⑤错误,烧开水多少与功率和时间有关,题中未提时间。
⑥正确,由$W=Pt$,$P$不同,相同时间$W$不一样。
结论:②④⑥正确,选B。
②正确,乙额定功率大,电流做功快。
③错误,由$I = \frac{P}{U}$,$U$相同,$P$不同,电流不相等。
④正确,由$R=\frac{U^{2}}{P}$,$U$相同,$P_{甲}<P_{乙}$,则$R_{甲}>R_{乙}$。
⑤错误,烧开水多少与功率和时间有关,题中未提时间。
⑥正确,由$W=Pt$,$P$不同,相同时间$W$不一样。
结论:②④⑥正确,选B。
3. 如图所示,电源电压恒定,闭合开关 S,忽略温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器的滑片 P 向左移动时(

A.灯泡 L 变暗
B.电流表的示数变小
C.电压表的示数变小
D.电路的总电功率变大
D
)A.灯泡 L 变暗
B.电流表的示数变小
C.电压表的示数变小
D.电路的总电功率变大
答案
D
解析
解:由图知,灯泡L与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测L两端电压。
滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路电阻变小,总电阻$R_{总}$变小。
电源电压$U$恒定,由$I=\frac{U}{R_{总}}$得,电流$I$变大,电流表示数变大,B错误。
灯丝电阻$R_L$不变,由$U_L=IR_L$得,$U_L$变大,电压表示数变大,C错误。
由$P_L=I^2R_L$得,$P_L$变大,灯泡变亮,A错误。
由$P_{总}=UI$得,$P_{总}$变大,D正确。
答案:D
滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路电阻变小,总电阻$R_{总}$变小。
电源电压$U$恒定,由$I=\frac{U}{R_{总}}$得,电流$I$变大,电流表示数变大,B错误。
灯丝电阻$R_L$不变,由$U_L=IR_L$得,$U_L$变大,电压表示数变大,C错误。
由$P_L=I^2R_L$得,$P_L$变大,灯泡变亮,A错误。
由$P_{总}=UI$得,$P_{总}$变大,D正确。
答案:D
4. 如图甲所示,$R_{1}$为定值电阻,电源电压保持不变。当闭合开关 S,滑动变阻器的滑片 P 从 B 端移到 A 端,两电表示数的关系如图乙所示。下列判断正确的是(
A. 电源电压为 2 V
B. 滑动变阻器$R_{2}$的最大阻值是 10 Ω
C. 滑片 P 滑到 AB 中点时电阻$R_{1}$的电功率是 0.225 W
D. 向左移动滑片 P,电压表与电流表示数的比值不断增大
C
)B. 滑动变阻器$R_{2}$的最大阻值是 10 Ω
C. 滑片 P 滑到 AB 中点时电阻$R_{1}$的电功率是 0.225 W
D. 向左移动滑片 P,电压表与电流表示数的比值不断增大
答案
C
解析
解:
由图甲,$R_1$与$R_2$串联,电压表测$R_1$电压$U_1$,电流表测电流$I$。
图乙中,滑片在$A$端时$R_2=0$,$U_1=U=3\,V$,$I=0.3\,A$,则$R_1=\frac{U}{I}=\frac{3}{0.3}=10\,\Omega$。
滑片在$B$端时$R_2$最大,$U_1'=1\,V$,$I'=0.1\,A$,电源电压$U=I'(R_1+R_2)$,即$3=0.1(10+R_2)$,解得$R_2=20\,\Omega$。
滑片在$AB$中点时,$R_2'=10\,\Omega$,总电阻$R=R_1+R_2'=20\,\Omega$,电流$I''=\frac{U}{R}=\frac{3}{20}=0.15\,A$,$R_1$功率$P=I''^2R_1=(0.15)^2×10=0.225\,W$。
向左移滑片,$R_2$减小,$\frac{U}{I}=R_1$不变。
结论:C正确。
C
由图甲,$R_1$与$R_2$串联,电压表测$R_1$电压$U_1$,电流表测电流$I$。
图乙中,滑片在$A$端时$R_2=0$,$U_1=U=3\,V$,$I=0.3\,A$,则$R_1=\frac{U}{I}=\frac{3}{0.3}=10\,\Omega$。
滑片在$B$端时$R_2$最大,$U_1'=1\,V$,$I'=0.1\,A$,电源电压$U=I'(R_1+R_2)$,即$3=0.1(10+R_2)$,解得$R_2=20\,\Omega$。
滑片在$AB$中点时,$R_2'=10\,\Omega$,总电阻$R=R_1+R_2'=20\,\Omega$,电流$I''=\frac{U}{R}=\frac{3}{20}=0.15\,A$,$R_1$功率$P=I''^2R_1=(0.15)^2×10=0.225\,W$。
向左移滑片,$R_2$减小,$\frac{U}{I}=R_1$不变。
结论:C正确。
C
5. 把标有“12 V 12 W”的灯$L_{1}$和“12 V 6 W”的灯$L_{2}$串联起来接在电源电压为 12 V 的电路中,下列说法正确的是(
A.两灯均不能正常发光,但$L_{1}$灯较亮
B.两灯均不能正常发光,但$L_{2}$灯较亮
C.两灯均能正常发光
D.把电源电压提高到 24 V,两灯都能正常发光
B
)A.两灯均不能正常发光,但$L_{1}$灯较亮
B.两灯均不能正常发光,但$L_{2}$灯较亮
C.两灯均能正常发光
D.把电源电压提高到 24 V,两灯都能正常发光
答案
B
解析
1. 计算两灯电阻:
$R_{1}=\frac{U_{1}^{2}}{P_{1}}=\frac{(12\ V)^{2}}{12\ W}=12\ \Omega$
$R_{2}=\frac{U_{2}^{2}}{P_{2}}=\frac{(12\ V)^{2}}{6\ W}=24\ \Omega$
2. 串联总电阻及电流:
$R_{总}=R_{1}+R_{2}=12\ \Omega+24\ \Omega=36\ \Omega$
$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{12\ V}{36\ \Omega}=\frac{1}{3}\ A\approx0.33\ A$
3. 实际电压与功率:
$U_{1实}=IR_{1}=\frac{1}{3}\ A×12\ \Omega=4\ V<12\ V$
$U_{2实}=IR_{2}=\frac{1}{3}\ A×24\ \Omega=8\ V<12\ V$
$P_{1实}=I^{2}R_{1}=\left(\frac{1}{3}\ A\right)^{2}×12\ \Omega\approx1.33\ W$
$P_{2实}=I^{2}R_{2}=\left(\frac{1}{3}\ A\right)^{2}×24\ \Omega\approx2.67\ W$
4. 结论:两灯均不能正常发光,$L_{2}$实际功率更大,更亮。
B
$R_{1}=\frac{U_{1}^{2}}{P_{1}}=\frac{(12\ V)^{2}}{12\ W}=12\ \Omega$
$R_{2}=\frac{U_{2}^{2}}{P_{2}}=\frac{(12\ V)^{2}}{6\ W}=24\ \Omega$
2. 串联总电阻及电流:
$R_{总}=R_{1}+R_{2}=12\ \Omega+24\ \Omega=36\ \Omega$
$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{12\ V}{36\ \Omega}=\frac{1}{3}\ A\approx0.33\ A$
3. 实际电压与功率:
$U_{1实}=IR_{1}=\frac{1}{3}\ A×12\ \Omega=4\ V<12\ V$
$U_{2实}=IR_{2}=\frac{1}{3}\ A×24\ \Omega=8\ V<12\ V$
$P_{1实}=I^{2}R_{1}=\left(\frac{1}{3}\ A\right)^{2}×12\ \Omega\approx1.33\ W$
$P_{2实}=I^{2}R_{2}=\left(\frac{1}{3}\ A\right)^{2}×24\ \Omega\approx2.67\ W$
4. 结论:两灯均不能正常发光,$L_{2}$实际功率更大,更亮。
B
6. 在如图所示的电路中,电源电压不变,开关 S 闭合,滑动变阻器的滑片 P 在 a 端时,电流表的示数为 2.4 A,电压表的示数为 12 V;滑片 P 移动到中点时,$R_{1}的电功率为P_{1}$;滑片 P 移到 b 点时,$R_{1}的电功率为P_{1}'$。若$P_{1} : P_{1}' = 25 : 9$,则滑片 P 在中点和在 b 端时,电路的总功率之比为

5:3
。答案
$5:3$
解析
解:当滑片在a端时,$R_{2}=0$,电路中只有$R_{1}$。
由$U=12\,V$,$I=2.4\,A$,得$R_{1}=\frac{U}{I}=\frac{12}{2.4}=5\,\Omega$。
设$R_{2}$最大阻值为$R$,滑片在中点时$R_{2中}=\frac{R}{2}$,在b端时$R_{2b}=R$。
$P_{1}=\left(\frac{U}{R_{1}+\frac{R}{2}}\right)^{2}R_{1}$,$P_{1}'=\left(\frac{U}{R_{1}+R}\right)^{2}R_{1}$。
由$\frac{P_{1}}{P_{1}'}=\frac{25}{9}$,得$\left(\frac{R_{1}+R}{R_{1}+\frac{R}{2}}\right)^{2}=\frac{25}{9}$,即$\frac{R_{1}+R}{R_{1}+\frac{R}{2}}=\frac{5}{3}$。
代入$R_{1}=5\,\Omega$,解得$R=20\,\Omega$。
滑片在中点时总电阻$R_{总1}=5+\frac{20}{2}=15\,\Omega$,总功率$P_{总1}=\frac{U^{2}}{R_{总1}}=\frac{144}{15}$;
在b端时总电阻$R_{总2}=5+20=25\,\Omega$,总功率$P_{总2}=\frac{144}{25}$。
$\frac{P_{总1}}{P_{总2}}=\frac{25}{15}=\frac{5}{3}$。
$5:3$
由$U=12\,V$,$I=2.4\,A$,得$R_{1}=\frac{U}{I}=\frac{12}{2.4}=5\,\Omega$。
设$R_{2}$最大阻值为$R$,滑片在中点时$R_{2中}=\frac{R}{2}$,在b端时$R_{2b}=R$。
$P_{1}=\left(\frac{U}{R_{1}+\frac{R}{2}}\right)^{2}R_{1}$,$P_{1}'=\left(\frac{U}{R_{1}+R}\right)^{2}R_{1}$。
由$\frac{P_{1}}{P_{1}'}=\frac{25}{9}$,得$\left(\frac{R_{1}+R}{R_{1}+\frac{R}{2}}\right)^{2}=\frac{25}{9}$,即$\frac{R_{1}+R}{R_{1}+\frac{R}{2}}=\frac{5}{3}$。
代入$R_{1}=5\,\Omega$,解得$R=20\,\Omega$。
滑片在中点时总电阻$R_{总1}=5+\frac{20}{2}=15\,\Omega$,总功率$P_{总1}=\frac{U^{2}}{R_{总1}}=\frac{144}{15}$;
在b端时总电阻$R_{总2}=5+20=25\,\Omega$,总功率$P_{总2}=\frac{144}{25}$。
$\frac{P_{总1}}{P_{总2}}=\frac{25}{15}=\frac{5}{3}$。
$5:3$
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