9.[宿迁模拟]如图所示的是一种汽车用USB便携充电设备,有A、B两个充电接口,额定输出电压均为5 V,输出电流分别为2.1 A和1.0 A,要快速给标配的手机充电,应选用

A
(选填“A”或“B”)接口,此接口的额定输出功率为10.5
W。答案
9.A;10.5 【点拨】汽车用USB便携充电设备有A、B两个充电接口,输出电压相同,A接口的输出电流大,根据$P=UI$可知,A接口的输出功率大,要快速给标配的手机充电,应选用电流较大的A接口;此接口的额定输出功率$P=UI=5\ \mathrm{V}×2.1\ \mathrm{A}=10.5\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】要快速给手机充电,需选择输出功率更大的接口。已知两个接口的额定输出电压相同,根据电功率公式$P=UI$,在电压$U$一定时,输出电流$I$越大,输出功率$P$越大,充电速度越快,因此应选择电流更大的接口,再利用公式计算该接口的额定输出功率。
【解析】已知A、B接口的额定输出电压均为$U=5\ \mathrm{V}$,A接口输出电流$I_A=2.1\ \mathrm{A}$,B接口输出电流$I_B=1.0\ \mathrm{A}$。根据$P=UI$,电压相同时,电流越大功率越大,所以快速充电应选电流更大的A接口。A接口的额定输出功率$P=UI_A=5\ \mathrm{V} × 2.1\ \mathrm{A}=10.5\ \mathrm{W}$。
【答案】A;10.5
【知识点】电功率计算、用电器功率的选择
【点评】本题结合生活实际考查电功率公式的应用,难度较低,掌握$P=UI$的应用即可轻松解答。
【难度系数】0.7
【解析】已知A、B接口的额定输出电压均为$U=5\ \mathrm{V}$,A接口输出电流$I_A=2.1\ \mathrm{A}$,B接口输出电流$I_B=1.0\ \mathrm{A}$。根据$P=UI$,电压相同时,电流越大功率越大,所以快速充电应选电流更大的A接口。A接口的额定输出功率$P=UI_A=5\ \mathrm{V} × 2.1\ \mathrm{A}=10.5\ \mathrm{W}$。
【答案】A;10.5
【知识点】电功率计算、用电器功率的选择
【点评】本题结合生活实际考查电功率公式的应用,难度较低,掌握$P=UI$的应用即可轻松解答。
【难度系数】0.7
10.[广州期末]如图所示,电源电压恒定不变,电阻R的阻值为10 Ω。闭合开关S₁和S₂时,电阻R和灯L是

并
联的;在对S₂进行闭合或断开的操作中,电流表可读得0.9 A和0.6 A两个值,那么电源电压为6
V,灯L发光时的功率为1.8
W。答案
10.并;6;1.8 【点拨】由图可知,闭合开关$\mathrm{S_1}$和$\mathrm{S_2}$时,R与L并联,电流表测干路电流,示数较大,为0.9 A;$\mathrm{S_1}$闭合、$\mathrm{S_2}$断开时,只有电阻R接入电路,电流表示数为0.6 A,由$I=\frac{U}{R}$可得,电源电压$U=I_RR=0.6\ \mathrm{A}×10\ \Omega=6\ \mathrm{V}$;根据$P=UI$及并联电路的电压、电流特点知,灯L发光时的电功率$P=UI=6\ \mathrm{V}×(0.9\ \mathrm{A}-0.6\ \mathrm{A})=1.8\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
要解决这道题,需先分析不同开关状态下的电路结构:①闭合S₁和S₂时,电流有两条独立路径,可判断R与L的连接方式;②结合开关通断,区分电流表两个示数对应的电路状态,利用并联电路电流规律(干路电流等于各支路电流之和),再结合欧姆定律、电功率公式计算电源电压和灯的功率。
【解析】
1. 判断连接方式:闭合开关S₁和S₂时,电流从电源正极流出,经电流表后分为两条支路,一条经过电阻R,另一条经过灯L和开关S₂,最终汇合经S₁回到电源负极,因此R和灯L是并联的。
2. 分析电流对应状态:当S₁闭合、S₂断开时,电路为R的简单电路,电流表测通过R的电流,此时电流较小,为0.6 A;当S₁、S₂都闭合时,R与L并联,电流表测干路电流,此时电流较大,为0.9 A。
3. 计算电源电压:根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $,电源电压 $ U = I_R R = 0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 6\ \mathrm{V} $。
4. 计算灯L的功率:并联电路中各支路电压等于电源电压,因此灯L两端电压 $ U_L = U = 6\ \mathrm{V} $;灯L的电流 $ I_L = I_{\mathrm{总}} - I_R = 0.9\ \mathrm{A} - 0.6\ \mathrm{A} = 0.3\ \mathrm{A} $,则灯L的功率 $ P_L = U_L I_L = 6\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A} = 1.8\ \mathrm{W} $。
【答案】
并;6;1.8
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合开关状态分析电路,考查电学核心规律的应用,关键是区分不同状态下的电路结构,属于基础电学综合题,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需先分析不同开关状态下的电路结构:①闭合S₁和S₂时,电流有两条独立路径,可判断R与L的连接方式;②结合开关通断,区分电流表两个示数对应的电路状态,利用并联电路电流规律(干路电流等于各支路电流之和),再结合欧姆定律、电功率公式计算电源电压和灯的功率。
【解析】
1. 判断连接方式:闭合开关S₁和S₂时,电流从电源正极流出,经电流表后分为两条支路,一条经过电阻R,另一条经过灯L和开关S₂,最终汇合经S₁回到电源负极,因此R和灯L是并联的。
2. 分析电流对应状态:当S₁闭合、S₂断开时,电路为R的简单电路,电流表测通过R的电流,此时电流较小,为0.6 A;当S₁、S₂都闭合时,R与L并联,电流表测干路电流,此时电流较大,为0.9 A。
3. 计算电源电压:根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $,电源电压 $ U = I_R R = 0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 6\ \mathrm{V} $。
4. 计算灯L的功率:并联电路中各支路电压等于电源电压,因此灯L两端电压 $ U_L = U = 6\ \mathrm{V} $;灯L的电流 $ I_L = I_{\mathrm{总}} - I_R = 0.9\ \mathrm{A} - 0.6\ \mathrm{A} = 0.3\ \mathrm{A} $,则灯L的功率 $ P_L = U_L I_L = 6\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A} = 1.8\ \mathrm{W} $。
【答案】
并;6;1.8
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合开关状态分析电路,考查电学核心规律的应用,关键是区分不同状态下的电路结构,属于基础电学综合题,难度适中。
【难度系数】
0.5
11.[无锡模拟改编] 握力计的模型电路如图甲所示,R为压敏电阻,其阻值随其所受压力F的关系如图乙所示,$R_0$是阻值为50 Ω的定值电阻,电源电压恒为6 V,闭合开关S,当压敏电阻不受力时,电路中的电流为

0.02
A;当压力为100 N时,电路消耗的总功率为0.18
W。答案
11. 0.02;0.18 【点拨】闭合开关,定值电阻和压敏电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压。当压敏电阻不受力时,由图乙可知,此时$R=250\ \Omega$;电路中的电流$I=\frac{U}{R+R_0}=\frac{6\ \mathrm{V}}{250\ \Omega+50\ \Omega}=0.02\ \mathrm{A}$。当压力为100 N时,压敏电阻的阻值$R'=150\ \Omega$;电路消耗的总功率$P=\frac{U^2}{R_0+R'}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{50\ \Omega+150\ \Omega}=0.18\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
首先明确电路为R与R0串联,电压表测R0两端电压。解题时需先从图乙中读取对应压力下压敏电阻R的阻值,再利用串联电路总电阻规律、欧姆定律计算电路电流,利用电功率公式计算总功率。第一步,当压敏电阻不受力时,从图乙获取R的阻值,结合总电阻计算电流;第二步,当压力为100N时,读取对应R的阻值,计算总电阻后求总功率。
【解析】
1. 当压敏电阻不受力时,由图乙可知,压敏电阻阻值$R=250\ \Omega$。
电路总电阻:$R_{总}=R+R_0=250\ \Omega+50\ \Omega=300\ \Omega$。
根据欧姆定律,电路电流:$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{300\ \Omega}=0.02\ \mathrm{A}$。
2. 当压力为100N时,由图乙可知,压敏电阻阻值$R'=150\ \Omega$。
此时电路总电阻:$R_{总}'=R'+R_0=150\ \Omega+50\ \Omega=200\ \Omega$。
电路总功率:$P=\frac{U^2}{R_{总}'}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{200\ \Omega}=0.18\ \mathrm{W}$。
【答案】
0.02;0.18
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合压敏电阻的阻值-压力图像,考查串联电路的欧姆定律和电功率计算,关键是从图像中提取对应压力下的压敏电阻阻值,属于基础电路计算题,难度适中。
【难度系数】
0.6
首先明确电路为R与R0串联,电压表测R0两端电压。解题时需先从图乙中读取对应压力下压敏电阻R的阻值,再利用串联电路总电阻规律、欧姆定律计算电路电流,利用电功率公式计算总功率。第一步,当压敏电阻不受力时,从图乙获取R的阻值,结合总电阻计算电流;第二步,当压力为100N时,读取对应R的阻值,计算总电阻后求总功率。
【解析】
1. 当压敏电阻不受力时,由图乙可知,压敏电阻阻值$R=250\ \Omega$。
电路总电阻:$R_{总}=R+R_0=250\ \Omega+50\ \Omega=300\ \Omega$。
根据欧姆定律,电路电流:$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{300\ \Omega}=0.02\ \mathrm{A}$。
2. 当压力为100N时,由图乙可知,压敏电阻阻值$R'=150\ \Omega$。
此时电路总电阻:$R_{总}'=R'+R_0=150\ \Omega+50\ \Omega=200\ \Omega$。
电路总功率:$P=\frac{U^2}{R_{总}'}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{200\ \Omega}=0.18\ \mathrm{W}$。
【答案】
0.02;0.18
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题结合压敏电阻的阻值-压力图像,考查串联电路的欧姆定律和电功率计算,关键是从图像中提取对应压力下的压敏电阻阻值,属于基础电路计算题,难度适中。
【难度系数】
0.6
12. ★★(真实情境)[北京期末] 老旧小区改造的内容之一——电路增容,是指增加居民用电的总额定功率,为保障增容后的线路安全,需要更换入户线。以小典家为例,可以将为他家供电的入户线和他家所有用电器简化成图示电路模型,$R$为入户线的总电阻,所有用电器两端的电压$U=220\ \mathrm{V}$保持不变。增容前$R=0.05\ \Omega$,他家用电的总额定功率$P=8.8\ \mathrm{kW}$。
(1)增容前,小典家用电达到总额定功率$P$。
①求入户线中的电流$I$;
②求入户线上消耗的电功率$P_{\mathrm{线}}$。
(2)增容后,小典家用电的总额定功率增加了$25\%$。假设小典家用电达到增容后的总额定功率时,新入户线上消耗的电功率仍为(1)中的$P_{\mathrm{线}}$,求新入户线的总电阻$R'$。
(1)增容前,小典家用电达到总额定功率$P$。
①求入户线中的电流$I$;
②求入户线上消耗的电功率$P_{\mathrm{线}}$。
(2)增容后,小典家用电的总额定功率增加了$25\%$。假设小典家用电达到增容后的总额定功率时,新入户线上消耗的电功率仍为(1)中的$P_{\mathrm{线}}$,求新入户线的总电阻$R'$。
答案
12. 【解】(1)①当小典家用电达到总额定功率$P=8.8\ \mathrm{kW}$时,入户线中的电流$I=\frac{P}{U}=\frac{8.8×10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=40\ \mathrm{A}$。
②由题中信息可知,入户线上消耗的电功率$P_{\mathrm{线}}=I^2R=(40\ \mathrm{A})^2×0.05\ \Omega=80\ \mathrm{W}$。
(2)增容后,小典家用电的总额定功率变为$P'=(1+25\%)P=1.25×8.8\ \mathrm{kW}=11\ \mathrm{kW}$,当小典家用电达到总额定功率$P'=11\ \mathrm{kW}$时,新入户线中的电流$I'=\frac{P'}{U}=\frac{11×10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=50\ \mathrm{A}$,所以新入户线的电阻$R'=\frac{P_{\mathrm{线}}}{I'^2}=\frac{80\ \mathrm{W}}{(50\ \mathrm{A})^2}=0.032\ \Omega$。
②由题中信息可知,入户线上消耗的电功率$P_{\mathrm{线}}=I^2R=(40\ \mathrm{A})^2×0.05\ \Omega=80\ \mathrm{W}$。
(2)增容后,小典家用电的总额定功率变为$P'=(1+25\%)P=1.25×8.8\ \mathrm{kW}=11\ \mathrm{kW}$,当小典家用电达到总额定功率$P'=11\ \mathrm{kW}$时,新入户线中的电流$I'=\frac{P'}{U}=\frac{11×10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=50\ \mathrm{A}$,所以新入户线的电阻$R'=\frac{P_{\mathrm{线}}}{I'^2}=\frac{80\ \mathrm{W}}{(50\ \mathrm{A})^2}=0.032\ \Omega$。
解析
【分析】
本题是电学实际应用问题,解题思路如下:
1. 第(1)问①:已知小典家总额定功率和供电电压,根据电功率公式$P=UI$变形求电流,计算时需将功率单位$\mathrm{kW}$换算为$\mathrm{W}$,电压单位用$\mathrm{V}$,即可求出入户线电流。
2. 第(1)问②:入户线电阻为纯电阻,其消耗的电功率为热功率,用公式$P_{\mathrm{线}}=I^2R$,代入①的电流和已知电阻计算线路功率。
3. 第(2)问:先算增容后的总额定功率,再用$P=UI$求增容后的电流;题目说明新入户线功率不变,根据$P_{\mathrm{线}}=I'^2R'$变形求新入户线电阻。
【解析】
12. 【解】
(1) ① 增容前,小典家总额定功率$P=8.8\ \mathrm{kW}=8.8×10^3\ \mathrm{W}$,根据$P=UI$,入户线电流:
$I=\frac{P}{U}=\frac{8.8×10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=40\ \mathrm{A}$。
② 入户线电阻$R$消耗的电功率:
$P_{\mathrm{线}}=I^2R=(40\ \mathrm{A})^2×0.05\ \Omega=80\ \mathrm{W}$。
(2) 增容后,总额定功率:
$P'=(1+25\%)P=1.25×8.8\ \mathrm{kW}=11\ \mathrm{kW}=11×10^3\ \mathrm{W}$,
新入户线电流:
$I'=\frac{P'}{U}=\frac{11×10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=50\ \mathrm{A}$,
已知新入户线功率仍为$P_{\mathrm{线}}=80\ \mathrm{W}$,由$P_{\mathrm{线}}=I'^2R'$得:
$R'=\frac{P_{\mathrm{线}}}{I'^2}=\frac{80\ \mathrm{W}}{(50\ \mathrm{A})^2}=0.032\ \Omega$。
【答案】
(1) ① $40\ \mathrm{A}$;② $80\ \mathrm{W}$;(2) $0.032\ \Omega$
【知识点】
电功率计算、纯电阻电路功率
【点评】
本题结合电路增容的真实情境,考查电功率公式的应用,需注意单位换算,属于电学基础应用题,能体现物理知识在生活中的实际应用。
【难度系数】
0.6
本题是电学实际应用问题,解题思路如下:
1. 第(1)问①:已知小典家总额定功率和供电电压,根据电功率公式$P=UI$变形求电流,计算时需将功率单位$\mathrm{kW}$换算为$\mathrm{W}$,电压单位用$\mathrm{V}$,即可求出入户线电流。
2. 第(1)问②:入户线电阻为纯电阻,其消耗的电功率为热功率,用公式$P_{\mathrm{线}}=I^2R$,代入①的电流和已知电阻计算线路功率。
3. 第(2)问:先算增容后的总额定功率,再用$P=UI$求增容后的电流;题目说明新入户线功率不变,根据$P_{\mathrm{线}}=I'^2R'$变形求新入户线电阻。
【解析】
12. 【解】
(1) ① 增容前,小典家总额定功率$P=8.8\ \mathrm{kW}=8.8×10^3\ \mathrm{W}$,根据$P=UI$,入户线电流:
$I=\frac{P}{U}=\frac{8.8×10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=40\ \mathrm{A}$。
② 入户线电阻$R$消耗的电功率:
$P_{\mathrm{线}}=I^2R=(40\ \mathrm{A})^2×0.05\ \Omega=80\ \mathrm{W}$。
(2) 增容后,总额定功率:
$P'=(1+25\%)P=1.25×8.8\ \mathrm{kW}=11\ \mathrm{kW}=11×10^3\ \mathrm{W}$,
新入户线电流:
$I'=\frac{P'}{U}=\frac{11×10^3\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=50\ \mathrm{A}$,
已知新入户线功率仍为$P_{\mathrm{线}}=80\ \mathrm{W}$,由$P_{\mathrm{线}}=I'^2R'$得:
$R'=\frac{P_{\mathrm{线}}}{I'^2}=\frac{80\ \mathrm{W}}{(50\ \mathrm{A})^2}=0.032\ \Omega$。
【答案】
(1) ① $40\ \mathrm{A}$;② $80\ \mathrm{W}$;(2) $0.032\ \Omega$
【知识点】
电功率计算、纯电阻电路功率
【点评】
本题结合电路增容的真实情境,考查电功率公式的应用,需注意单位换算,属于电学基础应用题,能体现物理知识在生活中的实际应用。
【难度系数】
0.6
13. ★★★(科学推理)[济宁中考]如图所示,虚线框内连接一个开关S和两个阻值相同的定值电阻$R_1$、$R_2$。当S断开后,电流表示数减小0.2 A,整个电路消耗的电功率减小1.6 W。下列选项中,电路连接情况和$R_1$、$R_2$阻值不符合要求的是(

C
)答案
13.C 【点拨】AD中,当S断开后,电路中没有电流,电流表示数为零。当S断开后,电流表示数减小0.2 A,所以开关断开前电流表的示数为0.2 A,若整个电路消耗的电功率减小1.6 W,则电源电压$U=\frac{\Delta P}{\Delta I}=\frac{1.6\ \mathrm{W}}{0.2\ \mathrm{A}}=8\ \mathrm{V}$,电路的总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I}=\frac{8\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$;若阻值相同的两个电阻串联,则$R_1=R_2=20\ \Omega$;若阻值相同的两个电阻并联,则$R_1=R_2=80\ \Omega$,故AD符合题意。B中开关S断开时两电阻串联,总电阻较大,电路中的电流$I_1=\frac{U'}{R_1+R_2}=\frac{U'}{20\ \Omega+20\ \Omega}=\frac{U'}{40\ \Omega}$;开关S闭合时只有电阻$R_2$工作,电路中的电流$I_2=\frac{U'}{R_2}=\frac{U'}{20\ \Omega}$;当S断开后,电流表示数减小0.2 A,即$I_2-I_1=\frac{U'}{20\ \Omega}-\frac{U'}{40\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,解得电源电压$U'=8\ \mathrm{V}$,整个电路消耗的电功率减小量$\Delta P=U'\Delta I=8\ \mathrm{V}×0.2\ \mathrm{A}=1.6\ \mathrm{W}$,故B符合题意。C中开关S闭合时$R_1$、$R_2$并联,开关S断开时只有电阻$R_2$工作,电流表减小的示数就是通过电阻$R_1$的电流$I_1=\frac{U''}{R_1}=\frac{U''}{80\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,解得电源电压$U''=16\ \mathrm{V}$,整个电路消耗的电功率减小量$\Delta P'=U''\Delta I=16\ \mathrm{V}×0.2\ \mathrm{A}=3.2\ \mathrm{W}$,故C不符合题意。故选C。
解析
【分析】
要解决此题,需先利用电功率变化量与电流变化量的关系求出电源电压,再分别分析每个选项中开关断开前后的电路结构,结合欧姆定律和电功率公式,验证电流减小量和电功率减小量是否符合题目要求,从而找出不符合的选项。
【解析】
首先,根据电功率变化公式$\Delta P = U · \Delta I$,已知$\Delta P=1.6\ \mathrm{W}$,$\Delta I=0.2\ \mathrm{A}$,可得电源电压:
$U = \frac{\Delta P}{\Delta I} = \frac{1.6\ \mathrm{W}}{0.2\ \mathrm{A}} = 8\ \mathrm{V}$。
接下来逐一分析选项:
选项A:S断开前,$R_1$与$R_2$串联,总电阻$R_{\mathrm{总}}=20\ \Omega+20\ \Omega=40\ \Omega$,电路电流$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{8\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$;S断开后,电路断路,电流为0。电流减小量$\Delta I=0.2\ \mathrm{A}-0=0.2\ \mathrm{A}$,电功率减小量$\Delta P=U · I=8\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.6\ \mathrm{W}$,符合要求。
选项B:S断开前,$R_1$与$R_2$串联,电流$I_1=\frac{U}{R_1+R_2}=\frac{U}{40\ \Omega}$;S闭合后,$R_1$被短路,只有$R_2$工作,电流$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{U}{20\ \Omega}$。电流减小量$\Delta I=I_2-I_1=\frac{U}{20\ \Omega}-\frac{U}{40\ \Omega}=\frac{U}{40\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,解得$U=8\ \mathrm{V}$;电功率减小量$\Delta P=U · \Delta I=8\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.6\ \mathrm{W}$,符合要求。
选项C:S闭合后,$R_1$与$R_2$并联,总电流$I_{\mathrm{总}}=\frac{U}{R_1}+\frac{U}{R_2}=\frac{U}{80\ \Omega}+\frac{U}{80\ \Omega}=\frac{U}{40\ \Omega}$;S断开后,只有$R_2$工作,电流$I_2=\frac{U}{80\ \Omega}$。电流减小量$\Delta I=I_{\mathrm{总}}-I_2=\frac{U}{40\ \Omega}-\frac{U}{80\ \Omega}=\frac{U}{80\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,解得$U=16\ \mathrm{V}$;电功率减小量$\Delta P=U · \Delta I=16\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=3.2\ \mathrm{W} ≠ 1.6\ \mathrm{W}$,不符合要求。
选项D:S断开前,$R_1$与$R_2$并联,总电流$I_{\mathrm{总}}=\frac{U}{80\ \Omega}+\frac{U}{80\ \Omega}=\frac{U}{40\ \Omega}$;S断开后,电路断路,电流为0。电流减小量$\Delta I=\frac{U}{40\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,解得$U=8\ \mathrm{V}$;电功率减小量$\Delta P=8\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.6\ \mathrm{W}$,符合要求。
综上,不符合要求的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、电功率计算、串并联电路特点
【点评】
本题考查电路分析与电学公式的综合应用,关键是利用$\Delta P=U\Delta I$求出电源电压,再结合串并联电路的电阻、电流特点逐一验证选项,对学生的电路分析能力要求较高。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需先利用电功率变化量与电流变化量的关系求出电源电压,再分别分析每个选项中开关断开前后的电路结构,结合欧姆定律和电功率公式,验证电流减小量和电功率减小量是否符合题目要求,从而找出不符合的选项。
【解析】
首先,根据电功率变化公式$\Delta P = U · \Delta I$,已知$\Delta P=1.6\ \mathrm{W}$,$\Delta I=0.2\ \mathrm{A}$,可得电源电压:
$U = \frac{\Delta P}{\Delta I} = \frac{1.6\ \mathrm{W}}{0.2\ \mathrm{A}} = 8\ \mathrm{V}$。
接下来逐一分析选项:
选项A:S断开前,$R_1$与$R_2$串联,总电阻$R_{\mathrm{总}}=20\ \Omega+20\ \Omega=40\ \Omega$,电路电流$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{8\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$;S断开后,电路断路,电流为0。电流减小量$\Delta I=0.2\ \mathrm{A}-0=0.2\ \mathrm{A}$,电功率减小量$\Delta P=U · I=8\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.6\ \mathrm{W}$,符合要求。
选项B:S断开前,$R_1$与$R_2$串联,电流$I_1=\frac{U}{R_1+R_2}=\frac{U}{40\ \Omega}$;S闭合后,$R_1$被短路,只有$R_2$工作,电流$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{U}{20\ \Omega}$。电流减小量$\Delta I=I_2-I_1=\frac{U}{20\ \Omega}-\frac{U}{40\ \Omega}=\frac{U}{40\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,解得$U=8\ \mathrm{V}$;电功率减小量$\Delta P=U · \Delta I=8\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.6\ \mathrm{W}$,符合要求。
选项C:S闭合后,$R_1$与$R_2$并联,总电流$I_{\mathrm{总}}=\frac{U}{R_1}+\frac{U}{R_2}=\frac{U}{80\ \Omega}+\frac{U}{80\ \Omega}=\frac{U}{40\ \Omega}$;S断开后,只有$R_2$工作,电流$I_2=\frac{U}{80\ \Omega}$。电流减小量$\Delta I=I_{\mathrm{总}}-I_2=\frac{U}{40\ \Omega}-\frac{U}{80\ \Omega}=\frac{U}{80\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,解得$U=16\ \mathrm{V}$;电功率减小量$\Delta P=U · \Delta I=16\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=3.2\ \mathrm{W} ≠ 1.6\ \mathrm{W}$,不符合要求。
选项D:S断开前,$R_1$与$R_2$并联,总电流$I_{\mathrm{总}}=\frac{U}{80\ \Omega}+\frac{U}{80\ \Omega}=\frac{U}{40\ \Omega}$;S断开后,电路断路,电流为0。电流减小量$\Delta I=\frac{U}{40\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,解得$U=8\ \mathrm{V}$;电功率减小量$\Delta P=8\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=1.6\ \mathrm{W}$,符合要求。
综上,不符合要求的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、电功率计算、串并联电路特点
【点评】
本题考查电路分析与电学公式的综合应用,关键是利用$\Delta P=U\Delta I$求出电源电压,再结合串并联电路的电阻、电流特点逐一验证选项,对学生的电路分析能力要求较高。
【难度系数】
0.5
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