1、第十二讲欧姆定律电功率第一节电路的简单计算和分析考法1欧姆定律的简单计算和分析1.2018安徽,6某定值电阻两端加上10 V的电压时,测得通过它的电流为2 A,则其阻值为;若电压为0,则它的阻值为.2.2016安徽,8如图所示的电路中,电源电压为3 V且恒定不变,电阻R1=10 ,R2=5 ,则闭合开关S后,电压表示数为V.3.2012安徽,5如图所示的电路中,电阻R1和R2串联接在AB两端,电压表并联接在R1两端.已知R1=10 ,R2=20 ,电压表示数为2.5 V,则AB两端的电压U=V.4.2011安徽,4如图所示的电路中,R1=6 ,R2=12 ,电流表示数为0.4 A.则AB两端的
2、电压U=V.5.2011安徽,16实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“15 V1.0 A”字样,乙标有“10 V0.5 A”字样.现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)()A.25 VB.35 VC.17.5 VD.12.5 V6.2020安徽,16R1、R2、R3是三个阻值不同的定值电阻.将它们串联起来接入电路,如图甲所示,闭合开关后,测得各电阻两端的电压关系为U1U2U3;若将它们并联起来接入电路,如图乙所示,则闭合开关后,通过每个电阻的电流大小关系为()A.I1I2I3B.I3I2I1C.I1=I2=I3D.I2I1I3考向拓展7.物理学中,一些物
3、理量间的变化关系,常用图像来表示.下列图像表示正确的是()A.通过恒定电阻的电流与其两端电压之间的关系B.通过小灯泡的电流与其两端电压之间的关系C.电压一定时,通过导体的电流与导体电阻之间的关系D.恒定电阻的阻值与通过它的电流之间的关系根据2017年12题命制考法2电能、电功、电热的相关计算类型1电路模型中电能、电功、电热的计算8.2019安徽,1(2)完成下列单位换算:5 kWh=J.9.2018安徽,8某导体的电阻为20 ,当通过它的电流为2 A时,其1 min产生的热量为J.10.2020安徽,7如图所示的电路中,电源电压U=9 V,电阻R1=20 ,R2=10 ,则通电1 min该电路
4、产生的热量为J.11.2018安徽,5图中R1=4 ,R2=6 ,把它们并联接在U=3 V 的电路中.则R1和R2并联后的总电阻为_;通电30 s,电阻R1消耗的电能为J.12.2016安徽,10图中电源电压保持不变,灯泡标有“6 V3 W”字样,当开关S闭合时,灯泡L正常发光,电流表的示数为0.8 A.则电阻R=,通电10 s,R产生的热量为J.类型2实际情景中电能、电功、电热的计算13.2016安徽,9某电视机的电功率为100 W,若每天使用 4 h,则每月消耗的电能为kWh.(每月按30天计)14.2015安徽,7当天空中空气的湿度很大、两块云之间的电压很高时,原先不导电的空气就会变成导
5、体,强大的电流可在瞬间通过天空,形成闪电.某次闪电的放电电流约1104 A,电压约1.8108 V,放电时间约0.01 s,则这次闪电释放的电能约J,合kWh.15.2018安徽,10一台额定功率为2 000 W的电热水器,水箱内装有50 kg的水,要把这些水从20 加热到 60 ,热水器需要正常工作s;若水吸收的热量全部由燃烧天然气提供,则需要完全燃烧_m3的天然气.不计能量损失,已知c水=4.2103 J/(kg),q天然气=4.2107 J/m316.2014安徽,9某太阳能热水器装有100 kg、初温为20 的冷水,经过太阳一天的照射,水温升高到65 ,则这些水吸收的热量等于完全燃烧m
6、3天然气所放出的热量;假如用功率为 2 kW 的电热水器产生同样多的热量,则通电的时间为s.已知水的比热容为 4.2103 J/(kg),天然气的热值为4.2107 J/m317.2013安徽,21某家庭用一个标有“220 V1 000 W”的电热水器来烧水.该电热水器正常工作20 min,可将质量为 5 kg、温度为20 的水加热到60 ,水的比热容为4.2103 J/(kg).求这段时间内:(1)水吸收的热量;(2)电热水器消耗的电能;(3)电热水器的热效率(水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率).考法3电功率的相关计算18.2017安徽,10车床照明灯的额定电压是36 V,它正常工作时灯
7、丝的电阻是24 ,则该照明灯正常工作时的电功率是W,工作30 min,电流通过灯丝产生的热量是J.19.2013安徽,10如图,小灯泡L1和L2均标有“1.5 V0.3 A”字样,A、B两端的电压U=1.5 V.开关S断开时,通过L2的电流为A.闭合开关S,两只小灯泡的总电功率为W.20.2014安徽,5如图所示的电路中,电源电压保持6 V 不变,电阻R1=10 ,R2=20 .闭合开关S,则R1的电功率为W;通电30 s,电阻R2产生的热量为J.21.2019安徽,9图示电路中,U=12 V,R1=6 ,R2=3 ,R3=4 .当S2断开、S1闭合时,电阻R1的电功率为W;当S1、S2都闭合
8、时,6 s内电流通过R2产生的热量是J.22.2011安徽,17如果加在某定值电阻两端的电压从6 V升高到10 V,通过该电阻的电流变化了 0.1 A,则该电阻的电功率变化了()A.1.6 WB.4.0 WC.0.4 WD.3.4 W23.2018安徽,22一般家用电饭锅工作时有两种状态,分别是煮饭过程中的加热状态和米饭煮熟后的保温状态.图示为该种电饭锅的电路原理图,图中R1是一个电阻,R2是加热用的电阻丝,U为电源电压(R1和R2的阻值不随温度变化).(1)请分析论证:当开关S闭合时,电饭锅处于加热状态.(2)要使R2在保温状态时的功率是加热状态时的19,求R1R2的值.24.2012安徽,
9、22某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示.表盘上“1 600 imp/(kWh)”表示每用电1 kWh指示灯闪烁1 600次.根据表盘上的信息,回答下列问题.(1)该同学家上个月共用电多少kWh?(2)该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少?(3)若只让一个标有“220 V484 W”的电热器工作 3 min,观察到电能表的指示灯闪烁了32次,则该同学家的实际电压是多大?(设电热器的电阻不变)考法4动态电路分析25.2019安徽,17如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻.闭合开关,向左移动滑片P,则()A.电压表的示数变大,电流表的示数变大B.电压表的示数变大,
10、电流表的示数变小C.电压表的示数不变,电流表的示数变大D.电压表的示数变小,电流表的示数变大26.2018安徽,16如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,向左移动滑动变阻器的滑片.在移动滑片的过程中,下列说法正确的是()A.电流表的示数变大,电压表的示数变大B.电流表的示数变小,电压表的示数变大C.电流表的示数变小,电压表的示数变小D.电流表的示数变大,电压表的示数变小27.2011安徽,14如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右移动时()A.电压表示数变大,电流表示数变小,灯泡变暗B.电压表示数变小,电流表示数变大,灯泡变亮C.电压
11、表示数变小,电流表示数变小,灯泡变暗D.电压表示数变大,电流表示数变大,灯泡变亮28.2020安徽,17在图示电路中,电源电压保持不变.闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P自左向右滑动,则()A.电流表A的示数减小B.电压表V2的示数减小C.电压表V1与电流表A的示数比值减小D.电压表V2与电流表A的示数比值减小29.2013安徽,17酒驾易造成交通事故,利用如图所示的电路可以检测司机是否酒驾.图中的R1为定值电阻,R2是一个“气敏传感器”,它的电阻值会随着其周围酒精蒸气浓度的增大而减小.检测时,喝了酒的司机对着气敏传感器吹气,则()A.电路的总电阻减小,电流表的示数减小B.电路的总电阻减小,电
12、流表的示数增大C.电路的总电阻增大,电流表的示数增大D.电路的总电阻增大,电流表的示数减小30.2015安徽,17如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.闭合开关S,移动滑片P,多次记录电压表示数U和对应的电流表示数I,则绘出的U-I关系图像正确的是()ABCD31.2016安徽,17图中电源电压保持6 V不变,灯泡L标有“6 V6 W”字样,开关S闭合后,在滑片P从b端向a端滑动的过程中,下列说法正确的是()A.灯泡两端的电压不断增大B.通过灯泡的电流不断减小C.灯泡的电功率不断减小D.灯泡的电功率恒定不变32.2014安徽,16如图所示的电路中,闭合开关,发现每个
13、电表都有一定的示数.向右移动变阻器的滑片,则()A.电流表A1示数减小,电流表A2和电压表V示数增大B.电流表A1和A2示数都减小,电压表V示数增大C.电流表A1、A2和电压表V示数都减小D.电流表A1、A2和电压表V示数都增大33.2017安徽,17如图所示,滑动变阻器的滑片P处于中间位置,闭合开关S,两个灯泡均能发光(假设灯丝电阻不变),此时,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则()A.L1和L2都变亮B.L1变暗,L2变亮C.L1变亮,L2变暗D.L1和L2都变暗考法5应用型电路分析34.2017安徽,20如图所示,现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 时
14、,系统报警.提供的器材有:热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小,在60 时阻值为650.0 ),报警器(内阻很小,通过的电流Ic超过10 mA时就会报警,超过20 mA时可能被损坏),电阻箱(最大阻值为999.9 ,在此范围内可调节出准确可读的电阻值),电源(输出电压U约为18 V,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值为2 000 ),单刀双掷开关S,导线若干.(1)根据系统工作要求,电路接通前,应先将滑动变阻器的滑片置于(选填“a”或“b”)端,再将电阻箱调到一定的阻值,这一阻值为;(2)将开关S向(选填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至;(3)保持滑动变阻器的滑片位置不变,
15、将开关S向另一端闭合,报警系统即可正常使用.第二节“伏安法”实验考法1测量电阻的阻值实验类型1测量小灯泡的电阻1.2020安徽,20一小灯泡额定电压为2.5 V,图a是测量其电阻的实验电路图.(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整.(2)闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为 2.50 V 时,小灯泡正常发光,电流表示数如图c所示,则此时通过小灯泡的电流为A.(3)调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐减小,会发现小灯泡变暗直至完全不发光.可以猜想此过程中灯丝的温度(选填“升高”“不变”或“降低”).(4)测量数据如下表所示.电压U/V2.502.101.701.300.900.50电
16、流I/A0.260.240.210.190.16分析表中数据,可以发现小灯泡两端的电压越低,灯丝的电阻越.2.2014安徽,19在测量额定电压为2.5 V的某小灯泡电阻的实验中,实验电路图如图a所示.闭合开关,调节滑动变阻器,改变小灯泡两端的电压,相应地读取通过小灯泡灯丝的电流.下表中记录的是每次的测量值.U/V00.501.001.502.002.50I/A00.170.300.390.450.49 (1)以电压为横坐标、电流为纵坐标,将测量数据转换为坐标点,标记在坐标系中,如图b所示,请用平滑的曲线将这些点连接起来. (2)通过计算或根据所画的实验图线都可以发现,小灯泡灯丝的电阻值是(选填
17、“变化”或“不变”)的,且随着电压的升高,其阻值(选填“变大”或“变小”).(3)按照电路图a,在图c中将实物图连接起来.3.2013安徽,20小明利用图甲所示的电路图测量小灯泡的电阻.(1)请你根据电路图用笔画线代替导线,将图乙中的实物装置图连接完整.甲乙(2)实验中,用U、I分别表示电压表、电流表的读数,则小灯泡的电阻R=.(3)若实验室只提供量程较小的电流表,小明设想将电流表与一个电阻箱R(能读出电阻值的变阻器)并联,来减小通过电流表的电流,如图丙所示.老师肯定了他的想法,并指出电流表的内阻RA不为零,可以看成一个小电阻.为了保护电流表,在接入电路前,电阻箱的阻值应该调到最(选填“大”或
18、“小”).丙类型2测量定值电阻的阻值4.2019安徽,20图甲为伏安法测电阻的实验电路图.(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于(选填“a”或“b”)端.(2)小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路,“试触”时,发现电流表的指针偏转很小;移动滑动变阻器的滑片,发现指针偏转仍然较小.产生该现象的原因可能是:.(3)电路调试完成后,某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示,则此时被测电阻两端的电压为_V,该电阻的阻值为.5.2011安徽,19在伏安法测量电阻R阻值的实验中:(1)为了完成实验,请将下图连成一个完整的实验电路图,并使滑动变阻器连入电路的阻值最大.(2)实验测得的数据如下表,请
19、你根据表中的数据计算出R的阻值,要求在横线上写出计算过程,结果保留一位小数.实验次数123U/V1.22.42.8I/A0.120.240.27_考法2测量小灯泡的电功率实验6.2016安徽,20要求测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率.(1)按照电路图a,将图b中的实物连接成实验电路. ab c(2)在电路连接过程中开关应处于状态;闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片移到(根据你连接的实物电路选填“最右端”或“最左端”).(3)实验时某次电压表的示数为2.20 V,对应电流表示数如图c所示,则小灯泡此时的电功率为W;要想测出小灯泡的额定电功率,接下来的操作是:.7.2015安徽,20某同学要
20、测量一个额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,电路图如图甲所示.使用的电源电压约为6 V,滑动变阻器的规格是“5 2 A”.(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至(选填“a”或“b”)端.(2)该同学将滑片移至正确位置后,闭合开关,观察到电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为_V.为了保证小灯泡不被损坏,接下来应该进行的操作是.(3)为了能测出这个小灯泡的额定功率,请你写出一条改进措施: .8.2012安徽,20李明同学设计了如图所示的电路测量小灯泡的电功率.(1)根据图示电路(实物图),在方框内画出电路图.(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至(选填“A”或“B”)端.(3)
21、实验时,电压表的示数为U,电流表的示数为I,该同学利用P=UI计算出小灯泡的电功率.若考虑电表的电阻对测量的影响,则电功率的测量结果与真实值相比偏(选填“大”或“小”),原因是 .考法3“伏安法”电路的探究实验9.2018安徽,20利用如图a所示的电路,可以研究通过小灯泡的电流跟加在它两端电压的关系.实验中使用的小灯泡的额定电压为2.5 V.(1)请按照图a,将图b中的实物电路连接完整.(2)闭合开关S,当滑片从滑动变阻器的一端向另一端移动时,小灯泡两端的电压连续发生变化,于是可得到多组测量值(U,I),根据测量值画出小灯泡的I-U图像如图c所示.从图像可以发现:随着小灯泡两端电压从0逐渐增大
22、(不大于额定电压),其灯丝的阻值(选填“不断增大”“保持不变”或“不断减小”).(3)在图a中,闭合开关,将滑片P从A端向B端移动.在此过程中,小灯泡两端的电压(选填“不断变大”“保持不变”或“不断变小”).(4)考虑到电压表的电阻对电路的影响,每次电流表的示数比测量时通过小灯泡的实际电流(选填“偏大”或“偏小”).第三节“内阻”相关计算考法1电流表和电压表内阻的相关计算1.2011安徽,23实验室有一种小量程的电流表叫毫安表,用符号表示,在进行某些测量时,其电阻不可忽略.在电路中,我们可以把毫安表看成一个定值电阻,通过它的电流可以从表盘上读出.利用如图所示的电路可以测量一个毫安表的电阻,电源
23、的电阻不计,R1=140 ,R2=60 .当开关S1闭合、S2断开时,毫安表的读数为6 mA;当S1、S2均闭合时,毫安表的读数为8 mA.求毫安表的电阻RA和电源的电压U.2.2013安徽,23在进行某些电学测量时,把电压表看成能显示其两端电压的大电阻,将它与一个阻值很大的待测电阻Rx串联接入电路,根据电压表的示数可以测出Rx的阻值,这是一种测量大电阻的方法.如图所示的电路中,电压表的内阻RV=20 k,量程为150 V,分度值为5 V,U=110 V,电压表的示数为50 V.(1)求电路中的电流大小.(2)求待测电阻Rx的阻值.(3)上述电路中,若将Rx换成阻值约为20 的小电阻,用这种方
24、法能否准确测出它的阻值?写出你的判断依据.3.2019安徽,23图示为“研究小灯泡灯丝阻值的变化特点”的电路图.实验所选用的器材均能符合实验要求,其中部分器材的规格如下:小灯泡(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表(量程3 V,内阻3 000 );电流表(量程500 mA,内阻0.5 ),定值电阻R0(阻值1 000 ).按电路图连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,发现电压表的示数为2.7 V,电流表的示数为315 mA.求此时:(1)小灯泡两端的电压;(2)通过小灯泡的电流;(3)小灯泡灯丝的阻值.考法2电流表和电压表的改装4.2020安徽,22有一个量程为
25、01 mA的小量程电流表G,内阻Rg=30 ,选择一定值电阻R0与它并联起来,如图所示.将A、B两端接入电路(图中I表示电流表G与电阻R0并联后的总电流).(1)调节电路,使电流表的指针指在最大刻度处(即1 mA),这时电流I为0.6 A,求电阻R0的值(计算结果保留两位小数);(2)继续调节电路,使电流表的指针指在刻度盘中央(即0.5 mA),此时电流I变为多少?5.2014安徽,21实际测量中所使用的电流表是由小量程电流表改装而成的.图a中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=3 mA的电流表,其内阻Rg=10 ,要把它改装为一个量程为3 A的电流表(如图b),问:(1)当
26、通过小量程电流表的电流为满偏电流时,它两端的电压为多少;(2)需要给它并联一个多大的电阻R0;(计算结果小数点后保留两位数字)(3)设改装后的电流表的电阻为R,比较R与R0的大小关系,并简单地说明理由.6.2016安徽,23实际测量中使用的大量程电流表是由小量程电流表改装而成的.图中G是满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)Ig=1 mA的电流表,其电阻Rg=100 ,如图所示为某同学改装后的电流表电路图,R1、R2为定值电阻.若使用a和b两个接线柱时,电表的量程为3 mA;若使用a和c两个接线柱时,电表的量程为10 mA.求R1、R2的阻值.7.2017安徽,23现有一只满偏电流Ig=
27、3 mA的电流计G,已知其电阻Rg=100 ,现在需要把它改装成一只量程Ic=3 A的电流表,如图a所示.(1)求电阻Rx的阻值;(2)求改装后的电流表电阻Rc的阻值;(3)如图b所示,将改装后的电流表接入电路中,已知电源电压U=10 V,电阻R1=5 ,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数I=1.0 A,求此时滑动变阻器接入电路中的阻值R2,以及通过原电流计G的电流I1.图a 图b考法3其他“内阻”的相关计算8.2012安徽,23有一种装饰用的小彩灯,如图a所示,它的内部是由一个定值电阻与灯丝并联而成,等效电路如图b所示.已知灯丝的电阻R1=10 ,定值电阻R2=1 000 .
28、(1)求这个小彩灯的电阻;(结果保留一位小数)(2)若将一个小彩灯接在电压为1.5 V的电源两端,求通过灯丝R1的电流大小;(3)如图c所示,将数十个小彩灯串联后接在电压为U的电源两端,均正常发光(图中只画出3个,其他未画出).若其中一个灯的灯丝断了,其他小彩灯的亮度如何变化?写出你的判断依据.9.2015安徽,23(1)如图甲,n个相同的电阻R并联,其总电阻可以用一个等效电阻R表示(如图乙),请根据并联电路中电流、电压的规律和欧姆定律证明:R=1nR.(2)如图丙,A、B之间的电压U=220 V,通过导线为远处的M、N之间的用电器供电,由于距离很远,导线AM和BN的电阻不可忽略,它们的总电阻
29、用图中的r表示,r=4 .若M、N之间并联10个阻值为R=400 的相同电阻,求通过导线AM的电流大小.(3)试分析说明:在图丙的电路中,M、N之间并联的用电器越多,每一个用电器的实际功率越小.考向拓展10.2010安徽,23实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它.实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示.在图乙中R1=14 ,R2=9 .当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2 A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3 A,把电源按图甲中的等效方法处理.求电源的电压U和电阻r.第十二
30、讲欧姆定律电功率第一节电路的简单计算和分析1.55【解析】R=UI=10V2A=5;电阻是导体本身的属性,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与其两端的电压、通过的电流大小无关,所以当电阻两端的电压为0时,定值电阻的阻值仍为5.2.2【解析】闭合开关S后,R1和R2串联,电路中的电流为I=UR1+R2=3V10+5=0.2A,电压表测R1两端电压,U1=IR1=0.2A10=2V.3.7.5【解析】电压表并联在R1两端,其示数表示R1两端的电压U1=2.5V,由公式I=U1R1求出串联电路中的总电流I=0.25A,再由公式U=IR=I(R1+R2)求出AB两端的电压U=7.5V.本题运用串
31、联电路分压规律会使计算更便捷:根据U1U2=R1R2,R2是R1的2倍,所以U2是U1的2倍,即U2=5V,则AB两端的电压U=2.5V+5V=7.5V.4.1.6【解析】两个电阻是并联的,根据并联电路的等效性可求出电阻R=R1R2R1+R2=4,然后根据欧姆定律就可以计算出电压的大小,即U=IR=0.4A4=1.6V.5.C【解析】两灯分别标有“15V1.0A”和“10V0.5A”字样,根据欧姆定律可以分别计算出它们的电阻是15和20,在串联时,电流是处处相等的,为了保护用电器不被烧坏,则电路中允许通过的最大电流为0.5A,则电源电压的最大值U=IR总=0.5A(15+20)=17.5V,故
32、本题选C.6.B【解析】将三个定值电阻R1、R2、R3串联时,有U1U2U3,由于在串联电路中,电流处处相等,根据R=UI,可知R1R2R3;将这三个定值电阻并联时,由于在并联电路中,各支路两端的电压相等,根据I=UR,可知阻值越大的电阻所在支路中的电流越小,因此有I3I2I1.故B正确.7.B【解析】通过恒定电阻的电流与其两端电压成正比,I-U图像为过原点的直线,A错误;电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,I-R图像为双曲线的一支,C错误;恒定电阻的阻值不随通过它的电流的变化而变化,R-I图像为与横轴平行的直线,D错误.8.1.8107【解析】1kWh=3.6106J,故5kWh=
33、53.6106J=1.8107J.9.4.8103【解析】根据焦耳定律,Q=I2Rt=(2A)22060s=4.8103J.10.162【解析】由题图知,R1与R2串联,电路中的总电阻R=R1+R2=20+10=30,该电路产生的热量等于电路中的电流做的功,Q=W=U2Rt=(9V)23060s=162J.11.2.467.5【解析】并联总电阻R并=R1R2R1+R2=464+6=2.4;电阻R1通电30s消耗的电能W1=U2R1t=(3V)2430s=67.5J.12.2018【解析】由电路图可知,开关S闭合后,L和R并联,灯泡L正常发光,则U=UR=UL=6V,通过灯泡的电流为IL=PLU
34、L=3W6V=0.5A.电流表测得干路中的电流I=0.8A,则通过R的电流为IR=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A,电阻R=URIR=6V0.3A=20;通电10s,R产生的热量为Q=W=URIRt=6V0.3A10s=18J.13.12【解析】该电视机每月消耗的电能为W=Pt=0.1kW304h=12kWh.14.1.810105103【解析】这次闪电释放的电能:W=UIt=1.8108V1104A0.01s=1.81010J=5103kWh.15.4.21030.2【解析】50kg的水从20升温到60,吸收的热量Q吸=c水mt=4.2103J/(kg)50kg(60-20)=8.41
35、06J;不计能量损失,则热水器中电流做的功W=Q吸,热水器正常工作的时间t时=WP=8.4106J2000W=4.2103s;若水吸收的热量全部由燃烧天然气提供,不计能量损失,天然气放出的热量Q放=Q吸,则完全燃烧天然气的体积V=Q放q天然气=8.4106J4.2107J/m3=0.2m3.16.0.459.45103【解析】已知热水器中有水m=100kg,水从温度t1=20升高到t2=65,吸收的热量Q=cmt=4.2103J/(kg)100kg(65-20)=1.89107J,设此热量相当于体积为V的天然气完全燃烧放出的热量,则V=Qq=1.89107J4.2107J/m3=0.45m3;
36、假如用功率为P=2kW的电热水器加热,产生同样多的热量,需要的通电时间为t,t=QP=1.89107J2103W=9.45103s.17.(1)Q=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)5 kg(60 -20 )=8.4105 J(2)W=Pt时=1 000 W2060 s=1.2106 J(3)=QW100%=8.4105J1.2106J100%=70%18.54 9.72104【解析】当照明灯正常工作时,实际电压等于额定电压,则其电功率为P=U2R=(36V)224=54W;灯丝在30min内产生的热量为Q=W=Pt=54W3060s=9.72104J.19.0.30.9 【解析】当
37、开关S断开时,只有L2接入电路,此时L2两端电压为1.5V,L2正常发光,通过L2的电流为额定电流,为0.3A;当开关S闭合时,L1、L2并联,两灯泡都正常发光,两灯泡的总功率等于两只灯泡的额定功率之和,P总=2P=2UI=21.5V0.3A=0.9W.20.0.424【解析】由电路图可知,两电阻串联,则电路总电阻为R=R1+R2=10+20=30,电流I=UR=6V30=0.2A,R1的电功率P=I2R1=(0.2A)210=0.4W;通电30s,电阻R2产生的热量Q=I2R2t=(0.2A)22030s=24J.21.8.6432【解析】当S2断开、S1闭合时,电阻R1和R3串联,根据串联
38、电路的分压规律,可知R1两端的电压U1=R1R1+R3U=66+412V=7.2V,则R1的电功率P1=U12R1=(7.2V)26=8.64W;当S1、S2都闭合时,R1、R2并联后与R3串联,R1和R2并联后的总电阻R12=R1R2R1+R2=636+3=2,根据串联电路的分压规律,可知R2两端的电压U2=R12R12+R3U=22+412V=4V,故6s内电流通过R2产生的热量Q2=U22R2t=(4V)236s=32J.22.A【解析】电压由6V增大到10V,增大了4V,电流增大了0.1A,根据欧姆定律的变形式可以计算出R=4V0.1A=40;当定值电阻两端电压是6V时,电阻的电功率P
39、1=U12R=(6V)240=0.9W,当定值电阻两端电压是10V时,电阻的电功率P2=U22R=(10V)240=2.5W,因此电功率变化了1.6W,故本题选A.23.(1)S闭合时,有P=U2R2S断开时,有P=(UR1+R2)2R2由PP=(R1+R2R2)21,知PP所以开关S闭合时,电饭锅处于加热状态(2)由题意知,P=19P于是有(UR1+R2)2R2=19U2R2可得R1R2=224.(1)该同学家上个月共用电W=(12 614.6-12 519.6)kWh=95 kWh(2)允许同时使用的用电器的最大总功率P=UI=22010 W=2 200 W(3)电热器3 min内消耗的电
40、能W=3216003.6106 J=7.2104 J电热器的实际功率P实=Wt=7.2104360 W=400 W电热器的电阻R=U额2P额=2202484 =100 实际电压U实=P实R=400100 V=200 V25.A【解析】题图电路中,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流.闭合开关,向左移动滑片P,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻变小,由于电源电压不变,故电路中的电流变大,电流表示数变大;根据欧姆定律可知定值电阻R两端的电压变大,故电压表示数变大.因此A正确.26.D【解析】定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的电
41、流,电压表测量滑动变阻器两端的电压.向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,根据I=UR可知电路中的电流变大,因此电流表示数变大;根据U=IR可知定值电阻R1两端的电压变大,电源电压不变,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器R2两端的电压变小,因此电压表示数变小.故选D.27.B【解析】滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,电流表测量干路电流.当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,其分压就相应减小,即电压表示数变小,由于整个电路的总电阻减小了,总电压不变,故电路电流变大,根据P=UI,可知灯泡两端电压变大,通过灯泡的电流也变大,故
42、灯泡的实际功率变大,灯泡变亮.28.C【解析】分析题图可知,闭合开关S后,滑动变阻器R1与定值电阻R2串联,电压表V1测量滑动变阻器R1两端的电压,电压表V2测量定值电阻R2两端的电压,电流表A测量电路中的电流.将滑动变阻器R1的滑片P自左向右滑动时,滑动变阻器R1接入电路的电阻减小,因此电路的总电阻减小,由于电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流增大,故电流表A的示数增大,A错误;R2的阻值不变,通过R2的电流增大,因此R2两端的电压增大,故电压表V2示数增大,B错误;电压表V1与电流表A的示数的比值是滑动变阻器R1接入电路的阻值,因此该比值减小,C正确;电压表V2与电流表A的示数的比值
43、是定值电阻R2的阻值,该比值不变,D错误.29.B【解析】该电路的连接方式为串联,检测时,喝了酒的司机对着气敏传感器吹气,气敏传感器的阻值会减小,所以串联电路的总电阻会减小,而总电压一定,由欧姆定律可知,电路中电流会增大,故选B.30.A【解析】电源电压U0不变,电路由定值电阻R1和滑动变阻器R2串联组成,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压U,U=U0-IR1,U为I的一次函数,当U=0时,电路中的电流最大,据此可知选项A正确.31.A【解析】题图所示的电路中,闭合开关S,滑片在b端时,灯泡L被短路,L两端电压为0;滑片在a端和b端之间时,RPb与L并联后与RaP串联,根据串联电路的分压规律和
44、并联电路的电压规律,当RaP减小、RPb增大时,L两端的电压增大;滑片在a端时,灯泡L和R并联,L两端的电压等于电源电压6V,L正常发光.由以上分析可知,滑片P从b端向a端滑动的过程中,灯泡两端的电压不断增大,A正确;通过灯泡的电流不断增大,灯泡的电功率不断增大,B、C、D错误.32.D【解析】本题电路由R1、R2两电阻并联然后与滑动变阻器串联组成,其中电压表测量两并联电阻两端电压,电流表A2测量R1支路电流,电流表A1测量干路电流.向右移动滑动变阻器的滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,电流变大,所以电流表A1示数变大;根据串联分压规律可得,滑动变阻器两端电压变小,两并联电
45、阻两端电压变大,所以电压表示数变大,电流表A2示数变大.据此可知,D选项正确.33.B【解析】由题图可知,滑动变阻器R与灯泡L2并联后与灯泡L1串联;当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,干路电流变小,故L1变暗,A、C错误;当干路电流变小时,灯泡L1两端的电压变小,由串联电路分压规律可知,灯泡L2两端的电压变大,故由P=U2R可知,灯泡L2的实际功率变大,L2变亮,B正确,D错误.34.(1)b650.0(2)c报警器报警【解析】(1)因为要求热敏电阻在60时报警,此时其电阻为650.0,故在调节滑动变阻器时应将电阻箱调至650.0;为保护电路,电路
46、接通前,滑动变阻器滑片应调到最大阻值处,即b端;(2)将开关向c端闭合,调节滑动变阻器直至报警器开始报警,然后再接入热敏电阻,电路即可正常工作.第二节“伏安法”实验1.(1)如图所示.(2)0.28(3)降低(4)小【解析】(1)根据题图c以及题表中的数据可知电流表应选用00.6A量程;根据题图a可知,开关右侧的接线柱应与滑动变阻器的一个上接线柱C或D相连,电流表的“0.6”接线柱应与滑动变阻器的右下接线柱B相连.(2)根据题图c可知,电流表的分度值为0.02A,指针指在“0.2”刻度后的第4条刻度线处,因此电流表的示数为0.2A+0.02A4=0.28A,即此时通过小灯泡的电流为0.28A.
47、(3)小灯泡逐渐变暗直至不发光的过程中,小灯泡的功率逐渐减小,电能转化成的内能逐渐减少,因此灯丝的温度逐渐降低.(4)根据题表中的数据,分别计算不同电压下的电阻,如下表所示.电压U/V2.502.101.701.300.900.50电流I/A0.280.260.240.210.190.16电阻R/8.98.17.16.24.73.1根据表中数据可知,小灯泡两端的电压越低,灯丝的电阻越小.2.(1)如图1所示.(2)变化变大(3)如图2所示.图1图2【解析】(2)从图像或表格中的数据可以看出,随着小灯泡两端电压的变化,通过小灯泡的电流也同时发生变化,但电压与其对应的电流之比是变化的,即小灯泡灯丝
48、的电阻是随电压的变化而变化的;利用题中给出的数据计算不同电压下的电阻值,可知随着电压的升高,灯丝电阻变大.(3)根据实验数据可以看出,电压表两端的电压不会超过3V,电流小于0.6A,所以,电压表的量程应选择03V,电流表量程选择00.6A,连接电路如图2.3.(1)如图所示.(2)UI(3)小【解析】(1)连接电路时要注意电流表和电压表的正负接线柱不能接反了,滑动变阻器要“一上一下”接入;(3)因为电阻箱是和电流表并联的,为了保护电流表,电阻箱应该分去更多的电流,所以电阻箱的阻值应该调到最小.4.(1)a(2)电流表量程选大了(其他合理答案亦可)(3)2.4(或 2.40)10【解析】(1)闭
49、合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻应调至最大,因此应将滑片P置于a端.(2)根据题意,实验器材完好且电路连接正确,“试触”时发现电流表指针偏转较小,其原因可能是电流表使用的量程偏大,或电源电压偏小,或待测电阻偏大.(3)电压表测量被测电阻两端的电压,题图乙中电压表使用的是03V的量程,分度值是0.1V,读数是2.4V;电流表测量通过被测电阻的电流,题图丙中电流表使用的是00.6A的量程,分度值是0.02A,读数是0.24A.因此被测电阻的阻值为2.4V0.24A=10.5.(1)如图所示.(2)R1=U1I1=1.20.12 =10 ,同理,R2=10 ,R3=10.4 ;R=R1+R2+R3
50、3=10+10+10.43 10.1 .6.(1)如图所示.(2)断开最右端(与所连实物电路对应即可)(3)0.53(或0.528)移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5 V,记录此时电流表的示数【解析】(3)电流表的示数为0.24A,小灯泡的实际功率P=UI=2.20V0.24A=0.528W0.53W.7.(1)b(2)2.9断开开关(3)减小电源电压或更换最大阻值更大的滑动变阻器(合理即可)【解析】(1)为了保护电路,测量前,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片要滑到阻值最大处,故将滑片移至b端;(2)电压表量程是03V,分度值为0.1V,电压表示数为2.9V;此时滑动变阻器滑片已移
51、到阻值最大端,而小灯泡两端电压高于额定电压,为了保证小灯泡不被损坏,接下来应该进行的操作是断开开关;(3)根据串联电路的电压特点,可以更换最大阻值更大的滑动变阻器来分压,使小灯泡两端的电压变小;也可以降低电源电压,达到使小灯泡两端电压减小的目的.8.(1)如图所示.(2)A(3)大电流表测量的是通过小灯泡和电压表的总电流,该电流比通过小灯泡的电流大,而电压表测量的就是小灯泡两端的电压,故电功率的测量结果与真实值相比偏大(其他答案合理均可)9.(1)如图所示.(2)不断增大(3)不断变大(4)偏大【解析】(1)电路中只有电压表没有接入电路,由于小灯泡的额定电压是2.5V,因此电压表应选用03V量
52、程,将负接线柱与小灯泡左端相连,将“3”接线柱与小灯泡右端相连即可.(2)选取任意两组数据计算小灯泡灯丝的电阻,可知随着电压的增大,灯丝的电阻不断增大,这是因为小灯泡的功率在不断增大,导致灯丝的温度不断升高,进而影响了灯丝的电阻.(3)小灯泡与滑动变阻器滑片P左侧的部分并联后,再与滑片P右侧的部分串联,滑片P从A端向B端移动的过程中,滑片P左侧的部分电阻变大,右侧的部分电阻变小,根据并联电路的电阻关系和串联电路的分压规律可知,小灯泡两端的电压会不断变大.(4)实验中,电压表中也会有电流通过,因此电流表测量的是小灯泡和电压表的总电流,大于通过小灯泡的实际电流.第三节“内阻”相关计算1.当S1闭合
53、、S2断开时,U=I1(R1+R2+RA)当S1、S2均闭合时,U=I2(R1+RA)故I1(R1+R2+RA)=I2(R1+RA)代入数据:610-3 A(140 +60 +RA)=810-3 A(140 +RA)解得:RA=40 ,U=1.44 V2.(1)I=UVRV=50V20103=2.510-3 A(2)Rx=UxI=110V-50V2.510-3A=24 k(3)不能.由UVUx=RVRx10001可得UV110 V,电压表分度值为5 V,所以电压表的示数显示为110 V,Ux=0,无法测出Rx的阻值.3.(1)通过R0的电流I0=IV=UVRV=2.7V3000=910-4 A
54、R0两端的电压U0=I0R0=910-4 A1 000 =0.9 V小灯泡两端的电压UL=UV+U0=2.7 V+0.9 V=3.6 V(2)通过小灯泡的电流IL=I-I0=0.315 A-910-4 A0.314 A(3)小灯泡灯丝的电阻RL=ULIL=3.6V0.314A11.5 4.(1)电阻R0两端的电压U=Ug=IgRg=0.001 A30 =0.03 V通过电阻R0的电流IR0=I-Ig=0.6 A-0.001 A=0.599 A电阻R0=UIR0=0.03V0.599A0.05 (2)当电流表的示数减小为原来的12,说明其两端的电压减小为原来的12,故并联部分总电流减小为原来的1
55、2,即I=0.3 A5.(1)当小量程电流表指针指在最大刻度时,根据欧姆定律,小量程电流表两个接线柱之间的电压Ug=IgRg=310-3 A10 =0.03 V (2)当通过电流表的电流为3 A时,通过G的电流为3 mA=0.003 A,需要R0支路分流I0=I-Ig=3 A-0.003 A=2.997 A,U0=Ug=0.03 V,所以R0=U0I0=0.03V2.997A0.01 (3)因为1R=1R0+1Rg,所以RR0(其他合理解释亦可)6.使用a和b两个接线柱时,R1和R2串联后再和Rg并联在电路中,当电表的示数达到最大测量值I=3 mA时,ab两端的电压为Uab=Ug=IgRg=1
56、10-3 A100 =0.1 VR1+R2=UabI-Ig=0.1V310-3A-110-3A=50 使用a和c两个接线柱时,R2和Rg串联后再和R1并联在电路中,当电表的示数达到最大测量值I=10 mA时,通过R1的电流为I1=I-Ig=1010-3 A-110-3 A=910-3 AR1两端的电压为U1=Ig(R2+Rg)R1=U1I1=Ig(R2+Rg)I1=110-3A(R2+100)910-3A得9R1-R2=100 联立解得:R1=15 ,R2=35 7.(1)Rx与G并联,根据并联电路电压关系和欧姆定律可知:Uc=Ux=Ug=IgRg=0.003 A100 =0.3 V由并联电路
57、的电流关系可知:Ic=Ix+Ig则通过电阻Rx的电流为:Ix=Ic-Ig=3 A-0.003 A=2.997 A则Rx的阻值为:Rx=UxIx=0.3V2.997A0.1 (2)改装后电流表的总电阻为:Rc=UcIc=0.3V3A=0.1 (3)分析电路可知,此时R1、R2和电流表串联在电路中,电源电压为10 V,电路中的电流为1 A电路的总电阻为:R=UI=10V1A=10 则滑动变阻器接入电路的电阻为:R2=R-R1-Rc=10 -5 -0.1 =4.9 改装后电流表两端的电压为:Uc=IRc=1 A0.1 =0.1 V则通过原电流计G的电流为:Ic=UcRg=0.1V100=0.001
58、A8.(1)小彩灯的电阻R=R1R2R1+R2=10100010+1000 9.9 (2)通过灯丝的电流I=UR1=1.510 A=0.15 A(3)其他小彩灯变暗.判断依据:当其中一个灯的灯丝断了,该灯的电阻变大,其他小彩灯电阻不变,总电压U不变,与该灯串联的其他每个小彩灯分得的电压变小,功率变小,亮度变暗.9.(1)由欧姆定律得:I=UR,I1=U1R由并联电路中电流、电压的规律得:I=nI1,U=U1由上可得:UR=nUR,故R=1nR(其他合理答案均可)(2)M、N之间的等效电阻R=1nR=110400 =40 通过导线AM的电流I=UR+r=22040+4 A=5 A(3)M、N之间并联的用电器越多,其等效电阻R越小;R与r串联,根据串联电路电压的规律,U和r一定,R越小,M、N之间的电压UMN越小;根据P=UMN2R可得,每一个用电器的实际功率越小.(其他合理答案均可)10.由题意可得:U=I1(R1+r)=I2(R2+r)代入数据得:0.2 A(14 +r)=0.3 A(9 +r)解得:r=1 将r=1 代入U=I1(R1+r)可得:U=3 V
