資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
物理部分--------電能
初中應用物理知識競賽關于電功率拓展的知識點主要有：
1.用電器串聯所允許加的最大電壓
用電器串聯是實際中經常遇到的問題。幾個用電器串聯，其電流相等。可根據用電器的銘牌確定各個用電器的額定電流，取各個用電器中額定電流最小的值乘以串聯用電器的總電阻即得用電器串聯所允許加的最大電壓。
2.電熱功率。電流具有熱效應，電流通過電阻時要產生焦耳熱，由焦耳定律可得，產生的熱量Q=I2Rt，單位時間產生的熱量稱為熱功率，P熱=I2R。
3.電動機電路。電動機的輸入功率P入=UI，電動機內阻R發熱消耗功率P熱=I2R，電動機輸出的機械功率P=P入- P熱=UI- I2R。對于電動機電路，U>IR，歐姆定律不成立。
知識點：
1.電功率
電功率P=UI，用電器的額定功率等于額定電壓與額定電流的乘積，用電器的實際功率等于實際電壓與通過的實際電流的乘積。
2. 焦耳定律
電流具有熱效應，電流通過電阻時要產生焦耳熱，由焦耳定律可得，產生的熱量Q=I2Rt。
3．電能的計算
若用電器以恒定功率P工作，則t時間消耗電能為W=Pt。
知識點1、電功的計算
1、（2021 寧江區校級四模）如圖所示的電路中，電源電壓恒為9V，燈泡L的規格為“6V 3W”（電阻不變），閉合開關S，燈泡正常工作。求：
（1）電阻R的阻值。
（2）電路的總功率。
知識點2、 電功率的計算
2、（2020 衢州）小科測量額定電壓為2.0V小燈泡的電功率，電路圖如圖甲所示，電源為兩節干電池，利用測得數據繪制圖象如圖乙、丙所示，圖中x為滑片P移動的距離。
（1）當滑片P移動的距離為a時，圖丙中電流突然變小的原因是　 　。
（2）該小燈泡的額定功率是　 　。
知識點3、測定小燈泡的電功率
3、（2021 石嘴山三模）測定小燈泡電功率的實驗中，選用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。21·cn·jy·com
（1）用筆畫線代替導線，連接完整如圖甲所示的實物電路。
（2）閉合開關、移動滑片P至電壓表的示數如圖乙所示，其讀數為 　 　V；要獲得小燈泡額定功率的數據，滑片P應向 　 　移動（選填“左”或“右”）。
（3）小華在做完額定電壓為2.5V的小燈泡的實驗后，又做了一個測量3.8V的小燈泡的額定功率的實驗，此時他發現電壓表0～15V量程損壞，0～3V量程能正常使用，電源電壓為4.5V且恒定不變，仍利用現有的器材完成實驗，你認為正確的操作方法是：　 　。【出處：21教育名師】
（4）小華在進行實驗數據處理時，算出了小燈泡的平均功率，你認為這樣處理數據是　 　（選填“正確”或“錯誤”）的，理由 　 　。
（5）下列描述小燈泡功率P隨滑動變阻器阻值R變化情況的圖像中，正確的是 　 　。
知識點4、電流的熱效應
4、某科學小組對電流通過導體產生熱的多少與哪些因素有關進行了研究。裝置如圖，2只燒瓶內裝滿煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。
猜想一：電熱跟電流的大小有關，電流越大電熱越多；
猜想二：電熱跟導體的電阻大小有關，電阻越大電熱越多。
為驗證猜想一，設計以下方案：
①將電阻絲R甲和R乙串聯在電路中，標出2根玻璃管內液面的位置，閉合開關記下電流表的讀數I1，經過一段時間后標出2根玻璃管內液面的位置；
②當2根玻璃管中的液面降到原來的高度后，減小滑動變阻器的阻值，閉合開關記下電流表的讀數I2，經過相同時間后標出2根玻璃管內液面的位置。
請回答下列問題：
（1）為使實驗現象明顯，經常會采用轉換或放大的思想。為比較電熱絲產生熱量的多少，實驗中體現這些思想的設計有　 　。（寫出一條即可）。
（2）為驗證猜想一，必須比較同一個燒瓶中前后兩次實驗玻璃管內液面上升的高度，原因是　 　。
（3）科學研究倡導有依據的猜想，請說出生活中支持猜想二的一個實例：　 　。
1．如圖所示，閉合開關，發現甲燈泡比乙燈泡亮。在該電路中，關于兩燈泡的實際電流、實際電壓、電阻、實際電功率和額定電功率大小的判斷（已知兩燈的額定電壓相同，且燈絲的電阻均不隨溫度的變化而變化），下列說法正確的是（　　）
A．U甲實＝U乙實，R甲＝R乙，P甲實＜P乙實
B．U甲實＞U乙實，R甲＞R乙，P甲實＞P乙實
C．I甲實＜I乙實，U甲實＞U乙實，P甲額＜P乙額
D．I甲實＝I乙實，U甲實＜U乙實，P甲額＜P乙額
2．有兩個電路元件A和B，流過元件的電流與其兩端電壓的關系如圖（甲）所示。把它們串聯在電路中，如圖（乙）所示。閉合開關S，這時電流表的示數為0.4A，則電源電壓和元件B的電功率分別是（　　）
A．2.0V 0.8 W B．2.5V 1.0W
C．4.5V 1.0 W D．4.5V 1.8W
3．有n個完全相同的燈泡，一是把它們并聯后再與R1串聯接入電路中，如圖甲所示；二是把它們串聯后再與R2串聯接入電路，如圖乙所示。若電路兩端的電壓均為U，分別調節R1 和R2使所有燈都能正常發光，那么電路甲（包括R1）和電路乙（包括R2）所消耗的總功率之比（　　）
A．n2：1 B．n：1 C．1：1 D．：1
4、有一種自動充電式電動車，前輪裝有發電機，發電機與蓄電池連接，當騎車者用力蹬車或車自行滑行時，自行車就可以向蓄電池充電，將機械能轉化成電能儲存起來。某人騎車以500J的初動能在粗糙的水平路面上滑行，若關閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化的關系如圖中的曲線①所示；若啟動自動充電裝置，其動能隨位移變化的關系如曲線②所動充電裝置，其動能隨位移變化的關系如曲線②所示。則向蓄電池所充電能是　200　J。
5、燈泡在額定電壓下工作的壽命都是有限的（一般為1000h），實際電壓高于燈泡額定電壓時，燈泡的壽命會縮短，但若在低電壓下工作時則壽命可延長。學校走廊過道夜間一直亮著燈，燈泡每次更換后不到兩個月就燒壞了，換起來很麻煩。某同學想，如果用幾個大一些的燈泡串聯，每個燈泡的實際電壓都比額定電壓低，這樣可以大大延長燈泡的壽命，不是很好嗎？
于是，他跟電工師傅商量并做了下面的調整：把原來的過道每相鄰兩個25W燈泡都換成一個燈泡L1（規格為220V 100W）和一個燈泡L2（規格為220V 60W）串聯而成。已知通過L1、L2兩個燈泡的電流隨兩端所加電壓的變化的曲線如圖所示。
請問他這樣的做法：
（1）燈泡L1、L2的亮度分別比原來的25瓦燈泡亮還是暗？
（2）如果這些燈泡每天工作10小時，則調整后每個月（30天）這一組燈泡（L1、L2各一個）消耗的總電能比原來兩個25瓦燈泡消耗的電能多還是少？如果不一樣則相差多少？
1．將阻值相等的電阻R1和R2串聯后接在一個電壓恒定的電源兩端。若其中R1的電阻值不隨溫度的變化而變化。而R2的電阻值隨溫度升高而增大。隨溫度的下降而減小。則對R2加熱或冷卻，R2的電功率的變化情況為（　　）
A．加熱升溫時，電功率增大，而冷卻降溫時，電功率減小
B．加熱升溫時，電功率減小，而冷卻降溫時，電功率增大
C．無論是加熱還是冷卻，電功率均增大
D．無論是加熱還是冷卻，電功率均減小
2．（2021 宜城市二模）在如圖所示的電路中，電源的輸出電壓恒定不變，現將一個燈泡L拉在離電源很近的A、B兩點時，燈泡L的功率為25瓦，若將燈泡L接在離電源較遠的C、D兩點時，燈泡L的功率為16瓦。則此時輸電導線AC、BD共同消耗的功率為（　　）
A．1瓦 B．2瓦 C．4瓦 D．9瓦
3．甲、乙、丙三只燈泡，按如圖所示連接時恰好都能正常發光。當甲燈由于接觸不良而熄滅時，則以下可能發生的是（　　）【來源：21·世紀·教育·網】
A．乙、丙燈立即變得更亮
B．乙燈燒毀，丙燈不亮
C．丙燈燒毀，乙燈不亮
D．乙燈變得更暗，丙燈變得更亮
4．（2021 青島自主招生）如圖所示電路，電源電壓6V保持不變，定值電阻的阻值為10Ω，滑動變阻器的最大阻值為20Ω，當開關閉合，滑片由b端向a端移動的過程中，以下說法正確的是（　　）
A．電壓表示數最小值是4V
B．電流表示數最大值是0.2A
C．電路總功率不會小于1.2W
D．定值電阻消耗的最小功率是1.2W
5．在如圖所示的電路中，電阻R1標有“6Ω 1A”，R2標有“3Ω 1.6A”，電流表A1、A2的量程均為0～3A，電壓表量程0～15V，在a、b間接入電壓可調的電源。閉合開關S后，為保證R1、R2均不損壞，則R1消耗的最大功率及允許通過電流表A1的電流分別為（　　）
A．6.0W 1.0A B．2.16W 1.8A
C．3.84W 2.4A D．6.0W 3.0A
6．將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40W。如果將燈泡和某電阻R串聯后再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為3.6W，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發生變化，且燈泡的電阻小于R，則此時燈泡的電功率可能為　 　W。21*cnjy*com
7．定值電阻R1和小燈泡R2的伏安特性曲線分別如圖所示，現將R1和R2串聯后接在8伏的電源兩端，則R1與R2的電功率之比為 　，小燈泡R2在此電路中工作10s消耗的電能為　 　J。21世紀教育網版權所有
8．一個實驗用的電動機與電流表串聯后接在6V的直流穩壓電源上，閉合開關后電動機并沒有轉動，這時電流表的讀數為5A，檢查發現電動機軸上的齒輪被卡住了。排除故障后，讓電動機帶動輕負載轉動，這時電流表的讀數為1A，由此可以求出：電動機線圈電阻是　　 ，電動機的機械效率是　 　。
9．王鑫同學用如圖所示的裝置進行物理知識的新探究。他先按圖把器材連接好后，保持電源電壓不變，閉合開關，改變滑動變阻器滑片的位置，進行了兩次實驗，并把實驗中得到的有關數據記錄在下面表格里。2-1-c-n-j-y
實驗次數 鉤碼的質量m（g） 鉤碼升高的高度h（m） 鉤碼上升的時間t（s） 電流表的示數I（A） 電壓表的示數U（V） 滑動變阻器滑片位置
1 100 1.0 3.6 0.20 3.0 中點
2 100 1.0 8.0 0.15 1.5 最右端
請你參加王鑫的研究，解答下列問題：
（1）計算出第一次實驗中，電動機消耗的電功率；
（2）求出電源電壓和滑動變阻器的最大阻值；
（3）第二次實驗過程中，滑動變阻器消耗的電能。
10．小洋同學在用電爐燒水時發現，將兩個阻值不同的電爐分別接到家庭電路中時，電阻小的電爐燒水要熱得快些，即在相同時間內電阻小的電爐產生的熱量多些。于是，小洋同學猜想：“電阻越小，發熱功率越大”。www.21-cn-jy.com
而小惠同學在觀察電爐燒水時卻發現電爐絲熱得發紅，而與它相連的導線卻幾乎不發熱，于是小惠同學猜想“電阻越大，發熱功率越大”。21*cnjy*com
現有：鎳鉻合金做的電阻R1和R2，阻值分別為5Ω和10Ω；兩個相同的容器中裝有質量和初始溫度都相同的煤油；溫度計2支、滑動變阻器1個、電源1個、開關1個、導線若干。【來源：21cnj*y.co*m】
（1）為了驗證小洋同學的猜想，請你用以上器材設計實驗，用筆畫線代替導線連接好圖甲所示的電路。
（2）下表是驗證小洋同學的猜想時得到的實驗數據：
加熱時間/min 0 8 16 24
R1所在容器中煤油的溫度/℃ 20.0 23.1 26.3 29.2
R2所在容器中煤油的溫度/℃ 20.0 21.6 23.2 24.7
從上述實驗數據分析發現：發熱功率與電阻的關系是　 　。
（3）電流產生熱量的多少不易直接測量，因此，在這個實驗中是通過比較　 　來比較電阻R1、R2產生熱量的多少，這種科學研究的方法叫　 　法。
（4）為驗證小惠同學的猜想，請在圖乙的方框中畫出實驗電路圖。
（5）通過上面的實驗請你評價兩位同學的猜想是否矛盾，并簡要說明理由。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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物理部分--------電能
初中應用物理知識競賽關于電功率拓展的知識點主要有：
1.用電器串聯所允許加的最大電壓
用電器串聯是實際中經常遇到的問題。幾個用電器串聯，其電流相等。可根據用電器的銘牌確定各個用電器的額定電流，取各個用電器中額定電流最小的值乘以串聯用電器的總電阻即得用電器串聯所允許加的最大電壓。
2.電熱功率。電流具有熱效應，電流通過電阻時要產生焦耳熱，由焦耳定律可得，產生的熱量Q=I2Rt，單位時間產生的熱量稱為熱功率，P熱=I2R。
3.電動機電路。電動機的輸入功率P入=UI，電動機內阻R發熱消耗功率P熱=I2R，電動機輸出的機械功率P=P入- P熱=UI- I2R。對于電動機電路，U>IR，歐姆定律不成立。
知識點：
1.電功率
電功率P=UI，用電器的額定功率等于額定電壓與額定電流的乘積，用電器的實際功率等于實際電壓與通過的實際電流的乘積。
2. 焦耳定律
電流具有熱效應，電流通過電阻時要產生焦耳熱，由焦耳定律可得，產生的熱量Q=I2Rt。
3．電能的計算
若用電器以恒定功率P工作，則t時間消耗電能為W=Pt。
知識點1、電功的計算
1、（2021 寧江區校級四模）如圖所示的電路中，電源電壓恒為9V，燈泡L的規格為“6V 3W”（電阻不變），閉合開關S，燈泡正常工作。求：
（1）電阻R的阻值。
（2）電路的總功率。
【解答】解：
（1）由電路圖可知，燈泡與定值電阻串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，
閉合開關，燈泡正常發光，由串聯電路特點和P＝UI可得，此時電路中電流：I＝IR＝IL＝＝＝0.5A，
因串聯電路電源電壓等于各用電器兩端電壓之和，所以，電阻R兩端電壓：UR＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V，
由I＝可得，電阻R的阻值：R＝＝＝6Ω；
（2）電路的總功率：P＝UI＝9V×0.5A＝4.5W。
答：（1）電阻R的阻值為6Ω。
（2）電路的總功率為4.5W。
知識點2、 電功率的計算
2、（2020 衢州）小科測量額定電壓為2.0V小燈泡的電功率，電路圖如圖甲所示，電源為兩節干電池，利用測得數據繪制圖象如圖乙、丙所示，圖中x為滑片P移動的距離。
（1）當滑片P移動的距離為a時，圖丙中電流突然變小的原因是　 　。
（2）該小燈泡的額定功率是　 　。
【解答】解：
（1）燈與變阻器串聯，電壓表測燈的電壓，電流表測電路的電流，當滑片P移動的距離為a時，圖丙中電流突然減小到0，電路可能斷路，圖乙中，電壓增大為電源電壓3V，則電壓表與電源連通，故圖丙中電流突然變小的原因是燈絲斷了；
（2）燈在額定電壓下正常發光，由圖乙知，電壓表示數為2V時，x移動的距離為12cm，根據圖丙知，此時的電流為0.2A，www-2-1-cnjy-com
該小燈泡的額定功率是：P＝UI＝2V×0.2A＝0.4W。
故答案為：（1）燈絲斷了；（2）0.4W。
知識點3、測定小燈泡的電功率
3、（2021 石嘴山三模）測定小燈泡電功率的實驗中，選用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。21·cn·jy·com
（1）用筆畫線代替導線，連接完整如圖甲所示的實物電路。
（2）閉合開關、移動滑片P至電壓表的示數如圖乙所示，其讀數為 　 　V；要獲得小燈泡額定功率的數據，滑片P應向 　 　移動（選填“左”或“右”）。
（3）小華在做完額定電壓為2.5V的小燈泡的實驗后，又做了一個測量3.8V的小燈泡的額定功率的實驗，此時他發現電壓表0～15V量程損壞，0～3V量程能正常使用，電源電壓為4.5V且恒定不變，仍利用現有的器材完成實驗，你認為正確的操作方法是：　 　。【出處：21教育名師】
（4）小華在進行實驗數據處理時，算出了小燈泡的平均功率，你認為這樣處理數據是　 　（選填“正確”或“錯誤”）的，理由 　 　。
（5）下列描述小燈泡功率P隨滑動變阻器阻值R變化情況的圖像中，正確的是 　 　。
【解答】解：（1）分析電路圖，電流表的連接采用正進負出，電流表的量程選擇為0～0.6A，電路連接如圖所示：
（2）如圖乙所示，電壓表選用的是小量程，分度值為0.1V，電流表的示數為2.2V，要獲得小燈泡額定功率的數據，小燈泡兩端的電壓應為2.5V，根據分壓原理，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，故滑動變阻器滑片P應向右端適當滑動；
（3）利用串聯電路的電壓分壓規律，在不改變原器材的情況下，將電壓表并聯在滑動變阻器的兩端，當滑動變阻器兩端的電壓為0.7V時，小燈泡兩端的電壓為3.8V；
（4）燈泡在額定電壓下的功率是額定功率，小華對燈泡的電功率求出平均值的做法是錯誤的；理由是實驗數據反映了小燈泡在不同實際電壓下的實際功率，求平均值沒有意義；
（5）燈泡與滑動變阻器串聯，根據串聯電路中電流規律和功率公式可得燈泡的功率為：P＝I2RL＝，燈泡的電功率隨滑動變阻器阻值R增大時，電流減小，功率減小，利用此規律對比圖像可知B圖是正確的；2·1·c·n·j·y
故選：B；
故答案為：（1）如圖所示；（2）2.2；右；（3）將電壓表并聯在滑動變阻器的兩端；（4）錯誤；實驗數據反映了小燈泡在不同實際電壓下的實際功率，求平均值沒有意義；（5）B。
知識點4、電流的熱效應
4、某科學小組對電流通過導體產生熱的多少與哪些因素有關進行了研究。裝置如圖，2只燒瓶內裝滿煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙。
猜想一：電熱跟電流的大小有關，電流越大電熱越多；
猜想二：電熱跟導體的電阻大小有關，電阻越大電熱越多。
為驗證猜想一，設計以下方案：
①將電阻絲R甲和R乙串聯在電路中，標出2根玻璃管內液面的位置，閉合開關記下電流表的讀數I1，經過一段時間后標出2根玻璃管內液面的位置；
②當2根玻璃管中的液面降到原來的高度后，減小滑動變阻器的阻值，閉合開關記下電流表的讀數I2，經過相同時間后標出2根玻璃管內液面的位置。
請回答下列問題：
（1）為使實驗現象明顯，經常會采用轉換或放大的思想。為比較電熱絲產生熱量的多少，實驗中體現這些思想的設計有　 　。（寫出一條即可）。
（2）為驗證猜想一，必須比較同一個燒瓶中前后兩次實驗玻璃管內液面上升的高度，原因是　 　。
（3）科學研究倡導有依據的猜想，請說出生活中支持猜想二的一個實例：　 　。
【解答】解：
（1）電流產生的熱量不能直接觀察，但煤油受熱溫度升高，同時體積膨脹，所以通過細玻璃管中液柱的高度變化，可以間接判斷電流產生熱量的多少，運用的是轉換法；
（2）猜想一是電流產生熱量與電流大小有關，要驗證這一猜想是否正確，需要保持電阻不變，改變電流大小，所以必須比較同一個燒瓶中前后兩次實驗玻璃管內液面上升的高度；
（3）猜想二是電流產生熱量與電阻有關，并且電阻越大，電流產生熱量越多；生活中我們注意到：電爐絲熱得發紅，與它串聯的導線不是特別熱；原因是電爐絲的電阻遠遠大于與它串聯的導線的電阻，而通過的電流和通電時間相同，電爐絲熱得發紅，說明電流通過電爐絲產生的熱量非常多；導線卻不怎么熱，說明電流通過導線產生的熱量非常少。
故答案為：（1）利用玻璃管中液柱的高度變化反映電流產生熱量的多少；
（2）保持電阻一定；
（3）電爐絲熱得發紅，與它串聯的導線卻不怎么熱。
1．如圖所示，閉合開關，發現甲燈泡比乙燈泡亮。在該電路中，關于兩燈泡的實際電流、實際電壓、電阻、實際電功率和額定電功率大小的判斷（已知兩燈的額定電壓相同，且燈絲的電阻均不隨溫度的變化而變化），下列說法正確的是（　　）
A．U甲實＝U乙實，R甲＝R乙，P甲實＜P乙實
B．U甲實＞U乙實，R甲＞R乙，P甲實＞P乙實
C．I甲實＜I乙實，U甲實＞U乙實，P甲額＜P乙額
D．I甲實＝I乙實，U甲實＜U乙實，P甲額＜P乙額
【解答】解：（1）燈泡的亮暗程度由實際功率決定，已知甲燈較亮，乙燈較暗，則甲燈泡的實際功率大于乙燈泡的實際功率，即P甲實＞P乙實；
由圖可知兩燈串聯，由于串聯電路處處電流相等，即I甲實＝I乙實，根據公式R＝可知：甲燈的電阻比乙燈的電阻大，即R甲＞R乙；
由U＝IR可知，甲燈泡兩端實際電壓比乙燈兩端實際電壓大，即U甲實＞U乙實，
（2）已知兩燈的額定電壓相同，且R甲＞R乙，根據P＝可知甲燈的額定功率比乙燈的額定功率小，即P甲額＜P乙額；
綜上分析，只有B正確，ACD錯誤。
故選：B。
2．有兩個電路元件A和B，流過元件的電流與其兩端電壓的關系如圖（甲）所示。把它們串聯在電路中，如圖（乙）所示。閉合開關S，這時電流表的示數為0.4A，則電源電壓和元件B的電功率分別是（　　）
A．2.0V 0.8 W B．2.5V 1.0W
C．4.5V 1.0 W D．4.5V 1.8W
【解答】解：由電路圖可知，電路元件A和B串聯，電流表測電路中的電流，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電流表的示數為0.4A時，IA＝IB＝I＝0.4A，
由圖象可知，A和B兩端的電壓分別為：
UA＝2V，UB＝2.5V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U＝UA+UB＝2V+2.5V＝4.5V，故AB錯誤；
元件B的電功率：
PB＝UBIB＝2.5V×0.4A＝1W，故C正確、D錯誤。
故選：C。
3．有n個完全相同的燈泡，一是把它們并聯后再與R1串聯接入電路中，如圖甲所示；二是把它們串聯后再與R2串聯接入電路，如圖乙所示。若電路兩端的電壓均為U，分別調節R1 和R2使所有燈都能正常發光，那么電路甲（包括R1）和電路乙（包括R2）所消耗的總功率之比（　　）
A．n2：1 B．n：1 C．1：1 D．：1
【解答】解：燈泡正常發光時每個燈泡的電流相等，設為I，
甲圖中，n個相同燈泡并聯后與R1串聯，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，I甲＝nI，
乙圖中，n個相同燈泡串聯后與R2串聯，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，I乙＝I，
由P＝UI可得，兩電路的電壓相等時，它們消耗的總功率之比：
＝＝＝＝。
故選：B。
4、有一種自動充電式電動車，前輪裝有發電機，發電機與蓄電池連接，當騎車者用力蹬車或車自行滑行時，自行車就可以向蓄電池充電，將機械能轉化成電能儲存起來。某人騎車以500J的初動能在粗糙的水平路面上滑行，若關閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化的關系如圖中的曲線①所示；若啟動自動充電裝置，其動能隨位移變化的關系如曲線②所動充電裝置，其動能隨位移變化的關系如曲線②所示。則向蓄電池所充電能是　200　J。
【解答】解：由圖象①可以算出克服摩擦走1m消耗的能量＝＝50J/m，
由圖象②看出第二次走了6m，克服摩擦消耗掉的能量＝50J/m×6m＝300J；
騎車以500焦的初動能在水平路面上滑行，根據能量守恒定律，向蓄電池所充電能＝500J﹣300J＝200J。
故答案為：200。
5、燈泡在額定電壓下工作的壽命都是有限的（一般為1000h），實際電壓高于燈泡額定電壓時，燈泡的壽命會縮短，但若在低電壓下工作時則壽命可延長。學校走廊過道夜間一直亮著燈，燈泡每次更換后不到兩個月就燒壞了，換起來很麻煩。某同學想，如果用幾個大一些的燈泡串聯，每個燈泡的實際電壓都比額定電壓低，這樣可以大大延長燈泡的壽命，不是很好嗎？
于是，他跟電工師傅商量并做了下面的調整：把原來的過道每相鄰兩個25W燈泡都換成一個燈泡L1（規格為220V 100W）和一個燈泡L2（規格為220V 60W）串聯而成。已知通過L1、L2兩個燈泡的電流隨兩端所加電壓的變化的曲線如圖所示。
請問他這樣的做法：
（1）燈泡L1、L2的亮度分別比原來的25瓦燈泡亮還是暗？
（2）如果這些燈泡每天工作10小時，則調整后每個月（30天）這一組燈泡（L1、L2各一個）消耗的總電能比原來兩個25瓦燈泡消耗的電能多還是少？如果不一樣則相差多少？
【解答】解：（1）因串聯電路中各處的電流相等，且兩燈泡兩端的電壓之和等于220V，
所以，由圖象可知，當I＝0.26A時，U1＝60V，U2＝160V符合，
則兩燈泡消耗的電功率分別：
P1＝U1I＝60V×0.26A＝15.6W，P2＝U2I＝160V×0.26A＝41.6W，
因燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，
所以，L1的比原來25瓦燈泡暗一些，L2的比原來25瓦燈泡亮一些；
（2）因P1+P2＝15.6W+41.6W＝57.2W＞2×25W＝50W，
所以，調整后消耗的電能多一些，
兩者每個月相差：
△W＝（57.2﹣50）×10﹣3kW×30×10h＝2.16kW h＝2.16度。
答：（1）L1的比原來25瓦燈泡暗一些，L2的比原來25瓦燈泡亮一些；
（2）調整后每個月這一組燈泡消耗的總電能比原來兩個25瓦燈泡消耗的電能多，相差2.16度。
1．將阻值相等的電阻R1和R2串聯后接在一個電壓恒定的電源兩端。若其中R1的電阻值不隨溫度的變化而變化。而R2的電阻值隨溫度升高而增大。隨溫度的下降而減小。則對R2加熱或冷卻，R2的電功率的變化情況為（　　）
A．加熱升溫時，電功率增大，而冷卻降溫時，電功率減小
B．加熱升溫時，電功率減小，而冷卻降溫時，電功率增大
C．無論是加熱還是冷卻，電功率均增大
D．無論是加熱還是冷卻，電功率均減小
【解答】解：因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R1、R2串聯時電路中的電流為：
I＝，
R2的電功率為：P2＝（）2R2＝＝＝＝，
當R2＝R1時，＝0，P2＝，此時R2消耗的電功率最大；
因R2的電阻值隨溫度升高而增大，
所以，當對R2加熱或冷卻時，R2≠R1，則≠0，R2消耗的電功率均小于P2＝，
所以無論是加熱還是冷卻，電功率均減小。
故選：D。
2．（2021 宜城市二模）在如圖所示的電路中，電源的輸出電壓恒定不變，現將一個燈泡L拉在離電源很近的A、B兩點時，燈泡L的功率為25瓦，若將燈泡L接在離電源較遠的C、D兩點時，燈泡L的功率為16瓦。則此時輸電導線AC、BD共同消耗的功率為（　　）
A．1瓦 B．2瓦 C．4瓦 D．9瓦
【解答】解：設燈泡L連接在A、B兩點時，電路的電流為I1，則
P1＝I12RL＝25W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
若將燈泡L接C、D兩點時，電路的電流為I2，則
P2＝I22RL＝16W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②兩式可得：
I1：I2＝5：4，
若將燈泡L接C、D兩點時，電的總功率為：P3＝UI2，
則：＝，即P3＝＝×25W＝20W，
所以導線AC和BD消耗的總功率為：
P＝P3﹣P2＝20W﹣16W＝4W。
故選：C。
3．甲、乙、丙三只燈泡，按如圖所示連接時恰好都能正常發光。當甲燈由于接觸不良而熄滅時，則以下可能發生的是（　　）【來源：21·世紀·教育·網】
A．乙、丙燈立即變得更亮
B．乙燈燒毀，丙燈不亮
C．丙燈燒毀，乙燈不亮
D．乙燈變得更暗，丙燈變得更亮
【解答】解：由圖可知，甲、乙并聯后，再與丙串聯，當甲燈由于接觸不良而熄滅時，并聯部分的電阻變大、電流變小、分壓變大。對于乙燈，由P＝得，分壓變大，燈泡電阻不變，所以實際功率變大，故乙燈有可能先亮度變亮后燒毀；當乙燈分壓變大時，丙燈分壓變小，由P＝得，分壓變小，燈泡電阻不變，故燈泡會變暗，但當乙燈燒毀后，整個電路斷路，丙燈也不亮。綜上所述，只有選項B符合題意。
故選：B。
4．（2021 青島自主招生）如圖所示電路，電源電壓6V保持不變，定值電阻的阻值為10Ω，滑動變阻器的最大阻值為20Ω，當開關閉合，滑片由b端向a端移動的過程中，以下說法正確的是（　　）
A．電壓表示數最小值是4V
B．電流表示數最大值是0.2A
C．電路總功率不會小于1.2W
D．定值電阻消耗的最小功率是1.2W
【解答】解：A、讀圖可知，電路串聯，當滑片在b端時，電路中電阻最大為R＝10Ω+20Ω＝30Ω，
此時電流最小為I＝＝＝0.2A，此時電壓表的示數最小，示數為U最小＝IR定＝0.2A×10Ω＝2V，故A錯誤；
B、當滑片在a端時，電路中只有定值電阻工作，電阻最小，電流最大，故電流表示數最大值是：I最大＝＝＝0.6A，故B錯誤；
C、由公式P＝可知，當電阻最大時，電路中總功率最小，即P最小＝＝＝1.2W，故C正確；
D、由上述解析可知，當滑片在b端時，定值電阻分壓最小，電路中電流最小，定值電阻的其功率最小，故P定＝U最小×I＝2V×0.2A＝0.4W，故D錯誤。
故選：C。
5．在如圖所示的電路中，電阻R1標有“6Ω 1A”，R2標有“3Ω 1.6A”，電流表A1、A2的量程均為0～3A，電壓表量程0～15V，在a、b間接入電壓可調的電源。閉合開關S后，為保證R1、R2均不損壞，則R1消耗的最大功率及允許通過電流表A1的電流分別為（　　）
A．6.0W 1.0A B．2.16W 1.8A
C．3.84W 2.4A D．6.0W 3.0A
【解答】解：開關閉合s后，兩電阻并聯，電壓表測電源的電壓，電流表A1測干路電流，電流表A2測通過電阻R2的電流。
（1）電阻R1標有“6Ω 1A”，R2標有“3Ω 1.6A”，
根據歐姆定律可得：
電阻R1兩端允許的最大電壓為U1＝I1R1＝1A×6Ω＝6V，
電阻R2兩端允許的最大電壓為U2＝I2R2＝1.6A×3Ω＝4.8V，
由并聯電路，各支路電壓相等，且6V＞4.8V，
為了保護電阻R2，電源電壓的最大值：U＝U2＝4.8V，
則R1消耗的最大功率為：P1＝＝＝3.84W；
（2）此時通過電阻R1的電流為：
I1′＝＝＝0.8A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
故干路電流表A1的示數I＝I1′+I2＝0.8A+1.6A＝2.4A。
故選：C。
6．將某燈泡接到電壓不變的電源兩端，燈泡的電功率為40W。如果將燈泡和某電阻R串聯后再接到上述電源的兩端，電阻的電功率為3.6W，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發生變化，且燈泡的電阻小于R，則此時燈泡的電功率可能為　 　W。21*cnjy*com
【解答】解：將某燈泡接到電壓不變的電源兩端時，
燈泡的電功率PL＝＝40W，即U2＝40W×RL，
如果將燈泡和某電阻R串聯后再接到上述電源的兩端，不考慮燈泡的電阻隨溫度而發生變化，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流I＝＝，
則電阻的電功率PR＝I2R＝（）2R＝＝＝3.6W，
整理可得：9R2﹣82RRL+9RL2＝0，
解得：RL＝9R，RL＝R，
由燈泡的電阻小于R可知，RL＝R，
則此時燈泡的電功率PL′＝I2RL＝I2×R＝I2R＝PR＝×3.6W＝0.4W。
故答案為：0.4。
7．定值電阻R1和小燈泡R2的伏安特性曲線分別如圖所示，現將R1和R2串聯后接在8伏的電源兩端，則R1與R2的電功率之比為 　，小燈泡R2在此電路中工作10s消耗的電能為　 　J。21世紀教育網版權所有
【解答】解：將R1和R2串聯后接在8伏的電源兩端時，
因串聯電路中各處的電流相等，且總電壓等于各分電壓之和，
所以，由圖象可知，當I＝0.3A，U1＝3V，U2＝5V時符合，
則R1與R2的電功率之比：
＝＝＝＝；
小燈泡R2在此電路中工作10s消耗的電能：
W2＝U2It＝5V×0.3A×10s＝15J。
故答案為：3：5； 15。
8．一個實驗用的電動機與電流表串聯后接在6V的直流穩壓電源上，閉合開關后電動機并沒有轉動，這時電流表的讀數為5A，檢查發現電動機軸上的齒輪被卡住了。排除故障后，讓電動機帶動輕負載轉動，這時電流表的讀數為1A，由此可以求出：電動機線圈電阻是　　 ，電動機的機械效率是　 　。
【解答】解：（1）電動機被卡住時為純電阻用電器，
由I＝可得，電動機的線圈電阻：
R＝＝＝1.2Ω；
（2）讓電動機帶動輕負載轉動時，
電動機的總功率：
P＝UI＝6V×1A＝6W，
電動機線圈的發熱功率：
P熱＝I2R＝（1A）2×1.2Ω＝1.2W，
電動機的機械功率：
P機＝P﹣P熱＝6W﹣1.2W＝4.8W，
電動機的機械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
故答案為：1.2Ω；80%。
9．王鑫同學用如圖所示的裝置進行物理知識的新探究。他先按圖把器材連接好后，保持電源電壓不變，閉合開關，改變滑動變阻器滑片的位置，進行了兩次實驗，并把實驗中得到的有關數據記錄在下面表格里。2-1-c-n-j-y
實驗次數 鉤碼的質量m（g） 鉤碼升高的高度h（m） 鉤碼上升的時間t（s） 電流表的示數I（A） 電壓表的示數U（V） 滑動變阻器滑片位置
1 100 1.0 3.6 0.20 3.0 中點
2 100 1.0 8.0 0.15 1.5 最右端
請你參加王鑫的研究，解答下列問題：
（1）計算出第一次實驗中，電動機消耗的電功率；
（2）求出電源電壓和滑動變阻器的最大阻值；
（3）第二次實驗過程中，滑動變阻器消耗的電能。
【解答】解：（1）消耗的電功率P＝UI＝3V×0.2A＝0.6W。
（2）滑動變阻器滑片位置在中點時，U1+I1＝U，即3V+0.2A×＝U ①；
滑動變阻器滑片位置在最右端時，滑動變阻器全部接入電路，則U2+I2R＝U，即：1.5V+0.15R＝U ②；21教育網
①②聯立，解得：U＝6V；R＝30Ω
（3）此時滑動變阻器兩端的電壓為U滑＝U﹣U2＝6V﹣1.5V＝4.5V；W＝UIt＝4.5V×0.15A×8s＝5.4J。21cnjy.com
答：（1）電動機消耗的電功率為0.6W；（2）電源電壓為6V，滑動變阻器的最大阻值為30Ω；（3）第二次實驗過程中，滑動變阻器消耗的電能是5.4J。
10．小洋同學在用電爐燒水時發現，將兩個阻值不同的電爐分別接到家庭電路中時，電阻小的電爐燒水要熱得快些，即在相同時間內電阻小的電爐產生的熱量多些。于是，小洋同學猜想：“電阻越小，發熱功率越大”。www.21-cn-jy.com
而小惠同學在觀察電爐燒水時卻發現電爐絲熱得發紅，而與它相連的導線卻幾乎不發熱，于是小惠同學猜想“電阻越大，發熱功率越大”。21*cnjy*com
現有：鎳鉻合金做的電阻R1和R2，阻值分別為5Ω和10Ω；兩個相同的容器中裝有質量和初始溫度都相同的煤油；溫度計2支、滑動變阻器1個、電源1個、開關1個、導線若干。【來源：21cnj*y.co*m】
（1）為了驗證小洋同學的猜想，請你用以上器材設計實驗，用筆畫線代替導線連接好圖甲所示的電路。
（2）下表是驗證小洋同學的猜想時得到的實驗數據：
加熱時間/min 0 8 16 24
R1所在容器中煤油的溫度/℃ 20.0 23.1 26.3 29.2
R2所在容器中煤油的溫度/℃ 20.0 21.6 23.2 24.7
從上述實驗數據分析發現：發熱功率與電阻的關系是　 　。
（3）電流產生熱量的多少不易直接測量，因此，在這個實驗中是通過比較　 　來比較電阻R1、R2產生熱量的多少，這種科學研究的方法叫　 　法。
（4）為驗證小惠同學的猜想，請在圖乙的方框中畫出實驗電路圖。
（5）通過上面的實驗請你評價兩位同學的猜想是否矛盾，并簡要說明理由。
【解答】解：（1）兩電阻并聯，電路圖如圖所示。
（2）沒有溫度變化快慢反應了電阻發熱功率的大小，由表中數據，知：在電壓相同的情況下，阻值較小的電阻燒瓶內煤油溫度變化快，電阻發熱功率大。結論：在電壓相同的情況下，電阻越小，發熱功率越大。21·世紀*教育網
（3）電流產生熱量的多少不易直接測量，因此，在這個實驗中是通過比較煤油溫度的變化大小來比較電阻R1、R2產生熱量的多少，這種科學研究的方法叫轉換法。
（4）兩電阻應串聯，電路圖如圖二所示。
（5）兩同學的猜想不矛盾，小洋的猜想是在電壓相等的條件下得出的，在電壓U相同的情況下，由P＝知電阻越小功率越大；小惠的猜想是在電流相同的情況下得出的，在電流I相同的情況下，由P＝I2R知電阻越大，功率越大。【版權所有：21教育】
故答案為：（1）電路圖如圖一所示。（2）在電壓相同時，電阻越小，發熱功率越大。
（3）煤油溫度變化大小；轉換。（4）電路圖如圖而所示。（5）兩同學的猜想不矛盾，小洋的猜想是在電壓相等的條件下得出的，在電壓U相同的情況下，由P＝知電阻越小功率越大；小惠的猜想是在電流相同的情況下得出的，在電流I相同的情況下，由P＝I2R知電阻越大，功率越大。21教育名師原創作品
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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