某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是 ( )
A.电路中电流变化的范围是0.18A~0.5A
B.滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω
C.灯泡的最小功率是0.162W
D.该电路的最大功率是2.25W
D【考点】电功率的计算;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律的应用;电阻的串联.
【分析】从图中可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表与滑动变阻器并联,为了不损坏电路元件,根据串联电路电流的特点,应该选取通过灯泡L与通过滑动变阻器额定电流相比较,得出电路中的最大电流,通过灯泡L的电流可利用公式IL=计算,并且此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,可利用公式R总=计算总电阻,再利用公式RL=计算灯泡的电阻,最后利用公式R小=R总﹣RL计算滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
为了不把电压表损坏,电压表的最大示数为3V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,利用公式UL′=U﹣U大计算电压,再利用公式I小=计算电流,最后利用公式R大=计算电阻,
灯泡的最小功率可利用公式P小L=I小2RL计算;
电路中的最大功率可利用公式P总大=UI大计算.
【解答】解:∵UL=2.5V,PL=1.25W
∴IL===0.5A,
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,根据串联电路电流的特点,
所以电路中的最大电流I大=I=IL=0.5A,
由于此时电流最大,所以滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
R总===9Ω,
RL===5Ω,
R小=R总﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω;
∵当电压表的示数最大为U大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电流最小,
∴UL′=U﹣U大=4.5V﹣3V=1.5V,
再利用公式I小===0.3A,
最后利用公式R大===10Ω;
所以电路中电流的变化范围是0.3A﹣0.5A,滑动变阻器阻值的变化范围是4Ω﹣10Ω;
灯泡的最小功率为P小L=I小2RL=(0.3A)2×5Ω=0.45W;
电路中的最大功率为P总大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W.
故选D.
甲、乙两只灯泡,其I﹣U关系图象如图所示,现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端的电压为2V时,乙灯消耗的功率是( )
A.1.2 W B.0.8 W C.2 W D.3 W
A【考点】电功率的计算.
【分析】将甲、乙两灯串联在电路中时通过它们的电流相等,根据图象读出甲灯两端的电压为2V时通过的电流即为通过乙灯泡的电流,再根据图象读出乙灯泡两端的电压,利用P=UI求出乙灯消耗的功率.
【解答】解:
将甲、乙两灯串联在电路中,且甲灯两端的电压为2V时,由图象可知通过甲灯泡的电流为0.4A,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,此时通过乙灯泡的电流I乙=I甲=0.4A,
由图象可知,I乙=0.4A时,乙灯泡两端的电压U乙=3V,
则乙灯消耗的功率:
P乙=U乙I乙=3V×0.4A=1.2W.
故选A.
将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图所示.接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A.L1的电阻比L2的小
B.L1的额定功率比L2的大
C.两灯正常工作时L1发光要暗一些
D.若将两灯并联接入电路,L1发光要亮一些
C【考点】电功率的计算;欧姆定律的应用.
【分析】两灯串联在电路中,则电流一定相等,根据灯泡的亮度可判断两灯泡电阻的大小;则由功率公式可判出额定功率的大小及正常工作时的亮度;若将两灯并联,则根据电压相等利用功率公式P=可判断两灯的明亮程度.
【解答】解:两灯串联时电流相等,L1比L2亮说明P1>P2,由P=I2R可得:R1>R2,故A错误;
两灯的额定电压相等,则由P=可得:P1额<P2额,即两灯正常工作时,L1要比L2暗一些,故B错误,C正确;
若将两灯并联,则两灯两端的电压相等,由P=可得:L1的实际功率要小于L2的实际功率,则D错误;
故选:C.
一个标有“220V 440W”的电热器,当通过它的电流为1A时,它的实际功率( )
A.等于额定功率 B.大于额定功率 C.小于额定功率 D.无法判断
C【考点】实际功率.
【分析】由电热器的铭牌可知额定电压和额定功率,根据R=求出电热器的电阻;再根据P=I2R求出通过它的电流是0.5A时电热器的实际功率.
【解答】解:
由P=可得电热器的电阻为:
R===110Ω,
通过它的电流是1A时电热器的实际功率为:
P′=(I′)2R=(1A)2×110Ω=110W<P额=440W.
故选C.
甲灯标有“220V 60W”的字样,乙灯标有“220V 100W”的字样,将它们并联联在家庭电路中,则( )
A.甲灯比乙灯暗
B.乙灯比甲灯暗
C.它们的额定电压都变小了
D.甲灯的额定功率变小,乙灯的额定功率变大
A【考点】实际功率.
【分析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,即实际功率越大,表示灯在单位时间内消耗的电功越多,转化为的光能也越多,灯就越亮;额定电压下灯泡的实际功率等于灯泡的额定功率.
【解答】解:(1)甲乙两个灯泡在各自的额定电压下工作,即灯泡的实际功率等于额定功率;额定电压不变,则它们的额定功率不变,故CD错误;
(2)因灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率,由灯的铭牌可知,甲灯的额定功率小于乙灯,将它们并联接在家庭电路中,因家庭电路的电压为220V,它们都在额定电压下工作,则甲灯较暗,乙灯较亮,故A正确,B错误;
故选A.
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