安徽专版2020中考物理复习方案第一篇教材梳理课时训练17电能电功率试题.docx

课时训练(十七)　电能　电功率
(限时:55分钟)

|对点训练|
【考点1】 知道电功和电能,能运用关系式W=UIt进行计算。(B)
1.[2019·攀枝花]为提倡节能环保,攀枝花市引进大量新能源电动公交车。为新能源公交车充电的导线较粗是为了减小导线的　　　。若充电过程中充电电流为100 A,充电电压为380 V,则新能源电动公交车充电2 h消耗的电能为　　 　kW·h。 
2.[2019·扬州]华为公司推出首款5G折叠屏手机,该款手机采用向外折叠、可弯曲的屏幕,屏幕材料具有的特性是柔韧性;给手机充电是把　　　　能转化为化学能;手机采用双电池结构,电池总容量高达4500 mA·h,可以在30 min内快速充电80%,则充电电流为　　　　A。 
3.[2019·邵阳]李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000 imp/(kW·h)”的字样,其含义是电路每消耗1 kW·h的电能,电能表上指示灯闪烁3000次。她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让一个用电器工作3 min,发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为　　　　kW·h。 
4.[2019·衡阳]小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表示数如图K17-1所示,则下列说法正确的是 (　　)

图K17-1
A.他家在这段时间内消耗的电能为903 kW·h
B.电能表是测量电功率的仪表
C.若只让一个标有“220 V　1000 W”的电热水器正常工作10 min,则电能表的转盘转了600转
D.这个电能表的额定功率为2200 W
【考点2】 理解“测量小灯泡电功率”实验的原理;能对“测量小灯泡电功率”实验的过程作出正确的说明,以及得出正确的结论等。[B(会)]
1.[2019·赤峰]在用伏安法测量小灯泡的电功率实验中,已知待测小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)滑动变阻器连线情况如图K17-2甲所示,在闭合开关进行实验前滑动变阻器的滑片应调节到　　　　(选“A”或“B”)端。 

图K17-2
(2)在试触时发现,电流表情况如图乙所示,出现这种情况的原因是　　　　　　　　　　　　。将电路改正后进行实验,当电压表的示数为2 V时,电流表的示数(如图丙所示)是　　　　A。 
2.[2019·黄冈]在用伏安法测量标有“2.5 V”灯泡额定功率的实验中,小明发现电流表损坏了,其他元件完好。
(1)小明用已有的器材5 Ω的电阻R0和另一块电压表,设计了如图K17-3所示电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于　　　　。 

图K17-3
(2)小明进行了如下实验,请补充完整。
①连接好电路,将滑动变阻器连入电路的滑片调到　　　　。 
②闭合开关S,移动滑片,使灯泡两端电压为　 V。 
③再读出R0两端的电压为1.5 V。
(3)若实验操作正确,则灯泡的额定功率为　 W。 
3.[2019·齐齐哈尔]在“测量小灯泡的电功率”实验中,小丹设计了如图K17-4甲所示的电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω　1 A”,电源是由2节新干电池串联组成。

图K17-4
(1)请用笔画线代替导线,帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整。(要求导线不交叉)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于  (选填“A”或“B”)端。
(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是　　　　　　。 
(4)排除故障后,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5 V,电流表示数如图丙所示为　　　A,则小灯泡的额定功率为　　　　W,此时灯丝的电阻为　　　　Ω。 
(5)小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率,滑动变阻器的滑片应向　　　　(选填“A”或“B”)端调节,观察到小灯泡变亮。 
(6)下表是小丹根据实验测得的多组数据,她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的,则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是　　　　。 
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.12
0.16
0.18

0.22
(7)小丹经过思考,发现用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率,她设计的电路如图丁所示,具体操作是:闭合开关S,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时,小灯泡正常发光,此时电流表A2的示数为I2,则小灯泡额定功率的表达式为P=　　　　。(用I1、I2、R0表示) 
【考点3】 理解电功率的意义,并能运用关系式P=UI进行相应的计算。能运用焦耳定律Q=I2Rt进行分析和进行一般的计算。(B)能说明用电器的额定功率和实际功率的物理意义。(A)
1.[2019·怀化]某节能灯泡包装盒上标有“220 V　11 W”的字样,当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为　　　A。连续通电10 s,消耗的电能是　　　　J。 
2.[2019·德州]从产品说明书得知,一台“6 V　3 W”的迷你型小风扇,电动机线圈阻值为0.1 Ω。则小风扇正常工作1 min消耗的电能为　 J; 电动机线圈1 min产生的热量为　　　　J。 
3.[2019·兰州]某电能表的表盘上标有“1600 imp/(kW·h)”的字样,将标有“220 V　1210 W”字样的电热水器接在家庭电路中,只让它单独工作6 min,这段时间内电能表的指示灯闪烁了160次,则该电热水器在上述时间内实际消耗的电能为　　　　kW·h,实际功率为　　　　W,该电路的实际电压为　　　　V。 
4.[2019·扬州]如图K17-5所示的电路,电源电压恒为3 V,闭合开关S,电流表A1示数为0.5 A,A2示数为0.3 A,则电阻R1是　　　　Ω,通过电阻R2的电流是　　　　A,电阻R1的电功率是　　　　W,在5 min内整个电路消耗的电能是　　　　J。 

图K17-5

5.[2019·巴中]如图K17-6所示的电路中,L1标有“6 V　3 W,L2标有“3 V　3 W”,闭合开关S后,两灯均发光,此时电路的总电阻R总=　　　Ω,两电压表示数之比U1∶U2=　　　　;若将两灯并联后接入3 V电路中,则两灯的实际功率之比P1∶P2=　　　　。(不计温度对灯丝电阻的影响) 

图K17-6
6.[2019·安顺]图K17-7为电热水器的简化电路,它有加热和保温功能,R1和R2是两根电热丝,S为温控开关,1、2为开关的两个触点,当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时,S在两个触点间自动切换,使水温维持在设定的范围,已知电热水器的加热功率为400 W,保温功率为100 W(忽略温度对电阻的影响),则电路中R2=
　　　　Ω。在使用过程中,若电热水器连续工作10 min消耗电能1.2×105 J,此过程中热水器的保温工作时间是
　　　　s。 

图K17-7
7.[2019·自贡]某房间原来只接有一只标有“PZ220-40”的灯泡,小明又用一只完全相同的灯泡,将它们串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的总亮度将 (　　)
A.变亮 B.变暗
C.不变 D.无法确定
8.[2019·烟台]标有“6 V　1.5 W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图K17-8所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12 V的电源两端,则此时每只灯泡的电阻及实际功率均为 (　　)

图K17-8
A.24 Ω　0.67 W B.20 Ω　0.8 W
C.24 Ω　0.96 W D.20 Ω　0.67 W
9.[2019·咸宁]如图K17-9所示,电源电压U保持不变,电阻R为定值电阻。如果再给R连接一个电阻,接入电路中,使电路消耗电功率的增加量较小,可行的是 (　　)

图K17-9
A.给R串联一个较小的电阻 B.给R串联一个较大的电阻
C.给R并联一个较小的电阻 D.给R并联一个较大的电阻
10.[2019·凉山州]如图K17-10所示电路,电源电压恒定,L1标有“4 V　1 W”、L2标有“2 V　1 W”,L1、L2串联,灯丝电阻保持不变,电压表和电流表连接完好。当闭合开关S时,其中一只灯泡能正常发光,则此时电压表和电流
表的示数分别为 (　　)

图K17-10
A.1 V　0.5 A B.2 V　0.25 A
C.4 V　0.5 A D.1 V　0.25 A
|综合训练|
一、填空题
1.[2019·乐山]LED灯具有节能、环保的特点。一个“220 V　5 W”的LED灯与一个“220 V　60 W”的白炽灯亮度相当。若一个“220 V　60 W”的白炽灯每天正常工作4 h,30天消耗的电能是　　　　kW·h,这些电能可供“220 V　5 W”的LED灯正常工作　　　　h。 
2.[2019·江西]如图K17-11所示,将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中,通过分别调节滑动变阻器R1和R2使所有灯泡均正常发光,则甲、乙两电路中的总电流之比I1∶I2=　　　　,电路的总功率之比P甲∶P乙=　　　　。 

图K17-11
3.[2019·威海]图K17-12甲是某新型电饭锅的简化电路图。R0为15 Ω的定值电阻,其阻值不受温度影响。Rt是热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图乙所示。由图像可知,当Rt的温度从30 ℃升高到130 ℃的过程中,电路总功率的变化规律是　　　　　　　;当Rt的温度达到100 ℃时,Rt的功率为　　　　W。 

图K17-12
4.[2019·贵阳] 如图K17-13所示电路,电源电压不变,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片至某位置,定值电阻R0消耗的功率为2.5 W;再次移动滑片至另一位置,R0消耗的功率为10 W,电压表的示数为5 V。若前后两次滑动变阻器消耗的功率相同,则电源电压U=　　　　V。 

图K17-13
5.[2019·南京]如图K17-14所示,电源电压恒定,R1、R2为定值电阻,R2=20 Ω,灯泡L标有“6 V　3 W”字样。

图K17-14
(1)当S、S1、S2都闭合时,灯泡L正常发光,电流表示数为　　　A,电路消耗的总功率为　W。 
(2)当S闭合,S1、S2断开时,电压表示数为2 V,则R1的阻值为　　　Ω,通电1 min R1产生的热量为　　　　J。 
6.[2019·郴州]如图K17-15所示,电源电压恒为12 V,定值电阻R1=10 Ω,R2=15 Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为18 Ω,则每秒钟R1发热的最小值为　　　J,R3电功率的最大值为　 W。 

图K17-15
7.[2019·淮安]如图K17-16所示,电源电压恒定不变,R为定值电阻,闭合开关,当滑动变阻器置于1位置时,电压表的示数为4 V,电流表的示数为0.2 A;当滑片由1移至2位置(图中虚线位置)时,电压表示数为3 V,电流表示数为0.3 A,则滑片置于1位置时滑动变阻器接入电路的阻值为　　　　Ω,滑片由1移至2位置的过程中,定值电阻R的电功率变化量为　　　　W。 

图K17-16
二、选择题
8.[2019·自贡]把一个标有“10 V　3 W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上,如图K17-17所示,小灯泡恰能正常发光。该电路工作10 s定值电阻产生的热量是 (　　)

图K17-17
A.60 J B.36 J C.30 J D.6 J
9.[2019·苏州]额定电压均为6 V的甲、乙两灯,其I-U图线如图K17-18所示。下列说法正确的是 (　　)

图K17-18
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,电阻之比为3∶2
D.甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,实际功率之比为1∶3
10.[2019·通辽]某建筑工地需要架设临时供电线路,实现照明和电加热功能,其简化电路如图K17-19所示,供电处电压U不变,从供电处到工地用长导线(有电阻)连接。闭合开关S1、S2时,加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较,下列说法正确的是 (　　)

图K17-19
A.照明灯亮度不变 B.照明灯亮度变暗
C.相同时间内长导线上消耗的电能不变 D.相同时间内整个供电线路消耗的电能减少
11.[2019·宿迁]如图K17-20所示,电源电压6 V保持不变,定值电阻R1标有“10 Ω　0.5 A”字样,滑动变阻器R2标有“20 Ω　1 A”字样,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,闭合开关S,下列做法能够保证电路安全的是 (　　)

图K17-20
A.电路中电流不超过0.6 A
B.R1两端电压不超过3 V
C.滑动变阻器连入电路的阻值在10~20 Ω范围内变化
D.电路的总功率在1.8~3 W范围内变化
三、实验探究题
12.[2019·安顺]小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,选用如图K17-21甲所示的器材和电路,其中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。

图K17-21
(1)为了能够顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用　　　　(选填“A”或“B”)。 
A.“10 Ω　5 A”的滑动变阻器
B.“50 Ω　0.5 A”的滑动变阻器
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是　　　　　　　　　。 
(3)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像(如图乙所示),分析图像可知:小灯泡的额定功率为　　　　W。 
(4)完成上面实验后,小军同学又想测量额定电压为U额的灯泡的额定功率,但发现电流表已损坏,于是他又找来了两个开关和一定值电阻,设计了如图丙所示的电路,已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0,请你完成下面实验步骤:
①　　　　　　　　　　　　(填写S、S1、S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为　　　　; 
②　　　　　　　　　　　　(填写S、S1、S2的通断情况),保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为U1; 
③灯泡额定功率的表达式为P额=　　　　。 
四、计算题
13.[2019·广安]小蕊同学在学习了电学知识后,观察到生活中的许多电热器都有多个挡位,于是他利用电压恒为10 V的电源和两个阻值不同的定值电阻,设计了如图K17-22所示的电路来探究电热器的多挡位问题。已知R1=20 Ω、R2=30 Ω,请计算:
(1)S2闭合,S1、S3断开时,电路中的电流。
(2)S3断开,S1、S2闭合时,通电5 min电路消耗的电能。
(3)该电路的最大功率和最小功率之比。

图K17-22

14.[2019·郴州]甲、乙两地相距60 km,在甲、乙两地之间沿直线铺设了两条地下电缆。已知每条地下电缆每千米的电阻为0.2 Ω。现地下电缆在某处由于绝缘层老化而发生了漏电,设漏电电阻为Rx。为了确定漏电位置,检修员在甲、乙两地用电压表、电流表和电源各进行了一次检测。在甲地进行第一次检测时,按如图K17-23所示连接电路,闭合开关S,电压表示数为6.0 V,电流表示数为0.5 A。用同样的方法在乙地进行第二次检测时,电压表示数为6.0 V,电流表示数为0.3 A。求:
(1)第一次与第二次检测的电源输出功率之比。
(2)漏电电阻Rx的阻值。
(3)漏电位置到甲地的距离。

图K17-23

【参考答案】
对点训练
考点1
1.电阻　76
2.电　7.2
3.0.02
4.C　[解析]他家在这段时间内消耗的电能W=8633.5 kW·h-8543.2 kW·h=90.3 kW·h,故A错误;电能表是测量消耗电能的仪表,故B错误;3600 r/(kW·h)表示电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转过3600 r,只让一个标有“220 V　1000 W”的电热水器正常工作10 min,其消耗的电能为W=Pt=1 kW×16 h=16 kW·h,则电能表的转盘转过的圈数N=16 kW·h×3600 r/(kW·h)=600 r,故C正确;电能表属于测量仪表,不消耗电能,没有额定功率,故D错误。
考点2
1.(1) A
(2)电流表正、负接线柱接反了　0.32
2.(1)电流表
(2)①b端　②2.5
(3)0.75
3.(1)如图所示

(2)A
(3)小灯泡短路
(4)0.2　0.5　12.5
(5)B
(6)温度
(7)R0I1×(I2-I1)
[解析](2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处的A端。
(3)连接好电路后,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,说明电路为通路,发现小灯泡不发光,则电路故障可能是小灯泡短路。
(4)排除故障后,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5 V,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.2 A则小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5 V×0.2 A=0.5 W;由欧姆定律可知,此时灯丝的电阻为RL=ULIL=2.5V0.2A=12.5 Ω。
(5)小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率,即增大小灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,故滑动变阻器的滑片应向B端调节。
考点3
1.0.05　110
2.180　1.5
3.0.1　1000　200
4.10　0.2　0.9　450
[解析]由图可知,电阻R1和R2并联,电流表A1测量干路电流,A2测量通过电阻R1的电流。并联电路两端电压相等,则R1两端电压U1=U=3 V,电阻R1阻值R1=U1I1=3V0.3A=10 Ω;并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则R2中电流I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A;电阻R1的电功率P1=U1I1=3 V×0.3 A=0.9 W;5 min内的整个电路消耗的电能W=UIt=3 V×0.5 A×5×60 s=450 J。
5.15　5∶1　1∶4
6.363　400
7.B
8.B　[解析]三只相同的灯泡串联接在12 V的电源两端,则每只灯泡分得的电压为4 V,由图像可知,当灯泡两端电压为4 V时,通过它的电流为0.2 A,则此时灯泡的电阻为R=UI=4V0.2A=20 Ω;实际功率P=UI=4 V×0.2 A=0.8 W。
9.D　
10.D　[解析]根据P=U2R可得,两灯泡正常发光时的电阻分别为R1=U12P1=(4V)21W=16 Ω,R2=U22P2=(2V)21W=4 Ω;根据P=UI可得,L1、L2正常发光时两灯电流分别为I1=P1U1=1W4V=0.25 A,I2=P2U2=1W2V=0.5 A;串联电路中各处的电流相等,且恰有一盏灯能正常发光,则L1正常发光,电流表示数为I=I1=0.25 A;电压表示数为U2=IR2=0.25 A×4 Ω=1 V;故A、B、C错误,D正确。
综合训练
1.7.2　1.44×103
2.2∶1　2∶1
3.先变大后变小　640
4.15
[解析]由公式P=U2R得,两种情况下定值电阻消耗的电功率之比为P01∶P02=U12R0∶U22R0=2.5W10W=14,解得U1∶U2=1∶2,则两次电路中电流之比I1∶I2=1∶2。
设电源电压为U,则由两次滑动变阻器消耗的功率相同得UI1-2.5 W=UI2-10 W,
整理有10 W-2.5 W=U(I2-I1)=UI1,
即7.5 W=UI1,
故UI2=15 W①;
又因UI2-10 W=5 V×I2,
则有15 W-10 W=5 V×I2,
解得I2=1 A②;
由①②两式联立可得,U=15 V。
5.(1)0.8　4.8
(2)10　24
[解析](1)根据P=UI可得,灯泡L的额定电流为IL=PLUL=3W6V=0.5 A。当S、S1、S2都闭合时,R1被短路,R2与灯泡L并联,电流表测干路电流,由于此时灯泡L正常发光,所以通过灯泡L的电流为0.5 A,电源电压为6 V,
由欧姆定律可得,通过R2的电流为I2=UR2=6V20Ω=0.3 A,根据并联电路电流的规律可知,电流表示数为I=I2+IL=0.3 A
+0.5 A=0.8 A,电路消耗的总功率为P=UI=6 V×0.8 A=4.8 W。
(2)当S闭合,S1、S2断开时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,电压表示数为2 V,根据串联电路电压的规律可知,R2两端的电压为U2'=U-U1'=6 V-2 V=4 V,由串联电路分压原理可知,R1R2=U1'U2'=2V4V=12,则R1的阻值R1=12×R2=12×
20 Ω=10 Ω,通电1 min R1产生的热量为Q=U1'2R1t=(2V)210Ω×60 s=24 J。
6.0.9　6
[解析]由图知,R1与R2并联后与滑动变阻器R3串联,根据串联电路的分压原理知,当滑动变阻器连入电路的阻值最大时,并联部分两电阻分得的电压最小,此时R1上每秒钟发热最少,并联部分的总电阻R=R1R2R1+R2=10Ω×15Ω10Ω+15Ω=6 Ω,由串联电路特点和欧姆定律有U并R=U滑R3最大,则U并U滑=RR3最大=6Ω18Ω=13,由串联电路电压关系得U并+U滑=U=12 V,所以U1=U并=14U=14×12 V=3 V,则R1上每秒钟发热的最小值为Q1最小=W1最小=U12R1t=(3V)210Ω×1 s=0.9 J。
由串联电路特点和欧姆定律可得,电路中的电流I=UR并+R3,滑动变阻器消耗的电功率P3=I2R3=UR并+R32R3=U2R3(R并-R3)2+4R并R3=U2(R并-R3)2R3+4R并,所以,当R3=R并=6 Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,最大值为P3最大=U24R并=(12V)24×6Ω=6 W。
7.20　0.5
[解析]由电路图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压。由于滑动变阻器滑片P位于1位置时,电压表的示数为4 V,电流表示数为0.2 A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1=U1I1=4V0.2A=20 Ω;假设电源电压为U,当滑动变阻器滑片P位于1位置时,电压表的示数为4 V,电流表示数为0.2 A,则U-4VR=0.2 A①;同理,当滑片由1移至2位置时,有U-3VR=0.3 A②。联立①②解得U=6 V,R=10 Ω,则滑片由1移至2位置的过程中,定值电阻R的电功率变化量为ΔP=I22R-I12R=(0.3 A)2×10 Ω-(0.2 A)2×10 Ω=0.5 W。
8.D　[解析]由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流IL=PLUL=3 W10 V=0.3 A;因串联电路中总电压等于各分电压之和,且小灯泡正常发光,所以,R两端的电压UR=U-UL=12 V-10 V=2 V,因串联电路中各处的电流相等,该电路工作10 s定值电阻产生的热量Q=W=URILt=2 V×0.3 A×10 s =6 J。故选D。
9.D　[解析]I-U图像中图线的斜率恰好表示电阻的倒数,斜率越大说明电阻越小,由图可知随电压的增大,斜率逐渐变小,则电阻逐渐变大,故A错误;当电压都是6 V时,甲、乙两灯均正常工作,此时I甲=0.6 A,I乙=0.3 A,由P=UI得甲、乙两灯的额定功率分别为P甲=3.6 W,P乙=1.8 W,甲、乙两灯的额定功率之比为P甲∶P乙=2∶1,故B错误;甲、乙两灯并联接在电压为2 V的电源两端时,由图可知通过甲灯泡的电流为0.3 A,通过乙灯泡的电流为0.2 A,由R=UI可得此时两灯电阻之比为R甲∶R乙=I乙'∶I甲'=0.2 A∶0.3 A=2∶3,故C错误;甲、乙两灯串联接在电压为8 V的电源两端时,根据图中信息可知此时电路电流为0.3 A,甲、乙两灯两端的电压分别为U甲=2 V,U乙=6 V,由P=UI可知,实际功率之比为P甲实∶P乙实=U甲I∶U乙I=U甲∶U乙=2 V∶6 V=1∶3,故D正确。
10.D　11.D　
12.(1)B　(2)小灯泡断路
(3)0.625
(4)①闭合开关S、S1,断开S2　U-U额
②闭合开关S、S2,断开S1
③U1U额R0
[解析](1)灯泡正常工作时电流约为IL=ULRL=2.5V12Ω≈0.2 A,测定灯泡功率的实验中,灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路电压特点可知,灯泡正常工作时,滑动变阻器两端电压为U滑=U-UL=6 V-2.5 V=3.5 V,由I=UR可得,滑动变阻器接入电路的电阻为R滑=U滑IL=3.5V0.2A=17.5 Ω。所以滑动变阻器应选“50 Ω　0.5 A”的滑动变阻器,故选B。(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路存在断路,电压表示数有示数,说明与电压表并联的灯泡断路。(4)分析实验的原理可以得出其具体的步骤为:①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U-U额;②闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片位置不变,读出电压表示数为U1;③通过灯泡的电流I=IR0=U1R0,灯泡的额定功率的表达式为P额=U额I=U额×U1R0=U1U额R0。
13.解:(1)当S2闭合,S1、S3断开时,两电阻串联,总电阻R串=R1+R2=20 Ω+30 Ω=50 Ω。
电路中的电流I=UR串=10V50Ω=0.2 A。
(2)S3断开,S1、S2闭合时,电阻R1被短路,只有R2连入电路,
则通电5 min电路消耗的电能W2=U2R2t=(10V)230Ω×5×60 s=1000 J。
(3)当S2闭合,S1、S3断开时,两电阻串联,此时电路的总电阻最大,根据P=U2R可知,此时总功率最小,所以,P最小=U2R串=(10V)250Ω=2 W;
当S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,此时电路中的总电阻最小,根据P=U2R可知,此时总功率最大,此时的总电阻R并=R1R2R1+R2=20Ω×30Ω20Ω+30Ω=12 Ω,
P最大=U2R并=(10V)212Ω=253 W,
则最大功率与最小功率之比P最大P最小=253 W2W=256。
14.解:(1)电源电压U=6 V,
第一次检测电源的输出功率为P1=UI1=6 V×0.5 A=3 W,
第二次检测电源的输出功率为P2=UI2=6 V×0.3 A=1.8 W,
故第一次与第二次检测的电源输出功率之比为P1∶P2=3 W∶1.8 W=5∶3。
(2)设漏电位置与甲地的距离为x km,则离乙地的距离为(60-x) km,
第一次检测时,电路中的总电阻为
R总1=UI1=2x km×0.2 Ω/km+Rx①,
第二次检测时,电路中的总电阻为
R总2=UI2=[2×(60-x)] km×0.2 Ω/km+Rx②,
联立①②并代入数据解得漏电电阻Rx=4 Ω。
(3)将Rx=4 Ω代入(2)中①式得,UI1=2x km×0.2 Ω/km+4 Ω,
代入数据解得x=20,即漏电位置到甲地距离为20 km。

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