这些题目涵盖了初中物理电学的多个重要知识点,主要包括电功率计算、欧姆定律的应用、串联和并联电路的特点、滑动变阻器的作用以及电路中电功率和电流、电压的关系。接下来,我们将逐一解析这些题目涉及的物理概念。
1. 电功率经典练习题:电功率是指单位时间内电流做的功,计算公式为P=UI。电动机消耗的电能W为电流I和电压U的乘积与时间t的积,即W=UIt。电动机产生的热量Q则是由焦耳定律计算,Q=I^2Rt,其中R是线圈电阻。题目中的电动机正常工作1s消耗的电能W=380V×10A×1s=3800J,产生的热量Q=(10A)^2×2Ω×1s=200J,因此答案是A.3800J、200J。
2. 灯泡接入电源:灯泡正常工作意味着实际电压等于额定电压,根据欧姆定律,可计算所需串联或并联的电阻。题目中灯泡额定电压为6V,实际电源电压为9V,所以需要串联一个电阻分压。选择C,串联一个6Ω的电阻,使得灯泡两端电压为6V。
3. 串联灯泡:两个灯泡串联时,电流相等,根据P=UI可知,额定功率大的灯泡正常发光时,其两端电压较大。所以L1(6V 1.5W)能正常发光,电流是0.25A,电源电压是9V。
4. 电路变化:滑动变阻器改变电路中的电阻,影响电流和电压。题目中滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电流表A1的示数减小,电流表A2的示数也减小,因为总电阻增大,通过灯泡的电流减少,小灯泡亮度变暗,但电压表V测量的是电源电压,所以示数不变。正确选项为C。
5. 电路分析:灯泡正常发光时,其两端电压等于额定电压。题目中S1、S2断开,S3闭合,滑片位于中点,电压表测量灯泡两端电压,为U1=6V。当S1、S2闭合,滑片P滑至b端,电流表读数1.5A,此时灯泡与滑动变阻器并联,电压表V测量电源电压,U2是电源电压的两倍,U1:U2=1:2。滑动变阻器的变化范围应能保证灯泡正常工作,即至少提供6V电压,所以范围是0~12Ω。正确选项是A。
6. 实验电路:电路安全运行要求电流不超过电流表最大量程,电压不超过电压表最大量程,以及电阻R和滑动变阻器R0的最大电流和功率限制。要使电阻R正常工作,最大电流不能超过0.4A(0.9W/6V),滑动变阻器最小接入阻值为5Ω(0.5A×6V/0.5A),电压表示数最大变化量为3V-0V=3V,R0最大功率为0.5A×(6V-0.5A×10Ω)=1.25W。所以B、C、D选项都是错误的,正确选项是A。
7. 电路比例关系:当电压表变为电流表,电流表变为电压表时,电路中电阻关系发生变化。题目中功率比例与电压或电流比例的关系可以通过电功率公式P=UI推导得出。这里P1与P2的比例与电压比或电流比的平方相等,即7:12=16:21,解得P1:P2=9:16,正确选项是D。
8. 电阻等效和功率计算:电流为1A,R1与R2等效电阻R,且R1:R=5:3,根据功率公式P=UI=I^2R,R2的功率P2=2.4W,设R1的电阻为5x,R2的电阻为3x,则1A通过5x和3x的总电阻产生的功率为1A^2 * (5x+3x) = 2.4W,解得x=0.32Ω,所以R1=5x=1.6Ω。
9. 电路功率变化:题目中,R1和R2串联,R1的电阻是R2的五分之三,总电压为6V。只闭合S3时,电路总功率为2.4W。当所有开关都闭合时,R1和R2并联,总电阻减小,电流增大,功率也会增加。但题目没有给出足够的信息来确定具体数值,只能说明功率会大于2.4W。
以上是针对初中物理电学练习题的解析,涵盖了电功率、欧姆定律、电路分析、电阻串联并联、滑动变阻器应用等多个知识点。这些知识点是学习电学的基础,对于理解电路的工作原理和进行相关计算至关重要。