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专题09 测量小灯泡的电功率 焦耳定律
一.选择题
1.下列选项中,利用电流的热效应工作的家用电器是( )
A.油烟机 B.电热毯 C.洗衣机 D.电风扇
【答案】B
【解析】利用电流热效应工作的用电器把电能大部分转化成内能。
A、油烟机工作时把电能主要转化成机械能,不合题意;
B、电热毯把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的用电器,符合题意;
C、 洗衣机主要是把电能转化为机械能,不合题意;;
D、电风扇工作时把电能主要转化成机械能,不合题意。
综上所述,B正确。
2.如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1<R2。下列说法正确的是( )
A.该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系”
B.闭合开关后,通过R1的电流大于R2的电流
C.闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢
D.闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】C
【解析】
A、图中两电阻串联,通过的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可研究电流产生的热量与电阻的关系,AB错误;
C、根据Q=I2Rt,因R1<R2,故右边容器中电阻丝产生的热量多,由转换法,甲管中液面上升比乙慢,C正确;
D、闭合开关后,要使电流增大,由欧姆定律,要减小电路的电阻,故应将滑动变阻器滑片P向右移动,D错误。
电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的气体加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法;
AB、由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联电路电流的规律分析;
C、由焦耳定律Q=I2Rt结合转换法和串联电路电流的规律分析;
D、由欧姆定律分析。
3.如图16-3-3所示,电源电压为6 V保持不变,要测量额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率,下列说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑片P应移动到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,可能是灯泡灯丝断了
C.滑片P向A端移动时,小灯泡额定功率变大,亮度变亮
D.当电压表示数为3.8 V时,读出电流表的示数,可算出小灯泡的额定功率
图16-3-3
【答案】C
【解析】 为保护电路,开关闭合前,滑片应滑到阻值最大处,故A说法正确,不符合题意。小灯泡灯丝断了,闭合开关后,小灯泡不能发光,故B说法正确,不符合题意。当电压表示数为3.8 V时,小灯泡正常发光,读出电流表的示数,利用P=UI可计算其额定功率,故D说法正确,不符合题意。
4.如图甲是一种电热膜,它不易氧化,工作时能自动控温。其构造是在绝缘薄膜表面,将多条薄的导电墨线两端与金属导线相连,如图乙。导电墨线电阻随温度变化图象如图丙。有关电热膜说法正确的是( )
A.导电墨线间以串联的方式连接
B. 不易氧化属于电热膜的物理性质
C. 工作时通过导电墨线的电流始终不变
D. 温度到达t0时,发热功率会急剧减小
【答案】D
【解析】
本题主要考查电路的连接方式、物体性质的判断、欧姆定律、电功率公式的应用等知识,关键是学生要从图中提取有用的信息,注重理解能力的考查,具有一定的难度。
(1)根据串、并联电路中各用电器是否相互影响确定电路的连接方式;
(2)物理性质一般是指颜色、气味、硬度、密度等性质;
(3)根据图丙判断出电阻的变化,根据欧姆定律再判断出电流的变化;
(4)根据图丙可知墨线电阻的变化,然后根据P=EQ \F(U2,R)即可判断电功率的变化。
A、由图乙可知,各条导电墨线是并列连接的,故各导电墨线是并联的,故A错误;
B、不易氧化属于电热膜的化学性质,故B错误;
C、由图丙可知,导电墨线的电阻随温度的变化而变化,根据I=EQ \F(U,R)知,在电压不变时,通过各墨线的电流是变化的,故C错误;
D、由图丙知,当温度到达t0时,电热膜的电阻会急剧增大,根据P=EQ \F(U2,R)知,发热功率会急剧减小,故D正确。
5.如图所示是加热器的电路图,设电源电压保持不变,R1、R2均为发热电阻丝,通过开关通断组合,可得到不同加热档位。该加热器最大电功率为12W,只闭合开关S1时,加热器的电功率是8W。则下列判断正确的是( )
A.该加热器只有两个加热档位
B.加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1∶R2=1∶3
C.加热器功率最大时,R1与R2的电流之比为2∶1
D.该加热器的最小电功率是8W
【答案】C
【解析】(1)由电路图可知,R1与R2并联连接,且均有一个开关单独控制,则电加热器能有:R1工作、R2工作、R1和R2同时工作