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专题16电流做功与电功率
一.选择题(共5小题)
1.(2021•福建)如图电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R标有“30Ω 1A”,定值电阻R0的阻值为10Ω,小灯泡L标有“6V 3.6W”(电阻不随温度而变化),电流表的量程为0~3A。当S闭合,S1、S2断开,滑片P移到R的中点时,小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下,电路消耗总功率的最小值与最大值之比是( )
A.1:4 B.1:8 C.2:7 D.3:20
【答案】D。
【解析】解:当S闭合,S1、S2断开,灯L和滑动变阻器串联,小灯泡恰好正常发光,则此时的电流I===0.6A;小灯泡的电阻为RL===10Ω
滑片P移到R的中点时,滑动变阻器接入的有效电阻R′=15Ω;则滑动变阻器两端的电压U′=IR′=0.6A×15Ω=9V;
根据串联电路电压的特点,电压电源U总=UL+U′=6V+9V=15V;
要保证电路安全,分析电路可得当闭合开关S、S2和S1时,且通过滑动变阻器的电流为1A时,干路电流最大;则此时通过R0的电流为I0===1.5A;干路电流即为最大电流Imax=1A+1.5A=2.5A;最大功率Pmax=UImax=15V×2.5A=37.5W;
最小电流即为滑动变阻器接入最大阻值并且与灯L串联时,电流最小,即根据I===0.375A;
最小功率Pmin=UImin=15V×0.375A=5.625W;
故Pmin:Pmax=5.625W:37.5W=3:20。
2.(2018•福建)新的国家标准对延长线插座配用电缆的导线横截面积要求进行了修改,额定电流16A的延长线插座,导线
最小标准横截面积由1mm2提升到1.5mm2.增大导线横截面积的目的是( )
A.增大导线的电阻 B.减小通过导线的电流
C.增大导线的电压 D.减小导线发热的功率
【答案】D。
【解析】解:
A.延长线的材料和长度相同时,增大导线横截面积可以减小导线的电阻,故A错误;
B.通过导线的电流与插座上用电器消耗的电功率有关,无法判断通过导线电流的变化,故B错误;
C.在通过导线的电流一定时,导线的电阻减小,由U=IR可知,可以减小导线两端的电压,故C错误;
D.在通过导线的电流一定时,导线的电阻减小,由P=I2R可知,可以减小导线发热的功率,故D正确。
3.(2018•福建)灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲,L和R的I﹣U图线分别为图乙中的A、B.闭合开关S,L正常发光,电路的总功率为4.8W,此时灯泡L的( )
A.电压为7V B.电流为0.3A C.电阻为20Ω D.功率为3W
【答案】D。
【解析】解:
图甲中灯泡和电阻并联,已知L和R的I﹣U图线分别为图乙中的A、B;
闭合开关S,要求总功率为4.8W,
因并联电路各支路两端的电压相等,根据图象可知,在电压为6V时,通过灯泡的电流IL=0.5A,通过电阻R的电流IR=0.3A,则干路中的电流:I=IL+IR=0.5A+0.3A=0.8A,
此时的总功率:P=UI=6V×0.8A=4.8W,满足题中的要求;
所以,电源电压为6V,则此时灯泡L的电压为6V,通过灯泡的电流IL=0.5A,故AB错误;
根据欧姆定律可得,此时灯泡的电阻:RL===12Ω,故C错误。
此时灯泡的功率为:PL=UIL=6V×0.5A=3W;故D正确;
4.(2022•福建)电流的磁效应被发现后,科学家笃信自然力的统一,以逆向的思想,开始在磁生电的研究中进行艰辛的探索。下列科学家与其重要发现对应正确的是( )
A.法拉第——电磁感应现象
B.奥斯特——电流的热效应
C.安培——通电导体周围存在磁场
D.焦耳——磁场对通电导体的作用
【答案】A。
【解析】解:A、在奥斯特发现电生磁现象的基础上,法拉第发现了磁生电——电磁感应现象,故A正确;
B、奥斯特发现了电流的磁效应,故B错误;
C、安培做了大量实验,研究了磁场方向与电流方向之间的关系,并总结出安培定则,也叫做 右手螺旋定则,故C错误;
D、焦耳的主要贡献是发现了热和机械功的当量关系,提出了焦耳定律,故D错误。
5.(2021•福建)历史上第一个成功研究热和功关系及电流的热效应,为能量守恒定律的建立奠定坚实实验基础的科学家是( )
A.焦耳 B.安培 C.伏特 D.欧姆
【答案】A。
【解析】解:历史上第一个成功研究热和功关系及电流的热效应,为能量守恒定律的建立奠定坚实实验基础的科学家是焦耳。
二.填空题(共3小题)
6.(2019•福建)一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1Ω,正常工作1min,产生的热量是 Jo工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘,这属于 现象。
【答案】15;静电(摩擦起电)。
【解析】解:工作时间t=1min=