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利用所学知识解决以下问题。
任务1:小刚同学进行科学实践活动,利用手表和电能表测量家中空调的实际功率,电能表的表盘如图所示。他只让空调工作,观察到5 min内电能表的铝盘转过300转,则空调消耗的电能是 0.1 kW·h,空调的实际功率为 1.2 kW。
任务2:如图是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图,其中额定功率最大的电器是 电视机 ,节能灯正常工作5小时消耗的电能是 0.1 kW·h。
任务3:某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 弹性好 ;手机采用双电池结构,电池总容量高达4 500 mA·h,可以在30 min内快速充电80%,则充电电流为 7.2 A。(假设充电电压为电池标定电压)
任务4:若将分别标有“3 V 3 W”和“6 V 3 W”字样的两灯串联接入电路,在长时间工作过程中,允许加在它们两端的最高电压是 7.5 V,标有“3 V 3 W”字样的灯实际电功率是 0.75 W 。若两灯并联接入电路,长时间工作过程中,允许加在它们两端的最高电压是 3 V 。(假设灯丝电阻不变)
利用学过电功率有关知识,完成以下任务(动态电路分析与计算专题)。
任务1:如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电流为2 A,闭合开关S后,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的IU关系图象如图乙所示,则小灯泡的电阻值为 6 Ω,电路消耗的最小功率为 6 W。
甲 乙
任务2:如图所示,电源电压恒定不变,已知定值电阻的阻值为R0,不考虑温度对灯丝电阻的影响。
(1)当S1和S2都闭合时,电流表的示数分别为I1、I2,且I1>I2,小灯泡L1恰好正常发光,求电源电压及小灯泡L1的电阻。
(2)当开关S1和S2都断开时,某一电表示数为I3(I3≠0),求电路的总功率。
解:(1)当开关S1、S2都闭合时,定值电阻R0和小灯泡L1并联,一个电流表测量干路的电流,另一个电流表测量通过R0的电流,由于I1>I2,所以干路电流为I1,通过R0的电流为I2,则电源电压U=U0=I2R0。
由并联电路电流的规律可知通过小灯泡L1的电流IL=I1-I2,
小灯泡L1的电阻RL===。
(2)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L1和L1串联,电路中的电流为I3,电路的总功率
P=UI=I2R0I3。
1. 有几位同学对电功率这个概念有以下几种理解,你认为正确的是( B )
A. 电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量
B. 电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量
C. 电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多
D. 电功率大的用电器工作时所用的时间一定少
2. 如图所示,R1和R2并联,已知相同时间内它们消耗的电能关系是W1<W2,则下列判断正确的是( A )
A. R1>R2
B. U1<U2
C. I1>I2
D. 电流通过R1做的功比通过R2做的功多
3. 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所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12 V的电源两端,每只灯泡的电阻及实际功率约为( B )
A. 24 Ω 0.67 W
B. 20 Ω 0.8 W
C. 24 Ω 0.96 W
D. 20 Ω 0.67 W
4. 如图所示的电路,电源电压不变,滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,闭合开关,电流表的示数为0.1 A,小灯泡的功率为0.3 W。移动滑片,使滑动变阻器最大阻值的接入电路,电流表示数为0.2 A,小灯泡恰好正常发光,且小灯泡消耗的功率为1 W。下列说法错误的是( D )
A. 电源电压为9 V
B. 小灯泡正常发光时电阻为25 Ω
C. 滑动变阻器的最大阻值为60 Ω
D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的功率为4 W
5. 如图甲所示是身高测量仪,体检者站在绝缘平台上,能自动显示身高,电路原理如图乙所示,R0为定值电阻,下列有关分析正确的是( B )
甲 乙
A. 电流表的示数显示身高,身高越高示数越大
B. 电压表的示数显示身高,身高越高示数越大
C. 身高越高,R消耗的电功率越小
D. 身高越高,电路消耗的总功率越大
解析:由图可知,两电阻串联,电压表测量滑动变阻器R下半部分两端的电压,电流表测量整个电路中的电流;电路中的总电阻不变,所以电流表的示数不变,无法显示身高,A错误;电压表示数显示身高,当身高增高时,滑片P向上滑动,电压表的示数变大,B正确;由于R全部连入电路,所以R消耗的电功率和电路消耗的总功率均不变,C、D错误。
6. 小芳用家中的电能表表盘如图所示,她家新购置了一台用电器,她想用这个电能表来测量该用电器的电功率与说明书上是否一致,于是她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让这个用