内容正文:
第十六 章 电流做功与电功率
思 维 导 图
整 合 训 练
1.如图所示,一台家用电器单独接进家庭电路工作10 min,电能表的表盘旋转120 r。这段时间用电器消耗的电能为________kW·h,用电器的实际功率是_______W。
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2.某品牌电热水杯容量为330 mL,有高、中、低三个加热挡位,如图为其工作电路简图,其中U恒为220 V,R1=200 Ω,R2=550 Ω,则中温挡功率为_______W;若该电热水杯加热效率为90%,则用高温挡将满杯水从20 ℃加热到98 ℃,需要_______s。[ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg· ℃)]
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3.如图所示电路,电源电压不变,R0为定值电阻。闭合开关S,滑片P向左移动时,电压表示数会变______。第一次移动滑片至某位置时电压表的示数为8 V;再次移动滑片至另一位置。若前后两次滑动变阻器消耗的电功率相等,两次电路中电流之比为1∶2,则电源电压为______V。
大
12
4.将一段电阻丝接入电路中,测得其两端电压为12 V,通过的电流为3 A,则该电阻丝的电阻为_____Ω;若将该电阻丝两端电压由12 V降至6 V,则电功率变化了______W。
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5.如图甲所示的电路中,电源电压恒为9 V,小灯泡标有“6 V 6 W”字样,小灯泡的电流随电压的变化如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω,当电压表示数为2 V时,小灯泡的电功率为_____W,10 s内电路消耗的总电能是______J。
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6.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S,当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时,电压表的示数为4 V,定值电阻R1的功率为0.8 W;当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时,电压表的示数变化了1 V。下列结果正确的是 ( )
A.电源电压为8 V
B.R1的阻值为20 Ω
C.电路两次电流之比为1∶3
D.电路总功率变化了1.2 W
D
7.如图是在冬季期间提供给老年人使用的充电式暖宝宝简化电路图,R1和R2均为发热电阻,该充电式暖宝宝可以通过S1、S2、S3,三个开关的断开与闭合实现三个挡位(高温、中温、低温)的变化,只闭合S2时,该挡对应功率为22 W;只闭合S1时,该挡对应功率为44 W,则以下说法正确的是 ( )
A.只闭合S1时为高温挡
B.R1和R2阻值之比为1∶2
C.低温挡和高温挡的功率之比为1∶4
D.以中温挡发热100 s产生的热量为2 200 J
C
8.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中不正确的是 ( )
A.电源电压为12 V
B.滑动变阻器的最大阻值为14 Ω
C.小灯泡的额定功率为6 W
D.电路总功率的变化范围为4.5~12 W
D
9.小梅家的电热水器有“关”、“加热”和“速热”三个挡位,其简化电路如图所示。若电热丝R1的阻值是48.4 Ω,通过计算回答:该电热水器在“加热”挡位工作时。
(1)通过它的电流是多少安?
(2)它的电功率是多少瓦?
(3)它工作100 s消耗了多少焦的电能?
10.如图,电源电压一定,已知灯泡L标有“6 V 6 W”字样(灯丝电阻不受温度影响),R1=8 Ω,当S、S1闭合,且滑片P处于a端时,灯正常发光。
(1)求灯泡L正常发光时通过的电流和灯泡的电阻。
(2)当S、S2闭合,且P在滑动变阻器b端时,电流表示数为0.25 A,求滑动变阻器Rx的最大值。
(3)如何控制S、S1、S2和调节滑动变阻器,使电路消耗的总功率最小(请说明理由),并求出电路总功率的最小值。
11.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当滑片滑到正中央时,电压表示数为3 V。已知两个电阻的U-I图像如图乙所示。求:
甲
乙
(1)电源电压以及当滑动变阻器滑片滑在最右端时电流表电流。
(2)滑动变阻器电阻保持5 Ω不变,通电1 min,滑动变阻器的电功率以及电流通过电路做的总功。
解:由题图甲可知,两个电阻串联,电流表测电路中电流,电压表V测量R1两端的电压。滑片P从右端到左端的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路中的电流变大;根据串联分压原理可知,滑动变阻器R2两端的电压变小;由于电源电压不变,则R1两端的电压变大;所以,通过R2的电流随其两端电压的减小而增大,通过R1的电流随其两端电压的增大而增大;由此可知,题图乙中a是R1的U-I图像,b是R2的U-I图像。
解:(1)旋转手柄带动开关处于加热挡时,电路为R1的简单电路,通过它的电流:I==≈