内容正文:
专题9电功率
一.填空题(共3小题)
1.(2022•金华)学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验,实验电路如图甲,绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙,已知小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压恒为6V。回答下列问题:
(1)闭合开关后移动变阻器的滑片,当电压表示数为 V时,读出电流表示数,即可计算小灯泡的额定功率;
(2)实验时,变阻器的滑片向左移动过程中,电流表与电压表示数的比值将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
2.(2022•宁波)盛夏,室外温度达36℃,小宁将客厅空调的设定温度设置为28℃,发现空调正常工作时的工作周期:工作10min后会停止工作,5min后再重新工作……周而复始。从该空调铭牌上获悉,空调的制冷额定功率为2000W。
(1)空调正常工作时,一个工作周期内消耗的电能为 J。
(2)为了节能减排,小宁家换上了隔热保温性能更好的门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下,空调新的一个工作周期内,工作时间会 (填“大于”“等于”或“小于”)10min。
3.(2021•衢州)绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯,LED灯直接把电转化为光,白炽灯由灯丝通电加热发光,正常工作时,它们亮度相同。
(1)使用 灯照明更符合绿色生态理念;
(2)两灯都正常工作时,相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
二.实验探究题(共8小题)
4.(2023•温州)用图甲电路研究电热与电流的关系,若要比较不同设定电流值时的电热多少,调节电流大小过程中,电热丝已经开始加热,因而会影响实验的准确性。为解决这一问题,小明设计图乙电路进行研究。
图中电路包括调试电路和实验电路,R1和R2是阻值都为20欧的电热丝,R2放置在装有煤油的保温容器中。实验中通过调试电路,使电热丝R2在调试过程中不发热。实验步骤如下:
①用数字温度计测量并记录装有R2的保温容器内煤油的温度。
②将开关S与“1”连接,调节滑动变阻器,直至电流表示数为0.2安。
③将开关S拨至“2”,使R2工作50秒,断开开关S,测量并记录 。
④再将电流值分别设定为0.3安、0.4安、0.5安、0.6安,重复上述步骤。记录相关数据,并计算每次升高的温度Δt(Δt可反映电热的多少),整理Δt、I2的数据如图丙。
(1)将步骤③补充完整。
(2)在答题纸图丙中画出Δt与I2的关系图像。
(3)小明想改变电热丝阻值,用上述实验中设定的电流值,继续研究电热与电流的关系:保持R1不变,将R2更换为30欧的电热丝,重复上述步骤。他的做法是否合理,说明理由: 。
5.(2023•宁波)图甲是小宁的哥哥测定小灯泡额定功率的电路,小灯泡上标有“3.8V”字样。
(1)测小灯泡电压的电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程,小宁的哥哥正确选用了“ ”量程。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3.8V,此时,电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为 W。
(3)小宁发现,与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比,哥哥的实验电路多了一根导线。这根导线是 。(用图甲中导线旁的字母表示)
6.(2023•金华)在“测量小灯泡额定功率”实验中,同学们进行如下研究。
【实验器材】干电池3节,小灯泡(额定电压为3.8V、电阻约为15Ω),滑动变阻器(4Ω 1A),电流表,电压表,开关,导线若干(所有器材均完好)
【实验方案】将量程为0~15V的电压表并联到小灯泡两端,闭合开关,移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光,读出并记录电流表的示数。
(1)实验时若闭合开关,发现灯泡不亮,接下来最合理的操作是 。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否短路
C.观察电流表和电压表的示数
(2)当电压表读数为3.8V时,电流表示数如图乙所示,该小灯泡的额定功率为 W。
【实验反思】小金认为,电压表选用0~15V量程进行实验,因该量程下每一小格为0.5V,3.8V读数不够精确,导致计算得到的额定功率误差较大。若电压表换用0~3V的量程,将其并联到滑动变阻器两端,调节滑片使电压表示数为0.7V,即可减小误差。
【实验改进】
于是小金设计了如图丙所示电路图,电压表V₁选用0~15V量程,电压表V₂选用0~3V量程。进行实验,移动滑动变阻器滑片,得到三次实验数据记录如下表。
试验次数
小灯泡两端电压(V)
变阻器两端电压(V)
电流(A)
1
3.0
1.1
0.24
2
3.