第十五章 专题训练 18. 电热的相关计算 课件 -2024-2025学年沪粤版物理九年级上册

第十五章　电能与电功率 专题训练 18. 电热的相关计算 1．[2023·合肥四十八中模拟]如图所示，电源电压不变，灯泡标有“6 V　3 W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.6 A，则通电10 min定值电阻R产生的热量为________J。 返回 360 2．[2022·丹东]如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“12 V　12 W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S1，断开S2，灯泡L正常发光；闭合开关S1、S2，电流表示数为1.5 A，则电源电压为________V；闭合开关S1，断开S2，通电30 s定值电阻R产生的热量是________J。 36 返回 720 3．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2为定值电阻且R1＝15 Ω。先闭合开关S1，电流表示数为0.4 A，再闭合开关S2，电流表示数变化了0.2 A。则电源电压为________V。闭合开关S1、S2，通电1 min定值电阻R2产生的热量为________J。 返回 6 72 返回 4．如图甲是灯泡L和电阻R的I­U图像，图乙中电源电压是4.5 V且保持不变，灯泡L的额定电压是3 V，当灯泡正常发光时，10 s内电阻R产生的热量是________J。 9 5．[2022·芜湖无为三模]如图电路中，电源电压不变，电阻R2＝10 Ω，闭合开关S后，电流表A1的示数为0.3 A，电流表A2的示数为0.8 A，则通电1 min，电阻R1产生的热量为________J。 返回 90 6．[易错题]某玩具车电动机M的转子线圈电阻R0＝1 Ω，一同学把该电动机M接入如图所示的电路中，闭合开关，调节滑动变阻器R，使电动机M正常工作，此时电压表的示数为9 V，电流表的示数为1 A，则该电动机的额定功率为______W；正常工作1 min，该电动机M把________J的电能转换为机械能。 返回 9 480 【点拨】该电动机的额定功率为P＝UI＝9 V×1 A＝9 W，机械能为W＝Pt－I2R0t＝9 W×60 s－(1 A)2×1 Ω×60 s＝480 J。 7．图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为60 Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为________W。当滑片P在最左端时，1 min内电流通过R1产生的热量为________J。 2.7 648 【点拨】由图甲可知，两电阻串联，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小。由图像可知最小和最大电流分别为I最小＝0.2 A；I最大＝0.6 A，由I＝ 可得：U＝I最小(R1＋R2)＝0.2 A×(R1＋60 Ω)……①； U＝I最大R1＝0.6 A×R1……②， 解①②得：R1＝30 Ω；U＝18 V； 当R1＝R2时，滑动变阻器R2消耗的功率最大，最大功率为P2＝ ＝2.7 W；当滑片P在最左端时，R1产生的热量Q1＝ R1t＝(0.6 A)2×30 Ω×60 s＝648 J。 返回 8．[2023·黄山月考]某一学校兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路图如图甲所示。在滑动变阻器的滑片P从最右端向最左端滑动的过程中，R1的U­-I图像如图乙所示。求： (1)R1的阻值。 解：由R1的U－I图像可知，通过R1的电流与电压成正比，R1为定值电阻，当U1＝12 V时，I1＝0.6 A， 由欧姆定律可知：R1＝ 8．[2023·黄山月考]某一学校兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路图如图甲所示。在滑动变阻器的滑片P从最右端向最左端滑动的过程中，R1的U­-I图像如图乙所示。求： (2)电路消耗的最大功率。 解：当滑动变阻器连入电阻为0时，电路中的电流最大，此时电阻R1两端的电压等于电源电压，电源电压U＝U1＝12 V，电路中最大电流为I1＝0.6 A， 电路最大功率；P大＝UI1＝12 V×0.6 A＝7.2 W。 8．[2023·黄山月考]某一学校兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系，电路图如图甲所示。在滑动变阻器的滑片P从最右端向最左端滑动的过程中，R1的U­-I图像如图乙所示。求： (3)当电路消耗的电功率为5 W时，R2在1分钟内产生的热量。(保留1位小数) 解：当消耗的电功率为5 W时，由P＝UI可知，电路中的电流：I＝ A，根据串联电路的电流特点可知，串联电路中的电流处处相等，即I1′＝I2′＝I＝ A，由I＝ 可知，此时R1两端的电压U1′＝I1′R1＝ A×20 Ω＝ V，根据串联电路的电压特点可知，R2两端的电压：U2′＝U－U1′＝12 V－ V＝ V，R2在1分钟内产生的热量：Q＝W＝U2′I2′t＝ V× A×1×60 s≈91.7 J。 返回 9．[2022·襄阳]在如图所示电路中，电源电压不变，R1＝10 Ω，R2＝5 Ω。 (1)当只闭合开关S2，断开S1、S3时，电流表的示数为0.4 A，求电源电压； 解：已知R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，当只闭合开关S2，断开S1、S3时，R1和R2串联，则R总＝R1＋R2＝10 Ω＋5 Ω＝15 Ω，电流表的示数为0.4 A，电源电压为U＝IR总＝0.4 A×15 Ω＝6 V； 9．[2022·襄阳]在如图所示电路中，电源电压不变，R1＝10 Ω，R2＝5 Ω。 (2)当闭合开关S1、S3，断开S2时，求通电10 s内电阻R1产生的热量。 返回 解：当闭合开关S1、S3，断开S2时，R1和R2并联，因为U＝6 V，R1＝10 Ω，那么通过R1的电流：I1＝ ＝0.6 A， 通电10 s内电阻R1产生的热量Q＝I12R1t＝(0.6 A)2×10 Ω×10 s＝36 J。 10．[2022·永州]小华家有一个额定电压为220 V、额定电流为5 A的电热水壶，该电热水壶正常工作42 s产生的热量为________J，这些热量的80%被质量为1 kg的水吸收，水升高的温度为________℃，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。 返回 46 200 8.8 11．如图是小军家里的电能表，他将电热水壶单独接在电路中烧水，壶内水的质量为1.2 kg，初温为28 ℃。一段时间后他发现电能表的转盘转了240转，电热水壶的热效率为70%，则水的温度升高到______℃。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，气压为一个标准大气压] 78 返回 12．我国国产某品牌手机电池的容量为4 500 mA·h，电池电压为4 V，该手机充电时采用平均充电功率达到50 W的超级快充技术。给手机充电是将电能转化为________能，假设使用该手机平均充电功率为50 W的超级快充功能时，充电效率为90%，则花费________ min即可将手机电池从零充满。 化学 24 返回 13．节能灯工作时几乎不发热，而一盏60 W的白炽灯工作时会热到烫手。一盏10 W的节能灯的发光亮度与一盏60 W的白炽灯的发光亮度相当，则60 W的白炽灯的发光效率大约是(　　) A．90% B．83% C．42% D．17% 返回 D 14．某种智能型电饭锅的内部简化电路如图甲所示，开关S可根据设定在“1”“2”“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图乙所示[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。求： (1)电阻R1的阻值。 解：由图乙知，P1＝0.8 kW＝800 W，根据P＝ 得， 电阻R1的阻值为R1＝ 14．某种智能型电饭锅的内部简化电路如图甲所示，开关S可根据设定在“1”“2”“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图乙所示[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。求： (2)由图乙计算出此次煮饭产生的总热量。 解：由图乙知，此次煮饭，电饭锅在1挡和2挡工作的时间t1＝t2＝ ，根据Q＝Pt得，此次煮饭产生的总热量为Q总＝Q1＋Q2＝P1t1＋P2t2＝0.8 kW× h＋0.1 kW× h＝0.15 kW·h＝5.4×105 J。 14．某种智能型电饭锅的内部简化电路如图甲所示，开关S可根据设定在“1”“2”“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图乙所示[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。求： (3)如果煮饭产生的总热量有80%被水吸收，则被吸收的热量能将标准大气压下初温是20 ℃、质量是多少千克的水烧开？(计算结果保留两位小数) 返回 解：Q吸＝5.4×105 J×80%＝4.32×105 J，根据Q吸＝c水m水(t－t0)，可得水的质量为m水＝ 滑动变阻器R2消耗的功率为P2＝I2R2＝R2＝＝＝， ＝ I ＝＝20 Ω。 ＝＝ ＝ ＝＝60.5 Ω。 h＝h ＝≈1.29 kg。 $$