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第十六章 电流做功与电功率
全章整合与提升
1.[2022·河池]现代社会生活和生产几乎处处离不开电,用电,实际上用的是电能。下列关于电能和电功的说法正确的是( )
A.用电器通过电流做功把电能转化为其他形式的能
B.发电站把电能转化为其他形式的能
C.电功和电能的单位都是瓦特
D.电功和电能是同一个物理量
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A
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2.[2022·攀枝花]如图所示的是小李同学家上月初和月末的电能表表盘示意图,小李同学家电路干路中的电流不得超过________A,上月消耗的电能为________kW·h。年发电量可达1.5×109 kW·h的攀枝花银江水电站将于2025年投产发电,投产发电后的银江水电站可满足________户小李同学家
这样的家庭用电需求。
20
125
1.0×106
3.如图所示的电路中,电源电压保持不变,只闭合开关S1,电流表的示数为0.2 A;再闭合开关S2,电流表的示数为0.5 A,由此可知两电阻的大小之比R1∶R2为______。闭合S1、S2后,在相同的时间内,电流通过电阻R1、R2所做电功之比W1∶W2为________。
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3:2
2:3
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4.图中电源电压保持不变,灯泡L上标有“6 V 3 W”字样,当开关S闭合时,灯泡L正常发光,电流表示数为0.8 A,则电阻R=______Ω;由于电池使用过久,电源实际电压只有4.8 V,则该灯泡工作的实际功率为________W。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
20
1.92
5.[2022·襄阳]如图所示,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
【点拨】由图可知,滑动变阻器与定值电阻R0串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表示数会变大;已知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,设第一次通过电路的电流为I,则第二次通过电路的电流为2I,则8 V×I=UP×2I,解得UP=4 V,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压U=8 V+IR0=4 V+2IR0,解得IR0=4 V,则电源电压U=8 V+4 V=12 V。
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6.[2022·齐齐哈尔节选]小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”实验时,实验器材有:电源(三节新的干电池),额定电压为2.5 V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。
(1)请用笔画线代替导线按要求将电路(图甲)连接完整(要求:向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大,导线不交叉)。
如图所示。
(2)正确连接电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是________________。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,此时电压为________V。若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向________(填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5 V。
小灯泡断路
2.2
A
(4)小琪在进行实验数据处理时,计算出了小灯泡的平均功率(如表),你认为她这样处理数据是________(填“合理”或“不合理”)的,理由是______________________________________________________。
不合理
实验序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率P′/W
1 2.0 0.26 0.52 0.71
2 2.5 0.28 0.70
3 3.0 0.30 0.90
(5)实验提供的滑动变阻器规格为R1“5 Ω 2 A”、R2“20 Ω 1 A”、R3“100 Ω 0.1 A”,小琪选择的是____(填“R1”“R2”或“R3”)完成了上述实验。
小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同,求平均值没意义
R2
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7.[2022·绥化]如图所示,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R,R1、R2为定值电阻,已知R∶R1∶R2=1∶1∶2,当滑片P移动到a端时,闭合开关S1、S2,通过R1与R2的电流之比是________;当滑片P移动到b端时,只闭合开关S2,通电1 min,R与R2产生的热量之比是________。
2:1
1:2
【点拨】当滑片P移动到a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,闭合S1、S2,R1和R2并联接入电路,并联电路各支路两端电压相等,R1:R2=1:2,由欧姆定律I= 可得通过R1与R2的电流之比为I1:I2 = =R2:R1 =2:1;当滑片P移动到b端时,滑动变阻器接入电路阻值最大,只闭合S2,R和R2串联接入电路,通过两电阻的电流相同,根据Q=I2Rt知通电1 min,R与R2产生的热量之比为QR:Q2 =I2 Rt:I2 R2 t=R:R2=1:2。
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8.[2021·安顺]小明在“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中,提出了下列猜想:
A.与通电时间有关 B.与电阻大小有关
C.与电压大小有关 D.与电流大小有关
实验器材有阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。
请回答下列问题:
(1)探究猜想A时,将某一电阻丝接入电路,保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝,闭合开关一段时间后火柴头才燃烧,这一现象说明:
①电阻丝产生的热量通过________的方式传递给火柴头;
②电阻丝产生的热量与通电时间________(填“有关”或“无关”)。
(2)探究猜想B时,如图所示,将10 Ω和20 Ω的电阻丝串联接入电路,
把两根相同的火柴头分别接触电阻丝(设火柴头与整根电阻丝接触)。
①小明思考,若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧,据此能否判断该电阻丝产生的热量多?________( 填“能”或“不能”);
热传递
有关
能
②闭合开关较长时间后,发现两电阻丝均发热,但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电压的情况下,选择下列哪组电阻丝进行实验更可行?________(填字母序号)。
A.20 Ω 30 Ω B.15 Ω 15 Ω C.5 Ω 25 Ω
(3)小明通过上述实验发现:电阻越大,电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同,那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠。如果改变两电阻丝的连接方式,能否合理完成对猜想B的方案设计?________。请你说明理由:__________________________________________
___________________________________。
C
不能
两电阻并联时,电压相同,电阻不同,电流也不同,没有控制电流相同
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