内容正文:
第十八章 电功率
一、选择题
1.如图所示的用电器中,利用电流的热效应工作的是( )
A.手机 B.电水壶
C.平板电视 D.笔记本电脑
2.如图是小红家安装的电能表示意图,下列说法中正确的是( )
A.电能表是用来测电功率的仪表 B.此时电能表的读数为28187kW·h
C.该电能表应接在220V的电路中使用 D.该电能表允许通过的最大电流为10A
3.灯泡和串联接在某电源上,闭合开关后发现比亮;再将这两个灯泡并联接在原来的电源上,关于并联时的相关判断,下列判断正确的是( )
A.的电压比的电压大 B.的电流比的电流大
C.的实际功率比的实际功率大 D.并联的总功率比串联的总功率大
4.如图甲为穿戴式体温计的简化电路图,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度的变化如图乙所示,闭合开关S,当温度升高时,则电路中( )
A.电流表示数变小,电压表示数变小 B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电压表示数与电流表示数的比值变小 D.电路中的总功率变小
5.如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中,电压表V1的示数从12V变化到20V,电压表V2的示数从18V变化到36V,则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为48V B.电阻R1的阻值为12Ω
C.灯L的阻值始终是10Ω D.电路最小功率为21.6W
6.如图是灯泡L的图像。结合图像分析,下列选项正确的是( )
A.通过灯泡L的电流与其两端的电压成正比
B.当通过灯泡L的电流为0.3A时,其实际功率为0.72W
C.两个完全相同的灯泡L串联在2.4V电源两端,电路总功率为0.24W
D.灯泡L和18Ω的电阻并联在3.6V的电源两端,电路的总电阻为60Ω
7.如图甲是一款电加热眼罩,对缓解眼疲劳有一定的效果。它的额定充电(放电)电压为,电池容量为,充电电流为。图乙是手动调节高、中、低三档加热的简化原理图。已知电热丝的阻值为,电热丝的阻值为,开关只接a或b,由此可以得到以下结论正确的( )
A.低温档功率为
B.充满电,最多能在高温档正常工作
C.乙图中电路闭合,断开,接a时,加热电路为中温档
D.当该款眼罩还剩20%的电量时,在额定电压下,将电池充满至少需2小时
8.图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压是6V B.电阻R0的阻值为10Ω
C.电路消耗的最大电功率为1.2W D.当R=10Ω时,R工作1min消耗的电能为36J
二、填空题
9.如图所示的电能表,它允许接入用电器的总功率不能超过 W,将某用电器单独接入这个电能表所在的电路,正常工作10min,电能表转盘转过120转,则这个用电器的实际功率为 W。
10.标有“6V 3W”和“4V 4W”的两灯串联,其中一盏灯正常发光,在保证两灯安全的前提下,电源电压最大为 V;并联起来使用干路中允许通过的最大电流是 A(保留一位小数)。
11.如图所示为某品牌电烤炉的简化电路图, R1、R2均为发热电阻, R1=40Ω、R2=60Ω,忽略温度对电阻大小的影响。当闭合开关 S1、S2时,电烤炉处于 (选填“低温”或“高温”)挡状态;电烤炉分别处于高温挡与低温挡状态时,电路在相同时间内所消耗的电能之比为 。
12.如图甲所示,电源电压恒定不变,图乙是滑动变阻器滑片从一端移到另一端过程中电压表和电流表变化图像,当滑片位于中点时,通电1min定值电阻R1产生的热量是 J。
13. 额定电压均为6V的小灯泡L1、L2,它们的电流随两端电压的变化关系如图甲所示,则灯L2的额定功率为 W;将L1、L2先后按图乙、图丙连接在电源电压均为6V的电路中,按图 (选填“乙”或“丙”)连接能使L1、L2均正常发光;闭合开关,图乙电路的总功率为 W。
三、实验探究题
14.为了探究通电导体放出的热量与哪些因素有关,小明设计了如图所示的电路。
(1)如图甲A、B两瓶中盛装的煤油质量和初温均相等的目的是 ;
(2)如图甲所示,闭合开关通电一段时间发现A烧瓶内煤油温度升高得多.则可得出的初步结论是:当通过导体的电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,导体放出的热量 (选填“越多”或“越少”)。
(3)乙装置可探究电流产生的热量与 的关系.将此装置接到电源两端,通电一段时间,在 (选填“左”或“右”)侧容器中产生的热量较多。
15.在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3.0V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“”。
(1)兴趣小组的同学连接好如图甲所示的电路后,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于端 (选填“M”或“N)。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0,电压表示数为3.0V,你认为产生该现象的原因是
发生了开路。
(3)排除故障后,为了测量小灯泡的额定电功率,手在移动滑动变阻器的滑片时,眼睛应观察 。
(4)小明移动滑动变阻器的滑片过程中,测量出了4组实验数据,描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I随其两端电压U变化的图像,如图乙所示。当电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的功率为 W。
(5)同组的小英通过计算指出曲线上所标出的五个点中, 点并不是实验直接测得的数据。
四、计算题
16.如图所示,灯泡L标有“6V 3W”的字样,定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为20Ω.闭合开关S,将开关拨至2,滑片P移至a端,灯泡L正常发光。
(1)求灯泡L正常发光时的电流。
(2)滑片P移至b端,开关拨至1,求定值电阻R工作10min产生的热量。
(3)接着将开关拨回2,电流表示数为0.24A,求此时灯泡L的电功率。
17. 如图所示,电源电压恒定不变。电流表量程0~3A,电压表量程0~15V,滑动变阻器标有“40Ω 1A”字样,已知阻值为30Ω。当滑片P置于最左端,开关S置于1时,电流表示数为0.8A;当滑片P置于中点,开关S先后置于1、2时,电流表示数之比为4∶5。求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值;
(3)当S置于2时,在保证电路安全的前提下,整个电路的最小电功率。
18.如图甲所示为某品牌电饭锅,其内部简化电路如图乙所示,其中均为发热电阻,可实现高温、中温和低温三个挡位的调节。该电饭锅的额定电压为220V,的阻值为220Ω,中温挡的电功率为220W,问:
(1)当开关闭合,开关S接a时,该电饭锅处于哪个挡位?
(2)该电饭锅处于低温挡正常工作时,电路中的电流是多少?
(3)用电高峰期时,若家中只有该电饭锅处于高温挡正常工作,如图丙所示电能表的转盘2min内转了60转,则此时该电饭锅的实际功率是多少?
参考答案
1.B
2.C
3.D
4.C
5.D
6.B
7.D
8.A
9.4400;1200
10.8;1.3
11.高温;5:3
12.54
13.3.3;丙;1.5
14.便于比较导体放热多少;越多;电流;左
15.N;滑动变阻器;电压表;0.5;0.625;E
16.(1)解:由可得,灯泡L正常发光时的电流
(2)解: 闭合开关S,将开关拨至2,滑片P移至a端时,定值电阻R被短路,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电路中只有灯泡L工作,由灯泡L正常发光可知,电源电压;
滑片P移至b端,闭合开关S,开关拨至1,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值20Ω,灯泡L被短路,电阻R与滑动变阻器串联,根据可得,定值电阻R工作10min产生的热量
(3)解:将开关拨回2,灯泡L与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,
滑动变阻器两端的电压,
灯泡L两端的实际电压
此时灯泡L的电功率。
17.(1)解:当滑片P置于最左端,开关S置于1时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由可得,电源的电压
答:电源电压为24V;
(2)解:当滑片P置于中点,开关S置于1时,R1与串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
因电流表示数之比为4∶5,所以,开关S置于2时,电路中的电流
此时电路中的总电阻
R2的阻值
答:电阻R2的阻值为20Ω;
(3)解:当S置于2时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,当电压表示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,此时R2两端的电压为
电路中的最小电流
此时滑动变阻器接入电路中的阻值
整个电路的最小电功率
答:当S置于2时,在保证电路安全的前提下,整个电路的最小电功率为10.8W。
18.解:(1)由乙图可知,当开关闭合,开关S接b时,并联,此时电路的总电阻最小,根据可知,此时总功率最大,为高温档;
当开关断开,开关S接a时,串联,此时电路的总电阻最大,故由可知,此时总功率最小,为低温档。
那么当开关闭合,开关S接a时,电路为的简单电路,此时为中温挡。
答:当开关闭合,开关S接a时,该电饭锅处于中温挡。
(2)根据上面的分析可知,当开关闭合,开关S接a时,电路为的简单电路,此时为中温挡,
则的阻值为;
该电饭锅处于低温挡正常工作时,串联,
电路的总电阻为;
则此时电路中的电流为。
答:该电饭锅处于低温挡正常工作时,电路中的电流是0.5A。
(3)该电饭锅处于高温挡正常工作,2min内消耗的电能为
。
则该电饭锅的实际功率为。
答:此时该电饭锅的实际功率是600W。
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