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第十八章 电功率
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3
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1.关于电功,下列说法中正确的是( )
A.用电器通电的时间越长,电流做的功一定越多
B.通过用电器的电流越大,电流做的功一定越多
C.用电器两端的电压越大,电流做的功一定越多
D.用电器消耗的电能越大,电流做的功一定越多
D
2.(2023·济南)商场中,卖微波炉的售货员和顾客发生了争执.售货员说:微波炉很省电,用一次花不了多少电费;顾客说:我觉得微波炉很费电,我家的微波炉一开就“烧保险”.从物理学的角度看,售货员所说的“省电”和顾客所说的“费电”分别指的是微波炉在使用时( )
A.消耗较少的电能,消耗较多的电能
B.电功率较小,电功率较大
C.电功率较小,消耗较多的电能
D.消耗较少的电能,电功率较大
D
3.(2023·临沂)将一只“6 V 3 W”的小灯泡(忽略温度影响)与一个阻值为12 Ω的电阻串联后接到12 V的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
A.大于3 W
B.等于3 W
C.小于3 W
D.无法确定
B
4.下列用电器工作时,能量转化的主要形式与电饭锅相同的是( )
A.电烤箱
B.空调
C.电风扇
D.洗衣机
A
5.(2023·南通)某智能手机的锂电池上标有“3.7 V 4200 mA·h”字样,该手机搭配了超级快充功能,快充时保持充电电压3.7 V不变,增大充电的电流.若给锂电池充入80%的电能,需要充电40 min,此时手机的快充电流大小跟哪种用电器正常工作时的电流最接近( )
A.节能灯
B.电风扇
C.电饭锅
D.电冰箱
C
100
3.6×105
6.(2022·本溪)如图所示为小明家的电能表,他家电路中可以接入用电器的最大总功率为________W.将电视机单独接入电路正常工作6 min,电能表转盘转6转,则电视机的功率为________W;电视机正常工作1 h,消耗的电能为________J.
4400
7.把标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”的两个灯泡串联接入电路中,在保证安全使用的情况下,让其中一个灯泡正常发光,忽略温度对灯丝电阻的影响,则电源两端电压是________V,此时两灯消耗的总功率为________W.
9
4.5
增大电源的电压
Q=I2Rt
8.(2023·扬州)学习电学知识后,小芳把裸铜线分别在两个削尖的铅笔芯上绕几圈,使笔尖刚好接触,如图所示,接上9 V的电源,接触点出现了明亮的电火花,是因为铅笔尖接触处的__________;若让电火花更亮些,方法是________________,原理是________.
电阻较大
9.(2022·无锡)用如图甲所示的电路测量小灯泡的功率,器材有电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω 1.5 A)、额定电压为2.5 V的小灯泡各一个,导线若干.
(1)闭合开关前,需要检查电流表、电压表的指针是否________________,并将滑动变阻器的滑片P移至________(填“A”或“B”)端.
指在“0”刻度线上
B
(2)接通电源,闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡均不发光,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转,说明电压表与电源之间的电路连接方式是________.若电路中只有一处故障,则可能是____________________________.
串联
小灯泡断路
0.75
0.12
(3)排除故障后,重新开始实验,电源电压保持不变,闭合开关,电压表示数为0.5 V,电流表示数为0.12 A;移动滑片P,当电压表示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,为________A,则小灯泡的额定功率为________W,此时滑动变阻器消耗的功率为________W.
0.3
10.小明爷爷家的老式取暖器的电阻丝断了,他爷爷将断了的电阻丝又搭在一起仍能使用,但不久又会在搭接处烧断,其原因是( )
A.电阻丝上搭接处电阻较小,造成局部过热
B.电阻丝上搭接处电阻较大,造成局部过热
C.电阻丝上搭接处电流比其他处电流小,造成局部过热
D.电阻丝上搭接处电流比其他处电流大,造成局部过热
B
3.6
11.如图甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示,则R1阻值为________Ω,该电路消耗的最大电功率为________W.
10
12.(2023·辽宁)如图为某款水暖电热毯的简化电路图,其中R、R1、R2均为加热电阻.该电热毯具有“调温”和“恒温”两挡,开关接1为“调温”挡,功率变化范围为50~100 W,开关接2为“恒温”挡,功率为33 W.电热毯内装有1 kg水.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:
(1)电热毯在恒温挡时的电流.
解:(1)由P=UI可得,电热毯在恒温挡时的电流
I= eq \f(P恒温,U)= eq \f(33 W,220 V)=0.15 A.
(2)可变电阻R的最大阻值.
解:(2)由题图可知,当开关接1,滑片在最右端,电路中只有R2接入电路,为调温挡最大功率P高=100 W,
由P= eq \f(U2,R)可得,R2= eq \f(U2,P高)= eq \f((220 V)2,100 W)=484 Ω;
当开关接1时,滑片在最左端,可变电阻R达到最大值,R与R2串联,电路中的电阻最大,电功率最小为P低=50 W,由P= eq \f(U2,R)可得,R总= eq \f(U2,P低)= eq \f((220 V)2,50 W)=968 Ω,
所以可变电阻R的最大阻值R=R总-R2=968 Ω-484 Ω=484 Ω.
(3)若用最大功率加热,不计热损失,电热毯内水的温度由20 ℃升高到50 ℃所用的时间.
(3)水吸收的热量Q=cmΔt
=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(50 ℃-20 ℃)=1.26×105 J,
因为不计热损失,所以消耗的电能W=Q吸=1.26×105 J,
由P= eq \f(W,t)可得,电热毯内水的温度由20 ℃升高到50 ℃所用的时间
t= eq \f(W,P高)= eq \f(1.26×105 J,100 W)=1.26×103 s.
13.(2023·德州)如图甲所示,电源电压保持不变.电流表A的量程为0~0.6 A,电压表V1、V2的量程均为0~3 V,滑动变阻器R的规格为“50 Ω 2 A”,某一特种小灯泡的额定电压为2.5 V.滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V2的示数为1.5 V.在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示.下列说法正确的是( )
A.电源电压为3 V
B.电压表V1的示数变化范围为1.5~3 V
C.滑动变阻器的取值范围是3~50 Ω
D.小灯泡的功率范围为0.1~1.25 W
D
点拨:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.
滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V2的示数UP=1.5 V,灯泡两端的电压UL=UL额=2.5 V,电源的电压U=UL+UP=2.5 V+1.5 V=4 V,故A错误;
点拨:当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时,其分得的电压变大,即电压表V2的示数变大,
此时电路中的总电阻变大,由I= eq \f(U,R)可知,电路中的电流变小,由串联电路的电压特点可知,灯泡L两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,由图乙可知,当电压表的示数增大时,电流表的示数减小,则图象为滑动变阻器的IU图象;由题图乙知当滑动变阻器两端电压最大即UP大=3 V时,灯泡两端电压最小即UL小=U-UP大=4 V-3 V=1 V,为保证灯泡长期工作,灯泡两端电压最大为其额定电压,所以电压表V1的示数变化范围为1~2.5 V,故B错误;
点拨:由题图乙知滑动变阻器电阻最大时,其两端电压UP大=3 V时,电路中的电流I小=0.1 A,
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值R大= eq \f(UP大,I小)= eq \f(3 V,0.1 A)=30 Ω;
当变阻器接入电路的阻值最小时,其两端电压UP小=1.5 V,电路中的电流I大=0.5 A,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小= eq \f(UP小,I大)= eq \f(1.5 V,0.5 A)=3 Ω;
所以滑动变阻器的取值范围是3~30 Ω,故C错误;
点拨:当电路中的电流I小=0.1 A,灯泡两端的电压U′L=U-UP大=4 V-3 V=1 V,
灯泡的最小功率PL小=U′LI小=1 V×0.1 A=0.1 W,
当电路中的电流I大=0.5 A,灯泡两端的电压UL=2.5 V,
灯泡的最大功率PL大=ULI大=2.5 V×0.5 A=1.25 W,
所以小灯泡的功率范围为0.1~1.25 W,故D正确.
$$