18.2电功率(中考真题与课后专项提升练)——2024-2025学年(人教版)九年级物理期中期末题型复习讲义
2024-09-15
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内容正文:
18.2电功率——中考真题与课后专项提升练
1.(2024•巴中)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1、V2示数之比为2:3。下列说法正确的是( )
A.通过R1、R2的电流之比I1:I2=1:2
B.R1、R2两端的电压之比U1:U2=2:1
C.相同时间R1、R2消耗电功之比W1:W2=1:2
D.R1、R2的电功率之比P1:P2=2:1
2.(2024•巴中)如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R的电阻为5Ω
C.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W
D.闭合S时,电路的总功率为6W
3.(2024•内蒙古)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B.电源电压为8V
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2~40Ω
D.灯泡的额定功率为3.5W
4.(2024•济宁)图中,小灯泡L1、L2的额定电压相同。闭合开关后,发现L1比L2亮,下列分析正确的是( )
A.L1的额定功率比L2的额定功率大
B.L1两端电压比L2两端电压小
C.L1的电阻比L2的电阻大
D.通过L1的电流比通过L2的电流小
5.(2024•兰州)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器R2消耗的功率变大
B.电流表A的示数变小
C.电压表V的示数变大
D.电压表V与电流表A的示数之比变大
6.(2024•威海)如图所示,电源电压恒定,电流表的量程为“0~3A”,R0=15Ω。只闭合开关S,滑动变阻器R(40Ω 1A)的滑片P处于中点时,小灯泡L(3V 1.8W)正常发光,则电源电压为 V。当开关全部闭合时,在保证电路安全的前提下,该电路消耗的最大功率为 W(不考虑灯丝电阻的变化)。
7.(2024•南通)梅雨季节,老王选购除湿器为家中面积12m2的房间除湿。表一为某除湿器的部分参数,其中,额定除湿量表示每小时除去空气中水蒸气的质量;表二为环境温度30℃时,相对湿度与1m3空气中水蒸气质量的对应关系,相对湿度是衡量空气中水蒸气含量的一个指标。
表一:
额定电压
额定功率
额定除湿量
220V
220W
0.4kg/h
表二:
相对湿度/%
10
30
50
70
90
1m3空气中水蒸气质量/g
3
9
15
21
27
(1)除湿器正常工作时的电流为 A,除湿1h消耗的电能为 kW•h,若家中只有除湿器工作,标有“1200imp/(kW•h)”的电能表指示灯闪烁 次。
(2)环境温度30℃、相对湿度80%时,1m3空气中水蒸气的质量为 g,若除湿器以额定除湿量工作,使房间相对湿度由80%降至50%,约需 h。
8.(2024•镇江)如图是某电热水壶内部电加热器原理电路,它有“加热”和“保温”两挡,开关S断开时,电水壶处于 挡。已知该电热水壶处于“加热”挡,通电0.1h可使标有1200imp/(kW•h)的电能表指示灯闪烁120次,则消耗的电能为 kW•h,电热水壶“保温”挡功率为100W,则R2= Ω。
9.(2024•宿迁)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)如图甲所示电路,有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)连接电路时,开关应 ,试触时发现,电压表无示数,电流表有示数,小灯泡发光,则电压表发生了 故障;
(3)纠正错误后继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,示数为 A,小灯泡额定功率为 W;
(4)利用原有电路,将小灯泡替换为定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个)探究电流和电阻关系,为了能完成实验,控制电压表示数可能是 。
A.1.7V
B.2.2V
C.2.7V
10.(2024•巴中)如图所示电路,电源电压12V保持不变,灯泡L标有“6V,3W”字样,滑动变阻器最大阻值为18Ω。当S闭合S1、S2都断开,移动滑片P使灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变,再闭合S1、S2,电流表示数变化了1.5A。(不考虑灯泡电阻的变化)求:(1)灯泡正常工作时的电流;
(2)灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)在保证电路安全的前提下,当S闭合S1、S2都断开时,调节滑动变阻器使电路的最大功率为P1;当S、S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器使电路最小功率为P2。计算P1与P2的比值。
11.(2023秋•启东市校级期末)如图所示,电源电压恒定,小灯泡L1、L2均标有“6V 2W”字样(设灯丝电阻不变),当S1、S2闭合时,灯L1正常发光,当S1闭合,S2断开时,两盏灯消耗的总功率( )
A.2W B.6W C.4W D.1W
12.(2022秋•青岛期末)关于电功,下列说法不正确的是( )
A.电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B.电流做功的过程就是消耗电能的过程
C.用电能表可以测量电流做功的多少
D.电流越大,电流做功就一定越多
13.(2023秋•杜尔伯特县期末)两个灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样,不考虑温度对电阻的影响,将它们连入电路中,为确保两灯均不损坏,下列说法正确的是( )
A.将它们串联时,电路两端允许最大电压是12V
B.将它们串联时,灯泡L1和L2功率之比2:1
C.将它们并联时,干路允许通过最大电流是1.5A
D.将它们并联时,灯泡L1和L2功率之比1:2
14.(2023秋•凉州区校级期末)“寻梦”小组的同学们设计了一台智能体重秤,其电路结构图如图甲所示,电源电压为6V保持不变,定值电阻R0=200Ω,秤盘(质量不计)下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.压敏电阻R所受压力越大,压敏电阻R的阻值越大
B.站在秤盘中的人的体重越大,电压表的示数越小
C.当站在秤盘中的人的体重为600N时,电压表的示数为2.4V
D.当被测者站在秤盘上,体重秤消耗的电功率为0.09W,则被测者的体重为400N
15.(2023秋•舞阳县期末)额定电压相同的两只小灯泡L1、L2串联在电路中,发现L1比L2亮;下列分析正确的是( )
A.L1的额定功率比L2的额定功率大
B.L1的实际功率比L2的实际功率小
C.L1的电阻比L2的电阻小
D.L1两端电压比L2两端电压大
16.金属铂对温度变化很灵敏,小明找来金属铂丝自制了温度计,如图所示为该温度计的电路原理图,Rt为金属铂丝,R0是定值电阻,电源电压不变,已知电表的示数能随温度的升高而变大,则金属铂丝电阻Rt、电路中电流I、定值电阻消耗的电功率P0、电路中的总功率P随温度t变化的图像符合题意的是( )
A. B.
C. D.
17.(2023秋•渝北区期末)某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变,闭合开关,当有害尾气浓度β减小时,下面说法正确的是( )
A.电压表示数变小,电路消耗的总功率变小
B.电压表示数变小,电路消耗的总功率变大
C.电压表示数变大,电路消耗的总功率变小
D.电压表示数变大,电路消耗的总功率变大
18.(2023秋•乐山期末)如图,电源两端电压保持不变,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数不变,电压表V2的示数变小
B.电压表V1的示数变小,电压表V2的示数不变
C.电流表A的示数变小,电阻R1的电功率变大
D.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值不变
19.(2023秋•佳木斯期末)甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中正确的是( )
A.甲的电阻小于乙的电阻
B.两电热杯均正常工作时,相同时间内消耗的电能一样多
C.若将乙接在电压为110V的电路中,它的实际功率为500W
D.若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中,相同时间内甲消耗的电能较多
20.(2023秋•宁江区校级期末)如图所示电路,电源电压恒为4.5V,小灯泡标有“2.5V 0.25A”字样。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片P在最右端时,电压表的示数为0.9V、电流表的示数为0.18A。在不超过灯泡额定电压的情况下,下列判断正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为10W
B.电路的最大总功率为1.125W
C.变阻器R允许的阻值变化范围为5~8Ω
D.当滑片P向左滑动时小灯泡的灯丝阻值越来越小
21.(2023秋•中山市期末)如图所示,电源电压恒定,开关S0始终闭合。当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:5;R1:R2= ;当S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙= ;此时R1、R2消耗的功率之比P1:P2= 。
22.(2023秋•中山区期末)奕文家4月底电能表读数如图所示,5月底电能表的读数为419.5kW•h,若当地电价为0.6元/(kW•h),则5月份他家应交电费 元;奕文将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表转盘转了320转,则这个家用电器可能是 (选填“空调”、“台灯”或“电视机”)。
23.(2023秋•五华区校级期末)如图所示是小王家的电能表,它上面的一个数据已经看不清楚了。他关闭家中其他用电器,只让额定功率为600W电饭锅工作,发现电饭锅工作2min,电能表转盘转过60转,则该过程中消耗的电能是 kW•h;这个电能表看不清楚的数据原来标的是 r/(kW•h)。
24.(2023秋•中原区期末)图甲是一种即热式热水器。图乙是它的电路图。电热丝R1和R2的阻值分别是22Ω和44Ω。单刀双掷开关S旋转可以与不同的相邻触点相接触,从而可以切换到热水、温水、冷水模式。则S与2、3触点接触时,是 模式,热水器在温水模式下通过它的电流是 A,如果热水器在热水模式下它的功率是 W。
25.(2023秋•封丘县期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1=30Ω。当只闭合开关S时,电流表示数为0.2A;当闭合开关S、S1时,电流表示数为0.5A,则电源电压为 V;定值电阻R2的阻值为 Ω;当闭合开关S、S1时,通电5min电流通过定值电阻R1做的功为 J。
26.(2023秋•肥东县期末)如图甲是小明测量小灯泡电功率的电路,小灯泡额定电压为2.5V,电阻为10Ω左右。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动,电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障,小明检查了开关并拧紧两端接线柱,小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障, (选填“小明”或“小芳”)排除故障的操作是正确的。
(3)排除故障后重新闭合开关,改变滑片位置,他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图像如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为 W。研究发现,通过灯丝的电流与其两端电压不成正比,原因是: 。
27.(2023秋•长春期末)如图所示是测量小灯泡的电功率的实验电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)在连接电路时,开关闭合前滑动变阻器的滑片P应滑到 端;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示。则小灯泡的额定功率是 W;
(3)根据测出的数据,画出了小灯泡的电流与电压的关系图像如图丙所示,发现图像是弯曲的,其主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而 ;
(4)小灯泡两端的电压是2V时,它的实际功率 0.5W(选填“>”、“<”或“=”);
(5)当这个小灯泡与一个阻值是10Ω的定值电阻并联在某一电路中时,干路电流是0.3A,则此时小灯泡两端电压是 V。
28.(2023秋•宝安区校级期末)如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验,实验小组同学猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。
(1)甲、乙、丙三个相同的透明容器中密封着质量相等的空气。实验中通过比较U形管内 来反映导体产生热量的多少,这里用到的实验方法是 法。
(2)探究导体产生的热量与电流大小的关系时,应选用图中 两容器及相连的U形管比较;探究导体产生的热量与电阻大小的关系时,应选用图中 两容器及相连的U形管比较。
(3)通电一段时间后,与 容器相连的U形管中两侧液面的高度差最大。(选填“甲”“乙”“丙”)
29.(2023秋•两江新区期末)如图甲所示是一款电加热煮茶壶,其额定电压为220V。图乙为其简化工作原理图,R1、R2均为阻值不变的加热电阻丝,旋钮开关S分别调至1、2、3挡位置,与该挡的两个触点同时接通。通过改变旋钮开关的位置,可实现“加热”、“保温”两种温挡的调节。已知加热挡的额定功率为1210W,R1=160Ω。求:
(1)电阻丝R2的阻值;
(2)保温挡正常工作100s消耗的电能;
(3)该煮茶壶加热时的效率为80%。若在用电高峰期使用加热挡,将500g的茶水从40℃加热到100℃需2.5min,则电茶壶工作的实际电压值。[茶水的比热容c茶水=4.0×103J/(kg•℃)]
30.(2023秋•深圳期末)图甲是一款多功能电煮锅,图乙为该电煮锅简化电路图,其中开关S2可以断开、接A或接B,R1和R2都是用于加热的纯电阻,电煮锅的部分参数如下表所示。(R1和R2的电阻值不随温度变化而变化)
项目
额定电压(V)
低温挡功率(W)
中温挡功率(W)
高温挡功率
参数
220
550
1100
P高
(1)电煮锅处于中温挡正常工作时,求电路中的电流大小?
(2)高温挡的功率P高是多少?
(3)为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅,可以采用能够存储2.2kW•h的移动电源对其进行供电,使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作15min把水烧开后,若调至低温挡进行保温,还可以正常工作多长时间?
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$$
18.2电功率——中考真题与课后专项提升练
1.(2024•巴中)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1、V2示数之比为2:3。下列说法正确的是( )
A.通过R1、R2的电流之比I1:I2=1:2
B.R1、R2两端的电压之比U1:U2=2:1
C.相同时间R1、R2消耗电功之比W1:W2=1:2
D.R1、R2的电功率之比P1:P2=2:1
【解答】解:由图可知,闭合开关后,R1和R2串联,电压表V2测电源电压,电压表V1测R2两端的电压;
A、串联电路中电流处处相等,因此通过R1、R2的电流值之比为I1:I2=1:1,故A错误;
B、电压表V1、V2示数之比为2:3,根据串联电压规律知,即U2:(U1+U2)=2:3;,U1:U2=1:2,故B错误;
C、根据串联电路的电流处处相等,结合W=UIt知,相同时间R1、R2消耗电功之比等于电压之比,即W1:W2=U1:U2=1:2,故C正确;
D、根据P=UI知,电功率之比等于电压之比,P1:P2=U1:U2=1:2,故D错误。
故选:C。
2.(2024•巴中)如图甲所示电路,电源电压不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R的电流与电压关系图象。闭合S时,电压表的示数为2V,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R的电阻为5Ω
C.闭合S时,R消耗的电功率为3.6W
D.闭合S时,电路的总功率为6W
【解答】解:AB、闭合S时,R与L串联,电压表测L电压,此时电压表示数为2V,根据乙图可知此时电流为0.6A;
图中R电压4V时,电流为0.4A,电阻R10Ω;
根据串联电路的特点知,R的电流也是0.6A,R的电压U=I'R=0.6A×10Ω=6V,
根据串联电路电压规律知,电源电压U电=UL+U=2V+6V=8V;故AB错误;
C、闭合S时,R消耗的电功率为P=UI=6V×0.6A=3.6W,故C正确;
D、闭合S时,电路的总功率为P=U电I=8V×0.6A=4.8W,故D错误。
故选:C。
3.(2024•内蒙古)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,两电压表示数与电流表示数变化的关系图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.b曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像
B.电源电压为8V
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围是2~40Ω
D.灯泡的额定功率为3.5W
【解答】解:A、由图甲可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测灯泡两端的电压。将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡正常发光的位置,变阻器接入电路的阻值不断变小,电路中的电流不断变大,根据串联电路的分压原理可知变阻器两端的电压不断变小,即电压表V1的示数随电流的变大而变小,则灯泡两端的电压,即电压表V2的示数随电流的变大而变大,由图乙可知b曲线表示电压表V1示数与电流表示数变化的关系图像、a曲线表示电压表V2示数与电流表示数变化的关系图像,故A错误;
B、由图乙可知,当电流最小为0.2A时,电压表V1的示数U滑大=8V,电压表V2的示数U灯小=1V,
由串联电路的电压规律可知,电源电压:U=U滑大+U灯小=8V+1V=9V,故B错误;
C、由图乙数据,结合欧姆定律可得,滑动变阻器接入电路的最大阻值:R滑大40Ω,
电路中的最大电流,即灯泡的额定电流为I大=0.5A,
故滑动变阻器接入电路的最小阻值:R滑小4Ω,
即滑动变阻器接入电路的阻值范围是4~40Ω,故C错误;
D、由图乙数据,结合串联电路的电压规律可得,灯泡的额定电压:U额=U﹣U滑小=9V﹣2V=7V,
灯泡的额定功率:P额=U额I大=7V×0.5A=3.5W,故D正确。
故选:D。
4.(2024•济宁)图中,小灯泡L1、L2的额定电压相同。闭合开关后,发现L1比L2亮,下列分析正确的是( )
A.L1的额定功率比L2的额定功率大
B.L1两端电压比L2两端电压小
C.L1的电阻比L2的电阻大
D.通过L1的电流比通过L2的电流小
【解答】解:BCD.如图可知,两灯串联,通过的电流相等。发现L1比L2亮,L1的实际功率比L2的实际功率大,由P=UI可知,L1的实际电压比L2的实际电压大;
由R可知,L1的电阻比L2的电阻大,故B、D错误,C正确;
A.小灯泡L1、L2的额定电压相同,由P可知,L1的额定功率比L2的额定功率小,故A错误。
故选:C。
5.(2024•兰州)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器R2消耗的功率变大
B.电流表A的示数变小
C.电压表V的示数变大
D.电压表V与电流表A的示数之比变大
【解答】A、R1与R2并联,电源电压不变,滑片左移,变阻器连入的阻值变小,由可知,变阻器的功率变大,故A正确;
B、R1与R2并联,电源电压不变,滑片左移,变阻器连入的阻值变小,通过变阻器的电流变大,电流表的示数变大,故B错误;
C、电压表测电源电压,电源电压不变,电压表示数不变,故C错误;
D、电压表V与电流表A的示数之比是变阻器连入的阻值,变阻器连入的阻值变小,这个比值变小,故D错误。
故选:A。
6.(2024•威海)如图所示,电源电压恒定,电流表的量程为“0~3A”,R0=15Ω。只闭合开关S,滑动变阻器R(40Ω 1A)的滑片P处于中点时,小灯泡L(3V 1.8W)正常发光,则电源电压为 V。当开关全部闭合时,在保证电路安全的前提下,该电路消耗的最大功率为 W(不考虑灯丝电阻的变化)。
【解答】解:只闭合开关S,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流。
根据P=UI可知小灯泡正常发光时电路电流I0.6A,
根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压U滑=I0.6A12V,
根据串联电路的电压特点可知电源电压U=U滑+UL=12V+3V=15V;
当开关全部闭合时,灯泡被短路,定值电阻和滑动变阻器并联,电流表测量干路电流。
在保证电路安全的前提下,
根据欧姆定律可知通过定值电阻的电流I11A,
允许通过滑动变阻器的最大电流为1A,根据并联电路的电流特点可知干路电流最大为I′=I1+I2=1A+1A=2A,
根据P=UI可知该电路消耗的最大功率为P=UI′=15V×2A=30W。
故答案为:15;30。
7.(2024•南通)梅雨季节,老王选购除湿器为家中面积12m2的房间除湿。表一为某除湿器的部分参数,其中,额定除湿量表示每小时除去空气中水蒸气的质量;表二为环境温度30℃时,相对湿度与1m3空气中水蒸气质量的对应关系,相对湿度是衡量空气中水蒸气含量的一个指标。
表一:
额定电压
额定功率
额定除湿量
220V
220W
0.4kg/h
表二:
相对湿度/%
10
30
50
70
90
1m3空气中水蒸气质量/g
3
9
15
21
27
(1)除湿器正常工作时的电流为 A,除湿1h消耗的电能为 kW•h,若家中只有除湿器工作,标有“1200imp/(kW•h)”的电能表指示灯闪烁 次。
(2)环境温度30℃、相对湿度80%时,1m3空气中水蒸气的质量为 g,若除湿器以额定除湿量工作,使房间相对湿度由80%降至50%,约需 h。
【解答】解:(1)根据P=UI求出除湿器正常工作时的电流I1A;除湿1h消耗的电能W=Pt=0.22kW×1h=0.22kW•h;
电能表指示灯闪烁次数n=W•N=0.22kW•h×1200imp/(kW•h)=264imp;
(2)分析表二数据可知1m3空气中水蒸气质量与相对湿度成正比,则有,解得环境温度30℃、相对湿度80%时,1m3空气中水蒸气的质量为m=24g;
由表格可知环境温度30℃、相对湿度80%时,1m3空气中水蒸气的质量为15g,
房间相对湿度由80%降至50%,则消耗水蒸气的质量m0=(24g/m3﹣15g/m3)V=9g/m3×12m2×3m=324g,
额定除湿量为v=0.4kg/h=400g/h,
需要的时间:t0.81h。
故答案为:(1)1;0.22;264;(2)24;0.81。
8.(2024•镇江)如图是某电热水壶内部电加热器原理电路,它有“加热”和“保温”两挡,开关S断开时,电水壶处于 挡。已知该电热水壶处于“加热”挡,通电0.1h可使标有1200imp/(kW•h)的电能表指示灯闪烁120次,则消耗的电能为 kW•h,电热水壶“保温”挡功率为100W,则R2= Ω。
【解答】解:开关S断开时,两个电阻串联,电路的总电阻最大,由P可知总功率最小,处于保温挡;S闭合时,只有R1的简单电路,电路的总电阻最小,由P可知此时总功率最大,处于高温挡;
消耗的电能:WkW•h=0.1kW•h,
高温挡的功率:P高1kW=1000W,
R1的阻值:R148.4Ω,
保温挡时总电阻:R484Ω,
R2的阻值:R2=R﹣R1=484Ω﹣48.4Ω=435.6Ω。
故答案为:保温;0.1;435.6。
9.(2024•宿迁)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)如图甲所示电路,有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线将电路连接正确;
(2)连接电路时,开关应 ,试触时发现,电压表无示数,电流表有示数,小灯泡发光,则电压表发生了 故障;
(3)纠正错误后继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,示数为 A,小灯泡额定功率为 W;
(4)利用原有电路,将小灯泡替换为定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个)探究电流和电阻关系,为了能完成实验,控制电压表示数可能是 。
A.1.7V
B.2.2V
C.2.7V
【解答】解:(1)图中电压表测量电源电压,应该测量灯泡电压,如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,试触时发现,电流表有示数,小灯泡发光,说明电路是通路,电压表无示数,则电压表发生了断路故障;
(3)电流表用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.24A,
小灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;
(4)利用原有电路,将小灯泡替换为定值电阻,当电阻最大为25Ω时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,根据串联分压规律电压之比等于电阻之比,结合串联电压规律知,控制的最小电压U为:
U:(4.5V﹣U)=25Ω:20Ω;
解得U=2.5V;故选C。
故答案为:(1)见解答;(2)断开;断路;(3)0.24;0.6;(4)C。
10.(2024•巴中)如图所示电路,电源电压12V保持不变,灯泡L标有“6V,3W”字样,滑动变阻器最大阻值为18Ω。当S闭合S1、S2都断开,移动滑片P使灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变,再闭合S1、S2,电流表示数变化了1.5A。(不考虑灯泡电阻的变化)求:(1)灯泡正常工作时的电流;
(2)灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)在保证电路安全的前提下,当S闭合S1、S2都断开时,调节滑动变阻器使电路的最大功率为P1;当S、S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器使电路最小功率为P2。计算P1与P2的比值。
【解答】解:(1)小灯泡正常发光时的电压UL=6V,功率PL=3W,
由P=UI可得,小灯泡正常工作的电流:IL0.5A;
(2)当S闭合S1、S2都断开,灯泡L与滑动变阻器串联,
已知电源电压U=12V,灯泡正常发光时的电压为UL=6V,所以滑动变阻器的电压UP=U﹣UL=12V﹣6V=6V,
灯泡正常发光时的电流IL=0.5A,所以通过滑动变阻器的电流IP=0.5A,
由欧姆定律I可知,灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值RP12Ω;
(3)当S闭合S1、S2都断开时,灯泡正常发光时,电路中的电流最大,则最大功率为P1=UIL=12V×0.5A=6W;
当S、S1、S2都闭合时,电流表示数变化了ΔI=1.5A,即此时电流表的示数为I=IL+ΔI=0.5A+1.5A=2A,
由于保持滑片P的位置不变,即通过滑动变阻器的电流IP′1A,
根据串联电路的电流规律可知,通过定值电阻R的电流IR=I﹣IP′=2A﹣1A=1A,
由欧姆定律I可得,R12Ω,
当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,则通过滑动变阻器的电流最小,即IP小A,
所以电路的总电流最小为I小=IR+IP小=1AAA,
则电路最小功率为P2=UI小=12VA=20W,
所以P1与P2的比值为3:10。
答:(1)灯泡正常工作时的电流为0.5A;(2)灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω;(3)P1与P2的比值为3:10。
11.(2023秋•启东市校级期末)如图所示,电源电压恒定,小灯泡L1、L2均标有“6V 2W”字样(设灯丝电阻不变),当S1、S2闭合时,灯L1正常发光,当S1闭合,S2断开时,两盏灯消耗的总功率( )
A.2W B.6W C.4W D.1W
【解答】解:当S1、S2闭合时,电路为L1的基本电路,
L1正常发光,则此时灯泡两端电压等于其额定电压:U=U1=6V,
灯泡电阻:R18Ω;
当S1闭合,S2断开时,两灯泡串联;
电阻相等,两盏灯的总功率:P总1W。
故选:D。
12.(2022秋•青岛期末)关于电功,下列说法不正确的是( )
A.电流做了多少功就有多少电能转化为其它形式的能
B.电流做功的过程就是消耗电能的过程
C.用电能表可以测量电流做功的多少
D.电流越大,电流做功就一定越多
【解答】解:
A、根据能量守恒定律可知,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,故A正确;
B、电流做功的过程,就是消耗电能的过程,电流做功越多,消耗的电能就越多,故B正确;
C、电能表是用来测量电流做功的多少的仪器,可以直接用电能表测量电流做功的多少,故C正确;
D、由W=UIt可知,电流做功的多少与电压、电流和通电时间有关,电流越大,电流做功不一定越多,故D错误。
故选:D。
13.(2023秋•杜尔伯特县期末)两个灯泡L1、L2分别标有“6V 6W”和“6V 3W”字样,不考虑温度对电阻的影响,将它们连入电路中,为确保两灯均不损坏,下列说法正确的是( )
A.将它们串联时,电路两端允许最大电压是12V
B.将它们串联时,灯泡L1和L2功率之比2:1
C.将它们并联时,干路允许通过最大电流是1.5A
D.将它们并联时,灯泡L1和L2功率之比1:2
【解答】解:A.根据灯泡的铭牌可得,两个灯泡的额定电流为:
,,
如果将它们串联,则为了不烧坏任何一个,电流中的最大电流为0.5A。L1、L2的电阻为:
R16Ω,R212Ω,
则电路中的总电压:U=Imax(R1+R2)=0.5A×(6Ω+12Ω)=9V,因此将它们串联时,电路两端允许最大电压是9V,故A错误;
B.将它们串联时,通过两灯泡的电流相等,则两灯泡L1和L2功率之比:,故B错误;
C.将它们并联时,由于它们的额定电压相同,所有都能正常发光,则干路允许通过最大电流是:I=I1+I2=1A+0.5A=1.5A,故C正确;
D.将它们并联时,各支路电压相等,则灯泡L1和L2功率之比:,故D错误。
故选:C。
14.(2023秋•凉州区校级期末)“寻梦”小组的同学们设计了一台智能体重秤,其电路结构图如图甲所示,电源电压为6V保持不变,定值电阻R0=200Ω,秤盘(质量不计)下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.压敏电阻R所受压力越大,压敏电阻R的阻值越大
B.站在秤盘中的人的体重越大,电压表的示数越小
C.当站在秤盘中的人的体重为600N时,电压表的示数为2.4V
D.当被测者站在秤盘上,体重秤消耗的电功率为0.09W,则被测者的体重为400N
【解答】解:由图甲可知,电路为压敏电阻R与定值电阻R0的串联电路,电压表测定值电阻R0两端的电压。
A.由图乙可知,随着压敏电阻R所受压力的增大,压敏电阻R的阻值越小,故A错误;
B.站在秤盘中的人的体重越大,压敏电阻R所受压力越大,则对应的压敏电阻R越小,根据串联电路的电阻特点,串联电路的总电阻也变小,电源电压恒定,则串联电路的总电流会变大,那么定值电阻R0两端的电压变大,所以电压表的示数变大,故B错误;
C.当站在秤盘中的人的体重为600N时,压敏电阻R所受压力为600N,由图乙可知,压敏电阻R的阻值是300Ω,此时的总电阻为:
R总=R+R0=300Ω+200Ω=500Ω,
此时电路的电流为:
0.012A,
定值电阻R0两端的电压,即电压表的示数是:
U0=IR0=0.012A×200Ω=2.4V,
故C正确;
D.若被测者的体重为400N,压敏电阻R所受压力为400N,由图乙可知,压敏电阻R的阻值是400Ω,此时的总电阻为:
R'总=R'+R0=400Ω+200Ω=600Ω,
此时电路的电流为:
0.01A,
体重秤消耗的电功率为:
P=I'2R'总=(0.01A)2×600Ω=0.06W,
故D错误。
故选:C。
15.(2023秋•舞阳县期末)额定电压相同的两只小灯泡L1、L2串联在电路中,发现L1比L2亮;下列分析正确的是( )
A.L1的额定功率比L2的额定功率大
B.L1的实际功率比L2的实际功率小
C.L1的电阻比L2的电阻小
D.L1两端电压比L2两端电压大
【解答】解:B、开关闭合后,L1比L2亮,则说明L1的实际功率大于L2的实际功率,故B错误;
C、由于两灯串联在电路中,则通过L1、L2的电流相等,由P=I2R知,电流相同时,阻值越小,功率越小,因此灯L1的阻值要大于灯L2的阻值,故C错误;
A、根据题意可知,L1、L2的额定电压相等,而灯L1的阻值要大于灯L2的阻值,由P可知,L1的额定功率比L2的额定功率小,故A错误;
D、由于通过L1、L2的电流相等,由P=UI可知,L1两端的电压比L2两端的电压大,故D正确。
故选:D。
16.(2020秋•如东县期末)金属铂对温度变化很灵敏,小明找来金属铂丝自制了温度计,如图所示为该温度计的电路原理图,Rt为金属铂丝,R0是定值电阻,电源电压不变,已知电表的示数能随温度的升高而变大,则金属铂丝电阻Rt、电路中电流I、定值电阻消耗的电功率P0、电路中的总功率P随温度t变化的图像符合题意的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
A、由图可知,该电路为串联电路,电表并联在了Rt的两端,故电表为电压表;电表的示数能随温度的升高而变大,这表明电路中的电流是变大的,根据串联电路的分压规律可知,Rt的电阻是变大的,即温度升高,Rt的电阻变大,故A错误;
B、温度升高,Rt的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电流是变小的,故B错误;
C、温度升高,电流变小,根据P=I2R可知,定值电阻的功率变小,故C正确;
D、温度升高,电流变小,根据P=UI可知,定值电阻的功率变小,故D错误。
故选:C。
17.(2023秋•渝北区期末)某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变,闭合开关,当有害尾气浓度β减小时,下面说法正确的是( )
A.电压表示数变小,电路消耗的总功率变小
B.电压表示数变小,电路消耗的总功率变大
C.电压表示数变大,电路消耗的总功率变小
D.电压表示数变大,电路消耗的总功率变大
【解答】解:由甲图可知,定值电阻R0和气敏电阻R串联,电压表测气敏电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。
由乙图可知,当有害尾气浓度 β 减小时,气敏电阻阻值增大,由于串联电路的总电阻等于各个电阻之和,所以电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知,当电源电压不变时,电路中的电流变小,即电流表示数变小;
由于电路中的电流变小,定值电阻R0阻值不变,气敏电阻R阻值变大,根据U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变小,气敏电阻R两端的电压变大,即电压表示数变大,根据电功率计算公式P=UI可知,电路中的电流变小时,电路消耗的电功率变小;故C正确,ABD不正确。
故选:C。
18.(2023秋•乐山期末)如图,电源两端电压保持不变,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数不变,电压表V2的示数变小
B.电压表V1的示数变小,电压表V2的示数不变
C.电流表A的示数变小,电阻R1的电功率变大
D.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值不变
【解答】解:ABC、由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R1的电压,V2测电源电压,电流表测电路的电流,在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,变阻器连入电路的电阻变大,由串联电阻的规律可知,电路的电阻变大,由欧姆定律可知,电流表示数变小,根据U=IR可知,R1的电压变小,即V1的示数变小;
V2测电源电压,故其示数不变;
因电路的电流变小,根据P=I2R可知,电阻R1的电功率变小,故B正确,AC错误;
D、根据欧姆定律可知,电压表V2的示数与电流表A的示数的比值即串联电路的总电阻,所以该比值变大,故D错误。
故选:B。
19.(2023秋•佳木斯期末)甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示,若它们的电阻不随温度的变化而改变,则下列说法中正确的是( )
A.甲的电阻小于乙的电阻
B.两电热杯均正常工作时,相同时间内消耗的电能一样多
C.若将乙接在电压为110V的电路中,它的实际功率为500W
D.若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中,相同时间内甲消耗的电能较多
【解答】解:A.由题图可知,两电热杯的额定电压相同,根据P=UI可得,甲的电阻为:R甲,
乙的电阻为:R乙,
由此可知,R甲>R乙,故A错误;
B.根据W=Pt可知,两电热杯均正常工作时,相同时间内,由于甲的额定功率小于乙的额定功率,因此甲消耗的电能小于乙消耗的电能,故B错误;
C.根据P=UI可得,将乙接在电压为110V的电路中,它的实际功率为:,故C错误;
D.若将两电热杯串联后接在电压为220V的电路中,根据串联电路的电流规律可知,通过两电热杯的电流相等,根据Q=W=Pt=I2Rt可得,相同时间内,甲的电阻较大,则甲消耗的电能较多,故D正确。
故选:D。
20.(2023秋•宁江区校级期末)如图所示电路,电源电压恒为4.5V,小灯泡标有“2.5V 0.25A”字样。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片P在最右端时,电压表的示数为0.9V、电流表的示数为0.18A。在不超过灯泡额定电压的情况下,下列判断正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为10W
B.电路的最大总功率为1.125W
C.变阻器R允许的阻值变化范围为5~8Ω
D.当滑片P向左滑动时小灯泡的灯丝阻值越来越小
【解答】解:由图知小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡两端的电压;
A、小灯泡的额定功率为:
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W,故A错误;
B、当电路中的电流为0.25A时,电路的总功率最大,最大为:
P大=UI大=4.5V×0.25A=1.125W,故B正确;
C、当滑动变阻器R的滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,最大为:
R滑大20Ω;
当电路中的电流最大时,总电阻最小,滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小为:
R小8Ω,
变阻器R允许的阻值变化范围为8~20Ω,故C错误;
D、当滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,小灯泡变亮,小灯泡的灯丝的温度升高,阻值越来越大,故D错误。
故答案为:B。
21.(2023秋•中山市期末)如图所示,电源电压恒定,开关S0始终闭合。当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:5;R1:R2= ;当S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙= ;此时R1、R2消耗的功率之比P1:P2= 。
【解答】解:开关S0始终闭合,当闭合S,两电阻串联,甲、乙两表为电压表时,
U甲:U乙=7:5,令U甲=7U,U乙=5U,
则U1=U甲﹣U乙=2U,U2=U乙=5U,
根据I可得:;
开关S0始终闭合,当断开S,两电阻并联,甲、乙两电表为电流表时,
,I1I2,
由于甲电流表测量R2的电流,乙电流表测量干路电流,
则I甲=I2,I乙=I1+I2I2,
则;
两电阻消耗的电功率之比:
。
故答案为:2:7;2:5;5:2。
22.(2023秋•中山区期末)奕文家4月底电能表读数如图所示,5月底电能表的读数为419.5kW•h,若当地电价为0.6元/(kW•h),则5月份他家应交电费 元;奕文将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表转盘转了320转,则这个家用电器可能是 (选填“空调”、“台灯”或“电视机”)。
【解答】解:由图示电能表可知,4月底电能表读数是12.5kW•h,
则5月份他家消耗的电能:W=419.5kW•h﹣12.5kW•h=407kW•h;
需交电费:0.6元/kW•h×407kW•h=244.2元;
3200r/(kW•h)表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转动3200r,
电能表转盘转了320转,该家用电器消耗的电能:
WkW•h=0.1kW•h,
工作时间t=6min=0.1h,
该用电器的功率:
P1kW=1000W,
因为用电器正常工作,所以用电器的额定功率等于1000W;
而空调功率在1000W左右,台灯的功率一般小于40W,电视机的功率在200W左右,所以这个家用电器可能是空调。
故答案为:244.2;空调。
23.(2023秋•五华区校级期末)如图所示是小王家的电能表,它上面的一个数据已经看不清楚了。他关闭家中其他用电器,只让额定功率为600W电饭锅工作,发现电饭锅工作2min,电能表转盘转过60转,则该过程中消耗的电能是 kW•h;这个电能表看不清楚的数据原来标的是 r/(kW•h)。
【解答】解:额定功率为600W电饭锅工作2min,该过程中消耗的电能是W=Pt=600W×2min=0.6kWh=0.02kW•h;
此过程中电能表转盘转过60转,则电路中消耗1kW•h的电能时,电能表的转盘转过1kW•h=3000r,因此这个电能表看不清楚的数据原来标的是3000r/(kW•h)。
故答案为:0.02;3000。
24.(2023秋•中原区期末)图甲是一种即热式热水器。图乙是它的电路图。电热丝R1和R2的阻值分别是22Ω和44Ω。单刀双掷开关S旋转可以与不同的相邻触点相接触,从而可以切换到热水、温水、冷水模式。则S与2、3触点接触时,是 模式,热水器在温水模式下通过它的电流是 A,如果热水器在热水模式下它的功率是 W。
【解答】解:当单刀双制开关S与2、3触点接触时,电路为R2的简单电路;当单刀双制开关S与3、4触点接触时,R1、R2并联;
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻,所以由P可知,R1、R2并联时,电路中的电阻最小,电功率最大,热水器为热水模式;电路为R2的简单电路时,电路中的电阻最大,电功率最小,热水器为温水模式,因此S与2、3触点接触时,电路为R2的简单电路,热水器为温水模式;
温水模式时,电路为R2的简单电路,此时通过它的电流:I温水5A;
热水模式时,R1、R2并联,此时通过两电热丝的电流分别为:I110A,I25A,由并联电路的电流特点可知,此时干路电流:I=I1+I2=10A+5A=15A,则热水模式下的功率:P=UI=220V×15A=3300W。
故答案为:温水;5;3300。
25.(2023秋•封丘县期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1=30Ω。当只闭合开关S时,电流表示数为0.2A;当闭合开关S、S1时,电流表示数为0.5A,则电源电压为 V;定值电阻R2的阻值为 Ω;当闭合开关S、S1时,通电5min电流通过定值电阻R1做的功为 J。
【解答】解:(1)由图可知,当只闭合开关S时,只有R1工作,电流表测量通过R1的电流,
由I可知,电源电压:U=U1=I1R1=0.2A×30Ω=6V;
(2)当闭合开关S、S1时,R1、R2并联,电流表测量干路的总电流;
根据并联电路的电流特点可知,通过R2的电流:I2=I﹣I1=0.5A﹣0.2A=0.3A,
根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压U2=U=6V,
由I可知,R2的阻值:
R220Ω;
(3)当闭合开关S、S1时,通电5min电流通过定值电阻R1做的功:
W1=U1I1t=6V×0.2A×5×60s=360J。
故答案为:(1)6;(2)20;(3)360。
26.(2023秋•肥东县期末)如图甲是小明测量小灯泡电功率的电路,小灯泡额定电压为2.5V,电阻为10Ω左右。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动,电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障,小明检查了开关并拧紧两端接线柱,小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障, (选填“小明”或“小芳”)排除故障的操作是正确的。
(3)排除故障后重新闭合开关,改变滑片位置,他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图像如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为 W。研究发现,通过灯丝的电流与其两端电压不成正比,原因是: 。
【解答】解:(1)小灯泡额定电压为2.5V,电阻为10Ω左右,根据欧姆定律可知,小灯泡的额定电流大约为0.25A,电流表量程选0~0.6A,电流表和小灯泡串联接入电路,如图所示;
;
(2)电流表指针几乎不动说明电路中存在断路,电压表示数接近3V,说明电压表并联以外的部分是完好的,故小明操作错误,故障可能是小灯泡断路,所以小芳的排除故障操作是正确的;
(3)小灯泡额定电压为2.5V,由乙图可知电流为0.25A,小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
小灯泡的电阻随着温度的变化而变化,所以不是一定值,通过灯丝的电流与其两端电压不成正比。
故答案为:(1)如图所示;(2)小芳;(3)0.625;小灯泡的阻值和温度有关。
27.(2023秋•长春期末)如图所示是测量小灯泡的电功率的实验电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)在连接电路时,开关闭合前滑动变阻器的滑片P应滑到 端;
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示。则小灯泡的额定功率是 W;
(3)根据测出的数据,画出了小灯泡的电流与电压的关系图像如图丙所示,发现图像是弯曲的,其主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而 ;
(4)小灯泡两端的电压是2V时,它的实际功率 0.5W(选填“>”、“<”或“=”);
(5)当这个小灯泡与一个阻值是10Ω的定值电阻并联在某一电路中时,干路电流是0.3A,则此时小灯泡两端电压是 V。
【解答】解:
(1)为了保护电路,由图甲知,开关闭合前滑动变阻器滑片P应滑到阻值最大的b端;
(2)当电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光,图乙中电流表选用0~0.6A量程,分度值是0.02A,此时的电流I=0.3A,
所以小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(3)由图丙发现图线是弯曲的,这说明电流与电压不成正比,即灯丝的电阻是变化的,原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(4)灯泡两端电压为2V时,通过灯泡的电流大于0.25A,则此时灯泡的功率大于P=U′I′=2V×0.25A=0.5W;
(5)这个小灯泡与一个阻值是10Ω的定值电阻并联在某一电路中,则电阻和灯泡两端的电压是相同的,由图可知,当电压为1V时,通过灯泡的电流为0.2A,此时通过定值电阻的电流为I″0.1A,则干路中的电流为:0.1A+0.2A=0.3A,符合题意。
故答案为:(1)b;(2)0.75;(3)增大;(4)>;(5)1。
28.(2023秋•宝安区校级期末)如图所示是探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验,实验小组同学猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。
(1)甲、乙、丙三个相同的透明容器中密封着质量相等的空气。实验中通过比较U形管内 来反映导体产生热量的多少,这里用到的实验方法是 法。
(2)探究导体产生的热量与电流大小的关系时,应选用图中 两容器及相连的U形管比较;探究导体产生的热量与电阻大小的关系时,应选用图中 两容器及相连的U形管比较。
(3)通电一段时间后,与 容器相连的U形管中两侧液面的高度差最大。(选填“甲”“乙”“丙”)
【解答】解:
(1)电流通过电阻丝产生的热量不易直接观察,实验中给等质量的空气加热,空气吸热越多,空气的膨胀程度越大,则U形管内的液面高度差越大;甲、乙、丙三个相同的透明容器中密封着质量相等的空气,实验中通过比较U形管内液面的高度差来反映导体产生热量的多少,这里用到的实验方法是转换法。
(2)探究导体产生的热量与电流大小的关系时,根据控制变量法,要控制电阻大小和通电时间都相同,而电流大小不同,在乙、丙两图中,根据串联和并联电路的电流规律,通过乙容器内电阻丝的电流大于通过丙容器内电阻丝的电流,而通电时间相同、两容器内电阻丝的阻值相同,所以应选用图中乙、丙两容器及相连的U形管比较;
探究导体产生的热量与电阻大小的关系时,要控制电流和通电时间都相同,而电阻大小不同,因串联电路中各处的电流相等,所以应选用图中甲、乙两容器及相连的U形管比较。
(3)三个容器内,甲中电阻最大,通过甲、乙容器内电阻丝的电流相等,且都大于通过丙容器内电阻丝的电流,根据Q=I2Rt可知,通电一段时间后,甲容器内电阻丝产生热量最多,故与甲容器相连的U形管中两侧液面的高度差最大。
故答案为:(1)液面的高度差;转换;(2)乙、丙;甲、乙;(3)甲。
29.(2023秋•两江新区期末)如图甲所示是一款电加热煮茶壶,其额定电压为220V。图乙为其简化工作原理图,R1、R2均为阻值不变的加热电阻丝,旋钮开关S分别调至1、2、3挡位置,与该挡的两个触点同时接通。通过改变旋钮开关的位置,可实现“加热”、“保温”两种温挡的调节。已知加热挡的额定功率为1210W,R1=160Ω。求:
(1)电阻丝R2的阻值;
(2)保温挡正常工作100s消耗的电能;
(3)该煮茶壶加热时的效率为80%。若在用电高峰期使用加热挡,将500g的茶水从40℃加热到100℃需2.5min,则电茶壶工作的实际电压值。[茶水的比热容c茶水=4.0×103J/(kg•℃)]
【解答】解:(1)当开关S接触2,3时,电路为电阻丝R2的简单电路,由可得,电阻丝R2的阻值;
(2)当开关S接触1,2时,电阻丝R1、R2串联,则茶壶低温挡功率,
保温挡正常工作100s消耗的电能:W电=Pt=242W×100s=24200J;
(3)水从40℃升高到100℃吸收的热量:Q=cmΔt=4×103J/(kg•℃)×0.5kg×(100﹣40)℃=1.2×105J;
根据可得,W电=Q/η=1.5×105J,
根据W电得,U实200V。
答:(1)R2的阻值40Ω
(2)保温挡正常工作100s消耗的电能是24200J;
(3)电茶壶工作的实际电压值是200V。
30.(2023秋•深圳期末)图甲是一款多功能电煮锅,图乙为该电煮锅简化电路图,其中开关S2可以断开、接A或接B,R1和R2都是用于加热的纯电阻,电煮锅的部分参数如下表所示。(R1和R2的电阻值不随温度变化而变化)
项目
额定电压(V)
低温挡功率(W)
中温挡功率(W)
高温挡功率
参数
220
550
1100
P高
(1)电煮锅处于中温挡正常工作时,求电路中的电流大小?
(2)高温挡的功率P高是多少?
(3)为了在户外露营时能使用电煮锅来烫火锅,可以采用能够存储2.2kW•h的移动电源对其进行供电,使用充满电的移动电源使电煮锅在中温挡正常工作15min把水烧开后,若调至低温挡进行保温,还可以正常工作多长时间?
【解答】解:由P可知当开关S1断开,S2接A时,此时电路为串联电路,电路中的总电阻为两个电阻之和,总阻值最大,此时功率最小,为低温挡;当开关S1闭合,S2接A时,此时R2被短路,电路中只有R1一个电阻,此时为中温挡;当开关S1闭合,S2接B时,此时电路为并联电路,根据并联电路电阻规律可知,此时电路总电阻最小,功率最大,为高温挡。
(1)由P=UI可得,电煮锅处于中温挡工作时,电路中的电流大小:I中5A;
(2)由题可得R1的阻值:R144Ω,
当开关S1断开,S2接A时,此时电路为串联电路,电路中的总电阻为两个电阻之和,总阻值最大,此时功率最小,为低温挡;
此时电路的总电阻:R总88Ω,
根据串联电路电阻规律可知:R2=R总﹣R1=88Ω﹣44Ω=44Ω,
由R2=R1=44Ω可知,高温挡的功率:P高=P1+P2=1100W+1100W=2200W;
(3)电煮锅在中温挡工作15min消耗的电能:W1=P高t=1100W×15×60s=0.99×106J,
剩余的电能:W2=W﹣W1=2.2×3.6×106J﹣0.99×106J=6.93×106J,
由W=Pt可得,在低温挡工作的时间:t12600s。
答:(1)电煮锅处于中温挡工作时电路中的电流为5A;
(2)高温挡的功率为2200W;
(3)这个充满电的户外电源能够使电煮锅在中温挡工作15min把水烧开后,还能继续在低温挡工作12600s。
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