内容正文:
专题03 电功 电功率
一、电功
1. 定义:电流所做的功叫电功。电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程。电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
2. 单位:国际单位是焦耳(J),常用单位有千瓦时(kWh),俗称“度”,1度=1千瓦时=3.6×10^6焦耳。
3. 计算公式:
· 原始公式:W=UIt(适用于所有电路)。
· 推导公式:W=I²Rt;W=U²t/R(适用于纯电阻电路)。
· W=Pt(适用于所有电路,其中P为电功率)。
4. 电能表:是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
二、电功率
1. 定义:电流在单位时间内所做的功。
2. 物理意义:表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3. 单位:国际单位是瓦特(W),常用单位有千瓦(kW)、毫瓦(mW)。
4. 计算公式:
· 定义式:P=W/t=UI(适用于所有电路)。
· 推导公式:P=I²R(适用于纯电阻电路,一般用于串联);P=U²/R(适用于纯电阻电路,一般用于并联)。
5. 额定电压与额定功率:
· 额定电压:用电器正常工作时的电压。
· 额定功率:用电器在额定电压下的功率。
6. 实际电压与实际功率:
· 实际电压:用电器实际工作时的电压。
· 实际功率:用电器在实际电压下的功率。
· 当实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率,用电器正常工作。
· 当实际电压小于额定电压时,实际功率小于额定功率,用电器不能正常工作(如灯光暗淡)。
· 当实际电压大于额定电压时,实际功率大于额定功率,长期使用会影响用电器寿命(如灯发光强烈,易烧坏)。
三、实验与测量
1. 伏安法测小灯泡的电功率:
· 实验原理:P=UI。
· 实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压已知)、导线等。
· 实验步骤:按照电路图连接实物电路,移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数等于小灯泡的额定电压,读出电流表的示数,计算小灯泡的额定功率。改变电压,测量不同电压下的电功率。
2. 测量家用电器的电功率:
· 器材:电能表、秒表。
· 原理:P=W/t。通过测量家用电器在一定时间内消耗的电能W和时间t,来计算家用电器的电功率P。
四、电热与焦耳定律
1. 电流的热效应:电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。
2. 焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
3. 计算公式:Q=I²Rt(适用于所有电路)。对于纯电阻电路,电流做的功全部用来产生热量,此时电功等于电热,即W=Q。
一、实验目的
探究电流通过导体时产生热量的多少与电流、电阻和通电时间的关系,并理解焦耳定律的内容。
二、实验器材
电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻丝(不同阻值)、煤油(或其他绝缘液体)、烧瓶、温度计、导线等。
三、实验原理
电流通过导体时会产生热量,这个热量与电流的二次方、导体的电阻和通电时间成正比,即焦耳定律:Q=I²Rt。其中,Q表示热量,I表示电流,R表示电阻,t表示通电时间。
四、实验步骤
1. 准备阶段:
· 将两个烧瓶中分别装入等量的煤油,并插入温度计以测量煤油的温度。
· 将两段不同阻值的电阻丝(如铜丝和镍铬合金丝)分别浸泡在两个烧瓶的煤油中。
· 连接电路,确保电阻丝串联或并联(根据需要探究的因素而定),并接入电流表、电压表和滑动变阻器以测量电流、电压和调节电流大小。
2. 探究热量与电阻的关系:
· 将电阻丝串联接入电路,确保通电时间和电流相等。
· 观察并记录两个烧瓶中温度计示数的变化,比较不同电阻丝产生的热量多少。
· 分析数据,得出结论:在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
3. 探究热量与电流的关系:
· 选择一个烧瓶和其中的电阻丝,保持通电时间和电阻不变。
· 调节滑动变阻器,改变电流的大小,观察并记录温度计示数的变化。
· 分析数据,得出结论:在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
4. 探究热量与通电时间的关系(可选):
· 选择一个烧瓶和其中的电阻丝,保持电流和电阻不变。
· 改变通电时间,观察并记录温度计示数的变化。
· 分析数据,得出结论:在电流和电阻相同时,通电时间越长,产生的热量越多。
五、实验注意事项
1. 实验过程中要确保电路连接正确、安全,避免短路或触电等危险情况。
2. 使用煤油或其他绝缘液体时,要注意防火和防止液体溅出伤人。
3. 观察和记录数据时,要准确、及时,避免数据遗漏或错误。
4. 实验结束后,要及时断开电源,清理实验器材和场地。
六、实验结论
通过本实验,可以得出以下结论:
· 电流通过导体时产生的热量与电流的二次方成正比。
· 电流通过导体时产生的热量与导体的电阻成正比。
· 电流通过导体时产生的热量与通电时间成正比。
一、单选题
1.如图所示的电路,当开关闭合后,灯L1比L2亮.以下说法正确的是( )
A.通过L1的电流大于通过L2的电流
B.L1两端电压大于L2两端电压
C.L1的电阻小于L2的电阻
D.L1的电功率等于L2的电功率
2.某同学在做“探究串并联电路电压规律”实验时,连接如图所示电路图,闭合开关S后发现L1正常发光,L2只能微弱发光。以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( )
A.灯泡L2通过的电流小于灯泡L1 B.灯泡L2发生了短路
C.由于灯泡L2的电阻较小 D.由于灯泡L2的电阻较大
3.下列数据中最符合实际的是( )
A.一节新干电池的电压为1.5V B.家用电冰箱的额定功率约为2000W
C.家用节能灯的额定电流约为2.2A D.对人体的安全电压为不高于220V
4.下列数据中最接近实际情况的是
A.普通居民楼一层的高度约为6m B.一个小铁钉受到的重力约为5N
C.成年人正常步行速度约为5m/s D.家用电饭煲的额定功率约为800W
5.如图所示是小明用迷你电动机制成的升降机模型。用它提升重为10N的物体,当电源电压为4V时,闭合开关,电动机不转动,电流表示数为0.8A;当电源电压为12V时,闭合开关,电动机正常工作,电流表示数为0.4A,电动机同时以0.4m/s的速度匀速提升物体。若忽略温度对电阻的影响,下列说法不正确的是( )
A.电动机的机械效率是80%
B.电动机线圈的电阻是5Ω
C.电动机正常工作时的机械功率是4W
D.电动机正常工作时消耗的电功率是4.8W
6.下列数据符合实际情况的是( )
A.LED台灯工作电流约为2A
B.汽油机的效率约为60%
C.电饭煲的额定电压为220V
D.家用电热水器的功率约100W
7.下列常用物理量与对应单位及符号正确的是( )
A.电功率﹣千瓦时(kW) B.电压一伏(W)
C.电阻一瓦(Ω) D.电功一焦(J)
8.下列数据符合或接近实际情况的( )
A.考场内一盏日光灯正常发光时的电流约为5A
B.人体的安全电压是36V
C.通常情况下,人体电阻约为104~105Ω
D.家用电风扇的额定功率约为2000W
9.将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在12V的电源上,则( )
A.灯泡L1正常发光
B.灯泡L2可能会烧坏
C.电路总功率为4.8W
D.通过L1的电流小于通过L2的电流
10.如图所示,下列日常生活中的用电器,正常工作时的功率最接近1kW的是( )
A. LED台灯 B. 笔记本电脑
C. 电饭煲 D. 电视机
二、填空题
11.某体重测试仪的工作原理如图所示,已知电源电压保持不变,体重表是用 (选填“电压表”或“电流表”)改装而成的。压敏电阻R的阻值随着踏板施加压力的增大而减小。则体重越大,电表示数越 ,该电路消耗的电功率就越 。
12.某家用白炽灯上标有“220V 40W”字样,其中额定功率40W表示的物理意义是 ;在生活中,人们还常用千瓦·时(kW·h)作为 的单位,千瓦·时也称为“度”,1度电可供“220V 40W”的白炽灯正常工作 h.
13.小琳观察到家中电能表的表盘如图所示,此时示数为 kW·h.若她家中用电器工作一段时间后电能表的转盘转过250转,则这些用电器在这段时间内消耗的电能为 kW·h.
14.图中的电能表的示数是 kW·h
15.如图所示,小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置,当水位未达到金属块M时,灯泡不亮。水位达到金属块M时,灯泡亮,则接线柱C应与 (选填“A”或“B”)相连。已知灯泡的规格为“12V 6W”,灯泡正常发光时的电流是 A。通电1min,灯泡消耗的电能是 J。
三、计算题
16.如图所示,电源电压为10V 保持不变,小灯泡标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R的最大阻值为5Ω.求:
(1)小灯泡正常工作5min 将消耗多少电能?
(2)小灯泡恰好正常发光时,则变阻器的电功率是多少?
一、单选题
1.如图所示下列四位科学家中,发现杠杆平衡原理的科学家的是(( )
A.托里拆利 B.焦耳
C.瓦特 D.阿基米德
2.小明将两只灯泡L1、L2串联在电路中,如图所示。闭合开关后,发现:灯泡L1较亮,灯泡L2较暗。这现象可说明( )
A.通过两只灯泡的电流不相同
B.两只灯泡的电阻一定不相同
C.两只灯泡的实际功率可能相同
D.两只灯泡的两端电压可能相等
3.某同学在做“探究串并联电路电压规律”实验时,连接如图所示电路图,闭合开关S后发现L1正常发光,L2只能微弱发光。以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( )
A.灯泡L2通过的电流小于灯泡L1 B.灯泡L2发生了短路
C.由于灯泡L2的电阻较小 D.由于灯泡L2的电阻较大
4.关于电阻,下列说法中正确的是
A.铜导线的电阻比铁导线的电阻小
B.导体的电阻越大,电流通过导体产生的热量越多
C.某学校教学楼中,同时发光的电灯越多,电路的总电阻越小
D.导体两端的电压越大,导体的电阻越大
5.如图所示的电路,当开关闭合后,灯L1比L2亮.以下说法正确的是( )
A.通过L1的电流大于通过L2的电流
B.L1两端电压大于L2两端电压
C.L1的电阻小于L2的电阻
D.L1的电功率等于L2的电功率
6.将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在12V的电源上,则( )
A.灯泡L1正常发光
B.灯泡L2可能会烧坏
C.电路总功率为4.8W
D.通过L1的电流小于通过L2的电流
7.电功和电功率的单位分别是
A.KW·h J B.KW W C.J W D.KW KW·h
8.下列数据中最符合实际的是( )
A.一节新干电池的电压为1.5V B.家用电冰箱的额定功率约为2000W
C.家用节能灯的额定电流约为2.2A D.对人体的安全电压为不高于220V
9.下列数据中最接近实际情况的是
A.普通居民楼一层的高度约为6m B.一个小铁钉受到的重力约为5N
C.成年人正常步行速度约为5m/s D.家用电饭煲的额定功率约为800W
10.下列数据符合或接近实际情况的( )
A.考场内一盏日光灯正常发光时的电流约为5A
B.人体的安全电压是36V
C.通常情况下,人体电阻约为104~105Ω
D.家用电风扇的额定功率约为2000W
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
二、填空题
11.小芳认真观察了5分钟,查出电能表的转盘转过60圈,则这5分钟内她家的用电器消耗的电能是 J。用电器的功率为 W。
12.小明家的电能表如图所示,示数是 kW•h,电路中接入的最大电功率不得超过 W,断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2min,转盘转了32转,则电饭锅消耗的电功率为 W。
13.岩通过电视节目《是真的吗》了解到:家里的用电器之中,电视机的机顶盒才是真正的“偷电贼”,它的待机功率与运行功率基本一致。某机顶盒的运行功率为15W且一直通着电,则它一周的耗电量是 kW•h,为防止电路中电流过大而造成危害,我们通常给电路加装保险装装置,其内部工作的保险丝是利用 工作的。
14.如图所示电路,电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为R1,R2和R3为定值电阻。当只闭合开关S1,且滑动变阻器的滑片位于中点时,电压表的示数为U1,滑动变阻器消耗的电功率为P1。当只闭合开关S2时,电压表的示数为U2,电流表的示数为0.3A,R3消耗的电功率为0.9W。当开关S1、S2和S3都闭合,且滑动变阻器的滑片位于最右端时,滑动变阻器消耗的电功率为P2。已知,,则 = 。当开关S1、S2和S3都闭合,且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路消耗的总功率为 W。
15.在输送电能的过程中,为了减少电能在电路中的损耗,通常采用的方法是高压输电,其理由是 .
三、计算题
16.电能表上标“220V 10A”的字样,此电能表最多可接“220V 100W”的电灯多少盏?这些电灯正常工作一个月(30天),平均每天用4小时,共耗电多少度?
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专题03 电功 电功率
一、电功
1. 定义:电流所做的功叫电功。电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程。电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
2. 单位:国际单位是焦耳(J),常用单位有千瓦时(kWh),俗称“度”,1度=1千瓦时=3.6×10^6焦耳。
3. 计算公式:
· 原始公式:W=UIt(适用于所有电路)。
· 推导公式:W=I²Rt;W=U²t/R(适用于纯电阻电路)。
· W=Pt(适用于所有电路,其中P为电功率)。
4. 电能表:是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
二、电功率
1. 定义:电流在单位时间内所做的功。
2. 物理意义:表示电流做功快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3. 单位:国际单位是瓦特(W),常用单位有千瓦(kW)、毫瓦(mW)。
4. 计算公式:
· 定义式:P=W/t=UI(适用于所有电路)。
· 推导公式:P=I²R(适用于纯电阻电路,一般用于串联);P=U²/R(适用于纯电阻电路,一般用于并联)。
5. 额定电压与额定功率:
· 额定电压:用电器正常工作时的电压。
· 额定功率:用电器在额定电压下的功率。
6. 实际电压与实际功率:
· 实际电压:用电器实际工作时的电压。
· 实际功率:用电器在实际电压下的功率。
· 当实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率,用电器正常工作。
· 当实际电压小于额定电压时,实际功率小于额定功率,用电器不能正常工作(如灯光暗淡)。
· 当实际电压大于额定电压时,实际功率大于额定功率,长期使用会影响用电器寿命(如灯发光强烈,易烧坏)。
三、实验与测量
1. 伏安法测小灯泡的电功率:
· 实验原理:P=UI。
· 实验器材:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压已知)、导线等。
· 实验步骤:按照电路图连接实物电路,移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数等于小灯泡的额定电压,读出电流表的示数,计算小灯泡的额定功率。改变电压,测量不同电压下的电功率。
2. 测量家用电器的电功率:
· 器材:电能表、秒表。
· 原理:P=W/t。通过测量家用电器在一定时间内消耗的电能W和时间t,来计算家用电器的电功率P。
四、电热与焦耳定律
1. 电流的热效应:电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。
2. 焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
3. 计算公式:Q=I²Rt(适用于所有电路)。对于纯电阻电路,电流做的功全部用来产生热量,此时电功等于电热,即W=Q。
一、实验目的
探究电流通过导体时产生热量的多少与电流、电阻和通电时间的关系,并理解焦耳定律的内容。
二、实验器材
电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻丝(不同阻值)、煤油(或其他绝缘液体)、烧瓶、温度计、导线等。
三、实验原理
电流通过导体时会产生热量,这个热量与电流的二次方、导体的电阻和通电时间成正比,即焦耳定律:Q=I²Rt。其中,Q表示热量,I表示电流,R表示电阻,t表示通电时间。
四、实验步骤
1. 准备阶段:
· 将两个烧瓶中分别装入等量的煤油,并插入温度计以测量煤油的温度。
· 将两段不同阻值的电阻丝(如铜丝和镍铬合金丝)分别浸泡在两个烧瓶的煤油中。
· 连接电路,确保电阻丝串联或并联(根据需要探究的因素而定),并接入电流表、电压表和滑动变阻器以测量电流、电压和调节电流大小。
2. 探究热量与电阻的关系:
· 将电阻丝串联接入电路,确保通电时间和电流相等。
· 观察并记录两个烧瓶中温度计示数的变化,比较不同电阻丝产生的热量多少。
· 分析数据,得出结论:在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。
3. 探究热量与电流的关系:
· 选择一个烧瓶和其中的电阻丝,保持通电时间和电阻不变。
· 调节滑动变阻器,改变电流的大小,观察并记录温度计示数的变化。
· 分析数据,得出结论:在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
4. 探究热量与通电时间的关系(可选):
· 选择一个烧瓶和其中的电阻丝,保持电流和电阻不变。
· 改变通电时间,观察并记录温度计示数的变化。
· 分析数据,得出结论:在电流和电阻相同时,通电时间越长,产生的热量越多。
五、实验注意事项
1. 实验过程中要确保电路连接正确、安全,避免短路或触电等危险情况。
2. 使用煤油或其他绝缘液体时,要注意防火和防止液体溅出伤人。
3. 观察和记录数据时,要准确、及时,避免数据遗漏或错误。
4. 实验结束后,要及时断开电源,清理实验器材和场地。
六、实验结论
通过本实验,可以得出以下结论:
· 电流通过导体时产生的热量与电流的二次方成正比。
· 电流通过导体时产生的热量与导体的电阻成正比。
· 电流通过导体时产生的热量与通电时间成正比。
一、单选题
1.如图所示的电路,当开关闭合后,灯L1比L2亮.以下说法正确的是( )
A.通过L1的电流大于通过L2的电流
B.L1两端电压大于L2两端电压
C.L1的电阻小于L2的电阻
D.L1的电功率等于L2的电功率
【答案】B
【详解】试题分析:灯L1、L2串联在同一电路里,因串联电路中的电流处处相等,所以经过它们的电流都是相等的,故A错误;灯的亮度取决于灯的实际功率,灯L1比L2亮,则L1的实际电功率大于L2的实际电功率,由P=I2R可知,L1的电阻大于L2的电阻,由I=U/R可知,L1两端电压大于L2两端电压.故CD错误,B正确;
应选B.
【考点定位】电路的连接方式;欧姆定律;电功率
2.某同学在做“探究串并联电路电压规律”实验时,连接如图所示电路图,闭合开关S后发现L1正常发光,L2只能微弱发光。以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( )
A.灯泡L2通过的电流小于灯泡L1 B.灯泡L2发生了短路
C.由于灯泡L2的电阻较小 D.由于灯泡L2的电阻较大
【答案】C
【详解】A.图中两灯串联,根据串联电路的电流规律知,通过两灯的电流相等,故A不符合题意;
B.若灯泡L2发生了短路,则L2不发光,故B不符合题意;
CD.通过两灯泡的电流相等,因为灯泡的亮暗取决于实际功率大小,且开关闭合后,灯泡L1正常发光,灯泡L2只能微弱发光,所以灯泡L1的实际功率功率大于L2的实际功率,根据
P=UI和
得P=I2R可知,灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3.下列数据中最符合实际的是( )
A.一节新干电池的电压为1.5V B.家用电冰箱的额定功率约为2000W
C.家用节能灯的额定电流约为2.2A D.对人体的安全电压为不高于220V
【答案】A
【详解】A.不同电源提供的电压不同,一节新干电池的电压为1.5V,故A符合题意;
B.家用电冰箱的电流约为1A,正常工作时的电压为220V,根据P=UI可知
P=UI=220V×1A=220W
所以家用电冰箱的额定功率约为220W,故B不符合题意;
C.家用节能灯正常工作时的电流约为0.1A,故C不符合题意;
D.人体通过5mA以下的电流时,没有危险,人干燥皮肤电阻一般在1万欧姆以上,不超过36V的电压下,通过人体的电流在5mA以下,所以对人体的安全电压为不高于36V,故D不符合题意。
故选A。
4.下列数据中最接近实际情况的是
A.普通居民楼一层的高度约为6m B.一个小铁钉受到的重力约为5N
C.成年人正常步行速度约为5m/s D.家用电饭煲的额定功率约为800W
【答案】D
【详解】A.普通居民楼一层的高度在3m左右,故A不符合题意;
B.一个小铁钉的质量约5g,受到的重力是
故B不符合题意;
C.成年人步行的速度一般在1.1m/s左右,不可能达到5m/s,故C符合题意;
D.一个家用电饭煲的额定功率约为1000W,故D符合题意。
故选D。
5.如图所示是小明用迷你电动机制成的升降机模型。用它提升重为10N的物体,当电源电压为4V时,闭合开关,电动机不转动,电流表示数为0.8A;当电源电压为12V时,闭合开关,电动机正常工作,电流表示数为0.4A,电动机同时以0.4m/s的速度匀速提升物体。若忽略温度对电阻的影响,下列说法不正确的是( )
A.电动机的机械效率是80%
B.电动机线圈的电阻是5Ω
C.电动机正常工作时的机械功率是4W
D.电动机正常工作时消耗的电功率是4.8W
【答案】A
【详解】B.电动机不转动时,电动机两端的电压和通过的电流分别为U=4V,I=0.8A,由欧姆定律可得,电动机线圈的电阻为
故B正确,不符合题意;
C.匀速提升物体时,对物体的拉力大小等于物体重力,电动机正常工作时输出功率就是电机吊起重物的功率,则有电动机正常工作时的机械功率
故C正确,不符合题意;
D.电动机正常工作时,电动机两端电压和通过的电流分别为U′=12V,I′=0.4A,电动机正常工作时消耗的电功率为
P=U′I′=12V×0.4A=4.8W
故D正确,不符合题意;
A.电动机的机械效率
故A错误,符合题意。
故选A。
6.下列数据符合实际情况的是( )
A.LED台灯工作电流约为2A
B.汽油机的效率约为60%
C.电饭煲的额定电压为220V
D.家用电热水器的功率约100W
【答案】C
【详解】A.LED台灯的功率约为10W,工作电流约为
故A不符合题意;
B.汽油机的效率约为20%~30%,故B不符合题意;
C.家庭电路的电压为220V,所以电饭煲的额定电压为220V,故C符合题意;
D.家用电热水器正常工作时电流约为10A,所以功率约为
故D不符合题意。
故选C。
7.下列常用物理量与对应单位及符号正确的是( )
A.电功率﹣千瓦时(kW) B.电压一伏(W)
C.电阻一瓦(Ω) D.电功一焦(J)
【答案】D
【详解】A.电功率的基本单位是瓦特,符号是W;千瓦时(kW⋅h)是电功的常用单位,故A错误;
B.电压的基本单位是伏特,符号是V,故B错误;
C.电阻的基本单位是欧姆,符号是Ω,故C错误;
D.焦耳是功和各种能量的基本单位,所以电功的基本单位是焦耳,符号是J,故D正确。
故选D。
8.下列数据符合或接近实际情况的( )
A.考场内一盏日光灯正常发光时的电流约为5A
B.人体的安全电压是36V
C.通常情况下,人体电阻约为104~105Ω
D.家用电风扇的额定功率约为2000W
【答案】C
【详解】A.日光灯的功率约为40W,正常工作时的电流
故A不符合实际;
B.人体的安全电压为不高于36V,大于等于36V会发生触电事故。故B不符合实际;
C.一般在干燥环境中,人体电阻大约104~105Ω;皮肤出汗时,人体电阻可降到1000Ω左右;故C符合实际;
D.日光灯的功率约40W,家用电风扇的额定功率与此差不多,在40W左右。故D不符合实际。
故选C。
9.将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在12V的电源上,则( )
A.灯泡L1正常发光
B.灯泡L2可能会烧坏
C.电路总功率为4.8W
D.通过L1的电流小于通过L2的电流
【答案】C
【详解】根据公式并结合灯泡的规格可得,灯泡的电阻
由串联电路的特点和欧姆定律可得,两灯串联在12V的电路上时,通过两个灯泡的电流
所以两只小灯泡消耗的总功率
灯泡L1的实际电压
灯泡L2的实际电压
两灯的实际电压都小于额定电压,都不能正常发光,不可能被烧坏。
故选C。
10.如图所示,下列日常生活中的用电器,正常工作时的功率最接近1kW的是( )
A. LED台灯 B. 笔记本电脑
C. 电饭煲 D. 电视机
【答案】C
【详解】A.LED台灯正常工作时的功率在10W左右,故A不符合题意;
B.笔记本电脑正常工作时的功率在60W左右,故B不符合题意;
C.电饭煲正常工作时的功率约为1000W,故C符合题意;
D.电视机正常工作时功率约为100W,故D不符合题意。
故选C。
第II卷(非选择题)
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二、填空题
11.某体重测试仪的工作原理如图所示,已知电源电压保持不变,体重表是用 (选填“电压表”或“电流表”)改装而成的。压敏电阻R的阻值随着踏板施加压力的增大而减小。则体重越大,电表示数越 ,该电路消耗的电功率就越 。
【答案】 电流表 大 大
【详解】[1]由电路图知道,体重表串联在电路中,所以,是由电流表改装而成的。
[2][3]因压敏电阻R的阻值随着踏板施加压力的增大而减小,所以,体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,其阻值越小,电路的总电阻越小,由知道,电路中的电流越大,即电表示数越大。由P=UI知道,电源电压一定,该电路消耗的电功率就越大。
12.某家用白炽灯上标有“220V 40W”字样,其中额定功率40W表示的物理意义是 ;在生活中,人们还常用千瓦·时(kW·h)作为 的单位,千瓦·时也称为“度”,1度电可供“220V 40W”的白炽灯正常工作 h.
【答案】 白炽灯正常工作时,电流1秒做功40J 电能 25
【详解】额定功率40W表示白炽灯正常工作时,电流1s内做功40J;在生活中,电能的单位常用千瓦·时(kW·h);1度电可供“220V 40W”的白炽灯正常工作的时间t==25h.
13.小琳观察到家中电能表的表盘如图所示,此时示数为 kW·h.若她家中用电器工作一段时间后电能表的转盘转过250转,则这些用电器在这段时间内消耗的电能为 kW·h.
【答案】 931.6 0.1
【详解】解:电能表是测量电功的仪表.由图可知,表盘上的数字最后一位是小数,单位为,所以示数为931.6;
电能表铭牌“2500r/”表示电路中每消耗1的电能,电能表的转盘转2500转,若电能表的转盘转过250转,则这些用电器消耗的电能为:
.
14.图中的电能表的示数是 kW·h
【答案】951.6
【详解】如图所示,电能表的示数的整数部分是951 kW·h,小数部分的示数是0.6 kW·h,加在一起电能表的示数是951.6 kW·h.
15.如图所示,小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置,当水位未达到金属块M时,灯泡不亮。水位达到金属块M时,灯泡亮,则接线柱C应与 (选填“A”或“B”)相连。已知灯泡的规格为“12V 6W”,灯泡正常发光时的电流是 A。通电1min,灯泡消耗的电能是 J。
【答案】 B 0.5 360
【详解】[1]金属块是导体,水位达到金属块M时,通电螺线管所在电路接通,电路中的电流增大,衔铁下移,与B接触,灯泡所在电路接通,灯泡发光,故接线柱C与B连接。
[2]灯泡的规格为“12V 6W”,灯泡正常发光时的电流
[3]通电 1min ,灯泡消耗的电能
W=Pt=6W×1×60s=360J
三、计算题
16.如图所示,电源电压为10V 保持不变,小灯泡标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R的最大阻值为5Ω.求:
(1)小灯泡正常工作5min 将消耗多少电能?
(2)小灯泡恰好正常发光时,则变阻器的电功率是多少?
【答案】(1)900J (2)2W
【详解】(1)小灯泡正常工作时功率为3W,则
(2)小灯泡恰好正常发光时,电压为6V,则滑动变阻器电压为4V,此时电路中的电流
则变阻器功率
答:(1)正常工作5min消耗的电能为900J;(2)变阻器功率为2W.
一、单选题
1.如图所示下列四位科学家中,发现杠杆平衡原理的科学家的是(( )
A.托里拆利 B.焦耳
C.瓦特 D.阿基米德
【答案】D
【详解】A.托里拆利通过实验测出了1个标准大气压能支持76cm高的水银柱,故A不符合题意;
B.焦耳的主要贡献是发现了热和机械功的当量关系,提出了焦耳定律,故B不符合题意;
C.瓦特的主要成就是在第一次工业革命时改良了蒸汽机,故C不符合题意;
D.阿基米德发现杠杆平衡原理,故D符合题意。
故选D。
2.小明将两只灯泡L1、L2串联在电路中,如图所示。闭合开关后,发现:灯泡L1较亮,灯泡L2较暗。这现象可说明( )
A.通过两只灯泡的电流不相同
B.两只灯泡的电阻一定不相同
C.两只灯泡的实际功率可能相同
D.两只灯泡的两端电压可能相等
【答案】B
【详解】A.由于两灯泡串联,则流过它们的电流相等,故A不符合题意;
BCD.灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,灯越亮,实际功率越大;灯泡L1较亮,灯泡L2较暗,说明灯泡L1的实际功率较大,灯泡L2的实际功率较小,即P1>P2;因为
I1=I2=I
所以由P=I2R知,R1>R2;因为R1>R2,所以由U=IR可知,U1>U2,故B符合题意,CD不符合题意。
故选B。
3.某同学在做“探究串并联电路电压规律”实验时,连接如图所示电路图,闭合开关S后发现L1正常发光,L2只能微弱发光。以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( )
A.灯泡L2通过的电流小于灯泡L1 B.灯泡L2发生了短路
C.由于灯泡L2的电阻较小 D.由于灯泡L2的电阻较大
【答案】C
【详解】A.图中两灯串联,根据串联电路的电流规律知,通过两灯的电流相等,故A不符合题意;
B.若灯泡L2发生了短路,则L2不发光,故B不符合题意;
CD.通过两灯泡的电流相等,因为灯泡的亮暗取决于实际功率大小,且开关闭合后,灯泡L1正常发光,灯泡L2只能微弱发光,所以灯泡L1的实际功率功率大于L2的实际功率,根据
P=UI和
得P=I2R可知,灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
4.关于电阻,下列说法中正确的是
A.铜导线的电阻比铁导线的电阻小
B.导体的电阻越大,电流通过导体产生的热量越多
C.某学校教学楼中,同时发光的电灯越多,电路的总电阻越小
D.导体两端的电压越大,导体的电阻越大
【答案】C
【详解】A.电阻除了与材料有关外,还与导体的长度、横截面积有关,故A错误;
B.由焦耳定律可知,产生的热量除了与电阻有关外,还与电流的大小和时间有关;故B错误;
C.并联电路中,并联的电阻越多,则总电阻越小;故C正确;
D.电阻是导体的属性,只与导体的材料、横截面积和长度有关,与电流及电压的大小无关;故D错误。
故选C。
5.如图所示的电路,当开关闭合后,灯L1比L2亮.以下说法正确的是( )
A.通过L1的电流大于通过L2的电流
B.L1两端电压大于L2两端电压
C.L1的电阻小于L2的电阻
D.L1的电功率等于L2的电功率
【答案】B
【详解】试题分析:灯L1、L2串联在同一电路里,因串联电路中的电流处处相等,所以经过它们的电流都是相等的,故A错误;灯的亮度取决于灯的实际功率,灯L1比L2亮,则L1的实际电功率大于L2的实际电功率,由P=I2R可知,L1的电阻大于L2的电阻,由I=U/R可知,L1两端电压大于L2两端电压.故CD错误,B正确;
应选B.
【考点定位】电路的连接方式;欧姆定律;电功率
6.将标有“12V 6W”的灯泡L1和标有“6V 6W”的灯泡L2串联接在12V的电源上,则( )
A.灯泡L1正常发光
B.灯泡L2可能会烧坏
C.电路总功率为4.8W
D.通过L1的电流小于通过L2的电流
【答案】C
【详解】根据公式并结合灯泡的规格可得,灯泡的电阻
由串联电路的特点和欧姆定律可得,两灯串联在12V的电路上时,通过两个灯泡的电流
所以两只小灯泡消耗的总功率
灯泡L1的实际电压
灯泡L2的实际电压
两灯的实际电压都小于额定电压,都不能正常发光,不可能被烧坏。
故选C。
7.电功和电功率的单位分别是
A.KW·h J B.KW W C.J W D.KW KW·h
【答案】C
【详解】A.电功的单位有J、kW•h、电功率的单位有kW、W.kW•h和J都是电功的单位,不符合题意,故A错误;
B.kW和W都是电功率的单位,不符合题意,故B错误;
C.J、W分别是电功、电功率的单位,符合题意,故C正确;
D.kW 、kW•h、分别是电功率、电功的单位,不符合题意,故D错误。
故选C。
8.下列数据中最符合实际的是( )
A.一节新干电池的电压为1.5V B.家用电冰箱的额定功率约为2000W
C.家用节能灯的额定电流约为2.2A D.对人体的安全电压为不高于220V
【答案】A
【详解】A.不同电源提供的电压不同,一节新干电池的电压为1.5V,故A符合题意;
B.家用电冰箱的电流约为1A,正常工作时的电压为220V,根据P=UI可知
P=UI=220V×1A=220W
所以家用电冰箱的额定功率约为220W,故B不符合题意;
C.家用节能灯正常工作时的电流约为0.1A,故C不符合题意;
D.人体通过5mA以下的电流时,没有危险,人干燥皮肤电阻一般在1万欧姆以上,不超过36V的电压下,通过人体的电流在5mA以下,所以对人体的安全电压为不高于36V,故D不符合题意。
故选A。
9.下列数据中最接近实际情况的是
A.普通居民楼一层的高度约为6m B.一个小铁钉受到的重力约为5N
C.成年人正常步行速度约为5m/s D.家用电饭煲的额定功率约为800W
【答案】D
【详解】A.普通居民楼一层的高度在3m左右,故A不符合题意;
B.一个小铁钉的质量约5g,受到的重力是
故B不符合题意;
C.成年人步行的速度一般在1.1m/s左右,不可能达到5m/s,故C符合题意;
D.一个家用电饭煲的额定功率约为1000W,故D符合题意。
故选D。
10.下列数据符合或接近实际情况的( )
A.考场内一盏日光灯正常发光时的电流约为5A
B.人体的安全电压是36V
C.通常情况下,人体电阻约为104~105Ω
D.家用电风扇的额定功率约为2000W
【答案】C
【详解】A.日光灯的功率约为40W,正常工作时的电流
故A不符合实际;
B.人体的安全电压为不高于36V,大于等于36V会发生触电事故。故B不符合实际;
C.一般在干燥环境中,人体电阻大约104~105Ω;皮肤出汗时,人体电阻可降到1000Ω左右;故C符合实际;
D.日光灯的功率约40W,家用电风扇的额定功率与此差不多,在40W左右。故D不符合实际。
故选C。
第II卷(非选择题)
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二、填空题
11.小芳认真观察了5分钟,查出电能表的转盘转过60圈,则这5分钟内她家的用电器消耗的电能是 J。用电器的功率为 W。
【答案】 7.2×104 240
【详解】[1] 电能表的转盘转过60圈,则这5分钟内她家的用电器消耗的电能是
[2]用电器的功率为
12.小明家的电能表如图所示,示数是 kW•h,电路中接入的最大电功率不得超过 W,断开其他用电器,只让电饭锅单独工作2min,转盘转了32转,则电饭锅消耗的电功率为 W。
【答案】 3286.4 8800 600
【详解】[1]从电能表上可以看出电能表的示数为3286.4,最后一位是小数,单位是,故电能表的读数为3286.4
[2]“20A”是指电能表的标定电流,“40A”是指电能表平时工作允许通过的最大电流,电路中接入的最大电功率
[3]电能表的转盘转32r时,电饭锅消耗的电能
电饭锅的功率
13.岩通过电视节目《是真的吗》了解到:家里的用电器之中,电视机的机顶盒才是真正的“偷电贼”,它的待机功率与运行功率基本一致。某机顶盒的运行功率为15W且一直通着电,则它一周的耗电量是 kW•h,为防止电路中电流过大而造成危害,我们通常给电路加装保险装装置,其内部工作的保险丝是利用 工作的。
【答案】 2.52 电流的热效应
【详解】[1]某机顶盒的运行功率为15W且一直通着电,则它一周的耗电量是
W=Pt=0.015W×24h×7=2.52kW•h
[2]为防止电路中电流过大而造成危害,我们通常给电路加装保险装置,其内部工作的保险丝是利用电流的热效应工作的(电流过大时,自动熔断)。
14.如图所示电路,电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为R1,R2和R3为定值电阻。当只闭合开关S1,且滑动变阻器的滑片位于中点时,电压表的示数为U1,滑动变阻器消耗的电功率为P1。当只闭合开关S2时,电压表的示数为U2,电流表的示数为0.3A,R3消耗的电功率为0.9W。当开关S1、S2和S3都闭合,且滑动变阻器的滑片位于最右端时,滑动变阻器消耗的电功率为P2。已知,,则 = 。当开关S1、S2和S3都闭合,且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路消耗的总功率为 W。
【答案】 4.5
【详解】[1]当只闭合开关S1,R1与R3串联,且滑动变阻器的滑片位于中点时,则滑动变阻器接入的阻值为,电压表测量滑动变阻器的电压,电压表的示数为U1,滑动变阻器消耗的电功率为
①
根据串联电路电压规律可以列等式
②
当只闭合开关S2时,R2与R3串联,电压表测量R2的电压,电压表的示数为U2,电流表的示数为0.3A,R3消耗的电功率为0.9W,则电阻R3的阻值为
③
根据串联电路电压规律可以列等式
④
当开关S1、S2和S3都闭合,此时电阻R3被短路,只有R1与R2并联,且滑动变阻器的滑片位于最右端时,则滑动变阻器全部接入,滑动变阻器消耗的电功率为
根据可知
⑤
经整理可知
⑥
将⑥代入②中,可得电阻R 3分担的电压为
在R1与R3的串联电路中,电压之比为
将③带入此式中,可得
可知
经整理可知
R2与R3串联,两电阻平分电源电压,根据串联分压,即电压之比即为电阻之比,那么两电阻的阻值相同,都为10Ω,故
[2]当开关S1、S2和S3都闭合,且滑动变阻器的滑片位于最右端时,只有R1与R2并联,通过电阻R1的电流为
通过电阻R2的电流为
电路消耗的总功率为
15.在输送电能的过程中,为了减少电能在电路中的损耗,通常采用的方法是高压输电,其理由是 .
【答案】在P一定时,U越大,I越小,根据焦耳定律可知电能在线路中的损耗越小
【详解】在输送电功率不变的情况下,电压越高,线路中的电流越小,由焦耳定律可知,高压输电能减少线路上电能的损失.
点睛:根据P=UI可知,电功率一定时,电压越高,线路中的电流就越小,由Q=I2Rt可得,电阻和通电时间一定时,电流越小,电流通过导线产生的热量越小.
三、计算题
16.电能表上标“220V 10A”的字样,此电能表最多可接“220V 100W”的电灯多少盏?这些电灯正常工作一个月(30天),平均每天用4小时,共耗电多少度?
【答案】22,264
【详解】解:(1)由电能表的铭牌“220V 10A”可求出最多安装用电器的总功率
P总=UI=220V×10A=2200W,
电灯盏数(盏)
(2)这些电灯正常工作一个月,平均每天用4小时,共耗电
W=P总t=2.2kw×30×4h=264kwh
答:此电能表最多可接“220V 100W”的电灯22盏,这些电灯正常工作一个月共耗电264kwh.
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