内容正文:
第十八章 电功率
一、选择题
1.随着科学技术的发展,越来越多的用电器进入了我们的生活,下列用电器主要利用电流的热效应工作的是( )
A.油烟机 B.电火锅
C.无人机 D.电视机
2.如图是电能表表盘示意图,下列说法正确的是( )
A.此时电能表的读数为6198.5kW•h B.这个电能表通过的电流一定为10A
C.这个电能表应该在50V的电路中使用 D.电能表是用来测电功率的仪器
3.如图所示的电路中,电源两端的电压持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移,下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数变大 B.电压表V1的示数不变
C.电压表V2的示数变小 D.R1消耗的电功率变小
4.如图所示,某商场一名顾客乘坐自动扶梯上楼,自动扶梯由电动机带动而匀速运动。电动机的电阻为R,两端的电压为U,工作电流为I,上楼时间为t,在此过程中,电动机产生的热量为( )
A. B. C. D.
5.标有“6V 1.5W”的小灯泡,通过它的电流随电压变化的关系如图所示.若把这样的两只灯泡串联接在8V的电源上,则此时每只灯泡的电阻及功率为( )
A.24Ω 0.67W B.24Ω 0.8W
C.20Ω 0.96W D.20Ω 0.8W
6.如图甲是小梦设计的电加湿器简化电路工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为5Ω,R为湿敏电阻,其阻值R随环境湿度RH的变化如图乙所示,电压表量程为“”。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,下列判断正确的是( )
A.环境湿度增加,电压表的示数变小 B.环境湿度为40%时,电压表的示数为4V
C.电路消耗的总功率最大为3.6W D.电压表的示数为2V,环境湿度为60%
7.如图所示电路的电源电压为6V,定值电阻R的阻值为4Ω。闭合,电压表的示数为,电路的总功率为。断开后闭合,电压表的示数为,电路的总功率为,小灯泡正常发光。若,则小灯泡的额定电压为( )
A.2V B.3V C.4V D.5V
8.如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图象,如图乙所示。下列有关说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的最大阻值20Ω B.电源电压16V
C.R0的阻值10Ω D.整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比为1:5
二、填空题
9.小东家的电能表表盘如图所示,则他家用电器的最大总功率不能超过 W。当他家中只有电饭煲工作时,5min内电能表转盘转了200转,则该电饭煲以该功率工作0.5h消耗的电能为 kW·h。
10.如图所示,三个灯泡灯丝电阻均为10Ω,电路接通后均能发光,电路两端总电压为9V,则通电100s灯泡消耗的电能为 J。
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变,、为定值电阻,其中。当只闭合开关时,电流表示数为。当同时闭合开关、时,电流表的示数增大了,则消耗的电功率是 W。
12.如图所示电路,电源电压可调,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器标有“20Ω1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合S,在保证电路安全的前提下,对电源电压进行调节并且移动滑片P,要求至少有一个电表示数不低于量程的三分之一。则在上述过程中,两端电压的最大值为 V,电源总功率的最大变化量为 W。
13.有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲。电源电压为24V,灯泡L的额定电压为24V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙,当滑片右移时,电路的总功率将 ,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为 Ω。调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为1.2W时,滑动变阻器R连入电路的阻值是 Ω。
三、实验探究题
14.如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内,金内封闭一定量的空气,其中图乙中另取阻值为的电阻在盒外与盒内电阻并联。
(1)在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中 来比较的,应用的物理科学探究方法是 。
(2)图甲可探究电流产生的热量与 的关系,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧盒子中的电阻产生的热量多。
(3)图乙可探究电流产生的热量与 的关系。
(4)实验的结论可进一步用公式 来表达。
15.利用图甲所示的电路测量小灯泡的额定电功率,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中所示的器材连成电路,使滑片P向左移电压表示数变小;
(2)连接电路时开关应 ,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向 (A/B)端移动,使灯逐渐变亮;
(3)实验时,电流表的示数如图乙所示,则通过灯L的电流为 A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,则小灯泡的额定电功率为 W;
(4)实验时,未断开开关便将发光的小灯泡拧下,电压表的示数 (变大/变小/不变);
(5)若没有电流表,用如图丁所示的电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额。
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U;可知小灯泡的额定功率P额= (用U额、U和R表示)。
四、计算题
16. 如图所示,电源电压不变,定值电阻R1阻值为10Ω,定值电阻R2阻值的为20Ω,且开关S闭合后电流表的示数为0.2A,求:
(1)电路的电源电压;
(2)在10s内,整个电路消耗的电能。
17. 图甲是一款多功能电煮锅,图乙为该电煮锅简化电路图,其中开关可以断开、接A或接B,和都是用于加热的纯电阻,电煮锅的部分参数如下表所示。(和的电阻值不随温度变化而变化)
(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?
18.如图所示电源电压保持不变,R1=R2=20Ω,R3=10Ω当S1、S2都断开,电流表示数是0.3A,求:
(1)电源电压;
(2)S1,S2都闭合时,电流表示数是多少?
(3)S1,S2都闭合时,电路消耗的总功率是多少?
参考答案
1.B
2.A
3.D
4.C
5.D
6.C
7.C
8.C
9.4400;0.4
10.90
11.3
12.6;5.325
13.减小;60;90
14.液面的高度差;转换法;电阻;右;电流;
15.;断开;B;0.2;0.625;变大;
16.(1)解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中电流,由串联电路的电阻规律可得,电路中的总电阻为R总=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
由题意可知,此时电路中电流为I=0.2A,故由欧姆定律可得,电源电压为U=IR总=0.2A×30Ω=6V
答:电路的电源电压为6V;
(2)解:由W=UIt可得,在10s内,整个电路消耗的电能为W=UIt=6V×0.2A×10s=12J
答:电路的电源电压为6V;
答:在10s内,整个电路消耗的电能为12J。
17.(1)解: 由可知,当开关断开,接时,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;
当开关闭合,接时,此时被短路,电路中只有一个电阻,此时为中温挡;当开关闭合,接时,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;
由可得,电煮锅处于中温挡工作时,电路中的电流大小为
答:电煮锅处于中温挡工作时,电路中的电流为5A;
(2)解: 由题可得的阻值为
当开关断开,接时,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,此时电路的总电阻为
根据串联电路电阻规律可知,R2的阻值为
由可知,高温挡的功率为
答:高温挡的功率为2200W;
(3)解: 电煮锅在中温挡工作消耗的电能为
剩余的电能为
由可得,在低温挡工作的时间为
答:这个充满电的户外电源能够使电煮锅在中温挡正常工作把水烧开后,若调至低温挡进行保温,还可以正常工作12600s。
18.解:(1)当S1、S2都断开时,R1、R2串联,电流表测量串联电路的电流,电源电压为
(2)当S1,S2都闭合时,R1、R3并联,电流表测量并联电路的总电流,R1的电流为
R3的电流为
所以,电流表示数为
(3)电路总功率为
答:(1)电源电压为12V;
(2)S1,S2都闭合时,电流表示数是1.8A;
(3)S1,S2都闭合时,电路消耗的总功率是21.6W。
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