内容正文:
第十八章 电功率
一、选择题
1.如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知,下列选项中正确的是( )
A.小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B.小英家上个月消耗的电能为1011kW•h
C.电能表上指示灯闪烁的次数越多,说明电路中消耗的电能越多
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW
2.为探究小灯泡的亮度和哪些因素有关,物理兴趣小组设计了如图所示的两个电路。则下列说法正确的是( )
A.串联时,若实际功率较大,则其额定功率较小
B.串联时较亮的灯,并联时一定较暗
C.若两灯并联时亮度相同,它们的额定功率一定相同
D.若额定功率较大,则并联时它的实际功率较小
3.某测肺活量的简易装置如图所示。吹气时,气球膨大,滑片水平上移。图中甲、乙均为电流表或电压表,通过电表示数变化即可判断出肺活量的大小,下列说法正确的是( )
A.图中甲为电压表,乙为电流表 B.吹气时,甲电表示数变小
C.肺活量越大,乙电表示数越大 D.肺活量越小,功率越小
4.甲、乙两盏白炽灯,甲标有“PZ220-40”字样,乙标有“PZ220-60”字样,不考虑灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是( )
A.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能快
B.的电能可使甲灯正常工作20小时
C.两灯串联接入的电路中,乙灯一定比甲灯亮
D.乙灯单独接入的电路中,它的实际功率是
5.如图所示的电路中,电源电压恒定,、为两个定值电阻,,闭合开关S,通过的电流为0.1A,电路的总功率为2.4W。下列判断正确的是( )
A.通过 、的电流之比为3∶1 B.电阻 的阻值为 20Ω
C.电源电压为 6V D.电路的总电阻为 80Ω
6.如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V,3W”字样(灯丝电阻不随温度变化),当开关S1、S2都断开,滑片P从b端滑到某一位置c时(图中未标出),滑动变阻器R的电阻减小了12Ω,电流表示数变化了0.2A,此时灯泡恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,闭合开关S1、S2,电流表示数又变化了1.5A,设灯丝电阻不变,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.滑动变阻器的最大电阻为12Ω
C.定值电阻R0电阻为12Ω
D.当S1和S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗总功率的最小值为11.25W
7.如图甲所示的电路中,为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P由A端移动到B端时,定值电阻消耗的电功率P与电流I的关系图像如图乙所示。若电源电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为l V B.定值电阻的阻值为
C.滑动变阻器R的最大阻值为 D.电路总功率的变化范围为0.9 W~4.5 W
8.如图甲所示,是一款暖奶器,它有着高温消毒,中温加热和低档保温的功能。其等效电路结构如图乙所示。S、闭合,通过控制的通断,可以使电器处于高温档或中温档,高温档与中温档时S处电流之比为5∶3,电路在高温档工作比中温档工作时,开关S处电流增大了0.6A。S闭合,、均断开时,电器处于低温档,移动滑片,可以手动调节低温档的加热功率。当滑片在中点时电压表的示数为,当滑片在最右端时电压表的示数为。已知:,和为发热电阻,是限流电阻,是规格为“20Ω 5A”的滑动变阻器。下列说法正确的是( )
A.的阻值为20Ω
B.该暖奶器的工作电压为24V
C.手动调节低温档的加热功率时,电路中电流变化范围为0.4~0.6A
D.低温档的最小加热功率为14.4W
二、填空题
9.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)。
10.在如图所示的电路中,两只电流表的规格相同,分别有两个量程(0∼0.6A和0∼3A)。电阻R1和R2均有电流通过,两只电流表的指针偏转角度相同,则R1与R2的阻值之比为 ,消耗的电功率之比为 。
11.将“3V,1.5W”的灯泡L1和“6V,3.6W”的灯泡L2接入电路,(灯泡电阻的保持不变),如果两灯泡串联,电路允许的电源电压最大为 V;若将两灯泡并联,在保证安全情况下,干路中的最大电流为 A。
12.如图所示,电源电压恒定不变,R1=30Ω。闭合开关S,断开开关S1,电流表示数为0.2A,则电源电压为 V;若再闭合开关S1,电流表示数为0.3A,则开关都闭合时,通电10min,电阻R2产生的热量为 J。
13.在如图所示的电路中,电源电压恒定,电阻R1的阻值为10Ω。将开关S1闭合后,单刀双掷开关S2掷于a端时,电流表的示数为0.6A;单刀双掷开关S2掷于b端时,电流表的示数为0.2A。则电源电压为 V;电阻R2的阻值为 Ω;S2掷于b端时,电阻R2消耗的电功率为 W。
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.某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路,如图所示。发热电阻,紫外灯规格为“”。闭合开关和,消毒柜正常工作,求:
(1)通过的电流;
(2)的电功率;
(3)工作消耗的电能。
17.图甲是用某款3D打印笔进行立体绘画时的场景,打印笔通电后,笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化;加热电路简化后如图乙所示,电源电压恒为6V,R1和R2为发热电阻丝,只闭合S1时低温挡工作,S1、S2都闭合时高温挡工作,高温挡和低温挡的功率比为4:3,R1=4Ω,忽略电阻丝阻值随温度变化。求:
(1)低温挡工作时,通过R1的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)处于高温挡时,通电1minR2产生的热量是多少。
18.如图,电源电压恒定,小灯泡有“6V;3W”字样.定值电阻的阻值为10Ω,为滑动变阻器,开关S1、S2都闭合时,L恰好正常发光,电源表示数为1.1A.请回答下列问题:
(1)小灯泡正常发光时的电流是多少?
(2)电源电压是多少?S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的阻值是多少?
(3)S1、S2都断开,调节滑动变阻器的滑片使的电功率为电功率的2倍时,消耗的电功率是多少?
参考答案
1.C
2.B
3.D
4.D
5.C
6.A
7.D
8.D
9.0.02;3000
10.1∶4;4∶1
11. 8;0.8
12.6;360
13.6;20;0.8
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:图中灯泡和电阻并联在电路中,消毒柜正常工作,则通过的电流:
答:通过的电流为;
(2)解:此时的电功率为:
答:的电功率为;
答:灯泡工作消耗的电能为
(3)解: 电源电压为,在额定电压下工作,则消耗的电能:
。
17.(1)解:当只闭合开关S1,断开开关S2,只有R1工作时,电路中电阻最大,为低温档;当两开关都闭合,两电阻并联时,电路中电阻最小,为高温档。低温挡时通过R1的电流
答:低温挡工作时,通过R1的电流1.5A;
(2)解:低温挡的功率
答:低温挡的功率9W;
(3)解:高温挡和低温挡的功率比为4:3,则
高温档时,、并联接入电路,因此两端的电压不变,电阻不变,则的功率不变,所以的功率
由得,产生的热量
答:处于高温挡时,通电1minR2产生的热量是180J。
18.(1)解:(1)由P=UI得,小灯泡正常发光时的电流
答:(1)小灯泡正常发光时的电流是0.5A;
(2)(2)开关S1、S2都闭合时,电阻R2短路,灯与变阻器并联,电流表测电路的总电流,因灯L恰好正常发光,故电源电压为U=6V; 电流表示数即为干路的总电流,I=1.1A,根据并联电路电流的规律,通过变阻器的电流
由欧姆定律可得,滑动变阻器R1接入电路的阻值
答:电源电压是6V;滑动变阻器R1接入电路的阻值10Ω;
(3)(3)开关S1、S2都断开,滑动变阻器R1与电阻R2串联,调节滑片使电阻R2的电功率为滑动变阻器R1电功率的2倍,根据串联电路电流的规律,结合
电功率与对应的电阻成正比,故
故
根据电阻的串联和欧姆定律,电路的电流
电阻 R2的电功率
答:R2消耗的电功率是1.6W
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