内容正文:
第十五章 电功和电热
一、单选题
1.家庭电路中,下列情形可能引起熔丝熔断的是( )
A.插座的零线火线接反 B.两只白炽灯串联连接
C.电器金属外壳未接地 D.同时使用大功率电器
2.如图所示的串联电路中,定值电阻R1=2R2,开关闭合后,电阻R1、R2两端电压分别为U1、U2,通过的电流分别为I1、I2,电功率分别为P1、P2,相同时间内做的功为W1、W2,以下比值正确的是( )
A.I1︰I2=2︰1 B.U1︰U2=1︰1
C.P1︰P2=2︰1 D.W1︰W2=1︰2
3.如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I-U图象,将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W,下列说法错误( )
①只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为3Ω
②再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2A
③再闭合开关S2时,电路总功率为1.4W
④再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量为240J
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
4.有几位同学讨论电能时,有以下几种说法,你认为不正确的是( )
A.电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程
B.火力发电厂把燃料的化学能转化成电能
C.电功的单位与电能的单位相同,在国际单位制中都是“焦耳”
D.电流表是用来计量用电器在一段时间内消耗的电能的仪表
5.如图甲所示为一个超声波加湿器,图乙是其内部湿度监测装置的简化电路图。是定值电阻,湿敏电阻R的阻值随环境湿度的增大而增大。当环境湿度增大时,则( )
A.电流表示数增大
B.电压表示数减小
C.电压表与电流表示数之比增大
D.电路的总功率变大,的电功率变小
6.如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是( )
A.甲、乙两次实验都应用了控制变量法
B.甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多
C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D.乙实验通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
7.如图所示,曲线A、B分别是白炽灯Ll(220V l00W)、L2(220V 60W)实际测得的伏安特性图象.现将L1、L2两灯串联在220V的电源上,根据图象可得L1、L2的实际功率之比约为( )
A.1:1 B.1:2 C.3:5 D.3:8
8.如图甲所示的电路,电源电压U=10V(恒定不变),R2=8Ω,闭合开关S后,V2表的示数为7V,把甲电路中的两个电压表换成两个电流表,如图乙所示,闭合开关S后,A1表的示数为1.75A,下列说法正确的是( )
A.甲电路中V1表的示数为3V B.乙电路中A2表的示数为2.25A
C.甲电路消耗的总功率为2.5W D.乙电路中R1消耗的功率为10W
二、填空题
9.如图所示电路中,电源电压不变,已知。先闭合开关,电流表示数为0.3A,再闭合开关电流表示数为0.5A,则电源电压为 V。闭合开关和后,电流通过和消耗的电功率之比为 。
10.如图甲所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。开关闭合后,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,电压表V1的示数如图乙所示,此时R2的功率为0.8W。则电流表的示数为 A,电源电压为 V。
11.某电吹风工作6min,能使如图所示的电能表的转盘转过120转,则该电吹风消耗的电能为 kW·h,电功率为 W,这些电能可供一只“220V10W”的LED灯正常工作 h,一只这样的LED灯与一只“220V100W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光效率为 。
12.如图所示为单相电子式电能表,其示数为 kW·h;由参数可得,该电能表能通过的最大电流是 ;计时10min,电能表一共闪了300次,此阶段消耗电能 ,电功率 W。
13. 如图所示为一款充电宝正在给两部手机充电,这两部手机是 (选填“串”或“并”)联的。充电宝上标明电压为3.7V,容量为20000mA•h,它充满电后储存的电能大约为 W•h。
14.小英按如图1所示的电路图连接实验电路,测量电阻Rx的阻值。闭合开关S,滑动变阻器滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图2甲所示,电流表的示数如图2乙所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,电阻Rx的阻值为 ,此时电阻Rx消耗的电功率为 W。
15.有两个定值电阻R1=12Ω,R2=24Ω,串联后接在某电源上;R1、R2两端的电压之比为 ;R1、R2消耗的电功率之比为 .
16.(1)电能表的示数为 kW·h,这个电能表应该在 V的电路中使用;
(2)这个电能表所允许接入最大总功率是 W;
(3)接在这个电能表上的用电器每消耗2kW·h的电能,电能表上的转盘转过 转。
三、实验探究题
17.某科技兴趣小组用一个80Ω的电阻R1、开关、导线等器材制作了一个容量为2L的电热水壶,先将电热水壶接入电压为220V的家庭电路,简化电路如图甲所示,闭合开关;
(1)通过R1的电流是 A;
(2)R1消耗的电功率是 W;
(3)小组发现将一壶水烧开的时间过长,为解决这个问题,小组找来一个相同规格的电阻R2进行改装;
①你认为应按照图 (选填“乙”或“丙”)进行改装;
②正确改装后,用电高峰时,该电热水壶11.2min内将满壶初温为20℃的水加热至沸腾(1个标准大气压),若不计热损失,电热水壶的实际电压是 V。[,]
18.如图所示,在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,小灯泡正常发光时电阻约为12Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的电阻变大;连线不得交叉;
(2)闭合开关S后,移动滑片P时发现电压表无示数,电流表有示数且不断变化,则电路故障可能是小灯泡发生了 (填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数(如图乙所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑动变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为3.8V;
(4)调节滑动变阻器,分别读出电流表和电压表的示数,记录如下表:则小灯泡的额定功率为 W。进一步分析表中数据发现:小灯泡在不同电压下的电阻不相同,这是因为 ;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
2.5
3.0
3.8
4.5
电流I/A
0.33
0.36
0.40
0.44
灯泡亮度
逐渐变亮
(5)以上实验结束后,小明用一个电压表和一个已知电阻,设计了如图丙所示的电路,测量了一个未知的电阻,请在空格内将实验步骤补充完整。
①闭合S、断开S1,用电压表测出待测电阻两端的电压为;
② ,用电压表测出电源电压U;
③请写出用测量值U、及来表示的表达式: 。
四、计算题
19.图甲是小明家使用的电饭煲,图乙是其电路原理图,电路中电源电压为220V。R1和R2为阻值不变的电热丝,S1为温度自动控制开关,可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是4L,额定加热功率是1000W,额定保温功率是100W。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)电热丝R1的阻值是多少?
(2)若该电饭煲将4L水从20℃加热到100℃时,水吸收的热量是多少?
(3)若不计热量损失,加热第2问的水需要多长时间?
20.如图甲是一款家庭常用的小型电中药锅,额定电压为220 V,其电路简图如图乙所示,定值电阻R1、R2都是发热电阻,低温挡的功率为220 W,中温挡的功率为440 W.求:
(1)R1的阻值;
(2)高温挡的功率;
(3)电源的实际电压为198V时,中药锅中温挡工作20 min 消耗的电能.
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