专题05 电功与电热(江苏专用) -【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期末真题分类汇编(江苏专用)
2024-12-09
|
2份
|
167页
|
1351人阅读
|
43人下载
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版(2012)九年级下册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十五章 电功和电热 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 电功和电功率 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.99 MB |
| 发布时间 | 2024-12-09 |
| 更新时间 | 2024-12-09 |
| 作者 | 无忧居士 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-12-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49204220.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题05 电功与电热
电功及其大小
电能表及其读数
电功率及其大小
灯泡功率及其测定
用电能表测用电器电功率
动态电路中的电功率变化
电功率综合计算
探究影响电热大小的因素
焦耳定律及其应用
多状态电路中的电热计算
家庭电路与安全用电
考点一 电功及其大小
1.(2022秋•溧阳市期末)小明对以下常见用电器正常工作1小时所消耗的电能进行了估计,其中与实际相符的是( )
A.挂壁式空调—约10度电
B.电饭锅—约5度电
C.电水壶—约1度电
D.电风扇—约3度电
【答案】C
【解答】解:A.挂壁式空调功率约1500W,1小时所消耗的电能为:W=Pt=1.5kW×1h=1.5kW⋅h,1.5kW⋅h即1.5度电,故A不正确;
B.电饭锅功率约1000W,1小时所消耗的电能为:W=Pt=1kW×1h=1kW⋅h,1kW⋅h即1度电,故B不正确;
C.电水壶功率约1000W,1小时所消耗的电能为:W=Pt=1kW×1h=1kW⋅h,1kW⋅h即1度电,故C正确;
D.电风扇功率约100W,1小时所消耗的电能为:W=Pt=0.1kW×1h=0.1kW⋅h,0.1kW⋅h即0.1度电,故D不正确。
故选C。
2.(2023秋•宿迁期末)甲、乙两个用电器串联后接在某一电源上,在相同的时间内,电流通过甲所做的功比乙大,则( )
A.通过甲的电流比乙大
B.甲两端的电压比乙的大
C.甲的电阻比乙小
D.甲消耗的电能比乙小
【答案】B
【解答】解:A、甲、乙两个用电器串联后接在某一电源上,则用电器通过的电流相等,故A错误;
B、根据W=UIt,已知用电器串联I、t相等,W甲>W乙,
由U可知,U甲>U乙,故B正确;
C、I,U=IR,I相同,U甲>U乙,由R可知,R甲>R乙,故C错误;
D、电流通过甲所做的功比乙的大,甲消耗的电能比乙的多,故D错误。
故选:B。
3.(2023秋•泗阳县期末)某充电宝上面标有5V、15000mAh字样,给它充电时, 电 能转化为 化学 能,充满电后,大约储存了 2.7×105 J的电能。
【答案】电;化学;2.7×105。
【解答】解:充电宝充电时将电能转化为化学能储存起来;
充电宝充满电时储存的电能:W=UIt=5V×15000×10﹣3A×1×3600s=2.7×105J。
故答案为:电;化学;2.7×105。
4.(2023秋•苏州期末)如图所示是某款电动开瓶器的相关信息,为保证该电动开瓶器正常工作,需 串 联 4 节干电池为其供电。该开瓶器正常工作10s,消耗电能 150 J。
【答案】串;4;150。
【解答】解:由图可知,开瓶器的额定电压U=6V,
而干电池的电压为1.5V,根据串联电路的电压特点可知,为保证该电动开瓶器正常工作,需要串联4节干电池;
由图可知,开瓶器的额定功率P=15W,
由P可知,该开瓶器正常工作10s,消耗电能:W=Pt=15W×10s=150J。
故答案为:串;4;150。
5.(2022秋•仪征市校级期末)如图所示是某小灯泡的电流﹣电压图像,小灯泡的额定电压为6V。小灯泡正常发光时,灯丝的电阻是 20 Ω。若将小灯泡与R=10Ω的定值电阻并联接入某电路,干路中的总电流为0.5A,通电30s,电阻R消耗的电能为 27 J。
【答案】20;27
【解答】解:小灯泡的额定电压为6V,由图象知,小灯泡正常发光时UL=6.0V,IL=0.3A,
由欧姆定律可得,小灯泡的电阻为RL20Ω;
将小灯泡与R=10Ω的定值电阻并联接入某电路,
由图象知,当电源电压为3.0V时,通过小灯泡的电流为0.2A,
已知定值电阻为R=10Ω,
通过定值电阻的电流为IR0.3A,
而0.2A+0.3A=0.5A符合题意,
所以电源电压为3.0V,
通电30s,定值电阻消耗的电能为WRRt=(0.3A)2×10Ω×30s=27J。
故答案为:20;27。
6.(2022秋•太仓市期末)如图所示是某手机的“超级快充”插头,匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”,其铭牌参数如表所示,请判断哪一组输出参数可实现超级快速充电? 10V,4A (选填“5V,2A”或“9V,2A”或“10V,4A”),由此可推断,“超级快充”的“快”是指 电功率 大(填写一个物理量名称)。
输入:100V~240V,50/60Hz,1.2A
输出:5V,2A或9V,2A或10V,4A
【答案】10V,4A;电功率。
【解答】解:根据电功率定义式的变形式t可知,在手机电池充电储存的电能一定时,充电功率越大,手机的充电时间越短,由此可知,超“级快充”的“快”是指充电的电功率大;
由图乙可知,该充电插头的三个充电功率分别为:P1=U1I1=5V×2A=10W,
P2=U2I2=9V×2A=18W,
P3=U3I3=10V×4A=40W,
可见,使用参数“10V,4A”功率最大,可实现超级快速充电。
故答案为:10V,4A;电功率。
7.(2022秋•高港区校级期末)如图为小明设计的调光灯电路图。电源电压恒为4.5V,小灯泡上标有“2.5V 0.2A”字样。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时,整个电路1min内消耗的电能是 54 J;为保证无论怎么移动滑动变阻器的滑片,小灯泡两端的电压都不超过其额定电压,需要在电路中串联一个 10 Ω的电阻。
【答案】54;10。
【解答】解:(1)因为小灯泡正常发光时通过灯泡的实际电流等于额定电流,所以,由串联电路的电流特点可知,此时电路中的电流:I=IL=I额=0.2A,
则整个电路1min内消耗的电能:W=UIt=4.5V×0.2A×1×60s=54J;
(2)由题意可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,灯泡也能正常工作,此时灯泡两端的电压:UL=U额=2.5V,
由串联电路的电压特点可知,串联电阻两端的电压:U串=U﹣UL=2.5V﹣2.5V=2V,
由欧姆定律可知,串联电阻的阻值:R串10Ω。
故答案为:54;10。
8.(2022秋•高邮市期末)电功大小与电流、电压、通电时间都有关。用如图所示装置探究电功大小的影响因素,请回答以下问题:
(1)该装置可用来探究电功与 电压 (选填“电压”或“电流”)的关系。因为两灯泡串联,控制了 电流 相等这一条件。
(2)根据 灯泡亮度 ,我们可以比较相同时间内电流做功的多少。在实验中,两灯泡规格应 不相同 (选填“相同”或“不相同”)。
(3)实验中发现L1更亮且电压表V1示数更大,这说明在电流相同,通电时间相同时, 电压 越大,电流做的功也就越多。
【答案】(1)电压;电流;(2)灯泡亮度;不相同;(3)电压。
【解答】解:(1)通过公式W=UIt分析、电流和时间有关。电路中,两灯串联电流相同,电压不同,根据控制变量法的思路,是为研究电流做功与电压的关系。
(2)由图示电路图可知,两灯泡串联,通过它们的电流与通电时间相等,要“探究影响电流做功多少的因素”电路中两灯泡的规格应不同。实验时,可以根据灯泡亮度比较相同时间内电流做功的多少。
(3)结合W=UIt可知:电流相同,通电时间相同时,电压越大,电流做的功也就越多。
故答案为:(1)电压;电流;(2)灯泡亮度;不相同;(3)电压。
9.(2023秋•仪征市期末)如图甲是某生产流水线上均匀正方体产品的输送及计数装置示意图,其中S为激光源,R1为光敏电阻(有光照射时,阻值较小;无光照射时,阻值较大),R2=400Ω。水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住。电压表示数随时间变化的关系如图乙所示。已知电源电压恒为6V,则有光照射时光敏电阻R1的阻值为 200 Ω,有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为 2:1 ,每小时通过S与R1之间的产品个数为 6000 个,每小时电流通过R2做的功是 108 J。
【答案】200;2:1;6000;108。
【解答】解:R1与R2串联,R1为光敏电阻,有光照射时,阻值较小,无光照射时,阻值较大,根据串联分压原理可知有光照射时光敏电阻两端的电压较小,
由图象可得有激光照射R1时,U1=2V,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得定值电阻两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
串联电路的电流处处相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流:I0.01A,
根据欧姆定律可得此时光敏电阻的阻值:R1200Ω;
无激光照射R1时,由图象可得,U1′=4V,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得定值电阻两端的电压:U2′=U﹣U1′=6V﹣4V=2V,
有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为;
根据欧姆定律可知此时通过电路的电流:I′0.005A,
由图象可知每经过0.6s,就有一个产品通过计数装置,则每1h通过S与R1之间的产品个数为6000个,
1h内电流通过R2做的功:W=(U2It+U2′I′t′)(4V×0.01A×0.4s+2V×0.005A×0.2s)108J。
故答案为:200;2:1;6000;108。
10.(2022秋•海陵区校级期末)在“探究影响电流做功多少的因素”活动中,同学们设计了如图甲、乙两个电路:
(1)本实验通过比较 灯泡的亮度 来反映相同时间电流做功的多少。
(2)图中所选用的灯泡L1和L2的规格应 不同 。
(3)应该选择图 乙 所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系;两个小灯泡是 串联 (选填“串联”或“并联”)的,这样连接是为了控制 电流 相等。
(4)小明发现,按图甲电路实验时L1比L2亮,同时观察到A1示数比A2大,这说明相同时间内 L1 (L1/L2)的电功大,由此可得出的结论是 电压和通电时间相等时,电流越大,电流做功越多 。接着他将这两个灯泡按图乙连接好观察到 L2 (L1/L2)更亮。
(5)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想,小明是否必须通过实验验证?你的看法是 不必 (选填“不必”或“必须”),你的依据是 对电路中的同一个灯泡,电压和通过的电流相同,根据生活经验可知,通电时间越长,灯消耗的电能越多 。
【答案】(1)灯泡的亮度;(2)不同;(3)乙;串联;电流;(4)L1;电压和通电时间相等时,电流越大,电流做功越多;L2;(5)不必;对电路中的同一个灯泡,电压和通过的电流相同,根据生活经验可知,通电时间越长,灯消耗的电能越多。
【解答】解:(1)闭合开关小灯泡发光,这一过程电流做了多少功,就有多少电能转化为内能和光能,实验中通过观察灯泡的亮度来判断相同时间电流做功的多少,利用了转换法;
(2)实验中需要控制电流或电压不同,因此图中所选用的灯泡L1和L2的规格应不同;
(3)研究电流做功多少与电压大小的关系,应控制电流大小和通电时间相同,使两灯两端的电压不同,根据串并联电路的特点可知应使两个小灯泡串联,所以应选乙电路;
(4)甲图中两灯并联,由并联电路的电压特点可知U1=U2,
A1示数比A2大,即I1>I2,
根据W=UIt可知W1>W2;
由此可得结论:电压和通电时间相等时,电流越大,电流做功越多;
电压相等,由R可知R1<R2,
将这两个灯泡按图乙连接好电路,两灯串联通过灯泡的电流相等,由P=I2R可知L2的实际功率较大,所以L2更亮;
(5)对电路中的同一个灯泡,电压和通过的电流相同,根据生活经验可知,通电时间越长,灯消耗的电能越多,即电流做的功越多,故对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想,不必通过实验验证。
故答案为:(1)灯泡的亮度;(2)不同;(3)乙;串联;电流;(4)L1;电压和通电时间相等时,电流越大,电流做功越多;L2;(5)不必;对电路中的同一个灯泡,电压和通过的电流相同,根据生活经验可知,通电时间越长,灯消耗的电能越多。
11.(2023秋•阜宁县期末)如图所示的电路中,电源电压U恒为24V,电阻R1的阻值为6Ω,滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为1A。求:
(1)此时电阻R1两端的电压U1;
(2)1min内R上消耗的电能;
(3)若电流表量程为0﹣3A,为了保证电路安全,R接入电路中电阻的最小值是多少?
【答案】(1)此时电阻R1两端的电压U1为6V;
(2)1min内R上消耗的电能为1080J;
(3)若电流表量程为0﹣3A,为了保证电路安全,R接入电路中电阻的最小值是6Ω。
【解答】解:(1)闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律得出此时电阻R1两端的电压U1=IR1=1A×6Ω=6V;
(2)根据串联电路的电压特点可知R两端的电压UR=U﹣U1=24V﹣6V=18V,
根据W=UIt可知1min内R上消耗的电能W=URIt=18V×1A×60s=1080J;
(3)若电流表量程为0﹣3A,滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”字样,为了保证电路安全,电路电流最大为I′=2A,根据欧姆定律可知电路总电阻R′12Ω,
根据电阻串联的特点可知R接入电路中电阻的最小值R小=R′﹣R1=12Ω﹣6Ω=6Ω。
答:(1)此时电阻R1两端的电压U1为6V;
(2)1min内R上消耗的电能为1080J;
(3)若电流表量程为0﹣3A,为了保证电路安全,R接入电路中电阻的最小值是6Ω。
考点二 电能表及其读数
12.(2022秋•姜堰区校级期末)小明家里的电能表10月1日的示数如图(上)所示,11月1日示数如图(下)所示,他家10月份共用电为( )
A.312 kW•h B.31.2 kW/h C.31.2 kW•h D.31.2J
【答案】C
【解答】解:小明家10月份共用电:8199.7kW•h﹣8168.5kW•h=31.2kW•h。
故选:C。
13.(2020秋•太仓市期末)如图所示分别是小明家11月1日和12月1日电能表的示数,结合表盘上的信息可知,下列判断正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.小明家11月份消耗的电能为1011kW•h
C.电能表工作时允许通过的最大电流不能超过10A
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW•h
【答案】D
【解答】解:A、电能表是测量电功的仪表。故A错误;
B、小明家11月份消耗的电能:5647.8kW•h﹣5546.7kW•h=101.1kW•h。故B错误;
C、“10(40)A”表示电能表的标定电流为10A,平时工作允许通过的最大电流为40A。故C错误;
D、指示灯闪烁320次消耗的电能:WkW•h=0.2kW•h。故D正确。
故选:D。
14.(2022秋•高邮市期末)如图所示为单相电子式电能表,关于该电能表下列说法正确的是( )
A.允许通过的最大电流为10A
B.主要用来测量用电器的电功率
C.指示灯闪250次表示消耗电能3.6×105J
D.此时的示数为13148kW•h
【答案】C
【解答】解:A.“10(20)A”表示电能表的标定电流是10A,20A是指这个电能表平时工作允许通过的最大电流,故A错误;
B.电能表主要用来测量用电器消耗电能的仪表,故B错误;
C.2500imp/(kW•h)表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表指示灯闪烁2500次,则指示灯闪烁250次,电路消耗电能为0.1kW•h=3.6×105J,故C正确;
D.电能表显示数字中最后一位是小数,由图知,该电能表此时示数为1314.8kW•h,故D错误。
故选:C。
15.(2023秋•建湖县期末)同一只白炽灯在家庭电路中单独正常工作时,不同参数的电能表指示灯闪烁最快的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:根据电能表上的参数含义可知:电能表上的参数越小,说明一定功率的用电器接在电路中时,电能表上的指示灯闪烁越慢。反之,电能表指示灯闪烁最快,故D正确,ABC错误。
故选:D。
16.(2023秋•宿迁期末)某家庭月初电能表的示数为2627.2kW•h,月底表盘示数为2717.2kW•h,表盘上有1800imp/(kW•h),他所在地区每度电的电费是0.5元,将某家用电器单独接在该电能表上正常工作10min,电能表指示灯闪烁了360次,则( )
A.本月他家应缴纳电费90元
B.该家庭这个月总共耗电2717.2kW•h
C.这个用电器可能是节能灯
D.这个用电器10min耗电0.2kW•h
【答案】D
【解答】解:AB、该家庭本月消耗的电能为:W=2717.2kW•h﹣2627.2kW•h=90kW•h,本月应缴纳电费0.5元/kW•h×90kW•h=45元,故AB错误;
CD、该用电器单独接入电路消耗的电能为:;
它的电功率为:,这个用电器不可能是节能灯,故C错误、D正确。
故选:D。
17.(2021秋•淮安区期末)如图所示,电能表正常工作,通过的最大电流值是 20 A;电能表记录电路消耗的电能是 2028.6 kW•h;电能表每转过1圈,电路中消耗的电能是 6000 J。
【答案】20;2028.6;6000。
【解答】解:
(1)由参数“10(20)A”可知,电能表正常运行的最大电流为20A;
(2)电能表记录电路消耗的电能是2028.6kW•h;
(3)电能表每转过1圈,电路中消耗的电能:W1kW•h=6000J。
故答案为:20;2028.6;6000。
18.(2022秋•连云港期末)小明家的电能表6月底的读数为624.6kW•h,8月底读数如图所示,则他家这两月用电 420 kW•h。在某段时间内,耗电指示灯闪烁120次,则表示电路中的用电器消耗了 3.6×105 J的电能。
【答案】420;3.6×105。
【解答】解:电能表6月底的读数为624.6kW•h,由图可知8月底读数为1044.6kW•h,
则他家两月用电:W=1044.6kW•h﹣624.6kW•h=420kW•h;
1200imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁1200次,
当指示灯闪烁50次时,用电器消耗的电能为:
W0.1kW•h=3.6×105J。
故答案为:420;3.6×105。
19.(2022秋•淮安区期末)如图所示,电能表的面板示数表明,家庭电路消耗的电能是 222.3 kW•h;电流规格参数表明,每消耗2kW•h电能指示灯闪烁 6400 次。
【答案】222.3;6400
【解答】解:
(1)电能表最后一位示数是小数位,由图示电能表可知,家庭电路消耗的电能:W=222.3kW•h;
(2)“3200imp/kW•h”表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3200次。
则每消耗2kW•h电能指示灯闪烁的次数:
n=3200imp/kW•h×2kW•h=6400imp(次)。
故答案为:222.3;6400。
20.(2022秋•邳州市期末)如图所示是家用电子式电能表表盘,现在的示数为 7624.1 kW•h,现将若干盏规格均为“220V 20W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15min,电能表的指示灯闪烁了300次,该过程节能灯消耗的电能 0.1 kW•h,接入的节能灯共 20 盏。
【答案】7624.1;0.1;20。
【解答】解:(1)图中表盘中示数是7624.1kW•h;
(2)3000imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,指示灯闪烁3000次,
指示灯闪烁300次,节能灯消耗电能:
WkW•h=0.1kW•h,
t=15min=0.25h,
节能灯的总电功率:
P总0.4kW=400W,
每盏节能灯正常工作的电功率P=P额=20W,
接入的节能灯数量:
n20盏。
故答案为:7624.1;0.1;20。
考点三 电功率及其大小
21.(2023秋•苏州期末)以下单位中,属于电功率单位的是( )
A.安培 B.伏特 C.焦耳 D.千瓦
【答案】D
【解答】解:在物理学中,
A、安培是电流的基本单位。故A不符合题意;
B、伏特是电压的基本单位。故B不符合题意;
C、焦耳是功和各种能量的基本单位。故C不符合题意;
D、千瓦是电功率的单位。故D符合题意。
故选:D。
22.(2022秋•溧阳市期末)下列各组中都属于电功率单位的一组是( )
A.焦、伏•安、千瓦•时
B.焦、伏•安•秒、千瓦•时
C.瓦、伏•安、焦/秒
D.瓦、伏•安、焦•秒
【答案】C
【解答】解:A.J和kW⋅h是电功单位,根据P=UI可知,V⋅A为电功率单位,故A不正确;
B.J和kW⋅h是电功单位,根据W=UIt可知,V⋅A⋅s为电功单位,故B不正确;
C.W是电功率单位,根据P=UI可知,V⋅A为电功率单位,根据可知,J/s是电功率单位,故C正确;
D.W是电功率单位,由P=UI可知,V⋅A是电功率单位,J是电功的单位,s是时间单位,两者相乘并不是电功率,故J⋅s不是电功率单位,故D不正确。
故选:C。
23.(2023秋•仪征市期末)下列数据中,最接近实际情况的是( )
A.LED节能台灯的功率约为500W
B.家用电冰箱的正常工作电流约1A
C.对人体来说,安全电压是220V
D.某家用空调正常工作2小时消耗电能大约1J
【答案】B
【解答】解:A、LED节能台灯的功率约为20W,故A错误;
B、家用电冰箱的正常工作电流约1A,故B正确;
C、对人体来说,安全电压不高于36V,故C错误;
D、家用空调正常工作2小时消耗的电能约为2kW•h,故D错误。
故选:B。
24.(2023秋•宝应县期末)下列是生活中常见的一些数据,其中最贴近实际的是( )
A.电饭锅煮饭时的功率约为100W
B.储热式电热水器给水加热时功率约为3000W
C.电子手表正常工作时的电流约为150mA
D.教室内的一只荧光灯正常工作时的电流约为1A
【答案】B
【解答】解:A、电饭锅煮饭时的功率约在1000W左右,故A不符合实际;
B、储热式电热水器属大功率用电器,给水加热时的功率约为3000W,故B符合实际;
C、电子手表的功率非常小,其正常工作时的电流约为1.5μA,故C不符合实际;
D、照明灯的功率在40W左右,工作电流I0.2A;故D不符合实际。
故选:B。
25.(2023秋•连云港期末)下列几种用电器,正常工作时电功率最小的是( )
A.电风扇 B.电熨斗 C.LED台灯 D.烧水壶
【答案】C
【解答】解:正常工作时,电风扇的功率约为40W,电熨斗的功率约为1000W,LED台灯的功率约为10W,烧水壶的功率约为1000W,电功率最小的是LED台灯,故C正确。
故选:C。
26.(2022秋•连云港期末)如图所示的几种用电器中,正常工作时的功率最接近1kW的是( )
A.电风扇 B.笔记本电脑
C.LED台灯 D.烧水壶
【答案】D
【解答】解:A、电风扇正常工作时的功率在60W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、LED台灯正常工作时的功率在10W左右,故C不符合题意;
D、烧水壶正常工作时的功率约为1000W,故D符合题意。
故选:D。
27.(2022秋•兴化市期末)小明在学习了电功率知识后,观察了他家厨房电饭锅和电压力锅的铭牌,电饭锅甲的额定功率为1300W,电压力锅乙的额定功率为900W。在它们正常工作的情况下,下列说法正确的是( )
A.电饭锅甲消耗电能多
B.电压力锅乙消耗电能少
C.电饭锅甲消耗电能快
D.电压力锅乙消耗电能快
【答案】C
【解答】解:AB.由W=Pt可知,消耗电能的多少,得考虑时间因素,在不知道工作时间的情况下,不能判断哪个电饭煲消耗的电能多,故AB错误;
CD.甲的额定电功率大于乙的额定电功率,根据物理意义,电饭煲甲消耗电能快,故C正确、D错误;
故选:C。
28.(2022秋•涟水县期末)央视春晚,岳云鹏和孙越的相声《妙言趣语》中,小岳岳说,“瓦片的瓦,里面一个千万的千,这个字念‘千瓦’。”网友第一时间翻了家里的《新华字典》,结果还真有如图所示的“瓩”,念两个音“千瓦”,它是电学里 电功率 (选填“电功”或“电功率”)的单位,表示电流做功 快慢 (选填“快慢”或“多少”)的物理量。
【答案】电功率;快慢
【解答】解:千瓦是电功率的单位;电功率是指电流在单位时间内做功的多少,它是表示电流做功快慢的物理量。
故答案为:电功率;快慢。
考点四 灯泡功率及其测定
29.(2023秋•苏州期末)将两个额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中,闭合开关S后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,则下列说法正确的是( )
A.通过灯L1的电流较大
B.灯L2两端电压较大
C.灯L2的电阻较大
D.通过灯L1的电流和L2相同
【答案】D
【解答】解:ACD、串联电路的电流处处相等,如图两个灯泡是串联的,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,说明灯泡L1的实际功率大,根据P=I2R知,灯泡L1的电阻比L2的电阻大,故AC错误,D正确;
B、根据U=IR知,灯泡L1两端的电压大,故B错误。
故选:D。
30.(2023秋•宿迁期末)如图所示电路,电源电压不变,R为定值电阻,将标有“6V 2W”的灯泡L1接在a、b两接线柱间,闭合开关S,灯L1正常发光;若在a、b两接线柱间换上标有“6V 3W”的灯泡L2,闭合开关S,则灯L2( )
A.恰能正常发光 B.比正常发光时偏亮
C.灯丝可能烧断 D.比正常发光时偏暗
【答案】D
【解答】解:根据P的变形公式R可知,当电压相同时,电功率越大,电阻越小;
所以“6V 3W”的灯泡电阻比“6V 2W”灯泡电阻小;
把乙灯泡接入电路后,灯泡电阻变小,定值电阻阻值不变,
灯泡分压变小,灯泡两端的电压小于6V,
灯泡两端电压小于其额定电压,灯泡的实际功率小于额定功率3W,比正常发光时偏暗,灯丝不可能烧断,故D正确,ABC错误。
故选:D。
31.(2020秋•东海县期末)L1灯规格为“6V 6W”,L2灯规格为“6V 3W”,忽略灯丝电阻变化,现将两灯串联后接在9V的电路中,则下列说法正确的是( )
A.两盏灯都能正常发光,L1更亮些
B.只有L1能正常发光,L1更亮些
C.只有L2能正常发光,L2更亮些
D.两盏灯都不能正常发光,L2更亮些
【答案】C
【解答】解:根据P可知,灯泡L1的电阻为:R16Ω;灯泡L2的电阻为:R212Ω;
根据P=UI可知,灯泡L1的额定电流为:I11A;灯泡L2的额定电流为:I20.5A;
忽略灯丝电阻变化,此时电路的电流为:I0.5A;故灯泡L2能正常发光,灯泡L1不能正常发光;
串联电路中通过两个灯泡的电流相同,灯泡L1的电阻小于灯泡L2的电阻,根据P=I2R可知,灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率,即L2更亮些。
故选:C。
32.(2020秋•秦淮区期末)如图所示,电源电压不变,R是定值电阻,将一个“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰能正常发光;若换一个“6V 4W”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡( )
A.恰能正常发光 B.比正常发光时亮些
C.比正常发光时暗 D.灯丝可能会被烧坏
【答案】C
【解答】解:由P=UI可得,两灯泡的电阻分别为:
R112Ω,R29Ω,
则R1>R2,
当“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间时,小灯泡恰能正常发光,
当“6V 4W”的小灯泡接在a、b两点间后,电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,
由U=IR可知,R两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压变小,即“6V 4W”小灯泡两端的电压小于6V,
由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,比正常发光时暗些,故C正确、ABD错误。
故选:C。
33.(2021秋•兴化市期末)如图所示,闭合开关S后,小灯泡L1的亮度比L2的亮度大,则( )
A.L1和L2的连接方式是并联
B.电压表测量的是L2两端电压
C.通过L1的电流比通过L2的大
D.L1两端电压比L2两端电压大
【答案】D
【解答】解:
AB、由电路图可知,闭合开关S,L1与L2串联,电压表测L1两端的电压,故AB错误;
C、在串联电路中,各处的电流是相同的,通过L1的电流和通过L2的电流相同,故C错误;
D、小灯泡L1的亮度比L2的亮度大,这说明小灯泡L1的实际功率大,电流相同,根据P=UI可知,小灯泡L1两端的电压大,故D正确。
故选:D。
34.(2023秋•邗江区校级期末)小明做“测定小灯泡电功率”的实验,小灯泡标有“2.5”字样,滑动变阻器规格为“20Ω,2A”,电源为电压可调的学生电源,其他实验器材齐全且完好。
(1)小明连接的实物图如图1所示,闭合开关,发现灯 不亮 (选填“亮”或“不亮”),电流表 无 (选填“有”或“无”)示数;
(2)经检查发现接错了一根导线。请你在这根导线上打“×”,并补画出正确连接的那根导线;
(3)电路连接正确后,小明选用“6V”挡电源电压,将滑片调到最大阻值,闭合开关。某次实验时,发现小灯泡发光较亮,电压表、电流表的示数分别如图(a)(b)所示,此时电路中的电流为 0.32 A,小灯泡的实际功率 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率;
(4)小明进行多次实验,测量的数据如下表所示,则小灯泡L正常发光时的电功率为 0.75 W。老师发现表格中第 1 次数据是编造的;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.3
1.7
2.1
2.5
2.8
电流I/A
0.22
0.24
0.26
0.28
0.30
(5)根据表格中的数据推测:当电流为0.12A时,小灯泡的实际功率最有可能的是 A ;
A.0.05W
B.0.08W
C.0.10W
D.0.11W
(6)实验中,小明向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电流表示数变大,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大。若滑动变阻器接入电阻减小了ΔR1,小灯泡电阻增大了ΔR2,则ΔR1 > ΔR2(选填“>”、“=”或“<”);
(7)小华利用小明的实验器材,将电源电压调为3V,增加了一个阻值为10Ω定值电阻R1、电阻箱R2来测量小灯泡的额定功率。如图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是 D (填字母)。
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.丙方案能,丁方案不能
D.丙方案不能,丁方案能
【答案】(1)不亮;无;(2);(3)0.32;大于;(4)0.75;1;(5)A;(6)>;(7)D。
【解答】解:(1)小明连接的实物图如图1所示,电流表与灯并联,电压表串联在电路中(电压表测电源电压,电压表有示数),因电压表内阻很大,电路的电流几乎为0,闭合开关,发现灯不亮,电流表无示数。
(2)电压表与灯并联,电流表应与灯串联,改正后,如图所示:
。
(3)某次实验时,发现小灯泡发光较亮,电压表、电流表的示数分别如图2(a)(b)所示,由题意可知小灯泡的额定电压为2.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电路中的电流为0.32A;电压表选用小量程,分度值 为0.1V,电压为2.8V。因2.8V大于灯的额定电压,故小灯泡的实际功率大于灯的额定功率。
(4)小明进行多次实验,测量的数据如表所示,由表中数据知,灯在额定电压下的电流为0.30A,则小灯泡L正常发光时 的电功率为P=UI=2.5V×0.30A=0.75W
变阻器的最大电阻为20Ω,由表中第1组数据,根据串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻
故表格中第1次数据是编造的。
(5)第2次实验灯的实际功率为 P2=U2I2=1.3V×0.24A=0.312W
当电流为0.12A时,此时的电流为0.24A的0.5倍,根据P=I2R,在电阻不变时,电功率与电流的平方成正比,即若灯的电 阻不变,P'=UI=(0.5A)2×0.312W=0.078W
而实际上灯的电阻随温度的减小而变小(通过灯的电流随电压的变小而变 化,根据P=UI灯的实际功率也变小,灯的温度降低),故这时灯的实际功率一定小于0.078W。
选A。
(6)当滑动变阻器电阻变小时,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大,电流表示数变大,由欧姆定律知电路的总电阻变小;电路的总电阻R=R滑+R灯所以滑动变阻器接入电阻或小量△R1大于对泄电阻增大量△R2,总电阻才能变小。
(7)丙方案中,R1、小灯泡、变阻器三者串联,小灯泡额定电压2.5V,根据前面测的数据(即I额=0.3A),若灯泡正常 发光,则10Ω的电阻R1分得的电压为3V,由串联电路的电压特点可知电源电压至少5.5V,而给出的电源电压只有3V,所 以灯泡电压达不到额定电压,不可能正常发光,故丙方案不能测出小灯泡的额定功率。丁方案中,根据“小华利用小明的实验器材”可知电源电压为3V,图中电压表测变阻器两端的电压,当电压表示数U滑=U﹣UL=3V﹣2.5V=0.5V时,灯泡正常发光;且可通过调节电阻箱的阻值使得开关接2时电压表示数仍为0.5V,则灯泡正 常发光时的电阻等于电阻箱的阻值(等效法),根据可以测出小灯泡的额定功率,即丁方案能测出小灯泡的额定功率,所以,丙方案不能,丁方案能。
故选D。
故答案为:(1)不亮;无;(2);(3)0.32;大于;(4)0.75;1;(5)A;(6)>;(7)D。
35.(2022秋•徐州期末)如图所示电路,电源电压保持6V不变,灯泡上标有“6V 3.6W”字样,滑动变阻器的最大阻值为20Ω(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)灯丝电阻;
(2)灯泡最暗时,滑动变阻器消耗的功率。
【答案】(1)灯丝电阻为10Ω;
(2)灯泡最暗时,滑动变阻器消耗的功率为0.8W。
【解答】解:(1)根据P得灯丝电阻为:
RL10Ω;
(2)当滑动变阻器的电阻最大时电路中的总电阻最大,由I知电路中的电流最小,小灯泡最暗,此时电路中的电流为:
I0.2A,
滑动变阻器消耗的功率为:
P=I2R=(0.2A)2×20Ω=0.8W。
答:(1)灯丝电阻为10Ω;
(2)灯泡最暗时,滑动变阻器消耗的功率为0.8W。
考点五 用电能表测用电器电功率
36.(2022秋•兴化市校级期末)小明利用电能表测某家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器工作时,测得在15min内,消耗电能0.2kW•h,这个用电器可能是( )
A.电冰箱 B.电饭煲 C.电视机 D.收音机
【答案】B
【解答】解:用电器的功率:
P0.8kW=800W;
以上四种家用电器中,电冰箱的功率一般在150W左右;
电视机的功率一般在150W左右;
收音机的功率不到1W;
功率800W的只有电饭煲。
故选:B。
37.(2023秋•海安市期末)小华家有电烤箱和电饭锅各一个,将它们正常工作lh的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。下列判断正确的是( )
A.电烤箱正常工作时的电压较高
B.正常工作时它们做功一样快
C.电烤箱正常工作时的电流大
D.一个月内,电烤箱的用电费用一定多
【答案】C
【解答】解:
A、由题意可知,家庭用电器的额定电压相同,根据额定电压下用电器正常工作可知,两用电器正常工作时的电压相等,故A错误;
B、由图可知,在相同时间内,电烤箱需要的电费多,即电烤箱消耗的电能多,由P得,电烤箱的电功率大于电饭锅;电功率是表示电流做功快慢的物理量,因此正常工作时,电烤箱做功快,故B错误;
C、两用电器正常工作时的电压相等,电烤箱的电功率大于电饭锅,由P=UI可知,电烤箱正常工作时的电流大于电饭锅的电流,故C正确;
D、在一个月内,小乐家电烤箱与电饭锅的使用时间的关系不确定;由W=Pt可知,消耗电能的多少与电功率大小和时间长短有关,故电烤箱的用电费用不一定比电饭锅的用电费用多,故D错误;
故选:C。
38.(2022秋•姑苏区校级期末)如图所示,是小明观察到自家电能表的情况,其显示的示数为 1919.8 kW•h;他关掉了家里其他用电器,只让电饭锅处于加热状态工作,观察到电能表转盘6min内刚好转动了60转,则他家的电饭锅加热时的电功率为 1000 W。
【答案】1919.8;1000。
【解答】解:电能表的读数,最后一位是小数,单位是kW•h,读图可知,电能表的读数1919.8kW•h。
“600r/(kW•h)”表示每消耗1kW•h电能,电能表转盘转600圈,
电能表的转盘在6min转了60转,消耗的电能为:
W0.1kW•h;
电饭锅加热时的电功率为:
。
故答案为:1919.8;1000。
39.(2020秋•宜兴市期末)如图所示是用来测量电能的仪表,这只电表此时的读数是 8815.6 kW•h,当电路中只有一个电饭煲接入电路,正常工作12min,发现此电能表的转盘转过了500转。则这个电饭煲的额定功率是 1000 W。
【答案】8815.6;1000
【解答】解:
(1)电能表示数的单位是kW•h,最后一位为小数,所以此时的示数为:8815.6kW•h;
(2)2500r/kW•h表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转2500转,
则转盘转500转,电饭煲消耗的电能:WkW•h=0.2kW•h,
电饭煲的额定功率:P1kW=1000W。
故答案为:8815.6;1000。
40.(2020秋•镇江期末)某电炉工作3min,使图示电能表的转盘转过300r。则电水壶消耗的电能为 0.1 kW•h,电功率为 2000 W,这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作 10 h。
【答案】0.1;2000;10
【解答】解:
转过300r消耗的电能为:
W0.1kW•h;
电功率为:
P2kW=2000W,
由P得,这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作:
t10h。
故答案为:0.1;2000;10。
41.(2020秋•海陵区期末)某家庭电路电能表的技术参数如图所示,则同时工作的用电器总功率不能超过 4400 W。为测量该家庭微波炉的实际功率,应先 关闭所有的用电器 ,直至电能表的转盘不转动,再只让微波炉单独工作。测量出2min内电能表的转盘转了30圈,则微波炉的实际功率为 1500 W。
【答案】4400;关闭所有的用电器;1500
【解答】解:由图可知,U=220V,最大电流为:I=20A,该家庭用电器的总功率不能超过P=UI=220V×20A=4400W;
为测量该家庭微波炉的实际功率,应先关闭所有的用电器,直至电能表的转盘不转动,再只让微波炉单独工作;
电能表转盘转30圈消耗的电能为:WkW•h=0.05kW•h=180000J,
t=2min=120s;
该用电器的实际功率为:P1500W。
故答案为:4400;关闭所有的用电器;1500。
考点六 动态电路中的电功率变化
42.(2023秋•赣榆区期末)如图所示,滑动变阻器的滑片从右端向左端滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数不变,总功率变小
B.电流表的示数变大,总功率变大
C.电压表示数变大,灯泡的亮度变暗
D.电流表示数变大,灯泡的亮度变暗
【答案】A
【解答】解:由电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测电源电压,电流表测量电路的电流;
滑动变阻器的滑片从右端向左端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大;
根据I可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
根据U=IR可知,灯泡两端的电压变小,由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,故灯泡变暗;
由于电源电压不变,所以电压表的示数不变,由P=UI可知电路中的总功率变小;
综上所述,A正确。
故选:A。
43.(2022秋•建邺区期末)如图甲是电子测温仪。图乙是其简化电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为热敏电阻,靠近人体测温时,其阻值随温度升高而减小。当所测体温降低时,下列说法正确的是( )
A.电路的总电阻变小 B.电压表的示数变大
C.R0消耗的功率变小 D.电路的总功率变大
【答案】C
【解答】解:根据电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压,
热敏电阻其阻值随温度升高而减小,被测者体温降低时,R的阻值变大,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小;根据U=IR可知定值电阻两端的电压变小,即电压表示数变小,根据P=UI可知R0消耗的功率变小,电路的总功率变小,故ABD错误,C正确。
故选:C。
44.(2023秋•扬州期末)如图电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,则( )
A.电压表V示数变大,R1消耗的电功率变大
B.电流表A1示数不变,电压表V与电流表A2示数比值不变
C.电压表V示数不变,R2消耗的电功率变小
D.电流表A2示数变少,R1与R2上的电功率之比变小
【答案】C
【解答】解:闭合开关S后,滑动变阻器与电阻并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过R1的电流,电压表测量并联电路两端的电压,即电源电压;
A、电压表测电源电压,电源电压不变,移动滑片时电压表示数不变;并联电路中各支路互不影响,所以通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变,根据P=UI可知,R1消耗的电功率不变,故A错误;
B、滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器两端电压不变,由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小,根据并联电路的电流规律可知,干路电流变小,电流表A1示数变小;
电压表V示数不变,电流表A2示数示数不变,电压表V与电流表A2示数比值不变,故B错误;
CD、滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据电功率公式P可知,变阻器接入电路部分消耗的电功率变小,则R1与R2上的电功率之比变大,故C正确、D错误;
故选:C。
45.(2022秋•姑苏区校级期末)如图所示的电路板,正面只有一个开关和两个灯泡,电源及导线均在电路板背面。闭合开关,L1发光,L2不发光;用灯泡L3替换L1,发现L2和L3同时发光,则下列判断正确的是( )
A.L1和L2并联
B.L2不发光的原因是灯丝断了
C.L3替换L1后,电路中的电流变小
D.L3替换L1后,电路的总功率变大
【答案】D
【解答】解:
AB、闭合开关,看见L1发光,L2不发光;用灯泡L3替换L1,发现L2和L3同时发光,因为替换的是发光的灯泡,替换后原来不发光的灯泡L2也发光了,说明灯泡L2的灯丝没有断;
若原来L1和L2并联,用灯泡L3替换L1后,根据并联电路中各支路互不影响的特点可知,对L2支路无影响,L2应该仍然不发光,而替换后发现L2和L3同时发光,所以两灯泡不是并联,即原来L1和L2是串联的,则替换后L2和L3是串联的,原来L2不发光是因为L2的实际功率太小造成的,故AB错误;
CD、替换前后的电路图如图所示,
原来L2不发光是因为L2的实际功率太小,现在L2发光,说明L2的实际功率增大了,L2的阻值不变,则由P=I2R可知,替换后电路中电流增大了,电源电压不变,根据P=UI可知,电路的总功率变大,故C错误、D正确。
故选:D。
46.(2022秋•丹阳市期末)如图所示,电源为恒流电源,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,电压表的示数为U,电流表A的示数为I,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,电路的总功率为P总,移动滑动变阻器的滑片,下列关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:闭合开关,两电阻并联接入电路,电流表A测干路电流,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测通过R2的电流,电压表测电源电压,
根据并联电路电阻规律可知滑动变阻器接入电路的电阻变大时电路总电阻R变大,电源为恒流电源,所以通过干路的电流始终不变,故A错误;
根据U=IR可知电源电压变大,
根据欧姆定律可知通过定值电阻的电流I2,U变大,则I2变大,故B错误;
电路总电流不变,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器的电流I1=I﹣I2,I不变,I2变大,则I1变小,所以U=I2R2=(I﹣I1)R2,是一次函数,且系数是负的,因而图像是一条直线,且U随I1的减小而增大,故C正确;
根据P=UI可知I不变,U变大,则电路总功率变大,
综上所述可知P总随I1的减小而增大,故D错误。
故选:C。
47.(2023秋•南京期末)如图所示电路,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”,定值电阻R0的规格为“10Ω 0.5A”。为了保证电路安全,闭合开关后在滑动变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是( )
A.变阻器R接入电路的阻值变化范围为2Ω~20Ω
B.电流表示数允许变化范围是0.2A~0.5A
C.电路消耗的最小电功率为1.2W
D.电阻R0消耗的最小电功率为0.9W
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB、当电压表的最大示数为3V时,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电路电流最小;
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以定值电阻R0两端电压:U0=U﹣UR=6V﹣3V=3V;
此时电路中的最小电流:I小=I00.3A;
由I可知,此时电路的总电阻:R总大20Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R2大=R总大﹣R0=20Ω﹣10Ω=10Ω;
因电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R0允许通过的最大电流为0.5A,滑动变阻器R允许通过的最大电流为1A,所以,电路中的最大电流I大=0.5A;则电流表示数允许变化范围是0.3A~0.5A;
此时电路中的总电阻:R总小12Ω;
此时滑动变阻器接入电路的最小电阻:R2小=R总小﹣R0=12Ω﹣10Ω=2Ω;变阻器R接入电路阻变化范围为2Ω~10Ω;故AB错误;
C、电路中的最小电流为I小=0.3A,电路消耗的最小电功率为P=UI小=6V×0.3A=1.8W,故C错误;
D、电阻R0消耗的最小电功率为:P'R0=(0.3A)2×10Ω=0.9W,故D正确。
故选:D。
48.(2023秋•宿城区期末)如图甲所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 0.5A”的字样,R2=10Ω,灯泡L上标有“5V”的字样,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A。将R1的滑片P移至b端,闭合开关S、S1,调节R1的滑片P,并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图象如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路中的最小阻值是5Ω
B.电路总功率的变化范围是0.5W~1.5W
C.若将电压表量程换为0~3V,闭合开关S、S2,电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
D.若将电压表量程换为0~3V,闭合开关S、S2,R2的功率变化范围是0.1W~0.9W
【答案】D
【解答】解:由电路图知闭合开关S、S1,滑动变阻器R1与小灯泡L串联,电压表测量小灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流;
A、由图乙可得电路中的电流最小时,滑动变阻器连入电路的电阻最大,最大为50Ω,此时电路中的电流为:I1=0.1A,小灯泡两端的电压为:UL=1V,
电源电压为:
U=UL+I1R1大=1V+0.1A×50Ω=6V;
当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时小灯泡两端的电压为UL′=5V,电路中的电流为:I2=0.25A,
滑动变阻器接入电路的电阻最小为:
R1小4Ω,故A错误;
B、由图乙知电路中的电流为0.1A~0.25A,
根据P=UI知电路总功率的变化范围是0.6W~1.5W,故B错误;
CD、闭合开关S、S2,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,电压表测量定值电阻R2两端的电压,电流表测量电路中的电流,若将电压表量程换为0~3V,则R2两端的电压最大为3V,电路中的最大电流为:Imax0.3A;
电路中的电流最小时滑动变阻器接入电路的阻值最大,
电路中的最小电流为:
Imin0.1A,所以电流表示数的变化范围是0.1A~0.3A,故C错误;
R2的最大功率为:
P2大R2=(0.3A)2×10Ω=0.9W;
R2的最小功率为:
P2小R2=(0.1A)2×10Ω=0.1W,所以R2的功率变化范围是0.1W~0.9W,故D正确。
故选:D。
49.(2022秋•南京期末)如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片P移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~2.5W
B.电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.3A
C.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~20Ω
D.电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~3W
【答案】B
【解答】解:电源两端电压为6V保持不变,定值电阻为10Ω;
由题意知,当电压表的最大测量值为3V时,此时定值电阻R1两端的电压U1=3V,电路中的电流I=I2=I10.3A<0.6A,因此电路中的最大电流为0.3A;
此时滑动变阻器两端的电压U2min=U﹣U1=6V﹣3V=3V,
由I得:最小电阻R2min10Ω;
电路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W;
电阻R1消耗功率最大功率:P=UI=3V×0.3A=0.9W.故AD错误;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,则总阻值为Rmax=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
即Imin0.2A,则电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.3A,故B正确;
而变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为0Ω~20Ω,故C错误。
故选:B。
50.(2023秋•大丰区期末)为了向建设宜居城市做贡献,创新实验小组的同学们设计了有害气体监测设备,其原理如图甲所示。电源电压恒定,R0为定值电阻,R为可以感知气体污染指数的可变电阻,其阻值随污染指数变化的关系如图乙所示,气体监测器的示数随有害气体污染指数的增大而增大。气体监测器由电路图中 电流表 (电流表/电压表)改装而成。污染指数增大,电压表示数与电流表示数的比值 减小 (增大/减小/不变,下同),电路消耗的总功率将 增大 。
【答案】电流表;减小;增大。
【解答】解:由甲图可知,定值电阻与可变电阻串联,电压表测可变电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;
由图象可知,污染指数增大时,可变电阻的阻值减小,根据串联电路的分压特点可知,可变电阻分担的电压减小,即电压表示数减小;
污染指数增大时,可变电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,根据I可知电路中的电流增大,即电流表示数增大,
已知气体监测器的示数随有害气体污染指数的增大而增大,所以气体监测器由电路图中电流表改装而成;
由R可知,电压表与电流表示数的比值等于可变电阻的阻值,因为污染指数增大时,可变电阻的阻值减小,所以电压表示数与电流表示数的比值减小;
由前面解答可知,污染指数增大时,电路中的电流增大,且电源电压不变,根据P=UI可知总功率增大。
故答案为:电流表;减小;增大。
考点七 电功率综合计算
51.(2023秋•江都区期末)如图所示电路,电源电压为6V。在a、b间接入“3V 1W”的灯L1,闭合开关,调节滑动变阻器使灯L1正常发光。断开开关后取下灯L1,保持滑片P的位置不变,在a、b间接入“3V 3W”的灯L2后闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.灯L2正常发光
B.电压表的示数保持3V不变
C.滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω
D.灯L2的实际功率为0.75W
【答案】D
【解答】解:AB、在a、b间接入“3V 1W”的灯L1时,灯L1和滑动变阻器串联,电压表测灯L1两端的电压,调节滑动变阻器使其正常发光,则其两端的电压为3V,灯L1的电阻为:R19Ω,
闭合开关,调节滑动变阻器使灯L1正常发光时,根据串联电路的电压规律可知此时滑动变阻器两端的电压为:
U滑=U﹣U1=6V﹣3V=3V,
此时电路中的电流为:IA,
则此时滑动变阻器接入电路的阻值为:
R9Ω,
灯L2的电阻为:R23Ω,
保持滑片P的位置不变,在a、b间接入“3V 3W”的灯L2后闭合开关,此时电路中的电流为:
I'0.5A,
此时灯L2分的电压为:U2'=I'R2=0.5A×3Ω=1.5V,
即此时灯L2两端的实际电压小于其额定电压,则灯L2不能正常发光,
此时电压表测的是灯L2两端的电压,则电压表示数减小,故AB错误;
C、此时滑动变阻器两端的电压为:U滑'=U﹣U2'=6V﹣1.5V=4.5V,
接入电路的阻值为:R'9Ω,故C错误;
D、灯L2的实际功率为:P2'=U2'I'=1.5V×0.5A=0.75W,故D正确。
故选:D。
52.(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
【答案】D
【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。
53.(2022秋•常州期末)如图所示,电源电压恒为6V,R0=30Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“3V 1.5W”字样(灯丝电阻不变),在不损坏电路元件的前提下,下列分析中正确的是( )
A.当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω~20Ω
B.当S闭合,S1、S2都断开时,电路的最大电功率是3.6W
C.当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
D.当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
【答案】C
【解答】解:AB、当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测电路中的电流,
灯丝电阻不变,由P可得,小灯泡的电阻:RL6Ω,
由P=UI可得,小灯泡正常发光时的电流:IL0.5A,
因为电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡正常发光时的电流为0.5A,
所以,由串联电路的电流特点可知,电路中的最大电流为:I最大=IL=0.5A,
则电路的最大电功率:P最大=UI最大=6V×0.5A=3W,故B错误;
当电路中电流最大时,根据欧姆定律可得此时的总电阻为:R总最小12Ω,
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,则滑动变阻器接入电路的最小阻值:R滑小=R总最小﹣RL=12Ω﹣6Ω=6Ω;
当滑动变阻器接入电路的阻值最大为20Ω时,电路中电流最小,各元件是安全的,
由此可知滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω~20Ω,故A错误;
C、当S、S1、S2都闭合时,灯泡被短路,定值电阻R0与变阻器并联,电流表测干路中的电流,
由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,
通过R0的电流:I00.2A;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
则通过滑动变阻器的最大电流为:I滑最大=I总大﹣I0=0.6A﹣0.2A=0.4A,
根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的最小阻值:R滑小′15Ω,故C正确;
D、当S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与R0并联,通过R0的电流:I0=0.2A,
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,此支路上的电流最小,则I滑小0.3A,
则干路中的最小电流:I最小=I0+I滑小=0.2A+0.3A=0.5A,
电路消耗总功率的最小值:P最小=UI最小=6V×0.5A=3W,故D错误。
故选:C。
54.(2023秋•邗江区期末)如图甲的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关,滑片P由b端移动到a端的过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为5V
B.定值电阻R0=10Ω
C.滑片在滑动过程中,电路中的最大电功率为7.2W
D.将导线c由“1”改接至“2”,可以探究电流与电压的关系
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB、由图乙可知,当滑动变阻器的电阻为5Ω时,其两端的电压为3V,通过电路的电流为:I10.6A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压为:U=U1+I1R0=3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
滑动变阻器的电阻为10Ω时,其两端的电压为4V,通过电路的电流为:I20.4A,
则电源电压为:U=U2+I2R0=4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
联立①②得,R0=5Ω,U=6V,故AB错误;
C、滑动变阻器接入电路的电阻为0时,通过电路的电流最大,最大电流:I′1.2A,
电路中的最大电功率为P=UI=6V×1.2A=7.2W,故C正确;
(3)将导线c由“1”改接至“2”,电压表的正负接线柱接反了,所以不可以探究电流与电压的关系,故D错误。
故选:C。
55.(2023秋•宿迁期末)一定值电阻R1接在稳定电源上,R1消耗的电功率为64W,将R1与另一定值电阻R2串联后再次接到原电源上,若测得R1消耗的电功率为4W,则R2消耗的电功率为 12 W;若测得R2消耗的电功率为12W,则R1消耗的电功率为 36或4 W。
【答案】12;36或4。
【解答】解:(1)由题意可得当电阻R1接到电压为U的电路上时P1=64W,当将R1与另一个电阻R2串联后仍然接到原来的电路上时P1′=4W,
设把R1接在电源上时电路中的电流为I,把R1和R2串联起来接在同一电源上时电路中的电流为I′,
由P=I2R可得,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据U=IR可得IR1=I′(R1+R2),则,整理可得R2=3R1,
串联电路各处电流相等,R1消耗的电功率为4W,由P=I2R可得R2消耗的电功率为P2=3P1=3×4W=12W;
(2)电源的电压不变,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得,
根据P=I2R可得,
整理可得:310R1R2+30,
解得:R1=3R2或R1R2,
R1消耗的电功率:P1′=I′2R1=I′2×3R2=3I′2R2=3×12W=36W或P1′=I′2R1=I′2R2I′2R212W=4W。
故答案为:12;36或4。
56.(2023秋•邗江区期末)如图所示,某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡,已知定值电阻R1与R2阻值相等,“高温挡”的额定功率为1000W,则R1的阻值为 48.4 Ω。在标准大气压下,电热器正常工作,用“高温挡”加热初温为15℃、质量为1kg的水7min,该过程消耗的电能为 4.2×105 J,若产生的热量有90%被水吸收,则水的温度升高了 85 ℃。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】48.4;4.2×105;85。
【解答】解:由图可知,当开关S2闭合、S1断开时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P可知,此时电路总功率最小,电热水壶处于低温挡;
当开关S1、S2都闭合时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,电热水壶处于高温挡;
由P可知,R1=R248.4Ω,
电热水壶高温挡工作7min消耗的电能:W=P高t=1000W×7×60s=4.2×105J;
根据题意可知水吸收的热量:Q吸=90%W=90%×4.2×105J=3.78×105J;
由Q吸=cm(t﹣t0)可知,水理论上的末温:t′t015℃=105℃,
一个标准大气压下,水的沸点是100℃,所以水的实际末温为100℃,
则水升高的温度:Δt=100℃﹣15℃=85℃。
故答案为:48.4;4.2×105;85。
57.(2023秋•玄武区期末)如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V,4.2W”字样。当S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,小灯泡L正常发光,电流表示数为2.2A,R0的阻值是 4 Ω,电路总功率为 13.2 W。只闭合S1,滑动变阻器滑片滑到某一点时,电压表示数为U1,电路消耗的电功率为P1;保持滑片位置不动,只闭合S2,此时电压表示数为U2,电路消耗的电功率为P2;已知U1:U2=3:4,P1:P2=3:2,则只闭合S2时小灯泡的实际功率是 2 W。
【答案】4;13.2;2。
【解答】解:(1)小灯泡L标有“6V 4.2W”字样,则小灯泡正常发光时的电流:IL0.7A;
当S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,变阻器接入电路的电阻为0,此时灯泡和定值电阻并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且小灯泡L正常发光,所以电源电压U=UL=6V;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表示数为2.2A,
则通过定值电阻的电流:I0=I﹣IL=2.2A﹣0.7A=1.5A,
根据欧姆定律可得定值电阻R0的阻值:R04Ω;
电路总功率为:P=UI=6V×2.2A=13.2W;
(2)只闭合S1,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,由题知,滑动变阻器滑片滑到某一点时,电压表示数为U1,电路消耗的电功率为P1;
保持滑片位置不动,只闭合S2,小灯泡L的电阻发生变化(灯泡没有正常发光),灯泡和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,由题知,此时电压表示数为U2,电路消耗的电功率为P2;
已知P1:P2=3:2,且电源电压不变,根据P=UI可知前后两次电流之比为I1:I2=3:2,
设I1=3I′,I2=2I′,
已知U1:U2=3:4,设U1=3U′,U2=4U′,
根据欧姆定律可得定值电阻和此时灯泡的电阻之比:,
则RL=2R0=2×4Ω=8Ω;
滑动变阻器接入电路的阻值不变,设滑动变阻器接入电路的阻值为R,
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,
则根据欧姆定律可得前后两次电流之比,即,解得R=4Ω,
则只闭合S2时电路中的电流:I20.5A,
此时小灯泡的实际功率:P实RL=(0.5A)2×8Ω=2W。
故答案为:4;13.2;2。
58.(2023秋•句容市期末)如图1中,灯泡L的额定电压为2.5V,其电流与电压关系如图2所示,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,调节R,当电压表的示数为1.5V时,L恰好正常发光,则L正常发光时的阻值为 10 Ω,电源电压为 4 V;为保证电路安全,R的调节范围为 6Ω~20Ω ,灯泡L的最小电功率为 0.15 W。
【答案】10;4;6Ω~20Ω;0.15。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当电压表的示数为1.5V时,L恰好正常发光,灯泡L的额定电压为2.5V,由图2可知,通过的电流IL=0.25A,
由I可得,灯泡正常发光时的电阻:
RL10Ω,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UR+UL=1.5V+2.5V=4V;
(2)因串联电路中各处的电流相等,且变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,灯泡正常发光时的电流为0.25A,
所以,电路中的最大电流为0.25A,此时变阻器接入电路中的电阻最小,
则R小6Ω,
当电压表的示数UR′=3V时,电路中的电流最小,灯泡的电功率最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL′=U﹣UR′=4V﹣3V=1V,
由图2可知,通过灯泡的电流IL′=0.15A,
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R大20Ω,
所以,R的调节范围为6Ω~20Ω,
灯泡的最小功率:
PL=UL′IL′=1V×0.15A=0.15W。
故答案为:10;4;6Ω~20Ω;0.15。
59.(2023秋•姜堰区期末)在综合实践活动课上,小明设计了如图所示的模拟调光灯电路,此电路中电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样。将滑动变阻器R的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为8V和0.3A;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为4V和0.5A。求:
(1)灯泡L正常发光时,灯泡的电阻;
(2)滑动变阻器R的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率多大;
(3)为使灯泡安全工作,R的滑片能自由滑动,且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?请具体说明。
【答案】(1)灯泡L正常发光时,灯泡的电阻是12Ω;
(2)滑动变阻器R的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率为0.6W;
(3)在电路中串联一个8Ω的电阻。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L、R串联连接,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由P可得,灯泡正常发光时的电阻:
RL12Ω;
(2)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:
IL0.5A,
P在某一位置时,UR=4V,I=0.5A,则此时灯泡正常发光,并且灯泡两端电压为6V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=UL+UR=6V+4V=10V;
当P在最右端时,UR′=8V,I′=0.3A,则灯泡两端的实际电压:
UL′=U﹣UR′=10V﹣8V=2V,
灯泡的实际功率:
PL′=UL′IL′=2V×0.3A=0.6W;
(3)根据题意可知,滑片P在最左端时,灯泡正常发光,
此时电路中的总电阻:R20Ω,
所以需要在电路中串联定值电阻的阻值:
R′=R﹣RL=20Ω﹣12Ω=8Ω。
答:(1)灯泡L正常发光时,灯泡的电阻是12Ω;
(2)滑动变阻器R的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率为0.6W;
(3)在电路中串联一个8Ω的电阻。
考点八 探究影响电热大小的因素
60.(2023秋•南京期末)如图是“探究影响电流热效应的因素”实验装置,将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内,且R1>R2,瓶内装入等质量的煤油。下列说法错误的是( )
A.烧瓶内选用液体煤油,利用了煤油比热容小升温快的特点
B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系
C.闭合开关后,甲烧瓶中煤油温度上升比乙快
D.滑动变阻器的滑片向左移,两烧瓶中煤油温度上升将变慢
【答案】D
【解答】解:A、做该实验时,煤油比热容小升温快,可以在较短的时间内达到明显的实验效果,便于观察实验现象,故A正确;
B、根据控制变量法,此实验中电阻为变量,其他物理量为控制量,因此该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系,故B正确;
C、电路中R1和R2是串联关系,所以闭合开关后两电阻的电流相等,通电时间相等,因为R1>R2,根据焦耳定律Q=I2Rt,相同时间内R1产生的热量较多,所以甲管中煤油温度上升比乙快,故C正确;
D、滑动变阻器的滑片向左移,根据图中连接方式,滑动变阻器连入电路的阻值变小,电路电压不变,R1和R2中电流变大,根据焦耳定律Q=I2Rt,在电阻丝阻值不变的情况下,相等时间内电阻丝产生的热量较多,所以两管中煤油温度上升更快,故D错误。
故选:D。
61.(2022秋•海陵区校级期末)在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中,三个透明容器中密封着等量的空气,容器内的电阻连接情况如图所示,通电后,观察U形管中液面高度的变化。则( )
A.甲、乙、丙三个容器内的导体,电流相等
B.通电一段时间后,U形管中液面高度变化最大的是乙
C.要探究电流产生的热量与电阻的关系,需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
D.要探究电流产生的热量与电流的关系,需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化
【答案】B
【解答】解:(1)丙容器中两电阻并联后再与甲、乙两容器中的电阻串联接入电路,根据串联电路和并联电路电流的规律可知通过甲、乙两容器中的电阻的电流相同,都大于通过丙容器中的电阻的电流,故A错误;
(2)甲容器中的电阻与丙容器中的电阻相同,电流不同,要探究电流产生的热量与电流的关系,需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化,故D错误;
(3)通过甲容器中的电阻与乙容器中的电阻的电流相同,两容器中的电阻不同,要探究电流产生的热量与电阻的关系,需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化,故C错误;
(4)甲、乙装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电流I与通电时间t相同,左边甲容器中的电阻小于右边乙容器中的电阻,由Q=I2Rt可知,右边乙容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快;甲、丙装置中,丙装置并联一个相同阻值的电阻,再将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电阻与通电时间t相同,左边甲容器中的电阻流大于右边丙容器中的电流,由Q=I2Rt可知,甲容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快;所以通电一段时间后,U形管中液面升高的高度最高的是乙,故B正确。
故选:B。
62.(2023秋•铜山区校级期末)如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置.电源电压恒不变,R1、R2为阻值恒定的电热丝且R1:R2=3:1,闭合开关S1、断开S2,R1电功率为P。下列说法正确的是( )
A.此时可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
B.经过相同时间,R1与R2产生的热量之比为1:3
C.若S1、S2均闭合,可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D.若S1、S2均闭合,R1电功率变为P',则P:P'=9:16
【答案】D
【解答】解:
A、由图知,闭合开关S1、断开S2,两电阻丝串联,两电阻丝阻值不同,通过的电流大小和通电时间相等,此时可以探究电流产生热量与电阻大小关系,故A错误;
B、根据焦耳定律公式可得,相同时间,R1与R2产生的热量之比,故B错误;
C、由图知,若S1、S2均闭合,R2短路,只有R1连入电路中,不能改变电阻的大小,所以不能探究电流产生热量与电阻大小关系,故C错误;
D、闭合开关S1、断开S2时,两电阻串联,由分压原理有:,所以U1U,
S1、S2均闭合,只有R1连入电路中,U1′=U,
由P可得,,故D正确。
故选:D。
63.(2022秋•常州期末)小明利用如图所示的装置,探究材料对电阻大小的影响。
(1)小明应该选用 横截面积 和长度都相同的康铜丝和镍铬丝。
(2)在两个相同烧瓶中分别装入等质量的煤油,接通电路后,小明发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢,这说明 镍铬 (康铜/镍铬)丝的电阻大。
【答案】(1)横截面积;(2)镍铬。
【解答】解:(1)实验应该选用横截面积和长度都相同的康铜丝和镍铬丝;
(2)实验时将康铜丝和镍铬丝串联接入电路,根据串联电路电流的规律,可以控制康铜丝和镍铬丝导电时的电流和通电时间相同;
在两个相同烧瓶中分别装入等质量的煤油,接通电路后,他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢,
根据Q=cmΔt可知相同时间甲瓶中煤油吸热少,即康铜丝放热少,由Q=I2Rt可知康铜丝的电阻小,这说明镍铬丝的电阻大。
故答案为:(1)横截面积;(2)镍铬。
64.(2023秋•宝应县期末)如图所示,R1=R2=R3,此实验可探究电流通过导体时产生的热量与 电流 因素有关(选填“电流”、“电阻”或“时间”)。
【答案】电流。
【解答】解:由图可知右侧容器中的电阻R2与容器外的电阻R3并联,再与左侧容器中的导体R1串联,因此通过R1和R2的电流不同,电阻大小和通电时间相同,故图中所示的实验是探究电流通过电阻时产生的热量与电流大小的关系。
故答案为:电流。
65.(2022秋•兴化市校级期末)如图是焦耳定律的实验装置,其中R1=5Ω,R2=R3=10Ω。只闭合S1可以探究电流产生热量与 电阻 的关系,若电路中的电流为0.1A,通电10min电阻R1产生的热量为 30 J。闭合S1和S2,通过R1的电流是R2的2倍,左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大,这说明 电流 (填“电流”或“电阻”)对产生热量多少影响更大。
【答案】电阻;30;电流
【解答】解:(1)由图可知:只闭合S1时,R1、R2串联 电流相等,电阻不同,所以可以探究电流产生热量与电阻的关系;
(2)由题可知R1=5Ω,t=10min=600s,I=0.1A,
根据Q=I2Rt得电阻R1产生的热量:Q=I2R1t=(0.1A)2×5Ω×600s=30J;
(3)图中液柱的高低间接反映了电阻产生的热量,闭合S1和S2,通过R1的电流是R2的2倍,左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大,说明电流的变化对热量的产生影响更加明显。
故答案为:电阻;30;电流。
66.(2023秋•靖江市期末)如图所示,是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两只烧瓶内装有煤油并插有温度计,两瓶中镍铬丝横截面积相同,但甲的长度大于乙的长度。
(1)电阻丝R1 > R2(</=/>);
(2)为了便于比较,两只烧瓶中的煤油质量和初温均应 相等 ;
(3)通电一定时间后,可发现 甲 瓶中的温度计示数更高,由此得出的实验结论是:电流相等,通电时间相同时,电流产生的热量与 电阻 有关;
(4)若实验中发现,通电较长一段时间后,两烧瓶中温度计示数均变化不明显,可能原因是 电路中电流过小 (写出一种)。
【答案】(1)>;(2)相等;(3)甲;电阻;(4)电路中电流过小。
【解答】解:(1)(2)影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度,烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,瓶中镍铬丝横截面积相同,但甲瓶中的镍铬丝(R1)长度大于乙瓶中的镍铬丝(R2)长度,所以R1>R2;
(3)实验中采用两电阻串联的方式,目的是为了控制两电阻丝中的电流相同。通电一定时间后,甲瓶中温度计示数高,由此得出的实验结论是:电流相等,通电时间相同时,电流产生的热量与电阻有关;
(4)电流产生的热量多少与电流大小、电阻大小和通电时间有关,若电路中电流过小,通电较长一段时间后电流产生的热量少,两烧瓶中温度计示数均变化不明显。
故答案为:(1)>;(2)相等;(3)甲;电阻;(4)电路中电流过小。
67.(2020秋•海陵区期末)为“探究影响电流热效应的因素”,设计如图所示的实验装置。甲、乙是两个完全相同的烧瓶,瓶内装有质量和初温相等的液体,电阻丝R1和R2的阻值分别为5Ω和10Ω,A、B是相同的温度计。
(1)烧瓶内的液体应选用 煤油 (选填“水”、“煤油”或“盐水”已知:c盐水>c水>c煤油),实验效果更明显。
(2)实验时将两个电阻丝串联的目的是控制 电流 和 通电时间 相同。
(3)为探究电流产生的热量与电流的关系,可将图中甲、乙两烧瓶中的电阻丝并联,通过比较甲、乙烧瓶中温度计示数的变化来进行探究,该方案 不可行 (选填“可行”或“不可行”),理由是 没有控制电阻相同 。
【答案】(1)煤油;(2)电流;通电时间;(3)不可行;没有控制电阻相同
【解答】解:(1)水、煤油、盐水三种物质中,煤油的比热容较小,质量相同吸收热量相同时,煤油的温度变化比较明显,应选用煤油进行实验;
(2)两个电阻丝串联在电路中,则电流和通电时间是相同的;
(3)探究电热与电流的关系时,需要控制电阻和通电时间都相同,而两个烧瓶中电阻丝的阻值是不相等的,故该操作不可行。
故答案为:(1)煤油;(2)电流;通电时间;(3)不可行;没有控制电阻相同。
68.(2023秋•扬州期末)为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,设计了如图所示甲、乙两组实验装置。
(1)实验中通过观察U形管中 液面高度差 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)利用图 乙 (选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;
(3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。其中图 甲 (选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象;
(4)图乙装置通电一段时间, 左瓶 (选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(5)图乙装置看,为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成 4Ω (选填“4Ω的”或“6Ω的”)。
【答案】(1)液面高度差;
(2)乙;
(3)甲;
(4)左瓶;
(5)4Ω。
【解答】解:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法。
(2)探究电流产生的热量与电流的大小,应控制通电时间和电阻阻值相同,乙装置中,在电阻和通电时间相同时,通过容器内电阻的电流大小不同,故图乙装置内探究电流产生的热量与电流大小的关系。
(3)图甲中,两电阻串联,故通过两电阻的电流相等,故甲图探究电流通过导体时产生的热量多少跟电阻的关系;电炉丝与导线串联,电炉丝电阻较大,导线电阻非常小,电流和通电时间相同,电炉丝热得发红,而导线几乎不发热,说明电流产生的热量与导体电阻阻值的大小有关,故甲装置能够解释这一现象。
(4)乙装置中,在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多,所以左瓶内的电阻丝产生的热量多。
(5)为了使实验现象更明显,可使两个电阻的电流差别更大,可以将R3的阻值换成更小的,这样R2分流更多,产生热量越多,现象越明显,即换成4Ω的电阻。
故答案为:(1)液面高度差;
(2)乙;
(3)甲;
(4)左瓶;
(5)4Ω。
考点九 焦耳定律及其应用
69.(2023秋•沛县校级期末)电热毯内的电阻丝断了,重新将两个端头接上继续使用,使用中发现接头处的电热毯被烧焦了,这主要是因为( )
A.接头处的电阻大 B.接头处的电流大
C.接头处的电阻小 D.接头处散热慢
【答案】A
【解答】解:将电阻丝的两个断头接上后,接头处是两根导线相切,由于接触的部位很少,很细,电阻就较大。根据焦耳定律公式Q=I2Rt知,在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多,温度越高,因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的。
故选:A。
70.(2022秋•兴化市校级期末)将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A.三个用电器产生的热量相同
B.三个用电器消耗的电能相同
C.电烙铁消耗的电能最多
D.电流通过电风扇做功最快
【答案】B
【解答】解:A、电风扇工作时,电能转化成内能和机械能;电视机工作时,电能转化成内能和光和声;电烙铁工作时,电能全部转化成内能,因此它们产生的热量不相同,故A错误;
BC、三个电器都在额定电压下工作,实际功率相同都是100W,相同时间内电流通过三个电器做的功以及消耗的电能一样多,故B正确、C错误;
D、三个用电器的额定功率相同,在家庭电路中工作,实际功率相同,所以电流做功快慢相同,故D错误。
故选:B。
71.(2022秋•高港区校级期末)如图,电阻R和电动机M串联接到电路中,已知电阻R与电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作,经过时间t电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有( )
A.W1<W2 Q1=Q2 B.W1=W2 Q1=Q2
C.W1=W2 Q1>Q1 D.W1<W2 Q1<Q2
【答案】A
【解答】解:
电阻R和电动机串联接到电路中,开关接通后,根据串联电路的电流特点可知:通过电阻R和电动机的电流相等;
已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,根据焦耳定律Q=I2Rt可知:Q1=Q2;故C、D错误;
对电阻R来说,电流所做的功W1=Q1,
电动机正常工作时是非纯电阻用电器,消耗的电能一部分转化为内能、大部分转化为机械能,则电流所做的功(消耗的电能)大于电流产生的热量,即:W2>Q2,
所以,W1<W2,故A正确,B错误。
故选:A。
72.(2023秋•姜堰区期末)如图所示,当开关闭合时,电压表V1、V2的示数分别为10V和4V,电动机线圈的电阻为2Ω,R是阻值为4Ω的定值电阻,则下列说法正确的是( )
A.通过电动机的电流为3A
B.电动机两端的电压为4V
C.电动机1min产生的热量为120J
D.电动机1min消耗的电能为240J
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,电阻R和电动机串联,电压表V1测电源的电压,V2测电阻R两端的电压,
AB、因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电动机两端的电压:
UM=U﹣UR=10V﹣4V=6V,故B错误;
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过电动机的电流:
IM=IR1A,故A错误;
C、电动机1min产生的热量为:
Q=I2RMt=(1A)2×2Ω×60s=120J,故C正确;
D、电动机1min消耗的电能为:
WM=UMIMt=6V×1A×60s=360J,故D错误。
故选:C。
73.(2022秋•淮安区期末)如图所示,用一条中间较窄的锡箔纸把一节新干电池正负极相连,稍候发现锡箔纸较窄处的纸先燃烧起来。这是电流的 热 效应,由于锡箔纸较窄处与较宽处的 电阻 (选填“电流”或“电阻”)不同,产生的热量不同。
【答案】热;电阻。
【解答】解:锡箔纸较窄处的纸先燃烧起来,电能转化为内能,这是电流的热效应;
锡箔纸串联在电路中,因串联电路中各处的电流相等,所以通过整个锡箔纸的电流相等,材料和长度相同时,导体越细,电阻越大,所以锡箔纸较窄处电阻较大,根据Q=I2Rt可知锡箔纸较窄处产生的热量越多。
故答案为:热;电阻。
74.(2023秋•东台市期末)如图甲是一只便携塑料封口机,电路原理图如图乙所示,电源电压为3V,电热丝R的电阻为0.4Ω,开关闭合,电热丝温度升高,这是利用电流的 热 效应工作的,通电2min产生的热量为 2700 J;若使用时总把塑料烫坏,改进的措施是 增大R的阻值 (答一种即可)。
【答案】热;2700;增大R的阻值。
【解答】解:电流通过电阻,因为电流的热效应,电阻发热产生热量,温度升高,实现高温封口;
电阻产生的热量为:
Q=I2Rtt2×60s=2700J;
由公式Q=I2Rtt可知,电压不变,要减小电阻产生的热量,应增大R的阻值。
故答案为:热;2700;增大R的阻值。
75.(2023秋•建湖县期末)如图甲,R1阻值为20Ω,图乙为灯泡的U﹣I图像。闭合S与S1,断开S2,电流表示数为0.4A;再闭合S2,电流表示数变为0.5A。电源电压为 8 V;R2的阻值为 80 Ω;若只闭合S,2min内电阻R1产生的热量为 216 J。
【答案】8;80;216。
【解答】解:(1)闭合开关S、S1,断开S2,灯泡被短路,只有R1接入电路,电流表示数为0.4A,
由I可得,电源电压:U=U1=I1R1=0.4A×20Ω=8V;
(2)再闭合开关S2,R1与R2并联,根据并联不相互影响知,R1的电流不变,
根据并联电路的电流规律知,R2上的电流:I2=I﹣I1=0.5A﹣0.4A=0.1A;
由I可得,R2的阻值:R280Ω;
(3)若只闭合S,灯泡L与R1串联,根据串联电路的电流和电压特点可知,当通过R1的电流I'=0.3A时,R1的电压U=IR1=0.3A×20Ω=6V,灯泡的电压为2V,恰好满足电源电压U=2V+6V=8V,
2min内电阻R1产生的热量:Q=I2R1t=(0.3A)2×20Ω×2×60s=216J。
故答案为:8;80;216。
76.(2022秋•江都区校级期末)简易电吹风简化电路如图所示,其主要技术参数如表,在家庭电路使用中:
(1)当吹冷风时,通过电动机的电流为 0.5 A,若电动机电阻R1为10Ω,则40s内电流通过电动机产生的热量是 100 J。
(2)当吹热风时,电热丝R2的电功率是 880 W,电热丝R2的电阻值是 55 Ω。
额定电压
220V
额定功率
热风时:990W
冷风时:110W
【答案】(1)0.5;100;(2)880;55。
【解答】解:(1)由P=UI可得,电吹风吹冷风时通过电动机的电流:I冷0.5A;
40s内电流通过电动机产生的热量为:Q(0.5A)2×10Ω×40s=100J;
(2)当电吹风吹热风时,电动机M与电热丝R2并联且同时工作,电动机消耗的功率为P冷,
则电热丝R2的电功率:P2=P热﹣P冷=990W﹣110W=880W;
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以由P=UI可得电热丝R2的电阻值:
R255Ω。
故答案为:(1)0.5;100;(2)880;55。
77.(2022秋•高邮市期末)如图所示,为某电热毯的简化电路图,其中R2=1760Ω,当开关S1、S2都闭合时,电热毯处于高温加热状态,此时的电功率为110W;当只闭合开关S1时,电热毯处于保温状态,此时电路中的电流为0.1A。通过计算回答:
(1)高温加热时,电路中的电流多大?
(2)R1的电阻值多大?
(3)保温5min,R2产生了多少热量?
【答案】(1)高温加热时,电路中的电流为0.5A;
(2)R1的电阻值为440Ω;
(3)保温5min,R2产生了5280J的热量
【解答】解:(1)当开关S1、S2都闭合时,R2被短路,只有R1接入电路中,电热毯处于高温加热状态,此时的电功率为110W,根据P=UI可知,电路中的电流为:I0.5A;
(2)根据I可知,R1的电阻值为:R1440Ω;
(3)所以保温5min电阻丝R2产生的热量:Q=I保2R2t=(0.1A)2×1760Ω×5×60s=5280J。
答:(1)高温加热时,电路中的电流为0.5A;
(2)R1的电阻值为440Ω;
(3)保温5min,R2产生了5280J的热量。
考点十 多状态电路中的电热计算
78.(2023秋•常州期末)如图所示,电源电压恒定。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由右侧b端移到c点的过程中,电压表的示数由4V变为3V,电流表的示数由0.2A变为0.3A,则( )
A.电源电压为7V
B.R1的阻值为20Ω
C.电路的最小功率为1.8W
D.滑片P在b端时,10s内R1产生的热量为4J
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由“闭合开关后,滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中,电压表的示数由4V变为3V,电流表的示数由0.2A变为0.3A,”可知,R2两端电压为4V,ac两端电压Uac=3V,
当滑动变阻器的滑片P在b端时,电流I=0.2A,当滑片P由b端移到某点c时,电流I=0.3A,设电源电压为U,U=0.2A×R1+4V=0.3A×R1+3V,
解得R1=10Ω,U=6V,故AB错误;
(2)滑动变阻器滑片P在b端时,R1与R2串联,由P=UI可得,电路消耗的最小功率P=UI=6V×0.2A=1.2W,故C错误;
(3)滑片P在b端时,根据串联电路的电压特点可得,R1两端电压U1=U﹣U2=6V﹣4V=2V,
10秒内R1产生的热量Q=W=U1It=2V×0.2A×10s=4J,故D正确。
故选:D。
79.(2022秋•宿城区校级期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.电源电压为8V
B.R1的阻值为40Ω
C.当滑片P移至中点时,电路消耗的总功率为3.6W
D.当滑片P在b端时,通电10s后R1上产生的热量是4J
【答案】C
【解答】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片于a端时,变阻器接入电路电阻为0,电路中的电流最大,由图乙可知I1=0.6A,
由I可得,电源电压:U=I1R1=0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片于b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知最小电流I2=0.2A,此时变阻器两端的电压U2=8V,
则滑动变阻器的最大阻值:R240Ω;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以电源电压:U=I2R1+U2=0.2A×R1+8V﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源电压不变,由①②可得:0.6A×R1=0.2A×R1+8V,
解得:R1=20Ω,电源电压:U=0.6A×R1=0.6A×20Ω=12V,故AB错误;
(2)当滑片P移至中点时,电路消耗的总功率为:
P总3.6W,故C正确;
(3)当滑片P在b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小为I2=0.2A,
通电10s后R1上产生的热量:
QR1t=(0.2A)2×20Ω×10s=8J,故D错误。
故选:C。
80.(2021秋•宝应县期末)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中,电流表示数与电压表示数的关系图像如图乙所示。求:下列说法正确的是( )
A.电源电压大小为12V
B.滑动变阻器最大阻值为20Ω
C.电路总功率的变化范围为2.4W~4.8W
D.灯泡正常发光时,电阻R在1min内产生电热为96J
【答案】D
【解答】解:(1)当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路阻值为0,此时R0和灯泡串联接入电路,根据欧姆定律可知此时电路中电流最大,
根据乙图可知此时通过电路的电流为0.4A,电压表V1测量L的电压,示数为4V,
此时灯泡的电阻:RL10Ω,小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω,所以此时灯泡正常发光,
电压表V2测量R0和L的总电压,示数为8V,所以电源电压为8V,故A错误;
电路的最大功率:P=UI=8V×0.4A=3.2W;
串联电路总电压等于各部分电压之和,则R0的电压两端的电压为:U0=U﹣UL=8V﹣4V=4V,
则定值电阻的阻值;R010Ω;
(2)当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时滑动变阻器、R0和灯泡串联接入电路中,此时电路中电流最小,
由乙图可知,此时通过电路的电流为0.2A,电压表V1测量L两端的电压,电压表V2测量R0和L的总电压,示数为3V,
此时滑动变阻器两端的电压:UP=U8V﹣3V=5V,
滑动变阻器的最大阻值:RP25Ω,故B错误;
电路的最小功率为:P′=UI′=8V×0.2A=1.6W,
所以电路总功率的变化范围为1.6W~3.2W,故C错误;
(3)灯泡正常发光时,定值电阻在1min内产生的电热为:Q=W=U0It=4V×0.4A×60s=96J,故D正确。
故选:D。
81.(2023秋•南京期末)如图所示,已知电源电压U=3V,R1=R2=5Ω,R3=10Ω,当S1、S2断开时,有电流通过的电阻有 R1、R2 ,它们是 串 联的,电路中的电流为 0.2 A,此电路工作1min产生的热量为 36 J;要使电路中消耗的电功率最大,应闭合开关 S1、S2 ,此时电路中消耗的电功率为 2.7 W。
【答案】R1、R2;串;0.2;36;S1、S2;2.7
【解答】解:(1)当S1、S2断开时,R1、R3串联,R2断路;
根据串联电路的电阻规律可知,电路中的总电阻R=R1+R3=5Ω+10Ω=15Ω;
电路中的电流:I0.2A;
电路工作1min产生的热量:Q=I2Rt=(0.2A)2×15Ω×60s=36J;
(2)电源电压一定是,要使电路中消耗的电功率最大,根据P可知,则电路中的电阻要最小;
所以电路应该并联,则应闭合开关S1、S2,使R2、R3并联,R1被短路;
电路中消耗的电功率:P=P2+P32.7W。
故答案为:R1、R2;串;0.2;36;S1、S2;2.7。
82.(2023秋•苏州期末)某电熨斗有“低温”、“高温”两个挡位,其简化电路如图所示,R1、R2是电热丝,R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,S为旋转式开关。当旋转触片接触到触点1和2时,电熨斗为 低温 挡位。当电熨斗处于高温挡位时,通电1min,电熨斗产生的热量为 9×104 J。
【答案】低温;9×104。
【解答】解:由图可知,当旋转触片S接触到触点2和3时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由P可知,电路中的总功率最大,电熨斗处于高温挡;
当旋转触片S接触到触点1和2时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,总功率最小,电熨斗处于低温挡;
电熨斗高温挡的电功率:P高温=P1+P21500W,
当电熨斗处于高温挡位时,通电1min,电熨斗产生的热量:Q=W=P高温t=1500W×1×60s=9×104J。
故答案为:低温;9×104。
83.(2023秋•南京期末)如图是汽车座椅的加热电路,R1、R2是电热丝,旋钮式开关可绕O点转动,若选择“低温”挡,应将开关转至 1 (选填“1”或“2”)位置;已知电源电压为24V,R1阻值是32Ω,若“低温”挡功率为12W,则电路中的电流是 0.5 A;若选择“高温”挡,通电100s时间,电路产生的热量为 3600 J。
【答案】1;0.5;3600。
【解答】解:由图可知,当旋钮开关转至1时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点,此时电路中的总电阻最大,由P可知,电路中总功率最小,汽车座椅处于低温挡;
当旋钮开关转至2时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,汽车座椅处于高温挡;
由P=UI可知,低温挡时电路中的电流:I0.5A;
由I可知,低温挡时电路中的总电阻:R48Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2﹣R﹣R1=48Ω﹣32Ω=16Ω,
选择“高温”挡,通电100s时间,R2产生的热量即电路产生的热量:Q=Wt100s=3600J。
故答案为:1;0.5;3600。
84.(2023秋•姜堰区期末)如图甲所示,某款电热饼铛,图乙为其加热原理电路图,R1、R2分别为上盘和下盘的发热电阻。某次烙饼加热和保温时的功率随时间变化关系如图丙,当温度达到200℃时,S1会自动断开,再保温。保温2min后,断开S,求:该电饼铛正常加热时的总电流为 6 A;R1的电阻为 55 Ω,本次烙饼共产生的热量为 3.696×105 J。
【答案】6;55;3.696×105。
【解答】解:
(1)由图丙可知,电饼铛加热时的功率P加=1.32kW=1320W,
由P=UI可得,该电饼铛正常加热时的总电流:
I6A;
(2)由题意可知,开关S闭合、S1断开时,电路为R2的简单电路,电饼铛处于保温状态,
开关S、S1闭合时,两电阻并联,电饼铛处于加热状态;
由图丙可知,电饼铛保温时的功率P保=0.44kW=440W,
R1的电功率为:
P1=P加热﹣P保温=1320W﹣440W=880W,
R1的电阻为:
R155Ω;
(3)由图丙可知,本次烙饼加热的时间t加=4min=240s,保温时间t保=2min=120s,
由P可得本次烙饼共产生的热量为:
Q=W=P加t加+P保t保=1320W×240s+440W×120s=3.696×105J。
故答案为:6;55;3.696×105。
85.(2023秋•江都区期末)中国“智造”遥遥领先,某出口国外的智能马桶圈的质量为1kg,其电路如图所示,定值电阻R1和R2表示电热丝,R1的阻值为1100Ω,有高温挡和低温挡两种加热功能,低温挡功率为11W,当它接入电压为220V的家庭电路正常工作时,电热丝放出热量75%被马桶圈吸收,求:
(1)加热器高温挡时的功率。
(2)R2的阻值。
(3)高温挡工作10min,最多可使马桶圈温度升高多少℃?[马桶圈材料的比热容为0.44×103J/(kg•℃)]
【答案】(1)加热器高温挡时的功率为44W;
(2)R2的阻值为3300Ω;
(3)高温挡工作10min,最多可使马桶圈温度升高45℃。
【解答】解:(1)由图可知,当S闭合,S1接a时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P可知,此时电功率最小,加热器为低温挡;
当S闭合,S1接b时,电路中只有R1工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,加热器为高温挡;
加热器高温挡时的功率:P高44W;
(2)由P可知,R1、R2的串联总电阻:R4400Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R﹣R1=4400Ω﹣1100Ω=3300Ω;
(3)加热器高温挡工作10min产生的热量:Q=W=P高t=44W×10×60s=2.64×104J,
马桶圈吸收的热量:Q吸=70%Q=75%×2.64×104J=1.98×104J,
由Q吸=cmΔt可知,马桶圈升高的温度:Δt45℃。
答:(1)加热器高温挡时的功率为44W;
(2)R2的阻值为3300Ω;
(3)高温挡工作10min,最多可使马桶圈温度升高45℃。
86.(2023秋•宿豫区期末)同学家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示,其内装有导热油,导热油的比热容为2.1×103J/(kg•℃),转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换。图乙是其内部电路原理图,其中四个发热电阻阻值相同。
(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于 1 位置(选填“1”“2”或“3”);
(2)已知中温挡额定功率为1000W,求电阻R的阻值和高温挡的额定功率;
(3)使用高温挡正常工作5min,导热油温度由15℃升高到75℃。若消耗的电能存84%被导热油吸收,求电暖器内导热油的质量。
【答案】(1)1;
(2)电阻R的阻值为48.4Ω;高温挡的额定功率为2000W;
(3)导热油的质量为4kg。
【解答】解:(1)由图乙可知,当开关处于1时,两个发热电阻串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P可知,电路中的总功率最小,电暖器处于低温挡;
当开关处于3时,两个发热电阻并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,总功率最大,电暖器处于高温挡;
当开关处于2时,只有一个发热电阻工作,电暖器处于中温挡;
(2)根据题意可知,电暖器中温挡功率P中=1000W,
由P可知,R的阻值:R48.4Ω;
电暖器高温挡时,电路中的总电阻:R并24.2Ω,
高温挡的额定功率:P高2000W;
(3)由P可知,高温挡工作5min消耗的电能:W=P高t=2000W×5×60s=6×105J,
由η可知,导热油吸收的热量:Q吸=ηW=84%×6×105J=5.04×105J,
由Q吸=cm(t﹣t0)可知,导热油的质量:m4kg。
答:(1)1;
(2)电阻R的阻值为48.4Ω;高温挡的额定功率为2000W;
(3)导热油的质量为4kg。
考点十一 家庭电路与安全用电
87.(2023秋•淮安期末)“珍爱生命,安全用电”是我们必备的用电常识。下列各图中符合安全用电原则的是( )
A.电水壶接三孔插座 B.湿手按开关
C.电线上晾衣物 D.用手指触碰插座插孔
【答案】A
【解答】解:
A、电水壶的金属外壳必须接地,应采用三脚插头及三孔插座,可以防止外壳漏电时发生触电事故,故A符合安全用电原则;
B、用湿手触摸开关时,生活用水属于导体,有可能使电流通过水传到人体上,使人体触电,十分危险,故B不符合安全用电原则;
C、生活用水是导体,电线上晾衣服,易发生触电事故,故C不符合安全用电原则;
D、插座的两个插孔分别接触火线和零线,手指触碰会发生触电事故,故D不符合安全用电原则。
故选:A。
88.(2023秋•邗江区期末)关于安全用电,下列说法正确的是( )
A.在高压输电线下放风筝
B.雷雨天气躲在大树下避雨
C.正确使用测电笔,当氖管发光时有电流通过人体
D.标有“10A 220V”的插座上插满取暖器、电热水壶、电吹风且同时使用
【答案】C
【解答】解:A.因为高压输电线上是高压,在下面放风筝时可能会发生高压电弧触电或跨步电压触电,故A错误;
B.雷雨天躲在大树下会使得强大的电流经大树流过人体入地引起人身触电,故B错误;
C.正确使用测电笔时,有电流通过人体构成通路,氖管才会发光,故C正确;
D.根据P=UI=220V×10A=2200W,电路中用电器的总功率不得超过2200W;在插座上插满取暖器、电热水壶、电吹风,同时使用大功率用电器,会使电路中的总功率过大,大于了2200W,电路中的电流过大,易引发火灾,故D错误。
故选:C。
89.(2023秋•宿城区校级期末)下列关于安全用电的说法中正确的是( )
A.导线或用电器起火时,可立即用水扑灭
B.大功率用电器的金属外壳应接地
C.为了防止保险丝被熔断,用铜丝代替保险丝接入电路
D.使用测电笔时不能用手直接接触测电笔笔尾的金属部分
【答案】B
【解答】解:A.生活用水是导体,导线或用电器起火时,直接用水灭火,易发生触电事故,故A错误;
B.大功率用电器的金属外壳要接地,防止金属外壳漏电,发生触电事故,故B正确;
C.当用铜丝代替保险丝后,铜丝的熔点很高,温度即使升高到一定程度,它也不会自动熔断,起不到保护电路的作用,故C错误;
D.用测电笔时,为构成通路,必须用手接触到笔尾的金属体,故D错误。
故选:B。
90.(2023秋•宿迁期末)如图所示的家庭电路中,闭合开关后发现灯泡不亮。用测电笔检测A点发光,B点也发光;用测电笔检测插座的两个孔,发现氖管左右两孔发光。发生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡短路 B.灯泡灯丝断了
C.进户零线断路 D.进户火线断路
【答案】C
【解答】解:用试电笔检测插座的两孔,发现检测A点发光,B点也发光,闭合开关后灯泡不亮,说明有断路故障;用测电笔检测插座的两个孔,发现氖管左右两孔发光,可能是进户零线断路,故C正确,ABD错误。
故选:C。
91.(2023秋•海安市期末)如图所示是家庭电路中的部分电路,开关S闭合后,发现L不发光,用测电笔分别测试图中的a、b、c、d四点,有3处氖管能发光,则可断定( )
A.bc间断路 B.dc间断路
C.d点左侧断路 D.a点左侧断路
【答案】B
【解答】解:开关S闭合后,发现L不发光,用测电笔分别测试图中的a、b、c、d四点,有3处氖管能发光,说明电路没有短路,是断路,则a、b、c使得氖管发光,与火线相通,而d不能发光,与火线断开了,则cd之间断路。
故选:B。
92.(2022秋•兴化市期末)如图是某家庭电路的一部分,家中用电器都正常工作。下列正确的是( )
A.若断开开关S,站在地上的人接触A点或B点都不会触电
B.为防止烧坏保险丝,将保险丝用铜丝替换
C.若闭合开关S,用测电笔分别测试电路中的A、B、C、D、E、F点,以上所有的点氖管均发光
D.若CD间断路,灯泡仍能正常工作
【答案】D
【解答】解:
A、若断开开关S,B点与零线相连,B点不带电,人接触B点不会触电;若接触A点,A点与火线相连,则会发生触电事故,故A错误;
B、保险丝在电路中的作用是当电路中有过大电流通过时,保险丝发热自动熔断,切断电路,从而起到保护电路的作用;将保险丝用铜丝替换,由于铜的熔点较高,当电路中电流过大时,保险丝不会熔断,故B错误;
C、若闭合开关S,A、B、F点与火线相连,用试电笔接触这三点时氖管发光;C、D与零线接通,氖管不发光;E与地线接通,氖管不发光,故C错误;
D、若CD间断路,灯泡的一端与火线相连,另一端与零线相连,通过灯泡有电流,灯泡仍能正常工作,故D正确。
故选:D。
93.(2023秋•建湖县期末)测电笔的结构如图,下列关于测电笔的组成及使用的说法中,正确的是( )
A.测电笔中的高值电阻和氖管构成并联电路
B.可以用普通铜丝替换测电笔中的高值电阻
C.使用时,人手不能接触试电笔上的任何金属部分
D.使用时,测电笔的氖管发光说明有电流流过人体
【答案】D
【解答】解:A、测电笔中的高值电阻和氖管构成串联电路,故A错误;
B、不可以用普通铜丝替换测电笔中的高值电阻,因为高值电阻在电路中起分压作用,故B错误;
C、使用时,人手必须接触试电笔的笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,故C错误;
D、使用时,测电笔的氖管发光说明有电流流过人体,故D正确。
故选:D。
94.(2023秋•宿迁期末)家庭电路的部分电路图如图所示(电路连接正确),只闭合开关S1,灯L1正常发光,再闭合开关S2,灯L1立刻熄灭,L2也不发光,检查发现熔丝熔断,则故障原因可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L1断路 C.灯L2短路 D.灯L2断路
【答案】C
【解答】解:AB、根据图可知,灯L1正常发光,说明此支路正常,故AB错误;
CD、再闭合开关S2,灯L1马上熄灭,熔丝熔断,说明电路中电流过大,因而故障原因可能是灯L2短路,L2断路对L1不影响。故C正确,D错误。
故选:C。
95.(2023秋•高邮市期末)“安全用电,从我做起”。如图是已接入家庭电路中的一个插线板。
(1)多个用电器同时插在插线板上工作,它们的连接方式是 并 联;
(2)将电烤箱的插头插入插线板,闭合开关,家里的空气开关跳闸了,原因可能是 用电器总功率过大 。
(3)用测电笔辨别火线、零线时,正确的使用方式是 甲 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1)并;(2)用电器总功率过大;(3)甲。
【解答】解:(1)由图可知,多个用电器同时插在插线板上工作,如果同时工作,各用电器之间互不影响,它们的连接方式是并联;
(2)电烤箱是大功率用电器,将电烤箱的插头插入插线板,闭合开关后,空气开关跳闸了,原因可能是用电器总功率过大引起的;
(3)用试电笔辨别火线、零线时,手要接触笔尾金属体,让电流通过试电笔、人体与大地构成通路,试电笔的氖管才会发光,故图甲是正确的;若按图乙的方式使用,容易发生触电事故。
故答案为:(1)并;(2)用电器总功率过大;(3)甲。
96.(2023秋•扬州期末)如图所示情景中,不会发生触电事故的是图 乙 ,发生触电事故时漏电保护器不会跳闸的是图 甲 (以上两空填“甲”“乙”“丙”或“丁”),家庭电路中电流过大的原因是短路和 用电器的总功率过大 。
【答案】乙;甲;用电器的总功率过大
【解答】解:人体触电,原因是有电流流过,形成通路。人体为导体,一边与火线相接,一边与零线相接或与大地相接,都会形成通路,图甲中有电流流过人体,会触电,由于零线和火线上电流相同,漏电保护器不会断开;图乙中没有电流流过人体,不会触电;
丙、丁中有电流流过人体,会造成火线和零线上的电流不同,漏电保护器跳闸;
在家庭电路中,因电流过大导致保险丝熔断或导致空气开关“跳闸”的原因有:①电路中发生短路故障;②用电器的总功率过大。
故答案为:乙;甲;用电器的总功率过大。
97.(2023秋•沭阳县期末)我们在平时生活中经常会遇到一些家庭电路故障,电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况,如图甲所示,当S、S1闭合时,灯泡L0与L1均不发光,当S、S2闭合时,灯泡L0正常发光,L2不发光,由此可以判断,L1所在支路 断路 ,L2所在支路 短路 。电工师傅随身携带测电笔,其中图 丙 的操作是正确的,当正确使用测电笔测A、B、C、D四个位置时,A、B、C点测电笔发光,D点测电笔不发光,则故障原因是 CD间 断路(AB间/BC间/CD间)。
【答案】断路;短路;丙;CD间
【解答】解:当只闭合S、S1时,L0不亮,说明电路是断路状态。
当只闭合S、S3时,L0正常发光,说明L0得到了220V的电压,该支路是发生了短路;
测电笔在使用时手要接触笔尾的金属体,故图丙正确;
当正确使用测电笔测A、B、C、D四个位置时,A、B、C点测电笔发光,这说明这三点与火线之间是接通的;D点测电笔不发光,说明D点与火线之间是断开的,所以故障原因是CD间断路。
故答案为:断路;短路;丙;CD间。
98.(2023秋•邗江区校级期末)如图所示中完成家庭电路的连接,使其符合安全用电的要求。
【答案】
【解答】解:(1)火线首先进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套。这样开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏时,断开开关,切断火线,更换灯泡时更安全。
(2)三孔插座的上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,保险丝接在火线与右孔之间;如图所示:
99.(2023秋•宝应县期末)如图所示,请你用笔画线代替导线将插座、开关、灯泡正确连入电路中,要求开关控制灯泡。
【答案】
【解答】解:(1)三孔插座的连接:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
(2)开关与灯的连接:火线先接开关,再接灯泡的金属点,零线直接连接螺旋套;如图所示:
100.(2023秋•兴化市期末)假期小明一家要出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作,其它用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2021.6kW•h,过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.冰箱每天平均工作的时间为5h
B.这段时间冰箱消耗的电能是70kW•h
C.冰箱正常工作1h电能表的转盘转过12转
D.再有其它家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
【答案】A
【解答】解:AB、冰箱7天消耗的电能为2028.6kW•h﹣2021.6kW•h=7kW•h,那么每天冰箱消耗是1kW•h电能,每天平均工作的时间为t5h,故A正确、B错误;
C、冰箱正常工作1h消耗电能为W=Pt=200W×1h=0.2kW×1h=0.2kW•h,电能表的转盘转过600r/kW•h×0.2kW•h=120转,故C错误。
D、再有其它家电和冰箱一同正常工作时,总功率增加,相同时间消耗的电能增加,电能表转动的圈数增大,转盘的转速增大,故D错误。
故选:A。
101.(2023秋•南通期末)如图是某手机的“超级快充”插头,匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”,其铭牌参数如表,根据输出参数“5V 2A”或“10V 4A”或“11V 6A”可推断,“超级快充”的“快”是指( )
输入:100V~240V,50/60Hz,1.2A
输出:5V,2A或9V,2A或10V,4A
A.电压大 B.电流大 C.电功率大 D.电能大
【答案】C
【解答】解:根据电功率定义式的变形式t可知,在手机电池充电储存的电能一定时,充电功率越大,手机的充电时间越短,由此可知,超“级快充”的“快”是指充电的电功率大。
故选:C。
102.(2023秋•建湖县期末)如图电路中灯泡L1、L2上分别标有“9V 6W”、“6V 6W”的字样,电源电压保持不变,当开关S1闭合,S2无论接a还是b,都能使灯正常发光,则( )
A.电源电压可以通过计算求得
B.R是一个阻值可变的电阻器
C.两灯正常发光时,L1更亮些
D.两灯正常发光时的电阻相等
【答案】A
【解答】解:AB、由电路图可知,当S1闭合、S2接a时,R与L1串联,
因串联电路中各处的电流相等,且L1正常发光,
所以,由P=UI可得,电路中电流:
IA,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由I可得,电源的电压:
U=UR+U1=IR+U1A×R+9V﹣﹣﹣﹣﹣①,
当S1闭合、S2接b时,R与L2串联,且L2正常发光,则电路中电流:
I′1A,
电源的电压:
U=UR+U2=I′R+U2=1A×R+6V,
因电源的电压保持不变,
由①②,解得:R=9Ω,
电源电压:U=1A×9Ω+6V=15V,因电源电压和R的解是唯一的,故A正确、B错误。
CD、灯泡L1、L2上分别标有“9V 6W”、“6V 6W”的字样,两灯正常发光时,实际功率等于额定功率,则二者的实际功率相等,故二者亮度相同;
根据P可知两灯正常发光时的电阻不相等,故CD错误。
故选:A。
103.(2023秋•兴化市期末)如图甲所示,电源电压保持不变。电流表A的量程为0~0.6A,电压表V1、V2的量程均为0~3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω,2A”,小灯泡的额定电压为2.5V。滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V2的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电压表V1的示数变化范围为1.5V~3V
C.滑动变阻器的取值范围是3Ω~50Ω
D.小灯泡的功率范围为0.1W~1.25W
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由题意可知,滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V2的示数UP=1.5V,灯泡两端的电压UL=UL额=2.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压U=UL+UP=2.5V+1.5V=4V,故A错误;
B.由串联电路的分压原理可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时,其分得的电压变大,即电压表V2的示数变大,
此时电路中的总电阻变大,由I可知,电路中的电流变小,由串联电路的电压特点可知,灯泡L两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,
由图乙可知,当电压表的示数增大时,电流表的示数减小,则图像为滑动变阻器的I﹣U图像;
由图乙知当变阻器两端电压最大即UP大=3V时,灯泡两端电压最小即UL小=U﹣UP大=4V﹣3V=1V,
为保证灯泡长期工作,灯泡两端电压最大为其额定电压,
所以电压表V1的示数变化范围为1V~2.5V,故B错误;
C.由图乙知变阻器电阻最大时,其两端电压UP大=3V时,电路中的电流I小=0.1A,
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R大30Ω;
当变阻器接入电路的阻值最小时,其两端电压UP小=1.5V,电路中的电流I大=0.5A,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R小3Ω;
所以滑动变阻器的取值范围是3Ω~30Ω,故C错误;
D.当电路中的电流I小=0.1A,灯泡两端的电压U'L=U﹣UP大=4V﹣3V=1V,
灯泡的最小功率PL小=U'L×I小=1V×0.1A=0.1W,
当电路中的电流I大=0.5A,灯泡两端的电压UL=2.5V,
灯泡的最大功率PL大=UL×I大=2.5V×0.5A=1.25W,
所以小灯泡的功率范围为0.1W~1.25W,故D正确。
故选:D。
104.(2022秋•姜堰区校级期末)如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片P移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W
B.电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5A
C.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~20Ω
D.电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~3W
【答案】A
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当电压表的示数为3V时,电路中的电流:
I10.3A,
∵电流表的量程为0~0.6A,定值电阻R1允许通过的最大电流为0.5A,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A,
∴电路中的最大电流为0.3A,故B不正确;
此时电路中的总电阻:
R20Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2=R﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω,故C不正确;
电阻R1消耗功率最大功率:
P1=U1I1=3V×0.3A=0.9W,
电路消耗的最大功率:
P=UI1=6V×0.3A=1.8W,故D不正确;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电阻R1的功率最小和电路消耗的总功率最小,
此时电路中的电流:
I20.2A,
电阻R1的最小功率:
P1′=I22R1=(0.2A)2×10Ω=0.4W,
则电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W,故A正确。
故选:A。
105.(2022秋•亭湖区校级期末)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,电压表V1、V2示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数的变化量为ΔI,阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为ΔP1、ΔP2。则下列判断正确的是( )
A.ΔP1+ΔP2=ΔI2(R1+R2)
B.|ΔU1|>|ΔU2|
C.||+||=R1+R2
D.|ΔU1|<|ΔU2|
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,R1与R0、R2串联,电压表V1测R0与R2两端的电压之和,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
BD.将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,设移动前后电路中的电流分别为I1、I2,
由I可得,电压表V2示数的变化量:
ΔU2=U2﹣U2′=I1R2﹣I2R2=(I1﹣I2)R2=ΔIR2,则|ΔU2|=|ΔIR2|,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表V1示数的变化量:
ΔU1=U1﹣U1′=(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)=(I2﹣I1)R1=﹣ΔIR1,则|ΔU1|=|ΔIR1|,
因R1、R2的阻值相同,
所以,|ΔU1|=|ΔU2|,故BD错误;
C.由||=R1、||=R2可知||+||=R1+R2,故C正确;
A.根据P=I2R知,定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为ΔP1、ΔP2,
ΔP1+ΔP2=()R1+()R2=()(R1+R2)=(I1﹣I2)(I1+I2)(R1+R2)=ΔI(I1+I2)(R1+R2),故A错误.
故选:C。
106.(2023秋•邗江区期末)电阻式传感器被广泛应用于测力、测压、称重,它的核心部分是一只可变电阻,一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性,图中R0为定值电阻,R为电阻式传感器,当控制其阻值从0变为60Ω,测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示,已知电源电压恒定不变。下列说法正确的是( )
①当通过传感器的电流为0.1A时,P1=0.6W;
②R0的阻值为15Ω;
③电源电压为7.5V;
④电路消耗的最大功率为3.75W。
A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图乙可知,通过传感器的电流最小为0.1A,由欧姆定律可知电路中的总电阻最大,传感器的电阻最大,即为60Ω;
此时传感器的功率:
P1=I2R=(0.1A)2×60Ω=0.6W,故①正确;
(2)当电路中的电流I=0.1A时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I可得,电源的电压:
U=I(R0+R)=0.1A×(R0+60Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
当R=0Ω时,电路为R0的简单电路,此时电路中的电流最大,由图乙可知最大电流I′=0.5A,
则电源的电压:
U=I′R0=0.5A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因电源的电压不变,
所以,0.1A×(R0+60Ω)=0.5A×R0,
解得:R0=15Ω,故②正确
电源的电压U=I′R0=0.5A×15Ω=7.5V,故③正确;
(3)电路消耗的最大功率:P=UI′=7.5V×0.5A=3.75W,故④正确。
由上分析可知:①②③④正确。
故选:D。
107.(2023秋•句容市期末)物理综合实践小组调查了学校上周的用电情况,如图为两次记录的电能表示数,学校这一周消耗的电能为 5000 kW•h,调查得知,学校共有电功率为40W的日光灯400盏,它们之间是 并 联的,他们建议将这些灯更换为15W的节能护眼灯,若每盏灯每月工作90h,更换后,学校因该项目每月共节省电费 450 元。[电费单价为0.5元/(kW•h)]
【答案】5000;并;450。
【解答】解:周一早晨电能表示数:W1=52023.6kW•h,周末电能表示数:W2=57023.6kW•h;
则本周用电:W′=W2﹣W1=57023.6kW•h﹣52023.6kW•h=5000kW•h;
学校的电灯工作的时候互不影响,所以它们是并联的;
日光灯比节能护眼灯多消耗的电功率为:ΔP=(40W﹣15W)×400=10000W=10kW,
则日光灯比节能护眼灯多消耗的电能为:ΔW=ΔPt=10kW×90h=900kW•h,
而电费的单价为:0.5元/kW•h,
故白炽灯比节能灯多交的电费为:900kW•h×0.5元/kW•h=450元。
故答案为:5000;并;450。
108.(2022秋•秦淮区期末)甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图电路中,电源电压恒定不变,只闭合开关S1,小灯泡L的实际功率为1W,则此时小灯泡L的电阻为 4 Ω;再闭合开关S2,电阻R在1min内产生的热量为 24 J。
【答案】4;24
【解答】解:(1)由欧姆定律知,电阻一定时,电流与电压成正比,
由图象知,正比例图象是R的I﹣U图象,曲线是L的I﹣U图象,
由电路图可知,只闭合开关S1,电路是灯泡的简单电路,
由图象可知,当灯泡两端的电压UL=2V,通过的电流IL=0.5A,
此时小灯泡L的实际功率:PL=ULIL=2V×0.5A=1W,符合题意,
所以此时灯泡电阻RL4Ω,
且电源电压U=UL=2V;
(2)再闭合开关S2时,R与L并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,U=UL=UR=2V,
由图象可知,此时通过R的电流IR=0.2A,
R在1min内产生的热量:QR=IR2Rt=(0.2A)2×10Ω×60s=24J。
故答案为:4;24。
109.(2023秋•建邺区期末)如图甲所示,电源电压恒定,电流表量程为“0~3A”,滑动变阻器标有“1A”字样,其最大阻值为R1,R2为定值电阻,R1:R2=3:2,灯泡L上标有“6V”字样,其电流与两端电压的关系如图乙所示。当闭合开关S3,断开开关S1、S2,且滑动变阻器滑片P在最右端时,电流表示数为0.4A,此时灯泡的功率为 1.6 W;当闭合开关S2,断开开关:S1、S3时,灯泡恰好正常发光,则电源电压为 16 V,R2的阻值为 20 Ω;在保证各元件安全的前提下,该电路工作1min最多可以产生 1728 J的热量。
【答案】1.6;16;20;1728。
【解答】解:(1)由图甲可知,当闭合开关S3,断开开关S1、S2,灯泡L与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,
由串联电路的电流特点可知,通过灯泡L的电流为0.4A,由图乙可知,此时灯泡两端的电压为4V,则此时灯泡的功率:PL=ULIL=4V×0.4A=1.6W;
(2)当闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片P在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
由R1:R2=3:2、串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=UL+U1=4V+0.4A×R1=4V+0.4AR2……①
灯泡正常发光时其两端的电压为额定电压6V,由图乙可知,此时通过灯泡的电流为0.5A,
由图甲可知,闭合开关S2,断开开关S1、S3时,灯泡与R2串联,由于灯泡正常发光,电路中的电流:I'=IL'=0.5A,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=UL'+U2'=6V+0.5A×R2……②
由①②可知,R2=20Ω,U=16V;
(3)由R1:R2=3:2可知,滑动变阻器的最大阻值:R1R220Ω=30Ω,
由W=UIt可知,电源电压和通电时间一定,当电路中的电流最大时,电路产生的热量最多,由欧姆定律可知,此时电路中的电阻应最小,由串并联电路的电阻特点可知,当开关S1、S2、S3均闭合时,R1、R2并联,电路中电阻能达到最小,此时电流表测干路电流;
由并联电路的电压特点可知,R1、R2两端的电压:U1=U2=U=16V,
此时通过R2的电流:I20.8A,
由于滑动变阻器R1上标有“1A”字样,所以,当通过R1的最大电流:I1大=1A时,
干路电流:I=I1大+I2=1A+0.8A=1.8A<3A,
因电流表A的量程为0~3A,所以,干路电流最大为:I最大=I=1.8A,
则该电路工作1min最多可以产生的热量:Q=W=UI最大t=16V×1.8A×1×60s=1728J。
故答案为:1.6;16;20;1728。
110.(2023秋•泗阳县期末)教室内有2盏“220V,40W”的电灯和1个带有保险丝的三孔插座。要求开关S控制两盏灯,且一盏灯坏了时另外一盏灯仍然能正常发光。请按照安全用电的要求连接电路。
【答案】
【解答】解:要求开关只控制两盏灯且每盏灯都能正常发光,则两个灯泡是并联的,且与插座之间也是并联的;开关同时控制两个灯泡,灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡,然后接到零线上,这样在断开开关时,能切断火线与灯泡的连接,接触灯泡时不会发生触电事故;
三孔插座的接法,左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,保险丝接在火线上。如图所示:
111.(2023秋•邗江区期末)小明用图甲电路测量额定电压为2.5V小灯泡L1的额定功率,电源电压为4.5V不变。
(1)小明连接了如图甲所示的电路,若电路中各元件完好,闭合开关会出现 B 。
A.小灯泡发光
B.可能损坏电压表
C.可能损坏电流表
D.可能损坏电源
(2)检查电路,小明发现一根导线连接错误,请将图中连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)小明改正电路连接后,用开关试触时,看到小灯泡发出明亮的光,则他在操作中存在的不当之处是 闭合开关前未将变阻器的滑片放到最大阻值处 。
(4)改正所有问题并正确完成了实验,他根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图象(如图乙)。
①根据图像,在图丙中画出:当电压表示数为1.5V时,电流表指针的位置。
②观察图象,小明发现图象是曲线,原因是小灯泡灯丝的电阻随 温度 的变化而变化,小灯泡的额定功率是 0.625 W。
(5)小明取来另一小灯泡L2,其灯丝材料、长度和额定电压与实验用灯泡L1均相同,但L2比L1的灯丝细,将L2替换滑动变阻器,再闭合开关,可能损坏的是灯 L2 (L1/L2)。
【答案】(1)B;(2)见解析图;(3)闭合开关前未将变阻器的滑片放到最大阻值处;(4)①见解答图;温度;0.625;(5)L2。
【解答】解:(1)由图甲知,电流表与灯泡并联了,所以灯泡被短路,故灯泡不亮;电压表串联在电路中,由于电压表内阻很大,电路中电流几乎为0,故电流表无示数;电源电压调节为4.5V不变,电压表示数几乎等于电源电压4.5V,图中电压表使用小量程,所以可能烧坏电压表,故选:B;
(2)在测小灯泡L的额定功率实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(3)改正电路连接后,用开关试触时,看到小灯泡发出明亮的光,说明电路电流较大,电阻较小,所以他在操作中存在的不当之处是闭合开关前未将变阻器的滑片放到最大阻值处;
(4)①由图象知,当电压表示数为1.5V时,电流为0.2A,即电流表的示数为0.2A,在图丙中画出电流表指针的位置如下图:
①图象是曲线,原因是小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化;
②由小灯泡的I﹣U图像可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡额定功率为:PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;
(5)小灯泡L2灯丝材料、长度和额定电压与实验用灯泡L1均相同,L2比L1的灯丝细,则灯泡L2的电阻比灯泡L1的电阻大,将两灯泡串联到电路中,根据串联电路分压原理可得灯泡L2两端的电压大于L1两端的电压,因两灯泡额定电压相等,故闭合开关,可能损坏的是灯泡L2。
故答案为:(1)B;(2)见解析图;(3)闭合开关前未将变阻器的滑片放到最大阻值处;(4)①见解答图;温度;0.625;(5)L2。
112.(2022秋•亭湖区校级期末)为估测各用电器的实际功率。
(1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过 8.8×103 W。
(2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1min中内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为 1000 W。
(3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是 C 。
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大
B.小明在时间测量中存在一定的误差
C.小明没有关闭其他的用电器
D.小明在计数存在错误
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;
而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。
针对此次测量你认为 小明 (选“课本”或“小明”)的方案更合理,用另一种测量方法测得节能灯的功率 小 (选“大于”、“等于”或“小于”)此时节能灯的实际功率。
(5)小明按自己方案操作以指示灯某次闪烁开始计时并记为第0次,到指示灯第3次闪烁时,历时刚好360s,则小明家节能灯的电功率 10 W。
【答案】(1)8.8×103;(2)1000;(3)C;(4)小明;小;(5)10。
【解答】解:(1)据电冰箱的表盘参数可知,家中用电器的总功率不能超过P大=UI=220V×40A=8.8×103W;
(2)1min中内电能表指示灯闪烁了50次,故闪烁50次消耗的电能WkW•h×50kW•h;
电功率P1kW=1000W;
(3)节能灯的功率大约十几瓦,所以此时计算出的结果为1000W,故相差很大,所以据实际情况分析可知,很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的,故选C;
(4)据实际情况可知,若是节能灯的功率很小,所以即使是工作3min,所消耗的电能仍然是很少的,所以也有可能闪烁不了几次,故不好记录;
故若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好记录的,所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理,故小明华的方案更合理;
用另一种方法测得的电能偏小,根据P可得,测得的电功率比实际功率小;
(5)此时消耗的电能是:W′kW•h×3kW•h;
故此时节能灯的电功率P′0.01kW=10W。
故答案为:(1)8.8×103;(2)1000;(3)C;(4)小明;小;(5)10。
113.(2023秋•宿迁期末)张烁同学利用器材“探究电流热效应与哪些因素有关”实验。
(1)当闭合开关时,发现电流表指针如图1甲所示,出现这种现象的原因是 电流表正负接线柱接反了 ;图1丙电压表示数为 1.9 V;
(2)为了探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关,设计如图2甲的装置,将两段阻值不同的电阻丝(R1=5Ω,R2=10Ω)分别密封在两个完全相同的容器内,密闭容器内封闭等量的空气;
①图2甲所示是用来探究电流产生的热量跟 电阻 的关系;
②图2乙所示是用来探究电流产生的热量跟 电流 的关系;
③让实验装置乙冷却到初始状态,把右瓶并联的电阻丝都放入瓶内,接通电源;此电路工作一段时间后, 左瓶 (选填“左瓶”或“右瓶”)内电阻丝产生的热量多。
【答案】(1)电流表正负接线柱接反了;1.9;(2)①电阻;②电流; ③左瓶。
【解答】解:(1)当闭合开关时,发现电流表指针如图1甲所示,向左偏转,出现这种故障的原因是电流表的正负接线柱接反了;图1丙电压表量程为0﹣3V,分度值为0.1V,示数为1.9V;
(2)由图2甲可知,左、右两个容器中的电阻丝串联,通过的电流相同,通电时间相同,而电阻丝的阻值不同,因此是探究电流产生的热量跟电阻的关系;
由图2乙可知,右边的容器中的电阻与容器外的电阻并联,再与左边容器中的电阻串联,因此通过左边容器电阻的电流与通过右边容器电阻的电流不同,而电阻和通电时间相同,因此是探究电流产生的热量跟电流的关系;
把图乙右边的两根电阻丝并联后,其总阻值比任何一个电阻小,放入瓶内后相当于把较小的电阻放进右侧瓶中,即左、右两瓶中的电阻串联,通过的电流相同,通电时间相同,而左侧瓶中的电阻阻值更大,根据Q=I2Rt可知,一段时间后左瓶内电阻丝产生的热量多。
故答案为:(1)电流表正负接线柱接反了;1.9;(2)①电阻;②电流; ③左瓶。
114.(2023秋•苏州期末)如图甲所示是电阻R和灯泡L的U~I图像,若将电阻R和灯泡L串联在电路中,如图乙所示,闭合开关S后,电流表示数为0.4A,求:
(1)电阻R的阻值;
(2)电源电压;
(3)灯泡在10s内消耗的电能。
【答案】(1)电阻R的阻值为5Ω;
(2)电源电压3V;
(3)灯泡在10s内消耗的电能为4J。
【解答】解:由图乙可知,电阻R与灯泡L串联,电流表测量电路中的电流;
(1)由图甲可知,电阻R的阻值:R5Ω;
(2)由图甲可知,当通过电路中的电流为0.4A时,电阻R两端的电压为2.0V,灯泡两端的电压为1.0V,
根据串联电路的电压特点可知,电源电压:U=UR′+UL=2.0V+1.0V=3V;
(3)灯泡在10s内消耗的电能:WL=ULILt=0.4A×1.0V×10s=4J。
答:(1)电阻R的阻值为5Ω;
(2)电源电压3V;
(3)灯泡在10s内消耗的电能为4J。
115.(2023秋•建湖县期末)某压力传感器的电阻R随撞击力F的变化图像如图甲,将它接入图乙电路来做手机抗摔实验。闭合开关S,在传感器上方释放手机,手机屏幕向下撞到传感器的平台上(平台的质量不计)。实验测得撞击前、撞击时和撞击后的电流随时间变化的图像如图丙。已知电源电压U=30V,定值电阻R0=10Ω。求:
(1)未受到撞击时,传感器的阻值。
(2)当电流表显示1A时,传感器受到的撞击力F。
(3)下落的手机产生最大撞击力时,传感器的电功率。
【答案】(1)未受到撞击时,传感器的阻值为590Ω;
(2)当电流表显示1A时,传感器受到的撞击力F为40N;
(3)下落的手机产生最大撞击力时,传感器的电功率为22.5W。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S后,定值电阻R0和压力传感器电阻R串联,电流表测电路中的电流。
(1)由图丙可知,传感器未受到撞击时,电路中的电流:I=I传=0.05A,
电路的总电阻:R总600Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,压力传感器未受到撞击时的电阻:R传=R总﹣R0=600Ω﹣10Ω=590Ω;
(2)当电流表显示1A时,根据欧姆定律可知总电阻R总′30Ω,
根据电阻串联的特点可知传感器的电阻R′=R′﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω,
传感器受到的撞击力F=40N;
(3)下落的手机产生最大撞击力时,电流I″=1.5A,
根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压U0′=I″R0=1.5A×10Ω=15V,
根据串联电路的电压特点可知传感器两端的电压U′=U﹣U0′=30V﹣15V=15V,
根据P=UI可知传感器的电功率P=U′I″=15V×1.5A=22.5W。
答:(1)未受到撞击时,传感器的阻值为590Ω;
(2)当电流表显示1A时,传感器受到的撞击力F为40N;
(3)下落的手机产生最大撞击力时,传感器的电功率为22.5W。
116.(2023秋•泗阳县期末)电阻温度计是由半导体材料制成的。如图甲是某半导体电阻R随温度变化的关系图像。根据这种半导体材料电阻的特性,科技之星小组的同学设计了如图乙的电路,可通过电压表来测定电热水壶中的水温的装置,所用器材有:半导体电阻R、稳压电源、电压表(0~3V)、开关、定值电阻R0(10Ω)、导线若干。
(1)当水温度为20℃,电压表的读数为1V,求电源电压;
(2)当电压表的读数为2V时,电热水壶中的水温;
(3)当水温为100℃时,电阻R0在50s内产生的电热是多少?
【答案】(1)当水温度为20℃,电压表的读数为1V,电源电压为6V;
(2)当电压表的读数为2V时,电热水壶中的水温为40℃;
(3)当水温为100℃时,电阻R0在50s内产生的电热是45J。
【解答】解:由图乙可知,R与R0串联,电压表测量R0两端的电压;
(1)当水温度为20℃,根据串联电路的电流特点可知,电路中的电流:I=I00.1A,
由图甲可知,当水温度为20℃时,R的阻值:R=50Ω,
由I可知,R两端的电压:UR=IR=0.1A×50Ω=5V,
根据串联电路的电压特点可知,电源电压:U=U0+UR=1V+5V=6V;
(2)根据串联电路的电流特点可知,电压表的读数为2V时,电路中的电流:I′=I0′0.2A,
由I可知,电路中的总电阻:R总30Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R的阻值:R′=R总﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω,
由图甲可知,此时水温为40℃;
(3)由图甲可知,当水温为100℃时,R的阻值:R″=10Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:R总′=R″+R0=10Ω+10Ω=20Ω,
电路中的电流:I″0.3A,
电阻R0在50s内产生的电热:Q=I″2R0t=(0.3A)2×10Ω×50s=45J。
答:(1)当水温度为20℃,电压表的读数为1V,电源电压为6V;
(2)当电压表的读数为2V时,电热水壶中的水温为40℃;
(3)当水温为100℃时,电阻R0在50s内产生的电热是45J。
117.(2023秋•宿城区期末)如图甲所示是一款小型电火锅,通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能。图乙是它的简化电路图,R1、R2、R3均为加热电阻(阻值保持不变)。已知R1的阻值为176Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求:
额定电压
220V
低温挡功率
中温挡功率
440W
高温挡功率
1100W
(1)R3的阻值是多少?
(2)R2的阻值是多少?
(3)电火锅在低温挡工作时的功率是多少?
(4)某次使用时,用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃用时7min,加热效率为80%该电火锅的实际功率是多少?(已知水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃))
【答案】(1)R3的阻值为44Ω;
(2)R2的阻值是66Ω;
(3)电火锅在低温挡工作时的功率是220W;
(4)该电火锅的实际功率是1000W。
【解答】解:(1)由图乙可知,当电火锅处于高温挡时,只有R3工作,
由P可知,R3的阻值:R344Ω;
(2)当电火锅处于中温挡时,R2、R3串联,由P可知,R2、R3的串联总阻电阻:R中110Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R中﹣R3=110Ω﹣44Ω=66Ω;
(3)由图乙可知,当电火锅处于低温挡时,R1、R3串联,根据串联电路的电阻特点可知,R1、R3的串联总电阻:R低=R1+R3=176Ω+44Ω=220Ω,
低温挡工作时的功率:P低220W;
(4)水吸收的热量为:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J,
加热效率是80%,电火锅消耗的电能W4.2×105J,
高温挡实际功率为:P实1000W。
答:(1)R3的阻值为44Ω;
(2)R2的阻值是66Ω;
(3)电火锅在低温挡工作时的功率是220W;
(4)该电火锅的实际功率是1000W。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题05 电功与电热
电功及其大小
电能表及其读数
电功率及其大小
灯泡功率及其测定
用电能表测用电器电功率
动态电路中的电功率变化
电功率综合计算
探究影响电热大小的因素
焦耳定律及其应用
多状态电路中的电热计算
家庭电路与安全用电
考点一 电功及其大小
1.(2022秋•溧阳市期末)小明对以下常见用电器正常工作1小时所消耗的电能进行了估计,其中与实际相符的是( )
A.挂壁式空调—约10度电
B.电饭锅—约5度电
C.电水壶—约1度电
D.电风扇—约3度电
2.(2023秋•宿迁期末)甲、乙两个用电器串联后接在某一电源上,在相同的时间内,电流通过甲所做的功比乙大,则( )
A.通过甲的电流比乙大
B.甲两端的电压比乙的大
C.甲的电阻比乙小
D.甲消耗的电能比乙小
3.(2023秋•泗阳县期末)某充电宝上面标有5V、15000mAh字样,给它充电时, 能转化为 能,充满电后,大约储存了 J的电能。
4.(2023秋•苏州期末)如图所示是某款电动开瓶器的相关信息,为保证该电动开瓶器正常工作,需 联 节干电池为其供电。该开瓶器正常工作10s,消耗电能 J。
5.(2022秋•仪征市校级期末)如图所示是某小灯泡的电流﹣电压图像,小灯泡的额定电压为6V。小灯泡正常发光时,灯丝的电阻是 Ω。若将小灯泡与R=10Ω的定值电阻并联接入某电路,干路中的总电流为0.5A,通电30s,电阻R消耗的电能为 J。
6.(2022秋•太仓市期末)如图所示是某手机的“超级快充”插头,匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”,其铭牌参数如表所示,请判断哪一组输出参数可实现超级快速充电? (选填“5V,2A”或“9V,2A”或“10V,4A”),由此可推断,“超级快充”的“快”是指 大(填写一个物理量名称)。
输入:100V~240V,50/60Hz,1.2A
输出:5V,2A或9V,2A或10V,4A
7.(2022秋•高港区校级期末)如图为小明设计的调光灯电路图。电源电压恒为4.5V,小灯泡上标有“2.5V 0.2A”字样。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时,整个电路1min内消耗的电能是 J;为保证无论怎么移动滑动变阻器的滑片,小灯泡两端的电压都不超过其额定电压,需要在电路中串联一个 Ω的电阻。
8.(2022秋•高邮市期末)电功大小与电流、电压、通电时间都有关。用如图所示装置探究电功大小的影响因素,请回答以下问题:
(1)该装置可用来探究电功与 (选填“电压”或“电流”)的关系。因为两灯泡串联,控制了 相等这一条件。
(2)根据 ,我们可以比较相同时间内电流做功的多少。在实验中,两灯泡规格应 (选填“相同”或“不相同”)。
(3)实验中发现L1更亮且电压表V1示数更大,这说明在电流相同,通电时间相同时, 越大,电流做的功也就越多。
9.(2023秋•仪征市期末)如图甲是某生产流水线上均匀正方体产品的输送及计数装置示意图,其中S为激光源,R1为光敏电阻(有光照射时,阻值较小;无光照射时,阻值较大),R2=400Ω。水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住。电压表示数随时间变化的关系如图乙所示。已知电源电压恒为6V,则有光照射时光敏电阻R1的阻值为 Ω,有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为 ,每小时通过S与R1之间的产品个数为 个,每小时电流通过R2做的功是 J。
10.(2022秋•海陵区校级期末)在“探究影响电流做功多少的因素”活动中,同学们设计了如图甲、乙两个电路:
(1)本实验通过比较 来反映相同时间电流做功的多少。
(2)图中所选用的灯泡L1和L2的规格应 。
(3)应该选择图 所示的电路研究电流做功多少与电压大小的关系;两个小灯泡是 (选填“串联”或“并联”)的,这样连接是为了控制 相等。
(4)小明发现,按图甲电路实验时L1比L2亮,同时观察到A1示数比A2大,这说明相同时间内 (L1/L2)的电功大,由此可得出的结论是 。接着他将这两个灯泡按图乙连接好观察到 (L1/L2)更亮。
(5)对于“电流做功的多少可能与通电时间有关”的猜想,小明是否必须通过实验验证?你的看法是 (选填“不必”或“必须”),你的依据是 。
11.(2023秋•阜宁县期末)如图所示的电路中,电源电压U恒为24V,电阻R1的阻值为6Ω,滑动变阻器R上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为1A。求:
(1)此时电阻R1两端的电压U1;
(2)1min内R上消耗的电能;
(3)若电流表量程为0﹣3A,为了保证电路安全,R接入电路中电阻的最小值是多少?
考点二 电能表及其读数
12.(2022秋•姜堰区校级期末)小明家里的电能表10月1日的示数如图(上)所示,11月1日示数如图(下)所示,他家10月份共用电为( )
A.312 kW•h B.31.2 kW/h C.31.2 kW•h D.31.2J
13.(2020秋•太仓市期末)如图所示分别是小明家11月1日和12月1日电能表的示数,结合表盘上的信息可知,下列判断正确的是( )
A.电能表是测量电功率的仪表
B.小明家11月份消耗的电能为1011kW•h
C.电能表工作时允许通过的最大电流不能超过10A
D.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2kW•h
14.(2022秋•高邮市期末)如图所示为单相电子式电能表,关于该电能表下列说法正确的是( )
A.允许通过的最大电流为10A
B.主要用来测量用电器的电功率
C.指示灯闪250次表示消耗电能3.6×105J
D.此时的示数为13148kW•h
15.(2023秋•建湖县期末)同一只白炽灯在家庭电路中单独正常工作时,不同参数的电能表指示灯闪烁最快的是( )
A. B.
C. D.
16.(2023秋•宿迁期末)某家庭月初电能表的示数为2627.2kW•h,月底表盘示数为2717.2kW•h,表盘上有1800imp/(kW•h),他所在地区每度电的电费是0.5元,将某家用电器单独接在该电能表上正常工作10min,电能表指示灯闪烁了360次,则( )
A.本月他家应缴纳电费90元
B.该家庭这个月总共耗电2717.2kW•h
C.这个用电器可能是节能灯
D.这个用电器10min耗电0.2kW•h
17.(2021秋•淮安区期末)如图所示,电能表正常工作,通过的最大电流值是 A;电能表记录电路消耗的电能是 kW•h;电能表每转过1圈,电路中消耗的电能是 J。
18.(2022秋•连云港期末)小明家的电能表6月底的读数为624.6kW•h,8月底读数如图所示,则他家这两月用电 kW•h。在某段时间内,耗电指示灯闪烁120次,则表示电路中的用电器消耗了 J的电能。
19.(2022秋•淮安区期末)如图所示,电能表的面板示数表明,家庭电路消耗的电能是 kW•h;电流规格参数表明,每消耗2kW•h电能指示灯闪烁 次。
20.(2022秋•邳州市期末)如图所示是家用电子式电能表表盘,现在的示数为 kW•h,现将若干盏规格均为“220V 20W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15min,电能表的指示灯闪烁了300次,该过程节能灯消耗的电能 kW•h,接入的节能灯共 盏。
考点三 电功率及其大小
21.(2023秋•苏州期末)以下单位中,属于电功率单位的是( )
A.安培 B.伏特 C.焦耳 D.千瓦
22.(2022秋•溧阳市期末)下列各组中都属于电功率单位的一组是( )
A.焦、伏•安、千瓦•时
B.焦、伏•安•秒、千瓦•时
C.瓦、伏•安、焦/秒
D.瓦、伏•安、焦•秒
23.(2023秋•仪征市期末)下列数据中,最接近实际情况的是( )
A.LED节能台灯的功率约为500W
B.家用电冰箱的正常工作电流约1A
C.对人体来说,安全电压是220V
D.某家用空调正常工作2小时消耗电能大约1J
24.(2023秋•宝应县期末)下列是生活中常见的一些数据,其中最贴近实际的是( )
A.电饭锅煮饭时的功率约为100W
B.储热式电热水器给水加热时功率约为3000W
C.电子手表正常工作时的电流约为150mA
D.教室内的一只荧光灯正常工作时的电流约为1A
25.(2023秋•连云港期末)下列几种用电器,正常工作时电功率最小的是( )
A.电风扇 B.电熨斗 C.LED台灯 D.烧水壶
26.(2022秋•连云港期末)如图所示的几种用电器中,正常工作时的功率最接近1kW的是( )
A.电风扇 B.笔记本电脑
C.LED台灯 D.烧水壶
27.(2022秋•兴化市期末)小明在学习了电功率知识后,观察了他家厨房电饭锅和电压力锅的铭牌,电饭锅甲的额定功率为1300W,电压力锅乙的额定功率为900W。在它们正常工作的情况下,下列说法正确的是( )
A.电饭锅甲消耗电能多
B.电压力锅乙消耗电能少
C.电饭锅甲消耗电能快
D.电压力锅乙消耗电能快
28.(2022秋•涟水县期末)央视春晚,岳云鹏和孙越的相声《妙言趣语》中,小岳岳说,“瓦片的瓦,里面一个千万的千,这个字念‘千瓦’。”网友第一时间翻了家里的《新华字典》,结果还真有如图所示的“瓩”,念两个音“千瓦”,它是电学里 (选填“电功”或“电功率”)的单位,表示电流做功 (选填“快慢”或“多少”)的物理量。
考点四 灯泡功率及其测定
29.(2023秋•苏州期末)将两个额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在如图所示的电路中,闭合开关S后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,则下列说法正确的是( )
A.通过灯L1的电流较大
B.灯L2两端电压较大
C.灯L2的电阻较大
D.通过灯L1的电流和L2相同
30.(2023秋•宿迁期末)如图所示电路,电源电压不变,R为定值电阻,将标有“6V 2W”的灯泡L1接在a、b两接线柱间,闭合开关S,灯L1正常发光;若在a、b两接线柱间换上标有“6V 3W”的灯泡L2,闭合开关S,则灯L2( )
A.恰能正常发光 B.比正常发光时偏亮
C.灯丝可能烧断 D.比正常发光时偏暗
31.(2020秋•东海县期末)L1灯规格为“6V 6W”,L2灯规格为“6V 3W”,忽略灯丝电阻变化,现将两灯串联后接在9V的电路中,则下列说法正确的是( )
A.两盏灯都能正常发光,L1更亮些
B.只有L1能正常发光,L1更亮些
C.只有L2能正常发光,L2更亮些
D.两盏灯都不能正常发光,L2更亮些
32.(2020秋•秦淮区期末)如图所示,电源电压不变,R是定值电阻,将一个“6V 3W”的小灯泡接在a、b两点间,小灯泡恰能正常发光;若换一个“6V 4W”的小灯泡接在a、b两点间,则这个小灯泡( )
A.恰能正常发光 B.比正常发光时亮些
C.比正常发光时暗 D.灯丝可能会被烧坏
33.(2021秋•兴化市期末)如图所示,闭合开关S后,小灯泡L1的亮度比L2的亮度大,则( )
A.L1和L2的连接方式是并联
B.电压表测量的是L2两端电压
C.通过L1的电流比通过L2的大
D.L1两端电压比L2两端电压大
34.(2023秋•邗江区校级期末)小明做“测定小灯泡电功率”的实验,小灯泡标有“2.5”字样,滑动变阻器规格为“20Ω,2A”,电源为电压可调的学生电源,其他实验器材齐全且完好。
(1)小明连接的实物图如图1所示,闭合开关,发现灯 (选填“亮”或“不亮”),电流表 (选填“有”或“无”)示数;
(2)经检查发现接错了一根导线。请你在这根导线上打“×”,并补画出正确连接的那根导线;
(3)电路连接正确后,小明选用“6V”挡电源电压,将滑片调到最大阻值,闭合开关。某次实验时,发现小灯泡发光较亮,电压表、电流表的示数分别如图(a)(b)所示,此时电路中的电流为 A,小灯泡的实际功率 (选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率;
(4)小明进行多次实验,测量的数据如下表所示,则小灯泡L正常发光时的电功率为 W。老师发现表格中第 次数据是编造的;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
1.0
1.3
1.7
2.1
2.5
2.8
电流I/A
0.22
0.24
0.26
0.28
0.30
(5)根据表格中的数据推测:当电流为0.12A时,小灯泡的实际功率最有可能的是 ;
A.0.05W
B.0.08W
C.0.10W
D.0.11W
(6)实验中,小明向左移动滑片时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电流表示数变大,小灯泡变亮,灯丝的温度升高,电阻变大。若滑动变阻器接入电阻减小了ΔR1,小灯泡电阻增大了ΔR2,则ΔR1 ΔR2(选填“>”、“=”或“<”);
(7)小华利用小明的实验器材,将电源电压调为3V,增加了一个阻值为10Ω定值电阻R1、电阻箱R2来测量小灯泡的额定功率。如图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是 (填字母)。
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.丙方案能,丁方案不能
D.丙方案不能,丁方案能
35.(2022秋•徐州期末)如图所示电路,电源电压保持6V不变,灯泡上标有“6V 3.6W”字样,滑动变阻器的最大阻值为20Ω(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)灯丝电阻;
(2)灯泡最暗时,滑动变阻器消耗的功率。
考点五 用电能表测用电器电功率
36.(2022秋•兴化市校级期末)小明利用电能表测某家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器工作时,测得在15min内,消耗电能0.2kW•h,这个用电器可能是( )
A.电冰箱 B.电饭煲 C.电视机 D.收音机
37.(2023秋•海安市期末)小华家有电烤箱和电饭锅各一个,将它们正常工作lh的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。下列判断正确的是( )
A.电烤箱正常工作时的电压较高
B.正常工作时它们做功一样快
C.电烤箱正常工作时的电流大
D.一个月内,电烤箱的用电费用一定多
38.(2022秋•姑苏区校级期末)如图所示,是小明观察到自家电能表的情况,其显示的示数为 kW•h;他关掉了家里其他用电器,只让电饭锅处于加热状态工作,观察到电能表转盘6min内刚好转动了60转,则他家的电饭锅加热时的电功率为 W。
39.(2020秋•宜兴市期末)如图所示是用来测量电能的仪表,这只电表此时的读数是 kW•h,当电路中只有一个电饭煲接入电路,正常工作12min,发现此电能表的转盘转过了500转。则这个电饭煲的额定功率是 W。
40.(2020秋•镇江期末)某电炉工作3min,使图示电能表的转盘转过300r。则电水壶消耗的电能为 kW•h,电功率为 W,这些电能可供一只“220V 10W”的节能灯正常工作 h。
41.(2020秋•海陵区期末)某家庭电路电能表的技术参数如图所示,则同时工作的用电器总功率不能超过 W。为测量该家庭微波炉的实际功率,应先 ,直至电能表的转盘不转动,再只让微波炉单独工作。测量出2min内电能表的转盘转了30圈,则微波炉的实际功率为 W。
考点六 动态电路中的电功率变化
42.(2023秋•赣榆区期末)如图所示,滑动变阻器的滑片从右端向左端滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数不变,总功率变小
B.电流表的示数变大,总功率变大
C.电压表示数变大,灯泡的亮度变暗
D.电流表示数变大,灯泡的亮度变暗
43.(2022秋•建邺区期末)如图甲是电子测温仪。图乙是其简化电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为热敏电阻,靠近人体测温时,其阻值随温度升高而减小。当所测体温降低时,下列说法正确的是( )
A.电路的总电阻变小 B.电压表的示数变大
C.R0消耗的功率变小 D.电路的总功率变大
44.(2023秋•扬州期末)如图电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,则( )
A.电压表V示数变大,R1消耗的电功率变大
B.电流表A1示数不变,电压表V与电流表A2示数比值不变
C.电压表V示数不变,R2消耗的电功率变小
D.电流表A2示数变少,R1与R2上的电功率之比变小
45.(2022秋•姑苏区校级期末)如图所示的电路板,正面只有一个开关和两个灯泡,电源及导线均在电路板背面。闭合开关,L1发光,L2不发光;用灯泡L3替换L1,发现L2和L3同时发光,则下列判断正确的是( )
A.L1和L2并联
B.L2不发光的原因是灯丝断了
C.L3替换L1后,电路中的电流变小
D.L3替换L1后,电路的总功率变大
46.(2022秋•丹阳市期末)如图所示,电源为恒流电源,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,电压表的示数为U,电流表A的示数为I,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,电路的总功率为P总,移动滑动变阻器的滑片,下列关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
47.(2023秋•南京期末)如图所示电路,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”,定值电阻R0的规格为“10Ω 0.5A”。为了保证电路安全,闭合开关后在滑动变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是( )
A.变阻器R接入电路的阻值变化范围为2Ω~20Ω
B.电流表示数允许变化范围是0.2A~0.5A
C.电路消耗的最小电功率为1.2W
D.电阻R0消耗的最小电功率为0.9W
48.(2023秋•宿城区期末)如图甲所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 0.5A”的字样,R2=10Ω,灯泡L上标有“5V”的字样,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A。将R1的滑片P移至b端,闭合开关S、S1,调节R1的滑片P,并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图象如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路中的最小阻值是5Ω
B.电路总功率的变化范围是0.5W~1.5W
C.若将电压表量程换为0~3V,闭合开关S、S2,电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
D.若将电压表量程换为0~3V,闭合开关S、S2,R2的功率变化范围是0.1W~0.9W
49.(2022秋•南京期末)如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片P移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~2.5W
B.电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.3A
C.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~20Ω
D.电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~3W
50.(2023秋•大丰区期末)为了向建设宜居城市做贡献,创新实验小组的同学们设计了有害气体监测设备,其原理如图甲所示。电源电压恒定,R0为定值电阻,R为可以感知气体污染指数的可变电阻,其阻值随污染指数变化的关系如图乙所示,气体监测器的示数随有害气体污染指数的增大而增大。气体监测器由电路图中 (电流表/电压表)改装而成。污染指数增大,电压表示数与电流表示数的比值 (增大/减小/不变,下同),电路消耗的总功率将 。
考点七 电功率综合计算
51.(2023秋•江都区期末)如图所示电路,电源电压为6V。在a、b间接入“3V 1W”的灯L1,闭合开关,调节滑动变阻器使灯L1正常发光。断开开关后取下灯L1,保持滑片P的位置不变,在a、b间接入“3V 3W”的灯L2后闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.灯L2正常发光
B.电压表的示数保持3V不变
C.滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω
D.灯L2的实际功率为0.75W
52.(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
53.(2022秋•常州期末)如图所示,电源电压恒为6V,R0=30Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“3V 1.5W”字样(灯丝电阻不变),在不损坏电路元件的前提下,下列分析中正确的是( )
A.当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是4Ω~20Ω
B.当S闭合,S1、S2都断开时,电路的最大电功率是3.6W
C.当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
D.当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4W
54.(2023秋•邗江区期末)如图甲的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关,滑片P由b端移动到a端的过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为5V
B.定值电阻R0=10Ω
C.滑片在滑动过程中,电路中的最大电功率为7.2W
D.将导线c由“1”改接至“2”,可以探究电流与电压的关系
55.(2023秋•宿迁期末)一定值电阻R1接在稳定电源上,R1消耗的电功率为64W,将R1与另一定值电阻R2串联后再次接到原电源上,若测得R1消耗的电功率为4W,则R2消耗的电功率为 W;若测得R2消耗的电功率为12W,则R1消耗的电功率为 W。
56.(2023秋•邗江区期末)如图所示,某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡,已知定值电阻R1与R2阻值相等,“高温挡”的额定功率为1000W,则R1的阻值为 Ω。在标准大气压下,电热器正常工作,用“高温挡”加热初温为15℃、质量为1kg的水7min,该过程消耗的电能为 J,若产生的热量有90%被水吸收,则水的温度升高了 ℃。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
57.(2023秋•玄武区期末)如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V,4.2W”字样。当S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,小灯泡L正常发光,电流表示数为2.2A,R0的阻值是 Ω,电路总功率为 W。只闭合S1,滑动变阻器滑片滑到某一点时,电压表示数为U1,电路消耗的电功率为P1;保持滑片位置不动,只闭合S2,此时电压表示数为U2,电路消耗的电功率为P2;已知U1:U2=3:4,P1:P2=3:2,则只闭合S2时小灯泡的实际功率是 W。
58.(2023秋•句容市期末)如图1中,灯泡L的额定电压为2.5V,其电流与电压关系如图2所示,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,调节R,当电压表的示数为1.5V时,L恰好正常发光,则L正常发光时的阻值为 Ω,电源电压为 V;为保证电路安全,R的调节范围为 ,灯泡L的最小电功率为 W。
59.(2023秋•姜堰区期末)在综合实践活动课上,小明设计了如图所示的模拟调光灯电路,此电路中电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样。将滑动变阻器R的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为8V和0.3A;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为4V和0.5A。求:
(1)灯泡L正常发光时,灯泡的电阻;
(2)滑动变阻器R的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率多大;
(3)为使灯泡安全工作,R的滑片能自由滑动,且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?请具体说明。
考点八 探究影响电热大小的因素
60.(2023秋•南京期末)如图是“探究影响电流热效应的因素”实验装置,将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内,且R1>R2,瓶内装入等质量的煤油。下列说法错误的是( )
A.烧瓶内选用液体煤油,利用了煤油比热容小升温快的特点
B.该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系
C.闭合开关后,甲烧瓶中煤油温度上升比乙快
D.滑动变阻器的滑片向左移,两烧瓶中煤油温度上升将变慢
61.(2022秋•海陵区校级期末)在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中,三个透明容器中密封着等量的空气,容器内的电阻连接情况如图所示,通电后,观察U形管中液面高度的变化。则( )
A.甲、乙、丙三个容器内的导体,电流相等
B.通电一段时间后,U形管中液面高度变化最大的是乙
C.要探究电流产生的热量与电阻的关系,需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化
D.要探究电流产生的热量与电流的关系,需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化
62.(2023秋•铜山区校级期末)如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置.电源电压恒不变,R1、R2为阻值恒定的电热丝且R1:R2=3:1,闭合开关S1、断开S2,R1电功率为P。下列说法正确的是( )
A.此时可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
B.经过相同时间,R1与R2产生的热量之比为1:3
C.若S1、S2均闭合,可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系
D.若S1、S2均闭合,R1电功率变为P',则P:P'=9:16
63.(2022秋•常州期末)小明利用如图所示的装置,探究材料对电阻大小的影响。
(1)小明应该选用 和长度都相同的康铜丝和镍铬丝。
(2)在两个相同烧瓶中分别装入等质量的煤油,接通电路后,小明发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢,这说明 (康铜/镍铬)丝的电阻大。
64.(2023秋•宝应县期末)如图所示,R1=R2=R3,此实验可探究电流通过导体时产生的热量与 因素有关(选填“电流”、“电阻”或“时间”)。
65.(2022秋•兴化市校级期末)如图是焦耳定律的实验装置,其中R1=5Ω,R2=R3=10Ω。只闭合S1可以探究电流产生热量与 的关系,若电路中的电流为0.1A,通电10min电阻R1产生的热量为 J。闭合S1和S2,通过R1的电流是R2的2倍,左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大,这说明 (填“电流”或“电阻”)对产生热量多少影响更大。
66.(2023秋•靖江市期末)如图所示,是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两只烧瓶内装有煤油并插有温度计,两瓶中镍铬丝横截面积相同,但甲的长度大于乙的长度。
(1)电阻丝R1 R2(</=/>);
(2)为了便于比较,两只烧瓶中的煤油质量和初温均应 ;
(3)通电一定时间后,可发现 瓶中的温度计示数更高,由此得出的实验结论是:电流相等,通电时间相同时,电流产生的热量与 有关;
(4)若实验中发现,通电较长一段时间后,两烧瓶中温度计示数均变化不明显,可能原因是 (写出一种)。
67.(2020秋•海陵区期末)为“探究影响电流热效应的因素”,设计如图所示的实验装置。甲、乙是两个完全相同的烧瓶,瓶内装有质量和初温相等的液体,电阻丝R1和R2的阻值分别为5Ω和10Ω,A、B是相同的温度计。
(1)烧瓶内的液体应选用 (选填“水”、“煤油”或“盐水”已知:c盐水>c水>c煤油),实验效果更明显。
(2)实验时将两个电阻丝串联的目的是控制 和 相同。
(3)为探究电流产生的热量与电流的关系,可将图中甲、乙两烧瓶中的电阻丝并联,通过比较甲、乙烧瓶中温度计示数的变化来进行探究,该方案 (选填“可行”或“不可行”),理由是 。
68.(2023秋•扬州期末)为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,设计了如图所示甲、乙两组实验装置。
(1)实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;
(2)利用图 (选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系;
(3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。其中图 (选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象;
(4)图乙装置通电一段时间, (选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
(5)图乙装置看,为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成 (选填“4Ω的”或“6Ω的”)。
考点九 焦耳定律及其应用
69.(2023秋•沛县校级期末)电热毯内的电阻丝断了,重新将两个端头接上继续使用,使用中发现接头处的电热毯被烧焦了,这主要是因为( )
A.接头处的电阻大 B.接头处的电流大
C.接头处的电阻小 D.接头处散热慢
70.(2022秋•兴化市校级期末)将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同,下列说法正确的是( )
A.三个用电器产生的热量相同
B.三个用电器消耗的电能相同
C.电烙铁消耗的电能最多
D.电流通过电风扇做功最快
71.(2022秋•高港区校级期末)如图,电阻R和电动机M串联接到电路中,已知电阻R与电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作,经过时间t电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有( )
A.W1<W2 Q1=Q2 B.W1=W2 Q1=Q2
C.W1=W2 Q1>Q1 D.W1<W2 Q1<Q2
72.(2023秋•姜堰区期末)如图所示,当开关闭合时,电压表V1、V2的示数分别为10V和4V,电动机线圈的电阻为2Ω,R是阻值为4Ω的定值电阻,则下列说法正确的是( )
A.通过电动机的电流为3A
B.电动机两端的电压为4V
C.电动机1min产生的热量为120J
D.电动机1min消耗的电能为240J
73.(2022秋•淮安区期末)如图所示,用一条中间较窄的锡箔纸把一节新干电池正负极相连,稍候发现锡箔纸较窄处的纸先燃烧起来。这是电流的 效应,由于锡箔纸较窄处与较宽处的 (选填“电流”或“电阻”)不同,产生的热量不同。
74.(2023秋•东台市期末)如图甲是一只便携塑料封口机,电路原理图如图乙所示,电源电压为3V,电热丝R的电阻为0.4Ω,开关闭合,电热丝温度升高,这是利用电流的 效应工作的,通电2min产生的热量为 J;若使用时总把塑料烫坏,改进的措施是 (答一种即可)。
75.(2023秋•建湖县期末)如图甲,R1阻值为20Ω,图乙为灯泡的U﹣I图像。闭合S与S1,断开S2,电流表示数为0.4A;再闭合S2,电流表示数变为0.5A。电源电压为 V;R2的阻值为 Ω;若只闭合S,2min内电阻R1产生的热量为 J。
76.(2022秋•江都区校级期末)简易电吹风简化电路如图所示,其主要技术参数如表,在家庭电路使用中:
(1)当吹冷风时,通过电动机的电流为 A,若电动机电阻R1为10Ω,则40s内电流通过电动机产生的热量是 J。
(2)当吹热风时,电热丝R2的电功率是 W,电热丝R2的电阻值是 Ω。
额定电压
220V
额定功率
热风时:990W
冷风时:110W
77.(2022秋•高邮市期末)如图所示,为某电热毯的简化电路图,其中R2=1760Ω,当开关S1、S2都闭合时,电热毯处于高温加热状态,此时的电功率为110W;当只闭合开关S1时,电热毯处于保温状态,此时电路中的电流为0.1A。通过计算回答:
(1)高温加热时,电路中的电流多大?
(2)R1的电阻值多大?
(3)保温5min,R2产生了多少热量?
考点十 多状态电路中的电热计算
78.(2023秋•常州期末)如图所示,电源电压恒定。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P由右侧b端移到c点的过程中,电压表的示数由4V变为3V,电流表的示数由0.2A变为0.3A,则( )
A.电源电压为7V
B.R1的阻值为20Ω
C.电路的最小功率为1.8W
D.滑片P在b端时,10s内R1产生的热量为4J
79.(2022秋•宿城区校级期末)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移动到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.电源电压为8V
B.R1的阻值为40Ω
C.当滑片P移至中点时,电路消耗的总功率为3.6W
D.当滑片P在b端时,通电10s后R1上产生的热量是4J
80.(2021秋•宝应县期末)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从a端滑至b端的过程中,电流表示数与电压表示数的关系图像如图乙所示。求:下列说法正确的是( )
A.电源电压大小为12V
B.滑动变阻器最大阻值为20Ω
C.电路总功率的变化范围为2.4W~4.8W
D.灯泡正常发光时,电阻R在1min内产生电热为96J
81.(2023秋•南京期末)如图所示,已知电源电压U=3V,R1=R2=5Ω,R3=10Ω,当S1、S2断开时,有电流通过的电阻有 ,它们是 联的,电路中的电流为 A,此电路工作1min产生的热量为 J;要使电路中消耗的电功率最大,应闭合开关 ,此时电路中消耗的电功率为 W。
82.(2023秋•苏州期末)某电熨斗有“低温”、“高温”两个挡位,其简化电路如图所示,R1、R2是电热丝,R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,S为旋转式开关。当旋转触片接触到触点1和2时,电熨斗为 挡位。当电熨斗处于高温挡位时,通电1min,电熨斗产生的热量为 J。
83.(2023秋•南京期末)如图是汽车座椅的加热电路,R1、R2是电热丝,旋钮式开关可绕O点转动,若选择“低温”挡,应将开关转至 (选填“1”或“2”)位置;已知电源电压为24V,R1阻值是32Ω,若“低温”挡功率为12W,则电路中的电流是 A;若选择“高温”挡,通电100s时间,电路产生的热量为 J。
84.(2023秋•姜堰区期末)如图甲所示,某款电热饼铛,图乙为其加热原理电路图,R1、R2分别为上盘和下盘的发热电阻。某次烙饼加热和保温时的功率随时间变化关系如图丙,当温度达到200℃时,S1会自动断开,再保温。保温2min后,断开S,求:该电饼铛正常加热时的总电流为 A;R1的电阻为 Ω,本次烙饼共产生的热量为 J。
85.(2023秋•江都区期末)中国“智造”遥遥领先,某出口国外的智能马桶圈的质量为1kg,其电路如图所示,定值电阻R1和R2表示电热丝,R1的阻值为1100Ω,有高温挡和低温挡两种加热功能,低温挡功率为11W,当它接入电压为220V的家庭电路正常工作时,电热丝放出热量75%被马桶圈吸收,求:
(1)加热器高温挡时的功率。
(2)R2的阻值。
(3)高温挡工作10min,最多可使马桶圈温度升高多少℃?[马桶圈材料的比热容为0.44×103J/(kg•℃)]
86.(2023秋•宿豫区期末)同学家购置了一款多功能电暖器。如图甲所示,其内装有导热油,导热油的比热容为2.1×103J/(kg•℃),转动旋钮可实现高、中、低不同挡位之间的切换。图乙是其内部电路原理图,其中四个发热电阻阻值相同。
(1)电暖器低温挡工作时,开关应处于 位置(选填“1”“2”或“3”);
(2)已知中温挡额定功率为1000W,求电阻R的阻值和高温挡的额定功率;
(3)使用高温挡正常工作5min,导热油温度由15℃升高到75℃。若消耗的电能存84%被导热油吸收,求电暖器内导热油的质量。
考点十一 家庭电路与安全用电
87.(2023秋•淮安期末)“珍爱生命,安全用电”是我们必备的用电常识。下列各图中符合安全用电原则的是( )
A.电水壶接三孔插座 B.湿手按开关
C.电线上晾衣物 D.用手指触碰插座插孔
88.(2023秋•邗江区期末)关于安全用电,下列说法正确的是( )
A.在高压输电线下放风筝
B.雷雨天气躲在大树下避雨
C.正确使用测电笔,当氖管发光时有电流通过人体
D.标有“10A 220V”的插座上插满取暖器、电热水壶、电吹风且同时使用
89.(2023秋•宿城区校级期末)下列关于安全用电的说法中正确的是( )
A.导线或用电器起火时,可立即用水扑灭
B.大功率用电器的金属外壳应接地
C.为了防止保险丝被熔断,用铜丝代替保险丝接入电路
D.使用测电笔时不能用手直接接触测电笔笔尾的金属部分
90.(2023秋•宿迁期末)如图所示的家庭电路中,闭合开关后发现灯泡不亮。用测电笔检测A点发光,B点也发光;用测电笔检测插座的两个孔,发现氖管左右两孔发光。发生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡短路 B.灯泡灯丝断了
C.进户零线断路 D.进户火线断路
91.(2023秋•海安市期末)如图所示是家庭电路中的部分电路,开关S闭合后,发现L不发光,用测电笔分别测试图中的a、b、c、d四点,有3处氖管能发光,则可断定( )
A.bc间断路 B.dc间断路
C.d点左侧断路 D.a点左侧断路
92.(2022秋•兴化市期末)如图是某家庭电路的一部分,家中用电器都正常工作。下列正确的是( )
A.若断开开关S,站在地上的人接触A点或B点都不会触电
B.为防止烧坏保险丝,将保险丝用铜丝替换
C.若闭合开关S,用测电笔分别测试电路中的A、B、C、D、E、F点,以上所有的点氖管均发光
D.若CD间断路,灯泡仍能正常工作
93.(2023秋•建湖县期末)测电笔的结构如图,下列关于测电笔的组成及使用的说法中,正确的是( )
A.测电笔中的高值电阻和氖管构成并联电路
B.可以用普通铜丝替换测电笔中的高值电阻
C.使用时,人手不能接触试电笔上的任何金属部分
D.使用时,测电笔的氖管发光说明有电流流过人体
94.(2023秋•宿迁期末)家庭电路的部分电路图如图所示(电路连接正确),只闭合开关S1,灯L1正常发光,再闭合开关S2,灯L1立刻熄灭,L2也不发光,检查发现熔丝熔断,则故障原因可能是( )
A.灯L1短路 B.灯L1断路 C.灯L2短路 D.灯L2断路
95.(2023秋•高邮市期末)“安全用电,从我做起”。如图是已接入家庭电路中的一个插线板。
(1)多个用电器同时插在插线板上工作,它们的连接方式是 联;
(2)将电烤箱的插头插入插线板,闭合开关,家里的空气开关跳闸了,原因可能是 。
(3)用测电笔辨别火线、零线时,正确的使用方式是 (选填“甲”或“乙”)。
96.(2023秋•扬州期末)如图所示情景中,不会发生触电事故的是图 ,发生触电事故时漏电保护器不会跳闸的是图 (以上两空填“甲”“乙”“丙”或“丁”),家庭电路中电流过大的原因是短路和 。
97.(2023秋•沭阳县期末)我们在平时生活中经常会遇到一些家庭电路故障,电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况,如图甲所示,当S、S1闭合时,灯泡L0与L1均不发光,当S、S2闭合时,灯泡L0正常发光,L2不发光,由此可以判断,L1所在支路 ,L2所在支路 。电工师傅随身携带测电笔,其中图 的操作是正确的,当正确使用测电笔测A、B、C、D四个位置时,A、B、C点测电笔发光,D点测电笔不发光,则故障原因是 断路(AB间/BC间/CD间)。
98.(2023秋•邗江区校级期末)如图所示中完成家庭电路的连接,使其符合安全用电的要求。
99.(2023秋•宝应县期末)如图所示,请你用笔画线代替导线将插座、开关、灯泡正确连入电路中,要求开关控制灯泡。
100.(2023秋•兴化市期末)假期小明一家要出门旅游,出发前家里只有一台额定功率为200W的冰箱正常工作,其它用电器都已关闭。小明看到家里电能表的示数为2021.6kW•h,过了7天小明回到家再次查看电能表的示数如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.冰箱每天平均工作的时间为5h
B.这段时间冰箱消耗的电能是70kW•h
C.冰箱正常工作1h电能表的转盘转过12转
D.再有其它家电和冰箱一同正常工作时,电能表转盘的转速不变
101.(2023秋•南通期末)如图是某手机的“超级快充”插头,匹配相应的数据线即可自动向该手机电池实现“超级快充”,其铭牌参数如表,根据输出参数“5V 2A”或“10V 4A”或“11V 6A”可推断,“超级快充”的“快”是指( )
输入:100V~240V,50/60Hz,1.2A
输出:5V,2A或9V,2A或10V,4A
A.电压大 B.电流大 C.电功率大 D.电能大
102.(2023秋•建湖县期末)如图电路中灯泡L1、L2上分别标有“9V 6W”、“6V 6W”的字样,电源电压保持不变,当开关S1闭合,S2无论接a还是b,都能使灯正常发光,则( )
A.电源电压可以通过计算求得
B.R是一个阻值可变的电阻器
C.两灯正常发光时,L1更亮些
D.两灯正常发光时的电阻相等
103.(2023秋•兴化市期末)如图甲所示,电源电压保持不变。电流表A的量程为0~0.6A,电压表V1、V2的量程均为0~3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω,2A”,小灯泡的额定电压为2.5V。滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V2的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电压表V1的示数变化范围为1.5V~3V
C.滑动变阻器的取值范围是3Ω~50Ω
D.小灯泡的功率范围为0.1W~1.25W
104.(2022秋•姜堰区校级期末)如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1的规格为“10Ω 0.5A”,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片P移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W
B.电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5A
C.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~20Ω
D.电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~3W
105.(2022秋•亭湖区校级期末)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,电压表V1、V2示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数的变化量为ΔI,阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为ΔP1、ΔP2。则下列判断正确的是( )
A.ΔP1+ΔP2=ΔI2(R1+R2)
B.|ΔU1|>|ΔU2|
C.||+||=R1+R2
D.|ΔU1|<|ΔU2|
106.(2023秋•邗江区期末)电阻式传感器被广泛应用于测力、测压、称重,它的核心部分是一只可变电阻,一同学用如图甲所示电路研究某电阻式传感器的特性,图中R0为定值电阻,R为电阻式传感器,当控制其阻值从0变为60Ω,测得传感器消耗的电功率与通过它的电流关系图象如图乙所示,已知电源电压恒定不变。下列说法正确的是( )
①当通过传感器的电流为0.1A时,P1=0.6W;
②R0的阻值为15Ω;
③电源电压为7.5V;
④电路消耗的最大功率为3.75W。
A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②③④
107.(2023秋•句容市期末)物理综合实践小组调查了学校上周的用电情况,如图为两次记录的电能表示数,学校这一周消耗的电能为 kW•h,调查得知,学校共有电功率为40W的日光灯400盏,它们之间是 联的,他们建议将这些灯更换为15W的节能护眼灯,若每盏灯每月工作90h,更换后,学校因该项目每月共节省电费 元。[电费单价为0.5元/(kW•h)]
108.(2022秋•秦淮区期末)甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图电路中,电源电压恒定不变,只闭合开关S1,小灯泡L的实际功率为1W,则此时小灯泡L的电阻为 Ω;再闭合开关S2,电阻R在1min内产生的热量为 J。
109.(2023秋•建邺区期末)如图甲所示,电源电压恒定,电流表量程为“0~3A”,滑动变阻器标有“1A”字样,其最大阻值为R1,R2为定值电阻,R1:R2=3:2,灯泡L上标有“6V”字样,其电流与两端电压的关系如图乙所示。当闭合开关S3,断开开关S1、S2,且滑动变阻器滑片P在最右端时,电流表示数为0.4A,此时灯泡的功率为 W;当闭合开关S2,断开开关:S1、S3时,灯泡恰好正常发光,则电源电压为 V,R2的阻值为 Ω;在保证各元件安全的前提下,该电路工作1min最多可以产生 J的热量。
110.(2023秋•泗阳县期末)教室内有2盏“220V,40W”的电灯和1个带有保险丝的三孔插座。要求开关S控制两盏灯,且一盏灯坏了时另外一盏灯仍然能正常发光。请按照安全用电的要求连接电路。
111.(2023秋•邗江区期末)小明用图甲电路测量额定电压为2.5V小灯泡L1的额定功率,电源电压为4.5V不变。
(1)小明连接了如图甲所示的电路,若电路中各元件完好,闭合开关会出现 。
A.小灯泡发光
B.可能损坏电压表
C.可能损坏电流表
D.可能损坏电源
(2)检查电路,小明发现一根导线连接错误,请将图中连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)小明改正电路连接后,用开关试触时,看到小灯泡发出明亮的光,则他在操作中存在的不当之处是 。
(4)改正所有问题并正确完成了实验,他根据实验数据绘制了小灯泡的I﹣U图象(如图乙)。
①根据图像,在图丙中画出:当电压表示数为1.5V时,电流表指针的位置。
②观察图象,小明发现图象是曲线,原因是小灯泡灯丝的电阻随 的变化而变化,小灯泡的额定功率是 W。
(5)小明取来另一小灯泡L2,其灯丝材料、长度和额定电压与实验用灯泡L1均相同,但L2比L1的灯丝细,将L2替换滑动变阻器,再闭合开关,可能损坏的是灯 (L1/L2)。
112.(2022秋•亭湖区校级期末)为估测各用电器的实际功率。
(1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过 W。
(2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1min中内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为 W。
(3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是 。
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大
B.小明在时间测量中存在一定的误差
C.小明没有关闭其他的用电器
D.小明在计数存在错误
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;
而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。
针对此次测量你认为 (选“课本”或“小明”)的方案更合理,用另一种测量方法测得节能灯的功率 (选“大于”、“等于”或“小于”)此时节能灯的实际功率。
(5)小明按自己方案操作以指示灯某次闪烁开始计时并记为第0次,到指示灯第3次闪烁时,历时刚好360s,则小明家节能灯的电功率 W。
113.(2023秋•宿迁期末)张烁同学利用器材“探究电流热效应与哪些因素有关”实验。
(1)当闭合开关时,发现电流表指针如图1甲所示,出现这种现象的原因是 ;图1丙电压表示数为 V;
(2)为了探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关,设计如图2甲的装置,将两段阻值不同的电阻丝(R1=5Ω,R2=10Ω)分别密封在两个完全相同的容器内,密闭容器内封闭等量的空气;
①图2甲所示是用来探究电流产生的热量跟 的关系;
②图2乙所示是用来探究电流产生的热量跟 的关系;
③让实验装置乙冷却到初始状态,把右瓶并联的电阻丝都放入瓶内,接通电源;此电路工作一段时间后, (选填“左瓶”或“右瓶”)内电阻丝产生的热量多。
114.(2023秋•苏州期末)如图甲所示是电阻R和灯泡L的U~I图像,若将电阻R和灯泡L串联在电路中,如图乙所示,闭合开关S后,电流表示数为0.4A,求:
(1)电阻R的阻值;
(2)电源电压;
(3)灯泡在10s内消耗的电能。
115.(2023秋•建湖县期末)某压力传感器的电阻R随撞击力F的变化图像如图甲,将它接入图乙电路来做手机抗摔实验。闭合开关S,在传感器上方释放手机,手机屏幕向下撞到传感器的平台上(平台的质量不计)。实验测得撞击前、撞击时和撞击后的电流随时间变化的图像如图丙。已知电源电压U=30V,定值电阻R0=10Ω。求:
(1)未受到撞击时,传感器的阻值。
(2)当电流表显示1A时,传感器受到的撞击力F。
(3)下落的手机产生最大撞击力时,传感器的电功率。
116.(2023秋•泗阳县期末)电阻温度计是由半导体材料制成的。如图甲是某半导体电阻R随温度变化的关系图像。根据这种半导体材料电阻的特性,科技之星小组的同学设计了如图乙的电路,可通过电压表来测定电热水壶中的水温的装置,所用器材有:半导体电阻R、稳压电源、电压表(0~3V)、开关、定值电阻R0(10Ω)、导线若干。
(1)当水温度为20℃,电压表的读数为1V,求电源电压;
(2)当电压表的读数为2V时,电热水壶中的水温;
(3)当水温为100℃时,电阻R0在50s内产生的电热是多少?
117.(2023秋•宿城区期末)如图甲所示是一款小型电火锅,通过挡位开关实现高、中、低三挡控温功能。图乙是它的简化电路图,R1、R2、R3均为加热电阻(阻值保持不变)。已知R1的阻值为176Ω,电火锅的部分参数如下表所示。求:
额定电压
220V
低温挡功率
中温挡功率
440W
高温挡功率
1100W
(1)R3的阻值是多少?
(2)R2的阻值是多少?
(3)电火锅在低温挡工作时的功率是多少?
(4)某次使用时,用高温挡将1kg水从20℃加热到100℃用时7min,加热效率为80%该电火锅的实际功率是多少?(已知水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃))
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。