2025年中考物理一轮复习备考考点突破:电功率实验、计算题
2024-12-15
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内容正文:
2025年中考物理一轮复习备考考点突破:
电功率实验、计算题
一、实验题
1.在“伏安法”测量小灯泡的电功率的实验中,如图所示,小灯泡的额定电压为“2.5V”,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1)根据题意,在图甲虚线方框内画出实验电路图(部分已画好) ;
(2)根据图甲连接图乙实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整 ;
(3)移动滑片P到某一位置时,电压表示数为2.0V,此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动;
(4)移动滑片P,当小灯泡正常工作时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(5)完成上述测量后,小明设计了如图丁所示的电路,测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表示数为 ;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,滑动变阻器的滑片保持不动,记录下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额= 。
2.如图甲是小明同学测量电阻实验采用的电路图。电源电压恒定为6V,待测小灯泡标有“2.5V”字样,所用滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
电阻/Ω
平均电阻/Ω
(1)闭合开关后,移动滑片,小明发现电流表无示数,电压表有示数。则故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(2)排除故障后,小明继续进行实验。某时刻电压表示数如图乙所示,他应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,可使小灯泡正常发光,此时小灯泡的电阻为 Ω,相关数据如表所示;
(3)分析数据时,同组的小李发现,其中有一次实验的数据是错误的,出错的是第 次;小红发现表格中设计的“平均电阻/Ω”一栏不合理,因为灯丝电阻随 (选填“电压”或“温度”)的升高而增大,求平均值没有意义;
(4)小华同学想利用小明的实验器材继续探究以下几个电学实验,其中无法完成的是 ;
A.探究串联电路的电流特点
B.测量小灯泡的电功率
C.探究串联电路的电压特点
D.探究电流与电压的关系
(5)实验结束时,小明又设计了A、B、C三种电路图,试图测量另一个小灯泡的额定功率(额定电压已知),其中R0为阻值已知的定值电阻,S为单刀双掷开关S可以连接“a”或“b”,以下测量方案中不可行的是 (选填字母)。
A.B.C.
3.如图甲为小明所设计的测量小灯泡电功率的电路。实验所用小灯泡上标有“1.5V”字样,电源电压为3V且保持不变。
(1)连接电路时,开关闭合前滑动变阻器的滑片P应该滑动到 端(选填“a”或“b”);
(2)通过移动滑动变阻器的滑片,小明在表1中记录了移动滑片时的几组数据。电压为2.0V时对应的电流表的示数如图乙所示,其电流大小为 A;
U/V
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
I/A
0.21
0.35
0.38
0.40
(3)请根据表中滑动变阻器的几组数据,在图丙中分别画出滑动变阻器和小灯泡的伏安特性曲线,并在图上用I表明滑动变阻器图线,用II表明小灯泡的图线;
(4)根据图线可知小灯泡正常发光时的额定功率为 W,且从图线可知小灯泡的电阻变化情况为: ;
(5)小红认为小明的实验过程走了弯路,小明可以在设计电路时做进一步优化,请给出小红优化方法: ;
(6)小明做进一步探究,当他把这个小灯泡与一个阻值5Ω的定值电阻并联在某一电路中时,干路电流是0.9A,根据小明的实验结论可知此时小灯泡两端电压是 V。
4.(1)如图甲和图乙是探究电热与哪些因素有关的实验:
①图甲探究的是电热与 的关系;图乙探究的是电热与 的关系;
②实验中通过观察 来判断产生电热的多少,下列实验中与此物理方法相同的选项是 ;
A.探究电流与电压、电阻的关系
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布
C.研究光的传播时,引入光线
D.研究影响液体蒸发快慢的因素
(2)如图乙所示,R3 (填“能”或“不能”)换成8Ω电阻;
(3)如图丙小明要用两个相同的烧瓶来探究物质的吸热能力,A、B两瓶内分别装有质量相等的水和食用油,则要求R1 R2,根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图丁所示,由图可知,食用油的比热容为 J/(kg•℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
5.在“测量小灯泡的电功率”实验中,所测小灯泡的额定电压为2 V。
(1)请将甲图中的实物图连接完整,要求闭合开关前,滑片在阻值最大处;( )
(2)若闭合开关前,发现电流表指针如图乙所示,则存在的问题是 。若闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现两个电表中只有电流表有示数,小灯泡不亮,则电路故障可能是 ;
(3)小枫纠正故障后,移动滑动变阻器滑片P至某一位置时,读出电压表示数为1.8 V,要测出小灯泡的额定功率,她应将滑片P向 端移动(选填“A”或“B”);
(4)小枫完成实验后,又将滑片移动了几个位置,得到几组电流表和电压表的示数,发现电流表示数和电压表示数不成正比,你觉得原因是 ;
(5)由于电流表损坏,同组的小丽同学利用一个阻值为10Ω的电阻R0,设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡的额定功率,其中电源电压一定但未知,请你帮她完成下列具体操作:
①将开关S与触点 连接,移动滑片P,让电压表示数为 V;
②保持滑片P位置不动,将开关S与另一个触点连接,读出电压表示数为U;
③分析可知:小灯泡额定功率的表达式为 。
6.小明在测小灯泡的电阻实验中,选用了标有“2.5V”字样的小灯泡、电压为3V的电源、滑动变阻器、开关及导线,并按如图甲所示连接电路,所连电路如图丁所示。请回答下列问题
(1)在图丁已连接好的电路中,若闭合开关,会出现灯泡 、电压表 、电流表 的现象。检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并在图中补画出一条正确的连线。
(2)解决问题后,换上相同灯泡,闭合开关,调节滑动变阻器,当电流表示数为0.2A时,电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻R= Ω。
(3)若使小灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路的电阻应 (选填“增大”、“减小”),则当电压表示数为 V时,小灯泡能正常发光,若此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光的功率P= W。
7.某班同学用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率。已知待测小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你只改动一根导线,在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确 ;
(2)实验中,分别使小灯泡两端的电压等于、大于和小于小灯泡的额定电压, (补充实验步骤),读出电压表和电流表的示数,计算小灯泡的实际电功率;
(3)完成上述实验后,小林向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,在不使用电流表的情况下,测出了这个小灯泡的额定电功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点 (填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为 V;
②仍然闭合开关S1,再将开关S2拨到触点 (填“1”或“2”),保持滑片的位置不动,读出电压表的示数为U;
③小灯泡额定电功率的表达式为P额= 。(用已知量和测量量表示)
8.小华在“测定小灯泡的电功率”时,所用器材及电路连接如图所示.在连接电路时电键应该 ,滑动变阻器的主要作用是 (选填字母:A多次测量求平均值;B多次实验得到普遍规律;C使小灯两端电压为额定电压),在移动滑片的过程中,眼睛应该注意观察 .根据图示信息,他 (选填“能”或“不能”)达成实验的目的.
二、计算题
9.爸爸给小宝买了一部电动玩具车,查阅说明书发现其参数如下表。小林的质量为30kg,g取10N/kg。
(1)小宝在广场水平路面上骑行时,车对地面的压强是多大?
(2)电动车的蓄电池可储存的总电能是多少千瓦时?
(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍,则小宝在广场中以最高速度匀速骑行2min,显示消耗总电能的6%,则电动车的效率是多大?
××电动玩具车
电机额定功率
500W
产品重量
15kg
最高车速
18km/h
轮胎总触地面积
10cm²
充电时间
5h
充电平均功率
50W
10.某品牌智能滚筒洗衣机具有洗净度高、不伤衣物、可设定洗涤温度、方便、安全等优点。如图所示,是其简化等效电路,此时处于空档位置。闭合开关S,旋钮绕P转动,实现档位转换。旋至1档时R1、R2同时工作,洗衣机处于加热状态;旋至2档时R2和电动机同时工作,洗衣机处于保温洗涤状态,R1和R2均为电热丝,其阻值不受温度影响,R1=22Ω,主要参数如下表。(c水=4.2×103J/(kg•℃))
(1)洗衣机内注入10kg的水,在额定电压下连续加热1050秒,水温由20℃上升到50℃,此过程中的加热效率是多少?
(2)R2阻值是多少?
(3)洗衣机处于保温洗涤状态时,干路电流是多少?
11.如图所示,灯泡L标有“6V 6W”字样(灯泡电阻不受温度影响),滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电源电压为6V保持不变。
(1)求小灯泡的电阻;
(2)当S1、S2闭合,滑片P位于a处时,灯泡L正常发光,这时电流表的示数为多少;
(3)当S1、S2闭合,滑片P位于中点c处时,电路消耗的总功率。
12.随着人们生活水平的提高,“三高”人群越来越多,最近有一款可以煮出沥米饭的电饭煲倍受欢迎,如图甲所示。内部结构电路如图乙所示,R1、R2和R3均为加热电阻且保持不变,且R3=R1。S1和S2为温控开关,工作过程中先同时闭合,电饭煲采用高温加热煮沸,让大米吸热吸水后迅速膨胀,淀粉大量溶入米汤中,然后将米汤分离,当温度达到预设温度后,温控开关同时自动断开,电饭煲采用低温蒸煮。如此既能大大降低米饭中的糖分,而且环保节能。图丙是电饭煲某次正常工作时完成一次煮饭所消耗的电能随时间的变化关系。求:
(1)电饭煲正常工作时,高温功率是多少W?
(2)低温蒸煮时电路的电流是多少A?
(3)某周末的晚饭时,小刚想利用标有“1800imp/kWh”字样的电能表测量家庭电路的实际电压,只让电饭煲接入电路,在高温加热状态下,他观察到电能表上的指示灯在66秒内闪烁了30次,则此时的实际电压是多少V?
13.在如图电路中,电阻R1和R2并联后,接到6V的电源上.若开关闭合后,电流表A1、A的示数分别为0.1A和0.3A.求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R1的发热功率?
14.电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),已知R1的阻值为121Ω,从说明书上收集到如下表的部分参数和如图所示的电路原理图.求:
(1) R1的功率;
(2) R2的阻值;
(3) 若将水箱内装满20℃的水,需要工作25min才能加热到86℃.求该电热饮水机的加热效率.[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
15.为了旅游力便,越来越多的人选择用房车进行自驾出游。如图所示的新能源房车采用电能驱动,车内配备有电加热器、电磁炉、电饭锅等基本生活设施。某次旅行中该车行至景点A时停车休整。首先给车充满电,储存了400kW·h电能,然后在房车内将100kg水从40℃加热至100℃后,电量还剩97.5%。休整后以恒定功率行驶30km到达某点B时,电量还剩90%。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量。
(2)电动汽车加热水的效率。
(3)若房车剩余20%的电量时需要及时充电,房车继续以相同的状态行驶,能否到达300km外的景点C。
16.下表为某电火锅的铭牌,其内部简化电路如图所示,为阻值一定的电热丝,且.通过控制开关的断开或闭合状态,可以让电火锅在不同挡位工作。
××牌电火锅
额定电压
额定功率
低温挡
中温挡
高温挡
(1)电火锅在低温档和中温挡工作时,请分别说明开关的工作情况以及电阻接入的情况;
(2)求的值;
(3)若家庭电路的电压是,某插座的额定电流是,用该插座仅给电火锅供电,从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择哪个挡位?说明理由。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
参考答案:
1. 左 0.75
【详解】(1)[1] 测灯泡电功率,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路电流,把滑动变阻器、电流表串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,电路图如图所示
(2)[2]小灯泡的额定电压为“2.5V”,电压表选用小量程并联在灯泡两端;正常发光时的电阻约为8Ω,则灯泡正常发光时的电流约为
故电流表选用小量程与滑动变阻器串联在电路中,如下图所示
(3)[3]移动滑片P到某一位置时,电压表示数为2.0V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动。
(4)[4]根据(2)可知电流表选用小量程,分度值0.02A,电流表示数如图丙所示,其示数为0.3A小灯泡的额定功率为
(5)[5]实验步骤:①闭合开关S、S2,断开S1,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表示数为I额;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,记录下此时电流表的示数为I;
③步骤②中,电流表测干路电路,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,由并联并联电路电流的规律,定值电阻R0的电流为
由欧姆定律的变形公式,定值电阻R0的电压即灯的额定电压为
小灯泡的额定功率的表达式为
2. 断路 右 10 1 温度 D C
【详解】(1)[1]闭合开关,移动滑片P,小明发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,说明该电路断路,电压表有示数,说明与电压表并联的电路部分发生了断路,则故障可能是灯泡断路。
(2)[2][3]由图乙可知,电压表量程是0~3V,最小分度值是0.1V,电压表示数是2V;要使灯泡正常发光,应使灯泡两端电压增大,根据串联电路的电压特点,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应向右移动滑动变阻器的滑片,使灯泡两端的电压增大,直到电压表示数等于灯泡额定电压为止;由表可知,当小灯泡电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为0.25A,根据欧姆定律可知,小灯泡的电阻为
(3)[4][5]当小灯泡电压为0.5V,电流为0.10A时,滑动变阻器两端电压为
由欧姆定律可知,滑动变阻器的电阻为
故第1次实验数据错误;由于灯丝电阻受温度影响,随温度的变化而变化,因此由实验数据可知,灯泡电阻是在变化的;灯泡在不同电压下的电阻不同,求灯泡不同电压下电阻的平均值的做法是没有意义的。
(4)[6]A.将电流表放在不同位置可以探究串联电路的电流特点,移动滑动变阻器可以实现多次测量找普遍规律,故A不符合题意;
B.用电流表测量出通过灯泡的电流和灯泡两端的电压,根据测量小灯泡的电阻,故B不符合题意;
C.将电压表分别并联在灯泡、滑动变阻器以及电源的两端,可以探究串联电路的电压特点,故C不符合题意;
D.在探究电流与电压的关系时需要控制电阻不变,而灯泡的电阻随温度的升高而变大,不是定值,所以不能探究电流与电压的关系,故D符合题意。
故选D。
(5)[7]分析电路图,判断哪个电路可以用来测量另一个小灯泡的额定功率。
A.小灯泡、定值电阻R0和滑动变阻器三者串联,开关S先接a,通过移动滑片的位置,使灯泡的电压为额定电压,保持滑片位置不动,开关S再接b,电压表和定值电阻应起到测量电流的作用,通过欧姆定律计算出通过定值电阻的电流,即可知通过小灯泡的额定电流,可以用来测量小灯泡的额定功率,故A不符合题意;
B.小灯泡、定值电阻R0并联后和滑动变阻器进行串联,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻应起到电压表的测量作用,开关S先接b,电流表测量的是定值电阻R0的电流,通过移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为,此时灯泡正常发光,保持滑片位置不动,开关S再接a,电流表测量的是小灯泡和定值电阻R0的总电流,通过串并联电路中电流和电压的规律得到通过小灯泡的额定电流,可以用来测量小灯泡的额定功率,故B不符合题意;
C.小灯泡、定值电阻R0并联后和滑动变阻器进行串联,无论开关S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,故无法测量小灯泡的额定功率,故C符合题意。
故选C。
3. b 0.3 见解析 0.525 灯泡电阻电压增大而增大 直接将电压表并联在灯泡两端 2.5
【详解】(1)[1]连接电路时,开关闭合前滑动变阻器的滑片P应该滑动到阻值最大的b端。
(2)[2]由图乙得,电流表的分度值为0.02A,示数为0.3A。
(3)[3]由图甲得,灯泡与变阻器串联,电流表测量电路中电流,电压表测量变阻器电压,则1~5组实验中,灯泡的电流分别为0.21A、0.3A、0.35A、0.38A、0.40A,电压分别为
分别根据变阻器、灯泡的电压和电流在坐标轴中描点,用平滑的线将各个点依次连接起来,如图所示:
(4)[4]小灯泡正常发光时的额定功率为
[5]由图线得,随灯泡电压增大,灯泡的电压与电流比值增大,即灯泡的电阻随电压增大而增大。
(5)[6]采用伏安法测量灯泡的额定功率,较简单的做法是直接将电压表并联在灯泡两端,测量灯泡电压,电流表测量灯泡电流,最后利用求出灯泡电功率。
(6)[7]并联电路中各支路电压相等,当灯泡电压为2.5V时,灯泡电流为0.4A,此时定值电阻的电流为
干路电流为
符合题意,即此时灯泡的电压为2.5V。
4. 电阻 电流
液面高度差 B 能
等于
【详解】(1)①[1]图甲两电阻串联接入电路,串联电路各处电流相等,所以通过两电阻的电流相同,两电阻的阻值不同,所以探究的是电热与电阻的关系。
[2]图乙两个5Ω的电阻并联后又与另一个5Ω的电阻串联接入电路,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过左侧电阻的电流大于通过右侧电阻的电流,所以探究的是电热与电流的关系。
②[3][4]实验中通过U形管中液面的高度差来判断产生电热的多少,这种实验方法叫转换法;磁场看不见,摸不着,用铁屑显示磁体周围磁场分布也是转换法。探究电流与电压、电阻的关系、研究影响液体蒸发快慢的因素用的实验方法是控制变量法,研究光的传播时,引入光线用的是模型法。
故选B。
(2)[5]如图乙所示,主要探究的是电热与电流的关系,R3电阻主要起到分流电流作用,电阻阻值改变对实验没有影响。
(3)[6]如图丙小明要用两个相同的烧瓶来探究物质的吸热能力,需让质量相等的水和食用油吸收相同的热量,两电阻串联接入电路,通过两电阻的电流相等,根据Q=I2Rt可知两电阻的阻值应相等。
[7]实验中,水和食用油在相同时间内吸收的热量相等。由图乙可知,在第5分钟,水升高的温度为20℃,食用油升高的温度为40℃
5. 电流表指针没有调零 小灯泡短路 A 见解析 2 2
【详解】(1)[1]保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片在阻值最大的右端,所以滑动变阻器接左下接线柱,且与灯泡串联,如下图所示:
(2)[2][3]由图乙可知,开关闭合前指针反偏,此时电路中还没有电流,故问题是电流表指针没有调零;闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,可能小灯泡短路。
(3)[4]移动滑动变阻器滑片P至某一位置时,读出电压表示数为1.8V,小灯泡的额定电压是2V,若想让小灯泡正常发光,需要让滑动变阻器分得的电压变小,即滑动变阻器的阻值变小,所以应该让滑片P向A端移动。
(4)[5]电流和电压成正比的前提是电阻一定,而灯丝电阻不是定值,会随温度的升高而变大,所以电流表示数和电压表示数不成正比。
(5)①[6][7]将开关S与触点2连接,电压表测量灯泡两端的电压,移动滑片P,让电压表示数为2V。
③[8]保持滑片P位置不动,将开关S与另一个触点连接,电压表测量R0和灯泡的总电压,此时电路中的电流
小灯泡额定功率
6. 不发光 示数接近电源电压 示数接近为0 10 减小 2.5 0.625
【详解】(1)[1][2][3]由图丁知,电压表与灯泡串联接入电路,滑动变阻器与灯泡并联接入电路,这是错误的;当闭合开关时,因电压表串联接入电路,此时电路相当于断路,电压表的示数接近电源电压,小灯泡不发光,电流表的示数也几乎为0。
[4]在测小灯泡的电阻实验中,小灯泡应与电流表和变阻器串联,电压表应并联在灯泡两端,故应将原电路图中,连接灯泡右侧接线柱和电流表负接线柱的导线去掉,并用导线将灯泡右侧接线与电压表负接线柱连接起来,如图所示:
(2)[5]由图乙知,电压表选择的小量程,其分度值为0.1V,此时电压表的示数为2.0V。此时电流表示数为0.2A,则此时通过小灯泡的电流为0.2A,由可得,小灯泡的电阻为
(3)[6]由题意知,小灯泡的额定电压为2.5V,要使其正常发光,则应增大小灯泡两端的电压。根据串联电路电压特点知,应减下滑动变阻器两端的电压,根据串联电路分压原理知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,直至电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光。此时电流表的示数如图丙所示,电流表选择的小量程,其分度值为0.02A,此时其示数为0.25A,由P=UI可知,小灯泡正常发光的功率为
7. 观察小灯泡亮度 2 2.5 1
【详解】(1)[1] 电压表应与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联,如图所示:
(2)[2]使小灯泡两端的电压等于额定电压,观察小灯泡的亮度,读出电压表和电流表的示数,计算它的电功率,这是它的额定功率。使小灯泡两端的电压大于或小于额定电压,观察小灯泡的亮度,读出电压表和电流表的示数,计算它的电功率,这是它的实际功率。
(3)[3][4] 实验步骤:①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数U0=2.5V。
[5]②保持滑片的位置不动,将开关S2拨到另一个触点1,读出电压表的示数为U。读出电压表的示数为U。
[6]③在①中,电压表测灯的电压,灯的电压为额定电压,故灯正常发光。在②中,电压表测灯与R0的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压
由欧姆定律通过定值电阻的电流即灯的额定电流
小灯泡的额定功率
8. 断开 C 电压表的示数 不能
【详解】为了电路安全,连接时开关要断开.
在“测定小灯泡的电功率”实验中,滑动变阻器的主要作用是使小灯两端电压为额定电压.
在“测定小灯泡的电功率”实验中,应使灯泡两端的电压达到额定电压,所以在移动滑片的过程中,眼睛应该注意观察电压表的示数.
如图可知,一节电池的电压为1.5 V,小于额定电压,所以不能达到目的.
点睛:本题测定“小灯泡的电功率”实验,考查电路的连接、故障分析、操作过程、控制变量法、灯的额定功率,综合性强.
9.(1)4.5×105Pa;(2)0.25kW·h;(3)50%
【详解】解:(1)人和车的总质量
m=15kg+30kg=45kg
对地面的压力
F=G=mg=45kg×10N/kg=450N
对地面的压强
(2)电动车的蓄电池可储存的总电能
W=pt=0.05kW×5h=0.25kW·h
(3)平衡车匀速行驶,因此驱动力等于受到的阻力,即
F=f=0.1G=0.1×450N=45N
平衡车的最大速度为18km/h即5m/s,因此2min前进距离
s=vt=5m/s×120s=600m
所做有用功
W=Fs=45N×600m=2.7×104J
消耗的电能
W电=6%×0.25kW·h=0.015kW·h=5.4×104J
平衡车效率
答:(1)小宝在广场水平路面上骑行时,车对地面的压强是4.5×105Pa;
(2)电动车的蓄电池可储存的总电能是0.25kW·h;
(3);电动车的效率是50%。
10.(1)50%;(2)242Ω;(3)2A
【详解】解:(1)水吸收的热量
洗衣机加热消耗的电能
洗衣机加热的效率
η=×100%=50%
(2)由电路图可知,当旋钮旋至1档时,电热丝R1与R2并联,洗衣机处于加热状态,由P=UI=得,电热丝R1的加热功率
P1==2200W
则电热丝R2的加热功率
P2=P﹣P1=2400W﹣2200W=200W
则电热丝R2的阻值
R2==242Ω
(3)洗衣机处于保温洗涤状态时,电热丝R2与电动机并联,则电热丝R2和电动机的总功率
P总=P2+P电动=200W+240W=440W
由P=UI得,保温洗涤的干路电流
I==2A
答:(1)洗衣机内注入10kg的水,在额定电压下连续加热1050秒,水温由20℃上升到50℃,此过程中的加热效率是50%;
(2)R2阻值是242Ω;
(3)洗衣机处于保温洗涤状态时,干路电流是2A。
11.(1)6Ω;(2)1.5A;(3)4W
【详解】解:(1)由可得,小灯泡的电阻为
(2)当S1、S2 闭合,滑片P位于a处时,灯泡L与滑动变阻器的最大阻值并联,电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻为
这时电流表的示数为
(3)当S1、S2闭合,滑片P位于中点c处时,灯泡L与cb段电阻并联后与ac段电阻串联,则并联部分的电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的总电阻为
电路消耗的总功率为
答:(1)求小灯泡的电阻为6Ω;
(2)这时电流表的示数为1.5A;
(3)电路消耗的总功率为4W。
12.(1)1100;(2)1;(3)200
【详解】解:(1)如图丙所示,电饭煲正常工作时,高温功率为
(2)如图丙所示,电饭煲正常工作时,低温功率为
低温蒸煮时电路的电流为
(3)由高温档的功率为1100W可得,电饭煲处于高温档的总电阻为
在高温加热状态下,电能表上的指示灯在66秒内闪烁了30次,则电饭煲的实际功率为
则此时的实际电压为
答:(1)电饭煲正常工作时,高温功率是1100W;
(2)低温蒸煮时电路的电流是1A;
(3)实际电压是200V。
13.(1)60Ω;(2)0.2A;(3)0.6W.
【分析】(1)已知电压与电流,由欧姆定律可以求出电阻R1的阻值;
(2)由并联电路的特点可以求出流过电阻R2的电流;
(3)由电功率公式可以求出电阻R1的发热功率.
【详解】(1)电阻R1的阻值;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R1的发热功率;
答:(1)电阻R1的阻值是60Ω.
(2)通过电阻R2的电流是0.2A.
(3)电阻R1的发热功率是0.6W.
【点睛】本题是一道基础题,关键是熟练应用并联电路特点、欧姆定律、电功率公式即可正确解题.
14.(1)400 (2)1210 (3)84%
【详解】解:(1)闭合开关S0,电阻R1、R2并联,根据可得,电阻R1的功率
(2)由题,闭合开关S、S0,电阻R1、R2并联,因为并联总电阻小于并联各支路的电阻,由可得,此时饮水机处于加热状态.已知加热时功率为440W,所以电阻R2的功率P2=P-P1=440W-400W=40W,则R2的阻值.
(3)箱内水的质量,
水所吸收的热量,
烧水过程中,饮水机所消耗的电能W=Pt=440W×25×60s=6.6×105J,
因此,电热壶的加热效率
答:(1)R1的功率为400W.(2)R2的阻值为1210Ω.(3)该电热饮水机的加热效率为84% .
15.(1)2.52×107J;(2)70%;(3)不能到达300km外的景点C
【详解】解:(1)100kg水从40℃加热至100℃吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(100℃-40℃)=2.52×107J
(2)加热水消耗的电能
W=(1-97.5%)×400kW·h=10kW·h=3.6×107J
电动汽车加热水的效率
(3)由题意可知,以恒定功率行驶30km到达某点B时,电量还剩90%,剩余20%的电量时需要及时充电,因此若房车继续以相同的状态行驶,能行驶的路程
因此不能到达300km外的景点C。
答:(1)水吸收的热量为2.52×107J;
(2)电动汽车加热水的效率为70%;
(3)若房车剩余20%的电量时需要及时充电,房车继续以相同的状态行驶,不能到达300km外的景点C。
16.(1)见解析;(2);(3)见解析
【详解】解:(1)由电路图知,其中R2>R1,开关S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,此时电路电组较小,由可知,电火锅为中温档;开关S2闭合,S1断开时,电路为R2的简单电路,此时电路电组较大,由可得,电功率电火锅为低温档;当开关全部闭合时,R1和R2并联,由于并联电路电阻小于任何支路电阻,则此时电路电阻最小,由可知,电功率电火锅为高温档。
(2)由题意知,开关S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电火锅为中温档,其功率为1000W,由可得,R1的阻值为
开关S2闭合,S1断开时,电路为R2的简单电路,电功率电火锅为低温档,由可得,R2的阻值为
电阻R1和R2之比为
(3)插座允许接入的用电器的最大功率
由于
所以从安全用电和加热快这两个角度综合考虑,应选择中挡位。
答案第1页,共2页
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