2025年中考物理一轮复习考点突破训练:电功和电功率实验、计算题
2025-01-13
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2025年中考物理一轮复习考点突破训练:电功和电功率实验、计算题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、实验题
1.在“测小灯泡额定电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为4.5V的电源,额定电压为2.5V的待测小灯泡,电阻约为8Ω,电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),开关和导线若干,另有标有“30Ω,2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω,1A”的滑动变阻器R2。
(1)小明检查仪器时,发现电流表指针如图甲所示,接下来应进行的操作: ;
(2)若小明设计的电路如图乙所示,请选择合适的量程,并用笔画线代替导线将图乙的实物图连接完整 ;
(3)本实验选择的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”);
(4)当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时,灯泡的实际功率4P实 P额(选填“>”“<”或“=”)。
2.小明用如图甲所示的电路,测定额定电压为2.5V的小灯泡(电阻大约为)的额定功率,已知电源电压恒为4.5V。
(1)请将实物电路连接完整 ;
(2)现有甲(,0.3A)、乙(,0.5A)、丙(,1A)三个滑动变阻器可供选择,则应选择滑动变阻器 (选填“甲”、“乙”或“丙”)连入电路比较合适;
(3)由于电源电压高于小灯泡的额定电压,连接好电路后,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应当置于 (选填“A”或“B”)端;
(4)电路连接好后,闭合开关,电压表的指针没有偏转,但电流表的指针却有很大幅度偏转,灯泡不亮,发生这种现象的原因是 ;
(5)使小灯泡正常发光的条件: ,小灯泡正常工作时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(6)小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据,做出了的关系图像,根据你的经验,符合实际的应该是下列的图 (选填“a”、“b”或“c”),这是因为 。
3.小海想要测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,他选用电压恒定的电源、已调零的电压表、滑动变阻器R、已知阻值为的定值电阻各一个,开关若干和足够多的导线连接了如图所示的电路。
(1)请将实验步骤补充完整:
①断开所有开关,调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值最大;
②只闭合开关S和 ,调节滑动变阻器的滑片使电压表的示,记录;
③保持滑片的位置不变,只闭合开关S和 ,读出电压表的示数,记录;
(2)该小灯泡的额定功率 (用测量量和已知量的符号表示)。
4.在“测量小灯泡的电功率”实验中。小灯泡的额定电压是2.5V(电阻值约为5Ω)。
(1)如图甲所示,连接完电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,经检查发现电压表 (选填“串联”或“并联”)在电路中,要求只允许在一根导线上画“×”,并补画出正确的连线;( )
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡仍然不亮,电流表有示数,电压表无示数,则出现故障的原因是 (选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”);
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)若此实验中电流表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小组同学们增加了一个R0=5Ω的定值电阻,设计了如图丙所示的电路和如下实验方案:
①调节滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表a点该接到c点,测出定值电阻R0两端的电压U0,通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
请你指出该设计方案中存在的问题:① ;② 。
5.小强做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有电压为4.5V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。如图是小强连接完成的实物电路。
(1)小强连好电路闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 ;
(2)小强排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 端滑动(选填“左”或“右”);
(3)小强通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了如图所示的U﹣I图象。结果发现图象不是过原点的倾斜直线,原因是 。根据U﹣I图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 。
6.小明用如图1所示电路来测量小灯泡的电功率(部分实验器材的规格已标明)
(1)请用笔画线代替导线将图l中滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大;( )
(2)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图2所示位置,则接线柱 间(填接线柱的数字编号)出现了 (选填“短路”或“断路”);
(3)故障排除后,小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡U−I图像如图3所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)在某次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1,小灯泡的阻值变化了ΔR2,则ΔR1 ΔR2(选填“>”、“<”或“=”),你的理由是: 。
7.在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(阻值约为8Ω),滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片向左滑动灯泡变亮。
( )
(2)正确连接好电路后,闭合开关,发现灯泡刚亮了一下,就熄灭了,初步判断灯丝烧断。若是灯丝烧断了,则出现的现象是电流表 示数(选填“有”或“无”),电压表 示数(选填“有”或“无”)。造成灯丝烧断的原因可能是 。
(3)更换灯泡后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某处时,电压表的示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
8.“测小灯泡额定电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为4.5V的电源,额定电压为2.5V的待测小灯泡(电阻约为10Ω),电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),开关和导线若干。还有标有“5Ω,2A”字样的滑动变阻器A和“10Ω,2A”字样的滑动变阻器B。
(1)测量小灯泡电功率的原理是 ;
(2)本实验选择的滑动变阻器的规格是 (填“A”或“B”);
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因可能是 ;
(4)连接正确后,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,观察到电压表示数如图乙所示,如果想让灯泡正常发光,滑动变阻器的滑片应该向 滑动;
(5)移动滑片使灯泡正常发光,电流表示数如图丙,则小灯泡的额定功率为 W;
(6)【拓展】完成上述测量后,发现电压表损坏,不用电压表,用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流为I额的小灯泡的额定功率,定值电阻阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S2,断开开关S1,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为 (用字母表示);
②闭合S、S1,断开S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,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= (用已知R0、I、I额表示)。
二、计算题
9.如图所示电路,电源电压恒为6V,定值电阻R1的阻值为12Ω,滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样,灯丝电阻受温度的影响忽略不计。当开关S和S1都闭合,滑片P滑至a端时,小灯泡恰好正常发光,电流表的示数为1.1A。
(1)求小灯泡的额定电压;
(2)求小灯泡正常发光时灯丝的阻值;
(3)当开关S闭合、S1断开时,求电路消耗功率最小时,小灯泡在1min内消耗的电能。
10.如图所示,是上蔡一高所用电热饮水机的简化电路示意图。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),电路图和说明书如图所示,求:
上蔡一高电热饮水机
额定容量
2L
额定电压
220V
加热功率
484W
保温功率
40W
(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于 状态。
(2)R1和R2的电阻值各是多大?
(3)在用电高峰期,该饮水机的实际工作电压只有200V,加热效率为80%,若将装满水箱20℃的水温度升高60℃,需要多长时间? [忽略温度对电阻的影响]
11.集合了传统高压锅和电饭煲功能于一体的电压力锅,省时节电。如图是某款电压力锅及其铭牌。请你通过计算回答:
额定容量
5L
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定功率
1100W
(1)该电压力锅正常工作时的电流是多少安;
(2)该电压力锅正常工作时的电阻;
(3)该电压力锅正常工作5min消耗的电能是多少?
12.图甲为新型电热冲水马桶,图乙为它的加热座便盖工作电路图。座便盖加热电路有高温、低温两挡可调,其额定电压为220V,高、低温挡的额定功率分别为44W和22W,定值电阻R1和R2表示两电热丝。当它接入家庭电路中正常工作时,求:
(1)低温挡加热电流是多少?
(2)定值电阻R2的阻值是多少?
(3)该座便盖的质量为0.66kg,不计热量损失,高温挡加热使它升高5℃需要多长时间?(座便盖材料的比热容为2.0×103J/(kg•℃))
13.如图所示,劳动课上,某同学用电磁炉烧水。水壶中装满初温为的水,水壶和电磁炉的部分参数如下表所示。[当时气压为一个标准大气压。 ,求:
水壶
电磁炉烧水档
净重: 500g
额定电压: 220V
容量: 2L
额定功率: 2000W
(1)烧水时壶底的受力面积为,壶对电磁炉的压强;
(2)当水刚好烧开时,水吸收的热量;
(3)电磁炉正常工作,若加热效率为84%,水刚好烧开所需的时间。
14.如题图甲是一台破壁机,它具有粉碎打浆和电加热功能。如题图乙是破壁机正常工作时,制作杂粮粥一次,电热管和电动机交替工作的P-t图象。已知破壁机额定电压为220V,电动机打浆功率为600W,电热管加热功率为1100W。求:
(1)破壁机正常加热时电热管中的电流是多少?
(2)破壁机正常加热时电热管的电阻有多大?
(3)破壁机正常工作,做一次杂粮粥,消耗的电能是多少kW·h?
15.用两根阻值相同的电阻丝,若把它们串联起来接在电源上,烧开一壶水所用的时间为t1,若把它们并联起来接在同一电源上,烧开同样一壶水所需时间是多少?
16.如图所示的电路图中,电源电压保持不变,电阻R1为20Ω定值电阻,灯泡L上标有“6V 3W”的字样,且不计温度对灯泡电阻的影响。滑动变阻器R2上标有“100Ω 0.8A”字样,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”。当只闭合开关S和S1,调节滑动变阻器滑片置于a处时,滑动变阻器接入电路的阻值为Ra,此时灯泡L正常发光时。当只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器滑片置于b处时, 滑动变阻器接入电路的阻值为Rb,此时电压表示数为12V时。已知Ra∶Rb=3∶5。求:
(1)灯泡正常发光时的电流;
(2)只闭合开关S和S1时,在保证各电路元件安全的情况下,滑动变阻器允许接入电路的最大阻值;
(3)若电流表的量程为“0~0.6A”和“0~3 A”,电压表的量程为 “0~3V”和“0~15V”均可任意选择。只闭合开关S和S2,调节滑动变阻器滑片,发现滑片在某一位置时,电流表和电压表的偏转角度相同(可能重新选择了电表量程),且整个电路能正常工作,分析讨论并计算此时电流表示数的可能值。
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理一轮复习考点突破训练:电功和电功率实验、计算题》参考答案
1. 电流表进行调零 R1 >
【详解】(1)[1]连接电路前,电流表指针位置如图甲所示,说明电流表未进行调零,接下来应当进行的操作是对电流表进行调零。
(2)[2]额定电压为2.5V的待测小灯泡,电阻约为8Ω,小灯泡在额定电压下的电流约为
故电流表选择的量程为0~0.6A,电流表与灯泡串联,如图所示:
(3)[3]电源电压恒为4.5V,额定电压为2.5V的待测小灯泡,根据串联电路分压原理可得滑动变阻器两端的电压为2V,则有
此时滑动变阻器接入电路的电阻R滑=6.4Ω,所以滑动变阻器的最大电阻必须大于6.4Ω,故选择滑动变阻器R1。
(4)[4]当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时,根据公式可知,若灯泡电阻不变,则灯泡的实际功率
但是随着电压变小,灯泡电阻随温度的降低而减小,故灯泡的实际功率
即
4P实>P额
2.(1)
(2)乙
(3)A
(4)小灯泡短路
(5) 小灯泡两端的实际电压等于额定电压 1
(6) a 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大
【详解】(1)用伏安法测量小灯泡电功率的原理是,电压表与小灯泡并联测小灯泡两端的电压,电流表串联在电路中测通过小灯泡的电流。根据题中数据可得,小灯泡正常发光时的大致电流约为
所以电流表选择0~0.6A的量程接入电路;小灯泡额定电压为2.5V,电压表选择0~3V的量程接入电路。滑动变阻器与小灯泡串联,将变阻器左上端接入电路,如下图所示:
(2)电源电压为4.5V,小灯泡正常发光时两端电压为2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
由题可知,小灯泡正常发光时的电阻大约为,根据串联电路分压原理可得,变阻器连入电路中的电阻约为
则应选择滑动变阻器乙(,0.5A)接入电路比较合适。
(3)如图,连接电路时,为保护电路安全,滑动变阻器滑片位于最大阻值处,所以滑片应调到最左边的A端。
(4)如图,电路连接好后,闭合开关,电流表的指针有很大幅度偏转,说明有电流通过,且电路不会存在断路;电压表的指针没有偏转,灯泡不亮,发生这种现象的原因可能是与电压表并联的小灯泡短路。
(5)[1]当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时,小灯泡正常发光;所以使小灯泡正常发光的条件:小灯泡两端的实际电压等于额定电压。
[2]如图乙所示,电流表选择0~0.6A的量程接入电路,分度值为0.02A,电流表示数为0.4A,即小灯泡正常发光时的电流为0.4,则小灯泡的额定功率为
(6)[1][2]因为小灯泡灯丝的电阻会随温度变化而变化,灯丝的电阻随温度的升高而增大,通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比,灯泡的图像不会是直线,电压变化一定时,电流的变化较慢,所以符合实际的应该是图中的a。
3. S1 S2
【详解】(1)②[1]由电路图知,灯L与R0、滑动变阻器串联在电路中。调节滑片,使电压表的示数为2.5V,即此时灯泡正常工作,电压表测量灯泡两端的电压,所以只闭合开关S和S1。
②[2]滑片位置不变,只闭合开关S和S2,电压表测灯L和R0两端的总电压,为U2。此时R0两端的电压
U0=U2-U1
电路中的电流
(2)[3]小灯泡的额定功率
4. 串联 小灯泡短路 右 1.25 无论怎样调节变阻器,都不能使灯泡正常发光 只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反了
【详解】(1)[1][2]闭合开关,发现小灯泡不亮,经检查发现电压表串联在电路中,应将电压表并联在灯的两端,滑动变阻器与小灯泡串联。如下所示
(2)[3]闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,但发现小灯泡不亮,电压表无示数,则出现故障的原因可能是小灯泡短路。
(3)[4][5]电压表示数为2V时,灯泡两端电压小于灯泡额定电压,要测灯泡额定功率应向右移动滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器分得电压,以增大灯泡电压至等于灯泡额定电压2.5V为止;由图乙知,电流表的量程是0-0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.5A,则灯泡的额定功率为
(4)[6][7]由题意知,电源电压约为3V,灯泡正常发光时电阻为5Ω,当变阻器电阻为零时,设灯泡两端的电压为UL,根据串联电路的规律和欧姆定律有
解得UL=1.5V,所以无论怎样调节变阻器,都不能使灯泡正常发光;保持滑片位置不变,只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正负接线柱接反,无法测出R0两端的电压。
5. 灯泡断路(或灯座断路) 左 灯丝电阻随温度升高而增大 0.5W
【详解】(1)[1]根据题意知道,闭合开关,移动变阻器滑片P,电流表无示数,则说明电路断路,又因为电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的灯泡所在支路断路了,由图知道,故障的原因可能是灯泡断路(或灯座断路)。
(2)[2]小强排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2V,小于灯的额定电压2.5V,小灯泡在额定电压下工作时的功率为额定功率,所以应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为额定电压2.5V。
(3)[3]小灯泡两端电压越高,通过它的电流越大,灯丝温度越高,灯丝的电阻随温度升高而增大,使得其电阻不是定值,所以电路中的电流与电压不成正比,图像不是直线。
[4]由U-I图象知道,灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,则灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
6. ③⑥⑦ 断路 0.75 > 当变阻器连入电路中的电阻变小时,电路中电流变大,由欧姆定律,电路的总电阻变小,而灯泡的电阻变大,故变阻器减小的电阻要比灯泡增大的电阻要大
【详解】(1)[1]因要求滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大,故应将左下接线柱连入电路,如下图所示:
(2)[2] [3]实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终如图2所示,电流表示数为0,灯泡不亮,则电路有断路发生,电压表示数为3V,等于电源电压,说明电压表到电源之间是通路,所以故障是③⑥⑦间出现了断路。
(3)[4]由图3可知,灯泡正常发光时的电压为2.5V,此时通过灯泡的电流为0.3A,所以灯泡的额定功率为
(4)[5] [6]根据图像可知当滑动变阻器电阻变小时,灯泡两端电压增大,电流也增大,根据灯的功率变大,灯丝的温度升高,故灯泡电阻变大;由欧姆定律,因电流变大,电路的总电阻变小,根据,只有当的减小量ΔR1大于的增加量ΔR2,才会让总电阻减小。
7. 无 有 滑动变阻器的滑片未移到阻值最大处(或通过灯丝的电流过大等) 左 0.75
【分析】(1)滑动变阻器一上一下与灯泡串联,滑片向左滑动灯泡变亮,电流变大,电阻减小,确定下接线柱;
(2)若是灯丝烧断了,电路中没有电流,电压表与电源的两端相连,有示数,为保护电路,闭合开关之前,滑动变阻器接入电路电阻要最大;
(3)比较电压表示数与灯泡额定电压间的关系,根据串联电路电压的特点和分压原理确定滑片的移动方向;由图示电流表确定其量程与分度值,读出电流表示数,根据算出小灯泡的额定功率。
【详解】(1)[1]滑动变阻器一上一下与灯泡串联,滑片向左滑动灯泡变亮,电流变大,电阻减小,所以接左下接线柱,如图所示:
(2)[2]若是灯丝烧断了,电路中没有电流,电流表的示数为零;
[3]电压表与电源的两端相连,电压表有示数;
[4]小灯泡熄灭灯丝烧断原因是闭合开关时,滑动变阻器的滑片未移到阻值最大处,导致电流过大而形成的;
(3)[5]电压表的示数为2V,低于灯泡的额定电压,要使灯正常发光,应增大灯的电压,减小变阻器分得的电压,根据分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的阻值,即将滑片向左端滑动,直到电压表的示数为2.5V;
[6]由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率为:
。
【点睛】本题测量小灯泡电功率,考查电路的连接、故障的分析、操作过程、额定功率的计算等知识,综合性较强,有一定难度。
8. P=UI B 小灯泡断路 右 0.5 I额 (I-I额)R0I额
【详解】(1)[1]用电压表测出小灯泡两端的电压,用电流表测出通过小灯泡的电流,利用公式P=UI即可算出小灯泡的电功率,因此测量小灯泡的电功率的原理是P=UI。
(2)[2]灯泡正常发光时,电路中的电流
根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=4.5V-2.5V=2V
此时滑动变阻器接入电路的阻值
因此应选B规格“10Ω 2A”的滑动变阻器。
(3)[3]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表有示数,说明电路是通路,与电压表并联的电路断路,故原因可能是小灯泡断路。
(4)[4]由图甲可知,电压表选用小量程,分度值0.1V,故其示数为2V;而小灯泡额定电压2.5V,因此应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故变阻器滑片应向右调节。
(5)[5]由图甲可知,电流表选用小量程,移动滑片使灯泡正常发光,电流表示数如图丙,分度值0.02A,其示数为0.2A,小灯泡额定功率
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
(6)[6][7]①②③闭合开关S、S2,断开开关S1时,小灯泡和R0并联,电流表测通过小灯泡的电流,移动滑动变阻器滑片,使电流表的示数为I额;闭合S、S1,断开S2时,仍然是小灯泡和R0并联,此时电流表测干路电流,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录下此时电流表的示数为I;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,根据并联电路的电流特点可知通过R0的电流
I0=I-I额
根据欧姆定律可知定值电阻两端电压
U0=I0R0=(I-I额)R0
由并联电路电压规律可知,小灯泡两端电压
UL=U0=(I-I额)R0
则小灯泡的额定功率的表达式
P额=ULI额=(I-I额)R0I额
9.(1)6V;(2)10Ω;(3)13.5J
【详解】解:(1)当开关S和S1都闭合,滑片P滑至a端时,小灯泡与定值电阻R1并联,小灯泡恰好正常发光,说明小灯泡两端的实际电压等于其额定电压,由并联电路电压的规律知小灯泡的额定电压等于电源电压,为6V。
(2)干路电流为I=1.1A,通过定值电阻R1的电流为
由并联电路电流的规律知小灯泡正常发光时的电流为
根据欧姆定律可知小灯泡正常发光时灯丝的阻值为
(3)当开关S闭合、S1断开时,小灯泡和滑动变阻器R2串联,当滑动变阻器的电阻最大时,电路的总电阻最大,由知电路的电流最小,由P=UI知电路的总功率最小,电路的最小电流为
小灯泡在1min内消耗的电能为
答:(1)小灯泡的额定电压为6V;
(2)小灯泡正常发光时灯丝的阻值为10Ω;
(3)当开关S闭合、S1断开时,电路消耗功率最小时,小灯泡在1min内消耗的电能为13.5J。
10. 断开 100Ω 1110Ω 1575s
【详解】(1)由电路图知道,开关S0断开时,两电阻串联,电路电阻较大;开关S0闭合时,只有电阻R1接入电路,电阻R2被短路,此时电路电阻较小;电源电压U一定,由知道,电阻越大,电路功率越小,反之饮水机功率越大,所以,当开关S0断开时,饮水机处于保温状态。
(2)由知道,电阻
由知道,总电阻
则电阻
R2=R总﹣R1=1210Ω﹣100Ω=1110Ω
(3)由知道,水箱中水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg
则水吸收的热量
由知道,饮水机消耗的电能
饮水机的实际功率为
由 知道,加热时间为
答:(1)断开;
(2)R1和R2的电阻值分别是100Ω与1110Ω。
(3)将装满水箱20℃的水温度升高60℃,需要1575s。
11.(1)5A;(2)44Ω;(3)1.65×106J
【详解】解:(1)电压力锅的额定电压
额定功率
电压力锅正常工作时的电流为
(2)电压力锅正常工作时的电阻为
(3)电压力锅正常工作5min消耗的电能为
答:(1)该电压力锅正常工作时的电流是5A;
(2)该电压力锅正常工作时的电阻是44Ω;
(3)该电压力锅正常工作5min消耗的电能是1.65×106J。
12.(1)0.1A;(2)2200Ω;(3)高温挡加热使它升高5℃需要的时间为150s
【详解】解:(1)低温挡加热电流为
(2)当闭合开关S、S1时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点,此时电路的总电阻最小,而电源电压是不变的,根据可知,此时座便盖消耗的电功率最大,为高温挡;当只闭合开关S时,只有R1工作,此时电路中的电阻最大,根据可知,此时座便盖消耗的电功率最小,为低温挡。根据并联电路的特点可知,R2的功率为
P2=P高﹣P低=44W﹣22W=22W
R2的阻值为
(3)座便盖吸收的热量为
Q吸=cmΔt=2.0×103J/(kg•℃)×0.66kg×5℃=6.6×103J
不计热量损失,消耗的电能为
W=Q吸=6.6×103J
高温挡加热需要的时间为
答:(1)低温挡加热电流是0.1A;
(2)定值电阻R2的阻值是2200Ω;
(3)高温挡加热使它升高5℃需要的时间为150s。
13.(1)2500Pa
(2)6.3×105J
(3)375s
【详解】(1)壶中水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
壶对电磁炉的压力
壶对电磁炉的压强
(2)当水刚好烧开时,水吸收的热量
(3)电磁炉消耗的电能
水刚好烧开所需的时间
14.(1)5A;(2)44;(3)0.37kW·h
【详解】解:(1)破壁机正常加热时电热管中的电流是
(2)破壁机正常加热时电热管的电阻有
(3)破壁机正常工作,做一次杂粮粥,消耗的电能
答:(1)破壁机正常加热时电热管中的电流是5A;
(2)破壁机正常加热时电热管的电阻有44Ω;
(3)破壁机正常工作,做一次杂粮粥,消耗的电能。
15.
【详解】解:设每根电热丝的电阻为R,则两根完全相同的电热丝串联后的总电阻为R串=2R,并联后的总电阻为
根据题意可知,串并联时烧开一壶水需要的热量分别为
①
②
联立①②解得
答:若把它们并联起来接在同一电源上,烧开同样一壶水所需时间是。
16.(1)0.5A(2)24Ω(3) 0.45A、0.9A
【详解】(1)题中可知灯泡额定功率、额定电压,所以灯泡正常发光时的电流
(2)设Ra=3R,Rb=5R,电源电压为U,根据欧姆定律,只闭合开关S和S1时,灯泡电阻为
即
①
当只闭合开关S和S2,定值电阻和滑动变阻器串联,根据欧姆定律
②
综合①②解得R=8Ω,U=18V,即Ra=24Ω,Rb=40Ω。
因为滑动变阻器电阻调大,电路电路变小,故不用考虑电流表损坏,根据串联电路分压原理,滑动变阻器两端电压会变大,故需要考虑电压表损害,电压表最大值为12V,故此时滑动变阻器阻值最大,此时灯泡两端电压为
既灯泡正常发光,滑动变阻器的最大阻值为Ra=24Ω。
(3)只闭合开关S和S2时,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因滑片在某一位置时,电流表和电压表的偏转角度相同,且整个电路能正常工作,所以,可设两电表指针偏转的格数均为n,
①若电流表的量程为0~0.6A、电压表的量程为0~3V,则电流表的示数为0.02A×n,电压表的示数为0.1V×n,此时滑动变阻器接入电路中的电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时电路中的电流
故此种情况不可能;
②若电流表的量程为0~0.6A、电压表的量程为0~15V,则电流表的示数为0.02A×n,电压表的示数为0.5V×n,此时滑动变阻器接入电路中的电阻
此时电路中的电流
故此种情况可能;
③若电流表的量程为0~3A、电压表的量程为0~3V,则电流表的示数为0.1A×n,电压表
的示数为0.1V×n,此时滑动变阻器接入电路中的电阻
此时电路中的电流
故此种情况不可能;
④若电流表的量程为0~3A、电压表的量程为0~15V,则电流表的示数为0.1A×n,电压表的示数为0.5V×n,此时滑动变阻器接入电路中的电阻
此时电路中的电流
故此种情况可能;
综上可知,电流表示数的可能值为0.45A、0.9A。
答案第1页,共2页
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