内容正文:
第十七章 电流做功与电功率
第一节 电流做功
1.关于电能和电功,下列说法正确的是( )
A.家用电器每消耗1度电,产生的热量就是3.6×106 J
B.用电器消耗的电能等于电流通过该用电器所做的功
C.电流做功的过程实质就是其他形式能转化为电能的过程
D.通过导体的电流越大,电流做的功就越多
2.[2024·鼓楼区月考]电能表的表盘如图所
示,关于电能表下列说法正确的是( )
A.电能表是直接测量电功率的仪表
B.“10(20)A”是说这个电能表的额定最大电流是10 A
C.表上数据显示该电能表累计消耗电能12 150度
D.“600 r/(kW·h)”表示接在此表上的用电器每消耗1 kW·h的电能,转盘转过600转
3.[2024·北林区期末]如图所示,A、B是由同种材料制成的导体,二者长度相等,但A比B的横截面积大,当开关闭合后,在相同时间内,下列说法正确的是( )
A.导体A、B的电阻RA>RB
B.通过导体A、B的电流IA>IB
C.导体A、B两端的电压UA=UB
D.电流通过导体A、B所做的功WA<WB
4.如图所示,电源电压U=3 V,电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω,
则通过电阻R1的电流为____A,电阻R2在10 s内消耗了__J的电
能.
0.2
4
5.[2024·双辽期末]如图所示是小明家的电能表,该电能表
读数为______kW·h;当电能表上的转盘转过60转,接在这个
电能表上的用电器消耗电能________J.
314.5
3.6×105
6.小强家中一个月前、后电能表示数如图所示,小强家所在
地区每度电的电费是0.6元,那么本月他家应交电费____元,
请你为小强家提一条节约用电的建议:____________________
____________.
180
人离开时随手关灯(答
案合理即可)
7.如图所示的电路中,定值电阻R1=40 Ω,R2=20 Ω,电压表示数为10 V.求:
(1)通过R2的电流;
(2)通电300 s,电流通过R1所做的功.
8.一电能表标有“1 200 r/(kW·h)”,将某用电器单独接在该表上.当用电器工作4 min后,电能表转盘转过60 r.若用电器电压为220 V,求通过该用电器的电流?
9.[2024·鱼台期末改编]如图所示是小明家月初月末的电能表,下列说法错误的是( )
A.电能表是测量电功的仪表
B.小明家本月用了50.2 kW·h的电能
C.1 600 imp/(kW·h)表示每消耗1度电,指示灯闪1 600下
D.小明家干路中的电流不得超过10 A
10.[2024·嵩明期末]如图所示,电源电压不变,R1的阻值为36 Ω,当S1闭合,S2断开时,电流表示数为0.25 A;当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为1 A.求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)通电1 min电流通过整个电路做的功.
11.[2024·淄博期中]一项目化学习小组设计了一个可以直接
显示物体重力大小的电子测力计模拟装置,该装置的内部简化
电路如图甲所示.电源电压U=12 V保持不变,滑动变阻器R1的
电阻丝为均匀电阻丝,长为10 cm.未称量物体时,滑片在R1的
最上端,R1的最大电阻值为20 Ω.电子测力计所使用的弹簧的
伸长量与它受到拉力的关系如图乙所示,显示物体重力大小的
显示器是由电流表改装而成的,电流表量程为“0~0.6 A”.
当没有称量物体时,电路中的电流为0.4 A(不计弹簧重力及滑
片的摩擦,不计弹簧电阻大小).
(1)求定值电阻R0的阻值;
(2)求挂上待测物体后,当定值电阻R0两端电压为3 V时,通电10 s,电路消耗的电能;
(3)当所称物体的重力为60 N时,是否超过测力计的量程,请通过计算说明.
解:(1)由电路图可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压.根据欧姆定律可得,通过R2的电流:I2=eq \f(U2,R2)=eq \f(10 V,20 Ω)=0.5 A;
(2)串联电路中各处的电流相等,则通过R1的电流I1=I2=0.5 A,通电300 s,电流通过R1所做的功:
W1=U1I1t=I12R1t=(0.5 A)2×40 Ω×300 s=3 000 J.
解:4 min内电能表转盘转过60 r,说明该用电器消耗的电能:
W=eq \f(60 r,1 200 r/kW·h)=eq \f(60,1 200) kW·h=1.8×105 J,
由W=UIt得:
I=eq \f(W,Ut)=eq \f(1.8×105 J,220 V×240 s)≈3.4 A.
解:(1)由图可知,当S闭合,S2断开时,只有R1工作,由I=eq \f(U,R)可知,电源电压:U=U1=I1R1=0.25 A×36 Ω=9 V;
(2)当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,电流表测量干路的总电流,根据并联电路的电流特点可知,通过R2的电流:I2=I-I1=1 A-0.25 A=0.75 A,根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压: U2=U=9 V,由I=eq \f(U,R)可知,R2的阻值:R2=eq \f(U2,I2)=eq \f(9 V,0.75 A)=12 Ω;
(3 )通电1 min电流通过整个电路做的功:W=UIt=9 V×1 A×60 s=540 J.
解:图中,定值电阻R0与滑动变阻器R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量定值电阻R0两端的电压;
(1)当没有称量物体时,滑片在R1的最上端,滑动变阻器R1=20 Ω,此时电路的电流为0.4 A,根据欧姆定律知,此时电路的总电阻为R=eq \f(U,I)=eq \f(12 V,0.4 A)=30 Ω,由串联电路的电阻规律可知;定值电阻R0的电阻值为R0=R-R1=30 Ω-20 Ω=10 Ω;
(2)挂上待测物体后,当定值电阻R0两端电压为3 V时,电路中的电
流为I′=eq \f(U0,R0)=eq \f(3 V,10 Ω)=0.3 A,此时电路中消耗的电能为W=UI′t=12 V×0.3 A×10 s=36 J;
(3)由图乙可知,当所称物体的重力为60 N时,弹簧的伸长量为ΔL=3 cm,此时滑动变阻器接入电路的长度为10 cm-3 cm=7 cm,则此时滑动变阻器接入电路的电阻为R′1=eq \f(7 cm,10 cm)×20 Ω=14 Ω,此时电路中的电流为I″=eq \f(U,R0+R′1)=eq \f(12 V,10 Ω+14 Ω)=0.5 A,因为电流表量程为“0~0.6 A”,所以没有超过电子测力计的量程.
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