内容正文:
1
2
第十七章 电流做功与电功率
单元整体提优
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大概念体系构建
综合与提升
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1.现代社会生活和生产几乎处处离不开电,用电,实际上用的是电能。
下列关于电能和电功的说法正确的是( )
A
A.用电器通过电流做功把电能转化为其他形式的能
B.发电站把电能转化为其他形式的能
C.电功和电能的单位都是瓦特
D.电功和电能是同一个物理量
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2.小明发现家里的白炽灯突然变亮,主要原因可能是白炽灯的
( )
B
A.额定电压变大 B.实际电压变大 C.额定功率变小 D.实际电压变小
3.将一只“ ”的小灯泡(忽略温度影响)与一个阻值为
的电阻串联后接到 的电源上,闭合开关后,小灯泡的实际功率( )
B
A.大于 B.等于 C.小于 D.无法确定
[解析] 小灯泡的电阻 ;小灯泡和电阻串联后接到 的
电源上时,电路中的电流;根据 可得,小灯
泡的实际电功率 ,故B正确。
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4. 如图所示是检测酒精浓度的测试仪原理图 , 图 中电源电压恒定为8 V,R1 为定值电阻 ,酒精 气体传感器R2 的阻值随酒精气体浓度的增大而减小 O 当酒精浓度为 0 时 ,R2 = 60 Ω,此时 电压表示数为 2 VO 以下说法错误的是( C )
A. 若酒精气体浓度越 大 , 电压表和电流 表示数都越大
B. 定值电阻 R1 的阻 值为 20 Ω
C. 酒精浓度为0 时 ,电路消耗的总功率为0. 6 W
D. 若电流表示数达到 0 . 2 A时 ,表示酒驾 ,此 时 R2 消耗的电功率为 0 . 8 W
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5.某品牌电动汽车的电池容量为,额定电压为 ,
充电时它将电能转化为______能存储起来,充满电后它存储了 ____ 的能量。
化学
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[解析] 电动汽车充电时是将电能转化为化学能存储起来。充满电后储存的能量
。
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6.如图是小昊家的电能表,他家同时使用的用电器总功率不能超
过_______。小昊将“”的热水器单独接入电路正常工作 ,电
能表转盘转了 _____转,电能表示数变为 _________ 。
4 400
240
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[解析] 由图知,电能表的工作电压是,允许通过的最大电流为 ,所以他
家同时使用的用电器最大总功率 ;“
”表示电路中用电器每消耗的电能,电能表的转盘转 ,
用电器在内消耗的电能 ,电能表转
盘转过的转数 ;由图示电能表可知,当时
电能表示数为 ,则后来电能表示数变为
。
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7.如图所示,已知电源电压为,小灯泡的规格为“ ”,
滑动变阻器的规格为“”,电流表量程为 ,则小灯泡正常发光时阻值
____ 。当开关、 同时闭合,改变滑动变阻器的接入电阻,小灯泡的亮
度将 ______(选填“变亮”“变暗”或“不变”);保持开关 始终闭合,调节电路,
使电路消耗的最大功率为,最小功率为,则 _____。
10
不变
26:3
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[解析] 由可得,小灯泡正常发光时的阻值 ;当开
关、 同时闭合时,小灯泡与滑动变阻器并联,改变滑动变阻器的接入电阻时,
小灯泡所在支路不受影响,因此此时小灯泡的亮度不变;由 可知,电源电
压一定时,电路中电流最小时,电路消耗的电功率最小,电路中电流最大时,电路
消耗的电功率最大。由并联电路的特点可知,当开关始终闭合, 断开,滑动变
阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,最小电流
,小灯泡允许通过的最大电流
,滑动变阻器允许通过的最大电流为 ,电流表的
量程为 ,由并联电路的电流特点可知,电路中的最大电流
,由 可知,
。
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8.现有、、三只额定电压均为 ,电阻值不同的小
灯泡。某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。
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(1)图甲电路中,实验操作如下:
①闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ;
②图丁是图甲电流表的表盘,此时示数为____A;
③小灯泡的额定功率为_____ 。
0.3
0.75
[解析] 由图甲知,电压表测量小灯泡两端的电压,电流表测量通过小灯泡的电流,
由图丁知,当小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流,小灯泡 的额定功
率 ;
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(2)图乙电路中,定值电阻的阻值为 ,实验操作如下:
①闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ;
②读出电流表的示数为,计算出通过 的电流为 ____A;
③小灯泡的额定功率为___ 。
0.2
1
[解析] 由图乙知,定值电阻与小灯泡并联,再和滑动变阻器串联,电流表测量干
路的电流,电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压,由并联电路电压的规律知,
当小灯泡正常发光时,定值电阻两端的电压等于小灯泡两端的电压,则通过 的
电流 ,由并联电路电流的规律知,通过小灯泡的额定电流
,小灯泡 的额定功率
;
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(3)图丙电路中,电源电压未知但恒定不变,和为滑动变阻器, 的最大阻
值为 ,实验操作如下:
①保持开关断开,同时闭合开关和,调节的滑片,使电压表的示数为 ;
②断开开关,同时闭合开关和,保持____(选填“”或“ ”)的滑片位置不
变,调节 ____(选填“”或“”)的滑片,使电压表示数仍为 ;
③仅将的滑片调至最左端,记下电压表的示数,再仅将的滑片
调至最右端,记下电压表的示数,则小灯泡的额定功率 _____
。
1.25
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[解析] ①保持开关断开,同时闭合开关和,调节 的滑片,使电压表的示数
为;②断开开关,同时闭合开关和,保持 的滑片位置不变,通过调节
滑动变阻器,使两端电压为小灯泡的额定电压 ;③根据等效替代法,此时
;将的滑片调至最左端,记下电压表的示数为;再将
的滑片调至最右端,记下电压表的示数为,将的滑片 调至最左
端时,连入电路中的电阻为0,电压表的示数即为电源电压;再将的滑片 调
至最右端,此时两变阻器串联,电压表的示数为,即的电压 ,根
据串联电路电压的规律和欧姆定律得 ,解得
,小灯泡额定功率
;
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(4)通过图甲和图乙实验,可以得到小灯泡和 在额定电压下工作时电阻之比
为 ____。
4:3
[解析] 小灯泡和 在额定电压下工作时,电阻之比
。
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9.如图1所示,电源电压不变,电流表量程为 ,电压表量
程为,滑动变阻器的规格为“”,灯泡的额定电流为 。图2是
灯泡的电流与电压关系图像。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当滑片 移
至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为和 。
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(1)求电源电压;
解:闭合开关,灯泡与滑动变阻器串联,当时, ,由图
2可知, ,根据串联电路电压的特点得,
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(2)在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片 ,灯泡的最小功率是多少?
解:由题意知,当电压表示数最大为时,灯泡两端电压最小,此时灯泡 的功
率最小;灯泡两端最小电压
由图2知,灯泡的最小电流 ,
灯泡的最小功率
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(3)用定值电阻替换灯泡 ,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑
片,发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为 ,这一过程中滑动变阻器
连入电路的阻值始终小于 ,求定值电阻 的可能值。
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解:用定值电阻替换灯泡后,调节滑动变阻器的滑片 ,电路中最大电流有两
种可能:或 ;
①若,则最小电流
此时电压表示数最大为 ,
中最小电流 ,
即,解得 ;
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②若,由题意可得,最大电流,最小电流 ,
则,即 ,
代入数值得 ,
解得 ;
故定值电阻的可能值为 或 。
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10.某款带保温功能的电水壶,其简化电路图
如图所示。为总开关,为自动控制开关,和 为阻值不变
的发热电阻, ,加热功率为 。电水壶将质
量、初温的水烧开,加热效率为 。
,标准大气压]求:
(1)水吸收的热量;
解:水吸收的热量
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(2)把水烧开需要多长时间(结果保留整数);
解:把水烧开需要放出的总热量
由可得,把水烧开需要的时间
(3)电水壶的保温功率。
解:闭合开关、时,只有电阻 接入电路,此时为加热挡。
由可知,加热状态下的阻值
由电路图可知,开关闭合、断开时,与 串联,电阻最大,此时为保温挡。
总电阻
则电水壶的保温功率
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