内容正文:
2026年中考物理一轮复习重点题型突破
专题17 综合计算题4 电学相关计算(填空题)
一.填空题(共60小题)
1.如图所示,灯泡L1、L2分别标有“2.5V 0.5A”和“3V 0.5A”字样(灯丝电阻不变),R=5Ω,电源电压恒定。若S、S1、S2均闭合,L2正常发光,电流表示数为I1,则电源电压为 V;若只闭合S,电流表读数为I2,则I1:I2= 。
2.某导体的电阻是2Ω,通过1A的电流时,1min产生的热量是 J。
3.如图为即热式电热水龙头,打开水龙头开关,几秒就可以流出热水。已知某品牌电热水龙头的额定功率是4000W,额定电压是220V,则该电热水龙头正常工作时的电阻是 Ω;不计热量损失,该水龙头正常工作8.4s,可使0.4kg的水从21℃升高到 ℃。[水的比热容为c水=4.2×103J/(kg•℃)]
4.小林家中五月月初和月末电能表示数如图所示。这个月他家的用电量是 度,若小林家所在地区每度电的电费是0.6元,这个月他家应交 元电费。
5.小丽在用2000W的电热水壶烧水,壶里装有质量1kg、初温20℃的水,通电3min将水烧开,则壶中水吸收的热量是 J,电热水壶消耗的电能是 J(已知当地气压为1标准大气压,水的比热容为c水=4.2×103J/(kg•℃))。
6.家庭电路中三线插座非常普遍,中间的插孔接 线。对人体来说,安全电压一般不高于 V。如图所示是小明家的电能表,他家用电总计 kW•h,已知1kW•h电费为0.50元,则小明家应缴纳的总电费是 元。
7.电源电压8V,10秒通过的电荷量是5库,通过的电流大小为 ,电流做功 ;当电源电压发生变化时,则电阻阻值将 。
8.如图甲所示的电路,电源电压为9V,小灯泡L的额定电压为4V,图乙是小灯泡L的电流I随其电压U的变化的图像。当S闭合,将滑片P移到滑动变阻器R的中点时,小灯泡L恰好正常发光,则滑动变阻器R的最大阻值为 Ω。移动滑片P,当小灯泡L的功率为1W时,滑动变阻器R接入的阻值为 Ω。
9.如图所示电路,R1=10Ω,R2为未知电阻,电源电压不变。只闭合S1,电流表示数为0.3A;S1、S2均闭合,电流表示数为0.5A,此时通过R1的电流为 A,R2的阻值为 Ω。
10.将阻值为100Ω的均匀导线对折后的阻值为 Ω,将此时的导线两端加4.5V电压时,通过导线的电流为 A。
11.如图所示的电能表,在某段时间内转盘转了1800转,则此段时间内接在这个电能表上的用电器消耗的总电能是 kW•h,此电能表允许接入用电器的最大总功率是 W。
12.如图为一款养生壶的电路简图,该壶有“加热”和“保温”两挡,电源电压为220V,电阻丝R1、R2的阻值分别为44Ω、356Ω。养生壶在“加热”挡工作时,电功率为 W;现将壶内1kg的养生茶从20℃加热至75℃,加热过程中若不计热量损失,所需时间为 s;养生茶的内能增加是通过 的方式实现的。[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]
13.某手机电池容量为4200mAh,电池电压为3.7V。用一个标有“输出5V 4A”的快速充电器,将手机电池从零电量充满,充电效率为84%,需要 min。快充充电线比普通手机充电线要粗一些,这是因为正常工作时,通过快充充电线的 较大。
14.小李周一上学时观察了家里电能表的示数如图甲所示,第二天同一时间再看了一下电能表的示数如图乙所示,这段时间他家消耗的电能是 kW•h。
15.有一种电热水壶有“烧水”和“保温”两个挡,如图所示是其内部简化电路图,已知R0=44Ω,R1=1056Ω,当S接1时,电热水壶处于 (选填“烧水”和“保温”)挡,当S接2时,通电2min该电热水壶产生的热量是 J。
16.南充籍总设计师邢继主持完成的华龙一号全球首堆投入商业运行,标志着我国自主三代核电技术跻身世界前列,核反应堆是通过可控 (选填“裂变”或“聚变”)反应释放核能的设备;如图是小明家电能表月初、月末的示数,若小明家所在地区每度电的电费为0.5元,则他家本月电费为 。
17.小星学习电功率知识后,想利用电能表测量家中电热水壶工作时的实际功率。他仔细观察了家中的电能表,表盘参数如图所示,则小星家允许加载的用电器的最大功率为 W。他关闭家中其他用电器,只让电水壶烧水,发现电水壶工作1min,电能表转盘转过60转,则该电水壶的实际功率为 W。
18.家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接跟 连通造成的。某同学家里安装的电能表如图所示,则该同学家里允许同时使用用电器的总功率应不大于 W。
19.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,其中R1=10Ω。当只闭合开关S1时,电流表示数为0.6A,则电源电压为 V;当同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数增大了0.5A,则R2的阻值是 Ω。
20.李芳用家中的电能表表盘如图,她家新购置了一台用电器,她想用这个电能表来测量该用电器的电功率与说明书上是否一致,于是她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让这个用电器工作,1min内电能表的转盘转了30转,则测得该用电器的电功率是 W,已知她家原有用电器的总功率是3000W,从电能表使用的角度考虑,她家的电路 (选填“能”或“不能”)允许接入该用电器。
21.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯正常发光的位置,电流表示数与两电压表示数的关系如图乙所示。则电源电压为 V,灯的额定功率为 W。
22.疫情期间只允许体温正常的师生进入校园,为此,小明设计了一款“智能门禁”,能检测体温并进行人脸识别。工作原理为:
①若体温正常开关S1闭合,人脸识别成功开关S2闭合,电动机M工作(门打开),警示灯不亮;
②若体温异常S1不闭合,人脸识别成功S2闭合,电动机M不工作且警示灯亮起;
③不管体温是否正常,若人脸识别失败S2不闭合,电动机M不工作且警示灯不亮。
(1)下列电路设计符合要求的是 。(可多选)
(2)若警示灯工作时,两端电压为3伏,电阻为10欧,其工作时的功率为 瓦。
23.实验室有两只额定电压相同的小灯泡L1、L2,小华想知道哪只灯泡额定功率大,于是将它们串联接入电路,如图所示。闭合开关,两只灯泡均发光,电压表V1示数比V2小,此时实际功率大的小灯泡是 。据此小华可以判断,额定功率大的小灯泡是 。
24.灯L1、L2分别标有“3V 0.75W”和“3V 1.5W”字样,通过L1、L2的电流随其两端电压变化的图象如图所示。若将L1、L2并联接在3V电源两端,则电路消耗的总功率为 W;若将L1、L2串联,要使L1正常发光,则电源电压应为 V;若将灯L1与滑动变阻器串联接在6V电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是L1功率的2倍时,L1的功率为P1;若将灯L2与滑动变阻器串联接在6V电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是L2功率的3倍时,L2的功率为P2,则P1:P2= 。
25.如图,甲、乙为两只相同电表,当闭合S1,S2时,甲、乙两表示数之比为4:3,则两表均为 表。两电阻大小之比R1:R2为 ,电路总功率为P1,同时更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,此时电路总功率为P2,则P1:P2为 。
26.电阻R1、R2的U﹣I图象如图1所示,则R1:R2= 。将R1、R2接入电源电压不变的电路中,如图2所示。当只闭合S时,电路消耗的总功率为P1;当S和S1都闭合时,电路消耗的总功率为P2,则P1:P2= 。
27.中国的中医已有两千多年的历史,中医是祖国医学文化的宝贵遗产。为了更好地控制煎药时的火候,某厂家生产了如图甲所示的一款全自动电煎药壶,它有“加热”和“保温”两个挡位,简化电路图如乙图所示,其中S2是一个温控开关,温度过高时自动断开。
(1)当S1和S2闭合时,电煎药壶处于 挡位;
(2)电煎药壶在 挡位工作时,通过P点的电流更小。
28.如图所示,已知灯泡标有“5V 2.5W”的字样,灯泡电阻恒定不变,滑动变阻器标有“30Ω 1A”的字样,电源电压为6V。闭合开关S,在保证电路安全的情况下移动滑片滑动变阻器的最小功率为 W。
29.某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路如图所示,R1、R2是电热丝,R1=1050Ω,R2=50Ω。开关S接“1”时,电热壶为 挡位。开关S接“2”时,通电5min,电流通过R2产生的热量为 J。
30.图示电路中,电源电压不变,电阻R1=30Ω,R2=60Ω,闭合开关S,电流表A的示数为0.3A,则通电1min电阻R1产生的热量为 J。
31.如图所示,灯泡L1标有“6V 3W”、L2标有“6V 2W”字样,电源电压6V恒定不变。闭合开关S,忽略温度对灯丝电阻的影响,则甲、乙两电路中流过L1的电流I1:I1′= ,L2消耗的实际功率P2 P2′(选填“>”、“=”或“<”)。
32.仅将一把电热水壶接入图示电能表所在的电路,正常工作6min,电能表的转盘转过了360r,则电热水壶消耗的电能为 kW•h,电功率为 kW。
33.如图所示的电路中,接通电源,通电一段时间后, 侧U形管液面高度的变化较大(选填“左”或“右”)。如果通过甲容器中电阻丝的电流是2A,则乙容器中电阻丝在1min内产生的热量是 J。
34.如图是探究电流通过导体产生的热量与 关系的实验装置。实验中用U形管内液面的 反映导体产生热量的多少,通电一段时间后,容器 (选填“甲”或“乙”)内电阻丝产生的热量较多。
35.如图甲所示的电路中,L1两端的电压为U1=3.7V,L2两端的电压如图乙所示,则L2两端的电压U2= V,电源电压U= V。
36.如图所示,已知R1:R2=3:1,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙= ;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表示数之比I甲:I乙= 。
37.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,两灯均发光(设灯丝电阻不变),电压表示数为U,过一段时间后,突然两灯均熄灭,且有一个电表的示数变大,已知两灯中仅有一个出现了故障。请你判断故障情况是 ;若此时电压表是示数为4U,则小灯泡L1、L2的电阻之比为 ;排除故障后,将小灯泡L1、L2的位置互换,则示数一定不发生变化的是 表(选填“电流”、“电压”或“电流和电压”)。
38.如图是小明自制的一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0~0.6A的电流表改装而成的,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12V,当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,油量表指针满偏;当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小。则R0的阻值是 Ω,油量表的最小读数是 A;当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数是 A,据此推理油量表的刻度 (“均匀”/“不均匀”)。
39.如图所示,电源电压为4.5V,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器R规格为“10Ω,1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关S后,灯L不发光,电压表有示数,电流表无示数。经检查,故障出现在R上,则R (选填“断路”或“短路”)。排除故障后,在保证电路各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变化范围是 。
40.有一定值电阻R与一小灯泡L,通过它们的电流I与它们两端的电压U的规律如图所示,现将R和L并联接在电压为4V的电源两端,此时干路中的电流是 A。
41.如图所示,电源电压为12V,电阻R1的阻值为10Ω,开关S闭合后,当滑动变阻器R3的滑片P位于最左端时,电压表的示数为6V,电阻R2的阻值为 Ω。调节滑片P,使电压表的示数从3V变为1.5V,则R3接入电路中的阻值变化了 Ω。
42.小毅同学用如图所示电路测未知电阻Rx的阻值,闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片移到 端。实验时,他移动滑片,多次测量求Rx的平均值是为了 。
43.喜欢钻研的小明,通过自己的观察研究,画出了家中电吹风的电路图(如图)。他还想知道电热丝的阻值,于是找来一个量程合适的电流表,将其与电吹风串联后接入家庭电路,当只闭合开关 时吹冷风;再闭合另一开关吹热风,与吹冷风时相比,电流表的示数变化了4.4A,则电热丝阻值为 Ω。
44.按如图所示电路研究电流与电压的关系。已知电源电压为6V,R1为定值电阻,滑动变阻器R2标有“20Ω 1A”字样,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。完成下列问题:
(1)闭合开关后,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现此故障的原因可能是 ;
(2)若R1=6Ω,为保证电路安全,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为 。
45.如图所示,电源电压和灯泡L的电阻不变,灯泡L上标有“6V 6W”字样。当开关S、S1均闭合,滑片P移至a端时,电流表示数为2.0A,灯泡L正常发光;当开关S闭合,S1断开,滑片P移至b端时,电源电压U为 V,灯泡L的实际电功率P为 W。
46.如图甲所示,小灯泡的额定电压为2.5V,开关闭合后,小灯泡正常发光,图乙是通过定值电阻R和小灯泡L的电流与电压关系图象,则小灯泡正常发光时的电流为 A;通电10s,定值电阻R产生的热量为 J。
47.如图所示的电路中,电源电压为4.5V且保持不变,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”,小灯泡标有“3V 1.2W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关,在保证电路元件安全情况下,则电压表的示数变化范围是 V,小灯泡的最小功率为 W。
48.如图所示的电路中,L1标有“6V 3W”字样,L2标有“3V 3W”字样,闭合开关后,两灯均发光,此时两电压表示数之比为U1:U2= ;若两灯并联后接入3V电路中,则L1、L2两灯的实际电功率之比为P1:P2= (忽略温度对灯丝电阻的影响)。
49.将一个电热水器单独接在清零的计量插座上工作2h,屏幕显示如图所示,已知电费单价为0.5元/kW•h,电热水器的功率为 W;若该时间内消耗的电能全部给40kg的水加热(水未沸腾),则水温升高 ℃。
[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
50.某电热水壶加热电阻丝的阻值为22Ω,通电后流过电阻丝的电流为10A,电热水壶加热时的功率为 W;若加热时有84%的热量被水吸收,则壶内1kg水的温度由34℃加热到100℃所需要的时间为 s[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
51.如图所示,电源电压恒定,R1=12Ω,R2=5Ω,滑动变阻器R3的规格是“20Ω 1.5A”,电流表A1、A2的量程都是0~3A,电压表的量程是0~15V。
(1)只闭合开关S,移动滑片,当电流表A2的示数为0.8A时,电压表示数为8V,则电源电压是 V,变阻器接入电路的电阻是 Ω;
(2)将滑片移到最右端,闭合所有开关,电流表A1、A2的示数之比是 ,1min内R1产生的热量为 J,为保证电路安全,变阻器接入电路的阻值范围是 Ω。
52.如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关,将滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示。则定值电阻R1的阻值为 Ω;电路消耗的最小功率为 W。
53.如图所示,电源电压为18V不变,定值电阻R1的阻值为30Ω,滑动变阻器R2标有“50Ω 0.5A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S1时电流表的示数为0.45A,电压表的示数为 V;只闭合开关S2时,在保证元件安全的情况下移动滑片,电路的总电功率变化量是 W。
54.电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是锅内的水烧干后的保温状态。如图所示是电饭锅的电路图,R1是一个电阻,R2是加热用的电阻丝,则自动开关S闭合时,电饭锅处于 (选填“加热”或“保温”)状态。一只额定功率是450W的电饭锅,在额定电压下使用,每分钟产生的热量为 J。
55.小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温50℃,水吸收的热量为 J。若电水壶工作时功率为2000W,所消耗的电能全部被水吸收,则加热这壶水需要的时间是 秒。小明家的电能表参数如图所示,若家中只有电水壶单独工作,则这段时间内电能表指示灯闪烁了 次。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
56.物理兴趣小组的师生自制了一个电炉。电炉的电阻丝通过5A的电流时,每分钟可产生6.6×104J的热量,则这个电炉的电功率为 W,电阻丝工作时的电阻为 Ω。
57.某品牌电热水壶的铭牌(部分内容)如表所示。当该电热水壶正常工作时,至少需要 s才能把质量为2.0kg、初温为25℃的水加热到100℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
容量
2.0L
额定电压
220V
额定功率
1500W
58.如图甲,移动滑片使电阻R2的有效阻值从零逐渐变大,R1两端电压U的倒数与R2的阻值变化的图象如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω。
59.小伟在乘飞机时了解到,经济舱乘客的免费托运行李限重20kg,而商务舱的乘客允许携带更重的免费托运行李。如图是小伟设计的模拟飞机行李超重的报警装置,杠杆OP始终处于水平位置,电源电压恒为15V,R0是阻值为6Ω的定值电阻,Rx是力敏电阻,它的阻值随压力变化的关系如表:当电压表的示数U0大于或等于3V时,电路外的检测装置会自动报警。(取g=10N/kg)
压力F/N
50
100
150
200
250
300
阻值Rx/Ω
50
30
24
20
17
16
(1)经济舱的乘客可以携带免费托运行李的最大重力为 N;
(2)小伟把检测装置恰好报警时的电学物理量标在图中,请帮他计算此时Rx的电阻为 Ω;
(3)如图杠杆上有两个行李托盘,A、B是杠杆上的两个承重点,已知AP=0.3m,OB=0.6m。小伟闭合开关,将20kg的模拟行李放在某一个托盘上时,检测装置恰好报警,当他将模拟商务舱乘客的行李放在另一个托盘上时,检测装置也恰好报警。模拟商务舱乘客的行李限重为 kg。(杠杆、支架及托盘的重力均忽略不计)
60.如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示,则电源电压为 V。当滑片在a点时,通电10s,R0消耗的电能为 J。
参考答案与试题解析
一.填空题(共60小题)
1.【解答】(1)三个开关均闭合时,L1短路,R与L2并联,且L2正常发光,由并联电路电压规律可得:U=U2额=3V,
电流表测量通过R的电流,其示数为:;
(2)只闭合开关S时,R与L1串联,L2开路,L1的电阻:,电路的总电阻为:R总=R1+R=5Ω+5Ω=10Ω,
电流表的示数:,则I1:I2=0.6A:0.3A=2:1.
故答案为:3;2:1.
2.【解答】电流产生的热量Q=I2Rt=(1A)2×2Ω×60s=120J;
故答案为:120。
3.【解答】(1)电热水龙头的电阻为:R===12.1Ω;
(2)水龙头8.4s消耗的电能为:W=Pt=4000W×8.4s=33600J;
不计热量损失时,Q=W=33600J;
水升高的温度:△t===20℃,此时水温为:21℃+20℃=41℃。
故答案为:12.1;41。
4.【解答】
由于电能表读数时最后一位是小数、单位kW•h,月初电能表的示数为786.9kW•h,月初电能表的示数为866.9kW•h,
这个月消耗的电能W=866.9kW•h﹣786.9kW•h=80kW•h=80度,
这个月应交的电费:0.6元/度×80度=48元。
故答案为:80;48。
5.【解答】(1)1kg水从20℃升温到100℃吸收的热量:
Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J;
(2)2000W的电热水通电3min所消耗的电能:
W=Pt=2000W×3×60s=3.6×105J。
故答案为:3.36×105;3.6×105。
6.【解答】三线插座非常普遍,中间的插孔接地线。对人体来说,安全电压一般不高于36V。如图所示是小明家的电能表,他家用电总计6286.8kW•h,已知1kW•h电费为0.50元,则小明家应缴纳的总电费为:6286.8×0.5元=3143.4元。
故答案为:地;36;6286.8;3143.4。
7.【解答】10秒通过的电荷量是5库,通过的电流大小为:I===0.5A;
电流做功为:W=UIt=8V×0.5A×10s=40J;
电阻的大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,与电流和电压的大小无关,当电源电压发生变化时,则电阻阻值将不变。
故答案为:0.5A;40J;不变。
8.【解答】由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量小灯泡两端的电压;
小灯泡L的额定电压为4V,小灯泡正常发光时的电流为0.5A;
滑动变阻器两端的电压为:UR=U﹣UL=9V﹣4V=5V;
滑动变阻器接入电路的电阻为:R===10Ω,所以滑动变阻器的最大阻值为2×10Ω=20Ω;
移动滑片P,当小灯泡L的功率为1W时,根据图像可知,此时灯泡两端的电压为2.5V,电路中的电流为0.4A;
滑动变阻器R接入的阻值为:R'===16.25Ω。
故答案为:20;16.25。
9.【解答】
(1)由电路图可知,只闭合S1时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,
由I=可得,电源的电压:U=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
(2)S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电源电压不变,
所以,此时通过R1的电流仍为0.3A不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流:I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R2的阻值:R2===15Ω。
故答案为:0.3;15。
10.【解答】(1)在导体材料和温度一定时,导体的电阻大小与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,则对折后导线的阻值R=×100Ω=25Ω;
(2)已知导线电阻R=25Ω,导线两端电压U=4.5V,通过导线的电流。
故答案为:25;0.18.
11.【解答】(1)3000r/(kW•h)表示每消耗1kW•h电能,电能表转盘转过3000转,
所以,电能表转盘转1800转时,用电器消耗的电能:
W=kW•h=0.6kW•h;
(2)由图可知,电能表的工作电压是220V,平时工作允许通过的最大电流是20A,
此电能表允许接入用电器的最大总功率:
P=UI=220V×20A=4400W;
故答案为:0.6;4400。
12.【解答】(1)分析电路可知,当S2闭合时,R2短路,只有R1接入电路;当S2断开时,R1与R2串联接入电路。
由P=可知,总电阻越小,电功率越大,所以当S2闭合后为加热挡,此时电功率:
P===1100W;
(2)1kg的水从20℃加热至75℃吸收热量:
Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(75℃﹣20℃)=2.31×105J;
若加热过程中不计热量损失,则所消耗的电能与水吸收的热量相等,即W=Pt=Q,可得:
t===210s;
(3)养生茶吸收热量、内能增加,属于热传递。
故答案为:1100;210;热传递。
13.【解答】(1)电池充满电储存的电能为:W=UIt=3.7V×4.2A×3600s=55944J,
充电器的有效功率为:P有=ηP充=ηU充I充=84%×5V×4A=16.8W,
充满电所需时间为:;
(2)由焦耳定律公式Q=I2Rt可知,快充充电时电流大,在相同条件下,产生的热量多。快充充电线比普通手机充电线要粗一些,是通过增大导线的横截面积来减小导线电阻方法来减少充电时导线产生的热量。
故答案为:55.5;电流。
14.【解答】由于电能表读数时最后一位是小数、单位是kW•h,图甲电能表的示数为1357.8kW•h,图乙电能表的示数为1369.0kW•h,
这段时间他家消耗的电能:
W=1369.0kW•h﹣1357.8kW•h=11.2kW•h。
故答案为:11.2。
15.【解答】(1)由电路图可知,当开关S置于“1”挡时,两电阻串联,电路电阻最大,电源电压一定,由P=可知,电饭锅电功率最小,处于保温状态;
(2)当开关S置于“2”挡时,R1被短路,只有R0接入电路,电路电阻最小,电饭锅电功率最大,处于加热状态,
此时电路中电流:
I===5A;
通电1min电路产生的热量:
Q=I2R0t=(5A)2×44Ω×2×60s=1.32×105J。
故答案为:保温;1.32×105。
16.【解答】(1)核反应堆是通过可控裂变反应释放核能的设备;
(2)小明家本月用电885.8kW•h﹣782.3kW•h=103.5kW•h,
小明家这个月的电费是0.5元/kW•h×103.5kW•h=51.75元。
故答案为:裂变;51.75元。
17.【解答】
(1)“220V、20A”表示电能表的工作电压为220V,电能表平时工作允许通过的最大电流为20A,
小星家允许加载的用电器的最大功率:
P最大=UI最大=220V×20A=4400W;
(2)3000r/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转3000r,
电能表转盘转60r时,电水壶消耗的电能:
W=kW•h=0.02kW•h,
工作时间t=1min=h,
电水壶的实际功率:
P===1.2kW=1200W。
故答案为:4400;1200。
18.【解答】(1)家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接跟火线接触造成的。
(2)“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用,“20”表示电能表平时工作的允许通过的最大电流。
则电路允许同时使用的用电器最大总功率:
P=UI=220V×20A=4400W。
故答案为:火线;4400。
19.【解答】只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,
由欧姆定律可得,电源电压:U=I1R1=0.6A×10Ω=6V;
当同时闭合开关S1、S2时,两电阻并联,电流表测干路电流,
因为并联电路各支路独立工作、互不影响,
所以通过R1的电流不变,仍为0.6A,电流表的示数增大了0.5A,则通过R2的电流为0.5A,
并联电路各支路两端的电压相等,由欧姆定律可得R2的阻值:R2===12Ω。
故答案为:6;12。
20.【解答】(1)3000r/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转3000r,
电能表的转盘转过30r消耗的电能:
W=kW•h=0.01kW•h;
用电器的总功率:
P===0.6kW=600W;
(2)“220V 10(40)A”中,40A为电能表平时工作允许通过的最大电流;
电能表允许接入的用电器最大电功率:P最大=UI最大=220V×40A=8800W,
增加此用电器后,他家的用电器总功率为P总=3000W+600W=3600W,
因为P总<P最大,
所以她家的电路允许接入该用电器。
故答案为:600;能。
21.【解答】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,并且滑动变阻器分得的电压最大,因此根据图乙可知,此时电路电流为0.1A,灯泡两端电压为0.5V,滑动变阻器两端电压为4V;
此时灯泡的功率PL1=UL1Imin=0.5V×0.1A=0.05W;
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=UL1+U滑=0.5V+4V=4.5V;
(2)根据题意可知,当电流表示数最大时,灯泡正常发光,由图乙可知,此时电路电流为0.3A,滑动变阻器两端电压为1V,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡的额定电压:UL=U﹣U滑′=4.5V﹣1V=3.5V,
灯泡的额定功率:PL=ULImax=3.5V×0.3A=1.05W。
故答案为:4.5;1.05。
22.【解答】(1)A.若体温异常S1不闭合,不管人脸识别是否成功,警示灯都要亮起,故A不符合题意;
B.若只是体温正常开关S1闭合,电磁铁把衔铁吸起,电动机M工作(门打开),警示灯不亮;
若只是人脸识别成功开关S2闭合,电动机M工作(门打开),警示灯不亮;故B不符合题意;
C.若体温正常开关S1闭合,电磁铁把衔铁吸起,人脸识别成功开关S2闭合,电动机M工作(门打开),警示灯不亮;若体温异常S1不闭合,人脸识别成功S2闭合,电动机M不工作且警示灯亮起;不管体温是否正常,若人脸识别失败S2不闭合,电动机M不工作且警示灯不亮,故C符合题意;
D.若体温正常开关S1闭合,不管人脸识别是否成功,电动机M工作(门打开),故D不符合题意。
(2)若警示灯工作时,两端电压为3伏,电阻为10欧,其工作时的功率为:
P=UI===0.9W。
故答案为:(1)C;(2)0.9。
23.【解答】灯泡串联时,电流I1=I2,电压表V1示数比V2小,即U1<U2,由P=UI得:P1<P2,故L2的实际功率大。
根据欧姆定律变形可得:R=,I1=I2,U1<U2,所以两灯泡的电阻关系为:R1<R2;
因为两灯泡的额定电压U相等,R1<R2,根据P=可得:额定功率P1>P2。
故答案为:L2;L1。
24.【解答】(1)若将L1、L2并联接在3V电源两端,此时两灯正常发光,消耗的实际功率都等于额定功率,故电路消耗的总功率P总=0.75W+1.5W=2.25W;
(2)从图中可知L1的额定电流为0.25A,L2的额定电流为0.5A,
若将L1、L2串联,串联电路中电流处处相等,要使L1正常发光,则电路中的电流应为0.25A,从图中可知L1两端的电压为3V,L2两端的电压为1V,根据串联电路的电压特点可知电源电压应为U=3V+1V=4V;
(3)若将灯L1与滑动变阻器串联接在6V电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是L1功率的2倍时,则L1的功率为总功率的,串联电路中电流处处相等,根据P=UI可知L1两端的电压为总电压的,即为U1′=×6V=2V,从图中可知通过L1的电流为0.2A,则L1的功率为P1=U1′I1′=2V×0.2A=0.4W;
若将灯L2与滑动变阻器串联接在6V电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是L2功率的3倍时,则L2的功率为总功率的,串联电路中电流处处相等,根据P=UI可知L2两端的电压为总电压的,即为U2′=×6V=1.5V,从图中可知通过L2的电流为0.35A,L2的功率为P2=U2′×I2′=1.5V×0.35A=0.525W,
则P1:P2===16:21。
故答案为:2.25;4;16:21。
25.【解答】(1)甲、乙为两只相同电表,当闭合S1,S2时,甲、乙两表示数之比为4:3,若量表均为电流表,则甲表会将电源短路,故两表均为电压表。
(2)当闭合S1,S2时,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R2两端的电压,甲、乙两表示数之比为4:3,
根据串联分压特点可知R1:R2====1:3;
(3)设电源电压为U,R1=R,R2=3R,
当两表都为电压表时,闭合两开关,两电阻串联,电路总功率为P1==,同时更换两电表种类,即两表都为电流表时,闭合开关S1,两电阻并联,此时电路总功率为P2=+=+=,
P1:P2===3:16。
故答案为:电压;1:3;3:16。
26.【解答】从图1可知,当电压为6V时,通过R1的电流为1A,根据欧姆定律可知R1===6Ω,
当电压为6V时,通过R2的电流为2A,根据欧姆定律可知R2===3Ω,
则R1:R2==2:1;
将R1、R2接入电源电压不变的电路中,设电源电压为U,当只闭合S时,两电阻串联,电路消耗的总功率为P1===,
当S和S1都闭合时,电路为R1的简单电路,电路消耗的总功率为P2==,
故P1:P2===3:2。
故答案为:2:1;3:2。
27.【解答】(1)由电路图可知,当S1和S2闭合时R1与R2并联,当S1闭合、S2断开时电路为R2的简单电路,
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,
所以,当S1和S2闭合时,电路的总电阻最小,
由P=UI=可知,电源的电压一定时,电路的总功率最大,电煎药壶处于加热挡位;
(2)当S1闭合、S2断开时,电路为R2的简单电路,电煎药壶处于保温挡位,此时电路的总功率最小,
由P=UI的变形式I=可知,电路的总电流最小,通过P点的电流更小。
故答案为:(1)加热;(2)保温。
28.【解答】电功率公式可得灯泡电阻;
因小灯泡功率P=2.5W,根据P=UI可得,则电路中最大电流为0.5A;
则电路中最小总电阻阻值不能小于:;
故滑动变阻器阻值不能小于RX=12Ω﹣10Ω=2Ω;
滑动变阻器在滑动时功率P=I²R===;
由上述公式可知,滑动变阻器功率在RX=R时最大,当RX>R和RX<R时减少;
取RX=2Ω,则滑动变阻器功率P=I²R===0.5W;
取RX=30Ω,则滑动变阻器功率P=I²R===0.675W;
比较二者可知,当滑动变阻器电阻R=2Ω时可保证电路安全,且滑动变阻器最小功率为0.5W。
故答案为:0.5W。
29.【解答】
(1)由电路图可知,开关S接“1”时电路为R2的简单电路,开关S接“2”时R1与R2串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则开关S接“1”时,电路中的总电阻最小,根据P=可知,电路消耗的功率最大,电热水壶处于处于加热挡;
(2)开关S接“2”时,两电阻串联,为保温状态,电路的总电阻为:R=R1+R2=1050Ω+50Ω=1100Ω,
则电路中的电流:I===0.2A,
通电5min电流通过R2产生的热量:Q=I2R2t=(0.2A)2×50Ω×5×60s=600J。
故答案为:加热;600。
30.【解答】设电源电压为U,根据并联电路的电压、电流关系可知:I=I1+I2=+=+=0.3A,解得U=6V。则通电1min电阻R1产生的热量W1===72J。
故答案为:72。
31.【解答】根据P=可知,灯泡L1的电阻为:R1===12Ω;灯泡L2的电阻为:R2===18Ω;
甲图中两个灯泡串联,则此时的总电阻为:R=R1+R2=12Ω+18Ω=30Ω;
甲电路中的电流即通过灯泡L1的电流为:I1===0.2A;
乙图中的电源电压为6V,两个灯泡并联,则灯泡L1正常发光,通过灯泡L1的电流为:I'1===0.5A;
则甲、乙两电路中流过L1的电流I1:I1′=0.2A:0.5A=2:5;
根据串联电路的电压关系可知,甲中L2两端电压小于电源电压,乙中L2两端电压等于电源电压,由于L2两端电压变大,电阻不变,根据P=可知,L2消耗的实际功率变大,即P2<P2′。
故答案为:2:5;<。
32.【解答】由图可知,电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转过3000r,
当电能表的转盘转过了360r,电热水壶消耗的电能W==0.12kW•h;
所用时间t=6min=h,
电热水壶的功率P===1.2kW。
故答案为:0.12;1.2。
33.【解答】如图,右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联,串联电路各处电流相等,所以右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I右=I左,
两个5Ω的电阻并联,并联电路干路电流等于各支路电流之和,即I左=I内+I外,比较可知I左>I内;
两瓶中的电阻值相等(均为5Ω),通电一段时间后,由于瓶中电阻相同、通电时间相同、I左>I内,所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内电阻丝产生的热量多,则左侧U形管液面高度的变化较大;
并联电路各支路两端电压相等,两个5Ω的电阻并联,由欧姆定律可得I内=I外,则I内=I左=2A=1A,
乙容器中电阻丝在1min内产生的热量:Q=I内2Rt=(1A)2×5Ω×60s=300J。
故答案为:左;300。
34.【解答】(1)装置中乙容器中两个5Ω的电阻并联后再与甲容器中一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,乙容器中两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2,两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系;
(2)据实验装置可知,电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀,从而导致U形管中的液面会发生变化,虽然产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U形管液面高度差的变化来反映电流通过导体产生热量的多少,这种研究方法叫转换法;
(3)根据Q=I2Rt可知,在电阻和通电时间相同的情况下,电流越大,电流产生的热量越多,由(1)可知通过容器甲内电阻丝的电流较大,故其产生的热量较多。
故答案为:电流;高度差;甲。
35.【解答】当开关S2闭合时,电路是一个串联电路,电压表测量的是L2两端的电压,由图乙可知,此图中电压表接的是小量程,故分度值是0.1V,故示数U2=2.3V;
已知L1两端的电压为U1=3.7V,故电源电压U=U1+U2=3.7V+2.3V=6V;
故答案为:2.3;6。
36.【解答】当开关S闭合,甲、乙两表都是电压表,R1与R2串联,电压表甲测电源电压、乙测R2两端电压,
串联电路总电阻等于各分电阻之和,串联电路各处电流相等,
由欧姆定律可知:===;
若甲、乙两表都是电流表,当开关S时断开,R1与R2并联,电流表甲测R2电流,乙测干路电流,
并联电路各支路两端电压相等,由欧姆定律可得:===,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以===,
故答案为:4:1;3:4。
37.【解答】
(1)由图可知,闭合开关S后,两灯串联,电压表测L2两端的电压,电流表测串联电路的电流;
一段时间后,两灯均熄灭,已知两灯中仅有一个出现了故障,这说明电路故障为断路,所以电流表示数减小,电压表示数变大,此时电压表到电源为通路,则L1是完好的,故L2断路;
(2)当L2断路时,电压表测电源电压,所以电源电压U总=4U;
当两灯串联均发光时,电压表测灯泡L2两端的电压,且U2=U,
根据串联电路电压规律可知,此时灯泡L1两端电压U1=U总﹣U2=4U﹣U=3U,
根据串联分压的规律可知,电阻两端的电压之比等于电阻之比,
所以灯泡L1、L2的电阻之比为R1:R2=U1:U2=3U:U=3:1;
(3)排除故障后,两灯串联,电压表测L2两端的电压,电流表测串联电路的电流;
若将小灯泡L1、L2的位置互换,两灯仍然串联,电流表仍然测串联电路的电流,
由于电源电压保持不变,电路总电阻(R总=R1+R2)仍然保持不变,所以由欧姆定律可知电路中的电流不变,即电流表示数一定不发生变化;
排除故障后,更换灯泡位置,此时电压表测L1两端的电压,虽然电路中电流不变,但两灯的电阻不同,由U=IR可知,电压表示数一定会发生变化。
故答案为:L2断路;3:1;电流。
38.【解答】(1)当油面最高时,R的金属片在最下端,R接入电路的阻值为0,此时电路中的电流为0.6A,R0的阻值为:;
(2)当油面最低时,R与R0串联,且R接入电路的阻值最大为20Ω,电路中的最小电流即油量表的最小读数为:;
(3)当油面为最高油面一半时,R与R0串联,且R接入电路的阻值为10Ω,电路中的电流为:;
(4)在U和R0一定时,R最小时,油量表的最大读数为0.6A,R最小时,油量表的读数为0.3A,R在中点处,油量表的读数为0.4A,可见油量表的读数与R不成正比,故油量表刻度不均匀。
故答案为:20;0.3;0.4;不均匀。
39.【解答】(1)电流表无示数,说明无电流,故障类型为断路,电压表有示数,说明电压表到电源为通路,故确定为R断路;
(2)灯泡正常工作时的电流:IL===0.5A,
灯泡的电阻:RL===5Ω,
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,电压表的示数最大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的最小电流I小===0.3A,
所以,电流表示数变化范围是0.3A~0.5A。
故答案为:断路;0.3A~0.5A。
40.【解答】将R、L并联后接在电压为4V的电源两端,由U﹣I图像可知,此时通过R、L的电流分别为IR=0.4A,IL=0.7A,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
电路中的总电流I=IR+IL=0.4A+0.7A=1.1A。
故答案为:1.1。
41.【解答】开关S闭合后,当滑动变阻器R3的滑片P位于最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,R1和R2串联接入电路,电压表测R1两端的电压,
由欧姆定律可得此时通过电路的电流:I===0.6A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以R2两端的电压:U2=U﹣U1=12V﹣6V=6V,
串联电路各处电流相等,则电阻R2的阻值:R2===10Ω;
电压表的示数为3V时,通过电路的电流:I′===0.3A,
该电路总电阻:R′===40Ω,
电压表的示数为1.5V时,通过电路的电流:I″===0.15A,
该电路总电阻:R″===80Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路的电阻变化值:R3=R″﹣R′=80Ω﹣40Ω=40Ω。
故答案为:10;40。
42.【解答】为了避免连线错误而烧坏电路元件,在连接电路时,开关应处于断开状态;为了保护电路,电路连好后,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处,即最左端;
由于一次实验测量的结果误差较大,故本实验进行了多次测量的目的是求平均值减小误差。
故答案为:b;减小误差。
43.【解答】只闭合开关S1时,电路为电动机的简单电路,所以电吹风吹冷风,
再闭合另一开关吹热风,与吹冷风时相比,电流表的示数变化了4.4A,说明通过电阻丝的电流是4.4A,由欧姆定律可得电热丝阻值为:R===50Ω。
故答案为:S1;50。
44.【解答】(1)串联电路只有一条电流的路径,电流表无示数,说明电路中有断路;电压表有示数,说明与电压表并联的定值电阻R1断路,其它元件完好;
(2)如图所示,R1与R2串联,当电源电压一定时,R2接入电路的阻值越小,电路的总电阻就越小,电路中的电流就越大。
比较R2的最大电流与电流表的最大量程值可知,当I=0.6A,R2接入的阻值最小,由欧姆定律公式可得:
电路的总电阻:=;
R2的最小值:R2=R﹣R1=10Ω﹣6Ω=4Ω.
故答案为:R1断路;4Ω.
45.【解答】(1)当开关S、S1均闭合,滑片P移至a端时,灯泡和变阻器并联电流表测干路电流,
因为灯泡正常发光,
所以电源电压U=UL额=6V,
由P=UI得:通过灯泡的电流:IL额===1A,
由于并联电路的干路电流等于各支路电流之和,
则通过变阻器的电流I变=I﹣IL额=2A﹣1A=1A,
由欧姆定律得:滑动变阻器的最大阻值R滑===6Ω;
(2)由欧姆定律得:灯泡的电阻:RL===6Ω,
当开关S闭合,S1断开,滑片P移至b端时,灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联,
根据串联电路的电阻特点可知:此时总阻值为R′=R滑+RL=6Ω+6Ω=12Ω,
电路中的电流I′===0.5A,
则灯泡的实际功率P实=I′2RL=(0.5A)2×6Ω=1.5W。
故答案为:6;1.5。
46.【解答】由图像可知,在灯泡两端的电压为2.5V灯泡正常工作时,灯丝中通过的电流:IL=0.2A,
串联电路中电流处处相等,所以通过定值电阻的电流:IR=IL=0.2A,
有图像可知,此时定值电阻两端的电压:UR=1V,
通电:t=10s,定值电阻消耗的电能:W=URIRt=1V×0.2A×10s=2J,
定值电阻消耗的电能全部转化为内能,所以产生的热量:Q=W=2J。
故答案为:0.2;2。
47.【解答】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)灯泡正常发光时的电压UL=3V,功率PL=1.2W,
由P=UI可得,正常发光时的电流IL===0.4A<0.6A,则灯泡可以正常发光,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表的最小示数:UR=U﹣UL=4.5V﹣3V=1.5V,
由I=可得,灯泡的电阻:RL===7.5Ω,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:I===≈0.16A,
此时电压表的示数:UR′=IR=0.16A×20Ω=3.2V>3V,
则电压表的最大示数为3V,
所以,电压表的量程为1.5V~3V;
(2)当电压表的示数UR″=3V时,灯泡两端的电压最小,其功率最小,
此时灯泡两端的电压:UL′=U﹣UR″=4.5V﹣3V=1.5V,
小灯泡的最小功率:PL′===0.3W。
故答案为:1.5~3;0.3。
48.【解答】根据P=UI=可知L1的电阻R1===12Ω,L2的电阻R2===3Ω;
闭合开关后,两灯串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量L2两端的电压,且串联电路中电流处处相等,
根据欧姆定律的变形式U=IR可知,此时两电压表示数之比为U1:U2=====5:1;
若两灯并联后接入3V电路中,根据并联电路的电压特点可知两灯两端的电压都为3V,
根据P=UI=可知L1、L2两灯的实际电功率之比为P1:P2=====1:4。
故答案为:5:1;1:4。
49.【解答】电热水器在2h内消耗的电能为:W==1.4kW•h=5.04×106J,
电热水器的功率为:P===0.7kW=700W;
若该时间内消耗的电能全部给40kg的水加热(水未沸腾),由Q=cm△t可知,水升高的温度为:
△t====30℃。
故答案为:700;30℃。
50.【解答】(1)电热水壶加热时的功率:P=I2R=(10A)2×22Ω=2200W;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣34℃)
=2.772×105J。
根据η=可知电热水壶需要消耗的电能为:
W===3.3×105J,
该电热水壶加热的时间:
t===150s。
故答案为:2200;150。
51.【解答】
(1)当只闭合开关S时,R2和R3串联,电流表A2测电路中的电流,电压表测R3两端的电压,
此时R2两端的电压为U2=IR2=0.8A×5Ω=4V,
电源电压为U=U2+U3=4V+8V=12V,
滑动变阻器接入电路的电阻为R3===10Ω;
(2)将滑片移到最右端,闭合所有开关,此时R2被短路,R1和R3并联,电压表测电源电
压,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路电流,
电流表A1的示数为I1===1A,
流过滑动变阻器的电流为I3===0.6A,
电流表A2的示数为I干=I1+I3=1A+0.6A=1.6A,
电流表A1、A2的示数之比是===5:8;
1min内R1产生的热量为Q=I12R1t=(1A)2×12Ω×1×60s=720J,
干路电流最大为3A,滑动变阻器R3的规格是“20Ω 1.5A“,则电路中的电流最大值为1.5A,
滑动变阻器接入电路的电阻最小为R3小===8Ω,
滑动变阻器接入电路的阻值范围为8~20Ω。
故答案为:12;10;5:8;720;8~20。
52.【解答】闭合开关,R1、R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压。
当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,
从图乙可知,此时电路中电流为0.1A,滑动变阻器两端得到电压为12V,
则滑动变阻器的阻值为R2===120Ω,电源电压U=U1+U2=IR1+U2=0.1A×R1+12V..........①,
当电路中电流为1A时,滑动变阻器两端的电压为3V,电源电压U=U1′+U2′=I′R1+U2′=1A×R1+3V........②,
根据①②可得:U=13V,R1=10Ω;
电源电压不变,根据P=UI可知,电路中电流最小时,总功率最小,
根据欧姆定律可知,电路中电阻最大时,电流最小,此时滑动变阻器接入电路的电阻为120Ω,
根据欧姆定律可知电流I″===0.1A,
电路消耗功率P小=UI″=13V×0.1A=1.3W。
故答案为:10;1.3。
53.【解答】(1)只闭合开关S1时,R1和R3串联,电流表测量电路电流,电压表测量R3两端的电压,电流表的示数为0.45A,
根据欧姆定律可知R1两端的电压U1=IR1=0.45A×30Ω=13.5V,
根据串联电路的电压特点可知电压表的示数UV=U﹣U1=18V﹣13.5V=4.5V;
R3的阻值R3===10Ω;
(2)只闭合开关S2时,R2和R3串联,电流表测量电路电流,电压表测量R3两端的电压,
根据滑动变阻器的铭牌数据和电流表的量程可知,电路中的最大电流为0.5A,
此时电压表的示数UV′=I′R3=0.5A×10Ω=5V<15V,故电压表也安全,
根据P=UI可知此时电路中的总功率最大,且电路的最大功率为P大=UI大=18V×0.5A=9W;
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,根据P=UI=可知此时电路中总功率最小,
为P小===5.4W,
△P=9W﹣5.4W=3.6W。
故答案为:4.5;3.6。
54.【解答】
(1)S接通时,R1被短路,电路为R2的基本电路;S断开时,R1、R2串联;
根据串联电阻的规律可知,S接通时电路中电阻小,通过的电流大,根据P=I2R可知,R2的电功率大,为加热状态;S断开时的总电阻大,电路中电流小,根据P=I2R可知,此时R2的电功率小,为保温状态;
(2)一只额定功率是450W的电饭锅,在额定电压下使用,每分钟产生的热量:
Q=W=Pt=450W×1×60s=2.7×104J。
故答案为:加热;2.7×104。
55.【解答】(1)水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1.8kg×50℃=3.78×105J;
(2)若电水壶工作时功率为2000W,所消耗的电能全部被水吸收,则消耗的电能W=Q吸=3.78×105J,
根据P=可知加热这壶水需要的时间t===189s;
(3)电水壶消耗的电能W=3.78×105J=0.105kW•h,
从图中可知,每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3000次,
故这段时间内电能表指示灯的闪烁次数为n=0.105kW•h×3000imp/(kW•h)=315imp=315次。
故答案为:3.78×105;189;315。
56.【解答】(1)此时电阻丝的电功率P====1100W;
(2)由P=I2R可得,此时电阻丝的电阻R===44Ω。
答:1100;44。
57.【解答】水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2.0kg×(100℃﹣25℃)=6.3×105J;
若电能全部转化为热能,即Q吸=W电,
因为热水器正常工作,
所以,P=P额=1500W,
又因为P=,
所以加热时间:
t===420s。
故答案为:420。
58.【解答】由电路图可知,闭合开关后,R1与R2串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R1两端的电压。
(1)当滑片位于左端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时R1两端的电压最大,R1两端电压U的倒数最小,
由图乙可知,R1两端电压U的最小倒数为V﹣1,则电源的电压U=4V;
(2)由图乙可知,当R2=18Ω时,R1两端电压U的倒数为1V﹣1,即R1两端的电压U1=1V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时R2两端的电压U2=U﹣U1=4V﹣1V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流I==,即=,
解得:R1=6Ω。
故答案为:4;6。
59.【解答】(1)经济舱乘客行李的最大重力为:G1=m1g=20kg×10N/kg=200N;
(2)在串联电路中,报警时通过Rx的电流为:Ix=I0=,
Rx两端的电压为:Ux=U﹣U0=15V﹣3V=12V,报警时Rx的阻值为:。
(3)行李对水平托盘的压力等于行李的重力大小,由杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂“可得:FPlP=G行l行,在FP,lP一定时,G行越大,l行就要越小,由装置图示可知,A托盘离支点远,应为经济舱乘客的行李托盘,B托盘离支点近,为商务舱乘客的行李托盘。由表中数据可知,报警时P处杠杆对Rx的压力为150N,由力的相互作用可知,P处受到的支持力FP=150N,当两次杠杆水平平衡时,FP•OP=GA•OA=GB•OB,
即:150N×(0.9m+AB)=200N×(0.6m+AB)……①
150N×(0.9m+AB)=GB×0.6m ……②
由①②两式可得:GB=300N,
商务舱乘客行李的最大质量为:。
故答案为:(1)200;(2)24;(3)30.
60.【解答】由电路图知,滑动变阻器R和电阻R0串联,电压表V1测R0两端电压,V2测R两端电压,电流表测电路中电流。
当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中,滑动变阻器R连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,
根据串联电路的分压原理可知:滑动变阻器两端的电压变小,R0两端的电压变大;所以图乙中5V~3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,1V~3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线;
由电路图知,P在b点时,电路中电阻最大,电流最小,
由图象可以看出,滑片P在b点时电流Ib=0.5A,U1=1V、U2=5V,
所以电源电压:U=U1+U2=1V+5V=6V,
电阻R0的阻值:R0===2Ω,
滑片P在a点时,电路中电阻最小,电流最大,此时通过电路的电流Ia===3A,通电10s,R0消耗的电能:W=R0t=(3A)2×2Ω×10s=180J。
故答案为:6;180。
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