内容正文:
第14讲 电能和电功率 (建议用时:30 min)
一、选择题
1.(2025杭州滨江区月考)小浙发现傍晚时家里的白炽灯突然变暗,主要原因可能是白炽灯的 ( )
A.额定电压变大 B.实际电压变大
C.额定功率变小 D.实际功率变小
2.(2025杭州“师+”联考)电蚊拍灭蚊时,蚊子碰到金属网形成闭合电路,蚊子往往会被烧毁。下列说法合理的是 ( )
第2题图
A.蚊子不能导电所以会被烧毁
B.电蚊拍电压降低则烧毁效果更好
C.蚊子烧毁是因为电流的热效应
D.烧毁时没有电流通过蚊子
3.如图所示,两只灯泡L1和L2上分别标有“6 V 4 W”和“3 V 1 W”字样,将它们串联后接在电压可在3~9伏之间调节的电源上,闭合开关S,若两灯的灯丝电阻不随温度变化,则下列说法正确的是( )
第3题图
A.通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B.当电源电压调节到9伏时,灯L1与L2都能正常发光
C.调节电源电压过程中,灯L1始终与灯L2一样亮
D.L1与L2产生的光能可用焦耳定律进行计算
二、填空题
4.(2025金华婺城区二模)如图甲所示为一款磁吸式感应智能小夜灯,图乙是该小夜灯的部分铭牌参数。请回答:
甲
××牌磁吸式感应智能小夜灯
额定电压
5 V
额定功率
3 W
充电类型
插电/直充
乙
第4题图
(1)将小夜灯侧吸在金属床沿并保持静止状态,此时小夜灯所受
力与重力平衡。
(2)小夜灯正常发光时的电流为 安。
(3)夜晚,当有人起床时,小夜灯亮起,延迟1分钟后自动熄灭,小夜灯正常发光1分钟所消耗的电能为 焦。
5.(2025杭州萧山区月考)图甲是一款电热服,衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路,R1、R2为电热纤维,阻值分别为6欧和3欧,电源电压为6伏;通过开关S1、S2的闭合或断开可实现低温、中温、高温三挡位的切换。
甲 乙
第5题图
(1)若仅闭合S2,则电热服的工作状态处于 挡位。
(2)电热服在高温挡工作时的电功率为 瓦。
(3)电热纤维应具有能导电、抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质,下列材料最适合做电热纤维的是 (填字母)。
A.细铁丝 B.棉纤维 C.石墨纤维
三、实验与探究题
6.为了测定小灯泡的电功率,小明利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5 V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验,并获得相关数据如下表:
第6题图
实验序号
电压/伏
电流/安
电功率/瓦
1
2.0
0.18
0.36
2
2.5
0.50
3
3.0
0.22
0.66
(1)闭合开关,小灯泡不亮,电压表有示数,电流表无示数,则可能发生的故障是 。
(2)排除故障完成实验2后,要想获得实验3的数据,则实验中滑片P的移动情况是 。
(3)请分析表中数据,确定小灯泡正常发光时电流表的示数,并在图乙中画出此时电流表指针位置。
(4)[新图像分析]在滑动变阻器滑片移动过程中,电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图丙所示,请判断随电流增大,滑动变阻器的功率大小变化情况是 。
四、综合题
7.(2025杭州滨江区一模)洗碗机是自动清洗餐具的机器(图甲)。家用洗碗机的工作程序:首先给水箱注水,当水注满时停止注水并自动加热,水温上升到50 ℃时停止加热,洗涤程序启动,水从喷管喷出对餐具进行清洗、喷淋,直到水箱内的水耗尽,洗涤程序结束,排水程序启动将废水排出。水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃),设水箱中水的初温为20 ℃,加热时产生的热量全部被水吸收。
甲 乙 丙 丁
第7题图
(1)为了防止漏电,该洗碗机应选用图乙插座中 (选填“上”或“下”)插孔。
(2)图丙是该洗碗机加热程序的等效电路图。R为发热电阻,其中位于水箱上部的两个导电块A、B组成一个开关,此开关在水位过低时,能自动断开加热电路。图丁为该洗碗机某次正常工作时的P-t 图像,求R的阻值为多大。(不计水的电阻)
(3)某家庭每天午餐、晚餐各洗碗一次,若人工洗碗一次用水20千克,求改用该洗碗机洗碗后,该家庭一天可节水多少千克。
8.(2025杭州萧山区月考)在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝R、水和电子温度计,盒外采用优质保温材料包裹。
第8题图
(1)电阻丝产生的热量与水温的变化量ΔT之间成 关系(不计热损失)。
(2)要探究电阻丝产生的热量与电阻的关系,除了要保持电流、通电时间不变外,还应保持 不变;在上述条件不变时,换用不同阻值的电阻丝R,记录水温变化ΔT的数据并绘制图像如图乙所示。
(3)根据上述实验,可以得出结论: 。(写出一条即可)
(4)根据所学知识,在上述实验条件不变的情况下,在图乙中画出通电时间为30秒时,水温变化ΔT和电阻R的关系图像。
参考答案
1.D 2.C 3.C
4.(1)摩擦 (2)0.6 (3)180
5.(1)中温 (2)18 (3)C
6.(1)小灯泡断路 (2)向左移动滑片P到A端
(3)如答图所示 (4)先变大后变小至0
第6题答图
7.(1)下
解:(2)根据P=知,R的阻值R===60.5 Ω
(3)由图丁可知,加热时间t加热=22 min-1 min=21 min=1 260 s
加热时产生的热量Q=W=P加热t加热=800 W×1 260 s=1.008×106 J
由加热时产生的热量全部被水吸收可知,水吸收的热量Q吸=W=1.008×106 J
由Q吸= cm(t-t0)得,洗碗机一次洗碗用水的质量m==
=8 kg
每天午餐、晚餐各洗碗一次,故节约的水量
Δm=2×(20 kg-8 kg)=24 kg
8.(1)正比 (2)水的质量
(3)当其他条件相同时,电阻丝产生的热量与电阻成正比
(4)如答图所示
第8题答图
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