内容正文:
易错专练17:电功率
易错点一:不能正确理解电能表的作用。
典例1:关于测量工具的使用,下列说法正确的是( )
A.常用体温计可以放在沸水中消毒
B.量筒读数时,视线应与液面垂直
C.电压表可以直接接到电源的两端
D.电能表可以直接测量家用电器的电功率
针对训练1:在实验电路中,能用来测量电流大小的仪表是( )
A.电流表 B.电压表 C.电能表 D.滑动变阻器
针对训练2:L1、L2两只灯泡额定电压均为U,额定功率P额1>P额2,把它们接入电压可调的电路中,下列说法中正确的是( )
A.两灯串联使用时,将电源电压调至2U,两灯都能正常工作
B.两灯并联使用时,两灯泡两端电压相等,两灯发光亮度相同
C.两灯串联在电压为U的电路中使用时,两灯消耗的总功率P总<P额2
D.两灯并联在电压为U的电路中使用时,两灯消耗的总功率P总=P额1+P额2
易错点三:不能正确理解串联分压关系,误认为将“110 V 100 W”和“110 V 25 W”两灯串联在220 V电源上,两灯能正常发光。
典例3:如图所示,A、B两盏电灯的额定电压都为110V,额定功率分别为PA=25W,PB=100W.把它们接到220V的电路上,下面四种接法中,两灯不可能正常发光的是( )
针对训练3:标有“6V 1.5W”的灯泡L,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,此时关于每只灯泡L的电阻和实际功率正确的说法是( )
A.灯泡L的电阻为24Ω B.灯泡L的电阻为20Ω
C.灯泡L实际功率为0.96W D.灯泡L实际功率为0.8W
易错点四:不理解纯电阻电路,用I=U/R计算电动机的工作电流。
典例4 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,线圈中通过的电流为10A.这台电动机工作1s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则( )
A.W=3800J,Q=200J B.W=3800J,Q=3800J
C.W=7200J,Q=200J D.W=7200J,Q=3800J
针对训练4:一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V,线圈电阻为2Ω,线圈中电流为10A,这台电动机正常工作1min,消耗的电能为________J,产生的机械能为________J。
测量小灯泡的电功率
1.教材实验原理图
2.实验注意问题
(1)在测量小灯泡电功率的实验中,不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的:为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。
(2)在测量小灯泡电功率的实验中,选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大,调节效果明显。
3.实验拓展
(1)拓展:滑动变阻器的作用。(保护电路;改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流。)
(2)拓展:电压表和电流表的量程选择。
(3)拓展:实物图的连接和画电路图。
(4) )拓展:采集多组实验数据的目的,为了研究电功率与电压和亮度的关系。
(5) )拓展:会设计实验表格。
(6) )拓展:实验数据和图像的分析、处理和评价。
(7) )拓展:测量小灯泡电功率时手和眼的分工:手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表,当示数达到小灯泡的额定电压时停止移动。
(8) )拓展:实验操作中,先测量小灯泡在额定电压下的电功率,再测量小于额定电压下的电功率,最后测量大于小灯泡额定电压下的电功率。
(9) )拓展:电路故障判断。
(10) )拓展:移动滑片不能使电压表示数达到或大于额定电压的原因(电源电压太小)。
(11) )拓展:利用该实验器材还可以完成的实验。
典例5:现有一个电压表、一个电流表、一个开关、一个电池组、一个标有“2.5V 0.4A”的小灯泡和一个标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器。请你设计实验“测定小灯泡的额定功率”。
(1)请你在如图的方框中设计本次实验的电路图,并按照你设计的实验电路图用铅笔画线代替导线,将图a中的实物电路连接完整(连线不得交叉)。
(2)在实验中,若电压表示数为2V,则灯泡的实际功率________额定功率(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为________V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数为0.4A,则灯泡的额定功率为________W。
(4)另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:
①________;
②________。
探究焦耳定律
1.教材实验原理图
2.实验结论
(1)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,,结合串联电路电流的规律分析;
(2)(3)根据控制变量法结合串联、并联电路电流的规律分析;
(4)由焦耳定律Q=I2Rt结合转换法和串联电路电流的规律分析。
3.实验拓展
(1)拓展:被加热的材料选用煤油或空气的原因是利用其比热容小,可以使实验现象更明显。
(2)拓展:被加热的物质要种类、质量、初温均相同。
(3)拓展:电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的气体加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法;
(4) )拓展:电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,用了控制变量法。
(5) )拓展:多次测量的目的:使实验结论具有普遍性防止偶然性。
(6) )拓展:多次测量时的注意事:每次测量完后应断开电源开关,使空气冷却,再就是防止浪费电能;测量完成后打开U密封盒上的通气孔目的是加快盒中空气的冷却;每次开始实验时均保持U形管内液面高度差为0.
(5) )拓展:实验数据的记录及表格设计。
(6) )拓展:实验数据分析。
典例6:如图甲所示,是“探究电流通过电阻产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。闭合开关,通电30s观察记录烧瓶内液体的初温和末温,计算出液体温度升高量△t填入表中,然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见下表)。
实验次数
I/A
t/s
R/Ω
△t/℃
1
0.3
30
10
15
2
0.6
30
10
60
(1)由上述实验得出:电流产生热量的多少与________有关。
(2)探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系,应该选择乙图中________(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻________(选填“串联”或“并联”)进行实验。
强化训练
一、单选题
1.某灯标有“220V 60W”字样,当灯丝中电流为0.2A时,此灯实际功率( )
A.等于60W B.等于220W C.小于60W D.大于60W
2.如图是小霞家12月初的电能表示数,关于该电能表说法正确的是( )
A.利用电能表可以直接读出用电器的电功率
B.当前电能表的示数为15377kW·h
C.此电能表转盘每小时转2500转
D.此电能表正常工作时电压为220V
3.以下估测值中,最符合实际的是( )
A.一节新干电池的电压是1.5 V B.我国家庭电路的电压是380 V
C.手电筒中的电流约是2 A D.立式空调正常工作的电功率约50W
4.下列电器中,不属于电热器的是( )
A.电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉
5.下列对有关物理量的估计,最接近实际的是( )
A.普通家用节能灯的工作电流约2A
B.教室中日光灯的正常电压为220V
C.手机电池的电压约为1.5V
D.人体是导体,人体的电阻约十几欧
6.下列几个物理量的单位中,均以英国物理学家“焦耳”的名字命名的是( )
A.热量和电压 B.功和电功率 C.机械能和电功 D.功率和电流
7.给以下四个电路通电,通过实验可以说明“在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,电阻产生的热量越多”的是( )
A. B.
C. D.
8.下列电器正常工作时,每秒钟电流做功几十焦的是( )
A.教室里的一盏日光灯 B.微波炉 C.家用手电筒里的灯泡 D.家用空调
9.如图甲所示的电路中,电源电压和定值电阻R0保持不变,闭合开关S,调节电阻箱的阻值R,并记录对应的电流表读数I,根据记录的数据画出了R一图像,如图乙所示。以下说法中正确的是( )
A.电源电压为2 V
B.定值电阻R0为4Ω
C.当电流为0.3 A时,电路消耗的功率为0.9 W
D.当电流为0.5 A时,R与R0的功率之比为3:7
10.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.抽油烟机 B.电饭煲
C.电风扇 D.电视机
二、多选题
11.以下科学工作者家中,以其名字命名单位的是( )
A.牛顿 B.伏特 C.安培 D.焦耳
12.关于电功率的下列说法中正确的是( )
A.电流做功越多功率越大
B.电流做相同的功用的时间越少其功率越大
C.相同时间内做功越多功率越大
D.电功率越大表示电流做功越快
13.甲和乙两灯的额定电压均为6V。如图是两灯电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,则下列说法正确的是 ( )
A.电路中的电流为0.5A B.电源电压为12V
C.甲灯的电阻为5Ω D.两灯的实际功率之比为1∶3
14.在如图所示,将电能转化为机械能的实验装置是
A. B.
C. D.
15.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.笔记本电脑 B.电热水器 C.电风扇 D.电暖器
三、填空题
16.如图所示,是夏天常用的电热驱蚊器,它是利用电流的_____效应来工作的,其发热元件正常工作时的电阻为8000Ω,接在家照明中正常工作100s产生的热量是_____
17.如图所示,电能表的示数为_________kW·h。
18.一款电热水壶工作时有两挡,分别是加热挡和保温挡,加热挡和保温挡的额定功率分别为1000W和88W,其工作原理如图,S为温控开关,加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化,则电阻R2为______Ω;不考虑热量损失,一个标准大气压下,此电热水壶将1L水从20℃加热至刚好沸腾需要______s。[]
19.额定功率为300W的电热水壶,正常工作1min, 消耗的电能为___________J; 1度电可供“220V 50W” 的灯泡正常发光________h。
20.李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW•h)”的字样,其含义是电路每消耗lkW•h的电能,电能表上指示灯闪烁3000次。她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让一个用电器工作3min,发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为_____kW•h。
21.如图当家里只有微波炉工作时,电能表在1min内转60转,则微波炉电功率为_______W。
四、作图题
22.在方框内画出“伏安法测量小灯泡的电功率”实验电路图。
(______)
23.如图是探究“影响电流热效应因素”实验装置的一些器材,将R1、R2、R3三电阻丝密封在三只完全相同的烧瓶内,且R1= R3=10Ω,R2=5Ω,瓶内装入等质量的煤油,小梁选择了两个电阻进行探究电流产生热量与电阻关系,请你把实物图连接好。
五、实验题
24.小明想测一下玩具汽车上电动机的额定功率,他发现电动机上标明额定电压为12V。他设计的实验电路如图甲,正确连接好电路后,根据记录的电动机两端的电压和通过电动机的电流,画出的I—U图像如图乙。在电压0~4V段时,电动机不转,电压大于4V后电动机开始转动,图像显示0~4V段图像为直线。
(1)从图像显示的数据分析可知,小明在实验时电压表选择的量程是______,电流表选择的量程是______;
(2)根据小明设计的电路图,在丙图中完成实物连线______;
(3)小电动机的额定功率为______W;
(4)小明通过自主学习得知:电动机内部的线圈电阻,通电后,电动机不转时就相当于一个定值电阻,电动机转动时可以看成定值电阻和一个纯机械输出装置的串联电路。
(a)小明的电动机内部线圈电阻的阻值为______Ω;
(b)将电动机接到3V的电源上,它消耗的实际功率为______W;
(c)电动机正常工作时,1min内产生的热量为______J。
25.小峰同学在做“用伏安法测量定值电阻R的阻值”的实验中∶
(1)如图甲所示是小峰同学连接的实物图,其中有一处连接错误,请在错误连线上打“×”,并用笔画线代替导线画上正确的连线。______
(2)实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于___________ (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是____________(填字母)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,则它的阻值是_______________Ω。
(5)实验中需要移动滑动变阻器的滑片多次测量,其目的是___________________。
(6)小峰同学还想用图所示电路“测量小灯泡电功率”。已知小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压为6V,滑动变阻器A,B分别标有“50Ω 1 A”和“30Ω 1.5 A”字样。
①闭合开关S ,S1,断开S2,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表示数为___________V,此时小灯泡正常发光。
②闭合开关S,S2,断开S1,保持滑动变阻器_____________的滑片不动,移动滑动变阻器___________的滑片,使电压表示数为2.5 V。
③保持滑动变阻器B的滑片不动,移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处,此时电压表示数为1 V,则灯的额定功率P额=__________W。
六、综合题
26.5月28日,五菱荣光mini新能源纯电动汽车上市,最低预售价为2.88万元,成为了最便宜的纯电动汽车。为该车提供能量的装置为锂离子电池组,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。电池容量为,使用220V家庭用电进行充电。每次慢充充满电需要6.5h,可以续航120km。求:
(1)该电动汽车慢速充电时的电流是多少?______(结果保留一位小数)
(2)在对电池充电的过程中,电池相当于简单电路中的______(选填“电源”或“用电器”)。假设某次电动汽车的电池能量使用完毕,经过一次慢充充满电的过程中,家里的电能表指示灯闪烁了32000次(家里除电动汽车充电外没有其他用电器同时使用),电能表上的铭牌标有。则本次充电消耗了多少电能?______
(3)该电动汽车慢速充电的效率是多少?______
七、计算题
27.如图,某种家用电热加湿器的外形、相关参数、电路简化图,电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量,使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度,当加热仓中的水减少到一定程度时,自动阀门智能打开,水由储水箱进入到加热仓中。
工作电压
工作频率
最大运行功率
储水箱容积
(1)电热加湿器是利用电流的______工作的用电器;
(2)当气雾调节器的滑片移到最左边时,加湿器以最大运行功率工作,求电热丝的阻值;(________)
(3)当滑片移到最右端时,气雾调节器的阻值(即最大值)为,加湿器以最低气雾量工作,求此时电热丝的电功率;(________)
(4)在某一次加湿器工作的时候,当你将家里的其它用电器全都断电时,你观察到家里标有字样的电能表指示灯在内闪烁了6次,求此时加湿器的实际功率。(________)
28.在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为30Ω,当只闭合开关S3时,电流表示数为0.4A,再闭合开关S1,电流表示数变化了0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)当开关S1、S3都断开,闭合开关S2,R2在10min内消耗的电能。
29.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S后,电流表的示数为1A,通过电阻R2的电流为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R1的电功率。
八、简答题
30.小明家的电饭锅电源线坏了他在网上新买了一根长度和材料相同的电线,使用时发现这根电源线很热,你认为电线过热的原因可能是什么?
试卷第1页,总3页
1
学科网(北京)股份有限公司
一、单选题
1.甲用电器标着“220V 60W”,乙用电器上标着“36V 60W”,它们都在额定电压下工作,则下列判断中正确的是( )
A.甲用电器做功一定多 B.完成相同的功,甲用电器用时间一定多
C.乙用电器做功一定慢 D.相同时间内,甲乙用电器消耗的电能一样多
2.如图是甲、乙两种电暖气及其铭牌,则下列说法正确的是
A.正常工作时,甲消耗的电能比乙多 B.正常工作时,甲消耗电能比乙快
C.电流通过甲做的功一定比乙的多 D.电流通过甲做的功一定比乙的快
3.小灯泡L上标有“2.5V”字样,它的电阻随它两端电压变化的图像如图甲所示。将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中,电源电压为6V,且保持不变。当开关S闭合时,小灯泡L恰好能正常发光。下列说法不正确的是( )
A.开关S断开时,小灯泡L的电阻为0Ω B.开关S闭合时,小灯泡L的电阻为10Ω
C.小灯泡L的额定功率为0.625W D.电阻R0的阻值为14Ω
4.将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1;当把它们串联接在电压为4U的电源两端时,说法正确的是( )
①R1两端的电压为U
②R2消耗的功率不变
③通过R2的电流变小
④两个电阻消耗的总功率为12P1
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
5.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V,闭合开关S后,滑片P从最右端滑动最左端的过程中,小灯泡I﹣U关系图象如图乙所示,下列说法中错误的是
A.电源电压为12V
B.滑动变阻器的最大阻值为9Ω
C.该电路总功率变化范围为12W∽24W
D.小灯泡的额定功率为12W
6.某实验小组的同学在一次实验中,将一个标有“12 V 2.4 W”的灯泡和一个电阻R串联起来接在电路中,如图所示,闭合开关灯泡恰能正常发光;如果它们将灯泡换成一个标有“12 V 3.6 W”字样的,下面的说法中正确的是(电源电压不变)
A.“12 V 3.6 W”灯泡消耗的实际功率比3.6 W小
B.“12 V 3.6 W”灯泡消耗的实际功率比3.6 W大
C.“12 V 3.6 W”灯泡消耗的实际功率等于3.6 W
D.无法判断“12 V 3.6 W”灯泡消耗的实际功率的大小
7.一个定值电阻,接在电路中每分钟产生的热量为Q.现在想让它每分钟产生的热量为3Q,下列措施正确的是
A.将电压变为原来的3倍 B.将电压变为原来的倍
C.将此电阻对折后接入原电路 D.将电流强度变为原来的3倍
8.如图1,电源电压为6V,滑动变阻器R2最大阻值是20Ω,闭合开关,滑动变阻器的P-R图像如图2,则R1和图2中的P0各为多少( )
A.10Ω 0.6W B.10Ω 0.8W C.20Ω 0.6W D.20Ω 0.8W
9.有两个电阻R1和R2,R1>R2,在电源电压一定的前提下,通电时间相同,电流做功最多的电路是
A. B.
C. D.
10.某同学设计了如图所示的双向开关电路,电源电压保持不变,灯Ll标有“6V 6W”字样,灯L2标有“9V 4.5W”字样。当开关拨至2位置且滑片滑到A端时,灯L2恰好正常发光。下列说法正确的是(不计灯丝电阻随温度的变化) ( )
A.电源电压为15V
B.L2正常发光时,电路中的电流为2A
C.要使L1正常发光,滑动变阻器接入电路的阻值应为3Ω
D.当灯L1、L2分别正常发光时,两次电路的总功率之比为4:3
二、多选题
11.图中,关于图象的解读正确的是( )
A.从甲图中表示R的阻值是定值,L的阻值随温度的升高而增大
B.乙图可以表示甲物质的比热容比乙物质的比热容大
C.丙图中阴影部分的面积表示R在电压为2V时消耗的电功率
D.根据丁图可得,实验时一直保持电阻两端的电压为2.5V不变
12.如图所示的电路,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,电压表示数为U,电流表示数为I。保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱使电阻箱的阻值R变大。则下列说法中正确的是( )
A.总电阻变大 B.电流表示数变大
C.电压表示数变大 D.电路的总功率变大
13.下列说法中正确的是
A.千瓦·时是电功的单位,千瓦是电功率的单位
B.电能表是测量用电器功率的仪表
C.功率大的用电器,消耗的电能一定多
D.功率为100瓦的用电器正常工作10小时耗电1千瓦·时
14.下列说法中正确的是( )
A.在不同电压下,同一个用电器的电功率是不相同的
B.用电器的“瓦数”越大,消耗的电能就越多
C.电功率是描述电流做功快慢的物理量
D.家庭电路出现“跳闸”现象,一定是家庭电路中连入用电器的总功率过大造成的
15.如图,电源电压18 V保持不变。电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~15 V,小灯泡上标有“6 V 3 W”字样,要求开关闭合后两个电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定电压(灯丝电阻不变)。则下列说法正确的是
A.滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表和电压表示数变大
B.当电流表示数为0.4 A时,电压表示数为13.2 V
C.该电路的最大功率为9 W
D.滑动变阻器允许调节的范围是24~60 Ω
三、填空题
16.某同学家中的电能表上标有 他只把电冰箱通电工作,用手表测出时间是10min,观察到电能表的转盘共转60转,则此电冰箱的功率是_______W。
17.如图甲是某款电热水龙头,即开即热、冷热兼用,如图乙是它的电路图。R1、R2为电热丝,通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路。从而实现冷水、温水、热水之间切换。已知电热水龙头的额定电压是220V,温水时额定功率是2000W,R2的阻值为48.4Ω。不考虑温度对电阻丝的影响。当开关与1、2接触时,水龙头处于 ________ 档工作(选填“冷水”、“温水”或“热水”);如果电热水龙头热水档工作时,水龙头30s内产生的电热 ________________ J。
18.同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示,若本月应交电费45元,且电价为0.5元/度,则上次抄表时的示数应为_______kW•h;从本电能表面板上你还能看到哪些信息_________(写出一条即可)。
如果小丽家的电能表的表盘上标有“600r/kW·h”字样,洗衣服的全过程电能表的铝盘转过15圈,那么这次洗衣机洗衣消耗的电能是________kW·h,合________J。
19.小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率,如图是其内部简化电路图,开关S1可分别与接触点a、b接触。(已知:R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,且电源电压保持不变)
(1)当开关S1置于b端、S2断开时,电路的连接方式是_______联。
(2)当开关S1置于b端、S2闭合时,此电路消耗的电功率是_______W。
20.某品牌电炖锅由高温,低温两档,它的内部简化电路如图所示.当开关和都闭合时,电炖锅处于______温挡(选填“高”或“低”);用电炖锅炖汤是利用了电流的_________(选填“热效应”或“磁效应”).
21.白炽灯用久了,由于升华凝华作用灯泡的玻璃壁会变乌,同时灯丝会变细,电阻变_____,功率变_____.
四、作图题
22.测定小灯泡额定功率的实验器材如图所示,其中小灯泡上标有“3.8V”的字样,它的电阻约10Ω。请你用笔画线代替导线,把图中的器材连接成实验电路(导线不要交叉)。
23.如图所示的是一个双温电炉电路图.电路由两段阻值都为44Ω的电阻丝R组成发热体,A、B、C为三段引出线,单刀双掷开关接A为低温档,接B为高温档,且高温档的功率为低温档的2倍,试在图中框内画出两段电阻丝是连接图.
(______)
五、实验题
24.某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验电路如图甲所示。已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______端(选填“A”或“B”),目的是______;
(2)实验中,闭合开关,如果小灯泡与灯座接触不良,则会看到电压表______示数,电流表______示数;(均选填“有”或“无”)
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片P到某位置时,电压表的示数为2.2 V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为______V,这时电流表的示数如图乙所示,读数为______A,则小灯泡的额定功率为______W。
25.实验桌上有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关各一个,已调零的电压表和电流表各一块,阻值已知且不同的定值电阻6个,导线若干.小华将以上器材按照如图所示的电路图组装了电路,来探究“当通过导体的电流一定时,导体的电功率跟导体电阻的关系”.
(1)请将实验步骤补充完整:
①断开开关,按电路图连接电路,将滑动变阻器滑片P放在阻值最大的位置.
②试触并闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,用电流表测出R的电流用I表示,用电压表测出R两端的电压用U表示,把R、I、U的数值记录在表格中.
③_____,读出电压表的示数U,把R、I、U的数值记录在表格中.
④仿照步骤③再做4次实验.并把R、I、U的数值记录在表格中.
⑤利用_____计算出电阻R消耗的电功率P,并把P的各次数值记录在表格中.
(2)画出实验数据记录表格.
(_________)
六、综合题
26.小华家电热饮水机的铭牌信息和电路原理图如图所示.其加热和保温两种工作状态,由机内温控开关S2自动控制.
热水箱容量
2L
额定电压
220V
加热总功率
600W
保温功率
80W
(1)饮水机处于加热状态时,开关S1、S2工作状态是:________ ;饮水机处于保温状态时,开关S1、S2工作状态是:____________ .
(2)小华将饮水机单独接在该电能表上正常加热30min,电能表的示数为多少 _____?
(3)利用原有电路元器件,重新设计电路,实现饮水机的加热和保温两种功能,且由机内温控开关S2自动控制.将电路图画在虚线框内.
(______)
七、计算题
27.如图所示,小灯泡L上标有“6V3W“,R1是定值电阻,R2是最大阻值为24Ω的滑动变阻器,电源电压和灯丝电阻均保持不变.
(1)求小灯泡正常工作时的电阻;
(2)闭合开关S、S1,滑动变阻器滑片在a端时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.9A,求R1的功率;
(3)闭合开关S,断开S1,求灯泡在1min内消耗的电能最小值.
28.如图甲所示的电路中。电源电压为12V,R2为100Ω的定值电阻,压敏电阻R1的阻值随压力变化关系如图乙所示。开关S闭合后,解答下列问题:
(1)当压敏电阻R1收到的压力从0逐渐增大到4N时,请分析并判断电流表示数的变化?
(2)当电流表示数为0.32A时,压敏电阻R1受到的压力是多大?
(3)该电路连续工作10min,电阻R2产生的电热是多少焦耳?
29.如图甲是用来焊接PVC塑料自来水管的热熔器示意图。通电后,加热头发热,使塑料水管的接头处熔化,然后将它们对接、紧压在一起,冷却后,水管就焊接好了。其内部电路图如乙图所示,S2为温控开关,S1是手动开关,L为指示灯,R1是限流电阻,R2和R3均为加热电阻。右表是它的部分参数。
(1)保温状态下,开关S1和S2开关状态如何?并说明理由。
(2)求出加热电阻R2的阻值;
(3)若熔化lkgPVC塑料需要吸收l06J热量,某次焊接时需要熔化80gPVC塑料,则正常情况下至少要加热多长时间?
产品名称
便携自动控温式热熔器
型号
20﹣30MM( 配Φ20,Φ25,Φ32模头)
环境温度
﹣20℃﹣50℃
相对湿度
45%﹣95%
额定电压
220V
加热头湿度
260±5℃
功率
加热:1000W.保温:250W.
安全指标
绝缘电阻不小于1MΩ
八、简答题
30.现手边有两只灯泡,只能看到“220 V”字样,请你用三种方法判断这两只灯泡额定功率的大小.
(1)______________________________________________________________________;
(2)______________________________________________________________________;
(3)_____________________________________________________________________ .
28
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易错专练17:电功率
易错点一:不能正确理解电能表的作用。
典例1:关于测量工具的使用,下列说法正确的是( )
A.常用体温计可以放在沸水中消毒
B.量筒读数时,视线应与液面垂直
C.电压表可以直接接到电源的两端
D.电能表可以直接测量家用电器的电功率
【错解】选B,理由:量筒读数时,视线应与液面垂直。.
【析错】电能表是用来测量消耗电能多少的仪器或者说是测量电流做功多少的仪器。
【正解】选C,理由:A、体温计的测量范围是:35℃~42℃,沸水的温度为100℃,不能用沸水给体温计消毒,故A错误;
B、使用量筒测量液体的体积时,视线要和液柱的凹面底部相平,故B错误;
C、电压表在量程许可范围内,可以接在电源两极上,故C正确;
D、电能表在家庭电路中可以直接测量正在使用的用电器消耗的电能,但不能直接测量家用电器的电功率,故D错误。
故选:C。
针对训练1:在实验电路中,能用来测量电流大小的仪表是( )
A.电流表 B.电压表 C.电能表 D.滑动变阻器
解:测量电流的仪表叫电流表,它的刻度盘上标有符号A和表示电流的刻度;
故选:A。
【答案】A
易错点二:不能正确理解电功率与电压的关系,当用电器两端电压减小一半,误认为其实际功率也减小一半。
典例2:有相同两盏额定电压为U、额定功率为60W的电灯,若串联接在电压为U的电源上,则两灯的总功率是( )
A.120W B.60W C.40W D.30W
【错解】选A,理由:当用电器两端电压减小一半,误认为其实际功率也减小一半。
【析错】根据P=表示出每盏电灯的额定功率,两盏电灯的电阻相等,根据电阻的串联和P=求出两灯的总功率。
【正解】选D,理由:设每盏灯泡的电阻为R,则灯泡的额定功率:,两盏电灯的规格相同,电阻相等,∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,∴串联后接在电压为U的电源上时,两灯的总功率:。故选【答案】D。
针对训练2:L1、L2两只灯泡额定电压均为U,额定功率P额1>P额2,把它们接入电压可调的电路中,下列说法中正确的是( )
A.两灯串联使用时,将电源电压调至2U,两灯都能正常工作
B.两灯并联使用时,两灯泡两端电压相等,两灯发光亮度相同
C.两灯串联在电压为U的电路中使用时,两灯消耗的总功率P总<P额2
D.两灯并联在电压为U的电路中使用时,两灯消耗的总功率P总=P额1+P额2
解:由题意可知,两灯泡的额定电压相等,额定功率关系为P额1>P额2。
A.由P=UI的变形式可知,两灯泡的额定电流不相等,当两灯串联使用时,通过它们的电流相等,所以两灯泡不可能同时正常工作,故A错误;
B.由的变形式可知,两灯泡的电阻不相等,当两灯并联使用时,它们两端的电压相等,由可知,它们的实际功率不相等,所以两灯发光亮度不同,故B错误;
C.两灯串联在电压为U的电路中使用时,由串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知,电路中的总电阻大于两灯泡中任意一个的阻值,由可知,两灯泡消耗的总功率小于任意一个灯泡的额定功率,故C正确;
D.两灯并联在电压为U的电路中使用时,两灯泡两端的电压均等于额定电压,两灯泡的实际功率等于额定功率,所以两灯消耗的总功率P总=P额1+P额2,故D正确。
故选:CD。
【答案】CD
易错点三:不能正确理解串联分压关系,误认为将“110 V 100 W”和“110 V 25 W”两灯串联在220 V电源上,两灯能正常发光。
典例3:如图所示,A、B两盏电灯的额定电压都为110V,额定功率分别为PA=25W,PB=100W.把它们接到220V的电路上,下面四种接法中,两灯不可能正常发光的是( )
【错解】选C,理由: 因为额定电压为110 V的两灯先与一可变电阻串联再并联在220 V的电路中,分得的实际电压不可能为110 V,均等于额定电压,所以两灯均不正常发光,而选C。
【析错】(1)根据串联电路电阻的分压特点可知,电压相等时,电阻也要相等.(2)已知电源电压相等,根据公式可知,电路中电阻越大.消耗的功率就越小,先根据公式分别求出灯泡A和灯泡B的电阻,再求出A、B、C图总电阻进行比较,即可得出结论.
【正解】选A,理由:根据公式可知,灯泡A的电阻,灯泡B的电阻。A、图是灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等;并联电路,电阻更小;故灯泡A和灯泡B不能正常工作时,故A可选; B、图是灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等;但并联电路中,电阻越并越小,小于任何一个分电阻,所以此电路中灯泡A和灯泡B能正常工作,故B不选; C、图是灯泡A和可变电阻串联,根据串联电路电阻的分压特点可知,要使灯泡A正常工作,则可变电阻接入与A等值的电阻,而与B灯泡接入等值的电阻,因此可以正常工作,故C不选; D、图是灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻串联,灯泡要想正常工作,必须满足灯泡A与灯泡B并联后和可变电阻R的阻值相等;通过调节电阻,使两灯泡的电压为110V,可以正常发光,故D不选;故选:A。
针对训练3:标有“6V 1.5W”的灯泡L,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,此时关于每只灯泡L的电阻和实际功率正确的说法是( )
A.灯泡L的电阻为24Ω B.灯泡L的电阻为20Ω
C.灯泡L实际功率为0.96W D.灯泡L实际功率为0.8W
解:∵三只灯泡串联且规格相同,
∴它们的电流和电阻都相同,即这三只灯泡两端分得的电压都相同,
∴三只灯泡串联接在12V的电源两端时,每只灯泡两端的电压都为U=4V;
由图象可知,当U=4V时,I=0.2A,
则小灯泡的电阻:,
小灯泡的实际电功率:P=UI=4V×0.2A=0.8W。
故选:BD。
【答案】BD
易错点四:不理解纯电阻电路,用I=U/R计算电动机的工作电流。
典例4 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,线圈中通过的电流为10A.这台电动机工作1s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则( )
A.W=3800J,Q=200J B.W=3800J,Q=3800J
C.W=7200J,Q=200J D.W=7200J,Q=3800J
【错解】选B。理由:根据欧姆定律电动机中的电流,再根据公式Q=I2Rt=(190A)2×2Ω×1s=72200J。
【析错】已知电压、电流与通电时间,由W=UIt可以求出电动机消耗的电能,由焦耳定律可以求出其产生的热量。
【正解】答案为C。理由:电动机消耗的电能:
W=UIt=380V×10A×1s=3800J;
产生的热量Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×1s=200J;
故选:A。
针对训练4:一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V,线圈电阻为2Ω,线圈中电流为10A,这台电动机正常工作1min,消耗的电能为________J,产生的机械能为________J。
解:电动机消耗的电能:
W=UIt=380V×10A×60s=2.28×105J;
产生的热量为:
Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×60s=1.2×104J;
所以产生的机械能为:
W′=W-Q=2.28×105J-1.2×104J=2.16×105J。
【答案】2.28×105;2.16×105。
测量小灯泡的电功率
1.教材实验原理图
2.实验注意问题
(1)在测量小灯泡电功率的实验中,不能将多次测得的电功率求平均值。多次测量的目的:为了研究小灯泡亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系。
(2)在测量小灯泡电功率的实验中,选择滑动变阻器的最大阻与小灯泡阻值相差不大,调节效果明显。
3.实验拓展
(1)拓展:滑动变阻器的作用。(保护电路;改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流。)
(2)拓展:电压表和电流表的量程选择。
(3)拓展:实物图的连接和画电路图。
(4) )拓展:采集多组实验数据的目的,为了研究电功率与电压和亮度的关系。
(5) )拓展:会设计实验表格。
(6) )拓展:实验数据和图像的分析、处理和评价。
(7) )拓展:测量小灯泡电功率时手和眼的分工:手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表,当示数达到小灯泡的额定电压时停止移动。
(8) )拓展:实验操作中,先测量小灯泡在额定电压下的电功率,再测量小于额定电压下的电功率,最后测量大于小灯泡额定电压下的电功率。
(9) )拓展:电路故障判断。
(10) )拓展:移动滑片不能使电压表示数达到或大于额定电压的原因(电源电压太小)。
(11) )拓展:利用该实验器材还可以完成的实验。
典例5:现有一个电压表、一个电流表、一个开关、一个电池组、一个标有“2.5V 0.4A”的小灯泡和一个标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器。请你设计实验“测定小灯泡的额定功率”。
(1)请你在如图的方框中设计本次实验的电路图,并按照你设计的实验电路图用铅笔画线代替导线,将图a中的实物电路连接完整(连线不得交叉)。
(2)在实验中,若电压表示数为2V,则灯泡的实际功率________额定功率(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为________V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数为0.4A,则灯泡的额定功率为________W。
(4)另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:
①________;
②________。
解:(1)电压表与灯并联,电流表与灯串联,变阻器串联在电路中,如下左所示;
变阻器按一上一下连入电路中,灯的额定电流为0.4A,故电流表选用小量程与灯串联,电源电压为3V,故电压表选用小量程与灯并联,根据电路图连接实物图,如下右所示:
(2)在实验中,若电压表示数为2V,小于灯的额定电压2.5V,则灯泡的实际功率小于额定功率;
(3)移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数为0.4A,则灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.4A=1W;
(4)操作不当之处:
①连接电路时,开并没有断开;
②没有将变阻器的最大电阻连入电路中。
【答案】(1)如上左所示;如上右所示;(2)小于;(3)2.5;1;(4)连接电路时,开关没有断开;闭合开关前,没有将变阻器的最大电阻连入电路中。
探究焦耳定律
1.教材实验原理图
2.实验结论
(1)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,,结合串联电路电流的规律分析;
(2)(3)根据控制变量法结合串联、并联电路电流的规律分析;
(4)由焦耳定律Q=I2Rt结合转换法和串联电路电流的规律分析。
3.实验拓展
(1)拓展:被加热的材料选用煤油或空气的原因是利用其比热容小,可以使实验现象更明显。
(2)拓展:被加热的物质要种类、质量、初温均相同。
(3)拓展:电阻丝产生的热量不易直接观察,可给等质量的气体加热,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,采用了转换法;
(4) )拓展:电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,用了控制变量法。
(5) )拓展:多次测量的目的:使实验结论具有普遍性防止偶然性。
(6) )拓展:多次测量时的注意事:每次测量完后应断开电源开关,使空气冷却,再就是防止浪费电能;测量完成后打开U密封盒上的通气孔目的是加快盒中空气的冷却;每次开始实验时均保持U形管内液面高度差为0.
(5) )拓展:实验数据的记录及表格设计。
(6) )拓展:实验数据分析。
典例6:如图甲所示,是“探究电流通过电阻产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。闭合开关,通电30s观察记录烧瓶内液体的初温和末温,计算出液体温度升高量△t填入表中,然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见下表)。
实验次数
I/A
t/s
R/Ω
△t/℃
1
0.3
30
10
15
2
0.6
30
10
60
(1)由上述实验得出:电流产生热量的多少与________有关。
(2)探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系,应该选择乙图中________(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻________(选填“串联”或“并联”)进行实验。
解:(1)由表格数据知,电阻和通电时间相同,电流越大,温度升高量越大,说明电流产生热量的多少与电流大小有关;
(2)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,探究电流产生热量多少跟电阻的关系,控制电流和通电时间不变,改变电阻的大小,由于串联电路中电流处处相等,通电时间相同,所以选择乙图中的B电阻与甲图中的烧瓶电阻串联。
【答案】(1)电流大小;(2)B;串联。
强化训练
一、单选题
1.某灯标有“220V 60W”字样,当灯丝中电流为0.2A时,此灯实际功率( )
A.等于60W B.等于220W C.小于60W D.大于60W
2.如图是小霞家12月初的电能表示数,关于该电能表说法正确的是( )
A.利用电能表可以直接读出用电器的电功率
B.当前电能表的示数为15377kW·h
C.此电能表转盘每小时转2500转
D.此电能表正常工作时电压为220V
3.以下估测值中,最符合实际的是( )
A.一节新干电池的电压是1.5 V B.我国家庭电路的电压是380 V
C.手电筒中的电流约是2 A D.立式空调正常工作的电功率约50W
4.下列电器中,不属于电热器的是( )
A.电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉
5.下列对有关物理量的估计,最接近实际的是( )
A.普通家用节能灯的工作电流约2A
B.教室中日光灯的正常电压为220V
C.手机电池的电压约为1.5V
D.人体是导体,人体的电阻约十几欧
6.下列几个物理量的单位中,均以英国物理学家“焦耳”的名字命名的是( )
A.热量和电压 B.功和电功率 C.机械能和电功 D.功率和电流
7.给以下四个电路通电,通过实验可以说明“在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,电阻产生的热量越多”的是( )
A. B.
C. D.
8.下列电器正常工作时,每秒钟电流做功几十焦的是( )
A.教室里的一盏日光灯 B.微波炉 C.家用手电筒里的灯泡 D.家用空调
9.如图甲所示的电路中,电源电压和定值电阻R0保持不变,闭合开关S,调节电阻箱的阻值R,并记录对应的电流表读数I,根据记录的数据画出了R一图像,如图乙所示。以下说法中正确的是( )
A.电源电压为2 V
B.定值电阻R0为4Ω
C.当电流为0.3 A时,电路消耗的功率为0.9 W
D.当电流为0.5 A时,R与R0的功率之比为3:7
10.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.抽油烟机 B.电饭煲
C.电风扇 D.电视机
二、多选题
11.以下科学工作者家中,以其名字命名单位的是( )
A.牛顿 B.伏特 C.安培 D.焦耳
12.关于电功率的下列说法中正确的是( )
A.电流做功越多功率越大
B.电流做相同的功用的时间越少其功率越大
C.相同时间内做功越多功率越大
D.电功率越大表示电流做功越快
13.甲和乙两灯的额定电压均为6V。如图是两灯电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,则下列说法正确的是 ( )
A.电路中的电流为0.5A B.电源电压为12V
C.甲灯的电阻为5Ω D.两灯的实际功率之比为1∶3
14.在如图所示,将电能转化为机械能的实验装置是
A. B.
C. D.
15.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.笔记本电脑 B.电热水器 C.电风扇 D.电暖器
三、填空题
16.如图所示,是夏天常用的电热驱蚊器,它是利用电流的_____效应来工作的,其发热元件正常工作时的电阻为8000Ω,接在家照明中正常工作100s产生的热量是_____
17.如图所示,电能表的示数为_________kW·h。
18.一款电热水壶工作时有两挡,分别是加热挡和保温挡,加热挡和保温挡的额定功率分别为1000W和88W,其工作原理如图,S为温控开关,加热电阻R1和R2的阻值不随温度变化,则电阻R2为______Ω;不考虑热量损失,一个标准大气压下,此电热水壶将1L水从20℃加热至刚好沸腾需要______s。[]
19.额定功率为300W的电热水壶,正常工作1min, 消耗的电能为___________J; 1度电可供“220V 50W” 的灯泡正常发光________h。
20.李芳家的电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW•h)”的字样,其含义是电路每消耗lkW•h的电能,电能表上指示灯闪烁3000次。她把家中的其他用电器都与电源断开,仅让一个用电器工作3min,发现电能表指示灯闪烁了60次。该用电器在上述时间内消耗的电能为_____kW•h。
21.如图当家里只有微波炉工作时,电能表在1min内转60转,则微波炉电功率为_______W。
四、作图题
22.在方框内画出“伏安法测量小灯泡的电功率”实验电路图。
(______)
23.如图是探究“影响电流热效应因素”实验装置的一些器材,将R1、R2、R3三电阻丝密封在三只完全相同的烧瓶内,且R1= R3=10Ω,R2=5Ω,瓶内装入等质量的煤油,小梁选择了两个电阻进行探究电流产生热量与电阻关系,请你把实物图连接好。
五、实验题
24.小明想测一下玩具汽车上电动机的额定功率,他发现电动机上标明额定电压为12V。他设计的实验电路如图甲,正确连接好电路后,根据记录的电动机两端的电压和通过电动机的电流,画出的I—U图像如图乙。在电压0~4V段时,电动机不转,电压大于4V后电动机开始转动,图像显示0~4V段图像为直线。
(1)从图像显示的数据分析可知,小明在实验时电压表选择的量程是______,电流表选择的量程是______;
(2)根据小明设计的电路图,在丙图中完成实物连线______;
(3)小电动机的额定功率为______W;
(4)小明通过自主学习得知:电动机内部的线圈电阻,通电后,电动机不转时就相当于一个定值电阻,电动机转动时可以看成定值电阻和一个纯机械输出装置的串联电路。
(a)小明的电动机内部线圈电阻的阻值为______Ω;
(b)将电动机接到3V的电源上,它消耗的实际功率为______W;
(c)电动机正常工作时,1min内产生的热量为______J。
25.小峰同学在做“用伏安法测量定值电阻R的阻值”的实验中∶
(1)如图甲所示是小峰同学连接的实物图,其中有一处连接错误,请在错误连线上打“×”,并用笔画线代替导线画上正确的连线。______
(2)实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于___________ (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电压表始终无示数,电流表有示数,其原因可能是____________(填字母)。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻R断路 C.定值电阻R短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,则它的阻值是_______________Ω。
(5)实验中需要移动滑动变阻器的滑片多次测量,其目的是___________________。
(6)小峰同学还想用图所示电路“测量小灯泡电功率”。已知小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压为6V,滑动变阻器A,B分别标有“50Ω 1 A”和“30Ω 1.5 A”字样。
①闭合开关S ,S1,断开S2,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表示数为___________V,此时小灯泡正常发光。
②闭合开关S,S2,断开S1,保持滑动变阻器_____________的滑片不动,移动滑动变阻器___________的滑片,使电压表示数为2.5 V。
③保持滑动变阻器B的滑片不动,移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处,此时电压表示数为1 V,则灯的额定功率P额=__________W。
六、综合题
26.5月28日,五菱荣光mini新能源纯电动汽车上市,最低预售价为2.88万元,成为了最便宜的纯电动汽车。为该车提供能量的装置为锂离子电池组,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。电池容量为,使用220V家庭用电进行充电。每次慢充充满电需要6.5h,可以续航120km。求:
(1)该电动汽车慢速充电时的电流是多少?______(结果保留一位小数)
(2)在对电池充电的过程中,电池相当于简单电路中的______(选填“电源”或“用电器”)。假设某次电动汽车的电池能量使用完毕,经过一次慢充充满电的过程中,家里的电能表指示灯闪烁了32000次(家里除电动汽车充电外没有其他用电器同时使用),电能表上的铭牌标有。则本次充电消耗了多少电能?______
(3)该电动汽车慢速充电的效率是多少?______
七、计算题
27.如图,某种家用电热加湿器的外形、相关参数、电路简化图,电热器的电热丝浸没在加热仓的水中产生热量,使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出,增加环境湿度,当加热仓中的水减少到一定程度时,自动阀门智能打开,水由储水箱进入到加热仓中。
工作电压
工作频率
最大运行功率
储水箱容积
(1)电热加湿器是利用电流的______工作的用电器;
(2)当气雾调节器的滑片移到最左边时,加湿器以最大运行功率工作,求电热丝的阻值;(________)
(3)当滑片移到最右端时,气雾调节器的阻值(即最大值)为,加湿器以最低气雾量工作,求此时电热丝的电功率;(________)
(4)在某一次加湿器工作的时候,当你将家里的其它用电器全都断电时,你观察到家里标有字样的电能表指示灯在内闪烁了6次,求此时加湿器的实际功率。(________)
28.在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为30Ω,当只闭合开关S3时,电流表示数为0.4A,再闭合开关S1,电流表示数变化了0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)当开关S1、S3都断开,闭合开关S2,R2在10min内消耗的电能。
29.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为10Ω。闭合开关S后,电流表的示数为1A,通过电阻R2的电流为0.6A。求:
(1)电源电压;
(2)电阻R1的电功率。
八、简答题
30.小明家的电饭锅电源线坏了他在网上新买了一根长度和材料相同的电线,使用时发现这根电源线很热,你认为电线过热的原因可能是什么?
试卷第1页,总3页
试卷第17页,总17页
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一、单选题
1.甲用电器标着“220V 60W”,乙用电器上标着“36V 60W”,它们都在额定电压下工作,则下列判断中正确的是( )
A.甲用电器做功一定多 B.完成相同的功,甲用电器用时间一定多
C.乙用电器做功一定慢 D.相同时间内,甲乙用电器消耗的电能一样多
2.如图是甲、乙两种电暖气及其铭牌,则下列说法正确的是
A.正常工作时,甲消耗的电能比乙多 B.正常工作时,甲消耗电能比乙快
C.电流通过甲做的功一定比乙的多 D.电流通过甲做的功一定比乙的快
3.小灯泡L上标有“2.5V”字样,它的电阻随它两端电压变化的图像如图甲所示。将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中,电源电压为6V,且保持不变。当开关S闭合时,小灯泡L恰好能正常发光。下列说法不正确的是( )
A.开关S断开时,小灯泡L的电阻为0Ω B.开关S闭合时,小灯泡L的电阻为10Ω
C.小灯泡L的额定功率为0.625W D.电阻R0的阻值为14Ω
4.将两个定值电阻R1、R2并联在电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1;当把它们串联接在电压为4U的电源两端时,说法正确的是( )
①R1两端的电压为U
②R2消耗的功率不变
③通过R2的电流变小
④两个电阻消耗的总功率为12P1
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
5.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V,闭合开关S后,滑片P从最右端滑动最左端的过程中,小灯泡I﹣U关系图象如图乙所示,下列说法中错误的是
A.电源电压为12V
B.滑动变阻器的最大阻值为9Ω
C.该电路总功率变化范围为12W∽24W
D.小灯泡的额定功率为12W
6.某实验小组的同学在一次实验中,将一个标有“12 V 2.4 W”的灯泡和一个电阻R串联起来接在电路中,如图所示,闭合开关灯泡恰能正常发光;如果它们将灯泡换成一个标有“12 V 3.6 W”字样的,下面的说法中正确的是(电源电压不变)
A.“12 V 3.6 W”灯泡消耗的实际功率比3.6 W小
B.“12 V 3.6 W”灯泡消耗的实际功率比3.6 W大
C.“12 V 3.6 W”灯泡消耗的实际功率等于3.6 W
D.无法判断“12 V 3.6 W”灯泡消耗的实际功率的大小
7.一个定值电阻,接在电路中每分钟产生的热量为Q.现在想让它每分钟产生的热量为3Q,下列措施正确的是
A.将电压变为原来的3倍 B.将电压变为原来的倍
C.将此电阻对折后接入原电路 D.将电流强度变为原来的3倍
8.如图1,电源电压为6V,滑动变阻器R2最大阻值是20Ω,闭合开关,滑动变阻器的P-R图像如图2,则R1和图2中的P0各为多少( )
A.10Ω 0.6W B.10Ω 0.8W C.20Ω 0.6W D.20Ω 0.8W
9.有两个电阻R1和R2,R1>R2,在电源电压一定的前提下,通电时间相同,电流做功最多的电路是
A. B.
C. D.
10.某同学设计了如图所示的双向开关电路,电源电压保持不变,灯Ll标有“6V 6W”字样,灯L2标有“9V 4.5W”字样。当开关拨至2位置且滑片滑到A端时,灯L2恰好正常发光。下列说法正确的是(不计灯丝电阻随温度的变化) ( )
A.电源电压为15V
B.L2正常发光时,电路中的电流为2A
C.要使L1正常发光,滑动变阻器接入电路的阻值应为3Ω
D.当灯L1、L2分别正常发光时,两次电路的总功率之比为4:3
二、多选题
11.图中,关于图象的解读正确的是( )
A.从甲图中表示R的阻值是定值,L的阻值随温度的升高而增大
B.乙图可以表示甲物质的比热容比乙物质的比热容大
C.丙图中阴影部分的面积表示R在电压为2V时消耗的电功率
D.根据丁图可得,实验时一直保持电阻两端的电压为2.5V不变
12.如图所示的电路,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,电压表示数为U,电流表示数为I。保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱使电阻箱的阻值R变大。则下列说法中正确的是( )
A.总电阻变大 B.电流表示数变大
C.电压表示数变大 D.电路的总功率变大
13.下列说法中正确的是
A.千瓦·时是电功的单位,千瓦是电功率的单位
B.电能表是测量用电器功率的仪表
C.功率大的用电器,消耗的电能一定多
D.功率为100瓦的用电器正常工作10小时耗电1千瓦·时
14.下列说法中正确的是( )
A.在不同电压下,同一个用电器的电功率是不相同的
B.用电器的“瓦数”越大,消耗的电能就越多
C.电功率是描述电流做功快慢的物理量
D.家庭电路出现“跳闸”现象,一定是家庭电路中连入用电器的总功率过大造成的
15.如图,电源电压18 V保持不变。电流表量程0~0.6 A,电压表量程0~15 V,小灯泡上标有“6 V 3 W”字样,要求开关闭合后两个电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定电压(灯丝电阻不变)。则下列说法正确的是
A.滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表和电压表示数变大
B.当电流表示数为0.4 A时,电压表示数为13.2 V
C.该电路的最大功率为9 W
D.滑动变阻器允许调节的范围是24~60 Ω
三、填空题
16.某同学家中的电能表上标有 他只把电冰箱通电工作,用手表测出时间是10min,观察到电能表的转盘共转60转,则此电冰箱的功率是_______W。
17.如图甲是某款电热水龙头,即开即热、冷热兼用,如图乙是它的电路图。R1、R2为电热丝,通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路。从而实现冷水、温水、热水之间切换。已知电热水龙头的额定电压是220V,温水时额定功率是2000W,R2的阻值为48.4Ω。不考虑温度对电阻丝的影响。当开关与1、2接触时,水龙头处于 ________ 档工作(选填“冷水”、“温水”或“热水”);如果电热水龙头热水档工作时,水龙头30s内产生的电热 ________________ J。
18.同学家的电能表本月末抄表时的示数如图所示,若本月应交电费45元,且电价为0.5元/度,则上次抄表时的示数应为_______kW•h;从本电能表面板上你还能看到哪些信息_________(写出一条即可)。
如果小丽家的电能表的表盘上标有“600r/kW·h”字样,洗衣服的全过程电能表的铝盘转过15圈,那么这次洗衣机洗衣消耗的电能是________kW·h,合________J。
19.小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率,如图是其内部简化电路图,开关S1可分别与接触点a、b接触。(已知:R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,且电源电压保持不变)
(1)当开关S1置于b端、S2断开时,电路的连接方式是_______联。
(2)当开关S1置于b端、S2闭合时,此电路消耗的电功率是_______W。
20.某品牌电炖锅由高温,低温两档,它的内部简化电路如图所示.当开关和都闭合时,电炖锅处于______温挡(选填“高”或“低”);用电炖锅炖汤是利用了电流的_________(选填“热效应”或“磁效应”).
21.白炽灯用久了,由于升华凝华作用灯泡的玻璃壁会变乌,同时灯丝会变细,电阻变_____,功率变_____.
四、作图题
22.测定小灯泡额定功率的实验器材如图所示,其中小灯泡上标有“3.8V”的字样,它的电阻约10Ω。请你用笔画线代替导线,把图中的器材连接成实验电路(导线不要交叉)。
23.如图所示的是一个双温电炉电路图.电路由两段阻值都为44Ω的电阻丝R组成发热体,A、B、C为三段引出线,单刀双掷开关接A为低温档,接B为高温档,且高温档的功率为低温档的2倍,试在图中框内画出两段电阻丝是连接图.
(______)
五、实验题
24.某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验电路如图甲所示。已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______端(选填“A”或“B”),目的是______;
(2)实验中,闭合开关,如果小灯泡与灯座接触不良,则会看到电压表______示数,电流表______示数;(均选填“有”或“无”)
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片P到某位置时,电压表的示数为2.2 V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为______V,这时电流表的示数如图乙所示,读数为______A,则小灯泡的额定功率为______W。
25.实验桌上有满足实验要求的电源、滑动变阻器、开关各一个,已调零的电压表和电流表各一块,阻值已知且不同的定值电阻6个,导线若干.小华将以上器材按照如图所示的电路图组装了电路,来探究“当通过导体的电流一定时,导体的电功率跟导体电阻的关系”.
(1)请将实验步骤补充完整:
①断开开关,按电路图连接电路,将滑动变阻器滑片P放在阻值最大的位置.
②试触并闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,用电流表测出R的电流用I表示,用电压表测出R两端的电压用U表示,把R、I、U的数值记录在表格中.
③_____,读出电压表的示数U,把R、I、U的数值记录在表格中.
④仿照步骤③再做4次实验.并把R、I、U的数值记录在表格中.
⑤利用_____计算出电阻R消耗的电功率P,并把P的各次数值记录在表格中.
(2)画出实验数据记录表格.
(_________)
六、综合题
26.小华家电热饮水机的铭牌信息和电路原理图如图所示.其加热和保温两种工作状态,由机内温控开关S2自动控制.
热水箱容量
2L
额定电压
220V
加热总功率
600W
保温功率
80W
(1)饮水机处于加热状态时,开关S1、S2工作状态是:________ ;饮水机处于保温状态时,开关S1、S2工作状态是:____________ .
(2)小华将饮水机单独接在该电能表上正常加热30min,电能表的示数为多少 _____?
(3)利用原有电路元器件,重新设计电路,实现饮水机的加热和保温两种功能,且由机内温控开关S2自动控制.将电路图画在虚线框内.
(______)
七、计算题
27.如图所示,小灯泡L上标有“6V3W“,R1是定值电阻,R2是最大阻值为24Ω的滑动变阻器,电源电压和灯丝电阻均保持不变.
(1)求小灯泡正常工作时的电阻;
(2)闭合开关S、S1,滑动变阻器滑片在a端时,小灯泡恰好正常发光,电流表示数为0.9A,求R1的功率;
(3)闭合开关S,断开S1,求灯泡在1min内消耗的电能最小值.
28.如图甲所示的电路中。电源电压为12V,R2为100Ω的定值电阻,压敏电阻R1的阻值随压力变化关系如图乙所示。开关S闭合后,解答下列问题:
(1)当压敏电阻R1收到的压力从0逐渐增大到4N时,请分析并判断电流表示数的变化?
(2)当电流表示数为0.32A时,压敏电阻R1受到的压力是多大?
(3)该电路连续工作10min,电阻R2产生的电热是多少焦耳?
29.如图甲是用来焊接PVC塑料自来水管的热熔器示意图。通电后,加热头发热,使塑料水管的接头处熔化,然后将它们对接、紧压在一起,冷却后,水管就焊接好了。其内部电路图如乙图所示,S2为温控开关,S1是手动开关,L为指示灯,R1是限流电阻,R2和R3均为加热电阻。右表是它的部分参数。
(1)保温状态下,开关S1和S2开关状态如何?并说明理由。
(2)求出加热电阻R2的阻值;
(3)若熔化lkgPVC塑料需要吸收l06J热量,某次焊接时需要熔化80gPVC塑料,则正常情况下至少要加热多长时间?
产品名称
便携自动控温式热熔器
型号
20﹣30MM( 配Φ20,Φ25,Φ32模头)
环境温度
﹣20℃﹣50℃
相对湿度
45%﹣95%
额定电压
220V
加热头湿度
260±5℃
功率
加热:1000W.保温:250W.
安全指标
绝缘电阻不小于1MΩ
八、简答题
30.现手边有两只灯泡,只能看到“220 V”字样,请你用三种方法判断这两只灯泡额定功率的大小.
(1)______________________________________________________________________;
(2)______________________________________________________________________;
(3)_____________________________________________________________________ .
试卷第1页,总3页
试卷第25页,总10页
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强化训练
参考答案与试题解析
1.C
解:
由电功率公式可得
故C正确,ABD错误。
故选C。
2.D
解:
A.电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,当与钟表一起使用时,可以通过 计算出用电器的电功率,故A错误;
B.电能表读盘的最后一位是小数位,当前电能表的示数为1537.7kW•h,故B错误;
C.“2500r/kW•h”表示每消耗1kW•h电能,电能表转盘转2500圈,故C错误;
D.据表盘的参数可知,电能表平时工作允许通过的最大电流为10A,正常工作电压为220V,故D正确。
故选D。
3.A
解:
A. 一节干电池的电压是1.5V,故A正确;B. 我国家庭电路的电压是220V,故B错误;C. 根据物理实验室中的经验可知,普通手电筒小灯泡工作时的电流都不会超过电流表的小量程,即一般在0.6A以下,不可能达到2A,故C错误;D. 家用空调器的功率约1000W,其正常工作的电流I=PU=1000W220V≈4.5A,故D错误.故选A.
4.C
解:
A. 电饭锅是将电能转化为内能的用电器,属于电热器,故A不符合;B. 电熨斗是把电能转化为内能的电器,属于电热器,故B不符合;C. 电风扇是把电能转化为机械能的用电器,不是电热器,故C符合;D. 电熨斗是把电能转化为内能的电器,属于电热器,故D不符合.
5.B
解:
A、普通家用节能灯的额定功率在40 W左右,正常工作时的电流约0.2 A,A错误.
B、教室中日光灯的正常电压为220 V ,B正确.
C、手机电池的电压约为3.7 V,C错误.
D、人体是导体,人体的电阻约十几千欧,D错误.
故选B.
6.C
解:A.热量的单位是焦耳,电压的单位是伏特,故A不符合题意。
B.功的单位是焦耳,电功率的单位是瓦特,故B不符合题意。
C.机械能和电功的单位都是焦耳,故C符合题意。
D.功率的单位是瓦特,电流的单位是安培,故D不符合题意。
答案为C。
7.A
解:
根据串联电路的电流特点可知,两个电阻的电流相等, 电流、通电时间相等,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.A
解:
根据可知,每秒钟电流做功几十焦是指该用电器的电功率约为几十瓦;微波炉和家用空调的功率大约为1000W,日光灯的功率大约为40W,家用手电筒里的灯泡的功率大约为几瓦。
故选A。
9.D
解:
AB.由图可知R0和R串联,利用串联电路得电压规律
U=
并结合乙图可列式
U=------①
U=------②
由①②可解得
U=2.5V
R0=3.5
故AB错误;
C.当电流为0.3 A时,电路消耗的功率为
P=UI=2.5V
故C错误。
D.当电流为0.5 A时,串联电路的总电阻为
==5
变阻器的电阻
R==5
串联电路得功率之比为各用电器的电阻之比,R与R0的功率之比为
===
故D正确。
故选D。
10.B
解:
A.抽油烟机主要把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故A不合题意;
B.电饭煲壶是利用了电流的热效应,把电能转化为内能,从而给煮饭加热,故B符合题意;
C.电风扇中的电动机应用了通电导线在磁场中受力而工作的,主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的热效应工作的,故C不合题意;
D.电视机主要把电能转化为光能与声能,不是利用电流的热效应工作的,故D不合题意。
11.ABCD
解:
牛顿是力的单位,故A符合题意;伏特是电压的单位,故B符合题意;安培是电流的单位,故C符合题意;焦耳是热量或功、能的单位,故D符合题意,故选ABCD.
12.BCD
解:
电功率是指电流在单位时间内做功的多少,它是表示电流做功快慢的物理量,与电流做功的多少无关,故A错误,D正确;电流做相同的功用的时间越少其功率越大,B正确;相同时间内做功越多功率越大 ,C正确.
13.AD
解:
A.已知甲乙两灯泡正常发光时的电压均为6V,由图象可知,甲正常工作时的电流为1.0A,乙正常工作时的电流为0.5A,因串联电路中各处的电流相等,所以两灯泡串联时,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,电路中的电流为0.5A,故A正确;
B.由图象可知,电路中的电流为0.5A时,甲两端的电压为2V,乙两端的电压为6V,电源电压
故B错误;
C.甲灯的电阻
故C错误;
D.由可得,此时这两灯实际功率之比
故D正确。
故选AD。
14.BC
解:
A图装置中,闭合开关,若金属棒左右切割磁感线运动,电路中就会产生电流,此过程是机械能转化为电能,故不符合题意;B图装置奥斯特的电流磁效应实验,是用来研究通电导体周围是否存在磁场的实验,是电能转化为机械能,故不符合题意;C图装置是把通电导体放在磁场中,它会受到力的作用,此过程是电能转化为机械能,故不符合题意;D装置是发电机的工作原理,是机械能转化为电能,所以,能够说明“电能转化为机械能”的实验是BC图装置,故选BC。
15.BD
解:
笔记本电脑将电能一部分转化为内能,一部分转化为光能,电风扇工作时将电能一部分转化为内能,大部分转化为机械能,只有电热水器、电暖器都是利用电流热效应工作把电能全部转化为内能。故BD正确,AC错误。
故选BD。
16.热 605J
解:
(1)“电热驱蚊器”是利用电流的热效应来工作的;
(2)通电100s产生的热量:Q=W==×100s=605J,
17.2357.8
解:
由图像可知电能表示数为2357.8 kW·h。
18.501.6 336
解:
[1]当S闭合时, R2被短接,此时R1单联,电路总阻值较小,根据可知为加热档,则电阻
当S断开时,R1和R2串联,此时为保温档,此时总电阻
则电阻R2为
[2]1L水的质量
从20℃加热至刚好沸腾需要吸收热量
不考虑热量损失,则消耗的电能全部转化为内能,所以需要时间
19. 20h
解:
[1] 消耗的电能
W=Pt=300W
[2] 灯泡的功率
P=50W=0.05kW
灯泡正常发光的时间
t=20h
20.0.02
解:
由电能表的盘上标有“3000imp/(kW•h)”,所以,说明电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3000次;当指示灯闪烁60次时,消耗的电能是: =0.02kW•h。
21.1000
解:
电能表在1min内转60转,消耗的电能为
微波炉电功率为
22.
解:
用伏安法测小灯泡的电功率,则实验仪器有:小灯泡(已知额定电压、额定功率)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和电源。电路中滑动变阻器、灯泡和电流表串联,电压表测灯泡电压,应并在灯泡两端,故电路图如下
23.
解:
探究电流产生热量与电阻关系,需保证电流一定,电阻不同,所以选择R1、R2串联,如下图所示:
24. 3A 36 2 4.5 1080
解:
(1)[1][2]从图像乙显示的数据分析可知,电压的变化范围,小明在实验时电压表选择的量程是,电流的变化范围,实验时电流表选择的量程是。
(2)[3]根据所选量程连接实物图如下图所示:
(3)[4]小电动机工作电压为12V时,通过它的电流为3.0A,利用公式P=UI计算小电动机的额定功率
P=UI=12V
(4)(a)[5]通电后,电动机不转时就相当于一个定值电阻,由图乙可得
R=2
(b)[6]将电动机接到3V的电源上,在电压0~4V段时,电动机不转,电动机的内阻为2Ω,由欧姆定律可知,当电动机两端电压为3V时,通过它的电流为1.5A,它消耗的实际功率为
(c)[7]电动机正常工作时,1min内产生的热量为
Q==
25. B C 5 取平均值减小误差 2.5 A B 0.625
解:
(1)[1]电压表要并联在电路中,如图所示:
(2)[2]实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,滑动变阻器接了右边的下接线柱,应将滑片移到最右端,即B端。
(3)[3]闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表有示数,电路中有电流,电路是通路,故AB是错误的,电压表没有示数,定值电阻两端的电压为零,定值电阻短路,故C正确。
故选C。
(4)[4]如图乙所示,电流表选用的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,电流的大小为0.5A,定值电阻的阻值
(5)[5]实验中需要移动滑动变阻器的滑片多次测量,测出多组电压和电流,求出相应的电阻,定值电阻的大小不变,所以多次测量的目的是取平均值减小误差。
(6)[6]闭合开关S ,S1,断开S2,灯泡与滑动变阻器A串联,当灯泡两端的实际电压等于其额定电压时,即电压表示数为2.5V时,此时小灯泡正常发光。
[7][8]闭合开关S,S1,断开S2,滑动变阻器A和滑动变阻器B串联,保持滑动变阻器A的滑片不动,移动滑动变阻器B的滑片,使电压表示数为2.5 V,此时滑动变阻器B接入电路中的电阻等于灯泡的电阻。
[9]保持滑动变阻器B的滑片不动,移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处,此时电压表示数为1 V,滑动变阻器A两端的电压
滑动变阻器A的电流
滑动变阻器B的电阻
灯泡的电功率
26.6.5A 用电器 93%
解:
(1)[1]该电动汽车慢速充电时的电功率
该电动汽车慢速充电时的电流
(2)[2]在对电池充电的过程中,消耗了电能,电池相当于简单电路中的用电器。
[3]本次充电消耗的电能
(3)[4]该电动汽车慢速充电的效率
27.热效应 11W 30W
解:
(1)电热加湿器工作时主要把电能转化为内能,是利用电流热效应工作的;
(2)当气雾调节器的滑片移到最左边时,接入电路中的电阻为零,电路为的简单电路,加湿器以最大运行功率工作,由表格数据可知,加湿器的最大运行功率
由可得,电热丝的阻值
(3)当滑片移到最右端时,接入电路中的电阻最大,此时与串联,加湿器以最低气雾量工作,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,电路中的电流
此时电热丝的电功率
(4)因表示的是电路中每消耗的电能,电能表指示灯闪烁1200次,所以,内闪烁了6次消耗的电能
此时加湿器的实际功率
答:(1)热效应;
(2)电热丝的阻值为;
(3)当滑片移到最右端时,电热丝的电功率为;
(4)此时加湿器的实际功率为。
28.(1)12V;(2) 60Ω;(3)640J
解:
(1)当只闭合开关S3时,只有R1工作,电源电压为
(2)再闭合开关S1,这时R1和R2并联,通过R1的电流不变,电流表的变化量就是通过R2的电流,故R2的阻值为
(3)电流通过R2的时间为
当开关S1、S3都断开,闭合开关S2,R1和R2串联, 10min内消耗的电能
答:(1)电源电压为12V;
(2)R2的阻值为60Ω;
(3)当开关S1、S3都断开,闭合开关S2,R2在10min内消耗的电能640J。
29.(1)6V;(2)2.4W
解:
(1)由电路图可知,两个电阻并联,电流表测量干路电流,则电源电压为
(2)根据并联分流可知,电阻R1所在支路的电流为
则电阻R1的电功率为
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R1的电功率为2.4W。
30.在导体长度,材料一定时,导体横截面积越小,电阻越大,则根据焦耳定律可知,电流通过导体产生热量越多;所以原因可能是这根电源中导体横截面积比原来小。
解:
在导体长度,材料一定时,导体横截面积越小,电阻越大,则根据焦耳定律可知,电流通过导体产生热量越多;所以原因可能是这根电源中导体横截面积比原来小。
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参考答案与试题解析
1.D
解:
A.由W=Pt可知,电流做功的多少与通电时间有关,没有时间,不能比较做功的多少,故A不正确;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲乙用电器的功率相同,做功一样快,故B不正确;
C.根据W=Pt可知,完成相同的功,两用电器的功率一样,故两用电器用的时间一样多,故C不正确;
D.根据W=Pt可知,相同时间内,甲乙用电器的功率一样,故消耗的电能一样多,故D正确.
考点:电功率与电能、时间的关系.
2.B
解:
AC、不知道两只电暖器的工作时间,所以无法比较它们做功的多少和消耗电能的多少,故AC错误;
BD、电功率是表示电流做功快慢的物理量,甲的额定功率为1500W,乙的额定功率为1000W,正常工作时,实际功率等于额定功率,所以甲的功率大于乙的功率,说明正常工作时,电暖器甲消耗电能比乙快,故B正确,D错误.
故选B.
3.A
解:
灯泡正常发光时UL=2.5V,由图甲可知对应的电流RL=10Ω,灯泡的额定功率
灯泡与电阻串联,电阻两端的电压
UR=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V
因为通过它们的电流相等,所以
即
解得R=14Ω。
故选A。
4.B
解:
当R1、R2并联在电压为U的电源两端时,由并联电路的电压特点知,两电阻两端的电压均为U,两电阻之比
R1=3R2
通过R2的电流
当把它们串联在电压为4U的电源两端时,由串联电路的特点和欧姆定律可知,电路中的电流
所以通过R2的电流不变,故③正确,此时R2两端的电压
U2=IR2=×R2=U
即串联和并联时R2两端的电压相等,此时R1两端的电压
U1=4U-U=3U
故①错误;
串联和并联时R2两端的电压相等,由P=可知,R2消耗的功率不变,故②正确;
此时两个电阻消耗的总功率
P=4U×I=4U×P2=4×3P1=12P1
故④正确。
故选B。
5.D
解:
(1)由电路图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为灯泡的简单电路,由图象可知,电源的电压U=UL=12V,电路中的电流I=2A,故A正确;则灯泡的额定功率:PL=ULI=12V×2A=24W,故D错误;(2)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,由图象可知,灯泡两端的电压U′L=3V,电路中的电流I′=1A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压:UR=U−U′L=12V−3V=9V,由I= 可得,滑动变阻器的最大阻值:R==9Ω,故B正确;当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路的功率最大,最大功率P大=PL=24W,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的功率最小,最小功率P小=UI′=12V×1A=12W,则该电路总功率变化范围为12W∼24W,故C正确.
故选D.
6.A
解:∵P=∴灯泡电阻R1==60Ω,R2==40Ω , R1>R2,∵电源电压不变,R1>R2,灯“12V 2.4W”正常发光,∴将“12V 2.4W”换成“12V 3.6W”时,灯泡分压变小,小于灯泡额定电压12V,由P=可知,灯泡实际功率小于额定功率3.6W.
7.B
解:
A. 电压变为原来的3倍,由Q=t知,电阻在每分钟内产生的热量是原来的9倍,为9Q,故A错误;B. 将电压变为原来的倍,由Q=t知电阻在每分钟内产生的热量是原来的3倍,为3Q,故B正确;C. 将此电阻对折后接入原电路,相当于将电阻平均分为阻值相等的两个电阻,然后两电阻并联,电阻变为原来的,由Q=t知,每分钟产生的热量为原来的4倍,是4Q,故C错误;D. 将电流强度变为原来的3倍,由Q=I2Rt知,电阻每分钟产生的热量变为原来的9倍,为9Q,故D错误;故选B.
8.B
解:
由图示可知,当滑动变阻器的电阻为10Ω时,变阻器的功率为0.9W,此时的电流为
I==0.3A
电路中的总电阻
R==20Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R1的阻值
R1=R-R2=20Ω-10Ω=10Ω
当滑动变阻器的阻值为20Ω时,电路的总电阻为
R总=R2最大+R1=20Ω+10Ω=30Ω
电路中的电流为
I′==0.2A
变阻器消耗的电功率
P0= I′2R2′=(0.2A)2×20Ω=0.8W
故选B。
9.D
解:
根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻,电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知,当两个电阻并联时总电阻最小,由可知,两电阻并联时,电路的总电阻最小,相同时间内电流做功最多。
故选D。
10.C
解:
试题分析:(1)当开关拨至2位置且滑片滑到A端时,只有L2接入电路工作:
∵灯L2恰好正常发光,
∴电源的电压,故A不正确;
此时电路中的电流,故B不正确;
此时电路的总功率.
(2)当开关拨至1位置时,
∵L1正常发光时,,,
∴电路中的电流,
滑动变阻器两端的电压,
滑动变阻器接入电路的阻值,故C正确;
电路的总功率,
所以当灯L1、L2分别正常发光时,两次电路的总功率之比为:
,故D不正确.
故选C.
11.AC
解:
A.由甲图可知,当R两端的电压是2V时,流过R的电流是0.2A,由欧姆定律可知:
当R两端的电压是3V时,流过R的电流是0.3A,由欧姆定律可知:
所以R的阻值是定值;
由甲图可知,当L两端的电压是2V时,流过L的电流是0.5A,由欧姆定律可知:
当L两端的电压是3V时,流过L的电流是0.6A,由欧姆定律可知:
所以L的阻值随温度的升高而增大;
故A项正确;
B.由乙图可知,加热相同的时间时,甲物质的温度变化比较大,所以甲物质的比热容比乙物质的比热容小;故B项错误;
C.由丙图可知,当R两端的电压是2V时,流过R的电流是0.2A,此时R消耗的电功率是:
由于纵坐标表示通过电阻的电流,横坐标表示电阻两端的电压,图中阴影部分面积即电流与电压的乘积,根据可知,阴影部分面积表示的物理量是电阻R消耗的电功率。故C项正确;
D.由丁图可知,当电阻为时,流过电阻的电流是0.5A,由欧姆定律得,电阻两端的电压是:
当电阻为时,流过电阻的电流是0.15A,由欧姆定律得,电阻两端的电压是:
所以实验时没有一直保持电阻两端的电压为2.5V不变;故D项错误;
12.AC
解:
由电路图知,电阻箱与变阻器串联,电流表测整个电路的电流,电压表测电阻箱两端的电压,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱使电阻箱的阻值R变大,整个电路中的电阻增大,由欧姆定律可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小;由串联电路分压的规律知,电阻箱分得的电压增大,即电压表的示数增大;因电源电压不变,电路中的电流减小,由可知,整个电路的总功率减小。
故选AC。
13.AD
解:
A、 ,J是能量的单位,所以千瓦时是电能的单位,千瓦是电功率的单位,此选项正确的;
B、电能表是测量用电器消耗电能的仪表,此选项是错误的;
C、功率反映的是消耗电能的快慢,功率大的不一定消耗电能多,因为时间不确定.此选项错误;
D、功率为100W的用电器正常工作10h消耗的电能:,此选项正确.
故选AD.
14.AC
解:A. 由P可知 在不同电压下,同一个用电器的电功率是不相同的,故A正确;B 由W=Pt可知,消耗的电能的多少与电功率和通电的时间有关,所以导体的电功率或额定功率大,消耗的电能不一定多,故B错误;C 电功率指电流单位时间内所做功,是表示电流做功快慢的物理量,故C正确;D. 家庭电路出现“跳闸”现象,可以是由于电路中的总功率过大造成的,也可能是短路造成的,故D错误。
15.BCD
解:
由电路图知道,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由电路图知道,滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由知道,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR知道,灯泡两端的电压变大,又因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A错误;
B.由P=UI知道,灯泡的额定电流是:
,
由知道,灯泡的电阻是:
,
当电流表示数为0.4A时,灯泡两端的电压是:
UL′=IRL =0.4A×12Ω=4.8V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表的示数是:
U滑 =U-UL′=18V-4.8V=13.2V,
故B正确;
C.由于串联电路中各处的电流相等,且灯泡的额定电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为0.5A,此时电路中的总电阻是:
,
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值是:
R滑小 =R-RL =36Ω-12Ω=24Ω,
电路消耗的最大功率是:
P大 =UI大 =18V×0.5A=9W,
故C正确;
D.当电压表的示数为15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时灯泡两端的电压是:
UL ″=U-U滑大 =18V-15V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,
,
即
,
解得:R滑大 =60Ω,所以,滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω,故D正确。
16.120
解:
由题意可知:电冰箱所做的功为
,
电冰箱的功率为:
。
17.温水 9×104
解:
[1]由电路图可知,当开关与1接触时,电路处于断路,水龙头流出的是冷水,当开关与1、2接触时,电路为R1的简单电路,当开关与2、3接触时,R1与R2并联,并联时电路功率较大,电热水龙头流出的是热水,故当开关与1、2接触时,电热水龙头流出的是温水。
[2]因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以R1的功率不变,即P1=P温=2000W,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以R2的功率
P2===1000W
因电路中总功率等于各用电器功率之和,所以,热水时电热水龙头的功率
P热=P1+P2=2000W+1000W=3000W
热水时水龙头30s内产生的电热
Q=W=P热t=3000W×30s=9×104J
水龙头30s内产生的电热为9×104J。
18.0841.6; 电能表的额定电压为220V; 2.5×10-2; 9×104。
解:
(1)[1]本月应交电费45元,且电价为0.5元/度,则本月消耗的电能:
,
电能表本月末抄表时的示数:W2 =931.6kW•h, 上次抄表时的示数:
;
[2]电能表上参数的意义:“220V”表示电能表应接在220V的电路中使用,“5A”表示电路中允许通过的最大电流是5A,“50Hz”表示电能表应接在频率是50Hz的交流电路中使用,“2500R/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的表盘转2500转。
(2)[3][4] 由“600r/kW·h”可知,电路中每消耗1kW•h的电能,转盘转600圈。当转盘转15圈时消耗的电能为:
。
19.串 1000
解:
(1)[1]当开关S1置于b端、S2断开时,R1、R2构成串联电路;
(2)[2]当开关S1置于b端、S2闭合时,R2被短路,电路中只有R1,由功率公式得:
。
20.高 热效应
解:
试题分析:当开关S1和S2都闭合时,电路中的电流最大,总功率最大,在相同的时间内产生的热量较多,因此电炖锅处于高温挡;用电炖锅炖汤是利用了电流的热效应.
考点:用电器的总功率 电流的热效应.
21.大 小
解:(1)灯泡灯丝材料、长度不变,用久了的灯泡,由于升华作用灯泡灯丝变细,横截面积变小,灯丝电阻变大;
(2)由于灯丝电阻R变大,电路电压U=220V不变,由P=知:灯泡功率变小.
22.
解:测小灯泡电功率的实验,是最常见的电路图之一,图中除了电压表以外,其余元件全部是串联关系,即首尾相连,注意电表的正负接线柱不要接反了,最后将电压表并联在小灯泡的两端,根据题意,小灯泡上标有“3.8V”的字样,所以电压表使用大量程,电阻约10Ω,可得电流小于0.6A,电流表使用小量程,如图:
23.见解析
解:由题知,两电阻的阻值相同,高温档的功率为低温档的2倍,电源电压一定,由P可知,高温档电阻是低温档电阻的,所以,高温时只有一段电阻丝接入电路,低温时两段电阻丝串联即可满足要求,注意单刀双掷开关接A为低温档,接B为高温档,如图所示:
24.A 保护电路 有 无 B 2.5 0.32 0.8
解:
(1)[1][2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值端,使电路中的电流最小,起到保护电路作用。滑片应在A端。
(2)[3][4]闭合开关,如果小灯泡与灯座接触不良,小灯泡处为断路状态,此处电压接近于电源电压,电压表有示数,且较大,电路中无有电流,则电流表无示数。
(3)[5][6][7][8]排除电路故障后,闭合开关,移动滑片P到某位置时,电压表的示数为2.2 V,小于灯泡的额定电压2.5V,应该使滑动变阻器的阻值减小,使其分得的电压变小,使小灯泡达到额定功率,应将滑片P向B端移动,离下接线柱越近,电阻越小。电压表的示数为2.5V,电流表读数为0.32A,则小灯泡的额定功率为
25.断开开关,换用不同阻值的定值电阻R,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P的位置,使电流表的示数与②中相同 P=UI
R/Ω
I/A
U/V
P/W
解:
(1)探究“当通过导体的电流一定时,导体的电功率跟导体电阻的关系”,要控制电路中的电流不变,改变导体的电阻大小,记下电阻的电压大小,根据P=UI求出导体的电功率,为得出普遍性的规律要多次测量:
③断开开关,换用不同阻值的定值电阻R,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P的位置,使电流表的示数与②中相同;
⑤利用P=UI计算出电阻R消耗的电功率P,并把P的各次数值记录在表格中.
(2)根据测量的物理量设计记录数据的表格,如下所示:
R/Ω
I/A
U/V
P/W
26.S1、S2均闭合 S1闭合,S2断开 82.9
解:
(1)当S1、S2均闭合时,R1R2并联,
此时的加热功率为600W,此时饮水机处于加热状态时;
当S1闭合S2断开时,电流只是通过R2,此时的功率为80W;
所以此时饮水机处于保温状态.
(2)饮水机单独接在该电能表上正常加热30min,消耗的电能W=Pt=0.6kW×0.5h=0.3kW•h;
电能表的示数为82.6kW•h+0.3kW•h=82.9kW•h;
答:电能表的示数为82.9kW•h;
(3)将R1R2串联,S2并联在R2两端,如图所示.
27.(1)12Ω;(2)2.4W;(3)20J.
解:
(1)由P=得:灯泡的电阻为= ==12Ω;
(2)闭合开关S、P在a端时,, =0Ω,此时与L并联,由于灯L恰能正常发光,则=U= =6V,所以,,由并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和可得通过的电流是0.9A-0.5A=0.4A;R1的功率:6V=2.4W;
(3)闭合开关S,断开开关此时与L串联,滑片P在b端时,即为24Ω时,串联电路中的电流最小,根据串联电路中总电阻等于各电阻之和可知:总电阻R= 12Ω+24Ω=36Ω;电路中的电流为I===A,所以通电1min,灯泡消耗的电能W=t=×12Ω×60s=20J.
28.(1)压敏电阻受到压力逐渐增大,它的阻值就逐渐减小,电路中的电流逐渐增大,电流表的示数逐渐增大。
(2)1N (3)864J
解:试题分析:(1)有图像可得,压敏电阻受到压力逐渐增大,它的阻值就逐渐减小,电路中的电流逐渐增大,电流表的示数逐渐增大。
(2)通过定值电阻的电流,通过压敏电阻的电流,压敏电阻的阻值,有图像可知,压敏电阻受到的压力1N。
(3)根据焦耳定律。
29.(1)见解析;(2)145.2Ω;(3)80s
解:(1)由电路图可知,当S1闭合S2断开时,电阻R2、R3串联,发热的总电阻最大,根据P=可知,此时发热功率最小,即为保温状态。
(2)当加热时,R2短路、R3发热,此时处于加热状态
R3==48.4Ω
当保温时,电阻R2、R3串联,电路的总电阻
R==193.6Ω
串联电路的总电阻等于各分电阻之和
R2=R﹣R3=193.6Ω﹣48.4Ω=145.2Ω
(3)熔化80gPVC塑料需要吸收的热量
Q=×80g=8×104J
热熔器正常工作时,若无热损失,产生这些热量需要的时间最少
Q=W=Pt
t==80s
答:(1)见解析;
(2)加热电阻R2的阻值是145.2Ω;
(3)正常情况下要加热80s。
30. 将两只灯泡并联在220 V的电压下,灯泡亮的额定功率大 将两只灯泡串联在220 V的电压下,灯泡亮的额定功率少 看灯丝的粗细,灯丝粗的额定功率大
解:1、直接观察,灯丝粗的,额定功率大。根据 P=可知,在额定电压一定的情况下,电阻小的功率大。粗的灯丝,横截面积大,故电阻小,那么,功率大;2、将两个灯泡串联在电路中,亮的额定功率小。根据P=可知,在额定电压一定的情况下,电阻小的功率大。串联,电流相等。根据P实=I2R,电阻大的实际功率大,更亮(实际功率觉得亮度),说明额定功率小。3、将两个灯泡并联在电路中。亮的额定功率大。并联,电压相等,都等于各自额定电压,此时的实际功率等于额定功率。根更亮的,实际功率大,则说明额定功率大。
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