内容正文:
电功 电功率
电能
其他形式能
焦耳
3.6×106
电流
时间
电能
W=UIt、W=Pt
W=(U2/R)t、W=I2Rt
电能表
B
不变
【答案】(1)W=Pt=5×12瓦×60秒=3600焦
(2)一楼灯消耗的电能:W1=P1t1=12瓦×12秒=
144焦,二楼灯消耗的电能:W2=P2t2=12瓦×24
秒=288焦,三楼灯消耗的电能:W3=P3t3=12瓦
×24秒=288焦,四楼灯消耗的电能:W4=P4t4=
12瓦×(12+20)秒=384焦,五楼灯消耗的电能:
W5=P5t5=12瓦×20秒=240焦,W总=W1+W2+
W3+W4+W5=1344焦 节约的电能:3600焦-
1344焦=2256焦
电功率
电流做功快慢
W/t
UI
U2/R
I2R
额定电压
实际
4
0.9
串联
加热
100
乙
乙是串联电路,能控制电流
相等
电压表示数大的
灯泡比示数小的灯泡亮
【答案】如图
通过小灯泡的电流随电压的增大
而增大,但增加相同的电压,电流的增加值越来越
小
【答案】U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V U灯=U
-U滑=3V-2.4V=0.6V
滑动变阻器的电功率
电
内
电流强
度
电阻
I2Rt
热
【答案】如图 实验步骤:①连接电路,将滑动变
阻器滑片移到阻值最大处,闭合开关;②移动滑片
至适当位置观察温度计,间隔相同温度,多次同时
读取温度计、电压表和电流表的示数,并记录在表
格中,根据R=计算各个温度下的电阻值,分析
表中数据得出结论。
C
例1 C 【解析】AB.开关S接触点1时,电路为电
阻R1的简单电路,开关S接触点2时,两电阻串联接
入电路,串联电路总电阻等于各分电阻之和,由P=
可知开关S接触点1时电路的电功率大于开关S接
触点
2时的电功率,所以开关S接触点1时是加热状态,开
关S接触点2时是保温状态,故AB错误;C.由乙图可
知电饭煲处于加热状态时的功率是800W,电饭煲处
于保温状态时的功率是200W,故C正确;D.保温状态
下电饭煲1min消耗的电
能:W=Pt=200W×60s=12000J,故D错误。故选C。
2
20
12
C
例2 C 【解析】根据P=知,两灯泡的电
阻分别为R1===8Ω,R2===4Ω,AB.
灯L1正常发光时,其两端的电压为4V,保持滑
片P的位置不变,改接入灯L2,两灯的电阻不
同,则ab间的电压会发生变化,故灯L2不会正
常发光,故AB错误;CD.灯L1正常发光时的电
流为I===0.5A,根据串联电路电压特点可
知,滑
动变阻器两端的电压为U'=U-U1=12V-4V=8V,
由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路的电阻为
R'===16Ω,换上L2后的总电阻为
R=R2+R'=4Ω+16Ω=20Ω,此时电路中的电流为
I″===0.6A,灯L2的实际功率为
P'2=I″2R2=(0.6A)2×4Ω=1.44W,故C正确,D错
误。故选C。
10
5.6
灯丝断了(或电压表所测电路开路)
0.4W
D
例4 D 【解析】由电路图可知,R1与R串联,
电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电
流。A.由图乙可知,当R1=10Ω时,P1=0.9W,当R
1'=20Ω时,P1'=0.8W。因串联电路中各处的电
流相等,所以,由P=UI=I2R可得,电路中的电流
分别为I1===0.3A,I2===0.
2A。因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
且电源的电压不变,所以,由I=可得,电源的电
压:U=I1(R+R1)=I2(R+R1'),即0.3A×(R+10Ω)=0.
2A×(R+20Ω),解得:R=10Ω,电源的电压U=I1(R
+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V,故A错误;B.当R1'
=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路
中的电流最小,电压表的示数最大,则电压表的
最大示数U1'=I2R1'=0.2A×20Ω=4V,故B错误;
C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电
路的总电阻最小,整个电路的总功率最大,则P
大===3.6W;当R1'=20Ω时,变阻器接入电
路中的电阻最大,电路中的电流最小,整个电路
的总功率最小,则P小=UI2=6V×0.2A=1.2W,所
以整个电路功率变化了:ΔP=P大-P小=3.6W-1.2
W=2.4W,故C错误;D.当滑动变阻器接入电路
中的电阻为零时,电路的总电阻最小,电路中电
流表的示数最大,则I大===0.6A;
当R1'=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,
电路中的电流最小,即电流表的示数最小,所以
电流表的示数变化了:ΔI=I大-I2=0.6A-
0.2A=0.4A,故D正确。
A
B
C
C
C
5.C 【解析】A.由图乙知,气敏电阻R的阻值
随空气质量指数的增大而减小,故A错误;B.由
表可知,空气污染的程度越小,空气质量指数越
小,由图像知,气敏电阻R的阻值越大。由图甲
知,气敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测
电路中电流,所以电路中电流I=,电源电压
保持不变,R的阻值变大,所以电路中电流变小,
故B错误;C.I=,电路中电流为0.1A时有:
0.1
A=,解得R=80Ω,由图像知,空气质量指
数K在51~100之间,对应的空气质量等级为良,
故C正确;D.由图像知,当空气质量指数为300
时,R=20Ω,电路中电流:I'===0.1
5A,R0消耗的电功率:P0=I2R0=(0.15A)2×100Ω=
2.25W,故D错误。故选C。
甲
5
6.甲 5 【解析】(1)由题意知,当家中有人时
S1闭合,且室温等于或高于26℃时S2闭合,空
调才会开启,即两个开关都闭合时空调开启,只
要有一个开关断开空调都不会自动开启,则两
开关应串联在电路中,故图甲符合要求。(2)由
题知,当天8~12h和14~18h家中没有人,结合
当天室内温度变化情况,可得当天空调工作时
间:t=(14h-12h)+(21h-18h)=5h,由P=可得,这
台空调当天消耗的电
能:W=Pt=1kW×5h=5kW·h。
电阻大小
36
【答案】如图
断开
左
灯泡断路
0.5
大于
【答案】(1)满壶水的质量:m=ρ水V=
1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,水吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃
-25℃)=3.15×105J
(2)由图丙可知,加热功率为1210W,加热时间为
5min,保温功率为40W,保温时间为10min,加热
消耗的电能为W加=P加t1=1210W×5×60s=
3.63×105J,保温消耗的电能为W保=P保t2=
40W×10×60s=0.24×105J,则本次工作过程共消
耗的电能为W=W加+W保=3.63×105J+0.24×105J
=3.87×105J
(3)当开关S1闭合时,S2与1连接时,电路为R2
的简单电路,此时处于加热状态,根据P=可知R2
的阻值为R2===40Ω;当开关S1闭合
时,S2与2连接时,为保温状态,两电阻串联,电
路的总电阻:R总===1210Ω,根据电
阻的串联可知,R1的阻值为R1=R总-R2=1210Ω-
40Ω=1170Ω。
谢谢观看
一、电功
1.电功的实质:电流做功的过程就是 电能 转化为 其他形式能 的过程。
2.电功的单位为 焦耳 (简称焦,符号为J)、千瓦时(kW·h)。换算:1kW·h= 3.6×106 J。
3.影响电功大小的因素有电压、 电流 和通电 时间 。
电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功就有多少 电能 转化为其他形式的能。
考点3 应用电功的公式计算用电器消耗的电能
电能计算公式: W=UIt、W=Pt ,对纯电阻性用电器,电功还可用公式 W=(U2/R)t、W=I2Rt 计算。
考点4 根据电能表读数的变化估算消耗的电能
测量电功的仪表是 电能表 (电度表或千瓦时计),计数器上前后两次读数之差就是这段时间内消耗的千瓦时数。
1.有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800W,乙的额定功率为1200W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( B )
A.甲电热水壶两端的电压较高
B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等
D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
2.小敏家住某5层公寓楼中的4楼,当他在1楼按下楼道灯开关,5盏“220V 12W”的楼道灯全部点亮,然后延时60秒均自动关闭。他正常每登一层楼所需时间为12秒。小敏意识到楼道灯这样的工作方式有些浪费电能,对楼道电路进行设计,改进电路如图,K为启动延时开关,S为感应跳转开关,K按下时S接通触点1、2,S感应到人到2楼,跳转至触点2、3,感应到人到3楼,跳转至触点3、4……跳转后若20秒后
应不到人,则K断开。
(1)按照原先楼道灯的工作方式,小敏正常上楼回家一次,楼道灯一共消耗多少电能?
(2)改进后的方案中,S跳转前后,通过启动延时开关的电流大小 不变 (填“增大”“减小”或“不变”),小敏正常上楼回家一次,比原来节约多少电能?
【答案】(1)W=Pt=5×12瓦×60秒=3600焦
(2)一楼灯消耗的电能:W1=P1t1=12瓦×12秒=144焦,二楼灯消耗的电能:W2=P2t2=12瓦×24秒=288焦,三楼灯消耗的电能:W3=P3t3=12瓦×24秒=288焦,四楼灯消耗的电能:W4=P4t4=12瓦×(12+20)秒=384焦,五楼灯消耗的电能:W5=P5t5=12瓦×20秒=240焦,W总=W1+W2+W3+W4+W5=1344焦 节约的电能:3600焦-1344焦=2256焦
二、电功率
1.电流在单位时间内所做的功叫 电功率 ,是用来表示 电流做功快慢 的物理量。
2.电功率的单位为瓦特(简称瓦,符号为W)、千瓦(kW)。1kW=1000W。
电功率计算公式:P= W/t ,P= UI 。对于纯电阻性用电器,电功率还可用公式P= U2/R ,P= I2R 计算。
1.额定功率:用电器在 额定电压 下工作时所消耗的电功率。
2.用电器只有在额定电压下工作时,实际功率才等于额定功率。灯泡的亮度取决于灯的 实际 电功率。
3.以灯泡为例:PZ220V 25W
PZ表示普通照明灯泡,220V表示额定电压为220V,25W表示
灯泡的额定功率为25W。
3.在如图甲所示的电路中,电阻R的阻值为8欧姆,灯泡L标有“6V 3W”的字样,通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图乙所示。在a、b间接入电源,为保证通过电阻R的最大电流不超过0.5安且灯泡L不损坏,则允许接入的最大电源电压为 4 伏。闭合开关S,此时通过电流表的电流为 0.9 安。
4.某电热器的简化电路如图所示,可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏,R1=2000欧,R2=484欧。
(1)开关转至ac位置时,电阻R1和R2的连接方式是
串联 。
(2)开关转至bd位置时,该电热器可实现 加热 功能,它的额定功率是 100 瓦。
三、测定小灯泡的电功率
实验原理
P=UI
实验电路图
实验器材
电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干等
实验
步骤
(1)按设计的电路图连接实物,并设计实验记录表格;(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时,记下电流表的示数;(3)使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数;(4)使小灯泡两端的电压低于额定电压的1/5,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数;(5)整理实验器材
实验
记录
表格
灯泡
亮度
电压
U(V)
电流
I(A)
电功率
P(W)
灯泡亮度
U实=U额
U实>U额
U实<U额
实验
结论
若U实>U额,则P实>P额,小灯泡很亮
若U实=U额,则P实=P额,小灯泡正常发光若U实<U额,则P实<P额,小灯泡很暗
5.在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中,小组同学猜想:小灯泡的电功率可能与电压、电流有关,于是他们设计了如下所示的三个电路图
5.在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中,小组同学猜想:小灯泡的电功率可能与电压、电流有关,于是他们设计了如下所示的三个电路图
(1)你认为图 乙 电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系,理由是 乙是串联电路,能控制电流相等 。
(2)小组同学经过分析讨论,选择正确的电路进行实验,得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论。支持该结论的实验现象是 电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮 。
6.小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接,待连接完整后,移动滑动变阻器滑片,记录了多组数据,作出了图像a,还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)
(1)根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动,小灯泡变亮)
【答案】如图
(2)根据图像a,描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系: 通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,但增加相同的电压,电流的增加值越来越小 。
(3)当电流表示数为0.12A时,电压表的示数为多少?
【答案】U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V
(4)图丙阴影部分的面积表示 滑动变阻器的电 。
四、电流的热效应
考点9 知道电流具有热效应,概述探究影响电流热效应因素实验的原理和涉及的科学方法
1.电流热效应
电流通过导体时, 电 能转化为 内 能,这种现象叫做电流的热效应。
2.用控制变量法进行研究
在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。
在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。
考点10 说出焦耳定律的内容和数学表达式,应用焦耳定律解决简单问题
焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟 电流强度 的平方、导体的 电阻 和通电时间成正比。
表达式:Q= I2Rt 。
7.某兴趣小组欲利用如图所示的装置研究“镍铬合金丝电阻大小与温度的关系”。
(1)图中的镍铬合金丝通电后,使烧瓶内煤油的温度升高,这是因为电流具有 热 效应。
(2)用笔画线代替导线将图中电路连接完整,并写出实验步骤
【答案】如图 实验步骤:①连接电路,将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,闭合开关;②移动滑片至适当位置观察温度计,间隔相同温度,多次同时读取温度计、电压表和电流表的示数,并记录在表格中,根据R=计算各个温度下的电阻值,分析表中数据得出结论。
某型号电饭煲有加热和保温功能,图甲所示为其内部电路原理图,图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像。关于电饭煲工作时下列说法
中正确的是( C )
A.开关S接触点2时,电饭煲处于加热状态
B.开关S接触点1时,电饭煲处于保温状态
C.电饭煲处于加热状态时的功率是800W
D.保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能
例1 C 【解析】AB.开关S接触点1时,电路为电阻R1的简单电路,开关S接触点2时,两电阻串联接入电路,串联电路总电阻等于各分电阻之和,由P=可知开关S接触点1时电路的电功率大于开关S接触
2时的电功率,所以开关S接触点1时是加热状态,开关S接触点2时是保温状态,故AB错误;C.由乙图可知电饭煲处于加热状态时的功率是800W,电饭煲处于保温状态时的功率是200W,故C正确;D.保温状态下电饭煲1min消耗的电能:W=Pt=200W×60s=12000J,故D错误。故选C。
1.灯泡L的电流随电压变化的图像如图乙所示,将此灯泡与定值电阻R接入图甲所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是 2 V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是 20 Ω;通电1min,定值电阻R消耗的电能是 12 J。
如图电路中,电源电压为12V。在a、b间接入灯L1“4V 2W”,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光。断开开关取下灯L1,保持滑片P的位置不变,在a、b间接入“4V 4W”灯L2后闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则正确的是( C )
A.灯L2正常发光
B.电压表的示数保持4V不变
C.灯L2的实际功率为1.44W
D.滑动变阻器接入电路的电阻为8Ω
例2 C 【解析】根据P=知,两灯泡的电阻分别为R1===8Ω,R2===4Ω,AB.灯L1正常发光时,其两端的电压为4V,保持滑片P的位置不变,改接入灯L2,两灯的电阻不同,则ab间的电压会发生变化,故灯L2不会正常发光,故AB错误;CD.灯L1正常发光时的电流为I===0.5A,根据串联电路电压特点可知,
动变阻器两端的电压为U'=U-U1=12V-4V=8V,由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路的电阻为R'===16Ω,换上L2后的总电阻为R=R2+R'=4Ω+16Ω=20Ω,此时电路中的电流为I″===0.6A,灯L2的实际功率为P'2=I″2R2=(0.6A)2×4Ω=1.44W,故C正确,D错误。故选C。
2.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 10 V,灯的额定功率为 5.6 W。
小科测量额定电压为2.0V小灯泡的电功率,电路图如图甲所示,电源为两节干电池,利用测得的数据绘制图像如图乙、丙所示,图中x为滑片P移动的距离
(1)当滑片P移动的距离为a时,图丙中电流突然变小的原因是 灯丝断了(或电压表所测电路开路) 。
(2)该小灯泡的额定功率是 0.4W 。
【提醒】本题考查串联、并联电路的规律及电功率公式的运用,根据P=,在R不变时,功率与电压的平方成正比是解题的突破口。
如图甲所示电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法正确的是( D )
A.电源电压为3V
B.电压表的最大示数为2V
C.整个电路功率变化了0.1W
D.电流表的示数变化了0.4A
例4 D 【解析】由电路图可知,R1与R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。A.由图乙可知,当R1=10Ω时,P1=0.9W,当R1'=20Ω时,P1'=0.8W。因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI=I2R可得,电路中的电流分别为I1===0.3A,I2===0.2A。因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
且电源的电压不变,所以,由I=可得,电源的电
压:U=I1(R+R1)=I2(R+R1'),即0.3A×(R+10Ω)=0.2A×(R+20Ω),解得:R=10Ω,电源的电压U=I1(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V,故A错误;B.当R1'=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最大,则电压表的最大示数U1'=I2R1'=0.2A×20Ω=4V,故B错误;C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电
路的总电阻最小,整个电路的总功率最大,则P大===3.6W;当R1'=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,整个电路的总功率最小,则P小=UI2=6V×0.2A=1.2W,所以整个电路功率变化了:ΔP=P大-P小=3.6W-1.2W=2.4W,故C错误;D.当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,电路中电流表的示数最大,则I大===0.6A;
当R1'=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,即电流表的示数最小,所以电流表的示数变化了:ΔI=I大-I2=0.6A-0.2A=0.4A,故D正确。
1.下列用电器把电能主要转化为机械能的是( A )
A.电风扇 B.电灯
C.电饭煲 D.电熨斗
2.如图是做电学实验时所用电路的一部分,根据图中两表的示数,一定能测出灯泡( B )
第2题图
A.正常发光时的电阻 B.实际电功率
C.消耗的电能 D.产生的热量
3.将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间,以下说法正确的是( C )
A.三个用电器均能将电能全部转化为内能
B.根据R=可计算出三个用电器的电阻相等
C.三个用电器消耗的电能一样多
D.三个用电器产生的热量相等
4.如图所示的电路板,正面只有一个开关和两个灯泡,电源及导线均在电路板背面。闭合开关,看见L1发光,L2不发光;用灯泡L3替换L1,发现L2和L3同时发光,忽略温度对灯丝电阻的影响。下列判断正确的是( C )
A.L3和L2是并联的
B.L2不发光的原因是灯丝断了
C.L1的电阻大于L3的电阻 第4题
D.L3替换L1后,电路的总功率变小
第5题图
空气质量指数是确保实现碧水蓝天的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。如图甲是环保项目性学习小组设计的空气质量检测仪的电路原理图,用电流表显示空气质量指数。电源电压18V保持不变,定值电阻R0的阻值为100Ω,气敏电阻R的阻值与空气质量指数K的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( C ) )
空气质量指数K
0~
50
51~
100
101~
150
151~
200
201~
300
>300
空气质
量等级
优
良
轻度
污染
中度
污染
重度
污染
严重
污染
A.气敏电阻R的阻值随空气质量指数增大而增大
B.空气污染的程度越小,电路中的电流越大
C.电路中电流为0.1A时,对应的空气质量等级为良
D.当空气质量指数为300时,R0消耗的电功率为2.7W
5.C 【解析】A.由图乙知,气敏电阻R的阻值随空气质量指数的增大而减小,故A错误;B.由表可知,空气污染的程度越小,空气质量指数越小,由图像知,气敏电阻R的阻值越大。由图甲知,气敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中电流,所以电路中电流I=,电源电压保持不变,R的阻值变大,所以电路中电流变小,故B错误;C.I=,电路中电流为0.1A时有:0.
A=,解得R=80Ω,由图像知,空气质量指数K在51~100之间,对应的空气质量等级为良,故C正确;D.由图像知,当空气质量指数为300时,R=20Ω,电路中电流:I'===0.15A,R0消耗的电功率:P0=I2R0=(0.15A)2×100Ω=2.25W,故D错误。故选C。
人类已进入智能化时代。小明家安装了空调智能控制系统,空调自动开启条件是家中有人且室温等于或高于26℃。S1和S2是控制空调开启的两个智能开关,当家中有人时S1自动闭合,家中没有人时S1自动断开;当室温等于或高于26℃时S2自动闭合,室温低于26℃时S2自动断开,则控制空调开启的电路示意图是图甲和图乙中的 甲 。已知小明家某天室内温度变化情况如图丙所示,当天8~12h和14~18h家中没有人,空调的额定电压是220V,额定功率是1kW,则这台空调当天消耗的电能是 5 kW·h。
第6题图
6.甲 5 【解析】(1)由题意知,当家中有人时S1闭合,且室温等于或高于26℃时S2闭合,空调才会开启,即两个开关都闭合时空调开启,只要有一个开关断开空调都不会自动开启,则两开关应串联在电路中,故图甲符合要求。(2)由题知,当天8~12h和14~18h家中没有人,结合当天室内温度变化情况,可得当天空调工作时间:t=(14h-12h)+(21h-18h)=5h,由P=可得,这台空调当天消耗的电能:W=Pt=1kW×5h=5kW·h。
7.如图为探究通电时间相同时,电流通过导体产生的热量与 电阻大小 关系的实验装置,若把电路接在3V的电源上,工作3min,则电流通过电阻R1产生热量 36 J。
第7题图
8.某同学做“测定小灯泡的电功率”实验,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器标有“3A 5Ω”的字样,所用小灯泡是额定电压为“1.5V”和“2.5V”中的一个。
(1)电路如图所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔画线代替导线补上。
【答案】如图
第8题图
(2)连接电路时,开关S应处于 断开 状态,滑动变阻器上的滑片应移到最 左 端。(填“左”或“右”)
(3)电路连接无误后,闭合开关S,灯泡不亮,电流表无示数,电压表有明显偏转,产生这一现象的原因可能是 灯泡断路 。
(4)排除故障,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现滑片在滑动变阻器的中点位置时,小灯泡正常发光,此时电流表示数为0.2A,则该实验中所用小灯泡的额定功率为 0.5 W。继续移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发出耀眼的亮光,则此时小灯泡的功率 大于 额定功率。(填“大于”“等于”或“小于”)
9.如图所示,图甲(表格)、图乙分别为某烧水壶的铭牌和简化电路图,R1和R2为发热丝,S1为总开关,S2为温控开关,1、2分别为开关的两个接触点,图丙为某次将满壶水加热、保温过程的总功率与时间的关系图像,已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
第9题图
型号
SDS-15X05
容量
1L
额定电压
220V
额定频率
50Hz
加热功率
1210W
保温功率
40W
甲
(1)这满壶水从25℃加热至100℃所吸收的热量。
(2)本次工作过程共消耗的电能。
(3)R1和R2的阻值。
【答案】(1)满壶水的质量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,水吸收的热量:Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-25℃)=3.15×105J
(2)由图丙可知,加热功率为1210W,加热时间为5min,保温功率为40W,保温时间为10min,加热消耗的电能为W加=P加t1=1210W×5×60s=3.63×105J,保温消耗的电能为W保=P保t2=40W×10×60s=0.24×105J,则本次工作过程共消耗的电能为W=W加+W保=3.63×105J+0.24×105J=3.87×105J
(3)当开关S1闭合时,S2与1连接时,电路为R2的简单电路,此时处于加热状态,根据P=可
的阻值为R2===40Ω;当开关S1闭合时,S2与2连接时,为保温状态,两电阻串联,电路的总电阻:R总===1210Ω,根据电阻的串联可知,R1的阻值为R1=R总-R2=1210Ω-40Ω=1170Ω。
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