内容正文:
2026年云南省中考物理一轮复习 电功率
【知识回顾】
■考点一 电能、电功 ►
1.电功:电流通过某段导体所做的功叫__________,消耗电能的过程即电流__________的过程,实质是将电能__________其他形式能的过程,可用公式__________计算电功大小,推导式有 W=Pt=I2Rt=U2t/R。
2.电能(电功):国际主单位是__________,符号是__________,日常生活中常用单位是__________,物理学中叫__________,1 kW·h=__________ J。
3.电能表的认识
作用
测量电路消耗__________
单位
__________
读数
计数器末尾数字的单位是__________位
参数
220 V
__________电压
10 A
__________电流
600r/(kW·h)
每用1度电,表盘转600转
4. 注意:②计算电功公式 W=Pt=UIt是普遍适用的公式,由定义式 W=UIt和欧姆定律I=,可以推导两个式子: W=t(方便用于并联电路)和 W=I2Rt(方便用于串联电路)。
③无论串联还是并联,电路的总功 W总=__________。
■考点二 电功率及其测量►
5.电功率:反映电流做功__________的物理量,等于电流做的__________的比值。
6.电功率公式: __________,若是纯电阻电路,由欧姆定律可得变形公式__________或__________。
7.单位:国际主单位是__________,另一个单位是__________,二者换算关系是1 kW=__________W。
8.额定电压和额定功率:额定电压是指用电器在__________工作时的电压,额定功率是指用电器在__________电压下的电功率,与实际电压、实际功率的关系如下:
P实=()2·P额
若U实=U额时,则P实__________P额,用电器正常工作;
若U实<U额时,则P实__________P额,用电器不能正常工作;
若U实>U额时,则P实__________P额,损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的__________决定的。
9.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是__________。
(2)电路图:
(3)滑动变阻器的作用:
①__________电路;
②改变小灯泡两端__________和通过小灯泡的__________,从而实现多次测量取平均值。
注意:
(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)在测量小灯泡电阻的实验中,多次测量的目的:为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
(3)在测量定值电阻的实验中,多次测量的目的是为了求平均值,以减小测量误差。
(4)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。
10.用电能表、秒表测用电器功率的原理是P= W/t。
方法是:用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W=kW·h=×3.6×106 J(n、n0表示转数),则用电器的电功率为P== W。
11.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法,如图所示:
表达式为:P=UI=I2R0·I
(2)伏阻法,如图所示:
表达式为:P=
(3)转换法,如图所示:
表达式为:P=
12.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题,解答此类题时,应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况,确定各时刻的电路结构,最好画出等效电路图,然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼,逐步分析电流和电压的变化,再灵活选择合适的公式进行求解。
13.注意:
(1)用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性,而用电设备的U实、P实可有很多个,但U实、P实具有同体性,同时性;
(2)串、并联电路,总功率P总=P1+P2+…+Pn,串联电路电功率与电阻关系:=,并联电路电功率与电阻关系:=。
■考点三 焦耳定律与电热
14.电流的热效应:电流通过导体时电能转化为__________能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害,可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小,这种方法叫__________法。
15.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟__________成正比,跟__________成正比,跟__________成正比。用公式表示为__________,单位是__________。
16.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时,消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为__________能,即W=Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时,消耗的电能大部分转化机械能、化学能,只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能,即W大于Q。此时,只能利用公式__________计算电热。
17.电热器的原理:__________。
18.电热器的主要结构:发热体,发热体是由__________大、__________高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点:清洁环保,效率高,使用方便。
19.几种材料的比较
材料
电阻
熔点
滑动变阻器的电阻线
大
高
电热器的发热体
大
高
保险丝
大
低
20.电热的危害:由于电流的热效应,会使用电器的__________过高,加速绝缘材料的老化,甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
21.注意:
(1)由Q=I2Rt和I=可以推导Q=t,Q=I2Rt方便串联电路计算,Q=t方便并联电路计算。
(2)电热挡位的判定方法:由P=可知,在电源电压一定时,电阻越小,电功率越大,为高温挡位,反之,为低温挡位;
(3)比例关系:串联电路:====,并联电路:====。
【精练】
1.下列电学仪器中,能够直接测量电功的是( )
A.验电器 B.电压表 C.电流表 D.电能表
2.甲、乙两电热丝电阻之比为2:3,通过的电流之比为3:1,则相同时间内产生的热量之比为( )
A.2:1 B.6:1 C.1:2 D.1:6
3.下列家用电器中,主要将电能转化为内能的是( )
A.电饭锅 B.电风扇 C.洗衣机 D.电视机
4.如图所示是额定电压为3V的小灯泡的I-U变化关系图象。根据图象,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是( )
A.此过程中电流与电压成正比
B.此过程中小灯泡电阻保持不变
C.额定电流是0.3A
D.额定功率是1.5W
5.将“220V 60W”的灯泡L1和“220V 40W”的灯泡L2,串联在220V的电源上,组成闭合电路(设灯丝电阻不变),则下列说法正确的是( )
A.灯泡L1比灯泡L2亮
B.灯泡L2比灯泡L1亮
C.两灯泡的总功率大于40W
D.两灯泡的实际功率都变为其额定功率的一半
6.将口香糖的锡箔纸包装剥下来,用小刀剪成约5mm宽、10cm长的细条,做成两头宽、中间窄的纺锤形状(如图所示)。再把锡箔纸两头有亮光的一面(锡箔),分别用手摁在干电池的正负极上,3秒钟左右,锡箔纸中间狭窄部分即开始燃烧起来。关于此情景下列说法中正确的是( )
A.锡箔燃烧是因为此处电流较大
B.相同长度锡箔较窄处的电阻较小
C.锡箔中电子从电池正极流向负极
D.相同长度锡箔较窄处的电压较大
7.把“220V 800W”的电炉丝改装后接在110V的电路上,欲使改装后的实际功率仍为800W,下列改装方案中,行之有效的做法是( )
A.截取原电热丝长度的二分之一接入电路
B.将两根相同规格电热丝串联接入电路
C.将两根相同规格电热丝并联接入电路
D.将原电热丝对折后,并联接入电路
8.如图所示,只闭合开关S时灯L1的功率为9W;断开开关S,闭合S1、S2时,灯L1的功率为25W。电源电压不变,忽略温度对灯丝电阻的影响。则L1与L2电阻之比是( )
A.3:2 B.5:3 C.3:1 D.9:25
9.将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是( )
A.电冰箱产生的热量最多 B.电风扇产生的热量最多
C.电热毯产生的热量最多 D.三者产生的热量一样多
10.下表是一款智能音箱的部分参数,该智能音箱可通过语音指令直接控制影音播放,还能做你的工作秘书、天气预报员、百科解答员等,该智能音箱的电池充满电且不再外接电源的情况下,下列有关说法正确的是( )
功率
≥5W
标准电压
3.7V
电池容量
10000mA•h
A.电池储存的电能为50Wh
B.电池储存的电能为1.332×105J
C.该智能音箱工作时间理论上最长可达10h
D.该智能音箱工作时间理论上最长可达7.4h
11.某学校教室安装了如图所示的紫外线消毒灯,若该消毒灯上标有“220V 44W”字样,则该灯正常工作时的说法中,正确的是( )
A.它两端的电压为220V
B.工作电流为0.2A
C.工作1小时消耗的电能为44kW•h
D.它把电能全部转化成内能
12.如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,下列说法正确的是( )
A.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故
B.通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C.图甲中,通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1:2
D.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
13.如图甲所示电路,电源电压恒为9 V,灯泡L额定电压为6 V,通过灯泡L的电流I随其两端电压U变化关系图像如图乙所示。闭合开关S,下列分析正确的是( )
A.无论如何移动滑片,L的电阻始终为20 Ω
B.滑片向左移动过程中,L的实际功率减小
C.为保证电路安全,R接入的最小阻值为10 Ω
D.L实际功率为0.75 W时,R的阻值为24 Ω
14.阅览室中四盏标有“220V 40W”字样的日光灯,它们是 连接的,正常工作时的电压为 V,工作时将 能转化为光能和内能。
15.给手机快速充电的过程,主要是将电能转化为 能,过一会儿,充电器发烫,这是通过电流 的方式,增大了物体的内能。
16.绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯,LED灯直接把电转化为光,白炽灯由灯丝通电加热发光,正常工作时,它们亮度相同。
(1)使用 灯照明更符合绿色生态理念;
(2)两灯都正常工作时,相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 。
17.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。
18.如图所示,电源电压不变,电阻R1=20Ω,R2=10Ω,R3=30Ω。当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.1A,则电源电压为 V;整个电路的最大电功率为 W。
19.如图,当开关接1时灯泡L1正常发光,接2时灯泡L2正常发光,已知S由接1到接2时,电压表、电流表示数变化如乙图所示,则电源电压是 V,L1的额定功率是 W,L2的额定功率是 W。
20.如图所示,电源电压不变,先闭合开关S1,电流表示数为0.4A,再闭合开关S2,电流表示数增加了0.2A,则R1、R2两端电压之比为 ,R1、R2电阻值之比为 ,若电阻R1=5Ω,通电1min电阻R2产生的热量为 J。
21.王瑞同学利用“伏安法”进行实验。小灯泡额定电压为3.8V,电源电压保持9V不变,滑动变阻器规格为“40Ω 1A”。
(1)如图甲是某同学连接的实物电路图。请只改动一条导线使电路连接正确,在错误处画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(注意不能与其它导线交叉);
(2)改正错误后,调节滑动变阻器滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示,则灯泡正常发光时的电阻为 Ω(保留一位小数),小灯泡的额定功率为 W;
(3)王瑞又找来R1=10Ω、R2=20Ω、R3=30Ω定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”,只将10Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为U=4V。接下来断开开关,取下10Ω的定值电阻,换成20Ω的定值电阻,则闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向
(选填“A”或“B”)移动。
(4)实验结束后,王瑞还想知道所用的滑动变阻器的最大值与铭牌标注是否一致,但是发现电源意外损坏了,于是他找来另一个未知电压的电源(电压恒定不变),并设计了如图丙所示的电路,请你将他的实验步骤补充完整(已知定值电阻的阻值为R0)。
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关,记录此时电流表示数为I1;
②再将滑动变阻器滑片P移到 ,记录此时电流表示数为I2;
③滑动变阻器的最大阻值R滑动= (用测出的物理量和已知量的字母表示)。
22.在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中,采用了如下电路。
(1)为了在短时间内达到明显的实验效果,两烧瓶中应装入质量和初温都相同的 (选填“水”或“煤油”),实验中通过观察 来比较电流通过导体产生热量的多少;
(2)如图甲所示,两烧瓶中装有阻值不同的电热丝,可以探究电流通过导体产生的热量与 的关系;
(3)如图乙所示,两烧瓶中装有阻值相同的电热丝,闭合开关,调节滑动变阻器,使两电流表示数
(选填“相同”或“不同”),可以探究电流通过导体产生的热量与 的关系。
23.图甲为某自助式洗车机储水箱防冻系统的加热电路。S为温控开关,两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化,工作时,S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换,当储水箱水温低于5℃时,S将自动跳到“1”挡加热;若R1烧断,S将自动跳到“2”挡,使用备用电阻R2加热;当水温达到10℃时,S自动跳到“0”挡停止加热。已知储水箱容积为220L,防冻系统正常工作时电压为220V,加热功率为2.2kW。
(1)求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流。
(2)某时段防冻系统工作时,储水箱装满了水,加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示,求该系统在0~340min内消耗的电能。
(3)请根据图乙中的信息,计算防冻系统的热损耗功率。已知c水=4.2×103J/(kg•℃)。
24.交通安全要求广大司机“开车不喝酒,喝酒不开车”,酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪,其电路原理如图2甲所示。电源电压为12V,R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图2乙所示,R2为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”,即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A,调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如图1。
(1)求“调零”后变阻器R2接入电路的阻值;
(2)检测前R2工作10s消耗的电能;
(3)对某司机进行检测时,电流表示数为0.16A,依据信息窗资料,通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
参考答案
【知识回顾】
■考点一 电能、电功 ►
1.电功:电流通过某段导体所做的功叫电功,消耗电能的过程即电流做功的过程,实质是将电能转化为其他形式能的过程,可用公式 W=UIt计算电功大小,推导式有 W=Pt=I2Rt=U2t/R。
2.电能(电功):国际主单位是焦,符号是 J,日常生活中常用单位是度,物理学中叫kW·h,1 kW·h=3.6×106 J。
3.电能表的认识
作用
测量电路消耗电能(电流做功)
单位
度(kW·h)
读数
计数器末尾数字的单位是十分位
参数
220 V
额定电压
10 A
额定电流
600r/(kW·h)
每用1度电,表盘转600转
4. 注意:②计算电功公式 W=Pt=UIt是普遍适用的公式,由定义式 W=UIt和欧姆定律I=,可以推导两个式子: W=t(方便用于并联电路)和 W=I2Rt(方便用于串联电路)。
③无论串联还是并联,电路的总功 W总=W1+W2+…+Wn。
■考点二 电功率及其测量►
5.电功率:反映电流做功快慢的物理量,等于电流做的功与时间的比值。
6.电功率公式: ,若是纯电阻电路,由欧姆定律可得变形公式P=I2R或 。
7.单位:国际主单位是瓦(W),另一个单位是千瓦(kW)二者换算关系是1 kW=103 W。
8.额定电压和额定功率:额定电压是指用电器在正常工作时的电压,额定功率是指用电器在额定电压下的电功率,与实际电压、实际功率的关系如下:
P实=()2·P额
若U实=U额时,则P实=P额,用电器正常工作;
若U实<U额时,则P实<P额,用电器不能正常工作;
若U实>U额时,则P实>P额,损坏用电器。
灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的。
9.伏安法测小灯泡电功率
(1)原理是P=UI。
(2)电路图:
(3)滑动变阻器的作用:
①保护电路;
②改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流,从而实现多次测量取平均值。
注意:
(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)在测量小灯泡电阻的实验中,多次测量的目的:为了研究小灯泡的电阻是否与温度有关。
(3)在测量定值电阻的实验中,多次测量的目的是为了求平均值,以减小测量误差。
(4)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。
10.用电能表、秒表测用电器功率的原理是P= W/t。
方法是:用电能表测出用电器在某一段时间(t)消耗的电能 W=kW·h=×3.6×106 J(n、n0表示转数),则用电器的电功率为P== W。
11.几种特殊测电功率方法
(1)安阻法,如图所示:
表达式为:P=UI=I2R0·I
(2)伏阻法,如图所示:
表达式为:P=
(3)转换法,如图所示:
表达式为:P=
12.电功、电功率的综合计算题一般涉及电路变化问题,解答此类题时,应先根据开关的通、断和滑动变阻器的移动情况,确定各时刻的电路结构,最好画出等效电路图,然后根据电阻的变化情况以及“灯泡正常发光”“串联”等关键字眼,逐步分析电流和电压的变化,再灵活选择合适的公式进行求解。
13.注意:
(1)用电设备的P额、U额具有唯一性、对应性,而用电设备的U实、P实可有很多个,但U实、P实具有同体性,同时性;
(2)串、并联电路,总功率P总=P1+P2+…+Pn,串联电路电功率与电阻关系:=,并联电路电功率与电阻关系:=。
■考点三 焦耳定律与电热
14.电流的热效应:电流通过导体时电能转化为热能的现象。利用电热工作的用电器有电饭锅等。为了防止电热危害,可以加散热窗等。我们可以借助电流的热效应来判定电流的大小,这种方法叫转换法。
15.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。用公式表示为Q=I2Rt,单位是J。
16.电功和电热的关系
(1)当电路中接入的是电炉、电烙铁、电饭锅、电热壶等“纯电阻性”用电器时,消耗的电能全部(选填“全部”或“一部分”)转化为热能,即W=Q。
(2)当电路中接入的电动机、充电的蓄电池时,消耗的电能大部分转化机械能、化学能,只有一部分(选填“全部”或“一部分”)电能转化为热能,即W大于Q。此时,只能利用公式Q=I2Rt计算电热。
17.电热器的原理:电流的热效应。
18.电热器的主要结构:发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。电热器的优点:清洁环保,效率高,使用方便。
19.几种材料的比较
材料
电阻
熔点
滑动变阻器的电阻线
大
高
电热器的发热体
大
高
保险丝
大
低
20.电热的危害:由于电流的热效应,会使用电器的温度过高,加速绝缘材料的老化,甚至可能烧坏用电器。安装散热扇、散热窗加快散热。
21.注意:
(1)由Q=I2Rt和I=可以推导Q=t,Q=I2Rt方便串联电路计算,Q=t方便并联电路计算。
(2)电热挡位的判定方法:由P=可知,在电源电压一定时,电阻越小,电功率越大,为高温挡位,反之,为低温挡位;
(3)比例关系:串联电路:====,并联电路:====。
【精练】
1.下列电学仪器中,能够直接测量电功的是(D )
A.验电器 B.电压表 C.电流表 D.电能表
2.甲、乙两电热丝电阻之比为2:3,通过的电流之比为3:1,则相同时间内产生的热量之比为( B )
A.2:1 B.6:1 C.1:2 D.1:6
3.下列家用电器中,主要将电能转化为内能的是( A )
A.电饭锅 B.电风扇 C.洗衣机 D.电视机
4.如图所示是额定电压为3V的小灯泡的I-U变化关系图象。根据图象,下列关于小灯泡的一些物理量分析正确的是( D )
A.此过程中电流与电压成正比
B.此过程中小灯泡电阻保持不变
C.额定电流是0.3A
D.额定功率是1.5W
5.将“220V 60W”的灯泡L1和“220V 40W”的灯泡L2,串联在220V的电源上,组成闭合电路(设灯丝电阻不变),则下列说法正确的是( B )
A.灯泡L1比灯泡L2亮
B.灯泡L2比灯泡L1亮
C.两灯泡的总功率大于40W
D.两灯泡的实际功率都变为其额定功率的一半
6.将口香糖的锡箔纸包装剥下来,用小刀剪成约5mm宽、10cm长的细条,做成两头宽、中间窄的纺锤形状(如图所示)。再把锡箔纸两头有亮光的一面(锡箔),分别用手摁在干电池的正负极上,3秒钟左右,锡箔纸中间狭窄部分即开始燃烧起来。关于此情景下列说法中正确的是( D )
A.锡箔燃烧是因为此处电流较大
B.相同长度锡箔较窄处的电阻较小
C.锡箔中电子从电池正极流向负极
D.相同长度锡箔较窄处的电压较大
7.把“220V 800W”的电炉丝改装后接在110V的电路上,欲使改装后的实际功率仍为800W,下列改装方案中,行之有效的做法是( D )
A.截取原电热丝长度的二分之一接入电路
B.将两根相同规格电热丝串联接入电路
C.将两根相同规格电热丝并联接入电路
D.将原电热丝对折后,并联接入电路
8.如图所示,只闭合开关S时灯L1的功率为9W;断开开关S,闭合S1、S2时,灯L1的功率为25W。电源电压不变,忽略温度对灯丝电阻的影响。则L1与L2电阻之比是( A )
A.3:2 B.5:3 C.3:1 D.9:25
9.将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是( C )
A.电冰箱产生的热量最多 B.电风扇产生的热量最多
C.电热毯产生的热量最多 D.三者产生的热量一样多
10.下表是一款智能音箱的部分参数,该智能音箱可通过语音指令直接控制影音播放,还能做你的工作秘书、天气预报员、百科解答员等,该智能音箱的电池充满电且不再外接电源的情况下,下列有关说法正确的是( BD )
功率
≥5W
标准电压
3.7V
电池容量
10000mA•h
A.电池储存的电能为50Wh
B.电池储存的电能为1.332×105J
C.该智能音箱工作时间理论上最长可达10h
D.该智能音箱工作时间理论上最长可达7.4h
11.某学校教室安装了如图所示的紫外线消毒灯,若该消毒灯上标有“220V 44W”字样,则该灯正常工作时的说法中,正确的是(AB )
A.它两端的电压为220V
B.工作电流为0.2A
C.工作1小时消耗的电能为44kW•h
D.它把电能全部转化成内能
12.如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,下列说法正确的是( ACD )
A.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故
B.通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C.图甲中,通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1:2
D.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
13.如图甲所示电路,电源电压恒为9 V,灯泡L额定电压为6 V,通过灯泡L的电流I随其两端电压U变化关系图像如图乙所示。闭合开关S,下列分析正确的是( B、C、D )
A.无论如何移动滑片,L的电阻始终为20 Ω
B.滑片向左移动过程中,L的实际功率减小
C.为保证电路安全,R接入的最小阻值为10 Ω
D.L实际功率为0.75 W时,R的阻值为24 Ω
14.阅览室中四盏标有“220V 40W”字样的日光灯,它们是 并联 连接的,正常工作时的电压为 220 伏,工作时将 电能 能转化为光能和内能。
15.给手机快速充电的过程,主要是将电能转化为 化学 能,过一会儿,充电器发烫,这是通过电流 做功 的方式,增大了物体的内能。
16.绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯,LED灯直接把电转化为光,白炽灯由灯丝通电加热发光,正常工作时,它们亮度相同。
(1)使用 LED 灯照明更符合绿色生态理念;
(2)两灯都正常工作时,相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为 1:12 。
17.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 55.5 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 电流 较大。
18.如图所示,电源电压不变,电阻R1=20Ω,R2=10Ω,R3=30Ω。当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.1A,则电源电压为 3 V;整个电路的最大电功率为 0.75 W。
19.如图,当开关接1时灯泡L1正常发光,接2时灯泡L2正常发光,已知S由接1到接2时,电压表、电流表示数变化如乙图所示,则电源电压是 6 V,L1的额定功率是 3.6 W,L2的额定功率是 0.8 W。
20.如图所示,电源电压不变,先闭合开关S1,电流表示数为0.4A,再闭合开关S2,电流表示数增加了0.2A,则R1、R2两端电压之比为 1:1 ,R1、R2电阻值之比为 1:2 ,若电阻R1=5Ω,通电1min电阻R2产生的热量为 24 J。
21.王瑞同学利用“伏安法”进行实验。小灯泡额定电压为3.8V,电源电压保持9V不变,滑动变阻器规格为“40Ω 1A”。
(1)如图甲是某同学连接的实物电路图。请只改动一条导线使电路连接正确,在错误处画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确(注意不能与其它导线交叉);
【答案】
(2)改正错误后,调节滑动变阻器滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示,则灯泡正常发光时的电阻为 12.7 Ω(保留一位小数),小灯泡的额定功率为 1.14 W;
(3)王瑞又找来R1=10Ω、R2=20Ω、R3=30Ω定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”,只将10Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路,调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为U=4V。接下来断开开关,取下10Ω的定值电阻,换成20Ω的定值电阻,则闭合开关后,应将滑动变阻器的滑片向 A (选填“A”或“B”)移动。
(4)实验结束后,王瑞还想知道所用的滑动变阻器的最大值与铭牌标注是否一致,但是发现电源意外损坏了,于是他找来另一个未知电压的电源(电压恒定不变),并设计了如图丙所示的电路,请你将他的实验步骤补充完整(已知定值电阻的阻值为R0)。
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关,记录此时电流表示数为I1;
②再将滑动变阻器滑片P移到 最左端 ,记录此时电流表示数为I2;
③滑动变阻器的最大阻值R滑动= R0 (用测出的物理量和已知量的字母表示)。
22.在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中,采用了如下电路。
(1)为了在短时间内达到明显的实验效果,两烧瓶中应装入质量和初温都相同的 煤油 (选填“水”或“煤油”),实验中通过观察 两支温度计示数变化 来比较电流通过导体产生热量的多少;
(2)如图甲所示,两烧瓶中装有阻值不同的电热丝,可以探究电流通过导体产生的热量与 电阻 的关系;
(3)如图乙所示,两烧瓶中装有阻值相同的电热丝,闭合开关,调节滑动变阻器,使两电流表示数 不同 (选填“相同”或“不同”),可以探究电流通过导体产生的热量与 电流 的关系。
23.图甲为某自助式洗车机储水箱防冻系统的加热电路。S为温控开关,两个完全相同的发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化,工作时,S可在“0”“1”“2”三个挡位之间自动转换,当储水箱水温低于5℃时,S将自动跳到“1”挡加热;若R1烧断,S将自动跳到“2”挡,使用备用电阻R2加热;当水温达到10℃时,S自动跳到“0”挡停止加热。已知储水箱容积为220L,防冻系统正常工作时电压为220V,加热功率为2.2kW。
(1)求防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流。
(2)某时段防冻系统工作时,储水箱装满了水,加热功率P与工作时间t的关系如图乙所示,求该系统在0~340min内消耗的电能。
(3)请根据图乙中的信息,计算防冻系统的热损耗功率。已知c水=4.2×103J/(kg•℃)。
【解析】(1)防冻系统正常工作时电压U=220V,加热功率:P加=2.2kW=2200kW;
由P=UI可知,防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流:;
(2)由图乙可知,防冻系统在0~340min内工作的时间:t=40min+20min=60min=3600s;
由可知,防冻系统在0~340min内消耗的电能:W=Pt=2200W×3600s=7.92×106J;
(3)由可知,储水箱中水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×220×10-3m3=220kg;
从上一次加热完成到下一次开始加热,水共放出的热量:Q放=c水m水(t0-t)=4.2×103J/(kg•℃)×220kg×(10℃-5℃)=4.62×106J;
由图乙可知,这个过程需要的时间:t′=320min-40min=280min=1.68×104s;
防冻系统的热损耗功率:。
【答案】(1)防冻系统正常加热时通过电阻R1的电流为10A;
(2)系统在0~340min内消耗的电能为7.92×106J;
(3)防冻系统的热损耗功率为275W。
24.交通安全要求广大司机“开车不喝酒,喝酒不开车”,酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪,其电路原理如图2甲所示。电源电压为12V,R1是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图2乙所示,R2为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”,即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A,调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如图1。
(1)求“调零”后变阻器R2接入电路的阻值;
(2)检测前R2工作10s消耗的电能;
(3)对某司机进行检测时,电流表示数为0.16A,依据信息窗资料,通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
【解析】(1)由题意可知:U=12V,I=0.1A,R1=100Ω
串联总电阻:R总===120Ω,
变阻器R2的阻值:R2=R总﹣R1=120Ω﹣100Ω=20Ω;
(2)检测前R2在10s消耗的电能:W=I2R2t=(0.1A)2×20Ω×10s=2J;
(3)当I=0.16A,R2=20Ω时
串联总电阻:R′总===75Ω;
R′1的阻值为:R′1=R′总﹣R2=75Ω﹣20Ω=55Ω;
对应乙图此时K=12.5×10﹣3mg/100mL,此时酒精浓度为:
M=12.5×10﹣3mg/100mL×2200=27.5mg/100mL,该司机属于酒驾。
答:(1)“调零”后变阻器R2接入电路的阻值20Ω;
(2)检测前R2工作10s消耗的电能2J;
(3)该司机属于酒驾。
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