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文档简介
1、优秀学习资料欢迎下载电功率1如图所示的是探索焦耳定律的实验装置,已知R1 R2,闭合开关后,通过两端电阻丝的电流于_I 2,电阻丝两端的电压U1_小于 _U2。I 1_等2如图 1 所示的是一则公益广告,浓浓的孝心透着社会主义核心价值观。小明的爷爷网购了一台电热足浴器, 其铭牌的部分参数如图2( 甲部分 ) 所示,电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图2( 乙部分 ) 所示,求:(1) 此时足浴器的工作电流。 ( 计算结果保留一位小数 )(2) 足浴器装入最大容量、初温为22 的水,当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量。(3) 上述加热过程耗时 16 min ,该足浴器的热电效率。
2、图 1图 2解: (1) 由图乙可知,此时电热足浴器的电功率P500 W,P500 W由 P UI 得,此时足浴器的工作电流I U220 V 2.3 A ;(2) 足浴器装入最大容量时水的体积333mm V 1.0 ×103V 5 L 5 dm 5×10m,由 得,水的质量Vkg/m 3×5× 103 m3 5 kg,则水所吸收的热量Q吸 cm(t t 0) 4.2 ×103 J/(kg · ) ×5 kg× (42 22 ) 4.2 ×105 J ;(3) 加热时间 t 16 min 960 s ,WW
3、 Pt 500 W× 960 s 4.8 ×105J ,由 P 得,电热足浴器消耗的电能t则该足浴器的热电效率Q吸4.2 ×105 J 5 87.5%。W4.8 × 10J答: (1) 此时足浴器的工作电流为2.3A ;(2) 当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量为4.2 ×105 J ;(3) 上述加热过程耗时 16 min ,该足浴器的热电效率为87.5%。3某市中考实验操作考试时,实验员为同学们“探究小灯泡的额定电功率”准备了以下器材:额定电压为 2.5 V 的小灯泡 ( 正常发光时电阻约为 10 ) 、规格为 “10 1 A
4、”的滑动变阻器、新干电池4 节、开关、电流表、电压表、导线若干。【设计实验与制订计划】优秀学习资料欢迎下载(1) 请你用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整;(2) 在闭合开关前,应将滑片 P 移到最 _右 _( 选填 “左 ”或 “右”) 端;(3) 在虚线方框内画出对应的电路图;(4)经检查,电路连接无误,各元件完好。闭合开关后,无论怎样移动滑片P,电压表的示数都调不到2.5V ,存在这种问题的原因是 _电源电压过大 _,让小灯泡正常发光最简便的方法是_减少一节干电池 _;(5) 解决上述问题后,移动滑片P 使电压表的示数为 2.5 V 时,小灯泡正常发光,此时电流表示数图如乙所示,则
5、小灯泡的额定功率是_0.5_W。 解析 (1) 如图所示:(3) 根据实物图,画出电路图如下图:【实验器材】额定电压为(1) 连接电路时,开关要4实验:测量小灯泡的电功率2.5 V 的小灯泡 ( 正常发光时的电阻约为6 ) 、滑动变阻器 ( “10 2 A ”) 、新的干电池两节、开关、导线若干等。【实验原理】_P UI_【实验步骤】_断开 _;如图甲所示的实物图连接中,连接不妥之处为_电流表量程选择错误 _。优秀学习资料欢迎下载(2) 闭合开关后,若出现下表所述的现象,请在表中空格处填写可能的原因:现象电灯的电流表电压表可能的原因亮暗1亮有示数无示数电压表断路2不亮无示数有示数小灯泡断路(3
6、) 排除故障后,当移动滑片 P 到某位置时,电压表示数如图乙所示;若要测量小灯泡的额定功率,此时应在此位置基础上将滑片P 向 _左 _( 选填 “左”或 “右 ”) 移动,使电压表的示数为_2.5_V ,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是_1_W。5如图所示,电源电压恒定,小灯泡上标有“2 V1 W”的字样,滑动变阻器R2 的最大阻值为50 。(2) 断开开关(3) 断开开关S1,闭合开关S2,闭合开关求:(1) 小灯泡正常发光时的电阻。S、 S2、 S3,将滑片 P 移到距 a 端的长度为总长恰好正常发光,电源电压是多少?S、 S1、 S3,将滑片P 移到 a 端时,电流表示数
7、为ab 的 l/5位置时,小灯泡2 A ,此时电压表示数是多L少?定值电阻R1 的阻值是多少?2(2 V)2解: (1)R UL 4 LPL1 W(2) 当断开开关 S1,闭合开关 S、 S2、S3 时, R1 被短路,灯泡 L 与 R2 串联:R2 1/5 ×50 10 PL1WI I LUL2 V 0.5 AU总 IR 总 I(R 2 RL) 0.5 A ×(10 4) 7 V(3) 当断开开关 S2,闭合开关 S、S1、 S3,滑片 P 移到 a 端时,灯泡 L 与 R1 并联。由于小灯泡两端的实际电压为7 V,远大于它的额定电压此时电路中只有电阻2 V,故小灯泡将被
8、烧断,电压表示数为 R1 在工作。7 V 。U7 VR1I 2 A 3.56在测定性实验中:(1) 如图所示,在圆圈中填上电流表或电压表的符号。只闭合开关S3,可以测量小灯泡的功率。请设计测量小灯泡功率时的记录实验数据的表格;优秀学习资料欢迎下载测量小灯泡的功率的记录实验数据表格实验次数U/VI/A灯泡亮度P/W(2) 如图所示,只闭合开关S2 和 S4,电源电压保持3 V 不变,电流表的量程是0 0.6 A,电压表的量程是 0 3 V,则电路中允许的最大总功率是_1.8_W。7 ( 不定项选择 ) 如图所示的是某电器内部的电路结构图,R1、 R2为阻值相同的电热丝,不同的连接方式,其发热功率
9、不同。下列关于甲、乙、丙、丁四种连接方式的说法正确的是(BCD)A甲的发热功率与丙的发热功率相等B丁的发热功率是丙的发热功率的2 倍C丙的发热功率是乙的发热功率的2 倍D丁的发热功率是乙的发热功率的4 倍8如图所示,这是某地区的一种仪表表盘,它是_电能 _表,此时的表盘读数是6112 1 。9如图所示,电路中电源电压可调,小灯泡L1 标有 “6 V6 W”的字样,小灯泡L2 、L3 标有 “6 V12 W”的字样。 ( 假设小灯泡电阻不变)(1) 闭合 S2,断开 S1、 S3,调节电源电压使电压表V2 的示数为6 V ,求 L 2 的实际功率。(2) 闭合 S1、S3,断开 S2,调节电源电
10、压使电压表V1 的示数为3 V ,求 L1 的电阻。(3) 闭合 S1、 S2、 S3,画出此时的等效电路图。调节电源电压为18 V ,求此时L3 的实际功率。优秀学习资料欢迎下载解: (1) 闭合 S2,断开 S1、 S3 时, L2、 L3 两灯串联, U2 实 U2 额 6 V,则 P2 实 P2 额 12 W。(2) 闭合 S1、 S3,断开 S2 时, L1、 L3 两灯并联,据题意,小灯泡电阻不变。2(6 V)2U额1R1P1额6 W 6 (3)S 1、 S2、 S3 均闭合时, L1、 L3 两灯并联, L2 短路,等效电路如图所示:因为 L3两端的电压远高于其额定电压,则L 被
11、烧坏,所以实际功率为0 W。310江西省居民生活用电试行阶梯电价听证方案:每月耗电第一挡电量为150 度及以内, 维持现行价格不变,即每度电 0.6元;第二挡电量为 151 至 280度,每度电0.65 元;第三挡电量为 281 度以上,每度电 0.9 元。小袁家上月初和上月底电能表的示数如图所示,则她家上月用电为_215_kW·h;如据此听证方案计算,她家上个月电费要比原来多付_3.25_ 元。电功率一、填空题1标有 “ 220 V 40 W”的灯泡甲和 “ 220 V 100 W ”的灯泡乙, 其灯丝长短相同,可发现 _乙 _灯泡的灯丝较粗;若将这两个灯泡串联在220 V 的电源
12、上,则 _甲_灯泡更亮一些。(选填 “甲 ”或 “乙”)2英国物理学家焦耳用近 40 年的时间做了大量实验,研究电流产生的热量,提出了焦耳定律,焦耳定律可用公式 _Q I2Rt_来表示。某家庭单独使用电饭锅,用时15 min ,电能表的示数由图甲示数变成图乙示数,则该电饭锅在这段时间内消耗电能约为_0.4_kW ·h_。3小明家新买了一个电热水器,刚接入电路,家里的空气开关就断开了。他猜想造成空气开关断开的优秀学习资料欢迎下载原因是:连入电路中的用电器总功率过大:电热水器或插头处短路。于是他请电工师傅检修后,将空气开关复位,只让电热水器单独工作,家里标有“2 000 r/(kW
13、183;电h)能”表的转盘3 min 内转了 100 转,电热水器的功率为_1_000_W 。小明的猜想_ _(选填序号 )是正确的。 (已知电热水器接入电路前,小明家正在使用的用电器的总功率约为3 200 W ,空气开关允许通过的最大电流为40 A)二、选择题4电业局为每一户居民安装了一个仪表,用该仪表来测量居民家中每个月消耗的电能,从而计算出该交多少电费。该仪表的中文标准名称及国际通用读数单位是( A )A 电能表 kW·h B电压表 VC电流表 A D电表度5家用空调正常工作时的电功率最接近( A )A1 000 W B100 WC10 W D1 W6小萌在更换灯泡时发现灯泡上
14、标有“ 220 V 40 W”的字样。下列说法中正确的是( D )A 该灯泡只能在 220 V 电压下工作B 该灯泡的实际功率是 40 W 不变C该灯泡每秒消耗的电能是40 WD该灯泡正常发光时的功率是40 W7小红在做 “探究串联电路电压的规律”实验时,连好了如图所示的电路,闭合开关S 后发现 L1 正常发光, L2 只能微弱发光,以下对于这一现象产生原因的分析中,合理的是( D )A 灯泡 L2 发生了断路B 灯泡 L2 发生了短路C由于灯泡L 2 的电阻较大,其实际功率较小D由于灯泡L 2 的电阻较小,其实际功率较小8某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系,设计了如下电路图,
15、其中正确的是( B )9如图所示的是 “探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路, 以下说法正确的是( C )A 闭合开关S1、 S2,通过三根电阻丝的电流相同优秀学习资料欢迎下载B 先闭合开关 S1,再闭合开关S2,电流表示数保持不变C先闭合开关 S1,再闭合开关S2,通过右容器中电阻丝的电流变小D闭合开关 S1、 S2 一段时间后,右边U 形管内的液面比左边U 形管内的液面高10已知一台直流电动机两端的电压为6 V,通过电动机的电流为2 A,线圈的电阻为0.5 .则在 1 min内电动机消耗的电能及产生的热量分别为( A )A720 J,120 JB 720 J, 720 J
16、C720 J, 600 JD 600 J, 120 J 解析 电动机产生的热量 QI2 Rt(2 A) 2× 0.5 × 60 s 120 J。电动机消耗的电能为W UIt 6 V×2A×60 s 720 J。故 A 项正确, B 、 C、 D 项错误。11电炉通电一段时间后,电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却几乎不发热,这主要是因为( D )A 通过导线的电流大于通过电炉丝的电流B 导线的电阻远大于电炉丝的电阻C通过导线的电流小于通过电炉丝的电流D导线的电阻远小于电炉丝的电阻I 和通电时间 t 相等,由于 Q I 2Rt, R 电炉丝 R 导线 ,
17、即电 解析 电炉丝与导线串联,通过它们的电流阻越大,相同时间内产生的热量越多。三、简答题与计算题12综合问答一家庭中的物理:小雨用电热水器将水加热。他洗完头发开窗通风时被风一吹感到凉。他看到妈妈腌的鸡蛋悬浮在盐水中。请用 (开头 4 个字 ) (结尾 4 个字 ) 将你所选的内容写出来,并用所学的知识进行解释。答:电热水器 将水加热:电能转化为内能;洗完头发 吹感到凉: 开窗通风时风一吹, 加快了人体表面的空气流速, 从而加快了人身上水分的蒸发,水蒸发要吸热,所以人会感觉很凉。看到妈妈 在盐水中:因为鸡蛋的密度小于盐水的密度,所以,腌的鸡蛋悬浮在盐水中。13如图是电饭锅工作原理的简化电路图,电
18、饭锅有两挡,分别是高温烧煮和低温焖饭,S1 为挡位自动控制开关, R0 和 R 均为电热丝, R0 的阻值为 1 210 ,该电饭锅铭牌技术参数如表所示(低温焖饭挡额定功率模糊不清 )。求:某型号电饭锅额定电压220 V额定功率高温烧煮840 W低温焖饭电源频率50 Hz(1) 电饭锅高温烧煮 0.5 h 消耗的电能。(2) 电饭锅低温焖饭时的额定功率。(3) 电热丝 R 的阻值。解: (1) 电饭锅高温烧煮的功率 P 高 840 W ,烧煮时间 t 0.5 h 1 800 s,由 P Wt 得,电饭锅高温烧煮消耗的电能 W P 高 t 840 W×1 800 s 1.512
19、5; 106 J。优秀学习资料欢迎下载(2) 当开关 S 闭合、 S1 断开时,仅有R0 接入电路,电路电阻较大,根据P U2可知,电压一定时,电路R2电阻越大,电功率越小,此时电饭锅处于低温焖饭状态;电饭锅低温焖饭时的额定功率P 低 U R0( 220 V)21210 40 W。2(3) 当开关 S、S1 都闭合时, 电热丝 R、R0 并联接入电路, 电路电阻较小, 根据 PU 可知,电压一定时,R电路电阻越小,电功率越大,此时电饭锅处于高温烧煮状态;则电热丝R 消耗的电功率 PP 高 P 低840 W40 W800 W,22(220 V )2由 PU 得,电热丝 R 的阻值 RU 60.5
20、 。800 WRP答: (1)电饭锅高温烧煮0.5 h 消耗的电能为1.512× 106 J;(2) 电饭锅低温焖饭时的额定功率为40 W;(3) 电热丝 R 的阻值为 60.5 。14把分别标有 “ 220 V40 W”和“ 36 V40 W”的两只白炽灯 L 1 和 L 2,串联接在电压恒为 220 V 的照明电路中,且两灯电阻不变,求:(1) 两只灯泡的电阻。(2) 两只灯泡实际功率之比。解: (1)由 P U22( 220 V)22(36 V)2可得: R U 11 210 ; RU 2 32.4 。R1P140 W2P240 W(2) 因为串联电路中处处电流相等,因此由 P
21、 I 2R 可得, P1 实 P2 实 R1 R2 1210 32.4 3 025 81。答: (1)两只灯泡的电阻分别为1 210和 32.4 ;(2)两只灯泡实际功率之比为3 025 81。15小强买了一个自动电热水壶,其铭牌如下表,小强装了1 L 的水,加热 6 min 后把水烧开,水壶自动断电。已知大气压为 1 个标准大气压, 家庭电路电压为220 V ,电热水壶的电阻不变, 水的初温为 20 ,c 水 4.2 ×103 J/(kg ·), 水 1.0 ×103 kg/m 3 。求:(1)这壶水吸收的热量。(2)电热水壶的热效率。(3)在用电高峰期,电路中
22、的实际电压降为198 V 时,电热水壶的实际功率。自动电热水壶型号WL100F电源220 V50 Hz额定功率1100W容量1 L解: (1)由 m得,水的质量m 水 V 1.0× 103 kg/m 3× 1×10 3m3 1 kg ;V水升高到 100 吸收的热量Q吸 cmt 4.2 ×103J/(kg·)× 1 kg× (100 20 ) 3.36 ×105J;(2)由 P W得,电热水壶在 6 min 消耗的电能为W Pt 1 100 W×6×60 s3.96 ×105 J;t电
23、热水壶的热效率为 Q吸5J 84.8%。 3.36 ×10 5W3.96× 10J22(220 V)2(3)U 得,电热水壶的电阻RU 44 1100W由 PUI RP优秀学习资料欢迎下载2(198 V)2当电压为 198 V 时,实际功率为 PU891 W。44 R答: (1)这壶水吸收的热量为3.36 ×105 J;(2) 电热水壶的热效率 84.8%;(3) 电路中的实际电压降为198 V 时,电热水壶的实际功率为891 W 。四、实验与探究题16用如图甲所示的电路测量 “小灯泡的电功率 ”,所用器材有:电压为 6 V 的电源,额定电压为 2.5 V 的小灯
24、泡 L( 电阻约为 10 ),以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线。(1) 用笔画线代替导线,将如图乙所示的实物电路连接完整。( 导线不能交叉 )(2) 移动变阻器的滑片P 至某点时, 如图丙所示, 电压表的示数为_2.0_V ,电流表的示数为_0.24_A ,小灯泡的电功率为_0.48_W 。该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有调节灯的_两端电压 _作用。(3) 在测量小灯泡的额定功率时, 移动滑片 P,同时眼睛应注视 _电压 _表的示数, 并观察小灯泡的亮度,记录另一只电表的示数。U可得,灯泡中的电流 I U 2.5 V 0.25 A 0.6 A ,所以电流表的量程选
25、择0 0.6 A解析 (1)根据 IRR10 的量程;故将电流表0.6 A 的接线柱与灯泡左接线柱相连,如图所示:(2) 由丙可知,电压表量程0 3 V ,分度值是 0.1 V ,电压表示数 2.0 V ,电流表量程是0 0.6 A ,分度值是 0.02 A ,电流表示数是0.24 A ,灯泡功率PUI 2.0 V ×0.24 A 0.48 W ;此题滑动变阻器的作用是使电压表的示数为额定电压2.5 V ,因此具有调节灯两端电压的作用;(3) 闭合开关, 移动滑动变阻器滑片 P,眼睛应注视电压表的示数, 使灯泡两端电压等于灯泡额定电压为止,此时灯泡的实际功率才等于灯泡额定功率。因此眼
26、睛应注视电压表的示数。17某同学做 “测定小灯泡的电功率 ”实验,电源电压 3 V 且保持不变,滑动变阻器标有 “3 A 5 ”的字样,所用小灯泡是额定电压为“ 2.5 V ”和 “2.2 V中”的一个。优秀学习资料欢迎下载(1) 电路图如图甲所示,图中尚有两根导线未连接,请用笔画线代替导线补上。(2) 在连接电路中,开关应处于 _断开 _(选填 “闭合 ”或“断开 ”)状态。(3) 闭合开关前,滑动变阻器上的滑片,应移到_左 _(选填 “左”或 “右 ”)端。(4) 闭合开关后,移到滑动变阻器的滑片,发现滑片在中点附近位置时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙,小灯泡的额定电流为 _0.3
27、_A ,则该实验中所用小灯泡的额定功率为 _0.66_W 。继续移到滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发出耀眼的亮光,则此时小灯泡的功率 _大于 _(选填 “大于 ”“等于 ” 或 “小于 ”)额定功率。 解析 (1) 灯泡额定电压为2.5 V 或 2.2 V ,电压表选择0 3 V 量程,与灯泡并联,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。将开关左端接线柱与电流表负接线柱相连,将灯泡右端接线柱与电压表“3接”线柱相连,如图:18在 “测定小灯泡的电功率”的实验中 (小灯泡有 “ 3.8 V字”样 ),电源电压恒定。(1) 请你用笔画线代替导线,将甲图中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑片 P 向右滑动时灯泡变亮。(2) 在检查连接时,变阻器滑片P 应移到 _A_( 选填 “ A”或 “ B”端),目的是为了保护电路。(3) 实验时,要使小灯泡正常发光,应移动滑动变阻器滑片P 使电压表示数为_3.8_时,电流表示数如图乙所示,通过灯泡的电流为_0.3_A ,灯泡的额
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