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1、专题20 电功、电功率和电热考点一:电能、电能表及其相关计算1(2019玉林)下列关于电能的说法正确的是()a可以通过电流表把电能直接测量出来b电能的单位是“度”,学名叫做千瓦c消耗电能越多的用电器,电功率就越大d消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同【答案】d【解答】a、电流表只能测量通过用电器的电流,电能表能够测量用电器消耗电能的多少。故a错误;b、电能的常用单位是“度”,学名是千瓦时。故b错误;c、由公式p知,用电器消耗电能较多,通电时间不确定,功率大小不能确定。故c错误;d、消耗电能相同的电风扇和电烙铁,电风扇产生的热量远小于电烙铁产生的热量。故d正确。2(2019衡阳)小明家上次
2、查看电能表示数为,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是()a他家在这段时间内消耗的电能为903kwhb电能表是测量电功率的仪表c若只让一个标有“220v 1000w”的电热水器正常工作10min,则电能表的圆盘转了600转d这个电能表的额定功率为2200w【答案】c【解答】a、他家在这段时间内消耗的电能w8633.5kwh8543.2kwh90.3kwh,故a错误;b、电能表是测量消耗电能的仪表,不是测量电功率的,故b错误;c、3600r/(kwh)表示电路中每消耗1kwh的电能,电能表的转盘转过3600r,只让一个标有“220v 1000w”的电热水器正常工作10min,其消耗的
3、电能为wptlkw×hkwh;则电能表的圆盘转过的圈数:nkwh×3600r/(kwh)600r,故c正确。d、根据该电能表的铭牌可知,其允许接入用电器的最大功率pui220v×10a2200w;但电能表属于测量仪表,不消耗电能,没有额定功率,故d错误。3(2019兰州)某电能表的表盘上标有“1600imp/(kwh)”的字样,将铭牌上标有“220v 1210w”字样的电热水器接在家庭电路中,只让它单独工作6min,这段时间内电能表的指示灯闪烁了160次,则该电热水器在上述时间内实际消耗的电能为kwh,实际功率为w,该电路的实际电压为v。【答案】0.1;1000;
4、200【解答】(1)1600imp/kwh表示电能表指示灯每闪烁1600次,电路消耗的电能为1kwh,电能表的指示灯闪烁160次消耗的电能为:wkwh0.1kwh;电热水器的实际功率:p1kw1000w;(2)因为电热水器的额定电压和额定功率分别为u额220v,p额1210w,由p可得,电热水器的电阻为:r40,由p可得:u2pr1000w×40,解得实际电压:u实200v。4(2019河南)在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作2min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r,热水器的实际功率为w;若不计能量损失,这段时间内热水器中50l的水可升温由于热水器的功率远大于冰箱
5、,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要(选填“粗”或“细”)。已知水1.0×103kg/m3,c水4.2×103j/(kg)【答案】2100;1.2;粗【解答】(1)电能表的转盘转70r,电热水器消耗的电能:w0.07kwh,工作时间t2minh,则该电热水器的实际功率:p2.1kw2100w。(2)电热水器消耗的电能:wpt2100w×120s2.52×105j,水的体积v水50l0.05m3,由可得,水的质量:m水水v水1.0×103kg/m3×0.053m350kg;因为不计能量损失,所以水吸收的热量:q吸w2.52&
6、#215;105j,由qcmt得,水升高的温度:t1.2。(3)由于电热水器的功率远大于冰箱,根据pui可知,电热水器工作时的电流远大于冰箱,相同条件下热水器导线上产生的热量较多。为保证线路安全,在电流和通电时间一定时,电热水器选择较粗的电源线,可以减小导线电阻,根据qi2rt可知,电源线产生的热量减少,可防止电源线快速老化而引发安全事故。5(2019辽阳)如图是威威家的电能表,由表盘上的信息可知,他家同时使用的用电器总功率不能超过w威威家有一台烤面包机,铭牌上标有“220v900w”的字样,某次烤面包机单独正常工作时,电能表的转盘转了45转,则此次烤面包机工作了min若在用电高峰期,实际电压
7、低于220v,烤面包机的实际功率将(填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】4400;1;变小【解答】由电能表参数可知,电能表正常工作时的电压为220v,允许通过的最大电流为20a,他家同时使用用电器的最大总功率:p大ui220v×20a4400w;用电器消耗的电能为:wkwh0.015kwh;根据wpt可知用电器工作的时间为:th1min;若在用电高峰期,实际电压低于220v,由于电阻不变,根据公式p可知,实际功率会变小。考点二: 滑动变阻器引起的动态电路分析(电功率)6(2019北京)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关s闭合时,灯l正常发光。如果将滑动变阻器的滑片p
8、向右滑动,则下列说法中正确的是()a电流表的示数变大,灯l变亮b电流表的示数变大,灯l变暗c电流表的示数变小,灯l变亮d电流表的示数变小,灯l变暗【答案】d【解答】由电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流;将滑动变阻器的滑片p向右滑动时,接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大;根据i可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;根据uir可知,灯泡两端的电压变小,由pui可知,灯泡的实际功率变小,故灯泡变暗。7(2019遂宁)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关s,将滑动变阻器的滑片p向右移动过程中()a电压表v的示数不变b电流表a的示数变大c小灯泡的亮度变暗d电路的总功率变
9、大【答案】a【解答】由图可知,闭合开关,灯泡与滑动变阻器并联,电流表a测量电路总电流,电压表测电源电压,所以滑片移动电压表的示数不变,故a正确;当滑动变阻器的滑片p向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据i可知,滑动变阻器所在支路中的电流变小;根据并联电路的特点可知,各支路互不影响,所以滑片向右移动,小灯泡的电流和实际功率不变,则灯泡的亮度不变,故c错误;根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,总电流变小,即电流表a的示数变小,故b错误;电源电压保持不变,总电流变小,根据pui知,电路的总功率变小,故d错误。8(2019泰州)如图,r1r2,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左滑动,电
10、压表v1示数变化量的绝对值为u1,电压表v2示数变化量的绝对值为u2,滑动变阻器r两端电压变化量的绝对值为u3,下列说法正确的是()av1示数变小,v2示数变大bv1示数变大,u1u2cv2示数不变,u1u3dv2示数变大,u1u3【答案】d【解答】由电路图可知,r1、r2、r串联,电压表v1测r1两端的电压,电压表v2测r2两端的电压,由图知,将滑动变阻器的滑片向左滑动,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由i可知,电路中的电流变大,由uir可知,r1、r2两端的电压均变大,即v1示数变大、v2示数变大,故ac错误;设滑片移动前后电路中的电流分别为i1、i2,则电压表v1示数变化量
11、的绝对值和电压表v2示数变化量的绝对值分别为:u1u1u1i2r1i1r1(i2i1)r1u2u2u2i2r2i1r2(i2i1)r2由r1r2可知,(i2i1)r1(i2i1)r2,即u1u2,故b错误;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器r两端电压变化量的绝对值:u3(ui1r1i1r2)(ui2r1i2r2)(i2i1)(r1+r2)则(i2i1)r1(i2i1)(r1+r2),即u1u3,故d正确。9(2019福建)如图电路,电源电压恒定,r112,r26,r3是定值电阻。闭合开关s1,单刀双掷开关s2接a时电流表的示数为0.6a,接b时电流表的示数可能为()a0.3
12、ab0.6 ac0.9 ad1.2 a【答案】c【解答】由电路图可知,闭合开关s1,单刀双掷开关s2接a时,r1与r3串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由i可得,电源的电压:uia(r1+r3)0.6a×(12+r3),当闭合开关s1,单刀双掷开关s2接接b时,r2与r3串联,电流表测电路中的电流,则电流表的示数:ib0.6a+,当r30时,ib0.6a+1.2a,当r3时,ib0.6a,由r3是定值电阻可知,0.6aib1.2a,结合选项可知c符合。考点三: 多开关通断引起的动态电路分析(电功率)10(2019西宁)如图所示,电源电压保持不变,闭
13、合开关s1和s2,灯l正常发光,则断开开关s2时()a电流表示数变大,灯l变亮b电压表示数变大,灯l的实际功率变小c电流表示数变小,灯l仍然正常发光d电压表示数不变,电路的总功率变大【答案】c【解答】由电路图可知,闭合开关s1和s2时,定值电阻r与灯泡l并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,当断开开关s2时,电路为灯泡l的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测通过l的电流,因电源电压保持不变,所以,电压表的示数不变,故b错误;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过灯泡l的电流不变,灯l仍然正常发光,故a错误;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路的总电流变小
14、,即电流表的示数变小,故c正确;由pui可知,电路的总功率最小,故d错误。11(2019岳阳)如图,电源电压恒定不变,若要灯泡l和滑动变阻器r串联,则只需要闭合开关;闭合开关s1和s3,断开s2,将滑片p由图中位置向右移动,灯泡l的亮度(填“变亮”“变暗”或“不变”)。【答案】s2;不变【解答】要使灯泡l和滑动变阻器r串联,应将灯泡l和滑动变阻器r首尾相连接到电源两端,则由图可知只要闭合s2,断开s1、s3;若闭合开关s1和s3,断开s2,小灯泡和滑动变阻器并联,因并联电路各支路互不影响,所以当将滑片p由图中位置向右移动,灯泡l的亮度不变。考点四: 敏感电阻引起的动态电路分析(电功率)12(2
15、019广西)用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。如图是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变。将湿敏电阻r附着在叶片上,当叶片含水量升高时()a电流表示数增大b电压表示数减小c电路总电阻减小d电路总功率增大【答案】b【解答】由电路图可知,湿敏电阻r与定值电阻r0串联,电流表测电路中的电流,将湿敏电阻r附着在叶片上,因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大,且串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以,当叶片含水量升高时,湿敏电阻的阻值增大,电路的总电阻增大,故c错误;由i可知,电路中的电流减小,即电流表示数减小,故a错误;由uir可知,r0两端的电压减小,即电压表的示数减小,故b正
16、确;由pui可知,电路总功率减小,故d错误。13(2019淄博)新型ptc发热材料可以自动调节电路的电功率,在生活中广泛应用,图甲是ptc调试工作电路,r0是保护电阻,阻值恒定;r1是ptc电阻,阻值随温度变化的图象如图乙所示。闭合开关s,当温度从20升高到120的过程中()a电流表示数先变小后变大b电压表示数先变大后变小c电压表与电流表示数的比值先变小后变大d保护电阻r0消耗的功率先变小后变大【答案】c【解答】a、甲中,两电阻串联,电压表测r1的电压,电流表测电路的电流,由图乙知,当温度从20升高到100的过程中电阻r1变小,从100升高120的过程中电阻r1变大,则根据串联电阻的规律,总电
17、阻先变小后变大,由欧姆定律可知,电路中的电流先变大后变小,即电流表示数先变大后变小,故a错误;b、电路中的电流先变大后变小,根据uir可知,定值电阻r0的电压先变大后变小,由串联电路电压的规律可知,r1的电压先变小后变大,即电压表示数先变小后变大,故b错误;c、根据欧姆定律可知,电压表与电流表的比值等于ptc电阻r1的阻值,所以电压表与电流表的比值先变小后变大,故c正确;d、因电路中的电流先变大后变小,根据pi2r0可知,r0消耗的功率先变大后变小,故d错误。考点五: 电功、电功率相关计算14(2019烟台)标有“6v1.5w”的小灯泡,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
18、灯泡串联起来,接在12v的电源两端,灯泡的电阻及实际功率约为()a24 0.67wb20 0.8wc24 0.96wd20 0.67w【答案】b【解答】因为三只灯泡串联且规格相同,则它们的电流和电阻都相同,所以这三只灯泡两端的电压都相同,根据串联电路电压规律可知,每只灯泡两端的电压都为4v;由图象可知,当u4v时,i0.2a,则小灯泡的电阻:r20,小灯泡的电功率:pui4v×0.2a0.8w。15(2019常德)有两个电路元件a和b,流过元件的电流与其两端电压的关系如图(甲)所示。把它们串联在电路中,如图(乙)所示。闭合开关s,这时电流表的示数为0.2a,则电源电压和元件b的电功率
19、分别是()a2.0v 0.8wb4.5v 0.5wc2.5v 1.0wd4.5v 1.0w【答案】b【解答】电路元件a和b串联,iaib0.2a,由图象可知:此时ua2.0v,ub2.5v;电源的电压uua+ub2.0v+2.5v4.5v;元件b的电功率pbubib2.5v×0.2a0.5w。16(2019苏州)额定电压均为6v的甲、乙两灯,iu图线如图所示。下列说法正确的是()a甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小b甲、乙两灯的额定功率之比为4:1c甲、乙两灯并联接在电压为2v的电源两端时,电阻之比为3:2d甲、乙两灯串联接在电压为8v的电源两端时,实际功率之比为1:3【答案】d【解
20、答】a由甲、乙曲线图可知,灯泡的电阻随电压的增大而增大。故a错误;b由于甲、乙两灯的额定电压均为6v,由图象可知:i甲额0.6a,i乙额0.3a,则:,故b错误;c、甲、乙两灯并联在2v的电源两端时,由图象可知:i甲0.3a,i乙0.2a,根据i可得电阻之比;,故c错误;d把甲、乙两灯串联接在8v的电源上时,通过它们的电流相等,且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和,由图象可知,当电路中的电流为0.3a,甲灯的实际电压为2v,乙灯的实际电压为6v时满足电源电压为8v,所以实际功率之比:p甲:p乙u甲i:u乙i2v:6v1:3,故d正确。17(2019德州)如图所示的电路中,a、b、c是三只电表(
21、电压表或电流表),闭合开关s,标有“3v 1.5w”的灯泡l1正常发光,标有“6v 3w”的灯泡l2发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是()a电表a为电流表,且示数为1ab电表b为电压表,且示数为3vc电表c为电流表,且示数为0.25ad闭合开关s,电路消耗的总功率为2.25w【答案】d【解答】由pui可得,两灯泡正常发光时的电流分别为:i10.5a,i20.5a,由i可得,灯泡l2的电阻:r212;因灯泡l1正常发光,灯泡l2虽然发光但较暗,所以,通过l1、l2的电流不相等,l1与l2应并联,则a一定是电流表,b是相当于导线的电流表,c是相当于开路的电压表,故b错误;此时
22、电流表a测干路电流,电流表b测l2支路的电流,电压表c测电源的电压,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡l1正常发光,所以,电源的电压uu13v,即电压表c的示数为3v,故c错误;此时通过r2的电流:i20.25a,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流表a的示数:ii1+i20.5a+0.25a0.75a,故a错误;电路消耗的总功率:pui3v×0.75a2.25w,故d正确。18(2019德阳)如图电路,电源电压为12v且保持不变。闭合开关s,当滑片p置于变阻器的中点时,电压表的示数为4v;当滑片p置于变阻器的b端时,电压表的示数变化了2v,在10s内定值电阻
23、r1产生的热量为36j则下列结果正确的是()a电路中的最大电流为1ab滑片p在中点时,10s内滑动变阻器r消耗的电能为60jc滑动变阻器r先后两次消耗的电功率之比为8:1dr1先后两次消耗的电功率之比为16:9【答案】d【解答】根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;滑片从中点到b端时,变阻器接入电路的阻值增大,由串联分压的规律可知,电压表示数(变阻器的电压)将增大,电压表示数增大了2v,即滑片在b点时电压表的示数为4v+2v6v;在10s内定值电阻r1产生的热量为36j,由qt可得r1的阻值:r1t×10s10;a、当滑片在a点时,变阻器接入电路的阻
24、值为0,电路中的电流最大,则电路中的最大电流:i最大1.2a,故a错误;b、串联电路中各处的电流相等,滑片在中点时,电路中的电流:i0.8a,10s内滑动变阻器r消耗的电能:w滑u滑it4v×0.8a×10s32j,故b错误;c、当滑片在b点时,变阻器接入的阻值最大,电路中的电流最小,电路中的最小电流:i最小0.6a,由pui可得,滑动变阻器r先后两次消耗的电功率之比:,故c错误;d、由pui可得,r1先后两次消耗的电功率之比:,故d正确。19(2019达州)如图所示,电源电压保持不变,r1、r2、r3为定值电阻,且r2r320闭合开关s,电压表v1和v2的示数之比为4:3
25、,此时电路消耗的总功率为p1;若把电压表v1和v2分别换成电流表a1和a2,闭合开关s后电流表a1的示数为i1,电流表a2的示数为i2,此时电路消耗的总功率为p2则下列结果正确的是()ar110 i1:i23:2 p1:p21:10br15 i1:i22:3 p1:p21:10cr110 i1:i23:2 p1:p210:1dr15 i1:i22:3 p1:p210:1【答案】a【解答】由图知,当闭合开关s时,r1、r2、r3串联,电压表v1测r2和r3两端的电压之和,电压表v2测r1和r2两端的电压之和,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且各处的电流相等,所以,由i可得,两电压表的示数之比
26、:,解得:r110,故bd错误;此时电路消耗的总功率:p1;若把电压表v1和v2分别换成电流表a1和a2时,r1、r2、r3并联,电流表a1测r1和r2支路电流之和,电流表a2测r2和r3支路的电流之和,因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以,两电流表的示数之比:i1:i2(+):(+)(+):(+):3:2,此时电路消耗的总功率:p2+,则p1:p2:1:10,故a正确、c错误。20(2019荆门)在如图甲所示的电路中,电源的电压恒定,滑动变阻器的最大阻值为r18,r2为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端m滑到右端n的过程中,滑动变阻器的电功率p随mn间
27、电阻r变化的关系如图乙所示,其中滑动变阻器阻值取2和8时电功率相同,则以下说法正确的有()定值电阻r24电源的电压为6v电压表的最大示数为4.5v滑动变阻器的最大电功率为2.25wabcd【答案】c【解答】由电路图可知,r1与r2串联,电压表测变阻器r1两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)由图乙可知,当r12和r18时,滑动变阻器的电功率均为p12w,因串联电路中各处的电流相等,所以,由puii2r可得,两次电路中的电流分别为:i1a,i0.5a,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压恒定,所以,由i可得,电源的电压:ui(r1+r2)i(r1+r2),即:1a×(2+
28、r2)0.5a×(8+r2),解得:r24,故正确;电源的电压:ui(r1+r2)1a×(2+4)6v,故正确;(2)由串联分压的规律可知,当变阻器r1接入电路中的电阻最大为8时,电压表的示数最大,此时电路中的电流i0.5a,则电压表的最大示数:u1大ir10.5a×84v,故错误;(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻为r时,电路中的电流:i,滑动变阻器消耗的电功率:p1(i)2r()2r,所以,当rr24时,滑动变阻器消耗的电功率最大,则p1大2.25w,故正确,综上可知,正确。21(2019盘锦)已知甲灯标有“6v 3w”字样,乙灯的额定电压是3v甲、乙两灯的u
29、i关系如图所示,则乙灯的额定功率是w确保电路安全的前提下,两灯串联使用,电路两端的最大电压是v,两灯并联使用,电路最大电流是a。【答案】1.8;8;0.9【解答】(1)由图象可知,当乙灯的额定电压是3v时,i乙0.6a,乙灯的额定功率p乙u乙i乙3v×0.6a1.8w;由pui可得,甲灯的额定电流i甲0.5a,两灯串联使用,电路中的最大电流是i甲0.5a,由图象可知,此时乙灯两端电压为2v,故电路两端的最大电压u串6v+2v8v;(2)两灯泡并联时,电路两端的最大电压为3v,由图象可知,此时流经甲的电流i甲0.3a,乙灯正常发光,故电路最大电流ii甲+i乙0.3a+0.6a0.9a。
30、22(2019哈尔滨)在安全工作条件下,将“2.5v 0.3a”小灯泡l1和“3.0v 0.3a”小灯泡l2串联在电路中工作,通过两灯的电流之比为;若将l1和l2并联在另一电源下工作,则l1和l2能消耗的总功率最大值为w(设灯丝电阻不变)【答案】1:1; 1.375【解答】(1)将小灯泡l1和l2串联在电路中工作时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两灯的电流之比为1:1;(2)将l1和l2并联在另一电源下工作时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且u12.5v,u23.0v,所以,电路两端的最大电压uu12.5v,此时小灯泡l1正常发光,通过的电流i10.3a,由i可得,小灯泡l2的电阻
31、:r210,则通过灯泡l2电流:i20.25a,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路中的电流:ii1+i20.3a+0.25a0.55a,则l1和l2能消耗的总功率最大值:pui2.5v×0.55a1.375w。23(2019南京)如图所示,电源电压恒定,r1、r2为定值电阻,r220,灯泡l标有“6v 3w”字样。(1)当s、s1、s2都闭合时,灯泡l正常发光,电流表示数为a,电路消耗的总功率为w;(2)当s闭合,s1、s2断开时,电压表示数为2v,则r1的阻值为,通电1minr1产生的热量为j。【答案】(1)0.8;4.8;(2)10;24【解答】(1)灯泡l标有“
32、6v 3w”字样,表示灯的额定电压为6v,额定功率为3w,根据pui可得,灯的额定电流为:il0.5a,当s、s1、s2都闭合时,r1短路,r2与灯并联,电流表测干路电流,由于此时灯泡l正常发光,所以通过灯的电流为0.5a,电源电压为6v,由欧姆定律可得,通过r2的电流为:i20.3a,根据并联电路电流的规律,电流表示数为:ii2+il0.3a+0.5a0.8a;电路消耗的总功率为:pui6v×0.8a4.8w;(2)当s闭合,s1、s2断开时,两电阻串联,电压表测r1的电压,电压表示数为2v,根据串联电路电压的规律,r2的电压为6v2v4v,因r1的电压为r2电压的,由分压原理可得
33、r1的阻值:r1×r2×2010,通电1minr1产生的热量为:qt×1×60s24j。考点六: 电器类相关计算24(2019贵阳)如图所示是加热器的电路图,设电源电压保持不变,r1、r2均为发热电阻丝,通过开关s1和s2的通断组合,可得到不同加热档位。该加热器最大电功率为12w,只闭合开关s1时,加热器的电功率是8w则下列判断正确正确的是()a该加热器只有两个加热档位b加热器两个发热电阻丝的阻值之比r1:r21:3c加热器功率最大时,r1与r2的电流之比为2:1d该加热器的最小电功率是8w【答案】c【解答】(1)由电路图可知,r1与r2并联连接,且均有
34、一个开关单独控制,则电加热器能有:r1工作、r2工作、r1和r2同时工作三个加热档位;故a错误;(2)开关s1、s2均闭合时,r1与r2并联,因并联电路中总功率等于各用电器功率之和,所以,r2的发热功率:p2pp112w8w4w,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由p可得,两个发热电阻的阻值之比:;故b错误;(3)由于并联电路两端的电压相等,根据pui可得:,故c正确;(4)由于p18w,p24w,所以,该加热器的最小电功率是4w,故d错误。25(2019青岛)如图甲是一个电加热器的工作原理图,其中r1和r2是阻值不变的发热电阻;下表是它的部分参数。当电加热器正常工作时,下列说法正确的是
35、()额定电压220v额定加热功率990w额定保温功率110wa只闭合开关s,加热器的功率为990wb开关s闭合,s1由断开到闭合,电路中电流变大,r2的功率变大c加热器在保温状态下工作5min,产生3.3×104j的热量d电阻r1与r2的阻值之比为1:8【答案】bc【解答】a、只闭合开关s,两电阻串联,电阻较大,根据p知,在电压一定时,电功率较小,加热器处于保温状态,则此时加热器的功率为110w,故a错误;b、开关s闭合,s1断开时,两电阻串联,s1闭合时,电阻r1被短路,只有电阻r2工作,电阻减小,根据i知,电路的电流增大,r2的电阻不变,根据pi2r2知r2的功率变大,故b正确;
36、c、加热器在保温状态下工作5min产生的热量:qwp保温t110w×5×60s3.3×104j,故c正确;d、因为p加热、p保温,且p加热990w、p保温110w,所以p加热:p保温:990w:110w,即:,解得r1:r28:1,故d错误。26(2019成都)如图甲是一种家用电器,图乙是其简化的电路图,已知r1r2,电暖器的部分参数如表中所示。闭合开关s,要让电器处于第二档工作,则应再将开关s1闭合;若电暖器在第二档正常工作10min,则产生的热量是6.9×105j额定电源220v功率选择一档950w二档1150w三档2100w【答案】s1;6.9
37、215;105【解答】由题可知,r1r2;闭合开关s、s2时,r2单独接入电路,电路中电阻最大,根据p可知,功率最小,电暖器处于第一档;闭合开关s、s1时,r1单独接入电路,电路电阻较大,根据p可知,功率较大,电暖器处于第二档;闭合开关s、s1、s2时,r1、r2并联,电路中电阻最小,根据p可知,功率最大,电暖器处于第三档;工作时间t10min600s,电暖器在第二档正常工作10min产生的热量:qwp2t1150w×600s6.9×105j。考点七: 电流热效应及焦耳定律27(2019广西)如图所示,两个透明容器中密闭着等量的空气,a,b两u形管内的液面相平,电阻丝的电阻
38、r1r2r3小明用图示装置进行实验,探究电流通过导体时产生的热量q跟什么因素有关,下列说法正确的是()a此实验在探究电热q与电阻r是否有关b通过r1的电流和通过r2的电流大小相等c电阻r1两端的电压和r2两端的电压相等d通电后,a管的液面将会比b管的液面高【答案】d【解答】由题知,电阻丝的电阻r1r2r3;a、装置中r2、r3并联后再与r1串联,通过r1的电流i1i2+i3,而i2i3,所以右边容器中通过r3的电流i3是左侧通过r1电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,故a错误;b、由图知,通过r1的电流i1i2+i3,而i2i3,所以通过电阻r1和r2的电流不相等,故b错误;c、已
39、知r1r2r3,所以r2、r3并联后的总电阻是r2r1,由于串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,所以电阻r1两端的电压大于r2两端的电压,故c错误;d、左右两容器中的电阻相同,而通过电阻r1的电流大于r2的电流,通电时间相同,由qi2rt可知,a容器中电阻r1产生的热量多,则a管的液面将会比b管的液面高,故d正确。28(2019乐山)如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,u型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝r1、r2串联在电路中,且r1r2下列说法正确的是()a该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系”b闭合开关后,
40、通过r1的电流大于r2的电流c闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢d闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片p向左移动【答案】c【解答】a、图中两电阻串联,通过的电流和通电时间相等,而电阻不同,故可研究电流产生的热量与电阻的关系,ab错误;c、根据qi2rt,因r1r2故右边容器中电阻丝产生的热量多,由转换法,甲管中液面上升比乙慢,c正确;d、闭合开关后,要使电流增大,由欧姆定律,要减小电路的电阻,故应将滑动变阻器滑片p向右移动,d错误。29(2019自贡)把一个标有“10v3w”的小灯泡和定值电阻r串联后接在电压为12v的电源上(如图所示),小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的
41、热量是()a60jb36jc30jd6j【答案】d【解答】(1)由pui可得,灯泡正常发光时的电流:il0.3a;(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,且小灯泡正常发光,所以,r两端的电压:uruul12v10v2v,因串联电路中各处的电流相等,该电路工作10s定值电阻产生的热量:qwurit2v×0.3a×10s6j。考点八: 测量小灯泡电功率30(2019河南)在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中,实验室提供了如下器材:电源电压u恒为8v,滑动变阻器规格为“20 2a“,小灯泡的额定电压u额2.5v,额定功率小于1.2w,两个阻值分别为10、2
42、0的定值电阻r0可供选择。(1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围,小聪设计了如图甲所示的电路,请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接。(2)正确连接电路后,进行实验,记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5v时,电流表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为w。实验次数物理量12345电压/v1.01.52.02.53.0电流/a0.240.320.380.44电功率/w(3)分析表中数据可得出结论:小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而。根据数据还可判断出,小聪在实验中选用的是r0的定值电阻。(4)完成实验后,爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所示的电路,所
43、用电压表量程为“015v”,请将以下实验步骤补充完整。检查电路无误后,闭合开关s,将开关s1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为;滑片不动,再将开关s1,拨至“2”,读出电压表示数为u0;小灯泡的额定功率:p额。(用u额、u0、r0表示)若步骤中,在将开关s1拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡额定功率比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。【答案】(1)如上图所示;(2)1.05;(3)增大; 10;(4)5.5v;u额;偏小【解答】(1)由pui得,小灯泡的额定电流约为:i0.48a0.6a,所以,电流表选择00.6a的量程;灯泡、r0及滑动变阻器串
44、联,故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接,小灯泡的左接线柱与r0的左接线柱连接,如图所示:(2)由(1)可知,电流表选择00.6a的量程,分度值为0.02a,示数为0.42a,则小灯泡的额定功率:p额u额i额2.5v×0.42a1.05w。(3)由表中数据可知,随着灯泡两端电压的增大,电流也增大,根据pui可知,小灯泡消耗的电功率增大,即小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大。由表中数据可知,第5次实验电流最大,此时电路总电阻最小,由i可得,第5次实验时电路总电阻:r总18.220,因r总rl+r0+r滑,已知定值电阻r0的阻值为10或20,故小聪在实验中选用的是r
45、010。(4)要测量小灯泡的额定功率,需使小灯泡两端的电压等于其额定电压,闭合开关s,将开关s1拨至“1”,小灯泡、r0和滑动变阻器串联,电压表测r0和滑动变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,灯泡正常发光时,电压表的示数:uvuu额8v2.5v5.5v。滑片不动,再将开关s1拨至“2”,电压表测r0两端的电压u0,此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流:i额。小灯泡的额定功率:p额u额i额u额。将开关s1拨至“2”,滑片向右移动稍许,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联分压知识可知,滑动变阻器两端的电压变大,定值电阻r0两端的电压u0变小,根据p额u额i额u额可知,测出的小灯泡的额定功率比
46、真实值偏小。考点九: 探究电流产生的热量跟什么因素有关31(2019东营)如图所示,物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝。将透明容器与u形管相连,接入电路。(1)组装之前,u形管内注入适量红墨水,u形管(选填“属于”或“不属于”)连通器。(2)图甲是探究在通电时间相同和相同的情况下,导体产生的热量与大小是否有关的装置。(3)实验中通过观察的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列研究实例采用研究方法与此相同的是。 a探究电流与电压、电阻的关系b用铁屑显示磁体周围磁场分布 c研究光的传
47、播时,引入“光线”d扩散现象表明分子在不停地做无规则运动(4)由图乙所示,电流表的示数为a,在这种情况下,右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是j。(5)某实验小组发现通电一段时间后,其中一个u形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是。【答案】(1)属于;(2)电流;电阻;(3)u形管液面高度差;bd;(4)2;200;(5)透明容器密闭性不好(透明容器漏气、对应电阻丝短路)【解答】(1)由图知,u形管内注入适量红墨水,上端开口,下端相连通,所以属于连通器;(2)由图知,阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中,通过的电流和通电时间都相同,所以探究的是电流产生热量与电阻的关系;(3)电流通过导体产生热量的
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