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文档简介
专题06电功率内容早知道☛第一层巩固提升练(3大考点)考点一电能表的相关计算考点二额定功率和实际功率考点三测量小灯泡电功率考点四实验探究电流热效应考点五电功、电功率和电热的综合计算☛第二层能力提升练☛第三层拓展突破练电能表的相关计算⭐积累与运用⭐积累与运用(1)由电能表转盘的转数n和每消耗1kW·h电能的转数N,计算消耗的电能W,即;(2)根据消耗的电能W和时间t,计算用电器的功率P,即;(3)根据电能表的工作电压U和允许通过的最大电流I,计算这个电能表允许接入的用电器的最大功率P=UI。1.王华家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是()A.电能表是测量电功率的仪表B.他家在这段时间内消耗的电能为90.3kW·hC.只将一盏标有“220V,100W”的电灯接在电路中,正常工作1h,转盘转3600圈D.这个电能表的测量值是以“J”为单位2.关于图中的电能表,说法正确的是(
)A.电能表正常工作的标定电流是40AB.电能表是测量电路消耗电能多少的仪表C.电能表的示数为2023.6JD.脉冲指示灯闪的越快,电路消耗电能越多3.如图所示分别是小丽家上月初和上月末电能表的示数,结合表盘上的信息,下列说法正确的是()A.电能表是测量电功率的仪表B.小丽家上个月消耗的电能是101.1kW·hC.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2JD.电能表上指示灯闪烁的越快,说明电路中用电器消耗的电能越多4.如图所示电能表,该电能表的示数为kW·h;将此电能表接入家庭电路中,当关闭其它用电器,让一空调单独工作0.5h时,观察到电能表的铝盘转动了300圈,则该段时间空调消耗的电能是kW·h。额定功率和实际功率⭐积累与运用⭐积累与运用(1)实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率,额定功率是指用电器在额定电压下消耗的电功率。(2)实际功率不一定等于额定功率,只有当用电器在额定电压下工作时,其实际功率才会等于额定功率。(3)额定电压是唯一的,所以额定功率也是唯一的,但实际功率不是唯一的。(4)当U实>U额时,P实>P额;当U实>U额时,P实<P额;当U实=U额时,P实=P额。(4)进行额定功率和实际功率计算时,一般可认为用电器的电阻不随温度的变化而变化。此类题目常常结合用电器的铭牌或说明书,给出了额定电压、额定功率等条件,要注意运用和来计算额定电流和用电器的电阻;若给出了实际,则实际功率为。5.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,甲灯上标有“220V25W”字样,乙灯上标有“220V100W”字样,下列说法中正确的是()A.“220V”表示灯泡工作时,两端的实际电压为220VB.甲灯额定功率大于乙灯的额定功率C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多D.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电功率大6.某型号电饭煲有加热和保温功能,如图是其内部电路原理图,如表是该电饭煲的铭牌。在当开关S(选填“断开”或“闭合”)时,电饭煲处于加热挡,电热丝R2的阻值是Ω。若家庭电路中,仅使用电饭煲加热挡工作3min,标有“2000imp/(kW•h)”字样的电能表闪灯100次,电饭煲的实际功率为W。额定电压220V保温功率44W加热功率1210W7.小新利用如图所示的电路测量小灯泡的电功率,已知小灯泡的电阻随温度的升高而增大,实验中电源电压为4.5V保持不变,小灯泡正常发光时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数为0.2A,则小灯泡的额定功率为W;继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡的实际电功率(选填“变小”、“变大”或“不变”)。这段时间内,若小灯泡电阻变化量的绝对值是ΔR1,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是ΔR2,则ΔR1ΔR2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。8.小明发现家中空调每制冷工作10min后,就转变成送风状态工作5min,再转变为制冷状态,如此反复。为了测量空调制冷时电功率,他在空调插座处接入一个电能表用于测量空调消耗的电能。相关数据见表。空调送风10min所消耗的电能为kW·h,30min内空调消耗的电能为kW·h,空调制冷时的电功率为kW。9.小林家新买了一个电蒸锅,如图所示为其内部简化电路图,它有加热和保温两个挡位R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为484Ω,加热挡功率为1200W,已知水的比热容。求:(1)当闭合开关时,电蒸锅处于保温挡。电蒸锅正常工作时,求保温挡的功率;(2)当电蒸锅正常工作时,电阻R2的阻值;(3)若电蒸锅的加热效率为84%,要使1kg的水温度升高80℃需要消耗多少J电能?测量小灯泡电功率⭐积累与运用⭐积累与运用在测量小灯泡电功率实验中主要考查的内容有:实验原理(P=UI)、实验器材、实验电路图和实物电路图的连接、各仪器的用法、电路故障的分析与排除、数据处理等。实验过程中应注意的问题有:要按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则,将它们正确地接入电路;在利用滑动变阻器改变小灯泡两端电压时,要看着电压表的示数,调节滑动变阻器滑片,以免烧坏小灯泡。特别注意的是:在测量小灯泡电功率的实验中,多次测量的目的是测量在不同电压下小灯泡的实际功率,而不是取平均值来减小误差。10.如图甲所示是小明测量小灯泡电功率的实验电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5V。(1)该实验用到的器材有电源、开关、滑动变阻器、小灯泡,电压表、电流表、;(2)在连接电路时,开关要,滑动变阻器的滑片P应滑到“b”端起到作用;(3)小明确认电路连接无误后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数有变化,电压表没有示数,小灯泡不发光,则电路的故障是;(4)根据测出的数据,小明画出了小灯泡的电流与电压的关系图象(如图乙所示),发现图象是弯曲的,其主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而(选填“增大”、“减小”或“不变”);(5)小灯泡两端的电压是1.25V时,它的实际功率额定功率(选填“>”、“<”或“=”)。11.小梦在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材:电源(电压恒为6V)、待测小灯泡额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为8Ω、电流表、电压表、开关、规格分别为R1(10Ω
1A)和R2(30Ω
0.5A)的滑动变阻器各一个、若干导线。(1)请用笔画线代替导线将如图甲所示的实验电路连接完整;(2)为完成本次实验,小梦应选择的滑动变阻器是(选填“R1”或“R2”);(3)小梦连好电路后,闭合开关、移动滑片P至某位置时,电压表的示数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向(选填“左”或“右”)端移动;(4)小梦通过实验绘制出小灯泡的U-I图像如图乙所示,分析图像可知:①小灯泡的额定功率为W;②小灯泡灯丝的电阻随两端的电压的增大而增大,其原因是灯丝的电阻与有关。12.在“测量小灯泡电功率”的实验时,实验室提供了如下器材:额定电压为3.8V的小灯泡(正常工作时电阻大于10Ω),电源电压恒为4.5V,滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将左图所示实物电路补充完整。(2)闭合开关前,应把滑片置于最左端,目的是;闭合开关后,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是小灯泡;(3)正确连接电路,做完第二组实验时,测得灯泡两端的电压为2V,要让灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向(选填“左”或“右”)端移动;(4)小琪记录了多组电流表示数I和电流电压表示数U的值,如下表所示。分析表中数据可知,小灯泡的额定电功率为W(保留2位小数)电压U/V1233.8电流I/A0.10.180.240.26(5)利用上述实验数据,还可以计算出小灯泡的阻值,但不能求平均,因为;(6)实验结束后,小明认为上述实验方案中,电压表读数不准确,利用原器材又设计了如右图所示的实验电路,电压表的量程接入“0~3V”,他认为当电压表示数为0.7V时,小灯泡正常发光,就可以准确完成该小灯泡额定电功率的测量。你认为他的做法在实际操作中是否可行,说明理由:。13.小闯同学用图1的电路图测量“小灯泡正常发光时的电阻”,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,图2是未连接完整的实验电路;(1)按照电路图图1将实物图中的电路元件连接补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大,在连接电路中,导线不能交叉;(2)在连接电路过程中,开关要,并将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,其目的是;(3)他在检查仪器时,发现电流表指针如图3所示,此时应将电流表的指针调到位置;(4)纠正错误后闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,同时观察(选填“电压表”或“电流表”)示数的变化,当电压表的示数如图4所示时,其读数为V;若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片P应向(选填“A”或“B”)端移动;(5)实验时闭合开关,两表均有示数,若将小灯泡从灯座中取走,电流表示数(选填“有”或“无”);(6)通过移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图5所示,画完图像发现图线是一条曲线,原因是;(7)小闯最后不仅测出了小灯泡正常发光时的电阻是,还测出了小灯泡的额定功率是W;(8)如果还想测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,但是电压表的15V量程已经损坏,在不改变原器材的情况下,你的办法是。14.小明用如图甲所示的电路,测定额定电压为2.5V的小灯泡(电阻大约为)的额定功率,已知电源电压恒为4.5V。(1)请将实物电路连接完整;(2)现有甲(,0.3A)、乙(,0.5A)、丙(,1A)三个滑动变阻器可供选择,则应选择滑动变阻器(选填“甲”、“乙”或“丙”)连入电路比较合适;(3)由于电源电压高于小灯泡的额定电压,连接好电路后,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应当置于(选填“A”或“B”)端;(4)电路连接好后,闭合开关,电压表的指针没有偏转,但电流表的指针却有很大幅度偏转,灯泡不亮,发生这种现象的原因是;(5)使小灯泡正常发光的条件:,小灯泡正常工作时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W;(6)小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据,做出了的关系图像,根据你的经验,符合实际的应该是下列的图(选填“a”、“b”或“c”),这是因为。实验探究电流热效应⭐积累与运用⭐积累与运用纯电阻电路非纯电阻电路电功电功率电热发热功率15.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)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;(2)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(3)在如图乙这种情况下,左侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是J;(4)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。16.如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验装置。(1)将、两电阻串联在电路中,目的是;两电阻产生热量的多少可以通过观察来比较;(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间后,可以得出结论:;(3)家用电暖器,发热管热的发红,而串联的电线却不怎么热,主要是因为发热管的比电线的大;(4)完成上述实验后,小明同学受到启发,对装置进行改造,准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验,A、B两个电阻丝的电阻应该是(选填“相同”或“不同”)的;(5)两个烧瓶中分别加入初温相同、相等的水和煤油,通电一段时间后,煤油的温度更高,说明(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。17.同学们在探究电流流过导体产生的热量多少与什么因素有关时,采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图并回答:(1)实验中要比较电阻丝产生的热量的多少,只需比较与之相连的U形管中液面的;(2)甲装置可探究电流产生的热量与的关系。通电一段时间后,(选填“左”或“右”)侧容器中U形管中液面的高度差大;(3)乙装置中电阻R3的作用主要是;(4)某小组在利用乙图进行实验探究时,误将右侧空气盒外面的5Ω电阻也放入盒中,请判断该小组U形管液面高度侧更高;(5)若通电时间为8s,电流为2A,甲图中左侧电阻产生的热量为J。18.如图是探究电流通过导体时产生热量的实验,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器,回答下列问题:(1)四个透明容器中着的气体;(2)实验中通过观察的变化来比较导体所产生热量的多少,下列研究实例采用的研究方法与此相同的是;A.探究电流与电阻的关系B.用铁屑显示磁体周围磁场分布C.类比水流学习电流D.研究光现象时,引入光线(3)用甲装置进行实验时,通过控制通电时间和电路中的不变,来研究导体产生热量与的关系;(4)在乙装置中,C、D透明容器中相同时间内产生热量较多的是容器,R3的作用是。19.生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,小明设计了如图所示的甲、乙两组实验装置。(1)电炉丝是利用电流的工作的,图中的实验结果能解释电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。(2)如图乙所示,将两段5Ω电阻丝并联,是为了研究电流产生的热量与的关系,继续通电20s,两侧U形管液面高度都要比前15s变化得大,这表明电流产生的热量还与有关。电功、电功率和电热的综合计算⭐积累与运用⭐积累与运用在测量小灯泡电功率实验中主要考查的内容有:实验原理(P=UI)、实验器材、实验电路图和实物电路图的连接、各仪器的用法、电路故障的分析与排除、数据处理等。实验过程中应注意的问题有:要按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则,将它们正确地接入电路;在利用滑动变阻器改变小灯泡两端电压时,要看着电压表的示数,调节滑动变阻器滑片,以免烧坏小灯泡。特别注意的是:在测量小灯泡电功率的实验中,多次测量的目的是测量在不同电压下小灯泡的实际功率,而不是取平均值来减小误差。20.如图,电源电压不变,小灯泡标有“6V,3W”字样,滑动变阻器最大阻值为24Ω。(1)小灯泡正常工作时的电阻;(2)小灯泡正常工作10min将消耗多少电能?(3)当滑片P在中点时,小灯泡恰好正常发光,则电源电压为多少伏?21.某电热淋浴器铭牌中的主要参数如表所示,在正常工作时,将满一桶水从20℃加热到70℃需要50min[c水=4.2×l03J/(kg·℃);1L=1dm3]。求:额定电压220V额定功率3000W额定频率50Hz额定容积36L(1)水的质量?(2)水吸收的热量是多少?(3)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率,求该淋浴器的热效率是多少?22.如图所示电路,滑动变阻器上标有“50Ω
lA”,电源电压恒定为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2V,求:(1)电阻R1的阻值;(2)此时滑动变阻器消耗的功率;(3)为保证电路安全,求滑动变阻器接入阻值的范围。23..如图甲所示是一款三挡可调的家用电砂锅用于文火慢烧法炖粥和汤。图乙是它的简化电路图,和均为发热电热丝的阻值为,的阻值为。通过开关、的通断电砂锅实现“高、中、低”三挡温度。[已知求:(1)当闭合开关,断开开关时,电砂锅处于挡位;当同时闭合开关、时,电砂锅处于挡位;当闭合开关,断开开关时,电砂锅处于挡位;(2)用低温挡加热时将3kg的汤温度从升高到,用了3小时,该电砂锅加热的效率。24.如图甲所示的电路中,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,求:(1)的阻值为多少;电源电压为多少;(2)电路的最大功率为多少?25.甲醛对人体有严重的危害,因此房屋装修后,检测甲醛污染指数很重要。如图甲所示是技术人员设计的检测甲醛污染指数的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻,R的阻值随污染指数变化的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是()A.当污染指数增大时,电压表示数变小B.当污染指数增大时,电路消耗的总功率将变大C.当污染指数增大时,电压表与电流表示数的比值将变小D.将电压表表盘改装为刻度盘并标上刻度显示相应的污染指数,刻度盘上的刻度是均匀的26.如图甲所示电源电压恒定为12V,图乙是额定电压为6V的小灯泡电流随电压变化的图象为定值电阻,标有“30Ω
1A”字样,电流表的量程为0~3A.当闭合开关,断开开关、时,灯L正常发光。求:(1)电阻值;(2)当闭合开关,断开开关、时,调节变阻器滑片,使电流表示数为0.4A,1min内变阻器产生的热量;(3)当开关、、均闭合时,电路允许消耗的最大功率。27.小华和小英在实验室设计并连接了如图甲所示的电路,图中电源电压U保持不变。她们进行了如下实验:当开关S1闭合、S2断开,使滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,读取电压表与电流表示数;闭合开关S2,断开S1,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的消耗的功率为1.2W。求:(1)定值电阻R1的阻值和R的最大阻值;(2)定值电阻R2的阻值;(3)通过调节滑动变阻器的滑片或改变开关S1、S2的通断,能够得到的整个电路的最大功率是多少?28.如图甲是一种便携式电气两用分体炉,可接气罐或电源使用,搭配1.8L煮锅、1.3L炒锅、1L煎锅三种不同锅型,可满足不同烹饪需求。气罐模式下,燃料在炉头处燃烧,给锅体加热,可通过阀门调节火力大小。接电模式下,电热丝在发热盘内发热,给锅体加热,其工作电路如图乙所示,均为电热丝,调节开关S的位置可以实现多挡位工作的要求。(1)某次使用时用1.8L煮锅烧水,在煮锅内装入1.5kg初温为20℃的水,然后将装有液化丁烷气的气罐接到炉子上,用时5min刚好将水加热到100℃:①水吸收的热量是多少;②若此过程电气炉烧水的效率是80%,则本次烧水消耗多少丁烷气();(2)接电模式工作时,将电气炉接入的家庭电路中,调节开关S的位置,电气炉可以在“低温”、“中温”、“高温”之间转换,且工作电流越大,对应挡位的温度也越高。已知“中温”挡工作时的电流是“低温”挡工作时的电流的2倍,;①S接(填“1”、“2”或“3”)时处于“低温”挡;S接3时,电路中的电流是A;②中温挡工作时的电流是多少。29.阅读短文,回答问题.神奇的热电偶1821年,德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象:把两根钢丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路。其中灵敏电流计可以测量出电路中的微弱电流,当有电流流过灵敏电流计时,其指针会发生偏转。当把钢丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温,另一个连接点放在火焰上加热时,发现灵敏电流计的指针发生了偏转,此时闭合电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流”,把这种电路叫“热电偶电路”某科研小组按如图所示的电路,模拟塞贝克实验,并在连接点位置放有可测高温的温度传感器。探究了决定“热电流”大小的因素,通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据:两接点间的温度差/℃01100200300500电路中的电流/A0.000.010.0640.290.420.47(1)从表中数据可以发现,该电路中的电流随两点间的温度差的增大而(选填“增大”“减小”或“不变”);(2)该电路中的热电偶其实相当于一个电源,它是把能转化为电能;(3)其他条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,电路电流。(选填“增大”“减小”或“不变”)30.阅读短文,回答问题:氢燃料电池如图甲所示,一台看似普通的红色厢卡犹如变形金刚,可迅速伸展出近百平方米的空间。这是全世界单层厢体面积最大的雪蜡车,雪蜡车总体空间布局、人机及信息环境交互系界面等已经具备形成行业标准能力,是一次领先的、典型的中国创造。据了解,它配备了国内最大功率的氢燃料电池,如图乙所示。把氢气和氧气分别供给阳(负)极和阴(正)极,大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生化学反应后,放出的电子通过外部工作电路到达阴极,失去电子的氢离子穿过质子交换膜,到达燃料电池阴极板。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得,因此只要不断地给阳极板供应氢,并及时把水分带走,就可以不断地提供电能,实际效率能达60%-80%,是普通内燃机热机效率的倍。(1)氢燃料电池在使用过程中氢气(选填“有”或“没有”)发生燃烧现象,在放电过程主要发生的是(选填“物理”或“化学”)变化;(2)氢燃料电池是将氢的能直接转化为能;(3)图乙所示的氢燃料电池正常工作时,通过电动机的电流方向为向(选填“左”或“右”);(4)雪蜡车的驾驶位有可独立控制的通风和加热功能,此电路连接应是________;A. B. C. D.(5)若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%,车上有50kg的氢燃料。该车以54km/h的速度匀速行驶时输出功率为49kW。已知氢的能量密度值是1.4×108J/kg,则50kg的氢燃料可产生J的电能,这些氢燃料可使该车以54km/h的速度匀速行驶km。
专题06电功率内容早知道☛第一层巩固提升练(3大考点)考点一电能表的相关计算考点二额定功率和实际功率考点三测量小灯泡电功率考点四实验探究电流热效应考点五电功、电功率和电热的综合计算☛第二层能力提升练☛第三层拓展突破练电能表的相关计算⭐积累与运用⭐积累与运用(1)由电能表转盘的转数n和每消耗1kW·h电能的转数N,计算消耗的电能W,即;(2)根据消耗的电能W和时间t,计算用电器的功率P,即;(3)根据电能表的工作电压U和允许通过的最大电流I,计算这个电能表允许接入的用电器的最大功率P=UI。1.王华家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表读数如图所示,则下列说法正确的是()A.电能表是测量电功率的仪表B.他家在这段时间内消耗的电能为90.3kW·hC.只将一盏标有“220V,100W”的电灯接在电路中,正常工作1h,转盘转3600圈D.这个电能表的测量值是以“J”为单位【答案】B【详解】A.电能表是测量电功的仪表,故A错误;B.他家在这段时间内消耗的电能为故B正确;C.只将一盏标有“220V,100W”的电灯接在电路中,由得,正常工作1h,消耗的电能为转盘转故C错误;D.电能的单位为J,这个电能表的测量值是以“kW·h”为单位,故D错误。故选B。2.关于图中的电能表,说法正确的是(
)A.电能表正常工作的标定电流是40AB.电能表是测量电路消耗电能多少的仪表C.电能表的示数为2023.6JD.脉冲指示灯闪的越快,电路消耗电能越多【答案】B【详解】A.10(40)A,其中10A是指电能表的标定电流,40A是指该电能表平时工作允许通过的最大电流,故A错误;B.电能表的作用是测量电路消耗电能多少的仪表,故B正确;C.电能表的示数为2023.6kW·h,单位是kW·h,而不是J,故C错误;D.电能表指示灯闪烁的快慢反映了电流做功的快慢,所以脉冲指示灯闪的越快,说明电能表所在电路电流做功越快,故D错误。故选B。3.如图所示分别是小丽家上月初和上月末电能表的示数,结合表盘上的信息,下列说法正确的是()A.电能表是测量电功率的仪表B.小丽家上个月消耗的电能是101.1kW·hC.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能0.2JD.电能表上指示灯闪烁的越快,说明电路中用电器消耗的电能越多【答案】B【详解】A.电能表是测量电路消耗电能的仪表,故A错误;B.小丽家上个月消耗的电能是故B正确;C.电能表上指示灯闪烁320次,表示家庭电路消耗电能故C错误;D.电能表上指示灯闪烁的越快,说明电路中用电器消耗的电能越快,故D错误。故选B。4.如图所示电能表,该电能表的示数为kW·h;将此电能表接入家庭电路中,当关闭其它用电器,让一空调单独工作0.5h时,观察到电能表的铝盘转动了300圈,则该段时间空调消耗的电能是kW·h。【答案】315.50.5【详解】[1]由图示知,电能表的示数为315.5kW·h。[2]由电能表的参数知,铝盘转动600转消耗的电能为1kW·h,那么空调消耗的电能额定功率和实际功率⭐积累与运用⭐积累与运用(1)实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率,额定功率是指用电器在额定电压下消耗的电功率。(2)实际功率不一定等于额定功率,只有当用电器在额定电压下工作时,其实际功率才会等于额定功率。(3)额定电压是唯一的,所以额定功率也是唯一的,但实际功率不是唯一的。(4)当U实>U额时,P实>P额;当U实>U额时,P实<P额;当U实=U额时,P实=P额。(4)进行额定功率和实际功率计算时,一般可认为用电器的电阻不随温度的变化而变化。此类题目常常结合用电器的铭牌或说明书,给出了额定电压、额定功率等条件,要注意运用和来计算额定电流和用电器的电阻;若给出了实际,则实际功率为。5.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,甲灯上标有“220V25W”字样,乙灯上标有“220V100W”字样,下列说法中正确的是()A.“220V”表示灯泡工作时,两端的实际电压为220VB.甲灯额定功率大于乙灯的额定功率C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多D.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电功率大【答案】D【详解】A.“220V”表示灯泡工作时两端的额定电压为220V,不是实际电压,故A错误;B.由图可知,甲灯的额定功率是25W,乙灯的额定功率是100W,所以甲灯额定功率小于乙灯的额定功率,故B错误;C.因为,虽然正常工作时甲灯额定功率小于乙灯的额定功率,但是不知道两灯工作的时间,所以无法确定谁消耗的电能多,故C错误;D.两灯均正常发光时,都在额定功率下工作,甲灯额定功率小于乙灯的额定功率,即乙灯消耗的电功率大,故D正确。故选D。6.某型号电饭煲有加热和保温功能,如图是其内部电路原理图,如表是该电饭煲的铭牌。在当开关S(选填“断开”或“闭合”)时,电饭煲处于加热挡,电热丝R2的阻值是Ω。若家庭电路中,仅使用电饭煲加热挡工作3min,标有“2000imp/(kW•h)”字样的电能表闪灯100次,电饭煲的实际功率为W。额定电压220V保温功率44W加热功率1210W【答案】闭合401000【详解】[1]由图可知,当开关S断开时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,由可知,电路中的电功率最小。当开关S闭合时,只有R2工作,电路中的总电阻最小,电饭煲处于加热挡。[2]由可知,R2的阻值[3]2000imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁2000次,则电能表指示灯恰好闪烁了100次,电饭煲消耗的电能电饭煲的实际功率7.小新利用如图所示的电路测量小灯泡的电功率,已知小灯泡的电阻随温度的升高而增大,实验中电源电压为4.5V保持不变,小灯泡正常发光时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数为0.2A,则小灯泡的额定功率为W;继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡的实际电功率(选填“变小”、“变大”或“不变”)。这段时间内,若小灯泡电阻变化量的绝对值是ΔR1,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是ΔR2,则ΔR1ΔR2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。【答案】0.5变小小于【详解】[1][2]由题意可知,电压表的示数为2.5V,电流表的示数为0.2A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.6A=0.5W小灯泡逐渐变暗,这说明小灯泡的实际电功率变小。[3]原来的电流为I1,继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡逐渐变暗,此时灯的电压减小,通过灯的电流也减小,所以I1>I2,所以(U为电源总电压),即R总2>R总1;滑片移动后电路的总电阻大于原来的电路总电阻,根据P=UI可知,灯功率减小,灯丝的温度降低,小灯泡阻值随温度的减小而变小,由电阻的串联规律可知,小灯泡阻值减小的值ΔR1小于变阻器连入电路中增大的值ΔR2。8.小明发现家中空调每制冷工作10min后,就转变成送风状态工作5min,再转变为制冷状态,如此反复。为了测量空调制冷时电功率,他在空调插座处接入一个电能表用于测量空调消耗的电能。相关数据见表。空调送风10min所消耗的电能为kW·h,30min内空调消耗的电能为kW·h,空调制冷时的电功率为kW。【答案】0.030.41.11【详解】[1]由表中数据可知,送风状态时消耗的电功率为0.18kW,则送风10min所消耗的电能为[2]电能表最后一位是小数位,30min内空调消耗的电能为[3]空调制冷时的电功率9.小林家新买了一个电蒸锅,如图所示为其内部简化电路图,它有加热和保温两个挡位R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为484Ω,加热挡功率为1200W,已知水的比热容。求:(1)当闭合开关时,电蒸锅处于保温挡。电蒸锅正常工作时,求保温挡的功率;(2)当电蒸锅正常工作时,电阻R2的阻值;(3)若电蒸锅的加热效率为84%,要使1kg的水温度升高80℃需要消耗多少J电能?【答案】(1)S1闭合,S2断开100W(2)44Ω(3)【详解】(1)[1]由电路图知,当开关都闭合时,两个电阻并联在电路中,电路的总阻值较小,据知,电路的总功率较大,处于加热挡;当开关S1闭合,S2断开时,电路中只有R1工作,电路的电阻较大,据知,电路的总功率较小,处于保温挡。[2]电蒸锅正常工作时,保温挡的功率(2)正常工作时,R2的电功率R2的阻值(3)1kg的水温度升高80℃,吸收的热量电蒸锅消耗的电能测量小灯泡电功率⭐积累与运用⭐积累与运用在测量小灯泡电功率实验中主要考查的内容有:实验原理(P=UI)、实验器材、实验电路图和实物电路图的连接、各仪器的用法、电路故障的分析与排除、数据处理等。实验过程中应注意的问题有:要按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则,将它们正确地接入电路;在利用滑动变阻器改变小灯泡两端电压时,要看着电压表的示数,调节滑动变阻器滑片,以免烧坏小灯泡。特别注意的是:在测量小灯泡电功率的实验中,多次测量的目的是测量在不同电压下小灯泡的实际功率,而不是取平均值来减小误差。10.如图甲所示是小明测量小灯泡电功率的实验电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5V。(1)该实验用到的器材有电源、开关、滑动变阻器、小灯泡,电压表、电流表、;(2)在连接电路时,开关要,滑动变阻器的滑片P应滑到“b”端起到作用;(3)小明确认电路连接无误后,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数有变化,电压表没有示数,小灯泡不发光,则电路的故障是;(4)根据测出的数据,小明画出了小灯泡的电流与电压的关系图象(如图乙所示),发现图象是弯曲的,其主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而(选填“增大”、“减小”或“不变”);(5)小灯泡两端的电压是1.25V时,它的实际功率额定功率(选填“>”、“<”或“=”)。【答案】(1)导线(2)断开保护电路(3)小灯泡短路(4)增大(5)<【详解】(1)实验需要用电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量灯泡中的电流。该实验用到的器材有电源、开关、滑动变阻器、小灯泡,电压表、电流表、导线等。(2)[1][2]为保护电路,连接电路时,开关应该断开;闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,即b端,起到保护电路的作用。(3)闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,发现电流表示数有变化,说明电路是通路;电压表没有示数,小灯泡不发光,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,故电路的故障可能是小灯泡短路。(4)由图丙可知,灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻随电压增大而增大,由P=UI可知,电压和电流都增大时,电功率增大,温度升高,说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大。(5)由图丙可知,当灯泡两端的电压为1.25V时,通过灯泡的电流小于灯泡的额定电流0.3A,由P=UI可知,灯泡的实际功率小于灯泡的额定功率。11.小梦在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材:电源(电压恒为6V)、待测小灯泡额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为8Ω、电流表、电压表、开关、规格分别为R1(10Ω
1A)和R2(30Ω
0.5A)的滑动变阻器各一个、若干导线。(1)请用笔画线代替导线将如图甲所示的实验电路连接完整;(2)为完成本次实验,小梦应选择的滑动变阻器是(选填“R1”或“R2”);(3)小梦连好电路后,闭合开关、移动滑片P至某位置时,电压表的示数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向(选填“左”或“右”)端移动;(4)小梦通过实验绘制出小灯泡的U-I图像如图乙所示,分析图像可知:①小灯泡的额定功率为W;②小灯泡灯丝的电阻随两端的电压的增大而增大,其原因是灯丝的电阻与有关。【答案】(1)(2)R2(3)右(4)0.625温度【详解】(1)灯泡额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为,小灯泡正常发光时的额定电流约为故电流表选用小量程串联在电路中,电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:(2)当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路中的电阻为故为了能够顺利完成实验探究,应选用最大阻值30Ω的滑动变阻器R2。(3)连好电路后,闭合开关、移动滑片P至某位置时,电压表的示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,若想测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片P向右端移动。(4)①[1]由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡额定功率为②[2]由图乙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大。12.在“测量小灯泡电功率”的实验时,实验室提供了如下器材:额定电压为3.8V的小灯泡(正常工作时电阻大于10Ω),电源电压恒为4.5V,滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将左图所示实物电路补充完整。(2)闭合开关前,应把滑片置于最左端,目的是;闭合开关后,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是小灯泡;(3)正确连接电路,做完第二组实验时,测得灯泡两端的电压为2V,要让灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向(选填“左”或“右”)端移动;(4)小琪记录了多组电流表示数I和电流电压表示数U的值,如下表所示。分析表中数据可知,小灯泡的额定电功率为W(保留2位小数)电压U/V1233.8电流I/A0.10.180.240.26(5)利用上述实验数据,还可以计算出小灯泡的阻值,但不能求平均,因为;(6)实验结束后,小明认为上述实验方案中,电压表读数不准确,利用原器材又设计了如右图所示的实验电路,电压表的量程接入“0~3V”,他认为当电压表示数为0.7V时,小灯泡正常发光,就可以准确完成该小灯泡额定电功率的测量。你认为他的做法在实际操作中是否可行,说明理由:。【答案】(1)见解析(2)保护电路断路(3)右(4)0.99(5)灯丝电阻随温度改变而改变(6)不可行;开关闭合前,无法确定滑片的位置【详解】(1)实验中,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路电流。灯泡的额定电压为3.8V,则电压表的量程选用0~15V,如图所示:
(2)[1]闭合开关前,应把滑片置于最左端,目的是使开关闭合后,电路中电阻最大,电路中电流最小,起到保护电路的作用。[2]闭合开关后,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障原因可能是小灯泡断路,使电路中无电流,电压表与变阻器串联。(3)正确连接电路,做完第二组实验时,测得灯泡两端的电压为2V,要让灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向右端移动,减小变阻器接入电路中电阻,增大电路电流,使灯泡两端的电压等于3.8V。(4)小灯泡的额定电功率为(5)灯丝电阻随温度改变而改变,不同电压下,灯丝电阻不同,则求不同电阻的平均值使没有意义的。(6)右图中,灯泡与变阻器串联,电压表测量变阻器的电压,电流表测量电路电流。实验中,为了保护电路,开关闭合前,变阻器的滑片位于阻值最大处,而此时闭合开关,若电压表的示数超过3V,将导致电压表被损坏,则开关闭合前,无法确定滑片的位置,导致实验无法完成,故小明的操作无法完成。13.小闯同学用图1的电路图测量“小灯泡正常发光时的电阻”,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,图2是未连接完整的实验电路;(1)按照电路图图1将实物图中的电路元件连接补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大,在连接电路中,导线不能交叉;(2)在连接电路过程中,开关要,并将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,其目的是;(3)他在检查仪器时,发现电流表指针如图3所示,此时应将电流表的指针调到位置;(4)纠正错误后闭合开关后,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,同时观察(选填“电压表”或“电流表”)示数的变化,当电压表的示数如图4所示时,其读数为V;若要测得小灯泡正常发光时的电阻,滑片P应向(选填“A”或“B”)端移动;(5)实验时闭合开关,两表均有示数,若将小灯泡从灯座中取走,电流表示数(选填“有”或“无”);(6)通过移动滑动变阻器,多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图5所示,画完图像发现图线是一条曲线,原因是;(7)小闯最后不仅测出了小灯泡正常发光时的电阻是,还测出了小灯泡的额定功率是W;(8)如果还想测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,但是电压表的15V量程已经损坏,在不改变原器材的情况下,你的办法是。【答案】(1)(2)断开保护电路(3)零刻度线(4)电压表1.8B(5)无(6)灯丝的电阻随温度的升高而增大(7)(8)把电压表并联在滑动变阻器的两端【详解】(1)滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大,说明滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:(2)[1]为了保护电路,在连接电路过程中,开关要断开。[2]连接电路时,为了保护电路,将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。(3)他在检查仪器时,发现电流表指针如图3所示,电流表指针没有与零刻度线对齐,此时应将电流表的指针调到零刻度线位置。(4)[1]为了测量小灯泡正常发光时的电阻,避免其两端电压高于额定电压电压太多而烧坏小灯泡,所以缓慢移动滑动变阻器滑片P,同时眼睛应观察电压表的示数变化。[2]当电压表的示数如图4所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.8V。[3]小灯泡的两端的电压为1.8V,小于灯泡额定电压2.5V,若要测得小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故滑片P应向A端移动。(5)实验时闭合开关,两表均有示数,说明电路是通路;若将小灯泡从灯座中取走,此时相当于将电压表串联在电路中,由于电压表的电阻太大,电路中的电流几乎为零,因此电流表无示数,而电压表有示数(几乎为电源电压)。(6)由图5可知,电压和电流的比值是变化的即灯泡的电阻是变化的,原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以通过小灯泡的电流不与其两端的电压成正比。(7)[1]由图像可知,当小灯泡L正常发光时的电压,图像可知对应的电流,小灯泡正常发光时的电阻为[2]小灯泡的额定功率为(8)还想测量额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻,因电压表的15V量程已经损坏,故只能使用量程,考虑到电源电压为4.5V,根据串联电路的总电压等于各部分电压和,所以可将电压表并联在滑动变阻器的两端,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,小灯泡两端的电压一定为3.8V。14.小明用如图甲所示的电路,测定额定电压为2.5V的小灯泡(电阻大约为)的额定功率,已知电源电压恒为4.5V。(1)请将实物电路连接完整;(2)现有甲(,0.3A)、乙(,0.5A)、丙(,1A)三个滑动变阻器可供选择,则应选择滑动变阻器(选填“甲”、“乙”或“丙”)连入电路比较合适;(3)由于电源电压高于小灯泡的额定电压,连接好电路后,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应当置于(选填“A”或“B”)端;(4)电路连接好后,闭合开关,电压表的指针没有偏转,但电流表的指针却有很大幅度偏转,灯泡不亮,发生这种现象的原因是;(5)使小灯泡正常发光的条件:,小灯泡正常工作时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W;(6)小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据,做出了的关系图像,根据你的经验,符合实际的应该是下列的图(选填“a”、“b”或“c”),这是因为。【答案】(1)(2)乙(3)A(4)小灯泡短路(5)小灯泡两端的实际电压等于额定电压1(6)a小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大【详解】(1)用伏安法测量小灯泡电功率的原理是,电压表与小灯泡并联测小灯泡两端的电压,电流表串联在电路中测通过小灯泡的电流。根据题中数据可得,小灯泡正常发光时的大致电流约为所以电流表选择0~0.6A的量程接入电路;小灯泡额定电压为2.5V,电压表选择0~3V的量程接入电路。滑动变阻器与小灯泡串联,将变阻器左上端接入电路,如下图所示:(2)电源电压为4.5V,小灯泡正常发光时两端电压为2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为由题可知,小灯泡正常发光时的电阻大约为,根据串联电路分压原理可得,变阻器连入电路中的电阻约为则应选择滑动变阻器乙(,0.5A)接入电路比较合适。(3)如图,连接电路时,为保护电路安全,滑动变阻器滑片位于最大阻值处,所以滑片应调到最左边的A端。(4)如图,电路连接好后,闭合开关,电流表的指针有很大幅度偏转,说明有电流通过,且电路不会存在断路;电压表的指针没有偏转,灯泡不亮,发生这种现象的原因可能是与电压表并联的小灯泡短路。(5)[1]当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时,小灯泡正常发光;所以使小灯泡正常发光的条件:小灯泡两端的实际电压等于额定电压。[2]如图乙所示,电流表选择0~0.6A的量程接入电路,分度值为0.02A,电流表示数为0.4A,即小灯泡正常发光时的电流为0.4,则小灯泡的额定功率为(6)[1][2]因为小灯泡灯丝的电阻会随温度变化而变化,灯丝的电阻随温度的升高而增大,通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比,灯泡的图像不会是直线,电压变化一定时,电流的变化较慢,所以符合实际的应该是图中的a。实验探究电流热效应⭐积累与运用⭐积累与运用纯电阻电路非纯电阻电路电功电功率电热发热功率15.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)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;(2)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(3)在如图乙这种情况下,左侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是J;(4)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)电流电阻(2)U形管液面高度差B(3)16(4)透明容器密闭性不好【详解】(1)[1][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,电阻的大小不同,所以探究的是电流产生热量与电阻的关系。(2)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但气体温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映,采用的是转换法。[2]A.探究电流与电压、电阻的关系,采用的是控制变量法,故A不符合题意;B.用铁屑显示磁体周围磁场分布,采用的是转换法,故B符合题意;故选B。(3)由图知,电流表选择的是量程,对应的分度值是,电流表示数为0.4A;左侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是(4)由可知,电阻丝和在相同时间内产生的热量不同,则U形玻璃管中应该出现液面高度差;而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变,说明与此相连的空气盒有可能漏气,也可能是对应的容器内的电热丝短路。16.如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验装置。(1)将、两电阻串联在电路中,目的是;两电阻产生热量的多少可以通过观察来比较;(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间后,可以得出结论:;(3)家用电暖器,发热管热的发红,而串联的电线却不怎么热,主要是因为发热管的比电线的大;(4)完成上述实验后,小明同学受到启发,对装置进行改造,准备探究“比较不同物质的吸热能力”的实验,A、B两个电阻丝的电阻应该是(选填“相同”或“不同”)的;(5)两个烧瓶中分别加入初温相同、相等的水和煤油,通电一段时间后,煤油的温度更高,说明(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。【答案】(1)控制电流和通电时间相等温度计升高的温度(2)在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多(3)电阻(4)相同(5)质量水【详解】(1)[1]串联电路电流处处相等,将RA、RB两电阻串联在电路中,目的是为了控制通过两电阻的电流和通电时间相等。[2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,根据转换法,实验中通过观察温度计升高的温度来反映电阻产生热量的多少。(2)图甲中两不同的电阻串联,两电阻的电流和通电时间相同,可以得出的结论是:在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多。(3)电线的电阻远小于发热管的电阻,发热管和电线串联,通过的电流相等,由可知,相同时间,电流通过电线产生的热量较少,电流通过发热管产生的热量比较多,故家用电暖器,发热管热的发红,而串联的电线却不怎么热。(4)为保证不同物质相同时间吸收相同的热量,需要让甲、乙两个电阻丝相同时间放出相同的热量,由可知,甲、乙两个电阻丝的阻值必须相同。(5)[1]比较不同物质的吸热能力,要控制不同物质的质量相等,故两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油。[2]两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油,通电一段时间后,由可知,两个电阻丝放出的热量相同,水和煤油吸收的热量也相同,煤油的温度更高,即煤油升高的温度更高,由可知,水的比热容更大,即水的吸热能力更强。17.同学们在探究电流流过导体产生的热量多少与什么因素有关时,采用了如图所示的实验装置。请仔细观察甲、乙两图并回答:(1)实验中要比较电阻丝产生的热量的多少,只需比较与之相连的U形管中液面的;(2)甲装置可探究电流产生的热量与的关系。通电一段时间后,(选填“左”或“右”)侧容器中U形管中液面的高度差大;(3)乙装置中电阻R3的作用主要是;(4)某小组在利用乙图进行实验探究时,误将右侧空气盒外面的5Ω电阻也放入盒中,请判断该小组U形管液面高度侧更高;(5)若通电时间为8s,电流为2A,甲图中左侧电阻产生的热量为J。【答案】(1)高度差(2)电阻右(3)使通过与的电流不同(4)左(5)160【详解】(1)实验中要比较电阻丝产生的热量的多少,只需比较与之相连的U形管中液面的高度,高度越低,表明电阻产生的热量越多。(2)[1]甲装置两电阻串联,电流与通电时间相等,两电阻的阻值不相等,则可探究电流产生的热量与电阻的关系。[2]由得,当电流与通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,则通电一段时间后,右侧容器中U形管中液面的高度差大。(3)乙装置中电阻R3与R2并联后,再与R1串联,电阻R3的作用主要是使通过与的电流不同。(4)由串并联电路特点得,R1的电流等于R2、R3的电流之和,R2、R3的总电阻小于R1,实验中R1的通电时间与R2、R3的通电时间相同,由得,R1产生的热量比R2、R3产生的热量多,则某小组在利用乙图进行实验探究时,误将右侧空气盒外面的5Ω电阻也放入盒中,该小组U形管液面高度左侧更高。(5)若通电时间为8s,电流为2A,甲图中左侧电阻产生的热量为18.如图是探究电流通过导体时产生热量的实验,甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器,回答下列问题:(1)四个透明容器中着的气体;(2)实验中通过观察的变化来比较导体所产生热量的多少,下列研究实例采用的研究方法与此相同的是;A.探究电流与电阻的关系B.用铁屑显示磁体周围磁场分布C.类比水流学习电流D.研究光现象时,引入光线(3)用甲装置进行实验时,通过控制通电时间和电路中的不变,来研究导体产生热量与的关系;(4)在乙装置中,C、D透明容器中相同时间内产生热量较多的是容器,R3的作用是。【答案】(1)封闭等质量(2)玻璃管内液面的高度差B(3)电流电阻(4)分流C【详解】(1)[1][2]探究电流通过导体时产生热量的实验中,在四个容器中封闭相同质量的空气,给空气加热,根据玻璃管中液面的高度差判断产生热量的多少。(2)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,根据转换法,实验中通过观察U形管液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,液面高度差越大,表示电阻产生的热量越多。[2]A.探究电流与电压、电阻的关系,采用的是控制变量法,故A不符合题意;B.用铁屑显示磁体周围磁场分布,采用的是转换法,故B符合题意;C.类比水流学习电流,采用的是类比法,故C不符合题意;D.研究光现象时,引入光线,采用的是模型法;故选B。(3)[1][2]由图知,阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中,由串联电路电流的规律可知,通过的两个电阻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。(4)图乙装置中,右侧两个5Ω的电阻并联后再与左侧一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知,所以,,容器内的电阻值都是5Ω,通电一段时间,由知,C容器中电流产生的热量多。[2]右侧R3与容器内的电阻并联,使流过R3的电流减小,R3的作用是分流。19.生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,小明设计了如图所示的甲、乙两组实验装置。(1)电炉丝是利用电流的工作的,图中的实验结果能解释电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。(2)如图乙所示,将两段5Ω电阻丝并联,是为了研究电流产生的热量与的关系,继续通电20s,两侧U形管液面高度都要比前15s变化得大,这表明电流产生的热量还与有关。【答案】(1)热效应甲(2)电流通电时间【详解】(1)[1]电炉丝工作时,将电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的。[2]图甲中,两电阻串联,故通过两电阻的电流相等,故图甲探究电流通过导体时产生热量的多少跟电阻的关系;电炉丝与导线串联,电炉丝电阻较大,导线电阻非常小,电流和通电时间相同,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热,说明电流产生的热量与导体电阻大小的关系;故图甲装置能够解释“电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热”。(2)[1]图乙装置中,两个5Ω的电阻并联后与一个5Ω的电阻再串联,容器B外连接的5Ω电阻,它起分流的作用;根据串联电路的电流特点可知,右边两个电阻并联的总电流和左边电阻的电流相等,即右边两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知道所以所以乙装置是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与电流是否有关。[2]继续通电20s,两侧U形管液面高度都要比前15s变化得大,这表明电流产生的热量与通电时间有关。电功、电功率和电热的综合计算⭐积累与运用⭐积累与运用在测量小灯泡电功率实验中主要考查的内容有:实验原理(P=UI)、实验器材、实验电路图和实物电路图的连接、各仪器的用法、电路故障的分析与排除、数据处理等。实验过程中应注意的问题有:要按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则,将它们正确地接入电路;在利用滑动变阻器改变小灯泡两端电压时,要看着电压表的示数,调节滑动变阻器滑片,以免烧坏小灯泡。特别注意的是:在测量小灯泡电功率的实验中,多次测量的目的是测量在不同电压下小灯泡的实际功率,而不是取平均值来减小误差。20.如图,电源电压不变,小灯泡标有“6V,3W”字样,滑动变阻器最大阻值为24Ω。(1)小灯泡正常工作时的电阻;(2)小灯泡正常工作10min将消耗多少电能?(3)当滑片P在中点时,小灯泡恰好正常发光,则电源电压为多少伏?【答案】(1)12(2)1800J(3)12V【详解】(1)小灯泡正常工作时的电阻(2)小灯泡正常工作10min将消耗的电能(3)当滑片P在中点时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为最大阻值的一半,即为12欧姆,此时滑动变阻器连入电路的阻值等于灯正常发光时的阻值,串联电路电流相等,由可知,滑动变阻器两端的电压等于灯两端的电压,为6V,串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和,故电源电压为21.某电热淋浴器铭牌中的主要参数如表所示,在正常工作时,将满一桶水从20℃加热到70℃需要50min[c水=4.2×l03J/(kg·℃);1L=1dm3]。求:额定电压220V额定功率3000W额定频率50Hz额定容积36L(1)水的质量?(2)水吸收的热量是多少?(3)我们把水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率,求该淋浴器的热效率是多少?【答案】(1)36kg(2)7.56×106J(3)84%【详解】(1)水的体积根据得,水的质量(2)水吸收的热量(3)加热水消耗的电能电热淋浴器加热时的热效率22.如图所示电路,滑动变阻器上标有“50Ω
lA”,电源电压恒定为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2V,求:(1)电阻R1的阻值;(2)此时滑动变阻器消耗的功率;(3)为保证电路安全,求滑动变阻器接入阻值的范围。【答案】(1)10Ω(2)0.8W(3)10Ω~50Ω【详解】(1)如图,R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压,电阻R1的阻值为(2)由串联电路中电压的规律知,此时滑动变阻器两端的电压为U2=U-U1=6V-2V=4V所以此时滑动变阻器消耗的功率为P2=U2I=4V×0.2A=0.8W(3)当滑动变阻器阻值越大,电流表和电压表示数均越小,故滑动变阻器阻值可以取最大值50Ω;当电压表示数为3V时,电路中的电流为滑动变阻器的阻值越小,电压表和电流表示数均越大,所以,当电压表示数为3V时,滑动变阻器的阻值最小,此时滑动变阻器两端的电压为U2'=U-U1'=6V-3V=3V滑动变阻器的最小阻值为故为保证电路安全,滑动变阻器接入阻值的范围为10Ω~50Ω。23..如图甲所示是一款三挡可调的家用电砂锅用于文火慢烧法炖粥和汤。图乙是它的简化电路图,和均为发热电热丝的阻值为,的阻值为。通过开关、的通断电砂锅实现“高、中、低”三挡温度。[已知求:(1)当闭合开关,断开开关时,电砂锅处于挡位;当同时闭合开关、时,电砂锅处于挡位;当闭合开关,断开开关时,电砂锅处于挡位;(2)用低温挡加热时将3kg的汤温度从升高到,用了3小时,该电砂锅加热的效率。【答案】(1)中温高温低温(2)【详解】(1)[1][2][3]当S、S1、S2都闭合时,、并联;当S、S1闭合,S2断开时,电路为的简单电路;当S、S2闭合,S1断开时,电路为的简单电路;因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻,由题意可知,,所以由可知,、并联时,电路中的电阻最小,电功率最大,电砂锅为高温挡;电路为的简单电路时,电路中的电阻最大,电功率最小,电砂锅为低温挡;电路为的简单电路时,电砂锅为中温挡;因此当闭合开关S1,断开开关S2时,电路为的简单电路,电砂锅处于中温挡位;当同时闭合开关S1、S2时,、并联,电砂锅处于高温挡位;当闭合开关S2,断开开关S1时,电路为的简单电路,电砂锅处于低温挡位。(2)因为低温挡位时,电路为的简单电路,所以低温挡的电功率由可知,电砂锅低温挡加热消耗的电能汤吸收的热量电蒸锅的加热效率为24.如图甲所示的电路中,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,求:(1)的阻值为多少;电源电压为多少;(2)电路的最大功率为多少?【答案】(1)6V(2)【详解】(1)由左图可知,两电阻串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知,根据欧姆定律可得,电源的电压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,由右图可知,,,串联电路中总电压等于各分电压之和,电源的电压电源的电压不变,经整理可知解得电源的电压(2)电路的最大功率为25.甲醛对人体有严重的危害,因此房屋装修后,检测甲醛污染指数很重要。如图甲所示是技术人员设计的检测甲醛污染指数的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为可以感知甲醛污染指数的可变电阻,R的阻值随污染指数变化的关系图象如图乙所示。下列说法正确的是()A.当污染指数增大时,电压表示数变小B.当污染指数增大时,电路消耗的总功率将变大C.当污染指数增大时,电压表与电流表示数的比值将变小D.将电压表表盘改装为刻度盘并标上刻度显示相应的污染指数,刻度盘上的刻度是均匀的【答案】B【详解】由电路图可知,闭合开关S后,定值电阻R0与可变电阻R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。A.由图乙可知,当污染指数增大时,可变电阻R的阻值变小,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由可知R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故A错误;B.电源电压恒定,电路中的电流变大,由可知,电路消耗的总功率将变大,故B正确;C.由可知,电压表与电流表示数的比值等于定值电阻R0的阻值,则该比值不变,故C错误;D.由图乙可知,可变电阻R的阻值与污染指数成一次函数关系,设污染指数为x,则根据电阻的串联和欧姆定律可得,电压表的示数即R0两端的电压为由此可知,U0与污染指数x不成线性函数关系,即刻度盘上的刻度不是均匀的,故D错误。故选B。26.如图甲所示电源电压恒定为12V,图乙是额定电压为6V的小灯泡电流随电压变化的图象为定值电阻,标有“30Ω
1A”字样,电流表的量程为0~3A.当闭合开关,断开开关、时,灯L正常发光。求:(1)电阻值;(2)当闭合开关,断开开关、时,调节变阻器滑片,使电流表示数为0.4A,1min内变阻器产生的热量;(3)当开关、、均闭合时,电路允许消耗的最大功率。【答案】(1)12Ω(2)216J(3)24W【详解】(1)由电路图知,当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,R1为定值电阻与灯L串联,灯L正常发光,由图像可知通过灯泡的电流为0.5A,根据串联电路电流特点知,通过R1为定值电阻的电流为0.5A,根据串联电路电压特点知,R1电阻值两端的电压为根据可得,R1电阻值为(2)根据电路图可知,当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,滑动变阻器与灯泡串联,调节变阻器的滑片,使电流表示数为0.4A,由图像可知通过灯泡的电流为0.4A时,灯泡两端电压为3V,根据串联电路电压和电流特点知,R2电阻值两端的电压为1min内变阻器R2消耗的电能(3)根据电路图可知,当开关S1、S2、S3均闭合时,定值电阻和滑动变阻器并联,灯泡被短路,电流表测量干路电流;通过R1的电流为因为滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,因此通过滑动变阻器的最大电流为1A;又因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,并且电流表量程为0~3A,因此干路的最大电流为则电路允许消耗的最大功率27.小华和小英在实验室设计并连接了如图甲所示的电路,图中电源电压U保持不变。她们进行了如下实验:当开关S1闭合、S2断开,使滑动变阻器的滑片从最右端滑向最左端的过程中,读取电压表与电流表示数;闭合开关S2,断开S1,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的消耗的功率为1.2W。求:(1)定值电阻R1的阻值和R的最大阻值;(2)定值电阻R2的阻值;(3)通过调节滑动变阻器的滑片或改变开关S1、S2的通断,能够得到的整个电路的最大功率是多少?【答案】(1)10Ω,6Ω;(2)7.3Ω;(3)3.8W【详解】(1)当开关S1闭合、S2断开时,定值电阻R1的阻值和R串联,电流表测电路中电流,电压表测R1电压。由乙图可知,电流为0.25A时,电压表示数为2.5V,根据得定值电阻R1的阻值为当滑片在最左端时,变阻器阻值为0,电路中只有R1,此时电压表示数为4V,则电源电压为4V。当电流最小为0
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