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文檔簡介
1、專題18 電功率(測試)(解析版)(時間60分鐘,共100分)一、選擇題(每小題3分,共30分)1.家用電能表標(biāo)有“5(60)A 220V”,此家用電路允許同時接入用電器的總功率為()。A220瓦B330瓦C9900瓦D13200瓦【答案】D?!窘馕觥?20V說明該電能表要在220V的電路中使用,60A表示電能表允許通過的最大電流是60A,則該家用電路允許同時接入用電器的最大總功率:PUI220V×60A13200W。故選:D。2.為測量某用電器的電功率,小明同學(xué)把家中其余用電器均從電源上斷開,只將該用電器接入電路。觀察電能表,發(fā)現(xiàn)在1min內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動15圈。電能表的部分參數(shù)如
2、下表所示,用該電器可能是()。A家用微波爐B電熱杯C臺燈D電風(fēng)扇【答案】B。【解析】3000Revs/kWh表示電路中每消耗1kWh的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000R,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)15R用電器消耗的電能:W=153000kWh0.005kWh,該用電器的電功率:P=Wt=0.005kWh160h=0.3kW300W。家用微波爐的電功率在1000W左右,電熱杯的電功率在300W左右,臺燈的電功率在40W以內(nèi),電風(fēng)扇的電功率在60W左右,所以該電器可能是電熱杯。故選:B。3.如圖所示,電源電壓和燈L的電阻不變,燈L上標(biāo)有“6V 3W”字樣。當(dāng)開關(guān)S閉合,滑片P移至a端時,電流表的示數(shù)為1.0A,燈L正常發(fā)
3、光;當(dāng)開關(guān)S斷開,滑片P移至b端時,電源電壓U和燈L消耗的電功率P為()。A3V 1.5WB3V 0.75WC6V 1.5WD6V 0.75W【答案】D。【解析】(1)當(dāng)開關(guān)S閉合,滑片P移至a端時,燈泡與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián),電流表測干路電流,如下圖所示:因為燈泡正常發(fā)光,所以電源電壓UUL額6V,由PUI可得通過燈泡的電流:IL額=PL額UL額=3W6V=0.5A;由于并聯(lián)電路的干路電流等于各支路電流之和,則通過變阻器的電流I變IIL額1A0.5A0.5A;由歐姆定律可得滑動變阻器的最大阻值:R滑=UI滑=6V0.5A=12。(2)由歐姆定律可得燈泡的電阻:RL=UL額IL額=6V0.
4、5A=12,當(dāng)開關(guān)S斷開,滑片P移至b端時,燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián),如下圖所示:根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知此時的總電阻為:RR滑+RL12+1224,此時電路中的電流:I=UR'=6V24=0.25A,則燈泡的實際功率:P實I2RL(0.25A)2×120.75W。故選:D。4.如圖是學(xué)校的自動飲水機的簡化電路圖,電熱絲電阻分別為R0、R,其加熱功率為4.4kW,保溫功率40W,下列說法不正確的是()。A開關(guān)S斷開時,電阻R0與R串聯(lián);B當(dāng)溫度較低時,溫控開關(guān)S閉合狀態(tài)進入加熱狀態(tài);C當(dāng)水沸騰后,溫控開關(guān)S斷開進入保溫狀態(tài);D電阻R在保溫狀態(tài)下的功率大于R0保溫狀態(tài)下
5、的功率【答案】D。【解析】ABC、開關(guān)S斷開時,電阻R0與R串聯(lián),A正確;溫控開關(guān)S閉合,R0短路,電路為R的簡單電路,S斷開時,兩電阻串聯(lián),由電阻的串聯(lián)規(guī)律,電路的電阻較大,根據(jù)P=U2R,溫控開關(guān)S閉合時,為加熱狀態(tài),B正確;S斷開時,電路的電阻較大,根據(jù)P=U2R,為保溫狀態(tài),C正確;D、已知其加熱功率為4.4kW,故R=U2P加=(220V)24400W=11;保溫功率40W,故有:R+R0=U2P保=(220V)240W=1210。R01199,故RR0;保溫時,根據(jù)串聯(lián)電路各處的電流相等由PI2R,電阻R在保溫狀態(tài)下的功率小于R0保溫狀態(tài)下的功率,D錯誤;故選:D。5.關(guān)于“12V
6、4W”的小燈泡L1和“9V3W”的小燈泡L2,下列說法正確的是()。ALl和L2正常工作時的電阻一樣大;BLl和L2串聯(lián)在一起使用時,L2更亮;CLl和L2串聯(lián)在21V的電源上時,兩燈都正常發(fā)光;DL2串聯(lián)一個9的電阻接在15V電路中,也能正常發(fā)光【答案】C?!窘馕觥緼、由P=U2R可得,兩燈泡的電阻分別為:R1=U13P1=(12V)24W=36,R2=U22P2=(9V)23W=27,則兩燈泡正常工作時的電阻不相等,故A錯誤;B、兩燈泡串聯(lián)時通過的電流相等,但兩燈泡的電阻不同,R1R2,由PI2R可知,L1的實際功率較大,L1更亮,故B錯誤;C、燈泡L1正常發(fā)光時的電流I1=P1U1=4W
7、12V=13A0.33A,燈泡L2正常發(fā)光時的電流I2=P2U2=3W9V=13A0.33A,Ll和L2串聯(lián)在21V的電源上時,電路中的電流I=U'R1+R2=21V36+27=13A0.33A,所以Ll和L2串聯(lián)在21V的電源上時,兩燈都正常發(fā)光,故C正確;D、將L2與一個9電阻串聯(lián)時,電路中的總電阻R總R2+R27+936,此時電路中的電流:I=UR總=15V360.42A,因電路中的電流和燈泡L2正常發(fā)光時的電流不相等,所以L2不能正常發(fā)光,故D錯誤。故選:C。6.小龍家上月初電能表示數(shù)為,電能表的部分參數(shù)及上月末的示數(shù)如圖所示,表盤上“3200imp/(kWh)”表示每消耗1k
8、Wh的電能,指示燈閃爍3200次,下列選項正確的是()。A小龍家上月消耗的電能為320kWh;B小龍家同時使用的用電器總功率不可超過2200W;C指示燈閃爍的次數(shù)越多,電能表所在電路接入的用電器總功率越大;D斷開其它用電器,只讓阻值是100的電熱棒單獨工作3min,指示燈閃爍64次,此時小龍家的實際電壓是200V【答案】D?!窘馕觥緼、電能表的讀數(shù)時,最后一位是小數(shù),單位kWh,小龍家上月消耗的電能為772.3kWh704.3kWh68kWh,故A錯;B、小龍家同時使用的用電器最大總功率PUI220V×20A4400W,故B錯;C、電能表指示燈閃爍的快慢反映了做功的快慢,而指示燈閃爍
9、的次數(shù)表示電能表所在電路消耗的電能多,總功率不一定大,故C錯;D、電能表上的指示燈閃爍了64次消耗的電能:W=64mip3200mip/(kWh)=0.02kWh;電熱棒的電功率:P=Wt=0.02kWh360h=0.4kW400W。由P=U2R得實際電壓:U=PR=400W×100=200V,故D正確。故選:D。7.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,R110當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開時,電壓表的示數(shù)為U1,R2消耗的功率為P2;當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時,電壓表的示數(shù)為U1,R2消耗的功率為P2,且電流表A1的示數(shù)為0.9A已知U1:U11:6,P2:P21:9,下列結(jié)論
10、錯誤的是()。AR330B開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開時,電路消耗的總功率為0.6WCP23.6WD開關(guān)S1、S2、S3都閉合時,電路消耗的總功率為6.6W【答案】C?!窘馕觥浚?)當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開時,三只定值電阻串聯(lián),電壓表測量R1兩端電壓。因串聯(lián)電路中各處的電流相等,則此時電路中的電流為I串=U1R1=U110;電阻R2消耗的功率為P2I串2R2(U110)2R2;當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時,三只電阻并聯(lián),電流表A1測量通過R1、R2的總電流,電流表A2測量整個電路的電流,此時電壓表測R1兩端電壓,也是測電源電壓,即U1U。此時通過R1的電流為I1=U1'R1,通
11、過R2的電流為I2IA1I10.9A-U1'10,電阻R2消耗的功率為P2I22R2(0.9A-U1'10)2R2;已知P2P2'=19,即(U110)2R2(0.9A-U1'10)2R2=19,解得U11V,U16V(電源電壓U為6V);當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開時,電流表A2示數(shù)為I=U1R1=1V10=0.1A,當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開時,電路消耗的總功率為PUI6V×0.1A0.6W,故B正確;由題意和歐姆定律可得:U1U1'=U1U=I1R1I1(R1+R2+R3)=R1R1+R2+R3=16,化簡可得R2+R35R15
12、215;1050;已知P2P2'=19,代入數(shù)值得 (0.1A)2R2(6V)2R2=19,解得:R220;則R3502030,故A正確;開關(guān)S1、S2、S3都閉合時,三只電阻并聯(lián),R1消耗的功率為:P1=U2R1=(6V)210=3.6W,R2消耗的功率為:P2=U2R2=(6V)220=1.8W,故C錯誤;R3消耗的功率為:P3=U2R3=(6V)230=1.2W,所以電路消耗的總功率為:PP1+P2+P33.6W+1.8W+1.2W6.6W,故D正確。故選:C。8.如圖是研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實驗,下列正確的是()。A甲實驗中兩個電阻串聯(lián)只是為了保證流過兩個電
13、阻電流相等;B甲實驗通電一段時間后,左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為1:2;C乙實驗是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系;D乙實驗通電一段時間后,左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為1:4【答案】B?!窘馕觥緼、甲實驗兩電阻絲阻值不同,兩電阻串聯(lián)后,則通過電阻絲的電流和通電時間相同,可以探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,故A錯誤;B、甲實驗兩電阻絲串聯(lián),則通過電阻絲的電流和通電時間相同,右側(cè)電阻阻值大,由焦耳定律QI2Rt可知,右側(cè)電阻是左側(cè)電阻的2倍,產(chǎn)生的熱量也是左側(cè)的2倍,故左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為1:2,故B正確;C、乙實驗,右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián),故左右空氣盒中電
14、阻絲的電阻和通電時間相同,但通過電阻的電流不同,所以研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,故C錯誤;D、乙實驗,右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián),故左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時間相同,左側(cè)的電流是右側(cè)電流的2倍,由焦耳定律QI2Rt可知,左側(cè)電阻產(chǎn)生熱量是右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量的4倍,即左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為4:1,故D錯誤;故選:B。9.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,定值電阻R23,滑動變阻器的最大阻值為R將滑動變阻器的滑片P移至右端,只閉合開關(guān)S1,電壓表V1示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2,電流表A1的示數(shù)為0.4A;再將滑動變阻器的滑片P置于左端時,電壓表V1示數(shù)為U1,電壓表V
15、2示數(shù)為U2已知U1:U12:1,U2:U21:3以下說法正確的是()。AR1的電阻為10;B電源電壓為9V;C當(dāng)開關(guān)都閉合,電路消耗的最小功率為30W;D只閉合開關(guān)S1時,電路消耗的最大功率為7.2W【答案】D?!窘馕觥恐婚]合開關(guān)S1,將滑動變阻器的滑片P移至右端時,等效電路圖如圖甲所示;只閉合開關(guān)S1,將滑動變阻器的滑片P置于左端時,等效電路圖如圖乙所示;開關(guān)都閉合,滑動變阻器的滑片P置于右端時,等效電路圖如圖丙所示;(1)圖甲和圖乙中,因電阻R2的阻值一定,且U2:U21:3,所以,由I=UR可得兩電路中電流之比:II'=U2R2U2'R2=U2U2'=13,因U
16、1:U12:1,所以,U1U1'=I(R1+R)I'R1=II'×R1+RR1,即21=13×R1+RR1,解得:R5R1,因電源電壓一定時,電流與總電阻成反比,所以,II'=R1+R2R1+R2+R=R1+R2R1+R2+5R1=13,解得:R1=23R2=23×32,R5R15×210,故A錯誤;圖乙中,電源的電壓:UI(R1+R2+R)0.4A×(2+3+10)6V,故B錯誤;(2)圖丙中,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,電路的總電阻最大,電路的總功率最小,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,各支路的電
17、流分別為:I1=UR1=6V2=3A,I2=UR2=6V3=2A,I3=UR=6V10=0.6A,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,電路的最小總電流:II1+I2+I33A+2A+0.6A5.6A,電路消耗的最小總功率:P小UIA16V×5.6A33.6W,故C錯誤;(3)只閉合開關(guān)S1,滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,電路的總功率最大,如圖乙所示,則電路消耗的最大功率:P大=U2R1+R2=(6V)22+3=7.2W,故D正確。故選:D。10.如圖所示,電源電壓為U且恒定,定值電阻R0與滑動變阻器R串聯(lián)的電路,已知:RR0,在滑動變阻器的滑片P移動過程中,下列表示R0
18、和R消耗的電功率P0和PR隨兩電壓表示數(shù)U1、U2的變化關(guān)系圖線中,可能正確的是()。ABCD【答案】B?!窘馕觥緼D、定值電阻R0與滑動變阻器R串聯(lián),V1測R0的電壓,V2測R的電壓:根據(jù)P=U2R,R0消耗的功率P0=U12R0=1R0×U12,R0為常數(shù),由數(shù)學(xué)知識,電功率P0隨電壓表示數(shù)U1的變化關(guān)系圖線為拋物線,A錯誤;由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,U1UU2,R0消耗的功率P0=U12R0=(U-U2)2R0,當(dāng)U2接近時無限電源電壓時,R0消耗的功率為0,D錯誤;BC、由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,U2UU1,由歐姆定律,電路的電流:I=U1R0,根據(jù)PUI,R的電功率為:PR(UU1
19、)×U1R0=-1R0×U12+UR0×U1,R的電功率PR為U1的一元二次函數(shù),因-1R0,拋物線開口向下,由數(shù)學(xué)知識,當(dāng)U1=-UR02×(-1R0)=U2=0.5U時,PR有最大值,B正確;當(dāng)變阻器連入電路的電阻最大時,由分壓原理,電壓表V2的示數(shù)最大,根據(jù)P=U2R,變阻器的電功率不可能為0,C錯誤;故選:B。二、填空題(每空2分,共34分)11.某學(xué)校共有燈100盞,都用60W的普通照明燈泡,平均每天用電4h。白熾燈發(fā)光效率15%左右,日光燈發(fā)光效率50%左右,則 W的日光燈與學(xué)校普通照明燈泡亮度相當(dāng)。后來學(xué)校統(tǒng)一改用40W日光燈,不但省電,而
20、且比原來更亮了。該校一年(按300天算)可節(jié)約 度電?!敬鸢浮?8;2400?!窘馕觥浚?)由題意,白熾燈發(fā)光效率15%左右,日光燈發(fā)光效率50%左右,因日光燈與學(xué)校普通照明燈泡亮度相當(dāng),即有用功率相等,所以,P11P22,即60W×15%P2×50%,解得:P218W;(2)由P=Wt可得,該校一年可節(jié)約的電能:WPt(60×103kW40×103kW)×4h×100×3002400kWh2400度。故答案為:18;2400。12.如圖所示為iPad的充電器,參數(shù)標(biāo)有5V2.1A,表示充電電壓是5V,最大輸出電流2.1A,
21、電板充滿電所儲存的電能是113400J充電時的能量轉(zhuǎn)換是電能轉(zhuǎn)化為 能。若“iPad”充電時以最大輸出電流充電,要將空電板充滿電需要 h,小明覺得充電時間太長了,他想為什么蘋果公司在設(shè)計時不把最大輸出電流提高呢?請你解釋其中的原因 ?!敬鸢浮炕瘜W(xué);3;由于電流的熱效應(yīng),充電電流越大,單位時間內(nèi)電池產(chǎn)生的熱量越多,容易損壞電板?!窘馕觥浚?)充電時,消耗電能使電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)變化,則電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;(2)根據(jù)WUIt可得,將空電板充滿電需要的時間:t=WUI=113400J5V×2.1A=10800s3h;(3)由于電流的熱效應(yīng),充電電流越大,單位時間內(nèi)電池產(chǎn)生的熱量越多,容易損壞電
22、板,所以充電時不能提高最大輸出電流。故答案為:化學(xué);3;由于電流的熱效應(yīng),充電電流越大,單位時間內(nèi)電池產(chǎn)生的熱量越多,容易損壞電板。13.如圖甲的電路中,R1、R2的電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示,閉合開關(guān),R1消耗的功率為P1,電路消耗的總功率為P2,則R1:R2 ;P1:P2 ?!敬鸢浮?:1; 1:4?!窘馕觥坑呻娐穲D可知,R1與R2并聯(lián),因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,當(dāng)電源的電壓UU1U26V時,通過兩電阻的電流I10.1A、I20.3A,由I=UR可得,兩電阻的阻值之比:R1R2=U1I1U2I2=I2I1=0.3A0.1A=31;因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,
23、干路電流:II1+I20.1A+0.3A0.4A,則R1消耗的功率和電路消耗的總功率之比:P1P2=UI1UI=I1I=0.1A0.4A=14。故答案為:3:1; 1:4。14.如圖甲所示電路的電源電壓為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V,圖乙是小燈泡的IU圖象。閉合開關(guān)S,當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時,燈泡的電阻是,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,滑動變阻器的電功率是 W。【答案】2.5;0.25?!窘馕觥坑呻娐穲D可知,燈泡L與變阻器R串聯(lián),電壓表測變阻器R兩端的電壓,電流表測電路中的電流。(1)當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時,由圖乙可知,燈泡兩端的電壓UL1V,由I=UR可得,此時燈泡的電阻:RL=ULI=1V0
24、.4A=2.5;(2)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,其兩端的電壓UL額2.5V,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,由圖乙可知,電路中的電流IIL額0.5A,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,此時變阻器兩端的電壓:URUUL額3V2.5V0.5V,則滑動變阻器的電功率:PRURI0.5V×0.5A0.25W。故答案為:2.5;0.25。15.有一塊手機用的鋰電池,上面標(biāo)明電壓為3.7V,容量為1000mAh,則它充滿電后,大約儲存了 kWh J的電能。該手機正常通話時平均電流為100mA,待機時平均電流為10mA,則手機電池理論上只能維持連續(xù)通話 h?!敬鸢浮?.7×103;1
25、.332×104;10?!窘馕觥坑蒊=Qt得,手機鋰電池充滿電后,儲存的電荷量:QIt1000×103A×3600s3600C,儲存的電能:WUItUQ3.7V×3600C1.332×104J3.7×103kWh;手機正常通話時平均電流I100mA,由I=Qt得,該手機電池理論上只能維持連續(xù)正常通話時間:t=QI=1000mAh100mA=10h。故答案為:3.7×103;1.332×104;10。16.小麗家中的電能表表盤如圖所示,則小麗家已消耗的電能為16.6kWh,可以同時使用的用電器總功率不能超過 W,若電
26、冰箱單獨正常工作一天(24小時),(電冰箱的主要技術(shù)參數(shù)見表),電能表鋁盤轉(zhuǎn) 圈。在使用電冰箱的過程中,小麗發(fā)現(xiàn)電冰箱門打開時,冰箱內(nèi)照明燈亮,壓縮機有時在工作,由此判斷,冰箱的壓縮機和照明燈是 聯(lián)的。海爾BC110B電冰箱額定電壓220V工作頻率50Hz額定功率100W耗電量0.8kWh/24h【答案】4400;2400;并?!窘馕觥浚?)電能表的工作電壓U220V,由圖知允許通過電能表的最大電流I最大20A;所以允許使用的用電器的最大總功率:P最大UI最大220V×20A4400 W;(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,電冰箱一天消耗0.8kWh的電能,3000r/kWh表示電路每消耗1kW
27、h電能時,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000圈,所以消耗0.8kWh電能時,轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù):n3000r/kWh×0.8kWh2400圈。(3)因為冰箱的壓縮機和照明燈工作時互不影響,所以它們是并聯(lián)的。故答案為:4400;2400;并。17.有兩個電路元件A和B,流過元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖(甲)所示。把它們串聯(lián)在電路中,如圖(乙)所示。閉合開關(guān)S,這時電流表的示數(shù)為0.4A,則電源電壓是 V,元件B的電功率是W。【答案】4.5;1。【解析】由電路圖可知,兩個電路元件A和B串聯(lián)在電路中,電流表的示數(shù)為0.4A時,A對應(yīng)的電壓是2V,B對應(yīng)的電壓是2.5V,所以電源的電壓為UUA+UB2V+2.
28、5V4.5V。元件B的電功率:PBUBI2.5V×0.4A1W。故答案為:4.5;1。三、實驗探究題(22分)18.(18分)在“測量小燈泡功率”的實驗中,提供的器材有:銘牌上僅能看清標(biāo)有“0.3A”字樣的小燈泡、電池組、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖1中甲所示的實物電路連接完整。(2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于 (選填“左”或“右”)端。閉合開關(guān),小燈泡不亮,電流表有示數(shù)。電壓表無示數(shù),則電路故障是 。(3)排除故障后,移動變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為0.3A,此時電壓表示數(shù)如圖乙所示,其值為 V,小燈泡的額定功率為 W。(4)測出
29、小燈泡的額定功率后,同學(xué)們又把燈泡兩端的電壓調(diào)為額定電壓的一半,發(fā)現(xiàn)測得的實際功率不等于其額定功率的四分之一,請你幫助分析出這種現(xiàn)象的原因是 。(5)下列描述小燈泡功率P隨滑動變阻器阻值R變化情況的圖象中,正確的是了 。(6)在實驗過程中,電壓表發(fā)生故障,現(xiàn)增加定值電阻R(阻值已知)和開關(guān),設(shè)計了如圖3,4種方案,則能測出燈泡額定功率的方案是 。(7)小明這一組實驗中,觀察到所用小燈泡實際功率越大,燈泡越亮。于是做出了這樣的結(jié)論:不同燈泡的亮度由實際功率決定,實際功率大的燈泡亮度大。請你對此結(jié)論作出評價: 。【答案】(1)如圖;(2)左;燈短路;(3)2.5;0.75;(4)燈絲的電阻隨溫度的
30、降低而減小;(5)D;(6)D;(7)燈泡亮度還與燈泡的發(fā)光效率等因素有關(guān)。【解析】(1)燈上標(biāo)有“0.3A”字樣,表示燈的額定電流為0.3A,測量小燈泡功率的實驗中,電流表選用小量程與燈串聯(lián),電壓表與燈并聯(lián),如下所示:;(2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置阻值最大處,即左端;閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表在干路上有示數(shù),說明電路故障為短路;如果電壓無示數(shù),則說明與電壓表串聯(lián)的燈泡是短路的,電阻為0;(3)排除故障后,移動變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為0.3A,此時電壓表示數(shù)如圖乙所示,圖中電壓表選用小量程,分度值為0.1V,其值為2.5V,小燈泡的額定功率為:PUI2.5V×0.3
31、A0.75W;(4)當(dāng)燈泡兩端的電壓調(diào)為額定電壓的一半時,通過燈的電流也減小了,根據(jù)PUI燈的功率減小,燈絲的溫度降低,因燈的電阻隨溫度的降低而減小,根據(jù)P=U2R,故發(fā)現(xiàn)測得的實際功率不等于其額定功率的14;(5)小燈泡與滑動變阻器串聯(lián),由公式可得,小燈泡功率PI2RL(URL+R)2RL,小燈泡的功率P隨滑動變阻器阻值R增大時,電流減小,功率減小,利用數(shù)學(xué)知識對比圖可選D;(6)沒有電壓表,所以應(yīng)將電阻與燈泡并聯(lián),要得知小燈泡正常發(fā)光,必須使通過燈泡的電流為0.3A,所以電流表的接法中即能直接單獨測出電阻的電流,又能間接測出通過燈泡的電流。A、無法得知小燈泡是否正常發(fā)光,所以A不正確;B、
32、電路在接法上與A類似,所以B不正確;C、通過開關(guān)的閉合和斷開能測出燈泡和電阻的電流,并能求出電阻兩端的電壓,但不能直接測出燈泡的電流為0.3A,無法判定燈泡是否正常發(fā)光,所以C錯誤;D、通過開關(guān)的閉合和斷開能測出燈泡和電阻的電流,能求出電阻兩端的電壓,所以D正確。(7)燈泡亮度還與燈泡的發(fā)光效率等因素有關(guān),實際功率不是決定亮度的唯一因素,故不正確。故答案為:(1)如圖;(2)左;燈短路;(3)2.5;0.75;(4)燈絲的電阻隨溫度的降低而減?。唬?)D;(6)D;(7)燈泡亮度還與燈泡的發(fā)光效率等因素有關(guān)。19(4分)為了探究電流通過電阻時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān),某小組同學(xué)分別將阻值不同的
33、電阻絲放入完全相同的兩個杯子中,然后在兩個相同的U形管中裝入水后,將U形管接入杯中后密封(密封的空氣質(zhì)量相同且此時U形管內(nèi)水面相平)。若通電一段時間后,電阻絲產(chǎn)生的熱量使密閉空氣膨脹,U形管中水面高度將發(fā)生變化,此變化反映了密閉空氣溫度的變化。實驗時他們將兩電阻串聯(lián)接到電源兩端,然后又將兩電阻分別接到相同電源兩端,通電相同的時間后實驗現(xiàn)象如圖(a)、(b)所示:分析比較圖(a)甲、乙兩U形管中水面高度的變化情況,可歸納得出的結(jié)論是:當(dāng)通過電阻的電流、通電時間相同時,電阻的阻值大, 。分析比較圖(b)甲、乙兩U形管中水面高度的變化情況,可歸納得出的結(jié)論是: ?!敬鸢浮浚?)產(chǎn)生的熱量越多;(2)
34、當(dāng)電壓、通電時間相同時,電阻的阻值越小,產(chǎn)生的熱量越多?!窘馕觥浚?)由圖可知:甲乙是串聯(lián)在電路;甲中水面的高度差小于乙中的水面的高度差,說明乙中的電阻產(chǎn)生的熱量多,乙的電阻大于甲的電阻,故結(jié)論為:當(dāng)通過電阻的電流、通電時間相同時,電阻的阻值大,產(chǎn)生的熱量越多;(2)由圖可知,兩電阻并聯(lián),電壓相等,甲中水面的高度差大于乙中的水面的高度差,說明甲中的電阻產(chǎn)生的熱量多,甲的電阻小于乙的電阻,通過甲的電流大于通過乙的電流,故結(jié)論為:當(dāng)電壓、通電時間相同時,電阻的阻值越小,產(chǎn)生的熱量越多。故答案為:(1)產(chǎn)生的熱量越多;(2)當(dāng)電壓、通電時間相同時,電阻的阻值越小,產(chǎn)生的熱量越多。四、計算題(14分)
35、20(7分)豆?jié){機是現(xiàn)代家庭的常用電器,銘牌如表。產(chǎn)品名稱額定電壓容積加熱功率電動機功率保溫功率蘇泊爾豆?jié){機220V1.6L300W如圖甲是蘇泊爾某款豆?jié){機工作原理的電路圖(豆?jié){機有磨煮和保溫兩個檔位,R1和R2為電熱絲,M為電動機,S1為手動開關(guān),S2、S3為自動開關(guān))。該豆?jié){機有磨煮和保溫兩個功能,其中磨煮工作流程如圖乙所示,功率隨時間的變化如圖丙所示。若某次磨煮豆?jié){時,將適量的黃豆和水(體積共1升,初溫30)裝入豆?jié){機,完成磨煮后,測得豆?jié){的溫度為90,整個磨煮過程共耗電0.15度。(忽略在磨煮過程中豆?jié){的體積和質(zhì)量變化)求:(1)當(dāng)開關(guān)S1閉合,開關(guān)S2斷開,開關(guān)S3閉合(“斷開”或“
36、閉合”)時,豆?jié){機處于加熱狀態(tài)。(2)此豆?jié){機的加熱功率是多少?(3)該豆?jié){機的加熱效率為多少?c豆?jié){4.0×103J/(kg),豆?jié){1.0×103kg/m3(4)當(dāng)豆?jié){機處于保溫狀態(tài)時,豆?jié){每秒向外界散熱100J,為保持豆?jié){的溫度恒定,則電熱絲R1的阻值為多大?【解析】(1)根據(jù)圖甲可知,當(dāng)開關(guān)S1閉合,開關(guān)S2斷開,開關(guān)S3斷開時,R1、R2串聯(lián); 當(dāng)開關(guān)S1閉合,開關(guān)S2斷開,開關(guān)S3閉合時,電路為R2的基本電路,由P=U2R可知,當(dāng)開關(guān)S1閉合,開關(guān)S2斷開,開關(guān)S3閉合時,豆?jié){機為加熱狀態(tài);(2)根據(jù)圖乙可知,豆?jié){機完成磨煮時的加熱時間和研磨時間分別為:t加熱3&
37、#215;2min6min,t研磨2×(7min2min)10min,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,研磨時豆?jié){機的功率:P研磨300W0.3kW則研磨時消耗的電能:W研磨P研磨t研磨0.3kW×1060h0.05kWh加熱時消耗的電能:W加熱WW研磨0.15kWh0.05kWh0.1kWh,加熱時的功率:P加熱=W加熱t(yī)加熱=0.1kWh660h=1kW1000W;(3)由=mV可得,豆?jié){的質(zhì)量:m豆?jié){V1.0×103kg/m3×1×103m31kg,豆?jié){吸收的熱量:Q吸c豆?jié){mt4.0×103J/(kg)×1kg×(9030)2.4×105J,豆?jié){機的效率:=Q吸W×100%=2.4
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