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第第頁第十八章電功率(核心考點(diǎn)講練)考點(diǎn)01電功電能【高頻考點(diǎn)精講】一、電能和電功1、表示符號(hào):W2、國際單位:焦耳(J),常用單位:千瓦時(shí)(kw?h),千瓦時(shí)也叫度,3、二者關(guān)系:(1)電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程,也是用電器消耗電能的過程。(2)電功就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的多少的量度。4、計(jì)算公式(1)原始公式:W=UIt(適用于所有電路)(2)推導(dǎo)公式:①;②(適用于純電阻電路)二、電能表1、概念:測(cè)量用電器一段時(shí)間內(nèi)消耗電能多少的儀表。2、讀數(shù):電能表前后兩次讀數(shù)之差,就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。注意:最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位。3、重要參數(shù):(1)“220V”表示電能表應(yīng)該在220V的電路中使用;(2)“10(20)A”表示電能表的標(biāo)定電流為10A,額定最大電流為20A,電能表在短時(shí)間內(nèi)最大電流不超過20A;(3)“2500r/kW?h”表示電能表的每消耗1kw?h的電能,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn)。【熱點(diǎn)題型精練】1.如圖所示分別是小英家上月初和上月末電能表的示數(shù)。結(jié)合表盤上的信息可知,下列選項(xiàng)中正確的是()A.小英家家庭電路中的干路電流不得超過10A B.小英家上個(gè)月消耗的電能為1011kW?h C.電能表上指示燈閃爍320次,表示家庭電路消耗電能0.2J D.電能表上指示燈閃爍的次數(shù)越多,說明電路中消耗的電能越多解:A、由圖知電能表允許通過的最大電流為40A,因此小英家干路中的電流不得超過40A,故A錯(cuò)誤;B、小英家上月消耗的電能為:5647.8kW?h﹣5546.7kW?h=101.1kW?h,故B錯(cuò)誤;C、指示燈閃爍320次消耗的電能:W=320D、1600imp/kW?h表示每消耗1kW?h的電能,指示燈閃爍1600次,電能表上指示燈閃爍的次數(shù)越多,則電路中消耗的電能越多,故D正確。答案:D。2.下列家用電器在工作中,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是()A.電飯鍋 B.電風(fēng)扇 C.電視機(jī) D.電熱水壺解:A.電飯煲工作時(shí)只要把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;B.電風(fēng)扇工作時(shí)只要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故B正確;C.電視機(jī)工作時(shí)主要把電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能,少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故C錯(cuò)誤;D.電熱水壺工作時(shí)主要把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。答案:B。3.如圖所示,甲、乙為兩段材料、長度均相同,但橫截面積不同的電阻絲。將它們?nèi)鐖D所示串聯(lián)在電路中,則通電一段時(shí)間后()A.甲導(dǎo)體溫度升高得多 B.乙導(dǎo)體消耗的電能多 C.通過甲導(dǎo)體的電流大 D.乙導(dǎo)體兩端的電壓大解:甲、乙為兩段電阻絲是串聯(lián)的,電流相同;甲、乙為兩段材料、長度均相同,甲的橫截面積小于乙的橫截面積,所以甲的電阻大于乙的電阻;根據(jù)U=IR可知,甲兩端的電壓大;由W=UIt可知,在相同時(shí)間里,甲消耗的電能多,轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能多,所以甲的溫度升高得多。綜上所述,A正確。答案:A。4.如圖所示電路中,電源電壓不變,只閉合開關(guān)S1,電流表的示數(shù)為0.3A,再閉合開關(guān)S2,電流表示數(shù)變化了0.4A,則同時(shí)閉合S1、S2后,相同時(shí)間內(nèi)R1、R2消耗的電能之比是()A.3:4 B.4:3 C.7:3 D.4:7解:由圖知,只閉合S1時(shí),R1單獨(dú)接入電路,電流表測(cè)R1的電流,則I1=0.3A;再閉合S2時(shí),R1、R2并聯(lián),電流表測(cè)干路中的電流,兩只開關(guān)都閉合時(shí),由于并聯(lián)電路中各電阻互不影響,所以通過R1的電流仍然為I1=0.3A,電流表示數(shù)變化了0.4A,則說明通過R2的電流為I2=0.4A,而并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,即U1=U2,所以,在相同時(shí)間內(nèi)R1、R2消耗的電能之比為:W1答案:A。5.某品牌電動(dòng)汽車的電池容量為130Ah,額定電壓為400V,充電時(shí)它將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)起來,充滿電后它存儲(chǔ)了52kW?h的能量。解:電動(dòng)汽車充電時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)起來。充滿電后儲(chǔ)存能量:W=UIt=400V×130A×3600s=1.872×108J=1.872×1答案:化學(xué);52。6.如圖所示,小燈泡L1的電阻R1=20Ω,閉合開關(guān)S,電流表A2的示數(shù)為0.9A,電流表A1的示數(shù)為0.4A,則小燈泡L1的兩端電壓為8V,電流通過小燈泡L2在1min內(nèi)所做的功為240J。解:由電路圖可知,兩燈泡并聯(lián),電流表A1測(cè)L1的電流,電流表A2測(cè)干路的電流;由歐姆定律可知,小燈泡L1兩端的電壓:U1=I1R1=0.4A×20Ω=8V,由并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,小燈泡L2兩端的電壓:U2=U1=8V,由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知,通過L2的電流:I2=I﹣I1=0.9A﹣0.4A=0.5A,則電流通過小燈泡L2在1min內(nèi)所做的功:W2=U2I2t=8V×0.5A×1×60s=240J。答案:8;240。7.在“探究電流做功多少與電壓、電流的關(guān)系”的活動(dòng)中,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲、乙、丙三個(gè)電路。(1)實(shí)驗(yàn)中我們通過比較燈泡的亮暗來比較相同時(shí)間內(nèi)電流做功的多少,所用的兩燈L1和L2規(guī)格是不同(選填“相同”或“不同”)。(2)利用圖甲可以研究電流做功多少與電流大小的關(guān)系。經(jīng)過討論,同學(xué)們認(rèn)為圖甲電路存在一個(gè)缺陷,其缺陷在于無法改變燈兩端的電壓,利用滑動(dòng)變阻器保護(hù)電路。(3)在乙圖的實(shí)驗(yàn)中,兩燈都發(fā)光,但燈L1較亮,燈L1兩端的電壓也較大,根據(jù)此現(xiàn)象可以得出的初步結(jié)論是在電流和通電時(shí)間相同時(shí),電壓越大,電流做功越多。(4)某同學(xué)想利用丙圖來研究電流做功與電壓的關(guān)系,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置來改變燈兩端電壓,他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中存在什么問題?不能控制電流相同。解:(1)燈泡越亮功率越大,在相同時(shí)間里消耗的電能越多,電流做功越多。所以我們可以通過燈泡的亮度不同來比較相同時(shí)間內(nèi)電流做功的多少;根據(jù)控制變量法可知甲圖中,L1、L2兩端電壓相等、通電時(shí)間相同,應(yīng)保持電流不同,所用的兩燈L1和L2規(guī)格不同;(2)圖甲中兩燈并聯(lián),兩燈兩端的電壓相等,電流表分別測(cè)出燈泡的電流,由W=UIt,可知這是探究電流做功與電流大小的關(guān)系;由圖知,電路中沒有滑動(dòng)變阻器,所以不能進(jìn)行多次測(cè)量,不能排除實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性和沒有利用滑動(dòng)變阻器保護(hù)電路;(3)因?yàn)殡娏髯龅墓εc電壓、電流和時(shí)間有關(guān),而圖乙電路中,兩燈串聯(lián)電流和通電時(shí)間相同,電壓不同,根據(jù)控制變量法的思路可知是研究電流做功與電壓的關(guān)系;通過公式W=UIt判斷,在電流和時(shí)間相同的情況下,電壓越大,電流做的功越多;(4)研究電流做功與電壓的關(guān)系時(shí),應(yīng)控制電流和通電時(shí)間相同,由圖丙可知:調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置來改變燈兩端電壓,也改變了燈泡中的電流,所以不能研究電流做功與電壓關(guān)系。答案:(1)燈泡的亮暗;不同;(2)電流大?。粺o法改變燈兩端的電壓,利用滑動(dòng)變阻器保護(hù)電路;(3)在電流和時(shí)間相同的情況下,電壓越大,電流做的功越多;(4)不能控制電流相同。8.如圖所示的電路中,電源電壓恒為3V,電阻R1的阻值為5Ω,閉合開關(guān)S,電流表示數(shù)為0.5A.求:(1)電阻R2的阻值;(2)干路中的總電流I;(3)通電10s的時(shí)間內(nèi),電流通過電阻R2做的功W2。解:由圖知,閉合開關(guān),兩定值電阻并聯(lián),電流表測(cè)量R2支路電流。(1)由I=UR可得,電阻RR2=UI2(2)通過電阻R1中的電流為:I1=U因并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路電流之和,所以,干路中的總電流:I=I1+I2=0.6A+0.5A=1.1A;(3)通電10s的時(shí)間內(nèi),電流通過電阻R2做的功為:W2=UI2t=3V×0.5A×10s=15J。答:(1)電阻R2的阻值為6Ω;(2)干路中的總電流為1.1A;(3)通電10s的時(shí)間內(nèi),電流通過電阻R2做的功為15J??键c(diǎn)02電功率【高頻考點(diǎn)精講】一、電功率1、定義:電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。2、符號(hào):P3、單位(1)國際單位:瓦特,簡稱瓦,符號(hào)W(2)常用單位:千瓦,符號(hào)kW,1kW=1000W;毫瓦,符號(hào)mW,1W=1000mW4、物理意義:表示電流做功快慢。5、公式定義式:(適用于所有電路)推導(dǎo)公式:(適用于純電阻電路,一般用于串聯(lián))(適用于純電阻電路,一般用于并聯(lián))(3)兩套單位W—電流所做的功—焦(J)—kW·h
t—所用的時(shí)間—秒(s)—h
P—用電器的功率—瓦(W)—kW二、額定功率和實(shí)際功率1、額定電壓:用電器正常工作時(shí)的電壓,用U額表示;2、額定功率:用電器在額定電壓下正常工作時(shí)的功率,用P額表示;3、實(shí)際電壓:用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓,用U額表示;用U實(shí)表示;4、額定功率:用電器在實(shí)際電壓下的功率,用P實(shí)表示;5、功率與電壓的關(guān)系:【熱點(diǎn)題型精練】9.小俊同學(xué)用甲、乙兩個(gè)小燈泡連接成如圖所示電路,閉合開關(guān)S后,甲、乙兩燈均正常發(fā)光,但甲燈比乙燈亮,下列說法不正確的是()A.兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈電阻小于乙燈電阻 B.兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈功率等于乙燈功率 C.若兩燈位置對(duì)換,甲燈仍比乙燈亮 D.如果將兩燈串聯(lián)在該電源上,則乙燈比甲燈亮解:A、兩燈泡并聯(lián),燈泡兩端的電壓相等,兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈比乙燈亮,說明甲燈的實(shí)際功率較大,由公式R=UB、兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈比乙燈亮,說明甲燈的實(shí)際功率大于乙燈的實(shí)際功率,故B錯(cuò)誤;C、兩燈泡位置對(duì)換時(shí),兩燈仍然并聯(lián),燈泡兩端的電壓相等,燈泡兩端的電壓及燈泡的電阻不變,則燈泡的實(shí)際功率不變,亮暗不變,即甲燈仍比乙燈亮,故C正確;D、由以上分析可知,甲燈電阻小于乙燈電阻,若兩燈串聯(lián)接在該電源上,通過兩燈的電流相等,由P=I2R可知,此時(shí)乙燈的實(shí)際功率較大,所以乙燈比甲燈亮,故D正確。答案:B。10.將標(biāo)有“6V3W“和“6V2W”的甲、乙兩只小燈泡串聯(lián)起來(燈絲電阻不隨溫度變化),接在電壓為6V的電源兩端,接通電路后,以下說法正確的是()A.通過甲燈泡電流大,所以甲燈比乙燈亮 B.兩只小燈泡都能正常發(fā)光 C.甲、乙兩燈的兩端電壓之比為3:2 D.乙燈的實(shí)際功率為0.72W,電路的總功率為1.2W解:A、甲、乙兩只小燈泡串聯(lián)起來,接在電壓為6V的電源兩端時(shí),因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,通過兩燈泡的電流相等,故A錯(cuò)誤;B、由P=UI可得,兩燈泡的額定電流:I甲=P甲U甲由I=UR甲=U甲I甲=6V0.5A=因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,電路中的電流:I=U因I<I乙<I甲,所以,兩燈泡均不能正常發(fā)光,故B錯(cuò)誤;C、由I=UR可得,甲、乙兩燈的兩端電壓之比D、由P=I2R可知,甲燈的實(shí)際功率P實(shí)甲=I2R甲=(0.2A)2×12Ω=0.48W,乙燈的實(shí)際功率P實(shí)乙=I2R乙=(0.2A)2×18Ω=0.72W,電路的總功率P總=P實(shí)甲+P實(shí)乙=0.48W+0.72W=1.2W,故D正確。答案:D。11.如圖所示,只閉合開關(guān)S時(shí)燈L1的功率為9W;斷開開關(guān)S,閉合S1、S2時(shí),燈L1的功率為16W.電源電壓不變,且燈絲電阻不受溫度的影響。則L1、L2兩燈燈絲電阻之比是()A.1:3 B.4:3 C.3:1 D.3:4解:只閉合開關(guān)S時(shí),兩燈串聯(lián),燈L1的功率為9W;斷開開關(guān)S,閉合S1、S2時(shí),兩燈并聯(lián),燈L1的功率為16W;設(shè)兩燈串聯(lián)時(shí)L1、L2的電壓分別為U1、U2;而兩燈并聯(lián)時(shí),根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知兩燈的電壓均等于電源電壓U,根據(jù)P=U對(duì)燈L1而言有:P1并即16W9W則電源電壓與串聯(lián)電路中L1的電壓之比為:UU根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得:U2解得U2即串聯(lián)電路中L2的電壓與L1的電壓之比為1:3,由分壓原理可知U2U1=R答案:C。12.如圖所示,測(cè)量小燈泡電功率的電路圖,電源電壓恒為6V,電流表量程0~0.6A,電壓表量程0~3V,滑動(dòng)變阻器規(guī)格“50Ω1A”,小燈泡規(guī)格“2.5V0.625W”,若不考慮小燈泡阻值隨溫度的變化,小燈泡兩端電壓不允許超過額定值,閉合開關(guān),下列說法正確的是()A.滑片向右滑動(dòng),電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大 B.電流表的示數(shù)允許變化范圍是0.1~0.25A C.滑動(dòng)變阻器的阻值允許調(diào)節(jié)的范圍是24~50Ω D.電路的最大電功率是2.5W解:由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián),電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流。(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng),接入電路中的電阻變大時(shí),根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變小,即電流表示數(shù)變小;根據(jù)U=IR可知燈泡兩端的電壓變小,即電壓表示數(shù)變小;故A錯(cuò)誤;(2)根據(jù)P=UI可得,燈的額定電流:IL額=P因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且電流表的量程為0~0.6A,所以,電路中的最大電流為Imax=0.25A,由I=URL=UL額I電路中的總電阻:Rmin=UImax因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值:R滑min=Rmin﹣RL=24Ω﹣10Ω=14Ω;故C錯(cuò)誤;該電路的最大功率:Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W,故D錯(cuò)誤;(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),燈泡的功率最小,此時(shí)電路中的電流:Imin=U則電流表示數(shù)的變化范圍是0.1A~0.25A,故B正確。答案:B。13.甲、乙兩燈的額定電壓均為6V,測(cè)得兩燈的電流與電壓關(guān)系圖像如圖所示。甲燈正常工作時(shí)的電阻是20Ω;當(dāng)乙燈的實(shí)際功率是2.4W時(shí),它兩端的實(shí)際電壓是4V;當(dāng)把甲、乙兩燈串聯(lián)接在7V的電源上時(shí),電路消耗的總功率是2.1W。解:(1)甲燈的額定電壓為6V,甲燈正常工作時(shí)的電壓U乙=6V,由圖可知,通過甲燈泡的電流I甲=0.3A,由I=UR甲=U甲I(2)由圖乙知,當(dāng)燈的電壓為4V時(shí),通過的電流為0.6A,乙燈的實(shí)際功率:P′=U′′I=4V×0.6A=2.4W,故當(dāng)乙燈的實(shí)際功率是2.4W時(shí),它兩端的實(shí)際電壓是4V;(3)當(dāng)把兩燈串聯(lián)在7V電源上時(shí),因串聯(lián)電路的電流相等,由圖知,只有當(dāng)電路中的電流為0.3A,甲燈的實(shí)際電壓為6V,乙燈的實(shí)際電壓為1V時(shí),由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),兩燈的總電壓等于電源電壓7V,故電路消耗的總功率是:P=UI實(shí)=7V×0.3A=2.1W。答案:20;4;2.1。14.如圖所示,電源電壓不變,燈泡L標(biāo)有“6V3W”(燈泡電阻不變),開關(guān)S閉合。當(dāng)S1、S2斷開,滑片P從b端滑到某一位置時(shí),變阻器的電阻減小6Ω,電流表的示數(shù)變化0.1A,燈泡恰好正常發(fā)光,此時(shí)電路的電流為0.5A;保持滑片P位置不變,閉合S1、S2,電流表的示數(shù)又變化了1.5A。當(dāng)S1、S2都閉合時(shí),調(diào)節(jié)滑片P,電路消耗的最小功率為20W。解:開關(guān)S閉合:當(dāng)S1、S2斷開,滑片P在b端時(shí),等效電路圖如圖1所示;滑片滑到某一位置時(shí),等效電路圖如圖2所示;保持滑片P位置不變,閉合S1、S2,等效電路圖如圖3所示。(1)圖2中:∵串聯(lián)電路中各處的電流相等,且燈泡正常發(fā)光,∴根據(jù)P=UI可得,電路中的電流:I2=IL=P(2)∴圖1中的電流I1=I2﹣0.1A=0.5A﹣0.1A=0.4A,圖3中電流表的示數(shù)I3=I2+1.5A=0.5A+1.5A=2A,根據(jù)歐姆定律可得,燈泡的電阻:RL=ULI∵電源的電壓不變,∴U=I1(RL+Rab)=I(RL+Rab﹣6Ω),即0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab﹣6Ω)解得:Rab=18Ω,電源的電壓U=0.4A×(12Ω+Rab)=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V;圖3中:∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,∴通過滑動(dòng)變阻器的電流:I滑=U∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,∴通過R0的電流:I0=I3﹣I滑=2A﹣1A=1A,R0=UI0當(dāng)三個(gè)開關(guān)S、S1、S2都閉合且滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),電路消耗的電功率最小,電路消耗總功率的最小值:Pmin=U答案:0.5;20。15.小華用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的額定功率,其中電源由四節(jié)新的干電池串聯(lián)組成。(1)閉合開關(guān)后,小華發(fā)現(xiàn)電流表(填“電流表”或“電壓表”)幾乎無示數(shù)。檢查電路后發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)趫D甲中錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線把電路連接正確。(2)改正錯(cuò)誤后,小明調(diào)節(jié)滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,則該燈泡的額定功率為0.5W。若想使小燈泡的電功率變大些,則滑片P應(yīng)向左移動(dòng)(填“左”或“右”)。(3)小華用一個(gè)定值電阻R0接在原電路中電流表所在位置,設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,也測(cè)出了這個(gè)小燈泡的額定功率。具體操作是:閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為U額,保持滑片的位置不變,只將電壓表的B點(diǎn)(選填“A”或“B”)接線改接到C點(diǎn),觀察并記錄電壓表的示數(shù)U,通過計(jì)算求出了小燈泡的額定功率P=U額×U?U解:(1)甲圖將電流表與電壓表串聯(lián),由于電壓表內(nèi)阻很大,使該支路幾乎無電流,故電流表幾乎無示數(shù);電流表、燈泡和滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)接入電路,電壓表應(yīng)該并聯(lián)在燈泡兩端,修改電路如下:(2)電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.2A,則該燈泡的額定功率PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W;若想使小燈泡的電功率變大些,則燈泡兩端的電壓應(yīng)增大,電源電壓不變,故應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變小,根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)變小,故滑片P應(yīng)向左移動(dòng);(3)由圖丙可知,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為U額,此時(shí)燈泡正常發(fā)光;保持滑片的位置不變,只將電壓表的B點(diǎn)接線改接到C點(diǎn),觀察并記錄電壓表的示數(shù)U,即燈泡與R0兩端的總電壓為U,從而根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流I=I0=U?U額R0,由此可求出小燈泡的額定電功率P=U答案:(1)電流表;如圖;(2)0.5;左;(3)B;C;U額×U?16.體重超標(biāo)已影響了部分中學(xué)生的身心健康,為了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)學(xué)生的體重情況,班級(jí)科技創(chuàng)新小組設(shè)計(jì)了一臺(tái)由電流表改裝而成的簡易體重計(jì),其電路如圖甲所示。已知電源電壓恒定,定值電阻R0=5Ω,R為壓敏電阻,其阻值與所受到的壓力關(guān)系如圖乙所示,電流表量程為0~0.6A,踏板重力不計(jì),求:(1)閉合開關(guān)S,當(dāng)體重計(jì)空載時(shí),電路中的電流為0.12A,電源電壓為多少;(2)當(dāng)體重計(jì)示數(shù)為600N時(shí),R0消耗的電功率為多少;(3)此體重計(jì)所能測(cè)量的最大體重為多少。解:(1)由圖甲可知,閉合開關(guān)S,定值電阻R0與壓敏電阻R串聯(lián),由圖乙可知當(dāng)體重計(jì)空載時(shí),R=45Ω,I=0.12A,則電源電壓為:U=I(R+R0)=0.12A×(45Ω+5Ω)=6V;(2)由題圖乙可知,當(dāng)體重計(jì)示數(shù)為600N時(shí),壓敏電阻的阻值R'=15Ω,此時(shí)電路中電流為:I'=U定值電阻R0消耗的功率為:P=I'2R0=(0.3A)2×5Ω=0.45W;(3)已知電流表量程為0~0.6A,當(dāng)電路中的電流最大為Imax=0.6A時(shí),體重計(jì)測(cè)量最大體重,此時(shí)壓敏電阻的阻值為:R''=UImax?R0=6V由題圖乙可知,所能測(cè)量的最大體重為1200N。答:(1)閉合開關(guān)S,當(dāng)體重計(jì)空載時(shí),電路中的電流為0.12A,電源電壓為6V;(2)當(dāng)體重計(jì)示數(shù)為600N時(shí),R0消耗的電功率為0.45W;(3)此體重計(jì)所能測(cè)量的最大體重為1200N??键c(diǎn)03測(cè)量小燈泡的電功率【高頻考點(diǎn)精講】伏安法測(cè)小燈泡電功率一、實(shí)驗(yàn)原理:P=UI二、實(shí)驗(yàn)電路圖三、實(shí)驗(yàn)器材:電源、開關(guān)、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、小燈泡(額定電壓2.5V)、導(dǎo)線四、實(shí)驗(yàn)步驟1、按照電路圖連接實(shí)物電路,連接過程中開關(guān)斷開。2、檢查所連接的電路,確定無誤后閉合開關(guān)。3、移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)為1V,讀出電流表的示數(shù)為0.2A,觀察燈泡亮度較暗。4、移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)為2.5V,讀出電流表的示數(shù)為0.29A,小燈泡正常發(fā)光。5、移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)為3V,讀出電流表的示數(shù)為0.32A,觀察小燈泡亮度較亮。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論1、當(dāng)U實(shí)=U額時(shí),P實(shí)=P額,小燈泡正常發(fā)光;2、當(dāng)U實(shí)<U額時(shí),P實(shí)<P額,小燈泡發(fā)光較暗;3、當(dāng)U實(shí)>U額時(shí),P實(shí)>P額,小燈泡發(fā)光較亮;注意:小燈泡的亮度取決于小燈泡的實(shí)際功率,實(shí)際功率越大,亮度越亮。六、滑動(dòng)變阻器作用1、保護(hù)電路;2、改變小燈泡兩端電壓。七、注意事項(xiàng)1、電源電壓應(yīng)高于小燈泡的額定電壓。2、電壓表的量程應(yīng)大于小燈泡的額定電壓。3、滑動(dòng)電阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的額定電流,滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)與小燈泡的電阻差不多,以使滑動(dòng)變阻器的調(diào)壓效果明顯。4、滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用“一上一下”的連接方法。5、電壓表和電流表要注意“+”“-”接線柱的接法正確。6、調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時(shí),要注意緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,實(shí)際電壓不能超過額定電壓的1.2倍,同時(shí)通電時(shí)間不能過長,否則容易燒壞小燈泡。7、不能把三次的電功率求平均值,因?yàn)檫@三次的電功率是不同電壓下的電功率。八、常見的故障及故障原因分析1、閉合開關(guān),電流表、電壓表沒有示數(shù),小燈泡不發(fā)光。故障原因:電路出現(xiàn)斷路(或接觸不良)。2、閉合開關(guān),電流表沒有示數(shù),電壓表有示數(shù),但小燈泡不發(fā)光。故障原因:燈絲斷了或燈泡接觸不良。3、移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,電流表的示數(shù)增大,而電壓表的示數(shù)減小。故障原因:電壓表并聯(lián)接在滑動(dòng)變阻器兩端,而不是燈泡的兩端。4、閉合開關(guān),電流表有示數(shù),電壓表沒有示數(shù),小燈泡不發(fā)光。故障原因:燈泡短路。5、閉合開關(guān),電流表示數(shù)很小,或幾乎為0。燈泡不發(fā)光(或發(fā)光較暗),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器小燈泡亮度不變。故障原因:滑動(dòng)變阻器接線錯(cuò)誤,接線時(shí)接到滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱,不能改變電路中的電阻。6、閉合開關(guān),電流表,電壓表有示數(shù),燈泡較亮,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器小燈泡亮度不變。故障原因:滑動(dòng)變阻器接線錯(cuò)誤,接線時(shí)接到滑動(dòng)變阻器上面兩個(gè)接線柱,不能改變電路中的電阻?!緹狳c(diǎn)題型精練】17.在探究“電功率與電阻關(guān)系”時(shí),實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備了阻值分別為5Ω、15Ω的A、B兩個(gè)同一類型的燈泡。同學(xué)們按圖甲、圖乙設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行探究。不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響,下列說法正確的是()A.圖甲中A燈泡比B燈泡亮 B.圖甲中滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)過程中,兩個(gè)燈泡的亮度都變亮 C.圖乙中A燈泡比B燈泡亮 D.圖乙中滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)過程中,兩個(gè)燈泡的亮度都變亮解:A、甲圖中兩燈串聯(lián),串聯(lián)電路中電流相等,燈泡消耗的實(shí)際電功率P=UI=I2R,因?yàn)镽A<RB,所以PA<PB,因此甲燈泡比乙燈泡暗,故A錯(cuò)誤;B、甲圖中滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)過程中,滑動(dòng)變阻器的接入電阻變大,電路中的總電阻變大,電路中的電流變小,根據(jù)P=I2R可知,每個(gè)小燈泡消耗的電功率變小,兩個(gè)燈泡的亮度都變暗,故B錯(cuò)誤;C、乙圖中兩燈并聯(lián),所以兩燈泡兩端的電壓相等,燈泡消耗的實(shí)際電功率P=UI=U2R,因?yàn)镽A<RB,所以PAD、乙圖中滑動(dòng)變阻器接在干路上,當(dāng)滑片向左滑動(dòng)時(shí),變阻器接入電阻變大,根據(jù)分壓原理,變阻器兩端分得的電壓變大,兩燈泡兩端的電壓變小,根據(jù)P=U答案:C。18.在測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率時(shí)。小紅所觀察和記錄的結(jié)果如表所示。小燈泡兩端的電壓U/V0.51.01.522.53通過小燈泡的電流I/A0.120.160.190.230.250.28小燈泡的亮度暗→亮正常發(fā)光過亮分析實(shí)驗(yàn)記錄,她得出了以下結(jié)論①小燈泡的額定功率為0.625W②小燈泡的實(shí)際功率越大,亮度越亮③小燈泡的電阻隨兩端的電壓升高而增大④小燈泡和阻值為2Ω的定值電阻串聯(lián)接在電壓為3V的電源兩端時(shí),能正常發(fā)光其中正確的是()A.只有① B.只有①② C.只有①②③ D.①②③④都正確解:①燈泡兩端電壓等于額定電壓2.5V時(shí)正常發(fā)光,由表中數(shù)據(jù)知,此時(shí)通過燈泡的電流為0.25A,所以燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W,故①正確;②由表中數(shù)據(jù)知,燈泡兩端電壓越大,通過的電流也越大,由P=UI可知,燈泡的實(shí)際功率越大,小燈泡越亮,故②正確;③由R=UI計(jì)算可得,各次實(shí)驗(yàn)燈泡電阻分別為:4.17Ω、6.25Ω、7.89Ω、8.70Ω、10Ω、10.71Ω,所以小燈泡的電阻隨兩端的電壓升高而增大,故④小燈泡和阻值為2Ω的定值電阻串聯(lián)接在電壓為3V的電源兩端,由表中數(shù)據(jù)知,當(dāng)燈泡電壓2.5V,對(duì)應(yīng)電流為0.25A,此時(shí)定值電阻兩端電壓:UR=IR=0.25A×2Ω=0.5V,恰好滿足電源電壓:U=UL+UR=0.5V+2.5V=3V,所以燈泡能正常發(fā)光,故④正確。答案:D。19.李明同學(xué)為了探究“電功率與電阻的關(guān)系”,他找來額定電壓均為6V的L1、L2兩只燈泡。將兩燈串聯(lián)起來,按照如圖所示的電路開始了實(shí)驗(yàn)探究,閉合開關(guān)后,看見燈L2微微發(fā)光,燈L1幾乎不發(fā)光,則關(guān)于兩燈的電阻R1和R2、兩燈的額定功率P1和P2的大小關(guān)系成立的是(不考慮燈絲電阻值隨溫度的變化)()A.R1>R2,P1>P2 B.R1<R2,P1<P2 C.R1>R2,P1<P2 D.R1<R2,P1>P2解:燈泡的亮度是由燈泡的實(shí)際功率決定的,因?yàn)闊鬖2微微發(fā)光,燈L1幾乎不發(fā)光,所以L2的實(shí)際功率比L1的實(shí)際功率大,即P2實(shí)>P1實(shí)。兩燈串聯(lián),則通過兩燈的電流相等,且P2實(shí)>P1實(shí),則根據(jù)P=I2R可知,燈泡的實(shí)際功率與電阻成正比,所以R2>R1。因兩燈的額定電壓U相同,則根據(jù)P=U2R可知,燈泡的額定功率與電阻成反比;由于R1<R2,所以兩燈的額定功率P1答案:D。20.某同學(xué)做“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn),他正確連接好電路,閉合開關(guān)時(shí)記錄了第1組數(shù)據(jù),當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)記錄了第2組數(shù)據(jù),把滑片移到端點(diǎn)時(shí)小燈閃亮一下,后熄滅,并記錄了第3組數(shù)據(jù),如表所示。則下列判斷錯(cuò)誤的是()電壓表示數(shù)電流表示數(shù)小燈亮暗程度11.3V0.16A暗22.5V0.26A正常發(fā)光34.5V0A不發(fā)光A.他所用小燈的額定電壓為2.5V B.他所用小燈的額定功率為0.65W C.滑動(dòng)變阻器的最大電阻值為30Ω D.他所用電源的電壓為4.5V解:A、燈泡在額定電壓下正常發(fā)光,由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓為2.5V,則燈泡額定電壓為2.5V,故A正確;B、燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率為額定功率,由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,燈泡額定功率:P=UI=2.5V×0.26A=0.65W,故B正確;D、燈泡燒壞,燈泡斷路,電壓表測(cè)電源電壓,由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,電源電壓為U=4.5V,故D正確;C、閉合開關(guān)時(shí),滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路,由第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓:U滑=U﹣UL=4.5V﹣1.3V=3.2V,滑動(dòng)變阻器最大阻值:R=U滑I答案:C。21.“探究小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲,實(shí)驗(yàn)中選擇“2.5V”小燈泡,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的過程發(fā)現(xiàn)燈亮度變化,這是由燈泡的實(shí)際功率變化引起的。實(shí)驗(yàn)得到燈的U﹣I圖象如圖乙,則小燈泡的額定功率是0.75W。解:(1)甲圖中,燈與變阻器串聯(lián),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的過程中,電路中的電流變化,根據(jù)P=I2R,燈的實(shí)際功率變化,燈的亮度發(fā)生變化;(2)由圖乙知,當(dāng)燈的電壓為2.5V時(shí),電流大小為0.3A,小燈泡的額定功率是:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。答案:燈泡實(shí)際功率;0.75。22.小華同學(xué)在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中,所用電源電壓為4.5V、7.5V和9V中的一個(gè),滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω2A”字樣,小燈泡標(biāo)有“4.5V”字樣,小燈泡的額定功率小于1.5W。他按圖連接好電路,先將變阻器的滑片移至A端(選填“A”或“B”),然后閉合開關(guān)s,再移動(dòng)變阻器的滑片P,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),變阻器的滑片P恰好在中點(diǎn)上(即連入電路的電阻為10Ω)。小華所用的電源電壓為7.5V,小燈泡的額定功率為1.35W。解:(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)先將變阻器的滑片移至阻值最大處,即A端;(2)小燈泡正常工作時(shí)的電流約為I=P小燈泡正常發(fā)光時(shí),電路中的電流約為I=0.33A,由題意知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R滑=10Ω,則滑動(dòng)變阻器兩端電壓約為U滑=IR滑=0.33A×10Ω=3.3V;電源電壓約為U=UL+U滑=4.5V+3.3V=7.8V;由于燈泡的額定功率小于1.5V,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流小于0.33A,這電源電壓要小于7.8V;燈泡正常發(fā)光時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端有一定的電壓,則電源電壓要大于4.5V,由此可知,電源電壓應(yīng)為7.5V;(3)源電壓為7.5V,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓UL=4.5V,則燈泡正常發(fā)光時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端電壓:U滑=U﹣UL=7.5V﹣4.5V=3V,電路中的電流I=U滑R滑=答案:A;7.5;1.35。23.小青在“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中,選用的小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣。(1)如圖甲是小青測(cè)量小燈泡額定功率不完整的實(shí)物電路,請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整;(2)連接好電路后閉合開關(guān),小青發(fā)現(xiàn)小燈泡沒有發(fā)光,但電流表有示數(shù),接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是(選填標(biāo)號(hào));A.更換小燈泡B.檢查開關(guān)是否閉合C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片D.檢查電壓表是否斷路(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則應(yīng)將滑片向(選填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小燈泡正常工作。若正常工作時(shí)電流表示數(shù)為0.5A,則小燈泡的額定功率為W;(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小青又設(shè)計(jì)了一種測(cè)額定功率的方案,如圖丙所示,R0是阻值已知的定值電阻。請(qǐng)完成下列操作:①連接好電路,閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥到觸點(diǎn)(選填“A”或“B”),移動(dòng)滑片,使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U1;②保持滑片的位置不動(dòng),再將開關(guān)S1撥到另一觸點(diǎn),讀出電壓表的示數(shù)U2;③用U1、U2、R0表示小燈泡的額定功率,則表達(dá)式P=。解:(1)電壓表應(yīng)并聯(lián)到燈泡的兩端,燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選用的是小量程;如圖所示:(2)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最大,連接好電路后閉合開關(guān),小青發(fā)現(xiàn)小燈泡沒有發(fā)光,但電流表有示數(shù),說明電路是通路,由于滑動(dòng)變阻器的阻值最大,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流較小,燈泡的實(shí)際功率過小,所以接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,改變電路中電流的大小,觀察燈泡是否發(fā)光,故C正確;(3)圖乙中電壓表選用0﹣3V的小量程,分度值為0.1V,電壓大小為1.9V;燈在額定電壓下正常發(fā)光,電壓表示數(shù)為1.9V時(shí),小于燈的額定電壓2.5V,應(yīng)增大燈的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應(yīng)減小變阻器的電壓,由分壓原理,應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向A端移動(dòng)到合適位置,直到電壓表示數(shù)為額定電壓2.5V;燈泡的額定功率為:P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;(4)①連接好電路,閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥到觸點(diǎn)A點(diǎn),移動(dòng)滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U1=2.5V時(shí),小燈泡正常發(fā)光;②保持滑片的位置不動(dòng),再將開關(guān)S1撥到另一觸點(diǎn),電壓表測(cè)量的是燈泡與定值電阻兩端的總電壓,讀出電壓表的示數(shù)U2;此時(shí)R0兩端的電壓為:U0=U2﹣U1;③此時(shí)為串聯(lián)電路,則電路中的電流為:I=U小燈泡的額定功率表達(dá)式為:P=U1U2答案:(1)如圖;(2)C;(3)A;1.25;(4)A;U1考點(diǎn)04焦耳定律【高頻考點(diǎn)精講】一、電流的熱效應(yīng)1、定義:電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2、影響電流熱效應(yīng)大小的因素:導(dǎo)體通電時(shí),產(chǎn)生熱的多少與電流的大小、導(dǎo)體電阻的大小和通過時(shí)間有關(guān)。3、
探究影響電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的因素如圖所示,兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。(1)電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系兩個(gè)密閉容器中都有一段電阻絲,右邊容器中的電阻比較大。兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端,通過兩段電阻絲的電流相同。通電一定時(shí)間后,比較兩個(gè)U形管中液面高度的變化。
實(shí)驗(yàn)表明:在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下,電阻越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。(2)電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大,在其中一個(gè)容器的外部,將一個(gè)電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián),因此通過兩容器中電阻的電流不同。在通電時(shí)間相同的情況下,觀察兩個(gè)U形管中液面高度的變化。
實(shí)驗(yàn)表明:在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下,電流越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。二、焦耳定律1、內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。2、公式:3、只有在純電阻電路中可以用電功公式計(jì)算電熱。(1)純電阻電路中,電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量,此時(shí)電功等于電熱,即W=Q。(2)非純電阻電路中,電流所做的功只有一部分用來產(chǎn)生熱量,如電動(dòng)機(jī)工作時(shí),既產(chǎn)生熱量又產(chǎn)生機(jī)械能,電功等于熱量與機(jī)械能之和,即W>Q。三、電熱的利用和防止1、電熱的利用:用電來加熱的設(shè)備叫電熱器,例如家用熱水器、電飯煲等。注意:電熱器是利用電流做功,將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,使我們獲得需要的熱量。有些電器通電時(shí)也能產(chǎn)生熱量,但不是用來加熱的,所以不能叫電熱器,例如電視機(jī)。
2、電熱的危害:很多情況下,電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量并不是我們需要的,這時(shí)電能浪費(fèi)掉了,有時(shí)還會(huì)引起事故甚至災(zāi)害,所以要想辦法阻止電熱的產(chǎn)生?!緹狳c(diǎn)題型精練】24.將規(guī)格都是“220V100W”的一臺(tái)電風(fēng)扇、一臺(tái)電視機(jī)和一把電烙鐵分別接入家庭電路中,通電時(shí)間相同,下列說法正確的是()A.三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量一樣多 B.電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多 C.電視機(jī)產(chǎn)生的熱量最多 D.電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多解:因?yàn)閁=220V,所以三種用電器的實(shí)際功率:P=P額=100W;又因?yàn)閃=Pt所以三種用電器消耗的電能相同;因?yàn)殡娨暀C(jī)將一部分電能轉(zhuǎn)化為光能,電風(fēng)扇中的電動(dòng)機(jī)將電能大部分轉(zhuǎn)化機(jī)械能,電烙鐵將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。所以產(chǎn)生熱量最多的是電烙鐵。答案:D。25.兩個(gè)定值電阻R1、R2并聯(lián)在電路中,如圖甲所示,它們的電流與其兩端的電壓關(guān)系如圖乙所示,閉合開關(guān)S,則R1,R2產(chǎn)生的熱量之比為()A.2:1 B.1:2 C.4:1 D.1:4解:由圖可知,該電路為并聯(lián)電路,電壓是相同的,由圖乙可知,電壓相同,通過R1、R2的電流之比為2:1;根據(jù)I=UR可知,R1、R通電時(shí)間相同,電壓相同,則根據(jù)焦耳定律公式Q=W=U答案:A。26.某型號(hào)電飯鍋具有保溫與加熱兩種功能,其簡化電路如圖所示,R1、R2均為電熱絲。下列說法正確的是()A.S1、S2閉合時(shí),電飯鍋處于加熱狀態(tài) B.S1、S2閉合時(shí),電飯鍋處于保溫狀態(tài) C.S1閉合、S2斷開時(shí),電飯鍋處于加熱狀態(tài) D.S1斷開、S2閉合時(shí),電飯鍋處于保溫狀態(tài)解:由電路圖可知,當(dāng)S1、S2閉合時(shí),R1短路,電路中只有R2;當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí),R1,R2串聯(lián),S1斷開、S2閉合時(shí),整個(gè)電路斷開,電飯鍋不工作;可見,當(dāng)S1、S2閉合時(shí),電路中電阻最小,當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí),電路中電阻較大,由P=U2R可知,當(dāng)S1當(dāng)S1閉合、S2斷開時(shí),電功率較小,處于保溫狀態(tài)。故A正確、BCD錯(cuò)。答案:A。27.如圖所示的甲、乙兩個(gè)電熱器,其電源電壓相同,電阻絲R1、R2的阻值不變,相同的托盤上放有相同的石蠟。當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí),下列說法正確的是()A.甲中的石蠟熔化比乙中的石蠟熔化快 B.甲中通過R1的電流等于乙中通過R1的電流 C.甲中R2兩端的電壓小于乙中R2兩端的電壓 D.若使兩塊石蠟均完全熔化,則甲電路通電時(shí)間更長解:由圖知,甲中R1、R2并聯(lián),乙中R1、R2串聯(lián);由題知,電源電壓相同,相同的托盤上放有相同的石蠟。A、由串聯(lián)和并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)知,甲電路總電阻小于乙,由Q=W=UBC、由串聯(lián)和并聯(lián)電路的電壓規(guī)律知,甲中R2兩端的電壓大于乙中R2兩端的電壓;甲電路中R1兩端電壓大于乙電路中R1兩端電壓,由I=UR知,甲中通過RD、使兩塊石蠟均完全熔化,需要的熱量相等,甲電路總電阻小于乙,由Q=W=U答案:A。28.甲、乙兩只電爐標(biāo)有“220V500W”和“220V1000W”字樣,把它們串聯(lián)在220V的電路中。在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量較多的是甲,將它們并聯(lián)在電路中,產(chǎn)生熱量較多的是乙(選填“甲”或“乙”)。串聯(lián)時(shí)甲電爐消耗的電功率與并聯(lián)時(shí)甲電爐消耗的電功率之比為4:9。解:(1)由P=U2R因?yàn)榧?、乙兩只電爐的額定電壓相同,額定功率P甲<P乙,所以甲、乙兩只電爐的電阻:R甲>R乙,又因?yàn)榇?lián)電路中的電流處處相等,即通過甲、乙兩只電爐的電流:I甲=I乙,根據(jù)Q=I2Rt可知,在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q甲>Q乙,故串聯(lián)時(shí)產(chǎn)生熱量較大的是甲;將它們并聯(lián)在220V電路上,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,即U甲=U乙=220V,則兩電爐的實(shí)際功率等于額定功率,即:P甲=500W;P乙=1000W,根據(jù)Q=W=Pt可知,在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q甲<Q乙,故并聯(lián)時(shí)產(chǎn)生熱量較大的是乙;(2)甲電爐的電阻為R甲=U額2P額甲=(220V)串聯(lián)在220V電路中甲消耗的實(shí)際功率為:P實(shí)甲=I實(shí)2R甲=(UR甲+R乙)2×R甲=(220V96.8Ω+48.4Ω當(dāng)甲電爐并聯(lián)在220V電路中,P實(shí)甲′=P額甲=500W,所以兩種情況下甲消耗的功率之比為P實(shí)甲:P實(shí)甲′=2000答案:甲;乙;4:9。29.如圖所示電路,電源電壓不變,R1為發(fā)熱電阻,阻值為10Ω。R2為定值電阻,阻值為20Ω。R為滑動(dòng)變阻器。閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P移動(dòng)到A端時(shí),電流表的示數(shù)為0.3A,電源電壓U=6V;當(dāng)滑片P移到B端時(shí),發(fā)熱電阻R1在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為216J,此時(shí)若R1突然發(fā)生斷路,電流表的示數(shù)不變。(選填“變大”、“變小”或“不變”)解:(1)由圖可知,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P移動(dòng)到A端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為0,此時(shí)R1和R2并聯(lián),電流表測(cè)通過R2的電流,根據(jù)I=UR可得,R2的兩端電壓:U2=I2R2=0.3A×20根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,電源電壓:U=U1=U2=6V;(2)由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知,各支路的用電器互不影響,所以當(dāng)滑片P移到B端時(shí),R1的兩端電壓不變,阻值不變,則通過R1的電流:I1=U則電阻R1在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量:Q=I12R1t=(0.6A)2(3)當(dāng)滑片P移到B端時(shí),電流表測(cè)R2和R所在支路的電流,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,若R1突然發(fā)生斷路,R2和R的兩端電壓不變,等于電源電壓,電阻不變,根據(jù)歐姆定律可知R2和R所在支路的電流不變,故電流表示數(shù)不變。答案:6;216;不變。30.小組同學(xué)選擇阻值不變的電阻絲,探究“電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量(簡稱電熱)與通電時(shí)間、電流、電阻的關(guān)系”。(1)為探究電熱與通電時(shí)間、電流的關(guān)系,在錐形瓶內(nèi)裝入適量煤油,設(shè)計(jì)電路如圖甲所示,開關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于B(A/B)端。(a)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,直至電流表示數(shù)為0.5A,通電5分鐘、溫度計(jì)的示數(shù)升高了5℃。(b)保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變,通電10分鐘、溫度計(jì)的示數(shù)升高了9℃。(a)、(b)對(duì)比可得結(jié)論:在電流大小和電阻大小相同時(shí),通電時(shí)間越長,電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多。(c)向A端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,直至電流表示數(shù)為1A,通電10分鐘、溫度計(jì)的示數(shù)升高了33℃,(b)、(c)對(duì)比可得結(jié)論:在通電時(shí)間和電阻大小相同時(shí),電流越大,電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多。(d)實(shí)驗(yàn)只能得到定性結(jié)論,主要原因是實(shí)驗(yàn)中只能通過溫度計(jì)示數(shù)的變化量來反映電流通過電阻產(chǎn)生的熱量的多少,無法精確測(cè)量電阻產(chǎn)生的熱量。(2)為探究電熱與電阻的關(guān)系,并測(cè)出標(biāo)簽污損的電阻絲R2的阻值,在兩個(gè)相同的錐形瓶內(nèi)裝入等質(zhì)量的煤油,設(shè)計(jì)如圖乙所示電路。開關(guān)閉合后,電壓表有示數(shù),但電流表無示數(shù),電路故障是R2斷路,排除故障后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P得到電表示數(shù)如圖丙所示,則電壓表示數(shù)為8Ⅴ,電流表示數(shù)為0.5A,R2阻值為16Ω。一段時(shí)間后,觀察到電阻絲R2所
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