第六期 分類集訓(xùn)15 電功率 命題點(diǎn)5-8 （12.6）

分類集訓(xùn)15電功率命題點(diǎn)分類集訓(xùn)命題點(diǎn)5電流熱效應(yīng)、焦耳定律1.(2020福建)下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是()A.電風(fēng)扇B.電視機(jī)C.電熱水壺D.電冰箱2.(2020婁底)下列事例，屬于防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害的是()A.養(yǎng)雞場使用電熱孵化器孵小雞B.家里使用電熱水壺?zé)瓹.小明媽媽用電熨斗熨衣服D.電腦溫度過高時，風(fēng)扇會及時啟動，給電腦降溫3.(2020株洲)如圖所示，長度、橫截面積一樣，材料不同的兩個長方體電阻串聯(lián)在電路中，電阻分別為R1＝2Ω，R2＝4Ω，在他們表面涂上厚度一樣的蠟．現(xiàn)在閉合開關(guān)給他們通電．過一段時間后，我們觀察到()第3題圖A.R1上的蠟熔化得快B.R2上的蠟熔化得快C.R1、R2上的蠟熔化得一樣快D.無法比較4.(2020安徽)如圖所示的電路中，電源電壓U＝9V，電阻R1＝20Ω，R2＝10Ω，則通電1min該電路產(chǎn)生的熱量為________J.第4題圖5.(2020成都)小彬用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流的熱效應(yīng)跟電阻大小的關(guān)系”，電源電壓為3V，電阻絲R1＝10Ω，R2＝20Ω，兩氣球相同．閉合開關(guān)后，密閉燒瓶內(nèi)的空氣被加熱，他觀察到______氣球先鼓起來．通電1min，R2產(chǎn)生的熱量為________J.第5題圖命題點(diǎn)6測量小燈泡的電功率(常規(guī)法))6.(2020云南)(7分)如圖甲所示是小明同學(xué)測定額定電壓為2.5V，額定功率不大于1W的小燈泡功率的實(shí)物連接圖．第6題圖(1)在小明連接好的電路中存在錯誤或不妥之處，請你找出其中的兩處：①__________________________；②__________________________．(2)改正錯誤和不妥之處后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表均有示數(shù)．但小燈泡不亮，可能的原因是________(填寫選項(xiàng)中的字母)．A.小燈泡短路B.連接小燈泡的導(dǎo)線接觸不良C.滑動變阻器接入電路的電阻過大(3)小明調(diào)節(jié)滑動變阻器，依次正確讀取三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，隨手寫在了草稿紙上(如圖乙所示)．下表是小明在老師指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的記錄數(shù)據(jù)及現(xiàn)象的表格．請你補(bǔ)出陰影處所缺的內(nèi)容：______________，分析數(shù)據(jù)后得到小燈泡的額定電流為________A，額定功率為________W.次數(shù)小燈泡兩端電壓U/V通過燈絲電流I/A小燈泡的電功率P/W123(4)實(shí)驗(yàn)后，小明將一只5Ω的定值電阻與標(biāo)有“20Ω1A”的滑動變阻器串聯(lián)接在電壓恒定為3V的電源上，請你幫小明計(jì)算出滑動變阻器消耗的最大功率為多少________W.命題點(diǎn)7測量小燈泡的電功率(特殊法)7.(2020岳陽)(10分)在“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，選用器材如下：2節(jié)干電池、額定電壓為2.5V的小燈泡(額定功率小于1W)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干．第7題圖(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲電路連接完整．(2)正確連接好電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于________端(選填“A”或“B”)．(3)閉合開關(guān)后，移動滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電流表無示數(shù)、電壓表有示數(shù)，則該電路的故障可能是________(選填序號)．A.小燈泡短路B.小燈泡開路C.電流表開路(4)排除故障后，通過正確操作使小燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則該小燈泡的額定功率為________W.(5)實(shí)驗(yàn)時，小明組的電流表壞了，他找來了一個已知阻值的定值電阻R0，設(shè)計(jì)了圖丙電路測小燈泡的額定功率，連好電路后，操作步驟如下：①斷開S1、閉合S2，移動滑片，使電壓表示數(shù)等于燈泡的額定電壓U額；②保持滑片位置不變，斷開S2、閉合S1，記下電壓表示數(shù)U.則小燈泡額定功率表達(dá)式：P額＝________(用U額、U、R0表示)．8.(2020銅仁)(12分)某市舉辦的中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)大賽中，其中一小組抽到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是測量小燈泡的電功率，給他們的實(shí)驗(yàn)器材有：額定電壓為2.5V的小燈泡，電源、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器和導(dǎo)線若干．第8題圖(1)請根據(jù)圖甲用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中實(shí)物電路連接完整(要求：向右移動滑動變阻器的滑片P時，電路中的小燈泡變暗，且導(dǎo)線不能交叉)．(2)連接電路時，開關(guān)必須________，將滑動變阻器的滑片移到最大阻值端．(3)連接完電路后，小組中某同學(xué)閉合開關(guān)時，移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表幾乎沒有示數(shù)，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，小燈泡不亮，則電路中存在的故障可能是小燈泡________(選填“斷路”或“短路”)．(4)排除故障后，移動滑動變阻器的滑片P，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為________W.(5)小華同學(xué)所在的實(shí)驗(yàn)小組電壓表被損壞，老師另給該小組兩個開關(guān)和一個阻值為10Ω的定值電阻R0，仍然測出了小燈泡的額定功率，他們所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖丁所示，請根據(jù)電路圖和操作步驟完成下列問題：第8題圖丁a.連接好電路后，閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電流表示數(shù)I1＝______A時，小燈泡正常發(fā)光；b.保持滑動變阻器滑片P的位置不動，斷開S1，閉合S2，讀出電流表的示數(shù)為I2；c.則小燈泡的額定功率P額＝________(用U額、I1、I2表示)．命題點(diǎn)8探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān))9.(2020邵陽)(8分)同學(xué)們準(zhǔn)備了學(xué)生電源，滑動變阻器、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線．還有完全相同的甲、乙兩燒瓶，其中分別裝有電阻絲R甲、R乙和相同的溫度計(jì)，連接了如圖所示的電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．第9題圖(1)小明利用這套裝置比較甲、乙兩瓶中液體的比熱容，為了使兩種液體在一定時間內(nèi)吸收的熱量相等，他設(shè)計(jì)電路時必須滿足的條件是R甲、R乙的阻值________(選填“相同”或“不同”)．實(shí)驗(yàn)中保持液體質(zhì)量相同．閉合開關(guān)，通電一段時間后，小明發(fā)現(xiàn)甲瓶中溫度計(jì)示數(shù)升高5℃，乙瓶中溫度計(jì)示數(shù)升高10℃，則________(選填“甲”或“乙”)瓶中液體的比熱容較小．(2)小麗利用這套裝置探究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的大小是否有關(guān)，她設(shè)計(jì)電路時應(yīng)使R甲、R乙阻值________(選填“相同”或“不同”)；除控制電流大小和通電時間相同外，還應(yīng)控制液體的種類和________相同．答案及解析1.C2.D3.B【解析】由題可知電阻R1、R2串聯(lián)，電流大小和通電時間都相同，根據(jù)Q＝I2Rt可知，R2＞R1，所以R2產(chǎn)生的熱量多，上面的蠟熔化的更快些．ACD錯誤，B正確．故選B.4.162【解析】R1和R2串聯(lián)在電路中，電路總電阻為R總＝R1＋R2＝20Ω＋10Ω＝30Ω；根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt及歐姆定律I＝eq\f(U,R)可得：Q＝I2R總t＝eq\f(U2,R總)t＝eq\f(（9V）2,30Ω)×60s＝162J.5.乙12【解析】由圖可知，兩電阻串聯(lián)，電流和通電時間都相同，因?yàn)镽2>R1，根據(jù)Q＝I2Rt可知，R2產(chǎn)生的熱量多，所以乙氣球先鼓起來；通電1min，R2產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝(eq\f(U,R1＋R2))2R2t＝(eq\f(3V,10Ω＋20Ω))2×20Ω×60s＝12J.6.(1)①電壓表選用0～15V量程②滑動變阻器連接了下面兩個接線柱(或電流表的正、負(fù)接線柱接反)(2)C(3)小燈泡的發(fā)光情況(或小燈泡的亮度)0.300.75(4)0.45【解析】(1)第6題解圖(2)若小燈泡短路，則電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，小燈泡不亮，不符合題意；若連接小燈泡的導(dǎo)線接觸不良，電流表和電壓表均無示數(shù)，小燈泡不亮，B不符合題意；若滑動變阻器接入電路的電阻過大，由歐姆定律I＝eq\f(U,R)可知，電路中的電流非常小，電流表和電壓表均有示數(shù)，由P＝I2R可知，小燈泡的實(shí)際功率很小，不能發(fā)光，C符合題意，故選C；(3)小燈泡的亮暗程度是由小燈泡實(shí)際功率決定的，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮，所以圖中陰影部分應(yīng)填上“小燈泡的亮暗”；小燈泡在2.5V的電壓下正常發(fā)光，通過小燈泡的電流隨其兩端電壓的增大而增大，對應(yīng)圖乙中的三組數(shù)據(jù)可知，2.5V時的電流應(yīng)為0.3A，則小燈泡的額定功率為P＝eq\f(UL,IL)＝2.5V×0.3A＝0.75W；(4)滑動變阻器消耗的功率P＝I2R滑＝(eq\f(U,R＋R滑))2R滑＝eq\f(U2R滑,（R＋R滑）2)＝eq\f(U2R滑,（R－R滑）2＋4RR滑)，當(dāng)R滑＝R時，P最大，則滑動變阻器消耗的最大功率P滑＝eq\f(（3V）2,4×5Ω)＝0.45W.7.(1)如答圖所示(2)A(3)B(4)0.65(5)U額eq\f(U－U額,R0)第7題答圖【解析】(1)因小燈泡的額定功率小于1W，則通過它的電流小于I＝eq\f(P,U)＝eq\f(1W,2.5V)＝0.4A，故電流表應(yīng)接小量程，如答圖所示；(2)為了保證電路安全，開關(guān)閉合前，滑動變阻器應(yīng)全部連入電路，故滑片應(yīng)滑到A端；(3)閉合開關(guān)后，電流表無示數(shù)，而電壓表有示數(shù)，說明燈泡兩接線柱之外沒有開路，只能是燈泡開路使得電壓表串聯(lián)在電路中了，使得電路中的電阻很大，故電流表無示數(shù)，而電源電壓幾乎全部加在電壓表兩端．故選B；(4)由電流表指針位置可知，此時通過燈泡的電流為0.26A，則燈泡的額定功率P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；(5)燈泡的額定電流為IL＝eq\f(P額,U額)，當(dāng)斷開S1，閉合S2，滑動變阻器、定值電阻與燈泡串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)為U額時，燈泡正常發(fā)光，保持滑動變阻器滑片位置不變，當(dāng)斷開S2，閉合S1時，電路的連接方式不變，燈泡仍然正常發(fā)光，此時通過定值電阻的電流IR0＝eq\f(UR0,R0)＝eq\f(U－U額,R0)，由串聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，通過燈泡的電流IL＝IR0，即燈泡正常發(fā)光的電流IL＝eq\f(U－U額,R0)，則燈泡的額定功率P額＝U額IL＝U額eq\f(U－U額,R0).8.(1)如答圖所示(2)斷開(3)斷路(4)0.75(5)a.0.25c.U額(I2－I1)第8題答圖【解析】(1)電壓表應(yīng)與小燈泡并聯(lián)，由于小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表應(yīng)選用0～3V量程，滑動變阻器應(yīng)與小燈泡串聯(lián)，滑動變阻器遵循“一上一下”的正確接線原則，由于要求滑片P向右移動時，電路中的小燈泡變暗，則滑動變阻器接入的阻值變大，所以應(yīng)把滑動變阻器的A接線柱與小燈泡的右端相連，如答圖所示；(2)為了保護(hù)電路，連接電路時，開關(guān)必須斷開，將滑動變阻器滑片移至阻值最大處，即最右端(B端)；(3)小燈泡不發(fā)光，電流表幾乎沒有示數(shù)，電壓表示數(shù)接近于電源電壓，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路；(4)由圖丙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，所以P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；(5)a.連接好電路后，閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，此時小燈泡與定值電阻R0并聯(lián)，電流表測量通過R0的電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，若通過定值電阻的電流為I1＝0.25A時，則定值電阻兩端的電壓為U0＝I1R0＝0.25A×10Ω＝2.5V，由并聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，小燈泡兩端的電壓也為2.5V，此時小燈泡正常發(fā)光；c.保持滑動變阻器滑片P的位置不動，斷開S1，閉合S2，電流表、定值電阻R0及滑動變阻器的連接方式及阻值均未改變，只不過此時的電流表不再測支路R0的電流，而是測通過R0與小燈泡的總電流，由于總電流為I2，所以通過小燈泡的額定電流為I額＝I2