一、能力提升
1.一位電視記者在講到某工廠上半年共節(jié)電5 000 kW·h的時(shí)候,手舉一只電吹風(fēng)說:“我這只電吹風(fēng)是500 W的,也就是0.5 kW,這個(gè)廠節(jié)省的電力可以開動(dòng)10 000個(gè)這樣的電吹風(fēng)。”這位記者的說法中弄混了兩個(gè)重要的電學(xué)概念,這兩個(gè)概念是電能和( )。
A.電流B.電壓C.電功D.電功率
2.為了同學(xué)們飲水安全、衛(wèi)生,學(xué)校要安裝一臺電熱水器,該電熱水器的額定電壓是380 V,額定功率是15 kW。連接該電熱水器時(shí),有四種絕緣銅芯導(dǎo)線供選擇,其規(guī)格如下表13-1所示。從既安全又經(jīng)濟(jì)的方面考慮,選用導(dǎo)線的橫截面積是( )。
表13-1
A.4 mm2B.2.5 mm2
C.6 mm2D.10 mm2
3.商場中,賣微波爐的售貨員和顧客就微波爐省電還是費(fèi)電發(fā)生了爭論。售貨員說:微波爐很省電,用它加熱食物花不了多少電費(fèi)。顧客說:微波爐很費(fèi)電,他家的微波爐一開就“跳閘”。上述爭論中,售貨員和顧客所說的省電與費(fèi)電中的電分別是指( )。
A.電壓和電流B.電功率和電流
C.電能和電功率D.電能和電功
4.如圖13-2-3甲所示的電路中的兩個(gè)電流表均為學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里常用的電流表(如圖13-2-3乙所示)。閉合開關(guān)后,兩電流表的指針都正常偏轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)角度相同,此時(shí)燈L1和L2所消耗的電功率P1和P2的比值為( )。
圖13-2-3
A.4∶1B.1∶4
C.5∶1D.1∶5
5.如圖13-2-4所示的電路中,a、b是電表(電壓表或電流表),閉合開關(guān)S,標(biāo)有“3 V 3 W”的燈泡L1正常發(fā)光,標(biāo)有“6 V 6 W”的燈泡L2發(fā)光較暗。若不考慮溫度對燈絲電阻的影響,下列說法正確的是( )。
圖13-2-4
A.電表a為電壓表,且示數(shù)為3 V
B.電表b為電流表,且示數(shù)為1 A
C.電路的總功率為6 W
D.在1 min內(nèi)電路消耗的電能為270 J
6.某建筑工地需要架設(shè)臨時(shí)供電線路,實(shí)現(xiàn)照明和電加熱功能,其簡化電路如圖13-2-5所示,供電處電壓U不變,從供電處到工地用長導(dǎo)線(有電阻)連接。閉合開關(guān)S1、S2時(shí)加熱器和照明燈同時(shí)工作。斷開S2后與斷開S2前相比較,下列說法正確的是( )。
圖13-2-5
A.照明燈亮度不變
B.照明燈變暗
C.相同時(shí)間內(nèi)長導(dǎo)線上消耗的電能不變
D.相同時(shí)間內(nèi)整個(gè)供電線路消耗的電能減少
7.(2021·陜西中考)如圖13-2-6甲所示電路中,電源電壓恒定不變,定值電阻R1的阻值為20 Ω。滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為100 Ω,開關(guān)閉合后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到某一位置時(shí),電壓表V1的示數(shù)如圖13-2-6乙所示,R2的功率為1.75 W。下列說法正確的是( )。
甲
乙
圖13-2-6
A.電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)
B.電壓表V1測量電源電壓
C.電流表的示數(shù)為0.05 A
D.電源電壓為12 V
8.將一個(gè)標(biāo)有“3 V 3 W”字樣的燈泡接到9 V的電源上,若要讓它正常工作,應(yīng)串聯(lián)一個(gè) Ω的電阻。
9.如圖13-2-7所示的電路中,電源電壓不變,定值電阻R0與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片至某一位置時(shí),電流表示數(shù)為0.1 A,R的功率為0.6 W;當(dāng)滑片移動(dòng)到另一位置時(shí),電流表示數(shù)變化了0.2 A,R的功率為0.9 W。則電源電壓U= 。
圖13-2-7
二、探究創(chuàng)新
10.如圖13-2-8所示,小明設(shè)計(jì)了一個(gè)調(diào)光燈的電路。燈泡L標(biāo)有“6 V 3 W”,R為滑動(dòng)變阻器,電源電壓U=9 V。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,使燈泡正常發(fā)光。求:
圖13-2-8
(1)電路中的電流;
(2)整個(gè)電路在1 min內(nèi)消耗的電能。
二、電功率
知能演練·提升
1.D 某工廠上半年共節(jié)電5 000 kW·h,即節(jié)省的電能是5 000 kW·h;這只電吹風(fēng)是500 W的,500 W是指電吹風(fēng)的電功率,所以這個(gè)記者把電能和電功率混淆了。
2.C 由P=UI可得,該電熱水器正常工作時(shí)的電流為I=PU=15 000W380V≈39.47 A,由題中表格數(shù)據(jù)可知,正確的選項(xiàng)是C。
3.C 售貨員認(rèn)為微波爐很省電,是說微波爐的電功率大,但加熱食物用時(shí)很短,消耗的電能并不多,即售貨員是從電能角度說的;顧客是從電功率角度考慮的,因?yàn)槲⒉t屬于大功率用電器,工作時(shí)電路中電流很大,空氣開關(guān)會跳閘,所以認(rèn)為很“費(fèi)電”。
4.A 由題圖可知,燈泡L1和L2并聯(lián),電流表A1測干路中的電流,電流表A2測L2中的電流。兩表示數(shù)相同,則所選量程不同,電流表A1的量程為0~3 A,電流表A2的量程是0~0.6 A。則干路中的電流I=5I2,通過L1的電流
I1=I-I2=5I2-I2=4I2
則兩燈泡的功率之比為
P1P2=UI1UI2=I1I2=4I2I2=4∶1
所以正確的選項(xiàng)是A。
5.D 由P=UI可得,L1正常發(fā)光的電流為I1=P1U1=3W3 V=1 A,L2正常發(fā)光的電流為I2=P2U2=6W6 V=1 A=I1,已知標(biāo)有“3 V 3 W”的燈泡L1正常發(fā)光,標(biāo)有“6 V 6 W”的燈泡L2發(fā)光較暗,故兩燈的連接方式為并聯(lián),且電源電壓等于燈泡L1正常發(fā)光時(shí)的電壓,為3 V,故電表b為電壓表,測量電源電壓,示數(shù)為3 V,電表a為電流表,測量通過L2的電流,根據(jù)銘牌數(shù)據(jù),由歐姆定律可知,L2的電阻為R2=U2I2=6V1 A=6 Ω,此時(shí)電流表的示數(shù)為I2'=UR2=3V6 Ω=0.5 A,故A、B錯(cuò)誤;此時(shí)電路總電流I=I1+I2'=1 A+0.5 A=1.5 A,電路總功率為P總=UI=3 V×1.5 A=4.5 W,在1 min內(nèi)電路消耗的電能為W總=P總t=4.5 W×1×60 s=270 J,故C錯(cuò)誤,D正確。
6.D 設(shè)長導(dǎo)線的電阻為R0,由題圖知,閉合開關(guān)S1、S2時(shí),燈泡與加熱器并聯(lián)后再與R0串聯(lián),設(shè)此時(shí)燈泡兩端電壓為UL,斷開開關(guān)S2時(shí),燈泡與R0串聯(lián),設(shè)此時(shí)燈泡兩端電壓為UL';由于并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個(gè)分電阻,所以,斷開開關(guān)S2時(shí),燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯(lián)的總電阻,導(dǎo)線的電阻不變,因燈泡的電阻大于燈泡與加熱器并聯(lián)的總電阻,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,燈泡兩端的電壓變大,即UL'>UL,燈泡的電阻可認(rèn)為不變,由P=U2R知,PL'>PL,即斷開開關(guān)S2時(shí),燈泡的實(shí)際功率變大,所以燈泡變亮,故A、B錯(cuò)誤。由前面解答可知,斷開開關(guān)S2時(shí),整個(gè)電路的電阻變大,電源電壓不變,由歐姆定律知,電路中電流減小,導(dǎo)線的電阻不變,由公式W=I2Rt知,單位時(shí)間內(nèi)長導(dǎo)線上消耗的電能減少,故C錯(cuò)誤。斷開開關(guān)S2時(shí),整個(gè)電路的電阻變大,電源電壓不變,由W=U2R·t知,單位時(shí)間內(nèi)整個(gè)供電線路消耗的電能減少,故D正確。
7.D 閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電壓表V1測量定值電阻R1兩端的電壓,電壓表V2測量R2兩端的電壓,電流表測量電路電流,故A、B錯(cuò)誤。若電壓表的示數(shù)為1 V,由歐姆定律可得此時(shí)通過電路的電流I=U1R1=1V20Ω=0.05 A,R2兩端的電壓U2=PI= V,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以電源電壓U=U1+U2=1 V+35 V=36 V,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R2=U2I=35V0.05A=700 Ω>100 Ω,故不可取;若電壓表的示數(shù)為5 V,由歐姆定律可得此時(shí)通過電路的電流I'=U1'R1=5V20Ω=0.25 A,R2兩端的電壓U2'=PI'= V,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以電源電壓U'=U1'+U2'=5 V+7 V=12 V,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R2'=U2'I'=7V0.25A=28 Ω

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