一、選擇題。
1.(2022?青海)一種家用電能表上的參數(shù)如圖所示,下列說法錯誤的是( )
A.該電能表應該在220V的電路中使用
B.該電能表的額定最大電流為20A
C.電能表是計量用電器消耗電能的儀表
D.該電能表此時的讀數(shù)是31.6J
2.(2021?鹽城)下列用電器主要利用電流熱效應工作的是( )
A.電飯鍋B.電視機
C.電風扇D.電冰箱
3.(2021?綏化)一個電熱水壺,其銘牌標注了額定電壓為220V,額定功率為1800W。該電熱水壺正常工作時,將1.5L水加熱,使溫度從20℃升高到80℃,所用時間為250s,則該電熱水壺的加熱效率是( )
A.75%B.84%C.88%D.95%
4.(2022?桂林)下列用電器中,主要將電能轉(zhuǎn)化為光能的是( )
A.電飯煲B.電燈C.洗衣機D.電風扇
5.(2022?桂林)燈泡L1、L2分別標有“220V 100W”、“220V 40W”的字樣,將它們接入220V的電路中,則( )
A.L1、L2并聯(lián)時,L1比L2亮B.L1、L2并聯(lián)時,亮度相同
C.L1、L2串聯(lián)時,L1比L2亮D.L1、L2串聯(lián)時,亮度相同
6.(2022?玉林)已知甲電阻是乙電阻的3倍,若分別對甲、乙兩種導體通電,通過甲、乙兩導體的電流之比為2:3,則甲、乙的功率之比為( )
A.2:1B.2:3C.4:3D.9:2
7.(2022?臨沂)圖甲所示電路,電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V。閉合開關后,將滑動變阻器的滑片從最右端向左移動到某一位置的過程中,兩電表的示數(shù)關系如圖乙所示。下列判斷正確的是( )

A.小燈泡的額定功率為0.625W B.電路的最大總功率為1.2W
C.小燈泡的燈絲阻值越來越小 D.R的阻值變化范圍為20Ω~8Ω
8.(2021?聊城)某型號的電熱毯有高溫和低溫兩個擋,其內(nèi)部電路原理圖和主要參數(shù)如圖和表所示,R1是發(fā)熱體,以下說法正確的是( )
A.當S閉合時是低溫擋
B.發(fā)熱體的電阻是40Ω
C.在低溫擋工作1min發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量是44J
D.實際電壓為200V時,高溫擋實際發(fā)熱功率是100W
9.(2021?遼寧)如圖所示電路,電源電壓恒定,只閉合開關S1,將滑動變阻器的滑片由右向左滑動過程中,下列判斷正確的是( )
A.小燈泡的亮度將會變亮
B.電壓表V1與電壓表V2的示數(shù)差變小
C.電壓表V1與電流表A的示數(shù)比值變大
D.再閉合S2,調(diào)節(jié)變阻器的滑片,燈泡亮度不變
10.(2021?內(nèi)蒙古)如圖,燈泡標有“6V 3W”字樣,定值電阻R1阻值為3Ω,滑動變阻器R2規(guī)格為“20Ω 3A”。當電源電壓為12V時,閉合S、S1,斷開S2、S3,調(diào)節(jié)滑片,使燈泡正常發(fā)光;斷開電路,改變電源電壓,閉合S、S2、S3,斷開S1,將滑片移到最右端,燈泡再次正常發(fā)光(不計溫度對燈絲電阻的影響)。下列說法正確的是( )
A.電源電壓為12V,燈泡正常發(fā)光時,R2接入電路的阻值為12Ω
B.改變電源電壓,燈泡再次正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)為0.5A
C.改變后的電源電壓為7.5V
D.前后兩次燈泡正常發(fā)光時,電路消耗的總功率之比為2:5
11.(2022?聊城)如圖所示是“探究電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關”的實驗裝置,兩個透明容器中密封著等量的空氣,通電一段時間后,左側(cè)U形管中液面高度差比右側(cè)的大。下列說法錯誤的是( )
A.U形管中液面高度的變化反映了電阻產(chǎn)生熱量的多少
B.通過左、右兩邊容器中電阻絲的電流相同
C.右邊容器中的電阻R2比左邊容器中的電阻R1小
D.通電時間相同,兩個容器中空氣吸收的熱量相同
12.(2022?濟寧)如圖是額定電壓均為220V的燈泡L1和L2的U﹣I圖像。下列分析不正確的是( )

A.當L1兩端的電壓為100V時,其實際功率為20W
B.當通過L2的電流為0.45A時,其1min消耗的電能為4320J
C.將L1、L2串聯(lián),若L1兩端的電壓為40V,則L2的功率為8W
D.將L1、L2并聯(lián),若通過L2的電流為0.5A,則L1的功率為66W
13.(多選)(2022?遼寧)將“8V 4W”的燈泡L1和“10V 5W”的燈泡L2接入如圖所示的電路,電源電壓保持不變,忽略溫度對燈絲電阻的影響。只閉合開關S1,燈泡L1正常發(fā)光,再閉合開關S2。關于閉合開關S2之后,下列說法正確的是( )
A.通過燈泡L2與L1的電流相同 B.燈泡L2正常發(fā)光
C.燈泡L2比L1暗 D.整個電路1min消耗432J的電能
14.(多選)(2022?遵義)如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V,滑動變阻器R1的阻值變化范圍為0~20Ω,R2為定值電阻。閉合開關S,滑片P在某兩點間移動時電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化關系圖像如圖乙所示。在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是( )
A.R2的阻值為5Ω
B.R1消耗的最大電功率為4.05W
C.R2消耗的最大和最小電功率之差為1.152W
D.電壓表的最小示數(shù)與最大示數(shù)之比為13:14
二、填空題。
15.(2022?大連)節(jié)能減排是每個公民的責任。將家中普通照明燈全部更換成LED燈(發(fā)光效率高),實質(zhì)是通過減小家中電燈的 來減少電能的消耗。電水壺是利用電流的 效應工作的。
16.(2022?云南)如圖是今年“3?15”晚會上曝光的劣質(zhì)導線,不良商家為了降低成本,將多芯銅導線的根數(shù)從國家標準的32根減為26根,導致導線橫截面積減小。對于長度相等的標準導線和劣質(zhì)導線,劣質(zhì)導線的電阻 (選填“較大”或“較小”),若在通有相同電流的情況下,相同時間內(nèi)劣質(zhì)導線產(chǎn)生的熱量 (選填“較多”或“較少”)。

17.(2021?大慶)如圖為即熱式電熱水龍頭,打開水龍頭開關,幾秒就可以流出熱水。已知某品牌電熱水龍頭的額定功率是4000W,額定電壓是220V,則該電熱水龍頭正常工作時的電阻是 Ω;不計熱量損失,該水龍頭正常工作8.4s,可使0.4kg的水從21℃升高到 ℃。[水的比熱容為c水=4.2×103J/(kg?℃)]
18.(2022?淮安)如圖所示,一臺家用電器單獨接進家庭電路工作10min,電能表的表盤旋轉(zhuǎn)120r。這段時間用電器消耗的電能為 kW?h,用電器的實際功率是 W。
19.(2022?東營)如圖所示,電源電壓恒為9V,L1標有“6V 6W”字樣,L2標有“6V 3W”字樣,閉合開關后,兩燈均能發(fā)光,此時L1兩端的電壓為 V。(忽略溫度對燈絲電阻的影響)

20.(2022?丹東)如圖所示,電源電壓保持不變,燈泡L標有“12V 12W”字樣(忽略燈絲電阻的變化)。閉合開關S1,斷開S2,燈泡L正常發(fā)光;閉合開關S1、S2,電流表示數(shù)為1.5A,則電源電壓為 V;閉合開關S1,斷開S2,通電30s定值電阻R產(chǎn)生的熱量是 J。
21.(2022?遼寧)如圖是小鵬家的電能表,他家同時工作用電器的總功率不能超過 W。電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)得越快,說明電路總功率越 。將電熱水器單獨接入電路,正常工作3min,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)150轉(zhuǎn),電熱水器的功率為 W。
22.(2022?玉林)20世紀初,科學家發(fā)現(xiàn),某些物質(zhì)在很低溫度時,電阻就變成了0,這就是 現(xiàn)象;如圖所示是“探究電熱與電流的關系”的部分裝置,已知A、B兩點間的電壓為6V,R1=R2=R3=5Ω,通電時間2min,則R1與R2產(chǎn)生的熱量相差 J。
23.(2022?安順)如圖所示的電路中,電源電壓恒定。閉合開關,調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值分別為10Ω和30Ω時,對應電流表示數(shù)分別為0.6A和0.4A。當R2為30Ω時,整個電路消耗的電功率為 W。

24.(2022?遼寧)如圖甲所示,電源電壓為5V,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V。在保證所有元件安全的情況下,只閉合開關S、S1,最大范圍移動滑動變阻器滑片,繪制出電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)關系的圖象,如圖乙所示。只閉合開關S、S2,最大范圍移動滑動變阻器滑片,繪制出電壓表示數(shù)與滑動變阻器R2接入電路中阻值關系的圖象,如圖丙所示?;瑒幼冏杵鱎1的最大阻值為 Ω,燈泡的額定功率為 W,以上兩種情況,電路最大功率為 W。
三、實驗探究題。
25.(2022?銅仁市)在“測量小燈泡的電功率”時,某同學選好實驗器材并完成了部分連線,如圖(a)所示電源電壓可調(diào),小燈泡的額定電壓為4V、阻值約為9Ω,請協(xié)助該同學完成實驗:
(1)請用筆畫線代替導線將實物圖連接完整;(要求導線不能交叉、考慮電流表量程的選擇和滑動變阻器對電路的保護)
(2)連接好電路后,閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置,眼睛觀察 表并記錄小燈泡在多個工作狀態(tài)下的電壓(U)、電流(I);
(3)根據(jù)測量數(shù)據(jù),繪出小燈泡的I﹣U圖像如圖(b)所示,發(fā)現(xiàn)圖線是一條曲線,該同學由此得出結論燈絲電阻隨兩端的電壓升高而增大,這是一個錯誤結論,請你分析結論錯誤的原因: ;
(4)I—U圖象中,Ix為額定電壓下小燈泡的工作電流,電流表的示數(shù)如圖(c)所示,小燈泡的額定功率為 W;

(5)該同學了解小燈泡消耗功率的變化特點后,聯(lián)想到已學知識通過定值電阻的電流隨兩端電壓變化的關系,于是拆下滑動變阻器,選用一個R0=7.5Ω的定值電阻與小燈泡串聯(lián),接入電路,再次進行實驗,此時小燈泡和定值電阻功率同為 W。
26.(2022?臺州)某興趣小組在研究“電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻、電流及通電時間的定量關系”時,制作了如圖甲所示的實驗裝置:有機玻璃盒內(nèi)裝有電阻絲、水和電子溫度計,盒外采用優(yōu)質(zhì)保溫材料包裹。
(1)采用優(yōu)質(zhì)保溫材料的目的是減少實驗過程中 的散失。
(2)保持水的質(zhì)量和電流不變,換用不同阻值的電阻絲R,記錄水溫變化ΔT和通電時間t的數(shù)據(jù),整理部分數(shù)據(jù)并繪制圖像如圖乙。

根據(jù)上述實驗,可以得出結論:

(3)保持水的質(zhì)量、電阻和通電時間不變,改變電流大小,相關數(shù)據(jù)整理如下表。
請分析表中數(shù)據(jù),并將表中所缺的數(shù)據(jù)補上。
四、計算題。
27.(2022?廣東)某電熱取暖器的簡化電路如圖所示,R1、R2為發(fā)熱電阻。取暖器工作時,通過開關S1和S2實現(xiàn)低溫、高溫的擋位控制。已知高溫擋功率為1320W,R1=55Ω。求:
(1)取暖器工作時通過R1的電流;
(2)取暖器處于低溫擋時,工作1min產(chǎn)生的熱量;
(3)R2的阻值。
28.(2022?六盤水)如圖所示的電路中,小燈泡L標有“6V 3.6W”字樣。閉合開關S,小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為0.3A。設燈絲電阻不變,求:
(1)小燈泡的額定電流;
(2)定值電阻R的阻值;
(3)電路消耗的總功率。
29.(2022?鄂爾多斯)圖甲是某電飯鍋的簡化電路原理圖,R1和R2是阻值不變的加熱電阻,R1=50Ω,S為溫控開關,1、2是開關連接的觸點。某次煮飯時,只將電飯鍋接入220V的電路中,在加熱狀態(tài)下工作了一段時間后,開關S自動切換到保溫狀態(tài)。在保溫狀態(tài)下,電能表(如圖乙)的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動了5r。求:
(1)保溫狀態(tài)下該電飯鍋的發(fā)熱功率。
(2)R2阻值的大小。
(3)用電高峰時,該電飯鍋在加熱狀態(tài)下,14min內(nèi)將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰(1個標準大氣壓),若不計熱損失,電飯鍋的實際電壓。[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
30.(2022?黔東南州)如圖甲所示,是芳芳家新買的一款多功能電飯煲,乙為該電飯煲的工作原理圖。R1和R2均為阻值不變的電熱絲,S為手動開關,S1為自動控制開關,已知R2=800Ω,多功能電飯煲的主要部分參數(shù)如下表所示。求:
(1)電飯煲正常工作時,電阻R1的阻值;
(2)正常工作的電飯煲處于保溫狀態(tài)時,保溫擋的功率;
(3)芳芳想了解家里電路的實際電壓,她將家里的其他用電器都關閉,只讓電飯煲在加熱擋工作,觀察到家里標有“3000revs/(kW?h)”字樣的電能表鋁盤2min轉(zhuǎn)過50轉(zhuǎn),則她家的實際電壓。
額定電壓
220V
高溫發(fā)熱功率
121W
低溫發(fā)熱功率
44W
交流頻率
50Hz
電流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的溫度ΔT/℃
0.4
0.9

2.5
3.6
品名
多功能電飯煲
額定電壓
220V
頻率
50Hz
加熱擋功率
605W
保溫擋功率
2023年中考物理第一輪復習真題演練(解析版)
第十八章 電功率
一、選擇題。
1.(2022?青海)一種家用電能表上的參數(shù)如圖所示,下列說法錯誤的是( )
A.該電能表應該在220V的電路中使用
B.該電能表的額定最大電流為20A
C.電能表是計量用電器消耗電能的儀表
D.該電能表此時的讀數(shù)是31.6J
【答案】D。
【解答】解:A.電能表表盤上220V表示這個電能表應該在220V的電路中使用,故A正確;
B.10A(20)表示標定電流為10A,額定最大電流為20A,故B正確;
C.電能表是用來測量用電器在一段時間內(nèi)消耗電能多少的儀表,故C正確;
D.該電能表此時的讀數(shù)是31.6kW?h,故D錯誤。
故選:D。
2.(2021?鹽城)下列用電器主要利用電流熱效應工作的是( )
A.電飯鍋B.電視機
C.電風扇D.電冰箱
【答案】A。
【解答】解:A、電飯煲工作時,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,加熱食物,是利用電流的熱效應工作的,故A符合題意;
B、電視機工作時,主要是把電能轉(zhuǎn)化為聲能和光能,不是利用電流的熱效應工作的,故B不符合題意;
CD、電風扇和電冰箱工作時,主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能,不是利用電流的熱效應工作的,故CD不符合題意。
故選:A。
3.(2021?綏化)一個電熱水壺,其銘牌標注了額定電壓為220V,額定功率為1800W。該電熱水壺正常工作時,將1.5L水加熱,使溫度從20℃升高到80℃,所用時間為250s,則該電熱水壺的加熱效率是( )
A.75%B.84%C.88%D.95%
【答案】B。
【解答】解:(1)電熱水壺加熱250s消耗的電能:W=Pt=1800W×250s=450000J;
(2)1.5L水的質(zhì)量為:m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg;
水吸收的熱量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×1.5kg×(80℃﹣20℃)=378000J;
(3)電熱水壺的加熱效率:η=×100%=×100%=84%。
故選:B。
4.(2022?桂林)下列用電器中,主要將電能轉(zhuǎn)化為光能的是( )
A.電飯煲B.電燈C.洗衣機D.電風扇
【答案】B。
【解答】解:A、電飯煲工作時主要把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A不合題意;
B、電燈工作時主要把電能轉(zhuǎn)化為光能,故B符合題意;
C、洗衣機工作時主要把電能轉(zhuǎn)化為機械能,故C不合題意;
D、電風扇工作時只要把電能轉(zhuǎn)化為機械能,故D不符合題意。
故選:B。
5.(2022?桂林)燈泡L1、L2分別標有“220V 100W”、“220V 40W”的字樣,將它們接入220V的電路中,則( )
A.L1、L2并聯(lián)時,L1比L2亮B.L1、L2并聯(lián)時,亮度相同
C.L1、L2串聯(lián)時,L1比L2亮D.L1、L2串聯(lián)時,亮度相同
【答案】A。
【解答】解:AB、由P=可知,兩燈泡正常發(fā)光時的電壓均為220V,燈泡L1的額定功率較大,電阻較?。?br>燈泡的亮暗取決于實際功率的大小,兩燈并聯(lián)接入220V的電路中,兩燈正常發(fā)光,燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等,所以兩燈泡正常發(fā)光時L1的功率大,燈更亮,故A正確,B錯誤;
CD、兩燈泡串聯(lián)起來接入220V的電路中,它們的電流相等,根據(jù)P=I2R可知,L1的電阻較小,較暗,L2的電阻大,較亮,故CD錯誤。
故選:A。
6.(2022?玉林)已知甲電阻是乙電阻的3倍,若分別對甲、乙兩種導體通電,通過甲、乙兩導體的電流之比為2:3,則甲、乙的功率之比為( )
A.2:1B.2:3C.4:3D.9:2
【答案】C。
【解答】解:由題意可知,R甲=3R乙,甲、乙兩導體的電流之比為I甲:I乙=2:3,
則甲、乙的功率之比==×=×3=×3=。
故選:C。
7.(2022?臨沂)圖甲所示電路,電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V。閉合開關后,將滑動變阻器的滑片從最右端向左移動到某一位置的過程中,兩電表的示數(shù)關系如圖乙所示。下列判斷正確的是( )

A.小燈泡的額定功率為0.625W
B.電路的最大總功率為1.2W
C.小燈泡的燈絲阻值越來越小
D.R的阻值變化范圍為20Ω~8Ω
【答案】A。
【解答】解:由電路圖可知,燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián),電壓表測L兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
A、小燈泡的額定電壓為2.5V,由圖乙可知,此時通過小燈泡的電流即額定電流為:IL=0.25A;
小燈泡的額定功率:P額=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W,故A正確;
B、電路中的最大電流:I大=IL=0.25A,電路的最大功率:P大=UI大=4.5V×0.25A=1.125W,故B錯誤;
C、由圖乙可知,隨著電壓的增大,通過燈泡的電流也增大,I﹣U圖像為一條向U軸靠近的圖線,根據(jù)R=可知,小燈泡的燈絲阻值越來越大,故C錯誤;
D、當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,燈泡分得的電壓最小,
由圖乙可知,小燈泡兩端的最小電壓UL′=0.5V時,通過的電流IL′=0.08A,
此時滑動變阻器兩端的電壓:UR′=U﹣UL′=4.5V﹣0.5V=4V,
由串聯(lián)電路的電流特點可知,通過滑動變阻器的電流:I小=IL′=0.08A
則滑動變阻器接入電路中的最大阻值:R大===50Ω;
當小燈泡正常發(fā)光時,電路中的電流最大,滑動變阻器接入電路中的電阻最小,
由圖乙可知,小燈泡兩端的電壓UL=2.5V時,通過的電流IL=0.25A;
滑動變阻器兩端的電壓:UR′'=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,
由串聯(lián)電路的電流特點可知,通過滑動變阻器的電流:I大=IL=0.25A;
則滑動變阻器接入電路中的最小阻值:R?。剑剑?Ω;R的阻值變化范圍為50Ω~8Ω,故D錯誤。
故選:A。
8.(2021?聊城)某型號的電熱毯有高溫和低溫兩個擋,其內(nèi)部電路原理圖和主要參數(shù)如圖和表所示,R1是發(fā)熱體,以下說法正確的是( )
A.當S閉合時是低溫擋
B.發(fā)熱體的電阻是40Ω
C.在低溫擋工作1min發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量是44J
D.實際電壓為200V時,高溫擋實際發(fā)熱功率是100W
【答案】D。
【解答】解:(1)當開關S閉合時,電阻R2被短路,電路中只有R1,電阻較小,根據(jù)P=知R1的功率較大,處于高溫擋;
當開關S斷開時,兩電阻串聯(lián),電路的總電阻較大,由I=知電路中的電流較小,由P=I2R1知R1的功率較小,處于低溫擋,故A錯誤;
(2)開關S閉合時,電路中只有R1,根據(jù)P=知R1的電阻為:
R1===400Ω,故B錯誤;
(3)在低溫擋工作1min發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量是:
Q=W=P低溫t=44W×60s=2640J,故C錯誤;
(4)根據(jù)P=知實際電壓為200V時高溫擋實際發(fā)熱功率為:
P高′===100W,故D正確。
故選:D。
9.(2021?遼寧)如圖所示電路,電源電壓恒定,只閉合開關S1,將滑動變阻器的滑片由右向左滑動過程中,下列判斷正確的是( )
A.小燈泡的亮度將會變亮
B.電壓表V1與電壓表V2的示數(shù)差變小
C.電壓表V1與電流表A的示數(shù)比值變大
D.再閉合S2,調(diào)節(jié)變阻器的滑片,燈泡亮度不變
【答案】B。
【解答】解:
ABC、只閉合開關S1,該電路為串聯(lián)電路,電流表測量電路中的電流,電壓表V1測量滑動變阻器兩端的電壓,電壓表V2測量滑動變阻器右部分兩端的電壓;
由于電壓表在電路中相當于斷路,移動滑片時,滑動變阻器接入電路的電阻不變,總電阻不變,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流不變,即電流表示數(shù)不變,燈泡的實際功率不變,燈泡的亮度不變,故A錯誤;
根據(jù)U=IR可知,滑動變阻器兩端的電壓不變,即V1示數(shù)不變;滑動變阻器的滑片由右向左滑動過程中,與電壓表V2并聯(lián)部分的電阻變大,根據(jù)U=IR可知,電壓表V2示數(shù)變大,所以電壓表V1與電壓表V2的示數(shù)差變小,故B正確;
電壓表V1示數(shù)不變,電流表A的示數(shù)不變,其比值不變,故C錯誤;
D、再閉合S2,變阻器左邊部分被短路,該電路為串聯(lián)電路,電流表測量電路中的電流,電壓表V1和V2測量滑動變阻器兩端的電壓,調(diào)節(jié)變阻器的滑片,滑動變阻器接入電路的電阻發(fā)生變化,總電阻改變,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流改變,通過燈泡的電流改變,則燈泡的亮度改變,故D錯誤。
故選:B。
10.(2021?內(nèi)蒙古)如圖,燈泡標有“6V 3W”字樣,定值電阻R1阻值為3Ω,滑動變阻器R2規(guī)格為“20Ω 3A”。當電源電壓為12V時,閉合S、S1,斷開S2、S3,調(diào)節(jié)滑片,使燈泡正常發(fā)光;斷開電路,改變電源電壓,閉合S、S2、S3,斷開S1,將滑片移到最右端,燈泡再次正常發(fā)光(不計溫度對燈絲電阻的影響)。下列說法正確的是( )
A.電源電壓為12V,燈泡正常發(fā)光時,R2接入電路的阻值為12Ω
B.改變電源電壓,燈泡再次正常發(fā)光時,電流表的示數(shù)為0.5A
C.改變后的電源電壓為7.5V
D.前后兩次燈泡正常發(fā)光時,電路消耗的總功率之比為2:5
【答案】D。
【解答】解:(1)當閉合S、S1,斷開S2、S3,燈L、電阻R1、滑動變阻器R2串聯(lián),調(diào)節(jié)滑片,使燈正常發(fā)光;
則燈正常發(fā)光的電流為IL===0.5A;
電阻R1兩端的電壓U1=ILR1=0.5A×3Ω=1.5V;
R2兩端的電壓U2=U總﹣UL﹣U1=12V﹣6V﹣1.5V=4.5V;
R2的阻值R2===9Ω,故A選項錯誤;
電路消耗的總功率P總=U總IL=12V×0.5A=6W;
(2)閉合S、S2、S3,斷開S1,燈L、電阻R1并聯(lián),U1=UL=6V,滑動變阻器R2未接入電路,電流表測干路電流;電源電壓U′總=U′1=UL=6V,故C選項錯誤;
通過R1的電流I1===2A;
則此時干路中的總電流即為電流表的示數(shù)I′=IL+I1=0.5A+2A=2.5A,故B選項錯誤;
電路消耗的總功率P′總=U′總I′=6V×2.5A=15W;
P總:P′總=6W:15W=2:5,故D選項正確。
故選:D。
11.(2022?聊城)如圖所示是“探究電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關”的實驗裝置,兩個透明容器中密封著等量的空氣,通電一段時間后,左側(cè)U形管中液面高度差比右側(cè)的大。下列說法錯誤的是( )
A.U形管中液面高度的變化反映了電阻產(chǎn)生熱量的多少
B.通過左、右兩邊容器中電阻絲的電流相同
C.右邊容器中的電阻R2比左邊容器中的電阻R1小
D.通電時間相同,兩個容器中空氣吸收的熱量相同
【答案】D。
【解答】解:A、據(jù)實驗裝置可知,電流通過導體產(chǎn)生熱量使容器中的空氣受熱膨脹,從而導致U形管中的液面會發(fā)生變化,雖然產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察,但可以通過U形管液面高度差的變化來反映,故A正確;
B、由圖可知,兩阻值不同的電阻絲串聯(lián),通過兩電阻絲的電流大小相等,故B正確;
CD、由圖可知,左側(cè)U形管中液面高度差比右側(cè)的大,說明在相同時間內(nèi),電流在左容器中產(chǎn)生的熱量較多,則左側(cè)器中空氣吸收的熱量多,兩電阻絲串聯(lián),電流相同,根據(jù)Q=I2Rt可知,圖中左邊容器的電阻絲阻值較大,故C正確,D錯誤。
故選:D。
12.(2022?濟寧)如圖是額定電壓均為220V的燈泡L1和L2的U﹣I圖像。下列分析不正確的是( )

A.當L1兩端的電壓為100V時,其實際功率為20W
B.當通過L2的電流為0.45A時,其1min消耗的電能為4320J
C.將L1、L2串聯(lián),若L1兩端的電壓為40V,則L2的功率為8W
D.將L1、L2并聯(lián),若通過L2的電流為0.5A,則L1的功率為66W
【答案】C。
【解答】解:
A、當L1兩端的電壓為100V時,根據(jù)圖像可知,通過L1的電流為0.2A,其實際功率為:P1=U1I1=100V×0.2A=20W,故A正確;
B、當通過L2的電流為0.45A時,L2兩端的電壓為160V,其1min消耗的電能為W=U2I2t=160V×0.45A×60s=4320J,故B正確;
C、將L1、L2串聯(lián),若L1兩端的電壓為40V,由圖像可知,通過燈泡L1的電流:I'1=0.1A,根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律可知,通過燈泡L2的電流I'2=I'1=0.1A;
由圖像可知,此時燈泡L2兩端的電壓為U'2=20V,L2的功率為:P2=U2I'2=20V×0.1A=2W,故C錯誤;
D、將L1、L2并聯(lián),若通過L2的電流為0.5A,由圖像可知,L2兩端的電壓為:U''2=220V,根據(jù)并聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,燈泡L1兩端的電壓:U''1=U''2=220V;
由圖像可知,通過L1的電流I''1=0.3A,L1的功率為:P1=U''1I''1=220V×0.3A=66W,故D正確。
故選:C。
13.(多選)(2022?遼寧)將“8V 4W”的燈泡L1和“10V 5W”的燈泡L2接入如圖所示的電路,電源電壓保持不變,忽略溫度對燈絲電阻的影響。只閉合開關S1,燈泡L1正常發(fā)光,再閉合開關S2。關于閉合開關S2之后,下列說法正確的是( )
A.通過燈泡L2與L1的電流相同
B.燈泡L2正常發(fā)光
C.燈泡L2比L1暗
D.整個電路1min消耗432J的電能
【答案】CD。
【解答】解:由圖可知,當閉合開關S1、S2時,燈泡L2、L2并聯(lián);
A、由P=可知,燈泡L1的電阻R1===16Ω,燈泡L2的電阻R2===20Ω,
只閉合開關S1,只有燈泡L1工作,此時燈泡L1正常發(fā)光,所以電源電壓U=U1額=8V,
根據(jù)并聯(lián)電路特點可知,燈泡L1、L2兩端的電壓相等,都等于電源電壓8V,
則通過燈泡L1的電路I1===0.5A,通過燈泡L2的電流I2===0.4A,
所以通過燈泡L2與L1的電流不相同,故A錯誤;
B、燈泡L2兩端的實際電壓U2=8V,額定電壓U2額=10V,U2<U2額,所以燈泡L2沒有正常發(fā)光,故B錯誤;
C、燈泡L1的實際功率P1=P1額=4W,燈泡L2的實際功率P2=U2I2=8V×0.4A=3.2W,
由于P1>P2,所以燈泡L2比L1暗,故C正確;
D、由P=可知,燈泡L11min消耗的電能W1=P1t=4W×1×60s=240J,燈泡L21min消耗的電能W2=P2t=3.2W×1×60s=192J,
整個電路1min消耗的電能W=W1+W2=240J+192J=432J,故D正確。
故選:CD。
14.(多選)(2022?遵義)如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V,滑動變阻器R1的阻值變化范圍為0~20Ω,R2為定值電阻。閉合開關S,滑片P在某兩點間移動時電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化關系圖像如圖乙所示。在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是( )
A.R2的阻值為5Ω
B.R1消耗的最大電功率為4.05W
C.R2消耗的最大和最小電功率之差為1.152W
D.電壓表的最小示數(shù)與最大示數(shù)之比為13:14
【答案】AC。
【解答】解:(1)由圖甲可知閉合開關,兩電阻串聯(lián)接入電路,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測通過電路的電流,
串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,根據(jù)歐姆定律結合圖乙中的數(shù)據(jù)可得電源電壓:
U=U1+U2=U1+IR2=7V+0.4A×R2=6.5V+0.5A×R2,
解方程可得:R2=5Ω,U=9V,故A正確;
(2)U=9V<15V,電壓表安全,
串聯(lián)電路各處電流相等,所以通過電路的最大電流為0.6A,此時定值電阻的電功率最大,為P2=R2=(0.6A)2×5Ω=1.8W;
滑動變阻器的電功率等于電路總功率與定值電阻的功率之差,即P1=UI﹣I2R2=9V×I﹣I2×5Ω,根據(jù)拋物線的性質(zhì)可知當I===0.9A時,P1有最大值,
因0.9A>0.6A,拋物線開口向下,所以當I=0.6A時P1有最大值,此時電路總電阻:R===15Ω,
串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,滑動變阻器接入電路的阻值:R1=R﹣R2=15Ω﹣5Ω=10Ω,
此時電壓表示數(shù)為:U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V,
滑動變阻器的電功率的最大值為P1=R1=(0.6A)2×10Ω=3.6W,故B錯誤;
當通過電路的電流最小時,定值電阻的電功率最小,
根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律結合歐姆定律可知滑動變阻器接入電路的電阻最大時通過電路的電流最小,為:I′===0.36A,
此時電壓表的示數(shù)為:U1′=I′R1大=0.36A×20Ω=7.2V,
電壓表的最小示數(shù)與最大示數(shù)之比為==,故D錯誤;
定值電阻的電功率的最小值為P2′=I′2R2=(0.36A)2×5Ω=0.648W,
R2消耗的最大和最小電功率之差為P2﹣P2′=1.8W﹣0.648W=1.152W,故C正確。
故選:AC。
二、填空題。
15.(2022?大連)節(jié)能減排是每個公民的責任。將家中普通照明燈全部更換成LED燈(發(fā)光效率高),實質(zhì)是通過減小家中電燈的 功率 來減少電能的消耗。電水壺是利用電流的 熱 效應工作的。
【答案】功率;熱。
【解答】解:根據(jù)所學的物理公式W=Pt可知,將家中普通照明燈全部更換成LED燈是通過減小功率來減少電能消耗的;
電水壺中的電熱絲通電后會產(chǎn)生熱量,是利用電流的熱效應工作的。
故答案為:功率;熱。
16.(2022?云南)如圖是今年“3?15”晚會上曝光的劣質(zhì)導線,不良商家為了降低成本,將多芯銅導線的根數(shù)從國家標準的32根減為26根,導致導線橫截面積減小。對于長度相等的標準導線和劣質(zhì)導線,劣質(zhì)導線的電阻 較大 (選填“較大”或“較小”),若在通有相同電流的情況下,相同時間內(nèi)劣質(zhì)導線產(chǎn)生的熱量 較多 (選填“較多”或“較少”)。

【答案】較大;較多。
【解答】解:不良商家為了降低成本,將多芯銅導線的根數(shù)從國家標準的32根減為26根,導致導線橫截面積減小,在長度、材料不變的情況下,橫截面積越小,電阻越大,所以劣質(zhì)導線的電阻較大;
根據(jù)焦耳定律公式Q=I2Rt知,在電流、通電時間相同的情況下,電阻較大,產(chǎn)生的熱量較多,溫度較高,安全隱患較大。
故答案為:較大;較多。
17.(2021?大慶)如圖為即熱式電熱水龍頭,打開水龍頭開關,幾秒就可以流出熱水。已知某品牌電熱水龍頭的額定功率是4000W,額定電壓是220V,則該電熱水龍頭正常工作時的電阻是 12.1 Ω;不計熱量損失,該水龍頭正常工作8.4s,可使0.4kg的水從21℃升高到 41 ℃。[水的比熱容為c水=4.2×103J/(kg?℃)]
【答案】12.1;41。
【解答】解:(1)電熱水龍頭的電阻為:R===12.1Ω;
(2)水龍頭8.4s消耗的電能為:W=Pt=4000W×8.4s=33600J;
不計熱量損失時,Q=W=33600J;
水升高的溫度:△t===20℃,此時水溫為:21℃+20℃=41℃。
故答案為:12.1;41。
18.(2022?淮安)如圖所示,一臺家用電器單獨接進家庭電路工作10min,電能表的表盤旋轉(zhuǎn)120r。這段時間用電器消耗的電能為 0.1 kW?h,用電器的實際功率是 600 W。
【答案】0.1;600。
【解答】解:1200r/(kW?h)表示的是電路中每消耗1kW?h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1200r,
轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動120r用電器消耗的電能:
W=kW?h=0.1kW?h;
用電器的功率為:
P===0.6kW=600W。
故答案為:0.1;600。
19.(2022?東營)如圖所示,電源電壓恒為9V,L1標有“6V 6W”字樣,L2標有“6V 3W”字樣,閉合開關后,兩燈均能發(fā)光,此時L1兩端的電壓為 3 V。(忽略溫度對燈絲電阻的影響)

【答案】3。
【解答】解:
由可知,燈泡L1的電阻:,
燈泡L2的電阻:;
由圖可知兩燈串聯(lián),由電阻的串聯(lián)和歐姆定律可知,電路中的電流:,
則此時L1兩端的電壓:U1=IR1=0.5A×6Ω=3V。
故答案為:3。
20.(2022?丹東)如圖所示,電源電壓保持不變,燈泡L標有“12V 12W”字樣(忽略燈絲電阻的變化)。閉合開關S1,斷開S2,燈泡L正常發(fā)光;閉合開關S1、S2,電流表示數(shù)為1.5A,則電源電壓為 36 V;閉合開關S1,斷開S2,通電30s定值電阻R產(chǎn)生的熱量是 720 J。
【答案】36;720。
【解答】解:閉合開關S1,斷開S2,燈泡L和定值電阻串聯(lián),燈泡L正常發(fā)光,根據(jù)P=UI可知電路電流I===1A,根據(jù)歐姆定律可知定值電阻兩端的電壓UR=IR=1A×R,
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知電源電壓U=UL+UR=12V+1A×①;
閉合開關S1、S2,電路為定值電阻的簡單電路,電流表示數(shù)為1.5A,則電源電壓U=I′R=1.5A×②;
聯(lián)立①②可知:U=36V,R=24Ω;
閉合開關S1,斷開S2,燈泡L和定值電阻串聯(lián),通電30s定值電阻R產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=(1A)2×24Ω×30s=720J。
故答案為:36;720。
21.(2022?遼寧)如圖是小鵬家的電能表,他家同時工作用電器的總功率不能超過 4400 W。電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)得越快,說明電路總功率越 大 。將電熱水器單獨接入電路,正常工作3min,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)150轉(zhuǎn),電熱水器的功率為 2000 W。
【答案】4400;大;2000。
【解答】解:(1)他家同時工作用電器的最大總功率P大=UI大=220V×20A=4400W;
(2)電能表是測量電路中用電器消耗電能的儀表,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)得越快,表示用電器消耗電能越快,則電路總功率越大;
(3)1500r/kW?h表示電路中用電器每消耗kW?h電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過1500r,
則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)150r,電熱水器消耗的電能W==0.1kW?h,
電熱水器的電功率P===2kW=2000W。
故答案為:4400;大;2000。
22.(2022?玉林)20世紀初,科學家發(fā)現(xiàn),某些物質(zhì)在很低溫度時,電阻就變成了0,這就是 超導 現(xiàn)象;如圖所示是“探究電熱與電流的關系”的部分裝置,已知A、B兩點間的電壓為6V,R1=R2=R3=5Ω,通電時間2min,則R1與R2產(chǎn)生的熱量相差 288 J。
【答案】超導;288。
【解答】解:
(1)20世紀初,科學家發(fā)現(xiàn),某些物質(zhì)在很低溫度時,電阻就變成了0,這就是超導現(xiàn)象;
(2)由圖知,R2、R3并聯(lián)后再與R1串聯(lián),R1=R2=R3=5Ω,
R2、R3并聯(lián)后的總電阻R23=×5Ω=2.5Ω,
電路的總電阻R=R1+R23=5Ω+2.5Ω=7.5Ω,
由歐姆定律可得,電路中的電流:
I1=I23=I===0.8A,
I2=I1=×0.8A=0.4A,
通電時間2min,R1與R2產(chǎn)生的熱量差:
Q1﹣Q2=I12R1t﹣I22R2t=(0.8A)2×5Ω×2×60s﹣(0.4A)2×5Ω×2×60s=288J。
故答案為:超導;288。
23.(2022?安順)如圖所示的電路中,電源電壓恒定。閉合開關,調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值分別為10Ω和30Ω時,對應電流表示數(shù)分別為0.6A和0.4A。當R2為30Ω時,整個電路消耗的電功率為 1.2 W。

【答案】1.2W。
【解答】解:并聯(lián)電路,干路電流等于各支路電流之和,可以表示為I總=I1+I2,
根據(jù)歐姆定律I=,當R2電阻為10Ω時,電流表示數(shù)就是干路的電流為0.6A,電源電壓為U,整理得:①式
同理,當R2電阻為30Ω時,電流表示數(shù)就是干路的電流為0.4A,電源電壓為U,整理得:②式
①﹣②得可以解得:U=3V,R1=10Ω;
當R2為30Ω時,整個電路消耗的電功率為P=UI=3V×0.4A=1.2W;
故答案為:1.2W。
24.(2022?遼寧)如圖甲所示,電源電壓為5V,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V。在保證所有元件安全的情況下,只閉合開關S、S1,最大范圍移動滑動變阻器滑片,繪制出電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)關系的圖象,如圖乙所示。只閉合開關S、S2,最大范圍移動滑動變阻器滑片,繪制出電壓表示數(shù)與滑動變阻器R2接入電路中阻值關系的圖象,如圖丙所示?;瑒幼冏杵鱎1的最大阻值為 20 Ω,燈泡的額定功率為 1.5 W,以上兩種情況,電路最大功率為 2.5 W。
【答案】20;1.5;2.5。
【解答】解:(1)只閉合開關S、S1,燈泡與滑動變阻器R1串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知,當滑動變阻器接入電路的電阻最大時,滑動變阻器兩端的電壓最大,由圖乙可知,滑動變阻器兩端的最大電壓為4V,通過的最小電流為0.2A,由歐姆定律可知,滑動變阻器R1的最大阻值:R1大===20Ω;當燈泡正常發(fā)光時,電路中的電流最大,由圖乙可知此時電路中電流為0.5A,即燈泡的額定電流為0.5A;
只閉合開關S、S2,燈泡與滑動變阻器R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,當燈泡正常發(fā)光時電路中的電流最大,由歐姆定律可知,此時滑動變阻器R2接入電路的電阻最小,由串聯(lián)電路的分壓原理可知,滑動變阻器R2兩端電壓最小,由圖丙可知此時滑動變阻器R2兩端的電壓為2V,由串聯(lián)電路的電壓特點可知,燈泡額定的電壓:U額=5V﹣2V=3V,所以燈泡的額定功率:P額=U額I額=3V×0.5A=1.5W;
(2)由P=UI可知,電源電壓一定時,電路中的電流最大時,電路的電功率最大,由題意可知,兩次電路中燈泡正常發(fā)光時電路中的電流最大,因此兩次電路中的最大電流都等于燈泡的額定電流,所以兩次電路消耗的最大功率:P=UI額=5V×0.5A=2.5W。
故答案為:20;1.5;2.5。
三、實驗探究題。
25.(2022?銅仁市)在“測量小燈泡的電功率”時,某同學選好實驗器材并完成了部分連線,如圖(a)所示電源電壓可調(diào),小燈泡的額定電壓為4V、阻值約為9Ω,請協(xié)助該同學完成實驗:
(1)請用筆畫線代替導線將實物圖連接完整;(要求導線不能交叉、考慮電流表量程的選擇和滑動變阻器對電路的保護)
(2)連接好電路后,閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P的位置,眼睛觀察 電壓 表并記錄小燈泡在多個工作狀態(tài)下的電壓(U)、電流(I);
(3)根據(jù)測量數(shù)據(jù),繪出小燈泡的I﹣U圖像如圖(b)所示,發(fā)現(xiàn)圖線是一條曲線,該同學由此得出結論燈絲電阻隨兩端的電壓升高而增大,這是一個錯誤結論,請你分析結論錯誤的原因: 燈絲電阻隨溫度的升高而增大 ;
(4)I—U圖象中,Ix為額定電壓下小燈泡的工作電流,電流表的示數(shù)如圖(c)所示,小燈泡的額定功率為 1.44 W;

(5)該同學了解小燈泡消耗功率的變化特點后,聯(lián)想到已學知識通過定值電阻的電流隨兩端電壓變化的關系,于是拆下滑動變阻器,選用一個R0=7.5Ω的定值電阻與小燈泡串聯(lián),接入電路,再次進行實驗,此時小燈泡和定值電阻功率同為 0.768 W。
【答案】(1)見解析;(2)電壓;(3)燈絲電阻隨溫度的升高而增大;(4)1.44;(5)0.768。
【解答】解:(1)電流表應串聯(lián)接入電路中;小燈泡的額定電壓為4V、阻值約為9Ω,則小燈泡正常工作是的電流約為:I==≈0.44A<0.6A,故電流表選用小量程;
滑動變阻器已經(jīng)接了上方一個接線柱,應再連接下方的接線柱;如圖所示:、
;
(2)移動滑片的過程中,為了防止燒壞小燈泡,需要觀察電壓表示數(shù);
(3)燈泡電阻受溫度影響,隨溫度升高而增大,隨電壓增大,燈泡實際功率增大,燈泡溫度升高,燈絲電阻變大,所以該同學的結論是錯誤的;
(4)由圖示電流表可知,其分度值為0.02A,示數(shù)為0.36A,燈泡功率P=UI'=4V×0.36A=1.44W;
(5)根據(jù)圖像b可知,當燈泡兩端的電壓為2.4V時,通過燈泡的電流為0.32A,則燈泡的電阻為:R'===7.5Ω;
所以選用一個R0=7.5Ω的定值電阻與小燈泡串聯(lián),此時電路中的電流為0.32A,則此時小燈泡和定值電阻功率同為:P'=U'I0=2.4V×0.32A=0.768W。
故答案為:(1)見解析;(2)電壓;(3)燈絲電阻隨溫度的升高而增大;(4)1.44;(5)0.768。
26.(2022?臺州)某興趣小組在研究“電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻、電流及通電時間的定量關系”時,制作了如圖甲所示的實驗裝置:有機玻璃盒內(nèi)裝有電阻絲、水和電子溫度計,盒外采用優(yōu)質(zhì)保溫材料包裹。
(1)采用優(yōu)質(zhì)保溫材料的目的是減少實驗過程中 熱量 的散失。
(2)保持水的質(zhì)量和電流不變,換用不同阻值的電阻絲R,記錄水溫變化ΔT和通電時間t的數(shù)據(jù),整理部分數(shù)據(jù)并繪制圖像如圖乙。

根據(jù)上述實驗,可以得出結論: 當電流和通電時間一定時,電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟導體的電阻成正比 。
(3)保持水的質(zhì)量、電阻和通電時間不變,改變電流大小,相關數(shù)據(jù)整理如下表。
請分析表中數(shù)據(jù),并將表中所缺的數(shù)據(jù)補上。
【答案】(1)熱量;(2)當電流和通電時間一定時,電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟導體的電阻成正比;(3)1.6。
【解答】解:(1)采用優(yōu)質(zhì)保溫材料的目的是減少實驗過程中熱量的散失;
(2)水的質(zhì)量相同,水溫變化ΔT與吸熱的多少成正比,水溫變化ΔT越大,電阻絲放出的越多,即當電流和通電時間一定時,電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟導體的電阻成正比;
(3)不計熱量損失,Q吸=Q放,cmΔT=I2Rt,= ΔT4===1.6℃。
故答案為:(1)熱量;(2)當電流和通電時間一定時,電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟導體的電阻成正比;(3)1.6。
四、計算題。
27.(2022?廣東)某電熱取暖器的簡化電路如圖所示,R1、R2為發(fā)熱電阻。取暖器工作時,通過開關S1和S2實現(xiàn)低溫、高溫的擋位控制。已知高溫擋功率為1320W,R1=55Ω。求:
(1)取暖器工作時通過R1的電流;
(2)取暖器處于低溫擋時,工作1min產(chǎn)生的熱量;
(3)R2的阻值。
【解答】解:(1)當閉合S1、S2時,R1、R2并聯(lián),所以U=U1=U2=220V,
取暖器工作時通過R1的電流:
I1===4A;
(2)當只閉合S1時,只有R1工作,當閉合S1、S2時,R1、R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點可知,并聯(lián)的總電阻小于任一分電阻,
電壓是一定的,根據(jù)P=可知,當只閉合S1時,只有R1工作,電路中的電阻最大,電功率最小,電熱取暖器處于低溫擋,取暖器處于低溫擋時,工作1min產(chǎn)生的熱量:
Q=I2R1t=(4A)2×55Ω×1×60s=5.28×104J;
(3)低溫擋的額定功率:P低===880W,
當閉合S1、S2時,R1、R2并聯(lián),電路中的電阻最小,電功率最大,電熱取暖器處于高溫擋;
R2的電功率:P2=P高﹣P低=1320W﹣880W=440W;
由P=UI可知,通過電阻R2的電流:I2===2A;
R2的阻值:
R2===110Ω。
答:(1)取暖器工作時通過R1的電流是4A;
(2)取暖器處于低溫擋時,工作1min產(chǎn)生的熱量是5.28×104J;
(3)R2的阻值為110Ω。
28.(2022?六盤水)如圖所示的電路中,小燈泡L標有“6V 3.6W”字樣。閉合開關S,小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為0.3A。設燈絲電阻不變,求:
(1)小燈泡的額定電流;
(2)定值電阻R的阻值;
(3)電路消耗的總功率。
【解答】解:(1)小燈泡L標有“6V 3.6W”字樣,
由P=UI可得小燈泡的額定電流:I額===0.6A;
(2)由圖知,R與L并聯(lián),電流表測R的電流,
因小燈泡正常發(fā)光,則電源電壓U=U額=6V,
已知電流表示數(shù)為0.3A,即R的電流為0.3A,
由歐姆定律可得定值電阻R的阻值:R===20Ω;
(3)由并聯(lián)電路的電流特點可知總電流:I總=I額+IR=0.6A+0.3A=0.9A,
電路消耗的總功率:P=UI總=6V×0.9A=5.4W。
答:(1)小燈泡的額定電流為0.6A;
(2)定值電阻R的阻值為20Ω;
(3)電路消耗的總功率為5.4W。
29.(2022?鄂爾多斯)圖甲是某電飯鍋的簡化電路原理圖,R1和R2是阻值不變的加熱電阻,R1=50Ω,S為溫控開關,1、2是開關連接的觸點。某次煮飯時,只將電飯鍋接入220V的電路中,在加熱狀態(tài)下工作了一段時間后,開關S自動切換到保溫狀態(tài)。在保溫狀態(tài)下,電能表(如圖乙)的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動了5r。求:
(1)保溫狀態(tài)下該電飯鍋的發(fā)熱功率。
(2)R2阻值的大小。
(3)用電高峰時,該電飯鍋在加熱狀態(tài)下,14min內(nèi)將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰(1個標準大氣壓),若不計熱損失,電飯鍋的實際電壓。[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
【解答】解:(1)3000r/(kW?h)表示電路中每消耗1kW?h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),
在保溫狀態(tài)下,電能表(如圖乙)的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動了5r,電飯鍋消耗的電能為:
W保溫=kW?h=×3.6×106J=6000J,
保溫功率為:P保溫===100W;
(2)由圖甲可知,當開關S與觸點1連接時,電路中只有R1,電路中電阻較??;當開關S與觸點2連接時,電路中R1、R2串聯(lián),電路中電阻較大;電源電壓一定,由P=可知,當開關S與觸點1連接時,電路電功率較大、電飯鍋處于加熱狀態(tài);當開關S與觸點2連接時,電路電功率較小、電飯鍋處于保溫狀態(tài);
由P=可得保溫時電路總電阻為:R串===484Ω,
R2的阻值為:R2=R串﹣R1=484Ω﹣50Ω=434Ω;
(3)標準大氣壓下水的沸點為100℃,電飯鍋將2kg初溫為20℃的水加熱至沸騰時,水吸收的熱量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;
不計熱量損失,則W=Q吸,則電飯鍋的實際加熱功率為:
P加熱′====800W,
根據(jù)P=可得,加熱狀態(tài)下的實際電壓為:
U實===200V。
答:(1)保溫狀態(tài)下該電飯鍋的發(fā)熱功率為100W;
(2)R2阻值的大小為434Ω;
(3)電飯鍋的實際電壓為200V。
30.(2022?黔東南州)如圖甲所示,是芳芳家新買的一款多功能電飯煲,乙為該電飯煲的工作原理圖。R1和R2均為阻值不變的電熱絲,S為手動開關,S1為自動控制開關,已知R2=800Ω,多功能電飯煲的主要部分參數(shù)如下表所示。求:
(1)電飯煲正常工作時,電阻R1的阻值;
(2)正常工作的電飯煲處于保溫狀態(tài)時,保溫擋的功率;
(3)芳芳想了解家里電路的實際電壓,她將家里的其他用電器都關閉,只讓電飯煲在加熱擋工作,觀察到家里標有“3000revs/(kW?h)”字樣的電能表鋁盤2min轉(zhuǎn)過50轉(zhuǎn),則她家的實際電壓。
【解答】解:(1)當電飯煲處于加熱狀態(tài)時,R2被短路,電路中只有R1;
R1===80Ω;
(2)電飯煲處于保溫狀態(tài)時,R1和R2串聯(lián)接入電路,P保溫===55W;
(3)W==kW?h;
P實===0.5kW=500W;
實際電壓U===200V;
答:(1)電飯煲正常工作時,電阻R1的阻值是80Ω;
(2)正常工作的電飯煲處于保溫狀態(tài)時,保溫擋的功率是55W;
(3)她家的實際電壓是200V。
額定電壓
220V
高溫發(fā)熱功率
121W
低溫發(fā)熱功率
44W
交流頻率
50Hz
電流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的溫度ΔT/℃
0.4
0.9
1.6
2.5
3.6
品名
多功能電飯煲
額定電壓
220V
頻率
50Hz
加熱擋功率
605W
保溫擋功率

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