一、選擇題(10小題,每小題3分,共30分)
1.下列四種電器中,利用電流熱效應(yīng)工作的是( )。
A.洗衣機(jī) B.電視機(jī) C.電飯鍋 D.電風(fēng)扇
【答案】C。
【解析】A.洗衣機(jī)主要把電能轉(zhuǎn)化機(jī)械能,不是利用電流熱效應(yīng)工作的,故A不符合題意;
B.電視機(jī)主要把電能轉(zhuǎn)化光能,不是利用電流熱效應(yīng)工作的,故B不符合題意;
C.電飯鍋主要把電能轉(zhuǎn)化內(nèi)能,是利用電流熱效應(yīng)工作的,故C不符合題意;
D.電風(fēng)扇主要把電能轉(zhuǎn)化機(jī)械能,不是利用電流熱效應(yīng)工作的,故D不符合題意。
故選C。
2.如圖所示是一款紅外線測(cè)溫槍。按動(dòng)測(cè)溫槍上的開關(guān),測(cè)溫槍內(nèi)檢測(cè)器將收集人體產(chǎn)生的紅外線熱輻射,同步轉(zhuǎn)換為電信號(hào),再顯示出溫度來。以下說法正確的是( )。
A.檢測(cè)器收集到的能量是通過做功形式來完成B.檢測(cè)器收集到的能量是通過熱傳遞形式完成
C.檢測(cè)器收集到的能量是電能 D.檢測(cè)器收集到的能量是化學(xué)能
【答案】B。
【解析】AB.根據(jù)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),檢測(cè)器收集到的能量是通過熱傳遞形式完成的,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.測(cè)溫槍是利用紅外線的熱效應(yīng)制成的,檢測(cè)器收集到的能量是內(nèi)能,故CD錯(cuò)誤。
故選B。
3.電爐中的電阻絲通電一段時(shí)間后變得很燙,而連接的導(dǎo)線卻不怎么熱,主要是( )。
A.通過導(dǎo)線的電流小于通過電阻絲的電流;
B.導(dǎo)線的絕熱皮隔熱;
C.導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電阻絲的電阻;
D.導(dǎo)線散熱比電阻絲快
【答案】C。
【解析】A.電爐絲跟銅導(dǎo)線串聯(lián),通過它們的電流I和通電時(shí)間t相等,故A錯(cuò)誤,A不符合題意;
BCD.因?yàn)?,且,所以產(chǎn)生的熱量:,即相同時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量小于電爐絲產(chǎn)生的熱量,而與散熱快慢、隔熱效果無(wú)關(guān),故C符合題意,BD不符合題意。
故選C。
4.如圖所示,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(其中imp表示指示燈閃爍次數(shù)),下列選項(xiàng)中正確的是( )。
A.小英家上個(gè)月消耗的電能為1011kW·h;
B.電能表上指示燈閃爍次數(shù)越多,說明電路中消耗電能越多;
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.小英家家庭電路中的干路電流不得超過10A
【答案】B。
【解析】A.電能表的讀數(shù):數(shù)字方框中最后一位是小數(shù),單位是kW·h,由此可知,上月末電能表示數(shù)為5647.8kW·h,上月初電能表示數(shù)為5546.7kW·h;則上個(gè)月小英家消耗的電能為
W=5647.8kW·h﹣5546.7kW·h=101.1kW·h
故A錯(cuò)誤;
B.電能表上字樣1600imp/(kW·h),它表示電路中用電器每消耗1kW·h電能,電能表的指示燈閃爍1600次。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,故B正確;
C. 電能表上指示燈閃爍320次,用電器消耗的電能
故C錯(cuò)誤;
D.10(40)A:表示電能表的標(biāo)定電流是10A,電能表的額定最大電流是40A,故小英家家庭電路中的干路電流不得超過40A,故D錯(cuò)誤。故選B。
5.關(guān)于電功,下列說法不正確的是( )。
A.電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能;
B.電流做功的過程就是消耗電能的過程;
C.用電能表可以測(cè)量電流做功的多少;
D.電流越大,電流做功就一定越多
【答案】D。
【解析】A.根據(jù)能量守恒定律可知,電流做了多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,故A正確,A不符合題意;
B.電流做功的過程,就是消耗電能的過程,電流做功越多,消耗的電能就越多,故B正確,B不符合題意;
C.電能表是用來測(cè)量電流做功的多少的儀器,可以直接用電能表測(cè)量電流做功的多少,故C正確,C不符合題意;
D.由可知,電流做功的多少與電壓、電流和通電時(shí)間有關(guān),電流越大,故電流做功不一定越多,故D錯(cuò)誤,D符合題意。故選D。
6.如圖是額定電壓均為220V的燈泡和的圖像。下列分析不正確的是( )。
A.當(dāng)兩端的電壓為100V時(shí),其實(shí)際功率為20W;
B.當(dāng)通過的電流為0.45A時(shí),其實(shí)際功率為72W;
C.將、串聯(lián),若兩端的電壓為40V,則的功率為8W;
D.將、并聯(lián),若通過的電流為0.5A,則的功率為66W
【答案】C。
【解析】A.由圖中L1的圖像可知當(dāng)電壓為100V時(shí),電流為0.2A,可求出L1的實(shí)際功率為
故A正確,不符合題意;
B.由圖中L2的圖像可知當(dāng)電流為0.45A時(shí),電壓為160V,可求出L2的實(shí)際功率為
故B正確,不符合題意;
C.將、串聯(lián),若兩端的電壓為40V時(shí),由圖像可知此時(shí)電流為0.1A,串聯(lián)電路中電流處處相等,所以此時(shí)L2電壓為20V,則的功率為
故C錯(cuò)誤,符合題意;
D.將、并聯(lián),若通過的電流為0.5A,由圖像可知此時(shí)電壓為220V,并聯(lián)電路各支路電壓相等,所以此時(shí)L1的電流為0.3A,則的功率為
故D正確,不符合題意。故選C。
7.如圖所示,A、B分別為額定電壓為8V的小燈泡L和定值電阻R的電流隨電壓變化關(guān)系的圖象。下列說法中錯(cuò)誤的是( )。
A.定值電阻R的阻值為20Ω;
B.小燈泡L正常工作1min消耗的電能為24J;
C.將小燈泡L和電阻R并聯(lián)接入電路,當(dāng)干路電流為0.6A時(shí),小燈泡L的實(shí)際電功率為1.6W;
D.將小燈泡L和電阻R串聯(lián)接入電路中,若通過電阻R的電流為0.5A,則電源電壓為18V
【答案】B。
【解析】A.由可知,定值電阻的阻值
故A正確,不符合題意;
B.由圖象可知燈泡正常工作時(shí)的電流IL=0.5A,小燈泡L正常工作5min消耗的電能
W=ULILt=8V×0.5A×60s=240J
故B錯(cuò)誤,符合題意;
C.并聯(lián)電路各支路電壓相等,當(dāng)電壓為4V時(shí),燈泡L的電流為0.4A,R的電流為0.2A,干路電流為
0.2A+0.4A=0.6A
小燈泡的實(shí)際功率
故C正確,不符合題意;
D.由圖知電阻R的阻值為R=20Ω,當(dāng)電流為0.5A時(shí)R兩端的電壓
因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等,所以燈泡的電流也為0.5A,由圖象知此時(shí)電壓為8V,因?yàn)榇?lián)電路總電壓等于各用電器電壓之和,所以電源電壓為
故D正確,不符合題意。故選B。
8.如圖所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片P由b端向a端移動(dòng)過程中,小燈泡L始終發(fā)光(忽略溫度對(duì)小燈泡電阻的影響)。下列說法正確的是( )。
A.電流表示數(shù)變?。?br>B.電路的總功率變大;
C.電壓表V1示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變?。?br>D.電壓表V2示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變大
【答案】B。
【解析】由電路圖可知燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表V1測(cè)量燈泡的電壓,電壓表V2測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓,滑動(dòng)變阻器的滑片P由b端向a端移動(dòng)過程中,接入滑動(dòng)變阻器的阻值變小;
A.滑動(dòng)變阻器接入的阻值變小,總電阻變小,電源電壓不變,故電流變大,故A錯(cuò)誤;
B.電流變大,電源電壓不變,故總功率變大,故B正確;
C.電壓表V1示數(shù)與電流表示數(shù)的比值,即為燈泡L的電阻,燈泡的電阻不變,故比值不變,故C錯(cuò)誤;
D.電壓表V2示數(shù)與電流表示數(shù)的比值,即為滑動(dòng)變阻器的接入阻值,其阻值變小,故比值變小,故D錯(cuò)誤。故選B。
9.小明測(cè)量小燈泡的電功率,電路如圖甲所示,電源電壓恒為6V,小燈泡上標(biāo)有“3.8V”字樣。實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的U?I圖象如圖乙所示。下列分析不正確的是( )。
A.小燈泡的電阻約為12.7Ω;
B.小燈泡正常發(fā)光時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值約為7.3Ω;
C.小燈泡的額定功率為1.14W;
D.小燈泡兩端電壓為2.0V時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為0.88W
【答案】A。
【解析】A.小燈泡與變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)小燈泡兩端的電壓,電流表測(cè)通過小燈泡的電流,由圖乙知,小燈泡的電流隨電壓的變化關(guān)系為一曲線,說明小燈泡的電阻是變化的,故A錯(cuò)誤,符合題意;
B.燈泡的額定電壓是3.8V,由圖乙可知,燈泡在額定電壓下的電流0.30A,電源電壓恒為6V,由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律,燈正常發(fā)光時(shí)變阻器連入電路的電阻
故B正確,不符合題意;
C.燈的額定功率PL=ULIL=3.8V×0.30A=1.14W
故C正確,不符合題意;
D.由乙圖知,當(dāng)燈兩端的電壓為2.0V時(shí),通過燈的電流為0.22A,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器的電壓為U滑=U-U′=6V-2V=4V;
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為P滑=U滑I′=4V×0.22A=0.88W
故D正確,不符合題意。故選A。
10.如圖1所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片從端滑到端,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖2所示,下列說法不正確的是( )。
A.電源電壓是;
B.定值電阻的阻值是;
C.滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是;
D.若電壓表的示數(shù)為時(shí),則電路的總功率為
【答案】C。
【解析】A.滑動(dòng)變阻器的滑片滑到端,滑動(dòng)變阻器阻值為0,此時(shí)定值電阻的電壓等于電源電壓,由圖2可知,此時(shí)定值電阻的電壓為9V,所以電源電壓為9V,故A正確,A不符合題意;
B.當(dāng)定值電阻電壓為9V時(shí),通過的電流為1.5A,則定值電阻的阻值
故B正確,B不符合題意;
C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于b端,此時(shí)其阻值最大,由圖2可知,定值電阻的電壓為3V,電流為0.5A,則滑動(dòng)變阻器的最大阻值
所以滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是,故C錯(cuò)誤,C符合題意;
D.若電壓表的示數(shù)為時(shí),此時(shí)電路中的電流
則電路的總功率為
故D正確,D不符合題意。故選C。
二、填空題(7小題,每空2分,共36分)
11.小寧同學(xué)家的電能表月初時(shí)記錄的電能表示數(shù)是881.6kW·h,月末時(shí)示數(shù)如圖所示,這個(gè)月他家用電為 J;兩根阻值相同的電阻絲,先串聯(lián)后并聯(lián),分別接入同一個(gè)電源,將同一壺水燒開(假設(shè)沒有熱損失),則兩種方法所需要的時(shí)間之比是 。
【答案】1.8×108;4∶1。
【解析】[1]由圖可知月末電能表的讀數(shù)為931.6kW·h,則這個(gè)月他家用電為
[2]設(shè)用電器的電阻為R,則串聯(lián)時(shí)的總電阻為
并聯(lián)時(shí)的總電阻為
分別接入同一個(gè)電源,所需要的時(shí)間之比是。
12.如圖所示的電路,電源電壓保持不變,R1的阻值為30Ω,只閉合開關(guān)S,電流表的示數(shù)為0.2A;再閉合開關(guān)S1,電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A,則R2的阻值是 Ω,通電1min,電流通過R2產(chǎn)生的熱量是 J。
【答案】20;108。
【解析】[1]只閉合開關(guān)S時(shí),電路中只有R1,電流表測(cè)通過的電流,由可得,電源電壓
再閉合開關(guān)S1后,R1與R2并聯(lián),電流表測(cè)干電流,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過R2的電流
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以R2的阻值
[2]通電1min電流通過R2產(chǎn)生的熱量為。
13.親愛的同學(xué),請(qǐng)你根據(jù)自己掌握的實(shí)驗(yàn)操作技能和所學(xué)習(xí)的物理知識(shí),回答下列問題:
(1)如圖1所示是一個(gè)測(cè)量 大小的儀表,它的分度值是 。
(2)如圖2所示該表的示數(shù)為 kW·h,如果表盤轉(zhuǎn)動(dòng)50圈,表示用電器消耗電能 J。
【答案】電流;0.4mA;1862.4;7.2×104。
【解析】(1)[1] 圖1中表盤上有“mA”字樣,表明該儀器是測(cè)量電流的儀表。
[2]由圖1可知,0~2mA之間分成了5小格,每一小格代表0.4mA,所以該儀表的分度值為0.4mA。
(2)[3]圖2是電能表,電能表的讀數(shù)數(shù)字方框中最后一位是小數(shù),單位是kW·h,由圖2可知,電能表的示數(shù)為1862.4kW·h。
[4] 2500r/ kW·h表示電路中用電器每消耗1 kW·h電能,電能表的表盤轉(zhuǎn)過2500圈,則表盤轉(zhuǎn)動(dòng)50圈用電器消耗的電能W。
14.小明把量程合適的電流表與電吹風(fēng)串聯(lián)后接入家庭電路,如圖。當(dāng)只閉合開關(guān)時(shí),電吹風(fēng)吹 (選填“冷”或“熱”)風(fēng)。若吹熱風(fēng)與吹冷風(fēng)時(shí)相比,電流表的示數(shù)變化了4A,則電熱絲發(fā)熱時(shí)的功率為 W。
【答案】冷;880。
【解析】[1][2]分析電路圖可知,當(dāng)只閉合開關(guān)時(shí),只有電動(dòng)機(jī)工作,則此時(shí)吹冷風(fēng);再閉合,電熱絲并聯(lián)到電路中,此時(shí)電動(dòng)機(jī)和電熱絲并聯(lián),同時(shí)工作,吹熱風(fēng)。吹熱風(fēng)與吹冷風(fēng)時(shí)相比,電流表的示數(shù)變化了4A,則通過電熱絲的電流為4A。并聯(lián)電路中各支路電壓都等于電源電壓,所以電熱絲發(fā)熱時(shí)的電壓為220V,則電熱絲發(fā)熱時(shí)的功率為。
15.已知甲、乙兩個(gè)用電器的額定電壓都是 6V,某實(shí)驗(yàn)小組通過實(shí)驗(yàn)畫出兩個(gè)用電器的I﹣U 圖象,如圖所示。若把它們串聯(lián)到同一電路中,它們兩端的總電壓不得超過 V;若把它們并聯(lián)在電路中,10s 內(nèi)電路消耗的最大電能是 J。
【答案】8;90。
【解析】[1]因兩用電器串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)知,通過兩用電器的最大電流不能超過0.5A,由圖知,當(dāng)I=0.5A時(shí),兩用電器兩端的電壓分別為U1=2V,U2=6V,由串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)知,它們兩端的總電壓不得超過U=U1+U2=2V+6V=8V
即它們兩端的總電壓不得超過8V。
[2]因兩用電器并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)和圖象知,當(dāng)U′=6V時(shí),通過兩用電器的電流分別為I1=1.0A,I2=0.5A,干路中的電流為I總=I1+I2=1.0A+0.5A=1.5A
10s內(nèi)電路消耗的最大電能為W= U′I總t=6V×1.5A×10s =90J
即10s內(nèi)電路消耗的最大電能是90J。
16.如圖所示,電源電壓保持不變,R1、R2為定值電阻且R1=10Ω。當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí),電流表示數(shù)為0.6A;再閉合開關(guān)S2時(shí),電流表的示數(shù)增大了0.3A。則電源電壓為 V,定值電阻R2的阻值是 Ω。當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2時(shí),整個(gè)電路10min產(chǎn)生的熱量是 J。
【答案】6;20;3240。
【解析】[1][2]當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí),根據(jù)電流的流法可知,只有R1接在電路中,電流表的示數(shù),大小等于流過R1的電流,電流表示數(shù)為0.6A,則流過R1的電流也為0.6A,R1的阻值為10Ω,根據(jù)歐姆定律的變換式,可得,R1的電壓
R1的電壓大小等于電源電壓大小,即電源電壓為6V;再閉合開關(guān)S2時(shí),根據(jù)電流的流法可知,兩定值電阻并聯(lián),電流表的示數(shù)增大了0.3A,這0.3A為流過R2的電流大小,R2的電壓為電源電壓的大小,為6V,根據(jù)歐姆定律的變換式,可知,定值電阻R2的阻值
定值電阻R2的阻值為20Ω。
[3]由題意可知,當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2時(shí),兩定值電阻并聯(lián),R1的阻值為10Ω,R2的阻值為20Ω,電路的總電阻
解得;再由題中的條件可知,電流表示數(shù)為0.6A,再閉合開關(guān)S2時(shí),電流表的示數(shù)增大了0.3A,則電路的總電流
閉合開關(guān)S1、S2情況下,電路的工作時(shí)間
根據(jù)焦耳定律,可知,整個(gè)電路10min產(chǎn)生的熱量;
整個(gè)電路10min產(chǎn)生的熱量為3240J。
17.如圖所示為電阻A和B的I-U圖象。若將A、B串聯(lián)接入某電源兩端,則閉合開關(guān)后,RA= Ω;若將A、B并聯(lián)接入2V的電源兩端,閉合開關(guān)后,電路中的干路電流是 A,電路的總功率為 W。
【答案】5;0.6;1.2。
【解析】[1]根據(jù)圖像可知, 電阻A的阻值為
[2]將A、B并聯(lián)接入2V的電源兩端,閉合開關(guān)后,由圖像可知,此時(shí)電阻A的電流為0.4A,電阻B的電流為0.2A,電路中的干路電流是
[3]電路的總功率為。
三、實(shí)驗(yàn)題(1小題,共7分)
18.如圖是“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量”的實(shí)驗(yàn)。甲、乙兩套裝置中各有兩個(gè)相同的透明容器。其中密封著等量的空氣和一段電阻絲,U形管中裝有等量的液體,接通電源,觀察現(xiàn)象。

(1)實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管中 的變化來比較導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少;
(2)用甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),一段時(shí)間后, 側(cè)(選填“左”或“右”)密閉容器中電阻絲產(chǎn)生的熱量較多,由此得到的結(jié)論是 。在實(shí)驗(yàn)中,改變滑片的位置,多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是 ;
(3)乙裝置中是探究電流產(chǎn)生的熱量跟 的關(guān)系,圖中R3的作用是 ;
(4)電熨斗工作時(shí)發(fā)熱明顯,而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱,可用 (選填“甲”或“乙”)裝置的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加以驗(yàn)證解釋。
【答案】液面高度;右;見解析;尋找普遍規(guī)律;電流;分流;甲。
【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)中,電阻絲放出熱量不同,U 形管兩側(cè)液面高度差也不同,所以通過觀察U形管中液面高度差的變化來比較導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少。
(2)[2][3]圖甲中,兩個(gè)阻值不同的電阻絲串聯(lián)在電路中,據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知,通過兩個(gè)電阻絲的電流相同,右側(cè)的電阻絲阻值大,相同時(shí)間內(nèi),電阻絲阻值越大,放出的熱量越多,所以可得:電流和通電時(shí)間相同時(shí),電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。
[4]實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中,改變滑片的位置,可改變通過電阻絲的電流,得到多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以避免偶然性,得到普遍性的規(guī)律。
(3)[5]乙裝置中,密封容器內(nèi)的電阻絲R1、R2阻值相同,和并聯(lián)后再與串聯(lián),則通過容器內(nèi)兩電阻絲的電流不同,所以是電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系。
[6]要探究電流產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系,應(yīng)讓通過的電流不同,與并聯(lián),可分走的電流,讓空器內(nèi)兩個(gè)電阻通過的電流不同。
(4)[7]電熨斗工作時(shí),與導(dǎo)線串聯(lián),通過的電流相同,發(fā)熱不同,是因?yàn)閮烧叩碾娮璨煌?,所以可用甲裝置的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加以驗(yàn)證。
四、綜合題(3小題,共27分)
19.(6分)2022年5月,天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船與空間站核心艙順利對(duì)接。小字通過查閱資料了解到,科技人員通常要檢驗(yàn)飛船艙體的氣密性。他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的檢測(cè)電路,電源電壓保持不變,為的定值電阻,為壓力傳感器,其阻值隨環(huán)境氣壓的變化規(guī)律如圖乙所示,將置于艙體中,艙體置于真空室中,艙體不漏氣時(shí),電壓表示數(shù)為,艙體內(nèi)氣壓為。求:
(1)艙體不漏氣時(shí),通過的電流;
(2)艙體不漏氣時(shí),工作,電路消耗的總電能;
(3)若電壓表示數(shù)為時(shí),此時(shí)艙內(nèi)的氣壓值。
【答案】(1)2A;(2);(3)。
【解析】(1)由圖甲可知,與串聯(lián),電壓表測(cè)兩端電壓。艙體不漏氣時(shí),通過的電流
(2)與串聯(lián),則電路中電流
艙體不漏氣時(shí),艙體內(nèi)氣壓為,由圖乙可知,此時(shí)R的阻值為10Ω,則
電源電壓為
艙體不漏氣時(shí),工作,電路消耗的總電能
(3)當(dāng)電壓表示數(shù)為時(shí),R兩端電壓為
電路中電流為
壓力傳感器R的電阻為
由圖乙可知此時(shí)艙內(nèi)的氣壓值為,即。
答:(1)艙體不漏氣時(shí),通過的電流為2A;(2)艙體不漏氣時(shí),工作,電路消耗的總電能為;(3)若電壓表示數(shù)為時(shí),此時(shí)艙內(nèi)的氣壓值為。
20.(9分)在如圖所示電路中,小燈泡R1標(biāo)有“4V1.6W”字樣,定值電阻R2=20Ω,滑動(dòng)變阻器R3允許通過的最大電流為1A,電流表A1的量程為0~0.6A,電流表A2的量程為0~3A,電壓表的量程為0~3V,電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變.只閉合開關(guān)S2時(shí),電壓表的示數(shù)為2V;將滑動(dòng)變阻器滑片滑到最左端,閉合所有開關(guān),此時(shí)電流表A2示數(shù)為0.5A.求:
(1)電源電壓;
(2)滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值;
(3)只閉合開關(guān)S3,在電路安全的情況下,小燈泡電功率的變化范圍。
【答案】(1)6V(2)30Ω(3)0.225W~0.9W
【解析】(1)燈泡的電阻:R1==10Ω,
只閉合開關(guān)S2時(shí),燈泡R1與電阻R2串聯(lián),電壓表測(cè)R1兩端的電壓,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,電路中的電流:I==0.2A,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電源的電壓:U=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V;
(2)將滑動(dòng)變阻器滑片滑到最左端,閉合所有開關(guān),電阻R2與R3的最大阻值并聯(lián),電流表A2測(cè)干路電流,此時(shí)電路的總電阻:R==12Ω,
因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,所以,,即,解得:R3=30Ω;
(3)只閉合開關(guān)S3時(shí),燈泡R1與滑動(dòng)變阻器R3串聯(lián),電流表A1測(cè)電路中的電流,電壓表測(cè)R1兩端的電壓,當(dāng)電壓表的示數(shù)R1′=3V時(shí),燈泡兩端的電壓最大,其實(shí)際功率最大,P1大==0.9W,
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),電路中的電流最小,R1的功率最小,
此時(shí)電路中的電流:I小==0.15A,
則燈泡的最小功率:P1小=I小2R1=(0.15A)2×10Ω=0.225W,
所以,小燈泡電功率的變化范圍為0.225W~0.9W.
答:(1)電源電壓為6V;
(2)滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為30Ω;
(3)只閉合開關(guān)S3,在電路安全的情況下,小燈泡電功率的變化范圍為0.225W~0.9W.
21.(12分)如圖所示是一種家用手持電熱蒸汽熨燙機(jī)的簡(jiǎn)化工作電路(電阻值均不受溫度影響)。工作時(shí)熨燙機(jī)將儲(chǔ)水箱中的水加熱至沸騰產(chǎn)生大量的水蒸氣,利用高溫水蒸氣來熨燙衣物,熨燙機(jī)的部分參數(shù)如圖,且熨燙機(jī)里面沒水時(shí)自動(dòng)停止工作。
(1)當(dāng)旋鈕開關(guān)接 ,熨燙機(jī)處于高溫?fù)跷还ぷ?,熨燙機(jī)在熨燙衣物時(shí)是通過 方式來改變衣物的內(nèi)能的。
(2)熨燙機(jī)在高溫?fù)鯐r(shí)的工作電流為多少 ?
(3)電路中R2的阻值是多少 ?
(4)已知水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸騰時(shí),每1g水汽化成水蒸氣需要吸收的熱量為2.264×103J,則熨燙機(jī)低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí),熨燙機(jī)裝滿20℃的水最多能夠工作多長(zhǎng)時(shí)間 ?(假設(shè)熨燙機(jī)發(fā)熱時(shí)放出的熱量的66%被水吸收)
【答案】2;熱傳遞;5A;77Ω;9848.5s。
【解析】(1)當(dāng)旋鈕開關(guān)接1時(shí),R1、R2串聯(lián),當(dāng)旋鈕開關(guān)接2時(shí),只有R1工作;根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,當(dāng)旋鈕開關(guān)接2時(shí),只有R1工作,電路中的電阻最小,根據(jù)可知,電路中的總功率最大,熨燙機(jī)處于高溫?fù)跷唬混贍C機(jī)在熨燙衣物時(shí),衣物吸收熱量,溫度升高,內(nèi)能增加,這是通過熱傳遞的方式改變衣物的內(nèi)能。
(2)由P=UI可知,熨燙機(jī)在高溫?fù)鯐r(shí)的工作電流
(3)由可知,R1的阻值
當(dāng)旋鈕開關(guān)接1時(shí),R1、R2串聯(lián),電路中的電阻最大,根據(jù)可知,電路中的總功率最小,熨燙機(jī)處于低溫?fù)跷唬煽芍?,R1、R2的總電阻
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,R2的阻值R2=R-R1=121Ω-44Ω=77Ω
(4)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的沸點(diǎn)是100℃,把一箱水加熱到沸騰需要吸收的熱量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
一滿箱水汽化成水蒸氣需要吸收的熱量Q=2.264×103J/g×1×103g=2.264×106J
水吸收的總熱量Q總=Q吸+Q=3.36×105J+2.264×106J=2.6×106J
由于熨燙機(jī)發(fā)熱時(shí)放出的熱量的66%被水吸收,所以熨燙機(jī)消耗的電能,由可知,滿箱水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下最多可熨衣物的時(shí)間
答:(1)當(dāng)旋鈕開關(guān)接2,熨燙機(jī)處于高溫?fù)跷还ぷ鳎贍C機(jī)在熨燙衣物時(shí)是通過熱傳遞方式來改變衣物的內(nèi)能的;(2)熨燙機(jī)在高溫?fù)鯐r(shí)的工作電流為5A;(3)電路中R2的阻值是77Ω;(4)熨燙機(jī)低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí),熨燙機(jī)裝滿20℃的水最多能夠工作9848.5s。
額定電壓
220V
額定功率
低溫?fù)?00W,高溫?fù)?100W
水箱容量
1kg

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