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物理人教版9年级全一册第18章专题卷02 测量小灯泡的电功率 焦耳定律
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这是一份物理人教版9年级全一册第18章专题卷02 测量小灯泡的电功率 焦耳定律,共14页。
物理人教版9年级全一册
物理人教版9年级全一册第18章专题卷
专题02 测量小灯泡的电功率 焦耳定律
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.在输送电能过程中,为了减少电能在线路中的损耗,通常采取的方法是( )
A.加大输送电流
B.用高压输电
C.采用电阻极小的导体输电
D.减少输电功率
2.物理学的宏伟大厦,凝聚了许许多多物理学家的成果和毕生心血,为了纪念他们对物理学的贡献,经常以他们的名字来命名物理量的单位。下列以科学家的名字命名的物理量单位与其物理量对应的是( )
A.安培——电阻 B.欧姆——电压 C.焦耳——热量 D.伏特——电流
3.下图的家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.抽油烟机 B. 电视机
C. 电饭锅 D. 电风扇
4.如图所示,在学习电流的热效应时,小明多次将两端粗、中间细(两端与中间部分的长度相同)的锡箔纸用导线直接接到一个蓄电池两端,总是观察到中间细的部分先燃烧。该实验现象主要说明电热的大小与下列什么因素有关( )
A.电阻大小 B.电流大小 C.通电时间 D.以上都是
5.下列用电器的额定功率都是100W,让它们正常工作10min,产生热量最多的是( )
A.电饭煲 B.电风扇 C.洗衣机 D.电视机
6.下列电学知识叙述正确的是( )
A.由欧姆定律变形公式可知,导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
B.电流通过导体产生的热量跟导体的电流成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比
C.电功率是描述电流做功多少的物理量
D.导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
7.焦耳24岁时,首先把电阻丝放入玻璃管内,做成一个电热器,然后把电热器放入一个玻璃瓶中,瓶中装有已知质量的水。给电热器通电并开始计时,从插在水中的温度计可随时观察到水温的变化,同时,他用电流计测出电流的大小,焦耳把实验做了一次又一次,获取大量数据归纳得出焦耳定律。下列有关说法不正确的是( )
A.焦耳定律只适用于电能全部转化为内能的电路
B.焦耳通过实验得到电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通电时间成正比
C.焦耳实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量,是用了转换法
D.科学教材上研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验与焦耳所做实验很大的不同是没有获取大量的数据得到关系式
8.如图所示的实验,下列说法中错误的是( )
A.实验中所用的电阻丝是并联的
B.实验中采用了控制变量法
C.该实验研究的是电流的热效应
D.实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少
9.如图所示,某商场一名顾客乘坐自动扶梯上楼,自动扶梯由电动机带动而匀速运动。电动机的电阻为R,两端的电压为U,工作电流为I,上楼时间为t,在此过程中,电动机产生的热量为( )
A. B. C. D.
10.在如图所示的电路中,定值电阻R0的阻值为20Ω,电动机的线圈电阻为2Ω,闭合开关,电流表A1的示数为0.3A,A2的示数为0.8A,则( )
A.电源电压为16V
B.电动机的功率为3W
C.通过电动机的电流为0.3A
D.1min内电动机产热180J
11.两个电阻并联,电阻之比是 ,则相同时间内产生的热量之比为( )
A. B. C. D.
12.下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是( )
A.电饭煲做米饭 B.电暖器取暖
C.电熨斗熨衣服 D.电脑办公时微型风扇工作
13.小明做“测量小灯泡的电功率”实验时,连接如图电路,各元件均正常且各处接触良好,闭合开关后,会出现( )
A.小灯泡能发光 B.电压表指针明显偏转
C.电流表指针明显偏转 D.电源被烧坏
14.小明发现近来家里的白炽灯泡发光变暗了些,小刚用下面的四句话解释了造成这个现象的一个可能原因:
①通过灯丝的电流减小。
②灯丝在高温下升华变细,电阻变大。
③灯泡发光变暗。
④灯泡实际功率变小。
这四句话的正确排列顺序是( )
A.②④①③ B.①②④③ C.②③④① D.②①④③
15.如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U﹣I图像。下列分析不正确的是( )
A.当L1两端的电压为100V时,其实际功率为20W
B.当通过L2的电流为0.45A时,其1min消耗的电能为4320J
C.将L1、L2串联,若L1两端的电压为40V,则L2的功率为8W
D.将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5A,则L1的功率为66W
16.关于滑动变阻器的作用,下列说法正确的是( )
A.在“测量未知定值电阻Rx的阻值”的实验中其主要作用是为了多次测量,得出普遍规律
B.在“测量小灯泡功率”的实验中其主要作用是为了多次测量求平均值,减小误差
C.在探究“电流与电压关系”的实验中,其主要作用是改变电压,便于多次测量,得出普遍规律
D.在探究“电流与电阻关系”的实验中,其主要作用是保持R两端的电压不变,便于多次测量,求平均值,减小误差
17.利用如图所示的电路(L1为“2.5V 0.3A”,L2为“3.8V 0.3A”,电压表、电流表的位置可调),不能够完成的电学实验有( )
A.探究串联电路电流及电压的特点
B.探究灯丝电阻与温度的关系
C.探究灯泡电功率与电压的关系
D.以灯泡为研究对象探究电流与电压的定量关系
二、多选题
18.小亮将标有“2.5V 0.75W”字样的灯泡甲和“2.5V 0.5W”字样的灯泡乙,串联接到电源两端。闭合开关发现,乙灯正常发光,且乙灯明显比甲灯亮。不考虑温度对电阻的影响,下列分析正确的是( )
A.通过甲灯的电流等于乙灯的电流
B.甲灯灯丝的电阻大于乙灯灯丝的电阻
C.甲灯两端的电压等于乙灯两端的电压
D.甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率
三、填空题
19.一个标有220V 1000 W的电热器,接在220V的电源上工作 0.5h,消耗的电能是___________ kW•h,产生的热量是___________J。
20.一根阻值为的电阻丝,两端加上100V的电压时,通电1min所产生的热量为______J,电阻消耗的电功率为______W。
21.如图甲所示,把电阻R与灯L接在3V的电源上,电阻R与灯L的U-I图像如图乙所示。当S闭合时,灯L的电阻为___________Ω,电路消耗的功率为___________W,通电2min电阻R产生的热量为___________J。
22.有关焦耳定律的注意事项:对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能________转化为_________,Q=___________),公式Q=UIt、、Q=Pt均成立;对于非纯电阻电路,电能除了转化为___________,还要转化为___________的能量。求Q时只能用Q=___________。
23.入冬以来,越来越多的家庭开始使用电热取暖器。如图甲所示,这款电热取暖器有高温挡和低温挡两个挡位,额定电压为220V,高温挡的功率为2200W,简化电路如图乙所示,R1的阻值为48.4Ω。
(1)该电热取暖器是利用电流的_____效应工作的;当S1和S2同时闭合时,电热取暖器处于____挡;
(2)电热取暖器处于低温挡时通过电阻R1的电流为( ),电热取暖器处于低温挡时的功率为( );(除不尽保留一位小数)
(3)在额定电压下,使用高温挡连续工作3h,电热取暖器产生的热量为( )。
24.电炉在工作时能将电能转化为 ___________能。小明将一只旧电炉里断了的电热丝连接在一起,通电后发热,时间不长电阻丝连接处又被烧断了,其原因是 ___________,有一只新的电炉,电炉丝的材质和长度与旧电炉基本相同,但明显更粗一些,小明判断正常使用时,新电炉的功率比旧电炉的 ___________(大/小/相同)。
25.如图所示,电路中的导线为什么会起火?
答:在家庭电路中,同时接入过多的用电器,会造成电路中的总功率过大,从而引起干路中的_____过大,根据焦耳定律可知,通过导体的_____越大,导线产生的热量越_____,因此导线容易燃烧。
四、作图、实验题
26.某实验小组的同学用图所示的器材测量小灯泡电功率。已知待测小灯泡额定电压为3.8V,小灯泡的额定功率估计在1.2W左右。
(1)连接电流表时应选用哪个量程?
(2)用笔画出导线完成电路的连接。
(3)在虚线框中画出相应的电路图。
27.某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关,他们用的实验器材如图所示,两个透明容器中密封着等量空气,U形管中液面最初相平,两个密闭容器中都有一段电阻丝。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲中两个容器内的电阻丝连接到电路中______;
(2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫______;
(3)接好电路,闭合开关,通电一段时间后,______(填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大,此实验现象表明,在电流和通电时间均相同的情况下,______越大,所产生的热量越多;
(4)让两个密闭容器中的电阻一样大,在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示),移走图甲中的电阻,换接图乙中的电阻到电路中,重新做这个实验,此时通过两容器中电阻的电流不同,在通电时间相同的情况下,观察U形管中液面高度变化,由此得到的结论是:_________;
(5)如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则Q=_________;
[拓展]若将乙图中右侧两个电阻并联后一并放入容器内,相同时间内,U形管左右液面高度变化之比为______(不考虑热量损失)。
28.某同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时,所用电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线完成实物电路的连接,按照图甲连接电路_________。(要求:连线不得交叉,电压表量程要正确);
(2)检测电路连接无误后,闭合开关后S,小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是_________;
(3)排除故障后,通过移动滑片记录了多组数据,并绘制成如图乙所示的I﹣U图像。根据图像可知小灯泡的额定功率是_________W。该图像不是直线;主要原因是_________。
(4)现只将该小灯泡与一个10Ω的定值电阻串联后,接入3V电路,电压表示数如图丙所示,此时小灯泡的实际功率是_________W。
五、计算题
29.某同学为自己设计了一盏调光灯,其原理如图所示,已知灯L的规格为“6V 2W”(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R的阻值范围为0~12Ω,电源电压恒为6V。求:
(1)当S闭合,滑片滑至最左端后,灯丝中的电流;
(2)灯L正常工作5min所消耗的电能;
(3)闭合S,再将滑片从右向左移动,灯L发光最暗时的实际功率。
30.在如图所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,电流表为0.2A,电压表示数为2V,求:
(1)R2两端的电压是多少伏?
(2)R2的电阻是多少欧?
(3)通电1min电流通过R2所产生的热量是多少焦?
31.现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅,采用“聪明火”技术,电脑智能控温、控压,使食物得到最佳的口感和营养。把电饭锅接入220V的电路中,某次煮饭电饭锅的电功率随时间变化的图像如图乙所示。
(1)电饭锅工作时电路中的电流最大是多少?
(2)整个煮饭过程消耗了多少电能?
(3)一天,小宇断开家中其它用电器,只接通电饭锅,发现家中标有“”的电能表指示灯闪烁了150次刚好用时5min,求电饭锅此时的实际功率是多少?
(4)已知他家原有电器的总功率是6000W,电能表上标有“220V,10(30)A”的字样。请你通过计算说明:从电能表使用的角度考虑,小宇家的电路是否允许使用这样一台电饭锅在高温挡煮饭?
(5)电饭锅通电时,其发热体将水明显加热,但与之连接的电源线不怎么热,这是为什么?
参考答案
1.B
2.C
3.C
4.A
5.A
6.D
7.A
8.A
9.C
10.B
11.B
12.D
13.B
14.D
15.C
16.C
17.D
18.AD
19.0.5
20. 200
21.10 1.8 108
22.全部 内能 W 内能 其他形式 I2Rt
23.热 高温 4.5A 1000W 2.376×107J
24.内 连接处电阻较大,在电流和通电时间相同时,接头处产生的热量多 大
25.电流 电流 多
26.解:(1)根据题意可知,电饭锅两端的电压U=220V,由乙图可知电饭锅的最大功率Pmax=660W,由可得电饭锅工作时电路中的最大电流为
(2)由图乙可知,整个煮饭过程消耗的电能分为两部分,以P1=660W功率工作的时间段为0~10min和15~20min,两个时间段共计时长为
由公式可得该期间消耗的功率为
以P2=440W功率工作的时间段为10~15min和20~30min,两个时间段共计时长为
由公式可得该期间消耗的功率为
整个煮饭过程消耗的电能为
(3)表示电路中每消耗的电能,电能表的指示灯闪烁3000次,则电能表的指示灯闪烁1次,消耗的电能为,因此则电能表指示灯闪烁150次时,电饭锅消耗的电能为
电能表指示灯闪烁了150次所用时间
电饭锅此时的实际加热功率为
(4)电能表上标“220V,10(30)A”中220V表示家庭电路的电压U=220V,10A是电能表的标定电流,30A是电能表的额定最大电流,即,则家庭电路中允许接入用电器的最大总功率为
由题意可知,他家原有电器的总功率是P0=6000W,家庭电路还允许接入用电器的电功率为
这样一台电饭锅在高温挡煮饭时的功率为660W,大于小宇家的电路还允许接入用电器的电功率为600W,所以从电能表使用的角度考虑,小宇家的电路不允许使用这样一台电饭锅在高温挡煮饭。
(5)由公式可知,当电路中电流一定和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,电饭锅的发热体与导线串联,电流与通电时间相同,而导线的电阻远小于电饭锅发热体的电阻,电流在导线上产生的热量远小于在电饭锅发热体上产生的热量,所以虽然发热体很烫,而连接发热体的导线却不怎么热。
答:(1)电饭锅工作时电路中的电流最大是3A。
(2)整个煮饭过程消耗了9.9×105J电能。
(3)电饭锅此时的实际功率是600W。
(4)从电能表使用的角度考虑,小宇家的电路不允许使用这样一台电饭锅在高温挡煮饭。
(5)由公式可知,当电路中电流一定和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,电饭锅的发热体与导线串联,电流与通电时间相同,而导线的电阻远小于电饭锅发热体的电阻,电流在导线上产生的热量远小于在电饭锅发热体上产生的热量,所以虽然发热体很烫,而连接发热体的导线却不怎么热。
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物理人教版9年级全一册第18章专题卷
专题02 测量小灯泡的电功率 焦耳定律
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.在输送电能过程中,为了减少电能在线路中的损耗,通常采取的方法是( )
A.加大输送电流
B.用高压输电
C.采用电阻极小的导体输电
D.减少输电功率
2.物理学的宏伟大厦,凝聚了许许多多物理学家的成果和毕生心血,为了纪念他们对物理学的贡献,经常以他们的名字来命名物理量的单位。下列以科学家的名字命名的物理量单位与其物理量对应的是( )
A.安培——电阻 B.欧姆——电压 C.焦耳——热量 D.伏特——电流
3.下图的家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.抽油烟机 B. 电视机
C. 电饭锅 D. 电风扇
4.如图所示,在学习电流的热效应时,小明多次将两端粗、中间细(两端与中间部分的长度相同)的锡箔纸用导线直接接到一个蓄电池两端,总是观察到中间细的部分先燃烧。该实验现象主要说明电热的大小与下列什么因素有关( )
A.电阻大小 B.电流大小 C.通电时间 D.以上都是
5.下列用电器的额定功率都是100W,让它们正常工作10min,产生热量最多的是( )
A.电饭煲 B.电风扇 C.洗衣机 D.电视机
6.下列电学知识叙述正确的是( )
A.由欧姆定律变形公式可知,导体两端的电压为零时,因为没有电流通过,所以导体电阻为零
B.电流通过导体产生的热量跟导体的电流成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比
C.电功率是描述电流做功多少的物理量
D.导体电阻的大小,可以用它两端的电压与通过它的电流的比值来表示
7.焦耳24岁时,首先把电阻丝放入玻璃管内,做成一个电热器,然后把电热器放入一个玻璃瓶中,瓶中装有已知质量的水。给电热器通电并开始计时,从插在水中的温度计可随时观察到水温的变化,同时,他用电流计测出电流的大小,焦耳把实验做了一次又一次,获取大量数据归纳得出焦耳定律。下列有关说法不正确的是( )
A.焦耳定律只适用于电能全部转化为内能的电路
B.焦耳通过实验得到电流产生的热量与电流的二次方、电阻、通电时间成正比
C.焦耳实验时用水吸收的热量来替代电阻丝产生的热量,是用了转换法
D.科学教材上研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验与焦耳所做实验很大的不同是没有获取大量的数据得到关系式
8.如图所示的实验,下列说法中错误的是( )
A.实验中所用的电阻丝是并联的
B.实验中采用了控制变量法
C.该实验研究的是电流的热效应
D.实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少
9.如图所示,某商场一名顾客乘坐自动扶梯上楼,自动扶梯由电动机带动而匀速运动。电动机的电阻为R,两端的电压为U,工作电流为I,上楼时间为t,在此过程中,电动机产生的热量为( )
A. B. C. D.
10.在如图所示的电路中,定值电阻R0的阻值为20Ω,电动机的线圈电阻为2Ω,闭合开关,电流表A1的示数为0.3A,A2的示数为0.8A,则( )
A.电源电压为16V
B.电动机的功率为3W
C.通过电动机的电流为0.3A
D.1min内电动机产热180J
11.两个电阻并联,电阻之比是 ,则相同时间内产生的热量之比为( )
A. B. C. D.
12.下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是( )
A.电饭煲做米饭 B.电暖器取暖
C.电熨斗熨衣服 D.电脑办公时微型风扇工作
13.小明做“测量小灯泡的电功率”实验时,连接如图电路,各元件均正常且各处接触良好,闭合开关后,会出现( )
A.小灯泡能发光 B.电压表指针明显偏转
C.电流表指针明显偏转 D.电源被烧坏
14.小明发现近来家里的白炽灯泡发光变暗了些,小刚用下面的四句话解释了造成这个现象的一个可能原因:
①通过灯丝的电流减小。
②灯丝在高温下升华变细,电阻变大。
③灯泡发光变暗。
④灯泡实际功率变小。
这四句话的正确排列顺序是( )
A.②④①③ B.①②④③ C.②③④① D.②①④③
15.如图是额定电压均为220V的灯泡L1和L2的U﹣I图像。下列分析不正确的是( )
A.当L1两端的电压为100V时,其实际功率为20W
B.当通过L2的电流为0.45A时,其1min消耗的电能为4320J
C.将L1、L2串联,若L1两端的电压为40V,则L2的功率为8W
D.将L1、L2并联,若通过L2的电流为0.5A,则L1的功率为66W
16.关于滑动变阻器的作用,下列说法正确的是( )
A.在“测量未知定值电阻Rx的阻值”的实验中其主要作用是为了多次测量,得出普遍规律
B.在“测量小灯泡功率”的实验中其主要作用是为了多次测量求平均值,减小误差
C.在探究“电流与电压关系”的实验中,其主要作用是改变电压,便于多次测量,得出普遍规律
D.在探究“电流与电阻关系”的实验中,其主要作用是保持R两端的电压不变,便于多次测量,求平均值,减小误差
17.利用如图所示的电路(L1为“2.5V 0.3A”,L2为“3.8V 0.3A”,电压表、电流表的位置可调),不能够完成的电学实验有( )
A.探究串联电路电流及电压的特点
B.探究灯丝电阻与温度的关系
C.探究灯泡电功率与电压的关系
D.以灯泡为研究对象探究电流与电压的定量关系
二、多选题
18.小亮将标有“2.5V 0.75W”字样的灯泡甲和“2.5V 0.5W”字样的灯泡乙,串联接到电源两端。闭合开关发现,乙灯正常发光,且乙灯明显比甲灯亮。不考虑温度对电阻的影响,下列分析正确的是( )
A.通过甲灯的电流等于乙灯的电流
B.甲灯灯丝的电阻大于乙灯灯丝的电阻
C.甲灯两端的电压等于乙灯两端的电压
D.甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率
三、填空题
19.一个标有220V 1000 W的电热器,接在220V的电源上工作 0.5h,消耗的电能是___________ kW•h,产生的热量是___________J。
20.一根阻值为的电阻丝,两端加上100V的电压时,通电1min所产生的热量为______J,电阻消耗的电功率为______W。
21.如图甲所示,把电阻R与灯L接在3V的电源上,电阻R与灯L的U-I图像如图乙所示。当S闭合时,灯L的电阻为___________Ω,电路消耗的功率为___________W,通电2min电阻R产生的热量为___________J。
22.有关焦耳定律的注意事项:对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能________转化为_________,Q=___________),公式Q=UIt、、Q=Pt均成立;对于非纯电阻电路,电能除了转化为___________,还要转化为___________的能量。求Q时只能用Q=___________。
23.入冬以来,越来越多的家庭开始使用电热取暖器。如图甲所示,这款电热取暖器有高温挡和低温挡两个挡位,额定电压为220V,高温挡的功率为2200W,简化电路如图乙所示,R1的阻值为48.4Ω。
(1)该电热取暖器是利用电流的_____效应工作的;当S1和S2同时闭合时,电热取暖器处于____挡;
(2)电热取暖器处于低温挡时通过电阻R1的电流为( ),电热取暖器处于低温挡时的功率为( );(除不尽保留一位小数)
(3)在额定电压下,使用高温挡连续工作3h,电热取暖器产生的热量为( )。
24.电炉在工作时能将电能转化为 ___________能。小明将一只旧电炉里断了的电热丝连接在一起,通电后发热,时间不长电阻丝连接处又被烧断了,其原因是 ___________,有一只新的电炉,电炉丝的材质和长度与旧电炉基本相同,但明显更粗一些,小明判断正常使用时,新电炉的功率比旧电炉的 ___________(大/小/相同)。
25.如图所示,电路中的导线为什么会起火?
答:在家庭电路中,同时接入过多的用电器,会造成电路中的总功率过大,从而引起干路中的_____过大,根据焦耳定律可知,通过导体的_____越大,导线产生的热量越_____,因此导线容易燃烧。
四、作图、实验题
26.某实验小组的同学用图所示的器材测量小灯泡电功率。已知待测小灯泡额定电压为3.8V,小灯泡的额定功率估计在1.2W左右。
(1)连接电流表时应选用哪个量程?
(2)用笔画出导线完成电路的连接。
(3)在虚线框中画出相应的电路图。
27.某学习小组在老师的指导下,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关,他们用的实验器材如图所示,两个透明容器中密封着等量空气,U形管中液面最初相平,两个密闭容器中都有一段电阻丝。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲中两个容器内的电阻丝连接到电路中______;
(2)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫______;
(3)接好电路,闭合开关,通电一段时间后,______(填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大,此实验现象表明,在电流和通电时间均相同的情况下,______越大,所产生的热量越多;
(4)让两个密闭容器中的电阻一样大,在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示),移走图甲中的电阻,换接图乙中的电阻到电路中,重新做这个实验,此时通过两容器中电阻的电流不同,在通电时间相同的情况下,观察U形管中液面高度变化,由此得到的结论是:_________;
(5)如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则Q=_________;
[拓展]若将乙图中右侧两个电阻并联后一并放入容器内,相同时间内,U形管左右液面高度变化之比为______(不考虑热量损失)。
28.某同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时,所用电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线完成实物电路的连接,按照图甲连接电路_________。(要求:连线不得交叉,电压表量程要正确);
(2)检测电路连接无误后,闭合开关后S,小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是_________;
(3)排除故障后,通过移动滑片记录了多组数据,并绘制成如图乙所示的I﹣U图像。根据图像可知小灯泡的额定功率是_________W。该图像不是直线;主要原因是_________。
(4)现只将该小灯泡与一个10Ω的定值电阻串联后,接入3V电路,电压表示数如图丙所示,此时小灯泡的实际功率是_________W。
五、计算题
29.某同学为自己设计了一盏调光灯,其原理如图所示,已知灯L的规格为“6V 2W”(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R的阻值范围为0~12Ω,电源电压恒为6V。求:
(1)当S闭合,滑片滑至最左端后,灯丝中的电流;
(2)灯L正常工作5min所消耗的电能;
(3)闭合S,再将滑片从右向左移动,灯L发光最暗时的实际功率。
30.在如图所示的电路中,电源电压为3V,开关闭合后,电流表为0.2A,电压表示数为2V,求:
(1)R2两端的电压是多少伏?
(2)R2的电阻是多少欧?
(3)通电1min电流通过R2所产生的热量是多少焦?
31.现在市场上流行如图甲所示的新型电饭锅,采用“聪明火”技术,电脑智能控温、控压,使食物得到最佳的口感和营养。把电饭锅接入220V的电路中,某次煮饭电饭锅的电功率随时间变化的图像如图乙所示。
(1)电饭锅工作时电路中的电流最大是多少?
(2)整个煮饭过程消耗了多少电能?
(3)一天,小宇断开家中其它用电器,只接通电饭锅,发现家中标有“”的电能表指示灯闪烁了150次刚好用时5min,求电饭锅此时的实际功率是多少?
(4)已知他家原有电器的总功率是6000W,电能表上标有“220V,10(30)A”的字样。请你通过计算说明:从电能表使用的角度考虑,小宇家的电路是否允许使用这样一台电饭锅在高温挡煮饭?
(5)电饭锅通电时,其发热体将水明显加热,但与之连接的电源线不怎么热,这是为什么?
参考答案
1.B
2.C
3.C
4.A
5.A
6.D
7.A
8.A
9.C
10.B
11.B
12.D
13.B
14.D
15.C
16.C
17.D
18.AD
19.0.5
20. 200
21.10 1.8 108
22.全部 内能 W 内能 其他形式 I2Rt
23.热 高温 4.5A 1000W 2.376×107J
24.内 连接处电阻较大,在电流和通电时间相同时,接头处产生的热量多 大
25.电流 电流 多
26.解:(1)根据题意可知,电饭锅两端的电压U=220V,由乙图可知电饭锅的最大功率Pmax=660W,由可得电饭锅工作时电路中的最大电流为
(2)由图乙可知,整个煮饭过程消耗的电能分为两部分,以P1=660W功率工作的时间段为0~10min和15~20min,两个时间段共计时长为
由公式可得该期间消耗的功率为
以P2=440W功率工作的时间段为10~15min和20~30min,两个时间段共计时长为
由公式可得该期间消耗的功率为
整个煮饭过程消耗的电能为
(3)表示电路中每消耗的电能,电能表的指示灯闪烁3000次,则电能表的指示灯闪烁1次,消耗的电能为,因此则电能表指示灯闪烁150次时,电饭锅消耗的电能为
电能表指示灯闪烁了150次所用时间
电饭锅此时的实际加热功率为
(4)电能表上标“220V,10(30)A”中220V表示家庭电路的电压U=220V,10A是电能表的标定电流,30A是电能表的额定最大电流,即,则家庭电路中允许接入用电器的最大总功率为
由题意可知,他家原有电器的总功率是P0=6000W,家庭电路还允许接入用电器的电功率为
这样一台电饭锅在高温挡煮饭时的功率为660W,大于小宇家的电路还允许接入用电器的电功率为600W,所以从电能表使用的角度考虑,小宇家的电路不允许使用这样一台电饭锅在高温挡煮饭。
(5)由公式可知,当电路中电流一定和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,电饭锅的发热体与导线串联,电流与通电时间相同,而导线的电阻远小于电饭锅发热体的电阻,电流在导线上产生的热量远小于在电饭锅发热体上产生的热量,所以虽然发热体很烫,而连接发热体的导线却不怎么热。
答:(1)电饭锅工作时电路中的电流最大是3A。
(2)整个煮饭过程消耗了9.9×105J电能。
(3)电饭锅此时的实际功率是600W。
(4)从电能表使用的角度考虑,小宇家的电路不允许使用这样一台电饭锅在高温挡煮饭。
(5)由公式可知,当电路中电流一定和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,电饭锅的发热体与导线串联,电流与通电时间相同,而导线的电阻远小于电饭锅发热体的电阻,电流在导线上产生的热量远小于在电饭锅发热体上产生的热量,所以虽然发热体很烫,而连接发热体的导线却不怎么热。
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