中考物理一轮复习(全国通用)专题17电功率试题含解析答案
展开一、单选题
1.用下列哪个器材可以直接辨别家庭电路中的火线和零线( )
A.电流表B.验电器C.电能表D.测电笔
2.如图所示的家用电器中,工作时主要将电能转化为机械能的是( )
A. 电饭锅B. 笔记本电脑
C. 电风扇D. 电视机
3.甲乙两个小灯泡串联,闭合开关,甲乙两灯两端的电压之比为1∶2,工作一段时间后甲乙两灯消耗的电能之比是( )
A.1:2B.3:1C.2:1D.1:3
4.一个手机充电的移动电源(俗称“充电宝”)输入电压为,容量为,则该移动电源充电后最多储存的电能是( )
A.B.C.D.
5.关于电功和电功率说法不正确的是( )
A.用电器消耗的电能越多,电功率越大
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量
C.千瓦时是电功的单位,千瓦是电功率的单位
D.消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同
6.如图所示,电源电压相等,已知R1> R2> R3> R4,开关均闭合后,在相同的时间内,消耗电能最多的电阻是( )
A.R1B. R2C.R3D.R4
7.如图所示电路,电源电压不变,R是定值电阻。将一个“6V 2W”的小灯泡L1接在a、b两点间,L1恰能正常发光;若换个“6V 3W”的小灯泡L2接在a、b两点间,假设小灯泡L1、L2的电阻均保持不变,则L2( )
A.消耗的电能一定比L1多B.两端的电压仍为6V
C.阻值一定比L1大D.实际功率小于3W
8.关于用电器的额定功率和实际功率,下列说法正确的是( )
A.额定功率大的用电器,其实际功率一定大
B.实际功率大的用电器,其额定功率一定大
C.用电器的实际功率会随所加电压的改变而改变
D.用电器的额定功率会随所加电压的改变而改变
9.一只标有“PZ220—100”字样的白炽灯泡,当其两端电压为110V时,它的实际功率为(不计温度对电阻的影响)( )
A.50WB.10WC.75WD.25W
10.两盏白炽灯,甲标有“PZ 110V 40W”,乙标有“PZ 220V 25W”,比较它们的亮度,下列说法正确的是( )
A.甲一定比乙亮B.乙一定比甲亮
C.都正常工作时,甲比乙亮D.都正常工作时,乙比甲亮
11.将“6V 3W”和“6V 6W”的两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.电源电压为9V时,两只灯泡都不能正常发光
B.两只灯泡都发光时,灯泡L2比灯泡L1亮些
C.灯泡发光时,电路中允许通过的最大电流为1A
D.灯泡 L1正常发光时,灯泡L2的实际功率是1.5W
12.电梯超载报警器工作原理示意图如图所示,R0为定值电阻,压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小,A为电流表,其示数超过设定值时自动报警。电梯处于运行状态,开关S闭合,有人进入电梯后( )
A.电流表示数变小,R和R0的总电功率变大
B.电流表示数变小,R和R0的总电功率变小
C.电流表示数变大,R和R0的总电功率变大
D.电流表示数变大,R和R0的总电功率变小
13.如图甲所示的电路中,为定值电阻,为滑动变阻器(其最大阻值为),闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P从端移至端的过程中,消耗的电功率随电阻变化关系如图乙所示,根据图象信息,则下列判断正确的是( )
①电路中最小电流0.4A; ②的阻值是;
③电源电压10V; ④消耗的最大电功率10W
A.①②B.③④C.①③D.②④
14.如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是( )
A.探究电流与电压的关系——改变定值电阻两端电压
B.探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值电阻的阻值——仅仅为了保护电路
D.测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压,求平均电功率
15.测一额定电压为U0的小灯泡的额定电功率实验时,发现没有电压表,利用一个已知电阻R0、若干开关、电源电压为U的学生电源和导线。她设计出如图所示电路图,所有开关断开,将滑动变阻器阻值调到最大。闭合开关S、S1调节滑动变阻器的滑片,直到电流为,保持开关S闭合和滑动变阻器的滑片位置不动,闭合开关S2后断开开关S1,记下此时的电流I,则小灯泡的额定电功率为( )
A.B.
C.D.
16.小明在探究某个科学问题时,把阻值恒定为R1、R2(R1=R2)的两段电热丝分别放在两个完全相同的烧瓶中,烧瓶中分别盛有质量和初温均相同的两种不同液体,并连接成如图所示的实验电路,实验中所用温度计完全相同。则下列说法正确的是( )
A.该装置可用来探究物质的吸热能力跟物体的种类是否有关
B.该装置可用来探究物质的吸热能力跟物体的质量是否有关
C.该装置可用来探究电流通过导体产生热量跟导体的电阻是否有关
D.该装置可用来探究电流通过导体产生热量跟导体中的电流是否有关
17.如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个相同透明容器中密封着等质量的空气,下列说法正确的是( )
A.此实验装置可以探究电流产生的热量与电流大小的关系
B.此实验装置无法探究电流产生的热量与通电时间的关系
C.通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的大
D.此装置利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少
18.电炉丝与导线串联接到电路里,通电后电炉丝热得发红,而与之相连的导线却不怎么热.由焦耳定律可知,造成上述现象的主要原因是
A.通过电炉丝的电流比导线的电流小得多
B.通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
19.下列四种用电器中。利用电流热效应工作的是( )
A.电冰箱B.电视机C.电脑D.电热水壶
20.电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接的导线却不怎么热,主要是( )
A.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
B.导线的绝热皮隔热
C.导线的电阻远小于电阻丝的电阻
D.导线散热比电阻丝快
二、多选题
21.如图所示电路中,电源电压保持不变。只闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电路中电流达到最小值,此时电流表示数为0.15A,电压表的示数为3V,只闭合开关S2,移动滑片至滑动变阻器的中点c处时,电压表的示数为5V,此时电阻R2的电功率为0.5W。下列说法中正确的是( )
A.电阻R1的阻值是20
B.电源电压是9V
C.滑动变阻器R3的最大阻值是10
D.当开关S1、S2、S3都闭合时,电路消耗的总功率是2.52W
22.严寒冬季,我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电路如图所示,电源电压恒定,S2为三挡旋钮开关(金属片M可分别拨至a、b、c处),电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变,b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温挡为12W,则( )
A.开关S2接a时电热靴功率最大
B.该电热靴利用了电流的热效应
C.该电热靴的安全电压应为220V
D.中温挡和高温挡的功率分别为16W和24W
23.某爱心团队去养老院送电暖气,电暖气有低、中、高三挡,已知R1=55Ω,R2=44Ω,以下说法正确的是( )
A.使用“低温档”只需要闭合S2
B.使用“高温档”要闭合S1、S2
C.闭合S1、S2时,通过R1、R2的电流之比为5:4
D.中温档正常工作1分钟,产生的热量为6.6×104J
三、填空题
24.如图甲是小明家电能表8月30日显示的数字,图乙是9月30日显示的数字。小明家9月份消耗了 kW·h的电能,如果其中200度电是峰时用电,其余为谷时用电,根据峰谷电价收费表计算,小明家这个月的电费是 元。
25.月底,小明对自家用电的情况进行调查,观察到电能表的表盘如图所示,小明家中用电器正常使用的总功率不能超过 W,用电器工作时消耗0.5kW·h的电能,电能表指示灯闪烁 次。若上月底电能表示数为1877.6kW·h,则本月消耗的电能为 kW·h。
26.在图所示的电路中,电源电压不变,电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的示数分别为0.5A和0.2A,则电源电压为 V,电阻R1的阻值为 Ω。通电1min,该电路消耗的总电能为 J。
27.如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是 V;此时L1和L2消耗的电能之比W1∶W2= 。
28.小明在家中做了如下实验,他关闭了家中所有用电器,让一只标有“220V,1210W”的用电器单独工作,他观察到标有“3600r/kW•h”字样的电能表转盘3分钟转过180圈。若用电器的电阻不变,则该用电器的电阻为 Ω,该用电器工作时的实际功率为 W。
29.如图所示是一个“电热驱蚊器”,它是利用了电流的 效应工作的,发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。当发热元件两端的电压为220V时,通电100s产生的热量为 J。
30.某型号电饭煲有加热和保温功能,如下图甲所示为其内部电路原理图,当开关S接触点1时,该电饭煲处于 (填“保温”或“加热”)状态.如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像,则图中阴影部分面积表示的物理量是 ,其大小为 .
31.某款迷你电饭煲有加热和保温两挡.其电路如图所示,已知R1=88 Ω,R2=2 112 Ω.开关S置于 (填“1”或“2”)时是保温挡,保温10 min产生的热量是 J.
四、计算题
32.甲电灯标有“ ”,乙电灯标有“ ”,将它们串联后接在某电源上时,其中的一盏电灯恰能正常发光,则:
(1)电源的电压为多少;
(2)另一盏灯的实际功率为多少。
33.现代新型电饭锅,它采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图甲所示,其中R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关。煮饭时,把电饭锅接入220V电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。
求:(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)这30min内电饭锅产生的热量;
(4)产生的热量正好可以把2kg的水从室温20℃升高到100℃,求这个电饭锅的热效率。
五、实验题
34.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压6V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为10Ω)。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整(滑片向左移动时电压表示数变大);( )
(2)闭合开关前,应将滑片移到 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数超量程,出现这种故障的原因是 ;
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表断路 D.灯泡开路
(4)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小明应在其中选择 (选填“甲”“乙”或“丙”)滑动变阻器接入电路;
(6)小明利用图甲装置 (选填“能”或“不能”)做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。
35.在“测定小灯泡的电功率”实验中,连接了如图所示的电路.当闭合开关S后,若发现:
(1)灯泡发光,电流表无示数,电压表指针有明显偏转,则故障原因是 ;
(2)灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因是 ;
(3)灯泡发光,但无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数均不变,故障原因是 .
36.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样。
实验原理是 。
(2)图甲中有一根导线多余导致电路错误,请在这根导线上打“×”;( )
(3)改正电路错误后,在闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片调至 端;(选填“A”或“B”)
(4)闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是 ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(5)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 ;
(6)小华用如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大阻值为R0。实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节R2,使电压表的示数为U额;
②只闭合开关S、S2,调节R1,使电压表的示数仍为U额;
③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表示数为U2,则小灯泡额定功率的表达式P额= 。(用U额、R0、U1、U2表示)
37.在探究小灯泡额定功率的实验中,提供的实验器材有:电源、小灯泡(额定电压为2.5V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各1个,导线若干,实验中电流表已烧坏,身边有一个定值电阻R0,利用现有的器材测出小灯泡的额定功率。
(1)画出电路图 ;
(2)写出简单实验步骤,推导出小灯泡额定功率的表达式 。
38.小明同学在探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置.请仔细观察甲、乙两图。
(1)实验中通过观察两个U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系。
(3)由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在 、 相同的情况下,通过电阻的 越大,电阻产生的热量越多。
(4)该实验采取的探究方法是 法。
(5)在家用电热水壶烧同一壶开水时,若通电时间不够长,水就不能烧开,是因为电流通过导体产生热量多少与 有关。
峰谷电价
峰期
1.1元
谷期
0.4元
参考答案:
1.D
【详解】A.电流表是测量电流的仪表,故A不符合题意;
B.验电器是利用同种电荷相互排斥的原理做成的,检验物体是否带电荷的仪器,故B不符合题意;
C.电能表是测量电功的仪表,故C不符合题意;
D.测电笔的用途是辨别家庭电路中的火线和零线的工具,故D符合题意。
故选D。
2.C
【详解】A.电饭锅将电能转化为内能,故A不符合题意;
B.笔记本电脑在工作中将电能转化为内能和光能,故B不符合题意;
C.电风扇将电能转化为机械能,故C符合题意;
D.电视机将电能转化为光能和内能,故D不符合题意。
故选C。
3.A
【详解】甲乙两个小灯泡串联,所以通过甲乙灯泡的电流相等,由可知在相同时间内消耗的电能之比等于灯泡两端电压之比,即1:2。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.C
【详解】该移动电源充电后最多储存的电能
故选C。
5.A
【详解】A.电功率是表示电流做功快慢的物理量,用电器消耗的电能越多,电功率不一定大,故A错误,符合题意;
B.电功率是表示电流做功快慢的物理量,故B正确,不符合题意;
C.千瓦时是电功的单位,千瓦是电功率的单位,故C正确,不符合题意;
D.若用电器是纯电阻,产生的热量等于用电器消耗的电能,若用电压为纯电阻,消耗的电能除了转化为内能外还转化为其它形式的能量,所以产生热量不一定相同,故D正确,不符合题意。
故选A。
6.D
【详解】根据左图可知,两电阻串联,根据右图可知,两电阻并联,串联电路两端电压等于各部分电压之和,并联电路两端电压相等,由可知,R4两端电压为电源电压,电阻最小,所以相同时间消耗电能最多,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.D
【详解】BC.将一个“6V 2W”的小灯泡L1接在a、b两点间,L1恰能正常发光,则灯泡L1的小灯泡的电压为6V,通过的电流为
灯泡L1的电阻为
设电源电压为U,定值电阻的阻值为R,则根据电压规律可以列等式
若换个“6V 3W”的小灯泡L2接在a、b两点间,灯泡L2的电阻为
小灯泡的电阻变小,根据串联分压,此时的电压变小,故小于6V,故BC不符合题意;
A.由于灯泡的电阻不变,而灯泡两端的电压小于6V,小于额定电压,故灯泡L2的实际功率小于额定功率,故小于3W,故D符合题意;
D.只能知道灯泡L2的功率小于3W,但不知道通电时间长短,无法确定L2消耗电能的多少,故A不符合题意。
故选D。
8.C
【详解】用电器的额定功率是由自身决定的,不会改变;根据可知,用电器的实际功率会随所加实际电压的改变而改变,所以额定功率大的用电器,其实际功率不一定大;实际功率大的用电器,其额定功率也不一定大。故ABD错误,C正确。
故选C。
9.D
【详解】由可得,灯泡的电阻为
接到110V的电路中,灯泡的实际功率为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
10.C
【详解】甲标有“PZ 110V 40W”,表示该灯的额定电压为110V,额定功率为40W;
乙标有“PZ 220V 25W”,表示该灯的额定电压为220V,额定功率为25W。
AB.灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,因这两个选项中没有说明灯的工作状态,故甲乙两灯的实际功率没法比较;所以,不能确定甲、乙两灯的亮度,故AB错误;
CD.当灯泡正常发光时,实际功率等于额定功率,则比较额定功率即可比较灯泡的亮度;已知甲灯的额定功率为40W,乙灯的额定功率等于25W;所以正常发光时,甲比乙亮。故C正确,D错误。
故选C。
11.D
【详解】C.由可得,两灯泡的额定电流分别为
由可得,两灯泡的电阻分别为
所以,额定电流的关系为,两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端时,因串联电路中各处的电流相等,所以,当L1正常发光时,电路中的电流
即电路中的最大电流为0.5A,故C错误;
A.因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时电源两端的电压
即电源电压为9V时,L1能正常发光,故A错误;
B.因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,串联电路中各处的电流相等,L1的电阻大,由可知,L1的实际功率大,L1灯较亮,即灯泡L2比灯泡L1暗些,故B错误;
D.灯泡 L1正常发光时,此时灯泡L2的实际功率
故D正确。
故选D。
12.C
【详解】由图可知,两个电阻串联,开关S闭合后有人进入电梯后,压敏电阻受到的压力增大,则其接入电阻减小,电路电流增大,电流表示数变大,由可知电路总功率变大。
故选C。
13.B
【详解】①由图乙知,当变阻器接入电路的阻值最大为40Ω时,变阻器消耗的电功率为1.6W,那么电路中的电流
由图甲知,滑动变阻器R1与定值电阻R0串联在电路中,则变阻器接入电路最大时,电路中的总电阻最大,据欧姆定律知,此时电路中的电流最小为0.2A,所以①判断错误;
②③由图乙知,当变阻器接入电路的阻值为10Ω时,其电功率为2.5W,此时电路中的电流
设电源电压为U,据串联电路有
U=0.2A×(R0+40Ω),U=0.5A×(R0+10Ω)
解以上两式得,电源电压及R0的阻值分别为
U=10V,R0=10Ω
所以②判断错误,③判断正确;
④当变阻器接入电路的阻值为0时,电路中只能R0工作,电路中的电流最大,R0消耗的电功率最大为
所以④判断正确。故ACD错误,B正确。
故选B。
14.A
【详解】A.探究电流与电压的关系时滑动变阻器的作用除了保护电路,另一个作用就是改变定值电阻两端电压,故A正确;
B.根据控制变量法的思路,研究导体中的电流与电阻的关系时,要保持导体两端的电压不变,而电路中换用阻值不同的电阻时,电阻两端的电压就要改变,滑动变阻器正好起到保持电阻两端的电压不变的作用,故B错误;
C.测量定值电阻的阻值时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故C错误;
D.在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中,滑动变阻器的作用是:通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流,测得多组数据,可比较灯泡的实际功率与小灯泡亮度之间的关系,不是为了求平均功率,故D错误。
故选A。
15.A
【详解】闭合开关S、S2时,R0与L并联,电流表测总电流,闭合开关S、S1时,电流表测通过R0的电流,所以灯泡电功率为
故BCD错误,A正确。
故选A。
16.A
【详解】A.根据题意,两个电阻串联,通过两电阻的电流、通电时间、电阻都相同,两个烧瓶中的液体的种类是不同的,可以根据温度计升高的示数来物质的吸热能力,故A正确;
B.探究物质的吸热能力跟物体的质量是否有关时,应控制液体的种类相同,故无法完成实验,故B错误;
CD.通过两电阻的电流、通电时间、电阻都相同,故无法探究导体产生热量跟导体的电阻、电流的关系,故CD错误。
故选A。
17.C
【详解】A.根据焦耳定律可知,要探究电流产生的热量与电流大小的关系,要控制电阻大小和通电时间两个物理量不变,由图可知两个串联的电阻大小不一样,故不能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系,故A错误。
B.此实验装置要想探究电流产生的热量与通电时间的关系,由可知,可以用容器中的任一电阻为研究对象,控制电阻和电流大小不变,改变通电时间的长短,观察U形管中液面的高度差的变化,既可以得出探究电流产生的热量与通电时间的关系,故B错误。
C.由可知,通电一段时间后,即加热时间相同,左右两侧的电阻为串联,通过两电阻的电流也相等,由于右侧电阻大于左侧的电阻,所以右侧产生的热量多于左侧,右侧气体膨胀后的体积比左侧气体膨胀后的体积大,故右侧U形管中液面的高度差比左侧的大,故C正确。
D.由题可知,由于两个相同透明容器中密封着等质量的空气,此装置利用透明容器中气体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少,故D错误。
故选C。
18.D
【详解】电炉在使用时,电炉丝和导线串联,在串联电路中,电路处处相等,即:
I电炉丝=I导线 ,
通电时间t相同,根据:Q=I2 Rt,因为
R电炉丝 >R导线,
所以电流产生的热量:
Q电炉丝>Q导线 ,
从而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象,
故选D.
19.D
【详解】A.电冰箱是将电能转化为电动机的机械能,通过做功发生物态变化工作的,不是利用电流的热效应来工作的,故A不符合题意;
B.电视机将电能转化为声音与图像,不是利用电流的热效应来工作的,故B不符合题意;
C.电将电能转化为声音与图像,不是利用电流的热效应来工作的,故C不符合题意;
D.电水壶工作时将电能转化为内能,利用电流的热效应工作的; 故D符合题意。
故选D。
20.C
【详解】A.电炉丝跟铜导线串联,通过它们的电流I和通电时间t相等,故A错误,A不符合题意;
BCD.因为,且,所以产生的热量:,即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量,而与散热快慢、隔热效果无关,故C符合题意,BD不符合题意。
故选C。
21.AD
【详解】A.只闭合开关S1,该电路为R1和R3的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中电流达到最小值,已知此时电流表的示数为0.15A,已知电压表示数为3V,由欧姆定律,可知R1的阻值为
故A正确;
BC.只闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片使变阻器连入电路的电阻最大,由欧姆定律和串联电路的电压特点,可知此时电源电压
U=U1+U3= U1+I1R3=3V+0.15A×R3 ①
只闭合开关S2,该电路为R2和R3的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压。已知此时电压表的示数为5V,R2的电功率为P2=0.5W,由P=UI可知此时电路中的电流为
由欧姆定律可知R2的阻值为
已知此时移动滑片至滑动变阻器的中点c处,即此时滑动变阻器连入电路的阻值为0.5R3,由欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压为
U=U2+U3′=5V+I2×0.5R3=5V+0.1A×0.5R3 ②
联立①②可解得
R3=20Ω,U=6V
故BC错误;
D.当开关S1、S2、S3都闭合时,R3被短路,R1和R2的并联,由并联电阻的规律,并联的电阻为
则电路消耗的总功率为
P=U2R=(6V)21007Ω=2.52W
故D正确。
故选AD。
22.BD
【详解】A.两电阻丝规格相同,设R1与R2的阻值都为R;由可知,在U一定时,R越小,电功率越大,R越大,电功率越小;由图示电路图可知,S2接a时两电阻丝串联,总电阻最大,电功率最小,电热靴处于低温档;当S2接b时,电阻丝R2与R1的右半部分接入电路,电热靴处于中温挡;当S2接c时,只有电阻丝R2接入电路,电路电阻最小,电路电功率最大,电热靴处于高温挡,故A不符合题意;
B.电热靴工作时,将电能转化成内能,利用了电流的热效应,故B符合题意;
C.因为家庭电路电压为220V,对人体的安全电压是不高于36V,所以该电热靴的电源电压大约只有几伏,故C不符合题意;
D.由上面分析可知,这只电热靴的低温挡的功率为
则
电热靴的高温挡的功率为
电热靴的中温挡的功率为
故D符合题意。
故选BD。
23.BD
【详解】AB.根据可知,当电压一定时,R越大,P越小,为低温挡,R越小,P越大,为高温挡。由电路图可知,S1、S2同时闭合时,R1、R2并联,电阻最小,功率最大,为高温挡;由于R1>R2,所以只闭合S1时,电阻最大,功率最小,为低温挡;只闭合S2时,为中温挡。故A错误,B正确;
C.当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,由并联分流可知通过R1、R2的电流之比为
故C错误;
D.中温挡正常工作,R2接入电路,1分钟产生的热量为
故D正确。
故选BD。
24. 212.5 225
【详解】[1]9月份消耗的电能
W=3754.8kW·h-3542.3kW·h=212.5kW·h
[2]200度电是峰时用电,则此时间段的电费为
200kW·h×1.1元/(kW·h)=220元
谷期的电费为
(212.5kW·h-200kW·h)×0.4元/(kW·h)=5元
这个月应交电费
220元+5元=225元
25. 8800 1600 140
【详解】[1]由图可知,通过电能表的最大电流为40A,小明家中用电器正常使用的总功率的最大值
P最大=UI最大=220V×40A=8800W
[2]用电器工作时消耗0.5kW·h的电能,电能表指示灯闪烁的次数
3200imp/(kW·h)×0.5kW·h=1600imp
[3]由图可知,电能表的示数为2017.6kW·h,本月消耗的电能
W=2017.6kW·h-1877.6kW·h=140kW·h
26. 6 30 180
【详解】[1]由电路图知道,闭合开关S,电阻R1、R2并联,电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A2的示数为0.5A,即干路中的电流为
I=0.5A
电流表A1的示数为0.2A,即通过电阻R2的电流为
I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A
电阻R2两端的电压为
U2=I2R2=0.3A×20Ω=6V
因为并联电路各支路两端电压相等,且等于电源电压,所以电源电压为
U=U2=6V
[2]由欧姆定律知道,电阻R1的阻值为
[3]由 知道,通电1min,该电路消耗的总电能
27. 4 1∶2
【详解】[1]由电路图可知,当S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压,由图乙可知,电源的电压U=6V,当S接2时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,电流表测串联电路的电流;由图乙可知,此时L1两端的电压U1=2V,由串联电路的电压特点可知,灯泡L2两端的电压
U2=U-U1=6V-2V=4V
[2]串联电路中各处的电流相等,此时L1和L2消耗的电能之比
W1∶W2=U1It∶U2It= U1∶U2=2V∶4V=1∶2
28. 40 1000
【详解】[1]用电器的额定电压是220V,额定功率是1210W,根据电功率的变形公式得
[2]根据电能表参数及转过的圈数求出用电器消耗的电能为
根据电功率公式用电器的实际功率为
29. 热 484
【详解】[1][2]“电热驱蚊器”是利用了电流的热效应工作的,发热元件产生的热量为
30. 加热 电热(电功) 4.8×105J
【详解】当开关S接触点1时,电路中只有电阻R1,由P=U2/R可知,电路的电功率较大,故电饭煲处于加热状态.图乙是电功率与时间的关系图像,阴影部分面积表示电功率与时间的乘积,因W=Pt,所以表示的物理量是电功.其大小W=Pt=800W×10×60s=4.8×105J.
31. 2 1.32×104
【详解】试题分析:由P=U2/R可知:当电压U=220V不变时,电阻越大,电功率越小,在相同时间内产生的热量越小,故开关 S 置于2时是保温档,则t=10min=600s,产生的热量是.
【考点定位】电热器热量的计算.
32.(1);(2)
【详解】解:(1)由功率公式可得
由欧姆定律可得
因只有一灯正常发光,故只能是乙灯正常发光,电路中电流为;
则由欧姆定律可得:电源电压
(2)由功率公式可得:甲灯的功率
答:(1)电源电压为;
(2)另一灯的实际功率为。
33.(1)660W;(2)220Ω;(3)9.9×105J;(4)67.9%
【详解】解:(1)当S和S1都闭合时,R1和R2并联,根据并联电阻的特点知,电路中的电阻最小,由知,此时电路消耗的电功率最大,由图乙可知,通过干路的电流为3A,由P=UI可得电饭锅的电功率
P=UI=220V×3A=660W
(2)当S闭合,只闭合开关S时,只有R1接入电路,由图乙可知,此时通过R1的电流为2A,由并联电路的电流特点可知,通过R2的电流为
I2=I-I1=3A-2A=1A
由欧姆定律可得R2的电阻
(3)由图像可知,30min内电流是3A时的工作时间
t=10min+5min=15min=900sI′=2A时的工作时间
t′=5min+10min=15min=900s
这30min内电饭锅产生的热量
W=UIt+UI′t′=220V×3A×900s+220V×2A×900s=9.9×105J
(4)水吸收的热量
Q吸=c水m(t2-t1)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
这个电饭锅的热效率
答:(1)S和S1都闭合时电饭锅的电功率为660W;
(2)电热丝R2的阻值为220Ω;
(3)这30min内电饭锅产生的热量为9.9×105J;
(4)产生的热量正好可以把2kg的水从室温20℃升高到100℃,这个电饭锅的热效率为67.9%。
34. B D 2.5 0.75 乙 不能
【详解】(1)[1]滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式,电压表并联在小灯泡两端,要求滑片向左移动时,电压表的示数变大,即灯泡两端的电压变大,滑动变阻器两端的电压变小,滑动变阻器的阻值变小,滑动变阻器接左下接线柱,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端。
(3)[3]闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表没有示数,则电路中没有电流通过,电路故障的类型为断路,电压表有示数,说明电压表的两个接线柱分别能接到电源两极上,故灯泡断路,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)[4][5]小灯泡的额定电压是2.5V,当小灯泡正常发光时,电压表的示数为2.5V,由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
P=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
(5)[6]实验中,要测出额定功率,要保持小灯泡两端的电压为额定电压(小灯泡的电阻约为10Ω),电路中的电流为
则滑动变阻器的电阻
应该选择“20Ω 1A”的滑动变阻器。
(6)[7]要探究电流与电压的关系,需保持电阻不变,而灯丝随温度的升高而增大,不是定值,不能探究电流与电压的关系。
35. 电流表短路 灯泡发生短路 滑动变阻器连接方法错误(四个接线柱中接了两上,即:滑动变阻器作为定值电阻接入了电路.或两下,即:滑动变阻器作为导线接入了电路)
【详解】(1)灯泡发光,说明电路是通路,电流表无示数,说明电流表短路;
(2)电压表无示数,说明电路断路或灯泡短路,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡不发光,说明灯泡发生了短路;
(3)无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数均不变;移动滑动变阻器滑片,电表示数都不变,说明变阻器下面或下面两接线柱同时接入电路.
36. B C 0.75
【详解】(1)[1]由公式P=UI可知,用电压表测出灯泡两端的电压,用电流表测出通过灯泡的电流,就可以计算出灯泡的电功率。
(2)[2]由图甲可知,滑动变阻器与灯泡左侧接线柱连接的导线会导致滑动变阻器接线错误,同时使灯泡短路,应该去掉,如图所示
(3)[3]为保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的阻值调到最大,即滑片调至B端。
(4)[4]闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,可能是通过灯泡的电流太小,实际电功率太小,所以接下来应移动滑动变阻器的滑片,减小电阻,观察灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(5)[5]图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
(6)[6]①只闭合开关S、S1,调节R2,使电压表的示数为U额;
②只闭合开关S、S2,调节R1,使电压表的示数仍为U额;此时,R1连入电路的阻值等于小灯泡正常发光时的电阻;
③接着将R2的滑片P调至最左端,R2连入电路的电阻为零,电压表的示数U1即为电源电压;再将R2的滑片P调至最右端,此时R1、R2串联,电压表示数为U2,根据串联电路分压规律,R2两端的电压为
U滑=U1-U2
根据欧姆定律,电路中的电流为
滑动变阻器R1接入电路的电阻为
根据等效替代法,此时R1连入电路的电阻的大小等于小灯泡正常发光时的电阻RL的大小,则小灯泡的额定功率为
37.
【详解】(1)[1]探究小灯泡额定功率时,先使小灯泡两端的电压为小灯泡的额定电压,再测量此电压下流过小灯泡的电流,根据P=UI计算小灯泡的额定功率,电路连接如下图所示:
(2)[2]①如图连接好实验电路,开关断开,滑动变阻器移动到阻值最大处,电压表与小灯泡并联。
②闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直至电压表的读数为2.5V,得到通过小灯泡电流
I=2.5VRL
③将电压表并联在R0两端,测出R0两端的电压U',通过小灯泡的电流
④因为滑动变阻器滑片没有滑动,将电压表并联在灯泡两端和R0两端,对电路没有影响,因此I=I',即
所以
则小灯泡额定功率
38. 液面高度 电阻 电阻 通电时间 电流 控制变量 通电时间
【详解】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法;
(2)如图甲,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系;
(3)在乙电路其中一个容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,可以探究电流产生的热量与电流大小的关系,得到的结论是:在通电时间、电流相同的情况下,通过电阻的电流越大,电阻产生的热量越多;
(4)该实验采取的探究方法是控制变量法;
(5)在家用电热水壶烧同一壶开水时,若通电时间不够长,水就不能烧开,是因为电流通过导体产生热量多少与通电时间有关。
【点睛】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法;
(2)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关,探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;探究电流产生热量跟电流关系时,控制通电时间和电压不变,因此需要电阻并联。
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