2021-2022学年北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率综合训练练习题(Word版含答案)

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名称 2021-2022学年北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率综合训练练习题(Word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2022-05-06 14:46:25

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北师大版物理九年级全册第十三章 电功和电功率综合训练
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关“的实验中,某同学采用了如图甲乙所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。下列说法正确的是(  )
①图甲该装置只能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
②U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝电阻值应该等于5
④图乙中左边透明容器中5 电阻丝中的电流比右边透明容器中5 电阻丝中的电流大2倍
A.只有①② B.只有②③ C.只有②③④ D.只有①②④
2、下列说法中正确的是(  )
A.负电荷定向移动的方向规定为电流的方向
B.用电器的额定电压越高,其额定功率就越大
C.导体的长度越长、横截面积越大,导体的电阻越大
D.教室里再多几盏灯同时使用,电路中总电流会变大
3、如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是(  )
A.本次探究实验中没用到控制变量法。
B.通电后,甲图中A,B电阻产生的热量之比是1:2
C.为了探究电热与电阻的关系,应该选择乙实验
D.通电时间相同时,甲装置中左边U形管的高度差更大
4、在如图甲电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。在滑片P从最右端向最左端滑动过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙。则下列说法正确的是(  )
A.电源电压为5V B.R0消耗的最小功率为0.4W
C.定值电阻R0为8Ω D.滑片P在中点时,电流为0.4A
5、在某温度下,两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图所示。由图可知(  )
A.元件A的电阻大于元件B的电阻
B.通过导体的电流相同时,导体A的电功率较大
C.将A和B并联后接在电压为2V的电源两端,干路总电流为0.6A
D.将A和B串联后接到另一电源上,当通过元件A的电流为0.3A时,电路的总功率为0.45W
6、关于家庭安全用电,下列说法正确的是(  )
A.使用测电笔时若氖管发光,说明接触处与零线是连通的
B.空气开关“跳闸”,可能是电路超负荷运行
C.电能表用来计量家中所用用电器的总功率
D.低于220V的电压对人体都是安全的
7、如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,当R2的滑片向右滑动时,下列说法中正确的是(  )
A.电流表示数不变,两电压表的示数都变大
B.电压表V1与电流表的示数之比保持不变
C.电流表示数变小,电压表V1示数不变,电压表V2示数变大
D.电路消耗的总功率变大
8、下列做法符合安全用电原则的是(  )
A.用湿手触碰开关
B.家用电器失火时,应先断电后灭火
C.用正在充电的手机通电话
D.用电器电线绝缘层破损了仍继续使用
9、两个额定电压均为 的小灯泡的 图象如图所示,如果将它们分别串联和并联在电路当中。在确保两小灯泡都安全的前提下保证至少一个灯泡正常工作,则串联和并联时两个小灯泡的总功率分别是(  )
A. B. C. D.
10、如图甲所示,电源电压保持不变,R 是定值电阻。闭合开关S 后,滑片P 从b 端滑到a 端的过程中, 两电表示数变化关系如图乙所示,则下列说法正确的是(  )
A.电源电压为14V
B.滑动变阻器的最大阻值为 20W
C.电路消耗的最小功率为2W
D.滑片 P 在a 端时,2 min 内 R 消耗的电能是240J
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题5分,共计25分)
1、如图所示,两个密闭容器中接入电热丝R1、R2,右边容器上方接入电热丝R3,在通电时间相同的情况下,观察两个U形管中液面高度的变化。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少,这种方法叫   (选填“控制变量”或“转换”)法。已知R1=10Ω,R3=6Ω,为了研究电流产生的热量与电流的关系,则R2=   Ω。若将R3和R2并联接入右边密闭容器中,则可研究电流产生的热量与   的关系。
2、如图甲, 为定值电阻, 为滑动变阻器(允许通过的最大电流为5A).图乙反映了开关由断开到闭合,再移动滑片P的过程中,a b两端电压U和通过的电流I之间的关系;图丙反映了滑动变阻器消耗的功率P与电流I之间的关系,则 的阻值为   Ω;当 的功率为120W时,电路消耗的总功率为   W.
3、某家用白炽灯上标有“20V40”字样,则1度电可供该灯正常工作   h,此灯正常工作时灯丝的电阻为   Ω。
4、小雷观察家中的单项电表示数如图所示,将其它用电器关闭后,只留下一台1500W的空调单独工作,20分钟后电能表示数应为   kW·h,小雷将家中用电器全部打开,使通过电能表的电流达到额定最大电流,6分钟后电能表表盘转过   转,如果小雷将所有用电器都关闭,闭合卧室LED灯开关,发现空气开关断开,原因是电路发生了   ,LED灯主要是用   材料制作的。
5、如下图所示的甲、乙两个电路中,开关闭合后,电线燃烧起来,甲产生的原因是用电器的   过大,乙产生的原因是发生   。
三、计算题(3小题,每小题7分,共计21分)
1、如图所示电路中,小灯泡L标有“”字样,,当、都闭合时,电流表示数为,这时小灯泡正常发光,求:
(1)电源电压;
(2)电阻的阻值;
(3)当、都断开时,小灯泡消耗的电功率。
2、如图所示,电源电压为12V,并且保持不变,滑动变阻器R的最大阻值为18Ω,R0=24Ω,小灯泡上标有“6V 3W”的字样(灯泡电阻不随温度变化)。求:
(1)灯泡的电阻;
(2)闭合开关S,断开S1、S2时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)闭合S、S1、S2,调节滑动变阻器,整个电路的最小功率。
3、某电热水壶的铭牌如图所示,小明为了测量该电热水壶的实际功率和加热效率,进行了如下实验:关掉家里所有用电器,将该电热水壶装满水,接通电热水壶,测得壶中水温度从25℃上升到35℃所用的时间为50s,同时观察到家中“220V 10A(40A)3200imp/(kW h)”的电子式电能表的指示灯闪烁了80imp。请结合本次实验记录的数据,回答以下问题:
产品型号 荣事达RSD-862
最大容积 1.8L
额定功率 2000W
额定频率 50Hz
额定电压 50Hz
(1)除电子式电能表外,小明还需下列哪些器材完成上述两个测量   ;(选填器材前面的序号)①刻度尺 ②温度计 ③电压表 ④弹簧测力计⑤秒表
(2)电热水壶的实际功率是   W;
(3)电热水壶的加热效率是   。
四、实验探究(2小题,每小题12分,共计24分)
1、如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中有相同的液体。
(1)实验中,要比较电阻丝产生的热量的多少,只需比较与之相连的U形管中   。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与   的关系,通电一段时间后,(填“左”或“右”)   侧容器中U形管中液面的高度差大。
(3)乙装置中的电阻R3的作用主要是   。
(4)如果乙装置中R3发生了断路,保证通电时间相同,与步骤(3)相比较,则左侧U形管中液面的高度差将   (填“变大”“变小”或“不变”)。
2、在“研究小灯泡电功率”的实验中,所测小灯泡的额定电压为 。
(1)请用笔画线代替导线,将如图甲所示的实验电路连接完整;
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动器的清片,当电压表的示数为 时,对应电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是    ;
(3)实验中通过调节变阻器的滑片,又收集到了几组灯泡两端的不同电压及对应的电流值,同时观察到随着加在小灯泡两端电压的增高灯泡逐渐变亮,图丙是由实验数据绘制的图象,图象上不同的点对应的这种阴影部分面积大小不同,则由图象或结合实验现象还能得出的实验结论有   ;(只回答一条结论即可,不必书写分析过程)
(4)为准确测量此小灯泡的额定功率,请你设计一个记录实验数据的表格。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】①图甲中,两电阻不同,串联接入电路,电流相同,该装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,还能探究电流通过导体产生的热量与时间的关系,故①错误;
②电阻丝产生热量的多少不易测量,可用U形管中液面高度的变化反映,故②正确;
③图乙实验过程中两侧容器中电流不同,电阻应相同,右边透明容器中电阻丝电阻值应该等于5 ,故③正确;
④设右边透明容器上方10 电阻中电流为I,因为上方和下方电阻的电压相同,由欧姆定律可知下方5 电阻中电流为2I,则左边5 电阻中电流为3I,故④错误。
故答案为:B。
【分析】电流通过导体时会产生热量,此现象就是电流的热效应,产生的热量通过焦耳定律Q=I2Rt来计算,通过焦耳定律的表达式可以看出,导体的电阻、通过电流和时间越长,产生的热量越多;要探究每一个因素对导体产热的影响,需要用到控制变量法。
2、【答案】D
【解析】【解答】A.正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,不是负电荷,A不符合题意;
B.根据 可知,用电器的额定电压越高,如果它的电阻也很大,那么其额定功率不一定大,B不符合题意;
C.由于材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大;材料和长度相同时,导体横截面积越大,电阻越小;所以导体的长度越长、横截面积越大,导体的电阻不一定越大,C不符合题意;
D.教室的灯是并联的,再多几盏灯同时使用,那么会增加干路的电流,电路中总电流会变大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】正电荷定向移动的方向规定为电流的方向;用电器的额定功率是固定值;电阻的影响因素是材料、长度、横截面积,横截面积越大,电阻越小;并联电路中,总电流等于各电流之和。
3、【答案】B
【解析】【解答】A.甲探究电流产生热量与电阻关系中,控制了电流和通电时间相同;乙探究电流产生热量与电流关系中,控制了电阻和通电时间相同,实验中用到了控制变量法,A不符合题意;
B.由图甲知道,两电阻串联,左侧电流I左等于右侧电阻丝电流, 由Q=I2Rt知道,甲图中A、B电阻产生的热量之比是1:2,B符合题意;
C.乙实验,右侧电阻丝与另一电阻丝并联,故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同,但通过电阻的电流不同,所以,研究电流产生的热量与电流的关系,C不符合题意;
D.甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,右侧电阻阻值大,由焦耳定律Q=I2Rt知道,右侧电阻产生热量多;则右侧容器内空气吸收的热量多,甲装置中右边U形管的高度差更大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】焦耳定律中,电流和时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;电阻和时间相同时,电流越大, 产生的热量越多。
4、【答案】B
【解析】【解答】AC.由图乙可知,当电流为0.2A时,电压表示数为4V,则电源电压为 ①
当电流为0.6A时,电压表示数为0V,则电源电压为 ②
联立①②可得 ,
A不符合题意,C不符合题意;
B.由 可知,当电流中电流最小时,R0消耗的功率最小,由图乙可知,电路中的最小电流为0.2A,所以R0消耗的最小功率
B符合题意;
D.滑动变阻器最值最大时,电流最小,由欧姆定理可知,滑动变阻器的最大阻值
滑片P在中点时,电路中的电流
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用串联电路电压规律,可以计算电路中电流大小,根据电流和电阻可以计算电功率;利用电压和电流的比值计算电阻,利用电压和电阻计算电流。
5、【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知,电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系成线性关系,可知二者均为定值电阻,电阻值分别为
可知元件A的电阻小于元件B的电阻,A不符合题意;
B.通过导体的电流相同时,根据 可知导体A的电功率较小,B不符合题意;
C.将A和B并联后接在电压为2V的电源两端后两端电压相同,干路总电流为
C符合题意;
D.将A和B串联后接到另一电源上,通过的电流相同,当通过元件A的电流为0.3A时,电路的总功率为
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】结合题目给出的两个用电器的伏安特性曲线,定值电阻的图像为直线,说明电阻为定值,利用欧姆定律求解电阻;两个用电器串联,电流相同,分得的电压与电阻成正比;两个用电器并联,电压相同,分得的电流与电阻成反比,结合图像、欧姆定律和电流电压规律求解用电器两端的电流和电压,再结合选项分析求解即可。
6、【答案】B
【解析】【解答】A.使用测电笔时若氖管发光,说明接触处与火线是连通的,故A错误;
B.空气开关“跳闸”,可能是电路过载,也可能是短路,故B正确;
C.电能表用来计量家中所用用电器消耗的总电能,故C错误;
D.不高于36V的电压对人体才是安全的,故D错误。
故答案为:B。
【分析】用试电笔来鉴别火线与零线;使用试电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,才能在接触火线时氖管发光,接触零线时氖管不发光。
家庭电路中电流过大的原因是:短路或电路中的总功率过大。
电能表是用来测量电路中消耗电能多少的仪表。
不高于36V的电压为安全电压。
7、【答案】B
【解析】【解答】AC.由
电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表测电路中的电流。因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V2的示数不变,AC不符合题意;
B.由R= 可知,电压表V1与电流表的示数之比等于R1的阻值,而R1为定值电阻,则滑片移动时该比值不变,B符合题意;
D.当R2的滑片向右滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由P= 可知,电路消耗的总功率变小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动,接入电路中的电阻变大,再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
8、【答案】B
【解析】【解答】A.用湿手触碰开关很容易发生触电事故,不符合安全用电原则,A不符合题意;
B.家用电器失火时,应先断电,保护电路和其它用电器,后灭火,防止火势蔓延,符合安全用电原则,B符合题意;
C.你通电话的手机,因为运行程序,手机会特别热,而这个时候如果一边充电一边通电话,很有可能会因为不稳定而爆炸的,所以这是很危险的,不符合安全用电原则,C不符合题意;
D.用电器电线绝缘层破损了仍继续使用,很容易发生触电事故,不符合安全用电原则,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】家庭电路中,开关要连在火线上,保险丝和空气开关要连在火线上,三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线,用电器的金属外壳要接地线,可以防止表面带电而引发触电事故。
9、【答案】A
【解析】【解答】两灯泡的额定电压均为 ,由图象可知,两灯泡的额定电流分别为 、 。因串联电路中各处的电流相等,且在确保两小灯泡都安全的前提下保证至少一个灯泡正常工作,所以电路中的电流 ,由图象可知,两灯泡两端的电压分别为 、 ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以两个小灯泡的总功率为
因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯泡的额定电压均为 ,所以两灯泡并联时可以同时正常发光,此时电源的电压 ,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以两个小灯泡的总功率
故答案为:A。
【分析】根据电压和电流的乘积计算电功率。
10、【答案】C
【解析】【解答】A.滑片P 从b 端滑到a 端的过程中,滑动变阻器的电阻变小,电流中电流变大,即电流表示数变大,定值电阻R两端电压变大,当滑片滑到a端时,滑动变阻器电阻为零,定值电阻R的电压最大,等于电源电压,由图乙可知,定值电阻R的电压最大为10V,即电源电压为10V,A不符合题意;
B.当滑片滑到a端时,滑动变阻器电阻最大,定值电阻R的电压最小,由图乙可知为4V,则滑动变阻器的电压为
由图乙可知,此时电路中电流为0.2A,则滑动变阻器的最大电阻 ,B不符合题意;
C.由图可知电路的最小电流为0.2A,所以电路消耗的最小功率 ,C符合题意;
D.滑片P在a端时,定值电阻的电压和电流都是最大,由W=UIt可得,2 min 内 R 消耗的电能
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】分析电路结构,两个电阻为串联、并联关系;结合串联电路电流、电压规律和欧姆定律分析求解各个用电器两端的电压和流过它们的电流,进而求解功率即可。
二、填空题
1、【答案】转换;10;电阻
【解析】【解答】电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,容器内空气温度升高,体积膨胀, U形管内液面高度升高,实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少,这种研究方法叫转换法。
为了研究电流产生的热量与电流的关系,则应该控制两个容器中的电阻相等、通电时间相同,故R2=R1=10Ω
若将R3和R2并联接入右边密闭容器中,则该整体与R1串联在电路中,通过的电流和通电时间相同,但容器内总电阻与R1电阻不同,所以可以探究电热与电阻大小的关系。
【分析】实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少,这种研究方法叫转换法。研究电流产生的热量与电流的关系,则应该控制两个容器中的电阻相等、通电时间相同。
若将R3和R2并联接入右边密闭容器中,左右两个密闭容器中电阻不同,则可探究通过的电流和通电时间相同时,电流产生的热量与导体电阻大小的关系。
2、【答案】5;200
【解析】【解答】电阻R1与滑动变阻器R2串联,ab两端电压是滑动变阻器R2两端电压.
当开关断开时,电路中的电流为0A,此时电压表测电源的电压,由图乙可知ab两端的电压,即电源的电压U=50V;
由图丙可知,当R2的功率为120W时,电路中的电流I=4A,由图乙可知,Uab=30V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,R1两端的电压:U1=U-Uab=50V-30V=20V,R1的阻值: ,电路消耗的总功率:P=UI=50V×4A=200W.
【分析】分析电路结构,定值电阻和滑动变阻器是串联关系,明确电流表和电压表的测量对象,滑动变阻器接入电路中的电阻越大,电路中的电流越小,分得的电压越大,定值电阻分得的电压越小,整个电路的功率越小,结合欧姆定律求解电路中的电流和电压,利用功率公式P=UI求解功率即可。
3、【答案】25;10
【解析】【解答】根据电能和电功率的比值计算工作时间为,灯丝电阻为。
故答案为:25;10。
【分析】根据电能和电功率的比值可以计算时间,利用电压和电功率可以计算电阻大小。
4、【答案】4354.1;2640;短路;半导体
【解析】【解答】一台1500W的空调单独工作20分钟消耗的电能为0.5 kW·h,电能表原来的示数为4353.6 kW·h,所以20分钟后电能表示数应为4354.1 kW·h。
使通过电能表的电流达到额定最大电流即I=40A, 此时电路的总功率为P=UI=220V×40A=8800W=8.8kW
6分钟后家庭电路消耗的电能为W=Pt=8.8kW×0.1h=0.88 kW·h
电能表表盘的转数为n=3000×0.88=2640(转)
如果小雷将所有用电器都关闭,闭合卧室LED灯开关,此时家用电器的总功率不可能过大,所以发现空气开关断开,原因是电路发生了短路。
LED灯主要是用半导体材料制作的。
【分析】根据电能表窗口示数差计算消耗的电能;利用电压和电流的乘积计算电功率;根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能; LED灯主要是用半导体材料制作的。
5、【答案】总功率;短路
【解析】【解答】由甲图可知,同时工作的用电器过多,所以电路的总功率过大;根据P=UI可知,当电压一定时,总功率越大,则干路的总电流过大;根据Q=I2Rt可知,当电阻和通电时间一定时,电流越大,相同时间内产生热量越多,温度越高,所以电线会燃烧起来。
由图乙可知,导线直接接到用电器两端,造成电源短路,电路中电流过大;根据Q=I2Rt可知,当电阻和通电时间一定时,电流越大,相同时间内产生热量越多,温度越高,所以电线会燃烧起来。
【分析】引起电路中电流过大的原因有两个:一是电路发生短路;二是用电器总功率过大。
三、计算题
1、【答案】(1)解:当、都闭合时,与L并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以电源电压
答:电源电压为;
(2)解:由可得,灯泡正常发光时通过灯泡的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过的电流
由欧姆定律可得,电阻的阻值
答:电阻的阻值是
(3)解:由可得,灯泡的电阻
当、都断开时,与串联,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和及欧姆定律可得,电路中的电流
小灯泡消耗的电功率
答:当、都断开时,小灯泡消耗的电功率为。
【解析】【分析】(1)根据灯泡的额定电压和正常发光,判断电源电压;
(2)利用电功率和电压的比值, 计算用电器工作的电流;根据并联电路电流规律,计算支路电流,利用电压和电流的比值, 计算电阻;
(3)根据电压和电功率,可以计算电阻,利用电压和电阻的比值, 计算电流;利用电流和电阻,计算电功率的大小。
2、【答案】(1)由于灯泡上标有“6V 3W”的字样,说明灯泡正常发光时的电压是6V,功率是3W,由P=UI知道,灯泡正常发光时的电流是:
由 知道,灯泡的电阻是: ;
答:灯泡的电阻是12Ω;
(2)由图知道,当闭合开关S,断开S1、S2时,灯泡L与滑动变阻器串联,由于串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光,所以,电路中的总电阻是: ,由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的电阻是:R滑 =R-RL =24Ω-12Ω=12Ω;
答:闭合开关S,断开S1、S2时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值是12Ω;
(3)闭合S、S1、S2,当滑动变阻器的滑片调到b端时,整个电路消耗的功率最小,


答:闭合S、S1、S2,调节滑动变阻器,整个电路的最小功率是14W。
【解析】【分析】(1)利用电功率和电压的比值计算电流;根据电压和电流的比值计算电阻;(2)根据电压和电流的比值计算电阻;结合串联电路电阻规律,计算滑动变阻器的电阻;(3)利用电压和电阻的比值计算电流,结合并联电路电流规律计算总电流,利用电压和电流的乘积计算电功率。
3、【答案】(1)②⑤
(2)1800
(3)84%
【解析】【解答】解:(1)除电子式电能表外,还需要用温度计测量水的温度,用秒表测量所用的时间,因此还需要温度计和秒表,即选项中的②⑤。
(2)电热水壶消耗的电能
加热的时间
电热水壶的实际功率是
(3)水的质量为
水吸收的热量为
消耗的电能为
电热水壶的加热效率是
答:(1)除电子式电能表外,小明还需下列哪些器材完成上述两个测量②⑤;
(2)电热水壶的实际功率是1800W;
(3)电热水壶的加热效率是84%。
【分析】(1)计算水吸收的热量需要知道温度,计算电流做功多少需要知道时间;
(2)通过电能表的表盘可以看出,每消耗一度电灯闪烁3200次,结合题目给出的灯闪烁的次数求解消耗的电能; 结合消耗的电能和用电器工作的时间,利用公式P=W/t求解用电器的功率;
(3)水吸收的热量为有用功,电流做功为总功,利用水吸收的热量除以电流做功即为加热效率。
四、实验探究
1、【答案】(1)液面高度差
(2)电阻;右
(3)使通过R1和R2的电流不相等
(4)变小
【解析】【解答】解:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,实验前,应使两个U形管中的液面高度相同,液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映;(2)甲装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电流I与通电时间t相同,电阻不同,探究电流产生的热量与电阻的关系;左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,由Q=I2Rt可知,右边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快,这表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多;(3)图乙的装置在实验中,右侧容器的外部,将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,使通过左边容器中电阻的电流与通过右边容器中电阻的电流不同,可以探究电流产生的热量与通过导体的电流大小的关系;(4)当乙装置中R3发生了断路时,电路中只有R1和R2串联,此时电路中的总电阻变大,电路中电流变小,根据焦耳定律Q=I2Rt在相同时间内,电阻丝R1产生热量变小,与步骤(3)相比较,则左侧U型管中液面的高度差将变小;
故答案为:(1)液面高度差;(2)电阻;右;(3)使通过R1和R2的电流不相等;(4)变小
【分析】(1)通过U型管中液面高度变化,可以反映电流产生的热量的多少;(2)当电流和通电时间相同、电阻不同时,可以探究电流产生的热量和电阻的关系;(3)在电阻外并联电阻,可以改变电路中的电流大小;(4)当电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多。
2、【答案】(1)
(2)0.7
(3)灯泡的实际功率越大,灯泡越亮
(4)
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡的发光情况
【解析】【解答】(1)为保护电路,将变阻器的最大电阻连入电路中,故将变阻器的右上接线柱连入电路中,小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
;(2)图乙电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.3A,额定功率是P=UI=2.5V×0.3A=0.75W(3)图丙中阴影部分面积等于电压与对应的电流之积,根据P=UI可知阴影部分面积表示的物理量是电功率;图象上不同的点位对应的这种阴影部分面积大小也不同,面积越大,表示的灯泡的实际功率越大,灯泡越亮,所以由图象可得结论:灯泡的实际功率越大,灯泡越亮(或灯丝电阻随温度的升高而增大)。(4)根据实验中所测物理量设计实验数据的表格如下
  电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡的发光情况
       
       
       
【分析】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,滑动变阻器要一上一下连接,和灯泡测量;(2)根据电流表选择的量程和指针位置测量电流;利用电压和电流的乘积计算电功率;(3)灯泡的实际电功率越大,亮度越大;(4)根据实验需要测量的数据设计表格。