第十八章 电功率
一、单选题
1.(2022·吉林长春·九年级期末)如图所示,把分别标有“6V、6W"和“6V、3W”的甲乙两个小灯泡串联接入电路,闭合开关后,其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡发光较暗,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则以下说法正确的是( )
A.甲灯的电阻大于乙灯的电阻
B.整个电路此时消耗的总功率是4.5W
C.1秒内甲灯消耗的电能是3J
D.甲灯两端的电压为6V
2.(2022·吉林四平·九年级期末)铭牌上均标有“ ”的下列用电器都正常工作,在相等时间内产生热量最多的是( )
A.电风扇 B.日光灯 C.电视机 D.电炉
3.(2022·吉林吉林·九年级期末)如图所示,下列电器设备工作时,主要利用电流热效应进行工作的是( )
A.电视机
B.洗衣机
C.电风扇
D.电热水壶
4.(2022·吉林四平·九年级期末)家用电吹风机正常工作时的电功率最接近( )
A. B. C. D.
5.(2022·吉林长春·九年级期末)如图所示电路,开关闭合后小灯泡L1比小灯泡L2暗,则此时( )
A.L1的电阻比L2的电阻小
B.L1中的电流比L2中的电流小
C.L1的额定功率比L2的额定功率小
D.L1两端的电压等于L2两端的电压
6.(2022·吉林白城·九年级期末)电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用,但有时它也会给我们带来危害,下列情况中不属于防止电热危害的是( )
A.电视机的后盖有许多孔 B.电动机外壳有许多散热片
C.家电长时间停用,隔一段时间应通电一次 D.电脑机箱内有小风扇
7.(2022·吉林白山·九年级期末)下列数据最接近实际情况的是( )
A.人正常体温约为37.8℃ B.初中语文课本的长度约为36cm
C.安全电压低于36V D.电饭锅的额定功率约为100W
8.(2022·吉林吉林·九年级期末)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L发光。向右移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变小 B.电流表示数变大
C.电路的总功率变小 D.灯泡变亮
9.(2022·吉林通化·九年级期末)下列物理量最符合实际的是( )
A.家用手电筒正常发光时的电流约5A
B.家用台灯额定功率约为500W
C.家用电饭锅的额定功率约100W
D.一节干电池的电压是1.5V
10.(2022·吉林通化·九年级期末)如图甲所示的电路中,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.电源的电压为9V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.R0的最大功率为0.4W
D.当滑片在b端时,电路的总功率为0.8W
二、填空题
11.(2022·吉林白城·九年级期末)如图所示,电能表的示数为______kW·h,在某段时间内,转盘转过1800圈,则此段时间内用了_____度电.
12.(2022·吉林白山·九年级期末)某电热器接入220V的电路中正常工作时,其电热丝的阻值为110Ω,则通过该电热丝的电流为_______A,10s内该电热丝会产生________J的热量。
13.(2022·吉林白山·九年级期末)如图甲所示,小灯泡的额定电压为,开关闭合后,小灯泡正常发光,图乙是通过定值电阻和小灯泡的电流与电压关系图像,则小灯泡正常发光时的电流为___________;通电,定值电阻产生的热量为___________。
14.(2022·吉林长春·九年级期末)将一段电阻丝接入电路中,测得其两端电压为12V,通过的电流为3A,则该电阻丝电阻为________Ω;若将该电阻丝两端电压由12V降至6V,则电功率变化了________W。
15.(2022·吉林四平·九年级期末)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.
16.(2022·吉林四平·九年级期末)周末,妈妈在家用挂烫机熨烫衣物.善于观察的小华发现,当家里只有挂烫机单独使用时,30min后电能表示数由 变成了 ,则这段时间挂烫机消耗的电能为_____kW h,挂烫机的实际功率为_____W.
17.(2022·吉林吉林·九年级期末)小红家新购买了一台标有“220V 1500W”字样的电热器,他想借助家中的电能表测一测该电热器的实际功率,他关闭了其它用电器,让电热器单独工作了2min,电能表转盘转过100圈,电能表名牌如图所示,电热器在2min内消耗的电能为________ kW h,实际功率为________ W.
18.(2022·吉林长春·九年级期末)如图甲所示的电路中R1为定值电阻R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示 滑动变阻器的滑片移动的过程中,定值电阻的功率逐渐变 _____,当滑片移至滑动变阻器的中点处时,定值电阻的功率是 _____W。
三、实验题
19.(2022·吉林延边·九年级期末)学校实验室新进了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡,小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格。
(1)根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路补充完整______。
(2)小明完成实验后,根据实验数据作出关系图像如图丙所示,由图像可得小灯泡的额定功率为______W,该小灯泡______(选填“符合”或“不符合”)制造规格。
(3)由关系图像可知当小灯泡两端电压为1V时,它的电阻为______Ω;进一步分析图像可得小灯泡电阻随着两端电压的升高而______(选填“增大”或“减小”或“不变”)
20.(2022·吉林四平·九年级期末)同学们在测量一批额定电压为的电路元件的电功率。
(1)小峰正确连接图甲的电路,测量灯泡的额定功率:
①闭合开关前,为保证电路安全,将滑片调到了最右端,请帮他将电路补充完整_______;
②闭合开关后,小峰发现灯泡不亮,电压表有示数而电流表无示数,经检查发现某导线断路了,他更换了________(填字母)导线后,电路恢复正常;
③再闭合开关,移动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为________W
(2)小亮将灯泡更换成电子元件进行实验,并作出了在电压为之间的关系图象,如图丙所示,由图象可知:在电压为1.5V时的电阻________(选填“大于”“小于”或“等于”)在电压为2.5V时的电阻。图中阴影部分的面积表示在1.5V时的________。
21.(2022·吉林吉林·九年级期末)在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中某同学采取了如图所示的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。
(1)实验中通过观察_____变化来比较电流通过电阻产生热量的多少;
(2)观察图甲中的AB管,在通电时间相等时,发现B管液面上升的高,则表明电流通过导体产生的热量多少与_____的大小有关;
(3)采用图乙实验装置,可以得出结论:在电阻和通电时间相同时,_____越大,电流产生的热量越多;
(4)若图甲和图乙中总电压完全相同,则图甲和图乙消耗的总功率大小关系是_____(选“图甲大”或“图乙大”或“相等”)。
22.(2022·吉林白山·九年级期末)如图甲所示是“测定小灯泡电功率”实验的装置图,电源电压为4V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V,阻值约为9Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)请用笔画线代替导线把图甲中的实物电路连接完整______;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应调至______(选填“A”或“B”)端;
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表指针均有偏转,则小灯泡不发光的原因是______;
(4)实验中,电压表示数如图乙所示,小灯泡两端的电压为______V,要使小灯泡正常发光,应将滑片向______(选填“左”或“右”)移;该小灯泡的额定功率是______W;
(5)一实验小组的数据如下表所示:
实验序号 1 2 3 4 5
U/V 0.3 1.5 2.0 2.5 2.9
I/A 0.06 0.20 0.24 0.28 0.30
老师在检查时,指出第______次实验的数据无法从实验中测得,理由是______。
四、计算题
23.(2022·吉林四平·九年级期末)如图所示,的电阻为,闭合开关后,通过电阻和的电流分别为和,求:
(1)电源电压;
(2)整个电路消耗的总功率。
24.(2022·吉林白城·九年级期末)如图所示的电路中,电源电压恒定,灯泡L标有“6V 3W”。开关S闭合、S1断开时,灯泡L正常发光;开关S、S1均闭合时,电流表的示数为1.5A。求:
(1)灯泡L正常发光时的电流;
(2)电阻R1的阻值;
(3)开关S、S1均闭合时电路的总功率。
25.(2022·吉林吉林·九年级期末)如图甲所示,电源电压恒为9V,小灯泡标有“6V 1A”的字样,小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙。求:
(1)小灯泡正常发光1分钟消耗的电能是多少?
(2)当电压表的示数为2V时,滑动变阻器的电功率是多少?
26.(2022·吉林长春·九年级期末)如图所示,电源电压保持不变,灯泡的额定功率为4W。闭合开关后,灯泡正常发光,电路的总功率为9W,此时电流表的示数为0.5A。求:
(1)电阻R电功率;
(2)电源的电压;
(3)通电1min,电路所消耗的电能。
27.(2022·吉林长春·九年级期末)小丹妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆,内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V,额定功率为700W,问:
(1)小丹帮奶奶泡脚时,向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水,加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃,此加热过程中水吸收的热量是多少?[]
(2)加热系统加热时的热效率是多少?
28.(2022·吉林通化·九年级期末)如图所示,定值电阻R1和R2串联在电路中,若R2的电阻值为20Ω,闭合开关S时,电压表示数为3V,电流表示数为0.3A。求:
(1)R1的电阻值;
(2)R2的电功率。
29.(2022·吉林延边·九年级期末)如图是家庭常用的电热水壶,它的额定电压是220V,额定功率是2000W。求
(1)电热水壶的电阻;
(2)电热水壶正常工作3min消耗的电能。
五、简答题
30.(2022·吉林白城·九年级期末)初春时节,新冠疫情来袭,小征的爸爸是一名志愿者,每天结束忙碌的工作后,为了小区的群众安全,义务到小区门卫岗亭值夜班,岗亭里没有暖气,为了给爸爸取暖,小征把家里的电取暖器送到岗亭使用。接通电源工作一段时间后,小征发现电阻丝热的发红,而连接电阻丝的导线却不怎么热。请你根据学过的物理知识,帮助小征解释产生此现象的原因。
31.(2022·吉林吉林·九年级期末)为什么额定电压和额定功率均相同的新旧灯泡正常工作时,旧灯泡要暗些?
32.(2022·吉林四平·九年级期末)小亮网购了一台笔记本电脑,打开包装后,他发现机壳上开有许多网格状的小孔,其作用是什么?
33.(2022·吉林白山·九年级期末)小红家新购买了一个电水壶,电水壶的内部结构电路如图所示,小红发现水烧开了,但是电源线一点也不热,请解释其中的道理。
34.(2022·吉林通化·九年级期末)智能手机进行闪充充电时,手机容易发热,这是什么现象?请用相关知识说明手机充电时手机发热的原因。
参考答案:
1.B
【解析】由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为
I甲===1A,I乙===0.5A
由R=可得,两灯泡的电阻分别为
R甲===6Ω,R乙===12Ω
A.由以上分析知,甲灯的电阻小于乙灯的电阻,故A错误;
B.因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流I=I2=0.5A,整个电路此时消耗的总功率
P=I2(R1R2)=( 0.5A)2(6Ω12Ω)=4.5W
故B正确;
C.1秒内甲灯消耗的电能是
W甲=I2R甲t=( 0.5A)26Ω1s=1.5J
故C错误;
D.甲灯两端的电压为
U甲=IR甲=0.5A6Ω=3V
故D错误。
故选B。
2.D
【解析】铭牌上都标有“ ”,根据公式W=Pt可知,相同时间内它们消耗的电能相等,电风扇、日光灯、电视机把消耗电能的大部分转化为机械能、光能等,只有一小部分电能转化为内能,即Q<W,而电炉把消耗的全部电能都转化为内能,即Q=W,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.D
【解析】A.电视机工作时,主要把电能转化为光能和声能,不是根据电流的热效应工作的,故A不符合题意;
B.洗衣机工作时,主要将电能转化成机械能,是利用电流的磁效应工作的,故B不符合题意;
C.电风扇工作时,主要将电能转化成机械能,是利用电流的磁效应工作的,故C不符合题意;
D.电热水壶工作时,将电能转化成内能,是利用电流的热效应工作的,故D符合题意。
故选D。
4.C
【解析】结合生活经验,家用电吹风机正常工作时的电功率最接近500W。故选C。
5.A
【解析】由电路图可知,灯泡L1 L2串联。
ABD.灯泡的实际功率决定灯泡的明暗,且开关闭合后小灯泡L1比小灯泡L2暗,所以灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率;因串联电路处处电流相等,所以通过两灯泡的电流相等,由P=I2R可知,灯泡L1的电阻小于灯泡L2的电阻,由U=IR可知,灯泡L1两端电压小于灯泡L2两端电压。故A正确,BD错误;
C.灯泡在额定电压下工作时,实际功率等于额定功率,由于不知道灯泡的额定电压、额定电流,因此无法比较灯泡的额定功率,故C错误。
故选A。
6.C
【解析】A.电视机的机壳上有许多小孔是为把各电器元件产生的热量及时散失掉,故A不符合题意;
B.电流通过电机产生的热量是有害的,有许多散热片可以用来散热,故B不符合题意;
C.家电长时间停用,隔一段时间应通电一次防止家电受潮,再次使用时被损坏,故C符合题意;
D.过多的热量会影响计算机的正常工作,机箱内有风扇,这都是为了散失热量,故D不符合题意。
故选C。
7.C
【解析】A.正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小,故A不符合题意;
B.初中语文课本的长度约为26cm,故B不符合题意;
C.经验表明,安全电压是不高于36V的电压,故C符合题意;
D.电饭锅的额定功率约为1000W,故D不符合题意。
故选C。
8.C
【解析】AB.由电路图可知,滑动变阻器与灯泡L串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故AB错误;
C.电源电压不变,电流变小,由P=UI可知,电路的总功率变小,故C正确;
D.电流表示数变小,电压表示数变大,由串并联电路电压、电流的规律,通过小灯泡的电流变小,两端的电压变小,由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,故D错误。
故选C。
9.D
【解析】A.手电筒工作电压为2.5V,灯丝电阻约8Ω,工作电流约为
故A不符合题意;
B.台灯工作时的电流约为0.1A,所以额定功率约为
故B不符合题意;
C.家用电饭锅工作时的电流约为5A,所以额定功率约为
故C不符合题意;
D.一节全新的干电池电压为1.5V,一节铅蓄电池的电压为2V,故D符合题意。
故选D。
10.B
【解析】由图甲可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB.当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流为
I大=0.6A
根据欧姆定律的计算公式可得,电源的电压为
U=I大R0=0.6A×R0——①
当滑片位于b端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,由图乙可知,电路中的最小电流为
I小=0.2A
滑动变阻器两端的电压
U滑=4V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压为
U=I小R0+U滑=0.2A×R0+4V——②
联立①②可得
R0=10Ω,U=6V
故A错误,B正确;
C.当滑片位于a端时,电路中的电流最大,R0的电功率最大,根据电功率的计算公式可得,R0的最大功率为
P0大=UI大=6V×0.6A=3.6W
故C错误;
D.当滑片在b端时,电路中的电流最小,则电路的总功率为
P=UI小=6V×0.2A=1.2W
故D错误。
故选B。
11. 201.9 0.5
【解析】电能表的最后一位是小数,由图知,此时电能表的示数为201.9kW·h;由于转盘转过3600圈时,消耗的电能为1kW·h,也即1度,所以转盘转过1800圈时,刚好是3600圈的一半,则消耗的电能刚好是1度的一半,即0.5度.
12. 2 4.4×103
【解析】[1]通过该电热丝的电流为
[2]10s内该电热丝产生的热量
Q=I2Rt=(2A)2×110Ω×10s=4.4×103J
13. 0.2 2
【解析】[1]由图,小灯泡正常发光时的电压2.5V,电流0.2A。
[2]因为串联,所以电阻电流0.2A,由图电阻分压1V,通电,定值电阻产生的热量为
14. 4 27
【解析】[1]电阻丝的电阻
R==4Ω
[2]将该电阻丝两端电压由12V降至6V,则电功率变化
ΔP=
15. 2 1.32×104
【解析】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.
16. 0.6 1200
【解析】第一空.这段时间挂烫机消耗的电能:
W=124.1kW h﹣123.5kW h=0.6kW h,
第二空.挂烫机的实际功率:
.
17. 0.04 1200
【解析】2500R/kw h,表示电能表转盘每转过2500转用电1kW h,则电能表转盘每转过1转表明用电器消耗电能kW h,所以,
用电电能表转盘转过了100圈消耗的电能是:W==0.04kW h,t=2min=120s,P==1200W
【点睛】该电能表上标有2500R/kw h,表示电能表转盘每转过2500转用电1kw h.这样可算出电能表转盘转过了100圈时消耗的电能.然后有时间可算出功率.
18. 小 0.9
【解析】由电路图可知,闭合开关S后,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)[1]当滑片位于a端时,变阻器接入电路的电阻为0Ω,串联电路的总电阻最小,根据欧姆定律得,电路中的电流最大,再根据P=I2R知定值电阻的功率最大;由图乙可知,电路中的最大电流Ia=0.6A,由可得,电源的电压
当滑片位于b端时,变阻器接入电路的电阻最大,串联电阻的总电阻最大,根据欧姆定律得,此时电路中的电流最小,电压表的示数最大,根据P=I2R知定值电阻的功率最小,所以滑片P从a端移动到b端,定值电阻的功率逐渐变小。
(2)由图乙可知,电路中的最小电流Ib=0.2A,电压表的示数Ub=4V,则滑动变阻器的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
由①②可得
当滑片移至滑动变阻器的中点处时电路的电流为
此时定值电阻的功率为
19. 0.75 符合 5 增大
【解析】(1)[1]由图甲知,滑动变阻器和小灯泡串联,滑片P向右移动接入电路的阻值变大,故在乙图中将滑动变阻器的A接线柱与电流表负接线柱连接,将滑动变阻器的C接线柱和小灯泡右接线柱连接即可。如图所示
(2)[2][3]由关系图像知,当灯泡两端的电压为2.5V时,灯泡中的电流为0.3A。根据得,小灯泡的额定功率为
故小灯泡符合制造规格。
(3)[4][5]由关系图像可知当小灯泡两端电压为1V时,灯泡中电流为0.2A,根据得,此时灯泡的电阻为
由(2)分析知,小灯泡的额定电压为2.5V,额定电流为0.3A,根据得,此时灯泡的电阻为
小灯泡电阻随着两端电压的升高而增大。
20. b 0.75 等于 实际电功率
【解析】(1)①[1]为了保护电路,闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,要使滑P在最右端时,接入电路的阻值最大,则应选择滑动变阻器的左下接线柱接入电路与小灯泡串联,如图所示;
②[2]电流表无示数,说明电路可能某处断路,电压表有示数,则电压表与电源连通,可知与电压表并联的小灯泡和导线b存在断路,根据题意可知,b导线存在断路,故更换了b导线后,电路恢复正常。
③[3]在图乙中,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.3A,故小灯泡L1额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
(2)[4]图丙是电子元件在电压为之间的关系图象,由图象可知:在电压为1.5V时对应的电流为0.15A,根据欧姆定律,在电压为1.5V时的电阻大小为
2.5V时对应的电流为0.25A,对应的电阻为
故在电压为1.5V时的电阻等于在电压为2.5V时的电阻。
[5]图丙中矩形阴影部分的面积大小为点A的纵、横坐标之积,即S=UI,由功率公式P=UI可知,阴影部分面积表示L2在1.5V时的实际电功率。
21. 液面高度差 电阻 电流 图乙大
【解析】(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但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)[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)[3]在乙电路装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外,两电阻阻值相等,则支路中电流相等, I内I外,所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,由乙图所示的实验现象可以得到的结论是:在电阻、通电时间相同的情况下,电流越大,电流通过电阻产生的热量越多;
(4)[4]由图可知,甲的总电阻为:
5Ω+10Ω=15Ω;
乙的总电阻为:
5Ω+×5Ω=7.5Ω;
电压相同,根据P=可知,乙图的功率大。
22. B 滑动变阻器的电阻太大,小灯泡的实际功率太小 1.9 左 0.7 1 滑动变阻器的阻值太小,不能使小灯泡两端的电压达到0.3V
【解析】(1)[1]滑动变阻器应与灯泡串联,滑动变阻器要采用“一上一下”的接法;如图所示:
(2)[2]闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处,由甲图可知滑片应滑到B端。
(3)[3]正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表指针均有偏转,说明电路是通路,可能滑动变阻器接入电路的阻值过大,灯泡的实际功率过小。
(4)[4][5]小灯泡额定电压为2.5V,由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数为1.9V,低于额定电压;要使灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联分压的规律可知,应减小变阻器两端的电压,减小变阻器的阻值,应将滑片向左端滑动,直到电压表的示数为2.5V。
[6]灯泡的额定电压为2.5V,由表格数据可知,此时灯泡的电流为0.28A,灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
(5)[7][8]由实验数据知,当灯泡两端的电压为0.3V时,滑动变阻器的电压应为
4V-0.3V=3.7V
此时电路中的电流为0.06A,则滑动变阻器的电阻应为
而滑动变阻器的最大阻值为20Ω,所以不能得到第1组数据;原因是:滑动变阻器的最大阻值偏小,无论如何移动滑片,都不能将灯泡两端电压调为0.3V。
23.(1)3V;(2)2.7W
【解析】解:(1)因为并联,所以电源电压等于R1电压为
(2)整个电路消耗的总功率
答:(1)电源电压3V;
(2)整个电路消耗的总功率2.7W。
24.(1) 0.5A;(2) 6Ω;(3) 9W。
【解析】(1)灯泡L标有“6V3W”,表示灯的额定电压为6V,额定功率为3W,灯正常发光时的电流
灯正常发光时的电流为0.5A。
(2)开关S闭合、S1断开时,为灯的简单电路,因灯泡L正常发光,故电源电压为6V,灯的电流为0.5A,开关S、S1均闭合时,灯与定值电阻并联,电流表测干路电流,因电流表的示数为1.5A,由并联电路电流的规律,R1的电流为
I1=I-IL=1.5A-0.5A=1A
由欧姆定律和并联电路电压的规律
电阻R1的阻值为6Ω。
(3)开关S、S1均闭合时电路的总功率
P=UI=6V×1.5A=9W
电路的总功率为9W。
答:(1)灯泡L正常发光时的电流为0.5A;
(2)电阻R1的阻值为6Ω;
(3)开关S、S1均闭合时电路的总功率为9W。
25.(1)360J;(2)3.5W
【解析】解(1)小灯泡正常发光,1分钟消耗的电能
W=UIt=6V×1A×1×60s=360J
(2)闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端的电压。当电压表的示数为2V时,从图乙中可知通过灯泡的电流为0.5A,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=9V-2V=7V
滑动变阻器的电功率
P=U滑I =7V×0.5A=3.5W
答:(1)小灯泡正常发光1分钟消耗的电能是360J。
(2)当电压表的示数为2V时,滑动变阻器的电功率是3.5W
26.(1)5W;(2)10V;(3)540J
【解析】解:(1)闭合开关,R、L并联,电流表测量通过R的电流。灯泡正常发光,则灯泡的电功率为4W,R的电功率
(2)根据P=UI可知,电源电压
U===10V
(3)通电1min,电路所消耗的电能
答:(1)电阻R电功率为5W;
(2)电源的电压为10V;
(3)通电1min,电路所消耗的电能为540J。
27.(1);(2)80%
【解析】解:(1)由可知水吸收的热量为
(2)电能为
加热系统加热时的热效率为
答:(1)此加热过程中水吸收的热量是;
(2)加热系统加热时的热效率是80%。
28.(1)10Ω;(2)1.8W
【解析】解:(1)由电路图可知,定值电阻R1和R2串联在电路中,电压表测电阻R1两端的电压,且闭合开关S时,电压表示数为3V,电流表示数为0.3A,所以根据可得,R1的电阻值为
(2)因为R2的电阻值为20Ω,通过电阻R2的电流为0.3A,所以根据公式P=I2R可得,R2的电功率为
答:(1)R1的电阻值为10Ω;
(2)R2的电功率为1.8W。
29.(1)24.2Ω ;(2)3.6×105J(或者0.1 kW·h)
【解析】解:(1)电热水壶的电阻
(2))电热水壶正常工作3min消耗的电能
W=Pt=2000W×180s =3.6×105J
或者
W=Pt =2kW×0.05h=0.1kW·h
答:(1)电热水壶的电阻为24.2Ω;
(2)电热水壶正常工作3min消耗的电能是3.6×105J。
30.见解析
【解析】因为电阻丝和导线是串联,通过的电流相等,但电阻丝的电阻比导线的电阻大得多,根据
在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,所以电阻丝热的发红,而连接电阻丝的导线却不怎么热。
31.见解析
【解析】(1)钨灯丝在高温下,升华为钨蒸气,钨蒸气遇冷的玻璃又凝华为固态的钨沾在灯泡的内壁上,所以用久的灯泡内壁变黑,灯丝变细; (2)电阻的大小与导体的横截面积有关,在长度、材料不变时,横截面积越小电阻越大, 由P=可知:在电压不变时电阻越大,消耗的功率越小, 所以,长期使用的灯泡,正常使用时,与额定功率相比,实际功率变小.
32.见解析
【解析】电流通过导体会产生热量,网格状的小孔是为了通风散热,避免热量过多损坏用电器。
33.见解析
【解析】由图可知,指示灯和保护电阻串联后再与发热体并联,由于通过工作指示灯的电流很小,可以忽略不计,所以通过发热体的电流和电源线的电流相等,发热体的电阻远远大于导线的电阻。根据焦耳定律Q=I2Rt可知,当电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多,所以发热体较热而电源线不热。
34.见解析
【解析】对智能手机进行闪充充电时,手机中会有持续电流,有一部分的电能转化为内能,手机会发热,这是电流的热效应。