苏科版初中物理九年级下册 实际电压(详细解析+考点分析+名师点评)

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名称 苏科版初中物理九年级下册 实际电压(详细解析+考点分析+名师点评)
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文件大小 476.2KB
资源类型 试卷
版本资源 苏科版
科目 物理
更新时间 2014-02-17 14:31:45

文档简介

实际电压
一、选择题(共4小题)
1、工人师傅四次测量同一工件的质量,分别为43.2g、43.3g、43.1g、43.3g.则其质量为(  )
A、43.2g B、43.22g
C、43.225g D、43.3g
2、某同学发现在家使用电热水壶时,同房间的电灯会变暗.他的分析如图,设R为家庭电路干路的等效电阻,电源电压恒为220V,则闭合开关S后,说法正确的是(  )
A、灯两端实际电压变大 B、R两端的电压变大21世纪教育网
C、灯两端实际电压变小 D、整个电路的总功率变大
3、甲、乙两盏电灯的额定电压相同,把他们串联在某电路中时,甲灯比乙灯亮.则下列说法中正确的是(  )
A、通过甲灯的电流比乙灯小 B、通过甲灯的电流比乙灯大
C、甲灯的实际功率比乙灯小 D、甲灯的额定功率比乙灯小
4、有三盏白炽灯,甲标有“PZ220﹣60”,乙标有“PZ220﹣40”,丙标有“PZ220﹣15”,将它们并连接在家庭电路中,通电后它们的发光情况是(  )
A、一样亮甲灯最亮 B、甲灯最亮
C、乙灯最亮 D、丙灯最亮
二、填空题(共5小题)
5、如图所示的电路中,标有“6V 12Ω”的小灯泡恰能正常发光,若电阻R的阻值为6Ω,则电压表的示数为 _________ V,电流表的示数为 _________ A.21世纪教育网
6、一只“220V 15W”的电灯在额定电压下正常发光时灯丝电阻为3227欧,而在未接入电路中时电阻仅为310欧,在额定电压下,在刚刚接入电路的很短时间内,通过这只灯泡的电流 _________ (精确到0.01),实际功率是 _________ .
7、家用白炽灯泡有螺口和卡口两种.如图甲所示,相应的灯头分为螺口灯头与卡口灯头,如图乙所示,将螺口灯头接入电路时,其螺旋套应与 _________ (选填“火线”、“零线”或“地线”)相接.“220V 40W”的白炽灯泡,正常工作时(热态)电阻约为1200Ω;两端加10V的电压时,测得通过的电流 是0.1A,其电阻(冷态)值是 _________ Ω.阻值的变化说明灯丝的电阻与 _________ 有关.
8、“220V,100W”的电热器,在 _________ V电路中功率是64W;在正常电压下工作 _________ h消耗1度电.
9、用电器正常工作的电压叫做 _________ ,用电器实际工作的电压叫做 _________ .
三、解答题(共12小题)
10、家乐牌电热水器的简化电路如图所示,A为自动温度开关,当水的温度达到设定温度时自动断开电路,低于设定温度时,自动接通电路.S是热水器的功率选择开关,可选择高、低两种加热功率,R1、R2都是发热电阻器.主要的技术指标如下表
额定电压(V)
220
发热电阻类别
电热管
输入功率一档(W)
2200
输入功率二档(W)
1210
温度范围(℃)
20﹣78
容积(L)
20
(1)把一箱水温度升高10℃时,水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
(2)当S拨至1时,热水器正常工作时电路中的电流是多少?
(3)当S拨至2时.电热管的实际功率只有1000W,实际电压是多少?
11、据《威海晚报》5月23日报道:记者在荣成港西镇海边的风力发电项目施工现场了解到,落户我市的大型风力发电项目一期工程9月底可全面投产发电.届时,我市北部沿海将耸起一片“风电林”(如图所示),为威海经济发展提供可再生绿色能源,同时为旅游业带来新亮点.这项总投资12亿元,发电容量为15万千瓦的华能中电威海风力发电项目,位于荣成朝阳港大桥以西至崮山镇沿环海路.求:
(1)即将并网的15万千瓦风力发电机组,预计年发电量3×108kW?h,相当于完全燃烧多少吨煤放出的能量?(煤的热值为3.0×107J/kg)
(2)若电厂通过供电系统用220V的电压给小刚家所在的离电厂较远的小区供电,某天小刚发现自家“220V 100W”的白炽灯工作484s,消耗电能为4×104J.求:加在小刚家用电器两端的实际电压是多少?
(3)已知小刚家进户线上装有一空气开关,当电流达到20A时,空气开关将自动“跳闸”,则小刚家使用的用电器的最大电功率不能超过多少?21世纪教育网
12、玛丽娅家里用的电热水壶,有关数据如下表所示.
额定电压
220V
额定容量
1.2L
额定功率
800W
额定频率
50Hz
现在要把热水壶中额定容量的水从20℃加热到l00℃.已知C水=4.2×103J/(kg?℃),不计热量损失.问:
(1)电热水壶在额定电压下需要工作多少时间?
(2)若在用电高峰,实际电压为200 V的情况下需要工作多少时间?(电热丝阻值随温度的变化忽略不计)
(3)如果用效率为50%的煤气炉,需要燃烧多少立方分米的煤气?(煤气的热值是4.0×107J/m3)
13、在图所示电路中,小灯泡上仅看见“2.5V”字样,滑动变阻器上标有最大阻值20Ω,当闭合S,且将滑片P移至最左端时,小灯泡正常发光,电流表的示数为0.5A(设灯丝电阻不变),求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡的灯丝电阻;
(3)将滑片移至变阻器的最右端时,电路消耗的总功率.
14、一天,小明注意到家中的灯泡比平时亮,猜想可能是电压超过了220V,但家中没有电压表怎样才能证实自己的猜想是正确的呢?小明冥思苦想,终于想出了方法,他做了如下实验:关闭家中其他所有用电器,只开了一盏“220V,100W”的电灯,观察到家中标有“3000R/KWh”字样的电能表在20min内转盘转了121 转.求:
(1)这盏电灯的电阻多大?
(2)这盏电灯在20min内,消耗的电能是多少?
(3)小明家此时的实际电压是多少?
15、在测定标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的实验中:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.25
(1)请你根据电路图将实物电路补充完整.
(2)通过实验得到了三组U和I的数据(如表).当灯泡两端电压为3.0V时,电流表示数如上右图,请将读数填入表格中.
(3)小灯泡正常发光时的电阻为 _________ Ω.
(4)利用现有器材和电路图还能完成的实验有: _________ (说出一个即可).21世纪教育网
16、在测定标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的实验中:
(1)请你根据电路图甲将图乙中实物电路补充完整.
(2)通过实验得到了三组U和I的数据(如表).当灯泡两端电压为3.0V时,电流表示数如图丙所示,请将读数填入表格中.
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.25
(3)小灯泡正常发光时的电阻为 _________ Ω.
(4)在分析这些实验数据时,你会发现灯丝的电阻是变化的,你认为引起灯丝电阻变化的原因是 _________ .
(5)实验过程中,由于不小心造成灯泡短路,则电路中可能出现的现象是(至少说出两点) _________ 、 _________ .
(6)利用现有器材和电路图还能完成的实验有: _________ (说出一个即可).
17、傍晚,属于用电高峰,小明注意到家中的灯泡比平常暗些,猜测可能是电压低于220V,为了证实他的猜测,他做了如下实验:关闭家中其他用电器,只开一盏“220V 25W”的电灯,观察到家中标有“3000R/kWh”字样的电能表在12.5min内转盘转了10转.则:
(1)这盏灯的电阻多大?(不计温度对灯丝电阻的影响).
(2)在12.5min时间内这盏灯消耗的电能是多少?
(3)小明家此时的实际电压是多少?
18、一般情况下,家用电器的实际电压与额定电压并不相等,小明想知道一只电饭锅(铭牌如图a示)单独工作时的实际电压,他借助电能表进行了测量,当电饭锅单独工作时,电能表转盘转过100转的时间为121s,则此时加在电饭锅两端的电压为多大?(电能表转盘图如图b示)
19、一只“220V 100W”的灯泡,接在照明电路中,则
(1)正常发光时,通过灯泡的电流多大 ( 计算结果保留两位小数 )?21世纪教育网
(2)正常发光时,通电1小时灯泡消耗的电能是多少?
(3)若用输电线把该灯泡由电源处引到某工地时,发现灯泡亮度较暗,测得灯泡实际功率只有81W,则输电线上消耗的功率多大 ( 电源电压为220V)?
20、小翔的爸爸出差带回一个“快热式电热水器”,准备安装在家里的电路中,如图是其标牌上的部分内容和电能表照片的截图.则:
(1)假如该热水器正常工作,通过的电流为多大?(结果均可保留一位小数)
(2)如果该热水器直接安装到家里原来的电路中行吗?写出一种可能出现的问题?
(3)若经过专业人员的处理后,热水器能够在家里使用了.可是每次启动热水器时,与它相邻的电灯都会变暗.小翔分析发现,这是因为导线有电阻会消耗电能,导致电器两端的电压降低.设他家导线电阻共为2Ω,当只有热水器工作时,求:
①热水器两端的实际电压.
②在此情况下,电路1h共消耗多少电能?(热水器的电阻变化忽略不计)
21、某校科技探究小组的同学们准备对市场上一批标有“PZ220V、100W”的灯泡进行一项质量检测.他们测出灯泡在不同实际电压下的实际电流值,并计算了相关的功率(见下表).其实验操作可靠,数据无误.
电压U/V
200
205
210
215
220
225
230
功率P/W
89.40
92.87
96.18
99.33
105.98
109.25
利用表中数据,解答下列问题:
(1)这种灯泡在220V电压下工作时电流为的0.467A,其消耗的功率是 _________ W;
(2)假如生产这种灯泡的钨丝的粗细是一定的,为使其在220V电压下工作时消耗的功率等于额定功率,其长度为一确定的数值L0,实际上这个灯泡钨丝的长度L _________ L0(选填“等于”、“大于”、“小于”);理由是 _________ .
(3)如果要使这种灯泡达到额定功率,在右图中作P﹣U图象确定加在灯泡上的实际电压应为 _________ V.
答案与评分标准
一、选择题(共4小题)
1、工人师傅四次测量同一工件的质量,分别为43.2g、43.3g、43.1g、43.3g.则其质量为(  )
A、43.2g B、43.22g
C、43.225g D、43.3g
考点:质量的测量与天平。
分析:减小测量时的实验误差的方法:多测几次取平均值、改进实验仪器,使其更完善更合理;
本题属于第一种减小误差的方法,求出四次测量的质量的平均值即为工件的质量.
解答:解:工件质量m==43.225g=43.2g.
故选A.
点评:特别强调:一是算出的平均值要根据四舍五入的方法与题干中给出的数值位数一样;二是若题干中给出的数值有的存在明显偏差,即有测量错误,要先把这一数值舍去再取平均值.
2、某同学发现在家使用电热水壶时,同房间的电灯会变暗.他的分析如图,设R为家庭电路干路的等效电阻,电源电压恒为220V,则闭合开关S后,说法正确的是(  )
A、灯两端实际电压变大 B、R两端的电压变大
C、灯两端实际电压变小 D、整个电路的总功率变大
考点:欧姆定律的应用;等效电路;电功率的计算;实际电压。21世纪教育网
专题:推理法。
分析:根据开关闭合前后电路的变化判断电路电阻的变化,再根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据串联电路电阻的分压特点可知灯泡两端的电压变化,最后根据P=UI可知整个电路总功率的变化.
解答:解:当开关闭合后,根据并联电路电阻越并越小,小于任何一个分电阻可知,并联部分电阻变小,整个电路的电阻变小;
根据欧姆定律可知,电路中的电流变大;
根据串联电路电阻的分压特点可知,R两端的电压变大,并联部分的电压减小,即灯泡两端的电压减小;
根据P=UI可知,电源电压不变时,整个电路总功率变大.
故选BCD.
点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点,以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是知道串联电路电阻的分压特点,难点是开关闭合前后电路变化的辨别.
3、甲、乙两盏电灯的额定电压相同,把他们串联在某电路中时,甲灯比乙灯亮.则下列说法中正确的是(  )
A、通过甲灯的电流比乙灯小 B、通过甲灯的电流比乙灯大
C、甲灯的实际功率比乙灯小 D、甲灯的额定功率比乙灯小
考点:电功率的计算;串联电路的电流规律;额定功率;实际电压。
专题:应用题;顺推法。
∴甲比乙的实际功率大,甲的电阻比乙大;
又∵甲、乙两盏电灯的额定电压相同,
∴根据P=可知:甲灯的额定功率比乙灯小.
故选D.
点评:本题考查电功率公式和欧姆定律及其变形的灵活运用,重点是知道串联电路电流的规律.
4、有三盏白炽灯,甲标有“PZ220﹣60”,乙标有“PZ220﹣40”,丙标有“PZ220﹣15”,将它们并连接在家庭电路中,通电后它们的发光情况是(  )21世纪教育网
A、一样亮甲灯最亮
B、甲灯最亮
C、乙灯最亮
D、丙灯最亮
考点:额定功率;实际电压。
专题:推理法。
分析:并连接在家庭电路中(U=220V)灯正常发光,其实际功率等于额定功率,甲的实际功率最大,而灯的亮度取决于灯的实际功率,可知答案.
解答:解:由铭牌可知,三灯额定电压相同,但额定功率不相等,当并连接在家庭电路中(U=220V),灯都正常发光,其实际功率等于额定功率,甲灯的实际功率(等于额定功率60W)最大,甲灯最亮.
故选B.
点评:知道铭牌的含义和灯的亮度取决于灯的实际功率是本题的关键.
二、填空题(共5小题)
5、如图所示的电路中,标有“6V 12Ω”的小灯泡恰能正常发光,若电阻R的阻值为6Ω,则电压表的示数为 6 V,电流表的示数为 1.5 A.
考点:欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;额定电压;实际电压。
专题:计算题。
分析:已知额定电压为6V小灯泡恰能正常发光,根据并联电路的电压特点可知:并联电路两端的电压,再根据欧姆定律分别求出灯泡和电阻的电流,因电流表是测量的干路电流,可根据并联电路的电流特点求出.
解答:解:观察分析电路可知,电阻R与灯泡并联,电压表是测灯泡两端的电压,电流表是测量的干路电流;
因小灯泡恰能正常发光;
∴电压表的示数U=UL=U额=6V,
∴I===1A,
IL===0.5A,
∴I总=I+IL=1A+0.5A=1.5A;
∴电流表的示数为1.5A;
故答案为:6;1.5.
点评:本题考查学生并联电路的电压和电流规律,并能熟练应用欧姆定律进行计算.注意应先分析出电路的连接情况.
6、一只“220V 15W”的电灯在额定电压下正常发光时灯丝电阻为3227欧,而在未接入电路中时电阻仅为310欧,在额定电压下,在刚刚接入电路的很短时间内,通过这只灯泡的电流 0.71A (精确到0.01),实际功率是 156.2W .
考点:欧姆定律的应用;电功率的计算;实际电压。
专题:计算题。
分析:在刚刚接入电路的很短时间内,灯丝的温度不高,电阻没有达到正常发光时的电阻值,约等于在未接入电路中时电阻,这时利用公式I=、P=UI可求通过这只灯泡的电流、实际功率.
解答:解:在额定电压下,刚刚接入电路的很短时间内,灯丝的温度不高,
则灯泡的实际电压U实=U额=220V,R约等于在未接入电路中时电阻值为310Ω;
∴I===0.71A;
P=UI=220V×0.71A=156.2W;
故答案为:0.71A;156.2W.
点评:本题考查灯泡正常发光的电阻与在灯泡刚刚接入电路的很短时间内是不同的,原因是灯丝的电阻与温度有关温度.
7、家用白炽灯泡有螺口和卡口两种.如图甲所示,相应的灯头分为螺口灯头与卡口灯头,如图乙所示,将螺口灯头接入电路时,其螺旋套应与 零线 (选填“火线”、“零线”或“地线”)相接.“220V 40W”的白炽灯泡,正常工作时(热态)电阻约为1200Ω;两端加10V的电压时,测得通过的电流 是0.1A,其电阻(冷态)值是 100 Ω.阻值的变化说明灯丝的电阻与 温度 有关.
考点:家庭电路的连接;影响电阻大小的因素;欧姆定律的应用;实际电压。
专题:应用题;信息给予题。
分析:(1)卡口的两个线头都在灯泡的顶端,人不易接触,不容易发生触电事故.螺口灯泡的螺旋套面积比较大,人容易接触到,人接触火线会发生触电事故,所以螺旋套部分一定要接零线.
(2)知道实际电压和实际电流,根据R=求得电阻.
(3)比较220V电压下的电阻和10V电压下的电阻,得出电阻和温度有关.
解答:解:(1)螺旋套的灯泡的顶端接火线,螺旋套接零线.如果螺旋套接火线,更换灯泡时,手隔着绝缘胶木接触火线,绝缘胶木常年老化,可能不能起到绝缘的作用,手间接接触火线,会发生触电事故.
(2)R==
220V电压下,灯泡的正常工作,温度较高,电阻约是1200Ω.
10V电压下,灯泡温度较低,电阻约是100Ω.
所以阻值的变化说明灯丝的电阻与 温度有关.
故答案为:零线;100;温度.
分析:已知电热器的额定电压和额定功率,根据公式R=可求电热器的电阻,再利用公式U=求出实际电压;
利用公式W=Pt可求在正常电压下工作的时间.21cnjy
解答:解:电热器的电阻R===484Ω,
当实际功率为64W时,电热器两端的电压U实===176V,
在正常电压下工作消耗1度电,工作时间为t===10h.
故答案为:176;10.
点评:本题考查电阻、电压、时间等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,解题过程中要注意单位的换算.
9、用电器正常工作的电压叫做 额定电压 ,用电器实际工作的电压叫做 实际电压 .
考点:额定电压;实际电压。
分析:用电器正常工作时的电压是额定电压,实际工作时的电压是实际电压.21cnjy
解答:解:用电器正常工作时的电压是额定电压,用电器实际工作的电压是实际电压,额定电压只有一个而且是不变的,实际电压有无数个.
故答案为:额定电压;实际电压.
点评:(1)用电器只有一个额定电压,用电器无论是否工作,是否正常工作,额定电压是不变的.
(2)用电器有无数个实际电压.实际电压有时等于额定电压,有时大于额定电压,有时小于额定电压.
三、解答题(共12小题)
10、家乐牌电热水器的简化电路如图所示,A为自动温度开关,当水的温度达到设定温度时自动断开电路,低于设定温度时,自动接通电路.S是热水器的功率选择开关,可选择高、低两种加热功率,R1、R2都是发热电阻器.主要的技术指标如下表
额定电压(V)
220
发热电阻类别
电热管
输入功率一档(W)
2200
输入功率二档(W)
1210
温度范围(℃)
20﹣78
容积(L)
20
(1)把一箱水温度升高10℃时,水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
(2)当S拨至1时,热水器正常工作时电路中的电流是多少?
(3)当S拨至2时.电热管的实际功率只有1000W,实际电压是多少?
考点:热量的计算;欧姆定律的应用;电功率的计算;实际电压。
专题:计算题;应用题。
分析:(1)从表中可知水的体积,可利用公式m=ρV计算水的质量,再利用公式Q=Cm△t计算水吸收的热量.
(2)当S拨至1时,首先判断电路的连接情况,再根据公式P=判断热水器处于什么档,已知额定电功率和额定电压,可利用公式I=计算电流.
(3)当S拨至2时,首先判断电路的连接情况,再根据公式P=判断热水器处于什么档,已知额定电功率和额定电压,可利用公式R=计算电阻,已知实际功率,可利用公式U2=P实R计算电压.
解答:解:(1)∵V=20L=0.02m3,△t=10℃,
∴m=ρV=1.0×103kg/m3×0.02m3=20kg,21cnjy
Q=Cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×20kg×10℃=8.4×105J.
答:水吸收的热量是8.4×105J.
(2)当S拨至1时,电路中只有R1,电阻达到最小,由公式P=可知,此时的功率最大,位于一档,
∵U额=220V,P额=2200W,
∴I===10A.
答:当S拨至1时,热水器正常工作时电路中的电流是10A.
(3)当S拨至2时,电路中R1和R2串联,电阻达到最大,由公式P=可知,此时的功率最小,位于二档,
∵U额=220V,P额=1210W,
∴R===40Ω,
又∵P实=1000W,
∴U2=P实R=1000W×40Ω=40000V2,
故U=200V.
答:当S拨至2时.电热管的实际功率只有1000W,实际电压是200V.
点评:本题考查了利用电功率的公式变形计算电流,利用公式R=计算电阻和电压,以及热量的计算,在计算过程中要注意单位的换算.
11、据《威海晚报》5月23日报道:记者在荣成港西镇海边的风力发电项目施工现场了解到,落户我市的大型风力发电项目一期工程9月底可全面投产发电.届时,我市北部沿海将耸起一片“风电林”(如图所示),为威海经济发展提供可再生绿色能源,同时为旅游业带来新亮点.这项总投资12亿元,发电容量为15万千瓦的华能中电威海风力发电项目,位于荣成朝阳港大桥以西至崮山镇沿环海路.求:
(1)即将并网的15万千瓦风力发电机组,预计年发电量3×108kW?h,相当于完全燃烧多少吨煤放出的能量?(煤的热值为3.0×107J/kg)
(2)若电厂通过供电系统用220V的电压给小刚家所在的离电厂较远的小区供电,某天小刚发现自家“220V 100W”的白炽灯工作484s,消耗电能为4×104J.求:加在小刚家用电器两端的实际电压是多少?
(3)已知小刚家进户线上装有一空气开关,当电流达到20A时,空气开关将自动“跳闸”,则小刚家使用的用电器的最大电功率不能超过多少?
考点:热量的计算;燃料的热值;电功率的计算;实际电压。21cnjy
专题:计算题;应用题。
分析:(1)知道年发电量(相当于完全燃烧标准煤所释放的能量)和煤的热值,利用Q放=mq求需要煤的质量;
(2)知道灯的铭牌(额定电压、额定功率)可求灯丝电阻,又知道白炽灯工作t=484s消耗电能的电能,利用W=t求灯两端的实际电压;
(3)知道电路中的最大电流和实际电压大小,利用P=UI求小刚家使用的用电器的最大电功率.
解答:解:(1)由题知,Q放=W电=3×108kw?h=3×108×3.6×106J=1.08×1015J,
∵Q放=mq,
∴需要煤的质量:
m===3.6×107kg=3.6×104t;
(2)∵P=,
∴白炽灯灯丝电阻:
R===484Ω,21cnjy
∵W=t=×484s=4×104J,
∴加在灯两端的实际电压:
U实=200V;
(3)小刚家使用的用电器的最大电功率:
P实=U实I实=200V×20A=4000W.
答:(1)相当于完全燃烧3.6×104t煤放出的能量;
(2)加在小刚家用电器两端的实际电压是200V;
(3)小刚家使用的用电器的最大电功率不能超过4000W.
点评:本题为电学和热学的综合题,本题关键:一是kw?h和J的单位换算(1kw?h=3.6×106J),二是电功、电功率公式的灵活选用.
12、玛丽娅家里用的电热水壶,有关数据如下表所示.
额定电压
220V
额定容量
1.2L
额定功率
800W
额定频率
50Hz
现在要把热水壶中额定容量的水从20℃加热到l00℃.已知C水=4.2×103J/(kg?℃),不计热量损失.问:
专题:计算题;信息给予题。
分析:(1)已知水壶容积,可以利用公式m=ρv求出水的质量,已知水的温度变化和比热容,可利用公式Q=Cm△t计算水吸收的热量,不计热量损失,Q放=Q,而电热水壶在额定电压下,所以电功率为额定功率,可利用公式t=计算时间.
(2)已知实际电压,可利用公式P=求出实际功率,再利用公式t=计算时间.
(3)已知煤气炉的效率,可利用公式Q放=计算煤气炉放出的热量,再利用公式V=计算煤气体积.
解答:解(1)v=1.2L=1.2×10﹣3m3,
m=ρv=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=1.2kg,
△t=t﹣t0=l00℃﹣20℃=80℃,
Q吸=Cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×1.2kg×80℃=4.032×105J,
W=Q放=Q吸=4.032×105J,
t====504s.
答:电热水壶在额定电压下需要工作504s.
(2)R===60.5Ω,
P实==≈661W,
t实==≈610s.
答:实际电压为200 V的情况下需要工作610s.
(3)Q气放===806400J,
V===0.02016m3=20.16dm3.
答:需要燃烧20.16dm3的煤气.
点评:本题是一道电学与热学的综合应用题,与生活相连,使学生觉得学了物理有用,在计算过程中要注意公式的选择.
13、在图所示电路中,小灯泡上仅看见“2.5V”字样,滑动变阻器上标有最大阻值20Ω,当闭合S,且将滑片P移至最左端时,小灯泡正常发光,电流表的示数为0.5A(设灯丝电阻不变),求:
(1)电源电压;
(2)小灯泡的灯丝电阻;
(3)将滑片移至变阻器的最右端时,电路消耗的总功率.
答:电源电压为2.5V.
(2)RL===5Ω;
答:灯丝电阻是5Ω.
(3)当P移至最右端时,滑动变阻器接入电路电阻R=20Ω;
∴P===0.25W.
答:电路消耗的总功率为0.25W.
点评:本题考查额定电压和实际电压的分析,注意有关滑动变阻器的电路,关键是判断滑片移动过程中电路的连接情况.
14、一天,小明注意到家中的灯泡比平时亮,猜想可能是电压超过了220V,但家中没有电压表怎样才能证实自己的猜想是正确的呢?小明冥思苦想,终于想出了方法,他做了如下实验:关闭家中其他所有用电器,只开了一盏“220V,100W”的电灯,观察到家中标有“3000R/KWh”字样的电能表在20min内转盘转了121 转.求:
(1)这盏电灯的电阻多大?
(2)这盏电灯在20min内,消耗的电能是多少?
(3)小明家此时的实际电压是多少?
考点:欧姆定律的应用;电能表参数的理解与电能的求法;电功率的计算;实际电压。
专题:计算题。
分析:知道电灯的额定电压和额定功率可以由P=求得灯泡的电阻;由电能表上的标示,我们可以求出电表转盘每转一转时显示的电能,进而求出这一盏灯在20min内消耗的电能,知道消耗的电能和电阻可以求得灯泡上的实际电压.
解答:解:(1)这盏灯的电阻为:
R===484Ω.
(2)在20min时间内这盏灯消耗的电能W=KW?h=×3.6×106J=1.452×105J,
(3)实际功率是P===121W.
由P=UI=,实际电压可表示为U2=PR,21cnjy
即:U===242V.
答:这盏灯的电阻为484Ω;20min内灯消耗的电能是1.452×105J;电灯上的实际电压为242V.
点评:本题考查了电阻、电功、电压的计算,关键是公式的灵活运用和理解电能表参数的含义.
15、在测定标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的实验中:
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.25
(1)请你根据电路图将实物电路补充完整.
(2)通过实验得到了三组U和I的数据(如表).当灯泡两端电压为3.0V时,电流表示数如上右图,请将读数填入表格中.
(3)小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω.
(4)利用现有器材和电路图还能完成的实验有: 测量小灯泡的额定功率 (说出一个即可).
考点:伏安法测电阻的探究实验;电流表的使用;滑动变阻器的使用;实际电压。
专题:实验题;作图题。
分析:(1)按电路图连接实物,在连接过程中,注意电压表和滑动变阻器的接法.
(2)在电流表读数时要注意电流表的量程和分度值.
(3)小灯泡正常发光时的电阻,当电压为额定电压时.根据公式R=进行计算,在计算时要注意物理量的统一.
(4)测电阻R=,测功率P=UI都要测灯泡两端的电压和通过灯泡的电流.
解答:(3)10
(4)测小灯泡电功率 研究灯泡电流与电压的关系 用滑动变阻器改变灯亮度
解:(1)在连接时,注意电压表与小灯泡并联,量程可以选择0~3V.滑动变阻器要选择一上一下.如图:
(2)电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,
所以读数为0.28A.
故答案为:0.28.
(3)因为标有“2.5V”字样的小灯泡,其额定电压为2.5V;当电压为2.5V时,小灯泡正常发光.
则R===10Ω
故答案为:10.
(4)在测量小灯泡的额定功率时,也要测量小灯泡两端的电压和通过的电流,所以还课可以用来测量小灯泡的额定功率.
故答案为:测量小灯泡的额定功率.
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.25
0.28
点评:此题主要考查了伏安法测电阻的实验.题目中涉及到了电路的连接、电表的读数、电阻的计算及电路的分析等,考查得很全面.
16、在测定标有“2.5V”字样的小灯泡电阻的实验中:
(1)请你根据电路图甲将图乙中实物电路补充完整.
(2)通过实验得到了三组U和I的数据(如表).当灯泡两端电压为3.0V时,电流表示数如图丙所示,请将读数填入表格中.
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.25
(3)小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω.
(4)在分析这些实验数据时,你会发现灯丝的电阻是变化的,你认为引起灯丝电阻变化的原因是 实际功率增大,灯丝温度升高,电阻随温度升高而变大 .
(5)实验过程中,由于不小心造成灯泡短路,则电路中可能出现的现象是(至少说出两点) 灯泡不亮 、 电流表示数变大(电压表示数为零) .
(6)利用现有器材和电路图还能完成的实验有: 测小灯泡的额定功率 (说出一个即可).
要注意物理量的统一.
(4)灯泡的亮暗是由实际电功率决定的.小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,灯丝温度越高;否则相反.灯丝的电阻随温度的增加而增大.
(5)若小灯泡造成短路,则此处相当于导线,电路中的电阻变小,电路中的电流变大.灯泡两端的电压为零.
(6)测电阻R=,测功率P=UI都要测灯泡两端的电压和通过灯泡的电流.21cnjy
解答:解:(1)在连接时,注意电压表与小灯泡并联,量程可以选择0~3V.滑动变阻器要选择一上一下.
故答案为:
(2)电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以读数为0.28A.
故答案为:0.28.
(3)当电压为2.5V时,小灯泡正常发光.21cnjy
则R=
故答案为:10.
(4)电压升高时,小灯泡会变亮,所以实际功率变大,温度升高.
故答案为:实际功率增大,灯丝温度升高,电阻随温度升高而变大
(5)小灯泡短路,则小灯泡不会发光,它两端的电压为零.由于电路中的总电阻减少,所以电流表的示数变大.
故答案为:灯泡不亮;电流表示数变大(电压表示数为零等)
(6)在测量小灯泡的额定功率时,也要测量小灯泡两端的电压和通过的电流,所以还课可以用来测量小灯泡的额定功率.
故答案为:测量小灯泡的额定功率.
点评:此题主要考查了伏安法测电阻的实验.题目中涉及到了电路的连接、电表的读数、电阻的计算及电路的分析等,考查得很全面.
17、傍晚,属于用电高峰,小明注意到家中的灯泡比平常暗些,猜测可能是电压低于220V,为了证实他的猜测,他做了如下实验:关闭家中其他用电器,只开一盏“220V 25W”的电灯,观察到家中标有“3000R/kWh”字样的电能表在12.5min内转盘转了10转.则:
(1)这盏灯的电阻多大?(不计温度对灯丝电阻的影响).
(2)在12.5min时间内这盏灯消耗的电能是多少?
(3)小明家此时的实际电压是多少?
考点:电能表参数的理解与电能的求法;电功率的计算;实际电压。
专题:计算题。
分析:知道灯泡的额定电压和额定功率,根据R=求出灯泡电阻.
根据电能表铝盘每消耗1kW?h转动的圈数和实际转动的圈数求出灯泡工作时消耗的电能.
根据消耗的电能和通电时间,求出实际功率,根据P实=求出实际电压.
解答:解:(1)R===1936Ω,
(2)“3000R/kW?h”表示电能表每转1r,电路中消耗kW?h的电能,
铝盘转动10圈,消耗的电能为:W=10×kW?h=kW?h=1.2×104J.
(3)t=12.5min=750s,
P实===16W,
P实=,
16W=,
所以,U实=176V.
答:(1)这盏灯的电阻是1936Ω;
(2)在12.5min时间内这盏灯消耗的电能是1.2×104J;
(3)小明家此时的实际电压是176V.
点评:根据用电器的额定电压和额定功率,计算用电器的电阻,一般情况下是非常有用的.
对于电能表的问题,铝盘转动的圈数,对于计算消耗的电能、实际功率、实际电压,都是非常有用的.21cnjy
18、一般情况下,家用电器的实际电压与额定电压并不相等,小明想知道一只电饭锅(铭牌如图a示)单独工作时的实际电压,他借助电能表进行了测量,当电饭锅单独工作时,电能表转盘转过100转的时间为121s,则此时加在电饭锅两端的电压为多大?(电能表转盘图如图b示)
考点:电能表参数的理解与电能的求法;电功率的计算;实际电压。
专题:计算题;信息给予题。
分析:本题考查对机器铭牌及电能表的认识,由电饭锅上信息利用功率公式求得电阻,由电能表可知3000转对应一度,则由题干中给出的圈数可求得消耗的电能,由电功公式可求得实际电压.
解答:解:由电饭锅铭牌信息可知,额定电压为220V,额定功率为1200W,则由功率公式可得:
电饭锅电阻R==;
由题意和电能表可知,电饭锅工作121S时消耗的电能为:W===1.2×105J;
由电功公式W=得:
==200V
答:电饭锅上的实际电压为200V.
点评:本题要注意学会机器铭牌及电能表的认识应用;计算中的中间量能不约等的尽量不要约等,否则最后结果就会出现较大误差.
19、(2010?海南)一只“220V 100W”的灯泡,接在照明电路中,则
(1)正常发光时,通过灯泡的电流多大 ( 计算结果保留两位小数 )?
(2)正常发光时,通电1小时灯泡消耗的电能是多少?
(3)若用输电线把该灯泡由电源处引到某工地时,发现灯泡亮度较暗,测得灯泡实际功率只有81W,则输电线上消耗的功率多大 ( 电源电压为220V)?
考点:电功率的计算;电功的计算;额定电压;额定功率;实际电压。
专题:计算题。
分析:(1)由灯泡铭牌可知额定电压及额定功率,则由功率公式可求得额定电流;
(2)由电功公式可求得通电一小时时所消耗的电能;
(3)由功率公式P=可求得灯泡的电阻,则由功率公式可求得灯泡的实际电压,则由欧姆定律可求得实际电流;因灯泡和导线为串联电路,故由串联电路的规律可求得导线上消耗的电压,则由P=UI可求得导线上消耗的电功率.
解答:解:(1)由P=UI得:
I===0.45A;
(2)一小时内灯泡消耗的电功:W=Pt=0.1kw×1h=0.1kw?h
(3)由P=得:灯泡电阻
R===484Ω;21*cnjy*com
则灯泡的实际电压U实===198V;
则导线上消耗的电压U消耗=U﹣U实=220V﹣198V=22V;
由欧姆定律可得电路中的电流I实==
所以导线上消耗的电功率P消耗=U消耗I实=22V×=9W;
答:(1)灯泡的额定电流为0.45A; (2)一小时内灯泡消耗的电功为0.1kg?h; (3)导线上消耗的电功率为9W.
点评:本题每三问中方法很多,可灵活选择合适的公式求解,但不论何种方法都应注意所求为导线上消耗的电功率,公式中的物理量应是导线上的物理量,不能简单将电压代入公式计算.
20、小翔的爸爸出差带回一个“快热式电热水器”,准备安装在家里的电路中,如图是其标牌上的部分内容和电能表照片的截图.则:
(1)假如该热水器正常工作,通过的电流为多大?(结果均可保留一位小数)
(2)如果该热水器直接安装到家里原来的电路中行吗?写出一种可能出现的问题?
(3)若经过专业人员的处理后,热水器能够在家里使用了.可是每次启动热水器时,与它相邻的电灯都会变暗.小翔分析发现,这是因为导线有电阻会消耗电能,导致电器两端的电压降低.设他家导线电阻共为2Ω,当只有热水器工作时,求:
①热水器两端的实际电压.
②在此情况下,电路1h共消耗多少电能?(热水器的电阻变化忽略不计)21*cnjy*com
考点:电功率的计算;物理量的单位及单位换算;欧姆定律的应用;电阻的串联;家庭电路电流过大的原因;电功的计算;电能表参数的理解与电能的求法;实际电压。
专题:计算题;应用题;信息给予题。
分析:(1)已知热水器的额定电压和额定功率,根据公式I=可求该热水器正常工作通过的电流.
(2)算出的电流与电能表上标明的最大瞬时电流相比较,即可得出结论.
(3)已知热水器的额定电压和额定功率,根据公式R=可求热水器的电阻,进一步求出电路的电流,根据公式U=IR可求热水器的实际电压.
已知电源电压和电路电流以及工作时间,根据公式W=UIt可求电路消耗的电能.
导线电阻R1=2Ω,工作电路如图:
此时电路电流I===27.5A,
热水器两端的实际电压U2=IR2=27.5A×6Ω=165V,
②电路1h共消耗电能W=UIt=220V×27.5A×3600s=2.178×107J≈6.1kw?h.
答:热水器两端的实际电压为165V,电路1h共消耗电能6.1kw?h.
点评:本题考查电流、电阻、实际电压、消耗电能等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要熟知电能表各个参数的物理意义,要学会从题目所给信息中找到有用的数据,解题过程中要注意单位的换算.
21、某校科技探究小组的同学们准备对市场上一批标有“PZ220V、100W”的灯泡进行一项质量检测.他们测出灯泡在不同实际电压下的实际电流值,并计算了相关的功率(见下表).其实验操作可靠,数据无误.
电压U/V
200
205
210
215
220
225
230
功率P/W
89.40
92.87
96.18
99.33
105.98
109.25
利用表中数据,解答下列问题:
(1)这种灯泡在220V电压下工作时电流为的0.467A,其消耗的功率是 102.74 W;21*cnjy*com
(2)假如生产这种灯泡的钨丝的粗细是一定的,为使其在220V电压下工作时消耗的功率等于额定功率,其长度为一确定的数值L0,实际上这个灯泡钨丝的长度L 小于 L0(选填“等于”、“大于”、“小于”);理由是 根据P=,电压一定时,实际功率大于100W,是因为灯丝的电阻小了一些;在钨丝横截面积一定时,导体越短,电阻越小.所以电阻较小,说明钨丝比L0短了 .
(3)如果要使这种灯泡达到额定功率,在右图中作P﹣U图象确定加在灯泡上的实际电压应为 216 V.
考点:电功率的计算;影响电阻大小的因素;实际电压。
专题:实验题;作图题;答案开放型。
分析:
(1)根据已知和P=UI求出灯泡消耗的功率;
(2)电压相等时,知道功率,根据R=比较电阻的大小,根据电阻大小的影响因素比较钨丝的长短.
(3)根据描点法,作出P﹣U图象,根据图象读出这种灯泡达到额定功率时的实际电压.
解答:解:(1)灯泡消耗的功率为P=UI=220V×0.467A=102.74W;
(2)由R=可知,电压相等时,功率越大,电阻越小,钨丝长度和横截面积相同时,钨丝越短,电阻越小.
所以,实验用的灯泡钨丝长度比合格灯泡的钨丝长度短.
(3)根据描点法,作出P﹣U图象,如图所示:
P=100W时,由图象可读得所加实际电压为U=216V.
故答案为:(1)102.74;
(2)小于;根据P=U2/R,电压一定时,实际功率大于100W,是因为灯丝的电阻小了一些;在钨丝横截面积一定时,导体越短,电阻越小.所以电阻较小,说明钨丝比L0短了;
(3)当P=100W时,由图象可读得所加实际电压为U=216V(215V~217V均给分).21*cnjy*com
21*cnjy*com
点评:本题考查了电功率的计算、影响电阻大小的因素、控制变量法的应用和学生的作图能力等,综合性较强,是一道较难的习题.