18.2 电功率 同步练习
一、单选题
1.(2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末)下列物理量的估测中,最符合实际的是( )
A.一节全新干电池两端的电压约1.5V
B.家用台灯正常工作时的电功率约100W
C.家用冰箱正常工作时的电流约50A
D.学生实验用小灯泡的电阻约500Ω
2.(2022秋·黑龙江大庆·九年级统考期末)如图所示的串联电路中,定值电阻R1=2R2,开关闭合后,电阻R1、R2两端电压分别为U1、U2,通过的电流分别为I1、I2,电功率分别为P1、P2,相同时间内做的功为W1、W2,以下比值正确的是( )
A.I1︰I2=2︰1 B.U1︰U2=1︰1
C.P1︰P2=2︰1 D.W1︰W2=1︰2
3.(2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末)下图是某品牌液晶电视机的铭牌,阅读铭牌信息, 下列说法中正确的是( )
A.1kW·h 的电能可供该液晶彩色电视正常工作5h
B.该液晶彩色电视可以接在 380V 电压下使用
C.该液晶彩色电视正常工作时,1h 内消耗 250W 电能
D.正常工作时,该液晶彩色电视比 60W 的灯消耗电能快
4.(2022秋·黑龙江大庆·九年级统考期末)如图所示,两只灯泡L1和L2上分别标有“8V 4W”和“4V 1W”字样,将它们串联后接在电压可在4~8V之间调节的电源上,闭合开关S,假设两灯的灯丝电阻不随温度变化,则下列说法正确的是( )
A.通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
B.在调节电源电压的过程中,灯L1始终比灯L2亮
C.在调节电源电压的过程中,两灯的功率变化量相同
D.当电源电压调节到8V时,两灯都不能正常发光
5.(2022秋·黑龙江哈尔滨·九年级期末)某同学要自制家用的1000W的电炉,但手边只有500W和2000W的电炉丝各若干,可行的方法是( )
A.将2000W的电炉丝分成相等的两段,取其一段接入电路
B.将两根500W电炉丝串联,接入电路
C.将两根500W电炉丝并联,接入电路
D.将两根2000W电炉丝并联,接入电路
6.(2022秋·黑龙江大庆·九年级统考期末)如图所示,电源电压恒为24V,小灯泡的规格为“6V 3W”,滑动变阻器R1的规格为“60Ω 1A”,定值电阻R2的阻值为12Ω。电压表使用的量程为0~15V,电流表使用的量程为0~0.6A,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程,灯泡电压不超过正常工作电压(设灯丝电阻不变)。说法正确的是( )
A.若滑动变阻器的滑片在允许范围内向右移动,电流表和电压表的示数都变小
B.滑动变阻器接入电路的电阻允许调节的范围24Ω~60Ω
C.定值电阻R2消耗电功率的最大值为4.32W
D.电路总功率的变化范围是9W~12W
二、多选题
7.(2022秋·黑龙江双鸭山·九年级统考期末)小明测量小灯泡的电功率,电路如图甲所示,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“3.8V”字样。实验得到小灯泡的图像如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.小灯泡的电阻是不变的
B.小灯泡的额定功率为1.14W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的阻值约为7.3Ω
D.小灯泡两端电压为2.0V时,滑动变阻器消耗的电功率为0.88W
8.(2022秋·黑龙江牡丹江·九年级统考期末)如图甲所示的电路中,R1=5Ω,R2为滑动变阻器,电源电压恒定。闭合开关S后,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.电源电压为3V
B.滑动变阻器的最大阻值为10Ω
C.电路消耗的最大功率1.8W
D.R1消耗的最小功率0.4W
9.(2022秋·黑龙江绥化·九年级统考期末)小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率.电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。滑动变阻器的规格为“20Ω,lA”,灯泡标有“2.5V,1.25W”字样.若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端的电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0.18A~0.5A
C.灯泡的最小功率是0.162W
D.该电路的最大功率是2.7W
10.(2022秋·黑龙江鸡西·九年级统考期末)如图所示,电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“35Ω,1.5A”,灯泡的额定电流为0.5A,电阻为5Ω(灯丝电阻不变)。闭合开关,要求两电表的示数均不能超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,则下列说法正确的是( )
A.当滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,电压表示数变大,灯泡变亮
B.滑片向右滑动时,电压表与电流表示数之比变大
C.灯泡的最小功率是0.45W
D.滑动变阻器允许的调节范围是4Ω~35Ω
三、填空题
11.(2022秋·黑龙江哈尔滨·九年级期末)如图所示是小雪通过实验数据绘制的标有“2.5V”字样小灯泡的I-U图像,由图像知,小灯泡的额定功率为 W;当小灯泡两端电压从0V增大到2.5V的过程中,小灯泡两端的电压与其电流的比值将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12.(2022秋·黑龙江双鸭山·九年级统考期末)图示为小灯泡L和定值电阻R的I-U关系图像。由图可知,定值电阻R的阻值为 Ω。若将小灯泡L和定值电阻R并联接在电源电压为2V的电路中,则电路的总功率为 W。
13.(2022秋·黑龙江绥化·九年级统考期末)图甲是灯L和电阻R的电流随电压变化的图象,将他们按图乙所示接入电路中。只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.8W;再闭合开关S1,电流表的示数变化了 A;若将R与标有“50Ω 0.5A”的滑动变阻器串联后接到该电源(电源电压恒定)上,则滑动变阻器消耗的最大电功率是 W。
14.(2022秋·黑龙江牡丹江·九年级统考期末)如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表示数是0.3A。当同时闭合S、S1时,发现电流表示数变化了0.2A。则R2的阻值是 Ω,当同时闭合S、S1时,电路消耗的总功率 W。
15.(2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末)如图所示,闭合开关S,若将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”),电压表示数将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
16.(2022秋·黑龙江鸡西·九年级统考期末)如图所示电路图,假设小灯泡电阻不变,电源电压为6V,开关S闭合后,电流表a和b的示数分别为0.2A和0.4A,则灯泡L1的电阻为 Ω,电路的总功率为 W。
17.(2022秋·黑龙江佳木斯·九年级统考期末)电阻R1、R2并联在电路中,在相同时间内消耗的电能之比为2:3,则它们的阻值之比为 ;若将它们串联在电路中,消耗的电功率之比为 。
18.(2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末)如图所示,只闭合开关S时灯L1的功率为9W;断开开关S,闭合S1、S2时,灯L1的功率为25W。电源电压不变,忽略温度对灯丝电阻的影响。则L1与L2电阻之比是 ,闭合S1、S2时,灯L2的功率为 W。
四、计算题
19.(2022秋·黑龙江绥化·九年级统考期末)在图甲所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,灯泡L1的额定电压为8V,灯泡L2的额定电压为6V,图乙是灯泡L2的U﹣I图象。
(1)当开关S接a时,电压表的示数为1.2V,电流表的示数为0.3A,求定值电阻R0的阻值;
(2)开关S接a时,调节电源电压,使灯泡L1正常发光,此时R0两端的电压为2V,求灯泡L1的额定功率;
(3)开关S接上b时,通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少?
20.(2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末)小红在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示,其简化电路如图乙所示,R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化),欲将质量为1.2kg,初温为20℃的汤加热至100℃,设此汤的比热容为c汤=4.0×103J/(kg·℃),求:
(1)汤需要吸收的热量;
(2)利用电饭煲高温挡煲汤时,将汤由20℃的汤加热至100℃需要16分钟,则电饭煲的效率是多少?
(3)计算R1和R2的电阻分别是多少?(写出开关位置和电路处于高温档还是低温档)
额定电压 220V
额定功率 低温档 48.4W
高温档 500W
21.(2022秋·黑龙江鸡西·九年级期末)家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的,如图是某种型号电饭煲的简化电路。当温控开关S闭合时,电饭煲处于加热状态,此时若它两端的电压为220V,它的功率为1000W(不考虑温度对电阻值的影响)。求:
(1)电饭煲在加热状态下工作0.1h消耗的电能为多少千瓦时?合多少焦耳?
(2)R0的电阻为多少?
22.(2022秋·黑龙江绥化·九年级统考期末)小名家中有一个浴足盆,其部分铭牌信息如表格所示,图甲为浴足盆的工作电路,R1、R2均为电热丝,当开关S接a、b触点时,浴足盆的挡位不同。求:
(1)额定加热电流;
(2)R1的阻值为多少欧?
(3)在用电高峰期,小峻关闭家中其它用电器,只让浴足盆通电,使其处于加热状态1min,电能表(如图乙所示)的圆盘转了30转,则浴足盆加热的实际电功率为多少瓦?
型号 MLJY﹣01
额定电压 220V
额定加热功率 880W
额定保温功率 100W
23.(2022秋·黑龙江黑河·九年级期末)小宾的爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫如图甲。小宾研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”“关”三个挡位,其电路示意图如图乙,电源电压为12V,高温功率为20W,低温功率为9W。求:
(1)座椅垫处于“低温”时,电路中的电流是多少?
(2)加热片R1的阻值是多少?
(3)座椅垫处于“高温”挡时,10min就可以将质量为0.5kg的加热片从10℃加热到35℃,若加热片的吸热效率为50%,那么加热片材料的比热容是多少?
24.(2022秋·黑龙江大庆·九年级期末)如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V,水箱最多装水0.2kg。它有大小两个加热挡位,其内部电路如图所示,电热丝R1=56Ω,R2=44Ω,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃);求:
(1)小功率挡的额定功率;
(2)若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃,需要吸收多少热量;
(3)若用大功率挡加热这些水,所需时间为1分10秒,求熨烫机的加热效率(计算结果保留一位小数)?
25.(2022秋·黑龙江哈尔滨·九年级期末)小乐妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆(如图所示),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605W。
(1)小乐帮奶奶泡脚时,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℃,此加热过程中吸收的热量是多少?[]
(2)求加热系统的加热电阻正常工作时,加热的效率?
(3)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V(按摩系统将交流电压转换为12V),工作电流为4A,其电阻为0.5Ω,电动机工作中因发热损失的功率是多少?
26.(2022秋·黑龙江佳木斯·九年级统考期末)如图是一个饮水机的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻,下表是它的部分参数。[水的比热容为 ]求:
额定电压 220V
额定加热功率 2000W
额定保温功率 88W
(1)S1、S2都闭合时,饮水机处于哪种状态?
(2)1kg的水温度从升高到吸收的热量?
(3)饮水机正常工作时,加热效率为84%,则将1kg的水从加热到需用多长时间?
27.(2022秋·黑龙江双鸭山·九年级统考期末)如图所示的电路中。电源电压恒定,R2=10Ω,开关S、S1都闭合时,电流表示数为0.4A;开关S闭合、S1断开时,电流表示数变为0.3A。则:
(1)电源电压为多少?
(2)电阻R1的阻值为多少?
(3)电阻R2上消耗的功率是多少?
五、综合题
28.(2022秋·黑龙江双鸭山·九年级统考期末)小明的爸爸在网上购买了一款新型电烤箱又名“空气炸锅”(如图1所示),其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图2,工作时,当电烤箱内温度高于预设温度时,温控开关自动断开,电热管停止加热,当电烤箱内温度低于预设温度时,温控开关自动闭合,电热管重新开始加热,循环工作保障箱内温度为预设温度。已知电风扇的功率为40W,电热管的电阻R为48.4Ω。求:
(1)温控开关控制 (填“电风扇”、“R”或“电风扇和R”)。正常工作时,电热管R的电功率是多少瓦 ?
(2)用这个电烤箱在一次焙烤鸡翅的过程中,定时开关设定为15分钟,电热管正常循环工作时,P-t图像如图3所示,本次烤鸡翅共消耗多少电能 ?
29.(2022秋·黑龙江绥化·九年级统考期末)电饭锅是家中常用的用电器,下表是小宇家中一台电饭锅的铭牌,其内部结构简化如图所示,其中R1和R2都是电热丝(不考虑温度对电阻的影响)。
额定电压 220V
额定功率 加热 1044W
保温 44W
(1)闭合开关 时,电饭锅正常工作处于保温状态,30min消耗的电能是多少 ?
(2)电饭锅正常工作处于加热状态时,电阻R1的阻值是多少 ?
(3)断开其它用电器,只接通电饭锅且处于加热状态,家中标有“220V,10(20)A;”的电能表5min内转了200圈,求电饭锅此时的实际加热功率是多少 ?
30.(2022秋·黑龙江七台河·九年级统考期末)如图所示是额定电压为220V的理发用电吹风的典型电路,其中电热丝通电后可以发热,电动机通电后可以送风,且电动机的额定功率为120W。
(1)要送冷风,选择开关应放在 位置;要送热风,选择开关应放在 位置(均选填“A”“B”或“C”);
(2)若电吹风在额定电压下工作,送冷风时,通电5min电流所做的功是多少?( )
(3)若电吹风在额定电压下工作,送热风时电路消耗的总功率为560W,则电热丝R的阻值应为多大?( )
31.(2022秋·黑龙江哈尔滨·九年级期末)新型电饭锅煮饭时采用“高温”和“低温”两种方式加热,其内部电路可简化成图所示电路,R1和R2均为电热丝,S1是温度自动控制开关。高、低温挡的额定电功率如下表所示。求:
额定电压 220V
额定电功率 低温挡 110W
高温挡 660W
(1)求电饭锅低温档工作时的电流。
(2)电热丝R2的阻值。
(3)小聪发现同样的档位煮熟同样的饭,在用电高峰期所用的时间要长一些,请你分析原因。(友情提示:用电高峰期用电器两端的实际电压小于额定电压;不计热损失)
参考答案:
1.A
【详解】A.一节新干电池两端电压约为1.5V,符合实际,故A符合题意;
B.家用台灯正常工作时的电功率大约20W,故B不符合题意;
C.家用电冰箱的电流大约是1A,故C不符合题意;
D.手电筒小灯泡灯丝的电阻约10Ω,故D不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】A.由图可知,闭合开关S后,电阻R1、R2串联,因串联电路中电流处处相等,则I1=I2,故A错误;
B.根据欧姆定律可知,电阻R1、R2两端电压之比
U1︰U2=I1R1︰I2R2=R1︰R2=2R2︰R2=2︰1
故B错误;
C.根据P=UI可知,电阻R1、R2的电功率之比
P1︰P2=U1I1︰U2I2=U1︰U2=2︰1
故C正确;
D.由可知,电阻R1、R2在相同时间内做的功之比
W1︰W2=P1t︰P2t=P 1︰P2=2︰1
故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.从铭牌上可以看出,当液晶电视机正常工作时的功率为250W,1kW·h 的电能可供该液晶彩色电视正常工作的时间为
故A错误;
B.从铭牌上可以看出,液晶电视机额定电压为220到240V,即液晶电视机正常工作的电压为220到240V,故B错误;
C.该液晶彩色电视正常工作1h时消耗的电能为
故C错误;
D.电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量,该液晶电视机正常工作时的功率为250W,所以当正常工作时比 60W 的灯功率大,所以消耗电能快,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】由可得,两灯泡的电阻分别为
A.两灯泡串联,通过灯L1的电流等于通过灯L2的电流,故A错误;
B.在调节电源电压的过程中,由可知,两灯泡的实际功率相等,两灯泡一样亮,故B错误;
C.两灯泡串联,在调节电源电压的过程中,通过两灯泡的电流变化相同,两灯泡电阻相同,由可知,灯泡功率的变化相同,故C正确;
D.当电源电压调节到8V时,两灯泡的电阻相同,分得的电压相同,所以两灯泡分得的电压都为4V,所以灯泡L1不能正常发光,灯泡L2正常发光,故D错误。
故选C。
5.C
【详解】A.将2000W的电炉丝分成相等的两段,取其一段,其电阻必然变为原来的 ,由可知其功率变为原来的2倍,为4000W,故A不符合题意;
B.将两根500W电炉丝串联后,各自分压110V,由得
解得P实=125W。两根500W电炉丝串联后功率为
故B不符合题意;
C.将两根500W电炉丝并联后,各自在额定电压下工作,功率为额定功率500W,相加即为1000W,故C符合题意;
D.将两根2000W电炉丝并联后,各自在额定电压下工作,功率为额定功率2000W,相加即为4000W,故D不符合题意。
故选C。
6.D
【详解】A.当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路电流变小,即电流表示数变小;根据串联电路分压原理,因此滑动变阻器分得的电压变大,即电压表示数变大,故A错误;
BCD.由功率公式P=UI可得,灯泡的额定电流
则电路中电流不能超过0.5A;由欧姆定律得,灯泡的电阻
①当滑动变阻器接入电阻最小时,电路中电流应为0.5A时,由欧姆定律可得
则
所以电路的总功率
电阻R2消耗电功率的最大值
②当电压表示数为U1=15V时,此时灯泡及电阻R2上电压
则此时电路中的电流
则电路的总功率
电路总功率的变化范围是9W~12W。则此时滑动变阻器的接入电阻
即滑动变阻器允许接入的电阻范围为24Ω~40Ω。综上,故BC错误,D正确。
故选D。
7.BCD
【详解】由图甲可知,灯与变阻器串联,电压表测灯两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由图乙知,灯的电流随电压的变化关系为一曲线,说明灯的电阻是变化的,故A错误;
B.由图乙可知,当灯两端的电压为3.8V时,通过灯的电流是0.30A,故灯的额定功率
故B正确;
C.电源电压恒为6V,由串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻:
故C正确;
D.由乙图知,当灯的电压为2.0V时,灯的电流为0.22A,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为
滑动变阻器消耗的电功率为
故D正确。
故选BCD。
8.ABC
【详解】A.由图甲可知,定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,此时电路为定值电阻的简单电路,电路中的电流最大,由图乙可知通过电路的最大电流为0.6A,由欧姆定律可得电源的电压
U=I1R1=0.6A×5Ω=3V
故A正确;
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,电路的总电阻最大,根据可知此时电路中的电流最小,由图乙可知此时通过电路的电流I2=0.2A,滑动变阻器两端的电压U2=2V,则滑动变阻器的最大阻值
故B正确;
C.当电路中的电流最大时,电源电压不变,根据P=UI可知其电功率最大,则电路的最大总功率
P大=UI1=3V×0.6A=1.8W
故C正确;
D.根据P=I2R可知当电路中的电流最小时,R1消耗的功率最小,其最小电功率为
P1小=I22R1=(0.2A)2×5Ω=0.2W
故D错误。
故选ABC。
9.ABC
【详解】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由可得,灯泡的额定电流和电阻分别为
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为Imax=0.5A电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻
因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最小阻值
当滑变阻器接入电路的阻值变大时,电路中的电流变小,灯两端的电压变小,即电路安全,则滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4Ω~20Ω,故A正确;
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,此时电路中的电流
则电流表示数的变化范围是0.18A~0.5A,故B正确;
C.当电路中电流最小时,灯泡的电功率最小,因此最小功率为
故C正确;
D.当电路中电流最大时,该电路的电功率最大,那么最大功率为
故D错误。
故选ABC。
10.BC
【详解】由电路图可知,闭合开关,L与R串联,电压表测R两端电压,电流表测电路中的电流;
A.当滑片向右滑动,R接入电路中的阻值变大,电路的总电阻变大,由于电源电压恒定,根据可知,电路中的电流变小,根据公式U=IR可知,灯泡电压变小,再根据P=UI可知,灯泡实际功率变小,灯泡变暗,故A错误;
B.当滑片向右滑动时,R接入电路中的阻值变大,根据可知,电压表与电流表示数的比大小等于R连入电路中的阻值,而滑动变阻器的电阻变大,所以两表示数的比值变大,故B正确;
C.根据公式可得,若使灯泡的功率最小,则应使灯泡两端电压最小,即电压表示数最大,所以当电压表示数为最大的3V时,此时灯泡两端的电压最小,为
UL=U﹣UV=4.5V﹣3V=1.5V
此时灯泡功率最小,为
故C正确;
D.灯泡正常发光的电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,所以电路中电流应满足
即
解得:R≥4Ω;因为电压表的量程为0~3V,所以可得
即
解得:R≤10Ω;所以两电表的示数均不能超过量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,滑动变阻器允许的调节范围是4Ω~10Ω,故D错误。
故选BC。
11. 0.75 增大
【详解】[1]由图象可知,灯泡额定电压U=2.5V对应的电流是I=0.30A,灯泡额定功率
P=UI=2.5V×0.30A=0.75W
[2]由图象可知,当小灯泡两端的电压依次为1V、1.5V、2.5V时,通过的电流依次为0.2A、0.25A、0.3A,则小灯泡两端的电压与通过它的电流的比值依次为
在小灯泡两端电压从0增大到2.5V的过程中,小灯泡两端的电压与通过它的电流的比值增大。
12. 10 1.6
【详解】[1]因为灯泡L的电阻随温度的变化而变化,定值电阻R的阻值保持不变,所以灯泡L的I-U关系图像为一条曲线,定值电阻R的I-U关系图像为一条直线,因此由图像可知,A是灯泡L的I-U关系图像,B是定值电阻R的I-U关系图像。由图像可知,当定值电阻R两端的电压为4V时,通过定值电阻R的电流为0.4A,由欧姆定律可知,定值电阻R的阻值
[2]由并联电路的电压特点可知,小灯泡L和定值电阻R两端的电压都等于电源电压2V,由图像可知,此时通过灯泡L的电流IL=0.6A,通过定值电阻R的电流IR=0.2A,由并联电路的电流特点可知,干路电流
I=IL+IR=0.6A+0.2A=0.8A
则电路的总功率
P=UI=2V×0.8A=1.6W
13. 0.2 0.1
【详解】[1]由乙图可知,只闭合开关S时,电路为灯泡L的简单电路,电流表测通过灯泡的电流,由图甲可知,当灯泡两端的电压UL=2V、通过的电流IL=0.4A时,灯泡的实际功率
PL=ULIL=2V×0.4A=0.8W
则电源的电压
U=UL=2V
再闭合开关S1时,灯泡L与定值电阻R并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过灯泡的电流不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由图象可知,通过R的电流IR=0.2A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表示数变化了0.2A。
[2]由可得,R的阻值
若将R与标有“50Ω 0.5A”的滑动变阻器串联后接到该电源上,R与R滑串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
则滑动变阻器消耗的电功率
当
R滑=R=10Ω
时,滑动变阻器消耗的电功率最大,则
14. 45 4.5
【详解】[1]闭合开关S,断开开关S1,此时电路为电阻R1的简单电路,电流表测通过电路的电流,电流表示数是0.3A,根据欧姆定律可得电源电压为
U=I1R1=0.3A×30Ω=9V
同时闭合S、S1时,两电阻并联接入电路,电流表测干路电流,并联电路互不影响,并联电路干路电流等于各支路电流之和,电流表示数变化了0.2A,则通过定值电阻R2的电流为0.2A,根据欧姆定律可得R2的阻值是
[2]干路电流为
I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A
电路消耗的总功率为
P=UI=9V×0.5A=4.5W
15. 不变 减小
【详解】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑片右侧部分电阻两端的电压,电流表测量电路电流。
[1]因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以,滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中,接入电路中的电阻不变,由可知,电路中的电流不变,即电流表示数不变;因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=I2R可知,灯泡的实际功率不变,亮暗不变。
[2] 滑片向右滑动的过程中,滑片右侧部分电阻的阻值减小,由U=IR可知,滑片右侧部分电阻两端的电压减小,即电压表的示数减小。
16. 30 2.4
【详解】[1]开关S闭合后,电流表a测灯泡L1的电流,示数为0.2A,电源电压为6V,则灯泡L1的电阻为
[2]电流表b测干路电流,示数为0.4A,电路的总功率为
17. 3:2 3:2
【详解】[1]电阻R1、R2并联在电路中,电压相等,根据,在相同时间内电阻之比等于消耗电能的反比,所以
[2]若将它们串联在电路中,电流相等,根据,消耗的电功率之比与电阻成正比,故
18. 3∶2 37.5
【详解】[1]设电源电压为U,灯L1的电阻为R1,灯L2的电阻为R2,由图可知,只闭合开关S时,灯L1和灯L2串联在电路中,此时电路中的电流为
此时灯L1的功率为
断开开关S,闭合S1、S2时,灯L1和灯L2并联在电路中,此时灯L1的功率为
所以
化简得
解得
即L1与L2电阻之比是3∶2。
[2]断开开关S,闭合S1、S2时,灯L1和灯L2并联在电路中,灯L2的功率为
19.(1)4Ω;(2)4W;(3)6W
【详解】解:(1)当开关S接a时,灯泡L1与电阻R0串联,电流表测量的是整个电路中的电流I=0.3A,电压表测量电阻R0两端的电压U0=1.2V。由欧姆定律可知,电阻R0的阻值为
(2)因为此时灯泡L1正常发光,所以灯泡L1两端的电压
U1'=U额1=8V
通过R0的电流
由串联电路的电流特点可知,通过灯泡L1的电流
I1'=I0'=0.5A
灯泡L1的额定功率为
P1=U1'I1'=8V×0.5A=4W
(3)开关S接b时,灯泡L1与灯泡L2串联,电流表测量的是整个电路中的电流,当电路达到最大总功率时,应该有一盏灯泡正常发光。由(2)可知,灯泡L1的额定电流为0.5A,由图象可知灯泡L2的额定电流为0.6A,所以串联电路允许通过的最大电流是0.5A。由串联电路的特点可知,电路中允许通过的最大电流为
I1=I2=0.5A,
从灯泡L2的U﹣I图象可知,当电流为0.5A时,灯泡L2两端的电压为U2=4V,则电源电压为
U=U1+U2=8V+4V=12V
因此电路允许达到的最大总功率
P总=UI1=12V×0.5A=6W
答:(1)定值电阻R0的阻值为4Ω。
(2)灯泡L1的额定功率为4W。
(3)电路允许达到的最大总功率为6W。
20.(1)3.84×105J;(2)80%;(3)96.8Ω、903.2Ω
【详解】解:(1)汤吸收的热量
Q吸=c汤m(t-t0)=4.0×103J/(kg·℃)×1.2kg×(100℃-20℃)=3.84×105J
(2)电饭煲高温挡的功率是500W,它在16min内消耗的电能为
W=P高t=500W×16×60s=4.8×105J
电饭锅的效率为
(3)由电路图可知,当开关S接1时,R1、R2串联,当开关S接2时,R2被断路,电路只有R1的简单电路,根据串联电路的电阻特点可知,当开关S接1时,R1、R2串联,此时电路总电阻最大,根据可知,此时电路功率最小,处于低温挡;当开关S接2时,电路只有R1工作,此时电路总电阻最小,根据可知,此时电路功率最大,此时为高温挡,电阻R1的阻值
电路中的总电阻
根据串联电路的电阻特点可知,电阻R2阻值
R2=R-R1=1000Ω-96.8Ω=903.2Ω
答:(1)汤需要吸收的热量为3.84×105J;
(2)利用电饭煲高温挡煲汤时,将汤由20℃的汤加热至100℃需要16分钟,则电饭煲的效率是80%;
(3)R1和R2的电阻分别是96.8Ω、903.2Ω。
21.(1),;(2)48.4Ω
【详解】解:(1)当温控开关S闭合时,R被短路,该电路为只含有R0的简单电路,此时电饭煲处于加热状态,已知加热功率为
则工作0.1h消耗的电能为
(2)由可知,R0的电阻为
答:(1)电饭煲在加热状态下工作0.1h消耗的电能为,合;
(2)R0的电阻为48.4Ω。
22.(1)4A;(2)429;(3)600W
【详解】解:(1)由表中数据知道,浴足盆的额定加热功率880W,由P=UI知道,额定加热电流
(2)由电路图知道,S接b时只有R2接入电路中,电路中电阻较小,电源电压一定,由知道,此时电路的功率较大,为加热状态; S接a时两电阻串联,电路中电阻较大,功率较小,为保温状态。由欧姆定律知道,R2的阻值
保温状态下,由串联电路的特点和由知道,总电阻
则R1的阻值为
R1=R总-R2=484Ω-55Ω=429Ω
(3)由图乙知道,电能表上标有3000r/kW·h,3000r/kW·h表示每消耗1kW·h的电能,电能表的表盘就转过3000r,则表盘转过30r时,浴足盆消耗的电能
此时浴足盆加热的实际电功率
答:(1)额定加热电流为4A;
(2)R1的阻值为429Ω;
(3)在用电高峰期,浴足盆加热的实际电功率为600W。
23.(1) 0.75A;(2) 8.8Ω;(3) 0.48×103 J/(kg ℃)
【详解】解:(1)由得,座椅垫处于“低温”时的电流
(2)电源电压不变,高温挡功率最大,由可知,电路中电阻应最小,结合电路图可知,座椅垫处于“高温”挡时只有接入电路,
由可得,的阻值
由电路图可知,座椅垫处于“低温”挡时,与串联接入电路,电路中的总电阻
则的电阻
(3)由可得,座椅垫处于“高温”挡时,消耗的电能
由题意可知,加热片吸收的热量
由可得,加热片材料的比热容
答:(1)座椅垫处于“低温”挡时,电路中的电流是;
(2)加热片的阻值是;
(3)加热片材料的比热容是。
24.(1)484W;(2)6.72×104J;(3)87.3%
【详解】解:(1)当开关旋至1时,电阻R1、R2的串联,此时电路中电阻最大,电路中电流最小,可知在小功率挡,此时电路中的电流为
小功率挡的额定功率为
P1=UI=220V×2.2A=484W
(2)将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃,需要吸收热量
Q=cm t=4.2×103J/(kg ℃)×0.2kg×(100℃-20℃)=6.72×104J
(3)当开关旋至2时,电路中只有R2接入,此时电路中电阻最小,电路中电流最大,可知在大功率挡,大功率挡的功率
用大功率挡加热这些水消耗的电能
W=P2t=1100W×70s=7.7×104J
熨烫机的加热效率
答:(1)小功率挡的额定功率为484W;
(2)需要吸收6.72×104J;
(3)熨烫机的加热效率为87.3%。
25.(1)5.04×105J;(2)92.6%;(3)8W
【详解】解:(1)由题意可知,6kg的水温度从20℃升高到40℃,水的比热容为,根据比热容公式可知,水吸收的热量为
此加热过程中吸收的热量是5.04×105J。
(2)加热系统的加热电阻正常工作,则加热电阻的电压为220V,功率为605W,加热电阻正常工作时间为15min=900s,足浴盆加热时消耗的电能为
足浴盆加热时消耗的电能为;由(1)解析可知,此加热过程中吸收的热量是5.04×105J,则加热系统的加热电阻正常工作时,加热的效率为
加热的效率约为92.6%。
(3)由题意可知,足浴盆按摩系统中的电动机工作电流为4A,其电阻为0.5Ω,根据电功率的推导式可知,电动机工作中因发热损失的功率为
电动机工作中因发热损失的功率为8W。
答:(1)加热过程中吸收的热量是5.04×105J;
(2)加热系统的加热电阻正常工作时,加热的效率约为92.6%;
(3)电动机工作中因发热损失的功率是8W。
26.(1)加热;(2)2.52×105J;(3)150s
【详解】解:(1)由图可知,当S1、S2都闭合时,电路中只有R1工作;只闭合S1时,电阻R1、R2串联,串联电阻大于其中任一电阻,根据可知,当电路中的电阻最小,电路中的电功率最大,所以当S1、S2都闭合时,饮水机处于加热状态。
(2)水吸收的热量:
(3)由可得,饮水机正常工作时消耗的电能
由可知,需要的加热时间
答:(1)S1、S2都闭合时,饮水机处于加热状态;
(2)1kg的水温度从从升高到吸收的热量为;
(3)饮水机正常工作时,加热效率为84%,则将1kg的水从加热到需用150s。
27.(1)3V;(2)30Ω;(3)0.9W
【详解】解:(1)由电路图知道,开关S、S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流;开关S闭合,开关S1断开时,电路为R2的简单电路,电流表测通过R2的电流,由于并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R2的电流不变,即通过R2的电流I2=0.3A,由欧姆定律知道,电源的电压
U=I2R2=0.3A×10Ω=3V
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R1的电流
I1=I-I2=0.4A-0.3A=0.1A
由于并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电阻R1的阻值
(3)R2消耗的电功率
P2=UI2=3V×0.3A=0.9W
答:(1)电源电压为3V;
(2)电阻R1的阻值为30Ω;
(3)电阻R2上消耗的功率是0.9W。
28. R 1000W 7.56×105J
【详解】(1)[1][2]由电路图可知,电烤箱在加热工作时,电风扇和电热管是并联关系,温控开关在电热管R支路上,所以它控制电热管R;由可得电热管正常工作时的电功率
(2)[3]由电路图可知,当焙烤鸡翅时,电风扇与电热管是并联关系,电风扇在15分钟内一直工作,由可得电风扇消耗的电能
WM=PMtM=40W×15×60s=3.6×104J
从丙图可知电热管在15分钟内,只工作了12min,电热管消耗的电能
WR=PRtR=1000W×12×60s=7.2×105J
本次焙烤鸡翅共消耗的电能
W=WM+WR=3.6×104J+7.2×105J=7.56×105J
29. S 48.4Ω 800W
【详解】解:(1)[1][2]当只闭合S时,只有R2工作,当S、S0均闭合时,R1与R2并联,根据电阻的串并联特点可知:R1和R2并联,电路总电阻较小;根据可知电饭锅正常工作时功率大,所以,当只闭合S时处于电饭锅处于保温状态,当S、S0均闭合时,处于电饭锅加热状态;电饭锅正常工作处于保温状态,30min消耗的电能
(2)[3]由于加热功率,且,所以正常工作处于加热状态时,电阻R1的热功率
电阻R1的阻值
(3)[4]表示电饭锅每消耗的电能,电能表的转盘转3000r,电能表转盘转200r消耗的电能
电饭锅此时的实际加热功率
(1)S、断开开关S0;30min消耗的电能是;
(2)电饭锅正常工作处于加热状态时,电阻R1的阻值是48.4Ω;
(3)电饭锅此时的实际加热功率是800W。
30. B A 36000J 110Ω
【详解】解:(1)送冷风时,只有电动机工作;送热风时,电动机和电热丝都工作。开关放在B位置,电动机接入电路,电热丝断路,此时送冷风。要送热风,选择开关放在A位置。
(2)电吹风在额定电压下工作,送冷风时,只有电动机工作,电动机的额定功率为120W,通电5min电流所做的功是
W=P1t=120W×5×60s=36000J
(3)开关放在A位置,电动机和电热丝并联,送热风。电热丝发热功率为
P2=P-P1=560W-120W=440W
使用电热丝的电阻为
答:(1)要送冷风,选择开关应放在B位置;要送热风,选择开关应放在A位置;
(2)若电吹风在额定电压下工作,送冷风时,通电5min电流所做的功是36000J;
(3)若电吹风在额定电压下工作,送热风时电路消耗的总功率为560W,则电热丝R的阻值应为110Ω。
31.(1)0.5A;(2)88Ω;(3)见解析
【详解】解:(1)电饭锅低温档工作时的电流
(2)由电路图可知,只有开关S闭合时,R1通路,为低温档;开关S和S1都闭合时,R1和R2并联,为高温档。电饭锅高温档工作时的电流
通过电阻R2的电流为
I2=I高-I低=3A-0.5A=2.5A
电热丝R2的阻值
(3)由于用电高峰期用电器两端的实际电压小于额定电压,由 可知,电阻不变的情况下,实际电压变小,用电器的实际功率变小,由 可知,同样的档位煮熟同样的饭,电流做功相同的情况下,电功率越小,需要的时间越长。
答:(1)求电饭锅低温档工作时的电流0.5A。
(2)电热丝R2的阻值88Ω。
(3)由于用电高峰期用电器两端的实际电压小于额定电压,由 可知,电阻不变的情况下,实际电压变小,用电器的实际功率变小,由 可知,同样的档位煮熟同样的饭,电流做功相同的情况下,电功率越小,需要的时间越长。