15.3 怎样使用电器正常工作(巩固训练)
【课时衔接】
1.(电能及能量转化)干电池在工作时是将 ( )
A.化学能转化为电能
B.化学能转化为机械能
C.电能转化为化学能
D.机械能转化为电能
2.(实际电压与客观电压)现有规格为“6 V 6 W”和“6 V 3 W”的甲、乙两电灯(不考虑温度对灯丝电阻的影响),串联时 灯较亮,并联时电路两端总电压最大是 V。
【基础通关】
3.在做“测定小灯泡电功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,电源为两节干电池,其余器材均完好。
(1)小明同学在连接电路时,将最后一根导线接好后,就看到灯泡发光,而且很亮,同时电压表指针偏转角度较小。你认为他在连接电路时可能存在的错误或不妥是:
① ;
② ;
③ 。
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,当 时,可知小灯泡处于正常发光状态,此时电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率为 W。
【素养提升】
4.把标有“220 V 100 W”和“220 V 40 W”字样的两个灯泡串联在220 V的电路中,则 ( )
A.40 W灯泡两端的电压较高
B.100 W灯泡比40 W灯泡亮
C.100 W灯泡的实际功率大于它的额定功率
D.40 W灯泡的实际功率大于它的额定功率
5.如图甲所示的电路,小灯泡L标有“6 V 3.6 W”,闭合开关S后,滑片P从b端移到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系如图乙所示。求:(不计温度对电阻的影响)
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)当滑片P滑到中点时,小灯泡L的实际功率。
6.如图,这是某种电加热器的电路工作原理图,有总控开关S1、温控开关S2、两个加热电阻丝R1、R2(阻值不变)。该加热器部分参数:额定电压为220 V,加热功率为4840 W,保温功率为400 W。求:
(1)当S1、S2都闭合,该加热器处于 (选填“加热”或“保温”)状态,求此时电路中的总电流。
(2)傍晚用电高峰期,若实际电压只有200 V时,加热器保温状态下的实际功率。(保留整数)
参考答案
1.A
2.乙 6
3.(1)①连接电路时没有将开关断开
②滑动变阻器没有调到最大阻值
③电压表使用了大量程
(2)电压表示数为2.5 V 0.8
4.A
5.解:(1)小灯泡L标有“6 V 3.6 W”,表示小灯泡的额定电压为6 V,小灯泡的额定功率为3.6 W,
根据P=可得,小灯泡正常发光时的电阻:
RL===10 Ω
(2)由图甲知,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
滑片P从b端移到a端的过程中,变阻器连入电路中的电阻从最大变为0,根据串联分压原理,电压表示数从最大变为0,由图乙知,P在b点时,电压表示数为4 V,对应的电流为0.2 A;P在a点时,电压表示数为0,对应的电流为0.6 A,P在a点时,为小灯泡的简单电路,由欧姆定律可得,电源电压:
U=IaRL=0.6 A×10 Ω=6 V
P在b点时,根据欧姆定律和电阻的串联可得,变阻器的最大电阻:
R滑=-RL=-RL=30 Ω-10 Ω=20 Ω
当滑片P滑到中点时,变阻器连入电路中的电阻:
R中=0.5R滑=0.5×20 Ω=10 Ω
根据电阻的串联和欧姆定律,此时电路中的电流:
I中===0.3 A
此时小灯泡的实际功率:
P灯=×RL=(0.3 A)2×10 Ω=0.9 W
6.(1)加热
解:(1)只闭合S1时,电路为R2的简单电路,根据P=可知,功率最小,电饭煲处于保温状态;S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据P=可知,功率最大,电饭煲处于加热状态。由P=UI可得,电路中的总电流:
I===22 A
(2)保温时电路为R2的简单电路,由P=可得,电阻R2的阻值:R2===121 Ω
当电路两端电压为200 V时,加热器保温状态下的实际功率:P实际==≈331 W
215.3 怎样使用电器正常工作
【课时衔接】
1.(电功率测量)灯泡上所标明的“PZ 2.5 V”,2.5 V是指灯泡的 电压,为测出灯泡的额定功率,根据额定功率的意义和公式P= ,必须把灯泡两端的电压调整为
电压,并测出通过灯泡的 。
2.(电功率计算)电子式电能表表盘上标有“3000 imp/(kW·h)”字样,将某用电器单独接在该表所在电路上工作1 min,电能表指示灯闪烁150次。该用电器在上述时间内消耗的电能为
J,用电器的电功率是 W。
【基础通关】
3.（教材变式练）在用电高峰期,家中的灯泡比正常发光时要 (选填“亮些”或“暗些”);当实际电压为210 V时,标有“220 V 60 W”的灯泡发光的实际功率是 W。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
4.现有两个灯泡L1、L2,分别标有“10 V 10 W”和“9 V 5.4 W”的字样。当将它们串联使用时,电路两端允许加的最大电压是 V;当将它们并联使用时,干路允许通过的最大电流是 A,此时电路消耗的最大功率是 W。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
【素养提升】
5.在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:①减小误差;②寻找普遍规律。在“测量小灯泡不同电压下的电功率”的实验中,多次测量的目的是 ;在“用电压表和电流表测量导体的电阻”的实验中,多次测量的目的是 。(均选填“①”或“②”)
6.将一个标有“12 V 15 W”的灯泡接入某电路时,测得通过它的电流是1 A,则它的实际功率 ( )
A.小于15 W
B.等于15 W
C.大于15 W
D.不能确定
7.图甲是灯泡L和电阻R的电流随电压变化图像,如果将它们串联在电路中,当通过的电流是0.5 A时,灯泡恰好正常发光,灯泡的额定功率为 W;若将它们按图乙接入电路中,先闭合开关S,再闭合开关S1,发现电流表示数变化了0.2 A,此时灯泡的实际功率为
W,在此状态下通电1 min,电路中电流做的功是 J。
8.小红在测量小灯泡额定功率的实验中,选用的小灯泡标有“2.5 V”字样,已知小灯泡电阻大约为10 Ω,电源电压为6 V,实验电路如图甲所示。
(1)小红连接了如图甲所示的电路,闭合开关前,发现有一根导线连接错误,请你用笔在图中这根导线上画“×”,并重新画一根正确连接电路的导线(导线不交叉)。
(2)实验室里有规格为甲“10 Ω 1 A”和乙“50 Ω 1 A”的滑动变阻器,为了完成该实验,小红应该选择 (选填“甲”或“乙”)滑动变阻器。
(3)小红在实验器材选择无误且电路连接正确的情况下,将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处后,闭合开关,发现电压表和电流表都有示数,灯泡却不亮,其原因是 。
(4)根据实验数据绘出的小灯泡的I-U图像如图乙,则小灯泡的额定功率是 W。
(5)小红还设计出了只有电流表没有电压表时测量小灯泡额定功率的方法,其电路图如图丙所示,已知R0=5 Ω。此方案最关键的一步是必须调节滑动变阻器滑片,使电流表A2的示数为
A,再读出电流表A1的示数,才能算出小灯泡的额定功率。
9.图甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机,其电路图如图乙所示,S1为温控开关,额定电压为220 V,加热功率为500 W,保温功率为60 W。R1、R2均为加热电阻丝(假设电阻不变),请解答下列问题:
(1)电阻丝R1的阻值是多少
(2)某一次小红家中只使用了饮水机,在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在5分钟内闪烁了54次,她家电能表上标有“1600 imp/(kW·h)”的字样,此时,饮水机的实际功率和实际电压是多少
参考答案
1.额定 UI 额定 额定电流
2.1.8×105 3000
3.暗些 54.7
4.15 1.5 13.5
5.② ①
6.A
7.1.25 0.4 36
8.(1)答案:
(2)乙
(3)小灯泡的实际功率太小
(4)0.5
(5)0.5
9.解:(1)饮水机保温时电路为R2的简单电路,饮水机加热时R1与R2并联,因电路的总功率等于各用电器功率之和,所以,加热时电阻丝R1的电功率:
P1=P加热-P保温=500 W-60 W=440 W
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由P=可得,电阻R1的阻值:
R1===110 Ω
(2)5分钟消耗的电能:
W= kW·h=1.215×105 J
加热状态下的实际功率:
P实际===405 W
加热状态下的总电阻:
R总===96.8 Ω
实际电压:
U实际===198 V
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