第十八章 电功率
(满分:90分 时间:75分钟)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一项符合题目要求,第8～10小题有多项符合题目要求。全部选对得 3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.给电动车充电,计算它充满电后储存电能的公式是(A)
A.W=UIt B.W=I2Rt
C.W=t D.W=Fs
2.下列说法错误的是(D)
A.我们常说消耗了多少电能,其意思就是说电流做了多少功
B.电流通过灯泡后灯泡发光,这个过程中电流做了功
C.电能和电功的单位相同,都是焦耳
D.电能表上的读数显示了这个月用户的用电量
3.电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态,局部电路图如图所示。断开S后,充电插口可以外接充电器对蓄电池进行充电。电动自行车行驶过程中,其电动机正常工作电压为48 V,此时通过电动机线圈的电流为5 A。电动机线圈的电阻是 0.5 Ω,下列说法正确的是(D)
A.电动自行车是利用电流的热效应工作的
B.电动自行车的电动机是把电能全部转化为机械能
C.电动机正常工作1 min,电流通过线圈所产生的热量为14 400 J
D.电动机正常工作1 min,消耗的电能为14 400 J
4.小萌随父母去豫西抗日根据地——“方山寨”,进行红色研学之旅,需要提前给移动充电宝进行充电,充电宝容量为60 000 mA·h,充电电压为3.7 V,充电时剩余电量为0。于是她关闭家中其他用电器,并观察到家里电能表如图所示,要给充电宝充满电,电能表的转盘将转过(A)
A.222 r B.1 000 r C.799 r D.360 r
5.把标有“220 V 40 W”的灯泡L1和“220 V 60 W”的灯泡L2串联接入220 V电路两端。下列说法正确的是(C)
A.两灯泡的额定电压都变小了
B.两灯泡的额定电功率都变小了
C.灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大
D.通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
6.老王的手机电池的铭牌上标有“5 V 4 000 mA·h”的字样,手机正常使用时功率为 2 W。如果他在电池电量剩余30%时,立刻插上30 W的充电器,并持续正常使用,直到电量充满。他这次给手机充电的时间是(C)
A.0.2 h B.0.47 h C.0.5 h D.0.67 h
7.如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,下列判断正确的是(D)
A.电压表和电流表的示数都增大,电路总功率变大
B.电压表和电流表的示数都减小,电路总功率变小
C.电流表示数增大,电压表示数变大,灯泡变亮
D.电流表示数变小,电压表示数不变,灯泡亮度不变
8.某品牌电热水壶,部分参数如图所示,它正常工作245 s,可将体积为2 L、温度为20 ℃的水加热到70 ℃。下列分析正确的是(BCD)
额定电压:220 V
额定功率:1 800 W
额定容积:2 L
A.电热水壶正常工作时的电流约为0.12 A
B.电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为26.9 Ω
C.电热水壶整个过程消耗的电能是4.41×105 J
D.电热水壶中的水吸收的热量为4.2×105 J
9.如图所示,电源电压为 4.5 V,R1阻值为6 Ω,滑动变阻器R2规格为“20 Ω 1 A”,电压表量程为“0～3 V”,电流表量程为“0～0.6 A”。在保证电路安全的前提下,闭合开关,调节滑动变阻器,下列说法正确的是(BD)
A.滑片向右滑动时,电压表示数变大
B.滑片向左滑动时,电流表示数变大
C.R2连入电路的最小阻值是1.5 Ω
D.电路最大总功率为2.25 W
10.如图(甲)所示,电源电压保持不变。电流表A的量程为 “0～0.6 A”,电压表V1、V2的量程均为“0～3 V”,滑动变阻器R的规格为“50 Ω 2 A”,小灯泡的额定电压为 2.5 V。滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V2的示数为1.5 V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图(乙)所示。下列说法正确的是(AD)
A.电源电压为4 V
B.电压表V1的示数变化范围为1.5～3 V
C.滑动变阻器的取值范围是3～50 Ω
D.小灯泡的功率范围为0.1～1.25 W
二、填空题(本大题共7小题,11～16题每小题2分,17题4分,共
16分)
11.用电压表测得某段导体两端的电压是9 V,用电流表测得通过它的电流是0.5 A,则导体的电阻是 18 Ω ;导体消耗的电功率是
4.5 W 。
12.有甲和乙两盏灯,分别标有“220 V 25 W”和“220 V 100 W”字样,若将它们串联接入照明电路中,L甲和L乙的实际功率之比P甲∶P乙= 4∶1 ,较亮的是 L甲 灯。(忽略灯丝电阻变化)
13.甲、乙两灯的额定电压均为6 V,测得两灯的电流与电压关系图象如图所示。甲灯正常工作时的电阻是 20 Ω;当乙灯的实际功率是 2.4 W 时,它两端的实际电压是 4 V。
14.灯泡L1、L2分别标有“4 V 4 W”和“3 V 3 W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,将它们并联起来使用,干路中允许的最大电流为 1.75 A,此时L1消耗的电功率为 2.25 W。
15.如图所示,电源电压为 3 V,R1=R2=5 Ω,先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数将 变大 (选填“变大”或“变小”);当S1闭合,S2断开时,通电10 s,电流通过R1产生的热量是 4.5 J。
16.某同学用吹风机吹头发,电流通过吹风机做了 104 J 的功,这段时间内电能转化成的内能 < (选填“>”“<”或“=”)104 J。为了测该吹风机的功率,将吹风机单独接在电路中工作3 min,标有“3 000 imp/(kW·h)”字样的电子式电能表指示灯闪烁了120次,可算出吹风机工作时的电功率是 800 W。
17.3D打印笔利用ABS塑料,可以在任何表面“书写”,甚至可以直接在空气中作画。它很紧凑,并且无需电脑或电脑软件支持。你只要把它插上电,等一等就可以开始你的奇妙创作。如果你能够在空气中任意舞动你的手指,你会无师自通3D打印笔。它基于3D打印,挤出热融的塑料,然后在空气中迅速冷却,最后固化成稳定的状态,赋予了你无尽的创造力。只要几个小时的练习,你便能够描画出惊人的绚烂。整只笔长度约为 180 mm,直径为 24 mm。质量小于200 g,可以在110 V或220 V的电压下工作。它不是儿童玩具,不适合12岁以下儿童使用。ABS塑料会先被加热到 250 ℃,使用过程中谢绝触摸。3D打印笔其内部电路如图(甲)所示,R1、R2是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如图(乙)所示。
(1)打印笔工作时,PTC电阻发热,塑料受热会逐渐变软变稀。可见,塑料 不是 (选填“是”或“不是”)晶体,熔化过程要吸热。
(2)打印笔是利用电流的 热效应 工作的,打印笔工作有快、慢两挡。快挡打印时,图中开关S、S1处于闭合状态,打印笔两端的电压为 220 V,若此时温度为 250 ℃,打印笔的电功率是 80 W。
三、作图题(本大题共1小题,共4分)
18.(1)如图所示,这是探究电流产生的热量与电阻大小关系的实物图,请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向左滑动时电路中的电阻变小。
答案:如图所示
(2)如图所示是一个双温电炉电路图,电路由两段阻值相同的电阻丝组成发热体,A、B、C为三段引出线,单刀双掷开关接A为低温挡,接B为高温挡,且高温挡的功率是低温挡的2倍,试在图中画出两段电阻丝的连线图。
答案:如图所示
四、实验探究题(本大题共3小题,第19题7分,第20 题8分,第21题7分,共22分)
19.(7分)如图1是“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压为4.5 V且保持不变,小灯泡L的额定电压为 2.5 V。
(1)连接如图1所示电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于最 右 (选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关S,观察到小灯泡L不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不偏转,移动滑动变阻器的滑片P,两表的示数均无变化,则故障原因可能是 小灯泡L断路 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,多次实验并将数据和现象记录在下表中。分析表中信息,回答下列问题。
实验次数 电压U/V 电流I/A 小灯泡亮度 电功率P/W
1 0.5 0.20 不亮 0.10
2 1.0 0.24 暗 0.24
3 2.0 0.32 较暗 0.64
4 2.5 正常亮
5 3.0 0.38 很亮 1.14
①小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图2所示,则电流表示数为 0.36 A,小灯泡L的额定功率为 0.90 W;
②第1次实验中,小灯泡L不亮的原因可能是 小灯泡 L实际功率
太小 ;
③分析数据还发现,通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比,其原因可能是 灯丝电阻随温度的升高而增大 。
(4)本次实验所选用的滑动变阻器的规格是 B 。
A.10 Ω 2 A B.20 Ω 1 A
20.(8分)小兵同学通过实验测量灯泡L1、L2的额定功率,L1、L2分别标有“2.5 V”和“3.8 V”字样,电源电压恒为6 V,电压表只有0～3 V量程可以用。
(1)如图(甲)所示是小兵设计的测量L1额定功率的实验电路图,请在图(乙)中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接(要求滑片向A端移动时灯泡变亮)。
(2)连好电路后,按实验规范操作,先把滑动变阻器的滑片P移到 B (选填“A”或“B”)端,然后闭合开关S,小兵发现L1不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是L1 短路 (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1 V,电流表示数如图(丙)所示,读数为 0.2 A,滑动变阻器的最大阻值为 25 Ω;调节滑片P得到如表中的数据,L1的额定功率为
0.75 W。
实验次数 1 2 3
电压/V 1.0 2.5 2.8
电流/A 0.30 0.32
(4)小兵在原电路中用L2替换L1开始测量L2的额定功率,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为 1.5 V,接着小兵发现该电路无法完成测量,于是设计了一个新方案:把电压表改接到滑动变阻器两端,只需调节滑片P使电压表示数为 2.2 V,L2就会正常发光。
(5)小兵根据新方案连好电路,按实验规范操作,刚闭合开关S时,发现电压表示数超过了量程,立即断开开关思考解决办法,请你对此说出一种合理的解决办法: 换一个大量程电压表 。
答案:(1)如图所示
21.(7分)探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。如图甲和乙所示,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端,通电一段时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在该实验中,我们是通过观察U形管中液面的 高度差 来比较各容器中电热丝产生热量的多少的,这种研究方法叫 转换法 。
(2)利用甲装置可探究电流产生的热量与 电阻 的关系,通电一段时间后,与 右 (选填“左”或“右”)侧容器相连的U形管中液面的高度差较大。
(3)乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 不相等 (选填“相等”或“不相等”),为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成 更小的 (选填“更大的”或“更小的”)。
(4)若通电一段时间后,发现图甲其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是 容器的密封性不好 。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共 18分)
22.(9分)如图所示,电源电压恒定,R1=30 Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为 0.2 A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为 0.5 A。求:
(1)电源电压。
(2)R2的阻值。
(3)S、S1都闭合时,通电1 min电流通过R2做的功。
解析:(1)当S闭合,S1断开时,只有R1接入电路,此时电流表的示数为0.2 A,电源电压为
U=U1=I1R1=0.2 A×30 Ω=6 V。
(2)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测量电路总电流,电流表的示数为 0.5 A,则通过R2的电流为
I2=I-I1=0.5 A-0.2 A=0.3 A,
则R2的阻值为R2===20 Ω。
(3)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,通电1 min电流通过R2做的功为
W=UI2t=6 V×0.3 A×60 s=108 J。
答案:(1)6 V (2)20 Ω (3)108 J
23.(9分)图(甲)是某种具有加热、保温两挡的电饭煲内部的简化电路图,它的电阻是R1和R2,已知R2的阻值为400 Ω,电饭煲正常工作时电压为220 V,保温挡的额定功率为110 W。
(1)求电饭煲处于保温挡时的额定电流。
(2)求电饭煲加热挡的额定功率。
(3)有一次,悦悦同学发现,相同条件下煲饭时间更长,她猜想可能是因为其工作时实际电功率偏低。于是,她关闭家里其他用电器,只让电饭煲以加热挡工作,发现在1 min内电能表的转盘转了50 r。电能表的铭牌如图(乙)所示,请通过计算判断,悦悦同学的猜想是否正确(不考虑电阻值随温度的变化)。
解析:(1)由P=UI可知,电饭煲处于保温挡时的额定电流
I保温===0.5 A。
(2)电饭煲处于保温挡时,开关S1闭合,S2断开,电阻R1和R2串联,
则R=R1+R2===440 Ω,
则电阻R1的阻值R1=R-R2=440 Ω-400 Ω=40 Ω,
当开关S1和S2都闭合时,为加热挡,此时仅R1在电路中工作,则加热挡的额定功率
P加热===1 210 W。
(3)由电能表可知,每消耗1 kW·h的电能,转盘转动 3 000 r,则电能表的转盘转了 50 r 消耗的电能W== kW·h,由题意可知,消耗这些电能的时间t=1 min= h,所以该电饭煲的实际功率P实===1 kW=1 000 W,
该电饭煲加热挡的额定功率为 1 210 W,实际电功率比额定电功率低,所以悦悦同学猜想正确。
答案:(1)0.5 A (2)1 210 W (3)正确,计算过程见解析第十八章 电功率
(满分:90分 时间:75分钟)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一项符合题目要求,第8～10小题有多项符合题目要求。全部选对得 3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.给电动车充电,计算它充满电后储存电能的公式是( )
A.W=UIt B.W=I2Rt
C.W=t D.W=Fs
2.下列说法错误的是( )
A.我们常说消耗了多少电能,其意思就是说电流做了多少功
B.电流通过灯泡后灯泡发光,这个过程中电流做了功
C.电能和电功的单位相同,都是焦耳
D.电能表上的读数显示了这个月用户的用电量
3.电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态,局部电路图如图所示。断开S后,充电插口可以外接充电器对蓄电池进行充电。电动自行车行驶过程中,其电动机正常工作电压为48 V,此时通过电动机线圈的电流为5 A。电动机线圈的电阻是 0.5 Ω,下列说法正确的是( )
A.电动自行车是利用电流的热效应工作的
B.电动自行车的电动机是把电能全部转化为机械能
C.电动机正常工作1 min,电流通过线圈所产生的热量为14 400 J
D.电动机正常工作1 min,消耗的电能为14 400 J
4.小萌随父母去豫西抗日根据地——“方山寨”,进行红色研学之旅,需要提前给移动充电宝进行充电,充电宝容量为60 000 mA·h,充电电压为3.7 V,充电时剩余电量为0。于是她关闭家中其他用电器,并观察到家里电能表如图所示,要给充电宝充满电,电能表的转盘将转过( )
A.222 r B.1 000 r C.799 r D.360 r
5.把标有“220 V 40 W”的灯泡L1和“220 V 60 W”的灯泡L2串联接入220 V电路两端。下列说法正确的是( )
A.两灯泡的额定电压都变小了
B.两灯泡的额定电功率都变小了
C.灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大
D.通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
6.老王的手机电池的铭牌上标有“5 V 4 000 mA·h”的字样,手机正常使用时功率为 2 W。如果他在电池电量剩余30%时,立刻插上30 W的充电器,并持续正常使用,直到电量充满。他这次给手机充电的时间是( )
A.0.2 h B.0.47 h C.0.5 h D.0.67 h
7.如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表和电流表的示数都增大,电路总功率变大
B.电压表和电流表的示数都减小,电路总功率变小
C.电流表示数增大,电压表示数变大,灯泡变亮
D.电流表示数变小,电压表示数不变,灯泡亮度不变
8.某品牌电热水壶,部分参数如图所示,它正常工作245 s,可将体积为2 L、温度为20 ℃的水加热到70 ℃。下列分析正确的是( )
额定电压:220 V
额定功率:1 800 W
额定容积:2 L
A.电热水壶正常工作时的电流约为0.12 A
B.电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为26.9 Ω
C.电热水壶整个过程消耗的电能是4.41×105 J
D.电热水壶中的水吸收的热量为4.2×105 J
9.如图所示,电源电压为 4.5 V,R1阻值为6 Ω,滑动变阻器R2规格为“20 Ω 1 A”,电压表量程为“0～3 V”,电流表量程为“0～0.6 A”。在保证电路安全的前提下,闭合开关,调节滑动变阻器,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动时,电压表示数变大
B.滑片向左滑动时,电流表示数变大
C.R2连入电路的最小阻值是1.5 Ω
D.电路最大总功率为2.25 W
10.如图(甲)所示,电源电压保持不变。电流表A的量程为 “0～0.6 A”,电压表V1、V2的量程均为“0～3 V”,滑动变阻器R的规格为“50 Ω 2 A”,小灯泡的额定电压为 2.5 V。滑动变阻器的滑片P在某点时,小灯泡正常发光,此时电压表V2的示数为1.5 V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图象如图(乙)所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4 V
B.电压表V1的示数变化范围为1.5～3 V
C.滑动变阻器的取值范围是3～50 Ω
D.小灯泡的功率范围为0.1～1.25 W
二、填空题(本大题共7小题,11～16题每小题2分,17题4分,共
16分)
11.用电压表测得某段导体两端的电压是9 V,用电流表测得通过它的电流是0.5 A,则导体的电阻是 ;导体消耗的电功率是
。
12.有甲和乙两盏灯,分别标有“220 V 25 W”和“220 V 100 W”字样,若将它们串联接入照明电路中,L甲和L乙的实际功率之比P甲∶P乙= ,较亮的是 灯。(忽略灯丝电阻变化)
13.甲、乙两灯的额定电压均为6 V,测得两灯的电流与电压关系图象如图所示。甲灯正常工作时的电阻是 Ω;当乙灯的实际功率是 2.4 W 时,它两端的实际电压是 V。
14.灯泡L1、L2分别标有“4 V 4 W”和“3 V 3 W”的字样,忽略温度对灯丝电阻的影响,将它们并联起来使用,干路中允许的最大电流为 A,此时L1消耗的电功率为 W。
15.如图所示,电源电压为 3 V,R1=R2=5 Ω,先闭合开关S1,再闭合开关S2,电流表示数将 (选填“变大”或“变小”);当S1闭合,S2断开时,通电10 s,电流通过R1产生的热量是 J。
16.某同学用吹风机吹头发,电流通过吹风机做了 104 J 的功,这段时间内电能转化成的内能 (选填“>”“<”或“=”)104 J。为了测该吹风机的功率,将吹风机单独接在电路中工作3 min,标有“3 000 imp/(kW·h)”字样的电子式电能表指示灯闪烁了120次,可算出吹风机工作时的电功率是 W。
17.3D打印笔利用ABS塑料,可以在任何表面“书写”,甚至可以直接在空气中作画。它很紧凑,并且无需电脑或电脑软件支持。你只要把它插上电,等一等就可以开始你的奇妙创作。如果你能够在空气中任意舞动你的手指,你会无师自通3D打印笔。它基于3D打印,挤出热融的塑料,然后在空气中迅速冷却,最后固化成稳定的状态,赋予了你无尽的创造力。只要几个小时的练习,你便能够描画出惊人的绚烂。整只笔长度约为 180 mm,直径为 24 mm。质量小于200 g,可以在110 V或220 V的电压下工作。它不是儿童玩具,不适合12岁以下儿童使用。ABS塑料会先被加热到 250 ℃,使用过程中谢绝触摸。3D打印笔其内部电路如图(甲)所示,R1、R2是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如图(乙)所示。
(1)打印笔工作时,PTC电阻发热,塑料受热会逐渐变软变稀。可见,塑料 (选填“是”或“不是”)晶体,熔化过程要吸热。
(2)打印笔是利用电流的 工作的,打印笔工作有快、慢两挡。快挡打印时,图中开关S、S1处于闭合状态,打印笔两端的电压为 V,若此时温度为 250 ℃,打印笔的电功率是 W。
三、作图题(本大题共1小题,共4分)
18.(1)如图所示,这是探究电流产生的热量与电阻大小关系的实物图,请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向左滑动时电路中的电阻变小。
(2)如图所示是一个双温电炉电路图,电路由两段阻值相同的电阻丝组成发热体,A、B、C为三段引出线,单刀双掷开关接A为低温挡,接B为高温挡,且高温挡的功率是低温挡的2倍,试在图中画出两段电阻丝的连线图。
四、实验探究题(本大题共3小题,第19题7分,第20 题8分,第21题7分,共22分)
19.(7分)如图1是“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压为4.5 V且保持不变,小灯泡L的额定电压为 2.5 V。
(1)连接如图1所示电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关S,观察到小灯泡L不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不偏转,移动滑动变阻器的滑片P,两表的示数均无变化,则故障原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,多次实验并将数据和现象记录在下表中。分析表中信息,回答下列问题。
实验次数 电压U/V 电流I/A 小灯泡亮度 电功率P/W
1 0.5 0.20 不亮 0.10
2 1.0 0.24 暗 0.24
3 2.0 0.32 较暗 0.64
4 2.5 正常亮
5 3.0 0.38 很亮 1.14
①小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图2所示,则电流表示数为 A,小灯泡L的额定功率为 W;
②第1次实验中,小灯泡L不亮的原因可能是 ;
③分析数据还发现,通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比,其原因可能是 。
(4)本次实验所选用的滑动变阻器的规格是 。
A.10 Ω 2 A B.20 Ω 1 A
20.(8分)小兵同学通过实验测量灯泡L1、L2的额定功率,L1、L2分别标有“2.5 V”和“3.8 V”字样,电源电压恒为6 V,电压表只有0～3 V量程可以用。
(1)如图(甲)所示是小兵设计的测量L1额定功率的实验电路图,请在图(乙)中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接(要求滑片向A端移动时灯泡变亮)。
(2)连好电路后,按实验规范操作,先把滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端,然后闭合开关S,小兵发现L1不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是L1 (选填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为1 V,电流表示数如图(丙)所示,读数为 A,滑动变阻器的最大阻值为 Ω;调节滑片P得到如表中的数据,L1的额定功率为
W。
实验次数 1 2 3
电压/V 1.0 2.5 2.8
电流/A 0.30 0.32
(4)小兵在原电路中用L2替换L1开始测量L2的额定功率,按实验规范操作,刚闭合开关S时,电压表示数为 1.5 V,接着小兵发现该电路无法完成测量,于是设计了一个新方案:把电压表改接到滑动变阻器两端,只需调节滑片P使电压表示数为 V,L2就会正常发光。
(5)小兵根据新方案连好电路,按实验规范操作,刚闭合开关S时,发现电压表示数超过了量程,立即断开开关思考解决办法,请你对此说出一种合理的解决办法: 。
21.(7分)探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。如图甲和乙所示,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端,通电一段时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在该实验中,我们是通过观察U形管中液面的 来比较各容器中电热丝产生热量的多少的,这种研究方法叫 。
(2)利用甲装置可探究电流产生的热量与 的关系,通电一段时间后,与 (选填“左”或“右”)侧容器相连的U形管中液面的高度差较大。
(3)乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流 (选填“相等”或“不相等”),为了使实验现象更明显,可以将R3的阻值换成 (选填“更大的”或“更小的”)。
(4)若通电一段时间后,发现图甲其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是 。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共 18分)
22.(9分)如图所示,电源电压恒定,R1=30 Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为 0.2 A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为 0.5 A。求:
(1)电源电压。
(2)R2的阻值。
(3)S、S1都闭合时,通电1 min电流通过R2做的功。
23.(9分)图(甲)是某种具有加热、保温两挡的电饭煲内部的简化电路图,它的电阻是R1和R2,已知R2的阻值为400 Ω,电饭煲正常工作时电压为220 V,保温挡的额定功率为110 W。
(1)求电饭煲处于保温挡时的额定电流。
(2)求电饭煲加热挡的额定功率。
(3)有一次,悦悦同学发现,相同条件下煲饭时间更长,她猜想可能是因为其工作时实际电功率偏低。于是,她关闭家里其他用电器,只让电饭煲以加热挡工作,发现在1 min内电能表的转盘转了50 r。电能表的铭牌如图(乙)所示,请通过计算判断,悦悦同学的猜想是否正确(不考虑电阻值随温度的变化)。
