模块三 电学
第16讲 电功率【测试】(解析版)
(试题分值:100分 测试时间:90分钟)
一、单选题(本题包括8小题,每小题2分,共16分。每小题只有一个正确答案)
1.(24-25八年级上·四川成都·阶段练习)下列家用电器中,可将电能转化为机械能是( )。
A.电视机 B.电风扇 C.电饭锅 D.电熨斗
【答案】B。
【解析】电流做功的过程,实际上就是个能量转化的过程,从电能转化成其它形式的能。
A.电视机是把电能转化为声能和光能,故A不符合题意;
B.电风扇是把电能转化为机械能,故B符合题意;
C.电饭锅是把电能转化为内能,故C不符合题意;
D.电熨斗是把电能转化为内能,故D不符合题意。故选B。
2.(2024·湖南邵阳·模拟预测)图中甲、乙分别是某家庭3月初和4月初电能表的示数,则下列说法中正确的是( )。
A.电能表是计量电功率的仪表
B.该家庭在这一个月的时间内总共用电2000kW·h
C.家庭电路中电能表一般安装在总开关之前
D.1000W的用电器单独接在这个电能表下工作6min,电能表转600圈
【答案】C。
【解析】A.电能表是测量消耗电能或电功的仪表,故A错误;
B.由图可知W1=1042.8kW·h,5月初电能表的示数W2=1242.8kW·h,则该家庭在这段时间内总共用电
W= W2﹣W1=1242.8kW·h﹣1042.8kW·h=200kW·h
故B错误;
C.电能表是用来测量家庭消耗电能多少的仪表,也防止一些人偷电,一定安装在家庭电路的最前端,并且在总开关的前面,检修电路时要断开开关,在电能表的后面要接入总开关,故C正确;
D.1200r/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能,表盘转1200转。则该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能为0.5 kW·h。1000W的用电器单独接在这个电能表下工作6min消耗电能为
故D错误。故选C。
3.(2024·四川内江·三模)标有“6V,3W”和“6V,6W”的灯和,假设两灯灯丝电阻不变,若将它们串联在某电源上,在保证电路安全的条件下,使其中一个灯泡正常发光,下列说法正确的是( )。
A.电源电压为12V
B.灯L1和L2两端的电压之比为1∶2
C.灯L2和L1的发光亮度相同
D.电路消耗的总功率为4.5W
【答案】D。
【解析】A.两个灯泡的额定电流分别为,
两个灯泡的电阻分别为,
将它们串联在某电源上,所以通过它们的电流相等,使其中一个灯正常发光,因为L1的额定电流小于L2的额定电流,所以通过电路的电流是0.5A,L1正常发光,L2不能正常发光,电源电压为
故A错误;
B.根据可知,灯L1和L2两端的电压之比为
故B错误;
C.灯L1和L2的电流相等,灯L1和L2两端的电压不相等,根据可知,灯L1和L2的实际功率不相等,故灯L1和L2的发光亮度不同,故C错误;
D.根据P=UI可知,电路消耗的总功率为
故D正确。故选D。
4.(2024·河南南阳·二模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1的阻值不变,滑动变阻器R2的规格是“100Ω 1A”。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )。
A.电源电压为6V
B.R1的电阻为20Ω
C.当滑片P移到中点时,通过R2的电流为0.2A
D.整个电路电功率最小时,10s内滑动变阻器消耗的电能为12J
【答案】B。
【解析】由图可知,灯泡L与变阻器R串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量变阻器R两端的电压。
AB.当电路中的电流I1=0.3A时,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压
U=I1R2+I1R1=0.3A×20Ω+0.3A×R1①
当电路中的电流I2=0.1A时,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压
U=I2R′2+I2R1=0.1A×100Ω+0.1A×R1②
联立①②式可得,电源电压U=12V,R1的电阻R1=20Ω,故A错误,B正确;
C.变阻器的最大阻值是100Ω,当滑片P移到中点时,通过R2的电流为
故C错误;
D.由P=UI可知,整个电路电功率最小时,电源电压不变,电路中的电流最小,由图乙可知,最小电流是0.1A,变阻器的阻值是100Ω,10s内滑动变阻器消耗的电能为W=I22R′2t=(0.1A)2×100Ω×10s=10J
故D错误。故选B。
5.(2024·安徽合肥·二模)阿牛连接了如图甲所示电路,电源电压恒定,R 为滑动变阻器,闭合开关 S, 移动滑动变阻器的滑片得到小灯泡两端电压和电流关系图象如图乙所示。当小灯泡两端电压从U1 增加到U2 , 对应的电流从I1 增加到I2 ,相应的变化最记为ΔU 和ΔI 。下列说法正确的是( )。
A.小灯泡逐渐变亮 B.小灯泡的电阻逐渐变小
C.小灯泡的电阻 D.小灯泡的电功率变化量ΔP=ΔU·ΔI
【答案】A。
【解析】AB.当小灯泡两端电压从U1增加到U2,电流也是增大的,根据P=UI知,电功率增大,故灯泡亮度变亮,而图像是曲线,向电压轴方向靠拢,说明电压增大相同时,电流增大越来越小,故灯泡的电阻变大,故A正确,B错误;
C.根据知,当电阻不变时,,而电阻改变时,此关系不再成立,故C错误;
D.根据P=UI知ΔP=U2I2-U1I1≠ΔU·ΔI故D错误。故选A。
6.(2024·福建龙岩·二模)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表示数变化了0.2A,电压表的示数从6V变为2V,电压表的示数变化了5V,的功率变化了,电路总功率变化了。下列选项正确的是( )。
A.电源电压为7.5V B.的最大阻值为25Ω
C.为0.8W D.为1W
【答案】A。
【解析】由电路图可知,三个电阻串联在电路中,电压表V1测的是R1的两端电压,电压表V2测的是滑动变阻器R2的两端电压,电流表测的是电路电流。
AB.设电源电压为U,当滑动变阻器R2的滑片P在a端时,R2接入电路的电阻为0,根据欧姆定律可得,此时电路电流为
电压表V1的示数为
电压表V2的示数为0;当滑动变阻器R2的滑片P在b端时,R2接入电路的电阻为最大电阻R2,根据欧姆定律可得,此时电路电流为
此时电压表V1的示数为
电压表V2的示数为
由题意可得
根据题意得,电压表V2的示数变化为
联立以上式子解得,电源电压为U=7.5V,R1=20Ω,滑动变阻器最大阻值R2=50Ω,R3=5Ω,故A正确,B错误;
C.由以上分析可得,当滑动变阻器R2的滑片P在a端时,电路电流为
当滑动变阻器R2的滑片P在b端时,此时电路电流为
根据串联电路的电流特点和P=UI可得,R1的功率变化为
故C错误;
D.电路总功率变化为
故D错误。故选A。
7.(2024·江苏常州·一模)如图甲所示为一款养生壶的简化电路图,S是温控开关,R1、R2是两个阻值不变的加热电阻。养生壶的高档位额定功率为P1=550W、低档位额定功率为P2=220W。养生壶正常工作时,分别用高档位和低档位给质量为2kg的水加热,水温随时间变化的图像如图乙所示,水的比热容为,则( )。
A.S断开时,养生壶处于高档位工作
B.加热电阻R2的阻值为220Ω
C.用高档位将水加热6min,水吸收的热量为1.98×105J
D.用低档位给水加热时的加热效率约为63.6%
【答案】D。
【解析】A.S断开时,两个电阻串联,S闭合时,电路为R1的简单电路,由可知,S断开时,电路电阻较大,养生壶处于低温档,故A不符合题意;
B.低档位额定功率为P2=220W,低档位的总电阻
养生壶的高档位额定功率为P1=550W,电阻R1的阻值
加热电阻R2的阻值为
故B不符合题意;
C.用高档位将水加热6min,水温从50℃升高到70℃,水吸收的热量为
故C不符合题意;
D.用低档位给水加热时的加热10min吸收的热量
用低档位给水加热时消耗的电能
用低档位给水加热时的加热效率约为
故D符合题意。
8.(2024·湖北武汉·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω。当开关S1闭合、S2和S3断开,滑片P移到最下端时,电流表A的示数为I1,R1消耗的功率为P1;再将滑片P移到最上端时,电流表A的示数为I2;当开关S1、S2和S3都闭合,滑片P移到最下端时,R1消耗的功率为P1',R3消耗的功率为7.2W。已知I1∶I2=1∶2,P1∶P1'=1∶9,下列说法正确的是( )。
A.电源电压是9V
B.R3的阻值是10Ω
C.当开关S1、S2和S3都闭合时,电路消耗的最小功率为13.2W
D.当开关S1闭合、S2和S3断开,滑片P移到最下端时,电压表V1和V2的示数之比为1∶3
【答案】C。
【解析】B.当开关S1闭合、S2和S3断开,滑片P移到最下端时,三电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2和R3两端的电压之和,电流表测电路中的电流,再将滑片P移到最上端时,R1与R3串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R3两端的电压;当开关S1、S2和S3都闭合,滑片P移到最下端时,三电阻并联,电流表测干路电流;由可知
则三电阻串联时R1两端的电压与电源电压之比
由串联电路的电阻特点和分压原理可知-------①
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知-------②
由,解得
由②可得,故B错误;
A.由可知,电源电压,故A错误;
D.由串联电路的电阻特点和分压原理可知,当开关S1闭合、S2和S3断开,滑片P移到最下端时,电压表V1和V2的示数之比,故D错误;
C.由可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器消耗的电功率最小,当开关S1、S2和S3都闭合时R1消耗的电功率为
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,R2消耗的最小电功率
则电路消耗的最小功率
故C正确。故选C。
二、多选题(4小题,每小题3分,选对但不全的得2分,选错不得分,共12分)
9.(2024·四川广元·一模)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )。
A.甲灯的实际功率一定是40W
B.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
C.若两灯串联在220V的电路中,则甲灯较亮
D.将乙灯接入110V电路中,它的额定功率为15W
【答案】CD。
【解析】A.40W为甲灯泡的额定电功率,而甲灯的实际电功率有无数个,故A错误;
B.由可知,消耗电能的多少还与工作时间有关系,故B错误;
C.根据可知,甲灯的电阻比乙灯大,若两灯串联在220V的电路中,电流相等,据可知,甲灯的实际功率较大,则甲灯亮,故C正确;
D.根据规格可求乙灯的电阻为
当电压为110V时,乙灯的电功率为
故D正确。故选 CD。
10.(2024·河北沧州·一模)如图甲所示的电路,电源电压恒定。闭合开关S,移动滑片P,电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是( )。
A.电源电压为12V
B.最大功率为7.2W
C.滑片P向左移动过程中,两端电压逐渐变小
D.滑片P向右移动过程中,电压表与电流表的比值变小
【答案】AB。
【解析】由图甲得,电阻R0与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器电压。
A.由图乙得,当电压表示数为10V时,电流表示数为0.1A,由串联电路特点与欧姆定律得电源电压为
①
当电压表示数为0V时,电流表示数为0.6A,由串联电路特点与欧姆定律得电源电压为
②
联立①②解得电源电压,。故A正确;
B.根据,当电流最大为0.6A时,功率最大为,故B正确;
C.滑片P向左移动过程中,滑动变阻器接入电路中电阻变小,变阻器分到电压变小,两端电压逐渐变大,故C错误;
D.根据,电压表与电流表的比值为变阻器接入电路中的阻值,滑片P向右移动过程中,滑动变阻器接入电路中电阻变大,故D错误。故选AB。
11.(2024·贵州黔南·一模)如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。如图乙所示是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端消耗的电功率P与通过其电流I的大小关系图像,下列说法正确的是( )。
A.此电路的电源电压为8V B.滑动变阻器R1的最大阻值是25Ω
C.定值电阻R0的最大功率是7.2W D.电路中电流的变化范围为0.2A~1.2A
【答案】BD。
【解析】由电路图可知,R0与R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.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,由图像可知,电路中的最小电流I=0.2A时,R1的电功率P1=1W,由P=I2R可得,滑动变阻器的最大阻值为
当电路中的电流I′=0.4A时,R1的电功率P1′=1.6W,此时R1接入电路的电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由欧姆定律可得,电源的电压为
U=I′(R0+R1′)=0.4A×(R0+10Ω)
当电路中的电流I=0.2A时,电源的电压为U=I(R0+R1)=0.2A×(R0+25Ω)
因电源的电压不变,则0.4A×(R0+10Ω)=0.2A×(R0+25Ω)
解得R0=5Ω。则电源的电压为U=I(R0+R1)=0.2A×(5Ω+25Ω)=6V
故A错误,B正确;
CD.由图乙知电路的最小电流为0.2A;当滑动变阻器的电阻最小时电路的电流最大,最大电流为
定值电阻R0的最大功率为P0=Imax2R0=(1.2A)2×5Ω=7.2W
电路中电流的变化范围为0.2A~1.2A。故C错误,D正确。故选BD。
12.(2024·河北保定·二模)如图所示,保持电源电压不变,、的阻值为,的最大阻值为,a、b是电流表或电压表。当闭合全部开关,滑动变阻器的滑片置于中点处时,电流表A的示数为;滑片向左移动时,a、b的示数都减小。下列说法正确的是( )。
A.a为电压表,b为电流表
B.电源电压为
C.闭合开关S、,断开时,滑片从中点移到最左端,变阻器消耗的功率变化量为
D.把a、b都换成另一种电表,开关均闭合,滑片从中点向左移动过程中,a、b两电表的示数都变大
【答案】BCD。
【解析】A.若a、b两表均为电压表,三个电阻串联,a表测量R1和R3两端的电压,b表测量R2和R3两端的电压,滑片向左移动时,滑动变阻器的电阻变大,由串联电路的分压特点可知,所以a、b表的示数都变大,不符合题意;若a为电压表,b为电流表,电阻R2和R3被短路,滑片移动电表的示数都不变,不符合题意;若a为电流表,b为电压表,电阻R1和R3被短路,滑片移动电表的示数都不变,不符合题意;综上分析知a、b均为电流表。故A错误;
B.由题意可知
得电源电压为,故B正确;
C.闭合开关S、S2,断开S1时,R2和R3并联,滑片从中点移到最左端,R3接入电路的电阻由R0变为2R0,此时变阻器消耗的功率为
滑片在中点时变阻器消耗的功率为
则变阻器消耗的功率变化量为,故C正确;
D.若a、b两表均为电压表,三个电阻串联,a表测量R1和R3两端的电压,b表测量R2和R3两端的电压,滑片向左移动时,滑动变阻器的电阻变大,由串联电路的分压特点可知,所以a、b表的示数都变大,故D正确。
故选BCD。
三、填空题(共8小题,每空1分,共26分)
13.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)灯泡L的电流随电压变化的图像如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙中所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,再闭合开关,电流表的示数变化了0.2A,则R的阻值是 Ω,通电1min,定值电阻R消耗的电能是 J。
【答案】10;24。
【解析】[1]只闭合开关S,由图乙可知电路只有灯泡,小灯泡的实际功率为0.5W,根据由图甲可知此时灯泡两端电压为2V,电流为0.25A;则电源电压也为2V;再闭合开关,电路为并联电路,电流表测干路电流,电流表的示数变化了0.2A,根据并联电路电流、电压规律和欧姆定律得R的阻值是
[2]通电1min,定值电阻R消耗的电能是。
14.(2024·天津和平·二模)如图甲所示,电源电压恒定不变,图乙是滑动变阻器滑片从一端移到另一端过程中电压表和电流表变化图象,电源电压为 ;当滑片位于中点时,通电1min定值电阻消耗的电能是 。
【答案】6V;54J。
【解析】[1]由图甲可知该电路为串联电路,电压表测滑动变阻器两端电压,当电压表示数为零时,根据串联分压规律可知滑动变阻器接入电路阻值为零,即滑动变阻器短路,电路中只有定值电阻,由图乙可知此时电路电流为0.6A,则电源电压为 ①
由图乙可知当电压表示数为4V时,此时电路电流为0.2A,则电源电压为 ②
解①②得,所以电源电压为
[2]由图乙可知当电压表示数为4V时,滑动变阻器接入电路阻值最大,滑动变阻器最大阻值为
当滑片位于中点时,滑动变阻器接入电阻为最大阻值的一半,即,此时电路电流为
通电1min定值电阻消耗的电能是。
15.(2024·江西九江·一模)实验是学生学好物理的重要手段,也是中学生必备的基本技能之一。请结合下列物理仪器解答以下问题。
(1)小聪在测量电流时,闭合开关前,电流表的指针位置如图甲中虚线所示,原因是电流表 。若小聪忘记纠正错误,马上闭合开关,指针指在图甲中实线处,则电路中的实际电流是 A.
(2)如图乙所示,小聪家一周的用电量是 kW·h。若电价是0.5元/度,则小聪家本周所花费的电费是 元。
(3)图丙所示的是一种多功能测量仪表,此时表上显示的供电电压为 V,该仪表计量电能的单位是 ,其值为 J。
【答案】(1)没有校零;0.2;(2)22;11;(3)220.8;W·h;3240。
【解析】(1)[1]由图得,闭合开关前,电流表的指针不在零刻度线上,说明电流表没有校零。
[2]由图得,闭合开关,电流表的分度值为0.02A,示数为0.1A,则电路中的实际电流是0.1A。
(2)[1]由图乙得,小聪家一周的用电量是
[2]若电价是0.5元/度,则小聪家本周所花费的电费是
(3)[1]由图丙得,此时表上显示的供电电压为220.8V。
[2][3]由图丙,该仪表计量电能的单位是W·h,其值为。
16.(2024·新疆昌吉·模拟预测)随着科技的进步,各种智能小家电产品已经充斥生活每个角落。如图所示为电热水壶。
(1)加热盘上的指示灯是发光二极管,它是由 (填“半导体”或“超导体”)材料做成的,它对水加热过程中,是通过 (填“做功”或“热传递”)的方式增加水的内能;
(2)当壶里装水量达到最大值时,水对壶底的压力 (填“大于”“小于”或“等于”)水的重力,关闭其他用电器只让电热水壶工作,把1.8L初温为20℃的水加热到80℃,用时20min,若电热水壶的加热效率为90%,则电热水壶的实际电功率是 W。铭牌为3600revs/(kW·h)的电能表转盘转了 圈。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】(1) 半导体;热传递;(2)大于;420;504。
【解析】(1)[1]半导体材料在电子产品中运用非常广泛,其中发光二极管就是由半导体材料做成的。
[2]它对水加热的过程中,是将加热盘的内能转移给水,使水的内能增加,因此对水加热过程中,是通过热传递的方式增加水的内能。
(2)[1]根据水壶的形状是上窄下宽,由p=ρgh可知,水对壶底的压强大于由于水的重力产生的压强,所以水对壶底的压力大于水的重力。
[2]水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg
水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.8kg×(80℃-20℃)=4.536×105J
则电热水壶实际消耗的电能为
电热水壶的实际电功率为
[3]3600revs/(kW·h)表示电路中每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转3600revs,电热水壶消耗的电能为W=5.04×105J=0.14kW·h
电能表的转盘转的圈数为n=3600revs/(kW·h)×0.14kW·h=504revs。
17.(2024·湖北襄阳·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V3W”字样,图乙是通过小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像。滑动变阻器R1的最大值为60Ω,定值电阻R2=10Ω。当闭合S和S1,断开S2,使滑动变阻器的滑片P在中点时,R2的功率为0.9W,则这时电流表的示数为 A,电源电压为 V。当闭合S和S2,断开S1,要使小灯泡功率为1.6W,则滑动变阻器连入电路中的阻值为 Ω。
【答案】0.3;12;20。
【解析】[1][2]当闭合S和S1,断开S2时,滑动变阻器R1和定值电阻R2串联,电流表测电路中电流,滑动变阻器的滑片P在中点,此时,滑动变阻器的阻值为最大阻值的一半,大小为,R2的功率为0.9W,由公式可知,电路电流为
则这时电流表的示数为0.3A。由公式可知,电源电压为
[3]当闭合S和S2,断开S1时,滑动变阻器R1和小灯泡L串联,由图乙可知,小灯泡功率为1.6W时,小灯泡两端的电压为4V,由公式可知,此时电路中的电流为
由串联电路的电压规律可知,此时,滑动变阻器两端的电压为
则滑动变阻器连入电路中的阻值为。
18.(2024·河南漯河·一模)某型号的电炖锅有高温和低温两个挡位,其简化电路如图甲所示,将其接入家庭电路中,其中电阻R1、R2为两个阻值不同的加热电阻。正常工作时其高温、低温挡功率分别为2000W、400W,要让电炖锅在高温挡工作,需要闭合开关 ;电阻R2的阻值为 Ω。若让电炖锅单独接入如图乙所示的电能表电路中,电能表的转盘转过了200转,若不考虑热量损失,电炖锅在高温挡正常工作了 min。
【答案】S和S1。121。15。
【解析】[1]同时闭合开关S、S1,两电阻并联,电路中电阻最小,由可知电路电功率最大,电炖锅处于高温挡。
[2]只闭合S时,只有R2工作,电阻较大,由可知功率较小,为低温挡。故电阻R2的阻值
[3]由图乙可知,电能表转盘转过200转时电炖锅消耗的电能
不考虑热量损失,则电炖锅在高温挡正常工作时间
19.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气,实验中通过观察U形管液面高度差的变化来反映电阻产生热量的多少。图甲表明在电流相等、通电时间相同的情况下, 越大,产生的热量越多;图乙中与并联,是使通过与的 不同。
【答案】电阻;电流。
【解析】[1]由图甲所示,两个电阻串联,两个电阻大小不同,通过它们的电流和时间相同,右侧U形管液面高度差较大,则10Ω电阻产生热量多,故可得:在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。
[2]乙图中右侧两电阻R3与R2并联后再与左侧电阻R1串联,根据并联和串联电路电流的规律可知,通过左侧容器中电阻R1的电流大小大于通过右侧容器中电阻R2的电流,故图乙中与并联,是使通过与的电流不同。
20.(2024·广东汕头·二模)如图甲所示为小明家的电能表,若小明家此时只有电炉在烧水,该电能表的转盘在内转了60转,则这段时间内小明家消耗的电能为 J,可以算得电炉子的功率为 ,小明观察到图乙电炉丝热得发红,而跟电炉丝连接的导线却发热不明显,可以通过比较图丙实验中的 (选填“A、B、C”)两个液柱高度可解释说明这种情况。
【答案】;1.2;B、C。
【解析】[1] 由题意知,表示电路中的用电器每消耗电能,电能表的转盘转过600转,则电能表转盘转了60转,用电器消耗的电能为
[2] 由得,电炉的功率为
[3] 图乙中的电炉丝与导线是串联的,通过的电流和通电时间相等,根据
可知电阻越大,产生的热量越多,电炉丝的电阻远大于导线的电阻,所以在相同的时间内,电炉丝产生的热量较多,电炉丝热得发红,而与电炉丝连接的导线却几乎不发热;图丙中B、C两电阻串联接入电路,通过两电阻的电流相等,两电阻的阻值不同,故可用图丙中的B、C两个液柱高度可说明这种情况。
四、实验题(2小题,作图题2分,其他每空1分,共16)
21.(2024·广东东莞·二模)(7分)课后服务活动中,兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)连接电路过程中,开关处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,电路连接完成后,闭合开关,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现的故障可能是 ;
(2)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动(选填“左”或“右”);
(3)通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用______(选填字母);
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω 2A”的滑动变阻器
C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R'的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”、“右”)端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
【答案】(1)断开;小灯泡断路;(2)左;(3)0.5;(4)B;(5)右;1.8。
【解析】(1)[1]为保护电路,连接电路过程中,开关应处于断开状态。
[2]电路连接完成后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路存在短路,故障是:与电压表并联的小灯泡断路了。
(2)故障排除后重新连接电路,闭合开关,如图乙,电压表的分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,应增大灯泡两端电压,减小滑动变阻器两端电压,即应减小滑动变阻器接入电路的阻值,滑片应向左滑。
(3)由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,则小灯泡额定功率为
(4)已知小灯泡额定电压为2.5V,正常发光时电阻约为12Ω
根据串联电路电压规律结合欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
由计算可知,应选“20Ω 2A”的滑动变阻器,故选B。
(5)实验步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片左边的电阻与灯泡串联,要使小灯泡正常发光,
根据串联电路电压的规律可得:
所以,使电压表的示数为12V;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,此时电压表示数为;
③[1]由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻R两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最右端,即;
④[2]在步骤②中,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,R的电压为
由分压原理可得
所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值
故在步骤①中,灯的额定电流为
则小灯泡的额定功率。
22.(2024·四川自贡·二模)(9分)小明用如图甲所示的电路测量一只标有“2.5V”字样的小灯泡(电阻约为10Ω)的电功率。电源电压为6V,可供选用的滑动变阻器a、b,规格分别为“10Ω 1A”和“20Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片向右滑动时小灯泡变亮;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,电路故障是 ;
(3)为了完成实验,小明应该选用的滑动变阻器是 (选填“a”或“b");
(4)调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测得小灯泡的额定功率,应将滑用P向 (填“A”或“B”)端滑动,移动滑片P直至电压表示数为 V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙,则小灯泡额定功率为 W;考虑到压表的电阻对电路的影响,必然会给测量结果带来误差,那么这种方法测量出来的电功率 (选填“大于”“小于”或者“等于”)真实值;
(5)某实验小组由于电压表被损坏,又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,电路设计如图丁所示,其中R0为阻值已知的定值电阻,请将以下实验步骤补充完整;
①检查电路无误后,闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时,小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片不动,闭合S、S2;断开S1,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡的额定功率P额= (用R0、I1、I2表示)。
【答案】(1)如图;(2)小灯泡断路;(3)b;(4)B ;2.5;0.65;大于;(5)。
【解析】(1)根据滑动变阻器滑片P向右端滑动时,小灯泡变亮可知电路的电流变大,电阻变小,所以滑动变阻器接的右下接线柱,如图所示:
(2)电流表示数几乎为零,说明可能电路断路,电压表的示数接近电源电压且几乎不变,则电压表与电源连通,说明与电压表并联部分断路,即灯泡断路。
(3)灯泡正常发光时的电流约为
电源电压为6V,灯泡正常时,滑动变阻器两端的电压为
则此时滑动变阻器的电阻为
故滑动变阻器应选择b。
(4)[1][2][3]电压表的示数为2.2V,小于灯泡的额定电压,要测小灯泡的额定功率,要增大灯的电压,减小滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,就要减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,应将滑片P向B端移动,直到电压表的示数为2.5V,当电压表的示数等于小灯泡的额定电压2.5V时灯泡正常发光,由图乙可知电流表的分度值是0.02A,电流表读数为0.26A,灯泡的额定功率为
[4]电压表并联在灯泡两端,所测得的电压是准确的,电流表测量的是通过电压表和灯泡的电流之和,所以电流表示数比实际通过灯泡的电流偏大,根据可知,这种方法测量出来的电功率大于真实值。
(5)闭合开关S、S1,断开S2,此时电阻R0与灯泡并联,电流表测量电阻R0的电流,调节滑动变阻器,使电流表示数为I1时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的额定电压为
此时灯泡正常发光,闭合开关S、S2,断开开关S1,此时电阻R0与灯泡并联,电流表测量干路中的电流,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录下此时电流表的示数为I2,则灯泡正常发光时的电流为
则小灯泡的额定功率的表达式为。
五、综合题(共3小题,共30分)
23.(2024·山东临沂·二模)(11分)逛庙会吃美食是假期同学们必不可少的游乐项目。
(1)临沂煎饼(图甲)历史悠久,营养丰富,松酥柔软,便于存放,易于携带,是沂蒙山区民间传统家常主食,也是久负盛名的地方土特食品。
①烙煎饼用的是铁鏊子是利用了铁的 性;烙熟的煎饼香飘四溢,说明分子在做 ;鏊子上方出现的“白气”是煎饼中的水分 而成的。烙煎饼利用 (选填“做功”或“热传递”)来改变物体的内能。
②电饼铛(图乙)是现代家庭中常用的烙饼、煎饼家电之一,图丙是某电饼铛的部分技术参数,电饼铛利用了电流的 效应,插线板上的LED指示灯是由 材料制成的;电饼铛在正常使用时的额定电流是 A,如果用该电饼铛烙油饼时需要加热6分钟,然后保温3分钟,则烙熟油饼需消耗的电能是 J。
③如果摊一个煎饼用90g面糊,一个60g的鸡蛋,在烧热的鏊子上摊成一个面积、厚度均匀的薄饼,此时薄饼对鏊子的压强大约为 Pa。
(2)中国传统文化博大精深,传统民间艺人会制作一种“糖画”。制作“糖画”时,先把糖加热 (选填“熔化”或“凝固”)成流体状态,用它画成各种小动物图案(如图丁),再慢慢晾干变硬,送给小朋友。“糖画”晾干变硬的过程需要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】(1)导热;无规则运动;先汽化成水蒸气后遇冷液化;热传递;热;半导体;5; ;25;(2)熔化;放出。
【解析】(1)[1]鏊子用铁制成,是因为铁的传热性能良好,这样可以快速传导热量将煎饼煎熟。
[2]烙熟的煎饼香飘四溢,这是扩散现象,是因为带有煎饼香味的分子散发在空中做无规则运动的结果。
[3]“白气”是从煎饼中汽化而出的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
[4]在做煎饼时,煎饼吸收热量,内能增大,温度升高,这是通过热传递的方式改变内能的。
[5]电饼铛是利用了电流的热效应,电流通过导体时产生热量,加热食物。
[6]线板上的LED指示灯是由半导体材料制成的。
[7]该电饼铛在正常使用时,是指加热工作时,电饼铛在正常使用时的额定电流为
[8]加热时消耗的电能为
保温时消耗的电能为
消耗的电能为
[9]薄饼的质量
薄饼的重力
薄饼对鏊子的压力
薄饼对鏊子的压强
(2)[1]制作“糖画”时,先把糖加热成流体状态,即由固态变为液态,故是熔化过程,熔化吸热。
[2]再用它画成各种小动物图案,等糖浆放出热量凝固成固态,这样就做好了糖画,凝固放热。
24.(2024·湖北宜昌·模拟预测)(9分)图甲是某电烤箱的电路图,、两根电阻丝阻值均不变,如表为其铭牌,其中高温挡额定功率模糊不清。
(1)的电阻是多少欧?
(2)该电烤箱高温挡的额定功率为多少瓦?
(3)在用电高峰时段,小明利用家中电能表(如图乙)测出了家庭电路的实际电压。他断开其他用电器开关,仅让电烤箱在高温挡下工作,电能表的指示灯闪烁90次用时36s,则此时家庭电路的实际电压是多少伏?
XX牌电烤箱
额定电压 220V
额定功率 高温挡 XXW
中温挡 2420W
低温挡 484W
电源频率 50Hz
【答案】(1);(2)3025W;(3)200V。
【解析】(1)分析电路可知,闭合,接a时,、并联,此时总电阻最小,根据,总功率最大,为高温挡;断开,接b时,、串联,此时总电阻最大,根据,总功率最小,为低温挡;闭合,接b时,单独工作,则此时为中温挡。所以、总电阻为
电阻为
则的电阻为
(2)高温挡时,、并联,此时功率为
则该电烤箱高温挡的额定功率为
(3)消耗的电能为
则实际功率为
高温挡的总电阻为
根据,实际电压为。
25.(2024·四川南充·模拟预测)(10分)如图1所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”,灯泡L的额定电流为0.3A。图2是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S,当滑片P移至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。
(1)求电源电压;
(2)在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,灯泡的最小功率是多少?
(3)用定值电阻R1替换灯泡L,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A,这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω,求定值电阻R1的可能值。
【答案】(1);(2);(3)5Ω或10Ω。
【解析】(1)闭合S,灯L与滑动变阻器R串联,当时
由图2可知,当时
根据串联电路电压的特点得
(2)由题意知,电压表测滑动变阻器两端电压,当电压表示数最大为3V时,此时灯L的电压最小,功率最小,故灯L两端最小电压为
由图2知,灯L的最小电流
灯L的最小功率为
(3)滑动变阻器与定值电阻R1串联,电压表测变阻器的电压,电压表量程为0~3V,变阻器的最大电压不能超过3V,当滑动变阻器的电压最大为3V时,此滑动变阻器接入电路电阻最大,电路电流最小,此时定值电阻R1两端电压为
此时电路电流为
若R1阻值较小,调节滑动变阻器的滑片P,电流表能达到最大示数0.6A,已知电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A,则当电流表示数为0.6A时,有
解得
若R1阻值较大,调节滑动变阻器的滑片P,电流表不能达到最大示数0.6A,则滑动变阻器连入电路的电阻为0时,电路的电流最大,即
则
解得
故定值电阻R1的可能值为5Ω和10Ω。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)模块三 电学
第16讲 电功率【测试】(原卷版)
(试题分值:100分 测试时间:90分钟)
一、单选题(本题包括8小题,每小题2分,共16分。每小题只有一个正确答案)
1.(24-25八年级上·四川成都·阶段练习)下列家用电器中,可将电能转化为机械能是( )。
A.电视机 B.电风扇 C.电饭锅 D.电熨斗
2.(2024·湖南邵阳·模拟预测)图中甲、乙分别是某家庭3月初和4月初电能表的示数,则下列说法中正确的是( )。
A.电能表是计量电功率的仪表
B.该家庭在这一个月的时间内总共用电2000kW·h
C.家庭电路中电能表一般安装在总开关之前
D.1000W的用电器单独接在这个电能表下工作6min,电能表转600圈
3.(2024·四川内江·三模)标有“6V,3W”和“6V,6W”的灯和,假设两灯灯丝电阻不变,若将它们串联在某电源上,在保证电路安全的条件下,使其中一个灯泡正常发光,下列说法正确的是( )。
A.电源电压为12V
B.灯L1和L2两端的电压之比为1∶2
C.灯L2和L1的发光亮度相同
D.电路消耗的总功率为4.5W
4.(2024·河南南阳·二模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1的阻值不变,滑动变阻器R2的规格是“100Ω 1A”。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,最大范围内移动滑片,绘制了通过变阻器的电流与变阻器阻值关系的图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )。
A.电源电压为6V
B.R1的电阻为20Ω
C.当滑片P移到中点时,通过R2的电流为0.2A
D.整个电路电功率最小时,10s内滑动变阻器消耗的电能为12J
5.(2024·安徽合肥·二模)阿牛连接了如图甲所示电路,电源电压恒定,R 为滑动变阻器,闭合开关 S, 移动滑动变阻器的滑片得到小灯泡两端电压和电流关系图象如图乙所示。当小灯泡两端电压从U1 增加到U2 , 对应的电流从I1 增加到I2 ,相应的变化最记为ΔU 和ΔI 。下列说法正确的是( )。
A.小灯泡逐渐变亮 B.小灯泡的电阻逐渐变小
C.小灯泡的电阻 D.小灯泡的电功率变化量ΔP=ΔU·ΔI
6.(2024·福建龙岩·二模)如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表示数变化了0.2A,电压表的示数从6V变为2V,电压表的示数变化了5V,的功率变化了,电路总功率变化了。下列选项正确的是( )。
A.电源电压为7.5V B.的最大阻值为25Ω
C.为0.8W D.为1W
7.(2024·江苏常州·一模)如图甲所示为一款养生壶的简化电路图,S是温控开关,R1、R2是两个阻值不变的加热电阻。养生壶的高档位额定功率为P1=550W、低档位额定功率为P2=220W。养生壶正常工作时,分别用高档位和低档位给质量为2kg的水加热,水温随时间变化的图像如图乙所示,水的比热容为,则( )。
A.S断开时,养生壶处于高档位工作
B.加热电阻R2的阻值为220Ω
C.用高档位将水加热6min,水吸收的热量为1.98×105J
D.用低档位给水加热时的加热效率约为63.6%
8.(2024·湖北武汉·模拟预测)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω。当开关S1闭合、S2和S3断开,滑片P移到最下端时,电流表A的示数为I1,R1消耗的功率为P1;再将滑片P移到最上端时,电流表A的示数为I2;当开关S1、S2和S3都闭合,滑片P移到最下端时,R1消耗的功率为P1',R3消耗的功率为7.2W。已知I1∶I2=1∶2,P1∶P1'=1∶9,下列说法正确的是( )。
A.电源电压是9V
B.R3的阻值是10Ω
C.当开关S1、S2和S3都闭合时,电路消耗的最小功率为13.2W
D.当开关S1闭合、S2和S3断开,滑片P移到最下端时,电压表V1和V2的示数之比为1∶3
二、多选题(4小题,每小题3分,选对但不全的得2分,选错不得分,共12分)
9.(2024·四川广元·一模)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )。
A.甲灯的实际功率一定是40W
B.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少
C.若两灯串联在220V的电路中,则甲灯较亮
D.将乙灯接入110V电路中,它的额定功率为15W
10.(2024·河北沧州·一模)如图甲所示的电路,电源电压恒定。闭合开关S,移动滑片P,电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是( )。
A.电源电压为12V
B.最大功率为7.2W
C.滑片P向左移动过程中,两端电压逐渐变小
D.滑片P向右移动过程中,电压表与电流表的比值变小
11.(2024·贵州黔南·一模)如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。如图乙所示是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端消耗的电功率P与通过其电流I的大小关系图像,下列说法正确的是( )。
A.此电路的电源电压为8V B.滑动变阻器R1的最大阻值是25Ω
C.定值电阻R0的最大功率是7.2W D.电路中电流的变化范围为0.2A~1.2A
12.(2024·河北保定·二模)如图所示,保持电源电压不变,、的阻值为,的最大阻值为,a、b是电流表或电压表。当闭合全部开关,滑动变阻器的滑片置于中点处时,电流表A的示数为;滑片向左移动时,a、b的示数都减小。下列说法正确的是( )。
A.a为电压表,b为电流表
B.电源电压为
C.闭合开关S、,断开时,滑片从中点移到最左端,变阻器消耗的功率变化量为
D.把a、b都换成另一种电表,开关均闭合,滑片从中点向左移动过程中,a、b两电表的示数都变大
三、填空题(共8小题,每空1分,共26分)
13.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)灯泡L的电流随电压变化的图像如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙中所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,再闭合开关,电流表的示数变化了0.2A,则R的阻值是 Ω,通电1min,定值电阻R消耗的电能是 J。
14.(2024·天津和平·二模)如图甲所示,电源电压恒定不变,图乙是滑动变阻器滑片从一端移到另一端过程中电压表和电流表变化图象,电源电压为 ;当滑片位于中点时,通电1min定值电阻消耗的电能是 。
15.(2024·江西九江·一模)实验是学生学好物理的重要手段,也是中学生必备的基本技能之一。请结合下列物理仪器解答以下问题。
(1)小聪在测量电流时,闭合开关前,电流表的指针位置如图甲中虚线所示,原因是电流表 。若小聪忘记纠正错误,马上闭合开关,指针指在图甲中实线处,则电路中的实际电流是 A.
(2)如图乙所示,小聪家一周的用电量是 kW·h。若电价是0.5元/度,则小聪家本周所花费的电费是 元。
(3)图丙所示的是一种多功能测量仪表,此时表上显示的供电电压为 V,该仪表计量电能的单位是 ,其值为 J。
16.(2024·新疆昌吉·模拟预测)随着科技的进步,各种智能小家电产品已经充斥生活每个角落。如图所示为电热水壶。
(1)加热盘上的指示灯是发光二极管,它是由 (填“半导体”或“超导体”)材料做成的,它对水加热过程中,是通过 (填“做功”或“热传递”)的方式增加水的内能;
(2)当壶里装水量达到最大值时,水对壶底的压力 (填“大于”“小于”或“等于”)水的重力,关闭其他用电器只让电热水壶工作,把1.8L初温为20℃的水加热到80℃,用时20min,若电热水壶的加热效率为90%,则电热水壶的实际电功率是 W。铭牌为3600revs/(kW·h)的电能表转盘转了 圈。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
17.(2024·湖北襄阳·一模)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V3W”字样,图乙是通过小灯泡的电功率随其两端电压变化的图像。滑动变阻器R1的最大值为60Ω,定值电阻R2=10Ω。当闭合S和S1,断开S2,使滑动变阻器的滑片P在中点时,R2的功率为0.9W,则这时电流表的示数为 A,电源电压为 V。当闭合S和S2,断开S1,要使小灯泡功率为1.6W,则滑动变阻器连入电路中的阻值为 Ω。
18.(2024·河南漯河·一模)某型号的电炖锅有高温和低温两个挡位,其简化电路如图甲所示,将其接入家庭电路中,其中电阻R1、R2为两个阻值不同的加热电阻。正常工作时其高温、低温挡功率分别为2000W、400W,要让电炖锅在高温挡工作,需要闭合开关 ;电阻R2的阻值为 Ω。若让电炖锅单独接入如图乙所示的电能表电路中,电能表的转盘转过了200转,若不考虑热量损失,电炖锅在高温挡正常工作了 min。
19.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)如图所示是“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气,实验中通过观察U形管液面高度差的变化来反映电阻产生热量的多少。图甲表明在电流相等、通电时间相同的情况下, 越大,产生的热量越多;图乙中与并联,是使通过与的 不同。
20.(2024·广东汕头·二模)如图甲所示为小明家的电能表,若小明家此时只有电炉在烧水,该电能表的转盘在内转了60转,则这段时间内小明家消耗的电能为 J,可以算得电炉子的功率为 ,小明观察到图乙电炉丝热得发红,而跟电炉丝连接的导线却发热不明显,可以通过比较图丙实验中的 (选填“A、B、C”)两个液柱高度可解释说明这种情况。
四、实验题(2小题,作图题2分,其他每空1分,共16)
21.(2024·广东东莞·二模)(7分)课后服务活动中,兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)连接电路过程中,开关处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,电路连接完成后,闭合开关,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现的故障可能是 ;
(2)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动(选填“左”或“右”);
(3)通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用______(选填字母);
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω 2A”的滑动变阻器
C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R'的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”、“右”)端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额= W。
22.(2024·四川自贡·二模)(9分)小明用如图甲所示的电路测量一只标有“2.5V”字样的小灯泡(电阻约为10Ω)的电功率。电源电压为6V,可供选用的滑动变阻器a、b,规格分别为“10Ω 1A”和“20Ω 1A”。
(1)请用笔画线代替导线将甲图电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片向右滑动时小灯泡变亮;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,电路故障是 ;
(3)为了完成实验,小明应该选用的滑动变阻器是 (选填“a”或“b");
(4)调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测得小灯泡的额定功率,应将滑用P向 (填“A”或“B”)端滑动,移动滑片P直至电压表示数为 V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙,则小灯泡额定功率为 W;考虑到压表的电阻对电路的影响,必然会给测量结果带来误差,那么这种方法测量出来的电功率 (选填“大于”“小于”或者“等于”)真实值;
(5)某实验小组由于电压表被损坏,又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,电路设计如图丁所示,其中R0为阻值已知的定值电阻,请将以下实验步骤补充完整;
①检查电路无误后,闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时,小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片不动,闭合S、S2;断开S1,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡的额定功率P额= (用R0、I1、I2表示)。
五、综合题(共3小题,共30分)
23.(2024·山东临沂·二模)(11分)逛庙会吃美食是假期同学们必不可少的游乐项目。
(1)临沂煎饼(图甲)历史悠久,营养丰富,松酥柔软,便于存放,易于携带,是沂蒙山区民间传统家常主食,也是久负盛名的地方土特食品。
①烙煎饼用的是铁鏊子是利用了铁的 性;烙熟的煎饼香飘四溢,说明分子在做 ;鏊子上方出现的“白气”是煎饼中的水分 而成的。烙煎饼利用 (选填“做功”或“热传递”)来改变物体的内能。
②电饼铛(图乙)是现代家庭中常用的烙饼、煎饼家电之一,图丙是某电饼铛的部分技术参数,电饼铛利用了电流的 效应,插线板上的LED指示灯是由 材料制成的;电饼铛在正常使用时的额定电流是 A,如果用该电饼铛烙油饼时需要加热6分钟,然后保温3分钟,则烙熟油饼需消耗的电能是 J。
③如果摊一个煎饼用90g面糊,一个60g的鸡蛋,在烧热的鏊子上摊成一个面积、厚度均匀的薄饼,此时薄饼对鏊子的压强大约为 Pa。
(2)中国传统文化博大精深,传统民间艺人会制作一种“糖画”。制作“糖画”时,先把糖加热 (选填“熔化”或“凝固”)成流体状态,用它画成各种小动物图案(如图丁),再慢慢晾干变硬,送给小朋友。“糖画”晾干变硬的过程需要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
24.(2024·湖北宜昌·模拟预测)(9分)图甲是某电烤箱的电路图,、两根电阻丝阻值均不变,如表为其铭牌,其中高温挡额定功率模糊不清。
(1)的电阻是多少欧?
(2)该电烤箱高温挡的额定功率为多少瓦?
(3)在用电高峰时段,小明利用家中电能表(如图乙)测出了家庭电路的实际电压。他断开其他用电器开关,仅让电烤箱在高温挡下工作,电能表的指示灯闪烁90次用时36s,则此时家庭电路的实际电压是多少伏?
XX牌电烤箱
额定电压 220V
额定功率 高温挡 XXW
中温挡 2420W
低温挡 484W
电源频率 50Hz
25.(2024·四川南充·模拟预测)(10分)如图1所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”,灯泡L的额定电流为0.3A。图2是灯泡L的电流与电压关系图像。闭合开关S,当滑片P移至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.25A。
(1)求电源电压;
(2)在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,灯泡的最小功率是多少?
(3)用定值电阻R1替换灯泡L,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为0.3A,这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于50Ω,求定值电阻R1的可能值。
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