精准作业38 专题(三十八) 电磁相互作用(三)——电功和电功率
概念理解与迁移
1.某科学兴趣小组设计的电子身高测量仪的电路图如图所示。其中,定值电阻 R1=10 Ω,电源电压恒为4.5 V,R2的规格为“20 Ω 0.5 A”。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.当R2接入电路中的电阻为5 Ω时,电压表示数为3 V
B.身高越高,电压表示数与电流表示数的比值越大
C.身高越矮,整个电路消耗的电功率越小
D.考虑电路安全,此电路消耗的最大电功率为2.25 W
2.如图所示,一个标有“6 V 3.6 W”字样的小灯泡L和最大阻值为50 Ω的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6 V的电路中,假设小灯泡电阻不变,下列判断不正确的是( )
A.无论如何移动滑片P,电路消耗的总功率不会超过2 W
B.移动滑片P,电路中总功率最小值为0.6 W
C.当滑片P滑至某个位置时,小灯泡L和滑动变阻器R的电功率相等
D.在滑片P由a滑向b的过程中,小灯泡L的电功率一直是减小的
3.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,R1消耗的电功率P随电阻R1变化的关系如图乙所示,根据图像信息,下列判断正确的是( )
A.电路中最小电流是0.3 A
B.定值电阻R0的阻值是10 Ω
C.R0消耗的最大电功率是0.4 W
D.整个电路消耗的最大电功率为12.5 W
4.小金用右图所示装置完成“测定小灯泡的电功率”的实验。下列说法正确的是( )
A.闭合开关,滑片P在B端时,灯泡的亮度最大
B.实验中调节滑动变阻器的目的是改变电路的总功率
C.电流表和电压表读数的比值始终保持不变
D.该实验多次测量的目的是寻找普遍规律
5.如图所示,电源电压为18 V且保持不变,电流表接“0~0.6 A”量程,电压表接“0~15 V”量程,灯泡上标有“6 V 3 W”字样,灯丝电阻保持恒定不变,要求两电表示数均不超过相应量程,灯泡两端电压不能超过额定电压。下列说法正确的是( )
A.当滑动变阻器的滑片向左移动时,两电表的示数都将变大
B.当电流表示数为0.4 A时,电压表示数为12 V
C.滑动变阻器允许调节的范围是24~60 Ω
D.该电路的最大电功率是10.8 W
6.图甲是小宁的哥哥测定小灯泡额定电功率的电路,小灯泡上标有“3.8 V”字样。
(1)测小灯泡两端电压的电压表有“0~3 V”“0~15 V”两个量程,小宁的哥哥正确选用了“ ”量程。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8 V,此时,电流表的示数如图乙所示。该实验测得的小灯泡的额定电功率为 W。
(3)小宁发现,与教材中测小灯泡电功率的电路相比,哥哥的实验电路多了一根导线。这根导线是 (用图甲中导线旁的字母表示)。
7.小科的爸爸最近买了一款手机,善于观察的小科发现手机电池上标有“电压3.7 V,容量3 500 mA·h”的字样,则它充满电后储存的电能为 J。经查,该手机的待机电流为20 mA,则该手机最长待机时间为 h。如果将此电池电量全部用完,然后停下家里其他用电器,只给手机充电,充满后发现标有“3 000 r/(kW·h)”字样的电能表的转盘转了60转,则充电消耗的电能为 J。
能力沉淀与升华
8.在“创新实验设计比赛”的活动中,小明从图甲所示的“两端发光的激光剑”玩具中得到启发,设计了图乙所示的电路原理图。小明设计的电路中两灯的连接方式是 。若电源电压为3 V,灯泡的规格均为“2.5 V 0.5 A”, 假设灯泡电阻不变,则电路接通后,每个灯泡的实际电功率是 W。
9.一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多挡位咖啡机,图乙是其电路结构简化图,电动机用于磨咖啡豆,R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压 220 V
磨豆功率 110 W
加热功率 1 210 W
保温功率 88 W
产品规格 295 mm×280 mm×410 mm
(1)若仅闭合开关S2,咖啡机的工作状态处于 阶段。
(2)R1 的阻值是多少
(3)小金某次泡制咖啡,只进行了磨豆和加热,其中磨豆用时0.5 min,加热用时3 min,则本次泡制咖啡共消耗多少电能
解:(2)当闭合开关S2、S3时,只有R1接入电路,电路中电阻最小,为加热阶段,
由电功率P=UI==40 Ω。
(3)磨豆用时0.5 min,t1=0.5 min=30 s;加热用时3 min,t2=3 min=180 s。
本次泡制咖啡共消耗电能:W总=W1+W2=P1t1+P2t2=110 W×30 s+1 210 W×180 s=2.211×105 J。精准作业38 专题(三十八) 电磁相互作用(三)——电功和电功率
概念理解与迁移
1.某科学兴趣小组设计的电子身高测量仪的电路图如图所示。其中,定值电阻 R1=10 Ω,电源电压恒为4.5 V,R2的规格为“20 Ω 0.5 A”。闭合开关S,下列说法正确的是( B )
A.当R2接入电路中的电阻为5 Ω时,电压表示数为3 V
B.身高越高,电压表示数与电流表示数的比值越大
C.身高越矮,整个电路消耗的电功率越小
D.考虑电路安全,此电路消耗的最大电功率为2.25 W
2.如图所示,一个标有“6 V 3.6 W”字样的小灯泡L和最大阻值为50 Ω的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6 V的电路中,假设小灯泡电阻不变,下列判断不正确的是( A )
A.无论如何移动滑片P,电路消耗的总功率不会超过2 W
B.移动滑片P,电路中总功率最小值为0.6 W
C.当滑片P滑至某个位置时,小灯泡L和滑动变阻器R的电功率相等
D.在滑片P由a滑向b的过程中,小灯泡L的电功率一直是减小的
3.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,R1消耗的电功率P随电阻R1变化的关系如图乙所示,根据图像信息,下列判断正确的是( B )
A.电路中最小电流是0.3 A
B.定值电阻R0的阻值是10 Ω
C.R0消耗的最大电功率是0.4 W
D.整个电路消耗的最大电功率为12.5 W
4.小金用右图所示装置完成“测定小灯泡的电功率”的实验。下列说法正确的是( D )
A.闭合开关,滑片P在B端时,灯泡的亮度最大
B.实验中调节滑动变阻器的目的是改变电路的总功率
C.电流表和电压表读数的比值始终保持不变
D.该实验多次测量的目的是寻找普遍规律
5.如图所示,电源电压为18 V且保持不变,电流表接“0~0.6 A”量程,电压表接“0~15 V”量程,灯泡上标有“6 V 3 W”字样,灯丝电阻保持恒定不变,要求两电表示数均不超过相应量程,灯泡两端电压不能超过额定电压。下列说法正确的是( C )
A.当滑动变阻器的滑片向左移动时,两电表的示数都将变大
B.当电流表示数为0.4 A时,电压表示数为12 V
C.滑动变阻器允许调节的范围是24~60 Ω
D.该电路的最大电功率是10.8 W
6.图甲是小宁的哥哥测定小灯泡额定电功率的电路,小灯泡上标有“3.8 V”字样。
(1)测小灯泡两端电压的电压表有“0~3 V”“0~15 V”两个量程,小宁的哥哥正确选用了“ 0~15 V ”量程。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8 V,此时,电流表的示数如图乙所示。该实验测得的小灯泡的额定电功率为 1.14 W。
(3)小宁发现,与教材中测小灯泡电功率的电路相比,哥哥的实验电路多了一根导线。这根导线是 b (用图甲中导线旁的字母表示)。
7.小科的爸爸最近买了一款手机,善于观察的小科发现手机电池上标有“电压3.7 V,容量3 500 mA·h”的字样,则它充满电后储存的电能为 46 620 J。经查,该手机的待机电流为20 mA,则该手机最长待机时间为 175 h。如果将此电池电量全部用完,然后停下家里其他用电器,只给手机充电,充满后发现标有“3 000 r/(kW·h)”字样的电能表的转盘转了60转,则充电消耗的电能为 7.2×104 J。
能力沉淀与升华
8.在“创新实验设计比赛”的活动中,小明从图甲所示的“两端发光的激光剑”玩具中得到启发,设计了图乙所示的电路原理图。小明设计的电路中两灯的连接方式是 串联 。若电源电压为3 V,灯泡的规格均为“2.5 V 0.5 A”, 假设灯泡电阻不变,则电路接通后,每个灯泡的实际电功率是 0.45 W。
9.一般泡制咖啡包含磨咖啡豆、加热泡咖啡、保温三个阶段。图甲为多挡位咖啡机,图乙是其电路结构简化图,电动机用于磨咖啡豆,R1、R2为发热电阻。铭牌上的部分参数如下表所示。
额定电压 220 V
磨豆功率 110 W
加热功率 1 210 W
保温功率 88 W
产品规格 295 mm×280 mm×410 mm
(1)若仅闭合开关S2,咖啡机的工作状态处于 保温 阶段。
(2)R1 的阻值是多少
(3)小金某次泡制咖啡,只进行了磨豆和加热,其中磨豆用时0.5 min,加热用时3 min,则本次泡制咖啡共消耗多少电能
解:(2)当闭合开关S2、S3时,只有R1接入电路,电路中电阻最小,为加热阶段,
由电功率P=UI==40 Ω。
(3)磨豆用时0.5 min,t1=0.5 min=30 s;加热用时3 min,t2=3 min=180 s。
本次泡制咖啡共消耗电能:W总=W1+W2=P1t1+P2t2=110 W×30 s+1 210 W×180 s=2.211×105 J。
