2017浙教版九年级科学第三章电能专题测试
一、单选题
1.(2017 绍兴)如图电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑片移到滑动变阻器的b端时,电压表的示数为8伏,10秒内定值电阻R1做功为20焦;当滑片P移到滑动变阻器的中点时,电压表的示数为6伏。下列结果正确的是(
)
A、电源电压为14伏
B、滑动变阻器R的最大阻值为8欧
C、滑片在b端时,电流表示数为0.75安
D、电路先后两次消耗的总电功率之比为2:3
2.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,线圈中通过的电流为10A.这台电动机工作1s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则(
)
A、W=3800J,Q=200J
B、W=3800J,Q=3800J
C、W=7200J,Q=200J
D、W=7200J,Q=3800J
3.用轻质的细线将4N的物体系在标有3V0.5W的小电动机上,当小电动机接在3V的电源上时,10s内将物体提升了1m,关于该过程,下列说法错误的是(
)
A.电流做了5J的功
B.消耗了5J的电能
C.只有4J的电能转化了机械能
D.只有4J的电能转化了其他形式能
4.灯泡
和
上分别标有“6V
6W”和“6V
9W”字样,把他们先后接在如图所示电路的a、b两端(电源电压不变),
消耗的功率刚好为6W,
消耗的功率为(
)
A、一定等于9W
B、一定小于9W
C、一定大于9W
D、条件不足,无法确定
5. 图示电路中,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,R0为定值电阻,移动滑动变阻器R的滑片,则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中,可能正确的是( )
B. C. D.
6. 甲、乙两只灯泡,其I﹣U关系图象如图所示.现将甲、乙两灯串联在电路中,当甲灯两端的电压为2V时,乙灯消耗的功率是( )
A、1.2W
B、0.8W
C、2W
D、3W
7. 灯L1标有“6V
6W”字样,灯L2标有“12V
12W”字样,将L1、L2连成如图所示电路,闭合开关S,两灯都能发光,则( )
A、灯L2比L1亮
B、灯L1、L2实际电压之比为1:2
C、若一电表示数突然减小,另两电表示数不变,则可能是灯L2灯丝断了
D、若将灯L1、L2串联后接入电路,两灯都能发光,则实际功率之比为1:2
8.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,则发生这一现象的原因是(
)
A、电压表的正、负接线柱接错了
B、电压表的量程选择不合适
C、电压表坏了
D、电压表与滑动变阻器并联
9.有两只外形相同、灯丝长度相等的灯泡L1和L2
,
在它们的铭牌上只能看清“220V”字样,而看不清它们额定功率的大小.甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究:甲同学发现L1的灯丝粗一些,认为L1的电阻小,所以L1的额定功率比L2小;乙同学把两灯串联在同一电路中,发现L2比L1亮,认为L2的额定功率大;丙同学把两灯并联在同一电路中,发现L1比L2亮,认为L1的额定功率大.你认为哪位同学的探究是正确的(
)
A、甲同学
B、乙同学
C、丙同学
D、都不正确
10.用“220V,800W”的电热壶烧水.若不考虑能量损失,当把它接入110V的电源上时,用32min可将一壶水烧开,若将该壶接在220V电源上时,烧开同样一壶水所用时间为(
)
A、12min
B、16min
C、24min
D、8min
11.如图是探究电流产生热量与哪些因素有关的实验装置.两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化.下列说法正确的是(
)
A、甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B、甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多
C、乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
D、乙实验通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的小
12.两个电阻上都标有“3V”字样,其电阻分别为
和
,它们的电流随电压变化关系如图所示.有(
)
A.电阻
的额定功率为0.36W
B.电阻
的阻值为0.72Ω
C.若把电阻
和
并联在电源电压为2V的电路中工作,则电阻
的实际功率是0.12W
D.若把电阻
和
串联在电源电压为3V的电路中工作,则两电阻均能正常工作
13.小军和姐姐一起去买电饭煲,当他们选择某一品牌的电饭煲时,发现有800W和1200W两种功率可选,如图是他们针对买哪一款更省电的问题出现的不同意见.请你在相同质量的水升高相同的温度的前提下,下列说法正确的是( )
A.不考虑热损失,消耗电能一样多;考虑热损失,800W的消耗电能少
B.不考虑热损失,消耗电能一样多;考虑热损失,1200W的消耗电能少
C.不考虑热损失,800W的消耗电能少;考虑热损失,1200W的消耗电能少
D.不考虑热损失,1200W的消耗电能少;考虑热损失,800W的消耗电能少
14.两只灯泡A和B额定电压都是110
V,A的额定功率为60
W,B的额定功率为100
W,为了把它们接在220
V电路上都能正常发光,并要电路中消耗的电功率最小,应采用下面的哪种接法?(
)
A.
B.
C.
D.
15.某电能表标有“600r/kW·h”字样,用它来测量某一用电器的功率。在15分钟的时间内,电能表转动30圈,则该用电器的电功率为(
)
A、
B、0.2W
C
、kW
D、200W
16.如图所示是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内产生的热量Q甲、Q乙
,
以下关系中正确的是(
)
A.U甲=U乙
,
Q甲=Q乙
B.U甲,
Q甲>Q乙
C.U甲,
Q甲D.U甲>U乙
,
Q甲17.如图所示,电源电压保持6
V不变,电流表的量程为0~0.6
A,电压表的量程为0~3
V,定值电阻的规格为“10Ω
0.5A”,滑动变阻器的规格为“20Ω
1A”。闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是(
)
A、变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2
Ω~20
Ω
B、电流表示数允许的变化范围为0.2
A~0.5
A
C、电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4
W~0.9
W
D、电路消耗总功率允许的变化范围为1.2
W~3
W
18.如图所示是一种家用挂烫机,接通电源后水槽中的水被加热,形成的水蒸气通过弯曲导气管从喷头喷出,快速除去服装上的褶皱,使用方便.下列关于挂烫机的说法中不正确的是(
)
A、采用三脚插头,是为了防止漏电时发生触电事故
B、使用时手应远离喷头的出气口,防止水汽化时放热将手烫伤
C、挂烫机消耗的电能主要转化为水槽内部水的内能
D、挂烫机所使用的电能属于二次能源
19.太阳能公路由三层组成:最上层为半透明的保护层,保护内部元件的同时也可以让太阳光透过;中间层为太阳能电池,用来产生电力;最底下的一层则用来隔绝土壤的湿气,避其影响到内部的线路.该设计可以将电力储存起来供给照明,同时也可以起加热的作用,避免冬天路面结冰.下列说法错误的是(
)
A.中间层太阳能电池主要是利用太阳能转化为化学能
B.最底层主要是为防止电路短路
C.该设计可以起加热的作用,是利用电流的热效应
D.冬天路面结冰,人容易摔倒是因为接触面越光滑,摩擦力越小
20.如图所示接入电路的甲、乙、丙、丁四盏灯,其中亮度最暗的是(
)
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
二、填空题
21.(2017 湖州)如图装置,在两相同烧瓶内装满等量煤油,瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管,瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙
,
R甲长度大于R乙
,
闭合开关,经过一段时间t1后,甲玻璃管液面上升高度h甲________(选填“大于”或“小于”)乙玻璃管液面上升高度h乙
,
断开开关,当两根玻璃管液面回到原来高度后,向右移动滑片,再闭合开关,则甲玻璃管液面上升高度h甲加所需时间t2________(选填“大于”或“小于”)t1
.
如图所示,电阻R与小灯泡连接在电路中,当闭合开关S1、S2时,电阻R被________,
此时灯泡的电功率为9W.S1闭合S2断开时,灯泡的电功率为1W(不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化),则此时电阻R消耗的电功率为________W.
23.手机.数码相机等常用充电电池作为电源,如图所示是某手机电池铭牌,观察可知该电池的电压是3.6V.它充足电后所储存的电能是________J.
24.实验小组用电能表参数是3200imp/(kW h)的电子式电能表来测量电水壶的功率.他们将其余所有用电器关闭,只让电水壶工作,数出电能表指示灯在3min内闪烁了128次.则该水壶在3min内消耗的电能是________ kW h,该水壶的实际功率是________
W.
25.USB电热水杯垫是一种新型时尚的产品,由于其设计精美、外观新颖、使用方便而倍受办公室人员的青睐(如图所示)。使用时把它接在电脑的USB电源上,打开加热开关,常温下可将咖啡、茶、牛奶等饮料保持45℃~60
℃温度。电脑上的USB为它提供5V电压,加热时工作电流为500
mA,则此时它的功率为________W,工作10min消耗的电能为________J;若把它接在另一个电源上,它的功率变成1.6W,则该电源的电压为________V。
26.(2016 宁波)甲车两侧远光灯的规格均为“12V
60W”,供电的蓄电池电压为12V,最大容量为60Ah.某天晚上,该车熄火时忘记关闭远光灯,则车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作________h.第二天由于蓄电池的电能耗尽,甲车无法启动,需要借用乙车的蓄电池“搭电”启动,如图所示.“搭电”时,先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的________极相连,再将另两个电极用电线连通(如果误接,蓄电池会被短路).
27.电动自行车已成为大众化的一种交通工具,小明对家里的电动自行车进行了测试,他骑车在平直的路面上由静止开始运动,获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图象。已知匀速行驶时,电动机输入电压48V,输入电流5A,由图可知,0~2s电动自行车受到的摩擦力为________N;
电动自行车匀速行驶时,电能转化为机械能的效率为________。
28.如图所示为“iPad”的充电器,参数标有5V
2.1A,表示充电电压是5V,最大输出电流2.1A,电板充满电所储存的电能是113400J。若“iPad”充电时以最大输出电流充电,要将空电板充满电需要________小时,小明觉得充电时间太长了,他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢?这样可以实现快速充电,于是他请教了科学老师,老师告诉了他一个信息,影响锂电池寿命的最大杀手是电板发热,小明恍然大悟,请你解释其中的原因________。
29.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。
(2)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图2所示)为________V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图1中滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V。
(3)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图3所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是________W。
30.(2017 绍兴)用如图电路测定小灯泡的功率,所用电源的电压应________(选填“大于”、“等于”或“小于”)灯泡的额定电压要使滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数变小,导线e端应连接在滑动变阻器的________接线柱上。
三、解答题
31.(2017 湖州)在我们使用电器的时候,按一下遥控器的待机键,电器即进入等待开机的状态,即为待机模式.有的电器虽然没有待机按钮,可如果没有切断电源,也相当于处在待机状态.下表是常用家用电器在220V电压下的工作功率和待机功率.
电器种类
空调
电视机
机顶盒
洗衣机
工作功率(瓦)
2600
150
15.4
500
待机功率(瓦)
1.1
0.2
15.2
0.03
请回答:
(1)在家庭电路中,机顶盒和电视机________(选填”串“或”并“)联在火线和零线上.
(2)根据表中数据,电视机的工作电流为________安.(精确到0.01安)
(3)若机顶盒每天处于待机状态的时间为20小时,计算1个月(以30天计)机顶盒在待机状态下消耗的电能.
32. 阅读以下材料,回答问题:
混合动力型汽车
利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车,通常指的是利用汽油和电池发动的车.该类型汽车,一般有一台质量较小且较为经济的汽油发动机与电动机,汽油发动机可以满足大多数情况下行驶的需要,当需要更多的动力时,可以再由电动机提供,电动机由能重复充电的蓄电池供电.
有一种类型的混合动力型汽车,称为“并联混合动力型汽车”(如图),该车的汽车发动机和电动机通过同一个变速器与车轮相连,何时使用汽油发动机、何时使用电动机、何时两者同时使用,均由内置电脑控制.这类汽车除了油箱里的汽油之外,不再需要外界其他能源,与电动汽车不同,你不需要将混合动力型汽车的蓄电池接到电源插座上去充电.普通汽车在制动时,汽车的动能全部转化为内能,混合动力型汽车在制动时,电动机作为发动机使用,把汽车的一部分动能转化为电能,实现了对电池的充电
(1)混合动力型汽车与普通汽车相比,具有哪些优点(写出两点)________
(2)并联混合动力型汽车在水平面上制动时,汽车的动能转化为________ 和________ .
(3)并联混合动力型汽车以速度v行驶,若汽油发动机与电动机同时提供动力,其功率分别为P1、P2
,
此时该车的牵引力F=________
33. 如图所示,电源电压恒定,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R0上标有“50Ω,0.5A”的字样,电流表A的量程为0﹣0.6A,电压表V的量程为0﹣15V,当开关S打到1位置且滑片P在A端时,电压表的示数为8V1
,
当开关S打到2位置且滑片P在中点时,滑动变阻器R0的功率为P0=4w,求:
(1)电源电压U
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)当电路接通时,在确保电路元件安全的前提下,试讨论何时电路的总功率最小,最小功率是多少;何时电路的总功率最大,最大功率又是多少?
34.小明的妈妈为了改善早餐的营养,买了一台全自动豆浆机,如图甲所示。图乙所示是豆浆机的主要结构:中间部位是一个带动刀头的电动机,用来将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热管,负责对液体加热煮沸。下表是这个豆浆机的主要技术参数;图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P-t”图像。
请解答下列问题:
①豆浆机正常工作时的最大电流是多大?
②豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少?
③在一次豆浆机工作的时候,小明将家里的其它用电器都关闭,他观察到豆浆机的电热管工作时,家里标有“2400r/kW·h”字样的电能表转盘在2min内转过了80转。此时电路的实际电压是多大?
电池容量(kW·h)
22
车载充电器输入电压(V)
220
车载充电器输入电流(A)
16
电能转化为机械能的效率
70%
35.(2017 嘉兴)最近我市出现了许多共享电动汽车,这种新型低碳的交通工具,深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如表所示。请回答:
(1)如图1所示,租车时,租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器,感应器即能读取卡中的信息,将车解锁。刷卡所用的原理是________。
(2)某次启动后,汽车显示屏上出现了如图2所示的输出电压与电流,求此时电动汽车的输出功率为多少瓦?
(3)根据表中的数据,将已经耗完电能的电池充满,理论上需要多少时间?充满电后,该车在水平地面上匀速行驶的最大距离为140千米,则行驶时该车受到的阻力为多少牛?
36.(2017 温州)某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统,其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12伏,R0为定值电阻,RF为压敏电阻,电磁铁线圈电阻忽略不计;压敏电阻RF放置于水箱底部(如图乙),其阻值与压力有关,阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统,其电源电压U2=220伏;圆柱体水箱底面积S=0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时,通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1安,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,此时电流表示数I1=1安;当水位下降到1米时,衔铁恰好被拉起,注水系统开始给水箱注水,此时电流表示数I2=2安。
水位(米)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
压敏电阻RF阻值(欧)
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)当水箱内水位达到2米时,控制电路中压敏电阻RF的功率为________瓦。
(2)当水箱内水位下降到1米时,通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安?
(3)已知喷淋系统一直给草坪喷水,每秒钟喷水恒为0.001米3;注水系统工作时,每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内,工作电路消耗的电能。
37.(2017 衢州)近年来,衢州城乡积极推进屋顶光伏电站工程,为家用电器提供能量。图甲为某型号面包机,图乙为光伏电站模式图。回答下列问题:
表一
面包机部分参数
额定功率
600W
加热功率
500W
搅拌功率
100W
额定电压
220V
制作容量
900g
(1)制作面包过程中,面包机先对原料进行搅拌,搅拌好后,再自动进行加热。根据以上信息可知,面包机内的电动机和电热丝的连接方式是________。
(2)计算面包机正常搅拌时的电流。
(3)用表二配料制作的面包,由于味道好,有人经常用它替代中餐和晚餐。从人体所需的七大营养素分析,该面包配料中还缺少的营养素是________(写出一种即可)。
表二
面包配料
水和鸡蛋
260ml
面粉
3.5杯
糖/盐
0.3杯/0.5小勺
奶粉
2大勺
干酵母
1.5小勺
黄油
3大勺
(4)若小柯家屋顶太阳能电池板的光照面积为20m2
,
1m2面积上平均1分钟接收太阳能4.8×104J,太阳能电池板的光电转化效率为20%。计算小柯家太阳能电池板的输出功率。
(5)为获得更多的太阳能,衢州地区在屋顶铺设太阳能电池板时,一般情况下应将它朝向________(选填:“东”、“南”、“西”、“北”)面。
38.(2017 杭州)如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小金先抓住转轴合上开关,观察小灯泡的亮度;接着放开转轴让电动机转动,继续观察小灯泡亮度的变化(已知:小灯泡的电阻为R,电动机线圈电阻为r,电源电压为U)。由此请你回答:
(1)在电动机未转动时,t时间内电流在电路中产生的热量为________(填写表达式)。
(2)在电动机转动时,电流所做的功________电流在电路中产生的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮,你认为小金的判断正确吗?并根据学过后知识给以解释。
39.(2017·宁波)小科家浴室内有台储水式电热水器,其说明书部分参数如下表。请回答下列问题:
(1)加热棒阻值不变,当二根加热棒同时工作时,它们的连接方式是________联的。
(2)该电热水器以2.0KW的功率工作75min,消耗的电能为多少?此时通过它的电流为多大?(计算结果精确到0.1A)
(3)当电热水器装满水时,电热水器受到的总重力是多少?
(4)如图甲、乙所示分别是该电热水器水平安装时的正面和侧面示意图,其中A点是电热水器装满水时的重心位置,图中h=d=248mm。装满水时,若忽略进、出水管对电热水器的作用力,则墙面对悬挂架的支持力为多大?
(5)小科洗热水澡后发现:与进水管相连的金属进水阀表面布满了小水珠(如图丙)而与出水管相连的金属出水阀表面仍保持干燥。请你分析产生上述两种现象的原因。
40.阅读短文,回答问题:
右图,高压水枪除污作为目前治“城市牛皮癣”最有力的方法,为很多城市广泛使用.下表是广州某公司生产的ZF28/15型清洗机的铭牌.清洗机工作时,利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。
(1)你认为清洗机的动力设备是________(选填“电动机”或“热机”),其主要原理是通电导体在中要受到力的作用。
(2)从物理学的角度看,铭牌中有一个物理量名称与单位不一致,请你指出这个物理量名称并说明如何更正.错误的物理量名称是________,应当改为________;
(3)清洗机正常工作时,通过清洗机的电流是多少?若清洗5m2的墙壁上的“牛皮癣”平均耗时10min,则需用水多少?需要消耗多少度电能?
答案解析部分
一、单选题
1、【答案】D
【考点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】本题已知量较少,故无法直接求出结果,所以其难点在于学生能否准确地建立方程;在电学中此类采用方程法求解的题目较多,应根据题意灵活设定未知量,列出方程才能准确求解。由电路分析可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;由滑片的移动和电压表示数变化可知滑片滑到b点时电压表的示数,则由欧姆定律可表示出滑片在不同位置时滑动变阻器两端的电压与电源电压电阻间的关系,联立可解得R1与R最大值之间的关系及电源的电压;由功率公式可求得R1的阻值,则可求得R的最大阻值;最后由功率公式分别求得R1先后两次消耗的电功率,即可求得比值。
【解答】当滑片在中点时由欧姆定律可知,电路中电流:,
则滑动变阻器两端的电压:------①
由题意知,当滑片滑到b处时因R的接入电阻变大,故电压表示数应增大,即滑片滑到b点时,滑动变阻器两端电压为U2=8V;
同理得:--------②
用①式比②式可得:,
解得:R=2R1--------------③
将③代入②式可得:,
解得:U=12V,故A错误;
当滑片滑到b点时,R1两端电压为U2′=12V-8V=4V,
则由,
可得:,
R的最大阻值:R=2R1=16Ω,故B错误;
滑片在b端时电流,
故C错误;
滑片在中点时,R1两端的电压为12V-6V=6V,滑片在b点时,电压为4V,
由可得,电路先后两次消耗的电功率之比:,
故D正确。
故选D
2、【答案】A
【考点】电功计算公式的应用,焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【解答】电动机消耗的电能:
;产生的热量
;故选A.
【分析】已知电压、电流与通电时间,由W=UIt可以求出电动机消耗的电能,由焦耳定律可以求出其产生的热量。
3、【答案】D
【考点】电功计算公式的应用
【解析】【解答】电动机工作过程中电流做功为W=Pt=0.5W×10s=5J,则消耗电能为5J;
其中转化为机械能的电能为W=Gh=4N×1m=4J,所以ABC选项正确.
故选:D.
【分析】电动机将电能转化为其他形式的能;根据电功公式W=Pt,求出电流做的功;利用W=Fs求解机械能.
4、【答案】B
【考点】电功的实质
【解析】【解答】由
可知,当电压相同时,电功率越大,电阻越小,所以灯泡
的电阻小于灯泡
的电阻;将
接在a、b两端时,由于
的电阻较小,因此电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路电流变大,故定值电阻R两端电压增大,再根据串联电路总电压等于各部分电压之和可知,灯泡L2分得的电压将小于6V,因此灯泡
的实际功率一定小于其额定功率.
故选
B.
【分析】因为将灯泡L1接在a、b两端,灯泡恰好正常发光,因此a、b两端分得的电压为6V;当将灯泡
接在a、b两端时,由于灯泡
的电阻减小,而定值电阻R的阻值不变,因此灯泡
分得的电压小于6V,即
消耗的功率小于灯泡的额定功率.
5、【答案】C
【考点】电功率计算公式的应用
【解析】【解答】解:由图R0与R并联,电压表测电源电压,电流表测R支路的电流.
若电源提供的电流恒定为I总
,
AB、根据并联电路特点可知:
U=U0=I0R0=(I总﹣I)R0=﹣IR0+I总R0
,
其中I总、R0为定值,由U=﹣R0I+I总R0
,
可知U与I的图象为一次函数,且﹣R0<0,故AB错误;
CD、由电功率的计算公式:
电路消耗总功率:P=UI总=(I总﹣I)R0×I总=﹣I总R0I+I总2R0
,
其中I总、R0为定值,由P=﹣I总R0I+I总2R0
,
可知P与I的图象为一次函数,﹣I总R0<0,且I不能为0,P不会为0,故C正确,D错误.
故选C.
【分析】由图R0与R并联,电压表测电源电压,电流表测R支路的电流.
电源提供电流一定,根据并联电路特点分别表示出U与I和P与I的表达式,分析判断即可
6、【答案】A
【考点】电功率计算公式的应用
【解析】【解答】解:根据图象可知,当甲灯泡两端电压为2V时,通过甲灯泡的电流为0.4A;
因为串联电路处处电流相等,因此通过乙灯泡的电流也为0.4A;根据图象可知,此时乙灯泡两端电压为3V;
乙灯泡消耗的功率:P=UI=3V×0.4A=1.2W.
故选A.
【分析】先根据图象读出甲灯两端电压为2V时通过甲的电流,然后根据串联电路电流规律并结合图象可知此时乙灯泡两端电压,再根据P=UI求出乙消耗的功率.
7、【答案】D
【考点】欧姆定律的应用,电功率计算公式的应用
【解析】【解答】解:由P=可知,灯泡电阻:R1===6Ω,R2===12Ω;
由图示电路图可知,两灯泡并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流;
A、两灯泡并联,灯泡两端电压U相等,R1<R2
,
由P=可知:P1>P2
,
灯L1比L2亮,故A错误;
B、两灯泡并联,它们两端的电压相等,灯泡实际电压之比为1:1,故B错误;
C、电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路电流,如果灯L2灯丝断了,通过L2的电流为零,两电流表示数都变小,电压表示数不变,不符合题意,故C错误;
D、若将灯L1、L2串联后接入电路,通过两灯泡的电流I相等,两灯都能发光,则实际功率之比:===,
故D正确;
故选D.
【分析】已知灯泡额定电压与额定功率,应用电功率公式求出灯泡的电阻,然后应用串并联电路特点与电功率公式比较灯泡实际功率大小,再分析答题.
8、【答案】D
【考点】电器的电功率
【解析】【解答】滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,说明电压表不是接在小灯泡的两端,而是电压表与滑动变阻器并联了。故选D。
【分析】在调节滑动变阻器时,当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,当滑动变阻器连接电路中的电阻变小时,灯泡逐渐变亮(电路中电流变大),而电压表的示数变小,说明电压表不是接在小灯泡的两端,而是电压表与滑动变阻器并联了。
9、【答案】C
【考点】电器的电功率
【解析】【解答】选项A甲同学观察灯丝:因为灯丝(钨丝)长度差不多,较粗的电阻小,根据
可知,额定功率比较大,即灯丝粗的电功率大,故甲同学错误;选项B乙同学把两个灯泡串联在同一电路上,由
可知,电阻大的实际功率大(灯泡较亮),即:串联接在家庭电路中亮的额定功率小,故乙同学错误;选项C丙同学把两灯并联在同一电路中,根据
可知,电阻小的实际功率较大(灯泡较亮),即:并联接在家庭电路中亮的额定功率大,故丙同学正确;故选C。
【分析】知道额定电压相同,由公式
可知,电功率大的电阻小;所以可以通过比较灯丝粗细判断哪个灯泡的额定功率大;串联在电路中,比较灯泡的亮度,越亮,额定功率越小;并联在电路中,比较灯泡的亮度,越亮,额定功率越大。
10、【答案】D
【考点】电功与热量的综合计算
【解析】【解答】烧开同样一壶水消耗的电能相等,设电热壶的电阻为R,根据
得:
则有:
,即
故选D.
【分析】电热水壶的原理是将电能转化为内能,在110V的电压下将水烧开和在220V的电压下烧开一壶水消耗的电能相等,根据
得出等式即可求出。
11、【答案】B
【考点】焦耳定律的计算公式及其应用,影响电流热效应的因素(焦耳定律)
【解析】【解答】AB、装置甲中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左
,
两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I1+I2
,
两电阻阻值相等,则支路中电流相等,I1=I2
,
所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半,即是研究电流产生的热量与电流的关系,由Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快;因此通电一段时间后,玻璃管左侧液面高度差更大,故A错误,B正确。CD、在乙装置中,将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过他们的电流I与通电时间t相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系;故由Q=I2Rt可知,在相同时间内,电流相同的情况下,电阻越大,电流通过导体时产生的热量越多,右边容器中的电阻产生的热量多,温度升得较快,所以乙实验通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的大,故CD均错误。故选B.
【分析】由焦耳定律Q=I2Rt可知,Q与I、R及t有关,故应采用控制变量法进行分析。电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,体现的是转换思想。
12、【答案】A
【考点】电功的实质
【解析】【解答】根据电阻的电流随电压变化关系图,可以读出不同电压时,电阻中的电流.电阻
的额定电压为3V,读出此时电阻
中的电流为0.12A,额定功率为
.当电阻
两端电压为3V时,读出此时电阻中的电流为0.24A,电阻
的电阻为:
.电阻并联时,它们两端电压相等,当电压为2V时,电阻R2两端电压为2V,此时电流为0.16A,
实际功率为:
.把两电阻串联时,导体中的电流相等,它们两端电压之和等于电源电压,所以每个电阻两端电压都小于电源电压,电阻两端电压都小于额定电压,均不能正常工作.
【分析】已知灯泡的额定电压,由图象得到额定电压对应的电流,利用公式P=UI得到额定功率.
13、【答案】B
【考点】电功率计算公式的应用,电功率
【解析】【解答】解:
(1)不考虑热损失,两只电饭煲省电情况相同,因为电能全部转化为内能被水吸收,水吸收的热量相同,所以省电情况一样;
(2)考虑热损失,1200W的电饭煲省电,因为水吸热相同,根据W=Pt,功率大的加热时间短,热散失少,所以省电.
综上所述,在相同质量的水升高相同的温度的前提下,不考虑热损失,消耗电能一样多;考虑热损失,1200W的消耗电能少.
故选B.
【分析】电饭煲在工作过程中将电能转化为水的内能.质量相同的水升高相同的温度,需要的热量相同.
①如果不考虑热量的损失,电能全部转化为水的内能,使水温升高,已知水需要的热量相同,所以消耗的电能相同,电饭煲省电与否与功率没有关系;
②考虑热量的散失水在加热过程中,时间越长,热量损失越多,在水升温需要的热量一定的前提下,电饭煲功率越低,加热时间越长,热量的损失越多,也就是此电饭煲要费电.
14、【答案】C
【考点】欧姆定律的应用,电功率计算公式的应用
【解析】【分析】本题综合考察了电学的知识。主要涉及电功率的计算,串并联电路的特点,欧姆定律等知识
【解答】
A、由于额定电压都是110V
,
额定功率PA=60W、PB=100W,由此可知RA>RB
,
把灯泡B与电阻并联的话,会使并联的部分的电阻更小,所以AB的电压不会平分,AB不会同时正常发光,故A错误;
B、由于灯泡要满足110V的额定电压
,
所以当A灯泡与电阻串联以后,再与B灯泡并联,而B灯泡的电压高于额定110V的电压,不能正常工作,故B错误;
C、由于额定电压都是110V,额定功率PA=60W、PB=100W,由此可知RA>RB
,
把灯泡A与电阻并联的话,可以使并联部分的电阻减小,可能使A与并联部分的电阻相同,所以AB能同时正常发光,并且电路消耗的功率与B灯泡的功率相同,所以总功率的大小为200W;
D、把AB并联之后与电阻串连接入电路的话,当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时,AB就可以正常发光,此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和,所以电路消耗的总的功率的大小为320W;
由CD的分析可知,正常发光并且消耗的功率最小的为C,故C正确.
故选C.
15、【答案】D
【考点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】已知消耗1kW h的电能,电能表的转盘转动600转,可求转30转消耗的电能,根据公式P=
可求该电器的额定功率.
【解答】解:转10转消耗的电能W=
kW h×30=
kW h
该电器的额定功率P=
=
=
kW=200W
故选D.
16、【答案】C
【考点】影响电流热效应的因素(焦耳定律)
【解析】【分析】两电阻丝串联,流过它们的电流I相等,通电时间t相等,由U=IR判断它们间的电压关系,由Q=I2Rt判断它们产生的热量关系.
【解答】解:由于两电阻丝串联,流过它们的电流I相等,通电时间t相等,由题意知:R甲<R乙
,
由U=IR知:U甲<U乙;由Q=I2Rt知:Q甲<Q乙;
故选C.
17、【答案】C
【考点】欧姆定律的应用,电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根欧姆定律判断电流和电阻、电压之间的关系;
(2)根据P=UI判断电路消耗的功率。
【解答】解:A、R2的阻值最小时,也就是电流最大时,电压表的示数最大为3V,此时的电流为0.3A,电路的总电阻为20Ω,所以此时滑动变阻器的电阻为10Ω,所以A错;
B、当电压表示数最大时,此时的电流最大为I==0.3A,所以A错;
C、当电压表示数为3V时,电阻R1消耗的电功率最大为0.9W,当电压表示数最小时,也就是滑动变阻器的阻值最大时,此时电流I==0.2A,电压表的示数U=IR=0.2A×10Ω=2V,所以此时的电功率P=IR=2V×0.2A=0.4W,所以C正确;
D、电路消耗的最大功率P=UI=6V×0.3A=1.8W,最小功率P=UI=6V×0.2A=1.2W,所以D错。
故选C。
18、【答案】B
【考点】液化及液化现象,能源的分类,插座的构造与工作方式,电功的实质
【解析】【分析】(1)有金属外壳的用电器,其外壳要接地,所以应使用三脚插头;(2)水蒸气液化时会放热,过热的水蒸气会将人烫伤;(3)挂烫机消耗的电能主要转化为水槽内部水的内能;(4)可以从自然界直接获取的能源叫一次能源;不能从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源.
【解答】解:A、有金属外壳的用电器,其外壳要接地,所以它的电源线带有三脚插头,是为了使用安全,故A说法正确;
B、高温的水蒸气液化时会放出大量的热,有可能将人烫伤,而不是汽化放热,故B说法错误;
C、挂烫机消耗的电能主要转化为水槽内部水的内能,故C说法正确;
D、我们生活中所使用的电能都是通过其他形式的能转化而来的,是二次能源,故D正确;
故选B.
19、【答案】A
【考点】影响电流热效应的因素(焦耳定律),能量的相互转化和转移,影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】A、太阳能电池工作原理是将太阳能转化为电能;B、最底层则用来隔绝土壤的湿气,避其影响到内部的线路遇水短路;C、用电能加热,利用的是电流的热效应;D、摩擦力与压力和物体的接触面粗糙程度有关,冬天路面结冰,接触面光滑,摩擦力减小。
【解答】A、太阳能电池板就可以将太阳能转化为电能,故A错误;
B、最底下的一层则用来隔绝土壤的湿气,防止电路短路,故B正确;
C、该设计可以将电力储存起来供给照明,同时也可以起加热的作用,利用了电流的热效应,故C正确;
D、冬天路面结冰,使接触面的粗糙程度减小,变得光滑,摩擦力减小,所以人容易摔倒,故D正确。
故选:A
20、【答案】B
【考点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】知道灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率、熟练应用电功率公式及其变形公式是正确解题的关键。(1)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,灯泡在额定电压下的功率等于额定功率,灯泡实际功率越大,灯泡越亮;
(2)根据电功率的变形公式R=U2P求出两灯的电阻,然后由欧姆定律求出流过甲乙两灯的电流,再由电功率公式
P=I2R求出甲乙两灯是实际功率,最后根据灯的实际功率判断它们的亮度关系。
【解答】(1)由图可知,甲、乙、丙、丁四盏灯的额定功率都是40W,
丙与丁两端的电压等于其额定电压,它们的实际功率等于额定功率为40W;
(2)由图知,P甲=P乙=40W,U甲=220V,U乙=110V,
灯泡的电阻R甲==(220V)240W=1210Ω
,R乙==(110V)240W=302.5Ω
,
由图知甲乙两灯串联,流过它们的电流I==220v1210Ω+302.5Ω≈0.145A
,
灯泡的实际功率P甲实=I2R甲=(0.145A)2×1210Ω≈25.44W,
P乙实际=I2R乙=(0.145A)2×302.5Ω≈6.36W;
(3)由以上分析计算可知,灯泡乙的实际功率最小,乙最暗。
故选B
二、填空题
21、【答案】大于;大于
【考点】影响电流热效应的因素(焦耳定律)
【解析】【分析】由焦耳定律可知,电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关.
实验时因为甲瓶中电阻丝的电阻大于乙瓶中电阻丝的电阻,电流通过甲瓶中电阻丝产生的热量多,使甲瓶中的煤油温度上升的高.
【解答】解:
粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙
,
R甲长度大于R乙
,
则R甲>R乙;
两电阻丝串联,通过的电流和通电时间相同,因为甲瓶中电阻丝的电阻大于乙瓶中电阻丝的电阻,电流通过甲瓶中电阻丝产生的热量多,使甲瓶中的煤油温度上升的高,由此得出,当通过的电流和通电时间相同时,导体的电阻越大、电流产生的热量越多,故甲玻璃管液面上升高度h甲大于乙玻璃管液面上升高度h乙;
向右移动滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电流减小,在电阻相同、放出热量相同的情况下,电流越小,根据焦耳定律可知,所用的时间越长,即t2大于t1
.
故答案为:大于;大于.
22、【答案】短路;2
【考点】电路的动态分析,电功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据电路图分析电路结构,求出灯泡两端的实际电压之比,根据串联电路的电压特点得出功率之比,即可根据灯泡实际功率求出R上的功率。分析清楚电路结构、知道灯泡的功率与两端的电压的关系是正确解题的关键
【解答】当闭合开关S1、S2时,电阻R2与一段导线并联,它被短路。只有L单独接入电路,
灯泡两端电压等于电源电压,此时消耗的电功率为9W。
则根据P=,得RL=
S1闭合S2断开时,由电路图可知,,灯泡和电阻串联接入电路,灯泡消耗的电功率为1W。
则根据P=,得RL=
∴
=
∴
===3
∵串联电路的电压等于各分电压之和,
∴UR:UL=2:1,
∵串联电路的电流处处相等,
∴由P=UI可知:PR:PL=UR:UL=2:1,
∴PR=2PL=2×1W=2W
故答案为:短路;2
23、【答案】9720
【考点】电能表参数的理解与电能的求法,电功率
【解析】【解答】已知该电池的电压为3.6V;
电量为Q=750mA h=0.75A×3600s=2700C;
它充足电后所储存的电能是W=QU=2700C×3.6V=9720J.
【分析】从铭牌上可以看出,该电池的电压和电量(mAh是电量的单位),根据公式W=QU可求它充足电后所储存的电能.
24、【答案】0.04;800
【考点】电功率计算公式的应用,小灯泡的电功率跟哪些因素有关,电功率
【解析】【解答】解:
3200imp/(kW h),是指每消耗1kW h的电能,电能表指示灯闪烁了3200次,
指示灯闪烁128次,电水壶消耗的电能:
W=1283200kW h=0.04kW h=1.44×105J;
电水壶的功率:
P=wt=1.44×105J3×60s=800W.
故答案为:0.04;800.
【分析】根据电能表闪烁的次数可以求出电水壶消耗的电能,然后由电功率公式P=wt求出电水壶的实际功率.
25、【答案】2.5;1500;4
【考点】欧姆定律,电功计算公式的应用,电功率计算公式的应用
【解析】【分析】利用电功率公式计算计算;利用计算;抓住加热器的电阻不变进行计算。
【解答】;
工作10min消耗的电能为;
当把它接在其他电源上时,它的电阻不变,,代入计算,可得。
故答案为:2.5;1500;4
26、【答案】6;正
【考点】电路的三种状态,电功计算公式的应用
【解析】【分析】(1)甲车两侧远光灯并联,总功率等于两灯功率之和,根据P=UI求出总电流,根据I=
求出车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作的时间;(2)甲、乙两车正负极依次串联时会造成电源短路,烧坏电源,据此判断两车“搭电”启动时的连接方式.本题考查了电功率公式和电流定义式的应用以及电路的三种状态,要注意甲车两侧远光灯是并联.
【解答】解:①甲车两侧远光灯并联,总功率P=2×60W=120W,
由P=UI可得,总电流:
I=
=
=10A,由I=
可得,车上蓄电池最多能供两个远光灯正常工作的时间:t=
=
=6h;
②因甲、乙两车正负极依次串联时会造成电源短路,烧坏电源,
所以,两车“搭电”启动时,先用电线将甲车蓄电池的正极与乙车蓄电池的正极相连,再将另两个电极用电线连通.
故答案为:6;正.
27、【答案】35;87.5%
【考点】电功计算公式的应用
【解析】【分析】(1)观察速度-时间图象,电动自行车在0~7s速度越来越快,7~12s,速度不再变化;观察牵引力-时间图象,在7~12s牵引力大小不变,由于电动车匀速直线运动,牵引力等于摩擦力,求出摩擦力的大小;(2)利用P=fv求电动自行车匀速行驶时克服摩擦力做功的有用功率,利用P=UI求出总功率,然后利用求效率。
【解答】(1)由速度-时间图象可知,电动自行车在0~7s速度越来越快,所以电动车在0~2s做加速运动,受非平衡力作用;
由牵引力-时间图象可知,在7~12s牵引力大小F=35N,因为在7~12s匀速运动,所以摩擦力f=F=35N;
(2)由速度-时间图象可知,电动自行车匀速行驶时速度v=6m/s,则克服摩擦力做功的功率为P有用=fv=35N×6m/s=210W;
电动机输入总功率为P总=UI=48V×5A=240W,
所以效率=
故答案为:35;87.5%。
28、【答案】3;由于电流热效应,充电电流越大,单位时间电池产生的热越多
【考点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】本题考查了能量的转化和电功公式的应用以及学生对电流热效应的理解与掌握,是一道较为简单的应用题。(1)知道电板充满电所储存的电能和最大输出电流,根据W=UIt求出将空电板充满电需要的时间;(2)根据电流的热效应进行解答。
【解答】(1)根据W=UIt可得,将空电板充满电需要的时间:
t=WUI=113400J5V×2.1A=10800S=3h;
(2)由于电流热效应,充电电流越大,单位时间电池产生的热越多,容易损坏电板,所以充电时不能提高最大输出电流。
故答案为:(1)3;(2)由于电流热效应,充电电流越大,单位时间电池产生的热越多。
29、【答案】(1)
(2)2.2;B
(3)0.5
【考点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】伏安法测灯泡电阻和功率时,电压表并联在灯泡两端,但在电压表合适的量程损坏时,可以利用电压表的另一个量程并联在滑动变阻器两端,间接测量灯泡的额定电压,这是一个很好的思路。(1)在测量小灯泡电功率的实验中,电流表、小灯泡、滑动变阻器要串联在电路中,且由于小灯泡的额定电压是2.5V,故电压表应选择小量程;据题目中乙图电路表的示数不难看出,此时电流表也应选择小量程,故据上述要求连接实物图即可;(2)在电压表读数时,应看清它的量程和分度值;同时对于串联电路,电阻之比等于电压之比,故在串联电路中,谁的电阻越大,其分担的电压就越多;(3)所谓额定功率,即灯泡在额定电压下的功率,由于灯泡的额定电压是2.5V,故据图丙找出灯泡在2.5V时所对应的电流,运用公式P=UI计算即可。
【解答】(1)电流应串联在电路中,且电流表的量程应选择0~0.6A的,故答案见下图:
(2)此时电压表选的是小量程,且分度值是0.1V,故此时电流表的示数2.2V,其小于灯泡的额定电压,若要使的灯泡正常工作,故必须是的灯泡两端的电压变大为2.5V,由于电源电压不变,故需让滑动变阻器的电压变小即可,即据串联电路中电阻之比等于电压之比,故将滑动变阻器的阻值调小即可实现上述目的,即滑片应向B端移动;
(3)据图丙能看出,小灯泡在2.5V时的电流是0.2A,故此时灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)见上图;(2)2.2V;B;(3)0.5W。
30、【答案】大于;d
【考点】测定小灯泡的功率
【解析】【分析】本题涉及电压表和电流表量程的选择和读数、滑动变阻器的变阻原理、电功率的计算,虽综合性强,但都属于基础知识,难度适中。当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数变小,则变阻器连人电阻增大,连入下边的接线柱是d。
【解答】(1)电源电压要大于灯泡的额定电压,灯泡才能正常工作;
(2)当滑片向左移动时,电流表示数减小,连入的电阻增大,则变阻器接入电路的接线柱应是d。
故答案为:(1)大于;(2)d。
三、解答题
31、【答案】(1)并
(2)0.68
(3)机顶盒在待机状态下消耗的电能为:W=P't=0.0152kW×20h×30=9.12kW h.
【考点】电器的电功率
【解析】【分析】(1)串联的各用电器相互影响,不能独立工作,并联的各用电器互不影响,可以独立工作,据此分析连接方式;(2)根据公式P=UI计算电流;(3)根据公式W=Pt求出消耗的电能.
【解答】解;(1)机顶盒和电视机可以独立工作,互不影响,因此机顶盒和电视机是并联的;(2)由P=UI可知电视机工作时的电流为:
I=
=
=0.68A;
32、【答案】(1)节约汽油、行驶费用低
(2)内能;电能
(3)P1+P2V
【考点】电功率计算公式的应用
【解析】【解答】解:(1)混合动力型汽车与普通汽车相比,具有的优点有:节约汽油、行驶费用低、尾气排放少、噪音小等;
(2)并联混合动力型汽车在水平面上制动时,汽车的动能一部分克服摩擦转化为内能,另一部分通过发电机转化为电能;
(3)若汽油发动机与电动机同时提供动力,其功率为P=P1+P2
,
由P=Wt=Fst=Fv得:
牵引力:故答案为:(1)节约汽油、行驶费用低;(2)内能;电能;(3)P1+P2V
.
【分析】(1)从节能、环保的角度作出分析和解答;
(2)混合动力型汽车在制动时,汽车的动能一部分转化为内能;电动机作为发电机使用,把汽车的一部分动能转化为电能;
(3)根据P=Wt=Fst=Fv求出牵引力
33、【答案】 解:(1)当开关S打到2位置及滑片的位置且滑片P在中点时,电路连接如图:
滑动变阻器接入电路的电阻为R′=R0=×50Ω=25Ω,
因为P=I2R,
所以电路电流为I′===0.4A,
串联电路总电阻为R串=R2+R′=20Ω+25Ω=45Ω,
因为I=,
所以电源电压为U=I′R串=0.4A×45Ω=18V;
(2)当开关S打到1位置且滑片P在A端时,电路连接如图:
滑动变阻器两端电压为U0=U﹣U1=18V﹣8V=10V,
因为,
所以,
解得R1=40Ω;
(3)当开关S打到1位置且滑片P在A端时,电路总电阻最大,为R最大=R1+R0=40Ω+50Ω=90Ω,
此时的电路总功率最小,为P最小===3.6W;
当电路电流达到滑动变阻器允许通过的最大电流I最大=0.5A时,
电路总功率最大,为P最大=UI最大=18V×0.5A=9W.
答:
(1)电源电压为18V;
(2)定值电阻R1的阻值为40Ω;
(3)电路的总功率最小是3.6W;最大功率是9W.
【考点】欧姆定律的应用,电功率计算公式的应用
【解析】【分析】当开关S打到1位置且滑片P在A端时,定值电阻R1与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量R1两端电压;
当开关S打到2位置及滑片的位置且滑片P在中点时,定值电阻R2与滑动变阻器的一半串联,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端电压.
(1)根据开关S打到2位置及滑片的位置,可以得到滑动变阻器接入电路的电阻,已知滑动变阻器消耗的功率和电阻,可以得到电路电流;已知定值电阻R2和滑动变阻器的阻值,可以得到串联电路总电阻,最后得到电源电压;
(2)已知电源电压和开关S打到1位置且滑片P在A端时电压表示数,可以得到滑动变阻器两端电压;已知滑动变阻器两端电压和阻值,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比得到R1的阻值;
(3)由P=可知,在电源电压一定时,总电阻最大时功率最小;总电阻最小时功率最大.结合电流表、电压表量程和滑动变阻器规格确定电路最小、最大功率.
34、【答案】解:①已知最大功率P1=1210W,所以正常工作时的最大电流:
.
答:正常工作时的最大电流为5.5A.
②由图象可知,豆浆机正常工作一次电热管工作时间t1=9min,
电动机工作时间t2=2min,豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能:W=P1t1+P2t2=1210W×9×60s+120W×2×60s=667800J.
答:豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是667800J.
③豆浆机1min内消耗的电能
,
豆浆机实际功率:
,电热管电阻:
,电路实际电压:
.
答:此时电路的实际电压是200V.
【考点】电功计算公式的应用,电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)从表中可以看出豆浆机正常工作时的最大功率,根据公式
可求豆浆机正常工作时的最大电流.(2)已知电动机的功率和加热的功率,从图象上可以看出各自的各自时间,根据公式W=Pt可求消耗的电能.(3)已知电能表每消耗1kw h的电能转盘就转动1200r,可求转20转消耗的电能,已知工作时间,根据公式W=Pt可求豆浆机的实际功率,利用公式
求出电热管电阻,最后利用公式
求出此时电路的实际电压.
本题考查电流、消耗电能、实际功率、电阻、实际电压等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是求豆浆机正常工作一次电热管工作时间和电动机工作时间,要学会从题目所给信息中找到有用的数据,能正确理解电能表的各个参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算.
35、【答案】(1)电磁感应
(2)P=UI=339伏×1安=339瓦
答:电动汽车的输出功率为339瓦
(3)P输入=UI=220伏×16安=3520瓦=3.52千瓦
W机=W电×70%=22千瓦 时×3.6×106焦/千瓦 时×70%=5.544×107焦
答:已经耗完电能的电池充满,理论上需要6.25小时。该车在水平地面上匀速行驶时,受到的阻力为396牛。
【考点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)刷卡的原理是电磁感应分析判断;(2)根据电功率的公式计算电容汽车的输出功率;(3)根据电功率的计算公式计算出输入功率,电量除以输入功率,即可求得充电时间;根据功的额计算公式计算出车受到牵引力,由于汽车匀速行驶,因此阻力等于牵引力。
【解答】(1)IC卡上有感应线圈接收交变磁场的能量,刷卡所用的原理是电磁感应;
故答案为:(1)电磁感应;(2)339瓦;(3)6.25小时;396牛。
36、【答案】(1)0.6
(2)当水箱中水位为2米时,控制电路电流Ia=0.1安,RF1=60欧,此时
=120欧,则R0=R总1 RF1=120欧 60欧=60欧
当水箱中水位为1米时,RF2=90欧,R总2=
RF2+
R0=90欧+60欧=150欧
答:电流Ib为0.08安。
(3)注水系统从水位1米开始注水到2米,注水总体积V总=0.4米2×(2米 1米)=0.4米3
,
需要时间为t1
,
根据题意:
水位从2米下降至1米,需要的时间t2=
=400秒
注水系统与喷淋系统同时工作时,工作电路电流做功W=U2I2t1=220伏×2安×100秒=4.4×104焦
喷淋系统单独工作时,工作电路做功W′=U2I1t2=220伏×1安×400秒=8.8×104焦
W总=
W+
W′=4.4×104焦+8.8×104焦=1.32×105焦
答:工作电路消耗的电能是1.32×105焦。
【考点】电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据电功率的计算公式P=I2R计算压敏电阻RF的功率;(2)根据表格计算水位2m时电路的总电阻,从而求出R0
,
根据R0
,
计算水位1m时的总电阻,根据欧姆定律计算电路的电流;(3)根据电功的计算公式W=UIt计算工作电路消耗的电能。
【解答】(1)当水箱内的水位上升到2米时电流为0.1安,根据表格此时RF阻值为60Ω,根据功率公式P=I2R=(0.1A)2×60Ω=0.6W;
故答案为:(1)0.6;(2)0.08安;(3)1.32×105焦。
37、【答案】(1)并联
(2)根据公式P=UI
I=
=0.45A
(3)膳食纤维(粗纤维、纤维素)或维生素
(4)每平方米太阳能电池板的输入功率为:P1=
每平方米太阳能电池板的输出功率为:P2=
P1×20%=800W×20%=160W
小柯家太阳能电池板的输出功率为:P3=
P2×20=160W×20=3.2KW
(5)南
【考点】电功率计算公式的应用,电器的电功率
【解析】【分析】(1)根据串联电路和并联电路工作时的特点可得到串并联的关系;(2)根据公式P=UI可得计算电流;(3)人体所需的七大营养素为蛋白质、脂肪、糖类、水、维生素、矿物质、纤维素。(4)小柯家太阳能电池板的输出功率,小柯家屋顶太阳能电池板的光照总面积为20m2
,
已知1m2面积上平均1分钟接收太阳能4.8×104J而其中只有20%转化为电能输出,所以我们可以先算出1m2太阳能电池板的输出功率再算出20m2太阳能电池板的输出功率。(5)要获得更多的太阳能需要更多的光照,北半球阳光从南面照过来,朝南光照充足。
【解答】(1)根据题意可知电动机和电热丝是独立工作的,所以它们的连接应该是并联;(3)表二
面包配料中的营养成分主要有蛋白质、脂肪、糖类、水、、矿物质五种,缺膳食纤维(粗纤维、纤维素)或维生素。(5)衢州位于北回归线以北地区太阳从南面照过来,所以朝南面能得到更多的光照。
故答案为:1、并联;2、
0
.
45
A;3、膳食纤维(粗纤维、纤维素)或维生素;4、3.2KW;5、南。
38、【答案】(1)
(2)大于
(3)不正确,不转时W总功=Q电路
UI1t=I12(R+r)t
转动时W'总功>Q'电路
UI2t>I22(R+r)t
故I2<
I1
,
灯泡变暗
【考点】焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】(1)在电动机未转动时,该电路为两个电阻串联的电路,根据焦耳定律的公式写出表达式;
(2)(3)在电动机转动时,消耗的电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能。
【解答】(1)在电动机未转动时,该电路为两个电阻串联的电路,则此时电路中的电流为:I=
;
根据焦耳定律可知,t时间内电流在电路中产生的热量即电流所做的功为:
W=Q=UIt=Ut=;
(2)在电动机转动时,电流所做的功主要有两个利用:一个是转化为电动机的机械能,另一个是转化为灯泡和电动机的内能;故电流在电路中产生的热量要小于电流所做的功;
(3)电动机转动后,电动机会消耗一部分能量,使得电功转化而成的内能减小,故灯泡的亮度会变暗,所以小金的判断时错误的;
不转时W总功=Q电路
UI1t=I12(R+r)t
,
转动时W'总功>Q'电路
UI2t>I22(R+r)t
,
故I2<
I1
,
灯泡变暗。
故答案为:(1)
;(2)大于;(3)不正确,不转时W总功=Q电路
UI1t=I12(R+r)t
,
转动时W'总功>Q'电路
UI2t>I22(R+r)t
,
故I2<
I1
,
灯泡变暗。
39、【答案】(1)并
(2)工作时间t=75min=1.25h,
消耗的电能为:W=Pt=2.0kW×1.25h=2.5kW h;
通过它的电流为:I=
=
=9.1A;
(3)装满水时V水=65L=0.065m3
电热水器内水的质量为:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.065m3=65kg;
电热水器受到的总重力是:G=(m水+m容)g=(23kg+65kg)×10N/kg=880N;
(4)由图知,假设墙面对悬挂架的支持力为F,
根据杠杆的平衡条件有:Fh=Gd
F×0.248m=880N×0.248m
解得F=880N;
(5)与进水管相连的金属进水阀温度低,空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠,而出水管相连的金属出水阀温度高,水蒸气不能遇冷,不能液化故没有小水珠.
【考点】密度公式的应用,电功计算公式的应用,电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)当二根加热棒同时工作时,它们的连接方式是并联;(2)根据W=Pt算出消耗的电能,根据I=
算出电流;(3)根据m=ρV算出水的质量,根据G=mg算出水和电热水器的总重力;(4)根据杠杆的平衡条件算出墙面对悬挂架的支持力;(5)水蒸气遇冷液化成的小水珠.
【解答】解:当二根加热棒同时工作时,总功率最大,总电阻最小,它们的连接方式是并联;
40、【答案】(1)电动机
(2)额定压力;额定压强
(3)13.64,200,0.5
【考点】直流电动机的构造和工作过程,电功计算公式的应用,电功率计算公式的应用
【解析】【解答】(1)该题中已提示“清洗机工作时,利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出”,故需要消耗电能,即是利用电动机来工作的,其是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的;(2)表中额定压力为5×106Pa,Pa(帕斯卡)是压强的单位,物理量与单位不一致,所以错误的是额定压力,应当改为额定压强;(3)由
得,
,10min需要水的体积:V=20L/min×10min=200L=0.2m3
.
由
得,需要水的质量为
,W=Pt=3000W×10×60s=1.8×106J=0.5kW h=0.5度
【分析】电动机需要消耗电能,产生机械能,其是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的;压力(力)的单位是牛顿,符号N,可见额定压力与单位不符;清洗机正常工作时,由铭牌知道清洗机的额定电压和额定功率,利用公式P=UI求清洗机正常工作时通过的电流;知道清洗时间、清洗机的额定流量,可求需要用水的体积;知道清洗时间和清洗机的电功率,利用公式W=Pt求消耗的电能。