中考 考点演练
考点演练
(一)填空题
1.(北京市西城区)一个10欧的电阻,通电10秒钟产生的热量是400焦,在这段时间内通过电阻横截面的电量是________库.
2.(北京市海淀区)小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”,它的发热元件是一个阻值为1.0×l04欧的电阻.将这个电热驱蚊接在电源的两端,当电源两端电压为220伏时,100秒内产生的热量为_________焦.
3.(天津市)一个5欧的电阻通过它的电流为2安,在10秒内放出的热量是______焦耳,如果通过它的电流减小为原来的1/2,在相同时间内所放出的热量是原来的______(设电阻值不变).
4.(重庆市)一只阻值为6欧的电阻,在一段时间内,通过它的电量为2库,电阻产生的热量是12焦.由此可知,加在这个电阻两端的电压是_______伏,这段时间是______秒.
5.(河北省)经验证明,只有不高于______伏的电压对人体才是安全的;一根1210欧的电阻丝接在220伏的电源上,在10分钟内产生的热量为_______焦.
6.(哈尔滨市)某条街道两旁共有“220伏 400瓦”的路灯40盏,平均每天供电10小时,则一天共消耗电能______度.
7.(甘肃省)某电热水器铭牌上标有“220伏、1500瓦”字样.对它通电1.5小时,消耗的电能是_____度,转变成的内能是______焦.
8.(南京市)一只电能表的表盘上标有如图所示的字样,该表正常情况下可以用在最大功率是________瓦的家庭电路上.某同学家电视机的电功率是250瓦,平均每天使用3小时,一个月仅电视机耗电_______度(按30天计算).
第8题图
9.(安徽省)图示为水力发电站的流程示意图,在水力发电的过程中能量转化的情况是_______________.
第9题图
10.(长沙市)韶山4型电力机车在牵引列车运动时,是将电能转化为_______能.葛洲坝水电站的发电机组在运行时,是将_______能转化为_______能.
11.(云南省)将两只分别标有“220伏 500瓦”和“220伏 800瓦”的电炉并联在电路中正常工作,则两电炉在相同时间内产生的热量之比为_________;通过电炉丝的电量之比为_____________.
12.(新疆乌鲁木齐)家庭电路中的一只灯泡正常工作时,在1分钟时通过导线横线截面的电量是27库,通过灯泡的电流是_____安,灯泡消耗的电能是_______焦.灯丝的电阻是_________欧.
13.(苏州市)标有“220伏 40瓦”的电烙铁接在220伏的电源上,该电烙铁每分钟产生的热量是_______焦,1小时消耗的电能___________千瓦时.
14.(昆明市)2002年元月,中国第二大水电功程——云南小湾水电站正式开工.该项目是“西电东送”的标志工程,其一号机组的发电功率预计为4.5×104千瓦,若该机组连续发电,一天内输出电能______瓦时,每度电按0.3元计算,一天将创造经济价值______元.
15.(广东省)某家用电热器正常工作时的电阻是484欧,将其插头插在家庭电路中使用,在5分钟内该电热器产生的热量是__________焦.
16.(北京市东城区)如图所示,电阻R1、R2和R3接到电压为12伏的电路中,电压表V1的示数是6伏,电压表V2的示数是8伏,电路消耗的总功率是2.4瓦.则电阻R2=______欧;经过10秒,电阻R3消耗的电功是______焦.
17.(北京市东城区)如图所示,电源电压为4伏,电阻R的阻值为10欧.开关S闭合后,在100秒的时间内电阻R上放出10焦的热量.已知灯L的额定功率为1.2瓦(灯的电阻不随温度变化),则灯L的额定电压为______伏.
第17题图
18.(北京市西城区)灯L1标有“6伏 6瓦”,灯L2标有“6伏3瓦”.把它们串联在电压为9伏的电源上灯L1的功率是_______瓦.
19.(北京市海淀区)一个额定功率为1瓦的玩具电动机,正常工作时在2秒内将150克的钩码匀速提高1米,则此装置的效率是_______.(g取10牛/千克)
20.(上海市)阻值为40欧的电阻R1与电阻R2串联后,接在电压为6伏的电源两端,测得电路中的电流为0.1安,则电阻R1两端电压为__________伏,电阻R2消耗的电功率为_______瓦.
21.(重庆市)将标有“12伏 6瓦”的灯泡接在9伏的电路中时,灯泡消耗的功率是_______瓦.若要将其接入36伏的电路中并使它能正常发光,则应给它串联一个阻值是______欧的电阻.
22.(山西省)有一标有“6伏 12瓦”的小灯光,当小灯炮正常发光时,电流通过小灯泡1分钟做的功是_____焦.若接在电压为1.5伏的电源上,通过小灯泡的电流为0.5安,此时小灯泡的功率是________瓦.
23.(哈尔滨市)如图所示电路,电源电压恒定为6伏,小灯泡的规格均为“6伏 3瓦”,该电路可实现小灯泡串并联的转换.该电路可消耗的最大功率是_______瓦,最小功率是________瓦.
第23题图
24.(陕西省)某家用电能表上标有“220伏 5安 3000R/kWh”的字样,当家中用电器全部工作时,电能表1分钟转了45转.由此可估算出该家所有用电器的总功率为__________瓦;若该家全部用电器工作时的总电流不超过电能表的额定电流,还可以再增加________瓦以下的用电器.
25.(甘肃省)如图所示,电源电压是6伏,灯泡L的电阻是12欧(其阻值不随温度变化),滑动变阻器的最大阻值是12欧.当滑片P移到最左端时,灯泡L正常发光,则
第25题图
灯泡L的额定功率是______瓦.若滑片P移到最右端时,通过灯泡的电流是______安.
26.(长沙市)李刚家的电能表标有“220伏 10安”的字样,他家同时使用的家用电器的总功率不能超过_______瓦,如果超过,则保险丝会自动_______.
27.(贵阳市)一种叫“满天星”的节日彩灯,一组有100只小灯泡串联,将它们接在220伏电压下,每只小灯炮两端的电压为_______伏,如果每一只小灯泡的功率是0.5瓦,则通过每一只小灯泡的电流是______安.
28.(贵阳市)电功率的单位是________,它的大小表示电流做功的_________.
29.(云南省)如图所示的电路中,电源电压为6伏,开关S断开时,电流表的示数为0.3安,开关S闭合时电流的示数为0.5安,则R2的阻值为______欧,R1消耗的功率是______瓦,2秒种内整个电路消耗的电能是______焦.
第29题图
30.(成都市)标有“6伏 6瓦”、“6伏 1.5瓦”字样的灯L1和L2,串联接在某电源上,设灯丝的电阻不变,则通过灯L1和L2的电流强度之比为_______,灯L1和L2的实际功率之比为_______,要保证两灯安全工作,电源电压不应超过_____伏特.
31.(苏州市)一只标有“12伏 6瓦”的灯泡L与滑动变阻器R串联后接到电压不变的电源上,在R的阻值由最小变到最大的过程中,灯泡L的功率由6瓦变到1.5瓦,设灯丝电阻不随温度化.则灯泡L的电阻为______欧;滑动变阻器R的最大阻值为_______欧.
32.(绍兴市)如图所示电路中,小灯泡L标有“2.5伏 1瓦”字样,电阻及为5欧.当开关S闭合时,小灯泡恰好正常发,光,则电源电压为_______伏,小灯泡电阻为________欧,电流表示数为______安.
第32题图
33.(海南省)一只灯泡上标着“PZ220-25”字样,当它正常发光时通过它的电流是_______安,它的电阻是________欧,通电10分钟消耗的电能_______焦.
34.(北京市朝阳区)微电子控制电热水瓶的铭牌如下表,由此可知,在额定电压下工作,保温时通过电热水瓶的电流约是______安(保留两位小数):煮水6分钟,消耗的电能是______千瓦时.
型号DSP-22C
电源220V~/50Hz
消耗功率 煮水时700W
保温时30W
容量2.2L
(二)选择题
1.(北京市朝阳区)一台电风扇和一个电熨斗,如果使用时电流做功相同,电能转化为内能 ( )
A.一样多 B.电风扇较多 C.电熨斗较多 D.无法比较
2.(甘肃省)图是研究焦耳定律实验装中的部分电路.两瓶中的电阻丝是串联的,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 ( )
第2题图
A.U甲=U乙,Q甲=Q乙
B.U甲<U乙,Q甲>Q乙
C.U甲<U乙,Q甲<Q乙
D.U甲>U乙,Q甲<Q乙
3.(贵阳市)电能表是 ( )
A.测量电流做功多少的仪表 B.测量电流大小的仪表
C.测量电压大小的仪表 D.测量电功率大小的仪表
4.(苏州市)下列仪器中,能直接测量电功的是 ( )
A.电流表 B.电压表 C.验电器 D.电能表
5.(镇江市)家庭电路中使用的电能表专门用来测量 ( )
A.电流的大小 B.电压的大小 C.电阻的大小 D.电功的多少
6.(镇江市)如图所示的灯泡上标着“PZ220-40”的字样,以下说法正确的是 ( )
第6题图
A.灯泡的额定电流为5.5安
B.灯泡的额定电压为40伏
C.灯泡的额定功率为40瓦
D.灯泡正常发光时的电阻为5.5欧
7.(广东省)下列单位中,是电功单位的有 ( )
A.瓦特 B.焦 C.千瓦时 D.欧姆
8.(武汉市)电功和电功率的单位分别是 ( )
A.千瓦时和焦耳 B.千瓦和瓦特 C.焦耳和瓦特
9.(武汉市)同学们发现家庭电路常使用一种电流为10安的电能表,那么装有这种电能表的家庭,同时使用的家用电器的总功率应 ( )
A.不大于200瓦 B.不大于1200瓦 C.不大于2.2千瓦
10.(北京市东城区)将灯L1接在电压为6伏的电路中,功率为6瓦.若保持电路电压不变,再在电路中连入灯L2,使电路的总功率为9瓦.在如图所示的四个电路中,连接方法正确的是 ( )
A. B.
C. D.
第10题图
11.(北京市东城区)将电阻R0与电阻R1串联接在电压不变的电源两端,R1的功率为P1;将电阻R0与电阻R2串联接在同一电源两端,R2的功率为P2.下列说法正确的是 ( )
A.如果R1=R2,则一定有P1=P2 B.如果R1>R2,则一定有P1>P2
C.如果R1>R2,则一定有P1<P2 D.如果R1R2=,则一定有P1=P2
12.(北京市西城区)小刚利用电能表测某家用电器的电功率.当电路中只有这个用电器工作时,测得在15分钟内,消耗电能0.3千瓦时,这个用电器可能是 ( )
A.空调器 B.电冰箱 C.电视机 D.白炽灯
13.(北京市西城区)如图所示的电路中,电源电压保持不变.开关S由闭合到断开,电路消耗的总功率之比为4∶3.如果R1=12欧,则R2的电阻是 ( )
第13题图
A.36欧 B.16欧 C.9欧 D.4欧
14.(北京市朝阳区)有三盏白炽灯,甲标有“PZ220-15”,乙标有“PZ220-40”,丙标有“PZ220-100”,将它们接在家庭电路中,正常工作时的发光情况是 ( )
A.甲灯最亮 B.乙灯最亮 C.丙灯最亮 D.一样亮
15.(上海市)某家用电器正常工作时的功率约为300瓦,则它可能是 ( )
A.空调器 B.白炽灯 C.洗衣机 D.语言复读机
16.(天津市)如图所示,一个标有“6伏 3.6瓦”字样的小灯泡L和最大阻值为50欧的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6伏的电路中,设灯泡电阻不变,则下列判断正确的是 ( )
第16题图
A.无论如何移动滑片P,电路中总功率不会超过2瓦
B.移动滑片P,电路中总功率最小值为0.6瓦
C.当滑片P滑至某个位置时,L和R的电功率相等
D.当滑片P由a滑向b的过程中,灯泡L的电功率一直是减小的
17.(河北省)如图所示电路中,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则下列判断正确的是 ( )
第17题图
A.电流表示数变小,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电阻R1消耗的功率增大
D.整个电路消耗的总功率减小
18.(沈阳市)L1、L2两盏电灯的额定电压相同,均为U,额定功率P额1>P额2,把它们接入电源电压为U的电路中,下列说法中正确的是 ( )
A.两灯串联使用时,实际工率P1<P2
B.两灯并联使用时,实际工率Pl′<P2,
C.串联时两灯消耗的总功率P总<P额2
D.并联时两灯消耗的总功率P总′<P额1
19.(哈尔滨市)下列几种电器铭牌的标示牛都涉及到“2A”字样,其中表示额定电流的是 ( )
A.滑动变阻器上标有“1012 2A” B.家用电熨斗上标有“220V 2A”
C.电能表上标有“220V 2A” D.某汽车用蓄电池标有“2A 10h”
20.(山东省)某家用电器正常工作时的电流为4安,此用电器可能是 ( )
A.空调机 B.日光灯 C.电冰箱 D.电风扇
21.(江西省)把标有“12伏 12瓦”的灯L1和“12伏 6瓦”的灯L2串联起来接在电源电压为12伏的电路中,正确的说法是 ( )
A.L1、L2两灯均能正常发光
B.L1、L2两灯均不能正常发光,但L2为较亮
C.L1、L2两端均不能正常发光,但L1灯较亮
D.把电源电压提高到24伏,L1、L2两灯都能正常发光
22.(长沙市)两个灯泡,其中L1标有“6伏 3瓦”,L2没有标记,但测得它的电阻是4欧,把它们串联后接在某一电路时,两灯L1、L2均能正常发光,这个电路两端的电压和灯L2的电功率分别是 ( )
A.6伏 3瓦 B.8伏 1瓦 C.12伏 3瓦 D.6伏 1瓦
23.(新疆乌鲁木齐)如图所示,电源电压保持不变,R为定值电阻,在a、b两接线柱上接一个标有“6伏 2瓦”灯泡,闭合开关S,灯泡恰好正常发光;如果在a、b两接线柱间换一个标“6伏 3瓦”的灯泡,闭合开关S后,这只灯泡消耗的功率 ( )
第23题图
A.小于3瓦 B.大于3瓦
C.等于3瓦 D.不能确定
24.(成都市)用一个电压恒定的电源和两个电阻连接成一个闭合电路,下列说法正确的是 ( )
A.若两个电阻串联,电路中消耗的功率最大
B.若两个电阻并联,电路中消耗的功率最大
C.若两个电阻并联,电路中消耗的功率最小
D.两个电阻无论怎样连接,电路中消耗的功率都相等
(三)做图(识图)题
1.(河南省)请你设计并画出一个“测定小灯泡电功率”的实验电路图.
2.(武汉市)请用笔画线代替导线或绳,连接图中所示器材(砝码、滑轮、电动机、电流表、电压表、开关、电源和滑动变阻器),研究电流做功的多少跟什么因素有关.
第2题图
(四)实验题
1.(南京市)某同学用如图所示的装置研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系.图中两个烧瓶内盛有质量和温度都相同的煤油,温度计显示煤油的温度,两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大.实验时,该同学想把两段金属丝串联接入电路.
(1)请你用笔画线作导线,帮他完成电路.
(2)这样连接的目的是_____________.
(3)实验过程中可以观察到A瓶中温度计的示数小于B瓶中温度计的示数,这表明_____________.
第1题图
2.(昆明市)如图所示是研究焦耳定律的演示实验装置图.
第2题图
(1)(本题各空均填“相同”或“不同”)为了研究电流通过导体放出的热量与电阻的关系,两烧瓶中煤油的质量应________;通过两烧杯中两根电组丝的电流应__________;两烧瓶中两根电组丝的阻值应__________.
(2)该实验采用的研究方法是:_______(填“A”或“B”)
A.与研究欧姆定律的控制变量法相同
B.与研究合力和分力关系的等效法相同
3.(北京市东城区)用伏安法测额定电压为2.5伏的小灯泡的额定功率.
第3题图甲
第3题图乙
(1)用铅笔画线代表导线,在图甲中将所给实物连接成测量电路(电池组和开关已连好).
(2)接通电路后,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数U=2.5伏,电流表的示数如图乙所示,则电流表的示数I=__________安.
(3)小灯泡的额定电功率是_____瓦.
4.(河北省)用伏安法测额定电压为6伏的小灯泡的额定功率(小灯泡正常发光时的电阻约为4欧).现有如下器材:电源一个、滑动变阻器一个、电流表(量程为0~0.6安和0~3安)一个、电压表(量程为0~3伏和0~15伏)一个、开关一个、导线若干.
(1)在下面的虚线框内画出实验电路图;
(2)实验时应调节_______,使电压表的示数为6伏,此时电流表的示数为________安(如图所示),则这个小灯泡的额定功率为_______瓦.
第4题图
5.(新疆乌鲁木齐)家庭电路中有一只标有铭牌的灯泡正常发光,现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表,请用三种方法搞清这只灯泡此时的功率,说明道理并写出表达式.
方法一:___________________
方法二:___________________
方法三:___________________
6.(沈阳市)在“测定小灯泡的功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8伏,电源电压为6伏,估计小灯泡的额定功率不超过1.2瓦.
A B
第6(1)题图
(1)按如图A所示电路图连接实物图B.
(2)若滑动变阻器有甲“20欧 1安”、乙“5欧 2安”两种规格,本实验应选用_______(填“甲”或“乙”).
(3)闭合开关,调节滑动变阻器使小灯炮正常发光时,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率为_______瓦.
第6(3)题图
7.(甘肃省)如图甲所示是测量一个额定电压为2.5伏小灯泡额定功率的实物图.
甲 乙
第7题图
(1)以笔画线代替导线,将图中的实验器材连接成实验电路.
(2)闭合开关开始实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最______端.
(3)某同学连接好电路开始实验时,发现无论怎么移动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数都不变化,且灯泡发光很暗,这是因为_________.
(4)为测得灯泡的额定功率,需调节滑动变阻器滑片使灯泡两端的电压达到______伏,若此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率是_______瓦.
8.(哈尔滨市)如图甲所示是用来研究焦耳定律的实验装置:
图甲
第1组 第2组
图乙
(1)请将图甲中的器材连成实验电路.要求:实物位置不动,导线不交叉.
(2)请你写出本实验的研究方法(或设计思路)____________.
(3)请选用图乙中任意一组实验,写出“研究电流产生的热量与某一个因素的关系”的具体实验过程_________.
9.(山东省)在测定额定电压为2.5伏、功率约为1.2瓦的小灯泡的额定功率时,备有如下器材:开关一只,导线若干,4.5伏和6伏的电源各一套,量程为0~0.6安、0~3安的电流表和0~3伏、0~15伏的电压表各一只,标有“200欧、1安”和“10欧、2安”的滑动变阻器各一只,测量时电表示数必须超过所用量程的一半.
(1)应选用_____伏的电源;
(2)电流表量程应选择____安;
(3)电压表量程应选择____伏;
(4)滑动变阻器规格可选择_______;
(5)在方框内画出测量电路图.
10.(贵阳市)如图所示,小灯泡L1、L2串联接在电源两端,现用两只电压表、一只电流表来同时测出它们的实际功率,三个表应怎样接 请你在上面方框中画出电路图并说明如何进行测量.
第10题图
11.(云南省)如图是“测定小灯泡额定功率”的实物图.小灯泡的额定电压是3.8伏,正发光时,灯丝的电阻大约为10欧.
第11题图
(1)请指出图中的三处错误码(不需要改正):_________.
(2)改正错误后,闭合开关,发现电流表示几乎为零,而电压表示数约为电源电压,发生此故障的原因可能是________.
(3)小灯泡正常发光时,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率约为________瓦.
12.(镇江市)小灯泡标有“3.8V ××”字样,由于磨损,小灯泡的额定功率字样已模糊.李镇同学用如图所示的电路来测定该灯泡的额定功率:
第12题图
(1)至少要用________节干电池串联起来做电源,
(2)闭合开关后,欲测小灯泡的额定功率,发现电流表的读数为2.5伏,测应使滑动变阻器的滑片P向_______滑动.
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器,测得三组数据如下,其中第2组数据的电压表读数李镇忘记记录了,请你帮他把相关读数填入表中(设灯丝电阻不随温度变化).
实验次数 电压表读数(伏) 电流表读数(安)
1 3.0 0.20
2 0.21
3 3.8 0.25
小灯泡的额定功率P额=____________瓦
实验次数 电压表读数(伏) 电流表读数(安)
1 3.0 0.20
2 0.21
3 3.8 0.25
13.(广东省)在做“测小灯泡的额定功率”实验时,
(1)已知小灯泡的额定电压是3.8伏,额定功率小于2瓦,某同学在连接电路时有几根导线还没有接上,如实物所示,请你在实物图上用笔画线代导线替连接好(要求正确选择电压表和电流表的量程).
甲 乙
第13题图
(2)某同学在连接滑动变阻器时,由于接线错误使滑动变阻器滑片P移动时不能改变小灯泡的亮暗程度.现就下面两种情况,请你判断该同学是如何连接的
第一种情况:小灯泡较亮时,他是把两导线的端点分别与滑动变阻器的_____连接.
第一种情况:小灯泡较暗时,他是把两导线的端点分别与滑动变阻器的_____连接.
(3)在正确连接电路并调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时,电流表如图乙所示,其读数为_______安,则小灯泡的额定功率是_______瓦.
14.(广东省)初三物理教科书有下面一段短文,阅读后回答有关问题.
沸点随气压改变:
许多物理现象跟气压的大小(通常说气压的高低)有关系,对人类的生活、健康有重要影响,比例,在几千米高的山上,如果没有高压锅,连顿热饭都吃不上,就是由于水的沸点随气压改变的缘故.
实验:
烧瓶中的水沸腾(图甲)后移去酒精灯,水停止沸腾;待水温降低一些后将大注射器接到烧瓶口上(图乙),向外拉注射器活塞,看到了什么现象 这个实验说明了什么问题 实验表时气压减小时水的沸点降低.
换用其他液体,在各种气压下实验,表明一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高.
甲 乙 丙
第14题图
(1)研究问题的过程通常有下列的步骤:A.提出假设 B.分析归纳;C.得出结论;D.提出问题 E.实验研究;F.理论推导;G.经验总结等.
你认为编者对“液体沸点与气压关系的研究”依次采取的步骤是:(步骤用英文字母表示).
(2)小明同学把图乙的装置改装成图丙的装置,注射器改为加热待水沸腾后才与胶管连接,并继续加热,目的是想通过实验验证“气压增大时,液体的沸点升高”.你猜想小明的操作是_______和观察_____________.
(3)小明的实验操作,你认为有什么危险值得注意
15.(绍兴市)某校兴趣小组同学选用了如图实验装置研究物质的比热,并连接了部分元件.
第15题图
(1)请把实验电路连接完整;
(2)实验中为了保护相等质量煤油和酒精在相同时间内吸收的热量相等,应控制烧瓶内电阻丝的电阻R甲______R乙(填“>”、“=”、“<”);
(3)实验中观察到插在煤油中的温度计示数变化比酒精中变化大,说明______比热大.
(五)计算题
1.(上海市)在如图所示的电路中,电源电压不变,灯L标有“6伏 3瓦”字样.当电键K闭合时,灯L正常发光,电流表的示数为0.6安.求:
第1题图
(1)通过灯L的电流.
(2)电阻R2的阻值.
(3)在10秒内,电流通过电阻R2所做的功.
2.(河北省)如图所示的电路中,R1、R2为定值电阻,灯L上标有“16伏 4瓦”的字样,电源电压保持不变.
第2题图
(1)闭合开关S、S1、S2,电流表的示数为0.35安,此时灯L恰能正常发光,求电阻R1的大小;
(2)闭合开关S、断开开关S1、S2,电压表的示数较(1)中变化了3.2伏,求此时电阻R2消耗的电功率.(灯丝电阻不变).
3.(沈阳市)如图所示的电路中,电源电压为12伏保持不变,滑动变阻器最大阻值为R2,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P由a端移到b端时,电流表示数由1.5安变为0.5安,求:
第3题图
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)电压表示数的变化范围;
(3)滑动变阻器的滑片P滑到b端时,通电2分钟,R1产生的热量.
4.(陕西省)如图所示,R1的阻值为20欧,开关S闭合后电流表A的示数为2.7安,电流表A1的示数为1.8安.求:
第4题图
(1)电源的电压;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电流通过电阻R2每分钟所做的功;
(4)电阻R1、R2的电功率之比.
5.(江西省)如图所示的电路中,R1=400欧,R3=20欧,电源电压U=12伏且保持不变,当S1、S2断开时,电流表的示数为0.1安.求:
第5题图
(1)R2的阻值.
(2)S1、S2闭合时电流表的示数.
(3)S1、S2闭合时,通电10秒钟电路产生的热量.
6.(常州市)赵亮同学用如图实验电路图进行如下操作:闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从最右端c点移到最左端.点的过程中,记录了滑片P分别置于a、b、c三点时电表的示数(见下表).已知小灯泡L的额定电压为6伏.求:
第6题图
滑片P的位置电表的示数 a点 b点 c点
V1表(伏) 6 2.5 1.5
V2表(伏) 0 3.5 4.5
A表(安) 0.6 0.25 0.15
(1)电源电压.
(2)小灯泡的额定功率.
(3)滑动变阻器的最大阻值.
(4)滑片P在移动过程中,电路消耗的最大功率与最小功率之比.
7.(北京市东城区)如图所示,R1=10欧的电阻和滑动变阻器R2串联,A、B接到电压为6伏的是电路中.将滑动变阻器的滑片P移到a点,变阻器a点左侧电阻为Ra,Ra=R2.将量程为0.6安的电流表或量程为3伏的电压表接到电路中C处,电表的指针恰好指示满量程.
第7题图
(1)接在C处的是_______表.
(2)保持原电路不变,如果将C处的电表换成另一块电表,那么此刻电表的示数是多少
(3)换成另一块电表后,若移动滑片P到某一点,使滑动变阻器消耗的电功率是0.8瓦,通过R1的电流可能是多少
8.(北京市西城区)如图所示电路,电源电压一定.当开关S断开,滑动变阻器接入电路的电阻为RA时,电阻R2和滑动变阻器消耗的功率之和P2+PA=8瓦,电压表V1、V2的示数之比U1∶U2=5∶4;当开关S闭合,滑动变阻器接人电路的电阻为RB时,滑动变阻器消耗的功率PB=5瓦,电压表V2的示数为U′2,且U′2∶U2=5∶4.求:开关S断开,滑变阻器接入电路的电阻为RA时,R2消耗的功率P2.
第8题图
9.(北京市海淀区)有一种电冰箱,只有在压缩机工作时才消耗电能,将一台这样的电冰箱单独接在标有“3000r/kWh”字样的电能表上,测得电冰箱压缩机连续工作10分钟电能表的表盘转过了75转.
求:(1)这台电冰箱压缩机的功率多大
(2)如果测得该电冰箱某一天耗电为1.2千瓦时,设压缩机每次连续工作时间都是15分钟,并且次次工作后的间歇时间也都相等,那么它的间歇时间的可能值是多少分钟
(设电冰箱压缩机工作时功率保持不变,计算结果保留整数)
10.(北京市朝阳区)施工中需要临时接一盏灯,由于电源距工地较远,所用导线较长,当接入标有“220伏 200瓦”的白炽灼后,发现灯不能正常发光,经测量得知,灯两端的电压为200伏,电源电压稳定且等于220伏.设灯丝电阻保持不变,运算结果保留整数.求:
(1)导线电阻是多少
(2)换成标有“220伏 40瓦”的白炽灯,灯两端的电压是多少
11.(天津市)如图所示,为电饭锅的电原理图,当控制开关闭合时电饭锅处于加热煮状态,此时功率为1000瓦.饭熟后,控制开关自动断开,电饭锅处于保温状态,若此时电饭锅的功率为100瓦,求电热板和保温器的电阻各为多少(假设电阻值不随温度的变化而变化)
第11题图
12.(山西省)如图所示电路,电源电压不变,R1的阻值为10欧,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑到b,电压表与的示数之比为5∶7,R2与R消耗的功率之和是R1消耗功率的4倍,求:
第12题图
①通过R1与R2的电流之比;
②滑动变阻器的最大阻值Rab;
③滑动变阻器滑片在a、b两点时R1消耗的功率之比.
13.(沈阳市)如图所示,灯泡L标有“12伏 12瓦”字样,滑动变阻器最大阻值为R1,R2为24欧,电源电压保持不变,当开关S1、S2、S3都闭合时,L恰能正常发光;若S1、S2断开,S3闭合,改变滑片的位置,使滑动变阻器连入电路的阻值分别为和R1,这两种情况下,滑动变阻器消耗的功率相等.求:
第13题图
(1)小灯泡正常发光时电流表的示数.
(2)S1、S2断开、S3闭合,滑片P在左端时滑动变阻器消耗的功率.
14.(甘肃省)如图所示,电源电压为6伏.R1是一个小电热器,滑动变阻器R2的阻值可在0~20欧之间调节,当滑片P在R2的最左端时,电流表的示数为0.2安.
第14题图
(1)求此时R1在2分钟内产生的热量.
(2)求滑片P移至R2的中点时电路消耗的总功率.
15.(甘肃省)如图所示,灯炮上标有“12伏、6瓦”的字样.当开关S闭合时,灯泡L正常发光;当开关S断开时,流过灯泡L的电流为0.25安.求:
第15题图
(1)S断开时灯泡L的实际功率.
(2)电阻R的阻值.
16.(宁夏回族自治区)两个电阻R1=120欧,R2=100欧.串联后接入110伏的电路中,求R1两端的电压和R2消耗的电功率.
17.(山东省)某施工场地装一盏“PZ220—500”的灯泡,用导线接到距离较远的220伏供电电源上.已知导体的总电阻是13.2欧,求灯泡发出的实际功率.(设灯泡的电阻不变)
18.(南京市)要把一只额定电流为0.2安的小灯泡接人电压恒为9伏的电源两端,为安全起见,将小灯泡与一个滑动变阻器串联后接入电路,如图所示,开关闭合后,移动滑片,当滑动变阻器消耗的功率为1.04瓦/时,小灯泡恰好正常发光.
第18题图
(1)小灯泡的额定电压和额定功率分别是多少
(2)小灯泡正常发光时变阻器接入电路的阻值是多少
(3)移动变阻器滑片,当电路中电流为0.1安时,小灯泡的实际功率是多少(不计温度对灯丝电阻的影响)
19.(杭州市)如图所示,是供电设备向居民楼用户输电的示意图,为保证居民楼内的用户所有用电器都正常工作,居民楼的输入导线间的电压必须保证为220伏.某居民楼内消耗的用电器功率如下表示:
电器名称 总功率(千瓦)
照明电器 4
厨房电器 13
空调 18
其他电器 9
第19题图
求:(1)该居民楼所有用电器的总功率为多少千瓦
(2)当所有的用电器均正常工作时,通过输电线的电流为多少安
(3)若输电线的总电阻为0.1欧,居民楼内由于家用电器的增加,将向供电部门申请“增容”,即增加用电功率.当居民楼的用电器的额定功率增加到88千瓦,所有用电器均在正常工作的时侯,输电线路损失的功率比“曾容”前增加了多少千瓦
20.(江西省)小熊同学利用如图所示的电路计算电阻Rx消耗的功率.已知电源电压不变,R的阻值为R0,开关S闭合后电流表A1的示数为I0由于缺少条件,他不能算出.请你补充一个条件,帮他算出Rx消耗的功率.(写出计算过程)
第20题图
21.(福州市)如图所示,灯L1标有“6伏 3瓦”,灯L2标有“12伏 4瓦”,将开关闭合后L1恰好正常发光.求:
第21题图
(1)电压表的读数;
(2)电流表A2的读数;
(3)灯L2的实际功率和L2通电1分钟产生的热量.
22.(河南省)如图所示电路中,电源电压保持不变,当变阻器滑片位于变阻器的中点且开关S闭合时,电压表V1的示数为6伏,V2的示数为4伏,小灯泡I正常发光且消耗的电功率为1瓦.求:
第22题图
(1)滑动变阻器的最大电阻值.
(2)滑片位于变阻器右端时,小灯泡消耗的电功率.
23.(长沙市)如图所示电路中,小灯泡L上标有“8伏 3.2瓦”字样,滑动变阻器的最大阻值为40欧,R1的阻值为18欧.求:
第23题图
(1)小灯泡I的电阻.
(2)S、S1、S2均闭合时,电压表的示数为9伏,求电源电压及电阻R1上消耗的电功率.
(3)断开S1、S2,闭合S,若接入电路中的电压表的量程改为0~3伏,电流表的量程为0~0.6安,为了保证两表均不超过量程,且小灯泡两端的电压不超过其额定电压,滑动变阻器的阻值变化范围为多少
24.(四川省)如图所示,电源电压U=6伏且保持不变,R1=10欧,R2是最大阻值为60欧的滑动变阻器,L是标有“6伏’0.72瓦’’字样的灯泡,灯泡灯丝电阻不变.
第24题图
(1)当R2的滑片P到最左端时,要使灯泡L正常发光,S1、S2各应处于什么状态
(2)当S1、S2都断开,5分钟内灯泡L消耗的电能是多少
(3)调节滑动变阻器滑片,闭合S1、S2,当电流表示数最小时,整个电路消耗的电功率是多少
25.(云南省)普通电熨斗工作时可以看成一根电热丝,通电加热即可使用.马老师把电熨斗串联一只“220伏 40瓦”的灯泡,用来调节电熨斗的温度,方便熨烫不同衣物,如图所示.电熨斗的额定电压和额定功率分别为220伏、100瓦.
第25题图
(1)用物理知识分析开关S的通断对电熨斗温度的影响;
(2)计算在开关通断两种状态下电熨斗所消耗的电功率.
26.(成都市)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,已知当滑片P分别滑至a端和b端时,电阻R1消耗的电功率之比P1∶P2=29∶4.当滑片在a端时,电流表的示数为3安培,滑片P在b端时,电压表的示数为6伏特.求:
第26题图
(1)电阻R1的阻值和滑动变阻器的最阻值R2;
(2)电源电压是多少伏特.
27.(扬州市)如图所示的电路中,电源电压为24伏且保持不变.开关S闭合,滑动变阻器的滑片P至A端时,电流表示数为1安;当S断开,滑片P滑到变阻器中点O时,电压表示数为12伏.求:
第27题图
①滑动变阻器的最大阻值和灯泡的电阻;
②若电压表量程为0~15伏,断开关开S,在电压表不超过量程的情况下,灯泡的最小功率.
28.(绍兴市)如图是家用电饭锅的简化电路示意图,S1是限温开关,靠手动闭合,当温度达到103℃时自动断开,不能自动闭合.S2是自动开关,当温度超过80℃时自动断开,温度低于70℃时自动闭合.电阻R2的阻值是1886欧,R1是工作电阻,阻值为50欧.锅中放好适量的米和水,接入家庭电路,闭合手动开关S1后,电饭锅就能自动煮好米饭并保温.试求:
第28题图
(1)加热过程中电饭锅消耗的电功率P1是多大
(2)保温过程中电饭锅消耗的电功率P2是在哪两个值之间跳动
29.(温州市)如图所示,开关S闭合时,电流表的示数为I=2安,电压表的示数分别为U1=4伏,U2=6伏,示:
第29题图
①灯泡L1的电阻和灯泡L2的电功率.
②若将图中电流表换成电压表,电压表换成电流表,换成,此时的读数是多少 与读数之比是多少
30.(海南省)如图所示的电路中,电阻及的阻值为5欧,电压表的示数为2伏,试求:
第30题图
(1)电流表的示数;
(2)若改变加在电路朋两端的电压使电阻R消耗的功率为1.8瓦,则电流表和电压表的示数分别是多少
答案:
(一)填空题
1.20 2.484 3.200 1/4 4.6, 2 5.36, 2.4×104 6.160 7.2.25 8.1×106 8.4400,22.5 9.只要回答出“水的机械能(或势能)转化为电能”即可 10.机械(动),机械,电; 11.5∶8 5∶8 12.0.46, 5940, 489 13.2400 0.04 14.1.08×106 3.24×105 15.3×104 16.10 12 17.6 18.1.5 19.75% 20.4 0.2 21.3.375(3.38或3.4),48 22.720,0.5,0.75 23.6 1.5 24.900 200 25.3 0.25 26.2200,熔断;27.2.2,0.23 28.瓦,快慢 29.20 1.2 30.1∶1, 1∶4, 7.5 31.24 24 32.2.5 6.25 0.5 33. 0.11 1936 15000 34. 0.14 0.07
(二)选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
答案 C C A D D C BC C C B AD A D
题号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
答案 C C BCD ACD ABCD B A B B A B
(三)做图(识图)题
1.如图
第1题图
2.如图
第2题图
(四)实验题
1.(1)将两段金属丝串联接入电路
(2)控制电流和通电时间相同
(3)电流和通电时间相同时,电阻越大电流通过导体产生的热量越多
2.(1)相同 相同 不同 (2)A
3.(1)图略,接线正确 (2)0.3 (3)0.75
4.(1)实验电路图如图所示;
第4题图
(2)滑动变器,1.4,8.4.
5.方法一:观察铭牌可知额定功率,即为此时功率
方法二:用电能表和钟表测一定时间内消耗的电能P=
方法三:已知家庭电路电压,用电流表测通过灯炮的电流p=220I
方法四:用电流表、电压表测电流和电压P=IU
6.(1)如图 (2)甲 (3)1.064
第6(1)题图
7.(1)略 (2)根据滑动变阻器实际接线填“左”或“右”
(3)滑动变阻器误作为定值电阻接入
(4) 2.5 0.85
8.(1)图略
(2)控制变量法,或(控制两个量不变,研究热量与另外一个因素的关系)
(3)选用图乙第一组实验,甲、乙瓶串联,闭合开关一段时间.观察甲、乙两瓶中液柱升高的情况不同.这是在电流和通电时间一定时,研究电流产生的热量与电阻的关系.
9.(1)4.5;(2)0.6;(3)3;(4)10欧,2安;(5)如图
第9(5)题图
10.如图
第10题图
测量方法:闭合开关S,灯泡L2的实际功率为P2=U2I P1=(U1一U2)I
11.(1)电流表“+”“—”接线柱接反 滑动变组器接线柱接错 电压表量程选择不当
(2)灯泡断路(或接线柱松动) (3)1.44
12.(1)3;(2)左A.;(3)3.2,0.95.
13.(1)实物连线如图 (2)C、D两点 A、B两点
第13(1)题图
(3) 0.32 1.2
14.(1) D、E、B、C.
(2)把注射器活塞往内推,增加气压 水沸腾时的温度
(3)气体加压沸腾时,若气压过大,塞容易被冲出,甚至会使烧瓶爆裂,造成仪器损坏或伤人.
15.(1)连在变阻器线圈上的任一个接线柱 (2)= (3)酒精
(五)计算题
1.(1)I1===0.5安
(2)I2=I-I1=0.6安-0.5安=0.1安,R2===60欧
(3)W2=U2I2t=6伏×0.1安×10秒=6焦
2.解:(1)闭合开关S、S1、S2灯L与R1并联,R2被短路;由于灯L正常发光,所以电源电压U=16伏,灯泡的电阻RL===64(欧),通过灯L的电流I===0.25(安),通过R1的电流I1=0.35-0.25=0.1(安),电阻R1===160(欧)
(2)S闭合,S1、S2断开时,灯L与电阻R2串联,电压表示数较(1)变化了3.2伏,即R2两端的电压U2=3.2(伏),灯L两端的电压UL=16-3.2=12.8(伏),通过灯L的电流I===0.2(安),电阻R2消耗的电功率P2=U2I=3.2×0.2=0.64(瓦)
3.解:
(1)P在a端时,只有R1连入电路
由欧姆定律:R1===8欧
P在b端时,R1、R2串联,总电阻R===24欧
变阻器最大阻值R2=R-R1=24欧-8欧=16欧
(2)电压表测R2两端电压
P在a端时,电压表示数U1=0伏
P在b端时,电压表示数U2=I2R2=0.5安×16欧=8伏
(3)P在b端时,R1产生热量Q=R1t=(0.5安)2×8欧×120秒=240焦
答:滑动变阻器的最大阻值为16欧,电压表示数的变化范围为0~8伏,R1产生的热量为240焦.
4.解:电流表A1的示数为通过电阻R1的电流I1,电流表A的示数为电路总电流I,设通过R2的电流为I2
(1)电源电压U=U1=I1R1=1.8×20伏=36伏
(2)I2=I-I1=(2.7-1.8)安=0.9安 R2==欧=40欧
(3)电流每分钟通过R2做功W=t=×60焦=1944焦
或W=R2t=0.92×40×60焦=1944焦或W=UI2t=36×0.9×60焦=1944焦
(4)R1与R2并联,两羰电压相等,根据P=有电功率与电阻成反比
∴P1∶P2=R2∶R1=40∶20=2∶1
或根据P=I2R有P1∶P2=R1∶R2=1.82×20∶0.92×40=2∶1
或P1=R1=1.82×20瓦=64.8瓦, P2=R2=0.92×40瓦=32.4瓦
∴ P1∶P2=64.8∶32.4=2∶1
5.解:(1)S1、S2都断开,R2与R3串联
R串===120欧,R2=R串-R3=120欧-20欧=100欧
(2)S1、S2都闭合,R1与R2并联,R3被短路
==80欧,===0.15安
(3)Q==(0.15安)2×80欧×10秒=18焦.
6.解:(1)电源电压U=6伏
(2)额定功率P=U1I1=6×0.6瓦=3.6瓦
(3)最大阻值R==欧=30欧
(4)最大功率Pmax=UI1=6×0.6瓦=3.6瓦 最小功率Pmin=UI2=6×0.15瓦=0.9瓦
比值==4
7.(1)电压表
(2)C处为电压表时,示数为3伏,R1+Ra=R2-Ra 又Ra=R2
解得R2=30欧,Ra=10欧.
C处接电流表后,电流I===0.3安
(3)当滑片P滑到某点b时,Pb=(U-I1R1)I1,得10-6I1+0.8=0
解得通过R1的电流I1=0.4安或0.2安
8.S断开、变阻器的电阻为RA,电路如图(甲)
S闭合、变阻器的电阻为RB,电路如图(乙)
P2+PA=8瓦 PB=5瓦
(甲) (乙)
第8题图
由(甲)图== 得4R1=R2+5RA ①
由(甲)、(乙)图== 得=
由(甲)、(乙)图 U一定 I(R1+R2+R1)=(R1+RB)
得RB=R1+2R2+2RA ②
由(甲)、(乙)图 U=IR,===
得2RB=5RA+5R2 ③
由②、③得2R1=RA+R2 ④
由④、①得R2=3RA
在(甲)图中==,R2=×8瓦=6瓦.
9.(1)电能表表盘转过75转压缩机消耗的电能为:W=×1度=0.025度
根据P=W/t可知,电冰箱压缩机的实际功率为:P===150瓦.
(2)电冰箱压缩机连续工作15分钟消耗的电能为:W=150瓦×15×60秒=1.35×105焦
24小时内压缩机启动次数为:n=1.2×3.6×106焦/1.35×105焦=32次
在24小时内,电冰箱压缩机间歇的总时间为:24×60分-15分/次×32次=960分
在24小时内,电冰箱停机的次数最少为31次,最多为33次.所以压缩机最长间歇时间为:t1=960分/31≈31分
压缩机最短间歇时间为:t2=960分/33≈29分
所以压缩机的间歇时间为29分~31分之间.
10.(1)=U2/P=(220伏)2/220瓦=242欧
导线与灯串联,导线上的电压=-=220伏-220伏=20伏
EMBED Equation.3 =/=20伏×242欧/200伏≈24欧
(2)=/=(220伏)2/40瓦=1210欧
导线与灯串联,总电阻=+=24欧+1210欧=1234欧
=/=1210欧×220伏/1234欧≈216伏.
11.开关闭合时,保温器被局部短路,===48.4(欧)
开关断开时,保温器与电热板串联,则+=
有=-=-48.4=435.6(欧)
12.(1)闭合开关,R1、R2串联,通过R1、R2电流相等=.
(2)闭合开关,滑片移动到b时,R阻值最大,此时R1、R2、Rab串联,电压表测R1和R2的电压,测R1与Rab的电压;则电压与电阻成正比=== ①
串联电路中,电功率与电阻成正比
EMBED Equation.3 ===4 ②
解①②得:R2=15欧,Rab=25欧.
(3)滑片移动到a点,R=0,R1消耗的功率=R1= R1
滑片移动到b点,R1消耗的功率P1=R1=R1
EMBED Equation.3 ===.
答:①通过R1与R2的电流之比为1∶1;②滑动变阻器的最大阻值Rab为25欧;③滑动变阻器滑片在a、b两点时R1消耗的功率之比为4∶1.
13.解:(1)S1、S2、S3都闭合时,R1短路,R2与L并联,小灯泡正常发光时电流I1===1安,∵ 小灯泡正常发光,∴ 电源电压U==12伏
通过R2的电流===0.5安
电流表的示数I=I1+=1安+0.5安=1.5安
(2)灯泡电阻R1===12欧
S1、S2断开,S3闭合时,灯泡L与R1串联变阻器连入时,电流I1=
功率P1==
变阻器连入R1时,电流I2=,功率P2=R1=R1
∵ P1=P2
∴ =R1 即=4
解得:R1=2R1=2×12欧,P2=2.67瓦
答:小灯泡正常发光时电流表的示数为1.5安,滑片在左端时滑动变阻器消耗的功率为2.67瓦.
14.滑片P在左端时,R1两端的电压等于电源电压等于6伏,
R1=U/I1=6/0.2=30欧,此时Q=W=U·I2=6×0.2×2×60=144焦 滑片P在中点时,R=R1+R2/2=30+10=40欧
I2=U/R=6/40=0.15安,功率P=U·I2=6×0.15=0.9瓦
15.S闭合时,灯L正常发光,电源电压等于灯L的额定电压等于12伏,灯L的电阻=U2/P=122/6=24欧
S断开时,流过灯的电流是0.25安,则=0.252×24=1.5瓦
EMBED Equation.3 =I·=6伏,=U-=12-6=6伏
R=/I=6/0.25=24欧
16.R=R1+R2=120+100=220(欧),I===0.5(安)
如果直接计算I=
U1=IR1=0.5×120=60(伏),P2=I2R2=0.52×100=25(瓦)
17.解:===96.8欧,=+=96.8欧+13.2欧=110欧
电路中的电流I===2安,=I2=(2安)2×96.8欧=387.2瓦.
18.解:(1)=/=1.04瓦/0.2安=5.2伏
EMBED Equation.3 =U-=9伏-5.2伏/0.2安=3.8伏
EMBED Equation.3 ==3.8伏×0.2安=0.76瓦
(2)=/=5.2伏/0.2安=26欧
(3)=/=3.8伏/0.2安=19欧
EMBED Equation.3 ==(0.1安)2×19欧=0.19瓦
19.解:(1)=4+13+18+9=44(千瓦)
(2)根据P=UI 得I===200安
(3)“增容”前输电线上的损失的功率为
P=I2R=2002×0.1=400(瓦)=4(千瓦)
“增容”后输电线上的损失的功率为
EMBED Equation.3 =R=·R=×0.1=16000(瓦)=16(千瓦)
故:△P=-P=16千瓦-4千瓦=12千瓦.
20.解:(一)补充阻值为R1
EMBED Equation.3 两端电压=U1=I0R0,==
(二)补充通过的电流为I1
EMBED Equation.3 两端电压=U1=I0R0,==I0R0I1
21.解:(1)L1正常发光,∴ 电源电压U=6伏,电压表示数为6伏
(2)L2的电阻为R2=/P2=(12伏)2/4瓦=36欧,L2的实际电压=6伏.
电流表A2的示数为通过L2的电流I2=/R2=6伏/36欧=0.17安
(3)L2的实际功率=I2=6伏×0.17安=1瓦
通电1分钟产生热量Q=W=t=1瓦×60秒=60焦
22.(1)小灯泡和滑动变阻器串联,设滑动变阻器最大电阻为R
∵ P=,∴ ==欧=16欧
∵ =,∴ =
将②式代入有关数据可得:R=16欧.
(2)∵ 滑动变阻器滑片位于右端地,其电阻值最大,
∵ R=,二者串联,∴ ===3伏
∴ ==瓦=0.56瓦.
23.(1)===20(欧)
(2)U=U2=9(伏),I1===0.5(安),P1=×R1=0.52×18=4.5(瓦)
(3)当电路中电流等于小灯泡的额定电流时,电路中电流最大,此时滑流动变阻器接入电路中的阻值最小,故有
EMBED Equation.3 ====0.4(安)
由欧姆定律有
=,即0.4=,
解得 R2=2.5(欧),即R2的最小值为2.5欧
当电压表的示数=3伏(最大值)时,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,此时电路中的电流最小,故有
EMBED Equation.3 =U-=9-3=6(伏),===0.3(安)
EMBED Equation.3 ===10(欧)
24.解:(1)因为R2滑片处于最左端时,R2=0,如果S2闭合,则L短路;∴ S2应断开.如果S1、S2都断开,则R1与L串联,L上的电压不足6伏.所以要使L正常工作,只能是S2断开,S1闭合.
(2)S1、S2都断开时,R1与L串联,灯泡L的电阻===50欧
I===0.1安,Q=I2t=(0.1安)2×50欧×5×60秒=150焦
(3)S1、S2都闭合,R1短路,R2与灯泡L并联,当电流表示数最小时,R2应取最大值60欧
EMBED Equation.3 ===欧
∴ 整个电路消耗的电功率为P===1.32瓦.
25.(1)因灯泡与电熨斗串联,由Q=I2Rt可知,开关S断开时大,I小,Q小,电熨斗温度低开关S接通小,I大,Q大,电熨斗温度高
(2)S闭合时,灯泡被短路,电熨斗正常工作,P1==100瓦,S断开时,灯泡与电熨斗串联
EMBED Equation.3 ===1210欧 ====484欧
EMBED Equation.3 =1694欧 =I===安
26.解:(1)当滑片P在a端时,电阻R1上的功率为P1=
当滑片P在b端时,电路中的电流I2= ∴ P2==R1
由题意有=∴ =∴ 4=9
等号两边开方后取正值,有2I1=3∴ R2===3欧.
设电源电压为U,则滑片P在a端时有U=I1R1
则滑片P在b端时有U=I2(R1+R2)
I2====2安
而I1R1=I2(R1+R2) ∴ R1===6欧
(2)由I=∴ 电源电压U=I1R1=3安×6欧=18伏.
27.①S闭合,P在A时RL与RAB并联,UL=U电源=24伏,IL=1安,RL=UL/IL=24伏/1安=24欧;S断开,P在中点O时,RL与0.5RAB串联,UAO=12伏 =24伏-12伏=12伏,所以0.5RAB=RL=24欧
故滑动变阻器最大电阻 RAB=48欧
②断开开关S,RL与R串联,电压表示数最大为15伏,UL最小为24伏-15伏=9伏
所以PL最小值=(9伏)2/24欧=3.4瓦
28.解:(1)电饭锅加热时,R2被短路只有R1工作,加热过程电饭锅消耗的功率为P1===968瓦
(2)电饭锅的保温状态由开关S2控控制.
当温度超过80℃时,S2自动断开,此时R1与R2串联,
电饭锅消耗功率==50=25瓦
当温度低于70℃时,S2自动闭合,R2串被短路,
电饭锅消耗功率=P1=968瓦
所以,电饭锅保温时消耗电功率在25瓦和968瓦两个值之间跳动.
答:(1)加热过程中电饭锅消耗的电功率是968瓦;(2)保温过程中电饭锅消耗的电功率在968瓦与25瓦两个值之间跳动.
29.解:①R1===2欧,P2=U2I=6伏×2安=12瓦
②的示数为电源的电压 U=U1+U2=4伏+6伏=10伏
R2===3欧.===.
答:L1电阻2欧,L2电功率12瓦.电压表的示数为10伏,与读数之比是2∶3.
30.解:(1)I==安=0.4安;(2)P=
∴ U==伏=3伏,P=I2R;∴ I==安=0.6安
第 1 页中考 考点解读
考点解读
本节内容涉及的概念较多,计算内容综合性强.通常在中考的“压轴题”中都要用到本节的知识和解题方法.对于参加中考的学生来说,要想做出“最后20分”必须掌握本节内容.对于电功、电功率的内容,中考时主要考查以下知识点:
(1)电功(W)
表示电流做的功.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.(2)电功率(P)
电功率是表示电流做功快慢的物理量.
单位时间内电流做的功,叫做电功率.
(3)额定功率和实际功率
额定电压:用电器正常工作时的电压值为额定电压;额定电压也是用电器上标着的电压.
例如 我国家庭电路的电压为220V,家用电器的额定电压一般为220V.
额定功率:用电器在额定电压下的功率值为额定功率;也就是用电器上标着的电功率为额定电功率.
例如 家庭用普通照明的白炽灯泡在电功率15W~60W之间,电饭锅的电功率在350W~1350W之间,家用电冰箱在重100 W~140 W之间.
实际功率:当加在用电器两端的电压不等于额定电压时,用电器的功率为实际功率.
(4)焦耳定律
内容 电流通过导体产生的热量,跟通过导体电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比.
应用 电炉子、电饭锅、电热毯等电热器是利用电流热效应工作的设备,它们的发热体是用熔点高、电阻率大的合金丝制成的.
表1 电学公式表
名称 公 式 单 位
电流、电压、电阻 I=,U=IR,R= I:A,U:V,R:Ω
电功率 P=UI,P= P:W,其他:kW1kW=10W
电功 W=UIt,W=UQ,W=Pt W:J其他:kWh1kWh=3.6×106J
焦耳定律(电流生热) Q=I2Rt Q:J
在纯电阻电路中(电流通过导体时,电能全部转化为内能的电路),结合欧母定律还可以推导出下列公式
表2 推导公式
电功率 P=I2R=
电功 W=I2Rt=t
焦耳定律 Q=UIt=t
表3 比例关系
串联 并联
= =
= =
= =
表4 电压、电流、电功率关系(以灯例)
电压关系 电流关系 电功率关系 灯发光情况
U实>U额 I实>I额 P实>额 比正常发光亮,有可能烧毁
U实=U额 I实=I额 P实=额 正常发光
U实<U额 I实<I额 P实<额 比正常发光暗
第 2 页中考 典例精析
典例精析
例1 一盏灯标有“36V 40W”字样,将这盏灯接到某电路中,通过它的电流是1A,此时,这盏灯的电功率是________W.
精析 考查额定电压,额定功率的概念.
已知:灯的额定电压UE=36,额定功率PE=40W,实际电流IL=1A.
求:PL(实际电功率)
解 先判定灯是否正常发光
灯正常发光时:IE==≈1.1A
因为灯的实际电流IL<IE,所以灯不能正常发光,且PL应<PE.
先求出灯的电阻R===32.4Ω
R不变
灯的实际功率:PL=IL2R=(1A)2×32.4Ω=32.4W
答案 灯的功率为32.4W
思考 有的同学求实际功率,采用下面做法:
PL=UIL=36V×1V=36W
你能看出其中的问题吗?
例2 某导体接到6V电压下,它消耗的功率是6W;将改接到3V的电压下,这个导体的功率是________W.
已知 UE=6V PE=6W 实际UL=3V
求:实际PL
分析 一个导体,在额定电压下,电阻为R,同样一个导体,电压改变,电阻仍为R.
同样一个导体,电压改变,电阻仍为R.
∴ 电功率的习题,往往从求解电阻入手.
解法1 导体电阻
R===6Ω.
电压变了,导体消耗的功率改变
RL===1.5W
解法2 导体电阻不变
根据:R=
==
PL=·PE=()2×6W=1.5W
小结 从解法2看出,电阻一定时,电压是原来的“n”倍,功率是原来的“n2”倍.因为P=UI,U是原来的“n”倍,I也是原来的“n”倍,所以P是原来的“n2”倍.
答案 功率是1.5W
例3 (天津市中考试题)电能表是测量________的仪表.1 kWh的电能可供标有“220V 40W”的灯泡正常工作________h.
精析 电能表是日常生活中常用的仪表.考查能否灵活利用W=Pt进行计算.
正确选择合适的单位,可以简化计算.
解 电能表是测量电功的仪表.题目给出:W=1kWh P=40W=0.04kW
时间:t===25h
如果选用国际单位,则计算要麻烦得多.
答案 电功,25
例4 (哈尔滨市中考试题)一个“12V 6W”的小灯泡,如果接在36V电源上,为使其正常发光,需串联一个________Ω的电阻,该电阻消耗的功率是________W.
精析 在串联电路中,利用电流、电压等特点,计算电阻和电功率.
已知:额定PE=6W,UE=12V,总电压U=36V
求:R,PR
解 灯的额定电压是12V,直接将其接在36V的电源上,灯将烧毁:这时应将一个电阻和灯串联;—使灯正常发光.
画出灯与R串联的电路草图2—3—1.并标出已知量和未知量.
图2—3—1
只要求出通过R的电流和R两端的电压.就可以求出未知量.
流过灯的电流和流过R的电流相等:
答案 48Ω,12W
例5 (北京市中考试题)电阻R和灯泡L串联接到电压为10V的电路中,R=10Ω,电路接通后,100s内电阻R上电流做的功为10J,已知灯L的额定功率为10W,灯的电阻不变.求:灯的额定电压.
解 画出灯L和电阻只串联的电路草图2—3—2,并标明已知量和未知量.
串联电路,通过L和R电流相等,设为I.
则WR=I2Rt
图2—3—2
I===A=0.1A
R两端电压:UR=IR=0.1A×10Ω=1V
灯L′两端电压:UL=U-UR=10V-1V=9V
灯电阻:R===0.9Ω
灯额定电压:UE===30V
误解 有的同学在算完电流后,直接用:UE===100V,是错误的.因为此时灯并不是正常发光,电路中的电流不是IE.
当然,有的同学把UL=9V算为灯的额定电压,也是错误的.
答案 灯额定电压为30V
例6 (广州市中考试题)有两个灯泡,L1标有“6V 3W”字样,L2没有标记,测得L2的电阻为6Ω,把它们串联起来接入某一电路,两个灯泡均能正常发光,那么该电路两端的电压和L2的电功率分别是 ( )
A.12 V 3W B.12 V 1.5W
C.9 V 3W D.9 V 1.5W
解 画出L1和L2串联的电路草图2—3—3,标明已知量和未知量.
L1正常发光时,U1=6V,P1=3W电路中电流:
I===0.5A
图2—3—3
此时L2也正常发光,L2两端电压:U2=IR2=0.5A×6Ω=3V
P2=IU2=0.5A×3V=1.5W
U=U1+U2=6V+3V=9V
答案 D
例7 有一盏小灯泡,当它与5Ω电阻串联后接15V电源上,灯恰好正常发光,这时灯的功率是10W.
求:小灯泡正常发光时的电阻和小灯泡的额定电压的可能值.
已知:R=5Ω PE=10W U=15V
求:RL,UE(额定)
分析 画出分析电路图2—3—4.
图2—3—4
从图中看,所给物理量无对应关系,可以采用方程求解.
解法1
RE和R串联,设灯两端电压为UE
∵ IE=IR
∴ =
=
整理得UE2-15UE+50=0
(UE-10)(UE-5)=0
UE=10V或UE=5V
灯电阻RL===10Ω
或RL===2.5Ω
解法2 RL和R串联:U=UE+UR
U=+IR
15V=+I×5Ω
5I2-15I+10=0
I2-3I+2=0
(I-2)(I-1)=0
解得:I=2A或I=1A
RL===2.5Ω
或RL===10Ω
答案 灯正常发光,当UE=10V时,灯电阻为10Ω;当UE=5V时,灯电阻为2.5Ω
例8 (北京市朝阳区中考试题)将分别标有“6V 9W”和“6 V 3W”的两个灯泡L1、L2串联接在12 V电源上,则 ( )
A.两灯都能正常发光 B.灯L2可能被烧毁
C.两灯都比正常发光时暗 D.灯L1比灯L2亮
精析 考查学生能否根据实际电压和额定电压的关系,判断灯的发光情况.
解 先求出两盏灯的电阻
灯L1的电阻: R1===4Ω
灯L2的电阻: R2===12Ω
求出灯两端的实际电压U1′
∵ R1、R2串联
===
U1′=U=×12V=3V
L2两端电压U2′=U-U1′=12V-3V=9V
比较实际电压和额定电压
U1′<U1,U2′<U2
两灯都不能正常发光;灯L2可能会被烧毁
答案 B
例9 (北京市东城区中考试题)家庭电路中正在使用的两白炽灯,若甲灯比乙灯亮,则 ( )
A.甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大
B.甲灯两端的电压一定比乙灯的大
C.通过甲灯的电量一定比乙灯的多
D.甲灯的实际功率一定比乙灯的大
精析 考查家庭电路中灯的连接方式,并由灯的亮度判断电阻的大小.
分析 家庭电路,灯的连接方式是并联.甲、乙两灯两端电压相同.甲灯比乙灯亮,说明甲灯实际功率比乙灯大.D选项正确.甲灯比乙灯亮,在并联电路中,R甲<R乙.U相同,I甲>I乙
电量Q=It,若两灯同时使用,因为t相同,I甲>I乙,则Q甲>Q乙,C选项正确.
答案 C、D
例10 如图2—3—5,电源电压和电灯L的电阻均保持不变.当开关S闭合后,在变阻器的滑片P从中点向下滑动的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电压表的示数变大 B.电灯L的亮度变暗
C.电流表A1的示数不变 D.电流表A2的示数变小
图2—3—5
精析 考查学生识别电路的能力.能否根据欧姆定律分析电路中电流变化,灯的亮度变化.
分析 电路是由灯和变阻器并联而成.
测的是干路电流
测的是流过变阻器的电流
测的是电路两端电压
当变阻器的滑片P由中点向b端移动时,变阻器的电阻增大,通过变阻器电流减小,示数变小,D选项正确.
并联电路,U一定,灯电阻不变,则流过灯的电流不变,灯的亮度不变.
示数变小.
答案 D
例11 如图2—3—6,电源电压不变,开关S由断开到闭合,电流表两次示数之比为2∶7,则电阻R1∶R2=________,电功率P1∶P2,电功率P1∶P1′=________,电功率P1∶P1=________.
精析 分析S闭合前后,电路中电阻的连接关系.写出P、I、U、R之间的关系,利用公式求解.
解 S断开,只有R1,示数为I1,R1两端电压为U,流过R1的电流为I1.
S闭合,R1、R2并联,示数为I1+12,R1两端电压不变为U,流过R1的电流不变为I1,R1功率为P1′.
图2—3—6
∵ = ∴ =
并联:== ∴ =
==
==
答案 R1∶R2=5∶2,P1∶P2=2∶5,P1∶P1′=1∶1,P1∶P=2∶7
例12 如图2—3—7(a),当变阻器滑片从A点滑到B点时,R1两端的电压比为2∶3,变阻器两端电压比UA∶UB=4∶3.(电源电压不变)
求:IA∶IB,RA∶RB,P1∶P1′,PA∶PB,R1∶RA
(a) (b) (c)
图2—3—7
精析 画出电路变化前后对应的两个电路:如图2—3—7(b)(c)所示.
已知:=,=
解 ===
EMBED Equation.3 ==×=×=
EMBED Equation.3 ===()2=
EMBED Equation.3 ==×=
图(b):U=IA(R1+RA)
图(c):U=IB(R1+RB)
U相等:RB=RA,=代入
IA(R1+RA)=IB(R1+RA)
2(R1+RA)=3(R1+RA)
=
另解:图(b)U=U1+UA
图(c)U=U1′+UB
∴ U1′=U1,UB=UA,U不变
∴ U1+UA=U1+UA
EMBED Equation.3 U1=UA
EMBED Equation.3 =
∵ R1、RA串 ∴ ==
答案 IA∶IB=2∶3,RA∶RB=2∶1,P1∶P1′=4∶9,PA∶PB=8∶9,R1∶RA=1∶2
例13 如2—3—8(a),已知R1∶R2=2∶3,当S2闭合,S1、S3断开时,R1的功率为P1,电路中电流为I;当S1、S3闭合,S2断开时,R1的功率为P1′,电路中电流为I∶I′.(电源电压不变)
求:U1∶U2,P1∶P1′,I∶I′
精析 画出变化前后电路图(b)和(c)
(a) (b) (c)
图2—3—8
已知:=
求:,,
解 图(b)中R1、R2串,==
===()2=
图(c)中R1两端电压为U
图(b):U=I(R1+R2)
图(c):U=I′()
U不变 I(R1+R2)=I′()
I(2+3)=I′()
=
答案 U1∶U2=2∶3,P1∶P1′=4∶25,I∶I′=6∶25
例14 如果将两个定值电阻R1和R2以某种形式连接起来,接入电路中,则电阻R1消耗的电功率为12W.如果将这两个电阻以另一种形式连接起来接入原电路中,测得该电路的总电流为9A,此时电阻R1上消耗的电功率为108W.(电源电压不变)
求:(1)电阻R1和R2的阻值;
(2)电阻R2上两次电功率的比值.
精析 先判断电阻R1、R2的两次连接方式.
因为总电压不变,由P1<P1′和R1一定,判断出:U1<U1′所以第一次R1、R2串联,第二次并联.
求:R1、R2 P2、P2′
解 画出分析电路图2—3—9(a)(b)
(a) (b)
图2—3—9
同一电阻R1,根据P=
有====(U1′=U)
∴ =
如图(a)U1+U2=U =
∵ R1、R2串 ==
如图(b)R1、R2并联,==
∵ I1′+I2′=I′=9A
∴ I1′=6A I2′=3A
R1===3Ω
R2=2 R1=6Ω
(2)求
关键求出R2两端电压比
从图(a)可知:=
∴ =
由图(a)和(b)
同一电阻R2:===()2=
答案 R1=3Ω,R2=6Ω, P2∶P2′=4∶9
例15 甲灯标有9V,乙灯标有3W,已知电阻R甲>R乙,若把两灯以某种方式连接到某电源上,两灯均正常发光,若把两灯以另一种方式连接到另一电源上,乙灯仍能正常发光,甲灯的实际功率与它的额定功率比P甲′∶P甲=4∶9
求:(1)甲灯的额定功率P甲;
(2)乙灯的额定电压U乙;
(3)两灯电阻R甲和R乙.
精析 注意两次电路总电压不同,所以不能像例4那样判断电路连接方式
已知:U甲=9V,P乙=3W,R甲>R乙,P甲′∶P甲=4∶9
求:P甲、U乙、R甲、R乙
设第一次R甲、R乙并联,此时两灯均能正常发光,说明:U乙=U甲=9V
R乙===27Ω
第二次R甲、R乙串联,乙灯仍正常发光,说明U乙′=U乙=9V
而R甲不变时,==
∴ U′=U甲=×9V=6V
R甲、R乙串联 ===
得R甲<R乙,与题意不符.
由上判定:电路第一次串联,第二次并联,画出分析示意图2—3—10(a)和(b).
(a) (b)
图2—3—10
解 由图(a)和(b)得:
R甲不变 ===
U′=U甲=×9V=6V
U乙′=U乙=6V
由图(b)乙灯正常发光
R乙==12Ω
由图(a)R甲、R乙串
I甲=I乙===0.5A
R甲===18Ω
P甲=I甲U甲=0.5A×9V=4.5W
答案 甲灯额定功率4.5W,乙灯额定电压6V,甲灯电阻10Ω,乙灯电阻6Ω
例16 (北京市1997年中考试题)如图2—3—11(a)所示电路中,灯L1的电阻R2的(不考虑灯丝随温度的变化).电源电压为10V,并保持不变.S1、S2为开关.当闭合S1,断开S2时,灯L1正常发光,电阻R3消耗的电功率为2W,电压表示数U1;当闭合S2,断开S1时,电阻R4消耗的电功率为W,电压表示数为U1.
求(1)灯L1的额定功率;(2)电阻R4的阻值.
(a) (b) (c)
图2—3—11
已知:R1=R2,U=10V P3=2W U1′= U1 P4=W
求:(1)P1(L1额定功率);(2)R4
解 画出变化前后电路分析图2—3—11(b)和(c).
先求出两次电路(b)和(c)中电流比I∶I′
∵ R1不变 ===
==×=×()2=
由图(b) U=I(R1+R3)
由图(c) U=I′(R1+R2+R4)
U不变,将R2=2 R1和R3=2 R4代入
I(R1+2R4)=I′(R1+2R1+R4)
2(R1+2R4)=(3R1+R4)
=
得R1∶R2∶R4=3∶6∶1
由图(c)R1、R2、R4串,且U=U1′+U2′+U4=10V
U1′∶U2′∶U4=R1∶R2∶R4=3∶6∶1
U4=U=×10V=1V
R4===4Ω
由图(b)R1、R3串 ==
P1=×2W=3W
答案 L1额定功率为3W,R4为4Ω
例17 (北京市1998年中考试题) 如图2—3—12所示,电路两端电压保持不变,当只闭合开关S1时,通过电阻R1的电流是I1;当只闭合开关S2时,通过电阻R2的电流是I2;电阻R2消耗的功率是20W,I1∶I2=3∶2,当只闭合开关S3时,电阻R3消耗的功率是15W.
图2—3—12
求:(1)只闭合S1时,R1消耗的功率;(2)只闭合S3时,R1消耗的功率.
已知:I1∶I2=3∶2,P2=20W,P3=15W
求:P1、P1″
精析 只闭合开关S1,只有R1,如图2—3—13(a)当只闭合S2时,R1、R2 串,如图2—3—13(b);当只闭合S3时,R1、R2 、R3串,如图2—3—13(c).
(a) (b) (c)
图2—3—13
解 图(a)U=I1R1
图(b)U=I2(R1+R2)
U不变,=
3R1=2(R1+R2)
=
图(b)R1、R2串 ==
P1′=2P2=2×20W=40W
如图(a)和(b)
同一电阻R1·==()2=
P1=×40W=90W
如图(b)P2=I22R2=()2R2 (1)
如图(c)P3=I32R3=()2R3 (2)
(1)÷(2) =将R1=2R2代入R32-6R2R3+9R22=0
(R3-3 R2)2=0
R3=3 R2,又∵ R1=2 R2
∴ =
如图(c),串联电路
== ∴ P1″=×15W=10W
答案 图(a)中,R1功率为90W,图(c)中,R1功率为10W
例18 (北京市东城区中考试题)小明设计了一个电加热器,有加热状态和保温状态,如图2—3—14,发热体AB是一根阻值500Ω的电阻丝,C、D是电阻丝AB上的两点,S′是一个温度控制控制开关.当开关S′闭合,开关S接通C点时,电阻丝每分钟放出的热量是Q1;当S′闭合,S接通D点时,电阻丝每分钟放出的热量是Q2;当S′断开时,电阻丝每分钟放出的热量是Q3,此时测得C、D两点间的电压是33V.
图2—3—14
(1)按大小排列出Q1、Q2和Q3的顺序是:
________ > ________ > ________.
(2)将上述热量由大到小的顺序排列,其比值是20∶10∶3,求电源电压U和电热器处于保温状态时,每分钟放出的热量.
精析 对于联系实际的问题,首先把它和所学的物理知识对应起来,本题用到的是焦耳定律的知识.
从图中看出,不论使用哪一段电阻丝,电压均为U.电热丝放热公式:Q=t.
(1)可以将AB段电阻分成三部分:
第一次,S′闭合,S接C,使用的是电阻丝CB段,电阻为RCB,电阻丝1min放热Q1=t
第一次,S′闭合,S接D,使用的是电阻丝DB段,电阻为RDB,电阻丝1min放热Q2=t
第三次,S′断开,电阻丝1min放热Q3=t
∵ RDB< RCB< RAB
∴ Q1>Q2>>Q3
开关位于D,是加热状态,断开S′,电阻为RAB,是保温状态.
(2)已知RAB=500Ω UCD=33V,Q2∶Q1∶Q3=20∶10∶3t一定,
===
∴RDB=×RAB=×500Ω=75Ω
t一定,U一定,
==
∴ RCB=RAB=×500Ω=150Ω
RCD=150Ω-75Ω=75Ω
I===0.44A.
U=IRAB=0.44×500Ω=220V
保温时,电阻为RAB,t=1 min=60s
Q3=×t=×60s=5808J
答案 (1)Q2>Q1>Q3,电源电压220V,保温:Q3=5808J
例19 (北京市海滨区中考试题)图2—3—15是一个电热毯示意电路图.R0是电热毯中的电阻丝,R是与电热毯与电阻丝串联的电阻.电热毯上标有“220V 100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.
图2—3—15
(1)用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态?
(2)若要求在保温时电流通过电阻丝R0每分钟有60J的电能转化为内能,电阻R的阻值是多大?
解 (1)根据公式P=I2R
R0一定,t一定时,电热毯功率大时,处于加热状态.
S闭合时,R0发热功率:P0=I2R 0=()2R0 ①
S断开时,R′0=I2R 0=()2R0 ②
比较①②两式得P0>P0′.
∴ S闭合,电热毯处于加热状态.
S断开,电热毯处于保温状态.
(2)R0===484Ω
保温时:电阻R0两端电压为U0.
Q0=t
已知:Q0=60J t=1 min=60 s
Q0===22V.
电路中电流:I===A.
R===4356Ω
答案 (1)闭合S,电热毯处于加热状态(2)R=4356Ω
例20 (北京市中考试题)图2—3—16,是供电设备向居民楼用户输电的示意图,为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作,居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V,当居民楼内消耗的功率为44 kW的时候
图2—3—16
(1)通过输电线的电流为多少安
(2)若输电线的总电阻为0.1Ω,供电设备的输出电压是多少伏?
(3)居民楼内由于家用电器的增加,将向供电部分申请“增容”,即增加用电功率.当居民的用电器的额定功率由44 kW增加到88kW,所有用电器均在正常工作时,输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少
(4)若要求减小输电线损失的功率,用学过的公式及知识说明应采取的措施.
精析 将实际问题转化为电路图.
画出图2—3—17
图2—3—17
解 (1)已知U0=220V
P0=44Kw=4.4×104W
I===220
(2)U=U线+U0=IR线+U0
=220A×0.1Ω+220V=240V
(3)I′===400
P线′=I′2R线=(400A)2×0.1Ω=16000W
增容前:P线=I′2R线=(200A)2×0.1Ω=4000W
△P线=P线′-P线=16000W-4000W=12000W
(4)分析:在U0,P0一定时,I不能减少,使P线=I2R线减小的方法,应减小R线.
∵ 导线电阻与材料、长度、横截面积有关
∴ 长度一定,可换用电阻率小的导线或适当增加线的横截面积,这样可以减小电阻.
答案 (1)220A (2)240V (3)12000 W
例21 已知两个小灯泡L1、L2的额定电压均为U额,在额定电压下通过L1的电流I1是通过L2电流I2的2倍,若把灯L1、L2串联后接到电压为U的电源上,则 ( )
图2—3—18
∴ ==
串联电路:==
选项A:U=U额 U1=U额,U2=U额,L2正常发光
选项B:U1≠U额,U2≠U额,所以L1、L2都不能正常发光
选项C:U1=U额,U2=U额,L2烧毁,导致L1不能正常发光
选项D:只要U1=U额,U2就要烧毁,所以L1总不能正常发光
答案 A、D
例22 将标有“6V 3W”的灯泡L1和标“4V 4W”的灯泡L2串联起来接入电路,欲使其中一盏灯能够正常发光,电源电压应是 ( )
A.12V B.8V C.10V D.16V
精析 求出两盏灯的电阻,分析加在灯上的实际电压是“大于”“等于”还是“小于”UE、(U额为额定电压)
画出电路示意图2—3—19,并标出灯的电阻.
图2—3—19
解灯L1和L2电阻:
R1===12Ω
R2===4Ω
R1、R2串联 ===
若L1正常发光, U1′应=U1=6V
则U2′应=U1′=2V,L2比正常发光暗
U=U1′+U2′=6V+2V=8V.B选项符合题意
若L2正常发光,U2′应=U2=4V.
若L1上电压,U1′=3 U2′=12V, ∵ U1′=2U1 ∴ 灯L1烧毁,因此电源电压不能取12V+4V=16V.
答案 B.
例23 将一个阻值是4 Ω的电热器放进质量是0.5kg的冷水中,通过电热器的电流是5A,且电热器放出的热量全部被水吸收,则7 min可使水温升高多少度?
精析 利用焦耳定律和热学中物体吸放热的公式求解.
已知:R=4Ω I=5A t=7 min=420s, m=0.5kg
求:(t-t0)
解 Q放=I2Rt=(5A)2×4Ω×420S=4.2×104J
Q吸=Q放
(t-t0)===20℃
答案 20℃
例24 (广东省中考试题)某电热饮水器上有A、B两根电热丝,将两根电热丝串联接在电源上,20 min可将饮水器中的水加热至沸腾;若将A单独接到同一电源上,同样使初温和质量相同的水加热至沸腾,需要8 min;若将B单独接在同样电源上,使初温和质量相同的水加热至沸腾,需要多长时间 (不计热损失)
精析 电热丝串联或单独使用,都接在同样电源上,放出的热量可用Q=t计算三种情况水吸热相同,Q放=Q吸,三次电热丝放出的热量相等.
解 Q串==t1
QA=t2
Q串=QA ===
∴ =
又∵ QB=QA
∴ = t2
t3=×t2=×8mm=12min
答案 12 min
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