课件26张PPT。PART FIVE第五部分 九年级·上册第33课时 电能考点一 概述电功的概念[a]。知道电功的单位[a]。列举决定电功大小的因素[a]。
知道用电器消耗的电能可以用电功来量度[a]。应用电功的公式计算用电器
消耗的电能[c]。根据电能表读数的变化估算消耗的电能[a]1. 电功的定义: ,称为电功。电流做功的实质是 。?
2. 影响电流做功的因素:电流在某段电路上做的功跟这段电路两端的 、通过这段电路
的 以及通电 有关。?
3. 电功的计算公式
(1)电功的计算公式W=Pt= 。电功的单位是 。?
(2)根据欧姆定律,电功的计算公式可以推导为:W= 或W= 。?
4. 电能表的作用和计量单位
(1)作用:电能表又叫电度表,是用于计量 的工具。?
(2)电能表的计量单位为 ,俗称度。1 kW·h= J。1 kW·h表示功率
为 kW的用电器正常工作1 h所消耗的 。?电流所做的功电能转化为其他形式的能电压电流时间UIt焦耳I2Rt用电器在一段时间里消耗的电能千瓦时(kW·h)3.6×1061电能5. 电能表的参数及意义
(1)“220 V”表示该电能表应在电压为? 的电路中使用。
(2)“10(20)A”表示此电能表的标定电流为 ,在短时间内使用时电流允许大些,但最大不能超过 。?
(3)“600 r/(kW·h)”表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1 kW·h的电能,电能表转盘转
过 转。?
6. 电能表测量电能的方法
(1)测量较大电能时用刻度盘读数:电能表 ,就是这段时间内消耗的电能,即W电=W末-W初。?
(2)测量较小电能时,用转盘读数:通过记录 电能表转盘的转数,结合电能表转盘每转表示的消耗的电能计算出该段时间内消耗的电能。即W电=转数×每转消耗的电能。?220 V10 A20 A600前后两次读数之差某段时间内考点二 概述电功率的概念[b]。知道电功率的单位[a]。应用电功率的公式进行简单
的计算[c]快慢P瓦特(W)103电功时间UII2R考点三 知道额定功率的概念[a];从说明书或铭牌上识别用电器的额定功率[c]正常工作额定电压220 V60 W考点四 说明伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理[b]。绘制实验电路图[b]。测
定小灯泡的额定功率和实际功率[b]。收集和整理实验数据得出实验结论[b]1. 实验原理:P=UI。
2. 电路图
图33-13. 数据收集和整理4. 分析实验现象和实验数据,归纳得出实验结论:
(1)小灯泡的发光情况由实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮。
(2)小灯泡的实际功率由加在它两端的实际电压决定:
当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光;
当U实>U额时,P实>P额,小灯泡比正常发光时要亮;
当U实
的科学方法[b]。说出焦耳定律内容和数学表达式[a]。应用焦耳定律解决简
单的问题[c](1)电流的热效应:电流通过导体发热的现象。实质是电能转换为内能。
(2)电热器是利用电流的热效应制成的加热设备,主要部分是发热体,发热体一般选用电阻率大、熔点高的金属丝绕在绝缘材料上做成。
(3)焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量跟 成正比,跟 成正比,
跟 成正比。数学表达式为: 。?电流的二次方导体的电阻通电时间Q=I2Rt探究一 电功、电功率的定性判断例1 [2015·宁波] 如图33-2所示,电源电压不变,R1是光敏电阻,其阻值大小随光照强度的增大而减小。闭合开关S后,当光照强度增大时( )
图33-2
A. 通过R2的电流变大
B. 电路总电阻变大
C. R1消耗的功率变小
D. 要保持电流表示数不变,应将滑动变阻器滑片P向右移例2 如图33-3所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,则 ( )
图33-3
A. R1的电功率一定减小
B. R2的电功率一定增大
C. 电流表的示数增大
D. 电压表的示数减小A例3 把滑动变阻器R和定值电阻R1连接成如图33-4所示的电路,变阻器最大电阻R=2R1。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向左移动时,下列叙述正确的是 ( )
图33-4
A. 电路总功率逐渐减小
B. 变阻器的功率逐渐减小
C. 变阻器滑片在左端与右端时的电路总功率之比为9∶1
D. 电阻R1的功率与电路总功率的比值逐渐增加D探究二 电功、电功率的定量计算例4 电视上有某品牌空调的广告,称“好空调,一天只需一度电”,在其他媒体上也有该品牌的广告词,称“××空调,最低耗电仅相当于一只45 W的灯泡”。考虑到空调实际使用情况及估计等因素,你认为这两句广告词体现的内容 (选填“基本一致”或“完全不一致”),因为根据其中信息可以计算出一度电可让该空调运行 h(结果保留整数)。?基本一致22例5 如图33-5所示电路,电源电压恒为6 V。L1标有“6 V 7. 2 W”字样,L2标有“6 V 3. 6 W”字样,忽略温度对灯丝电阻的影响。下列说法正确的是 ( )
图33-5
A. 仅闭合S1、S3,L1不亮、L2亮
B. 仅闭合S2、S3,电流表读数为0. 6 A
C. 仅闭合S1、S2,电路总电阻为15 Ω
D. 仅闭合S3,电路消耗的总功率为10. 8 WB例6 小伟同学用如图33-6所示的电路测小灯泡的电功率。电路中电源电压恒为4. 5 V,电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~0. 6 A,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”,灯泡标有“2. 5 V 1. 25 W”字样。若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端的电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法中正确的是 ( )
图33-6
A. 滑动变阻器允许调节的范围是0~20 Ω
B. 电流表示数的变化范围是0~1 A
C. 灯泡的最小功率是1. 25 W
D. 该电路的最大功率是2. 25 WD例7 [2015·绍兴] 如图33-7甲所示为升降机电路的部分原理图。电源电压恒为6 V,R0为定值电阻,电压表量程为0~3 V,压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。
图33-7
(1)压敏电阻不受压力时,电压表示数为2 V,定值电阻R0的电功率为多少?
(2)在电路正常工作时,此压敏电阻能承受的最大压力为多少?
(3)在不改变电表的条件下,要增大压敏电阻的承压范围,应如何调整?(写出一条)
(4)若在升降机底板上放置一个物块,静止时电压表示数为U0,当升降机匀速下降时,电压表示
数 (选填“大于”“等于”或“小于”)U0。?探究三 伏安法测功率实验例8 小林同学用两节干电池、电压表、电流表和滑动变阻器等实验器材,测量标有“2. 5 V”字样的小灯泡的电功率。
图33-8
(1)如图33-8甲所示是小林同学连接的实物图,其中有一处连接错误,请在错误连线上打“×”,并用笔画线代替导线画上正确的连线。(2)闭合开关S前,滑片P应滑到最 (选填“左端”或“右端”)。?
(3)电路连接正确后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片继续实验,并根据实验数据画出如图乙所示的I-U图像,当电压表的示数如图丙所示时,灯泡的电阻是 Ω。?
(4)小灯泡的额定功率是 W。?右端7.50.625最大处(3)有同学将表中数据转换为图乙所示的U-I曲线,由图可知小灯泡的额定功率为 W。?不可行灯泡灯丝的电阻受温度影响0.5探究四 有关电热的计算与探究例10 [2017·眉山] 图33-10所示是家庭厨房用的某种即热式电热水龙头(不储存热水,通电时直接将冷水加热供使用)的原理图。R1、R2为电热丝,R1=44 Ω。通过挡位开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水和热水之间的切换。相关参数如下表。求:(不考虑温度对电阻丝阻值的影响)
图33-10(1)温水挡的额定功率是多少?
(2)R2的电阻值是多少?
(3)当处于热水挡时,正常工作42 s正好放出热水1 L,则水龙头出水口与进水口的水温温差有多大?[不计热量损失,c水=4. 2×103 J/(kg·℃)]例11 [2017·威海] 根据下列两个实验,回答相关问题:
(1)电流做功的过程是把电能转化为其他形式能的过程。一般情况下电流做功的多少我们无法直接观察出。小明同学为了“探究影响电流做功的因素”,设计了如图33-11所示的实验,通过此实验可以较形象地比较出电流做功的多少。该实验是通过观察 来比较电流在不同情况下做功的多少的,此过程中是把电能转化为 能;将滑动变阻器的滑片向左调节时,电流表和电压表的示数都变大,相同时间内物体被吊起的高度也变大了,这说明 。?
图33-11物体被提升的高度机械相同时间内,电流越大,电流做功越多(2)实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生。小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与
什么因素有关”时,采用了如图33-12所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连,实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
图33-12
在实验过程中,通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少;图甲所示的装置是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系;图乙所示的实验装置是用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系。综合分析图甲、乙两装置的实验现象,可以得出的结论是 ? 。液面高度差电阻电流电流做功的多少与电阻和电流都有关,通过导体的电流越大,导体的电阻越大,产生的热量越多高效课时训练(三十三) 电能
/
一、选择题
1.[2018·深圳] 图K33-1为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油,通电一段时间后,右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是 ( )
/
图K33-1
A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法
B.右侧电阻丝的阻值比左侧小
C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
2.[2018·北京] 有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800 W,乙的额定功率为1200 W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是 ( )
A.甲电热水壶两端的电压较高
B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等
D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
3.如图K33-2所示的电路,电源电压恒为3 V,小灯泡L上标有“2.5 V”字样,忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动的过程中,小灯泡L始终发光,则下列说法不正确的是 ( )
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图K33-2
A.电流表A的示数变大
B.小灯泡L的实际功率变大
C.电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变
D.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值变大
4.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图K33-3甲所示。把它们串联在电路中,如图乙所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.4 A,则电源电压和元件B的电功率分别是 ( )
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图K33-3
A.2.0 V 0.8 W B.2.5 V 1.0 W
C.4.5 V 1.0 W D.4.5 V 1.8 W
5.如图K33-4所示电路,电源电压恒定。闭合开关S,当滑动变阻器的滑
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图K33-4
片向右滑动时,下列判断正确的是 ( )
A.电流表示数变小
B.电压表示数变小
C.灯L变亮
D.电路消耗的总功率变大
6.[2016·嘉兴] 某同学为探究“电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系”,设计了如图K33-5所示的电路图,其中正确的是( )
/
图K33-5
7.如图K33-6所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b为其两端点)。闭合开关S,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.1 A,R2消耗的电功率为1 W;当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.3 A,R2消耗的电功率为1.8 W。则当滑片P从a移到b的过程中 ( )
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图K33-6
A.电流表示数变化了0.6 A
B.电压表示数变化了4 V
C.R1消耗的电功率变化了5 W
D.电路消耗的总功率变化了6 W
8.如图K33-7所示,电源电压为12 V,R0=60 Ω,滑动变阻器的规格为“50 Ω 2 A”,电流表的量程为“0~0.6 A”,小灯泡上标有“6 V 3 W”字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则( )
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图K33-7
A.S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8 ~50 Ω
B.S闭合,S1、S2都断开时,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是2.25 ~3 W
C.S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为2.4 W
D.S、S1、S2都闭合时,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是30 Ω
9.[2016·重庆B卷] 一只小灯泡标有“3.8 V”字样,额定功率模糊不清,某同学设计了如图K33-8甲所示的电路进行测量,电源电压恒为6 V,电压表、电流表使用的量程分别为0~3 V、0~0.6 A,滑动变阻器的规格为“10 Ω 1 A”,他根据实验数据作出了电压表示数与电流表示数的U—I图像,如图乙所示。则以下判断正确的是( )
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图K33-8
A.小灯泡的额定功率为0.88 W
B.滑片向左移时电压表示数变大,小灯泡变亮
C.滑动变阻器允许连入电路的最大阻值约为8.82 Ω
D.小灯泡正常发光2 s内,滑动变阻器产生的电热为3.04 J
二、填空题
10.如图K33-9所示,电子式电能表表盘上标有“3000 imp/(kW·h)”字样[“3000 imp/(kW·h)”指接在这个电能表上的用电器消耗1 kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁3000次]。现将若干盏规格都为“220 V 20 W”的节能灯接在该电能表上一起正常工作15 min,电能表的指示灯闪烁了135次,这些节能灯消耗的电能为 J,?
接入的节能灯共有 盏。?
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图K33-9
11.利用如图K33-10所示的电路可以验证电功与电流的关系。
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图K33-10
(1)图中两只灯泡的连接方式是 联,它们工作时的电阻要 (选填“相同”或“不同”)。?
(2)小明正确操作,验证了实验的结论,支持该结论的实验现象是: 。?
12.[2018·遂宁] 如图K33-11甲所示电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为 Ω;当滑动变阻器接入电路阻值分别为
1
4
R和R时,电路消耗的总功率为P1、P2,则P1??P2= 。?
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图K33-11
13.如图K33-12所示,电源电压12 V,R1=R2=10 Ω,R3=20 Ω,烧杯内盛有80 g溶质质量分数为20%的硫酸铜溶液,则需要加入溶质质量分数为10%的氢氧化钡溶液 g恰能完全反应;充分反应后,闭合开关S,电路的总功率为 W。?
/
图K33-12
三、实验探究题
14.现有两只小灯泡L1、L2,它们的额定电压分别为2.5 V和3.8 V。
(1)如图K33-13甲所示是小明测定灯泡L1额定功率的实物电路图(不完整)。
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图K33-13
①请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。
②正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到 (选填“A”或“B”)端。闭合开关后,移动滑片P,当电压表示数为2.5 V时,电流表的示数如图乙所示,则灯泡L1的额定功率为 W。?
(2)小华利用如图K33-14所示的电路测出了灯泡L2的额定功率。图中R为阻值已知的定值电阻,还缺两个开关和一只电表(电流表或电压表),请在虚线框内补上这三个元件的符号,使电路完整,实验操作简单。
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图K33-14
15.[2016·金华] 做“测定小灯泡的功率”的实验时,小金设计了如图K33-15所示的电路。已知电源电压为3 V,小灯泡上标有“2.5 V 0.3 A”字样,滑动变阻器规格为“25 Ω 0.5 A”。
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图K33-15
(1)实验记录表中①所在的方格内应补写的科学量是 。?
实验记录表
序号
①
电流(A)
功率(W)
灯泡亮度变化
1
2
3
(2)连接好电路后,小金将滑动变阻器滑片P移到b端,闭合开关S,发现小灯泡不亮,为查找原因,他仔细检查了电路中各元件的工作状况,判断出电路既不断路,也不短路。小金做出这样判断的依据是 。?
四、解答题
16.[2015·宁波] 如图K33-16所示是某规格的小灯泡L和定值电阻R的U-I图像。
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图K33-16
(1)图中表示小灯泡U-I图像的是 (填序号)。?
(2)若它们串联、并联时总电阻的值分别为R串和R并,请在图上坐标区域内画出它们的U-I图像。(R串、R并的U-I图像分别用③和④表示)
(3)当它们分别以串联和并联两种方式接在同一稳压电源(已知电源电压不高于10 V)两端时,从电源流出的电流变化了0.45 A。求该稳压电源的电压及并联时电路消耗的总功率。
17.[2018·安顺] 在图K33-17甲所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,灯泡L1的额定电压为8 V,灯泡L2的额定电压为6 V,图乙是灯泡L2的U-I图像。
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图K33-17
(1)当开关S接a时,电压表的示数为1.2 V,电流表的示数为0.3 A,求定值电阻R0的阻值。
(2)开关S接a时,调节电源电压,使灯泡L1正常发光,此时R0消耗的功率为1 W,求灯泡L1的额定功率。
(3)开关S接b时,通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少?
18.[2015·嘉兴] 学校的走廊、消防通道内都应安装应急灯(如图K33-18甲所示)。外接电源断电时,应急灯自动点亮,此时由蓄电池供电;外接电源正常供电时应急灯自动熄灭。应急灯的主要参数如下表所示。
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图K33-18
应急灯的主要参数
蓄电池规格
6 V 2400 mA·h
灯泡规格
6 V 3.6 W
灯泡数量
2个
(1)图乙是某款应急灯的工作原理示意图,其中灯L1和L2的连接方式是 联。当电路处于如图乙所示的状态时,外接电路的状态为 (选填“供电”或“断电”)。?
(2)断电后,应急灯正常发光时,通过其中一个小灯泡的电流是多少安?
(3)“2400 mA·h”是指当工作电流为2400 mA时,电池能持续供电1 h。国家规定:消防应急照明产品的应急照明时间不得少于90 min,请通过计算说明该应急灯是否符合国家标准。
(4)在某次断电事故中,当两盏灯同时工作一段时间后,灯L1突然熄灭,灯L2的亮度却不变,请解释该现象: 。?
19.[2016·丽水] 小科同学家有一种新型插座如图K33-19甲所示,能即时显示用电器的工作电压和所耗电费等,插座本身消耗的电能由内部电池提供。如图乙所示为电火锅的铭牌。周六晚餐吃火锅时,小科同学将电火锅单独插在该插座上,这时插座屏幕显示如图丙;用加热挡加热一段时间后,屏幕显示如图丁。[电费单价:0.5元/(kW·h);忽略温度对电阻的影响;本次使用电火锅时,假设其两端电压不变。]请回答:
/
图K33-19
(1)晚餐时家中照明电路的实际电压是 V;?
(2)请从两个角度计算电火锅加热的实际电功率。
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20.电热毯内的电阻丝断了,如果将电阻丝的两个断头接上后继续使用,电热毯的接头处很容易被烧焦,这样做很不安全,接头处的电阻常称为“接触电阻”。下列关于“接触电阻”的判断正确的是 ( )
A.接触电阻较大,它与电阻丝的其他部分串联
B.接触电阻较大,它与电阻丝的其他部分并联
C.接触电阻较小,它与电阻丝的其他部分串联
D.接触电阻较小,它与电阻丝的其他部分并联
21.一个玩具车使用的电动机,当把它接入0.2 V电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A;若把它接入2 V电压的电路中,电动机正常工作,测得此时流过电动机的电流是1 A。那么该电动机线圈的电阻是 Ω,电动机正常工作时的效率是 %。?
参考答案
1.D 2.B
3.D [解析] 由题图可知:灯L与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表V1测L两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,滑片P由a端向b端移动时,变阻器连入电路的阻值变小,总电阻变小,总电压不变,根据I=
??
??
可知电路中电流变大,即电流表示数变大;根据P=I2R知,灯泡电阻不变,电流变大,所以灯泡的实际功率变大;电压表V1测L两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,根据串联电路的电压特点,U=UL+U变阻器,电源电压恒定,所以两电压表示数之和不变;电压表V2的示数与电流表A示数的比
??
V2
??
A
=R变阻器,滑片P由a端向b端移动,变阻器连入电路的阻值变小,所以比值变小。
4.C 5.A 6.B
7.D [解析] 闭合开关S,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.1 A,R2消耗的电功率为1 W,由于电功率不为零,所以,此时滑动变阻器R2接入电路的电阻为它的最大阻值,故R2=
??
1
??
1
2
=
1W
(0.1A
)
2
=100 Ω;电源电压U=IR=0.1 A×(100 Ω+R1)①;当滑片P移动至某一位置时,电流表示数为0.3 A,R2消耗的电功率为1.8 W,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R'2=
1.8W
(0.3A
)
2
=20 Ω,电源电压U=0.3 A×(20 Ω+R1)②,①②联立,可得U=12 V,R1=20 Ω;当滑片P在a端时,电压表的示数U min=0 V,电流表的示数Imax=
??
??
1
=
12V
20Ω
=0.6 A,R1消耗的电功率Pmax=UImax=12 V×0.6 A=7.2 W,此时电路消耗的总功率P总=Pmax=7.2 W;当滑片P移到b端时,电流表的示数最小,为I min=
??
??
2
+
??
1
=
12V
100Ω+20Ω
=0.1 A,电压表的示数最大,为Umax=IminR2=0.1 A×100 Ω=10 V,R1消耗的电功率P min=
??
min
2
R1=(0.1 A)2×20 Ω=0.2 W,电路的总功率R'总=U I min=1.2 W。由以上分析可得电流表示数变化了0.5 A,A错误;电压表示数变化了10 V,B错误;R1消耗的电功率变化了7 W,C错误;电路消耗的总功率变化了6 W,D正确。
8.D [解析] S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡L串联,小灯泡上标有“6 V 3 W”字样,
小灯泡电阻R=
??
额
2
??
额
=
(6V
)
2
3 W
=12 Ω,
小灯泡正常发光时的电流I=
??
额
??
额
=
3W
6 V
=0.5 A,
则滑动变阻器接入电路的最小阻值R小=
??-
??
额
??
=
12V-6 V
0.5 A
=12 Ω;滑动变阻器的规格为“50 Ω 2 A”,则最大阻值R滑=50 Ω,故滑动变阻器接入电路的阻值范围是12 ~50 Ω,故A错误。
S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡L串联,其最小电流I最小=
??
??+
??
滑
=
12V
12 Ω+50 Ω
=
6
31
A,则灯泡的最小功率P最小=
??
最小
2
R=
6
31
A
2
×12 Ω≈0.45 W,
故灯泡的功率变化范围是0.45~3 W,故B错误。S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器与R0并联,流经R0的电流I1=
??
??
0
=
12V
60 Ω
=0.2 A,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,此支路上的电流最小,则I2=
??
??
滑
=
12V
50 Ω
=0.24 A,则干路上的电流I最小=I1+I2=0.2 A+0.24 A=0.44 A,电路消耗的总功率最小值P最小=UI最小=12 V×0.44 A=5.28 W,故C错误。
由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6 A,则此时电路消耗的总功率最大,电路中的总电阻R总=
??
??
max
=
12V
0.6 A
=20 Ω,因滑动变阻器与R0并联,则
1
??
总
=
1
??
0
+
1
??'
?
滑
,即
1
20Ω
=
1
60Ω
+
1
??'
?
滑
,解得R'滑=30 Ω,故D正确。
9.C
10.1.62×105 9
11.(1)并 不同 (2)电流表示数较大的支路,该支路的灯泡较亮
12.40 2∶1
[解析] 由电路图可知:电阻R和R0串联;由图像可知:当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电路中的电流为0.3 A,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流为0.1 A,滑动变阻器两端的电压为8 V,因为电源电压不变,因此可列等式为0.3 A×R0=0.1 A×R0+8 V,解得R0=40 Ω。R滑=
??
滑
??
=
8 V
0.1 A
=80 Ω。当滑动变阻器接入电路的阻值分别为
1
4
R和R时,电路消耗的总功率P1、P2之比为
??
1
??
2
=
??
2
??
0
+
1
4
??
??
2
??
0
+??
=
??
0
+??
??
0
+
1
4
??
=
40 Ω+80 Ω
40 Ω+20 Ω
=
2
1
。
13.171 4.8
14.(1)①图略 ②A 0.8 (2)如图所示
/
15.(1)电压(V) (2)电压表和电流表都有示数
16.(1)② (2)如图所示
/
(3)比较图像③和④可知,电压相同且不高于10 V时,I并-I串=0.45 A,仅有一种情况,即U=5 V时,此时I并=0.6 A,并联时电路消耗的总功率为P并=UI并=5 V×0.6 A=3 W。
17.解:(1)当开关接a时,R0与L1串联,电压表测R0两端电压,电流表测串联电路的电流,
即U0=1.2 V,I=0.3 A,定值电阻:R0=
??
0
??
=
1.2 V
0.3 A
=4 Ω。
(2)开关S接a,灯泡L1正常发光时,灯泡L1两端电压:U1=8 V,
根据公式P=I2R得:电路中电流:I'=I1=I'0=
??
0
??
0
=
1 W
4 Ω
=0.5 A,
灯泡L1的额定功率:P1=U1I'=8 V×0.5 A=4 W。
(3)当开关接b时,L1与L2串联,
由图乙可知,L2的额定电流I2=0.6 A,而L1的额定电流I1=0.5 A,
电路允许的最大电流:I最大=I1=0.5 A,
由乙图可知,通过L2的电流为0.5 A时,L2两端电压:U2'=4 V,
L1正常发光,L1两端电压:U1'=U1=8 V,
电源电压:U=U1'+U2'=8 V+4 V=12 V,
当开关接b时,电路允许的最大功率:P最大=UI最大=12 V×0.5 A=6 W。
18.(1)并 供电
(2)R=
??
2
??
=
(6 V
)
2
3.6 W
=10 Ω,I=
??
??
=
6 V
10 Ω
=0.6 A。
(3)蓄电池储存的电能为
W=UI0t=6 V×2.4 A×3600 s=51840 J,
因为P=
??
??
,所以可供两只灯泡的工作时间为
t=
??
2??
=
51840 J
2×3.6 W
=7200 s=120 min,
120 min>90 min,所以符合国家标准。
(4)并联电路中,用电器工作过程互不影响
19.(1)200
(2)方法一:
由图丙和图丁可知,电费为0.25元,则消耗的电能
W=
0.25元
0.5元/(kW·h)
=0.5 kW·h,
电火锅工作的时间
t=18∶40-18∶10=30 min=0.5 h,
电火锅加热的实际电功率
P=
??
??
=
0.5 kW·h
0.5 h
=1 kW=1000 W。
方法二:
由P=
??
2
??
可得,电火锅加热时的电阻
R=
??
2
??
加热
=
(220 V
)
2
1210 W
=40 Ω,
U实=200 V时的实际功率
P实=
??
实
2
??
=
(200 V
)
2
40 Ω
=1000 W。
20.A
21.0.5 75
