第十一章 电功和电功率
一、选择题
1.发现有人触电,应先(?? )
A.?报警或喊人?????????B.?迅速扶起,并送往医院?????????C.?找电工或专业人员抢救?????????D.?想办法切断电源
2. 下列现象或装置,利用了电流热效应的是( )①电视机后盖有许多小孔②电动机外壳上装散热片③长期不用的电视机隔段时间通电一次④白炽灯⑤电脑机箱里装有小风扇⑥电暖手宝.
A.?①②⑥????????????????????????????????B.?①②⑤????????????????????????????????C.?③④⑥????????????????????????????????D.?②③⑥
3.下列图中所示的电学元件在工作过程中,将电能转化为内能的是:( )
A.?电炉通电发热B.?风扇通电转动C.?电动汽车充电D.?风力发电机发电
4.“创建平安和谐校园”是大家共同的心愿,必须注意安全,珍惜生命.下列做法中,不符合安全用电要求的是(?? )
A.三孔插座的中间插孔必须接地B.更换或维修用电器时应该切断电源C.家中尽量不同时使用多个大功率用电器D.为了方便,可以抓住导线拉出插座上的插头
5. 如图所示,属于安全用电的是(?? )
A.?????????????????????????????????????????????B.?C.?????????????????????????????????????????????D.?
6.关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是(?? ).
A.?开关接在零线和灯泡之间???????????????????????????????????B.?三脚插头的用电器也可插入两孔插座工作C.?家庭电路中,插座和各用电器之间是并联的???????????D.?用电器不慎起火后,应立即用水灭火
7. 关于家庭电路及安全用电的理解,正确的是( )
A.?电能表的转盘转的越快,说明用电器消耗的电能越多?????B.?看完电视要切断电源,避免待机耗电C.?使用试电笔时手不能接触笔尾金属体??????????????????????????????D.?空气开关跳闸一定是发生了短路现象
8. 电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接电炉的导线却不怎么热,主要是因为( )
A.?通电导线的电流小于通过电阻丝的电流B.?导线的绝缘皮隔热C.?导线散热比电阻丝快D.?导线的电阻远小于电阻丝的电阻,导线上产生的热量很少
9.标有“2400Ω 40W”和“2400Ω 20W”的两个定值电阻,串联起来接在220伏特的电路上,则它们在相同的时间内产生的热量之比为( )
A.?1:2????????????????????????????????????B.?2:1????????????????????????????????????C.?1:1????????????????????????????????????D.?1:4
10.如图所示的电路中,电源电压恒定为18V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,小灯泡上标有“6V3W”的字样,要求开关闭合后两表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端的电压不允许超过额定电压(灯丝电阻不变).下列说法中正确的是(?? )
A.?滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表和电压表示数都变大B.?当电流表示数为0.4A时,电压表示数为12VC.?该电路的最大功率为10.8WD.?滑动变阻器允许调节的范围是24~60Ω
11. 某电视机的额定功率是200W,1kW?h的电能可以使它正常工作( )
A.?0.005h????????????????????????????????????B.?0.2h????????????????????????????????????C.?5h????????????????????????????????????D.?200h
12.如图所示,电源电压为6V,定值电阻R=20Ω,在S闭合的情况下,下列说法正确的是(?? )
A.?在a、b两点间接入一个合适的电压表时,电压表没有示数B.?不能在a、b两点间接入一个电流表C.?在a、b两点间接入一个10Ω的电阻,电路消耗的电功率为2WD.?在a、b两点间接入一个“3V? 0.5A”的小灯泡,小灯泡不能正常发光
二、填空题
13. 家庭电路中常用带有开关的移动插座,插座上的开关与插座是?________联,插座与插座之间是?________
14.在测定小灯泡功率的实验中,连接电路时,开关应处于________(填“断开”或“闭合”)状态,闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处在________位置。
15.如图白炽灯螺丝套在家庭电路中接________?线;控制灯泡的开关装在________?线上.
16.如图所示,将一只标有“12V 6W”的灯泡L1和“6V 6W”的灯泡L2并联后,接在6V的电源上(设灯丝电阻不变),则________?.A.灯泡L1比灯泡L2亮B.灯泡L2比灯泡L1亮C.两灯的实际功率之和小于12WD.两灯的实际功率之和等于12W.
17. 如图,是小明家电能表的铭牌,在断开其它用电器的情况下,标有“220V 1000W”的电热水器和标有“220V 1500W”的空调________(选填“能”或“不能”)同时使用.电热水器是利用电流的________效应工作的.小明只将“220V 1000W”的电热水器接入电路工作,2min电能表转盘转过81转,则电热水器的实际电功率为________W,这段时间内产生热量________J.
18.在使用测电笔的几种做法中(如图所示),哪些做法是正确的,答:?________.
19.在测量小灯泡电功率的实验中,因缺少电压表,小军利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0 , 同样测出了小灯泡的电功率,原理如图所示.小军读出电流表A1的示数为0.5A,而电流表A2的示数为0.2A,则小灯泡L两端的电压为________?V,小灯泡的实际功率为________?W.
20.一只“220V 100W”的电烙铁,它的额定电功率是________W,正常工作时它的电阻是________Ω,通过它的电流是________A.
21. 家用照明电路中,灯与电视机之间的连接是________的(选填“串联”或“并联”).若同时开启的用电器越多,电路中消耗的电功率越________(选填“大”或“小”).
22.Wifi是一种可以将个人电脑、手机等终端设备以无线方式互相连接的技术.常见的连接方式是通过一个无线路由器来实现(如图所示).无线路由器是通过?________向四周有效范围内的终端传递信息,其传播速度?________(选填“大于”、“等于”或“小于”)光速.路由器工作时间长了,外壳发烫,是由于电能转化成了?________能.?
三、实验探究题
23.如图所示探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验装置.
(1)实验中通过观察________来比较电流产生的热量的多少.
(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少,甲、乙两瓶中要装入________相等、初温相同的同种液体.
(3)实验结论是:在电流、通电时间相同时,________,产生的热量越多.
24.如图所示,在探究“影响电流热效应的因素”实验中:
(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,该实验通过比较________来判断相同时间内不同电流产生的热量多少.图中烧瓶内应装有初温相同,________相等的煤油,选用煤油而不用水,是因为煤油的________比水小.
(2)若要探究电阻产生热量与电阻的关系,可选择乙图中________(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻________(选填“串联”或“并联”).
(3)小明提议利用上述实验装置做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他应选择乙图中________(选填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶并联,并将其中一烧瓶中的液体换成等质量的________,水和煤油吸热的多少是通过来反映的________(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”).
25.小明用如图甲所示的实验器材探究焦耳定律:在质量相同的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,甲烧瓶中的金属丝是铜丝,电阻比较小,乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大.温度计显示煤油的温度.
(1)电路中将两金属丝串联的目的是________.闭合开关后,观察到乙烧瓶中温度计的示数升高快.这表明:________.
(2)在探究电热与电流大小的关系时,可以通过________来改变电流的大小,通电相同时间,观察比较________?(选填“不同的电阻丝”或“同一根电阻丝”)所在瓶中煤油温度的变化.
(3)小聪觉得以上的实验操作太繁,为此他设计了如图乙所示的电路(三个瓶中装有质量相同的煤油,三个金属丝电阻大小关系是:R甲=R丙>R乙),这样只要连接一次电路就能完成实验探究.在小聪的设计中,探究电热的多少与电流的关系,应该对比________两个烧瓶中的煤油上升的温度,探究电热的多少与电阻的关系,应该对比________两个烧瓶中的煤油柱上升的温度.若闭合开关通电一段时间后,三个瓶中煤油的温度从高到低依次是________.
四、综合题
26.如图所示是电热饮水机电路原理图,电热饮水机有加热和保温两种工作状态,加热时功率440W,保温时功率40W,求
(1)饮水机保温时1min消耗的电能;
(2)饮水机加热时电路中的电流;
(3)饮水机正常工作1h消耗电能是0.4kW?h,加热、保温时间之比.
27.某同学家的电能表表盘如图所示.已知家庭电路电压为220V.问:
(1)他家允许接入电路连续工作的用电器的总功率最大为多少W?
(2)若只将一台功率为200W的电视机接入电路,电路中的电流多大?电视机连续工作2h,他家电能表上的示数应变为多少?
答案解析
一、选择题
1.【答案】D
【解析】 :一旦发生触电事故,应立即断开电源开关,或用绝缘体将电线挑开,使触电者与电源脱离,并进行现场抢救. 故选D.【分析】当有人触电时,应立即使触电人脱离电源.
2.【答案】C
【解析】 :①电视机的机壳上有许多小孔是为把各电器元件产生的热量及时散失掉.不符合题意.②电流通过电机产生的热量是有害的,有许多散热片可以用来散热.不符合题意.③家电长时间停用,隔一段时间应通电一次利用电热防止家电受潮,再次使用时被损坏.符合题意.④白炽灯通电后发热发光,是利用电流的热效应工作的.符合题意.⑤过多的热量会影响计算机的正常工作,机箱内有风扇,这都是为了散失热量.不符合题意.⑥电暖手宝将电能转化为内能,利用了电流热效应工作的.符合题意.故选C.【分析】当电流通过电阻时,电流作功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应.一方面,利用电流的热效应可以为人类的生产和生活服务;另一方面,电流的热效应也有一些不利因素.
3.【答案】A
【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、电炉通电发热,电能转化为内能;B、风扇通电转动,电能转化为机械能;C、电动汽车充电,电能转化为化学能;D、风力发电机发电,风能转化为电能.故选A.【分析】做功总是伴随着能量的转化,电功也不例外.用电器消耗了电能,获得了其它形式的能量,就是一个电流做功的过程.
4.【答案】D
【解析】 A. 三孔插座的中间插孔必须接地,这样在用电器漏电时才能起到应有的保护作用,A不符合题意;B. 更换或维修用电器时应该切断电源,避免触电的发生,B不符合题意;C. 家中尽量不同时使用多个大功率用电器,以免电流过大,导线发热而产生危险,C不符合题意;D. 不可以为了方便直接抓住导线拉出插座上的插头,这样容易损坏插头,且当导线被扯断时有触电的危险,D符合题意;故答案为:D。【分析】使用用电器时,要保护导线,避免接触火线.
5.【答案】B
【解析】 :A、灯具属于带电体,用湿布擦拭时,湿布属于导体,有可能使电流通过湿布传到人体上,使人体触电,十分危险.故答案A错误; B、根据公式I= 可知,当用电器的功率较大时,容易引起电路中的电流过大,引起火灾,因此要在用电器配套用的电线中的火线上安装熔断器.故B正确.C、人体虽然站在绝缘体上,但是人的两只手同时接触了火线和零线,有电流通过人体,造成触电.故C错误;D、安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体.向掉落在地上的高压线头走进,容易造成跨步电压触电.故D错误;故选B【分析】(1)当人体直接或间接接触火线并形成电流通路的时候,就会有电流流过人体,从而造成触电;(2)大功率或带有金属外壳的用电器,必须使用三孔插座,以防外壳带电,危及人身安全;(3)安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体;
6.【答案】C
【解析】 A.开关接在零线和灯泡之间,断开开关时,灯泡还和火线相连,接触灯泡,容易发生触电事故,A不符合题意;B.有金属外壳的用电器必须使用三线插头,三线插头插入三孔插座时,使金属外壳和大地相连,避免触电事故的发生.而插入两孔插座金属外壳和大地不相连,容易发生触电事故,B不符合题意;C.插座和各用电器之间是并联的,各用电器之间互不影响,C符合题意;D.用电器着火了,要立即断开电源再想法灭火,D不符合题意,故答案为:C。【分析】两根进户线是火线和零线,它们之间的电压是220伏;所有家用电器和插座都是并联的,而开关则要与它所控制的用电器串联;安全用电的原则是:①不接触低压带电体;②不靠近高压带电体.
7.【答案】B
【解析】 :A、电能表的转盘转的越快,说明电流通过用电器做功越快,做功的多少还与通电时间有关,该选项说法不正确;B、看完电视要切断电源,避免待机耗电,该选项说法正确;C、测电笔使用时,手接触笔尾金属体,笔尖接触导线,该选项说法不正确;D、空气开关跳闸是由电路中电流过大造成的,可能是短路也可能是用电器的总功率过大,该选项说法不正确.故选B.【分析】(1)电能表是测量家庭电路中一段时间消耗电能多少的工具,转盘转到快慢反应此时电流做功的快慢;(2)家用电器长时间不工作时,一定要切断电路,节约电能;(3)使用试电笔时,手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触火线或零线,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线;(4)家庭电路中电流过大的原因:一是短路,二是用电器的总功率过大.
8.【答案】D
【解析】 :电炉丝跟铜导线串联,通过它们的电流I和通电时间t相等,故A错误;因为Q=I2Rt,R电炉丝>R导线 , 所以产生的热量:Q电炉丝>Q导线 , 即相同时间内导线产生的热量小于电炉丝产生的热量,而与散热快慢、隔热效果无关,故D正确,B、C错.故选D.【分析】电熨斗和导线串联,通过的电流和通电时间相同,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电阻越大电流产生的热量越多,据此分析判断
9.【答案】C
【解析】【解答】解:∵串联电路中各处的电流相等,∴根据Q=I2Rt可得,它们在相同的时间内产生的热量之比:。故选C。【分析】两定值电阻串联时通过它们的电流相等,根据Q=I2Rt求出它们在相同的时间内产生的热量之比。
10.【答案】D
【解析】【解答】滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表示数变小,故A选项错误;RL= = =12Ω,当I=0.4A时,UL=0.4A×12Ω=4.8V,所以UR=18V-4.8V=13.6V,故B选项错误;P最大=3W+12V× =3W+12V×0.5A=9W,故C选项错误;当IA=0.5A时,UL=0.5A×12Ω=6V,所以UR=18V-6V=12V,所以R= =24Ω,当UV=15V时,I= =0.25A,R= =60Ω,所以滑动变阻器允许调节的范围是24~60Ω,故D选项正确.故选D.【分析】本题电路为串联电路,应抓住串联电路的特点解题.
11.【答案】C
【解析】【解答】解:额定功率P=200W=0.2kW,电能W=1kW?h,由P=得,电视机正常工作的时间t===5h.故选:C.【分析】知道消耗的电能、功率,根据t=求出工作时间.
12.【答案】D
【解析】【解答】解: A、在a、b两点间接入一个合适的电压表时,电压表串联在电路中测电源的电压,示数为6V,故A错误;B、a、b两点间接入一个电流表,电流表与电阻R串联在电源上,电路是通路,故B错误;C、在a、b两点间接入一个10Ω的电阻,由欧姆定律可得此时电路中电流:I= = =0.2A,电路消耗的电功率:P=UI=6V×0.2A=1.2W,故C错误;D、由欧姆定律可得接入灯泡的电阻:RL= = =6Ω,在a、b两点间接入一个“3V? 0.5A”的小灯泡电阻后,电路中电流:I= = ≈0.2A≠I额 , 所以灯泡不能正常发光.故D正确.故选D.【分析】(1)电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,可以测电源的电压;(2)ab间接入电流表电路仍是通路;(3)接入10Ω的电阻时,由串联电路特点、欧姆定律和电功率公式计算电路消耗电功率;(3)当接入灯泡后,由串联电路特点和欧姆定律计算电路中电流从而判断灯泡能否正常发光.
二、填空题
13.【答案】串;并
【解析】【解答】解:在家庭电路中,电灯与插座间以及插座与插座之间是互不影响,因此它们是并联连接,插座上的开关与插座是串联连接.故答案为:串;并【分析】家庭电路电压是220V,家用电器的额定电压也是220V,各家用电器之间是并联时,各家用电器都正常工作,并且互不影响.家庭电路中,用电器和控制用电器的开关串联.
14.【答案】断开;阻值最大
【解析】【解答】实物电路未连接好时,并且不确定电路没有发生短路的情况下,开关必须是断开的,防止烧坏电路元件;闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,目的也是防止电路中电流过大,烧坏电路元件。故答案为:断开;阻值最大【分析】根据实物连接的正确方法和滑动变阻器的作用进行分析
15.【答案】中性线(零线或N);相线(火线或L)
【解析】【解答】解:在家庭电路中白炽灯螺丝套接在中性线(零线或N)上.开关应控制火线,即控制灯泡的开关装在相线(火线或L)线上.故答案为:中性线(零线或N);相线(火线或L).【分析】电灯接线操作的基本要求是:“火线零线并排走,零线直接进灯头,火线接在开关上,通过开关进灯头”,如果电路中有熔丝,则要将熔丝接到火线上.
16.【答案】B、C
【解析】【解答】解:L1的额定电压为12V,额定功率为6W,实际电压为6V,所以实际功率小于6W.L2的额定电压为6V,额定功率为6W,实际电压为6V,所以实际功率等于6W.所以L2比L1亮.L1实际功率小于6W,L2实际功率等于6W.L1与L2的实际功率之和小于12W.故答案为:B、C.【分析】(1)灯泡实际电压大于额定电压,灯泡实际功率大于灯泡额定功率.灯泡实际电压等于额定电压,灯泡实际功率等于灯泡额定功率.灯泡实际电压小于额定电压,灯泡实际功率小于灯泡额定功率.(2)灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮.
17.【答案】能;热;810;9.72×104
【解析】【解答】解:(1)这只电能表允许的用电器最大总功率: Pmax=UImax=220V×20A=4400W,电热水器和空调正常工作时的总功率:P=P1+P2=1000W+1500W=2500W<Pmax , 故电热水器和空调能同时使用.(2)电热水器工作时把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的.(3)因3000r/(kW?h)表示电能表转盘每转过3000转,电路消耗1kW?h的电能,所以,电热水器在2min内消耗的电能:W= =0.027kW?h=9.72×104J;工作时间t=2min=120s,则电热水器的实际电功率:P实= = =810W.电热水器在这段时间内产生热量:Q=W=9.72×104J.故答案为:能;热;810;9.72×104 . 【分析】(1)知道电能表铭牌上的标定电压和最大电流,根据P=UI求出电能表正常工作时允许消耗的最大功率,再求出电热水器和空调空调正常工作的总功率,二者进行比较即可得出答案;(2)电流流过导体时,导体要发热,这种现象是电流的热效应.发生电流的热效应时,电能转化为内能.(3)该电能表上标有3000r/kW?h,表示电能表转盘每转过3000转,电路消耗1kW?h的电能,据此求出电能表转盘转过了81转消耗的电能即为电热器在2min内消耗的电能,根据P= 求出电热水器的实际电功率;电热水器是利用电流的热效应工作的,其产生热量与消耗的电能相等.
18.【答案】甲、丙
【解析】【解答】甲、手心接触笔尾金属体,当测电笔笔尖接触火线时,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线.故使用正确.乙、笔尖接触要检测的导线,手没有接触笔尾金属体,当笔尖接触检测火线或零线时,氖管都不发光.故使用错误.丙、笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,当笔尖接触检测导线时,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线.故使用正确.丁、手接触笔尖金属体,当测电笔接触火线时,人间接接触火线,会发生触电事故.故使用错误.故答案为:甲、丙。【分析】用测电笔来鉴别火线与零线.使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体,才能在接触火线时氖管发光,接触零线时氖管不发光。
19.【答案】3;0.6
【解析】【解答】由并联电路的特点知,流过定值电阻R0的电流IR0=IA1-IA2=0.5A-0.2A=0.3A,电源电压U=IR0R0=0.3A×10Ω=3V,灯接在电源两端,灯泡两端的电压是3V;小灯泡的实际功率P="U" IL ="U" IA2 =3V× 0.2A =0.6W。【分析】伏安法测电功率的探究实验。
20.【答案】100;484;0.45
【解析】【解答】“220V 100W”表示电烙铁的额定电压为220V,额定电功率为100W;由 可得,正常工作时的电阻 .由P=UI得, .【分析】由电烙铁的铭牌可知额定电压及额定功率,则由P=UI可知正常工作时的电流.
21.【答案】并联;大
【解析】【解答】家用照明电路中,灯与电视机能够独立工作,互不影响,它们是并联的.用电器越多电路中的总功率越大,干路中电流越大,越危险.故答案为:并联;大.【分析】家庭电路中各用电器首首相连、尾尾相连的连接方式是并联,并联的各用电器互不影响,能独立工作;同时使用的用电器越多,电路总功率越大.
22.【答案】电磁波;等于;内
【解析】【解答】解:路由器是一种支持有线和无线连接的网络设备,路由器利用电磁波向四周有效范围内的终端传递信息,电磁波的传播速度等于光速.路由器工作时间长了,外壳发烫,是由于电能转化成了内能.故答案为:电磁波;等于;内.【分析】电磁波可以传递信息,其传播速度等于光速.路由器工作时,消耗一定的电能,转化成内能.
三、实验探究题
23.【答案】(1)温度计示数变化(2)质量(3)电阻越大
【解析】【解答】解:(1)实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少;(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少,甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体;(3)实验结论是:在电流、通电时间一定时,电阻越大,产生的热量越多.故答案为:(1)温度计示数变化;(2)质量;(3)电阻越大. 【分析】(1)温度计示数的变化反映了液体温度的变化,反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少;(2)要比较不同电阻丝产生热量的多少,应控制电流与通电时间相等,控制两瓶中液体的质量与初始温度相同;(3)根据实验控制的变量与焦耳定律分析出结论.
24.【答案】(1)温度计示数变化;质量;比热容(2)B;串联(3)A;水;加热时间
【解析】【解答】解:(1)电流产生的热量不能用眼睛直接观察,通过温度计示数变化来反映,这是转换法.本实验中是通过温度计示数变化来判断电流产生的热量多少;A、B两烧瓶中需装入初温相同、质量相等的煤油;因为煤油的比热容比水的比热容小,相同质量的煤油和水比较,吸收相同的热量,煤油温度升高的多,用煤油做实验效果更明显,便于观察;(2)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关.探究电流产生热量多少跟电阻的关系,控制电流和通电时间不变,改变电阻的大小.由于串联电路中电流处处相等,通电时间相同,所以选择乙图中的B烧瓶与甲图中的烧瓶电阻串联;(3)“比较水和煤油比热容的大小”根据Q=cm△t,可以采用质量相同,吸收热量相同的不同物质,所以选择乙图中A烧瓶,由于电阻相同,和甲图烧瓶并联,电压相同,电流产生热量相同,并且把烧瓶A的液体换成和甲图中质量相同的水;水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映.故答案为:(1)温度计示数变化;质量;比热容;(2)B; 串联;(3)A;水;加热时间.【分析】(1)①用转换法判断不能用眼睛直接观察事物;②本实验应用了控制变量法,从实验需要控制的量进行分析解答;③从比热容方面分析用煤油的原因 ;(2)探究电流产生热量多少跟电阻的关系时,控制电流和通电时间不变;(3)根据Q=cm△t可知,比较水和煤油比热容的大小时,必须保证水和煤油吸收的热量相同,应选择电功率相同的电阻分别对水和煤油加热,再比较二者温度的变化 ;加热时间越长液体吸收的热量越多 .
25.【答案】(1)控制电流相等;在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多(2)移动滑动变阻器的滑片;同一根电阻丝(3)甲、丙;甲、乙;丙、甲、乙
【解析】【解答】解:(1)根据串联电路各处的电流相等可知,将两根不同的电阻丝串联起来接入电路,主要是为了控制电流相同;根据Q=I2Rt可知,闭合开关后,观察到乙烧瓶中温度计的示数升高快,这表明:在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多.(2)根据Q=I2Rt可知,探究在通电时间相同时,电热跟电流的大小之间的关系时,可以保持金属丝的电阻不变,通过移动滑动变阻器的滑片来改变电路中的电流,观察同一根电阻丝所在瓶中煤油温度的变化进行实验.(3)由Q=I2Rt可得:要比较电热的多少与电流的关系,应使电阻相等,故应对比甲、丙两个烧瓶中的煤油上升的温度;要比较电热与电阻的关系,应使电流相等,故应对比甲、乙两个烧瓶中的煤油上升的温度;若闭合开关通电一段时间后,三个瓶中煤油的温度从高到低依次是:丙、甲、乙.故答案为:(1)控制电流相等;在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多;(2)移动滑动变阻器的滑片;同一根电阻丝;(3)甲、丙;甲、乙;丙、甲、乙.
【分析】(1)由Q=I2Rt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,为了研究电流与导体电阻的关系,要控制通过的电流和通电时间不变.(2)探究在通电时间相同时,电热跟电流的大小之间的关系时,可以保持金属丝的电阻不变,通过滑动变阻器改变电流的大小,观察瓶中煤油温度的变化.(3)要比较电热与电流的关系应控制电阻相等,改变电流的大小;要比较电热与电阻的关系应控制电流相等,改变电阻的大小;再根据Q=I2Rt判断三个瓶中煤油的温度从高到低的顺序.
四、综合题
26.【答案】(1)解:由P= 可得,饮水机保温时1min消耗的电能:
W保温=P保温t=40W×60s=2400J;(2)解:由P=UI可得,电热饮水机在加热状态下的工作电流
I加热= = =2A;(3)解:设加热时间为t加热 , 保温时间为t保温 , 已知总时间t总=1h,
所以,t加热 +t保温=1h﹣﹣﹣﹣﹣①,
已知饮水机消耗的总电能W总=0.4kW?h,
所以,由P= 可得:W总=P加热t加热+P保温t保温 ,
即:0.4kW?h=440×10﹣3kW×t加热+40×10﹣3kW×t保温﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得:
= = .
【解析】【分析】(1)利用W=Pt求出消耗的电能.(2)根据铭牌可知额定电压和加热功率,根据I= 求出饮水机在加热状态下的工作电流;(3)已知饮水机正常工作1h消耗电能是0.4kW?h,即总电能 W总=0.4kW?h,因为加热和保温是交替的,总时间为1h,列出方程组可求得加热、保温时间,然后可知其比值.
27.【答案】(1)根据P=UI可得:总功率最大为P1=UI=220V×10A=2.2×103W(2)由P=UI可得:电路中的电流 ;
再由W=Pt可得:电视机工作2h消耗的电能W2=P2t2=0.2kW×2h=0.4kW?h;
∴电能表上的示数应变为1020.0kW?h+0.4kW?h=1020.4kW?h
【解析】【分析】本题首先要清楚电能表参数的意义.(1)220V是该电能表要接在220V的电路中,10A是表示该电能表的标定电流是10A,据此即可求得用电器的总功率;(2)根据公式:P=UI即可求得电路中电流的大小;再根据电能的计算公式:W=Pt即可求得消耗的电能,将原先电能表的示数加上消耗的电能即是电能表的示数.