《电流做功》培优练习
小华同学家的电饭煲正常工作时的电流约为3A,则它正常工作15min所消耗的电能是( )
A. 2200J B. 4500J C. D.
关于电功,下列说法中正确的是( )
A. 用电器通电的时间越长,电流做的功一定越多
B. 通过用电器的电流越大,电流做的功一定越多
C. 用电器两端的电压越大,电流做的功一定越多
D. 用电器消耗的电能越大,电流做的功一定越多
在图中,导体A、B是由同种材料做成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,当S闭合后,在相同时间内,下列叙述正确的是( )
A. 电流通过A、B所做的功是
B. 电流通过A、B所做的功是
C. 电流通过A、B所做的功是
D. 无法比较电流通过A、B时做功的大小
电路中有一用电器,其两端电压是6V,通过它的电流是200mA,5min内电流做的功是( )
A. 6J B. 360J C. 6000J D.
下列实例中是为了将电能转化为内能的是( )
A. 应用核能发电 B. 阳光促使植物生长
C. 用电热水壶烧水 D. 电力驱动列车行驶
小红同学家的电冰箱正常工作时电流大约是1A,则它正常工作10h所消耗的电能是( )
A. 2200?J B. ?J C. ?J D. ?J
关于电功,下列说法不正确的是( )
A. 电功是表示电流做功多少的物理量
B. 电流做功越多,消耗的电能就越多
C. 用电能表可以直接测量电流做功的多少
D. 电功就是电能,两者是一回事
如图所示,灯泡和电阻串联后接在电压为U的电路中,已知电阻的阻值为R,通过电路的电流为I,则灯泡在t时间内消耗的电能是( )
A. UIt B. C. D.
如图所示电路,电源电压U=6V,R1=2Ω,闭合开关后,电流表度数为1.0A.求
(1)R1两端的电压;
(2)R2在1min内消耗的电能.
如图,当开关S1闭合时,电流表A的示数为1A;开关S1、S2同时闭合时,电流表A的示数为1.5A.已知电阻R1=12Ω,求:
(1)电源的电压;
(2)电阻R2的电功率;
(3)通电1min电阻R1上消耗的电能.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
家用电器的工作电压为220V,知道通过电饭煲的电流和工作时间,根据W=UIt求出消耗的电能。
?本题考查了电功的计算,知道家用电器的工作电压为220V是关键。
【解答】
电饭煲消耗的电能:
W=UIt=220V×3A×15×60s=5.94×105J。
故选C。
2.【答案】D
【解析】
解:A、通电时间长,但是电压,电流的大小不一定,故无法确定。A错。
B、电流大,但是时间可以短,电压的大小也不一定,故不一定,B错。
C、电压大,但电流不一定大,时间也可能短,故不一定,C错
D、电能是由电流做功转化来的,所以说电能大时,电流做功一定多,D对
故选:D。
本题考查电功的决定因素,由W=UIt可判。
本题考查电功与电能的决定因素,较简单。
3.【答案】A
【解析】
解:∵A和B长度相同,由同种材料做成,A比B的横截面积大,
∴RA<RB,又∵A和B串联,电流处处相等,通电时间t相同,
由公式W=I2Rt知道,WA<WB
故A正确,BCD错误
故选A.
由同种材料做成的导线,A和B等长,因为A比B的横截面积大,所以A的电阻小;由图可知A和B串联,可以根据串联电路的特点和电功公式分析.
理解导体的电阻取决于导体的长度、横截面积和材料,用电器串联时选用W=I2Rt分析比较是关键.
4.【答案】B
【解析】
解:I=200mA=0.2A,t=5min=300s,
W=UIt=6V×0.2A×300s=360J
故选B.
知道用电器两端电压、通过电流和通电时间,利用W=UIt计算电流做功.
利用W=UIt计算时,注意单位统一用国际单位:电压U(V)---电流I(A)---时间t(s)→电功(J).
5.【答案】C
【解析】
解:
A、应用核能发电,是将核能转化为电能,故A不符合题意;
B、阳光促使植物生长,是将太阳能转化为化学能,故B不符合题意;
C、用电热水壶烧水,消耗电能转化为内能产生热量,被水吸收,使水的内能增加、温度升高,故C符合题意;
D、电力驱动列车行驶,消耗电能转化为机械能,故D不符合题意.
故选C.
在电流的热效应中,消耗电能转化为内能,据此做成了各种电热器.分析各个选项中的能量转化得出正确答案.
本题考查了核能发电、光合作用、电热器、电动机的能量转化,属于基础题目.
6.【答案】D
【解析】
解:电冰箱正常工作10h所消耗的电能:
W=UIt=220V×1A×10×3600s=7.92×106J。
故选D。
家庭电路的电压为220V,知道电冰箱正常工作时的电流,根据W=UIt求出正常工作10h所消耗的电能。
本题考查了电功的计算,关键是知道家庭电路的电压为220V不变。
7.【答案】D
【解析】
解:
A、电流做功多少是用电功表示,故A正确;
B、电流做功的过程,是电能转化为其它形式能的过程,电流做功越多,消耗的电能就越多,故B正确;
C、电能表是用来测量电流做功的多少的仪器,可以直接用电能表测量电流做功的多少,故C正确;
D、电功就是电流做功的多少,电流做功的过程,是电能转化为其它形式能的过程,两者不是一回事,故D错。
故选D。
电流流过导体时电流做功.电流做功的过程,是电能转化为其它形式能的过程,消耗多少电能转化为多少其它的能,电功大小W=UIt;电能表是用来测量电流做功的多少的仪器。
牢记电功的概念,知道电流做功是将电能转换为其他形式的能。
8.【答案】D
【解析】
解:此电路消耗的总电能为:W=Pt,而P=UI? 得W=UIt。
电阻R消耗的电能为:,根据及欧姆定律的变形公式,推导出来,,。
将总电能减去电阻R消耗的电能即为灯泡在t时间里消耗的电能:。
故选D。
该题考查的是电能的计算以及串联电路的电流处处相等.需要的公式是W=Pt,P=UI和欧姆定律。
该题考查的是电功公式W=Pt电功率公式P=UI和欧姆定律的变形公式U=IR之间的相互转化,灵活掌握他们,就能得出题目中所需要的答案。
审题很重要,如果审题马虎,极易误选答案C,把电阻消耗的电能当成灯泡消耗的电能。
9.【答案】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流.
(1)由I=可得,R1两端的电压:
U1=IR1=1A×2Ω=2V;
(2)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2两端的电压:
U2=U-U1=6V-2V=4V,
R2在1min内消耗的电能:
W2=U2It=4V×1A×60s=240J.
答:(1)R1两端的电压为2V;
(2)R2在1min内消耗的电能为240J.
【解析】
由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流.
(1)根据欧姆定律求出R1两端的电压;
(2)根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,根据W=UIt求出R2在1min内消耗的电能.
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式的应用,是一道较为简单的应用题.
10.【答案】解:(1)当只闭合S1时,只有R1接入电路,
U=IR1=1A×12Ω=12V;
(2)开关S1、S2同时闭合时,两电阻并联,
∵闭合开关S2前后,通过电阻R1的电流不变,
I2=I-I1=1.5A-1A=0.5A,
电阻R2的电功率:
P2=UI2=12V×0.5A=6W;
(3)通电1min电阻R1上消耗的电能:
W1=UI1t=12V×1A×60s=720J.
答:(1)电源的电压为12V;
(2)电阻R2的电功率为6W;
(3)通电1min电阻R1上消耗的电能为720J.
【解析】
(1)当只闭合S1时,只有R1接入电路,知道电阻R1的阻值,利用欧姆定律求电阻R1两端的电压,即电源电压;
(2)求出了电源电压,和通过电阻R2的电流,利用P=UI求电阻R2的电功率;
(3)利用W=UIt求通电1min电阻R1上消耗的电能.
会电路动态分析:当开关S1闭合时,只有R1接入电路,开关都闭合时两电阻并联,因接在同一电源上,闭合开关S2前后通过电阻R1的电流不变,这是本题的关键.
《电流做功》基础练习
直接测量消耗电能的多少可以用( )
A. 电能表 B. 电压表 C. 电流表 D. 秒表
家用电能表抄表数所用的单位是( )
A. 千瓦 B. 千瓦时 C. 库仑 D. 伏特
家用电器已进入千家万户,下列家用电器中,主要用来将电能转化成机械能的是( )
A. 电饭锅 B. 电风扇 C. 电褥子 D. 电熨斗
如图所示,电能表的示数为( )
A. ?J
B. ?
C. 20176?J
D. 20176?
下列是电功单位的是( )
A. B. C. D. kW
某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上,“千瓦时”是下列哪个物理量的单位( )
A. 电能 B. 电功率 C. 电流 D. 时间
甲、乙两个用电器的电压之比为2:1,电流之比为1:2,通电时间之比为5:4,则两个用电器消耗的电能之比为( )
A. 5:1 B. 5:4 C. 4:5 D. 5:8
下列关于电学元件使用的说法中,正确的是( )
A. 电流表可以直接连接到电源两级
B. 电压表应与被测用电器并联
C. 滑动变阻器任意两个接线柱接入电路,都能改变电路中的电流
D. 电能表应并联接在家庭电路的干路上
关于电流做功过程中的能量转化,下列说法中错误的是( )
A. 电动机主要是把电能转化为机械能
B. 白炽灯主要是把电能转化为内能
C. 给蓄电池充电是化学能转化为电能
D. 电炉主要是把电能转化为内能
在图中,导体A、B是由同种材料做成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,当S闭合后,在相同时间内,下列叙述正确的是( )
A. 电流通过A、B所做的功是
B. 电流通过A、B所做的功是
C. 电流通过A、B所做的功是
D. 无法比较电流通过A、B时做功的大小
教室里的电子白板和日光灯是______的(选填“串联”或“并联”);额定功率为 0.5kW 的用电器正常工作 6 小时,耗电______度。
发电机是利用______ 现象制成的.如图所示为新开发的一种圆柱形气球状发电机.它能悬浮在风里足够大且较稳定的300m高空,中心处的大风扇随风转动,带动发电机发电,此发电过程将______ 能转化为电能,若该风力发电机的最大发电功率为3000kW,每年工作6000h,则它最大年发电量为______ kW?h.
上海地区家庭电路中,电灯、电视机、电扇等用电器正常工作的电压为______伏,这些用电器是______的(选填串联或并联),工作时将______能分别转化为光能、机械能等。
节约用电,人人有责,为此,政府提倡市民在夏季高温期间将空调温度设定在舒适温度即可,不必贪凉求低,为响应倡导,某同学家中的一台额定电压220V,额定功率为1100W的变频空调,将原来设定的温度22℃改成26℃,此时制冷实际功率为850W,若变频空调平均每天连续工作10小时,求:
(1)此空调正常工作时的电流?
(2)每天节约用电多少度?这些电能通过标有“1200r/kW?h”的电能表可让其转盘转多少转?
利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。安阳市启动了“光伏工程”示范项目,在某中学的教学楼顶安装了总功率为20kW的光伏发电系统。
(1)光伏发电系统发电时,______能转化为______能。
(2)一天的有效光照时间按8h计算,该光伏发电系统一天共发电多少千瓦时?
(3)该光伏发电系统一天的发电量,如果由热电转换效率为30%的热电厂来完成,需要燃烧多少千克煤?(煤的热值q煤=3.0×107J/kg)
(4)请写出一条光伏发电的优点。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
解:
A、电能表是直接测量电路消耗电能多少的仪表,故A正确;
B、电压表是测量电路两端电压大小的仪表,它可以和电流表、秒表配合使用,通过W=UIt计算消耗的电能,B不符合题意;
C、电流表是测量电路中电流大小的仪表,它可以和电压表、秒表配合使用,通过W=UIt计算消耗的电能,C不符合题意;
D、秒表是用来测量时间的仪表,D不符合题意.
故选A.
电能表是测量电流做功多少的仪表,也是测量消耗电能多少的仪表.
对常见仪表、仪器、工具要知道它的用途,并会正确使用,属基础题.
2.【答案】B
【解析】
解:A、千瓦是电功率的单位,而电能表是测量电能(或电功)的,故A不合题意;
B、电能表是测量家庭用电器消耗电能总量的仪表,其单位是千瓦时,简称度。故B符合题意;
C、库仑是电量的单位,而电能表是测量电能(或电功)的,故C不合题意;
D、伏特是电压的单位,电能表是测量电能(或电功)的,故D不合题意。
故选:B。
电能表是测量家庭用电器消耗电能总量的仪表,其单位是千瓦时,简称度。
了解家用电能表抄见数所用的单位,知道电能表是测量电能(或电功)的,同时注意与其它电学物理量单位的区分,难度不大。
3.【答案】B
【解析】
解:A、电饭锅工作时,电能转化为内能的过程.不符合题意.
B、电风扇工作时,主要将电能转化为机械能能.符合题意.
C、电褥子工作时,将电能转化为内能.不符合题意.
D、电熨斗工作时,将电能转化为内能.不符合题意.
故选B.
用电器是电能转化为其它形式能的过程.
掌握各种家用电器的工作原理,以及工作过程中能量的转化.
4.【答案】B
【解析】
解:
由图可知,电能表显示的数字为20176,最后一位是小数,单位为kW?h,示数为2017.6kW?h.
故选B.
电能表显示的数字中最后一位是小数,单位是kW?h.
本题考查了电能表的读数,要注意显示的数字中最后一位是小数.
5.【答案】B
【解析】
解:A、由公式P=UI可知,V?A是电功率的单位,不是电功的单位,故A不合题意;
B、kW?h是电功的常用单位,俗称“度”,故B符合题意;
C、由公式P=I2R可知,A2?Ω是电功率的单位,不是电功的单位,故C不合题意;
D、kW是电功率的单位,不是电功的单位,故D不符合题意.
故选B.
电学中各个物理量都有自己的单位;根据电功常用单位的了解,以及电功、电功率的不同计算公式,就得到不同的单位,据此做出判断.
根据电功、电功率的不同计算公式,得到不同的电功、电功率单位,是本题判断的难点所在.
6.【答案】A
【解析】
解:
1kW?h=1kW×1h=1000W×3600s=3.6×106J,J是电能的单位,所以“kW?h”是电能的单位,
而电功率的单位为W,电流的单位为A,时间的单位为s,故A正确、BCD错误。
故选:A。
“kW”是电功率的单位,“h”是时间的单位;电功率与时间的乘积是电功(消耗的电能)。
电学中的物理量较多,各个物理量都有自己的单位,有些单位是由其它的两个单位复合而成;不要将单位相互混淆。
7.【答案】B
【解析】
解:已知甲、乙两个用电器的电压之比为2:1,电流之比为1:2,通电时间之比为5:4,则两电阻消耗电能之比:
==××=。
故选:B。
已知甲、乙两个用电器两端电压之比、通过电流之比、通电时间之比,利用W=UIt可求得两电阻消耗电能之比。
本题考查了电功公式的灵活应用,要注意各量之间的关系不要颠倒。
8.【答案】B
【解析】
解:A、连接电路时,由于电流表的电阻很小,相当于导线,不可以将电流表不经过任何用电器而直接与电源接通,故A错误。
B、电压表与被测电路并联,因此连接电路时,应将电压表并联在电路中才能测出电压的大小,故B正确;
C、在连接滑动变阻器时,要按一上一下的原则接线,当同时将上面或下面两个接线柱接入电路,将滑片将失去改变接入电路阻值的大小,故C错误;
D、电能表是串联在家庭电路的干路上,便于测量整个家庭电路消耗的电能。故D错误。
故选:B。
(1)根据电流表的特点,判断出电流表不能直接接在电源两极上;
(2)电压表应与被测用电器并联;
(3)滑动变阻器采用“一上一下”的接法与用电器串联使用,改变滑动变阻器接入电路的电阻,可以改变电路电流和部分电路的电压。
(4)电能表测量家庭电路消耗电能的多少,电能表接在家庭电路的干路上。
此题主要考查电流表、电压表、滑动变阻器、电能表的使用方法,属于基本技能的考查,需要熟练掌握。
9.【答案】C
【解析】
解:A、电动机主要是消耗电能产生了机械能,故A正确;
B、白炽灯是消耗电能而产生内能的装置,故B正确;
C、给蓄电池充电是消耗了电能转化为了化学能,故C错误;
D、电炉消耗电能而产生内能,故D正确;
本题选错误的,故选C。
根据电动机、白炽灯、电炉及蓄电池充电过程中的能量转化可得出电流做功中的能量转化。
本题考查了用电器的电能转化。电流做功是把电能转化为了其它形式的能的过程。
10.【答案】B
【解析】
解:导体A、B是由同种材料做成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,说明B的电阻大于A的电阻;
串联时电流相等,根据公式W=I2Rt可知,在相同时间内,电阻越大,电流做的功越多;所以电流通过A、B所做的功是WA<WB。
故选:B。
先根据影响电阻大小的因素判断电阻的大小,已知A、B串联;再利用公式W=I2Rt比较电流做功的大小。
本题考查电流做功大小的比较,关键是电流做功公式的应用,重点记住影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度;还要记住串联电路电流的规律。
11.【答案】并联;3
【解析】
解:
由生活经验可知,教室里的电子白板和日光灯是互不影响的,所以它们是并联的;
由P=可得,额定功率为0.5kW 的用电器正常工作6 小时消耗的电能:
W=Pt=0.5kW×6h=3kW?h=3度。
故答案为:并联;3。
并联电路中的用电器是互不影响的。据公式W=Pt计算用电器消耗的电能。
此题考查了家庭电路连接的认识和理解以及电能的计算等知识点,属于一道基础题。
12.【答案】电磁感应;机械;1.8×107
【解析】
解:(1)发电机是利用电磁感应现象制成的;风扇随风转动,带动发电机发电,它可将机械能转化为电能;
(2)由P=可得,最大年发电量W=Pt=3000kW×6000h=1.8×107kW?h.
故答案为:电磁感应;机械;1.8×107.
(1)发电机是利用电磁感应现象制成的,它可将机械能转化为电能;
(2)知道发电机的最大发电功率,利用W=Pt求最大年发电量.
本题考查了发电机的原理和能量转化,以及对电功的计算,难度不大;计算时注意单位统一,特别电功(发电量)的计算,利用好“P-W、W-kW?h、t-h”这一套单位.
13.【答案】220;并联;电
【解析】
解:
据教材知识可知,家庭电路的电压是220V;由于家庭电路中的用电器互不影响,所以这些用电器是并联的;这些用电器工作时,消耗了电能,产生其他形式的能,所以是将电能转化为其他形式的能的过程。
故答案为:220;并联;电;
(1)家庭电路的电压是220V;
(2)家庭电路中各个用电器是互不影响的,所以是并联的关系;
(3)用电器工作时,消耗电能,产生其他形式的能。
此题考查了家庭电路的电压、串并联电路的特点和电能的转化,是一道基础题。
14.【答案】解:
(1)由P=UI可得,此空调正常工作时的电流:
I===5A;
(2)若设定的温度由原来的22℃改设为26℃,
减小的功率△P=P额-P实=1100W-850W=250W=0.25kW,
每天节约的电能:W=△P?t=0.25kW×10h=2.5kW?h=2.5度;
1200r/kW?h表示电路每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转过1200r,
则这些电能可让电能表转盘转动的转数:
n=W×1200r/kW?h=2.5kW?h×1200r/kW?h=3000r。
答:(1)此空调正常工作时的电流为5A;
(2)每天节约用电2.5度;这些电能通过标有“1200r/kW?h”的电能表可让其转盘转3000转。
【解析】
(1)已知空调的额定电压和制冷额定功率,利用P=UI可求得这台空调正常制冷时的工作电流;
(2)求出额定功率与实际功率之差,根据W=Pt可求出每天节约的电能;已知这些电能通过标有“1200r/kW?h”的电能表,然后可求得让其转盘转多少转。
此题涉及到电能、电功率的计算,关键是理解和掌握电能表参数的含义,计算过程还要注意单位的换算,综合性较强。
15.【答案】太阳;电
【解析】
解:(1)光伏发电系统发电时太阳能转化为电能;
(2)发电W=Pt=20kW×8h=160kW?h;
答:该光伏发电系统一天共发电160kW?h;
(3)160kW?h=160×3.6×106J=5.76×108J;
Q===1.92×109J;
燃烧煤的质量m===64kg;
答:需要燃烧煤64kg。
(4)光伏发电的优点:清洁无污染;可再生;节约化石能源。
(1)太阳能电池在太阳光照射下发电,是将太阳能转化为电能;
(2)已知功率和时间,根据公式W=Pt可求该光伏发电系统一天共发电的度数;
(3)根据公式W=Q=qm可求燃烧的煤的质量;
(4)光伏发电的优点是清洁、无污染等。
本题考查了光伏发电系统转换效率、发电的度数、煤的质量、太阳能的优点等知识,是一道计算题,难度适中,是一道中档题。
《电流做功》提高练习
如图所示,先闭合开关S1,再闭合开关S2,相同时间内,电路中消耗的电能将( )
A. 减小 B. 增大
C. 不变 D. 无法判断
对于1kW?h?电能的作用,下列说法中正确的是( )
A. 能使笔记本电脑工作约3min B. 能使笔记本电脑工作约3h
C. 能使洗衣机工作约30h D. 能使洗衣机工作约3h
将阻值为10Ω的电阻丝接在电源两端,通电10min,电流所做的功是2.16×103J,若将阻值为5Ω的电阻丝接入同一电源的两端,通电20min,电流做功的多少是( )
A. B. C. D.
晓亮同学观察到他家电能表上标有“600r/kW?h”的字样,他用秒表记录了十分钟内电能表的转盘转过了120转,他家用电器平均每分钟消耗的电能是( )
A. ? B. ? C. ? D. ?
一小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示,将它连入如图乙所示电路中,电源电压为6V且保持不变。
求:(1)小灯泡的额定功率;
(2)为保证小灯泡正常发光,此时滑动变阻器连入电路的电阻大小;
(3)当电流表的示数为0.15A时,滑动变阻器在1min内消耗的电能。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
解:先闭合开关S1时,R1与R2串联在电路中,再闭合开关S2时,R2不工作,R1工作,
根据串联电路规律R总=R1+R2,所以R总>R1,
根据电功公式W=UIt=t,电路闭合前后,电压和通电时间相等,闭合前电阻大于闭合后,
所以电能增大.
故选B.
根据题意先闭合开关S1时,R1与R2串联在电路中,再闭合开关S2时,R2不工作,R1工作,根据电功的公式就可求出电能的变化.
本题考查了串联电阻的规律和电功的计算,属于中档题.
2.【答案】D
【解析】
解:
AB、笔记本电脑的电功率约100W,工作3min消耗的电能W=Pt=0.1kW×h=0.005kW?h,
工作3h消耗电能W=Pt=0.1kW×3h=0.3kW?h,故AB错;
CD、洗衣机的电功率约300W,工作3h消耗的电能W=Pt=0.3kW×3h=0.9kW?h,接近1kW?h,故C错误,D正确.
故选D.
先估测用电器的功率,再利用W=Pt求消耗的电能,找出接近1kW?h的用电器.
本题考查了电能的计算,能较准确的估测用电器的功率是关键.
3.【答案】D
【解析】
解:电阻是纯电阻用电器,两电阻接入同一电源的两端时,它们两端的电压相等,通电时间相等,
由Q=I2Rt=t可得,两电阻产生的热量之比:
Q1:Q2=:=:=1:4,
所以,Q2=4Q1=4×2.16×103J=8.64×103J.
故选D.
电阻是纯电阻用电器,两电阻接触同一电源的两端时,它们两端的电压相等,且通电时间相等,根据Q=I2Rt=t求出两电阻产生的热量之比,进一步得出答案.
本题考查了热量的计算,关键是知道纯电阻用电器中欧姆定律适用,即Q=I2Rt=t.
4.【答案】D
【解析】
解:600r/kW?h表示用电器消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转过600转,
则10min内消耗的电能:
W=kW?h=0.2kW?h,
他家用电器平均每分钟消耗的电能为0.02kW?h.
故选D.
“600r/kW?h”的物理意义:当用电器消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转过600转,据此求出十分钟内消耗的电能,然后求出平均每分钟消耗的电能.
本题考查了学生对电能表参数“600r/kW?h”的掌握和运用,是一道基础题目.
5.【答案】解:(1)由图甲可知小灯泡的额定电流为IL=0.2A,所以小灯泡的额定功率为:
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W;
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为:
UR=U-UL=6V-2.5V=3.5V,
滑动变阻器与小灯泡串联,所以通过滑动变阻器的电流IR=IL=0.2A,
由欧姆定律,滑动变阻器连入电路的电阻为:
R===17.5Ω;
(3)当电流表的示数为0.15A时,小灯泡两端的电压为1.5V,则滑动变阻器两端的电压为:
UR′=U-UL′=6V-1.5V=4.5V,
滑动变阻器的电功率为:P=UR′IR′=4.5V×0.15A=0.675W,
在1min内消耗的电能为:W=Pt=0.675W×60s=40.5J。
答:(1)小灯泡的额定功率是0.5W。
(2)为保证小灯泡正常发光,此时滑动变阻器连入电路的电阻大小是17.5Ω。
(3)当电流表的示数为0.15A时,滑动变阻器在1min内消耗的电能是40.5J。
【解析】
(1)先从图甲中找出电压U=2.5V时对应的电流(额定电流),然后根据公式P=UI就可以算出小灯泡的额定功率;
(2)当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时,小灯泡正常发光,根据这一点我们可以先确定小灯泡的电压应为2.5V,然后根据串联电路电压规律算出滑动变阻器两端的电压,再用滑动变阻器的电压除以灯泡的额定电流(串联,通过灯泡电流等于滑动变阻器的电流),这样就算出了滑动变阻器连入电路的电阻大小;
(3)要求滑动变阻器在1min内消耗的电能是多少,根据公式W=Pt可知,就需要先算出滑动变阻器消耗的功率是多少。要求滑动变阻器消耗的功率是多少,根据公式P=UI可知,就需要先算出滑动变阻器两端的电压是多少(题中已经告诉电流为0.15A).而要算此时滑动变阻器两端的电压是多少,就不能用公式U=IR去计算了,因为此时滑动变阻器连入的阻值我们并不能直接算出来。这就需要我们换个思路去分析:因为图甲是小灯泡的电流-电压关系图象,那我们就可以先从图甲上找出当电流等于0.15A时,对应的灯泡电压是多少,然后根据串联电路电压规律再算出滑动变阻器两端的电压,从而最终就可以求出滑动变阻器在1min内消耗的电能。
解答计算题时,我们要围绕公式、规律、题意、电路图等去进行分析。本题考查了学生分析图象的能力、综合解决问题的能力,是一道难易适中的电学计算题。