一、认识电功定义和功-焦-度的转换
二、电能测量和电能表,计算用电器功率
三、利用欧姆定律相关解题(电阻动态变化)
四、家用电器电功率计算(简单+中等难度)
五、家用电器额定功率和实际功率区别,计算
六、小灯泡功和功率专题(故障分析与电阻动态变化)
七、伏安法测量功和功率(实验探究题)
八、用电器功率计算实验和综合运用(较大难度和压轴题)
认识电功定义和功-焦-度的转换
1.关于电功,下列说法中正确的是( )
A.电功是表示电流做功快慢的物理量
B.电流越大,电流做的功就越多
C.电流做功越多,消耗的电能不一定越多
D.电功是表示电流做功多少的物理量
2.下列关于电功、电功率的说法中正确的是 ( )
A.通过用电器的电流做功越多,则用电器功率就越大
B.用电器消耗的电功率越小,则电流做的功就越少
C.千瓦或千瓦时都是电功率的单位
D.对某一用电器而言,消耗的实际功率是由实际电压决定的
3.下列电器接在照明电路中,正常工作时,通过电器的电流最接近5安(或1000瓦)是 ( )
A、电视机 B、白炽灯 C、电饭锅 D、电脑
4.将规格都是“220 V 180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是( )
A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电风扇产生的热量最多
C. 电热毯产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样多
5.已知通过一根电阻丝(电阻不随温度变化)的电流为2安,通电1分钟产生了2.64×104焦的热量,则它的电阻是( )
A. 66欧 B. 6600欧 C. 110欧 D. 220欧
6.一台洗衣机工作0.5h,电流做功3.6×106J,这台洗衣机消耗的电能是 J,合 度,合
千瓦时。
某次雷电的电流是1.8×104A,电压约为2×108V,放电时间约为0.001s,这次雷电释放的能量是__
___J ,合 度,合 千瓦时。
8.如图是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图,其中额定功率最大的电器是__ __,节能灯正常工作5h消耗的电能是__ __kW·h。
电能测量和电能表,计算用电器功率
1.一只家用电能表标有“1500revs/(kW·h)”的字样,今只让一台收录机工作,测得电能表转盘转过一周的时间恰为100S,则这台收录机的功率为 W。
2.小刚早上8:00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示,然后关闭家中其他用电器,只让电冰箱工作。下午18:00回家后再次查看电能表,显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为__ __kW·h,电冰箱的实际电功率为__ __W。
3.科技小组用标有“1600imp/(kW·h)”(表示每消耗1kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁1600次)的电能表测量电视机的功率;他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6min,指示灯闪烁16次,该电视机的功率为_ __kW。
4.为测量某电热杯的电功率,小明同学把家中其余用电器均从电源上断开,只将该电热杯接入电路,观察电能表,发现在1min内电能表转盘转动15圈.电能表的部分技术参数如表,该电热杯的电功率是 W
利用欧姆定律相关解题(电阻动态变化)
1.如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向上滑动时,观察到的现象是( )
A.灯泡变暗,电压表示数变大 B.灯泡变亮,电压表示数不变
C.电路消耗的总功率变小,电压表示数不变 D.电路消耗的总功率变大,电压表示数变大
2.如图检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。以下说法错误是( )
A.若酒精气体浓度越大,电压表和电流表示数都越大
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6W
D.若电流表示数达到0.2A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8W
3.如图所示的电路中,电源电压恒为3V,灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。闭合开关S后,滑片P由b端向a端滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.灯泡L亮度变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表与电流表示数的比值变小
D.灯泡L的最大功率为0.9W
4.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中__ __(选填“dc”或“ec”)表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像。
(2)该过程中电路消耗的总功率最大值为__ __W。
家用电器电功率计算(简单+中等难度)
1.现有L1“6V 3W”和L2“6V 9W”两只小灯泡,若将两灯串联接入电源电压为12V的电路中,假设灯泡电阻不变。下列说法正确的是( )
A.两灯均能正常发光 B.两灯的额定电流相同 C.灯L1可能被烧毁 D.灯L2可能被烧毁
2.甲、乙两用电器电功率之比为1∶2,通电时间之比为3∶4,则消耗电能之比为( )
A. 1∶2 B. 3∶8 C. 3∶4 D. 2∶3
3.已知通过一根电阻丝(电阻不随温度变化)的电流为2安,通电1分钟产生了2.64×104焦的热量,则它的电阻是( )
A. 66欧 B. 6600欧 C. 110欧 D. 220欧
4.有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800W,乙的额定功率为1200W。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
5.家用吹风机工作原理如图甲所示,该吹风机既可吹热风也可吹冷风。某次用该电吹风将头发吹干的过程中,电吹风的功率随时间变化的图像如图乙所示,则在该次吹干头发的过程中电吹风消耗总电能是( )
A.7040J B.12320J C.21120J D.13200J
6.汽车照明大灯的灯泡内装有两根灯丝。一根是功率大的远光灯丝,主要照亮车前较远的路面;另一根是功率较小的近光灯丝,主要照亮车前较近的路面,且远光灯丝和近光灯丝并联连接。小亮家汽车照明大灯上标有“12 V 60 W/55 W”的字样,在一段回家的路上,一个照明大灯消耗的功率和时间的关系如图所示,则在10分钟内该大灯消耗的电能是 焦。
7.测得某白炽灯在不同电压下的电功率如表:
(1)灯两端电压为220V时,灯的电阻为多少?
(2)灯两端电压为110V时,通过灯的电流为多少?通电100s灯消耗的电能是多少?
8.小明家安装了电热水龙头如图甲,其简化电路如图乙,R1、R2为电热丝,通过调节旋钮可使扇形开关S同时接触两个相邻的触点,从而实现冷水、温水、热水挡之间的切换。某次使用电热水龙头的过程中,水龙头的功率随时间的变化关系如图丙所示。当开关同时接触3、4触点时,水龙头放出的是__ __(选填“冷水”“温水”或“热水”)。电热丝R1工作时的电阻为__ __。该次使用过程中水龙头消耗的总电能为____。
9.电吹风是现代家庭常用的一种电器,如图所示为额定电压为220V的某电吹风电路。其中电热丝R通电后可以发热,电动机M通电后可以送风,已知电动机的额定功率为120W。
(1)要送冷风,开关应该放在图中的__________位置(选填“A”“B”或“C”)。
(2)送热风时,电路消耗的总功率为560W,则电热丝R的阻值应为__________Ω。
10.如图所示,是某种电热器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换,电热器在低温挡工作时的电功率是__________W,在高温挡工作1min产生的热量是____________J。
11.如图所示是某种型号电饭煲的简化电路。当温控开关S闭合时,电饭煲处于加热状态,此时若它两端的电压为220V,它的功率为1100W(不考虑温度对电阻值的影响)。则:
(1)电饭煲在加热状态下工作0.1h,消耗的电能为多少千瓦时?
(2)R0的电阻为多少欧?
(3)当温控开关S断开时,电饭煲的总功率与加热状态时相比,将如何变化?请说明原因。
12.用伏安法测量额定电压为2V的小灯泡的额定功率,实验时按图甲连接电路,电源电压恒为3V,移动滑动变阻器滑片,读出电压表和电流表示数,绘制成的I-U图像如图乙所示。
(1)根据图乙中数据,计算小灯泡的额定功率。
(2)当小灯泡正常工作时,滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
13.笔记本电脑已进入寻常百姓家庭,岀差旅游时常随身携带。出于安全考虑,民航局规定,乘客可随身携带0.16kW·h以下的可充电设备。目前,部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回答下列问题:
(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量3000mAh,输出电压15V,充满电后,若工作时的平均电流为1.5A,可连续工作多少时间?
(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。
(3)使用发现,电脑工作时会发热,原因是_____________________________________________________。当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,风扇启动,加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2,风扇M和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点,下列可能符合散热控温特点的原理图是__________。
A B C D
家用电器额定功率和实际功率区别,计算
1.电路中,正在使用的两盏白炽灯,若甲灯比乙灯亮,则( )
A.甲灯灯丝的电阻一定比乙灯灯丝的电阻大
B.甲灯两端的电压一定比乙灯两端的电压大
C.通过甲灯的电流一定比通过乙灯的电流大
D.甲灯的实际功率一定比乙灯的实际功率大
2.如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,灯泡L发光,电压表有示数;再闭合开关S2,电路中出现的情况是( )
A.电压表的示数变小 B.电路的总电阻不变
C.灯泡L的亮度不变 D.电路的总功率变大
3.有两盏普通照明灯泡,甲灯标有“PZ220—40”,乙灯标有“PZ220—100”,关于甲、乙两盏灯,下列说法正确的是( )
A.甲灯的实际功率一定是40W
B.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
D.两灯均正常发光时,乙灯一定比甲灯亮
4.标有“12 V 60 W”汽车灯泡工作时,用电压表测得灯泡两端实际电压为10伏,灯泡的实际功 瓦
5.小明和姐姐一起去买电水壶,当他们选择某一品牌的电水壶时,发现有800瓦和1200瓦两种功能可选,如图是他们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,帮他们分析:
(1)不考虑热散失,____(填“800瓦”“1200瓦”或“一样”)省电,理由是 。
(2)考虑热散失, (填“800瓦”“1200瓦”或“一样”)省电,理由是
6.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、使用方便而备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500mA,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。
小灯泡功和功率专题(故障分析与电阻动态变化)
1.灯泡L上标有“2.5V”的字样,它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L的额定电流是0.2A
B.灯泡L正常发光时的电阻是10Ω
C.灯泡L的额定功率是6.25W
D.灯泡L的电阻随电压的增大而减小
2.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,下列说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
3.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器连接入电路的电阻变大时,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、负接线柱接反了
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
4.如图所示,电源电压为6V,一只标有“3V 3W”的小灯泡与一个最大阻值为9Ω的滑动变阻器串联,在保证电路安全工作的前提下,电路消耗的最大功率和滑动变阻器两端的最大电压分别为( )
A.6W 4.5V B.4.5W 6V C.6W 6V D.9W 4.5V
5.小灯泡额定电压为6V,额定功率估计在7~12W之间,小佳按图甲所示的电路测定小灯泡的功率,所用电流表的量程有0~0.6A、0~3A两挡,电压表的量程有0~3V、0~15V两挡,将它们连入电路时,小佳做了正确选择与操作,变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示,则( )
A.小灯泡额定功率为7.5W
B.在5V电压下小灯泡的功率为7.5W
C.在1V电压下小灯泡的功率为7.5W
D.在5V电压下小灯泡的功率为1.5W
6.如图所示,A、B为两盏白炽灯,A灯型号是“110V 25W”,B灯型号是“110V 100W”,R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上,下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是( )
伏安法测量功和功率(实验探究题)
1.小明设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图如图甲,已知电源电压U恒为6V,小灯泡标有“3.8V”字样,它正常发光时通过的电流约为0.32A。
(1)小明按图甲进行电路连接,当他接好最后一根导线时,小灯泡立即发出耀眼的光,接着小灯泡烧坏。请指出小明在连接电路时的错误操作:① ;②滑动变阻器滑片P在图甲最右端位置。
(2)另一组同学也在做这个实验,但开关闭合后,无论怎样移动滑片发现小灯泡都不亮,电流表没有示数,但电压表有示数,请分析造成此现象的可能原因是 。
(3)小明更换了一个同型号的新灯泡,正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
2.图甲为测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验电路,电源电压恒为3V不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。
(2)闭合开关前,滑片应移到滑动变阻器的最 端(选填“左”或“右”)。
(3)正确连接好电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数;移动滑片,发现除了电流表示数改变外,其余均无变化。经检查电压表完好,则故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,移动滑片,实验小组记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图象,由图象可计算出小灯泡的额定功率为 W。
(5)实验过程中,当电压表示数为1V时,滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω。
3.小科想知道标有“3.8V”字样的小灯泡正常工作时的电功率,于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6V恒定不变,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,小科观察到两电表的示数情况是_____________________________________________________________,由此判断故障是小灯泡断路。
(3)排除故障后,小科进行了正确操作,观察到的现象和测得的数据见表:
由表中数据可得,小灯泡的额定功率是__ __W。
(4)小科根据表中数据,计算了各次实验的灯丝电阻,分析后认为,闭合开关前灯丝的阻值小于5Ω,小科的理由是______________________________________________________________________。
4.两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2,仅能看清分别标有“0.3A”和“0.5A”字样。
(1)图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。
①图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正。
②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于____(选填“A”或“B”)端。
③闭合开关,电流表示数为0.1A,移动滑片P,通过观察____表的示数来判断小灯泡是否正常发光,小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为____W。
(2)小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率,请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R(阻值已知)这三个元件的符号,使电路完整,实验操作方便。
5.在“测量小灯泡的电功率”实验中,提供的器材有:6V的电源一个,2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω)一个,电流表(0~0.6A,0~3A)和电压表(0~3V,0~15V)各一个,“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个,开关一个,导线若干。
(1)通过估算,你应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关前,经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的连线上画“×”,并只移动一根导线,用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)连线好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(4)故障移除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W,小灯泡正常工作时的电阻是 Ω,(小数点后保留1位小数)
(5)根据测出的数据,作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图线,发现该图线不是一条直线,如图丙所示,其原因是温度升高,灯丝电阻 (选填“增大”或“减小”)。
用电器功率计算实验和综合运用(较大难度和压轴题)
1.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.小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率。电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“2.5V 1.25W”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( )
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0~1A
C.灯泡的最小功率是1.25W
D.该电路的最大功率是2.25W
4.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
5.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
6.在“测量小灯泡额定功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。若实验室只有:R1(10Ω 1A)、R2(50Ω 0.2A)、R3(100Ω 0.5A)三种规格的滑动变阻器可供选择。
(1)请在虚线框内画出实验电路图。
(2)通过估算,滑动变阻器应选择__3__(选填“R1”“R2”或“R3”)。
(3)同学们检查器材完好,按电路图连接电路,当闭合开关时,发现电流表指针偏转情况如图甲所示,造成这种现象的原因是__________________________________________________________。
(4)同学们纠正了错误,正确连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,请分析出现这种现象的原因是_________________________________________________________。为测量小灯泡的额定功率,接下来的操作应该是_____________________________________,读出并记录电流表的示数。
(5)当小灯泡正常发光时,电流表的示数(如图乙所示)为_________,则小灯泡的额定功率为__________。
7.为测量规格“6.3V 0.15A”小灯泡的额定功率,提供的实验器材有:蓄电池(输出电压约10V)、滑动变阻器(有“10Ω 2A”“50Ω 1.5A”两种规格)、电流表、电压表各一只。
(1)图甲是小张测量时的电路图和所连接的部分实物连线图,请你根据电路图补全实物连线图。
(2)实验中,小徐同学选择了规格为“10Ω 2A”的滑动变阻器,你预计会出现什么现象?说明理由:___________________________________________________________________________________________。
(3)在某次测量中,电流表、电压表读数如图乙所示,则电流表读数为_______,电压表读数为_________,此时应使滑动变阻器的阻值__________(选填“变大”“变小”或“不变”),才能测量小灯泡的额定功率。
8.在测量小灯泡额定电功率时,电压表出现了故障不能使用,小明向老师借了一只定值电阻R0,设计了如图所示的电路,按下面的顺序测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率:
(1)测量时,先闭合开关 ,调节滑动变阻器,当电流表的示数为 时,小灯泡正常工作。
(2)断开所有开关后,保持滑片P的位置不动,再将开关 闭合,读出电流表的示数为0.65A,则通过小灯泡的电流为 。
(3)算出小灯泡的额定功率P额= 。
9.下表是某款电热水壶的部分参数。
(1)该电热水壶正常工作时发热体的电阻是多大?
(2)该电热水壶的热效率是80%,在1标准大气压下,把1升水从20 ℃烧开需要7分钟,此时电热水壶的实际电压是多大?[水的比热容c水=4.2×103焦/(千克·℃),水的密度ρ水=1.0×103千克/米3]
10.在综合实践活动中,小明设计了一种电热饮水机电路,如图甲所示,R1和R2均为电热丝,S2是自动控制开关,可实现“低挡”“高挡”之间的转换,饮水机工作时功率随时间的关系图像如图乙所示。求:
(1)30min内电路消耗的总电能。
(2)饮水机工作时,通过电阻R1的电流。
(3)电阻R2的阻值。
11.一电动机线圈的电阻为1Ω,线圈两端所加电压为2V时,电流为0.8A,且电动机正常工作。
(1)在求电动机正常工作1min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法。
小明解:W=UIt=2V×0.8A×60s=96J。
小华解:W=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J。
你认为哪位同学的解法对?请做出判断,并说明理由。
(2)求电动机正常工作1min所转化的机械能。
12.小柯家新添了一台变频空调,部分参数如表所示。当室温和空调的设定温度相差较大时,变频空调一开机,即以最大功率工作,使室温迅速达到设定温度;当室温达到设定温度后,空调的制冷(热)功率随之减小,以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能,可以辅助制热,以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
(1)空调接入家庭电路后,与其他用电器____联。
(2)假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h,使室温降至设定温度。然后,空调又以某一恒定的功率工作了2.5h,全过程空调消耗的电能为1.9kW·h,求:
①前0.5h空调消耗的电能。
②后2.5h通过空调的电流。
2.随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。某款扫地机器人及铭牌上的部分参数如图、表。请回答下列有关问题:
(1)机器人吸尘的工作原理是通过电机转动使内部压强__________,从而使杂物进入吸尘器。
(2)电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA时,电池能持续供电1h。若充满电后所有电量用于扫地,则可供机器人持续正常工作多少时间?
(3)机器人的供电系统设有自动充电功能,当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20N,为确保机器人能顺利返回充电,需要充电时离充电座最远为多少米?(剩余电池容量的40%用于克服阻力做功)
7.如图所示,电源电压为12V且保持不变,小灯泡L的规格为“6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0~3A。
(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?在10min内电流通过R1所产生的热量是多少?
(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于多少?R2消耗的最大电功率是多少?
8.如图甲所示的电加热恒温箱电路图,由控制电路和加热电路两部分构成,其中控制电路由U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻忽略不计)、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串接而成。加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝串接而成。恒温箱内包含了图中虚线框内的电热丝R0和热敏电阻R1,图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图像。当控制电路中的电流达到0.05A时,衔铁被吸下来,触点处断开,加热电路停止工作,当控制电路中的电流小于0.05A时,衔铁被弹回,触点处接通,加热电路正常工作。根据以上信息回答下列问题:
(1)当恒温箱中温度保持在60℃时,在图乙中读出对应的热敏电阻的阻值为__70__Ω。
(2)加热电路正常工作1min,电流通过电热丝R0做的功是多少?
(3)通过调节控制电路中滑动变阻器R2接入电路的电阻,就能调节恒温箱中需要设定的不同温度。如果滑动变阻器R2的最大电阻为90Ω,该恒温箱能够设定的温度范围是多少?
一、认识电功定义和功-焦-度的转换
二、电能测量和电能表,计算用电器功率
三、利用欧姆定律相关解题(电阻动态变化)
四、家用电器电功率计算(简单+中等难度)
五、家用电器额定功率和实际功率区别,计算
六、小灯泡功和功率专题(故障分析与电阻动态变化)
七、伏安法测量功和功率(实验探究题)
八、用电器功率计算实验和综合运用(较大难度和压轴题)
认识电功定义和功-焦-度的转换
1.关于电功,下列说法中正确的是( D )
A.电功是表示电流做功快慢的物理量
B.电流越大,电流做的功就越多
C.电流做功越多,消耗的电能不一定越多
D.电功是表示电流做功多少的物理量
2.下列关于电功、电功率的说法中正确的是 ( D )
A.通过用电器的电流做功越多,则用电器功率就越大
B.用电器消耗的电功率越小,则电流做的功就越少
C.千瓦或千瓦时都是电功率的单位
D.对某一用电器而言,消耗的实际功率是由实际电压决定的
3.下列电器接在照明电路中,正常工作时,通过电器的电流最接近5安(或1000瓦)是 ( C )
A、电视机 B、白炽灯 C、电饭锅 D、电脑
4.将规格都是“220 V 180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是( C )
A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电风扇产生的热量最多
C. 电热毯产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样多
5.已知通过一根电阻丝(电阻不随温度变化)的电流为2安,通电1分钟产生了2.64×104焦的热量,则它的电阻是( C )
A. 66欧 B. 6600欧 C. 110欧 D. 220欧
6.一台洗衣机工作0.5h,电流做功3.6×106J,这台洗衣机消耗的电能是 3.6×106 J,合 1 度,合
1 千瓦时。
某次雷电的电流是1.8×104A,电压约为2×108V,放电时间约为0.001s,这次雷电释放的能量是__3.6
×109___J ,合 1000 度,合 1000 千瓦时。
8.如图是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图,其中额定功率最大的电器是__电视机__,节能灯正常工作5h消耗的电能是__0.1__kW·h。
电能测量和电能表,计算用电器功率
1.一只家用电能表标有“1500revs/(kW·h)”的字样,今只让一台收录机工作,测得电能表转盘转过一周的时间恰为100S,则这台收录机的功率为 24 W。
2.小刚早上8:00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示,然后关闭家中其他用电器,只让电冰箱工作。下午18:00回家后再次查看电能表,显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为__0.5__kW·h,电冰箱的实际电功率为__50__W。
3.科技小组用标有“1600imp/(kW·h)”(表示每消耗1kW·h的电能,电能表上的指示灯闪烁1600次)的电能表测量电视机的功率;他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6min,指示灯闪烁16次,该电视机的功率为__0.1__kW。
4.为测量某电热杯的电功率,小明同学把家中其余用电器均从电源上断开,只将该电热杯接入电路,观察电能表,发现在1min内电能表转盘转动15圈.电能表的部分技术参数如表,该电热杯的电功率是 300 W
利用欧姆定律相关解题(电阻动态变化)
1.如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向上滑动时,观察到的现象是( C )
A.灯泡变暗,电压表示数变大 B.灯泡变亮,电压表示数不变
C.电路消耗的总功率变小,电压表示数不变 D.电路消耗的总功率变大,电压表示数变大
2.如图检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。以下说法错误是( C )
A.若酒精气体浓度越大,电压表和电流表示数都越大
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6W
D.若电流表示数达到0.2A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8W
3.如图所示的电路中,电源电压恒为3V,灯泡L的电阻为10Ω且保持不变。闭合开关S后,滑片P由b端向a端滑动的过程中,下列判断正确的是( D )
A.灯泡L亮度变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.电压表与电流表示数的比值变小
D.灯泡L的最大功率为0.9W
4.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点滑到a点过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中__dc__(选填“dc”或“ec”)表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像。
(2)该过程中电路消耗的总功率最大值为__36__W。
【解析】 由图甲可知,滑动变阻器R和电阻R0串联,电压表V1测R0两端电压,V2测R两端电压,电流表测电路中电流。(1)滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,滑动变阻器R连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路的分压原理可知:滑动变阻器两端的电压变小,R2两端的电压变大,且此过程中电流表示数变大,所以图乙中dc是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图像,ec是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图像。(2)由图乙可知,电源电压为U=U1+U2=12V,当电路中电流取最大值3A时,电路消耗的总功率为最大值P=12V×3A=36W。
家用电器电功率计算(简单+中等难度)
1.现有L1“6V 3W”和L2“6V 9W”两只小灯泡,若将两灯串联接入电源电压为12V的电路中,假设灯泡电阻不变。下列说法正确的是( C )
A.两灯均能正常发光 B.两灯的额定电流相同 C.灯L1可能被烧毁 D.灯L2可能被烧毁
2.甲、乙两用电器电功率之比为1∶2,通电时间之比为3∶4,则消耗电能之比为(B)
A. 1∶2 B. 3∶8 C. 3∶4 D. 2∶3
3.已知通过一根电阻丝(电阻不随温度变化)的电流为2安,通电1分钟产生了2.64×104焦的热量,则它的电阻是(C)
A. 66欧 B. 6600欧 C. 110欧 D. 220欧
4.有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800W,乙的额定功率为1200W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是( B )
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
5.家用吹风机工作原理如图甲所示,该吹风机既可吹热风也可吹冷风。某次用该电吹风将头发吹干的过程中,电吹风的功率随时间变化的图像如图乙所示,则在该次吹干头发的过程中电吹风消耗总电能是( D )
A.7040J B.12320J C.21120J D.13200J
6.汽车照明大灯的灯泡内装有两根灯丝。一根是功率大的远光灯丝,主要照亮车前较远的路面;另一根是功率较小的近光灯丝,主要照亮车前较近的路面,且远光灯丝和近光灯丝并联连接。小亮家汽车照明大灯上标有“12 V 60 W/55 W”的字样,在一段回家的路上,一个照明大灯消耗的功率和时间的关系如图所示,则在10分钟内该大灯消耗的电能是3.42×104焦。
7.测得某白炽灯在不同电压下的电功率如表:
(1)灯两端电压为220V时,灯的电阻为多少?
(2)灯两端电压为110V时,通过灯的电流为多少?通电100s灯消耗的电能是多少?
8.小明家安装了电热水龙头如图甲,其简化电路如图乙,R1、R2为电热丝,通过调节旋钮可使扇形开关S同时接触两个相邻的触点,从而实现冷水、温水、热水挡之间的切换。某次使用电热水龙头的过程中,水龙头的功率随时间的变化关系如图丙所示。当开关同时接触3、4触点时,水龙头放出的是__热水__(选填“冷水”“温水”或“热水”)。电热丝R1工作时的电阻为__55Ω__。该次使用过程中水龙头消耗的总电能为__3.52×104J__。
9.电吹风是现代家庭常用的一种电器,如图所示为额定电压为220V的某电吹风电路。其中电热丝R通电后可以发热,电动机M通电后可以送风,已知电动机的额定功率为120W。
(1)要送冷风,开关应该放在图中的__B__位置(选填“A”“B”或“C”)。
(2)送热风时,电路消耗的总功率为560W,则电热丝R的阻值应为__110__Ω。
10.如图所示,是某种电热器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换,电热器在低温挡工作时的电功率是__2200__W,在高温挡工作1min产生的热量是__3.96×105__J。
11.如图所示是某种型号电饭煲的简化电路。当温控开关S闭合时,电饭煲处于加热状态,此时若它两端的电压为220V,它的功率为1100W(不考虑温度对电阻值的影响)。则:
(1)电饭煲在加热状态下工作0.1h,消耗的电能为多少千瓦时?
(2)R0的电阻为多少欧?
(3)当温控开关S断开时,电饭煲的总功率与加热状态时相比,将如何变化?请说明原因。
【答案】 (1)消耗的电能W=Pt=1.1kW×0.1h=0.11kW·h。
(2)电阻R0=44Ω。
(3)当温控开关S断开时,电饭煲的总功率与加热状态时相比,将变小。因为当S断开时,电阻R0与电阻R串联,由欧姆定律可知,电饭煲的工作电流减小;根据P=UI可知,此时电饭煲的电功率也减小。
12.用伏安法测量额定电压为2V的小灯泡的额定功率,实验时按图甲连接电路,电源电压恒为3V,移动滑动变阻器滑片,读出电压表和电流表示数,绘制成的I-U图像如图乙所示。
(1)根据图乙中数据,计算小灯泡的额定功率。
(2)当小灯泡正常工作时,滑动变阻器接入电路的电阻为多大?
【答案】 (1)由图乙可知,U额=2V时,I额=0.5A,所以小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.0V×0.5A=1W。
(2)U滑=U总-U额=3V-2V=1V,滑动变阻器接入电路的电阻R滑=2Ω。
13.笔记本电脑已进入寻常百姓家庭,岀差旅游时常随身携带。出于安全考虑,民航局规定,乘客可随身携带0.16kW·h以下的可充电设备。目前,部分航空公司已允许乘客在非起降时间段、有条件地使用笔记本电脑等便携电子设备。请回答下列问题:
(1)某旅客携带的笔记本电脑电池容量3000mAh,输出电压15V,充满电后,若工作时的平均电流为1.5A,可连续工作多少时间?
(2)请通过计算说明该旅客能否将此笔记本电脑带上民航飞机。
(3)使用发现,电脑工作时会发热,原因是__电流通过导体会产生热量__。当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,风扇启动,加快散热从而保护电脑。如果断开电源总开关S2,风扇M和其他工作系统同时停止工作。根据上述特点,下列可能符合散热控温特点的原理图是__B__。
A B C D
【答案】 (1)笔记本电脑电池容量3000mAh,平均电流I=1.5A=1500mA,可连续工作时间t=2h。
(2)笔记本电脑电池充满电后的能量W=UIt=15V×3A×3600s=162000J=0.045kW·h,因为0.045kW·h<0.16kW·h,所以该旅客能将此笔记本电脑带上民航飞机。
【解析】 (3)由电流的热效应可知,电流通过导体会产生热量,所以电脑工作时会发热。由题可知,当升温到一定值时,温控开关S1自动闭合,风扇才启动,所以风扇与其他工作系统互不影响,即是并联的,所以S1只控制风扇,开关S2在干路上控制风扇和工作系统。
家用电器额定功率和实际功率区别,计算
1.电路中,正在使用的两盏白炽灯,若甲灯比乙灯亮,则( D )
A.甲灯灯丝的电阻一定比乙灯灯丝的电阻大
B.甲灯两端的电压一定比乙灯两端的电压大
C.通过甲灯的电流一定比通过乙灯的电流大
D.甲灯的实际功率一定比乙灯的实际功率大
2.如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,灯泡L发光,电压表有示数;再闭合开关S2,电路中出现的情况是( D )
A.电压表的示数变小 B.电路的总电阻不变
C.灯泡L的亮度不变 D.电路的总功率变大
3.有两盏普通照明灯泡,甲灯标有“PZ220—40”,乙灯标有“PZ220—100”,关于甲、乙两盏灯,下列说法正确的是( D )
A.甲灯的实际功率一定是40W
B.将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
C.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
D.两灯均正常发光时,乙灯一定比甲灯亮
4.标有“12 V 60 W”汽车灯泡工作时,用电压表测得灯泡两端实际电压为10伏,灯泡的实际功 41.7瓦
5.小明和姐姐一起去买电水壶,当他们选择某一品牌的电水壶时,发现有800瓦和1200瓦两种功能可选,如图是他们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,帮他们分析:
(1)不考虑热散失,__一样__(填“800瓦”“1200瓦”或“一样”)省电,理由是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)考虑热散失,1200瓦(填“800瓦”“1200瓦”或“一样”)省电,理由是水吸热相同,根据W=Pt,功率大的加热时间短,热散失少,所以更省电。
6.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、使用方便而备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500mA,则此时它的功率为__2.5__W,工作10min消耗的电能为__1500__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__4__V。
小灯泡功和功率专题(故障分析与电阻动态变化)
1.灯泡L上标有“2.5V”的字样,它的电阻随它两端电压的变化关系如图所示,下列说法中正确的是( B )
A.灯泡L的额定电流是0.2A
B.灯泡L正常发光时的电阻是10Ω
C.灯泡L的额定功率是6.25W
D.灯泡L的电阻随电压的增大而减小
2.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,下列说法错误的是( B )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
3.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器连接入电路的电阻变大时,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( D )
A.电压表的正、负接线柱接反了
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
4.如图所示,电源电压为6V,一只标有“3V 3W”的小灯泡与一个最大阻值为9Ω的滑动变阻器串联,在保证电路安全工作的前提下,电路消耗的最大功率和滑动变阻器两端的最大电压分别为( A )
A.6W 4.5V B.4.5W 6V C.6W 6V D.9W 4.5V
5.小灯泡额定电压为6V,额定功率估计在7~12W之间,小佳按图甲所示的电路测定小灯泡的功率,所用电流表的量程有0~0.6A、0~3A两挡,电压表的量程有0~3V、0~15V两挡,将它们连入电路时,小佳做了正确选择与操作,变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示,则( B )
A.小灯泡额定功率为7.5W
B.在5V电压下小灯泡的功率为7.5W
C.在1V电压下小灯泡的功率为7.5W
D.在5V电压下小灯泡的功率为1.5W
6.如图所示,A、B为两盏白炽灯,A灯型号是“110V 25W”,B灯型号是“110V 100W”,R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上,下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是( C )
伏安法测量功和功率(实验探究题)
1.小明设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图如图甲,已知电源电压U恒为6V,小灯泡标有“3.8V”字样,它正常发光时通过的电流约为0.32A。
(1)小明按图甲进行电路连接,当他接好最后一根导线时,小灯泡立即发出耀眼的光,接着小灯泡烧坏。请指出小明在连接电路时的错误操作:① ;②滑动变阻器滑片P在图甲最右端位置。
(2)另一组同学也在做这个实验,但开关闭合后,无论怎样移动滑片发现小灯泡都不亮,电流表没有示数,但电压表有示数,请分析造成此现象的可能原因是 。
(3)小明更换了一个同型号的新灯泡,正确连接电路,闭合开关,移动滑片P,灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(1)连接电路时开关没有断开 (2)灯泡断路 (3)1.14
2.图甲为测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验电路,电源电压恒为3V不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。
(2)闭合开关前,滑片应移到滑动变阻器的最 端(选填“左”或“右”)。
(3)正确连接好电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数;移动滑片,发现除了电流表示数改变外,其余均无变化。经检查电压表完好,则故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(4)排除故障后,移动滑片,实验小组记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图象,由图象可计算出小灯泡的额定功率为 W。
(5)实验过程中,当电压表示数为1V时,滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω。
(1)
(2)左 (3)短路 (4)0.75 (5)10
3.小科想知道标有“3.8V”字样的小灯泡正常工作时的电功率,于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6V恒定不变,滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整。
(2)正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,小科观察到两电表的示数情况是__电压表有示数,电流表无示数(或电压表示数为6V,电流表示数为0)__,由此判断故障是小灯泡断路。
(3)排除故障后,小科进行了正确操作,观察到的现象和测得的数据见表:
由表中数据可得,小灯泡的额定功率是__1.14__W。
(4)小科根据表中数据,计算了各次实验的灯丝电阻,分析后认为,闭合开关前灯丝的阻值小于5Ω,小科的理由是__小灯泡的电阻随温度的升高而增大,实验中很暗时灯丝电阻为5Ω,没有通电时,温度更低,所以电阻会更小__。
【答案】 (1)如答图所示。
4.两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2,仅能看清分别标有“0.3A”和“0.5A”字样。
(1)图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。
①图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正。
②闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于__B__(选填“A”或“B”)端。
③闭合开关,电流表示数为0.1A,移动滑片P,通过观察__电流__表的示数来判断小灯泡是否正常发光,小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为__0.75__W。
(2)小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率,请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R(阻值已知)这三个元件的符号,使电路完整,实验操作方便。
【答案】 (1)①如答图所示。
5.在“测量小灯泡的电功率”实验中,提供的器材有:6V的电源一个,2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω)一个,电流表(0~0.6A,0~3A)和电压表(0~3V,0~15V)各一个,“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个,开关一个,导线若干。
(1)通过估算,你应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关前,经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的连线上画“×”,并只移动一根导线,用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)连线好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(4)故障移除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W,小灯泡正常工作时的电阻是 Ω,(小数点后保留1位小数)
(5)根据测出的数据,作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图线,发现该图线不是一条直线,如图丙所示,其原因是温度升高,灯丝电阻 (选填“增大”或“减小”)。
(1)A (2) (3)短路 (4)0.75;8.3 (5)增大
用电器功率计算实验和综合运用(较大难度和压轴题)
1.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(??D? )
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 )
A、W=3800J,Q=200J B、W=3800J,Q=3800J
C、W=7200J,Q=200J D、W=7200J,Q=3800J
3.小伟同学用如图所示的电路测小灯泡的功率。电路中电源电压恒为4.5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“2.5V 1.25W”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( D )
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~20Ω
B.电流表示数的变化范围是0~1A
C.灯泡的最小功率是1.25W
D.该电路的最大功率是2.25W
4.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(? D )
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
5.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(? B )
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
6.在“测量小灯泡额定功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。若实验室只有:R1(10Ω 1A)、R2(50Ω 0.2A)、R3(100Ω 0.5A)三种规格的滑动变阻器可供选择。
(1)请在虚线框内画出实验电路图。
【答案】 (1)如答图所示。
(2)通过估算,滑动变阻器应选择__R3__(选填“R1”“R2”或“R3”)。
(3)同学们检查器材完好,按电路图连接电路,当闭合开关时,发现电流表指针偏转情况如图甲所示,造成这种现象的原因是__电流表标有“+”“-”号的接线柱接反__。
(4)同学们纠正了错误,正确连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,请分析出现这种现象的原因是__小灯泡实际功率太小,不足以让小灯泡发光__。为测量小灯泡的额定功率,接下来的操作应该是__调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5V__,读出并记录电流表的示数。
(5)当小灯泡正常发光时,电流表的示数(如图乙所示)为__0.26A__,则小灯泡的额定功率为__0.65W__。
7.为测量规格“6.3V 0.15A”小灯泡的额定功率,提供的实验器材有:蓄电池(输出电压约10V)、滑动变阻器(有“10Ω 2A”“50Ω 1.5A”两种规格)、电流表、电压表各一只。
(1)图甲是小张测量时的电路图和所连接的部分实物连线图,请你根据电路图补全实物连线图。
(2)实验中,小徐同学选择了规格为“10Ω 2A”的滑动变阻器,你预计会出现什么现象?说明理由:__小灯泡烧坏(或不正常发光)。因为滑动变阻器与小灯泡串联,两者电压之比等于电阻之比,R滑≤10Ω,滑动变阻器的阻值太小,所以滑动变阻器分担的电压过少,小灯泡的实际电压大于额定电压__。
(3)在某次测量中,电流表、电压表读数如图乙所示,则电流表读数为__0.08A__,电压表读数为__2.5V__,此时应使滑动变阻器的阻值__变小__(选填“变大”“变小”或“不变”),才能测量小灯泡的额定功率。
【答案】 (1)如答图所示。
8.在测量小灯泡额定电功率时,电压表出现了故障不能使用,小明向老师借了一只定值电阻R0,设计了如图所示的电路,按下面的顺序测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率:
(1)测量时,先闭合开关 ,调节滑动变阻器,当电流表的示数为 时,小灯泡正常工作。
(2)断开所有开关后,保持滑片P的位置不动,再将开关 闭合,读出电流表的示数为0.65A,则通过小灯泡的电流为 。
(3)算出小灯泡的额定功率P额= 。
9.下表是某款电热水壶的部分参数。
(1)该电热水壶正常工作时发热体的电阻是多大?
(2)该电热水壶的热效率是80%,在1标准大气压下,把1升水从20 ℃烧开需要7分钟,此时电热水壶的实际电压是多大?[水的比热容c水=4.2×103焦/(千克·℃),水的密度ρ水=1.0×103千克/米3]
10.在综合实践活动中,小明设计了一种电热饮水机电路,如图甲所示,R1和R2均为电热丝,S2是自动控制开关,可实现“低挡”“高挡”之间的转换,饮水机工作时功率随时间的关系图像如图乙所示。求:
(1)30min内电路消耗的总电能。
(2)饮水机工作时,通过电阻R1的电流。
(3)电阻R2的阻值。
【答案】 (1)W1=P1t1=660W×10×60s=3.96×105J,
W2=P2t2=220W×20×60s=2.64×105J,
W总=W1+W2=3.96×105J+2.64×105J=6.6×105J。
(2)由题分析可知,当P=220W时,只有电阻R1接入电路。通过电阻R1的电流I=1A。
(3)R2接入电路时其功率P=660W-220W=440W,由P=UI、I=U/R得,P=U2/R,R2=110Ω。
11.一电动机线圈的电阻为1Ω,线圈两端所加电压为2V时,电流为0.8A,且电动机正常工作。
(1)在求电动机正常工作1min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法。
小明解:W=UIt=2V×0.8A×60s=96J。
小华解:W=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J。
你认为哪位同学的解法对?请做出判断,并说明理由。
(2)求电动机正常工作1min所转化的机械能。
【答案】 (1)小明的解法对,因为电动机所在电路为非纯电阻电路,即电动机工作时电能会转化为机械能和内能(或电动机的电流与电压、电阻之间的关系不满足欧姆定律),所以电动机消耗的电能必须根据W=UIt进行计算;电流产生的热量可根据Q=I2Rt进行计算,并且W>Q。
(2)根据小明的解法可知,电动机1min内消耗的电能W=96J,根据小华的解法可知1min内这台电动机产生的热量Q=38.4J,所以1min内这台电动机所转化的机械能W′=W-Q=96J-38.4J=57.6J。
12.小柯家新添了一台变频空调,部分参数如表所示。当室温和空调的设定温度相差较大时,变频空调一开机,即以最大功率工作,使室温迅速达到设定温度;当室温达到设定温度后,空调的制冷(热)功率随之减小,以维持室温基本不变。该空调另设电辅热功能,可以辅助制热,以弥补单靠空调压缩机工作制热不足的问题。
(1)空调接入家庭电路后,与其他用电器__并__联。
(2)假设该空调开机后以最大制冷功率工作0.5h,使室温降至设定温度。然后,空调又以某一恒定的功率工作了2.5h,全过程空调消耗的电能为1.9kW·h,求:
①前0.5h空调消耗的电能。
②后2.5h通过空调的电流。
【答案】 (2)①由表格数据可知,最大制冷功率为1600W,所以前0.5h消耗的电能W1=P最大制冷t1=1.6kW×0.5h=0.8kW·h。
②全过程空调消耗的电能为1.9kW·h,所以后2.5h消耗电能W2=W-W1=1.9kW·h-0.8kW·h=1.1kW·h,
功率P2=0.44kW=440W,
由P=UI可得,后2.5h通过空调的电流I2=2A。
2.随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。某款扫地机器人及铭牌上的部分参数如图、表。请回答下列有关问题:
(1)机器人吸尘的工作原理是通过电机转动使内部压强__减小(或降低)__,从而使杂物进入吸尘器。
(2)电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA时,电池能持续供电1h。若充满电后所有电量用于扫地,则可供机器人持续正常工作多少时间?
(3)机器人的供电系统设有自动充电功能,当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20N,为确保机器人能顺利返回充电,需要充电时离充电座最远为多少米?(剩余电池容量的40%用于克服阻力做功)
【答案】 (2)电池的容量W=UIt=15V×2A×3600s=1.08×105J,
则可供机器人持续正常工作的时间t=3600s=1h。
(3)克服摩擦力做功W=UIt=15V×2A×3600s×10%×40%=4320J,则离充电座最远s=W/f=216m。
7.如图所示,电源电压为12V且保持不变,小灯泡L的规格为“6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0~3A。
(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?在10min内电流通过R1所产生的热量是多少?
(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于多少?R2消耗的最大电功率是多少?
【答案】 (1)当开关S1、S2都断开时,R1与小灯泡L串联;小灯泡L恰能正常发光,则说明灯泡两端电压为额定电压6V,电路中电流I=0.5A,
R1两端电压U1=U-UL=12V-6V=6V,
R1阻值R1===12Ω,
则R1所产生的热量Q1=I2R1t=(0.5A)2×12Ω×10×60s=1800J。
(2)当开关S1、S2均闭合时,R1与R2并联,L被短路,电流表测干路电流,
电流表的量程为0~3A,要使电流表安全使用,即干路电流最大为3A。
通过R1的电流I1===1A,
通过R2的最大电流I2=I-I1=3A-1A=2A,
R2的最小值R2===6Ω,
R2消耗的最大电功率P2=UI2=12V×2A=24W。
8.如图甲所示的电加热恒温箱电路图,由控制电路和加热电路两部分构成,其中控制电路由U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻忽略不计)、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串接而成。加热电路由U2=220V的电源和R0=48.4Ω的电热丝串接而成。恒温箱内包含了图中虚线框内的电热丝R0和热敏电阻R1,图乙是热敏电阻R1的阻值随温度变化的图像。当控制电路中的电流达到0.05A时,衔铁被吸下来,触点处断开,加热电路停止工作,当控制电路中的电流小于0.05A时,衔铁被弹回,触点处接通,加热电路正常工作。根据以上信息回答下列问题:
(1)当恒温箱中温度保持在60℃时,在图乙中读出对应的热敏电阻的阻值为__70__Ω。
(2)加热电路正常工作1min,电流通过电热丝R0做的功是多少?
(3)通过调节控制电路中滑动变阻器R2接入电路的电阻,就能调节恒温箱中需要设定的不同温度。如果滑动变阻器R2的最大电阻为90Ω,该恒温箱能够设定的温度范围是多少?
【答案】 (2)电流通过电热丝R0做的功W=t=×1×60s=6×104J。
(3)由题意可知,当I=0.05A时,控制电路中的电阻R===120Ω,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,热敏电阻的阻值R1=120Ω,由图乙可知,此时对应的温度为30℃;当滑动变阻器接入电路的电阻为90Ω时,热敏电阻的阻值R1=R-R2=120Ω-90Ω=30Ω,此时对应的温度为130℃。所以该恒温箱能够设定的温度范围是30~130℃。