第29专项 电功和电功率

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第29专项 电功和电功率
点击重难点
一、电功
1电功：电功即电流所做的功，其做功过程就是将电能通过各种用电器转化为其他形式的能。决定电功大小的因素是电压、电流和做功时间。电功的计算公式为：W=UIt。若电路利用电流的热效应，即电路是通过电阻将电能全部转化为内能时，电功的公式为。
2 电热器
电热器是利用电流的热效应工作的。电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。表达式为：Q=I2Rt。电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，则Q=W。
二、电功率
1 电功率是表示电流做功快慢的物理量。电功率的定义是单垃时间内电流所做的功。单位为瓦特和千瓦。电功率的计算公式：。
2额定功率和实际功率
用电器上标出的正常工作时的电压叫额定电压。用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率。实际功率指的是用电器在某一电压下工作时的功率。灯的亮度是由灯的实际功率决定的。
评析中考点
考点1 如图所示，电源两端电压保持12V不变，
小灯泡L上标有“6V，3W”字样，滑动变阻器最大电阻
值R=60Ω。不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法
正确的是( )
A S闭合后，使电压表的示数减少lV，小灯泡L两端的电压就增加lV
B S闭合后，小灯泡L的最小实际电功率为0.5W
C 小灯泡L正常发光时，变阻器R消耗的电功率为6W
D 开关S断开时，电压表的示数为12V
※思路点拨※
由图可知小灯泡L与R串联在电路中，电压表测小灯泡两端的电压，则当S闭合后，使电压表的示数减少lV时，小灯泡L两端的电压将减少lV；当滑动变阻嚣滑片滑到最大值时，小灯泡的实际功率最小，再根据串联电路特点和电功率的计算公式进行计算；同理可计算小灯泡L正常发光时，变阻器R消耗的电功率；当开关S断开时，电压表并联在电源两端，故电压表的示数为l2V。
※解答辨析※
S闭合后，使电压表的示数减少1V，小灯泡L两端的电压就减少1V。
，S闭合后，小灯泡I，的最小实际电功率为RL=I2RL=()2 ×12Ω≈0.33W。
当小灯泡L正常发光时，变阻器R消耗的电功率为：P=UI=(12V一6V)×=3W。
当开关S断开时，电压表并联在电源两端，故电压表的示数为l2V。所以正确答案为D。
※考点点评※
本题利用已知额定电压和额定功率的小灯泡与滑动变阻器连接的电路进行有关计算，考查电路的分析和额定功率与实际功率的关系及电功率与电流、电压、电阻之间的关系。解题时要特别注意对电路的仔细观察和实际功率的求解方法。
考点2 电位器和滑动变阻器都是变阻器
，它们的原理都是通过改变导体的长度从而改
变接入电路中的电阻。如图是某电位器的结构
示意图，电阻片R的两端分别与接线端A、C
相连，滑动片P的一端通过转轴O与接线端B
相连，另一端与电阻片R接触良好，并能绕转
轴O在电阻片尺上滑动。已知电阻片R的总电
阻为10Ω，将电位器A、B两个接线柱分别接在电压为2.4V的电源两端。当滑动片P位于如图所示的位置时，接线端B、C间的电阻为6Ω。下列说法中正确的是( )
A接线端B、C间的电压为2.4V
B电位器消耗的电功率为l.44W
C通过A、B间电阻的电流为0.4A
D滑动片P逆时针向C端滑动的过程中，接入电路中的电阻变小
※思路点拨※
由题意电源连接在AB之间，此滑动变阻器连入电路的有效电阻为A点到滑动片P之问的电阻。当滑动片P位于如图所示的位置时，已知接线端B、C间的电阻为6Ω，则A、P之间的电阻为4Ω，A、B之间的电压为2.4V，B、C间的电压为0V。这样根据欧姆定律和电功率的计算公式就可求出选项中的物理量。
※解答辨析※
由于电源连接在A、B之间，所以接线端B、C间的电压为0V。当滑动片P位于如图所示的位置时，电位器消耗的电功率为P=UI=2.4V×=1.44W。通过A、B间电阻的电流为。由图可知滑动片P逆时针向C端滑动的过程时，接入电路中的电阻变大。所以正确选项为B。
※考点点评※
本题考查滑动变阻器的连接及有关计算。解题时要特别注意滑动变阻器的有效电阻的判断。
考点3 如图1所示的电路是在环境温度为10℃左右的条件下工作的某自动恒温箱原理简图。箱内电阻R1=5kΩ，R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图2所示，电源电压为l2V。当电压鉴别器的两接入点a，b间的电压Uab小于2V时，鉴别器将使开关S接通，使恒温箱内的电热丝通电而发热，从而使箱内温度升高；当Uab大于4V时，鉴别器将使S断开，停止加热。
(1)从图2中读出环境温度为l5℃时的热敏电阻R2为 kΩ。
(2)通过计算判定该恒温箱内的温度将保持在怎样的范围。
(3)若想使此恒温箱内的温度变化范围在第(2)问的基础上降低一些，在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下，可采取怎样的措施
※思路点拨※
(1)由图中不难查得当环境温度为15℃时的热敏电阻R2的阻值。(2)观察电路电压鉴别器相当于电压表，当电压鉴别器两端的电压为2V时，可计算出热敏电阻的阻值。同理，当电压鉴别器两端的电压为4V时，可计算出热敏电阻的阻值。再从图中查得该恒温箱内的温度的变化范围。(3)由于热敏电阻R2的阻值随温度的升高而减小，所以若想使此恒温箱内的温度变化范围在第(2)问的基础上降低一些，则应增大R1的阻值或增大电源的电压。
※解答辨析※
(1)由图中查得环境温度为l5℃时的热敏电阻R2=25kΩ。
(2)当R1两端的电压小于2V开始加热时，两端的电压为UR2=12V一2V=10V。
故
由图中可查得此时的环境温度为l5℃，此即恒温箱的最低温度。
当R1两端的电压大于4V停止加热时，R2两端的电压为=12V一4V=8V。
故
由图中可查得此时的环境温度为50℃，此即恒温箱的最高温度。
所以此恒温箱的温度将保持在15℃～50℃的范围。
(3)可增加R1的阻值或增大电源的电压。
※考点点评※
本题以恒温箱的恒温控制装置电路为研究对象，结合图线的阅读和应用进行编题。解题的关键是对电路的认识和理解。学会运用所学知识来解决实际问题。
聚焦失分点
易错 如图所示是小明同学在网上查得的一幅某种型号的家用白炽灯泡电流与电压关系的图像。通过分析图像可知：灯泡的电阻随着电压的升高而 ；这个灯泡在220V电压下工作时，消耗的电功率是 W；这个灯泡两端的电压是110V时，灯丝的电阻是 Ω。
※对症下药※
一般可以认为白炽灯泡的电阻是不变的，但从小明同学在网上查得的一幅某种型号的家用自炽灯泡电流与电压关系的图像可知该灯泡的I与U不成正比。说明灯泡的电阻随着电压的升高而增大。这个灯泡在220V电压下工作时，由图中可查得通过灯泡的电流为0.18A，则消耗的电功率为P=UI=220V×0.18A=39.6W。当这个灯泡两端的电压是ll0V时，仍可查得I=0.15A，所以。这些都是在解题时易错的。值得注意的是对题目意义的理解。
※提分练习※
妈妈买了一辆电动车，回家后却发现一个难题：车库里只有一盏灯，但没有充电用的插座。爸爸打开灯的开关盒，看到里面有两个接线柱，于是他从这两个接线柱上引出两根导线，接上一个插座。接好后插上充电器，发现电灯亮了，但亮度明显偏暗。
(1)造成这一现象的原因是由于连接错误而导致充电器与电灯 联。
(2)正确连接后充电器与电灯都能正常工作了。爸爸发现充电器上标有“输入电压220V，输出功率100W”。电动车一次充电需要6／小时。请计算一次充电消耗的电能为多少千瓦·时
探究与思考
探究 半导体和金属的导电能力随温度变化的特点是不同的。因此，利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途。
(1)一个由某半导体材料制成的加热器，通电后，加热器在发热的同时，也在向外界放热。图甲为发热功率P发热和散热功率P散热与温度之间关系的图像。
由图像可知，加热器工作时的稳定温度为 ℃。当温度稍高于稳定温度时，P发热
P散热(填“>”、“=”或“<”)。此时发热功率继续减小，可推知，元件的电阻在继续 。
(2)如图乙是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像。若用该电阻R与电源(电压为3伏)、电流表(量程为0~5毫安)、电阻串联起来，连接成如图丙所示的电路。用该电阻R做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，得到一个简单
的“金属电阻温度计”。电流刻度较大处对应的温度刻度较 。请通过计算说明，若=450Ω，则图丁中指针所指处对应温度的数值为多少。
※解答辨析※
(1)观察、分析这种半导体材料制成的加热器通电后发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图像可知，加热器工作时的稳定温度为两条曲线相交点的温度为70℃。当温度稍高于稳定温度时，P发热将小于P散热，即P发热(2)用该电阻R做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，得到一个简单的“金属电阻温度计”。电流刻度较大处对应的温度刻度较小。
当=450Ω时，由图丁可知电流I=5mA=0.005A。
总电阻。
金属电阻阻值R=R总一=600Ω一450Ω=150Ω。
温度t=(150Ω一100Ω) ×=50℃。
※考点点评※
本题通过探究半导体和金属的导电能力随温度变化的特点，并由图表来反映发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图像。解题时需理解题意、读懂图表、运用所学知识综合分析解答。
※跟踪练习※
小明在进行“测量小灯泡的功率”的实验时，实验台上提供的器材有：6V蓄电池、电流表(0~0.6A，0~3A)、电压表(0～3V，0～15V)、滑动变阻器(50Ω，1.5A)、额定电压为2.5V的小电灯(正常发光时的电阻约为7Ω)、开关各一个，导线若干。
(1)小明在实验中电流表应该选择 的量程，电压表应该选择 的量程。
(2)他实验的电路图如图所示。请你在虚线框内根据该电路图画出实物连接图。
(3)若闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的 和 (填写序号)。
A小电灯短路
B小电灯的灯丝断了
C小电灯的灯座接触不良
D电压表的正、负接线柱反接
E变阻器滑片接触不良
(4)排除故障后，调节滑动变阻器测得如表中所示的三组数据，则小电灯的额定功率为 。
实验次数 1 2 3
电压U／V 2.0 2.5 2.8
电流I／A 0.30 0.36 0.38
专项集训
※能力提升※
1 清华大学的虞吴教授致力于第三代照明技术——LED灯的普及工作。LED灯的能耗小，造价低廉，使用寿命长。虞吴自制的LED台灯，用电压为6伏的电源供电，正常工作电流为300毫安。那么，此LED台灯正常工作时的功率为( )
A 1.8瓦 B l8瓦
C 180瓦 D l 800瓦
2 如图电路中电源电压保持不变，闭合开关后，滑动变阻器滑片从左端向右移动的过程中，下列说法正确的是( )
A电压表示数逐渐变大
B电流表示数逐渐变小
C电灯的亮度逐渐增大
D电路总功率逐渐变小
3 人类正面临能源危机，为选用节能交通信号灯的灯源，实验室通过实验发现，如表中的LED灯和白炽灯在正常工作时光照强度相同。有关数据如表：
两种灯 LED灯 白炽灯
发光原理 二极管发光 钨丝高温发光
额定电压 24伏 220伏
响应时间 10－9秒 10－3秒
额定功率 12瓦 100瓦
根据以上材料，下列说法错误的是( )
A在光照强度相同的情况下，LED灯不必达到很高的温度就能发光，电能基本上不转化成内能，几乎全部转化成光能，因而发光效率高
B LED灯的额定电压低，人直接接触不会触电
C LED灯响应时间短，也就是从开始发光到正常发光所用的时间短
D LED灯的额定功率小，消耗的电能肯定比白炽灯少
4 小明在“测量小灯泡的功率”的实验时，器材有：6伏蓄电池、电流表(0～0.6A，0～3A)、电压表(0～3V，0～15V)、滑动变阻器(500Ω，1.5A)、额定电压为2.5伏的小灯泡(正常发光时的电阻约为8欧)、开关各一个，导线若干。
次数 l 2 3 4 5
电压(伏) 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
电流(安) 0.20 0.25 0.28 0.30 0.31
电阻(欧) 5.0 6.0 7.1 8.3 9.0
(1)如图是尚未连接完整的电路，请完成电路的连接。
(2)实验测得的数据如表，则小灯泡的额定功率是 瓦。小明求出了灯泡在不同电压下的电阻值，发现灯泡的电阻随电压变化的规律是
，产生这一规律的主要原因是 。
5 在做“测定小灯泡的电功率”实验时，选用的器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线等。如图是没有连接完的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。
(2)连好电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转很小，其原因可能是
(写出一种即可)。
(3)经适当调整后，闭合开关，移动滑片P到某处，发现电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 端滑动。
(4)通过移动滑片P，测得多组数据，绘制成图像如图。，据此可计算出小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率是 W(设电源电压保持不变)。
6 黑夜里看不见开关位置，为此小明设计了如图所示的电路。当单刀舣掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置(S只能处于这两种状态)。他在图示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路，指示灯规格为“10V，1W”。
(1)照明灯正常工作时的电阻是多少
(2)若照明灯正常工作6h，这段时间内照明灯需消耗多少电能
(3)为使指小灯正常发光，需接上多大电阻的电阻丝
7 在电源电压不变的某一电路中，接入一个可调温的电热器。电热器的内部有两根阻值不相等的电热丝，当两根电热丝串联使用时，电热器消耗的功率为220W；当只使用其中一根阻值较大的电热丝时，电热器消耗的功率为275W。若将两根电热丝并联使用，则电热器消耗的电功率为( )
A 495W B 990W
C 1100W D l 375W
8 现有两个电阻R和R0，R为标准电阻(阻值不变)，R0的阻值会随温度的升高而减小。它们的电流随电压的变化曲线如图甲所示。小明将两个电阻连接成如图乙所示的电路进行实验研究，实验过程中电源电压保持不变。
(1)据图甲可知，标准电阻R的阻值是 欧。
(2)实验过程中，当月。的温度升高时，电压表的示数会 。
(3)实验过程中，当电压表的示数为4伏时，电阻R0消耗的电功率是多少瓦
9 小亮所在班级的饮水机的铭牌如表所示。他们对饮水机的工作情
况进行了观察与研究，发现当加热内胆里的水温达到90℃时，温
控开关就会自动断开，停止加热；当水温降至60℃时，温控开关
又会自动打开，重新加热，每次加热的时间为t=4min。
额定电压 220V
加热功率 550W
制热方式 电加热
(1)饮水机加热一次消耗的电能矾为多少
(2)饮水机设计加热内胆的好处足每次只加热少量的水，既能使人们在较短的时间内喝上热水，又能避免一次加热过多的水而造成浪费。请你根据前面的数据，计算加热内胆的容积。[假设消耗的电能完全转化为水的内能，水的比热容为c水=4.2×103J／(kg·℃)]
(3)某日下午放学时，值日生小刚忘了关掉饮水机，直到第二天进教室后才发现，他为自己不小心浪费了电能而内疚。因为他知道，虽然饮水机不是断续工作的，但这一晚上(约12h)也会浪费不少电能。他经过一定的测量，就估算出了这一个晚上浪费的电能。请你简述测量和估算的方法，不需具体的数据计算。
※冲击高分※
1 将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40瓦。如果将灯泡和某电阻R串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6瓦，不考虑灯泡的电阻随温度的变化而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为( )
A 14.4瓦 B 32.4瓦
C 0.4瓦 D 0.9瓦
2 如图所示，额定电压为110伏的A、B两盏电灯，额定功率分别为l00瓦和25瓦。把它们接到220伏的电路上，欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少，正确的电路是( )
3 如图所示是晓露同学设计的鱼缸自动保温增氧器。
温度计内为某种不导电液体，导电小球漂浮在液
体上并随液面升降。该装置的正常工作情况为( )
A气温升高，增氧机工作，气温降低，电热丝工作
B气温升高，电热丝工作，气温降低，增氧机工作
C 气管气温如何变化，增氧机都能正常工作
D不管气温如何变化，电热丝都能正常工作
4 小明家住农村，他家的厕所离房子有一段距离，家
人上厕所时都要带上手电筒，很不力便，若灯整夜
开着又很浪费电。他想利用所学的知识对厕所的照
明电路进行适当改装，将“220V，40W”的灯泡、阻
值为990Ω的电阻和开关S、S1连成如图所示的电
路。天黑后，S处于闭合状态，当尤人人厕时，开
关S1断开，此时灯较暗，但能起到指示作用；当有人人厕时，闭合开关S1，灯泡正常发光，起到照明作用。
(1)当S、S1都闭合时，电阻R处于 状态(填“短路”、“断路”或“通路”)。
(2)当灯起指示作用时，通过电阻R的电流是多少
(3)通过计算说明无人入厕时和有人入厕时，电路消耗的功率哪个大
5 取暖器足常见的家用电器之一。某取暖器的面板上有两个旋转开关S1和S2，如图甲所示。其工作状态有两种——弱档和强档，分别如图乙和图丙所示若要使取暖器工作时处于“弱梢”状态，需要将开关S1和S2分别旋至“弱”和“开”。开关S1有两个触点，通过开关的旋转可以分别实现不连通、连通电热丝R1和同时连通电热丝R1、R2来实现不同的工作状态。S1的结构及旋转时连接方式的简图如图丁。
(1)根据开关S1和S2对电路的控制，画出该取暖器的电路图(各元件符号如下)。
(2)该取暖器倾倒时不能工作，重新竖立于地板
上时又能工作。其奥秘在取暖器的底部，如图：
取暖器的底部有一个伸出塑料外壳的塑料杆，
当取暖器放置在水平地面时，塑料杆会被顶起
，接通顶部的开关；而当取暖器倾倒时，塑料
杆底部不受力，在弹簧的作用下使顶部的开关
断开，此时取暖器便不再工作。该装置起到了
“自动开关”的作用。若该开关记作S3，则S3应
该如何接入你所画的电路中( )
A串联在干路中 B和R1串联
C和R2串联 D并联在电源两端
(3)“自动开关”S3接入的目的是 。
(4)已知电热丝R1和R2的阻值均为110欧，计算该取暖器接人220伏的照明电路正常工作并处于强档时的电功率。
6 如图甲、乙所示为某型号电水壶的电路示意图及铭牌，R与R0产生的热能均能被水吸收，保温状态水温保持在80℃以上。请回答下列问题：
(1)保温状态下，开关S0、S分别处于什么状态
(2)求电阻R0和R的阻值。
(3) 80℃的一杯水，放在桌上自然冷却，每隔5分钟记录一次水温，得出丙图图线。从图中可以得出什么降温规律
(4)一满壶80℃的水，自然冷却到室温，水释放的热量为多少 [水的比热c=4.2×103 J／(kg·℃)]
7 太阳能路灯是目前大力推广的高效节能灯。只要将我国总数1亿盏路灯中的6000万盏改成太阳能路灯，每年就可以节省相当于一个三峡水电站的发电量。图甲是某小区安装的太阳能路灯及其能量流程图，图乙是这种路灯中LED发光二极管的伏安特性曲线。
(1)LED发光二极管的额定电压为3 5伏，请根据曲线计算它的额定功率。
(2)从LED发光二极管的伏安特性曲线可知，当它的电压在2.5伏~3.6伏之间发生微小变化时，LED的电功率大约要变化几百倍。设计者在电路中接入了PWM控制器，请你猜想：PWM控制器在电路中的作用是通过 让路灯稳定发光的。
(3)与太阳能电池板配套的蓄电池，既要防止阴雨期容量不足，达不到供电需求．又要避免容量过大，造成浪费。现有5根2瓦的LED发光二极管由同一蓄电池供电，每天照明8小时。为保证3个连续阴雨天的供电，根据表中信息，请通过计算选择最佳的蓄电池。(注：为了延长蓄电池寿命，连续阴雨天的用电量不能超过蓄电池容量的50％)
蓄电池 容量(注：Ah表示安．小时)
甲 “12V，25Ah”
乙 “12V，45Ah”
丙 “12V，65Ah”
8 小刚同学家有一台电热水器，铭牌如表所示。
小天鹅“蓝金刚”XCD一50B型全自动电热水器
额定功率(kW) 2 加热方式 电加热器
额定电压(V) 220 类别 防触电保护一类
温度设定范围(℃) 20~90 净重(kg) 20
容量(L) 50 整机外形尺寸(mm) 530×Φ400
出厂时间 2005年3月2日
根据铭牌所提供的信息，回答下列问题。
(1)该电热水器电热丝正常工作时的电阻是多大
(2)电热水器正常工作持续45min，产生的电热是多少
(3)若夏天用电高峰时家庭电路的实际电压只有198V，不考虑电热丝电阻随温度的变化，则电热水器在用电高峰时的实际功率为多少
9 热敏电阻的阻值会随环境温度的改变而改变，因而广泛应用于控制电路中。某同学利用热敏电阻设计了一个电路(如图)来检测环境温度的变化。已知电源电压恒为6V，A为可显示温度的气温表(实质是一个量程为0～0.6A的电流表)，R1为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图，R的阻值为200Ω。
(1)当环境温度为0℃时，该热敏电阻的阻值是 Ω。
(2)气温表的0℃应与电流表刻度盘的什么刻度相对应
(3)当环境温度为30℃时，电路消耗的总功率是多少
10 有一种太阳能路灯(电路如图)。光控开关S1，白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电；晚上，与触点b接触，给路灯供电。时控开关S2，晚上l2点前与触点c接触，主灯发光，l2点后与触点d接触，副灯发光。主灯为“24V，15W”的节能灯，副灯为“24V，10W”的节能灯，平均每天各工作6小时。
(1)路灯正常工作一天消耗的电能是多少
(2)已知太阳能电池板的面积为0.5m2，每平方米的平均收集功率为1.5kW。若太阳光照射10小时能使路灯正常工作5天，求太阳能电池板的光电转化效率。
(3)请举出这种太阳能路灯的两个优点。
11 生活在高原的人们常用高压锅煮食物，这是由于高原地区的大气压较 。以下是电压力锅和它的工作电路图，R1为工作时的加热电阻，标有额定功率为800W，R2为保温保压电阻，且R2=2R1，S1为压力开关，当压强达到设定值时S1会自动断开，S2为限时开关，可以设定加热时间。
(1)当锅内气压为110kPa时，锅内气体对锅盖(面积为400cm2)的压力为多大
(2)正常工作时，R1的阻值为多大
(3)若用此电压力锅煮骨头汤，S2限时60min。S1、S2同时闭合。工作30min后，S1达到限压值断开，S2闭合至限时结束。此过程中共消耗多少电能
12 由于光照而产生电压的现象叫光伏效应。单晶
硅太阳能电池就是根据光伏效应设计的。目前
，一种可移动的太阳能红绿灯开始在不少城市
的十字路口“站岗”。这种红绿灯具有节能和灵
活的特点，可大大减轻交警的工作压力。这种
太阳能红绿灯的主要技术参数如表。白天太阳
能电池板给红绿灯供电，同时多余的电能又给
蓄电池充电。在阴雨天和晚上，蓄电池又给红
绿灯供电，使红绿灯能连续l作，如图所示。
光电转换效率η 有效受光面积S 工作电压U 每个信号灯规格U、P 使用条件T
30％ 8m2 24V 24V、30W 一30℃~70℃
(1)这种太阳能红绿灯底部装有4个轮子，可很容易地移动到需要临时交通疏导或停电的地段。这4个轮子的作用是用 的方法来减小摩擦。
(2)在晴朗的白天，红绿灯不工作而给蓄电池充电时，太阳能红绿灯能量的转化过程是太阳能转化为 能再转化为 能。
(3)设一天的有效受光时埘为6h，每平力米的面积上太阳辐射的功率P0=1×103W，则这种太阳能红绿灯电池板一天获得的电能是多少
(4)这种太阳能红绿灯分前、后、左、右四组，每组又由红、黄、绿三灯组成，共有l2个信号灯。它正常工作时，干路电流是多大
13 如图甲所示，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R0的U-I图像；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的U-I图像，如图乙所示。
(1)求定值电阻R0的阻值；
(2)将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压，当R。消耗的电功率为3.6W时，灯L恰好正常发光，求灯L的额定电功率。
(3)将R0与灯L串联接在6V的电源两端时，求灯丝的实际电阻值。
14 某科学研究小组的同学用如图所示的电路来研究滑动变阻器消耗的功率与滑动变阻器阻值大小之间的关系。已知定值电阻R0的阻值为20Ω，滑动变阻器R1上标有“3A，50n”字样。
(1)请用笔画线代替导线，将图中的实物连接成正确的实验电路。(注：导线的两端必须接在仪器的接线柱上，导线不能交叉)
(2)闭合开关后，发现电流表指针有明显偏转。若电压表指针未动或几乎未动，请你分析产生这类现象的原因有 (填字母)。
A电阻R0短路
B电阻R0断路
C电压表两接线柱短路
D变阻器R1短路或接入的阻值太小
E电压表接线柱接触不良，未将电压表接入电路
(3)电路正常工作时，小组同学测得数据如表。根据表中数据可知电源电压是 。
实验次数 l 2 3 4 5 6 7 8 9
电流表示数／A 0.16 0.20 0.24 0.26 0.30 0.34 0.40 0.48 0.50
电压表示数／v 8.8 8 7.2 6.8 6.0 5.1 4.0 2.4 2.0
(4)请分析表中的数据，你能得出本次实验的结论：滑动变阻器消耗的功率是
(填字母)。
A始终随着滑动变阻器阻值的增大而增大
B始终随着滑动变阻器阻值的增大而减小
C随着滑动变阻器阻值的减小，消耗的功率先增大后减小
D当R1=R0时，滑动变阻器消耗的功率最大
15 2009年5月嘉兴全面开通了3G手机通信业务。你知道什么是3G通信吗 所谓3G，其实它的全称是3 rdGeneration，中文含义就是指第三代数字通信。第三代与前两代的主要区别在于：传输声音和数据的速度上的提升，它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式。以下为某3G手机LGKT878的主要参数：
手机类型 主屏参数 电池规格 摄像头像素 通话时电流
3G手机哿能手机拍照手机 3.0英寸480×800像素 3.7伏1 300毫安时锂电池 500万像素 400毫安
该手机通活5分钟，消耗的电能是 焦。
16 李明得到了一个电热暖手器，铭牌表示额定值的字样中，能看清楚的只有“24W”。为了能正确使用该用电器，他把一个标有“600Ω，0.4 A”的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来，连接到家庭照明电路中，然后进行如下实验观察：将开关接通后，电能表转盘转动137圈恰好用了100s；断开开关后，电能表转盘在1min内恰好转了80圈；观察电能表上标有3000r／(kW·h)字样；他在做实验的时间内，家中其他用电器的使用情况没有变化。请根据以上数据，计算电热暖手器的额定电压是多少。你在计算过程中忽略了什么因素的影响 由此导致的计算结果是偏大还是偏小
答案
提分练习
(1)串 (2)W=Pt=0.1千瓦×6小时=0.6千瓦·时。
答：一次充电消耗的电能为0.6千瓦·时。
跟踪练习
(1)0~0 6A 0～3V (2)如图：
(3)B、C (4)0.9W
专项集训
能力提升
1 A 2 C 3 D 4(1)略 (2)0.75 电阻随着电压的增大而增大 灯泡的电压增大，电功率增大，温度升高
5 (1)略 (2)滑动变阻器阻值太大(不唯一) (3)右 (4)0.7
6 (1)484Ω (2)0.6kW·h (3)2100Ω 7 D
8 (1)10 (2)增大 (3)3.2瓦
9 (1)1.32×105J (2)1.05L
(3)测出两次加热的时间间隔△T，算出12h内加热的次数n=T／△T，则浪费的电能为W=nWO。
冲击高分
1 C 2 C 3 A 4(1)短路 (2)0.1A (3)有人入厕时，电路中消耗的功率大，计算略。
5 (1)
(2)A (3)在取暖器倾倒时，自动切断电路，防止引起火灾 (4)取暖器处于强档工作时的电功率为880瓦。计算略。
6 (1)S闭合，S0断开。
(2)R=44Ω，R0=1 166Ω。 (3)水的温度下降得越来越慢(合理即可)。 (4)水释放的热量为1.26×105J。
7 (1)P=UI=3.5伏×0.6安=2.1瓦。 (2)稳定电压(不唯一) (3)应选用蓄电池乙，计算略。
8 (1)电热丝正常工作时的电阻是24.2Ω。 (2)电热水器正常工作持续45min，产生的热量为5.4×106J (3)当实际电压为198V时，不考虑电热丝电阻的变化，实际功率为1 620W。
9 (1)250 (2)气温表的0℃应与电流表刻度盘的0.013A刻度对应。 (3)当环境温度为30℃时，电路消耗的总功率为0.12W。
10 (1)主灯一天消耗的电能：W1=P1t=15×10－3kW×6h=0.09kW·h。
副灯一天消耗的电能：W2=P2t=10×10－3 kW ×6h=0.06kW·h。
路灯正常工作一天消耗的电能：W=W1+W2=0.09kW·h+0.06kW·h=0.15kW·h。
(2)电池板的光电转化效率为10％。
(3)太阳能路灯的优点：采用太阳能电池可以节约电能；太阳能无污染。(合理即可)
11 低 (1)4400N (2)60.5Ω (3)2.88×106J
12 (1)滚动代替滑动 (2)电 化学 (3)14.4 kW·h (4)略
13 (1)由图像可知：当U0=2V时，I0=0.2A。 。
(2)灯L的额定电功率为4.2W。 (3)灯丝的实际电阻值为5Ω。
14 (1)略 (2)CDE (3)12V (4)CD
l5 444 16电热暖手器的额定电压约为l09V。计算过程略。 在计算中，忽略了温度对电阻的影响。由此导致的计算结果偏小。
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