資源簡(jiǎn)介

(共22張PPT)
第2節(jié)　電功率
欄目導(dǎo)航
新知梳理
分層訓(xùn)練
一、電功率
1.在物理學(xué)中,用電功率表示電流　 　。用字母　 　表示,它的國(guó)際單位是　 　,簡(jiǎn)稱(chēng)　 　,符號(hào)是　 　。常用單位有　 　、　 　。它們之間的換算關(guān)系是1 kW=
　 　W,1 W=　 　mW。
2.電功率等于　 　。
3.表達(dá)式為　 　。
4.推導(dǎo)式:　 　,　 　,　 　(適用于純電阻電路)。
新知梳理
做功的快慢
P
瓦特
瓦
W
千瓦(kW)
毫瓦(mW)
103
103
電功與時(shí)間之比
P=UI
P=I2R
二、“千瓦時(shí)”的來(lái)歷
根據(jù)W=Pt,當(dāng)P的單位為kW,t的單位為　 　,就得到　 　的另一個(gè)單位——千瓦時(shí)(kW·h)。
1 kW·h=　 J。
三、額定電壓、額定功率
1.用電器正常工作時(shí)的電壓叫做　 　,用電器在額定電壓下工作時(shí)的電功率叫做　 　。節(jié)能燈上標(biāo)著“220 V　24 W”,
“220 V”表示　 　,“24 W”表示　 　。
h
電能
3.6×106
額定電壓
額定功率
額定電壓是220 V
額定功率是24 W
2.U實(shí)=U額,則P實(shí)　 　P額,用電器正常工作。
U實(shí)>U額,則P實(shí)　 　P額,可能燒毀用電器。
U實(shí)四、電功率的測(cè)量
1.用電能表測(cè)量,原理是　 　。其中W表示用電器消耗的　 　,t表示消耗電能所用的　 　。
2.用伏安法測(cè)量,原理是　 　。其中U表示用電器兩端　 　,I表示流過(guò)用電器的　 。
=
>
<
電能
時(shí)間
P=UI
電壓
電流
分層訓(xùn)練
1.下列幾種家用電器正常工作時(shí),電功率接近50 W的是( )
A.空調(diào) B.空氣凈化器
C.電飯鍋 D.電熱器
2.一個(gè)標(biāo)有“220 V　100 W”的電熱器,當(dāng)它接入電壓為110 V的電路時(shí),它的實(shí)際功率( )
A.大于100 W B.等于100 W
C.小于100 W D.條件不足,無(wú)法判斷
B
C
3.(2023淄博)如圖所示,在探究并聯(lián)電路中電流、電壓規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,閉合開(kāi)關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)L1比L2亮。則( )
A.通過(guò)L1的電流小于通過(guò)L2的電流
B.L1的電阻小于L2的電阻
C.L1兩端電壓大于L2兩端電壓
D.L1的實(shí)際功率小于L2的實(shí)際功率
B
4.現(xiàn)有一個(gè)標(biāo)有“220 V　100 W”字樣的電熨斗,下列有關(guān)它的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(忽略溫度對(duì)電阻的影響)( )
A.該電熨斗的額定電壓是220 V
B.該電熨斗正常工作1 h,它消耗的電能是100 kW·h
C.該電熨斗正常工作時(shí)的電阻是484 Ω
D.該電熨斗在110 V電壓下工作時(shí)的實(shí)際功率是25 W
B
5.(2023巴中)在如圖所示的電路中,電源電壓恒定,R1=20 Ω,R2=
30 Ω,下列說(shuō)法正確的是( )
A.R1和R2兩端的電壓之比為1∶3
B.電流表A1和A2的示數(shù)之比為3∶2
C.相同時(shí)間內(nèi),R1和R2消耗的電功率之比為3∶1
D.相同時(shí)間內(nèi),R1和R2消耗的電功之比為3∶1
B
6.如圖所示,電源兩端電壓恒為12 V,定值電阻R1的阻值為10 Ω,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為40 Ω,開(kāi)關(guān)S閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P從最右端滑至中點(diǎn)的過(guò)程中,下列選項(xiàng)正確的是( )
A.電流表的示數(shù)變小
B.電流表示數(shù)的最大值與最小值之比是 2∶1
C.電路中的最大功率是21.6 W
D.通電1 min,電阻R1消耗的電能是14.4 J
C
7.(2024云南師大實(shí)驗(yàn)期末)如圖所示是小王家的電能表,它上面的一個(gè)數(shù)據(jù)已經(jīng)看不清楚了。他關(guān)閉家中其他用電器,只讓額定功率為
600 W的電飯鍋工作,發(fā)現(xiàn)電飯鍋工作2 min,電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)60轉(zhuǎn),則該過(guò)程中消耗的電能是　 　kW·h;這個(gè)電能表看不清楚的數(shù)據(jù)原來(lái)標(biāo)的是　 　r/(kW·h)。
0.02
3 000
8.在如圖所示的電路中,R1=6 Ω,R2=12 Ω,當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,S2、S3斷開(kāi)時(shí),電流表示數(shù)為1 A,則電源電壓是　 　V;當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2斷開(kāi),S3閉合時(shí),電路的總功率是　 　W;當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2閉合,S3斷開(kāi)時(shí),電路的總功率是　 　W。
6
2
9
9.(2023昆明官渡區(qū)期末)如圖所示,電源電壓恒為4 V,小燈泡L標(biāo)有“6 V　3 W”字樣,其阻值不受溫度影響,RP是滑動(dòng)變阻器,閉合開(kāi)關(guān)S,求:(結(jié)果保留兩位小數(shù))
(1)小燈泡的電阻。
(2)通過(guò)小燈泡的電流。
答案:(1)12 Ω　(2)0.33 A　
(3)小燈泡的實(shí)際功率。
(4)當(dāng)RP=6 Ω時(shí),電流表示數(shù)的大小。
答案:(3)1.33 W　(4) 1 A
10.(云南中考)如圖所示,燈泡L1標(biāo)有“6V　3 W”字樣,L2標(biāo)有“6 V　2 W”字樣,電源電壓為6 V恒定不變。閉合開(kāi)關(guān)S,忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響,則如圖(甲)、(乙)兩電路中流過(guò)L1的電流I1∶I1′=　 　,
L2消耗的實(shí)際功率P2　 　(選填“>”“=”或“<”)P2′。
2∶5
<
11.(昆明中考)在如圖所示的電路中,電源電壓為6 V 且保持不變,R1= 4 Ω。開(kāi)關(guān)閉合,滑動(dòng)變阻器R2的滑片置于a端時(shí),電壓表
V1的示數(shù)為2 V。求:
(1)電壓表V2的示數(shù)。
解析:(1)開(kāi)關(guān)閉合,R1、R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)量R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量R2兩端的電壓,電流表測(cè)量電路中的電流。滑動(dòng)變阻器R2的滑片置于a端時(shí),電壓表V1的示數(shù)為2 V,則R1兩端的電壓為2 V,電壓表V2的示數(shù)U2=U-U1=6 V-2 V=4 V。
答案:(1)4 V
(2)電流表的示數(shù)。
(3)整個(gè)電路的功率。
(4)當(dāng)滑片滑到b端時(shí),通電1 min電流做的功。
(3)整個(gè)電路的功率P=UI=6 V×0.5 A=3 W。
答案:(2)0.5 A　(3)3 W　(4)540 J
12.在如圖所示的電路中,燈泡L標(biāo)有“6 V　3 W”字樣(不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P在最左端 時(shí),電流表示數(shù)為1.5 A,并且燈泡L正常發(fā)光;當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi),滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí),電流表的示數(shù)為 0.25 A。求:
(1)電源電壓。
解析:(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2均閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P在最左端時(shí),燈泡和定值電阻并聯(lián),燈泡L正常發(fā)光,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,電源電壓U=UR=UL=6 V。
答案:(1)6 V
(2)定值電阻R的阻值。
答案:(2)6 Ω
(3)開(kāi)關(guān)S1閉合后,電路中的最小功率。
答案:(3)1 W
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微專(zhuān)題七　簡(jiǎn)單純電路的電功率計(jì)算
1.如圖所示,將標(biāo)有“12 V　6 W”的燈泡L1和“12 V　3 W”的燈泡L2接在12 V的電路中,閉合開(kāi)關(guān),不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.電路總功率等于9 W
B.電路總功率大于9 W
C.燈泡L1和燈泡L2
一樣亮
D.燈泡L2比燈泡L1亮
D
2.如圖所示,電源電壓保持不變,開(kāi)關(guān)S閉合,S1由閉合到斷開(kāi),電壓表的示數(shù)由12 V 變?yōu)? V。則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.電源電壓為20 V
B.S1斷開(kāi)前后,R2消耗的電功率之比為9∶4
C.S1斷開(kāi)前后,整個(gè)電路消耗的電功率之比為3∶1
D.R1與R2的阻值之比為2∶1
B
3.額定電壓均為6 V的甲、乙兩燈的I-U圖線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.甲、乙兩燈的電阻均隨電壓增大而減小
B.甲、乙兩燈的額定功率之比為4∶1
C.甲、乙兩燈并聯(lián)接在電壓為2 V的電源兩端時(shí),電阻之比為3∶2
D.甲、乙兩燈串聯(lián)接在電壓為8 V的電源兩端時(shí),實(shí)際功率之比為1∶3
D
4.在如圖所示的電路中,L1標(biāo)有“6 V　3 W”的字樣,L2標(biāo)有“3 V　
3 W”的字樣,閉合開(kāi)關(guān)后,兩燈均發(fā)光,此時(shí)電路的總電阻R總=　　Ω,兩電壓表示數(shù)之比U1∶U2=　 　;若將兩燈并聯(lián)后接入3 V電路中,則兩燈的實(shí)際功率之比P1∶P2=　 　。(不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響)
15
5∶1
1∶4
5.如圖所示,電源電壓恒為 220 V,R1和R2均為定值電阻,電阻R1的阻值為44 Ω,只閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),電路消耗的電功率P為 440 W;S、S1都閉合時(shí),電路消耗的電功率為P′。求:
(1)電阻R2的阻值。
答案:(1)66 Ω
(2)電功率P′。
答案:(2)1 100 W
6.如圖所示,電源電壓和小燈泡的燈絲電阻均保持不變。R1為6 Ω的定值電阻,小燈泡L上標(biāo)有“12 V”字樣,滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“10 Ω　3A”字樣,電流表使用的量程為0～3 A。當(dāng)所有開(kāi)關(guān)都閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片移到最上端時(shí),小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)為
1.7 A。求:
(1)小燈泡L的額定功率。
答案:(1)6 W　
(2)開(kāi)關(guān)S、S2閉合,S1、S3斷開(kāi)時(shí),定值電阻R1兩端的電壓。
答案:(2)2.4 V
7.(云南中考)如圖所示,R1=6 Ω,當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,S2、S3斷開(kāi)時(shí),電流表示數(shù)為 1 A;開(kāi)關(guān)S3閉合,S1、S2斷開(kāi)時(shí),電流表示數(shù)為0.2 A。求:
(1)電源電壓。
(2)電阻R2的阻值。
解析:(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,S2、S3斷開(kāi)時(shí),只有R1接入電路,則電源電壓
U=I1R1=1 A×6 Ω=6 V。
答案:(1)6 V　(2)24 Ω
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2閉合,S3斷開(kāi)時(shí),電路的總功率。
答案:(3)7.5 W
8.(昆明中考)如圖所示,電源電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器R′的最大阻值為30 Ω,小燈泡L上標(biāo)有“2.5 W”字樣。(忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響)
(1)滑片移至最右端,閉合開(kāi)關(guān)后,電流表的示數(shù)為0.3 A,小燈泡的功率為0.9 W,求電源電壓。
答案:(1)12 V
(2)將滑片移至某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為7 V,此時(shí)小燈泡正常發(fā) 光,求小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和電路的總功率。
答案:(2)0.5 A　6 W　
(3)若把小燈泡換成一個(gè)定值電阻R,假設(shè)電流流過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量為Q、轉(zhuǎn)化的電能為E、做的功為W,請(qǐng)寫(xiě)出這三個(gè)物理量的大小關(guān)系。
解析:(3)當(dāng)把小燈泡換成一個(gè)定值電阻R,電路為純電阻電路,電流通過(guò)電阻R做的功即為電阻R消耗的電能,電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此W=E=Q。
答案:(3)W=E=Q
9.如圖所示,小燈泡上標(biāo)有“2.5 V　1.25 W”字樣,滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20 Ω 1 A”字樣。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān),滑動(dòng)變阻器滑片P位于某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為2 V,此時(shí)小燈泡正常發(fā)光。試求:
(1)電源電壓是多少
(2)小燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值。
解析:(1)由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得,U=UL+UR=2.5 V+2 V=4.5 V。
答案:(1)4.5 V　(2)4 Ω
(3)當(dāng)滑片P置于最右端時(shí),不考慮燈絲電阻變化,小燈泡的實(shí)際功率是多少
答案:(3)0.162 W
10.如圖所示,電源電壓保持不變,燈泡上標(biāo)有“10 V　5 W”字樣(不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響),當(dāng)S、S1都閉合且滑動(dòng)變阻器的滑片P在A端時(shí),電流表的示數(shù)為1 A,此時(shí)燈泡正常發(fā)光。求:
(1)電源電壓。
解析:(1)當(dāng)S、S1都閉合且滑動(dòng)變阻器的滑片P在A端時(shí),滑動(dòng)變阻器全部接入電路,且燈泡L與滑動(dòng)變阻器并聯(lián),此時(shí)燈泡正常發(fā)光,
所以電源的電壓是U=UL=10 V。
答案:(1)10 V　
(2)滑動(dòng)變阻器的最大阻值。
答案:(2)20 Ω
(3)當(dāng)S閉合、S1斷開(kāi)且滑動(dòng)變阻器的滑片P在B端時(shí),燈泡L的實(shí)際功率。
答案:(3)1.25 W
(4)當(dāng)S、S1都閉合且滑動(dòng)變阻器的滑片P在B端時(shí),通電1 min電路消耗的電能。
答案:(4)300 J
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微專(zhuān)題八　用電器多擋位問(wèn)題
1.(2024云大附中期末)便攜式無(wú)線加濕器,讓你隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)加濕自由。某品牌便攜式無(wú)線加濕器,通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)S接觸不同觸點(diǎn),實(shí)現(xiàn)高、低兩個(gè)擋位的轉(zhuǎn)換,其簡(jiǎn)化的工作電路如圖所示,銘牌上的部分參數(shù)如表。完成下列問(wèn)題:
高
項(xiàng)目 參數(shù)
工作電壓(V) 20
低擋位功率(W) 5
高擋位功率(W) 10
(1)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)S接“d、c”兩觸點(diǎn)時(shí),加濕器處于　 　(選填“高”或“低”)擋位。
(2)加濕器低擋位工作時(shí),電路通過(guò)的電流是　 　A。
0.25
2.(2023臨沂)隨著生活水平的提高,煎餅已由果腹的家庭主食變?yōu)榕R沂的一道美食。圖(甲)是具有兩擋加熱功率的煎餅鍋,圖(乙)是其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2均閉合時(shí),煎餅鍋的加熱功率為968 W;僅閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),煎餅鍋的工作電流為 1 A。求:
(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2均閉合時(shí),煎餅鍋的工作電流和電阻R1的阻值。
(2)電阻R2的阻值。
答案:(1)4.4 A　50 Ω　(2)170 Ω
3.如圖(甲)為新型電飯鍋,它采用“聰明火”技術(shù),智能化地控制食物在不同時(shí)間段的溫度,以得到最佳的營(yíng)養(yǎng)和口感。其簡(jiǎn)化電路如圖
(乙)所示,其中R1和R2均為電熱絲,S1是自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)。煮飯時(shí),把電飯鍋接入220 V電路中,在電飯鍋工作的30 min內(nèi),電路中總電流隨時(shí)間變化的圖象如圖(丙)所示。求:
(1)S和S1都閉合時(shí)電飯鍋的電功率。
(2)電熱絲R2的阻值。
解析:(1)S和S1都閉合時(shí),電阻R1與R2并聯(lián),
由(丙)圖可知此時(shí)電流值I=3 A,則功率P=UI=220 V×3 A=660 W。
答案:(1)660 W　(2)220 Ω
(3)這30 min內(nèi)電飯鍋產(chǎn)生的熱量。
解析:(3)只有R1工作時(shí)功率P1=UI1=220 V×2 A=440 W;
高功率工作時(shí)間t′=10 min+(20 min-15 min)=15 min=900 s,
低功率工作時(shí)間t″=(15 min-10 min)+(30 min-20 min)
=15 min=900 s,
Q′=W′=Pt′=660 W×900 s=5.94×105 J,
Q″=W″=P1t″=440 W×900 s=3.96×105 J,
Q=Q′+Q″=5.94×105 J+3.96×105 J=9.9×105 J。
答案:(3)9.9×105 J
4.(2023廣東)圖(甲)是用某款3D打印筆進(jìn)行立體繪畫(huà)時(shí)的場(chǎng)景,打印筆通電后,筆內(nèi)電阻絲發(fā)熱使筆內(nèi)繪畫(huà)材料熔化;加熱電路簡(jiǎn)化后如圖(乙)所示,電源電壓恒為6 V,R1和R2為發(fā)熱電阻絲,只閉合S1時(shí)低溫?fù)豕ぷ?S1、S2都閉合時(shí)高溫?fù)豕ぷ?高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醯墓β时葹?∶3,R1=4 Ω,忽略電阻絲阻值隨溫度變化,求:
(1)低溫?fù)豕ぷ鲿r(shí),通過(guò)R1的電流。
(2)低溫?fù)醯墓β省?br/>答案:(1)1.5 A　(2)9 W
(3)R2的電阻值。
答案:(3)12 Ω
5.(2023昆明二模)某飲水機(jī)的額定電壓為220 V,有加熱擋和保溫?fù)?其電路原理如圖所示。R1、R2為定值電阻,R1=110 Ω,保溫?fù)醯念~定功率為 44 W。求:
(1)保溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)電路中的電流。
答案:(1)0.2 A
(2)加熱時(shí)飲水機(jī)的額定功率。
答案:(2)484 W
(3)飲水機(jī)將水加熱至沸騰用時(shí)3 min,共消耗電能0.02 kW·h,此時(shí)飲水機(jī)的實(shí)際電壓。
答案:(3)200 V
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第1節(jié)　電能　電功
第十八章　電功率
欄目導(dǎo)航
新知梳理
分層訓(xùn)練
一、電能
1.電能的常用單位是　 　,國(guó)際單位叫　 　,符號(hào)是
　 　。
2.在物理學(xué)中,常用的能量單位是　 　,符號(hào)是　 　。1度=
1 kW·h,1 kW·h=　 　J。
二、電能的計(jì)量
1.用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能,可以通過(guò)　 　計(jì)量出來(lái)。
2.電能表的構(gòu)造
(1)600 revs/(kW·h)”表示接在這個(gè)電能表上的用電器　 .
　。
新知梳理
度
千瓦時(shí)
kW·h
焦耳
J
3.6×106
電能表
每消耗
1 kW·h的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)600轉(zhuǎn)
(2)10(20) A”表示這個(gè)電能表的　 .
　。
(3)電能表的讀數(shù):如圖所示,此時(shí)電能表讀數(shù)為
　 　kW·h。
3.電能的計(jì)算方法
(1)差值法:電能表前后兩次示數(shù)之　 　(注意電能表最后一位是小數(shù)位)。
(2)參數(shù)法:電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)n圈(指示燈閃爍n次),消耗的電能為W=
kW·h。例如:如上圖所示,該電能表在1 min內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng) 1 200 r,則電能表在1 min內(nèi)消耗的電能為　 　。
標(biāo)定電流為10 A,額定最大電流為
20 A
530.9
差
2 kW·h
三、電功
1.電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程,也可以說(shuō)是　 　的過(guò)程。消耗了多少電能就說(shuō)　 　,即電能=電功。
2.電流做功的多少與　 　、　 　、　 .
　都有關(guān)系。
3.電功表達(dá)式:　 　。
4.根據(jù)歐姆定律可以推導(dǎo)得出:W=　 　,W=　 　。
電流做功
電流做了多少功
電流的大小
電壓的高低
通電時(shí)間的
長(zhǎng)短
W=UIt
I2Rt
分層訓(xùn)練
1.關(guān)于電能和電功,下列說(shuō)法正確的是( )
A.家用電器每消耗1度電,產(chǎn)生的熱量就是3.6×106 J
B.用電器消耗的電能等于電流通過(guò)該用電器所做的功
C.電流做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)就是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程
D.通過(guò)導(dǎo)體的電流越大,電流做的功就越多
2.(2023青島)有一塊手機(jī)用的電池,上面標(biāo)明電壓為3.7 V,容量為
4 000 mA·h,它充滿(mǎn)電后大約儲(chǔ)存的電能為( )
A.5.3×104 J B.5.3×107 J
C.14.8 J D.14.8 kW·h
B
A
3.(多選)如圖是電能表表盤(pán)示意圖,下列說(shuō)法正確的是( )
A.電能表是用來(lái)計(jì)量用電器消耗電能的儀器
B.此時(shí)電能表的讀數(shù)為61 985 kW·h
C.這個(gè)電能表通過(guò)的電流一定為10 A
D.這個(gè)電能表應(yīng)該在220 V的電路中使用
4.甲、乙兩個(gè)用電器的電壓之比為2∶1,電流之比為1∶2,通電時(shí)間之比為5∶6,則兩個(gè)用電器消耗的電能之比為( )
A.5∶1 B.5∶4
C.5∶6 D.5∶8
AD
C
5.圖中電能表的示數(shù)是　 　 kW·h。
2 920.8
6.(2023哈爾濱)小明家3月末和4月末電能表表盤(pán)示數(shù)如圖所示,則小明家4月份用電　 　 kW·h,若以當(dāng)?shù)仉妰r(jià)0.5元/度計(jì)算,小明家4月份應(yīng)繳納電費(fèi)　 　元。
240
120
7.(2023煙臺(tái))如圖(甲)所示,電源電壓恒定不變,R1的阻值為10 Ω,圖(乙)是小燈泡L的電流與電壓關(guān)系的圖象。當(dāng)只閉合S1、S2時(shí),電壓表示數(shù)為2 V,通過(guò)小燈泡的電流為　 　A,電源電壓為　 　V;當(dāng)只閉合S2、S3時(shí),電壓表示數(shù)為4 V,電路在1 min內(nèi)消耗的電能為　 　J。
0.6
8
384
8.有兩個(gè)電路元件A和B,流過(guò)元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖
(甲)所示,把它們串聯(lián)在電源電壓為2 V的電路中,如圖(乙)所示。閉合開(kāi)關(guān)S,這時(shí)電路中流過(guò)元件A的電流是　 　 A,元件B在10 min內(nèi)所消耗的電能是　 　 J。
0.1
90
9.(2023衡陽(yáng))如圖所示的電路中,電源兩端電壓為6 V并保持不變。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合、S1斷開(kāi)時(shí),電流表示數(shù)為0.2 A;當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1都閉合時(shí),電流表示數(shù)為0.5 A。求:
(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1都閉合時(shí),通過(guò)R2的電流。
解析:(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合、S1斷開(kāi)時(shí),電路為R1的簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)電路中的電流,R1兩端的電壓等于電源電壓,此時(shí)電路電流為I1=0.2 A;當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1都閉合時(shí),兩電阻并聯(lián),電流表測(cè)的是干路電流,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,兩電阻兩端的電壓都等于電源電壓,此時(shí)通過(guò)R1的電流等于I1,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得,通過(guò)R2的電流為I2=I-I1=0.5 A-0.2 A=0.3 A。
答案:(1)0.3 A
(2)R2的阻值。
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1都閉合時(shí),通電1 min電流通過(guò)R1做的功。
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1都閉合時(shí),通過(guò)R1的電流等于I1,則通電1 min電流通過(guò)R1做的功為
W2=UI1t=6 V×0.2 A×60 s=72 J。
答案:(2)20 Ω　(3)72 J
10.(2023南充)小林家的電能表如圖所示,此時(shí)電能表的讀數(shù)為
　 　 kW·h,他關(guān)閉了家中的其他用電器,現(xiàn)用一臺(tái)標(biāo)有“220 V　2 000 W”的電熱水壺?zé)?正常工作5 min,則電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了
　 　r。
4 353.6
500
11.如圖(甲)所示,電源電壓保持不變,小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為6V,
R1=4 Ω,小燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系圖象如圖(乙)所示。當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),小燈泡正常發(fā)光;只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)電壓表的示數(shù)為4 V。求:
(1)電源電壓。
解析:(1)當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S時(shí),電阻R1與小燈泡串聯(lián),因?yàn)樾襞菡０l(fā)光,故小燈泡兩端的電壓為UL=6 V;根據(jù)(乙)圖可知,I1=IL=0.5 A,
電阻R1兩端的電壓U1=I1R1=0.5 A×4 Ω=2 V,
電源電壓U=U1+UL=2 V+6 V=8 V。
答案:(1)8 V　
(2)電阻R2的值。
答案:(2)10 Ω
(3)閉合開(kāi)關(guān)S、S1、S2時(shí),電路工作 1 min 消耗的電能。
答案:(3)1 344 J
12.(云南中考)交通安全要求廣大司機(jī)“開(kāi)車(chē)不喝酒,喝酒不開(kāi)車(chē)”,酒后駕駛存在許多安全隱患。某科技興趣小組設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的酒精檢測(cè)儀,其電路原理如圖2(甲)所示。電源電壓為12 V,R1是氣敏電阻,其阻值隨呼氣酒精濃度K的變化關(guān)系如圖2(乙)所示,R2為滑動(dòng)變阻器。檢測(cè)前對(duì)檢測(cè)儀進(jìn)行“調(diào)零”,即調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為 0.1 A,調(diào)零后滑動(dòng)變阻器滑片位置保持不變。查閱到相關(guān)資料如圖1所示。
(1)求“調(diào)零”后滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值。
(2)檢測(cè)前R2工作10 s消耗的電能。
(2)檢測(cè)前R2工作10 s消耗的電能
W=I2R2t=(0.1 A)2×20 Ω×10 s=2 J。
答案:(1)20 Ω　(2)2 J
(3)對(duì)某司機(jī)進(jìn)行檢測(cè)時(shí),電流表示數(shù)為0.16 A,依據(jù)信息窗資料,判斷該司機(jī)屬于非酒駕、酒駕還是醉駕。
答案:(3)該司機(jī)屬于酒駕
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第3節(jié)　測(cè)量小燈泡的電功率
欄目導(dǎo)航
新知梳理
分層訓(xùn)練
實(shí)驗(yàn):測(cè)量小燈泡的電功率
1.實(shí)驗(yàn)方法:　 　。
2.實(shí)驗(yàn)原理:　 　。
3.用　 　測(cè)量小燈泡兩端的電壓;用　 　測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流。
4.連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)　 　,連接電壓表和電流表接線柱時(shí),要估計(jì)電路中電流和電壓大小,采用　 　的方法,正確選擇合適的量程,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該移到　 　。
新知梳理
伏安法
P=UI
電壓表
電流表
斷開(kāi)
試觸
阻值最大處
5.實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是　 　;　 　。
6.在虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
保護(hù)電路
改變小燈泡兩端的電壓
答案:如圖所示
7.該實(shí)驗(yàn)裝置還可以用于探究　 　和
　 　。
電流與電壓、電阻的關(guān)系
伏安法測(cè)電阻
分層訓(xùn)練
1.如果測(cè)量標(biāo)有“2.5 V”字樣的小燈泡的額定功率(小燈泡的電阻大約為10 Ω),那么兩個(gè)電表的量程最好選用( )
A.電壓表選“0～15 V”,電流表選“0～3 A”
B.電壓表選“0～15 V”,電流表選“0～0.6 A”
C.電壓表選“0～3 V”,電流表選“0～3 A”
D.電壓表選“0～3 V”,電流表選“0～0.6 A”
D
2.為了測(cè)量小燈泡的額定功率,在具體實(shí)驗(yàn)操作中,手和眼的分工應(yīng)該是( )
A.手移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,眼觀察電流表
B.手移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,眼觀察電壓表
C.手移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,眼觀察小燈泡是否發(fā)光
D.手按開(kāi)關(guān),眼觀察電流表
B
3.某同學(xué)利用如圖所示的電路,測(cè)量額定電壓為 2.5 V 小燈泡的額定功率,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.閉合開(kāi)關(guān)前,滑片P應(yīng)滑到B端
B.閉合開(kāi)關(guān)后,小燈泡不發(fā)光,一定是小燈泡燈絲斷了
C.當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5 V時(shí),測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流,可算出小燈泡的額定功率
D.實(shí)驗(yàn)還可得知,小燈泡的實(shí)際功率越大,小燈泡越亮
B
4.“探究小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)電路如圖(甲)所示,實(shí)驗(yàn)中選擇
“2.5 V”小燈泡,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的過(guò)程發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化,這是由　 　變化引起的,實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的U-I圖象如圖(乙)所示,則小燈泡的額定功率是　 　W。
小燈泡的實(shí)際功率
0.75
5.小明利用4節(jié)新干電池,阻值分別為10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω、50 Ω的定值電阻,銘牌上標(biāo)有“20 Ω　1 A”的滑動(dòng)變阻器等實(shí)驗(yàn)器材“探究　 　”。
(1)小明連接好如圖所示的電路,檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)電路中有一處連接錯(cuò)誤,請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫(huà)“×”,并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將電路連接正確。
電流與電阻的關(guān)系
答案:如圖所示
(2)電路改接正確后,閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到最　　(選填“左”或“右”)端。
(3)小明將10 Ω的定值電阻接入電路中,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使定值電阻兩端電壓為4 V,讀出并記錄電流表示數(shù);保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,把 10 Ω 的定值電阻換成20 Ω的定值電阻后,直接閉合開(kāi)關(guān),電壓表的示數(shù)將　 　(選填“大于”“小于”或“等于”)4 V,此時(shí)應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片在原來(lái)基礎(chǔ)上向　 　(選填“左”或“右”)端移動(dòng),直到電壓表的示數(shù)再次達(dá)到4 V,記錄電流表的示數(shù)。
(4)完成實(shí)驗(yàn)探究后,小明得出結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成　 　。
左
大于
左
反比
6.(2023金昌)小麗在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材有:電壓恒為3 V的電源一個(gè)、小燈泡(額定電壓為2.5 V)、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)各一個(gè),導(dǎo)線若干。
(1)如圖(甲)所示是小麗連接的實(shí)物電路,圖中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤,請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫(huà)出正確的連線。
答案:如圖所示
(甲)
(2)連接電路過(guò)程中,開(kāi)關(guān)應(yīng)該　 　(選填“斷開(kāi)”或“閉合”),滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該移動(dòng)到　 　(選填“最左”或“最右”)端。
(3)正確連接電路后閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù),則電路的故障可能是　 　(填選項(xiàng)符號(hào))。
A.燈泡短路 B.燈泡斷路
C.滑動(dòng)變阻器短路 D.滑動(dòng)變阻器斷路
(4)電路故障排除后,閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流表指針如圖(乙)所示,則此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流是　 　A。
斷開(kāi)
最左
B
0.14
(5)電路連接正確,閉合開(kāi)關(guān),小燈泡發(fā)光,此時(shí)電壓表的示數(shù)為2.0 V,為了測(cè)量小燈泡的額定電功率,這時(shí)應(yīng)該向　 　(選填“左”或“右”)端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片。
(6)小麗根據(jù)記錄的多組I-U數(shù)據(jù),畫(huà)出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象,如圖(丙)所示,則小燈泡的額定功率為　 　W。
(7)小麗根據(jù)小燈泡的I-U圖象,如圖(丙)所示,分析出小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而　 　(選填“增大”“不變”或“減小”),你認(rèn)為原因是　 　。
右
0.625
增大
電壓增大,小燈泡發(fā)光越亮,燈絲溫度越高,電阻越大
7.(云南中考)如圖(甲)所示是小明同學(xué)測(cè)定額定電壓為2.5 V,額定功率不大于1 W 的小燈泡電功率的實(shí)物連接圖。
(1)在小明連接好的電路中存在錯(cuò)誤或不妥之處,請(qǐng)你找出其中的兩處:①
　 　;②　 　。
(2)改正錯(cuò)誤和不妥之處后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表均有示數(shù),但小燈泡不亮,可能的原因是　 　(填寫(xiě)選項(xiàng)中的字母)。
A.小燈泡短路
B.連接小燈泡的導(dǎo)線接觸不良
C.滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻過(guò)大
滑動(dòng)變阻器選用了下面的兩個(gè)接線柱
電壓表所用量程太大
C
(3)小明調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,依次正確讀取三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),隨手寫(xiě)在了草稿紙上[如圖(乙)所示]。下表是小明在老師指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的記錄數(shù)據(jù)及現(xiàn)象的表格,請(qǐng)你補(bǔ)出陰影處所缺的內(nèi)容:　 　,分析數(shù)據(jù)后得到小燈泡的額定電流為　 　A,額定功率為　 　W。
小燈泡的發(fā)光情況
0.30
0.75
次數(shù) 小燈泡兩端電壓U/V 通過(guò)燈絲電流I/A 小燈泡的電功率P/W
1
2
3
(4)實(shí)驗(yàn)后,小明將一只5 Ω的定值電阻與標(biāo)有“20 Ω　1 A”的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在電壓恒定為3 V的電源上,請(qǐng)你幫小明計(jì)算出滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率為　 　W。
0.45
8.利用如圖(甲)所示的電路測(cè)量小燈泡的電功率,小燈泡的額定電壓為2.5 V。
(1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖(甲)中所示的器材連接成完整電路。
答案:如圖所示
(2)連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)處于　 　(選填“斷開(kāi)”或“閉合”)狀態(tài),正確連接后,應(yīng)將滑片P由最大電阻處緩慢向　　(選填“A”或“B”)端移動(dòng),使燈逐漸變亮。
(3)某次實(shí)驗(yàn)時(shí),電流表的示數(shù)如圖(乙)所示,則通過(guò)燈L的電流為
　 　A;移動(dòng)滑片P,記下多組電壓和電流值,繪制成如圖(丙)所示的圖象,根據(jù)圖象的信息,小燈泡的額定電功率為　 　W。
斷開(kāi)
A
0.2
0.625
(4)在沒(méi)有電流表的情況下,用如圖(丁)所示的實(shí)驗(yàn)電路,也可以測(cè)出小燈泡的額定功率。已知小燈泡的額定電壓為U額,定值電
阻的阻值為R,實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①只閉合開(kāi)關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑片,使電壓表示數(shù)為U額;②保持
滑片位置不變,只閉合開(kāi)關(guān)S、S2,此時(shí)電壓表的示數(shù)為U;
可知小燈泡的額定功率P額=　 　(用U額、U和R表示);若已知電
源電壓為U0,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值Rx=　 　(用U0、U額、U和R表示)。
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第4節(jié)　焦耳定律
欄目導(dǎo)航
新知梳理
分層訓(xùn)練
一、電流的熱效應(yīng)
電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成　 　能,這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
二、焦耳定律
1.“探究電流產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法和轉(zhuǎn)換法(用　 　或
　 　反映電流產(chǎn)生熱量的多少)。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①電流相同、通電時(shí)間相同時(shí),電阻越　　,這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。
②電阻相同、通電時(shí)間相同時(shí),通過(guò)一個(gè)電阻的電流越　 　,這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。
新知梳理
內(nèi)
U形管兩端液面高度差
溫度計(jì)示數(shù)
大
大
③電阻、電流相同時(shí),通電時(shí)間越長(zhǎng),產(chǎn)生的熱量越　 　。
2.英國(guó)物理學(xué)家　 　做了大量實(shí)驗(yàn),于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟　 　,即焦耳定律:
　 　,　 .
　,　 　。
3.焦耳定律公式為　 　。
(1)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,那么,電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的　 　,即　 　。
多
焦耳
電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系
電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比
跟導(dǎo)體的電
阻成正比
跟通電時(shí)間成正比
Q=I2Rt
電能W
Q=W=UIt
(2)結(jié)合歐姆定律推導(dǎo)公式:　 　,　 　。
(3)若電能未全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(W≠Q(mào)),則根據(jù)能量守恒列出等式解答
即可。
三、電熱的利用和防止
1.利用電流熱效應(yīng)工作的電器有　 　、　 　等。
2.有時(shí)對(duì)我們有害,需要減少電流導(dǎo)致的發(fā)熱,或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。如電腦主機(jī)的散熱孔和風(fēng)扇。
Q=UIt
電熱毯
電熱器
分層訓(xùn)練
1.電流具有熱效應(yīng),學(xué)習(xí)了電流的熱效應(yīng)后,下列關(guān)于電熱的幾個(gè)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.電熱會(huì)燒毀電器元件,引發(fā)火災(zāi),有百害而無(wú)一利
B.電流通過(guò)任何用電器都會(huì)或多或少地產(chǎn)生熱量
C.因?yàn)殡娏鬟^(guò)大產(chǎn)生電熱而燒壞局部電路,可用于整體電路的保護(hù)
D.為防止電熱帶來(lái)的危害,要盡量減少電熱的產(chǎn)生,并考慮如何加快
散熱
A
2.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”。以下說(shuō)法中不正確的是( )
A.觀察溫度計(jì)的示數(shù)比較電流產(chǎn)生的熱量
B.該實(shí)驗(yàn)裝置可以探究通電時(shí)間一定時(shí),導(dǎo)
體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系
C.該實(shí)驗(yàn)裝置還可以探究通電時(shí)間一定時(shí),導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系
D.甲、乙兩瓶中可以裝質(zhì)量相同的不同液體
D
3.(2023湘潭)取口香糖錫紙,剪成如圖所示形狀,其中AB和CD段等長(zhǎng)。戴好防護(hù)手套,將錫紙條(帶錫的一面)兩端連接電池正、負(fù)極,如圖所示,發(fā)現(xiàn)錫紙條很快開(kāi)始冒煙、著火。下列分析正確的是( )
A.通過(guò)AB和CD段的電流不相等
B.正常情況下,AB段會(huì)先著火
C.AB和CD段的電壓相等
D.AB和CD段的電阻相等
B
4.甲、乙兩電熱絲電阻之比為2∶3,通過(guò)的電流之比為3∶1,則相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為( )
A.2∶1 B.6∶1
C.1∶2 D.1∶6
5.(2023阜新)LED(發(fā)光二極管)燈的主要材料是　 　(選填“導(dǎo)體”“半導(dǎo)體”或“超導(dǎo)體”),此材料具有　 　性。家用電飯鍋的電阻絲　 　(選填“可以”或“不可以”)選用超導(dǎo)材料制作。
B
半導(dǎo)體
單向?qū)щ?br/>不可以
6.(2024昆明官渡區(qū)期末)為探究“電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)”,某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖(甲)所示的串聯(lián)電路(其余元件未畫(huà)出),實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該選擇電阻值大小　 　(選填“相同”或“不同”)的電熱絲,將電熱絲分別輕放在如圖(乙)所示的兩個(gè)完全相同的石蠟上,通電后,通過(guò)觀察　 　(填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象),來(lái)反映電熱絲產(chǎn)生熱量的多少。
不同
石蠟熔化多少
7.如圖(甲)所示,小燈泡的額定電壓為2.5 V,開(kāi)關(guān)閉合后,小燈泡正常發(fā)光,圖(乙)是通過(guò)定值電阻R和小燈泡L的電流與電壓關(guān)系圖象,則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為　 　A;通電10 s定值電阻R產(chǎn)生的熱量為
　 　J。
0.2
2
8.小蕾同學(xué)在研究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流、電阻是否有關(guān)”時(shí),采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,其中a、b、c、d四個(gè)相同的容器密閉著等量空氣,將1、2和3、4導(dǎo)線分別接到電源兩端。
(1)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察U形管中　 　來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少,這種實(shí)驗(yàn)方法叫　 　。
(2)裝置中的U形管　 　(選填“是”或“不是”)連通器。
(3)(甲)圖所示的裝置是用來(lái)研究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與
　 　的關(guān)系,通電一段時(shí)間,　 　(選填“a”或“b”)容器中電流產(chǎn)生的熱量較多。
(4)(乙)圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置是用來(lái)研究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與
　 　的關(guān)系,通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:　 .
　。
液面高度的變化
轉(zhuǎn)換法
不是
電阻
b
電流
在電阻和通電時(shí)間相同時(shí),
電流越大,產(chǎn)生的熱量越多
9.(2023新疆)如圖所示,電路中電源電壓為3 V,閉合開(kāi)關(guān)S后,電流表A的示數(shù)為I=0.90 A,電流表A1的示數(shù)為I1=0.60 A。求:
(1)通過(guò)電阻R2的電流。
解析:(1)兩電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可得,通過(guò)電阻R2的電流I2=I-I1=0.90 A-0.60 A=0.30 A。
答案:(1)0.30 A　
(2)電阻R1、R2的阻值。
(3)整個(gè)電路在1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量。
(3)該電路為純電阻電路,由焦耳定律可得,整個(gè)電路在1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=I2R總t=UIt=3 V×0.90 A×1×60 s=162 J。
答案:(2)5 Ω　10 Ω　 (3)162 J
10.(2024云大附中期末)(多選)如圖所示是研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn),容器內(nèi)密封著相同質(zhì)量的空氣,下列分析正確的是( )
A.該實(shí)驗(yàn)裝置是利用U形管中液體的高度差變
化來(lái)反映電阻絲放出熱量多少
B.(甲)實(shí)驗(yàn)通電后,通過(guò)左右兩電阻的電流之比為1∶2
C.(乙)實(shí)驗(yàn)是為了研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系
D.(乙)實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后,左右兩電阻發(fā)熱量之比為2∶1
AC
11.小杰和小芳在“探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,在兩個(gè)透明容器中密封等量的空氣,各放置一段電阻絲,并連接一個(gè)裝水的U形管,通過(guò)U形管中水面的高度差來(lái)判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。裝置的密封性能良好,電源電壓為6V。
(1)小杰根據(jù)圖(甲)觀察到的現(xiàn)象得到“在通電時(shí)間和電阻相同時(shí),
　 　,電阻產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。
電流越大
(2)小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān),下列能支持她猜想的現(xiàn)象是　 。
A.正常工作時(shí),“36 V　54 W”的燈泡比“12 V　6 W”的燈泡亮
B.插線板上接入的用電器越多,導(dǎo)線越容易發(fā)熱
C.電熨斗工作時(shí)發(fā)熱明顯,而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱
(3)為了驗(yàn)證猜想,小芳選用了5 Ω和100 Ω 的電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如圖(乙)所示,請(qǐng)你用筆畫(huà)線把電路連接完整。閉合開(kāi)關(guān),她發(fā)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間后兩個(gè)U形管的高度差均不明顯,原因是　 　,請(qǐng)你提出改進(jìn)辦法:　 　。
C
答案:如圖所示
電路中電流太小(或電阻太大或電壓太低)
將100 Ω的電阻絲換為阻值更小的電阻絲(或增大電源電壓)
12.如圖是一電動(dòng)機(jī)提升物體的示意圖,電源電壓為120 V。電動(dòng)機(jī)將一個(gè)質(zhì)量為 50 kg 的物體1 s內(nèi)勻速上提 0.9 m,電路中的電流為5 A。(g取10 N/kg)
(1)求該電動(dòng)機(jī)工作1 s所產(chǎn)生的電熱。
解析:(1)由題意可知,電動(dòng)機(jī)1 s消耗的電能 W=UIt=120 V×5 A×1 s =600 J,消耗的部分電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能對(duì)物體做功,所以轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能W機(jī)=Gh=mgh=50 kg×10 N/kg×0.9 m=450 J,所以轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能,即該電動(dòng)機(jī)工作1 s所產(chǎn)生的電熱Q=W-W機(jī)=600 J-450 J=150 J。
答案:(1)150 J
(2)求電動(dòng)機(jī)線圈的阻值。
(3)當(dāng)該重物上升到一定高度時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子突然被卡住,為什么這種情況下電動(dòng)機(jī)容易燒壞
答案:(2)6 Ω
(3)電動(dòng)機(jī)被卡住時(shí),電動(dòng)機(jī)可看成是純電阻電路,將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高,所以容易燒壞。
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微專(zhuān)題九　電路極值、范圍問(wèn)題
1.如圖所示,電源電壓恒為4 V,燈泡L標(biāo)有“5 V　2.5 W”的字樣(忽略燈絲電阻變化),滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“30 Ω　0.5 A”,電流表所接量程為“0～0.6 A”,通過(guò)燈泡的電流為　 　A,在不損壞電路元件的情況下,滑動(dòng)變阻器接入電路的范圍為　 　 Ω。
0.4
20～30
2.在如圖(甲)所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合開(kāi)關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片由最右端向左移動(dòng)的過(guò)程中,電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖(乙)所示。則定值電阻R1的阻值為　 　 Ω;電路消耗的最小功率為　 　W。
10
1.3
3.如圖所示,電源電壓恒為 6 V,燈泡L標(biāo)有“2.5 V　1.25 W”的字樣(忽略燈絲電阻變化),滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“15 Ω　
1 A”。則在不損壞電路元件的情況下,求:
(1)電路實(shí)際允許的最大電流為　 　A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小為　 　Ω。當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入電路,此時(shí)電路中的電流最　 　(選填“大”或“小”),為　 　A。
(2)電路消耗的最大電功率為　　W,電路消耗的最小電功率為　 W。
(3)小燈泡消耗的最大電功率為　 　W,小燈泡消耗的最小電功率為　 　W。
0.5
7
小
0.3
3
1.8
1.25
0.45
4.(2024云大附中期末)如圖(甲)所示的電路中,電源電壓保持不變,燈泡L標(biāo)有“6 V　3 W”的字樣,燈絲電阻隨溫度的變化忽略不計(jì)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2都閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端時(shí),燈泡恰好正常發(fā)光,電流表的指針靜止時(shí)如圖(乙)所示。求:
(1)電源電壓。
解析:(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2都閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端時(shí),R和L并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,且燈泡恰好正常發(fā)光,所以電源的電壓U=UL=6 V。
答案:(1)6 V
(2)滑動(dòng)變阻器的最大阻值。
答案:(2)12 Ω
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi),滑動(dòng)變阻器的滑片P移到b端時(shí),求燈泡L的實(shí)際功率。
答案:(3)0.75 W
(4)整個(gè)電路消耗的最小電功率。
答案:(4)1.5 W
5.如圖所示,電源電壓保持不變,小燈泡規(guī)格是“3 V　1.5 W”,R1=
10 Ω,滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20 Ω　1 A”,電壓表選用0～3 V的量程。斷開(kāi)S2,閉合S和S1,當(dāng)滑片P移到滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí),小燈泡正常發(fā)光。求:
(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流。
答案:(1)0.5 A
(2)電源電壓。
答案:(2)8 V　
(3)斷開(kāi)S1,閉合S和S2,在保證電路元件安全前提下,電路消耗的最大功率是多少
答案:(3)2.4 W
6.如圖所示,電源電壓為18 V,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,電流表量程為“0～0.6 A”,電壓表量程為“0～15 V”。閉合開(kāi)關(guān)S,移動(dòng)滑片,當(dāng)滑片移至滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí),電流表的示數(shù)為0.36 A,電壓表的示數(shù)為 3.6 V。
(1)求R0的阻值。
答案:(1)10 Ω
(2)求滑動(dòng)變阻器的最大阻值。
答案:(2)80 Ω
(3)在保證電路安全的情況下,電路消耗的最大功率為P1;將電壓表改接在R兩端,電路消耗的最小功率為P2。求P1∶P2。
答案:(3)2∶1
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第十八章 電功率章末知識(shí)復(fù)習(xí)
欄目導(dǎo)航
基礎(chǔ)整合
圖解實(shí)驗(yàn)
題組訓(xùn)練
基礎(chǔ)整合
實(shí)驗(yàn)一　伏安法測(cè)量小燈泡的電功率
圖解實(shí)驗(yàn)
P=UI
多次
不同
不能
燈
絲電阻隨溫度的升高而增大
斷開(kāi)
最大阻值
并聯(lián)
串聯(lián)
正
負(fù)
試觸
實(shí)驗(yàn)二　探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)
完全浸沒(méi)
容器壁或容器底
溫度計(jì)的示數(shù)
U形管液
面高度的變化
不屬于
小
絕緣體
相同
電流
電阻
通電時(shí)間
題組一　電能表的使用
題組訓(xùn)練
1.小明家上次查看電能表示數(shù)為 ,本次查看時(shí)電能表讀數(shù)如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.他家在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能為903 kW·h
B.電能表是測(cè)量電功率的儀表
C.若只讓一個(gè)標(biāo)有“220 V　1 000 W”的電熱水器正常工作10 min,則電能表的圓盤(pán)轉(zhuǎn)了600轉(zhuǎn)
D.這個(gè)電能表所在電路中允許的最大功率為 2 200 W
D
2.(2023阜新)如圖所示是小新家中電能表上的信息,該電能表應(yīng)接在
　 　V的電路中使用。若小新只讓家中2 000 W的熱水器工作15 min,消耗的電能為　 　 J,此時(shí)電能表的示數(shù)變?yōu)椤? 　 kW·h。
220
1.8×106
6 861.1
題組二　電功、電功率的計(jì)算
3.在如圖所示的電路中,電源電壓為12 V。在a、b間接入燈L1“4 V　2 W”,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P使燈L1正常發(fā)光。斷開(kāi)開(kāi)關(guān),取下燈L1,保持滑片P的位置不變,在a、b間接入“4 V　4 W”燈L2后,閉合開(kāi)關(guān),不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.燈L2正常發(fā)光
B.電壓表的示數(shù)保持4 V不變
C.燈L2的實(shí)際功率為1.44 W
D.滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為8 Ω
C
4.(2024云大附中期末)(多選)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電壓為10 V,其電阻是2 Ω,同學(xué)們按如圖所示的電路連接了電流表和電動(dòng)機(jī),當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),電流表的示數(shù)為1 A,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)將電能完全轉(zhuǎn)換為機(jī)械能
B.電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)因發(fā)熱損失的功率為2 W
C.電動(dòng)機(jī)正常工作100 s,消耗的電能為1 000 J
D.電動(dòng)機(jī)工作時(shí)突然被卡住不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)會(huì)變大
BCD
5.如圖(甲)所示的電路,電源電壓為4.5 V,小燈泡的額定電壓為2.5 V。閉合開(kāi)關(guān)后,將滑動(dòng)變阻器的滑片從最右端向左移動(dòng)到某一位置的過(guò)程中,兩電表的示數(shù)關(guān)系如圖(乙)所示。下列判斷正確的是( )
A.小燈泡的額定功率為0.625 W
B.電路的最大總功率為1.2 W
C.小燈泡的燈絲阻值越來(lái)越小
D.R的阻值變化范圍為8～20 Ω
A
6.(多選)如圖所示,電源電壓保持不變,滑動(dòng)變阻器R標(biāo)有“30 Ω　1 A”,定值電阻R0的阻值為 10 Ω,小燈泡L標(biāo)有“6 V 0.6 A”,電流表的量程為 0～3 A。不考慮燈絲電阻的變化,只閉合S,滑片P移到R的中點(diǎn)時(shí),小燈泡恰好正常發(fā)光。在保證電路安全的前提下,下列說(shuō)法正確的是( )
A.小燈泡的電阻為10 Ω
B.電源電壓為15 V
C.小燈泡發(fā)光最暗時(shí)的功率約為1.4 W
D.電路消耗總功率的最小值與最大值之比是1∶8
ABC
7.(2023重慶B)李老師桌上有一張老式加熱鼠標(biāo)墊(內(nèi)有一根加熱電阻絲),如圖所示,鼠標(biāo)墊質(zhì)量為200 g,規(guī)格為“5 V　5 W”。忽略溫度對(duì)電阻的影響。
(1)求鼠標(biāo)墊的電阻。
答案:(1)5 Ω
(2)鼠標(biāo)墊正常工作10 min,溫度升高7 ℃,若此過(guò)程中熱損失為30%,估算鼠標(biāo)墊的比熱容。
答案:(2)1.5×103 J/(kg·℃)　
(3)月月想幫老師擴(kuò)大鼠標(biāo)墊溫度調(diào)節(jié)范圍,現(xiàn)有12 V的電源、規(guī)格為“5 Ω　2 A”“20 Ω　1 A”的兩個(gè)滑動(dòng)變阻器。她準(zhǔn)備通過(guò)滑動(dòng)變阻器來(lái)保護(hù)電路并調(diào)節(jié)鼠標(biāo)墊加熱功率,請(qǐng)你幫她選擇合適的滑動(dòng)變阻器接入電路,并計(jì)算改裝后電路消耗的最大功率與最小功率的差值。
答案:(3)見(jiàn)解析
題組三　電路中有關(guān)加熱和保溫的計(jì)算
8.如圖所示,(甲)為某智能電飯煲的外觀圖,該電飯煲有“快煮”“精煮”“保溫”三種基本模式;(乙)為該電飯煲的基本原理簡(jiǎn)化電路圖,額定電壓U0=220 V;當(dāng)S1置于a、S2置于d時(shí)處于“快煮”模式,電飯煲的額定功率P1=1 210 W;當(dāng)S1置于a、S2斷開(kāi)時(shí)處于“精煮”模式,電飯煲的額定功率P2=484 W;當(dāng)S1置于b、S2置于c時(shí),處于“保溫”模式。求:
(1)R1的阻值。
(2)小明采用“精煮”模式將飯煮熟用時(shí)t=50 min,求該電飯煲一次精煮過(guò)程消耗的電能E。
(2)電飯煲在“精煮”模式下,工作50 min消耗的電能為E=W=P2t=
484 W×50×60 s=1.452×106 J。
答案:(1)100 Ω　(2)1.452×106 J
(3)該電飯煲保溫模式下的額定功率P3。
答案:(3)290.4 W
9.如圖(甲)所示,是某種具有高、低溫兩擋的電烘箱內(nèi)部的簡(jiǎn)化電路圖,它的加熱電阻是R1和R2,額定電壓是220 V,R2的電阻為180 Ω,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2時(shí),為低溫?fù)?電烘箱低溫?fù)醯念~定功率為
220 W。求:
(1)低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí),電路中的電流。
答案:(1)1 A
(2)加熱電阻R1的阻值。
答案:(2)40 Ω　
(3)有一次,晶晶同學(xué)發(fā)現(xiàn),電烘箱內(nèi)溫度比正常工作時(shí)低,她猜想可能是因?yàn)槠涔ぷ鲿r(shí)實(shí)際電壓偏低所致。于是,她關(guān)閉家里所有用電器,只讓電烘箱以高溫?fù)豕ぷ?發(fā)現(xiàn)在1 min 內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了10轉(zhuǎn)。電能表的表盤(pán)信息如圖(乙)所示,請(qǐng)判斷,晶晶同學(xué)的猜想是否正確。
(不考慮電阻值隨溫度的變化)
答案:(3)晶晶同學(xué)的猜想是正確的
題組四　重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)
10.(2023泰安)物理實(shí)驗(yàn)小組連接了如圖(甲)所示的電路,做“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)。可供選擇的器材有:電源(可選電壓為4.5 V、6 V),規(guī)格為“20 Ω　2 A”的滑動(dòng)變阻器一個(gè),小燈泡(額定電壓為2.5 V,額定功率小于0.75 W)一個(gè),電壓表、電流表各一個(gè),開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)(甲)圖連接的電路有一處錯(cuò)誤,請(qǐng)把接錯(cuò)的那一根導(dǎo)線找出來(lái)打“×”,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線畫(huà)出正確的連接(只改接一根導(dǎo)線)。
答案:如圖所示
(甲)
(2)正確連接電路后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)小燈泡正常發(fā)光。該實(shí)驗(yàn)所用的電源電壓為　 　V,小燈泡的額定功率為　 　W。
(3)滑動(dòng)變阻器的滑片P移至某處時(shí),電流表示數(shù)為0.18 A,電壓表示數(shù)如圖(乙)所示為　 　V,此時(shí)小燈泡的電阻為　 　Ω。
4.5
0.5
1.8
10
(乙)
(4)該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖(丙)所示的電路,利用阻值為R0的定值電阻和電壓表V1、V2等器材,測(cè)量額定電壓為U額的小燈泡L的額定功率,經(jīng)檢查無(wú)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)你幫助他們將實(shí)驗(yàn)過(guò)程補(bǔ)充完整。
①閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使電壓表　 　(選填“V1”或“V2”)的示數(shù)為U額,同時(shí)讀出另一個(gè)電壓表的示數(shù),記為U;
②用已知物理量和測(cè)量量的符號(hào)表示出小燈泡額定功率P額=　 　。
V1
(丙)
11.如圖是探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。甲、乙是完全相同的密閉容器,里面密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉容器中空氣溫度的變化,閉合開(kāi)關(guān)前,A、B兩U形管內(nèi)液面相平。
(1)實(shí)驗(yàn)中,乙容器外部的電阻的作用是使左右容器內(nèi)導(dǎo)體的　 　不相等。
電流
(2)由于電流產(chǎn)生的熱量不易直接測(cè)量,因此在實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)觀察U形管中液面高度的變化來(lái)顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化,這里采用的物理研究方法是　 　。
(3)通過(guò)對(duì)比觀察,　 　(選填“甲”或“乙”)容器中導(dǎo)體的電阻產(chǎn)生的熱量較多。由此可知,在電阻和通電時(shí)間相同時(shí),電流越　 　,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
轉(zhuǎn)換法
甲
大
實(shí)踐活動(dòng)　測(cè)玩具汽車(chē)電動(dòng)機(jī)的電功率及電熱
[活動(dòng)目的] 通過(guò)測(cè)玩具汽車(chē)電動(dòng)機(jī)的電功率及電熱,加深對(duì)非純電阻電路的理解。
[活動(dòng)要求]
1.設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)電路。
2.收集好需要的材料及器材。
3.想一想如何減少測(cè)量電動(dòng)機(jī)的總功率的誤差。
4.如何將無(wú)法測(cè)量的電熱轉(zhuǎn)化為其他好測(cè)的物理量。
[活動(dòng)提示] 電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件,不得隨便使用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算。
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