云南省2023年中考备考物理一轮复习 电功率 练习题
一、单选题
1.(2022·云南曲靖·统考二模)如图所示,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(设灯丝电阻不变),滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中,下列正确的是( )
A.电流表的示数最大为0.6A B.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω
C.灯泡消耗的最小电功率为0.12W D.电路消耗的最大功率为2.7W
2.(2022·云南玉溪·统考模拟预测)如图1所示电路中,电源电压恒定不变,定值电阻R1的阻值为20Ω。滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω。开关闭合后,当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时。电压表V1的示数如图2所示,R2的功率为1.75W。下列说法正确的是( )
A.电阻R1与滑动变阻器R2并联 B.电压表V1测量电源电压
C.电流表的示数为0.05A D.电源电压为12V
3.(2022·云南·统考中考真题)如图所示,电源电压恒定,灯丝电阻不变,闭合开关S,当滑片P向右滑动时,下列说法错误的是( )
A.电流表A的示数变大
B.电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数乘积增大,灯泡变亮
D.当滑片滑到最右端时,电压表V2的示数接近电源电压
4.(2022·云南丽江·统考二模)如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R0为定值电阻、R为电阻箱,调整电阻箱R的电阻值。电流表示数I的倒数与电阻箱阻值R的关系如图乙所示,以下说法中正确的是( )
A.电源电压为3.6V
B.通过R0的最大电流为2A
C.调整电阻箱R的阻值,则R的最大功率为0.75W
D.调整电阻箱R的阻值,则R0的最大功率为0.48W
5.(2022·云南文山·统考一模)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从最右端a滑动到最左端b的过程中,电压表和电流表示数变化如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.定值电阻R0消耗的最小功率为0.3W
C.定值电阻R0的阻值为60Ω
D.滑片P在b端时,10s内电路消耗的电能是18J
6.(2022·云南昆明·统考一模)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片从一端滑到另一端的过程中,测得R1的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.R2的滑片向左滑动时,电流表和电压表的示数都变大
B.R1的阻值为40Ω
C.当R2的电阻为30Ω时,滑动变阻器的电功率最大
D.电流为0.6A时,1min内电流通过R1产生的热量是10.8J
二、填空题
7.(2022·云南昆明·统考一模)如图所示的电能表的读数是______kW h。
8.(2022·云南昆明·统考一模)如图所示,电源电压和灯泡L的电阻不变,灯泡L上标有“6V, 6W字样。当开关S、S1均闭合,滑片P移至a端时,电流表示数为2.0A,灯泡L正常发光;当开关S闭合,S1断开,滑片P移至b端时,电源电压U为__________V,灯泡L的实际电功率P为__________W。
9.(2022·云南·统考中考真题)某教室共有20盏“220V 40W”的普通照明灯泡,一盏灯泡的电阻为_________Ω;如果改用20盏“20V 13W”的LED灯,不仅亮度相当、而且可以省电,若该教室平均每天用电5h,则一天可节约___________度电。
10.(2022·云南昆明·统考一模)灯泡L1标有“12V,12W”,L2标有“12V,6W”,当它们串联时,电路两端允许加的最大电压是 ______ 如果把两灯泡分别串联或并联接入同一电源下(电源电压不变),L1和L2串联时两灯泡的总功率记为P1,并联时两灯泡的总功率记为P2,那么P1∶P2= ______ 。(忽略灯丝电阻的变化,灯泡的实际电压不能超过额定电压)
11.(2022·云南昆明·统考一模)如图是某家用电子式电能表的表盘,若关闭其他所有用电器,只让某用电器单独正常工作10 min,电能表指示灯闪烁了80次,则电流通过用电器做功为______kW·h,用电器的功率为______W。
12.(2022·云南昆明·统考一模)如图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示,图乙中的a、b两点与图甲中滑动变阻器的滑片在ab两位置时相对应,电源电压为______V;滑动变阻器消耗的最大电功率为______W。
13.(2022·云南文山·统考一模)将“12V 12W”的小灯泡L1和“12V 6W”的小灯泡L2串联起来,直接接到电压恒定的电源两端。开关闭合后,恰好有一个小灯泡正常发光,而另一个小灯泡比正常发光时暗些,忽略温度对灯丝电阻的影响,则该电路的总电阻是______Ω;发光较暗的小灯泡的实际功率为______W。
14.(2022·云南·统考中考真题)如图是今年“3·15”晚会上曝光的劣质导线,不良商家为了降低成本,将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根,导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线,劣质导线的电阻___________(选填“较大”或“较小”),若在通有相同电流的情况下,相同时间内劣质导线产生的热量___________(选填“较多”或“较少”)。
15.(2022·云南曲靖·统考二模)如图是灯L和定值电阻R的I-U图像,当L和R串联在电压恒定的电源上时,L功率为0.3W;当L和R并联在同一电源上时,干路电流是0.9A,此时,L阻值为______Ω,R工作1min产生的热量是______J。
16.(2022·云南丽江·统考二模)如图是某款电热水龙头的电路原理图,R1、R2为电热丝,通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,实现冷水、温水、热水档之间的切换。当开关同时接触3、4触点时,水龙头放出的是______水(选填“冷”、“温”、“热”)。若R2=3R1,水龙头在温水档、热水档正常工作1min产生的热量之比为______。
三、实验题
17.(2022·云南昆明·云南省昆明市第十中学校考一模)如图所示,在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,电源电压为6V.
(1)用笔划线代替导线,将图甲中的电路补充完整.
( )
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于_____(选填“A”或“B”)端.闭合开关,灯泡不亮,电压表和电流表都有示数,但示数较小,接下来的操作是_____;
(3)当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为_____W.在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数变为0,电压表示数接近6V,你认为故障可能是_____.
(4)完成测量后,同学们又找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系.当电阻为10Ω时,电流表的示数为0.2A:换用20Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向_____(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为_____V,读出电流表的示数.多次换用阻值不同的电阻,进行正确操作后即可得出结论.
18.(2022·云南昆明·统考一模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)。
(1)请将如图甲中电路连接完整_______。(要求:滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮);
(2)闭合开关前,应将滑片P置于_______(选填“A”或“B”)端.闭合开关后,移动滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表示数接近6V,则故障原因为______;
(3)故障排除后,调节滑动变阻器,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______(填“A”或“B”)端移动;
(4)调节滑动变阻器,得到多组数据,画出如图丙所示的I﹣U图像,从图像可算出小灯泡的额定功率为 _____W;小灯泡两端电压为额定电压时,小灯泡的电阻是______Ω(保留一位小数);
(5)小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验(电源电压不变,R阻值已知,小灯泡的额定电压为U额),请补充完整实验步骤:
①闭合开关S和S1,断开S2,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额;
②______,读出此时电压表示数为U;
③则小灯泡额定功率的表达式P额=______(用U额、R、U表示)。
19.(2022·云南丽江·统考二模)在“测量小灯泡的电阻”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。
(1)用笔划线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。_______
(2)为了顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用________。
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(3)连接电路时,开关应________,闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到________端。(选填“A”或“B”)
(4)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路故障只有一处,则故障原因是:_______。
(5)改正上述错误后,闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时,通过灯丝电流与电压的关系如图乙所示,小灯泡正常发光时的电阻是________Ω,小灯泡的额定功率是________W。
20.(2022·云南临沧·统考一模)如图甲所示是测量小灯泡电功率的实验装置,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小明连接好的实物电路图,老师检查后说电路中存在错误或不要之处,请你找出其中的两处:______;______;
(2)小明在改动最少导线的前提下改正实物电路后,闭合开关,发现小灯泡发出明亮的白光并很快熄灭,可能的原因是______;
(3)更换新的小灯泡后,小明正确进行实验操作,当电压表示数为1.5V时,小灯泡的亮度较暗,此时它的实际功率______(选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率,为了使小灯泡的亮度增大,应将滑动变阻器滑片向______(选填“左”或“右”)移动;
(4)继续进行实验,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,其值为______A,则小灯泡的额定功率为______W;
(5)完成实验后,小明进一步测量并描述出小灯泡的电流随电压变化的图象如图丙所示,观察发现图线不是一条直线,这说明______。
21.(2022·云南昭通·统考二模)如图所示的装置探究“电流产生的热量与什么因素有关”。
(1)两个密闭容器内的电阻丝发热的多少是通过 ___________来反映的,这种研究方法叫做 ___________;
(2)观察如图甲所示的装置,通电一段时间后 ___________(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量较多,这说明在其它条件相同时,电流产生的热量与 ___________有关;
(3)如图乙所示,两密闭瓶中的电阻一样大,在其中一个的外部并联一个阻值大小相同的电阻,则通过两瓶中电阻丝的电流 ___________(选填“相同”或“不同”);
(4)让装置冷却到初始状态,把乙图右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源,比较两瓶内电阻丝发热多少,此时该装置探究的是电流产生的热量跟 ___________的关系,一段时间后,电阻丝产生的热量 ___________(选填“左瓶”、“右瓶”或“一样”)多;
(5)同学们又设计了如图丙所示的实验装置来探究不同物质的吸热情况,电阻R1=R2,在A、B两容器中装有两种质量相同的不同液体,通电一段时间后,A容器中的温度计示数升高较多,则两容器中的液体的比热容大小为cA___________(选填“>”、“<”或“=”)cB。
22.(2022·云南红河·统考一模)在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”时,采用了如图所示的实验装置。
(1)两个透明的容器中密闭了 _______的空气,实验前要使两个U形管中的液面相平。由于电流产生的热量不易直接测量,通过观察 _______来比较通电后电热丝产生热量的多少,这种研究物理问题的方法叫做 _______法;
(2)图甲可探究电流产生的热量与 _______的关系;通电时间相同,发现B玻璃管内液面上升较高,可初步分析得出:_______;
(3)图乙中容器外接一个5Ω的电阻,是为了 _______;
(4)根据实验的结论分析:白炽灯工作时灯丝热得发红,而与灯泡串联的导线却不怎么发热,原因是 _______。
23.(2022·云南红河·统考二模)利用图甲所示的装置“探究物质温度变化与吸收热量的关系”。
(1)在两个相同的烧瓶中分别接入规格 ___________(选填“相同”或“不同”)的电热丝,且装入 ___________和 ___________都相同的水和煤油,并每隔相同的时间分别记录一次两种液体的温度;
(2)实验中加热了相同的时间时,水吸收的热量 ___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。通过比较 ___________来判断水和煤油的吸热能力的强弱。
四、计算题
24.(2022·云南·统考中考真题)如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,当S闭合,S1断开时,电流表的示数为0.2A;当S、S1都闭合时,电流表的示数为0.5A。求
(1)电源电压;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电流通过R2做的功。
25.(2022·云南曲靖·统考一模)交通安全要求广大司机“开车不喝酒,喝酒不开车”,酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪,其电路原理如图甲所示。电源电压为12V,是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图乙所示,为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”,即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1A,调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如下:
(1)求“调零”后变阻器接入电路的阻值;
(2)检测前工作10s消耗的电能;
(3)对某司机进行检测时,电流表示数为0.16A,依据信息窗资料,通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
26.(2022·云南玉溪·统考模拟预测)如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路,S1为自动控制开关,R1和R2均为电热丝,图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。求:
(1)低温挡工作时的功率;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)15min内R1消耗的电能。
27.(2022·云南昆明·云南省昆明市第十中学校考一模)如图所示,电源电压和小灯泡电阻不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器阻值变化范围为0~24Ω,R1的阻值为12Ω。当开关S1闭合,S2、S3都断开,滑动变阻器R2的滑片P滑到最左端时,电灯L正常发光。
求:(1)电源电压;
(2)小灯泡的电阻值;
(3)当开关S1闭合,S2、S3都断开,滑片P滑到最右端时,求滑动变阻器R2两端的电压;
(4)当开关S1、S2、S3都闭合,滑片P滑到最右端时,求:整个电路消耗的电功率。
28.(2022·云南临沧·统考一模)如图甲所示是一款新型热奶器,它有着高温挡消毒、中温挡加热和低温挡保温等功能,如图乙所示是其简易电路图,电源电压恒为10V,当装置处于高温挡或中温挡时开关S1始终闭合,高温挡和中温挡的功率分别为30W、20W。R1、R2和R3分别为加热电阻,电阻R3的规格为“45Ω,1A”,当R3只与一个定值电阻串联时,移动滑片还可以手动调节低温挡的功率。[c牛奶=2.5×103J/(kg ℃)]求:
(1)低温挡时通过电路的最小电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)若该热奶器消耗的电能全部用于加热牛奶,则正常加热3min能将100g初温为20℃的牛奶温度升高多少℃?(若牛奶的沸点为107℃)
29.(2022·云南丽江·统考二模)如图所示,电源电压为8V恒定不变,小灯泡L标有“6V 3W”的字样。当S1闭合,S2断开时,电流表示数为0.2A。(忽略温度对灯丝电阻的影响)试问:
(1)能同时闭合开关S1 、S2吗?为什么?
(2)求定值电阻R的阻值;
(3)当S1闭合,S2断开时,求小灯泡的实际功率。
30.(2022·云南昆明·统考一模)小褚同学设计了一个闪烁灯光电路,如图甲所示,开关闭合后,小灯会亮暗(微弱发光)交替发光。电源电压为4.5V且保持不变,R0为定值电阻,标有“4.5V 1.8W”字样的小灯微弱发光时的功率与R0的功率之比是1∶5,小灯的I-U图像如图乙所示,小灯两端电压随时间变化规律如图丙所示,电磁铁线圈、触点处和衔铁的电阻忽略不计,求:
(1)小灯发出亮光时的电阻;
(2)定值电阻R0的阻值;
(3)电路1min内消耗的电能。
31.(2022·云南文山·统考一模)如图甲所示是便携式挂烫机,图乙是它内部电路图。R1、R2都是加热电阻,加热时只有电阻R1工作,额定加热功率为1210W;保温时只有电阻R2工作,电阻R2=440Ω,便携式挂烫机的额定电压为220V。S为开关,可实现“加热”、“保温”或“断开”状态的转换。某次小虎断开其它用电器,只接通挂烫机且处于加热状态,来测量它的电功率,观察图丙所示的电能表的转盘在2min内转了100转。求:
(1)R1的阻值;
(2)挂烫机正常工作时,保温10s电路消耗的电能;
(3)小虎在使用挂烫机时,电路的实际电压。
32.(2022·云南红河·统考一模)空气净化消毒机的工作原理是将室内空气吸入并通过内部设备净化消毒后释放洁净空气。下表为某型号空气净化消毒机的部分参数。该机内部有一个探测电路,图甲为其简化后的电路图,电源电压为12V恒定,R0阻值为20Ω,R为气敏电阻,其阻值大小与有害气体浓度的关系如图乙所示。当电压感应装置探测到R两端的电压等于或小于9V时,净化消毒机即开始工作。求:
额定电压U(V) 频率f(HZ) 额定功率P(W) 每小时净化消毒空气的体积V0(m3/h)
220 50 110 120
(1)该空气净化消毒机正常工作时的电流;
(2)有害气体的浓度达到34%时,判断空气净化消毒机是否开始工作;
(3)正常工作时,将容积为60m3房间内的空气全部净化消毒需要消耗的电能。
33.(2022·云南·云南师范大学实验中学校考三模)如图所示电路,电源电压恒为6V,定值电阻R0阻值为20Ω,滑动变阻器R上标有“30Ω 1A”字样,灯泡L标有“3V 0.9W”字样(不考虑灯丝电阻的变化)。
(1)求灯泡L正常工作时的电阻和电流;
(2)当S1闭合、S2接b,灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为多少;
(3)滑动变阻器滑片保持(2)中位置不动,S1保持闭合,S2改接a,则通电1min,R0产生的热量为多少。
五、综合题
34.(2022·云南曲靖·统考二模)图甲是小明家的电饭锅及电路原理图,该电饭锅有高温和保温两档,由开关S进行调节。已知R0与R为电热丝,现将电饭锅接在220V的电源上,使用高温档工作时,电饭锅功率为1000W;使用保温档工作时,电饭锅功率为440W。【c水=4.2×103J(kg·℃)】
根据相关知识,回答下列问题:
(1)饭煮熟后,开关S将______(选填“闭合”或“断开”)
(2)电热丝R的阻值为多少?( )
(3)用此电饭锅高温档将质量为1kg,温度为25℃的水加热,使锅中水温升高60℃,需用时5min,求此加热过程中电饭锅的加热效率。( )
(4)如图乙所示,电能表上有一参数模糊不清,小明把家中其它用电器断开仅使用电饭锅,调至高温档烧水5min,电能表的转盘转了250转,则电能表上模糊的参数应该是多少?( )
35.(2022·云南丽江·统考二模)父亲节快到了,小和为爸爸买了一个电热足浴盆,如图所示。内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V,额定功率为500W。求:
(1)该电热足浴盆加热系统是利用_______工作的;
(2)小和帮爸爸泡脚前,向足浴盆中加入5kg,初温为20℃的水,加热系统的加热电阻正常工作15min,将水加热到40℃,则此加热过程中水吸收的热量是多少;[c水=4.2×103J/(kg ℃)]( )
(3)该电热足浴盆的加热效率。( )
参考答案:
1.B
【详解】从图中可以看,开关闭合后,根据电流的流法可知,这是一个串联电路,灯泡L和滑动变阻器R串联在电路中,电压表并联在灯泡L两端,电流表测串联电路的电流。
A.假设电流表的示数最大为0.6A,这时串联电路的电流是0.6A,流过灯泡L的电流是0.6A,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样,并且设灯丝电阻不变,根据电功率的推导式可知,灯泡L的电阻
灯泡L的电阻是5Ω;根据欧姆定律的变换式可知,灯泡L的电压
这时灯泡L的电压是3.0V,但是灯泡L标有“2.5V”字样,即额定电压是2.5V,这是最大电压,不能超过这个电压,那么灯泡L的电压不能是3.0V,假设不成立,电流表的示数最大不能为0.6A,故A错误;
B.假设滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω,由A解析可知,灯泡L的电阻是5Ω,电源电压恒为4.5V,电路中的电流
这时灯泡L的电压
这时灯泡L的电压是额定电压,灯泡安全工作,这也是滑动变阻器接入电路的最小电阻,不能再小,否则灯泡不能安全工作,故B正确;
C.根据电功率的推导式可知,灯泡L的电阻不变,当流过灯泡L的电流最小时,灯泡的电功率最小,即要求串联电路的电流最小,从图中可以看到,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路的电流最小,即
这时灯泡L的电压
灯泡不会出现安全问题,电压表也没有安全问题,电路的电流是0.18A,电流表也没有安全问题,没有超过滑动变阻器R的最大电流1A,电路是安全的,0.18A是电路的最小电流值,是允许存在的,不能再小了,灯泡L的电阻是5Ω,根据电功率的推导式可知,灯泡消耗的最小电功率
灯泡消耗的最小电功率是0.162W,不是0.12W,故C错误;
D.由B解析可知,滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω,这时电路的总电阻最小,电路的电流最大,大小是0.5A,电源电压恒为4.5V,根据电功率的公式可知,电路消耗的最大功率
电路消耗的最大功率是2.25W,不是2.7W,故D错误。
故选B。
2.D
【详解】A.电压表相当于断路,电流表等于导线,故此时电阻R1与滑动变阻器R2串联,故A错误;
B.电压表V1并联在电阻R1两端,故测量的是电阻R1的电压,故B错误;
C.若电压表的示数为1V,则电流为
根据,R2的功率为1.75W,电阻R2的阻值为
不符合R2的最大阻值为200Ω,故电压表的示数为5V,则此时的电流为
故C错误;
D.则此时电阻R2的阻值为
此时R2两端的电压为
则电源电压为
故D正确。
故选D。
3.D
【详解】由图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测灯泡L两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R两端的电压。
A.当滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据可知,当电源电压不变时,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故A正确,不符合题意;
B.电压表V2的示数与电流表A的示数之比等于滑动变阻器接入的电阻大小,由于滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入的电阻变小,所以电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小,故B正确,不符合题意;
C.由于滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入的电阻变小,根据正比分压可知,滑动变阻器R分得的电压变小,则灯泡L分得的电压变大,又由于灯丝电阻不变,所以根据可知,灯泡的功率变大,灯泡变亮,而电压表V1的示数与电流表A的示数乘积即为灯泡的功率,所以电压表V1的示数与电流表A的示数乘积增大,灯泡变亮,故C正确,不符合题意;
D.当滑片滑到最右端时,滑动变阻器接入阻值为零,所以电压表V2的示数为零,故D错误,符合题意。
故选D。
4.C
【详解】AB.如图甲所示,两电阻串联,结合图乙,当R=0时,可知此时电路中的最大电流为A=0.5A,可得出
U=I1R0=0.5A×R0
当R=18Ω时,可知此时电路中的电流为A=0.2A,可得出
U=I2(R+R0)=0.2×(18Ω+ R0)
由以上两式联立可得:R0=12Ω,U=6V,故AB错误;
C.因为R0=12Ω,U=6V,R的功率为
当R=12Ω时,P取最大值,为0.75W,故C正确;
D.根据P=I2R可知,电路中电流的最大值为0.5A,则R0的最大功率为
故D错误。
故选C。
5.B
【详解】AC.由乙图可知,当电压表示数为0时,电流达到最大为0.3A,此时只有电阻R0接入电路,所以电源电压为
①
当滑片移到a端时,R0和滑动变阻器全部电阻串联,电流最小,由乙图可知,最小电流为0.1A,此时电压表示数为6V,电源电压为
②
联立①②,解得U=9V,R0=30Ω,故AC错误;
B.当滑片移到a端时,R0和滑动变阻器全部电阻串联,电流最小为0.1A,此时定值电阻R0消耗的最小,最小功率为
故B正确;
D.滑片P在b端时,滑动变阻器接入阻值为0,此时只有电阻R0接入电路,电流达到最大为0.3A,10s内电路消耗的电能为
故D错误。
故选B 。
6.C
【详解】由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.R2的滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知断电路中的电流变大,根据串联电路的电压分配特点可知电压表示数变小,故A错误;
B.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象可知最大和最小电流分别为
I最小=0.2A,I最大=0.6A
由欧姆定律及串联电路的电压规律可得
U=I最小(R1+R2)=0.2A×(R1+60Ω) ①
U=I最大R1=0.6A×R1 ②
解①②得
R1=30Ω,U=18V
故B错误;
C.滑动变阻器R2消耗的功率为
当
R2=R1=30Ω
滑动变阻器R2消耗的功率最大,故C正确;
D.R1产生的热量
Q1=I最大2R1t= (0.6A)2×30Ω×60s=648J
故D错误。
故选C。
7.123.4
【详解】电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表,单位kW h,由图示知,电能表的读数为123.4kW h。
8. 6 1.5
【详解】[1]当开关S、S1均闭合,滑片P移至a端时,滑动变阻器全部接入电路和小灯泡并联,因为灯泡L正常发光,根据并联电路的电压规律可知,电源电压等于灯的额定电压等于6V。
[2]当开关S、S1均闭合,滑片P移至a端时,灯的电流为
灯的电阻为
滑动变阻器的最大电阻为
开关S闭合,S1断开,滑片P移至b端时,滑动变阻器全部接入电路和灯串联,此时灯的功率为
9. 1210 2.7
【详解】[1]一盏灯泡的电阻为
[2] 20盏“220V 40W”的普通照明灯泡照明5h,消耗的电能为
改用20盏“20V 13W”的LED灯,消耗的电能为
则一天可节约电能为
10. 18V 2∶9
【详解】[1]两灯泡的额定电流分别为
两灯泡的电阻分别为
因串联电路中各处的电流相等,所以,两灯串联时,电路中的最大电流I=I2=0.5A,因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以,电路两端允许加的最大电压
U=I(R1+R2))=0.5A×(12Ω+24Ω)=18V
[2]L1和L2串联时两灯泡的总功率
并联时两灯泡的总电阻
总功率
11. 0.05## 300##
【详解】[1]由图可知电流做功1 kW·h,电能表指示灯闪烁1600次。所以电能表指示灯闪烁80次,电流通过用电器做功为
[2] 用电器工作时间为
用电器的功率为
12. 12 3.6
【详解】[1]由电路图知道,R0与滑动变阻器串联,设电源电压为U,则
U=UR0+U滑
滑片在a位置时,滑动变阻器接入电路的电阻小,由欧姆定律知道,此时电路的电流较滑片在b位置时大,所以,此时电流为0.8A,功率为3.2W,滑动变阻器R两端的电压为
则电源电压
U=4V+0.8A×R0------①;
滑片在b位置时,功率为3.2W,电流为0.4A,此时滑动变阻器R两端的电压为
则电源电压
U=8V+0.4A×R0------②
由①②得
R0=10Ω
U=12V
[2]设滑动变阻器接入电路中的电阻为R时电路中的电流
滑动变阻器消耗的电功率
当R=R0=10Ω时,滑动变阻器的电功率最大,则
13. 36 3
【详解】[1]由 可得,两灯泡的额定电流分别为
由可得,两灯泡的电阻分别为
将小灯泡L1和L2串联起来,直接接到电压恒定的电源两端时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路的总电阻
[2]因串联电路中各处的电流相等,且恰好有一个小灯泡正常发光,而另一个小灯泡比正常发光时暗些,所以,电路中的电流
此时小灯泡L2正常发光,小灯泡L1不能正常发光,灯泡L1的实际功率
14. 较大 较多
【详解】[1]导体电阻的大小不仅跟材料有关,还与其长度和横截面积有关。在材料相同时,导体的横截面积越大、长度越短,电阻越小。对于材料相等、长度相等的标准导线和劣质导线,由于劣质导线横截面积减小,所以电阻较大。
[2]根据Q=I2Rt可知,在通有相同电流的情况下,相同时间内劣质导线由于电阻大,所以产生的热量较多。
15. 8 96
【详解】[1]当L和R串联在电压恒定的电源上时,L功率为0.3W,由P=UI可知,当UL=1V,IL=0.3A时,满足L的功率是0.3W,串联电路中各处的电流相等,所以R两端的电压是3V,电源电压
U=UL+UR=1V+3V=4V
R的阻值
当L和R并联在同一电源上时,通过R的电流
干路电流是0.9A,通过L的电流
0.9A-0.4A=0.5A
L阻值为
[2]R工作1min产生的热量
=96J
16. 热 3∶4
【详解】[1]当开关同时接触1、2触点时,两电阻出断路状态,电功率为零,水龙头出冷水。当开关同时接触2、3触点时,电路中只有R1接入电路,此时电路的电阻为R1。当开关同时接触3、4触点时,两电阻并联,根据并联电路中电阻并联的特点,此时电路中的电阻小于R1。根据可知,同时接触2、3触点时,电路中的电阻最大,在电压一定时电功率最小,处于保温状态,水龙头放出的是温水。当开关同时接触3、4触点时,电路中电阻最小,电功率最大处于加热状态,水龙头出热水。
[2]水龙头在温水档的电功率为
水龙头在热水档的电动率为
若R2=3R1,水龙头在温水档、热水档正常工作1min产生的热量之比为
17. B 将变阻器滑片向左移动,观察灯的发光情况 1.216 灯泡断路 B 2
【分析】(1)根据小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,由欧姆定律求出灯的电流确定电流表选用小量程,与灯串联,变阻器按一上一下接入电路中;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据求小灯泡的额定功率;灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
(4)由欧姆定律,求电压表的示数;比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向.
【详解】(1)小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为:,故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一上一下接入电路中,如下图所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处的B端.闭合开关,电压表和电流表都有示数,电流电路为通路,灯泡不亮则电路电流过小,说明电阻过大,接下来的操作是:将变阻器滑片向左移动,观察灯的发光情况;
(3)当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.32A,则小灯泡的额定功率为;经分析,在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数变为0,电压表示数接近6V,故障可能是灯泡断路;
(4)当电阻为10Ω时,电流表的示数为0.2A,由欧姆定律可知电压表的示数:;根据串联分压原理可知,将定值电阻R由10Ω改接成20Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V.
18. A 小灯泡断路 B 0.75 8.3 闭合开关S和S2, 断开S1, 滑片的位置保持不变
【详解】(1)[1]分析电路图可知,测量小灯泡额定功率的实验电路为简单的串联电路,滑动变阻器在电路中起到调节小灯泡两端电压的作用,由滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮可知,此时电路中的电流变大,由欧姆定律可知,电路中的总电阻变小,即滑动变阻器接入电路中的电阻在变小,所以根据滑动变阻器“一上一下”接线规则,下接线柱接在B点,电路图的连接如下
(2)[2] 为保证电路中各用电器安全使用,闭合开关前,滑动变阻器的滑片要置于最大阻值处,即A点。
[3] 闭合开关后,移动滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表示数接近6V。由小灯泡不亮以及电流表无示数可知,电路的故障类型为断路,又由电压表示数接近6V,近似等于电源电压可知,与电压表并联的小灯泡断路。
(3)[4]依题意得,小灯泡的额定电压为2.5V,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向右移动,使滑动变阻器接入电路中的电阻变小,使滑动变阻器分到的电压变小,使小灯泡的电压增大为2.5V。
(4)[5] 由I﹣U图像可知,当灯泡的电压为2.5V时,灯泡的电流为0.3A,灯泡的额定功率为
[6]由欧姆定律得,灯泡正常发光时的电阻为
(5)[7] [8]图丁中,开关S、S1闭合, S2断开,实验电路是串联电路,电压表测小灯泡两端的电压,调节变阻器的滑片使电压表示数为小灯泡的额定电压U额,然后闭合开关S、S2,断开S1,电压表测定值电阻及小灯泡的总电压,这个过程中滑片的位置保持不变,则小灯泡仍然正常发光。定值电阻R两端的电压
电路中的电流为
则小灯泡的额定电功率为
19. B 断开 A 灯泡断路 12.5 0.5
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约
所以,电流表选用小量程与灯串联,如下图
(2)[2]电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V,根据串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时,变阻器连入电路中的电阻
选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器B。
(3)[3]为了保护电路,连接电路时,开关应断开。
[4]闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处的A端。
(4)[5]经分析,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是灯泡断路。
(5)[6]图像知道,当电压为2.5V时,电流为0.2A,由知道
[7]由知道,额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
20. 电流从电流表的“+”接线柱流入,从电流表的“-”接线柱流出,图中电流表接线柱接反 电流表可选用0~0.6A的量程 闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有处于最大阻值处 小于 右 0.3 0.75 电阻丝温度越高电阻越大
【详解】(1)[1][2]使用电流表时,电流表需串联在电路中,电流从电流表的“+”接线柱流入,从电流表的“-”接线柱流出,图中电流表接线柱接反;流经小灯泡的电流较小,可选用0~0.6A的量程,图中电流表选择的是0~3A的量程,指针偏转角度小,不便于读数。
(2)[3]闭合开关,小灯泡发出耀眼的光,说明滑动变阻器接入电路中的阻值小,电路中的电流太大,产生的热量多,灯丝被烧断了;即故障原因为闭合开关前,滑动变阻器的滑片没有处于最大阻值处。
(3)[4]小灯泡额定电压为2.5V,电压表测量小灯泡电压,电压表示数为1.5V时说明此时小灯泡的实际电压为1.5V,小于额定电压,由可知此时的实际功率小于额定功率。
[5]由可知,为了使小灯泡亮度增大,需使小灯泡上电压增大,由串联分压,电压之比等于电阻之比可知此时需使滑动变阻器电压减小,使滑动变阻器接入电路中的阻值减小,故滑动变阻器滑片需向右移动。
(4)[6]乙图可知电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数可知电流表示数为0.3A。
[7]小灯泡额定电压U额=2.5V,额定电流I额=0.3A,可知小灯泡额定功率为
P=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
(5)[7]丙图可知小灯泡的电压和电流增大时即小灯泡的功率变大,此时电压与电流的比值变大,由可知此时小灯泡的电阻增大,因小灯泡利用了电流的热效应发光,功率变大时电阻丝温度升高,可知电阻丝温度越高,电阻越大。
21. U形管液面的高度差 转换法 右瓶 电阻 不同 电阻 左瓶 <
【详解】(1)[1][2]电流通过导体产生的热量不能直接观察,但可通过观察U形管液面的高度差来反映,这种研究物理的方法叫转换法。
(2)[3][4]如图甲所示阻值不同的电阻串联接入电路,根据串联电路电流特点可知通过两电阻的电流相同,故探究的是电流产生的热量跟电阻的关系,通电一段时间后,与右瓶相连的液柱更高,所以右瓶内的电阻丝产生的热量较多,可得出结论:在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流产生的热量越多。
(3)[5]如图乙的装置中,右边两个5Ω的电阻并联后再与左边5Ω的电阻串联;根据串联电路的电流特点可知,右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点可知I右=I内+I外,比较可知I左>I内,两瓶中的电阻值相等(均为5Ω),通电时间相等,电流不同。
(4)[6]让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,右瓶中两根电阻丝对瓶内空气进行加热,根据并联电路的电阻规律可得,右瓶中两根5Ω电阻丝并联的总电阻为
小于左边R左=5Ω,即R左>R右,两瓶内电阻丝的总电阻不相等,通电时间相等,电流相等,故探究的是电流产生的热量跟电阻的关系。
[7]通电一段时间后,由于电流相同(即I右=I左)、通电时间相同、R左>R右,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内的电阻丝产生的热量多。
(5)[8]探究不同物质的吸热情况的实验,A、B两烧瓶中电阻丝的阻值相同,即R甲=R乙,两电阻串联通过的电流相同,根据焦耳定律Q=I2Rt,则相同时间内两电阻丝上产生的热量相同;在A、B两容器中装有两种质量相同的不同液体,A容器中的温度计示数升高较多,由可得
则A容器液体的比热容小于B容器液体的比热容。
22. 质量相等 U形管内的液面高度差 转换 电阻大小 见解析 使通过容器中两个电阻的电流不同 见解析
【详解】(1)[1][2][3]两个透明的容器中密闭质量相等的空气,气体吸热越多,气体膨胀程度越大,U形管内的液面高度差越大,所以通过观察U形管内的液面高度差来比较通电后电热丝产生热量的多少,用到转换法。
(2)[4][5]图甲实验中,两个电阻串联,通过两容器中电阻的电流和通电时间相同,电阻不相同,探究电流产生的热量与电阻的大小的关系,通电时间相同,发现B玻璃管内液面上升较高,右侧容器内电阻丝的电阻较大,可以得到电流和通电时间相同,电阻越大,产生的热量越多。
(3)[6]在乙电路其中一个容器的外部,将一个5Ω电阻和这个容器内的电阻并联,再接入原电路,由串并联电路电流的规律可知通过两个容器内电阻的电流不同,可以探究电流产生的热量与电流大小的关系。
(4)[7]白炽灯与导线串联,通过它们的电流和通电时间相同,但白炽灯的电阻大,故产生的热量较多。
23. 相同 质量 初温 等于 升高的温度
【详解】(1)[1]探究水和煤油的吸热情况,需要控制加热源完全相同,即相同时间内两电热丝放出的热量相同,根据Q=I2Rt可知,电阻丝的阻值、通过电阻丝的电流相同,这样可以保证相同时间内两电热丝放出热量相同。
[2][3]根据比较吸热能力的两种方法,在该实验中要控制不同物质的质量相同,故在两个完全相同的烧瓶中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
(2)[4]用相同的装置,在相同的时间内放出的热量相同,被加热物质吸收的热量相同,所以加热相同的时间,水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
[5]当加热相同时间,即吸收相同热量时,我们可以通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。
24.(1)6V;(2);(3)108J
【详解】解:(1)当S闭合,S1断开时,只有R1接入电路,此时电流表的示数为0.2A,电源电压为
(2)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,电流表测量电路总电流,电流表的示数为0.5A,则通过R2的电流为
则R2的阻值为
(3)当S、S1都闭合时,R1与R2并联,通电1min电流通过R2做的功为
答:(1)电源电压为6V;
(2)R2的阻值为;
(3)S、S1都闭合时,通电1min电流通过R2做的功为108J。
25.(1)20Ω;(2)2J;(3)酒驾
【详解】解:(1)由甲图可知,两电阻串联,电流表测电流,当气体中的酒精浓度为0时,R1=100Ω,此时电路中的电流0.1A,根据串联电路电压的规律及欧姆定律,“调零”后变阻器接入电路的阻值
(2)检测前工作10s消耗的电能
(3)此时气敏电阻阻值为
由图可知,此时呼气酒精浓度为12×10-3mg/100mL,则血液酒精浓度为
M=12×10-3mg/100mL×2200=26.4mg/100mL
由表格可知属于酒驾。
答:(1)“调零”后变阻器接入电路的阻值20Ω;
(2)检测前工作10s消耗的电能2J;
(3)酒驾。
26.(1)1320W;(2)55Ω;(3)0.33kW·h
【详解】(1)由图可知,闭合开关S,只有R1的简单电路,电路中的电阻较大,由P=可知电功率较小,处于低温挡,当S和S1闭合时,两个电阻并联,电路中的总电阻较小,由P=可知电功率较大,处于高温挡,由P=UI可知,电压不变,低温挡时,通过电路的电流较小,由图乙可知,低温挡时的电流是6A,低温挡工作时的功率
P低=UI低=220V×6A=1320W
(2)由图乙可知,低温挡时只有R1的简单电路,低温挡时的电流是6A,通过R1的电流是6A,高温挡时的总电流是10A,高温挡两个电阻并联,由并联电路的特点可知通过R1的电流不变,由并联电路电流的规律可知通过R2的电流
I2=I-I1=10A-6A=4A
电热丝R2的阻值
R2==55Ω
(3)15min内R1消耗的电能
W1=UI1t=220V×6A×15×60s=1.188×106J=0.33kW·h
答:(1)低温挡工作时的功率是1320W;
(2)电热丝R2的阻值是55Ω;
(3)15min内R1消耗的电能是0.33kW·h。
27.(1)6V;(2)12Ω;(3)4V;(4)4.5W
【详解】解:(1)当开关S1闭合,S2、S3都断开,滑动变阻器R2的滑片P滑到最左端时,只有灯泡LL接入,电灯L正常发光,说明灯泡的电压为6V,故电源电压为6V。
(2)小灯泡的电阻值为
(3)当开关S1闭合,S2、S3都断开,滑片P滑到最右端时,滑动变阻器全部接入,滑动变阻器与灯泡串联,则电路中的总电阻为
电路中的电流为
滑动变阻器R2两端的电压
(4)当开关S1、S2、S3都闭合,滑片P滑到最右端时,灯泡被短路,滑动变阻器全部接入,滑动变阻器与电阻R1并联,滑动变阻器的功率为
电阻R1的功率为
整个电路消耗的电功率
答:(1)电源电压为6V;
(2)小灯泡的电阻值为12Ω;
(3)当开关S1闭合,S2、S3都断开,滑片P滑到最右端时,滑动变阻器R2两端的电压为4V;
(4)整个电路消耗的电功率为4.5W。
28.(1)0.2A;(2)10Ω;(3)14.4℃
【详解】解:由图知道,当S、S1、S2都闭合时,电阻R1和R2并联,电阻最小,由知道,功率最大,此时处于高温挡;当S、S1闭合、S2断开时,只有电阻R1工作,电阻较大,由知道,此时处于中温挡;当S闭合、S1、S2都断开时,电阻R1和R3串联,电阻最大,由知道,功率最小,此时处于低温挡。
(1)由于当S、S1闭合、S2断开时,只有电阻R1工作,处于中温挡,由知道,电阻R1的阻值
由以上分析知道,低温挡时,S闭合、S1、S2都断开,电阻R1和R3串联,所以,当滑动变阻器接入最大阻值时,电路电流最小,此时电流大小是
(2)由于当S、S1、S2都闭合时,电阻R1和R2并联,处于高温挡,由知道,此时功率
代入数据解得。
(3)正常加热3min,消耗的电能
由知道,升高的温度是
答:(1)低温挡时通过电路的最小电流是0.2A;
(2)电阻R2的阻值是10Ω;
(3)牛奶温度升高14.4℃。
29.(1)见详解;(2)28Ω;(3)0.48W
【详解】解:(1)如果同时闭合开关S1 、S2,电阻R短路,电路中只有小灯泡,小灯泡两端的电压等于电源电压8V,大于小灯泡的额定电压6V,会损坏小灯泡,所以不能。
(2)小灯泡L标有“6V 3W”的字样,小灯泡的电阻为
当S1闭合,S2断开时,电路中R与小灯泡串联,电流表示数为0.2A,总电阻为
则R的阻值为
R= R总- RL = 40Ω-12Ω =28Ω
(3)当S1闭合,S2断开时,小灯泡的功率为
答:(1)不能能同时闭合开关S1 、S2;小灯泡两端的电压等于电源电压8V,大于小灯泡的额定电压6V,会损坏小灯泡;
(2)求定值电阻R的阻值28Ω;
(3)当S1闭合,S2断开时,求小灯泡的实际功率为0.48W。
30.(1)11.25Ω;(2)46.875Ω;(3)64.8J
【详解】解:(1)小灯发出亮光时的电阻
(2)灯泡与R0串联接入电路中,因串联电路中各处的电流相等,所以,灯泡的功率与定值电阻R0的功率之比
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U=U′L+U0=U′L+5UL=6UL=4.5V
解得
U′L =0.75V
U0=5UL=5×0.75V=3.75V
由表格数据可知,当U′L=0.75V时,通过灯泡的电流I′L=0.08A,R0的阻值
(3)由图丙可知,1min内,灯泡亮、暗发光时间分别为t1=30s,t2=30s,消耗电能分别为
W1=Pt1=1.8W×30s=54J
W2=U′LI′Lt2=0.75V×0.08A×30s=1.8J
灯泡消耗的总电能
WL=W1+W2=54J+1.8J=55.8J
灯泡发光时,R0不工作,灯泡较暗时,R0消耗的电能
W0=U0I′Lt=3.75V×0.08A×30s=9J
电路消耗总电能
W=WL+W0=55.8J+9J=64.8J
答:(1)小灯发出亮光时的电阻是11.25Ω;
(2)定值电阻R0的阻值是46.875Ω;
(3)电路1min内消耗的电能是64.8J。
31.(1)40Ω;(2)1100J;(3)200V
【详解】解:(1)加热时只有电阻R1工作,额定加热功率为1210W。由可得,R1的阻值为
(2)保温时只有电阻R2工作,电阻R2=440Ω,便携式挂烫机的额定电压为220V。则保温时的功率为
保温10s电路消耗的电能为
W=P保t=110W×10s=1100J
(3)电能表的转盘在2min内转了100转,实际消耗的电能为
实际电功率为
由可得,电路的实际电压为
答:(1)R1的阻值是40Ω;
(2)挂烫机正常工作时,保温10s电路消耗的电能为1100J;
(3)小虎在使用挂烫机时,电路的实际电压是200V。
32.(1)0.5A;(2)空气净化消毒机开始工作;(3)1.98×105J
【详解】解:(1)根据电路图可知,定值电阻与气敏电阻串联,电压感应装置并联在气敏电阻两端;由表中数据可知,空气净化消毒机的额定电压U=220V,额定功率为P=110W,该净化消毒机正常工作时的电流
(2)由图乙可知,有害气体的浓度达到34%时,R的阻值是20Ω,电路中的电流
R两端的电压
UR=I′R=0.3A×20Ω=6V<9V
净化消毒机开始工作。
(3)已知小时净化消毒空气的体积V0=120m3,正常工作时,将容积为60m3房间内的空气全全部净化消毒完,所用的时间为
该净化消毒机消耗的电能
W=Pt=110W×0.5×3600s=1.98×105J
答:(1)该空气净化消毒机正常工作时的电流是0.5A;
(2)有害气体的浓度达到34%时,空气净化消毒机开始工作;
(3)正常工作时,将容积为60m3房间内的空气全部净化消毒需要消耗的电能是1.98×105J。
33.(1)10Ω,0.3A;(2)10Ω;(3)48J
【详解】解:(1)由P=UI可知,灯泡正常工作时的电流
灯泡正常工作时的电阻
(2)当S1闭合、S2接b时,灯泡L与滑动变阻器串联,当灯泡正常发光时可知,电路中的电流
I=IL=0.3A
由欧姆定律可知,电路中的总电阻
由串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的阻值
RP=R﹣RL=20Ω﹣10Ω=10Ω
(3)S1保持闭合,S2改接a时,滑动变阻器和R0串联,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻
R′=RP+R0=10Ω+20Ω=30Ω
此时电路中的总电流
根据串联电路的电流特点可知,通过R0的电流
I0=I′=0.2A
通电1min,R0产生的热量
Q=I02R0t=(0.2A)2×20Ω×60s=48J
答:(1)灯泡L正常工作时的电阻为10Ω;正常工作时的电流为0.3A;
(2)当S1闭合、S2接b,灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω;
(3)滑动变阻器滑片保持(2)中位置不动,S1保持闭合,S2改接a,则通电1min,R0产生的热量为48J。
34. 断开 61.6Ω 84% 3000r/(kW·h)
【详解】(1)[1]饭煮熟后,处于保温状态,开关S断开,两个电阻串联,电路的总电阻最大,由可知电路的总功率最小,处于保温状态。
(2)[2]开关S闭合,只有R0的简单电路,电路的电阻最小,由可知电路的总功率最大,处于加热状态,电路的总电阻
R0的阻值
电热丝R的阻值为
R=R-R0=110Ω-48.4Ω=61.6Ω
(3)[3]水吸收的热量
Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×60℃=2.52×105J
电饭锅消耗的电能
W=Pt=1000W×5×60s=3×105J
加热过程中电饭锅的效率
=84%
(4)[4]高温档烧水5min消耗的电能
W1=Pt1=1kW×=kW·h
电能表的转盘转了250转,电能表上模糊的参数
35. 电流的热效应 4.2×105J 93.33%
【详解】(1)[1]电流通过导体时,将电能转化为内能的这种现象称为电流的热效应。电热足浴盆加热系统是利用电流的热效应工作的。
(2)[2]加热过程中水吸收的热量
(3)加热系统的加热电阻正常工作15min ,消耗的电能
该电热足浴盆的加热效率
