2023年江苏省中考物理一轮复习18 电功率 练习题
展开一、单选题
1.(2022·江苏南京·统考模拟预测)关于下列几个图形,说法正确的是( )
A.图甲中装置内的空气被压缩时内能减小
B.图乙中家用电能表是一种测量电功率的仪表
C.图丙中验电器的金属箔张开是由于同种电荷相互排斥
D.图丁中内燃机在做功冲程中将机械能转化为内能
2.(2022·江苏扬州·统考一模)小明家电能表上个月底的示数为,这个月底的示数如图所示,由图可知( )
A.他家本月用电是362.6 kW·h
B.本月他家电能表的转盘转了6×104圈
C.他家电能表正常工作时的电流为10 A
D.他家本月用电3.6×106 J
3.(2022·江苏苏州·统考中考真题)图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5VB.R的最大阻值为20Ω
C.R=10Ω时,其功率最大D.R=15Ω时,电路消耗的功率为1.8W
4.(2022·江苏淮安·统考中考真题)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P,由最右端移到最左端,得到两电表示数的U-I图像。有关说法正确的是( )
A.电源电压为4VB.R1的阻值30Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值20ΩD.电路总功率最大值1.2W
5.(2022·江苏泰州·统考模拟预测)智能手机耗电达到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是( )
A.降低了电池的输出电压B.减小了电池的输出电流
C.减小了电子线路的电阻D.增大了电池的输出功率
6.(2022·江苏宿迁·统考中考真题)如图所示电路,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”,定值电阻R0的规格为“10Ω 0.5A”。为了保证电路安全,闭合开关后在滑动变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是( )
A.变阻器R接入电路阻值变化范围为2Ω~20Ω
B.电流表示数允许变化范围是0.2A~0.5A
C.电路消耗的最小电功率为1.2W
D.电阻R0消耗的最小电功率为0.9W
7.(2022·江苏淮安·统考中考真题)如图所示,闭合开关S1,电灯L1、L2都能发光。再闭合开关S2,观察到灯泡的发光情况是( )
A.L1、L2都变亮B.L1变亮、L2不亮
C.L1、L2都变暗D.L1不亮、L2变亮
8.(2022·江苏南京·统考二模)甲、乙、丙图分别是“探究不同物质吸热升温的现象”、“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”和“探究电阻对电流产生热量多少的影响”的实验装置。对比三个实验有以下判断,其中正确的是( )
(1)甲乙丙中被加热物质的质量都要相同
(2)甲乙丙中除了图中的器材,还都要用到的测量工具是天平和秒表
(3)把丙图中的一个烧瓶里的液体换成等质量的另一种液体,就可以完成图甲实验
(4)乙丙实验中都是通过温度计升高的示数来比较放热多少
A.(1)(2)B.(2)(3)C.(1)(4)D.(3)(4)
9.(2022·江苏南京·统考一模)如图所示,甲、乙是两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有等质量的液体(液体未画出),电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的液体中,温度计显示液体的温度,下列说法正确的是( )
A.若要探究电阻大小对电热的影响,则应在甲、乙两瓶中都装入煤油,且R甲≠R乙
B.若要探究电阻大小对电热的影响,电流产生的热量可通过加热时间来反映
C.若要比较水和煤油的比热容大小,则应在甲、乙两瓶中分别装入水和煤油,且R甲
10.(2022·江苏扬州·统考一模)如图乙所示,将锡纸条的中间剪掉一些,已知ab、bc、cd长度相等,如图甲所示,将锡纸条接在电池两极,很快锡纸条开始冒烟、着火。关于该实验现象的分析错误的是( )
A.ab段的电阻大于bc段的电阻B.bc段产生的热量大于cd段
C.先冒烟的是ab段D.ab段的电流小于bc段的电流
二、多选题
11.(2022·江苏扬州·统考中考真题)测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数。如图所示,为定值电阻,R是光敏电阻,电源电压为3V。闭合开关S,无人通过时,电压表示数为2.5V,有人通过时,挡住入射到光敏电阻上的光,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,装置计数一次。下列说法正确的是( )
A.有人通过,的电流变小B.有人通过,电路总功率变小
C.无人通过,R的阻值为25ΩD.无人通过,的功率为0.2W
三、填空题
12.(2022·江苏扬州·统考一模)在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作2min,家中如图所示的电能表的转盘转了175r,热水器的实际功率为___________W;若不计能量损失,这段时间内热水器中50L的水可升温___________℃。由于热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要___________(选填“粗”或“细”)。[已知ρ水=1.0×103kg/m3, c水=4.2×103J/(kg•℃)]
13.(2022·江苏南京·统考一模)如图所示电路,电源电压恒定,R1=20Ω,R2=10Ω,当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A,电路工作10s消耗电能______J;当S1、S3闭合,S2断开时,电流表示为______A;为了保证电路安全,绝对不允许同时闭合开关______。
14.(2022·江苏镇江·统考二模)小明发现家中电能表(如图)的指示灯在半小时内闪烁了3200次,则他家中用电器实际消耗的电能为___________kW·h,实际功率为___________kW;若该电能表长时间正常工作,则小明家中最多还能接入额定功率为___________W的用电器。
15.(2022·江苏南京·统考一模)生活垃圾高温燃烧放出的热量可用于发电。若某生活垃圾的热值为0.7×107J/kg,完全燃烧1t该垃圾可以释放出的热量为_______J,这些热量的30%被25t初温为25℃的水吸收,则水温将升高_______℃。若某发电厂焚烧1t这种垃圾可以输出350度的电能,则此次发电的效率为___________%[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
16.(2022·江苏南京·统考三模)电磁炉以其高效、节能、卫生、安全成为新一代智能灶具。一只1500W的电磁炉正常工作时,在1个标准大气压下将1kg的水从20℃加热到刚沸腾时,需要4min。
(1)水沸腾时可以发现壶嘴喷出大量“白汽”,“白汽”产生属于_______(填物态变化名称);
(2)水从20℃加热到刚沸腾时吸收的热量是_______J,该过程电流做功_______J。
17.(2022·江苏泰州·统考二模)我国民航规定强调:严禁在托运行李中携带充电宝;严禁携带无标注充电宝带上飞机;严禁携带额定能量超过160Wh的充电宝。小明某次外出旅行,在候机大厅给充电宝充电,此过程是将 ___________能转化为 ___________能,他携带的充电宝标定电压是4V,标定电量不得超过 ___________mAh方可登机。
18.(2022·江苏苏州·统考中考真题)某型号的电水壶有加热和保温两个挡位,其电路如图所示。当S闭合,S1断开时,电水壶处于___________挡,加热和保温的功率分别为1200W和44W。用它把质量为1kg、初温为20℃的水加热到100℃,用时400s,则水吸收的热量是___________J,此过程中电水壶的效率=___________%。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
19.(2022·江苏淮安·统考中考真题)如图所示,汽车用USB 便携充电设备,有 A、B 两个充电接口,额定输出电压均为 5V,输出电流分别为 2.1A 和 1.0A,要快速给标配的手机充电,应选用______(选填“A”或“B”)接口,此接口的额定输出功率为______W。
20.(2022·江苏淮安·统考中考真题)如图所示,一台家用电器单独接进家庭电路工作 10min,电能表的表盘旋转 120r。这段时间用电器消耗的电能为______kW·h,用电器的实际功率是______W。
21.(2022·江苏泰州·统考中考真题)小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理,所用电源电压恒为6V,灯泡L标有“4.8V 0.3A”字样,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,当观察到______时,可知灯泡正常发光,此时灯泡的实际功率为______W,通电lmin滑动变阻器产生的热量为______J。
22.(2022·江苏扬州·统考中考真题)如图1所示,将阻值为R0=5Ω,R1=10Ω,R2=15Ω的3段电阻丝分别浸没在质量和初温均相同的煤油中,可以通过比较___________来比较电阻丝产生热量的多少。按图2连接电路,将S置于1,通电1分钟,A、B两温度计示数分别升高和,R1的功率为P1,则___________(选填“>”、“<”或“=”,下同)。断开S,待煤油温度降到初温,将S置于2,通电1分钟,A温度计示数升高,R2的功率为P2,则___________,P1___________ P2。
四、实验题
23.(2022·江苏南京·统考模拟预测)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,实验器材有∶两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡,滑动变阻器、开关,导线若干,实物电路如图甲所示。
(1)甲图中有一根导线连接错误,在导线上画“×”并在图上改正(所画的导线不能交叉)。( )
(2)改正错误后进行实验,根据实验数据描出的小灯泡的I-U图像如图乙所示,则小灯泡额定功率是___W;
(3)仅用该实验装置中的器材,以下探究活动不能够完成的是____
A.测量小灯泡的电阻 B.探究串联电路电流的特点
C.探究串联电路电压的特点 D.探究电流与电压的关系
(4)完成上面实验后,小明又设计如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额,求小灯泡L2的额定功率。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R1,滑动变阻器R2的最大阻值为R2)
①只闭合开关S和S2,移动R1滑片,使电流表示数为I额。
②只闭合开管S和S1,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额。保持滑动变阻器R2的滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2,则小灯泡额定功率的表达式P额=_____。(用I额、I1、I2、R1、R2中的字母表示)
24.(2022·江苏无锡·统考中考真题)用图甲所示的电路测量小灯泡的功率,器材有:电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 1.5A)、额定电压为2.5V的小灯泡各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,需要检查电流表、电压表的指针是否____________,并“将滑动变阻器的滑片P移至____________(选填“A”或“B”端);
(2)接通电源,闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡均不发光,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转,说明电压表与电源之间的电路连接是____________,若电路中只有一处故障,则可能是____________;
(3)排除故障后,重新开始实验,电源电压保持不变,闭合开关,电压表示数为0.5V,电流表示数为0.12A;移动滑片P,当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,为____________A,则小灯泡的额定功率为____________W,此时滑动变阻器消耗的功率____________W。
25.(2022·江苏镇江·统考中考真题)某小灯泡的额定电压为2.5V,图1是测量该灯泡额定功率的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线,将电压表正确接入电路;( )
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最 ___________端(选填“左”或“右”);
(3)当电压表示数调至2.5V时,电流表示数如图2所示,小灯泡的额定功率为 ___________W;
(4)用图3所示电路来测量另一只额定电压为4V的小灯泡的额定功率;
①仅闭合S1,调节滑动变阻器R2滑片至某一位置,使电压表示数为4V;
②在保持 ___________的情况下,仅闭合S2,调节电阻箱R1使电压表示数为 ___________V,此时R1接入电路的阻值为20Ω;
③该小灯泡的额定功率为 ___________W。
26.(2022·江苏无锡·统考二模)在“测小灯泡电功率实验”中,小灯泡L1额定电压为2.5V。
(1)图甲是小明测定小灯泡L1额定功率的实物电路图,请你用笔画线代替导线帮他补充完整,要求:滑动变阻器的滑片P向左移时,灯泡发光变暗;______
(2)闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表示数为1.5V。若使小灯泡L1正常发光,应将移动滑片向 ______(选填“A”或“B”)端移动。当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为 ______W;
(3)仅用该实验装置中的器材,以下探究活动能够完成是 ______。
A.测量小灯泡的电阻
B.探究串联电路电流的特点
C.探究串联电路电压的特点
(4)为测量额定电流为I0的小灯泡L2的额定功率,小明又设计了如图丙所示的电路,电源电压U电不变,实验步骤如下:
①闭合开关 ______(选填“S1”或“S1、S2”),移动滑动变阻器的滑片,使 ______;
②再 ______(选填“闭合”或“断开”)开关S2,保持滑动变阻器滑片的位置不变,读出电流表的示数I;
③小灯泡L2额定功率的表达式为P额=______。(用U电、I0、I表示)
27.(2022·江苏盐城·统考一模)小华用图甲电路测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率。
(1)请用笔画线代替导线将甲图的电路连接完整,使滑片向左移动时灯泡变亮;( )
(2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡没有发光,但电流表有示数,接下来应进行的操作是___________;
(3)测量过程中,滑片在某一位置时,电压表的示数为2V,为测量灯泡的额定功率,应缓慢将滑片P向___________(左/右)移动,直至电压表示数为___________V,此时电流表示数如图乙所示,灯泡的额定功率为___________W;
(4)小华根据实验数据画出小灯泡U-I关系图像如图丙实线所示,结合图像可知,当小灯泡两端电压为2V时,实际功率范围是___________;
A.P<0.32W B.0.32W
0.5W
(5)实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压U与通过它的电流I关系进行了探究,根据实验数据也画出了U-I图像。你认为正确的是图丙中的虚线___________(①/②/③)。
28.(2022·江苏南京·统考二模)有一个标有“2.5V”字样的小灯泡L1(阻值约为10Ω)和一个阻值未知的定值电阻Rx,要求测出小灯泡L1的额定功率和Rx的阻值,电源电压恒定。
(1)如图甲是小明用伏安法测量小灯泡L1额定功率的实物图;
①图甲中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”(表示不要),并重新画一根正确连接的导线_______;
②改正电路后,正确操作,当电压表示数是2.5V,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_______W;
(2)小红利用图丙所示电路测出了Rx的阻值,已知灯泡L2的额定电压为UL、额定功率为PL,R0为电阻箱,请在空白处填上适当内容;
①将Rx接入图丙虚线框_______位置中,另一虚线框中接入导线,R0调至适当阻值后,闭合开关S1;
②将开关S2接“1”接线柱,仅调节滑动变阻器R的滑片P,直至电流表的示数I=_______(用已知量或测量量的符号表示),读出电阻箱的示数为R1;
③将开关S2接“2”接线柱,仅调节_______,可使电流表的示数仍与上一次相同,读出此时电阻箱的示数为R2;
④则Rx=_______;(用已知量或测量量的符号表示)
⑤若实际测量过程中,步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,则所测电阻Rx将比真实值偏_______。
29.(2022·江苏无锡·统考中考真题)用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素,三个相同的锥形瓶内均装有质量相等的煤油,电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中,其中R1=R3=6Ω、R2=3Ω。闭合开关前,记录下煤油的初温度t0;接通电源,同时闭合开关S1、S2,记录下电流I,通电相同时间,记录下煤油的末温度,结果如表所示,则R1、R2所在锥形瓶中的煤油升温所吸收的热量之比为_________ 比较①③可知,导体产生的热量与____________有关;比较____________(选填序号)可知,导体产生的热量与电阻有关,若要探究导体产生的热量与通电时间的关系,应进行的探究是:____________。
30.(2022·江苏扬州·统考一模)根据如图甲、乙、丙、丁、戊所示的五个探究实验装置图回答以下问题:
(1)甲、乙是小杨在常温下分别探究“冰和蜡烛熔化特点”的实验装置。两装置中采用“水浴法”加热的优点是_______;甲装置不用酒精灯加热优点是_______;实验中,热只能自发地由酒精灯的火焰传递给水,却不会反过来传递,说明能量的转移具有_______性;
(2)丙图是小刘完成“探究物质吸热升温的属性”实验装置。实验中,沙子升温比水快,说明_______的比热容大。关于该实验的变量控制包括:采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小,与烧杯底的距离,相同的烧杯)、_______相同;
(3)丁图是小张完成“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验装置。实验前左边装置中烧杯里水质量为200g,燃烧皿里酒精质量为4g,则实验前右边装置中燃烧皿里碎纸片质量为_______g。若酒精完全燃烧放出的热量有30%被水吸收,烧杯中水的温度升高了30℃,酒精的热值为_______J/kg;[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(4)图戊是小王完成“探究影响电流热效应的因素”实验装置。小王是准备探究电流通过导体产生的热量多少与_______的关系;
(5)在丙、丁、戊三个实验中,通过比较温度计升高的示数来比较被加热物体吸热多少的实验有_______个。
五、计算题
31.(2022·江苏镇江·统考模拟预测)电动汽车是绿色环保型交通工具,它的特征是效率高、噪声小、无废气排放、无油污。如图所示是淮安市某景区电动观光车,该车技术参数如表所示。
(1)观光车静止在水平地面上,空载时对地面的压强是多大?(g取10N/kg)
(2)观光车的电动机以额定功率工作0.5h,消耗多少电能?
(3)在题(2)条件下,观光车受到牵引力为320N,运动路程为18km。在该过程中牵引力做多少功?电能转化为机械能的效率是多少?
32.(2022·江苏扬州·统考一模)如图甲所示,是一个检测空气质量指数的检测电路。其中 R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示,已知电源电压6V保持不变, R0=2.5Ω,当闭合开关S后,电压表示数为2V时,求:
(1)通过R0的电流;
(1)1min内 R0消耗的电能;
(2)此时的空气质量指数。
33.(2022·江苏泰州·统考一模)如图是某电蒸锅的内部简化电路图,R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为484Ω,加热档功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2 kg的水加热使其温度升高75℃,需要的时间为375s,已知c水=4.2×103J/(kg•℃)。
求:(1)保温档的功率;
(2)电阻R2的阻值;
(3)电蒸锅的加热效率。
34.(2022·江苏苏州·统考中考真题)在如图甲所示的电路中,电源电压不变,R的阻值为8Ω,灯泡L的电流随电压变化的关系如图乙所示。闭合开关,灯泡L两端的电压为8V。求:
(1)电源电压;
(2)将图甲中的R换成和L一样的灯泡,10s内一个灯泡消耗的电能;
(3)将图甲中R和L由串联改为并联,整个电路的电功率。
35.(2022·江苏连云港·统考中考真题)在一次综合实践活动中,小明制作了一个简单的保温箱,其工作原理如图所示。热敏电阻、定值电阻和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,当箱内温度达到100℃时,电磁铁吸合衔铁,使触点A脱开触点改与触点接触,当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁,触点A再次与触点接触。当触点A先后与触点、接触时,电流表的示数分别为和。求:
(1)电阻和的阻值;
(2)保温箱加热时工作电路的功率;
(3)保温箱保温工作电路消耗的电能。
36.(2022·江苏苏州·统考二模)下表为一台四挡位电热水器的铭牌(从Ⅰ挡到Ⅳ挡,额定功率逐渐增大,且有一项内容模糊不清),电热水器内部简化电路如图所示,R1、R2和R3均为电热丝,R1
(2)Ⅳ挡正常工作时的额定电流;
(3)R2的阻值。
六、综合题
37.(2022·江苏徐州·统考一模)阅读短文,回答文后问题:
热泵
目前,全世界的能源消耗正逐年大幅度增长。按照现在的能源消耗速度,地球上的不可再生能源在不久的将来将被消耗殆尽。依靠科技进步提高能源利用率已成为我国实现可持续发展的当务之急。热泵就是一种高效利用能源的装置,一般按热源种类不同分为:空气源热泵,水源热泵,地源热泵等。
如图所示是常用的压缩式热泵,在蒸发器中的液体工作物质(简称工质)从低温热源吸取热量,蒸发为低压蒸气,通过压缩机进入冷凝器中,把热量传给高温热源,冷凝成液体;随后通过节能阀膨胀后又成为液态工质进入蒸发器,不断循环往复。压缩机对工质做功W,工质在高温热源放出热量Q1,从低温热源吸取热量Q2。制冷系数,制热系数、若ε热=5,即热泵消耗1kW·h电能可以得到5kW·h的热量。由于热泵既可制冷,又能制热,因而将热泵同时用于工业生产中降温与烘干等处时,热泵的综合效能比单一工作状态时更高,进一步提高了能源的有效利用率,达到节能的目的。
(1)热泵内的工质在冷凝器中通过________的方式改变水的内能(填“做功”或“热传递”);
(2)如果电炉工作时,将电能全部转化为水吸收的热量。则将500kg、15℃的冷水加热到55℃,电炉消耗的电能为________J;
(3)若使用某型号家用热泵,压缩机功率为300W,24h的供热数量与题(2)中水吸收的热量相同时,则热泵比电炉节电________%;
(4)热泵实现同时制冷与供热的双重功能时,热泵综合效能的表达式为ε综合=_____。
38.(2022·江苏淮安·统考中考真题)如图所示,电水壶简化电路图中,R1和R2为发热电阻,S1为总开关,S2为温度开关,有1、2两个触点,控制壶的“加热”和“保温”两档,表中数据为电水壶的部分工作参数。
(1)S1闭合,S2接1时,电水壶处于______档;
(2)电热丝R2的阻值是多少?( )电水壶的保温功率是多少?( )
(3)电水壶中装进1L水正常工作,用温度计测得水温随时间变化图像,则加热2~4min内水吸收热量是多少?( )这段时间内电水壶加热效率η是多少?( )取,
(4)电水壶4~6min内的加热效率为η2,根据图像可判断η1______η2(选填“>”、“<”或“=”)。
序号
电阻
电流I/A
初温度t0/℃
末温度/℃
①
R1
1.0
20
30
②
R2
1.0
20
24
③
R3
1.5
20
44
空载质量
1080kg
空载时轮胎与水平面的接触面积
电动机的额定功率
4kW
XX牌电热水器
额定电压
220V
额定功率
Ⅳ挡
Ⅲ挡
1100W
Ⅱ挡
440W
Ⅰ挡
110W
电源频率
50Hz
水壶容量
1L
额定电压
220V
加热功率
1100W
电热丝R1阻值
176Ω
参考答案:
1.C
【详解】A.图甲中,活塞向下运动,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,故A错误;
B.家用电能表是一种测量电功的仪表,故B错误;
C.验电器是根据同种电荷相互排斥的原理工作的,故C正确;
D.内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能,故D错误。
故选C。
2.B
【详解】根据题意知道,电能表上个月底的示数是W1 =262.6kW•h,这个月底电能表的示数W2=362.6kW•h,所以,小明家本月用电是:W=W2 -W1 =362.6kW•h-262.6kW•h=100kW•h=100×3.6×106 J=3.6×108 J,故AD错误;图中“600r/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转600转,所以,本月电能表转盘转过的圈数是:n=600r/(kW•h)×100kW•h=6×104 r,故B正确;由图知道,电能表的工作电压是U=220V,允许通过的最大电流是I=10A,故C错误,故选B.
3.D
【详解】A.由图甲可知,滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压;由图乙可知,当变阻器阻值为5Ω时,其两端电压为3V;当变阻器两端电压为10Ω时,其两端电压为4V,由串联电路中的电压规律和电源电压不变可得
……①
……②
由①②解得
U=6V,R0=5Ω
故A错误;
B.由图乙可知,R的最大阻值应大于20Ω,故B错误;
C.R的功率
由上式可知,当
R=R0=5Ω
时,滑动变阻器有最大电功率。故C错误;
D.当R=15Ω时,电路消耗的功率为
故D正确。
故选D。
4.C
【详解】闭合开关,R1、R2串联,电流表测电路电流,电压表测R2的两端电压。
ABC.当滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,此时滑动变阻器接入电路的电阻是最大的,为R2max,由U-I图像可知,电路的电流为I1=0.2A,变阻器的两端电压为U1=4V,由欧姆定律可知,滑动变阻器R2的最大阻值为
电源电压为
①
当滑动变阻器R2的滑片P在最左端时,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路为R1的简单电路,电路电流为I2=0.6A,根据欧姆定律,电源电压为
②
联立①②解得,R1=10Ω。将电源电压代入②式,解得,U电源=6V。故C正确,AB错误;
D.由可知,当电路的总电阻最小,即电路只有R1的简单电路时,电路总功率最大,即为
故D错误。
故选C。
5.B
【详解】A.手机工作电压是一定的,如果降低了电池的输出电压,手机将不能正常工作,故A不符合题意;
B.手机电池储存的电能是一定的,由公式W=Pt知,要延长手机工作时间,需要减小输出功率,而手机工作电压是不变的,由P=UI知,在省电模式下,应减小电池的输出电流,故B符合题意;
C.如果电子线路电阻变小,输出电压不变的情况下,由知,输出功率变大,反而耗电,故C不符合题意;
D.由公式W=Pt知,增大电池的输出功率,手机的工作时间会缩短,故D不符合题意。
故选B。
6.D
【详解】A.定值电阻与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流。因为电压表量程为0~3V,当电压表示数3V时,定值电阻R0分担电压
电路中电流为
可求出滑动变阻器接入电路中最大阻值为
故A错误;
B.定值电阻R0的规格为“10Ω 0.5A”,所以电路中最大电流为0.5A,当滑动变阻器接入电路中最大阻值为10Ω时,电路中电流最小为
故B错误;
C.电路中电流最小为0.3A时,电路消耗的电功率最小为
故C错误;
D.电路中电流最小为0.3A时,电阻R0消耗的最小电功率
故D正确。
故选D。
7.D
【详解】由题意可知当闭合开关S2后,L1将被短路,L2有电流可以正常通过,故L1不亮,L2两端的电压将比之前变大,根据电功率公式
电压变大,实际功率变大,L2将变亮,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.C
【详解】(1)(2)三个实验都采用控制变量法和转换法,甲中控制沙子和水的质量相同、吸收的热量相同,同时记录温度升高的数值,吸收相同的热量通过相同的酒精灯火焰加热相同的时间实现,故需要天平和秒表;乙中控制酒精和碎纸片的质量相同、烧杯中的水的质量相同,需要天平,通过温度计温度升高的多少表示燃料放出的热量多少,两种燃料必须燃烧干净,不需要秒表;丙中控制电流相同、被加热液体的种类和质量相同,由于两电阻串联加热时间相同必相同,故需要天平,不需要秒表。故(1)正确,(2)错误;
(3)丙中换另一种等质量的液体后,还需要更换两电阻丝的阻值相同才能保证相同时间产生相同的热量,故(3)错误;
(4)乙实验中两个烧杯中装有相同质量的同种液体,丙实验中两个烧瓶内也装有相同质量的同种液体,乙和丙实验中的都是通过温度计升高的示数来判断放热的多少,故(4)正确。
综合以上可知(1)(4)正确,故C正确,ABD错误。
故选C。
9.A
【详解】AB.要探究电阻大小对电热的影响,由控制变量法,要控制通过电阻的电流和通电时间相同,只改变电阻的大小;电阻丝产生的热量不易直接观察,可使等质量初温相同的液体(煤油)吸收相同的热量,根据,由温度变化确定产生的热量多少,则应在甲、乙两瓶中都装入煤油,且R甲≠R乙,故A正确,B错误;
CD.比较水和煤油的比热容大小时,烧瓶内应分别装有质量相同的水和煤油,要使它们在相同的时间内吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。因两电阻串联,通过两电阻丝的电流相等,通电时间也相同,根据Q=I2Rt,为控制吸热相同,故R甲=R乙,故CD错误。
故选A。
10.D
【详解】A.由图知,锡纸条上ab、bc、cd段的材料和长度相等,ab段横截面积最小,cd段横截面积最大,在材料和长度相同时,横截面积越小电阻越大,所以ab段的电阻最大,bc段的电阻较大,cd段的电阻最小,故A正确,A不符合题意;
BCD.ab、bc、cd段可看作是串联,通过三段的电流相等,根据可知相等时间内,ab段的电阻最大,产生热量最多,其次是bc段,cd段产生的热量最少,所以先冒烟的是ab段,故BC正确,D错误。BC不符合题意,D符合题意。
故选D。
11.C
【详解】AB.由题意可知,有人通过时R两端的电压减小,由串联电路的电压特点可知,R0两端的电压增大,为定值电阻,由可知,R0的电流变大,又因为串联电路电流处处相等,因此电路中的电流变大,由由P=UI可知,电源电压一定,有人通过时,电路中的电流变大,电路的总功率变大,故AB错误;
C.有人通过时,光敏电阻阻值变为10Ω,电压表示数变为2V,此时电路中电流
由串联电路的电压特点可知,此时R0两端的电压
U0有=U-UR有=3V-2V=1V
R0的阻值
无人通过时,电压表示数为2.5V,由串联电路的电压特点可知,此时R0两端的电
U0无=U-UR无=3V-2.5V=0.5V
此时电路中电流
由欧姆定律可知,R的阻值
故C正确;
D.由串联电路的电流特点可知,通过无人通过,R0的电流为0.1A,此时R0的功率
故D错误。
故选C。
12. 2100 1.2 粗
【详解】[1]2500r/(kW·h)表示电路中每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转过2500r,当电能表的转盘转175r,电热水器消耗的电能
热水器工作时间
该电热水器的实际功率
[2]水的体积
V水=50L=0.05m3
由知道,水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg
因为不计能量损失,所以水吸收的热量
Q吸=W=2.52×105J
由知道,水升高的温度
[3]由于电热水器的功率远大于冰箱,则由P=UI知道,电热水器工作时通过的电流远大于通过冰箱电流,由Q=I2Rt知道,在电源线电阻和通电时间相同时,热水器的电源线上产生的热量较多;为保证线路安全,电热水器选择较粗的电源线,可以减小电源线的电阻,由Q=I2Rt知道,在其他条件相同时,电源线上产生的热量减少,可防止电源线过热而引发安全事故。
13. 36 0.9 S2、S3
【详解】[1]当S1闭合,S2、S3断开时,电路中只有R2工作,电源电压为
U=I2R2=0.6A×10Ω=6V
则电路工作10s消耗电能为
W=UIt=I22R2t=(0.6A)2×10Ω×10s=36J
[2]当S1、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,R1的电流为
电流表测干路中电流,则电流表示数为
I=I1+I2=0.6A+0.3A=0.9A
[3]当S2、S3同时闭合,会造成短路,为了保证电路安全,绝对不允许同时闭合开关S2、S3。
14. 1 2
【详解】[1]该电能表表示每消耗一度电,指示灯闪烁3200次,故此时消耗的电能为1kW·h。
[2] 实际功率为
[3] 若该电能表长时间正常工作,最大能接入的电功率为
最大能接入的电功率为。
15. 7×109 20 18
【详解】[1] 完全燃烧1t该垃圾可以释放出的热量为
[2]水吸收的热量为
根据水温将升高
[3] 1t这种垃圾可以输出的电能
此次发电的效率为
16. 液化 3.36×105 3.6×105
【详解】(1)[1]水沸腾时壶嘴喷出大量“白汽”是水沸腾时产生的高温的水蒸气在上升过程中遇冷放热液化形成的小水珠。
(2)[2]在标准大气压下,水的沸点为100℃,水吸收的热量
[3]1500W的电磁炉正常工作4min,电流做功
17. 电 化学 40000
【详解】[1][2]充电宝充电过程中,消耗电能,化学能增加,故充电时将电能转化为化学能。
[3]由可知,充电宝的标定电量
18. 保温 3.36×105 70
【详解】[1]当开关S闭合,S1断开时,R1和R2串联,电路的总电阻最大,由可知电路的总功率最小,处于保温挡;当开关S、S1均闭合时,R2被短路,电路中只有R1工作,电路的总电阻最小,由可知电路的总功率最大,处于加热挡。
[2]水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
[3]此过程中电水壶消耗的电能
W=Pt=1200W×400s=4.8×105J
此过程中电水壶的效率
19. A 10.5
【详解】[1]要快速给手机充电,因此输出的功率要大,根据可知,在输出电压一定的情况下,输出电流越大,输出功率就越大,故应选用A接口。
[2]此接口的额定输出功率为
20. 0.1 600
【详解】[1]表示每消耗的电能,电能表的转盘转1200r,据此求出转盘转120r用电器消耗的电能,电能表的转盘转过120r,则该用电器消耗的电能为
[2]该用电器消耗的电功率为
21. 电流表示数为0.3A 1.44 21.6
【详解】由图得,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测量电路电流。
[1]依题意得,灯泡额定电压为4.8V,额定电流为0.3A,移动滑动变阻器,使电流表从电流为0.3A时,此时通过灯泡的电流为额定电流,灯泡正常发光。
[2]灯泡正常发光时,电功率为
[3]滑动变阻器的电压为
通电lmin滑动变阻器产生的热量为
22. 温度计示数升高的多少 < > >
【详解】[1]如图1所示,若通电,根据焦耳定律得产生的热量,被煤油吸收,使煤油温度升高。根据得质量相同的煤油,升高的温度不同,吸收的热量不同,所以可以通过比较温度计示数升高的多少来比较电阻丝产生热量的多少。
[2]按图2连接电路,将S置于1,R0与R1串联,则通过R0与R1的电流相同,设电源电压为U,通电1分钟,根据焦耳定律和欧姆定律得,电阻R0产生的热量
电阻R1产生的热量
因为R0=5Ω,R1=10Ω,即
所以
在根据得,A、B两温度计示数分别升高
[3]按图2连接电路,将S置于1,R1的功率为
①
断开S,待煤油温度降到初温,将S置于2,通电1分钟,R0与R2串联,则通过R0与R2的电流相同,根据焦耳定律和欧姆定律得,电阻R0产生的热量
因为
即
所以
A温度计示数升高,则
[4]R2的功率为
②
由①②解得
23. 0.625 D
【详解】(1)[1]在测量小灯泡额定功率实验中,小灯泡和滑动变阻器串联,但甲图中小灯泡和滑动变阻器并联,故开关右端与小灯泡左端之间的导线连接错误,应去掉,电压表应测量小灯泡两端电压,缺少一根导线,应将小灯泡左端与电压表负接线柱用导线连接,如图
(2)[2]由图乙可知,当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过其电流I=0.25A
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
(3)[3]A.用电压表测量小灯泡两端电压,电流表测量通过小灯泡的电流,根据R,即可测量小灯泡的电阻,故A不符合题意;
B.灯泡和滑动变阻器串联,改变电流表在电路中的位置,可以探究串联电路电流的特点,可以改变滑动变阻器的值,多次测量,得出普遍结论,故B不符合题意;
C.将灯泡和滑动变阻器串联,电压表分别测出灯泡、变阻器、电源两端的电压,可以探究串联电路电压的特点,可以改变滑动变阻器的值,多次测量,得出普遍结论,故C不符合题意;
D.根据控制变量法,要探究电流与电压的关系,小灯泡电阻应恒定不变,但由图乙可,小灯泡的电阻随温度的升高而增大,所以不能探究电流与电压的关系,故D符合题意。
故选D。
(4)[4]设电源电压为U,滑动变阻器固定位置的电阻分别为、,由上述条件可知
U=
U=()
联立两式解得:,由两个测量步骤可知:小灯泡的电阻等于
小灯泡额定功率的表达式
P额
24. 对准零刻度线 B 通路 小灯泡断路 0.3 0.75 0.12
【详解】(1)[1]电表使用前要调零。闭合开关前,需要检查电流表、电压表的指针是否对准零刻度线。
[2]为保护电路电路,将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即B端。
(2)[3][4]接通电源,闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡均不发光,电流表指针不偏转,说明电路可能断路;电压表指针有明显偏转,即说明电压表与电源之间的电路连接是通路;则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,若电路中只有一处故障,则可能是灯泡断路。
(3)[5][6]当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
[7]排除故障后,重新开始实验(滑动变阻器连入电路的电阻最大),电源电压保持不变,闭合开关,电流表示数为0.12A,由欧姆定律,变阻器的电压为
U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V
根据串联电路电压的规律,电源电压为
U= U滑+UV=2.4V+0.5V=2.9V
灯正常发光时,变阻器的电压为
U′滑=2.9V-2.5V=0.4V
此时滑动变阻器消耗的功率
P滑= U′滑IL=0.4V×0.3A=0.12W
25. 右 0.75 滑动变阻器R2滑片不动 4 0.8
【详解】(1)[1]电压表与灯泡并联接入电路,如下图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最右端。
(3)[3]电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
(4)①[4]仅闭合S1,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,调节滑动变阻器R2滑片至某一位置,使电压表示数为4V,达到灯泡的额定电压,此时灯泡正常发光。
②[5]在保持滑片位置不动的情况下,仅闭合S2,滑动变阻器和电阻箱串联接入电路,调节电阻箱R1使电压表示数为4V,此时电阻箱相当于正常发光的灯泡,此时R1接入电路的阻值为20Ω,即灯泡正常发光时阻值也为20Ω。
③[6]该小灯泡的额定功率
26. B 0.65 ABC S1 电流表示数为I0 闭合
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向左移时,灯泡发光变暗,即电流变小,电阻变大,故变阻器B接线柱连入电路中,与灯串联,由图乙知,电流表选用0~0.6A的量程与灯串联,如下图:
(2)[2]灯在额定电压下正常发光,示数为1.5V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B端移动,直到电压表示数为额定电压。
[3]当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,电流大小为0.26A,则小灯泡L1的额定功率为
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W
(3)[4]A.根据可知,读取电流表和电压表示数,可测量小灯泡的电阻,故A符合题意。
B.将电流表分别串联在电路不同处,可探究串联电路电流的特点,故B符合题意。
C.将电压表分别并联在各电阻的两端,可探究串联电路电压的特点,故C符合题意。
故选ABC。
(4)①[5][6]闭合开关S1,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I0,灯泡正常发光。
②[7]再闭合另一个开关,保持滑动变阻器滑片的位置,读出电流表的示数I。
③[8]图丙中,只闭合开关S1,移动滑片P,使电流表的示数为额定电流为I0,此时灯泡正常发光;再闭合开关S2,灯短路,电路为变阻器的简单电路,不移动滑片P位置,记下电流表示数为I,由欧姆定律,则此时滑动变阻器的阻值;在第一次操作中,根据欧姆定律,则灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压
根据串联电路电压的规律,灯泡的额定电压
则灯泡的额定功率
27. 将滑动变阻器滑片向A端移动 左 2.5 0.5 B ③
【详解】(1)[1]电压表正接线柱接电源正极,小灯泡额定电压为2.5V,所以应将电压表3V接线柱接在小灯泡左侧接线柱上。滑片向左移动时灯泡变亮,则向左移动滑片电阻变小,电源负极接到滑动变阻器A端,如图所示
(2)[2]电流表有示数,说明电路中有电流流过,而小灯泡不发光是它的实际功率过小,应将滑动变阻器向A端移动,减小滑动变阻器的电阻,增大电路中的电流及小灯泡两端的电压,增加小灯泡的实际功率,使灯泡发光。
(3)[3][4]电压表的示数为2V,没有达到小灯泡的额定功率2.5V,根据串联分压定律,应减小滑动变阻器的阻值,使小灯泡分得的电压增大到2.5V,即向左移动滑片,直至电压表示数达到小灯泡的额定电压2.5V。
[5]由图乙可知,电流表接在0~6V量程上,分度值为0.02A,此时电流表示数为0.2A。小灯泡的额定功率为
(4)[6]由图丙可知,随着小灯泡的电阻随着电压的增大而增大。当小灯泡在额定功率下工作时,小灯泡的电阻为
当小灯泡在2V电压下工作时,小灯泡的电阻小于,电流小于0.2A,小灯泡的实际功率
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)[7]电源电压为3V,则图中电压的分度值是0.3V,小灯泡的曲线与滑动变阻器的曲线的交点,表示灯与滑动变阻器的电压相等,根据串联分压定律,此时灯与滑动变阻器的电压都是1.5V,①、②、③三条曲线与小灯泡曲线相交的点对应为1.5V的是曲线③。
28. 0.85 a 电阻箱R0 大
【详解】(1)①[1]电流表应该和小灯泡串联,电压表并联在小灯泡两端,如图
②[2]电流表接的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,读数为0.34A,所以小灯泡电功率为
P=UI=2.5V×0.34A=0.85W
(2)①[3]小红利用的是等效替代法测量未知电阻Rx的阻值,开关S2分别接1、2时,电流相同,电路的总电阻相同,其中有一次电路中没有Rx,所以Rx应该接入a位置。
②[4]当开关S2接“1”接线柱时,电路中没有Rx,调节滑动变阻器的滑片P,直到电流表的示数等于小灯泡的额定电流
③[5]将开关S2接“2”接线柱,不需要调节滑动变阻器,仅调节变阻箱R0,使得电流表依旧等于小灯泡的额定电流,此时电路的总电阻和开关S2接“1”接线柱时的总电阻相等。
④[6]当开关S2接“1”接线柱时,电路的总电阻为
R总=R1+R滑
当开关S2接“2”接线柱时,电路的总电阻为
R总′=R2+R滑+Rx+RL
两次电路的总电阻相等,可得
⑤若步骤②③中电流表的示数相等但均小于I,则导致当开关S2接“1”接线柱时,R1变大,同理,当开关S2接“2”接线柱时,R2、Rx、RL的总和也变大,但是电流变小时,RL会变小,所以R2和Rx均变大,故测量值比真实值偏大。
29. 5:2 电流 ①② 只闭合开关S2,改变通电时间,观察温度计示数的变化量
【详解】[1]因为三个相同的锥形瓶内均装有质量相等的煤油,根据可得,吸收的热量与温度变化量成正比,R1所在锥形瓶内的液体温度升高
30℃-20℃=10℃
R2所在锥形瓶内的液体温度升高
24℃-20℃=4℃
故吸收热量之比为5:2;
[2]由题可知,R1=R3=6Ω,两个电阻阻值相同,由表格数据可知,③的电流大于①的电流,而升高的温度是③多一些,根据控制变量法,所以能够得出导体产生的热量与电流有关。
[3]根据题目可知R1 =6Ω、R2=3Ω,电阻不同,且①②电流相同,①升高的温度比②高,能够得出导体产生的热量与电阻有关。
[4]只闭合开关S2,改变通电时间,观察温度计示数的变化量就能够探究导体产生的热量与通电时间的关系。
30. 受热均匀 见详解 方向 水 沙子与水的质量 4 电阻 2
【详解】(1)[1]水浴法加热时,可以让试管周围同时受热,使受热更均匀。
[2]甲装置是冰的熔化,冰的熔点较低,如果用酒精灯加热,熔化过程时间太短不利于观察和记录,不用酒精灯加热优点是可以延长熔化过程的时间,便于观察和记录实验现象。
[3]热传递只能由高温物向低温物体传递热量,表明能量在转移的过程中是有方向性的。
(2)[4]加热相同时间,即吸收相同热量时,沙子升温比水快,说明水的吸热能力强,比热容大。
[5]物体吸热的多少与物体的质量、温度变化量、比热容等因素有关,这里实验的变量控制包括:采用相同的加热方法和沙子与水的质量相同。
(3)[6]比较两种燃料燃烧的放热能力,由于燃烧的速度不同,只能通过燃烧完后进行比较,故要求两种燃料的质量相同,故实验前右边装置中燃烧皿里碎纸片质量为4g。
[7]水吸收的热量为
酒精完全燃烧放出来的热量为
酒精的热值为
(4)[8]如图戊所示,两电阻串联接入电路,通电时间与电流相同,电阻不同,根据控制变量法,可以探究电流通过导体产生的热量多少与电阻的关系。
(5)[9]在丙图中相同的加热器,相同时间产生的热量相同,是通过加热时间间接反映吸热的多少,丁、戊两个实验中液体的质量与种类相同,根据可知,吸收热量的多少与温度的变化量有关,所以三个实验中,通过比较温度计升高的示数来比较被加热物体吸热多少的实验有2个,即丁、戊。
31.(1)1.08105Pa;(2)7.2106J;(3)5.76106J,80%
【详解】解:(1)由受力分析可知,观光车静止在水平地面上,空载时对地面的压力为
F=G=mg=1080kg10N/kg=10800N
轮胎与地面的接触面积为
S=1000cm2=0.1m2
故空载时对地面的压强为
(2)由表中数据可知,电动机的额定功率为P=4000W,故电动机以额定功率工作0.5h,消耗的电能为
W=Pt=4000W0.53600s=7.2106J
(3)由题意可知,该过程中牵引力做功为
W牵=F牵s=320N18000m=5.76106J
故由(2)中可知,电能转化为机械能的效率为
答:(1)空载时对地面的压强是;
(2)消耗的电能为7.2106J;
(3)此过程中牵引力做的功为5.76106J,电能转化为机械能的效率为80%。
32.(1)0.8A;(2) 96J;(3) 50
【详解】由电路图可知,R与R0串联,电压表测R0两端的电压。
(1)通过R0的电流
I0===0.8A
通过R0的电流为0.8A。
(2)1min内R0消耗的电能
W=U0I0t=2V×0.8A×60s=96J
1min内 R0消耗的电能为96J。
(3)因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端的电压
UR=U−U0=6V−2V=4V
因串联电路中各处的电流相等,所以气敏电阻的阻值
R====5Ω
则
= =0.2Ω−1
由图乙可知:此时空气质量指数为50。
答:(1)通过R0的电流为0.8A;
(2)1min内R0消耗的电能为96J;
(3)此时的空气质量指数为50。
33.(1)100W;(2)44Ω;(3)84%
【详解】解:(1)闭合开关S1,断开开关S2,电路中只有R1接入电路,此时电路处于保温档,保温档功率
(2)闭合开关S1、S2,电路中只有R1、R2并联接入电路,电路处于加热档,R2的功率
由可知,R2的电阻
(3)水温度升高75℃吸收的热量
这个过程消耗的电能
电蒸锅的加热效率
答:(1)保温档的功率为100W;
(2)电阻R2的阻值44Ω;
(3)电蒸锅的加热效率为84%。
34.(1)12V;(2)27J;(3)25.2W
【详解】解:(1)由图乙可知,当灯泡两端的电压
UL=8V
此时
IL=0.5A
根据公式U=IR可知此时电阻R两端的电压
UR=IRR=0.5A×8Ω=4V
根据串联电路中电压的规律可知电源电压为
U=UL+UR=8V+4V=12V
(2)将R换成L后,相当于两个型号规格一样的灯泡串联一起,根据串联电路中电压的规律可知灯泡L两端的电压为
由图乙可知,当灯泡两端的电压为6V时,通过灯泡的电流
I'L=0.45A
根据公式W=UIt可知一个灯泡10s内消耗的电能为
W'L=U'LI'Lt=6V×0.45A×10s=27J
(3)将电阻R与灯L并联,根据并联电路中电压的规律可知,灯L两端的电压为12V,由图乙可知,当灯L两端的电压为12V 时,通过灯泡的电流为
I2L=0.6A
由欧姆定律得,通过电阻R的电流为
根据并联电路中电流的规律可知,总电流
I=I"L+IR=0.6A+1.5A=2.1A
所以整个电路消耗的电功率为
P总=UI=12V×2.1A=25.2W
答:(1)电源电压为12V;
(2)将图甲中的R换成和L一样的灯泡,10s内一个灯泡消耗的电能为27J;
(3)将图甲中R和L由串联改为并联,整个电路消耗的电功率为25.2W。
35.(1),;(2);(3)
【详解】解:(1)当触点A与触点接触时,被短路,此时只有连接在电路中,保温箱处于加热状态,电阻R1的阻值
当触点A与触点接触时,和串联,此时保温箱处于保温状态,电路的总电阻
由串联电路电阻的规律可知的阻值
(2)保温箱加热时工作电路的功率
(3)保温箱保温工作电路消耗的电能
答:(1)电阻的阻值是,的阻值是;
(2)保温箱加热时工作电路的功率是;
(3)保温箱保温工作电路消耗的电能是。
36.(1)6.6×105J;(2)7A;(3)330Ω
【详解】
解:(1)由可知,Ⅲ挡正常工作10分钟产生的热量
Q=W=PⅢt=1100W×10×60s=6.6×105J
(2)当旋转型开关S置于触点0、1时,只有R1工作,当旋转型开关S置于触点1、2时,R1、R3并联,当旋转型开关S置于触点2、3时,只有R3工作,当旋转型开关S置于触点3、4时,R2、R3串联;根据串并联电路的电阻特点可知,串联的总电阻大于任一分电阻,并联的总电阻小于任一分电阻;所以,当旋转型开关S置于触点3、4时,R2、R3串联,电路中的总电阻最大,电源电压一定,根据可知,此时的电功率最小,电热水器处于Ⅰ挡;当旋转型开关S置于触点1、2时,R1、R3并联,电路中的总电阻最小,电源电压一定,根据可知,此时的电功率最大,电热水器处于IV挡。由于R1
由P=UI可知,IV挡正常工作时的额定电流
(3)由可知,R2、R3串联的总电阻
R3的阻值
根据串联电路的电阻规律可知,R2的阻值
R2=R﹣R3=440Ω﹣110Ω=330Ω
答:(1)Ⅲ挡正常工作10分钟产生的热量为6.6×105J;
(2)IV挡正常工作时的额定电流为7A;
(3)R2的阻值为330Ω。
37. 热传递 8.4×107 69.1
【详解】(1)[1]热泵内的工质在冷凝器利用水吸收热量,涉及能量的转移,故是采用热传递的方式改变水的内能。
(2)[2]电炉消耗的电能为
(3)[3][4]热泵消耗的电能为
热泵比电炉节电
(4)[5]热泵综合效能
38. 加热 44Ω 220W 8.4×104J 63.6% >
【详解】(1)[1]由图可知,当S1闭合,S2接1时,电路为R2的简单电路;当S1闭合,S2接2时,电路为R1、R2串联的电路,总电阻为R1+R2;因此根据可得,S1闭合,S2接1时,电热壶处于加热档。
(2)[2][3]由(1)可知,当S1闭合,S2接1时,电路为R2的简单电路,此时电热壶处于加热档,根据可得,电热丝R2的阻值为
当S1闭合,S2接2时,电路为R1、R2串联的电路,总电阻为
R总=R1+R2=176Ω+44Ω=220Ω
此时电热壶处于保温档,所以电水壶的保温功率为
(3)[4][5]电水壶中装进1L水正常工作,即水的体积为
V水=1L=1dm3=1×10-3m3
根据公式m=ρV可得,水的质量为
m=ρV水=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
由图可知,加热2~4min内,即加热2min,水的温度从50℃升高到70℃,所以这段时间内水吸收的热量为
Q吸1=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(70℃-50℃)=8.4×104J
根据公式W=Pt可得,这段时间电热水壶做的功为
W=P加t=1100W×2×60s=1.32×105J
因为电路是纯电阻电路,所以可得
Q放=W=1.32×105J
故可得,这段时间内电水壶加热效率为
(4)[6]由图可知,加热4~6min内,即加热2min,由此可得,加热2~4min和加热4~6min,电热丝释放的热量相同,而加热4~6min内,水的温度从70℃升高到约85℃,根据Q吸=cm(t-t0)可得,Q吸1η2。
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