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2019年中考物理填空专题复习——《电功率》填空题(一) (含解析)
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2019年中考物理填空专题复习——《电功率》填空题(一)
答案解析
1.(2018•无锡)某型号的电热水壶,额定电压220V,额定功率1000W,该电热水壶的发热电阻为 48.4 Ω,用该电热水壶加热lkg水,水由20℃加热到100℃,不考虑热量损失,则它正常加热的时间为 5.6 min.(c=4.2×103J/(kg•℃))
【分析】(1)电热水壶正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI=求出电热水壶发热电阻;
(2)知道水的质量和初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,不及热量损失,根据Q吸=W=Pt求出加热时间。
【解答】解:
(1)由P=可得,电热水壶的发热电阻:
R===48.4Ω;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J,
不考虑热量损失,由Q吸=W=Pt可得,加热时间:
t====336s=5.6min。
故答案为:48.4;5.6。
【点评】本题考查了电功率公式和吸热公式、电功公式的灵活应用,难度不是很大。
2.(2018•烟台)常温常压下,一台标有“220V 2000W“的电热水壶正常工作时,将质量为1kg、初温为20℃的水烧开,需要的时间是 168s [假设该热水壶产生的热量完全被水吸收,c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【分析】在1个标准大气压下水的沸点为100℃,又知道水的初温、质量、比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,不计热损失,根据W=Q吸=Pt求出需要的加热时间。
【解答】解:
在1个标准大气压下水的沸点为100℃,则水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J,
不计热损失,由W=Q吸=Pt可得,需要的加热时间:
t′====168s。
故答案为:168s。
【点评】本题考查了吸热公式、电功公式的应用,关键是知道在1个标准大气压下水的沸点为100℃。
3.(2018•荆门)有一台电动机,额定电压3V,额定电流1A,电动机线圈电阻0.5Ω.这台电动机正常工作1min,消耗的电能为 180 J.产生的热量为 30 J,输出的机械能为 150 J。
【分析】已知电动机的额定电压、额定电流、通电时间,根据W=UIt求出消耗的电能;
已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间,根据Q=I2Rt求出在1min内电流产生的热量;
消耗的电能减去产生的热量即为电动机获得的机械能。
【解答】解:这台电动机正常工作1min=60s,
电动机消耗的电能:
W=UIt=3V×1A×60s=180J,
产生的电热:
Q=I2Rt=(1A)2×0.5Ω×60s=30J,
输出的机械能:
W机械=W﹣Q=180J﹣30J=150J。
故答案为:180;30;150。
【点评】本题考查了电动机产生热量、电功、输出机械能的计算,关键是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能。
4.(2018•内江)如图所示是用来测量电能的仪表,这只电表此时的读数是 231.6 kW•h,当电路中只有一个电饭煲接入电路,正常工作12min。发现此电能表的转盘转过了500转。则这个电饭煲的额定功率是 1000 W。
【分析】(1)电能表上的示数,最后一位是小数,单位是kW•h;
(2)已知每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转动2500r,可求转500转消耗的电能,根据公式P=求出该电饭煲的电功率。
【解答】解:
由图可知,电能表此时的读数为231.6kW•h,
2500r/kW•h 表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转过2500r,
则电能表的转盘转过了500转,电饭煲消耗的电能:W==0.2kW•h,
电饭煲正常工作12min,则该电饭煲的额定功率:P===1kW=1000W。
故答案为:231.6;1000。
【点评】本题考查消耗电能和电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是对电能表参数的物理意义的正确理解,解题过程中还要注意单位的换算。
5.(2018•株洲)如图,15L的圆柱形塑料桶装满水,在桶的顶部安装一个直流电动抽水器(输出功率5W,工作电压5V),抽水器工作时,5s内能抽出150mL的水。抽水器的工作电流为 1 A.要将这桶水全部抽出,需要 500 s;抽水器需消耗电能 2500 J;需克服水的重力做功 75 J.(g取10N/kg)
【分析】①已知抽水器额定电压和额定功率,利用公式I=得到抽水器工作电流;
②已知水的总体积和“5s内能抽出150mL的水”,可以得到水全部抽出需要的时间;
③已知抽水器额定功率和连续工作时间,利用W=Pt得到消耗的电能;
④由图知水的高度,所以其重心在中点处,从水的重心到出水口的垂直高度就是抽水器提升水的高度;已知水的体积,可以得到质量,进一步得到重力;已知重力和提升高度,利用公式W=Gh得到克服重力做的功。
【解答】解:
①因为P=UI,
所以抽水器的工作电流为I===1A;
②因为V=15L=15000mL,5s内能抽出150mL的水,
所以全部抽出水的时间t=×5s=500s;
③因为P=,
所以抽水器消耗的电能为W=Pt=5W×500s=2500J;
④抽水器提升水的高度为h=0.75m﹣×0.5m=0.5m;
因为ρ=,
所以水的重力为:
G=mg=ρVg=1.0×103kg/m3×0.015m3×10N/kg=150N,
抽水器克服水的重力做的功:
W=Gh=150N×0.5m=75J。
故答案为:1;500;2500;75。
【点评】此题是一道综合题,考查的知识点较多,正确得到抽水器克服水的重力上升的高度,是解答最后一空的关键。
6.(2018•成都)标有“12V 60W”的汽车灯泡工作时,用电压表测得其两端电压如图所示,则灯泡的实际电压为 11.5 V,灯泡的实际功率 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)60W。
【分析】(1)根据图示电表确定其量程与分度值,然后根据指针位置读出其示数。
(2)根据汽车灯泡的额定电压与实际电压比较即可得出结论。
【解答】解:由图示电压表可知,其量程为0~15V,分度值为:0.5V,由图可知,电压表读数为:11.5V,即灯泡的实际电压为11.5V;
已知汽车灯泡的额定电压为12V,因为实际电压小于额定电压,所以灯泡的实际功率额定功率60W。
故答案为:11.5;小于。
【点评】本题考查了电压表与电流表的读数,对电表读数时要先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与刻度线垂直,同时还要关知道额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等。
7.(2018•衡阳)某品牌电饭煲工作原理如图中所示,如表为它的部分参数:
XXX牌电饭煲
额定电压
220V
额定功率
加热挡
1210W
保温档
22W
频率
55Hz
如将开关S闭合,则电饭煲处于 加热 (选填“加热”或“保温”)状态,其中R1:R2= 1:54 。
【分析】电路电压U一定,由P=可知,电阻越大,电功率越小,电饭煲处于保温状态,电阻越小,电饭煲功率越大,电饭煲处于加热状态,分析电路图确定电饭煲的状态;由欧姆定律、电功率公式计算答题。
【解答】解:(1)由电路图可知,当开关S闭合时,R2被S短路,电路电阻最小,由P=可知,在电压一定时,电饭煲电功率最大,处于加热状态;
(2)已知,P加热=1210W,P保温=22W,
则电饭煲保温和加热时的功率之比:
P加热:P保温=:===,
R2=54R1,
故R1:R2=1:54。
故答案为:加热;1:54。
【点评】分析清楚电路结构、应用电功率公式、欧姆定律即可正确解题。
8.(2018•齐齐哈尔)如图为电能表的实物图,小文只让家里的空调单独工作,测出36s内电能表转盘转过25r,则空调这段时间内消耗的电能是 3.6×104 J,空调的实际功率为 1000 W。
【分析】2500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转2500r,据此求出转盘转25r电路中消耗的电能;再利用P=求出空调的实际功率。
【解答】解:
2500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转2500r,
空调工作时,电能表转盘转动25r消耗的电能:
W=kW•h=0.01kW•h=0.01×3.6×106J=3.6×104J;
空调工作的时间t=36s,
空调的实际功率:
P===1000W。
故答案为:3.6×104;1000。
【点评】本题考查了用电器消耗电能和电功率的计算,理解“2500r/kW•h”的含义是本题的关键。
9.(2018•十堰)小天家电能表本月初的示数为,本月底的示数如图所示,小天家本月消耗的电能为 130 kW•h。
【分析】利用电能表两次示数差求出消耗的电能,注意最后一位是小数,单位kW•h。
【解答】解:由图可知,电能表本月初的示数W1=821.6kW•h,
电能表本月末的示数W2=951.6kW•h,
则小天家本月消耗的电能:
W=W2﹣W1=951.6kW•h﹣821.6kW•h=130kW•h。
故答案为:130。
【点评】本题考查了电能表的读数,读数时注意最后一位是小数,易错点!
10.(2018•遂宁)如图甲所示电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为 40 Ω;当滑动变阻器接入电路阻值分别为R和R时,电路消耗的总功率为P1、P2,则P1:P2= 2:1 。
【分析】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。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,由图象读出电流和电压,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,并求出R的最大阻值,利用电源的电压不变得出等式即可求出电源电压,从而定值电阻R0的阻值;根据滑动变阻器接入电路的电阻求出电流,从而求出总功率之比。
【解答】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。
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,由图乙可知I1=0.3A,
由I=可得,电源的电压:U=I1R0=0.3A×R0,
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,由图乙可知,I2=0.1A,U2=8V,
则滑动变阻器的最大阻值:R===80Ω,
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=I2R0+U2=0.1A×R0+2V,
因电源的电压不变,所以,0.3A×R0=0.1A×R0+8V,
解得:R0=40Ω,
电源的电压:U=0.3A×R0=0.3A×40Ω=12V;
当滑动变阻器接入电路阻值为R=×80Ω=20Ω时,电路中的电流:I===0.2A;
当滑动变阻器接入电路阻值为R=80Ω时,电路中的电流:I'===0.1A;
根据P=UI可知,电路消耗的总功率之比为:P1:P2=UI:UI'=I:I'=0.2A:0.1A=2:1。
故答案为:40;2:1。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及识图能力,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
11.(2018•云南)如图所示,小灯泡L标有“3V 0.9W“的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当开关S闭合、S1断开时,小灯泡正常发光,电压表的示数为1.5V,则电流表的示数为 0.3 A;如果电压表的量程为0﹣3V,为确保电压表不被损坏,则 不能 (选填“能”或“不能”)同时闭合开关S、S1。
【分析】(1)当开关S闭合、S1断开时,灯泡和定值电阻串联,电压表测量电阻两端电压,电流表测量电路电流;已知灯泡额定电压和额定功率,利用公式I=得到灯泡正常发光时的电流,也就是此时电流表的示数;
(2)电压表使用时,被测电路电压不能超过电压表最大测量值;同时闭合开关S、S1,灯泡短路,电压表测量电源电压。
【解答】解:由电路图知,
(1)开关S闭合、S1断开时,灯泡和定值电阻串联,电压表测量电阻两端电压,电流表测量电路电流。
已知此时灯泡正常发光,
因为P=UI,
所以电流表的示数为I===0.3A;
(2)开关S闭合、S1断开时,灯泡和定值电阻串联,灯泡正常发光,
所以电源电压为U=U额+U1=3V+1.5V=4.5V,
当同时闭合开关S、S1,灯泡短路,电压表测量电源电压。
而电压表的量程为0﹣3V,为确保电压表不被损坏,所以不能同时闭合开关S、S1。
故答案为:0.3;不能。
【点评】此题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率有关公式的应用,正确分析电路,明确电路连接关系,是解答此题的关键。
12.(2018•淄博)在“探究物质的吸热能力”实验中,把质量均为0.5kg的水和食用油分别装入两个相同的容器内,用相同的电加热器给它们加热,其温度随时间变化的图象如图所示。不考虑实验中的热损失,加热2min食用油吸收的热量是 4.2×104 J,电加热器的实际功率是 350 W.【c水=4.2×103J/(kg•℃)】
【分析】(1)由题知食用油和水质量相同,升高的温度相同时水吸收的热量是食用油吸收热量的2倍。根据吸热公式Q=c吸m△t判断两物质的比热容之间的关系,从而得出食用油的比热容,然后利用Q=cm△t可求得加热2min食用油吸收的热量;
(2)不考虑实验中的热损失W=Q,利用P=可求得电加热器的实际功率。
【解答】解:
用两个相同的电热器给质量相同的物质食用油和水加热,由图象可知,水温度升高到60℃需要4min,食用油温度升高到60℃需要2min。
因为物质吸收的热量和时间成正比,
所以,质量相同的食用油和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为:Q水吸=2Q油吸。
由Q吸=cm△t得:c=,
则c水=2c油。
又因为c水=4.2×103J/(kg•℃),
所以c油=c水=2.1×103J/(kg•℃),
加热2min食用油升高了60℃﹣20℃=40℃,
Q油吸=c油m油△t=2.1×103J/(kg•℃)×0.5kg×40℃=4.2×104J;
不考虑实验中的热损失W=Q=4.2×104J;
电加热器的实际功率P===350W。
故答案为:4.2×104;350。
【点评】本题考查热量的计算和实际功率的计算,能够从图象中获取信息并利用控制变量法解决实际问题。
13.(2018•安徽)某导体的电阻为20Ω,当通过它的电流为2A时,则其1min产生的热量为 4800 J。
【分析】根据焦耳定律即可计算通电导体上产生的热量。
【解答】解:通电时间t=1min=60s,
导体产生的热量:Q=I2Rt=(2A)2×20Ω×60s=4800J。
故答案为:4800。
【点评】本题可利用焦耳定律计算公式直接求出,比较简单。
14.(2018•泸州)小英家6月底电能表的示数如图甲所示,7月底表盘示数如图乙所示,由图可知她家7月份用电器消耗的电能为 140 kW•h;她家现在已经接人用电器的总功率为3600W,则最多还可以连接 3000 W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了160次,则饮水机的额定功率是 1000 W。
【分析】(1)电能表显示的数字中最后一位是小数,单位为kW•h,两次示数只差即为本月用的电。
(2)由电能表的参数可知工作电压和允许工作的最大电流,根据P=UI求出电能表允许用电器工作的最大总功率;
(3)3200imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3200次,据此可求出当电能表指示灯闪烁160次消耗的电能,又知道工作时间,根据公式P=求出该用电器消耗的功率。
【解答】解:
(1)由图知,小英家7月份用电器消耗的电能为:W=6768.2kW•h﹣6628.2kW•h=140kW•h;
(2)由电能表的参数可知,工作电压为U=220V,允许工作的最大电流为I=30A,
电能表允许用电器工作的最大总功率:P大=UI=220V×30A=6600W,
已知她家现在已经接入用电器的总功率为3600W,
则最多还可以同时连接用电器的功率为6600W﹣3600W=3000W;
(3)3200imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3200次,
则电能表指示灯闪烁160次时,饮水机消耗的电能:W=kW•h=0.05kW•h,
饮水机的实际功率:P===1kW=1000W。
因为饮水机正常工作,所以饮水机的实际功率等于额定功率,则饮水机的额定功率是1000W。
故答案为:140;3000;1000。
【点评】本题考查了电功率和电功的计算以及电能表的读数,明白电能表参数的含义是解题的关键。
15.(2018•河北)小明一家外出旅游,出门时电能表示数为,回来时为,这期间消耗了 3 度电。这些电能可使标有“220V 25W”的灯泡正常工作 120 h。
【分析】(1)电能表是测量消耗电能多少的仪器,最后一位示数是小数位,其单位是kW•h,由图示可读出其示数,前后读数之差就是这段时间消耗的电能;
(2)灯正常工作时的功率等于额定功率,利用t=求时间。
【解答】解:
(1)由图知,出门时电能表的读数为864.0kW•h,回来时电能表的读数为867.0kW•h;
这段时间内消耗的电能:W=867.0kW•h﹣864.0kW•h=3kW•h=3度;
(2)灯正常工作时的功率:
P=P额=25W=0.025kW,
由P=可得,灯泡正常工作的时间:
t===120h。
故答案为:3;120。
【点评】本题考查电能表的读数、消耗电能的计算以及电功率公式的应用,关键是理解电能表参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算。
16.(2018•遂宁)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器的规格“20Ω 2A”,L1的规格“10V 5W“,L2的规格“15V 15W”,不考虑温度对灯丝电阻的影响。
(1)只闭合开关S,当滑动变阻器接人电路的阻值为4Ω时,灯泡L1正常发光,则电源电压为 12 V。
(2)闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点,通电1min整个电路产生的热量是 1440 J。
【分析】(1)由图可知,只闭合开关S,灯泡L1与滑动变阻器串联,根据灯泡L1正常发光,可求得流经灯泡的电流,串联电路中电流处处相等,
已知当滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω,然后利用欧姆定律公式变形求出电源电压;
(2)已知L2的规格“15V 15W”,利用P=求得L2的电阻,闭合开关S、S1、S2,灯泡L2、滑动变阻器并联,灯泡L1被短路,滑动变阻器滑片置于中点,阻值为10Ω,根据并联电路的电阻特点求得总电阻,然后利用W=UIt可求得整个电路产生的热量。
【解答】解:(1)根据灯泡L1正常发光,可得流经灯泡的电流I1===0.5A,
灯泡L1正电阻R1===20Ω,
由图可知,只闭合开关S,灯泡L1与滑动变阻器串联,串联电路中电流处处相等,
即电路中的电流I=I1=0.5A,
由I=可得,电源电压U=IR总=0.5A×(4Ω+20Ω)=12V;
(2)由P=可得,
L2的电阻R2===15Ω,
闭合开关S、S1、S2,灯泡L2、滑动变阻器并联,灯泡L1被短路,滑动变阻器滑片置于中点,
根据并联电路的电阻特点可得,
总电阻=+,
则=+,
解得R并=6Ω,
通电1min整个电路产生的热量:
Q=W=UIt=t=×60s=1440J。
故答案为:(1)12;(2)1440。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点,以及欧姆定律的计算与应用;关键是开关闭和断开时电路串并联的辨别。
17.(2018•哈尔滨)通过110Ω电阻丝的电流是2A,产生8800J的热量需要通电 20 s,这段时间电流做的功是 8800J 。
【分析】已知电阻阻值、通过的电流及产生的热量,利用焦耳定律变形公式可以得到通电时间;
电流做功的过程,也就是将电能转化为其他形式的能量的过程。电阻丝通电时,不计热损失,电能全部转化为内能。
【解答】解:因为Q=I2Rt,
所以通电时间为t===20s;
电热丝工作过程中,电流做的功等于产生的热量,
所以电流做功8800J。
故答案为:20;8800J。
【点评】此题考查了焦耳定律变形公式的应用和电功与电热的关系,是一道基础题,难度不大。
18.(2018•赤峰)某校为师生饮水方便,安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能,关闭其他用电器,只用电热水器给水加热,一段时间后,电能表的示数,由图甲示数变为图乙示数,则该电热水器在这段时间内消耗的电能为 2.1 kW•h,等于 7.56×106 J.若消耗电能的87%被水吸收,则可把 18 kg初温为13℃的水加热至100℃【水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)】。
【分析】(1)用电器消耗电能应用末时间的示数减去初时间的示数;注意电能表最后一位是小数,单位是kW•h;
(2)由题知,Q吸=87%W,由Q吸=cm△t计算水的质量。
【解答】解:
(1)关闭其他用电器,只用电热水器给水加热,电热水器在这段时间内消耗的电能:
W=7626.9kW•h﹣7624.8kW•h=2.1kW•h=7.56×106J;
(2)消耗电能的87%被水吸收,即:Q吸=87%W,
由Q吸=cm△t有:
cm△t=87%W,
所以水的质量:
m===18kg。
故答案为:2.1;7.56×106;18。
【点评】此题主要考查了有关电能表读数以及热量计算公式的应用,对电能表我们要掌握你参数的含义并能进行相关的计算。
19.(2018•成都)如图所示,电热水壶上标有“220V 1800W”,小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻 小 。在额定电压下,烧开一壶水用时3min20s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为 3.6×104 J。
【分析】(1)由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。电炉丝和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等),通电时间是相同的,而电炉丝的电阻比导线的电阻大,据此分析原因;
(2)根据Q=Pt可求电热水壶发热体产生的热量。
【解答】解:热水壶的发热体与电线串联,通过它们的电流及时间相等,但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多,由焦耳定律Q=I2Rt可知,热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多,所以电热丝很热,但与之相连的电线却不怎么热;
在额定电压下,烧开一壶水用时3min20s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量:
Q=Pt=1800W×(3×60s+20s)=3.6×104J。
故答案为:小;3.6×104。
【点评】本题主要考查焦耳定律和电热公式的计算,常见题目。
20.(2018•天津)如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1与R2的阻值之比为2:1.开关S断开时,
R1与R2的电功率之比为 2:1 :开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为 2:3 。
【分析】(1)开关S断开时,电阻R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,根据P=I2R可求得R1与R2的电功率之比;
(2)开关S闭合时,电阻R2被短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,根据欧姆定律求出电压表的示数,然后可知电压表两次的示数之比。
【解答】解:
(1)已知电阻R1与R2的阻值之比为2:1,则R1=2R2,
开关S断开时,电阻R1、R2串联,
因串联电路中电流处处相等,
则R1与R2的电功率之比:===;
开关S断开时,电阻R1、R2串联,此时电路中的电流I===,
此时电压表测R1两端的电压,
由I=可得,电压表的示数:
U1=IR1=×R1=×2R2=;
(2)开关S闭合后,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,即电压表的示数为U;
所以,开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为=。
故答案为:2:1;2:3。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
21.(2018•泰州)某电吹风工作6min,能使如图所示的电能表的转盘转过120转,则该电吹风消耗的电能为 0.1 kW•h,电功率为 1000 W,这些电能可供一只“220V10W”的LED灯正常工作 10 h,一只这样的LED灯与一只“220V100W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光效率为 8% 。
【分析】(1)“1200r/kW•h”表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转过1200r;据此求电能表转盘转120r消耗的电能,再利用P=求出电吹风的功率;
(2)求出了电吹风消耗的电能,再利用P=求可供“220V10W”的节能灯正常工作的时间;
(3)节能灯与白炽灯在正常工作时发光效果相当,则两灯泡获得光能的功率相等,根据效率公式得出等式求解。
【解答】解:
(1)因为“1200r/kW•h”表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转过1200r,
所以电能表转盘转120r,电吹风消耗的电能:
W=kW•h=0.1kW•h,
电吹风的功率:
P===1kW=1000W;
(2)由P=可得,这些电能可供“220V10W”的节能灯正常工作的时间:
t′===10h;
(3)灯的发光效率等于转化为光能的功率与消耗电能的功率(灯的电功率)之比,即η=,
因10W的节能灯与100W的白炽灯在正常工作时发光效果相当,
所以两灯泡获得光能的功率相等,
则:P白η白=P节η节,
即100W×η白=10W×80%,
解得该白炽灯的发光效率:η白=8%。
故答案为:0.1;1000;10;8%。
【点评】本题考查电功、电功率、能量利用效率的计算,关键是电能表相关参数的理解以及电功率公式的应用;知道:灯的发光效率等于转化为光能的功率与消耗电能的功率之比。
22.(2018•云南)LED灯具有节能、环保的特点,一个“220V 8.5W”的LED灯与一个“220V 60W”的白炽灯亮度相当。若一个“220V 8.5W”的LED灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是 1.02 度,这些电能可供“220V 60W”的白炽灯正常工作 17 小时。
【分析】(1)利用W=Pt求解消耗的电能;设两种灯泡正常发光的时间为t,利用公式W=Pt计算消耗的电能;
(2)电器正常工作P=P额,利用t=得到灯泡正常工作时间。
【解答】解:
由P=可得,该LED灯30天消耗的电能:
W=Pt=8.5×10﹣3kW×30×4h=1.02kW•h;
这些电能可供“220V 60W”的白炽灯正常工作的时间:
t′===17h。
故答案为:1.02;17。
【点评】本题考查了电功率公式及其变形公式的应用,计算时注意单位统一,1kW•h=3.6×106J。
23.(2018•黔南州)1840年,英国物理学家 焦耳 最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系:从能量转化的角度看,电热器的电热丝工作时是将电能转化为 内 能。
【分析】(1)在大量实验的基础上,英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间间的关系,即发现了焦耳定律;
(2)电热器的电热丝工作时,电流做功,产生热量,使电热丝的内能增加、温度升高。
【解答】解:
(1)1840年,英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系,得出了焦耳定律;
(2)从能量转化的角度看,电热器的电热丝工作时,消耗的电能转化为内能。
故答案为:焦耳;内。
【点评】本题考查了焦耳的贡献和电热器工作时的能量转化,属于基础题目。
24.(2018•南充)如图所示,电源电压不变,灯泡标有“4V,2W”字样,当开关S闭合时,灯泡正常发光,电流表的示数为0.6A,电阻R的电功率为 0.4 W,通电1min,R产生的热量为 24 J。
【分析】由图知,闭合开关时,灯泡和定值电阻并联,电流表测量干路电流。
已知灯泡额定电压和额定功率并且正常发光,利用公式I=得到通过灯泡的电流;
已知干路电流和通过灯泡的电流,可以得到通过电阻的电流;已知灯泡正常发光,可以得到灯泡两端实际电压等于额定电压,根据并联电路电压特点得到电阻两端电压;已知电阻两端电压和通过的电流,利用公式P=UI得到电阻消耗的功率;
已知电阻消耗的功率和通电时间,利用Q=Pt得到R产生的热量。
【解答】解:
闭合开关时,灯泡和定值电阻并联,电流表测量干路电流。
已知灯泡正常发光,由P=UI可得,通过灯泡的电流:IL===0.5A,
根据并联电路的电流特点可得,通过电阻R的电流:IR=I﹣IL=0.6A﹣0.5A=0.1A,
由并联电路的电压特点可知,电阻R两端电压:UR=UL=4V,
所以电阻R消耗的功率:PR=URIR=4V×0.1A=0.4W;
通电1min,R产生的热量:QR=WR=PRt=0.4W×60s=24J。
故答案为:0.4;24。
【点评】此题考查了并联电路的特点、电功率计算公式及其变形公式及电热计算公式的应用,计算环节不复杂,难度不大。
25.(2018•攀枝花)如图所示,测电笔正确的使用方法是 乙 (选填”甲”或“乙”),已知测电笔的电阻约为1.1×106Ω,氖管和人体的电阻比它小得多,可以忽略,请你计算“220V 40W”灯泡正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的 900 倍(结果保留到整数)。
【分析】①正确使用试电笔的方法:站在地上手接触试电笔的笔尾金属体,笔尖接触火线或零线。氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线;三孔插座的左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,根据测电笔的正确使用方法进行分析,即食指接触测电笔末端的金属部位,使电路形成通路;
②已知家庭电路电压及测电笔电阻和灯泡额定电压和额定功率,可以得到两者通过的电流,比较得到结果。
【解答】解:使用测电笔时,拇指和中指不要接触测电笔前端的金属体,手必须接触测电笔末端的金属体,使电源和大地之间形成通路,故乙是正确的测量方法;
通过测电笔的电流为I笔===2×10﹣4A;
因为P=UI,
所以通过灯泡的电流为I灯==≈0.18A,
所以灯泡正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的=900倍。
故答案为:乙;900。
【点评】此题考查了测电笔的用法及欧姆定律的应用,通过计算可以使我们加深对测电笔测量原理的理解。
26.(2018•凉山州)将一个标有“36V 10W”字样的灯泡,接到电压为18V的电源上,此时该灯泡的实际功率为 2.5 W(灯丝电阻不随温度改变)。由三节新干电池串联组成的电池组的电压为 4.5 V。
【分析】①已知灯泡额定电压和额定功率,利用公式R=可以得到灯丝电阻;已知灯泡电阻和两端电压,利用公式P=得到实际功率;
②一节新干电池的电压为1.5V,串联电池两端电压等于每节电池电压之和。
【解答】解:因为P=,
所以灯泡电阻为R===129.6Ω,
灯泡接到18V电源上,实际功率为P实===2.5W;
一节干电池电压为1.5V,所以三节干电池串联总电压为3×1.5V=4.5V。
故答案为:2.5;4.5。
【点评】此题考查了电功率有关公式的应用和常见电压值,难度不大,是一道基础题。
27.(2018•湘西州)某学校传达室里安装有40W和20W两种灯泡,晚上开灯时,同学们发现40W的比20W的亮。这说明40W的灯泡比20W的灯泡实际功率 大 。(选填“大”或“小”)
【分析】额定功率是灯泡在额定电压下工作的电功率,灯泡的亮度取决于灯的实际功率。
【解答】解:
因为灯泡的亮度是由其实际功率所决定的,而40W的比20W的亮,所以40W的灯泡比20W的灯泡实际功率大。
故答案为:大。
【点评】本题考查了对灯泡亮度与实际功率的关系的认识和理解,属于一道基础题。
28.(2018•青岛)某电视机的额定功率是l10w,则它正常工作时,电流是 0.5A ;1kW•h的电能可供它止常工作的时间是 9.1h (至少保留一位小数)
【分析】电视机正常工作时的功率和额定功率相等,利用公式I=得到电视机的电流,再根据t=求出1kW•h的电能可供电视机正常发光的时间。
【解答】解:家庭电路的电压是220V,电视机的额定功率是l10W,
则它正常工作时,通过电视机的电流为:I===0.5A;
1kW•h的电能可供它正常工作的时间:t==≈9.1h。
故答案为:0.5A;9.1h。
【点评】本题考查了电功率公式和电功公式的应用,关键是知道用电器正常工作时的功率和额定功率相等。
29.(2018•哈尔滨)“探究小灯泡电功率”的实验电路如图甲,实验中选择“2.5V”小灯泡,调节滑动变阻器滑片的过程发现灯亮度变化,这是由 灯泡的实际功率 变化引起的。实验得到灯的U﹣I图象如图乙,则小灯泡的额定功率是 0.75 W。
【分析】(1)甲图中,灯与变阻器串联,调节滑动变阻器滑片的过程中,电路中的电流变化,根据P=I2R分析灯的实际功率变化,灯的亮度由灯的实际功率决定;
(2)由图乙找出当灯的电压为2.5V时电流大小,根据P=UI求小灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)甲图中,灯与变阻器串联,调节滑动变阻器滑片的过程中,电路中的电流变化,根据P=I2R,灯的实际功率变化,灯的亮度发生变化;
(2)由图乙知,当灯的电压为2.5V时,电流大小为0.3A,小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
故答案为:灯泡实际功率;0.75。
【点评】本题考查灯的亮度的决定因素及额定功率的计算。为基础题。
30.(2018•常德)如图是现代家庭中的电子式电能表,它的示数为 318.6 kW•h。
【分析】电能表是测量家庭电路中一段时间内消耗电能多少的仪器,上面有五个数字窗口,最后一位是小数位,单位是kW•h。
【解答】解:
由图可以看出电能表的示数为03186,最后一位是小数,单位是kW•h,故电能表的读数为318.6kW•h。
故答案为:318.6。
【点评】本题考查了电能表的读数方法,注意最后一位是小数位,易错点!
答案解析
1.(2018•无锡)某型号的电热水壶,额定电压220V,额定功率1000W,该电热水壶的发热电阻为 48.4 Ω,用该电热水壶加热lkg水,水由20℃加热到100℃,不考虑热量损失,则它正常加热的时间为 5.6 min.(c=4.2×103J/(kg•℃))
【分析】(1)电热水壶正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI=求出电热水壶发热电阻;
(2)知道水的质量和初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,不及热量损失,根据Q吸=W=Pt求出加热时间。
【解答】解:
(1)由P=可得,电热水壶的发热电阻:
R===48.4Ω;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J,
不考虑热量损失,由Q吸=W=Pt可得,加热时间:
t====336s=5.6min。
故答案为:48.4;5.6。
【点评】本题考查了电功率公式和吸热公式、电功公式的灵活应用,难度不是很大。
2.(2018•烟台)常温常压下,一台标有“220V 2000W“的电热水壶正常工作时,将质量为1kg、初温为20℃的水烧开,需要的时间是 168s [假设该热水壶产生的热量完全被水吸收,c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【分析】在1个标准大气压下水的沸点为100℃,又知道水的初温、质量、比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,不计热损失,根据W=Q吸=Pt求出需要的加热时间。
【解答】解:
在1个标准大气压下水的沸点为100℃,则水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J,
不计热损失,由W=Q吸=Pt可得,需要的加热时间:
t′====168s。
故答案为:168s。
【点评】本题考查了吸热公式、电功公式的应用,关键是知道在1个标准大气压下水的沸点为100℃。
3.(2018•荆门)有一台电动机,额定电压3V,额定电流1A,电动机线圈电阻0.5Ω.这台电动机正常工作1min,消耗的电能为 180 J.产生的热量为 30 J,输出的机械能为 150 J。
【分析】已知电动机的额定电压、额定电流、通电时间,根据W=UIt求出消耗的电能;
已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间,根据Q=I2Rt求出在1min内电流产生的热量;
消耗的电能减去产生的热量即为电动机获得的机械能。
【解答】解:这台电动机正常工作1min=60s,
电动机消耗的电能:
W=UIt=3V×1A×60s=180J,
产生的电热:
Q=I2Rt=(1A)2×0.5Ω×60s=30J,
输出的机械能:
W机械=W﹣Q=180J﹣30J=150J。
故答案为:180;30;150。
【点评】本题考查了电动机产生热量、电功、输出机械能的计算,关键是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能。
4.(2018•内江)如图所示是用来测量电能的仪表,这只电表此时的读数是 231.6 kW•h,当电路中只有一个电饭煲接入电路,正常工作12min。发现此电能表的转盘转过了500转。则这个电饭煲的额定功率是 1000 W。
【分析】(1)电能表上的示数,最后一位是小数,单位是kW•h;
(2)已知每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转动2500r,可求转500转消耗的电能,根据公式P=求出该电饭煲的电功率。
【解答】解:
由图可知,电能表此时的读数为231.6kW•h,
2500r/kW•h 表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转过2500r,
则电能表的转盘转过了500转,电饭煲消耗的电能:W==0.2kW•h,
电饭煲正常工作12min,则该电饭煲的额定功率:P===1kW=1000W。
故答案为:231.6;1000。
【点评】本题考查消耗电能和电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是对电能表参数的物理意义的正确理解,解题过程中还要注意单位的换算。
5.(2018•株洲)如图,15L的圆柱形塑料桶装满水,在桶的顶部安装一个直流电动抽水器(输出功率5W,工作电压5V),抽水器工作时,5s内能抽出150mL的水。抽水器的工作电流为 1 A.要将这桶水全部抽出,需要 500 s;抽水器需消耗电能 2500 J;需克服水的重力做功 75 J.(g取10N/kg)
【分析】①已知抽水器额定电压和额定功率,利用公式I=得到抽水器工作电流;
②已知水的总体积和“5s内能抽出150mL的水”,可以得到水全部抽出需要的时间;
③已知抽水器额定功率和连续工作时间,利用W=Pt得到消耗的电能;
④由图知水的高度,所以其重心在中点处,从水的重心到出水口的垂直高度就是抽水器提升水的高度;已知水的体积,可以得到质量,进一步得到重力;已知重力和提升高度,利用公式W=Gh得到克服重力做的功。
【解答】解:
①因为P=UI,
所以抽水器的工作电流为I===1A;
②因为V=15L=15000mL,5s内能抽出150mL的水,
所以全部抽出水的时间t=×5s=500s;
③因为P=,
所以抽水器消耗的电能为W=Pt=5W×500s=2500J;
④抽水器提升水的高度为h=0.75m﹣×0.5m=0.5m;
因为ρ=,
所以水的重力为:
G=mg=ρVg=1.0×103kg/m3×0.015m3×10N/kg=150N,
抽水器克服水的重力做的功:
W=Gh=150N×0.5m=75J。
故答案为:1;500;2500;75。
【点评】此题是一道综合题,考查的知识点较多,正确得到抽水器克服水的重力上升的高度,是解答最后一空的关键。
6.(2018•成都)标有“12V 60W”的汽车灯泡工作时,用电压表测得其两端电压如图所示,则灯泡的实际电压为 11.5 V,灯泡的实际功率 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)60W。
【分析】(1)根据图示电表确定其量程与分度值,然后根据指针位置读出其示数。
(2)根据汽车灯泡的额定电压与实际电压比较即可得出结论。
【解答】解:由图示电压表可知,其量程为0~15V,分度值为:0.5V,由图可知,电压表读数为:11.5V,即灯泡的实际电压为11.5V;
已知汽车灯泡的额定电压为12V,因为实际电压小于额定电压,所以灯泡的实际功率额定功率60W。
故答案为:11.5;小于。
【点评】本题考查了电压表与电流表的读数,对电表读数时要先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与刻度线垂直,同时还要关知道额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等。
7.(2018•衡阳)某品牌电饭煲工作原理如图中所示,如表为它的部分参数:
XXX牌电饭煲
额定电压
220V
额定功率
加热挡
1210W
保温档
22W
频率
55Hz
如将开关S闭合,则电饭煲处于 加热 (选填“加热”或“保温”)状态,其中R1:R2= 1:54 。
【分析】电路电压U一定,由P=可知,电阻越大,电功率越小,电饭煲处于保温状态,电阻越小,电饭煲功率越大,电饭煲处于加热状态,分析电路图确定电饭煲的状态;由欧姆定律、电功率公式计算答题。
【解答】解:(1)由电路图可知,当开关S闭合时,R2被S短路,电路电阻最小,由P=可知,在电压一定时,电饭煲电功率最大,处于加热状态;
(2)已知,P加热=1210W,P保温=22W,
则电饭煲保温和加热时的功率之比:
P加热:P保温=:===,
R2=54R1,
故R1:R2=1:54。
故答案为:加热;1:54。
【点评】分析清楚电路结构、应用电功率公式、欧姆定律即可正确解题。
8.(2018•齐齐哈尔)如图为电能表的实物图,小文只让家里的空调单独工作,测出36s内电能表转盘转过25r,则空调这段时间内消耗的电能是 3.6×104 J,空调的实际功率为 1000 W。
【分析】2500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转2500r,据此求出转盘转25r电路中消耗的电能;再利用P=求出空调的实际功率。
【解答】解:
2500r/kW•h表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转2500r,
空调工作时,电能表转盘转动25r消耗的电能:
W=kW•h=0.01kW•h=0.01×3.6×106J=3.6×104J;
空调工作的时间t=36s,
空调的实际功率:
P===1000W。
故答案为:3.6×104;1000。
【点评】本题考查了用电器消耗电能和电功率的计算,理解“2500r/kW•h”的含义是本题的关键。
9.(2018•十堰)小天家电能表本月初的示数为,本月底的示数如图所示,小天家本月消耗的电能为 130 kW•h。
【分析】利用电能表两次示数差求出消耗的电能,注意最后一位是小数,单位kW•h。
【解答】解:由图可知,电能表本月初的示数W1=821.6kW•h,
电能表本月末的示数W2=951.6kW•h,
则小天家本月消耗的电能:
W=W2﹣W1=951.6kW•h﹣821.6kW•h=130kW•h。
故答案为:130。
【点评】本题考查了电能表的读数,读数时注意最后一位是小数,易错点!
10.(2018•遂宁)如图甲所示电路,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从一端移到另一端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为 40 Ω;当滑动变阻器接入电路阻值分别为R和R时,电路消耗的总功率为P1、P2,则P1:P2= 2:1 。
【分析】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。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,由图象读出电流和电压,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,并求出R的最大阻值,利用电源的电压不变得出等式即可求出电源电压,从而定值电阻R0的阻值;根据滑动变阻器接入电路的电阻求出电流,从而求出总功率之比。
【解答】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。
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,由图乙可知I1=0.3A,
由I=可得,电源的电压:U=I1R0=0.3A×R0,
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,由图乙可知,I2=0.1A,U2=8V,
则滑动变阻器的最大阻值:R===80Ω,
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=I2R0+U2=0.1A×R0+2V,
因电源的电压不变,所以,0.3A×R0=0.1A×R0+8V,
解得:R0=40Ω,
电源的电压:U=0.3A×R0=0.3A×40Ω=12V;
当滑动变阻器接入电路阻值为R=×80Ω=20Ω时,电路中的电流:I===0.2A;
当滑动变阻器接入电路阻值为R=80Ω时,电路中的电流:I'===0.1A;
根据P=UI可知,电路消耗的总功率之比为:P1:P2=UI:UI'=I:I'=0.2A:0.1A=2:1。
故答案为:40;2:1。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及识图能力,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
11.(2018•云南)如图所示,小灯泡L标有“3V 0.9W“的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当开关S闭合、S1断开时,小灯泡正常发光,电压表的示数为1.5V,则电流表的示数为 0.3 A;如果电压表的量程为0﹣3V,为确保电压表不被损坏,则 不能 (选填“能”或“不能”)同时闭合开关S、S1。
【分析】(1)当开关S闭合、S1断开时,灯泡和定值电阻串联,电压表测量电阻两端电压,电流表测量电路电流;已知灯泡额定电压和额定功率,利用公式I=得到灯泡正常发光时的电流,也就是此时电流表的示数;
(2)电压表使用时,被测电路电压不能超过电压表最大测量值;同时闭合开关S、S1,灯泡短路,电压表测量电源电压。
【解答】解:由电路图知,
(1)开关S闭合、S1断开时,灯泡和定值电阻串联,电压表测量电阻两端电压,电流表测量电路电流。
已知此时灯泡正常发光,
因为P=UI,
所以电流表的示数为I===0.3A;
(2)开关S闭合、S1断开时,灯泡和定值电阻串联,灯泡正常发光,
所以电源电压为U=U额+U1=3V+1.5V=4.5V,
当同时闭合开关S、S1,灯泡短路,电压表测量电源电压。
而电压表的量程为0﹣3V,为确保电压表不被损坏,所以不能同时闭合开关S、S1。
故答案为:0.3;不能。
【点评】此题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率有关公式的应用,正确分析电路,明确电路连接关系,是解答此题的关键。
12.(2018•淄博)在“探究物质的吸热能力”实验中,把质量均为0.5kg的水和食用油分别装入两个相同的容器内,用相同的电加热器给它们加热,其温度随时间变化的图象如图所示。不考虑实验中的热损失,加热2min食用油吸收的热量是 4.2×104 J,电加热器的实际功率是 350 W.【c水=4.2×103J/(kg•℃)】
【分析】(1)由题知食用油和水质量相同,升高的温度相同时水吸收的热量是食用油吸收热量的2倍。根据吸热公式Q=c吸m△t判断两物质的比热容之间的关系,从而得出食用油的比热容,然后利用Q=cm△t可求得加热2min食用油吸收的热量;
(2)不考虑实验中的热损失W=Q,利用P=可求得电加热器的实际功率。
【解答】解:
用两个相同的电热器给质量相同的物质食用油和水加热,由图象可知,水温度升高到60℃需要4min,食用油温度升高到60℃需要2min。
因为物质吸收的热量和时间成正比,
所以,质量相同的食用油和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为:Q水吸=2Q油吸。
由Q吸=cm△t得:c=,
则c水=2c油。
又因为c水=4.2×103J/(kg•℃),
所以c油=c水=2.1×103J/(kg•℃),
加热2min食用油升高了60℃﹣20℃=40℃,
Q油吸=c油m油△t=2.1×103J/(kg•℃)×0.5kg×40℃=4.2×104J;
不考虑实验中的热损失W=Q=4.2×104J;
电加热器的实际功率P===350W。
故答案为:4.2×104;350。
【点评】本题考查热量的计算和实际功率的计算,能够从图象中获取信息并利用控制变量法解决实际问题。
13.(2018•安徽)某导体的电阻为20Ω,当通过它的电流为2A时,则其1min产生的热量为 4800 J。
【分析】根据焦耳定律即可计算通电导体上产生的热量。
【解答】解:通电时间t=1min=60s,
导体产生的热量:Q=I2Rt=(2A)2×20Ω×60s=4800J。
故答案为:4800。
【点评】本题可利用焦耳定律计算公式直接求出,比较简单。
14.(2018•泸州)小英家6月底电能表的示数如图甲所示,7月底表盘示数如图乙所示,由图可知她家7月份用电器消耗的电能为 140 kW•h;她家现在已经接人用电器的总功率为3600W,则最多还可以连接 3000 W的用电器同时工作。将铭牌已模糊的饮水机单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了160次,则饮水机的额定功率是 1000 W。
【分析】(1)电能表显示的数字中最后一位是小数,单位为kW•h,两次示数只差即为本月用的电。
(2)由电能表的参数可知工作电压和允许工作的最大电流,根据P=UI求出电能表允许用电器工作的最大总功率;
(3)3200imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3200次,据此可求出当电能表指示灯闪烁160次消耗的电能,又知道工作时间,根据公式P=求出该用电器消耗的功率。
【解答】解:
(1)由图知,小英家7月份用电器消耗的电能为:W=6768.2kW•h﹣6628.2kW•h=140kW•h;
(2)由电能表的参数可知,工作电压为U=220V,允许工作的最大电流为I=30A,
电能表允许用电器工作的最大总功率:P大=UI=220V×30A=6600W,
已知她家现在已经接入用电器的总功率为3600W,
则最多还可以同时连接用电器的功率为6600W﹣3600W=3000W;
(3)3200imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3200次,
则电能表指示灯闪烁160次时,饮水机消耗的电能:W=kW•h=0.05kW•h,
饮水机的实际功率:P===1kW=1000W。
因为饮水机正常工作,所以饮水机的实际功率等于额定功率,则饮水机的额定功率是1000W。
故答案为:140;3000;1000。
【点评】本题考查了电功率和电功的计算以及电能表的读数,明白电能表参数的含义是解题的关键。
15.(2018•河北)小明一家外出旅游,出门时电能表示数为,回来时为,这期间消耗了 3 度电。这些电能可使标有“220V 25W”的灯泡正常工作 120 h。
【分析】(1)电能表是测量消耗电能多少的仪器,最后一位示数是小数位,其单位是kW•h,由图示可读出其示数,前后读数之差就是这段时间消耗的电能;
(2)灯正常工作时的功率等于额定功率,利用t=求时间。
【解答】解:
(1)由图知,出门时电能表的读数为864.0kW•h,回来时电能表的读数为867.0kW•h;
这段时间内消耗的电能:W=867.0kW•h﹣864.0kW•h=3kW•h=3度;
(2)灯正常工作时的功率:
P=P额=25W=0.025kW,
由P=可得,灯泡正常工作的时间:
t===120h。
故答案为:3;120。
【点评】本题考查电能表的读数、消耗电能的计算以及电功率公式的应用,关键是理解电能表参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算。
16.(2018•遂宁)如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器的规格“20Ω 2A”,L1的规格“10V 5W“,L2的规格“15V 15W”,不考虑温度对灯丝电阻的影响。
(1)只闭合开关S,当滑动变阻器接人电路的阻值为4Ω时,灯泡L1正常发光,则电源电压为 12 V。
(2)闭合开关S、S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点,通电1min整个电路产生的热量是 1440 J。
【分析】(1)由图可知,只闭合开关S,灯泡L1与滑动变阻器串联,根据灯泡L1正常发光,可求得流经灯泡的电流,串联电路中电流处处相等,
已知当滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω,然后利用欧姆定律公式变形求出电源电压;
(2)已知L2的规格“15V 15W”,利用P=求得L2的电阻,闭合开关S、S1、S2,灯泡L2、滑动变阻器并联,灯泡L1被短路,滑动变阻器滑片置于中点,阻值为10Ω,根据并联电路的电阻特点求得总电阻,然后利用W=UIt可求得整个电路产生的热量。
【解答】解:(1)根据灯泡L1正常发光,可得流经灯泡的电流I1===0.5A,
灯泡L1正电阻R1===20Ω,
由图可知,只闭合开关S,灯泡L1与滑动变阻器串联,串联电路中电流处处相等,
即电路中的电流I=I1=0.5A,
由I=可得,电源电压U=IR总=0.5A×(4Ω+20Ω)=12V;
(2)由P=可得,
L2的电阻R2===15Ω,
闭合开关S、S1、S2,灯泡L2、滑动变阻器并联,灯泡L1被短路,滑动变阻器滑片置于中点,
根据并联电路的电阻特点可得,
总电阻=+,
则=+,
解得R并=6Ω,
通电1min整个电路产生的热量:
Q=W=UIt=t=×60s=1440J。
故答案为:(1)12;(2)1440。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点,以及欧姆定律的计算与应用;关键是开关闭和断开时电路串并联的辨别。
17.(2018•哈尔滨)通过110Ω电阻丝的电流是2A,产生8800J的热量需要通电 20 s,这段时间电流做的功是 8800J 。
【分析】已知电阻阻值、通过的电流及产生的热量,利用焦耳定律变形公式可以得到通电时间;
电流做功的过程,也就是将电能转化为其他形式的能量的过程。电阻丝通电时,不计热损失,电能全部转化为内能。
【解答】解:因为Q=I2Rt,
所以通电时间为t===20s;
电热丝工作过程中,电流做的功等于产生的热量,
所以电流做功8800J。
故答案为:20;8800J。
【点评】此题考查了焦耳定律变形公式的应用和电功与电热的关系,是一道基础题,难度不大。
18.(2018•赤峰)某校为师生饮水方便,安装了电热水器。为测定热水器消耗的电能,关闭其他用电器,只用电热水器给水加热,一段时间后,电能表的示数,由图甲示数变为图乙示数,则该电热水器在这段时间内消耗的电能为 2.1 kW•h,等于 7.56×106 J.若消耗电能的87%被水吸收,则可把 18 kg初温为13℃的水加热至100℃【水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)】。
【分析】(1)用电器消耗电能应用末时间的示数减去初时间的示数;注意电能表最后一位是小数,单位是kW•h;
(2)由题知,Q吸=87%W,由Q吸=cm△t计算水的质量。
【解答】解:
(1)关闭其他用电器,只用电热水器给水加热,电热水器在这段时间内消耗的电能:
W=7626.9kW•h﹣7624.8kW•h=2.1kW•h=7.56×106J;
(2)消耗电能的87%被水吸收,即:Q吸=87%W,
由Q吸=cm△t有:
cm△t=87%W,
所以水的质量:
m===18kg。
故答案为:2.1;7.56×106;18。
【点评】此题主要考查了有关电能表读数以及热量计算公式的应用,对电能表我们要掌握你参数的含义并能进行相关的计算。
19.(2018•成都)如图所示,电热水壶上标有“220V 1800W”,小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻 小 。在额定电压下,烧开一壶水用时3min20s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为 3.6×104 J。
【分析】(1)由焦耳定律知道,电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。电炉丝和连接的导线串联在电路中(通过的电流相等),通电时间是相同的,而电炉丝的电阻比导线的电阻大,据此分析原因;
(2)根据Q=Pt可求电热水壶发热体产生的热量。
【解答】解:热水壶的发热体与电线串联,通过它们的电流及时间相等,但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多,由焦耳定律Q=I2Rt可知,热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多,所以电热丝很热,但与之相连的电线却不怎么热;
在额定电压下,烧开一壶水用时3min20s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量:
Q=Pt=1800W×(3×60s+20s)=3.6×104J。
故答案为:小;3.6×104。
【点评】本题主要考查焦耳定律和电热公式的计算,常见题目。
20.(2018•天津)如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1与R2的阻值之比为2:1.开关S断开时,
R1与R2的电功率之比为 2:1 :开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为 2:3 。
【分析】(1)开关S断开时,电阻R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,根据P=I2R可求得R1与R2的电功率之比;
(2)开关S闭合时,电阻R2被短路,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,根据欧姆定律求出电压表的示数,然后可知电压表两次的示数之比。
【解答】解:
(1)已知电阻R1与R2的阻值之比为2:1,则R1=2R2,
开关S断开时,电阻R1、R2串联,
因串联电路中电流处处相等,
则R1与R2的电功率之比:===;
开关S断开时,电阻R1、R2串联,此时电路中的电流I===,
此时电压表测R1两端的电压,
由I=可得,电压表的示数:
U1=IR1=×R1=×2R2=;
(2)开关S闭合后,电路为R1的简单电路,电压表测电源电压,即电压表的示数为U;
所以,开关S闭合前后,电压表两次的示数之比为=。
故答案为:2:1;2:3。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
21.(2018•泰州)某电吹风工作6min,能使如图所示的电能表的转盘转过120转,则该电吹风消耗的电能为 0.1 kW•h,电功率为 1000 W,这些电能可供一只“220V10W”的LED灯正常工作 10 h,一只这样的LED灯与一只“220V100W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光效率为 8% 。
【分析】(1)“1200r/kW•h”表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转过1200r;据此求电能表转盘转120r消耗的电能,再利用P=求出电吹风的功率;
(2)求出了电吹风消耗的电能,再利用P=求可供“220V10W”的节能灯正常工作的时间;
(3)节能灯与白炽灯在正常工作时发光效果相当,则两灯泡获得光能的功率相等,根据效率公式得出等式求解。
【解答】解:
(1)因为“1200r/kW•h”表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转过1200r,
所以电能表转盘转120r,电吹风消耗的电能:
W=kW•h=0.1kW•h,
电吹风的功率:
P===1kW=1000W;
(2)由P=可得,这些电能可供“220V10W”的节能灯正常工作的时间:
t′===10h;
(3)灯的发光效率等于转化为光能的功率与消耗电能的功率(灯的电功率)之比,即η=,
因10W的节能灯与100W的白炽灯在正常工作时发光效果相当,
所以两灯泡获得光能的功率相等,
则:P白η白=P节η节,
即100W×η白=10W×80%,
解得该白炽灯的发光效率:η白=8%。
故答案为:0.1;1000;10;8%。
【点评】本题考查电功、电功率、能量利用效率的计算,关键是电能表相关参数的理解以及电功率公式的应用;知道:灯的发光效率等于转化为光能的功率与消耗电能的功率之比。
22.(2018•云南)LED灯具有节能、环保的特点,一个“220V 8.5W”的LED灯与一个“220V 60W”的白炽灯亮度相当。若一个“220V 8.5W”的LED灯每天正常工作4小时,30天消耗的电能是 1.02 度,这些电能可供“220V 60W”的白炽灯正常工作 17 小时。
【分析】(1)利用W=Pt求解消耗的电能;设两种灯泡正常发光的时间为t,利用公式W=Pt计算消耗的电能;
(2)电器正常工作P=P额,利用t=得到灯泡正常工作时间。
【解答】解:
由P=可得,该LED灯30天消耗的电能:
W=Pt=8.5×10﹣3kW×30×4h=1.02kW•h;
这些电能可供“220V 60W”的白炽灯正常工作的时间:
t′===17h。
故答案为:1.02;17。
【点评】本题考查了电功率公式及其变形公式的应用,计算时注意单位统一,1kW•h=3.6×106J。
23.(2018•黔南州)1840年,英国物理学家 焦耳 最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系:从能量转化的角度看,电热器的电热丝工作时是将电能转化为 内 能。
【分析】(1)在大量实验的基础上,英国物理学家焦耳找出了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间间的关系,即发现了焦耳定律;
(2)电热器的电热丝工作时,电流做功,产生热量,使电热丝的内能增加、温度升高。
【解答】解:
(1)1840年,英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系,得出了焦耳定律;
(2)从能量转化的角度看,电热器的电热丝工作时,消耗的电能转化为内能。
故答案为:焦耳;内。
【点评】本题考查了焦耳的贡献和电热器工作时的能量转化,属于基础题目。
24.(2018•南充)如图所示,电源电压不变,灯泡标有“4V,2W”字样,当开关S闭合时,灯泡正常发光,电流表的示数为0.6A,电阻R的电功率为 0.4 W,通电1min,R产生的热量为 24 J。
【分析】由图知,闭合开关时,灯泡和定值电阻并联,电流表测量干路电流。
已知灯泡额定电压和额定功率并且正常发光,利用公式I=得到通过灯泡的电流;
已知干路电流和通过灯泡的电流,可以得到通过电阻的电流;已知灯泡正常发光,可以得到灯泡两端实际电压等于额定电压,根据并联电路电压特点得到电阻两端电压;已知电阻两端电压和通过的电流,利用公式P=UI得到电阻消耗的功率;
已知电阻消耗的功率和通电时间,利用Q=Pt得到R产生的热量。
【解答】解:
闭合开关时,灯泡和定值电阻并联,电流表测量干路电流。
已知灯泡正常发光,由P=UI可得,通过灯泡的电流:IL===0.5A,
根据并联电路的电流特点可得,通过电阻R的电流:IR=I﹣IL=0.6A﹣0.5A=0.1A,
由并联电路的电压特点可知,电阻R两端电压:UR=UL=4V,
所以电阻R消耗的功率:PR=URIR=4V×0.1A=0.4W;
通电1min,R产生的热量:QR=WR=PRt=0.4W×60s=24J。
故答案为:0.4;24。
【点评】此题考查了并联电路的特点、电功率计算公式及其变形公式及电热计算公式的应用,计算环节不复杂,难度不大。
25.(2018•攀枝花)如图所示,测电笔正确的使用方法是 乙 (选填”甲”或“乙”),已知测电笔的电阻约为1.1×106Ω,氖管和人体的电阻比它小得多,可以忽略,请你计算“220V 40W”灯泡正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的 900 倍(结果保留到整数)。
【分析】①正确使用试电笔的方法:站在地上手接触试电笔的笔尾金属体,笔尖接触火线或零线。氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线;三孔插座的左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,根据测电笔的正确使用方法进行分析,即食指接触测电笔末端的金属部位,使电路形成通路;
②已知家庭电路电压及测电笔电阻和灯泡额定电压和额定功率,可以得到两者通过的电流,比较得到结果。
【解答】解:使用测电笔时,拇指和中指不要接触测电笔前端的金属体,手必须接触测电笔末端的金属体,使电源和大地之间形成通路,故乙是正确的测量方法;
通过测电笔的电流为I笔===2×10﹣4A;
因为P=UI,
所以通过灯泡的电流为I灯==≈0.18A,
所以灯泡正常工作时的电流约为正确使用测电笔时通过人体电流的=900倍。
故答案为:乙;900。
【点评】此题考查了测电笔的用法及欧姆定律的应用,通过计算可以使我们加深对测电笔测量原理的理解。
26.(2018•凉山州)将一个标有“36V 10W”字样的灯泡,接到电压为18V的电源上,此时该灯泡的实际功率为 2.5 W(灯丝电阻不随温度改变)。由三节新干电池串联组成的电池组的电压为 4.5 V。
【分析】①已知灯泡额定电压和额定功率,利用公式R=可以得到灯丝电阻;已知灯泡电阻和两端电压,利用公式P=得到实际功率;
②一节新干电池的电压为1.5V,串联电池两端电压等于每节电池电压之和。
【解答】解:因为P=,
所以灯泡电阻为R===129.6Ω,
灯泡接到18V电源上,实际功率为P实===2.5W;
一节干电池电压为1.5V,所以三节干电池串联总电压为3×1.5V=4.5V。
故答案为:2.5;4.5。
【点评】此题考查了电功率有关公式的应用和常见电压值,难度不大,是一道基础题。
27.(2018•湘西州)某学校传达室里安装有40W和20W两种灯泡,晚上开灯时,同学们发现40W的比20W的亮。这说明40W的灯泡比20W的灯泡实际功率 大 。(选填“大”或“小”)
【分析】额定功率是灯泡在额定电压下工作的电功率,灯泡的亮度取决于灯的实际功率。
【解答】解:
因为灯泡的亮度是由其实际功率所决定的,而40W的比20W的亮,所以40W的灯泡比20W的灯泡实际功率大。
故答案为:大。
【点评】本题考查了对灯泡亮度与实际功率的关系的认识和理解,属于一道基础题。
28.(2018•青岛)某电视机的额定功率是l10w,则它正常工作时,电流是 0.5A ;1kW•h的电能可供它止常工作的时间是 9.1h (至少保留一位小数)
【分析】电视机正常工作时的功率和额定功率相等,利用公式I=得到电视机的电流,再根据t=求出1kW•h的电能可供电视机正常发光的时间。
【解答】解:家庭电路的电压是220V,电视机的额定功率是l10W,
则它正常工作时,通过电视机的电流为:I===0.5A;
1kW•h的电能可供它正常工作的时间:t==≈9.1h。
故答案为:0.5A;9.1h。
【点评】本题考查了电功率公式和电功公式的应用,关键是知道用电器正常工作时的功率和额定功率相等。
29.(2018•哈尔滨)“探究小灯泡电功率”的实验电路如图甲,实验中选择“2.5V”小灯泡,调节滑动变阻器滑片的过程发现灯亮度变化,这是由 灯泡的实际功率 变化引起的。实验得到灯的U﹣I图象如图乙,则小灯泡的额定功率是 0.75 W。
【分析】(1)甲图中,灯与变阻器串联,调节滑动变阻器滑片的过程中,电路中的电流变化,根据P=I2R分析灯的实际功率变化,灯的亮度由灯的实际功率决定;
(2)由图乙找出当灯的电压为2.5V时电流大小,根据P=UI求小灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)甲图中,灯与变阻器串联,调节滑动变阻器滑片的过程中,电路中的电流变化,根据P=I2R,灯的实际功率变化,灯的亮度发生变化;
(2)由图乙知,当灯的电压为2.5V时,电流大小为0.3A,小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
故答案为:灯泡实际功率;0.75。
【点评】本题考查灯的亮度的决定因素及额定功率的计算。为基础题。
30.(2018•常德)如图是现代家庭中的电子式电能表,它的示数为 318.6 kW•h。
【分析】电能表是测量家庭电路中一段时间内消耗电能多少的仪器,上面有五个数字窗口,最后一位是小数位,单位是kW•h。
【解答】解:
由图可以看出电能表的示数为03186,最后一位是小数,单位是kW•h,故电能表的读数为318.6kW•h。
故答案为:318.6。
【点评】本题考查了电能表的读数方法,注意最后一位是小数位,易错点!
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