2024年1月20日发(作者:昝韵磬)
一、选择题
1.甲、乙两只灯泡的铭牌如图所示,将它们串联接入220V电路两端,下列说法正确的是( )
A.两灯泡的额定电压都变小了
B.两灯泡的额定电功率都变小了
C.通过灯泡L甲的实际电流比L乙的实际电流大
D.灯泡L甲两端的实际电压比L乙两端的实际电压大
2.为防止患有阿尔茨海默病的爷爷半夜走失,小明同学发现了一个可贴在爷爷脚底的薄膜式压力传感器,当爷爷起床行走时,电路中电流改变引发报警并向手机APP发送信息。如图甲所示是它的等效电路图。其压敏电阻R与压力F的关系如图乙所示,那么,当爷爷起床行走时( )
A.压敏电阻随着压力的增大而增大
B.电路中电流增大,R两端电压增大
C.电路中R0两端电压增大
D.电路中消耗总功率减小
3.小强家有额定电压相同的微波炉、洗衣机、电视机各一台,按照每度电0.5元的计费标准,将这三台用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中,判断正确的是( )
①在日常使用过程中,微波炉工作时消耗的电能最多
②正常工作时,洗衣机的额定功率大于电视机的额定功率
③正常工作时,电流通过三台用电器做功一样快
④正常工作时,电视机的电流最小
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有③④正确 D.只有①③正确
4.某一阻值为R的电阻,通过的电流为I时,在t时间内产生的热量是Q。则当另一阻值为2R的电阻,通过电流是2I时,在同样的t时间内产生的热量为( )
A.2Q
A.电饼铛
B.4Q
B.笔记本电脑
C.8Q
C.手电筒
D.16Q
D.客厅LED照明灯
5.下列家用电器中,额定功率最接近1kW的是( )
6.两个定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.6A”,现把它们连入由一个开关和电源组成的电路,以下说法正确的是( )
A.甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6A
B.甲、乙并联时允许乙的最大功率为5.4W
C.甲、乙串联时允许电源最大电压为19V
D.甲、乙串联时允许甲的最大功率为10W
7.如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图。电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,滑片P与挂钩固定在一起。不挂物体时,滑片P在R2最上端。挂上物体时,滑片P随挂钩向下移动。在电子秤量程范围内,则( )
A.不挂物体时,电压表示数为0
B.所挂物体越重,电流表示数越大
C.所挂物体越重,电路消耗的总功率越大
D.所挂物体重量发生变化,电压表示数与电流表示数的比值不变
8.如下图所示电路中,L1、L2是小灯泡,电源电压为3V,当开关S闭合时,两灯均能发光,电压表的示数为1.2V。忽略温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.L1两端的电压为1.8V
B.灯泡L2比灯泡L1更亮
C.L1与L2的灯丝电阻之比为3:2
D.通过L1与L2的电流之比为2:3
9.小明制作了一个利用电路测物体所受重力的小仪器,如图所示。电源电压恒定,当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。下列说法正确的是( )
A.改造电压表表盘可显示重力的大小
B.当称盘内物体所受重力变大时,电流表示数增大
C.当称盘内物体所受重力变大时,电路消耗的功率变大
D.若秤盘质量变大,为测量准确,应增大R2的阻值
10.如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的滑片P向a端移动过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电路的总电阻变大 C.电路的总功率变大 D.电压表示数变大
11.标有“220V 25W”字样甲灯和标有“220V 100W”乙灯,并联接到家庭电路中,下列说法正确的是( )
A.甲灯更亮
C.通过甲灯的电流大
B.乙灯实际功率大
D.乙灯两端电压高
12.将两根电热丝R1和R2串联起来,接在如图所示的电路中通电,若R1>R2则( )
A.甲火柴先被点燃
C.两根火柴同时被点燃
B.乙火柴先被点燃
D.无法比较
二、填空题
13.电能表是用来测量______的仪表。小明家的电能表上的一些技术参数如下表,由表可知:小明家的电能表的额定电压是______;持续工作的最大电流是______;允许在短时间内通过的最大电流是______;电能表的转盘转一圏,接其后面的用电器消耗的电能是______J。
单相电能表技术参数
电 压
电流规格
频 率
每千瓦时转数
220V
10(20)A
50Hz
3000R/kW·h
h)”字样(imp表示闪烁次数),将一个标14.某电子式电能表表盘上标有“2000imp/(kW·有“220V 300W”的用电器单独接在该电能表上正常工作6min,在此期间该用电器消耗的h,电能表指示灯闪烁了___________次。
电能为________kW·15.现有“220V 40W”的电灯泡一只,将它接在电压为“110V”的电路中(不考虑温度对电阻的影响),实际功率为______W,此时,1kW⋅h的电能可供它连续工作______h。
16.小明在一次野炊活动中,由于没带火柴,他将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看作导体)接在干电池正负两级上,如图所示,锡箔纸较窄处就会先燃烧起来。这是因为较窄处_____较大,根据______可知,相同时间内产生的热量较多。
17.一只电烙铁的铭牌上标有“220 V 80 W”的字样,它正常工作时,电阻是______Ω,当其两端电压为 55 V
时,实际功率为______W。
18.如图所示的电路,电源电压U=3V,电阻R=10Ω。当闭合开关S1,断开开关S2时,电
流表的示数为0.2A,则电阻R两端的电压为______V,此时灯L的电阻为______Ω;再闭合开关S2时,电流表的示数为0.56A,则此时灯L消耗的实际功率为______W。
19.电阻R1=10Ω,R2=20Ω,若将它们串联在30V
的电源两端,R1
消耗的电功率为P1,R2
消耗的电功率为 P2,整个电路在1s内电流做功为W1,则电功率之比P1:P2=____;
若将它们并联在同一电源上,整个电路1s
内电流做功为W2,则电流做功之比W1:W2=_______。
20.灯L1的额定电压为U0,额定功率为P0,灯L2的额定电压为2U0,额定功率为2P0,并联接在电路中,若保证其中一盏灯正常工作,而另一盏灯没有超过其额定值,则L1、L2消耗的实际功率之比为______。(不计温度对灯丝电阻的影响)
三、解答题
21.养生壶具有传统电热水壶的功能,还可烧开水、煮面、汤圆、水饺、煮鸡蛋、煮咖啡、做小火锅等,深受人们的青睐。如图甲是小源家的养生壶,它有高温、低温、保温三个功能,如表所示是其部分参数,如图乙所示是它的高温档和低温档的工作电路图,其中R1、R2为定值电阻,小源某次煲汤时,先用高温档加热总质量为2.5kg的水和大米混合物,使其温度从20℃上升到100℃,然后换低档加热,最后保温,如图丙所示是工作信息图象。
(1)求该养生壶高温档正常工作时的电阻;
(2)该养生壶正常工作时高温档加热的效率是多少?[水和大米混合物的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)];
(3)根据图丙所示的信息求养生壶正常工作时小源本次煲汤加热一共消耗的电能;
(4)小源想测一下该壶高温档加热时的实际功率,于是他关闭了家里的其他用电器,只用该壶高温档加热,在加热过程中家用电表(如图)转盘1min内转了30转,则该壶高温档加热时的实际功率是多少?
额定电压/V
高温档功率/W
低温档功率/W
容量/L
防干烧功能
220
700
500
3
有
22.如图是探究电流通过导体时产生热量与电流的关系实验装置。烧瓶中煤油的质量为0.2kg,电阻丝R的阻值为200Ω,电路中电源电压保持不变。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电流表示数为0.5A时,通电300s观察到烧瓶中煤油的温度从25℃升高到55℃,[c煤油=2.1103J/(kg·℃)]求:
(1)煤油吸收的热量;
(2)300s内电阻丝R消耗的电能;
(3)电阻丝的加热效率。
23.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻丝R1的阻值为10 Ω。当开关S闭合后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.4 A。求:
(1)通电10 s电阻丝R1产生的热量;
(2)电源两端的电压。
24.如图所示电路中,电源电压U=15V恒定不变,R1=25Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,小灯泡L的额定电压为5V,电流表的量程0~3A。只闭合S3,且滑动变阻器连入电路的电阻为40Ω时,电流表的示数为0.3A。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)灯丝电阻是多少Ω?
(2)只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器R2连入电路的阻值及2min内滑动变阻器产生的热量为多少J?
(3)闭合S1、S2、S3,为保证电路安全,滑动变阻器R2的阻值可调范围和电流表的变化范围。
25.小明家新购置了一台即热式电热水器,小明感觉非常好奇,这样一台热水器在短时间内就能把水加热,那么它的功率一定很大。于是小明想探究一下这台即热式电热水器的实际功率。他让家中其他用电器都停止工作,只接通电热水器,观察到家中电子式电能表的指示灯在2min内闪烁了640次,该电能表表盘如图所示。问:
(1)这台电热水器在2min内消耗的电能;
(2)这台电热水器的实际功率。
26.小玲的书房有一盏节能灯和一个电热水壶,灯上标有“220V 11W”字样,电热水壶电热丝的电阻为50Ω。她把温度为20℃质量为1kg的水装入壶中,然后插入插座,7min水烧开。(不考虑热量损失,气压为标准大气压,灯丝和电热丝的电阻均不随温度变化)。求:
(1)节能灯灯丝的电阻;
(2)水吸收的热量;
(3)小玲书房电路的实际电压;
(4)闭合开关,节能灯的实际功率(保留一位小数)。
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一、选择题
1.D
解析:D
AB.额定电压上灯泡正常工作时的电压,在额定电压下工作时的功率是额定功率,每个用电器的额定电压与额定功率都是确定不变的,故AB错误;
C.两个灯泡串联在电路中,通过两灯泡的实际电流相同,故C错误;
D.由题意知
P甲
U2而甲乙两灯的额定电压相同,据P得
RR甲>R乙
据串联电路的分压特点知
U甲>U乙
故D正确。
故选D。
2.C
解析:C
A.根据图乙可知,当压力增大时,R的阻值会变小,即压敏电阻随着压力的增大而减小,故A不符合题意;
BC.当爷爷起床行走时,压力变大,则R的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流会变大;根据U=IR可知,电路中R0两端电压增大,根据串联电路的电压规律可知,R两端的电压变小,即电压表示数变小,故B不符合题意,C符合题意;
D.电源电压不变,电流变大,根据P=UI可知,电路中消耗总功率变大,故D不符合题意。
故选C。
3.B
解析:B
①由W=Pt可知,用电器消耗的电能与用电器的电功率和工作时间有关,日常工作时微波炉消耗的电能不一定多;故①错误;
②由柱状图可知,洗衣机正常工作1小时的电费比电视机高,而单价是一定的,所以洗衣机消耗电能多;根据P=率,故②正确;
③由柱状图可知,这三个用电器正常工作1小时的用电费从高到低依次是:微波炉、洗衣机、电视机;而单价是一定的,所以它们消耗电能的关系为:W微波炉>W洗衣机>W电视机;三个用电器的电功率:P微波炉>P洗衣机>P电视机,所以微波炉做功最快,故③错误;
④这三个用电器的电功率:P微波炉>P洗衣机>P电视机,由P=UI得,通过这三个用电器的电流:I微波炉>I洗衣机>I电视机,故④正确;
综上分析可知,B正确,ACD错误。
故选B。
W可知,正常工作时,洗衣机的额定功率大于电视机的额定功t4.C
解析:C
由题意知,某电阻R在t时间内产生的热量为Q=I2Rt,而另一电阻2R,在t时间内产生的热量
Q1=(2I)2⋅2Rt=8I2Rt=8Q
故ABD不符合题意,C符合题意。
5.A
解析:A
A.电饼铛的功率约为1000W,故A符合题意;
B.笔记本电脑的额定功率约为70W,故B不符合题意;
C.手电筒的额定功率约为0.5W,故C不符合题意;
D.客厅LED照明灯的额定功率约为20W,故D不符合题意。
故选A。
6.B
解析:B
AB.两电阻两端允许加的最大电压分别为
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V
U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,甲、乙并联时,电源的最大电压
U=U乙=9V
此时通过甲电阻的电流
U9V=I甲′==0.9A
R甲10通过乙电阻的电流
I乙′=I乙=0.6A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路中允许通过的最大电流
I大=I甲′+I乙′=0.9A+0.6A=1.5A
允许乙的最大功率
P乙′=UI乙′=9V×0.6A=5.4W
故A错误,B正确;
CD.因串联电路中各处的电流相等,且甲乙允许的最大电流分别为1A、0.6A,所以,甲、乙串联时电路的最大电流
I大′=I乙=0.6A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,允许电源最大电压
U大′=I大′(R甲+R乙)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V
允许甲的最大功率
P甲′=I大′2R甲=(0.6A)2×10Ω=3.6W
故CD错误。
故选B。
7.A
解析:A
A.由图可知电压表测量的是R2接入电路部分的电阻,当不挂物体时R2未接入电路,所以电压表示数为0,故A符合题意;
B.所挂物体越重则R2接入电路的阻值越大,根据公式IU可得电路中电阻越大其电流R
越小,故B不符合题意;
C.根据公式
U2
PR可知当电源电压一定时,电路中的电阻越大电路消耗的总功率越小,故C不符合题意;
D.由图可知电压表示数与电流表示数的比值为R2接入电路的电阻的阻值大小,所挂物体重量发生变化,R2接入电路的电阻会发生变化,所以电压表示数与电流表示数的比值会发生变化,故D不符合题意。
故选A。
8.B
解析:B
由电路图可知,两灯串联,通过两灯的电流相等(即1:1);电压表测灯L1两端电压,故L1两端电压是1.2V,由串联分压可知灯L2两端电压是1.8V,由PUI可知灯L2的功率U可知灯L1与L2的灯丝电阻之比为2:3。综上所述,故B符合题I意,ACD不符合题意。
故选B。
大,故L2更亮;由R9.A
解析:A
AB.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压;由于电压表的内阻很大,在电路中可看作开路,所以变阻器R2始终以最大阻值接入电路,则滑片移动时,电路中的总电阻不变,电路中电流保持不变,当秤盘上所放钩码个数增多时,即重力增大,滑片向下移,电阻丝aP的电阻增大,但是电路中电流保持不变,电流表示数不变,根据U=IR可知,电阻丝aP两端的电压增大,即电压表的示数增大,即在电流一定时,电压表的示数与电阻丝aP的电阻成正比,故可以改造电压表表盘可显示重力的大小,故A正确,B错误;
C.重力增大,滑片向下移,电阻丝aP的电阻增大,但是电路中电流保持不变,根据P=UI知电路消耗的功率将不变,故C错误;
D.若秤盘质量变大,不挂物体时指针下移,可以将弹簧测力计向上移动,使指针在不挂物体时仍然在a点,若R2的阻值增大,单位长度的电阻分压增大,相当于分度值变大,测量结果偏小,不能使测量结果更准确,故D错误。
故选A。
10.C
解析:C
ABC.如图,电阻R和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,则
U=UR+U滑动
当滑片P向a端移动时,滑动变阻器连入的电阻变小,总电阻变小,因为电源电压U保持
U可知,电路中的电流变大,得出电流表的示数变大。由P=UIR知,电路的总功率变大,故AB错误,C正确;
不变,由欧姆定律ID.由串联电路的分压关系可知,电阻越小,分压越小,滑动变阻器两端的电压变小,得出电压表的示数变小。故D错误。
故选C。
11.B
解析:B
ABD.两灯并联接到家庭电路工作时,两端电压为220V,两灯均正常工作,由题意可知,甲灯的额定功率(即实际功率)小于乙灯的,则乙灯更亮,故AD错误、B正确;
C.根据I故选B。
P可知,甲灯的实际功率小,则通过甲灯的电流小,故C错误。
U12.A
解析:A
R1和R2串联所以电流相等,因为R1>R2根据公式QI2Rt得在一定时间内R1产生的热量多,所以甲火柴先被点燃。
故选A。
二、填空题
13.用电器消耗电能22010201200
解析:用电器消耗电能
220
10
20
1200
[1]电能表用来显示用电器所消耗的电能,是测量电能(或电功)的仪表。
[2]表中220V表示电能表适用的额定电压为220V。
[3][4]表中10(20)A表示电能表持续工作的最大电流是10A,允许在短时间内通过的最大电流是20A。
[5]3000R/(kW·h)表示每消耗1kW·h电能,电能表的转盘转3000转,因为
1kW·h=3.6106J
所以电度表转盘转一圈消耗的电能是
3.6106J=1200J
W300014.0360
解析:03
60
[1]我国家庭电路的电压是220V,那么标有“220V 300W”的用电器单独接在该电能表上正常工作时,它的电功率是P300W0.3kW,正常工作的时间是t6min在此期间该用电器消耗的电能是
1h,10WPt0.3kW1h0.03kWh
10
h。
在此期间该用电器消耗的电能为0.03 kW·[2]由题意可知,电子式电能表表盘上标有“2000imp/(kW·h)”字样,那么消耗1kW·h的电h时,电能表指示灯闪烁次数是
能,表盘闪烁2000次,那么消耗的电能为0.03 kW·n电能表指示灯闪烁次数是60次。
0.03kWh200060
1kWh15.100
解析:100
U2[1]由P得,灯泡的电阻
RU2(220V)2R1210Ω
P40W若将它接在电压为“110V”的电路中时,灯泡的实际功率
P实[2]由PU10W0.01kW
R实1210Ω2110V2W得,1kW⋅h的电能可供灯泡发光的时间
ttW1kWh100h
P实0.01kW16.电阻Q=I2Rt
解析:电阻
Q=I2Rt
[1][2]将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看作导体)接在干电池正负两级上,较宽处和较窄处电流相等,较窄处横截面积小,电阻较大,根据Q=I2Rt可知,相同时间内产生的热量较多,温度较高,达到纸的着火点,所以锡箔纸较窄处就会先燃烧起来。
17.5
解析:5
[1]
它正常工作时,电阻是
U2220VR==605Ω
P80W正常工作时的电阻为605Ω。
[2]当其两端电压为 55 V
时,实际功率为
2U255VPUI==5W
实R605Ω当其两端电压为 55 V时,实际功率为5W。
18.5168
解析:5
1.68
[1][2][3]当闭合开关S1,断开开关S2时,灯L与电阻R串联,电源电压U=3V,电阻2
R=10Ω,电阻R两端的电压为
UR =IR=0.2 A×10Ω=2V
由串联电路的电压关系得灯L两端的电压为
UL=U -UR=3V-2V=1V
由IU得灯L的电阻为
RRLUL1V5Ω
I0.2A再闭合开关S2时,电阻R短路,电路中只有灯L接入电路,此时灯L消耗的实际功率为
P实UI实3V0.56A1.68W
19.1:22:9
解析:1:2
2:9
[1][2]电阻R1、R2串联在30V的电源两端时,因串联电路中各处的电流相等,所以,由
P=UI=I2R
可得,两电阻的电功率之比
P1:P2=I2R1:I2R2=R1:R2=10Ω:20Ω=1:2
整个电路在1s内电流做功
U2(30V)2W1t1s30J
R10Ω20Ω电阻R1、R2并联在同一电源上时,电路的总电阻
R整个电路在1s内电流做功
R1R210Ω20Ω20Ω
R1R210Ω20Ω32W2所以
UR30Vt20Ω321s135J
W1:W2=30J:135J=2:9
20.2∶1
解析:2∶1
两灯泡的电阻分别为
U02(2U0)2U02R12
,R2P02P0P0U02U02R1∶R2==1∶2
∶2P0P0两灯泡并联接在电路中,且保证其中一盏灯正常工作,而另一盏灯没有超过其额定值,则电源电压U=U0,因并联电路中各支路两端的电压相等,两灯泡消耗的实际功率之比
R1实R2实U02RR2=122
U0R11R2三、解答题
106J;(4)600W
21.(1)69.14Ω;(2)80%;(3)1.8×(1)由图知道,当开关S、S1闭合时,电路为R2的简单电路,电路中的总电阻最小,养生壶U2的功率最大,处于高档,由P知道,该养生壶高温档正常工作时的电阻R2的阻值
RU2220VR2=69.14
P高700W(2)水和大米混合物吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J;
由图丙知道,高温挡的加热时间t高=25min=1500s,由P电能
W=P高t高=700W×1500s=1.05×106J
由=2W
知道,用高档加热消耗的tQ吸100%知道,该养生壶用高档加热的效率
WW8.4105J100%100%80%
6Q1.0510J(3)
由图丙知道,本次煲汤过程中一共消耗的电能为高温挡消耗电能与低温挡消耗电能之和,即
W总=W高温+W低温=P高温t高温+P低温t低温=700W×25×60s+500W×25×60s=1.8×106J
(4)此过程中养生壶消耗的电能
W实际功率
30kWh=0.01kWh
3000PW0.01kWh600W1
th60答:(1)该养生壶高温档正常工作时的电阻69.14Ω;
(2)该养生壶正常工作时高温档加热的效率是80%;
(3)养生壶正常工作时小源本次煲汤加热一共消耗的电能1.8×106J;
(4)该壶高温档加热时的实际功率是600W。
22.(1)1.26×104J;(2)1.5×104J;(3)84%
解:(1)煤油吸收的热量
QcmΔt2.1103J/kg℃0.2kg55℃25℃1.26104J
(2)300s内电阻丝R消耗的电能
WI2Rt0.5A200Ω300s=1.5104J
(3)电阻丝的加热效率
2Q1.26104J100%100%84%
W1.5104J104J;
答:(1)煤油吸收的热量1.26×(2)300s内电阻丝R消耗的电能1.5×104J;
(3)电阻丝的加热效率84%。
23.(1)16J;(2)6V
解:(1)电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压
U2=2V
电流表测电路中的电流。当开关S闭合后,通电10s电阻R1产生的热量
Q=I2R1t=(0.4A)2×10Ω×10s=16J
(2)由IU可得电阻丝R1的两端电压
RU1=IR1=0.4A×10Ω=4V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压为
U=U1+U2=4V+2V=6V
答:(1)通电10 s电阻丝R1产生的热量是16J;
(2)电源两端的电压是6V。
24.(1)10Ω;(2) 20Ω,600J;(3)6.25Ω~60Ω,0.85A~3A
解:(1)只闭合S3时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,I=0.3A,由I=U可得,电路中的总电阻
RR=U15V=50Ω
=I0.3A灯丝的电阻
RL=R﹣R2=50Ω﹣40Ω=10Ω
(2)只闭合S3时,灯泡正常发光时的电压为5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
UL5V=I′=IL==0.5A
RL10Ω因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压
U2′=U﹣UL=15V﹣5V=10V
滑动变阻器接入电路中的电阻
'U10V2=20Ω
R2='=I0.5A
滑动变阻器在2min内产生的热量为
(U2)2(10V)2Q=t=260s=600J
'R220Ω(3)闭合S1、S2、S3时,灯泡被短路,R1与R2并联,电流表测干路电流。电流表的量程为0~3A,因并联电路中各支路两端的电压相等,当滑动变阻器接入电路中的电阻R2=60Ω时电流表的示数最小。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表的最小示数
I最小=UU15V15V+=0.6A+0.25A=0.85A
R1R225Ω60Ω当电流表选接0~3A,且示数为3A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时通过滑动变阻器的电流
I2=I最大﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R2最小=U15V==6.25Ω
I22.4A即R2取值范围为6.25Ω~60Ω,电流表的示数范围为0.85A~3A。
答:(1)灯丝电阻为10Ω;
(2)只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,变阻器R2连入电路的阻值为20Ω;滑动变阻器在2min内产生的热量为600J;
(3)闭合S1、S2、S3,为保证电路安全,R2取值范围为6.25Ω~60Ω,电流表的示数范围为0.85A~3A。
25.(1)0.2kWh;(2)6000W
【分析】
(1)3200imp/(kWh)表示每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁3200次,从而可求闪烁320次消耗的电能;
(2)根据公式PW求出该热水器的电功率。
t解:(1)电能表指示灯闪烁640次消耗电能
W(2)该热水器的实际电功率
1kWh6400.2kWh
3200PW0.2kWh6kW=6000W2
th60这台电热水器的实际功率6000W。
答:(1)这台电热水器在2min内消耗的电能是0.2kWh;
(2)这台电热水器的实际功率6000W。
26.(1)4400Ω;(2)3.36×105J;(3)200V;(4)9.1W
解:(1)灯丝电阻为
UL2220V=4400Ω
R=PL11W(2)1标准大气压下水的沸点为100℃,水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
(3)根据
2U2Q=W=t
R得电热壶两端的电压
WR3.36105J50U200V
t760S(4)灯的实际电功率为
R答:(1)节能灯灯丝的电阻是4400Ω;
(2)水吸收的热量是3.36×105J;
(3)小玲书房电路的实际电压是200V;
PLU实2200V244009.1W
(4)闭合开关,节能灯的实际功率是9.1W。
2024年1月20日发(作者:昝韵磬)
一、选择题
1.甲、乙两只灯泡的铭牌如图所示,将它们串联接入220V电路两端,下列说法正确的是( )
A.两灯泡的额定电压都变小了
B.两灯泡的额定电功率都变小了
C.通过灯泡L甲的实际电流比L乙的实际电流大
D.灯泡L甲两端的实际电压比L乙两端的实际电压大
2.为防止患有阿尔茨海默病的爷爷半夜走失,小明同学发现了一个可贴在爷爷脚底的薄膜式压力传感器,当爷爷起床行走时,电路中电流改变引发报警并向手机APP发送信息。如图甲所示是它的等效电路图。其压敏电阻R与压力F的关系如图乙所示,那么,当爷爷起床行走时( )
A.压敏电阻随着压力的增大而增大
B.电路中电流增大,R两端电压增大
C.电路中R0两端电压增大
D.电路中消耗总功率减小
3.小强家有额定电压相同的微波炉、洗衣机、电视机各一台,按照每度电0.5元的计费标准,将这三台用电器正常工作1小时的用电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中,判断正确的是( )
①在日常使用过程中,微波炉工作时消耗的电能最多
②正常工作时,洗衣机的额定功率大于电视机的额定功率
③正常工作时,电流通过三台用电器做功一样快
④正常工作时,电视机的电流最小
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有③④正确 D.只有①③正确
4.某一阻值为R的电阻,通过的电流为I时,在t时间内产生的热量是Q。则当另一阻值为2R的电阻,通过电流是2I时,在同样的t时间内产生的热量为( )
A.2Q
A.电饼铛
B.4Q
B.笔记本电脑
C.8Q
C.手电筒
D.16Q
D.客厅LED照明灯
5.下列家用电器中,额定功率最接近1kW的是( )
6.两个定值电阻,甲标有“10Ω 1A”,乙标有“15Ω 0.6A”,现把它们连入由一个开关和电源组成的电路,以下说法正确的是( )
A.甲、乙并联时允许干路最大电流为1.6A
B.甲、乙并联时允许乙的最大功率为5.4W
C.甲、乙串联时允许电源最大电压为19V
D.甲、乙串联时允许甲的最大功率为10W
7.如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图。电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,滑片P与挂钩固定在一起。不挂物体时,滑片P在R2最上端。挂上物体时,滑片P随挂钩向下移动。在电子秤量程范围内,则( )
A.不挂物体时,电压表示数为0
B.所挂物体越重,电流表示数越大
C.所挂物体越重,电路消耗的总功率越大
D.所挂物体重量发生变化,电压表示数与电流表示数的比值不变
8.如下图所示电路中,L1、L2是小灯泡,电源电压为3V,当开关S闭合时,两灯均能发光,电压表的示数为1.2V。忽略温度对灯丝电阻的影响,则( )
A.L1两端的电压为1.8V
B.灯泡L2比灯泡L1更亮
C.L1与L2的灯丝电阻之比为3:2
D.通过L1与L2的电流之比为2:3
9.小明制作了一个利用电路测物体所受重力的小仪器,如图所示。电源电压恒定,当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。下列说法正确的是( )
A.改造电压表表盘可显示重力的大小
B.当称盘内物体所受重力变大时,电流表示数增大
C.当称盘内物体所受重力变大时,电路消耗的功率变大
D.若秤盘质量变大,为测量准确,应增大R2的阻值
10.如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的滑片P向a端移动过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电路的总电阻变大 C.电路的总功率变大 D.电压表示数变大
11.标有“220V 25W”字样甲灯和标有“220V 100W”乙灯,并联接到家庭电路中,下列说法正确的是( )
A.甲灯更亮
C.通过甲灯的电流大
B.乙灯实际功率大
D.乙灯两端电压高
12.将两根电热丝R1和R2串联起来,接在如图所示的电路中通电,若R1>R2则( )
A.甲火柴先被点燃
C.两根火柴同时被点燃
B.乙火柴先被点燃
D.无法比较
二、填空题
13.电能表是用来测量______的仪表。小明家的电能表上的一些技术参数如下表,由表可知:小明家的电能表的额定电压是______;持续工作的最大电流是______;允许在短时间内通过的最大电流是______;电能表的转盘转一圏,接其后面的用电器消耗的电能是______J。
单相电能表技术参数
电 压
电流规格
频 率
每千瓦时转数
220V
10(20)A
50Hz
3000R/kW·h
h)”字样(imp表示闪烁次数),将一个标14.某电子式电能表表盘上标有“2000imp/(kW·有“220V 300W”的用电器单独接在该电能表上正常工作6min,在此期间该用电器消耗的h,电能表指示灯闪烁了___________次。
电能为________kW·15.现有“220V 40W”的电灯泡一只,将它接在电压为“110V”的电路中(不考虑温度对电阻的影响),实际功率为______W,此时,1kW⋅h的电能可供它连续工作______h。
16.小明在一次野炊活动中,由于没带火柴,他将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看作导体)接在干电池正负两级上,如图所示,锡箔纸较窄处就会先燃烧起来。这是因为较窄处_____较大,根据______可知,相同时间内产生的热量较多。
17.一只电烙铁的铭牌上标有“220 V 80 W”的字样,它正常工作时,电阻是______Ω,当其两端电压为 55 V
时,实际功率为______W。
18.如图所示的电路,电源电压U=3V,电阻R=10Ω。当闭合开关S1,断开开关S2时,电
流表的示数为0.2A,则电阻R两端的电压为______V,此时灯L的电阻为______Ω;再闭合开关S2时,电流表的示数为0.56A,则此时灯L消耗的实际功率为______W。
19.电阻R1=10Ω,R2=20Ω,若将它们串联在30V
的电源两端,R1
消耗的电功率为P1,R2
消耗的电功率为 P2,整个电路在1s内电流做功为W1,则电功率之比P1:P2=____;
若将它们并联在同一电源上,整个电路1s
内电流做功为W2,则电流做功之比W1:W2=_______。
20.灯L1的额定电压为U0,额定功率为P0,灯L2的额定电压为2U0,额定功率为2P0,并联接在电路中,若保证其中一盏灯正常工作,而另一盏灯没有超过其额定值,则L1、L2消耗的实际功率之比为______。(不计温度对灯丝电阻的影响)
三、解答题
21.养生壶具有传统电热水壶的功能,还可烧开水、煮面、汤圆、水饺、煮鸡蛋、煮咖啡、做小火锅等,深受人们的青睐。如图甲是小源家的养生壶,它有高温、低温、保温三个功能,如表所示是其部分参数,如图乙所示是它的高温档和低温档的工作电路图,其中R1、R2为定值电阻,小源某次煲汤时,先用高温档加热总质量为2.5kg的水和大米混合物,使其温度从20℃上升到100℃,然后换低档加热,最后保温,如图丙所示是工作信息图象。
(1)求该养生壶高温档正常工作时的电阻;
(2)该养生壶正常工作时高温档加热的效率是多少?[水和大米混合物的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)];
(3)根据图丙所示的信息求养生壶正常工作时小源本次煲汤加热一共消耗的电能;
(4)小源想测一下该壶高温档加热时的实际功率,于是他关闭了家里的其他用电器,只用该壶高温档加热,在加热过程中家用电表(如图)转盘1min内转了30转,则该壶高温档加热时的实际功率是多少?
额定电压/V
高温档功率/W
低温档功率/W
容量/L
防干烧功能
220
700
500
3
有
22.如图是探究电流通过导体时产生热量与电流的关系实验装置。烧瓶中煤油的质量为0.2kg,电阻丝R的阻值为200Ω,电路中电源电压保持不变。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电流表示数为0.5A时,通电300s观察到烧瓶中煤油的温度从25℃升高到55℃,[c煤油=2.1103J/(kg·℃)]求:
(1)煤油吸收的热量;
(2)300s内电阻丝R消耗的电能;
(3)电阻丝的加热效率。
23.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻丝R1的阻值为10 Ω。当开关S闭合后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.4 A。求:
(1)通电10 s电阻丝R1产生的热量;
(2)电源两端的电压。
24.如图所示电路中,电源电压U=15V恒定不变,R1=25Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,小灯泡L的额定电压为5V,电流表的量程0~3A。只闭合S3,且滑动变阻器连入电路的电阻为40Ω时,电流表的示数为0.3A。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)灯丝电阻是多少Ω?
(2)只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,滑动变阻器R2连入电路的阻值及2min内滑动变阻器产生的热量为多少J?
(3)闭合S1、S2、S3,为保证电路安全,滑动变阻器R2的阻值可调范围和电流表的变化范围。
25.小明家新购置了一台即热式电热水器,小明感觉非常好奇,这样一台热水器在短时间内就能把水加热,那么它的功率一定很大。于是小明想探究一下这台即热式电热水器的实际功率。他让家中其他用电器都停止工作,只接通电热水器,观察到家中电子式电能表的指示灯在2min内闪烁了640次,该电能表表盘如图所示。问:
(1)这台电热水器在2min内消耗的电能;
(2)这台电热水器的实际功率。
26.小玲的书房有一盏节能灯和一个电热水壶,灯上标有“220V 11W”字样,电热水壶电热丝的电阻为50Ω。她把温度为20℃质量为1kg的水装入壶中,然后插入插座,7min水烧开。(不考虑热量损失,气压为标准大气压,灯丝和电热丝的电阻均不随温度变化)。求:
(1)节能灯灯丝的电阻;
(2)水吸收的热量;
(3)小玲书房电路的实际电压;
(4)闭合开关,节能灯的实际功率(保留一位小数)。
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题
1.D
解析:D
AB.额定电压上灯泡正常工作时的电压,在额定电压下工作时的功率是额定功率,每个用电器的额定电压与额定功率都是确定不变的,故AB错误;
C.两个灯泡串联在电路中,通过两灯泡的实际电流相同,故C错误;
D.由题意知
P甲
U2而甲乙两灯的额定电压相同,据P得
RR甲>R乙
据串联电路的分压特点知
U甲>U乙
故D正确。
故选D。
2.C
解析:C
A.根据图乙可知,当压力增大时,R的阻值会变小,即压敏电阻随着压力的增大而减小,故A不符合题意;
BC.当爷爷起床行走时,压力变大,则R的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流会变大;根据U=IR可知,电路中R0两端电压增大,根据串联电路的电压规律可知,R两端的电压变小,即电压表示数变小,故B不符合题意,C符合题意;
D.电源电压不变,电流变大,根据P=UI可知,电路中消耗总功率变大,故D不符合题意。
故选C。
3.B
解析:B
①由W=Pt可知,用电器消耗的电能与用电器的电功率和工作时间有关,日常工作时微波炉消耗的电能不一定多;故①错误;
②由柱状图可知,洗衣机正常工作1小时的电费比电视机高,而单价是一定的,所以洗衣机消耗电能多;根据P=率,故②正确;
③由柱状图可知,这三个用电器正常工作1小时的用电费从高到低依次是:微波炉、洗衣机、电视机;而单价是一定的,所以它们消耗电能的关系为:W微波炉>W洗衣机>W电视机;三个用电器的电功率:P微波炉>P洗衣机>P电视机,所以微波炉做功最快,故③错误;
④这三个用电器的电功率:P微波炉>P洗衣机>P电视机,由P=UI得,通过这三个用电器的电流:I微波炉>I洗衣机>I电视机,故④正确;
综上分析可知,B正确,ACD错误。
故选B。
W可知,正常工作时,洗衣机的额定功率大于电视机的额定功t4.C
解析:C
由题意知,某电阻R在t时间内产生的热量为Q=I2Rt,而另一电阻2R,在t时间内产生的热量
Q1=(2I)2⋅2Rt=8I2Rt=8Q
故ABD不符合题意,C符合题意。
5.A
解析:A
A.电饼铛的功率约为1000W,故A符合题意;
B.笔记本电脑的额定功率约为70W,故B不符合题意;
C.手电筒的额定功率约为0.5W,故C不符合题意;
D.客厅LED照明灯的额定功率约为20W,故D不符合题意。
故选A。
6.B
解析:B
AB.两电阻两端允许加的最大电压分别为
U甲=I甲R甲=1A×10Ω=10V
U乙=I乙R乙=0.6A×15Ω=9V
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,甲、乙并联时,电源的最大电压
U=U乙=9V
此时通过甲电阻的电流
U9V=I甲′==0.9A
R甲10通过乙电阻的电流
I乙′=I乙=0.6A
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路中允许通过的最大电流
I大=I甲′+I乙′=0.9A+0.6A=1.5A
允许乙的最大功率
P乙′=UI乙′=9V×0.6A=5.4W
故A错误,B正确;
CD.因串联电路中各处的电流相等,且甲乙允许的最大电流分别为1A、0.6A,所以,甲、乙串联时电路的最大电流
I大′=I乙=0.6A
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,允许电源最大电压
U大′=I大′(R甲+R乙)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V
允许甲的最大功率
P甲′=I大′2R甲=(0.6A)2×10Ω=3.6W
故CD错误。
故选B。
7.A
解析:A
A.由图可知电压表测量的是R2接入电路部分的电阻,当不挂物体时R2未接入电路,所以电压表示数为0,故A符合题意;
B.所挂物体越重则R2接入电路的阻值越大,根据公式IU可得电路中电阻越大其电流R
越小,故B不符合题意;
C.根据公式
U2
PR可知当电源电压一定时,电路中的电阻越大电路消耗的总功率越小,故C不符合题意;
D.由图可知电压表示数与电流表示数的比值为R2接入电路的电阻的阻值大小,所挂物体重量发生变化,R2接入电路的电阻会发生变化,所以电压表示数与电流表示数的比值会发生变化,故D不符合题意。
故选A。
8.B
解析:B
由电路图可知,两灯串联,通过两灯的电流相等(即1:1);电压表测灯L1两端电压,故L1两端电压是1.2V,由串联分压可知灯L2两端电压是1.8V,由PUI可知灯L2的功率U可知灯L1与L2的灯丝电阻之比为2:3。综上所述,故B符合题I意,ACD不符合题意。
故选B。
大,故L2更亮;由R9.A
解析:A
AB.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压;由于电压表的内阻很大,在电路中可看作开路,所以变阻器R2始终以最大阻值接入电路,则滑片移动时,电路中的总电阻不变,电路中电流保持不变,当秤盘上所放钩码个数增多时,即重力增大,滑片向下移,电阻丝aP的电阻增大,但是电路中电流保持不变,电流表示数不变,根据U=IR可知,电阻丝aP两端的电压增大,即电压表的示数增大,即在电流一定时,电压表的示数与电阻丝aP的电阻成正比,故可以改造电压表表盘可显示重力的大小,故A正确,B错误;
C.重力增大,滑片向下移,电阻丝aP的电阻增大,但是电路中电流保持不变,根据P=UI知电路消耗的功率将不变,故C错误;
D.若秤盘质量变大,不挂物体时指针下移,可以将弹簧测力计向上移动,使指针在不挂物体时仍然在a点,若R2的阻值增大,单位长度的电阻分压增大,相当于分度值变大,测量结果偏小,不能使测量结果更准确,故D错误。
故选A。
10.C
解析:C
ABC.如图,电阻R和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,则
U=UR+U滑动
当滑片P向a端移动时,滑动变阻器连入的电阻变小,总电阻变小,因为电源电压U保持
U可知,电路中的电流变大,得出电流表的示数变大。由P=UIR知,电路的总功率变大,故AB错误,C正确;
不变,由欧姆定律ID.由串联电路的分压关系可知,电阻越小,分压越小,滑动变阻器两端的电压变小,得出电压表的示数变小。故D错误。
故选C。
11.B
解析:B
ABD.两灯并联接到家庭电路工作时,两端电压为220V,两灯均正常工作,由题意可知,甲灯的额定功率(即实际功率)小于乙灯的,则乙灯更亮,故AD错误、B正确;
C.根据I故选B。
P可知,甲灯的实际功率小,则通过甲灯的电流小,故C错误。
U12.A
解析:A
R1和R2串联所以电流相等,因为R1>R2根据公式QI2Rt得在一定时间内R1产生的热量多,所以甲火柴先被点燃。
故选A。
二、填空题
13.用电器消耗电能22010201200
解析:用电器消耗电能
220
10
20
1200
[1]电能表用来显示用电器所消耗的电能,是测量电能(或电功)的仪表。
[2]表中220V表示电能表适用的额定电压为220V。
[3][4]表中10(20)A表示电能表持续工作的最大电流是10A,允许在短时间内通过的最大电流是20A。
[5]3000R/(kW·h)表示每消耗1kW·h电能,电能表的转盘转3000转,因为
1kW·h=3.6106J
所以电度表转盘转一圈消耗的电能是
3.6106J=1200J
W300014.0360
解析:03
60
[1]我国家庭电路的电压是220V,那么标有“220V 300W”的用电器单独接在该电能表上正常工作时,它的电功率是P300W0.3kW,正常工作的时间是t6min在此期间该用电器消耗的电能是
1h,10WPt0.3kW1h0.03kWh
10
h。
在此期间该用电器消耗的电能为0.03 kW·[2]由题意可知,电子式电能表表盘上标有“2000imp/(kW·h)”字样,那么消耗1kW·h的电h时,电能表指示灯闪烁次数是
能,表盘闪烁2000次,那么消耗的电能为0.03 kW·n电能表指示灯闪烁次数是60次。
0.03kWh200060
1kWh15.100
解析:100
U2[1]由P得,灯泡的电阻
RU2(220V)2R1210Ω
P40W若将它接在电压为“110V”的电路中时,灯泡的实际功率
P实[2]由PU10W0.01kW
R实1210Ω2110V2W得,1kW⋅h的电能可供灯泡发光的时间
ttW1kWh100h
P实0.01kW16.电阻Q=I2Rt
解析:电阻
Q=I2Rt
[1][2]将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看作导体)接在干电池正负两级上,较宽处和较窄处电流相等,较窄处横截面积小,电阻较大,根据Q=I2Rt可知,相同时间内产生的热量较多,温度较高,达到纸的着火点,所以锡箔纸较窄处就会先燃烧起来。
17.5
解析:5
[1]
它正常工作时,电阻是
U2220VR==605Ω
P80W正常工作时的电阻为605Ω。
[2]当其两端电压为 55 V
时,实际功率为
2U255VPUI==5W
实R605Ω当其两端电压为 55 V时,实际功率为5W。
18.5168
解析:5
1.68
[1][2][3]当闭合开关S1,断开开关S2时,灯L与电阻R串联,电源电压U=3V,电阻2
R=10Ω,电阻R两端的电压为
UR =IR=0.2 A×10Ω=2V
由串联电路的电压关系得灯L两端的电压为
UL=U -UR=3V-2V=1V
由IU得灯L的电阻为
RRLUL1V5Ω
I0.2A再闭合开关S2时,电阻R短路,电路中只有灯L接入电路,此时灯L消耗的实际功率为
P实UI实3V0.56A1.68W
19.1:22:9
解析:1:2
2:9
[1][2]电阻R1、R2串联在30V的电源两端时,因串联电路中各处的电流相等,所以,由
P=UI=I2R
可得,两电阻的电功率之比
P1:P2=I2R1:I2R2=R1:R2=10Ω:20Ω=1:2
整个电路在1s内电流做功
U2(30V)2W1t1s30J
R10Ω20Ω电阻R1、R2并联在同一电源上时,电路的总电阻
R整个电路在1s内电流做功
R1R210Ω20Ω20Ω
R1R210Ω20Ω32W2所以
UR30Vt20Ω321s135J
W1:W2=30J:135J=2:9
20.2∶1
解析:2∶1
两灯泡的电阻分别为
U02(2U0)2U02R12
,R2P02P0P0U02U02R1∶R2==1∶2
∶2P0P0两灯泡并联接在电路中,且保证其中一盏灯正常工作,而另一盏灯没有超过其额定值,则电源电压U=U0,因并联电路中各支路两端的电压相等,两灯泡消耗的实际功率之比
R1实R2实U02RR2=122
U0R11R2三、解答题
106J;(4)600W
21.(1)69.14Ω;(2)80%;(3)1.8×(1)由图知道,当开关S、S1闭合时,电路为R2的简单电路,电路中的总电阻最小,养生壶U2的功率最大,处于高档,由P知道,该养生壶高温档正常工作时的电阻R2的阻值
RU2220VR2=69.14
P高700W(2)水和大米混合物吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J;
由图丙知道,高温挡的加热时间t高=25min=1500s,由P电能
W=P高t高=700W×1500s=1.05×106J
由=2W
知道,用高档加热消耗的tQ吸100%知道,该养生壶用高档加热的效率
WW8.4105J100%100%80%
6Q1.0510J(3)
由图丙知道,本次煲汤过程中一共消耗的电能为高温挡消耗电能与低温挡消耗电能之和,即
W总=W高温+W低温=P高温t高温+P低温t低温=700W×25×60s+500W×25×60s=1.8×106J
(4)此过程中养生壶消耗的电能
W实际功率
30kWh=0.01kWh
3000PW0.01kWh600W1
th60答:(1)该养生壶高温档正常工作时的电阻69.14Ω;
(2)该养生壶正常工作时高温档加热的效率是80%;
(3)养生壶正常工作时小源本次煲汤加热一共消耗的电能1.8×106J;
(4)该壶高温档加热时的实际功率是600W。
22.(1)1.26×104J;(2)1.5×104J;(3)84%
解:(1)煤油吸收的热量
QcmΔt2.1103J/kg℃0.2kg55℃25℃1.26104J
(2)300s内电阻丝R消耗的电能
WI2Rt0.5A200Ω300s=1.5104J
(3)电阻丝的加热效率
2Q1.26104J100%100%84%
W1.5104J104J;
答:(1)煤油吸收的热量1.26×(2)300s内电阻丝R消耗的电能1.5×104J;
(3)电阻丝的加热效率84%。
23.(1)16J;(2)6V
解:(1)电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压
U2=2V
电流表测电路中的电流。当开关S闭合后,通电10s电阻R1产生的热量
Q=I2R1t=(0.4A)2×10Ω×10s=16J
(2)由IU可得电阻丝R1的两端电压
RU1=IR1=0.4A×10Ω=4V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压为
U=U1+U2=4V+2V=6V
答:(1)通电10 s电阻丝R1产生的热量是16J;
(2)电源两端的电压是6V。
24.(1)10Ω;(2) 20Ω,600J;(3)6.25Ω~60Ω,0.85A~3A
解:(1)只闭合S3时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,I=0.3A,由I=U可得,电路中的总电阻
RR=U15V=50Ω
=I0.3A灯丝的电阻
RL=R﹣R2=50Ω﹣40Ω=10Ω
(2)只闭合S3时,灯泡正常发光时的电压为5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
UL5V=I′=IL==0.5A
RL10Ω因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压
U2′=U﹣UL=15V﹣5V=10V
滑动变阻器接入电路中的电阻
'U10V2=20Ω
R2='=I0.5A
滑动变阻器在2min内产生的热量为
(U2)2(10V)2Q=t=260s=600J
'R220Ω(3)闭合S1、S2、S3时,灯泡被短路,R1与R2并联,电流表测干路电流。电流表的量程为0~3A,因并联电路中各支路两端的电压相等,当滑动变阻器接入电路中的电阻R2=60Ω时电流表的示数最小。因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表的最小示数
I最小=UU15V15V+=0.6A+0.25A=0.85A
R1R225Ω60Ω当电流表选接0~3A,且示数为3A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时通过滑动变阻器的电流
I2=I最大﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R2最小=U15V==6.25Ω
I22.4A即R2取值范围为6.25Ω~60Ω,电流表的示数范围为0.85A~3A。
答:(1)灯丝电阻为10Ω;
(2)只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,变阻器R2连入电路的阻值为20Ω;滑动变阻器在2min内产生的热量为600J;
(3)闭合S1、S2、S3,为保证电路安全,R2取值范围为6.25Ω~60Ω,电流表的示数范围为0.85A~3A。
25.(1)0.2kWh;(2)6000W
【分析】
(1)3200imp/(kWh)表示每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁3200次,从而可求闪烁320次消耗的电能;
(2)根据公式PW求出该热水器的电功率。
t解:(1)电能表指示灯闪烁640次消耗电能
W(2)该热水器的实际电功率
1kWh6400.2kWh
3200PW0.2kWh6kW=6000W2
th60这台电热水器的实际功率6000W。
答:(1)这台电热水器在2min内消耗的电能是0.2kWh;
(2)这台电热水器的实际功率6000W。
26.(1)4400Ω;(2)3.36×105J;(3)200V;(4)9.1W
解:(1)灯丝电阻为
UL2220V=4400Ω
R=PL11W(2)1标准大气压下水的沸点为100℃,水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
(3)根据
2U2Q=W=t
R得电热壶两端的电压
WR3.36105J50U200V
t760S(4)灯的实际电功率为
R答:(1)节能灯灯丝的电阻是4400Ω;
(2)水吸收的热量是3.36×105J;
(3)小玲书房电路的实际电压是200V;
PLU实2200V244009.1W
(4)闭合开关,节能灯的实际功率是9.1W。