2024年1月20日发(作者:酆丽容)
一、选择题
1.下列关于电功率的说法中,正确的是( )
A.由公式P=W可知,电流做功越多,电功率越大
tB.由公式P=UI可知,同一导体两端的电压越小,电功率也越小
C.由公式P=I2R可知,电阻越大,电功率越大
U2D.由公式P可知,电阻越大,电功率越小
R2.下列家用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.洗衣机 B.电风扇 C.电视机 D.电饭锅
3.如图甲是某款电子测温仪,图乙是它内部的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻;显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测人的体温时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而增大,下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.被测温者温度越高,电路消耗的电功率越小
C.热敏电阻R随着温度的升高阻值增大
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
4.下列用电器额定功率都相同,当它们在额定电压下工作,在相同时间内,电流产生的热量最多的是( )
A.空调
A.电饼铛
B.电热水壶
B.笔记本电脑
C.洗衣机
C.手电筒
D.吸尘器
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.下列用电器工作时主要的能量转化情况说法错误的是( )
..A.电饭煲:电能转化为内能
B.洗衣机:电能转化为机械能
C.节能灯:电能转化为光能
D.抽油烟机:电能转化为内能
7.如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V,通过该电阻的电流变化了0.1A,则( )
A.该定值电阻的值是100
B.该定值电阻的值是6
C.该定值电阻的功率变化了0.4W
D.该定值电阻的功率变化了1.6W
8.如图所示,电源电压恒为18V,电压表量程是“0-15V”,电流表量程是“0-0. 6A”,滑动变阻器R的规格是“100Ω 1A”,灯泡标有“6V 3W”字样。闭合开关S,若保证电路所有元件均安全的情况下,(不考虑灯丝电阻变化)。下列说法正确的是( )
A.电压表示数变化范围是3V-15V
B.电流表示数变化范围是0.16A-1.5 A
C.电路中的最大功率是10.8W
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是24Ω-60Ω
9.如图是电阻甲和乙的I-U图象,小明对图象信息作出的判断,正确的是( )
A.将甲和乙串联,若电流为0. 3A,则它们两端的电压为3V
B.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
C.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
D.甲乙并联在2. 5V的电路中,消耗的总功率2.5W
10.如图所示,电源电压不变。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中( )
A.电流表的示数变大
C.电压表的示数不变
B.滑动变阻器的功率变大
D.小灯泡的亮度变暗
11.如图所示,电源两端电压恒定。闭合开关,灯泡L1比灯泡L2亮,则( )
A.L1的电阻比L2的大
B.通过L1的电流与通过L2的电流相等
C.若L1灯丝烧断,L2的实际电功率不变
D.若L2灯丝烧断,通过L1电流变大
12.家用洗衣机的主要部件是电动机,若一台洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A,每分钟产生的热量为960J,则下列说法中不正确的是( )
...
A.电动机的功率为440W
C.电动机的发热功率为16W
12100W
B.电动机线圈的电阻为110Ω
D.电动机被卡住不转动时,电功率为二、填空题
13.将标有“3V 3W”和“6V 6W”的甲、乙两只小灯泡串联接在3V的电源两端,则______(选填“甲”或“乙”)灯较亮;若将两灯改为并联接在该电源两端,两灯消耗的实际功率之比P甲∶P乙=______。(不计温度对灯丝电阻的影响)。
14.如图甲所示,已知电源电压U=3V,并保持不变,直流电机线圈电阻R=1.5Ω,接通电路后,电动机正常工作,电流表读数I=0.8A,已知电动机正常工作时能量转化关系如图乙所示,摩擦不计,则∶电动机正常工作1min消耗的电能W=______J,线圈产生的Q=______J,电动机能量转化效率η=______,电动机正常工作突然出现故障转动部分被卡死,此时线圈中的电流Ⅰ=______A。
15.如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,当滑片在a,b两点间移动时,电流表示数变化范围为0.2A-0.6A,电压表示数变化范围4V-2V,则电源电压为_____V。R1的电阻为______Ω,当滑片在b点时,工作5分钟电路消耗的电能____J,R1功率的变化量为_____W。
16.一只电热水壶的铭牌上标着“220V 1100W”的字样,它正常工作时,电流为___________A;每分钟产生的热量为___________。
17.现在,我市许多小区安装了公共充电插座,采取扫码付费自动充电(如图所示),这些插座的连接方式都是________(填“串联”或“并联”)的。假设某充电器输出电压为48V,输出电流为2.5A,则它的输出功率是_________W。
18.小明观察到家中电能表的示数如图所示,现只接1000W的空调和200W的电视机各一台,半小时后电能表的示数将变为______kWh,他家电能表允许用电器10min内最多消耗______J的电能。
19.一只灯泡和一个电阻串联后接在电压为U的电路中,已知电阻的阻值为R,通过的电流为I,则灯泡的电阻是______,灯泡消耗的电功率为______。(用题目中所给的物理量表示)
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.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。
22.如图所示,某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的参数。请计算:
(1)该电热水壶的电阻;
(2)当电热水壶装满水后,从20℃加热到100℃,水吸收的热量;
(3)在额定电压下,烧开这些水,需要时间8.75min,电热水壶热效率是多少?
热水壶容量
1.0L
额定电压
220V
加热时功率
800W
频率
50Hz
23.如图所示,定值电阻Rl和R2并联在电压恒定的电源上,R2的阻值为30Ω。当开关闭合时,电流表Al的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.2A,求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻Rl的大小;
(3)R2在10s的时间内消耗的电能。
24.如图所示的电路中电源电压为6V,且电源电压不变,当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.3A,S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A,求:
(1)电阻R1的阻值为多少?
(2)R2的电功率为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时,R2的10s内产生内能为多少?
25.2020年的冬天比以往来的更早。孝顺的小雨同学为了让爷爷、奶奶方便取暖,她用自己省出的零用钱买了个适合爷爷、奶奶使用的电烤炉,电烤炉的规格如下表。求:
额定电压/V
额定功率/W
频率/Hz
220
484
50
(1)电烤炉正常工作时发热丝的电阻是多少?
(2)正常工作0.5h,电烤炉消耗的电能为多少kW∙h?
(3)一天在用电高峰时,小雨发现电烤炉不如以前热了,他想知道此时电烤炉两端的实际电压是多少,于是她运用所学的物理知识进行了测量。小雨断开家中其他所有用电器,只接通电烤炉,发现家中如图所示的电能表表盘在5min内转了20圈。试求此时电烤炉两端的实际电压是多少?
26.某商场一款新式电热水壶的铭牌如下表所示。将体积为300ml、初温是20℃的水放入103J/该电热水壶中用最大功率加热1min,取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×(kg・℃)。求:
防触电保护类型I类
型号NN-S313WF
额定电压220V
最大功率1100W
额定容积20L
电源频率50Hz
质量10kg
(1)电热水壶最大功率加热时,电路中的电流;
(2)加热过程中消耗的电能;
(3)加热过程中,水吸收的热量;该电热水壶的热效率。(计算结果保留两位小数)
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题
1.B
解析:B
A.由公式P=W可知,电流做功越快,而不是越多,电功率越大,故A选项错误;
tU2B.同一导体即电阻相同,两端的电压越小,根据PUI可知,电功率也越小,故RB选项正确;
C.由公式P=I2R可知,电阻越大,不知道电流的变化,故无法判断电功率的变化,故C选项错误;
U2D.由公式P可知,电阻越大,不知道电压的变化,故电功率变化不知,故D选项R错误。
故选B。
2.D
解析:D
洗衣机、电风扇、电视机主要利用电流的磁效应工作;电饭锅主要利用电流热效应工作。
故选D。
3.D
解析:D
A.由图可知,R与R0串联,显示仪并联在R0的两端,所以显示仪是电压表改装成的,故A错误;
BC.在测人的体温时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而增大,根据串联电路分压规律可知,当R的阻值减小时,则热敏电阻R两端的电压减小,则保护电阻R0的电压就会变大,所以热敏电阻R随着温度的升高阻值减小;此时电路中的总电阻变小,电流变大,根据PUI可知,电路中消耗的总功率变大,故BC错误;
D.根据串联电路分压规律可知,保护电阻R0更换为阻值更大的电阻时,测相同温度,显示仪示数变大,故D正确。
故选D。
4.B
解析:B
空调、洗衣机和吸尘器工作时,电流做功主要将电能转化为机械能,而电热水壶是利用电流的热效应工作的,其电能绝大部分转化为内能,所以额定功率相同的以上四种用电器正常工作时,电流产生热量最多的是电热水壶,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
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.D
解析:D
A.电饭煲工作时消耗电能,转化为内能,把米煮成饭,故A正确,不符合题意;
B.洗衣机工作时滚筒转动,把电能转化为机械能,故B正确,不符合题意;
C.节能灯工作时消耗电能,转化为光能,用来照明,故C正确,不符合题意;
D.抽油烟机工作时电动机转动,把电能转化为机械能,故D错误,符合题意。
故选D。
7.D
解析:D
AB.假设定值电阻的阻值是R,如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V,通过该电阻的电流变化了0.1A,则
10V6V=0.1A
RR可得R=40Ω,故AB不符合题意;
CD.定值电阻两端的电压从6V升高到10V,则该定值电阻的功率变化了
U12U2210V6VP==1.6W
RR40Ω40Ω故选D。
228.D
解析:D
由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压。
ABC.灯泡的电阻
UL2(6V)2RL===12
PL3W电压表量程为0-15V,电压表示数最大为15V时电路电流最小,因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,所以灯泡两端的最小电压
UL′=U-U滑=18V-15V=3V
此时电路中的电流最小为
Imin=灯泡的额定电流
UL3V==0.25A
RL12UL6V==0.5A
RL12IL=电流表量程是“0-0.6A”,变阻器的最大电流是1A,所以通过电路的最大电流是0.5A,此时变阻器连入电路的电阻最小,变阻器两端的最小电压,即电压表的最小示数
U滑最小=U-UL=18V-6V=12V
所以电压表示数变化范围是12V-15V,电流表示数变化范围是0.25A-0.5 A,电路的最大功率
P=UIL=18V×0.5A=9W
故ABC错误;
D.因为变阻器两端的最小电压是12V,通过电路的电流是0.5A,变阻器的最小阻值
R滑最小=U滑最小12V==24
IL0.5AU滑最大15V==60Ω
Imin0.25A变阻器两端的最大电压是15V,通过电路的电流是0.25A,变阻器的最大阻值
R滑最大=所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是24Ω-60Ω,故D正确。
故选D。
9.D
解析:D
A.若将甲和乙串联,当电流为0.3A时,则通过甲、乙的电流均为0.3A,由图象知道,此时U甲=1.5V,U乙=0.5V,由于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甲+U乙=1.5V+0.5V=2V
故A错误;
B.将甲和乙并联,若电压为1V,则两灯泡两端的电压均为1V,由图象知道,此时I甲=0.2A,I乙=0.4A,由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流
I=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A
故B错误;
C.当甲两端电压为0.5V时,由图象知道,此时I甲=0.1A,故C错误;
D.甲乙并联在2. 5V的电路中,由图象知道,此时I甲=I乙=0.5A,由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流
I=I甲+I乙=0.5A+0.5A=1.0A
由PUI知道,消耗的总功率
PUI2.5V1.0A2.5W
故D正确。
故选D。
10.C
解析:C
从图中可以看到,这是一个并联电路,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器接入电路的电阻变大。
A.由上述可知,变阻器接入电路的电阻变大,电源电压不变,即变阻器两端的电压不变,根据欧姆定律可知,流过变阻器的电流大小变小,而电流表测变阻器的电流,电流表的示数变小,A项不合题意;
B.由上述可知,变阻器接入电路的电阻变大,变阻器两端的电压不变,根据电功率的推U2导式P可知,滑动变阻器的功率变小,B项不合题意;
RC.从图中可以看到,电压表并联在灯泡两端,测的是灯泡的电压,而灯泡的电压大小等于电源电压大小,电源电压不变,那么电压表的示数不变,选项C符合题意;
D.由上述可知,灯泡两端的电压不变,其电阻大小也不变,根据电功率的推导式U2可知,灯泡的电功率大小不变,即灯泡的亮度不变,D项不合题意。
PR故选C。
11.C
解析:C
AB.
灯泡L1比灯泡L2亮,则可知灯泡L1实际功率更大,两灯泡并联,电压相等,则由
U2和PUI可知,灯泡L1的电阻小于L2,通过灯泡L1的大于通过L2的电流,故PRAB不符合题意;
CD.
由于两灯泡并联,互不干扰,则当L1灯丝烧断时,L2的实际功率不变,当L2灯丝烧断时,通过L1的电流不变,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
12.B
解析:B
A.电动机的电功率为
P=UI=220V×2A=440W
故A正确,不符合题意;
B.根据Q=I2Rt得线圈的电阻
R故B错误,符合题意;
C.电动机的发热功率为
Q960J4Ω
I2t(2A)260sP热故C正确,不符合题意;
Q960J16W
t60sD.电动机卡住时变为纯电阻电路,电功率
U2(220V)2P12100W
R4Ω故D正确,不符合题意。
故选B。
二、填空题
13.乙2:1
解析:乙
2:1
U2[1]由R可得,两灯的电阻分别为
PU甲23VR甲3Ω
P3W甲2U乙26VR乙6Ω
P6W乙若两灯串联,因串联电路中电流处处相等,R甲R乙,由PI2R可得,P甲P乙,所以乙灯比甲灯更亮。
2
U2[2]若并联接在该电源两端,并联电路中各支路两端电压相等,由P=
可得,两灯消耗R的功率之比等于电阻之比的倒数
PR6Ω2甲乙
PR3Ω1乙甲14.576602
解析:57.6
60%
2
[1]电机正常运转时消耗的电能
W=UIt=3V×0.8A×60s=144J
[2]线圈产生的热量
Q=I2Rt=(0.8A)2×1.5Ω×60=57.6J
[3]由能量守恒定律得,电机输出的机械功
W1=W-Q=144J-57.6J=86.4J
机械功率
PW186.4J1.44W
t60s由能量转化与守恒知道,电能转化为机械能与内能,能量利用率
W186.4J100%=100%60%
W144J[4]电机突然卡死时,电机电路是纯电阻电路,由IU知道,此时线圈中的电流
RIU3V=2A
R1.5Ω15.590016
解析:5
900
1.6
[1][2]当滑片在a点时,电阻R1与Ra串联,电阻R1两端的电压
U1=I1R1=0.2A×R1
根据串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和得电源电压
U=U1+Ua=0.2A×R1+4V①
当滑片在b点时,电阻R1与Rb串联,电阻R1两端的电压
U1′=I2R1=0.6A×R1
根据串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和得电源电压
U=U1′+Ub=0.6A×R1+2V②
①②可得
R1=5Ω,U=5V
[3]当滑片在b点时,工作5分钟电路消耗的电能
W=UI2t=5V×0.6A×5×60s=900J
[4]R1功率变化量
P1′-P1=I22R1-I12R1=(0.6A)2×5Ω-(0.2A)2×5Ω=1.6W
16.6.6104J
[1]电热水壶正常工作时的电流为
IP1100W=5A
U220V[2]电热水壶正常工作时每分钟产生的热量是
QWPt1100W60s=6.6104J
17.并联120
解析:并联
120
[1]公共充电插座,自动充电时,它们之间互不影响,所以是并联的。
[2]充电器的输出功率为
P=UI=48V×2.5A=120W
18.0
解析:0
2.64106
[1]只接1000W的空调和200W的电视机各一台,半小时消耗的电能为
WW1W2P1P2t1000W200W30电能表的示数将变为
1h0.6kWh
60WW0W1123.4kWh0.6kWh1124kWh
[2]他家电能表允许用电器10min内最多消耗
WPmaxt1UImaxt1220V20A1060s2.64106J
UR
UII2R
I[1]电路的总电阻为
19.R总=灯泡的电阻为
U
IUR
IRLR总R[2]灯泡消耗的电功率为
PLI2RLI2(UR)UII2R
I20.2∶1
解析:2∶1
两灯泡的电阻分别为
U02(2U0)2U02R12
,R2P02P0P0
U02U02R1∶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
21.(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%
4W1.510J104J;
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%。
22.(1) 60.5Ω;(2) 3.36×105J;(3)80%
解:(1)该电热水壶的电阻
U2(220V)2=60.5Ω
RP800W(2)水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3=1kg
则水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
℃)×(3)烧开这些水,消耗的电能
W=Pt=800W×8.75×60s=4.2×105J
电热水壶热效率
Q吸3.36105J=80%
=W4.2105J答:(1)该电热水壶的电阻是60.5Ω;
(2)当电热水壶装满水后,从20℃加热到100℃,水吸收的热量是3.36×105J;
(3)在额定电压下,烧开这些水,需要时间8.75min,电热水壶热效率是80%。
23.(1)6V;(2)15Ω;(3)12J
解:(1)由电路图可知,Rl和R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流。因并联电路中各支路两端的电压相等,所以电源的电压
U=U1=U2=I2R2=0.2A×30Ω=6V
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过Rl的电流
I1=I﹣I2=0.6A﹣0.2A=0.4A
则R1的阻值
R1=(3)R2在10s的时间内消耗的电能
W2=U2I2t=6V×0.2A×10s=12J
答:(1)电源电压是6V;
(2)定值电阻Rl的大小是15Ω;
(3)R2在10s的时间内消耗的电能是12J。
24.(1)20Ω;(2)3.6W;(3)4J
解:(1)当S1、S2断开,S3闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流;电流表的示数为0.3A;根据欧姆定律可知,电阻R1的阻值为
U16V=15Ω
I10.4AU6VR1==20Ω
I10.3A(2)当S1断开,S2、S3闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,干路电流为I=0.9A;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流
I2=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A
因并联电路中各支路两端的电压相等,R2的电功率为
P2=UI2=6V×0.6A=3.6W
R2的阻值
R2U6V=10
I20.6A(3)当S1闭合,S2、S3断开时,两电阻串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
U6VI′==0.2A
R1R220+10R2的10s内产生内能为
W=I′2R2t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J
答:(1)电阻R1的阻值为20Ω;
(2)R2的电功率为3.6W;
(3)S2、S3断开,S1闭合时,R2的10s内产生内能为4J。
25.(1)100Ω;(2)0.242kWh;(2)200V
(1)电炉内发热丝的电阻
RU额2P额220V=484W2100
(2)正常工作0.5h,电烤炉消耗的电能
W=P耗t = 484×10-3kW ×0.5h =0.242kW∙h
(3)电烤炉5min消耗的电能
W由于t = 5min =201kWh=kWh
600301h,电烤炉的实际功率
121kWhW30P实0.4kW400W
1th12U2由P知道,此时通过电烤炉的实际电压为
RU实PR400W100Ω=200V
实答:(1)电烤炉正常工作时发热丝的电阻是100Ω;
(2)正常工作0.5h,电烤炉消耗的电能为0.242kW∙h;
(3)此时电烤炉两端的实际电压是200V。
26.(1)5A;(2)66000J;(3)25200J,38.18%
解:(1)由P=UI得电热水壶最大功率加热时,电路中的电流
IP1100W==5A
U220V(2)加热过程中消耗的电能
W=Pt=1100W×60s=66000J
(3)水吸收的热量
Q吸=cmΔt=cρVΔt=4.2×103J/(kg・℃)×3×10-4m3×1×103kg/m3×20℃=25200J
该电热水壶的热效率是
Q25200J=38.18%
W66000J答:(1)电热水壶最大功率加热时,电路中的电流为5A;
(2)加热过程中消耗的电能为66000J;
η=(3)加热过程中,水吸收的热量为25200J;该电热水壶的热效率为38.18%。
2024年1月20日发(作者:酆丽容)
一、选择题
1.下列关于电功率的说法中,正确的是( )
A.由公式P=W可知,电流做功越多,电功率越大
tB.由公式P=UI可知,同一导体两端的电压越小,电功率也越小
C.由公式P=I2R可知,电阻越大,电功率越大
U2D.由公式P可知,电阻越大,电功率越小
R2.下列家用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.洗衣机 B.电风扇 C.电视机 D.电饭锅
3.如图甲是某款电子测温仪,图乙是它内部的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻;显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测人的体温时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而增大,下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.被测温者温度越高,电路消耗的电功率越小
C.热敏电阻R随着温度的升高阻值增大
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
4.下列用电器额定功率都相同,当它们在额定电压下工作,在相同时间内,电流产生的热量最多的是( )
A.空调
A.电饼铛
B.电热水壶
B.笔记本电脑
C.洗衣机
C.手电筒
D.吸尘器
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.下列用电器工作时主要的能量转化情况说法错误的是( )
..A.电饭煲:电能转化为内能
B.洗衣机:电能转化为机械能
C.节能灯:电能转化为光能
D.抽油烟机:电能转化为内能
7.如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V,通过该电阻的电流变化了0.1A,则( )
A.该定值电阻的值是100
B.该定值电阻的值是6
C.该定值电阻的功率变化了0.4W
D.该定值电阻的功率变化了1.6W
8.如图所示,电源电压恒为18V,电压表量程是“0-15V”,电流表量程是“0-0. 6A”,滑动变阻器R的规格是“100Ω 1A”,灯泡标有“6V 3W”字样。闭合开关S,若保证电路所有元件均安全的情况下,(不考虑灯丝电阻变化)。下列说法正确的是( )
A.电压表示数变化范围是3V-15V
B.电流表示数变化范围是0.16A-1.5 A
C.电路中的最大功率是10.8W
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是24Ω-60Ω
9.如图是电阻甲和乙的I-U图象,小明对图象信息作出的判断,正确的是( )
A.将甲和乙串联,若电流为0. 3A,则它们两端的电压为3V
B.若甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
C.当甲两端电压为0.5V时,通过它的电流为0.3A
D.甲乙并联在2. 5V的电路中,消耗的总功率2.5W
10.如图所示,电源电压不变。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中( )
A.电流表的示数变大
C.电压表的示数不变
B.滑动变阻器的功率变大
D.小灯泡的亮度变暗
11.如图所示,电源两端电压恒定。闭合开关,灯泡L1比灯泡L2亮,则( )
A.L1的电阻比L2的大
B.通过L1的电流与通过L2的电流相等
C.若L1灯丝烧断,L2的实际电功率不变
D.若L2灯丝烧断,通过L1电流变大
12.家用洗衣机的主要部件是电动机,若一台洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A,每分钟产生的热量为960J,则下列说法中不正确的是( )
...
A.电动机的功率为440W
C.电动机的发热功率为16W
12100W
B.电动机线圈的电阻为110Ω
D.电动机被卡住不转动时,电功率为二、填空题
13.将标有“3V 3W”和“6V 6W”的甲、乙两只小灯泡串联接在3V的电源两端,则______(选填“甲”或“乙”)灯较亮;若将两灯改为并联接在该电源两端,两灯消耗的实际功率之比P甲∶P乙=______。(不计温度对灯丝电阻的影响)。
14.如图甲所示,已知电源电压U=3V,并保持不变,直流电机线圈电阻R=1.5Ω,接通电路后,电动机正常工作,电流表读数I=0.8A,已知电动机正常工作时能量转化关系如图乙所示,摩擦不计,则∶电动机正常工作1min消耗的电能W=______J,线圈产生的Q=______J,电动机能量转化效率η=______,电动机正常工作突然出现故障转动部分被卡死,此时线圈中的电流Ⅰ=______A。
15.如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,当滑片在a,b两点间移动时,电流表示数变化范围为0.2A-0.6A,电压表示数变化范围4V-2V,则电源电压为_____V。R1的电阻为______Ω,当滑片在b点时,工作5分钟电路消耗的电能____J,R1功率的变化量为_____W。
16.一只电热水壶的铭牌上标着“220V 1100W”的字样,它正常工作时,电流为___________A;每分钟产生的热量为___________。
17.现在,我市许多小区安装了公共充电插座,采取扫码付费自动充电(如图所示),这些插座的连接方式都是________(填“串联”或“并联”)的。假设某充电器输出电压为48V,输出电流为2.5A,则它的输出功率是_________W。
18.小明观察到家中电能表的示数如图所示,现只接1000W的空调和200W的电视机各一台,半小时后电能表的示数将变为______kWh,他家电能表允许用电器10min内最多消耗______J的电能。
19.一只灯泡和一个电阻串联后接在电压为U的电路中,已知电阻的阻值为R,通过的电流为I,则灯泡的电阻是______,灯泡消耗的电功率为______。(用题目中所给的物理量表示)
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.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。
22.如图所示,某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的参数。请计算:
(1)该电热水壶的电阻;
(2)当电热水壶装满水后,从20℃加热到100℃,水吸收的热量;
(3)在额定电压下,烧开这些水,需要时间8.75min,电热水壶热效率是多少?
热水壶容量
1.0L
额定电压
220V
加热时功率
800W
频率
50Hz
23.如图所示,定值电阻Rl和R2并联在电压恒定的电源上,R2的阻值为30Ω。当开关闭合时,电流表Al的示数为0.6A,电流表A2的示数为0.2A,求:
(1)电源电压;
(2)定值电阻Rl的大小;
(3)R2在10s的时间内消耗的电能。
24.如图所示的电路中电源电压为6V,且电源电压不变,当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.3A,S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A,求:
(1)电阻R1的阻值为多少?
(2)R2的电功率为多少?
(3)S2、S3断开,S1闭合时,R2的10s内产生内能为多少?
25.2020年的冬天比以往来的更早。孝顺的小雨同学为了让爷爷、奶奶方便取暖,她用自己省出的零用钱买了个适合爷爷、奶奶使用的电烤炉,电烤炉的规格如下表。求:
额定电压/V
额定功率/W
频率/Hz
220
484
50
(1)电烤炉正常工作时发热丝的电阻是多少?
(2)正常工作0.5h,电烤炉消耗的电能为多少kW∙h?
(3)一天在用电高峰时,小雨发现电烤炉不如以前热了,他想知道此时电烤炉两端的实际电压是多少,于是她运用所学的物理知识进行了测量。小雨断开家中其他所有用电器,只接通电烤炉,发现家中如图所示的电能表表盘在5min内转了20圈。试求此时电烤炉两端的实际电压是多少?
26.某商场一款新式电热水壶的铭牌如下表所示。将体积为300ml、初温是20℃的水放入103J/该电热水壶中用最大功率加热1min,取出后测得水温是40℃。若水的比热容为4.2×(kg・℃)。求:
防触电保护类型I类
型号NN-S313WF
额定电压220V
最大功率1100W
额定容积20L
电源频率50Hz
质量10kg
(1)电热水壶最大功率加热时,电路中的电流;
(2)加热过程中消耗的电能;
(3)加热过程中,水吸收的热量;该电热水壶的热效率。(计算结果保留两位小数)
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题
1.B
解析:B
A.由公式P=W可知,电流做功越快,而不是越多,电功率越大,故A选项错误;
tU2B.同一导体即电阻相同,两端的电压越小,根据PUI可知,电功率也越小,故RB选项正确;
C.由公式P=I2R可知,电阻越大,不知道电流的变化,故无法判断电功率的变化,故C选项错误;
U2D.由公式P可知,电阻越大,不知道电压的变化,故电功率变化不知,故D选项R错误。
故选B。
2.D
解析:D
洗衣机、电风扇、电视机主要利用电流的磁效应工作;电饭锅主要利用电流热效应工作。
故选D。
3.D
解析:D
A.由图可知,R与R0串联,显示仪并联在R0的两端,所以显示仪是电压表改装成的,故A错误;
BC.在测人的体温时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而增大,根据串联电路分压规律可知,当R的阻值减小时,则热敏电阻R两端的电压减小,则保护电阻R0的电压就会变大,所以热敏电阻R随着温度的升高阻值减小;此时电路中的总电阻变小,电流变大,根据PUI可知,电路中消耗的总功率变大,故BC错误;
D.根据串联电路分压规律可知,保护电阻R0更换为阻值更大的电阻时,测相同温度,显示仪示数变大,故D正确。
故选D。
4.B
解析:B
空调、洗衣机和吸尘器工作时,电流做功主要将电能转化为机械能,而电热水壶是利用电流的热效应工作的,其电能绝大部分转化为内能,所以额定功率相同的以上四种用电器正常工作时,电流产生热量最多的是电热水壶,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
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.D
解析:D
A.电饭煲工作时消耗电能,转化为内能,把米煮成饭,故A正确,不符合题意;
B.洗衣机工作时滚筒转动,把电能转化为机械能,故B正确,不符合题意;
C.节能灯工作时消耗电能,转化为光能,用来照明,故C正确,不符合题意;
D.抽油烟机工作时电动机转动,把电能转化为机械能,故D错误,符合题意。
故选D。
7.D
解析:D
AB.假设定值电阻的阻值是R,如果加在某定值电阻两端的电压从6V升高到10V,通过该电阻的电流变化了0.1A,则
10V6V=0.1A
RR可得R=40Ω,故AB不符合题意;
CD.定值电阻两端的电压从6V升高到10V,则该定值电阻的功率变化了
U12U2210V6VP==1.6W
RR40Ω40Ω故选D。
228.D
解析:D
由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压。
ABC.灯泡的电阻
UL2(6V)2RL===12
PL3W电压表量程为0-15V,电压表示数最大为15V时电路电流最小,因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,所以灯泡两端的最小电压
UL′=U-U滑=18V-15V=3V
此时电路中的电流最小为
Imin=灯泡的额定电流
UL3V==0.25A
RL12UL6V==0.5A
RL12IL=电流表量程是“0-0.6A”,变阻器的最大电流是1A,所以通过电路的最大电流是0.5A,此时变阻器连入电路的电阻最小,变阻器两端的最小电压,即电压表的最小示数
U滑最小=U-UL=18V-6V=12V
所以电压表示数变化范围是12V-15V,电流表示数变化范围是0.25A-0.5 A,电路的最大功率
P=UIL=18V×0.5A=9W
故ABC错误;
D.因为变阻器两端的最小电压是12V,通过电路的电流是0.5A,变阻器的最小阻值
R滑最小=U滑最小12V==24
IL0.5AU滑最大15V==60Ω
Imin0.25A变阻器两端的最大电压是15V,通过电路的电流是0.25A,变阻器的最大阻值
R滑最大=所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是24Ω-60Ω,故D正确。
故选D。
9.D
解析:D
A.若将甲和乙串联,当电流为0.3A时,则通过甲、乙的电流均为0.3A,由图象知道,此时U甲=1.5V,U乙=0.5V,由于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甲+U乙=1.5V+0.5V=2V
故A错误;
B.将甲和乙并联,若电压为1V,则两灯泡两端的电压均为1V,由图象知道,此时I甲=0.2A,I乙=0.4A,由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流
I=I甲+I乙=0.2A+0.4A=0.6A
故B错误;
C.当甲两端电压为0.5V时,由图象知道,此时I甲=0.1A,故C错误;
D.甲乙并联在2. 5V的电路中,由图象知道,此时I甲=I乙=0.5A,由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流
I=I甲+I乙=0.5A+0.5A=1.0A
由PUI知道,消耗的总功率
PUI2.5V1.0A2.5W
故D正确。
故选D。
10.C
解析:C
从图中可以看到,这是一个并联电路,闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器接入电路的电阻变大。
A.由上述可知,变阻器接入电路的电阻变大,电源电压不变,即变阻器两端的电压不变,根据欧姆定律可知,流过变阻器的电流大小变小,而电流表测变阻器的电流,电流表的示数变小,A项不合题意;
B.由上述可知,变阻器接入电路的电阻变大,变阻器两端的电压不变,根据电功率的推U2导式P可知,滑动变阻器的功率变小,B项不合题意;
RC.从图中可以看到,电压表并联在灯泡两端,测的是灯泡的电压,而灯泡的电压大小等于电源电压大小,电源电压不变,那么电压表的示数不变,选项C符合题意;
D.由上述可知,灯泡两端的电压不变,其电阻大小也不变,根据电功率的推导式U2可知,灯泡的电功率大小不变,即灯泡的亮度不变,D项不合题意。
PR故选C。
11.C
解析:C
AB.
灯泡L1比灯泡L2亮,则可知灯泡L1实际功率更大,两灯泡并联,电压相等,则由
U2和PUI可知,灯泡L1的电阻小于L2,通过灯泡L1的大于通过L2的电流,故PRAB不符合题意;
CD.
由于两灯泡并联,互不干扰,则当L1灯丝烧断时,L2的实际功率不变,当L2灯丝烧断时,通过L1的电流不变,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
12.B
解析:B
A.电动机的电功率为
P=UI=220V×2A=440W
故A正确,不符合题意;
B.根据Q=I2Rt得线圈的电阻
R故B错误,符合题意;
C.电动机的发热功率为
Q960J4Ω
I2t(2A)260sP热故C正确,不符合题意;
Q960J16W
t60sD.电动机卡住时变为纯电阻电路,电功率
U2(220V)2P12100W
R4Ω故D正确,不符合题意。
故选B。
二、填空题
13.乙2:1
解析:乙
2:1
U2[1]由R可得,两灯的电阻分别为
PU甲23VR甲3Ω
P3W甲2U乙26VR乙6Ω
P6W乙若两灯串联,因串联电路中电流处处相等,R甲R乙,由PI2R可得,P甲P乙,所以乙灯比甲灯更亮。
2
U2[2]若并联接在该电源两端,并联电路中各支路两端电压相等,由P=
可得,两灯消耗R的功率之比等于电阻之比的倒数
PR6Ω2甲乙
PR3Ω1乙甲14.576602
解析:57.6
60%
2
[1]电机正常运转时消耗的电能
W=UIt=3V×0.8A×60s=144J
[2]线圈产生的热量
Q=I2Rt=(0.8A)2×1.5Ω×60=57.6J
[3]由能量守恒定律得,电机输出的机械功
W1=W-Q=144J-57.6J=86.4J
机械功率
PW186.4J1.44W
t60s由能量转化与守恒知道,电能转化为机械能与内能,能量利用率
W186.4J100%=100%60%
W144J[4]电机突然卡死时,电机电路是纯电阻电路,由IU知道,此时线圈中的电流
RIU3V=2A
R1.5Ω15.590016
解析:5
900
1.6
[1][2]当滑片在a点时,电阻R1与Ra串联,电阻R1两端的电压
U1=I1R1=0.2A×R1
根据串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和得电源电压
U=U1+Ua=0.2A×R1+4V①
当滑片在b点时,电阻R1与Rb串联,电阻R1两端的电压
U1′=I2R1=0.6A×R1
根据串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和得电源电压
U=U1′+Ub=0.6A×R1+2V②
①②可得
R1=5Ω,U=5V
[3]当滑片在b点时,工作5分钟电路消耗的电能
W=UI2t=5V×0.6A×5×60s=900J
[4]R1功率变化量
P1′-P1=I22R1-I12R1=(0.6A)2×5Ω-(0.2A)2×5Ω=1.6W
16.6.6104J
[1]电热水壶正常工作时的电流为
IP1100W=5A
U220V[2]电热水壶正常工作时每分钟产生的热量是
QWPt1100W60s=6.6104J
17.并联120
解析:并联
120
[1]公共充电插座,自动充电时,它们之间互不影响,所以是并联的。
[2]充电器的输出功率为
P=UI=48V×2.5A=120W
18.0
解析:0
2.64106
[1]只接1000W的空调和200W的电视机各一台,半小时消耗的电能为
WW1W2P1P2t1000W200W30电能表的示数将变为
1h0.6kWh
60WW0W1123.4kWh0.6kWh1124kWh
[2]他家电能表允许用电器10min内最多消耗
WPmaxt1UImaxt1220V20A1060s2.64106J
UR
UII2R
I[1]电路的总电阻为
19.R总=灯泡的电阻为
U
IUR
IRLR总R[2]灯泡消耗的电功率为
PLI2RLI2(UR)UII2R
I20.2∶1
解析:2∶1
两灯泡的电阻分别为
U02(2U0)2U02R12
,R2P02P0P0
U02U02R1∶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
21.(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%
4W1.510J104J;
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%。
22.(1) 60.5Ω;(2) 3.36×105J;(3)80%
解:(1)该电热水壶的电阻
U2(220V)2=60.5Ω
RP800W(2)水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3=1kg
则水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
℃)×(3)烧开这些水,消耗的电能
W=Pt=800W×8.75×60s=4.2×105J
电热水壶热效率
Q吸3.36105J=80%
=W4.2105J答:(1)该电热水壶的电阻是60.5Ω;
(2)当电热水壶装满水后,从20℃加热到100℃,水吸收的热量是3.36×105J;
(3)在额定电压下,烧开这些水,需要时间8.75min,电热水壶热效率是80%。
23.(1)6V;(2)15Ω;(3)12J
解:(1)由电路图可知,Rl和R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流。因并联电路中各支路两端的电压相等,所以电源的电压
U=U1=U2=I2R2=0.2A×30Ω=6V
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过Rl的电流
I1=I﹣I2=0.6A﹣0.2A=0.4A
则R1的阻值
R1=(3)R2在10s的时间内消耗的电能
W2=U2I2t=6V×0.2A×10s=12J
答:(1)电源电压是6V;
(2)定值电阻Rl的大小是15Ω;
(3)R2在10s的时间内消耗的电能是12J。
24.(1)20Ω;(2)3.6W;(3)4J
解:(1)当S1、S2断开,S3闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流;电流表的示数为0.3A;根据欧姆定律可知,电阻R1的阻值为
U16V=15Ω
I10.4AU6VR1==20Ω
I10.3A(2)当S1断开,S2、S3闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,干路电流为I=0.9A;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流
I2=I-I1=0.9A-0.3A=0.6A
因并联电路中各支路两端的电压相等,R2的电功率为
P2=UI2=6V×0.6A=3.6W
R2的阻值
R2U6V=10
I20.6A(3)当S1闭合,S2、S3断开时,两电阻串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流
U6VI′==0.2A
R1R220+10R2的10s内产生内能为
W=I′2R2t=(0.2A)2×10Ω×10s=4J
答:(1)电阻R1的阻值为20Ω;
(2)R2的电功率为3.6W;
(3)S2、S3断开,S1闭合时,R2的10s内产生内能为4J。
25.(1)100Ω;(2)0.242kWh;(2)200V
(1)电炉内发热丝的电阻
RU额2P额220V=484W2100
(2)正常工作0.5h,电烤炉消耗的电能
W=P耗t = 484×10-3kW ×0.5h =0.242kW∙h
(3)电烤炉5min消耗的电能
W由于t = 5min =201kWh=kWh
600301h,电烤炉的实际功率
121kWhW30P实0.4kW400W
1th12U2由P知道,此时通过电烤炉的实际电压为
RU实PR400W100Ω=200V
实答:(1)电烤炉正常工作时发热丝的电阻是100Ω;
(2)正常工作0.5h,电烤炉消耗的电能为0.242kW∙h;
(3)此时电烤炉两端的实际电压是200V。
26.(1)5A;(2)66000J;(3)25200J,38.18%
解:(1)由P=UI得电热水壶最大功率加热时,电路中的电流
IP1100W==5A
U220V(2)加热过程中消耗的电能
W=Pt=1100W×60s=66000J
(3)水吸收的热量
Q吸=cmΔt=cρVΔt=4.2×103J/(kg・℃)×3×10-4m3×1×103kg/m3×20℃=25200J
该电热水壶的热效率是
Q25200J=38.18%
W66000J答:(1)电热水壶最大功率加热时,电路中的电流为5A;
(2)加热过程中消耗的电能为66000J;
η=(3)加热过程中,水吸收的热量为25200J;该电热水壶的热效率为38.18%。