第六章章末卷2
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第六章章末卷2 一、選擇題 1.如圖甲,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器(允許通過的最大電流為5A).圖乙反映了開關由斷開到閉合,再移動滑片P的過程中,ab兩端電壓U和通過的電流I之間的關系;圖丙反映了滑動變阻器消耗的功率P與電流I之間的關系,則下列說法不正確的是( ?。? A.電源電壓為50V B.R1的阻值為5Ω C.當R2的功率為120W時,電路消耗的總功率為200W D.滑動變阻器連入阻值的范圍為4~45Ω 【考點】IH:歐姆定律的應用;JA:電功率的計算. 【分析】由電路圖可知,兩電阻串聯(lián)接入電路,ab兩點間電壓是滑動變阻器兩端電壓;由圖乙所示圖象求出電壓與電流的對應值,由串聯(lián)電路特點及歐姆定律列方程,可以求出電源電壓與電阻R1的阻值;由圖丙求出R2消耗的功率為120W時的電路電流,由P=UI求出電路消耗的總功率;根據(jù)滑動變阻器兩端電壓,由歐姆定律可以求出滑動變阻器接入電路的阻值范圍。 【解答】解:A、由圖乙所示圖象可知:I=1A時U2=45V,I′=5A時U2′=25V,設電源電壓是U, ∵I=,∴電阻R1兩端電壓U1=IR1,由串聯(lián)電路特點可知,U=U2+IR1,則U=45V+1A×R1; U=25V+5A×R1; 解得:U=50V,R1=5Ω;故AB正確; C、由圖丙可知,當R2的功率為120W時,電路電流為4A,則電路消耗的總功率P=UI=50V×4A=200W,故C正確; D、由圖乙所示圖象可知:I=1A時U2=45V,I′=5A時U2′=25V,∵I=,∴滑動變阻器接入電路的阻值R最大===45Ω, R最小===5Ω,則滑動變阻器接入電路的阻值范圍是5Ω~45Ω,故D錯誤; 本題選錯誤的,故選D。 【點評】本題是一道圖象圖,難度較大,分析清楚電路結構、由圖象獲取所需信息、熟練應用串聯(lián)電路特點及歐姆定律、電功率公式即可正確解題。 2.如圖所示,是某電器內部的電路結構圖,R1、R2為阻值相同的電熱絲。不同的連接方式其發(fā)熱功率不同,下列說法正確的是( ?。? A.甲的發(fā)熱功率與丙的發(fā)熱功率相等 B.丁的發(fā)熱功率是丙的發(fā)熱功率的2倍 C.丙的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的2倍 D.丁的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的4倍 【考點】JA:電功率的計算. 【分析】先分析四圖的連接方式,求出四種連接的電阻大小,電源電壓不變,根據(jù)公式P=求出各自的電功率,從而判斷各個選項的對錯。 【解答】解:由題知,R1、R2為阻值相同的電熱絲,設R1=R2=R, 分析各連接方式可知: 甲圖為開路,P甲=0, 乙圖中兩電阻串聯(lián),R乙=2R,P乙==, 丙圖中只有電阻R1工作,R丙=R,P丙==, 丁圖中兩電阻并聯(lián),R丁=R,P丁===2, 可見,甲的發(fā)熱功率與丙的發(fā)熱功率不相等,故A錯; 丁的發(fā)熱功率是丙的發(fā)熱功率的2倍,故B正確; 丙的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的2倍,故C正確; 丁的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的4倍,故D正確。 故選:BCD。 【點評】本題考查電功率大小的計算,關鍵是分析電路的連接,這是本題的難點,也是重點,還要知道串、并聯(lián)電路電阻的規(guī)律。 3.某理物興趣小組的同學用幾個完全相同的燈泡,設計如圖甲、乙、丙三種電路,電源電壓相同且恒定不變,電路消耗的總功率大小關系是( ?。? A.P甲>P乙>P丙 B.P甲<P乙<P丙 C.P甲=P乙=P丙 D.P甲=P乙>P丙 【考點】II:電阻的串聯(lián);IJ:電阻的并聯(lián);JA:電功率的計算. 【分析】燈泡完全相同說明它們的電阻相等,根據(jù)串并聯(lián)電路電阻特點可知,兩電阻并聯(lián)時總電阻最小,兩電阻串聯(lián)時總電阻最大;根據(jù)P=可知,電壓不變時,電阻越小,電路消耗的電功率越大,反之越大。 【解答】解:兩個電阻串聯(lián)時,總電阻等于各分電阻之和,即總電阻越串越大,大于任何一個分電阻;并聯(lián)時,總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和,即總電阻越并越小,小于任何一個分電阻; ∴R甲>R乙>R丙, ∵電源的電壓相同且不變, ∴由P=可知,P甲<P乙<P丙。 故選:B。 【點評】本題考查了利用串并聯(lián)電路電阻特點和電功率公式解決簡單問題的能力。掌握電阻的串聯(lián),相當于導體的長度變長,電阻變大;電阻的并聯(lián),相當于增大橫截面積,減小電阻是解決本題的關鍵。 4.某同學在做“調節(jié)燈泡亮度”的電學實驗時,電路如圖所示,電源電壓恒為4.5V,電壓表量程“0~3V”,滑動變阻器規(guī)格“20Ω1A”,燈泡L標有“2.5V1.25W”字樣(忽略燈絲電阻變化),在不損壞電路元件的情況下,下列判斷正確的是( ?。? A.電路中電流變化的范圍是0.18A~0.5A B.滑動變阻器阻值變化的范圍是2.5Ω~10Ω C.燈泡的最小功率是0.162W D.該電路的最大功率是2.25W 【考點】H!:串聯(lián)電路的電流規(guī)律;I6:串聯(lián)電路的電壓規(guī)律;IH:歐姆定律的應用;II:電阻的串聯(lián);JA:電功率的計算. 【分析】從圖中可知,燈泡L與滑動變阻器串聯(lián),電壓表與滑動變阻器并聯(lián),為了不損壞電路元件,根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點,應該選取通過燈泡L與通過滑動變阻器額定電流相比較,得出電路中的最大電流,通過燈泡L的電流可利用公式IL=計算,并且此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小,可利用公式R總=計算總電阻,再利用公式RL=計算燈泡的電阻,最后利用公式R小=R總﹣RL計算滑動變阻器接入電路中的最小阻值; 為了不把電壓表損壞,電壓表的最大示數(shù)為3V,此時滑動變阻器接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,利用公式UL′=U﹣U大計算電壓,再利用公式I小=計算電流,最后利用公式R大=計算電阻, 燈泡的最小功率可利用公式P小L=I小2RL計算; 電路中的最大功率可利用公式P總大=UI大計算。 【解答】解:∵UL=2.5V,PL=1.25W ∴IL===0.5A, 滑動變阻器允許通過的最大電流為1A,根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點, 所以電路中的最大電流I大=I=IL=0.5A, 由于此時電流最大,所以滑動變阻器接入電路中的電阻最小, R總===9Ω, RL===5Ω, R小=R總﹣RL=9Ω﹣5Ω=4Ω; ∵當電壓表的示數(shù)最大為U大=3V時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,電流最小, ∴UL′=U﹣U大=4.5V﹣3V=1.5V, 再利用公式I小===0.3A, 最后利用公式R大===10Ω; 所以電路中電流的變化范圍是0.3A﹣0.5A,滑動變阻器阻值的變化范圍是4Ω﹣10Ω; 燈泡的最小功率為P小L=I小2RL=(0.3A)2×5Ω=0.45W; 電路中的最大功率為P總大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W。 故選:D。 【點評】本題綜合性較強,考查的內容較多,會用歐姆定律計算,會用電功率公式計算,知道串聯(lián)電路的電壓規(guī)律,電流規(guī)律,電阻規(guī)律,要用到電功率的一個變形公式:P=I2R求解,需要注意的是:P=I2R和P=這兩個公式在電功率計算題里要經(jīng)常用到。 5.如圖所示,電源電壓不變,在a,b間接一個“3V 1W“的小燈泡,調節(jié)滑動變阻器的滑片P至圖示位置時,小燈泡正常發(fā)光。若在a,b間換接一個“3V 1.5W“的小燈泡,欲使其正常發(fā)光,滑片P應( ) A.向M移動 B.向N移動 C.保持不動 D.無法實現(xiàn) 【考點】I6:串聯(lián)電路的電壓規(guī)律;ID:滑動變阻器的使用;IG:歐姆定律的變形公式;IZ:電路的動態(tài)分析;JA:電功率的計算. 【分析】根據(jù)P=比較兩燈泡的電阻關系判斷燈泡更換后電路中總電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流和滑動變阻器兩端的電壓變化,利用串聯(lián)電路的電壓特點可知此時燈泡兩端的電壓變化,進一步確定滑片移動的方向,直至燈泡正常發(fā)光即達到額定電壓。 【解答】解:由P=可知,兩燈泡的額定電壓相等,更換燈泡后的電阻變小,電路中的總電阻變小, ∵I=, ∴電路中的電流變大,此時滑動變阻器的阻值不變,兩端的電壓變大, ∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和, ∴此時燈泡分得的電壓小于3V, 使燈泡正常發(fā)光,應使燈泡兩端的電壓再達到3V,即增大電路中的電流,減小滑動變阻器接入電路中的電阻,滑片向M移動。 故選:A。 【點評】本題考查了電路的動態(tài)分析,涉及到串聯(lián)電路的特點和電功率公式、歐姆定律、滑動變阻器的正確使用,判斷好更換電阻后燈泡兩端的電壓變化是關鍵。 6.現(xiàn)把L1“220V40W”和L2“220V100W”兩盞白熾燈分別串聯(lián)和并聯(lián)在220V的家庭中,下列說法正確的是( ) A.串聯(lián)時,L1比L2亮一些 B.并聯(lián)時,L1比L2亮一些 C.串聯(lián)時,L1比L2的總功率大一些 D.并聯(lián)時,L1比L2的總功率大一些 【考點】J9:電功率與電壓、電流的關系;JE:實際功率. 【分析】(1)兩燈泡并聯(lián)時各支路兩端的電壓相等,且額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等,根據(jù)燈泡的亮暗取決于實際功率的大小比較兩燈泡的亮暗; (2)根據(jù)P=比較兩燈泡的電阻關系,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=I2R比較兩燈泡的實際功率之間的關系,進一步判斷兩燈泡的亮暗關系。 【解答】解:(1)兩燈泡并聯(lián)在220V的家庭中時, ∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,且燈泡的亮暗取決于實際功率的大小, ∴L2的額定功率較大,實際功率較大,燈泡較亮,故BD不正確; (2)兩燈泡串聯(lián)在220V的家庭中時, ∵P=, ∴L1的額定功率小,電阻較大, ∵串聯(lián)電路中各處的電流相等, ∴根據(jù)P=I2R可知,L1的實際功率較大,燈泡較亮,故AC正確。 故選:AC。 【點評】本題考查了串聯(lián)電路的電流特點和并聯(lián)電路的電壓特點以及電功率公式的應用,關鍵是知道燈泡的亮暗取決于實際功率的大小。 7.如圖所示的電路中,電源電壓不變,移動滑動變阻器R1的滑片P,當電流表的示數(shù)變化范圍為1A~1.3A時,電壓表的示數(shù)變化了3V,則該定值電阻R2所消耗功率的變化范圍是( ?。? A.3W~3.9W B.3W~5.07W C.3.9W~10W D.10W~16.9W 【考點】JA:電功率的計算. 【分析】根據(jù)歐姆定律分別表示出R2兩端的電壓,根據(jù)電壓表的示數(shù)變化了3V建立等式即可求出R2的阻值,利用P=I2R分別求出定值電阻R2所消耗最大和最小功率即可得出答案。 【解答】解:根據(jù)歐姆定律可得: 當電路中的電流I1=1A時,電壓表的示數(shù)U1=I1R2=1A×R2, 當電路中的電流I2=1.3A時,電壓表的示數(shù)U2=I2R2=1.3A×R2, 因電流表的示數(shù)變化范圍為1A~1.3A時,電壓表的示數(shù)變化了3V, 所以,U2﹣U1=1.3A×R2﹣1A×R2=3V, 解得:R2=10Ω, 定值電阻R2所消耗的最小功率: P2min=I12R2=(1A)2×10Ω=10W, 定值電阻R2所消耗的最大功率: P2max=I22R2=(1.3A)2×10Ω=16.9W, 所以,該定值電阻R2所消耗功率的變化范圍是10W~16.9W。 故選:D。 【點評】本題考查了歐姆定律和電功率公式的應用,表示出電流表示數(shù)的變化求出R2的阻值是關鍵。 8.將一只標有“6V,6W”的燈泡與一定值電阻串聯(lián)后接到電壓為6V的電源上,定值電阻消耗的功率為1W,假設燈絲電阻不隨溫度而改變,則此時( ?。? A.燈泡消耗的功率小于5W B.燈泡消耗的功率大于5W C.燈泡與定值電阻消耗的總功率為6W D.燈泡與定值電阻消耗的總功率為7W 【考點】JA:電功率的計算. 【分析】由燈泡銘牌可知,燈泡額定電壓是6V,額定功率為6W;由串聯(lián)電路特點可知,串聯(lián)電路總電阻等于各電阻之和,燈泡與電阻串聯(lián)后,電路總電阻大于燈泡電阻,由電功率公式P=與串聯(lián)電路特點分析答題。 【解答】解:燈泡額定電壓是6V,額定功率是6W,根據(jù)公式P=可知,燈泡與電阻串聯(lián)后電路總電阻大于燈泡電阻,燈泡與電阻串聯(lián)后接在6V電路中,電路消耗的總功率小于燈泡的額定功率6W,已知定值電阻消耗的功率為1W,所以燈泡消耗的實際功率一定小于6W﹣1W=5W,故A正確,BCD錯誤; 故選:A。 【點評】本題考查根據(jù)電功率的計算公式和已知電阻的功率來比較電路消耗的功率和燈泡消耗的實際功率的大小,關鍵是知道串聯(lián)后電源電壓不變,總電阻變大,電路消耗的總功率小于燈泡的額定功率。 9.如圖,電源電壓為8V并保持不變。閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P由一個位置移動到另一位置時,定值電阻R0的電功率由6.4W變成了1.6W,則電壓表的示數(shù)可能是( ) A.由2V變?yōu)?V B.由3V變?yōu)?V C.由4V變?yōu)?V D.由3V變?yōu)?V 【考點】IH:歐姆定律的應用;JA:電功率的計算. 【分析】根據(jù)P=I2R結合兩種情況定值電阻消耗的電功率求出兩種情況下的電流關系,根據(jù)歐姆定律求出兩種情況下R0兩端的電壓關系,然后根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點分別表示出選項中電壓表的示數(shù)關系,找出符合題意的選項。 【解答】解:設定值電阻R0的電功率由6.4W變成了1.6W時,電路中的電流由I1變?yōu)镮2, 由P=I2R得: 則====, ∴I1=2I2, 因R0電阻保持不變, 所以,U1=2U2; A.當電壓表原來的示數(shù)為2V時,R0兩端的電壓U1=8V﹣2V=6V, 當電壓表的示數(shù)為4V時,R0兩端的電壓U2=8V﹣4V=4V, 不符合U1=2U2,故A不正確; B.當電壓表原來的示數(shù)為3V時,R0兩端的電壓U1=8V﹣3V=5V, 當電壓表的示數(shù)為6V時,R0兩端的電壓U2=8V﹣6V=2V, 不符合U1=2U2,故B不正確; C.當電壓表原來的示數(shù)為4V時,R0兩端的電壓U1=8V﹣4V=4V, 當電壓表的示數(shù)為6V時,R0兩端的電壓U2=8V﹣6V=2V, 符合U1=2U2,故C正確; D.當電壓表原來的示數(shù)為3V時,R0兩端的電壓U1=8V﹣3V=5V, 當電壓表的示數(shù)為5V時,R0兩端的電壓U2=8V﹣5V=3V, 不符合U1=2U2,故D不正確。 故選:C。 【點評】本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用,關鍵是根據(jù)定值電阻消耗的電功率得出兩種情況下的電流關系,再根據(jù)電壓表的示數(shù)關系得出答案。 10.如圖1所示,是某電器內部的電路結構圖,R1、R2為阻值相同的電熱絲。不同的連接方式其發(fā)熱功率不同下列說法正確的是( ?。? A.圖2甲的發(fā)熱功率與丙的發(fā)熱功率相等 B.圖2丁的發(fā)熱功率是丙的發(fā)熱功率的2倍 C.圖2丙的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的2倍 D.圖2丁的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的4倍 【考點】JA:電功率的計算. 【分析】先分析四圖的連接方式,求出四種連接的電阻大小,電源電壓不變,根據(jù)公式P=求出各自的電功率,從而判斷各個選項的對錯 【解答】解:由題知,R1、R2為阻值相同的電熱絲,設R1=R2=R, 分析各連接方式可知: 甲圖為開路,P甲=0, 乙圖中兩電阻串聯(lián),R乙=2R,P乙==, 丙圖中只有電阻R1工作,R丙=R,P丙==, 丁圖中兩電阻并聯(lián),R丁=R,P丁===2, 可見,甲的發(fā)熱功率與丙的發(fā)熱功率不相等,故A不正確; 丁的發(fā)熱功率是丙的發(fā)熱功率的2倍,故B正確; 丙的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的2倍,故C正確; 丁的發(fā)熱功率是乙的發(fā)熱功率的4倍,故D正確。 故選:BCD。 【點評】本題考查電功率大小的計算,關鍵是分析電路的連接,這是本題的難點,也是重點,還要知道串、并聯(lián)電路電阻的規(guī)律。 11.圖1是用伏安法測電阻的實驗電路圖,實驗所用的器材:電源一個(電壓保持6V不變).待測電阻一只,電流表(0﹣0.6A,0﹣3A)一只,電壓表(0﹣6V,0﹣15V)一只,滑動變阻器(0﹣12Ω)一只,開關一個,導線若干,實驗過程中要求電表不超過其量程,且電表的指針至少能達到刻度盤的中線,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出被測電阻R的U﹣I圖象如圖2所示。當電流表和電壓表能按要求工作時,R消耗的最大功率與最小功率之比為( ) A.25:4 B.64:25 C.9:2 D.4:1 【考點】JA:電功率的計算. 【分析】先根據(jù)圖2確定電壓表和電流表的量程,然后讀出已知電壓值和電流值,根據(jù)R=求出定值電阻的阻值; 根據(jù)電流表、電壓表量程以及滑動變阻器的位置確定電路中最大的電流和最小電流,根據(jù)P=I2R求出R消耗的最大功率與最小功率。 【解答】解:根據(jù)圖2可知,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~6V;當電路中的電流為0.3A時,電壓表示數(shù)為2.4V,則R===8Ω; 如果滑動變阻器接入電路的電阻為零,電路中的電流I===0.75A>0.6A,因此當電流表示數(shù)為0.6A時,電路中的電流最大,則最大功率:P最大=(0.6A)2×8Ω=2.88W; 當電壓表示數(shù)為3V時,電路中的電流最小,R消耗的功率最小,此時電路中的電流:I最小===A,則最小功率:P最小=(A)2×8Ω=W; 故消耗的最大功率與最小功率之比為2.88W:W=64:25。 故選:B。 【點評】本題考查了電阻的U﹣I圖象、歐姆定律的應用、功率公式的應用,根據(jù)電表的量程及電路結構求出流過電路的最大電流與最小電流是本題的難點,也是本題的解題關鍵。 二、填空題(共2小題) 12.將標有“8V 12W”的小燈泡和“20Ω 2A”的滑動變阻器串聯(lián)在電路中,當滑片P移到變阻器的中點時,燈泡正常發(fā)光,則變阻器消耗的電功率為 22.5 W(電源電壓、燈泡的電阻不變)。 【考點】JA:電功率的計算. 【分析】利用P=UI先求出小燈泡正常發(fā)光時的電流I,再結合功率公式P=I2R求出滑動變阻器的電功率。 【解答】解:小燈泡正常發(fā)光時的電流為I===1.5A, 由于串聯(lián),通過滑動變阻器的電流為I′=I=1.5A, 當滑片P移到變阻器的中點時,接入的阻值為10Ω, 故此時滑動變阻器的電功率: P′=I′2R=(1.5A)2×10Ω=22.5W。 故答案為:22.5。 【點評】此題主要考查學生對于串聯(lián)電路的特點和電功率的求解的掌握能力,屬于中檔題目。 13.銘牌上標有“220V 11W”的節(jié)能燈,正常工作時的電流為 0.05 A,它每天正常工作2小時,那么一個月消耗 0.66 kW?h的電能(一個月按30天計算)。 【考點】J8:電功率與電能、時間的關系;J9:電功率與電壓、電流的關系. 【分析】(1)由銘牌信息可知燈泡的額定電壓與額定功率,由功率的變形公式I=可求出燈正常工作時的電流; (2)已知功率與做功時間由公式W=Pt可以求出燈消耗的電能。 【解答】解:(1)節(jié)能燈正常工作時的電流I===0.05A; (2)燈每天正常工作2h,一月消耗的電能: W=Pt=0.011kW×2h×30=0.66kW?h; 故答案為:0.05;0.66。 【點評】本題考查了求節(jié)能燈正常工作時的電流、節(jié)能燈消耗的電能,由燈的銘牌找出燈的額定電壓與額定功率是正確解題的前提,熟練應用功率的變形公式是正確解題的關鍵。 三、解答題(共17小題) 14.如圖所示,燈泡L標有“12V 6W”字樣,電阻R為16Ω,電源電壓保持不變。當開關S閉合時,燈泡L正常發(fā)光(不考慮溫度對燈絲電阻的影響),求: (1)電源電壓是多少? (2)燈泡L正常發(fā)光時電阻是多少? (3)當開關S斷開時,燈泡L的實際功率是多少? 【考點】IH:歐姆定律的應用;JA:電功率的計算. 【分析】(1)當開關S閉合時,電路為燈泡L的簡單電路,根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等得出電源的電壓; (2)根據(jù)P=求出燈泡的電阻; (3)當開關S斷開時,燈泡與R串聯(lián),根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流,根據(jù)P=UI=I2R求出燈泡L的實際功率。 【解答】解:(1)當開關S閉合時,電路為燈泡L的簡單電路, ∵燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等, ∴電源的電壓U=UL額=12V; (2)根據(jù)P=可得, 燈泡的電阻: RL===24Ω, (3)當開關S斷開時,燈泡與R串聯(lián), ∵串聯(lián)電路的總阻值等于串聯(lián)的各電阻阻值之和, ∴R=RL+R=24Ω+16Ω=40Ω, ∴此時電路中的電流I===0.3A, 由P=UI=I2R得: 燈泡L的實際功率:PL=I2RL=(0.3A)2×24Ω=2.16W。 答:(1)電源電壓為12V; (2)燈泡L正常發(fā)光時電阻是24Ω; (3)當開關S斷開時,燈泡L的實際功率是2.16W。 【點評】本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用,關鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等。 15.某豆?jié){機內部簡化電路如圖所示,R為電熱絲,為電動機,其額定功率是220W,S1為控制電動機工作的自動開關,小明磨制豆?jié){時,把豆?jié){機接入220V電路中工作20min,其間電動機轉動時間共2min,電動機轉動時電路總電流是3A.求: (1)電動機轉動時通過線圈的電流; (2)電熱絲R 的阻值; (3)20min內豆?jié){機消耗的電能。 【考點】H@:并聯(lián)電路的電流規(guī)律;I7:并聯(lián)電路的電壓規(guī)律;IH:歐姆定律的應用;J3:電功與電能的計算;JA:電功率的計算. 【分析】(1)電動機轉動時,電熱絲和電動機并聯(lián),根據(jù)P=UI求出通過電動機的電流即為通過線圈的電流; (2)根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過電熱絲的電流,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出電熱絲R的阻值; (3)根據(jù)P=UI求出電熱絲R的功率,利用W=Pt分別求出電熱絲和電動機消耗的電能,兩者和即為20min內豆?jié){機消耗的電能。 【解答】解:(1)電動機轉動時,電熱絲和電動機并聯(lián), 根據(jù)P=UI可得,電動機工作時通過的電流: IM===1A, (2)∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和, ∴通過電熱絲的電流: IR=I﹣IM=3A﹣1A=2A; ∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等, ∴根據(jù)歐姆定律可得,電熱絲R的阻值: R===110Ω; (3)電熱絲加熱的功率: PR=UIR=220V×2A=440W, 20min內豆?jié){機消耗的電能: W=PRt+PMt′=440W×20×60s+220W×2×60s=5.544×105J。 答:(1)電動機轉動時通過線圈的電流為1A; (2)電熱絲R的阻值為110Ω; (3)20min內豆?jié){機消耗的電能為5.544×105J。 【點評】本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的靈活應用,關鍵是根據(jù)電路圖可知電動機工作時電熱絲也在工作即豆?jié){機工作20min時加熱時間也為20min。 16.某工地用電動起重機吊起重物,重物的質量m=400kg,電源提供的電壓U=220V,不計一切摩擦。當電動起重機以v=0.1m/s的恒定速度向上提升重物時,電路中的電流I=2A(g取l0N/kg) (1)電動機線圈的電阻R是多少? (2)電動機勻速提升質量m′=200kg的重物,電動機的輸入功率不變,提升速度是多少? 【考點】FG:功率計算公式的應用;JA:電功率的計算. 【分析】(1)電動機的輸出功率等于牽引力的功率,根據(jù)牽引力的功率求出電動機的輸出功率;根據(jù)P=UI求出電動機的輸入功率,電動機的輸入功率等于輸出功率和線圈電阻產(chǎn)生的熱功率之和,根據(jù)能量守恒結合P=I2R求出電動機線圈的電阻; (2)電動機的輸入功率不變時,發(fā)熱功率不變,輸出功率不變,根據(jù)P=Fv求出勻速提升物體時的速度。 【解答】解:電動機的輸出功率: P出=Fv=Gv=mgv=400kg×l0N/kg×0.1m/s=400W, 電動機的輸入功率: P入=UI=220V×2A=440W, 根據(jù)能量守恒定律得,電動機線圈的發(fā)熱功率: PR=P入﹣P出=440W﹣400W=40W, 根據(jù)P=I2R可得,電動機線圈的電阻: R===10Ω; (2)∵電動機的輸入功率不變時,發(fā)熱功率不變, ∴輸出功率不變, 則提升速度v′=====0.2m/s。 答:(1)電動機線圈的電阻R是10Ω; (2)電動機勻速提升質量m′=200kg的重物,電動機的輸入功率不變,提升速度是0.2m/s。 【點評】解決本題的關鍵知道輸入功率和輸出功率以及線圈發(fā)熱功率的區(qū)別和聯(lián)系,注意對于電動機電路,在電動機正常工作的情況下,不能運用閉合電路歐姆定律進行求解。 17.目前研制的超導限流器,在電流小于某值時,其電阻為零;電流大于某值時,其電阻為一定值。將超導限流器接入電路中,當電流突然變大到大于某一值時,超導限流器瞬間具有一定阻值,保護整個電路。如圖甲,是某種超導限流器的電阻隨電流變化的關系,如圖乙,將該超導限流器和用電器M串聯(lián)后接在電壓為5×104V的高壓電源上。求: (1)當電路中的電流為30A時,用電器M消耗的電功率是多大? (2)當用電器M短路后,該超導限流器能夠保護這個電路,R0不能大于某一值,這個值是多大? 【考點】IG:歐姆定律的變形公式;JA:電功率的計算. 【分析】由圖甲可知,電路電流小于50A時超導限流器的電阻為零,電流大于50A時,電阻為一定值; (1)電路電流為30A時,超導限流器電阻為零,由電功率公式P=UI可以求出M消耗的電功率。 (2)M短路時,超導限流器兩端電壓等于電源電壓,為保護電路,電路不能處于短路狀態(tài), 電路電阻不能為零,超導限流器電阻不能為零,則電路電流最小為50A,由歐姆定律可以求出超導限流器的電阻。 【解答】解:(1)由圖甲可知,電路電流I1=30A時,超導限流器的電阻為零, 用電器M兩端電壓等于電源電壓,則用電器功率為: P=UI1=5×104V×30A=1.5×106W; (2)M短路時,限流器兩端電壓等于電源電壓, 為保護電路,限流電阻阻值不能為零,電路電流最小為50A, 由I=可知, 限流電阻阻值R0===1000Ω; 答:(1)用電器M消耗的電功率是1.5×106W; (2)超導限流電阻阻值不能大于1000Ω。 【點評】由圖象找出超導限流電阻阻值與電流的關系,應用電功率公式及歐姆定律即可正確解題。 18.如圖所示是某簡易電加熱器的電路圖。電源電壓是36V保持不變,R1、R2是發(fā)熱電阻絲,R2的電阻是42Ω,滑動變阻器的最大電阻是12Ω.開關s接“1”時為高溫擋、接“2”時為低溫擋,且每個擋內的溫度是可調的。試求: (1)開關s接“1”時,變阻器的滑片在A端,R1的功率是72W.R1的電阻是多少? (2)開關s接“2”時,變阻器的滑片在A端,電路中的電流是多少? (3)開關s接“1”時,變阻器的滑片在B端,R1的功率是多少? 【考點】IG:歐姆定律的變形公式;JA:電功率的計算. 【分析】(1)分析電路可知,開關s接“1”時,變阻器的滑片在A端,電路為R1的基本電路;由功率的變形公式R=求出R1的電阻; (2)分析電路可知,開關s接“2”時,變阻器的滑片在A端,兩個定值電阻串聯(lián);根據(jù)串聯(lián)電路的特點,由歐姆定律求出電路電流; (3)分析電路可知,開關s接“1”時,變阻器的滑片在B端,滑動變阻器與定值電阻R1串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的特點,由歐姆定律求出電路電流,然后由功率公式P=I2R求出R1的功率。 【解答】解:(1)開關s接“1”時,滑動變阻器與R1串聯(lián), 電阻R1的阻值R1===18Ω; (2)開關s接“2”時,開關s接“2”時,變阻器的滑片在A端,兩個定值電阻串聯(lián), 電路電流I===0.6A; (3)開關s接“1”時,變阻器的滑片在B端, 此時電路中電流:I′===1.2A, R1的功率:P=I′2R1=(1.2A)2×18Ω=25.92W。 答:(1)R1的電阻是18Ω; (2)開關s接“2”時,變阻器的滑片在A端,電路中的電流是0.6A; (3)開關s接“1”時,變阻器的滑片在B端,R1的功率是25.92W。 【點評】本題考查了求電阻的阻值、電流、功率等問題,分析電路結構是正確解題的前提,熟練掌握功率的變形公式、歐姆定律、功率公式是正確解題的關鍵。 19.如圖是某具有保溫功能的電熱水壺電路原理圖,額定電壓為220V,當S1和S2同時閉合時,電熱水壺處于加熱狀態(tài);當S1閉合,S2斷開時,電熱水壺處于保溫狀態(tài);電熱絲R1=40Ω,R2=1170Ω,工作過程中不計溫度對電熱絲電阻的影響,電熱水壺加熱效率為90%.某次該電熱水壺將0.8kg的水從25℃加熱到100℃所用時間為280s,求: (1)該電熱水壺的額定保溫功率是多少? (2)這過程中0.8kg的水吸收了多少熱量?[水的比熱容c水=4.2×103J/(kg?℃)] (3)這過程中電熱水壺的實際工作電壓是多少? 【考點】GG:熱量的計算;JA:電功率的計算. 【分析】(1)當S1閉合,S2斷開時,R1、R2連入電路,求出總阻值,根據(jù)P=求出保溫時電熱水壺的功率。 (2)根據(jù)Q=cm(t﹣t0)求出水吸收的熱量; (3)由加熱效率電流所做的功,根據(jù)P=求出電熱水壺的實際功率,根據(jù)P=的變形式求實際工作電壓。 【解答】解:(1)當S1閉合,S2斷開時,R1、R2連入電路, ∵串聯(lián)電路的總阻值等于串聯(lián)的各電阻阻值之和, ∴R=R1+R2=40Ω+1170Ω=1210Ω, 則保溫功率為P保===40W; (2)水吸收的熱量Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.8kg×(100℃﹣25℃)=2.52×10﹣5J; (3)實際電流所做的功W===2.8×105J; ∴實際功率P實===1000W, 由圖可知電熱水壺處于加熱狀態(tài)時,只有電阻R1連入電路; 由P=得:實際電壓U實===200V。 答:(1)該電熱水壺的額定保溫功率是40W; (2)這過程中0.8kg的水吸收了2.52×10﹣5J的熱量; (3)這過程中電熱水壺的實際工作電壓是200V。 【點評】本題考查學生對實際用電器電功率的分析以及運用電功率公式結合歐姆定律計算相關物理量的能力。 20.如圖所示,電源電壓恒定不變,電阻R1的阻值為5Ω,小燈泡上標有“12V6W”字樣,閉合開關S。 (1)當開關S1、S2都閉合,滑動變阻器的滑片P移到最右端時,電流表的讀數(shù)為1.7A,小燈泡恰能正常發(fā)光,求滑動變阻器的最大阻值。 (2)當開關S1、S2都斷開,滑動變阻器的滑片P在最右端,求電流表的讀數(shù)和滑動變阻器消耗的電功率。 【考點】IH:歐姆定律的應用;JA:電功率的計算. 【分析】(1)當開關S1、S2都閉合,滑動變阻器的滑片P移到最右端時,燈泡與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和燈泡正常發(fā)光時的電壓與額定電壓相等求出電源的電壓,根據(jù)P=UI求出通過燈泡的電流,再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過滑動變阻器的電流,利用歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值; (2)當開關S1、S2都斷開,滑動變阻器的滑片P在最右端,電阻R1與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián),電流表測電路中的電流,利用電阻的串聯(lián)特點和歐姆定律求出電路中的電流,利用P=I'2R求出滑動變阻器消耗的電功率。 【解答】解:(1)當開關S1、S2都閉合,滑動變阻器的滑片P移到最右端時,燈泡與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián), 由于并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,且燈泡正常發(fā)光, 所以電源的電壓U=UL=12V, 因為P=UI,且燈泡正常發(fā)光時的功率為6W, 所以通過小燈泡的電流: IL===0.5A, 由于并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和, 所以通過滑動變阻器的電流: I2=I﹣IL=1.7A﹣0.5A=1.2A, 由I=可知, 滑動變阻器的最大阻值: R2===10Ω; (2)由于串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和, 所以此時電路中的電流即電流表的示數(shù): I'===0.8A, 此時滑動變阻器消耗的電功率: P2=I'2R2=(0.8A)2×10Ω=6.4W。 答:(1)滑動變阻器的最大阻值為10Ω; (2)當開關S1、S2都斷開,滑動變阻器的滑片P在最右端,電流表的讀數(shù)為0.8A,滑動變阻器消耗的電功率為6.4W。 【點評】本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的靈活應用,關鍵是開關閉合、斷開時電路連接方式的辨別和知道燈泡正常發(fā)光時的電壓與額定電壓相等。 21.如圖所示,電源電壓恒定不變,R2的阻值為8?,小燈泡L上標有“6V 3W”字樣,小燈泡電阻不隨溫度改變。若閉合S1、S2,斷開S3,小燈泡剛好正常發(fā)光,此時電壓表的示數(shù)為3V,那么: (1)小燈泡L的電阻為多大? (2)電源電壓為多少? (3)R1電阻為多大? (4)若閉合S1、S3,斷開S2,并移動滑動變阻器R的滑片,滑動變阻器接入電路的電阻為多大時,電路的總功率最大,這個最大的功率等于多少? 【考點】IH:歐姆定律的應用;JA:電功率的計算. 【分析】(1)已知燈泡額定電壓和額定功率,利用公式R=得到燈泡電阻; (2)若閉合S1、S2,斷開S3,燈泡與定值電阻R1串聯(lián),燈泡正常發(fā)光,說明兩端電壓等于額定電壓,電壓表測量定值電阻兩端電壓,總電壓等于兩電壓之和; (3)若閉合S1、S2,斷開S3,燈泡與定值電阻R1串聯(lián),燈泡正常發(fā)光,說明兩端電壓等于額定電壓,已知燈泡兩端電壓和電阻,利用歐姆定律得到電路電流;串聯(lián)電路電流處處相等,已知電阻R1兩端電壓和通過的電流,利用公式R=得到其阻值; (4)若閉合S1、S3,斷開S2,滑動變阻器、定值電阻R2和燈泡串聯(lián),要使電路總功率最大,也就是電路總電阻最小,功率大小用公式P=UI計算。 【解答】解:(1)由P=可知, 燈泡電阻為RL===12Ω; (2)閉合S1、S2,斷開S3,燈泡與定值電阻R1串聯(lián),燈泡正常發(fā)光, 所以電源電壓U=UL+U額=6V+3V=9V; (3)燈泡正常發(fā)光時,電路電流為I===0.5A, 所以R1的阻值為R1===6Ω; (4)閉合S1、S3,斷開S2,滑動變阻器、定值電阻R2和燈泡串聯(lián),要使電路總功率最大,也就是電路總電阻最小,即滑動變阻器接入電路電阻為0, 此時的電路電流為I最大===0.45A, 此時的電功率為P最大=UI最大=9V×0.45A=4.05W。 答:(1)燈泡電阻為12Ω; (2)電源電壓為9V; (3)R1的阻值為6Ω; (4)滑動變阻器接入電路電阻為0時,電路的總功率最大;此時的電功率為4.05W。 【點評】分析多元件、多開關、滑動變阻器滑片在不同位置等情況下的電學問題時,應該在掌握電路特點和有關公式的前提下,各個擊破,切忌不分主次,漫無目的,無從下手。 22.如圖1、圖2所示是我們常見的可調節(jié)亮度的臺燈及電路圖,變阻器R的最大電阻值為2200Ω,臺燈燈泡的銘牌如圖3所示。 求:(1)臺燈燈泡的電阻。 (2)燈泡正常發(fā)光時的電流。 (3)臺燈處在最省電時的工作狀態(tài)時,燈泡的電功率。 【考點】IH:歐姆定律的應用;II:電阻的串聯(lián);JA:電功率的計算. 【分析】(1)由燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率,利用P=求出電阻; (2)燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等,根據(jù)P=UI求出電流; (3)因為電路電壓一定,總電阻越大功率越小就越省電,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流,利用P=I2R求出燈泡的電功率。 【解答】解:(1)由P=可得,燈泡電阻: RL===2200Ω; (2)燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓UL=220V,功率PL=22W, 由P=UI可得,通過燈泡的電流: IL額===0.1A; (3)因為電路電壓一定,總電阻越大功率越小就越省電, ∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和, ∴此時電路中的電流: I===0.05A, 燈泡的電功率: P燈泡=I2RL=(0.05A)2×2200Ω=5.5W。 答:(1)臺燈燈泡的電阻為2200Ω; (2)燈泡正常發(fā)光時的電流為0.1A; (3)臺燈處在最省電時的工作狀態(tài)時,燈泡的電功率為5.5W。 【點評】本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用,關鍵是知道滑動變阻器接入電路中的電阻最大時臺燈處在最省電的工作狀態(tài)。 23.將L1“220V 40W”和L2“220V 100W”兩只燈泡分別串聯(lián)和并聯(lián)后,接入電壓可調的電源上。燈泡串聯(lián)時, L1 消耗的功率較大,電路消耗的最大功率為 56 W;兩只燈泡分別串聯(lián)和并聯(lián)時,電路消耗的最大功率之比為 2:5?。妷翰辉试S超過額定值,燈絲電阻不隨溫度變化) 【考點】JA:電功率的計算. 【分析】由燈泡銘牌可知,燈泡額定電壓與額定功率,由電功率的變形公式可以求出燈泡正常工作時的電流,由電功率公式可以求出燈泡電阻,然后由串并聯(lián)電路特點、電功率公式分析答題。 【解答】解:∵P=UI, ∴燈泡正常工作時的電流: I1===A, I2===A, ∵I=, ∴燈泡電阻: R1===1210Ω, R2===484Ω, 兩燈泡串聯(lián)時,通過它們的電流I相等, 由P=I2R可知,電阻越大,燈泡消耗的功率越大, 由于L1的電阻大于L2的電阻,因此燈L1消耗的功率大; 兩燈泡串聯(lián),為保證電路安全,電路電流應等于額定電流較小燈泡的電流, 即電路電流I=I1=A,電路消耗的最大功率P串最大=I2(R1+R2)=(A)2×(1210Ω+484Ω)=56W; 兩燈泡并聯(lián)時,燈泡兩端最大電壓等于其額定電壓, 燈泡并聯(lián)時的最大功率P并最大=P1+P2=40W+100W=140W, 兩只燈泡分別串聯(lián)和并聯(lián)時,電路消耗的最大功率之比: P串最大:P并最大=56W:140W=2:5; 故答案為:L1;56;2:5。 【點評】本題考查了判斷哪個燈泡消耗的功率大、求最大功率與功率之比,知道燈泡銘牌含義、應用串并聯(lián)電路特點、電功率公式即可正確解題。 24.婁新高速已于2012年12月16日正式通車,婁底西出口有100盞風光互補路燈成了一道靚麗的風景,如下圖。風光互補路燈系統(tǒng)同時安裝了風力發(fā)電機和太陽能電池板,有風時通過風力發(fā)電機發(fā)電,有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電,并將電能儲存至蓄電池中。為了節(jié)能該路燈采用LED燈照明。下表為某型號風光互補路燈系統(tǒng)的部分技術參數(shù),其中光電轉化效率是指太陽能電池板將光能轉化為電能的效率,蓄電池容量是指蓄電池放電電流與放電總時間的乘積,最大輸出功率是指風速達到最大限制風速時風力發(fā)電機的輸出功率。 太陽能電池板 風力發(fā)電機 蓄電池 LED燈 電池板的總面積 0.5m2 最大限制風速 12.0m/s 電池容量 150Ah 額定電壓 24V 光電轉化效率 20% 最大輸出功率 400W 額定電壓 12V 額定功率 60W (1)能源的種類繁多,太陽能和風能都屬于 B 。 A.不可再生能源 B.可再生能源 C.化石能源 D.二次能源 (2)風力發(fā)電機利用風力發(fā)電時,是將 機械(風) 能轉化為電能。 (3)該型號LED燈正常工作時的電流為多少? (4)當太陽光照射到電池板表面處每平方米的功率為1000W時,太陽能電池板的輸出功率為多少? (5)這100盞該型號風光互補路燈,每天正常工作10h,一個月消耗多少電能?如果用火力發(fā)電供電,則一個月需要消耗煤炭多少kg?(已知火力發(fā)電時,發(fā)1度電需煤400g,一個月以30天計) 【考點】IH:歐姆定律的應用;J3:電功與電能的計算;JA:電功率的計算;K2:能源的分類. 【分析】(1)像水能、風能、太陽能、生物質能等都是能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源;像化石能源、核能等短期內不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源; (2)判斷能量轉化,要看清該過程中的初始能量和最終形成的能量,進而判斷出能量的轉化過程; (3)該型號LED燈正常工作時的功率和額定功率相等,根據(jù)P=UI求出正常工作時的電流; (4)知道太陽能電池板的面積、光電轉化效率,知道當太陽光照射到電池板表面處每平方米的功率,利用效率公式求太陽能電池板的輸出功率; (5)根據(jù)W=Pt求出100盞該型號風光互補路燈,每天正常工作10h,一個月消耗的電能,再根據(jù)發(fā)1度電需煤400g求出需要煤的質量。 【解答】解:(1)太陽能、風能屬于可再生能源,故選B; (2)利用風力發(fā)電時,是將機械能(風能)轉化為電能; (3)該型號LED燈正常工作時的電壓為24V,功率為60W, 根據(jù)P=UI可得,正常工作時的電流: I===2.5A; (4)太陽能電池板的輸出功率: P輸出=P0/m2×0.5m2×20%=1000W/m2×0.5m2×20%=100W; (5)100盞該型號風光互補路燈的總功率: P=100×60W=6000W=6kW, 一天消耗的電能: W=Pt=6kW×10h=60kW?h, 一個月用電: W總=60kW?h×30=1800kW?h, ∵發(fā)1度電需煤400g, ∴需要煤的質量: m=W總×400g/kW?h=1800kW?h×400g/kW?h=720000g=720kg。 答:(1)B; (2)機械(風); (3)該型號LED燈正常工作時的電流為2.5A; (4)當太陽光照射到電池板表面處每平方米的功率為1000W時,太陽能電池板的輸出功率為100W; (5)這100盞該型號風光互補路燈,每天正常工作10h,一個月消耗1800kW?h的電能,如果用火力發(fā)電供電,則一個月需要消耗煤炭720kg。 【點評】本題為電學、熱學綜合題,綜合考查了學生對所學知識的應用能力,要求靈活運用所學知識,屬于難題! 25.某物理興趣小組探究電子磅秤的工作原理,設計如圖甲所示的電路,主要部件是電流表A和壓力傳感器R1(相當于電阻值隨受到的壓力大小而變化的可變電阻),壓力傳感器R1與受到的壓力F的關系如圖乙所示,秤盤與壓杠質量均忽略不計。電源電壓U=12V,R2=18Ω.求: (1)秤盤上不放重物時壓力傳感器的電阻R1=30Ω,此時電流表示數(shù)是多少A?R2消耗的功率是多少W? (2)電流表示數(shù)為0.5A時,秤盤上物體重為多少N? 【考點】IH:歐姆定律的應用;II:電阻的串聯(lián);JA:電功率的計算. 【分析】(1)由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電流表測電路中的電路,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流,利用P=I2R求出R2消耗的功率; (2)根據(jù)歐姆定律求出電流表的示數(shù)為0.5A時電路中的總電阻,再根據(jù)電阻的串聯(lián)求出壓力傳感器電阻的阻值,由表格讀出對應受到的壓力,此時物體的壓力和自身的重力相等。 【解答】解:(1)由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電流表測電路中的電路, ∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和, ∴根據(jù)歐姆定律可得,秤盤上不放重物時電流表的示數(shù): I===0.25A, R2消耗的功率: P2=I2R2=(0.25A)2×l8Ω=1.125W; (2)電流表的示數(shù)為0.5A時電路中的總電阻: R===24Ω, 壓力傳感器電阻的阻值: R1′=R′﹣R2=24Ω﹣18Ω=6Ω, 由圖可知G=F=40N。 答:(1)秤盤上不放重物時電流表示數(shù)是0.25A,R2消耗的功率是1.125W; (2)電流表示數(shù)為0.5A時,秤盤上物體重為40N。 【點評】本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用,關鍵是根據(jù)圖象讀出傳感器電阻不同時對應物體的壓力。 26.如圖為一臺兩擋式電熱水器的內部簡化電路,S為溫控開關,當S接a時電路中的電流為5A;當S接b時電路消耗的電功率為22W.求: (1)R1的電阻; (2)高溫擋時電路消耗的電功率; (3)在低溫擋工作l0min,電流通過R2產(chǎn)生的熱量。 【考點】JA:電功率的計算;JI:焦耳定律的計算公式及其應用. 【分析】(1)當S接a時,電路為R1的簡單電路,此時電路中的總電阻最小,根據(jù)P=可知,電熱水器處于高溫檔位,根據(jù)歐姆定律求出R1的電阻; (2)根據(jù)P=UI求出高溫擋時電路消耗的電功率; (3)當S接b時,兩電阻串聯(lián),電路中的總電阻最大,電功率最小處于低溫檔位,根據(jù)P=UI求出電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯(lián)求出R2的阻值,再根據(jù)Q=I2Rt求出工作l0min電流通過R2產(chǎn)生的熱量。 【解答】解:(1)當S接a時,電路為R1的簡單電路,電熱水器處于高溫檔位, 根據(jù)歐姆定律可得: R1===44Ω; (2)高溫擋時電路消耗的電功率: P高=UI高=220V×5A=1100W; (3)當S接b時,兩電阻串聯(lián),電熱水器處于低溫檔位, 電路中的電流: I低===0.1A, 電路中的總電阻: R總===2200Ω, ∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和, ∴R2=R總﹣R1=2200Ω﹣44Ω=2156Ω, 工作l0min電流通過R2產(chǎn)生的熱量: Q2=I低2R2t=(0.1A)2×2156Ω×10×60s=12936J。 答:(1)R1的電阻為44Ω; (2)高溫擋時電路消耗的電功率為1100W; (3)在低溫擋工作l0min,電流通過R2產(chǎn)生的熱量為12936J。 【點評】本題考查了電阻的串聯(lián)和歐姆定律、焦耳定律、電功率公式的應用,關鍵是結合電路圖判斷高溫檔位和低溫檔位。 27.電壓力鍋結合了壓力鍋和電飯鍋的優(yōu)點,是現(xiàn)代人喜歡的廚房用具。圖甲是某品牌電壓力鍋的簡化電路圖,R1為加熱電阻,R2為保溫電阻,S1為電源開關,S2為壓力開關。加熱時S2與觸點a接通,R1工作;保溫時S2與觸點b接通,R2工作。電壓力鍋的其他參數(shù)見銘牌。 電壓力鍋的銘牌 額定電壓 220伏 加熱功率 1000瓦 保溫功率 100瓦 氣壓設定值 175千帕 (1)當電壓力鍋內的氣壓達到設定值時水沸騰。此時,水的溫度 > 100℃(選填“>”、“=”或“<”) (2)計算保溫電阻R2正常工作時的阻值。 (3)圖乙表示電壓力鍋工作時電功率與時間的關系。陰影部分面積表示 電壓力鍋加熱10min消耗的電能(或電功) ,并列式計算它的大小。 【考點】JK:電功與熱量的綜合計算. 【分析】(1)液體的沸點跟氣壓有關,氣壓增大沸點升高,氣壓減小沸點降低;比較設定氣壓和大氣壓即可得出答案; (2)保溫時S2與觸點b接通,電路為R2的簡單電路,根據(jù)P=求出電阻R2正常工作時的阻值; (3)由乙圖可知,橫坐標表示加熱時間,縱坐標表示電功率,根據(jù)W=Pt可知陰影部分面積表示的意思并計算大小。 【解答】解:(1)電壓力鍋氣壓的設定值為175kPa大于標準大氣壓100kPa,所以當電壓力鍋內的氣壓達到設定值時水沸騰時,水的溫度大于100℃; (2)保溫時S2與觸點b接通,電路為R2的簡單電路, 由P=可得,電阻R2正常工作時的阻值: R2===484Ω; (3)由乙圖可知,橫坐標表示加熱時間,縱坐標表示電功率, 由W=Pt可知,陰影部分面積表示電壓力鍋加熱10min消耗的電能(或電功), W=Pt=1000W×10×60s=6×105J。 答:(1)>; (2)保溫電阻R2正常工作時的阻值為484Ω; (3)電壓力鍋加熱10min消耗的電能(或電功);大小為6×105J。 【點評】本題考查了沸騰與壓強的關系、電功率公式的靈活應用,關鍵是明白圖乙中橫坐標和縱坐標的含義并利用電功率公式得出陰影部分面積表示的意思。 28.熱熔膠是生產(chǎn)中常用的粘合劑,它在常溫下是固體,熔化后再冷卻就能將物體牢牢地粘合在﹣起。圖甲是熱熔膠槍(簡稱“膠槍”)的外形,其內部有兩只相同的PTC加熱元件,電路如圖乙所示,單只PTC加熱元件的電阻與溫度的變化關系如圖丙所示。膠槍扳機松開時,開關Sl斷開,開關S2的觸片與b觸點接通,若此時接通電源,- 配套講稿:
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- 第六 章章末卷
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