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專(zhuān)題05第15章電能與電功率清單01電能、電功和電功率一、電能與電功物理學(xué)中,當(dāng)電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能時(shí),我們就說(shuō)電流做了________。電功用字母________表示,它的單位與機(jī)械功的單位一樣,也是________。生活中常用________表示電功。1kW·h=________J。二、電功率意義表示消耗電能的________,用符號(hào)________表示單位國(guó)際單位________常用單位:千瓦kW,1kW=________W大小用電器消耗電能與時(shí)間的________公式P=________公式中各量及其單位W——電功eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(焦耳(J),千瓦時(shí)(kW·h),))t——通電時(shí)間eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(秒(s),小時(shí)(h)))P——電功率eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(瓦特(W),千瓦(kW)))1.額定電壓和額定功率:用電器在________時(shí)的電壓叫額定電壓,用電器在________電壓下工作時(shí)所消耗的功率叫額定功率。2.計(jì)算電功率最常用的基本公式:,該公式表明:用電器的電功率P等于用電器兩端的電壓U和通過(guò)用電器的電流I的乘積。
3.公式變形:;4.推導(dǎo)公式清單02焦耳定律1.定義:電流通過(guò)導(dǎo)體,導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象,叫做電流的________。2.焦耳定律:電流流過(guò)時(shí)導(dǎo)體的產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方成________,跟導(dǎo)體的電阻成________,跟________________成正比。計(jì)算公式是________。3.電熱器是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的,電熱器的主要組成部分是發(fā)熱盤(pán),它是由電阻率________,熔點(diǎn)________的電阻絲制成的。生活中常見(jiàn)的電熱器有________、________、________等。實(shí)驗(yàn)一測(cè)量小燈泡的額定功率小紅在“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中,選用的小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣。(1)請(qǐng)將圖甲中的實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整(要求導(dǎo)線不得交叉);(2)連接正確電路后閉合開(kāi)關(guān),小紅發(fā)現(xiàn)小燈泡沒(méi)有發(fā)光,但電流表有示數(shù),接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是C;A.更換小燈泡B.檢查開(kāi)關(guān)是否閉合C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片D.檢查電壓表是否斷路(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則應(yīng)將滑片向A(選填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小燈泡正常工作。若正常工作時(shí)電流表示數(shù)為0.5A,則小燈泡的額定功率為1.25W;(4)由圖丙所示的I-U圖像可知燈絲的電阻隨溫度變化的特點(diǎn),這種現(xiàn)象在生活中也有體現(xiàn)。家里的白熾燈在開(kāi)燈瞬間(選填“開(kāi)燈瞬間”或“開(kāi)燈一段時(shí)間后”)燈絲更容易燒斷;【拓展】小紅還想測(cè)出另一個(gè)額定電壓為U額的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,在保證電路安全的前提下,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路(電源電壓恒定大于U額且未知,電壓表量程足夠大,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值未知,定值電阻的阻值為R0),請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)論補(bǔ)充完整:①閉合S、S2,斷開(kāi)S1,移動(dòng)滑片P,使電壓表示數(shù)為U額;②閉合S、S1,斷開(kāi)S2,保持滑片P位置不變,讀出電壓表的示數(shù)為U1;③閉合S、S1,斷開(kāi)S2,將滑片P移到最左端,讀出電壓表的示數(shù)為U2;④小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL=(用U1、U2、U額、R0表示)。實(shí)驗(yàn)二探究影響電流的熱效應(yīng)的因素如圖甲、乙所示,在探究“影響電流的熱效應(yīng)的因素”實(shí)驗(yàn)中,三個(gè)燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油。(1)為了探究電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置,在燒瓶?jī)?nèi)安裝一根電阻絲,該實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較溫度計(jì)示數(shù)的變化(選填“溫度計(jì)示數(shù)的變化”或“加熱時(shí)間”)來(lái)判斷相同時(shí)間內(nèi)不同電流產(chǎn)生熱量的多少。下列探究實(shí)驗(yàn)也采用這種研究方法的是C。A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;B.用總電阻表示同一段電路中串聯(lián)的兩個(gè)電阻;C.在探究影響動(dòng)能大小因素的實(shí)驗(yàn)中,小車(chē)動(dòng)能的大小通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)比較。(2)實(shí)驗(yàn)中,對(duì)于燒瓶?jī)?nèi)的液體,小明選擇了煤油而不是水,這樣選擇的理由是煤油的比熱容小,吸收相同的熱量,溫度變化比較大。(3)小明先測(cè)量燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度后,閉合開(kāi)關(guān),通電30s再測(cè)量燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度;然后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片改變電流的大小,重復(fù)上述操作(見(jiàn)表)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)電流/A通電時(shí)間/s電阻/Ω溫度的升高量/℃10.330101.520.630106.0由此得出結(jié)論:同一導(dǎo)體,在通電時(shí)間相等時(shí),電流越大,其產(chǎn)生的熱量越多。(4)若要探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,可選擇圖乙所示的C(選填“B”或“C”)燒瓶中的電阻與圖甲所示燒瓶中的電阻串聯(lián)(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。【練習(xí)1】(23-24九年級(jí)上·河北石家莊·期末)如題圖所示,開(kāi)關(guān)閉合,電壓表V1的示數(shù)為6V,電壓表V2的示數(shù)為2.4V,則燈L1兩端的電壓為V,L1與L2的電阻之比為,若把兩燈并聯(lián)起來(lái)同時(shí)接通電路,當(dāng)L1耗電能6J時(shí),L2耗電能為J?!揪毩?xí)2】(23-24九年級(jí)上·河南鄭州·期末)學(xué)校將教室中“220V40W”的日光燈更換為“220V22W”的LED護(hù)眼燈,如圖所示。若學(xué)校共更換護(hù)眼燈120盞,電燈每天正常工作10h(按30天)可節(jié)約kW·h的電能。教室中電燈的連接方式是,你判斷的依據(jù)是?!揪毩?xí)3】(22-23九年級(jí)上·陜西咸陽(yáng)·期末)如圖是燈L和定值電阻R的I-U圖像,則R的阻值為Ω.當(dāng)燈L和定值電阻R串聯(lián)在一電源上時(shí)L消耗的功率為0.3W,電源電壓為V,定值電阻R在該電路工作1min產(chǎn)生的熱量為J?!揪毩?xí)4】(23-24九年級(jí)上·湖北武漢·期末)如圖甲所示,多芯線是生產(chǎn)、生活中常用的導(dǎo)線,由多根細(xì)導(dǎo)線制成。多芯線的電阻遠(yuǎn)(選填“大于”或“小于”)每根細(xì)導(dǎo)線的電阻,多芯線接入電路時(shí)各根導(dǎo)線之間的連接方式是。家庭電路中,有時(shí)導(dǎo)線長(zhǎng)度不夠,需要把兩根導(dǎo)線連接起來(lái)使用,而連接處往往比別處更容易發(fā)熱,加速老化,原因是通電時(shí)連接處的電阻比別處的電阻較,在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較?!揪毩?xí)5】(23-24九年級(jí)上·江蘇揚(yáng)州·期末)道路兩側(cè)的樹(shù)上和商店門(mén)前五光十色的彩燈,扮靚了我們的城市。若取走其中一盞燈,整串燈卻會(huì)熄滅,但當(dāng)其中一只彩燈燈絲斷裂后,其他的燈依然明亮,其亮度將(變大/不變/變?。@是因?yàn)樵谶@類(lèi)彩燈燈絲支架下方還有一根與燈絲并聯(lián)的特殊金屬絲,如圖所示,燈絲斷裂后,金屬絲中(有/沒(méi)有)電流,如果每只彩燈正常工作的電壓為12V,至少可以將盞這樣的燈泡接在電路中,若其中一盞燈絲斷裂的瞬間,該燈泡兩端的電壓為V?!揪毩?xí)6】(23-24九年級(jí)上·陜西咸陽(yáng)·期末)小明設(shè)計(jì)了一個(gè)聲音分貝測(cè)試儀,其原理如圖甲所示,R為聲敏電阻,其阻值隨聲音強(qiáng)度N的變化關(guān)系如圖乙所示,R0是阻值為100Ω的定值電阻,電源電壓為6V,利用電壓表作為聲音分貝測(cè)試儀的表盤(pán)。閉合開(kāi)關(guān)S,求:(1)當(dāng)聲音強(qiáng)度變大時(shí),聲敏電阻R的阻值(選填“變大”“不變”或“變小”);(2)當(dāng)聲音強(qiáng)度為80dB時(shí),R0的電功率是多少W?(3)電流表的量程是0~50mA,電壓表的量程是0~3V,在確保電路安全的情況下,此聲音分貝測(cè)試儀能夠測(cè)量的聲音強(qiáng)度最大為多少?【練習(xí)7】(23-24九年級(jí)上·廣東深圳·期末)如圖是一款既能吹冷風(fēng)又能吹熱風(fēng)的冷暖風(fēng)機(jī)的原理圖及其簡(jiǎn)化電路,為了安全,冷暖風(fēng)機(jī)都裝有跌倒開(kāi)關(guān)S(圖乙跌倒開(kāi)關(guān)S未畫(huà)出)。當(dāng)風(fēng)機(jī)正立時(shí),跌倒開(kāi)關(guān)的活動(dòng)球使電路連通,當(dāng)工作的風(fēng)機(jī)跌倒時(shí),活動(dòng)球能切斷整個(gè)風(fēng)機(jī)電路。(1)跌倒開(kāi)關(guān)中的活動(dòng)球應(yīng)使用(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)材料制作,跌倒開(kāi)關(guān)在電路中應(yīng)安裝在(選填“O”“P”或“Q”)處,理由是;(2)風(fēng)機(jī)正立時(shí),若只閉合開(kāi)關(guān)S1,風(fēng)機(jī)吹出的是風(fēng);若將開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合,風(fēng)機(jī)吹出的是風(fēng)(以上兩空均選填“熱”或“冷”),此時(shí)發(fā)熱絲和電動(dòng)機(jī)是聯(lián);(3)風(fēng)機(jī)正立工作,且只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),插頭處電流為1.2A,然后再把S2閉合,插頭處電流變?yōu)?A,此時(shí)流過(guò)發(fā)熱絲的電流是A,此時(shí)電路消耗的總功率是W。一、單選題1.如圖所示,已知小燈泡L的額定電壓為5V,R1,R2寫(xiě)有“20Ω0.55A”,先將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S撥下端,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1至小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)滑動(dòng)變阻器電阻為,,再將S撥上端,調(diào)節(jié)R2使電流表示數(shù)為0.5A,此時(shí)上下端兩電路總電阻相同,再閉合S1,記錄電壓表示數(shù)為U1,再斷開(kāi)S1,閉合S2,此時(shí)電壓表示數(shù)為U2,U1∶(U2-U1)=9∶2,則下列說(shuō)法正確的是()A.電源電壓為9V B.小燈泡額定電功率為2.4WC.電路總功率最大約為12.22W D.R2的最大功率為6.05W2.北京的道路上行駛著很多公交電車(chē),這種車(chē)的車(chē)頂上有兩根電纜,被稱(chēng)為集電桿,電車(chē)通過(guò)集電桿與高壓電線相連,給電車(chē)供電。關(guān)于這種電車(chē),下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.相鄰的兩輛電車(chē)之間是并聯(lián)關(guān)系B.在等紅綠燈時(shí),一些電車(chē)會(huì)放下電纜,此時(shí)相當(dāng)于斷開(kāi)了電路的開(kāi)關(guān)C.高壓電線相當(dāng)于電源D.電車(chē)會(huì)把電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能3.在學(xué)校主題為“宜居靚校園,健康新生活”活動(dòng)中,同學(xué)們正在熱火朝天打掃教室,如圖所示。對(duì)教室里有關(guān)數(shù)據(jù)的估測(cè)中,合理的是()A.教室里每只日光燈兩端的電壓約為36VB.通過(guò)每只日光燈中的電流約為1AC.空調(diào)的額定功率約為1000WD.將一把掃帚舉高1m做的功約為100J4.關(guān)于“伏安法測(cè)小燈泡電功率”和“伏安法測(cè)小燈泡的電阻”,下列說(shuō)法正確的是()A.伏安法測(cè)小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)原理是B.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都采用多次測(cè)量取平均值來(lái)減小誤差C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)使用的實(shí)驗(yàn)器材完全相同D.伏安法測(cè)小燈泡的電阻采用了控制變量法5.許多汽車(chē)的后視鏡配備了如圖甲所示的加熱裝置,該裝置有“低溫”除霧和“高溫”除霜功能,保持鏡面清晰,確保駕駛安全。其內(nèi)部電路如圖乙所示,和為加熱電阻.下列分析正確的是(
)A.除霧狀態(tài),電路中只有工作 B.除霜狀態(tài),電路中只有工作C.除霧狀態(tài),電路的總電流最大 D.除霜狀態(tài),電路的總功率最大6.如圖為探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的部分裝置。兩個(gè)相同的平底燒瓶里裝上質(zhì)量和初溫都相同的液體,將兩根電阻分別為R1和R2(R1≠R2)的電阻絲浸入液體的中部,如圖所示,再將導(dǎo)線a、b的兩端接上電源和開(kāi)關(guān)通電。下列說(shuō)法正確的是()A.圖中實(shí)驗(yàn)是探究電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系B.本探究實(shí)驗(yàn)用到的研究方法主要是控制變量法和轉(zhuǎn)換法C.為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,應(yīng)在兩個(gè)燒瓶中裝入比熱容較大的不同液體D.實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到乙瓶中溫度計(jì)示數(shù)變化大些,說(shuō)明乙瓶中的電阻R2小些二、多選題7.如圖所示,電源電壓恒為U,R1、R3為定值電阻,阻值為R,滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為2R。a、b、c為電流表或電壓表中的任意一種。閉合所有開(kāi)關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片置于中間位置時(shí),三個(gè)電表均有示數(shù);保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不動(dòng),斷開(kāi)S3,只閉合開(kāi)關(guān)S1和S2,此時(shí)只有兩個(gè)電表有示數(shù),且電路中至少有一個(gè)電流表的指針正好在表盤(pán)正中間,且示數(shù)為I。下列說(shuō)法正確的是()A.b表為電流表B.只閉合S1,向右移動(dòng)滑片,b表示數(shù)可能不變C.開(kāi)關(guān)全部閉合,移動(dòng)滑片,電路的最小功率為UID.閉合開(kāi)關(guān)S1和S3,R2接入電路的最小阻值為0.5R8.實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ),關(guān)于下列教材中四個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)說(shuō)法中正確的是()A.圖甲所示蠟燭熔化過(guò)程中溫度升高,內(nèi)能增加B.乙圖探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系C.圖丙探究不同物質(zhì)吸放熱能力的實(shí)驗(yàn),熱源相同通過(guò)比較加熱時(shí)間比較物質(zhì)吸熱多少D.圖丁伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中,多次測(cè)量的目的是為了得出普遍規(guī)律9.小海設(shè)計(jì)了電熱水器限溫電路并接在家庭電路中,如圖甲所示。為具有加熱功能的定值電阻,R為熱敏電阻,其阻值R隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示,()為限流開(kāi)關(guān),其參數(shù)如圖丙所示。當(dāng)水溫達(dá)到限制溫度75℃時(shí),電路中的電流會(huì)達(dá)到的保護(hù)電流,使在內(nèi)自動(dòng)斷開(kāi)。下列說(shuō)法正確的是(
)A.的阻值為B.消耗的最大電功率為C.若用電高峰時(shí)家庭電路中的電壓降低,則實(shí)際的限制溫度將升高D.若將換成阻值為的定值電阻,則限制溫度將變?yōu)?0℃三、實(shí)驗(yàn)題10.復(fù)習(xí)課上,如圖甲所示,是小明和小聰設(shè)計(jì)的同時(shí)探究“電流與電壓的關(guān)系”和“研究小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)電路圖。選用額定電壓為3.8V的小燈泡,其他器材的規(guī)格和量程選擇如圖乙所示。(1)根據(jù)甲電路圖,將乙實(shí)驗(yàn)電路連接完整;(2)小明閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表、和電流表A均無(wú)示數(shù),則電路故障可能是滑動(dòng)變阻器;(3)排除故障后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集的證據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次數(shù)電流表I/A電壓表示數(shù)/V電壓表示數(shù)/V10.10.30.720.21.01.430.33.82.1①分析上表可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是;②記錄第三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片所在的位置是端;(選填“A”或“B”)③小明發(fā)現(xiàn)利用以上數(shù)據(jù)無(wú)法完成“研究小燈泡不在額定電壓的功率,并與額定功率進(jìn)行比較”這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,他的理由是。利用此?shí)驗(yàn)器材,解決問(wèn)題的辦法是。11.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的電路圖測(cè)量小燈泡的電功率,電源電壓恒為6V,規(guī)格分別為R1(10Ω1A)和R2(30Ω
0.5A)的滑動(dòng)變阻器各一個(gè),小燈泡的額定電壓是2.5V,正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω。(1)連接電路時(shí),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(選填“R1”或“R2”),選好后,并把滑片移到處。(2)連接好電路后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表的指針?lè)雌?,原因是,正確連接電路后,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn),測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)描點(diǎn)繪制出電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示,小燈泡的額定功率是W。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度是變化的,小燈泡的亮度是由(選填“實(shí)際功率”或“額定功率”)決定的。測(cè)量小燈泡的電功率(選填“需要”或“不需要”)多次測(cè)量求平均值。(4)小花從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn),燈泡的電阻是變化的,原因是。(5)小明在做該實(shí)驗(yàn)時(shí),電流表燒壞了,他找來(lái)一定值電阻R,操作步驟如下:①斷開(kāi)S1,閉合S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,使小燈泡正常發(fā)光,記下電壓表示數(shù)U1;②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,斷開(kāi)S2,閉合S1,記下此時(shí)電壓表示數(shù)為U2,則小燈泡的額定功率表達(dá)式P額=(用U1、U2和R表示)。12.小萌探究不同物質(zhì)的吸熱能力(裝置圖甲)。在兩個(gè)相同的燒瓶?jī)?nèi)分別接入電阻絲,裝入質(zhì)量相等的a、b兩種液體(1)實(shí)驗(yàn)中,液體吸熱能力是通過(guò)(選填“溫度計(jì)示數(shù)的變化量”或“加熱時(shí)間”)來(lái)反映的。為了使兩種液體吸收相同的熱量,應(yīng)選用兩根阻值(選填“相同”或“不同”)的電阻絲。(2)某時(shí)刻A瓶溫度計(jì)(示數(shù)如圖乙)為℃,a、b兩種液體溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示。(3)為了節(jié)約時(shí)間,使兩種液體的溫度升高得更快,請(qǐng)寫(xiě)出一種方法:。(4)若同時(shí)停止加熱,a放出的熱量與降低的溫度之比b放出的熱量與降低的溫度之比(選填“大于”、“等于”或“小于”)。四、綜合題13.為鍛煉身體,小明利用物理知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電子拉力計(jì),圖甲是原理圖。硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起,為定值電阻,ab是一根長(zhǎng)為40cm的均勻電阻絲,阻值,電流表的量程為,當(dāng)不拉拉環(huán)時(shí),金屬滑片P剛好處于a端。已知該彈簧所受拉力每增加20N,彈簧長(zhǎng)度增加1cm。(彈簧的電阻不計(jì),P與間的摩擦不計(jì),實(shí)驗(yàn)中彈簧始終在彈性限度內(nèi)。)(1)閉合開(kāi)關(guān),圖甲中電流表的示數(shù)為;(2)當(dāng)拉力增加時(shí),圖甲中電流表的示數(shù)將;(3)當(dāng)施加500N的拉力時(shí),圖甲中電流表的示數(shù)為。如果將電流表的刻度盤(pán)改裝成拉力計(jì)的刻度盤(pán),則拉力計(jì)的刻度;(選填“均勻”或“不均勻”)(4)小明又利用圖甲中實(shí)驗(yàn)器材和電壓表(量程為)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路,將電壓表的刻度盤(pán)改為拉力計(jì)的刻度盤(pán),當(dāng)不拉拉環(huán)時(shí),金屬滑片P剛好處于a端,當(dāng)向右施加拉力時(shí),電阻的電功率將;(5)圖乙所示的拉力計(jì)量程為多少?(寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、表達(dá)式及最后結(jié)果)14.閱讀短文并回答問(wèn)題。華為手機(jī)Mate60以其優(yōu)雅簡(jiǎn)約的外觀設(shè)計(jì)受到廣大消費(fèi)者的青睞。該手機(jī)采用了國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)芯片,搭載麒麟9000S處理器,性能出色,能夠提供流暢的使用體驗(yàn)。此外手機(jī)還配備了一塊高容量的電池,而且支持100W有線快充和50W無(wú)線充電,續(xù)航能力和充電速度都非常出色,讓用戶無(wú)需擔(dān)心電量問(wèn)題。當(dāng)手機(jī)電量低于時(shí),手機(jī)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)為省電模式,這種模式可以通過(guò)關(guān)閉一些不必要的功能和降低屏幕的亮度等措施來(lái)延長(zhǎng)手機(jī)的續(xù)航時(shí)間。(1)該手機(jī)的芯片主要材料是硅,該物質(zhì)屬于(選填“導(dǎo)體”“半導(dǎo)體”或“絕緣體”);(2)手機(jī)電池在充電過(guò)程中是將能轉(zhuǎn)化為能;(3)手機(jī)省電模式的原理是通過(guò)減小來(lái)減小電能消耗的;(4)手機(jī)電池的銘牌上標(biāo)有“”,該電池充滿電可以儲(chǔ)存J的電能;手機(jī)正常使用時(shí)功率為4W,如果某次使用過(guò)程中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)電池電量剩余時(shí),立刻插上配套的100W有線快充,并持續(xù)正常使用,則最快需要可以將電量充滿。五、計(jì)算題15.某品牌4L容量智能電飯鍋的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示,R1、R2是加熱電阻,煮飯時(shí)把電飯鍋接入220V電源。已知電飯鍋處于加熱狀態(tài)時(shí)的電功率為1100W;處于保溫狀態(tài)時(shí)通過(guò),R1的電流為1A。忽略溫度對(duì)電阻的影響,電源兩端電壓不變。請(qǐng)你:(1)畫(huà)出電飯鍋處于加熱狀態(tài)時(shí)的等效電路圖;(2)加熱狀態(tài)時(shí)通過(guò)R1的電流;(3)加熱電阻R2的阻值;(4)電飯鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)加熱電阻R2消耗的電功率。16.為了研究家用電器對(duì)電路的影響,物理老師帶領(lǐng)同學(xué)們進(jìn)行了探究。(1)老師帶來(lái)一個(gè)標(biāo)有“220V5.5A”的電熱水壺,在壺中裝入1.5L水,初始溫度為27℃。僅將電熱水壺接入圖甲所示的電能表所在的電路,加熱7.5min,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)了250r;①電熱水壺消耗的電能是多少?②消耗的電能中有70%的能量被水吸收,則水的溫度變?yōu)槎嗌??[,]③若電熱水壺的電阻始終保持不變,則該過(guò)程中電熱水壺工作的實(shí)際電壓是多少?(2)為了研究家用電器電壓偏低的原因,老師指導(dǎo)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn):、、相當(dāng)于家用電器電飯煲、電暖器、電烙鐵;由于實(shí)際中輸電線較長(zhǎng),電阻不可忽略,相當(dāng)于輸電線的電阻。依次閉合S和、、,描繪出兩電壓表、的示數(shù)、隨電流表A的示數(shù)I變化的規(guī)律,如圖丙所示。則隨著接入電路的家用電器增加,輸電線電阻上的電壓怎么變化?17.小明為爺爺設(shè)計(jì)了一款有“速熱”和“保溫”兩擋的防寒服,內(nèi)部電路簡(jiǎn)化如圖所示。電源兩端電壓為6V,電熱絲R1、R2的阻值恒定,R1=4Ω。(1)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),通過(guò)R1的電流是多大?(2)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),R1的電功率是多少?(3)電源兩端電壓為6V時(shí),“速熱”擋的電功率為36W。若更換成電壓為5V的電源,則使用“速熱”擋通電10s產(chǎn)生的熱量是多少?六、科普閱讀題18.如圖甲是一種便攜式電氣兩用分體爐,可接氣罐或電源使用,搭配1.8L煮鍋、1.3L炒鍋、1L煎鍋三種不同鍋型,可滿足不同烹飪需求。氣罐模式下,燃料在爐頭處燃燒,給鍋體加熱,可通過(guò)閥門(mén)調(diào)節(jié)火力大小。接電模式下,電熱絲在發(fā)熱盤(pán)內(nèi)發(fā)熱,給鍋體加熱,其工作電路如圖乙所示,均為電熱絲,調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)S的位置可以實(shí)現(xiàn)多擋位工作的要求。(1)某次使用時(shí)用1.8L煮鍋燒水,在煮鍋內(nèi)裝入1.5kg初溫為20℃的水,然后將裝有液化丁烷氣的氣罐接到爐子上,用時(shí)5min剛好將水加熱到100℃:①水吸收的熱量是多少;②若此過(guò)程電氣爐燒水的效率是80%,則本次燒水消耗多少丁烷氣();(2)接電模式工作時(shí),將電氣爐接入的家庭電路中,調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)S的位置,電氣爐可以在“低溫”、“中溫”、“高溫”之間轉(zhuǎn)換,且工作電流越大,對(duì)應(yīng)擋位的溫度也越高。已知“中溫”擋工作時(shí)的電流是“低溫”擋工作時(shí)的電流的2倍,;①S接(填“1”、“2”或“3”)時(shí)處于“低溫”擋;S接3時(shí),電路中的電流是A;②中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)的電流是多少。19.閱讀短文,回答問(wèn)題;壓敏電阻壓敏電阻是用半導(dǎo)體材料制成的電阻,其阻值隨壓力的變化而變化;阻值隨壓力增大而變小的,稱(chēng)為負(fù)壓力系數(shù)壓敏電阻;阻值隨壓力增大而變大的,稱(chēng)為正壓力系數(shù)壓敏電阻;小明同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了一套測(cè)量體重的裝置,其工作原理如圖甲所示,電源電壓恒為,定值電阻的阻值為;裝置中用到的壓敏電阻R的阻值隨所受壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示;(1)壓敏電阻R是(選填“正”或“負(fù)”)壓力系數(shù)電阻;當(dāng)壓敏電阻所受的壓力為零時(shí),壓敏電阻的阻值為;當(dāng)壓敏電阻所受的壓力變大時(shí),電流表的示數(shù)將(選填“變大”、“變小”或“不變”);(2)當(dāng)體重為的人站在該裝置壓敏電阻上時(shí),電流表的示數(shù)為A,此時(shí)定值電阻消耗的電功率為W;(3)若電源使用一段時(shí)間后電壓下降,如果對(duì)裝置不做任何調(diào)整,利用電流表測(cè)量出的壓力值將(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
專(zhuān)題05第15章電能與電功率清單01電能、電功和電功率一、電能與電功物理學(xué)中,當(dāng)電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能時(shí),我們就說(shuō)電流做了功。電功用字母W表示,它的單位與機(jī)械功的單位一樣,也是焦。生活中常用千瓦時(shí)表示電功。1kW·h=3.6×106J。二、電功率意義表示消耗電能的快慢,用符號(hào)P表示單位國(guó)際單位瓦特(W)常用單位:千瓦kW,1kW=103W大小用電器消耗電能與時(shí)間的比值公式P=eq\f(W,t)公式中各量及其單位W——電功eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(焦耳(J),千瓦時(shí)(kW·h),))t——通電時(shí)間eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(秒(s),小時(shí)(h)))P——電功率eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(瓦特(W),千瓦(kW)))1.額定電壓和額定功率:用電器在正常工作時(shí)的電壓叫額定電壓,用電器在額定電壓下工作時(shí)所消耗的功率叫額定功率。2.計(jì)算電功率最常用的基本公式:,該公式表明:用電器的電功率P等于用電器兩端的電壓U和通過(guò)用電器的電流I的乘積。
3.公式變形:;4.推導(dǎo)公式清單02焦耳定律1.定義:電流通過(guò)導(dǎo)體,導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象,叫做電流的熱效應(yīng)。2.焦耳定律:電流流過(guò)時(shí)導(dǎo)體的產(chǎn)生的熱量,跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比。計(jì)算公式是Q=I2Rt。3.電熱器是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的,電熱器的主要組成部分是發(fā)熱盤(pán),它是由電阻率大,熔點(diǎn)高的電阻絲制成的。生活中常見(jiàn)的電熱器有電熨斗、電熱水壺、電吹風(fēng)等。實(shí)驗(yàn)一測(cè)量小燈泡的額定功率小紅在“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中,選用的小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣。(1)請(qǐng)將圖甲中的實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整(要求導(dǎo)線不得交叉);(2)連接正確電路后閉合開(kāi)關(guān),小紅發(fā)現(xiàn)小燈泡沒(méi)有發(fā)光,但電流表有示數(shù),接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是C;A.更換小燈泡B.檢查開(kāi)關(guān)是否閉合C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片D.檢查電壓表是否斷路(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓表的示數(shù)如圖乙所示,則應(yīng)將滑片向A(選填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小燈泡正常工作。若正常工作時(shí)電流表示數(shù)為0.5A,則小燈泡的額定功率為1.25W;(4)由圖丙所示的I-U圖像可知燈絲的電阻隨溫度變化的特點(diǎn),這種現(xiàn)象在生活中也有體現(xiàn)。家里的白熾燈在開(kāi)燈瞬間(選填“開(kāi)燈瞬間”或“開(kāi)燈一段時(shí)間后”)燈絲更容易燒斷;【拓展】小紅還想測(cè)出另一個(gè)額定電壓為U額的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,在保證電路安全的前提下,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路(電源電壓恒定大于U額且未知,電壓表量程足夠大,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值未知,定值電阻的阻值為R0),請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)論補(bǔ)充完整:①閉合S、S2,斷開(kāi)S1,移動(dòng)滑片P,使電壓表示數(shù)為U額;②閉合S、S1,斷開(kāi)S2,保持滑片P位置不變,讀出電壓表的示數(shù)為U1;③閉合S、S1,斷開(kāi)S2,將滑片P移到最左端,讀出電壓表的示數(shù)為U2;④小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL=(用U1、U2、U額、R0表示)。實(shí)驗(yàn)二探究影響電流的熱效應(yīng)的因素如圖甲、乙所示,在探究“影響電流的熱效應(yīng)的因素”實(shí)驗(yàn)中,三個(gè)燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油。(1)為了探究電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置,在燒瓶?jī)?nèi)安裝一根電阻絲,該實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較溫度計(jì)示數(shù)的變化(選填“溫度計(jì)示數(shù)的變化”或“加熱時(shí)間”)來(lái)判斷相同時(shí)間內(nèi)不同電流產(chǎn)生熱量的多少。下列探究實(shí)驗(yàn)也采用這種研究方法的是C。A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;B.用總電阻表示同一段電路中串聯(lián)的兩個(gè)電阻;C.在探究影響動(dòng)能大小因素的實(shí)驗(yàn)中,小車(chē)動(dòng)能的大小通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)比較。(2)實(shí)驗(yàn)中,對(duì)于燒瓶?jī)?nèi)的液體,小明選擇了煤油而不是水,這樣選擇的理由是煤油的比熱容小,吸收相同的熱量,溫度變化比較大。(3)小明先測(cè)量燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度后,閉合開(kāi)關(guān),通電30s再測(cè)量燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度;然后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片改變電流的大小,重復(fù)上述操作(見(jiàn)表)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)電流/A通電時(shí)間/s電阻/Ω溫度的升高量/℃10.330101.520.630106.0由此得出結(jié)論:同一導(dǎo)體,在通電時(shí)間相等時(shí),電流越大,其產(chǎn)生的熱量越多。(4)若要探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,可選擇圖乙所示的C(選填“B”或“C”)燒瓶中的電阻與圖甲所示燒瓶中的電阻串聯(lián)(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。【練習(xí)1】(23-24九年級(jí)上·河北石家莊·期末)如題圖所示,開(kāi)關(guān)閉合,電壓表V1的示數(shù)為6V,電壓表V2的示數(shù)為2.4V,則燈L1兩端的電壓為V,L1與L2的電阻之比為,若把兩燈并聯(lián)起來(lái)同時(shí)接通電路,當(dāng)L1耗電能6J時(shí),L2耗電能為J?!敬鸢浮?.44【解析】[1][2]開(kāi)關(guān)閉合,、串聯(lián),電壓表測(cè)電源電壓,電壓表測(cè)電壓,則燈L1兩端的電壓為2.4V,根據(jù)串聯(lián)電壓規(guī)律,電壓為串聯(lián)電流相等,根據(jù),電壓與電阻成正比,則L1與L2的電阻之比為[3]若把兩燈并聯(lián)起來(lái)同時(shí)接通電路,電壓相等,根據(jù),時(shí)間相同時(shí),消耗電能與電阻成反比,L1與L2的電阻之比為,則消耗電能之比為,則當(dāng)L1耗電能6J時(shí),L2耗電能為【練習(xí)2】(23-24九年級(jí)上·河南鄭州·期末)學(xué)校將教室中“220V40W”的日光燈更換為“220V22W”的LED護(hù)眼燈,如圖所示。若學(xué)校共更換護(hù)眼燈120盞,電燈每天正常工作10h(按30天)可節(jié)約kW·h的電能。教室中電燈的連接方式是,你判斷的依據(jù)是?!敬鸢浮?48并聯(lián)各燈之間互不影響【解析】[1]120盞LED燈30天消耗的電能W=Pt=120×22×10-3kW×30×10h=792kW·h120盞日光燈30天共消耗的電能W'=P't=120×40×10-3kW×30×10h=1440kW·h一個(gè)月節(jié)約的電能為?W=W'﹣W=1440kW·h﹣792kW·h=648kW·h[2][3]教室里的一個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)控制多個(gè)電燈,但各個(gè)電燈都能獨(dú)立工作,互不影響,所以是并聯(lián)的?!揪毩?xí)3】(22-23九年級(jí)上·陜西咸陽(yáng)·期末)如圖是燈L和定值電阻R的I-U圖像,則R的阻值為Ω.當(dāng)燈L和定值電阻R串聯(lián)在一電源上時(shí)L消耗的功率為0.3W,電源電壓為V,定值電阻R在該電路工作1min產(chǎn)生的熱量為J?!敬鸢浮?0454【解析】[1]定值電阻的阻值[2]因小燈泡L消耗的功率為0.3W,由圖可知通過(guò)小燈泡的電流為0.3A,小燈兩端的電壓為1V。因燈L和定值電阻R串聯(lián)在一電源上,由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律得電源電壓[3]定值電阻R在該電路工作1min產(chǎn)生的熱量【練習(xí)4】(23-24九年級(jí)上·湖北武漢·期末)如圖甲所示,多芯線是生產(chǎn)、生活中常用的導(dǎo)線,由多根細(xì)導(dǎo)線制成。多芯線的電阻遠(yuǎn)(選填“大于”或“小于”)每根細(xì)導(dǎo)線的電阻,多芯線接入電路時(shí)各根導(dǎo)線之間的連接方式是。家庭電路中,有時(shí)導(dǎo)線長(zhǎng)度不夠,需要把兩根導(dǎo)線連接起來(lái)使用,而連接處往往比別處更容易發(fā)熱,加速老化,原因是通電時(shí)連接處的電阻比別處的電阻較,在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較。【答案】小于并聯(lián)大多【解析】[1][2]多芯線是由多根細(xì)導(dǎo)線繞制而成,且接入電路時(shí)各根細(xì)導(dǎo)線之間是并聯(lián)的,根據(jù)電阻的并聯(lián)規(guī)律可知,多芯線的電阻遠(yuǎn)小于每根細(xì)導(dǎo)線的電阻。[3][4]在家庭電路中,導(dǎo)線相互連接處接觸不良,導(dǎo)致該處的電阻較大。根據(jù)焦耳定律可知,在通過(guò)導(dǎo)體的電流相等,通電時(shí)間相等的情況下,電阻越大產(chǎn)生的熱量更多?!揪毩?xí)5】(23-24九年級(jí)上·江蘇揚(yáng)州·期末)道路兩側(cè)的樹(shù)上和商店門(mén)前五光十色的彩燈,扮靚了我們的城市。若取走其中一盞燈,整串燈卻會(huì)熄滅,但當(dāng)其中一只彩燈燈絲斷裂后,其他的燈依然明亮,其亮度將(變大/不變/變小),這是因?yàn)樵谶@類(lèi)彩燈燈絲支架下方還有一根與燈絲并聯(lián)的特殊金屬絲,如圖所示,燈絲斷裂后,金屬絲中(有/沒(méi)有)電流,如果每只彩燈正常工作的電壓為12V,至少可以將盞這樣的燈泡接在電路中,若其中一盞燈絲斷裂的瞬間,該燈泡兩端的電壓為V?!敬鸢浮孔兇笥?9220【解析】[1]用電器串聯(lián)時(shí),任何一個(gè)用電器開(kāi)路,則其它用電器都不能工作,所以取走其中一盞燈,整串彩燈同時(shí)熄滅,說(shuō)明這串彩燈是串聯(lián)的;一只彩燈的燈絲和特殊金屬絲是并聯(lián)的,小彩燈正常發(fā)光時(shí),電流從燈絲通過(guò),燈絲斷時(shí),電流從金屬絲中通過(guò),當(dāng)其中一只彩燈燈絲斷裂后,電流會(huì)通過(guò)金屬絲將電路接通,使電路的總電阻減小,電流變大,所以其他的燈依然明亮,由公式可知,燈泡實(shí)際功率變大,燈泡亮度將變大。[2]小彩燈正常發(fā)光時(shí),電流從燈絲通過(guò),燈絲斷時(shí),電流從金屬絲中通過(guò),故燈絲斷裂后,金屬絲中有電流。[3]如果每只彩燈正常工作的電壓為12V,由串聯(lián)分壓可知,若將19盞這樣的燈泡接在電路中,燈泡兩端電壓為若將18盞這樣的燈泡接在電路中,燈泡兩端電壓為故為了保證電路安全,彩燈兩端電壓不能超過(guò)12V,故至少可以將19盞這樣的燈泡接在電路中。[4]若其中一盞燈絲斷裂的瞬間,相當(dāng)于該燈絲的電阻無(wú)限大,可分得所有電壓,則該燈泡兩端的電壓為220V,這樣才能擊穿金屬絲的絕緣層,使電路重新接通。【練習(xí)6】(23-24九年級(jí)上·陜西咸陽(yáng)·期末)小明設(shè)計(jì)了一個(gè)聲音分貝測(cè)試儀,其原理如圖甲所示,R為聲敏電阻,其阻值隨聲音強(qiáng)度N的變化關(guān)系如圖乙所示,R0是阻值為100Ω的定值電阻,電源電壓為6V,利用電壓表作為聲音分貝測(cè)試儀的表盤(pán)。閉合開(kāi)關(guān)S,求:(1)當(dāng)聲音強(qiáng)度變大時(shí),聲敏電阻R的阻值(選填“變大”“不變”或“變小”);(2)當(dāng)聲音強(qiáng)度為80dB時(shí),R0的電功率是多少W?(3)電流表的量程是0~50mA,電壓表的量程是0~3V,在確保電路安全的情況下,此聲音分貝測(cè)試儀能夠測(cè)量的聲音強(qiáng)度最大為多少?【答案】(1)變小(2)0.0225(3)160dB【解析】(1)由圖可知,當(dāng)聲音強(qiáng)度變大時(shí),聲敏電阻R的阻值變小。(2)當(dāng)聲音強(qiáng)度為80dB時(shí),聲敏電阻的阻值為300Ω,電路中的電流為R0的電功率是(3)根據(jù)題意可知,電流表允許通過(guò)的最大電流為電壓表的示數(shù)最大為3V,則定值電阻允許通過(guò)的最大電流為綜合分析可知電路中允許通過(guò)的最大電流為0.03A,當(dāng)聲敏電阻越小時(shí),聲音的強(qiáng)度越大,即當(dāng)電路中電流最大時(shí),聲敏電阻的阻值最大,則此時(shí)電路中的電阻為此時(shí)聲敏電阻的阻值為由乙圖可知,此聲音分貝測(cè)試儀能夠測(cè)量的聲音強(qiáng)度最大為160dB?!揪毩?xí)7】(23-24九年級(jí)上·廣東深圳·期末)如圖是一款既能吹冷風(fēng)又能吹熱風(fēng)的冷暖風(fēng)機(jī)的原理圖及其簡(jiǎn)化電路,為了安全,冷暖風(fēng)機(jī)都裝有跌倒開(kāi)關(guān)S(圖乙跌倒開(kāi)關(guān)S未畫(huà)出)。當(dāng)風(fēng)機(jī)正立時(shí),跌倒開(kāi)關(guān)的活動(dòng)球使電路連通,當(dāng)工作的風(fēng)機(jī)跌倒時(shí),活動(dòng)球能切斷整個(gè)風(fēng)機(jī)電路。(1)跌倒開(kāi)關(guān)中的活動(dòng)球應(yīng)使用(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)材料制作,跌倒開(kāi)關(guān)在電路中應(yīng)安裝在(選填“O”“P”或“Q”)處,理由是;(2)風(fēng)機(jī)正立時(shí),若只閉合開(kāi)關(guān)S1,風(fēng)機(jī)吹出的是風(fēng);若將開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合,風(fēng)機(jī)吹出的是風(fēng)(以上兩空均選填“熱”或“冷”),此時(shí)發(fā)熱絲和電動(dòng)機(jī)是聯(lián);(3)風(fēng)機(jī)正立工作,且只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí),插頭處電流為1.2A,然后再把S2閉合,插頭處電流變?yōu)?A,此時(shí)流過(guò)發(fā)熱絲的電流是A,此時(shí)電路消耗的總功率是W?!敬鸢浮繉?dǎo)體O并聯(lián)電路中干路開(kāi)關(guān)控制整個(gè)電路冷熱并1.8660【解析】(1)[1]風(fēng)機(jī)正立時(shí),活動(dòng)球?qū)蓚?cè)金屬片連接起來(lái),電路通路,所以活動(dòng)球應(yīng)選導(dǎo)體材料制作。[2][3]當(dāng)工作的風(fēng)機(jī)跌倒時(shí),活動(dòng)球能切斷整個(gè)風(fēng)機(jī)電路,所以跌倒開(kāi)關(guān)應(yīng)安裝在干路上,即安裝在圖中“O”處,并聯(lián)電路中干路上的開(kāi)關(guān)控制整個(gè)電路。(2)[4]風(fēng)機(jī)正立時(shí),即跌倒開(kāi)關(guān)閉合,再閉合開(kāi)關(guān)S1,電動(dòng)機(jī)工作,發(fā)熱絲不工作,故風(fēng)機(jī)吹冷風(fēng)。[5]風(fēng)機(jī)正立時(shí),即跌倒開(kāi)關(guān)閉合,再閉合開(kāi)關(guān)S1、S2,電動(dòng)機(jī)、發(fā)熱絲均工作,故風(fēng)機(jī)吹熱風(fēng)。[6]由圖可知,電路中有兩條電流路徑,電動(dòng)機(jī)與電熱絲并聯(lián)。(3)[7]風(fēng)機(jī)正立時(shí),即跌倒開(kāi)關(guān)閉合,閉合開(kāi)關(guān)S1,電路中電流為1.2A,即通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為1.2A,再閉合開(kāi)關(guān)S2,此時(shí)插頭處的電流為3A,即干路中電流為3A,由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知,通過(guò)發(fā)熱絲的電流[8]此時(shí)干路中電流為3A,則電路消耗的總功率一、單選題1.如圖所示,已知小燈泡L的額定電壓為5V,R1,R2寫(xiě)有“20Ω0.55A”,先將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S撥下端,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1至小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)滑動(dòng)變阻器電阻為,,再將S撥上端,調(diào)節(jié)R2使電流表示數(shù)為0.5A,此時(shí)上下端兩電路總電阻相同,再閉合S1,記錄電壓表示數(shù)為U1,再斷開(kāi)S1,閉合S2,此時(shí)電壓表示數(shù)為U2,U1∶(U2-U1)=9∶2,則下列說(shuō)法正確的是()A.電源電壓為9V B.小燈泡額定電功率為2.4WC.電路總功率最大約為12.22W D.R2的最大功率為6.05W【答案】C【解析】AB.當(dāng)閉合S0,將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S撥下端時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1至小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)簡(jiǎn)化電路圖如圖所示此時(shí)小燈泡和R1串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得
①當(dāng)將S撥上端,調(diào)節(jié)R2使電流表示數(shù)為0.5A,簡(jiǎn)化電路圖如圖所示此時(shí)R0和R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得
②此時(shí)上下端兩電路總電阻相同,則
③電源電壓不變,由①②③可得即解得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為,根據(jù)可得,小燈泡的額定功率為再閉合S1,此時(shí)電壓表測(cè)的是R0的兩端電壓,記錄電壓表示數(shù)為U1,即④再斷開(kāi)S1,閉合S2,此時(shí)電壓表測(cè)的是電源電壓,即
⑤根據(jù)題意可得
⑥聯(lián)立④⑤⑥可得
⑦根據(jù)題意可得
⑧聯(lián)立①⑦⑧可解得,,電源電壓;故AB錯(cuò)誤;C.根據(jù)題圖和串并聯(lián)電路特點(diǎn)可知,當(dāng)閉合S0,S撥下端,S3、S1同時(shí)閉合時(shí),此時(shí)電路為并聯(lián)電路,電路的總電功率有最大值,考慮電路的安全性問(wèn)題,此時(shí)燈泡正常發(fā)光,簡(jiǎn)化電路如圖所示根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)和以及可得,此時(shí)電路總功率最大為故C正確;D.根據(jù)題圖可知,要求得R2的電功率,無(wú)論開(kāi)關(guān)處于何種狀態(tài),比如閉合S0、將S撥上端或只閉合S0、S3、S2等,R2需與R0串聯(lián)接入電路中,且R2與R0的兩端總電壓等于電源電壓,假設(shè)此時(shí)通過(guò)R2與R0所在支路的電流為I′,則R2的電功率為根據(jù)數(shù)學(xué)二次函數(shù)知識(shí)可知,當(dāng)R2的電功率有最大值(此時(shí)電路電流小于變阻器的允許通過(guò)的最大電流,電路安全),為故D錯(cuò)誤。故選C。2.北京的道路上行駛著很多公交電車(chē),這種車(chē)的車(chē)頂上有兩根電纜,被稱(chēng)為集電桿,電車(chē)通過(guò)集電桿與高壓電線相連,給電車(chē)供電。關(guān)于這種電車(chē),下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.相鄰的兩輛電車(chē)之間是并聯(lián)關(guān)系B.在等紅綠燈時(shí),一些電車(chē)會(huì)放下電纜,此時(shí)相當(dāng)于斷開(kāi)了電路的開(kāi)關(guān)C.高壓電線相當(dāng)于電源D.電車(chē)會(huì)把電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】D【解析】A.相鄰的兩輛電車(chē)互不影響,之間是并聯(lián)關(guān)系,故A正確,不符合題意;B.在等紅綠燈時(shí),一些電車(chē)會(huì)放下電纜,此時(shí)相當(dāng)于斷開(kāi)了電路的開(kāi)關(guān),電車(chē)沒(méi)有電流經(jīng)過(guò),故B正確,不符合題意;C.高壓電線相當(dāng)于電源,給電車(chē)提供電壓,故C正確,不符合題意;D.由于存在摩擦,電車(chē)會(huì)不能把電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故D錯(cuò)誤,符合題意。故選D。3.在學(xué)校主題為“宜居靚校園,健康新生活”活動(dòng)中,同學(xué)們正在熱火朝天打掃教室,如圖所示。對(duì)教室里有關(guān)數(shù)據(jù)的估測(cè)中,合理的是()A.教室里每只日光燈兩端的電壓約為36VB.通過(guò)每只日光燈中的電流約為1AC.空調(diào)的額定功率約為1000WD.將一把掃帚舉高1m做的功約為100J【答案】C【解析】A.教室里每只日光燈兩端的電壓約為220V,故A不符合題意;B.教室里一只日光燈的功率約為40W,由公式可知,通過(guò)每只日光燈中的電流約為故B不符合題意;C.空調(diào)的額定功率約為1000W,故C符合題意;D.一把掃帚的質(zhì)量約0.5kg,重力約為則將一把掃帚舉高1m做的功約為故D不符合題意。故選C。4.關(guān)于“伏安法測(cè)小燈泡電功率”和“伏安法測(cè)小燈泡的電阻”,下列說(shuō)法正確的是()A.伏安法測(cè)小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)原理是B.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都采用多次測(cè)量取平均值來(lái)減小誤差C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)使用的實(shí)驗(yàn)器材完全相同D.伏安法測(cè)小燈泡的電阻采用了控制變量法【答案】C【解析】A.分別用電壓表和電流表測(cè)出燈泡兩端的電壓和通過(guò)的電流,根據(jù)P=UI求燈泡的電功率,伏安法測(cè)小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)原理是P=UI,故A錯(cuò)誤;B.“伏安法測(cè)小燈泡的電阻”的實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的找電阻絲的電阻與溫度的關(guān)系,“伏安法測(cè)小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量的目的是得出實(shí)際電壓低于、等于、高于實(shí)際電壓時(shí),實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)和P=UI知這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以使用同一電路,測(cè)量小燈泡兩端的電壓和電流,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)使用的實(shí)驗(yàn)器材完全相同,故C正確;D.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都沒(méi)有采用控制變量法,故D錯(cuò)誤。故選C。5.許多汽車(chē)的后視鏡配備了如圖甲所示的加熱裝置,該裝置有“低溫”除霧和“高溫”除霜功能,保持鏡面清晰,確保駕駛安全。其內(nèi)部電路如圖乙所示,和為加熱電阻.下列分析正確的是(
)A.除霧狀態(tài),電路中只有工作 B.除霜狀態(tài),電路中只有工作C.除霧狀態(tài),電路的總電流最大 D.除霜狀態(tài),電路的總功率最大【答案】D【分析】在電壓U一定的情況下,由電功率公式可知,電阻R越小,電功率P越大;電阻R越大,電功率P越小?!窘馕觥緼C.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,S1斷開(kāi)時(shí),電路中只有R2工作,此時(shí)電路中的總電阻最大,總電流最小,總功率最小,后視鏡處于“低溫”除霧狀態(tài),故A、C錯(cuò)誤;BD.當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1均閉合時(shí),電路中R1與R2并聯(lián),此時(shí)電路中的總電阻最小,總電流最大,總功率最大,后視鏡處于“高溫”除霜狀態(tài),故B錯(cuò)誤,D正確。故選D。6.如圖為探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的部分裝置。兩個(gè)相同的平底燒瓶里裝上質(zhì)量和初溫都相同的液體,將兩根電阻分別為R1和R2(R1≠R2)的電阻絲浸入液體的中部,如圖所示,再將導(dǎo)線a、b的兩端接上電源和開(kāi)關(guān)通電。下列說(shuō)法正確的是()A.圖中實(shí)驗(yàn)是探究電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系B.本探究實(shí)驗(yàn)用到的研究方法主要是控制變量法和轉(zhuǎn)換法C.為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,應(yīng)在兩個(gè)燒瓶中裝入比熱容較大的不同液體D.實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到乙瓶中溫度計(jì)示數(shù)變化大些,說(shuō)明乙瓶中的電阻R2小些【答案】B【解析】A.要探究電流對(duì)電熱的影響,應(yīng)控制通電時(shí)間和電阻大小相同,而電流不同,甲、乙容器內(nèi)電阻的阻值不相等,但通過(guò)的電流相等,故A錯(cuò)誤;B.電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量越多,容器內(nèi)液體吸收的熱量越多,液體的溫度越高,即通過(guò)液體溫度的變化可以反映電流產(chǎn)生熱量的多少,采用了轉(zhuǎn)換法;由于電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間均有關(guān),所以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟某個(gè)因素的關(guān)系時(shí),要用到控制變量法,故B正確;C.在液體質(zhì)量相同、吸收熱量相同的情況下,比熱容小的物質(zhì)溫度升高的多,所以用比熱容小的液體可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,故C錯(cuò)誤;D.由圖知,兩電阻絲串聯(lián),電流和通電時(shí)間相同,乙瓶中溫度計(jì)的示數(shù)變化大,電阻絲R2產(chǎn)生的熱量多,根據(jù)Q=I2Rt可知R1<R2,故D錯(cuò)誤。故選B。二、多選題7.如圖所示,電源電壓恒為U,R1、R3為定值電阻,阻值為R,滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為2R。a、b、c為電流表或電壓表中的任意一種。閉合所有開(kāi)關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片置于中間位置時(shí),三個(gè)電表均有示數(shù);保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不動(dòng),斷開(kāi)S3,只閉合開(kāi)關(guān)S1和S2,此時(shí)只有兩個(gè)電表有示數(shù),且電路中至少有一個(gè)電流表的指針正好在表盤(pán)正中間,且示數(shù)為I。下列說(shuō)法正確的是()A.b表為電流表B.只閉合S1,向右移動(dòng)滑片,b表示數(shù)可能不變C.開(kāi)關(guān)全部閉合,移動(dòng)滑片,電路的最小功率為UID.閉合開(kāi)關(guān)S1和S3,R2接入電路的最小阻值為0.5R【答案】AC【解析】A.閉合所有開(kāi)關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片置于中間位置時(shí),由于滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為2R,所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為R,由于b與R2串聯(lián),c與R3串聯(lián);若b、c為電流表,則滑動(dòng)變阻器最大阻值的一半與定值電阻R3并聯(lián),根據(jù)歐姆定律可知b、c兩個(gè)電表的示數(shù)相同,由于b、c兩個(gè)電表示數(shù)不同,所以b、c不可能都是電流表;若b為電壓表,則c為電流表,保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不動(dòng),斷開(kāi)S3,只閉合開(kāi)關(guān)S1和S2時(shí),b表一定有示數(shù),a、c中只能有一個(gè)表有示數(shù),此時(shí)若a表是電壓表,則c沒(méi)有示數(shù),此時(shí)若a表是電流表,則a、c都示數(shù),不符合題意中電路中至少有一個(gè)電流表的指針正好在表盤(pán)正中間的特點(diǎn);所以,b為電流表,則c為電壓表,保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不動(dòng),斷開(kāi)S3,只閉合開(kāi)關(guān)S1和S2時(shí),b表一定有示數(shù),由于c有示數(shù),則此時(shí)a表是電流表沒(méi)有示數(shù),但符合題意中電路中至少有一個(gè)電流表的指針正好在表盤(pán)正中間的特點(diǎn),故A正確;B.只閉合S3,定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),向右移動(dòng)滑片,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,由知,通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流變小,b表示數(shù)變小,故B錯(cuò)誤;C.保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不動(dòng),斷開(kāi)S3,只閉合開(kāi)關(guān)S3和S2,由于電壓表的電阻很大,所以通過(guò)定值電阻R3的電流為零,電流表a的示數(shù)為零,此時(shí)只有電壓表c和電流表b有示數(shù),且電路中至少有一個(gè)電流表的指針正好在表盤(pán)正中間,且示數(shù)為I,所以b電流表的最大示數(shù)為2I;此時(shí)電源電壓為U=I×2R=2IR開(kāi)關(guān)全部閉合,只有滑動(dòng)變阻器連入電路,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻最大時(shí),電路的總電阻最大,電路中的總電流最小,總功率最小,最小功率為故C正確;D.閉合開(kāi)關(guān)S1和S3,只有滑動(dòng)變阻器連入電路,由題意知通過(guò)b電流表的最大電流為2I,則R2接入電路的最小阻值為故D錯(cuò)誤。故選AC。8.實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ),關(guān)于下列教材中四個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)說(shuō)法中正確的是()A.圖甲所示蠟燭熔化過(guò)程中溫度升高,內(nèi)能增加B.乙圖探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系C.圖丙探究不同物質(zhì)吸放熱能力的實(shí)驗(yàn),熱源相同通過(guò)比較加熱時(shí)間比較物質(zhì)吸熱多少D.圖丁伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中,多次測(cè)量的目的是為了得出普遍規(guī)律【答案】ABC【解析】A.蠟燭是非晶體,在熔化過(guò)程中吸收熱量,溫度不斷升高,內(nèi)能增加,故A正確;B.乙圖中,密閉容器內(nèi)電阻絲阻值相同,右側(cè)兩段電阻絲并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知,左側(cè)密閉容器內(nèi)電阻絲電流大于右側(cè)容器內(nèi)電阻絲電流,所以乙圖可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,故B正確;C.探究不同物質(zhì)吸放熱能力,用相同的酒精燈加熱,可以通過(guò)比較加熱時(shí)間比較物質(zhì)吸收熱量的多少,加熱時(shí)間越長(zhǎng),吸收的熱量越多,故C正確;D.在伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中,多次測(cè)量的目的是為了求平均值減小誤差,故D錯(cuò)誤。故選ABC。9.小海設(shè)計(jì)了電熱水器限溫電路并接在家庭電路中,如圖甲所示。為具有加熱功能的定值電阻,R為熱敏電阻,其阻值R隨溫度t變化的關(guān)系如圖乙所示,()為限流開(kāi)關(guān),其參數(shù)如圖丙所示。當(dāng)水溫達(dá)到限制溫度75℃時(shí),電路中的電流會(huì)達(dá)到的保護(hù)電流,使在內(nèi)自動(dòng)斷開(kāi)。下列說(shuō)法正確的是(
)A.的阻值為B.消耗的最大電功率為C.若用電高峰時(shí)家庭電路中的電壓降低,則實(shí)際的限制溫度將升高D.若將換成阻值為的定值電阻,則限制溫度將變?yōu)?0℃【答案】AC【解析】A.由圖甲可知,R0和R串聯(lián),由圖丙可知,的保護(hù)電流是2A,由圖乙可知,水溫達(dá)到限制溫度75℃時(shí),R的阻值是10Ω,此時(shí)電路的總電阻R0的阻值R0=R總-R=110Ω-10Ω=100Ω故A正確;B.由圖丙可知,的保護(hù)電流是2A,電路中的最大電流是2A,消耗的最大電功率為P0大=I2R0=(2A)2×100Ω=400W故B錯(cuò)誤;C.若用電高峰時(shí)家庭電路中的電壓降低,的保護(hù)電流不變,由可知電路的總電阻變小,由電阻的串聯(lián)可知R的阻值變小,由圖乙可知,限制溫度將升高,故C正確;D.若將換成阻值為的定值電阻,的保護(hù)電流是2A,電路的總電阻R的阻值是R′=R總-R′0=110Ω-40Ω=70Ω由圖乙可知,限制溫度小于50℃,故D錯(cuò)誤。故選AC。三、實(shí)驗(yàn)題10.復(fù)習(xí)課上,如圖甲所示,是小明和小聰設(shè)計(jì)的同時(shí)探究“電流與電壓的關(guān)系”和“研究小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)電路圖。選用額定電壓為3.8V的小燈泡,其他器材的規(guī)格和量程選擇如圖乙所示。(1)根據(jù)甲電路圖,將乙實(shí)驗(yàn)電路連接完整;(2)小明閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表、和電流表A均無(wú)示數(shù),則電路故障可能是滑動(dòng)變阻器;(3)排除故障后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集的證據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次數(shù)電流表I/A電壓表示數(shù)/V電壓表示數(shù)/V10.10.30.720.21.01.430.33.82.1①分析上表可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是;②記錄第三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片所在的位置是端;(選填“A”或“B”)③小明發(fā)現(xiàn)利用以上數(shù)據(jù)無(wú)法完成“研究小燈泡不在額定電壓的功率,并與額定功率進(jìn)行比較”這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,他的理由是。利用此?shí)驗(yàn)器材,解決問(wèn)題的辦法是?!敬鸢浮?1)(2)斷路(3)電阻一定時(shí),電流與電壓成正比B見(jiàn)解析去掉定值電阻,只讓燈泡和變阻器串聯(lián)【解析】(1)分析甲電路圖可知,燈泡、定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表與燈泡并聯(lián),電壓表與定值電阻并聯(lián),滑動(dòng)變阻器選擇右下接線柱串聯(lián)到電路中,據(jù)此連接乙實(shí)驗(yàn)電路如下:(2)閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表A無(wú)示數(shù),則發(fā)生斷路,電壓表、無(wú)示數(shù),說(shuō)明兩個(gè)電壓表的兩端沒(méi)有與電源相通,則電路故障可能是滑動(dòng)變阻器斷路。(3)[1]分析表格數(shù)據(jù)可知,定值電阻的電壓擴(kuò)大幾倍,電路中電流就擴(kuò)大幾倍,可得:電阻一定時(shí),電流與電壓成正比。[2]電源電壓為6V,由表可知,第三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,有說(shuō)明此時(shí)變阻器兩端電壓基本為零,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,則此時(shí)變阻器阻值為零,所以記錄第三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片所在的位置是B端。[3][4]記錄第三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),滑動(dòng)變阻器的滑片所在的位置是B端,即阻值最小處,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,此時(shí)燈泡電壓最大,恰好為3.8V。而要研究小燈泡不在額定電壓的功率,并與額定功率進(jìn)行比較,需要讓燈泡的電壓大于額定電壓,所以無(wú)法完成這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。利用此?shí)驗(yàn)器材,解決問(wèn)題的辦法是去掉定值電阻,只讓燈泡和變阻器串聯(lián),沒(méi)有定值電阻參與分壓,燈泡的電壓可以大于額定電壓。11.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的電路圖測(cè)量小燈泡的電功率,電源電壓恒為6V,規(guī)格分別為R1(10Ω1A)和R2(30Ω
0.5A)的滑動(dòng)變阻器各一個(gè),小燈泡的額定電壓是2.5V,正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω。(1)連接電路時(shí),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(選填“R1”或“R2”),選好后,并把滑片移到處。(2)連接好電路后,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表的指針?lè)雌?,原因是,正確連接電路后,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn),測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)描點(diǎn)繪制出電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示,小燈泡的額定功率是W。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度是變化的,小燈泡的亮度是由(選填“實(shí)際功率”或“額定功率”)決定的。測(cè)量小燈泡的電功率(選填“需要”或“不需要”)多次測(cè)量求平均值。(4)小花從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn),燈泡的電阻是變化的,原因是。(5)小明在做該實(shí)驗(yàn)時(shí),電流表燒壞了,他找來(lái)一定值電阻R,操作步驟如下:①斷開(kāi)S1,閉合S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,使小燈泡正常發(fā)光,記下電壓表示數(shù)U1;②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,斷開(kāi)S2,閉合S1,記下此時(shí)電壓表示數(shù)為U2,則小燈泡的額定功率表達(dá)式P額=(用U1、U2和R表示)?!敬鸢浮?1)R2阻值最大(2)電流表正負(fù)接線柱接反了0.625(3)實(shí)際功率不需要(4)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大(5)【解析】(1)[1]小燈泡的額定電壓為2.5V,正常發(fā)光時(shí)小燈泡的電阻約為10Ω,燈的額定電流約為當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí),根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律及歐姆定律可知故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2。[2]為了保護(hù)電路,連接電路時(shí),應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處。(2)[1]連接好電路后,閉合開(kāi)關(guān),電流表指針?lè)聪蚱D(zhuǎn),說(shuō)明電流表正負(fù)接線柱接反了。[2]由圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí),流過(guò)小燈泡的電流為0.25A,則小燈泡額定功率為(3)[1]小燈泡的亮度是由小燈泡的實(shí)際功率決定的,實(shí)際功率越大小燈泡越亮。[2]小燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率不同,測(cè)量小燈泡電功率不需要多次測(cè)量求平均值。(4)由圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端電壓增大時(shí),通過(guò)小燈泡的電流也增大,根據(jù)可知,小燈泡實(shí)際功率增大,溫度升高,燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,故燈泡的電阻是變化的。(5)在步驟①中,斷開(kāi)S1,閉合S2,燈L與定值電阻R串聯(lián)后再與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)燈L兩端電壓,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使燈正常發(fā)光,此時(shí)電壓表的示數(shù)U1為燈L的額定電壓;在步驟②中,斷開(kāi)S2,閉合S1,燈L與定值電阻R串聯(lián)后再與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)燈L與定值電阻R的總電壓,示數(shù)為U2,因?yàn)楸3只瑒?dòng)變阻器滑片位置不變,此時(shí)燈L與定值電阻R的阻值大小和兩端電壓不變,燈仍正常發(fā)光,此時(shí)定值電阻兩端的電壓為由串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和歐姆定律可知,電路中的電流為小燈泡的額定功率表達(dá)式為12.小萌探究不同物質(zhì)的吸熱能力(裝置圖甲)。在兩個(gè)相同的燒瓶?jī)?nèi)分別接入電阻絲,裝入質(zhì)量相等的a、b兩種液體(1)實(shí)驗(yàn)中,液體吸熱能力是通過(guò)(選填“溫度計(jì)示數(shù)的變化量”或“加熱時(shí)間”)來(lái)反映的。為了使兩種液體吸收相同的熱量,應(yīng)選用兩根阻值(選填“相同”或“不同”)的電阻絲。(2)某時(shí)刻A瓶溫度計(jì)(示數(shù)如圖乙)為℃,a、b兩種液體溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示。(3)為了節(jié)約時(shí)間,使兩種液體的溫度升高得更快,請(qǐng)寫(xiě)出一種方法:。(4)若同時(shí)停止加熱,a放出的熱量與降低的溫度之比b放出的熱量與降低的溫度之比(選填“大于”、“等于”或“小于”)。【答案】(1)溫度計(jì)示數(shù)的變化量相同(2)36(3)向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片(4)大于【解析】(1)[1]根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知,實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較溫度計(jì)示數(shù)的變化量來(lái)判斷液體吸熱能力的強(qiáng)弱。[2]圖1中兩電阻絲串聯(lián),通過(guò)的電流相同,通電時(shí)間相同,為控制吸熱相同,根據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)中選用的兩根電阻絲的阻值應(yīng)相同。(2)根據(jù)圖乙可知,溫度計(jì)的分度值為1°C,液面在0°C以上,示數(shù)為36°C。(3)為了節(jié)約時(shí)間,使兩種液體的溫度升高得更快,可以向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器來(lái)減小電阻,由知電路的電流更大,根據(jù)知在電阻一定時(shí),在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量更多,使兩種液體的溫度升高得更快,節(jié)約時(shí)間。(4)相同質(zhì)量的a和b吸收相同的熱量,a的溫度變化小,則a的吸熱能力強(qiáng)。同時(shí)停止加熱,在相同質(zhì)量的a和b溫度降低的過(guò)程中,放出相同的熱量,a降低的溫度要小于b降低的溫度,a放出的熱量與降低的溫度之比大于b放出的熱量與降低的溫度之比。四、綜合題13.為鍛煉身體,小明利用物理知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電子拉力計(jì),圖甲是原理圖。硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起,為定值電阻,ab是一根長(zhǎng)為40cm的均勻電阻絲,阻值,電流表的量程為,當(dāng)不拉拉環(huán)時(shí),金屬滑片P剛好處于a端。已知該彈簧所受拉力每增加20N,彈簧長(zhǎng)度增加1cm。(彈簧的電阻不計(jì),P與間的摩擦不計(jì),實(shí)驗(yàn)中彈簧始終在彈性限度內(nèi)。)(1)閉合開(kāi)關(guān),圖甲中電流表的示數(shù)為;(2)當(dāng)拉力增加時(shí),圖甲中電流表的示數(shù)將;(3)當(dāng)施加500N的拉力時(shí),圖甲中電流表的示數(shù)為。如果將電流表的刻度盤(pán)改裝成拉力計(jì)的刻度盤(pán),則拉力計(jì)的刻度;(選填“均勻”或“不均勻”)(4)小明又利用圖甲中實(shí)驗(yàn)器材和電壓表(量程為)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路,將電壓表的刻度盤(pán)改為拉力計(jì)的刻度盤(pán),當(dāng)不拉拉環(huán)時(shí),金屬滑片P剛好處于a端,當(dāng)向右施加拉力時(shí),電阻的電功率將;(5)圖乙所示的拉力計(jì)量程為多少?(寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、表達(dá)式及最后結(jié)果)【答案】變大不均勻不變0~600N【解析】(2)[1]如圖甲所示,當(dāng)拉力增加時(shí),連入電路的電阻絲變短,的電阻減小,串聯(lián)電路的總電阻減小,電源電壓不變,由知電路中的電流增大,電流表示數(shù)變大。(3)[2]已知該彈簧所受拉力每增加20N,彈簧長(zhǎng)度增加1cm,根據(jù)得,電路中的電流為因?yàn)殡娏髋c電阻不成正比,故拉力計(jì)的刻度不均勻。(4)[3]當(dāng)向右施加拉力時(shí),連入電路的電阻始終不變,總電阻等于、之和,因此電路中的電流不變,所以電阻的電功率將不變。(5)[4]由圖甲,電流表的示數(shù),得
①根據(jù)得則彈簧向右拉動(dòng)25cm,連入電路的長(zhǎng)度L=40cm-25cm=15cm根據(jù)ab是一根長(zhǎng)為40cm的均勻電阻絲,阻值,則1cm的電阻為1Ω,那么,電阻絲ab連入電路的電阻。當(dāng)時(shí),圖甲中電流表的示數(shù),則
②解①②得,由圖乙可知當(dāng)電壓表示數(shù)達(dá)到滿刻度3V時(shí),拉力達(dá)到最大值。則電壓表測(cè)量的ab的阻值所以彈簧向右拉動(dòng),則此時(shí)拉力的大小所以拉力計(jì)的量程為0~600N。14.閱讀短文并回答問(wèn)題。華為手機(jī)Mate60以其優(yōu)雅簡(jiǎn)約的外觀設(shè)計(jì)受到廣大消費(fèi)者的青睞。該手機(jī)采用了國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)芯片,搭載麒麟9000S處理器,性能出色,能夠提供流暢的使用體驗(yàn)。此外手機(jī)還配備了一塊高容量的電池,而且支持100W有線快充和50W無(wú)線充電,續(xù)航能力和充電速度都非常出色,讓用戶無(wú)需擔(dān)心電量問(wèn)題。當(dāng)手機(jī)電量低于時(shí),手機(jī)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)為省電模式,這種模式可以通過(guò)關(guān)閉一些不必要的功能和降低屏幕的亮度等措施來(lái)延長(zhǎng)手機(jī)的續(xù)航時(shí)間。(1)該手機(jī)的芯片主要材料是硅,該物質(zhì)屬于(選填“導(dǎo)體”“半導(dǎo)體”或“絕緣體”);(2)手機(jī)電池在充電過(guò)程中是將能轉(zhuǎn)化為能;(3)手機(jī)省電模式的原理是通過(guò)減小來(lái)減小電能消耗的;(4)手機(jī)電池的銘牌上標(biāo)有“”,該電池充滿電可以儲(chǔ)存J的電能;手機(jī)正常使用時(shí)功率為4W,如果某次使用過(guò)程中,當(dāng)發(fā)現(xiàn)電池電量剩余時(shí),立刻插上配套的100W有線快充,并持續(xù)正常使用,則最快需要可以將電量充滿?!敬鸢浮?1)半導(dǎo)體(2)電化學(xué)(3)電功率(4)10【解析】(1)該手機(jī)的芯片主要材料是硅,該物質(zhì)屬于半導(dǎo)體材料,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。(2)[1][2]手機(jī)電池在充電過(guò)程中消耗電能,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在電池中。(3)手機(jī)的電能一定時(shí),省電模式可以延長(zhǎng)時(shí)間,根據(jù)知,此時(shí)的電功率減小,其原理是通過(guò)減小電功率來(lái)減小電能消耗的。(4)[1][2]手機(jī)電池的銘牌上標(biāo)有“”,該電池充滿電可以儲(chǔ)存的電能手機(jī)充電時(shí)需要的電能充電過(guò)程中的功率手機(jī)充電的時(shí)間五、計(jì)算題15.某品牌4L容量智能電飯鍋的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示,R1、R2是加熱電阻,煮飯時(shí)把電飯鍋接入220V電源。已知電飯鍋處于加熱狀態(tài)時(shí)的電功率為1100W;處于保溫狀態(tài)時(shí)通過(guò),R1的電流為1A。忽略溫度對(duì)電阻的影響,電源兩端電壓不變。請(qǐng)你:(1)畫(huà)出電飯鍋處于加熱狀態(tài)時(shí)的等效電路圖;(2)加熱狀態(tài)時(shí)通過(guò)R1的電流;(3)加熱電阻R2的阻值;(4)電飯鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)加熱電阻R2消耗的電功率?!敬鸢浮?1)(2)5A(3)176Ω(4)176W【解析】(1)只閉合S1時(shí),兩電阻串聯(lián),兩開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合時(shí),R2短路,電路為R1的簡(jiǎn)單電路,因串聯(lián)電阻大于其中任一電阻,故兩開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合時(shí)電路的電阻小,根據(jù)可知,此時(shí)電路的功率大,為加熱狀態(tài),等效電路圖如下:(2)已知電飯鍋處于加熱狀態(tài)時(shí)的電功率為1100W,根據(jù)電功率公式求得加熱狀態(tài)時(shí)通過(guò)通過(guò)R1的電流為(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí),電路處于保溫狀態(tài),兩電阻串聯(lián),此時(shí)電路中總電阻在(2)中,由歐姆定律可知根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律,因此R2=R總-R1=220Ω-44Ω=176Ω(4)電飯鍋處于保溫狀態(tài)時(shí)加熱電阻R2消耗的電功率P2=I12R2=(1A)2×176Ω=176W16.為了研究家用電器對(duì)電路的影響,物理老師帶領(lǐng)同學(xué)們進(jìn)行了探究。(1)老師帶來(lái)一個(gè)標(biāo)有“220V5.5A”的電熱水壺,在壺中裝入1.5L水,初始溫度為27℃。僅將電熱水壺接入圖甲所示的電能表所
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