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第6節(jié)電能1目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.理解電功的概念,知道電功的單位,列舉決定電功大小的因素。2.知道用電器消耗的電能可以用電功來(lái)度量。3.了解電能表上各參數(shù)的含義,會(huì)根據(jù)電能表做簡(jiǎn)單的計(jì)算。4.理解電功率的概念,掌握電功率和電功的基本計(jì)算。解讀1:理解電能表各參數(shù)的意義且根據(jù)電能表讀數(shù)的變化計(jì)算消耗的電能,常見(jiàn)題型為填空題和解答題,難度較小。解讀2:知道電功的概念、單位,列舉決定電功大小的因素,用電器消耗的電能可以用電功來(lái)度量,能應(yīng)用電功的公式計(jì)算用電器消耗的電能,常見(jiàn)題型為填空題和解答題,難度較大。解讀3:知道電功率的概念、單位,從說(shuō)明書(shū)或銘牌上識(shí)別用電器的額定功率,并能選擇應(yīng)用電功率的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算,常見(jiàn)題型為填空題、計(jì)算題和解答題,難度較大。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01電能與電功(一)電功(1)定義:電流所做的功叫做電功。(2)實(shí)質(zhì):電流做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程。電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的多少可以用電功來(lái)度量。如電流通過(guò)電動(dòng)機(jī),把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,說(shuō)明電流對(duì)電動(dòng)機(jī)做了功。(3)單位,電能電功的單位是,還有俗稱(chēng)“”。焦耳與千瓦時(shí)之間的換算關(guān)系:1千瓦時(shí)=焦耳。
(二)電能表(1)電能表的作用:測(cè)量用電器在一段時(shí)間里消耗的電能的多少。電能表也叫電度表。(2)電能表的參數(shù)含義220V:該電能表應(yīng)該接在220伏的電路上使用。kw.h:電能表上的數(shù)字以千瓦時(shí)為單位來(lái)顯示用電器所消耗的電能。1200r/kW.h:接在該電能表上的用電器,每消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)1200轉(zhuǎn)。5(10)A:該電能表的額定電流為5安,在短時(shí)間內(nèi)使用時(shí)電流可允許大一些,但不能超過(guò)10安。(3)電能表測(cè)量電能的方法:①讀數(shù)法:電能表計(jì)數(shù)器上顯示著數(shù)字,計(jì)數(shù)器前后兩次示數(shù)之差就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)(消耗電能的多少),單位是千瓦時(shí)(度)。例如:家中電能表在月初的示數(shù)是03248,月末的示數(shù)是03365,則這個(gè)電能表計(jì)數(shù)器示數(shù)中最后一位數(shù)月家中用電量為336.5千瓦時(shí)-324.8千瓦時(shí)=11.7千瓦時(shí),即這個(gè)月家中用電量為11.7度。②計(jì)算法:由電能表參數(shù)Nr/kW.h(N由不同電能表規(guī)格而定),數(shù)出某段時(shí)間電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)n,則這段時(shí)間消耗的電能W=n/N千瓦時(shí)=n/Nx3.6x106焦耳【即學(xué)即練1】如圖所示分別是某同學(xué)家上月初和月末的電能表的表盤(pán),表盤(pán)上“1600imp/kW·h“表示每消耗1千瓦時(shí)的電能,指示燈閃爍1600次。下列選項(xiàng)中正確的是(
)。A.若指示燈閃爍越快,電能表所在電路消耗的電能越多
B.該同學(xué)家上月消耗的電能為911千瓦時(shí)
C.該同學(xué)家電路中的電流不得超過(guò)10安
D.若指示燈閃爍32次,消耗的電能為0.02千瓦時(shí)第【即學(xué)即練2】(2019九上·鄞州期中)小明家8月31日的電能表示數(shù)如圖,到9月30日再觀察時(shí),發(fā)現(xiàn)電能表示數(shù)為,則他家9月份消耗的電能為_(kāi)_______
kW·h。若讓他家某個(gè)用電器單獨(dú)工作,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)在10min內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)300轉(zhuǎn),則該用電器功率為_(kāi)_______W。知識(shí)點(diǎn)02電功率(一)電功率(1)物理意義:描述電流做功的。(2)定義:電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功。用字母P表示。(3)單位:瓦(W)或千瓦(kW),換算關(guān)系為1千瓦=1000瓦。(4)公式:P=W/t,其中W代表電功,t表示時(shí)間,其變形式為W=Pt,t=W/P(二)額定電壓和額定功率(1)額定電壓:用電器正常工作時(shí)的電壓。用電器銘牌上標(biāo)有的電壓值就是額定電壓,常用U額表示。(2)額定功率:用電器在額定電壓下消耗的電功率。用電器銘牌上標(biāo)有的電功率值就是額定功率,常用P額表示。(三)實(shí)際電壓和實(shí)際功率(1)實(shí)際電壓:用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓,它可能與額定電壓相等,也可能比額定電壓大或小,還可能為零。常用U實(shí)表示。(2)實(shí)際功率:用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率,它可能與額定功率相等,也可能比額定功率大或小,當(dāng)用電器中無(wú)電流通過(guò)時(shí)實(shí)際功率為零。常用P實(shí)表示。(3)燈泡的亮度取決于其實(shí)際功率的大小。無(wú)論額定電壓如何,額定功率如何,在沒(méi)有損壞的前提下,只要燈泡的實(shí)際功率相等,其發(fā)光的亮度就相同。(4)實(shí)際功率和額定功率之間的關(guān)系:用電器兩端的電壓電功率用電器工作情況U實(shí)=U額P實(shí)=P額正常工作U實(shí)>U額P實(shí)>P額容易損壞U實(shí)<U額P實(shí)<P額不能正常工作【能力拓展】(1)電功率大消耗的電能不一定多,因?yàn)橄碾娔艿亩嗌儆晒餐瑳Q定。(2)電功率是描述電流做功的物理量,即電功率是表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量快慢的物理量。電功率可以反映用電器通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的效果。如:燈泡的電功率大,說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈泡做的功多,也就是說(shuō),單位時(shí)間內(nèi)燈泡消耗的電能多,燈泡的亮度就大?!炯磳W(xué)即練3】甲、乙兩只白熾燈的銘牌如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.甲燈的額定功率一定比乙燈大 B.兩燈都正常發(fā)光時(shí),甲燈消耗的電能較少 C.兩燈都正常發(fā)光時(shí),甲燈電阻小于乙燈電阻 D.兩燈串聯(lián)后,接在220V電路中,甲燈比乙燈亮【即學(xué)即練4】(2019·麗水模擬)小華利用電能表和手表估測(cè)規(guī)格為“220V1100W”的電水壺的實(shí)際功率,電能表表盤(pán)如圖所示。(1)這種電水壺正常工作時(shí),內(nèi)部電熱絲的電阻是多大?(2)在此電水壺中加水,將其接入電路并工作,數(shù)出電能表的指示燈在3min內(nèi)閃爍80次,則:①電路在3min內(nèi)消耗的電能是多大?②電路的實(shí)際電功率是多大?(3)①上一問(wèn)算出的電路實(shí)際電功率________
(選填“大于”“等于”或“小于”)電水壺額定功率。②造成此現(xiàn)象的原因是________。能力拓展能力拓展考法01燈泡的亮暗問(wèn)題誤認(rèn)為額定功率越大,燈泡越亮;額定功率越小,燈泡越暗。燈泡的亮暗取決于燈泡的實(shí)際功率,與它的額定功率無(wú)關(guān)。實(shí)際功率越大,燈泡越亮;實(shí)際功率越小,燈泡越暗。在判斷燈泡的亮度時(shí),應(yīng)比較它們的實(shí)際功率?!镜淅?】(2021九上·寧波月考)將標(biāo)有“2.5V
0.3A”字樣的燈泡甲和“3.8V
0.3A”字樣的燈泡乙,分別串聯(lián)和并聯(lián)后,接在電壓為2.5V的電源兩端,不考慮溫度對(duì)電阻的影響,下列說(shuō)法中正確的是(
)A.串聯(lián)時(shí),兩燈都能正常發(fā)光
B.串聯(lián)時(shí),甲燈比乙燈更亮
C.并聯(lián)時(shí),通過(guò)兩燈的電流相等
D.并聯(lián)時(shí),甲燈的實(shí)際功率比乙燈的實(shí)際功率大考法02電能的計(jì)算錯(cuò)誤在應(yīng)用相關(guān)的公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),忽略物理量的對(duì)應(yīng)性,單位沒(méi)有統(tǒng)一。涉及電能的計(jì)算時(shí)單位一定要統(tǒng)一:(1)當(dāng)用電器消耗的電能用千瓦時(shí)作單位時(shí),時(shí)間必須用小時(shí)作單位,得到電功率的單位就是千瓦(kW);(2)當(dāng)用電器消耗的電能用焦作單位時(shí),時(shí)間單位用秒,功率的單位就是瓦(W);(3)公式中的各個(gè)物理量是對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體的同一段時(shí)間,這一點(diǎn)在解題時(shí)一定要注意?!镜淅?】(2020·溫嶺模擬)如圖是電能表上的一些信息,請(qǐng)選出與科學(xué)意義不相符的是(
)A.kW·h:表示電能表上的數(shù)字以千瓦時(shí)為單位
B.512.8:表示該月該電能表消耗的電功率為512.8kWh
C.600r/kWh:表示電路每消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)600轉(zhuǎn)
D.10(20)A:表示該電能表的額定電流為10A,短時(shí)間內(nèi)允許通過(guò)的最大電流為20A分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.如圖分別是小明家上月初和月末的電能表的表盤(pán),表盤(pán)上“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的電能,指示燈閃爍1600次,下列選項(xiàng)中正確的是(
)A.指示燈閃爍越快,電能表所在電路消耗的電能越多
B.小明家上月消耗的電能為911kW·h
C.小明家電能表上的電流不得超過(guò)10A
D.現(xiàn)只讓電飯鍋單獨(dú)工作2min,指示燈閃爍32次,此時(shí)電飯鍋的功率為600W2.(2019·杭州模擬)小明家的甲、乙兩只普通照明燈泡和電冰箱銘牌的如下圖表,下列說(shuō)法正確的是(
)耗電量0.72kW·h/24h額定電壓220V冷凍量4kg輸入功率120W制冷劑R600a氣候類(lèi)型NSTA.甲燈的功率一定小于乙燈的功率
B.兩燈均正常發(fā)光時(shí),乙燈消耗的電能較多
C.只有冰箱工作的情況下,冰箱從啟動(dòng)到停止工作用了6min,按此推算一天冰箱啟動(dòng)60次
D.只有冰箱工作的6min,電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了18圈,則每消耗1度電,電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)1200圈
3.(2019九上·椒江期末)小亮同學(xué)是個(gè)愛(ài)動(dòng)腦的孩子,他想知道家里電風(fēng)扇的實(shí)際功率多大,于是他將家里其他用電器都關(guān)閉,只讓電風(fēng)扇單獨(dú)工作了72s,如圖的電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了5轉(zhuǎn),下列說(shuō)法正確的是(
)A.此電能表轉(zhuǎn)盤(pán)每小時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)2500轉(zhuǎn)
B.電能表是測(cè)量電路中用電器功率的儀器
C.在此期間電風(fēng)扇消耗的電能是36000JD.電風(fēng)扇的實(shí)際功率是100W4.(2021九上·余姚月考)有兩個(gè)燈泡,L1標(biāo)有“6V
3W”的字樣,L2沒(méi)有標(biāo)記,測(cè)得L2電阻為6Ω,把它們串聯(lián)在電路中,兩燈均正常發(fā)光,那么該電路兩端電壓和L2的電功率分別是(
)A.9V,3W
B.9V,1.5W
C.12V,3W
D.12V,1.5W5.如圖所示,將額定電壓相同的兩個(gè)燈泡L1、L2串聯(lián)后接入電路中。接通電路后發(fā)現(xiàn)L1要亮一些,則下列判斷正確的是(
)A.L1的電阻比L2的小
B.申聯(lián)時(shí),L1兩端的電壓比L2的小
C.正常工作時(shí)L1燈暗一些
D.若將兩燈并聯(lián)接人電路,L1燈亮一些6.小明同學(xué)家的電能表上標(biāo)有“3000revs/(kW·h)”的字樣,他將家中的其他用電器都與電源斷開(kāi),僅讓電水壺在額定電壓下工作,觀察1min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了45revs,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
)A.電水壺是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的
B.燒水過(guò)程中消耗的電能為5.4×105J
C.電水壺的額定功率為900W
D.當(dāng)實(shí)際電壓只有額定電壓的90%時(shí),電水壺的實(shí)際功率為729W7.小哲同學(xué)用甲、乙兩個(gè)小燈泡連接如圖所示電路,閉合開(kāi)關(guān)S后,甲、乙兩燈均正常發(fā)光,但甲燈比乙燈亮,下列說(shuō)法不正確的是()A.兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈功率等于乙燈功率 B.兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈電阻小于乙燈電阻 C.若兩燈位置對(duì)換,甲燈仍比乙燈亮 D.如果將兩燈串聯(lián)在該電源上,則乙燈比甲燈亮8.(2017?信豐縣模擬)小明在做伏安法測(cè)小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中分別繪出了小燈泡的電流與電壓關(guān)系的U﹣I圖象,小燈泡功率P與U2或P與I2的圖象可能正確的是()A.B.C.D.9.(2018?海南)如圖所示,A、B為兩盞白熾燈,A燈型號(hào)是“110V25W”,B燈型號(hào)是“110V100W”,R是一個(gè)未知電阻。若把它們接到電壓為220V的電路上,下面四種接法中可能讓兩盞燈都正常發(fā)光的電路是()A.B. C.D.10.(2021九上·寧波月考)現(xiàn)有標(biāo)注為“6V
2W”和“12V
8W”的兩盞電燈L1和L2,把它們與“20Ω
1A”的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后,接在18V的電源上,如圖所示,開(kāi)關(guān)閉合后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P從a端向b端滑動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(忽略溫度對(duì)電阻的影響)(
)A.兩燈都變亮,且L1首先正常發(fā)光
B.因?yàn)長(zhǎng)2的額定功率大,所以L2比L1更亮
C.兩燈燈絲電阻不同D.兩燈都變亮,且L2可能先燒毀題組B能力提升練1.如圖所示的電路中,電源電壓為20V,定值電阻R為20Ω,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“30Ω1A”字樣,電壓表選用的量程是0~15V,在該電路正常使用的情況下,則(
)A.電路消耗的最大功率為20W
B.電路消耗的最小功率為8W
C.電壓表的最小示數(shù)為5VD.滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為10Ω2.圖為學(xué)生做電學(xué)實(shí)驗(yàn)的電路圖,電源電壓不變,閉合開(kāi)關(guān)后,下列說(shuō)法正確的是(
)A.向左移動(dòng)變阻器的滑片P,A表示數(shù)變大,V2表示數(shù)變大
B.向左移動(dòng)變阻器的滑片P,電阻R消耗的電功率一定變小
C.向右移動(dòng)變阻器的滑片P到最右端時(shí),電路電功率達(dá)到最大
D.向右移動(dòng)變阻器的滑片P,V1表和A表的示數(shù)之比始終不變3.(2021·柯橋模擬)用圖甲所示電路研究電功率和電流的關(guān)系,繪制了定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器R的功率與電流的關(guān)系圖(圖乙)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
)A.電源電壓為16V
B.R=R0=8?時(shí),R的功率最大
C.虛線b表示的是R的功率與電流的關(guān)系
D.當(dāng)電流表示數(shù)為0.5安時(shí),R消耗的功率為5W4.(2021·江北模擬)如圖甲所示電源電壓保持不變,m、n是滑動(dòng)變阻器上兩點(diǎn)。閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過(guò)程中,兩電壓表示數(shù)隨電流變化的圖像如圖乙所示,下列敘述正確的是(
)①R2的阻值為4Ω②圖乙中ab是表示電壓表V1的示數(shù)隨電流變化的圖像③滑片從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過(guò)程中,電源消耗的最大功率是12W④滑片在n點(diǎn)時(shí),5s內(nèi)電阻R消耗的電能是20JA.①③
B.①②
C.②③
D.②④5.(2021·衢州)綠色生態(tài)理念要求人們注重環(huán)保節(jié)能。如圖是額定功率為5W的LED燈與60W的白熾燈,LED燈直接把電轉(zhuǎn)化為光,白熾燈由燈絲通電加熱發(fā)光,正常工作時(shí),它們亮度相同。(1)使用________燈照明更符合綠色生態(tài)理念。(2)兩燈都正常工作時(shí),相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)LED燈和白熾燈的電流所做的功之比為_(kāi)_______。6.(2021·麗水模擬)華為公司推出5G折疊屏MateXs手機(jī),該款手機(jī)屏幕可向外折疊、可彎曲。請(qǐng)完成下列問(wèn)題:(1)在同一家庭電路中,該手機(jī)充電時(shí),與正在燒水的電水壺的連接方式是________(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”);(2)該手機(jī)采用雙電池結(jié)構(gòu),電池總?cè)萘靠蛇_(dá)4500mA·h,電池的總電壓為4伏,則電池充滿電后儲(chǔ)存的電能為_(kāi)_______焦。7.(2020九上·北侖期末)在學(xué)習(xí)了電能表的相關(guān)知識(shí)后,小思對(duì)家中的電能表進(jìn)行了觀察,如圖所示。她發(fā)現(xiàn)電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)在40分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)了3600圈。(1)這段時(shí)間內(nèi)小思家中用電器實(shí)際消耗的電能為_(kāi)_______kW·h,實(shí)際功率為_(kāi)_______W。(2)若該電能表允許通過(guò)的最大電流為20A,則小思家同時(shí)使用的各用電器的總功率不能超過(guò)多少?8.(2021·樂(lè)清模擬)市場(chǎng)上有一種磁吸式手機(jī)充電線(如圖),能通過(guò)磁鐵公母對(duì)吸方式達(dá)到接通充電效果的充電線。在它的上面固定有磁鐵,另一端固定有易磁化的物質(zhì),只要將兩端靠近,就可以達(dá)到對(duì)吸充電。(1)在磁吸式充電線的另一端固定的物質(zhì)可能是________
(選填“銅”、“鐵鎳合金”或“鋁”)。(2)某手機(jī)的充電器上標(biāo)有“5V,2.1A”,表示充電電壓是5V,最大輸出電流2.1A。用該充電器對(duì)某手機(jī)鋰電池進(jìn)行充電3小時(shí),則鋰電池獲得的電能是________焦。(3)目前市場(chǎng)上有兩種不同的充電器:A“5V,2.1A”和B“5V,4.5A”。資料表明,最大輸出電流越大,鋰電池的充電時(shí)間越短;影響鋰電池的使用壽命是電池發(fā)熱。你將選擇哪種充電器,并說(shuō)明理由。________
。題組C培優(yōu)拔尖練1.如甲圖所示的電路中,電源電壓為16V恒定不變,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,閉合開(kāi)關(guān)S后,在滑片P滑動(dòng)的過(guò)程中。電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示,根據(jù)圖象信息可知,下列判斷不正確的是(
)A.R0的阻值是10ΩB.R0的最小功率是3.2W
C.電路的最大總功率是25.6WD.滑動(dòng)變阻器的最大阻值是70Ω2.(2020·杭州模擬)如圖所示,測(cè)量小燈泡電功率的電路圖,電源電壓恒為6V,電流表量程0~0.6A,電壓表量程0~3V,滑動(dòng)變阻器規(guī)格“50Ω1A”,小燈泡規(guī)格“2.5V0.625W”,若不考慮小燈泡阻值隨溫度的變化,小燈泡兩端電壓不允許超過(guò)額定值,閉合開(kāi)關(guān),下列說(shuō)法正確的是(
)A.滑片向右滑動(dòng),電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大
B.電路的最大電功率是2.5W
C.滑動(dòng)變阻器的阻值允許調(diào)節(jié)的范圍是24~50Ω
D.電流表的示數(shù)變化范圍是0.1~0.25A3.學(xué)校實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)想檢測(cè)一只電能表是否準(zhǔn)確,電能表表盤(pán)如圖所示,接入電路中的用電器功率為500瓦,甲同學(xué)打算讓用電器連續(xù)工作5小時(shí),通過(guò)計(jì)算可知;而乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)用的時(shí)間太長(zhǎng),于是他用3分鐘測(cè)出表盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)80轉(zhuǎn)。請(qǐng)你求解下列問(wèn)題:(1)如電能表準(zhǔn)確,則該用電器連續(xù)工作5小時(shí)后,該電能表的示數(shù);(2)如電能表準(zhǔn)確,則按照乙同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù),結(jié)合電能表表盤(pán)上示數(shù),則接入電路的用電器實(shí)際功率應(yīng)為多大?4.電子式電能表已開(kāi)始走進(jìn)千家萬(wàn)戶,如圖所示為小明家裝的電子式電能表的表盤(pán)(局部).(1)小明同學(xué)家的電能表上月末抄表時(shí)的示數(shù)如圖所示,若本月應(yīng)交電費(fèi)45元,且電價(jià)為0.5元/度,請(qǐng)?jiān)趫D中空格內(nèi)填入本月末抄表時(shí)的示數(shù).(2)表盤(pán)上“3200imp/KW?h”是電子式電能表的一個(gè)重要參數(shù)“脈沖輸出”的單位,其數(shù)值表示用電1KW?h表盤(pán)上耗電指示燈閃爍的次數(shù).若某用電器單獨(dú)接在該電能表上,用電器正常工作5min,指示燈閃爍了160次,該用電器的額定功率是多少W?(3)小明家室內(nèi)已經(jīng)安裝了60W的電燈4盞,90W的電視機(jī)1臺(tái),120W的音響1臺(tái),這些用電器同時(shí)工作時(shí),能否再讓功率為1kW的電飯煲也正常工作?5.(2021·金華模擬)圖甲是汽車(chē)的一種自動(dòng)測(cè)量油箱內(nèi)油量的簡(jiǎn)易裝置,R是阻值均勻的變阻器,它的滑片連在杠桿的一端,當(dāng)油箱內(nèi)油面發(fā)生變化時(shí),浮標(biāo)通過(guò)杠桿使滑片P在電阻R上滑動(dòng),引起油量表的指針偏轉(zhuǎn)。油量表實(shí)際上是一個(gè)有“0~0.6A”和“0~3A”兩個(gè)量程的電流表,電源電壓為12V且保持不變,R0=10Ω,當(dāng)長(zhǎng)方體油箱中有55L汽油時(shí),油量表的指針滿偏即油箱裝滿油,此時(shí)R0兩端的電壓為6V,當(dāng)油箱中的汽油還有5L時(shí),滑片P剛好在R的中點(diǎn),油量表的示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)報(bào)警電路(圖中未畫(huà)出)開(kāi)始自動(dòng)報(bào)警,提醒司機(jī)盡快加油。求:(1)油箱裝滿汽油時(shí),R0消耗的電功率。(2)變阻器R的總電阻。(3)當(dāng)油量表的示數(shù)為0.4A時(shí),變阻器接入電路的阻值。6.(2021九上·余姚月考)電熱桌墊在冬天很受歡迎(如圖甲)。某校綜合實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)探究了它的原理,查看說(shuō)明書(shū)后發(fā)現(xiàn):該電熱桌墊由8伏電源供電,發(fā)熱部分由R1和R2組成,調(diào)溫檔有關(guān)、低溫、高溫三檔,已知兩圖中R1均為6歐,R2均為2歐。(1)按如圖乙的電路,當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)電熱桌墊處于
檔(選填“關(guān)”、“低溫”或“高溫”)。(2)圖乙中該電熱桌墊消耗的最大功率是多少瓦?(3)若該電熱桌墊實(shí)際電路如圖丙,現(xiàn)電熱桌墊處于高溫檔,開(kāi)關(guān)S1閉合,S2
(選填“斷開(kāi)”或“閉合”)。(4)圖乙中當(dāng)電熱桌墊處于低溫檔時(shí),求10分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少焦?(不考慮溫度的變化對(duì)電阻的影響)7.(2021九上·余姚月考)寒冷的冬天,小明給住在農(nóng)村的奶奶買(mǎi)了一個(gè)如圖所示的“暖手寶”,銘牌如下表所示,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:產(chǎn)品名稱(chēng)暖手寶產(chǎn)品貨號(hào)QB32額定功率440W額定電壓220V通電儲(chǔ)熱5~8分鐘電源線長(zhǎng)約80cm暖手寶直徑約200mm(1)該“暖手寶”正常工作時(shí)通過(guò)的電流和電阻各是多少?(2)該“暖手寶”正常工作3分鐘產(chǎn)生的熱量是多少?(3)小明奶奶家離變電站較遠(yuǎn)(變電站輸出的電壓為220V),輸電導(dǎo)線的總電阻為11?,當(dāng)小明在奶奶家斷開(kāi)其他用電器只使用該“暖手寶”時(shí),“暖手寶”消耗的實(shí)際功率是多少?(保留一位小數(shù),不考慮溫度對(duì)電阻的影響)8.(2021·溫州)圖甲所示為一種水下滑翔機(jī),圖乙是其部分結(jié)構(gòu)示意圖。該滑翔機(jī)通過(guò)液壓泵將油在內(nèi)、外油囊間來(lái)回轉(zhuǎn)移,從而改變浮力大小以達(dá)到上浮和下潛的目的,再結(jié)合其它技術(shù)即可滑行,以執(zhí)行海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)任務(wù)。??(1)該滑翔機(jī)具有低能耗、高續(xù)航的特點(diǎn),電池一次充電后能提供1千瓦時(shí)電能。它在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中前進(jìn)速度保持0.2米/秒,但只有9%的時(shí)間耗電,耗電時(shí)功率僅為4瓦。該滑翔機(jī)充電一次總共能航行的路程為多少千米?(2)該滑翔機(jī)總重515牛。當(dāng)外油囊中無(wú)油時(shí),滑翔機(jī)排開(kāi)水的體積為0.0495米3。已知海水密度隨深度變化情況如圖丙所示。當(dāng)該滑翔機(jī)在600米深度懸浮時(shí),外油囊中油的體積為多少米3。(忽略海水壓強(qiáng)對(duì)油和滑翔機(jī)外殼體積的影響)第6節(jié)電能1目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.理解電功的概念,知道電功的單位,列舉決定電功大小的因素。2.知道用電器消耗的電能可以用電功來(lái)度量。3.了解電能表上各參數(shù)的含義,會(huì)根據(jù)電能表做簡(jiǎn)單的計(jì)算。4.理解電功率的概念,掌握電功率和電功的基本計(jì)算。解讀1:理解電能表各參數(shù)的意義且根據(jù)電能表讀數(shù)的變化計(jì)算消耗的電能,常見(jiàn)題型為填空題和解答題,難度較小。解讀2:知道電功的概念、單位,列舉決定電功大小的因素,用電器消耗的電能可以用電功來(lái)度量,能應(yīng)用電功的公式計(jì)算用電器消耗的電能,常見(jiàn)題型為填空題和解答題,難度較大。解讀3:知道電功率的概念、單位,從說(shuō)明書(shū)或銘牌上識(shí)別用電器的額定功率,并能選擇應(yīng)用電功率的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算,常見(jiàn)題型為填空題、計(jì)算題和解答題,難度較大。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01電能與電功(一)電功(1)定義:電流所做的功叫做電功。(2)實(shí)質(zhì):電流做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的過(guò)程。電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的多少可以用電功來(lái)度量。如電流通過(guò)電動(dòng)機(jī),把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,說(shuō)明電流對(duì)電動(dòng)機(jī)做了功。(3)單位,電能電功的單位是焦耳,還有千瓦時(shí)(kW.h)俗稱(chēng)“度”。焦耳與千瓦時(shí)之間的換算關(guān)系:1千瓦時(shí)=3.6x106焦耳。
(二)電能表(1)電能表的作用:測(cè)量用電器在一段時(shí)間里消耗的電能的多少。電能表也叫電度表。(2)電能表的參數(shù)含義220V:該電能表應(yīng)該接在220伏的電路上使用。kw.h:電能表上的數(shù)字以千瓦時(shí)為單位來(lái)顯示用電器所消耗的電能。1200r/kW.h:接在該電能表上的用電器,每消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)1200轉(zhuǎn)。5(10)A:該電能表的額定電流為5安,在短時(shí)間內(nèi)使用時(shí)電流可允許大一些,但不能超過(guò)10安。(3)電能表測(cè)量電能的方法:①讀數(shù)法:電能表計(jì)數(shù)器上顯示著數(shù)字,計(jì)數(shù)器前后兩次示數(shù)之差就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)(消耗電能的多少),單位是千瓦時(shí)(度)。例如:家中電能表在月初的示數(shù)是03248,月末的示數(shù)是03365,則這個(gè)電能表計(jì)數(shù)器示數(shù)中最后一位數(shù)月家中用電量為336.5千瓦時(shí)-324.8千瓦時(shí)=11.7千瓦時(shí),即這個(gè)月家中用電量為11.7度。②計(jì)算法:由電能表參數(shù)Nr/kW.h(N由不同電能表規(guī)格而定),數(shù)出某段時(shí)間電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)n,則這段時(shí)間消耗的電能W=n/N千瓦時(shí)=n/Nx3.6x106焦耳【即學(xué)即練1】如圖所示分別是某同學(xué)家上月初和月末的電能表的表盤(pán),表盤(pán)上“1600imp/kW·h“表示每消耗1千瓦時(shí)的電能,指示燈閃爍1600次。下列選項(xiàng)中正確的是(
)。A.若指示燈閃爍越快,電能表所在電路消耗的電能越多
B.該同學(xué)家上月消耗的電能為911千瓦時(shí)
C.該同學(xué)家電路中的電流不得超過(guò)10安
D.若指示燈閃爍32次,消耗的電能為0.02千瓦時(shí)第【答案】D【解析】A.若指示燈閃爍越快,電能表所在電路消耗的電能越快,即電功率越大,故A錯(cuò)誤;
B.該同學(xué)家上月消耗的電能為:5637.8千瓦時(shí)-5546.7千瓦時(shí)=61.1千瓦時(shí),故B錯(cuò)誤;
C.該同學(xué)家電路中的電流不得超過(guò)20安,故C錯(cuò)誤;
D.若指示燈閃爍32次,消耗的電能為:,故D正確?!炯磳W(xué)即練2】(2019九上·鄞州期中)小明家8月31日的電能表示數(shù)如圖,到9月30日再觀察時(shí),發(fā)現(xiàn)電能表示數(shù)為,則他家9月份消耗的電能為_(kāi)_______
kW·h。若讓他家某個(gè)用電器單獨(dú)工作,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)在10min內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)300轉(zhuǎn),則該用電器功率為_(kāi)_______W?!敬鸢浮?50;600【解析】(1)將前后兩次電能表的示數(shù)相減,得到的差就是9月份消耗的電能;
(2)首先根據(jù)公式計(jì)算出消耗的電能,然后根據(jù)計(jì)算該用電器的功率?!窘獯稹浚?)小明家9月份消耗的電能為:;
(2)該用電器消耗的電能為:;
該用電器的功率為:。知識(shí)點(diǎn)02電功率(一)電功率(1)物理意義:描述電流做功的快慢。(2)定義:電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功。用字母P表示。(3)單位:瓦(W)或千瓦(kW),換算關(guān)系為1千瓦=1000瓦。(4)公式:P=W/t,其中W代表電功,t表示時(shí)間,其變形式為W=Pt,t=W/P(二)額定電壓和額定功率(1)額定電壓:用電器正常工作時(shí)的電壓。用電器銘牌上標(biāo)有的電壓值就是額定電壓,常用U額表示。(2)額定功率:用電器在額定電壓下消耗的電功率。用電器銘牌上標(biāo)有的電功率值就是額定功率,常用P額表示。(三)實(shí)際電壓和實(shí)際功率(1)實(shí)際電壓:用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓,它可能與額定電壓相等,也可能比額定電壓大或小,還可能為零。常用U實(shí)表示。(2)實(shí)際功率:用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的電功率,它可能與額定功率相等,也可能比額定功率大或小,當(dāng)用電器中無(wú)電流通過(guò)時(shí)實(shí)際功率為零。常用P實(shí)表示。(3)燈泡的亮度取決于其實(shí)際功率的大小。無(wú)論額定電壓如何,額定功率如何,在沒(méi)有損壞的前提下,只要燈泡的實(shí)際功率相等,其發(fā)光的亮度就相同。(4)實(shí)際功率和額定功率之間的關(guān)系:用電器兩端的電壓電功率用電器工作情況U實(shí)=U額P實(shí)=P額正常工作U實(shí)>U額P實(shí)>P額容易損壞U實(shí)<U額P實(shí)<P額不能正常工作【能力拓展】(1)電功率大消耗的電能不一定多,因?yàn)橄碾娔艿亩嗌儆蓵r(shí)間和電功率共同決定。(2)電功率是描述電流做功快慢的物理量,即電功率是表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量快慢的物理量。電功率可以反映用電器通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的效果。如:燈泡的電功率大,說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈泡做的功多,也就是說(shuō),單位時(shí)間內(nèi)燈泡消耗的電能多,燈泡的亮度就大?!炯磳W(xué)即練3】甲、乙兩只白熾燈的銘牌如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.甲燈的額定功率一定比乙燈大 B.兩燈都正常發(fā)光時(shí),甲燈消耗的電能較少 C.兩燈都正常發(fā)光時(shí),甲燈電阻小于乙燈電阻 D.兩燈串聯(lián)后,接在220V電路中,甲燈比乙燈亮【答案】D【解析】A.由燈泡的銘牌可知,甲燈泡的額定功率為25W,乙燈泡的額定功率為100W,則甲燈的額定功率比乙燈小,故A錯(cuò)誤;B.燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等,由W=Pt可知,兩燈泡消耗的電能與實(shí)際功率和通電時(shí)間有關(guān),由于通電時(shí)間未知,所以無(wú)法比較兩者消耗的電能關(guān)系,故B錯(cuò)誤;C.兩燈額定電壓相同,甲的額定功率較小,由P=的變形式R=可知,甲燈的電阻較大,故C錯(cuò)誤;D.兩燈泡串聯(lián)時(shí)通過(guò)它們的電流相等,甲的電阻較大,由P=UI=I2R可知,甲的實(shí)際功率較大,甲燈泡較亮,故D正確。【即學(xué)即練4】(2019·麗水模擬)小華利用電能表和手表估測(cè)規(guī)格為“220V1100W”的電水壺的實(shí)際功率,電能表表盤(pán)如圖所示。(1)這種電水壺正常工作時(shí),內(nèi)部電熱絲的電阻是多大?(2)在此電水壺中加水,將其接入電路并工作,數(shù)出電能表的指示燈在3min內(nèi)閃爍80次,則:①電路在3min內(nèi)消耗的電能是多大?②電路的實(shí)際電功率是多大?(3)①上一問(wèn)算出的電路實(shí)際電功率________
(選填“大于”“等于”或“小于”)電水壺額定功率。②造成此現(xiàn)象的原因是________?!敬鸢浮浚?)P===44Ω
(2)①電路在3min內(nèi)消耗的電能:W=kW?h=0.1kW?h;②電路的實(shí)際電功率:P實(shí)==2kW=2000W。(3)大于;家庭電路中其他用電器仍在工作【解析】(1)已知額定功率和額定電壓根據(jù)公式計(jì)算電熱絲的電阻;
(2)①已知電能表閃爍的次數(shù)根據(jù)計(jì)算消耗的電能;
②已知消耗的電能和時(shí)間根據(jù)公式計(jì)算實(shí)際功率;
(3)①將實(shí)際功率與額定功率進(jìn)行比較即可;
②如果有其它用電器一起工作,那么測(cè)出的功率就是它們的功率之和,自然就要大一些。能力拓展能力拓展考法01燈泡的亮暗問(wèn)題誤認(rèn)為額定功率越大,燈泡越亮;額定功率越小,燈泡越暗。燈泡的亮暗取決于燈泡的實(shí)際功率,與它的額定功率無(wú)關(guān)。實(shí)際功率越大,燈泡越亮;實(shí)際功率越小,燈泡越暗。在判斷燈泡的亮度時(shí),應(yīng)比較它們的實(shí)際功率?!镜淅?】(2021九上·寧波月考)將標(biāo)有“2.5V
0.3A”字樣的燈泡甲和“3.8V
0.3A”字樣的燈泡乙,分別串聯(lián)和并聯(lián)后,接在電壓為2.5V的電源兩端,不考慮溫度對(duì)電阻的影響,下列說(shuō)法中正確的是(
)A.串聯(lián)時(shí),兩燈都能正常發(fā)光
B.串聯(lián)時(shí),甲燈比乙燈更亮
C.并聯(lián)時(shí),通過(guò)兩燈的電流相等
D.并聯(lián)時(shí),甲燈的實(shí)際功率比乙燈的實(shí)際功率大【答案】D【解析】(1)如果燈泡的實(shí)際電流等于額定電流,那么它能正常發(fā)光;
(2)在串聯(lián)電路中,功率與電阻成正比;
(3)在并聯(lián)電路中,電流與電阻成反比;
(4)在并聯(lián)電路中,功率與電阻成反比,據(jù)此分析判斷。燈泡甲的電阻為:;
燈泡乙的電阻為:;
則電阻R甲<R乙。
A.串聯(lián)時(shí),通過(guò)燈泡的電流為:;
則兩個(gè)燈泡都不能正常發(fā)光,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)可知,當(dāng)二者串聯(lián)時(shí),甲的實(shí)際功率小于乙,即甲比乙暗,故B錯(cuò)誤;
C.并聯(lián)時(shí),根據(jù)可知,通過(guò)甲的電流大于通過(guò)乙的電流,故C錯(cuò)誤;
D.并聯(lián)時(shí),根據(jù)可知,甲的實(shí)際功率大于乙的實(shí)際功率,故D正確。
考法02電能的計(jì)算錯(cuò)誤在應(yīng)用相關(guān)的公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),忽略物理量的對(duì)應(yīng)性,單位沒(méi)有統(tǒng)一。涉及電能的計(jì)算時(shí)單位一定要統(tǒng)一:(1)當(dāng)用電器消耗的電能用千瓦時(shí)作單位時(shí),時(shí)間必須用小時(shí)作單位,得到電功率的單位就是千瓦(kW);(2)當(dāng)用電器消耗的電能用焦作單位時(shí),時(shí)間單位用秒,功率的單位就是瓦(W);(3)公式中的各個(gè)物理量是對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體的同一段時(shí)間,這一點(diǎn)在解題時(shí)一定要注意。【典例2】(2020·溫嶺模擬)如圖是電能表上的一些信息,請(qǐng)選出與科學(xué)意義不相符的是(
)A.kW·h:表示電能表上的數(shù)字以千瓦時(shí)為單位
B.512.8:表示該月該電能表消耗的電功率為512.8kWh
C.600r/kWh:表示電路每消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)600轉(zhuǎn)
D.10(20)A:表示該電能表的額定電流為10A,短時(shí)間內(nèi)允許通過(guò)的最大電流為20A【答案】B【解析】A.kW·h:表示電能表上的數(shù)字以千瓦時(shí)為單位,故A正確不合題意;
B.512.8:表示該月該電能表從安裝到現(xiàn)在,用電器共消耗的電能512.8kW?h,故B錯(cuò)誤符合題意;
C.600r/kWh:表示電路每消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)600轉(zhuǎn),故C正確不合題意;
D.10(20)A:表示該電能表的額定電流為10A,短時(shí)間內(nèi)允許通過(guò)的最大電流為20A,故D正確不合題意。
分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.如圖分別是小明家上月初和月末的電能表的表盤(pán),表盤(pán)上“1600imp/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的電能,指示燈閃爍1600次,下列選項(xiàng)中正確的是(
)A.指示燈閃爍越快,電能表所在電路消耗的電能越多
B.小明家上月消耗的電能為911kW·h
C.小明家電能表上的電流不得超過(guò)10A
D.現(xiàn)只讓電飯鍋單獨(dú)工作2min,指示燈閃爍32次,此時(shí)電飯鍋的功率為600W【答案】D【解析】A.指示燈閃爍越快,電能表所在電路消耗的電能越快,即電路的總功率越大,故A錯(cuò)誤;
B.小明家上月消耗的電能為:5637.8kW·h-5546.7kW·h=91.1kW·h,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)10A(20A)可知,小明家電能表上的電流不得超過(guò)20A,故C錯(cuò)誤;
D.電飯鍋消耗的電能為:,它的功率為:,故D正確。2.(2019·杭州模擬)小明家的甲、乙兩只普通照明燈泡和電冰箱銘牌的如下圖表,下列說(shuō)法正確的是(
)耗電量0.72kW·h/24h額定電壓220V冷凍量4kg輸入功率120W制冷劑R600a氣候類(lèi)型NSTA.甲燈的功率一定小于乙燈的功率
B.兩燈均正常發(fā)光時(shí),乙燈消耗的電能較多
C.只有冰箱工作的情況下,冰箱從啟動(dòng)到停止工作用了6min,按此推算一天冰箱啟動(dòng)60次
D.只有冰箱工作的6min,電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了18圈,則每消耗1度電,電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)1200圈
【答案】C【解析】(1)燈泡的實(shí)際功率不一定等于額定功率,由它兩端的實(shí)際電壓的大小決定;
(2)根據(jù)可知,消耗電能的多少與實(shí)際功率和時(shí)間兩個(gè)因素有關(guān);
(3)首先根據(jù)計(jì)算一天冰箱工作的時(shí)間總和,然后利用總時(shí)間÷單次時(shí)間計(jì)算啟動(dòng)次數(shù);
(4)首先根據(jù)計(jì)算出冰箱工作6min消耗的電能,然后根據(jù)計(jì)算電能表轉(zhuǎn)的圈數(shù)即可。
【解答】A.雖然甲燈的額定功率小于乙燈的額定功率,但是實(shí)際功率不一定等于額定功率,所以甲燈的實(shí)際功率可能大于乙燈的實(shí)際功率,故A錯(cuò)誤;
B.兩燈正常發(fā)光時(shí),乙燈的功率大于甲燈;根據(jù)根據(jù)可知,消耗電能的多少與實(shí)際功率和時(shí)間兩個(gè)因素有關(guān);由于它們工作時(shí)間的長(zhǎng)短不確定,所以乙燈消耗的電能不一定多,故B錯(cuò)誤;
C.一天中冰箱工作時(shí)間為:;
冰箱一天啟動(dòng)的次數(shù)為:,故C正確;
D.冰箱工作6min消耗的電能為:;
根據(jù)公式得到:3.(2019九上·椒江期末)小亮同學(xué)是個(gè)愛(ài)動(dòng)腦的孩子,他想知道家里電風(fēng)扇的實(shí)際功率多大,于是他將家里其他用電器都關(guān)閉,只讓電風(fēng)扇單獨(dú)工作了72s,如圖的電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了5轉(zhuǎn),下列說(shuō)法正確的是(
)A.此電能表轉(zhuǎn)盤(pán)每小時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)2500轉(zhuǎn)
B.電能表是測(cè)量電路中用電器功率的儀器
C.在此期間電風(fēng)扇消耗的電能是36000JD.電風(fēng)扇的實(shí)際功率是100W【答案】D【解析】(1)電能表上220V是它的工作電壓,10(20A)表示:電能表的標(biāo)定電流是10A,允許通過(guò)的最大電流是20A;表示每消耗電能轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)2500轉(zhuǎn),據(jù)此選擇即可。
(2)已知電能和時(shí)間根據(jù)公式計(jì)算功率?!窘獯稹緼.表示每消耗電能轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)2500轉(zhuǎn),故A錯(cuò)誤;
B.電能表是測(cè)量電路中消耗電能多少的儀器,故B錯(cuò)誤;
C.電能表轉(zhuǎn)過(guò)5轉(zhuǎn)消耗的電能:,故C錯(cuò)誤;
D.電風(fēng)扇的實(shí)際功率為:,故D正確。4.(2021九上·余姚月考)有兩個(gè)燈泡,L1標(biāo)有“6V
3W”的字樣,L2沒(méi)有標(biāo)記,測(cè)得L2電阻為6Ω,把它們串聯(lián)在電路中,兩燈均正常發(fā)光,那么該電路兩端電壓和L2的電功率分別是(
)A.9V,3W
B.9V,1.5W
C.12V,3W
D.12V,1.5W【答案】B【解析】首先根據(jù)計(jì)算出L1的額定電流,然后根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)得到L2的額定電流,接下來(lái)根據(jù)U2=I2R2計(jì)算出L2的額定電壓,跟機(jī)根據(jù)P2=U2I2計(jì)算出它的電功率,最后根據(jù)U總=U1+U2計(jì)算出總電壓?!窘獯稹縇1的額定電流;
串聯(lián)電路中各處電流都相等,即I2=I1=0.5A;
則燈泡L2的實(shí)際電壓為:U2=I2R2=0.5A×6Ω=3V;
則電路的總電壓為:U總=U1+U2=6V+3V=9V;
燈泡L2的實(shí)際功率:P2=U2I2=3V×0.5A=1.5W。
5.如圖所示,將額定電壓相同的兩個(gè)燈泡L1、L2串聯(lián)后接入電路中。接通電路后發(fā)現(xiàn)L1要亮一些,則下列判斷正確的是(
)A.L1的電阻比L2的小
B.申聯(lián)時(shí),L1兩端的電壓比L2的小
C.正常工作時(shí)L1燈暗一些
D.若將兩燈并聯(lián)接人電路,L1燈亮一些【答案】C【解析】①燈泡的亮度與它的實(shí)際功率的大小有關(guān);
②在串聯(lián)電路中,功率與電阻成正比;在并聯(lián)電路中,功率與電阻成反比,據(jù)此分析判斷。
(1)將額定電壓相同的兩個(gè)燈泡L1、L2串聯(lián)后接人電路中,L1要亮一些,則功率P1>P2。根據(jù)“串聯(lián)電路,功率與電阻成正比”可知,電阻R1>R2。
(2)當(dāng)它們正常工作時(shí),它們兩端的額定電壓相等,相當(dāng)于它們并聯(lián)。根據(jù)“并聯(lián)電路中,功率與電阻成反比”可知,此時(shí)的功率P1<P2,則L1要暗一些。
故C正確,而A、B、D錯(cuò)誤。
6.小明同學(xué)家的電能表上標(biāo)有“3000revs/(kW·h)”的字樣,他將家中的其他用電器都與電源斷開(kāi),僅讓電水壺在額定電壓下工作,觀察1min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了45revs,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
)A.電水壺是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的
B.燒水過(guò)程中消耗的電能為5.4×105J
C.電水壺的額定功率為900W
D.當(dāng)實(shí)際電壓只有額定電壓的90%時(shí),電水壺的實(shí)際功率為729W【答案】B【解析】A.電水壺是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的,故A正確;
B.燒水過(guò)程中消耗的電能為:,故B錯(cuò)誤;
C.電水壺的額定功率為:,故C正確;
D.當(dāng)實(shí)際電壓只有額定電壓的90%時(shí),
根據(jù)得到:;
解得:P'=729W。故D正確。7.小哲同學(xué)用甲、乙兩個(gè)小燈泡連接如圖所示電路,閉合開(kāi)關(guān)S后,甲、乙兩燈均正常發(fā)光,但甲燈比乙燈亮,下列說(shuō)法不正確的是()A.兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈功率等于乙燈功率 B.兩燈均正常發(fā)光時(shí),甲燈電阻小于乙燈電阻 C.若兩燈位置對(duì)換,甲燈仍比乙燈亮 D.如果將兩燈串聯(lián)在該電源上,則乙燈比甲燈亮【答案】A【解析】A、燈泡亮度由燈泡實(shí)際功率決定,甲燈比乙燈亮,則甲燈的功率大于乙燈的功率,故A錯(cuò)誤;B、兩燈泡并聯(lián),燈泡兩端的電壓U相等,甲、乙均正常發(fā)光,甲燈比乙燈亮,甲的額定功率大于乙的額定功率,由R=可知,甲燈的電阻小于乙燈的電阻,故B正確;C、兩燈泡位置對(duì)換時(shí),燈泡的亮暗不變,即甲燈亮度比乙燈亮度大,故C正確;D、當(dāng)兩燈泡串聯(lián)時(shí),通過(guò)它們的電流相等,由于乙的電阻大于甲的電阻,由P=I2R可知,乙燈泡的實(shí)際功率較大,乙燈亮,故D正確。8.(2017?信豐縣模擬)小明在做伏安法測(cè)小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中分別繪出了小燈泡的電流與電壓關(guān)系的U﹣I圖象,小燈泡功率P與U2或P與I2的圖象可能正確的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】由U﹣I圖象可知,電壓和電流增大時(shí),燈泡的實(shí)際功率增大,燈泡的溫度升高,且圖線的斜率越來(lái)越大,即燈泡的電阻隨溫度的升高而增大;由P=I2R=可知,在P﹣U2圖象中,圖象上某點(diǎn)切線的斜率為電阻的倒數(shù),因隨溫度的升高R增大因而應(yīng)減小,故AB錯(cuò)誤;同理,在P﹣I2圖象中,圖象上某點(diǎn)切線的斜率為電阻R,而電阻R又隨溫度的升高而增大,故C錯(cuò)誤,D正確。9.(2018?海南)如圖所示,A、B為兩盞白熾燈,A燈型號(hào)是“110V25W”,B燈型號(hào)是“110V100W”,R是一個(gè)未知電阻。若把它們接到電壓為220V的電路上,下面四種接法中可能讓兩盞燈都正常發(fā)光的電路是()A.B. C.D.【答案】C【解析】根據(jù)公式P=可知,燈泡A的電阻RA===484Ω,燈泡B的電阻RB===121Ω。A、圖中燈泡A和B的并聯(lián),電壓為220V,則A、B兩端電壓均為220V,大于其額定電壓,故兩盞燈都不正常發(fā)光,故A不符合題意;B、圖中燈泡A和B的串聯(lián)在電壓為220V的電路中,由于兩燈泡電阻不同,所以?xún)蔁襞輧啥说碾妷憾疾皇瞧漕~定電壓110V,則兩盞燈都不正常發(fā)光,故B不符合題意;C、圖是燈泡A和可變電阻并聯(lián)后又和燈泡B串聯(lián),燈泡要想正常工作,必須滿足燈泡A與可變電阻R并聯(lián)后和燈泡B的電阻相等;但并聯(lián)電路中,電阻越并越小,小于任何一個(gè)分電阻,所以此電路中燈泡A和燈泡B能正常工作,故C符合題意;D、圖是燈泡B和可變電阻并聯(lián)后又和燈泡A串聯(lián),燈泡要想正常工作,必須滿足燈泡B與可變電阻并聯(lián)后和燈泡A的電阻相等;并聯(lián)電路,電阻更??;故燈泡A和燈泡B不能正常工作時(shí),故D不符合題意;10.(2021九上·寧波月考)現(xiàn)有標(biāo)注為“6V
2W”和“12V
8W”的兩盞電燈L1和L2,把它們與“20Ω
1A”的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后,接在18V的電源上,如圖所示,開(kāi)關(guān)閉合后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P從a端向b端滑動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(忽略溫度對(duì)電阻的影響)(
)A.兩燈都變亮,且L1首先正常發(fā)光
B.因?yàn)長(zhǎng)2的額定功率大,所以L2比L1更亮
C.兩燈燈絲電阻不同D.兩燈都變亮,且L2可能先燒毀【答案】A【解析】根據(jù)圖片可知,當(dāng)滑片從a向b端移動(dòng)時(shí),它的阻值減小,則通過(guò)燈泡的電流增大,因此兩個(gè)燈泡都變亮。L1的額定電流為:,L2的額定電流為:,則L1先正常發(fā)光,故A正確;
燈泡L1的電阻為:,燈泡L2的電阻為:,則兩個(gè)燈泡的電阻相等。故C錯(cuò)誤;
在串聯(lián)電路中,功率與電阻成正比,因?yàn)閮蓚€(gè)燈泡的電阻相同,所以它們的實(shí)際功率相同,即亮度相同,故B錯(cuò)誤;
如果兩個(gè)燈泡都不損壞,那么根據(jù)“串聯(lián)電路電壓與電阻成正比”可知,它們的電壓都是總電壓的一半,即都是9V。因?yàn)?V>6V,所以燈泡L1先被燒毀,故D錯(cuò)誤。題組B能力提升練1.如圖所示的電路中,電源電壓為20V,定值電阻R為20Ω,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“30Ω1A”字樣,電壓表選用的量程是0~15V,在該電路正常使用的情況下,則(
)A.電路消耗的最大功率為20W
B.電路消耗的最小功率為8W
C.電壓表的最小示數(shù)為5VD.滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為10Ω【答案】B【解析】(1)根據(jù)電壓表的示數(shù)計(jì)算出通過(guò)電路的最大電流,然后根據(jù)P總=U總I總計(jì)算電路的最大功率;
(2)當(dāng)變阻器的阻值全部使用時(shí),二者串聯(lián),此時(shí)總功率最小,根據(jù)公式計(jì)算電路的最小功率;
(3)首先根據(jù)計(jì)算出電路的最小電流,然后根據(jù)U=IR計(jì)算電壓表的最小示數(shù);
(4)根據(jù)(1)中的最大電流計(jì)算出電路的最小電阻,然后根據(jù)R變=R總-R計(jì)算出變阻器的最小阻值。【解答】定值電阻R與變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)R的電壓。
當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時(shí),此時(shí)總電流最大,電路總功率最大。
此時(shí)的電流為:;
那么電路的最大功率為:P總=U總I總=20V×0.75A=15W,故A錯(cuò)誤;
當(dāng)變阻器的阻值為30Ω時(shí),總電流最小,總功率最小。
此時(shí)的總功率為:,故B正確;
電路的最小電流為:;
那么電壓表的最小示數(shù)為:U'=I'R=0.4A×20Ω=8V,故C錯(cuò)誤;
電路的最大電流為0.75A,
那么此時(shí)的總電阻為:;
變阻器的最小阻值為:R變=R總-R=26.7Ω-20Ω=6.7Ω。2.圖為學(xué)生做電學(xué)實(shí)驗(yàn)的電路圖,電源電壓不變,閉合開(kāi)關(guān)后,下列說(shuō)法正確的是(
)A.向左移動(dòng)變阻器的滑片P,A表示數(shù)變大,V2表示數(shù)變大
B.向左移動(dòng)變阻器的滑片P,電阻R消耗的電功率一定變小
C.向右移動(dòng)變阻器的滑片P到最右端時(shí),電路電功率達(dá)到最大
D.向右移動(dòng)變阻器的滑片P,V1表和A表的示數(shù)之比始終不變【答案】D【解析】A、該電路是串聯(lián)電路,滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng),電阻減小,電路中總電阻減小,而電壓不變,故電流增大,A表示數(shù)變大;V2表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器的電壓,電阻減小,故分得電壓也減小,V2表示數(shù)減小;故A錯(cuò)誤;
B、該電路是串聯(lián)電路,滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng),電阻減小,電路中總電阻減小,而電壓不變,故電流增大,電功率P=UIU在減小,I在增大;R的功率不一定減?。还蔅錯(cuò)誤;
C、該電路是串聯(lián)電路,滑動(dòng)變阻器滑片在最右端,電阻最大,電路中的總電阻達(dá)到最大值,而電壓不變,故電流達(dá)到最小值,電路功率P=UI
U不變,I最小,電路的功率達(dá)到最小值;故C錯(cuò)誤;
D、V1測(cè)得是R0的電壓,而V1表和A表的示數(shù)之比就是R0的阻值,R0是定值電阻,阻值不變;故D正確。3.(2021·柯橋模擬)用圖甲所示電路研究電功率和電流的關(guān)系,繪制了定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器R的功率與電流的關(guān)系圖(圖乙)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
)A.電源電壓為16V
B.R=R0=8?時(shí),R的功率最大
C.虛線b表示的是R的功率與電流的關(guān)系
D.當(dāng)電流表示數(shù)為0.5安時(shí),R消耗的功率為5W【答案】D【解析】(3)由P=I2R分析可知,實(shí)線所表示對(duì)應(yīng)功率與電流關(guān)系;
(1)由圖乙中R0的功率與電流關(guān)系圖像知,電流2A時(shí),其功率為32W,由P=I2R計(jì)算R0的阻值;
由圖像知,電路中最大電流為2A,此時(shí)變阻器連入阻值為0,電路為R0的簡(jiǎn)單電路,由P=UI計(jì)算電源電壓;
(2)根據(jù)功率的計(jì)算式P=I2R,結(jié)合二次函數(shù)最大值的知識(shí)分析變阻器功率最大時(shí)的阻值;
(4)由U=IR計(jì)算電流表0.5A時(shí)R0兩端電壓,由串聯(lián)電路特點(diǎn)可得R的兩端電壓,由P=UI計(jì)算R消耗的功率。
【解答】C.由P=I2R知,在電阻一定時(shí),電功率P與電流I是二次函數(shù)關(guān)系,R0>0,所以圖像開(kāi)口向上,圖乙中實(shí)線a是定值電阻R0的功率與電流的關(guān)系,虛線b表示滑動(dòng)變阻器R的功率與電流關(guān)系,故C正確不合題意;
A.由圖乙中,R0的功率與電流關(guān)系圖像知,I=2A時(shí),P0=32W,
由P=I2R可得:32W=(2A)2×R;解得:R=8Ω。
由電路圖可知,定值電阻R0與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),電流表測(cè)電路中電流,
當(dāng)滑動(dòng)變阻器R連入阻值為0時(shí),R0的簡(jiǎn)單電路,電路的電路中電流最大,
由圖像知此時(shí)的電流I=2A,
則電源電壓:;故A正確不合題意;
B.滑動(dòng)變阻器的功率:;
當(dāng)R=R0=8Ω時(shí),變阻器的電功率最大,故B正確不合題意;
D.由歐姆定律可得,當(dāng)電路中電流I′=0.5A時(shí),
R0兩端電壓:U0′=I′R0=0.5A×8Ω=4V,
此時(shí)R兩端電壓:UR=U-U0′=16V-4V=12V,
R消耗的功率:PR=URI′=12V×0.5A=6W,故D錯(cuò)誤符合題意。
4.(2021·江北模擬)如圖甲所示電源電壓保持不變,m、n是滑動(dòng)變阻器上兩點(diǎn)。閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過(guò)程中,兩電壓表示數(shù)隨電流變化的圖像如圖乙所示,下列敘述正確的是(
)①R2的阻值為4Ω②圖乙中ab是表示電壓表V1的示數(shù)隨電流變化的圖像③滑片從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過(guò)程中,電源消耗的最大功率是12W④滑片在n點(diǎn)時(shí),5s內(nèi)電阻R消耗的電能是20JA.①③
B.①②
C.②③
D.②④【答案】A【解析】由電路圖可知,R、R1、R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)R1兩端電壓,電壓表V2測(cè)R2兩端電壓,電流表測(cè)電路中電流。
②滑動(dòng)變阻器的滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過(guò)程中,R1連入電路的阻值變小,電路中總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R2兩端的電壓變化,利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知R1兩端的電壓變化,據(jù)此分析圖像得出兩電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)的對(duì)應(yīng)圖線;
①根據(jù)圖乙讀出電壓表V2和電流表對(duì)應(yīng)的示數(shù),根據(jù)歐姆定律求出電阻R2的阻值;
③當(dāng)滑片位于n點(diǎn)時(shí),接入電路中的電阻較大,電路中的電流較??;當(dāng)滑片位于m點(diǎn)時(shí),接入電路中的電阻較小,電路中的電流較大,根據(jù)圖像讀出對(duì)應(yīng)的電表示數(shù),根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律分別表示出電源的電壓,然后聯(lián)立等式求出R的阻值和電源的電壓;
④滑片在n點(diǎn)時(shí),根據(jù)W=UIt=I2Rt求出5s內(nèi)電阻R消耗的電能。
【解答】由電路圖可知,R、R1、R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)R1兩端電壓,電壓表V2測(cè)R2兩端電壓,電流表測(cè)電路中電流。
滑動(dòng)變阻器的滑片P從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過(guò)程中,R1連入電路的阻值變小,電路中總電阻變小,電路中的電流變大,根據(jù)U=IR可知,R2兩端的電壓變大,即電壓表V2的示數(shù)變大,則ab段表示V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線,bc段表示V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化的圖線,故②錯(cuò)誤;
由圖乙可知,當(dāng)?shù)碾娏鱅n=0.5A時(shí),電壓表V2的示數(shù)U2=2V,
電阻,故①正確;
當(dāng)滑片位于n點(diǎn)時(shí),接入電路中的電阻較大,電路中的電流較小,
由圖乙可知,電路中的電流In=0.5A,兩電壓表的示數(shù)分別為U1=8V,U2=2V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電源電壓U=U1+U2+InR=8V+2V+0.5A×R------①
當(dāng)滑片位于m點(diǎn)時(shí),接入電路中的電阻較小,電路中的電流較大,
由圖乙可知,電路中的電流Im=1A,兩電壓表的示數(shù)分別為U1′=U2′=4V,
則電源的電壓U=U1′+U2′+ImR=4V+4V+1A×R---------②
由①②可得:R=4Ω,U=12V,
滑片從n點(diǎn)滑到m點(diǎn)的過(guò)程中,電源消耗的最大功率P=UIm=12V×1A=12W,故③正確;
滑片在n點(diǎn)時(shí),5s內(nèi)電阻R消耗的電能WR=URInt=In2Rt=(0.5A)2×4Ω×5s=5J,故④錯(cuò)誤。
那么正確的是①③。
5.(2021·衢州)綠色生態(tài)理念要求人們注重環(huán)保節(jié)能。如圖是額定功率為5W的LED燈與60W的白熾燈,LED燈直接把電轉(zhuǎn)化為光,白熾燈由燈絲通電加熱發(fā)光,正常工作時(shí),它們亮度相同。(1)使用________燈照明更符合綠色生態(tài)理念。(2)兩燈都正常工作時(shí),相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)LED燈和白熾燈的電流所做的功之比為_(kāi)_______。【答案】(1)LED(2)1:12【解析】(1)LED燈將電能轉(zhuǎn)化為光能,而白熾燈將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能,可見(jiàn)LED燈更符合綠色生態(tài)理念。
(2)通過(guò)LED燈和白熾燈的電流所做的功之比。6.(2021·麗水模擬)華為公司推出5G折疊屏MateXs手機(jī),該款手機(jī)屏幕可向外折疊、可彎曲。請(qǐng)完成下列問(wèn)題:(1)在同一家庭電路中,該手機(jī)充電時(shí),與正在燒水的電水壺的連接方式是________(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”);(2)該手機(jī)采用雙電池結(jié)構(gòu),電池總?cè)萘靠蛇_(dá)4500mA·h,電池的總電壓為4伏,則電池充滿電后儲(chǔ)存的電能為_(kāi)_______焦。【答案】(1)并聯(lián)(2)6.48×104【解析】(1)如果用電器相互影響,那么它們串聯(lián);如果不相互影響,那么它們并聯(lián);
(2)根據(jù)公式W=UIt計(jì)算電池儲(chǔ)存的電能?!窘獯稹浚?)手機(jī)充電時(shí),即使電水壺?fù)p壞了對(duì)它也沒(méi)有影響,因此它們?yōu)椴⒙?lián)。
(2)電池充滿電后儲(chǔ)存的電能:W=UIt=4V×4.5A×3600s=6.48×104J。7.(2020九上·北侖期末)在學(xué)習(xí)了電能表的相關(guān)知識(shí)后,小思對(duì)家中的電能表進(jìn)行了觀察,如圖所示。她發(fā)現(xiàn)電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)在40分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)了3600圈。(1)這段時(shí)間內(nèi)小思家中用電器實(shí)際消耗的電能為_(kāi)_______kW·h,實(shí)際功率為_(kāi)_______W。(2)若該電能表允許通過(guò)的最大電流為20A,則小思家同時(shí)使用的各用電器的總功率不能超過(guò)多少?【答案】(1)1.2;1800
(2)P最大=I最大×U=20A×220V=4400W答:小思家同時(shí)使用各用電器的總功率不能超過(guò)4400W【解析】(1)根據(jù)公式計(jì)算用電器消耗的電能,再根據(jù)公式計(jì)算實(shí)際功率;
(2)已知電能表的最大電流根據(jù)公式P最大=I最大U計(jì)算用電器的總功率的最大值?!窘獯稹浚?)這段時(shí)間內(nèi)小思家中用電器實(shí)際消耗的電能為:;用電器的實(shí)際功率為:;
(2)小思家同時(shí)使用的各用電器的總功率不能超過(guò):P最大=I最大U=20A×220V=4400W。8.(2021·樂(lè)清模擬)市場(chǎng)上有一種磁吸式手機(jī)充電線(如圖),能通過(guò)磁鐵公母對(duì)吸方式達(dá)到接通充電效果的充電線。在它的上面固定有磁鐵,另一端固定有易磁化的物質(zhì),只要將兩端靠近,就可以達(dá)到對(duì)吸充電。(1)在磁吸式充電線的另一端固定的物質(zhì)可能是________
(選填“銅”、“鐵鎳合金”或“鋁”)。(2)某手機(jī)的充電器上標(biāo)有“5V,2.1A”,表示充電電壓是5V,最大輸出電流2.1A。用該充電器對(duì)某手機(jī)鋰電池進(jìn)行充電3小時(shí),則鋰電池獲得的電能是________焦。(3)目前市場(chǎng)上有兩種不同的充電器:A“5V,2.1A”和B“5V,4.5A”。資料表明,最大輸出電流越大,鋰電池的充電時(shí)間越短;影響鋰電池的使用壽命是電池發(fā)熱。你將選擇哪種充電器,并說(shuō)明理由。________
?!敬鸢浮浚?)鐵鎳合金(2)113400
(3)選A,電流小,鋰電池中通過(guò)的電流小,鋰電池發(fā)熱少,可延長(zhǎng)鋰電池的使用壽命(或選B,電流大,鋰電池充電時(shí)間短,可更快的使用手機(jī))【解析】(1)鐵、鈷、鎳等能被磁體吸引的物質(zhì),叫鐵磁性物質(zhì);
(2)根據(jù)公式W=UIt計(jì)算鋰電池獲得的電能。
(3)每種充電器都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),根據(jù)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行選擇即可?!窘獯稹浚?)在磁吸式充電線的另一端固定的物質(zhì)可能是鐵鎳合金。
(2)鋰電池獲得的電能是:W=UIt=5V×2.1A×(3600s×3)=113400J;
(3)①我將選擇充電器A,理由是:電流小,鋰電池中通過(guò)的電流小,鋰電池發(fā)熱少,可延長(zhǎng)鋰電池的使用壽命;
②我將選擇充電器B,理由是:電流大,鋰電池充電時(shí)間短,可更快的使用手機(jī)。題組C培優(yōu)拔尖練1.如甲圖所示的電路中,電源電壓為16V恒定不變,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,閉合開(kāi)關(guān)S后,在滑片P滑動(dòng)的過(guò)程中。電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示,根據(jù)圖象信息可知,下列判斷不正確的是(
)A.R0的阻值是10ΩB.R0的最小功率是3.2W
C.電路的最大總功率是25.6WD.滑動(dòng)變阻器的最大阻值是70Ω【答案】B【解析】定值電阻R0與變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)變阻器的電壓;
A.當(dāng)滑片在最左端時(shí),電壓表的示數(shù)是0V,電流表的示數(shù)是1.6A,此時(shí)電路里只有電阻R0,R0的阻值10歐,A正確不合題意;
B.據(jù)乙圖可知,電路的最小電流為0.2A,那么R0的最小功率為:P0=I2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故B錯(cuò)誤符合題意;
C.據(jù)乙圖可知,電路的最大電流是1.6A,那么最大電功率為:P總=U總I總=16V×1.6A=25.6W,故C正確不合題意;
D.據(jù)乙圖可知,當(dāng)變阻器的電流為0.2A時(shí),電壓表的示數(shù)14V,這時(shí)滑片在最右端,
那么變阻器的最大阻值為70歐,故D正確不合題意。2.(2020·杭州模擬)如圖所示,測(cè)量小燈泡電功率的電路圖,電源電壓恒為6V,電流表量程0~0.6A,電壓表量程0~3V,滑動(dòng)變阻器規(guī)格“50Ω1A”,小燈泡規(guī)格“2.5V0.625W”,若不考慮小燈泡阻值隨溫度的變化,小燈泡兩端電壓不允許超過(guò)額定值,閉合開(kāi)關(guān),下列說(shuō)法正確的是(
)A.滑片向右滑動(dòng),電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大
B.電路的最大電功率是2.5W
C.滑動(dòng)變阻器的阻值允許調(diào)節(jié)的范圍是24~50Ω
D.電流表的示數(shù)變化范圍是0.1~0.25A【答案】D【解析】(1)當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí),首先分析總電阻的變化,然后根據(jù)歐姆定律分析電流表示數(shù)的變化,最后根據(jù)U=IR確定電壓表示數(shù)的變化;
(2)計(jì)算出燈泡的額定電流,然后與電流表的量程比較,進(jìn)而確定電路的最大電流,最后根據(jù)P=UI計(jì)算電路的最大電功率;
(3)電流表的最大示數(shù)就等于燈泡的額定電流,最小電流等于變阻器的阻值全部使用時(shí)的電流,據(jù)此確定電流表的示數(shù)變化范圍;
(4)變阻器的最大阻值就是可調(diào)節(jié)的最大值,而最小值就是燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流,根據(jù)歐姆定律計(jì)算即可?!窘獯稹繜襞菖c變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)燈泡電壓,而電流表測(cè)總電流。
滑片向右滑動(dòng)時(shí),變阻器的阻值變大,根據(jù)R總=R變+RL可知,總電阻變大,而總電流變小,因此電流表的示數(shù)變??;根據(jù)UL=ILRL可知,電壓表的示數(shù)變小,故A錯(cuò)誤;
燈泡的額定電流為:,與電流表的量程比較后可知,電路的最大電流為0.25A,那么電路的最大功率為:Pmax=U總Imax=6V×0.25A=1.5W,故B錯(cuò)誤;
燈泡的電阻為:;
當(dāng)變阻器全部使用時(shí),電阻最大,電流最小,即;
因此電流表的示數(shù)變化范圍為:0.1A~0.25A,故D正確;
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),電流最大為0.25A,此時(shí)變阻器的阻值最小,即:;
那么變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍為14Ω~50Ω,故C錯(cuò)誤。
3.學(xué)校實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)想檢測(cè)一只電能表是否準(zhǔn)確,電能表表盤(pán)如圖所示,接入電路中的用電器功率為500瓦,甲同學(xué)打算讓用電器連續(xù)工作5小時(shí),通過(guò)計(jì)算可知;而乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)用的時(shí)間太長(zhǎng),于是他用3分鐘測(cè)出表盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)80轉(zhuǎn)。請(qǐng)你求解下列問(wèn)題:(1)如電能表準(zhǔn)確,則該用電器連續(xù)工作5小時(shí)后,該電能表的示數(shù);(2)如電能表準(zhǔn)確,則按照乙同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù),結(jié)合電能表表盤(pán)上示數(shù),則接入電路的用電器實(shí)際功率應(yīng)為多大?【答案】(1)W1=Pt1=0.5千瓦×5小時(shí)=2.5千瓦時(shí)則電能表的示數(shù)為760.2千瓦時(shí)+2.5千瓦時(shí)=762.7千瓦時(shí)(2)電能表轉(zhuǎn)80轉(zhuǎn)消耗的電能為:W2==9.6×104焦用電器的實(shí)際功率為P2===533.3瓦【解析】(1)根據(jù)用電器的電功率和工作時(shí)間,利用公式W=Pt計(jì)算出5h消耗的電能,再根據(jù)電能表的讀數(shù)方法可知電能表的示數(shù);(2)根據(jù)電能表的參數(shù)3000r/kW?h求出轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)80r電路中消耗的電能,然后根據(jù)電功率計(jì)算公式求出用電器實(shí)際功率.4.電子式電能表已開(kāi)始走進(jìn)千家萬(wàn)戶,如圖所示為小明家裝的電子式電能表的表盤(pán)(局部).(1)小明同學(xué)家的電能表上月末抄表時(shí)的示數(shù)如圖所示,若本月應(yīng)交電費(fèi)45元,且電價(jià)為0.5元/度,請(qǐng)?jiān)趫D中空格內(nèi)填入本月末抄表時(shí)的示數(shù).(2)表盤(pán)上“3200imp/KW?h”是電子式電能表的一個(gè)重要參數(shù)“脈沖輸出”的單位,其數(shù)值表示用電1KW?h表盤(pán)上耗電指示燈閃爍的次數(shù).若某用電器單獨(dú)接在該電能表上,用電器正常工作5min,指示燈閃爍了160次,該用電器的額定功率是多少W?(3)小明家室內(nèi)已經(jīng)安裝了60W的電燈4盞,90W的電視機(jī)1臺(tái),120W的音響1臺(tái),這些用電器同時(shí)工作時(shí),能否再讓功率為1kW的電飯煲也正常工作?【答案】(1)(1)月消耗的電能為:W=90kW?h,則月初抄表示數(shù)=7624.1kW?h+90kW?h=7714.1kW?h;(2)3200imp/(kW?h)可知電路中每消耗1kW?h的電能,指示燈閃爍3200次.當(dāng)指示燈閃爍160次時(shí),消耗的電能為:W==0.05kW?h.用電器的額定功率:P===0.6kW=600W;(3)電路允許同時(shí)使用的最大功率P=UI=220V×10A=2200W.用電器同時(shí)工作的總功率P′=60W×4+90W+120W+1000W=1450W<2200W,故能同時(shí)使用.【解析】(1)已知本月應(yīng)交電費(fèi)和電價(jià),可以知道本月消耗的電能,利用本月消耗的電能等于月末抄表示數(shù)減去月初抄表示數(shù)求得.(2)3200imp/(kW?h)的含義是:電路中每消耗1kW?h的電能,指示燈閃爍3200次,據(jù)此可求指示燈閃爍160次消耗的電能.(3)根據(jù)公式P=UI先計(jì)算電路允許同時(shí)使用的最大功率,再計(jì)算出這些用電器同時(shí)工作時(shí)的總功率,二者進(jìn)行比較.如果允許的最大功率大于同時(shí)工作的總功率,則可以;否則不能.5.(2021·金華模擬)圖甲是汽車(chē)的一種自動(dòng)測(cè)量油箱內(nèi)油量的簡(jiǎn)易裝置,R是阻值均勻的變阻器,它的滑片連在杠桿的一端,當(dāng)油箱內(nèi)油面發(fā)生變化時(shí),浮標(biāo)通過(guò)杠桿使滑片P在電阻R上滑動(dòng),引起油量表的指針偏轉(zhuǎn)。油量表實(shí)際上是一個(gè)有“0~0.6A”和“0~3A”兩個(gè)量程的電流表,電源電壓為12V且保持不變,R0=10Ω,當(dāng)長(zhǎng)方體油箱中有55L汽油時(shí),油量表的指針滿偏即油箱裝滿油,此時(shí)R0兩端的電壓為6V,當(dāng)油箱中的汽油還有5L時(shí),滑片P剛好在R的中點(diǎn),油量表的示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)報(bào)警電路(圖中未畫(huà)出)開(kāi)始自動(dòng)報(bào)警,提醒司機(jī)盡快加油。求:(1)油箱裝滿汽油時(shí),R0消耗的電功率。(2)變阻
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