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文檔簡介
專題15電功、電功率和電熱
考點1電能電功
1.(2023?湖南邵陽)為了紀念著名的物理學(xué)家歐姆,用他的名字作為單位的物理量是()
A.電阻B.電壓C.電功D.電流
【答案】A
【解析】A.電阻的單位是歐姆,是為了紀念歐姆而以其名字命名的,故A符合題意;
B.為了紀念伏特,以他的名字為電壓的單位,故B不符合題意。
C.電功的單位是焦耳,故C不符合題意。
D.為了紀念物理學(xué)家安培,以他的名字作為電流的單位,符號是A,故D不符合題意。
故選Ao
2.(2023?山東濟寧)下列物理量的單位換算不正確的是()
A.長度:lmm=l(T3mB.質(zhì)量:lt=10'g
6
C.電流:1A=106RAD.電功:lkWh=3.6xlOJ
【答案】B
【解析】A.因為lm=1000mm,所以lmm=l(T,m,故A正確,不符合題意;
B.由質(zhì)量的單位換算可知,lt=K)3kg,故B錯誤,符合題意;
C.因為1A=l(TmA=10*A,故C正確,不符合題意;
D.由電功單位換算可知lkW-h=3.6xl06j,故D正確,不符合題意,
故選B。
3.(2023.黑龍江齊齊哈爾)將電能輸送到幾百千米之外的用戶,在輸電線上會有能量的損耗,
這主要是由于電流的效應(yīng)引起的。某段輸電線路的總電阻為0.5C,輸送電流為100A,每
輸電Imin,這段線路便會損耗J的電能。
【答案】熱3x10,
【解析】[1]由于輸電線有電阻,電流通過導(dǎo)體一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,造成電能的損耗,這
種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。
⑵根據(jù)焦耳定律可得,這段電路損耗的電能為Q=〃放=(100A)2X0.5QX1X60S=3X105J
4.(2023?遼寧丹東)如圖所示是某品牌電熱鍋的簡化電路,Ri、R2均為發(fā)熱電阻。電熱鍋工
作時,通過開關(guān)與和S2實現(xiàn)低溫、中溫和高溫的擋位控制,已知低溫擋電阻R/=U0C,中溫
擋功率為880W;求:
(1)電熱鍋低溫擋工作時的電功率;
(2)電熱鍋中溫擋工作時的電流;
(3)使用電熱鍋高溫擋將質(zhì)量為2kg的水從20C加熱到75c所用的時間。[不計熱量損失,
水的比熱容片4.2x103j/(kg?℃)]
~~o220VO---1
【答案】(1)440W;(2)4A;(3)350s
【解析】解:(1)由電路圖和己知條件可以得出,當(dāng)只閉合開關(guān)與時,只有電阻R/接入電路,
22
為低溫擋,電壓為220V,根據(jù)公式可得低溫檔功率為尸=:w=u^=(斤220V/)=440W
tAj11UL2
(2)根據(jù)題意可知,當(dāng)只有電阻夫2接入電路時為中溫擋,電熱鍋口溫擋功率為880W,電壓
為220V,由公式變形可知,此時電路中的電流為/=若=毀£=4A
(3)當(dāng)R/、R2均接入電路,即開關(guān)與和S2均閉合時為高溫擋,根據(jù)串并聯(lián)電路中電功率的
規(guī)律可知,高溫擋功率為P=44OW+88OW=132()W,根據(jù)熱平衡方程可知a二卬,即。皿二巧,
所以所需的時間為八等=42x10”(黑Kx2kgx55,=350s
考點2電功率
5.(2023?北京)如圖是兩個定值電阻R/、R2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,Ri、及2所用電阻絲(涂有絕緣漆)
粗細均勻、材料相同,分別纏繞在相同的圓柱形絕緣棒上,圈數(shù)分別為43圈和33圈,R/的電
阻絲比R2的電阻絲細。將R/、&并聯(lián)在電路中工作一段時間,下列說法正確的是()
A.通過R/的電流等于通過&的電流
B.R/兩端的電壓大于用兩端的電壓
C.R/的電功率大于心的電功率
D.R/消耗的電能小于此消耗的電能
【答案】D
【解析】由題意可知,兩電阻絲的材料相同,電阻絲Q比R2長且細,則/?/>4;
AB.因R/與此并聯(lián),電阻兩端的電壓相等,由/=烏可知,電阻大的通過的電流小,所以通
A
過R/的電流小于通過&的電流,故AB錯誤;
C.由P可知,R/電功率小于此的電功率,故C錯誤;
D.H/電功率小于&的電功率,根據(jù)W=臼可知,相同時間內(nèi)R/消耗的電能小于R2消耗的電
能,故D正確。
故選D。
6.(2023?廣東深圳)已知N=2C,&=3。,琴琴同學(xué)分別按圖甲和圖乙兩種方式將兩電阻連接
A.圖甲中R與七的電流比小人=2:3B.圖乙中R/與R2的電壓比4:%=3:2
C.圖甲與圖乙的總功率比G2=6:25D.圖甲與圖乙的總功率比牛6=25:6
【答案】C
【解析】A.圖甲中兩電阻串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等可知,通過凡與R2的電流相等,
即小-I故A不符合題意;
B.圖乙中兩電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,與與號兩端的電壓相等,則4:七二1:1,
故B不符合題意;
CD.根據(jù)電功率的公式P=U/=二,可得4=念,圖甲與圖乙的總功率比
[年箴:除看卜濫尸潦簫=6:25,故C符合題意,D不符合題意。
故選Co
7.(2023?湖南常德)如圖是電吹風(fēng)工作原理的電路圖及銘牌信息,當(dāng)電吹風(fēng)正常工作且吹熱
風(fēng)時,兩條支路電流之比為()
額定電壓220V
工作頻率50Hz
熱風(fēng)擋電功率900W
A.IR:IM=9:IB.IR:/M=1:9C.IR:,M=8:1D.IR?IM=1?8
【答案】C
【解析】由電路圖可知,兩開關(guān)都閉合時,電動機和電阻并聯(lián),電吹風(fēng)吹熱風(fēng),由并聯(lián)電路的
特點可知,吹熱風(fēng)時電動機的電功率和吹冷風(fēng)時電動機的電功率相等,則吹熱風(fēng)時,加熱電阻
區(qū)
的電功率尸“尸加靜-N=900W-100W=800W,兩條支路電流之比:=%等=儒一]
u
故選Co
8.(2023?黑龍江齊齊哈爾)下列估測數(shù)值符合實際的是()
A.人體感覺舒適的環(huán)境溫度約為38cB.家用空調(diào)的電功率約為1000W
C.人正常步行的速度約為Llkm/hD.托起一個雞蛋所用力的大小約為2N
【答案】B
【解析】A.人在不同溫度環(huán)境下感覺一般不同,人體感覺舒適的環(huán)境溫度約為23℃,故A
不符合題意;
B.根據(jù)常見用電器的電功率可知,家用空調(diào)的電功率約為1000W,故B符合題意;
C.人正常步行的速度約為4km/h=4?」m/s=l.lm/s,故C不符合題意;
3.6
D.一個雞蛋的質(zhì)量約為0.05kg,重力約為G=/Mg=0.05kgxl0N/kg=0.5N,因此用手托起一個雞蛋
所用力的大小約為0.5N,故D不符合題意。
故選B。
9.(2023?內(nèi)蒙古包頭)某電飯鍋有加熱和保溫兩種功能,其簡化電路如圖所示,小、比為加
熱電阻,S為電源開關(guān),Si為溫控開關(guān)。閉合電源開關(guān)S,溫控開關(guān)Si由閉合到斷開,下列說
法正確的是()
品
A.電飯鍋進入加熱狀態(tài)B.電路總電壓變小
C.電路總電流變大D.電路總功率變小
【答案】D
【解析】由圖可知,閉合電源開關(guān)S,溫控開關(guān)與閉合時,R/與R2并聯(lián),溫控開關(guān)Si斷開時,
為R/的簡單電路。
AD.閉合電源開關(guān)S,溫控開關(guān)與由閉合到斷開,電路總電阻變大,由P■可知,電路總
功率變小,為保溫狀態(tài),故A錯誤,D正確;
B.閉合電源開關(guān)S,溫控開關(guān)由由閉合到斷開,由于電源不變,所以電路總電壓不變,故B
錯誤;
C.閉合電源開關(guān)S,溫控開關(guān)SI由閉合到斷開,電路總電阻變大,由/=2可知,電路總電
A
流變小,故C錯誤。
故選D。
10.(2023?黑龍江)標有“6V;3W”和“6V;6W”的燈L和L?(假設(shè)兩燈燈絲電阻不變),若將
它們串聯(lián)在某電源上,使其中一個燈正常發(fā)光時,下列說法正確的是()
A.通過燈Li和L2的電流之比為1:2
B.燈Li和L2兩端的電壓之比為2:1
C.燈L2和Li的發(fā)光亮度相同
D.能夠正常發(fā)光的燈應(yīng)是燈L2
【答案】B
P3WP6W
【解析】A.兩個燈泡的額定電流分別為/尸力=/=0-5A,/=^=—=1A,兩個燈泡的電
C/1OV2C/2OV
阻飛=與=照=12。,&=牛=9=60,將它們串聯(lián)在某電源上,所以通過它們的電流相等,
則通過燈Li和L2的電流之比為1:1,故A錯誤;
B.燈Li和Lz兩端的電壓之比為務(wù)=2=故B正確;
CD.將它們串聯(lián)在某電源上,所以通過它們的電流相等,使其中一個燈正常發(fā)光,因為L的
額定電流小于L2的額定電流,所以通過電路的電流是0.5A,Li正常發(fā)光,L2不能正常發(fā)光,
兩個燈泡發(fā)光亮度不同,故CD錯誤。
故選B。
11.(2023?山東濟寧)圖是燈泡L的/-U圖像,結(jié)合圖像分析,下列選項正確的是()
A.通過燈泡L的電流與其兩端的電壓成正比
B.當(dāng)通過燈泡L的電流為0.3A時,其實際功率為0.72W
C.將兩個完全相同的燈泡L串聯(lián)在2.4V的電源兩端,電路的總功率為0.24W
D.將燈泡L和18C的定值電阻并聯(lián)在3.6V的電源兩端,電路的總電阻為6c
【答案】D
【解析】A.由圖可知,燈泡L的/-U圖像是一條曲線,說明通過它的電流與電壓不成正比關(guān)
系,,故A錯誤;
B.當(dāng)通過燈泡L的電流為0.3A時,由圖像可知,燈泡L兩端的電壓略小于2.4V,根據(jù)片/U,
可得小燈泡的實際功率小于0.72W,故B錯誤;
C.將兩個完全相同的燈泡L串聯(lián)在2.4V的電源兩端,根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律,各小燈泡分得
的電壓為1.2V,由圖像可知,此時電路中的電流為0.2A,則電路的總功率為
P=/t/=2.4VxO.2A=0.48W,故C錯誤;
D.將燈泡L和18Q的定值電阻并聯(lián)在3.6V的電源兩端,由圖可知,此時小燈泡的電流為0.4A,
根據(jù)歐姆定律,可得小燈泡的阻值為凡=?=然=90,電路中總阻值為
/0.4A
n_&R9QX18Q9<X
/??=—:=------------=6Q故D正,確o
總&+R9Q+18Q'取u正吸。
故選D。
12.(2023?黑龍江齊齊哈爾)(多選)如圖所示電路,電源電壓為4.5V且恒定。電流表的量程
為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,小燈泡規(guī)格為“2.5VL25W”(燈絲阻值不變),滑動變阻
器規(guī)格為“20。1A"。保證電路中各元件都不損壞,下列說法正確的是()
A.電流表示數(shù)變化范圍O.3A~O.5A
B.電壓表示數(shù)變化范圍2V~3V
C.滑動變阻器阻值變化范圍4Q?20Q
D.小燈泡實際功率變化范圍0.45W7.25W
【答案】ABD
【解析】ABC.由圖可知,燈泡和變阻器串聯(lián),電壓表測量變阻器兩端的電壓,電流表測量電
P125WU25V
路中的電流,小燈泡的額定電流人=才=彳b=0?5A,小燈泡的電阻&=)=急=5\¥,電
流表的最大電流是0.6A,通過變阻器的最大電流是1A,由串聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過電路
的最大電流是0.5A,此時變阻器連入電路的電阻最小,電壓表的示數(shù)最小,電壓表的示數(shù)U小
=t/-b£=4.5V-2.5V=2V,變阻器連入電路的電阻最小值%小=》=怒=肛電壓表的量程是
0-3V,電壓表的最大示數(shù)是3V,由串聯(lián)分壓可知,當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時,變阻器連入電
路的阻值最大,此時電路的總電阻最大,電路中的電流最小,由歐姆定律和串聯(lián)電路電壓的規(guī)
U-U45V-3V
律可知電路中的最小電流/小=^^t=.e=0-3A,變阻器連入電路的最大阻值
%人=£=越;=10C,電流表示數(shù)變化范圍0.3A-0.5A,電壓表示數(shù)變化范圍2V-3V,滑動變
阻器阻值變化范圍4O~10Q,故AB正確,C錯誤;
D.通過電路的最大電流是0.5A,此時燈泡正常發(fā)光,小燈泡的電功率是1.25W,通過電路的
最小電流是0.3A,小燈泡實際功率P產(chǎn)//R『(0.3A)2x5C=0.45W,小燈泡實際功率變化范圍
0.45W~L25W,故D正確。
故選ABDo
13.(2023?內(nèi)蒙古通遼)(多選)如圖所示,電源電壓不變,定值電阻M=I5C,小燈泡標有“6V3W”
字樣(燈絲電阻不變),電流表量程為0~3A。當(dāng)只閉合開關(guān)S,滑動變阻器的滑片P從阻值最
大處移動到某一位置時,滑動變阻器連入電路中的阻值減小了12Q,電流表示數(shù)變化了0.1A,
此時小燈泡恰好正常發(fā)光。在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是()
A.滑動電阻器的最大阻值為48。
B.電源電壓為12V
C.所有開關(guān)閉合后,滑動變阻器的最大功率為33.6W
D.電路消耗的最小功率為9.6W
【答案】ACD
p3WU6V
【解析】AB.燈泡的額定電流為/廣h=/=0彌,燈泡的電阻為4=黃=^=12。,只閉
合開關(guān)S時,滑動變阻器與燈泡串聯(lián)?;瑒幼冏杵鞯幕琍從阻值最大處移動到某一位置時,
電阻減小,電流增大,故阻值最大時,電流為/=0.4A?;瑒幼冏杵麟娮枳畲髸r〃=/(%+&),
當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時U=/J%72Q+&),代入數(shù)據(jù),聯(lián)立以上兩式,解得U=24V,R行48Q,
故A正確,B錯誤;
C.所有開關(guān)閉合后,R與Ro并聯(lián),R。兩端電壓和滑動變阻器兩端電壓均為U=24V,根據(jù)尸二〃
知,當(dāng)通過滑動變阻器電流最大時,此時電流表示數(shù)達到最大,滑動變阻器的功率最大,此時
U74V
Ro通過的電流為/()="=有7=13,則通過R的電流為/m=,A-/o=3A-1.6A=1.4A,故滑動變
9io"
阻器的最大功率為匕=U/m=24Vxl.4A=33.6W,故C正確。
D.根據(jù)P二U/知,當(dāng)電路總電流最小,電阻最大時,電功率最小,此時應(yīng)將滑動變阻器與燈
泡串聯(lián),且滑動變阻器滑片置于阻值最大值處,由AB可知,此時電路中的電流為0.4A,故電
路中消耗的最小功率為匕n=24VxO.4A=9.6W,故D正確。
故選ACDo
14.(2023?遼寧丹東)(多選)如圖甲所示,電源電壓保持不變,R尸10C。閉合開關(guān)S,將滑
動變阻器R2的滑片P從力端移動到。端的過程中,電流表示數(shù)隨滑動變阻器R2連入電路的阻
值的變化關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是()
A.電源電壓為8V
B.R/的最小電功率為1.6W
C.滑動變阻器用的最大阻值為30c
D.當(dāng)滑片P位于中點時,R/與R2的電功率之比為2:3
【答案】ACD
【解析】A.由圖甲可知,當(dāng)滑動變阻器的滑片位于。端時,電路為R/的簡單電路,此時電路
中的電流最大,為0.8A,則電源電壓U=小〃?/=O.8AxlOQ=8V,故A正確;
BC.由圖甲可知,當(dāng)滑動變阻器的滑片位于力端時,兩電阻串聯(lián),滑動變阻器全部接入電路,
阻值為30C,此時電路中電流最小為0.2A,R/的電功率最小,R/的最小電功率尸/麻尸產(chǎn)如小
/?/=(0.2A)2xl0n=0.4W,故B錯誤,C正確;
D.當(dāng)滑片P位于中點時,變阻器接入電路的阻值為15Q,R/與&的電功率之比為
p.l2R.R.I0Q2
八=k=言=許=1,故D正確。
p2I~R2615c3
故選ACDo
15.(2023?黑龍江牡丹江)(多選)如圖所示,電源電壓U=3V且保持不變,R/=10C,30.1A。
閉合開關(guān),則()
L1^
&0
A.R/兩端的電壓是2VB.通過/?2的電流是0.1A
C.&的阻值是20QD.R/消耗的電功率是0.2W
【答案】BC
【解析】A.當(dāng)開關(guān)閉合時,R/=10Q,Z/=O.1A,則陽的電壓為a=46=0.1Axl0C=lV,故A
不符合題意;
B.由電路圖可知R/與型串聯(lián),串聯(lián)電路中電流相等,即/2=/尸0.從,故B符合題意;
n3V
C.電路中的電流為0.1A,總電壓為3V,故電路中的總電阻為R=J=?「=3OC,R/與及串
I0.1A
聯(lián),心的阻值為與=H-H=3OC-10C=20C,故C符合題意;
D.4電阻為10Q,電流//=0.1A,R/消耗的電功率為P=,故D不符
合題意。
故選BC。
16.(2023?遼寧撫順、鐵嶺)(多選)如圖所示電路,定值電阻尺為4OQ,滑動變阻器允許通過
的最大電流為0.4A,當(dāng)滑動變阻器的滑片P在最右端時,先閉合開關(guān)S,電流表示數(shù)為0.1A,
再閉合開關(guān)S1,電流表示數(shù)為0.2A,在保證電路元件安全的條件下,將滑動變阻器的滑片向左
最大范圍移動。下列說法正確的是()
A.電源電壓為8V
B.滑動變阻器連入電路的阻值范圍是40Q~10Q
C.定值電阻凡的功率為0.8W
D.通電Imin,整個電路消耗的電能最多為120J
【答案】BD
【解析】A.由圖可知,閉合開關(guān)S,電阻Ro的簡單電路,電流表測量通過Ro的電流,電源
電壓U=/oRo=0.1Ax40C=4V,故A錯誤;
B.再閉合開關(guān)Si,變阻器連入電路的電阻最大,變阻器和電阻R。并聯(lián),電流表測量干路中
的電流,由并聯(lián)電路的特點可知通過R。的電流不變,為0.1A,通過變阻器的電流小
u4V
=Z-/o=O.2A-O.lA=O.lA,變阻器的最大阻值/大=1=正=40%滑動變阻器允許通過的最大
電流為0.4A,變阻器的最小阻值6小=胃=怒
=1℃,所以滑動變阻器連入電路的阻值范圍
是40Q?10C,故B正確;
C.定值電阻凡的功率為4=U/°=4VX0.1A=0.4W,故C錯誤;
D.滑動變阻器允許通過的最大電流為0.4A,通過變阻器的最大電流是0.4A,干路中最大電
流/大二/葉/潛產(chǎn)0.1A+0.4A=0.5A,通電Imin,整個電路消耗的最大電能大
Z=4Vx0.5Ax60s=120J,故D正確。
故選BD。
17.(2023?遼寧本溪)如圖所示電路,燈泡Li為“12V12W”、燈泡L?為力2V6W”,滑動變阻
器的最大阻值為48Q,電壓表的量程為“0?15V”。只閉合開關(guān)滑動變阻器的滑片從最右端
向左移動,當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時,燈泡Li正常發(fā)光。只閉合開關(guān)S2,保證所有元件安全的
情況下,最大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片。忽略溫度對燈絲電阻的影響,下列有關(guān)該電路說
法正確的是()
A.電源電壓為18V
B.只閉合開關(guān)Si,當(dāng)燈泡LI正常發(fā)光時,滑動變阻器連入電路的阻值為6Q
C.只閉合開關(guān)S2,電壓表示數(shù)的最大值為15V
D.只閉合開關(guān)S2,電路總功率的變化范圍為4.5W?9W
【答案】ABD
【解析】AB.只閉合開關(guān)與,L與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測滑動變阻器兩端的電壓?;瑒?/p>
變阻器的滑片從最右端向左移動,當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時,燈泡Li正常發(fā)光,則電源電壓為
U=5+%=12V+6V=18V,
通過燈泡L的電流4=/廣5=器=仄,滑動變阻器連入電路的阻值%=3=9=6C
故AB正確;
CD.燈泡L2的阻值&=<="2=24。,只閉合開關(guān)S2,L2與滑動變阻器串聯(lián),當(dāng)滑動
P26W
變阻器接入電路的阻值最大時,電壓表的示數(shù)最大,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可得
X18V=12V,則電壓表示數(shù)的最大值為12V。此時電路的電流最小,最
ArtH-OiZ+
小電流為心口=今=不黑元=0?25A,電路的最小總功率ZU=U*=18VxO.25A=4.5W,當(dāng)
P6W
小燈泡L2正常發(fā)光時,電路的電流最大Lx=,2=h=DJ=0-5A,電路的最大總功率
U)1V
%二3218Vx().5A=9W
故C錯誤,D正確。
故選ABDo
18.(2023?山東濰坊)(多選)某同學(xué)連接了如圖所示電路,電源電壓恒為18V,電壓表量程
為“0?15V”,電流表量程為“(M16A",滑動變阻器規(guī)格為“100C1A”,小燈泡標有“6V3W”字樣。
不考慮燈絲電阻的變化,在確保電路安全的情況下,下列說法正確的是()
A.電路允許通過的最大電流是0.5AB.電壓表示數(shù)的變化范圍是3~6V
C.小燈泡消耗電功率的最小值是0.75WD.滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是
24~100Q
【答案】AC
【解析】由電路圖可知,燈泡L和滑動變阻器R串聯(lián),電壓表測R兩端的電壓,電流表測電
路中的電流。
ABD,燈泡正常發(fā)光時的電壓仇=6V,功率P『3W,由可得,燈泡正常發(fā)光時的電流
p4W
為乙=亡=岔=。?5人,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且電流表量程是0?0.6A,滑動變阻器
允許通過的最大電流為1A,所以,電路中的最大電流為/產(chǎn)"=0.5A,此時電壓表的示數(shù)最小,
變阻器接入電路中的電阻最小,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,電壓表的最小
示數(shù)為〃小=U-U「18V-6V=12V,由可得,滑動變阻器接入電路中的最小阻值為
&、=華=照=24。,由題意知,不考慮燈絲電阻的變化,則燈泡的電阻為凡=牛=蔑=12以
當(dāng)滑動變阻器兩端電壓最大,即電壓表的示數(shù)公產(chǎn)15V時,燈泡兩端的電壓最小為
%小=U-〃大=18V-15V=3V,此時電路中的最小電流為/小=%=等=券=0.25A,此時變阻
器接入電路中的電阻阻值最大為%大二等二孩;二604,由60CV100Q可知,電路中的最小
,小
電流為0.25A,滑動變阻器接入電路中的最大阻值為60C,電壓表的最大示數(shù)為15V,所以,
電壓表示數(shù)變化范圍是12V?15V,電流表示數(shù)變化范圍是0.25A?0.5A,滑動變阻器連入電
路的阻值變化范圍是24Q?60C,故A正確,BD錯誤;
C.當(dāng)電路中的電流最小時,小燈泡消耗電功率最小,則由尸二U/可得,小燈泡消耗電功率最
小值為以=U八4小=3VXO.25A=O.75W,故C正確。
故選ACo
19.(2023?黑龍江龍東)(多選)如圖所示的電路中,電源電壓恒定為6V,變阻器R/標有“20C,
0.5A”字樣,定值電阻及標有“10Q,1A”字樣若電流表的量程為“07).6A”,電壓表的量程為
“0?3V”,滑片移動時,在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是()
A.電流表變化范圍0.3A?0.5A
B.電壓表變化范圍1.5V~3V
C.滑動變阻器阻值范圍2c?10。
D.電路總功率最大值2.7W
【答案】AC
【解析】由電路圖可知,R/與此串聯(lián),電壓表測R/兩端的電壓,電流表測電路中的電流。因
串聯(lián)電路中各處的電流相等,變阻器R/允許通過的最大電流為0.5A、定值電阻R2允許通過的
最大電流為1A、電流表量程為0~0.6A,所以,電路中的最大電流//0.5A;此時R2兩端的電
壓最大,電路的總功率最大,變阻器接入電路中的電阻最小,型兩端電壓U2產(chǎn)晨
R/=O.5AxlOQ=5V,電路的最大功率乙二U/產(chǎn)6VxO.5A=3W,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電
壓之和,所以,變阻器兩端的電壓U尸“必產(chǎn)6V-5V=IV,變阻器接入電路中的最小阻值
Uiv
跖、二,二問二取,電壓表的量程為“0?3V”,當(dāng)電壓表的示數(shù)最大是3V時,接入電路中的
電阻最大,電路中的電流最小,電路的總功率最小,此時R2兩端的電壓U2=U-S產(chǎn)6V-3V=3V,
所以電壓表變化范圍1V~3V,電路中的最小電流/小=?=H=0,3A,則電流表變化范圍
0.3A~0.5A?;瑒幼冏杵鹘尤腚娐分械淖畲笞柚祩€大=華=慈=10C,所以,滑動變阻器連入
/小U.JA
電路的阻值在2Q?10Q范圍內(nèi)變化。
綜上所述
A.電流表變化范圍0.3A~0.5A,故A正確;
B.電壓表變化范圍1V~3V,故B錯誤;
C.滑動變阻器阻值范圍2c?10Q,故C正確;
D.電路總功率最大值3W,故D錯誤。
故選ACo
20.(2023?吉林)如圖是某電飯鍋內(nèi)部電路簡圖。S斷開時,電路中的電流是0.5A,通電Imin
后,電路中消耗的電能是J;S閉合后,電路中消耗的總功率將O
【解析】[1]S斷開時,電路中的電流是0.5A,通電Imin后,電路中消耗的電能是
W=67z=220Vx0.5Ax60s=6600J
[2]S閉合后,電路由Ro與R串聯(lián)變?yōu)镽的簡單電路,電路中電阻變小,由尸=上得,電路中
消耗的總功率將變大。
21.(2023?遼寧撫順、鐵嶺)如圖甲所示的電路,電源電壓不變,電流表量程為0~0.6A,電壓
表量程為0~15V。閉合開關(guān)S、S,,斷開邑,滑動變阻器的滑片P從最右端向左移動,直至燈
泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)關(guān)系圖像如圖乙所示,燈泡正常發(fā)光時,某塊電表的示
數(shù)恰好達到最大值;再斷開加,閉合S?,將滑片P調(diào)回至最右端,電壓表示數(shù)和滑動變阻器連
入電路的阻值關(guān)系圖像如圖丙所示。則電源電壓為V,變化過程中,燈泡的最小電阻
為C,燈泡的額定功率為Wo
【答案】9105.4
【解析】口北2]閉合開關(guān)S、S,,斷開S?,燈L與滑動變阻器/?串聯(lián),電流表測電路中的電流,
電壓表測燈L兩端電壓,再斷開明,閉合當(dāng),燈L與滑動變阻器R串聯(lián),電流表測電路中的
電流,電壓表測電源兩端電壓,由圖丙可知,滑動變阻器R的最大阻值為20C;閉合開關(guān)S、
S,,斷開當(dāng),滑片P在最右端時,電路中的電阻最大,電流最小,由圖乙可知/=0.3A,此時燈
L兩端的電壓UL=3V,變阻器R兩端的電壓為UR=/R=0.3AX20c=6V,則電源電壓為
U=UR+(4=6V+3V=9V,當(dāng)滑動變阻器接入的阻值最大時,燈L的電阻最小,則燈L的最小
阻值為/考=^=感
⑶當(dāng)滑片P從最右端向左移動時,電路總電阻變小,電流變大,由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,
電壓表的示數(shù)變小,電路的總電阻最?。碦=0)時,電流表的示數(shù)達到最大值/=0.6A,此
時燈L剛好正常發(fā)光,兩端的電壓為%=U=9V,則燈L的額定功率為
4=UJL=9VX0.6A=5.4W
22.(2023?遼寧本溪)小平家5月份的電費為50元,當(dāng)?shù)仉妰r為0.5元/kW?h,5月末他家的
電能表示數(shù)如圖,5月初電能表的示數(shù)應(yīng)為/kW-h0他家可以同時使用用電器的總功率
不能超過Wo他單獨使用電燉鍋正常工作3min,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過160轉(zhuǎn),則電燉鍋的
額定功率為Wo
單相電能表
回回回叵]?
kWh
XA
220V10(20)A50Hz
2000r/(kWh)
【答案】1923.644001600
【解析】口]小平家5月份消耗的電能卬=律*=100攵卬力,5月初電能表的示數(shù)為W切
U?5兀/kWh
=2023.6kWh-100kWh=1923.6kWh
⑵由電能表的參數(shù)可知,他家接在這個電能表的用電器額定最大電流為20A,則他家可以同
時使用用電器的最大總功率%="=220Vx20A=4400W
[3]電燉鍋正常工作3min,消耗的電能%燉鍋=2000黑W?廣田弘W?h=2.瞅1(H,電燉鍋的額定
功率P=為以=2.88x10,J=mow
券t3x60s
23.(2023.湖北鄂州)如圖甲所示,空氣炸鍋利用熱空氣流高效快速烹制食物,以烹制食物的
外酥里嫩、味美可口而廣受大眾的認可和歡迎。如圖乙所示是某品牌空氣炸鍋加熱部分的簡化
電路圖,其額定電壓為220V,定值可阻R/和R2為發(fā)熱體,其中心二44。。通過開關(guān)SI的通斷
和單刀雙擲開關(guān)S2在A、8間的連接轉(zhuǎn)換可實現(xiàn)高、中、低三個檔位的調(diào)節(jié)。已知中溫檔的額
定功率為440W。求:
(1)當(dāng)開關(guān)Si(選填“斷開”或“閉合")、S2(選填“接A”或“接8”)時,空
氣炸鍋為低溫擋;
(2)R/的阻值________;
(3)當(dāng)空氣炸鍋處于高溫檔時,正常工作lOmin消耗的電能o
s2
【答案】斷開接A11OQ9.24x105J
【解析】(1)觀察電路圖可知,當(dāng)Si斷開,S2接A時,R/與R2串聯(lián),電路中電阻最大;
當(dāng)冬閉合,S2接8時,R/與用并聯(lián),電路中電阻最?。划?dāng)Si閉合,S2接A時,&被短路,
電路中只有R/,電路中電阻大小中等;由P可知,當(dāng)Si斷開,S2接A時,電路中電阻最
A
大,功率最小,此時空氣炸鍋為低溫擋。
(2)⑶當(dāng)Si閉合、S2接A時處于中溫檔,Q的阻值h=(=第簿=110。
舄440W
(3)[4]當(dāng)Si閉合、S2接8時處于高溫檔,則高溫檔的功率匕=6,+(=440W+維線-=1540W,
R,4412
正常工作lOmin消耗的電能W=P1540Wx10x60s=9.24x105J
24.(2023?廣西)如圖是簡易榨汁杯的電路原理圖,工作站有榨汁、加熱、保溫三擋。當(dāng)閉合
開關(guān)時,榨汁杯處于榨汁擋:只閉合開關(guān)S2時,榨汁杯處于擋。
【答案】S1保溫
【解析】[1]由圖可知,該電路為并聯(lián)電路,當(dāng)榨汁杯處于榨汁檔時,只需要電動機工作即可,
所以據(jù)圖可知只閉合Si,電路為電動機串聯(lián)的簡單電路。
⑵根據(jù)P=g可知,電源電壓一定,當(dāng)電阻越小時,電功率越大,所以當(dāng)S2、S3閉合,小、
R2并聯(lián)時為加熱擋;只閉合開關(guān)S2時,R/單獨串聯(lián)為保溫擋。
25.(2023?遼寧撫順、鐵嶺)如圖是小昊家的電能表,他家同時使用的用電器總功率不能超過
W。小昊將“220V2400W”熱水器單獨接入電路正常工作lOmin,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn),
電能表示數(shù)變?yōu)閗Who
【答案】44002402363.2
【解析】[1]由題圖可知,電能表的工作電壓為220V,允許通過的最大電流為20A,所以他家
同時使用的用電器工作最大總功率為4大=3般大=220Vx20A=4400W
⑵用電器在Wmin內(nèi)消耗的電能為W=a=2.4kWx^h=0.4kW.h,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)為
60
〃=600r/kW?hx0.4kWh=240r
⑶有圖可知,當(dāng)時的電能表示數(shù)為2362.8kW.h,則此時的電能表示數(shù)變?yōu)?362.8
kWh+0.4kWh=2363.2kWh
26.(2023?黑龍江齊齊哈爾)小夏一家假期外出旅游,家中只有一個網(wǎng)絡(luò)攝像頭和一個路由器
在工作,其實際功率分別為5W和15W。出發(fā)和回家時,電能表示數(shù)如圖所示,這段時間內(nèi)
小夏家消耗電能kW.h,小夏一家外出ho(電路其它元件損耗電能不計)
02018回
020230
【答案】4.8240
【解析】[1]⑵由題意可知,電路中消耗的電能為W=2023.6kW.h-2018.8kWh=4.8kWh,兩用電
器的總電功率為P=5W+15W=20W=2xl(y2kW,根據(jù)片十可得,兩用電器所用的時間為
Z=7=2xlXw=240h即為小夏一家外出的時間。
27.(2023?遼寧丹東)小潘家的電能表上標著“3000revs/(kWh)”。他將家里臺式電腦單獨接入
電路,工作3min,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了30轉(zhuǎn),臺式電腦消耗的電能為—J,電功率為W。
【答案】3.6xlO4J200
【解析】53000rcvs/(kW.h)是指每消耗lkW-h的電能,電能表轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),因此電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)
30r
3。轉(zhuǎn)所消耗的電能為「耐嬴TEWlkWgExUj
⑵電功率為P/=3*,」=200W
t3x60s
28.(2023?遼寧營口)如圖所示,電源電壓恒為9V,電壓表V1、V?完全相同,連入電路的量
程也用同,小燈泡Li“6V6W”、L2“6V3W”(燈絲電阻不變)。當(dāng)開關(guān)都閉合時,電路中的電
流為A,此時只有一個小燈泡正常發(fā)光,未正常發(fā)光的小燈泡的實際功率為
W;斷開開關(guān)S]、S2,電壓表V|的示數(shù)為Vo
喀
【答案】0.51.54.5
【解析】口][2]由圖可知,當(dāng)開關(guān)都閉合時,兩個燈泡串聯(lián),電壓表Vi測量燈泡Li兩端的電
壓,電壓表”測量燈泡L2兩端的電壓,兩個燈泡電阻分別為「,喘=6Q,
%=與=噂=皿兩個燈泡的額定電流分別為“%祟=從,/2=^=-^=0,5A,電路
K3W%OL2%1ZL2
u9V
中的電流為1萬丁丁二時石=。a,此時電路中的電流/=/2=0.5A,L2小燈泡正常發(fā)光,Li
A\)+A->OS2+1ZL2
小燈泡的實際功率為P;=產(chǎn)&=(0.5A)2X6Q=L5W
⑶斷開開關(guān)SI、S2,兩個電壓表串聯(lián)在電路中,電壓表Vi、V2完全相同,它們的電阻相同,
由串聯(lián)分壓可知,它們兩端的電壓相等,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知電壓表Vi的示數(shù)為
t/;=-t/=-x9V=4.5V
'22
29.(2023?內(nèi)蒙古赤峰)如圖所示,電源電壓保持不變,&=30Q,%=10C。當(dāng)閉合開關(guān)S,
斷開開關(guān),、S?時,電壓表的示數(shù)為4V,電流表示數(shù)為0.2A,則電源電壓為V;當(dāng)開
關(guān)S、S]、S?都閉合時,則電路消耗的總功率為Wo
【解析】[1]閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)加、S?時,R/與心串聯(lián),電壓表測量的是R/兩端的電壓,
所以Q的電阻為鳥=牛=怒=20C,則電源電壓為U=/(A+&)=O,2A(2OC+1OQ)=6V
[2]當(dāng)開關(guān)S、S]、S?都閉合時,處被短路,R/與&并聯(lián),所以R/與4兩端的電壓等于電源
電壓,R/的電流為4=2黑=0-3A,&的電流為/2=:=篇=0",所以電路消耗的總功
率為P=t/(/[+/2)=6Vx(O3A+0.2A)=3W
30.(2023?黑龍江龍東)如圖甲所示的電路中電源電壓不變,小燈泡L的額定電壓為24V,當(dāng)
把滑片P滑到最左端時,小燈泡恰好正常發(fā)光。圖乙為通過燈泡L的電流與其兩端電壓的關(guān)系,
當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻為C。調(diào)節(jié)滑動變阻器R,當(dāng)其連入電路的阻值是一
。時,小燈泡的實際功率為3.6W。
//A
【答案】6040
【解析】H]由圖可知,當(dāng)滑動變阻器滑動到最左端時,滑動變阻器被短路,小燈泡正常發(fā)光,
此時小燈泡兩端電壓等于電源電壓,即U聲。產(chǎn)24V,正常發(fā)光時的電流為0.4A,根據(jù)4票
24V
得,小燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻為%二,二市為始
⑵由圖乙知,當(dāng)小燈泡的實際功率為3.6W,根據(jù)尸="可得,此時小燈泡兩端的電壓為12V。
電流為0.3A,由圖甲可知,小燈泡與滑動變阻器串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點,可知滑動變
阻器兩端電壓為4=4-UL=24V-12V=12V,由―午可得,滑動變阻器R連入電路的阻值為
31.(2023?黑龍江龍東)如圖所示,將洗衣機三腳插頭插入三孔插座,可使洗衣機的與
大地用連,防止發(fā)生觸電事故。將某用電器單獨接在如圖所示電能表上正常工作3min,電能
表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了100轉(zhuǎn),則該用電器的額定功率是Wo
【答案】金屬外殼1000
【解析】[1]將洗衣機的三腳插頭插入三孔插座中,這樣做可以讓它的金屬外殼與插座中的地
線相連,防止發(fā)生觸電事故。
[2]由題意知,2000r/(kW?h)表示電路中每消耗lkW?h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)2000r,當(dāng)轉(zhuǎn)
盤轉(zhuǎn)100r,消耗的電能為卬=2000景W?h)$多由,已知用電器正常工作時間為
41W—kW,h
r=3irjn=^-h=—h,由產(chǎn)=:可得,該用電器的電功率為尸=一=%一=lkW=IOOOW,該用
oU20Tth
20
電器的額定功率為lOOOWo
32.(2023?遼寧營口)某款帶保溫功能的電水壺,其簡化電路圖如圖所示,S為總開關(guān),Si
為自動控制開關(guān),R/和&為阻值不變的發(fā)熱電阻,&=840C,加熱功率為1210W,電水壺
將質(zhì)量1kg、初溫20℃的水燒開,加熱效率為84%。[c#42xlO3〃(kg?℃),標準大氣壓]求:
(1)水吸收的熱量;
(2)把水燒開需要多長時間(結(jié)果保留整數(shù));
(3)電水壺的保溫功率。
--------1?-----
Ri
RAS
L-o220Vo~~?
【答案】(1)3.36x105J;(2)331s;(3)55W
【解析】(1)在一個標準大氣壓下,將1kg、20℃的水燒開即為100℃,溫度升高了80℃,則
水吸收的熱量為2及=。的=4.2xl03J/(kg℃)xlkgx(100-20)℃=3.36xl05J
(2)加熱器加熱過程中將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,加熱器加熱效率為84%,根據(jù)熱平衡方程可得
2%=渺=HPf
即把水燒開所需時間"扁=箭箭3s
(3)電源電壓為220V,&和R2為阻值不變的發(fā)熱電阻,當(dāng)閉合開關(guān)S、Si時,只有電阻R/
接入電路,此時為高溫檔,由公式P4號
一/曰u2(220V)2八
可得R[=-----=------------=40Q
%溫1210W
當(dāng)只閉合開關(guān)S時,R/和&串聯(lián),電阻最大,電水壺為保溫檔,電路中總電阻為Rj
R/+型=40Q+840Q=880Q
U-220Vx220V
保溫功率為“蹤=$==55W
iXfj氣ooU口L2
33.(2023?湖南邵陽)貝貝在媽媽指導(dǎo)下用電熨斗熨燙衣服,她首先閱讀說明書,知道電熨斗
有"低溫高溫''兩個檔位,其簡化電路如圖所示。%、&是電熱絲,4=88C,&=44C,S為旋
轉(zhuǎn)式開關(guān)。
(1)當(dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸點1和2時,求電路中的電流;
(2)當(dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸點2和3時,求電路消耗的總功率。
220V
【答案】(1)2.5A;(2)1.65XI03W
【解析】(1)如圖所示,當(dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸點1和2時,這是僅有為的基礎(chǔ)電路,此時電路中的
U220V
電流為"不=G=2.5A
1\]OOi4
(2)如圖,當(dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸點2和3時,&、&并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路中電壓特點,每條支路電
U220V
壓相等,此時通過R的電流不變,通過此的電流為,2=彳=M=5A
并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,則通過干路的總電流為,=/I+,2=2.5A+5A=7.5A
電路消耗的總功率為P=U/=220VX7.5A=1.65X1()3W
34.(2023?湖南常德)在圖甲所示電路中,電源電壓保持不變,電阻Q的阻值為30。,閉合開
關(guān)S,兩電流表的指針均指在表盤正中位置如圖乙所示。
(1)求電源電壓U;
(2)求電阻上的功率;
(3)現(xiàn)用電阻R替換原來的兩個電阻中的一個,發(fā)現(xiàn)替換前后只有一個電流表的示數(shù)發(fā)生了
變化,且電路的總功率變化了L2Wc求電阻R的阻值(結(jié)果保留1位小數(shù))。
2
切詼,
。4
A0.6,
OO
0.63
乙
【答案】(1)9V;(2)10.8W;(3)6.8?;?.4Q
【解析】由圖甲可知,兩電阻并聯(lián),電流表Ai測通過R/的電流,電流表A2測干路電流;
(1)由并聯(lián)電路的電流特點可知,干路電流大于支路電流,A2的示數(shù)應(yīng)大于Al的示數(shù),因
此A2選用大量程,Ai選用小量程,由圖乙可知,Ai的分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,A?的分
度值為0.1A,示數(shù)為1.5A,由并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可知,電源電壓U=S=U/=
//R/=0.3Ax30c=9V
(2)由并聯(lián)的電流特點可知,通過&的電流/2=/-//=1.5A-0.3A=L2A
則電阻&的功率尸2=U2I2=9Vx1.2A=10.8W
(3)由于替換前后只有一個電流表的示數(shù)發(fā)生了變化,由并聯(lián)電路的特點可知,此時無論更
換哪個電阻,干路電流一定會發(fā)生變化,則Ai的示數(shù)不能發(fā)生變化.因此被替換的電阻為
通過R/的電流不變;原來電路的總功率尸=U/=9Vxl.5A=13.5W
則更換后電路的總功率/=尸+”=13.5亞+1.2亞=14.7\¥
或P”=P-AP=13.5W-L2W=12.3W
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