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專題04\o"第18章電功率"電功率清單01\o"第18章電功率"電功率一、電能電功1、電功與電能(1)定義:電流通過某段電路所做的功叫。(2)單位:國際單位是;常用單位:;1度=1千瓦時=1kW?h=J。
2、電功與電能的計算(1)電流在某段電路上所做的功,等于這段電路兩端的電壓,電路中的電流和通電時間的乘積。計算公式:W=UIt=Pt(適用于所有電路)
(2)對于純電阻電路可推導(dǎo)出:①串聯(lián)電路中常用公式:W=I2Rt;
②并聯(lián)電路中常用公式:,W1:W2=R2:R1;
③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián),計算在一定時間所做的總功,常用公式W=W1+W2+…Wn。3、電功的測量:利用計算電功,根據(jù)電能表的轉(zhuǎn)數(shù)可以求出通過家用電器的電流在某段時間內(nèi)做的功,或消耗的電能。
(1)先根據(jù)每kW?h的轉(zhuǎn)數(shù)求出表盤轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所消耗的電能,再看表盤在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn),用上面兩個數(shù)據(jù)相乘,所得乘積就是用電器在這段時間內(nèi)消耗的電能.
(2)由于電能表的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)與電流做的功(或消耗的電能)成,因此可以先統(tǒng)一單位,然后列出比例式,再求解答案。4、電能表參數(shù)的理解
(1)220V:表示電能表應(yīng)該在220V的電路中使用。
(2)10(20)A:表示該電能表的標(biāo)定電流是10A,額定最大電流是20A。
(3)50Hz:表示電能表在50Hz的交流電路中使用。
(4)600revs/kW?h:表示接在這個電能表上的用電器每消耗1kW?h的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600圈?!⒁猓豪棉D(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)來計算電能時,得到的單位是kW?h,記住單位之間換算關(guān)系:1kW?h=3.6×106J。5、\o"歐姆定律的簡單計算"電功的應(yīng)用(1)電功的計算公式:。U表示某段電路兩端的電壓,單位是。I表示通過該電路的電流,單位是。t表示通電時間,單位是。W表示電流在該段電路上所做的功,單位是。
(2)串、并聯(lián)電路中電功的特點
①串聯(lián)電路:電阻R1、R2串聯(lián)在總電壓為U的電路中,設(shè)它們兩端的電壓分別為U1、U2,電路中的電流為I,則在時間t內(nèi)電流所做的功分別是W總=UIt,W1=U1It,W2=U2It;又因為U=U1+U2,故W總=(U1+U2)It=U1It+U2It=W1+W2。
②并聯(lián)電路:電阻R1、R2并聯(lián)在電壓為U的電路中,設(shè)通過它們的電流分別為I1、I2,電路中的電壓為U,則在時間t內(nèi)電流所做的功分別是W總=UIt,W1=UI1t,W2=UI2t;又因為I=I1+I2,故W總=U(I1+I2)t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念規(guī)律:無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,電流所做的總功都等于電流通過各用電器(或各支路)做功之和,表示為W總=W1+W2。6、電能的輸送(1)為了合理的利用能源,發(fā)電站要建在靠近能源的地方,而用電的地方離發(fā)電站很遠(yuǎn),因此需要把電能輸送到遠(yuǎn)方,這就涉及電能的輸送問題,即電能的輸送。
(2)輸送電能的基本要求是
可靠:是指保證供電線路可靠地工作,少有故障和停電。
保質(zhì):就是保證電能的質(zhì)量,即電壓和頻率穩(wěn)定。
經(jīng)濟(jì):是指輸電線路建造和運行的費用低,電能損耗小。
(3)減少電能損失的方法:a減小導(dǎo)線電阻降低輸電線上電能損失;b減小輸電線中的電流降低輸電線上電能損失。二、電功率1、電功率的概念(1)定義:電流單位時間內(nèi)所做的功。(2)物理意義:表示電流做功快慢的物理量,用字母P表示,燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率大小。(3)國際單位:;常用單位:。
(4)電功與電功率的區(qū)別:用電器消耗電能的為電功,而消耗電能的叫電功率。(5)額定電壓、額定功率、實際電壓、實際功率①用電器正常工作時的電壓叫;用電器在額定電壓下的功率叫。②用電器實際工作時的電壓叫;用電器在實際電壓下的功率叫。2、電功率與電能、時間的關(guān)系:電功率是反映的物理量,定義為1秒鐘內(nèi)消耗電能的多少,因此,用所消耗的電能除以消耗這些電能所用的時間,就得到定義式。3、電功率與電壓、電流的關(guān)系(1)在電壓相等的情況下,通過燈泡的電流越大,燈泡消耗的電功率。
(2)在電流相同的情況,電功率的大小與電壓的大小有關(guān),且與電壓成。
(3)在電壓相同的情況,電功率的大小與電流的大小有關(guān),且與電流成。4、\o"歐姆定律的簡單計算"電功率的計算(1)定義式:P=UI.即電功率等于用電器兩端的電壓和通過它的電流的乘積,該公式是電功率的普適公式,適用于所有的用電器。
P表示電功率,單位是W;U表示某段電路兩端的電壓,單位是V;I表示通過這段電路的電流,單位是A
(2)導(dǎo)出式:P=I2R,,這兩個公式只適用于純電阻電路,即能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器,如電爐子、電飯煲就屬于純電阻電路。三、測量小燈泡的電功率1、電功率的測量(1)實驗室里通常根據(jù)電功率的計算公式測量電功率。
(2)測量電功率的方法:a用電能表測量出電流通過用電器做的,用秒表測量出所用的。根據(jù)公式計算出用電器的電功率。b用電壓表測出加在用電器兩端的,用電流表測出通過用電器的,根據(jù)公式計算出用電器此刻的電功率,這種方法叫做伏安法。
(3)如果沒有電壓表,我們可以用一個已知電阻和電流表來代替電壓表,根據(jù)可得出電壓值,這時應(yīng)將小燈泡與已知電阻并聯(lián),因為得出了已知電阻兩端的電壓,就知道了小燈泡兩端的電壓;反之,如果沒有電流表,我們可以用一個已知電阻和電壓來代替電流表,根據(jù)可得出電流值,這時應(yīng)將小燈泡與已知電阻串聯(lián),因為得出了已知電阻的電流,就知道了通過小燈泡的電流。2、實驗中滑動變阻器的作用
(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)該先調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其連入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,這樣能夠保護(hù)電路中的各個電路元件不至于損壞;(保護(hù)電路)
(2)接通電源后,移動滑動變阻器的滑片,可以調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓。(調(diào)節(jié)電壓)四、焦耳定律1、電熱的利用與防止(1)電流的熱效應(yīng):電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成熱,這個現(xiàn)象叫做電流的。(2)電流熱效應(yīng)的實質(zhì):是電流通過導(dǎo)體時,由電能轉(zhuǎn)化為。(3)電熱器:電流通過導(dǎo)體時將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器。其優(yōu)點是清潔、無污染、熱效率高,且便于控制和調(diào)節(jié)電流。(4)有時人們利用電熱,如電飯鍋、電熨斗等;有時人們防止電熱產(chǎn)生的危害,如散熱孔、散熱片、散熱風(fēng)扇等。2、焦耳定律的定義和應(yīng)用(1)內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比,這個規(guī)律叫。
(2)公式:,公式中的電流I的單位要用安培(A),電阻R的單位要用歐姆(Ω),通過的時間t的單位要用秒(s)這樣,熱量Q的單位就是焦耳(J)。
(3)變形公式:,Q=UIt。(4)在電路中,電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功等于電熱,即W=Q;在非純電阻電路中,電能大部分轉(zhuǎn)化為其他能,已小部分轉(zhuǎn)化為熱能,電功大于電熱,W=Q+W其他。3、焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用
(1)電熱與電能的關(guān)系:純電阻電路時Q=W;非純電阻電路時Q<W。(2)電熱與電功的關(guān)系應(yīng)用公式電功電功率焦耳定律適用范圍基本公式W=UItP=UIQ=I2Rt普遍適用導(dǎo)出公式=I2Rt
=I2R=UIt
純電阻電路W=Q(3)公式Q=I2Rt是電流產(chǎn)生熱效應(yīng)的公式,與W=UIt不能通用.W=UIt是電流做功的計算公式,如果電流做功時,只有熱效應(yīng),則兩公式是等效的;如果電流做功時,同時有其他能量轉(zhuǎn)化,像電動機(jī)工作時,電能既轉(zhuǎn)化為熱能,也轉(zhuǎn)化為動能,則Q=I2Rt只是轉(zhuǎn)化為電熱的部分,W=UIt則是總的電功,只有對純電阻電路才有W=Q,對非純電阻電路Q<W。實驗一探究小燈泡的電功率實驗【實驗?zāi)康摹坑秒娏鞅?、電壓表測出小燈泡在不同電壓下的電功率?!緦嶒炘怼俊!緦嶒灧椒ā糠卜ā!緦嶒炂鞑摹扛呻姵?、小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干?!緦嶒灢襟E】步驟①根據(jù)電路圖連接實物圖,注意連接時開關(guān)要斷開,開關(guān)閉合之前要把滑動變阻器調(diào)到阻值最大處。步驟②檢查電路無誤后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)等于2.5V時,停止滑動,記錄此時電流表的示數(shù),并觀察燈泡的亮度,記錄在表格中。步驟③調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,分別使電壓表的示數(shù)低于2.5V、等于2.5V的1.2倍(注意不能超過小燈泡的額定電壓太多,否則會損壞小燈泡),記錄每一次對應(yīng)電流表的示數(shù),并觀察燈泡的亮度,記錄在表格中。步驟④將實驗中記錄的數(shù)據(jù)分別代入P=UI,算出小燈泡的實際功率,并填人表格中;步驟=5\*GB3⑤整理實驗器材?!緦嶒灧治龊徒Y(jié)論】(1)小燈泡的發(fā)光情況由它的實際功率決定,,燈泡。
(2)燈泡實際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變,,。
(3)燈泡的實際功率可以等于額定功率,也可以不等于額定功率。實驗二實驗探究\o"阻力對物體運動影響的探究實驗"電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱與哪些因素有關(guān)【實驗?zāi)康摹刻骄侩娏魍ㄟ^導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱與哪些因素有關(guān)?!緦嶒炘怼扛鶕?jù)U形管液體升高高度來判斷電流通過電阻絲通電產(chǎn)生電熱的多少?!緦嶒灧椒ā靠刂谱兞糠?、轉(zhuǎn)換法。【實驗器材】密閉容器兩個、U形管兩個、導(dǎo)線若干、不同阻值電阻絲若干、電源?!緦嶒瀳D像】1、電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系【實驗步驟】步驟①如圖甲所示,兩個透明容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。兩個密閉容器中都有一段電阻絲,右邊容器中的電阻比較大。步驟②兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端,通過兩段電阻絲的電流相同。通電一定時間后,比較兩個U形管中液面高度的變化。步驟③整理實驗器材?!緦嶒灲Y(jié)論】在電流相同、通電時間相同的情況下,電阻越大,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。2、電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系【實驗步驟】步驟①如圖乙所示,兩個密閉容器中的電阻一樣大,在其中一個容器的外部,將一個電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián),因此通過兩容器中電阻的電流不同。步驟②通電時間相同的情況下,觀察兩個U形管中液面高度的變化。步驟③整理實驗器材。【實驗結(jié)論】在電阻相同、通電時間相同的情況下,通過一個電阻的電流越大,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多?!揪毩?xí)1】(23-24九年級上·山東淄博·期末)如圖所示為探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置。兩個透明容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。將容器中的電阻絲串聯(lián)在電路中,,。下列說法正確的是()A.容器中電阻絲內(nèi)能的增大方式和空氣內(nèi)能的增大方式相同B.閉合開關(guān)后,甲管中液面上升比乙慢C.閉合開關(guān)后,要使現(xiàn)象變化的快一些,應(yīng)將滑動變阻器滑片P向左移動D.閉合開關(guān)一段時間,兩電阻產(chǎn)生的熱量之比是2∶1【練習(xí)2】(23-24九年級上·安徽淮北·期末)在探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少跟什么因素有關(guān)”實驗中,三個透明容器中密封著等量的空氣,容器內(nèi)的電阻連接情況如圖所示,通電后,觀察U形管中液面高度的變化。則下列分析正確的是()A.甲、乙、丙三個容器內(nèi),流過三個電阻的電流相等B.要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,需觀察甲、丙兩個U形管中液面高度的變化C.要探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,需觀察甲、乙兩個U形管中液面高度的變化D.要探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,需觀察甲、丙兩個U形管中液面高度的變化【練習(xí)3】(23-24九年級上·湖南株洲·期末)將“3V,3W”和“6V,3W”的兩只燈泡L1和L2串聯(lián)后接在9V的電源兩端,不考慮溫度對燈絲電阻的影響,則()A.兩只燈泡均能正常發(fā)光B.兩個燈泡發(fā)光時,燈泡L2比燈泡L1亮一些C.燈L1的電阻大于燈L2的電阻D.兩燈發(fā)光時,電路中通過的電流為1.5A【練習(xí)4】(23-24九年級上·湖南衡陽·期末)大山上次查看家中電能表示數(shù)為,本次查看時電能表示數(shù)如圖所示。則下列說法正確的是(
)A.家庭電路中電能表一般安裝在總開關(guān)之后B.電能表是測量電功率的儀表C.他家在這段時間內(nèi)消耗的電能為D.若只讓一個標(biāo)有“220V,1000W”的電熱水器正常工作40min,則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)2400轉(zhuǎn)【練習(xí)5】(23-24九年級上·四川廣安·期末)甲醛對人體有嚴(yán)重的危害,因此房屋裝修后,檢測甲醛污染指數(shù)很重要。如圖甲所示是技術(shù)人員設(shè)計的檢測甲醛污染指數(shù)的電路,電源電壓恒定,R0為定值電阻,R為可以感知甲醛污染指數(shù)的可變電阻,R的阻值隨污染指數(shù)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示。下列說法正確的是()A.當(dāng)污染指數(shù)增大時,電壓表示數(shù)變小B.當(dāng)污染指數(shù)增大時,電路消耗的總功率將變大C.當(dāng)污染指數(shù)增大時,電壓表與電流表示數(shù)的比值將變小D.將電壓表表盤改裝為刻度盤并標(biāo)上刻度顯示相應(yīng)的污染指數(shù),刻度盤上的刻度是均勻的【練習(xí)6】(23-24九年級上·河南鄭州·期末)如圖是“探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”的實驗裝置。實驗中通過比較U形管內(nèi)液面的,來比較導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少;相同時間內(nèi),電流通過R1產(chǎn)生的熱量與通過R2產(chǎn)生的熱量之比為?!揪毩?xí)7】(23-24九年級上·四川廣安·期末)如圖所示,將燈L1、L2按甲、乙兩種方式接在電壓均為U的兩個電路中。燈L1在甲、乙兩個電路中的電功率分別為8W和32W,設(shè)兩燈燈絲的電阻不變。L1、L2兩燈燈絲電阻之比為,甲、乙兩圖中電路消耗的總功率之比為?!揪毩?xí)8】(23-24九年級上·安徽亳州·期末)如圖所示的是小燈泡L和定值電阻R中的電流隨電壓變化的圖象,若將小燈泡L和電阻R串聯(lián)在電源電壓為5V的電路中工作,1min內(nèi)電路消耗的總電能為J?!揪毩?xí)9】(24-25九年級上·內(nèi)蒙古巴彥淖爾·期末)小明設(shè)計的“測量小燈泡額定功率”的電路圖如圖甲所示,已知電源電壓U恒為6V,小燈泡標(biāo)有“3.8V”字樣,它正常發(fā)光時通過的電流約為0.32A。(1)該實驗的原理是:;此實驗中滑動變阻器的作用是:;(2)小明按圖甲進(jìn)行電路連接,當(dāng)他接好最后一根導(dǎo)線時,小燈泡立即發(fā)出耀眼的光,接著小燈泡燒壞。請指出小明在連接電路時的錯誤操作:①;②;(3)另一組同學(xué)也在做這個實驗,但開關(guān)閉合后,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片發(fā)現(xiàn)小燈泡都不亮,電流表沒有示數(shù),但電壓表有示數(shù),請分析造成此現(xiàn)象的可能原因是;(4)小明更換了一個同型號的新燈泡,正確連接電路,閉合開關(guān),移動滑片P,燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為W;(5)小明還想用已有實驗器材測量未知電阻(約1)的阻值。當(dāng)他用電阻替換小燈泡后,發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞。(注意:其他器材完好,桌上還有一個開關(guān)S1可以使用;滑動變阻器的銘牌模糊不清,其最大阻值R約為15),于是小明設(shè)計一個能測出阻值的如下電路圖,則實驗步驟如下:①閉合開關(guān)S1、S2,移動滑動變阻器滑片到最左端,讀出電流表示數(shù)為I1;②,讀出電流表示數(shù)為I2;③未知電阻=。(用已知字母表示)【練習(xí)10】(23-24九年級上·山東濟(jì)南·期末)如圖所示為某品牌電火鍋的簡化電路圖,R1、R2為阻值一定的電熱絲。當(dāng)只閉合開關(guān)S1時,電火鍋為“低溫”擋,此時電功率為440W;當(dāng)只閉合開關(guān)S2時,為“中溫”擋,此時電路中的電流為5A;當(dāng)S1、S2都閉合時,為“高溫”擋,可快速加熱。求:(1)電熱絲R2的阻值多大?(2)“中溫”擋工作5min,電火鍋產(chǎn)生的熱量是多少?(3)處于“高溫”擋工作時,整個電路中的電流多大?【練習(xí)11】(23-24九年級上·江西贛州·期末)如圖電路中,U源=6V不變,R1=4Ω,R2=6Ω。求:(1)只閉合S2時,R1和R2的功率分別是多少?(2)只閉合S1,S3時,1min內(nèi)電路消耗的電能是多少?【練習(xí)12】(23-24九年級上·江西贛州·期末)如圖甲所示電路,電源電壓為3V且保持不變。閉合開關(guān)S后,滑片P從a端移到b端的過程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖像如圖乙所示。求:(1)定值電阻R2的阻值;(2)R1的最大電阻;(3)在中點時,電阻R2消耗的功率多大?1.(23-24九年級上·山東臨沂·期末)如圖所示電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后,將滑動變阻器的滑片從最右端向左移動一小段距離的過程中()A.電流表的示數(shù)變小 B.滑動變阻器兩端電壓變小C.燈泡實際功率變大 D.整個電路的總功率變大2.(23-24九年級上·廣東河源·期末)用如圖所示的裝置探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān),兩個透明容器密封著等量的空氣,下列說法正確的是()A.該實驗只用了控制變量法B.該裝置探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系C.該裝置探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系D.通電一段時間后,R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為3.(23-24九年級上·甘肅金昌·期末)如圖,電源電壓18V保持不變,電流表量程是0~0.6A,電壓表量程是1~15V,小燈泡上標(biāo)有“6V3W”字樣。要求:開關(guān)閉合后兩個電表的示數(shù)均不超過所選量程,且燈泡兩端電壓不允許超過額定電壓(燈絲電阻不變)。則下列說法正確的是()
A.滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表和電壓表示數(shù)都變大B.當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時,電壓表示數(shù)為12VC.該電路的最大功率為9WD.滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是18Ω~60Ω4.(23-24九年級上·江蘇宿遷·期末)燈泡L與定值電阻R的I-R圖像如圖所示。若將L與R并聯(lián),閉合開關(guān),當(dāng)干路電流為1A時,下列說法正確的是()A.燈泡的電阻是10ΩB.定值電阻兩端的電壓是8VC.工作1min時,電路消耗的電能為24JD.燈泡的實際功率為2.4W5.(23-24九年級上·四川廣安·期末)如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V,滑動變阻器R1的阻值變化范圍為0~20Ω,R2為定值電阻。閉合開關(guān)S,滑片P在某兩點間移動時電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化關(guān)系圖象如圖乙所示。在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是()①R2的阻值為5Ω②R1消耗的最大電功率為4.05W③電源電壓為9V④電壓表的最小示數(shù)與最大示數(shù)之比為13:14A.①和② B.②和③ C.①和③ D.①和④6.(23-24九年級上·河北保定·期末)有幾位同學(xué)討論電能時,有以下幾種說法,你認(rèn)為不正確的是()A.電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程B.火力發(fā)電廠把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能C.電功的單位與電能的單位相同,在國際單位制中都是“焦耳”D.電流表是用來計量用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能的儀表7.(23-24九年級上·黑龍江大慶·期末)電能表是測量的儀表。圖中電能表剛接入電路時示數(shù)是0,兩周后電能表的示數(shù)如圖所示,則這段時間內(nèi)消耗的電能是kW·h,電能表中的鋁質(zhì)圓盤共轉(zhuǎn)了revs。8.(23-24九年級上·河南鄭州·期末)某款電熱飲水機(jī)具有加熱和保溫兩檔,額定電壓為220V,圖是其電路原理圖,S0為溫控開關(guān),R1、R2為電熱絲,只知道R1阻值為1100Ω,銘牌上有484W和另一個模糊不清的兩位數(shù)的電功率。S閉合,S0斷開,飲水機(jī)處于檔,若此時電路工作3min,將產(chǎn)生的熱量是J;處于加熱檔正常工作5min,飲水機(jī)消耗的電能J。9.(23-24九年級上·河北石家莊·期末)如圖是某款電熱水龍頭的電路原理圖。R1、R2為電熱絲,通過旋轉(zhuǎn)手柄可使扇形開關(guān)S同時接觸兩個相鄰觸點,實現(xiàn)冷水、溫水、熱水擋之間的切換。如圖所示,此時水龍頭放出的是(填“冷”“溫”或“熱”)水。若R1=121Ω,R2=48.4Ω,此水龍頭出溫水時的電功率是W;當(dāng)此水龍頭出熱水時,10min內(nèi)消耗的電能是J。10.(23-24九年級上·四川眉山·期末)圖甲是小明3節(jié)新干電池“探究電流與電壓關(guān)系”的實驗中所連接的實物圖。(1)①將甲圖中的滑動變阻器阻值調(diào)到最大,試觸開關(guān)時,會看到的現(xiàn)象是電壓表:,電流表:;②圖甲中有一根導(dǎo)線接錯了,請在錯誤處畫“×”,并在圖上改正;(2)改正錯誤后,測量了幾組電壓和電流的值如下表:電壓U/V1.21.62.02.42.8電流I/A0.120.160.200.240.28分析數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是:。小明所使用的定值電阻是歐。他使用的研究方法是法;(3)用這個電路還可以測小燈泡的電阻,將定值電阻換成一只標(biāo)有“2.5V”的小燈泡,閉合開關(guān)后當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時,電流表示數(shù)如圖乙,則小燈泡正常發(fā)光的電阻是Ω,額定功率是W。(電阻保留小數(shù)點后一位數(shù)值)圖丙是小燈泡的U-I圖象,請你說明為什么電流與電壓不成正比?。11.(23-24九年級上·遼寧沈陽·期末)如圖甲所示為某電熱水壺的簡化電路原理圖,R1和R2為加熱電阻,且阻值保持不變,R1=44Ω,S為靠近加熱盤的感溫開關(guān),1、2是開關(guān)連接的觸點。某次燒水時,僅將電熱壺接入220V的電路中,并按下開關(guān)S與觸點1連接,10min后S自動切換到保溫狀態(tài)(S與觸點2連接),保溫時圖乙所示電能表的轉(zhuǎn)盤總共轉(zhuǎn)過了150轉(zhuǎn)。求:(1)S與觸點1連接時,通過電阻R1的電流I1是多大?此時電路的總功率是多少?(2)保溫時,共消耗電能多少J?(3)如果電熱水壺的保溫功率是100W,請計算R2的阻值是多少Ω?
12.(23-24九年級上·四川廣安·期末)如圖所示的電路中,電源電壓恒定,小燈泡L標(biāo)有“6V4.8W”字樣,定值電阻R1的阻值為10Ω,滑動變阻器R2標(biāo)有“20Ω0.5A”字樣。當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P置于最左端時,只閉合開關(guān)S1,小燈泡L正常發(fā)光。請回答下列問題:(1)求小燈泡L的額定電流;(2)當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P置于最左端時,閉合開關(guān)S1、S2,求10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量;(3)只閉合開關(guān)S2,移動滑動變阻器的滑片P,在保證電路安全的條件下,求電路中的最大總功率。
專題04\o"第18章電功率"電功率清單01\o"第18章電功率"電功率一、電能電功1、電功與電能(1)定義:電流通過某段電路所做的功叫電功。(2)單位:國際單位是焦耳(J);常用單位:度(kW?h);1度=1千瓦時=1kW?h=3.6×106J。
2、電功與電能的計算(1)電流在某段電路上所做的功,等于這段電路兩端的電壓,電路中的電流和通電時間的乘積。計算公式:W=UIt=Pt(適用于所有電路)
(2)對于純電阻電路可推導(dǎo)出:①串聯(lián)電路中常用公式:W=I2Rt;
②并聯(lián)電路中常用公式:,W1:W2=R2:R1;
③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián),計算在一定時間所做的總功,常用公式W=W1+W2+…Wn。3、電功的測量:利用電能表計算電功,根據(jù)電能表的轉(zhuǎn)數(shù)可以求出通過家用電器的電流在某段時間內(nèi)做的功,或消耗的電能。
(1)先根據(jù)每kW?h的轉(zhuǎn)數(shù)求出表盤轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所消耗的電能,再看表盤在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)了多少轉(zhuǎn),用上面兩個數(shù)據(jù)相乘,所得乘積就是用電器在這段時間內(nèi)消耗的電能.
(2)由于電能表的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)數(shù)與電流做的功(或消耗的電能)成正比,因此可以先統(tǒng)一單位,然后列出比例式,再求解答案。4、電能表參數(shù)的理解
(1)220V:表示電能表應(yīng)該在220V的電路中使用。
(2)10(20)A:表示該電能表的標(biāo)定電流是10A,額定最大電流是20A。
(3)50Hz:表示電能表在50Hz的交流電路中使用。
(4)600revs/kW?h:表示接在這個電能表上的用電器每消耗1kW?h的電能,電能表上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過600圈?!⒁猓豪棉D(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)來計算電能時,得到的單位是kW?h,記住單位之間換算關(guān)系:1kW?h=3.6×106J。5、\o"歐姆定律的簡單計算"電功的應(yīng)用(1)電功的計算公式:W=UIt。U表示某段電路兩端的電壓,單位是V。I表示通過該電路的電流,單位是A。t表示通電時間,單位是s。W表示電流在該段電路上所做的功,單位是J。
(2)串、并聯(lián)電路中電功的特點
①串聯(lián)電路:電阻R1、R2串聯(lián)在總電壓為U的電路中,設(shè)它們兩端的電壓分別為U1、U2,電路中的電流為I,則在時間t內(nèi)電流所做的功分別是W總=UIt,W1=U1It,W2=U2It;又因為U=U1+U2,故W總=(U1+U2)It=U1It+U2It=W1+W2。
②并聯(lián)電路:電阻R1、R2并聯(lián)在電壓為U的電路中,設(shè)通過它們的電流分別為I1、I2,電路中的電壓為U,則在時間t內(nèi)電流所做的功分別是W總=UIt,W1=UI1t,W2=UI2t;又因為I=I1+I2,故W總=U(I1+I2)t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念規(guī)律:無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,電流所做的總功都等于電流通過各用電器(或各支路)做功之和,表示為W總=W1+W2。6、電能的輸送(1)為了合理的利用能源,發(fā)電站要建在靠近能源的地方,而用電的地方離發(fā)電站很遠(yuǎn),因此需要把電能輸送到遠(yuǎn)方,這就涉及電能的輸送問題,即電能的輸送。
(2)輸送電能的基本要求是
可靠:是指保證供電線路可靠地工作,少有故障和停電。
保質(zhì):就是保證電能的質(zhì)量,即電壓和頻率穩(wěn)定。
經(jīng)濟(jì):是指輸電線路建造和運行的費用低,電能損耗小。
(3)減少電能損失的方法:a減小導(dǎo)線電阻降低輸電線上電能損失;b減小輸電線中的電流降低輸電線上電能損失。二、電功率1、電功率的概念(1)定義:電流單位時間內(nèi)所做的功。(2)物理意義:表示電流做功快慢的物理量,用字母P表示,燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率大小。(3)國際單位:瓦特(W);常用單位:千瓦(kW)。
(4)電功與電功率的區(qū)別:用電器消耗電能的多少為電功,而消耗電能的快慢叫電功率。(5)額定電壓、額定功率、實際電壓、實際功率①用電器正常工作時的電壓叫額定電壓;用電器在額定電壓下的功率叫額定功率。②用電器實際工作時的電壓叫實際電壓;用電器在實際電壓下的功率叫實際功率。2、電功率與電能、時間的關(guān)系:電功率是反映電能消耗快慢的物理量,定義為1秒鐘內(nèi)消耗電能的多少,因此,用所消耗的電能除以消耗這些電能所用的時間,就得到定義式。3、電功率與電壓、電流的關(guān)系(1)在電壓相等的情況下,通過燈泡的電流越大,燈泡消耗的電功率越大。
(2)在電流相同的情況,電功率的大小與電壓的大小有關(guān),且與電壓成正比。
(3)在電壓相同的情況,電功率的大小與電流的大小有關(guān),且與電流成正比。4、\o"歐姆定律的簡單計算"電功率的計算(1)定義式:P=UI.即電功率等于用電器兩端的電壓和通過它的電流的乘積,該公式是電功率的普適公式,適用于所有的用電器。
P表示電功率,單位是W;U表示某段電路兩端的電壓,單位是V;I表示通過這段電路的電流,單位是A
(2)導(dǎo)出式:P=I2R,,這兩個公式只適用于純電阻電路,即能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器,如電爐子、電飯煲就屬于純電阻電路。三、測量小燈泡的電功率1、電功率的測量(1)實驗室里通常根據(jù)電功率的計算公式P=UI測量電功率。
(2)測量電功率的方法:a用電能表測量出電流通過用電器做的功,用秒表測量出所用的時間。根據(jù)公式計算出用電器的電功率。b用電壓表測出加在用電器兩端的電壓,用電流表測出通過用電器的電流,根據(jù)公式P=UI計算出用電器此刻的電功率,這種方法叫做伏安法。
(3)如果沒有電壓表,我們可以用一個已知電阻和電流表來代替電壓表,根據(jù)U=IR可得出電壓值,這時應(yīng)將小燈泡與已知電阻并聯(lián),因為得出了已知電阻兩端的電壓,就知道了小燈泡兩端的電壓;反之,如果沒有電流表,我們可以用一個已知電阻和電壓來代替電流表,根據(jù)可得出電流值,這時應(yīng)將小燈泡與已知電阻串聯(lián),因為得出了已知電阻的電流,就知道了通過小燈泡的電流。2、實驗中滑動變阻器的作用
(1)閉合開關(guān)前,應(yīng)該先調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其連入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,這樣能夠保護(hù)電路中的各個電路元件不至于損壞;(保護(hù)電路)
(2)接通電源后,移動滑動變阻器的滑片,可以調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓。(調(diào)節(jié)電壓)四、焦耳定律1、電熱的利用與防止(1)電流的熱效應(yīng):電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成熱,這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。(2)電流熱效應(yīng)的實質(zhì):是電流通過導(dǎo)體時,由電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(3)電熱器:電流通過導(dǎo)體時將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器。其優(yōu)點是清潔、無污染、熱效率高,且便于控制和調(diào)節(jié)電流。(4)有時人們利用電熱,如電飯鍋、電熨斗等;有時人們防止電熱產(chǎn)生的危害,如散熱孔、散熱片、散熱風(fēng)扇等。2、焦耳定律的定義和應(yīng)用(1)內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比,這個規(guī)律叫焦耳定律。
(2)公式:Q=I2Rt,公式中的電流I的單位要用安培(A),電阻R的單位要用歐姆(Ω),通過的時間t的單位要用秒(s)這樣,熱量Q的單位就是焦耳(J)。
(3)變形公式:,Q=UIt。(4)在純電阻電路中,電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功等于電熱,即W=Q;在非純電阻電路中,電能大部分轉(zhuǎn)化為其他能,已小部分轉(zhuǎn)化為熱能,電功大于電熱,W=Q+W其他。3、焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用
(1)電熱與電能的關(guān)系:純電阻電路時Q=W;非純電阻電路時Q<W。(2)電熱與電功的關(guān)系應(yīng)用公式電功電功率焦耳定律適用范圍基本公式W=UItP=UIQ=I2Rt普遍適用導(dǎo)出公式=I2Rt
=I2R=UIt
純電阻電路W=Q(3)公式Q=I2Rt是電流產(chǎn)生熱效應(yīng)的公式,與W=UIt不能通用.W=UIt是電流做功的計算公式,如果電流做功時,只有熱效應(yīng),則兩公式是等效的;如果電流做功時,同時有其他能量轉(zhuǎn)化,像電動機(jī)工作時,電能既轉(zhuǎn)化為熱能,也轉(zhuǎn)化為動能,則Q=I2Rt只是轉(zhuǎn)化為電熱的部分,W=UIt則是總的電功,只有對純電阻電路才有W=Q,對非純電阻電路Q<W。實驗一探究小燈泡的電功率實驗【實驗?zāi)康摹坑秒娏鞅?、電壓表測出小燈泡在不同電壓下的電功率?!緦嶒炘怼?。【實驗方法】伏安法?!緦嶒炂鞑摹扛呻姵亍⑿襞?、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干?!緦嶒灢襟E】步驟①根據(jù)電路圖連接實物圖,注意連接時開關(guān)要斷開,開關(guān)閉合之前要把滑動變阻器調(diào)到阻值最大處。步驟②檢查電路無誤后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)等于2.5V時,停止滑動,記錄此時電流表的示數(shù),并觀察燈泡的亮度,記錄在表格中。步驟③調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,分別使電壓表的示數(shù)低于2.5V、等于2.5V的1.2倍(注意不能超過小燈泡的額定電壓太多,否則會損壞小燈泡),記錄每一次對應(yīng)電流表的示數(shù),并觀察燈泡的亮度,記錄在表格中。步驟④將實驗中記錄的數(shù)據(jù)分別代入P=UI,算出小燈泡的實際功率,并填人表格中;步驟=5\*GB3⑤整理實驗器材?!緦嶒灧治龊徒Y(jié)論】(1)小燈泡的發(fā)光情況由它的實際功率決定,實際功率越大,燈泡越亮。
(2)燈泡實際消耗的電功率隨著加在它兩端的電壓而改變,電壓越大,功率越大。
(3)燈泡的實際功率可以等于額定功率,也可以不等于額定功率。實驗二實驗探究\o"阻力對物體運動影響的探究實驗"電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱與哪些因素有關(guān)【實驗?zāi)康摹刻骄侩娏魍ㄟ^導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱與哪些因素有關(guān)?!緦嶒炘怼扛鶕?jù)U形管液體升高高度來判斷電流通過電阻絲通電產(chǎn)生電熱的多少。【實驗方法】控制變量法、轉(zhuǎn)換法。【實驗器材】密閉容器兩個、U形管兩個、導(dǎo)線若干、不同阻值電阻絲若干、電源?!緦嶒瀳D像】1、電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系【實驗步驟】步驟①如圖甲所示,兩個透明容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。兩個密閉容器中都有一段電阻絲,右邊容器中的電阻比較大。步驟②兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端,通過兩段電阻絲的電流相同。通電一定時間后,比較兩個U形管中液面高度的變化。步驟③整理實驗器材。【實驗結(jié)論】在電流相同、通電時間相同的情況下,電阻越大,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。2、電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系【實驗步驟】步驟①如圖乙所示,兩個密閉容器中的電阻一樣大,在其中一個容器的外部,將一個電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián),因此通過兩容器中電阻的電流不同。步驟②通電時間相同的情況下,觀察兩個U形管中液面高度的變化。步驟③整理實驗器材?!緦嶒灲Y(jié)論】在電阻相同、通電時間相同的情況下,通過一個電阻的電流越大,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。【練習(xí)1】(23-24九年級上·山東淄博·期末)如圖所示為探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置。兩個透明容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。將容器中的電阻絲串聯(lián)在電路中,,。下列說法正確的是()A.容器中電阻絲內(nèi)能的增大方式和空氣內(nèi)能的增大方式相同B.閉合開關(guān)后,甲管中液面上升比乙慢C.閉合開關(guān)后,要使現(xiàn)象變化的快一些,應(yīng)將滑動變阻器滑片P向左移動D.閉合開關(guān)一段時間,兩電阻產(chǎn)生的熱量之比是2∶1【答案】D【詳解】A.容器中電阻絲內(nèi)能的增大是電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能實現(xiàn)的,即做功的方式,空氣內(nèi)能的增大是通過熱傳遞方式實現(xiàn)的,故A錯誤;B.電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不易直接觀察,兩個透明容器中密封著等量的空氣,電阻絲產(chǎn)生熱量越多,氣體膨脹程度越大,故可通過U形管液面的高度差來反映電阻絲產(chǎn)生的熱量多少,采用了轉(zhuǎn)換法;裝置中,兩電阻串聯(lián),通過的電流和通電時間相同,而大于,根據(jù)Q=I2Rt可知,電阻產(chǎn)生熱量多,閉合開關(guān)后,甲管中液面上升比乙快,故B錯誤;C.閉合開關(guān)后,根據(jù)Q=I2Rt可知,要使現(xiàn)象變化的快一些,電路的電流可大一些,電路的電阻應(yīng)變小一些,應(yīng)將滑動變阻器滑片P向右移動,故C錯誤;D.根據(jù)Q=I2Rt可知,在電流和通電時間相同的條件下,產(chǎn)生的熱量與電阻成正比,閉合開關(guān)一段時間,兩電阻產(chǎn)生的熱量之比是10Ω∶5Ω=2∶1故D正確。故選D?!揪毩?xí)2】(23-24九年級上·安徽淮北·期末)在探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少跟什么因素有關(guān)”實驗中,三個透明容器中密封著等量的空氣,容器內(nèi)的電阻連接情況如圖所示,通電后,觀察U形管中液面高度的變化。則下列分析正確的是()A.甲、乙、丙三個容器內(nèi),流過三個電阻的電流相等B.要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,需觀察甲、丙兩個U形管中液面高度的變化C.要探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,需觀察甲、乙兩個U形管中液面高度的變化D.要探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,需觀察甲、丙兩個U形管中液面高度的變化【答案】D【詳解】A.丙容器中兩電阻并聯(lián)后再與甲、乙兩容器中的電阻串聯(lián)接入電路,根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知,通過甲、乙兩容器中的電阻的電流相同,都大于通過丙容器中的電阻的電流,故A錯誤;B.通過甲容器中的電阻與乙容器中的電阻的電流相同,兩容器中的電阻不同,要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系,需觀察甲、乙兩個U形管中液面高度的變化,故B錯誤;CD.甲容器中的電阻與丙容器中的電阻相同,電流不同,要探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,需觀察甲、丙兩個U形管中液面高度的變化,故C錯誤,D正確。故選D?!揪毩?xí)3】(23-24九年級上·湖南株洲·期末)將“3V,3W”和“6V,3W”的兩只燈泡L1和L2串聯(lián)后接在9V的電源兩端,不考慮溫度對燈絲電阻的影響,則()A.兩只燈泡均能正常發(fā)光B.兩個燈泡發(fā)光時,燈泡L2比燈泡L1亮一些C.燈L1的電阻大于燈L2的電阻D.兩燈發(fā)光時,電路中通過的電流為1.5A【答案】B【詳解】C..L1的電阻L2的電阻故C不符合題意;B.串聯(lián)電路電流處處相等,燈L1的電阻小于燈L2的電阻,由可知,燈L1的實際功率小于燈L2的實際功率,所以兩個燈泡發(fā)光時,燈泡L2比燈泡L1亮一些,故B符合題意;D.兩燈發(fā)光時,電路中通過的電流故D不符合題意;A.L1兩端的電壓為所以燈L1不是正常發(fā)光。L2兩端的電壓為所以L2不是正常發(fā)光,故A不符合題意。故選B。【練習(xí)4】(23-24九年級上·湖南衡陽·期末)大山上次查看家中電能表示數(shù)為,本次查看時電能表示數(shù)如圖所示。則下列說法正確的是(
)A.家庭電路中電能表一般安裝在總開關(guān)之后B.電能表是測量電功率的儀表C.他家在這段時間內(nèi)消耗的電能為D.若只讓一個標(biāo)有“220V,1000W”的電熱水器正常工作40min,則電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)2400轉(zhuǎn)【答案】D【詳解】A.家庭電路中,輸電線進(jìn)戶后首先接到電能表上,后面依次是總開關(guān)、保護(hù)設(shè)備、用電器和導(dǎo)線等,故A錯誤;B.電能表是測量消耗電能的儀表,不是測量電功率的,故B錯誤;C.電能表的最后一位是小數(shù),則他家在這段時間內(nèi)消耗的電能故C錯誤;D.表示電路中每消耗的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過;若只讓一個標(biāo)有“220V
1000W”的電熱水器正常工作40min,消耗的電能電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)故D正確。故選D?!揪毩?xí)5】(23-24九年級上·四川廣安·期末)甲醛對人體有嚴(yán)重的危害,因此房屋裝修后,檢測甲醛污染指數(shù)很重要。如圖甲所示是技術(shù)人員設(shè)計的檢測甲醛污染指數(shù)的電路,電源電壓恒定,R0為定值電阻,R為可以感知甲醛污染指數(shù)的可變電阻,R的阻值隨污染指數(shù)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示。下列說法正確的是()A.當(dāng)污染指數(shù)增大時,電壓表示數(shù)變小B.當(dāng)污染指數(shù)增大時,電路消耗的總功率將變大C.當(dāng)污染指數(shù)增大時,電壓表與電流表示數(shù)的比值將變小D.將電壓表表盤改裝為刻度盤并標(biāo)上刻度顯示相應(yīng)的污染指數(shù),刻度盤上的刻度是均勻的【答案】B【詳解】由電路圖可知,閉合開關(guān)S后,定值電阻R0與可變電阻R串聯(lián),電壓表測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流。A.由圖乙可知,當(dāng)污染指數(shù)增大時,可變電阻R的阻值變小,電路的總電阻變小,由可知電路中的電流變大,由可知R0兩端的電壓變大,即電壓表示數(shù)變大,故A錯誤;B.電源電壓恒定,電路中的電流變大,由可知,電路消耗的總功率將變大,故B正確;C.由可知,電壓表與電流表示數(shù)的比值等于定值電阻R0的阻值,則該比值不變,故C錯誤;D.由圖乙可知,可變電阻R的阻值與污染指數(shù)成一次函數(shù)關(guān)系,設(shè)污染指數(shù)為x,則根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律可得,電壓表的示數(shù)即R0兩端的電壓為由此可知,U0與污染指數(shù)x不成線性函數(shù)關(guān)系,即刻度盤上的刻度不是均勻的,故D錯誤。故選B?!揪毩?xí)6】(23-24九年級上·河南鄭州·期末)如圖是“探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”的實驗裝置。實驗中通過比較U形管內(nèi)液面的,來比較導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少;相同時間內(nèi),電流通過R1產(chǎn)生的熱量與通過R2產(chǎn)生的熱量之比為?!敬鸢浮扛叨炔?∶1【詳解】[1]電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察,但密封氣體的溫度變化可以通過液面高度差的變化來反映。[2]圖乙裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知,右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等I右=I左,兩個5Ω的電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知燒瓶內(nèi)外的電阻值都是5Ω,阻值相等,則內(nèi)外電流相等,左右兩密閉容器內(nèi)電阻絲電流之比為2:1,根據(jù)知,電阻和通電時間相同,則電流通過R1產(chǎn)生的熱量與通過R2產(chǎn)生的熱量之比為4∶1?!揪毩?xí)7】(23-24九年級上·四川廣安·期末)如圖所示,將燈L1、L2按甲、乙兩種方式接在電壓均為U的兩個電路中。燈L1在甲、乙兩個電路中的電功率分別為8W和32W,設(shè)兩燈燈絲的電阻不變。L1、L2兩燈燈絲電阻之比為,甲、乙兩圖中電路消耗的總功率之比為?!敬鸢浮?∶11∶4【詳解】[1]因甲圖中燈泡的功率,乙圖中燈泡的功率,所以解得甲圖中,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,且電路中各處的電流相等,所以[2]因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,甲圖中電路消耗的總功率因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,乙圖電路消耗的總功率所以,甲、乙兩圖中電路消耗的總功率之比為【練習(xí)8】(23-24九年級上·安徽亳州·期末)如圖所示的是小燈泡L和定值電阻R中的電流隨電壓變化的圖象,若將小燈泡L和電阻R串聯(lián)在電源電壓為5V的電路中工作,1min內(nèi)電路消耗的總電能為J?!敬鸢浮?20【詳解】若將L與R串聯(lián)在5V的電源上,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,由圖像可知,當(dāng)電流為0.4A時,燈泡兩端的電壓為1V,電阻R兩端的電壓為4V;根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知,此時總電壓為5V,等于電源電壓。則工作4min時,電路消耗的總電能【練習(xí)9】(24-25九年級上·內(nèi)蒙古巴彥淖爾·期末)小明設(shè)計的“測量小燈泡額定功率”的電路圖如圖甲所示,已知電源電壓U恒為6V,小燈泡標(biāo)有“3.8V”字樣,它正常發(fā)光時通過的電流約為0.32A。(1)該實驗的原理是:;此實驗中滑動變阻器的作用是:;(2)小明按圖甲進(jìn)行電路連接,當(dāng)他接好最后一根導(dǎo)線時,小燈泡立即發(fā)出耀眼的光,接著小燈泡燒壞。請指出小明在連接電路時的錯誤操作:①;②;(3)另一組同學(xué)也在做這個實驗,但開關(guān)閉合后,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片發(fā)現(xiàn)小燈泡都不亮,電流表沒有示數(shù),但電壓表有示數(shù),請分析造成此現(xiàn)象的可能原因是;(4)小明更換了一個同型號的新燈泡,正確連接電路,閉合開關(guān),移動滑片P,燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為W;(5)小明還想用已有實驗器材測量未知電阻(約1)的阻值。當(dāng)他用電阻替換小燈泡后,發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞。(注意:其他器材完好,桌上還有一個開關(guān)S1可以使用;滑動變阻器的銘牌模糊不清,其最大阻值R約為15),于是小明設(shè)計一個能測出阻值的如下電路圖,則實驗步驟如下:①閉合開關(guān)S1、S2,移動滑動變阻器滑片到最左端,讀出電流表示數(shù)為I1;②,讀出電流表示數(shù)為I2;③未知電阻=。(用已知字母表示)【答案】(1)見解析(2)連接電路時開關(guān)沒有斷開滑動變阻器沒有調(diào)到最大阻值處(3)燈泡斷路(4)1.14(5)斷開S2,保持滑動變阻器的滑片不動【詳解】(1)[1][2]伏安法測測量小燈泡額定功率的原理是;此實驗中滑動變阻器的作用是改變燈泡的電壓和電流,使得燈泡正常發(fā)光。(2)[1][2]當(dāng)連接好所有的導(dǎo)線時,不等閉合開關(guān),電路即為通路,小燈泡立即發(fā)出耀眼的光,這說明連接電路時開關(guān)沒有斷開;接著小燈泡燒壞,這說明電路中電流過大,錯誤操作是:滑動變阻器沒有調(diào)到最大阻值處。(3)開關(guān)閉合后,無論怎樣移動滑片發(fā)現(xiàn)小燈泡都不亮,電流表沒有示數(shù),說明電路存在斷路處;但電壓表有示數(shù),這說明電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦?,電壓表串?lián)在電路中,原因可能是燈泡斷路。(4)由小燈泡正常發(fā)光時通過的電流約為0.32A可知,實驗時電流表的量程為小量程,分度值為0.02A,圖乙中電流表的示數(shù)為0.3A,小燈泡的額定功率為(5)[1][2]①閉合開關(guān)S1、S2,移動滑動變阻器滑片到最左端,此時電路中只有變阻器,讀出電流表示數(shù)為I1,則是滑動變阻器的阻值為;②斷開S2,保持滑動變阻器的滑片不動,讀出電流表示數(shù)為I2,此時與變阻器串聯(lián),則總電阻為;③未知電阻為【練習(xí)10】(23-24九年級上·山東濟(jì)南·期末)如圖所示為某品牌電火鍋的簡化電路圖,R1、R2為阻值一定的電熱絲。當(dāng)只閉合開關(guān)S1時,電火鍋為“低溫”擋,此時電功率為440W;當(dāng)只閉合開關(guān)S2時,為“中溫”擋,此時電路中的電流為5A;當(dāng)S1、S2都閉合時,為“高溫”擋,可快速加熱。求:(1)電熱絲R2的阻值多大?(2)“中溫”擋工作5min,電火鍋產(chǎn)生的熱量是多少?(3)處于“高溫”擋工作時,整個電路中的電流多大?【答案】(1)44Ω;(2)3.3×105J;(3)7A【詳解】解:(1)當(dāng)只閉合開關(guān)S2時,只有電熱絲R2有電流通過由得:電熱絲R2的阻值(2)由題意“中溫”擋工作5min,電火鍋產(chǎn)生的熱量(3)當(dāng)只閉合開關(guān)S1時,只有電熱絲R1有電流通過
由得:通過電熱絲R1的電流當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時為“高溫”擋,電熱絲R1、R2并聯(lián)整個電路中的電流答:(1)電熱絲R2的阻值是44Ω;(2)“中溫”擋工作5min,電火鍋產(chǎn)生的熱量是;(3)處于“高溫”擋工作時,整個電路中的電流7A?!揪毩?xí)11】(23-24九年級上·江西贛州·期末)如圖電路中,U源=6V不變,R1=4Ω,R2=6Ω。求:(1)只閉合S2時,R1和R2的功率分別是多少?(2)只閉合S1,S3時,1min內(nèi)電路消耗的電能是多少?【答案】(1)1.44W;2.16W(2)900J【詳解】(1)當(dāng)只閉合S2時,R1和R2為串聯(lián),電路的總電阻R總=R1+R2=4Ω+6Ω=10Ω由知道,電路的電流由知道,R1和R2的功率分別是(2)只閉合S1,S3時R1和R2為并聯(lián),電路的總電阻知道,電路的電流1min內(nèi)電路消耗的電能是【練習(xí)12】(23-24九年級上·江西贛州·期末)如圖甲所示電路,電源電壓為3V且保持不變。閉合開關(guān)S后,滑片P從a端移到b端的過程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖像如圖乙所示。求:(1)定值電阻R2的阻值;(2)R1的最大電阻;(3)在中點時,電阻R2消耗的功率多大?【答案】(1)5Ω(2)10Ω(3)0.45W【詳解】(1)由圖甲可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。當(dāng)滑片位于b端時,接入電路中的電阻為零,只R2接入電路,電路中的電流最大,由圖乙可知,電路中的最大電流I1=0.6A由得,R2的阻值(2)當(dāng)滑片位于a端時,接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,電壓表的示數(shù)最大,由圖乙可知,電路中的最小電流0.2A,電壓表的最大示數(shù)2V,則滑動變阻器的最大阻值(3)當(dāng)滑動變阻器滑片置于中點時,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,故總電阻為所以,電路中電流表的示數(shù)電阻R2消耗的功率1.(23-24九年級上·山東臨沂·期末)如圖所示電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后,將滑動變阻器的滑片從最右端向左移動一小段距離的過程中()A.電流表的示數(shù)變小 B.滑動變阻器兩端電壓變小C.燈泡實際功率變大 D.整個電路的總功率變大【答案】D【詳解】電路為并聯(lián)電路,電流表測量干路電流,滑動變阻器的滑片從最右端向左移動一小段距離,滑動變阻器連入電路的阻值減小。A.由可知,電阻變小,電流會變大,即電流表示數(shù)會變大,故A不符合題意;B.由并聯(lián)電路電壓特點可知,滑動變阻器兩端的電壓等于電源電壓,所以滑動變阻器兩端電壓不變,故B不符合題意;C.并聯(lián)電路各支路互不影響,所以燈泡實際功率不變,故C不符合題意;D.電源電壓不變,電流變大,根據(jù)可知,整個電路的總功率變大,故D符合題意。故選D。2.(23-24九年級上·廣東河源·期末)用如圖所示的裝置探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān),兩個透明容器密封著等量的空氣,下列說法正確的是()A.該實驗只用了控制變量法B.該裝置探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系C.該裝置探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系D.通電一段時間后,R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為【答案】B【詳解】A.該實驗探究電流產(chǎn)生的熱量與電流關(guān)系時,控制電阻相同;實驗裝置產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察,可以通過U形管液面高度差的變化來反映,該實驗用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法,故A錯誤;BC.該裝置中右側(cè)容器中兩個電阻并聯(lián)后再與左側(cè)的電阻串聯(lián),左右容器中電阻的值相同,通過兩個電阻的電流不同,探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,故B正確,C錯誤;D.左側(cè)裝置中一個5Ω的電阻與右側(cè)兩個電阻并聯(lián)后再串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知,通過右端兩個電阻的總電流和通過左端的電阻電流相等,即,由于右側(cè)R3的阻值未給出,因此無法知道I2、I3的大小,也就無法計算通電一段時間后,R1、R2產(chǎn)生的熱量之比,故D錯誤。故選B。3.(23-24九年級上·甘肅金昌·期末)如圖,電源電壓18V保持不變,電流表量程是0~0.6A,電壓表量程是1~15V,小燈泡上標(biāo)有“6V3W”字樣。要求:開關(guān)閉合后兩個電表的示數(shù)均不超過所選量程,且燈泡兩端電壓不允許超過額定電壓(燈絲電阻不變)。則下列說法正確的是()
A.滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表和電壓表示數(shù)都變大B.當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時,電壓表示數(shù)為12VC.該電路的最大功率為9WD.滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是18Ω~60Ω【答案】C【詳解】A.電路圖可知,燈泡與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測電路中的電流?;瑒幼冏杵鞯幕蜃笠苿訒r,接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,由可知,電路中的電流變大,即電流表的示數(shù)變大,由U=IR可知,燈泡兩端的電壓變大,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,滑動變阻器兩端的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變小,故A錯誤;B.燈泡的額定電流燈泡的電阻當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時,燈泡兩端的電壓UL′=IRL=0.4A×12Ω=4.8V因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,電壓表的示數(shù)U滑=U-UL′=18V-4.8V=13.2V故B錯誤;CD.因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且燈泡的額定電流為0.5A,電流表的量程為0~0.6A,所以,電路中的最大電流為0.5A,此時電路中的總電阻因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,滑動變阻器接入電路中的最小阻值R滑小=R-RL=36Ω-12Ω=24Ω電路消耗的最大功率P大=UI大=18V×0.5A=9W當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,此時燈泡兩端的電壓UL″=U-U滑大=18V-15V=3V因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以解得R滑大=60Ω,所以,滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍是24Ω~60Ω,故C正確,D錯誤。故選C。4.(23-24九年級上·江蘇宿遷·期末)燈泡L與定值電阻R的I-R圖像如圖所示。若將L與R并聯(lián),閉合開關(guān),當(dāng)干路電流為1A時,下列說法正確的是()A.燈泡的電阻是10ΩB.定值電阻兩端的電壓是8VC.工作1min時,電路消耗的電能為24JD.燈泡的實際功率為2.4W【答案】D【詳解】AB.因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,則閉合開關(guān),當(dāng)干路電流為1A時,流經(jīng)L與R的電流分別為IL=0.6A,IR=0.4A,燈泡L和定值電阻兩端的電壓都為4V,此時燈泡的電阻故AB錯誤;C.工作1min時,電路消耗的總電能W=UIt=4V×1A×1×60s=240J故C錯誤;D.燈泡的實際功率P實=ULIL=4V×0.6A=2.4W故D正確。故選D。5.(23-24九年級上·四川廣安·期末)如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15V,滑動變阻器R1的阻值變化范圍為0~20Ω,R2為定值電阻。閉合開關(guān)S,滑片P在某兩點間移動時電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化關(guān)系圖象如圖乙所示。在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是()①R2的阻值為5Ω②R1消耗的最大電功率為4.05W③電源電壓為9V④電壓表的最小示數(shù)與最大示數(shù)之比為13:14A.①和② B.②和③ C.①和③ D.①和④【答案】C【詳解】由圖甲可知,閉合開關(guān),滑動變阻器R1和定值電阻R2串聯(lián),電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測電路中的電流;由圖乙可知,變阻器兩端的電壓為7.0V時,電路中電流為0.4A,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可得電源電壓當(dāng)變阻器兩端的電壓為6.5V時,電路中電流為0.5A,同理可得電源電壓因電源電壓不變,所以解得,故①正確;電源電壓故③正確;因總功率等于各電阻消耗電功率之和,則滑動變阻器R1消耗的功率由此可知,P1與I為二次函數(shù)關(guān)系,其圖像開口向下,對稱軸I=0.9A,理論上當(dāng)I=0.9A時,滑動變阻器R1消耗的功率最大,但電路中的電流范圍為,則越靠近對稱軸時,變阻器的功率P1越大,所以,當(dāng)I=0.6A時,變阻器的功率P1有最大值,則根據(jù)上面表達(dá)式可得故②錯誤;電流表的量程為0~0.6A,串聯(lián)電路各處電流相等,所以通過電路的最大電流為0.6A,此時變阻器接入電路的阻值最小,由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知此時變阻器兩端的電壓最小,即電壓表示數(shù)最小,由串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可得,滑動變阻器分得的最小電壓(電壓表的最小示數(shù))因電源電壓為9V,電壓表的量程為0~15V,則電壓表一定安全,當(dāng)變阻器接入電路的阻值最大時,電路中電流最小,且由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知此時變阻器兩端的電壓最大,即電壓表示數(shù)最大,電路中的最小電流則滑動變阻器分得的最大電壓(電壓表的最大示數(shù))所以,電壓表的最小示數(shù)與最大示數(shù)之比為故④錯誤。故C正確,ABD錯誤。故選C。6.(23-24九年級上·河北保定·期末)有幾位同學(xué)討論電能時,有以下幾種說法,你認(rèn)為不正確的是()A.電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程B.火力發(fā)電廠把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能C.電功的單位與電能的單位相同,在國際單位制中都是“焦耳”D.電流表是用來計量用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能的儀表【答案】D【詳解】A.用電器起到能量轉(zhuǎn)換的作用,電流做功的過程就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程,故A正確,不符合題意;B.火力發(fā)電廠是通過燃料的燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,故B正確,不符合題意;C.電流做的功等于用電器消耗的電能,電功的單位與電能的單位相同,在國際單位制中都是“焦耳”,故C正確,不符合題意;D.電流表是測量電路電流大小的儀表,故D錯誤,符合題意。故選D。7.(23-24九年級上·黑龍江大慶·期末)電能表是測量的儀表。圖中電能表剛接入電路時示數(shù)是0,兩周后電能表的示數(shù)如圖所示,則這段時間內(nèi)消耗的電能是kW·h,電能表中的鋁質(zhì)圓盤共轉(zhuǎn)了revs。【答案】消耗電能16.69960【詳解】[1]電能表是測量消耗電能的儀表,衡量家庭電路中消耗電能的多少。[2]這段時間內(nèi)消耗的電能W=16.6kW·h﹣0kW·h=16.6kW·h[3]鋁制圓盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)n=16.6kW·h×600r/(kW·h)=9960revs8.(23-24九年級上·河南鄭州·期末)某款電熱飲水機(jī)具有加熱和保溫兩檔,額定電壓為220V,圖是其電路原理圖,S0為溫控開關(guān),R1、R2為電熱絲,只知道R1阻值為1100Ω,銘牌上有484W和另一個模糊不清的兩位數(shù)的電功率。S閉合,S0斷開,飲水機(jī)處于檔,若此時電路工作3min,將產(chǎn)生的熱量是J;處于加熱檔正常工作5min,飲水機(jī)消耗的電能J。【答案】保溫7920145200【詳解】[1]S、S0都閉合時,電路中R1、R2并聯(lián)工作,電路中的總電阻?。籗閉合,S0斷開時,電路中只有R1通電工作,電路中總電阻大,由可知,電路中電阻越大,電功率越小,所以S閉合,S0斷開時,飲水機(jī)處于保溫檔。[2]R1阻值為1100Ω,則保溫檔電功率此時電路工作3min,將產(chǎn)生的熱量[3]由于飲水機(jī)的保溫檔電功率為44W,則飲水機(jī)
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