期末复习专题六 电功率
一、填空题
1.电灯正常工作时会发热发光,这是电流 做功 使电能转化为内能和光能。如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1,电流做的功为W,转化的内能为E2,转化的光能为E3,那么E1、E2和E3三者的等量关系是 E1=E2+E3 ,功与能的关系是W= E1 。
2.张薇期末成绩考得好,爸爸奖励她一个新手机,张薇发现手机电池上标有“电压3.7 V,容量3500 mA·h”的字样,则它充满电后存储的电能为 4.662×104 J,经查,该手机的待机电流为20 mA,则该手机最长待机时间为 175 h。
3.人类已进入智能化时代。小明家安装了空调智能控制系统,空调自动开启条件是家中有人且室温等于或高于26 ℃。S1和S2是控制空调开启的两个智能开关,当家中有人时S1自动闭合,家中没有人时S1自动断开;当室温等于或高于26 ℃时S2自动闭合,室温低于26 ℃时S2自动断开,则控制空调开启的电路示意图是 甲 (选填“甲”或“乙”)。已知小明家某天室内温度变化情况如图丙所示,当天8 h~12 h和14 h~18 h家中没有人,空调的额定电压是220 V,额定功率是1 kW,则这台空调当天消耗的电能是 5 kW·h。
4.如图所示的电路,当S1、S2都闭合时,R1的电功率为25 W,当把S2断开时,R1的电功率为4 W,则此时R2的电功率为 6 W。
5.某电吹风工作6 min,能使如图所示的电能表的转盘转过120转,则该电吹风消耗的电能为 0.1 kW·h,电功率为 1000 W,这些电能可供一只“220 V 10 W”的LED灯正常工作 10 h,一只这样的LED灯与一只“220 V 100 W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若LED灯正常发光时的效率为80%,则白炽灯正常发光时的效率为 8% 。
6.某品牌电饭煲工作原理如图所示,下表为它的部分参数:
×××牌电饭煲
额定电压
220 V
额定功率
加热挡
1210 W
22 W
6
保温挡
频率
55 Hz
若将开关S闭合,则电饭煲处于 加热 (选填“加热”或“保温”)状态,其中R1∶R2= 1∶54 。
二、选择题
7.下列家用电器中,将电流热效应作为工作原理的是 (C)
A.电风扇 B.洗衣机
C.电热水壶 D.电视机
8.下列各组中都属于电功单位的一组是 (B)
A.J,V·A B.J,kW·h
C.W,V·A D.W,J
9.下列各电学实验,都可以通过调节滑动变阻器来测量多组电流和电压,其中为了减小实验误差的是 (C)
A.电阻的大小与哪些因素有关
B.电流的大小与哪些因素有关
C.用“伏安法”测电阻
D.用“伏安法”测小灯泡功率
10.小英同学在门外走廊拍了一张自家电能表的照片,如图所示。她仔细观察照片后得到下列结论,你认为正确的是 (B)
A.电能表的额定电流为10 A
B.消耗1 kW·h的电能,指示灯闪3200次
C.电能表的额定功率为2200 W
D.拍照片时,小英家已消耗的电能为7624.1 J
11.如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,灯泡L发光,电压表有示数;再闭合开关S2,电路中出现的情况是 (D)
A.电压表的示数变小
B.电路的总电阻不变
C.灯泡L的亮度不变
D.电路的总功率变大
12.如图是电阻甲和乙的U-I图像,由图像可知下列判断正确的是 (C)
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A.甲、乙都是定值电阻
B.当乙两端电压为1 V时,其电阻值为10 Ω
C.将甲和乙串联,若甲的电流为0.4 A时,电路的总功率为1.2 W
D.将甲和乙并联,若甲两端电压为1 V时,干路上的电流为0.4 A
13.两个定值电阻R1、R2并联在电路中,如图甲所示,它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则R1、R2产生的热量之比为 (A)
A.2∶1 B.1∶2 C.4∶1 D.1∶4
14.在如图所示的实物电路中,电源电压恒为3 V,滑动变阻器的规格为“100 Ω 1 A”,灯泡上标有“2.5 V 1 W”的字样,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是 (D)
A.小灯泡正常发光时的电阻为2.5 Ω
B.向右移动滑片时,电压表V1的示数变小,小灯泡亮度变暗
C.向右移动滑片时,电压表V2与电流表A的示数之比不变
D.让小灯泡正常发光1 min,滑动变阻器产生的电热为12 J
15.如图所示,电源电压恒为15 V,定值电阻R的阻值为20 Ω,闭合开关后,使变阻器的阻值减小5 Ω,电流表示数变化了0.1 A,则下列说法正确的是 (D)
A.电流表示数减小了0.1 A
B.电压表示数减小了0.5 V
C.定值电阻的电功率增大了0.2 W
D.电路总功率增大了1.5 W
三、实验题
16.探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验。
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(1)在图甲中,通过两电热丝的电流 相等 ;该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 电阻 的关系;
(2)图乙,是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的 电流 的关系;
(3)在该实验中,我们是通过观察U形管中液面的 高度差 来比较各容器中电热丝产生热量的多少的;
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的 电阻 成正比,跟 通电时间 成正比这个规律叫做焦耳定律,其表达式为 Q=I2Rt 。
17.小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并连接了如图甲所示的实物电路。
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移动到滑动变阻器的 B (选填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1= 0.2 A;
(3)将开关S2扳向“2”,保持滑动变阻器的阻值不变,调节变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5 Ω;则步骤(2)中小灯泡的电阻R1= 5 Ω,测量小灯泡电阻的方法是 等效替代法 (选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(4)步骤(2)小灯泡的实际功率P1= 0.2 W;
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于小灯泡的额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是 D 。
A.P0=2P1 B.P0=3P1
C.P0=4P1 D.P0=5P1
四、计算题
18.在图甲所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,灯泡L1的额定电压为8 V,灯泡L2的额定电压为6 V,图乙是灯泡L2的U-I图像。
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(1)当开关S接a时,电压表的示数为1.2 V,电流表的示数为0.3 A,求定值电阻R0的阻值;
(2)开关S接a时,调节电源电压,使灯泡L1正常发光,此时R0消耗的功率为1 W,求灯泡L1的额定功率;
(3)开关S接b时,通过调节电源电压可使电路允许达到的最大总功率是多少?
解:(1)开关S接a时,灯泡L1与电阻R0串联,电压表测量R0的电压,电流表测量整个电路的电流。电阻R0的阻值
R0==4 Ω
(2)开关S接a时,灯泡L1正常发光。由P=I2R得电路中的电流
I0==0.5 A
灯泡L1的额定功率
P1=U1I1=U1I0=8 V×0.5 A=4 W
(3)开关S接b时,灯泡L1与灯泡L2串联,若灯泡L2正常发光,由图像可知,此时电路中的电流是0.6 A,大于L1的额定电流,是不允许的;所以电路中的最大电流I1=I2=0.5 A,此时L1正常发光,由灯泡L2的U-I图像可知,此时灯泡L2两端的电压U2=4 V,电源电压
U=U1+U2=8 V+4 V=12 V
电路允许达到的最大总功率
P总=UI1=12 V×0.5 A=6 W
19.小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆(如图所示),内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220 V,额定功率为605 W。求:
(1)小明帮奶奶泡脚时,向足浴盆中加入6 kg初温为20 ℃的水,加热系统的加热电阻正常工作15 min将水加热到40 ℃,此加热过程中水吸收的热量是多少?消耗的电能是多少[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]?
(2)当小明家的实际电压是200 V时,加热电阻工作的实际功率是多少?
(3)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12 V(按摩系统将交流电压转换为12 V),工作电流为4 A,其电阻为0.5 Ω,电动机工作中因发热损失的功率是多少?
解:(1)水吸收的热量
Q吸=c水m(t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×6 kg×(40 ℃-20 ℃)=5.04×105 J
足浴盆加热时消耗的电能
W=P额t=605 W×900 s=5.445×105 J
(2)由P=可知,加热电阻的阻值
R==80 Ω
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当小明家的实际电压是200 V时,加热电阻工作的实际功率
P实==500 W
(3)电动机工作中因发热损失的功率
P损=I2R'=(4 A)2×0.5 Ω=8 W
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