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电学题答案

发布时间:2014-08-03 00:52:42  
3.解:(1) I R1 ? I1 ? I 2 ? 0.9 A ? 0.6 A ? 0.3 A

U ? I R1 R1 ? 0.3 A ? 40? ? 12V
(2) R2 ?

U 12V ? ? 20? I 2 0.6 A
'

(3) U ' R1 ? I 1 ?

1 1 R1 ? 0.4 A ? ? 40? ? 8V 2 2

' ' UL ? U ?U R ? 12V ? 8V ? 4V
' UL 4V ? ? 10? 1 0.4 A I1

RL ?

(4)∵当电路中电阻最大时,消耗的电功率最小 ∴当 S1 、 S 2 断开,滑片 P 滑到 b 端时电路中电阻最大,最大值为:

R总 ? R1 ? RL ? 40? ? 10? ? 50?
最小功率值为: P ?

U 2 (12V ) 2 ? ? 288 W. R总 50?
(3 分) (1 分)

4. (1) p ? UI=220 ? 0.1A ? 22W

(2)设需要的时间为 t,因 Q= cm?t , Q ? W ,W ? pt

pt ? cm?t

(1 分)

cm?t 4.2 ? 103 J /(kg ? ?C ) ? 0.5kg ? 70?C t? ? ? 420s ? 7 min (2 分) P 350 W
(3)

(3 分) 评分标准:本题 10 分。 5.⑴开关应处于断开状态??????????????????????????① ⑵R0 =
U 额2 P额

=

2202 =1210( ? )??????????????????????② 40

⑶电阻丝 10s 内产生的热量 Q = I2R0t = (0.1A)2×1210 ? ×10s=121J??????③ 7.(1)当S1、S2都闭合时,R2短路,R1与L并联接入电源两端
1

∵L正常发光 ∴电源电压U=UL=6V……………………………………………(2分) (2) ∵PL=ILUL

6W PL = =1A??????????????(1分) 6V UL 6V U U1 R1= 1 = = =30Ω …………………………………(1分) I1 I ? I L 1 .2 A ? 1 A
∴IL= (3)当S1、S2都断开时,R2与L串联在此电路中
2 (6V ) 2 UL = =6Ω ????????????????(1分) 6W PL 6V 2 U U IL=I= = = = A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1分) R R2 ? RL 3? ? 6? 3 2 2 PL=IL2RL= ( A) × 6 Ω =2.67W…………………………………(1分) 3

RL=

答:(1)电源电压U等于6V (2).电阻R1的阻值为30Ω (3)小灯泡L消耗的功率为2.67W 8. 解:(1) 小明家能接入电路的用电器的最大总功率为: PM=UIM=220V×20A=4400W (2)空调机持续工作 4.5h 消耗电能为: W=Pt=0.96kW×4.5h=4.32kWh 则电能表的示数应变为: 257.2kWh+4.32kWh=261.52kWh=261.5kWh (3) 小电器在 4min 内消耗电能为:W= 则小电器的功率为:
1 kW h W P= = 600 =0.025kW=25W 1 t 4? h 60

2分

2分

1 kWh 600

2分

9、 (1) I ?

U (1 分) R
(2) I 1 ?

R?

3V ? 15? (1 分) 0.2 A

U1 6V ? ? 0.4 A (2 分) R 15?

∵I1<0.6A ∴选用 0~0.6A 量程的电流表(1 分) 10、 12、解: (1) (2 分)根据电能表读数的变化,这段时间电视机消耗的电能为: W=0.7kW (2 分) (2) (4 分)待机时间:t1=70h (1 分) 待机功率: P ?

W 0.7kWh ? ? 0.01kW ? 10W t1 70h

(3 分)

(3) (2 分)共消耗的电能:W=n·Pt2 (1 分) = 6×105×10W×15h×30=2.7×106kWh (1 分)
2

(4) (2 分)关机时要断开电视机的电源开关。 16、解: (1)压力传感器 R 受到的压强

p?

F 600 N ? ? 1.2 ? 10 6 Pa S 5 ? 10 ? 4 m 2

(2)10 ㎏汽油完全燃烧能放出的热量 4.6?107 J/kg ?10kg ? 4.6?108 J (3)油箱内油的质量 m ? ?V ? 0.71?103 kg/m3 ? 2 ?10?2 m3 ? 14.2kg 油箱与油的总质量 m总 ? 5.8kg ? 14.2kg ? 20kg 压力传感器 R 上受到的压力 F ? G ? m总 g ? 20kg ?10N/kg ? 200N 由表可以看出,当 R 受到压力为 200N 时,R 的阻值为 200Ω 电路中电流 I ?

U 6V ? ? 0.03A R 200 ?

20、解:(1)电热器正常工作电流:

I?

U 10V ? ? 0 .5 A R 20 ?

(2 分)

电热器额定功率

P ? UI ? 10V ? 0.5 A ? 5W
(2)电热器与小灯泡串联后 P 实=0.64P 额
2 2 I实 R ? 0.64I额 R

(1 分)

I 实 ? 0.4 A

(2 分) (1 分) (1 分)

U电热器 ? I 实 R ? 0.4 A ? 20? ? 8V
U 灯 ? 10V-8V ? 2V
所以 RL ?

U灯 I灯

?

2V ? 5? 0.4 A

(1 分)

说明:其它运算方法正确即给分 22、解:(1)Sl、S2 断开时,L 与 R 串联,L 正常发光 I=0.5A RL=12Ω R 总=24Ω 3 R1=12Ω Q=1.8 ×10 J (2)解:S1、S2 闭合时,L 被短路,R1 与 R2 并联 U1=12V I1=lA 为使电流表安全使用,必须有 I 总≤3A I2 大=6Ω 即变阻器接入电路的阻值不得小于 6Ω P2 大=24W P2 小=12W R2 的功率范围是:12W 到 24W

3

2 23、解: (1)电能表允许负载最大功率 P 最大=UI=220V×10A=2200W(2 分) 现有用电器总功率: P 现有=40W×8+100W+150W+100W+750W=1420W (1 分) 如果再装上空调机,总功率为 1420W+1000W=2420W>2200W,超过电能表允许负载最大电功率,所以 不能再安装一台 1000W 的空调机. (1 分) 其它方法正确合理同样给分. (2) (3 分) ①换用允许通过电流更大的电流表; (1 分) ②另外拉一对电线供空调机专用; (1 分) ③换用熔断电流更大的保险丝,同时应考虑电线的安全性.(1 分) 25、解:(1)用电器全部正常工作时输电线中的电流 I 由 P=UI 得 I=P/U=44000W/220V=200A????????????????2 分 (2)白灯泡的实际功率为额定功率的百分之几 由 P=UI 和 I=U/R 得 2 P=U /R??????????????????????2 分 2 则有 P 实/P 额×100%=(210V/220V) ×100%≈91%???????2 分 26、解:(1)电热器正常工作电流:

I?

U 10V ? ? 0 .5 A R 20 ?

(2 分)

电热器额定功率

P ? UI ? 10V ? 0.5 A ? 5W
(2)电热器与小灯泡串联后 P 实=0.64P 额
2 2 I实 R ? 0.64I额 R

(1 分)

I 实 ? 0.4 A

(2 分)
4

U电热器 ? I 实 R ? 0.4 A ? 20? ? 8V
U 灯 ? 10V-8V ? 2V
所以 RL ?

(1 分) (1 分)

U灯 I灯

?

2V ? 5? 0.4 A

(1 分)

说明:其它运算方法正确即给分 29、(1) U1=I1R1=0.2A×10Ω =2V????????? 2 分 U= U1 +U2=2V+4V=6V??????????1 分 U2 4V =20Ω ????????????3 分 (2)R2=—— =—— 0.2A I (本题求解 U 与 R2 的顺序可以颠倒,求解方法不止一种) 30、 (1)R=——=————=48.4Ω ???????2 分 9 (2)W=———× 1kW·h=0.03 kW·h(或 1.08×105 J)??????2 分 300 W =—————— 1.08×105 J =900W??????2 分 P=—— t 2×60s (3)为什么计算的电功率小于(或“不等于” )电热水壶的额定功率?或计算的功率变小(或“计算的功率不等 于热水壶额定功率”)的原因是什么?或计算的电功率变小(或“不等于热水壶的额定功率”)是由于热水壶不 正常工作吗? ?????2 分 31、解: U ? I1 R1 ? 0.4 A ? 30? ? 12V

R2 ?

U 12V ? ? 15? I 2 0.8 A
5

33、答案:⑴484Ω ⑵1.452×10 J ⑶242V ⑷48.4Ω 34、解:①断开 S2 和 S3、闭合 S1 时,R1 与 R 串联,P 在最左端时电路有最大功率 P 大═U2/R1;当 P 在最右端时, 电路有最小功率 P 小═U2/(R1+R) ; 2 2 ∴P 大/ P 小═U /R1× (R1+R)/ U ═4/1 ∴R1═1/3×R ∴即 R1/R═1/3 ②当断开 S1 和 S3、闭合 S2 时,P 在 a 点时,R2 和 R 串联,Ia═U/(R2+1/4R) , P 在最右端时 I 右═U/(R2+R) ∴Ia/I 右═U/(R2+1/4R)× (R2+R)/U═2/1 ∴R2═1/2R 即 R2/R═1/2。 ③当 S1、S2、S3 都闭合时,R 被短路,R1、R2 并联,有 R 总═R1R2/(R1+R2)═1/3R×1/2R÷(1/3R+1/2R)═1/5R I 总═U/ R 总═6V÷1/5R═1.25A ∴R═24Ω ∴R1═1/3×R═8Ω,R2═1/2R═12Ω. 35、答案: (1)20Ω (2)0.1A (3)1/9
5

38、解. (1)当开关断开时,电压表示数即为电源电压。 U=10V 当开关闭合时,电压表示数即为L2两端的电压。 U2=6V U1=U-U2=10V-6V=4V (2)两灯消耗的总功率 P=IU=0.4A×10V=4W 39、解: (1)淋浴器每分钟用水体积为 V -2 3 V=10L/min×1min=10L=10 m ① 3 3 -2 3 m=ρ V =1×10 kg/m ×10 m =10 kg ② (2)W=Q/η / =Cm Δ t/η ③ 3 =4.2×10 [J/(kg.℃)]×10 kg×5×(50℃-20℃)/0.7 6 =9×10 J ④ 6 (3)若选用电流直接加热按一次淋浴消耗电能约 1.8×10 J,而每次淋浴时间 5m i n 则电路提供的电功率为: 6 P=W/t=9×10 J/5×60S=30000W=30KW ⑤ 一般家庭不可能达到 30KW 电功率,所以电流直接加热型电热淋浴器不适合。 (学生按其它方法讨论,只要思路和计算论证正确同样给分) 42、答案: (1)约 4.5A (2)75kw.h (3)937.5h 48、答案: (1)小琼的设计符合电热箱功率要求,理由略。 (2)其他设计方案 方法一:将两根 500W 的电热丝并联接人电热箱 方法二:将两根 2000W 的电热丝串联接入电热箱也可

1.972? 1017 j 53、答案:(1) m ? ? ? 6.8 ? 109 kg ? 6.8 ? 106 t 7 q 2.9 ? 10 j kg Q放

(2分)

(2)W省=WB - WA = PBt - PAt = (PB - PA)t =(1.5kW —1.16kW)×12× 500h = 2040 kW·h (1分) l2年共节约电费:2040 kW·h× O.5元/kW·h = 1020元 (1分) (3)建议购买高效节能型空调.因为高效节能型空调能节约能源、提高效率、保护环境. 54、解:(1)电阻的阻值: R=U2/P= (12V)2/18W=8Ω (1 分) 通过电阻的电流: I=U/R 串=U/2R=12W(2× 8Ω )=0.75A (1 分) 电路通电 5min 产生的热量: Q=IR 串 t=(0.75A)2× 2× 8Ω × 60× 5s=2.7× 103J (1 分) (2)2∶1 (1 分); 见下左图 (1 分) (3)见下右图 (2 分) 56 答:1)发电机的工作原理是电磁感应现象 由题意所知,W=1.2×1010kWh P=2.4×106kW 根据 P= 得到 t ?
W P

(1分)

W t
.2?10 kWh ? 12 ? 5 ? 10 3 h .4?10 6 kW
10

6

(2)完全燃烧 0.4 千克煤所放出的热量 Q=qm=3.0×107J/㎏×0.4 ㎏=1.2×107J W 有=1kWh=3.6×106J 发电机的效率? ?
W有 Q 3.6?10 J ? %= 1 ? % ? 30% .2?10 6 J
6

(3)灯泡的实际电功率 P 实= 根据 P=UI I= U 得 P= U R R
2

W1 t1

?

4.86?10 4 J 600 s

? 81W

P 额=

2 U额 R

,P实=

2 U实 R

57、 、答案:解:S1、S2 都闭合时,R2、R3 并联总电流 I=U/ R2+ U/ R3=6/3+6/6A=3A
2

(3 分)

S1、S2 都断开时,R1、R2 串联总功率 P=U /( R1+R2)=36/(2+3)W=7.2W (3 分) 答:电流表示数为 3A,总功率为 7.2W。 59、答案: (6 分) (1)细铜丝的电阻较大, (1 分)根据焦耳定律,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大, 产生的热量越多,所以细铜丝熔断.(1 分) (2)5s 内粗铜丝产生的热量 Q = I2R1t ???(1 分) = 32×0.01×5 J = 0.45 J ???(1 分) (3)细铜丝的电阻值 R2 = U/I = 3/3Ω = 1Ω ?????? (1 分) (4)较粗.(1 分) 60、答:6 分)

(1)导线连接正确得(1 分) (2)电阻 R 为 184Ω (1 分) (或额定功率为 184W、额定电流为 1A 等) (3)电路图正确(1 分) 分压作用(或分得电压的作用) (1 分) (4)考虑到安全用电,小明的选择是合理的;考虑到能量的充分利用,小明的选择就不合理.(2 分)

7

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