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第十五章 电功和电热复习

发布时间:2013-12-31 09:45:32  

第十五章 电功和电热复习
南京晓庄学院附中 谢庆广

知识梳理
串 欧姆定律 电压规律 电流规律 联 电 路 并 联 电 路

I=U/R U=U1+U2 U1/U2=R1/R2 I=I1=I2 U=U1=U2 1=I1+I2 I1/I2=R2/R1

电阻规律

R=R1+R2

1/R=1/R1+1/R2

知识梳理
主公式 电功 W=UIt 推导公式 总分关系 分配关系

W=U2/Rt W=I2Rt P=U2/R P=I2R
Q=UIt Q=U2/Rt

电功率 P=W/t=UI 电热
关系

Q=I2Rt

串联U、W、 P、Q与R 无论串并 成正比 总等于各 并联I、W、 个之和 P、Q与R 成反比

W≥Q纯电阻(电能全部转化为内能) W、Q比P多个T

思路梳理
电路图:一看串并,二看开关作用,三看电表等作用 电路计算分析思路:欧姆定律或串并联电路规律 电功电功率电热计算分析求比思路:根据条件选择公式

1.(二0一三年东营市) 白炽灯是根据电流的 效 应工作的。灯丝做成螺旋状是为了 (选填“增大” 或“减少”)散热,以便更好地发光。

2.(2013年苏州市)我国科研人员研发了百米级第二代 高温超导带材,使中国跻身该技术领域国际先进行 列.假如所有导体都成了常温下的超导体,那么当用电 器通电时,下列说法正确的是 A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动 C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨烫衣服

3.(湖北省襄阳市2013年)王伟家的空调机上贴着“中国 能效标识”,经查阅资料,王伟弄清“能效比”就是在 规定条件下,空调机进行制冷运行时实际制冷量与实际 输入功率之比。王伟家空调机能效比为“2.59”,可知 他家空调机在规定条件下,每消耗1W的电功率,制冷量 为________W。

4.如图所示,将两只额定电压相同的灯泡L1、L2串联在 电路中,闭合开关S后,发现灯泡L1较亮,灯泡L2较暗, 此现象说明( ) A.灯泡L1的阻值大于灯泡L2的阻值 B.灯泡L1的额定功率大于灯泡L2的额定功率 C.灯泡L1两端的电压小于灯炮L2两端的电压 D.通过灯泡L1的电流大于通过灯炮L2的电流

5.某电路两端电压保持不变,在电路两端只接一个电阻 R1,电路中的电流为I,消耗的功率为P1,若在R1上并 联一个电阻R2时,干路中电流为2I,电路消耗的功率为 P2,则P1: P2为 ▲ . 若将标有“6V 3W”和“6V 2W”的甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为6V的电 源两端,接通电路后,两只小灯泡的总功率将 ▲ 5W(选填:大于、小于或等于)

6.有两只标有“220V 100W”的加热器,这种加热器在 它两端不超过额定电压时,电流随电压的变化关系如图 所示.这种加热器正常工作时的电阻为 Ω. 将它们 串联起来接到家庭电路中,消耗的总功率 (大于/ 小于/等于)50W.

7.在如图所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,电压表有示 数.已知电路中各处均接触良好。 (1)

请写出发生上述现象 的三个可能原因: ▲ ; ▲ ; ▲ . (2)为进一步确定原因,小华同学将一个电流表正确串联在该 电路中,闭合开关S,观察电流表的示数情况.著电流表有示数, 说明上述现象产生的原因是 ▲ (写出一 个可能原因);若电流表无示数,说明上述现象产生的原因是 ▲ 。(3)小明同学准备用一根导线并联接在电阻R两端, 根据灯泡能否发光进一步确定原因。此操作方案是否可行,请 说明理由 ▲ 。

8.(江苏南京2013)如图所示,电源电压保持6V 不变, 电流表的量程为0 ~ 0.6A,电压表的量程为0 ~ 3V, 定值电阻1 R 的规格为“10W 0.5A”,滑动变阻器2 R 的规格为“ 20W 1A”。闭合开关,为了保证电路安全, 在变阻器滑片P 移动过程中,下列说法正确的是 A.电阻1 R 消耗功率允许的变化范围为0.4W~ 0.9W B.电流表示数允许的变化范围为0.2A~ 0.5A C.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2W~ 20W D.电路消耗总功率允许的变化范围为1.2W~ 3W

9.如图所示,电源电压为6V,R1=10Ω,R2=20Ω, R3=5Ω,当闭合开关S1后,下列说法正确的是 A、闭合开关S2、S3,通过R2的电流是0.24A B、断开S2、S3,电路消耗的功率是2.4W C、断开S2、闭合S3,R1两端的电压是6V D、在相等的时间内,闭合S2、S3时和断开S2、S3时, 电流通过R1产生的热量之比是9 :4

10.(2013年包头市)如图8所示,将灯L1、L2按甲、乙 两种方式接在电压均为U的两个电路中。L1在甲、乙两 个电路中的电功率分别为4W和9W,设两灯丝的电阻不变。 下列说法中不正确的是( ) A. L1、L2两灯灯丝电阻之比为2:1 B. 甲图中灯L1、L2的功率之比为1:2 C. 甲、乙两图中灯L1两端的电压之比为2:3 D. 甲、乙两图中电路消耗的总功率之比为2:9

11.(泰州市二O一三年)在“怎样使两个灯泡都亮起来” 的活动中,小明采用如图11所示的方法连接,结果两个 灯泡都亮了。这时,两灯的连接方式是__▲__。若电源 电压为3V,灯泡的规格均为“2.2V 0.22A”,则每个 灯泡的电阻是__▲__Ω,每个灯泡的实际功率是 __▲__W。

图11

12.(二○一三年福州市)甲和乙两灯的额定电压均 为6V,图14是甲、乙两灯的电流随其两端 电压变化 的曲线。现将两灯串联后接在某一电路中,要使其中 一个灯泡正常发光,并保证电路安全,电路的工作电 流应为 A,电源电压最大为 V。

13.如图所示,电源电压不变,R1=6Ω,R2=4Ω. (1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为 0.6A,电路总电阻是 Ω,电源电压为 V. (2)当开关S1、S2和S3都闭合时,电流表示数为l.5A, 此时通过R1的电流是 A,10s内电流通过灯泡L做 的功为 J.

14.用规格为“220V 1200W”的无绳电水

壶在正常工作 时烧水,将质量为1Kg、温度为18℃的水,经过一段时 间加热把水烧开,(在一标准大气压),水的比热为 4.2×103J/Kg.c,不考虑电水壶的散热,由上述已知 条件,可求得的物理量是 ( ) ①通过电水壶的电流;②电水壶电热丝的电阻;③加 热的时间;④电流做的功。 A.①② B.①②③ C.②③④ D.①②③④

15.(雅安市二○一三年) 电动自行车已成为大众化的 一种交通工具, 小乔对家里的电动自行车进行了测试, 他骑车在平直的路面上由静止开始运动, 获得如图 所 示的速度v 和牵引力F 随时间t 变化的关系图像。已知 匀速行驶时, 电动机输入电压48V, 输入电流5A, 由图 可知,7 ~12s电动自行车受到的摩擦力为N; 电动自行 车匀速行驶时, 电能转化为机械能的效率为 % 。

16.(江苏南京2013)小明按如图所示的电路进行实验,已知电 源电压不变,闭合开关,改变a 、b 之间的电阻箱R的阻值,得 到一组电压表的示数Ua - R的图象如图乙所示. (1)随着电阻箱接入电路中的阻值增大,定值电阻R a两端的电 压 (选填“增大”、“减小”或“不变”). (2)将a 、b 间的电阻箱换成未知电阻R x,读得电压表示数为 4.5V,则R x = Ω ,此时电路中电流 为 A . (3)取下R x,分别将电阻Rx和Bx接入a 、b 之间,读得对应的 电压表示数为1V 和3V,在这两种情况下,Ra上消耗的电功率变化 了多少?

17.(4分)如图24甲所示是一种常见的电热 水袋,图乙是它的结构示意图,其性能指标 如下表所示.(1)由题意可知,红色指示灯L的 电阻比发热体R的电阻要______(选填“大” 或“小”)得多;(2)为了使用电热水袋更加 安全,有的电热水袋里使用双重温控开关保 护,也就是把两个温控开关__________(选 填“串联”或“并联”)起来使用;(3)当热 水袋原来的温度是15℃时,在额定电压下加 热10min指示灯就熄灭了,则此过程中水吸收 的热量是_______ J,电热水袋的发热效率 为 .[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

18.半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的,因此,利用它 们制成的元件在生活中也各有各的用途。 (1)一个由某半导体材料制成的加热器,通电后,加热器在发热的同时, 也在向外界放热。图甲为发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关 系的图像。由图像可知,加热器工作时的稳定温度为 ▲ ℃。当温 度稍高于稳定温度时,P发热 ▲ P散热(填“>”、“=”或 “<”);此时发热功率继续减小,可推知,元件的电阻在继续 ▲ 。 (2)如图乙是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像,若用 该电阻R与电源(电压为3伏)、电流表(量程为0~5毫安)

、电阻R′串联 起来,连接成如图丙所示的电路。用该电阻R做测温探头,把电流表的刻 度改为相应的温度刻度,得到一个简单的“金属电阻温度计”。电流刻 度较大处对应的温度刻度较 ▲ ;请通过计算说明,若R′=450Ω, 则图丁中指针所指处对应的温度数值为多少?
P发


P散


第38题图甲

第38题图乙

第38题图丙

第38题图丁

19.在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时,同学 们提出了如下猜想:甲:电功率跟电压有关,电压越 高,电功率越大。乙:电功率跟电流有关,电流越大, 电功率越大。 请你任选其中一个猜想,设计实验,进行验证。 (1)你验证的猜想是 (填甲或乙)。 (2)实验需要的器材,除电源、导线、开关外,还需 要 。 (3)在右面的方框中画出你的实验电路图。 (4)在该实验中,你需要收集的数据是 。 (5)你是通过观察比较 来比较两灯泡 功率的大小的。

20.小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱各1个, 2个开关及若干条导线,对额定电流为0.1 A的小灯泡的 额定功率进行了测定。请在虚线框内画出他设计的电路 图,并写出实验步骤及测定额定功率的表达式。 实验步骤:

表达式:P额 =
L S1 S2 P

.

A 图2

21.(7分)在测“3.8V”小灯泡电功率实验中:(1)请你用笔 画线代替导线,将甲图实物连接完整。(2)电路正确连接后,闭 合开关,移动滑片,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数 接近电源电压,则故障可能是_________。(3)排除故障后,当 灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙为_______A,灯泡额定功 率为_______W。(4)图丙所示电路中(R阻值已知),无电压表 也能测出该灯泡额定功率的是______________。

22.(二○一三年福州市)如图26甲所示是小刚“测小灯泡电功 率”的实验电路。其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V、 电阻约为l0Ω。滑动变阻器有A规格“l0Ω 2A”、B规格 “50Ω lA”可选。 (1)本实验应该选择_________规格的滑动变阻器。连接电路 时,开关应_________。 (2)请用笔画线代替导线将图26甲的实验电路连接完整。 (3)闭合开关后,小刚发现电流表和电压表有示数但都很小, 且看不到小灯泡发光,其原因是_________。 (4)当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图26乙所 示,为_____V。要测小灯泡的额定功率,应将滑片P向____ (选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为2.5V。

23.在“测定小灯泡额定功率”实验中,小明同学用如图所示的实验器材进 行了实验,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,小灯泡的灯丝电 阻大约12Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。

(1)请用铅笔画线代替导线,将图20甲的实物电路连接完整(连线不得交叉 )。(2)实验中,小明连完电路一闭合开关,立即看到灯泡发出明亮的光并 很快熄灭,分析原因可能是: 。(3)小明排 除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,发现电压表的示数为3V,为了能测量 小灯泡的额定功率,他将滑片P向 端滑动(选填“左”或“右”),直 到电压表的示数为3.8V时,观察电流表的指针位置如图乙所示,此时电流表 的示数为 A,小灯泡的额定功率为 W。(4)小红也用上述器材做 了同样的实验,在连接电路之前她发现电压表的“0~15V”的量程已损坏, “0~3V”的量程完好,她马上修改电路,也测出了灯泡的额定功率。请你在 方框内画出小红所使用的实验电路图,并回答小红闭合开关前,是否应该将 滑动变阻器的滑片放在阻值最大处?答: (选填“应该”或“不应该 ”)。 小红所用的电路图:

例题分析
24.某同学做电学实验时,电路如下图示。已知他所用 电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,电源 电压为6V保持不变,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,定 值电阻 R0为10Ω,开关S闭合后,在实验操作无误的情 况下,正确的说法是( ) A.电流表的最大示数为0.6A S P B.滑动变阻器消耗的最小功率为0 A R0 C.电压表的最小示数为1V R D.电阻R0消耗的最大功率为1.8W
V

例题分析
12. 小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系, 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电 流表和电压表的示数变化关系如图乙所示,由图像可 得,定值电阻R1的阻值是 ?.实验时,电源电压 保持5V不变,当滑片P位于a端时,滑动变阻器消耗的 电功率是 W,此时,电阻R1在10min内产生的热 量为 J.

例题分析

高低档

小红家买了一台电烤箱,有高、中、低三个档位的发 热功率。图11是其内部简化电路图,开关S1可分别与 触点a、b接触。已知:Rl=60.5Ω,R2=121Ω,电源 电压保持不变。当开关S1置于b端, S2断开时,电烤 箱处于 档位;电烤箱在中档位工作时,消耗的 电功率是 W;电烤箱在高档位工作时,对食物 加热5min,消耗的电能是 J。

例题分析
小明家有一个标有“220V 800W”的电炉子,因长期 使用,电炉丝有一处被烧断了。小明将烧断的电炉丝 接好后继续使用,其电功率将会: A.大于800W B.小于800W C.等于800W D.无法判断

例题分析
3.某电能表盘上标有“200R/kW· h”的字样,单独让一只 电炉工作,电能表转盘在10分钟内转了25转,则电炉 的功率为( ) A、200瓦 B、500瓦 C、750瓦 D、1000瓦

例题分析
34.小鹏同学家的电能表如图6所示,则小鹏家已消 耗

的电能为__ _kW?h,转盘已转过______转;他 发现家里只使用一只电水壶(其它用电器都关闭) 时,观察到电能表转盘3分钟转过100转,电水壶工 作时的实际电功率为___ ___W.

例题分析

基本计算

2.一电动机正常工作时,电压为36V,电流为4A,电阻为 5Ω,求他工作1min产生的热量?

例题分析

求比

11.R1=2R2串联时1min电热为Q,并联在同一电 源上等时间产生电热为____?

例题分析

求比

粗细均匀的电热丝放入水中,通电l0min水开始沸腾; 若将电阻丝对折并联后放入同一壶水中.通电到水开 始沸腾,所需的时间是(不计一切热损失) A.2.5min B.5min C.20min D.40min

例题分析

计算

某宾馆房间有一只美的牌电热水壶,铭牌如右表所示, 此水壶正常工作5min产生的热量是 J。

(雅安市二○一三年)20. 小勤在做“调节灯泡亮度” 的电学实验时, 电路如图11 所示。电源电压恒为4. 5V, 电压表量程“0 ~3V”, 滑动变阻器规格“50Ω 1A”, 灯泡L 标有“2. 5V 1. 25W” 字样( 忽略灯丝电阻变 化) 。在不损坏电路元件的情况下, 下列判断正确的是 A. 灯泡两端的最大电压是1. 5V B. 该电路中电流的最大功率是1. 25W C. 电路中电流变化的范围是0. 3A ~0. 5A D. 滑动变阻器阻值变化的范围是2. 5Ω~10Ω

(2013年庆阳市)12.某同学在做“调节灯泡亮度”的 电学实验时,电路如图所示,电源电压恒为4.5V,电压 表量程“0~3V”,滑动变阻器规格“20Ω lA”,灯 泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在 不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是( ) A.电路中电流变化的范围是0.18A一0.5A B.滑动变阻器阻值变化的范围是2.5Ω~10Ω C.灯泡的最小功率是0.162W D.该电路的最大功率是2.25W

例题分析
12.如图所示电路中,电源电压保持不变,R为定值 电阻,当在a.b两点间接入一个“6V 0.4A”的小灯 泡时,恰好正常发光;若换一个“6V 0.5A”的小灯 泡,则这个小灯泡( ) A.比正常发光暗些 B. 灯丝将会烧断 C.仍能正常发光 D. 比正常发光亮些
R a b

S

例题分析
26. 小华用如图所示的电路测小灯泡功率.电路中电 源电压恒为4.5V,电压表的量程为O~3V,电流表的量 程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω lA”,灯泡 标有“2.5V 1.25W”字样。若闭合开关,两电表的示数 均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值, 不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是A.电流 表示数的变化范围是O~0.5A B.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5~20Ω C.灯泡的最小功率是0.162W D.该电路的最大功率是2.7W

例题分析

极值范围

有一只标有“6 V 3 W”的小灯泡和一个标有“100Ω 1 A”的滑

动变阻器,小明同学将它们并联后直接接到 恒定电源上,小灯泡恰好正常发光,其两端的电压是 ____V,此时整个电路允许消耗的最大功率是___W。

例题分析
12.两盏“220V 100W”的电灯串联在220V的电路中, 两盏灯的总功率为 ( ) A.200W B.100W C.50W D.25W

例题分析
33.小华发现家里电能表的示数在3h内由 变成 ,则他家在这段时间用电 kW· h, 用电器消耗的实际功率是 W.如果电能表标有 “220V 2.5(10)A”字样,则电路中 (选填“能”或 “不能”)再接入一个额定功率为800W的电饭煲。

例题分析
15.某家用电动自行车,它配备的蓄电池电压为 24V , 工作时电流为 40A ,效率是 80 % ,人和车总重为 1000N ,阻力是车重的0.1 倍,则此车匀速行驶 400m 所需时间多长?若该电动自行车 26s运动了 200m , 则电动车的效率又应为多少?

(湖北省襄阳市2013年)34.如图所示的电路中,电源电 压不变,灯L上标有“18V 18W”的字样。当开关闭合, 滑动变阻器的滑片P移到a端时,灯L正常发光,电流表 示数为2.5A。当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距 a端3/4ab长度处时,电压表示数为15V。此时,灯L的功 率为_______W。

I7.小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V 的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1W)、滑动变阻器(50Ω1A)、以及符合实验要求的电表、开关 和导线。如图13(甲)是小亮同学没有连接完整的电路。 (1)本实验的实验原理是 (2)请你用笔画线代替导线,将图I3(甲)所示的电路连接完整。 (3)小亮同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数, 电流表无示数,则故障可能是 (写出一种即可)。 (4)小亮同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时,眼睛应注视 (选 填序号)。 A.小灯泡亮度 B.电压表示数 C.电流表示数 D.滑动变阻器滑片 (5)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率是, 应将滑片P向 端移动(选填“A”或“B" )。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图13 (乙)所示,则小灯泡的额定功率是 W,此时小灯泡的电阻是 Ω。该实验中滑动 变阻器除了保护电路外,还有 的作用。 (6)小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电示数始终为 如图13(丙)所示,多次更换阻值不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材, 为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于 Ω。

44.(9分)如图所示的电路中,电源电压和灯L的电阻均 保持

不变,灯l标有“9V 9W”字样。 (1)求灯L正常发光时的电阻; (2)当R的滑片P位于a端,闭合S1、断开S2时,灯L两端的 实际电压为额定电压的2/3,求此时灯L工作lmin所消 耗的电能是多少? (3)当R的滑片P位于中点c,闭合开关S1、S2时,电流表 的示数为3A,求滑动变阻器消耗的电功率。

16.如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω。 当S1、S2都断开时,电流表示数为1 A,则 A. 电源电压为30 V B. 当S1、S2都闭合时,电流表示数为2 A C. 当闭合S1、断开S2时,R1的功率为10 W D. 当S1、S2都闭合时,整个电路消耗的功率最大

11.一台单热饮水机的铭牌上标着如下表所示的数据, 当热水箱储滿15℃的水后,加热到90℃,需要吸收 J的热量。若消耗的电能80%被水吸收,饮水机至少需正 常工作 S。
饮水桶容量 18.9L

热水箱容量 额定电压 加热时功率 保温时功率 频率

0.8L 220V 500W 40W 50Hz


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