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第九章 電功和電功率典例點(diǎn)撥 課時(shí) 電功、電功率和焦耳定律 知識梳理 1．電功 (1)電流做功的過程實(shí)質(zhì)是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程。電流做了多少功，就會(huì)消耗多少電能，轉(zhuǎn)化為多少其他形式的能。 (2)電功的單位：J和kWh。 1 kWh =J。 (3)電功的測量：使用電能表。 2．電功率 (1)意義：電功率是表示電流做功快慢的物理量。 (2)定義：電功率的大小等于用電器在1 s內(nèi)所消耗的電能。定義式為P=。 (3)電功率的單位：W。 3.焦耳定律內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。 考點(diǎn)典例 考點(diǎn)1 電功、電功率的定義、單位及測量 【例1】 下課后王老師去關(guān)閉微機(jī)房的總電閘時(shí)，發(fā)現(xiàn)圖9.1-1所示的電能表轉(zhuǎn)盤在緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)，他利用手表估測了一下，2 min轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了5圈，那么2 min內(nèi)消耗了___________J電能；經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，原來機(jī)房內(nèi)還有20臺(tái)型號相同的電腦顯示器處于待機(jī)狀態(tài)，則一臺(tái)電腦顯示器的待機(jī)功率約為___________W。 圖9.1-1 【思路分析】學(xué)生要知道2 500 r/kWh的含義，會(huì)算出電能表轉(zhuǎn)一圈消耗的電能大小，再求出2 min內(nèi)消耗的電能。求功率要用P=。 【答案】7 200 3 【例2】 如圖9.1-2是額定電壓為220 V的理發(fā)用電吹風(fēng)機(jī)的典型電路。其中電熱絲通電后可以發(fā)熱，電動(dòng)機(jī)通電后可以送風(fēng)。正常工作時(shí): 圖9.1-2 (1)要送熱風(fēng)，選擇開關(guān)應(yīng)放在___________位置(選填“A”“B”或“C”)。 (2)已知電動(dòng)機(jī)的額定功率是120 W。當(dāng)送冷風(fēng)時(shí)，通電5 min，電流所做的功是多少？ (3)如果電熱絲的電阻是55 Ω，當(dāng)送熱風(fēng)時(shí)，電路消耗的總功率是多少？ 【思路分析】吹風(fēng)機(jī)吹熱風(fēng)的含義是既要電動(dòng)機(jī)送風(fēng)，還用電熱絲加熱，需同時(shí)工作，所以選擇開關(guān)放在A。 求電流做功要用公式W=Pt。 送熱風(fēng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)和電熱絲并聯(lián)，兩功率相加即為電路消耗的總功率。 【自主解答】J (3)1 000 W 考點(diǎn)2 串并聯(lián)電路中電功、電功率特點(diǎn)及比例關(guān)系應(yīng)用 【例3】 一個(gè)電阻接入電路后，每分鐘產(chǎn)生的熱量為Q，如果要使這個(gè)電阻每分鐘產(chǎn)生的熱量為3Q，下列方法可以實(shí)現(xiàn)的是( ) A．將這個(gè)電阻值變?yōu)樵瓉淼? B．將這個(gè)電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍 C．再取兩個(gè)相同的電阻與它并聯(lián) D．再取兩個(gè)相同的電阻與它串聯(lián) 【思路分析】根據(jù)公式Q=t，時(shí)間不變，Q要變大3倍，可以U不變，R變?yōu)樵瓉淼摹? 還可以U和R同時(shí)變?yōu)樵瓉淼?倍。 【答案】A 【例4】 兩只燈泡與，的電阻是電阻的2倍，先將燈泡串聯(lián)在一起，接到電源上，此時(shí)兩只燈泡的總功率為；然后將燈泡并聯(lián)在一起，接到同一電源上，此時(shí)兩只燈泡的總功率為，則比是( ) A．2∶9 B．4∶9 C．2∶3 D．4∶3 【思路分析】運(yùn)用串聯(lián)P與R成正比，并聯(lián)P與R成反比的知識進(jìn)行分析即可求出比。 【答案】A 【例5】 在圖9.1-3所示的電路中，L是一盞標(biāo)有“8 V 4 W”字樣的電燈，為變阻器，電源電壓為16 V，求： 圖9.1-3 (1)將變阻器的阻值調(diào)到多大時(shí)，才能使L和消耗的功率相等？ (2)當(dāng)L的實(shí)際功率為1 W時(shí)，L兩端的電壓多大？此時(shí)變阻器阻值應(yīng)調(diào)到多大？ 【思路分析】先用R=求出電燈的電阻，要使L和消耗的功率相等，只要它們的電阻相等就可以。計(jì)算L實(shí)際電壓要用到公式=PR。 【自主解答】(1)16 =4 V R=48 Ω 考點(diǎn)3 實(shí)際功率與額定功率(高頻考點(diǎn)) 【例6】 一只“PZ220—100 ”的燈泡，其額定電壓為___________V ，額定功率為___________W，燈絲的電阻是___________Ω。 【思路分析】額定電壓指用電器正常工作時(shí)的電壓，即為220 V。額定功率指用電器在額定電壓下的電功率，即為100 W。燈絲電阻要用R=求出。 【答案】220 100 484 【例7】 家庭電路電壓在用電高峰時(shí)段有時(shí)會(huì)降低到198 V，在此電壓下，一盞“220 V 100 W”的燈泡工作時(shí)的實(shí)際功率將___________100 W(選填“大于”或“小于”)，燈泡的亮度會(huì)比正常發(fā)光時(shí)___________一些。 【思路分析】燈泡亮度由實(shí)際功率決定，求實(shí)際功率，先根據(jù)“220 V 100 W”求出電阻，再利用公式P=求實(shí)際功率。 【答案】小于暗 【例8】 如圖9.1-4甲是一種雙向雙動(dòng)式和面機(jī)。主要構(gòu)造為：一個(gè)帶動(dòng)攪拌器的電動(dòng)機(jī)和一個(gè)帶動(dòng)料桶的電動(dòng)機(jī)，在和面過程中二者交替工作，攪拌器正反攪拌。攪拌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)間、反轉(zhuǎn)時(shí)間和料桶電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間分別為、和，且∶∶＝1∶1∶1。和面機(jī)的銘牌如圖乙所示。 甲 乙 圖9.1-4 為了測量和面機(jī)料桶電動(dòng)機(jī)的功率，小陽將家里的其他用電器都關(guān)閉，他觀察到和面機(jī)正常工作12 min，恰好攪拌機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和料桶電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)各完成兩次，家里標(biāo)有“3 000 r/kWh”字樣的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了480轉(zhuǎn)，則料桶電動(dòng)機(jī)的功率為___________W。 【思路分析】此題要分析清楚題目所給的條件和所求的未知量，先根據(jù)“3 000 r/kWh”求出表盤轉(zhuǎn)1圈消耗的電能，再求出轉(zhuǎn)過了480轉(zhuǎn)消耗的電能，據(jù)P=計(jì)算料桶電動(dòng)機(jī)的功率。 【答案】600 考點(diǎn)4 實(shí)驗(yàn)：測量用電器實(shí)際電功率(高頻考點(diǎn)) 【例9】 小華用電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線、開關(guān)及新的干電池等實(shí)驗(yàn)器材，測量額定電壓為2.5 V 小燈泡L的額定功率。 甲 乙 圖9.1-5 (1)小華連接好圖9.1-5甲所示電路，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)小燈泡L發(fā)光暗淡，觀察電壓表、電流表均有示數(shù)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表、電流表示數(shù)均不變，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是___________。 (2)小華改正實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5 V時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)如圖乙所示，由此可知，此時(shí)通過小燈泡L的電流為___________A。小燈泡L的額定功率為___________W。 【思路分析】測量小燈泡額定功率是每年中考高頻考點(diǎn)，主要考查電路的連接、電路故障分析和額定功率計(jì)算，此題考查實(shí)際電路連接和滑動(dòng)變阻器接法。 【答案】(1)滑動(dòng)變阻器全部連入電路(相當(dāng)于阻值較大的定值電阻) (2)0.3 0.75 【例10】 小霖利用電阻箱和一塊電流表測量小燈泡的實(shí)際功率，他選擇了滿足這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的器材，設(shè)計(jì)并連接了如圖9.1-6所示的部分實(shí)驗(yàn)電路。 圖9.1-6 (1)請你添加一條導(dǎo)線，將圖所示的實(shí)物圖補(bǔ)充完整； (2)閉合開關(guān)，將開關(guān)扳向___________(選填“1”或“2”)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡發(fā)光，記錄電流表的示數(shù)； (3)將開關(guān)扳向另一端，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)___________的阻值為時(shí)，電流表的示數(shù)為； (4)請用和表示小燈泡的實(shí)際功率，則=___________。 【思路分析】此題是在伏安法測小燈泡電功率的題型基礎(chǔ)演變出的新題，要求用電阻箱和電流表測小燈泡電功率，重點(diǎn)是明白原理，用求解。 【答案】(1)圖中漏線為：小燈泡左接線柱與開關(guān)的“1”連接 (2)1 (3)電阻箱 考點(diǎn)5 電流的熱效應(yīng)、焦耳定律(高頻考點(diǎn)) 【例11】 如圖9.1-7所示的電器中，利用電流熱效應(yīng)的是( ) A.電熱水壺 B.洗衣機(jī) C.電風(fēng)扇 D.電視機(jī) 圖9.1-7 【思路分析】電流熱效應(yīng)是每年中考高頻考點(diǎn)，主要考查學(xué)生聯(lián)系實(shí)際生活的能力，知道生活中哪些用電器是利用電流熱效應(yīng)工作的，哪些用電器需要防止電流的熱效應(yīng)。 【答案】A 【例12】 小歡用圖9.1-8所示的裝置研究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”。圖中三個(gè)燒瓶內(nèi)盛有質(zhì)量和溫度都相同的食用油，溫度計(jì)顯示食用油的溫度，每瓶食用油中都浸泡著一段電阻絲，已知三段電阻絲的阻值關(guān)系是< 。 圖9.1-8 (1)通過實(shí)驗(yàn)可知，在電流和通電時(shí)間都相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大，產(chǎn)生的熱量越___________；(選填“多”或“少”) (2)實(shí)驗(yàn)中的自變量是___________，控制變量是___________； (3)小麗想研究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體中電流大小的關(guān)系”，她將燒瓶中的三段電阻絲并聯(lián)后接入電路，你認(rèn)為是否可行并說明理由，___________。 【思路分析】同學(xué)們需要知道，電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻、通過導(dǎo)體的電流和通電時(shí)間都有關(guān)系，即焦耳定律，當(dāng)電流、時(shí)間一定時(shí)，電阻阻值越大，電阻上產(chǎn)生的熱量就越多。做“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”探究實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先明確因變量、自變量以及控制不變的量，本實(shí)驗(yàn)的因變量是熱量，自變量是電阻阻值，電流、時(shí)間應(yīng)是控制不變的量。若研究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體中電流大小的關(guān)系”，應(yīng)控制電阻、時(shí)間不變，若將燒瓶中的三段電阻絲并聯(lián)后接入電路，雖然流過三個(gè)電阻上的電流不同，但電阻也不同，這樣就有兩個(gè)變量了。 【答案】(1)多 (2)電阻的阻值電流和通電時(shí)間 (3)不可行，沒有控制電阻阻值不變考點(diǎn)6 電功、電功率及焦耳定律計(jì)算(高頻考點(diǎn)) 【例13】 某型號家用電飯鍋有高溫?zé)蠛捅貭F飯兩個(gè)擋位，其原理如圖9.1-9所示，和為兩個(gè)加熱電阻。已知電阻＝44 Ω，保溫燜飯時(shí)電飯鍋的功率P′＝22 W。求： 圖9.1-9 (1)電飯鍋高溫?zé)蟮墓β蔖； (2)保溫燜飯時(shí)電路中的電流I和兩端的電壓； (3)一次做晚飯，用該電飯鍋高溫?zé)?5 min，保溫燜飯30 min，則此過程中電飯鍋消耗多少度電。 【思路分析】當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，加熱電阻接入電路，電飯鍋處于高溫?zé)髶酰刃щ娐啡鐖D9.1-10甲所示。 甲 乙 圖9.1-10 當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，加熱電阻和串聯(lián)接入電路，電飯鍋處于保溫燜飯擋，等效電路如圖乙所示。 (1)甲圖中，電飯鍋高溫?zé)蟮墓β蔖＝＝＝1 100 W (2)乙圖中，電飯鍋保溫燜飯時(shí)，I＝＝＝0.1 A 加熱電阻兩端電壓＝I ＝0.1 A44 Ω＝4.4 V (3)電飯鍋耗電W＝＋＝1.1 kW0.25 h＋0.022 kW0.5 h＝0.275 kWh＋0.011 kWh＝0.286 kWh 【答案】(1)1 100 W (2)0.1 A 4.4 V (3)0.286 kWh 基礎(chǔ)訓(xùn)練 一、單項(xiàng)選擇題 1．下列四位物理學(xué)家中，以其名字命名電功單位的是( ) A．安培 B．歐姆 C．伏特 D．焦耳 答案：D 2．圖9.1-11所示的家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是( ) A.電飯鍋 B.筆記本電腦 C.電風(fēng)扇 D.電視機(jī) 圖9.1-11 答案：A 3．如圖9.1-12所示電路，電源電壓不變。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4 V；當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)變化了2 V，在15 s內(nèi)定值電阻產(chǎn)生的熱量為60 J。則下列結(jié)果正確的是( ) 圖9.1-12 A．電源電壓為10 V B．的阻值為18 Ω C．滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為9 Ω D．先后兩次消耗的電功率之比為4∶3 答案：C 4．有5 Ω和10 Ω的兩個(gè)定值電阻，先將它們串聯(lián)，后將它們并聯(lián)接在同一個(gè)電源上，則關(guān)于它們兩端的電壓和消耗的電功率的關(guān)系是( ) A．串聯(lián)時(shí)，電壓之比是1∶2，電功率之比是2∶1 B．串聯(lián)時(shí)，電壓之比是2∶1，電功率之比是1∶2 C．并聯(lián)時(shí)，電壓之比是1∶1，電功率之比是2∶1 D．并聯(lián)時(shí)，電壓之比是1∶1，電功率之比是1∶2 答案：C 5． 把電阻和串聯(lián)在電路中，已知＞，通電時(shí)，通過它們的電流分別為和，它們的電功率分別是和，則( ) A．＞，＞ B．，＜ C．，＞ D．＜， 答案：C 6.家庭電路中正在使用的兩白熾燈，若甲燈比乙燈亮，則( ) A．甲燈燈絲電阻一定比乙燈的大 B．甲燈兩端的電壓一定比乙燈的大 C．通過甲燈的電量一定比乙燈的多 D．甲燈的實(shí)際功率一定比乙燈的大 答案：D 7.如圖9.1-13所示，已知燈泡L標(biāo)有“4 V 4 W”字樣，滑動(dòng)變阻器阻值為0～8 Ω，當(dāng)滑片P移到端點(diǎn)a時(shí)，燈泡正常發(fā)光；當(dāng)滑片P移到中點(diǎn)時(shí)，燈泡的電阻和實(shí)際功率分別為(不計(jì)溫度對燈絲電阻的影響)( ) 圖9.1-13 A．4 Ω，1 W B．1 Ω，4 W C．4 Ω，2 W D．2 Ω，1 W 答案：A 8.若將通過某一電阻上的電流增大到原來的3倍, 則在單位時(shí)間內(nèi)( ) A．電流產(chǎn)生的熱量是原來的3倍 B．電流產(chǎn)生的熱量是原來的6倍 C．電流產(chǎn)生的熱量是原來的27倍 D．電流產(chǎn)生的熱量是原來的9倍 答案：D 二、實(shí)驗(yàn)探究題 9．小紅同學(xué)利用電壓表、電流表測量額定電壓為2.5 V的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率。 (1)請把圖9.1-14甲中的實(shí)物電路按上述實(shí)驗(yàn)要求連接完整。 甲 乙 圖9.1-14 (2)在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該__________________。(選填“閉合”或“斷開”) (3)連接好電路后，閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在___________端。(選填“A”或“B”) (4)閉合開關(guān)后，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5 V，這時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則通過小燈泡電流的測量值為___________A，小燈泡正常發(fā)光時(shí)電功率的測量值為___________W。 答案：(1)圖略 (2)斷開 (3)A (4)0.3 0.75 10.如圖9.1-15所示是測定額定電壓為2.5 V燈泡的額定功率的電路圖。 圖9.1-15 (1)a是___________表，b是___________表。 (2)如果小燈泡的阻值約為10 Ω，電源由2節(jié)干電池串聯(lián)組成，電流表有量程為0~0.6 A和03 A兩擋，電壓表有量程為0~3 V和0~15 V兩擋，則a表量程應(yīng)選___________擋，b表量程應(yīng)選___________擋。 (3)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓只有1.8 V，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向___________端移動(dòng)，才能使電壓表示數(shù)為___________V。此時(shí)燈泡的實(shí)際功率就是額定功率。 (4)要測量的數(shù)據(jù)是___________和___________，計(jì)算燈泡的額定功率公式為___________。 答案：(1)電流電壓 (2)0~0.6 A 0~3 V (3)左 2.5 (4)UIP=UI 11．小華為了探究影響電流產(chǎn)生熱量的因素，他用兩個(gè)完全相同的燒瓶，內(nèi)裝質(zhì)量相等的煤油，兩個(gè)帶有橡膠塞的規(guī)格完全相同的溫度計(jì)，兩根阻值不同的電阻絲和(已知： )，以及電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線等，連接了如圖9.1-16所示的實(shí)驗(yàn)電路。 圖9.1-16 (1)此電路可探究當(dāng)___________和通電時(shí)間一定時(shí)，電流產(chǎn)生熱量跟電阻的關(guān)系。 (2)閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，溫度升高較少的是___________溫度計(jì)(選填“甲”或“乙”)。 答案：(1)電流 (2)乙 12.下表是小李在實(shí)驗(yàn)中記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)歸納出電功率P與電阻R的關(guān)系： P =___________。 R/Ω 10 20 30 40 50 60 P/W 6 9 12 15 18 21 答案：(0.3 W/Ω)R+3 W 13.小明猜想導(dǎo)體的電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量就越多。為了驗(yàn)證猜想，他準(zhǔn)備了三個(gè)完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油，并將三段阻值不同的電阻絲(＜＜ )浸在煤油中，再用帶有規(guī)格完全相同的溫度計(jì)的橡膠塞封住瓶口，如圖9.1-17甲所示。然后他將電源、開關(guān)、電流表、滑動(dòng)變阻器、圖甲中的燒瓶①、導(dǎo)線連成如圖乙所示的電路。接下來小明進(jìn)行了如下操作： a.閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片到適當(dāng)位置，電流表的示數(shù)為I，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。 b.斷開開關(guān)，用燒瓶②替換下燒瓶①，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片到適當(dāng)位置，使電流表的示數(shù)仍為I，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。 c.斷開開關(guān)，用燒瓶③替換下燒瓶②，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片到適當(dāng)位置，使電流表的示數(shù)仍為I，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。 請你分析并回答下列問題： (1)在小明設(shè)計(jì)的探究實(shí)驗(yàn)中，自變量是___________。 (2)小華認(rèn)為小明的實(shí)驗(yàn)操作不能驗(yàn)證他的猜想，其理由是___________。 甲 乙 圖9.1-17 答案：(1)電阻 (2)沒有控制通電時(shí)間相同 三、計(jì)算題 14.圖9.1-18甲是某品牌電吹風(fēng)機(jī)，圖乙是其內(nèi)部的電路圖，表格中列出了有關(guān)參數(shù)。 甲 乙 圖9.1-18 型 號 SHZxx－624 熱風(fēng)溫度 50 ℃~75 ℃ 額定功率 熱風(fēng)時(shí)：1 100 W 冷風(fēng)時(shí)：120 W 額定電壓 220 V 質(zhì) 量 0.5 kg 求:(1)計(jì)算吹熱風(fēng)時(shí)，通過電熱絲的電流；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)某人用此電吹風(fēng)吹冷風(fēng)5 min，共消耗多少電能。 解：(1)根據(jù)公式P=UI可得，I==≈4.5 A =120 W560 J (其他解法正確均可) 15．如圖9.1-19所示電路，電源電壓保持不變，=40 Ω。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P置于b端時(shí)，兩端電壓與兩端電壓之比為3∶2，5 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為120 J。求： 圖9.1-19 (1)當(dāng)滑片P置于b端時(shí)，電路中的電流I； (2)當(dāng)滑片P置于b端時(shí)，電阻接入電路的阻值； (3)當(dāng)滑片P置于a端時(shí)，電路的總功率P。 解：，==0.1 A (2)=，==40 Ω=60 Ω = 0.1 A(60 Ω+40 Ω)=10 V P===2.5 W 16.如圖9.1-20所示，是某種“電子測重儀”的原理圖。其中電源兩端電壓U恒為3 V，A為托盤，P為金屬滑片且固定在托盤下的彈簧上，并能隨彈簧上下滑動(dòng)。開關(guān)S閉合，當(dāng)托盤中不放物體時(shí)，P位于R的最上端， 的電功率為；當(dāng)稱量物體質(zhì)量達(dá)到最大值時(shí)，滑片P位于R的最下端，的電功率為，且∶=1∶9。求：電子測重儀正常工作過程中，電壓表示數(shù)的范圍。(請畫出相關(guān)電路的等效電路圖) 圖9.1-20 解：當(dāng)開關(guān)S閉合，托盤中不放物體時(shí)，等效電路如圖9.1-21甲所示； 當(dāng)開關(guān)S閉合，稱量物體質(zhì)量達(dá)到最大值時(shí)，等效電路如圖乙所示。 甲 乙 圖9.1-21 (1)根據(jù)：P=，因?yàn)?不變， ＝＝ 所以＝ 已知U＝3 V，所以＝U＝3 V＝1 V 因此，電壓表示數(shù)的范圍為1 V～3 V。 拓展提高 1.(多選)把標(biāo)有“220 V 40 W”和“220 V 15 W”的甲、乙兩盞燈串聯(lián)接在220 V電壓下，則下面分析正確的是( ) A．兩盞燈的總功率等于55 W B．兩盞燈的總功率小于15 W C．甲燈的實(shí)際功率大于乙燈的實(shí)際功率 D．乙燈的實(shí)際功率大于甲燈的實(shí)際功率 答案：BD 2.甲、乙兩電爐并聯(lián)在同一電源上，各有開關(guān)控制，甲爐電阻是乙爐的4倍，要兩電爐產(chǎn)生同樣多的熱量則應(yīng)( ) A．甲通電時(shí)間是乙的4倍 B．乙通電時(shí)間是甲的4倍 C．甲、乙通電時(shí)間一樣長 D．不知道額定電壓無法比較 答案：A 3.兩只燈泡串聯(lián)在電路中，其中一只亮，另一只不亮，原因可能是( ) A．不亮的燈泡燈絲斷了或接觸不良 B．兩燈相比，不亮的燈泡其電阻太小 C．兩燈相比，不亮的燈泡其電阻太大 D．兩燈相比，通過不亮燈泡的電流較小 答案：B 4.如圖9.1-22所示的電路，當(dāng)變阻器的滑片P向b移動(dòng)過程中( ) 圖9.1-22 A．燈L功率變大，電表的示數(shù)都變小 B．燈L功率變大，電表的示數(shù)變小，電表的示數(shù)變大 C．燈L功率變小，電表示數(shù)都變大 D．燈L功率變小，電表的示數(shù)變小，電表示數(shù)變大 答案：D 5.(多選)有兩個(gè)定值電阻和，的阻值已知，現(xiàn)在用一只電壓表和一只電流表按圖9.1-23中四種接法讀取數(shù)據(jù)，能算出消耗的功率的原理圖是( ) A B C D 圖9.1-23 答案：ABCD 6.額定功率不同、額定電壓相同的兩只燈泡，___________聯(lián)在電路中，額定功率大的燈泡亮，_________聯(lián)在電路中，額定功率小的燈泡亮。 答案：并 串 7.把一個(gè)標(biāo)有“6 V 3 W”的燈泡接在10 V的電源上，要使燈泡正常發(fā)光，需要___________聯(lián)一個(gè)___________Ω的電阻，此時(shí)電阻消耗的電功率是___________W。 答案：串 8 2 8.電燈的電阻為30 Ω，正常發(fā)光時(shí)通過它的電流為0.1 A，現(xiàn)把它接在恒定電流為0.4 A的電路中，要使它正常發(fā)光，應(yīng)把___________Ω的電阻跟電燈___________聯(lián)，此時(shí)電阻消耗的電功率是___________W。 答案：10 并 0.9 9．小宣在研究“電阻消耗的電功率與該電阻阻值之間的關(guān)系”時(shí)，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。請你對表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，歸納出電功率與電阻阻值之間的關(guān)系：___________ _________________________________。 R/Ω 10 20 30 50 60 70 I/A 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 U/V 3 6 9 15 18 21 P/W 0.9 1.8 2.7 4.5 5.4 6.3 答案：當(dāng)流過電阻的電流一定時(shí)，電阻消耗的電功率與其阻值成正比 10．有兩盞白熾燈和，標(biāo)有“PZ220 100”字樣，標(biāo)有“PZ220 40”字樣。將這兩盞燈串聯(lián)接在電壓為220 V的電源兩端，已知燈都發(fā)光，燈的電阻小于的電阻，請你判斷哪盞燈的實(shí)際功率較大，為什么？ 答案：的實(shí)際功率大。因?yàn)閮蔁舸?lián)接入電路，則流過兩燈的電流I相同，而，根據(jù)可知電阻大的實(shí)際功率大。 11.小燈泡的額定電壓為6 V，電阻約為12 Ω，為測定它的額定功率： (1)下列操作中，正確的順序?yàn)開__________(填序號) A.將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大位置； B.斷開電源； C.觀察并記錄電流表的示數(shù)； D.斷開開關(guān)，按電路圖連接電路； E.設(shè)計(jì)電路并畫出電路圖； F.應(yīng)用公式，計(jì)算燈泡的額定功率； G.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使燈泡兩端電壓等于其額定電壓； H.整理儀器。 (2)實(shí)驗(yàn)中電壓表的量程應(yīng)選___________。如果實(shí)驗(yàn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.48 A,這只燈泡的額定功率為___________。 答案：(1)E、D、A、G、C、B、H、F (2)015 V 2.88 W 12.小亮同學(xué)做測定“小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)所用器材有電壓為6 V的電源、額定電壓為2.5 V的小燈泡(小燈泡的額定功率小于1 W)、滑動(dòng)變阻器(50 Ω 1 A)以及符合實(shí)驗(yàn)要求的電壓表和電流表、開關(guān)和導(dǎo)線。如圖9.1-24甲是小亮同學(xué)沒有連接完整的電路。 甲 乙 圖9.1-24 (1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的電路連接完整。 (2)小亮同學(xué)連好電路后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是___________。 (3)小亮同學(xué)排除故障后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，同時(shí)，眼睛應(yīng)觀察___________(選填序號)。 A．小燈泡亮度 B．電壓表示數(shù) C．電流表示數(shù) D．滑動(dòng)變阻器滑片 (4)小亮同學(xué)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某處時(shí)，電壓表的示數(shù)為2．2 V，要測量小燈泡的額定功率時(shí)，應(yīng)將滑片P向___________端移動(dòng)(選填“A”或“B”)。當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是___________W。 答案：(1)將小燈泡左接線柱與電流表0.6 A接線柱連接 (2)小燈泡斷路 (3)B (4)B 0.5 13.在如圖9.1-25中，S為一單刀雙擲開關(guān)，燈泡上標(biāo)有“3 V 1.5 W”的字樣，的電阻為12 Ω，電源電壓為18 V，當(dāng)開關(guān)S撥到a、滑動(dòng)變阻器滑片位于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，燈泡正常發(fā)光；當(dāng)開關(guān)S撥到b、滑片位于變阻器的右端時(shí)，燈泡消耗的電功率正好是其額定功率的四分之一，求燈泡的額定電壓和額定功率。 圖9.1-25 解：S撥到a，電路如圖9.1-26所示 圖9.1-26 正常發(fā)光，所以有I===0.5 A 電阻R兩端電壓=18 V-3 V=15 V 滑動(dòng)變阻器R連入電路中的阻值為R===30 Ω 所以R=60 Ω S撥到b，電路如圖9.1-27所示 圖9.1-27 電路中電流I′===0.25 A 燈泡消耗的功率=12 Ω=0.75 W 所以的額定功率=3 W 設(shè)的額定電壓為，由P=,可得===6 V 實(shí)戰(zhàn)演練 1．下列物理量中，以科學(xué)家焦耳的名字作為單位的物理量是( ) A．電阻 B．電功 C．電壓 D．電流 答案：B 2．如圖9.1-28所示的家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是( ) A.電風(fēng)扇 B.榨汁機(jī) C.電飯煲 D.筆記本電腦 圖9.1-28 答案：C 3.下列用電器中，可以將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是( ) A．電動(dòng)機(jī) B．電燈 C．電熨斗 D．電烙鐵 答案：A 4．下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是( ) A．微波爐 B．電暖器 C．電視機(jī) D．電冰箱 答案：B 5．小強(qiáng)同學(xué)按如圖9.1-29所示電路連接電學(xué)器材進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)。已知電源兩端電壓為6 V且保持不變，電流表量程為0~0.6 A，電壓表量程為0~3 V，電阻R的阻值為10 Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20 Ω 0.5 A”。將開關(guān)S閉合后，為保證電路中各元件正常工作，則以下說法中正確的是( ) 圖9.1-29 A．電路消耗的最大功率為1.6 W B．電壓表示數(shù)變化量的最大值為1 V C．通過電阻R的電流最大值為0.4 A D．滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為5 Ω 答案：B 6．電暖器是常見的家用電器之一。某電暖器有“低熱”和“高熱”兩種工作狀態(tài)。開關(guān)閉合，電熱絲工作，電暖器處于“低熱”狀態(tài)；開關(guān)、均閉合，電熱絲、同時(shí)工作，電暖器處于“高熱”狀態(tài)。在如圖9.1-30所示的四個(gè)電路圖中，符合上述設(shè)計(jì)要求的是( ) A B C D 圖9.1-30 答案：C 7．家用電熨斗為適應(yīng)不同衣料的熨燙，設(shè)計(jì)了調(diào)整溫度的多擋開關(guān)。使用時(shí) 轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕即可使熨斗加熱到所需的溫度。圖9.1-31甲是電熨斗的電路圖。旋轉(zhuǎn)多擋開關(guān)可以改變1、2、3、4之間的連接情況。現(xiàn)將開關(guān)置于溫度最高擋，這時(shí)，1、2、3、4之間的連接是圖乙中的( ) A B C D 甲 乙 圖9.1-31 答案：A 8．如圖9.1-32所示，電源電壓U=12 V不變，小燈泡L的額定電壓為6 V。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光；當(dāng)滑片P移至最左端時(shí)，小燈泡L的實(shí)際功率為4 W。則小燈泡的額定功率和滑動(dòng)變阻器的最大阻值分別為( ) 圖9.1-32 A．9 W 4 Ω B．9 W 8 Ω C．4 W 4 Ω D．4 W 8 Ω 答案：B 9．檢查駕駛員是否飲酒設(shè)備的電路如圖9.1-33甲，R為酒精氣體傳感器，其阻值隨酒精氣體濃度的變化曲線如圖乙，為定值電阻，電源電壓不變。當(dāng)檢測到酒精氣體濃度增大時(shí)( ) 甲 乙 圖9.1-33 A．電流表示數(shù)減小 B．電壓表示數(shù)減小 C．電路總電阻增大 D．電路總功率增大 答案：D 10．將15 W LED燈和40 W白熾燈接入如圖9.1-34所示的電路中，閉合開關(guān)S，兩盞燈正常發(fā)光，下列說法中正確的是( ) 圖9.1-34 A．兩盞燈串聯(lián) B．通過LED燈的電流小 C．兩盞燈消耗的電能相等 D．白熾燈一定比LED燈更亮 答案：B 11.圖9.1-35所示的電路中，電源電壓保持不變。不計(jì)溫度對燈絲電阻的影響。在a、b間接入“3 V 3 W”的燈泡時(shí)，閉合開關(guān)，燈L恰能正常發(fā)光；斷開開關(guān)，在a、b間換接入一個(gè)“3 V 1 W”的燈泡后，閉合開關(guān)，下列說法中正確的是( ) 圖9.1-35 A．電路總功率變大 B．燈L可能燒壞 C．換接的燈可能燒壞 D．燈L亮度不變 答案：C 12．下表是小華同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)歸納出電功W和電壓U的關(guān)系：W＝___________。 U/V 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 3.4 W/J 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 答案：12 J－2U 13．曉萱用如圖9.1-36甲所示的電路測額定電壓為2.5 V小燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率。 甲 乙 圖9.1-36 (1)閉合開關(guān)后，如果將滑動(dòng)變阻器的滑片從圖示位置向右適當(dāng)滑動(dòng)一段距離，電壓表的示數(shù)會(huì)變___________。 (2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到某一位置時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡正常發(fā)光的功率是___________W。 答案：(1)大 (2)1.25 14在做“測小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，被測小燈泡上標(biāo)有“2.5 V”字樣。 (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線把圖9.1-37甲所示的實(shí)驗(yàn)電路連接完整(連線時(shí)導(dǎo)線不得交叉)。 (2)某同學(xué)連接好電路，把滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值處，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，而電壓表示數(shù)為零。他應(yīng)該檢查___________(選填“電流表”“小燈泡”或“滑動(dòng)變阻器”)處是否發(fā)生___________(選填“短路”或“斷路”)。 (3)排除故障后，調(diào)整滑片位置至小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為___________W。 甲 乙 圖9.1-37 答案：(1)略 (2)小燈泡短路 (3)1.25 15．如圖9.1-38所示，實(shí)驗(yàn)桌上有兩個(gè)完全相同的燒瓶，燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油、完全相同的溫度計(jì)，燒瓶內(nèi)還分別裝有阻值為10 Ω的電阻絲和阻值為5 Ω的電阻絲。實(shí)驗(yàn)桌上還有滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、電阻箱和開關(guān)各一個(gè)，電流表和停表各一塊，導(dǎo)線若干。小新利用上述實(shí)驗(yàn)器材證明“電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電阻阻值大小有關(guān)”。 甲 乙 圖9.1-38 小新的主要實(shí)驗(yàn)過程如下： ①將電阻箱、電流表及圖所示的裝置甲等電路元件串聯(lián)接入電路中，將電阻箱的阻值調(diào)為5 Ω。 ②閉合開關(guān)，同時(shí)按下停表開始計(jì)時(shí)，記錄電流表的示數(shù)為0.3 A。通電時(shí)間為2 min時(shí)，停止計(jì)時(shí)，記錄此時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)40 ℃，斷開開關(guān)。 ③用圖所示的裝置乙替換電路中的裝置甲，將電阻箱的阻值調(diào)為10 Ω。閉合開關(guān)，同時(shí)按下停表開始計(jì)時(shí)，觀察電流表示數(shù)仍為0.3 A。當(dāng)溫度計(jì)示數(shù)為40 ℃時(shí)，停止計(jì)時(shí)，讀出通電時(shí)間5 min，記錄數(shù)據(jù)，斷開開關(guān)。 于是小新認(rèn)為“電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電阻阻值大小有關(guān)”。 請根據(jù)以上敘述回答下列問題： (1)小新實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題：___________。 (2)請你針對小新實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題，寫出改進(jìn)措施：___________。 答案：(1)兩次實(shí)驗(yàn)中沒有控制通電時(shí)間相同 (2)在步驟③中，通電時(shí)間為2 min時(shí)，停止計(jì)時(shí)，同時(shí)記錄溫度計(jì)示數(shù)T 16．為了探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)，小陽設(shè)計(jì)了圖9.1-39所示的甲、乙兩裝置。他將兩段阻值不同的電阻絲分別封閉在兩個(gè)完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連，兩次實(shí)驗(yàn)電源電壓不變。 (1)甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與___________是否有關(guān)。 (2)在裝置甲、乙的兩次實(shí)驗(yàn)中，比較相同時(shí)間里氣球A與氣球Ｃ體積變化情況可探究電流產(chǎn)生的熱量與___________有關(guān)。 甲 乙 圖9.1-39 答案：(1)電阻 (2)電流 17.為了探究“電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”，某同學(xué)采用了如圖9.1-40所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中。 (1)實(shí)驗(yàn)中通過觀察___________來比較電流產(chǎn)生熱量的多少。 (2)閉合開關(guān)通電一段時(shí)間，乙瓶內(nèi)煤油溫度上升較高。由此可知，在通電時(shí)間相同、電流相等的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越___________。(選填“多”或“少”) 圖9.1-40 答案：(1)溫度計(jì)示數(shù)變化(2)多 18．定值電阻R消耗的電功率P隨通過R的電流 I變化的圖像如圖9.1-41所示。請根據(jù)圖像判斷：當(dāng)通過R的電流I為0.4 A時(shí)，電阻R消耗的電功率P為___________W。 圖9.1-41 答案：16 19．小芳為了測定額定電壓為“2.5 V”小燈泡的電功率，設(shè)計(jì)了如圖9.1-42甲所示的電路圖，并連接了部分電路如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)中各元件完好，電源電壓保持不變。請按要求完成下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 甲 乙 丙 圖9.1-42 (1)連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)___________，請你將圖乙的電路連接完整(只需添加一條導(dǎo)線)。 (2)電路連好后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數(shù)，接下來首先應(yīng)進(jìn)行的操作是___________。 A．檢查電路是否斷路 B．更換小燈泡 C．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光 (3)為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，則通過小燈泡的電流為___________A，該燈泡的額定功率為___________W。 答案：(1)斷開 圖略 (2)C (3)0.28 0.7 20．實(shí)驗(yàn)桌上提供了符合要求的實(shí)驗(yàn)器材：已調(diào)零的電壓表三塊、電流表一塊，未知阻值的定值電阻一只，電阻箱一個(gè)(電路圖符號)，電壓恒定的電源一個(gè)，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。若利用以上提供的器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)、串聯(lián)在電路中，電阻的功率為，電阻箱的功率為，、的總功率為P，則P = 。”請按上述要求完成下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： (1)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，因變量是___________。 (2)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。 (3)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，改變自變量的方法是___________。 (4)請完成第一次實(shí)驗(yàn)的完整步驟：按照電路圖連接電路，電阻箱電阻調(diào)到阻值最大，___________。 (5)畫出實(shí)驗(yàn)表格。 答案：(1)P (2)如圖9.1-43所示 圖9.1-43 (3)調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的阻值 (4)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值為，讀出電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)，電流表的示數(shù)I，并記錄在表格中。根據(jù)公式P=UI，分別計(jì)算出對應(yīng)的功率、、P，并記錄在表格中 (5) I/A /V /V /V /W /W / W P/W 21.小麗在研究電功率P和電阻R之間的關(guān)系時(shí)，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)歸納出電功率P和電阻R的關(guān)系式：P=___________。 R/Ω 2 4 6 8 10 12 P/W 5 6 7 8 9 10 答案：0.5R W/Ω＋4 W 22．小明用圖9.1-44甲所示的電路“測量小燈泡的電功率”，所用器材有電壓為6 V的電源，額定電壓為2.5 V的小燈泡L，以及符合實(shí)驗(yàn)要求的滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)和導(dǎo)線。 甲 乙 丙 丁 圖9.1-44 (1)小明正確連接電路后閉合開關(guān)S，移動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡L始終不亮，但電流表有示數(shù)且變化，而電壓表無示數(shù)，則故障的原因可能是___________。 (2)排除故障后閉合開關(guān)S，將變阻器的滑片P移至某點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則此時(shí)小燈泡消耗的電功率為___________W。 (3)小明通過移動(dòng)滑片P，分別記下了多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成了如圖丁所示的U-I圖像。根據(jù)圖像可知，當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5 V時(shí)，小燈泡L的電阻是___________Ω。 答案：(1)小燈泡被短路了 (2)0.48 (3)7.5 23．實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)，電阻箱一個(gè)，滑動(dòng)變阻器一個(gè)，已調(diào)零的電流表、電壓表各一塊，一個(gè)開關(guān)，導(dǎo)線若干。請用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)通過電阻的電流保持不變時(shí)，電阻消耗的電功率與電阻的關(guān)系為P=kR(k為常量)”。請你：(1)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；(2)寫出實(shí)驗(yàn)步驟；(3)畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。(要求：在實(shí)驗(yàn)過程中不能拆卸電路) 答案：(1)電路圖略 (2)實(shí)驗(yàn)步驟： ①把滑動(dòng)變阻器滑片移到阻值最大處，斷開開關(guān)S， 按照電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路；閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱阻值為，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片至某位置，讀出電流表的示數(shù)I、電壓表的示數(shù)，并把數(shù)據(jù)I和記錄在表格中。 ②斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱阻值為，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片使電流表示數(shù)仍為I，讀出電壓表的示數(shù)，并把數(shù)據(jù)和記錄在表格中。 ③仿照步驟②，再做4次實(shí)驗(yàn)，把電阻箱阻值R和電壓表示數(shù)U的每次數(shù)據(jù)記錄在表格中。 ④根據(jù)公式P=IU和數(shù)據(jù)，計(jì)算出6次電阻箱電功率P，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中 (3)實(shí)驗(yàn)記錄表格 I/A R/Ω U/V P/W 24．課外活動(dòng)小組要設(shè)計(jì)一個(gè)加熱功率為200 W、保溫功率為20 W的電熱器，其簡易電路圖如圖9.1-45甲所示，、是電熱絲，電熱器接在220 V恒壓電源上，設(shè)電熱絲的阻值不隨溫度變化。 甲 乙 圖9.1-45 (1)求的阻值。 (2)求電熱器處于保溫狀態(tài)時(shí)， 消耗的電功率。 (3)用甲圖中的電熱絲和連接成如圖乙所示電路圖，通過計(jì)算說明這樣的設(shè)計(jì)是否滿足設(shè)計(jì)要求。 解：(1)閉合甲圖中的開關(guān)S：===242 Ω (2)斷開甲圖中的開關(guān)S：== =220 V－242 Ω=198 V =198 V=18 W ===2 178 Ω 閉合乙圖中的開關(guān)S：===200 W ===22.2 W =200 W+22.2 W=222.2 W＞200 W 斷開乙圖中的開關(guān)S：=200 W＞20 W 則乙圖中的設(shè)計(jì)不滿足設(shè)計(jì)要求。 25.如圖9.1-46所示，是一臺(tái)標(biāo)有“220 V 550 W”字樣的飲水機(jī)的加熱水槽部分工作原理電路圖。S是一個(gè)溫控開關(guān)，為電加熱絲，當(dāng)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí)，水被迅速加熱，達(dá)到預(yù)定溫度后，S自動(dòng)切換到另一位置，處于保溫狀態(tài)且保溫時(shí)加熱絲的功率為88 W。不考慮溫度對電阻的影響，且不計(jì)指示燈的阻值，A、B是兩種不同顏色的指示燈。 圖9.1-46 求:(1)加熱絲的阻值； (2)飲水機(jī)加熱5分鐘消耗電能； (3)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí)電阻的阻值。 解：===88 Ω (2)W=Pt=550 W300 J ===1 A = =1 A88 Ω=88 V =U- =220 V-88 V=132 V ===132 Ω 26.有一種電烤箱又名“空氣炸鍋”如圖9.1-47甲所示，其原理是利用熱空氣流加熱食物，其優(yōu)點(diǎn)是可以用很少油或者不用油，工作電路圖如圖乙。工作時(shí)，當(dāng)電烤箱內(nèi)溫度高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)斷開，電熱管停止加熱，當(dāng)電烤箱內(nèi)溫度低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)閉合，電熱管重新開始加熱，循環(huán)工作保障箱內(nèi)溫度維持為預(yù)設(shè)溫度。已知電風(fēng)扇的功率為55 W，電熱管的電阻R為40 Ω。 甲 乙 丙 圖9.1-47 (1)求正常工作時(shí)電熱管的功率； (2)使用該空氣炸鍋在一次焙烤玉米的過程中，定時(shí)開關(guān)設(shè)定為20分鐘，電熱管正常循環(huán)工作圖像如圖丙，求本次焙烤玉米共消耗的電能。 解：(1) ===1 210 W (2)當(dāng)焙烤玉米時(shí)，電風(fēng)扇與電熱管是并聯(lián)關(guān)系： 電風(fēng)扇在20分鐘內(nèi)一直工作： =55 W2060 s=66 000 J 從丙圖可知電熱管在20分鐘內(nèi)，只工作了16 min，所以有 =1 210 W1660 s=1.161 J J+1.161 J=1.227 J 27．如圖9.1-48是家庭、賓館常用的電熱水壺，下表中列出了這只電熱水壺部分技術(shù)參數(shù)。假設(shè)電熱水壺電阻絲電阻不變。求： 圖9.1-48 (1)電熱水壺正常工作的電流； (2)電熱水壺正常工作6 min燒開一壺水所消耗的電能； (3)用電高峰時(shí)，家庭電路的實(shí)際電壓為198 V，電熱水壺的實(shí)際功率。 型號 FY—TSl010A 額定電壓 220 V 頻率 50 Hz 額定功率 1 100 W 容量 1.0 L 解：(1)I===5 A (2)W=Pt=1.1 kW h=0.11 kWh (3)R===44 Ω ===891 W 28.一種學(xué)生設(shè)計(jì)的電熱座椅主要由坐墊和腳踏組成，其電路示意圖如圖9.1-49所示。坐墊內(nèi)的電熱絲=260 Ω、=150 Ω，腳踏內(nèi)的電熱絲= 400 Ω。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)開關(guān)，可以使腳踏分別處于“低溫?fù)酢薄爸袦負(fù)酢薄案邷負(fù)酢?忽略溫度變化對電阻的影響)，求： 圖9.1-49 (1)該電熱座椅消耗的最大功率； (2)當(dāng)腳踏處于中溫?fù)鯐r(shí)，電熱座椅在通電5 min所消耗的電能。 解：三個(gè)狀態(tài)的電路圖如圖9.1-50所示 圖9.1-50 (1) ===121 W (2) ===88 W =88 W300 s=26 400 J 29．電壓力鍋集高壓鍋和電飯鍋的優(yōu)點(diǎn)于一體，既安全又節(jié)能。圖9.1-51為某型號電壓力鍋的工作原理圖，、分別是主加熱器和保壓加熱器，額定電壓均為220 V，的額定功率為880 W。接通電路，開關(guān)S自動(dòng)與觸點(diǎn)a、b閉合，開始加熱，當(dāng)鍋內(nèi)水溫達(dá)到105 ℃時(shí)，S自動(dòng)與a、b斷開，并與觸點(diǎn)c接通，接通保壓加熱器，此時(shí)鍋內(nèi)水溫不變，且未沸騰。 圖9.1-51 (1)求在加熱狀態(tài)下，電壓力鍋正常工作時(shí)，通過的電流。 (2)在保壓狀態(tài)下，加熱器正常工作1 h耗電0.2 kWh，求的阻值。 (3)某次使用這種型號的電壓力鍋?zhàn)鲲埞灿脮r(shí)27 min，其中加熱15 min，求共消耗電能多少千瓦時(shí)。 解：(1)加熱狀態(tài)下、正常工作，通過的電流為 ===4 A (2)在保壓狀態(tài)下，加熱器工作1 h耗電0.2 kWh，即其功率為=200 W 因此，的阻值為===242 Ω (3)由題可知，加熱狀態(tài)下，和同時(shí)工作15 min， 保壓狀態(tài)下工作12 min，因此，電壓力鍋工作27 min，共耗電 = + =0.88 kW0.25 h+0.2 kW0.45 h=0.31 kWh