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第十六章 電功率練習(xí) 命題點(diǎn)1　電能表及其計(jì)算 1．(xx北部灣2題2分)常用于測(cè)量家用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗多少電能的儀器是(　C　) A．電流表　　　　 B．電壓表 C．電能表 D．驗(yàn)電器 2．(xx北海23題2分)如圖所示的電能表應(yīng)該在__220__V的電路中使用，此時(shí)電能表的讀數(shù)為__123.4__kWh． 3．(xx南寧20題2分)小明把電吹風(fēng)機(jī)單獨(dú)接入家庭電路并使其工作，發(fā)現(xiàn)電能表的轉(zhuǎn)盤在0.1 h內(nèi)轉(zhuǎn)過150圈，電能表銘牌如圖所示，這段時(shí)間內(nèi)，電吹風(fēng)機(jī)消耗的電能是__0.05__ kWh，電功率是__0.5__kW． 命題點(diǎn)2　電功、電功率的理解及其計(jì)算 4．(xx來賓18題3分)如圖甲的電路中，R1、R2的電壓與電流的關(guān)系如圖乙所示，閉合開關(guān)，電阻R2兩端的電壓為U1，通過電路的電流為I1，電路消耗的總功率為P1；在不改變電源電壓的情況下，用30 Ω的電阻R3替換R1，此時(shí)R2兩端的電壓為U2，通過電路的總電流為I2，電路消耗的總功率為P2，則(　B　) A．U1∶U2＝1∶2　　 B．P1∶P2＝4∶5 C．R1∶R3＝3∶1 D．I1∶I2＝1∶4 5．(xx南寧21題3分)據(jù)報(bào)道，南寧市區(qū)日產(chǎn)3 000 t生活垃圾，而“垃圾是放錯(cuò)位置的資源”，利用垃圾發(fā)電可緩解城市垃圾過多帶來的問題．若完全燃燒1 t的生活垃圾可發(fā)電210 kWh，則完全燃燒3 000 t 生活垃圾可發(fā)電 __6.3105__kWh, 這些電能可供功率為 1 kW的空調(diào)正常工作__6.3_105__h. 可以使 __9 106__ kg的水溫度升高60 ℃.[不計(jì)熱量損失，水的比熱容是4.2103 J/(kg℃)] 6．(xx北海28題8分)在廚房里安裝如圖甲所示俗稱“小廚寶”的電熱水龍頭，使用起來非常方便．旋轉(zhuǎn)手柄S可處于冷水擋a、溫水擋b或熱水擋c，它的簡(jiǎn)要工作電路如圖乙所示，虛線方框內(nèi)有“小廚寶”的兩個(gè)發(fā)熱電阻(未畫出)，溫水擋的發(fā)熱電阻R1＝44 Ω，電源電壓為220 V． (1)當(dāng)S旋到b擋位時(shí)，求通電10 s電流產(chǎn)生的熱量． (2)當(dāng)S旋到c擋位時(shí)，水龍頭的電功率為2 000 W，求此時(shí)發(fā)熱電阻的總阻值． (3)請(qǐng)你在虛線方框內(nèi)畫出發(fā)熱電阻的電路，并連接到相應(yīng)的擋位和“e”點(diǎn)． 解：(1)當(dāng)S旋到b擋位時(shí)，通電10 s產(chǎn)生的熱量： Q＝I2Rt＝()2 44 Ω 10 s＝1.1 104 J． (2)當(dāng)S旋到c擋位時(shí)電路處于熱水擋，此時(shí)發(fā)熱電阻總阻值： R總＝＝＝24.2 Ω． (3)如答圖所示． 7．(xx南寧29題9分)如圖甲所示的電路圖，電源電壓為9 V且保持不變，小燈泡L標(biāo)有“6 V　6 W”的字樣，閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器滑片P從某點(diǎn)A移到另一點(diǎn)B的過程中(圖中未標(biāo)出)，電流表與電壓表示數(shù)的變化曲線如圖乙所示．求： (1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻． (2)小燈泡正常發(fā)光60 s消耗的電能． (3)小燈泡電功率為2.1 W時(shí)的電阻． (4)滑片P在A、B位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之差． 解：(1)由P＝可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻： R＝＝＝6 Ω． (2)小燈泡正常發(fā)光60 s消耗的電能：W＝Pt＝6 W 60 s＝360 J． (3)由圖像可知，小燈泡兩端電壓U＝3 V時(shí)，通過小燈泡的電流I＝0.7 A，小燈泡的實(shí)際功率：P＝UI＝3 V 0.7 A＝2.1 W，由I＝可知此時(shí)小燈泡的電阻：RL＝＝≈4.3 Ω． (4)由電路圖可知，滑片在A、B兩點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓和電流分別為UA＝9 V－2 V＝7 V，IA＝0.5 A，UB＝9 V－6 V＝3 V，IB＝1 A，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率之差：P＝PA－PB＝UAIA－UBIB＝7 V 0.5 A－3 V 1 A＝0.5 W． 命題點(diǎn)3　“范圍”“極值”類計(jì)算 8．(xx防城港15題3分)如圖所示，電源電壓恒為5 V，電壓表的量程為0～3 V，電流表的量程為0～0.6 A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20 Ω　1 A”，燈泡標(biāo)有“3 V　1.8 W”字樣．閉合開關(guān)，在電路安全的情況下(不考慮燈絲電阻的變化)，則下列說法中正確的是(　D　) A．滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是0～20 Ω B．電流表示數(shù)的變化范圍是0.1～0.6 A C．電壓表示數(shù)的變化范圍是1.5～3 V D．燈泡的最小功率是0.2 W 9．(xx北部灣29題9分)如圖甲是定值電阻R0和標(biāo)有“6 V　6 W”燈泡L的信息圖像.將它們接入圖乙所示的電路，其中電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為8 Ω.當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1，滑片P位于R最右端時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率為1 W．求： (1)R0的阻值． (2)燈泡正常發(fā)光100 s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量． (3)電源電壓． (4)電路消耗的最大電功率． 解：(1)由圖甲可知，根據(jù)歐姆定律，R0的電阻：R0＝＝＝10 Ω． (2)燈泡正常發(fā)光100 s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量： Q＝Pt＝6 W100 s＝600 J． (3)當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1，滑片P位于R最右端時(shí)，燈泡L與R的最大值串聯(lián)；由圖甲可得，燈泡L的實(shí)際功率為1 W時(shí)，UL＝2 V，IL＝0.5 A，由I＝可得滑動(dòng)變阻器兩端的電壓： UR＝IR＝ILR＝0.5 A 8 Ω＝4 V， 電源電壓等于燈泡L的電壓與R兩端的電壓之和，U＝UL＋UR＝2 V＋4 V＝6 V． (4)根據(jù)P＝可知電路中電阻最小時(shí)，電功率最大，此時(shí)電路閉合開關(guān)S、S1、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端，R＝0 Ω，燈泡L與R0并聯(lián)，電路消耗的最大電功率： P＝PL＋P0＝PL＋＝6 W＋＝9.6 W． 命題點(diǎn)4　測(cè)量小燈泡的電功率 10．(xx北部灣27題7分)在“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為“2.5 V”，正常發(fā)光時(shí)的電阻約為8 Ω． (1)在圖甲中，有一根導(dǎo)線未連接，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整． 【答案】如答圖所示． (2)閉合開關(guān)后，小燈泡不亮，電流表沒有示數(shù)，電壓表有較大的示數(shù)，經(jīng)檢查，導(dǎo)線連接完好，則電路故障可能是小燈泡發(fā)生了__斷路__(選填“短路”或“斷路”)． (3)移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為__2.2__V；此時(shí)要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向 __右__(選填“左”或“右”)端移動(dòng)． (4)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I－U圖像，由圖像可計(jì)算出小燈泡的額定功率是__0.75__W． (5)完成上述測(cè)量后，不用電壓表，用如圖丁所示的電路也可測(cè)量已知額定電流的小燈泡的額定功率，已知小燈泡的額定電流為I額，定值電阻的阻值為R0，實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)補(bǔ)充完整： ①__閉合開關(guān)S、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑片P，使電流表示數(shù)I1＝I額__； ②閉合開關(guān)S、S1，斷開開關(guān)S2，記錄下此時(shí)電流表的示數(shù)為I； ③小燈泡的額定功率的表達(dá)式為P額＝__R0(I－I額)I額__W． 11．(xx北海25題8分)同學(xué)們?cè)凇疤骄啃襞輰?shí)際功率的規(guī)律”時(shí)，用兩節(jié)新干電池串聯(lián)組成的電源和標(biāo)有“2.5 V”字樣的小燈泡等元件連接了如圖甲所示的電路，請(qǐng)回答： 甲 乙 (1)連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)__斷開__(選填“閉合”或“斷開”)． (2)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到__A__(選填“A”或“B”) 處． (3)實(shí)驗(yàn)中，小飛發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)后，無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，小燈泡都不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3 V，則電路故障可能是__小燈泡斷路__． (4)小飛排除故障后，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，并記下相應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，繪制成如圖乙所示的I－U關(guān)系圖像．根據(jù)圖像可知，小燈泡的實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而__增大__(選填“增大”“減小”或“不變”)，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率為__0.75__W． (5)另一組同學(xué)通過測(cè)額定的電流計(jì)算小燈泡的額定功率時(shí)，電壓表突然壞了，又沒有好的電壓表更換，但有一個(gè)R＝5 Ω的定值電阻和另一個(gè)電流表K，小飛和他們一起討論找到了解決問題的方法，此方法應(yīng)是：先__將定值電阻R與小燈泡并聯(lián)__，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表K的示數(shù)為__0.5__A即可． 12．(xx崇左26題6分)如圖所示，在“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中(小燈泡的額定電壓為2.5 V)： (1)連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng) __斷開__(選填“斷開”或“閉合”)． (2)圖甲是未連接好的實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將它連接完整． 【答案】如答圖所示． (3)連接好電路后，閉合開關(guān)，無論怎樣移動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡都不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則故障原因可能是小燈泡__斷路__(選填“短路”或“斷路”)． (4)故障排除后，移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5 V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是__1.4__W． (5)根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)，畫出了小燈泡的電流與電壓的關(guān)系圖像，如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)圖線是彎曲的，其主要原因是__溫度升高，燈絲電阻(或電阻率)增大__． (6)若把這樣的兩只燈泡串聯(lián)接在4 V的電源上，則此時(shí)每個(gè)燈泡消耗的實(shí)際功率是__1__W． 13．(xx南寧27題7分)小明想知道燈的亮暗程度與什么因素有關(guān)，于是找來額定電流均小于0.6 A，額定電壓是2.5 V的燈L1和額定電壓是3.8 V的燈L2，先后接在電源電壓恒為6 V的電路中，按如圖甲所示的電路進(jìn)行探究． (1)小明在檢查電路連接時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤．請(qǐng)?jiān)趫D甲中找出來并打上“”，再畫線把它改到正確的位置上． 【答案】如答圖所示． (2)電路連接正確后，小明繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使燈L1發(fā)光，測(cè)出燈L1的相關(guān)物理量，并在實(shí)驗(yàn)表格中記錄數(shù)據(jù)和現(xiàn)象．實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑片移到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為 __2__ V． (3)用L2替換L1重復(fù)以上的實(shí)驗(yàn)，但需要改變 __電壓__表的量程． (4)在小明完成的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，其中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)表格如下： 電壓 U/V 電流 I/A 燈L1 的亮度 電功率 P/W 電功率的 平均值(W) 1 2.20 0.28 比正常發(fā)光時(shí)暗 0.62 2 2.50 0.30 正常發(fā)光 0.75 3 2.80 0.32 比正常發(fā)光時(shí)亮 0.90 0.76 小明通過對(duì)比、推測(cè)、分析表中數(shù)據(jù)及現(xiàn)象得出最后的結(jié)論是：燈的實(shí)際功率越__大__ ，燈越亮． (5)在交流討論中，小明知道了自己對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和數(shù)據(jù)的記錄都是正確的，但所設(shè)計(jì)的這個(gè)實(shí)驗(yàn)表格存在不妥之處，是__設(shè)計(jì)“電功率平均值”__一欄 ． (6)小明進(jìn)一步思考，認(rèn)為“把燈換成定值電阻，該實(shí)驗(yàn)可以用來探究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”．他這種想法是 __正確__(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)． 命題點(diǎn)5　焦耳定律 14．(xx北部灣16題2分)如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置．通電前，A、B兩個(gè)U形管內(nèi)的液面相平，通電一定時(shí)間后，通過R1、R2的電流分別為I1、I2，則(　D　) A．I1＝I2，A管中的液面較低 B．I1＝I2，A管中的液面較高 C．I1＞I2，A管中的液面較低 D．I1＞I2，A管中的液面較高 15．(xx南寧13題3分)電爐通電一段時(shí)間后，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，這主要是因?yàn)?　D　) A．通過導(dǎo)線的電流大于通過電爐絲的電流 B．導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)大于電爐絲的電阻 C．通過導(dǎo)線的電流小于通過電爐絲的電流 D．導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電爐絲的電阻 16．(xx欽州20題2分)R1、R2分別連接成如圖所示的甲、乙兩種電路，R1＝2R2，電源電壓均為U，圖甲電路中R1、R2在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q甲1、Q甲2，則Q甲1∶Q甲2＝__2∶1__，圖乙中電路中R1、R2在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量分別為Q乙1、Q乙2，則Q乙1∶Q乙2＝__1∶2__． 17．(xx防城港26題5分)如圖是一臺(tái)電熱水壺銘牌上的部分信息，請(qǐng)根據(jù)銘牌所提供的信息[水的比熱容c＝4.2103 J/(kg℃)]，求： (1)電熱水壺正常工作時(shí)的電流． (2)電熱水壺裝滿水時(shí)水的質(zhì)量. (3)若給該電熱水壺裝滿水進(jìn)行加熱，使水的溫度從28 ℃升高到72 ℃，則水吸收的熱量是多少？ (4)若電熱水壺正常工作時(shí)，所產(chǎn)生的熱量有 80%被水吸收，則在第(3)小問中給水加熱的時(shí)間是多少秒？ 解：(1)電熱水壺正常工作時(shí)的電流： I＝＝＝10 A． (2)電熱水壺中裝滿水時(shí)水的質(zhì)量： m＝ρV＝1.0 103 kg/m3 1 10－3 m3＝1 kg． (3)水吸收的熱量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2103 J/(kg℃) 1 kg (72 ℃－28 ℃)＝1.848105 J． (4)電熱水壺消耗的電能： W＝＝＝2.31105 J， 由公式W＝Pt可知，給水加熱的時(shí)間： t＝＝＝105 s．