(1)轩轩探究“电流与电阻两端电压的关系“,他利用电源(电压为10V)、电流表、电压表、定值电阻(阻值为20Ω)、滑动变阻器(“40Ω 1A“)、开关和若干导线,进行实验探究。
①轩轩连接完图甲所示的电路后,立即闭合开关,发现电压表的示数为 V。此时电流表的示数为 A。
②轩轩发现电路中有一条导线连接错误,请你帮他在错误的导线上画“ד,并用笔画线代替导线画出正确的连线。
③改正错误后,车南将滑动变阻器的滑片移到最 (选填“右”或“左”)端,闭合开关,他多次改变滑动变阻器的阻值,得到了如上表所示的电压表和电流表的数据,可得出结论:当电阻一定时, 。
④轩轩又利用以上的器材连接了如图乙所示的电路图,探究“电流与电阻大小的关系”。实验中。他在a、b间分别接入20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω的定值电阻,为了能完成这五次实验,他应控制电压表示数不变的范围是: V﹣10V。
(2)宁宁想测一个额定电压为3.8v的小灯泡L的额定功率。他在图乙中的a、b间接入这只灯泡,实验时,他调节滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为2.5V,宁宁应该向 (选填“左”或“右”)调节滑动变阻器的滑片,便电压表的示数为3.8V,此时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)宁宁发现实验桌上有一个未标阻值的定值电阻Rx。于是利用刚刚实验用的小灯泡L(已知U额和P额)又找来了一个电压未知的电源、滑动变动阻器、电流表,开关和若干导线,设计了如图丁所示的电路图并测出了Rx的阻值,请你将他的实验步骤和表达式补充完整。
①闭合开关S1,将S2接 (选填“a”或“b”),调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 (用已知物理量的符号表示)
②闭合开关S1,将S2接另一触点,读出此时电流表的示数为I1;
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③则表达式Rx= (用字母表示)。 四、焦耳定律
【典型例题】(2019·益阳)如图所示电路,电源电压不变,R1为发热电阻,阻值10Ω.R2为定值电阻,阻值为20Ω。R为滑动变阻器(A、B为其两个端点)。闭合开关S,当滑片P移动到A端时,电流表的示数为0.3A,电源电压U=______V.当滑片P移到B点时,发热电阻R1在1分钟内产生的热量为______J。
【趁热打铁】
1.(2019·贵港)家用电吹风的简化电路如图5所示,主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时,电热丝的阻值是________Ω,正常工作吹热风5min电热丝产生的热量是________J。
2.(2019·河南)在家用电器调查活动中,小亮让电热水器单独工作2min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r,热水器的实际功率为_____W;若不计能量损失,这段时间内热水器中50L的水可升温_____℃.由于热水器的功率远大于冰箱,从安全用电的角度考虑,热水器的电源线比冰箱的要_____(选103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg?℃)] 填“粗”或“细”)。[已知ρ水=1.0×
3.(2019·湘潭)图是某电水壶的铭牌,该电水壶正常工作1min产生 J的热量,如果这些热量84%被冷水吸收能使2.0L的水温度升高上 ℃。
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4.(2019·绵阳)某一天晚上睡觉前,小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。小文将大米等食材放入电饭煲内,接通220V家庭电路,经过了待机、加热、保温三个过程,早餐前断开电源,电饭煲消耗的电功率随时间变化的图象如图甲所示,电饭煲加热过程消耗的电能是________kW?h。已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示,S是接通家庭电路的开关,S1是自动开关,R1和R2为电阻不变的电热丝,则R2=________Ω。
5.(2019·天津)某电热水壶铭牌的部分信息如下表所示。该电热水壶正常工作时,把1kg水从20℃加103J/(kg?℃),求: 热到100℃用时7min,已知c水=4.2×
(1)水吸收的热量; (2)电热水壶的热效率。
型号 额定电压 额定功率 频率
6.(2019岳阳)一新款节能电炖锅如图甲,有关技术参数如表(设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不
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xx 220V 1000W 50Hz 变)。
额定电压 电炖锅档位 低温 200V 中温 高温 额定功率/W 200 400 600 (1)求电炖锅在高温挡正常工作时的电流(计算结果保留一位小数);
(2)在用电高峰期,关掉家里的其他用电器,只让处于中温挡状态的电炖锅工作,观察到标有“1800r/(kW?h)”的电能表转盘在12ls内转了20圈,求此时的实际电压;
(3)电炖锅正常工作时,用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热,待水温达到50℃时开始计时,绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息,通过计算,分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。
7.(2019·苏州)如图所示电路中,电源电压为6V,电阻R1、R2的阻值分别为12Ω和6Ω闭合开关S,则:
(1)电流表的示数是多少?
(2)求电阻R2在1min内消耗的电能;
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(3)断开S,将电阻R2拆下,再将最大阻值为30Ω的滑动变阻器R3接入剩余电路中,重新闭合S,移动滑片,记录电流表示数如下表所示。
①表中有1个数据记录错误,该数据是______; ②请根据表中数据判断R1与R3的连接方式并简述理由。
序号 电流(A)
8.(2019·苏州)某款电热水壶的相关信息如表所示现在该水壶内装入质量为1kg、初温为20℃的水放置在水平桌面上接通电源使其正常工作,在标准大气压下将水烧开(不计热量损失),求:
额定功率 自重 与桌面接触面积 (1)装入水后水壶对桌面的压强p; (2)水吸收的热量Q;
103J/(kg?℃),g=10N/kg) (3)将水烧开所需时间t。(c水=4.2×
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1 0.12 2 0.25 3 0.40 1000W 5N 200cm2