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电功率
1.如图所示的是探索焦耳定律的实验装置,已知R1<R2,闭合开关后,通过两端电阻丝的电流I1__等
于__I2,电阻丝两端的电压U1__小于__U2。
2.如图1所示的是一则公益广告,浓浓的孝心透着社会主义核心价值观。小明的爷爷网购了一台电热足浴器,其铭牌的部分参数如图2(甲部分)所示,电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图2(乙部
分)所示,求:
(1)此时足浴器的工作电流。(计算结果保留一位小数)
(2)足浴器装入最大容量、初温为22 ℃的水,当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量。
(3)上述加热过程耗时16 min,该足浴器的热电效率。
图1
图2
解:(1)由图乙可知,此时电热足浴器的电功率P=500 W, P500 W
由P=UI得,此时足浴器的工作电流I==≈2.3 A;
U220 V
m3-333
(2)足浴器装入最大容量时水的体积V=5 L=5 dm=5×10 m,由ρ=得,水的质量m=ρV=1.0×10
Vkg/m×5×10 m=5 kg,则水所吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×10 J/(kg·℃)×5 kg×(42 ℃-22 ℃)
5
=4.2×10 J;
(3)加热时间t=16 min=960 s,
W5
由P=得,电热足浴器消耗的电能W=Pt=500 W×960 s=4.8×10 J,
t
Q吸4.2×10 J
则该足浴器的热电效率η===87.5%。 5
W4.8×10 J
答:(1)此时足浴器的工作电流为2.3 A;
5
(2)当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量为4.2×10 J;
(3)上述加热过程耗时16 min,该足浴器的热电效率为87.5%。
3.某市中考实验操作考试时,实验员为同学们“探究小灯泡的额定电功率”准备了以下器材:额定电压为2.5 V的小灯泡(正常发光时电阻约为10 Ω)、规格为“10 Ω 1 A”的滑动变阻器、新干电池4节、
开关、电流表、电压表、导线若干。
【设计实验与制订计划】
5
3
-3
3
3
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(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整;
(2)在闭合开关前,应将滑片P移到最__右__(选填“左”或“右”)端;
(3)在虚线方框内画出对应的电路图;
(4)经检查,电路连接无误,各元件完好。闭合开关后,无论怎样移动滑片P,电压表的示数都调不到2.5 V,存在这种问题的原因是__电源电压过大__,让小灯泡正常发光最简便的方法是__减少一节干电
池__;
(5)解决上述问题后,移动滑片P使电压表的示数为2.5 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数图如
乙所示,则小灯泡的额定功率是__0.5__W。
[解析] (1)如图所示:
(3)根据实物图,画出电路图如下图:
4.实验:测量小灯泡的电功率
【实验器材】额定电压为2.5 V的小灯泡(正常发光时的电阻约为6 Ω)、滑动变阻器(“10 Ω 2 A”)、
新的干电池两节、开关、导线若干等。
【实验原理】__P=UI__
【实验步骤】
(1)连接电路时,开关要__断开__;如图甲所示的实物图连接中,连接不妥之处为__电流表量程选择错
误__。
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(2)闭合开关后,若出现下表所述的现象,请在表中空格处填写可能的原因:
现象 1 2 电灯的 亮暗 亮 不亮 电流表 有示数 无示数 电压表 无示数 有示数 可能的原因 电压表断路 小灯泡断路 (3)排除故障后,当移动滑片P到某位置时,电压表示数如图乙所示;若要测量小灯泡的额定功率,此时应在此位置基础上将滑片P向__左__(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为__2.5__V,此时电
流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是__1__W。
5.如图所示,电源电压恒定,小灯泡上标有“2 V 1 W”的字样,滑动变阻器R2的最大阻值为50 Ω。
求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻。
(2)断开开关S1,闭合开关S、S2、S3,将滑片P移到距a端的长度为总长ab的l/5位置时,小灯泡L
恰好正常发光,电源电压是多少?
(3)断开开关S2,闭合开关S、S1、S3,将滑片P移到a端时,电流表示数为2 A,此时电压表示数是多
少?定值电阻R1的阻值是多少?
UL(2 V)
解:(1)RL===4 Ω
PL1 W
(2)当断开开关S1,闭合开关S、S2、S3时,R1被短路,灯泡L与R2串联:
R2=1/5 ×50 Ω=10 Ω
PL1 W
I=IL===0.5 A
UL2 V
U总=IR总=I(R2 +RL)=0.5 A×(10 Ω + 4 Ω)=7 V
(3)当断开开关S2,闭合开关S、S1、S3,滑片P移到a端时,灯泡L与R1并联。
由于小灯泡两端的实际电压为7 V,远大于它的额定电压2 V,故小灯泡将被烧断,电压表示数为7 V。
此时电路中只有电阻R1在工作。
U7 V
R1===3.5 Ω
I2 A
6.在测定性实验中:
(1)如图所示,在圆圈中填上电流表或电压表的符号。只闭合开关S3,可以测量小灯泡的功率。请设计
测量小灯泡功率时的记录实验数据的表格;
2
2
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测量小灯泡的功率的记录实验数据表格
实验次数 U/V I/A 灯泡亮度 P/W (2)如图所示,只闭合开关S2和S4,电源电压保持3 V不变,电流表的量程是0~0.6 A,电压表的量程
是0~3 V,则电路中允许的最大总功率是__1.8__W。
7. (不定项选择)如图所示的是某电器内部的电路结构图,R1、R2为阻值相同的电热丝,不同的连接
方式,其发热功率不同。下列关于甲、乙、丙、丁四种连接方式的说法正确的是( BCD )
A.甲的发热功率与丙的发热功率相等 B.丁的发热功率是丙的发热功率的2倍 C.丙的发热功率是乙的发热功率的2倍 D.丁的发热功率是乙的发热功率的4倍
8.如图所示,这是某地区的一种仪表表盘,它是__电能__表,此时的表盘读数是611 2 1K。
9.如图所示,电路中电源电压可调,小灯泡L1标有“6 V 6 W”的字样,小灯泡L2、L3标有“6 V 12 W”
的字样。(假设小灯泡电阻不变)
(1)闭合S2,断开S1、S3,调节电源电压使电压表V2的示数为6 V,求 L2的实际功率。 (2)闭合S1、S3,断开S2,调节电源电压使电压表V1的示数为3 V,求L1的电阻。
(3)闭合S1、S2、S3,画出此时的等效电路图。调节电源电压为18 V,求此时L3的实际功率。
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解:(1)闭合S2,断开S1、S3时,L2、L3两灯串联,U2实=U2额=6 V,则P2实=P2额=12 W。
(2)闭合S1、S3,断开S2时,L1、L3两灯并联,据题意,小灯泡电阻不变。
U1额(6 V)R1===6 Ω
P1额6 W
(3)S1、S2、S3均闭合时,L1、L3两灯并联,L2短路,等效电路如图所示:
2
2
因为L3两端的电压远高于其额定电压,则L3被烧坏,所以实际功率为0 W。
10.江西省居民生活用电试行阶梯电价听证方案:每月耗电第一挡电量为150度及以内,维持现行价格不变,即每度电0.6元;第二挡电量为151至280度,每度电0.65元;第三挡电量为281度以上,每度电0.9元。小袁家上月初和上月底电能表的示数如图所示,则她家上月用电为__215__kW·h;如据此
听证方案计算,她家上个月电费要比原来多付__3.25__元。
电功率 一、填空题
1.标有“220 V 40 W”的灯泡甲和“220 V 100 W”的灯泡乙,其灯丝长短相同,可发现__乙__灯泡的灯丝较粗;若将这两个灯泡串联在220 V的电源上,则__甲__灯泡更亮一些。(选填“甲”或“乙”)
2.英国物理学家焦耳用近40年的时间做了大量实验,研究电流产生的热量,提出了焦耳定律,焦耳定律可用公式__Q=I2Rt__来表示。某家庭单独使用电饭锅,用时15 min,电能表的示数由图甲示数变成图乙示数,则该电饭锅在这段时间内消耗电能约为__0.4_kW·h__。
3.小明家新买了一个电热水器,刚接入电路,家里的空气开关就断开了。他猜想造成空气开关断开的