【真题汇编·冲刺期中】必刷题08 电能(含解析)

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【真题汇编·冲刺期中】九年级上册科学期中专项复习训练
必刷08 电能
电功和电功率的分析计算
1.(2025秋 西湖区校级期中)如表是小科家里某天部分用电器的使用情况,其中这天耗电量最大的用电器是(  )
电视机 鱼缸增氧泵 电饭煲 电热水壶
额定功率(瓦) 200 10 1000 1500
一天累计工作时间(小时) 2 24 2 1
A.电视机 B.鱼缸增氧泵
C.电饭煲 D.电热水壶
【答案】C
【分析】对用电器来说,电功率是指每单位时间用电器所消耗的电能。同样的时间内,电功率越大,用电量越大。
【解答】解:电功率指的是电器工作时单位时间内耗电量的多少。“度”是人们平常所说的电量单位,一个功率为1000瓦的电器,工作1小时消耗的能量是1度。根据表中各种家用电器的电功率和一天的使用情况可以计算出它们一天的用电量:电视机:耗电量=200×10﹣3W×2h=0.4kW h;鱼缸增氧泵:耗电量=10×10﹣3W×24h=0.24kW h;电饭煲:耗电量=1000×10﹣3W×2h=2kW h;电热水壶:耗电量=1500×10﹣3W×1h=1.5kW h,比较这些计算结果,我们可以看到电饭煲的耗电量最大,为2kW h。
故选:C。
【点评】正确理解掌握用电器用电量的计算方法,是解答该题的关键。
2.(2025秋 杭州期中)如图所示,导体A、B是由同种材料制成的、A和B等长,但A比B的横截面积大,闭合开关,下列说法正确的是(  )
A.经过导体的电流IA>IB
B.导体两端的电压UA=UB
C.导体的电阻RA>RB
D.电流经过导体做功的功率PA<PB
【答案】D
【分析】(1)串联电路中电流处处相等,由此可知通过A、B的电流关系;
(2)导体电阻与材料、长度、横截面积以及温度有关,在其他条件都相同时,横截面积越大,电阻越小;根据U=IR判断导体两端电压的关系;
(3)根据P=UI判断通过A、B电流经过导体做功的功率的关系。
【解答】解:
A、由图知,两导体A、B串联在电路中,由串联电路的电流特点可知IA=IB,故A错误;
C、导体A、B材料和长度相同,A比B的横截面积大,所以A的电阻小于B,即RA<RB,故C错误,
B、通过两电阻的电流相等,RA<RB,由U=IR可知,UA<UB,故B错误;
D、通过两电阻的电流和通电时间都相等,UA<UB,由P=UI可知,电流经过导体做功的功率的关系是PA<PB,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的特点、电阻大小的影响因素、欧姆定律公式以及电功率公式的应用,考查的知识点多,综合性强,但难度不大。
3.(2025秋 杭州期中)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,甲灯上标有“220V 25W”字样,乙灯上标有“220V 100W”字样,下列说法中正确的是(  )
A.“220V”表示灯泡工作时,两端的实际电压为220V
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
C.当两灯并联时,流过甲灯的电流更大
D.当两灯串联时,甲灯单位时间内消耗的电能更多
【答案】D
【分析】(1)“220V”为灯泡的额定功率;
(2)根据W=Pt可知,消耗的电能跟通电时间和功率同时有关;
(3)根据P=UI分别计算两灯的灯丝电阻,根据并联电路规律和欧姆定律比较两灯并联时,流过两个灯的电流大小;
(4)串联电路中电流相等,由W=I2Rt,根据两灯泡的电阻大小,判断两灯串联时,两灯消耗电能的多少。
【解答】解:A、“220V”为灯泡的额定电压,并不一定就是工作电压,故A错误;
B、由电流所在的功W=Pt可知,所在功的大小还有时间有关,故B错误;
C、由P=UI可得,甲灯丝电阻:R甲1936Ω,乙灯丝电阻:R乙484Ω,
当两灯并联,两灯两端的电压相等,由欧姆定律可知,电阻大的甲灯的电流小,故C错误;
D、串联电路中电流相等,由W=I2Rt可知,电阻越大,相同的时间内用电器消耗的电能越大,因为R甲>R乙,所以甲灯单位时间内消耗的电能更多,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电功和电能公式、电功率公式的灵活运用、串、并联电路的特点。
4.(2025秋 杭州校级期中)如图所示,两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“,电源电压相同恒为6V,按甲、乙方式连接,工作时最亮的是(  )
A.甲图中的L1 B.甲图中的L2
C.乙图中的L1 D.乙图中的L2
【答案】D
【分析】灯泡的亮度决定于实际功率大小,
(1)根据串联分压确定串联时的电压,得出实际功率与额定功率的关系;
(2)根据并联电压相等,确定实际功率。
【解答】解:灯泡的亮度决定于实际功率大小,甲图中两个灯泡串联,根据串联分压,每个灯泡的电压都小于6V,实际功率都小于额定功率,
而乙图并联,每个灯泡的电压都等于额定电压6V,都正常发光,两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“,说明L2的实际功率大,故并联时L2最亮。
故选:D。
【点评】本题考查串并联的特点和电功率的比较,属于中档题。
5.(2025秋 慈溪市校级期中)如图是某型号手机电池的铭牌,该手机正常通话时平均电流为100mA,待机时平均电流为10mA。
(1)该手机电池的容量也可以标记为  1700  mA h。
(2)该手机电池理论上可让手机待机  170h  。
(3)手机充电时,手机会出现发热现象。这个过程中电能转化为  内能  。
【答案】(1)1700;(2)170h;(3)内能。
【分析】会认识手机的铭牌,关键能找到有用的数据,注意单位。
手机充电时,手机会出现发热现象。这个过程中电能转化为内能。
【解答】解:(1)I1.7A=1700mA,所以该手机电池的容量也可以标记为1700mA h。
(2)该手机电池理论上可让手机待机时间为t170h。
(3)手机充电时,手机会出现发热现象。这个过程中电能转化为内能。
故答案为:(1)1700;(2)170h;(3)内能。
【点评】本题考查电能的计算,要学会认识手机的铭牌,关键能找到有用的数据,注意单位。
6.(2025秋 余姚市期中)如图甲是家用电吹风的工作原理图,电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。
(1)要让电吹风工作时吹出热风,它的开关应置于图甲中 1  (选填“1”“2”或“3”)位置,此时电风扇与电热丝的连接方式是 并联  。
(2)某次用该电吹风将头发吹干的过程中,电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示,则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是 6292  J;
(3)电热丝在工作时的电阻值是 200  Ω
(4)使用几年后,发现电热丝变细,它的实际功率将变 小  。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)当电吹风机送出来的是热风时,说明电动机和电热丝同时工作。
(2)首先由图象得出吹热风和吹凉风时的功率和时间,然后根据W=Pt分别计算出电吹风工作时吹热风和吹凉风时消耗的电能,求其和即可。
(3)根据功率随时间的图象计算电热丝的功率,然后利用R求出电阻。
(4)导体的长度、材料相同时,横截面积越大,电阻越小;根据公式P=UI即可分析出电热丝实际功率的变化。
【解答】解:
(1)要让电吹风工作时吹出热风,需要电动机和电热丝同时工作,则开关应置于图甲中的1位置,此时电风扇与电热丝是并列连接的,即它们的连接方式是并联;
(2)根据功率随时间的变化关系图象可知:
P热=290.4W,t热=20s,P凉=48.4W,t凉=30s﹣20s=10s,
由P可得,在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能:
W总=W热+W冷=P热t热+P凉t凉=290.4W×20s+48.4W×10s=6292J;
(3)因为吹热风时电动机和电热丝同时工作,吹冷风时只有电动机工作,
所以,电热丝的功率:
P=P热﹣P凉=290.4W﹣48.4W=242W,
由P=UI可得,电热丝的电阻:
R200Ω;
(4)使用几年后,发现电热丝变细,横截面积变小,长度、材料不变,导致电热丝的电阻变大;
而电热丝两端的电压不变,根据公式P=UI可知,电热丝的实际功率会变小。
故答案为:(1)1;并联; (2)6292;(3)200; (4)小。
【点评】本题考查电功率公式的应用和影响电阻大小的因素,难点是明白触点在不同位置时电路的连接情况,还要知道电源电压不变时,电阻越小电功率越大。
7.(2025秋 婺城区校级期中)为提高垃圾分类效率,小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时,会快速从垃圾上取出标准规格的样品,通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别,并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如表。
样品电阻值/Ω 垃圾类别
小于10 金属
10~30 餐厨
大于30 其他
(1)机器人从某块垃圾上取样检测时,检测电路电压表读数为1伏,检测时间为0.1秒。通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。
(2)该次检测电阻过程中,检测电路消耗的电能为多少?
(3)机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米,放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功?
【答案】(1)金属;
(2)0.015J;
(3)0.7J。
【分析】(1)根据串联电路电流规律及电阻的计算方法来分析;
(2)根据电能公式 W=UIt来分析;
(3)根据W=Gh 来分析。
【解答】解:(1)由图乙可知,定值电阻 R=10Ω 与样品电阻串联,电压表测 R 两端电压 UR=1V;根据串联电路电流规律,电路电流:I =0.1A;串联电路总电压 U=1.5V,则样品电阻两端电压:U样 = U﹣UR= 1.5V﹣1V =0.5V;样品电阻:R样 5Ω;由表格可知,5Ω<10Ω,属于金属类,应投入金属垃圾桶;
(2)电路总电压U=1.5V,电流I=0.1A,时间 t=0.1s,根据电能公式W=UIt:W=1.5V×0.1A×0.1s =0.015J;
(3)机器人将垃圾举高 h=7cm=0.7m,水平移动时,拉力方向竖直向上,水平移动不做功,只有举高过程做功;W=Gh =1N×0.7m =0.7J;
故答案为:
(1)金属;
(2)0.015J;
(3)0.7J。
【点评】本题以垃圾分类机器人为情境,串联欧姆定律、电功、力学做功等知识点,贴近生活,难度适中,既考查核心公式应用,又渗透环保意识,是一道优质的综合应用题。
8.(2025秋 婺城区校级期中)爆米花松脆可口,深受人们喜爱。如图所示,是某型号的爆米花机的电路图,该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S2时,R2加热,电动机搅拌,开始制作爆米花;只闭合开关S1时,R1保温,防止爆米花变凉;爆米花机的铭牌如表所示。()
额定电压 220V
加热功率 220W
保温功率 22W
电动机功率 44W
(1)求保温电阻R1的阻值。
(2)求制作爆米花时,电路中的工作电流大小。
(3)在20℃时,将200g玉米加热到320℃时,即成为爆米花,求玉米粒需吸收的热量。
【答案】(1)保温电阻R1的阻值为2200Ω。
(2)制作爆米花时,电路中的工作电流大小为1.2A。
(3)玉米粒需吸收的热量为7.2×104J。
【分析】(1)根据P=UI计算保温电阻R1的阻值;
(2)根据P=UI计算制作爆米花时,电路中的工作电流;
(3)由Q=cm(t﹣t0)计算玉米粒需吸收的热量。
【解答】解:(1)只闭合开关S1时,电路为R1单独工作,根据表格此时为保温状态,已知保温功率为22W,保温电阻R1的阻值为:;
(2)制作爆米花为加热挡,根据表格此时电功率为220W,通过电阻的工作电流为:
I11A;
通过电动机的电流为:
I20.2A,
电路中的电流为:
I=I1+I2=1A+0.2A=1.2A;
(3)在20℃时,将200g玉米加热到320℃时,玉米粒需吸收的热量为:
。
答:(1)保温电阻R1的阻值为2200Ω。
(2)制作爆米花时,电路中的工作电流大小为1.2A。
(3)玉米粒需吸收的热量为7.2×104J。
【点评】本题考查了并联电路特点、电功率公式、吸热公式的应用,难度适中。
9.(2025秋 余姚市期中)某滚筒洗衣机自带加热功能,其洗衣过程分加热水”、“保温洗涤”、“脱水”三种状态,图乙是其简化电路图,其中电热丝R1、R2的阻值分别为24.2Ω和242Ω。
(1)当开关置于2位置时,R2与电动机并联,此时洗衣机的工作状态是  保温洗涤  (填“加,热水“保温洗涤“或“脱水”)。
(2)该洗衣机脱水过程中消耗的电能主要转化为  机械  能。
(3)洗衣机处于“加热水”状态(R1与R2并联)正常工作的功率为多少?
【答案】(1)保温洗涤;(2)机械(动);
(3)洗衣机处于“加热水”状态(R1与R2并联)正常工作的功率为2200W。
【分析】(1)由电路图可知,开关置于1位置时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,总功率最大,洗衣机处于“加热水”状态,开关置于2位置时,电动机与R2并联,洗衣机处于“保温洗涤”状态,开关置于3位置时,电路中只有电动机工作,洗衣机处于脱水状态;
(2)根据脱水时,只有电动机工作,由此可得出能量的转化;
(3)当洗衣机处于加热状态时,两个电阻并联,根据公式分别计算出它们的电功率,然后相加得到此时的总功率即可。
【解答】解:(1)根据乙图可知,当开关位于1位置时,两个电阻并联,电阻最小,根据可知,此时加热功率最大,应该为加热水状态。
当开关S位于2位置时,电阻R2与电动机并联,此时既发热也洗涤,应该为保温洗涤状态;
当开关S位于3位置时,只有电动机工作,应该为脱水状态。
(2)该洗衣机脱水过程中消耗的电能主要转化为机械能。
(3)洗衣机处于“加热水”状态,R1与R2并联,
根据并联电路的电压特点知,U1=U2=U=220V,
正常工作时,电阻R1电功率;
正常工作时,电阻R1电功率;
电路的总功率P=P1+P2=2000W+200W=2200W。
答:(1)保温洗涤;(2)机械(动);
(3)洗衣机处于“加热水”状态(R1与R2并联)正常工作的功率为2200W。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、电功公式、电功率公式的灵活运用,分清电路连接是解题的关键。
10.(2025春 淳安县期中)查阅资料可知:人体的安全电压有5个等级(42伏,36伏,24伏,12伏,6伏),在皮肤干燥等情况下42伏以下的电压是安全的,在极端潮湿等环境中6伏以下的电压才是安全的。如图甲所示为某浴室的电路示意图,火线与零线(地)之间的电压恒定为220V,L是“220V 1320W”的浴霸灯泡。
(1)为防止电路过载,需要在浴室电路中加一个防止电流过大的断路器,为保证电路安全,断路器应安装在图甲中的 M  (填“M”或“N”)位置。
(2)在使用测电笔测试浴室电路的火线时,人体站在地面上和测电笔组成串联电路(如图甲)。已知测电笔内部电阻为2.14×106Ω,加在人体上的电压不超过6伏,那么通过人体的电流最大为多少毫安?
(3)当电路中电流超过15A时,断路器会断开电路。某吹风机的铭牌如图乙所示,试通过计算说明,当浴霸开启时,同时使用电吹风,断路器会断开电路吗?写出必要的计算过程。
【答案】(1)M;(2)通过人体的电流最大为0.1毫安;(3)断路器不会断开电路。
【分析】(1)断路器安装位置分析为防止电路过载,断路器应安装在火线上,以确保在电路故障时能切断电源。图甲中,M 点位于火线,而 N 点位于零线。因此,断路器应安装在M位置。
(2)人体允许最大电压 U人=6V。火线与零线电压U=220V,
则测电笔两端电压为U笔=U U人=220V 6V=214V。串联电路电流相等,通过人体的电流I等于通过测电笔的电流:根据I 计算。
(3)浴霸正常工作的电流根据I1 计算,电吹风的正常工作电流为I2= ,并联电路中总电流 I总=I1+I2与15A比较,判断断路器会不会断开电路。
【解答】解:(1)断路器安装位置分析为防止电路过载,断路器应安装在火线上,以确保在电路故障时能切断电源。图甲中,M 点位于火线,而 N 点位于零线。因此,断路器应安装在M位置。
(2)人体允许最大电压 U人=6V。火线与零线电压U=220V,
则测电笔两端电压为U笔=U U人=220V 6V=214V。串联电路电流相等,通过人体的电流I等于通过测电笔的电流:I 1×10 4A=0.1mA。即通过人体的电流最大为0.1毫安。
(3)浴霸正常工作的电流I1 = =6A,电吹风的正常工作电流为I2= =7.5A,并联电路中总电流 I总=I1+I2=6A+7.5A=13.5A。而I总=13.5A<15A,因此断路器不会断开电路。即当浴霸和电吹风同时使用时,总电流为13.5A,没有超过15A的阈值,断路器不会断开电路。
故答案为:(1)M;(2)通过人体的电流最大为0.1毫安;(3)断路器不会断开电路。
【点评】本题考查欧姆定律及电功率的计算,断路器应安装在火线上。
电功率的测量
11.(2025秋 杭州校级期中)在“测定小灯泡额定功率”实验中,已知电源电压6伏,小灯泡额定电压3.8伏、灯丝电阻约12欧。
(1)如图甲所示是未接完的实验电路,请用笔画线代替导线,完成电路连接。
(2)闭合开关前,应使滑动变阻器滑片P置于  A  端.若闭合开关,灯不亮,电压表示数接近6伏,电流表示数几乎为零,出现这种故障的原因可能是  灯泡断路(灯丝断了或接触不良)  。
(3)闭合开关,电压表示数是2.5伏,应将滑片P向  B  端移动,直至电压表示数为3.8伏时,电流表示数如图乙所示.那么,小灯泡的额定功率是  1.14  瓦;通电5分钟,小灯泡消耗的电能是  342  焦耳。
【答案】(1)见上图;(2)A;灯泡断路(灯丝断了或接触不良);(3)B;1.14;342。
【分析】(1)伏安法测灯泡功率,电源、电流表、灯泡、滑动变阻器,开关要串联在电路中,电压表并联在灯泡两端。
连接实物图,要确定电流表的量程,知道灯泡电压和电阻,根据I求电流来确定电流表量程。
(2)闭合开关前滑片 应打到最大阻值处,观察实物图,判断出滑片的那边的电阻丝接入电路,进而判断出最大阻值处;
灯丝烧断、电路断路,电流表无示数,电压表串联在电路中,测量电源电压;
(3)在串联电路中,电阻之比等于电压之比,故哪个电阻大,哪个所分担的电压就多;
同时若知道灯泡的额定电压和此时的电流,据公式P=UI即可计算出额定功率,利用W=Pt求得小灯泡消耗的电能。
【解答】解:(1)已知灯泡的额定电压是3.8V,故电压表选择大量程,同时据0.38A<0.6A,电流表选择0~0.6A量程。
从电源正极出发,依次经电流表、灯泡、滑动变阻器、开关到电源负极,补齐这条通路;
如下图:
(2)据图能看出滑片右边的电阻丝接入电路,故滑片处于A端时是最大值;同时灯泡不亮,电流表无示数,说明电路无电流;电压表有示数,说明电路有电压,即测量的是电源电压,故因此电路是处于开路状,即灯泡断路(灯丝断了或接触不良);
(3)电压表的示数为2.5V,即此时灯泡的电压小于3.8V,即要想使得灯泡两端的电压变大,必须让滑动变阻器的电压变小,故减小滑动变阻器的阻值即可,所以滑片应向B端移动;同时此时电流表指到分度盘的中央,即此时电流是0.3A,故此时灯泡的额定功率是:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
小灯泡消耗的电能W=Pt=1.14W×5×60s=342J。
故答案为:(1)见上图;(2)A;灯泡断路(灯丝断了或接触不良);(3)B;1.14;342。
【点评】连接实物图中,注意电压表、电流表的量程,接线柱、连接方式,滑动变阻器要注意接线柱选择、滑片位置等。
实验过程中,灯泡不亮一般有两个原因,灯泡短路或断路,掌握灯泡短路和断路时电路中的变化:灯泡短路,总电阻变小,总电流变大,电流表示数变大,电压表测导线电压,示数为0;灯泡断路,电路断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中,测电源电压。
12.(2025春 淳安县期中)小金做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材:电源(电压恒为3V)、小灯泡额定电压为2.5V,电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)用笔代替导线按电路图将实物图连接完整。
(2)电路连接完整后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为零,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,电路故障的原因是  电压表(或灯泡)短路  。
(3)排除故障后,小金闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的额定功率,接下来的具体操作是  向左移动滑动变阻器的滑片  。
(4)小灯泡L两端电压随电流I变化的关系图如图丙所示。小金进一步绘制出小灯泡的电功率P随电流的平方I2变化的关系图,则如图中正确的是  C  。
A.
B.
C.
【答案】(1)见解答图;(2)电压表(或灯泡)短路;(3)向左移动滑动变阻器的滑片;(4)C。
【分析】(1)根据灯的额定电压为2.5V,确定电压表选用小量程与灯并联;
(2)电流表有示数,则电路为通路,根据灯泡不发光,电压表示数为0分析电路的故障原因原因;
(3)根据小灯泡的电流随电压变化的图象,找出灯的额定电压下电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)由P=I2R结合电阻变化规律分析。
【解答】解:(1)灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)电流表有示数,则电路为通路,发现灯泡不发光,电压表示数为0,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,那么电路的故障原因是:电压表(或灯泡)短路;
(3)由图乙可知电压表示数小于额定电压,根据串联电路电压规律可知需减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理可知需减小滑动变阻器接入电路的阻值,具体操作需向左移动滑动变阻器的滑片;
(4)在测灯泡电功率的实验中,通过灯泡的电流随灯泡两端的电压变大而变大,由P=I2R知,若R不变,则P与I2成正比,由于灯泡电阻随温度的升高而增大,所以P﹣I2的图像会向上弯,故C正确。
故答案为:(1)见解答图;(2)电压表(或灯泡)短路;(3)向左移动滑动变阻器的滑片;(4)C。
【点评】本题“测量小灯泡电功率”实验考查电路连接、故障分析、具体操作等。
13.(2025春 杭州校级期中)为“测定小灯泡电功率”,小滨连接了如图甲所示的实验电路,已知小灯泡L的额定电压为2.5V,多次实验,获得数据和现象记录在表:
序号 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度
1 0.5 0.10 微亮
2 2.5 正常发光
3 3.0 0.34 很亮
(1)小滨发现:“小灯泡的亮度由实际功率决定”,该实验中支持此结论的证据是  灯泡实际功率越大,亮度越亮  。
(2)实验中,变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图乙所示,为测定小灯泡额定功率,应将滑片向  左  移动。
(3)第二次实验中,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是  0.75  瓦。
(4)小滨发现小灯泡在不同亮度下,两端的电压与电流比值不一样,小灯泡的额定功率为P0,若某次实验小灯泡两端电压U1=1.25V,则实际功率P1与额定功率P0的数值关系为P0 <  4P1(选填“<”或“=”或“>”)。
【答案】(1)灯泡实际功率越大,亮度越亮;(2)左;(3)0.75;(4)<。
【分析】(1)根据表中数据分析回答;
(2)根据电压表选用量程确定分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用P=UI求出小灯泡额定功率;
(4)根据P结合灯丝电阻随温度的升高而增大分析回答。
【解答】解:(1)由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡实际功率变大,亮度变亮,故可得出小灯泡的亮度由实际功率决定;
(2)实验中,变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2V,小于灯泡额定电压2.5V,为测定小灯泡额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向左移动;
(3)第二次实验中,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)若小灯泡的电阻不变,且小灯泡额定电压等于实际电压的2倍时,根据P可知,小灯泡的额定功率P0等于实际功率P1的4倍;
当小灯泡的实际电压等于额定电压的0.5倍时,小灯泡的电阻随温度降低而减小,由P可知,小灯泡的额定功率P0小于实际功率P1的4倍。
故答案为:(1)灯泡实际功率越大,亮度越亮;(2)左;(3)0.75;(4)<。
【点评】本题测小灯泡电功率实验,考查了灯泡亮度与实际功率的关系、实验操作、功率的计算和影响电阻大小因素等知识。
14.(2025秋 慈溪市校级期中)小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源为三节干电池,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)电路连接完后,闭合开关,电流表指针如图乙所示,其故障原因是 电流表正负接线柱接反了  。
(3)排除故障后,小明得到多组电压表、电流表的数据,作出如图丙所示的I﹣U图象,由图可知,若小灯泡两端的电压调为额定电压的一半,则测得的实际功率 大于  额定功率的。(填“大于”或“小于”或“等于”)
(4)小红继续进行实验,她又跟老师要了一个单刀双掷开关,一个阻值合适且已知的定值电阻R0,加上原有的实验器材,重新设计了如图丁所示的电路,你觉得按照小红的方案,该实验能否测出小灯泡的额定功率? 能  。(填“能”或者“不能”)
【答案】(1)见解答图;(2)电流表正负接线柱接反了;(3)大于;(4)能。
【分析】(1)图乙确定电流表量程,将电流表串联在电路中;根据灯泡额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;
(2)电表使用时,电流应从电表正接线柱流入,负接线柱流出,否则电表指针反向偏转;
(3)根据P结合灯的电阻随温度的降低而减小分析回答;
(4)要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻两端的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻两端的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率。
【解答】解:(1)由图乙可知,电流表选用小量程,将电流表串联在电路中;小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)电路连接完后,闭合开关,电流表指针如图乙所示,即电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了;
(3)若灯的电阻不变,则当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时,根据P,灯的实际功率为额定功率的四分之一,但当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时,灯的实际功率变小,灯的温度降低了,此时灯的电阻减小了,根据P可知,测得的P实P额;
(4)由图可知,要测小灯泡的额定功率,首先使灯正常发光,先将开关S2接b,调节滑动变阻器的滑片直到电压表读数为小灯泡额定电压U额;保持滑动变阻器滑片位置不动,将开关S2接a,电压表测灯与R0两端的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律求出定值电阻两端的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率。
故答案为:(1)见解答图;(2)电流表正负接线柱接反了;(3)大于;(4)能。
【点评】本题测“小灯泡电功率”的实验,考查了电路连接、电表的使用、影响电阻大小因素及实验方案的评估能力。
电功、电热和热量的综合分析计算
15.(2025秋 海宁市校级期中)如图所示,在四个相同的水槽中盛有质量和温度都相同的水,现将电阻丝R1、R2(R1<R2),分别按下图所示的四种方法连接放入水槽,并接入相同的电路。通电相同时间后,水槽中水温最高的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由电功公式Wt可知,在电压U与通电时间t相等的情况下,电路总电阻R越小,电路产生的热量越多;电路产生的热量越多,水吸收的热量越多,水的温度越高,分析电路结构,找出总电阻最小的电路,即可正确答题。
【解答】解:由串并联电路特点可知,串联电路电阻越串越大,并联电路电阻越并越小;
由电路图及已知R1<R2可知,图D中电路总电阻最小,四个电路电压相等,通电时间相等,Wt可知,D产生的热量最多,水吸收的热量越多,水的温度最高。
故选:D。
【点评】电路产生的热量越多,水吸收的热量越多,水的温度越高,由串并联电路的特点判断各电路的阻值大小、熟练应用电功公式是正确解题的关键。
16.(2025秋 海宁市校级期中)有两个用电器,一个是“220V 100W”的电风扇,另一个是“220V 100W”的电熨斗,在额定电压下工作相同的时间,这两个用电器消耗的电能  一样多  (填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”),产生的热量  电熨斗多  (填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”)。
【答案】一样多;电熨斗多
【分析】(1)根据P分析在额定电压下工作相同的时间,这两个用电器消耗的电能关系;
(2)根据电风扇和电熨斗这两种用电器工作时的能量转化情况分析判断。
【解答】解:已知两个用电器的额定电功率相同,由P变形W=Pt可知,在额定电压下工作相同的时间,这两个用电器消耗的电能一样多;
电风扇把电能主要转化为机械能,电熨斗把电能转化为内能,综上分析,电熨斗产生的热量最多。
故答案为:一样多;电熨斗多。
【点评】注意生活中常用电器的能量转化情况:一消耗电能全转化为内能的:电熨斗、电饭锅、电烙铁、电饭锅;二消耗电能转化为内能和机械能的:电风扇、电吹风、电动机。
17.(2025春 杭州校级期中)如图甲所示某种智能型电饭锅,有加热、保温、断电的功能,内部简化的电路如图乙所示,开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换,某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。
(1)测图乙可知,温控开关S与触点  2  (选填“1”、“2”或“3”)接触时,电饭锅处于保温状态。
(2)电阻R2= 423.5  Ω。
(3)此次煮饭产生的总热量如果用来烧水,其中80%热量被水吸收,则能将初温是20℃的多少质量的水烧开?
(在一个标准大气压下,水的比热容c水=4.2×103J/(kg ℃),计算结果保留1位小数。)
【答案】(1)2;(2)423.5;(3)能将初温是20℃1.3kg的水烧开。
【分析】(1)由图乙可知,当开关接“1”时只有电阻R1工作,电阻较小,利用P可知电功率较大,处于加热挡;
当开关接“2”时两电阻串联,电阻较大,利用P可知电功率较小,处于保温挡;当开关接“3”时断电;
(2)根据P可求出R1的阻值以及电路的总电阻,由串联电路电阻的规律算出电阻R2的阻值;
(3)根据W=Pt分别求得加热和保温时的热量,由效率公式求得吸收的热量,然后利用Q吸=cmΔt变形可求得水的质量。
【解答】解:
(1)由图乙可知,当开关接“1”时只有电阻R1工作,电阻较小,利用P可知,电功率较大,处于加热挡;
当开关接“2”时两电阻串联,电阻较大,利用P可知,电功率较小,处于保温挡;
当开关接“3”时断电;
(2)由图丙可知,P加热=0.8kW=800W,P保温=0.1kW=100W,
根据P可知,电阻R1的阻值:R160.5Ω;
电阻R1和R2的串联总阻值为:R总484Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,电阻R2的阻值为:R2=R总﹣R1=484Ω﹣60.5Ω=423.5Ω;
(3)由图丙可知,加热时间和保温时间都是10min,
由P可知,加热时产生的热量:Q1=W1=P加热t1=800W×10×60s=4.8×105J;
保温时产生的热量:Q2=W2=P保温t2=100W×10×60s=6×104J;
此次煮饭产生的总热量:Q总=Q1+Q2=4.8×105J+6×104J=5.4×105J,
由η可知,水吸收的热量:Q吸=ηQ总=80%×5.4×105J=4.32×105J,
一个标准大气压先,水的沸点是100℃,
由Q吸=cmΔt可得,水的质量:m1.3kg。
故答案为:(1)2;(2)423.5;(3)能将初温是20℃1.3kg的水烧开。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式、电热公式的综合应用,分析电路结构得出两种状态下对应的电功率值是关键。
18.(2024春 淳安县期中)如图甲所示某种智能型电饭锅,有加热、保温、断电的功能,内部简化的电路如图乙所示,开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换,某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。
(1)图乙可知,温控开关S与触点  2  (选填“1”、“2”或“3”)接触时,电饭锅处于保温状态。
(2)电阻R2的阻值为多少?
(3)此次煮饭产生的总热量如果用来烧水,其中80%热量被水吸收,则能将初温是20℃的多少质量的水烧开?(在一个标准大气压下,水的比热容,计算结果保留1位小数。)
【答案】(1)2;(2)电阻R2的阻值为423.5Ω;(3)能将初温是20℃1.3kg的水烧开。
【分析】(1)由图乙可知,当开关接“1”时只有电阻R1工作,电阻较小,利用P可知电功率较大,处于加热挡;
当开关接“2”时两电阻串联,电阻较大,利用P可知电功率较小,处于保温挡;当开关接“3”时断电;
(2)根据P可求出R1的阻值以及电路的总电阻,由串联电路电阻的规律算出电阻R2的阻值;
(3)根据W=Pt分别求得加热和保温时的热量,由效率公式求得吸收的热量,然后利用Q吸=cmΔt变形可求得水的质量。
【解答】解:
(1)由图乙可知,当开关接“1”时只有电阻R1工作,电阻较小,利用P可知,电功率较大,处于加热挡;
当开关接“2”时两电阻串联,电阻较大,利用P可知,电功率较小,处于保温挡;
当开关接“3”时断电;
(2)由图丙可知,P加热=0.8kW=800W,P保温=0.1kW=100W,
根据P可知,电阻R1的阻值:R160.5Ω;
电阻R1和R2的串联总阻值为:R总484Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,电阻R2的阻值为:R2=R总﹣R1=484Ω﹣60.5Ω=423.5Ω;
(3)由图丙可知,加热时间和保温时间都是10min,
由P可知,加热时产生的热量:Q1=W1=P加热t1=800W×10×60s=4.8×105J;
保温时产生的热量:Q2=W2=P保温t2=100W×10×60s=6×104J;
此次煮饭产生的总热量:Q总=Q1+Q2=4.8×105J+6×104J=5.4×105J,
由η可知,水吸收的热量:Q吸=ηQ总=80%×5.4×105J=4.32×105J,
一个标准大气压下,水的沸点是100℃,
由Q吸=cmΔt可得,水的质量:m1.3kg。
故答案为:(1)2;(2)电阻R2的阻值为423.5Ω;(3)能将初温是20℃1.3kg的水烧开。
【点评】本题考查了串联电路的特点和电功率公式、电热公式的综合应用,分析电路结构得出两种状态下对应的电功率值是关键。
19.(2024秋 鄞州区期中)空气炸锅,因其烹制食物脂肪含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅,有低温、中温、高温三挡调节。其发热元件为两个电阻,R1=50Ω,R2=200Ω,额定工作电压为220V,发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。请回答下列问题:
(1)当S1闭合,S接a处时,炸锅处于中温挡工作,求此时电路中的电流。
(2)从中温挡调至高温挡工作,两个开关应如何操作  开关S由a改接b  。
(3)求空气炸锅处于高温挡时的实际功率。
【答案】(1)当S1闭合,S接a处时,炸锅处于中温挡工作,此时电路中的电流为1.1A;
(2)开关S由a改接b;
(3)空气炸锅处于高温挡时的实际功率为1210W。
【分析】(1)(2)当开关S1闭合,开关S接b处时,两电阻并联,开关S1闭合,S接a处时,电路为R2的简单电路,开关S1断开,开关S接a时,两电阻串联,根据串联电路电阻规律和并联电路电阻规律以及P可知空气炸锅的挡位;
中温挡正常工作时,电路中只有R2连入电路,根据欧姆定律即可求出电阻R2的电流;
(3)高温挡正常工作时,R1、R2并联,根据P分别求出R1、R2的功率,然后求出高温挡总功率。
【解答】解:(1)(2)当开关S1闭合,开关S接b处时,两电阻并联,开关S1闭合,S接a处时,电路为R2的简单电路,开关S1断开,开关S接a时,两电阻串联,
串联电路总电阻大于任何一个分电阻,并联电路总电阻小于任何一个分电阻,
根据P可知当开关S1闭合,开关S接b时为高温挡,开关S1闭合,S接a处时为中温挡,开关S1断开,开关S接a时为低温挡;
中温挡正常工作时,电路中只有R2连入电路,此时电路中的电流:I21.1A;
(3)高温挡正常工作时,R1、R2并联,
并联电路总功率等于各部分功率之和,即高温挡功率P=P1+P21210W。
答:(1)当S1闭合,S接a处时,炸锅处于中温挡工作,此时电路中的电流为1.1A;
(2)开关S由a改接b;
(3)空气炸锅处于高温挡时的实际功率为1210W。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率和热量公式的灵活运用,正确的判断电加热器处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
20.(2024秋 鄞州区校级期中)如图—1,是某型号电暖器。它有高温、低温两个挡位,其简化电路图如图—2所示。R1和R2均为发热电阻,其部分参数如图表所示。请完成下列问题:
额定电压 220V
额定功率 高温挡 2200W
低温挡 1100W
(1)当开关S1闭合、S2断开时,电暖器处于  低温  档;
(2)在高温挡正常工作时,发热电阻R2的阻值是多少?
(3)在某次用电高峰期,小金用如图—3所示的电力监测仪,测出该电暖器在低温挡工作时的实际电压为210V,实际功率为900W。小金由此认为实际功率小于额定功率,只是因为实际电压小于额定电压造成的。小兰和小江却一致认为小金的观点不全面。请你根据题中信息和所学知识,解释实际功率小于额定功率的原因。
【答案】(1)低温;
(2)在高温挡正常工作时,发热电阻R2的阻值是44Ω;
(3)实际功率小于额定功率的原因,不只是因为实际电压小于额定电压造成的,用电器电阻变大也是其中一个原因。
【分析】(1)当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应;
由P=UI可知,当电源电压一定时,电路电阻越大,功率越小,根据电路图分析电路结构,结合并联电路电阻规律和P=UI可知各挡位时电路的连接;
(2)根据电路的总功率等于各用电器电功率之和求出高温挡正常工作时,发热电阻R2的电功率,根据P=UI求出发热电阻R2的阻值;
(3)根据P=UI求出发热电阻R1的额定电阻和实际阻值,进而判断出实际功率小于额定功率的原因。
【解答】解:(1)由图2可知,当S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路;当S1、S2闭合时,R1、R2并联;
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻,所以由P=UI可知,R1、R2并联时,电路中的电阻最小,电功率最大,电暖器为高温挡;电路为R1的简单电路时,电路中的电阻最大,电功率最小,电暖器为低温挡;因此当开关S1、S2均闭合时,电暖器处于高温挡。
(2)高温挡时,两电阻并联,由并联电路的特点可知此时R1两端的电压与低温挡R1两端的电压相等,由P=UI可知,此时R1的电功率与低温挡R1的电功率相等,即P1=P低温=1100W,
则此时R2的电功率:P2=P高温﹣P1=2200W﹣1100W=1100W,
由P=UI可知,R2的电阻:R244Ω;
(3)由P=UI可知,R1的电阻:R144Ω,
由题意可知,用电高峰期电暖器在低温挡工作时,实际电压为210V,实际功率为900W,根据可得,此时R1的阻值为49Ω,由此可知,电阻R1的阻值发生了变化,所以造成实际功率小于额定功率的原因,不只是因为实际电压小于额定电压造成的,用电器电阻变大也是其中一个原因。
故答案为:(1)低温;
(2)在高温挡正常工作时,发热电阻R2的阻值是44Ω;
(3)实际功率小于额定功率的原因,不只是因为实际电压小于额定电压造成的,用电器电阻变大也是其中一个原因。
【点评】本题考查并联电路的特点和电功率公式的应用,正确的判断不同挡位时电路的连接方式是关键。
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【真题汇编·冲刺期中】九年级上册科学期中专项复习训练
必刷08 电能
电功和电功率的分析计算
1.(2025秋 西湖区校级期中)如表是小科家里某天部分用电器的使用情况,其中这天耗电量最大的用电器是(  )
电视机 鱼缸增氧泵 电饭煲 电热水壶
额定功率(瓦) 200 10 1000 1500
一天累计工作时间(小时) 2 24 2 1
A.电视机 B.鱼缸增氧泵 C.电饭煲 D.电热水壶
2.(2025秋 杭州期中)如图所示,导体A、B是由同种材料制成的、A和B等长,但A比B的横截面积大,闭合开关,下列说法正确的是(  )
A.经过导体的电流IA>IB
B.导体两端的电压UA=UB
C.导体的电阻RA>RB
D.电流经过导体做功的功率PA<PB
3.(2025秋 杭州期中)甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,甲灯上标有“220V 25W”字样,乙灯上标有“220V 100W”字样,下列说法中正确的是(  )
A.“220V”表示灯泡工作时,两端的实际电压为220V
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
C.当两灯并联时,流过甲灯的电流更大
D.当两灯串联时,甲灯单位时间内消耗的电能更多
4.(2025秋 杭州校级期中)如图所示,两灯泡L1和L2规格分别为“6V 3W”和“6V 6W“,电源电压相同恒为6V,按甲、乙方式连接,工作时最亮的是(  )
A.甲图中的L1 B.甲图中的L2 C.乙图中的L1 D.乙图中的L2
5.(2025秋 慈溪市校级期中)如图是某型号手机电池的铭牌,该手机正常通话时平均电流为100mA,待机时平均电流为10mA。
(1)该手机电池的容量也可以标记为 _________ mA h。
(2)该手机电池理论上可让手机待机 _________ 。
(3)手机充电时,手机会出现发热现象。这个过程中电能转化为 _______ 。
6.(2025秋 余姚市期中)如图甲是家用电吹风的工作原理图,电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风。
(1)要让电吹风工作时吹出热风,它的开关应置于图甲中_____ (选填“1”“2”或“3”)位置,此时电风扇与电热丝的连接方式是_______ 。
(2)某次用该电吹风将头发吹干的过程中,电吹风的功率随时间的变化关系如图乙所示,则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是_________ J;
(3)电热丝在工作时的电阻值是________ Ω
(4)使用几年后,发现电热丝变细,它的实际功率将变_____ 。
样品电阻值/Ω 垃圾类别
小于10 金属
10~30 餐厨
大于30 其他
7.(2025秋 婺城区校级期中)为提高垃圾分类效率,小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时,会快速从垃圾上取出标准规格的样品,通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别,并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如表。
(1)机器人从某块垃圾上取样检测时,检测电路电压表读数为1伏,检测时间为0.1秒。通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。
(2)该次检测电阻过程中,检测电路消耗的电能为多少?
(3)机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米,放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功?
8.(2025秋 婺城区校级期中)爆米花松脆可口,深受人们喜爱。如图所示,是某型号的爆米花机的电路图,该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S2时,R2加热,电动机搅拌,开始制作爆米花;只闭合开关S1时,R1保温,防止爆米花变凉;爆米花机的铭牌如表所示。[c玉米=1.2×103J/(kg·℃)]
额定电压 220V
加热功率 220W
保温功率 22W
电动机功率 44W
(1)求保温电阻R1的阻值。
(2)求制作爆米花时,电路中的工作电流大小。
(3)在20℃时,将200g玉米加热到320℃时,即成为爆米花,求玉米粒需吸收的热量。
9.(2025秋 余姚市期中)某滚筒洗衣机自带加热功能,其洗衣过程分加热水”、“保温洗涤”、“脱水”三种状态,图乙是其简化电路图,其中电热丝R1、R2的阻值分别为24.2Ω和242Ω。
(1)当开关置于2位置时,R2与电动机并联,此时洗衣机的工作状态是 _________ (填“加,热水“保温洗涤“或“脱水”)。
(2)该洗衣机脱水过程中消耗的电能主要转化为 _______ 能。
(3)洗衣机处于“加热水”状态(R1与R2并联)正常工作的功率为多少?
(第9题图) (第10题图)
10.(2025春 淳安县期中)查阅资料可知:人体的安全电压有5个等级(42伏,36伏,24伏,12伏,6伏),在皮肤干燥等情况下42伏以下的电压是安全的,在极端潮湿等环境中6伏以下的电压才是安全的。如图甲所示为某浴室的电路示意图,火线与零线(地)之间的电压恒定为220V,L是“220V 1320W”的浴霸灯泡。
(1)为防止电路过载,需要在浴室电路中加一个防止电流过大的断路器,为保证电路安全,断路器应安装在图甲中的_____ (填“M”或“N”)位置。
(2)在使用测电笔测试浴室电路的火线时,人体站在地面上和测电笔组成串联电路(如图甲)。已知测电笔内部电阻为2.14×106Ω,加在人体上的电压不超过6伏,那么通过人体的电流最大为多少毫安?
(3)当电路中电流超过15A时,断路器会断开电路。某吹风机的铭牌如图乙所示,试通过计算说明,当浴霸开启时,同时使用电吹风,断路器会断开电路吗?写出必要的计算过程。
电功率的测量
11.(2025秋 杭州校级期中)在“测定小灯泡额定功率”实验中,已知电源电压6伏,小灯泡额定电压3.8伏、灯丝电阻约12欧。
(1)如图甲所示是未接完的实验电路,请用笔画线代替导线,完成电路连接。
(2)闭合开关前,应使滑动变阻器滑片P置于 _____ 端.若闭合开关,灯不亮,电压表示数接近6伏,电流表示数几乎为零,出现这种故障的原因可能是 ____________________ 。
(3)闭合开关,电压表示数是2.5伏,应将滑片P向 _____ 端移动,直至电压表示数为3.8伏时,电流表示数如图乙所示.那么,小灯泡的额定功率是 _________ 瓦;通电5分钟,小灯泡消耗的电能是 ________ 焦耳。
12.(2025春 淳安县期中)小金做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材:电源(电压恒为3V)、小灯泡额定电压为2.5V,电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)用笔代替导线按电路图将实物图连接完整。
(2)电路连接完整后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为零,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,电路故障的原因是 _______________ 。
(3)排除故障后,小金闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的额定功率,接下来的具体操作是 _________________ 。
(4)小灯泡L两端电压随电流I变化的关系图如图丙所示。小金进一步绘制出小灯泡的电功率P随电流的平方I2变化的关系图,则如图中正确的是 _____ 。
A. B. C.
13.(2025春 杭州校级期中)为“测定小灯泡电功率”,小滨连接了如图甲所示的实验电路,已知小灯泡L的额定电压为2.5V,多次实验,获得数据和现象记录在表:
序号 电压U/V 电流I/A 灯泡亮度
1 0.5 0.10 微亮
2 2.5 正常发光
3 3.0 0.34 很亮
(1)小滨发现:“小灯泡的亮度由实际功率决定”,该实验中支持此结论的证据是________________。
(2)实验中,变阻器滑片移到某一位置时电压表示数如图乙所示,为测定小灯泡额定功率,应将滑片向 _____ 移动。
(3)第二次实验中,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 _________ 瓦。
(4)小滨发现小灯泡在不同亮度下,两端的电压与电流比值不一样,小灯泡的额定功率为P0,若某次实验小灯泡两端电压U1=1.25V,则实际功率P1与额定功率P0的数值关系为P0_____ 4P1(选填“<”或“=”或“>”)。
14.(2025秋 慈溪市校级期中)小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源为三节干电池,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)电路连接完后,闭合开关,电流表指针如图乙所示,其故障原因是________________ 。
(3)排除故障后,小明得到多组电压表、电流表的数据,作出如图丙所示的I﹣U图象,由图可知,若小灯泡两端的电压调为额定电压的一半,则测得的实际功率_______ 额定功率的。(填“大于”或“小于”或“等于”)
(4)小红继续进行实验,她又跟老师要了一个单刀双掷开关,一个阻值合适且已知的定值电阻R0,加上原有的实验器材,重新设计了如图丁所示的电路,你觉得按照小红的方案,该实验能否测出小灯泡的额定功率?_____ 。(填“能”或者“不能”)
电功、电热和热量的综合分析计算
15.(2025秋 海宁市校级期中)如图所示,在四个相同的水槽中盛有质量和温度都相同的水,现将电阻丝R1、R2(R1<R2),分别按下图所示的四种方法连接放入水槽,并接入相同的电路。通电相同时间后,水槽中水温最高的是(  )
A. B. C. D.
16.(2025秋 海宁市校级期中)有两个用电器,一个是“220V 100W”的电风扇,另一个是“220V 100W”的电熨斗,在额定电压下工作相同的时间,这两个用电器消耗的电能 ________ (填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”),产生的热量 _________ (填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”)。
17.(2025春 杭州校级期中)如图甲所示某种智能型电饭锅,有加热、保温、断电的功能,内部简化的电路如图乙所示,开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换,某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。
(1)测图乙可知,温控开关S与触点 _____ (选填“1”、“2”或“3”)接触时,电饭锅处于保温状态。
(2)电阻R2=__________ Ω。
(3)此次煮饭产生的总热量如果用来烧水,其中80%热量被水吸收,则能将初温是20℃的多少质量的水烧开?(在标准大气压下,水的比热容c水=4.2×103J/(kg ℃),计算结果保留1位小数。)
18.(2024春 淳安县期中)如图甲所示某种智能型电饭锅,有加热、保温、断电的功能,内部简化的电路如图乙所示,开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换,某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。
(1)图乙可知,温控开关S与触点 _____ (选填“1”、“2”或“3”)接触时,电饭锅处于保温状态。
(2)电阻R2的阻值为多少?
(3)此次煮饭产生的总热量如果用来烧水,其中80%热量被水吸收,则能将初温是20℃的多少质量的水烧开?(在标准大气压下,水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),计算结果保留1位小数。)
19.(2024秋 鄞州区期中)空气炸锅,因其烹制食物脂肪含量低,美味酥脆,无油烟味,深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌空气炸锅,有低温、中温、高温三挡调节。其发热元件为两个电阻,R1=50Ω,R2=200Ω,额定工作电压为220V,发热部分内部电路可简化为图乙所示电路。
(1)当S1闭合,S接a处时,炸锅处于中温挡工作,求此时电路中的电流。
(2)从中温挡调至高温挡工作,两个开关应如何操作 _____________ 。
(3)求空气炸锅处于高温挡时的实际功率。
20.(2024秋 鄞州区校级期中)如图—1,是某型号电暖器。它有高温、低温两个挡位,其简化电路图如图—2所示。R1和R2均为发热电阻,其部分参数如图表所示。请完成下列问题:
额定电压 220V
额定功率 高温挡 2200W
低温挡 1100W
(1)当开关S1闭合、S2断开时,电暖器处于 _______ 档;
(2)在高温挡正常工作时,发热电阻R2的阻值是多少?
(3)在某次用电高峰期,小金用如图—3所示的电力监测仪,测出该电暖器在低温挡工作时的实际电压为210V,实际功率为900W。小金由此认为实际功率小于额定功率,只是因为实际电压小于额定电压造成的。小兰和小江却一致认为小金的观点不全面。请你根据题中信息和所学知识,解释实际功率小于额定功率的原因。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com) 同舟共理工作室·周承秉
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