资源简介
安全用电问题一
1.家庭电路中的保险丝烧断了,下列做法中正确的是: [ ]
A.用钢丝代换
B.为了保险,选择尽量粗的保险丝代换
C.选择额定电流稍小于电路中最大正常工作电流的保险丝代换
D.选择额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流的保险丝代换
思路点拨
保险丝的作用是当其通过的电流超过其额定电流时,它便会自动熔断而断开电路,当通过它的电流小于或等于额定电流时,它能让电流畅通,保证了全电路的畅通.显然,用铜丝或尽量粗的保险丝代替原来保险丝,则其允许通过的电流将超过原来的额定电流,这样便起不到“保险”的作用.而若选用额定电流小于电路正常工作电流的保险丝代替,则同样不能保证电路的正常工作,因为当电路中的电流达到其正常工作电流时已超过了所用保险丝的额定电流,此时该保险丝将熔断而断开电路.
答案:D
2.落在高压线上的鸟儿不会触电死亡,这是因为 [ ]
A.鸟爪上的角质层是绝缘的。B.鸟儿对电流的承受能力比较强。
C.鸟儿双脚落在同一条导线上,没有电流流过鸟的身体。D.高压线有橡胶外皮。
思路点拨
动物触电死亡,是由于有电流通过动物体内之故.高压线的“高压”,是指该导线与地之间(或者是与另外一条输电导线之间)有很高的电压.因此若用另一导体将这条高压线与地相接通(或者是与另外的一条输电线接通)时,则此导体中将出现很大的电流.但若此导体仅仅与一条高压线相接通而不与地或其他导线相通,则此导体中还是不会有电流.鸟站在高压线上正是这种情况,鸟身体中不会因此而有电流通过,故此时不会发生鸟触电死亡的现象.
答案:C
安全用电问题三
1.小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器,上面写着下表中的一些数据,在以下几种说法中,正确的是:( )
A.漏电电流大于30mA,保护器会在0.1秒之内切断电源
B.漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作
C.当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用
D.只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A时,才能起保护作用
思路点拨
漏电保护器上所写的那些数据表示的意义是
“20A,220V”:些漏电保护器适用于电压为220V、工作电流不超过20A的电路;
额定漏电动作电流30mA:漏电电流达到30mA时,此漏电保护器才会有漏电保护动作.
额定漏电不动作电流15mA:即漏电电流在15mA或小于15mA时,此漏电保护器不会有漏电保护动作
漏电分断时间<0.1s:漏电电流达到额定漏电动作电流30mA后,漏电保护器会在0.1s之内做出保护动作,即切断电源.
由上可见题给的四种说法中,只有选项A是正确的.
答案:A
2.图为一个三孔插座,其中有一个插孔的导线是与室外大地相连的,请把这个插孔产中代表大地的记号E用线连起来。如果这个插孔的导线断了,使用这个插座还能使洗衣机转动,但是存在的问题是_______________________________________________。
思路点拨
洗衣机工作时,其消耗的电能由电源供给,电源一火线一洗衣机一零线一电源,构成洗衣机工作电流的通路.为保证使用洗衣机时人的安全,我们还将洗衣机外壳用导线与大地接通,这一导线即为通常所称的地线.地线的作用是防止出现触电事故,其原理是若洗衣机外壳与电源火线间的绝缘被破坏时,若无地线,则此时洗衣机外壳也相当于电源火线,人触及洗衣机外壳时就相当于触及火线而触电;若有地线时,则洗衣机外壳与地相通,人触及时,相当于与地相接触,不会发生触电事故.
答案:连线如图所示.
图中与E相连的导线即为地线.如果它断了,一旦洗衣机外壳与电源火线之间的绝缘层被损坏,就容易造成触电事故.
安全用电问题二
1.目前新建楼房的供电系统中已经不再使用保险丝,而是使用一种自动控制的安全电路。当用电负荷过大或发生短路时,电路会自动切断;如果站在地面上的人碰到火线而使火线与大地经人体构成通路,电路也会自动切断,以保人身安全。
小玲家新居中装的就是这样的电路。搬家后,她看到墙上的电源插孔是三线的,为了安装电视机,她买了一个插销板,插在墙上的一个三线插孔中,然后把电视机的插头插在插销板上的插孔内。但是,接通电视机的电源时,室内所有插座全都断电,表明电路自动切断了。到配电箱一看,果然是“掉闸”(总开关自动切断)了。
是电视机出了故障,用电量太大了?用手把总开关闭合,换其他几个确保正常的用电器插到这个插销板上,直至耗电只有15瓦的小台灯,仍然是这样。但是,把插销板插到墙上其他插孔上,一切正常。问题可能出在哪里?为什么会出现这样的现象?怎样解决?
答案:出现这一情况的原因是施工时墙上插座内的零线和地线相互接错了位置.使用时用电器把火线和地线连通,自动控制系统则误认为是人体把火线和地线连通,便自动地切断了电路.
解决这一问题的方法是:把这个插座从墙上拆下,将其接零线和地线的位置对调后再装上即可.
2.图示为小刚所连的两盏白炽灯和两上插座的电路图,通电后发现不能正常工作。下面几个措施中可能引起危险的是: [ ]
A.拆掉灯丙,两条导线连在一起; B.拆掉插座甲,两条导线连一起;
C.拆掉开关S3,两条导线连在一起;D.拆掉开关S2,两条导线连在一起。
思路点拨
设在上图中,电路与电源相接的两个接头中,上端接头与火线相接,下端接头与零线相接,则图中电灯丙的连接是正确的,插座甲直接接在火线上,不对.应将插座甲取去并将其左、右两条线直接连在一起.作此改正后,则插座丁的连接是正确的,而对于灯泡乙来说,则应将开关S移至乙灯的上端,才是正确的接法。
在上图的电路中,若拆掉灯丙将两条导线连在一起.此后,若将开关S1闭合,则会造成电路中火线与零线短路,这是有危险的.若拆掉插座甲,将两条导线连在一起,这正是把电路中的错误接法改为正确接法,不会产生危险.若拆掉开关S3,将两条导线连在一起,则灯乙将没有开关控制而一直处于工作状态,但并不会发生危.若拆掉开关S2,将两条导线连在一起,则使插座丁没有另外的开关控制而此插座仍能正常起作用并不会发生危险.
答案:A
导体电阻问题一
1.电冰箱起动时,与电冰箱并联的台灯变暗。关于这一现象。下列说法中不正确的是: [ ]
A.进户线中电流变大B.线路中电阻变大C.线路中热损耗变大D.灯泡两端电压变小
思路点拨
电动机起动时,其起动电流较大(当电动机正常工作时,其电流比起动电流小).电冰箱起动,即电冰箱内的电动机起动,故此时进户线中的电流随之变大,由于线路中有一定的电阻,电流变大时,消耗在线路上的电压增加,从而使用电器上获得的电压减小(这一关系是电源电压=输电线路上损耗的电压+用电器获得的电压,通常电源电压是一定的),由此将使与冰箱并联的台灯变暗.线路的电阻由输电线的材料、长度和截面积决定,在冰箱起动时,上述备罔素不发生变化,故线路的电阻并未发生变化.
答案:B
2.有一个功率为100千瓦的电力用户,所需电压为400伏。如果不用变压器而直接供电,输电线路电阻损耗的功率为62.5千瓦。要使损失减为100瓦,输电电压应提高到_______伏。
思路点拨
由于输电线路不可避免地有电阻,所以输电时,电流通过输电线时不可避免地要发热而损耗能量.设输电线的电阻为R线,输电电流为I,则输电线上损耗的功率为
P损=12R线
答案:不用变压器直接供电时,输电电流为
此时线路上损耗的功率为62.5kW,故可求得输电线路电阻为
提高输电电压,当输电线上损失功率减为100W时,此时的输电电流大小为
即为达到题述要求.应将输电电压提高到10000V.
导线电阻问题二
照明电路用电高峰时,电灯就会暗下来,这是由于电灯两端电压降低的缘故。某同学想测算电灯两端的实际电压,但手头没有交流电压表,只有一块手表、一把带有铭牌的电烙铁、配电盘上还有一块正在运行的带有铭牌的电度表。他利用这些器材就测算出了照明电路中用电器两端的实际电压,请你说明他的测算方法。
答案:只把电烙铁接在电路里,断开其它所有用电器。
1.记下电度表盘转一周所用的时间t。
电度表盘转一周,用电器所做的功为 W=
2.记下额定电压下电度表盘转一周所用的时间t*。
得出:=
所以,U=。
或:2.从铭牌可知,电烙铁的额定功率为P额,额定电压为U额,电度表为n转/千瓦时,可知电烙铁的电阻 R=
电度表盘每转一周,用电器所做的功为 W=
可得:W=
U=。
机动车转向灯问题
为了交通安全,机动车转弯时,要使用转向灯对其他车辆及行人发出信号,同时车内的转向指示灯装置也会给驾驶员提供转向灯是否正常的信息。具体地说,当机动车要向右转弯时,前、后两只转向灯D右1,D右2均正常发光,车内的转向指示灯同时也闪亮,而两只左转向灯D左1、D左2不发光。左转弯与右转弯的情况类似。
如图所示,机动车转向灯电路的四只转向灯D右1、D右2、D左1、D左2以及转向指示灯D尚未接入电路。已知四只转向灯均为标有“6V,10W”字样的灯泡,转向指示灯D标有“6V,1.5W”字样,电源电压为6V,图中RJ为闪光器,它可以使电路间歇地通、断。请回答:
(1)按题目要求将四只转向灯D右1、D右2、D左1、D左2及转向指示灯D接入电路,完成机动车转向灯电路图。
(2)四只转向灯的额定功率相同,为什么转向灯电路工作时,总是两只转向灯发光,另外两只转向灯不发光?请运用你学过的电学知识加以分析、论证。
答案:(1)电路如图所示.
(2)不论转向开关S接至位置1还是位置2,所有的灯都接入了电路.
若车向右转向,则开关S接1,此时D右1和D右2常发光,而D左1和D左2并联后与D串联.
因为转向指示灯的规格是“6V 1.5W”,所以转向指示灯D的电阻为:RD=U2/PD
=24Ω.转向灯的规格都是“6V、10W”,所以转向灯的电阻均为R=U2/P=3.6Ω.左
(或右)两只转向灯和转向指示灯总电阻:R总=RD+2R=25.8Ω.
通过转向指示灯D的电流ID=U/R总=0.23A,所以转向指示灯D上获得的功率:PD’=I2R=1.36W.由于PD’与转向指示灯的额定功率(1.5W)相差不多,所以此时转向指示灯能发光.
而此时通过左转向灯中每只灯泡上的电流:I=ID/2=O.115A,所以每个左转向灯的实际功率为:P实=I2R=0.052W.由于左转向灯的P实远小于其额定功率10W,所以左转向灯不能发光.
当车向左转向时,同样的道理,只有左转向灯发光而右转向灯中虽然有电流通过
但并不发光.
测电功率问题一
一、有一个理发用的电吹风机,由于说明书遗失,只知道它的额定电压是220伏特,没有其它数据。请你利用一般家庭用的电度表(铭牌上的数据如图所示)和一只钟表,设计一种简便方法,测定这个电吹风机的功率。
要求:
1.写明测量步骤;2.用字母代表所涉及的物理量,导出计算电功率的公式。
思路点拨
由家用电度表可以测出用电器的功率.办法是将此用电器单独接入此电度表的电路中,让此用电器正常工作,记下一定时间内电度表转盘的转数,根据电度表的转数可以求出这段时间内用电器所消耗的电能,进而便可求出单位时间内此用电器所消耗的电能值即此用电器的电功率.
答案:1.测量步骤
①将电度表所接电路中的其他用电器关闭,只接人待测的电吹风机.
②利用钟表测量吹风机工作时电度表的圆盘转过N转所用的时间t(s)
2.计算电功率的公式
以n表示每千瓦时电表转盘的转数(此处n=3000r/kwh),电吹风机所消耗的电能w(J)就是
电冰箱问题
1.关于电冰箱,以下说法中正确的是: [ ]
A.电冰箱内温度比较低,这是液体蒸发吸热造成的;
B.电冰箱散热器摸起来烫手,这主要是电流的热效应造成的;
C.夏天,打开电冰箱门看到的“白烟”是冰箱内蔬菜、水果等蒸发产生的水蒸气;
D.家用电冰箱的耗电功率通常超过1000瓦。
思路点拨
电冰箱的工作原理是:使液态的氟利昂迅速蒸发成气态,此过程氟利昂将大量从冰箱中吸热,使冰箱内温度降低,成为气态的氟利昂又被压缩,压缩使氟利昂的温度迅速升高而高于周围环境的温度,此时被压缩的温度很高的氟利昂通过置于冰箱外部的散热器而向外界散热,氟利昂散热后温度降低又液化成液态,再进入冰箱内又蒸发吸热……如此往复循环.
由上分析可见,电冰箱内温度较低,是由于液体蒸发吸热而造成的.而电冰箱散热器摸起来烫手,并不是由于电流的热效应而是由于被压缩的高温氟利昂向外散热的结果.夏天,打开电冰箱门看到的“白烟”并非冰箱内的水蒸气所生成,而是由于打开冰箱门后,冰箱内的冷空气外逸,使靠近冰箱门的原来在冰箱外的空气骤然降温,这部分空气中的水蒸气便凝结成小水珠而在空气中形成“白烟”.通常家用电冰箱的功率不是超过1000W而是小于1000w.
答案:A
2.小峰想利用电冰箱降低室温:他先将电冰箱的门打开,然后接通电源。他这样做,可以达到降低室温的目的吗?为什么?
思路点拨
电冰箱降温的原理是,通过电冰箱内工作物质的汽化,它从冰箱内吸收热量,然后这些工作物质又被压缩而液化,此时它会放出热量,电冰箱的结构可以使这些放出的热量向冰箱外放出,液化后的工作物质又可以在低压下汽化而从冰箱内吸热…….如此循环而使冰箱内温度降低到某一设定的温度而停止工作.
答案:由电冰箱的工作原理可知,小峰的做法不能达到降低室温的目的,电冰箱的工作相当于使冰箱内向冰箱外传热,在小峰的方案中,打开电冰箱的门而让冰箱工作,这样并没有使整个房间向房间外传热,所以由此并不能使房间内的温度降低.相反,由于电冰箱在工作,有电流通过电冰箱,则电路中不可避免地还会要放出热量,所以这样还会使室内的温度升高.
电功率问题一
一、有甲、乙、丙、丁四个标有“llOVIOOW”的灯泡,要把它们接在220伏特的电路中使用。图(a)和图(b)哪一种接法好?试说明理由。
答案:
图(a)好.在图(b)中,如果某一灯泡损坏或者断路,例如甲灯损坏,则电路变成为丙、丁两灯并联后再与乙灯串联,由于丙、丁两灯的并联电阻小于乙灯的电阻,由此乙灯获得的电压将超过此电路总电压(220V)的一半,即乙灯两端的电压将超过110V,这将导致乙灯烧毁,进而丙、丁两灯也不能发光,而在图(a)中,如果某一灯泡损坏,则不会波及其他灯泡随之损坏,只是与其串联的灯泡不发光,而另外两灯却能照常发光.
二、家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫,设计了调整温度的多挡开关。使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度。图是电熨斗的电路图。旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。现将开关置于温度最高挡,这时,1、2、3、4之间的连接是图中的哪一幅? [ ]
思路点拨
以U表示电源电压,R表示图中每根电阻丝的电阻,在图所示的各种连接法中,由于接法不同,各种电路中电阻丝发热的情况不同,因而电熨斗可以得到多档的温度.
在图A所示的接法中,两根电阻丝并联接入电路,其总电阻
在图B所示的接法中,仅有右侧一根电阻丝接入电路通电,左侧一根电阻丝中无电流,故此时电熨斗的总功率为
在C图所示的接法中,电源实际上被断开了.使整个电熨斗中无电流通过,此时电熨斗的总功率为Pc=0.
在D图所示的接法中,是两根电阻丝串联接入电路,其总电阻为2R,则此时电熨斗消耗的总功率为
答案:A
电功率问题七
山区某工地方程式时,照明电路需用导线从离工地250米处的电源引来,工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明,所用导线的电阻为每米0.018欧,如果电源两端的电压为220伏,且保持不变,试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。(计算时不考虑灯丝电阻的变化,数值只取整数,小数可四舍五入)
思路点拨
此电路的电路图如图所示,其中R0表示输电导线的电阻.
根据两灯泡的额定电压和额定功率可以求出每个灯泡的电阻,则此电路成为三个电阻
均为已知的电路,所求各问便都可以迎刃而解了.
答案:以R1和R2分别表示两个灯泡的电阻,则应有
此时并联部分的电压UL即为每灯获得的实际电压,其值为
UL=IR12=1.3×161V=209V
故得此时两灯消耗的实际功率分别为
电功率问题三
1.李军在检修一只1000瓦的电炉时,发现电炉丝断了一小截,他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长,这样再接入原电路中使用时,其实际发热功率将 [ ]
A.大于1000瓦。 B.等于1000瓦。C.小于1000瓦。 D.无法判断。
思路点拨
原电炉丝断了一截,李军找来补接的一截电炉丝和原电炉丝是同种材料的,其长度也等于原长,但其截面积比原电炉丝的截面积要小一些.由于导体的电阻与其截面积有关,在同种材料和相同长度的条件下,截面积越大,则电阻越小,可见李军补接的电炉丝电阻大于原来电炉丝的是电阻,这样整个电炉丝的电阻也就比原来增大了.
又根据电功率的公式
可见李军更换电炉丝以后,电炉的电功率将会减小,即比原来的1000W要小.
答案:C
2.有二只灯泡,分别标有“220V15W”和“220V100W”的字样。如将它们串联接在电压为380伏的动力电源上,则 [ ]
A.15W的灯泡烧坏,100W的灯泡完好。B.100W的灯泡烧坏,15W的灯泡完好。
C.二只灯泡均被烧坏。 D.二只灯泡均完好。.
思路点拨
以此两灯泡串联接入Uo=380V的电路中时,按串联分压的公式,则15W灯泡获得的电压U1和1OOW灯泡获得的电压U2分别为
由上计算结果可见,15W灯泡获得的实际电压为330V,这一数值远超过该灯泡的额定电压220V,可见该灯泡会被烧毁,15W灯泡烧毁以后,电路断开了,电路中将没有电流通过,1OOW灯泡也会随之熄灭,但lOOW灯泡不会被破坏.
答案:A
电功率问题二
1.电炉通电后,电炉丝热得发红,而跟电炉连接的铜导线却不那么热,这是因为 [ ]
A.通过铜导线的电流小,所以它消耗的电能也较少。
B.电炉丝和铜导线消耗的电能相同,但铜导线散热快,所以就不那么热。
C.通过电炉丝的电流大,所以它消耗的电能较多。
铜导线电阻较小,所以它消耗的电能较少。
思路点拨
电炉丝和铜导线是串联关系,故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大小相等,电炉丝和铜导线在电学性能上的差别在于:前者的电阻大,后者的电阻很小,根据电流通过电阻发热的公式Q=I2Rt由于通过两者的电流相同,可见在相等的时间内,电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多.因此我们看到电炉通电后,电炉丝热得发红而与之相连的铜导线却不那么热.
答案:D
2.楼道里的灯常常彻夜通明,因而极易损坏。给它串联一个电阻后再接到电路里,虽然亮度略有降低,寿命却可以大大延长。现在欲使“220V25W”的灯炮在实际使用时消耗的功率约是额定功率的80%,应该串联多大的电阻?这个电阻消耗的电功率是多大?
思路点拨
本题电路为一灯泡与一电阻R串联后接入电压Uo=220V
的电路中,以Rl表示灯的电阻,R2表示与之串联的电阻,U1、U2分别表示灯泡两端和电阻R2两端的电压,如图所示.则由题述可由灯泡的额定电压和额定功率求出其电阻,
当通过灯泡的电流改变时,视其电阻不变.则可求出灯泡功率变为额定功率的80%时通过灯泡的电流和加在灯泡上的电压,进而便可求得R2两端的电压和通过它的电流,则R2的电阻和它此时消耗的功率便可解出.
在解出U1和U2的基础上,也可以从此电路的整体考虑,则 U1与U2之比应该等于R1与R2之比,也应等于此时两者所消耗的功率之比,利用这些比例关系,也可以得出本题的解答.
所以本题有以下的多种解法
电功率问题五
1.工人师傅在改装电炉时,为了使电功率减小到原来的一半,下列措施中可行的是:[ ]
A.截去一半电炉丝; B.串联一条相同的电炉丝
C.并联一条相同的电炉丝;D.把连接电炉和电源的电线长度增加一倍。
思路点拨
根据电功率的分式P=U2/R可知,当加在电炉上的电压U不变时,要使电炉的功率P变为原来的1/2,则应使电炉电阻丝的电阻R变为原来的2倍.显然,题述的四种方法中,只有“串联一条相同的电阻丝”才能使得改装后电炉电阻丝的总电阻变为原来的2倍.
答案:B
2.贾铭同学打算利用电能表来测量电视机实际消耗的电功率。他断开电能表连接的所有其他用电器,只把电视机打开,在t秒内测得电能表的盘转数为N。如果电能表铭牌上标明每千瓦时的盘转数为n,电视机的电功率为 瓦。
思路点拨
电度表转盘转N转时,电视机消耗的电能为
电视机消耗这些电能的时间为ts,则它的电功率为
答案:
3.小明家有一个标有“220V,800W”的电炉,在额定电压下用10分钟能烧开一壶水。一天他用这个电炉在相同环境下(空气的温度和压强相同)烧开同样一壶水却用了12分钟,请你帮助小明算一算他家当时的电源电压约为多大。你在计算过程中使用了哪些近似条件?
思路点拨
两种情况水吸收的热量相等,若忽略烧水过程中水壶向外界的散热,则两种情况下电炉的发热量相等.又假设此电炉的电阻丝的阻值不随温度变化,则可根据两情况下发热量相等的关系来列方程求解本题.
答案:以R表示电炉电阻丝的电阻,以U1和U2分别表示前后两次情况下的电压,以t1和t2分别前后两次通电所用的时间,则由于两情况下发热量相等,故应有
以上解答中利用到的近似条件有以下两条:(1)电炉电阻丝的电阻不随温度改变;(2)对水加热过程中水壶对外散热忽略不计.
电功率问题八
有两种灯泡,分别标有(110伏 60瓦)和(110伏25瓦),把它们接入家庭照明电路中。
(1)能不能各取一只串联使用?请说明原因。
(2)若把两种灯泡在同一电路中混合使用,并使它们都能正常发光,最少应各使用多少只,如何连接?
(3)这时总电功率是多少?
解:(1)不能各取一只串联使用。
60瓦灯的电阻 R1==201.7欧
25瓦灯的电阻 R2==484欧
串联后,25瓦灯的电压为U2,根据串联分压,
U2=
代入数据,解得:U2=155伏,超过了灯的额定电压。
(2)设使用60瓦的灯m只,使用25瓦的灯n只,分别并联后再串联使用,各分压110伏时,才能正常发光,
此时有:
故使用5只60瓦的灯并联后,再与12只并联的25瓦的灯串联即可。
(3)此时总功率为W=W1+W2=560瓦+1225瓦=600瓦。
电功率问题六
由电源引到某工地的一只“220V、100W”的灯泡亮度较暗,测得该灯泡的实际功率只有81瓦,而电源的电压确为220伏。输电导线上消耗的功率约有多大?你在计算中用到了什么近似?
思路点拨
通常情况下用电,由于输电线路不长,输电线的电阻很小,因此一般都忽略不计而没有,本题情况下,由于是从电源到工地输电导线较长,则其电阻不可忽略,故此时电路等效于图
所示的情况,其中电源电压Uo=220V,以R1表示灯泡的电阻, R2表示输电导线的电阻,由于R1和R2串联,故电灯R1上获得的电压小于220V,从而使电灯亮度较暗.
答案:根据灯泡的额定功率Po和额定电压Uo与其中电阻R1的关系
以上解法中应用了此时灯丝的电阻与灯泡在额定电压下工作时的电阻相等这一关系,即认为灯丝的电阻不随温度的变化而变化.这是一种近似.
电功率问题四
一般地说,用电器的工作电压并不等于额定电压。家庭里通常不备电压表,但借助电能表可以测出用电器的实际工作电压。现在电路中只接入一个电热水壶,壶的铭牌和电能表的铭牌如图所示。测得电能表的转盘转过125转的时间为121秒。求此时加在电热壶上的实际电压。
思路点拨
用电器工作的实际电压和额定电压是两个不同的概念,额定电压是用电器正常工作所需要的电压,在额定电压下工作时,用电器的功率就是此用电器的额定功率.而实际电压则是用电器工作时实际的电压,它可能等于额定电压也可能不等于额定电压.
由于用电器在额定电压下工作时的功率为其额定功率,而这两个值通常都是标在用电器的铭牌上,故可根据这两个值求出该用电器的电阻.
答案:在t=121s内,电热水壶所消耗的电功为
电动车效率问题一
小红准备在旅游时估算登山缆车的机械效率。她从地图上查到,缆车的起点和终点的海拔高度分别为230米和840米,两地的水平距离为1200米。一只缆车运载15个人上山的同时,有另一只同样的缆车与它共用同一个滑轮组,运载8个人下山。每个人的体重大约是60千克。从铭牌上看到,缆车的自重(质量)为600千克。小红还用直尺粗测了钢缆的直径,约为2.5厘米。拖动钢缆的电动机铭牌上标明,它的额定功率为45千瓦。管理人员说,在当时那种情况下,电动机的实际功率约为额定功率的60%。实际测得缆车完成一次运输所用的时间为7分钟。请你帮助小红估算缆车的机械效率。
答案:高度差h=610米
上山的质量m1=900千克+600千克
下山的质量m2=480千克+600千克
运行时间t=420秒
电机的实际功率P=2.7×104瓦
有用功指的是系统克服重力做的功,因此
W1=(m1-m2)gh
总功W=Pt
机械效率η=W1/W=22%。
电学黑箱问题
1.某控制电路的一个封闭部件上,有三个接线柱A、B、C和电灯、电铃各一只,如图所示,连接A、C,灯亮,铃不响;连接A、B铃响,灯不亮;连接B、C灯不亮,铃不响。请你根据上述情况画出这个部件的电路图。
思路点拨
依题述,连接A、C或连接A、B时,可以使灯亮或铃响,表明此封闭部件内必有一电源.
连接A、C时灯亮铃不响,则连接A、C后应该构成一个包含有电源和电灯的闭合回路,但此电路中不包含电铃.如图所示.
连接A、B时铃响灯不亮,则此时应该构成一个包含有电源和电铃的闭合回路,但此回路中不包含电灯,如图所示.
答案:综合两图知这一封闭部件内的电路图如图所示.
电学黑箱问题二
图是从某电子仪器折下来的密封盒子,已经知道盒内有三只电阻,A、B、C、D为四根引线。现用多用电表测量,得知AC间的电阻RAC=20欧,若用导线把BD连接后测得AD间电阻RAD=20欧。请在方盒内画出电阻的连接图,并在图中标出每个电阻的阻值。
思路点拨
由题述条件有RAC=20Ω,RAD=30Ω和RCD=50Ω,注意到20Ω+30Ω=50Ω,则不妨把A、C、D三点间的电路想像为上图所示的电路.进而由题述“若用导线把B、D连接后,测得A、
D间电阻RAD=20Ω”,表明用导线将B、D连接,将使A、D间的电阻变小(由30Ω变为20Ω),由此可联想将上图中30Ω的电阻分为两个电阻串联,一个为20Ω,一个为10Ω.而将B点接在此两电阻之间,使 B、D间的电阻为10Ω,则当以导线将B、D相连通时,10Ω的电阻被短路而A、D间的电阻则变为20Ω.此时电路变为下图,由上分析.它与题述条件是相符的.
答案:方盒内电路连接如图所示.
电烙铁问题
一、电烙铁使用前需要一定的预热时间,因而若暂时不用也要接在电源上,这样既费电又会造成烙铁头氧化而不易沾锡。所以,有时采用如图所示电路,在暂不需要焊接时,断开S,使电烙铁处于预热状态;当需焊接时,闭合S,就能很快达到焊接温度。现用“220V25W”的电烙铁,若灯炮在预热状态时的电阻为800欧,则预热状态下电烙铁消耗的功率为多少瓦?整个电路消耗的功率是电烙铁正常工作时的百分之几?
思路点拨
由图可见,使电烙铁处于预热状态时,电烙铁消耗的功率较少,则通过它的电流应较小,由于电源电压一定(220V),则此时电路中电阻应较大,故应将开关S断开,使灯泡与电烙铁串联,而电烙铁工作时,则其消耗的功率应该较大,即通过它的电流应该较大,电路中的总电阻应该较小,故此时是将开关S闭合使电灯短路,这样,220V电压全加在电烙铁上.
解法一:“220V、25W”电烙铁正常工作的电流为
以上解法是将预热状态下电路中各个物理量的数值都具体地计算出来,然后将得出结论.这样计算对于每个步骤、每个物理量都是很清楚的.若考虑到只需最后结果,则对于某些中间计算过程也可以只用代数算式表示而不必计算出具体数值,由这些代数字母计算出最后结果的表达式,再代入具体数值而得出答案,这样可以减少一些具体的计算.
解法二:由电烙铁的额定电压和额定功率可以求出电烙铁的电阻为
电热器热效率问题一
将一个标有“220V400W”字样的“热得快”插入体积为0.5升、初温为20℃的水中,此时由于是用电高峰,实际电压为210伏,在标准大气压下经过9分10秒将水加热至沸腾,求“热得快”烧水时的热效率(不计电阻值随温度的变化)。
思路点拨
不考虑电阻的电阻值随温度的变化,故可根据“热得快”的额定电压和额定功率而求得其电阻,进而求得此“热得快”在实际电压210V下的实际功率.由此可求得它在给定时间内的发热量.另一方面,由水的质量和温度变化,可求出水的吸热量.而吸热量与上述发热量的比值便是此“热得快”烧水时的热效率.
解法一
以U和P分别表示“热得快”的额定电压和额定功率,则它的电阻值为
在实际电压U’=210V时,通电t=9min lOs,此热得快所产生的热量为
此时在标准大气压下,水的沸点为100℃,则将20℃的水烧开,水的升温为△t=80℃.同时注意到体积为0.5L的水的质量为0.5kg,则烧开这些水时,水吸收的热量为
Q2=cm△t=4.2×103×0.5×80J=1.68×105J
故得此“热得快”烧水时的热效率为
解法二
由于不考虑电阻值随温度的变化,则此“热得快”在额定电压 U下工作时和不足额定电压的实际电压U’下工作时其电阻值不变,而根据电功率的公式
可见同一电阻在不同电压下发热的电功率与其对应电压的平方成正比,则可根据这一比例关系求出“热得快”在实际电压U’下的实际功率.
以P’表示“热得快”在电压U’下工作的实际功率,则由上分析有
则此时“热得快”在t=9min lOs内所发的热量为
Q1=P't=364×(60×9+10)J=2.00×105J(以下同解法一,略)
电热器问题一
1.市场销售的电热水壶有两种形式,一种如图所示,电热元件在壶底下面的底座内;另一种如图所示,电热元件在壶底之上,浸没在水中。如果两种水壶的耗电功率相同,壶内水量也相同,那么[ ]
A.(a)壶的电热元件在壶底下面,有利于水的对流,(a)壶中的水先沸腾。
B.(a)壶的电热元件安放在底座内,热量损失较小。
C.(b)壶中的电热元件被水包围,热量损失小,(b)壶中的水温上升较快。
D.(b)壶的电热元件体积较小,热能的利用率较低。
思路点拨
由于两种水壶消耗的电功率相同,则它们的电热丝在相同的时间内产生的热量是相等的.(a)壶的电热元件放在壶底下,则其所产生的热量将有一部分向空气中散失,(b)壶中电元件浸没在水中,则其所产生的热量将全部被水吸收.可见在相同的时间内(b)壶中水吸收的热量较多.而两壶水的质量和初温又都对应相等,故(b)壶中的水温上升较快.(b)壶的热能利用率也就高于(a)壶的热能利用率.
答案:C
2.冬天,李明同学插上电热取暖器的插头后发现室内电灯变暗了。他用电压表测量供电电压,结果是,不接取暖器时的电压是210伏,接上标有“220V1000W”的电热取暖器后电压降为200伏,通过计算可以知道,供电电路中的电阻约为______欧。
思路点拨
由电热取暖器的额定电压U0和额定功率P0可以求得出此电热取暖器的电阻R的大小为
将上述电热取暖器接入电路后,使电路的电压由U1=210V降为U2=200V,这一电压减小的原因是因为电热取暖器接入后,通过输电电路的电流增大了(其增大量就等于此时通过电热取暖器的电流),而这一电流增大又使消耗在输电线路上的电压增加,由于输电线路上消耗的电压与用电器所获得的电压的总和等于电源提供的电压,因此输电线路上消耗的电压增加多少,用电器获得的电压就会减少多少.据此,可得解法如下:
此时通过电热取暖器的实际电流为
答案:2.4
电热器问题三
淋浴用水的流量约为10升/分,合适的水温约为50℃,用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计,一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热,另一种则备有水箱,待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
①请根据上面提供的数据论证,第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用,供电电路允许的电流最大为10安,电加热的效率为80%,这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间?
思路点拨
家用电热淋浴器,如采用储水式的,则它对加热的电流的大小没有一定的要求(电流较小时可在较长时间内将储水箱内的水加热至一定的温度),因而可采用不超过家庭照明电路允许的电流来进行工作,显然,这是可以的.但若采用无水箱式电热淋浴器,由于它对电流的大小有一定的要求,而这一要求如果超过家用照明电路允许通过的最大电流,则此淋浴器便不能在此电路中工作.
本题的条件中,对于水的流量、水温的变化都提出了一定的要求,如采用题述的第一种设计时,我们可以从按其流量和水温度变化的要求来求出其所需电流的大小与供电电路所允许的最大的电流来进行比较以确定该方案是否可行;也可以从电路允许的最大电流出发,设其流量达到要求,再看其水温变化是否能满足要求;还可以从电路允许的最大电流出发,设其水温变化满足要求,再看其流量是否能满足要求.由此,本题有下述的多种解法.
答案:(1)从电流方面考虑
设此无水箱式淋浴器正常工作时通过的电流为I,则依题述在1min内流过此淋浴器的水的质量为
m=ρV=1×103×10×10-3kg=10kg
这些水流过淋浴器后,其温度由t1=20℃升至t2=50℃,所需吸收的热量为
Q=cmT(t2一t1)
=4.2×103×10×(50—20)J=1.26×106J
以上热量由电热提供,即
O=IUt
可见此无水箱式淋浴器若要正常工作,其所需电流为96A,这大大超过了家用照明电路允许的电流10A,即将它安装在家用照明电路中是不行的.所以,第一种设计方案不适应大多数家庭的供电电路.
(2)水箱中水的质量
m=ρV=1×103×10×10-3×4kg=40kg.
使水箱中水温由t1升至t2所需的热量
Q2=mc(t2一t1)
设加热电路中以允许的最大电流I=10A加热,则电流在时间△t内提供焦耳热为
Q1=IUΔt
由于加热的效率为η=0.8,所以有
ηQ1=Q2
由上诸式解得
即在题给条件下把水箱中的水加热到所需的温度至少需要48min.
电热器问题二
电饭锅的原理如图所示。煮饭时开关S是闭合的,红色指示灯亮;饭熟后(当时的温度大约为103℃)保温时开关S自动断开,黄灯亮。电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁,与电饭锅发热板的等效电阻相比,二者的大小应有什么关系?为什么?通常情况下用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能不起作用,这是为什么?
思路点拨
开关S闭合时,电阻R2和黄灯被短路,黄灯中无电流通过,不会发光.此时电源电压全部加在发热板和与之相并联的由R1和红灯串联组成的支路上.由于红灯只起指示作用.故其消耗的功率应远小于发热板所消耗的功率,即通过红灯的电流应远小于通过发热板的电流.为此,应使与红灯串联的电阻R1远大于发热板的等效电阻.开关S断开时,电阻R2和黄灯被接入电路中,黄灯中有电流通过,因而发光,并且此时由于黄灯和R2上分配了一定的电压,则发热板两端的电压将降低,则发热板的功率将减小,这时发热板发热较少,起保温作用.
答案:R1应远大于发热板的等效电阻.
因为红灯只起指示作用,则R1和红灯消耗的功率应远小于发热板的功率,R1与红灯串联后组成的支路与发热板并联,所以流过R1和红灯的电流应远小于流过发热板的电流,故R1应远大于发热板的等效电阻.
电热毯问题一
1.从商店买来一个电热毯,使用中有时感到温度太高.现想用一个开关和一个电阻把它改装为两档使电热毯的单位时间发热量或为原来的数值,或为原来的一半,厂家说明书只写着额定电压为220伏特,没有其它电气指标,请你设计一个方案完成这项改装。要求:
1.画出电路图;
2.导出所用电阻大小的计算式;
3.指明安装时必须注意的问题。
思路点拨
电热毯的工作原理是利用电流通过电阻时发热,即利用电流的热效应,电热毯内包裹着的就是用以通电的电阻一定的电阻丝,从电路的角度看,整个电热毯就相当于一个阻值一定的电阻,当给它通电时,便按电阻发热的规律
Q=I2Rt
发热.为使其在相同时间内发热量变为原来的一半,显然应该使通过它的电流变为原来的,而电源电压不变,这就需要增大整个电路的电阻,即应取一恰当电阻R’与电热毯电阻R串联.
又由于本题要求的是电热毯在单位时间内的发热量,或为原来的数值,或为原来的一半,则对于所选用的电阻R’,应该能根据需要,或者不接入电路,或者与R串联接入电路.为此,在设计电路中在电阻_R’旁加入了一个与R’并联的短路支路.
答案:(1)电路图如图,其中R表示电热毯电阻,R’表示另外再接人的电阻.
(2)首先测出电热毯的电阻R.
由上分析知要想使R上发热功率为额定功率的一半时,通过其中的电流
电热淋浴器问题
一、电热淋浴器分为储水式和无水箱式两种。储水式淋浴器要用较长时间把水箱中的水加热,待水温达到要求后用水箱中的热水淋浴。无水箱式淋浴器使冷水流过电热器就达到要求的温度而立即从喷头流出供淋浴。请你利用以下数据通过计算说明,家庭中不宜使用无水箱式电热淋浴器。
冷水温度 16℃
淋浴所需热水温度 38℃
淋浴所需热水流量 4×10-3米3/分
水的比热容 4.2×103焦耳/千克·度
家庭照明电路允许通过的最大电流约 5安培
思路点拨
本题要求的是用题给数据通过计算说明,一般家庭中不宜使用无水箱式电热淋浴器.显然,根据题给数据,我们可以算出在用无水箱式电热淋浴器的情况下,使淋浴所用水的流量和温度都达到要求时通过电路中的电流,将这一电流与家庭照明电路允许通过的最大电流进行比较,便可对宜不宜使用无水箱式电热淋浴器作出判断.
答案:使用无水箱式电热淋浴器时,每秒钟需加热的水的质量为
将题给各已知数据代人上式可得I=28A
此值远大于题给5A的限制,所以家庭不宜使用无水箱式电热淋浴器.
以上解法是假设其流量和水温满足要求而由其所需电流作出判断.事实上,对于本题也可以假设在其允许的最大电流的情况下,再假设其流量和温度中有一个量满足要求而求出其另一个量是否能满足要求而作出判断.
电磁铁问题一
小华利用自己绕制的电磁铁设计了一个能使甲、乙两灯交替发光的电路,电磁铁及电路图如图所示。你认为在开关闭合后实际会看到什么现象?请把更正后的电磁铁及电路画在图的空白处。(A、B为带活动触点的接线柱,B、C间为铁片)
?
思路点拨
小华自制电磁铁两臂上线圈的绕向错了,如在图中,开关闭合后电流通过电磁铁的线圈时,由右手螺旋定则可以判断出:图中电磁铁下方臂上的线圈中的电流使电磁铁下臂的右端成为磁体的此极,图中电磁铁上方臂上的线圈中的电流使电磁铁上臂的右端成为磁体的北极.而电磁铁中的磁场是由上述两个线圈所形成的磁场叠加而形成的,由于上述两磁场的方向相反,所以它们互相抵消,这样导致线圈中有电流时,整个电磁铁的磁场也为零.它无法对铁片产生吸引作用.因此,在图中,天关S闭合后,电流由电源正极出发,经过开关S、电磁铁线圈、灯甲而回到电源负极.此时,铁片不动,电路不发生变化,故甲灯持续发亮而乙灯不亮.
若将图中电磁铁线圈的绕向更正过来后再闭合开关,它仍不能达到使甲、乙两灯交替发光的目的.原因是此时是电磁铁将对铁片产生吸引,由图可见,铁片被吸引过来后,甲灯的电路未被截断而乙灯的电路也被接通了,并且电磁铁的电路也并不因此截断,其磁性不消失,则铁片被吸过去后就不会被弹回,这样此后电路也不会发生变化,导致甲乙两灯持续同时发光.
答案:看到的现象是:甲灯持续发光,乙灯不发光.
正确的电路图和电磁铁线圈的绕线如左图(右图)所示.
引申拓展
下面以左图的电路为例,说明其使甲、乙两灯交替发光的工作过程.闭合开关S后,电路中首先出现的电流的途径是
显然,此时乙灯亮,甲灯不亮,由于电磁铁有磁性,将吸引铁片向电磁铁靠拢,铁片与接线柱B分离而改与接线柱A接通,由此使电路中的电流途径改变为
电源正极一并关S-铁片一接线柱A一甲灯一电源负极。此时乙灯和电磁铁线圈中均无电流,故甲灯亮,乙灯不亮,且由于电磁铁线圈中电流消失,则其磁性消失,电磁铁不再吸引铁片,铁片将脱离电磁铁而弹开,这样将与接线柱A分离而改与接线柱B接通.由此电路又回到前一状态而形成连续不断的循环.
电磁铁问题二
1.如图所示,L是电磁铁,在L正上方用弹簧悬挂一条形磁铁,设电源电压不变,闭合电键S待电磁铁稳定后,当滑动变阻器R的滑片P由上向下缓缓地滑动过程中,弹簧的长度将( ) A.变长 B.变短 C.先变长后变短 D.先变短后变长
思路点拨
图所示的电路中,滑动变阻器的电阻被滑片P分成上下两部分,这两部分再并联而成为整个电路的一部分,设以R并表示这部分并联电阻.显然有:
当滑片P接于变阻器的最上端时,R并=0;
当滑片P接于变阻器的正中央时,R并不等于零,且有最大值;
当滑片P接于变阻器的最下端时,R并=0.
由上可见在滑片P由变阻器的最上端移至最下端的过程中, R并经历了先增大后减小的过程,则整个电路的总电阻也经历了先增大后减小的过程,由此通过电磁铁线圈的电流将先减小后增大.由通过电磁铁线圈中电流的方向可判断出电磁铁的磁北极在其上端,它与弹簧悬挂的条形磁铁的北极将互相排斥.当电磁铁中电流大时,两者间的排斥力大,悬挂条形磁铁的弹簧就会变短.
由于本题中电磁铁的磁场是先变弱后变强,所以悬挂条形磁铁的弹簧将先变长后变短.
答案:C
2.实验室有一个旧的直流电源,其输出端的符号模糊不清,无法分辨正负极。小明设计了下面的判断电源两极的方法。在桌面上放一个小磁针,在磁针东面放一个螺线管,如图所示。闭合开关后,磁针指南的一端向东偏转。下述判断正确的是: [ ]
A.电源A端是正极,在电源内电流由A流向B
B.电源A端是正极,在电源内电流由B流向A
C.电源B端是正极,在电源内电流由A流向B
D.电源B端是正极,在电源内电流由B流向A
思路点拨
在图中,闭合开关后,磁针南极向螺线管左端靠拢,说明此通电螺线管左端为北极,根据图中螺线管的绕向.由右手螺旋定则可判断出此时流过螺线管的电流方向为自螺线管右端流入而自管左端流出.由此可以一判定:电源的B端为正极,在电源内部的电流由A流向B.
答案:C
电能表问题一
某家的电度表表盘如图所示。室内安装了60瓦的电灯4盏,90瓦的电视机一台,105瓦的音响一台,另有一台电冰箱,铭牌上的功率值看不清。为了测出这台电冰箱的功率,先停止使用其它电器,然后将电冰箱接在电压为220伏的电源上,开机工作4分钟,电度表的转盘转过13圈,请求出这台电冰箱的功率值。如果这个家庭平均每天使用电灯、音响、电视机各2小时,而冰箱有1/4的时间处于开机工作状态,则一个月(30天)耗电多少度?将月底的表盘数填入图中。
思路点拨
由电度表表盘上的示数“1950r/kWh”知在通过此电度表用电的电路中,每消耗1度电(即lkWh)则此电度表的转盘转1950转.据此可求得电冰箱开机4min所消耗的电能及其对应的功率.而知道全家其他用电器的功率及其使用的时间,则可以求出其消耗的电能.
答案:电度表转盘每转1转表示消耗的电能为
此家其他用电器的总功率为
电路分析问题一
某同学按图所示的电路图连接电路进行实验.若图所示的实验器材中,灯L1、L2完全相同,且不考虑温度对灯的电阻的影响.实验时,该同学把滑动变阻器R的滑片P移到A、B、C三个位置,并记下各电表的示数,表1记录是该同学测得的实验数据.过一段时间,这位同学发现灯L1、L2的亮度都发生变化,为了探究其原因,于是这位同学又将滑片P移到A、B、C三个位置附近,测得各电表的示数如表2所示.
表1 第一次实验测得实验数据
实验序号
A1表示数/安
A2表示数/安
A3表示数/安
V1表示数/伏
V2表示数/伏
1
0.36
?
0.48
4.80
1.20
2
0.30
0.40
4.00
1.00
3
0.24
0.32
3.20
0.80
表2 第二次实验测得实验数据
实验序号
A1表示数/安
A2表示数/安
A3表示数/安
V1表示数/伏
V2表示数/伏
4
0.40
0.40
0.32
4.80
0.80
5
0.38
0.38
0.30
4.56
0.76
6
0.30
0.30
0.24
3.60
0.60
表3 第三次实验测得实验数据
实验序号
A1表示数/安
A2表示数/安
A3表示数/安
V1表示数/伏
V2表示数/伏
7
1.20
1.20
0.96
2.40
2.40
8
1.00
1.00
0.80
2.00
2.00
9
0.75
0.75
0.60
1.50
1.50
根据上述实验数据,回答下列问题: (1)根据表1中的实验数据,请通过分析、归纳完成表1中“A2表示数”下的空格. (2)根据表1、表2中的实验数据,请通过比较,分析,说明实验时灯L1、L2亮度的变化及原因. (3)若该同学在探究灯L1、L2亮度的变化及原因时,测得各电表的示数如表3所示,请说明在这种情况下,灯L1、L2亮度的变化及原因.思路点拨
由于电压表的电阻可视为无限大而电流表的电阻可视为零,故在电路分析时,可将电压表处视为断路而电流表处则视为短路,据此,将图中的电压表和电流表先行取出,则图的电路等效地变为上图所示的电路,由图可见,R1、L1、R2、L2所在的部分电路实际上就是R1与L1并联、R2与L2并联,再由这两个并联部分串联而成.结合图可见,电压表 V1量得的是上述串联电路的总电压,而电压表V2量得的则是电阻R2两端的电压,即上述两并联部分的第二个并联部分的电压,电流表A1与灯L1串联,它量得的是通过灯L1的电流,电流表A3与电阻R2串联,它量得的是通过R2的电流,电流表A2量得的则是整个电路中的总电流.将电流表、电压表补画入图中,则得到图所示的电路,显然,这一电路和图仍然是完全等效的.
答案:(1)在图中,以I1、I2、I3分别表示电流表Al、 A2、A3的示数,U1、U2分别表示电压表V1、V2的示数,并且注意到Ll、L2完全相同,则流过灯L2的电流为
则电流表A2的示数为
以I21、I22、I23分别表示表1中三次实验A2的示数,并以各对应数据代入上式则可得到
(2)由表2的实验数据可见,在第4、5、6次实验中,A1表的示数和A2表的示数总是对应相等,由图可见,这只可能是电阻R1断路或者是电灯L1被短路,而若是L1被短路,则应有电压表V1和V2的示数相等,又由表2中看到这两个示数并不相等,所以电路出现的变化(由此引起灯L1、L2的亮度发生变化)的原因只可能是电阻R1断路.
由于R1断路导致两灯的亮度变化情况是:L1变亮、L2变暗.这是由于:R1断路使R1和L1并联这部分的电阻增大,而R2与 L2并联的部分并未发生变化,由此L1分得的电压将增多,L2分得的电压将减少,从而使前者变亮后者变暗.
(3)若该同学在探究灯L1、L2亮度变化及其原因时,测得的各电表示数如表3所示.则表3显示的是各组对应的电流表A1和 A2的示数相等,电压表V1和V2的示数相等,同(2)的分析可知,这一故障是由于灯L1被短路而形成的.
由于L1被短路导致两灯亮度的变化情况是:L1熄灭,L2变亮.这是由于:灯L1被短路当然熄灭,灯L2则由于得到的电压变为原来灯L1、L2两者所得电压之和而变大了,故变亮了.
电路分析问题三
在四个外型完全一样的电阻中,有三个电阻的阻值完全相同,为了挑出那只阻值不同的电阻,并确定它的阻值是偏大还是偏小,小华设计了如图所示的电路。闭合开关后,他发现电流由Q流向P,电流计的指针向右偏转。请你帮助他完成实验,并回答他是如何得到结果的?(要求写出实验操作过程,过程要尽量简便。)
答案:将电阻a 、c的位置交换。
(1)如果电流计的指针仍向右偏转,说明a、c两只电阻的阻值相同,再将a 、d两只电阻的位置交换。
①?如果电流计的指针仍向右偏转,说明a、d两只电阻的阻值也相同,则b是那只阻值不同的电阻,且其值偏小。
② 如果电流计的指针改为向左偏转,说明d是那只阻值不同的电阻,且其值偏大。
(2)如果电流计的指针改为向左偏转,说明a、c两只电阻中有一只电阻的阻值与其他电阻不同,再将a、d两只电阻的位置交换 。
①如果电流计的指针仍向左偏转,说明a、d的阻值相同,则c是那只阻值不同的电阻,且其值偏小。
②如果电流计的指针改为向右偏转,说明a是那只阻值不同的电阻,且其值偏大。
电路分析问题二
1.在图所示的电路中,当滑动变阻器R的滑片P从B向A滑动的过程中,电压表V1、V2示数的变化量的值分别为ΔU1、ΔU2,则它们的大小相比较应该是( )
A.ΔU1<ΔU2 B.ΔU1>ΔU2 C.ΔU1=ΔU2 D.因为无具体数据,故无法比较
思路点拨
在图所示的电路中,变阻器R的滑片P左端部分的电阻被短路,滑片P右端部分的电阻与电阻R1并联形成电流的通路,这部分并联部分再和电阻R3和R4依次串联,以U1、U2、U3分别表示这三部分的电压,以U0表示电源的总电压,则应有
U0=U1+U2+U3
当滑片P由B向A滑动时,并联部分的电阻减小,全电路的总电阻随之减小,电路中的总电流增大,由于R2、R3不变,则U2、 U3随之增大,由于电源总电压不变,则并联部分的电压U1必然减小,且其减少量△U1的大小应等于U2和U3的增加量△U2、△U3之和.可见△U1的大小应比△U2的大小大一些.
答案:B
2.在图所示的电路中,A、B、C分别表示电流表或电压表,它们的示数以安或伏为单位.当电键S闭合后,A、B、C三表示数分别为1,2,3时,灯L1、L2正好均正常发光.已知灯L1、L2的额定功率之比为3∶1,则可判断( ) A.A、B、C均为电流表 B.A、B、C均为电压表 C.B为电流表,A、C为电压表 D.B为电压表,A、C为电流表
思路点拨
若三表均为电流表,则电路短路,两灯均不会正常发光,可见选项A不对.
若三表均为电压表,则由于电压表电阻很大,全电路相当于断路,两灯也不会发光,可见选项B不对.
若B为电流表,A、C为电压表,则两灯串联,此时两灯功率之比.应为
可见选项C不对.
若B为电压表,A、C为电流表,则两灯并联,此时两灯功率之比应为
这与题述比值相符,即选项D是对的.
答案:D
电路故障问题一
1.如图所示,闭合电健,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎未动,而电压表指针有明显偏转,该电路的故障可能是 ( )
A.电流表坏了或未接好:
B.从a经过L1到b的电路中有断路。
C.L2灯丝烧断灯座未接通。
D.电流表和L1、L2都坏了。
思路点拨
在图的电路中,闭合开关后,电压表指针有明显的偏转.(电压表的偏转实质上是由于其内有电流通过,不过通常通过电压表的电流都很小而已),表明至少由电源正极一开关一电流表一电压表一灯泡L2一电源负极所构成的回路是导通的,但电流表的指针又几乎不动,表明此回路中的电流极其微小(因此也不能使灯泡 L2发光).
就题述提供的各种可能故障看来,如果是电流表坏了或者未接好,或者是L2的灯丝烧断或者灯座未接通,或者是电流表和灯泡L1、L2都坏了,这几种情况都会导致上述的回路不导通,则电压表的指针根本不会发生转动,故以上几种故障都是不可能的,而若是从a经过L1到b的电路中有断路现象,则电路的电流只能由前述的回路中通过,由于电压表的电阻很大,故此时电流是非常微小的,而正好形成了题述的现象.(反之,若从a经过L1到b的电路中没有断路,则电流则可由电源出发,经电流表和两个灯泡而回到电源,由于灯泡的电阻不是很大,则电路中的电流不会很微小,这样,电流表指针将有明显的偏转,灯泡也会发光).
电路故障问题二
1.在电学实验中遇到断路时,常常用伏特表来检测。某同学连接如图所示的电路,电键闭合后,电灯不亮,安培表无指示。这时用伏特表测得a、b两点间和b、c两点间的电压均为零,而a、b间和b、d间的电压均不为零,这说明 [ ]
A.电源接线柱接触不良。 B.电键的触片或接线柱接触不良。
C.安培表接线柱接触不良。 D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良。
思路点拨
设有如图的电路,其中各元件和电路连接都是好的,若将开关S断开,则电路中无电流,此时e、d、c各点的电势相等,都与电源负极等电势.而a、b两点也电势相等,它们是与电源正极等电势.因此,b与c(或b与d,b与e)之间则有电势差,其值等于电源电动势,
此时若以电压表在各点间进行测量,则测量的两点是等电势的两点时,电压表的示数就是零,若测量的两点是不等电势的两点时,电压表的示数就不是零.
把断开的S看成是一个闭合电路中的一处断路故障,由以上分析便可借助于电压表在电路中进行检测而确定断路处的位置.这就是用电压表检测来查找断路故障位置的道理.
根据以上原理和本题所陈述的检测结果,容易看出本题的断路处应在图的c、d两点之间,即是灯泡的灯丝断了或者是灯座的接触不良.
答案:D
2.物理小组的同学们练习安装照明电路,接通电源之前,老师将火线上的保险丝取下,把一个额定电压为220伏的灯泡作为检验灯泡连接在原来安装保险丝的位置,同时要求同学将电路中所有开关都断开。用这种方法可以检查电路中是否有短路,在接通电源后,下列说法中正确的是: [ ]
A.若检验灯泡正常发光,表明电路连接无误。
B.若检验灯泡不亮,但将某一个用电器的开关闭合后检验灯泡正常发光,表明这个开关的两端直接连到了火线和零线上。
C.检验灯泡不亮,但将某一个电灯的开关闭合后,这个电灯和检验灯泡都能发光,只是亮度都不够,这表明电路中出现了短路现象。
D.不论将电路中用电器的开关断开还是闭合,检验灯泡均不发光,这表明电路中有短路。
思路点拨
当检验灯泡正常发光时,该灯泡两端的电压应为220V,则此时一定是灯泡的一端与火线相接,另一端与零线相接.灯泡发光而亮度不够,则加在灯泡上必有电压,但此电压应小于220V,则此时应该是检验灯泡与另一电阻(如另一灯泡)串联接在火线与零线之间.
答案:A情况表示电路中有零线与火线短路的情况;B表示灯亮时灯泡两端应分别与火线和零线相接,即该闭合的开关两端直接连到了火线和零线上;C表示检验灯泡与另一灯泡串联接在火线与零线之问,这是一正常现象而不是表明电路中有短路现象;D表示该电路中有断路现象.综合以上可见本题正确答案为B.
电路设计问题一
1.在图的电路中,R为待测电阻,阻值约为5欧。给你的器材有:滑动变阻器(2安,0~10欧);电压表,有2个量程,分别为0~3伏、0~15伏;电流表,有2个量程,分别为0~0.6安、0~3安;电池组为新干电池3节串联。两只电表的量程可采用以下4种选法,但为使测量时能较准确地读数,最后,两只电表的量程应采用 [ ]
A.0~0.6安和0~1.5伏。B.0~3安和0~15伏。
C.0~0.6安和0~3伏。D.0~3安和0~3伏。
思路点拨
电学实验中,为了安全、准确地测量和读取实验数据,应该注意正确地选用有关的仪表,通常最值得注意的有两点:首先要注意安全,即被测量的物理量的值不能超过所用仪表允许测量的最大值(即此仪表的量程);其次要使被测量量能尽量清楚准确地显示出来,这就要求不能盲目地选用大量程的仪表而应该根据被测量量的大小来选用适当大小量程的仪表,例如有量程为10A的电流表和量程为1A的电流表各一只,要测量约为0.8A的电流的大小,显然应选用量程为1A的电流表来进行测量,如果盲目地选大量程的表而选用了量程为10A的电流表去测量,此时尽管被测电流没有超过此表的量程,是很安全的(即不会因超量程而损坏电表),但被测电流相对于此表的满偏电流来说是太小了,则此时电流表的指针将偏转很少,这是很难将其电流值读准的.
结合本题的实验电路和所提供的可供选择的器材来考虑:电源为3节新电池串联,则其所能提供的电压为4.5V,由于有一滑动变阻器与待测电阻串联,注意到待测电阻约为5Q,滑动变阻器最大阻值为10Q,则通过调节滑动变阻器,可以使待测电阻上的电压在1.5V至4.5V的范围内变化.这样,为测量待测电阻两端的电压,电压表的量程应选用0~3V(如选用0~15)V量程,则测量待测电阻上电压时电压表指针偏转都会太少,这样读数的误差将太大而影响实验结果.而选用0~3V量程时,则可通过滑动变阻器的调节,使加在待测电阻上的电压在3V以内变化,这样,电压的读数误差就小多了.而所测出的待测电阻的阻值,并不会因为加在它两端的电压小了而不准.加在待测电阻两端的电压最大值限制为3V,则通过它的电流便被限制在约0.6A之内,所以电流表的量程应选0~0.6A.
由上可见,本题的C为正确选项。
答案:C
2.某医院要安装一种呼唤电铃,使各病床的病人均可单独呼叫,只要一按床头的开关,值班室的电铃就响,且与该病床相对应的指示灯亮,请在图中画出正确的连接方法。
思路点拨
按照要求,例如甲床头只要按自己的开关,则值班电铃就响,与甲床对应的指示灯就亮,可见,电源、开关、电铃和指示灯四者应连接成一闭合电路.而乙床按其所对应的开关时,则应该同样有电铃响,乙床的指示灯亮而甲床的指示灯不亮.可见在总的电路中,应该是将每个病床的开关与其对应的指示灯连接起来组成一条支路,将所有这些支路关联起来再与电源和电铃串联起来.
答案:如图所示。
电路设计问题三
电工师傅要在院子里装一盏灯,灯泡与室内的灯泡完全相同,并且共用一个开关。他打算在闭合开关时两灯同时正常发光,断开开关时两灯同时熄灭。他要求一位学徒电工进行操作。学徒电工把连接院子里电灯的两根导线直接接到室内电灯开关的两个接线螺丝上,结果没有达到目的。请你在图甲中画出学徒电工安装的电路图,并说明当开关断开和闭合时两灯是否发光及亮度情况。然后在图乙中画出正确的电路图。
思路点拨
由于通常所用灯泡的额定电压均为220V,故本题的正确连接应该是将两灯并联后接入220V电路中,而为使开关能同时控制两盏灯,则开关应安装在此并联电路的干路上.
答案:两个电路如图甲、乙所示.在甲图中,开关闭合时,院子里的灯不发光,室内灯正常发光;断开开关时,两灯都发光,但都比正常发光暗很多.
电路设计问题二
做电学实验时需要测量约0.5安的电流,但是实验室内当时只有一个量程为0.3安的电流表。如果手边有12伏学生电源、0~50欧的滑动变阻器、电炉用的电阻丝,以及导线和开关,有什么简单办法可以把电表的量程临时地近似改为0.6安?画出电路图,简述操作步骤。
思路点拨
如图,设有某一很小的电阻与电流表A并联,当它们接入电路中时,通过电流表的电流为I1,通过电阻R的电流为I2,通过这一并联部分的总电流为I=I1+I2.显然,若我们把图中虚线框内的整体视为一个新的电流表A’,则流过原电流表A的电流为I1时,流过新电流表A’的电流便为I(I=I1+I2).若I1为A的量程,则I便为A’的量程.
答案:电路图如图
操作步骤:
(1)照图连接电路,滑动变阻器的滑片放在电阻最大的位置,开关处于断开状态,电阻丝的M端拧在电流表的一个接线柱上, N端暂时不连;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表达到满刻度;
(3)试看将电阻丝的不同位置连在电流表的另一个接线柱上,以改变接人电路中电阻丝的长度,当电流表达到半偏时(即电流表指针指在满刻度一半的地方时)将这个位置拧紧在接线柱上.
引申拓展
平时我们在进行电路计算时,通常都没有考虑电流表的电阻,即认为电流表的电阻是零.事实上,任何一个电流表都有它一定的电阻,只是这个阻值一般都很小(相对于电路中其它电阻来说),因此将它忽略不计并不会对计算结果有明显影响.而在本题中,要把电流表的量程扩大,相当于对电流表本身做一次改造,显然这时是不能忽略它的电阻了.
本题做法的道理是:由于电流表的电阻远小于滑动变阻器接入电路的电阻,则当再以一电阻丝与电流表并联后,两者并联后的总电阻将比原电流表的电阻更小.而这样对整个电路来说,由于滑动变阻器的滑片未动,其接入电路的电阻未变,则相当于整个电路的总电阻只发生了微小的可忽略的变化,即此时通过电路的总电流不变,仍为原来使电流表满偏的电流.而此时电流表显示的数字则只有原来的一半,表明另一半电流是由电阻丝中通过了(由并联规律可以看到,此时电阻丝接入电路的电阻与原电流表本身的电阻相等).这样,把电阻丝和原电流表视为一个新的电流表,则这个新电流表的量程便是原电流表量程的2倍了.
电路设计问题四
在一次实验中需要测量小灯泡两端的电压和流过它的电流。聪明而粗心的小刚连接了如图所示的电路。同组的小林发现有错,主张拆了以后重新连接,可是时间来不及了,小刚眼珠一转,在图示电路中只增加了一根导线,电路就正常工作了。问:
(1)如果闭合图示电路中的开关,电压表的读数约为多少?电流表的读数约为多少?小灯泡发光情况如何?
(2)在图中画出小刚连接的那条导线。
思路点拨
根据实物图,可以画出其对应的电路图,如图.此电路为小灯泡与定值电阻串联后再与电流表并联,然后这个并联部分再分别与电压表和滑动变阻器串联,由于电压表的电阻很大,且它又是串联在电路中,故此时若将开关闭合,通过电路的电流将很小(接近为零),电源的全部电压都加在电压表上,由此,电压表的读数将约为6V,电流表的读数将约为零,小灯泡将不会发光.
由图可以看到,为使电流表测得的是通过灯泡的电流,电压表测得的是灯泡两端的电压,可将上图改接为下图,在下图中,由于加接了一条导线而使得小灯泡和定值电阻间成了并联关系,并且此时正好是电流表测得通过小灯泡的电流而电压表测得小灯泡两端的电压.
答案: (1)在图的电路中,若闭合开关,电压表的读数约为6V,电流表的读数约为零,小灯泡不发光.
(2)小刚连接那条导线后的实物图如图所示.
有些同学对看电路的实物图不太习惯,特别是在这样的图上来分析电路中的有关变化关系更感棘手.而对于普通的电路图则较为熟悉,因此,在遇到有关实物图的问题时,不妨如本题画出其对应的电路图再来进行分析和求解.
电路设计问题六
太阳能晒水箱中的水在冬天往往温度不够高,同学们在水箱中加装了一个“220 V, 2000 W”的电热管,并利用一个“6 V, 1W”的小灯泡和一段10Ω/m的电阻丝,为电热管安装了一个指示灯。
(1)画出电热管及指示灯的电原理图。
(2)在同学们的方案中,小灯泡两端的电压是按5V设计的。对于指示灯来说,这样设计有什么好处?
(3)按上述设计,电阻丝需截用多长的一段?
(4)安装指示灯后,电热管的实际功率是额定功率的百分之几?
计算中可以认为电热管。小灯泡及电阻丝的电阻不随温度发生明显变化.
思路点拨
小灯泡作为电热管的指示灯,应该是电热管工作(电热管中有电流通过)时,小灯泡发亮,电热管不工作(电热管中没有电流)时,小灯泡不发亮,即小灯泡中的电流应随电热管中的电流有无而有无.为满足这一要求,应将小灯泡和电热管串联.
另一方面,还应该注意一下电热管和小灯泡正常工作时通过各自的电流大小.电热管正常工作时,通过它的电流大小为
小灯泡正常工作时通过它的电流大小为
比较上述的I1和I2可知,不可以将小灯泡和电热管简单地串起来就接在220V的电路中(如果这样,通过小灯泡的电流必超过其额定电流而使小灯泡烧毁),为使上述的串联关系成立而又不致使通过小灯泡的电流过大,可以设法取另一电阻与小灯泡并联,只要这一电阻的大小取值恰当,便可将由电热管流来的电流分流出一部分而使通过小灯泡的电流不超过其额定电流.
答案: (1)电热管及指示灯的电原理图如图所示.
(2)指示灯两端的电压按5V设计,则实际工作时通过小灯泡的电流略小于小灯泡的额定电流,这样可以延长指示灯的使用寿命.
电热管两端的实际电压
U’1=220V—5V=215V
通过电热管的实际电流为
通过电阻丝的电流为
I3=I1’一I2’=8.884A—O.139A=8.745A
电阻丝的电阻值为
则所用电阻丝的长度应为
引申拓展
对于本题,有同学设计了如上图的电路,这一电路虽保证了电热管两端的电压为额定电压,但指示灯却不能显示电热管是否在正常工作.指示灯不亮时是指示灯所在支路中无电流,这时有两种可能:一种可能是整个电路的干路出故障,电热管两端无电压,电热管不工作;另一种可能是指示灯所在支路断路,但电路其他部分完好,则电热管仍能正常工作.指示灯亮时,表示指示灯所在支流中有电流通过,这最多也只能表示电热管两端有电压,却不能表示电热管中有无电流通过,即不管电热管处是通路还是断路,指示灯都能正常发光.所以,上图的设计是不符合要求的.
电路设计问题四
甲、乙两处距离为L,其间铺设了由两根导线组成的电话线,每单位长单根导线的电阻为r(r的单位为欧/米),乙处终端接有负载电阻。如果线路中途某处两导线因绝缘层损坏而相连,为了找出相关位置,给你一台电压为U的直流稳压电源和一个量程合适的电流表,怎样求出损坏处离甲端的距离和损坏处的接触电阻?
思路点拨
本题需求出电话线被损坏的位置和损坏处的接触电阻.已知电话线每单位长度的电阻,但不知道乙处终端所接负载电阻的大小.为此我们在分析故障时,就可以有下面的考虑:①电话线的电阻要考虑,一段长为l的电话线,就相当于一个阻值为lr的电阻(注意不少题目中,输电导线的电阻是不考虑的,但在这里却不能忽略);②既然不知道负载电阻的大小,且所求问题又与负载电阻无关.故在解题中可以避开负载电阻不予考虑;③由上两点可以只取两条电话线来研究,如图,以A、A’表示两电话线绝缘层破坏处,其间有接触电阻 R。,此处至甲端每条电话线的电阻均为R甲,至乙端每条电话线的电阻均为R乙,而R甲、 R乙则分别与其对应的长度成比例.
答案:将电话线的乙端与负载电阻断开,设绝缘层破坏处与甲端相距为L’,则该处与乙端相距为(L—L’),而对应于图中则有R甲=L’r、R乙=(L—L’)r.
(1)将电话线的甲端和乙端分别断开,在乙处接上稳压电源(以 U表示其电压),将电流表串联接人电路中,如图所示,设此时所测得的电流为I1,则此时应有
电路问题一
1.图中四个灯泡的连接方式是 [ ]
A.四灯串联。 B.四灯并联。
C.L2、L3、L4并联,再与L1串联。D.L1、L2、L3并联,再与L4串联。
思路点拨
在电路中,同一条导线(不论其长短,只要其电阻可忽略不计)的两端可认为是同一点(相当于把这条导线缩短到两端合为一点一样,因为这条导线的电阻不计,则其长短对电路中电流的大小并无影响),由此我们把图中同一条导线的两端用同一个字母表示如图.在图中,灯L1、L2、L3的两端都分别与A、B两点相连,故图又可等效地画成为下图.
答案:由图可见, L1、L2、L3、L4四灯泡的连接是L1、L2、L3三灯并联后再与灯L4串联,故本题答案为D.
2.物理小组制作了一个自动控制器,其中有一个调压电路如图所示,滑动变阻器R的最大阻值是100欧,负载电阻R'的阻值为100欧,A、B间电压为10伏,保持不变。使用过程中发现这个电路的调压范围和原设计不符,检查结果是图中F处导线折断,滑动头P由上向下移动时,如果电路完好,CD两端的电压范围应是______伏至______伏;如果F点导线折断,CD两端的电压范围是______伏至______伏。
思路点拨
如果电路完好,当滑片P接于R上端时,R’获得最大电压为 1OV,当滑片P接于R下端时,R’被短路,R’获得最小电压为零.如果F点导线被折断,当滑片P接于R上端时,R’获得最大电压为1OV,当滑片P接于R下端时,相当于R’与R串联后接于A、B之间,由于R’=R,故此时R’获得最小电压为U/2=5V.
答案:10,0,10,5
电路问题二
如图所示,将R1、R2、R3、R4、R5五只阻值不等的电阻并联后接在电源电压为6伏的电路中,若电阻R1的阻值为50欧,R5为10欧,且R1>R2>R3>R4>R5.当电键S闭合后,可判断电流表的示数范围是____.
思路点拨
在图所示的电路中,R2、R3、R4三个电阻的值越大,则整个并联电路的电阻值越大,若R2、R3、R4三个电阻的值越小,则整个并联电路的电阻值越小.若让它们取尽可能大的值,它们都只可能接近R1(R1=50Ω)但必小于R1;若让它们取尽可能小的值,它们都只可能接近R5(R5=10Ω)但必大于R5.
取R2=R3=R4=50Ω,则R1、R2、R3、R4、R5的并联总电阻 R大满足
代入数值得:R大=5.56Ω则电路中的总电流
取R2=R3=R4=10Ω,则R1、R2、R3、R4、R5的并联总电阻 R小满足
代入数值可解得:R小=2.38Ω则电路中的总电流
事实上以上解出的I大和I小都是这一电路中的电流可以接近但不能达到的值,故此电路中电流的取值范围应为
I大>I>I小
答案:2.52A>I>1.08A
白炽灯问题一
1.白炽灯的灯丝断了之后,如果再搭接上,还会发光。这时的耗电功率与原来相比。 [ ]
A.增加。
B.减少。
C.不变。
D.耗电功率比原来增加或减少由灯丝搭接的位置决定。
思路点拨
在电压为U的电路中,白炽灯消耗的功率为
上式中R为白炽灯灯丝的电阻,当白炽灯的灯丝断了后搭上再用时,电路的电压U不变,故其功率是否变化则由其电阻R的变化来决定.搭上后,接入电路中的灯丝的长度减少,则其接入电路的电阻随之减少,故此时电灯消耗的功率比原来消耗的功率应该增加.
答案:A
2.白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状,这样做的目的是 [ ]
A.便于灯丝散热,防止灯丝熔断。B.尽量减少灯丝的电阻。
C.减少灯丝散热,提高灯丝的温度。D.减少灯丝在高温时的升华。
思路点拨
白炽灯泡的发光原理是利用电流通过灯丝时使灯丝发热,而灯丝的温度随之升高达近千摄氏度的高温并向外发光.将灯丝做成螺旋状,正是使灯丝集中在相互比较靠近的地方以减少灯丝向外的散热而提高灯丝的温度.
答案:C
8.图为一个白炽灯泡。正常工作时的电流约是 [ ]
A.0.27毫安。 B.270毫安。C.0.41安培。 D.0.11安培。
思路点拨
图中标出的字母“220—25”的意义是:此灯泡的额定电压是220V,额定功率是25W,即此灯泡两端电压为220V时,它正常工作,其功率为25W,由电功率的公式
P=IU容易得到此时通过灯泡的工作电流为
答案:D
静电问题一
1.电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘,这主要是因为 [ ]
灰尘的自然堆积。
B.玻璃有较强的吸附灰尘的能力。
电视机工作时,屏表面温度较高而吸附灰尘。
D.电视机工作时,屏表面有静电而吸咐灰尘。
思路点拨
电视机工作时,屏的表面带有少量静电,静电有吸尘作用,所以使电视机荧光屏的表面常积有灰尘.
对于本题,也可用“排除法”来求解.即用其他方面的知识把不正确的选项排除掉,则最后剩下的一个选项应为正确答案(因为试题说明中已指出每题有且只有一个正确答案).对于本题的错误选项,可以按以下的思路来排除:若是灰尘的自然堆积,则其他地方也应有同样的堆积而不会是选在电视机荧光屏上堆积,可见选项 A不对;若是由于玻璃有较强的吸附灰尘的能力,则其他地方上的玻璃(如窗玻璃)上也应吸附很多灰尘,而事实并非如此,可见选项 B是不对的;若是电视机工作时屏的表面温度较高而吸附灰尘所致,凭我们接触过(或为此特定去接触一下)电视机工作时屏的表面可知,该时刻屏的温度并不明显高于环境温度,可见选项C也是不对的.
由上排除了选项A、B、C,可见本题只可能选项D是对的.
答案:D
2.两个完全相同的验电器,分别带上不等量的异种电荷,现将它们的金属球用一根绝缘的金属导体接触后分开,则两验电器的金属箔( ) A.张角一定都减小,且带上等量异种电荷 B.张角一定都增大,且带上等量异种电荷 C.张角一定是有一个增大,且带上等量同种电荷 D.张角一定是有一个减小,且带上等量同种电荷思路点拨
两个完全相同的验电器,分别带有不等量的异种电荷,将它们接触后再分开,则相当于两验电器上的正、负电荷互相中和后,剩余的电荷再在两验电器上平分,即两验电器最后带的是等量同种电荷.由此可以断定:原来带电量多的那个验电器的带电量一定会减少,则其两金属箔的张角必定会减小,而原来带电量少的那个验电器的带电量则可能变得比其原来的带电量多,也可能少,也可能相等,则其金属箔的张角比原来的张角也可能大,也可能小,还可能相等,由于这一验电器所带电的种类发生了改变,故该验电器金属箔的张角是先合拢再张开.
答案:D
静电问题二
如图所示,将甲、乙两个金属半球壳合成一个球体,用一带正电的小球靠近乙球壳,并将两金属半球壳分开后撤走带电小球.如果用一根绝缘导线连接甲、乙两半球壳,则导线中()
??A.无电流通过,因两半球均不带电??B.无电流通过,因两半球带同种电荷??C.有瞬间电流通过,其方向由甲半球流向乙半球??D.有瞬时电流通过,其方向由乙半球流向甲半球
思路点拨
甲、乙两半球壳靠在一起时,可以把它们视为一个导体.当带正电的小球靠近乙球壳时,由于静电感应,会使得甲球壳的左端带正电,乙球壳的右端带负电,如图所示.此时若将两半球壳分开后再移走带正电的小球,则甲半球壳带有正电而乙半球壳带有负电.如果再用导线将甲、乙两球壳连通,则在连通后的瞬间,由于正负电荷的相互吸引,乙球壳上的负电荷将迅速移至甲球壳上与甲球壳上的正电荷中和,这一电荷移动所形成的电流方向是由甲球壳流向乙球壳(负电荷定向移动所形成的电流方向与它移动的方向相反).
答案:C
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