(名师名校推荐)2020-2021最新九年级物理上册第六章电功率专题训练(五)电功率的综合计算(新版)教科版
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[特殊方法测电功率]▶类型一伏阻法测小灯泡的电功率方法诠释:在缺少电流表的情况下,用电压表、已知阻值的电阻R0 测量小灯泡L 的电功率。
①设计电路(如图图所示),将L 与R0 串联接入电路;②调节滑动变阻器滑片,用电压表分别测出L 与R0 两端的电压为U L 、U0(若测量额定电压为U L 的小灯泡的额定功率,则闭合开关, 调节滑动变阻器滑片,使小灯泡L 两端电压为U L);③利用串联电路中各处的电流相等可得,I L =I0,从而计算出小灯泡的电功率:P L =U L I L =。
1.用如图图所示的电路来测量灯泡的额定功率,小灯泡上标有“2.5 V”字样,R0 阻值已知。
(1)将实验过程补充完整:A.对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处。
B.闭合开关, 。
C.断开开关,整理器材。
(2)小灯泡额定功率的表达式:P额=。
(用测量量和已知量符号表示)(3)写出本实验中滑动变阻器的作用: 。
2.在“测量小灯泡电功率”的实验中,缺少电流表,有一只电压表和已知阻值的电阻R0,林红同学设计了如图图所示的实验电路图,整个实验过程中电源电压不变。
则在闭合S 的情况下:(1)当S1 时,灯L 短路,记录此时电压表的示数为U1 ;(2)当S1 时,R0 和L 串联,记录此时电压表的示数为U2 ;(3)被测小灯泡L 两端的电压U L = ,通过L 的电流I L = ,小灯泡L 电功率的表达式为P L =。
(用U1 、U2 和R0 表示) 3.小珍在做“测量小灯泡额定功率”的实验时,老师只给她提供了如图图下器材:标有“2.5 V”的小灯泡、电源(电压不变)、滑动变阻器、开关、单刀双掷开关、电压表、阻值为10 Ω 的定值电阻R0、导线若干。
她根据所给定的器材经过认真思考后,设计了如图图甲所示的实验电路。
(1)该实验的原理是。
(2)小珍连接电路时,开关应处于状态;闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最(选填“左”或“右”)端。
九年级物理上册6 电功率(电热的利用和防止)精讲精练(新版)教科版编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(九年级物理上册6 电功率(电热的利用和防止)精讲精练(新版)教科版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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初中物理电热的利用和防止【考点精讲】1。
电热的利用:电热器是产生电热的主要设备,它是利用电流的热效应制成的。
电热器的主要工作部分是发热体,发热体需要用电阻率大、熔点高的金属导体制作.例如,家里的电热水器、电饭锅、电熨斗、养鸡场的电热孵化器等,都是利用电能转化为热能来工作的,都是利用电热为人类服务。
2。
电热的防止:很多情况下,电热是一种浪费,甚至会造成危害,例如,电视机工作时会有一部分电能转化为热能,如果这部分热量不及时散走,时间长了温度过高会损害电视机,为了解决这个问题,人们在电视机后盖上开了很多小孔来通风散热,电动机的外壳有很多翼状散热片,使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风,也是为了降温。
【典例精析】例题 1 因为忙于中考复习,小丽已经很长时间没有打开过自己的电脑了,进入潮湿的夏季后,爸爸建议小丽定期给电脑通一会儿电。
请你解释这样做的道理。
思路导航:在潮湿的夏季,长时间不用的电脑,其主机元件会附着上水汽,容易腐蚀损害电子元件,同时容易引起漏电、电线短路等事故;而根据焦耳定律可知,给电脑通电后,电脑元件会发热,同时也会使附着在电子元件上的水汽温度升高,蒸发加快,使电子元件变得干燥;因此,给电脑通电可以较快地去除电脑主机元件上附着的水汽,延长电脑使用寿命。
6章电功率专练(实验)1.在测量“小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V、正常发光时灯丝电阻约为10Ω。
滑动变器规格为“100Ω 1A”(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)正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数。
则出现上述现象的原因是___________,若此时电流表的示数为0.09A,则电源电压为___________V;(3)排除故障后,小明移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图丙)为___________V,若要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向___________(A/B)端移动,使电压表的示数为___________V;(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I−U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是___________W;(5)小明用几个定值电阻来代替小灯泡做欧姆定律的实验,他选用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω来研究电流和电阻的关系,计算要完成整个探究实验,电压表示数至少为___________V。
2.小叶同学带领科技兴趣小组准备研究“小灯泡发光亮暗程度对电阻的影响”。
他们选择了输出电压恒定为6V的电源,实验电路如图甲所示。
(1)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于___________(选填“A”或“B”)端,此操作的目的是:___________。
(2)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某位置时,电压表示数(图乙)为___________V,他觉得此时小灯泡不够亮,应将此时位置的滑片P向___________端移动(选填“A”或“B”),当电压表示数达到3.5V时,小叶觉得已经足够亮了,继续增大可能会烧毁小灯泡,于是停止了实验操作。
(3)在此过程中,同组成员记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U 图像。
根据图像信息,他们发现:随着小灯泡两端的电压升高,亮度增加,电阻___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
九年级上册物理《电功率》专题训练题目类型1.灯泡亮度的判断解题关键:灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,实际功率越大,灯泡就越亮。
(1)当灯泡正常发光时,灯泡的实际电压等于其额定电压,灯泡的实际功率等于其额定功率,则额定功率大的灯泡亮。
(2)当灯泡不正常发光时,有以下两种情况(假设灯泡的电阻不变,灯泡的电阻可由灯泡的额定电压和额定功率通过R=U2额/P额计算得到):①若灯泡串联,由P实=I2实R可知,电阻大的灯泡亮。
②若灯泡并联,由P实=U2实/R可知,电阻小的灯泡亮。
2.电功率的比例计算掌握串、并联电路中的几个比例关系:(1)两电阻串联时,由公式P=I2R可知,两电阻功率之比等于电阻之比,即P1:P2=R1:R2。
(2)两电阻并联时,由公式P=U2/R可知,两电阻功率之比等于电阻的反比,即P1:P2=R2:R1。
(3)对同一电阻,电流变化前后的功率之比等于变化前后的电压(电流)平方之比,即:P1:P2=U21:U22=I21:I22。
3.动态电路电功率问题解题思路第一步:若有实物图,应先根据实物图画出对应的电路图。
第二步:结合电路图明确电路的串、并联关系。
第三步:明确电路中电压表、电流表的作用。
第四步:明确滑动变阻器滑片移动时阻值的变化;根据串、并联电路中U、I、R关系的规律、欧姆定律以及电功率的公式进行分析、解答。
4.常见Ⅰ一U图象的解题方法(1)根据图象的形状判断是定值电阻还是非定值电阻的I一U关系图象。
(2)观察图象中的“整点”,即图象与坐标方格“十字”交叉点,该点对应的横纵坐标即为相对应的电流、电压值,利用R=U/I和P=UI可分别求出电阻和电功率。
(3)灵活运用串联电路中电压、电功率与电阻成正比的关系,并联电路中电流、电功率与电阻成反比的关系。
(4)涉及极值问題时,要明确产生极值的原因,弄清什么条件下取最大值,什么条件下取最小值。
5.极值和范围问题求解此类问题要以不烧坏元件(“照顾最小”)为原则,运用串联或并联电路电流、电压、电阻的特点以及欧姆定律、电功率等电学规律列式计算,步骤如下:(1)理清电路图,确定电路的连接方式和电表的测量对象。
6章电热专练(计算)1.某导体电阻为20Ω,通过电流2A,通电时间1min产生多少焦的热量?2.在如图所示的电路中,电阻R1的阻值为30Ω,当只闭合开关S3时,电流表示数为0.4A,再闭合开关S1,电流表示数变化了0.2A。
求:(1)电源电压;(2)R2的阻值;(3)当开关S1、S3都断开,闭合开关S2,R2在10min内消耗的电能。
3.如图所示,2R为30Ω,闭合开关S,断开S1时电流表的读数是0.2A;同时闭合S、S1时电流表的读数是0.3A,整个过程中电源电压不变,求:(1)电源电压;(2)电阻1R的阻值;(3)通电1分钟2R产生多少热量。
4.如图所示,电源电压保持不变,灯泡标有“3V 3W”字样,当只闭合开关S1时,灯泡正常发光.再闭合开关S2时,此时干路电流为1.5A.求:(1)灯泡正常发光时的电流(2)通电lmin 电阻R 产生的热量.5.如图所示,电源电压保持不变,灯L 标有“6V 3W ”字样。
当闭合开关S 1时,灯L 正常发光,再闭合开关S 2时,电流表的示数为1.5A 。
求:(1)灯L 正常发光时的电流。
(2)通电1min 电阻R 产生的热量。
6.图甲是两档空气炸锅,图乙是其内部简化电路,12R R 、均为发热体,将开关S 分别置于1、2两位置时,空气炸锅处于不同的档位。
已知两档空气炸锅的高温档功率为900W ,2R 阻值为96.8Ω,求:(1)试分析说明空气炸锅在高温和低温档时,开关S 分别处于哪个位置?(2)发热体R 1的阻值是多少?(3)空气炸锅高温档一次性可装入200克牛柳,若将这些牛柳从40℃加热到190℃,需要多长时间?3310J/kg c =⨯⋅牛柳(℃),设加热其间牛柳的比热容不变,不计热量损失。
7.在如图所示的电路中,小灯泡L上标有“3V 0.75W”的字样,滑动变阻器2R的最大阻值为20Ω,电源电压恒定。
当开关1S、2S闭合,滑片P位于a端时,小灯泡L正常发光,电流表读数为0.55A(灯丝电阻随温度的变化忽略不计)求:(1)电源电压;(2)定值电阻1R的阻值;(3)当开关1S断开、2S闭合,滑片P位于b端时,1min内电流所做的功。
6章电功率专练(计算)1.如图是电热水器的简化电路图,额定电压为220V,热水器分为高中低档。
高温挡的功率为1100W,中温挡的功率为220W,求:(1)该热水器处于高温挡工作6min电流做的功;(2)1R的阻值;(3)低温挡时1R的功率。
2.如图所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人。
机器人通过电动机旋转产生高速气流,将灰尘、杂物吸入集尘盒,其防滑轮皮采用凹凸材质制成;底部安装有塑料刷,用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体;前端装有感应器,通过发射、接受超声波或红外线来侦测障碍物。
当剩余电量减为电池容量的 20%时,机器人会主动寻找充电器充电。
下表为该扫地机器人的部分参数。
电池容量指放电电流与放电时间的乘积。
求:(1)该机器人正常工作时的电流;(2)充满电后至下一次自动充电前,能够连续正常工作的最长时间。
3.现有一个可调电压电源,一个电压表,A、B、C三盏小灯泡规格分别为A灯“6V 3W”、B灯“6V 4.8W”、C灯“6V 6W”,三盏小灯泡的电流电压关系如图所示,即三个灯的电阻随实际功率变化而变化,在保证电路安全的情况下,进行以下实验。
求:(1)求A灯正常发光时灯丝的电阻;(2)若将A、B两盏小灯泡并联接在可调电压电源两端,电源电压调节为6V,求经过10s,两盏小灯泡消耗的总电能为多少J?(3)若将A、C两盏小灯泡串联接在可调电压电源两端,调节电源电压,使A灯正常发光,求此时C灯的实际电压和实际电功率。
4.如图所示,电阻R=5Ω,闭合开关S后,电流表示数为 0.4A,已知小灯泡灯丝电阻为10Ω。
(1)电源电压;(2)通过小灯泡灯丝的电流;(3)小灯泡的实际功率5.在公园有一种测量瞬间打击力的游戏机,其原理示意图如图a所示,游人手戴拳击手套,击打可水平移动的A装置,A通过压杆与压力传感器接触,压力传感器的电阻值R会随所受压力大小发生变化。
电压表的示数可反映出打击力的大小。
已知电阻R0=120Ω,压力传感器表面能承受的最大压力为4000N.压杆与压力传感器的接触面积为S=4×10-4m2.压力传感器的电阻值随所受压力变化的图象如图b所示。
2021-2021学年教科版九年级上册物理第六章电功率一、单项选择题〔共10题;共20分〕1.课外兴趣小组活动时,某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系,小灯泡的额定电压为2.5伏、额定功率为0.75瓦.小明同学设计了如图甲所示的电路进展研究,他先测出假设干组电压和电流值,再由公式P=UI,求得对应的功率,并作出功率随电压变化的图线a.小红同学设计了如图乙所示的电路进展研究,她先由R=计算出小灯泡的电阻R,再测出假设干个电压值,最后根据P=,求得对应的功率,也作出功率随电压变化的图线b.那么以下反映了他们的实验结果的图线是〔〕A. B.C. D.2.某同学用伏安法对四个电阻各测量一次,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点,得到了右图中甲、乙、丙、丁四个点,假设将这四个电阻串联在同一电路中〔不考虑温度对电阻的影响〕,那么电路中消耗的电功率是大的是( )A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁3.甲、乙两灯分别标有“6V3W〞和“6V6W〞字样,先将两灯串联后接在电压为U的电路中,甲灯的功率为P1;再将两灯并联后接在同一电压下,乙灯的功率为P2.两次灯泡均平安,忽略温度对灯丝电阻的影响,那么P1:P2为〔〕A. 9:2B. 2:9C. 4:9D. 1:94.标有“220V100W〞的甲灯和“220V40W〞字样的乙灯〔不考虑温度对灯丝电阻的影响〕,它们的电阻〔〕A. 甲灯大B. 乙灯大C. 一样大D. 无法判断5.如下图是一个能吹冷热风的电吹风简化电路,其中A是吹风机,B是电热丝.将它接入家庭电路,只闭合S1,电吹风吹冷风:假设再将S2闭合,那么此时该电路的〔〕A. 总电阻增大B. 总功率增大C. 总电压减小D. 总电流减小6.标有“4V4W〞和“6V9W〞的两个定值电阻,串联起来接在8V的电路上,那么它们产生一样热量所需要的时间之比是〔〕A. 1:2B. 2:1C. 1:1D. 1:47.如下图,在四个一样水槽中盛有质量相等和温度一样的纯水,现将阻值为R1、R2的电阻丝〔R1<R2〕分别按图中的四种方式连接放入水槽,并接入一样电源.通电一样时间后,水温最高的是〔〕A. B. C. D.8.如下图,是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,以下分析正确的选项是〔〕A. 甲、乙两次实验都研究电流产生的热量与电流的关系B. 甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多C. 乙实验时为了研究电流产生的热量与电阻的关系D. 乙实验通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的小9.如下图,灯泡和电阻串联后接在电压为U的电路中,电阻的阻值为R,通过电路的电流为I,那么灯泡在t时间内消耗的电能是〔〕A. UItB.C. I2RtD. UIt﹣I2Rt10.如下图的电路中,挪动滑动变阻器的滑片,电压表的示数从8V变为6V,电流表的示数变化了0.2A,那么该定值电阻所消耗功率的变化量为〔〕A. 0.4WB. 2.8WC. 1.6WD. 1.2W二、多项选择题〔共2题;共6分〕11.如图是小明同学测量小灯泡电功率实验的实物图,以下说法正确的选项是〔设小灯泡电阻不变〕〔〕A. 向右挪动滑片,灯变亮、电流表示数变大、电压表与电流表的比值不变B. 向右挪动滑片,灯变亮、电流表示数变大、电压表与电流表的比值变大C. 向左挪动滑片,灯变暗、电流表示数变小、电压表与电流表的比值变大D. 向左挪动滑片,灯变暗、电流表示数变小、电压表与电流表的比值不变12.在如下图的电路中,电源电压恒为10V,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,灯泡的额定电流为0.1A.闭合开关S,调节R的滑片至某一位置时,电压表的示数为1V,灯泡正常发光,电流表的示数为0.3A;在此情况下,通电10s后,R2产生的热量为18J.以下说法正确的选项是〔〕A. 灯泡的额定功率为0.1WB. R2的阻值为20ΩC. R接入电路中的阻值为40ΩD. R1的阻值为20Ω三、填空题〔共3题;共9分〕13.小卫利用电能表测量电饭煲的电功率,观察自家的电能表如下图,该电能表允许接入用电器的最大电功率是________ W;将家里其他用电器断开,只将该电饭煲接入电路中,观察到电能表的指示灯6min闪烁了320次,那么他家电饭煲的功率是________ W.14.小明家的电能表如下图,其读数是________kW•h,家中同时使用的用电器的总功率不能超过________W.当小明家只有一盏电灯工作时,3min内转盘正好转过5圈,那么该灯泡消耗的电能是________kW•h,它的电功率为________W.15.小明用伏安法测量小灯泡额定功率的实验中,当小灯泡正常发光时,并联在小灯泡两端的电压表的示数如图甲所示,与小灯泡串联的电流表的示数如图乙所示,那么电压表的示数为________ V,电流表的示数为________ A,小灯泡的额定功率为________ W。
九年级物理上册6 电功率(电热的利用和防止)习题(含解析)(新版)教科版编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(九年级物理上册6 电功率(电热的利用和防止)习题(含解析)(新版)教科版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为九年级物理上册6 电功率(电热的利用和防止)习题(含解析)(新版)教科版的全部内容。
初中物理 电热的利用和防止(答题时间:20分钟)1。
下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )A 。
笔记本电脑B 。
电冰箱C 。
电风扇 D. 电暖器2. 如图所示的用电器中,不是利用电流热效应来工作的是( )A 。
用电烙铁在葫芦上作画B. 用电熨斗熨衣服C. 用电热刀裁剪塑料绳带D. 用电吹风吹去暖气片上难以够着的灰尘3. 下列关于电热说法中,错误的是( )A. 电热器中的发热体是熔点高、电阻率大的电阻丝B. 电炉、电烙铁、电熨斗都是电热器C. 用电器通电时产生的电热在生活中总是有益的D. 在电流一定时,电阻越大,单位时间内产生的热量越多4。
小明家新买回了一个电磁炉,说明书上写着最大功率为2000W ,用铝导线连接到电源上,工作时发现铝导线太热,若使导线不太热,下列方法中比较可行的是( )A 。
改用粗细相同的铜导线B 。
将原来的铝导线剪短些C. 将原来的铝导线加长些D. 换用更细一些的铝导线5。
电灯泡的灯丝大多数都是在开灯的瞬间被烧断的,这是因为开灯的瞬间灯丝 较低,灯丝的电阻 ,通过灯丝的电流 所造成的。
家用电饭煲是利用电流的 效应制成的。
铭牌上标示的电功率越大的电饭煲,其电阻值越 .6。
专题训练(五) 电功率的综合计算►类型一图像类电功率综合计算1.实验桌上有一个电学器件,该器件由两个定值电阻R1、R2并联组成,且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内,如图5-ZT-1甲所示。
a、b是该器件的两个外露接线柱,电阻R1的阻值为20 Ω,电阻R2的额定电压为6 V。
科技小组同学测得通过该器件的电流I和其两端电压U的数值,并绘制了如图乙所示的图像。
求:(1)电阻R2的阻值。
(2)电阻R2的额定功率。
图5-ZT-12.如图5-ZT -2甲所示,电源电压可调,灯泡L 规格为“15 V 45 W ”,且灯丝电阻不随温度变化。
电流表的量程有“0~0.6 A ”和“0~3 A ”,滑动变阻器的规格分别为“25 Ω 2 A ”和“10 Ω 3 A ”。
(1)将电源电压调到18 V ,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P ,使灯泡正常发光。
求灯泡的电阻和灯泡的最小功率。
(2)将电源电压调到15 V ,用定值电阻R 0替换灯泡L ,滑片P 置于中点A 处,闭合开关,观察到电流表指针指到满偏刻度的23处(可能重新选择了电流表量程和变阻器R )。
然后将滑片P 从A 处向最左端B 处移动,观察两表的示数并绘制了如图乙所示的I -U 关系图像。
通过计算判断所用变阻器的规格。
图5-ZT -23.有A 、B 两只灯泡,分别标有“6 V 6 W ”“6 V 3 W ”字样,A 和B 中电流随两端电压变化关系的图像如图5-ZT -3甲所示。
(1)将A 、B 并联接在6 V 电源两端,求1 min 内电路消耗的电能。
(2)将A 、B 串联接在某电源两端,使B 灯恰好正常发光,求此时A 灯电阻。
(3)将A 与一个滑动变阻器(50 Ω 2 A)串联接在6 V 电源两端,如图乙所示。
调节滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器的功率和A 灯功率相等时,求滑动变阻器的功率。
图5-ZT -3►类型二 电路变化电功率的计算4.如图5-ZT -4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R 2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S 1,闭合开关S 、S 2、S 3,将滑片P 移到距a 端的长度为总长ab 的15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S 2,闭合开关S 、S 1、S 3,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R 1的阻值是多少?图5-ZT-45.如图5-ZT-5所示,电源电压保持不变,电阻R1为30 Ω,小灯泡L标有“6 V 3 W”字样。
闭合S,断开S1、S2,滑动变阻器滑片P移至最右端时,小灯泡L恰好正常发光。
闭合S、S1、S2,滑动变阻器滑片P移动至最左端时,电路的总功率为3 W。
忽略小灯泡电阻随温度的变化。
求:(1)电源电压及小灯泡L的电阻。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)闭合S,断开S1、S2,滑动变阻器消耗的电功率为0.72 W时,电流表的示数。
图5-ZT-5►类型三多挡位电功率的计算6.如图5-ZT-6所示是一款多功能洗衣机的简化电路图。
此款洗衣机额定电压为220 V,它有两个挡位,当开关置于位置1时(电路接入R1和R2)为加热状态,消耗功率为2400 W;当开关置于位置2时(电路接入R2和电动机M)为保温洗涤状态。
已知电阻R1的阻值为22 Ω,水的比热容为c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)在洗衣机内加入质量为20 kg、初温为20 ℃的冷水,求加热到70 ℃时水吸收的热量。
(2)求R2的阻值。
(3)已知洗衣机在保温洗涤状态下工作时,电动机的功率为240 W,求此时通过电路的总电流。
图5-ZT-67.如图5-ZT-7所示是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图,机内有温控开关S0。
该饮水机的部分参数已知:额定电压为220 V,加热时的总功率为880 W,保温时的功率为40 W,R1、R2为加热电阻丝。
(假设它们的阻值不变)求:(计算结果若不能整除,保留一位小数)(1)当S和S0闭合时,饮水机处在什么状态,此时电路中的总电流是多大?(2)在加热状态下,电阻丝R1的阻值为多少?(3)傍晚是用电高峰期,若实际电压只有200 V,饮水机加热的实际总功率是多大?图5-ZT-7详解详析1.(1)由题图乙可知,R 1、R 2的总电阻为R 12=U I =6 V1.5 A=4 Ω,由电阻并联公式R 12=R 1×R 2R 1+R 2,可求出R 2=5 Ω。
(2)电阻R 2的额定功率为P =U 2R 2=(6 V )25 Ω=7.2 W 。
2.[全品导学号:79742075]由电路图可知,滑动变阻器R 与灯泡L 串联,电压表测灯泡L 两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由P =U 2R 得:R L =U 额2P 额=(15 V )245 W=5 Ω。
由P =UI 可得,灯泡的额定电流:I L 额=P 额U 额=45 W15 V=3 A ,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡能正常发光,所以使用的滑动变阻器的规格是“10 Ω 3 A ”,则当滑动变阻器连入电路的阻值为10 Ω时,电路中的电流最小,灯泡的电功率最小; 总电流:I =UR L +R 滑=18 V5 Ω+10 Ω=1.2 A ,灯泡消耗的最小功率:P 灯小=I 2R 灯=(1.2 A)2×5 Ω=7.2 W 。
(2)将电源电压调到15 V ,用定值电阻R 0替换灯泡,当滑动变阻器滑片P 置于中点A 处时,根据电阻的串联规律和欧姆定律可得:I A =U R 0+12R;当滑动变阻器滑片P 置于B 处时,滑动变阻器连入电路的电阻为0,则根据电阻的串联规律和欧姆定律可得:I B =U R 0;由图乙可知:I A =23I B ,即UR 0+12R=23×U R 0; 解得R =R 0;由于滑片P 置于中点A 处时,电流表指针指到满偏刻度的23处,所以I A 的可能值为0.4 A 或2 A ;根据I A =23I B 可知,I B 的可能值为0.6 A 或3 A ;所以由I =U R 得,R 与R 0的可能值为R 01=U I 1=15 V 0.6 A =25 Ω,R 02=U I 2=15 V3 A=5 Ω;根据题干可知,滑动变阻器的规格为“25 Ω 2 A ”。
3.(1)A 、B 并联接在6 V 电源两端时,都正常发光,由P =Wt可得,1 min 内电路消耗的电能:W 总=P 总t =(6 W +3 W )×60 s =540 J 。
(2)将A 、B 串联接在某电源两端,使B 灯恰好正常发光时,由P =UI 可得,通过A 、B 的电流:I A =I B =P B U B =3 W6 V=0.5 A ,由题图甲知,此时U A =2 V , 所以R A =U A I A =2 V0.5 A=4 Ω。
(3)当A 与滑动变阻器串联接在6 V 电源两端时,通过它们的电流相等,当两者功率相等时,根据P =UI ,U ′A =U 变=12×6 V =3 V ,由题图甲知,此时I A ′=0.7 A ,所以滑动变阻器的功率:P =P A =U A ′I A ′=3 V ×0.7 A =2.1 W 。
4.(1)R L =U L 2P L =(2 V )21 W=4 Ω。
(2)当断开开关S 1,闭合开关S 、S 2、S 3时,R 1被短路,灯泡L 与R 2串联,R 2=15×50 Ω=10 Ω, I =I L =P L U L =1 W2 V=0.5 A ,U =IR 总=I (R 2+R L )=0.5 A ×(10 Ω+4 Ω)=7 V 。
(3)当断开开关S 2,闭合开关S 、S 1、S 3,滑片P 移到a 端时,灯泡L 与R 1并联,小灯泡两端的实际电压为7 V ,远大于它的额定电压2 V ,所以小灯泡将被烧坏,电压表示数为7 V , 此时电路中只有电阻R 1在工作,R 1=U I ′=7 V2 A=3.5 Ω。
5.(1)当闭合S ,断开S 1、S 2,滑动变阻器滑片P 移至最右端时,只有小灯泡接入电路,此时小灯泡L 恰好正常发光,电源电压等于小灯泡的额定电压,即U =U L =6 V ;小灯泡的额定电流:I L =P L U L =3 W6 V=0.5 A ,小灯泡L 的电阻:R L =U L I L =6 V 0.5 A=12 Ω。
(2)闭合S 、S 1、S 2,滑片P 移至最左端时,滑动变阻器与R 1并联,P 并=U 2R 并=3 W , R 并=R 1·R m R 1+R m, 代入数据可得,滑动变阻器的最大阻值:R m =20 Ω。
(3)闭合S ,断开S 1,S 2,设电流表的示数为I ,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R 。
则:I =U R +R L = 6 V R +12 Ω① 滑动变阻器消耗的电功率:P =I 2R =0.72 W ②联立①②得,电流表的示数:I 1=0.2 A 或I 2=0.3 A 。
6.(1)水吸收的热量为Q =c 水m 水Δt =4.2×103 J/(kg ·℃)×20 kg ×(70 ℃-20 ℃)=4.2×106 J 。
(2)当开关置于位置1时,电路的总功率为P =2400 W ,R 1的功率为P 1=U 2R 1=(220 V )222 Ω=2200 W , R 2的功率为P 2=P -P 1=2400 W -2200 W =200 W ,R 2的阻值为R 2=U 2P 2=(220 V )2200 W=242 Ω。
(3)当开关置于位置2时,电路的总功率为P ′=P 2+P 动=200 W +240 W =440 W ,通过电路的总电流为I =P ′U =440 W 220 V=2 A 。
7.(1)当开关S 、S 0闭合时,两电阻并联,电路中的总电阻最小,由P =U 2R 可知,电热饮水机处于加热状态,此时电路中的总电流:I =P 加热U =880 W 220 V =4 A 。
(2)饮水机保温时电路为R 2的简单电路,由P =U 2R 可得,电阻R 2的阻值:R 2=U 2P 保温=(220 V )240 W=1210 Ω,加热时两电阻并联,由P =U 2R 可得,电路中的总电阻:R =U 2P 加热=(220 V )2880 W=55 Ω,1R =1R 1+1R 2,即155 Ω=1R 1+11210 Ω。
解得R 1≈57.6 Ω。
(3)当电路两端电压为200 V 时,饮水机在加热状态下的实际功率: P ′加热=U 实2R =(200 V )255 Ω≈727.3 W 。