苏科版初三物理电功和电热专题复习与训练Word格式文档下载.doc
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Q=I2Rt。
它适用于任何用电器热量的计算。
在仅有电流热效应存在的电路中,电能全部转化成了内能,而没有转化为其他形式的能,这时电流产生的热量等于电流所做的功。
即Q=W。
再根据W=UIt和U=IR可推导得出Q=I2Rt。
焦耳定律的公式也可以表述为,用它解决某些问题比较方便,但必须注意它适用于只存在电流热效应的电路中。
【例题选讲】例1、灯泡L1和L2串联在电路中,L1的电阻比L2大,在相等的时间里,电流做的()
A、L1灯做的功多B、L2灯做的功多
C、两灯一样多D、无法确定
例2、把“12V、8W”的电灯接到9V的电路中,它的实际功率为多大?
例3、现有甲、乙、丙三盏灯,分别标有“220V、40W”、“110V、40W”、“36V、40W”的字样,它们均在额定电压下工作,比较它们的亮度,哪一盏灯最亮。
例4、一台“220V、1000W”的电炉,想把它改装后接到110伏的电源上,但功率保持不变,以下哪个措施是正确的()
A、将电炉丝截掉一半后接入电路
B、将电炉丝截掉四分之三接入电路
C、将电炉丝分成等长的两段,然后并联接入电路
D、将电炉丝截掉四分之一后接入电路
例5、标有“6V、3W”的灯L1和标有“6V、1W”的灯L2串联后接在12伏的电源上,求灯L1的实际功率。
例6、今有“6V、6W”的电灯L1和“6V、1.5W”的电灯L2各式各一盏,把它们分别接到电压6伏的电源上,要求两灯具有同样的亮度,应在哪一盏灯的电路里串联一个电阻?
阻值为多大?
例7、如图所示,两盏灯L1和L2串联接入电路,合上开关后两灯均正常发光,电压表和电流表均有示数,突然两灯先后熄灭,同时发现电压表示数变为零,电流表示数先增大后变为零,电路发生故障的首要原因是()
A、L1断路B、L2断路
C、L1短路D、L2短路
例8:
如图所示,一个标有“6V,3.6W”字样的小灯泡L和最大阻值为50的滑动变阻器R串联后接在电源电压U恒为6V的电路中,设灯泡电阻不变,则下列判断不正确的是()
A.无论如何移动滑片P,电路中总功率不会超过2W
B.移动滑片P,电路中总功率最小值为0.6W
C.当滑片P滑到某个位置时,L和R的电功率相等
D.当滑片P由滑向的过程中,灯泡L的电功率一直是减小
例9:
如图所示,小灯泡L标有“6V3.6W”,滑动变阻器R最大值为10欧,当滑片P移到端,小灯泡正常发光。
试求:
⑴电源电压和小灯泡电阻。
⑵当滑片P移到端时,闭合S,你还能求出哪些物理量?
例10:
如图是供电设备向居民楼用房户输电的示意图。
为保证居民楼内的用户所有用电器
都能正常工作,居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V,当居民楼内消耗的功率为44千瓦的时候,问:
⑴通过输电线的电流为多少安?
⑵若输电线的总电阻为0.1欧,供电设备的输出电压是多少伏?
⑶居民楼内由于家用电器的增加,将向供电部门申请“增容”,即增加用电功率,当居民的用电器的额定功率由44千瓦增加到88千瓦所有用电器均在正常工作时,输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少?
⑷若要求减少输电线损失的功率,用学过的公式及知识说明应采取的措施。
例11:
如图,是常见的静脉滴注装置。
为了解冬季输液患者冰凉的感觉,小锐设想在导管外添加一个电加热器,使药液在流动中加热。
他收集了相关数据:
药液M=500克,,焦/(千克•℃),一般滴注时间分钟,针头与瓶内液面竖直高度1米(不考虑其他热损失)
⑴不过若患者血压与针头处液体压强相等,则患者血压相当于多少毫米汞柱?
⑵若使药液从5℃加热到35℃,该加热器电功率应多大?
⑶为了解除患者冰凉的感觉,请你再提出一种可行的方法。
例12:
市场上有一种双能源太阳能热水器,晴天享用太阳能,阴天可用电加热,如图,该热水器电路图。
电热管标有“220V1100W”,与构成保温电路。
当K连到2时,电热管正常工作,给水箱里的水加热;
当K连到3时,热水器处于保温状态,保温功率为100W。
⑴求、的值。
⑵保温时实际功率是多少?
例13:
如图所示是某同学家庭电路中的电能表.
⑴若照明灯泡的规格为“220V60W”,两孔插座接一台“220V100W”的电视机,三孔插座接一台“220V280W”的电饭锅,当它们全部工作时,通过电流表的电流是多大?
⑵如果某一天电灯和电视机都使用了5,电饭锅使用了1,这一天它们消耗了几度电?
⑶如果该同学家中添置了一台铭牌标示为“220V600W”的电热水器,他想测试一下标示的功率与实际使用时的功率是否相符,他让这台电热水器单独工作,用手表计时,结果10电能表的转盘转了250转.请计算说明电热水器的实际功率是多大.
例14:
如图,是一个电热毯示意电路图,是电热毯中的电阻丝,是与电热毯电阻丝串联的电阻.电热毯上标有“220V100W”字样,S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关.
⑴用学过的公式推理说明开关S断开时,电热毯是处于加热状态还是保温状态?
⑵若要求在保温时电流通过电阻线每分钟有60焦的电能转化
为内能,电阻的阻值是多大?
专题练习
一、填空
1.“PZ22040”的灯泡接在220伏的电路上工作小时消耗1度电,改接在110伏的电路是,功率为瓦,额定功率为瓦。
2.甲灯标有“220V40W”,乙灯标有“110V40W”,将它们分别接在电路中,都能正常发光,则甲、乙两灯实际功率之比为,甲、乙两灯通过的电流之比为,甲灯的电阻是欧,甲、乙两灯的电阻之比为。
3.把标有“6V,3W”和“6V,6W”的两盏电灯串联后接入电路中,如果让其中一盏灯正常发光,另一盏灯的实际功率不超过额定功率,则该电路两端的电压应为V,两灯消耗的实际总功率为W。
4.如图所示电路,电源电压不变,。
当闭合、断开时,电流表的示数为;
当和都闭合时,电流表的示数为,在内电流通过与做功之比。
5.下表为某型号双缸洗衣机的铭牌在额定电压下洗衣时,通过洗衣机的电流为A;
若洗衣用,脱水用,则该洗衣机消耗的电能共是。
额定电压
220V
频率
50Hz
洗衣功率
330W
脱水功率
300W
最大电流
5A
6.如图所示,电源电压恒定,定值电阻的阻值,滑动的规格为“201A”。
闭合开关S,当滑动变阻碍器接入电路的阻值在0~10范围内变化时,电流表的示数在的范围内变化,则电源电压为V。
当滑动变阻器接入电路的阻值分别是10和20时,滑动变阻器上所消耗的电功率之经等于。
7.灯泡的灯丝断了再搭接上,接到原来的电源上,灯泡比以前更了,这是因为灯丝电阻,消耗的功率。
8.如图是电吹风机送热风时的工作电路。
对应额定功率为1100W,正常工作10分钟,消耗电能焦,则电动机的机械能一定小于焦。
二、选择题
9.如图所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关、断开时,电流表的示数为0.2A,电阻消耗的电功率为1.2W;
当闭合、时,电压表的示数为10V,则以下说法不正确的是()
A.闭合开关后,电流表示数将变小
B.电源电压为10V
C.电阻的阻值为20
D.电阻的阻值为30
10.如图所示电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片P的为2V。
则关于该电路,下述判断不正确的是()
A.电流表示数变小,电压表示数变
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电阻消耗的功率增大
D.整个电路消耗的总功率减小
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片P的为位置,当灯泡L恰好正常发光时,电流表A的示数为0.5A,电压表V的示数为2V。
则关于该电路,下述判断正确的是()
A.电源电压是2V
B.灯泡的额定功率是1W
C.若滑片再向右运动,灯泡有可能被烧毁
D.若滑片再向左运动,A表示数将减小,V表示数将增大
12.如图所示是一位同学已经连接好的电路。
闭合开关,并将滑动变阻器的滑片向A端移动,则不会观察到的现象是()
A.电流表的示数逐渐减小
B.电压表的示数逐渐减小
C.小灯泡越来越暗
D.电路消耗的总功率增大
13.将“220V25W”和“220V40W”的两个灯泡先并联起来接到220V的电路中,后串联起来接入同一电路,则()
A.两种情况下灯泡都能正常发光
B.两种情况下灯泡都不能正常发光
C.并联接入时两灯消耗的总功率比串联时大
D.串联接入时两灯消耗的总功率经并联时大
14.一个灯泡的灯丝烧断了,把断了的灯丝搭在一起,灯泡会更亮,其原因是()
A.灯丝电阻增大,功率增大B.灯丝电阻减小,功率增大
C.灯丝两端电压增大,功率增大D.灯丝中电流增大,功率减小
15.在图中,导体A、B是由同种材料做成的,A和B等长,但A比B的横截面积大,当S闭合后,在相同时间内,下列叙述正确的是()
A.电流通过A、B所做的功是
B.电流通过A、B所做的功是
C.电流通过A、B所做的功是
D.无法比较电流通过A、B时做功的大小
16.电路装置如图所示,X为0.5的保险丝,电路中串联二个同为8V、32W的电灯泡,分别为、,假设流经电灯泡的电流为4A,且电池与导线的电阻可忽略不计,则下列何者为电池给输出的总电功率?
(电功率)()
A.18WB.64WC.72WD.80W
17.图中所示的电路中,不计温度对灯丝电阻的影响,电源电压保持不变。
当在间接入“6V6W”的灯泡时,闭合开关,灯L恰能正常发光;
断开开关,在间换接入一个“6V4W”的灯泡后,再闭合开关,下列说法错误的是()
A.灯L将变亮B.灯L将变暗
C.换接的灯可能烧坏D.电路总功率要变小
18.如图所示的电路,电源电压恒定不变,灯的规格为“6V12W”,只闭合时,正常发光;
再闭合时,灯也正常发光,同时电流表的示数变化了0.5A。
则与的电阻之比为(设灯泡的电阻不随温度变化而变化)()
A.4:
1B.1:
4C.4:
5D.5:
4
19.四只相同的灯泡分成两组,两只灯泡并联,两只灯泡串联,分别接上电压相同的电源,如果这两组灯泡消耗的电能相等,则串联通电时间是并联通电时间的()
A.8倍B.4倍C.2倍D.0.5倍
20.如图所示,灯标有“24V8W”接在电源电压为36V且保持不变的电路中,将开关S闭合,待各电表读数稳定后,下列说法不正确的是()
A.电流表、的示数相同
B.电流表的示数为0.94A
C.电压表示数为36V
D.电流表的示数是0.44A
三、实验题
21.在测定额定电压为、电阻约为的小灯泡的额定功率的实验中,某同学将器材连成如图所示的电路。
①请指出该电路连接中错误或不妥:
、;
、。
②将上述错误或不妥改正后,闭合开关发现电流表有示数,但电压表无示数,灯泡也不发光,出现故障的原因是。
③故障排除后,调滑动变阻,使灯泡正常发光,此时电流表示数如上图所示,则该灯泡的额定功率为W。
22.按图示电路对额定电压为3.8V的小灯泡进行实验时,测得5组实验数据,并记录在表中,同时记录了小灯泡亮度变化情况。
请你仔细分析实验数据和实验现象,回答以下问题:
⑴小灯泡的额定功率是W
⑵小灯泡亮度变化规律是。
四、计算
23.电动自行车轻便、实用、无污染,很受人们喜爱。
表是某种型号电动自行车的相关数据,若骑车人质量为80在2内匀速行驶36,根据表中数据,求:
⑴这辆电动自行车在2内克服阻力所做的功。
⑵电动自行车匀速行驶时的工作电流。
24.为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾,降低居民的用电费用,部分地区已使用了分时电(能)表,电费价目如下:
小明家每天要用电水壶将质量为4、初温为20的水烧开,已知气压为1标准大气压,水的比热为。
求:
(1)烧开的这些水吸收了多少热量?
(2)使用分时电表后,小明把烧水时间安排在低谷期,若不计热量损失,仅此一项,1个月(以30天计)比原来节省多少元电费?
25.小明同学的玩具电动车上,有一微型直流电动机,从消耗电能方面看,其内部可等效为如图所示电路。
当电动机不转时,相当于开关S置于“1”;
当电动机正常工作时,相当于开关S置于“2”。
电阻R1为线圈电阻,它的功率为发热功率;
电动机对外做功的功率可用电阻R2的功率代替。
⑴当给它加0.3V电压时,电动机不转,电路中的电流为0.3A,求电阻R1的阻值。
⑵当给它加3V电压时,电动机不转,电路中的电流为0.4A,,求电动机的发热功率及对外做功的功率。
⑶当给它加3V电压而电动机被卡住(电机不转)时,求发热热功率。
⑷比较⑵、⑶两个发热功率,你认为电动机正常工作时若被卡住,对电动机会产生什么危害?
26.如图,是额定电压为220V的理发用电吹风机的典型电路。
其中电热丝通电后可以发热,电动机通电后可以送风。
正常工作时,
⑴要送热风,选择开关应放在位置(填“A”、“B”或“C”)。
⑵已知电动机的额定功率是120W。
当送冷风时,通电5,电
流所做的功是多少?
⑶如果电热丝的电阻是55,当送热风时,电路消耗的总功率是
多少?
27.在如图所示的电路中,电源电压,且保持不变,灯L上标有“12V6W”字样,滑动变阻器的最大阻值为20,不考虑灯线电阻随温度的变化。
⑴开关闭合、断开,移动变阻器滑片P使用权电压表示数为12V时,变阻器接入电路的电阻是多少?
⑵开关、都闭合,将变阻器滑片P移至端时,若灯L仍然发光,电流表的示数是多大?
此时灯L是正常发光吗?
28.学校课外活动小组为检测某传感器而设计的电路如图所示。
传感器上标有“3V0.9W”的字样(传感器可看作一个电阻),滑动变阻器上标有“101A”的字样,电流表量程为0.6A,电压表量程为3V。
则:
⑴该传感器的电阻和额定电流各是多少?
⑵若电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在、之间所加的电源电压最大值是多少?
⑶根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过1,则该传感器就失去了作用。
实际检测时,将一个电压恒定的电源加在图中、之间(该电源电压小上述所求电压的最大值),闭合开关S,通过调节来改变电路的电流和两端的电压,检测记录如表:
通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?
此时、间所加的电压是多少?
29.下面是HG2003家用蒸汽电熨斗示意图和铬牌,使用时水箱中的水滴入被加热的底板气室,迅速汽化产生向下的蒸汽。
⑴某师傅用熨斗干烫衣服时,用了19N的向下的力压熨斗,在此过程中,衣服受到的压强是多大?
⑵用熨斗汽烫时先预热,使金属底板的温度从20℃升高到220℃时,温控开关自动断开,已知底板的质量为1,铁的比热为。
蒸汽电熨斗预热时底板吸收多少热量?
⑶汽烫时,水滴入汽室,由于水升温汽化带走热量。
当底板温度降到190℃时,温控开关自动闭合,当加热到220℃时又断开。
如此反复,若蒸汽电熨斗在体按图所示程序工作,烫一件衣服共消耗多少电能?
参考答案
例题1.两灯串联,通过两灯的电流相同,时间也相等,由W=UIt和U=IR得W=I2Rt可知电功与电阻成正比,而L1的电阻大于L2的电阻,所以电流通过L1做功多,本题应选A。
例题2.解:
例题3.答:
三盏灯的亮度完全相同,因为它们均在额定电压下工作,所以它们的实际功率也就是它们的额定功率均为40W。
例题4.解:
根据题意要求时,P实=P额。
由可知要满足题设条件,只有改变电阻R,才能满足要求。
由
若,P实才能等于P额。
所以是选择答案的首要依据,在上述四个答案中可发现(B)(C)均满足条件,究竟两个答案谁更合理呢?
我们还应该考虑当U变化后,R也变时,I是否变化,对于一个能正常工作的电阻来说,它有一个额定电流,若实际电流超过它允许的额定电流,则它必将烧毁,所以接下来应判定(B)(C)中由实际电路中通过的电流大小。
对B:
,而C选项每根电阻丝上的电流显然应排除B,而选择C。
例题5解:
例题6解:
∵U=
∴若L1、L2直接接入6伏电路上均能正常发光,即P1=6瓦,P2=1.5瓦。
今要求两灯具有相同的亮度,即L1的实际功率与L2的额定功率相同:
P1=P2=
L1的电路中应串联一个电阻RX起分压作用,如图所示
答:
应给“6V、6W”的电灯串联一个6欧的电阻。
例题7解:
应选择C。
电压表示数突然变零,有可能是L2断路,也可能是L1短路。
由于题中两灯是先后熄灭,L2断路不会出现这种情况。
如果L1短路,电路中电流增大,导致L2的消耗功率过大而烧毁,因而出现L1先熄灭L2紧接着熄灭的情况,所以本题只有选C才是正确的。
例题8解:
电路中小灯泡L和滑动变阻器R串联,电源电压U=6V。
当变阻器R的滑片在端时,,则此时灯泡两端电压为6V,其功率为3.6W。
滑片P在端时,电路总电阻最大,电路中总功率最小,此时。
当滑片P滑至某一位置,使接入电路的电阻时,其两端电压相等,L和R电功率相等。
当滑片P由滑向的过程中,电路总电阻逐渐增大,电路中电流逐渐减小,由知,灯泡L的电功率一直是减小。
选A。
例题9.解:
当滑片移到端时,L正常发光,此时电源电压U=6V,则得小灯泡的电阻为
当滑P滑到端时:
电路中的总电阻:
电路中的总电流:
电路中消耗的总功率:
电灯L消耗的功率:
滑动变阻器消耗的电功率:
答案:
⑴电源电压U=6V小灯泡的电阻
⑵电路中的总电阻电路中的电流电路中消耗的总功率电灯L消耗的功率滑动变阻器消耗的电功率滑动变阻器两端电压
例题10解:
⑴
⑵
⑶
⑷由可知,导线上损失的功率与电流的平方和导线的电阻有关,减小输电线损失的电功率时,为保障用户的用电器正常工作,I不能减小,只能减小,随导线长度的变短而变小,随横截面积变大而变小,还跟材料有关。
因居民楼到供电设备间距离不能变短,所以导线的长度不能变短,减小输电线的电阻应换用较粗的导线或改变输电线的材料(例如:
铝线换成铜线),从而达到减小输电线损失功率的目的。
例题11⑴
,即患者血压相当于73.5毫米汞柱。
⑵每秒钟流出的药液质量:
每秒的热量:
⑶方法1:
传热法。
用热水袋、暖水瓶等靠近扎针处,利用热传递使扎针处暖和。
方法2:
水浴法。
让输液管通过盛有热水的容器,使药液加热。
方法3:
化学法。
在能让输液管穿过的密封盒内放入生石灰块,使用时,只要打开盒的开口,让生石灰与空气中水蒸气发生放热反应,就可使药液加热。
例题12解:
⑴。
时,只有接入电路,正常工作,故电源电压。
时,和串联,。
∵∴。
⑵保温时,流过的电流有。
消耗的实际功率。
例题13解:
⑴,
⑵度
⑶电能表转盘转250转,电流做功臣,
(实际功率)
例题14解:
⑴当开关S闭合时,被短接,电路中只有,由电功率公式得的电功率为(U为电源电压),当开关S断开时,电路中与串联.
设两端电压为,则的电功率为.很明显,,所以有,即S断开的电功率要小些,也就是说,S断开时电热毯处于保温状态.
⑵由电热毯上标有的“220V100W”字样,可得电热毯电阻丝的电阻为:
.
在保温状态(S断开)时,的电功率为;
在加热状态(S闭合)时,的电功率为它的额定功率,即。
因电阻丝的阻值不变,于是由公式得:
在S断开时,与串联,由串联电路电压特点,得两端电压为。
再由串联电路的电流特点,不难得出:
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