1、第七单元 电功率,第17讲 电功 电功率 电热,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点一电功 1.定义:电流所做的功叫电功,用符号W表示。 2.电流做功的实质 电流做功的过程是电能转化为其他形式能的过程,电流做了多少功,就消耗了多少电能,就有多少电能转化为其他形式的能。 3.公式:W=UIt。即电流在一段电路上所做的功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积成正比。变形公式有4.单位:在国际单位制中,电功的单位是焦耳,符号是J。,特别提示(1)公式W=UIt,适用于任何电路,而公式的变形式W=I2Rt和 只适用于纯电阻电路,即将电能全部转化为内能的电路。 (2)电功
2、的多少等于用电器消耗电能的多少。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点二电能 1.定义:电流所具有的能量称为电能。 2.单位:国际单位是焦耳,简称焦,符号是J。电能的另一个单位是千瓦时,又称“度”,符号是kWh。1度=1 kWh=3.6106 J。 3.测量 (1)工具:电能表,又称电度表。 (2)读数方法:电能表计数器前后两次读数之差, 就是用户在这段时间内消耗的千瓦时,即用电度数。 (3)铭牌参数含义: A.220 V表示电能表在额定电压为220 V的电路中使用。 B.5(20) A表示电能表的标定电流为5 A,在短时间内允许通过的最大电流为20 A。 C.3 000 r
3、/(kWh)表示用电1 kWh电能表转盘转3 000转。 D.03021表示电能表读数,此时读数302.1 kWh。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,规律总结(1)电能表读数的最后一位是小数位。 (2)1 kWh功率为1 kW的用电器工作1 h所消耗的电能。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点三电功率 1.物理意义:表示电流做功的快慢。 2.定义:电功与时间之比。,4.单位:瓦(W),千瓦(kW),且1 kW=103 W。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点四额定功率与实际功率 1.额定电压:用电器正常工作时的电压。(一般都标在用电器的
4、铭牌上) 2.额定功率:用电器在额定电压下的功率。(标在用电器的铭牌上) 3.实际功率:用电器在实际工作下的电功率。用电器的实际功率可以等于额定功率,也可以不等于额定功率。 特别提示实际功率与额定功率的关系:当UU额时,PP额,易烧坏;当UU额时,PP额;当U=U额时,P=P额,用电器正常工作,灯的亮暗是由实际功率决定的。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点五焦耳定律 1.电流的热效应:电流通过导体时使导体发热的现象叫作电流的热效应,举例:电流通过电炉丝时,炉丝会热得发红;电流通过灯泡内的钨丝时,钨丝会发热至白炽状态等。 2.焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次
5、方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这个规律叫作焦耳定律。 3.表达式:Q=I2Rt,式中热量Q、电流I、电阻R、时间t的单位分别是J、A、s,且1 J=1 A2s。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,规律总结电功与电热的对比,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,图解物理,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法1电能表参数的理解 典题1(2017甘肃天水)某家庭电能表如图所示。若该家庭单独让空调工作,测得1
6、min内电能表转盘转了60转,则空调消耗的电能为 kWh,空调的电功率是 W。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,答案:0.02 1 200 解析:理解电能表参数3 000 r/(kWh)所表示的物理意义:电路中每消耗1 kWh的电能,电能表的转盘转3 000 r。因此计算出当电,方法归纳有关电能表的计算 (1)电能表前后两次读数之差,就是用电器在这段时间内消耗的电能。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,对应练1(2018四川内江)如图所示是用来测量电能的仪表,这只电表此时的读数是231.6 kWh,当电路中只有一个电饭煲接入电路,正常工作12 min。发现此电能表的转盘转过了50
7、0转。则这个电饭煲的额定功率是1 000 W。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,对应练2电能表是测量用电器消耗电能的仪表,小华想验证他家电能表表盘上标注的每千瓦时的转数是否准确,于是,他将标有“220 V 3 A”的用电器单独接入电路中,当该用电器正常工作5 min后,电能表的转盘正好转了110 r,则该电能表每千瓦时的实际转数应是( B ) A.2 400 r B.2 000 r C.1 500 r D.1 200 r,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法2电功率的计算,典题2(2018山东威海)如图所示,R1的阻值为5 ,滑动变阻器R2的最大阻值为40 ,电源电压保持4.5
8、 V不变,电流表量程为“00.6 A”,电压表量程为“03 V”。为保证电路安全,R2接入电路中的最小阻值为 ,R1消耗的最小功率为 W。 答案:2.5 0.45,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,解析:如图电路,两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流。R2接入电路中的电阻越小时,电流越大,根据电流表的量程可知,电流为0.6 A时,电阻最小,此时电路中的总电阻,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,对应练3(2018山东临沂)如图所示的电路中,电源电压恒为3 V,灯泡L的电阻为10 且保持不变。闭合开关S后,滑片P由b端向a
9、端滑动的过程中,下列判断正确的是( D ) A.灯泡L亮度变暗 B.电压表示数变大,电流表示数变小 C.电压表与电流表示数的比值变小 D.灯泡L的最大功率为0.9 W,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,解析: 由图知,灯泡与变阻器串联,电压表测灯泡的电压,电流表测电路的电流;滑片P由b端向a端滑动的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,根据电阻的串联,总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故B错误;根据P=I2R可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,故A错误;由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值等于灯泡的电阻(且灯泡电阻不变),则该比值不变,故C错误;当变阻器连入
10、电路中的电阻为0时,灯泡的电压最大(等于电源电压3,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,对应练4(2018湖南岳阳)如图所示,电源电压恒为4.5 V,电流表的量程为“00.6 A”,电压表的量程为“03 V”,灯泡上标有“2.5 V 1.25 W”(不考虑灯丝电阻变化),滑动变阻器R的规格为“20 1 A”。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中( D ) A.电流表的示数最大为0.6 A B.灯泡消耗的最小功率为0.12 W C.电路消耗的最大电功率为2.7 W D.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4 ,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法1,考法2,考法3,考法4,
11、考法5,考法3电流的热效应 典题3(2017北京)下列家用电器中,将电流热效应作为工作原理的是( ) A.电视机 B.电热水器 C.抽油烟机 D.电冰箱,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,思路导引 审通读题干,知道此题要考查电流的热效应和电能的转化问题。 析电视机主要是把电能转化为声能和光能,不是利用电流的热效应工作的;电热水器主要是把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的;抽油烟机是利用电动机带动工作的,应用了电流的磁效应;电冰箱利用电动机带动工作,利用了电流的磁效应。 判通过以上分析可知,选项A、C、D错误,正确选项的是B。 答案:B,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,方法归
12、纳当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫作电流的热效应。电流的热效应与通电的时间、电流、电阻有关,通过导体的电流越大,导体的电阻越大,通电时间越长,导体产生的热量越多;通有电流的导线,可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应。电流通过导电的液体会使液体发生化学变化,产生新的物质。电流的这种效果叫作电流的化学效应。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,对应练5(2017辽宁大连)下列措施中,属于利用电流热效应的是( B ) A.电视机的后盖有很多孔 B.电饭锅的发热板装在底部 C.与空调器相连的导线很粗 D.电脑的主机中安装微型风扇,对应练6(2018福建)新的国家
13、标准对延长线插座配用电缆的导线横截面积要求进行了修改,额定电流16 A的延长线插座,导线最小标称横截面积由1 mm2提升到1.5 mm2。增大导线横截面积的目的是 ( D ) A.增大导线的电阻 B.减小通过导线的电流 C.增大导线的电压 D.减小导线发热的功率,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法4电热的计算 典题4(2018四川德阳)两个发热电阻R1R2=14,当它们串联在电路中时,R1、R2两端的电压之比U1U2= ;已知R1=10 ,那它们并联在4 V电路中,两个电阻在100 s内产生的热量是 J。 答案:14 200 方法归纳串联电路中,由Q=I2Rt可知:(通电时间相同时)
14、电热之比等于电阻之比;并联电路中,由 可知:(通电时间相同时)电热之比等于电阻的反比(或倒数比);无论串、并联电路,总热量都等于各电阻产生热量之和。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,对应练7(2017山东潍坊)某型号电饭锅具有保温与加热两种功能,其简化电路如图所示,R1、R2均为电热丝。下列说法正确的是 ( A) A.S1、S2闭合时,电饭锅处于加热状态 B.S1、S2闭合时,电饭锅处于保温状态 C.S1闭合、S2断开时,电饭锅处于加热状态 D.S1断开、S2闭合时,电饭锅处于保温状态 对应练8(2018四川攀枝花)额定功率均为“220 V 500 W”的电吹风和电熨斗,都在额定电压下
15、工作两分钟,电熨斗 产生的热量多,产生的热量为60 000 J。,解析: 电吹风和电熨斗的额定功率相同,在额定电压下它们的实际功率相等,由W=Pt可知,工作相同时间时,消耗的电能相同,电吹风工作时消耗电能大部分转化为机械能,产生很少的热量;电熨斗工作时消耗的电能全部转化为热量,电流通过电熨斗产生的热量最多;产生的热量Q=W=Pt=500 W120 s=60 000 J。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法5电学综合 典题5如图甲所示,L上标有“6 V 3 W”字样,电流表量程为00.6 A,电压表量程为015 V,滑动变阻器R的最大电阻为100 。只闭合开关S1,滑片置于a点时,变阻
16、器连入电路中的电阻为Ra,电流表示数为Ia;只闭合开关S2,移动滑片P,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示,当滑片P置于b点时,电压表示数Ub=8 V,电流表示数为Ib。已知RaR0=125,IaIb=35(设灯丝电阻不随温度变化),a,b未在图中画出。求: (1)小灯泡的电阻; (2)定值电阻R0和电源电压U; (3)只闭合开关S1时,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下,电路消耗的功率范围。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,答案:(1)12 (2)20 18 V (3)4.5W9 W 解析:当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a点时,等效电路如图
17、甲所示;当只闭合S2,滑片P置于b点时,等效电路如图乙所示:,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,则电源电压:U=Ia(Ra+RL)=0.3 A(Ra+12 ) 又RaR0=125,所以R0=20 ,则电源电压:U=Ib(Rb+R0)=0.5 A(16 +20 )=18 V。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,(3)只闭合开关S1时,灯泡与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;由于灯泡的正常工作电流为IL= =0.5 A0.6 A,所以,电路中的最大电流Imax=0.5 A,则电路消耗的最大功率:Pmax=UImax=18 V0.5 A=9 W;,考法1,考法2,考法3
18、,考法4,考法5,方法归纳电学综合型题目经常作为压轴题出现在中考试卷之中,做此类题目,一方面要对串并联情况分析清楚,最好能单独画出题目中所描述的等效电路图,以便解题思路的分析。另一方面还要熟练应用一些常用计算方法,如:已知灯泡的额定电压和额定功率,利用公式R= 求灯泡的电阻和最大电流;在电源电压一定,滑动变阻器与定值电阻串联时,根据欧姆定律分别列方程,联立求解电源电压和定值电阻;利用公式P=UI,求电路消耗的最大或最小功率。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,对应练9如图所示,电源电压保持6 V不变,灯泡L标有“6 V 6 W”字样,开关闭合后在滑片P从b端向a端滑动的过程中,下列说法正
19、确的是( A ) A.灯泡两端的电压不断增大 B.通过灯泡的电流不断减小 C.灯泡消耗的电功率不断减小 D.灯泡消耗的电功率恒定不变,解析: 根据电路图可以知道,当滑片在a端时,灯泡与电阻ab并联;当滑片在b端时,灯泡被短路;开关S闭合后,滑片P从b端向a端滑动的过程中,灯泡与bP并联后与aP串联,因为bP越来越大,aP越来越小,因此并联部分的电阻越来越大;根据串联电路分压的规律可以知道灯泡两端电压的变化;由欧姆定律可以知道通过灯泡电流的变化;由P=UI可知灯泡功率的变化。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,对应练10(2018贵州安顺)如图所示电路,电源电压为12 V且保持不变。闭合开
20、关S,当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数为4 V;当滑片P置于变阻器的b端时,电压表的示数变化了2 V,在10 s内定值电阻R1产生的热量为60 J。则下列结论正确的是( C ) A.电路中的最小电流为1.5 A B.滑片P在中点时,9 s内滑动变阻器R消耗的电能为60 J C.R先后两次消耗的电功率之比为89 D.R1先后两次消耗的电功率之比为43,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,命题点1,命题点2,命题点1伏安法测小灯泡的电功率 1.实验电路图2.实验器材 电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干。,命题点1,命题点2,3.实验步骤 (1)按设计的电路图
21、连接实物,并设计实验记录表格。 (2)检查电路无误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,观察电压表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时,停止滑动,并记下电流表的示数。 (3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数。 (4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压低于额定电压的 ,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数。 (5)整理实验器材,命题点1,命题点2,4.实验表格,5.实验结论 U实=U额,P实=P额,正常发光;U实U额,P实P额,比正常发光更亮;U实U额,P实P额,比正常发光更暗。,命题点1,命题点2,6
22、.注意事项 (1)选择的器材规格要合适,例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流; (2)连接电路时开关断开,滑动变阻器滑到阻值最大处; (3)使小灯泡的电压高于额定电压时,要注意观察电压表示数的变化,以免电压过高,烧坏小灯泡。,命题点1,命题点2,典题1(2017甘肃兰州诊断)在“测量小灯泡电功率的实验”中,实验电路如图甲所示:,命题点1,命题点2,(1)闭合开关S前,应把图甲中滑片P置于最 (选填“左”或“右”)端。 (2)用电压表测灯泡电压时,误将电压表与灯泡串联,这样引起后果是 。 A.灯泡不亮 B.灯泡可能烧坏 C.电压表烧坏 D.电压表无读数 (3)正确连接电路后,用电
23、流表测电流时,选用00.6 A的量程,指针未达到满偏,若此时改为选用03 A的量程,则 。 A.指针不偏转 B.指针偏转变小 C.电压表烧坏 D.会损坏电流表 (4)开始测量时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,示数为 V;电流表的示数如图丙所示,示数为 A,则此时所测量的小灯泡的电功率为 W。,命题点1,命题点2,(5)若小灯泡的额定功率为3 W,为测量额定功率,请根据本实验电路图,在图丁中用笔画线代替导线,将实物图补充完整。(不考虑灯丝电阻的变化) 答案:(1)右 (2)A (3)B (4)2.0 0.5 1 (5)如图所示,命题点1,命题点2,解析:
24、(1)闭合开关S前,应把图甲中滑片P置于阻值最大处,即最右端;(2)用电压表测灯泡电压时,误将电压表与灯泡串联,因电压表内阻很大,电路中电流很小,对两表不会有影响,这样引起的后果是灯泡不亮,选A;(3)正确连接电路后,用电流表测电流时,选用00.6 A的量程,指针未达到满偏,若此时改为选用03 A的量程,则指针偏转变小,选B;(4)开始测量时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑动到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,图中电压表选用小量程,示数为2.0 V;电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,示数为0.5 A,则此时所测量的小灯泡的电功率为P=UI=2 V0.5 A=1 W;,命题点1,命题
25、点2,方法归纳伏安法测小灯泡的电功率是一个重要的实验,中考试题和平时试题主要命题点有:考查实验器材的选择(电流表和电压表的量程选择、滑动变阻器选择、电源的选择)、电路连接、故障判断、表格的设计、实验数据分析和结论得出等。,命题点1,命题点2,解题时要注意的问题: (1)电路连接时开关要断开,滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。(2)通过移动滑动变阻器的滑片改变灯泡两端的电压,便于测量不同发光状态下的电功率。同时滑动变阻器在这个实验中还起保护电路的作用。(3)实验操作过程中要注意,当开关闭合时,可能灯不亮,此时应该是移动滑动变阻器的滑片,减小滑动变阻器接入的电阻,眼睛观察电压表的示数,直到达到要求的
26、电压值,再去读电流表的示数。(4)实验中多次测量不是减小误差,是为了找电功率与电压的关系及亮度规律,所以不能求平均值。小灯泡两端电压改变后小灯泡的功率也改变,因此求出的平均值无意义。但如果只是测灯泡正常发光时的功率,且每次电压不变,只是读电流表的示数时有偏差,这时可以求平均值减小误差。这也是近两年部分省市出现过的试题。(5)实验中能根据现象判断电路故障,分析产生的原因,并能对实验故障处理;能根据动态电路变化处理实验下一步的操作方法。,命题点1,命题点2,命题点2探究电流产生的热量与什么因素有关 1.电流通过导体时所产生的热量Q,跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。 2
27、.公式:Q=I2Rt,适用范围:任何电路。 3.探究方法:控制变量法 方法一:(1)控制电流和电阻相同,研究电热与通电时间的关系。 (2)控制通电时间和电阻不变,改变电流的大小,研究电热与电流的关系。 (3)控制通电时间和电流不变,改变电阻大小,研究电热与电阻的关系。 方法二:当两段电阻串联时,控制电流和通电时间相同,得出电流产生的热量与电阻大小有关,当两电阻并联时,控制电阻和通电时间不变,得出电流产生的热量与电流大小有关。,命题点1,命题点2,典题2(2017江西抚州)如图所示,小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四
28、个相同的容器密闭着等量空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。,命题点1,命题点2,(1)实验中通过观察U形管中 的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少,这种实验方法叫 。下面实验也用这种实验方法的是 。 A.认识电压时,我们用水压来类比 B.用光线来描述光通过的路径 C.把敲响的音叉来接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动 D.用斜面和小车来研究阻力对物体的影响 (2)装置中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。 (3)甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,通电一段时间, (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多。,命题点1,命题点2,(4)乙
29、图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,通电一段时间, (选填“c”或“d”)容器中电流产生的热量多。 答案:(1)液面高度 转换法 C (2)不是 (3)电阻 B (4)电流 c,命题点1,命题点2,解析:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转化法;A选项中电流不能直接观察,水流能够直接观察,利用能够直接观察的水流说明电流的形成和作用,采用的是类比法;B选项中在研究光的传播时,利用光线反映光的本质,间接地研究光的传播,研究起来更方便、更形象,采用的是模型法;C选项中把敲响的音叉接触水面,看有没有溅起
30、水花,来判断音叉有没有振动,把音叉的振动通过水花来体现,运用了转化法;D选项中水平面越光滑,小车所受阻力越小,运动距离越远,如果小车不受力,小车将做匀速直线运动,本实验用到了实验推理的研究方法;,命题点1,命题点2,(2)U形管本身是一个连通器,但图中的U形管,一端被封闭,不符合“两端开口,底部连通”这一特点,因此,不是连通器;(3)题图甲装置中,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电阻的关系;通过一段时间,b容器中电流产生的热量较多,该容器的电阻最大;(4)题图乙装置中右端两个5 电阻并联后与左端一个5 电阻串联,根据串联电路的电流特点可
31、知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5 的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外,所以,I左I内,烧瓶内的电阻值都是5 ,阻值相等,通电时间相等,电流不同,运用控制变量法,探究电流产生热量跟电流的关系;通过一段时间,c容器中电流产生的热量多。,1,2,3,4,5,1.(2018甘肃兰州)将规格分别为“6 V 6 W”和“6 V 3 W”的甲、乙两只小灯泡串联后接到电压为6 V的电源上,两灯均发光,忽略灯丝电阻的变化,则下列说法中正确的是( D ) A.甲灯两端电压较大 B.通过乙灯的电流较大 C.甲灯较亮 D.乙灯较亮,6,7,解析: 额定功率相同的两个
32、灯泡串联在同一电路中,额定功率大的,实际功率反而小,故D正确。,1,2,3,4,5,2.(2017甘肃兰州)甲、乙两灯分别标有“6 V 3 W”和“6 V 6 W”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;再将两灯并联接在同一电压下,乙灯的功率为P2。两次操作小灯泡均安全,忽略温度对灯丝电阻的影响,则P1P2为( B ) A.92 B.29 C.49 D.19,6,7,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,3.(2018甘肃兰州)如图甲所示,已知电流表的量程为00.6 A,电压表的量程为015 V,滑动变阻器R2的规格为“20 0.5 A”。闭合开关S后,调节滑动变
33、阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( C )A.电源电压为9 V B.R1的阻值为20 C.滑动变阻器的取值范围是2 20 D.电路总功率的变化范围是2 W3 W,6,7,1,2,3,4,5,4.(2017甘肃兰州)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关,将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中,两只电压表与电流表示数的变化关系图线如图乙所示,则电源电压为15 V,滑片移至最左端时,10 s内电流通过R1产生的热量为6 J。,6,7,1,2,3,4,5,6,7,解析: 由电路图可知,电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中,
34、电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压,电流表测量电路中的电流。 (1)当滑片P向右移动时,滑动变阻器连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R1和R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R2和变阻器两端的总电压变小,由此可知图象中上半部分为电压表V2示数变化图线,下半部分为电压表V1示数变化图线; (2)由图象可知,当滑片P移至最右端,滑动变阻器连入电阻为0,此时电路中的总电阻最小,电路中的电流最大为0.6 A,此时两电压表的示数都为6 V,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压;当电压表V2的示数(R2和变阻器
35、两端的电压)为12 V时,电压表V1的示数(R2两端的电压)为2 V,电路中的电流为0.2 A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值和电源的电压,根据Q=I2Rt求出滑片移至最左端时10 s内电流通过R1产生的热量。,1,2,3,4,5,6,7,5.(2018甘肃兰州)如图甲所示为测量小灯泡电功率的实物图,所选小灯泡的额定电压为2.5 V,电路连接完成后:(1)闭合开关发现小灯泡不发光且电流表无示数,但是电压表的示数很大且接近电源电压。经检查导线连接无误,则出现这种现象的原因可能是B 。 A.电流表断路 B.小灯泡断路 C.电压表断路
36、D.变阻器断路,1,2,3,4,5,6,7,(2)排除电路故障后继续实验。当电压表示数为2 V时,电流表的示数如图乙所示。此时通过小灯泡的电流为0.32 A,小灯泡消耗的电功率为0.64 W。为了测量小灯泡的额定功率,则应将滑动变阻器的滑片P向B (选填“A”或“B”)端移动。 (3)图丙是根据多组实验数据描绘出的I-U关系图象,分析通过灯泡的电流与其两端电压不成正比的原因是小灯泡灯丝电阻变化 。,1,2,3,4,5,6,7,6.(2018甘肃兰州)一款电热水壶工作时有两挡,分别是加热挡和保温挡。其工作原理如图所示(虚线框内为电热水壶的发热部位)。已知R1=44 ,R2=2 156 ,外界气压
37、为一个标准大气压,g取10 N/kg,水=1.0103 kg/m3,c水=4.2103 J/(kg),求:(1)当开关S置于 (选填“1”或“2”)时电热水壶处于加热挡,它的功率是多大? (2)保温状态下电路中的电流是多大? (3)若将体积为1 L,初温为20 的水烧开需要7分钟,求电水壶的加热效率。(结果保留一位小数),1,2,3,4,5,6,7,答案:(1)2 1 100 W (2)0.1 A (3)72.7%,1,2,3,4,5,6,7,7.(2018甘肃省卷)如图所示为某品牌四旋翼无人机,该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能,下表是该无人机的部分参数:,1,
38、2,3,4,5,6,7,在某次火灾中,该无人机参与火情的勘测,它先以最大速度匀速直线上升,且达到60 m高处时,再以最大速度水平匀速直线飞行到达1.6 km远处的火场上空。若无人机整个过程四个电动机同时工作,电动机将电能转化为机械能的效率为90%,假设无人机以最大速度匀速直线上升时,受到的阻力大小为10 N,通过计算回答下列问题:(g取10 N/kg) (1)无人机从起飞到火场上空,这一过程共耗时多少秒? (2)无人机到达火场上空后,悬停观测10分钟,则10分钟内电动机消耗多少电能? (3)无人机以最大速度匀速直线上升60 m,这个过程中消耗多少电能?,1,2,3,4,5,6,7,答案:(1)110 s (2)1.2105 J (3)2 000 J,
