第十五章_电功_电功率

初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第1页 页 第十五章第十五章 电功和电热电功和电热 知识总结 知识总结 1 电功 A 基本概念和公式 a 定义 物理学中 当电能转化为其他形式能时 我们就说做了电功 俗称电流做功 b 物理意义 电功是量度电能转化为其他形式能的多少的物理量 c 计算公式 i 普遍适用的公式 w UIt U 为电荷 ii 仅适用于纯电阻性电路的公式 RtIW 2 t R U W 2 说明 把电能全部转化为内能的用电器叫做纯电阻性用电器 如电炉 白炽灯等 连接纯 电阻性用电器的电路叫做纯电阻性电路 把电能的绝大部分转化为内能以外的其他形式能的用 电器叫做非纯电阻性用电器 如电动机 电铃 充电器等 连接非纯电阻性用电器的电路叫做 非纯电阻性电路 d 单位 在国际单位制中 电功的单位是焦耳 J 111JV A sV C 实用单位是千瓦时 kW h Jhkw 6 106 31 B 电能表 用来测量电路消耗电能 即电功 的仪表叫做电能表 a 主要技术参数 i 电压 表示电能表适用的额定电压 额定电压是指用电器或电学仪表正常工作时的电 压 ii 电流规格 表示电能表持续工作时的最大电流 括号里的数字表示允许在短时间内通 过电能表的最大电流 iii 每千瓦时转数 表示用电 1 kW h 电能表转盘转动的圈数 现在 电子式单相电能 表已经开始使用 其重要参数 imp kW h 表示用电 l kW h 耗电指示灯闪烁的次数 如 6400 imp kW h b 用电能表测量电功 i 直接测量 电能表计数器上前后两次读数之差 ii 间接测量 先数出转盘转过的转数 再利用电功与转数成正比计算电功 2 电功率 A 基本概念和公式 a 物理意义 电功率是反映用电器消耗电能 即电流做功 快慢的物理量 b 定义 用电器单位时间里消耗的电能叫做电功率 c 计算公式 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第2页 页 i 普遍适用的公式 W pUI t ii 仅适用于纯电阻性电路的公式 RIp 2 R U p 2 d 单位 在 S1 中 电功率的基本单位是瓦特 W 另外还有千瓦 kw 和毫瓦 mW 换算关系为 Wkw 3 101 mWW 3 101 e 用电器的额定功率和实际功率 用电器在额定电压下的功率叫做额定功率 用电器在实际电压下的功率叫做实际功率 当 U实 U额时 P实 P额 使用用电器时 加在其两端的电压一般不能超过额定电压 否则会造成用电器实际功率超 过额定功率 用电器会因为过热而烧毁 推论 对于纯电阻性的用电器 若不考虑温度对其电阻的影响 则 22 1 sss e ee pUI p U 用电器的铭牌上标有额定电压和额定功率 灯泡的亮度取决于其实际功率的大小 实际功率越大 灯泡越亮 B 用电能表测量用电器的电功率 a 仅让待测功率的用电器单独工作 用电能表 测出电功 w 用秒表测出时问 t 则 P W t b 先后让已知功率为 P0的用电器和待测功率的用电器工作相同的时间 分别数出电能表 转盘转过的转数 n0和 n 由 即 0 0 000 wwPWn t P p pwn 0 0 p n n p c 先后让已知功率为 P0的用电器和待测功率的用电器工作一段时间 使它们在工作时间 内电能表转盘转过的转数相同 用秒表分别测出它们工作的时间 t0和 t 由 0 0 00 t wp tpt pP t 3 电热 由于导体具有电阻 所以当有电流通过时 导体会发热 将电能转化为内能 这种现象称 为电流的热效应 A 焦耳定律和公式 乱内容 电流流过某段导体时产生的热量 跟通过这段导体的电流的平方成正比 跟这段导 体的电阻成正比 跟通电的时间成正比 b 公式 i 普遍适用的公式 12RtQ ii 仅适用于纯电阻性电路的公式 P 为电功率 UItQ t R U Q 2 ptQ c 单位 在国际单位制中 电热的单位是焦耳 J 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第3页 页 d 电热 与电功 W 大小的关系 对于纯电阻性用电器 W 对于非纯电阻性用电器 98 锑 0 3 1 5 合金制成 千万不能用铜丝或铁丝代替熔丝 因为铜和铁的电阻率较小 熔点 较高 起不到保险作用 ii 熔丝的规格及选用原则 熔丝的规格常用其额定电流来表示 其选用原则是 熔丝的额定电流应略大于或等于电路 中的最大正常工作电流 计算电路中最大正常工作电流的方法有 n IIII 21 其中 PZ RZ为电路中的总功率 总电阻 此外还应兼顾到熔丝的额定电流不 z z pU II UR 能超过干路中的电线和电能表允许通过的最大电流值 这样熔丝才能对整个电路起到保护作用 iii 熔丝的安装及等效处理 应将熔丝串联在干路中的火线上 零线上不接熔丝 因为如果在火线和零线上各接一根熔 丝 当电路中的电流超过安全值之前 这两根熔丝不一定同时熔断 也不一定是火线上的那根 先熔断 假如是零线上的那根先熔断 那么虽然整个电路断路了 各个用电器停止工作了 但 是各个用电器与火线仍然相连 此时人若误认为电路中没电了而去检修电路 则有可能发生触 电事故 此外 在准备接大功率用电器的支路中 应先在该支路中将一根熔丝直接接在火线上 再接该支路开关和大功率用电器 因为干路和支路中的电流唇齿相依 息息相关 所以这样才 能保证该支路和干路的安全 在将熔丝装入熔断器时 应先将熔丝的两端在螺丝钉上分别沿顺时针方向缠绕一圈后再拧 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第5页 页 螺丝 这样固定螺丝时 熔丝受到的摩擦力的方向与螺丝旋转方向一致 熔丝的两端就不会被 挤出来 螺丝不宜拧的过紧 因为熔丝的硬度小 拧的过紧 容易造成熔丝的局部截面变小 额定电流减小 以致影响电路的正常工作 也不宜拧得过松 否则熔丝容易松脱而造成断路 即使末松脱 也会造成接触处的电阻增大 产生的热量增多 熔丝的温度升高加快而容易熔断 若一时没有合适的熔丝 可用其他熔丝等效替代 如应选用额定电流为 7 5A 的熔丝 则 可将三根额定电流为 2 5A 的熔丝并联后接入电路 也可将额定电流为 10A 的熔丝先用螺丝刀 揿下一个恰当的切口后接入电路 e 自动空气开关 如果电路消耗的总功率在 3kW 以上 最好用自动空气开关替代闸刀开关和熔断器 因为 这种开关在电路中发生短路 过载和欠压 电压过低 等异常情况时都能自动切断电路 跳闸 且实现自动断路的电流大小可以调节 分断能力较高 而熔断器对欠压这种异常情况是无能为 力的 电动机以及由电动机提供动力的电器 如电风扇 电冰箱 空调器等 在欠压时 若电 路不能及时断开又不能启动 则消耗的电能全部转化成内能 导致温度骤升 极易烧坏电器 引起火灾 自动空气开关是利用电磁原理来保护电路的 f 漏电保护器 为防万一 在家庭电路中的电能表和熔断器后面 最好要接入漏电保护器 因为它能在规 定条件下 当被保护电路中的漏 触 电值达到或超过预定值时 就自动切断电路 或发出报 警信号 g 支路开关 应直接接在火线上 这样该开关断开时 它所控制的用电器就与火线脱离接触 h 插座 插座的作用是接插用电器 明插座应高于地面 1 8m 这样能防止小孩将手指伸进插座的插孔内造成触电事故 三眼插座应接有地线 这样人即使不慎碰到漏电的用电器的金属外壳 也不会触电 因为 接地线的电阻比人体电阻小得多 接地线对电流起旁路作用 两眼插座的正确接法 左零右火 三眼插座的正确接法是 左零右火中接地 i 白炽灯 白炽灯是利用电流的热效应工作的 当电流通过灯丝时 电能转化成内能和光能 当灯丝 温度达到 1700 以上时 呈白炽状态 发出的光呈白色 提高灯丝的温度 可提高灯泡的发 光效率 灯泡的灯丝是用熔点高的钨制成的 钨在高温下易与氧气发生化学反应生成氧化钨 对于 小功率的灯泡一般抽成真空防止灯丝氧化 对于大功率的灯泡充入氮 氩等气体 既防止氧化 又可以阻碍灯丝在高温下升华 在灯头线穿入灯头后盖后 应先打一个保险扣再安装电灯 这样灯头线就不会在电灯拉力 的作用下从螺钉上脱落 火线只准接进螺口灯头中间的金属片上 螺旋套上只准接零线上 这样即使人不慎碰到通 电的灯泡尾部裸露在外的螺旋部分也不会触电 j 电视机 如使用室外天线 应安装避雷器或专用接地线 并在雷雨时停止使用电视机 因电路短路 超负荷运行所引起的各类安全事故 人们并不感到陌生 各种用于防止电路 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第6页 页 短路 超负荷运行的保护装置 如熔断器 空气开关等 已被广泛应用且行之有效 另外 对 于因线路连接处接触不良而引起的火灾和安全事故 也应引起足够的重视 随着电气化的日益普 及 一些重大火灾事故就是由于线路连接处接触不良而造成的 教训十分深刻 当线路连接处接触不良时 会使该处的电阻变大 造成局部过热 同时 接触处的电阻又 将随温度升高而增大 电阻越大 温度越高 温度越高又造成电阻越大 从而形成电热的逐步 积累和恶性循环 以致引发火灾 B 防止触电 a 触电的产生 触电是指一定强度的电流通过人体所引起的伤害事故 超过 30 mA 的电流通过人体就会 有生命危险 不高于 36 V 的电压才是安全电压 b 触电的形式 低压 不包括不高于 36 V 的安全电压 引起的触电有单线触电和双线触电两类 单线触电是 人体直接触摸电源 火线或漏电的用电器等 使人体与地形成回路 双线触电是人体的两部分 如两只手 分别接触到火线与零线 使人与电网形成回路 高压 1 kv 或 1 kV 以上的电压 线路和高压设备引起的触电有高压电弧触电和跨步电压触 电两类 当人体靠近高压带电体到一定距离时 高压带电体和人体之间就发生放电现象 电流 流过人体造成高压电弧触电 高压输电线落在地面上 当人走近断头时 两脚站在离落地电线 远近不同的位置上 两脚之间就存在电压 电流流过人体 造成跨步电压触电 c 触电的防止 为了保证安全用电 除电器安装要符合技术要求之外 还要做到 不接触电压高于 36 V 的 带电体 不靠近高压带电体 不弄湿用电器 不损坏电气设备中的绝缘体 高大建筑要安装避 雷针 防止雷击 d 触电的急救 处理触电事故的原则 切断电源 注意自身安全 具体做法是 立即切断电源 或者用一 根绝缘棒将电线挑开 尽快使触电者脱离电源 并立即进行现场抢救 如进行人工呼吸等 在 发生电火灾时 务必在切断电源后 才能泼水救灾 在整个救护过程中 必须随时注意自身保 护 防止自己也触电 典型例题 典型例题 1 如图所示是李力家的电能表 根据此图可知 通常情况下 李力家同 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第7页 页 时使用的用电器总功率应不超过 W 根据图中的数据 你还能得到哪些信息 请写一条 有一次李力在家里 发现他家的电能表的转盘 2 min 转动了 6 转 则在 2 rain 内 他家的用电器用了 度电 2 小明利用标有 6 V 6 W 的灯泡 Ll和 6V 3W 的灯泡 L2进行实验 1 当 L1正常发光时 通过灯泡 L1的电流为 A 2 如图甲所示 0A 和 OB 分别为通过灯泡 Ll和 L2中的电流随两端电压变化关系的曲 线 现将两灯连入图乙所示电路 要使其中一个灯泡正常发光 电路中电流表的示数为 A 电压表的示数为 V 电路消耗的总功率为 W 3 经测试知 通过某新型电子元件 Z 的电流 I 跟加在它两端电压 U 的关系如下表所示 1 在图甲中画出通过电子元件 Z 的电流 I 跟它两端的电压 U 关系的图线 2 将电子元件 Z 电流表 滑动变阻器 R 和供电电压恒为 5V 的电源等连接成如图乙 所示的电路 接通开关 当电流表的示数 为 0 2A 时 滑动变阻器接入电路的电阻 值为 3 改变图乙所示电路中滑动变阻器接人电路的电阻 在使电流表的示数由 0 2 A 增大到 0 6 A 的过程中 滑动变阻器自身消耗电功率的变化情况是 A 始终增大 B 始终不变 C 先增大后减小 D 先减小后增大 4 家庭电路的引线均有一定的电阻 约几欧 因此 当家中空调 电炉等大功率用电器工作时 家中原来开着的电灯会变暗 某同学在 创新素质实践行 活动中 通过测试就可以估算 出家庭电路引线部分的电阻 如图所示 用 r 表示家庭电路引线部分的总电阻 L 为一只普 通家用白炽灯泡 M 是一台空调 在测试时 先断开开关 S 接通灯泡 L 测得灯泡两端的 U V011 522 533 54 I AOO0 10 20 30 40 50 6 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第8页 页 电压为 Ul 灯泡的功率为 P1 再闭合开关 S 测得灯泡两端的电压为 U2 空调的功率为 P2 P2远大于 Pl 试写出估算 r 的表达式 只用 Ul U2和 P2表示 设电源电压恒定 5 有一功率为 100kW 的电力用户 所需电压为 400 V 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 kW 要使损耗减小为 100 W 输电电压应提高到多少伏 6 在物理实验和日常生活中新旧电池尽可能不混用 因为电池除了提供电压外 它本身也要 消耗电能 新电池内部的电阻很小 约为 0 1 左右 旧电池的内阻较大 可达到 l0 左右 新旧电池混用会使输出电压减小 同时增大了电源内部消耗的电功率 如图所示 RL 10 第一次若用两节内阻为 0 1 的新干电池串联作电源 第二次用一节内阻为 0 1 的新干电池和内阻为 9 9 的旧干电池串联起来作电源 试比较第二次比第一次 灯泡 L 两端电压减小了多少伏 电源内部消耗的功率增大了多少瓦 7 某同学对如图所示的电路进行了以下分析判断 其中正确的是 A Sl S2都闭合时 三只电灯均发光 B sl S2都断开时 Ll和 L2发光 L3不发光 C Sl S2都闭合时 电流表的示数小于 Sl S2都断开时电流表的示数 D Sl S2都断开时 电路消耗的功率小于 Sl S2都闭合时电路消耗的功率 8 在图所示的电路中 E F G 分别表示电流表和电压表 它们的示数以安和伏为单位 当 电键 S 闭合后 E F G 三表的示数分别为 l 2 3 时 灯 L1 L2正好均正常发光 已 知灯 Ll L2的额定功率之比为 3 1 则可判断 A E F G 均为电流表 B E F G 均为电压表 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第9页 页 C F 为电流表 E G 为电压表 D F 为电压表 E G 为电流表 9 一只汽车上用的灯泡上标有 12 V W 未印清 为 了确定该灯泡的额定功率 下述方法中最佳方案是 A 接入 l2 V 电源 使之正常发光 再与有标记的灯泡比亮度进行判断 B 在实验室用干电池 电流表和电压表等器材用伏安法测出灯丝电阻 再用计算 R U P 2 C 接入 l2V 的电路中 测出通过灯泡的电流强度 再用 P UI 计算 D 直接与其它标有 12V 的灯泡从外观上比较确定 10 现有甲 乙两只废旧电炉 分别标有 220 V 1000 W 和 220 V 500 W 字样 其电 热丝均完好无损 某同学想利用这些电热丝来自制一个电热器接入照明电路中使用 下列 设想可行的是 A 要使电热器的功率为 250W 只要将乙电热丝的一半接入电路 B 要使电热器的功率为 2000W 只要将乙电热丝分成等长两段并联后接入电路 C 要使电热器的功率为 400W 只要将乙电热丝与一半长的甲电热丝串联后接入电路 D 要使电热器的功率为 750W 只要将两电热丝各取一半串联后接入电路 11 某厂新购进一台大功率的电热器 在通电使用时 发现厂房内用铝线布设的电路干线有非 常明显的发热现象 很不安全 为了解决这个问题 应该采取下列什么措施 才是可行的 A 在使用这台电热器时 停用其他所有的用电设备 B 将使用的电热器的时间缩短为原来的一半 C 在干路上安装较细的保险丝 D 将干线换成与原铝线横截面积相同的铜导线 12 如图所示 把 E F 两点接入电压为 36V 的电源两端 开关 sl和 s2都 闭合时 电路消耗的总电功率为 72 9W 开关 S1和 S2都断开时 电路消耗的总电功率为 P 当把 A E 两点接入电压为 36 V 的电源两 端 只闭合开关 S2时 电路消耗的总电功率为 P 电阻 R1消耗的电 功率为 Pl 已知 P P 9 5 则 Pl为 A 18 W B 14 4 W C 10 W D 8 W 13 小华准备参加玩具赛车比赛 他运用图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动 机 设电池的电压恒定不变 他先用手捏住电动机的转轴 使其不转 动 闭合开关后读出电流表的读数为 2 A 然后放手 当电动机正常转 动时 又读出电流表的读数为 0 6A 则该玩具电动机正常转动时将电 能转化为机械能的效率为 91 A 70 B 30 C 9 D 14 如图所示为楼梯照明电灯的电路图 其中 S1 S2分别为楼上和楼下的开关 都是单刀双掷开 关 要求拨动其中任一开关 都能改变电灯原来发光或熄灭的状态 在实际应用中最理想 的方案是 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第10页 页 15 小明晚上做功课 把台灯插头插在书桌边的插座上 闭合台灯开关 发现台灯不亮 为了 找出故障原因 小明把台灯插头插入其他插座 发现台灯能正常发光 用测电笔插入书桌 边的插座孔进行检查 发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光 故障原因可能是 A 进户线火线上的熔丝烧断 B 进户线零线断了 C 书桌边的插座与零线断开 D 书桌边的插座与火线断开 16 如图所示是某居民家中的部分电路 开始时各部分工作正常 将电饭煲的插头插入三孔插 座后 正在烧水的电热壶突然不能工作 但电灯仍正常工 作 拔出电饭煲的插头 电热壶仍不能工作 把测电笔分别 插入插座的左 右插孔 氖管均能发光 若电路中仅有一处 故障 则 A 电热壶所在电路的 B D 两点间断路 B 插座的接地线断路 C 插座左 右插孔短路 D 电路的 C D 两点间导线断路 17 小明要将一个 一开三孔 开关 即一个开关和一个三孔插座连在一起 安装在新房里 图甲 为实物图 图乙为反面接线示意图 A B 是从开关接线柱接出的两根导线 请你帮 他将图乙中的电路连接完整 使开关控制电灯 插座又方便其他电器使用 18 按照家庭电路的安装要求把图中的电路元件连接起来 使之符合照明电路的安装要求 19 小军家客厅墙壁上有一个控制灯的开关和一个两孔插座装 在一起的 一开两孔 的电工元件 图甲是元件的面板 图乙是元件壳体内部的原接线图 由于开关损坏 需要更 换整个元件 小军爸爸决定自己动手完成 小军给爸爸当 助手 小军爸爸断开家中进户线的总开关 在拆旧换 新的过程中发现 拆下前没有留意元件中的 A B D 三 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第11页 页 根导线 B C 间已有一短导线在内部相连 与外面的 三根导线的连接关系 如图丙 因 为室内导线都在水泥墙内 无法观察 各导线与墙内导线的连接情况 于是他闭合家中进户线的总开关 用试电笔检测各根导线 发现 第 根导线可以使 试电笔发光 第 根导线不能使试电笔发光 根据小军爸爸的检测 能不能判断各根 导线的连接情况 小军经过仔细思考后认为 不能判断每根导线的连接情况 如果在情况不 明时盲目连接还可能出现严重的问题 1 你认为小军的观点对不对 为什么 2 你能不能利用常用的家用电器 如台灯等 均带有插头 鉴别出 根导线应怎样分别 与 A B D 接线柱相连接 说明你的方法并简述理由 根据你的判断 将图丙中 根导线与下面 A B D 接线柱和上面的火线 零线及 灯泡连接起来 20 小华房间屋顶上安有一只 220 V 100 W 的白炽灯 她学了电学知识以后想在房间里再 安装一只台灯 台灯由一只 220V 60 w 的白炽灯和开关串联组成 为了安装方便 就从 屋顶灯的拉线开关内引出两根电线直接接在了台灯的电源线上 安装完毕 操作两个开关 发现 有时只有屋顶灯亮 有时两只灯都亮 但都不能正常发光 有时两只灯都不 发光 请你分析以上三种情况产生的原因 并求出屋顶灯最亮时的电阻和通过的电流各是 多少 21 有甲 乙 丙 丁四个标有 110 V 110 W 的灯泡 要把它们接在 220 伏的电路中使 用 图 a 和图 b 哪一种接法好 试说明理由 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第12页 页 22 手头有两只规格分别为 Ll 110V 40 w 和 L2 110 V 60 W 的灯泡 另有两只规格 分别为 R3 500 1A 和 R l 000 0 5A 的滑动变阻器以及导线 欲将两灯接在照 明电路上并能同时正常发光 请你以最佳方案设计电路 23 一未知电阻的阻值估计在 10 到 20 的范围内 利用图所示的电路可以测定它的阻 值 图中 R0为定值电阻 有标称为 0 5 1 w 15 l w 和 100 l W 的 三种电阻可供选择 安培表有 O O 6 A 和 O 3 A 两个量程 电源电压稳定 其值约为 3 v 测量要尽可能准确 请简要说明实验的主要步骤 包括写出根据该实验最后计算 Rx的 式子 并说明你所选择的定值电阻的阻值和安培表的量程 24 有一种半导体 其电阻的大小随温度的变化而明显改变 利用这种半导体材料制成的电阻 叫热敏电阻 利用热敏电阻可以用来测量温度的变化 且反应快 精度高 李明同学想用热敏电阻设计一个电路 来检测他家蔬菜大棚内温度的变化 于是 他买 来了一个热敏电阻 该热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图甲所示 他又到实验室向老 师借来了一只电流表 二个开关和 6 V 的电源 请你利用这些器材帮他设计一个能直接观 察大棚气温变化的电路 1 请你在方框中画出你设计的电路图 2 若将电流表刻度盘上的电流刻度换成相应的温度刻度 这样电流表就改造成了气温 表 若电流表选用 o o 6 A 的量程 请你计算说明改造成的气温表的 0 应与电流表刻 度盘的什么刻度对应 该气温表能测量的最高温度是多少 3 当大棚内的温度为 28 时 该电路消耗的功率是多少 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第13页 页 25 电烙铁是利用电流通过导体发热来焊接金属等的工具 通电后长时间不用 烙铁的紫铜头 会因过热氧化而 烧死 以至无法工作 为防止这一现象出现 要设计出一种电烙铁过热 保护器 当 220 V 100W 的电烙铁长时间不用时 使它消耗的功率为 25 W 若要使用 时 消耗功率为 l00 W 温度很快上升到需要的温度 1 画出设计的电路图 计算出所需连入电路的电阻的阻值和功率 2 说明组装装置时应注意的主要事项 26 全国初赛 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 2000w 的电热管 并利用一个 6 V 1 W 的小灯泡和一段 10 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路原理图 2 在同学们的方案中 小灯泡两端的电压是按 5 V 设计的 对于指示灯来说 这样设计有何 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 27 如图所示 虚线框内有两个阻值不等的电阻 R Rz 和一个开关 S 两个电阻之和为 l35 当开关 S 由闭合而断开时 电流表的示数减小 0 1 A 电路总功率减小 0 9 W 请画出 虚线框内所有可能的连接电路 并计算各种可能情况下电源电压 U 和电阻 R1 R2的值 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第14页 页 28 有一个电压值可任意选取的电源 有若干根电阻值相同的电阻丝 现把一根电阻丝接在电 压值为 U 的电源上 通电 1 min 电阻丝产生的热量为 要想使电阻丝产生的热量为 3 可采取哪三种不同的简便方法 29 如图所示 电源电压为 l5V 保持不变 灯泡上只标有 6 V 字样 变阻器 R 的最大阻值 为 36 闭合开关 S 后 滑片置于中点对 小灯泡恰好正常发光 根据以上数据 算出与 灯泡有关的 3 个电学物理量 30 小明家的新房子想装一台电热水器 小明发现市场上的电热水器分为储水式和无水箱式两 种 储水式电热水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 无水箱式电热水器使冷水流过电热水器就达到要求的温度而立即从喷头流出供淋 浴 已知 冷水温度为 15 淋浴所需热水温度为 40 电热水器一分钟流出热水的质 量为 4kg 水的比热容为 4 2 l03 J kg 问 1 将质量为 4 kg 温度为 l5 的冷水加热到淋浴所需要的温度 水吸收的热量是多少 2 如果不考虑热量损失 无水箱式电热水器的电功率至少应该是多大才能满足淋浴的要求 3 小明家新房子的电路允许通过的最大电流约 20 A 问他家能不能使用无水箱式电热水器 31 电源电压为 220 V 若使标有 220 V 800 W 的用电器能在 110 V 至 220 V 的电压下 工作 用电器电阻恒定 求 1 要使用电器达到要求 电路中必须连接一个什么元件 怎样连接 2 这个元件消耗的最大功率是多少 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第15页 页 32 图中 U 为电源 其电压为 27 v 固定电阻 Rl为 500 R2为光敏电阻 P 为一圆盘 由 形状相同的 透光率不同的三个扇形 a b 和 C 构成 它可绕 AA 轴转动 假设照在 R2上 的光强发生变化时 R2阻值立即有相应的改变 当细光束通过扇形 a b c 照射光敏电阻 R2时 R2阻值分别为 1000 2000 4500 设转盘按图中箭头方向匀速转动 每 3 秒转一圈 当细光束通过扇形 a 时 电压表的示数为 9 V 求 1 电路中电流多大 2 光敏 电阻 R 两端的电压多大 3 细光束每次透过扇形 a 时 电流通过 R2做多少功 33 攀枝花中考 如图所示 建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物 货物重 l03 N 电动机 的额定电流为 4 A 电阻为 20 电动机正常工作时 作用在绳子上的拉力为 500 N 1 分钟内将货物匀速提升了 6 rn 求 1 滑轮组的机械效率是多少 2 电动机的额定功率是多少 34 南京中考 在图所示电路中 电源电压 6 V 恒定 电流表的量程为 0 O 6 A 电压表的 量程为 o 3 V 灯 Ll和 L2的规格分别为 6 V 1 8 W 和 6V 1 2W 滑动变阻 器 R 的规格为 50 1 5 A 不计温度对灯丝电阻的影响 求 1 滑动变阻器的滑片 P 放在 a 端时 闭合开关 S1 S2 S3后 电压表和电流表的读数是 多少 2 若两灯中只允许一盏灯工作 且要求电路元件安全使用 在滑片移动过程中 整个电路 至少消耗多少电功率 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第16页 页 35 辽宁中考 如图所示 电源电压保持不变 滑动变阻器最大阻值为 R1 40 灯泡的电阻为 l0 持不变 当 Sl和 S 均闭合且滑片 P 端时 电流表 Al和 A2之比为 3 2 当 S1和 S2 开且滑片 P 置于滑动变阻器中点时 小灯泡 L 的功率为 lO W 求 1 电阻 R2的阻值 2 当 Sl和 S2均闭合且滑片 P 在 b 端时 电压表 V 的示数 3 整个电路消耗的最小电功率 36 如图所示 R 是一个用合金电阻丝绕成的功率可调的电热器 连接它的导线电阻是 2 将 它接在最大功率容量为 2000W 的家庭照明电路中 并使它的功率达到 1100 W 这时电热 器的电阻是多少 要求对计算结果进行讨论 并简要说明理由 计算结果保留一位小数 1584 8 39 37 如图所示电路中 小灯泡 L 标有 3 V 1 5 W 的字样 闭合开关 S 让滑动变阻器的滑 片 P 从 a 端向右移动 使变阻器电阻丝电阻丝的 2 3 连入电路 此移动过程中 电流表示 数变化了 0 1 A 电路消耗的总功率变化了 0 6 W 小灯泡消耗的电功率没有超过额定 功率 电源电压保持不变 求 1 小灯泡的电阻和电源电压 2 在滑动变阻器移动过程中电压表示数的变化范围 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第17页 页 38 学校课外活动小组为检测某传感器是否还能有效使用而设计的电路如图所示 传感器上标 有 3 V 0 9 W 的字样 传感器可看做一个电阻 滑动变阻器上标有 10 l A 的 字样 电流表量程为 0 6 A 电压表量程为 3 v 则 1 该传感器的电阻和额定电流各是多少 2 若电路元件均完好 检测时 为了确保电路各部分的安全 在口 b 之间所加的电源电 压最大值是多少 3 根据技术资料可知 如果传感器的电阻变化超过 l 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 a b 之间 该电源电压小于上述所求电压的最大值 闭合开关 S 通过调节滑动变阻器来改变电路的电流和 R0 两端的电压 检测记录如下 通过计算分析 你认为这个传感器是否仍可使用 不考虑在测量过程中传感器阻值的变化 39 如图所示电路 电源两端电压保持不变 当开关 S1闭合 S2断开 滑动变阻器的滑片 P 移 到 B 端时 灯 L 的电功率为 P1 电流表的示数为 I1 当开关 S1断开 S2闭合时 灯 L 的 电功率为 P2 电流表的示数为 I2 已知 P1 P2 9 25 1 求电流表示数 ll与 I2的比值 2 当开关 S1 S2都断开 滑动变阻器的滑片 P 在 C 点时 变阻器接人电路的电阻为 RC 电压表 V1的示数为 Ul 电压表 V2的示数为 U2 已知 Ul U2 3 2 RC的电功率为 10W 这时灯 L 正常发光 通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片 P 会形成不同 的电路 在这些不同的电路中 电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为 3 1 求灯 L 的额定功率 40 如图所示电路 电源电压一定 当开关 S 断开 滑动变阻器接人电路的电阻为 RA时 电阻 电压表示数 V 电流表示数 A 第一次 1 48 0 16 第二次 0 91 0 22 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第18页 页 R2和滑动变阻器消耗的功率之和 P2 PA 8W 电压表 V1 V2的示数之比 U1 U2 5 4 当开关 S 闭合 滑动变阻器接入电路的电阻为 RB时 滑动变阻器消耗的 功率 PB 5 W 电压表 V2的示数为 U2 且 U2 U2 5 4 求开关 S 断开 滑动变阻 器接入电路的电阻为 RA时 R2消耗的功率 P2 41 现有两个电阻元件 其中一个是由金属材料制成的 它的电阻随温度的升高而增大 而另 一个是由某种半导体材料制成的 其电阻随温度的升高而减小 现将其中一个元件 R0进行 测试 测得其电流与加在它两端的电压值 测试数据如下表所示 1 根据表中数据 判断元件 R0可能是由上述哪类材料制成的 并简要说明理由 2 把元件 R 接入如图所示的电路中 闭合开关后 电流表读数为 1 8 A 已知电路中的电 源电压为 3 V 此时定值电阻 R 的电功率为多大 3 分析表中数据 写出元件 R0的 I 和 U 之间的关系式 42 如图甲所示的电路中 电源电压保持不变 闭合开关 S 后 滑动变阻器的滑片 P 由 a 端移 动到 b 端时 测得电阻 R 两端的电压 U 与通过电阻 R 的电流 I 的变化关系如图乙所示 求 1 电源的电压 2 变阻器的最大阻值 3 电压表 vl 示数的变化范围 4 通过计算分析变阻器的滑片 P 由 a 端移动到 b 端过程中 电阻 R 消耗电功率的变化情 况 U V0 400 600 80 1 OO 1 201 501 60 I A0 200 450 801 251 802 813 20 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第19页 页 43 某兴趣小组利用图甲所示电路进行如下的实验研究 1 闭合 S1 断开 S2 调节电源电压 得到表中三组数据 请根据表中的数据 计算电阻 R 的阻值 计算结果保留 l 位小数 2 断开 Sl 闭合 S2 调节电源电压进行有关测量 根据记录到的灯泡 L 的电压和电流的数 据绘制成电压和电流的关系图像 如图乙 根据图像 当电压表示数为 2 V 时 50 s 时间 内 灯泡 L 消耗多少电能 3 同时闭合 Sl和 S2 调节电源电压 当灯泡 L 的功率为 l W R 与 RL的总功率是多大 44 有一个特殊结构的元件 如图甲所示 由 A B 两部分组成 被封闭在透明的玻璃壳内 a b 为两个接线柱 某学生为了研究 A B 两部分电学特性 通过查阅资料 得知 A 是一 个定值电阻 其 U I 值如表 1 B 是一种由特殊金属丝制成的导体 该元件的额定电压是 7 V 为了既不破坏元件的结构 但又能测定 B 的额定功率 他使用如图乙所示的器材 测得 一组该元件的 U I 值 如图丙所示 后 利用这些数据测出了 B 的额定功率 请你回答下列问 题 物理量 次数 123 U V2 04 05 0 I A0 200 390 51 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第20页 页 1 用笔线代替导线 将图乙所示的器材连接成一个测量元件的 U 1 值的电路 2 请利用表 l 和图丙提供的数据求出 B 在正常工作时的额定功率 P 45 科技小组的同学们准备对市场上一批标有 PZ220V 100W 的灯泡进行一项质量检测 他们测出灯泡在不同电压下的实际电流值 见下表 实验操作可靠 数据无误 请回答下列问题 1 试通过计算说明这种灯在标准电压下工作时 其消耗的功率是否等于额定功率 2 假如生产这种灯泡的钨丝的粗细是一定的 为使其在标称电压下工作时消耗的功率等 于额定功率 其长度为一确定值 L0 实际上这个灯光钨丝的长度比 L0长了还是短了 为什 么 3 如果要使这种灯泡达到额定功率 加在灯泡两端的实际电压应为多大 提示 可用 作图法解答 在图中的坐标纸上作出相关图像 根据图像求得结果 U V0 52 54 56 58 510 5 I l0 3A 5 024 8 45 O 65 285 0104 8 电压 U V 180185190195 电流 I A 0 4170 4260 4340 441 电压 U V 200205210215220 电流 I A 0 470 4530 4580 4620 467 电压 U V 225230235240 电流 I A 0 4710 4750 4790 482 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第21页 页 46 某科学兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件 如图甲所示 透明玻璃壳内有一个标 有 6 V 3 W 字样的小灯泡 L 阻值不变 和一个由一种特殊金属丝制成的导体 R0 A B C 是其外露的三个接线柱 为进一步了解导体 R 的某些特征 它们使用了如 图乙所示电源电压恒为 6 V 的实验装置 把导线 M N 分别与 A C 接线柱相连 闭合开 关 S 移动滑动变阻器的滑片 P 测得了一组电流表和电压表的读数 并绘制成图丙所示曲 线 1 小灯泡 L 的电阻值为 当它正常工作时 通过的电流是 A 2 小明同学在原来连线的基础上 再用导线连接 A B 两个接线柱 闭合开关 S 把滑片 P 移到 a 端 此时电流表的示数是多少 3 若把导线 M N 分别接到 A B 接线柱上 闭合开关 S 把滑片 P 移到 a 端 则小灯泡 消耗的电功率为多少瓦 提示 本小题可用作图法辅助求解 47 小明家买了一台电烤箱 有低 中 高三个档位的发热功率 如图是其内部简化电路图 开关 S1可分别与触点 a b 接触 已知 Rl 48 4 R2 96 8 电源电压保持不 变 请分析和解答以下问题 1 当开关 S1置于 b 端 S2断开时 电烤箱处于什么档位 简述理由 2 电烤箱在中档位工作时 消耗的电功率是多少 3 电烤箱在高档位工作时 对食物加热 6 min 消耗的电能为多少 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第22页 页 48 电热炉内有两个阻值分别为 R1 60 和 R2 l20 的发热电阻 用一个旋转开关可以实现电 热炉多档位工作的要求 将电热炉接入家庭电路中 1 当电热炉只有发热电阻 R1工作时 通过它的电流是多大 2 若要求电热炉发热功率最大 R1 R2应怎样连接 求出这个最大功率值 3 如图是这个电热炉的工作原理图 其中的旋转开关内有一块绝缘圆盘 在圆盘的边缘依 次有 共 l0 个金属触点 可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金 0 属片 转动开关旋钮可以将相邻的触点连接 如旋钮上的箭头指向图中位置 C 时 金属滑 片将 触点接通 同时也将 触点接通 试分析旋转开关的箭头指向何位置时 电热炉的功率最大 49 纳米技术不仅应用于高科技 在生产 生活中也得到广泛应用 如纳米洗衣机 纳米冰箱 纳米服装等 某中学纳米课题研究小组的同学对其应用进行了调查 下面是他们了解到的 某一生产厂家的新产品 纳米电热水器的部分技术参数表 如图所示是它的电路原理图 设 R1 R2 R3的电阻不受温度影响 S 为档位开关 使用时 接人家庭电路中 1 S 接哪一档 1 2 或 3 时为低温档 并说明理由 2 根据表中所给的数据计算出电路中 R2的电阻值 3 从表中任选两个型号的电热水器 分别在高温档通电 l min 不计热损耗 求两水箱中水 的温度升高之比 1 L 1 dm3 型号额定电压fV 水箱容量 L 频率 Hz 额定功率 KW DJW40N2204050 0 5 1 0 2 2 DJW50N2205050 0 5 1 o 2 2 DJW60N2206050 0 5 1 0 2 2 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第23页 页 50 某同学用同一品牌型号如图所示的电水壶做物理实验 测得的数据填在了下面表格内 请你根据以上数据进行计算与分析 1 计算出 XX 一 1 型电水壶的工作电流和壶中水所吸收的热量 2 计算出 XX 一 2 型电水壶所消耗的电能和烧水的效率 3 如果你为家里购买该品牌电水壶 你在选择型号时应该考虑到哪些问题 并说明理由 51 下面两表格中是小强家某型号洗衣机的主要技术参数 请根据表中参数回答下列问题 1 表一的参数中有一个书写方式是不规范的 它是 填写参数名称 2 在正常运行标准程序时 洗一次衣服大约消耗多少电能 喷淋漂洗 蓄水漂洗的功率与 洗涤功率相同 3 小强在一次洗衣服时 想到老师布置的探究学习活动 就把家中所有的其他电器全部断 开与电源的连接 通过观察电能表 发现上述计算的结果比 实际消耗的电能要小 那么 出现这种情况的原因是什么 至少说出两点不同的原因 52 电动自行车越来越受到人们的青眯 不少人用电动自行车替代了摩托车 电动自行车使用 前要先对车上的蓄电池充电 骑行时 蓄电池对车上的电动机供电 电动机为车提供动 型号实际电压U V水的质量m kg加热时间t时 min 初温t0 末温t XX一1 220 2 20 20 100 XX一2 220 2 10 20 100 表一 规格 外形尺寸 520 mmX530mm 907 mm 额定洗涤功率 300W 额定电压220V 50Hz额定洗涤水量 48 L 额定脱水功率 200W 额定脱水容量 5 2 kg 表二 各程序默认的运行状态 程序洗涤时间喷淋漂洗一次蓄水漂洗一次每次脱水时间 标准 8 min3 min3 min5 min 强 洗 10 min6 min6 min7 min 最高车速 30hl h一次充电连续行驶里程 50 km 蓄电池工作电压 36 V 充电时间 8 h 一次充电耗电量 0 6 kW h 电动机效率75 质量 40 kg 最大骑行噪声 62 dB 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第24页 页 力 下表是某品牌电动白行车的一些主要技术参数 若质量是 60 kg 的人骑电动自行车在水平路面上以 6 m s 的速度匀速行驶时 受到的阻 力是人与车总重的 0 02 倍 g 取 10N kg 求 1 行驶 l0 分钟 电动机对自行车做的功 2 通过电动机线圈的电流 3 若摩托车百公里耗油 2 5L 每升油 4 65 元 照明用电每度 0 52 元 试比较说明 使用电动自行车与摩托车哪种更经济 53 空调的 匹数 是对空调输入功率的粗略标识 因相同匹数不同品牌空调的制冷效能有较 大的差异 为便于比较 空调的效能常以 制冷量 来表示 在选择空调时 除了制冷量 和制热量 对冷热空调而言 外 还要考虑 能效比 空调的能效比 制冷量 W 输入功率 W 它表示空调器是否高效节电 目前市场上空 调器的能效比相差很大 一般在 2 3 之间 最高的可达到 3 5 左右 应尽量挑选能效比 高的空调 房间所需的制冷量和制热量可按下面的公式计算 制冷量 Q冷 S 房间面积 140 W 一 180 w 制热量 Q热 S 房间面积 180 W 一 240 W 此公式适用于层高 2 5 m 的房间 如果层高偏大 则应适当加大功率 下表是小明家准备购买的某一型号空调的使用说明书的一部分 请结合上面所介绍的知识和空调使用说明书 通过计算回答下面的问题 1 这台空调的能效比是多少 2 小明家新购买楼房客厅面积约为 30 m2 层高为 2 7 m 他想在客厅内安装上表所示 初二物理提高学习 第初二物理提高学习 第25页 页 的空调 请你通过计算说明这种选择是否合理 3 若小明家用此空调器制冷 空调器的压缩机每天实际工作 6 h 一个月仅空调一项所支 付的电费约为多少 当地的电价为 0 5 元 度 54 供电局以每两个月为一个抄表计费周期 小明家收到 2006 年 l 2 月的电费通知单 通知 单上附有他家近几个月的用电量图表 如图所示 1 根据以上图表提供的信息 填写下表中的空格 2 与 2005 年 ll 12 月比较 小明家 2006 年 1 2 月多用了一个额定电压 220 V 额定 功率 1100 W 的电暖器 其他用电器的使用情况与 2005 年 11 12 月相同 这台电暖器 在额定电压下工作时电流多大 你估算小明家 2006 年 1 2 月使用电暖器共多少小时 55 如图是研究电流做功的多少跟什么因素有关的实验装置图 图中砝码被提起越高 表明电 流做的功越多 现将质量一定的砝码通过细线挂在定滑轮下面 闭合开关 测得的数据如 下表 1 比较实验次数 l 和 2 可以归纳的结论是 2 比较实验次数 l 和 3 可以归纳的结论是 3 通过 1 2 分析可以发现 这里研究物理规律采用的方法在物理学中叫做 请 举出采用这种方法研究物理规律的两个实例 4 实验中 电动机消耗的电能与砝码增加的机械能是否相等 试分析原因 要求从两个不同 方面进行分析 额定制冷量 W 5000 室内机组噪声dB A 45 额定制热量 W 5300 室外机组噪声dB A 57 电源 220 V 50 Hz 室内机外形尺寸 长 宽 高 mm 195 l 014 320 工作电压 V 220 室外机外形尺寸 长 宽 高 mm 253 800 646 额定制冷输入电流 A 8 6 额定制冷输入功率 W 1850 热泵额定制热输入电流 A 8 7 热泵额定制热输入功率 W 1880 时间 年 月 2005 3 42005 11 122006 1 2 用电量 kW h 902 1 实验次数电流表示数 A 电压表示