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第十八章电功率单元测试一、选择题1.“焦耳”是下列哪个物理量的单位（）A.功率B.电功C.压强D.长度【答案】B【解析】解：A、功率的主单位是瓦特；B、电功的主单位是焦耳；C、压强的主单位是帕斯卡；D、长度的主单位是米；故答案选B；点睛:解答此题需要知道每一个物理量的主单位。2.小吴家的电能表7月1日的读数如图甲，8月1日的读数如图乙，若电价为0.5元/度，则小吴家7月份应交电费A.33.95元B.27.75元C.30.62元D.277.5元【答案】B【解析】某段时间消耗的电能为电能表两次读数的差，所以本月消耗的电能为：；应交电费：故B符合题意。3.两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500,乙灯的电阻为1200.在相同的时间内A.甲灯消耗的电能多B.乙灯消耗的电能多C.甲、乙两灯消耗的电能一样多D.无法判断【答案】A【解析】试题分析：两盏电灯并联接在同一电源上时，因并联电路中各支路两端的电压相等，甲灯的电阻小，工作相同的时间，由W=UIt=U2/Rt可知，甲灯消耗的电能多，故A正确、BCD错误，故选A。考点：电功计算公式的应用4.如图所示电路，电源电压不变。闭合开关后，当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W下列说法正确的是（）A.滑动变阻器的最大阻值为20B.电源电压为10VC.小灯泡正常发光时的电阻为10D.滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率为3.6W【答案】A【解析】【详解】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当滑片P在某一端点时，电流表示数为0.3A，小灯泡消耗的功率为0.9W；当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，此时小灯泡恰好正常发光，且消耗的功率为2W，由小灯泡消耗的功率变大可知，电路中的电流I0.3A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，由PUI可得，此时灯泡两端的电压：UL3V，当滑片P移到中点时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大，由电压表示数变化了2V可知，此时灯泡两端的电压ULUL2V3V2V5V，因此时灯泡正常发光，且灯泡的功率PL2W，所以，由PUI可得，灯泡正常发光时的电阻：RL12.5，故C错误；（2）当滑片P在最右端时，灯泡的电功率两端的电压UL3V，电路中的电流I0.3A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I可得，电源的电压：UULIR3V0.3AR滑-，当滑片P移到中点时，灯泡两端的电压UL5V，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I0.4A，电源的电压：UULI5V0.4A-，因电源的电压不变，所以，3V0.3AR滑5V0.4A，解得：R滑20，故A正确；电源的电压UUL+IR3V0.3A209V，故B错误；（3）滑片P在最右端时，滑动变阻器消耗的功率：PRI2R滑（0.3A）2201.8W，故D错误。故选：A。【点睛】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）比较滑片P在某一端点和滑片P移至中点时灯泡消耗的功率判断开始时滑片的位置，根据PUI求出此时灯泡两端的电压，根据串联电路的分压特点结合电压表示数的变化判断滑片位于中点时电压表的示数，根据PUI求出灯泡正常发光时的电阻；（2）当滑片P移到最右端点时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示电源的电压，滑片P移到中点时，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的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滑动变阻器的最大阻值，进一步求出电源的电压；（3）滑片P在最右端时，根据PI2R求出滑动变阻器的功率。5.下列有关说法正确的是（）A.电路两端有电压，电路中一定有电流B.影响电阻大小的因素是材料和长度C.电动机工作时产热的多少可用Q=UIt计算D.电功率是表示电流做功快慢的物理量【答案】D【解析】【分析】电压是形成电流的原因；电路中有电压且电路是通路，电路中才有电流。导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关。电动机工作时产热多少克通过焦耳定律计算，即。电功率的物理意义是表示电流做功快慢的物理量。【详解】A、电路两端有电压，电路中不一定有电流，还要看电路是否是通路；故A错误；B、导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关。故B错误；C、电动机不属于纯电阻电路，故产热多少只能用计算。故C错误；D、电功率是表示电流做功快慢的物理量；故D正确；故选：D。【点睛】此题考查电学的多个知识点，理解电压与电流的关系、明确影响电阻的诸多因素、理解电动机属于非纯电阻电路、理解电功率的意义；可解答此题。6.右图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分,根据此图中所提供器材,可以直接研究的问题是A.测小灯泡正常发光的电阻B.测小灯泡的实际电功率C.测小灯泡消耗的电能D.测小灯泡正常工作时的温度【答案】B【解析】【详解】A、根据电路图可知,电压表测灯泡两端的实际电压,电流表测通过灯泡的实际电流。根据可求出灯泡的电阻,但灯泡的电阻受温度的影响,不同电压下灯泡的电阻不同,不能直接测小灯泡正常发光的电阻,故选项A不符合题意;B、知道灯泡的实际电压和实际电流,据公式P=UI可计算出灯泡的实际功率,故选项B符合题意;C、根据W=UIt可知,测小灯泡消耗的电能时需要知道通电时间,故选项C不符合题意;D、要测小灯泡正常工作时的温度,需要用到温度计，由电压和电流表不可能测出温度，故选项D不符合题意。故选：B。7.图甲中的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表(如图乙所示)。闭合开关后,两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同,此时灯L1和L2所消耗的电功率P1和P2的比值为A.41B.14C.51D.15【答案】A【解析】由电路图知道，两灯泡并联，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量通过灯泡L2的电流；电流表A1的示数大于电流表A2的示数，通过灯泡L1的电流为I1，通过灯泡L2的电流为I2，根据两电流表的指针偏转角度相同，我们知道，又因为I=I1+I2，所以，因此，所消耗的电功率P1和P2的比值为：，故选A。点睛：本题考查的是并联电路的特点和电功率公式的灵活应用，解题的关键是知道两电流表的指针偏转角度相同时大量程示数是小量程示数的5倍。8.为了同学们饮水安全、卫生，学校要安装一台电热水器，该电热水器的额定电压是380V，额定功率是15kW，连接该电热水器时，有四种绝缘铜芯导线供选择，其规格如表所示，从既安全又经济的方面考虑，选用导线的横截面积是导线规格导线横截面积S/mm22.54610安全载流量I/A28374768A.2.5mm2B.4mm2C.6mm2D.10mm2【答案】C【解析】【详解】电热水器加热时，电功率为P=15000W，电压为U=380V，由P=UI得正常工作时电流为：，所以从既安全又经济的方面考虑，应选择表中横截面积为6mm2的铜芯导线。故选：C9.如图为“探究焦耳定律”的实验装置两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是（）A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法B.右侧电阻丝的阻值比左侧小C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系【答案】D【解析】分析：电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。（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，体现的是转换思想；（2）根据焦耳定律判定电阻产生热量的多少，从而判定出U形管中液面的高度差的变化关系；（3）探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间不变；（4）探究电流产生的热量跟电流大小和电阻大小关系时，要控制电流、通电时间不变。解答：A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是转换法；故A不正确；BCD、由图可以看出，两个电阻丝是串联在一起的，所以电流是相等的，故C错误，右侧玻璃管中液面比左侧高，说明右侧产生的热量较多，根据焦耳定律可知，在电流强度和通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多。所以右侧电阻丝的阻值比左侧大，故B错误；该装置是用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系的，故D正确。故选D【点睛】此题考查了电流产生热量的决定因素，实验过程中渗透了转换法和控制变量法的应用，有一定的综合性。重点是焦耳定律的应用。10.如下图甲所示，闭合开关后，在滑片P由b端向a端移动的过程中，电压表示数U随滑动变阻器的电阻R2变化的关系图像如下图乙所示，下列说法错误的是（）A.电源电压是6VB.R2的最大阻值是20C.R1的电阻是10D.当滑片P移动中点时，10s内电流通过R1产生的热量是18J【答案】D【解析】分析：由图甲所示电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测定值电阻R1的两端电压。（1）由图甲所示电路可知，滑片在a端时，电路为R1的简单电路，电压表测电源两端电压，由图乙所示图像读出电源的电压；（2）当滑片位于b端时，R1与R2的最大阻值串联，电压表的示数最小，根据图乙读出滑动变阻器的最大阻值，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最小电流，再根据欧姆定律求出R1的阻值；（3）当滑片在中点时，可以求出总电阻和总电流，然后根据求出通过R1产生的热量；解答：由图甲所示电路图可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测定值电阻R1的两端电压。由图甲所示电路可知，当滑片在a端时，电路为R1的简单电路，电压表测电源两端电压，由图乙所示图像可知，电源电压U=6V，故A正确；当滑片位于b端时，R1与R2的最大阻值串联，电压表的示数最小，由图乙所示图像可知，变阻器的最大阻值R2=20，故B正确；电压表的最小示数U1=2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：，R1的阻值：，故C正确；当滑片P移动中点时，电路的总电阻，总电流为，10s内电流通过R1产生的热量是，故D错误故选：D。【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是从图像中读出滑动变阻器R2的阻值和对应电压表的示数。二、填空题11.如图所示,电能表示数为_kWh。观察此表,你能得到哪些信息?请写出一条:_。【答案】(1).751.8(2).这个电能表应该在220V的电路中使用(或这个电能表的标定电流为5A,额定最大电流为10A;或这个电能表在50Hz的交流电路中使用;或接在这个电能表上的用电器,每消耗1kWh的电能,电能表上的转盘转过2500转)【解析】【详解】在读数时要注意电能表示数的最后一位数字是小数点后第一位。如图电能表的读数为：751.8kWh；还能得到的信息：这个电能表应该在220V的电路中使用(或这个电能表的基本电流为5A,额定最大电流为10A;该电能表在50Hz的交流电路中使用;每消耗1kWh的电能,电能表上的转盘转过2500转。12.只将一个“220V800W”的电暖气接入示数为如图所示的电能表所在的电路中，正常工作5h，消耗电能_kWh，此时电能表示数变为_。【答案】(1).4(2).03660【解析】解答：(1)由电暖器铭牌知，电暖器的功率P800W0.8kW，则5h电暖器消耗的电能WPt0.8kW5h4kWh，(2)由图知，电能表原来的示数是362.0kWh，则电能表现在的示数是362.0kWh+4kWh366.0kWh，则电能表示数将变为03660.13.把标有“3.8V1.52W”字样的小灯泡接在电压为5V的电路中，且正常发光，应给小灯泡_联一个_的电阻。【答案】(1).串(2).3【解析】【详解】由题知，电源电压高于灯泡的额定电压，要使“3.8V1.52W”字样的小灯泡接在电压为5V的电源上正常工作，根据串联电路分压的特点知，需要给它串联一个电阻，以分去一部分电压；根据得灯的正常工作电流为：串联电路中各处的电流相等，则；因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和，得电阻两端的电压为：根据得串联电阻的阻值为：。【点睛】重点是欧姆定律的应用，关键是利用好串联电路的电压和电流特点，是电路的最基本规律，是分析电路的基础，一定要熟练掌握。14.当电阻R1两端电压为3V时通过的电流为0.2A，则R1的电阻为_，当它与R2=5并联工作时，电功率之比P1：P2=_，电流之比I1：I2=_。【答案】(1).15(2).1：3(3).1：3【解析】【分析】由欧姆定律可计算R1的电阻，由并联电路特点结合欧姆定律和电功率公式计算两电阻的功率和电流比。【详解】由题知，R1两端的电压为3V时，通过的电流为0.2A，由欧姆定律可得R1的电阻：；并联电路中各支路两端电压都相等，当两电阻并联时，U1=U2，所以通过它们的电流比：；由可得，两电阻的电功率比：。故答案为：(1).15(2).1：3(3).1：3【点睛】本题考查了并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用，属于一道基础题。要注意明确并联电路中电压相等，功率与电流成正比。15.利用如图中的电路测小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压是1.5V,若发现电压表示数是1.8V,则滑动变阻器的滑片应向_移动;若电压表示数为1.0V,则滑片应向_移动。【答案】(1).右(2).左【解析】【详解】如图电路，滑动变阻器跟小灯泡串联,当小灯泡两端的电压高于其额定电压时,可使滑片向右滑动,使滑动变阻器连入电路的电阻变大，根据串联电路分压的规律，滑动变阻器所分得的电压变大,小灯泡两端的电压变小；同理，当小灯泡两端的电压小于其额定电压时,应使滑动变阻器的阻值变小，滑片向左移。16.图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W；再闭合开关S1，电流表示数变化了_A，此时电路消耗的总功率为_W。【答案】(1).0.2；(2).1.4【解析】【详解】由于只闭合开关S时，小灯泡的实际功率为1W，由甲中的图像可知，L对应的曲线即为灯泡的电压随电流的变化图像，发现当电压为2V时，灯泡中的电流为0.5A，此时灯泡的电功率才正好是1W，由此可以判断出，电源电压是2V，当再闭合开关S1时，电阻R的两端电压也是2V，再由图像甲可知，电阻R中通过的电流为0.2A，而灯泡中通过的电流仍不变，故电流表示数变化了0.2A；此时电阻R的电功率为P12V0.2A0.4W，灯泡的电功率为P22V0.5A1W；电路消耗的总功率为PP1+P20.4W+1W1.4W。17.如图所示电路中，电源电压恒为6V，R1=30，只闭合开关S时，电流表示数为_A；同时闭合开关S、S1，电流表示数为0.5A，则通电1分钟电阻R2产生的热量为_J。【答案】(1).0.2(2).108【解析】试题分析：（1）只闭合开关S时，电路中只有电阻R1，根据欧姆定律可得，电流表示数I=U/R1=6V/30=0.2A。（2）同时闭合开关S、S1，电阻R1、R2并联，电流表测干路的电流，根据并联电路的电流关系，通过电阻R2的电流I2=I-I1=0.5A-0.2A=0.3A，所以通电1分钟电阻R2产生的热量Q=W=UIt=6V0.3A60s=108J。考点：欧姆定律的应用并联电路电流关系电功18.【xx威海卷】一个标有“220V1200W”的电热水壶要在1个标准大气压下将2kg温度为20的水烧开，水需要吸收的热量是_J，若不计热损失，电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间是_s（水的比热容为4.2103J/（kg）【答案】(1).6.72105J(2).560【解析】试题分析：在标准大气压下，水的沸点为100，水吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）2kg=6.72105J；因为电热水壶正常工作，所以P=P额=1200W，不计热损失，Q吸=W=Pt，所以电热水壶正常工作时烧开这壶水需要的时间：t=560s。【考点定位】电功与热量的综合计算三、实验,探究题19.在“探究影响电流做功的因素”的实验中：有以下器材两个规格不同的灯泡，电流表，电压表，开关，滑动变阻器，电源及导线若干实验过程如表：步骤电路图观察的现象实验结论1灯泡的亮度和电压表示数电压越大，电流做功越多2在电压和时间相等时，电流越大，电流做功越多问题：（1）在步骤1中的实验结论有不妥之处，请改正：_；（2）在步骤2中的空白处补填适当的内容；（）（3）在实验中根据_来反映电流做功的多少【答案】(1).在电流与时间相等时，电压越大，电流做功越多(2).步骤电路图12灯泡的亮度和电压表示数在电压和时间相等时，电流越大，电流做功越多(3).灯泡亮度【解析】【详解】（1）如图为串联电路，电流相等，探究电流做功与电压的关系，可得出的结论是：在电流与时间相等时，电压越大，电流做功越多故题中结论缺少了“在电流与时间相等时”这一条件；（2）探究电流做功与电流的关系，两灯应并联，可以保证电压相等，故设计电路图如下：通过观察灯泡的亮度和电流表示数，可以得出结论：在电压和时间相等时，电流越大，电流做功越多；（3）在实验中根据灯泡亮度来判断电流做功的多少，转换法的应用20.在测量小灯泡电功率的实验中，小刚连接了如图所示的电路，闭合开关前，他发现电路连接有误，他又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_，电流表的读数约为_，小灯泡发光情况如何，_（2）在图中画出小刚连接的那条导线（）【答案】(1).6V(2).0(3).不发光(4).【解析】【详解】（1）如图电路，改动前电压表串联在电路中，电流表与电阻、灯泡并联。因为电流表的内电阻很小，所以闭合开关后，电灯泡和定值电阻被电流表短路，只有电压表、电流表和滑动变阻器串联接入电路中，又因为电压表的内电阻很大，根据欧姆定律知，电路中的电流几乎为0，灯不发光；根据分压原理，电压表分得绝大部分电压，所以它的示数接近电源电压6V；（2）在测量小灯泡电功率的实验中，电压表应与灯并联，增加如图所示的导线，这样就把电压表并联在了灯泡两端，电流表测量通过灯泡的电流，滑动变阻器还能改变电路电流，符合实验要求，如下图：21.某实验小组的同学用下图所示器材测量小灯泡的电功率。已知电源电压恒为6V不变，待测灯泡的额定电压为3.8V，功率估计在1.1W左右。(1)请在图甲中用笔画线代替导线，使其成为完整的实验电路_。(2)请根据实物图在右侧虚线框内画出对应电路图_。(3)连接电路时，开关应该_。(4)闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于_端（选填A或B）。(5)闭合开关，同学们发现，电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，此时电路故障为_。(6)故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器换片P，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙所示为_A，则待测灯泡的额定功率为_W；(7)若实验器材中电压表015V量程被损坏，利用上图器材怎样测定待测灯泡的额定功率？简要步骤_。【答案】(1).(2).(3).断开(4).B(5).小灯泡断路(6).0.3(7).1.14(8).把电压表和变阻器并联，移动滑片至电压表示数等于2.2V，读出电流表示数。【解析】试题分析：（1）待测灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表应选择015V的量程；（2）根据实物图可知灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，所以对应电路图为（3）为了保护电路，连接电路时，开关应该处于断开状态；（4）为了防止电路中电流过大，闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处，应离A接线柱最远，P应该位于B端；（5）闭合开关，同学们发现，电流表没有示数，灯泡不亮，这说明电路中出现断路，电压表示数接近电源电压，这说明电压表可以连接在电源的两端，中间没有断路，此时电路故障为小灯泡断路；（6）如图电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02V，待测灯泡的额定电压为3.8V，灯泡正常发光电流表的示数为0.3A，则待测灯泡的额定功率;（7）若实验器材中电压表015V量程被损坏，若换用03V量程，待测灯泡的额定电压为3.8V，灯泡正常发光时会烧坏，由于灯泡与滑动变阻器串联，电源电压为6V，根据串联电路电压特点，当滑动变阻器两端的电压为6V-3.8V=2.2V时灯泡正常发光，简要步骤把电压表和变阻器并联，移动滑片至电压表示数等于2.2V，读出电流表示数。【考点定位】测量小灯泡的电功率22.小明和小红想利用如图所示的装置探究导体产生的热量与电阻大小的关系。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,烧瓶A中的金属丝是铜丝,电阻比较小,烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝,电阻比较大。两瓶煤油中的温度计可以显示煤油的温度。(1)根据_法的研究思想,应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等。(2)小红问小明:“打开水龙头就可以得到水,为什么不用水代替煤油?”对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为最合理的是_。A.因为煤油有颜色便于观察B.因为煤油有比较大的热值C.因为煤油有比较小的密度D.因为煤油有比较小的比热容(3)实验中,小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高得快。这表明在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越_,产生的热量越多。(4)小红把实验装置做了一些改动:在相同的烧瓶A、B中装满煤油,用细玻璃管代替温度计做实验,当煤油温度上升时,会看到细玻璃管内的液面明显上升。下列实验中也用到这种思想和方法的是_。A.将不同的电阻丝分别接到同一电路中,通过比较电流的大小来比较电阻的大小B.将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动C.让不同的纸团从相同高度同时下落,通过落地的先后判断运动的快慢D.将小铁屑均匀撒在磁体周围,通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况【答案】(1).控制变量(2).D(3).大(4).BD【解析】【详解】(1)本实验中，通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少,为准确反映电流产生热量的多少,应控制两个烧瓶中所盛煤油的质量相等,应用了控制变量的思想。(2)因为煤油的比热容比水的小,相同质量的煤油和水比较,吸收相同的热量,煤油温度升高得多,所以用煤油做实验效果更明显。(3)发现烧瓶B中温度计的示数升高得快，因为B中电阻丝的电阻大，所以由实验现象可知,在电流和通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量越多。(4)本题通过液面高度的上升来反映温度的变化,采用了转换法,转换法常用来演示一些不易观察的现象。选项A中将不同的电阻丝分别接到同一电路中,通过比较电流的大小来比较电阻的大小,应用了控制变量法;选项B中将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动,采用了转换法;选项C中让不同的纸团从相同高度同时下落,通过落地的先后判断运动的快慢,采用了控制变量法;选项D中将小铁屑均匀撒在磁体周围,通过观察铁屑的分布情况来认识磁场的分布情况,采用了转换法。故选：BD。四、计算题23.如图所示将一个小电动机接在电路中工作时，电压表示数为3V，电流表示数为0.5A，该电动机在10s时间内把质量m=0.4kg的物体提升3m，（g取10N/kg）请计算：（1）这段时间内电动机消耗的电能；（2）这段时间内电动机对物体所做的功；（3）电动机线圈的电阻【答案】（1）15J；（2）12J；（3）1.2【解析】【详解】（1）根据得，这段时间内电动机消耗的电能：W电=UIt=3V0.5A10s=15J；（2）根据得，这段时间内电动机对物体所做的功：W机=Gh=mgh=0.4kg10N/kg3m=12J；（3）消耗的电能一部分转化为机械能，一部分转化为内能，即W电=W机+Q，则电流通过线圈产生的热量：Q=W电W机=15J12J=3J，由Q=I2Rt可得，线圈的电阻：。24.如图所示，R0是阻值为10的定值电阻，R为滑动变阻器，灯泡上标有“4V2W“字样，且小灯泡的阻值始终保持不变。当断开S2，闭合S、S1时，灯泡恰好正常发光，电压表示数为U1；断开S1，闭合S、S2，将滑动变阻器的滑片P置于中点时，电压表数为U2，已知U2与U1相差1V，求：（1）灯泡的额定电流；（2）电源的电压；（3）滑动变阻器最大阻值；（4）该电路消耗的最小电功率。【答案】（1）0.5A；（2）9V；（3）32；（4）2.275W。【解析】【详解】（1）灯泡的额定电流I0.5A；（2）当断开S2，闭合S、S1时，R0和灯泡串联，灯泡正常发光，所以电路中的电流是0.5A,则R0两端的电压U1IR00.5A105V，电源电压UU额+U14V+5V9V；（3）闭合S、S2，R和灯泡串联，滑动变阻器两端的电压最大时，其阻值最大，所以U2应比U1大1V，即U2U1+1V6V，灯泡两端的电压ULUU29V6V3V灯泡的电阻RL8，根据串联分压特点可得，解得：R滑16，因为滑片置于中点，所以R滑大2R滑21632；（4）S1断开S、S2闭合，片P置于最大电阻位置时，R和灯泡串联，此时电阻最大，功率最小，P小2.275W。【点睛】（1）根据PUI求出灯泡的额定电流；（2）当断开S2，闭合S、S1时，R0和灯泡串联，电压表测量R0两端的电压，此时灯泡正常发光，求出两端的电压，再求出电源电压；（3）闭合S、S2，R和灯泡串联，电压表测量R0两端的电压，且U2与U1相差1V，求滑动变阻器的最大阻值，所以它两端的电压应该最大，所以U2应比U1大1V，据此求解滑动变阻器的最大阻值；（4）根公式可知，要求电路消耗的最小电功率，就要电路总电阻最大，即断开S1，闭合S、S2，将滑动变阻器的滑片P置于最大电阻位置时。25.如图所示的电路，电源电压保持不变，R1=20，当闭合开关S1、S3，断开S2时，电流表的示数为0.3A，当闭合开关能S2、S3，断开S1时，电流表的示数为1.2A（1）求电源电压；（2）求电阻R2的阻值；（3）当闭合S1，断开S2、S3时，电路消耗的电功率为P1；当闭合S2，断开S1、S2时，电路消耗的电功率为P2，且P1：P2=1：2，求电阻R3的阻值；（4）求整个电路消耗的最小电功率【答案】（1）6；（2）5欧；（3）10欧；（4）1.2W【解析】【详解】（1）如图电路，闭合开关S1、S3，断开S2，此时R3短路，只有R1接入电路，电流表测电路中的电流，根据得，电源电压为：U=I1R1=0.3A20=6V；（2）闭合开关能S2、S3，断开S1，此时只有R2接入电路，电流表的示数为1.2A，根据可得，电阻R2的阻值：；（3）闭合S1，断开S2、S3，此时R1、R3串联，电路消耗的电功率为：；闭合S2，断开S1、S2，此时R2、R3串联，电路消耗的电功率为：；由题意知P1：P2=1：2，即：，将R1=20，R2=5代入解得R3=10；（4）电路的总电阻最大时，电路中电流最小，电路消耗的电功率最小；由图知当R1与R3串联时，电阻最大，电路的最大电阻为：R=R1+R3=20+10=30，则整个电路消耗的最小电功率为：。26.有一款新型智能电热水壶，有高、中、低三档，并可以手动调节，它的等效电路图如图所示，其中R1=R2=88，均为电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b（1）开关S1、S2处于什么状态时，电热水壶处于低温档？（2）电热水壶处于中温档时的电流是多大？（3）用高温档加热时，电功率是多大？把1kg水从20加热到100需要多长时间？已知c水=4.2103J/（kg），不计热量损失，时间计算结果保留整数即可【答案】（1）低温档；（2）2.5A；（3）1100W；305s【解析】试题分析：（1）由电路图知，当S1断开，S2接b时，R1、R2串联，电路总电阻最大，电源电压U一定，由P=可知，此时总功率小，电热水壶处于低温挡；（2）由电路图知，当S1闭合，S2接b时，只有R1连入电路，电路中电阻较大，不是最大，电源电压U一定，由P=可知，此时总功率较小，电热水壶处于中温挡；则处于中温档时的电流：I=2.5A；（3）当当S1闭合，S2接a时，R1、R2并联，总电阻最小，由P=可知，总功率最大，电热水壶处于高温挡，R1、R2并联时，总电阻：R并=44，高温档加热时，电路消耗的功率：P高=1100W；把1kg水从20加热到100吸收的热量：Q=cmt=4.2103J/（kg）1kg（10020）=3.36105J；不计热量损失，W=Q=3.36105J；由P=可得，所需时间t=305s。【考点定位】电功与热量的综合计算
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