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第九章 电功和电功率典例点拨课时 电功、电功率和焦耳定律知识梳理1电功(1)电流做功的过程实质是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功，就会消耗多少电能，转化为多少其他形式的能。(2)电功的单位：J和kWh。 1 kWh =J。(3)电功的测量：使用电能表。2电功率(1)意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量。(2)定义：电功率的大小等于用电器在1 s内所消耗的电能。定义式为P=。(3)电功率的单位：W。3.焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。考点典例考点1 电功、电功率的定义、单位及测量【例1】 下课后王老师去关闭微机房的总电闸时，发现图9.1-1所示的电能表转盘在缓慢地转动，他利用手表估测了一下，2 min转盘转动了5圈，那么2 min内消耗了_J电能；经检查发现，原来机房内还有20台型号相同的电脑显示器处于待机状态，则一台电脑显示器的待机功率约为_W。图9.1-1【思路分析】学生要知道2 500 r/kWh的含义，会算出电能表转一圈消耗的电能大小，再求出2 min内消耗的电能。求功率要用P=。【答案】7 2003【例2】 如图9.1-2是额定电压为220 V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:图9.1-2(1)要送热风，选择开关应放在_位置(选填“A”“B”或“C”)。(2)已知电动机的额定功率是120 W。当送冷风时，通电5 min，电流所做的功是多少？ (3)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？【思路分析】吹风机吹热风的含义是既要电动机送风，还用电热丝加热，需同时工作，所以选择开关放在A。求电流做功要用公式W=Pt。送热风时，电动机和电热丝并联，两功率相加即为电路消耗的总功率。【自主解答】J(3)1 000 W考点2 串并联电路中电功、电功率特点及比例关系应用【例3】 一个电阻接入电路后，每分钟产生的热量为Q，如果要使这个电阻每分钟产生的热量为3Q，下列方法可以实现的是( )A将这个电阻值变为原来的B将这个电阻两端的电压变为原来的3倍C再取两个相同的电阻与它并联D再取两个相同的电阻与它串联【思路分析】根据公式Q=t，时间不变，Q要变大3倍，可以U不变，R变为原来的。还可以U和R同时变为原来的3倍。【答案】A【例4】 两只灯泡与，的电阻是电阻的2倍，先将灯泡串联在一起，接到电源上，此时两只灯泡的总功率为；然后将灯泡并联在一起，接到同一电源上，此时两只灯泡的总功率为，则比是( )A29 B49 C23 D43【思路分析】运用串联P与R成正比，并联P与R成反比的知识进行分析即可求出比。【答案】A【例5】 在图9.1-3所示的电路中，L是一盏标有“8 V 4 W”字样的电灯，为变阻器，电源电压为16 V，求：图9.1-3(1)将变阻器的阻值调到多大时，才能使L和消耗的功率相等？(2)当L的实际功率为1 W时，L两端的电压多大？此时变阻器阻值应调到多大？【思路分析】先用R=求出电灯的电阻，要使L和消耗的功率相等，只要它们的电阻相等就可以。计算L实际电压要用到公式=PR。【自主解答】(1)16 =4 V R=48 考点3 实际功率与额定功率(高频考点)【例6】 一只“PZ220100 ”的灯泡，其额定电压为_V ，额定功率为_W，灯丝的电阻是_。【思路分析】额定电压指用电器正常工作时的电压，即为220 V。额定功率指用电器在额定电压下的电功率，即为100 W。灯丝电阻要用R=求出。【答案】220 100 484【例7】 家庭电路电压在用电高峰时段有时会降低到198 V，在此电压下，一盏“220 V 100 W”的灯泡工作时的实际功率将_100 W(选填“大于”或“小于”)，灯泡的亮度会比正常发光时_一些。【思路分析】灯泡亮度由实际功率决定，求实际功率，先根据“220 V 100 W”求出电阻，再利用公式P=求实际功率。【答案】小于暗【例8】 如图9.1-4甲是一种双向双动式和面机。主要构造为：一个带动搅拌器的电动机和一个带动料桶的电动机，在和面过程中二者交替工作，搅拌器正反搅拌。搅拌电动机正转时间、反转时间和料桶电动机的转动时间分别为、和，且111。和面机的铭牌如图乙所示。 甲 乙图9.1-4为了测量和面机料桶电动机的功率，小阳将家里的其他用电器都关闭，他观察到和面机正常工作12 min，恰好搅拌机正转、反转和料桶电动机的转动各完成两次，家里标有“3 000 r/kWh”字样的电能表转盘转过了480转，则料桶电动机的功率为_W。【思路分析】此题要分析清楚题目所给的条件和所求的未知量，先根据“3 000 r/kWh”求出表盘转1圈消耗的电能，再求出转过了480转消耗的电能，据P=计算料桶电动机的功率。【答案】600考点4 实验：测量用电器实际电功率(高频考点)【例9】 小华用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及新的干电池等实验器材，测量额定电压为2.5 V 小灯泡L的额定功率。甲乙图9.1-5(1)小华连接好图9.1-5甲所示电路，闭合开关S，发现小灯泡L发光暗淡，观察电压表、电流表均有示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均不变，出现这种现象的原因是_。(2)小华改正实验错误后，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5 V时，发现电流表示数如图乙所示，由此可知，此时通过小灯泡L的电流为_A。小灯泡L的额定功率为_W。【思路分析】测量小灯泡额定功率是每年中考高频考点，主要考查电路的连接、电路故障分析和额定功率计算，此题考查实际电路连接和滑动变阻器接法。【答案】(1)滑动变阻器全部连入电路(相当于阻值较大的定值电阻)(2)0.30.75【例10】 小霖利用电阻箱和一块电流表测量小灯泡的实际功率，他选择了满足这个实验要求的器材，设计并连接了如图9.1-6所示的部分实验电路。图9.1-6 (1)请你添加一条导线，将图所示的实物图补充完整；(2)闭合开关，将开关扳向_(选填“1”或“2”)，调节滑动变阻器使小灯泡发光，记录电流表的示数；(3)将开关扳向另一端，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节_的阻值为时，电流表的示数为；(4)请用和表示小灯泡的实际功率，则=_。【思路分析】此题是在伏安法测小灯泡电功率的题型基础演变出的新题，要求用电阻箱和电流表测小灯泡电功率，重点是明白原理，用求解。【答案】(1)图中漏线为：小灯泡左接线柱与开关的“1”连接(2)1(3)电阻箱考点5 电流的热效应、焦耳定律(高频考点)【例11】 如图9.1-7所示的电器中，利用电流热效应的是( )A.电热水壶B.洗衣机C.电风扇D.电视机图9.1-7【思路分析】电流热效应是每年中考高频考点，主要考查学生联系实际生活的能力，知道生活中哪些用电器是利用电流热效应工作的，哪些用电器需要防止电流的热效应。【答案】A【例12】 小欢用图9.1-8所示的装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系”。图中三个烧瓶内盛有质量和温度都相同的食用油，温度计显示食用油的温度，每瓶食用油中都浸泡着一段电阻丝，已知三段电阻丝的阻值关系是 。 图9.1-8(1)通过实验可知，在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量越_；(选填“多”或“少”)(2)实验中的自变量是_，控制变量是_；(3)小丽想研究“电流通过导体时产生的热量与导体中电流大小的关系”，她将烧瓶中的三段电阻丝并联后接入电路，你认为是否可行并说明理由，_。【思路分析】同学们需要知道，电流通过导体时产生的热量与导体电阻、通过导体的电流和通电时间都有关系，即焦耳定律，当电流、时间一定时，电阻阻值越大，电阻上产生的热量就越多。做“电流通过导体时产生的热量与导体电阻的关系”探究实验前应先明确因变量、自变量以及控制不变的量，本实验的因变量是热量，自变量是电阻阻值，电流、时间应是控制不变的量。若研究“电流通过导体时产生的热量与导体中电流大小的关系”，应控制电阻、时间不变，若将烧瓶中的三段电阻丝并联后接入电路，虽然流过三个电阻上的电流不同，但电阻也不同，这样就有两个变量了。【答案】(1)多(2)电阻的阻值电流和通电时间(3)不可行，没有控制电阻阻值不变考点6 电功、电功率及焦耳定律计算(高频考点)【例13】 某型号家用电饭锅有高温烧煮和保温焖饭两个挡位，其原理如图9.1-9所示，和为两个加热电阻。已知电阻44 ，保温焖饭时电饭锅的功率P22 W。求：图9.1-9(1)电饭锅高温烧煮的功率P；(2)保温焖饭时电路中的电流I和两端的电压；(3)一次做晚饭，用该电饭锅高温烧煮15 min，保温焖饭30 min，则此过程中电饭锅消耗多少度电。【思路分析】当开关S接1时，加热电阻接入电路，电饭锅处于高温烧煮挡，等效电路如图9.1-10甲所示。甲乙图9.1-10当开关S接2时，加热电阻和串联接入电路，电饭锅处于保温焖饭挡，等效电路如图乙所示。(1)甲图中，电饭锅高温烧煮的功率P1 100 W(2)乙图中，电饭锅保温焖饭时，I0.1 A加热电阻两端电压I 0.1 A44 4.4 V(3)电饭锅耗电W1.1 kW0.25 h0.022 kW0.5 h0.275 kWh0.011 kWh0.286 kWh【答案】(1)1 100 W(2)0.1 A4.4 V (3)0.286 kWh基础训练一、单项选择题1下列四位物理学家中，以其名字命名电功单位的是( )A安培B欧姆C伏特D焦耳答案：D2图9.1-11所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是( )A.电饭锅B.笔记本电脑C.电风扇D.电视机图9.1-11答案：A3如图9.1-12所示电路，电源电压不变。闭合开关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15 s内定值电阻产生的热量为60 J。则下列结果正确的是( )图9.1-12A电源电压为10 V B的阻值为18 C滑动变阻器R的最大阻值为9 D先后两次消耗的电功率之比为43答案：C4有5 和10 的两个定值电阻，先将它们串联，后将它们并联接在同一个电源上，则关于它们两端的电压和消耗的电功率的关系是( )A串联时，电压之比是12，电功率之比是21B串联时，电压之比是21，电功率之比是12C并联时，电压之比是11，电功率之比是21D并联时，电压之比是11，电功率之比是12答案：C5 把电阻和串联在电路中，已知，通电时，通过它们的电流分别为和，它们的电功率分别是和，则( )A，B，C，D，答案：C6.家庭电路中正在使用的两白炽灯，若甲灯比乙灯亮，则( )A甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大B甲灯两端的电压一定比乙灯的大C通过甲灯的电量一定比乙灯的多D甲灯的实际功率一定比乙灯的大答案：D7.如图9.1-13所示，已知灯泡L标有“4 V 4 W”字样，滑动变阻器阻值为08 ，当滑片P移到端点a时，灯泡正常发光；当滑片P移到中点时，灯泡的电阻和实际功率分别为(不计温度对灯丝电阻的影响)( )图9.1-13A4 ，1 WB1 ，4 WC4 ，2 WD2 ，1 W答案：A8.若将通过某一电阻上的电流增大到原来的3倍, 则在单位时间内( )A电流产生的热量是原来的3倍B电流产生的热量是原来的6倍C电流产生的热量是原来的27倍 D电流产生的热量是原来的9倍答案：D二、实验探究题9小红同学利用电压表、电流表测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电功率。(1)请把图9.1-14甲中的实物电路按上述实验要求连接完整。甲乙图9.1-14(2)在连接电路时，开关应该_。(选填“闭合”或“断开”)(3)连接好电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在_端。(选填“A”或“B”)(4)闭合开关后，通过调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5 V，这时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡电流的测量值为_A，小灯泡正常发光时电功率的测量值为_W。答案：(1)图略(2)断开(3)A(4)0.30.7510.如图9.1-15所示是测定额定电压为2.5 V灯泡的额定功率的电路图。图9.1-15(1)a是_表，b是_表。(2)如果小灯泡的阻值约为10 ，电源由2节干电池串联组成，电流表有量程为00.6 A和03 A两挡，电压表有量程为03 V和015 V两挡，则a表量程应选_挡，b表量程应选_挡。(3)闭合开关，发现小灯泡两端电压只有1.8 V，滑动变阻器的滑片P应向_端移动，才能使电压表示数为_V。此时灯泡的实际功率就是额定功率。(4)要测量的数据是_和_，计算灯泡的额定功率公式为_。答案：(1)电流电压(2)00.6 A03 V(3)左2.5(4)UIP=UI11小华为了探究影响电流产生热量的因素，他用两个完全相同的烧瓶，内装质量相等的煤油，两个带有橡胶塞的规格完全相同的温度计，两根阻值不同的电阻丝和(已知： )，以及电源、开关、滑动变阻器、导线等，连接了如图9.1-16所示的实验电路。图9.1-16(1)此电路可探究当_和通电时间一定时，电流产生热量跟电阻的关系。(2)闭合开关，通电一段时间后，温度升高较少的是_温度计(选填“甲”或“乙”)。答案：(1)电流 (2)乙12.下表是小李在实验中记录的实验数据，请根据表中数据归纳出电功率P与电阻R的关系： P =_。R/102030405060P/W6912151821答案：(0.3 W/)R+3 W13.小明猜想导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多。为了验证猜想，他准备了三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，并将三段阻值不同的电阻丝( )浸在煤油中，再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口，如图9.1-17甲所示。然后他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、图甲中的烧瓶、导线连成如图乙所示的电路。接下来小明进行了如下操作：a.闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，电流表的示数为I，记录相关数据。b.断开开关，用烧瓶替换下烧瓶，闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，使电流表的示数仍为I，记录相关数据。c.断开开关，用烧瓶替换下烧瓶，闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，使电流表的示数仍为I，记录相关数据。请你分析并回答下列问题：(1)在小明设计的探究实验中，自变量是_。(2)小华认为小明的实验操作不能验证他的猜想，其理由是_。甲乙图9.1-17答案：(1)电阻(2)没有控制通电时间相同三、计算题14.图9.1-18甲是某品牌电吹风机，图乙是其内部的电路图，表格中列出了有关参数。甲乙图9.1-18型 号SHZxx624热风温度50 75 额定功率热风时：1 100 W冷风时：120 W额定电压220 V质 量0.5 kg求:(1)计算吹热风时，通过电热丝的电流；(结果保留两位有效数字)(2)某人用此电吹风吹冷风5 min，共消耗多少电能。解：(1)根据公式P=UI可得，I=4.5 A=120 W560 J(其他解法正确均可)15如图9.1-19所示电路，电源电压保持不变，=40 。当滑动变阻器滑片P置于b端时，两端电压与两端电压之比为32，5 min内产生的热量为120 J。求：图9.1-19(1)当滑片P置于b端时，电路中的电流I；(2)当滑片P置于b端时，电阻接入电路的阻值；(3)当滑片P置于a端时，电路的总功率P。解：，=0.1 A(2)=，=40 =60 = 0.1 A(60 +40 )=10 VP=2.5 W16.如图9.1-20所示，是某种“电子测重仪”的原理图。其中电源两端电压U恒为3 V，A为托盘，P为金属滑片且固定在托盘下的弹簧上，并能随弹簧上下滑动。开关S闭合，当托盘中不放物体时，P位于R的最上端， 的电功率为；当称量物体质量达到最大值时，滑片P位于R的最下端，的电功率为，且=19。求：电子测重仪正常工作过程中，电压表示数的范围。(请画出相关电路的等效电路图)图9.1-20解：当开关S闭合，托盘中不放物体时，等效电路如图9.1-21甲所示；当开关S闭合，称量物体质量达到最大值时，等效电路如图乙所示。甲乙图9.1-21(1)根据：P=，因为 不变， 所以已知U3 V，所以U3 V1 V因此，电压表示数的范围为1 V3 V。拓展提高1.(多选)把标有“220 V 40 W”和“220 V 15 W”的甲、乙两盏灯串联接在220 V电压下，则下面分析正确的是( )A两盏灯的总功率等于55 WB两盏灯的总功率小于15 WC甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率D乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率答案：BD2.甲、乙两电炉并联在同一电源上，各有开关控制，甲炉电阻是乙炉的4倍，要两电炉产生同样多的热量则应( )A甲通电时间是乙的4倍B乙通电时间是甲的4倍C甲、乙通电时间一样长D不知道额定电压无法比较答案：A3.两只灯泡串联在电路中，其中一只亮，另一只不亮，原因可能是( )A不亮的灯泡灯丝断了或接触不良B两灯相比，不亮的灯泡其电阻太小C两灯相比，不亮的灯泡其电阻太大D两灯相比，通过不亮灯泡的电流较小答案：B4.如图9.1-22所示的电路，当变阻器的滑片P向b移动过程中( )图9.1-22A灯L功率变大，电表的示数都变小B灯L功率变大，电表的示数变小，电表的示数变大C灯L功率变小，电表示数都变大D灯L功率变小，电表的示数变小，电表示数变大答案：D5.(多选)有两个定值电阻和，的阻值已知，现在用一只电压表和一只电流表按图9.1-23中四种接法读取数据，能算出消耗的功率的原理图是( )ABC D图9.1-23答案：ABCD6.额定功率不同、额定电压相同的两只灯泡，_联在电路中，额定功率大的灯泡亮，_联在电路中，额定功率小的灯泡亮。答案：并串7.把一个标有“6 V 3 W”的灯泡接在10 V的电源上，要使灯泡正常发光，需要_联一个_的电阻，此时电阻消耗的电功率是_W。答案：串828.电灯的电阻为30 ，正常发光时通过它的电流为0.1 A，现把它接在恒定电流为0.4 A的电路中，要使它正常发光，应把_的电阻跟电灯_联，此时电阻消耗的电功率是_W。答案：10并0.99小宣在研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时，记录的实验数据如下表所示。请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻阻值之间的关系：_ _。R/102030506070I/A0.30.30.30.30.30.3U/V369151821P/W0.91.82.74.55.46.3答案：当流过电阻的电流一定时，电阻消耗的电功率与其阻值成正比10有两盏白炽灯和，标有“PZ220 100”字样，标有“PZ220 40”字样。将这两盏灯串联接在电压为220 V的电源两端，已知灯都发光，灯的电阻小于的电阻，请你判断哪盏灯的实际功率较大，为什么？答案：的实际功率大。因为两灯串联接入电路，则流过两灯的电流I相同，而，根据可知电阻大的实际功率大。11.小灯泡的额定电压为6 V，电阻约为12 ，为测定它的额定功率： (1)下列操作中，正确的顺序为_(填序号) A.将滑动变阻器调到最大位置；B.断开电源；C.观察并记录电流表的示数；D.断开开关，按电路图连接电路；E.设计电路并画出电路图；F.应用公式，计算灯泡的额定功率；G.闭合开关，调节滑动变阻器，使灯泡两端电压等于其额定电压；H.整理仪器。 (2)实验中电压表的量程应选_。如果实验时，电流表的示数为0.48 A,这只灯泡的额定功率为_。答案：(1)E、D、A、G、C、B、H、F(2)015 V2.88 W12.小亮同学做测定“小灯泡的额定功率”实验时所用器材有电压为6 V的电源、额定电压为2.5 V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1 W)、滑动变阻器(50 1 A)以及符合实验要求的电压表和电流表、开关和导线。如图9.1-24甲是小亮同学没有连接完整的电路。甲乙图9.1-24(1)请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。(2)小亮同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是_。(3)小亮同学排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，同时，眼睛应观察_(选填序号)。A小灯泡亮度B电压表示数C电流表示数D滑动变阻器滑片(4)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为22 V，要测量小灯泡的额定功率时，应将滑片P向_端移动(选填“A”或“B”)。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_W。答案：(1)将小灯泡左接线柱与电流表0.6 A接线柱连接(2)小灯泡断路(3)B(4)B0.513.在如图9.1-25中，S为一单刀双掷开关，灯泡上标有“3 V 1.5 W”的字样，的电阻为12 ，电源电压为18 V，当开关S拨到a、滑动变阻器滑片位于变阻器的中点时，灯泡正常发光；当开关S拨到b、滑片位于变阻器的右端时，灯泡消耗的电功率正好是其额定功率的四分之一，求灯泡的额定电压和额定功率。图9.1-25解：S拨到a，电路如图9.1-26所示图9.1-26正常发光，所以有I=0.5 A电阻R两端电压=18 V-3 V=15 V滑动变阻器R连入电路中的阻值为R=30 所以R=60 S拨到b，电路如图9.1-27所示图9.1-27电路中电流I=0.25 A灯泡消耗的功率=12 =0.75 W所以的额定功率=3 W设的额定电压为，由P=,可得=6 V实战演练1下列物理量中，以科学家焦耳的名字作为单位的物理量是( )A电阻B电功C电压D电流答案：B2如图9.1-28所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是( )A.电风扇B.榨汁机C.电饭煲D.笔记本电脑图9.1-28答案：C3.下列用电器中，可以将电能转化为机械能的是( )A电动机 B电灯 C电熨斗D电烙铁答案：A4下列家用电器中，利用电流热效应工作的是( )A微波炉B电暖器C电视机D电冰箱答案：B5小强同学按如图9.1-29所示电路连接电学器材进行电学实验。已知电源两端电压为6 V且保持不变，电流表量程为00.6 A，电压表量程为03 V，电阻R的阻值为10 ，滑动变阻器的规格为“20 0.5 A”。将开关S闭合后，为保证电路中各元件正常工作，则以下说法中正确的是( )图9.1-29A电路消耗的最大功率为1.6 WB电压表示数变化量的最大值为1 VC通过电阻R的电流最大值为0.4 AD滑动变阻器接入电路的最小阻值为5 答案：B6电暖器是常见的家用电器之一。某电暖器有“低热”和“高热”两种工作状态。开关闭合，电热丝工作，电暖器处于“低热”状态；开关、均闭合，电热丝、同时工作，电暖器处于“高热”状态。在如图9.1-30所示的四个电路图中，符合上述设计要求的是( )A BC D图9.1-30答案：C7家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关。使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度。图9.1-31甲是电熨斗的电路图。旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。现将开关置于温度最高挡，这时，1、2、3、4之间的连接是图乙中的( ) ABCD 甲 乙图9.1-31答案：A8如图9.1-32所示，电源电压U=12 V不变，小灯泡L的额定电压为6 V。闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P移至中点时，小灯泡L正常发光；当滑片P移至最左端时，小灯泡L的实际功率为4 W。则小灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大阻值分别为( )图9.1-32A9 W 4 B9 W 8 C4 W 4 D4 W 8 答案：B9检查驾驶员是否饮酒设备的电路如图9.1-33甲，R为酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，为定值电阻，电源电压不变。当检测到酒精气体浓度增大时( )甲乙图9.1-33A电流表示数减小B电压表示数减小C电路总电阻增大D电路总功率增大答案：D10将15 W LED灯和40 W白炽灯接入如图9.1-34所示的电路中，闭合开关S，两盏灯正常发光，下列说法中正确的是( )图9.1-34A两盏灯串联B通过LED灯的电流小 C两盏灯消耗的电能相等D白炽灯一定比LED灯更亮答案：B 11.图9.1-35所示的电路中，电源电压保持不变。不计温度对灯丝电阻的影响。在a、b间接入“3 V 3 W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在a、b间换接入一个“3 V 1 W”的灯泡后，闭合开关，下列说法中正确的是( )图9.1-35A电路总功率变大 B灯L可能烧坏C换接的灯可能烧坏 D灯L亮度不变答案：C12下表是小华同学在实验中记录的实验数据。请根据表格中的数据归纳出电功W和电压U的关系：W_。U/V3.93.83.73.63.53.4W/J4.24.44.64.85.05.2答案：12 J2U13晓萱用如图9.1-36甲所示的电路测额定电压为2.5 V小灯泡正常发光时的功率。甲乙图9.1-36(1)闭合开关后，如果将滑动变阻器的滑片从图示位置向右适当滑动一段距离，电压表的示数会变_。(2)当滑动变阻器的滑片P滑到某一位置时，小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光的功率是_W。答案：(1)大(2)1.2514在做“测小灯泡的额定功率”实验时，被测小灯泡上标有“2.5 V”字样。(1)请用笔画线代替导线把图9.1-37甲所示的实验电路连接完整(连线时导线不得交叉)。(2)某同学连接好电路，把滑动变阻器调到最大阻值处，闭合开关后，发现灯不亮，电流表指针有明显偏转，而电压表示数为零。他应该检查_(选填“电流表”“小灯泡”或“滑动变阻器”)处是否发生_(选填“短路”或“断路”)。(3)排除故障后，调整滑片位置至小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_W。甲乙图9.1-37答案：(1)略(2)小灯泡短路(3)1.2515如图9.1-38所示，实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值为10 的电阻丝和阻值为5 的电阻丝。实验桌上还有满足实验要求的电源、电阻箱和开关各一个，电流表和停表各一块，导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。甲乙图9.1-38小新的主要实验过程如下：将电阻箱、电流表及图所示的装置甲等电路元件串联接入电路中，将电阻箱的阻值调为5 。闭合开关，同时按下停表开始计时，记录电流表的示数为0.3 A。通电时间为2 min时，停止计时，记录此时温度计的示数40 ，断开开关。用图所示的装置乙替换电路中的装置甲，将电阻箱的阻值调为10 。闭合开关，同时按下停表开始计时，观察电流表示数仍为0.3 A。当温度计示数为40 时，停止计时，读出通电时间5 min，记录数据，断开开关。于是小新认为“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。请根据以上叙述回答下列问题：(1)小新实验过程中存在的问题：_。(2)请你针对小新实验过程中存在的问题，写出改进措施：_。答案：(1)两次实验中没有控制通电时间相同(2)在步骤中，通电时间为2 min时，停止计时，同时记录温度计示数T16为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，小阳设计了图9.1-39所示的甲、乙两装置。他将两段阻值不同的电阻丝分别封闭在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。(1)甲装置可探究电流产生的热量与_是否有关。(2)在装置甲、乙的两次实验中，比较相同时间里气球A与气球体积变化情况可探究电流产生的热量与_有关。甲乙图9.1-39答案：(1)电阻(2)电流17.为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，某同学采用了如图9.1-40所示的实验装置，其中。 (1)实验中通过观察_来比较电流产生热量的多少。(2)闭合开关通电一段时间，乙瓶内煤油温度上升较高。由此可知，在通电时间相同、电流相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越_。(选填“多”或“少”)图9.1-40答案：(1)温度计示数变化(2)多18定值电阻R消耗的电功率P随通过R的电流 I变化的图像如图9.1-41所示。请根据图像判断：当通过R的电流I为0.4 A时，电阻R消耗的电功率P为_W。图9.1-41答案：1619小芳为了测定额定电压为“2.5 V”小灯泡的电功率，设计了如图9.1-42甲所示的电路图，并连接了部分电路如图乙所示，实验中各元件完好，电源电压保持不变。请按要求完成下列实验内容：甲乙丙图9.1-42(1)连接电路时，开关应_，请你将图乙的电路连接完整(只需添加一条导线)。(2)电路连好后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来首先应进行的操作是_。A检查电路是否断路B更换小灯泡C移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光(3)为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流为_A，该灯泡的额定功率为_W。答案：(1)断开图略(2)C(3)0.280.720实验桌上提供了符合要求的实验器材：已调零的电压表三块、电流表一块，未知阻值的定值电阻一只，电阻箱一个(电路图符号)，电压恒定的电源一个，开关一个，导线若干。若利用以上提供的器材，设计实验证明：“当、串联在电路中，电阻的功率为，电阻箱的功率为，、的总功率为P，则P = 。”请按上述要求完成下列实验内容：(1)在这个实验中，因变量是_。(2)画出实验电路图。(3)在这个实验中，改变自变量的方法是_。(4)请完成第一次实验的完整步骤：按照电路图连接电路，电阻箱电阻调到阻值最大，_。(5)画出实验表格。答案：(1)P(2)如图9.1-43所示图9.1-43(3)调节电阻箱接入电路中的阻值(4)闭合开关，调节电阻箱接入电路的阻值为，读出电压表的示数，电压表的示数，电压表的示数，电流表的示数I，并记录在表格中。根据公式P=UI，分别计算出对应的功率、P，并记录在表格中(5)I/A/V/V/V/W/W/ WP/W21.小丽在研究电功率P和电阻R之间的关系时，记录的实验数据如下表所示，请根据表中的数据归纳出电功率P和电阻R的关系式：P=_。R/24681012P/W5678910答案：0.5R W/4 W22小明用图9.1-44甲所示的电路“测量小灯泡的电功率”，所用器材有电压为6 V的电源，额定电压为2.5 V的小灯泡L，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线。甲乙丙丁图9.1-44(1)小明正确连接电路后闭合开关S，移动变阻器滑片P，发现小灯泡L始终不亮，但电流表有示数且变化，而电压表无示数，则故障的原因可能是_。(2)排除故障后闭合开关S，将变阻器的滑片P移至某点时，电压表的示数如图乙所示，电流表的示数如图丙所示，则此时小灯泡消耗的电功率为_W。(3)小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图丁所示的U-I图像。根据图像可知，当加在小灯泡两端的电压为1.5 V时，小灯泡L的电阻是_。答案：(1)小灯泡被短路了(2)0.48(3)7.523实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源一个，电阻箱一个，滑动变阻器一个，已调零的电流表、电压表各一块，一个开关，导线若干。请用上述实验器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与电阻的关系为P=kR(k为常量)”。请你：(1)画出实验电路图；(2)写出实验步骤；(3)画出实验数据记录表。(要求：在实验过程中不能拆卸电路)答案：(1)电路图略(2)实验步骤： 把滑动变阻器滑片移到阻值最大处，断开开关S，按照电路图连接实验电路；闭合开关S，调节电阻箱阻值为，移动滑动变阻器滑片至某位置，读出电流表的示数I、电压表的示数，并把数据I和记录在表格中。断开开关，调节电阻箱阻值为，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使电流表示数仍为I，读出电压表的示数，并把数据和记录在表格中。仿照步骤，再做4次实验，把电阻箱阻值R和电压表示数U的每次数据记录在表格中。根据公式P=IU和数据，计算出6次电阻箱电功率P，并把数据记录在表格中(3)实验记录表格I/AR/U/VP/W24课外活动小组要设计一个加热功率为200 W、保温功率为20 W的电热器，其简易电路图如图9.1-45甲所示，、是电热丝，电热器接在220 V恒压电源上，设电热丝的阻值不随温度变化。甲乙图9.1-45(1)求的阻值。(2)求电热器处于保温状态时， 消耗的电功率。 (3)用甲图中的电热丝和连接成如图乙所示电路图，通过计算说明这样的设计是否满足设计要求。解：(1)闭合甲图中的开关S：=242 (2)断开甲图中的开关S：=220 V242 =198 V=198 V=18 W=2 178 闭合乙图中的开关S：=200 W =22.2 W=200 W+22.2 W=222.2 W200 W断开乙图中的开关S：=200 W20 W则乙图中的设计不满足设计要求。25.如图9.1-46所示，是一台标有“220 V 550 W”字样的饮水机的加热水槽部分工作原理电路图。S是一个温控开关，为电加热丝，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度后，S自动切换到另一位置，处于保温状态且保温时加热丝的功率为88 W。不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值，A、B是两种不同颜色的指示灯。图9.1-46求:(1)加热丝的阻值；(2)饮水机加热5分钟消耗电能；(3)饮水机处于保温状态时电阻的阻值。解：=88 (2)W=Pt=550 W300 J=1 A= =1 A88 =88 V=U- =220 V-88 V=132 V=132 26.有一种电烤箱又名“空气炸锅”如图9.1-47甲所示，其原理是利用热空气流加热食物，其优点是可以用很少油或者不用油，工作电路图如图乙。工作时，当电烤箱内温度高于预设温度时，温控开关自动断开，电热管停止加热，当电烤箱内温度低于预设温度时，温控开关自动闭合，电热管重新开始加热，循环工作保障箱内温度维持为预设温度。已知电风扇的功率为55 W，电热管的电阻R为40 。甲乙丙图9.1-47(1)求正常工作时电热管的功率；(2)使用该空气炸锅在一次焙烤玉米的过程中，定时开关设定为20分钟，电热管正常循环工作图像如图丙，求本次焙烤玉米共消耗的电能。解：(1) =1 210 W(2)当焙烤玉米时，电风扇与电热管是并联关系：电风扇在20分钟内一直工作：=55 W2060 s=66 000 J从丙图可知电热管在20分钟内，只工作了16 min，所以有=1 210 W1660 s=1.161 J J+1.161 J=1.227 J27如图9.1-48是家庭、宾馆常用的电热水壶，下表中列出了这只电热水壶部分技术参数。假设电热水壶电阻丝电阻不变。求：图9.1-48(1)电热水壶正常工作的电流；(2)电热水壶正常工作6 min烧开一壶水所消耗的电能；(3)用电高峰时，家庭电路的实际电压为198 V，电热水壶的实际功率。型号FYTSl010A额定电压220 V频率50 Hz额定功率1 100 W容量1.0 L解：(1)I=5 A(2)W=Pt=1.1 kW h=0.11 kWh(3)R=44 =891 W28.一种学生设计的电热座椅主要由坐垫和脚踏组成，其电路示意图如图9.1-49所示。坐垫内的电热丝=260 、=150 ，脚踏内的电热丝= 400 。闭合开关，调节开关，可以使脚踏分别处于“低温挡”“中温挡”“高温挡”(忽略温度变化对电阻的影响)，求：图9.1-49 (1)该电热座椅消耗的最大功率；(2)当脚踏处于中温挡时，电热座椅在通电5 min所消耗的电能。解：三个状态的电路图如图9.1-50所示图9.1-50(1) =121 W(2) =88 W =88 W300 s=26 400 J29电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体，既安全又节能。图9.1-51为某型号电压力锅的工作原理图，、分别是主加热器和保压加热器，额定电压均为220 V，的额定功率为880 W。接通电路，开关S自动与触点a、b闭合，开始加热，当锅内水温达到105 时，S自动与a、b断开，并与触点c接通，接通保压加热器，此时锅内水温不变，且未沸腾。图9.1-51 (1)求在加热状态下，电压力锅正常工作时，通过的电流。(2)在保压状态下，加热器正常工作1 h耗电0.2 kWh，求的阻值。(3)某次使用这种型号的电压力锅做饭共用时27 min，其中加热15 min，求共消耗电能多少千瓦时。解：(1)加热状态下、正常工作，通过的电流为=4 A(2)在保压状态下，加热器工作1 h耗电0.2 kWh，即其功率为=200 W因此，的阻值为=242 (3)由题可知，加热状态下，和同时工作15 min，保压状态下工作12 min，因此，电压力锅工作27 min，共耗电= + =0.88 kW0.25 h+0.2 kW0.45 h=0.31 kWh
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