电功率实验综合题111.docx
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电功率实验综合题111
电功率实验,探究题计算题222
1、在如图所示的实验电路中,R1、R2是两个电阻圈,R1的阻值大于R2的阻值,电阻圈上各夹一根火柴.接通电路,一会儿观察到两电阻圈上的火柴先后被点燃,这说明电流通过电阻时会产生热,将 能转化为 能.若继续进行以下实验:
(1)断开开关,待两个电阻圈完全冷却,再重新各夹一根火柴,使变阻器接入电路的阻值较大.接通电路,经历时间t1,R1上的火柴先被点燃.这说明,在电流和通电时间相同的情况下,__________越大,产生的 越多.
(2)断开开关,待两个电阻圈完全冷却,再重新各夹一根火柴,使变阻器接入电路的阻值较小.接通电路,经历时间t2,R1上的火柴先被点燃,比较发现t
2小于t1.由此推理,在电阻和通电时间相同的情况下,_____越大,产生的 越多.
2、为了探究影响电热的因素,小伟设计了如图
(1)所示电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲>R乙.
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于______.
(2)通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,是为
了探究电热与_______的关系.
(3)要利用此装置来探究电热与电流的关系,你还需要的操作是_____________.
(4)将此装置改装后可测量煤油的比热容,如图
(2)所示.测量时,分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0
质量相等的水和煤油,通电一段时间后,分别读出温度计的示数为t水、t煤油,请写出煤油比热容的表达式C煤油=__________(已知水的比热容为C水)(不计热量损失).
3、小明和小红利用如图
所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.
(1)如图所示,质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段材料与长度均相同的金属丝,已知甲电阻比较小,则两根金属
丝中横截面积较大的是 ▲ (选填“甲”或“乙”).
(2实验中,小明和小丽发现 烧瓶中温度计的示数升高较快.这表明:
在 ▲ 和通电时间相同的情况下,导体的电阻越
▲ ,产生的热量越多.
(3)小明提议利用该装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成 ▲相等的水,并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻 ▲ .水和煤油吸热升温,这是通过 ▲ 来改变液体内能的.
(4)为了使看到的现象更明显,小红把实验装置作了一些改动:
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.将小铁屑均匀洒在磁体周围,通过观察铁屑的分布情况来认
识磁场的分布情况.
4、 图13所示是小明探究影响电流热效应的实验电路连接情况图,开关闭合一段时间后,他发现两瓶煤油中的液面都没有改变,小明断定电路中出现了断路,于是他用电压表开始检查断路位置。
请回答有关他检查断路故障的问题:
(说明:
电源完好,电路只有一处断路故障。
)
你认为他应依次检查哪些位置?
答:
。
(1)请把检查某一位置是否断路时电压表接入的位置,以及可能观察到的现象和相应的结论填入下面记录表格中。
电压表接入位置
观察到的现象
结论
(2)若不用电压表,用其他器材也能检查电路故障。
你选用的其他检验器材是:
________________________。
请把用其他器材检查某一位置是否断路时接入的位置,以及可能观察到的现象和相应的结论填入下面记录表格中。
接入位置
可能观察到的现象
结论
5、如图所示,是小臣同学改进后的探究甲、乙两种不同液体吸热能力大小的实验,用相同的电加热器加热,即:
R甲
=R乙。
(1)实验中用电加热器在液体内部加热来替代酒精灯,以及用封闭的烧瓶代替敞口的烧杯,这些改进都是为了 ,从而可以减小实验误差。
(2)实验中甲、乙两液体初温相同,还必须控制甲、乙两液体的 相同。
(3)闭合开关,发现乙烧瓶中的温度计示数上升的比甲快,说明乙液体的吸热能力比甲液体 (选填“大”或“小”)。
(4)如果换用两个不同的电加热器即R甲>R乙,两烧瓶中装入质量相等的煤油,还可以用这个装置探究电流做功多少与 的关系
。
6、某工厂装配车间有一个纯电阻元件,其上标有“1*V,6W”字样,其中额定电压值不清,估计在10V~19V之间,若要正确使用这个元件,需找出它的额定电压值。
现在实验室中有以下实验器材:
一个蓄电池(电压约6V),一只电流表④(量程:
0~0.6A,0~3A),两个开关,导线若干。
另外,还有可供选择的定值电阻R0,分别为:
A.1Ω B.30Ω C.500Ω D.1kΩ
请你利用上述器材,通过实验测量,找出此元件的额定电压值。
(1)根据学过的电功率公式,只要测量出元件的某一物理量____________,即可计算出它的额定电压值。
(2)为较准确地测量,电流表的量程应选:
____________,选用的定阻电阻R0(要求从四个电阻中任选一个)为____________。
(3)画出实验电路图。
(4)按照你设计的电路图,补全下列实验步骤,并写出实验中要测量的物理量(用字母表示)。
a.连接电路。
b._______________________。
c.________________________。
d.断开电路,整理器材。
e.用测得的物理量和已知物理量表示计算元件额定电压的公式为U额=____________。
7、小明家有一电热毯,铭牌上标有“220V,**W”的字样,其中额定功率值不清,40W~60W之间。
现在实验室有下列实验器材:
一个蓄电池(电压为6V),一个开关,导线若干。
另外,还有可供选择的以下器材:
A.电流表A(量程:
0~0.6A,0~3A)。
B.电压表V1(量程:
0~3V,0~15V)。
C.电压表V2(量程:
0~3V,0~15V)。
D.定值电阻R1(阻值:
20Ω)。
E.定值电阻R2(阻值:
500Ω)。
F.滑动变阻器(阻值:
0~10Ω)。
G.滑动变阻器(阻值:
0~1kΩ)。
请你帮助小明测量出电热毯的额定功率值。
(1)根据你学过的物理知识,只要测量出电热毯的一个物理量 ,即可计算出它的额定功率值。
(2)为进行较准确的测量,选择的实验器材是 (填写器材前面字母序号)。
(3)在右边空白处画出实验电路图。
(4)根据实验电路,写出测量这个物理量的公式。
(5)设计出实验纪录表格。
8、小华的物理老师在上课之前,测定了额定电压为2.5V小灯泡的I与U的关系的数据如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
6
U/V
0.20
0.80
1.40
2.00
2.50
2.90
I/A
0.02
0.08
0.14
0.18
0.20
0.21
(1)从数据可知,该小灯泡的额定电流为______A,正常发光时的电阻为______Ω,额定功
率为______W。
(2)小华想亲自做一次,看能否测得同样的数据。
于是她设计了如题24(a)图所示的电路,准备对该小灯泡进行再次测量,小华找来了实验器材并连接了部分实物
电路,其中电源用的是2节干电池,滑动变阻器的铭牌标有“50Ω1A”。
(a)
①请你用笔画线代替导线,按照题24(a)图所
示电路,帮小华将题24(b)图中缺少的两根导线补充连接完整。
(b) 题24图
②闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到______端(选填“A”或“B”);闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数,则电路可能出现的故障是______。
③小华能通过这个实验得到上述表格中的每一组实验数据吗?
______(填“能”或“不能”),理由是______。
9、一个额定电压是3.8V的小灯泡,正常工作时的电阻约为10Ω,小强想测量它的额定功率.实验室有如下器材:
干电池3节、电流表、电压表、开关各1个、规格分别为“20Ω 2A”的滑动变阻器1个,导线若干.
(1)请用铅笔画线代替导线,按照如图23甲所示的电路图,将图23乙的实物电路连接完整.要求:
当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数增大,导线不允许交叉.在连接电路时,开关应 ,闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片移到 端(选填“A”或“B”).
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表指针偏转,电压表指针几乎不动,产生故障的原因可能是( )
A.灯泡灯丝断了 B.电流表接线短路 C.电源线接触不良 D.灯座接线短路
(3)小强排除故障后,继续实验.当电压表的示数为3V时,电流表的示数如图23丙所示为 A,小灯泡的实际功率是 W.
(4)为测出小灯泡的额定功率,接下来小强应将滑片继续向 (选填“A”或“B”)移动,但是当他将滑片移到滑动变阻器的电阻丝最边缘时,发现都不能使电压表的示数为3.8V,你认为出现这种情况的原因是 .
二、计算题
10、 电动自行车轻便、实用、无污染,很受人们喜爱。
下表是某型号电动自行车的相关数据,若骑车人质量为60kg,在2h内匀速行驶了36km。
行驶时车受到的阻力约为重的0.02倍。
根据表中数据,求:
质量m/kg
40
速度v/m•s-1
≤20
工作电压U/V
36
行驶的最大里程s/km
40
电能转化为机械能的效率η
75%
(1)这辆电动自行车在2h内克服阻力所做的功;、
(2)这辆电动自行车匀速行驶时的工作电流。
11、如图所示的电路中,R1=8Ω,当S1、S2均闭合时,电流表的示数为3A;当S1、S2均断开时,电流表的示数为0.5A;当S1断开、S2闭合时,电流表的示数为1A。
求:
(1)当S1、S2均闭合时,5min内R3消耗的电能。
(2)当S1、S2均断开时,R2每分钟放出的热量。
12、保温箱的简化电路如图所示,A为温度传感器,它的作用相当于开关,达到设定温度时自动断开电路;低于设定温度时,自动接通电路。
S是保温箱的温度设定开关,它一共有三个挡,分别为60℃、50℃和40℃,加热功率分别
为90W、72W和45W。
电源电压为36V,R1、R2、R3都是
发热体。
(1)当S拨至1位置时,加热功率是多少?
R1的阻值是多少?
(2)当S拨至位置3时,电路中的电流是多少?
(3)当S拨至2位置,R2的阻值是多少?
三、综合题
13、小明的妈妈为了改善早餐的营养,买了一台全自动豆浆机,如图23甲所示。
图23乙所示是豆浆机的主要结构:
中间部位是一个带动刀头电动机,用来将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热管,负责对液体加热煮沸。
上表是这个豆浆机的主要技术参数;如图丙所示是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“P-t”图像。
请解答下列问题:
(1)豆浆机正常工作时的最大电流是 ▲ 共消耗的电能是 ▲ J;
(2)在一次豆浆机工作的时候,小明将家里的其它用电器都关闭,他观察到豆浆机的电热管工作时,家里标有“1200r/kW·h”字样的电能表转盘在1min内转过了20转。
此时电热管的实际加热是 ▲ W。
14、电阻R1的阻值为10Ω,当电阻R1与R2以某种方式连接后接在电源两端时,R1两端的电压为9V;当两电阻以另一种方式连接在同一电源两端时,R1两端的电压为3V。
(1)请你在图10中虚线框内画出电阻R1与R2的两种连接电路;
(2)求电阻R2的阻值;
(3)求出电阻R1在两种连接方式中的较大功率。
15、如图甲所示是一种常见的电热水袋,如图乙所示是它的结构示意图,其性能指标如下表所示。
请回答下列问题:
额定电压
额定加热功率
指示功率
袋内充水
自动断电温度
220V
500W
0.2W
1Kg
650C
(1)由题意可知,红色指示灯L的电阻比发热体R的电阻要______(选填“大”或“小”)得多,你判断的理由是:
。
(2)为了使用电热水袋更加安全,有的电热水袋里使用双重温控开关保护,也就是把两个温控开关_____(选填“串联”或“并联”)起来使用;
(3)当热水袋原来的温度是15℃时,在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了,请计算此过程中电热水袋的发热效率为多大?
16、电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。
李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系,他选用的器
材如图所示。
其中甲、乙两容器完全相同,电阻丝R1的阻值大于电阻丝R2的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线,帮他把实验电路连接完整。
(2)他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝,其目的是 。
(3)在这个实验中,李明是通过观察比较 来比较电流做功多少的。
电流通过电阻丝 做的功多(填R1或R2)。
(4)由这个实验可以得到的结论是:
17、目前大多数家用电器都有待机功能,如有些电视机可以用遥控器关机而不用断开电源,即处于待机状态,在此状态下电视机仍消耗电能。
(1)如果某家庭中用电器的总待机功率为20W,每月总待机时间为600h,每月将浪费多少电能?
(2)据报道,在我国城市家庭中,用电器在待机状态下,消耗的电能约占家庭消耗总电能的100/0,对此现象你有什么好的建议?
18、手机、数码相机等电器中都使用可充电电池,电池上所标的“电压”和“容量”是两个主要参数。
容量的单位通常为“毫安时”(mA・h),其含义是:
在一定放电电流下可以支持多长时间,充电时间也与其相对应。
1600mA・h的含义是如果以I=160毫安的电流放电,大约可以放电t=10小时,充电效率不可能100%。
如下表为某种可充电电池的背面说明。
(1A・h=1000mA・h)
(1)由表中的数据你能得到哪些有关该电池的信息(写出2条)。
(2)假设充电效率为80%,请估算1度电可以供这种电池充电的次数是多少。
电功率实验,探究题计算题222参考答案
一、实验,探究题
1、点拨:
本题是利用转化的方法,把电热转化为使火柴点燃的时间,在工作时把电能转化为内能。
通过实验可以看出,串联电流相等时,电阻越大,使火柴点燃的时间越短,即在相同时间内放出热量越多。
两样可以分析出当电阻一定时,电流越大的,相同时间内放出热量越多。
全解:
电能 内能
(1)电阻 热量
(2)电流 热量
回味:
电热无法直接看出是多少
,但通过转化的方法把看不见的电热转化为火柴点燃,使电热更加形象化,这种方法在研究物理问题时,经常用到。
2、
(1)__ 煤油的比热容小_.
(2)__电阻 .
(3)__ 移动滑动变阻器滑片改变电流大小,比较通电时间相同时,甲(或乙)烧瓶中温度计的示数变化.
3、
4、
(1)de fg dg
(2)de 电压表有示数 de间有断路 (3)小灯泡 de灯亮de间有断路
5、
(1)减少热量散失(2分)
(2)质量(1分)(3)小(1分)(4)电压(2分)
6、点拨:
此题不是课本中的实验,但它用到的是课本中的知识。
学生必需,
需要对所学知识进行一定的综合和重组,设计出科学合理的方案。
这就要一定的知识迁移能力和综合分析解决问题的能力。
⑴从实验的原理上考虑,因为灯泡的电阻不变,如果测出电阻,就能根据电功率公式
变形来求出额定电压。
⑵电流表量程的选择可根据提供的电源电压值和灯泡的功率来粗略估计,不超过0.6A,就选择0~0.6A的量程。
从题中条件可知电源电压低于灯泡的额定电压,则灯泡的实际功率小于额定功率6W,由此可估算出灯泡的电流不会超过0.6A。
对电阻R0的选择应注意测量时要有明显的分压,并与灯泡的电阻相差不能太大,同时又要有利于计算,故选30Ω或11Ω。
⑶中的电路图和⑷中的设计的步骤,应依据自己的思路而定。
全解:
⑴电阻;⑵30Ω(或11Ω);
方法1:
⑶电路图如图4所示。
(4)b.闭合S1,断开S2,记下电流表示数I1 c.闭合S2,断开S1,记下电流表示数I2
e.
方法2:
⑶电路图如图5。
(4) b.闭合S1,断开S2,记下电流表示数I1
c.同时闭合S1、S2,记下电流表示数I2 e.
7、
(1)R;
(2)BCEG;(3)设计正确,只用R0,不用滑动变阻器;
(4)Rx=U1R0/U2(1分);(5)表格设计合理
8、
(1)0.2、12.5、0.5
(2)连线略(电流表用0.6A量程)、 B、小灯泡断路
不能、因为小灯泡的电阻要随温度的变化而变化,电流与电压不成正比。
9、
(1)连图略,1分 断开 B
(2)(D)
(3)0.32 0.96 (4)A 电源电压低于3.8V或电池用久了,电压不足
二、计算题
10、点拨:
骑电动车时是把电能转化为机械能,
全解:
(1)f=0.05mg=0.02×(60kg+40kg)×10N/kg=20N
W=fs=20N×3.6×104m=7.2×105J
(2)
P=
Fv=fv=20N×15m/s=300W
P电=P/75%=400W
由P=UI得
回味:
电动自行车在工作时把电池的化学能转化为电能,电动机再把电能转化为机械能。
电能做功和力学做功可以相互转化,本题中通过电动机把电能做功转化为力学做功。
但要注意其中的转化效率。
11、命题意图 这是一道电路变化的题型,应用前面电路的知识。
首先要识别电路,这样才能解决此问题,当S1S2闭合时,电路为R1R3的并联;当S1S2断开时,电路为R1、R2的串联;如果S1断开,S2闭合时为R1的简单电路。
根据不同情况的电路可以求出电源电压和各个电阻的值,然后就可以利用各公式计算出电能的大小。
全程精解
(1)由题意可知,当S1断开,S1闭合电路为R1的简单电路。
U=U1=
I1R1=1A×8Ω=8V当S1、S2均闭合时,R1、R3并联
I3=I总-I1’=3A-1A=2A
W3=UI3t=8V×2A×300s=4.8×103J
(2)当S1S2均断开时,R1R2串联
R2=16Ω—8Ω=8ΩW2=I2Rt=(0.5A)2×8Ω×60s=120J
答:
(1)R2消耗的电能为4.8×103J;
(2)R2消耗的电能为120J。
误区分析 在本题中对于电路的认识非常重要,在电路变化中电源电压是不变的,导体的电阻也可以认为是不变的。
从最简单的电路入手,需要时可以分别画出不同电路的简图,这样有助于分析及找等量关系。
12、点拨:
本题的关键是S拨至位置“1”时,电路的加热功率最大,还是S拨至位置“3”时,电路的加热功率最大。
当电源电压U不变时,根据
可以知道,电源电压一定时,电阻越小,功率越大,所以当S接1时功率最大为90W。
当S接“3”时是三个电阻串联,电阻最大,功率最小为45W。
全解:
(1)当S拨至1位置时,电路电阻最小,功率最大,P1=90W
由
得
。
(2)当S拨至3位置时,电阻最大,功率最小P3=45W。
由P=UI得
(3)当S拨至2时,R1、R2串联,总功率为72W
由
得
∴R2=3.6Ω
回味:
本题中要会判断在什么情况对应的功率最大,我们可能会认为“当S拨至位置1时,电阻最小,功率最小,P1=45W”,这样就为后面的解题产生了极大的干扰。
三、综合题
13、5.5 6.678×105 1000
14、
(1)
(2)已知电源电压为9V 1分
在电阻R1与R2串联的电路中,U2=U-U1=9V-3V=6V
I2=I1=U1/R1=3V/10Ω=0.3A R2=U2/I2=6V/0.3A=20Ω
(3)在电阻R1与R2并联的电路中,I1/=U/R1=9V/10Ω=0.9A 1分
P1=UI1/ =9V×0.9A=8.1W
15、
(1)大,理由略;
(2)串联, (3)70%
16、
(1)如右图所示。
(2分)
(2)使R1、R2两端的电压不同。
(1分)(3)温度计示数的变化(1分) R1(1分)(4)在电流一定、通电时间一定时,电压越高,电流做的功越多。
(1分)
评分标准:
本题共6分,各小题占分见相应小括号内的分值。
其中⑴小题中两电阻丝串联给1分,电压表连接正确给1分。
17、
(1)计算过程:
W=Pt 或W=Pt
=0.02kw×600h=20w×600×3600s
=12kw·h =4.32×107J
(2)切断电源.
18、
(1)该电池的标称电压是3.6V;该电池的额定容量是550mA・h。
(2)404次
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