資源簡(jiǎn)介

易錯(cuò)專練9：電功、電功率
易錯(cuò)點(diǎn)一：混淆電流做功和電熱的關(guān)系致錯(cuò)
典例：加在某電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的電功率為(　　)
A．P B． C． D．
跟蹤訓(xùn)練：如果加在某定值電阻兩端的電壓從8V升高到10V，通過該電阻的電流變化了0.1A，則該電阻的功率變化了(　　)
A．0.2W B．1.8W C．2.0W D．8.0W
易錯(cuò)點(diǎn)二：混淆實(shí)際功率和額定功率而致錯(cuò)
典例：如圖所示，曲線A、B分別是白熾燈L1(220V　100W)、L2(220V　60W)實(shí)際測(cè)得的伏安特性圖像。現(xiàn)將L1、L2兩燈串聯(lián)在220V的電源上，根據(jù)圖像可得L1、L2的實(shí)際功率之比約為(　　)
A．1∶1
B．1∶2
C．3∶5
D．3∶8
跟蹤訓(xùn)練：如圖所示電路，電源電壓不變，R是定值電阻。將一個(gè)“6V　2W”的小燈泡接在a、b兩點(diǎn)間，小燈泡恰能正常發(fā)光；若換一個(gè)“6V　3W”的小燈泡接在a、b兩點(diǎn)間，則這個(gè)小燈泡(　　)
A．比正常發(fā)光時(shí)暗些
B．比正常發(fā)光時(shí)亮
C．恰能正常發(fā)光
D．燈絲將會(huì)被燒壞
影響導(dǎo)體電熱大小的相關(guān)因素
1． 教材實(shí)驗(yàn)原理圖
2． 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流I、導(dǎo)體的電阻R、通電時(shí)間t有關(guān)，電流、電阻越大、通電時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱就越多。
3． 實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)
(1)控制變量法：電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān)，要研究電熱與某個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，需采用控制變量法。
(2)轉(zhuǎn)換法：燒瓶與玻璃管相當(dāng)于液體溫度計(jì)，電流產(chǎn)生熱量的多少通過U形管中液面高度變化顯示，采用的是轉(zhuǎn)換法。
4． 實(shí)驗(yàn)拓展
(1)在純電阻電路中，電流產(chǎn)生的熱量與電流所做的功相等，即：Q＝W。
因?yàn)榧冸娮鑼㈦娔苋哭D(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以產(chǎn)生的電熱與消耗的電能相等。
(2)在非純電阻電路中，Q＜W。因?yàn)榉羌冸娮桦娐分兄挥幸徊糠蛛娔苻D(zhuǎn)化為內(nèi)能，還有一部分電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。例如，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，電能大部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，小部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
一、選擇題
1． 如圖分別是小明家上個(gè)月月初和月末的電能表的表盤，表盤上“1600imp/kW·h”表示每消耗1kW·h的電能，指示燈閃爍1600次，下列選項(xiàng)中正確的是(　　)
A．指示燈閃爍越快，電能表所在電路消耗的電能越多
B．小明家上月消耗的電能為911kW·h
C．小明家干路中的電流不得超過10A
D．?dāng)嚅_其他用電器，只讓電飯鍋單獨(dú)工作2min，指示燈閃爍32次，此時(shí)電飯鍋的功率為600W
2． 如圖甲所示的電路中，電源電壓為8V恒定不變，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器，閉合開關(guān)S后，在滑片P滑動(dòng)的過程中，電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示，根據(jù)圖像信息可知，下列判斷正確的是(　　)
A．R0的阻值為10Ω
B．R0的最小功率是0.4W
C．電路的最大功率是12.8W
D．滑動(dòng)變阻器的最大阻值是14Ω
3． 把標(biāo)有“220V　40W”的燈泡L1和“220V　60W”的燈泡L2串聯(lián)接入220V電路兩端，下列說法正確的是 (　　)
A．兩燈泡的額定電壓都變小了 B．兩燈泡的額定電功率都變小了
C．燈泡L1兩端的實(shí)際電壓比L2兩端的實(shí)際電壓大
D．通過燈泡L1的實(shí)際電流比L2的實(shí)際電流大
4． 如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P向下移動(dòng)時(shí)，則 (　　)
A．電流表的示數(shù)變小，燈變暗
B．電壓表的示數(shù)變大，燈變暗
C．電壓表的示數(shù)不變，總功率變大
D．電流表的示數(shù)變大，總功率變小
5． [2018·成都]下列數(shù)據(jù)最符合實(shí)際的是(　　)
A．手機(jī)充電器的工作電流約為20A B．USB接口的輸出電壓約為5V
C．家用微波爐的額定功率約為10W D．家用空調(diào)工作一晚消耗約100度電
6． 如圖所示電路中，電源電壓為12V。在a、b間接入燈L1“6V　2W”，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P使燈L1正常發(fā)光。斷開開關(guān)，取下燈L1，保持滑片P的位置不變，在a、b間接入燈L2“6V　3W”，閉合開關(guān)。則 (　　)
A．燈L2正常發(fā)光
B．燈L2正常發(fā)光時(shí)每秒消耗的電能為2J
C．通過L2的電流為0.4A
D．滑動(dòng)變阻器和燈L2每秒做功5J
7． 小紅在做“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，連好了如圖所示的電路，閉合開關(guān)S后發(fā)現(xiàn)L1正常發(fā)光，L2只能微弱發(fā)光，以下對(duì)于這一現(xiàn)象產(chǎn)生原因的分析中，合理的是 (　　)
A．燈泡L2發(fā)生了斷路
B．燈泡L2發(fā)生了短路
C．由于燈泡L2的電阻較大，其實(shí)際功率較小
D．由于燈泡L2的電阻較小，其實(shí)際功率較小
8． 某同學(xué)家中有一個(gè)電磁爐，上面標(biāo)有“220V　2000W”的字樣，下面關(guān)于這個(gè)電磁爐的說法中正確的是 (　　)
A．使用這個(gè)電磁爐時(shí)應(yīng)連接額定電流為10A的保險(xiǎn)絲
B．這個(gè)電磁爐在正常工作時(shí)的電阻為484Ω
C．這個(gè)電磁爐工作時(shí)的電功率是2000W
D．這個(gè)電磁爐正常工作0.5h消耗電能為1.8×106J
9． 把標(biāo)有“220V 40W”的燈泡L1和“220V 60W”的燈泡L2串聯(lián)接入220V電路兩端，下列說法正確的是 (　　)
A．兩燈泡的額定電壓都變小了
B．兩燈泡的額定電功率都變小了
C．燈泡L1兩端的實(shí)際電壓比L2兩端的實(shí)際電壓大
D．通過燈泡L1的實(shí)際電流比L2的實(shí)際電流大
10．圖甲中電源電壓恒定，R0為定值電阻。閉合開關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列選項(xiàng)正確的是 (　　)
A．定值電阻R0阻值為8Ω
B．電源電壓為4V
C．當(dāng)滑片在a端時(shí)，R0的功率為2.4W
D．當(dāng)滑片在中點(diǎn)時(shí)，5s內(nèi)R0所產(chǎn)生的熱量為4.5J
11．燈泡L標(biāo)有“2.5V”字樣，它的電阻隨它兩端電壓變化的關(guān)系圖像如圖甲所示。將該燈泡L和電阻R0接入電源電壓恒為3V的電路中(如圖乙)，閉合開關(guān)S，燈泡L恰好正常發(fā)光。下列說法正確的是 (　　)
A．閉合開關(guān)S，燈泡L的電阻為8Ω
B．閉合開關(guān)S，1s內(nèi)電阻R0產(chǎn)生的熱量為0.325J
C．?dāng)嚅_開關(guān)S，燈泡L的電阻為0Ω
D．燈泡L的額定功率為0.625W
12．如圖所示的電路中，電源電壓不變，開關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器滑片P在a端時(shí)，電流表的示數(shù)為2.4A，電壓表的示數(shù)為12V；滑片P移動(dòng)到中點(diǎn)時(shí)，R1消耗的功率為P1；滑片P移到b點(diǎn)時(shí)，R1消耗的功率為P1′，P1∶P1′＝25∶9，滑片P在中點(diǎn)和在b端時(shí)，R2消耗的功率之比為 (　　)
A．1∶2
B．5∶3
C．25∶9
D．25∶18
13．甲醛對(duì)人體的危害非常嚴(yán)重，因此裝修房屋時(shí)檢測(cè)甲醛污染指數(shù)非常重要。某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了甲醛監(jiān)測(cè)設(shè)備，原理如圖甲所示。電源電壓恒為3V，R0為10Ω的定值電阻，R為可以感知甲醛污染指數(shù)的可變電阻，污染指數(shù)在50以下為輕度污染，50～100間為中度污染，100以上為重度污染，以下分析正確的是 (　　)
A．污染指數(shù)越小，電壓表示數(shù)越大
B．電壓表示數(shù)為1V時(shí)，屬于中度污染
C．污染指數(shù)越大，電路中消耗的總功率越大
D．污染指數(shù)為50時(shí)，電壓表示數(shù)為2.5V
14．一只小燈泡標(biāo)有“3.8V”字樣，額定功率模糊不清，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行測(cè)量，電源電壓恒為6V，電壓表、電流表使用的量程分別為0～3V、0～0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“10Ω　1A”，他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出電壓表、電流表示數(shù)的U－I圖像，如圖乙所示。則以下判斷正確的是 (　　)
A．小燈泡的額定功率為0.88W
B．滑片向左移時(shí)電壓表示數(shù)變大，小燈泡變亮
C．變阻器允許連入電路的最大阻值約為8.82Ω
D．小燈泡正常發(fā)光2s，變阻器產(chǎn)生的電熱為3.04J
15．在如圖所示電路中，電源電壓保持6V不變，定值電阻R1為10Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為50Ω，電流表量程“0～0.6A”，電壓表量程“0～3V”，開關(guān)S閉合后，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P自b端向左移動(dòng)過程中，保證電表安全。電路總功率與電流的關(guān)系圖像是 (　　)
A　　　　　 B　　　 　C　　　　 　D
二、非選擇題
16．做“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，小金設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。已知電源電壓為3V，小燈泡上標(biāo)有“2.5V　0.3A”字樣，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“25Ω　0.5A”。
(1)實(shí)驗(yàn)記錄表中①所在的方格內(nèi)應(yīng)補(bǔ)寫的科學(xué)量是_____________。
實(shí)驗(yàn)記錄表
序號(hào)
①
電流(A)
功率(W)
燈泡亮度變化
1
2
3
(2)連接好電路后，小金將滑動(dòng)變阻器滑片P移到b端，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，為查找原因，他仔細(xì)檢查了電路中各元件的工作狀態(tài)，判斷出電路既不斷路，也不短路。小金做出這樣判斷的依據(jù)是________________________。
17．小華同學(xué)按照如圖的電路圖連接了電路，燈泡L2標(biāo)有“6V 3W”字樣，燈泡L1和L2是_____連接的。開關(guān)閉合時(shí)，兩個(gè)電流表的示數(shù)分別如圖所示，其中A2表的讀數(shù)是__0.2__A；流過燈泡L2的電流大小是________A。此時(shí)L2________(選填“是”或“不是”)正常發(fā)光的，燈泡L1的電阻是________Ω，燈泡L1的電功率是________W。
18．把一個(gè)電阻為44Ω的電爐接入電壓為220V的電路中，通電10min產(chǎn)生的熱量為________J。連接家庭電路時(shí)，要注意檢查線路連接處接觸情況。若接觸不良，電流通過時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)更多。容易引起火災(zāi)，因?yàn)橄啾冉佑|良好時(shí)連接處的電阻________(選填“更大”或“更小”)。
19．在如圖所示的電路中，定值電阻的阻值R0和電源電壓U均為已知。在a、b間接入一個(gè)未知電阻Rx，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為Ux，則由已知量和測(cè)得量可以推出：Rx＝______________，Rx的電功率Px＝________________。
20．如圖所示電路，燈泡L1、L2、L3分別標(biāo)有“6V　3W”、“6V　3.6W”、“10V　5W”字樣(不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響)。
(1)只閉合開關(guān)S1時(shí)，要使其中一只燈泡正常發(fā)光，另一只不燒壞，電源最大電壓是________V，通電1min燈泡L2產(chǎn)生的熱量是________J。
(2)如果電源電壓為2.4V，要使電流表示數(shù)最大，則應(yīng)閉合開關(guān)________________________，電流表示數(shù)為________A。
21．采用如圖的裝置探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”，接通電源，瓶?jī)?nèi)的空氣被加熱后膨脹，使U形管中的液面發(fā)生變化，通過觀察U形管的液面變化情況比較出瓶?jī)?nèi)電阻絲的發(fā)熱多少。
(1)如圖所示是探究電流產(chǎn)生的熱量跟_______________的關(guān)系，通電一段時(shí)間________(選填“左瓶”或“右瓶”)內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。
(2)讓實(shí)驗(yàn)裝置冷卻到初始狀態(tài)，把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶?jī)?nèi)，接通電源比較兩瓶?jī)?nèi)電阻絲發(fā)熱多少。此時(shí)該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟__電阻__的關(guān)系，一段時(shí)間后電阻絲產(chǎn)生的熱量________(選填“左瓶”“右瓶”或“兩瓶一樣”)多。
22．三位同學(xué)針對(duì)“在家庭電路中，離進(jìn)戶線距離不同的用電器兩端的電壓是否完全相同”的問題進(jìn)行探究。
(1)小柯設(shè)想借用實(shí)驗(yàn)室量程為0～15V的電壓表，直接測(cè)量家庭電路上各用電器兩端的電壓并進(jìn)行比較。僅從量程考慮，因?yàn)?～15V的電壓表________________，所以小柯的設(shè)想無法實(shí)現(xiàn)。
(2)小雪設(shè)想利用如圖所示電路模擬家庭電路進(jìn)行探究，所有導(dǎo)線選用電阻可以忽略不計(jì)的粗銅絲。如果用電壓表測(cè)量?jī)蔁舻碾妷海Y(jié)果應(yīng)該是燈L1和L2兩端的電壓________________。
(3)小妍參照小雪的電路圖進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)線ab和cd拆自舊滑動(dòng)變阻器上的電阻絲，電阻較大。小妍發(fā)現(xiàn)規(guī)格完全相同的燈L1和L2亮度不同，得出了“如果導(dǎo)線的電阻較大，離電源距離不同的電燈兩端電壓不同”的結(jié)論。她的依據(jù)：規(guī)格相同的電燈亮度不同，是由于電燈兩端的________________，導(dǎo)致實(shí)際功率不同。小雪和小妍采用不同的方法，都在探究同一問題，小柯感慨“方法總比問題多！”。
23．如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置中的部分電路(所連接5Ω電阻均可上下活動(dòng))。兩個(gè)相同的透明容器中密封著等量的空氣，甲、乙兩U形管中所有液面初始狀態(tài)是等高相平，通電一段時(shí)間后液面的高度如圖所示。
(1)本實(shí)驗(yàn)利用U形管中液面的高度差的大小反映放出熱量的多少，這是利用了裝置中________(選填“液體”或“空氣”)的熱脹冷縮。
(2)根據(jù)題干中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫降慕Y(jié)論是：________________________________。
(3)為了研究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系。在不增加實(shí)驗(yàn)器材和不改變電路接線的前提下，斷開開關(guān)，U形管中的液面降回到原來液面后，你需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是________________________________________________________________。
24．小晨以某種PTC電阻作為發(fā)熱部件，制作了一個(gè)恒溫孵化箱。圖甲是恒溫孵化箱的電路圖，R1、R2是兩個(gè)相同的PTC電阻，電源電壓220V。圖乙為單個(gè)這種PTC電阻與溫度變化的關(guān)系圖。
(1)當(dāng)溫度為40℃時(shí)，電路中的電流為多少安？
(2)恒溫孵化箱的最大發(fā)熱功率是多少瓦？
(3)當(dāng)溫度保持40℃不變時(shí)，恒溫孵化箱的產(chǎn)熱和散熱達(dá)到了________________關(guān)系。如果僅僅從產(chǎn)熱方面分析，當(dāng)溫度超過40℃時(shí)，恒溫孵化箱是怎樣自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度下降的？________________________________________________。
25．我國北方許多家庭安裝了一種利用電來取暖的床——電熱炕。其簡(jiǎn)化的工作電路如圖所示，其中K為保護(hù)開關(guān)，平常處于閉合狀態(tài)，當(dāng)溫度超過某一警戒溫度時(shí)自動(dòng)斷開，扇形導(dǎo)體S為旋轉(zhuǎn)型選擋開關(guān)，可繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，每次都和相鄰的兩觸點(diǎn)同時(shí)接觸，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)、低、中、高四個(gè)擋位的轉(zhuǎn)換(擋位順序未知，電功率越大擋位越高)。小科在家里利用所學(xué)的知識(shí)來測(cè)量該電熱炕的電功率。他將S旋轉(zhuǎn)到與觸點(diǎn)1、2連接，觀察發(fā)現(xiàn)家里標(biāo)有“3000r/(kW·h)”的電能表的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)剛好轉(zhuǎn)了20r。已知R1和R2是發(fā)熱電阻，R2的阻值是R1的2倍，其他電阻忽略不計(jì)，小科家電壓恒為220V。請(qǐng)完成下列問題：
(1)小科在觀察電能表的讀數(shù)前先要做的事：________________________________。
(2)當(dāng)S與觸點(diǎn)3、4接觸時(shí)，電熱炕功率是多少？
(3)當(dāng)電熱炕處于高擋時(shí)，電路中通過O點(diǎn)的電流是多少？(結(jié)果保留一位小數(shù))
26．某同學(xué)為學(xué)校草坪設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)注水噴淋系統(tǒng)，其電路設(shè)計(jì)如圖甲。控制電路電源電壓U1＝12V，R0為定值電阻，RF為壓敏電阻，電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)；壓敏電阻RF放置于水箱底部(如圖乙)，其阻值與壓力有關(guān)，阻值隨水位變化關(guān)系如表。工作電路包括注水系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)，其電源電壓U2＝220V；圓柱體水箱底面積S＝0.4m2，當(dāng)水箱內(nèi)的水位上升到2m時(shí)，通過電磁鐵線圈的電流Ia＝0.1A，銜鐵恰好被吸下，注水系統(tǒng)停止工作，此時(shí)電流表示數(shù)I1＝1A；當(dāng)水位下降到1m時(shí)，銜鐵恰好被拉起，注水系統(tǒng)開始給水箱注水，此時(shí)電流表示數(shù)I2＝2A。
水位(m)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
壓敏電阻RF阻值(Ω)
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)當(dāng)水箱內(nèi)水位達(dá)到2m時(shí)，控制電路中壓敏電阻RF的功率為________W。
(2)當(dāng)水箱內(nèi)水位下降到1m時(shí)，通電電磁鐵線圈的電流Ib為多少安？
(3)已知噴淋系統(tǒng)一直給草坪噴水，每秒鐘噴水恒為0.001m3，注水系統(tǒng)工作時(shí)，每秒鐘給水箱注水恒為0.005m3。求相鄰兩次開始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi)，工作電路消耗的電能。
27．某興趣小組設(shè)計(jì)的“溫度控制器”工作時(shí)有加熱和恒溫兩種狀態(tài)。電路如圖甲所示，S為開關(guān)，雙金屬開關(guān)在溫度低時(shí)閉合、溫度到達(dá)一定值時(shí)自動(dòng)斷開，降溫后再閉合，循環(huán)工作起到調(diào)節(jié)溫度作用，指示燈的額定電壓為200V，且亮起即正常工作，發(fā)熱電阻阻值為40Ω。求：
(1)當(dāng)指示燈亮?xí)r，溫度控制器處于________狀態(tài)。
(2)指示燈的電阻值。
(3)加熱狀態(tài)時(shí)，溫度控制器所消耗的電功率。
(4)溫度控制器正常工作時(shí)，記錄燈泡在一段時(shí)間內(nèi)規(guī)律性亮滅情況如圖乙，則溫度控制器1h所消耗的電能。
28．[2018·衢州]小柯家新添了一臺(tái)變頻空調(diào)，部分參數(shù)如表中所示。當(dāng)室溫和空調(diào)的設(shè)定溫度相差較大時(shí)，變頻空調(diào)一開機(jī)，即以最大功率工作，使室溫迅速達(dá)到設(shè)定溫度；當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度后，空調(diào)的制冷(熱)功率隨之減小，以維持室溫基本不變。該空調(diào)另設(shè)電輔熱功能，可以輔助制熱，以彌補(bǔ)單靠空調(diào)壓縮機(jī)工作制熱不足的問題。
型號(hào)
×××
功能
冷暖(輔助電加熱)
制冷功率P冷(W)
變化范圍180～1600
制熱功率P熱(W)
變化范圍200～1900
電輔熱功率P輔熱(W)
1000
電源電壓(V)
220
(1)空調(diào)接入家庭電路后，與其他用電器________聯(lián)。
(2)假設(shè)該空調(diào)開機(jī)后以最大制冷功率工作0.5h，使室溫降至設(shè)定溫度。然后，空調(diào)又以某一恒定的功率工作了2.5h，全過程空調(diào)消耗的電能為1.9kW·h，求
①前0.5h空調(diào)消耗的電能。
②后2.5h通過空調(diào)的電流。
29．如圖是一個(gè)電熱器的一部分電路。電熱絲R1規(guī)格為“220V　1100W”，電阻R2＝506Ω。電熱器正常工作時(shí)，加熱功率1100W，保溫功率88W。電源電壓保持不變，電阻不隨溫度變化。
(1)當(dāng)溫控開關(guān)S接a時(shí)，電路處于________狀態(tài)(選填“加熱”或“保溫”)。
(2)某天在使用電熱器時(shí)，R1燒毀了。小科想使電路恢復(fù)正常工作，在商店買來了表中所示的電熱絲，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)方案，使損壞的電路恢復(fù)正常工作，并說明設(shè)計(jì)理由。
符號(hào)
R3
R4
R5
R6
規(guī)格
220V　500W
220V　600W
220V 2200W
110V　550W
數(shù)量
1
1
2
3
(3)世界上不同國家的家庭電路電壓并不相同，如美國的家庭電路電壓為110V。你覺得家庭電路的電壓規(guī)定得高一些好還是低一些好？為什么？
(4)如果這種電熱器想出口美國，為保證加熱功率和保溫功率不變，求R1和R2的阻值。
易錯(cuò)專練9：電功、電功率
易錯(cuò)點(diǎn)一：混淆電流做功和電熱的關(guān)系致錯(cuò)
典例：加在某電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的電功率為(　　)
A．P B． C． D．
【錯(cuò)解】選D
【析錯(cuò)】學(xué)生沒有弄清楚純電阻和非純電阻的區(qū)別，錯(cuò)求成電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率，誤選為D。
【正解】選C　電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P＝UI，則I＝。電動(dòng)機(jī)線圈消耗的電功率Q＝I2r＝。
跟蹤訓(xùn)練：如果加在某定值電阻兩端的電壓從8V升高到10V，通過該電阻的電流變化了0.1A，則該電阻的功率變化了(　B　)
A．0.2W B．1.8W C．2.0W D．8.0W
【解析】 定值電阻的阻值R＝＝＝20Ω，則ΔP＝－＝－＝1.8W。
易錯(cuò)點(diǎn)二：混淆實(shí)際功率和額定功率而致錯(cuò)
典例：如圖所示，曲線A、B分別是白熾燈L1(220V　100W)、L2(220V　60W)實(shí)際測(cè)得的伏安特性圖像。現(xiàn)將L1、L2兩燈串聯(lián)在220V的電源上，根據(jù)圖像可得L1、L2的實(shí)際功率之比約為(　D　)
A．1∶1
B．1∶2
C．3∶5
D．3∶8
跟蹤訓(xùn)練：如圖所示電路，電源電壓不變，R是定值電阻。將一個(gè)“6V　2W”的小燈泡接在a、b兩點(diǎn)間，小燈泡恰能正常發(fā)光；若換一個(gè)“6V　3W”的小燈泡接在a、b兩點(diǎn)間，則這個(gè)小燈泡(　A　)
A．比正常發(fā)光時(shí)暗些
B．比正常發(fā)光時(shí)亮
C．恰能正常發(fā)光
D．燈絲將會(huì)被燒壞
影響導(dǎo)體電熱大小的相關(guān)因素
1． 教材實(shí)驗(yàn)原理圖
2． 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流I、導(dǎo)體的電阻R、通電時(shí)間t有關(guān)，電流、電阻越大、通電時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱就越多。
3． 實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)
(1)控制變量法：電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān)，要研究電熱與某個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，需采用控制變量法。
(2)轉(zhuǎn)換法：燒瓶與玻璃管相當(dāng)于液體溫度計(jì)，電流產(chǎn)生熱量的多少通過U形管中液面高度變化顯示，采用的是轉(zhuǎn)換法。
4． 實(shí)驗(yàn)拓展
(1)在純電阻電路中，電流產(chǎn)生的熱量與電流所做的功相等，即：Q＝W。
因?yàn)榧冸娮鑼㈦娔苋哭D(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以產(chǎn)生的電熱與消耗的電能相等。
(2)在非純電阻電路中，Q＜W。因?yàn)榉羌冸娮桦娐分兄挥幸徊糠蛛娔苻D(zhuǎn)化為內(nèi)能，還有一部分電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。例如，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，電能大部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，小部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
一、選擇題
1． 如圖分別是小明家上個(gè)月月初和月末的電能表的表盤，表盤上“1600imp/kW·h”表示每消耗1kW·h的電能，指示燈閃爍1600次，下列選項(xiàng)中正確的是(　D　)
A．指示燈閃爍越快，電能表所在電路消耗的電能越多
B．小明家上月消耗的電能為911kW·h
C．小明家干路中的電流不得超過10A
D．?dāng)嚅_其他用電器，只讓電飯鍋單獨(dú)工作2min，指示燈閃爍32次，此時(shí)電飯鍋的功率為600W
2． 如圖甲所示的電路中，電源電壓為8V恒定不變，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器，閉合開關(guān)S后，在滑片P滑動(dòng)的過程中，電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示，根據(jù)圖像信息可知，下列判斷正確的是(　C　)
A．R0的阻值為10Ω
B．R0的最小功率是0.4W
C．電路的最大功率是12.8W
D．滑動(dòng)變阻器的最大阻值是14Ω
3． 把標(biāo)有“220V　40W”的燈泡L1和“220V　60W”的燈泡L2串聯(lián)接入220V電路兩端，下列說法正確的是 (　C　)
A．兩燈泡的額定電壓都變小了 B．兩燈泡的額定電功率都變小了
C．燈泡L1兩端的實(shí)際電壓比L2兩端的實(shí)際電壓大
D．通過燈泡L1的實(shí)際電流比L2的實(shí)際電流大
4． 如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P向下移動(dòng)時(shí)，則 (　A　)
A．電流表的示數(shù)變小，燈變暗
B．電壓表的示數(shù)變大，燈變暗
C．電壓表的示數(shù)不變，總功率變大
D．電流表的示數(shù)變大，總功率變小
5． [2018·成都]下列數(shù)據(jù)最符合實(shí)際的是(　B　)
A．手機(jī)充電器的工作電流約為20A B．USB接口的輸出電壓約為5V
C．家用微波爐的額定功率約為10W D．家用空調(diào)工作一晚消耗約100度電
6． 如圖所示電路中，電源電壓為12V。在a、b間接入燈L1“6V　2W”，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P使燈L1正常發(fā)光。斷開開關(guān)，取下燈L1，保持滑片P的位置不變，在a、b間接入燈L2“6V　3W”，閉合開關(guān)。則 (　C　)
A．燈L2正常發(fā)光
B．燈L2正常發(fā)光時(shí)每秒消耗的電能為2J
C．通過L2的電流為0.4A
D．滑動(dòng)變阻器和燈L2每秒做功5J
7． 小紅在做“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，連好了如圖所示的電路，閉合開關(guān)S后發(fā)現(xiàn)L1正常發(fā)光，L2只能微弱發(fā)光，以下對(duì)于這一現(xiàn)象產(chǎn)生原因的分析中，合理的是 (　D　)
A．燈泡L2發(fā)生了斷路
B．燈泡L2發(fā)生了短路
C．由于燈泡L2的電阻較大，其實(shí)際功率較小
D．由于燈泡L2的電阻較小，其實(shí)際功率較小
8． 某同學(xué)家中有一個(gè)電磁爐，上面標(biāo)有“220V　2000W”的字樣，下面關(guān)于這個(gè)電磁爐的說法中正確的是 (　A　)
A．使用這個(gè)電磁爐時(shí)應(yīng)連接額定電流為10A的保險(xiǎn)絲
B．這個(gè)電磁爐在正常工作時(shí)的電阻為484Ω
C．這個(gè)電磁爐工作時(shí)的電功率是2000W
D．這個(gè)電磁爐正常工作0.5h消耗電能為1.8×106J
9． 把標(biāo)有“220V 40W”的燈泡L1和“220V 60W”的燈泡L2串聯(lián)接入220V電路兩端，下列說法正確的是 (　C　)
A．兩燈泡的額定電壓都變小了 B．兩燈泡的額定電功率都變小了
C．燈泡L1兩端的實(shí)際電壓比L2兩端的實(shí)際電壓大
D．通過燈泡L1的實(shí)際電流比L2的實(shí)際電流大
10．圖甲中電源電壓恒定，R0為定值電阻。閉合開關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列選項(xiàng)正確的是 (　D　)
A．定值電阻R0阻值為8Ω
B．電源電壓為4V
C．當(dāng)滑片在a端時(shí)，R0的功率為2.4W
D．當(dāng)滑片在中點(diǎn)時(shí)，5s內(nèi)R0所產(chǎn)生的熱量為4.5J
11．燈泡L標(biāo)有“2.5V”字樣，它的電阻隨它兩端電壓變化的關(guān)系圖像如圖甲所示。將該燈泡L和電阻R0接入電源電壓恒為3V的電路中(如圖乙)，閉合開關(guān)S，燈泡L恰好正常發(fā)光。下列說法正確的是 (　D　)
A．閉合開關(guān)S，燈泡L的電阻為8Ω
B．閉合開關(guān)S，1s內(nèi)電阻R0產(chǎn)生的熱量為0.325J
C．?dāng)嚅_開關(guān)S，燈泡L的電阻為0Ω
D．燈泡L的額定功率為0.625W
12．如圖所示的電路中，電源電壓不變，開關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器滑片P在a端時(shí)，電流表的示數(shù)為2.4A，電壓表的示數(shù)為12V；滑片P移動(dòng)到中點(diǎn)時(shí)，R1消耗的功率為P1；滑片P移到b點(diǎn)時(shí)，R1消耗的功率為P1′，P1∶P1′＝25∶9，滑片P在中點(diǎn)和在b端時(shí)，R2消耗的功率之比為 (　D　)
A．1∶2
B．5∶3
C．25∶9
D．25∶18
13．甲醛對(duì)人體的危害非常嚴(yán)重，因此裝修房屋時(shí)檢測(cè)甲醛污染指數(shù)非常重要。某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了甲醛監(jiān)測(cè)設(shè)備，原理如圖甲所示。電源電壓恒為3V，R0為10Ω的定值電阻，R為可以感知甲醛污染指數(shù)的可變電阻，污染指數(shù)在50以下為輕度污染，50～100間為中度污染，100以上為重度污染，以下分析正確的是 (　C　)
A．污染指數(shù)越小，電壓表示數(shù)越大
B．電壓表示數(shù)為1V時(shí)，屬于中度污染
C．污染指數(shù)越大，電路中消耗的總功率越大
D．污染指數(shù)為50時(shí)，電壓表示數(shù)為2.5V
14．一只小燈泡標(biāo)有“3.8V”字樣，額定功率模糊不清，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行測(cè)量，電源電壓恒為6V，電壓表、電流表使用的量程分別為0～3V、0～0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“10Ω　1A”，他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出電壓表、電流表示數(shù)的U－I圖像，如圖乙所示。則以下判斷正確的是 (　C　)
A．小燈泡的額定功率為0.88W
B．滑片向左移時(shí)電壓表示數(shù)變大，小燈泡變亮
C．變阻器允許連入電路的最大阻值約為8.82Ω
D．小燈泡正常發(fā)光2s，變阻器產(chǎn)生的電熱為3.04J
15．在如圖所示電路中，電源電壓保持6V不變，定值電阻R1為10Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為50Ω，電流表量程“0～0.6A”，電壓表量程“0～3V”，開關(guān)S閉合后，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P自b端向左移動(dòng)過程中，保證電表安全。電路總功率與電流的關(guān)系圖像是 (　C　)
A　　　　　 B　　　 　C　　　　 　D
二、非選擇題
16．做“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，小金設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。已知電源電壓為3V，小燈泡上標(biāo)有“2.5V　0.3A”字樣，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“25Ω　0.5A”。
(1)實(shí)驗(yàn)記錄表中①所在的方格內(nèi)應(yīng)補(bǔ)寫的科學(xué)量是__電壓(V)__。
實(shí)驗(yàn)記錄表
序號(hào)
①
電流(A)
功率(W)
燈泡亮度變化
1
2
3
(2)連接好電路后，小金將滑動(dòng)變阻器滑片P移到b端，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，為查找原因，他仔細(xì)檢查了電路中各元件的工作狀態(tài)，判斷出電路既不斷路，也不短路。小金做出這樣判斷的依據(jù)是__電壓表和電流表都有示數(shù)__。
17．小華同學(xué)按照如圖所示的電路圖連接了電路，燈泡L2標(biāo)有“6V 3W”字樣，燈泡L1和L2是__并聯(lián)__連接的。開關(guān)閉合時(shí)，兩個(gè)電流表的示數(shù)分別如圖所示，其中A2表的讀數(shù)是__0.2__A；流過燈泡L2的電流大小是__0.5__A。此時(shí)L2__是__(選填“是”或“不是”)正常發(fā)光的，燈泡L1的電阻是__30__Ω，燈泡L1的電功率是__1.2__W。
18．把一個(gè)電阻為44Ω的電爐接入電壓為220V的電路中，通電10min產(chǎn)生的熱量為__6.6×105__J。連接家庭電路時(shí)，要注意檢查線路連接處接觸情況。若接觸不良，電流通過時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)更多。容易引起火災(zāi)，因?yàn)橄啾冉佑|良好時(shí)連接處的電阻__更大__(選填“更大”或“更小”)。
19．在如圖所示的電路中，定值電阻的阻值R0和電源電壓U均為已知。在a、b間接入一個(gè)未知電阻Rx，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為Ux，則由已知量和測(cè)得量可以推出：Rx＝____，Rx的電功率Px＝__Ux·__。
20．如圖所示電路，燈泡L1、L2、L3分別標(biāo)有“6V　3W”、“6V　3.6W”、“10V　5W”字樣(不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響)。
(1)只閉合開關(guān)S1時(shí)，要使其中一只燈泡正常發(fā)光，另一只不燒壞，電源最大電壓是__11__V，通電1min燈泡L2產(chǎn)生的熱量是__150__J。
(2)如果電源電壓為2.4V，要使電流表示數(shù)最大，則應(yīng)閉合開關(guān)__S1、S2、S3__，電流表示數(shù)為__0.32__A。
21．采用如圖的裝置探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”，接通電源，瓶?jī)?nèi)的空氣被加熱后膨脹，使U形管中的液面發(fā)生變化，通過觀察U形管的液面變化情況比較出瓶?jī)?nèi)電阻絲的發(fā)熱多少。
(1)如圖所示是探究電流產(chǎn)生的熱量跟__電流__的關(guān)系，通電一段時(shí)間__左瓶__(選填“左瓶”或“右瓶”)內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。
(2)讓實(shí)驗(yàn)裝置冷卻到初始狀態(tài)，把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶?jī)?nèi)，接通電源比較兩瓶?jī)?nèi)電阻絲發(fā)熱多少。此時(shí)該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟__電阻__的關(guān)系，一段時(shí)間后電阻絲產(chǎn)生的熱量__左瓶__(選填“左瓶”“右瓶”或“兩瓶一樣”)多。
22．三位同學(xué)針對(duì)“在家庭電路中，離進(jìn)戶線距離不同的用電器兩端的電壓是否完全相同”的問題進(jìn)行探究。
(1)小柯設(shè)想借用實(shí)驗(yàn)室量程為0～15V的電壓表，直接測(cè)量家庭電路上各用電器兩端的電壓并進(jìn)行比較。僅從量程考慮，因?yàn)?～15V的電壓表__量程太小__，所以小柯的設(shè)想無法實(shí)現(xiàn)。
(2)小雪設(shè)想利用如圖所示電路模擬家庭電路進(jìn)行探究，所有導(dǎo)線選用電阻可以忽略不計(jì)的粗銅絲。如果用電壓表測(cè)量?jī)蔁舻碾妷海Y(jié)果應(yīng)該是燈L1和L2兩端的電壓__相等(或一樣)__。
(3)小妍參照小雪的電路圖進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)線ab和cd拆自舊滑動(dòng)變阻器上的電阻絲，電阻較大。小妍發(fā)現(xiàn)規(guī)格完全相同的燈L1和L2亮度不同，得出了“如果導(dǎo)線的電阻較大，離電源距離不同的電燈兩端電壓不同”的結(jié)論。她的依據(jù)：規(guī)格相同的電燈亮度不同，是由于電燈兩端的__實(shí)際電壓不同(或電壓不同)__，導(dǎo)致實(shí)際功率不同。小雪和小妍采用不同的方法，都在探究同一問題，小柯感慨“方法總比問題多！”。
23．如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置中的部分電路(所連接5Ω電阻均可上下活動(dòng))。兩個(gè)相同的透明容器中密封著等量的空氣，甲、乙兩U形管中所有液面初始狀態(tài)是等高相平，通電一段時(shí)間后液面的高度如圖所示。
(1)本實(shí)驗(yàn)利用U形管中液面的高度差的大小反映放出熱量的多少，這是利用了裝置中__空氣__(選填“液體”或“空氣”)的熱脹冷縮。
(2)根據(jù)題干中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫降慕Y(jié)論是：__相同電阻，在通電時(shí)間相同的情況下，通過電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多__。
(3)為了研究電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系。在不增加實(shí)驗(yàn)器材和不改變電路接線的前提下，斷開開關(guān)，U形管中的液面降回到原來液面后，你需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是__將圖中上方5Ω的電阻也放入右邊容器中，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后觀察管內(nèi)液面高度差__。
24．小晨以某種PTC電阻作為發(fā)熱部件，制作了一個(gè)恒溫孵化箱。圖甲是恒溫孵化箱的電路圖，R1、R2是兩個(gè)相同的PTC電阻，電源電壓220V。圖乙為單個(gè)這種PTC電阻與溫度變化的關(guān)系圖。
(1)當(dāng)溫度為40℃時(shí)，電路中的電流為多少安？
(2)恒溫孵化箱的最大發(fā)熱功率是多少瓦？
(3)當(dāng)溫度保持40℃不變時(shí)，恒溫孵化箱的產(chǎn)熱和散熱達(dá)到了__平衡(或相等)__關(guān)系。如果僅僅從產(chǎn)熱方面分析，當(dāng)溫度超過40℃時(shí)，恒溫孵化箱是怎樣自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度下降的？__溫度升高，電阻變大，根據(jù)P＝U2/R，總功率變小(產(chǎn)熱變小)__。
答案：(1)由圖乙可知，當(dāng)溫度為40℃時(shí)，R1＝R2＝500Ω，所以電路中的電流：I＝＝＝0.22A。(2)由圖乙可知，R1、R2的最小阻值均為100Ω，則恒溫孵化箱的最大發(fā)熱功率：P大＝＝＝242W。
25．我國北方許多家庭安裝了一種利用電來取暖的床——電熱炕。其簡(jiǎn)化的工作電路如圖所示，其中K為保護(hù)開關(guān)，平常處于閉合狀態(tài)，當(dāng)溫度超過某一警戒溫度時(shí)自動(dòng)斷開，扇形導(dǎo)體S為旋轉(zhuǎn)型選擋開關(guān)，可繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，每次都和相鄰的兩觸點(diǎn)同時(shí)接觸，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)、低、中、高四個(gè)擋位的轉(zhuǎn)換(擋位順序未知，電功率越大擋位越高)。小科在家里利用所學(xué)的知識(shí)來測(cè)量該電熱炕的電功率。他將S旋轉(zhuǎn)到與觸點(diǎn)1、2連接，觀察發(fā)現(xiàn)家里標(biāo)有“3000r/(kW·h)”的電能表的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)剛好轉(zhuǎn)了20r。已知R1和R2是發(fā)熱電阻，R2的阻值是R1的2倍，其他電阻忽略不計(jì)，小科家電壓恒為220V。請(qǐng)完成下列問題：
(1)小科在觀察電能表的讀數(shù)前先要做的事：__關(guān)閉家中其他所有的用電器__。
(2)當(dāng)S與觸點(diǎn)3、4接觸時(shí)，電熱炕功率是多少？
(3)當(dāng)電熱炕處于高擋時(shí)，電路中通過O點(diǎn)的電流是多少？(結(jié)果保留一位小數(shù))
答案：(2)S旋轉(zhuǎn)到與觸點(diǎn)1、2連接，電路中只接R1，W＝20r/(3000r/kW·h)＝1/150kW·h，P1＝W/t＝(1/150kW·h)/(1/60h)＝0.4kW＝400W，S旋轉(zhuǎn)到與觸點(diǎn)3、4連接，電路中只接R2，∵R2＝2R1，∴P2＝1/2P1＝200W。
(3)當(dāng)電熱炕處于高擋時(shí)，電路中R1和R2并聯(lián)，I總＝P總/U總＝(400W＋200W)/220V≈2.7A。
26．某同學(xué)為學(xué)校草坪設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)注水噴淋系統(tǒng)，其電路設(shè)計(jì)如圖甲。控制電路電源電壓U1＝12V，R0為定值電阻，RF為壓敏電阻，電磁鐵線圈電阻忽略不計(jì)；壓敏電阻RF放置于水箱底部(如圖乙)，其阻值與壓力有關(guān)，阻值隨水位變化關(guān)系如表。工作電路包括注水系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)，其電源電壓U2＝220V；圓柱體水箱底面積S＝0.4m2，當(dāng)水箱內(nèi)的水位上升到2m時(shí)，通過電磁鐵線圈的電流Ia＝0.1A，銜鐵恰好被吸下，注水系統(tǒng)停止工作，此時(shí)電流表示數(shù)I1＝1A；當(dāng)水位下降到1m時(shí)，銜鐵恰好被拉起，注水系統(tǒng)開始給水箱注水，此時(shí)電流表示數(shù)I2＝2A。
水位(m)
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
壓敏電阻RF阻值(Ω)
300
200
125
90
70
65
62
60
59
(1)當(dāng)水箱內(nèi)水位達(dá)到2m時(shí)，控制電路中壓敏電阻RF的功率為__0.6__W。
(2)當(dāng)水箱內(nèi)水位下降到1m時(shí)，通電電磁鐵線圈的電流Ib為多少安？
(3)已知噴淋系統(tǒng)一直給草坪噴水，每秒鐘噴水恒為0.001m3，注水系統(tǒng)工作時(shí)，每秒鐘給水箱注水恒為0.005m3。求相鄰兩次開始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi)，工作電路消耗的電能。
答案：(2)當(dāng)水箱中水位為2m時(shí)，控制電路電流Ia＝0.1A，RF1＝60Ω，此時(shí)R總1＝＝＝120Ω，則R0＝R總1－RF1＝120Ω－60Ω＝60Ω，當(dāng)水箱中水位為1m時(shí)，RF2＝90Ω，R總2＝RF2＋R0＝90Ω＋60Ω＝150Ω，Ib＝＝＝0.08A。
(3)由工作電路知，注水和噴淋系統(tǒng)是并聯(lián)的，注水系統(tǒng)從水位1m開始注水到2m，注水的總體積：V總＝0.4m2×(2m－1m)＝0.4m3，注水的同時(shí)噴淋系統(tǒng)一直工作，所以注水時(shí)間：t1＝＝100s，水位從2m下降到1m，需要的時(shí)間：t2＝＝400s，所以注水系統(tǒng)與噴淋系統(tǒng)同時(shí)工作時(shí)，工作電路電流做的功：W＝U2I2t1＝220V×2A×100s＝4.4×104J，噴淋系統(tǒng)單獨(dú)工作時(shí)，工作電路電流做功：W′＝U2I1t2＝220V×1A×400s＝8.8×104J，所以相鄰兩次開始給水箱注水的這段時(shí)間內(nèi)，工作電路消耗的電能：W總＝W＋W′＝4.4×104J＋8.8×104J＝1.32×105J。
27．某興趣小組設(shè)計(jì)的“溫度控制器”工作時(shí)有加熱和恒溫兩種狀態(tài)。電路如圖甲所示，S為開關(guān)，雙金屬開關(guān)在溫度低時(shí)閉合、溫度到達(dá)一定值時(shí)自動(dòng)斷開，降溫后再閉合，循環(huán)工作起到調(diào)節(jié)溫度作用，指示燈的額定電壓為200V，且亮起即正常工作，發(fā)熱電阻阻值為40Ω。求：
(1)當(dāng)指示燈亮?xí)r，溫度控制器處于__恒溫__狀態(tài)。
(2)指示燈的電阻值。
(3)加熱狀態(tài)時(shí)，溫度控制器所消耗的電功率。
(4)溫度控制器正常工作時(shí)，記錄燈泡在一段時(shí)間內(nèi)規(guī)律性亮滅情況如圖乙，則溫度控制器1h所消耗的電能。
答案：(1)只有當(dāng)雙金屬開關(guān)斷開時(shí)，指示燈才會(huì)亮，此時(shí)應(yīng)是恒溫狀態(tài)，不需加熱。
(2)當(dāng)指示燈亮?xí)r，兩端的電壓UL＝200V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，發(fā)熱電阻兩端的電壓UR＝U－UL＝220V－200V＝20V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流I＝＝，即＝，解得：RL＝400Ω。
(3)雙金屬開關(guān)閉合時(shí)，電路為發(fā)熱電阻的簡(jiǎn)單電路，則溫度控制器所消耗的電功率P加熱＝＝＝1210W。
(4)由圖乙可知，一個(gè)周期的時(shí)間為3min，恒溫時(shí)間為150s，加熱時(shí)間為30s，則一個(gè)周期內(nèi)溫度控制器消耗的電能W＝t加熱＋t恒溫＝×30s＋×150s＝52800J，溫度控制器1h所消耗的電能W總＝W×20＝20×52800J＝1.056×106J。
28．[2018·衢州]小柯家新添了一臺(tái)變頻空調(diào)，部分參數(shù)如表中所示。當(dāng)室溫和空調(diào)的設(shè)定溫度相差較大時(shí)，變頻空調(diào)一開機(jī)，即以最大功率工作，使室溫迅速達(dá)到設(shè)定溫度；當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度后，空調(diào)的制冷(熱)功率隨之減小，以維持室溫基本不變。該空調(diào)另設(shè)電輔熱功能，可以輔助制熱，以彌補(bǔ)單靠空調(diào)壓縮機(jī)工作制熱不足的問題。
型號(hào)
×××
功能
冷暖(輔助電加熱)
制冷功率P冷(W)
變化范圍180～1600
制熱功率P熱(W)
變化范圍200～1900
電輔熱功率P輔熱(W)
1000
電源電壓(V)
220
(1)空調(diào)接入家庭電路后，與其他用電器__并__聯(lián)。
(2)假設(shè)該空調(diào)開機(jī)后以最大制冷功率工作0.5h，使室溫降至設(shè)定溫度。然后，空調(diào)又以某一恒定的功率工作了2.5h，全過程空調(diào)消耗的電能為1.9kW·h，求
①前0.5h空調(diào)消耗的電能。
②后2.5h通過空調(diào)的電流。
答案：(2)①P1＝1600W，t1＝0.5h，W1＝P1t1＝1.6kW×0.5h＝0.8kW·h。
②W2＝1.9kW·h－0.8kW·h＝1.1kW·h，
P2＝＝＝0.44kW＝440W，
I2＝＝＝2A。
29．如圖是一個(gè)電熱器的一部分電路。電熱絲R1規(guī)格為“220V　1100W”，電阻R2＝506Ω。電熱器正常工作時(shí)，加熱功率1100W，保溫功率88W。電源電壓保持不變，電阻不隨溫度變化。
(1)當(dāng)溫控開關(guān)S接a時(shí)，電路處于__加熱__狀態(tài)(選填“加熱”或“保溫”)。
(2)某天在使用電熱器時(shí)，R1燒毀了。小科想使電路恢復(fù)正常工作，在商店買來了表中所示的電熱絲，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)方案，使損壞的電路恢復(fù)正常工作，并說明設(shè)計(jì)理由。
符號(hào)
R3
R4
R5
R6
規(guī)格
220V　500W
220V　600W
220V 2200W
110V　550W
數(shù)量
1
1
2
3
(3)世界上不同國家的家庭電路電壓并不相同，如美國的家庭電路電壓為110V。你覺得家庭電路的電壓規(guī)定得高一些好還是低一些好？為什么？
(4)如果這種電熱器想出口美國，為保證加熱功率和保溫功率不變，求R1和R2的阻值。
答案：(2)設(shè)計(jì)如下：
將兩根“110V　550W”電熱絲R6串聯(lián)替代R1。
理由：R6＝＝＝22Ω，
兩根電熱絲R6串聯(lián)后總阻值是44Ω，接在220V電壓下能正常工作，能完全等效替代R1。(合理即可)
(3)電壓低好，因?yàn)楦踩?或者電壓高好，可以減少輸電線上電能的損耗，理由支持結(jié)論，合理即可)
(4)R1＝＝＝11Ω
R總＝＝＝137.5Ω
R2＝R總－R1＝137.5Ω－11Ω＝126.5Ω

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