資源簡介

電能（二）
伏安法測(cè)定小燈泡額定功率及其實(shí)驗(yàn)探究
1、原理：利用電壓表和電流表分別測(cè)出小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流就可求出小燈泡的電功率。
2．實(shí)驗(yàn)電路圖


實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)
(1)在連接電路時(shí)，開關(guān)始終要斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在_______________處。
(2)根據(jù)小燈泡的額定電壓和正常工作電流大小選擇合適的量程。
(3)滑動(dòng)變阻器在本實(shí)驗(yàn)中的作用除了保護(hù)電路以外，主要目的是__________________，便于測(cè)出它的額定功率和實(shí)際功率。
【針對(duì)練習(xí)】
1．小林想測(cè)量小燈泡的額定功率及正常發(fā)光時(shí)的電阻，小燈泡的額定電壓為2.5V，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象，下列四個(gè)選項(xiàng)中，判斷正確的是(　　)





A．閉合開關(guān)前，滑片要移到最右端，保護(hù)電路 B．圖乙中的電流表示數(shù)為0.45A
C．小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為5Ω D．小燈泡的額定功率為5W
2、有甲、乙兩燈，甲燈上標(biāo)有“2.5V 0.75W”，乙燈上標(biāo)有“2.5V 1.25W”的字樣。若只將這兩個(gè)燈泡接 入同一電路中，兩燈均未燒毀。則下列說法中正確（ ）
A 乙燈一定比甲燈亮 B兩燈消耗的總功率一定為2瓦
C兩燈串聯(lián)時(shí)，通過兩燈的電流最大為0.5A D.若兩燈都能正常發(fā)光，則兩燈一定是并聯(lián)
3、如圖甲，兩個(gè)燈泡串聯(lián)在電路中，電源電壓為6V，L1的額定電壓為3V，L2的額定電壓為2V．通過兩個(gè)燈泡的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖乙所示，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑至中點(diǎn)時(shí)，其中一個(gè)燈泡正常發(fā)光，另一個(gè)不損壞，下列說法中不正確的是（ ）
　　 A． 正常發(fā)光的小燈泡是L2，其額定功率為0.3W
　　 B． 正常發(fā)光的小燈泡是L1，其額定功率為0.45W
　　 C． 當(dāng)L2兩端電壓為1.5V時(shí)，通過它的電流為0.15A
　　 D． 此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓是1.5V
4.(遵義中考)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
5.(泰安中考)如圖所示，電源電壓為4.5V，電壓表量程為“0～3V”，電流表量程為“0～0.6A”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“10Ω 1A”，小燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”(燈絲電阻不變)，在保證小燈泡L電流不超過額定電流的情況下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，下列說法正確的是(　　)
①小燈泡的額定電流是0.6A ②滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍是4～10Ω
③電壓表示數(shù)變化范圍是0～3V ④電流表示數(shù)變化范圍是0.3～0.5A
A．只有②、④正確　　　B．只有②、③正確
C．只有①、④正確　　D．只有①、③正確
6．(安徽中考)如圖，小燈泡L1和L2均標(biāo)有“1.5V，0.3A”字樣，AB兩端的電壓U＝1.5V。開關(guān)S斷開時(shí)，通過L2的電流為______A。閉合開關(guān)S，兩只小燈泡消耗的總功率為______W。

第6題圖 第7題圖
7.如圖所示，電源電壓保持不變，開關(guān)S斷開后，燈L1、L2都能正常發(fā)光，甲、乙兩個(gè)電表的示數(shù)之比是5∶4，由此判斷甲、乙兩個(gè)電表都是________，此時(shí)燈L1、L2________(填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”)，燈L1與燈L2的電功率之比是________。
8．在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣，電源由兩節(jié)新干電池組成，燈泡電阻約為10Ω，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω　1A”字樣。
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 燈泡兩端電壓/V 通過燈泡電流/A 燈泡亮度 燈泡的功率/W 燈泡的平均功率/W
1 3 0.28 較亮 0.84 ？
2 2.5 ？ 正常發(fā)光 ？
3 2 0.22 較暗 0.44


(1)小芳設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示，按照電路圖連接的實(shí)物圖如圖乙所示，圖乙中有一處明顯錯(cuò)誤是________________________。
(2)改正錯(cuò)誤后，經(jīng)檢查電路連接無誤。實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，電流表的指針位置如圖丙所示，則電流表的示數(shù)為________A。
(3)本實(shí)驗(yàn)測(cè)得小燈泡的額定功率為________。
(4)通過分析表格中數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知燈泡的亮度是由__________決定的。
(5)小芳設(shè)計(jì)的表格中有一處不妥，請(qǐng)幫助她指出來：________________________。
(6)老師提醒同學(xué)仔細(xì)研究實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，還能發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中小燈泡燈絲的電阻_______(填“變大”、“不變”或“變小”)，你認(rèn)為產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是_______________。
9.琳琳小組在做“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前他們觀察到小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣。
(1)在電路連接完成后，閉合開關(guān)前，同組同學(xué)檢查電路，發(fā)現(xiàn)她有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”，并在圖中正確連線。

(2)正確連接電路后，閉合開關(guān)，在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的過程中，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，其原因可能是________(選填符號(hào))。
A．燈泡斷路　　 　　B．燈泡短路
C．滑動(dòng)變阻器斷路　　　　D．滑動(dòng)變阻器短路
(3)故障排除后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片在某一位置時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則此時(shí)通過小燈泡的電流是________A；小燈泡兩端的電壓是________V；若使小燈泡正常發(fā)光，則應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)為________V。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，琳琳小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖丙所示的圖像，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻大約是________Ω(保留一位小數(shù))。
焦耳定律及其實(shí)驗(yàn)探究
一、電流的熱效應(yīng)
電流通過各種導(dǎo)體時(shí)，會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高，這種現(xiàn)象叫電流的________。其實(shí)質(zhì)上是電能轉(zhuǎn)化為________的過程。
二、電熱器
利用______________工作的用電器。如：電飯煲、電熱水壺、電熨斗、電吹風(fēng)機(jī)、電烙鐵等。
三、焦耳定律
電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟______________成正比，跟導(dǎo)體的________成正比，跟通電的________成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律。
數(shù)學(xué)表達(dá)式：Q＝________。
四、電熱的計(jì)算
1．Q＝I2Rt適用于任何用電器。
2．對(duì)于純電阻電路，即電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器，像電爐、電烙鐵、電飯鍋等。Q＝W＝UIt＝t＝I2Rt＝Pt
【針對(duì)練習(xí)】
1．用2安培的電流通過一電阻器，在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一定的熱量，如果電流增加到4安培，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是前者的(　　)
A．1/2　　　　B．1/4　　　　 C．4倍　　　　 D．2倍
2、如圖所示，電阻R和內(nèi)阻為r的電動(dòng)機(jī)M串聯(lián)接到電路中，接通開關(guān)后，電動(dòng)機(jī)正常工作，設(shè)電阻R和電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時(shí)間t，電流通過電阻R做功W1，產(chǎn)生熱量Q1，電流流過電動(dòng)機(jī)做功W2，產(chǎn)生熱量Q2，則有（　　）



3.如圖是課本“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣，電路正確連接后，通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中，下列說法正確的是(　　)
A．左邊容器電阻絲中的電流比右邊容器電阻絲中的電流大
B．U形管中液面高度的變化反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少
C．要保持兩個(gè)電阻絲兩端電壓相等
D．通電時(shí)間相同，兩個(gè)容器中空氣吸收的熱量相同
4.嚴(yán)寒冬季，我國北方哨兵腳上穿有電熱靴。一只靴內(nèi)加熱電路如圖所示，電源電壓恒定，S2為三檔旋鈕開關(guān)(金屬片M可分別撥至a、b、c處)，電阻絲R1、R2規(guī)格相同且阻值不變，b為電阻絲R1的中點(diǎn)。這只電熱靴的低溫檔為6W，則其中溫檔和高溫檔分別為(　　)




A．8W，12W　　　B．8W，24W C．12W，18W　　　　D．12W，24W
5.為了探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”，某同學(xué)將兩段阻值不同的電阻絲R1、R2分別密封在兩個(gè)完全相同的燒瓶中，并設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩套裝置，已知所用蓄電池電壓相等且保持不變，R1＜R2，裝入燒瓶的煤油質(zhì)量相等。實(shí)驗(yàn)中，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少是通過煤油升高的溫度體現(xiàn)出來的，這種方法叫________。甲裝置可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與________是否有關(guān)。在相同的通電時(shí)間內(nèi)，溫度計(jì)________所在燒瓶中的電阻絲產(chǎn)生的熱量最多。

第6題圖 第7題圖
6.如圖甲所示，是某同學(xué)“探究定值電阻R0的發(fā)熱功率P0、滑動(dòng)變阻器R消耗的電功率PR和電源總功率PU隨電流I變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖，通過實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法在同一坐標(biāo)系中作出了a、b、c三條圖線，如圖乙所示。根據(jù)圖像可知，反映電源總功率PU隨電流I變化關(guān)系的圖像是________，電源電壓為________，R0阻值為________。
7.如圖甲、乙所示為某型號(hào)電水壺的電路示意圖及銘牌，R與R0產(chǎn)生的熱能均能被水吸收，保溫狀態(tài)水溫保持在80℃以上。回答下列問題：

(1)保溫狀態(tài)下，開關(guān)S0、S分別處于什么狀態(tài)？
(2)求電阻R0和R的阻值。
(3)80℃的一杯水，放在桌上自然冷卻，每隔5分鐘記錄一次水溫，得出丙圖圖線。從圖中可以得出什么降溫規(guī)律？
(4)一滿壺80℃的水自然冷卻到室溫，水釋放的熱量為多少？[水的比熱c＝4.2×103J/(kg·℃)]





8.(海南中考)如圖甲所示，是一種電加熱恒溫箱的簡化工作原理電路圖。工作電路由電壓U0＝220V的電源和阻值為R0＝88Ω的電熱絲組成。控制電路是由電壓U1＝7.5V的電源、開關(guān)、電磁繼電器(線圈電阻不計(jì))、電阻箱R1(可取值范圍為0～120Ω)和熱敏電阻Rt組成的，熱敏電阻Rt的阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)控制電路的電流達(dá)到50mA時(shí)，銜鐵才吸合，從而切斷右邊工作電路，停止加熱。

(1)由圖乙可知熱敏電阻Rt的阻值隨溫度的升高而________。(填“增大”、“不變”或“減小”)
(2)求工作電路中電熱絲R0工作時(shí)的電流和工作5min產(chǎn)生的熱量。
(3)如果恒溫箱的溫度設(shè)定為60℃，則電阻箱R應(yīng)取多大阻值？
(4)該恒溫箱可設(shè)定的最高溫度是多少℃？




電能的綜合計(jì)算
1、電熱加濕器靠電流的熱效應(yīng)工作．某種家用電熱加濕器相關(guān)參數(shù)、外形、電路簡化圖如圖所示．電熱器的電熱絲浸沒在加熱倉的水中產(chǎn)生熱量，使加熱倉中的水沸騰變成水蒸氣噴出，增加環(huán)境濕度．當(dāng)加熱倉中的水減少到一定程度時(shí)，自動(dòng)閥門智能打開，水由儲(chǔ)水箱進(jìn)入到加熱倉中．








當(dāng)氣霧調(diào)節(jié)器R2的滑片移到最左邊時(shí)，加濕器以最大運(yùn)行功率工作，求電熱絲R1的電阻值．
(2)如果加熱倉內(nèi)冷水的溫度為20℃，用最大運(yùn)行功率工作，經(jīng)過5min36s，水沸騰產(chǎn)生蒸氣，求加熱 倉中水的體積．[c水=4.2×103J/（kg?℃）．ρ水=1×103kg/m3，電熱絲R1產(chǎn)生的熱量全部被水吸收．環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓]．
（3）當(dāng)滑片移到最右端時(shí)，氣霧調(diào)節(jié)器R2的阻值為605Ω，加濕器以最低氣霧量工作，求此時(shí)電熱絲R1的電功率是多少瓦？24小時(shí)R1消耗多少度電？（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）



2、如圖的電路，電源電壓為25V且保持不變，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，其上標(biāo)有“50Ω?2A”的字樣，電流表A1的量程為0～0.6A，電流表A2的量程為0～3A，燈泡L標(biāo)有“5V?1W”的字樣．
（1）燈泡L正常工作時(shí)的電流是多大？
（2）閉合S，斷開S1、S2，燈泡恰好正常工作，求R1的阻值．
（3）S、S1、S2均閉合，為確保電路安全，求滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值為多大時(shí)電路功率最大？ 并求出此種情況下電路1min產(chǎn)生的熱量．




3．如圖所示，直流電動(dòng)機(jī)通過電流做功提升重物，但在電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程中，有部分電能變成內(nèi)能．已知線圈電阻1.5Ω，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過線圈電流2A，物體質(zhì)量540g，以10m/s勻速上升，不計(jì)繩的重力和一切摩擦．物體上升20s的過程中．(g取10N/Kg)，求：
（1）電壓表讀數(shù)；
（2）電流通過線圈產(chǎn)生的熱量；
（3）提升物體的有用功；
（4）電動(dòng)機(jī)工作效率．




4. 新能源純電功汽車因其環(huán)保、節(jié)能、高效、維護(hù)方使等諸多優(yōu)勢(shì)，將來有望取代燃油車成為人們?nèi)粘Ｊ褂玫闹匾煌üぞ撸F(xiàn)在常德市的出租汽車中就已出現(xiàn)了純電動(dòng)汽車的靚麗身影。電動(dòng)汽車提供能量的裝置為車內(nèi)的電池組，當(dāng)它給電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)將驅(qū)動(dòng)車輪行駛。如圖所示為國內(nèi)某型號(hào)的純電動(dòng)汽車，若該車和車內(nèi)乘客的總質(zhì)量為2.4×103kg．每個(gè)車輪與地血的接觸面積為0.01m2．當(dāng)該車在水平路面上以25m/s的速度勻速行駛時(shí)，它受到的阻力約等于人和車總重的0.02倍，此時(shí)電池組加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為320V，通過電動(dòng)機(jī)的電流為60A．若連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，傳動(dòng)裝置消耗的能量不計(jì)，求：
（1）該電動(dòng)汽車此時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）該電動(dòng)汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率；
（3）該電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)線圈的電阻。

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