1.如图1所示,小灯泡l标有“6v 1.5w”字样,r2为阻值未知的定值电阻器,电源电压为12v保持不变。
1)若开关s1闭合,s2断开,滑动变阻器r1的滑片在它的中点时,小灯泡恰能正常发光。求:滑动变阻器r1的最大阻值。
2)若开关s1闭合,s2断开,滑动变阻器r1的滑片p移到最左端时,求:小灯泡这时的实际功率。(小灯泡灯丝的电阻视为不变)
3)若保持滑动变阻器r1的滑片p在左端不动,将开关s1、s2均闭合,此时电流表的示数为1.25a,求:r2的阻值。
1.(1)当s1闭合、s2断开,p在r1中点时,灯l与r1串联接在电源上,灯正常工作时
i= =0.25a, rl= =24ω, r总= =48ω,
r1= r总–rl= 48ω-24ω=24ω, 所以,r1= 24ω×2=48ω.(3分)
2)s1闭合、s2断开,p在r1最左端时,r1与l串联接在电源上,则r总=r1+rl=48ω+24ω=72ω,
此时该支路上的电流i= =a,l的实际功率为pl’= i2rl = a)2×24ω=0.67w.(3分)
3)p在r1最左端,s1、s2均闭合时,l被短路,只有r1、r2并联接在电源上,电流表的示数为干路上的电流。
则i1= =0.25a,i2=i–i1= 1.25a–0.25a= 1a,所以,r2 = 12ω.(4分)
2.小红学了电路知识之后,对电路很有兴趣。看到家里的电吹风,便把它拆开来研究,并画出了如下电路图( 为电吹风中带动风扇的电动机)。她认为当只闭合开关s1时,电吹风吹冷风;当s1和s2都闭合时,电吹风吹热风。
小芬看了她画的电路图觉得有问题:如果仅闭合s2,会出现电热丝r工作而电动机不工作的现象,从而使电吹风的塑料外壳过热造成损坏。小芬认为只要把其中一个开关移到干路上,就能做到电热丝r工作时,电动机就一定在工作,从而保证塑料外壳不会因操作失误而损坏。
请分析回答下列问题:
你认为小芬应该把开关移到干路上,才能符合安全要求。
请根据电吹风铭牌上提供的有关数据,计算当电吹风正常工作并且吹热风时,1分钟消耗多少电能?电热丝r的电功率为多大?通过电热丝r的电流为多大?
2.⑴s1 (2分)
解:w=pt1分。
460瓦×60秒=27600焦耳1分。
电热丝r的电功率为pr=460瓦-20瓦=440瓦1分。
ir=pr/u1分。
440瓦÷220伏=2安1分。
答:电吹风吹热风时,一分钟消耗27600焦耳的电能。电热丝r的电功率为440瓦。通过电热丝r的电流为2安。
3、居民楼的楼道里,夜间楼道灯一直亮着会造成浪费。科研人员用“光敏”材料制成“光控开关”,它能在天黑时自动闭合,天亮时自动断开;利用“声敏”材料制成“声控开关”。它能在有人走动发出声音时闭合,无人走动时自动断开。
请将右图的“光控开关”、“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路,设计出只有在夜间且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路,同时安装一个不受开关控制的三孔插座。
4.在图4所示的电路中,r1是定值电阻,r2为滑动变阻器,已知r1=16ω,电源电压为12v。
闭合开关s,调节滑动变阻器的滑片p,使电压表的示数恰为8v 时,电流表的示数为多大?此时滑动变阻器r2消耗的电功率多大?
若在r1两端并联一个定值电阻r3后,再调节滑动变阻器r2,使电压表的示数为4v时,电流表的示数为0.75a,则r3的阻值为多大?
4.解:电流表示数1分)
u2=u-u1=12v-8v=4v
滑动变阻器r2消耗的电功率。
p=u2i=4v×0.5a=2w1分)
1分)i3′=i′-i1′=0.75a-0.25a=0.5a1分)
根据欧姆定律,得r3的阻值。
1分)5. 我们知道:“电流通过导体时产生的热量,与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比.”这就是焦耳定律,用公式可表达为:
q=i2rt。爱动脑筋的小明在**这个问题时,设计了图示的实验,只连接一次电路就完成了实验**.他的方法是用电阻丝(其中r甲≠r乙)给烧瓶中的煤油(煤油质量相同)加热,然后观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度,就可以对比电阻丝放热的多少.请你仔细观察小明设计的实验电路,并应用所学知识分析回答下列问题:
1)**电热的多少与电流的关系,应该对比两个烧瓶中煤油柱上升的高度,而这两个烧瓶中电阻丝阻值应该。
2)**电热的多少与电阻的关系,应该对比两个烧瓶中煤油柱上升的高度.
3)有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律,请举两个例子.
5 (1) 甲丙或乙丙 (2分); 相等 (2分)(2) 甲乙 (2分)(3)电饭锅;电热毯;电暖炉等等(1分)
6.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**。
6. (1)r(1分);(2)bceg(答对得2分,答不全得1分);(3)设计正确得3分,只用r0,不用滑动变阻器得1分;(4)rx=u1r0/u2(1分);(5)**设计合理得2分。
7.2024年3月欧盟峰会通过了一项协议:在2024年之前,欧洲各国将彻底终结“白炽灯时代”,推广使用节能灯。
如图16所示,一只“220v 11 w”的节能灯与一只“220 v 60w”的白炽灯发光效果相当。
(1)兰兰的台灯用的是“220v 60w”的白炽灯,它正常发光时的电流是多少?
(2)兰兰用一只11w的节能灯取代了台灯上的白炽灯,一年中台灯工作的时间2000h算,可节约多少度电?
(3)兰兰了解到白炽灯的发光效率大约只有8%,图17表示了它工作时的能量转化情况,请计算这尽60w的白炽灯一年工作2000h,会白白浪费掉多少电能?
7 (1)由p=ui,得到通过白炽灯的电流,i=p/u=60w÷220v≈0.27a …3分。
(2)白炽灯一年消耗的电能为:w1=plt=0.06kw×2000h=120kw·h………l分。
节能灯一年消耗的电能为:w2=p2t=0.011kw×2000h=22kw·h………l分。
则节约的电能为:w=w1-w2=98kw·h,合98度1分。
3)设白炽灯的发光效率为η
由(2)中可知白炽灯一年消耗的电能职=120kw·h,则白炽灯一年中浪费的电能为:
w/=w1(1—η)120kw·h×(1—8%)=110.4kw·h(或3.97×108j)……2分。
8. 实验小组进行了“测定额定电压是2.5v的小灯泡功率”的实验:
1)实验记录与计算如下表:
根据他们观察的现象和记录的实验数据分析,你可得出什么结论(请说出两点):
小灯泡的额定功率是 w
2)他们还注意到,这个实验记录也可以用来计算小灯泡灯丝的电阻,并发现灯丝的电阻值随电压升高而增大,同学们想:导体的电阻不是与电压、电流无关吗?怎么会有这样的结论呢?
请你给他们做出合理的解释。
3)①在图11中用笔画线代替导线完成该实验的电路连接;
请在坐标图12中作出小灯泡的电压和电流的关系图象。
8 (1)① 0.75 ② 电压升高,功率增大等
(2)灯丝的电阻与温度有关。
9在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时,灯泡上标有“3.4v” 字样。小红设计了实验电路图,如图甲所示,并连接了部分实验电路,如图乙所示。
1)请帮助小红完成实验电路的连接。
2)连接完实验电路后,小红闭合开关,发现灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数且接近于电源电压,请帮助小红分析电路出现故障的原因。
3)排除故障后,小红调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,读数为___a,则小灯泡的额定功率为w。
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