PR=UIR=220V×2A=440W, 20min内豆浆机消耗的电能: 5W=PRt+PMt′=440W×20×60s+220W×2×60s=5.544×10J. 答:(1)电动机转动时通过线圈的电流为2A; (2)电热丝R的阻值为110Ω; (3)20min内豆浆机消耗的电能为5.544×10J. 点评: 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活应用,关键是根据电路图可知电动机工作时电热丝也在工作即豆浆机工作20min时加热时间也为20min. 22.(2013?孝感)孝感市某初中物理实验小组的同学想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关.于是他们找来额定电流小于是0.6A,额定电压是2.5V的灯L接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图1所示的电路开始探究.
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(1)请你用笔画线代替导线,根据上图1所示的电路图,将图2所示的实物图连接完整. 1 2 3 4 实验次数 U/V 1.40 2.00 2.50 2.80 I/A 0.14 0.18 0.20 0.21 (2)由上表实验数据可知,小灯泡的额定功率是 0.5 W.
(3)小明同学在计算小灯泡的电阻时,取了所求四次电阻的平均值,这种计算方法错误原因是忽略了 温度 对灯泡电阻的影响.
(4)但张飞同学按图正确连接好电路且闭合开关后,他无论怎样移动滑动变阻器,小灯泡均不亮,电流表无示数,而电压表有示数且等于电源电压,则电路中出现该故障的原因是? 小灯泡断路 . 考点: 电功率的测量;实物的电路连接;电压表的使用;滑动变阻器的使用;电流表、电压表在判断电路故障中的应用. 专题: 应用题;实验题;作图题;压轴题;探究型实验综合题. 分析: (1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联,根据灯泡的额定电流确定电流表的量程且串联在电路中,滑动变阻器安一上一下的原则串联在电路中; (2)额定电压下灯泡正常发光,根据表格得出此时通过灯泡的电流,利用P=UI求出小灯泡的额定功率; (3)导体电阻大小跟导体长度、横截面积、材料、温度有关;灯丝电阻受温度影响较大,定值电阻阻值受温度影响较小,从温度上考虑; (4)电压表有示数说明两接线柱与电源之间是通路,无论怎样移动滑动变阻器,小灯泡均不亮、电流表无示数说明电路断路即电压表并联的部分断路. 解答: 解:(1)灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联;电流表0.6的接线柱与滑动变阻器的任意上方接线柱相连,如下图所示:
(2)灯泡正常发光时的电压为2.5V,由表格可知通过灯泡的电流为0.2A, 灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W; (3)灯丝电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中电阻不同,计算平均值代表灯丝电阻无意义,小明同学忽略了温度对电阻的影响; (4)无论怎样移动滑动变阻器,小灯泡均不亮,电流表无示数,而电压表有示数且等于电源电压,说明电压表并联的部分断路,电路中出现该故障的原因是小灯泡断路. 故答案为: (1)如上图所示; (2)0.5; (3)温度; (4)小灯泡断路(合理即可). 点评: 本题考查了电表和滑动变阻器的连接、额定功率的计算、灯丝与温度的关系、电路故障的判断等,关键是知道灯泡正常发光时的功率和额定功率相等以及知道温度对灯丝的影响较大. 23.(2013?武汉)图是一种调温型电热毯的电路示意图,R1和R2是两根相同的电热丝.图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关,“三刀”(即AB、CD、EF三个滑片)只能同时并排向左或向右滑动,使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”档中的某一档位上.当开关处于“4”档时,电热毯不发热;当开关处于其他三档中的某一档位时,电热毯的最小发热功率为30W.
(1)电热毯以最小发热功率工作时,流过电路中的电流为 0.14 A.(结果保留两位小数) (2)开关分别处于“1”、“2”档时,电热毯的发热功率分别为 120 W、 60 W. (3)开关分别处于“3”档时,电热毯工作30分钟产生的热量是多少焦?
考点: 电功与热量的综合计算;并联电路的电压规律;欧姆定律的应用;电阻的串联;电功率的计算. 专题: 计算题;压轴题;电路和欧姆定律;电能和电功率;图像综合题. 分析: (1)知道电热毯的最小发热功率,根据P=UI求出此时流过电路中的电流; (2)由电路图可知,当开关位于“3”档时,R1与R2串联,根据P=电路中的总电阻,利用电阻的串联求出每根电热丝的阻值; 当开关处于“1”档时,R1与R2并联,电路中的电阻最小,根据P=
可知处于低档位,根据欧姆定律求出可知处于高档位,根据并联电路的电压特点和P=分别求出每根电阻丝的功率,两者之和即为此时电路的总功率; 可知处于中档位,根据P=求出电功率; 当开关处于“2”档时,电路为R2的简单电路,根据P=(3)开关分别处于“3”档时,电热毯的发热功率最小,根据Q=W=Pt求出电热毯工作30分钟产生的热量. 解答: 解:(1)根据P=UI可得,电热毯以最小发热功率工作时流过电路中的电流: I===A≈0.14A; (2)由电路图可知,当开关位于“3”档时,R1与R2串联,处于低档位, 根据欧姆定律可得,电路中的总电阻: R===Ω, ∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且R1和R2是两根相同的电热丝 ∴R1=R2==Ω; 当开关处于“1”档时,R1与R2并联,处于高档位, ∵并联电路中各支路两端的电压相等, ∴电热毯的发热功率: P大=+=+=120W; 当开关处于“2”档时,电路为R2的简单电路, 电热毯的发热功率: P中===60W; (3)当开关位于“3”档时,R1与R2串联,电热毯功率为30W, 电热毯工作30分钟产生的热量: 4Q=W=Pt=30W×30×60s=5.4×10J. 答:(1)0.14; (2)120;60; (3)电热毯工作30分钟产生的热量为5.4×10J. 点评: 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及电功率公式、欧姆定律的灵活应用,关键是分清开关处于不同当时电路的连接方式,对学生的读图能力要求较高. 24.(2013?天津)如图为“热得快”的结构示意图,其内部电热丝的阻值为48.4Ω,将它接在220V家庭电路中,在一个标准大气压下将保温瓶中的水烧开.已知瓶中水的质量为2kg,初温为20℃,水的比热容为4.2×10J/(kg.℃).在此过程中,若不计热量损失,求 (1)水吸收的热量; (2)需要加热的时间.
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考点: 热量的计算;电功与热量的综合计算. 专题: 计算题;电和热综合题. 分析: (1)知道水的质量、初温和末温、水的比热容,利用热量公式Q吸=cm△t进行计算; (2)根据P=UI=求出电热丝的功率,因不计热量损失,则Q吸=W电,利用电功率公式P=求通电时间. 解答: 解:(1)水吸收的热量: Q吸=cm(t2﹣t1) 3=4.2×10J/(kg?℃)×2kg×(100℃﹣20℃) 5=6.72×10J; (3)已知:R=48.4Ω,U=220V, 电热丝的功率为:P===1000W, 5若不计热量损失,则W电=Q吸=6.72×10J; 通电时间: t====672s. 5答:(1)水吸收的热量是6.72×10J (3)通电时间是672s. 点评: 本题考查了热量公式、电功率公式的利用,要求准确书写公式,代入数据时需要注意单位统一. 25.(2013?云南)如图1所示为一恒温箱温控电路,包括工作电路和控制电路两部分,R为热敏电阻(置于恒温箱内),阻值随温度变化的关系如图2所示,恒温箱温控电路工作原理是:加热过程中,恒温箱温度升高到一定值时,控制电路中电流会达到一定值,继电器的衔铁被吸合,工作电路停止加热. (1)图中所示状态,电路处于加热还是未加热? (2)恒温箱的温度为100℃时,继电器线圈中的电流达到20mA,衔铁被吸合,此时热敏电阻R消耗的功率是多少? (3)电阻R′有什么作用?
考点: 电功率的计算;滑动变阻器的使用. 专题: 应用题;压轴题;电能和电功率. 分析: (1)根据被控制电路中电热丝是否工作判断被控电路的工作状态; 2(2)根据图2读出100℃时热敏电阻的阻值,再根据P=IR求出此时热敏电阻R消耗的功率; (3)图中电阻R′为滑动变阻器,滑动变阻器的作用一是保护电路,二是可以调节热敏电阻的阻值达到调节温控箱的控制温度. 解答: 解:(1)由图1可知,电热丝通路,处于加热状态; (2)由图2可知,恒温箱的温度为100℃时,热敏电阻的阻值R=50Ω, 热敏电阻R消耗的功率: 22P=IR=(0.02A)×50Ω=0.02W;
(3)图中电阻R′为滑动变阻器,其作用有:一是保护电路,二是调节温控箱的控制温度. 答:(1)加热; (2)热敏电阻R消耗的功率是0.02W; (3)一是保护电路,二是调节温控箱的控制温度. 点评: 本题考查了电功的计算和滑动变阻器的作用,明白恒温箱温控电路工作的原理是关键,同时注意滑动变阻器在不同电路中的作用. 26.(2013?湛江)寒冷的冬天,小明给住在农村的奶奶买了一个如图所示的“暖手宝”,铭牌如表1所示, 请回答下列问题: 表1: 产品名称 暖手宝 QB32 产品货号 440W 额定功率 220V 额定电压 通电储热 5~~8分钟 电源线长 约80cm 暖手宝直径 约200mm (1)该“暖手宝”正常工作时通过的电流和电阻各是多少? (2)该“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是多少?
(3)小明奶奶家离变电站较远(变电站输出的电压为220V),输电导线的总电阻为11?,当小明在奶奶家断开其它用电器只使用该“暖手宝”时,“暖手宝”消耗的实际功率是多少?(小数后面保留一位小数,不考虑温度对电阻的影响)
考点: 电功率与电压、电流的关系;欧姆定律的变形公式;电功率的计算;焦耳定律的计算公式及其应用. 专题: 计算题;应用题;压轴题;信息给予题;欧姆定律;电能和电功率;电与热、生活用电. 分析: (1)已知用电器的额定电压和额定功率,利用公式I=得到正常工作电流,利用公式R=得到电阻; (2)已知电热器的额定功率和正常工作时间,利用公式Q=Pt得到产生的热量; (3)暖手宝与导线是串联的,已知暖手宝和导线的电阻,可以得到电路总电阻,已知电源电压和总电阻,可以得到电路电流;已知暖手宝电阻和通过的电流,利用公式P=IR得到暖手宝的实际功率. 解答: 已知:U额=220V P额=440W t=3min=180s R0=11Ω 求:(1)I=?R=?(2)Q=?(3)P实=? 解: (1)∵P=UI= 2∵暖手宝正常工作时的电流为I===2A ∵暖手宝电热丝的电阻为R===110Ω; (2)“暖手宝”正常工作3分钟产生的热量是Q=Pt=440W×180s=79200J; (3)电路总电阻为R串=R+R0=110Ω+11Ω=121Ω 通过暖手宝的电流为I实===A