呼和浩特专版2020中考物理复习方案第18课时电能电功率试题.docx

第18课时电能电功率真题回顾把握考向命题点一动态电路分析1.(多选)2014呼和浩特,10题3分如图18-1所示,闭合开关,滑动变阻器滑片P从中点向右滑动的过程中,下列判断正确的是()图18-1A. 电流表示数变小B.电压表示数不变 C.滑动变阻器的功率变小D.定值电阻R1的功率变小命题点二电学综合2.2018呼和浩特,6题2分关于如图18-2所示电学知识,下列说法正确的是()图18-2A.图甲中,表盘上的“3000 r/(kWh)”表示电能表转盘转过3000 r,消耗电能3600 kWB.图乙中,在家庭电路中,开关应接在火线和用电器之间C.图丙中,在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中,为了减小误差,应调节滑动变阻器在电路中的电阻,多次测量求平均值D.图丁中,实验表明:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越小,这个电阻产生的热量越多命题点三电能表的相关计算3.2019呼和浩特,15题4分一个电能表,表盘上标有“720 revs/(kWh)”字样,它的意思是 。呼和浩特市教研室某段时间用电,这段时间起始和终止时电能表的示数分别如图18-3所示,该时间段该地区每度电电费1.2元,则这段时间所用电能需要交付多少电费?图18-3命题点四电能、电功率的相关计算4.(多选)2015呼和浩特,10题3分如图18-4所示,电源电压恒为6 V;R1、R2电阻相同,均为10 ;滑动变阻器R3最大电阻值为10 。闭合开关,滑片从最左端向右滑动的过程中,下列判断正确的是( )图18-4A.电流表示数变大,电压表示数不变B.R1的电功率减小,最大值为0.4 WC.R2的电功率增大,最大值为3.6 WD.滑动变阻器R3的电功率先变大后变小,最大值为0.45 W5.2019呼和浩特,18题4分如图18-5所示,灯泡上标有“9 V5.4 W”的字样(假设灯丝电阻不变)。只闭合开关S1,当滑动变阻器滑片滑动到某处时,电流表A2示数为0.2 A,电压表V示数为9 V;两个开关全部闭合,滑动变阻器的滑片滑动到最左端时,灯泡恰好正常发光,电流表A2的示数为1.0 A。(1)只闭合S1,电流表A2示数为0.2 A时,求滑动变阻器接入电路的电阻值。(2)求电阻R1的电阻值。(3)滑动变阻器从左向右滑动过程中,求滑动变阻器的最大功率。图18-56.2018呼和浩特,17题4分如图18-6是某种电加热器的电路工作原理图,有总控开关S1,温控开关S2,两个加热电阻丝R1、R2(阻值不变)。该加热器部分参数已知:额定电压为220 V,加热功率为4840 W,保温功率为400 W。求:(1)当S1、S2都闭合时,该加热器处于(选填“加热”或“保温”)状态,求此时电路中的总电流。(2)傍晚用电高峰期,若实际电压只有200 V时,求该加热器在保温状态下的实际功率。(结果保留整数)图18-67.2017呼和浩特,17题4分小王同学自制了一只“热得快”,这只“热得快”是用一根电阻为48.4 的电阻丝制成,将它接在220 V的家庭电路里使用。(1)求该“热得快”5 min内产生的热量。(2)为了安全,小王同学将一只工作指示灯与“热得快”的电阻丝串联使用,经测量该电阻丝此时消耗的功率为原来功率的81%,求指示灯的电阻。8.2017呼和浩特,22题8分如图18-7甲所示,电阻R1=30 ,滑动变阻器R2的最大阻值为60 ,电源电压为6 V。图18-7(1)电路连接时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器R2的滑片P应滑至(选填“最左端”“最右端”或“任意位置”)。(2)计算通过电路中电流的变化范围。(3)通过计算推导电阻R2电功率与电流的正确函数关系式,并在图乙中画出电阻R2电功率与电流变化的函数图像(自己按需求填写最小分度值,并标出特殊点的数值)。9.2016呼和浩特,15题3分把分别标有“220 V40 W”和“36 V40 W”的两只白炽灯L1和L2,串联接在电压恒为220 V的照明电路中,且两灯电阻不变,求:(1)两只灯泡的电阻。(2)两只灯泡实际功率之比。10.2016呼和浩特,17题3分某校师生自制了一台多功率电烘箱,电路结构如图18-8所示,所选两根电热丝R1、R2的阻值分别为75 、150 ,由于电路电压不足,实际工作电压为200 V,则:(1)这台电烘箱以最大功率工作时,求通过电烘箱的电流。(2)这台电烘箱以最大功率工作5 min,求电热丝产生的热量。(3)这台电烘箱以最大功率工作5 h,求消耗的电能。图18-811.2016呼和浩特,22题8分马剑同学利用如图18-9甲所示电路,测定自己制作的玩具小飞机所需要的电动机工作数据,已知电源电压恒定,当滑动变阻器滑片从一端滑至另一端的过程中,两个电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙所示,当通过电动机的电流大于0.4 A时,电动机转子才转动。图18-9(1)开关S闭合前,滑动变阻器滑片应滑至最(选填“左”或“右”)端;由图可知电源电压为V,其中图线(选填“a”或“b”)表示电压表V1与电流表A变化的规律。(2)求电动机线圈的电阻和滑动变阻器的最大阻值。(3)在这个过程中,求电动机的最大输出功率;当电动机输出功率最大时,求电动机的效率。12.2015呼和浩特,15题3分一只电热水壶的铭牌上标着“220 V1100 W”的字样,它正常工作时,电流是多少?如果每天使用1 h,一个月用电多少千瓦时?(按30天计算)13.2015呼和浩特,17题3分一根粗细均匀,用同种材料制成的电阻丝,阻值为R1=20 。若将其对折多次后,其长度变为原来的15,其阻值为R2;若将其均匀拉长为原来的5倍,其阻值为R3。求:(已知电阻丝的阻值和它的长度成正比,和它的横截面积成反比)(1)拉长后R2和R3阻值的大小。(2)若将R1、R2和R3这样的三个电阻串联接在电路中,三个电阻的电功率之比。(3)若将R1、R2和R3这样的三个电阻并联接在电路中,三个电阻的电功率之比。14.2015呼和浩特,22题8分我国的水力资源非常丰富,尤其是西南地区,今年又在四川建成一座水电站。该水电站是在某河流上游修建了120 m高的拦河大坝,每分钟有200 m3的水从高处自由落下冲击水轮机,已知水轮机到上游水面的落差为100 m,水轮机与大坝内侧底部约在同一水平面上。(g取10 N/kg)(1)求拦河大坝的内侧底部受到水的压强。(2)求水从高处自由落下时,重力每分钟做的功。(3)如果水的机械能有75%转化为电能,求该水电站的发电功率。(4)如果该水电站通过输电导线远距离向某城市供电,两条输电导线的电阻为90 ,某城市用电电压为220 V,则该水电站送电电压约是多少伏?15.2014呼和浩特,17题3分如图18-10所示的电路中,电源电压恒为24 V,电阻R1的阻值为20 ,滑动变阻器R2上标有“100 3 A”字样。闭合开关S后,电流表的示数为0.3 A。求:(1)此时电阻R1两端的电压U1。(2)此时电阻R2的电阻值。(3)2 min内电阻R2上消耗的电能。图18-10命题点五焦耳定律16.2015呼和浩特,7题2分判断电流通过导体产生的热量,下面公式选用正确的是()A.UItB.I2RtC.U2RtD.前面三个都可以17.2014呼和浩特,21题8分小勇同学家里某段时间内共有两件用电器在工作,一盏“220 V 40 W”的灯(电阻不变),一台“DY-IA(R3)”型的空调机,空调机正常工作时的电压为220 V,总功率为880 W,内部线圈电阻为3.5 。(1)这两件用电器的连接方式是(选填“串联”或“并联”),空调机应(选填“接地”或“不接地”)。(2)正常工作时,求两件用电器的总功率。(3)如果灯泡工作时的电压是110 V,求它的实际电功率。(4)该空调机正常工作1.5 h,求线圈电阻产生的热量。命题点六测量小灯泡的电功率18.2018呼和浩特,14题3分小林同学在学习了“伏安法测电功率”的知识后,设计了一个定值电阻的功率能从0到最大功率连续变化的电路。电路如图18-11甲所示。图18-11(1)实验前,开关应断开,滑片P应移到(选填“a”或“b”)端。(2)请你按照他的设计,用笔画线代替导线将实物图乙连接完整。(电压表选用03 V挡,导线不能交叉)。19.2015呼和浩特,21题8分某同学在“测量小灯泡的电功率”实验中,设计了如图18-12所示电路。已知小灯泡的额定电压为2.5 V,在不断开开关的情况下,该同学调节滑动变阻器,使滑动变阻器阻值减小,并正确读出数据如下表:图18-12数据序号12345678电压U/V0.10.20.60.81.02.02.53.0电流I/A0.080.140.280.340.360.460.480.50发光情况不亮不亮微亮微亮较亮较亮明亮很亮(1)从表中数据可以判断电流表选用(选填“00.6 A”或“03 A”)挡;小灯泡的电阻随亮度的增大而(选填“增大”“减小”或“不变”)。(2)在如图18-13所示的坐标系中用光滑曲线画出小灯泡的I-U图像。图18-13(3)计算出小灯泡在额定电压下的电阻值。(保留一位小数)(4)如果小灯泡在额定电压下工作30 s,计算出小灯泡在这段时间内消耗的电能。20.2014呼和浩特,13题3分实验室购买了一批规格为“2.5 V0.75 W”的小灯泡,小玲同学利用其中一只灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验。(1)用笔画线把图18-14中给出的用电器连接成测量小灯泡电功率的电路图。图18-14(2)若电流表有“00.6 A”和“03 A”两挡,应选择“0A”挡接入电路中。(3)滑动变阻器的最大阻值为15 ,电源电压不变,将滑动变阻器的电阻值从最大调至5 的过程中,它的功率变化为(选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”)。达标检测巩固提升|基础达标|一、选择题1.2019玉林下列关于电能的说法正确的是()A.可以通过电流表把电能直接测量出来B.电能的单位是“度”,学名叫千瓦C.消耗电能越多的用电器,电功率就越大D.消耗电能相同的用电器,产生的热量不一定相同2.2019衡阳小明家上次查看电能表示数为,本次查看时电能表示数如图18-28所示,则下列说法正确的是()A.他家在这段时间内消耗的电能为903 kWhB.电能表是测量电功率的仪表C.若只让一个标有“220 V1000 W”的电热水器正常工作10 min,则电能表的转盘转了600转D.这个电能表的额定功率为2200 W图18-28图18-293.2018泸州小明家有额定电压相同的微波炉和电视机各一台,按照每度电0.55元的计费标准,将这两个用电器正常工作1 h所用的电费绘制成了如图18-29所示的柱状图,对小明家的这两个用电器,下列判断正确的是()A.微波炉正常工作时的电压大于电视机正常工作时的电压B.微波炉正常工作时的电流等于电视机正常工作时的电流C.微波炉正常工作时的电功率大于电视机正常工作时的电功率D.每月在微波炉上用的电费一定比在电视机上用的电费多4.2018株洲智能手机耗电达到一定量时,会自动提示用户采用“省电模式”,在这种模式下,可延长电池的供电时间,原因是()A.降低了电池的输出电压B.减小了电池的输出电流 C.减小了电子线路的电阻D.增大了电池的输出功率 5.2019烟台标有“6 V1.5 W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图18-30所示,若把这样的三只灯泡串联起来,接在12 V的电源两端,则此时每只灯泡的电阻及实际功率均为()图18-30A.24 0.67 WB.20 0.8 WC.24 0.96 WD.20 0.67 W6.2019温州小明按图18-31甲连接电路,闭合开关,灯泡L1的功率为P1。他将一个阻值大于灯泡L1的灯泡L2串联接入电路(如图乙所示),闭合开关后,L1、L2的功率分别为P1、P2(不计温度对灯泡电阻的影响,电源电压恒定)。下列关系式正确的是()图18-31A.P2P1P1B.P2P1P1C.P1P2P1D.P1P1P27.2019兰州有两只灯泡L1、L2,分别标有“220 V100 W”和“220 V40 W”的字样。若不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法中正确的是()A.两灯正常发光时,L1的电阻较大B.两灯并联接入220 V的电路,L1、L2消耗功率之比是25C.两灯串联接入220 V的电路,L1消耗的功率小于25 WD.两灯串联接入220 V的电路,两灯泡消耗总功率大于40 W小于100 W8.(多选)2019潍坊如图18-32所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是()图18-32A.电流表A的示数变大B.电压表V1的示数变大C.电路中消耗的总功率变大D.电压表V2与电流表A示数的比值变小9.(多选)2019衡阳如图18-33所示,电源电压不变,R1是定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器R2的滑片逐渐从a端滑到b端,电流表示数为I,电压表示数为U,电路消耗的总功率为P,图18-34中能正确反映两个物理量之间关系的图像是()图18-33图18-3410.2019淄博新型PTC发热材料可以自动调节电路的电功率,在生活中广泛应用。图18-35甲是PTC调试工作电路,电源电压恒定,R0是保护电阻,阻值恒定,Rt是PTC电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S,当温度从20 升高到60 的过程中()图18-35A.电流表示数先变小后变大B.电压表示数先变大后变小C.电压表与电流表示数的比值先变小后变大D.保护电阻R0消耗的功率先变小后变大11.2019宁波如图18-36甲所示电路,分别把定值电阻R1、R2(R1R2)接入A、B之间后进行实验,并根据电流表和电压表示数画出A、B之间电阻的P-U图像,如图乙所示。如果把R1和R2并联后接入A、B之间进行实验,同理,可以在图乙中画出它的P-U图像。则图像所对应的电阻和图像所在的区域分别是()图18-36A.R1和B.R1和C.R2和D.R2和12.2019眉山如图18-37所示,电源电压恒为4 V,电压表量程为03 V,电流表量程为00.6 A,滑动变阻器规格为“20 1 A”,小灯泡L标有“2.5 V1.25 W”的字样(灯丝电阻不变)。若通过小灯泡L的电流不超过额定电流,电流表、电压表不能超过量程,则移动滑动变阻器的滑片,下列说法中正确的是()图18-37电压表示数变化范围为1.53 V滑动变阻器消耗的电功率变化范围为0.60.75 W小灯泡的实际电功率变化范围为0.21.25 W滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为1020 A.B.C.D.13.2019衢州如图18-38所示的用电器主要利用电流热效应工作的是()图18-3814.2019乐山如图18-39所示为“探究焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中,且R1R2。下列说法正确的是()图18-39A.该实验装置用于探究电压和通电时间一定时,电热与电阻的关系B.闭合开关后,通过R1的电流大于R2的电流C.闭合开关后,甲管中液面上升比乙慢D.闭合开关后,要使电流增大,应将滑动变阻器滑片P向左移动15.关于电流通过导体时产生的热量,以下说法正确的是()A.根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多B.根据Q=U2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少C.根据Q=UIt可知,相同时间内产生的热量与电阻无关D.根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多16.(多选)2019日照如图18-40所示,已知三个电阻阻值均为5 ,电路两端电压恒为6 V,下列说法正确的有()图18-40A.该电路可探究电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系B.相同时间内R1产生的热量是R2的2倍C.若将R3拆除,流过R1的电流将减小D.若将R3拆除,R2的电功率变为原来的4倍17.2019通辽某建筑工地需要架设临时供电线路,实现照明和电加热功能,其简化电路如图18-41所示,供电处电压U不变,从供电处到工地用长导线(有电阻)连接。闭合开关S1、S2时,加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较,下列说法正确的是()图18-41A.照明灯亮度不变B.照明灯亮度变暗C.相同时间内长导线上消耗的电能不变D.相同时间内整个供电线路消耗的电能减少18.如图18-42所示,电源电压恒定不变,闭合开关后,滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中,电压表的示数由4 V变为3 V,电流表的示数由0.2 A变为0.3 A,由此可知()图18-42A.电源电压为7 VB.R1的阻值为20 C.电路消耗的最小功率为1.2 WD.滑片P在b端时,10 s内R1产生的热量为12 J19.2019贵阳 如图18-43所示是某加热器的电路图,设电源电压保持不变,R1 、R2均为发热电阻丝,通过开关S1和S2的通断组合,可得到不同加热挡位。该加热器最大电功率为12 W,只闭合开关S1时,加热器的电功率是8 W。则下列判断正确的是()图18-43A.该加热器只有两个加热挡位B.该加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1R2 =13C.该加热器功率最大时,通过R1与R2的电流之比为21D.该加热器的最小电功率是8 W二、实验题20.2019仙桃在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压6 V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5 V(电阻约为8 )。(1)请用笔画线代替导线,将图18-44甲所示的电路连接完整(要求滑片向左移动时灯泡变亮)。图18-44(2)闭合开关前,应将滑片移到(选填“A”或“B”)端。(3)闭合开关,发现小灯泡不亮,移动滑片小灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上,小灯泡亮了。小明敲了几下桌子,小灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是。(选填字母)A.开关短路B.小灯泡短路C.电压表断路D.小灯泡接触不良(4)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。(5)现有规格为“10 2 A”“20 1 A”和“50 0.2 A”的三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小明应在其中选择规格为的滑动变阻器接入电路。(6)小芳利用图甲装置(选填“能”或“不能”)做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”实验。21.2019东营如图18-45所示,是物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连,接入电路。图18-45(1)组装之前,U形管内注入适量红墨水,U形管(选填“属于”或“不属于”)连通器。(2)图甲是探究在通电时间相同和相同的情况下,导体产生的热量与大小是否有关的装置。(3)实验中通过观察的变化反映密闭空气温度的变化,在探究许多物理问题时都会用到这种方法,下列探究实例采用研究方法与此相同的是。A.探究电流与电压、电阻的关系B.用铁屑显示磁体周围磁场分布C.探究光的传播时,引入“光线”D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动(4)如图乙所示,电流表的示数为A,在这种情况下,右侧容器中定值电阻在10 s内产生的热量是J。(5)某实验小组发现通电一段时间后,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是。三、计算题22.2019襄阳如图18-46所示,电源电压保持不变,小灯泡L上标有“6 V2 W”字样,当S1和S2同时闭合时,电流表的示数为0.5 A;当只闭合S1时,电压表的示数为3 V,此时R1消耗的功率为0.4 W。求:(1)小灯泡正常工作时的电阻。(2)R1的阻值。图18-4623.2019杭州图18-47是一电动机提升物体的示意图。电源电压为120 V,电动机将一个质量为50 kg的物体1 s内匀速上提0.9 m,电路中的电流为5 A。(g取10 N/kg)(1)求该电动机工作1 s所产生的电热。(2)求电动机线圈阻值。(3)当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,为什么这种情况下电动机容易烧坏?图18-4724.2019营口图18-48甲是小明家使用的电饭煲,图乙是其电路原理图,R1、R2为阻值不变的电热丝,S1为温度自动控制开关,可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是4 L,额定加热功率是800 W,额定保温功率是100 W。已知水=1.0103 kg/m3,c水=4.2103 J/(kg)。(1)电热丝R1的阻值是多少?(2)该电饭煲将2 kg水从20 加热到100 时,水吸收的热量是多少?(3)关闭家中其他用电器,只让该电饭煲在加热状态下工作4 min,观察到标有“1200 r/(kWh)”字样的电能表转盘转了60转,则电饭煲的实际功率是多少?图18-48四、综合题25.2019南通某款家用吸尘器额定电压为220 V,额定电流为4 A,吸尘器能吸取灰尘是利用了。吸尘器的额定功率为W,正常工作15 min,使标有“800 imp/(kWh)”的电能表指示灯共闪烁次。若吸尘器正常工作时,电动机的发热功率为32 W,则电动机线圈的电阻为。26. 2019临沂某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图18-49所示,阻值为2 的警灯与线圈电阻为0.5 的电动机串联。当玩具警车正常匀速行驶时,通过电动机线圈的电流为1 A,则警灯两端的电压是V;2 min内电动机线圈产生的热量是J。图18-4927.2019湖州现有规格分别为“6 V3 W”和“6 V6 W”的两个小灯泡L1、L2,已知它们的电流与电压间关系如图18-50所示。(1)由图可知,L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而(选填“增大”“减小”或“不变”)。(2)若将L1、L2并联接在学生电源两端,电源电压调节为6 V,通电5 min,则两灯泡消耗的总电能为多少?(3)若将L1、L2串联接在学生电源两端,调节电源电压,在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下,两灯泡消耗的实际总功率最大值是多少?图18-5028.2019日照吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。利用图18-51甲所示电路,对水箱内的水加热。电路中R是阻值恒为40 的发热电阻,R0是阻值恒为160 的调控电阻,S为温控开关,当温度等于或低于37 时闭合,温度等于或高于42 时断开,使箱内温度维持在37 到42 之间,额定电压为220 V。请完成下列问题:(1)在额定电压下,孵化箱工作的最大发热功率和最小发热功率各为多少?(2)设计完成后,吴丽对孵化箱进行了工作测试。从孵化箱温度刚刚变为42 开始计时,电路中的电流随时间变化的图像如图乙。测试时的实际电压为多少伏特?工作测试1 h,电路消耗的电能为多少?已知水的比热容为4.2103 J/(kg)。假设升温过程中,发热电阻发出的热量全部被水吸收,不考虑热量散失,则测试时水箱内水的质量为多少千克?(本小问结果可用分数表示)图18-51|挑战自我|29.2019天水如图18-52甲所示的电路,在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,则下列说法正确的是()图18-52A. R1的阻值是20 B.当电流表的示数是0.4 A时,R2接入电路的阻值是30 C.电源电压是16 V D.该电路的最大电功率为7.2 W30.2019大庆如图18-53甲所示,电源电压保持不变,小灯泡上标有“4 V”字样,电流表的量程为00.6 A。图乙是小灯泡的电流随其两端电压变化的图像。滑动变阻器R1的最大阻值为20 ,定值电阻R2的阻值为10 。当闭合开关S和S2,断开开关S1,滑片移到中点时,小灯泡L恰好正常发光,则下列说法正确的是()图18-53A.电源电压为5 VB.闭合S和S2,断开S1,滑片移到中点时,用一个“4 V0.5 W”的灯泡L替换L,则L将正常发光C.闭合S和S2,断开S1,当小灯泡的功率为0.8 W时,滑动变阻器接入电路的阻值是17.5 D.闭合S和S1,断开S2,为保证电路安全,电阻R2的最大功率为8.1 W31.2019连云港中国天才科学家曹原,在2018年3月5日,成功实现了石墨烯的“超导电实验”,破解了困扰全球物理学界107年的难题,为超导研究打开了一扇新的大门,可能成为常温超导体研究的里程碑,超导应用即将走进我们的生活。现有一个小型水电站,如图18-54所示,发电机提供的电压U=250 V,保持恒定,通过输电线向较远处用户输电,输电线的总电阻R0=0.15 。闭合开关S,若发电机提供给电路的总功率P=50 kW。(1)求通过输电线的电流I和输电线上损耗的热功率P0。(2)求用户得到的功率P1和输电效率。(3)若将输电线改为超导输电线,在保证用户得到以上功率不变的情况下(此时可在用电器前端加一调压装置,以保证用电器能正常工作),与原来相比,每天节省的电能可供一个额定功率P2=1 kW的电饭煲正常工作多少天?(假设电饭煲每天工作2 h)图18-54【参考答案】真题回顾把握考向 1.BC2.B3.接在这个电能表上的用电器,每消耗1 kWh的电能,电能表上的转盘转过720转解:这段时间消耗的电能W=W2-W1=1951.7 kWh-1632.0 kWh=319.7 kWh,需要支付的电费319.7 kWh1.2元/(kWh)=383.64元。4.BCD5.解:(1)只闭合开关S1时,滑动变阻器R与灯泡串联,电压表测电源电压为U=9 V,电流表A2测电路中电流为I1=0.2 A。灯泡的电阻R灯=U灯2P灯=(9V)25.4 W=15 ,此时电路的总电阻R总=UI1=9V0.2A=45 ,由串联电路电阻关系可知滑动变阻器接入电路的电阻值为R滑=R总-R灯=45 -15 =30 。(2)当S1、S2都闭合,滑片在最左端时,定值电阻R1与灯泡并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流。此时干路中电流I2=UR1+UR灯,代入数据得1.0 A=9 VR1+9V15 ,解得R1=22.5 。(3)只闭合S1时滑动变阻器的功率为P滑=UR滑+R灯2R滑=U2R滑(R滑+R灯)2=U2R滑(R滑-R灯)2+4R滑R灯=U2(R滑-R灯)2R滑+4R灯,当R滑=R灯=15 时,P滑存在最大值,此最大值P滑大=U24R灯=(9V)24 15=1.35 W。6.解:(1)加热当开关S1、S2都闭合时,电阻丝R1、R2并联,电路的总功率最大,故加热器处于加热状态,由题知,该加热器的加热功率为4840 W,故此时电路的总电流为I=P加热U=4840W220V=22 A。(2)当只闭合S1时,只有电阻R2接入电路,此时加热器处于保温状态,由题知保温功率P保温=400 W,由P=U2R可得,电阻丝R2的阻值R2=U2P保温=(220V)2400W=121 ,则该加热器在200 V电压下的实际功率P实=U实2R2=(200V)2121331 W。7.解:(1)5 min内该“热得快”产生的热量Q=W=U2Rt=(220V)248.4560 s=3105 J。(2)“热得快”正常工作时的功率为P=U2R=(220V)248.4=1000 W,串联后电阻丝消耗的功率为P=P81%=1000 W81%=810 W,根据P=I2R可知,此时电路中的电流为I=PR=810W48.4=4511 A,电路的总电阻为R=UI=220V4511 A53.8 ,由串联电路电阻关系可得,指示灯的电阻为R指示灯=R-R=53.8 -48.4 =5.4 。8.解:(1)最右端(2)由题图知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,根据欧姆定律,滑动变阻器R2的滑片在最左端时,只有R1接入电路,此时电流最大,为I大=UR1=6V30=0.2 A,当R2的滑片在最右端时,R2以最大值和R1串联接入电路,此时电流最小,为I小=UR1+R2=6V30+600.067 A,故电路中电流的变化范围为0.0670.2 A。(3)由题图知,R1和R2串联接入电路,由P=UI可知,R2的电功率与电流的正确函数关系式P2=IU2=I(U-IR1)=UI-I2R1=-30 I2+6 AI;如图所示9.解:(1)由P=U2R可得:灯泡L1的电阻R1=U12P1=(220V)240W=1210 ,灯泡L2的电阻R2=U22P2=(36V)240W=32.4 。(2)因为串联电路中电流处处相等,因此由P=I2R可得,两灯泡实际功率之比P1实P2实=R1R2=1210 32.4 =302581。10.解:(1)当开关S1、S2均闭合时,两电热丝R1、R2并联,此时电烘箱的功率最大,因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,所以,通过电烘箱的电流I=I1+I2=UR1+UR2=200V75+200V150=4 A。(2)这台电烘箱以最大功率工作5 min,电热丝产生的热量Q=W=UIt=200 V4 A560 s=2.4105 J。(3)电烘箱的最大功率P大=UI=200 V4 A=800 W=0.8 kW,由P=Wt可得,这台电烘箱以最大功率工作5 h消耗的电能W=P大t=0.8 kW5 h=4 kWh。11.解:(1)右3b(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图像可知,电动机两端的电压UM=0.2 V,电路中的电流I=0.2 A,由题知,此时电动机不转动,相当于纯电阻电路,由I=UR可得,电动机线圈的电阻R线圈=UMI=0.2V0.2A=1 ,电路中的总电阻R=UI=3V0.2A=15 ,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值R滑=R-R线圈=15 -1 =14 。(3)当电路中的电流最大时,电动机的输出功率最大,由图像可知,电路中的最大电流I大=0.6 A,电动机的最大功率P大=UI大=3 V0.6 A=1.8 W,线圈电阻的发热功率P线圈=I大2R线圈=(0.6 A)21 =0.36 W,则电动机最大输出功率P输出=P大-P线圈=1.8 W-0.36 W=1.44 W,此时电动机的效率=W输出W大=P输出tP大t=P输出P大=1.44W1.8W=80%。12.解:该电热水壶正常工作时的电流I=PU=1100W220V=5 A;一个月消耗的电能W=Pt=1.1 kW301 h=33 kWh。13.解:(1)电阻丝的体积保持不变,则对折后电阻丝长度变为原来的15,横截面积将变为原来的5倍,电阻丝的阻值和它的长度成正比,和它的横截面积成反比,则电阻丝阻值变为原来的125,则R2=125R1=12520 =0.8 ;电阻丝的体积保持不变,将电阻丝均匀拉长为原来的5倍,其横截面积变为原来的15,电阻丝的阻值和它的长度成正比,和它的横截面积成反比,则电阻丝电阻变为原来的25倍,则R3=25R1=2520 =500 。(2)串联电阻电流I处处相等,三个电阻丝串联时电功率之比P1P2P3=I2R1I2R2I2R3=R1R2R3=20 0.8 500 =251625。(3)并联电路电压U相等,三个电阻丝并联时电功率之比P1P2P3=U2R1U2R2U2R3=1R11R21R3=12010.81500=256251。14.解:(1)拦河大坝内侧底部受到水的压强p=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg100 m=1.0106 P