初中物理电功和电功率试题

小华将滑动变阻器和小灯泡串联组成了如图甲所示的调光电路，其电源电压为 $6V$，灯泡的额定电压为 $2.5V$．调节滑动变阻器的滑片，从 $a$端开始向 $b$端移动到某一位置的过程中，测出了多组电流和电压值，并绘制了如图乙所示的图象。求：

（1）滑动变阻器的最大阻值；

（2）小灯泡的额定功率；

（3）小灯泡正常发光 $10\mathit{min}$所消耗的电能；

（4）小华手边还有一只额定电压为 $1.5V$，正常工作时电阻为 $7.5\Omega$的灯泡，若将此灯泡替代甲图中的灯泡，请你通过计算说明该灯泡能否在这个电路中正常发光。

在“测量小灯泡的额定功率”实验中，提供如下实验器材：电源（输出电压恒为 $6V)$、小灯泡（额定电压 $2.5V$电阻约为 $10\Omega )$、滑动变阻器 $\left(50\Omega 1A\right)$、电压表（量程 $0~3V$， $0~15V)$、电流表（量程 $0~0.6A$， $0~3A)$、开关、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；

（2）正确连接后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在 $A$、 $E$之间和 $A$、 $F$之间，电压表均有示数；接在 $C$、 $F$之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是　　（选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”）；

（3）排除故障后，小宁看到电压表示数为 $2V$，此时小灯泡的功率　        　（选填“大于、“小于”或“等于”）额定功率，要使灯泡 $L$正常发光，滑动变阻器的滑片 $P$应向　   　（选填“ $A$”或“ $B$”）端移动，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　    　 $W$。

（4）测出小灯泡额定功率后，该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍，发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍，请你帮他分析出现这种现象的主要原因是　         　；

（5）把上面电路中的小灯泡换成定值电阻，用这一电路还可以完成的实验有　      　（写出一个即可）。

一台直流电动机额定电压为 $220V$，其电阻为 $1\Omega$．正常工作时通过的电流为 $20A$，则该电动机的额定功率是　         　 $\mathit{kW}$，电动机连续正常工作 $10\mathit{min}$，电动机因本身有电阻而发热损失的电能为　       　 $J$。

垃圾污染已成为当今社会四大污染之一，采用垃圾发电的方式处理垃圾，不仅解决了垃圾污染问题，而且还提供了大量能源。垃圾发电是将垃圾填埋后，采用科学的方法使其发酵，并把产生的填埋气收集起来用于发电。垃圾发电是将垃圾内储存的　     　能转化为电能。已知某市每年垃圾发电量大约为 $2.4\times {10}^7\mathit{kW}·h$，这些电能可供用电功率为 $1000\mathit{kW}$的小型工厂正常生产　      　 $h$。

在如图所示的电路中，灯泡 $L$标有“ $6V3W$”字样，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为 $20\Omega$，定值电阻 $R_0=10\Omega$．当 $S$、 $S_1$都闭合，滑片 $P$移动到最左端时，灯泡 $L$正常发光，则 $($　　 $)$

A．此时电流表的示数为 $0.5A$

B．电源电压为 $12V$

C．此时电路消耗的总功率为 $6.6W$

D．若 $S$闭合、 $S_1$断开，且滑片 $P$移动到中点时电流表的示数为 $0.2A$

如图所示，将标有“ $2.5V0.625W$”字样的小灯泡接入电源电压 $4.5V$（电压保持不变）电路中，为调节灯泡亮度，在电路中串联一个滑动变阻器，两个电压表的量程都是 $3V$。

（1）移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，灯泡正常发光时的电阻是多大？

（2）在小灯泡正常发光的情况下，通电5分钟，滑动变阻器消耗的电能是多少？

（3）为保证两个电压表两端的电压不超过 $3V$，小灯泡两端的电压不超过额定电压的情况下，滑动变阻器允许的取值范围是多少？（假定灯丝电阻保持不变）

下列电器中，利用电流热效应工作的是 $($　　 $)$

A．电风扇B．电暖气C．电视机D．电磁继电器

图甲为新型风暖浴霸，因其安全性能好、发热柔和，深受大家喜爱。它是利用电动机鼓动空气流动，通过加热元件加热冷空气带动室内升温。图乙是某型号风暖浴霸的简化电路图，其发热元件是两根阻值不变的电热丝 $R_1$、 $R_2$．主要参数如下表。

项目	参数
额定电压 $\left(V\right)$	220
$R_1$额定功率 $\left(W\right)$	1936
$R_2$额定功率 $\left(W\right)$	968
电动机功率 $\left(W\right)$	44
适用面积 $\left(m^2\right)$	10

（1）开关均闭合，求浴霸正常工作时的干路电流是多少？

（2）正常工作时，求 $R_1$的阻值是多少？

（3）实际电压为 $200V$时，求 $R_2$的实际功率是多少？

（4）浴霸正常工作时，使容积为 $20m^3$的房间空气温度升高 ${20}^{°}\text{C}$，求室内空气吸收的热量是多少？ $({\rho }_{\mathit{空气}}$取 $1.2\mathit{kg}/m^3$， $c_{\mathit{空气}}$取 $1.0\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)$，不考虑其他因素影响）

如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热量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。

（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，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研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 $C$．研究光的传播时，引入“光线” $D$．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动

（4）由图乙所示，电流表的示数为　      　 $A$，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在 $10s$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　        　。

如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为 $6V$，电流表量程 $0~0.6A$，电压表量程 $0~3V$，滑动变阻器规格“ $50\Omega 1A$”，小灯泡规格“ $2.5V0.625W$”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大

B．电流表的示数允许变化范围是 $0.1~0.25A$

C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是 $24~50\Omega$

D．电路的最大电功率是 $2.5W$

从产品说明书得知，一台“ $6V3W$”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为 $0.1\Omega$．则小风扇正常工作 $1\mathit{min}$消耗的电能为　        　 $J$；电动机线圈 $1\mathit{min}$产生的热量为　      　 $J$。

如图所示的电路中， $a$、 $b$、 $c$是三只电表（电压表或电流表），闭合开关 $S$，标有“ $3V1.5W$”的灯泡 $L_1$正常发光，标有“ $6V3W$”的灯泡 $L_2$发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电表 $a$为电流表，且示数为 $1A$

B．电表 $b$为电压表，且示数为 $3V$

C．电表 $c$为电流表，且示数为 $0.25A$

D．闭合开关 $S$，电路消耗的总功率为 $2.25W$

如图甲是带烘干功能的滚筒洗衣机，额定电压为 $220V$，洗衣机中的电动机在不同工作环节的电功率由电脑芯片控制。图乙为某次正常洗衣过程中电动机和电热丝的电功率随时间的变化情况。若该次洗衣过程共消耗电能 $0.735\mathit{kW}·h$．则以下说法正确的是 $($　　 $)$

A．电动机和电热丝是并联的

B．烘干产生的热量为 $1.8\times {10}^{6}J$

C．烘干电热丝的电阻约为 $65\Omega$

D．电动机共消耗的电能为 $0.235\mathit{kW}·h$

电热器是利用电流的　　来工作的。某发热元件的阻值为 $420\Omega$，通过的电流为 $1A$，通电 $10\mathit{min}$产生的热量是　　 $J$，这些热量能使 $2\mathit{kg}$的冷水温度升高　　 ${}^{°}\text{C}$． $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$。

如图所示是某电能表表盘的部分数据 $(\mathit{imp}$表示电能表指示灯闪烁的次数）。当电路中某用电器单独工作 $6\mathit{min}$时，电能表指示灯闪烁了320次，则该用电器消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·h$，它的功率是　　 $W$。