初中物理电功和电功率解答题

在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示，R₁和R₂均为电热丝，S₂是自动控制开关，可实现“低挡”、“高挡”之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系图象如图乙所示。求：

（1）30min内电路消耗的总电能；

（2）饮水机工作时，通过电阻R₁的电流；

（3）电阻R₂的阻值。

如图所示电路，电源电压保持 $6V$ 不变， $R_1$ 是定值电阻， $R_2$ 是最大阻值为 $50\Omega$ 的滑动变阻器。闭合开关，当 $R_2$ 的滑片位于最左端时，电路中的电流为 $0.6A$ ．求：

（1）电阻 $R_1$ 的阻值；

（2）滑片从最左端移动到最右端的过程中，滑动变阻器的最大功率。

图甲是消防应急照明灯，使用时，将它接入家庭电路，当电路断电时，它能提供一段时间的应急照明。图乙是某款消防应急照明灯的模拟工作原理图、将应急照明灯接入家庭电路后，它将家庭电路电压转换为直流电压U，为蓄电池充电。同时，电流流过电磁铁A的线圈产生磁性，吸引衔铁B，使动触点C、E和静触点D、F脱开。当家庭电路断电时线圈中电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁复位，触点C、E和D、F接触，蓄电池给两只LED灯组供电，提供照明。每只LED灯组的额定电压为3.8V，额定功率为0.95W

（1）给蓄电池充电时，U的电压会高于蓄电池电压，所以在电路中要串联一个定值电阻R，关于定值电阻R的作用，以下说法错误的是 　　。

A．主要用来发热

B．可以保护电路元件

C．可以限制电流大小

D．可以分去部分电压

（2）两只LED灯组正常工作时，干路电流为多大？

（3）若该款应急照明灯接入家庭电路后，以I＝75mA的电流连续充电20h，蓄电池可以从无电能至充满；放电时，蓄电池释放的电能达到充满电时电能的60%时，LED灯组将不能正常工作。充、放电时蓄电池不会发热且电压保持3.8V不变。则该款应急照明灯蓄电池充满电后，可供两只LED灯组正常工作的时间为多长？

如图甲是"电子技师"学生社团所使用的迷你电烙铁，铭牌标有" $6V12W$ "。社团小组对其改进，使电烙铁温度可调，图乙为小组设计的电路简图。闭合开关，当滑动变阻器（铭牌标有" $15\Omega 2A$ " $)$ 接入电路的电阻为 $6\Omega$ 时，电烙铁刚好正常工作。不考虑温度对电阻的影响，求：

（1）当电烙铁正常工作时，通过电烙铁的电流和电烙铁的电阻。

（2）该电路两端的电源电压。

（3）该电路中电烙铁的最小实际功率。

如图，把标有"12Ω 3W"的电阻R ₀与最大阻值为50Ω的滑动变阻器R连接在电压恒为18V的电源两端，闭合S，电压表所用量程为0～15V，电流表所用量程为0～0.6A．求：

（1）电阻R ₀的额定电压；

（2）将R的阻值调为48Ω，在1min内R ₀产生的电热；

（3）为保证安全，电路消耗总功率的范围。

在"测量小灯泡的功率"实验中，小灯泡标有"2.5V"字样。

（1）图甲中有一处导线连接错误无法正常完成实验，错误的导线是 　　（选填"①"或"②"）。

（2）正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数。为了检查故障，小华将电压表拆下，在开关闭合状态下，分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端，结果只有接在滑动变阻器两端时，电压表无示数，则肯定出现故障的元件是 　　。

A．电源    B．开关   C．灯泡   D．滑动变阻器

（3）排除故障后，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，电流为 　　A，小灯泡的额定功率为 　　W

（4）你认为利用本实验电路能探究电流与电压的关系吗？答： 　　，理由是 　　。

电动汽车因其节能、环保而受到人们的青睐。某品牌电动汽车，驾驶员与车的总质量为1.6t，车静止时轮胎与地面接触的总面积为0.08m ²．汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶20min，此时驱动电机的输入电压为300V，电流为60A，汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍，g取10N/kg。求电动汽车：

（1）静止在水平地面上对地面的压强。

（2）匀速行驶过程中驱动电机消耗的电能。

（3）匀速行驶过程中牵引力的大小。

（4）匀速行驶过程中牵引力所做的功。

（一）小明发现：漆黑夜间上洗手间，很难摸到墙上开关，于是动手自制夜间照明电路。

器材：6V新蓄电池、规格为"2.5V0.5A"的新灯泡L、定值电阻R ₀、开关S、导线若干。

（1）请在图甲中以笔画线代替导线完成电路连接。要求：夜晚闭合开关S，电压表显示电源电压，灯泡正常发光；白天断开开关S，电压表指针指零，灯泡熄灭。

（2）定值电阻R ₀＝ 　　Ω

（3）灯泡的规格也可标记为"2.5V 　　W"

（二）数月后，小明发现：闭合开关S，灯泡发光，亮度有所下降

小明猜想：可能是长期使用，蓄电池用旧了导致电源的输出电压有所降低

（4）闭合开关，如图乙所示，电压表显示旧蓄电池的输出电压为 　　V

小明还猜想：可能是长期使用，灯泡自身发生了变化。因为他发现灯泡玻璃壳内壁发黑。

（5）灯泡玻璃壳内壁发黑是由于钨丝发生 　　

A．先升华后凝华     B．先汽化后液化     C．先熔化后凝固     D．先升华后凝固

（三）小明用该旧蓄电池探究、绘制旧灯泡的I﹣U图象

（6）请在图丙中以笔画线代替导线完成电路连接，要求：闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于A端。

（7）请根据图丁将实验⑥的电流表示数填入表格。

实验序号	①	②	③	④	⑤	⑥
U/V	0	0.5	1	1.5	2	2.5
I/A	0	0.18	0.28	0.34	0.38

（8）请在图戊中画出旧灯泡的I﹣U图象

（9）小明发现旧灯泡的I﹣U图象不是正比例函数图象，原因是： 　　。

由第⑥组数据可知，长时间使用后，同样在2.5V额定电压下，旧灯泡的电阻 　　（大于/等于/小于）新灯泡的电阻。

如图所示为小明家卫生间电路的原理图，电源电压为220V，照明灯的规格为"220V 40W"（灯丝电阻不变），暖风机的规格为"220V 400W"，电热水器的规格为"220V 880W"

问：

（1）照明灯的电阻为多少？

（2）卫生间干路的最大工作电流为多大？

小明家的电饭锅电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦糊味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作，你认为引起电源线过热的原因可能是 　　

A．	$A$ ．电路的电压过高
B．	$B$ ．新买的电源线过细
C．	$C$ ．新买的电源线过粗
D．	$D$ ．新买的电源线过短

选择理由： 　　。

将两个电阻，串联接在电压恒为的电源上，电阻．，闭合开关。

求：（1）通过电路的电流。

（2）电阻消耗的电功率。

在"测量小灯泡电功率"的实验中，电源电压恒为 $6V$ ，小灯泡的额定电压为 $2.5V$ ，正常发光时灯丝电阻约为 $10\Omega$ ，所用滑动变阻器的最大阻值 $40\Omega$ 。

（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；

（2）同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是 　小灯泡断路　（选填"小灯泡断路"、"小灯泡短路"或"滑动变阻器处断路" $)$ ；

（3）某次实验中，同学们看到电压表示数为 $2V$ ，要使灯泡 $L$ 正常发光应向 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端移动滑片，同时视线应注意观察 　　（选填"电流表"或"电压表" $)$ 示数，直到灯泡正常发光。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙示数，则小灯泡的额定功率是 　　 $W$ 。

图甲是智能怀旧灯，与灯串联的调光旋钮实质是滑动变阻器，图乙是简化的电路原理图。灯 $L$ 标有" $6V1.2W$ "字样，当滑动变阻器的滑片 $P$ 在 $a$ 点时，灯正常发光， $\mathit{AB}$ 两端电压不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响。问：

（1）灯丝的电阻和 $\mathit{AB}$ 两端电压 $U$ 是多少？

（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻是 $10\Omega$ 时，灯消耗的实际功率是多少？

（3）当滑片 $P$ 位于中点 $b$ 和右端 $c$ 时，灯两端电压之比是 $5:4$ ，则滑动变阻器的最大阻值是多少？

要求测量额定电压为 $2.5V$ 小灯泡的电功率。

（1）按照电路图 $a$ ，将图 $b$ 的实物连接成实验电路。

（2）在电路连接过程中开关应处于 　   状态；闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片移到 　 　（根据你连接的实物电路图选填"最右端"或"最左端" $)$ 。

（3）实验时某次电压表的示数为 $2.20V$ ，对应电流表的示数如图所示，则小灯泡此时的功率为 　 　 $W$ ；要想测出小灯泡的额定电功率，接下来的操作是： 　 　。