初中物理电功和电功率解答题

如图所示，滑动变阻器 $R_2$最大阻值为 $10\Omega$，将其滑片移到 $b$端，只闭合开关 $S$，电流表的示数为 $0.3A$，小灯泡的实际功率为 $0.9W$；闭合开关 $S$、 $S_1$，将滑动变阻器滑片移到 $a$端，小灯泡恰好正常发光，电流表示数为 $1A$．不考虑灯丝电阻的变化。求：

（1）电源电压；

（2） $R_1$的阻值；

（3）小灯泡的额定功率。

如图所示，电源电压恒定， $R_1$的阻值为 $20\Omega$， $R_2$的阻值为 $10\Omega$．当 $S$闭合， $S_1$、 $S_2$断开时，电流表的示数为 $0.5A$．求

（1）电源电压；

（2）通电 $10s$内电路消耗的总电能；

（3）当 $S$、 $S_1$、 $S_2$都闭合时，电流表的示数变化了 $0.4A$．则 $R_3$的阻值是多大？

小绒在“测量小灯泡的电功率”实验活动中，使用的小灯泡额定电压为 $2.5V$。

（1）在检查实验仪器时，发见电流表指针如图乙所示，则应对电流表进行　 　；

（2）图甲是他未连接好的实验电路，用笔画线代替导线帮他连接好实验电路。（要求滑动变阻器滑片 $P$向右滑动时灯泡变亮）

（3）检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电压表、电流表都有示数。则小灯泡不亮的原因可能是　　。

（4）问题解决后，继续进行实验，闭合开关，发现电压表的示数如图丙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向　　（选填“ $C$ “或“ $D$ “” $)$端滑动，直至电压表示数为　　 $V$，若此时电流表的示数为 $0.30A$，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（5）若两个额定电压为 $220V$的白炽灯 $L_1$和 $L_2$的电压 $U$与电流 $I$的关系曲线如图丁所示，由图可知， $L_2$的额定电流为　　 $A$，额定功率为　　 $W$；如果将 $L_1$和 $L_2$串联后接在 $220V$的电源上，则 $L_2$的实际功率为　　 $W$。

如图所示，电源电压保持不变， $R_1$和 $R_2$为定值电阻，电压表接在 $R_1$两端， $R_2=6\Omega$， $A$、 $B$是接线柱，其他元件可以从 $A$、 $B$连入电路。现先把电流表接在 $A$、 $B$连入电路，看到其示数为 $1.5A$；然后，拆除电流表，把定值电阻 $R$接在 $A$、 $B$连入电路，这时电压表的示数为 $4V$，整个电路消耗的电功率为 $15W$．设温度对电阻的影响可以不计，求：

（1）定值电阻 $R$的阻值是多少？

（2）若把标有“ $10\Omega 2A$”字样的滑动变阻器接在 $A$、 $B$连入电路，在保证电路安全的情况下，电路消耗的总功率范围是多少？

如图甲所示是小明家新购买的电热水壶，他发现水壶有一铭牌如图乙所示。待电热水壶注满水后，他关闭了家中的其他用电器，只让电热水壶工作，观察到家里的电能表（如图丙所示）的转盘 $1\mathit{min}$转了50圈，能使壶中水的温度从 ${25}^{°}\text{C}$升高到 ${35}^{°}\text{C}$．请你结合电热水壶上的铭牌和电能表实物图提供的有关参数信息，忽略温度对电阻的影响。求：

（1）电热水壶正常工作的电阻；

（2）电热水壶中水的温度从 ${25}^{°}\text{C}$升高到 ${35}^{°}\text{C}$吸收的热量； $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（3）此时电路的实际电压。

在“测定额定电压为 $2.5V$的小灯泡的电功率”实验中，连接的电路如图甲所示，电源电压为 $3V$。

（1）本实验测量电功率的原理是　 $P=\mathit{UI}$　。

（2）连接电路时，开关应　　（选填“断开”或“闭合” $)$，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置，可以起到　　作用。

（3）按图甲连接好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片 $P$，电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是　　（选填“灯泡短路”、“灯泡断路”或“变阻器断路” $)$。

（4）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 $P$到某处，电压示数为 $2.6V$，则小灯泡消耗的实际功率　　（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$额定功率；为了测定小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动，使电压表示数为 $2.5V$，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（5）某兴趣小组的同学想接着研究电流与电压的关系，于是将图甲中的小灯泡换成了定值电阻，闭合开关，移动滑片 $P$，记下多组对应的电压表和电流表的示数，多次测量的目的是为了　　（选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律” $)$。

小强家买了一个自动电热水壶，其铭牌如下表，小强装了 $1L$ 的水，加热 $6\mathit{min}$ 后把水烧开，水壶自动断电。已知大气压为1个标准大气压，家庭电路电压为 $220V$ ，电热水壶的电阻不变，水的初温为 ${20}^{°}\text{C}$ ， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$ ， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ．求：

（1）这壶水吸收的热量；

（2）电热水壶的热效率；

（3）在用电高峰期，电路中的实际电压降为 $198V$ 时，电热水壶的实际功率。

自动电热水壶
型号	$\mathit{WL}100F$
电源	$220V50\mathit{Hz}$
额定功率	$1100W$
容量	$1L$

"创新"小组的同学们调查发现，雨雪天气里汽车后视镜会变模糊，影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图是加热电路原理图，电源电压 $100V$ ，加热电阻 $R_1$ 与 $R_2$ 阻值均为 $100\Omega$ ，电路低温挡除雾，高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试，开启除霜模式加热后视镜 $1\mathit{min}$ ，用温度传感器测得其温度升高了 $6^{°}\text{C}$ ．求：

（1）除霜模式下，电路中的电流；

（2）除霜模式下，电路的加热效率。 $[$ 查资料得：后视镜玻璃质量约 $0.5\mathit{kg}$ ，玻璃的比热容约 $0.8\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

小明家里电热水壶坏了，他在网上查到两种外形基本相同的电热水壶的铭牌如表所示：

品牌1			品牌2
产品型号：	$\mathit{EL}-852$ 产品型号		产品型号：	$\mathit{MK}-12\mathit{SO}$
额定电压：	$220V$		额定电压：	$220V$
频率：	$50\mathit{HZ}$		频率：	$50\mathit{HZ}$
额定功率：	$1200W$		额定功率：	$2000W$
容量：	$1.5L$		容量：	$1.5L$

（1）用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6分钟，则电热水壶消耗了多少电能？

（2）小明认为"品牌1"这款电热水壶功率小，更省电。从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗？为什么？

智能手机给人们的生活带来极大方便，如通信、照相、学习和购物等。利用所学知识解决下列问题。

（1）人们在超市购物付款时只要打开手机扫一扫，就能快速付款，扫二维码时镜头相当于照相机，此时镜头到二组码的距离应满足 　　。

（2）手机用充电电池作为电源，如表格是某智能手机电池铭牌。简述手机充电时的能量转化，并计算电池充饱后储存的电能。

可充电锂电池 规格： $\mathbf{3}\mathbf{.}\mathbf{7}\mathit{V}\mathbf{2000}\mathit{mA}\mathbf{·}\mathit{h}$ 充电时，环境温度为 ${\mathbf{5}}^{\mathbf{°}}\mathbf{C}\mathbf{-}{\mathbf{35}}^{\mathbf{°}}\mathbf{C}$ 生产日期：20171120

（3）智能手机触摸屏相当于一根电阻丝，以水平方向为例，当手指触摸屏时。触摸点 $\mathit{P}$ 相当于手指）将电阻丝分为左右两部分。设左部分的电阻为 ${\mathit{R}}_{\mathbf{1}}$ ，右部分电阻为 ${\mathit{R}}_{\mathbf{2}}$ ，其结构可等效为如图所示电路，电源电压保持不变。当触摸点在水平方向向右移动时，触摸点 $\mathit{P}$ 到屏幕右边缘的距离减小，则 ${\mathit{R}}_{\mathbf{1}}$ 　　，流过 ${\mathit{R}}_{\mathbf{1}}$ 的电流 　　（均选填"增大"、"减小"或"不变"）

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。