初中物理电功和电功率试题

多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。 $({\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $g=10N/\mathit{kg})$

（1）开关 $S_1$、 $S_2$处于什么状态，养生壶为高温挡，说明判断依据；

（2）求 $R_1$的阻值；

项目	参数
电源电压 $\left(V\right)$	220
低温挡功率 $\left(W\right)$	275
中温挡功率 $\left(W\right)$	550
高温挡功率 $\left(W\right)$	1100
容积 $\left(L\right)$	1

（3）养生壶处于低温挡工作时，求电路中的电流大小；

（4）在标准大气压下，使用高温挡将初温是 ${12}^{°}\text{C}$的一壶水烧开，若养生壶高温挡加热效率为 $80\%$，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。

在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡（额定电压为 $2.5V$，正常发光时灯丝电阻约为 $10\Omega )$、电源（电压恒为 $6V)$、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室只有： $R_1\left(10\Omega 1A\right)$、 $R_2(50\Omega 0.2A)$、 $R_3(100\Omega 0.5A)$三种规格的滑动变阻器可供选择。

（1）请画出实验电路图。

（2）通过估算，滑动变阻器应选择　　（选填“ $R_1$”、“ $R_2$”或“ $R_3$” $)$

（3）同学们检查器材完好，按电路图连接电路，当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图1所示，造成这种现象的原因是　　。

（4）同学们纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是　　。为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是　　，读出并记录电流表的示数。

（5）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2，为　　，则小灯泡的额定功率为　　。

物理科技小组用标有“ $1600\mathit{imp}/(\mathit{kW}·h)$”（表示每消耗 $1\mathit{kW}·h$的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次）的电能表测量电视机的功率，他们把电视机单独接入电路且使其正常工作 $6\mathit{min}$，指示灯闪烁16次，该电视机的功率为　　 $\mathit{kW}$。

实验小组的同学设计了如图 $a$所示的电路，已知电源电压不变，闭合开关 $S$，调节滑动变阻器滑片 $P$的位置，根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图 $b$所示的两条 $U-I$图线。其中利用电压表 $V_1$和电流表 $A$的数据描绘出甲图线，利用电压表 $V_2$和电流表 $A$的数据描绘出乙图线。求：

（1）定值电阻 $R_2$的阻值；

（2）电源电压的大小及定值电阻 $R_1$的阻值。

（3） $R_2$消耗的最大功率。

在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为 $4.5V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，小灯泡正常发光时的电阻约为 $10\Omega$。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向 $A$端移动时，连入电路的电阻变大，连线不得交叉。

（2）小刚同学闭合开关，移动滑片 $P$到某一位置时，电压表示数为　　（如图乙所示），若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片 $P$向　　（选填“ $A$或“ $B$” $)$端移动，图丙的 $I-U$图像是小刚根据多组实验数据绘制的，根据图像可得小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（3）由实验中 $I-U$图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是　　。

（4）若把小灯泡换成一个定值电阻，还可探究　　的关系

$A$．电流与电阻

$B$．电流与电压

小刚早上 $8:00$出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示，然后关闭家中其它用电器，只让电冰箱工作。下午 $18:00$回家后再次查看电能表，显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为　　 $\mathit{kW}\cdot h$，电冰箱的实际电功率为　　 $W$。

如图是检测酒精浓度的测试仪原理图，图中电源电压恒定为 $8V$， $R_1$为定值电阻，酒精气体传感器 $R_2$的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时， $R_2=60\Omega$，此时电压表示数为 $2V$．以下说法错误的是 $($　　 $)$

A．若酒精气体浓度越大，电压表和电流表示数都越大

B．定值电阻 $R_1$的阻值为 $20\Omega$

C．酒精浓度为0时，电路消耗的总功率为 $0.6W$

D．若电流表示数达到 $0.2A$时，表示酒驾，此时 $R_2$消耗的电功率为 $0.8W$

图甲是一家用电暖器，有“低温”，“中温”，“高温”三挡，铭牌见下表 $($ “高温”挡功率空出），图乙为其简化的电路原理图， $S$是自我保护开关，电暖器跌倒时， $S$自动断开，切断电源，保证安全，闭合 $S_1$为“低温”挡。请完成下列问题：

$\times \times$牌电暖器
额定电压		$220V$
额定功率	低温挡	$550W$
	中温挡	$1100W$
	高温挡
频率		$50\mathit{Hz}$

（1）“低温”挡正常工作时的电阻是多少？

（2）“高温”挡正常工作时的总电流是多少？

（3）若某房间内空气质量为 $60\mathit{kg}$，空气温度为 ${10}^{°}\text{C}$，设定空气的比热容为 $1.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$且保持不变，用该电暖器的“高温”挡正常工作20分钟，放出热量的 $50\%$被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少 ${}^{°}\text{C}$？

某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡 $L$的额定电压为 $3.8V$，额定功率小于 $1W$，电源电压恒为 $6V$，滑动变阻器 $R$的规格为“ $20\Omega 1A$”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。

（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整

（2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是　　（选填“ $A$”、“ $B$”、“ $C$”或“ $D$” $)$

$A$．电流表内部断路了

$B$．灯泡的灯丝断了

$C$．灯座内部出现了短路

$D$．滑动变阻器的电阻线断了

（3）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为　　 $A$，小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向　　（选填“左”或“右” $)$端滑动。

（5）测量小灯泡的电功率　　（选填“需要”或“不需要” $)$多次测量求平均值，原因是　　。

（6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测　　（选填“电压”或“电流” $)$值偏大引起小灯泡电功率偏大的。

如图所示，把标有“ $6V6W$”字样的灯泡 $L$接入电源电压恒为 $9V$的电路中，为使灯泡 $L$正常发光，需要串联的定值电阻 $R=$　　 $\Omega$。

如图甲电路中，电源电压保持不变， $R_1$是定值电阻。当开关 $S$闭合，滑动变阻器 $R_2$的滑片 $P$由 $a$端移动到 $b$端，两电表示数变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．电源电压为 $14V$

B． $R_2$的最大阻值是 $30\Omega$

C．滑片 $P$由 $a$向 $b$恰好移动三分之一长度时 $R_1$的电功率为 $1.25W$

D．滑片 $P$在 $a$端时，2分钟内 $R_2$消耗的电能是 $144J$

下面是小和小辉等同学进行的电学实验。

（1）小彬为了“探究电流跟电阻的关系”，连接了如图甲所示的电路。

①请你在甲图中用笔画线代替导线完成电路的连接。

②小彬看到了同学在闭合开关后，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是　　；

③小彬先将 $5\Omega$的电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压为 $2V$；再将 $5\Omega$的电阻换成 $10\Omega$的电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为　　 $V$。

④小彬保持滑动变阻器的滑片位置不变，把 $10\Omega$的电阻换成 $20\Omega$的电阻，电压表的示数保持不变，应将滑动变阻器的滑片适当向　　（选填“左”或“右” $)$端移动。

⑤小彬将据记录在表格中，分析实验数据可得出：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成　　。

电压 $U/V$	2
电阻 $R/\Omega$	5	10	20
电流 $I/A$	0.4	0.2	0.1

（2）小彬将电阻换成标有“ $2.5V$”字样的小灯泡，测量其额定电功率。

①正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表电流表均无示数，产生这种现象的原因可能是滑动变阻器　　（选填“短路”或“断路” $)$；

②排除故障，继续实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电流是　　 $A$．额定功率是　　 $W$。

（3）小辉同学准备测小灯泡的额定功率，检查实验器材时，发现缺少电压表，滑动变阻器均标有“ $20\Omega 2A$”字样，小灯泡的额定电流是 $0.25A$，于是他利用现实验器材，设计了如图丙所示的电路图。请你帮助小辉完成实验：

①闭合开关 $S_1$，开关 $S_2$接 $b$， $R_2$阻值调到最大处， $R_1$阻值调到0，此时电流表的示数为 $0.3A$；

②将 $R_1$的阻值调到最大，闭合开关 $S_1$，开关 $S_2$接 $a$，　　，小灯泡正常发光；

③保持 $R_1$接入电路的阻值不变，闭合开关 $S_1$，开关 $S_2$接 $b$， $R_2$滑片仍在阻值最大处，此时电流表的示数为 $0.2A$，则小灯泡的额定功率 $P_{额}=$　　 $W$。

如图甲所示的电路中，电源电压不变，定值电阻 $R_0=10\Omega$、滑动变阻器 $R$最大阻值为 $10\Omega$，灯泡标有“ $6V4.8W$”，灯泡的信息图象如图乙。当只闭开关 $S$、 $S_1$，滑动变阻器滑片位于最右端时，灯泡 $L$的实际功率为 $1.2W$，求：

（1）电源电压是多少？

（2）只闭合开关 $S$、 $S_2$，电路消耗的最小电功率是多少？

为预防新型冠状病毒交叉感染，某医院将医疗器械置于消毒柜内，通过对水加热，达到设定压强和工作温度，产生高压饱和蒸汽，从而对医疗器械进行消毒处理，某型号的全自动高压消毒柜部分参数如下表，某次消毒，将满箱温度是 ${20}^{°}\text{C}$的水加热到工作温度，需正常工作 $50\mathit{min}\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)\right]$求：

（1）消毒一次，水箱中的水吸收的热量是多少？

（2）消毒一次，消毒柜消耗的电能是多少？

（3）该消毒柜的电加热效率是多少？

电源	$\mathit{AC}220V50\mathit{Hz}$
额定功率	$20\mathit{kW}$
水箱容积	$120L$
工作温度	${120}^{°}\text{C}$
额定压力	$621\mathit{MPa}$

如图所示为小丹家使用的电能表，由图可知他家同时可使用的用电器总功率不能超过　　 $W$；他关闭家中其他用电器，只让电水壶烧水，发现电水壶正常工作 $2\mathit{min}$，电能表转盘转过24转，则该电水壶的额定功率为　　 $W$，电水壶内部的电热丝通电后迅速升温，而与其相连的电源线却不热，主要是因为电热丝的电阻　　（选填“小于”或“大于” $)$电源线的电阻。