初中物理电功和电功率试题

为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。现要将 $20\mathit{kg}$的水从 ${16}^{°}\text{C}$加热到 ${50}^{°}\text{C}$，如果使用效率为 $85\%$的电热水器，需要耗电　　 $\mathit{kW}·h$；如果使用热效率为 $80\%$的天然气热水器，需要消耗　　 $m^3$天然气。已知水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，天然气的热值为 $3.2\times {10}^{7}J/m^3$（结果均保留到小数点后2位）。

在如图甲所示的电路中，电源的电压恒定，滑动变阻器的最大阻值为 $R_1=8\Omega$， $R_2$为定值电阻但看不清标识。滑动变阻器滑片从左端 $M$滑到右端 $N$的过程中，滑动变阻器的电功率 $P$随 $\mathit{MN}$间电阻 $R$变化的关系如图乙所示，其中滑动变阻器阻值取 $2\Omega$和 $8\Omega$时电功率相同，则以下说法正确的有 $($　　 $)$

①定值电阻 $R_2=4\Omega$

②电源的电压为 $6V$

③电压表的最大示数为 $4.5V$

④滑动变阻器的最大电功率为 $2.25W$

A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④

关于电的有关说法中正确的是 $($　　 $)$

A．橡胶棒和丝绸摩擦后，橡胶棒和丝绸带上了等量的异种电荷

B．家用电风扇正常工作时，电能将全部转化为机械能

C．在雷雨天为了避免衣服被淋湿，可以在树冠大的树下避雨

D．家庭电路中的电能表是用来测量电流做功快慢的仪表

下列物理量的大小不符合实际的是 $($　　 $)$

A．成年人行走的速度大约 $1m/s$

B．家用壁挂式空调的功率大约 $1000W$

C．人感觉舒适的温度大约是 ${37}^{°}\text{C}$

D．一个苹果的质量大约为 $150g$

一般热水器由加热系统、测温系统和控水系统组成。某台电热水器铭牌部分信息已经模糊，如表所示，其测温系统可以简化为如图 $a$所示的电路，电源电压为 $9V$恒定电源， $R_1$为 $4\Omega$定值电阻， $R_2$为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图 $b$所示。

额定功率
额定电压	$220V$
水箱容积	$60L$
建议使用人数	$3~4$

（1）为估算电热水器的额定功率，关闭其它用电器，让热水器正常工作1分钟，观察电能表，如图 $c$所示，转动了150转，消耗电能　 $\mathit{kW}\cdot h$，则该电热水器的额定功率是　　 $W$。

（2）若已装满水的水箱温度显示 ${75}^{°}\text{C}$时突然停电，但不停水。现有4人要洗浴，正值秋冬季节，需用 ${40}^{°}\text{C}$热水洗浴，通过控水系统将 ${10}^{°}\text{C}$冷水和水箱中热水进行调配，请问每人平均用水量是多少 $L$？（不计热损失）

（3）控温系统某时刻电压表示数为 $4V$，此时水箱中水温是多少？

（1）为探究影响电阻大小的因素，甲同学利用同一种合金材料的 $a$、 $b$、 $c$三条电阻丝进行实验， $a$、 $b$长度相同， $b$、 $c$粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接通 $a$、 $b$、 $c$，电流表的三次示数如图2所示，根据示数可以得出以下结论：

①比较 $a$、 $b$两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体 　有关。

②比较 $b$、 $c$两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体　　有关。

③由实验可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是　　。

（2）乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究：

①考虑到没有计时工具，他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在 $a$、 $b$、 $c$电阻丝的中点处，然后使 $a$、 $b$、 $c$电阻丝能同时通电发热。乙同学是想利用　　来反映电阻丝发热量的大小。

②乙同学选择的电路图如图3所示，采取的是三个电阻丝　　（选填“串联”或“并联” $)$的连接方式，请你将未完成的电路连线补充完整。

③接通电路，观察到小木棍掉落的先后顺序是　　。

结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系，乙同学推测出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热　　（选填“多”或“少” $)$，发现该结论与已学的焦耳定律不符。请你帮助他进行解释：在相同的通电时间内，当　　时，电阻大的电热就多；当　　时，电阻大的电热就少。

如图所示电路，电源电压保持不变， $R_1=5\Omega$，滑动变阻器 $R_2$的最大阻值为 $15\Omega$．闭合开关 $S$，向左移动滑动变阻器滑片 $P$的过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电流表 $A$的示数变小

B．电压表 $V$的示数增大

C．滑片可在 $R_2$上任意移动

D．若滑片移到 $b$端时， $R_1$与 $R_2$的电功率之比为 $3:1$

某型号电热水瓶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能。其简化电路如图所示。 $S_1$是壶底温控开关，通常闭合，当壶底发热盘的温度达到 ${120}^{°}\text{C}$自动断开。 $S_2$是壶壁温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水瓶处于保温状态。 $S_3$是电动出水开关，按下时闭合，电磁泵将水抽出。已知电热水瓶保温功率为 $50W$，加热功率为 $1000W$。

（1）电热水瓶处于保温状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？

（2）闭合 $S_3$，电磁泵两端电压为 $12V$．已知 $R_3$阻值为 $200\Omega$，求电磁泵的电功率。

（3）若水烧开后， $S_2$没有自动断开，则瓶里的水烧干后，经过多长时间， $S_1$才会断开？已知发热盘质量为 $0.5\mathit{kg}$，比热容为 $0.5\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$。设水烧干瞬间，发热盘的温度为 ${110}^{°}\text{C}$，不计热损失。

在用伏安法测量标有“ $2.5V$”灯泡额定功率的实验中，小明发现电流表损坏，其他元件完好。

（1）小明用已有的器材、 $5\Omega$的电阻 $R_0$和另一块电压表，设计了如图所示电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于　　。

（2）小明进行了如下实验，请补充完整。

①连接好电路，将滑动变阻器连入电路的阻值调到　　。

②合上开关，移动滑片，使灯泡两端电压为　　 $V$。

③再读出 $R_0$两端的电压为 $1.5V$。

（3）若实验操作正确，则灯泡的额定功率为　　 $W$。

在测量小灯泡额定功率的实验中，电源电压为 $6V$，现有一个额定电压为 $2.5V$，电阻大约为 $10\Omega$的小灯泡，实验电路如图。

（1）实验室里有规格为甲“ $10\Omega 1A$”和乙“ $50\Omega 1A$”的滑动变阻器，为了完成该实验，你认为应该选择　　（选填“甲”、“乙” $)$滑动变阻器。

（2）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，电压表和电流表都有示数，小灯泡不亮，其原因是　　。调整电路正常后，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表示数突然变为0，电压表的指针偏转超过最大刻度，你判断故障可能是　　。

（3）请根据实验数据绘出的小灯泡的 $I-U$图象，计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$。

华为手机的超级快充充电器最大充电电流可达 $5A$．现有华为某一型号的电池，容量为 $4200\mathit{mAh}$（其中“ $\mathit{mA}$”为电流的单位“毫安”，“ $h$”为时间的单位“小时” $)$，假设充电器始终以最大充电电流充电，且把电池充满，只需要　　 $\mathit{min}$．如果将此电池电量全部用完，然后停下家里其它用电器，只给手机充电，充满后发现标有“ $3000\mathit{revs}/(\mathit{kW}\cdot h)$”字样的电能表转了63转，则充电消耗的电能为　　 $\mathit{kW}\cdot h$。

为测定“额定电压为 $3.8V$的小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。

（1）按图甲所示的电路图连接电路。实验时，若无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障的原因可能是　　（选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座” $)$接触不良。

（2）故障排除后，闭合开关，变阻器滑片 $P$在某处时，电压表示数为 $3V$，电流表示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片 $P$向　　端（选填“左”或“右” $)$移动。

（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$，

通电 $10\mathit{min}$小灯泡消耗的电能为　　 $J$。

（4）把这样的两个灯泡串联在电压为 $6V$的电路中，电路的总功率为　　 $W$。

如图所示的电路中，电源电压 $U=9V$，电阻 $R_1=20\Omega$， $R_2=10\Omega$，则通电 $1\mathit{min}$该电路产生的热量为　 　 $J$。

如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。

（1）起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是　　。在空中飞行时，只要增加　　侧两个旋翼的转速，就能使无人机右侧抬升，向左倾斜飞行。

（2）若该机在30秒内匀速竖直上升120米进行空中拍摄，则它飞行的速度是多少米 $/$秒？

（3）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过的电流为多少安？

（4）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为 $5000\mathit{mA}·h$的电池提供，若电能的 $80\%$用于飞行，飞行时的实际功率为 $100W$，则该机最多能飞行多少时间？

某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．