初中物理电功和电功率试题

由于导体存在电阻，电流通过导线时会因电流的　　效应而造成大量的能量损耗，1911年荷兰科学家发现某些导体在极低温度下　　会突然消失，这种现象称为超导现象，近年来我国在超导领域取得了举世瞩目的成就，用超导电缆输电，可大大降低能量损耗，有一段输电线路，输电电流为 $200A$，输电线路的电阻为 $0.5\Omega$，若以超导电缆替代该线路输电 $1h$，可节约电能　　 $\mathit{kW}·h$。

如图1所示为某型号室内电加热器，有高温和低温两个挡位，额定电压为 $220V$，高温挡和低温挡功率分别为 $2200W$和 $1000W$，简化电路如图2所示。

（1）使用电加热器时，要插入三孔插座，是为了将金属外壳与　　相连，当开关 $S_1$闭合、 $S_2$断开时，电加热器处于　　温挡。

（2）请计算电阻丝 $R_1$的阻值和通过电阻丝 $R_2$的电流。（结果保留一位小数）

（3）在额定电压下，使用高温挡工作3小时，电加热器产生的热量是多少焦耳？

小华观察家中手电筒，发现里面只有一个小灯泡，其额定电压为 $1.5V$．他想测出该小灯泡的额定功率。

（1）请在图1中用笔画线代替导线完成实物电路的连接。

（2）连接电路时，开关应处于　　（选填“断开”或“闭合” $)$状态，滑动变阻器的滑片应处于最　　（选填“左”或“右” $)$端。

（3）连好电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为0，电压表示数约为 $3V$，则该电路的故障可能是小灯泡　　（选填“短路”或“断路” $)$。

（4）排除故障后，经过多次测量得到实验数据如表：

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$
1	1.0	0.30	0.30
2	1.2	0.42	0.50
3	1.5

第3次实验时，电流表示数如图2所示，读数为　　 $A$，则该小灯泡的额定功率为　　 $W$，当小灯泡两端的实际电压小于额定电压时，实际功率　　额定功率。

（5）进一步分析发现，当小灯泡两端的电压增大时，其电阻将　　。

如图1为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为 $220V$，水箱装水最多 $0.3\mathit{kg}$，加热功率有大小两个挡位，设计师最初设计的内部电路有如图2甲、乙两种接法，其中电热丝 $R_1=56\Omega$， $R_2=44\Omega$。

（1）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速　　成小水珠，放出热量，将衣服熨平（填物态变化名称）；

（2）如果选择甲电路，电路中最大电流为　　 $A$，如果选择乙电路，电路中最大电流为　　 $A$，由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为 $8.2A$，故设计师最终选择了甲电路；（计算结果保留一位小数）

（3）请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率；

（4）若将水箱中 $0.22\mathit{kg}$的水从 ${25}^{°}\text{C}$加热到 ${100}^{°}\text{C}$，挂烫机至少需要加热多长时间？ $[$水的比热容 $c=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)]$。

（1）如图1为一个装满水盖上硬纸片后倒置的杯子，请在纸片下表面 $O$点处画出纸片受到大气压力 $F$的示意图；

（2）图2是“探究电流通过导体产生热量与电阻关系”的实物电路，请用笔画线代替导线完成电路连接。

如图1所示，铅笔芯与滑动变阻器串联在电压恒为 $6V$的电路中，闭合开关，滑动变阻器的滑片从 $A$端向 $B$端移动，电流表和电压表示数变化情况如图2所示，由图像可知，当滑动变阻器两端电压为 $1V$时，滑动变阻器消耗的功率为　　 $W$，此时，铅笔芯两端的电压是　　 $V$，铅笔芯的电阻是　　 $\Omega$，在滑动变阻器接入电路的阻值逐渐减小的过程中，铅笔芯的电阻　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

冬天打出来的果汁太凉，不宜直接饮用。如图所示，是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图，该榨汁杯的部分参数如表所示。求：

榨汁杯部分参数表
额定电压	$220V$
加热功率	$300W$
保温功率	$80W$
榨汁功率	$66W$
容量	$300\mathit{mL}$

（1）仅榨汁时的正常工作电流；

（2） $R_2$的阻值；

（3）已知该榨汁杯正常工作时的加热效率为 $90\%$，给杯子盛满果汁并加热，使其温度升高 ${30}^{°}\text{C}$，需要加热多长时间。 $[c_{\mathit{果汁}}=4\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{\mathit{果汁}}=1.2\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$

如图所示，电源电压恒定不变，已知定值电阻的阻值为 $R_0$，不考虑温度对灯丝电阻的影响。

（1）当 $S_1$和 $S_2$都闭合时，电流表的示数分别为 $I_1$、 $I_2$，且 $I_1>I_2$，小灯泡 $L_1$恰好正常发光，求电源电压及小灯泡 $L_1$的电阻值；

（2）当开关 $S_1$和 $S_2$都断开时，某一电表示数为 $I_3(I_3\ne 0)$，求电路的总功率。

如图所示，是电学中常见的电路图，在 $A$、 $B$两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是 $($　　 $)$

A．探究电流与电压的关系 $--$改变定值电阻两端电压

B．探究电流与电阻的关系 $--$调节电阻两端电压成倍数变化

C．测量定值电阻的阻值 $--$多次测量求平均值，减小误差

D．测量小灯泡的电功率 $--$改变小灯泡两端电压，求平均电功率

1840年英国物理学家　　最先精确地确定了电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，其表达式为： $Q=$　　。

实验：测量小灯泡的电功率

实验中选择的小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

【实验步骤】

（1）请你用笔画线代替导线，把图1中的电路连接完整（导线不准交叉），并要求滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡会变亮；

（2）正确连接电路后，闭合开关，电流表指针不动，但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是　　。

（3）查明原因，排除故障，正确操作，得到下表所示数据。请将表中内容补充完整：

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	2.0	0.28	0.56	发光暗淡
2	2.5	0.32	0.80
3	3.0	0.36	1.08	发光强烈

由表中数据可知，该灯的额定电功率为　　 $W$；

（4）利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值。请在图2虚线方框中设计一个记录数据的表格。

如图1所示，是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌。暖奶器具有加热、保温双重功能，当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态，连接触点2和3时为保温状态，连接触点3和4时为加热状态。（温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为 ${40}^{°}\text{C})$

（1）求电阻 $R_2$的阻值；

（2）把 $400g$牛奶从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${40}^{°}\text{C}$，求牛奶所吸收的热量。 $\left[c_{\mathit{牛奶}}=4.0\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（3）如图2所示，是暖奶器正常加热和保温过程中温度随时间变化的图象，求暖奶器在加热过程中的热效率。（结果保留到小数点后一位）

如图所示，将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为 $U$且保持不变的电路中，通过分别调节滑动变阻器 $R_1$和 $R_2$使所有灯泡均正常发光，则甲、乙两电路中的总电流之比 $I_1:I_2=$　　，电路的总功率之比 $P_{甲}:P_{乙}=$　　。

如图所示，是某型号的爆米花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关 $S_1$时， $R_1$加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；只闭合开关 $S_2$时， $R_2$保温，防止爆米花变凉；爆米花机的铭牌如表所示。 $\left[c_{\mathit{玉米}}=1.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{Kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

额定电压	$220V$
加热功率	$200W$
保温功率	$22W$
电动机功率	$40W$

（1）将 $100g$、 ${20}^{°}\text{C}$的玉米加热到 ${300}^{°}\text{C}$成为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量；

（2）电阻 $R_1$发热，把 $100g$、 ${20}^{°}\text{C}$的玉米粒加热成为爆米花，需要用时 $5\mathit{min}$，求 $R_1$的加热效率。

（3）求保温电阻 $R_2$的阻值。

如图所示，电源电压可调，小灯泡 $L_1$标有“ $6V6W$”的字样，小灯泡 $L_2$、 $L_3$标有“ $6V12W$”的字样，（不考虑温度对小灯泡电阻的影响）

（1）闭合开关 $S_1$、 $S_2$、 $S_3$，调节电源电压为 $6V$时，求电流表 $A_1$的示数；

（2）闭合开关 $S_2$，断开开关 $S_1$、 $S_3$，调节电源电压为 $12V$时，求电路消耗的总功率；

（3）闭合开关 $S_2$、 $S_3$，断开开关 $S_1$，调节电源电压为 $10V$时，求小灯泡 $L_3$的实际发光功率。