初中物理电功率的计算实验题

运用知识解决问题：

（1）电炉子工作时，通过导线和电炉丝的电流相等，电炉丝电阻比导线电阻　　，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线　　，所以电炉丝热得发红而导线不太热。

（2）如图所示家庭电路，吊灯 $L_1$和 $L_2$有开关 $S$控制，墙上有一个固定的三孔插座。请把电路连接完整。

（3）将定值电阻 $R_1$和 $R_2$串联后接在电压为 $6V$的电源两端， $R_1:R_2=1:2$， $R_1$的电功率为 $2W$，则 $R_1$两端的电压 $U_1=$　　 $V$， $R_2=$　　 $\Omega$。

电加热眼罩对缓解眼疲劳有一定效果，如图甲是一款市场上的产品，小敏查阅使用说明书，其相关参数如下

表乙。

乙

型号	$***$
额定充电电压	$4.8V$
充电电流	$500\mathit{mA}$
电池容量	$800\mathit{mAh}$

（1）当该款眼罩还剩 $10\%$的电池容量时，在额定电压下充电，充满电至少需要多少时间？

（2）图丙是小敏设计的可以手动调节高、中、低三档加热的电热眼罩原理图。电源电压 $U$恒为4.8伏，已

知电热丝 $R_1$阻值为4欧，电热丝 $R_2$阻值为6欧，开关 $S_3$只接 $a$或 $b$。

①丙图电路中 $S_1$闭合， $S_2$断开， $S_3$接 $a$时，加热电路为　　（选填“高”、“中”或“低” $)$温挡。

②中温挡功率为多少瓦？

③高温挡工作20分钟，眼罩消耗的电能为多少焦？

如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数：

额定电压：5伏

额定功率：5瓦

光源类型： $\mathit{LED}$

锂电池输出电压：5伏

锂电池容量：4800毫安时

（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）

（1）若 $A$球内置的磁体下端为 $N$极，则 $B$球内置磁体上端为　　极；

（2）求平衡台灯正常发光时电路中的电流；

（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为 $80\%$，则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间？

如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数：

额定电压：5伏

额定功率：5瓦

光源类型： $\mathit{LED}$

锂电池输出电压：5伏

锂电池容量：4800毫安时

（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）

（1）若 $A$球内置的磁体下端为 $N$极，则 $B$球内置磁体上端为　　极；

（2）求平衡台灯正常发光时电路中的电流；

（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为 $80\%$，则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间？

现代人的生活节奏越来越快，常用电压力锅煮食物，又快又省电，如图是电压力锅和它的工作电路图。其正常工作时电压为U＝220V，加热时只有R₁工作，保温时只有R₂工作。保温时的额定功率为40W，R₁＝48.4Ω，S₁为压力开关，当压强达到设定值时S₁会自动断开S₂为限时开关，可以设定保温时间。（当S₁闭合时，S₂断开。当S₁断开后，S₂可限时闭合或断开）求：

（1）当锅内气压为150kPa时，锅内气体对锅盖（假设受力面积为400cm²）的压力。

（2）保温电阻R₂的阻值。

（3）现用电压力锅煮食物，锅内的水和食物总质量是1.5kg，初温是30℃，加热到110℃时食物煮好，所用时间是5min，已知水和食物混合物的比热容c＝2.0×10³J/（kg•℃），则此次电压力锅煮食物的效率是多少？

室内空气干燥时，可用加湿器给空气加湿，如图甲示数是某型号电热加湿器，简化电路图如图乙，部分技术参数如下表，加湿器的发热电阻（虚线框内的部分）浸没在水中，水箱中的水沸腾后，即可喷出蒸汽，增加空气湿度，移动R的滑片P可调节气雾量大小。

额定电压	200V
最大气雾功率	100W
最小气雾功率	22W
水箱容积	30L
适用面积	20﹣40m^2

（1）当R的滑片P在最左端时，加湿器以最大气雾功率正常工作，求R₀的电阻值。

（2）当R的滑片P在最右端时，加湿器以最小气雾功率正常工作，求R的最大阻值。

（3）已知水箱内加入初温为15℃，质量为0.1kg的纯净水，加湿器正常工作了7分钟，水刚好沸腾产生蒸汽，求此过程中加湿器的功率[水的比热容为c＝4.2×10³J（kg•℃），环境为标准大气压，不计热量损失]

小倩同学现有一个标有"3.8V"字样的小灯泡，她想知道小灯泡的额定功率，于是连接了如图甲所示的实验电路（不完整），电源电压恒为6V。

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接。（连线时导线不能交叉）

（2）图甲中，连接电路时，开关应处于 　 　状态。闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于 　    　（选填"A"或"B"）端。

（3）电路连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发光，但电流表有示数，接下来的操作应该是 　    　。（填字母）

A．	更换小灯泡
B．	检查电路是否有故障
C．	移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光

（4）实验时，移动滑片P到某处，电压表示数为2.5V．要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 　 　（选填"A"或"B"）端移动。当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 　    　W。

（5）在实验操作中，发现电流表损坏不能使用。小倩利用阻值已知的定值电阻R ₀，设计了如图丙所示的电路，测量额定电压为U _额的另一小灯泡的额定功率。操作如下：

①闭合开关S、S ₁，断开S ₂，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 　     　；

②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S ₂，断开S ₁，读出电压表示数为U；

③小灯泡的额定功率P _额＝ 　       　。（用U、U _额和R ₀表示）

某电热水壶及其铭牌如图所示，小明为了测量该电热水壶的实际功率和加热效率，进行了如下实验：

关掉家里所有用电器，将该电热水壶装满水，接通电热水壶，测得壶中水温度从25℃上升到35℃所用的时间为50s，同时观察到家中"220V10（40）A3200imp/kW•h"的电子式电能表的指示灯闪烁了80imp，水的比热容c＝4.2×10 ³J/（kg•℃）。请结合本次实验记录的数据，回答以下问题：

（1）除电子式电能表外，小明还需下列哪些器材完成上述两个测量 　     　（选填器材前面的序号）

①刻度尺②温度计③电压表④秒表⑤弹簧测力计

（2）若小明利用水升温吸热计算消耗的电能，计算出电热水壶的功率和实际功率相比 　    　（选填"偏大"、"偏小"或"相等"），主要原因是                                              　。

（3）电热水壶的实际功率是 　      　W。

（4）电热水壶的加热效率是 　       　。

在我市农网改造中，小柳家从村口通过进户线接入220V的家庭电路。电工师傅想测试小柳的电学知识，他让小柳用电压表、两个标有"220V 550W"、"220V 1100W"的电炉R ₁、R ₂以及开关，连接成如图所示的电路，只闭合S ₀时，电压表示数为220V；只闭合S ₀、S ₁时，电压表示数为214.4V；当闭合S ₀、S ₂时，断开S ₁时，电压表的示数为210.4V。

①上述现象可概括为 　                                 　，用电器两端的电压越低。

②造成用电器两端的电压降低的原因是 　                          　。

③当闭合S ₀、S ₂时，断开S ₁，整个家庭电路消耗的电功率为 　     　W。

在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R ₀的最大阻值为100Ω，用于加热的电阻丝R ₁的阻值为55Ω．求闭合开关S后：

（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）；

（2）电热丝的最大加热功率；

（3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？[不考虑热量损失，牛奶的比热容为c＝2.5×10 ³J/（kg•℃）]

图甲是用于焊接塑料水管的热熔器，其电路如图乙所示，加热电阻R₁＝66Ω、R₂＝176Ω，S₁是手动控制开关，S₂是可随温度自动跳转的温控开关，R₀是特殊限流电阻，热熔器加热时R₀的电阻较大，LED指示灯发红光，保温时R₀的电阻较小，LED指示灯发绿光，已知LED灯发光时两端电压保持不变。

（1）开关S₁和S₂都闭合时，热熔器处于　 　（选填“加热”或“保温”）状态；

（2）开关S₁闭合，S₂断开时，R₁的功率　 　R₂的功率（选填“大于”、“等于”或“小于”）；

（3）发红光时LED灯的电流　　发绿光时LED灯的电流（选填“大于”、“等于”或“小于”）；

（4）保温状态时加热电路的电功率为　　W。

小明观察发现家里轿车的前灯有好几组，且灯丝粗细不同，发光的亮度也不同，他猜想车灯的亮度可能与灯丝的粗细有关，于是他设计了模拟电路，并选择下列器材：电源、滑动变阻器、小灯泡（L₁“2.5V 1.25W”、L₂“2.5V 0.5W”各一只，代替轿车前灯）、电流表、电压表等进行实验来验证自己的猜想。

（1）按图甲连接电路时，应先将开关　　，并将变阻器的滑片移至　　处。

（2）闭合开关S，发现无论怎样移动变阻器的滑片，灯泡L₁、L₂均不亮，A、V₁无示数，V₂有示数，则电路出现的故障是　 　。

（3）排出故障后，移动变阻器的滑片，分别读出电流表、电压表的示数，观察共记录灯泡发光情况，填入表一，当变阻器滑片移至某一位置时，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为　 　A，此时发现灯L₂发光异常耀眼，原因是　 　，此时，他应该　 　。

（4）分析数据，可得结论：两灯串联，灯泡的灯丝越细，发光越　。

（5）然后，小明按图丙所示设计连接电路进行实验，记录的实验数据及现象如表二，根据表二可得出结论：两灯并联时，灯泡的灯丝越细，发光越　　。

表一：

灯泡L1	粗细	电压/V	电流/A	亮度	灯泡 L2	粗细	电压/V	电流/A	亮度
	粗	0.6	0.12	不发光		细	1.5	0.12	微亮
	粗	0.8	0.16	微亮		细	2.0	0.16	不很亮
	粗	1.0	0.20	微亮		细	2.5	0.20	较亮
	粗	1.3		不很亮		细	3.25		异常耀眼

表二：

灯泡L1	粗细	电压/V	电流/A	亮度	灯泡 L2	粗细	电压/V	电流/A	亮度
	粗	1.0	0.2	微亮		细	1.0	0.08	不发光
	粗	1.5	0.3	不很亮		细	1.5	0.12	微亮
	粗	2.0	0.4	较亮		细	2.0	0.16	不很亮
	粗	2.5	0.5	明亮		细	2.5	0.20	较亮

（6）小明完成实验后有困惑，通过向爸爸请教，明白了轿车的同侧前灯是可以不同时工作的，在额定电压相同时，若想要更换更亮的轿车前灯，应选择灯丝较　　（选填“粗”或“细”）的灯泡。

某小组研究小灯泡电功率，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定不变，有规格为“10Ω 2A”和“20Ω2A”的滑动变阻器各一个。

次数	电压表示数/V	电流表示数/A	电功率/W	灯泡亮度
1	2.5	0.30		较亮
2	3	0.32	0.96	很亮
3	2	0.26	0.52	稍亮

（1）如图甲所示，选用“10Ω2A”规格的滑动变阻器进行实验。连接电路时，需将滑动变阻器的滑片P置于　　（填“A或“B）端，其目的是　　。

（2）接着用开关迅速试触，灯泡发光，电压表示数如图乙，此时灯泡两端电压为　　V．为了使灯

泡正常发光，接下来的操作是：　　。

（3）实验中收集信息如上表。分析表格中信息可得，

①小灯泡额定功率为　　W；

②在电路安全范围内，小灯泡两端实际电压越大，消耗的电功率　，灯泡越亮。

在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V（不可调节），小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω且工作时电阻变化不计，有滑动变阻器R₁“10Ω1A”和“20Ω1.5A”及导线若干；

（1）小红选择合适的滑动变阻器连接了如图甲的电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整。

（2）小红连好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的功率为　　W。

（3）要利用现有器材测量小灯泡两端电压为1.5V时的电功率，在原电路的基础上，小红应该　　。

如图1所示，在“测量小灯泡的电功率”实验的电路中，小灯泡L的额定电压为2.5V、额定电流小于0.6A。

（1）根据电路图，请用笔画线代替导线，将图2中的器材连接成完整的电路。连接电路时，开关应处于　　（选填“断开”或“闭合”）状态。

（2）连接电路后，闭合开关，灯不亮，若只有灯泡处开路，则　　表无示数（选填“电流”或“电压”）。排除故障后，再次闭合开关，应将滑片由最大电阻处缓慢向　　端移动（选填“A”或“B”），使灯逐渐变亮。

（3）第一次实验时，电流表的示数如图3所示，则通过灯L的电流为　　A。

（4）由上表中的实验数据得出，小灯泡的额定功率为　　W。

（5）实验中，灯L的亮度第二次比第一次亮，第三次更亮。结合表中数据，通过计算和分析可知：灯泡的实际功率越　　（选填“大”或“小”），灯泡就越亮。

次数	电压/V	电流/A
1	2.0
2	2.5	0.24
3	2.8	0.25