如图所示,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡 标有“ “字样,电阻 ,滑动变阻器 允许通过的最大电流为 ,电流表的量程为 ,电压表的量程为 。
(1)只闭合开关 时,电压表的示数为 ,则电源电压和电阻 消耗的电功率分别是多少?
(2)在不损坏各电路元件的情况下,若闭合所有开关,滑动变阻器 消耗的最大功率和最小功率之比为 ,则只闭合开关 ,小灯泡 消耗的电功率变化范围是多少?
某安全设备厂研发了一种新型抗压材料,要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示,材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关 ,将重物从样品正上方 处静止释放,撞击后重物和样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品,并最终静止在样品上的过程中,电流表的示数 随时间 变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻 随压力 变化的图像如图丙所示。已知电源电压 ,定值电阻 ,重物下落时空气阻力忽略不计。求:
(1)重物下落时,重物作 速直线运动,其重力势能转化为 能;
(2) 时间内,重物在空中下落,电流表示数是 ,压力传感器的电阻是 ;
(3) 时间内,重物与样品撞击,通过电流表的最大电流是 ,样品受到的最大撞击力是 ;撞击后重物静止在样品上,定值电阻 的功率是 ;
(4)重物在空中下落的过程中,重力做功是多少?
如图甲是某品牌家用电吹风,其电路如图乙所示,R1、R2为电阻丝,M为电动机。通过调节开关,可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
(1)要使电吹风正常工作,图甲中的A处应安装 ,B处应安装 。(选填“电动机”或“电阻丝”)
(2)如图乙,要使电吹风处于“冷风”状态,应闭合开关 ,要使电吹风处于“暖风”状态,应闭合开关 。
(3)已知电吹风处于“暖风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了20℃;处于“热风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同,相同时间内吹出的空气质量相同,则R1:R2= 。
(4)电吹风用了几年后,由于电阻丝的升华,实际发热功率会 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,灯 标有" "字样,定值电阻 ,滑动变阻器 标有"? "字样,电流表量程为 。当闭合开关 、 ,断开 、 ,滑动变阻器滑片 从最右端移动到某一位置时,灯泡恰好正常发光, 连入的电阻减小了 ,电压表示数变化了 。求:
(1)灯泡的电阻。
(2) 的最大阻值和电源电压。
(3)在保证电路安全的情况下,电路消耗的最大功率是多少?
学习了电学知识后,某科学兴趣小组开展制作"电热水壶"的项目化学习。
【项目任务】制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下:
容积: ;
功能:①加热:②保温;
性能:能在7分钟内将 水从 加热到 (不计热量损失)。
【方案设计】为实现上述功能,同学们利用两个不同阻值的电阻 进行设计,其中方案一如图所示。利用方案一中的器材,请将方案二的电路补充完整。
【器材选择】若该壶是按照方案一设计的,根据项目任务中的性能要求,选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆? ,
【方案反思】有同学认为电器设计还应考虑使用安全,从安全角度提出一条设计建议 。
【项目制作】
某科技兴趣小组用一个88Ω的电阻R、开关、导线等器材制作了一个电烤箱,先将电烤箱接入电压为220V的家庭电路,简化电路如甲所示,闭合开关,求
(1)通过R的电流;
(2)R消耗的电功率;
(3)小组发现烤熟蛋糕耗费时间过长,为解决这个问题,小组找来一个相同规格的电阻R进行改装。
①你认为应按照图 (选填“乙”或“丙”)进行改装;
②闭合开关S后,通电10min,求改装后电烤箱产生的热量。
如图甲所示是某家用多功能电炖锅,深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能:高温炖,中温煮和低温熬,图乙是它的简化电路图,下表是该电炖锅的部分参数。(ρ水=1×103kg/m3,c水=4.2×107J/(kg•℃),g=10N/kg)
项目 |
参数 |
电源电压(V) |
220 |
中温挡功率(W) |
400 |
高温挡功率(W) |
1100 |
容积(L) |
1 |
(1)开关S1、S2处于什么状态,电炖锅为低温挡,说明判断依据;
(2)求R1、R2的阻值;
(3)在标准大气压下,使用高温挡将初温是12℃的一锅水烧开,若电炖锅高温挡加热效率为80%,求烧开一锅水需要的时间。
如图所示的电路中,灯泡 标有“ 、 ”字样,电流表所选量程为 ,当开关 、 都闭合时,滑片移到 端,小灯泡正常发光,电流表示数为 ,(小灯泡电阻不变)求:
(1)滑动变阻器的阻值;
(2)闭合 、断开 ,滑片位于滑动变阻器中点,滑动变阻器在 内产生的热量;
(3)闭合 、断开 ,小灯泡消耗的最小功率(结果保留2位小数)。
如图所示,小灯泡 上标有“ ”字样,电流表量程为 ,电压表量程为 ,变阻器 的最大电阻为 .只闭合 ,滑片置于 点时,变阻器连入电路中的电阻为 ,且 ,灯 正常发光,电流表示数为 .只闭合 ,移动滑片,当滑片置于 点时,电流表示数为 .此时电压表示数与滑片置于 点时相等, .(灯丝电阻不随温度变化)求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)定值电阻 和电源电压 ;
(3)在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,只闭合 时,变阻器连入电路的最小电阻为多少?在电表的示数不超过量程,只闭合 时,电路消耗的最小功率为多少?
灯 、 分别标有" "和" "字样,通过 、 的电流随其两端电压变化的图象如图所示。若将 、 并联接在 电源两端,则电路消耗的总功率为 ;若将 、 串联,要使 正常发光,则电源电压应为 ;若将灯 与滑动变阻器串联接在 电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是 功率的2倍时, 的功率为 ;若将灯 与滑动变阻器串联接在 电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是 功率的3倍时, 的功率为 ,则 。
为节约用水,小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图21,水箱高为1 m,容积为
0.8 m3。在空水箱底部竖直放置一重5 N的长方体,长方体高为1m、底面积为0.02m2,上端通过绝缘轻杆
与控制电路的压敏电阻R接触,此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减
小,部分数据如下表。控制电路电源电压U=12 V,定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5 A
时,电磁铁将衔铁吸合,工作电路断开,水泵停止给储水箱抽水。
(1)若水泵的额定功率为440 W,正常工作时通过的电流是多少?
(2)要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作,R0应为多少?
(3)从水箱顶部给空水箱注满水的过程中,水的重力所做的功是多少?
压力F/N |
180 |
185 |
190 |
195 |
200 |
压敏电阻R/Ω |
18 |
17 |
16 |
14 |
12 |
如图甲所示,是测量高于警戒水位的装置原理图。在横截面积为 的长方体绝缘容器的内部边缘左右两正对面,竖直插有两块薄金属板(电阻不计)并与外部电路连接,容器底部有一个小孔与湖水相通,容器的底部与警戒水位相平。电源电压 ,小灯泡 标有“ ”的字样(假设小灯泡的电阻不变),湖水的密度为 .两金属板间的湖水电阻 与容器内水柱的高度 的倒数的变化关系如图乙所示。则:
(1)湖水水位比警戒水位高出多少时,小灯泡正常发光?
(2)当进入容器内的水达到 时,容器内的湖水消耗的电功率是多大?
如图所示,电源电压恒定不变, ,滑动变阻器铭牌上标有“ ”,小灯泡标有“ ”字样,小灯泡灯丝电阻保持不变,闭合开关 、 ,断开 、 时,小灯泡刚好正常发光,此时电压表的示数为 ,求:
(1)电源电压;
(2)当闭合开关 、 ,断开 、 时,并移动滑动变阻器 的滑片 到中点时,电压表的示数;
(3)当闭合开关 、 、 、 时,并移动滑动变阻器 的滑片,滑动变阻器接入电电路的阻值为多大时,电路中总功率最大,求最大功率。
如图7电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R标有"30Ω 1A",定值电阻R 0的阻值为10Ω,小灯泡L标有"6 V 3.6 W"(电阻不随温度而变化) ,电流表的量程为0~3 A。当S闭合,S 1、S 2, 断开,滑片P移到R的中点时,小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下,电路消耗总功率的最小值与最大值之比是( )
A. |
1:4 |
B. |
1:8 |
C. |
2:7 |
D. |
3:20 |