中考热点专题电功和电热实验题综合计算题.docx
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中考热点专题电功和电热实验题综合计算题
2012年中考专题:
电功和电热实验题、综合计算题
满分:
100分时间:
90分钟
1.(2011温州)(5分)小明设计了如图甲所示的电路图,用来测定额定电压为“2.5伏”的小灯泡的电功率。
各元件都完好,电源电压保持不变。
(1)小明将各元件连接成如图乙所示的电路,请指出其中的错误:
_____________________________________
(2)电路调整正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到______时,表明小灯泡正常发光,并记录电流表的示数。
(3)为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系,小明继续调节滑动变阻器的滑片,并记录数据如下表,发现第2次实验小灯泡最亮,此时小灯泡的实际电功率为_______瓦。
实验次数
1
2
3
电压表示数/伏
2.5
2.8
2.0
电流表示数/安
0.32
0.35
0.27
2.(2011宁波)(5分)做“测小灯泡额定功率”实验时,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)连接电路时,开关S应断开,防止因电路_______(填“短路”或“开路”)而损坏仪器;
(2)按图甲所示的电路图,在不改变原有连接情况下,请你把图乙电路连接完整;
(3)实验中,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡额定功率为______W。
3.(2011金华)(8分)小金、小丽在进行“测定小灯泡额定功率”的实验时,电源电压为3伏恒定不变,他们设计的实验电路图如图甲所示.
(1)小金实验时使用的小灯泡的额定电压为2.5V.
①根据电路图连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡较暗,移动滑动变阻器金属滑片,小灯泡亮度不变,如果实验中所用的滑动变阻器如图乙所示,你认为造成上述现象的原因是将滑动变阻器的___________(用字母表示)两接线柱接入到电路所引起的.
②正确连接后,小金通过实验得到的数据如下表,请分析数据并回答:
实验序号
1
2
3
4
5
6
小灯泡两端的电压U/伏
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
通过小灯泡的电流I/安
0.08
0.10
0.14
0.18
0.20
0.22
小灯泡的发光亮度
不发光
很暗
较暗
较亮
正常发光
很亮
小灯泡的额定功率为____瓦;依据表中的数据,可知滑动变阻器的最大阻值至少是____欧
(2)小丽使用的小灯泡额定电压为2.0伏.根据电路图正确连接电路后,调节滑动变阻器滑片过程中,小灯泡灯丝突然烧断了,她立即观察电压表和电流表的示数,其示数分别为:
____________________________.
4.(2011泸州)(4分)一只标有“3.8V”字样的小灯泡,小明想测出它的额定功率,他选用了以下器材:
电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一只,导线若干.小明经检验发现电压表的0~15V量程已损坏,但0~3V量程完好无损.所提供的电源电压恒为6V,于是小明设计了如图甲所示的电路进行实验.
(1)请你按照小明设计的电路图将乙图中的实物连线补充完整.
(2)要测出小灯泡的额定功率,应该调节滑动变阻器的滑片P,直到电压表的
示数为_____V,此时电流表的示数为0.24A,小明测出该小灯泡的额定功率是_____W.
5.(2011盐城)(12分)小华做测量灯泡电功率的实验,所用小灯泡额定电压为2.5V.
(1)如图甲所示,用笔画线代替导线,将实验电路连接完整.
(2)当电压表的读数为V时,小灯泡达到额定功率,此时电流表的示数如图乙所示,其值为A,小灯泡的额定功率为W.
(3)实验时闭合开关,两表均有示数,然后将灯泡从灯座中取走,电流表(有/没有)示数,电压表(有/没有)示数.
6.(2011衡阳)(5分).在“测定小灯泡的电功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8V。
如图是小严同学连接的实物电路。
(1)实验中,连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是____________;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数如图甲所示,为______V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______端(填“A”或“B”端)的方向滑动;
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是________W。
7.(2011河北)(6分)小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的小。
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,主要是由于_________________________________________。
(2)实验中,乙瓶中的温度计示数升高的快,由此得出的实验结论是______________________。
(3)若乙瓶中的温度计示数变化了10℃,镍铬合金丝消耗了3.3×10-3kW·h的电能,烧瓶中煤油的质量是________。
[已知c煤油=2.1×103J/(kg·℃),不计热损失]
8.(2011成都)(6分)如图所示为某电热饮水机的电路原理图,饮水机有加热和保温两种工作状态,饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1自动断开,处于保温状态;当水温降至一定温度时,S1又闭合重新加热. 已知电源电压保持220V不变,电阻R1的阻值为1210Ω,电阻R2的阻值为121Ω.求:
(1)饮水机处于保温状态时的电功率是多少?
(2)饮水机处于加热状态时电路的总电流是多少?
9.(2011菏泽)(7分)浴霸是安装在浴室内供取暖和照明的家用电器,某品牌浴霸的铭牌和简化电路如图所示,L为照明灯,L1和L2是两个功率均为275W的红外线取暖灯
额定电压
额定频率
额定功率
照明
取暖
220V
50HZ
40W
550w
(1)浴霸工作时,为了使取暖功率达到最大值,应闭合的开关是
(2)照明灯工作时,它的电阻是多大?
(3)三灯同时正常工作半小时,消耗多少电能?
10.(2011杭州)(6分)在计算电动机工作时所消耗的电功率时,小杰和小施产生了不同意见。
小杰利用公式P=IU计算电动机所消耗的电功率,小施利用P=I2R来计算电动机所消耗的电功率。
(已知:
电动机线圈电阻为R,电动机工作时两端的电压为U,通过电动机的电流强度为I)
(1)请你判断这两位同学计算电动机所消耗的电功率的方法是否正确,并说明理由。
(2)求这台电动机在时间t内,电动机线圈产生的热量。
(3)求电动机在时间t内所做的机械功。
11.(2011广安)(8分)下表为一台宏源电烤箱的铭牌,其内部简化电路如图12所示,R1和R2均为电热丝。
求:
(1)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能;
(2)电烤箱在低温档正常工作时,R2的阻值是多少;
(3)假设在用电高峰时,家庭电路实际电压为200V,
电烤箱在高温档的实际功率是多少(实际功率计算
结果保留到小数点后1位)?
12.(2011威海)(8分)如图所示,小灯泡L标有“6V3W”字样,滑动变阻器的最大阻值为100Ω,电压表的量程是0-15V,闭合开关后,移动滑动变阻器,使电压表的示数为6V,这时灯泡正常发光,求:
(1)电源电压。
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻是28Ω时,小灯泡消耗的实际功率。
13(2011泸州)(6分)如图所示的风力发电是新能源开发中具有良好开发前景的发电方式.但风力发电的特点是随机性强,5m/s以上的风速才可以发电.泸州市属亚热带季风气候,春秋季风力大,持续时间长,可以考虑在泸州地区开发风力发电.下表是某一台风力发电机在不同风速下的发电功率:
平均风速m/s
5
6
7
8
9
10
功率 KW
9
22
34
44
53
60
请根据你所学知识完成以下问题:
(1)在泸州某主峰平均风速为8m/s的位置,安装有上述风力发电机一台,该发电机工作1h获得的电能为多少KW•h?
将该电能全部用于带动额定电压为220V的电热器正常工作可达40h,则电热器的额定电流为多少?
(2)将上述发电机工作1h获得的电能全部用于带动机械效率为75%的电动抽水机工作,把水抽到10m高的水池上,请通过计算说明能否把容积为1000m3的水池盛满?
(取g=10N/Kg,ρ水=1×103kg/m3)
14.(2011无锡)(7分)如图是家庭、宾馆常用的电热水壶,袭中列出了其部分技术参数.
型号
FY—TSl010A
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1000W
容量
1.OL
(1)电热水壶正常工作时的电流是多少?
(2)电热水壶正常工作时,用6min就能将整壶水烧开,如果水吸收的热
3.24×105J,则该电热水壶的效率是多少?
(3)有关电热水壶的安全使用,有下列几种说法,其中不正确的是▲(填序号).
①电热水壶不用时,应拔下电源插头;②当壶体和基座被弄脏时,放进清水中清洗;③电热水壶工作时,身体不可靠近壶嘴;④注入水时,水位不超过电热水壶的最高水位线
15.(2011泰州)(7分)图17是一台常用的电热饮水机,下表是它的铭牌数据,图18是它的电路原理图,其中S是温控开关,R1是定值电阻,R2是加热电阻.当S闭合时,饮水机处于加热状态;当S断开时,饮水机处于保温状态.
水桶容量
20L
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
440W
保温功率
40W
(1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?
(2)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃,需用时14min[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)].求此加热过程中:
①水吸收的热量;②饮水机的加热效率.
(3)求电阻R1的阻值(保温功率是指整个电路消耗的功率).
参考答案
1.解:
(1)经分析,电流表没有与小灯泡串联,电压表没有与小灯泡并联
(2)电压表测灯泡电压.灯泡正常工作时,电压表示数为灯泡额定电压2.5V.
(3)P=UI=2.8V×0.35A=0.98W.
故答案为:
(1)电流表没有与小灯泡串联,电压表没有与小灯泡并联;
(2)电
压表示数为2.5V;(3)0.98.
点评:
在实物图中找出错误之处,对电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用逐条分析,防止遗漏错误.
2.解:
(1)连接实物图时,开关要处于断开状态,防止短路现象发生时,电流过大,损坏元件.
(2)按照电路图,从电源的正极出发,按照电流方向,依次串联开关、滑动变阻器、灯泡、电流表到电源的负极,把灯泡串联在电路中.如图.
(3)电流表使用的0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.28A.
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W.
故答案为:
(1)短路;
(2)如图;(3)0.7.
点评:
补全实物连接图时,主要考虑电压表、电流表、滑动变阻器:
电压表量程根据灯泡的额定电压或电源电压来确定,电压表并联在灯泡的两端.知道灯泡的额定电压和电阻,或根据灯泡的额定功率和额定电压,求出电流,来判断电流表的量程,电流表串联在电路中.
滑动变阻器有4个接线柱,选择一上一下接线柱,使滑动变阻器串联在电路中.
3.
(1)①灯泡较暗,电路电流太小,电路电阻太大,滑动变阻器连入电路电阻太大,移动滑片,灯泡亮度不变,电路电流不变,电阻不变,滑动变阻器相当于定值电阻,滑动变阻器接A、B两个接线柱.
②P=UI=2.5V×0.2A=0.5W,
电路电流最小为0.08A时,滑动变阻器阻值最大,
所以,滑动变阻器电压为:
U=U总-UL=3V-0.5V=2.5V,
所以,滑动变阻器最大电阻为:
R=UI=2.5V0.08A=31.25Ω.
(2)灯泡灯丝突然烧断,电路断路,电流表示数为0,电压表串联在电路中,测电源电压,示数为3V.
故答案为:
(1)①A、B;②0.5;31.25;
(2)3V、0A.
4.解:
(1)电源电压为6V,灯泡和滑动变阻器串联在电路中,灯泡正常工作时的电压为3.8V,则滑动变阻器的电压为6V-3.8V=2.2V<3V,所以用电压表0~3V量程时,并联在滑动变阻器两端,电路图如图.
(2)电压表的示数为2.2V时,灯泡两端的电压为3.8V,
所以灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.24A=0.912W.
故答案为:
(1)如上图所示
(2)2.2,0.912.
点评:
解决本题的关键:
一是电压表、滑动变阻器的正确使用;二是串联电路电压特点的灵活运用.
5.解:
(1)滑动变阻器已经选择了上面一个接线柱,再任意选择下面一个接线柱,把滑动变阻器串联在电路中.如图.
(2)电压表测量灯泡两端的电压,电压表的示数为2.5V时,灯泡电压为额定电压2.5V.
电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.26A.
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W.
(3)灯泡取走,灯座处断路,电路断路,电流表没有示数,电压表串联在电路中,测电源电压,电压表有示数.
故答案为:
(1)如图;
(2)2.5;;0.26;0.65;(3)没有;有.
点评:
本题考查了滑动变阻器的连入电路的方法,额定功率的实验方法和计算,电流表的读数,故障问题分析等,除故障分析问题有些难度,其它的都是比较简单的问题.
6.解:
(1)连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是灯泡断路.
(2)由图知电压表示数为2,5V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向B端的方向移动.
(3)小灯泡正常发光时,电压U=3.8V,由图知电流I=0.3A,额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W.
故答案为:
(1)灯泡断路.
(2)2.5;B.(3)1.14.
点评:
电路故障一般有两种:
断路与短路;闭合开关如果电路中无电流,表明电路断路;闭合开关如果电路电流过大则电路发生了短路;由电压表可判断断路或短路位置.
7.解:
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,主要是由于水的比热容大于煤油的比热容,吸收相同的热量,温度变化不明显.
(2)已知甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的小,通过的电流相同,时间相同,根据公式Q=I2Rt可知,电阻越大,产生的热量越多.
(3)消耗的电能全部转化为内能,Q=W=3.3×10-3kw•h=1.188×104J,
煤油的质量m=Qc△t=1.188×104J2.1×103J/(kg•℃)×10℃≈0.6kg.
故答案为:
水的比热容大于煤油的比热容;在电流及通电时间相同时,导体的电阻越大产生热量越多;0.6kg.
点评:
本题考查焦耳定律公式和吸热公式的应用以及比热容的有关问题,要知道串联电路电流相等的规律,解题过程中还要注意单位的换算
8.解:
(1)保温状态时,S1断开,电路中只有R1.此时电路中的电功率是P1=U2R1=(220V)21210Ω=40W
答:
饮水机处于保温状态时的电功率是40W.
(2)当S1闭合时,饮水机处于加热状态,此时R1和R2并联在电路中,
则I=I1+I2=UR1+UR2=220V1210Ω+220V121Ω=2A
答:
饮水机处于加热状态时电路的总电流是2A.
点评:
此题主要考查了学生对电路的分析及电功率、欧姆定律的计算.要解决此类题目,首先要搞清串并联电路的电流、电压的关系,同时要掌握电功率的基本计算公式及推导公式,同时要掌握欧姆定律的计算公式及推导公式.
9.解:
(1)浴霸工作时,为了使取暖功率达到最大值,应该使两个功率均为275W的红外线取暖灯同时工作,所以闭合开关S1S2.
故答案为:
S1S2.
(2)照明灯工作时,它的电阻是R=U2P照=(220V)240W=1210Ω.
答:
照明灯工作时,它的电阻是1210Ω.
(3)三灯同时正常工作半小时,消耗电能W=P照t+P暖t=0.04kw×0.5h+0.55kw×0.5h=0.295kw•h.
答:
三灯同时正常工作半小时,消耗电能0.295kw•h.
点评:
本题考查电阻和消耗电能的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是判断开关断开与闭合时电路的连接情况,还要学会从题目所给信息中找到有用的数据.
10.解:
(1)小杰正确,小施不正确,因为P=I2R只是线圈的发热功率,而电动机正常工作时消耗的电能没有全部转化为电能,有一部分转化成了内能,所以利用P=I2R来计算电动机所消耗的电功率是错误的.
(2)这台电动机在时间t内,电动机线圈产生的热量Q=I2Rt.
(3)电动机在时间t内所做的机械功W=W电-Q=UIt-I2Rt.
点评:
本题考查电功率和焦耳定律计算公式及其变形的灵活运用,难点是知道公式P=I2R只适用于纯电阻电路,也就是电能完全转化为内能的电路.
11.解:
(1)W=P高温t=1100W×15×60s=990000J,
答:
电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能为990000J.
(2)R1=U额2P高温=(220V)21100W=44Ω,
R=U额2P低温=(220V)2440W=110Ω,
R2=R-R1=110Ω-44Ω=66Ω.
答:
R2的阻值是66Ω.
(3)P实=U实际2R1=(200V)244Ω≈909.1W,
答:
实际电压为200V时电烤箱在高温档的实际功率是909.1W.
点评:
本题考查电功、电阻和实际功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,还要学会从所给信息中找到有用的数据,注意实际功率是实际电压下的功率,不能运用额定电压计算.
12.解:
(1)电源电压U=UL+UR=6V+6V=12V.
答:
电源电压为12V.
(2)灯泡的电阻RL=UL2PL=(6V)23W=12Ω,此时电路电流I=URL+R=12V12Ω+28Ω=0.3A,
小灯泡消耗的实际功率P=I2RL=(0.3A)2×12Ω=1.08W.
答:
小灯泡消耗的实际功率为1.08W.
点评:
本题考查电压、电阻、电流、实际功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点知道灯泡正常发光时两端的电压为额定电压,还要知道串联电路电压和电阻的规律.
13.解:
(1)当风速为8m/s时,由数据表格知,风力发电机组输出的电功率是44kW,
该发电机工作1h获得的电能为W=Pt=44kW×1h=44kW•h;
又因电热器的额定电压为220V,工作时间为40h,
所以电热器的额定电流为I=WUt1=44000W•h220V×40h=5A;
(2)电动抽水机做的有用功为W有=Wη=44×3.6×106J×75%=1.188×108J,
提升水的体积为V=W有ρgh=1.188×108J1×103kg/m3×10N/kg×10m=1188m3>1000m3.
答:
(1)该发电机工作1h获得的电能为44KW•h;电热器的额定电流为5A;
(2)上述发电机工作1h获得的电能全部用于带动效率为75%的电动抽水机工作时可以把容积为1000m3的水池盛满.
点评:
本题考查了电功、效率、功、重力、质量的计算及数据的分析题,这要求同学们平时注意联系实际,拓宽视野,直面现实生活中的物理问题,学以致用;活化物理基本知识,注重基本素质和能力的培养.
14.解:
(1)由铭牌数据可知额定功率和额定电压:
P=1000W,U=220V,
根据电功率常用计算式P=UI得:
I=PU=1000W220V=4.5A.
答:
电热水壶正常工作时的电流是4.5A.
(2)P=1000W,t=6min=6×60s=360s,
根据电功率的定义式P=Wt得:
W=Pt=1000W×360s=3.6×105J,
η=QW×100%=3.24×105J3.6×105J×100%=90%.
答:
电热水壶的效率是90%.
(3)
①拔下插头可以避免水壶带电,发生危险,正确;
②清水也是导体,基座放进水中清洗,容易导电发生事故,不正确;
③烧水时,壶嘴喷出的高温水蒸气能把人烫伤,正确;
④超出最高水位线,沸腾时水容易溢出发生短路或触电事故,正确.
故答案为:
②.
点评:
(1)根据用电器的铭牌可以算出电流和电阻,常用导出式为:
I=PU和R=U2P;
(2)利用W=Pt计算电功时,有两套单位(P-kW、W-kW•h;t-h,P-W、W-J、t-s),灵活选用.
15.解:
(1)由表信息可知:
饮水机正常工作时电路中的电流:
I=PU=440W220V=2A.
(2)热水箱中的水质量:
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
水吸收的热量:
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(90℃-20℃)=2.94×105J
电流做的功:
W=Pt=440W×14×60s=3.696×105J,
∵该电路是纯电阻电路
∴Q放=W
饮水机的加热效率:
η=Q吸W×100%=2.94×105J3.696×105J×100%≈79.5%.
(3)当S闭合时,饮水机处于加热状态
R2=U2P加热=(220V)2440W=110Ω
当S断开时,饮水机处于保温状态
P保温=U2R总=(220V)2R1+R2=40W
所以R1=1100Ω.
答:
(1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是2A;
(2)水吸收的热量为2.94×105J;饮水机的加热效率约为79.5%;
(3)电阻R1的阻值为1100Ω.
点评:
解决本题的关键:
一是电功率公式和效率公式的灵活运用,二是利用表格和电路图解决实际问题的能力.
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- 中考 热点 专题 电热 实验 综合 算题