24河北第34题6是小明设计的测量一个小灯.docx
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24河北第34题6是小明设计的测量一个小灯
24．（2011年河北省，第34题）图16是小明设计的测量一个小灯泡额定功率的电路图。
已知定值电阻R0=15Ω，滑动变阻器R（20Ω1A），电源电压为18V，小灯泡的额定电压为6V、额定功率约为3W。
（1）闭合开关S前，滑片P应滑到最。
（选填“左端”或“右端”）
（2）请用笔画线代替导线将图17的实物图补充完整。
（3）小明正确连接电路后，进行实验。
小灯泡正常发光时，电流表的指针如图18所示，通过小灯泡的电流为A，其额定功率为W。
（4）电路中定值电阻R0的作用是
。
（5）小明完成上述实验后，小红发现电流表已坏，她利用剩余器材和老师又给的两个开关S1、S2及导线，也完成了对小灯泡额定功率的测量。
请你在右侧的虚线框内画出小红完成实验设计的电路图。
【答案】
（1）右端
（2）如下图
（3）0.482.88
（4）分压，能够完成对灯泡额定功率的测量
（5）如下图
25．（2011年福建省泉州市第28题）（9分）在测定小灯泡的额定功率的实验中．小灯泡的额定电压为2.5V．小灯泡的电阻大约是10Ω，两个规格分别是“l0Ω，1A"、“50Ω，5A”，的滑动变阻器．电源电压6v。
（1）本次实验中应选择规格为的滑动变阻器；图17（a）已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整。
在连接电路前，开关要。
正确连接电路后，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至_端（填“A”或“B”）。
（2）闭合开关后发现电流表指针向左偏转如图17（b）所示．产生故障的原因可能是，排除故障后，调节滑片的位置，当电压表的示数2.5V时，电流表的示数如图17（c）所示为A，小灯泡的额定功率是W。
不改变这个电路，还可以完成的实验有：
（写出一个即可）。
（3）小理要测量一个定值电阻R的大小，但他只有一个电压表，一个电源和一个阻值已知的定值电阻Ro，开关和导线若干。
请你帮他设计测量的电路图，简要说明测量方法及需测的物理量（并用相应．的符号表示）写出计算待测电阻R的表达式。
【答案】
（1）50Ω，5A如图所示
（2）电流方向反了0.240.6小灯泡的电阻（3）把电源、开关、定值电阻（R0）和未知电阻（Rx）全部用导线串联起来，先把电压表接在定值电阻两端，闭合开关后记下示数U1；再断开开关，把电压表并联在未知电阻两端，闭合开关后记下电压表示数U2，未知电阻Rx=U2R0/U1。
连线时注意电压表的正负极与电源正负极保持一致。
电路图如图所示：
26．（2011江苏宿迁，第30题）（6分）在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中，电路已部分连接，如图甲所示，
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电压表接在灯泡两端．
（2）正确接入电压表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，其故障可能是．
（3）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若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，使电压表的示数为V．
（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I－U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是W。
【答案】
（1）如图所示（2分）
（2）灯丝断路（或灯泡与灯座接触不良）（1分）
（3）B（1分）2.5（1分）
（4）0.75（1分）
27．（2011广东深圳，第48题）电学里有两个重要的实验：
伏安法测电阻和测量小灯泡的电功率。
如图24所示：
由上图实验得出的数据如右表，请回答下列问题：
（1）在乙电路图中画出电流表、电压表
（2）读出并图的电流表示数，并将数据填入表格的处
（3）根据前3次得实验数据，求小灯泡的电阻
（4）根据表格中的数据求小灯泡最亮时的电功率
【答案】
（1）
（2）0.4
（3）
（4）当U=3.5v，I=0.4A时，灯泡最亮
P=UI=3.5v×0.4A=1.4w.
28．（2011北京，第25题）如图10所示，电能表的示数为kW·h
【答案】8272.6
29．
30．
31．
32．
33．
34．
35．
36．
37．
38．
39．
40．
41．
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48．
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51．
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95．
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97．
98．
99．
100．
六、计算题
1．（2011年浙江衢州第37题）某品牌“第一代热风干手器”热功率高，不仅耗能大，而且工作时电器内部温度高，电子器件和线路容易老化，使用寿命短；目前开发的“第二代高速干手器”采用高速电机，风速可达到100米／秒，只需要几秒钟即可干手，不需要高温，热功率低，所以耗能低，故障率也低，使用寿命长。
第一代热风干手器与第二代高速干手器参数对比表
额定电压
额定总功率
干手时间
第一代热风干手器
220伏
2000瓦
36秒
第二代高速干手器
220伏
1100瓦
6秒
请完成下列问题：
（1）与“第一代热风干手器”相比，“第二代高速干手器”能加快干手的主要原因是▲；
（2）第二代高速干手器正常工作时的电流是多少?
（3）如果电价为1元／千瓦时，正常使用一只第二代高速干手器与使用一只第一代热风干手器相比，一个月能节约多少元钱?
（均以每天使用240人次，一个月以30天计）
【答案】解，
（1）液体表面空气流动速度大（或风速大）
（2）I=P／U=1100瓦／220伏=5安，（3）第一代热风干手器：
W=Pt=2千瓦×36／3600时×240=4．8千瓦时，第二代高速干手器；W=Pt=1．1千瓦×6／3600时×240=0．44千瓦时，（4）．8千瓦时-0．44千瓦时）×1元／千瓦时×30=130．8元。
答：
（2）第二代高速干手器正常工作时的电流是5安。
（3）一个月能节约130．8元钱
2．（2011浙江义乌，第38题）如图所示，电源电压不变，小灯泡标有“6V，3W”字样，滑动变阻器最大阻值为24欧。
（1）小灯泡正常工作10分钟将消耗多少电能？
（2）当滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光。
则电源电压为多少伏？
【答案】
（1）W=Pt=3瓦×10×60秒=1800焦
（2）
U滑=IR滑=0.5安×12欧=6伏
U=U滑+UL=6伏+6伏=12伏
3．（2011浙江湖州，第16题）近年来我国一些城市陆续投入使用电动汽车充电桩，表明新能源汽车的推广和使用得到了快速的发展。
下图是直流充电桩为电动汽车进行充电的情景（图甲）及直流充电桩的主要技术参数（图乙）。
（1）请写出电动汽车具有的一项优点＿＿＿＿。
（2）直流充电桩给电动汽车充电时将电能转化为＿＿＿＿能贮存在电动汽车的蓄电池内。
（3）车主可以选择不同的输出电压和输出电流对汽车充电，根据该直流充电桩的技术参数，计算该直流充电桩充电时的最大输出功率。
【答案】
（1）减少大气污染（减少尾气排放、噪声低）
（2）化学
（3）最大输出功率为P＝UI＝650V×150A＝9.75×104W
4．（2011浙江省台州市，第35题）近几年，许多公司都在研发以电池为动力源的纯电动汽车，与传统燃油汽车相比，部分参数对比如下表：
名称
汽车
售价
（万元）
车身质量
（千克）
最大功率
（千瓦）
续行里程
（公里）
百公里加速时间（秒）
CO2排放量
（克/公里）
传统燃
油汽车
10
1500
90
600
10.0
0.19
纯电动
汽车
30
2300
75
300
9.2
0.04
（1）纯电动汽车在行驶时，电能主要转化为＿＿＿＿；与传统燃油汽车相比，纯电动汽车车身质量更大，功率更小，但百公里加速时间却相近，这说明纯电动汽车能源利用率＿＿＿；
（2）若在民用电压（220伏）给纯电动汽车充电，充电电流达30安，充电时间需10.2小时，则纯电动汽车充电所消耗的电能是多少？
（3）在未来4年，国家将对纯电动汽车生产企业实施减税，对消费者进行补贴，这是因为＿＿＿。
A．制造成本高B．CO2排放量少
C．消耗能源少D．车身质量大
【答案】
（1）机械能 高；
（2）W＝UIt＝220V×30A×10.2×3600s＝2.42×107J＝67.32kW·h；（3）ABC。
5．（2011浙江金华，第36题）如图是一种多功能蒸汽电熨斗，其说明书的部分内容如下：
请认真阅读后解答下列问题
（1）为了安全用电，该电熨斗的电源线插头应选图中的_________（填“A”或“B”）
（2）该电熨斗正常工作时的电流是多少安？
（3）该电熨斗正常工作10分钟消耗多少电能？
【答案】
（1）A
（2）I=P/U=880W/220V=4A（3）10分钟=600秒W=Pt=880W×600S=52800J
6．（2011浙江嘉兴，第38题）2010年10月l3日，智利圣何塞铜矿被困69天的33名矿工成功获救。
在这次救援中被形容为“胶囊"的钢制救生舱功不可没。
它每升降一次就能救上一个矿工，救援队利用它将矿工们从地下700米深的矿井中全部救上了地面。
（计算结果保留两位小数）
（1）救生舱中必须储备足够的氧气。
一个成年人每分钟约需消耗0.7克氧气，则供氧装置每分钟至少应释放出▲升氧气，才能确保舱内被救人员的正常呼吸。
（氧气的密度为1．43克／升）
（2）救生舱是通过安装在井口的电动卷扬机来升降的，如图所示。
假如救生舱从井底匀速上升到地面所用的时间为30分钟，则救生舱上升的速度为▲米／秒。
（3）已知电动卷扬机的额定电压为380伏，额定功率为3千瓦。
则卷扬机正常工作30分钟需消耗多少电能?
卷扬机正常工作时的电流有多大?
【答案】
（1）O.49
（2）0.39（3）W＝Pt＝3×l000瓦×30×60秒＝5.4×106焦
I=P／U＝3000瓦／380伏＝7.89安
7．（2011山东省荷泽市，第21题）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14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？
【答案】
（1）S1S2
（2）1210（3）0．295kwh1或1.06×106J
8．（2011年福建省福州第25题）（8分）如图14甲所示电路，电源电压为6V不变，滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端，定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图像如图14乙所示。
问：
（1）当R2为10Ω时，电压表的示数是多少？
（2）当电压表示数为2V时，R1的阻值是多少？
（3）滑动变阻器的滑片P在b端时，电阻R1的功率是多少？
【答案】解：
（1）当R2为10Ω时，电压表的示数是3V；
（2）当电压表的示数为2V时，U2=U-U1=6V-2V=4V,I1=I2=U2/R2=0.2A,（3）解法一：
滑片P在b端时，U1′=1V,P1′=U1′2/R1=（1V）2/10Ω=0.1W。
解法二：
滑片P在b端时，R2′=50Ω,R′=R1+R2′=10Ω+50Ω=60Ω,I1′=I=′=U/R′=6/60A=0.1A，P1′=I1′2R1=（0.1A）2×10Ω=0.1W.
9．（2011年广东省广州市第20题）（6分）要使“6V3W”的灯泡接在8V的电源上能正常发光，应串联一个多大的电阻？
【答案】解：
Ue=6VPe=3WU=8V
Ie=Pe/Ue=3W/6V=0.5A
UR=U-Ue=8V-6V=2V
R=UR/IR=UR/Ie=2V/0.5A=4
10．（2011江西，第19题）电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，如图10所示，他可以电动骑行，亦可以脚踏骑行，电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力，下表是某型号电动自行车主要技术参数
（1）电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是多大?
（2）表中“12A.h”表示蓄水池充满电时储存的电荷量，相当于“h”的值，则蓄电池充足一次电可储存的能量是多少J？
（3）从环保的角度来看，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点?
（各列举一条）
【答案】
（1）由P×=UI得：
I=
=
=5A
（2）W=UIt=48V×12A×3600S=2.0736×106J
（3）优点：
节能环保缺点：
制动性能不好
11．（2011四川绵阳，第40题第1小题）
（1）风力发电，是利用风能这一可再生清洁能源来发电。
由于没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，符合“节能减排”、“低碳生活”的理念而正在世界形成热潮。
如图是某地区风力发电系统外一台风力发电机的照片。
下表给出了在不同风速下该地区风力发电机组输出的电功率。
①当风速为6m／s时，风力发电机组工作1小时所产生的电能是多少度？
②当风速为15m／s时，风车组1小时获得的风能为2.5×104KW·h,则此时风力发电机组的发电效率是多少？
③由表中数据进行分析，可以发现该风力发电机组所输出的电功率与风速有什么关系？
【答案】解：
①根据表格可知当风速为6m／s时，输出功率为160kw,根据W=Pt=160kw×1h=160Kw·h=160度；
②当风速为15m／s时，
③由表中数据进行分析，可以发现该风力发电机组所输出的电功率与风速的关系为：
12．（2011甘肃兰州，第34题）如图所示的电路，电阻R2的阻值为12ῼ，且RL：
R2=2：
1.闭合开关，电压表的示数为12V，调节滑动变阻器的滑片至变阻器的中点位置时，灯泡正常发光，变阻器消耗电功率为1W，求：
（1）灯泡L的额定功率是2W／3多少？
（2）滑动变阻器的最大阻值是多少？
【答案】
（1）R2=12ῼ又RL：
R2=2：
1所以RL=24ῼ
U总=I总R总12V=I总（12ῼ+24ῼ+1Rx／2）
变阻器消耗电功率为1W1=I总2Rx／2
所以Rx的最大值为72ῼ
I总=1A／6
（2）P额=2W／3
13．（2011四川成都，A卷第24）图16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：
⑴饮水机处于保温状态时的电功率是多少？
⑵饮水机处于加热状态时电路的总电流是多少？
【答案】解：
（1）P1=U2/R1=（220V）2/1210Ω=40W
（2）I=I1+I2=（U/R1）+（U/R2）=（220V/1210Ω）+（220V/121Ω）=2A
求：
（1）电源电压是多少伏？
（2）电阻R的阻值是多少欧？
（3）K1断开，K2接b时，该灯泡在1分钟内消耗的电能说过话多少焦耳？
【答案】
（1）当K1闭合，单刀双掷开关K2接a时灯L与电阻R并联
U总=UL=UR=6V
（2）当K1断开，单刀双掷开关K2接b时灯L与电阻R串联
RL=
=
=12Ω
UL=U总-UR=6V－3V=3V
由
=
得
=
所以R=12Ω
（3）W=Pt=
t=
×60s=45J
15．（2011山东威海，第23题）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。
【答案】
（1）12V 2分
（2）1.08W 2分
16．（2011年山西省第42题）PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它的发热效率较高，PTC有一个人为设定的温度。
当它的温度低于设定温度时，其电阻值会随它的温度升高而变小；当它的的温度高于设定温度时，其电阻值随它的温度升高而变大。
如图17所示的陶瓷电热水壶就是用了这种材料。
它的工作电路图如图18所示，R0是定值电阻，其电阻值不受温度的影响。
Rr是PTC电阻，Rr的电阻与温度的关系如图19所示。
该电热水壶在Rr设定温度状态工作时，电路消耗的总功率为1100W。
（1）R0的阻值为多少？
（2）当Rr的温度为130℃时，电路中Rr的实际功率为多少？
【答案】
（1）当Rr在设定温度状态工作时，连入电路的电阻Rr=34Ω，R0、Rr串联，由P=UI得：
I=P/U=1100W/220V=5A，电路中的总电阻R=U/I=220V/5A=44Ω，R0的阻值R0=R-Rr=44Ω-34Ω=10Ω。
（2）当Rr的温度为130℃时，此时Rr的阻值为Rr′=100Ω，电路中的总电阻R′=R0+Rr′=10Ω+100Ω=110Ω，电流I′=U/R′=220V/100Ω=2A，Rr′两端的电压为U′=2A×100Ω=200V，Rr′的实际功率P=UI=200V×2A=400W。
17．（2011江苏盐城，第23题）如图所示是小明制作的一只模拟调光灯．电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V．闭合开关，回形针在铅笔芯最右端时，灯泡两端的电压为0.6V，流过灯泡的电流为0.1A．向左移动回形针，小灯泡正常发光时，流过灯泡的电流为0.3A．求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）回形针在最右端时，铅笔芯接入电路的电阻；
（3）小灯泡正常发光时，铅笔芯5min内消耗的电能．
【答案】解：
（1）
（2）
（3）
18．（2011四川泸州，Ⅱ卷第11题）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：
⑴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？
⑵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）
【答案】解：
（1）当在泸州某主峰平均风速为8m/s时，风力发电机的功率为44KW
根据W=Pt=44kW×1h=44KW·h
W=UIt44×3.6×106J=220V×I×40×3600s
I=5A
⑵
因为W1＞W2故能把水池盛满。
19．（2011贵州省安顺市第17题）目前，许多城市的十字路口都安装了太阳能红绿灯，白天太阳能电池板给红绿灯供电，同时多余的电能又给蓄电池充电。
在阴雨天和晚上蓄电池又能给红绿灯共电，使红绿灯能连续工作，其主要参数见下表
（1）若每天有效受光时间为6h，每平方米的面积上太阳辐射的功率为103W，求这种太阳能电池板每天获得的电能。
（2）某十字路口的太阳能红绿灯，每天获得的电能可使它连续工作40h，求：
该十字路口的太阳能红绿灯正常工作时的总功率。
【答案】
（1）辐射到电池板的太阳能W总=Pt=103×6×3600×0.5=1.08×107（J）（2分）
太阳能电池获得的电能W电=W总×
=l.08×107×40％=4.32×106（J）……（2分）
（2）红绿灯的功率
（W）……………（2分）
20．（2011上海市，第21题）在图9（a）所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变．电阻R的阻值为30欧．闭合电键S，电流表的示数如图9（b）所示。
①求通过电阻Rl的电流
②求电阻R2的阻值
③若一段时间内电流对电阻Rl做的功为30焦，求这段时间内电流对电阻R2做的功W2。
【答案】
（1）I1=
=
=0.2AI总=0.8A
（2）I2=0.8A－0.2A=0.6AR2=
=
=10Ω
（3）
=
所以W2=3W1=90J
21．（2011上海市，第26题）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源（电压为2伏的整数倍），待测小灯（标有“2.5V”字样、额定功率在0.5瓦~0.8瓦之间）、电压表、电流表、滑动变阻器、电键以及导线若干；他正确串联实验器材，然后，将电压表并联在电路中。
闭合电键后，继续移动变阻器的滑片，观察到随着小灯泡亮度逐渐而增加，电压表的示数逐渐变小。
他经过思考后，继续移动变阻器的滑片使小灯泡继续发光，并记下了此时电压表和电流表的示数。
①请画出小华同学连接的实验电路图 （13） （用2B铅笔在答题纸的相应位置作图）
②如果将小华所记录的电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为1.65瓦。
请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率。
（14） （需写出计算过程）
【答案】
由题意URI=1.65所以I=
0.5≤PL=2.5×
=
≤0.8
解不等式得：
7.66V≤U≤10.75V
又因为电源电压为2的整数倍，所以U取8V或10V
代入上式得PL=0.75W或PL=0.55W
22．（2011年湖南衡阳，第30题）如图所示电路图，电源电压U＝3V且保持不变，闭合开关S后，电流表A1的示数为0.1A，电流表A的示数为0.6A。
求：
（1）电阻R1的阻值；
（2）电阻R2的电功率。
【答案】
（1）R1=U1/I1=3/0.1=30Ω
（2）I2=0.6-0.1=0.5A,P2=U2I2=3×0.5=1.5W
23．（2011年河北省，第38题）图20所示是小明的调光灯电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连人电路，小灯泡的额定电压为6V。
闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I—U关系图像如图21所示。
（电阻丝AB的阻值不随温度变化）
求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电阻丝AB的阻值；
（3）当AB连人电路的阻值R1=2.5ῼ时，灯泡消耗的功率为3.2W，此时灯丝的阻值为多少。
【答案】解：
（1
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