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1、18电功、电功率、焦耳定律12. (2018威海) (多选题)如图4甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过种中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图4乙所示,下列说法正确的是BCA.R1的阻值为20B.R2的最大阻值为50C.电源电压为6VD.该电路消耗的最大电功率为0.9W18. (2018威海)标有“220V,2000W的“即热式”电热水龙头,其加热电阻丝的阻值是 ;在额定电压下工作21s,若不计热量损失,能够使 kg的水从15上升到35. 水的比热容为4.2103J/(kg)18.24.2 0.519. (2018威海)如图8所示,R1的阻值为5,滑动变
2、阻器R2的最大阻值为40,电源电压保持4.5V不变,电流表量程为“0-0.6A”,电压表量程为“0-3V”.为保证电路安全,R2接入电路中的最小阻值为_,R1清耗的最小功率为 W.19.2.5 0.4527. (2018威海)图15为某品牌电饭煲的工作电路示意图,开关S可以同时与a、b相连,或只与c相连(红灯,绿灯为指示打,不计电阻)。该电饭煲具有加热、保温功能,在加热档时总功率为1540W,在保温档时的总功率为55W。请根据以上信息解答下列问题:(1)将开关s与a、b相连时,_发光(选填“红灯”或“绿灯”),此时电饭煲处于 状态(选填“加热”或“保温”) (2)电饭煲处于加热状态时,R的电功
3、率为P1;处于保温状态时,R的电功率为P2,P1:P2=400:1.请计算电阻R1的阻值。(3)如果在不改变原来保温档和加热当电功率的基础上,要增加一个更大功率的档位来迅速加热物体,请设计出1种方案,并用简要的文字说明(也可配合作图说明)19(2018烟台)常温常压下,一台标有“220V 2000W“的电热水壶正常工作时,将质量为1kg、初温为20的水烧开,需要的时间是168s假设该热水壶产生的热量完全被水吸收,c水=4.2103J/(kg)。【分析】在1个标准大气压下水的沸点为100,又知道水的初温、质量、比热容,根据Q吸=cm(tt0)求出水吸收的热量,不计热损失,根据W=Q吸=Pt求出需
4、要的加热时间。【解答】解:在1个标准大气压下水的沸点为100,则水吸收的热量:Q吸=cm(tt0)=4.2103J/(kg)1kg(10020)=3.36105J,不计热损失,由W=Q吸=Pt可得,需要的加热时间:t=168s。故答案为:168s。【点评】本题考查了吸热公式、电功公式的应用,关键是知道在1个标准大气压下水的沸点为100。25(2018烟台)小明在做“测定小灯泡电功率”的实验时连接了如图甲所示的电路(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡不亮,经检查有一根导线连接错误,请你在电路中将连接错误的导线上打“”,并补测出正确的连线。(2)正确连接电路后,滑片P移动到某一位置
5、时,电压表和电流表示数如图乙所示小灯泡此时的电功率是多少?(3)小明根据记录的多组数据绘制出小灯泡的IU图象(图丙),分析评估时,小明对自己的实验产生了困惑,他认为:由欧姆定律I=知,I与U之间的变化关系是正比函数,所以其图象理论上应该是过原点的一条直线,请你帮助他解除困惑。【分析】(1)伏安法测灯泡电功率,电流表应串联在电路中,电压表与灯泡并联;据此分析电路图,找出错误,并改正;(2)根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数,根据电流表的量程和分度值读出示数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;(3)根据灯丝电阻随温度升高而增大的特点进行分析。【解答】解:(1)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并
6、联,灯泡连接错误,将灯泡左端接线柱与开关的右接线柱连线断开,改接为灯泡左接线柱与电压表负接线柱相连即可,电路图如图所示;(2)由图乙可知,电压表的量程为03V,分度值为0.1V,示数为2.5V,由图丙可知,电流表的量程为00.6A,分度值为0.02A,示数为0.36A,则小灯泡的额定电功率P=UI=2.5V0.36A=0.9W;(3)由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以通过灯泡的电流与电压不成正比。故答案为:(1)如上图;(2)小灯泡此时的电功率是0.9W;(3)灯丝的电阻随温度的升高而增大。【点评】本题是测定小灯泡电功率实验,考查了电表的读数、电功率的计算、电路故障的分析、灯丝电阻与温度的
7、关系,考查全面。14(2018淄博)如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,灯泡L发光,电压表有示数:再闭合开关S2,电路中出现的情况是()A电压表的示数变小B电路的总电阻不变C灯泡L的亮度不变D电路的总功率变大【分析】(1)开关S1闭合后,为串联电路,电阻R与灯泡L串联;开关S2闭合,灯泡L被短路,只有电阻R接入电路;(2)根据电路结构及并联电路特点、欧姆定律及功率公式分析答题,做出选择。【解答】解:ABC、只闭合开关S1,为串联电路,电阻R与灯泡L串联;电压表测量的是R两端的电压,根据串联电路的电压特点可知,电压表示数要小于电源电压;开关S2闭合时,灯泡被短路,灯泡不发光,电路中只有R,总
8、电阻减小;电压表测量的是电源电压,故电压表示数变大;故ABC错误;D、开关S2闭合后电路总电阻R总变小,电流变大,电阻R两端的电压变大,根据P=UI可知电路的总功率变大,故D正确。故选:D。【点评】本题是一道闭合电路的动态分析题,分析清楚电路结构、掌握串联电路的特点、掌握功率公式是正确解题的关键。19(2018淄博)在“探究物质的吸热能力”实验中,把质量均为0.5kg的水和食用油分别装入两个相同的容器内,用相同的电加热器给它们加热,其温度随时间变化的图象如图所示。不考虑实验中的热损失,加热2min食用油吸收的热量是4.2104J,电加热器的实际功率是350W【c水=4.2103J/(kg)】【
9、分析】(1)由题知食用油和水质量相同,升高的温度相同时水吸收的热量是食用油吸收热量的2倍。根据吸热公式Q=c吸mt判断两物质的比热容之间的关系,从而得出食用油的比热容,然后利用Q=cmt可求得加热2min食用油吸收的热量;(2)不考虑实验中的热损失W=Q,利用P=可求得电加热器的实际功率。【解答】解:用两个相同的电热器给质量相同的物质食用油和水加热,由图象可知,水温度升高到60需要4min,食用油温度升高到60需要2min。因为物质吸收的热量和时间成正比,所以,质量相同的食用油和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为:Q水吸=2Q油吸。由Q吸=cmt得:c=,则c水=2c油。又因为c水=4.21
10、03J/(kg),所以c油=c水=2.1103J/(kg),加热2min食用油升高了6020=40,Q油吸=c油m油t=2.1103J/(kg)0.5kg40=4.2104J;不考虑实验中的热损失W=Q=4.2104J;电加热器的实际功率P=350W。故答案为:4.2104;350。【点评】本题考查热量的计算和实际功率的计算,能够从图象中获取信息并利用控制变量法解决实际问题。17(2018枣庄)如图所示,是某种电热器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为11、22,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个档位的转换,电热器在低温工作时的电功率是2200W,在高温档工作1
11、min产生的热量是3.96105J。【分析】(1)根据P=,当电阻最大时,电功率最小,为低温档,分析此时电路的连接,根据P=求出电热器在低温工作时的电功率;(2)当两电阻并联时,旋转扇形开关S接触c、d时电阻最小,由并联电阻的规律求出并联电阻,根据Q高=t求出在高温档工作1min产生的热量。【解答】解:根据P=,当电阻最大时,电功率最小,旋转扇形开关S接触c,即只有R2连入电路时为低温档,P小=2200W当两电阻并联时,旋转扇形开关S接触c、d时电阻最小,R并=,在高温档工作1min产生的热量是:Q高=t=60s=3.96105J。故答案为:6600;3.96105。【点评】本题并联电路的规律
12、及电功率、电功率的计算,关键是低温档和高温档电路的连接。2(2018潍坊)最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是()A欧姆 B焦耳 C奥斯特 D法拉第解析:英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,得出Q=I2Rt;为了纪念他做出的贡献,人们将他的名字命名为热量(能量)的单位,故选B。21(2018潍坊)要测量一个额定电压为3.8V小灯泡的功率,小灯泡工作时的电阻约为10现有电流表、电压表、开关各一个,规格分别为“10 1A“、“50 0.5A”和500 0.1A”的滑动变阻器各一个,导线若干,电源(8V)一
13、个(1)为完成实验,应该选取规格为 的滑动变阻器;(2)选出合适的滑动变阻器后,将实验器材连成如图所示的实验电路,闭合开关,将滑动变阻器滑片向右移动,观察到的现象是 (多选);A小灯泡变亮,电压表示数变大B电流表示数为零,小灯泡不亮C电流表示数变大,电压表示数变小D电压表示数接近8V,且示数不变(3)造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误,请将该导线打上“”号;并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上;(4)线路改正后,移动滑片,记录多组电流和电压U,并在坐标纸上做出1U关系图象,如图所示。由图可知小灯泡的额定功率为 W;当小灯泡两端电压为3V时,灯泡电阻为 。解析:(1)已知电源电压为8V
14、且保持不变,实验中小灯泡额定电压为3.8V,电路中电流,I=0.38A,故变阻器分得的电压为U滑=8V3.8V=4.2V,变阻器电压为小灯泡的倍,小灯泡电阻为10时,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻R滑大=1011,有三种规格滑动变阻器应选用“50 0.5A”的变阻器;(2)由实物图可知,电压表串联在电路中,相当于开路,故电流表示数为零,小灯泡不亮,电压表测量电源的电压,示数为电源电压8V,故选BD;(3)原电路中,电流表与小灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联,改正后如下所示:(4)由图象可知:正常工作电灯的额定电压为3.8V,通过灯泡的电流为0.
15、3A,此时灯泡的电功率P=UI=3.8V0.3A=1.14W,当小灯泡两端电压为3V时,灯泡的电流,I=0.25A,电阻为R=12;答案:(1)“50 0.5A” (2)BD (3)如上图 (4)1.14 1224(2018潍坊)如图所示是一种常见的封闭电热水袋,其性能参数如表中所示。已知电热水袋加热效率为80%,水的比热容c=4.2103J/(kg),水的密度=1.0103kg/m3将袋内20的水加热到自动断电,求:(1)袋内水吸收的热量(2)需要的加热时间额定电压额定加热功率220V400W袋内充水自动断电温度1.0L60解:(1)由=可得袋内水的质量:m=水V=1.0103kg/m31.0103=1kg,袋内水吸收的热量:Q=cm(t