中考拓展训练电功与电功率专题.docx
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中考拓展训练电功与电功率专题
中考拓展训练-“电功与电功率”专题
一、亮度比较(求用电器的实际功率)
1.一个标有“220V40W”的小灯泡,若接在照明电路两端,则它的实际功率为多少?
若两端电压为110V时,电灯的实际功率为多大?
此时灯的亮度将如何变化?
此时通过电灯的电流为多大?
2.“220V40W”、“110V40W”、“36V40W”三盏电灯都正常发光时,比较它们的亮度。
3.“6V3W”和“6V6W”的两盏电灯,串联接在6V的电源上,求它们的①实际功率分别为多少?
②哪个电灯亮?
③它们的总功率是多少?
④功率之比为多少?
4.“220V40W”“220V100W”二盏电灯并联在110V的电路中,求它们的实际功率分别为多少?
哪个电灯亮?
它们的总功率是多少?
功率之比为多少?
5.如果将“220V40W”、“220V100W”两灯串联在220V的电路中,求它们的实际功率分别为多少?
此时哪个电灯亮?
测量电功率的多种方法
现有下列器材:
额定电压为U0的小灯泡,电源(电压未知),一个阻值为R0的电阻,一个滑动变阻器,一只电流表,一个单刀双掷开关和若干导线,实验时不能忽略灯丝的电阻随温度而发生变化。
(1)设计的实验电路图如图15-13所示
(2)以上实验电路测定小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量(用字母表示)。
第一步:
计算R两端的电压为U0时,通过它的电流为U0/R;第二步:
S掷向接线柱1,调节滑动变阻器,使电流表读数为U0/R;第三步:
保持滑动变阻器的滑片不动,S掷向接线柱2,读出电流表读数I,小灯泡额定功率的表达式为U0(I—U0/R)
(3)若在给出的器材中只将其中的一只电流表改为一只电压表,设计测量小灯泡的额定功率实验电路图如图15-14:
巩固练习
1、小名同学在做“测小灯泡额定功率”的探究实验时,已知某小灯泡的额定电压为3V,电功率小于1w。
(1)在连接电路时,小名同学有几根导线没有连接上,如图15-15所示,请你用笔画线作为导线,在实物图上帮他连接好电路(电流表和电压表要量程选择正确);
(2)而另一实验小组中的小强同学连接电路完毕并闭合电路开关,当移动变阻器滑片时,发现灯泡变亮时,电压表示数反而减小,灯泡变暗时,电压表示数反而增大(器材是完好的),想一想,小强怎样连接电路才会出现这种现象?
请将小强所连接电路的电路图画在虚线框中。
(3)若小名在实验过程中,仔细对小灯泡对应的电流、电压值进行了数据记录,记录表格如下:
实验次序
1
2
3
4
5
6
7
8
灯泡两端的电压U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
通过灯泡的电流/A
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
灯泡发光的情况
不亮微亮逐渐变亮正常发光
从表中数据分析可以看出,在通过灯丝的电流逐渐增大的过程中,灯丝的电阻的变化情况是是;该小灯泡的额定功率应为W。
图15-15
2、现有两根“220V400W”的电热管(用电阻符号表示)、开关及导线如图15-16所示,设计三个可以调温的电路:
图15-16
(1)先按要求完成电路的连接;
(2)再设计一个具有上述三种功能的调温电路(最多使用三个开关),并将电路图画再虚线框内。
4、如图15-18所示电路,是测定额定电压为3.8V小灯泡额定功率的电路图。
现测得5组实验数据,记录在表中,并同时记录了小灯泡亮度变化情况。
请仔细分析实验的数据和实验现象,回答以下问题:
(1)小灯泡的额定功率是W;
(2)小灯泡的亮度变化规律是;
(3)除了表中列出的数据和现象外,你还能发现的问题是。
次数
1
2
3
4
5
U/V
3.0
3.5
3.8
4.0
4.5
I/A
0.28
0.30
0.31
0.32
0.34
亮度
增加→
二、电路安全
1.灯L1标有“6V3W”,灯L2标有“9V3W”,把它们串联接在电池组上,若使其中一盏灯正常发光,另一盏灯很暗,则该电路的电源电压是多少?
2.灯L1标有“6V3W”,灯L2标有“9V3W”,把它们并联接在电池组上,发现只有一盏灯正常发光,另一盏灯很暗,求此时干路电流是多少?
3.两个灯泡,其中L1标有“6V3W”,L2没有标记,但测得它的电阻是4Ω,把它们串联后接在某一电路时,两灯L1、L2均能正常发光,这个电路两端的电压和灯L2的电功率。
4.一只标有“2.5V1.25W”的灯泡能直接接到6V的电源上吗?
如无其它电源,要使灯泡正常发光,可用什么办法解决?
5.灯L1标有“6V3W”,灯L2标有“3V3W”,将它们串联在电路中,则
(1)灯L1和L2两端的电压最大不能超过多少伏。
(2)如果将它们并联在某一电源两端,则灯L1和L2两端的电压最大不能超过多少伏?
此时,两灯的实际功率分别为多少?
6.如图所示,变阻器R2的最大阻值为50Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,电源电压为6V,且保持不变,电阻R1的阻值为15Ω,S闭合后,在保证电路各元件安全的前提下,
(1)整个电路上消耗的最大功率为多少?
(2)整个电路中消耗的最小功率为多少?
(3)滑动变阻器接入电路的阻值变化范围为多少?
7.如图所示,灯L标有“6V3W”字样,电流表的量程为0~3A,滑动变阻器R的铭牌上标有“20Ω2A”,将它们并联在某一电源上,求在电路安全的情况下,该电路能消耗的最大功率。
2、家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫,设计了调整温度的多档开关,适用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度。
如图15-23甲所示是电熨斗的电路图。
旋转多档开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。
现将开关置于温度最高档,这时1、2、3、4之间的连接是如图乙所示中的哪一个()
图15-23
巩固练习
1.标有“10V10W”、“10V20W”的灯L1和L2串联,已知某一电灯正常发光,另一个灯比较暗,则较暗灯的实际功率为多少?
2.标有“6V2W”的小灯泡与电阻R串联接入电路中,合上开关S,灯正常发光时,电路消耗的总功率为10W。
求
(1)电源电压
(2)R消耗的功率(3)R的电阻值
3.一盏小电灯与4Ω电阻串联后接入12V电路中,正好正常发光,此时小灯泡的电功率为8W。
求:
小灯泡正常发光时电阻及它的额定电压
4.在图所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯L1和L2的规格分别为“6V1.8W”和“6V1.2W”,滑动变阻器R的规格为“50Ω1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响。
求:
(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电压表和电流表的读数是多少?
(2)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,整个电路至少消耗多少电功率?
5.“220V40W”、“220V100W”的两盏电灯串联在380V的电源上,哪盏电灯可能被烧毁?
6.如图所示电路中,小灯泡L上标有“8V3.2W”字样,滑动变阻器的最大阻值为40Ω,R1的阻值为18Ω。
求:
(1)小灯泡的电阻
(2)S、S1、S2均闭合时,电压表的示数为9V,求电源电压及电阻R1上消耗的电功率
(3)断开S1、S2,闭合S,若接入电路中的电压表的量程改为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,为了保证两表不超过量程,且小灯泡不会被烧坏,滑动变阻器的阻值变化范围是多少?
7.有二个电阻R1和R2,若R1和R2以某种形式连接时,R1的功率为12W;若R1和R2以另一种形式连接时,R1的功率为108W,此时,电路中总的电流为9A,求R1和R2
8.一盏灯,接到某一电源上,消耗功率为100W,若将这一电灯与一定值电阻R串联后接到相同的电源上,此时定值电阻消耗的功率为9W,求此时L的功率为多少瓦?
9.图示电路中,电源电压不变,小灯泡L标有“2.5V1.25W”字样,变阻器R的最大阻值为40Ω,闭合开关,当滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω时,小灯泡L恰好正常发光。
求
(1)电源电压
(2)小灯泡在此电路中的最小功率
电热器的多档功率问题
1.小强同学设计了一种电热水壶,电路如图所示,S是温控开关,R1为发热体.当开关S接到a时,电热水壶处于加热状态,此时发热体的电功率为1000W;当水烧开时,开关S自动切换到b,电热水壶处于保温状态,此时发热体的电功率为160W.
(1)请你算出R1、R2的电阻值(不计温度对电阻值的影响)
(2)为充分利用好电能,在不改变电路连接方法的前提下,请你对小强的设计提出合理的改进办法.
2.有一电热毯,说明书上标明所用的电压为220V,电热毯电阻由R1和R2组成,R1=605Ω,如图所示,利用开关S的通断可以使电热毯的发热功率(指电路的总功率)分为两档,Ⅰ档为功率最大,Ⅱ档功率为Ⅰ档功率的1/4,试问:
(1)开关处于什么状态时,电热毯的功率最大?
最大功率为多少瓦?
(2)电阻R2应为多大?
(3)改变R1和R2的电阻值,请另处设计一个不同的电路实现上面的功能。
要求:
画出电路图;并求出R1和R2的电阻值。
3.小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个档位的发热功率。
图是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。
已知:
R1=48.4Ω,R2=96.8Ω,电源电压保持不变。
请分析和解答以下问题:
(1)当开关S1,置于b端、S2断开时,电烤箱处于什么档位?
简述理由
(2)电烤箱在中档位工作时,消耗的电功率是多少?
(3)电烤箱在高档位工作时,对食物加热6min,消耗的电能为多少?
巩固练习
1.CFXB型“220V1100W”电饭煲的原理图如图17所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两挡,通过单刀双掷开关S进行调节,R0为电热丝.当开关S接高温烧煮挡时,电路的功率为1100W,当开关S接焖饭、保温挡时,电路的总功率为22W.
(1)电饭煲在高温烧煮挡时,开关S应与哪个触点连接?
(2)电热丝R0的阻值多大?
(3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大?
焖饭、保温10min,电热丝R0产生的热量为多少?
2.图是一个电热毯的简化电路图,电源电压为220V,R1是发热电阻,R2是阻值为616Ω的分压电阻,S是控制电热毯工作状态的开关。
S转到触点1为断开状态;S转到触点2为低温状态;S转到触点3为高温状态,此时功率为100W。
求:
(l)当开关S转到触点3时。
电热毯的发热电阻R1是多少Ω?
(2)当开关S转到触点2时,通过电路的电流是多少安?
发热电阻R1消耗的功率是多少瓦特?
3.黑夜看不见开关位置,为此小明设计了如图所示的电路。
当单刀双掷开关S合向b时,照明灯亮、指示灯灭,避免指示灯费电;S合向a时,照明灯灭、指示灯亮,显示开关位置(S只能处于这两种状态)。
他利用一个“10V1W”的小灯泡和一段1.0×104Ω/m的电阻丝安装指示灯。
(1)为使指示灯正常发光,请在图示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路
(2)按上述设计,电阻丝需截用多长一段
(3)若照明灯一天(24h)使用6h,则整个电路一天总共耗电多少焦?
4.某校学生宿舍走廊的路灯,原来用一盏“220V40W”的白炽灯,每晚亮10小时。
同学们发现灯泡容易损坏,需要经常更换。
后来,学校电工用两盏“220V40W”的灯泡串联后代替原路灯。
结果,两盏灯的亮度比改装前要暗,但灯泡使用寿命明显延长。
(1)改装前,一盏路灯每晚需要消耗多少电能?
(2)改装后两灯的总功率是多少?
比原来省电还是费电?
(3)小明是一位爱动脑筋的同学,他想:
路灯改装还有没有更好的方法呢?
通过查资料知道有一种“光控开关”——天黑时自动闭合,天亮时自动断开;还有一种“声控开关”——有声音时自动闭合,一分钟后,若再无声音就自动断开。
小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路:
白天路灯不亮,晚上有人走动发出声音时,路灯自动亮起来。
请判断小明设计的电路图是。
5、在生活中不难发现,晚上7点到9点,使用的用电器增多,家中的电灯要暗一些;到了夜间11点以后,使用的用电器减少,电灯有会变得亮一些。
(1)某同学观察到上述现象后分析,实验室中导线的长度比较短,电阻很小,可以忽略,可是实际的输电线很长,电阻就大一些,他猜想灯光变暗可能与输电线的电阻有关,你认为他的猜想对吗?
请你作出判断并完整解释灯光变暗的原因。
(2)现有电池组一个,用来表示家用电器的小灯泡两只(小灯泡上标有“3.8V1.4W”字样),用来表示输电线电阻的1Ω电阻一只,开关一只,导线若干,利用这些器材,设计一个能够模拟上述变化过程的电路,要求只画出实验电路图。
(3)背景材料:
南京市去年开始实施居民用电分时计价,物价部门确定的峰时段(8时至21时)电价为0.55元/度,而峰谷段(21时至8时)电价仅为0.3元/度。
到今年5月底,南京市已有80万户居民用上峰谷电。
综合上述问题和背景材料,谈谈安装分时电表、实行分时计价后,除了部分居民可以节省一些电费外,还有哪些好处?
(只需写出一点即可)
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