5.答案 小 1.68×105 0.5
解析 热水壶的发热体与电线串联,通过它们的电流及通电时间相等,但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多,由焦耳定律Q=I2Rt可知,热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多,所以发热体很热,但与之相连的电线却不怎么热。在额定电压下,烧开一壶水用时210 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量:Q=W=Pt=800 W×210 s=1.68×105 J。根据公式Q=cm(t-t0)得,加热水的质量:m=
水( - ) . /( ·℃) ( ℃- ℃)
=
.
=0.5 kg。
二、选择题
6.答案 D 1 kW=1 000 W,台灯的电功率在10~60 W,所以A不符合题意。25英寸液晶电视的电功率在60~90 W,所以B不符合题意。笔记本的电功率在60~90 W,所以C不符合题意。空调的电功率在1 000~1 500 W,所以D符合题意。 7.答案 C 用电器的工作过程,实际是消耗电能的过程。相同时间内,用电器电功率越大,由公式W=Pt知,消耗电能越多;所以家电“很省电”,是指电功率很小,相同时间内消耗电能较少。
8.答案 C 他家在这段时间内消耗的电能W=8 633.5 kW·h-8 543.2 kW·h=90.3 kW·h,故A选项错误。电能表是测量消耗电能的仪表,不是测量电功率的,故B选项错误。3 600 r/(kW·h)表示电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转过3 600 r,只让一个标有“220 V 1 000 W”的电热水器正常工作10 min,其消耗的电能为W=Pt=1 kW× h= kW·h;则电能表的圆盘转过的圈
数:N= kW·h×3 600 r/(kW·h)=600 r,故C选项正确。根据该电能表的铭牌可
知,其允许接入用电器的最大功率P=UI=220 V×10 A=2 200 W;但电能表属于测量仪表,不消耗电能,没有额定功率,故D选项错误。
9.答案 AD 甲实验中,两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,密闭容器中两电阻丝的阻值不相等,所以探究的是电热与电阻的关系,故A正确;乙实验中,右侧2个5欧的电阻丝并联,再与左侧5欧的电阻丝串联,故左、右密闭容器中电阻丝的电阻和通电时间相同,但通过电阻丝的电流不同,即控制电阻、通电时间一定时,探究电热与电流的关系,故B错误;甲实验两电阻丝串联,则通过电阻丝的电流和通电时间相同,闭合开关后,右侧电阻丝阻值大,由焦耳定律Q=I2Rt可知,右侧电阻丝产生热量多,则右侧容器内空气吸收的热量多,气体压强大,则右侧b管中液面上升得快,故C错误;乙实验中,右侧2个5欧的电阻丝并联,再与左侧5欧的电阻丝串联,故左、右密闭容器中电阻丝的电阻和通电时间相同,右侧两电阻丝并联后和左侧电阻丝串联,所以左侧容器中通过电阻丝的电流大于右侧容器中通过电阻丝的电流,由焦耳定律Q=I2Rt可知,左侧电阻丝产生热量多,则左侧容器内空气吸收的热量多,气体压强大,即左侧c管中液面上升得快,故D正确。
10.答案 AC 由图可知,当Imax=3 A时,导体R1的电功率P1=18 W,滑动变阻器R2消耗的电功率P2=0 W,滑动变阻器R2接入电路中的阻值R2=0 Ω,所以,由P=I2R得,导体R1的阻值:R1= =
( )
=2 Ω,故A选项正确;当Imax=3 A时,由欧姆定律
得,U1=ImaxR1=3 A×2 Ω=6 V,此时电阻R1两端的电压即电源电压,故电源电压U=U1=6 V,故B选项错误;滑动变阻器R2消耗的电功率与电流的关系:P2=UI-I2R1=6 V×I-2 Ω×I2,由数学关系可知,当I=1.5 A时,P2max=4.5 W,故C选项正确;由P=I2R得,滑动变阻器消耗的功率最大时,滑动变阻器R2接入电路的阻值:R2=
=
.
( . )
=2 Ω,故D选项错误。
三、实验探究题
11.答案 (1)利用玻璃管中液柱的高度变化反映电流产生热量的多少
(2)保持电阻一定
(3)电炉丝热得发红,与它串联的导线却不怎么热
解析 (1)电流产生的热量不能直接观察,但煤油受热温度升高,同时体积膨胀,所以通过细玻璃管中液柱的高度变化,可以间接判断电流产生热量的多少,运用的是转换法;(2)猜想一是电流产生热量与电流大小有关,要验证这一猜想是否正确,需要保持电阻不变,改变电流大小,所以必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度;(3)猜想二是电流产生热量与电阻有关,并且电阻越大,电流产生热量越多;生活中我们注意到:电炉丝热得发红,与它串联的导线却不怎么热,原因是电炉丝的电阻远远大于与它串联的导线的电阻,而通过的电流和通电时间相同,电炉丝热得发红,说明电流通过电炉丝产生的热量非常多;导线却不怎么热,说明电流通过导线产生的热量非常少。 12.答案 (1)如图所示
(2)断开 大 (3)短路 (4)0.7 U1I1 (5)0.6 变大
解析 (1)由要求“向右移动滑片,电路中的电流变小”可知,应选用滑动变阻器的左下接线柱,并与灯泡串联,如答案图所示;(2)为了保护电路,连接电路时开关要处于断开状态,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处;(3)电流表有示数,电压表无示数,说明与电压表并联的灯泡短路;(4)由题图丙可得,电压表示数为0.7 V,
此时灯泡的功率P1=U1I1;(5)灯泡在额定电压下消耗的功率为额定功率,故灯泡的额定功率为P额=U四、综合应用题
13.答案 (1)电流表 (2)75 J (3)1.8 W
解析 (1)图中的质量表与电阻R、R0串联接入电路,所以是用电流表改装。 (2)当开关S闭合,不称量物体时,R0与R串联 R总=R+R0=25 Ω+5 Ω=30 Ω 此时电路中的电流I为 I=
总
额
I额=2.5 V×0.24 A=0.6 W;灯丝的电阻随温度的升高而增大。
=
=0.1 A 则R消耗的电能为
W=I2Rt=(0.1 A)2×25 Ω×5×60 s=75 J
(3)当称量物体质量达到最大时,只有R0接入电路,则R0消耗的电功率P为 P==
( )
=1.8 W
14.答案 (1)当该款眼罩还剩10%的电池容量时,在额定电压下充电,充满电至少需要1.44 h
(2)①低 ②中温挡功率为5.76 W ③高温挡工作20分钟,眼罩消耗的电能为11 520焦。
解析 (1)由表格数据可知,充电电流为500 mA,电池容量为800 mAh,当该款眼罩还剩10%的电池容量时,在额定电压下充电,根据Q=It可得,充满电至少需要的时间:t==
( - )
=1.44 h;
(2)①丙图电路中,S1闭合,S2断开,S3接a时,两电阻串联,S1闭合,S2闭合,S3
接a时,为R1的简单电路,S1闭合,S2闭合,S3接b时,两电阻并联,根据串联电路的
