山西省2020中考物理电能电功率专题复习课件

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第 16 课时　 电能　电功率 第一篇　教材梳理 思维导图　构建体系 考点一　电功与电能 光 内 机械 化学 其他形式 W 3 . 6×10 6 UIt （续表） 电能表 　 用来测量用电器在一段时间内消耗电能多少的仪表 　 图甲中 “ 220 V” 表示这个电能表应该在 220 V 的电路中使用 ;“10(20) A” 表示这个电能表的标定电流为 10 A, 额定最大电流为 20 A;“2500 r / (kW·h)” 表示接在这个电能表上的用电器每消耗 1 kW·h 的电能 , 电能表的转盘转 过 　　　　 转   2500 （续表） 电能表 计量 方法 　 某段时间内消耗的电能等于电能表前后两次示数之差 , 即 W = 　　　　 , 图乙所示上月消耗的电能为 　　　　 kW·h  　 利用表盘转数计算 , 即 W= 　　　 kW·h( n 为电能表某段时间的 转数 , n 0 为每消耗 1 千瓦时的电能电能表转盘的转数 )  W 2 -W 1 164 . 3 定义 　 把电流在某段时间内 　　　　　　 跟这段 　　　　 的比叫电功率 , 用 字母 　　　　 表示   意义 　 表示电流做功 　　　 的 物理量 ( 或表示用电器消耗电能 　　　 的 物理量 )  单位 　 瓦特 , 简称 　　　　 , 符号为 　　　　 ;  　 1 kW = 　　　　 W  公式 定义式 　 P= 　　　   计算式 　 P= 　　　   推导式 　 P= 　　　　 = 　　　　   考点二　电功率 所做的电功 时间 P 快慢 快慢 瓦 W 1000 UI I 2 R 常见的电功率 　 家用空调的电功率约 1000 W; 电吹风机的电功率约 500 W; 洗衣机的电功率约 300 W; 台式电脑的电功率约 200 W; 液晶电视机的电功率约 100 W; 日光灯的电功率约 40 W; 手电筒的电功率约 0 . 5 W; 计算器的电功率约 0 . 5 mW; 电子表的电功率约 0 . 01 mW 额定电压 、 额定功率 　 额定电压 : 用电器 　　　　 工作时的电压 , 额定功率 : 用电器 在 _______ 电压 下工作时的电功率 ; 灯泡 “ PZ220 V 　 60 W” 表示这个灯泡的额定电压为 　　　　 V, 额定功率为 　　　　 W  实际功率 的计算 　 P 实 =I 实 U 实 ; 　 ( 续表 ) 正常 额定 220 60 考点三　焦耳定律 1 . 电流的热效应 　　 电流通过导体时电能转化为内能 , 这种现象叫做电流的热效应。 　　 利用的实例 : 电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等。 　　 防止的实例 : 散热窗、散热片等。 2 . 焦耳定律内容及公式 电流的二次方 导体的电阻 通电时间 I 2 Rt 探究一　电能与电能表 1 . (1) 小明家中一周前、后电能表示数如图 16 - 1 甲所示 , 则他家这段时间内消耗的电能为 　 　 kW·h 。他要借助电能表测量家中电水壶的实际电功率 , 还需要用到的一种测量仪器是 　　　　 。   (2) 图乙是小明家中电能表的照片 , 小明发现当他家电路中只有一个电冰箱工作时 , 电能表的表盘 3 min 转了 15 r, 则电冰箱在这段时间内消耗的电能是 _______kW·h, 功率为 　　　 W 。   图 16 - 1 41 . 8 停表 0 . 005 100 2 . [2019· 河南 ] 在家用电器调查活动中 , 小亮让电热水器单独工作 2 min, 测得家中如图 16 - 2 所示的电能表的转盘转了 70 r, 则电热水器的实际功率为 　　　　 W; 若不计能量损失 , 这段时间内电热水器中 50 L 的水可升温 　　　　 ℃ 。由于电热水器的功率远大于冰箱 , 从安全用电的角度考虑 , 电热水器的电源线比冰箱的要 　　　　 ( 选填 “ 粗 ” 或 “ 细 ”) 。 [ ρ 水 = 1 . 0×10 3 kg/m 3 , c 水 = 4 . 2×10 3 J/(kg·℃)]  图 16-2 [ 答案 ] 2100 　 1 . 2 　 粗 探究二　电功率综合计算 3 . [2019· 临沂 ] 如图 16 - 3 甲所示电路的电源电压为 3 V, 小灯泡的额定电压为 2 . 5 V, 图乙是小灯泡的 I-U 图像。闭合开关 S 后 , 下列判断正确的是 ( 　　 ) A . 滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时 , 灯泡变暗 B . 电流表示数为 0 . 4 A 时 , 灯泡的电阻是 25 Ω C . 电压表示数为 2 . 5 V 时 , 小灯泡的功率是 1 . 25 W D . 小灯泡正常发光时 , 滑动变阻器的电功率是 0 . 25 W 图 16-3 [ 答案 ] D 4 . [2019· 宿迁 ] 如图 16 - 4 所示 , 电源电压为 3 V 保持不变 , 闭合开关 S, 电压表示数为 2 V 。下列选项符合题意的是 ( 　　 ) A . 电压表测 R 2 两端电压 B .R 1 、 R 2 组成并联电路 C . 若开关断开 , 电压表示数为 0 D .R 1 、 R 2 电阻之比为 2 ∶ 1 图 16 - 4 [ 答案 ] D 5 . [2019· 南充 ] 如图 16 - 5 是电热饮水机电路原理图 , 已知 R 1 = 100 Ω, R 2 = 20 Ω, 当开关 S 1 、 S 2 闭合时 , 饮水机处于 　　　　 ( 选填 “ 保温 ” 或 “ 加热 ”) 状态 , 饮水机的保温功率与加热功率之比为 　　　　 。   图 16-5 加热 5∶6 6 . [2019· 枣庄 ] 在如图 16 - 6 甲所示的电路中 , 电源电压保持不变 , R 为滑动变阻器 , 其规格为 “20 Ω 　 1 . 5 A”, 闭合开关 S, 当滑片 P 从一端滑到另一端的过程中 , 测到 R 的电功率与通过它的电流关系图像如图乙所示 , 则电源电压为 　　　 V, 定值电阻 R 0 的电阻值为 　　　 Ω 。   图 16 - 6 [ 答案 ] 12 　 10 7 . [2019· 枣庄 ] 如图 16 - 7 所示是某款电养生壶 , 其铭牌的部分参数如表所示 , 当养生壶正常工作时 : (1) 求养生壶正常工作时的电阻。 (2) 若该养生壶的加热效率为 80%, 在标准大气压下 , 将初温是 12 ℃ 的一壶水烧开 , 求需要的时间。 [ c 水 = 4 . 2×10 3 J/(kg·℃), ρ 水 = 1 . 0×10 3 kg/m 3 ] 图 16-7 额定电压 220 V 频率 50 Hz 额定功率 1100 W 容量 1 L (3) 在物理综合实践活动中 , 小明和小丽同学利用所学习的物理知识 , 合作测量养生壶的实际功率 , 电能表上标着 “1200 r/(kW·h)” 字样 , 他们把家中的其他用电器都与电源断开 , 仅让养生壶接入电路中烧水 ,2 min 内电能表的转盘转了 40 r, 求该养生壶的实际功率。 图 16-7 额定电压 220 V 频率 50 Hz 额定功率 1100 W 容量 1 L 7 . [2019· 枣庄 ] 如图 16 - 7 所示是某款电养生壶 , 其铭牌的部分参数如表所示 , 当养生壶正常工作时 : (2) 若该养生壶的加热效率为 80%, 在标准大气压下 , 将初温是 12 ℃ 的一壶水烧开 , 求需要的时间。 [ c 水 = 4 . 2×10 3 J/(kg·℃), ρ 水 = 1 . 0×10 3 kg/m 3 ] 图 16-7 额定电压 220 V 频率 50 Hz 额定功率 1100 W 容量 1 L 7 . [2019· 枣庄 ] 如图 16 - 7 所示是某款电养生壶 , 其铭牌的部分参数如表所示 , 当养生壶正常工作时 : (3) 在物理综合实践活动中 , 小明和小丽同学利用所学习的物理知识 , 合作测量养生壶的实际功率 , 电能表上标着 “1200 r/(kW·h)” 字样 , 他们把家中的其他用电器都与电源断开 , 仅让养生壶接入电路中烧水 ,2 min 内电能表的转盘转了 40 r, 求该养生壶的实际功率。 图 16-7 额定电压 220 V 频率 50 Hz 额定功率 1100 W 容量 1 L 探究三　基于数据和真实情境的电路设计及计算 8 . [2019· 泸州 ] 小明家电热水器铭牌标识为 “220 V 　 1000 W ” 。由于使用了多年 , 该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化 , 为准确测量氧化电热丝的实际电阻值 , 小明在家中把该电热水器单独接入 220 V 的家庭电路中工作 5 min, 发现电能表指示灯闪烁了 242 次 , 电能表规格如图 16 - 8 所示。问 : (1) 小明测得该电热水器的实际电功率是多少 ? (2) 该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少 ? (3) 为恢复该电热水器的铭牌功率 , 可与氧化电热丝并联 一段新的电热丝 , 则并联的这段电热丝的电阻值为多少 ? 图 16 - 8 8 . [2019· 泸州 ] 小明家电热水器铭牌标识为 “220 V 　 1000 W ” 。由于使用了多年 , 该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化 , 为准确测量氧化电热丝的实际电阻值 , 小明在家中把该电热水器单独接入 220 V 的家庭电路中工作 5 min, 发现电能表指示灯闪烁了 242 次 , 电能表规格如图 16 - 8 所示。问 : (2) 该电热水器氧化电热丝的实际电阻值是多少 ? 图 16 - 8 8 . [2019· 泸州 ] 小明家电热水器铭牌标识为 “220 V 　 1000 W ” 。由于使用了多年 , 该电热水器中的电热丝明显氧化导致其电阻发生了变化 , 为准确测量氧化电热丝的实际电阻值 , 小明在家中把该电热水器单独接入 220 V 的家庭电路中工作 5 min, 发现电能表指示灯闪烁了 242 次 , 电能表规格如图 16 - 8 所示。问 : (3) 为恢复该电热水器的铭牌功率 , 可与氧化电热丝并联一段新的电热丝 , 则并联的这段电热丝的电阻值为多少 ? 图 16 - 8 9 . [2019· 太原二模 ] 如图 16 - 9 甲所示的电熨斗有高、低温两挡 , 其铭牌参数如下表 , 正常高温熨烫时 , 金属底板的温度会从 20 ℃ 升高到熨衣服所需的 220 ℃ , 电熨斗发热体放出的热量有 92% 被金属底板吸收。使用一段时间后发现只有高温挡能正常工作 , 拆开后观察到一根电阻丝烧断了。为了将其修好 , 翻阅说明书了解到该电熨斗内部电路图如图乙所示 , 虚线框内由两根电阻丝 ( R 1 、 R 2 ) 和一个开关 (S 1 ) 组成 , 但电路模糊不清。 A 、 B 为两根引出线。 [ 金属底板的比热容 c= 0 . 46×10 3 J / ( kg · ℃ )] 请你解答 : 图 16 - 9 额定电压 220 V 交流电频率 50 Hz 额定高温功率 1100 W 额定低温功率 440 W 整体质量 1.3 kg 金属底板质量 0.5 kg (1) 金属底板从 20 ℃ 升温到 220 ℃ 所用的时间。 ( 结果保留整数 ) (2) 结合所学电学知识 , 在图乙的虚线框中画出符合题意的电路图 , 并分析计算需要更换电阻丝的阻值。 图 16 - 9 额定电压 220 V 交流电频率 50 Hz 额定高温功率 1100 W 额定低温功率 440 W 整体质量 1.3 kg 金属底板质量 0.5 kg 9 . [2019· 太原二模 ] 如图 16 - 9 甲所示的电熨斗有高、低温两挡 , 其铭牌参数如下表 , 正常高温熨烫时 , 金属底板的温度会从 20 ℃ 升高到熨衣服所需的 220 ℃ , 电熨斗发热体放出的热量有 92% 被金属底板吸收。使用一段时间后发现只有高温挡能正常工作 , 拆开后观察到一根电阻丝烧断了。为了将其修好 , 翻阅说明书了解到该电熨斗内部电路图如图乙所示 , 虚线框内由两根电阻丝 ( R 1 、 R 2 ) 和一个开关 (S 1 ) 组成 , 但电路模糊不清。 A 、 B 为两根引出线。 [ 金属底板的比热容 c= 0 . 46×10 3 J / ( kg · ℃ )] 请你解答 : 图 16 - 9 额定电压 220 V 交流电频率 50 Hz 额定高温功率 1100 W 额定低温功率 440 W 整体质量 1.3 kg 金属底板质量 0.5 kg (2) 结合所学电学知识 , 在图乙的虚线框中画出符合题意的电路图 , 并分析计算需要更换电阻丝的阻值。 图 16 - 9 额定电压 220 V 交流电频率 50 Hz 额定高温功率 1100 W 额定低温功率 440 W 整体质量 1.3 kg 金属底板质量 0.5 kg 探究四　焦耳定律 10 . 如图 16 - 10 所示 , 白炽灯、电饭锅、电熨斗都是利用电流的 　　　 效应来工作的 , 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如电视机、电脑等用电器 , 如果温度过高 , 会使元件逐渐老化 , 缩短寿命。所以电视机的后盖有很多小孔 , 电脑主机里都安装电风扇 , 主要是为了 　　　 。   热 图 16 - 10 散热　 11 . [2019· 贵港 ] 家用电吹风的简化电路如图 16 - 11 所示 , 主要技术参数如下表。则该电吹风正常工作吹热风时 , 电热丝的阻值是 　　 Ω, 正常工作吹热风 5 min 电热丝产生的热量是 　 　 J 。   图 16 - 11 55 热风温度 50~75 ℃ 额定功率 热风时 :1000 W 冷风时 :120 W 额定电压 220 V 质量 0.5 kg 2 . 64×10 5 突破一　测量小灯泡的电功率 【 实验梳理 】 原理 　 P=UI 实物图 与电路图 电路连接 　 开关 : 连接电路时 , 开关要 断开 。 　 滑动变阻器 : 滑动变阻器 “ 一上一下 ” 接入电路 , 且开关闭合前 , 滑片要移到 阻值最大处 。 （续表） 电路连接 　 电表 : ① 电流表与小灯泡 串联 , 电压表与小灯泡 并联 ; ② 电流从 正接线柱 流入 , 负接线柱 流出 ; ③ 电压表的量程由 小灯泡的额定电压 决定 , 电流表的量程由 小灯泡的额定电流 决定 滑动变 阻器的 作用 　 改变 灯泡两端的电压 和保护电路。连接电路无误后 , 移动滑片的位置 , 同时眼睛观察 电压表的示数 , 当电压表的示数达到额定电压时 , 停止移动滑片 , 并记下电流表的示数 , 利用公式即可求出灯泡的额定功率 （续表） 电路故 障分析 　 电表示数异常的原因 : ① 电流表无示数 : 与电流表串联的电路 断路 ( 或电流表被短路或断路 ); ② 电流表指针满偏 : 电流表 所选量程太小 或与之串联的电路发生 短路 ; ③ 电压表无示数 : 小灯泡发生 短路 ( 或电压表短路或断路 , 或与电压表并联的电路以外部分断路 ); ④ 电压表示数接近电源电压 : 小灯泡发生断路 , 或滑动变阻器短路。 　 小灯泡不亮的原因 : ① 电路完好 , 灯不亮 : 滑动变阻器连入电路的阻值太大 , 移动滑片观察小灯泡是否发光 ; ② 电路故障 , 灯不亮 : 小灯泡断路或短路 , 根据电表示数判断。 　 移动滑片 , 电表示数不变的原因 : 滑动变阻器 同时接两个上接线柱 或 同时接两个下接线柱 （续表） 多次测量 的目的 　 测出小灯泡在不同电压下的实际功率并比较、探究 电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律 ( 小灯泡实际电压不同 , 小灯泡的实际功率理应不同 , 求平均值没有意义 ) 设计表格 序号 U/V I/A P/W 1 2 3 （续表） 图像分析 小灯泡的 U - I 图像是曲线 , 原因是 灯丝电阻随温度的升高而增大 实验结论 　 不同电压下 , 小灯泡的功率不同 , 实际电压越大 , 小灯泡的 功率越大 ; 　 小灯泡的亮度由小灯泡的 实际功率 决定 , 实际功率越大 , 小灯泡越亮 实验评估 　 小灯泡额定电压为 3 . 8 V 时 , 电压表读数不准确 ; 若电源电压为 6 V, 可将电压表改接在滑动变阻器两端 , 来减小 实验误差 例 1 在测定 “ 小灯泡电功率 ” 的实验中 , 电源电压为 4 . 5 V, 小灯泡额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 。 (1) 请你用笔画线代替导线 , 将图 16-12 甲中的实物电路连接完整 , 要求滑动变阻器的滑片 P 向右移动时小灯泡变暗。 图 16-12 (1) 如图所示 例 1 在测定 “ 小灯泡电功率 ” 的实验中 , 电源电压为 4 . 5 V, 小灯泡额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 。 (2) 闭合开关 , 移动滑动变阻器的滑片 P , 发现小灯泡始终不亮 , 电压表有示数 , 电流表无示数 , 原因可能是 　　　　　　　 。   图 16-12 小灯泡断路 例 1 在测定 “ 小灯泡电功率 ” 的实验中 , 电源电压为 4 . 5 V, 小灯泡额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 。 (3) 电路故障排除后 , 闭合开关 , 移动滑动变阻器的滑片 P 到某一位置时 , 电压表示数如图乙所示 , 为 　　　　 V, 若想测量小灯泡的额定功率 , 应将图甲中的滑片 P 向 　　　　 ( 选填 “ A ” 或 “ B ”) 端移动 , 使电压表的示数为 2 . 5 V 。   图 16-12 2 . 2 A 例 1 在测定 “ 小灯泡电功率 ” 的实验中 , 电源电压为 4 . 5 V, 小灯泡额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 。 (4) 移动滑片 P , 记下多组电压表和电流表示数 , 并绘制图丙所示的 I - U 图像 , 根据图像信息 , 可计算出小灯泡的额定功率是 　　　　 W, 此时小灯泡的电阻是 　　　　 Ω 。   图 16-12 0 . 5 12 . 5 例 1 在测定 “ 小灯泡电功率 ” 的实验中 , 电源电压为 4 . 5 V, 小灯泡额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 。 (5) 实验室可提供选用的滑动变阻器 R 1 和 R 2 的最大电阻分别为 5 Ω 和 20 Ω, 请你判断本实验中选用的是 　　　　 ( 选填 “ R 1 ” 或 “ R 2 ”) 。 图 16-12 R 2 例 1 在测定 “ 小灯泡电功率 ” 的实验中 , 电源电压为 4 . 5 V, 小灯泡额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 。 (6) 小明按同一电路连接好最后一根导线 , 小灯泡立即发出明亮耀眼的光 , 并很快熄灭 , 检查后发现连线正确 , 请你找出他在实验中两个操作不当之处 : ① 　　　　　　　　　　　　 ; ② 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   图 16-12 连接电路时开关没有断开 连接电路时滑片 P 没有移到阻值最大处 例 1 在测定 “ 小灯泡电功率 ” 的实验中 , 电源电压为 4 . 5 V, 小灯泡额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 。 (7) 小勇利用上述装置测量另一只标有 “2 . 5 V” 字样的小灯泡的电功率 , 记录的数据如下表所示。分析实验数据得出 :  图 16-12 电压 U/ V 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 电流 I/ A 0 . 2 0 . 22 0 . 25 0 . 28 电功率 P/ W 0 . 3 0 . 44 0 . 625 0 . 84 发光情况 很暗 暗 正常发光 很亮 ①小灯泡的发光亮度是由灯泡的 　　 　　 决定的 , 且灯泡的 　 　　　 越大 , 灯泡发光越亮。   ②由上表中的数据 , 小勇得出小灯泡的额定功率为 ≈0 . 55 W, 老师认为 , 通过四次测量得到四次数据 , 算出四个电功率值 , 再求平均值得到额定功率的数据处理方法不对 , 原因是 _____________________________ 　　　 　　　　　　　　　　　　　 。   ③在多次测量中还发现 : 当电压表的示数增大时 , 电压表与电流表的示数之比 　　　　 ( 选填 “ 变大 ”“ 变小 ” 或 “ 不变 ”), 导致这一结果的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　 　 。 实际功率 实际功率 小灯泡两端的电压是额定电压时 , 小灯泡的功率才是额定功率 变大 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 例 1 在测定 “ 小灯泡电功率 ” 的实验中 , 电源电压为 4 . 5 V, 小灯泡额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 。 (8) 整理器材时发现滑动变阻器的 PA 部分比 PD 部分热 , 原因是 _____________________ 　 。 图 16-12 PA 部分电阻比 PD 部分电阻大 例 2 在 “ 测量小灯泡的额定功率 ” 实验中 , 已连接的部分电路如图 16-13 甲所示 , 图中电源电压恒定 , 小灯泡上只能看到 “3 . 8 V” 字样。 (1) 请你用笔画线代替导线 , 将图甲中的实物电路连接完整。 图 16-13 (1) 如图所示 例 2 在 “ 测量小灯泡的额定功率 ” 实验中 , 已连接的部分电路如图 16-13 甲所示 , 图中电源电压恒定 , 小灯泡上只能看到 “3 . 8 V” 字样。 (2) 正确连接实验电路后 , 开始实验 , 在移动滑动变阻器滑片的过程中 , 眼睛应注视 　　　　 的示数 , 直到小灯泡正常发光 , 此时电流表的示数如图乙所示 , 则小灯泡的额定功率为 　　 W 。   图 16-13 电压表 1.52 例 2 在 “ 测量小灯泡的额定功率 ” 实验中 , 已连接的部分电路如图 16-13 甲所示 , 图中电源电压恒定 , 小灯泡上只能看到 “3 . 8 V” 字样。 (3) 完成上述实验后 , 小聪向老师要了一个已知阻值为 R 0 的电阻和一个单刀双掷开关 , 借助部分现有的实验器材 , 设计了如图丙所示的电路 , 也测出了小灯泡的额定功率 , 请完成下列实验步骤 : ①闭合开关 S 1 , 将 S 2 拨到触点 　　　　 ( 选填 “1” 或 “2”), 移动滑片 , 使电压表的示数为 　　　　 V; ②再将开关 S 2 拨到触点 　　　　 ( 选填 “1” 或 “2”), 保持滑片的位置不动 , 读出电压表的示数 U ;  图 16-13 2 3.8 1 例 2 在 “ 测量小灯泡的额定功率 ” 实验中 , 已连接的部分电路如图 16-13 甲所示 , 图中电源电压恒定 , 小灯泡上只能看到 “3 . 8 V” 字样。 (3) 完成上述实验后 , 小聪向老师要了一个已知阻值为 R 0 的电阻和一个单刀双掷开关 , 借助部分现有的实验器材 , 设计了如图丙所示的电路 , 也测出了小灯泡的额定功率 , 请完成下列实验步骤 : ③小灯泡额定功率表达式 P 额 = 　　　　　　 。 ( 用已知量和测量量表示 )    图 16-13 · 实验拓展 · (4) 在实验时 , 电流表出现了故障不能使用 , 小聪向老师借了一只定值电阻 R ( 阻值已知 ), 设计了如图 16-14 甲所示的电路 , 继续测量小灯泡的额定功率 , 实验过程如下 : ①闭合开关 , 移动滑片使电压表示数为 　　　　 V; ②断开开关 , 保持滑片位置不变 , 将电压表接到 　　　　　　 两端 , 然后闭合开关 , 读出电压表的示数为 U ; ③小灯泡的额定电功率 P= 　　　　　　　　 。 ( 用已知量和测量量表示 ) 3.8 图 16-14 定值电阻 R (5) 小聪新加一最大阻值为 R 2 的滑动变阻器 , 设计如图乙所示的电路也完成了该实验 , 实验过程如下 : ①闭合开关 , 使 R 2 ( 最大阻值为 R 2 ) 的滑片移动到最左端 , 调节 R 1 的滑片使电压表示数为 　　　　 V; ② _________________________________ 　　　　　　 　 , 读出并记录电压表的示数 U ; ③小灯泡的额定功率 P 额 = 　　　　　　　 。 ( 用已知量和测量量表示 )    图 16-14 3.8 保持 R 1 的滑片位置不变 , 使 R 2 的滑片 移动到最右端 (6) 在实验时 , 电压表出现了故障不能使用 , 小聪向老师借了一只定值电阻 R ( 阻值已知 ), 设计了如图 16-15 甲所示的电路 , 继续测量小灯泡的额定功率 , 实验过程如下 : ①先闭合开关 S 和 S 1 , 调节滑动变阻器 , 当电流表的示数为 　　　　 时 , 小灯泡正常发光 ; ②将 　　　　　　 　　 , 读出电流表的示数为 I ; ③小灯泡的额定功 率 P 额 = 　　　　　　　　 。 ( 用已知量和测量量表示 )  图 16-15 开关 S 1 断开 ,S 2 闭合 (7) 小聪使用两只电流表和一只定值电阻 R ( 阻值已知 ), 利用如图乙所示电路也完成了测量 , 实验过程如下 : 闭合开关 S, 移动滑片 , 使电流表 A 1 的示数为 　　　　 , 此时小灯泡正常发光 , 读出电流表 A 的示数为 I , 小灯泡的额定功率 P 额 = 　　　　　　　　 。 ( 用已知量和测量量表示 )  图 16-15 突破二　探究电热的影响因素 【 设计和进行实验 】 1 . 被加热的物质选用 空气 ( 或煤油 ) 的原因 : 空气 受热膨胀明显 ( 煤油比热容小 ), 能使 实验现象明显 。 2 . 选择被加热物质时需要保证物质的 种类相同、质量相同、初温相同 。 3 . 转换法的应用 : 通过 U 形管中 液面高度的变化 ( 或温度计示数的变化 ) 反映电流通过导体产生热量的多少。 4 . 控制变量法的应用 : ①探究电热与电流的关系时 , 控制 电热丝的电阻与通电时间 相同 , 改变通过电热丝的电流大小 ; ②探究电热与电阻的关系时 , 控制 通过电热丝的电流与通电时间相同 , 选择两电阻不同的电热丝 ; ③探究电热与通电时间的关系时 , 控制 电热丝的电阻和通过的电流 相同 , 改变通电时间的长短。 5 . 多次测量的目的 : 使实验结论具有 普遍性 。 【 实验结论 】 6 . 实验结论 : 电流通过导体产生的热量与 电流的平方 成正比 , 与 导体的电阻 成正比 , 与 通电时间 成正比。 例 3 小华、小玲分别设计了两个装置 , 用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。 (1) 请用笔画线代替导线 , 把图 16-16 甲中两个容器中的电阻丝连接到电路中。 图 16-16 (1) 如图所示 例 3 小华、小玲分别设计了两个装置 , 用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。 (2) 实验中 , 电流产生热量的多少是通过 　　　　　　　　　　　 体现出来的 , 可知他们在实验探究过程中使用了 　　　　 法。   U 形管中液面的高度差 图 16-16 转换 例 3 小华、小玲分别设计了两个装置 , 用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。 (3) 小华按如图甲将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端 , 他探究的是导体产生的热量与 　　　　 的关系 , 这样做的好处是 　　　　　　　　 　 。连接好电路 , 闭合开关 , 通电一段时间后 , 　　　　 侧 U 形管液面高度变化大 , 得出的结论是 　   　 。   电阻 图 16-16 保证电流与通电时间相同 右 在电流和通电时间相同的情况下 , 电阻越大 , 产生的热量越多 例 3 小华、小玲分别设计了两个装置 , 用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。 (4) 小玲设计的两容器中的电阻丝电阻一样大 , 并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝 , 如图乙所示 , 这是为了探究导体产生的热量与 　　　　 的关系。通电一段时间后发现 　　　　 侧 U 形管液面高度变化大 , 得出的结论是 　   　 。   电流 图 16-16 左 在电阻 和通电时间相同的情况下 , 通过电阻的电流越大 , 产生的热量越多 例 3 小华、小玲分别设计了两个装置 , 用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。 (5) 若要探究导体产生的热量与通电时间的关系 , 实验中还需要的测量器材是 　　　　 。   (6) 通电一段时间后 , 发现其中一个 U 形管中液面的高度几乎不变 , 出现该现象的原因可能是 　　　　　　　　　 。   停表 图 16-16 U 形管气密性不好 · 实验拓展 · 小辉和小王想探究电流通过电阻时产生的热量与电阻、电流的关系。小辉连接了如图 16-17 所示的电路进行实验 , 装置中三个完全相同的烧瓶 A 、 B 、 C 内都盛有质量和初温均相等的液体 , 其中 A 、 B 烧瓶中装的是水 , C 烧瓶中装的是煤油 , A 、 B 、 C 三个烧瓶中电阻丝的阻值分别为 R A 、 R B 、 R C , 且 R A >R B =R C 。闭合开关 S 通电一定时间后 :( 均不计热损失 , 比热容 c 水 >c 煤油 ) (7) 在 A 、 B 两烧瓶中 , 相同的时间内 , 　　　　 烧瓶中的电阻产生的热量多。   A 图 16-17 小辉和小王想探究电流通过电阻时产生的热量与电阻、电流的关系。小辉连接了如图 16-17 所示的电路进行实验 , 装置中三个完全相同的烧瓶 A 、 B 、 C 内都盛有质量和初温均相等的液体 , 其中 A 、 B 烧瓶中装的是水 , C 烧瓶中装的是煤油 , A 、 B 、 C 三个烧瓶中电阻丝的阻值分别为 R A 、 R B 、 R C , 且 R A >R B =R C 。闭合开关 S 通电一定时间后 :( 均不计热损失 , 比热容 c 水 >c 煤油 ) (8) 利用 　　　　 两烧瓶可探究不同物质的吸热能力 , 这两个烧瓶加热相同的时间 , 　　　　 烧瓶中温度计的示数高。 B 、 C 图 16-17 C 小辉和小王想探究电流通过电阻时产生的热量与电阻、电流的关系。小辉连接了如图 16-17 所示的电路进行实验 , 装置中三个完全相同的烧瓶 A 、 B 、 C 内都盛有质量和初温均相等的液体 , 其中 A 、 B 烧瓶中装的是水 , C 烧瓶中装的是煤油 , A 、 B 、 C 三个烧瓶中电阻丝的阻值分别为 R A 、 R B 、 R C , 且 R A >R B =R C 。闭合开关 S 通电一定时间后 :( 均不计热损失 , 比热容 c 水 >c 煤油 ) 图 16-17 (9) 小王用如图 16-18 Ⅰ 所示的装置进行探究 , 经过多次实验测量 , 收集实验数据 , 给制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度 h 与电流 I 的关系图像。根据焦耳定律可知 , 图 Ⅱ 中能正确反映 h - I 关系的是 　　　　 。   A 图 16-18 小辉和小王想探究电流通过电阻时产生的热量与电阻、电流的关系。小辉连接了如图 16-17 所示的电路进行实验 , 装置中三个完全相同的烧瓶 A 、 B 、 C 内都盛有质量和初温均相等的液体 , 其中 A 、 B 烧瓶中装的是水 , C 烧瓶中装的是煤油 , A 、 B 、 C 三个烧瓶中电阻丝的阻值分别为 R A 、 R B 、 R C , 且 R A >R B =R C 。闭合开关 S 通电一定时间后 :( 均不计热损失 , 比热容 c 水 >c 煤油 ) 图 16-17 (10) 用 Q=I 2 Rt 可以计算电流通过任何用电器产生的热量。能用 Q=UIt 计算电流通过任何用电器产生的热量吗 ? 请用实例说明原因。         　 。 图 16-17 电风扇工作时消耗的电能 W=UIt , 产生的热量 Q=I 2 Rt , 转化成的机械能是 W-Q=UIt-I 2 Rt , 所以不能用 Q=UIt 计算电流通过任何用电器产生的热量 1 . [2018· 山西 20 题 3 分 ] 如图 16 - 19 所示是创新小组设计的汽车油量显示仪的电路原理图 , 其中电源电压恒定为 6 V, 定值电阻 R 0 为 5 Ω, 油量表实质上是量程为 0 ~ 3 V 的电压表。 R 为压敏电阻 , 其电阻值与油箱中油量的关系如下表所示。下列说法中正确的是 ( 　　 ) 考点一　动态电路的分析和计算 图 16 - 19 A . 油箱中油量增多时 , 压敏电阻 R 的阻值变大 B . 电压表示数为 3 V 时 , 油箱中的油量为 50 L C . 油箱中油量为 20 L 时 , R 0 两端的电压为 1 . 5 V D . 油箱中油量减少时 , 电路消耗电能的总功率变大 油量 V/ L 0 10 20 30 40 50 压敏 电阻 R/ Ω 25 20 15 10 5 2 . 5 图 16 - 19 [ 答案 ] C 　 2 . [2017· 山西 20 题 3 分 ] 酒驾易造成交通事故 , 利用酒精测试仪可以检测司机是否酒驾 , 其电路原理如图 16 - 20 甲所示。 R 1 为气敏传感器 , 它的电阻值与它接触到的酒精气体浓度的关系如图乙所示 , R 2 为定值电阻 , 阻值为 60 Ω, 电源电压恒为 12 V 。当酒精气体浓度大于等于 0 . 2 mg/mL 时 , 则判定被检者为酒驾。以下说法正确的是 ( 　　 ) A . 被检者的酒精气体浓度越高 , 电流表示数越小 B . 电流表的示数为 0 . 12 A 时 , 判定被检者酒驾 C . 电压表示数为 3 V 时 , R 2 消耗的电功率是 0 . 45 W D . 被检者酒精气体浓度为 0 . 2 mg/mL 时 , 电压表的示数是 4 V 图 16 - 20 D 3 . [2016· 山西 20 题 3 分 ] 甲醛对人体的危害非常严重 , 因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。创新小组的同学们设计了甲醛监测设备 , 原理如图 16 - 21 甲所示 , 电源电压恒为 3 V, 阻值为 10 Ω 的定值电阻 R 0 , R 为可以感知甲醛污染指数的可变电阻 , 污染指数在 50 以下为轻度污染 ,50 ~ 100 间为中度污染 ,100 以上为重度污染 , 以下分析正确的是 ( 　　 ) A . 污染指数越小 , 电压表示数越大 B . 电压表示数为 1 V 时 , 属于重度污染 C . 污染指数越大 , 电路中消耗的总功率越小 D . 污染指数为 50 时 , 电压表示数为 2 . 5 V 图 16 - 21 [ 答案 ] B 　 4 . [2015· 山西 20 题 3 分 ] 如图 16 - 22 所示为一种握力计和它的工作原理图 , 电源电压保持不变。握力显示表是由电流表改装而成 , 定值电阻 R 2 起保护电路作用 , 其阻值为 5 Ω, 不施加力时弹簧一端的滑片 P 在电阻 R 1 的最上端 , 施加的力最大时移动到最下端 ( 弹簧的电阻不计 ) 。握力计测量范围为 0 ~ 300 N, 电路中电流表示数变化范围为 0 . 1 ~ 0 . 6 A, 则下列说法正确的是 ( 　　 ) A . 握力为 300 N 时 , 电路中电流为 0 . 6 A B . 握力计工作电路中的电源电压为 3 V C .R 1 连入电路的阻值变化范围是 0 ~ 30 Ω D .R 2 消耗的最小功率为 0 . 5 W 图 16 - 22 B 5 . [2015· 山西 33 题 2 分 ] 如图 16 - 23 所示是现在家庭常用的电子式电能表的表盘。表盘上 “3200 imp / (kW·h)” 表示每用电 1 kW·h, 指示灯闪烁 3200 次。小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作 6 min, 电能表指示灯闪烁了 320 次 , 该家用电器的额定功率是 　　　　 W, 这个家用电器可能是 　　 　　 ( 选填 “ 电热水壶 ”“ 台灯 ” 或 “ 电视机 ”) 。   考点二　电能表的相关计算 图 16 - 23 1000 电热水壶 6 . [2017· 山西 38 题 8 分 ] 小明同学在做 “ 测量小灯泡电功率 ” 的实验时 , 小灯泡的额定电压为 2 . 5 V, 电源为两节新干电池 , 滑动变阻器标有 “20 Ω 　 1 A” 字样。 (1) 实验电路如图 16 - 24 甲所示 , 但电路连接不完整 , 请你用笔画线代替导线 , 完成电路的连接。 考点三　伏安法测电功率 图 16 - 24 (1) 如图所示 6 . [2017· 山西 38 题 8 分 ] 小明同学在做 “ 测量小灯泡电功率 ” 的实验时 , 小灯泡的额定电压为 2 . 5 V, 电源为两节新干电池 , 滑动变阻器标有 “20 Ω 　 1 A” 字样。 (2) 小明将电路连好后 , 闭合开关 S, 发现小灯泡发光很微弱 , 电流表、电压表均有示数 , 左右移动滑动变阻器的滑片 P , 小灯泡亮度和两表示数均不变 , 其原因可能是 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   滑动变阻器接入电路的是两个下接线柱 图 16 - 24 6 . [2017· 山西 38 题 8 分 ] 小明同学在做 “ 测量小灯泡电功率 ” 的实验时 , 小灯泡的额定电压为 2 . 5 V, 电源为两节新干电池 , 滑动变阻器标有 “20 Ω 　 1 A” 字样。 (3) 改正电路后 , 小明同学调节滑动变阻器的滑片 P , 观察到电压表示数为 2 V, 为使小灯泡两端电压达到额定电压 , 应将滑动变阻器的滑片 P 向 　　　 ( 选填 “ 左 ” 或 “ 右 ”) 调节。当小灯泡正常发光时 , 电流表示数如图乙所示 , 该小灯泡的额定功率为 　　　 W 。 右 图 16 - 24 0.6 6 . [2017· 山西 38 题 8 分 ] 小明同学在做 “ 测量小灯泡电功率 ” 的实验时 , 小灯泡的额定电压为 2 . 5 V, 电源为两节新干电池 , 滑动变阻器标有 “20 Ω 　 1 A” 字样。 图 16 - 24 (4) 小明依次测出了六组实验数据 , 如下表所示。请你根据表中数据在图丙所示的坐标系中作出小灯泡的 I-U 图像。 电压 U/ V 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 2 . 9 电流 I/ A 0 . 10 0 . 16 0 . 20 0 . 22 0 . 26 电功率 P/ W 亮度变化 暗 亮 (4) 如图所示 6 . [2017· 山西 38 题 8 分 ] 小明同学在做 “ 测量小灯泡电功率 ” 的实验时 , 小灯泡的额定电压为 2 . 5 V, 电源为两节新干电池 , 滑动变阻器标有 “20 Ω 　 1 A” 字样。 (5) 通过计算分析以上数据 , 你还有什么新的发现 :     　 。 ( 写出一条即可 )  小灯泡两端的实际电压越高 , 小灯泡的电功率越大 , 灯泡发光越亮 ( 或小灯泡亮度直接由它的实际电功率决定 ) 图 16 - 24 7 . [2016· 山西 37 题 6 分 ] 在 “ 测量小灯泡的电功率 ” 实验中 , 小灯泡额定电压为 2 . 5 V ( 电阻值约为 5 Ω) 。 (1) 请你用笔画线代替导线 , 将图 16 - 25 甲中的实物电路连接完整。 图 16 - 25 (1) 如图所示 7 . [2016· 山西 37 题 6 分 ] 在 “ 测量小灯泡的电功率 ” 实验中 , 小灯泡额定电压为 2 . 5 V ( 电阻值约为 5 Ω) 。 (2) 连接好电路后闭合开关 , 发现小灯泡不亮 , 电流表有示数 , 电压表无示数 , 则出现故障的原因是 　　　　　　　 ( 选填 “ 小灯泡断路 ” 或 “ 小灯泡短路 ”) 。   图 16 - 25 小灯泡短路 7 . [2016· 山西 37 题 6 分 ] 在 “ 测量小灯泡的电功率 ” 实验中 , 小灯泡额定电压为 2 . 5 V ( 电阻值约为 5 Ω) 。 (3) 故障排除后 , 闭合开关 , 移动滑动变阻器的滑片 P 到某处时 , 电压表示数为 2 V, 为了测量小灯泡的额定功率 , 应将滑片 P 向 　　　　 ( 选填 “ 左 ” 或 “ 右 ”) 移动 , 使电压表示数为 2 . 5 V, 若电压表示数为 2 . 5 V 时 , 电流表指针位置如图乙所示 , 则小灯泡的额定功率为 　　　　 W 。 图 16 - 25 左 1.25 7 . [2016· 山西 37 题 6 分 ] 在 “ 测量小灯泡的电功率 ” 实验中 , 小灯泡额定电压为 2 . 5 V ( 电阻值约为 5 Ω) 。 (4) 若此实验中电流表坏了 , 为了测出小灯泡的额定功率 , 小组同学们增加了一个 R 0 = 5 Ω 的定值电阻 , 设计了如图丙所示的电路和如下实验方案 : ①调节滑片 , 使电压表的示数为小灯泡的额定电压 ; 图 16 - 25 ②保持滑片位置不变 , 只将电压表 a 点改接到 c 点 , 测出定值电阻 R 0 两端的电压 U 0 , 通过计算就可得到小灯泡的额定功率。 请你指出该设计方案中存在的问题 :     　 。 图 16 - 25 [ 答案 ] (4) ①中无论怎样调节滑动变阻器 , 都不能使小灯泡正常发光 ; ②中电压表的正负接线柱接反了 , 无法测出 R 0 两端的电压 8 . [2014· 山西 38 题 7 分 ] 在测量小灯泡电功率的实验中 , 实验室所提供的器材有 : 电源 ( 电压恒为 6 V), 额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 的小灯泡 , 电流表、电压表、开关各一个 , 导线若干 , 滑动变阻器 ( 规格有 “10 Ω 　 1 A”“50 Ω 　 1 . 5 A”) 两个。 (1) 图 16 - 26 甲是小壮连接的部分实物图 , 请你用笔画线代替导线 , 将实物图连接完整。 图 16 - 26 (1) 如图所示 8 . [2014· 山西 38 题 7 分 ] 在测量小灯泡电功率的实验中 , 实验室所提供的器材有 : 电源 ( 电压恒为 6 V), 额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 的小灯泡 , 电流表、电压表、开关各一个 , 导线若干 , 滑动变阻器 ( 规格有 “10 Ω 　 1 A”“50 Ω 　 1 . 5 A”) 两个。 (2) 检查电路连接无误后 , 将滑动变阻器的滑片置于 　　　　 ( 选填 “ A ” 或 “ B ”) 端 , 闭合开关后 , 小壮立即发现小灯泡发光过亮 , 不能进行实验 , 为了完成实验 , 接下来他的操作是 　   　 。 图 16 - 26 A 断开开关 , 换接“ 50 Ω 　 1.5 A” 的滑动变阻器重新实验 8 . [2014· 山西 38 题 7 分 ] 在测量小灯泡电功率的实验中 , 实验室所提供的器材有 : 电源 ( 电压恒为 6 V), 额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 的小灯泡 , 电流表、电压表、开关各一个 , 导线若干 , 滑动变阻器 ( 规格有 “10 Ω 　 1 A”“50 Ω 　 1 . 5 A”) 两个。 (3) 小壮改正错误后 , 闭合开关 , 改变滑动变阻器接入电路的阻值 , 记下各组对应的电压表和电流表的示数 , 并绘制成如图乙所示的 I-U 图像 , 根据图像可知小灯泡的额定功率是 　　　 W; 图中从原点到 M 点再到 N 点的曲线反映出灯丝的电阻是 　　　　 的。 图 16 - 26 0.625 变化 8 . [2014· 山西 38 题 7 分 ] 在测量小灯泡电功率的实验中 , 实验室所提供的器材有 : 电源 ( 电压恒为 6 V), 额定电压为 2 . 5 V 、电阻约为 10 Ω 的小灯泡 , 电流表、电压表、开关各一个 , 导线若干 , 滑动变阻器 ( 规格有 “10 Ω 　 1 A”“50 Ω 　 1 . 5 A”) 两个。 (4) 实验中 , 某同学的小灯泡先由暗变亮 , 然后发出耀眼的光后被烧坏。为了避免灯丝烧断 , 请你提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项 : 　　　 　 　　   　 。 图 16 - 26 缓慢调节滑动变 阻器的滑片 , 同时观察电压表的示数 , 使其不能超过小灯泡额定电压值的 1 . 2 倍 9. [2015· 山西 29 题 2 分 ] 英国物理学家 　　　　 做了大量的实验 , 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 , 其计算公式是 　　　　 , 这一发现发展了电热学理论 , 为电热的应用作出了杰出的贡献。 考点四　焦耳定律 焦耳 Q=I 2 Rt 10. [2012· 山西 39 题 4 分 ] 为了探究影响电热的因素 , 小伟设计了如图 16-27 甲所示的电路 , 烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油 , R 甲 >R 乙 。 (1) 为了在较短的时间内达到明显的实验效果 , 选用煤油而不用水 , 主要是由于 　 。   煤油的比热容小 图 16-27 10. [2012· 山西 39 题 4 分 ] 为了探究影响电热的因素 , 小伟设计了如图 16-27 甲所示的电路 , 烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油 , R 甲 >R 乙 。 (2) 通电一段时间后 , 比较两烧瓶中温度计的示数 , 是为了探究电热与 　　　　 的关系。 电阻 图 16-27 10. [2012· 山西 39 题 4 分 ] 为了探究影响电热的因素 , 小伟设计了如图 16-27 甲所示的电路 , 烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油 , R 甲 >R 乙 。 (3) 要利用此装置来探究电热与电流的关系 , 你还需要的操作是     　 。 移动滑动变阻器滑片 , 比较通电时间相同时 , 同一个烧瓶中温度计两次示数的变化 图 16-27 10. [2012· 山西 39 题 4 分 ] 为了探究影响电热的因素 , 小伟设计了如图 16-27 甲所示的电路 , 烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油 , R 甲 >R 乙 。 (4) 将此装置改装后可测量煤油的比热容 , 如图乙所示。测量时 , 分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为 t 0 、质量相等的水和煤油 , 通电一段时间后 , 分别读出温度计 的示数为 t 水 、 t 煤油 , 请写出煤油比热容的表达式 : c 煤油 = 　　　　　　 ( 已知水的比热 容为 c 水 ) 。 图 16-27 11 . [2018· 山西 43 题 4 分 ] 在物理综合实践活动中 , 小明和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其他用电器 , 只让电磁灶接入电路中烧水 , 水的质量为 2 kg 。小明负责观察电能表 ( 如图 16 - 28 所示 ), 小亮负责用温度计测量水的温度。 5 min 内电能表上的转盘转了 200 r, 水的温度恰好升高了 50 ℃ 。 [ c 水 = 4 . 2×10 3 J/(kg·℃)] 求解下列问题 : (1) 水吸收的热量是多少 ? (2) 电磁灶的实际功率是多少 ? (3) 电磁灶烧水的效率是多少 ? 考点五　用电器类相关计算 图 16 - 28 解 : (1) 水吸收的热量 Q 吸 =c 水 m Δ t 温 = 4 . 2×10 3 J/(kg·℃)×2 kg×50 ℃ = 4 . 2×10 5 J 。 11 . [2018· 山西 43 题 4 分 ] 在物理综合实践活动中 , 小明和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其他用电器 , 只让电磁灶接入电路中烧水 , 水的质量为 2 kg 。小明负责观察电能表 ( 如图 16 - 28 所示 ), 小亮负责用温度计测量水的温度。 5 min 内电能表上的转盘转了 200 r, 水的温度恰好升高了 50 ℃ 。 [ c 水 = 4 . 2×10 3 J/(kg·℃)] 求解下列问题 : (2) 电磁灶的实际功率是多少 ? 图 16 - 28 11 . [2018· 山西 43 题 4 分 ] 在物理综合实践活动中 , 小明和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其他用电器 , 只让电磁灶接入电路中烧水 , 水的质量为 2 kg 。小明负责观察电能表 ( 如图 16 - 28 所示 ), 小亮负责用温度计测量水的温度。 5 min 内电能表上的转盘转了 200 r, 水的温度恰好升高了 50 ℃ 。 [ c 水 = 4 . 2×10 3 J/(kg·℃)] 求解下列问题 : (3) 电磁灶烧水的效率是多少 ? 图 16 - 28 12 . [2019· 山西 43 题 5 分 ] “ 创新 ” 小组的同学们调查发现 , 雨雪天气里汽车后视镜会变模糊 , 影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图 16-29 所示是加热电路原理图 , 电源电压为 100 V, 加热电阻 R 1 与 R 2 的阻值均为 100 Ω, 电路低温挡除雾 , 高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试 , 开启除霜模式加热后视镜 1 min, 用温度传感器测得其温度升高了 6 ℃ 。已知后视镜玻璃质量为 0 . 5 kg, 玻璃的比热容约 0 . 8×10 3 J/(kg·℃) 。求 : (1) 除霜模式下 , 电路中的电流。 (2) 除霜模式下 , 电路的加热效率。 图 16-29 12 . [2019· 山西 43 题 5 分 ] “ 创新 ” 小组的同学们调查发现 , 雨雪天气里汽车后视镜会变模糊 , 影响行车安全。同学们设计了给后视镜除雾、除霜的加热电路。如图 16-29 所示是加热电路原理图 , 电源电压为 100 V, 加热电阻 R 1 与 R 2 的阻值均为 100 Ω, 电路低温挡除雾 , 高温挡除霜。同学们对电路进行模拟测试 , 开启除霜模式加热后视镜 1 min, 用温度传感器测得其温度升高了 6 ℃ 。已知后视镜玻璃质量为 0 . 5 kg, 玻璃的比热容约 0 . 8×10 3 J/(kg·℃) 。求 : (2) 除霜模式下 , 电路的加热效率。 图 16-29 13 . [2015· 山西 42 题 5 分 ] 几千年来中国的厨艺最讲究的就是 “ 火候 ” 二字 , 现在市场上流行如图 16 - 30 甲所示的新型电饭锅 , 该电饭锅采用 “ 聪明火 ” 技术 , 电脑智能控温、控压 , 智能化地控制食物在不同时间段的温度 , 以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所示 , R 1 和 R 2 均为电热丝 ,S 是自动控制开关。把电饭锅接入 220 V 电路中 , 用电饭锅的 “ 聪明火 ” 煮米饭 , 电饭锅工作时的电流随时间变化的关系图像如图丙所示。求 : 图 16 - 30 (1) 电热丝 R 2 的阻值。 ( 计算结果保留一位小数 ) (2) 这个电饭锅可以在 15 min 内把质量为 1 . 1 kg 的米饭由 20 ℃ 加热到 100 ℃, 求电饭锅在这段时间内的加热效率。 [ c 米饭 = 4 . 2×10 3 J/(kg·℃)] 图 16 - 30 13 . [2015· 山西 42 题 5 分 ] 几千年来中国的厨艺最讲究的就是 “ 火候 ” 二字 , 现在市场上流行如图 16 - 30 甲所示的新型电饭锅 , 该电饭锅采用 “ 聪明火 ” 技术 , 电脑智能控温、控压 , 智能化地控制食物在不同时间段的温度 , 以得到最佳的营养和口感。其简化电路如图乙所示 , R 1 和 R 2 均为电热丝 ,S 是自动控制开关。把电饭锅接入 220 V 电路中 , 用电饭锅的 “ 聪明火 ” 煮米饭 , 电饭锅工作时的电流随时间变化的关系图像如图丙所示。求 : (2) 这个电饭锅可以在 15 min 内把质量 为 1 . 1 kg 的米饭由 20 ℃ 加热到 100 ℃, 求电饭锅在这段时间内的加热效率。 [ c 米饭 = 4 . 2×10 3 J/(kg·℃)] 图 16 - 30 14 . [2014· 山西 42 题 5 分 ] 市场上有一种电热饮水机 , 如图 16 - 31 所示是饮水机的简化电路图 ,S 是温控开关 , R 1 是调节电阻 , 其阻值为 176 Ω, R 2 是供加热的电阻丝 , 饮水机的铭牌参数如下表所示。 (1) 若饮水机正常工作时的加热效率为 90%, 现将质量为 1 . 5 kg 、初温为 20 ℃ 的水在标准大气压下烧开 , 需要吸收的热量是多少 ? 需加热多长时间 ?[ c 水 = 4 . 2×10 3 J/(kg·℃), 时间计算结果保留整数 ] (2) 求当饮水机处于保温状态时 , R 2 的保温功率是多少。 图 16 - 31 型号 YSJ - 66 额定电压 220 V 加热功率 1100 W 水箱容积 5 L 频率 50 Hz 14 . [2014· 山西 42 题 5 分 ] 市场上有一种电热饮水机 , 如图 16 - 31 所示是饮水机的简化电路图 ,S 是温控开关 , R 1 是调节电阻 , 其阻值为 176 Ω, R 2 是供加热的电阻丝 , 饮水机的铭牌参数如下表所示。 (2) 求当饮水机处于保温状态时 , R 2 的保温功率是多少。 图 16 - 31 型号 YSJ - 66 额定电压 220 V 加热功率 1100 W 水箱容积 5 L 频率 50 Hz