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5. 如图所示的电路中,已知电源电压不变,灯泡L标有“3V 0.3A”字样,其阻值会随温度变化。将滑动变阻器R₂的滑片置于最右端,只闭合开关S₁时,电压表的示数为3.8V,R₁的功率为P₁;只闭合开关S₁,移动滑片至最左端时,电流表的示数为0.3A,R₁的功率为P₂;闭合开关S₁和S₂,移动滑片至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.4A,已知P₁:P₂=1:9。下列选项正确的是 (

A.电源电压为5V
B.滑动变阻器的最大阻值为38Ω
C.当有电流通过灯泡L时,灯泡的最小功率与最大功率之比为1:45
D.电功率P₁的大小为0.15W
BC
)A.电源电压为5V
B.滑动变阻器的最大阻值为38Ω
C.当有电流通过灯泡L时,灯泡的最小功率与最大功率之比为1:45
D.电功率P₁的大小为0.15W
答案:
5.BC解析:B.将滑动变阻器R2的滑片置于最右端,只闭合开关S时,电压表的示数为3.8V,R1的功率为P1,如图甲,只闭合开关S,移动滑片至最左端时,电流表的示数为0.3A,R1的功率为P2,如图乙,闭合开关S和S,移动滑片至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.4A,如图丙,
因为P1:P2=1:9,即I甲²R1:Iz²R1=1:9,所以甲、乙两图中电流之比I甲:Iz=1:3,又因为Iz=0.3A,所以I甲=0.1A,所以滑动变阻器的最大阻值R2=UI甲=$\frac{3.8V}{0.1A}$=38Ω,故B正确;A.在丙电路中,滑动变阻器接人电路的电阻R2丙=
U12丙丙$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω,所以电源电压U=
2.5V+I丙R1①,由于乙电路中的电流为0.3A,所以灯泡正常发光,电压为3V,所以电源电压U=3V+IzR②,由①②得,2.5V+I丙R1=
3V+IzR1,即2.5V+0.4A×R1=3V+0.3A×R1,解得R1=5Ω,U=4.5V,故A错误;
D.只闭合开关S,移动滑片至最右端时,电路中的电流I甲=0.1A,R的功率P1=I甲²R1=
(0.1A)²×5Ω=0.05W,故D错误;C.在只闭合S时,灯泡才有电流通过,即甲、乙两个电路,甲电路中滑动变阻器接人电路的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,此时滑动变阻器两端的电压U2甲=3.8V,R1两端的电压U1甲=I甲R1=0.1A×5Ω=0.5V,所以灯泡两端的电压ULL甲=U−U1甲−U2甲=4.5V−3.8V−0.5V=
0.2V,灯泡的最小功率PL小=UL甲I甲=0.2V×0.1A=0.02W,乙电路中滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路中的电流最大,最大电流是0.3A,灯泡正常发光,灯泡的功率最大PL大=PL额=U额I额=3V×0.3A=0.9W;所以灯泡的最小功率与最大功率之比PL小:PL大=0.02W:0.9W=
1:45,故C正确。故选BC。
[考点]电功率的比例计算;电功率的综合计算;欧姆定律的应用。
5.BC解析:B.将滑动变阻器R2的滑片置于最右端,只闭合开关S时,电压表的示数为3.8V,R1的功率为P1,如图甲,只闭合开关S,移动滑片至最左端时,电流表的示数为0.3A,R1的功率为P2,如图乙,闭合开关S和S,移动滑片至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.4A,如图丙,
因为P1:P2=1:9,即I甲²R1:Iz²R1=1:9,所以甲、乙两图中电流之比I甲:Iz=1:3,又因为Iz=0.3A,所以I甲=0.1A,所以滑动变阻器的最大阻值R2=UI甲=$\frac{3.8V}{0.1A}$=38Ω,故B正确;A.在丙电路中,滑动变阻器接人电路的电阻R2丙=
U12丙丙$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω,所以电源电压U=
2.5V+I丙R1①,由于乙电路中的电流为0.3A,所以灯泡正常发光,电压为3V,所以电源电压U=3V+IzR②,由①②得,2.5V+I丙R1=
3V+IzR1,即2.5V+0.4A×R1=3V+0.3A×R1,解得R1=5Ω,U=4.5V,故A错误;
D.只闭合开关S,移动滑片至最右端时,电路中的电流I甲=0.1A,R的功率P1=I甲²R1=
(0.1A)²×5Ω=0.05W,故D错误;C.在只闭合S时,灯泡才有电流通过,即甲、乙两个电路,甲电路中滑动变阻器接人电路的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,此时滑动变阻器两端的电压U2甲=3.8V,R1两端的电压U1甲=I甲R1=0.1A×5Ω=0.5V,所以灯泡两端的电压ULL甲=U−U1甲−U2甲=4.5V−3.8V−0.5V=
0.2V,灯泡的最小功率PL小=UL甲I甲=0.2V×0.1A=0.02W,乙电路中滑动变阻器接入电路的电阻为零,电路中的电流最大,最大电流是0.3A,灯泡正常发光,灯泡的功率最大PL大=PL额=U额I额=3V×0.3A=0.9W;所以灯泡的最小功率与最大功率之比PL小:PL大=0.02W:0.9W=
1:45,故C正确。故选BC。
[考点]电功率的比例计算;电功率的综合计算;欧姆定律的应用。
6. (4分)空气炸锅是一种新型家电,如图甲所示是某型号空气炸锅,其内部电路可简化为图乙,部分参数如下表所示。其工作原理是通过发热管迅速加热锅内空气,利用大功率风扇形成循环的热流,使盛放在篮内的食品均匀受热,不放油也能达到类似煎炸的效果。


(1)同学们研究说明书和空气炸锅的内部结构后,有以下认识,其中不合理的是
A. 烹制食物时,不能堵住空气炸锅背部的出风口
B. 空气炸锅工作时,发热管将电能转化为内能
C. 电风扇工作是利用电磁感应原理
D. 空气炸锅接地是使用炸锅的安全要点之一,所以空气炸锅必须接地线
(2)某次,该空气炸锅正常工作15min炸好一锅薯条,所消耗的电能是
(3)某同学在家中测量空气炸锅的实际功率。当电路中只有空气炸锅工作时,发现标有“3000r/(kW·h)”的电能表的转盘1min转了60圈,则空气炸锅的实际功率为
(4)你认为空气炸锅的正常工作电流与
(1)同学们研究说明书和空气炸锅的内部结构后,有以下认识,其中不合理的是
C
。A. 烹制食物时,不能堵住空气炸锅背部的出风口
B. 空气炸锅工作时,发热管将电能转化为内能
C. 电风扇工作是利用电磁感应原理
D. 空气炸锅接地是使用炸锅的安全要点之一,所以空气炸锅必须接地线
(2)某次,该空气炸锅正常工作15min炸好一锅薯条,所消耗的电能是
0.35
kW·h。(3)某同学在家中测量空气炸锅的实际功率。当电路中只有空气炸锅工作时,发现标有“3000r/(kW·h)”的电能表的转盘1min转了60圈,则空气炸锅的实际功率为
1200
W。(4)你认为空气炸锅的正常工作电流与
空调
(选填“电视机”“空调”或“电热灭蚊器”)的正常工作电流最接近。
答案:
6.
(1)C
(2)0.35
(3)1200
(4)空调
解析:
(1)A.空气炸锅工作时靠大功率风扇形成循环热流,堵住背部出风口会影响热流循环,导致内部温度过高,甚至损坏机器,故A正确;B.发热管工作时是将电能转化为内能,故B正确;C.电风扇的核心部件是电动机,其原理是通电线圈在
磁场中受力转动,故C错误;D.有金属外壳的家用电器,金属外壳必须接地,这样用电才安全,故
D正确。故选C。
(2)由W=Pt可得,空气炸锅正常工作时间t=
15min=900s,发热管消耗的电能W熟=P热t=
1320W×900s=1.188×10°J。电风扇消耗的电能W风=P风t=80W×900s=7.2×104J。空气炸锅消耗的电能W=W风+W热=7.2×104J+1.188×10°J=1.26×10°J=0.35kW.h。
(3)由电能表参数N=3000r/(kW.h)和转盘转过的圈数n=60r可得,空气炸锅消耗的电能W实=$\frac{n}{N}$=$\frac{60r}{3000r/(kW.h)}$=0.02kW.h,工作时间t实=1min=$\frac{1}{60}$h,空气炸锅的实际电功率P实=W= =1.2kW=1200W。
t实 $\frac{0.02kW.h}{h}$$\frac{1}{60}$
(4)空气炸锅正常工作电流与空调正常工作时的电流最接近,都约为5A。
[考点]电动机工作原理;电功与电能的计算;电功率P=UI的简单计算;用电能表测用电器的电功率。
(1)C
(2)0.35
(3)1200
(4)空调
解析:
(1)A.空气炸锅工作时靠大功率风扇形成循环热流,堵住背部出风口会影响热流循环,导致内部温度过高,甚至损坏机器,故A正确;B.发热管工作时是将电能转化为内能,故B正确;C.电风扇的核心部件是电动机,其原理是通电线圈在
磁场中受力转动,故C错误;D.有金属外壳的家用电器,金属外壳必须接地,这样用电才安全,故
D正确。故选C。
(2)由W=Pt可得,空气炸锅正常工作时间t=
15min=900s,发热管消耗的电能W熟=P热t=
1320W×900s=1.188×10°J。电风扇消耗的电能W风=P风t=80W×900s=7.2×104J。空气炸锅消耗的电能W=W风+W热=7.2×104J+1.188×10°J=1.26×10°J=0.35kW.h。
(3)由电能表参数N=3000r/(kW.h)和转盘转过的圈数n=60r可得,空气炸锅消耗的电能W实=$\frac{n}{N}$=$\frac{60r}{3000r/(kW.h)}$=0.02kW.h,工作时间t实=1min=$\frac{1}{60}$h,空气炸锅的实际电功率P实=W= =1.2kW=1200W。
t实 $\frac{0.02kW.h}{h}$$\frac{1}{60}$
(4)空气炸锅正常工作电流与空调正常工作时的电流最接近,都约为5A。
[考点]电动机工作原理;电功与电能的计算;电功率P=UI的简单计算;用电能表测用电器的电功率。
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