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A
A
B
B
215
3.25
【分析】
首先回忆串联电路的核心特点:串联电路中各处电流处处相等,以此先排除电流相关的错误选项;其次明确灯泡亮度由实际功率决定,而非额定功率;最后结合电路故障的表现分析:
1. 串联电路电流处处相等,所以“不亮的灯泡电流太小”的说法不成立;
2. 若不亮的灯泡灯丝断了,整个电路为断路,两个灯泡都不会发光,与题目现象矛盾;
3. 灯泡亮度由实际功率$P_{实}=I^{2}R$决定,串联电流$I$相同,不亮的灯泡实际功率小,说明其电阻小,符合题意;
4. 额定功率$P_{额}=\frac{U_{额}^{2}}{R}$,题目未说明两灯泡额定电压相同,无法确定不亮的灯泡额定功率一定大。
【解析】
对各选项逐一分析:
选项B:串联电路的基本特点是各处电流大小相等,两个灯泡串联时通过的电流完全相同,因此该选项错误;
选项D:若不亮的灯泡灯丝断了,整个电路处于断路状态,电路中无电流,两个灯泡都不会发光,与题目中“一个灯泡亮,另一个不亮”的现象不符,该选项错误;
选项A:灯泡的亮度由实际功率决定,串联电路中电流$I$处处相等,根据公式$P_{实}=I^{2}R$,实际功率与电阻成正比,不亮的灯泡实际功率小,说明其电阻太小,该选项正确;
选项C:额定功率$P_{额}=\frac{U_{额}^{2}}{R}$,题目未明确两灯泡的额定电压相同,仅通过电阻小无法判定其额定功率一定大,该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
串联电路电流规律,实际功率决定亮度,电路故障分析
【点评】
本题考查串联电路的特点、实际功率与灯泡亮度的关系及电路故障判断,重点在于区分额定功率与实际功率,明确灯泡亮度由实际功率决定,同时需熟练掌握串联电路的电流规律,避免混淆额定功率和实际功率的概念。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先明确超导体的核心特性是常温下电阻为零,接下来需结合各选项中电学元件的工作原理,判断超导体是否适用:
1. 输电导线:传统导线因电阻会产生电能损耗,超导体电阻为零可避免损耗,提升输电效率,符合需求;
2. 熔断器熔丝:依赖电流热效应发热熔断,超导体无电阻不发热,无法熔断,不适用;
3. 白炽灯灯丝:利用电阻发热发光,超导体不发热,无法工作,不适用;
4. 测电笔高电阻:需限制电流,超导体电阻为零会导致电流过大,危及安全,不适用。因此最适合的是输电导线。
【解析】
超导体的关键特性是常温下电阻为零,通电时不会产生焦耳热。对各选项分析如下:
A. 输电导线:传统输电导线因存在电阻,根据焦耳定律Q=I²Rt,会在输电过程中产生电能损耗。若使用常温超导体,电阻为零,可完全避免电能损耗,大幅提高输电效率,适合作为输电导线。
B. 熔断器内的熔丝:工作原理是利用电流的热效应,当电路电流过大时,熔丝因电阻发热熔断以保护电路。超导体电阻为零,通电时不产生热量,无法熔断,不能起到保护作用,不适合。
C. 白炽灯的灯丝:通过电流的热效应使灯丝高温发光,超导体电阻为零,通电时无热量产生,无法发光,不适合。
D. 测电笔内的高电阻:作用是限制通过人体的电流,保障安全。超导体电阻为零,会导致通过人体的电流过大,危及人身安全,不适合。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
超导体的特性、电流的热效应、焦耳定律
【点评】
本题结合超导体的特性考查电学元件的工作原理,需要学生将超导体“电阻为零”的核心特性与各元件的工作需求相结合分析,既考查了对超导体概念的理解,也考查了对常见电学元件原理的掌握,注重理论联系实际。
【难度系数】
0.8
【分析】
要判断灯泡是否正常发光,需明确灯泡正常发光的条件是实际电压等于额定电压(或实际电流等于额定电流)。首先根据灯泡的额定电压和额定功率,分别计算出两个灯泡的额定电流和电阻;再结合串联电路“总电阻等于各电阻之和、电流处处相等”的特点,计算出串联电路的实际电流;最后将实际电流与两灯泡的额定电流对比,或计算实际电压与额定电压对比,即可判断哪个灯泡能正常发光。
【解析】
1. 计算灯泡$L_1$的额定电流和电阻:
由$P=UI$得,$L_1$的额定电流$I_{1额}=\frac{P_{1额}}{U_{1额}}=\frac{3W}{6V}=0.5A$;
由$P=\frac{U^2}{R}$得,$L_1$的电阻$R_1=\frac{U_{1额}^2}{P_{1额}}=\frac{(6V)^2}{3W}=12Ω$。
2. 计算灯泡$L_2$的额定电流和电阻:
$L_2$的额定电流$I_{2额}=\frac{P_{2额}}{U_{2额}}=\frac{3W}{12V}=0.25A$;
$L_2$的电阻$R_2=\frac{U_{2额}^2}{P_{2额}}=\frac{(12V)^2}{3W}=48Ω$。
3. 计算串联电路的总电阻和实际电流:
串联总电阻$R_{总}=R_1+R_2=12Ω+48Ω=60Ω$;
电路实际电流$I=\frac{U_{总}}{R_{总}}=\frac{15V}{60Ω}=0.25A$。
4. 判断灯泡是否正常发光:
实际电流$I=0.25A=I_{2额}$,说明$L_2$的实际电流等于额定电流,实际电压等于额定电压,$L_2$正常发光;
实际电流$I=0.25A<I_{1额}=0.5A$,$L_1$的实际电压$U_{1实}=IR_1=0.25A×12Ω=3V≠6V$,$L_1$不能正常发光。
【答案】
B
【知识点】
串联电路的特点,电功率的计算,欧姆定律的应用
【点评】
本题考查串联电路规律、欧姆定律与电功率公式的综合应用,核心是抓住灯泡正常发光的条件(实际电压等于额定电压或实际电流等于额定电流),通过分步计算相关物理量,对比后得出结论,需要学生熟练掌握电学公式的灵活运用。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,首先明确家庭电路中空气开关跳闸的核心原因是电路中电流过大,而电流过大的常见原因有两种:一是电路发生短路,二是用电器总功率过大。接下来结合每个选项的情况,逐一分析是否会导致电流过大、空气开关跳闸:
1. 分析选项A和D:如果是灯丝断了或插头断路,台灯所在支路为断路状态,不会改变整个家庭电路的总电流,空气开关不会跳闸,原来亮着的灯也不会熄灭,因此A、D不符合题意。
2. 分析选项C:若插座原来已短路,那么在插入台灯之前,家庭电路就已经处于短路状态,空气开关会提前跳闸,原来的灯根本不会亮,与题目中“原来亮着的灯全熄灭”的前提矛盾,所以C不符合题意。
3. 分析选项B:台灯的灯座短路,当闭合开关的台灯插入插座时,会造成家庭电路短路,瞬间电流过大,导致空气开关跳闸,家中原来亮着的灯因电路断电全熄灭,符合题目描述的现象。
【解析】
家庭电路中空气开关跳闸的原因是电路电流过大,电流过大的原因包括短路或用电器总功率过大。对各选项逐一分析:
A. 台灯的灯丝断了:台灯支路为断路,电路总电流不变,空气开关不会跳闸,原来的灯正常发光,不符合题意。
B. 台灯的灯座短路:闭合开关的台灯插入插座后,灯座短路造成电源短路,电路电流急剧增大,空气开关跳闸,家中原有电灯因断电全熄灭,符合题意。
C. 插座原来已短路:若插座原本短路,在插入台灯前空气开关就已跳闸,原有电灯不会亮,与题目前提矛盾,不符合题意。
D. 台灯的插头断路:台灯支路断路,电路总电流无变化,空气开关不会跳闸,原有电灯正常发光,不符合题意。
综上,答案选B。
【答案】
B
【知识点】
家庭电路故障分析、短路的危害
【点评】
本题考查家庭电路的故障判断,核心是理解短路和断路对家庭电路电流的影响,需要结合故障现象反向推导故障原因,属于家庭电路的基础考点,能帮助学生区分不同电路故障的表现。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,分两步进行:
1. 计算上月用电量:电能表的用电量是上月底示数减去上月初示数,注意电能表最后一位是小数位,直接相减即可得到总用电量。
2. 计算多付的电费:首先明确原来的电费是总用电量统一按0.53元/(kW·h)计算;阶梯电价下,先判断总用电量处于哪一档,215kW·h属于第一档150kW·h加上第二档的65kW·h,分别计算各档的费用求和得到现在的电费,再用现在的电费减去原来的电费,就是多付的金额。
【解析】
1. 计算上月用电量:
上月用电量 $ W = 6327.10\ \mathrm{kW·h} - 6112.10\ \mathrm{kW·h} = 215\ \mathrm{kW·h} $
2. 计算原来的电费:
原来的电费 $ E_1 = 215\ \mathrm{kW·h} × 0.53\ \mathrm{元/(kW·h)} = 113.95\ \mathrm{元} $
3. 计算阶梯电价下的电费:
第一档150kW·h的费用:$ 150\ \mathrm{kW·h} × 0.53\ \mathrm{元/(kW·h)} = 79.5\ \mathrm{元} $
第二档的电量:$ 215\ \mathrm{kW·h} - 150\ \mathrm{kW·h} = 65\ \mathrm{kW·h} $
第二档的费用:$ 65\ \mathrm{kW·h} × 0.58\ \mathrm{元/(kW·h)} = 37.7\ \mathrm{元} $
现在的总电费 $ E_2 = 79.5\ \mathrm{元} + 37.7\ \mathrm{元} = 117.2\ \mathrm{元} $
4. 计算多付的电费:
多付的费用 $ \Delta E = E_2 - E_1 = 117.2\ \mathrm{元} - 113.95\ \mathrm{元} = 3.25\ \mathrm{元} $
【答案】
215;3.25
【知识点】
电能表读数,阶梯电价计算,电费核算
【点评】
本题结合生活实际,考查电能表的读数规则和阶梯电价的费用计算,需要学生掌握分段计费的方法,计算时需仔细核对各档电量和单价,避免计算错误。
【难度系数】
0.8
【分析】
1. 第一问:首先要明确电能表参数的意义,5(20)A中,20A是额定最大电流,当通过电能表的电流不超过该值时,电能表能稳定工作且准确测量电路消耗的电能,据此可得出答案。
2. 第二问:电视机待机消耗的电能等于两次电能表的示数之差,注意电能表最后一位是小数位,直接用后一次示数减去前一次示数即可。
3. 第三问:先准确计算出电视机的待机总时长,再利用电功率公式$P=\frac{W}{t}$,代入消耗的电能和待机时间计算,注意单位统一换算,最终得到待机功率。
【解析】
(1) 电能表参数5(20)A表示电能表的标定电流为5A,额定最大电流为20A,当通过电能表的电流小于20A时,电能表才能稳定地工作且能准确测量电路消耗的电能。
(2) 待机消耗的电能:
$W = W_{\mathrm{乙}} - W_{\mathrm{甲}} = 812.60\ \mathrm{kW·h} - 812.40\ \mathrm{kW·h} = 0.2\ \mathrm{kW·h}$
(3) 计算待机时间:从5月1日上午8:00到5月3日上午10:00,总时长为$2×24\ \mathrm{h} + 2\ \mathrm{h} = 50\ \mathrm{h}$
根据电功率公式$P=\frac{W}{t}$,代入数据得:
$P = \frac{0.2\ \mathrm{kW·h}}{50\ \mathrm{h}} = 0.004\ \mathrm{kW} = 4\ \mathrm{W}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{20}$
(2) $\boldsymbol{0.2}$
(3) $\boldsymbol{4}$
【知识点】
电能表参数理解;电能计算;电功率计算
【点评】
本题结合生活中电视机待机的场景,考查电能表的使用、电能与电功率的计算,既注重基础知识的考查,又体现了物理知识在生活中的实际应用,引导学生关注生活中的节能问题。
【难度系数】
0.7