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A
A
C
B
B
B
【分析】
要解决这道题,我们可以分两步思考:首先,根据已知的电能和工作时间,利用电功率公式计算出用电器的功率;其次,结合生活中常见家用电器的功率范围,判断该用电器的类型。
第一步,回忆电功率的计算公式$ P = \frac{W}{t} $,需注意单位统一,题目中电能单位是$ kW·h $,因此要将时间换算为小时;第二步,计算出功率后,对比各选项电器的典型功率:空调功率通常在1000W以上,电冰箱约100-200W,电视机约100-300W,收音机功率仅几瓦,由此匹配对应的用电器。
【解析】
1. 单位换算:工作时间$ t = 15\ \mathrm{min} = \frac{15}{60}\ \mathrm{h} = 0.25\ \mathrm{h} $
2. 计算用电器的电功率:
根据电功率公式$ P = \frac{W}{t} $,代入已知数据$ W = 0.3\ \mathrm{kW·h} $,$ t = 0.25\ \mathrm{h} $,可得:
$ P = \frac{0.3\ \mathrm{kW·h}}{0.25\ \mathrm{h}} = 1.2\ \mathrm{kW} = 1200\ \mathrm{W} $
3. 对比常见电器功率:
空调的功率约为1000-2000W,与计算结果相符;
电冰箱功率约100-200W,电视机功率约100-300W,收音机功率仅几瓦,均远小于1200W。
因此该用电器可能是空调,选A。
【答案】
A
【知识点】
1. 电功率的计算
2. 常见用电器功率估测
【点评】
本题结合生活实际,考查电功率公式的应用及对常见家用电器功率的了解。解题核心是正确运用电功率公式计算功率,并将计算结果与生活常识结合判断用电器类型,体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先明确电炉丝与导线的连接方式为串联,根据串联电路的电流特点,通过两者的电流是相等的,因此可排除选项C、D。再结合焦耳定律$Q=I^{2}Rt$分析,在电流$I$和通电时间$t$相同的情况下,导体产生的热量$Q$与电阻$R$成正比。电炉丝热得发红说明其产生的热量多,导线不怎么发热说明导线产生的热量少,由此可推断出导线的电阻更小,所以应选A选项。
【解析】
电炉丝与导线串联在电路中,根据串联电路的电流规律,通过它们的电流$I$相等,且通电时间$t$相同。
根据焦耳定律公式$Q=I^{2}Rt$,在$I$和$t$相同的条件下,导体产生的热量$Q$与电阻$R$成正比。
由于电炉丝热得发红,说明其产生的热量多,导线不怎么发热说明导线产生的热量少,因此导线的电阻小于电炉丝的电阻。
综上,选项A正确,B、C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
焦耳定律应用;串联电路电流规律
【点评】
本题将物理知识与生活现象结合,考查焦耳定律的实际应用,核心是掌握串联电路电流特点以及焦耳定律中热量与电阻的关系,难度不大,注重对基础知识点的理解与运用。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先,我们可以通过I-U图像结合欧姆定律计算出两个定值电阻的阻值。根据串并联电路的基本特点(串联电流相等、并联电压相等),再结合电功率公式($P=I^2R$、$P=\frac{U^2}{R}$),对每个选项逐一分析判断:
1. 从图像中选取对应数据,利用$R=\frac{U}{I}$计算$R_A$和$R_B$的阻值,得出两者的阻值关系;
2. 串联电路中电流处处相等,据此判断A选项;并联电路中各支路电压相等,据此判断B选项;
3. 串联时,根据$P=I^2R$(电流相同,功率与电阻成正比)分析C选项;
4. 并联时,根据$P=\frac{U^2}{R}$(电压相同,功率与电阻成反比)分析D选项。
【解析】
1. 计算电阻阻值:
由I-U图像可知:
对于$R_A$,当电压为$2U_0$时,电流为$I_0$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,得:
$R_A=\frac{2U_0}{I_0}$
对于$R_B$,当电压为$U_0$时,电流为$I_0$,同理得:
$R_B=\frac{U_0}{I_0}$
因此$R_A=2R_B$。
2. 分析各选项:
选项A:串联电路中电流处处相等,因此$R_A$和$R_B$的电流相等,A错误。
选项B:并联电路中各支路两端电压相等,因此$R_A$和$R_B$的电压相等,B错误。
选项C:串联时,通过两电阻的电流$I$相同,根据电功率公式$P=I^2R$,可得:
$\frac{P_A}{P_B}=\frac{I^2R_A}{I^2R_B}=\frac{R_A}{R_B}=\frac{2R_B}{R_B}=2$
即$P_A=2P_B$,C正确。
选项D:并联时,两电阻两端的电压$U$相同,根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,可得:
$\frac{P_A}{P_B}=\frac{\frac{U^2}{R_A}}{\frac{U^2}{R_B}}=\frac{R_B}{R_A}=\frac{R_B}{2R_B}=\frac{1}{2}$
即$P_B=2P_A$,D错误。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律;串并联电路特点;电功率计算
【点评】
本题考查了从I-U图像获取电阻信息的方法,需结合串并联电路的规律,灵活选择电功率公式进行分析,关键是明确串并联电路中电流、电压的特点,以及不同电路下电功率公式的适用情况。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先理清电路的两种状态:
1. 初始状态:电灯直接接在恒定电压电源上,功率为100W,此时电路总功率等于电灯功率,即100W。
2. 变化后状态:电灯与长导线串联接同一电源,导线有电阻会损耗功率。
解题思路:根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,电源电压恒定,串联导线后总电阻增大,电路总功率会小于初始的100W;而总功率等于电灯实际功率与导线损耗功率之和,由此可推导电灯实际功率的范围。
【解析】
设电源电压为$ U $,电灯电阻为$ R_0 $,导线电阻为$ R_{\mathrm{线}} $。
1. 初始状态:电灯直接接电源,功率$ P_0 = \frac{U^2}{R_0} = 100\ \mathrm{W} $。
2. 串联导线后:电路总电阻$ R_{\mathrm{总}} = R_0 + R_{\mathrm{线}} $,因$ R_{\mathrm{总}} > R_0 $,电源电压$ U $恒定,根据$ P = \frac{U^2}{R} $,电路总功率$ P_{\mathrm{总}} = \frac{U^2}{R_{\mathrm{总}}} < \frac{U^2}{R_0} = 100\ \mathrm{W} $。
3. 总功率与分功率关系:$ P_{\mathrm{总}} = P_{\mathrm{实}} + P_{\mathrm{线}} $,已知$ P_{\mathrm{线}} = 9\ \mathrm{W} $,则$ P_{\mathrm{实}} = P_{\mathrm{总}} - 9\ \mathrm{W} $。
4. 推导实际功率范围:由于$ P_{\mathrm{总}} < 100\ \mathrm{W} $,因此$ P_{\mathrm{实}} < 100\ \mathrm{W} - 9\ \mathrm{W} = 91\ \mathrm{W} $。
【答案】
B
【知识点】
串联电路功率规律、电功率公式应用、电阻对功率的影响
【点评】
本题核心考查串联电路的功率分析,易出错点是忽略“串联导线后总功率减小”,直接用100W-9W=91W错选A。解题需从总电阻变化对总功率的影响入手,用整体思路简化分析,避免复杂电阻计算。
【难度系数】
0.3
【分析】
首先,串联电路中各处电流相等,可先排除D选项;灯泡的亮度由实际功率决定,$L_1$较亮说明其实际功率更大。根据串联电路功率公式$P=I^2R$,电流$I$相同,实际功率越大则电阻越大,因此$L_1$的阻值大于$L_2$,A选项错误;再根据$U=IR$,电流相同,电阻大的两端电压大,故$L_1$两端电压大于$L_2$,C选项错误;最后结合两灯额定电压相同,利用额定功率公式$P_{额}=\frac{U_{额}^2}{R}$,电阻越大额定功率越小,可知$L_1$的额定功率小于$L_2$的额定功率,B选项正确。
【解析】
1. 串联电路电流规律:串联电路中各处电流相等,因此通过$L_1$和$L_2$的电流相等,D选项错误。
2. 实际功率与亮度的关系:灯泡的亮度由实际功率决定,$L_1$较亮,说明$P_{实1}>P_{实2}$。
3. 由$P=I^2R$(串联电路电流$I$相同),因为$P_{实1}>P_{实2}$,所以$R_1>R_2$,A选项错误。
4. 根据$U=IR$,电流$I$相同,$R_1>R_2$,则$U_1>U_2$,C选项错误。
5. 已知两灯额定电压$U_{额}$相同,由额定功率公式$P_{额}=\frac{U_{额}^2}{R}$,因为$R_1>R_2$,所以$P_{额1}<P_{额2}$,B选项正确。
【答案】
B
【知识点】
串联电路特点、实际功率与亮度、额定功率计算
【点评】
本题考查串联电路的电流、电压、功率规律的综合应用,需明确灯泡亮度由实际功率决定,结合欧姆定律和功率公式区分实际功率与额定功率的关系,理清各物理量间的逻辑联系。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,需结合安全用电的相关原则对每个选项逐一分析判断:首先回忆安全用电的核心要求,如避免导体接触带电体、测电笔的正确使用方法、大功率金属外壳用电器的插座选择、开关的正确接线方式等。对于选项A,湿布是导体,正在发光的灯泡与火线连通,用湿布擦拭易引发触电;选项B,测电笔使用时,手接触笔尾金属体才能形成电流回路,从而准确辨别火线,符合规范;选项C,电热水器是大功率金属外壳用电器,需用三孔插座接地防漏电,两孔插座无接地功能,存在安全隐患;选项D,开关接零线上时,断开开关后灯泡仍与火线相连,易触电,应接火线。通过逐一排查,可确定正确选项。
【解析】
A. 湿布属于导体,正在发光的台灯灯泡与火线相连,用湿布擦拭时,电流易通过湿布传导至人体,引发触电事故,不符合安全用电原则;
B. 使用测电笔时,手按住笔尾金属体,能使人体与测电笔形成完整通路,当笔尖接触被测导线时,可根据氖管是否发光判断导线是否为火线,符合安全用电原则;
C. 电热水器是带有金属外壳的大功率用电器,为防止漏电时金属外壳带电引发触电,应使用三孔插座将金属外壳接地,使用两孔插座不符合安全用电原则;
D. 电灯的开关应安装在火线上,当开关断开时,电灯与火线断开连接,可避免维修或更换灯泡时触电,若安装在零线上,断开开关后电灯仍与火线相连,存在安全隐患,不符合安全用电原则。
综上,符合安全用电原则的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
安全用电原则、测电笔的使用、大功率用电器接地要求
【点评】
本题为安全用电常识类基础题,紧密联系生活实际,考查学生对安全用电基本规则的掌握情况,要求学生能将所学知识应用到日常用电场景中,判断用电行为的安全性。
【难度系数】
0.8